2025年高考化学考试易错题易错类型11化学能与电能(7大易错点)(学生版+解析)

易错类型11化学能与电能01易错陷阱（7大陷阱）【易错点1】不会判断电化学装置的正、负极，阴、阳极【易错点2】未掌握书写电极反应式的方法【易错点3】错误判断电解时的电极产物【易错点4】错误分析电解池中电解质溶液的情况【易错点5】混淆析氢腐蚀和吸氧腐蚀【易错点6】未掌握有关电化学的计算原理【易错点7】不理解离子交换膜的类型和应用02易错题通关易错点1不会判断电化学装置的正、负极，阴、阳极【分析】1.原电池正、负极判断方法2.电解池中的阴、阳极判断判断方法与电源连接方式电子流动方向离子移动方向反应类型电极现象阳极与电源正极相连电子流出阴离子移向氧化反应溶解或产生有色气体阴极与电源负极相连电子流入阳离子移向还原反应析出金属或产生氢气【例1】（2024·全国甲卷）科学家使用研制了一种可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，电极上检测到和少量。下列叙述正确的是A．充电时，向阳极方向迁移B．充电时，会发生反应C．放电时，正极反应有D．放电时，电极质量减少，电极生成了【变式1-1】（2024届广东省江门一模）高氯酸（）是制备导弹和火箭的固体推进剂高氯酸铵（）的原料之一，下图为一种惰性电极电解高纯次氯酸制备高氯酸的模拟装置。下列有关说法不正确的是A．b为电源的正极 B．电极M处发生氧化反应C．从左到右穿过质子交换膜 D．电极N的电极反应式：【变式1-2】（2024·四川绵阳南山中学仿真演练）浙江大学高超教授团队研究的水系双离子电池原理如下图所示，下列说法错误的是A．放电时a极附近溶液pH增大B．放电时b极的电极反应式为：C．充电时b极作阴极，发生还原反应D．充电时1molCu完全转化为Cu3(PO4)2，电池内部有6molNa+发生迁移易错点2未掌握书写电极反应式的方法【分析】1.电极反应遵循的三个守恒观察铅蓄电池的正、负极电极反应负极反应Pb(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)－2e－=PbSO4(s)正极反应PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋2e－=PbSO4(s)＋2H2O(l)总反应Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)规律任何一个电极反应等号左、右两边一定遵循：得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒(1)得失电子守恒=1\*GB3①失电子电荷数为＋m；得电子电荷数为－n=2\*GB3②元素的化合价每升高一价，则元素的原子就会失去一个电子=3\*GB3③元素的化合价每降低一价，则元素的原子就会得到一个电子(2)电荷守恒：电极反应左、右两边的正电荷和负电荷数相等(3)原子守恒(质量守恒)：电极反应左、右两边同种原子的原子个数一定相等2、电极反应的书写方法(1)拆分法：针对比较简单的原电池可以采取拆分法，先确定原电池的正、负极，列出正、负极上反应的物质，并标出相同数目电子的得失a．写出原电池的总反应，如2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋b．把总反应按氧化反应和还原反应拆分为两个半反应，注明正、负极，并依据质量守恒、电荷守恒及电子得失守恒配平两个半反应：正极：2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋负极：Cu－2e－=Cu2＋【微点拨】注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式中(2)加减法：正、负极反应相加得到电池反应的离子方程式。反之，若能写出已知电池的总反应的离子方程式，可以减去较易写出的电极反应式，从而得到较难写出的电极反应式复杂电极反应式=总反应式—简单的电极反应式a．写出总反应，如Li＋LiMn2O4=Li2Mn2O4b．写出其中容易写出的一个半反应(正极或负极)，如负极：Li－e－=Li＋c．利用总反应式与上述的一极反应式相减，即得另一个电极的反应式，即正极：LiMn2O4＋Li＋＋e－=Li2Mn2O4(3)“三步法”书写电极反应——按顺序书写：以“甲醇——氧气——KOH溶液”为例以“甲醇——氧气——KOH溶液”为例第一步：得失电子守恒失电子电荷数为＋m；得电子电荷数为－n负极的甲醇在碱性环境中变成CO32－失去6个电子，写成－6e－；正极的O2到底是变成了OH－还是H2O，一定是得到4个电子，写成＋4e－，此步称之为得、失电子守恒负极反应：CH3OH－6e－—CO32－；正极反应：O2＋4e－—；第二步：电荷守恒此时负极反应左边的电荷数为＋6，右边的电荷数为－2，电荷显然不守恒，为了使左、右两边电荷守恒必需在左边配8个OH－；正极反应的左边电荷数为－4，右边的电荷数为0，为了使左、右两边电荷守恒必需在右边配4个OH－，此步称之为电荷守恒负极反应：CH3OH—6e—＋8OH－—CO32－；正极反应：O2＋4e－—4OH－；第三步：原子守恒观察负极反应左、右两边的原子个数，C守恒，H、O不守恒，需在右边配6个H2O；而正极反应H、O不守恒，需在左边配2个H2O，此步称之为原子守恒负极反应：CH3OH—6e－＋8OH－＋6H2O=CO32－；正极反应：O2＋4e－＋2H2O=4OH－；【微点拨】①该法书写电极是各写各的电极，因此正负极电子数可能不相等，所以最后再用最小公倍数写出总方程式②若为酸性介质，先补H+，另一边补H2O；若为碱性介质，先补OH—，另一边补H2O=3\*GB3③有机物中化合价处理方法：“氧－2，氢＋1，最后算碳化合价”，并且要注意溶液环境与产物之间的反应，碱性环境下，C元素最终产物应为CO32－=4\*GB3④水溶液中不能出现O2－；碱性溶液反应物、生成物中均无H+；酸性溶液反应物、生成物中均无OH－，中性溶液反应物中无H+和OH－【例2】（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．两电极间血液中的在电场驱动下的迁移方向为b→a【变式2-1】（2024·湖南长沙雅礼中学模拟）一种新型短路膜电池分离装置如下图所示。下列说法中正确的是A．负极反应为：B．正极反应消耗，理论上需要转移电子C．该装置用于空气中的捕获，最终由出口A流出D．短路膜和常见的离子交换膜不同，它既能传递离子，还可以传递电子易错点3错误判断电解时的电极产物【分析】物质类别代表物被电解物质阴极产物阳极产物电解方程式浓度变化pH溶液复原加入物质电解类型含氧酸H2SO4H2OH2O22H2Oeq\o(,\s\up6(通电))H2↑＋O2↑变大减小水电解水型可溶性碱NaOHH2OH2O2变大增大活泼金属含氧酸盐Na2SO4H2OH2O2变大不变无氧酸HClHClH2Cl22HCleq\o(,\s\up6(通电))H2↑＋Cl2↑变小变大HCl电解自身型不活泼金属无氧酸盐CuCl2CuCl2CuCl22CuCl2eq\o(,\s\up6(通电))Cu↑＋Cl2↑变小——加CuCl2固体活泼金属无氧酸盐NaClNaClH2OH2Cl2NaOH2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up11(通电),\s\do4())2OH－＋Cl2↑＋H2↑NaCl浓度减小变大通入HCl气体放氢生碱型不活泼金属含氧酸盐Cu(NO3)2Cu(NO3)2H2OCuO22Cu2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up11(通电),\s\do4())2Cu＋O2↑＋4H＋Cu(NO3)2浓度减小有HNO3生成变小加CuO放氧生酸型【例3】（2024·湖南卷）在水溶液中，电化学方法合成高能物质时，伴随少量生成，电解原理如图所示，下列说法正确的是A．电解时，向Ni电极移动B．生成的电极反应：C．电解一段时间后，溶液pH升高D．每生成的同时，生成【变式3-1】（2024届广东省大湾区一模）一种镁/海水燃料电池处理海水富营养化的工作原理如图所示。下列说法正确的是A．作原电池的正极B．放电时，向气体扩散电极移动C．反应初始阶段产生的是，后期会产生沉淀D．