電化學基礎

高考命題規律

2015年2016年2017年2018年2019年

2020年高考必備IIII11IIIIIIIIIIIIIIIIIIIII

卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷

命題角原電池原理與新

1111111112111213

度1型電池

命題角電解原理及其應

111113

度2用

命題角金屬腐蝕及其防

11

度3護

命題角度1原電池原理與新型電池

高考真題體驗?對方向

1.(2019全國1,12)利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成，電池工作時MV2+/MV+在電極

與酶之間傳遞電子，示意圖如右所示。下列說法錯誤的是()

交換膜

A.相比現有工業合成氨，該方法條件溫和，同時還可提供電能

2+

B.陰極區，在氫化酶作用下發生反應H2+2MV=2H++2MV+

C.正極區，固氮酶為催化劑,N2發生還原反應生成NH3

巴蟀工作時質子通過交換膜由負極區向正極區移動

答案|B

解亞］該過程是在室溫條件下進行的,因此比現有工業合成氨的條件溫和，同時還能提供電

能,A項正確;陰極區發生的是得電子的反應,而左池中發生的是失電子的反應,B項錯誤;右池為

正極區，氮氣發生還原反應生成氨氣,C項正確;左池中產生的氫離子通過交換膜向右池移動，即

由負極區移向正極區,D項正確。

2.(2019全國HI,13)為提升電池循環效率和穩定性，科學家近期利用三維多孔海綿狀Zn(3D-Zn)

可以高效沉積ZnO的特點，設計了采用強堿性電解質的3D-Zn-NiOOH二次電池,結構如右圖所

放電

示。電池反應為Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O⑴先冠ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。下列說法錯誤的是()

尼龍保護層

電一導電線圈

------NiOOH

隔膜

。。樂明嬰^產Zn

A.三維多孔海綿狀Zn具有較高的表面積，所沉積的ZnO分散度高

B.充電時陽極反應為Ni(OH)2(s)+OH(aq)-e—NiOOH(s)+H2O(l)

C.放電時負極反應為Zn(s)+2OH(aq)-2e^=ZnO(s)+H2O(l)

D.放電過程中OH-通過隔膜從負極區移向正極區

|答案|D

|解析|本題考查了二次電池的工作原理及電極反應式的書寫與判斷。三維多孔海綿狀Zn類似

于活性炭,故表面積較大，可高效沉積ZnO,所沉積的ZnO分散度也高,A項正確;根據總反應式

放電

Zn(s)+2NiOOH(s)+H2。亮質ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)可知,充電時Ni(OH)2(s)在陽極上發生氧化反應

Ni(OH)2(s)+OH(aq)-e^NiOOH(s)+H2O(l),B項正確;放電時Zn在負極上發生氧化反應

Zn(s)+2OH--2e==ZnO(s)+H2O(l),C項正確;在放電過程中，陰離子應向負極移動,D項錯誤。

3.(2019天津,6)我國科學家研制了一種新型的高比能量鋅-碘溟液流電池,其工作原理示意圖如

下。圖中貯液器可儲存電解質溶液，提高電池的容量。下列敘述不正確的是()

A.放電時,a電極反應為LBr-Ze-i~=2r+Br

B.放電時，溶液中離子的數目增大

C.充電時,b電極每增重0.65g,溶液中有0.02mol「被氧化

D.充電時,a電極接外電源負極

答案|D

解析|根據離子和電子的移動方向可知,a電極是正極,b電極是負極。放電時，負極電極反應為

Zn-2U-Zt?+,正極電極反應為I2Br+2e-=~=2r+B『,顯然A、B正確;充電時,b電極電極反應為

Zi?++2e-Zn,每增重0.65g轉移0.02mole;根據以上分析，可知溶液中有0.02mol被氧化,C

正確;充電時，陽極接電源正極，故D錯誤。

4.(2018全國III,11)一種可充電鋰-空氣電池如圖所示。當電池放電時,02與Li+在多孔碳材料電

極處生成口2。2”(40或1)。下列說法正確的是()

