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2027高考化学化学一轮复习：原电池与电解池综合
一．选择题（共25小题）
1．（2025 江西）我国学者设计了一种新型去除工业污水重金属离子的电池（如图）。下列说法错误的是（　　）
已知：CuHCF为铜基普鲁士蓝（Cu[Fe（CN）6]0.67 nH2O）
A．CuHCF中的铁为+3价
B．交换膜为阴离子交换膜
C．洗脱目的是去除电极吸附的Ni2+
D．Zn2+溶液可电解再生电池负极
2．（2025 湖南）一种电化学处理硝酸盐产氨的工作原理如图所示，下列说法错误的是（　　）
A．电解过程中，K+向左室迁移
B．电解过程中，左室中的浓度持续下降
C．用湿润的蓝色石蕊试纸置于b处，试纸先变红后褪色
D．完全转化为NH3的电解总反应：8Cl﹣+6H2ONH3↑+9OH﹣+4Cl2↑
3．（2025 福建）一种无膜电合成碳酸乙烯酯（C3H4O3）的工作原理如图。下列说法正确的是（　　）
A．电源a极为负极
B．反应中Br﹣的物质的量不断减少
C．总反应为C2H4+CO2+H2O═C3H4O3+H2
D．“反应Ⅱ”为CO2+BrCH2CH2OH═C3H4O3+H++Br﹣
4．（2025 湖北）某电池的正极材料为LiFePO4，负极材料为嵌锂石墨。利用人工智能筛选出的补锂试剂LiSO2CF3，能使失活的电池再生并延长寿命，且保持电池原结构。将LiSO2CF3注入电池后充电补锂，过程中[SO2CF3]﹣转化为气体离去。下列有关充电补锂的说法错误的是（　　）
A．[SO2CF3]﹣在阳极失去电子
B．生成气体中含有氟代烃
C．过程中铁元素的价态降低
D．[SO2CF3]﹣反应并离去是该电池保持原结构的原因
5．（2025 河南）一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化，并以LiCl形式回收含锂废弃物中的锂元素，其工作原理如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．Ⅱ为阳离子交换膜
B．电极a附近溶液的pH减小
C．电极b上发生的电极反应式为[Fe（CN）6]4﹣+e﹣＝[Fe（CN）6]3﹣
D．若海水用NaCl溶液模拟，则每脱除58.5gNaCl，理论上可回收1mol LiCl
6．（2025 广西）大型发电机的定子线圈由空芯铜导线缠绕制成。发电机运行时，需向铜导线的空芯通冷水降温，铜导线内壁因发生电化学反应生成Cu2O层。一段时间后，Cu2O表面产生的沉积物会造成堵塞，空芯铜导线截面如图。下列说法错误的是（　　）
A．Cu2O层对铜导线起保护作用
B．正极生成Cu2O的电极反应式为4Cu++O2+4e﹣＝2Cu2O
C．沉积物的成分可能有CuO、Cu2（OH）2CO3
D．腐蚀最严重的区域是沉积物最多之处
7．（2025 重庆）Sb﹣AgCl二次电池的放电过程示意图如图所示。
下列叙述正确的是（　　）
A．放电时，M极为正极
B．放电时，N极上的反应为：Ag+Cl﹣﹣e﹣＝AgCl
C．充电时，消耗4mol Ag的同时消耗1mol Sb4O5Cl2
D．充电时，M极上的反应为：Sb4O5Cl2+10H++12e﹣═4Sb+2Cl﹣+5H2O
8．（2025 浙江）通过电化学方法制备Br2，进而由Br2与反应合成。为提高电流利用效率，某小组设计电化学合成示意图如下，已知氧化性：H2O2＞Br2。下列说法不正确的是（　　）
A．电极A与电源正极相连
B．电极B的电极反应式为：
C．电解液中H2SO4可以用氢溴酸代替
D．原料足量的情况下，理论上电路中转移0.2mole﹣可得到0.1mol
9．（2025 黑龙江）一种基于Cu2O的储氯电池装置如图，放电过程中a、b极均增重。若将b极换成Ag/AgCl电极，b极仍增重。关于图中装置所示电池，下列说法错误的是（　　）
A．放电时Na+向b极迁移
B．该电池可用于海水脱盐
C．a极反应：Cu2O+2H2O+Cl﹣﹣2e﹣═Cu2（OH）3Cl+H+
D．若以Ag/AgCl电极代替a极，电池将失去储氯能力
10．（2025 西藏）下列关于铁腐蚀与防护的反应式正确的是（　　）
A．酸性环境中铁发生析氢腐蚀的负极反应：Fe﹣2e﹣═Fe2+
B．铁发生腐蚀生锈的反应：3Fe+2O2+xH2O═Fe3O4 xH2O
C．铁经过发蓝处理形成致密氧化膜：Fe+2HNO3（浓）═FeO+2NO2↑+H2O
D．安装锌块保护船舶外壳，铁电极上发生的反应：Fe3++3e﹣═Fe
11．（2025 湖北）某电化学制冷系统的装置如图所示。[Fe（H2O）6]3+和[Fe（H2O）6]2+在电极上发生相互转化，伴随着热量的吸收或释放，经由泵推动电解质溶液的循环流动（①→②→③→④→①）实现制冷。装置只通过热交换区域Ⅰ和Ⅱ与环境进行传热，其他区域绝热。下列描述错误的是（　　）
A．阴极反应为[Fe（H2O）6]3++e﹣═[Fe（H2O）6]2+
B．已知②处的电解液温度比①处的低，可推断[Fe（H2O）6]2+比Fe（H2O）6]3+稳定
C．多孔隔膜可以阻止阴极区和阳极区间的热交换
D．已知电子转移过程非常快，物质结构来不及改变。热效应主要来自于电子转移后[Fe（H2O）6]2+和[Fe（H2O）6]3+离子结构的改变
12．（2025 云南）一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示，双极膜中H2O解离的H+和OH﹣在电场作用下向两极迁移。除硼原理：[B（OH）4]﹣+H+═B（OH）3+H2O。下列说法错误的是（　　）
A．Pt电极反应：4OH﹣﹣4e﹣═O2↑+2H2O
B．外加电场可促进双极膜中水的电离
C．Ⅲ室中，X膜、Y膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜
D．Ⅳ室每生成1mol NaOH，同时Ⅱ室最多生成1mol B（OH）3
13．（2025 河北）科研工作者设计了一种用于废弃电极材料LixCoO2（x＜1）再锂化的电化学装置，其示意图如图：
已知：参比电极的作用是确定LixCoO2再锂化为LiCoO2的最优条件，不干扰电极反应。下列说法正确的是（　　）
A．LixCoO2电极上发生的反应：LixCoO2+xe﹣+xLi+═LiCoO2
B．产生标准状况下5.6LO2时，理论上可转化mol的LixCoO2
C．再锂化过程中，向LixCoO2电极迁移
D．电解过程中，阳极附近溶液pH升高
