題型02電仇學圖像分析

喟3?常見題型解讀

電化學圖象題是高考中電化學最常見的呈現方式，通過陌生電化學裝置圖，考查學生接受、吸收、整合

化學信息的能力，也體現了對"宏觀辨識與微觀探析”的學科核心素養考查。命題角度主要有新型一般電

池、新型可充電電池、新型燃料電池、電解池原理及其應用，另外有無離子交換膜也是關注的角度。在

復雜、陌生、新穎的研究對象和真實問題情境下，體現了對電化學知識基礎性、綜合性、創新性和應用

性的老杳。

|善總結?解題技巧解讀

i.電化學題解題流程

一

分析原正極：得電子，發生還原反應，為陽離子趨向嬴卜

書寫電極反應式

電化「無一電

池負極：失電子，發生氧化反應，為陰離子趨向極

學裝判斯有無--IL命題判斷反應現象(產物)

-

外接電源電

置的角度計算電子轉移數目

解一I陽極：失電子，發生氧化反應，為陰離子趨向奸~

思維一有一池

流程一」陰極：得電子，發生還原反應，為陽離子趨向極］_分析電極附近pH變化

2.電化學解題模板

第一步：讀題

逐字逐句讀，挖掘關鍵字，排除無效信息，找到對解題有價值的信息，并作標記。

第一步：確定裝置類型

放電為原電池，充電為電解池。

第二步：判斷電極名稱

放電時的正極為充電時間陽極，放電時的負極為充電時的陰極。

第三步：寫出電極反應

放電時的正極反應顛倒過來為充電時的陽極反應；放電時的負極反應顛倒過來為充電時的陰極反應。

第四步：分析離子移動

由生成一極向消耗一極移動；區域pH變化：OH生成區，H+消耗區，pH增大；OH消耗區，H+生成區，pH

減小。

3.原電池及其設計

(1)原電池閉合回路的形成有多種方式，可以是導線連接兩個電極，也可以是兩電極相接觸。

（2）電解質溶液中陰、陽離子的定向移動，與導線中電子的定向移動共同組成了一個完整的閉合回路。

（3）無論在原電池還是在電解池中，電子均不能通過電解質溶液。

負極：氧化反應正極：還原反應

導線中的電子

接受電子

提供電子導電

的物質的物質

（4）原電池設計步驟

4.二次電池結構原理

互逆

陰極:還原反應-負極：氧化反應

總

原

m陰性充反

電

離離應

式

r電池

池一JU

陽極:輒化反應正極：還原反應

互逆

技巧：陰極反應式=充電總正極反應式=放電總

反應式-陽極反應式反應式-負極反應式

5.鋰離子電池充放電分析

正極材料：LiMO2（M：Co、Ni、Mn等）；LiM2O4（M：Co、Ni、Mn等）；LiMPO4（M：Fe等）

負極材料：石墨（能吸附鋰原子）

+

負極反應：Li.rC,,—xe-=xLi+Cn

正極反應：LiirMO2+xLi++xe--LiMO2

放電

總反應：Lii-xMCh+Li.CC?+LiMO2o

6.燃料電池結構分析

7.解答燃料電池題目的幾個關鍵點

①要注意介質是什么？是電解質溶液還是熔融鹽或氧化物。

②通入負極的物質為燃料，通入正極的物質為氧氣。

③通過介質中離子的移動方向，可判斷電池的正負極，同時考慮該離子參與靠近一極的電極反應。

8.燃料電池電極反應式書寫的常用方法

第一步，寫出電池總反應式。

燃料電池的總反應與燃料燃燒的反應一致，若產物能和電解質反應，則總反應為加合后的反應。

如甲烷燃料電池（電解質溶液為NaOH溶液）的反應如下：

CH4+2O2=CO2+2H2O①

C02+2NaOH=Na2CO3+H2O②

①+②可得甲烷燃料電池的總反應式：CH4+202+2NaOH=Na2CO3+3H2O0

第二步，寫出電池的正極反應式。

根據燃料電池的特點，一般在正極上發生還原反應的物質都是02,因電解質溶液不同，故其電極反應

也會有所不同：

+

⑴酸性電解質：O2+4H+4e-=2H2O?

（2）堿性電解質：。2+2氏0+4屋=40日。

（3）固體電解質（高溫下能傳導。2一）：02+45^=20?—。

（4）熔融碳酸鹽（如熔融K2co3）：O2+2CO2+4e=2€0??

