考點24電化學原理的綜合應用

目錄

考情探究1

1.高考真題考點分布...................................................................1

2.命題規律及備考策略.................................................................1

_2

考法01多池串聯的兩大模型及原理分析..................................................2

考法02電化學裝置中的膜技術應用......................................................5

考法03電化學有關計算................................................................8

考情探究

1.高考真題考點分布

考點內容考點分布

多池串聯2022?山東卷，3分；2021?廣東卷，3分；

膜技術應用2024?河北卷，3分；2024.湖北卷，3分；2024?遼寧卷，3分；2024?廣東卷，3分；

2023?廣東卷，3分；2023?全國甲卷，6分；2023?遼寧卷，3分；2023?湖北卷，3分；

2023?山東卷，3分；2023?浙江卷，3分；2023?重慶卷，3分；2022?湖南卷,3分；

2022?全國甲卷，6分；

2024?安徽卷，3分；2024?全國甲卷，6分；2024?新課標卷，6分；2024?浙江卷，3分；

電化學有關計算2024?江蘇卷，3分；2024?甘肅卷，3分；2024?湖南卷，3分；2023?海南卷，3分；

2023?廣東卷，3分；2023?遼寧卷，3分；2023?湖南卷,3分；2023?重慶卷,3分；

2.命題規律及備考策略

【命題規律】

高頻考點從近幾年全國高考試題來看，多池串聯主要考查電極類型判斷、電極反應式的書寫等；原電池和

電解池的相關計算主要包括兩極產物的定量計算、溶液pH的計算、根據電荷量求產物的量、根據產物的

量求電荷量等仍是高考命題的熱點。

【備考策略】

分析多池中原電池

與電解池

_分析工作原理

r-多池連接書寫電極反應式

確定電源T確定各

多池連接及池的陽極與陰極

電化學的相先寫出電極反應式，再寫出總反應，最后

總反應法

關計算-根據總反應列比例式計算

電化學計算的得失電子用于串聯電路中陰、陽兩極產物的定量

3種方法守恒法一計算，其依據是得失電子守恒

根據得失電子守恒，在已知量和未知量

—關系式法

一之間建立計算所需的關系式

【命題預測】

預計2025年高考會以新的情境載體考查考查電化學膜技術的應用、電極方程式書寫、利用得失電子守恒

計算等是高考命題的重要趨勢，題目難度一般較大。

會隨

考法01多池串聯的兩大模型及原理分析

1.常見串聯裝置圖

（1）外接電源與電解池的串聯（如圖）

稀硫酸稀硫酸

AB

A、B為兩個串聯電解池，相同時間內，各電極得失電子數相等。

（2）原電池與電解池的串聯（如圖）

AB

圖乙

顯然兩圖中，A均為原電池，B均為電解池。

2.“串聯”類裝置的解題流程

典例引領

----------II<1

考向01考查外接電源與電解池的串聯

【例1】（2024?河北秦皇島.一模）如圖所示，甲池的總反應式為N2H4+O2=N2+2H2。，下列關于該裝置

工作時的說法正確的是（）

甲池乙池

A.該裝置工作時，Ag電極上有氣體生成

B.甲池中負極反應式為N2H4—4e「=N2+4H+

C.甲池和乙池中溶液的pH均減小

D.當甲池中消耗3.2gN2H4時，乙池中理論上最多產生6.4g固體

考向02考查原電池與電解池的串聯

【例2】（2024?廣東?三模）西北工業大學推出一種新型Zn-NCh電池，該電池能有效地捕獲NCh并將其轉

化為NO￡?，F利用Zn-NO?電池將產生的NO￡電解制氨，過程如圖所示。下列說法正確的是

A.c電極的電勢比d電極的電勢高

B.當電路中轉移2moie-時，丙室溶液質量減少18g

C.電解池的總反應式為2H++2NO；+2H2O=2NH3+3O2?