14．（2025 甘肃）我国科研工作者设计了一种Mg﹣海水电池驱动海水（pH＝8.2）电解系统（如图），以新型MoNi/NiMoO4为催化剂（生长在泡沫镍电极上），在电池和电解池中同时产生氢气。下列关于该系统的说法错误的是（　　）
A．将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化效率
B．在外电路中，电子从电极1流向电极4
C．电极3的反应为：4OH﹣﹣4e﹣＝2H2O+O2↑
D．理论上，每通过2mol电子，可产生1mol H2
15．（2025 浙江）一种可充放电Li—O2电池的结构示意图如图所示。
该电池放电时，产物为Li2O和Li2O2，随温度升高Q（消耗1mol O2转移的电子数）增大。
下列说法不正确的是（　　）
A．熔融盐中LiNO3的物质的量分数影响充放电速率
B．充放电时，Li+优先于K+通过固态电解质膜
C．放电时，随温度升高Q增大，是因为正极区O2﹣转化为
D．充电时，锂电极接电源负极
16．（2024 广西）某新型钠离子二次电池（如图）用溶解了NaPF6的二甲氧基乙烷作电解质溶液。放电时嵌入PbSe中的Na变成Na+后脱嵌。下列说法错误的是（　　）
A．外电路通过1mol电子时，理论上两电极质量变化的差值为23g
B．充电时，阳极电极反应为：Na3V2（PO4）3﹣xe﹣═Na3﹣xV2（PO4）3+xNa+
C．放电一段时间后，电解质溶液中的Na+浓度基本保持不变
D．电解质溶液不能用NaPF6的水溶液替换
17．（2024 新课标）一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。（血糖浓度以葡萄糖浓度计）
电池工作时，下列叙述错误的是（　　）
A．电池总反应为2C6H12O6+O2═2C6H12O7
B．b电极上CuO通过Cu（Ⅱ）和Cu（Ⅰ）相互转变起催化作用
C．消耗18mg葡萄糖，理论上a电极有0.4mmol电子流入
D．两电极间血液中的Na+在电场驱动下的迁移方向为b→a
18．（2024 北京）酸性锌锰干电池的构造示意图如图。关于该电池及其工作原理，下列说法正确的是（　　）
A．石墨作电池的负极材料
B．电池工作时，向负极方向移动
C．MnO2发生氧化反应
D．锌筒发生的电极反应为Zn﹣2e﹣═Zn2+
19．（2024 安徽）我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如图。该电池分别以Zn﹣TCPP（局部结构如标注框内所示）形成的稳定超分子材料和Zn为电极，以ZnSO4和KI混合液为电解质溶液。下列说法错误的是（　　）
A．标注框内所示结构中存在共价键和配位键
B．电池总反应为：ZnZn2++3I﹣
C．充电时，阴极被还原的Zn2+主要来自Zn﹣TCPP
D．放电时，消耗0.65gZn，理论上转移0.02mol电子
20．（2024 江苏）碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+H2O═ZnO+2MnOOH，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是（　　）
A．电池工作时，MnO2发生氧化反应
B．电池工作时，OH﹣通过隔膜向正极移动
C．环境温度过低，不利于电池放电
D．反应中每生成1mol MnOOH，转移电子数为2×6.02×1023
21．（2024 江西）我国学者发明了一种新型多功能甲醛﹣硝酸盐电池，可同时处理废水中的甲醛和硝酸根离子（如图）。下列说法正确的是（　　）
A．CuAg电极反应为2HCHO+2H2O﹣4e﹣═2HCOO﹣+H2↑+2OH﹣
B．CuRu电极反应为6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣
C．放电过程中，OH﹣通过质子交换膜从左室传递到右室
D．处理废水过程中溶液pH不变，无需补加KOH
22．（2024 广东）一种基于氯碱工艺的新型电解池（如图），可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法不正确的是（　　）
A．阳极反应：2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑
B．阴极区溶液中OH﹣浓度逐渐升高
C．理论上每消耗1mol Fe2O3，阳极室溶液减少213g
D．理论上每消耗1mol Fe2O3，阴极室物质最多增加138g
23．（2024 甲卷）科学家使用δ﹣MnO2研制了一种MnO2﹣Zn可充电电池（如图所示）。电池工作一段时间后，MnO2电极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列叙述正确的是（　　）
A．充电时，Zn2+向阳极方向迁移
B．充电时，会发生反应Zn+2MnO2═ZnMn2O4
C．放电时，正极反应有MnO2+H2O+e﹣═MnOOH+OH﹣
D．放电时，Zn电极质量减少0.65g，MnO2电极生成了0.020mol MnOOH
24．（2024 浙江）破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成[Zn（NH3）4]2+和H2，下列说法不正确的是（　　）
A．氨水浓度越大，腐蚀趋势越大
B．随着腐蚀的进行，溶液pH变大
C．铁电极上的电极反应式为：2NH3+2e﹣═2H2↑
D．每生成标准状况下224mLH2，消耗0.010molZn
25．（2024 广东）我国自主设计建造的浮式生产储卸油装置“海葵一号”将在珠江口盆地海域使用，其钢铁外壳镶嵌了锌块，以利用电化学原理延缓外壳的腐蚀。下列有关说法正确的是（　　）
A．钢铁外壳为负极
B．镶嵌的锌块可永久使用
C．该法为外加电流法
D．锌发生反应：Zn﹣2e﹣═Zn2+
2027高考化学化学一轮复习之原电池与电解池综合
参考答案与试题解析
一．选择题（共25小题）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
答案 C B C C D D D D D A B
题号 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
答案 C B D C A C D C C B C
题号 23 24 25
答案 C C D
一．选择题（共25小题）
1．（2025 江西）我国学者设计了一种新型去除工业污水重金属离子的电池（如图）。下列说法错误的是（　　）
已知：CuHCF为铜基普鲁士蓝（Cu[Fe（CN）6]0.67 nH2O）
A．CuHCF中的铁为+3价
B．交换膜为阴离子交换膜