第三步，電池的總反應式一電池的正極反應式=電池的負極反應式。

9.離子交換膜的類型

（1）陽離子交換膜（只允許陽離子和水分子通過，阻止陰離子和氣體通過）

以鋅銅原電池為例，中間用陽離子交換膜隔開

鋅銅原電池

—①負極反應式：Zn-2e=Zn2+

Zn,Cu'

—-----J1--—②TF極反應式?Ci?++2e-Cu

甲百

J

-1

/陽小常子1mobL③Zi?+通過陽離子交換膜進入正極區

1moi-L'

交換膜CuSO,i(aq)

ZnSO4(aq)

④陽離子一透過陽離子交換膜-原電池正極（或電解池的陰極）

（2）陰離子交換膜（只允許陰離子和水分子通過，阻止陽離子和氣體通過）

以Pt為電極電解淀粉-KI溶液，中間用陰離子交換膜隔開

①陰極反應式：2H2O+2e-=H2f+2OH-

L-J

0②陽極反應式：2『2e』

Pt、,Pt

③陰極產生的OH一移向陽極與陽極產物反應：3I2+6OH-=IO3+5I-

陰離子

1交換膜

+3H2O

④陰離子一透過陰離子交換膜-電解池陽極（或原電池的負極）

（3）質子交換膜（只允許H+和水分子通過）

在微生物作用下電解有機廢水（含CH3COOH）,可獲得清潔能源H2

AB

01。電源。|~H

七①陰極反應式：2H++2e=H2T

+

r②陽極反應式：CH3COOH-8e+2H2O=2CO2?+8H

:酸

有機廢水稀。③陽極產生的H+通過質子交換膜移向陰極

/

質子交換膜

④H+-透過質子交換膜T原電池正極（或電解池的陰極）

（4）電滲析法

（5）解題模板

第一步，分清隔膜類型。即交換膜屬于陽離子交換膜、陰離子交換膜或質子交換膜中的哪一種，判斷

允許哪種離子通過隔膜。

第二步，寫出電極反應，判斷交換膜兩側離子變化，推斷電荷變化，根據電荷平衡判斷離子遷移方向。

第三步，分析隔膜作用。在產品制備中，隔膜作用主要是提高產品純度，避免產物之間發生反應，或

避免產物因發生反應而造成危險。

03

跟我學?解題思維剖析

1.(2023?全國新課標卷，10)一種以V2O5和Zn為電極、Zn(CF3so3)2水溶液為電解質的電池，其示意

圖如下所示。放電時，Zn?+可插入V2O5層間形成ZnxVzOnJfcO。下列說法錯誤的是()

