2022-2024年高考化学试题分类专项复习：电化学及其应用（学生卷）

三年真题上

4M07电化学及其应用

目制鲁港。绢施管

考点三年考情（2022-2024）命题趋势

♦原电池、化学电源：2024安徽卷、2024全国甲

卷、2024新课标卷、2024河北卷、2024江苏卷、

2024北京卷、2023广东卷、2023全国乙卷、2023

新课标卷、2023山东卷、2023辽宁卷、2022全国

甲卷、2022全国乙卷、2022福建卷、2022广东

高考对于电化学板块内容的考查变

卷、2022浙江卷、2022辽宁卷、2022山东卷、

化变化不大，主要考查陌生的原电

2022湖南卷

池装置和电解池装置的分析，对于

♦电解池的工作原理及应用：2024黑吉辽卷、

电解池的考查概率有所提高，特别

考点1电化学2024湖北卷、2024山东卷、2024湖南卷、2024

是利用电解池生产化工品和处理环

及其应用甘肃卷、2024广东卷、2023全国甲卷、2023湖北

境污染物成为命题特点。问题的落

卷、2023辽宁卷、2023北京卷、2023广东卷、

脚点主要是在电极的极性判断、两

2023湖南卷、2023浙江卷、2022广东卷、2022

极发生的反应情况和电解液成分的

天津卷、2022海南卷、2022辽宁卷、2022重庆

参与情况这些问题上。

卷、2022湖北卷、2022北京卷、2022河北卷、

2022浙江卷

♦金属的腐蚀与防护：2024浙江卷、2024广东

卷、2022辽宁卷、2022河北卷、2022湖北卷、

2022广东卷

窃窗倒缀。阖逾退国

考法01原电池、化学电源

1.（2024・安徽卷）我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如下。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ZnSCU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

2+

B.电池总反应为：I3+Zn,^Zn+3P

C.充电时，阴极被还原的Z#+主要来自Zn-TCPP

D.放电时，消耗0.65gZn,理论上转移0.02mol电子

2.（2024•全国甲卷）科学家使用6-MnO2研制了一种MnCh-Zn可充电电池（如图所示）。电池工作一段时间

后，MnCh电极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列叙述正确的是

A.充电时，Zn?+向阳极方向迁移

B.充电时，会发生反应Zn+MnCh=ZnMn2O4

C.放电时，正极反应有MnO2+H2O2+e-=MnOOH+OH-

D.放电时，Zn电极质量减少0.65gl,MnCh电极生成了0.020molMnOOH

3.（2024・新课标卷）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2c6Hl2。6+。2=2c6Hl2。7

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卡在电场驱动下的迁移方向为b—a

4.（2024•河北卷）我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg-C。？电池，以Mg（TFSI%为电解质，电解

液中加入1,3-丙二胺（PDA）以捕获C。？，使放电时CO2还原产物为MgC20〃该设计克服了MgCX>3导

电性差和释放CC>2能力差的障碍，同时改善了Mg2+的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。

.

C0

多

2孔

碳

纳

MgfTFS%

米

MgCTFSI).管

PDA

电

PDA极

MgCjOZ

下列说法错误的是

A.放电时，电池总反应为2CX）2+Mg=MgC2O4

B.充电时，多孔碳纳米管电极与电源正极连接

C.充电时，电子由Mg电极流向阳极，Mg2+向阴极迁移

D放电时，每转移Imol电子，理论上可转化lmolCC）2

5.（2024・江苏卷）碱性锌镐电池的总反应为Zn+2MnC）2+H2。=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，Mil。2发生氧化反应

B.电池工作时，OPT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ImolMnOOH,转移电子数为2x6.02x1（）23

6.（2024•北京卷）酸性锌镒干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理，下列说法正确的是（）

石墨电极

-二氧化锦和炭黑

一氯化铁和氯化锌

'锌筒

A.石墨作电池的负极材料B.电池工作时，NH；向负极方向移动

C.MnO,发生氧化反应D.锌筒发生的电极反应为Zn-2，-Zn2+

7.（2023•广东卷）负载有Pt和Ag的活性炭，可选择性去除C1实现废酸的纯化，其工作原理如图。下列

说法正确的是

A.Ag作原电池正极

B.电子由Ag经活性炭流向Pt

C.Pt表面发生的电极反应：O2+2H2O+4e=4OH

D.每消耗标准状况下1L2L的。2,最多去除lmolC「

8.（2023•全国乙卷）室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠-硫电池

的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪瞠膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另