C．洗脱目的是去除电极吸附的Ni2+
D．Zn2+溶液可电解再生电池负极
【答案】C
【分析】A．根据常见元素的化合价及化合价法则来分析；
B．根据阳离子交换膜的作用来分析；
C．根据图示信息来分析；
D．原电池中锌电极溶解得到锌离子，充电后，锌离子得电子变为锌，据此分析。
【解答】解：A．在CuHCF为铜基普鲁士蓝（Cu[Fe（CN）6]0.67 nH2O）中，Cu为+2价，CN﹣整体为﹣1价，设铁元素的价态为x，根据化合物中各元素化合价代数和为零，（+2）＝0.67×（6﹣x），x＝+3价，故A正确；
B．由装置图可知，Zn电极失去电子生成Zn2+，为负极；为了维持电荷平衡，阴离子向负极（锌电极）移动，因此交换膜为阴离子交换膜，故B正确；
C．结合装置图中“洗脱”过程，污水中的Ni2+会被吸附到CuHCF正极的配合物孔道中，然后被还原成Ni原子，此时污水达标排放；处理完成后，在酸性条件下，过氧化氢会把正极中富集的Ni原子再次氧化为Ni2+，Ni2+从电极中除去，实现电极再生，因此洗脱目的是去除电极吸附的Ni，故C错误；
D．从示意图可知，在该电池的运行过程中，CuHCF电极所在的右室的污水中重金属离子被去除，Zn电极所在的左室的硫酸锌溶液浓度会不断增大；当污水中的重金属离子被去除后，污水将达标排放；由此推断，该电池是一个间歇操作的污水处理设施，在污水排放的过程中，Zn电极所在的左室可与右室隔断，随着污水处理的间歇性进行，左室的Zn2+溶液浓度增大，可用于电解再生Zn 电极，避免产生新的重金属离子，可持续的利用，故D正确；
故选：C。
【点评】本题考查新型电池的工作原理，涉及化合价判断、离子交换膜类型、离子迁移以及电池再生等知识。首先，明确电池的正负极反应，结合物质的组成和反应过程进行分析。
2．（2025 湖南）一种电化学处理硝酸盐产氨的工作原理如图所示，下列说法错误的是（　　）
A．电解过程中，K+向左室迁移
B．电解过程中，左室中的浓度持续下降
C．用湿润的蓝色石蕊试纸置于b处，试纸先变红后褪色
D．完全转化为NH3的电解总反应：8Cl﹣+6H2ONH3↑+9OH﹣+4Cl2↑
【答案】B
【分析】A．根据图知，电解时，左侧电极上得电子生成、NH3，该电极为阴极，则右侧电极为阳极；电解过程中，K+向阴极移动；
B．电解过程中，左室中先生成后消耗生成NH3；
C．右侧电极上氯离子失电子发生氧化反应生成Cl2，Cl2和H2O反应生成HCl、HClO，蓝色石蕊试液遇酸变红色，HClO具有漂白性；
D．阳极上氯离子失电子生成氯气，阴极上得电子和水反应生成NH3、OH﹣。
【解答】解：A．根据图知，电解时，左侧电极上得电子生成、NH3，该电极为阴极，则右侧电极为阳极；电解过程中，K+向阴极移动，所以K+向左室迁移，故A正确；
B．电解过程中，左室中先生成后消耗生成NH3，左室中的浓度先增大后减小，故B错误；
C．右侧电极上氯离子失电子发生氧化反应生成Cl2，b处得到的气体是Cl2，Cl2和H2O反应生成HCl、HClO，蓝色石蕊试液遇酸变红色，HClO具有漂白性，所以用湿润的蓝色石蕊试纸置于b处，试纸先变红后褪色，故C正确；
D．阳极上氯离子失电子生成氯气，阳极反应式为：8e﹣+6H2O═NH3↑+9OH﹣，阴极上得电子和水反应生成NH3、OH﹣，阴极反应式：8Cl﹣﹣8e﹣═4Cl2↑，所以完全转化为NH3的电解总反应：8Cl﹣+6H2ONH3↑+9OH﹣+4Cl2↑，故D正确；
故选：B。
【点评】本题考查电解原理、物质的检验，侧重考查基础知识的灵活运用能力，明确阴阳极的判断方法、离子的移动方向及各个电极上发生的反应是解本题关键，题目难度不大。
3．（2025 福建）一种无膜电合成碳酸乙烯酯（C3H4O3）的工作原理如图。下列说法正确的是（　　）
A．电源a极为负极
B．反应中Br﹣的物质的量不断减少
C．总反应为C2H4+CO2+H2O═C3H4O3+H2
D．“反应Ⅱ”为CO2+BrCH2CH2OH═C3H4O3+H++Br﹣
【答案】C
【分析】图中b电极上生成氢气，电极反应，2H2O+2e﹣＝H2↑+2OH﹣，为电解池的阴极，a为电解池的阳极，2Br﹣﹣2e﹣＝Br2，电解附近发生反应Ⅰ：Br2+H2O+C2H4＝Br—CH2CH2—OH+HBr，反应Ⅱ为CO2+BrCH2CH2OH═C3H4O3+HBr，据此分析判断。
【解答】解：A．分析可知，二氧化铱电极为电解池阳极，a为正极，故A错误；
B．上述反应过程中可知，参与反应的Br﹣的物质的量不减少，故B错误；
C．分析可知，总反应为C2H4+CO2+H2O═C3H4O3+H2，故C正确；
D．“反应Ⅱ”中的反应，CO2+BrCH2CH2OH+OH﹣═C3H4O3+H2O+Br﹣，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查了电解池原理、电极反应书写、反应的过程分析判断，注意知识的熟练掌握，题目难度中等。
4．（2025 湖北）某电池的正极材料为LiFePO4，负极材料为嵌锂石墨。利用人工智能筛选出的补锂试剂LiSO2CF3，能使失活的电池再生并延长寿命，且保持电池原结构。将LiSO2CF3注入电池后充电补锂，过程中[SO2CF3]﹣转化为气体离去。下列有关充电补锂的说法错误的是（　　）
A．[SO2CF3]﹣在阳极失去电子
B．生成气体中含有氟代烃
C．过程中铁元素的价态降低
D．[SO2CF3]﹣反应并离去是该电池保持原结构的原因
【答案】C
【分析】将LiSO2CF3注入电池后充电补锂，阴极发生反应Li++e﹣＝Li，过程中[SO2CF3]﹣转化为二氧化硫和氟代烃气体离去，使失活的电池再生并延长寿命，且保持电池原结构，据此作答。
【解答】解：A．补锂过程中，阳极[SO2CF3]﹣转化为二氧化硫和氟代烃气体，在反应中失电子，故A正确；
B．阳极[SO2CF3]﹣转化为二氧化硫和氟代烃气体，故B正确；
C．该过程中铁元素化合价不变，故C错误；
D．该过程中[SO2CF3]﹣反应并离去，对原电池起到补锂的作用，使失活的电池再生并延长寿命，且保持电池原结构，故D正确；
故选：C。
【点评】本题考查电解原理，题目难度中等，能准确判断阴阳两极反应变化是解题的关键。
5．（2025 河南）一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化，并以LiCl形式回收含锂废弃物中的锂元素，其工作原理如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．Ⅱ为阳离子交换膜
B．电极a附近溶液的pH减小
C．电极b上发生的电极反应式为[Fe（CN）6]4﹣+e﹣＝[Fe（CN）6]3﹣
