电化学装置分析-2025年高考化学答题技巧与模板构建（解析版）

模板01电化学装置分析

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鹤­题型解读考情分析+命题预测/技巧解读

则.模板构建答题模板+技巧点拨

技法01原电池I技法02二次电池

■Wfbr而曲「iwor蒂禽子交换膜¥嗜装置

__________________________________________I_________________________________

赫•模板演练最新模拟、预测考向

电化学装置图是高考中电化学最常见的呈现方式，多以选择题的形式呈现，考查电极的判断，电极反

应式的书写、电极附近溶液性质的变化，电子、电流、离子移动方向的判断，利用守恒关系进行相关

的计算等。考查学生接受、吸收、整合化学信息的能力，也体现了对"宏观辨识与微观探析”的学科核

心素养考查。命题角度主要有新型一般电池、新型可充电电池、新型燃料电池、电解池原理及其应

用，另外有无离子交换膜也是关注的角度。在复杂、陌生、新颖的研究对象和真实问题情境下，体现

了对电化学知识基础性、综合性、创新性和应用性的考查。

◎掇超的建

❽答题模版

第一步：细审题阅读题目获取对解题有价值的信息，排除无效信息，并作标记。

第二步：定类型判断装置类型是原电池、电解池、二次电池（放电为原电池，充电为电解池）。

第三步：析装置根据题目所给信息，判断电极名称、电极发生的反应、电子和离子移动情况

等。

第四步：巧计算根据电化学原理及装置所处的环境，书写相关的电极反应式和总反应式，分

析电解液变化。

❽技巧点拔

技法01原电池

1.原电池的工作原理

负极：氧化反应正极：还原反应

导线中的电子

接受电子

提供电子导电

的物质的物质

阴离子

北极液)

阳离子〔盐桥或膜)

2.解题技巧

(1)原电池装置的分析方法

①判断电极：

负极：活泼金属、燃料、还原性物质等，物质中元素化合价升高，发生氧化反应。

正极：较活泼金属、。2、氧化性物质等，物质中元素化合价降低，发生还原反应。

②电极反应：

负极：还原齐!J-〃e--氧化产物；正极：氧化剂■■还原产物。

③电子移动：电子从负极流出，经外电路流向正极。

④离子移动：阳离子移向正极，阴离子移向负极。

(2)电极反应式书写的一般步骤

3.燃料电池

(1)燃料电池结构分析

(2)解答燃料电池题目的几个关键点

①要注意燃料电池的介质电解质溶液还是熔融盐或氧化物。

②通入负极的物质为燃料，通入正极的物质一般为氧气。

③通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正负极，同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。

(3)燃料电池电极反应式书写的常用方法

第一步，写出电池总反应式。

燃料电池的总反应与燃料燃烧的反应一致，若产物能和电解质反应，则总反应为加合后的反

应。

如甲烷燃料电池（电解质溶液为NaOH溶液）的反应如下：

CH4+2O2=CO2+2H2O①

CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O②

①+②可得甲烷燃料电池的总反应式：CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O»

第二步，写出电池的正极反应式。

根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是。2,因电解质溶液不同，故其

电极反应也会有所不同：

+-

①酸性电解质：02+4H+4e=2H20o

②）碱性电解质：02+2氏0+41=40H,

③固体电解质（高温下能传导）：02+4^^=2。2-。

-

④熔融碳酸盐（如熔融K2co3）：O2+2CO2+4e=2COF»

第三步，电池的总反应式一电池的正极反应式=电池的负极反应式。

技法02二次电池

1.二次电池的结构分析

___________

阴极:还原反应负极：氧化反应

原

电充阴阳

N也

解星离离

池

|池子子

阳极:氧化反应正极：还原反应

—II

互逆

技巧：阴极反应式=充电总正极反应式=放电总

反应式-阳极反应式反应式-负极反应式

2.解题技巧

技法03电解池

1.电解池的工作原理

+

还原反应|阴极||电解质AB||阳极氧化反应

\熔融或/

\“溶于zK//

阳离离子

2.电解池中阴、阳极的判断方法

构造方面

电极反应

电子流向

反应现象

离子移向

3.电子和离子的移动方向（惰性电极）

电子：从电源负极

离子：阳离子移向

流出，流向电解池

电解池的阴极；阴

的阴极；从电解池

离子移向电解池

阳极流出，流向电

的阳极

源的正极

4.阴、阳极放电离子的判断

（1）分析电解质的组成，找全离子并分为阴、阳两组，不要忽略水溶液中的H+和OH离子。

（2）根据放电顺序确定两极放电物质或离子。

①阴极：无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。

Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H4Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H2OAl3+Mg2+Na+Ca2+K+

