2025年高考化学二轮总复习学案：电解池、金属的腐蚀与防护 练习（含解析）

板块一专题七选择题专项突破分级训练

【强基练】

1.（2024.广东广州二模）一种具有双极膜的酸一碱液流电池如图所示，工作时,

氏0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。充电

时电极a的反应为DASQ+2H++2e-==H2DSAQ,下列说法不正确的是（）

交换膜

A.充电时电极b是阳极

B.充电时KOH溶液中KOH的物质的量增大

C.放电一段时间后，负极区溶液的pH减小

D.每消耗ImolDSAQ,双极膜处有2moi的H2O解离

2.（2024.河北部分高中二模）氮气电解催化装置可以实现同时制备镂盐和硝酸

盐，利用双极膜（M、N）将水解离成H+、OH,还可以浓缩溶液（图中进、出气通

道及部分反应均省略）。下列说法正确的是（）

稀溶液

A.a端的电势比b端高

B.M、N分别为阴、阳离子交换膜

C.相同时间内X、Y电极上消耗的氮气质量比为5：3

D.阴极室的总反应为N2+6e-+6H2O=2NH3+6OH

3.（2024.北京西城二模）双极膜可用于电解葡萄糖（C6Hl2O6）溶液同时制备山梨

醇（C6Hl4。6）和葡萄糖酸（C6Hl2。7）。电解原理示意图如下（忽略副反应）。

已知：在电场作用下，双极膜可将水解离，在两侧分别得到H+和OH,

注：R为一C5Hli。5

下列说法不正确的是（）

A.右侧的电极与电源的正极相连

B.阴极的电极反应：C6Hl2O6+2e-+2H+===C6Hl4。6

C.一段时间后，阳极室的pH增大

D.每生成1mol山梨醇，理论上同时可生成1mol葡萄糖酸

4.（2024.福建部分地市三模）我国科学家以海水为氯源合成a,a-二氯酮，其装

置如图。并以其为原料合成药物米托坦c,合成路线为MeOH

NaBH4

□下列说法不正确的是（)

B.M为阳离子交换膜

ClOH

b为占中

C.

,C1

D.整个转化中碳原子的杂化轨道类型有3种

5.（2024.广东深圳二模）利用双极膜电解含有HCO,的溶液，使HC（方转化成碳

燃料，实现了C02还原流动。电解池如下图所示，双极膜中水电离的H+和OH」

在电场作用下可以向两极迁移。下列说法不正确的是（）

Ni网双极膜Ag网

1/

b

CO

NaOH稀I

HCO；溶液

溶液

A.银网电极与电源负极相连

B.双极膜b侧应该用质子交换膜

-+

C.阴极电极反应为：HCOF+2e+3H=COt+2H2O

D.双极膜中有0.1molH2O电离，则阳极附近理论上产生0.05mol02

6.（2024.河北邯郸二模）羟基自由基（QH）是自然界中氧化性仅次于氟的氧化

剂。我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为CO2和H2O的原电池一电解池组合装

置，实现了发电、环保两位一体。下列说法错误的是（）

阴

阳

L

离

离

复合

子

子

导电

交

交

凝胶

换拓H+H"