+

一电极。工作时，在硫电极发生反应：!s8+e-^yS^,j-S^+e-^St,2Na+1St+2（1-1）e^Na2Sx

钠电极

电解质

下列叙述错误的是

A.充电时Na+从钠电极向硫电极迁移

B.放电时外电路电子流动的方向是a—b

Y

C.放电时正极反应为：2Na++《S8+2e--Na2sx

o

D.炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能

9.（2023・新课标卷）一种以V2O5和Zn为电极、Zn（C居水溶液为电解质的电池，其示意图如下所

示。放电时，Zn?*可插入V2O5层间形成2%丫2。5力凡。。下列说法错误的是

VOZnVO«HO

Zn电极25x25V2O5电极J

水溶液

JZn(CF3so3)2u

A.放电时V2O5为正极

B.放电时Zn?*由负极向正极迁移

C.充电总反应：xZn+V2O5+nH2O=ZnxV2O5nH2O

2+

D.充电阳极反应：ZnxV2O5-nH2O-2xe=xZn+V2O5+nH2O

10.(2023・山东卷)利用热再生氨电池可实现CuSC)4电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，甲、乙两

室均预加相同的CuSO,电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是

CuS04低温

溶:二液一热解乙

隔膜

A.甲室Cu电极为正极

B.隔膜为阳离子膜

2+2+

C.电池总反应为：Cu+4NH3=[Cu(NH3)4]

D.NH3扩散到乙室将对电池电动势产生影响

11.(2023•辽宁卷)某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是

多孔碳

质子交换膜

A.放电时负极质量减小

B.储能过程中电能转变为化学能

C.放电时右侧H+通过质子交换膜移向左侧

3+2+

D.充电总反应：Pb+SO^+2Fe=PbSO4+2Fe

12.(2022•全国甲卷)一种水性电解液Zn-MnCh离子选择双隔膜电池如图所示(KOH溶液中，Zd+以

Zn(OH)j存在)。电池放电时，下列叙述错误的是

MnC)2电极离子选择隔膜Zn电极

X

二

W三-

一-

W三-

二-

I夜

H2夕K2s。4溶液:KOH溶液

IIIIII

A.II区的K+通过隔膜向III区迁移

B.I区的SO：通过隔膜向II区迁移

+2+

C.MnO?电极反应：MnO2+2e+4H=Mn+2H2O

+2+

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

13.（2022・福建卷）一种化学“自充电”的锌-有机物电池，电解质为KOH和Zn（CH3coOh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下图所示。下列说法正

确的是

HN-------K+N--------

——一一In

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

14.（2022•全国乙卷）Li-O2电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研

究了一种光照充电Li-O,电池（如图所示）。光照时，光催化电极产生电子（片）和空穴（h+）,驱动阴极反应

（Li++e=Li）和阳极反应（Li2C>2+2h+=2Li++O2）对电池进行充电。下列叙述错误的是

光

催

化

电

极

A.充电时，电池的总反应Li?。？=2Li+C>2

B.充电效率与光照产生的电子和空穴量有关

C.放电时，Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移

D.放电时，正极发生反应O2+2Li++2e-=Lia

15.（2022•广东卷）科学家基于C"易溶于CC1&的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可

+

作储能设备（如图）。充电时电极a的反应为：NaTi2（PO4）3+2Na+2e-=Na3Ti2（PO4）3o下列说法正确的

是

A.充电时电极b是阴极

B.放电时NaCl溶液的pH减小

C.放电时NaCl溶液的浓度增大

D.每生成ImolC",电极a质量理论上增加23g

16.（2022•浙江卷）通过电解废旧锂电池中的LiMtbOa可获得难溶性的5c和MnO”电解示意图如下

（其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计）。下列说法

不正确的是

A.电极A为阴极，发生还原反应

2++

B.电极B的电极发应：2H2O+Mn-2e=MnO2+4H

C.电解一段时间后溶液中Mn?+浓度保持不变

D.电解结束，可通过调节pH除去Mi?*,再加入Na2cO3溶液以获得LUCO3

17.（2022•辽宁卷）某储能电池原理如图。下列说法正确的是

+

A.放电时负极反应：Na3Ti2（PO4）3-2e=NaTi2（PO4）3+2Na

B.放电时cr透过多孔活性炭电极向CCL中迁移

C.放电时每转移Imol电子，理论上CCl吸收O.SmolCl?