非水電解質倚聚物隔膜

A.放電時，多孔碳材料電極為負極

B.放電時，外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極

C.充電時，電解質溶液中Li+向多孔碳材料區遷移

D.充電時,電池總反應為Li2O2-f_2Li+（l-^）O2

答案|D

解析放電時，該電池中鋰作負極,多孔碳材料作正極,A項錯誤;放電時，外電路電子由負極流向

正極，即由鋰電極流向多孔碳材料電極,B項錯誤;充電時，鋰電極作陰極,多孔碳材料電極作陽極,

電解質溶液中Li.應向鋰電極區移動,C項錯誤;充電反應與放電反應相

>i：Li2O2.r_=2Li+(l-^)O2,D項正確。

5.（2018全國H,12）我國科學家研發了一種室溫下“可呼吸”的Na-CCh二次電池。將NaCICU溶

于有機溶劑作為電解液，鈉和負載碳納米管的銀網分別作為電極材料,電池的總反應

為:3CC>2+4Na-2Na2cCh+C,下列說法錯誤的是（）

A.放電時,CIO4向負極移動

B.充電時釋放CO2,放電時吸收CO2

C.放電時，正極反應為:3CO2+4e-i==2CO；+C

D.充電時，正極反應為:Na++e-^~Na

答案p

解析|放電時裝置為原電池，陰離子向負極移動,A項正確;根據總反應可知，放電時二氧化碳在

正極得電子被吸收，充電時又被釋放出來,B項正確;放電時，負極上Na失電子，正極上CO2得電

子，正極電極反應式為3co2+4e_2CO：+C,C項正確;充電時陰極反應式為Na++e===Na,D項

錯誤。

6.（2017全國HI,11）全固態鋰硫電池能量密度高、成本低，其工作原理如圖所示，其中電極a常用

摻有石墨烯的S8材料，電池反應為：16Li+xS8——8Li2S,r（2WxW8）。下列說法錯誤的是（）

A.電池工作時，正極可發生反應:2Li2s6+2Li++2e--=3Li2s4

B.電池工作時,外電路中流過0.02mol電子,負極材料減重0.14g

C.石墨烯的作用主要是提高電極a的導電性

D.電池充電時間越長,電池中Li2s2的量越多

答案|D

解析A項，在該電池中電極a為正極，發生的反應依次為Ss+2Li++2e-^=Li2Ss、

+s+1+

3Li2S8+2Li+2e_4Li2s6、2Li2S6+2Li+2e~=3Li2s4、Li2S4+2Li+2e-=_2Li2s2,古攵A正確;B

項,原電池工作時，轉移0.02mol電子時，被氧化的Li的物質的量為0.02mol,質量減少0.14g,正

確;C項,石墨烯能導電，利用石墨烯作電極，可提高電極a的導電性,正確;D項，電池充電時由于

Li+得到電子生成Li,則電池充電時間越長，電池中Li2s2的量越少，錯誤。

7.(2016全國II,ll)Mg-AgCl電池是一種以海水為電解質溶液的水激活電池。下列敘述錯誤的

是()

A.負極反應式為Mg-2e-^=Mg2+

B.正極反應式為Ag++e'==Ag

C.電池放電時cr由正極向負極遷移

D.負極會發生副反應Mg+2H2O—Mg(OH)2+H2T

答案|B

解析|Mg-AgCl海水電池中,Mg為活潑金屬，作負極，發生反應:Mg-2e-：==Mg2+,A項正確;AgCl

在正極反應:AgCl+e-Ag+C「,B項錯誤;原電池中，陰離子向負極移動,C項正確;Mg可與H2O

緩慢反應,D項正確。

8.(2016全國HI,11)鋅一空氣燃料電池可用作電動車動力電源，電池的電解質溶液為KOH溶液,

反應為2Zn+O2+4OH-+2H20==2Zn(0H)j。下列說法正確的是()

A.充電時，電解質溶液中K+向陽極移動

B.充電時，電解質溶液中c(OH)逐漸減小

C.放電吐負極反應為:Zn+4OH'2e-Zn(OH)j

D.放電時，電路中通過2mol電子，消耗氧氣22.4L(標準狀況)

|答案匕

|解析|充電時,陽離子移向陰極,A項錯誤;充電時的總反應為

,通電

2Zn(0H)；---2Zn+02T+4OHf2H2O,c(OH-)增大,B項錯誤;放電時每消耗1molO2轉移4mol

電子,D項錯誤。

9.(2015全國I,11)微生物電池是指在微生物的作用下將化學能轉化為電能的裝置，其工作原理

如圖所示。下列有關微生物電池的說法錯誤的是()

微生物

???：?/??'

金邸。質子換膜右前L廣

C厭￡氧反應Pk有氧反應

A.正極反應中有CC）2生成

B.微生物促進了反應中電子的轉移

C.質子通過交換膜從負極區移向正極區

D.電池總反應為C6Hl2O6+6O26co2+6H2O

答案|A

解析|c6Hl2。6中C的平均化合價為0價，二氧化碳中C的化合價為+4價,所以生成二氧化碳的

反應為氧化反應，故C02在負極生成,A選項錯誤;在微生物的作用下,該裝置為原電池裝置，反應

速率加快，所以微生物促進了反應的發生,B項正確;質子交換膜只允許質子（即H+）通過,原電池

中陽離子向正極移動,C項正確;電池的總反應實質是C6Hl2。6的氧化反應,D項正確。

10.（2015天津,4）鋅銅原電池裝置如圖所示,其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過。下