氧化性（减弱）

11111IlliI1Illi

11111Illi11Illi

溶液中只考虑此部分只在熔融放电能力（减弱）

状态下放电

水电离出的H+放电

②阳极：

活泼电极：电极材料（电极为活性电极）本身失去电子被氧化而溶入溶液中。

惰性电极：溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化。

含氧

S2-rBr-Cl-OH-H2O界根F-还原性（减弱）

,在溶液中只考虑此部分‘放/能力（减弱）

水电离出的0H一放电

（3）判断电极产物，写出电极反应式。

（4）写出电解反应的总反应式。

技法04带离子交换膜电化学装置

1.离子交换膜的作用

（1）将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。

（2）选择性通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。

2.离子交换膜的类型

（1）阳离子交换膜（只允许阳离子和水分子通过，阻止阴离子和气体通过）

£锌铜原电池以锌铜原电池为例，中间用阳离子交换膜隔开

①负极反应式：Zn-2e=Zn2+

]Znlcur

2+

国乙②正极反应式：Cu+2e=Cu

甲:=z=<___-I1____

③Zr+通过阳离子交换膜进入正极区

阳离子1mobL-1

交换膜CuSOi(aq)④阳离子一透过阳离子交换膜-原电池正极（或电解池的阴极）

ZnSO4(aq)

（2）阴离子交换膜（只允许阴离子和水分子通过，阻止阳离子和气体通过）

以Pt为电极电解淀粉-KI溶液，中间用阴离子交换膜隔开

LJ①阴极反应式：2H2（D+2e-=H2T+2OH-

0②阳极反应式：21。2e-=L

、/Pt

Pt7--③阴极产生的移向阳极与阳极产物反应：3L+6OH-=IO3-+5r

一阴离子

1交换膜

+3H2O

④阴离子一透过阴离子交换膜—电解池阳极（或原电池的负极）

（3）质子交换膜（只允许H+和水分子通过）

AB在微生物作用下电解有机废水（含CH3coOH）,可获得清洁能源

■j。电源。|—H

H2

，工

「----

惰①阴极反应式：2H++2e-=H2f

惰

性

性

电+

电②阳极反应式：CH3COOH-8e+2H2O=2CO2t+8H

极

极

旅

隔

有

酸③阳极产生的H+通过质子交换膜移向阴极

/

质子交换膜④H+T透过质子交换膜-原电池正极（或电解池的阴极）

（4）电渗析法

(1)海水淡化一一阴、阳离子交换膜(电渗析法)

(2)燃料电池

(3)物质制备一一隔膜、质子交换膜

(4)氯碱工业一一离子交换膜电解槽

4.“隔膜”电解池的解题步骤

(1)分清隔膜类型。即交换膜属于阳膜、阴膜或质子膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜。

(2)写出电极反应式，判断交换膜两侧离子变化，推断电荷变化，根据电荷平衡判断离子迁移方向。

(3)分析隔膜作用。在产品制备中，隔膜作用主要是提高产品纯度，避免产物之间发生反应，或避免产

物因发生反应而造成危险。

5.离子交换膜的计算

(1)迁移离子所带的电荷数总是等于外电路上转移的电子数。

(2)溶液质量变化等于电极反应引起的变化和离子迁移引起的变化之和o

❹模板运用

类型01原电池

窗真题示例

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：I；+Zn导2/++31一

0充电

C.充电时，阴极被还原的ZM+主要来自Zn-TCPP

D.放电时，消耗0.65gZn,理论上转移0.02mol电子

像磨板答题

【答案】c

【第一步定类型】该装置为二次电池

【第二步析装置】

-'I

王松是耀分子材料，刚充电时该电枝为阻松

I'*1+2c'-31';充电时

苴电时Zn转化为ZrP

为黄松，充电时Zn为

【电较反应】

放电时发生*,化反点：Hr,配位体中存在破琰

单M，磁碟双a、硬鼠・

Zn-2c^ZnJ,;充电时堂;L

tt.硬氮双幢和硬氮簿等

，种共价笠,迁。由N根

Zn2'主要来自于港

像《电子书.窃＞健供空

«.（镭谡.B正确.