D.充电过程中，NaCl溶液浓度增大

18.（2022•山东卷）设计如图装置回收金属钻。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成

CO2,将废旧锂离子电池的正极材料LiCoC）2（s）转化为c02+,工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转

移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是

A.装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大

B.装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸

+2+

C.乙室电极反应式为LiCoO?+2H2O+e=Li+Co+4OH

D.若甲室Co"减少200mg,乙室Co?+增力口300mg,则此时已进行过溶液转移

19.（2022•湖南卷）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

隔施玻箍陶左

A.海水起电解质溶液作用

B.N极仅发生的电极反应：2H2O+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

考法02电解池的工作原理及应用

20.（2024・黑吉辽卷）“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的

问题，科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法，装置如图所示。部分反应机理为：

X赍Hx3H0T°+京。下列说法错误的是

电源

,惰性电极及催化剂，

HCOO

KOH溶液KOH溶液■〈

HCHO

Ia

阴离子交换膜

A.相同电量下H2理论产量是传统电解水的1.5倍

B.阴极反应：2H2（3+2e-=2OH-+H2T

C.电解时OH通过阴离子交换膜向b极方向移动

D,阳极反应：2HCHO-2e+40H=2HC00+2H2O+H2T

21.（2024.湖北卷）我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化剂，用H2c2O4和NH20H电化学催化合成

甘氨酸，原理如图，双极膜中H2。解离的H+和0H在电场作用下向两极迁移。已知在K0H溶液中，甲

醛转化为HOCH?。"存在平衡HOCHzGT+OH-uQCHzOt+HzO。Cu电极上发生的电子转移反

应为［OCHzOr-e-=HCOO+H.。下列说法错误的是

H;

HCOO

HCHO

KOH

溶液

A.电解一段时间后阳极区c（OH］减小

B.理论上生成I1110IH3N+CH2coOH双极膜中有4m0IH2C）解离

C.阳极总反应式为2HCHO+4OH-2e-=2HCOCT+H2T+2H2O

D.阴极区存在反应H2C,C）4+2H++2e-=CH0C00H+H,0

22.（2024・山东卷）以不同材料修饰的Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合

的循环方式，可实现高效制H2和。2,装置如图所示。下列说法错误的是

i-Mh

A.电极a连接电源负极

B.加入Y的目的是补充NaBr

电解

C.电解总反应式为BF+3HzO^BrO#3H2

D.催化阶段反应产物物质的量之比n（Z）:n（Brj=3:2

23.（2024.湖南卷）在KOH水溶液中，电化学方法合成高能物质K4c6、6时，伴随少量O2生成，电解原

理如图所示，下列说法正确的是

A.电解时，OH一向Ni电极移动

B.生成C$N二的电极反应：2C3N8H4+8OH--4e-=C6N^+8H2O

C.电解一段时间后，溶液pH升高

D,每生成ImolH2的同时，生成0.5molK4c6可6

24.（2024・甘肃卷）某固体电解池工作原理如图所示，下列说法错误的是

I----------------O电源O-----------------1

国i

国s盘用

♦♦♦♦♦♦«

-H(g)用

zHH

02(g)

(g)

o3

固体电解质多孔电极2

A.电极1的多孔结构能增大与水蒸气的接触面积

B.电极2是阴极，发生还原反应：。2+4日=2。2-

C.工作时。2一从多孔电极1迁移到多孔电极2

D.理论上电源提供2moi曰能分解ImolH?。

25.（2024.广东卷）一种基于氯碱工艺的新型电解池（下图），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：2Cr-2e--Cl2T

