2024届五年高考化学真题分类训练：电化学基础

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HCI溶液，并

插入Ag-AgCI电极)和另一Ag-AgCI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)10.059。下列说法正确的是(C)

Ag-AgCI电极

(0.1mol-L-1HCI)

Ag-AgCl电极

「(3.0mol-L'KCl)

密封胶细孔陶瓷

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:AgCI(s)+e-=Ag(s)+

Cl-。7moi-L-z)

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-+

Cr=AgCI(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(CH3C00)2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)

第1页

LHN-----LK+N--

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：ZM++2e-=Zn

D.放电时，外电路通过O.OZmol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'OFT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O.OZmol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CO?,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.C02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。

第2页

【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，分别组成CH3OH-02、

N2H4-。2、（CH3）2NNH2-C）2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，K0H物质的量均减小

C.消耗等质量燃料，（CH62NNH2-。2燃料电池的理论放电量最大

D.消耗7moi时，理论上-02燃料电池气体产物的体积在标准状况下

为77.2L

［解析］燃料电池工作时，阳离子向正极移动，则K+向正极移动，A项错误；

N2H4-。2燃料电池的总反应为N2H4+02=叫+2H2。，因此放电过程中，

K0H的物质的量不变，B项错误；根据CH30H-C0j~失6e~,N^H4-N2失

4e-,（CHfzNNH2T式00+Nz失76e；知消耗7g燃料时，转移电子的

物质的量分别为Jx6mol、Jx4mol、《x76moi,显然（CHfzNNH2转移电

子最多，放电量最大，c项正确；根据N2H4+0产N2+2展0,知消耗

7moi。2,理论上N2H4-。2燃料电池气体产物电为7mol,其在标准状况下的

体积为224L,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+xS=Nasx（x=5〜3,难溶于熔融硫）。下列

充电2

说法错误的是（C）

第3页

AMo钻出工f4Na+［:S：S：S：S：『-Na+

A.Na力4的电子式为......

B.放电时正极反应为xS+2Na++2e-=Na2Sx

C.Na和Nakx分别为电池的负极和正极

D.该电池是以Na-。-M203为隔膜的二次电池

［解析］Na2s4中S亍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XS+

2Na++2e-=Na为*，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NaCI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CH5c00-的溶液为例）。下列

说法错误的是（B）

+

A.负极反应为CH#。。-+2H2。-8e-2C02T+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7moi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CH5coeT+2心0-

8e~=2C02T+7H+,b极为正极，电极反应为2H++2e-=H2f,A项正确；该

电池工作时，CL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7moi电子时，向a极和b极

分别移动7moic「和7molNa+,则模拟海水理论上可除盐55.5g,C项正

第4页

确；电池工作时负极产生C02,正极产生以，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27,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

提取装向

方

变

价

—电极材料化

^—

+阴

流

置信息子

化

价

流

离

^子

合

移

出

入

升

流

［负极：活泼金属高

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。

原电池示意图

甲

锌镒干电池

丙T

下列说法不正确的是(A)

A.甲：ZM+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Ag2。+2e-+H^0=2Ag+20H-

C.丙：锌筒作负极,发生氧化反应，锌筒会变薄

D.T：使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降

第5页

［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++

2一二心1,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(5D-Zn)可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解

质的5D—Zn—Ni00H二次电池，结构如图所示。电池反应为Zn(s)+

放电

2Ni00H(s)+H20(l)=ZnO(s)+2Ni(0H)2(s)。

充电

尼龙保护层

导电线圈

NiOOH

隔膜

3D-Zn

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)z(s)+OH-(aq)-e-NiOOH(s)+H20(l)

C.放电时负极反应为Zn(s)+20H-(aq)-2e-=ZnO(s)+H20(l)

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(0H)2在阳极发生氧化反应生成NiOOH,其电极反应式为

Ni(0H)2(s)+OH-(aq)-e-=NiOOH(s)+H20(l),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)+ZOH-(aq)—2e-=ZnO(s)+

H20(l),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—MnOz离子选择双隔膜电池如

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

是(A)

第6页

Mn。?电极离子选择隔膜Zn电极

「H2sO4溶液-K2s溶液二KOH溶液＜

Inm

A.口区的K+通过隔膜向田区迁移

B.I区的so勺通过隔膜向n区迁移

+2+

C.MnO^电极反应：Mn02+4H+2e-Mn+2H^0

D.电池总反应：Zn+40H"+MnOz+4H+=Zn(0H方-+Mn2++2H

［解析］

MnOz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亍通过隔膜向口区迁移，B项正

确；MnOz电极为正极，电极反应为MnC)2+2e-+4H+=MM++2H20,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)