轨道布或的肥也健，A正

确

【第三步巧计算】

放电时，负极的电极反应式为Zn-2e=Zn2+,因此消耗0.65gZn（物质的量为O.Olmol），理论上转移

0.02mol电子，D正确。

1.（2023•全国新课标卷，10）一种以V2O5和Zn为电极、Zn（CF3so3）2水溶液为电解质的电池，其示意

图如下所示。放电时，Z/+可插入V2O5层间形成Zn,MOMH?。。下列说法错误的是（）

V2O5,ZnxV2O5HH2O

Zn电极V2O5电极

Zn(CF3so3)2水溶液

A.放电时V2O5为正极

B.放电时Zi?+由负极向正极迁移

C.充电总反应：xZn+V2O5+nH2O===Zn^V2O5nH2O

2+

D.充电阳极反应：Zn^V2O5HH2O-2xe-===xZn+V2O5+nH2O

【答案】C

【第一步定类型】该装置为二次电池

【第二步析装置】

I可断电tuI放电时％O.林化\ZiKV：d3Hq.

it电，fZn®化广'元索化仔—*低，正锐、

收.充电HZn为W—六电、药&蹈充电NVjOi力阳较・AiE・.

明根VjO,加必6NHQ

Zn电极vQs电极

I:圾反旦J

放电发生••化艮鹿：iVjOqTxurZ/fftHiO*--

HZiXCFjSOjb水溶液

Zih2«-----Zn->;充电计JJZn,V4X；充电时生生H

发生迁・反宜：Za2—2«化反应：ZikVQ・Hj62nr—

算子传动：被电时阳*子（ZlL）向2

—ZnV2O<*xZn*♦nll:ODiE・.

向闭收“财B正确

火电总及立：IiZn^VjOj*献iq-ZnNqrHQ

充电与反应：Zn,V^)<«H/>—2tZn*VjO<>nHQ.CttiR.

2.（2023•全国乙卷，12）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嗖膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作

111yy

-+_

为另一■电极。工作时，在硫电极发生反应：—Ss+e->ySg,—Sg+DTS[,2Na+—S4+2(1--)e—*NazSx

钠电极

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

x

C.放电时正极反应为：2Na++gS8+2e--Na2sx

8

D.炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能

【答案】A

【解析】由题意可知放电时硫电极得电子，硫电极为原电池正极，钠电极为原电池负极。A项，充电时为电

解池装置，阳离子移向阴极，即钠电极，故充电时，Na+由硫电极迁移至钠电极，A错误;B项，放电时Na

在a电极失去电子，失去的电子经外电路流向b电极，硫黄粉在b电极上得电子与a电极释放出的Na+结合

得到NazSx,电子在外电路的流向为a-b,B正确；C项，由题给的的一系列方程式相加可以得到放电时正

极的反应式为2Na++gs8+2e--Na2Sx,C正确；D项，炭化纤维素纸中含有大量的炭，炭具有良好的导电性，

O

可以增强硫电极的导电性能，D正确；故选A。

类型02电解池

❽真题示例

2.(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

A.电极a连接电源负极

B.加入Y的目的是补充NaBr

C.电解总反应式为Br+3H2。里/BrCh-+3H2T

D.催化阶段反应产物物质的量之比"(Z)：w(Br)=3:2

命模板答蹈

【答案】B

【第一步定类型】该装置为电解池

【第二步析装置】

1Br-6e*3H；O=BrOf+6H

B»O、或还

&接电源负极，A正确Br

■依MH?和6,即Z为。1

vii式为Br+BHjO-rBiO：+3H.,CiE稿:

ZBK）,《足厚应Br

NaBr，B错误

【第三步巧计算】催化阶段，Br元素的化合价由+5价降至-1价，生成ImolBr得到6moi电子，O元素的

化合价由-2价升至。价，生成ImoKh失去4moi电子，根据得失电子守恒，反应产物物质的量之比

〃(。2)：〃(Br)=6:4=3:2,D正确。

命交式训练

1.（2024・湖南卷）在K0H水溶液中，电化学方法合成高能物质K4c6N16时，伴随少量。2生成，电

解原理如图所示，下列说法正确的是

A.电解时，0H-向Ni电极移动

B.生成CfN：］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ImolEh的同时，生成0.5molK4c6N16

【答案】B

【第一步定类型】该装置为电解池

【第二步析装置】

（Mif电馒】PI电失电源

去电子生成CeHf",作阳极.