列有關敘述正確的是（）

A.銅電極上發生氧化反應

B.電池工作一段時間后，甲池的c（S0j）減小

C.電池工作一段時間后，乙池溶液的總質量增加

巴膽離子分別通過交換膜向負極和正極移動,保持溶液中電荷平衡

|答案|c

［解析］原電池反應為Zn+CuSO4=^=ZnSO4+Cu（＞Cu電極作正極,Cu”在正極得電子，發生還原反

應,A項錯誤;由于兩半池中的陰離子S0：不能透過半透膜，故c（SO：）者F不變,B項錯誤;甲池中由

于生成Zn2+,而乙池中Cu2++2e-Cu,則乙池中的C11SO4部分變為ZnSCU,導致乙池中溶液總質

量變大,C項正確;陰離子不能透過半透膜,D項錯誤。

典題演練提能?刷高分

1.（2019河南部分示范性高中聯考）銀-Ferrozine法檢測甲醛（HCHO）的原理為:①在原電池裝置

2+

中,氧化銀能將甲醛充分氧化為C02②Fe，+與產生的Ag定量反應生成Fe③Fe?+與

Ferrozine形成有色配合物④測定溶液的吸光度（吸光度與溶液中有色物質的濃度成正比）。下

列說法正確的是（）

A.①中,負極的電極反應式為2Ag2O+4H++4e-4Ag+2H2。

B.①中，溶液中的H+由正極移向負極

C.理論上消耗的甲醛與生成的Fe?+的物質的量之比為1:4

D.④中,甲醛濃度越大，吸光度越小

答案|c

解析I@中負極的電極反應式為HCHO-4e+H2O=CO2T+4H+,正極的電極反應式為

+

2Ag2O+4H+4e=~4Ag+2H2O,A項錯誤;①中，溶液中的FT由原電池負極向正極移動,B項錯誤;

根據電子守恒關系:HCHO~4Ag~4Fe2+,故理論上消耗的甲醛與生成的Fe?+的物質的量之比為

1：4,C項正確;甲醛濃度越大，理論上生成Fe2+越多，進而得到有色配合物的濃度也越大,溶液吸

光度越大,D項錯誤。

2.（2019遼寧葫蘆島一模）據報道，我國已研制出“可充室溫鈉一二氧化碳電池”，電極材料為鈉金

屬片和碳納米管，電解液為高氯酸鈉四甘醇二甲醛溶液,電池總反應為

放電

4Na+3cCh萩2Na2cCh+C,生成的固體Na2cCh沉積在碳納米管上。下列敘述不正確的是（）

A.放電時鈉金屬片發生氧化反應

B.放電時吸收CO"充電時釋放C02

C.放電時Na+向碳納米管移動

D.放電時的負極反應為2Na+CO；:2e-=-Na2c。3

|答案|D

I解析|放電時鈉金屬片作負極，失去電子發生氧化反應,A項正確;放電時正極上吸收C02氣

體,C02中的C原子得到電子，被還原生成C單質,充電時C單質失去電子，與Na2c。3反應變為

CO2氣體,同時產生金屬Na,B項正確;放電時Na+向正極碳納米管方向移動,C項正確;放電時負

極上的Na失去電子，負極反應為Na-e-^=Na+,D項錯誤。

3.（2019河北唐山一模）研究人員研發了一種“水電池”，這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量

的差別進行發電。在海水中,電池總反應可表示為5MnO2+2Ag+2NaCl==Na2Mn5Oio+2AgCl?

下列有關“水電池''在海水中放電時的說法正確的是（）

A.正極反應式:Ag+C「+e----2Age1

B.每生成1molNazMnsOio轉移4mol電子

C.Na+向“水電池”的負極移動

D.AgCl是氧化產物

答手|D

==

|解析|該電池的正極反應為5MnO2+2e-^Mn50^0,負極反應為Ag+Cl-e-^AgCl,A項錯誤;

由電池總反應方程式可知,每生成1molNazMnsOio轉移2mol電子,B項錯誤;電池放電過程中

鈉離子向正極移動,C項錯誤；負極上Ag失電子被氧化，故AgCl是氧化產物,D項正確。

4.（2019湖北部分重點中學第二次聯考）高溫時通過以下反應制備金屬鋁。用鋁制作的“快速放

電鋁離子二次電池”的原理如下圖所示（EM「為有機陽離子）。

含AlCh的離子液體

①ALO3(s)+AlC13(g)+3C(s>~=3AlCl(g)+3CO(g)\H^akJ-mol"

②3AlCl(g)==2AKl)+AlCL(g)/\Hi=bkJ-mor1

③AbO3(s)+3C(s)=~2AI(l)+3CO(g)

下列說法正確的是()

1

A.該電池放電時的負極反應為Al-3e+7AlCl4=4Al2cI7

B.AW2<0

c.該電池充電時石墨電極與電源負極相連

D.AhO3(s)+3C(s)^==2Al(l)+3CO(g)△H3=(a-b)kJ-mol-1

答案|A

解析|放電時鋁為負極，失電子被氧化生成AF+,AF+和AICq反應生成Al2cI7,所以負極反應方

程式為Al-3e+7AlCl4=刈讓。7/正確;反應②3AlCI(g)=2AKD+AICb(g)是分解反應，大多

數分解反應是吸熱反應，所以△七>0,B項錯誤;放電時鋁為負極被氧化，石墨電極為正極發生還

原反應，充電時石墨電極作陽極發生氧化反應，所以該電池充電時石墨電極與電源正極相連,C

S

項錯誤;根據蓋斯定律:①+②=③，因此A12O3(S)+3C(S)~=2Al(l)+3CO(g)^H^a+b)kJ-mor',D

項錯誤。

5.(2019湖北名校聯盟三模)我國科學家在天然氣脫硫研究方面取得了新進展，利用如圖裝置可

進行脫硫，將硫化氫氣體轉化成硫沉淀。已知甲、乙池中發生的反應如圖所示。下列說法正確

的是()