V2O5,ZnJV2O5?H2O

Zn電極V2O5電極

—

Zn(CF3so3)2水溶液

A.放電時V2O5為正極

B.放電時Zi?+由負極向正極遷移

C.充電總反應：xZn+V2O5+nH2O=ZnxV2O5nH2O

2+

D.充電陽極反應：ZnxV2O5nH2O-2xe-=xZn+V2O5+nH2O

【答案】C

【解析】由題中信息可知，該電池中Zn為負極、V2O5為正極，電池的總反應為

xZn+V2O5+nH2O=ZnxV2O5nH2OoA項，由題信息可知，放電時，Zd+可插入V2O5層間形成ZnxVzCXnHzO,

V2O5發生了還原反應，則放電時V2O5為正極，A正確；B項，Zn為負極，放電時Zn失去電子變為Zn2+,

陽離子向正極遷移，則放電時Zd+由負極向正極遷移，B正確；C項，電池在放電時的總反應為

xZn+V2O5+nH2O=ZnxV2O5nH2O,則其在充電時的總反應為ZnxVzO^nHzOxZn+VzOs+nHzO,C不正確；D項，

2+

充電陽極上ZnxV2O5nH2O被氧化為V2O5，則陽極的電極反應為ZnxV2O5-nH2O-2xe-=xZn+V2O5+nH2O,D正

確；故選C。

2.(2023?全國乙卷，12)室溫鈉-硫電池被認為是一種成本低、比能量高的能源存儲系統。一種室溫鈉-

硫電池的結構如圖所示。將鈉箔置于聚苯并咪嗖膜上作為一個電極，表面噴涂有硫黃粉末的炭化纖維素紙

111YV

+

作為另一電極。工作時，在硫電極發生反應：fS8+e-^1sr，IS+e-^Sf,2Na+-St+2(1--)e-^Na2Sx

鈉電極

a

電解質

b硫電極

下列敘述錯誤的是（）

A.充電時Na+從鈉電極向硫電極遷移

B.放電時外電路電子流動的方向是a-b

Y

C.放電時正極反應為：2Na++gS8+2e-TNa2sx

o

D.炭化纖維素紙的作用是增強硫電極導電性能

【答案】A

【解析】由題意可知放電時硫電極得電子，硫電極為原電池正極，鈉電極為原電池負極。A項，充電

時為電解池裝置，陽離子移向陰極，即鈉電極，故充電時，Na+由硫電極遷移至鈉電極，A錯誤；B項，放

電時Na在a電極失去電子，失去的電子經外電路流向b電極，硫黃粉在b電極上得電子與a電極釋放出的

Na+結合得到NazSx,電子在外電路的流向為a-b,B正確；C項，由題給的的一系列方程式相加可以得到

X

放電時正極的反應式為2Na++gS8+2e--Na2Sx,C正確；D項，炭化纖維素紙中含有大量的炭，炭具有良好

O

的導電性，可以增強硫電極的導電性能，D正確；故選A。

3.（2023?湖北省選擇性考試，10）我國科學家設計如圖所示的電解池，實現了海水直接制備氫氣技術的

綠色化。該裝置工作時陽極無C12生成且KOH溶液的濃度不變，電解生成氫氣的速率為xmoLhL下列說

法錯誤的是（）

離子交換膜

惰

惰透汽不透液態水

性

性.篆一的膜

電PTFE

電

極

極溶液

ab30%KOH

海水

A.b電極反應式為2H2O+2e-=H2t+2OH-

B.離子交換膜為陰離子交換膜

C.電解時海水中動能高的水分子可穿過PTFE膜

D.海水為電解池補水的速率為2xmoLh」

【答案】D

【解析】由圖可知，該裝置為電解水制取氫氣的裝置，a電極與電源正極相連，為電解池的陽極，b電

極與電源負極相連，為電解池的陰極，陰極反應為2H2O+2e-=H2T+2OH;陽極反應為40HMe=02?+2H2O,

電池總反應為2H2。通電2H2T+O2T。A項，b電極反應式為b電極為陰極，發生還原反應，電極反應為

2H2O+2e=H2T+2OH-,故A正確；B項，該裝置工作時陽極無Cb生成且KOH濃度不變，陽極發生的電極

反應為4OH-4e-=O2T+2H20,為保持0H-離子濃度不變，則陰極產生的0出離子要通過離子交換膜進入陽極

室，即離子交換膜應為陰離子交換摸，故B正確；C項，電解時電解槽中不斷有水被消耗，海水中的動能

高的水可穿過PTFE膜,為電解池補水，故C正確;D項，由電解總反應可知，每生成Imo%要消耗ImollhO,

生成H2的速率為xmoLh-i,則補水的速率也應是xmoLh-i,故D錯誤；故選D。

4.（2023?山東卷，11）利用熱再生氨電池可實現CuS04電鍍廢液的濃縮再生。電池裝置如圖所示，甲、

乙兩室均預加相同的CuSO4電鍍廢液，向甲室加入足量氨水后電池開始工作。下列說法正確的是（）

Cu】?Cu

CuSO4低溫,浮生二生生妻、

溶液—熱解一甲_I…乙一

隔膜

A.甲室Cu電極為正極

B.隔膜為陽離子膜

2+2+

C.電池總反應為：CU+4NH3=[CU（NH3）4]