气体扩散电极发生的电极反应：易错点4错误分析电解池中电解质溶液的情况【分析】惰性电极电解电解质溶液的情况分析(1)电解溶质电解质类型电极反应式及总反应式电解质浓度变化pH电解质溶液复原不活泼金属无氧酸盐，如CuCl2阳极2Cl－－2e－=Cl2↑减小增大通入HCl气体阴极Cu2＋＋2e－=Cu总反应式CuCl2eq\o(=,\s\up7(电解))Cu＋Cl2↑无氧酸，如HCl阳极2Cl－－2e－=Cl2↑减小增大加入CuCl2固体阴极2H＋＋2e－=H2↑总反应式2HCleq\o(=,\s\up7(电解))H2↑＋Cl2↑(2)电解溶质和溶剂水，生成H2和碱电解质(水溶液)电极反应式及总反应式电解质浓度变化pH电解质溶液复原活泼金属的无氧酸盐(如NaCl)阳极2Cl－－2e－=Cl2↑生成新电解质增大通入HCl气体阴极2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－总反应式2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))Cl2↑＋H2↑＋2OH－(3)电解溶质和溶剂水，生成H2和碱电解质(水溶液)电极反应式及总反应式电解质浓度变化pH电解质溶液复原不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4)阳极2H2O－4e－=O2↑＋4H＋生成新电解质减小加CuO或CuCO3阴极2Cu2＋＋4e－=2Cu总反应式2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2Cu＋O2↑＋4H＋(4)电解溶剂水电解质类型电极反应式及总反应式电解质浓度变化pH电解质溶液复原含氧酸，如H2SO4阳极2H2O－4e－=O2↑＋4H＋增大减小加水阴极4H＋＋4e－=2H2↑总反应式2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2H2↑＋O2↑可溶性强碱，如NaOH阳极4OH－－4e－=O2↑＋2H2O增大增大加水阴极4H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－总反应式2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2H2↑＋O2↑活泼金属含氧酸盐，如KNO3、Na2SO4阳极2H2O－4e－=O2↑＋4H＋增大不变加水阴极4H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－总反应式2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2H2↑＋O2↑【例4】（2024·湖北卷）我国科学家设计了一种双位点电催化剂，用和电化学催化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。已知在溶液中，甲醛转化为，存在平衡。电极上发生的电子转移反应为。下列说法错误的是A．电解一段时间后阳极区减小B．理论上生成双极膜中有解离C．阳极总反应式为D．阴极区存在反应【变式4-1】在K2Cr2O7存在下，利用微生物电化学技术实现含苯酚废水的有效处理，同时向外界提供电能，其工作原理如图所示。下列说法正确的是A．N极为电池的正极，产生OH-B．工作一段时间后，NaCl溶液浓度增大C．M极的电极反应为+11H2O-23e-=6CO2↑+23H+D．处理时，OH-从阴离子交换膜左侧向右侧移动易错点5混淆析氢腐蚀和吸氧腐蚀【分析】类型析氢腐蚀(腐蚀过程中不断有氢气放出)吸氧腐蚀(反应过程吸收氧气)条件水膜酸性较强(pH≤4.3)水膜酸性很弱或呈中性电极材料及反应负极(Fe)Fe－2e－=Fe2＋Fe－2e－=Fe2＋正极(碳)2H＋＋2e－=H2↑O2＋2H2O＋4e－=4OH－总反应式Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2联系吸氧腐蚀更普遍吸氧腐蚀总反应式：2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，Fe(OH)3脱去一部分水就生成Fe2O3·xH2O(铁锈主要成分)根据介质判断析氢腐蚀和吸氧腐蚀：若电解质酸性较强，如：NH4Cl溶液、稀H2SO4等，则发生析氢腐蚀，相当于金属与酸构成原电池；若电解质为弱酸、中性、弱碱，则发生吸氧腐蚀，相当于金属、氧气构成燃料电池两种腐蚀正极的现象不同：析氢腐蚀正极产生H2，气体压强变大，pH增大；吸氧腐蚀正极吸收O2，气体压强变小，pH增大【例5】（2024·浙江6月卷）金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图：下列说法正确的是A．图1、图2中，阳极材料本身均失去电子B．图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应：C．图2中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果D．图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，钢闸门、阳极均不发生化学反应【变式5-1】（2024·江西赣州十八县（市）二十四校期中联考）研究低碳铬钢分别在不同温度下、不同硫酸浓度下的腐蚀情况，如下图所示，有关说法正确的是A．约30℃时，低碳铬钢腐蚀严重 B．30%硫酸，大量发生吸氧腐蚀C．硫酸浓度，低碳铬钢钝化 D．超过70℃后，实验中有生成【变式5-2】（2024·湖北襄阳四中一模）古代青铜器的出土，体现了古代中国对人类物质文明的巨大贡献。青铜器埋藏会产生多种锈蚀产物，其中结构致密，可以阻止内部青铜继续被腐蚀，而结构疏松膨胀，可使锈蚀很快蔓延。青铜锈蚀过程大致如下：下列说法不正确的是A．青铜锈蚀Ⅰ过程属于电化学腐蚀，负极的电极反应方程式为：B．青铜锈蚀Ⅰ过程中浓度越大，腐蚀趋势越大C．青铜锈蚀Ⅲ生成的方程式为：D．青铜器修复可用碳酸钠溶液浸泡一段时间，使其保存更长久易错点6未掌握有关电化学的计算原理【分析】1.计算类型电解的相关计算包括两极产物的定量计算(如质量、气体的体积、某元素的化合价、溶液的pH及物质的量浓度等)2.电解计算的依据(1)阳极失去的电子数＝阴极得到的电子数(2)串联电路中通过各电解池的电子总数相等(3)电源输出的电子总数和电解池中转移的电子总数相等3.电解计算的方法(1)根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等(2)根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算(3)根据关系式计算：根据得失电子守恒的关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式以通过4mole－为桥梁可构建如下关系式：(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)【例6】（2024·江苏卷）碱性锌锰电池的总反应为，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，发生氧化反应B．电池工作时，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，转移电子数为【变式6-1】（2024·广东湛江第二十一中学模拟）低品质能源利用是指对热值较低、含杂物较高等特点的一类能源的利用。如图所示装置，可同时利用低温废热和含铜废液，并达到对含铜废液富集和产生电能的目的。起始时电极均为泡沫铜且质量相等，含铜废液的浓度为0.1，以2.5溶液作为电解质溶液，向M极区液体中加入2氨水开始反应。下列说法正确的是A．向M极区液体中加入氨水可使M极电势高于N极电势B．含铜废液Ⅰ、Ⅲ中的均高于含铜废液Ⅱ中的C．电子由M极经导线移向N极D．电极质量差为6.4g时，电路中通过0.2mol电子易错点7不理解离子交换膜的类型和应用【分析】1.