【电极反应J主反应：

2C,N.H「M）H-kC,Ni+»H,O

B正修，Pt电极迁停*5二生，

•;KOH

电极反应为40H-Ye

勺2H处2L2OH-+H/

-O*4*+2H*Q.

【第三步巧计算】根据电解总反应：2c3N8H4+4OH-=C6N：6+4H2O+2H2T可知，每生成lmolH2,生成

0.5molK4c6H16,但Pt电极伴随少量O2生成，发生电极反应：4OH-4e-=O2t+2H2O（则生成Imolffe时得到

的部分电子由OH-放电产生02提供，所以生成K4c6H16小于0.5mol,D错误。

2.（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

-O电源O

多孔电极1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

2

B.电极2是阴极，发生还原反应：O2+4e=2O-

C.工作时O?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?。

【答案】B

【分析】多孔电极1上H20（g）发生得电子的还原反应转化成H2（g）,多孔电极1为阴极，电极反应为

2

2H2O+4e=2H2+2O-；多孔电极2上CP-发生失电子的氧化反应转化成02（g）,多孔电极2为阳极，电极反

应为202-4e=02o

【解析】A.电极1的多孔结构能增大电极的表面积，增大与水蒸气的接触面积，A项正确；B.根据分

析，电极2为阳极，发生氧化反应：2O2-4e-=O2,B项错误；C.工作时，阴离子02一向阳极移动，即。2一

从多孔电极1迁移到多孔电极2,C项正确；D.根据分析，电解总反应为2H20(g)里曼2H2+。2,分解

2molH2O转移4mol电子，则理论上电源提供2mol电子能分解ImolJhO,D项正确；答案选B。

类型03带离子交换膜的电化学装置

❽真题示例

3.(2024.湖北卷)我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化剂，用HzGO”和NHQH电化学催化合

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

醛转化为存在平衡2电极上发生的电子转移反应为

HOCHQ-,HOCHzCT+OH-[OCH2O]+H2O»Cu

2

[OCH2O]-e=HCOO+H0下列说法错误的是

A.电解一段时间后阳极区c(OH)减小

B.理论上生成lmolH3N+CH2coOH双极膜中有4molH2O解离

C.阳极总反应式为2HCHO+4OH-2e-=2HCOO+H2t+2H2O

D.阴极区存在反应H2c2O4+2H++2e-==CHOCOOH+H2O

曲模板答题

【答案】B

【第一步定类型】该装置为带双极膜电解池

【第二步析装置】

Pfer■电假4

HOOCCOOHfrPb,堂生e电尸的

或用反底抬。,OMCCOOH：

Hqo,・*r»•-oweroomH；O・

D正碘：

OHC—€OOHEHO—N'HjS,巨亨<

HCXX'—CH=X—CHi<>HC_

COOH+HO—PTH.・HOOC一

ni-N—OH♦H,OH*.HOOC—

C"H"N<)H岂圭。电f的rt■•：.LW

<t<H,N-CH,COOHiHOOC

Ctl-NOH»4e

*SH-H,N*CH.COOHtH；O.

(]

HX\ObH(>—WH,0+MT=

H4NXHX'<J(>H*tH/).

【第三步巧计算】ImolffeO解离成lmolH+和ImolOH-,故理论上生成I1110IH3N+CH2coOH双极膜中有

6moiEbO解离，B错误。

曲变式训练

1.（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:

Q3、HOyOyHOyO

Hh、―tCk*H

下列说法错误的是

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：2H2O+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+4OH-=2HCOO-+2H2O+H2t

【答案】A

【第一步定类型】该装置为带膜电解池

【第二步析装置】

Hcoab

iiKiiooir

c-UCOOfl*I2H、・

HC'OOH>OH-HCOO-H：O.