甲池乙池

A.甲池中得到H2O2的反應,H2O2既是氧化產物也是還原產物

B.電路中每轉移0.2mol電子，甲池溶液質量變化3.4g,乙池溶液質量保持不變

C.光照時乙池電極上發生的反應為H2S+I3—3T+S+2H+

+

D.甲池中碳棒上發生的電極反應為AQ+2H-2e==H2AQ

答案|B

解析|根據圖示可知在甲池中。2與H2AQ反應產生H2O2和AQ.0元素的化合價降低,H元素

化合價沒有變化，所以H2O2是還原產物,A項錯誤。根據圖示可知電路中每轉移0.2mol電子，

反應產生0.1molH2O2,同時有0.2molH卡從乙池進入甲池,溶液質量增加3.4g;而在乙

池,H2s-2e-=~SJ+2H+,產生的H+通過全氟碳酸膜進入甲池，所以乙池溶液質量保持不變,B項正

確。在乙池中,H2s失電子生成硫單質,b單質得電子生成匚發生的電池反應為

H2s+I3==3I-+SJ+2H+,該反應不是電極反應,C項錯誤;甲池中碳棒為正極，正極上發生還原反應,

+

電極反應為AQ+2H+2e=~H2AQ,D項錯誤。

6.(2019河南洛陽模擬)以石墨負極(C)、LiFeP04正極組成的鋰離子電池的工作原理如圖所示(實

際上正、負極材料是緊貼在鋰離子導電膜兩邊的)。充放電時,Li+在正極材料上脫嵌或嵌入，隨

之在石墨中發生了Li、C6的生成與解離。下列說法正確的是()

____________________________

口力放電標1LiFePO4極

1電解質溶液?廿,電解質溶液r''

丁鋰離居電膜|

A.鋰離子導電膜應有保護成品電池安全性的作用

B.該電池工作過程中Fe元素化合價沒有發生變化

+

C.放電時,負極材料上的反應為6C+%Li+A-e-==LiAC6

=+

D.放電時，正極材料上的反應為LiFePO4-xe~Lii..vFeP04+xLi

|答案|A

|解析限據題意描述，放電時,石墨為負極;充電時，石墨為陰極，石墨轉化為Li-,C6,得到電子，石墨

充電

電極上發生還原反應。根據上述分析，總反應為LiFePO4+6CQjLijrFePO4+Li.\C6。

為了防止正負極直接相互接觸，因此用鋰離子導電膜隔開，鋰離子導電膜起到保護成品電

充電

池安全性的作用,A項正確;根據總反應方程式LiFePO4+6C右Li-FePCU+LiC,可知,LiFePOa

與LizFePCU中鐵元素的化合價不同,否則不能構成原電池反應,B項錯誤;放電時，負極發生氧化

反應，電極反應為Li*C6-xe-6C+xLi+,C項錯誤;放電時,Lii*FePC）4在正極上得電子發生還原反

i

應，電極反應為Lii“FePO4+xLi++xe-~=LiFePO4,D項錯誤。

7.（2019河南開封一模）某課題組以納米Fe2O3作為電極材料制備鋰離子電池（另一極為金屬鋰和

石墨的復合材料）,通過在室溫條件下對鋰離子電池進行循環充放電，成功地實現了對磁性的可

逆調控（如圖）。下列說法錯誤的是（）

A.放電時，負極的電極反應為Li-e=—Li+

B.放電時，電子通過電解質從Li流向FeoO?

