2024届五年高考化学真题分类训练：十二 电化学基础

专题十二电化学基础

题组一

1.［2022浙江1月选考，2分］pH计是一种采用原电池原理测量溶液pH的仪

器。如图所示，以玻璃电极(在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HQ溶液，并插

入Ag-AgCl电极)和另一Ag-AgCl电极插入待测溶液中组成电池,pH与电池

的电动势E存在关系:pH=(E-常数)/0.059。下列说法正确的是(C)

密封股1尸二一细孔陶瓷

居明—玻璃薄膜球

待测溶液

A.如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极反应式为:AgCl(s)+e-=Ag(s)+

Cl-(0.1mol-L-1)

B.玻璃膜内外氢离子浓度的差异不会引起电动势的变化

C.分别测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电动势，可得出未知溶液

的pH

D.pH计工作时，电能转化为化学能

［解析］电势低的电极为负极，负极失去电子,电极反应式为Ag-e-+

Cl-=AgCl(s),A项错误;pH与H+浓度有关，根据pH=(E-常数)/0.059可知，

玻璃膜内外的H+浓度差异会引起电动势的变化,B项错误;通过测定含已知pH的

标准溶液的电池的E可以得出题给公式中常数的值,然后测定含未知溶液的电池

的E就可以计算出未知溶液的pH,C项正确;因为pH计利用的是原电池原理，故其

工作时是化学能转化为电能,D项错误。

2.［2022福建，4分］一种化学“自充电”的锌-有机物电池，电解质为KOH和

Zn(CH3coe)为水溶液。将电池暴露于空气中，某电极无需外接电源即能实现化

学自充电，该电极充放电原理如图所示。下列说法正确的是(A)

A.化学自充电时，c(OH-)增大

B.化学自充电时，电能转化为化学能

C.化学自充电时,锌电极反应式：Zn2++2e-=Zn

D.放电时，外电路通过0.02mol电子，正极材料损耗0.78g

［解析］由图示可知，化学自充电时，。2得电子转化为OH-,OH-与K+结合形

成KOH,c(OH-)增大，A正确；该电池为自充电电池，无需外接电源，因此化

学自充电时，没有电能转化为化学能，B错误；由图示可知，化学自充电时，

阳极反应为有机物之间的转化，阴极反应为。2转化为0H-,没有发生ZM++

2e-=Zn,C错误；放电时,

,正极材料中增加了K+,故当外电路中通过0.02mol电子

时，正极材料增加0.78g,D错误。

3.［2021广东，2分］火星大气中含有大量CO2，一种有CO2参加反应的新型全固

态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放

电时(B)