2IKTK>2「4Oll二211cg

2ILO4L1.DiE*

1

【第三步巧计算】阳极反应：①HCHO+OH-e--HCOOH+，H2,@HCOOH+OH=HCOO+H2O,阴极反应

2H2O-2e-=H2T+2OH-,即转移2moi电子时，阴、阳两极各生成ImolHz,共2m0IH2,而传统电解水:

2H2。理曳2H2f+02t,转移2moi电子，只有阴极生成ImolH2,所以相同电量下H2理论产量是传统电解

水的2倍，故A错误。

2.（2023•湖北省选择性考试，10）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C12生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为xmol-h-i。下列说

法错误的是（）

A.b电极反应式为2H2O+2e=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-h"

【答案】D

【解析】由图可知，该装置为电解水制取氢气的装置，a电极与电源正极相连，为电解池的阳极，b电极与

电源负极相连，为电解池的阴极，阴极反应为2H2O+2e-=H2f+2OH;阳极反应为40曰4-=027+2H2O,电池

总反应为2H2。属曳2H2T+O2T。A项，b电极反应式为b电极为阴极，发生还原反应，电极反应为2H2。+2日

=H2T+2OH-,故A正确；B项，该装置工作时阳极无Cb生成且KOH浓度不变，阳极发生的电极反应为4OH

-4e-=O2T+2H2O,为保持OH-离子浓度不变，则阴极产生的OH-离子要通过离子交换膜进入阳极室，即离子

交换膜应为阴离子交换摸，故B正确；C项，电解时电解槽中不断有水被消耗，海水中的动能高的水可穿

过PTFE膜，为电解池补水，故C正确；D项，由电解总反应可知，每生成lmolH2要消耗ImolHzO,生成

日的速率为xmoLh-1,则补水的速率也应是xmoLhL故D错误；故选D。

1.铜锌原电池为电化学建构认识模型奠定了重要的基础，懂得原理才能真正做到举一反三，应用到其他

复杂的电池分析中。盐桥中装有琼脂凝胶，内含氯化钾。下面两种原电池说法错误的是（）

A.原电池I和II的反应原理都是Zn+Cu2+=Zn2++Cu

B.电池工作时，导线中电子流向为Zn—Cu

C.正极反应为Zn-2e=Zn2+,发生还原反应

D.电池工作时，盐桥中的K+向右侧烧杯移动，C1-向左侧烧杯移动

【答案】C

【解析】在原电池中，若两金属做电极，一般活泼金属做负极，不活泼金属做正极。I和II两个原电池装置

中，都是锌做负极，铜做正极。A项，原电池I和H中，Zn为负极，Cu为正极，CuSCU为电解质溶液，工

作原理都是Zn+Cu2+=Zn2++Cu,故A正确；B项，在原电池中，负极锌失去电子，经外电路流向正极铜，故

B正确；C项，正极反应为Cu2++2e=Cu,发生还原反应，故C错误；D项，在原电池内部，阳离子移向正

极，阴离子移向负极，装置H中，右侧烧杯中的铜为正极，左侧烧杯中的锌为负极，所以盐桥中的K+向右

侧烧杯移动，C1一向左侧烧杯移动，故D正确；故选C。

2.风力发电输出功率的波动性导致其直接并网会对电网带来不良影响，需要连接储能电池装置，通过

储能电池对电能的存储、汇集，再集中供电来提高并网性能，下图是水系铝离子储能电池工作机理，下列有

关其说法不正确的是（）

B.铝储能电池是二次电池

C.放电时，AF+从正极材料的空隙中脱出进入电解液，再以单质铝的形式沉积负极材料表面

D.该电池中金属铝电极易形成致密的氧化铝钝化膜，阻断铝离子的传输从而降低电池效能

【答案】D

【解析】A项，铝在地壳中的含量丰富，且单位质量的铝放出的电量高，可以用于制造水系铝离子储能电池，

故A正确；B项，根据题意，储能电池通过对电能的存储、汇集，再集中供电，说明铝储能电池是二次电

池，故B正确；C项，放电时，铝失去电子变成AF+,铝为负极，石墨为正极，AF+从正极材料的空隙中脱

出进入电解液，再以单质铝的形式沉积负极材料表面，故C正确；D项，该电池中没有氧气产生，金属铝

电极表面不会形成致密的氧化铝钝化膜，故D错误；故选D。

3.科学家报道了一种新型可充电Na/Fe二次电池，其工作原理如图所示，下列有关说法正确的是（）

B.充电时，Y极的电极反应式为CaFeO2.5+0.5Na2Oe=CaFeO3+Na+

C.充电时，可用乙醇代替有机电解质溶液