D.NH3擴散到乙室將對電池電動勢產生影響

【答案】CD

【解析】A項，向甲室加入足量氨水后電池開始工作，則甲室Cu電極溶解，變為銅離子與氨氣形成

2+

[CU（NH3）4],因此甲室Cu電極為負極，故A錯誤；B項，再原電池內電路中陽離子向正極移動，若隔膜

為陽離子膜，電極溶解生成的銅離子要向右側移動，通入氨氣要消耗銅離子，顯然左側陽離子不斷減小，

2+2+

明顯不利于電池反應正常進行,故B錯誤;C項,左側負極是Cu+4NH3-2e-=[Cu（NH3）4],正極是Cu+2e=Cu,

則電池總反應為:CU2++4NH3=[CU（NH3）4]2+,故C正確;D項,NH3擴散到乙室會與銅離子反應生成[CU（NH3）F，

銅離子濃度降低，銅離子得電子能力減弱，因此將對電池電動勢產生影響，故D正確。故選CD。

5.（2022?全國甲卷）一種水性電解液Zn-MnCh離子選擇雙隔膜電池如圖所示（KOH溶液中,Zd+以Zn（OH）

42-存在）。電池放電時，下列敘述錯誤的是（）

MnCh電極離子選擇隔膜Zn電極

I

Iq

t三.-1

二-

1夜

2-K2s04溶液-KOH溶液

■6--

iii-iiH

A.II區的K+通過隔膜向III區遷移

B.I區的SCU2-通過隔膜向II區遷移

+2+

C.MnCh電極反應：MnO2+2e+4H=Mn+2H2O

+22+

D.電池總反應：Zn+4OH+MnO2+4H=Zn(OH)4+Mn+2H2O

【答案】A

【解析】根據圖示的電池結構和題目所給信息可知，III區Zn為電池的負極，電極反應為

2

Zn-2e+4OH=Zn(OH)4',I區MnCh為電池的正極，電極反應為MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2。；電池在工作

過程中，由于兩個離子選擇隔膜沒有指明的陽離子隔膜還是陰離子隔膜，故兩個離子隔膜均可以通過陰、

陽離子，因此可以得到I區消耗H+,生成Mn2+,II區的K+向I區移動或I區的SO42-向H區移動，III區消

耗0H-,生成Zn(OH)42;II區的SO42-向III區移動或III區的K+向H區移動。A項，II區的K+只能向I區移

動，A錯誤；B項，I區的SCU2-向D區移動，B正確；C項，MnCh電極的電極反應式為

+2+

MnO2+2e+4H=Mn+2H2O,C正確；D項，電池的總反應為Zn+4OH-+MnC)2+4H+=Zn(OH)42-+Mn2++2H2O,

D正確；故選A。

、你來練?模型遷移演練

1.銅鋅原電池為電化學建構認識模型奠定了重要的基礎，懂得原理才能真正做到舉一反三，應用到

其他復雜的電池分析中。鹽橋中裝有瓊脂凝膠，內含氯化鉀。下面兩種原電池說法錯誤的是()

|-?-|皇電流表雖

Cu

CUSO4溶液

B.電池工作時，導線中電子流向為Zn—Cu

C.正極反應為Zn-2u=Zn2+,發生還原反應

D.電池工作時，鹽橋中的K+向右側燒杯移動，C1-向左側燒杯移動

【答案】C

【解析】在原電池中，若兩金屬做電極，一般活潑金屬做負極，不活潑金屬做正極。I和n兩個原電

池裝置中，都是鋅做負極，銅做正極。A項，原電池I和II中，Zn為負極，Cu為正極，CuS04為電解質溶

液，工作原理都是Zn+Cu2+=Zn2++Cu,故A正確；B項，在原電池中，負極鋅失去電子，經外電路流向正

極銅，故B正確；C項，正極反應為Cu2++2e=Cu,發生還原反應，故C錯誤；D項，在原電池內部，陽離

子移向正極，陰離子移向負極，裝置n中，右側燒杯中的銅為正極，左側燒杯中的鋅為負極，所以鹽橋中

的K+向右側燒杯移動，C1一向左側燒杯移動，故D正確；故選C。

2.風力發電輸出功率的波動性導致其直接并網會對電網帶來不良影響，需要連接儲能電池裝置，通過

儲能電池對電能的存儲、匯集，再集中供電來提高并網性能，下圖是水系鋁離子儲能電池工作機理，下列

有關其說法不正確的是（）

B.鋁儲能電池是二次電池

C.放電時，AF+從正極材料的空隙中脫出進入電解液，再以單質鋁的形式沉積負極材料表面

D.該電池中金屬鋁電極易形成致密的氧化鋁鈍化膜，阻斷鋁離子的傳輸從而降低電池效能

【答案】D

【解析】A項，鋁在地殼中的含量豐富，且單位質量的鋁放出的電量高，可以用于制造水系鋁離子儲能

電池，故A正確；B項，根據題意，儲能電池通過對電能的存儲、匯集，再集中供電，說明鋁儲能電池是

二次電池，故B正確；C項，放電時，鋁失去電子變成AF+,鋁為負極，石墨為正極，AF+從正極材料的空

隙中脫出進入電解液，再以單質鋁的形式沉積負極材料表面，故C正確；D項，該電池中沒有氧氣產生，

金屬鋁電極表面不會形成致密的氧化鋁鈍化膜，故D錯誤；故選D。

3.科學家報道了一種新型可充電Na/Fe二次電池，其工作原理如圖所示，下列有關說法正確的是（）

CaFeO3

CaFeO25+Na2()