换

膜

颗粒

器-

Na(:l

Na2SO4高浓度含

溶液茶酚废水

A.a是正极，c是阴极

B.氧化1mol苯酚，理论上NaCl溶液中减少的离子为20NA

C.电池工作时，b极电极反应为C6H5OH—28b+11氏0==6（202t+28H+

D.d极电极反应为H2O—e-===H++.OH

【培优练】

7.（2024.辽宁省抚顺市六校协作体高三三模）铝电池具有高效耐用、可燃性低、

成本低、充电快速等优点，可成为常规电池的安全替代品，将纳米级FeF3嵌入电

极材料，能大大提高可充电铝离子电池的容量。其中有机离子导体主要含AlvCir，

隔膜仅允许含铝元素的微粒通过，工作原理如图甲所示；图乙为电解CuC12溶液

装置的一部分。下列说法正确的是（）

隔膜铝电极

图甲

A.b极与铝电极连接

B.为了提高电导效率，左极室采用酸性ALClk水溶液

C.放电时，正极反应为：2AbeB+FeF3+e-=3AlCl[+FeC12+AlF3

D.若b极材料为Pt,b极的电极反应式始终为2c「-2b===C12t

8.（2024.山东青岛市二模）一种非金属一有机物液流电池放电时的工作原理如

图所示。下列说法正确的是（）

负载

泵质子交换膜泵

A.放电时，正极电极反应为，/CHO+H2O—2e-=0/C°°H+2H+

B.充电时，H+通过质子交换膜向电极甲移动

C.可将储液罐做大以增大液流电池的储能容量

D.以此电源电解硫酸铜溶液，若加98gCu（OH）2使溶液复原，理论上消耗

160gBr2

9.（2024.重庆名校联考三模）微生物脱盐池的a极上加入了呼吸细菌，工作时

可将工业废水中的有机污染物转化为CO2,其工作原理如图所示。下列说法错误

的是（）

电阻

有机ab

+

污染物］O2+H

尤

拓生

)1IH2O

ZZcr-

CO2+H2O

脱盐室

MN

A.呼吸细菌的作用为催化有机物分解

B.工作时，b极发生还原反应，电子从a极流向b极内

C.M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜

D.若b极上消耗标准状况下2.24L气体，通过N膜的离子的物质的量为0.4

mol

10.（2024.广东茂名市三模）我国科学家采用单原子Ni和纳米Cu作串联催化

剂，通过电解法将CO2转化为乙烯，装置示意图如图所示。已知：电解效率〃（B）

_"（生成B所用的电子）

一〃（通过电极的电子）入I。%。

阴离子交换膜

惰

惰

性

性

电

电

幽

极

极<

aa小

8

CH2=CH2

KOH溶液

下列说法错误的是（）

A.惰性电极a与直流电源的负极相连，惰性电极b上有02产生

B.纳米Cu催化剂上发生的反应：2cO+6H2O+8I===C2H4+8OIT

C.OH」从左室穿过阴离子交换膜进入右室

D.若乙烯的电解效率为60%,电路中通过2mol电子时，产生0.15mol乙

烯

板块一专题七选择题专项突破分级训练

【强基练】

1.（2024.广东广州二模）一种具有双极膜的酸一碱液流电池如图所示，工作时,

H2O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。充电

时电极a的反应为DASQ+2H++2e-==H2DSAQ,下列说法不正确的是（）

交换膜

A.充电时电极b是阳极

B.充电时KOH溶液中KOH的物质的量增大

C.放电一段时间后，负极区溶液的pH减小

D.每消耗ImolDSAQ,双极膜处有2moi的H?O解离

【答案】C

【解析】由信息充电时电极a的反应为DSAQ+2H++2e-=H2DSAQ,则

a为阴极，b为阳极，电极反应式为2Br——2e-==Br2；放电时a为负极，b为正

极。据此作答。根据分析，b是阳极，A正确；根据分析，充电时，双极膜处产

生的H+移向左边阴极区，OH一移向KOH溶液，K+从阳极区经过阳离子交换膜移

向KOH溶液，所以KOH的物质的量增大，B正确；放电时，负极发生的电极反

应：H2DSAQ-2e-=DSAQ+2H+,每产生2moiHf,同时有2molH’通过双极

膜离开阴极室，故pH基本不变，C错误；根据电极反应式DSAQ+2H++2屋

===H2DSAQ,每消耗1molDSAQ,得至U2mol电子，双极膜处有2mol的H20

解离，D正确。

2.（2024弓可北部分高中二模）氮气电解催化装置可以实现同时制备镂盐和硝酸

盐，利用双极膜（M、N）将水解离成H+、0H,还可以浓缩溶液（图中进、出气通

道及部分反应均省略）。下列说法正确的是（）

浓皆液2

稀溶液