D．若海水用NaCl溶液模拟，则每脱除58.5gNaCl，理论上可回收1mol LiCl
【答案】D
【分析】由图可知，左侧为阴极，电极反应为O2+4e﹣+2H2O＝4OH﹣，右侧为阳极，电极反应为[Fe（CN）6]4﹣﹣e﹣＝[Fe（CN）6]3﹣，在膜Ⅰ和膜Ⅱ间加入海水，钠离子透过膜Ⅰ进入阴极区得到氢氧化钠，氯离子透过膜Ⅱ进入膜Ⅱ与膜Ⅲ之间，锂离子透过膜Ⅲ进入膜Ⅱ与膜Ⅲ之间，在此处得到LiCl，则膜Ⅰ为阳膜，膜Ⅱ为阴离子交换膜，膜Ⅲ为阳离子交换膜，据此解答。
【解答】解：A．由分析可知膜Ⅱ为阴离子交换膜，故A错误；
B．电极a反应为O2+4e﹣+2H2O＝4OH﹣，附近溶液的pH增大，故B错误；
C．电极b上发生氧化反应，故电极反应为[Fe（CN）6]4﹣﹣e﹣＝[Fe（CN）6]3﹣，故C错误：
D．每脱除58.5gNaCl，转移电子数为1mol，有1mol Li+和1mol Cl﹣分别透过离子交换膜Ⅲ、膜Ⅱ，可得到1mol LiCl，故D正确；
故选：D。
【点评】本题主要考查电解池的相关知识，注意会正确书写电极反应方程式，题目考查比较常规，题目难度中等。
6．（2025 广西）大型发电机的定子线圈由空芯铜导线缠绕制成。发电机运行时，需向铜导线的空芯通冷水降温，铜导线内壁因发生电化学反应生成Cu2O层。一段时间后，Cu2O表面产生的沉积物会造成堵塞，空芯铜导线截面如图。下列说法错误的是（　　）
A．Cu2O层对铜导线起保护作用
B．正极生成Cu2O的电极反应式为4Cu++O2+4e﹣＝2Cu2O
C．沉积物的成分可能有CuO、Cu2（OH）2CO3
D．腐蚀最严重的区域是沉积物最多之处
【答案】D
【分析】铜导线内壁发生电化学反应生成Cu2O层，负极为Cu，极反应为：Cu﹣e﹣＝Cu+；正极氧气得电子，Cu+和OH﹣反应：4Cu++O2+4e﹣＝2Cu2O，Cu2O还可进一步被氧化为CuO，据此分析。
【解答】解：A．Cu2O薄膜包裹在铜导线内壁，隔绝水、氧气，阻止内部Cu继续被腐蚀，起到保护作用，故A正确；
B．该腐蚀是Cu做负极失电子生成Cu+，负极的电极反应为：Cu﹣e﹣＝Cu+，O2在正极得电子，Cu++2OH﹣＝Cu2O+H2O，总反应为：4Cu++O2+4e﹣＝2Cu2O，故B正确；
C．Cu2O可被进一步氧化为CuO，冷水中溶有CO2，能与CuO、氢氧根离子、碳酸根离子反应生成Cu2（OH）2CO3，故沉积物中可能含有CuO、Cu2（OH）2CO3这两种物质，故C正确；
D．沉积物多的区域，有较厚的CuO、Cu2(OH)2CO3层覆盖，Cu与冷水、O2的接触被阻碍，腐蚀速率减慢，故D错误；
故选：D。
【点评】掌握金属腐蚀的原理及金属保护的方法等相关知识即可解答本题，解答时注意极反应方程式的书写。
7．（2025 重庆）Sb﹣AgCl二次电池的放电过程示意图如图所示。
下列叙述正确的是（　　）
A．放电时，M极为正极
B．放电时，N极上的反应为：Ag+Cl﹣﹣e﹣＝AgCl
C．充电时，消耗4mol Ag的同时消耗1mol Sb4O5Cl2
D．充电时，M极上的反应为：Sb4O5Cl2+10H++12e﹣═4Sb+2Cl﹣+5H2O
【答案】D
【分析】A．放电时，N电极上AgCl得电子生成Ag，N为正极，则M为负极；
B．放电时，N电极上AgCl得电子生成Ag和Cl﹣；
C．充电时，M为阴极、N为阳极，M电极反应式为Sb4O5Cl2+12e﹣+10H+＝4Sb+2Cl﹣+5H2O，N极反应式为Ag﹣e﹣+Cl﹣＝AgCl，消耗4mol Ag转移4mol电子，根据转移电子守恒计算消耗Sb4O5Cl2的物质的量；
D．充电时，M电极上Sb4O5Cl2得电子和H+反应生成Sb、Cl﹣、H2O。
【解答】解：A．通过以上分析知，放电时，N为正极、M为负极，故A错误；
B．放电时，N电极上AgCl得电子生成Ag和Cl﹣，电极反应式为AgCl+e﹣＝Cl﹣+Ag，故B错误；
C．充电时，M为阴极、N为阳极，M电极反应式为Sb4O5Cl2+12e﹣+10H+＝4Sb+2Cl﹣+5H2O，N极反应式为Ag﹣e﹣+Cl﹣＝AgCl，消耗4mol Ag转移4mol电子，根据转移电子守恒计算消耗n（Sb4O5Cl2）1molmol，故C错误；
D．充电时，M电极上Sb4O5Cl2得电子和H+反应生成Sb、Cl﹣、H2O，电极反应式为Sb4O5Cl2+12e﹣+10H+＝4Sb+2Cl﹣+5H2O，故D正确；
故选：D。
【点评】本题考查原电池和电解池原理，侧重考查图象分析判断及知识的综合运用能力，明确正负极、阴阳极的判断方法及各个电极上发生的反应是解本题关键，题目难度不大。
8．（2025 浙江）通过电化学方法制备Br2，进而由Br2与反应合成。为提高电流利用效率，某小组设计电化学合成示意图如下，已知氧化性：H2O2＞Br2。下列说法不正确的是（　　）
A．电极A与电源正极相连
B．电极B的电极反应式为：
C．电解液中H2SO4可以用氢溴酸代替
D．原料足量的情况下，理论上电路中转移0.2mole﹣可得到0.1mol
【答案】D
【分析】通过电化学方法制备Br2，进而由Br2与反应合成。为提高电流利用效率，某小组设计电化学合成示意图如下，已知氧化性：H2O2＞Br2，电极A上溴离子失电子生成溴单质，A为电解池的阳极，电极反应：2Br﹣﹣2e﹣＝Br2，电极B为电解池的阴极，电极反应：O2+2e﹣+2H+＝H2O2，据此分析判断。
【解答】解：A．电极A为电解池的阳极，与电源正极相连，故A正确；
B．电极B为电解池的阴极，电极反应式为：O2+2e﹣+2H+＝H2O2，故B正确；
C．电解液中H2SO4可以用氢溴酸代替，提供酸性环境和溴离子，故C正确；
D．原料足量的情况下，理论上电路中转移0.2mole﹣，生成0.1mol Br2，已知氧化性：H2O2＞Br2，生成1mol H2O2，能氧化溴离子生成溴单质，反应的离子方程式：H2O2+2Br﹣+2H+＝Br2+2H2O，可得到0.2mol，故D错误；
故选：D。
【点评】本题考查了电解池原理、电极反应和电池反应的分析判断，注意知识的熟练掌握，题目难度中等。
9．（2025 黑龙江）一种基于Cu2O的储氯电池装置如图，放电过程中a、b极均增重。若将b极换成Ag/AgCl电极，b极仍增重。关于图中装置所示电池，下列说法错误的是（　　）
A．放电时Na+向b极迁移
B．该电池可用于海水脱盐
C．a极反应：Cu2O+2H2O+Cl﹣﹣2e﹣═Cu2（OH）3Cl+H+
D．若以Ag/AgCl电极代替a极，电池将失去储氯能力
【答案】D
【分析】由图可知，a极铜元素化合价升高失电子，故a极为负极，b极为正极，据此作答。