A.负极上发生还原反应B.CO2在正极上得电子

C.阳离子由正极移向负极D.将电能转化为化学能

［解析］根据题中信息可知该Na-CO2电池中Na为负极，碳纳米管为正极，负极

上金属钠失去电子发生氧化反应，A项错误；CO2在正极碳纳米管上得电子发

生还原反应生成单质碳，B项正确；原电池工作时，阳离子从负极向正极移

动，C项错误；该原电池将化学能转化为电能，D项错误。

【技巧点拨】原电池离子移动方向：正正负负（带正电荷离子移向正极，带负

电荷离子移向负极）。电解池离子移动方向：阴向阳（阴离子移向阳极），阳

向阴（阳离子移向阴极）。

4.［2021山东，2分］以KOH溶液为离子导体，分另U组成CH3OH—02、N2H4-

02、（CH3）2NNH2-02清洁燃料电池，下列说法正确的是（C）

A.放电过程中，K+均向负极移动

B.放电过程中，KOH物质的量均减小

C.消耗等质量燃料，（CH3）2NNH2-02燃料电池的理论放电量最大

D.消耗时，理论上N2H4-02燃料电池气体产物的体积在标准状况下为

11.2L

［解析］燃料电池工作时，阳离子向正极移动，贝UK+向正极移动，A项错误；

N2H4-02燃料电池的总反应为N2H4+O2=N2+2H2O,因此放电过程中，

KOH的物质的量不变，B项错误；根据CH3OH-CO/失6e-,N2H4-“失

4e-,（CH3）2NNH2t2C0g+电失16e-，知消耗lg燃料时，转移电子的物

质的量分别为6mol、-x4mol>-x16mol,显然（CHs%NNH2转移电子

323260

最多，放电量最大，C项正确；根据N2H4+02=电+2%0,知消耗

lmol02,理论上N2H4-02燃料电池气体产物电为lmol,其在标准状况下的

体积为22.4L,D项错误。

5.［2020天津，3分］熔融钠-硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。下

放电

图中的电池反应为2Na+%SUNa2sx（久=5〜3,难溶于熔融硫）。下列说

充电

法错误的是（C）

F密封

ILII]--不锈钢容器

-=--------Na-jB-AlzOs固体

--------熔融钠

----熔融硫（含碳粉）

八KT。钻出-—.Na*[:S：S：S：S：1-Na卡

A.Na2s4的电子式为......

+

B.放电时正极反应为％S+2Na+2e-=Na2Sx

C.Na和Na2sx分别为电池的负极和正极

D.该电池是以Na—3—AI2O3为隔膜的二次电池

[解析]Na2s4中S/中硫原子间以非极性键结合，每个硫原子最外层均达到8电

子稳定结构，A项正确；放电时正极上S发生还原反应，正极反应为%S+

+

2Na+2e-=Na2S%,B项正确；熔融钠为负极，熔融硫（含碳粉）为正极，C

项错误；由题图可知，D项正确。

6.[2020山东，2分]微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生

物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采

用惰性电极，用下图装置处理有机废水（以含CH3coeT的溶液为例）。下列说

法错误的是（B）

b

极

+

A.负极反应为CH3coeT+2H2。-8e-2CO2?+7H

B.隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜

C.当电路中转移lmol电子时，模拟海水理论上除盐58.5g

D.电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2:1

［解析］根据题图分析可知，a极为负极，电极反应为CH3coeT+2H2。-

8e~2CO2?+7H+,b极为正极，电极反应为2H++2e-=H2?,A项正确；该

电池工作时，C「向a极移动，Na+向b极移动，即隔膜1为阴离子交换膜，隔

膜2为阳离子交换膜，B项错误；电路中转移lmol电子时，向a极和b极分别

移动ImolC「和lmolNa+,则模拟海水理论上可除盐58.5g,C项正确；电池工

作时负极产生CO?,正极产生H2,结合正、负极的电极反应知，一段时间后，

正极和负极产生气体的物质的量之比为2:1,D项正确。

【技巧点拨】

电

极物

离

千迁

电

电流

子

化

质

合

向

方

流

移

向

向

方

提取装变

价

—电极材料化

^—

+阴

流

置信息子

化

价

流

离

^子

合

移

出

入

升

流

高

f负极：活泼金属向

辨别电电

阳

子

流

（正极：较不活泼化

电

含

价

离

极类型子

流

入

移

出

降

流

低

金属或其向

书写电极［负极：还原剂-碇》氧化产物工根据电解质

反应式I正极：氧化剂+诲--还原产物厂的酸碱性信

息补项、配平

7.［2019浙江4月选考，2分］化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应

用O

原电池示意图

甲

下列说法不正确的是（A）

A.甲：Zn2+向Cu电极方向移动,Cu电极附近溶液中H+浓度增加

B.乙：正极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-

C.丙：锌筒作负极,发生氧化反应，锌筒会变薄

D.丁：使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降

［解析］铜锌原电池(电解质溶液为硫酸)中铜作正极，电极反应为

2H++2e=H2T,故铜电极附近H+浓度降低，A项错误。

8.［2019全国卷III,6分］为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维

多孔海绵状Zn(3D-Zn)可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质

的3D—Zn—NiOOH二次电池，结构如图所示。电池反应为Zn(s)+

放电

2NiOOH(s)+H2O(1)UZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。

充电

下列说法错误的是(D)

A.三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高

B.充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH-(aq)-e-=NiOOH(s)+H2O(1)