C.充電時,Fe做陽極，電池逐漸擺脫磁鐵吸引

D.充電時，陽極的電極反應為2Fe+3Li2O-6e-Fe2Ch+6Li+

答案|B

放生

解析|由圖可知:該電池在充、放電時的反應為6Li+Fe2Ch短3Li2O+2Fe;放電時負極發生氧化

反應,正極發生還原反應;充電時陽極、陰極電極反應式與放電時的正極、負極電極反應式正好

相反。

該電池在放電時Li為負極，失去電子，發生氧化反應,電極反應式是Lie:^==Li+,A項正確；

放電時，電子通過外電路從負極Li流向正極Fe2O3,不能經過電解質,B項錯誤;充電時,Fe做陽極,

失去電子,發生氧化反應，被氧化變為Fe2O3,Fe2C>3不能被磁鐵吸引,故電池逐漸擺脫磁鐵吸引,C

+

項正確;充電時，陽極失去電子,發生氧化反應，該電極反應式為2Fe-6e+3Li2O=~Fe2O3+6Li,D

項正確。

8.（2019河北石家莊教學質量檢測）新型鎂一鋰雙離子二次電池如圖所示,下列關于該電池的說

法不正確的是（）

I—oXYo—>

含Mg?+和Li?的溶液Li2so冰溶液

A.放電時,Li+由左向右移動

i

B.放電時，正極的電極反應式為Lii“FeP04+xLi++xe-~=LiFePO4

C.充電時，外加電源的正極與Y相連

D.充電時，導線上每通過1mole,左室溶液質量減輕12g

|答案|D

|解析|放電時，左邊鎂為負極，失電子發生氧化反應,電極反應式為Mg-2e-:---Mg2+;右邊為正極

得電子發生還原反應，電極反應式為Lii-.rFePO4+xLi++xe-=^=LiFePC）4,陽離子移向正極;充電時，

外加電源的正極與正極相連，負極與負極相連。

放電時為原電池，原電池中陽離子移向正極，所以Li+由左向右移動,A項正確;放電時，右邊

電極為正極，得電子發生還原反應,電極反應式為Li】FeP04+xLi++xe-=~=LiFePC）4,B項正確;充

X

電時,外加電源的正極與正極相連，所以外加電源的正極與Y相連,C項正確;充電時，左室電極反

應式為Mg2++2e-^=Mg,右側將有1molLi.移向左室，所以導線上每通過1mole;左室溶液質量

減輕12g-7g=5g,D項錯誤。

9.（2019陜西二模）C-Na2MnO4電池是科學家正在研發的新型鈉離子電池中的一種，其充放電原

理如圖所示，放電時的總反應為xNa+Na2MnO4-Na（2r）MnO4。下列說法錯誤的是（）

電源或電源或

用電器、/用電器

71

Na*

無rc

J熔融

電解液”

Na2SO4

A.放電時，左電極為負極,材料為金屬鈉

B.該電池可用Na?MnO4中性水溶液作為電解液

C.充電時，右電極與電源正極相連,發生氧化反應

D.充電時，陽極反應式為Na（2+*MnC）4-xe-==xNa++Na?MnO4

I答案|B

I角辛析杭攵電時，鈉離子流向右電極,說明左電極為負極,材料為金屬鈉，右電極為正極,A項正確;金

屬鈉是活潑金屬，極易與水發生反應，所以該電池不可用Na2MnO4中性水溶液作為電解液,B項

錯誤;原電池中右電極為正極,充電時，右電極與電源正極相連，發生氧化反應,C項正確;充電時，

陽極發生氧化反應,陽極反應式為Na（2+.v）MnO4-xe'^==xNa++Na2MnO4,D項正確。

10.（2019四川達州二診）堿性鋅鎰電池（電極材料為Zn和MnCh,電解質為KOH）有著很廣泛的應

用淇電池總反應為:Zn+2MnO2+2H2O-2MnOOH+Zn（OH）2。下列有關堿性鋅鎰電池的說法正

確的是（）

A.Zn為正極,MnCh為負極

B.工作時電子由MnCh極經外電路流向Zn極

C.負極的電極反應為Zn+2OH-2e==Zn（OH）2

D.工作時消耗1molMnCh,理論上生成氧化產物1mol

|答案|c

解析|由堿性鋅鎰電池的總反應:Zn+2MnO2+2H2O—°2MnOOH+Zn(OH)2可知,MnCh得電子

被還原生成MnOOH,為正極,Zn失去電子，為負極,A項錯誤;電池工作時,外電路中電子由負極

Zn經外電路流向正極MnO2,B項錯誤;Zn失去電子生成Zn(OH)2,電極反應為

Zn+2OH-2e-Zn(OH)2,C項正確;電池正極的反應為2MnC)2+2H2O+2e"==2MnOOH+2OH；

根據電子守恒，工作時消耗1molMnCh,理論上生成氧化產物gmol.D項錯誤。

1L氨硼烷(NH3-BH3)電池可在常溫下工作，裝置如圖所示。該電池工作時的總反應為

NH3BH3+3H2O2-NH4BO2+4H2O,下列說法正確的是()

出5的酸性溶液

質子交換膜

A.正極附近溶液的pH減小

B.電池工作時,H+通過質子交換膜向負極移動

C.消耗3.1g氨硼烷，理論上通過內電路的電子為0.6mol

+

D.負極電極反應為NH3BH3+2H2O-6e=-NH^+BO2+6H

I答案b

解析也。2在正極得到電子發生還原反應,電極反應式為3H2()2+6H++6e-^~6H?0,正極消耗

氫離子，正極附近溶液的pH增大，故A錯誤;放電時，陽離子向正極移動,H+通過質子交換膜向正

極移動，故B錯誤;負極電極反應式為NH3BH3+2H2O-6e-=NH；+BC)2+6H+,則消耗3.1g即0.1

mol氨硼烷，理論上通過外電路的電子為0.6mol,故C錯誤、D正確。

12.鋰空氣電池放電時的工作原理如圖所示。下列敘述正確的是()