【解答】解：A．放电时Na+向b极（正极）迁移，故A正确；
B．电池工作时，钠离子储存在b极，氯离子储存在a极，故电池可用于海水脱盐，故B正确；
C．a极为负极，电极反应式为Cu2O+2H2O+Cl﹣﹣2e﹣═Cu2（OH）3Cl+H+，故C正确；
D．若将a极换成Ag/AgCl电极，Ag失去电子，结合氯离子发生反应Ag﹣e﹣+Cl﹣＝AgCl，电池依然具有储氯能力，故D错误；
故选：D。
【点评】本题考查原电池原理，题目难度中等，能依据图象和信息准确判断正负极是解题的关键。
10．（2025 西藏）下列关于铁腐蚀与防护的反应式正确的是（　　）
A．酸性环境中铁发生析氢腐蚀的负极反应：Fe﹣2e﹣═Fe2+
B．铁发生腐蚀生锈的反应：3Fe+2O2+xH2O═Fe3O4 xH2O
C．铁经过发蓝处理形成致密氧化膜：Fe+2HNO3（浓）═FeO+2NO2↑+H2O
D．安装锌块保护船舶外壳，铁电极上发生的反应：Fe3++3e﹣═Fe
【答案】A
【分析】A．酸性环境中铁发生析氢腐蚀时作负极，失电子生成Fe2+；
B．铁锈成分为Fe2O3 xH2O；
C．铁经过发蓝处理形成的致密氧化膜为Fe3O4；
D．安装锌块保护船舶外壳，铁作正极，电极上O2得电子生成OH﹣。
【解答】解：A．酸性环境中铁发生析氢腐蚀时作负极，失电子生成Fe2+，负极反应为Fe﹣2e﹣═Fe2+，故A正确；
B．铁发生腐蚀生锈的总反应为4Fe+3O2+2xH2O═2[Fe2O3 xH2O]，故B错误；
C．铁经过发蓝处理形成致密氧化膜的反应为3Fe+8HNO3（浓）═Fe3O4+8NO2↑+4H2O，故C错误；
D．安装锌块保护船舶外壳，铁作正极，电极上O2得电子生成OH﹣，电极反应式为O2+2H2O+4e﹣＝4OH﹣，故D错误；
故选：A。
【点评】本题考查金属的腐蚀与防护，侧重知识综合运用能力和辨析能力考查，把握原电池原理及其应用、金属防护措施、含铁化合物的成分是解题关键，题目难度中等。
11．（2025 湖北）某电化学制冷系统的装置如图所示。[Fe（H2O）6]3+和[Fe（H2O）6]2+在电极上发生相互转化，伴随着热量的吸收或释放，经由泵推动电解质溶液的循环流动（①→②→③→④→①）实现制冷。装置只通过热交换区域Ⅰ和Ⅱ与环境进行传热，其他区域绝热。下列描述错误的是（　　）
A．阴极反应为[Fe（H2O）6]3++e﹣═[Fe（H2O）6]2+
B．已知②处的电解液温度比①处的低，可推断[Fe（H2O）6]2+比Fe（H2O）6]3+稳定
C．多孔隔膜可以阻止阴极区和阳极区间的热交换
D．已知电子转移过程非常快，物质结构来不及改变。热效应主要来自于电子转移后[Fe（H2O）6]2+和[Fe（H2O）6]3+离子结构的改变
【答案】B
【分析】由图可知，右侧电极铁元素化合价降低得电子，故右侧电极为阴极，电极反应式为[Fe（H2O）6]3++e﹣═[Fe（H2O）6]2+，左侧电极为阳极，电极反应式为[Fe（H2O）6]2+﹣e﹣═[Fe（H2O）6]3+，据此作答。
【解答】解：A．右侧电极为阴极，电极反应式为[Fe（H2O）6]3++e﹣═[Fe（H2O）6]2+，故A正确；
B．②处的电解液温度比①处的低，说明②处反应过程吸热，即[Fe（H2O）6]3+转化为[Fe（H2O）6]2+吸热，物质的所具有的能量越低越稳定，故Fe（H2O）6]3+稳定，故B错误；
C．装置只通过热交换区域Ⅰ和Ⅱ与环境进行传热，故多孔隔膜可以阻止阴极区和阳极区间的热交换，故C正确；
D．电子转移过程非常快，物质结构来不及改变，故不会产生热效应，热效应主要来自于电子转移后[Fe（H2O）6]2+和[Fe（H2O）6]3+离子结构的改变，故D正确；
故选：B。
【点评】本题考查电解原理，题目难度中等，能依据图象和信息准确判断阴阳极是解题的关键。
12．（2025 云南）一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示，双极膜中H2O解离的H+和OH﹣在电场作用下向两极迁移。除硼原理：[B（OH）4]﹣+H+═B（OH）3+H2O。下列说法错误的是（　　）
A．Pt电极反应：4OH﹣﹣4e﹣═O2↑+2H2O
B．外加电场可促进双极膜中水的电离
C．Ⅲ室中，X膜、Y膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜
D．Ⅳ室每生成1mol NaOH，同时Ⅱ室最多生成1mol B（OH）3
【答案】C
【分析】由图可知，Pt电极为阳极，电极反应为：4OH﹣﹣4e﹣═O2↑+2H2O，石墨电极为阴极，电极反应为：2H++2e﹣═H2↑，故左边双极膜中的OH﹣移向Ⅰ室，右边双极膜中的H+移向Ⅴ室，同理，左边双极膜中的H+移向Ⅱ室，与卤水中的[B（OH）4]﹣发生反应：[B（OH）4]﹣+H+═B（OH）3+H2O，使B元素沉淀，达到去除的目的，右边双极膜中的OH﹣移向Ⅳ室，故Ⅲ室中的Na+移向Ⅳ室，Ⅳ室NaOH浓度增大，Ⅲ室中的Cl﹣移向Ⅱ室，使Ⅱ中满足电荷守恒，最后Ⅲ室中NaCl浓度降低，由NaCl浓溶液转化为稀溶液，据此分析作答。
【解答】解：A．根据分析可知，Pt电极反应：4OH﹣﹣4e﹣═O2↑+2H2O，故A正确；
B．外加电场使两极反应不停的进行，可促进双极膜中水的电离，故B正确；
C．根据分析可知，Ⅲ室中，X膜、Y膜分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜，故C错误；
D．根据题意可知，Ⅳ室每生成1mol NaOH，外电路转移1mol电子，内电路电荷转移1mol，故Ⅱ室最多生成1mol B（OH）3，故D正确；
故选：C。
【点评】本题主要考查电解池原理的综合应用，同时考查学生对双极膜的理解与应用，属于基本知识的考查，难度中等。
13．（2025 河北）科研工作者设计了一种用于废弃电极材料LixCoO2（x＜1）再锂化的电化学装置，其示意图如图：
已知：参比电极的作用是确定LixCoO2再锂化为LiCoO2的最优条件，不干扰电极反应。下列说法正确的是（　　）
A．LixCoO2电极上发生的反应：LixCoO2+xe﹣+xLi+═LiCoO2
B．产生标准状况下5.6LO2时，理论上可转化mol的LixCoO2
C．再锂化过程中，向LixCoO2电极迁移
D．电解过程中，阳极附近溶液pH升高
【答案】B
【分析】该装置中有直流电源，为电解池，废弃电极材料LixCoO2（x＜1），则LixCoO2转化为LiCoO2过程中，Co 元素化合价由+（4﹣x）降为+3，LixCoO2得电子发生还原反应，为阴极，Pt电极为阳极，据此分析。