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＋②正极反应式：Cu2＋＋2e－=Cu③Zn2＋通过阳离子交换膜进入正极区④阳离子透过阳离子交换膜原电池正极(或电解池的阴极)(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①阴极反应式：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－②阳极反应式：2I－－2e－=I2③阴极产生的OH－移向阳极与阳极产物反应：3I2＋6OH－=IOeq\o\al(－,3)＋5I－＋3H2O④阴离子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＋和水分子通过在微生物作用下电解有机废水(含CH3COOH)，可获得清洁能源H2①阴极反应式：2H＋＋2e－=H2↑②阳极反应式：CH3COOH－8e－＋2H2O=2CO2↑＋8H＋③阳极产生的H＋通过质子交换膜移向阴极④H＋透过质子交换膜原电池正极(或电解池的阴极)2.离子交换膜类型的判断——根据电解质溶液呈电中性的原则，判断膜的类型方法与技巧(1)首先写出阴、阳两极上的电极反应，依据电极反应式确定该电极附近哪种离子剩余(2)根据溶液呈电中性，判断出离子移动的方向，从而确定离子交换膜的类型实例分析：电解饱和食盐水分析方法电解饱和食盐水时，阴极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，则阴极区域破坏水的电离平衡，OH－有剩余，阳极区域的Na＋穿过离子交换膜进入阴极室，与OH－结合生成NaOH，故电解食盐水中的离子交换膜是阳离子交换膜【例7】（2024·湖北圆创联盟一模）为了保护环境、充分利用铅资源，科学家设计了如下的-铅化合物燃料电池实现铅单质的回收。下列有关说法错误的是A．正极区溶液pH升高，负极区溶液pH降低B．电子流向：电极b→负载→电极aC．阴极区电极反应式为D．为了提高的回收率，离子交换膜为阴离子交换膜【变式7-1】（2024·北京师范大学附属中学三模）盐酸酸洗钢材的废液中含有大量的盐酸、。研究人员利用如图装置可将部分铁元素在a极区转化为沉淀，实现资源和能源的再利用。下列说法不正确的是A．电子由b极流向a极B．离子交换膜为阴离子交换膜C．该装置实现了化学能向电能转化D．a极可发生电极反应：【变式7-2】（2024·河北保定一模）用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废液中的，实现其回收利用。a、b分别是一类离子选择透过膜，模拟装置如图所示。下列说法正确的是A．电路中转移1mol电子时，有生成B．a是阳离子选择透过膜C．最终的处理产物中可能有D．电解一段时间后，阴极室溶液中的先升高后降低1．（2024·湖北卷）2024年5月8日，我国第三艘航空母舰福建舰顺利完成首次海试。舰体表面需要采取有效的防锈措施，下列防锈措施中不形成表面钝化膜的是A．发蓝处理 B．阳极氧化 C．表面渗镀 D．喷涂油漆2．（2024·浙江1月卷）破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成和，下列说法不正确的是A．氨水浓度越大，腐蚀趋势越大B．随着腐蚀的进行，溶液变大C．铁电极上的电极反应式为：D．每生成标准状况下，消耗3．（2024届广东省深圳一模）我国科学家设计了水/有机混合高能锂硫电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是A．硫电极为负极B．通过阳离子交换膜向锂电极方向迁移C．硫电极上发生的反应为D．理论上，每消耗1mol，同时消耗2mol4．（2024届广东省肇庆二模）SO2-空气电池是一种新型环保电池，可在发电的同时制得硫酸，电池内部以稀硫酸为电解液。电池工作时，下列说法正确的是A．SO2发生还原反应B．H2SO4在电池的负极生成C．电子从负极通过电解液移向正极D．通入空气发生的电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-5.（2024届广东省省调研）银饰用久了表面会有一层而发黑，将银饰与片接触并加入溶液，可以除去银饰表面的，下列说法不正确的是A.是负极 B.阳离子向银饰移动C.电子由负极经溶液流向正极 D.表面发生反应：6．（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(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和为电极，以和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：C．充电时，阴极被还原的主要来自D．放电时，消耗，理论上转移电子7．（2024·重庆十八中两江实验学校一诊）一种稳定且具有低成本效益的碱性混合多硫化物-空气氧化还原液流电池结构如图所示。下列说法正确的是A．膜a为阴离子膜，膜b为阳离子膜B．充电时的总反应为：4OH-+2=4+O2+2H2OC．放电时，左侧贮液室中含的多硫电解质减少D．放电时，外电路通过2mol电子，理论上II室及右侧贮液器中的NaOH总共减少2mol8．（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：C．工作时从多孔电极1迁移到多孔电极2D．理论上电源提供能分解9．（2024·福建泉州第五中学适应性检测）羟基自由基具有很强的氧化性，能将苯酚氧化为和。我国科学家开发出如图所示装置，能实现制备氢气、处理含苯酚废水二位一体。下列说法正确的是A．d电极的电极反应式：B．再生池中发生的反应：C．a为电源负极，m为阴离子交换膜，能增强导电性D．气体X与Y在相同条件下的体积比为10．（2024·湖北宜荆一模）科学家发现金属钙可用于电化学驱动将还原为。已知：电解质溶液由和少量溶于有机溶剂形成。下列说法错误的是A．阴极反应式为：B．推测用代替更有利于生成C．理论上电解一段时间后浓度基本不变D．总反应方程式：11．（2024·山东卷）以不同材料修饰的为电极，一定浓度的溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制和，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C．电解总反应式为D．催化阶段反应产物物质的量之比12．（2024·河南许昌部分学校高考冲刺）铝-石墨双离子电池采用廉价且易得的石墨替代传统锂电池中的正极材料，全面提升了电池的能量密度。图甲和图乙表示该电池的充电或者放电时工作原理。X、Y表示可能为用电器或电源。已知充电时正极发生阴离子插层反应生成，下列有关分析正确的是A．图甲表示电池充电过程，电极a与电源的正极相连B．图甲中电极b电极反应式为：C．图乙中电极c电势高于电极dD．图乙中当电路转移电子数为2mol时，理论上电极c质量减少14g13．（2024·辽宁名校联盟高考模拟）一种双膜二次电池的结构及放电时的工作原理如图所示。已知：①M、N均为多孔石墨烯电极；②起始时Ⅰ室(含储液罐)中只含；③盐的水解忽略不计。下列说法正确的是A．充电时，Ⅱ室中向Ⅰ室迁移B．充电时，N极电极反应式为C．X膜为阴离子交换膜，Y膜为阳离子交换膜D．放电时，Ⅲ室中电路上转移电子，此时Ⅰ室中，则起始时Ⅰ室中含有14．（2024·河北卷）我国科技工作者设计了如图所示的可充电电池，以为电解质，电解液中加入1，3-丙二胺()以捕获，使放电时还原产物为。该设计克服了导电性差和释放能力差的障碍，同时改善了的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。下列说法错误的是A．放电时，电池总反应为B．充电时，多孔碳纳米管电极与电源正极连接C．充电时，电子由电极流向阳极，向阴极迁移D．放电时，每转移电子，理论上可转化定位：二次电池，放电时阳离子向正极移动，充电时阳离子向阴极移动。电极过程电极反应式电极放电充电多孔碳纳米管电极放电充电15．（2024·山东师范大学附属中学考前适应性测试）下列实验描述正确的是A．用酸碱中和滴定法可同时测定中和反应的反应热和待测液浓度B．利用上图该装置验证牺牲阳极保护法C．用98%的浓硫酸配制10%的稀硫酸，所需玻璃仪器为烧杯、玻璃棒D．将镀锌铁皮放入稀硫酸中，待产生氢气的速率突然减小，可以判断锌镀层已反应完全16．