X極Y極

A.充電時，X極為陰極，發生了氧化反應

B.充電時，Y極的電極反應式為CaFeO2.5+0.5Na2Oe=CaFeO3+Na+

C.充電時，可用乙醇代替有機電解質溶液

D.電極材料中，單位質量金屬放出的電能：Na>Li

【答案】B

【解析】A項，放電時，X極上Na失電子、發生氧化反應、為負極，則充電時，X極為陰極，發生了

還原反應，故A錯誤；B項，充電時，Y極做陽極，電極反應式為CaFe02.5+0.5Na20e=CaFe03+Na+,故

B正確；C項，乙醇是非電解質，不能導電，不能作為電解質溶液，故C錯誤；D項，若Na和Li都失去

Imol電子，則電極材料中消耗Na的質量為23g、Li的質量為7g,所以單位質量金屬放出的電能：Li>Na,

故D錯誤；故選B。

4.香港城市大學化學工作者首次提出了A1-N2電池（如圖），該電池使用N2為原料，以離子液體

（AhCkAlCb）為電解質，既實現了能量的存儲，又實現了A1N的生產，A1N和堿反應能產生NH3,可進一步

生產氮肥。下列說法錯誤的是（）

A.A1極為負極，發生氧化反應

B.電池總反應為2A1+N2=2

C.石墨烯電極反應式為8Al2C17+N2+6e-=2A1N+14A1C14-

D.生成標準狀況下33.6LNH3,電池中轉移3mol電子

【答案】D

【解析】A項，根據圖中原電池的結構，A1極為負極，A1極電極反應式為2Al+14AlC14-6e-=8A12Cl7--

發生氧化反應，故A正確；B項，石墨烯電極為正極，正極反應式為8A12Cb-+N2+6e-=2A1N+14Aleb,Al極

電極反應式為2A1+：14Ale14-6e=8Al2c1才，所以電池總反應為2A1+N2=2A1N,故B正確；C項，石墨烯電極為

正極,正極發生還原反應,正極反應式為8Al2C17-+N2+6e-=2AlN+14AlC14,故C正確;D項，標準狀況下33.6LNH3

的物質的量為1.5mol,A1N和堿反應產生NH3的反應離子方程式為AIN+OH-+H2OAIO2-+NH3T，生成1.5mol

氨氣消耗L5molAlN,根據2A1+N2=2A1N,電池中轉移了4.5mol電子，故D錯誤；故選D。

5.如圖所示的鋰-二氧化鎰電池是以高氯酸鋰或三氟甲基磺酸鋰為電解質，其正極反應是一種典型的

嵌入式反應，電池總反應為Li+MnChLiMnCh。下列說法不正確的是（）

A.鋰片做負極，發生氧化反應

B.放電時，電子移動方向為：電極蓋1—用電器T電極蓋2T內電路一電極蓋1

C.高氯酸鋰或三氟甲基磺酸鋰應溶解在非水有機溶劑中

+

D.放電時，正極反應為：MnO2+Li+e=LiMnO2

【答案】B

【解析】由圖可知，Li片作負極，電極反應式為Li-e=Li+,MnCh作正極，電極反應式為

MnO2+Li++e=LiMnO。A項，由分析可知，Li片作負極，失電子發生氧化反應，A正確；B項，原電池工

作時，電子從負極經外電路流向正極，不經過電解質，B錯誤；C項，Li性質活潑，能與水反應，故高氯

酸鋰或三氟甲基磺酸鋰應溶解在非水有機溶劑中，C正確；D項，MnCh作正極，電極反應式為

MnOi+Li++e—LiMnO2,D正確；故選B。

6.（2024?河北邢臺王岳聯盟高三聯考）我國最近在太陽能光電催化一化學耦合處理硫化氫研究中獲得新

進展，相關裝置如圖所示。

下列說法錯誤的是（）

A.該裝置中能量轉化形式有化學能轉化為電能

B.該裝置工作時，b極為正極

C.a極的電極反應式為Fe2+-e-=Fe3+

D.電路中每通過1mole：可處理34gH2s

【答案】D

【解析】該裝置中存在由化學能轉化為電能的構成，因此存在原電池反應原理。負極上發生失去電子