B.阴极区溶液中OH浓度逐渐升高

C.理论上每消耗1molFe2（）3,阳极室溶液减少213g

D.理论上每消耗lmolFe2（）3,阴极室物质最多增加138g

26.（2023•全国甲卷）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来提

高多碳产物（乙烯、乙醇等）的生成率，装置如下图所示。下列说法正确的是

山

-O-

A.析氢反应发生在IrO「Ti电极上

B.C「从Cu电极迁移到IrO「Ti电极

+

C.阴极发生的反应有：2CO2+12H+12e-=C2H4+4H2O

D.每转移Imol电子，阳极生成11.2L气体（标准状况）

27.（2023•湖北卷）我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置

工作时阳极无CU生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为xmoLh-。下列说法错误的是

离子交换膜

惰

惰

三

一透汽不透液态水

性

芸

性1

电的膜

i.电PTFE

一

极

极

三30%KOH溶液

0三ab>

一海水

A.b电极反应式为2H。+2b=H2T+2OH「

B.离子交换膜为阴离子交换膜

C.电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜

D.海水为电解池补水的速率为2xmol-hT

28.（2023・辽宁卷）某无隔膜流动海水电解法制H?的装置如下图所示，其中高选择性催化剂PRT可抑制

。2产生。下列说法正确的是

A.b端电势高于a端电势B.理论上转移2moi生成4gH2

C.电解后海水pH下降D.阳极发生：CP+H£）-2e-=HC1O+H+

29.（2023•北京卷）回收利用工业废气中的CO?和SO?,实验原理示意图如下。

下列说法不正确的是

A.废气中SO2排放到大气中会形成酸雨

B.装置a中溶液显碱性的原因是HCO；的水解程度大于HCO；的电离程度

C.装置a中溶液的作用是吸收废气中的C0?和SO?

D.装置b中的总反应为SO^+CO2+H2O=HCOOH+SO1

30.（2023•广东卷）用一种具有“卯桦”结构的双极膜组装电解池（下图），可实现大电流催化电解KNC）3溶

液制氨。工作时，H?。在双极膜界面处被催化解离成H+和OH、有利于电解反应顺利进行。下列说法不正

确的是

A.电解总反应：KNSpCHzOK®咄3?22T

B.每生成ImolNHs.H?。，双极膜处有9moi的H。解离

C.电解过程中，阳极室中KOH的物质的量不因反应而改变

D.相比于平面结构双极膜，“卯桦”结构可提高氨生成速率

31.(2022•广东卷)以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，实现A1的

再生。该过程中

A.阴极发生的反应为Mg-2e-=Mg2+B.阴极上A1被氧化

C.在电解槽底部产生含Cu的阳极泥D.阳极和阴极的质量变化相等

32.(2022•天津卷)实验装置如图所示。接通电源后，用碳棒(a、b)作笔，在浸有饱和NaCl溶液和石蕊

溶液的湿润试纸上同时写字，a端的字迹呈白色。下列结论正确的是

直流电源(9V)

A.a为负极

B.b’端的字迹呈蓝色

C.电子流向为：bfb'fa'->a

D.如果将a、b’换成铜棒，与碳棒作电极时的现象相同

33.(2022•海南卷)一种采用HQ(g)和N?(g)为原料制备NHs(g)的装置示意图如下。

下列有关说法正确的是

A.在b电极上，N?被还原

B.金属Ag可作为a电极的材料

C.改变工作电源电压，反应速率不变

D.电解过程中，固体氧化物电解质中一不断减少

34.（2022・辽宁卷）如图，c管为上端封口的量气管，为测定乙酸溶液浓度，量取10.00mL待测样品加入

b容器中，接通电源，进行实验。下列说法正确的是

b

电源

+

A.左侧电极反应：2H2O-4e=O2T+4H

B.实验结束时，b中溶液红色恰好褪去

C.若c中收集气体11.20mL,则样品中乙酸浓度为（MmoLI?