（2024·广东湛江第二十一中学模拟）航母山东舰采用模块制造再焊接组装而成。实验室模拟海水和淡水对焊接金属材料的影响，结果如图所示。下列分析正确的是A．舰艇腐蚀是因为形成了电解池 B．图甲是海水环境下的腐蚀情况C．腐蚀时负极反应为： D．焊点附近可用锌块打“补丁”延缓腐蚀易错类型11化学能与电能01易错陷阱（7大陷阱）【易错点1】不会判断电化学装置的正、负极，阴、阳极【易错点2】未掌握书写电极反应式的方法【易错点3】错误判断电解时的电极产物【易错点4】错误分析电解池中电解质溶液的情况【易错点5】混淆析氢腐蚀和吸氧腐蚀【易错点6】未掌握有关电化学的计算原理【易错点7】不理解离子交换膜的类型和应用02易错题通关易错点1不会判断电化学装置的正、负极，阴、阳极【分析】1.原电池正、负极判断方法2.电解池中的阴、阳极判断判断方法与电源连接方式电子流动方向离子移动方向反应类型电极现象阳极与电源正极相连电子流出阴离子移向氧化反应溶解或产生有色气体阴极与电源负极相连电子流入阳离子移向还原反应析出金属或产生氢气【例1】（2024·全国甲卷）科学家使用研制了一种可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，电极上检测到和少量。下列叙述正确的是A．充电时，向阳极方向迁移B．充电时，会发生反应C．放电时，正极反应有D．放电时，电极质量减少，电极生成了【答案】C【解析】A．充电时该装置为电解池，电解池中阳离子向阴极迁移，即向阴极方向迁移，A不正确；B．放电时，负极的电极反应为，则充电时阴极反应为Zn2++2e-=Zn，即充电时Zn元素化合价应降低，而选项中Zn元素化合价升高，B不正确；C．放电时电极为正极，正极上检测到和少量，则正极上主要发生的电极反应是，C正确；D．放电时，Zn电极质量减少0.65g（物质的量为0.010mol），电路中转移0.020mol电子，由正极的主要反应可知，若正极上只有生成，则生成的物质的量为0.020mol，但是正极上还有生成，因此，的物质的量小于0.020mol，D不正确；综上所述，本题选C。【变式1-1】（2024届广东省江门一模）高氯酸（）是制备导弹和火箭的固体推进剂高氯酸铵（）的原料之一，下图为一种惰性电极电解高纯次氯酸制备高氯酸的模拟装置。下列有关说法不正确的是A．b为电源的正极 B．电极M处发生氧化反应C．从左到右穿过质子交换膜 D．电极N的电极反应式：【答案】A【分析】图为一种惰性电极电解高纯次氯酸制备高氯酸的模拟装置，则M极次氯酸失去电子发生氧化反应得到高氯酸，M为阳极、N为阴极，与之对应的a为正极、b为负极；【解析】A．由分析可知，b为电源的负极，A错误；B．由分析可知，电极M处发生氧化反应，B正确；C．电解池中阳离子向阴极迁移，故从左到右穿过质子交换，C正确；D．N为阴极，氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，，D正确；故选A。【变式1-2】（2024·四川绵阳南山中学仿真演练）浙江大学高超教授团队研究的水系双离子电池原理如下图所示，下列说法错误的是A．放电时a极附近溶液pH增大B．放电时b极的电极反应式为：C．充电时b极作阴极，发生还原反应D．充电时1molCu完全转化为Cu3(PO4)2，电池内部有6molNa+发生迁移【答案】D【解析】A．由图可知，放电时a极水也会放电生成氢氧根离子，碱性增强，溶液pH增大，故A正确；B．放电时b极为负极，负极反应式为，故B正确；C．充电时为电解池，a极为阳极、b极为阴极，阴极发生还原反应，故C正确；D．充电时Cu→Cu2O→Cu3(PO4)2，1molCu完全转化为Cu3(PO4)2转移电子2mol，有2molNa+发生迁移，故D错误；故选D。易错点2未掌握书写电极反应式的方法【分析】1.电极反应遵循的三个守恒观察铅蓄电池的正、负极电极反应负极反应Pb(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)－2e－=PbSO4(s)正极反应PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋2e－=PbSO4(s)＋2H2O(l)总反应Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)规律任何一个电极反应等号左、右两边一定遵循：得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒(1)得失电子守恒=1\*GB3①失电子电荷数为＋m；得电子电荷数为－n=2\*GB3②元素的化合价每升高一价，则元素的原子就会失去一个电子=3\*GB3③元素的化合价每降低一价，则元素的原子就会得到一个电子(2)电荷守恒：电极反应左、右两边的正电荷和负电荷数相等(3)原子守恒(质量守恒)：电极反应左、右两边同种原子的原子个数一定相等2、电极反应的书写方法(1)拆分法：针对比较简单的原电池可以采取拆分法，先确定原电池的正、负极，列出正、负极上反应的物质，并标出相同数目电子的得失a．写出原电池的总反应，如2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋b．把总反应按氧化反应和还原反应拆分为两个半反应，注明正、负极，并依据质量守恒、电荷守恒及电子得失守恒配平两个半反应：正极：2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋负极：Cu－2e－=Cu2＋【微点拨】注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式中(2)加减法：正、负极反应相加得到电池反应的离子方程式。反之，若能写出已知电池的总反应的离子方程式，可以减去较易写出的电极反应式，从而得到较难写出的电极反应式复杂电极反应式=总反应式—简单的电极反应式a．写出总反应，如Li＋LiMn2O4=Li2Mn2O4b．写出其中容易写出的一个半反应(正极或负极)，如负极：Li－e－=Li＋c．利用总反应式与上述的一极反应式相减，即得另一个电极的反应式，即正极：LiMn2O4＋Li＋＋e－=Li2Mn2O4(3)“三步法”书写电极反应——按顺序书写：以“甲醇——氧气——KOH溶液”为例以“甲醇——氧气——KOH溶液”为例第一步：得失电子守恒失电子电荷数为＋m；得电子电荷数为－n负极的甲醇在碱性环境中变成CO32－失去6个电子，写成－6e－；正极的O2到底是变成了OH－还是H2O，一定是得到4个电子，写成＋4e－，此步称之为得、失电子守恒负极反应：CH3OH－6e－—CO32－；正极反应：O2＋4e－—；第二步：电荷守恒此时负极反应左边的电荷数为＋6，右边的电荷数为－2，电荷显然不守恒，为了使左、右两边电荷守恒必需在左边配8个OH－；正极反应的左边电荷数为－4，右边的电荷数为0，为了使左、右两边电荷守恒必需在右边配4个OH－，此步称之为电荷守恒负极反应：CH3OH—6e—＋8OH－—CO32－；正极反应：O2＋4e－—4OH－；第三步：原子守恒观察负极反应左、右两边的原子个数，C守恒，H、O不守恒，需在右边配6个H2O；而正极反应H、O不守恒，需在左边配2个H2O，此步称之为原子守恒负极反应：CH3OH—6e－＋8OH－＋6H2O=CO32－；正极反应：O2＋4e－＋2H2O=4OH－；【微点拨】①该法书写电极是各写各的电极，因此正负极电子数可能不相等，所以最后再用最小公倍数写出总方程式②若为酸性介质，先补H+，另一边补H2O；若为碱性介质，先补OH—，另一边补H2O=3\*GB3③有机物中化合价处理方法：“氧－2，氢＋1，最后算碳化合价”，并且要注意溶液环境与产物之间的反应，碱性环境下，C元素最终产物应为CO32－=4\*GB3④水溶液中不能出现O2－；碱性溶液反应物、生成物中均无H+；酸性溶液反应物、生成物中均无OH－，中性溶液反应物中无H+和OH－【例2】（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．两电极间血液中的在电场驱动下的迁移方向为b→a【答案】C【解析】A．由题中信息可知，当电池开始工作时，a电极为电池正极，血液中的在a电极上得电子生成，电极反应式为；b电极为电池负极，在b电极上失电子转化成CuO，电极反应式为，然后葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸，CuO被还原为，则电池总反应为，A正确；B．