D.电极材料中，单位质量金属放出的电能：Na>Li

【答案】B

【解析】A项，放电时，X极上Na失电子、发生氧化反应、为负极，则充电时，X极为阴极，发生了还原

反应，故A错误；B项，充电时，Y极做阳极，电极反应式为CaFeOz5+0.5Na2Oe=CaFeO3+Na+,故B正

确；C项，乙醇是非电解质，不能导电，不能作为电解质溶液，故C错误；D项，若Na和Li都失去Imol

电子，则电极材料中消耗Na的质量为23g、Li的质量为7g,所以单位质量金属放出的电能：Li>Na,故D

错误；故选B。

4.香港城市大学化学工作者首次提出了A1-N2电池（如图），该电池使用N2为原料，以离子液体（Al2c力

A1CE）为电解质，既实现了能量的存储，又实现了A1N的生产，A1N和碱反应能产生NH3,可进一步生产氮

肥。下列说法错误的是（）

A.A1极为负极，发生氧化反应

B.电池总反应为2A1+N2=2

C.石墨烯电极反应式为8A12C17+N2+6e-=2A1N+14A1C14-

D.生成标准状况下33.6LNH3,电池中转移3mol电子

【答案】D

【解析】A项，根据图中原电池的结构，A1极为负极，A1极电极反应式为2Al+14AlC14--6e-=8AhC17-,发生氧

化反应，故A正确；B项，石墨烯电极为正极，正极反应式为8A12Cb-+N2+6e-=2AlN+l4Ale1甲，Al极电极反

应式为2Al+14AlC14--6e-=8Al2cb,所以电池总反应为2A1+N2=2A1N,故B正确；C项，石墨烯电极为正极，

正极发生还原反应，正极反应式为8AheH+N2+6e-=2AlN+l4Ale肘，故C正确；D项，标准状况下33.6LNH3

的物质的量为A1N和碱反应产生NH3的反应离子方程式为AIN+OH-+H2OAIO2-+NH3T，生成L5mol

氨气消耗L5molAlN,根据2A1+N2=2A1N,电池中转移了4.5mol电子，故D错误；故选D。

5.如图所示的锂-二氧化镒电池是以高氯酸锂或三氟甲基磺酸锂为电解质，其正极反应是一种典型的

嵌入式反应，电池总反应为Li+MnChLiMnCh。下列说法不正确的是（）

A.锂片做负极，发生氧化反应

B.放电时，电子移动方向为：电极盖用电器T电极盖2T内电路一电极盖1

C.高氯酸锂或三氟甲基磺酸锂应溶解在非水有机溶剂中

D.放电时，正极反应为：MnO2+Li++e—LiMnO2

【答案】B

【解析】由图可知,Li片作负极，电极反应式为Li-e=Li+,MnO2作正极，电极反应式为MnO2+Li++e=LiMnO。

A项，由分析可知，Li片作负极，失电子发生氧化反应，A正确；B项，原电池工作时，电子从负极经外

电路流向正极，不经过电解质，B错误；C项，Li性质活泼，能与水反应，故高氯酸锂或三氟甲基磺酸锂应

溶解在非水有机溶剂中，C正确；D项，MnCh作正极，电极反应式为MnO2+Li++e=LiMnO2,D正确；故

选B。

6.（2024.河北邢台王岳联盟高三联考）我国最近在太阳能光电催化一化学耦合处理硫化氢研究中获得新

进展，相关装置如图所示。

下列说法错误的是（）

A.该装置中能量转化形式有化学能转化为电能

B.该装置工作时，b极为正极

C.a极的电极反应式为Fe2+-e-Fe3+

D.电路中每通过1mole;可处理34gH2s

【答案】D

【解析】该装置中存在由化学能转化为电能的构成，因此存在原电池反应原理。负极上发生失去电子的氧

化反应，正极上发生得到电子的还原反应，在同一闭合回路中电子转移数目相等。A项，根据图示可知：

该装置中存在的能量转化形式有光能转化为化学能，化学能转化为电能，故该装置中能量转化形式有化学

能转化为电能，A正确；B项，根据图示可知：在b电极上H+得到电子被还原产生H2,故b电极为原电

池的正极，B正确；C项，根据图示可知在a极上Fe2+失去电子变为Fe3+,故a电极的电极反应式为Fe?+-

e-=Fe3+,C正确；D项，H2s失去2个电子变为S和2个H+,故电路中若通过2moie;可处理34gH2S,

则若电路中每通过1mole:可处理17gH2S,D错误；故选D。

7.如图，科学家基于Cb易溶于CC14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

的电一

设备,总方程式为:NaTi(PO4)+2NaClNaTi2（PO4）3+Cl0下列说法正确的是（

23-充电32)