【解答】解：A．LixCoO2得电子发生还原反应，电极反应式为：LixCoO2+（1﹣x）e﹣+（1﹣x）Li+＝LiCoO2，故A错误；
B．Pt电极为阳极，电极反应式为2H2O﹣4e﹣═O2↑+4H+，由电极反应式可知，产生标准状况下5.6L（即0.25mol）O2时转移1mol电子，理论上转化的LixCoO2，故B正确；
C．再锂化过程中，阴离子向阳极移动，即向Pt电极迁移，故C错误；
D．阳极反应式为2H2O﹣4e﹣═O2↑+4H+，电解过程中，阳极产生H+，阳极附近溶液pH降低，故D错误；
故选：B。
【点评】本题综合考查电解原理以及应用，两电极上的电极反应分析是这道题的解题关键，难度中等。
14．（2025 甘肃）我国科研工作者设计了一种Mg﹣海水电池驱动海水（pH＝8.2）电解系统（如图），以新型MoNi/NiMoO4为催化剂（生长在泡沫镍电极上），在电池和电解池中同时产生氢气。下列关于该系统的说法错误的是（　　）
A．将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化效率
B．在外电路中，电子从电极1流向电极4
C．电极3的反应为：4OH﹣﹣4e﹣＝2H2O+O2↑
D．理论上，每通过2mol电子，可产生1mol H2
【答案】D
【分析】由图可知，左侧装置为原电池，电极1为负极，电极2为正极，电极反应式为2H2O+2e﹣＝2OH﹣+H2↑，右侧装置为电解池，电极3为阳极，电极反应式为4OH﹣﹣4e﹣＝2H2O+O2↑，电极4为阴极，电极反应式为2H2O+2e﹣＝2OH﹣+H2↑，据此作答。
【解答】解：A．将催化剂生长在泡沫镍电极上，反应催化效率提高，故A正确；
B．在外电路中，电子从电极1（负极）流向电极4（阴极），故B正确；
C．电极3为阳极，电极反应式为4OH﹣﹣4e﹣＝2H2O+O2↑，故C正确；
D．该装置工作过程中，在电池的正极和电解池的阴极均产生氢气，理论上，每通过2mol电子，可产生2mol氢气，故D错误；
故选：D。
【点评】本题考查原电池和电解池，题目难度中等，能依据图象和信息准确判断正负极和阴阳极是解题的关键。
15．（2025 浙江）一种可充放电Li—O2电池的结构示意图如图所示。
该电池放电时，产物为Li2O和Li2O2，随温度升高Q（消耗1mol O2转移的电子数）增大。
下列说法不正确的是（　　）
A．熔融盐中LiNO3的物质的量分数影响充放电速率
B．充放电时，Li+优先于K+通过固态电解质膜
C．放电时，随温度升高Q增大，是因为正极区O2﹣转化为
D．充电时，锂电极接电源负极
【答案】C
【分析】Li—O2电池放电时，锂电极为负极，发生反应：Li﹣e﹣＝Li+，多孔功能电极为正极，低温时发生反应：O2+2e﹣，随温度升高Q增大，正极区转化为O2﹣；充电时，锂电极为阴极，得到电子，多孔功能电极为阳极，或O2﹣失去电子；
【解答】解：A．由分析可知，电池总反应方程式为：O2+2LiLi2O2或O2+4Li2Li2O，充放电时有Li+参与或生成，因此熔融盐中LiNO3的物质的量分数影响充放电速率，故A正确；
B．Li+比K+的半径小，因此Li+优先于K+通过固态电解质膜，故B正确；
C．放电时，正极得到电子，中氧原子为﹣1价，O2﹣中氧原子为﹣2价，因此随温度升高Q增大，正极区；转化为O2﹣，故C错误；
D．充电时，锂电极为阴极，连接电源负极，故D正确；
故选：C。
【点评】本题主要考查化学电源等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。
16．（2024 广西）某新型钠离子二次电池（如图）用溶解了NaPF6的二甲氧基乙烷作电解质溶液。放电时嵌入PbSe中的Na变成Na+后脱嵌。下列说法错误的是（　　）
A．外电路通过1mol电子时，理论上两电极质量变化的差值为23g
B．充电时，阳极电极反应为：Na3V2（PO4）3﹣xe﹣═Na3﹣xV2（PO4）3+xNa+
C．放电一段时间后，电解质溶液中的Na+浓度基本保持不变
D．电解质溶液不能用NaPF6的水溶液替换
【答案】A
【分析】由图可知，放电时，嵌入PbSe中的Na变成Na+后脱嵌，故右侧电极为负极，电极反应式为Na﹣e﹣═Na+，左侧电极为正极，电极反应式为Na3﹣xV2（PO4）3+xNa++xe﹣═Na3V2（PO4）3，充电时，右侧电极为阴极，电极反应式为Na++e﹣═Na，左侧电极为阳极，电极反应为Na3V2（PO4）3﹣xe﹣═Na3﹣xV2（PO4）3+xNa+，据此作答。
【解答】解：A．外电路通过1mol电子时，负极质量减小1mol×23g/mol＝23g，正极质量增加1mol×23g/mol＝23g，故理论上两电极质量变化的差值为46g，故A错误；
B．充电时，左侧电极为阳极，电极反应为Na3V2（PO4）3﹣xe﹣═Na3﹣xV2（PO4）3+xNa+，故B正确；
C．由两极反应可知，负极产生钠离子的物质的量等于正极消耗钠离子的物质的量，电解质溶液中的Na+浓度基本保持不变，故C正确；
D．Na性质活泼，能与水反应，故电解质溶液不能用NaPF6的水溶液替换，故D正确；
故选：A。
【点评】本题考查可充电电池，题目难度中等，能依据图象和信息准确判断正负极和阴阳极是解题的关键。
17．（2024 新课标）一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。（血糖浓度以葡萄糖浓度计）
电池工作时，下列叙述错误的是（　　）
A．电池总反应为2C6H12O6+O2═2C6H12O7
B．b电极上CuO通过Cu（Ⅱ）和Cu（Ⅰ）相互转变起催化作用
C．消耗18mg葡萄糖，理论上a电极有0.4mmol电子流入
D．两电极间血液中的Na+在电场驱动下的迁移方向为b→a
【答案】C
【分析】A．根据图知，放电时，a电极上O2得电子和H2O反应生成OH﹣，a电极为正极，则b电极为负极，b电极上葡萄糖失电子和OH﹣反应生成葡萄糖酸，电池总反应为葡萄糖和O2发生氧化还原反应生成葡萄糖酸；
B．b电极上Cu2O被葡萄糖还原为CuO，CuO被氧化为Cu2O；
C．n（葡萄糖）1×10﹣4mol＝0.1mmol，根据反应2C6H12O6+O2＝2C6H12O7可知，1mol C6H12O6参加反应时转移2 mol电子，据此计算0.1mmol葡萄糖参加反应a电极上流入电子的物质的量；
D．放电时，血液中的阳离子由负极移向正极。
【解答】解：A．根据图知，放电时，a电极上O2得电子和H2O反应生成OH﹣，电极反应式为O2+4e﹣+2H2O＝4OH﹣，a电极为正极，则b电极为负极，b电极上葡萄糖失电子和OH﹣反应生成葡萄糖酸，b电极上发生的反应为Cu2O﹣2e﹣+2OH﹣＝2CuO+H2O、C6H12O6+2CuO＝C6H12O7+Cu2O，电池总反应为葡萄糖和O2发生氧化还原反应生成葡萄糖酸，所以电池总反应式为2C6H12O6+O2＝2C6H12O7，故A正确；