b电极上CuO将葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸后被还原为，在b电极上失电子转化成CuO，在这个过程中CuO的质量和化学性质保持不变，因此，CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用，B正确；C．根据反应可知，参加反应时转移2mol电子，的物质的量为0.1mmol，则消耗18mg葡萄糖时，理论上a电极有0.2mmol电子流入，C错误；D．原电池中阳离子从负极移向正极迁移，故迁移方向为b→a，D正确。综上所述，本题选C。【变式2-1】（2024·湖南长沙雅礼中学模拟）一种新型短路膜电池分离装置如下图所示。下列说法中正确的是A．负极反应为：B．正极反应消耗，理论上需要转移电子C．该装置用于空气中的捕获，最终由出口A流出D．短路膜和常见的离子交换膜不同，它既能传递离子，还可以传递电子【答案】D【分析】由图可知，通入氢气的一极为负极，电极反应式为，氢离子与离子反应生成CO2，通入氧气的一极为正极，电极反应式为，二氧化碳与氢氧根离子反应生成碳酸根离子。【解析】A．负极的电极反应方程式为，A错误；B．正极反应消耗标准状况下22.4L氧气，理论上需要转移电子，题目中未指明在标准状况下，B错误；C．由图可知，该装置吸收含二氧化碳的空气，二氧化碳与氢氧根离子反应生成碳酸根离子，故A口流出的空气不含CO2，C错误；D．由图可知，短路膜中存在电子运动，与常见的离子交换膜不同，它既能传递离子，还可以传递电子，D正确；故选D。易错点3错误判断电解时的电极产物【分析】物质类别代表物被电解物质阴极产物阳极产物电解方程式浓度变化pH溶液复原加入物质电解类型含氧酸H2SO4H2OH2O22H2Oeq\o(,\s\up6(通电))H2↑＋O2↑变大减小水电解水型可溶性碱NaOHH2OH2O2变大增大活泼金属含氧酸盐Na2SO4H2OH2O2变大不变无氧酸HClHClH2Cl22HCleq\o(,\s\up6(通电))H2↑＋Cl2↑变小变大HCl电解自身型不活泼金属无氧酸盐CuCl2CuCl2CuCl22CuCl2eq\o(,\s\up6(通电))Cu↑＋Cl2↑变小——加CuCl2固体活泼金属无氧酸盐NaClNaClH2OH2Cl2NaOH2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up11(通电),\s\do4())2OH－＋Cl2↑＋H2↑NaCl浓度减小变大通入HCl气体放氢生碱型不活泼金属含氧酸盐Cu(NO3)2Cu(NO3)2H2OCuO22Cu2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up11(通电),\s\do4())2Cu＋O2↑＋4H＋Cu(NO3)2浓度减小有HNO3生成变小加CuO放氧生酸型【例3】（2024·湖南卷）在水溶液中，电化学方法合成高能物质时，伴随少量生成，电解原理如图所示，下列说法正确的是A．电解时，向Ni电极移动B．生成的电极反应：C．电解一段时间后，溶液pH升高D．每生成的同时，生成【答案】B【分析】由电解原理图可知，Ni电极产生氢气，作阴极，发生还原反应，电解质溶液为KOH水溶液，则电极反应为：；Pt电极失去电子生成，作阳极，电极反应为：，同时，Pt电极还伴随少量生成，电极反应为：。【解析】A．由分析可知，Ni电极为阴极，Pt电极为阳极，电解过程中，阴离子向阳极移动，即向Pt电极移动，A错误；B．由分析可知，Pt电极失去电子生成，电解质溶液为KOH水溶液，电极反应为：，B正确；C．由分析可知，阳极主要反应为：，阴极反应为：，则电解过程中发生的总反应主要为：，反应消耗，生成，电解一段时间后，溶液pH降低，C错误；D．根据电解总反应：可知，每生成1mol，生成0.5mol，但Pt电极伴随少量生成，发生电极反应：，则生成1molH2时得到的部分电子由OH-放电产生O2提供，所以生成小于0.5mol，D错误；故选B。【变式3-1】（2024届广东省大湾区一模）一种镁/海水燃料电池处理海水富营养化的工作原理如图所示。下列说法正确的是A．作原电池的正极B．放电时，向气体扩散电极移动C．反应初始阶段产生的是，后期会产生沉淀D．气体扩散电极发生的电极反应：【答案】D【解析】A．镁/海水燃料电池工作时，Mg发生失电子的反应生成Mg2+，故作负极，A错误；B．原电池工作时，Mg电极为负极，气体扩散电极为正极，向正极移动，向负极（Mg电极）移动，B错误；C．反应初始阶段Mg2+与(NH4)3PO4反应生成MgNH4PO4沉淀，后期向正极移动、溶液碱性增强，生成Mg(OH)2沉淀，C错误；D．原电池工作时，Mg电极为负极，气体扩散电极为正极，正极上O2得电子生成OH-，与迁移过来的结合生成NH3⋅H2O，则正极反应式为O2+4+2H2O+4e-=4NH3⋅H2O，D正确；故答案为：D。易错点4错误分析电解池中电解质溶液的情况【分析】惰性电极电解电解质溶液的情况分析(1)电解溶质电解质类型电极反应式及总反应式电解质浓度变化pH电解质溶液复原不活泼金属无氧酸盐，如CuCl2阳极2Cl－－2e－=Cl2↑减小增大通入HCl气体阴极Cu2＋＋2e－=Cu总反应式CuCl2eq\o(=,\s\up7(电解))Cu＋Cl2↑无氧酸，如HCl阳极2Cl－－2e－=Cl2↑减小增大加入CuCl2固体阴极2H＋＋2e－=H2↑总反应式2HCleq\o(=,\s\up7(电解))H2↑＋Cl2↑(2)电解溶质和溶剂水，生成H2和碱电解质(水溶液)电极反应式及总反应式电解质浓度变化pH电解质溶液复原活泼金属的无氧酸盐(如NaCl)阳极2Cl－－2e－=Cl2↑生成新电解质增大通入HCl气体阴极2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－总反应式2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))Cl2↑＋H2↑＋2OH－(3)电解溶质和溶剂水，生成H2和碱电解质(水溶液)电极反应式及总反应式电解质浓度变化pH电解质溶液复原不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4)阳极2H2O－4e－=O2↑＋4H＋生成新电解质减小加CuO或CuCO3阴极2Cu2＋＋4e－=2Cu总反应式2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2Cu＋O2↑＋4H＋(4)电解溶剂水电解质类型电极反应式及总反应式电解质浓度变化pH电解质溶液复原含氧酸，如H2SO4阳极2H2O－4e－=O2↑＋4H＋增大减小加水阴极4H＋＋4e－=2H2↑总反应式2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2H2↑＋O2↑可溶性强碱，如NaOH阳极4OH－－4e－=O2↑＋2H2O增大增大加水阴极4H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－总反应式2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2H2↑＋O2↑活泼金属含氧酸盐，如KNO3、Na2SO4阳极2H2O－4e－=O2↑＋4H＋增大不变加水阴极4H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－总反应式2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2H2↑＋O2↑【例4】（2024·湖北卷）我国科学家设计了一种双位点电催化剂，用和电化学催化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。已知在溶液中，甲醛转化为，存在平衡。电极上发生的电子转移反应为。下列说法错误的是A．电解一段时间后阳极区减小B．理论上生成双极膜中有解离C．阳极总反应式为D．