C.放电时负极反应为Zn(s)+2OH-(aq)-2e-=ZnO(s)+H2O(1)

D.放电过程中OH-通过隔膜从负极区移向正极区

［解析］该电池采用的三维多孔海绵状Zn具有较大的表面积，可以高效沉积

ZnO,且所沉积的ZnO分散度高，A正确；根据题干中总反应可知该电池充电

时，Ni(OH)2在阳极发生氧化反应生成NiOOH,其电极反应式为Ni(OH)2(s)+

OH-(aq)-e-=NiOOH(s)+H2O(1),B正确；放电时Zn在负极发生氧化反应

生成ZnO,电极反应式为Zn(s)+2OH-(aq)-2e「二ZnO(s)+H2O(1),C正

确；电池放电过程中，OH-等阴离子通过隔膜从正极区移向负极区，D错误。

题组二

1.［2022全国甲卷，6分］一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图

所示［KOH溶液中，ZM+以Zn(OH)/存在］。电池放电时，下列叙述错误的是

(A)

Mn()用极离子选择隔膜Zn电极

工/1

;H2s溶液一K2s溶液二KOH溶液＜

Inm

A.n区的K+通过隔膜向HI区迁移

B.i区的so厂通过隔膜向n区迁移

+2+

C.MnO2电极反应：MnO2+4H+2e-=Mn+2H2O

2+

D.电池总反应：Zn+40H-+MnO2+4H+=Zn(OH)/+Mn+2H2O

［解析］

MnC)2电极为正极，Zn电极为负极，电池放电时，电解质溶液中阴离子向负极移

动,阳离子向正极移动,A项错误；I区中的so广通过隔膜向n区迁移，B项正

确；MnOz电极为正极，电极反应为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O,C项正

确；根据正负两极的电极反应可得电池总反应，D项正确。

2.［2022湖南，3分］海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构

造示意图如下，下列说法错误的是（B）

用电器

A.海水起电解质溶液作用

B.N极仅发生的电极反应：2H2。+2e-=2OH-+H2T

C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能

D.该锂-海水电池属于一次电池

［解析］

M用电器-N

•

,正极

电♦

负极:Li-海

极

e-Li+«水

”I

~..

电解质溶液,

隔膜A项正确

Li是活泼金属，作负极，贝UN极是正极，正极上海水中溶解的。2、CO2等均能

放电，B项错误；由于Li易与水反应，故玻璃陶瓷应具有良好的防水功能，同

时为形成闭合回路，也应具有传导离子的功能，C项正确；该电池属于一次电

池，D项正确。

3.［2021全国乙卷，6分］沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附

着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率。为解决这一问题，通常在管道口

设置一对惰性电极（如图所示），通入一定的电流。

/阳极

•••,.海水

'阴极

下列叙述错误的是(D)

A.阳极发生将海水中的Q-氧化生成。2的反应

B.管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClO

C.阴极生成的出应及时通风稀释安全地排入大气

D.阳极表面形成的M虱OH｝等积垢需要定期清理

［解析］海水中含有较大浓度的C1-,通电后Q-能在阳极上发生失电子的氧化反

应生成Ck，A项正确；电解过程中阴极区有NaOH生成，阳极上生成的Cl2与

阴极区生成的NaOH反应可得到NaClO,NaClO可以灭杀附着生物，B项正确；

根据电解池分析可知阴极生成心，电具有可燃性，故应及时排入大气，以免

出现意外，C项正确；阴极的电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2T,生成的

OH-与海水中的Mg2+结合形成Mg(OH)2，故Mg(OH)2主要在阴极上形成，D项

错误。

4.［2021河北，3分］K—。2电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单

质钾片。关于该电池，下列说法错误的是(D)