的氧化反應，正極上發生得到電子的還原反應，在同一閉合回路中電子轉移數目相等。A項，根據圖示可

知：該裝置中存在的能量轉化形式有光能轉化為化學能，化學能轉化為電能，故該裝置中能量轉化形式有

化學能轉化為電能，A正確；B項，根據圖示可知：在b電極上H+得到電子被還原產生H2,故b電極為原

電池的正極，B正確；C項，根據圖示可知在a極上Fe2+失去電子變為Fe3+,故a電極的電極反應式為

2+3+

Fe-e-=Fe,C正確；D項，H2s失去2個電子變為S和2個H+,故電路中若通過2mole,可處理34gH2S,

則若電路中每通過1mole:可處理17gH2S,D錯誤；故選D。

7.如圖，科學家基于Cb易溶于CC14的性質，發展了一種無需離子交換膜的新型氯流電池，可作儲能

放電一

設備,總方程式為:NaTi(PO4)3+2NaClNasTi2（PO4）3+C12o下列說法正確的是（)

2一充電

俯視圖

1用電器卜

豎截面圖

—C12/CC14

多孔活性炭電極

NaCl/H2O

NaTi2(PO4)3/Na3Ti2(POD3/鈦電極

C12/CC14

NaCl/H2O

A.放電時NaCl溶液的pH減小

B.放電時C1-透過多孔活性炭電極向C04中遷移

放電

C.充電時的陰極反應為NaTi（PO）3+2Na++2e-NaTi(PO4)3

24-充電32

D.充電時，電路中每轉移2moie:理論上從CCH中釋放ImolCb

【答案】C

【解析】由總反應可知多孔活性炭電極為電池的正極，鈦電極為電池的負極。A項，放電時總反應式

為：Na3Ti2（PO4）3+C12=NaTi2（PO4）3+2NaCb則放電時NaCl溶液的pH不變，A錯誤；B項，放電時，陰離子

移向負極，即5透過多孔活性炭電極移向NaCl溶液中，B錯誤；C項，根據總反應式可知，充電時的陰極

曲由

反應為NaTi2（PO4）3+2Na++2e---Na3Ti2（PO4）3,C正確；D項，充電時，陽極反應式為：2=CLT,

電路中每轉移2moie;理論上生成ImolCb進入到CC14中，D錯誤；故選C。

8.光催化微生物燃料電池的工作原理如圖所示：

外加電阻

已知：電極a在光激發條件下會產生電子（e）空穴（h+）。下列說法錯誤的是（）

A.電極電勢：電極a＞電極b

B.光激發時，光生電子會與02結合，光生空穴會與電極b產生的電子結合

+

C.電極b發生的電極反應式為（C6H10O5）n-24e+7H2O=6CO2T+24H

D.電池工作一段時間后，右側溶液pH保持不變（不考慮C02的溶解）

【答案】C

【解析】A項，根據題圖信息判斷，（C6H10O5）n在電極b上失電子，轉化為C02,則電極b為負極，電

極a為正極，原電池中，正極的電極電勢高于負極的電極電勢，則電極電勢：電極a＞電極b,A正確；B項，

根據題圖信息判斷，電極a在光激發條件下會產生電子6）、空穴（h+）,光生電子會與O2結合，光生空穴會

與電極b產生的電子結合，B正確；C項，根據得失電子守恒判斷，電極b發生的電極反應式為

+

（C6H10O5）；I-24ne-+7nH2O=6?zCO2^+24?H,C錯誤；D項，根據電極反應判斷，每轉移24nmol電子時，

右側溶液中生成24nmolH+,同時會有24nmolH+通過陽離子交換膜移向左側溶液，則右側溶液的pH保持不

變，D正確；故選C。

9.（2024.遼寧沈陽市第一二。中學校高三期中）哈爾濱工業大學的研究團隊發現，以非晶態Ni（III）基硫

化物為催化劑，能有效催化OER（析氧反應）和UOR（尿素氧化反應），從而降低電解水制氫過程中的能耗，

其工作原理和反應機理如圖所示：

下列說法正確的是()