阴极区存在反应【答案】B【分析】在KOH溶液中HCHO转化为HOCH2O-：HCHO+OH-→HOCH2O-，存在平衡HOCH2O-+OH-[OCH2O]2-+H2O，Cu电极上发生的电子转移反应为[OCH2O]2--e-=HCOO-+H∙，H∙结合成H2，Cu电极为阳极；PbCu电极为阴极，首先HOOC—COOH在Pb上发生得电子的还原反应转化为OHC—COOH：H2C2O4+2e-+2H+=OHC—COOH+H2O，OHC—COOH与HO—N+H3反应生成HOOC—CH=N—OH：OHC—COOH+HO—N+H3→HOOC—CH=N—OH+H2O+H+，HOOC—CH=N—OH发生得电子的还原反应转化成H3N+CH2COOH：HOOC—CH=N—OH+4e-+5H+=H3N+CH2COOH+H2O。【解析】A．根据分析，电解过程中，阳极区消耗OH-、同时生成H2O，故电解一段时间后阳极区c(OH-)减小，A项正确；B．根据分析，阴极区的总反应为H2C2O4+HO—N+H3+6e-+6H+=H3N+CH2COOH+3H2O，1molH2O解离成1molH+和1molOH-，故理论上生成1molH3N+CH2COOH双极膜中有6molH2O解离，B项错误；C．根据分析，结合装置图，阳极总反应为2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+H2↑+2H2O，C项正确；D．根据分析，阴极区的Pb上发生反应H2C2O4+2e-+2H+=OHC—COOH+H2O，D项正确；答案选B。【变式4-1】在K2Cr2O7存在下，利用微生物电化学技术实现含苯酚废水的有效处理，同时向外界提供电能，其工作原理如图所示。下列说法正确的是A．N极为电池的正极，产生OH-B．工作一段时间后，NaCl溶液浓度增大C．M极的电极反应为+11H2O-23e-=6CO2↑+23H+D．处理时，OH-从阴离子交换膜左侧向右侧移动【答案】A【解析】根据原电池的工作原理，负极发生氧化反应，有机物被氧化，结合平均化合价，有机物中6个碳原子整体显-4价，生成物中6个CO2碳元素的碳原子整体显示+24价，故负极反应式为：+11H2O-28e-=6CO2+28H+，生成的H+透过阳膜向中间室移动。右侧正极反应式为：+6e-+7H2O=2Cr(OH)3+8OH-，阴离子OH-透过阴膜向中间室移动在中间室生成水，NaCl溶液浓度减小，据此分析解答。A．M电极苯酚被氧化产生CO2，同时产生H+，则M为负极，N极为正极，发生反应：+6e-+7H2O=2Cr(OH)3+8OH-，产生OH-，A正确；B．苯酚在负极被氧化为CO2的同时会产生H+，H+会通过阳离子交换膜迁移到中间极室；在正极被还原为Cr(OH)3的同时会产生OH-，OH-会跨过阴离子交换膜迁移到中间极室，与由正极区迁移来的氢离子反应生成水，因此，中间极室的NaCl溶液浓度下降，B错误；C．M极为负极，发生苯酚的氧化反应，电极反应式为：+11H2O-28e-=6CO2+28H+，C错误；D．N极为正极，发生还原反应，电极反应式为：+6e-+7H2O=2Cr(OH)3+8OH-，反应产生的OH-通过阴离子交换膜从右侧向左侧移动，而非从左侧向右侧迁移，D错误；故合理选项是A。易错点5混淆析氢腐蚀和吸氧腐蚀【分析】类型析氢腐蚀(腐蚀过程中不断有氢气放出)吸氧腐蚀(反应过程吸收氧气)条件水膜酸性较强(pH≤4.3)水膜酸性很弱或呈中性电极材料及反应负极(Fe)Fe－2e－=Fe2＋Fe－2e－=Fe2＋正极(碳)2H＋＋2e－=H2↑O2＋2H2O＋4e－=4OH－总反应式Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2联系吸氧腐蚀更普遍吸氧腐蚀总反应式：2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，Fe(OH)3脱去一部分水就生成Fe2O3·xH2O(铁锈主要成分)根据介质判断析氢腐蚀和吸氧腐蚀：若电解质酸性较强，如：NH4Cl溶液、稀H2SO4等，则发生析氢腐蚀，相当于金属与酸构成原电池；若电解质为弱酸、中性、弱碱，则发生吸氧腐蚀，相当于金属、氧气构成燃料电池两种腐蚀正极的现象不同：析氢腐蚀正极产生H2，气体压强变大，pH增大；吸氧腐蚀正极吸收O2，气体压强变小，pH增大【例5】（2024·浙江6月卷）金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图：下列说法正确的是A．图1、图2中，阳极材料本身均失去电子B．图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应：C．图2中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果D．图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，钢闸门、阳极均不发生化学反应【答案】B【解析】A．图1为牺牲阳极的阴极瓮中保护法，牺牲阳极一般为较活泼金属，其作为原电池的负极，其失去电子被氧化；图2为外加电流的阴极保护法，阳极材料为辅助阳极，其通常是惰性电极，其本身不失去电子，电解质溶液中的阴离子在其表面失去电子，如海水中的，A不正确；B．图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面积累的电子很多，除了海水中的放电外，海水中溶解的也会竞争放电，故可发生，B正确；C．图2为外加电流的阴极保护法，理论上只要能对抗钢闸门表面的腐蚀电流即可，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时保护效果最好；腐蚀电流会随着环境的变化而变化，若外加电压保持恒定不变，则不能保证抵消腐蚀电流，不利于提高对钢闸门的防护效果，C不正确；D．图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，说明从牺牲阳极或外加电源传递过来的电子阻止了的发生，钢闸门不发生化学反应，但是牺牲阳极和发生了氧化反应，辅助阳极上也发生了氧化反应，D不正确；综上所述，本题选B。【变式5-1】（2024·江西赣州十八县（市）二十四校期中联考）研究低碳铬钢分别在不同温度下、不同硫酸浓度下的腐蚀情况，如下图所示，有关说法正确的是A．约30℃时，低碳铬钢腐蚀严重 B．30%硫酸，大量发生吸氧腐蚀C．硫酸浓度，低碳铬钢钝化 D．超过70℃后，实验中有生成【答案】C【分析】实验中浓度变化得到方形点曲线，因为高浓度硫酸会使金属钝化，温度变化得到三角形点曲线，即70℃以前，氧化膜稳定，不会腐蚀，超过70℃后，氧化膜破坏，腐蚀速率加快。【解析】A．根据图像知，70℃以前，氧化膜稳定，腐蚀速率为0，即不会腐蚀，A错误；B．30%硫酸是强酸性环境，大量发生析氢腐蚀，B错误；C．根据图像知，硫酸浓度，腐蚀速率接近为0，则低碳铬钢钝化，C正确；D．超过70℃后，因为没有加入硫酸，所以实验中没有生成，D错误；故选C。【变式5-2】（2024·湖北襄阳四中一模）古代青铜器的出土，体现了古代中国对人类物质文明的巨大贡献。青铜器埋藏会产生多种锈蚀产物，其中结构致密，可以阻止内部青铜继续被腐蚀，而结构疏松膨胀，可使锈蚀很快蔓延。青铜锈蚀过程大致如下：下列说法不正确的是A．青铜锈蚀Ⅰ过程属于电化学腐蚀，负极的电极反应方程式为：B．青铜锈蚀Ⅰ过程中浓度越大，腐蚀趋势越大C．青铜锈蚀Ⅲ生成的方程式为：D．青铜器修复可用碳酸钠溶液浸泡一段时间，使其保存更长久【答案】C【解析】A．青铜锈蚀I过程属于电化学腐蚀，Cu在负极失去电子生成CuCl，电极反应方程式为：，故A正确；B．青铜锈蚀I过程发生电极反应：，Cl-浓度越大，腐蚀趋势越大，故B正确；C．青铜锈蚀Ⅲ过程中Cu2O和空气中的O2、HCl发生氧化还原反应生成，化学方程式为：2Cu2O+O2+2HCl+2H2O=2，故C错误；D．青铜器修复可用碳酸钠溶液浸泡一段时间，可使Cu2(OH)3Cl转化为结构致密的Cu2(OH)2CO3，能使其保存更长久，D正确；故选C。易错点6未掌握有关电化学的计算原理【分析】1.计算类型电解的相关计算包括两极产物的定量计算(如质量、气体的体积、某元素的化合价、溶液的pH及物质的量浓度等)2.电解计算的依据(1)阳极失去的电子数＝阴极得到的电子数(2)串联电路中通过各电解池的电子总数相等(3)电源输出的电子总数和电解池中转移的电子总数相等3.