第7页

M用电器N

电

极

隔膜玻璃陶瓷

A.海水起电解质溶液作用

B.N极仅发生的电极反应：2H2。+2e-=20FT+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］

负极:Li-

e-Li

口是活泼金属，作负极,则N极是正极，正极上海水中溶解的。2、C02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

r'r">"''・'r海水

'阴极

下列叙述错误的是(D)

A.阳极发生将海水中的C「氧化生成Cl?的反应

第8页

B.管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaCIO

C.阴极生成的Hz应及时通风稀释安全地排入大气

D.阳极表面形成的Mg(0H)2等积垢需要定期清理

［解析］海水中含有较大浓度的。一，通电后能在阳极上发生失电子的氧化反

应生成Cl2,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NaCIO,NaCIO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展，展具有可燃性，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2叫0+为-=201~1-+出1,生

成的0H-与海水中的Mg2+结合形成Mg(0H)2,故Mg(0H)2主要在阴极上形

成，D项错误。

4.［2021河北，3分］K-Oz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7Ah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，消耗钾时，铅酸蓄电池消耗0%水

［解析］由题图右侧室内Oz-KOz可知，b电极上发生还原反应，为正极，电极

+

反应式为。2+e-+K=K02,则a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KO2和

消耗的。2的质量比为71;32n2.22,C项正确；铅酸蓄电池充电时的总反应

为2PbSC)4+2HzO=Pb+PbOz+加为。4，消耗7moi水，转移7moi电子，

第9页

而1<-。2电池中，消耗0.7mol(39g)K,转移0.7mol电子，由转移电子数相

等可知，铅酸蓄电池消耗的水为0.7mol,即消耗7.8g水，D项错误。

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

示，其中在VB?电极发生反应：VB2+75OH--77e-VO^+2B(OH)7+

4H2。。该电池工作时，下列说法错误的是(B)

电极—~~复合碳电极

VB,B।菖।r

KOH溶液离子选择性膜

A.负载通过0.04mol电子时，有0.224Y.(标准状况)。2参与反应

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+77。2+200H-+5H20=<9B(0H)7+4V0彳一

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，贝WB?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+1702+20CM-+

6H2。=品(0H)7+牝。7。由上述分析知，电路中通过。04moie-时，正极

有0.07mol02参加反应，其在标准状况下的体积为0.224Y.,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WB2+

1102+20CM-+6H^0=5B(0H)7+4V0^,C项正确；电流从正极(复合碳

电极)出发，沿负载流向负极(VBz电极)，再经过溶液最终回到正极，D项

正确。

第10页

6.［2020全国卷I,6分］科学家近年发明了一种新型Zn-COz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CO2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-+4OH-=Zn(OH)5-

B.放电时，7moic。2转化为HC00H,转移的电子数为2moi

C.充电时，电池总反应为2Zn(0H)0=2Zn+02T+40FT+2H20

D.充电时，正极溶液中0H-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一生成

Zn(0H方-，负极反应为Zn-2e-+40H-=Zn(0H)^,A项正确；放电时，

正极上CO2得电子生成HC00H,CO2中C的化合价为+4,HC00H中C的化

合价可看作+2,7moic转化为7moiHC00H,得到2moi电子，B项正确；

充电时阴极上Zn(OH)亍参与反应得到锌，阳极上山0参与反应得到氧气，电

池总反应为2Zn(0H)f=2Zn+02T+40H-+2H2。，C项正确；充电时，阳极

上发生失电子的氧化反应：2展0-4e-=02T+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-。

第11页

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WO,薄膜

中，生成AgxWOs,器件呈现蓝色，对于该变化过程，下列叙述错误的是(C)

A„固体电解质，只

、11r允许Ag+通过

电致变色层(wo3)

出透明导电层

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WO3+xAg=AgxW05

［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AgxWOs，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

+

xAg+W05+xe-=AgxW05o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WC>3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W03+xAg=AgxWC»3,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)

离子交换膜

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

第12页

C.饱和NaCI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

2H2。+2e-=H2f+,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0H-,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。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）

-Q-

风能.

A.析氢反应发生在IrOx-Ti电极上

B.Cl-从Cu电极迁移到IrOx-Ti电极

C.阴极发生的反应有:JCO2+72H++72e-=C2H4+加2。

D.每转移7moi电子，阳极生成77.2L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?可发生反应式。2+

第13页

生

阳极

子，

oi电

移7m

每转

可知

由A

确；

C正

展0,

4+4

C2H

2e-=

++7

72H

误。

,D错

）0

状况

（标准

5.6L

i即

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阳极

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羊找

（“丢

口诀

反应

电极

解池

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点拨

【技巧

、

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阴极

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接制备