B．Cu2O在b电极上失电子转化成CuO，CuO氧化葡萄糖时被还原生成Cu2O，它们的相互转变起催化作用，故B正确；
C．n（葡萄糖）1×10﹣4mol＝0.1mmol，根据反应2C6H12O6+O2＝2C6H12O7可知，1mol C6H12O6参加反应时转移2 mol电子，据此计算0.1mmol葡萄糖参加反应a电极上流入电子的物质的量为0.2mmol，故C错误；
D．放电时，血液中的阳离子由负极移向正极，则Na+迁移方向为b→a，故D正确；
故选：C。
【点评】本题考查原电池原理，侧重考查阅读、图象分析判断及知识综合运用能力，明确正负极的判断方法、各个电极上发生的反应是解本题关键，题目难度不大。
18．（2024 北京）酸性锌锰干电池的构造示意图如图。关于该电池及其工作原理，下列说法正确的是（　　）
A．石墨作电池的负极材料
B．电池工作时，向负极方向移动
C．MnO2发生氧化反应
D．锌筒发生的电极反应为Zn﹣2e﹣═Zn2+
【答案】D
【分析】电池总反应式为：Zn+2MnO2+2NH4Cl═ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑+H2O，反应中Zn被氧化，为原电池的负极，负极反应为Zn﹣2e﹣═Zn2+，MnO2为原电池的正极，发生还原反应，正极反应为2MnO2+22e﹣═Mn2O3+2NH3↑+H2O，以此解答该题。
【解答】解：A．锌筒为负极，石墨电极为正极，负极发生失电子的氧化反应Zn﹣2e﹣═Zn2+，故A错误；
B．原电池工作时，阳离子向正极（石墨电极）方向移动，故B错误；
C．MnO2发生得电子的还原反应，故C错误；
D．锌筒是负极，发生氧化反应，发生的电极反应为Zn﹣2e﹣═Zn2+，故D正确；
故选：D。
【点评】本题考查化学电源的工作原理，题目难度不大，注意把握原电池的原理、原电池正负极的判断、电极反应方程式的书写，侧重于考查学生的分析能力和应用能力。
19．（2024 安徽）我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如图。该电池分别以Zn﹣TCPP（局部结构如标注框内所示）形成的稳定超分子材料和Zn为电极，以ZnSO4和KI混合液为电解质溶液。下列说法错误的是（　　）
A．标注框内所示结构中存在共价键和配位键
B．电池总反应为：ZnZn2++3I﹣
C．充电时，阴极被还原的Zn2+主要来自Zn﹣TCPP
D．放电时，消耗0.65gZn，理论上转移0.02mol电子
【答案】C
【分析】电池分别以Zn﹣TCPP（局部结构如标注框内所示）形成的稳定超分子材料和Zn为电极，以ZnSO4和KI混合液为电解质溶液，Zn为负极，电极反应Zn﹣2e﹣＝Zn2+，超分子材料做正极，电极反应：2e﹣＝3I﹣，充电时：超分子材料做阳极，电极反应：3I——2e﹣，Zn为电解池阴极，电极反应：Zn2++2e﹣＝Zn，据此分析判断。
【解答】解：A．标注框内所示结构中存在共价键有：C—C、C＝C、C—N、C＝N等，配位键是锌离子提供空轨道，N原子提供孤对电子形成配位键，故A正确；
B．Zn为负极，电极反应Zn﹣2e﹣＝Zn2+，超分子材料做正极，电极反应：2e﹣＝3I﹣，电池总反应为：ZnZn2++3I﹣，故B正确；
C．充电时，阴极被还原的Zn2+主要来自电解质溶液，故C错误；
D．放电时，Zn为负极，电极反应Zn﹣2e﹣＝Zn2+，消耗0.65gZn，物质的量n0.01mol，理论上转移0.02mol电子，故D正确；
故选：C。
【点评】本题考查了原电池和电解质原理、电极反应书写、电子守恒的应用等知识点，注意题干信息的理解应用，题目难度不大。
20．（2024 江苏）碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+H2O═ZnO+2MnOOH，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是（　　）
A．电池工作时，MnO2发生氧化反应
B．电池工作时，OH﹣通过隔膜向正极移动
C．环境温度过低，不利于电池放电
D．反应中每生成1mol MnOOH，转移电子数为2×6.02×1023
【答案】C
【分析】碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+H2O═ZnO+2MnOOH，负极为锌，正极为二氧化锰。
【解答】解：A．电池工作时，MnO2为正极，发生还原反应，故A错误；
B．电池工作时，阴离子向负极移动，则OH﹣通过隔膜向负极移动，故B错误；
C．环境温度过低，电阻越大，不利于电池放电，故C正确；
D．反应中锰元素的化合价由+4价降低到+3价，则每生成1mol MnOOH，移电子数为6.02×1023，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查电化学，侧重考查学生基础知识的掌握情况，试题难度中等。
21．（2024 江西）我国学者发明了一种新型多功能甲醛﹣硝酸盐电池，可同时处理废水中的甲醛和硝酸根离子（如图）。下列说法正确的是（　　）
A．CuAg电极反应为2HCHO+2H2O﹣4e﹣═2HCOO﹣+H2↑+2OH﹣
B．CuRu电极反应为6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣
C．放电过程中，OH﹣通过质子交换膜从左室传递到右室
D．处理废水过程中溶液pH不变，无需补加KOH
【答案】B
【分析】根据甲醛﹣硝酸盐电池工作时电子移动方向可知，CuAg电极为负极，CuRu电极为正极，负极上HCHO失电子2成HCOO﹣和H2，正极上得电子生成NH3，负极反应式为2HCHO+4OH﹣﹣2e﹣═2HCOO﹣+H2↑+2H2O，正极反应式为6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣，总反应为8HCHO7OH﹣＝8HCOO﹣+4H2↑+NH3↑+2H2O，据此分析解答。
【解答】解：A．由上述分析可知，CuAg电极为负极，负极反应式为2HCHO+4OH﹣﹣2e﹣═2HCOO﹣+H2↑+2H2O，故A错误；
B．CuRu电极为正极，正极反应式为6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣，故B正确；