A.UOR的電化學反應總過程為CO(NH2)2-6e+6OH=C02?+N2T+5H20

B.電解過程中，電極A附近溶液的pH不變

C.OER分四步進行，其中沒有非極性鍵的形成與斷裂

D.若將光伏電池換成鉛蓄電池，電極A應連接鉛蓄電池的PbCh電極

【答案】A

【解析】由題意分析：該裝置是電解池，電解水制氫，電極A上水得到電子生成氫氣，電極反應式為

2H2O+2e-=2OH-+H2T，電極B上尿素失電子生成氮氣，電極反應式為:CO(NH2)2-6e-+6OH=CChf+N2T+5H2O。

A項，結合此題右圖UOR為尿素氧化反應，生成二氧化碳，氮氣和水，故其反應總過程為：

CO(NH2)2-6e+6OH=CO2t+N2?+5H2O,A正確；B項，電解過程中，電極A為陰極，電極反應式為：

2H2O+2e=2OH+H2T，故電解過程中電極A附近不斷生成氫氧根離子，電極A附近溶液的pH增大，B錯

誤；C項，結合右圖，OER分四步進行，其中過程n涉及到了氧氧非極性鍵的形成，C錯誤；D項，電極A

為電解池的陰極，應該與鉛蓄電池的負極也即是Pb極相連，D錯誤；故選A。

10.(2024.山東德州高三期中)中國科學院將分子12引入電解質中調整充電和放電反應途徑，實現了高

功率可充電LiSOCb電池，工作原理如下圖所示。下列有關說法錯誤的是()