电解计算的方法(1)根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等(2)根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算(3)根据关系式计算：根据得失电子守恒的关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式以通过4mole－为桥梁可构建如下关系式：(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)【例6】（2024·江苏卷）碱性锌锰电池的总反应为，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，发生氧化反应B．电池工作时，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，转移电子数为【答案】C【分析】Zn为负极，电极反应式为：，MnO2为正极，电极反应式为：。【解析】A．电池工作时，为正极，得到电子，发生还原反应，故A错误；B．电池工作时，通过隔膜向负极移动，故B错误；C．环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电池放电，故C正确；D．由电极反应式可知，反应中每生成，转移电子数为，故D错误；故选C。【变式6-1】（2024·广东湛江第二十一中学模拟）低品质能源利用是指对热值较低、含杂物较高等特点的一类能源的利用。如图所示装置，可同时利用低温废热和含铜废液，并达到对含铜废液富集和产生电能的目的。起始时电极均为泡沫铜且质量相等，含铜废液的浓度为0.1，以2.5溶液作为电解质溶液，向M极区液体中加入2氨水开始反应。下列说法正确的是A．向M极区液体中加入氨水可使M极电势高于N极电势B．含铜废液Ⅰ、Ⅲ中的均高于含铜废液Ⅱ中的C．电子由M极经导线移向N极D．电极质量差为6.4g时，电路中通过0.2mol电子【答案】C【解析】A．向M极区液体中加入氨水用于产生电势差，使两侧铜离子浓度不同，M极是负极，Cu失去电子生成，与形成，N极是正极，得到电子生成Cu，正极电势高于负极电势，即N极电势高于M极电势，A错误；B．由图可知；含铜废液Ⅰ＞含铜废液Ⅱ＞含铜废液Ⅲ，B错误；C．电子由M极（负极）经导线移向N极（正极），C正确；D．电极质量差为6.4g时，M极质量减少3.2g（即0.05mol），N极质量增加3.2g，根据关系式Cu～2可知，电路中通过0.1mol电子，D错误；故选C。易错点7不理解离子交换膜的类型和应用【分析】1.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＋②正极反应式：Cu2＋＋2e－=Cu③Zn2＋通过阳离子交换膜进入正极区④阳离子透过阳离子交换膜原电池正极(或电解池的阴极)(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①阴极反应式：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－②阳极反应式：2I－－2e－=I2③阴极产生的OH－移向阳极与阳极产物反应：3I2＋6OH－=IOeq\o\al(－,3)＋5I－＋3H2O④阴离子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＋和水分子通过在微生物作用下电解有机废水(含CH3COOH)，可获得清洁能源H2①阴极反应式：2H＋＋2e－=H2↑②阳极反应式：CH3COOH－8e－＋2H2O=2CO2↑＋8H＋③阳极产生的H＋通过质子交换膜移向阴极④H＋透过质子交换膜原电池正极(或电解池的阴极)2.离子交换膜类型的判断——根据电解质溶液呈电中性的原则，判断膜的类型方法与技巧(1)首先写出阴、阳两极上的电极反应，依据电极反应式确定该电极附近哪种离子剩余(2)根据溶液呈电中性，判断出离子移动的方向，从而确定离子交换膜的类型实例分析：电解饱和食盐水分析方法电解饱和食盐水时，阴极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，则阴极区域破坏水的电离平衡，OH－有剩余，阳极区域的Na＋穿过离子交换膜进入阴极室，与OH－结合生成NaOH，故电解食盐水中的离子交换膜是阳离子交换膜【例7】（2024·湖北圆创联盟一模）为了保护环境、充分利用铅资源，科学家设计了如下的-铅化合物燃料电池实现铅单质的回收。下列有关说法错误的是A．正极区溶液pH升高，负极区溶液pH降低B．电子流向：电极b→负载→电极aC．阴极区电极反应式为D．为了提高的回收率，离子交换膜为阴离子交换膜【答案】D【分析】该装置为-铅化合物燃料电池，通入燃料氢气的电极b为负极，发生失电子的氧化反应，则电极a为正极，发生得电子的还原反应。【解析】A．根据分析，负极氢气失电子、产生氢离子消耗氢氧根，pH降低，正极产生氢氧根离子，pH升高，A正确；B．根据分析电极b为负极，电极a为正极，电子流向：电极b→负载→电极a，B正确；C．根据题干信息，通过电化学装置实现铅单质的回收，阴极区电极反应式为，C正确；D．离子交换膜应使用阳离子交换膜，防止移动至电极b，D错误；答案选D。【变式7-1】（2024·北京师范大学附属中学三模）盐酸酸洗钢材的废液中含有大量的盐酸、。研究人员利用如图装置可将部分铁元素在a极区转化为沉淀，实现资源和能源的再利用。下列说法不正确的是A．电子由b极流向a极B．离子交换膜为阴离子交换膜C．该装置实现了化学能向电能转化D．a极可发生电极反应：【答案】B【分析】由图可知，该装置为原电池，通入空气的电极a为正极，电极反应为：，电极b是负极，负极区盐酸酸洗的废液含有大量的盐酸、，负极的电极反应为Fe2+-e-=Fe3+，负极区的H+通过阳离子交换膜进入正极区，使该区溶液pH增大，Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，据此分析解答。【解析】A．电池中电子由负极经外电路流向正极，即电子由b极流向a极，故A正确；B．a极的电极反应为：，为维持电荷守恒，H+由右池通过离子交换膜向左池迁移，则离子交换膜为质子交换膜，故B错误；C．该装置为原电池，实现了化学能向电能转化，故C正确；D．a极为原电池正极，该极通入空气，氧气得电子，电极反应为：，故D正确；答案选B。【变式7-2】（2024·河北保定一模）用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废液中的，实现其回收利用。a、b分别是一类离子选择透过膜，模拟装置如图所示。下列说法正确的是A．电路中转移1mol电子时，有生成B．a是阳离子选择透过膜C．最终的处理产物中可能有D．电解一段时间后，阴极室溶液中的先升高后降低【答案】C【分析】根据图片知，Fe为阳极，阳极上Fe失电子发生氧化反应生成Fe2+，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，C为阴极，电极方程式为：2H++2e-=H2，以此解答。【解析】A．由分析可知，C为阴极，电极方程式为：2H++2e-=H2，则当电路中通过1mol电子的电量时，阴极有0.5mol的气体生成，题干未说是标准状况下，无法计算其体积，故A错误；B．根据图片知，Fe为阳极，阳极上Fe失电子发生氧化反应生成Fe2+，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，该电极装置处理废液中的，则通过阳离子交换膜进入阴极区，SO通过阴离子交换膜进入阳极区，因此a是阴离子选择透过膜，故B错误；C．电解时，溶液中NH向阴极室移动，H+放电生成H2，溶液中OH-和NH结合生成电解质NH3·H2O，OH-也可以和磷酸反应生成或、，故C正确；D．根据上述分析，电解时阴极区电极方程式为：2H++2e-=H2，氢离子浓度减少，pH增大，D错误；故选C。1．（2024·湖北卷）2024年5月8日，我国第三艘航空母舰福建舰顺利完成首次海试。舰体表面需要采取有效的防锈措施，下列防锈措施中不形成表面钝化膜的是A．发蓝处理 B．阳极氧化 C．表面渗镀 D．喷涂油漆【答案】D【解析】A．发蓝处理技术通常用于钢铁等黑色金属，通过在空气中加热或直接浸泡于浓氧化性溶液中来实现，可在金属表面形成一层极薄的氧化膜，这层氧化膜能有效防锈，A不符合题意；B．