電

電

金

解

解

屬

液

液

鋰ab

A.放電時Li+由B極向A極移動

B.電池放電時總反應方程式為4Li+O2+2H2O——4LiOH

C.電解液a、b之間可采用陰離子交換膜

D.電解液a可能為LiCl水溶液

答案B

A項,在原電池中,A是負極,B是正極，陽離子由負極向正極移動，即由A極向B極移動，

故A錯誤;B項,原電池放電反應為自發的氧化還原反應和4Li+O2+2H2(>—4LiOH,故B正確;C

項，根據圖示,LiOH由正極區流出，說明電解液a、b之間可采用陽離子交換膜，故C錯誤;D項，

金屬鋰可以和水發生反應,電解質中不能含有水，故D錯誤。

命題角度2電解原理及其應用

高考真題體驗?對方向

1.（2018全國I,13）最近我國科學家設計了一種CCh+H2s協同轉化裝置，實現對天然氣中CO?和

H2s的高效去除。示意圖如下所示，其中電極分別為ZnO@石墨烯（石墨烯包裹的ZnO）和石墨烯,

石墨烯電極區發生反應為：

@EDTA-Fe2+-e-EDTA-Fe3+

②2EDTA-Fe3++H2S=~2H++S+2EDTA-Fe2+

該裝置工作時，下列敘述錯誤的是（）

A.陰極的電極反應:CO2+2H++2e-CO+HzO

B.協同轉化總反應:CC）2+H2S==CO+H2O+S

C.石墨烯上的電勢比ZnO@石墨烯上的低

D.若采用Fe37Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需為酸性

光伏電池

-m

天然氣n▲天然氣

（CHbCO等）T（CH4,CO1Hzs等）

質子交換膜

答案C

m根據圖示可知,ZnO@E墨飾電極上發生還原反應，則該電極為陰極，電極反應式為

+

CO2+2H+2e~CO+H2O,A項正確;根據題干信息及圖中兩電極上的反應可知，該電化學裝置

（電解池）中的總反應為CO2+H2S==CO+S+H2O,B項正確;石墨烯作陽極2110@石墨烯作陰極,

陽極上的電勢應高于陰極上的電勢,C項錯誤;若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe?+,溶液

需為酸性，否則Fe3\Fe2+可形成沉淀，且H2s和S不能穩定存在,D項正確。

2.（2017全國H』l）用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜,電解質溶液一

般為H2sO4-H2c2。4混合溶液。下列敘述錯誤的是（）

A.待加工鋁質工件為陽極

B.可選用不銹鋼網作為陰極

C.陰極的電極反應式為:人產+3^^~=A1

空回根離子在電解過程中向陽極移動

|答案|c

|解析|A項，根據題意“鋁表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜”，即鋁失去電子發生氧化反應變為氧