A.分子L的引入催化了電池放電和充電過程

B.電池工作環境必須在無水無氧的條件下進行

C.充電時陰極反應式：2LiCl+l2+2e=2ICl+2Li+

D.電池的放電總反應：4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2T

【答案】C

【解析】A項，由工作原理圖可知，12是催化劑，分子12的引入催化了電池放電和充電過程，A項正確；

B項，Li能與氧氣、水反應，SOC12易與水反應，故電池工作環境必須在無水無氧的條件下進行，B項正確；

+

C項，由工作原理圖可知，充電時,L失電子轉化為IC1,I2發生氧化反應，陽極反應式2LiCl+l2-2e=2ICl+2Li,

陰極反應式Li++e=Li,C項錯誤；D項，由工作原理圖可知，放電時，正極上SOCh轉化為S、SO2,負極

上Li轉化為Li+,則電池的放電總反應為4Li+2soeL=4LiCl+S+SO2f,D項正確；故選C。

11.（2024?山東省新高考聯合質量測評高三聯考）中國科學技術大學某課題組發明一款可充放電的全固態

鈉電池，本發明提供的固態鈉離子電解質的制備方法工藝簡單、成本低廉、生產效率高，適用于大規模產

業化生產。工作原理如圖所示，下列說法正確的是（）

Na3V2(PO4)3/NaV2(PO4)3

固態聚合物電解質

A.放電時，電極電勢N極高于M極

B.充電時，Na+由M極遷移至N極

C.充電時，M極電極反應式為Na3V2（PO4）3+2e-=NaV2（PC）4）3+2Na+

D.為了降低成本，可以將固態聚合物電解質換為Na3P04溶液

【答案】B

【解析】由題意知該電池屬于二次電池，示意圖為放電過程，N極上鈉失電子產生鈉離子，發生氧化

反應，為負極，M極上Na3V2（PC>4）3轉化為NaV2（PO4）3,發生得電子的還原反應，為正極，充電時為電解池，

M極為陽極，N極為陰極。A項，根據分析可知，放電時，M為正極，N為負極，電極電勢M極高于N極，

A錯誤；B項，充電時，陽離子Na+由陽極M極遷移至陰極N極，B正確；C項，充電時，陽極M極電極

上Na3V2（PC）4）3轉化為NaV2（PO4）3,反應式為Na3V2（PO4）3-2e-=NaV2（PCU）3+2Na+,C錯誤；D項，鈉與水能

反應，不能將固態聚合物電解質換為Na3PCU溶液，D錯誤；故選B。

12.銅基配合物電催化還原CO2的裝置原理如圖所示，下列說法不正確的是（）

\/

酸性電解質溶液

A.石墨烯為陽極，發生電極反應為CO2+2e-+2H+=HCOOH

B.Pt電極附近溶液的pH值減小

C.每轉移2moi電子，陽極室、陰極室溶液質量變化量的差值為28g

D.該裝置可減少CO2在大氣中累積和實現可再生能源有效利用

【答案】A

【解析】A項，石墨烯為陰極，A錯誤；B項，Pt電極上H2O失電子轉化為02,電極反應為

+

2H2O-4e=4H+O2T，所以電極附近溶液的pH減小，B正確；C項，每轉移2moi電子，由陰極電極反應式

可知生成ImolHCOOH,所以陰極室溶液|Am陰|=46g/molxlmol=46g；根據陽極室反應可知每轉移2moi電子

時陽極消耗Imol水，生成0.5mol氧氣，同時有2molH+轉移至陰極室，所以|Am陽|=18g/molxlmol=18g,所

以|Am陰1TAm陽|=46g-l8g=28g,C正確；D項，該裝置可減少CCh在大氣中累計和實現可再生能源有效利用，

D正確；故選A。

13.某科研小組利用下圖裝置完成乙快轉化為乙烯的同時為用電器供電。其中鋅板處發生的反應有：

2

①Zn-2e=Zn2+；②Zn2++4OH-=[Zn((OH)4F；@Zn[Zn((OH)4]-=ZnO+2OH-+H2Oo下列說法不正確的是()

A.電極a的電勢高于電極b的電勢

B.放電過程中正極區KOH溶液濃度保持不變

C.電極a上發生的電極反應式為C2H2+2H2O+2e=C2H4+2OH-

D.電解足量C11SO4溶液，理論上消耗2.24L（標準狀況）C2H2時，生成6.4gCu

【答案】B

【解析】由題干可知，鋅板處Zn失電子生成Zn2+,為原電池負極，則氣體擴散電極a為正極。正極上

C2H2得電子與水反應生成C2H4。A項，由圖可知鋅板為負極，所以電極a的電勢高于電極b的電勢，A正

確；B項，放電過程中正極區消耗水，導致KOH溶液濃度增大，B錯誤；C項，電極a上發生的電極反應

式為C2H2+2H2O+2e=C2H4+2OH,C正確；D項，電解硫酸銅時，生成銅的電極反應為Cu2++2e=Cu,理論上

消耗2.24LC2H2（標準狀況），即O.lmol,對應電子轉移0.2mol,可生成銅6.4g,D正確；故選B。

14.高鐵酸鈉（NazFeCU）是一種新型的消毒劑，以Fe、Ni為電極制取NazFeCU的原理如圖所示。下列敘

述錯誤的是（）

Ni離子交換膜a離子交換膜bFe

水（含少量1aOH）濃NaOH溶液

A.Fe電極的電極反應式為Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2。

B.離子交換膜b為陰離子交換膜

C.通入I室的水中加入少量NaOH,可以加快高鐵酸鈉的生成

D.每生成0.1molNazFeCU,H室中溶液減少的質量為32.0g

【答案】D

【解析】該裝置以Fe、Ni為電極制取NazFeCU,為電解池裝置，Fe電極為陽極，Ni電極為陰極，陽極

電極反應式為Fe-6e-+8OH=FeO42-+4H2O,0曰移動向II室，陰極電極反應式為2H2O+2e=H2T+2OH-,Na+

應移動向I室。A項，Fe電極為陽極，Fe失電子生成FeCU、電極反應式為Fe-6e-+8OH=FeO42-+4H2O,

故A正確；B項，Fe電極為陽極，Ni電極為陰極，II室中的Na+移動向I室，移動向II室，故離子交換

膜a、b分別為陽離子交換膜、陰離子交換膜，故B正確；C項，通入I室的水中加入少量NaOH,可以增

強溶液的導電性，可以加快高鐵酸鈉的生成，故C正確；D項，每生成0.1molNa2FeO4,外電路中通過0.6mol

電子，則H室溶液中減少的NaOH的物質的量為0.6mol,質量為24.0g,故D錯誤；故選D。

15.一種電解法制備Ca(H2Po4)2并得到NaOH等副產物的示意裝置如圖，下列說法正確的是()

產品室原料室

A.與a、b相連的分別是電源的負極、正極

B.NaOH溶液中石墨電極上的反應為2H2O+2e=H2t+2OH-

C.A膜、C膜均為陰離子交換膜，B膜為陽離子交換膜

D.產品室中的Ca2+和原料室的Na+物質的量濃度同等程度增大

【答案】B

【解析】由圖可知，產品Ca(H2Po4)2在產品室生成，左側石墨作陽極，氯離子放電，電極反應式為

2Cl-2e=C12t，陽極室的Ca2+透過A膜進入產品室，A膜為陽離子交換膜，H2P。4-透過B膜進入產品室與

Ca2+結合生成Ca(H2Po4)2,B膜為陰離子交換膜，右側石墨極為陰極，水放電，電極反應式為

2H2O+2e=H2T+2OH-,Na+透過C膜進入陰極室，C膜為陽離子交換膜。A項，左側