C．质子交换膜只允许H+通过，不允许OH﹣通过，故C错误；
D．同时处理废水中的甲醛和硝酸根离子的总反应为8HCHO7OH﹣＝8HCOO﹣+4H2↑+NH3↑+2H2O，处理废水过程中消耗KOH溶液、pH降低，且需补加KOH，故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查原电池工作原理，明确电极判断、电极反应及反应式书写、离子交换膜的类型及作用是解题关键，侧重考查基础知识灵活运用能力，题目难度中等。
22．（2024 广东）一种基于氯碱工艺的新型电解池（如图），可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法不正确的是（　　）
A．阳极反应：2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑
B．阴极区溶液中OH﹣浓度逐渐升高
C．理论上每消耗1mol Fe2O3，阳极室溶液减少213g
D．理论上每消耗1mol Fe2O3，阴极室物质最多增加138g
【答案】C
【分析】装置图中右侧为饱和食盐水，右侧电极上生成气体，则右侧为电解池的阳极，氯离子放电生成氯气，电极反应：2Cl﹣﹣2e﹣＝Cl2↑，左侧电极为阴极，发生还原反应，Fe2O3在碱性条件下转化为Fe，电极反应：Fe2O3+6e﹣+3H2O＝2Fe+6OH﹣，中间为阳离子交换膜，Na+由阳极移向阴极，据此分析判断选项。
【解答】解：A．右侧为电解池的阳极，氯离子放电生成氯气，阳极反应：2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑，故A正确；
B．侧电极为阴极，发生还原反应，Fe2O3在碱性条件下转化为Fe，电极反应：Fe2O3+6e﹣+3H2O＝2Fe+6OH﹣，阴极区溶液中OH﹣浓度逐渐升高，故B正确；
C．理论上每消耗1mol Fe2O3，转移6mol电子，生成3mol氯气，同时有6mol Na+由阳极移向阴极，阳极室溶液减少质量＝3mol×71g/mol+6mol×23g/mol＝351g，故C错误；
D．理论上每消耗1mol Fe2O3，转移6mol电子，有6mol Na+由阳极移向阴极，阴极室物质最多增加6mol×23g/mol＝138g，故D正确；
故选：C。
【点评】本题考查了电解原理、电极反应书写、电子守恒的计算应用，注意知识的熟练掌握，题目难度中等。
23．（2024 甲卷）科学家使用δ﹣MnO2研制了一种MnO2﹣Zn可充电电池（如图所示）。电池工作一段时间后，MnO2电极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列叙述正确的是（　　）
A．充电时，Zn2+向阳极方向迁移
B．充电时，会发生反应Zn+2MnO2═ZnMn2O4
C．放电时，正极反应有MnO2+H2O+e﹣═MnOOH+OH﹣
D．放电时，Zn电极质量减少0.65g，MnO2电极生成了0.020mol MnOOH
【答案】C
【分析】由图可知，放电时，锌是负极，电极反应为：Zn﹣2e﹣＝Zn2+，MnO2电极是正极，电极反应为：MnO2+H2O+e﹣═MnOOH+OH﹣、2MnO2+Zn2++2e﹣═ZnMn2O4，充电时，锌电极接外电源的负极，为阴极，发生还原反应，MnO2电极接外电源的正极，为阳极，发生氧化反应，据此分析作答。
【解答】解：根据分析可知，a为NH4NO3溶液，b为Ba（OH）2溶液，c为AlCl3溶液，d为Na2CO3溶液，
A．充电时，Zn2+向阴极方向迁移，被还原为Zn，故A错误；
B．充电时，会发生反应：ZnMn2O4═Zn+2MnO2，故B错误；
C．放电时，正极反应有MnO2+H2O+e﹣═MnOOH+OH﹣，还有2MnO2+Zn2++2e﹣═ZnMn2O4，故C正确；
D．放电时，Zn电极质量减少0.65g，电子转移0.02mol，MnO2电极生成了MnOOH小于0.020mol，还生成ZnMn2O4，故D错误；
故选：C。
【点评】本题主要考查原电池和电解池的综合应用，掌握原电池和电解池的基本原理是解决本题的关键，属于基本知识的考查，难度不大。
24．（2024 浙江）破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成[Zn（NH3）4]2+和H2，下列说法不正确的是（　　）
A．氨水浓度越大，腐蚀趋势越大
B．随着腐蚀的进行，溶液pH变大
C．铁电极上的电极反应式为：2NH3+2e﹣═2H2↑
D．每生成标准状况下224mLH2，消耗0.010molZn
【答案】C
【分析】破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成[Zn（NH3）4]2+和H2，原电池的负极Zn，电极反应为：Zn﹣2e﹣+4NH3＝Zn（NH3）4]2+，正极是Fe，电极反应为：2NH3 H2O+2e﹣═2NH3+H2↑+2OH﹣，据此分析判断。
【解答】解：A．氨水浓度越大，反应速率越大，腐蚀趋势越大，故A正确；
B．随着腐蚀的进行，正极生成了氢氧根离子，溶液pH变大，故B正确；
C．铁电极上的电极反应式为：2NH3 H2O+2e﹣═2NH3+H2↑+2OH﹣，故C错误；
D．电极反应和电子守恒，Zn～H2～2e﹣，每生成标准状况下224mLH2，n（H2）0.01mol，消耗0.010molZn，故D正确；
故选：C。
【点评】本题考查了原电池原理的分析判断，主要是电解反应书写，题目难度中等。
25．（2024 广东）我国自主设计建造的浮式生产储卸油装置“海葵一号”将在珠江口盆地海域使用，其钢铁外壳镶嵌了锌块，以利用电化学原理延缓外壳的腐蚀。下列有关说法正确的是（　　）
A．钢铁外壳为负极
B．镶嵌的锌块可永久使用
C．该法为外加电流法
D．锌发生反应：Zn﹣2e﹣═Zn2+
【答案】D
【分析】钢铁外壳镶嵌了锌块，锌作负极，电极反应为：Zn﹣2e﹣═Zn2+，铁作正极被保护，该法为牺牲阳极的阴极保护法。
【解答】解：A．钢铁外壳镶嵌了锌块，锌作负极，铁作正极被保护，故A错误；
B．钢铁外壳镶嵌了锌块，锌作负极，电极反应为：Zn﹣2e﹣═Zn2+，所以镶嵌的锌块需要定期更换，故B错误；
C．该法为牺牲阳极的阴极保护法，故C错误；
D．钢铁外壳镶嵌了锌块，锌作负极，电极反应为：Zn﹣2e﹣═Zn2+，故D正确；
故选：D。
【点评】本题考查了原电池的工作原理和电极反应判断，金属的腐蚀与防护实质理解是解题关键，题目较简单。

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