有机电解质1有机电解质2

A.隔膜允许K+通过，不允许。2通过

B.放电时，电流由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极为阳极

C.产生lAh电量时，生成KO?的质量与消耗。2的质量比值约为2.22

D.用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9g钾时，铅酸蓄电池消耗0.9g水

［解析］由题图右侧室内。2-KO2可知，b电极上发生还原反应，为正极，电极

反应式为。2+e-+K+=KC)2,贝Ua电极为负极，K失电子生成K+,且若氧气

通过隔膜，会与钾反应，故隔膜只允许K+通过，不允许。2通过，A项正确；

放电时电流由正极流向负极，即由b电极沿导线流向a电极，充电时b电极失电

子发生氧化反应，作阳极，B项正确；由氧原子守恒可知，生成的KO?和消耗

的。2的质量比为71:32~2.22,C项正确；铅酸蓄电池充电时的总反应为

2Pbs。4+2H2O=Pb+PbO2+2H2S04,消耗lmol水，转移lmol电子，而K-

。2电池中，消耗0.1mol(3.9g)K,转移O.lmol电子，由转移电子数相等可知，

铅酸蓄电池消耗的水为O.lmol,即消耗1.8g水，D项错误。

5.［2020全国卷III,6分］一种高性能的碱性硼化钮(VB2)-空气电池如图所

示，其中在VB2电极发生反应：VB2+16OH--lie-二VO『+2B(0H)£+

4H20O该电池工作时，下列说法错误的是(B)

VB?电极।~।人蹩~~沙合碳电极

Br

KOH溶液离子选择性膜

A.负载通过0.04mol电子时，W0.224L(标准状况)02参与反应

B.正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高

C.电池总反应为4VB2+1102+20OH-+6H2O=8B(OH)J+4Vo广

D.电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极

［解析］由题给信息知VB2电极上发生失电子的氧化反应，则VB2电极为负极，复

合碳电极为正极，正极发生还原反应，电极反应式为。2+4e-+

2H20=40H-,电池总反应为4VB2+1102+20OH~+6H2O=8B(OH)；+

4V0：。由上述分析知，电路中通过0.04mole-时，正极有O.OlmolO2参加反

应，其在标准状况下的体积为0.224L,A项正确；由正、负极的电极反应式可

知，该电池工作时，负极区溶液的pH降低，正极区溶液的pH升高，B项错

误；由上述分析知，该电池的总反应为4VB2+IIO2+2OOH-+

6H2O=8B(OH)J+4V0t,C项正确；电流从正极(复合碳电极)出发，沿负

载流向负极(VB2电极)，再经过溶液最终回到正极，D项正确。

6.［2020全国卷I,6分］科学家近年发明了一种新型Zn-CC)2水介质电池。电

池示意图如下，电极为金属锌和选择性催化材料。放电时，温室气体CO?被转

化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。

下列说法错误的是(D)

A.放电时，负极反应为Zn-2e-+40H-=Zn(0H)/

B.放电时，ImolCOz转化为HCOOH,转移的电子数为2moi

C.充电时，电池总反应为2Zn(OH)/=2Zn+02?+40H-+2H2O

D.充电时，正极溶液中OH-浓度升高

［解析］由题给装置图可知，放电时负极锌失去电子后结合0H-生成Zn(OH)广，

负极反应为Zn-2e-+40H-=Zn(0H)/，A项正确；放电时，正极上CO?得

电子生成HCOOH,C02中C的化合价为+4,HCOOH中C的化合价可看作

+2,ImolCOz转化为ImolHCOOH,得至U2moi电子，B项正确；充电时阴极

上Zn(OH)/参与反应得到锌，阳极上出0参与反应得到氧气，电池总反应为

2Zn(OH)/=2Zn+02T+40H-+2H2。，C项正确；充电时，阳极上发生失电

子的氧化反应：2H20-4e-=()2T+4H+,正极溶液中氢氧根离子浓度降低，D

项错误。

【技巧点拨】离子交换膜具有选择性。阳离子交换膜只允许阳离子通过；阴离

子交换膜只允许阴离子通过；质子交换膜只允许H+通过；双极膜(BP)是阴、

阳复合膜，能解离出H+和0H-。

7.［2020全国卷II,6分］电致变色器件可智能调控太阳光透过率，从而实现节

能。下图是某电致变色器件的示意图。当通电时，Ag+注入到无色WO3薄膜

中，生成Ag#V03,器件呈现蓝色，对于该变化过程，下列叙述错误的是(C)