A.放电时NaCl溶液的pH减小

B.放电时cr透过多孔活性炭电极向cck中迁移

放电一

c.充电时的阴极反应为NaTi（PO）3+2Na++2e-NaTi(PO4)

24-充电323

D.充电时，电路中每转移2moie:理论上从CCI4中释放ImolCL

【答案】C

【解析】由总反应可知多孔活性炭电极为电池的正极，钛电极为电池的负极。A项，放电时总反应式为:

Na3Ti2（PO4）3+C12=NaTi2（PO4）3+2NaCl,则放电时NaCl溶液的pH不变，A错误；B项,放电时，阴离子移向

负极，即C1一透过多孔活性炭电极移向NaCl溶液中，B错误；C项，根据总反应式可知，充电时的阴极反应

放电一

为NaTi(PO)+2Na++2e-NaTi2(PO),C正确；D项,充电时,阳极反应式为：2Cl--2e-=C12f,电

243-充电343

路中每转移2moie;理论上生成ImolCb进入到CC14中，D错误；故选C。

8.光催化微生物燃料电池的工作原理如图所示:

外加电阻

已知：电极a在光激发条件下会产生电子(e)空穴(h+)。下列说法错误的是()

A.电极电势：电极a＞电极b

B.光激发时，光生电子会与02结合，光生空穴会与电极b产生的电子结合

+

C.电极b发生的电极反应式为(C6H1°C)5)n-24e+7H2O=6CO2T+24H

D.电池工作一段时间后，右侧溶液pH保持不变(不考虑CO2的溶解)

【答案】C

【解析】A项，根据题图信息判断，(C6Hio05)n在电极b上失电子，转化为CO2,则电极b为负极，电极a

为正极，原电池中，正极的电极电势高于负极的电极电势，则电极电势：电极a＞电极b,A正确；B项，根

据题图信息判断，电极a在光激发条件下会产生电子6)、空穴(h+),光生电子会与O2结合，光生空穴会与

电极b产生的电子结合，B正确；C项，根据得失电子守恒判断，电极b发生的电极反应式为

+

(C6Hl0O5)n-24ne-+7«H2O=6nCO2^+24/iH,C错误；D项，根据电极反应判断，每转移24nmol电子时，

右侧溶液中生成24nmolH+,同时会有24nmolH+通过阳离子交换膜移向左侧溶液，则右侧溶液的pH保持不

变，D正确；故选C。

9.(2024•辽宁沈阳市第一二。中学校高三期中)哈尔滨工业大学的研究团队发现，以非晶态Ni(III)基硫

化物为催化剂，能有效催化OER(析氧反应)和UOR(尿素氧化反应)，从而降低电解水制氢过程中的能耗，

其工作原理和反应机理如图所示：

下列说法正确的是()

A.UOR的电化学反应总过程为CO(NH2)2-6e-+6OH=CO2T+N2T+5H2O

B.电解过程中，电极A附近溶液的pH不变

c.OER分四步进行，其中没有非极性键的形成与断裂

D.若将光伏电池换成铅蓄电池，电极A应连接铅蓄电池的PbCh电极

【答案】A

【解析】由题意分析：该装置是电解池，电解水制氢，电极A上水得到电子生成氢气，电极反应式为

2H2O+2e=2OH-+H2T，电极B上尿素失电子生成氮气，电极反应式为：CO（NH2）2-6e+6OH=CO2T+N2f+5

H2O。A项，结合此题右图UOR为尿素氧化反应，生成二氧化碳，氮气和水，故其反应总过程为：

CO（NH2）2-6e-+6OH=CO2T+N2T+5H20,A正确；B项，电解过程中，电极A为阴极，电极反应式为：

2H2O+2e=2OH+H2T，故电解过程中电极A附近不断生成氢氧根离子，电极A附近