化鋁，因此待加工鋁質工件為陽極,A正確;B項,陰極上電極材料本身不反應，只傳導電流可以選

用不銹鋼網作為陰極,B正確;陰極的電極反應式為2H++2e-H23c錯誤;D項，電解過程中陰

離子移向陽極，即S0：向陽極移動,D項正確。

3.（2016全國1/1）三室式電滲析法處理含Na2s04廢水的原理如圖所示，采用惰性電極,ab、cd

均為離子交換膜,在直流電場的作用下，兩膜中間的Na+和SO：可通過離子交換膜,而兩端隔室中

離子被阻擋不能進入中間隔室。

下列敘述正確的是（）

A.通電后中間隔室的S0：離子向正極遷移，正極區溶液pH增大

B.該法在處理含Na2s廢水時可以得至IJNaOH和H2s。4產品

C.負極反應為2H2O-4e-O2+4H+,負極區溶液pH降低

D.當電路中通過1mol電子的電量時，會有0.5mol的Ch生成

|答案|B

|解析I在負極區發生的電極反應為4H2O+4e==2H2T+4OH-,在正極區發生的電極反應為

2H2O-4e-=O2T+4H+,故正極區pH減小,A選項錯誤;Na.移向負極區，生成NaOH,SO：移向正極

區，生成H2so4,B選項正確;根據負極區電極反應可知C選項錯誤;每通過1mol電子，有0.25mol

O2生成,D選項錯誤。

下列對實驗現象的解釋或推測不合理的是（）

A.a、d^b:2H2O+2e==卸+20H

B.b處:2C「-2e-Cl2T

C.c處發生了反應:+

D.根據實驗一的原理，實驗二中m處能析出銅

答案|B

解析|A項，電解NaCl溶液,a、d處試紙變藍，為H+放電生成團,剩余OH:使試紙變藍,正確;B

項,b處為陽極,b處變紅，局部褪色,說明溶液中的C「和OH均放電，錯誤;C項，實臉一相當于兩個

串聯電路，所以c處的Fe作陽極，故Fe失去電子生成Fe?+,正確;D項,根據實驗一的原理知，實驗

二相當于三個串聯電解池，每個銅珠的左、右兩側分別作為兩個電極，其中m為陰極,n為陰極，

右邊的銅珠中，與n相對的一側為陽極，其與m作電極構成的電解池中,電解時會存在Cip+在m

處放電生成Cu,正確。

5.（2015福建,11）某模擬“人工樹葉”電化學實驗裝置如下圖所示，該裝置能將H2O和CO2轉化為

。2和燃料（C3H80）。下列說法正確的是（）

電化學催化劑質子交換膜光催化劑

A.該裝置將化學能轉化為光能和電能

B.該裝置工作時,H+從b極區向a極區遷移

C.每生成1molO2,有44gCO2被還原

D.a電極的反應為:3CO2+18H+-18e=（3見0+5氏0

答案|B

能機口由模擬“人工樹葉”電化學實臉裝置圖知為電解裝置，故為電能轉化為化學能,A選項錯

誤;b側連接電源的正極為陽極,a側連接電源的負極為陰極，在電解池中H+向陰極移動,B選項正

確;右側H20To2發生的是氧化反應,每生成1molO2,轉移4moie,C3H8O中碳的化合價是-2價,

7

故3cO2-C3H8。,轉移18mole,依據得失電子守恒，反應中2co2T3。2,生成1mol02消耗與mol

CO2,C選項錯誤;a電極發生的是還原反應:3CO2+18H++l8e-=~€3H8O+5H2O,D選項錯誤。

6.（2015四川,4）用右圖所示裝置除去含CN\Cl廢水中的CN-時，控制溶液pH為9~10,陽極產生

的CIO將CN-氧化為兩種無污染的氣體。下列說法不正確的是（）

A.用石墨作陽極，鐵作陰極

B.陽極的電極反應式:C1+2OH--2e-=-C1O+H2O

C.陰極的電極反應式:2H2O+2e-H2T+2OH

D.除去CN的反應:2CM+5cleT+2H+,~N2T+2cO2T+5CT+H2O

I答案|D

I解析|若鐵作陽極，則鐵失電子生成Fe2+,則CN-無法除去，故鐵只能作陰極,A項正確;Cr要生成

C1O',C1的化合價升高，故在陽極發生氧化反應，又已知該溶液為堿性條件，故B項正確;陽離子在

電解池的陰極得電子發生還原反應，堿性條件下,氏0提供陽離子H+,故C項正確;由于溶液是堿

性條件，故除去CN-發生的反應為2CN-+5CIO+H2。^==N2t+2CO2T+5Cl+2OH,D項錯誤。

典題演練提能?刷高分

1.（2019湖南衡陽第三次聯考）如圖所示，利用電化學原理與微生物工藝相組合的電解脫硝法，可

除去引起水華的NO3,反應原理是將NO3還原為N2。下列說法正確的是（）

:一出液口

石墨

電極、，微生物膜

多孔發泡

像電極

一a液口

A.若加入的是NaNCh溶液,則導出的溶液呈堿性

B.鑲電極上的電極反應式為:Ni-Ze-i=Ni2+

C.電子由石墨電極流此經溶液流向銀電極

D.若陽極生成0.1mol氣體,理論上可除去0.04molN03

［答案卜

［解析］石墨電極是陽極，陽極反應為4OH-4e_2H2O+O2T，陰極上發生的電極反應為

2N03+6H20+10e-N2T+12OH-,兩式合并可得總反應方程

電解

式:4NC）3+2H2O-2N2T+5O2T+4OH;所以導出的溶液呈堿性,A項正確;鍥電極是陰極,電極反

應是硝酸根離子得電子，而不是鍥發生氧化反應,B項錯誤;電子不能經過溶液,C項錯誤;由電極

反應2N03+6H20+10e-~N2T+12OH可知，生成1mol氮氣消耗2moi的硝酸根離子，轉移電子

10mol,若陽極生成0.1mol氣體（O2）,轉移電子0.4mol,理論上可除去0.08molNO3,D項錯誤。

2.（2019湖北四地七校聯盟2月聯考）某地海水中主要離子的含量如下表，現利用“電滲析法”進行

淡化，技術原理如圖所示（兩端為惰性電極，陽膜只允許陽離子通過,陰膜只允許陰離子通過）。下

列有關說法錯誤的是（）

1離子Na+K+Ca2+Mg2+crso：HCO?