D.把盐桥换为U形铜导线，不影响测定结果

35.（2022•重庆卷）硝酮是重要的有机合成中间体，可采用“成对间接电氧化”法合成。电解槽中水溶液的

主要成分及反应过程如图所示。

\/*2Br\

OH硝酮丫■一O

一

，.人二丁基-N-羟基胺-U

—JH2O

惰性电极1惰性电极2

下列说法错误的是

A.惰性电极2为阳极B.反应前后WO；/WO:数量不变

C.消耗Imol氧气，可得到Imol硝酮D.外电路通过Imol电子，可得至1JImol水

36.（2023•湖南卷）葡萄糖酸钙是一种重要的补钙剂，工业上以葡萄糖、碳酸钙为原料，在澳化钠溶液中

采用间接电氧化反应制备葡萄糖酸钙，其阳极区反应过程如下:

(：HO(二OOH(：OO-

H--OH-OHH--OH

HO--H/HBrQ-、HO--HCaCC)3HO--H.

-OHCa2+

H-：§H%对曾7-OHH-

H-_H--OHH--OH

:H20HBJ)ir(:HOHJ

(:H2OH_(22

葡萄糖阳极葡萄糖酸葡萄糖酸钙

下列说法错误的是

A.漠化钠起催化和导电作用

B.每生成hnol葡萄糖酸钙，理论上电路中转移了2moi电子

C.葡萄糖酸能通过分子内反应生成含有六元环状结构的产物

D.葡萄糖能发生氧化、还原、取代、加成和消去反应

37.（2023•浙江卷）氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不氐确的是

电源

电极A离子首换膜

电极B

c

lr>2

卜一

T1

饱和NaCl溶液40（含少量NaOH）

A.电极A接电源正极，发生氧化反应

B.电极B的电极反应式为：2H2O+2e=H2?+2OH

C.应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的NaOH溶液

D.改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗

38.（2023•浙江卷）在熔融盐体系中，通过电解TiO?和Si。2获得电池材料（TiSi）,电解装置如图，下列

说法正确的是

A.石墨电极为阴极，发生氧化反应

+

B.电极A的电极反应：8H+TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4H,O

C.该体系中，石墨优先于C「参与反应

D.电解时，阳离子向石墨电极移动

39.（2022•湖北卷）含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备Li[P（CN）J,过程如图所示

（Me为甲基）。下列说法正确的是

A.生成lmolLi[P（CN）』，理论上外电路需要转移2moi电子

B.阴极上的电极反应为：P4+8CN--4e=4[P（CN）2]'

C.在电解过程中CN响钳电极移动

D.电解产生的H2中的氢元素来自于LiOH

40.（2022•北京卷）利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。

装置示意图序号电解质溶液实验现象

0.1mol/LCuSO阴极表面有无色气体，一段时间后阴极表面有红色固

①4

1"1+少量H2s。4体，气体减少。经检验电解液中有Fe?+

Cu二-Fe

阴极表面未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红

0.1mol/LCuSO4

电解质溶液②

+过量氨水色固体。经检验电解液中无Fe元素

下列说法不F理的是

A.①中气体减少，推测是由于溶液中c（H+）减少，且Cu覆盖铁电极，阻碍H+与铁接触

+2+2+2+

B.①中检测到Fe?+,推测可能发生反应：Fe+2H=Fe+H2>Fe+Cu=Fe+Cu

C.随阴极析出Cu,推测②中溶液c（C/）减少，CU2++4NH3^^[CU（NH3%「平衡逆移

D.②中Cu"生成[CU（NH3）J",使得c（C/）比①中溶液的小，Cu缓慢析出，镀层更致密

41.（2022•浙江卷）通过电解废旧锂电池中的LiM%。,可获得难溶性的Li2cO,和MnO?,电解示意图如下

（其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计）。下列说法

不歪理的是

A.电极A为阴极，发生还原反应

2++

B.电极B的电极反应：2H2O+Mn-2e=MnO2+4H

C.电解一段时间后溶液中Mn"浓度保持不变

D.电解结束，可通过调节pH除去Mn",再加入Na2cO3溶液以获得Li2cO3

42.(2022•河北卷)科学家研制了一种能在较低电压下获得氧气和氢气的电化学装置，工作原理示意图如

A.电极b为阳极

B.隔膜为阴离子交换膜

C.生成气体M与N的物质的量之比为2：1

催化剂

D.反应器I中反应的离子方程式为4[Fe(CN)6]3-+4OH-^=4[Fe(CN)6]4-+O2t+2HO

A2

考法03金属的腐蚀与防护

43.(2024•浙江卷1