阳极氧化是将待保护的金属与电源正极连接，在金属表面形成一层氧化膜的过程，B不符合题意；C．表面渗镀是在高温下将气态、固态或熔化状态的欲渗镀的物质(金属或非金属元素)通过扩散作用从被渗镀的金属的表面渗入内部以形成表层合金镀层的一种表面处理的方法，C不符合题意；D．喷涂油漆是将油漆涂在待保护的金属表面并没有在表面形成钝化膜，D符合题意；故答案选D。2．（2024·浙江1月卷）破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成和，下列说法不正确的是A．氨水浓度越大，腐蚀趋势越大B．随着腐蚀的进行，溶液变大C．铁电极上的电极反应式为：D．每生成标准状况下，消耗【答案】C【解析】A．氨水浓度越大，越容易生成，腐蚀趋势越大，A正确；B．腐蚀的总反应为Zn+4NH3•H2O=+H2↑+2H2O+2OH-，有OH-离子生成，溶液变大，B正确；C．该电化学腐蚀中Zn作负极，Fe作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，铁电极上的电极反应式为：，C错误；D．根据得失电子守恒，每生成标准状况下，转移电子数为，消耗，D正确；故选C。3．（2024届广东省深圳一模）我国科学家设计了水/有机混合高能锂硫电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是A．硫电极为负极B．通过阳离子交换膜向锂电极方向迁移C．硫电极上发生的反应为D．理论上，每消耗1mol，同时消耗2mol【答案】C【分析】该装置为原电池，铜离子得到电子，因此硫电极为正极，电极反应式为，锂电极为负极，电极反应式为，据此作答。【解析】A．锂在反应中失电子为负极，故A错误；B．原电池中阳离子向正极(硫电极)移动，故B错误；C．硫电极为正极，电极反应式为，故C正确；D．依据电子守恒可知，每消耗1molS，同时消耗4molLi，故D错误；故选：C。4．（2024届广东省肇庆二模）SO2-空气电池是一种新型环保电池，可在发电的同时制得硫酸，电池内部以稀硫酸为电解液。电池工作时，下列说法正确的是A．SO2发生还原反应B．H2SO4在电池的负极生成C．电子从负极通过电解液移向正极D．通入空气发生的电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-【答案】B【分析】SO2-空气电池中空气中氧气得到电子发生还原反应，通入氧气一极为正极，则通入二氧化硫一极为负极；【解析】A．SO2在负极失去电子，发生氧化反应，A错误；B．SO2在负极失去电子，发生氧化反应生成硫酸，B正确；C．电子经导线传递到正极，不会经过电解质溶液，C错误；D．空气中氧气得到电子发生还原反应，在酸性条件下生成水：，D错误；故选B。5.（2024届广东省省调研）银饰用久了表面会有一层而发黑，将银饰与片接触并加入溶液，可以除去银饰表面的，下列说法不正确的是A.是负极 B.阳离子向银饰移动C.电子由负极经溶液流向正极 D.表面发生反应：【答案】C【分析】由图可知，除去银饰表面硫化银的装置为原电池，铝片是原电池的负极，铝失去电子发生氧化反应生成铝离子，银饰为正极，硫化银在正极得到电子发生还原反应生成银和硫离子，溶液中铝离子和硫离子发生双水解反应生成氢氧化铝和硫化氢气体。【解析】A．由分析可知，铝片是原电池的负极，铝失去电子发生氧化反应生成铝离子，故A正确；B．由分析可知，铝片是原电池的负极，银饰为正极，则原电池工作时，阳离子向正极银饰移动，故B正确；C．电解质溶液不能传递电子，则电子由负极不可能经氯化钠溶液流向正极，故C错误；D．由分析可知，银饰为正极，硫化银在正极得到电子发生还原反应生成银和硫离子，电极反应式为，故D正确；故选C。6．（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(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和为电极，以和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：C．充电时，阴极被还原的主要来自D．放电时，消耗，理论上转移电子【答案】C【解析】由图中信息可知，该新型水系锌电池的负极是锌、正极是超分子材料；负极的电极反应式为，则充电时，该电极为阴极，电极反应式为；正极上发生，则充电时，该电极为阳极，电极反应式为。标注框内所示结构属于配合物，配位体中存在碳碳单键、碳碳双键、碳氮单键、碳氮双键和碳氢键等多种共价键，还有由提供孤电子对、提供空轨道形成的配位键，A正确；由以上分析可知，该电池总反应为，B正确；充电时，阴极电极反应式为，被还原的Zn2+主要来自电解质溶液，C错误；放电时，负极的电极反应式为，因此消耗0.65gZn（物质的量为0.01mol），理论上转移0.02mol电子，D正确。7．（2024·重庆十八中两江实验学校一诊）一种稳定且具有低成本效益的碱性混合多硫化物-空气氧化还原液流电池结构如图所示。下列说法正确的是A．膜a为阴离子膜，膜b为阳离子膜B．充电时的总反应为：4OH-+2=4+O2+2H2OC．放电时，左侧贮液室中含的多硫电解质减少D．放电时，外电路通过2mol电子，理论上II室及右侧贮液器中的NaOH总共减少2mol【答案】B【解析】A．膜a为阳离子膜，放电过程中1室发生氧化反应，钠离子交换到2室；b为阴离子交换膜；故A错误；B．充电时，氢氧根氧化得到氧气，被还原为，总反应为4OH-+2=4+O2+2H2O，故B正确；C．放电时，转化为，所以含的多硫电解质增加，故C错误；D．放电时，氧气和水反应产生氢氧根，所以NaOH增加，故D错误；故答案选B。8．（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：C．工作时从多孔电极1迁移到多孔电极2D．理论上电源提供能分解【答案】B【分析】多孔电极1上H2O(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2H2O+4e-=2H2+2O2-；多孔电极2上O2-发生失电子的氧化反应转化成O2(g)，多孔电极2为阳极，电极反应为2O2--4e-=O2。【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O2-向阳极移动，即O2-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2H2O(g)2H2+O2，分解2molH2O转移4mol电子，则理论上电源提供2mol电子能分解1molH2O，D项正确；答案选B。9．（2024·福建泉州第五中学适应性检测）羟基自由基具有很强的氧化性，能将苯酚氧化为和。我国科学家开发出如图所示装置，能实现制备氢气、处理含苯酚废水二位一体。下列说法正确的是A．d电极的电极反应式：B．再生池中发生的反应：C．a为电源负极，m为阴离子交换膜，能增强导电性D．气体X与Y在相同条件下的体积比为【答案】A【分析】c电极发生反应V3++e-=V2+，得电子被还原，所以c是阴极，a是负极，b是正极，d是阳极，结合图示，电极反应中产生羟基自由基(·OH)和H+，没有生成氧气，电极反应：。据此分析作答。【解析】A．根据分析，d电极的电极反应式：，A正确；B．题中所给反应未配平，B错误；C．根据分析，a为电源负极，比起纯水，能增强溶液的导电性，d电极的电极反应式：，产生的H+经阳离子交换膜移向阴极，故m为阳离子交换膜，C错误；D．根据，产生1mol气体H2，需要消耗V2+2mol，对应c电极发生反应V3++e-=V2+，则转移电子数为2mol，根据，则产生的为2mol，根据反应，生成CO2为mol，所以两种气体体积比为1∶=7∶3，D错误；故选A。10．（2024·湖北宜荆一模）科学家发现金属钙可用于电化学驱动将还原为。已知：电解质溶液由和少量溶于有机溶剂形成。下列说法错误的是A．阴极反应式为：B．推测用代替更有利于生成C．理论上电解一段时间后浓度基本不变D．总反应方程式：【答案】B【分析】有电解池工作原理可知，左边电极为阳极，电极反应式为；右边电极为阴极，电极反应式为，；过程II将N2还原为NH3原理是；【解析】A．根据分析可知，阴极反应式为，A正确；B．NH3为碱性气