A.a端的电势比b端高

B.M、N分别为阴、阳离子交换膜

C.相同时间内X、Y电极上消耗的氮气质量比为5：3

D.阴极室的总反应为N2+6e-+6H2O=2NH3+60H

【答案】C

【解析】由已知信息可知，氮气电解催化装置可以实现同时制备镁盐和硝

酸盐，根据图给示意图可知，左侧氮气转化为NH：,为阴极；右侧氮气转化为

NO,,为阳极。由图可知，X极氮气发生还原反应，即X为阴极，a与电源负极

相连，所以a端电势比b端低，故A项错误；根据题干信息可推知，左侧制备铁

盐，所以H+透过M膜进入阴极室，故M为阳离子交换膜，同理可得N为阴离子

交换膜，故B项错误；X极上氮元素从0价降低至一3价，Y极上氮元素从0价

升高至+5价，由得失电子守恒可得，X、Y电极上消耗的氮气质量比为5：3,

故C项正确；阴极室发生的总反应中应有NHj生成，故D项错误。

3.（2024.北京西城二模）双极膜可用于电解葡萄糖（C6Hl2。6）溶液同时制备山梨

醇（C6Hl4。6）和葡萄糖酸（C6Hl2。7）。电解原理示意图如下（忽略副反应）。

已知：在电场作用下，双极膜可将水解离，在两侧分别得到H+和OH,

注：R为一C5H1Q5

下列说法不正确的是（）

A.右侧的电极与电源的正极相连

B.阴极的电极反应：C6Hl2。6+2b+2H'==C6Hl4。6

C.一段时间后，阳极室的pH增大

D.每生成1mol山梨醇，理论上同时可生成1mol葡萄糖酸

【答案】C

【解析】左边电极葡萄糖被还原为山梨醇，为阴极，右边电极湿离子失电

子被氧化为澳，为阳极，与电源正极相连，故A正确；左边电极为阴极，葡萄糖

+

中的醛基被还原，电极反应式：C6Hi2O6+2e-+2H==C6HI4O6,故B正确；阳

极室中还发生H2O+Br2+RCHO=RCOOH+2H++2Br，电解一段时间后，pH

减小，故C错误；制备山梨醇的反应为C6Hl2O6+2「+2H+==C6Hl4。6,制备葡

-+

萄糖酸的总反应为C6H1206-2e+H2O===C6H12O7+2H,根据得失电子守恒可

知每生成1mol山梨醇，理论上同时可生成1mol葡萄糖酸，故D正确。

4.（2024.福建部分地市三模）我国科学家以海水为氯源合成a,a-二氯酮，其装

C10

置如图。并以其为原料合成药物米托坦c,合成路线为iiYy61--°-^）

O八］NaBH4

□下列说法不正确的是（)

B.M为阳离子交换膜

D.整个转化中碳原子的杂化轨道类型有3种

【答案】B

［解析】阳极连接电源正极,失去电子生成

C1

得失电子守恒和电荷守恒配平电极反应为+2Cr+2OH'-4e-=

Cl0

人人/CI+H2O,A正确；阴极H2。放电生成H2和OH,生成的OH-通过阴

DC1

离子交换膜进入阳极参与反应，M为阴离子交换膜，故B错误；NaBR可将锻基

Cl0H

还原成醇，故b为/^^口，C正确。整个转化中碳原子的杂化轨道类型有3

种，分别为sp、sp2、sp3,D正确。

5.（2024.广东深圳二模）利用双极膜电解含有HCO3的溶液，使HCO1转化成碳

燃料，实现了CO2还原流动。电解池如下图所示，双极膜中水电离的H+和OT

在电场作用下可以向两极迁移。下列说法不正确的是（）

Ni网双极膜Ag网

I"i

CO

NaOH稀I

HCO；溶液

溶液

A.银网电极与电源负极相连

B.双极膜b侧应该用质子交换膜

+

C.阴极电极反应为：HCOr+2e+3H=COt+2H2O

D.双极膜中有0.1molH2O电离，则阳极附近理论上产生0.05mol02

【答案】D

【解析】根据示意图，右侧HCO）生成CO,发生还原反应，为阴极区，

即Ag网为阴极，与电源的负极相连，阴极的反应式为HCO7+2e-+3H+==COf

+2H2O;Ni网为阳极，电极反应式为40ET—=。2t+2H20,双极膜中H+

向右侧移动，即b为质子膜，OfT向左侧移动，a为阴离子膜。由上述分析可知,

银网电极为阴极，与电源负极相连，故A正确；双极膜中H+向右侧移动，即b

为质子膜，故B正确；阴极的电极反应式为HCO,+2e-+3H+==COT+2H2。,

故C正确；根据阳极反应式40fT—41=02t+2H2O,产生0.05molO2会消耗

0.2molOH-,双极膜中有0.2molH2O电离，故D错误。

6.(2024河北邯郸二模)羟基自由基(QH)是自然界中氧化性仅次于氟的氧化

剂。我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为C02和H20的原电池一电解池组合装

置，实现了发电、环保两位一体。下列说法错误的是()