含量

|(mg-L1)9360832001100160001200118

A.甲室的電極反應式為2C「-2e-Cl2T

B.海水淡化過程中易在戊室形成水垢

C.乙室和丁室中部分離子的濃度增大，淡水的出口為b

D.當戊室收集到22.4L（標準狀況）氣體時，通過甲室陽膜的離子的物質的量一定為2mol

答案|D

解析|由題圖可知，甲室電極與電源正極相連，為陽極室,cr放電能力大于OH,所以陽極的電極

反應式為2Cl-2e_CbT，A項正確;戊室電極與電源負極相連，為陰極室，開始電解時，陰極上水

得電子生成氫氣，同時生成OH,生成的OH和HCO3反應生成C0：Ca2+轉化為CaCCh沉淀,OH

也可以和Mg2+生成Mg（0H）2沉淀,CaCO3和Mg（0H）2是水垢的主要成分,B項正確;陽膜只允許

陽離子通過，陰膜只允許陰離子通過，電解時丙室中陰離子移向乙室，陽離子移向丁室，所以丙室

中剩余物質主要是水，故淡水出口為b,C項正確;根據對B項的分析，戊室收集到的是田,當戊室

收集到22.4L（標準狀況）氣體時，則電路中轉移2moi電子，通過甲室陽膜的離子為陽離子，由于

既有+1價的陽離子，又有+2價的陽離子，所以通過甲室陽膜的離子的物質的量并不是2mol,D項

錯誤。

3.（2019河南平頂山一輪質量檢測）某實驗小組模擬光合作用，采用電解CO2和H2O的方法制備

CH3cH20H和02的裝置如圖所示。下列說法不正確的是（）

A.伯極為陽極,發生氧化反應

B.電解過程中,H+由交換膜左側向右側遷移

C.陰極的電極反應式為2c。2+12H++12e=CH3CH2OH+3H2O

D.電路上轉移2mol電子時伯極產生11.2LC）2（標準狀況）

|答案|B

|解析|CH3cH20H中C為-2價,CO2發生還原反應，在銅電極區充入CO2。由電池符號知，銷極

1+

為陽極，發生氧化反應,A項正確;銷極的電極反應為2H2O-4e-^=4H+O2T，il離子由交換膜右側

向左側遷移,B項錯誤;陰極上C02得電子發生還原反應生成乙醇和水,C項正確;電路中轉移2

mol電子時在銷電極上生成0.5molO2Q項正確。

4.（2019福建畢業班質量檢查）利用如右圖所示裝置，以N%作氫源，可實現電化學氫化反應。下

列說法錯誤的是（）

A.a為陰極

+

B.b電極反應式為2NH3-6e--N2+6H

C.電解一段時間后,裝置內H+數目增多

OH

D.每消耗1molNH3,理論上可生成1.5molArR

［答案F

艇虻］從圖中箭標方向“NH3TN2”可判斷NH3在b電極上失去電子，發生氧化反應,b為陽極，則

a為陰極,A項正確;從圖中發現電解質中傳導H+,故b電極反應式為2NH3-6e-N2+6H+,B項

正確;從“Ar—CO—R―*Ar—CH（OH）—R”即有機芳香類黑基化合物轉化為醇類，發生了還原

反應:Ar—CO—R+2H++2。一＞Ar—CH（OH）—R,根據電路中轉移的電子數目相等可知,b極產生

的H+與a極消耗的H+物質的量相等,C項錯誤,D項正確。

5.(2019四川攀枝花三模)電致變色玻璃以其優異的性能將成為市場的新寵。如圖所示為五層膜

的玻璃電致變色系統，其工作原理是在外接電源作用下，通過在膜材料內部發生氧化還原反應，

實現對器件的光透過率進行多級可逆性調節。(已知:WO.3和Li4Fe4[Fe(CN)6]3均為無色透

明,LiWCh和Fe“Fe(CN)6]3均為藍色)下列有關說法正確的是()

'刪刪勿刪刪刪勿刪切勿透明導電層

WOj/LiWO,-——電致變色層

么含Li+的聚環氧乙烷凝膠電解質劣——離子導體層

Fe4[Fe(CN)<l3/Li4Fe4[Fe(CN)6]3-——離子儲存層

端唧腳唧側側崛透明導電層

A.當B外接電源負極時，膜由無色變為藍色

+

B.當B外接電源負極時，離子儲存層發生反應為Fe4[Fe(CN)6]3+4Li+4e-===Li4Fe4[Fe(CN)6]3

C.當A接電源的負極時，此時Li+得到電子被還原

吧§接電源正極時，膜的透射率降低，可以有效阻擋陽光

答案|B

解析|當B接外接電源負極時,B為陰極，此時藍色的Fe4[Fe(CN)6]3得電子并結合Li+生成

Li4FeqFe(CN)6]3,此物質為無色透明物質，故當B外接電源負極時,膜由藍色變為無色,A項錯誤;

+：

當B外接電源負極時發生的電極反應為Fe4[Fe(CN)6]3+4Li+4e-=U4Fe“Fe(CN)6]3,B項正

確;A接電源負極,WO3得到電子被還原,C項錯誤;當A接電源正極B接外接電源負極時,B為陰

極，此時藍色的Fe4[Fe(CN)6h得電子生成無色透明的LL?Fe4[Fe(CN)6]3,不能有效阻擋陽光,D項

錯誤。

6.(2019河南九師聯盟質量檢測)C2H4及C2H2等均可用適當的段酸鹽采用Kolbe電解法得到。

如圖為制取C2H2的電解裝置,該裝置工作時，下列說法錯誤的是()

CHCOOK溶液

A.該裝置使電能轉變為化學能

B.陰極周圍溶液的pH不斷升高

CHCOO-

II

C.a電極上發生：CHCOO--2e—咱C三CHf+2co2T

D.制取乙烯可用CH3COOK溶液作陽極電解液

答案|D

解析|電解池中，與電源正極相連的是陽極，與電源負極相連的是陰極。故電極a是陽極，電極b

是陰極。

該裝置為電解池，是電能轉變為化學能,A項正確;陰極與電源的負極相連，電解溶液中的陽

離子發生還原反應。故陰極的電極反應式為2H2。+2^1~=H2T+2OH-,陰極區溶液的pH不斷升

高,B項正確;電極a是陽極，發生氧化反應，陽極的電極反應式為

CHCOO"

II

CHCOO--2e'—>HC=CHt+2CO2t，C項正確;由Kolbe電解法原理可知，用CH3coOK溶液作

陽極電解液得到的是乙烷,D項錯誤。