Ag固体电解质，只

一Z/允许Ag+通过

.电致变色层（W03）

叫一透明导电层

A.Ag为阳极B.Ag+由银电极向变色层迁移

C.W元素的化合价升高D.总反应为WC）3+%Ag=Ag%WO3

［解析］根据题图可知，该装置为电解池，由通电时Ag+注入到无色WO3薄膜

中，生成AgxWC）3,可知Ag为该电解池的阳极，透明导电层为该电解池的阴

极，结合题给信息可写出阳极和阴极的电极反应式分别为Ag-e-=Ag+和

%Ag++W03+%e-=Ag久WO3。根据上述分析可知Ag为阳极，A项正确；电解

池工作时，Ag+向阴极移动，即Ag+由银电极向变色层迁移，B项正确；结合

上述分析可知WO3在阴极发生还原反应，即W元素的化合价降低，C项错误；

结合阳极和阴极的电极反应式可写出总反应为WC）3+%Ag=Ag%WO3,D项正

确。

8.［2020浙江1月选考，2分］在氯碱工业中，离子交换膜法电解饱和食盐水示

意图如下，下列说法不正确的是（D）

A.电极A为阳极，发生氧化反应生成氯气

B.离子交换膜为阳离子交换膜

C.饱和NaQ溶液从a处进，NaOH溶液从d处出

D.OH-迁移的数量等于导线上通过电子的数量

［解析］电极A上产生氯气，说明电极A上的电极反应为氯离子失去电子生成氯

气，该反应是氧化反应，故电极A为阳极，A正确；电极B上的电极反应为

2H2O+2e-=H2?+20广，为了避免氯气和生成的OH-发生反应，需要选择阳

离子交换膜，B正确；阳极消耗氯离子，所以饱和氯化钠溶液从a处进，电极B

为阴极，阴极区产生氢氧化钠，所以NaOH溶液从d处出，C正确；电解过程中

发生迁移的离子是Na+,不是OH.，D错误。

题组三

1.［2023全国甲卷，6分］用可再生能源电还原CO2时,采用高浓度的K+抑制酸

性电解液中的析氢反应可提高多碳产物（乙烯、乙醇等）的生成率，装置如图

所示。下列说法正确的是（C）

---------------------------------------

质

IrO-Ti子

XKCLCU电

Hso交

电24极

换H3P04

极溶液

膜溶液

cHHOH

24,c25

A.析氢反应发生在IrOx-Ti电极上

B.Cr从Cu电极迁移到Ir（\-Ti电极

+

C.阴极发生的反应有:2C（）2+12H+12e-=C2H4+4H2O

D.每转移lmol电子，阳极生成11.2L气体（标准状况）

［解析］IrOx-Ti电极接电源正极，为阳极，发生失电子的氧化反应，故电极反

应为2H2。—4e-=4H++02T,A错误；质子交换膜只允许H+通过，故左室

H+从IrOx-Ti电极向Cu电极迁移，B错误；Cu电极接电源负极，为阴极，发

生得电子的还原反应，根据图中物质转化关系知CO?可发生反应2c。2+

+

12H+12e-C2H4+4H20,C正确；由A可知每转移lmol电子，阳极生成

0.25molBR5.6L（标准状况）O2,D错误。

“还、

羊）

极（丢

：阳

羊”）

羊找

（“丢

口诀

反应

电极

解池

】电

点拨

【技巧

、

（将）

、降

（羊）

“氧

羊）

极（找

”；阴

（羊）

、氧

十）

失（

剩）、

升（

。

还”

得、

备

直接制

由白磷

可实现

电解法

泛。

应用广

机物

磷有

分]含

北，3

2022湖

2.[

D）

的是（

法正确

下列说

）。

甲基

Me为

所示（

程如图

],过

CN）

Li[P（

2

----

----

----