阴

阳L

离

离

复合

子

子

导电

交

交

凝胶

换

换拓ii+ir/

膜

膜

颗粒

楙

Na(:l

Na2SO4高浓度含

溶液不酚废水

A.a是正极，c是阴极

B.氧化1mol苯酚，理论上NaCl溶液中减少的离子为20NA

C.电池工作时，b极电极反应为C6H5OH—28屋+11H2O==6CO2t+28『

D.d极电极反应为H2O—e-==H++.OH

【答案】B

【解析】题图中装置，左边为原电池，a上辂由+6价变为+3价得电子发

生还原反应，是正极，b是负极，右边是电解池，c是阴极，d是阳极。a是正极,

c是阴极，A正确；原电池工作时，a极CrzO干得电子生成Cr(OH)3,发生反应：

-

Cr2O7-+6e+7H2O=2Cr(OH)3I+8OH-,b极电极反应为C6H5OH—28屋+

+

11H2O=6CO2t+28H,1molC6H50H参与反应，转移28mol电子，理论上a

极有28mol0H\b极有28molH卡进入氯化钠溶液中生成水，NaCl溶液中离子

几乎不变，B错误；原电池工作时，a极CnO厂得电子生成Cr(0H)3,发生反应：

Cr2Or+6e^+7H2O=2Cr(OH)3I+80H^,b极电极反应为C6H5OH-28e-+

HH2O=6CO2t+28H+,C正确；结合题干信息，-0H是水在d电极上失电子

生成的，所以d极电极反应为H2O—e-==H++・OH,D正确。

【培优练】

7.（2024.辽宁省抚顺市六校协作体高三三模）铝电池具有高效耐用、可燃性低、

成本低、充电快速等优点，可成为常规电池的安全替代品，将纳米级FeF3嵌入电

极材料，能大大提高可充电铝离子电池的容量。其中有机离子导体主要含AkC歹,

隔膜仅允许含铝元素的微粒通过，工作原理如图甲所示；图乙为电解CuCb溶液

装置的一部分。下列说法正确的是（）

-e--e-

A.b极与铝电极连接

B.为了提高电导效率，左极室采用酸性ALC甲水溶液

C.放电时，正极反应为：2AbCb+FeF3+e-=3AlC14+FeCb+AlF3

D.若b极材料为Pt,b极的电极反应式始终为2c「一2e'==C12f

【答案】C

【解析】根据图甲中电子流动方向知，铝电极为负极，反应式：A1+7A1CU

-3e-==4Al2C17,正极反应式：2AbCB+FeF3+e-=3AlC5+FeC12+AlF3,根

据图乙离子移动方向可知，b为阳极，C「失电子能力大于水中0H,优先失电子。

根据分析，b为阳极，应与电源正极相连，A项错误；把左极室的有机离子导体

改成水溶液后，会使左极室溶液中的离子总浓度减小，导致电导效率下降，B项

错误；根据分析，原电池正极反应为2AbeB+FeF3+e-=3AlC5+FeC12+AlF3,

C项正确；若b极材料为Pt,b极先发生的电极反应为2CF—2e-===C12t,当

C厂放电完毕后，水发生放电反应，D项错误。

8.（2024.山东青岛市二模）一种非金属一有机物液流电池放电时的工作原理

如图所示。下列说法正确的是（）

负载

/°V-CHO

/°x.COOH

泵质子交换膜泵

A.放电时，正极电极反应为心r（田°+1120—=启/（：°°口+215+

B.充电时，H+通过质子交换膜向电极甲移动

C.可将储液罐做大以增大液流电池的储能容量

D.以此电源电解硫酸铜溶液，若加98gCu（OH）2使溶液复原，理论上消耗

160gBr2

【答案】C

【解析】由图可知，放电时澳元素化合价降低，发生还原反应，即电极甲

-

为正极，正极电极反应式为Br2+2e=2Br",则电极乙为负极，负极电极反应

式为dcH°+H2O—2广-0/COOH+2H+。据以上分析可知，放电时，电极

乙为负极，发生氧化反应，M中醛基氧化为期基，所以负极电极反应式为由广（田0

+H2O—2L故A错误；放电时，电极乙为负极，则充电时

电极乙为阴极，H+通过质子交换膜向阴极移动，即H+向电极乙移动，故B错误；

储液罐做大，可增加储存的反应物的量，增大液流电池的储能容量，故C正确；

以此电源电解硫酸铜溶液，若加98gCu（OH）2使溶液复原，电解时除了发生

2CUSO4+2H2O^^2CU+O2t+2H2so4,还有反应2H2O^^O2t+2H2t,

且电解时消耗1molCUSO4转移2mol电子,接着电解消耗1molH20又转移2mol

电子，由电子得失守恒可知，理论上转移4moi电子消耗2moiB",320gBr2,

故D错误。

9.（2024.重庆名校联考三模）微生物脱盐池的a极上加入了呼吸细菌，工作时

可将工业废水中的有机污染物转化为C02,其工作原理如图所示。下列说法错误

的是（）

电阻

有机ab

OH+

污染物2+

尤(HO

12

）1SO?Na+

CO2+H2C

脱盐室

MN

A.呼吸细菌的作用为催化有机物分解

B.工作时，b极发生还原反应，电子从a极流向b极内

C.M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜

D.若b极上消耗标准状况下2.24L气体，通过N膜的离子的物质的量为0.4

mol

【答案】D

【解析】a极上加入了呼吸细菌，工作时可将工业废水中的有机污染物转

化为CO2,则a极为负极，发生氧化反应，则M为阴离子交换膜，经过M膜的

离子为C厂和SOW,b极为正极，发生还原反应，N为阳离子交换膜，经过N膜

的离子为Na+和Ca2+；呼吸细菌的作用为催化有机物分解，A正确；工作时，b

极为正极，发生还原反应，电子从a极流向b极内，B正确；根据分析，M为阴

离子交换膜，N为阳离子交换膜，C正确；若b极上消