D.為增強丙中水的導電性，可以加入一定量的NaCl固體

【思維建模】

(1)多池串聯的裝置中，先根據電極反應物和電解質溶液判斷哪個是原電池，其余裝置一般為電解池。

(2)與原電池正極相連的電極為電解池陽極，與原電池負極相連的電極為電解池陰極，據此判斷各池中發生

的反應。

對點提升

?--------------ll<

【對點1](2024?黑龍江?模擬)二十大報告明確了生態文明建設的總基調是推動綠色發展。NO-空氣質子交

換膜燃料電池實現了制硝酸、發電、環保三位一體的結合。某化學興趣小組用如圖裝置模擬工業處理廢氣和

廢水的過程。已知電極材料均為惰性電極?；卮鹣铝袉栴}：

(1)甲池在放電過程中的負極反應式為o

(2)乙池中通入廢氣SO2的電極為—極，電池總反應的離子方程式為0

(3)b為(填“陽”或“陰”)離子交換膜。當濃縮室得到4L濃度為0.6mol1-1的鹽酸時，M室

中的溶液的質量變化為(溶液體積變化忽略不計)。

(4)若在標準狀況下，甲池有5.6LCh參加反應，則乙池中處理廢氣(SO2和NO)的總體積為L。

【對點2】(2024?山東?模擬預測)利用如下裝置模擬工業上電滲析法實現海水淡化。下列說法錯誤的是

0.2mol/L的AgNC>3Imol/L的AgNO；膜1膜2

A.乙室的Ag電極電勢IWJ于甲室

B.Cl電極的反應為2c「-2F=Cl?

C.膜1為陽離子交換膜、膜2為陰離子交換膜

D.當乙室Ag電極的質量增加21.6g時，理論上NaCl溶液減少11.7gNaCl

考法02電化學裝置中的膜技術應用

1.常見的隔膜

隔膜又叫離子交換膜，由高分子特殊材料制成。離子交換膜分三類:

(1)陽離子交換膜，簡稱陽膜，只允許陽離子通過，不允許陰離子通過。

(2)陰離子交換膜，簡稱陰膜，只允許陰離子通過，不允許陽離子通過。

(3)質子交換膜，只允許H+通過，不允許其他陽離子和陰離子通過。

2.隔膜的作用

(1)能將兩極區隔離，阻止兩極區產生的物質接觸，防止發生化學反應。

(2)能選擇性的通過離子，起到平衡電荷、形成閉合回路的作用。

3.“隔膜”電解池的解題步驟

第一步，分清隔膜類型。即交換膜屬于陽膜、陰膜或質子膜中的哪一種，判斷允許哪種離子通過隔膜。

第二步，寫出電極反應式，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。

典例引領

-----------II<1

考向01“隔膜”在新型電池中的應用

[例1](2024?山東青島?二模)我國科學家開發出了一種Zn-NO電池系統，該電池具有同時合成氨和對外

供電的功能，其工作原理如圖所示，下列說法錯誤的是()

NO

----------------

NH3>

溶液P+

NaOHIH:Na2so4溶液

^OH-<

NOI—

Zn/ZnO電極§：M0S2電極

雙極膜

A.電極電勢：Zn/ZnO電極<MoS2電極

B.Zn/ZnO電極的反應式為Zn—2e-+2OlT=ZnO+H2C)

C.電池工作一段時間后，正極區溶液的pH減小

D.電子流向：Zn/ZnO電極一負載一M0S2電極

考向02“隔膜”在電解池中的應用

【例2】(2024.河南安陽?三模)科學家設計了一種CO?—HMF協同轉化裝置，如圖所示。圖中的雙極膜中

間層中的H?0解離為H+和OH-,并在直流電場作用下分別向兩極遷移。下列敘述正確的是

電源

催

催

化

OHCCH2OH化

電

(HMF)'電

極

極

A2B

HCOOHOOCCOO

KC1溶液KOH溶液

左室雙寂膜右室

A.催化電極A的電勢高于催化電極B

B,陽極的電極反應式為°HC飛20H_6e-+8OH-=OOC^O^COO+6應。

C.每生成Imol甲酸，雙極膜處有Imol的水解離

D.轉移相同電子時，理論上消耗的CO?和HMF物質的量之比為1：3

【思維建?！?/p>

(1)含離子交換膜電化學裝置題的解題步驟

分清交換膜類型：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

過交換膜

寫出電極反應式，判斷交換膜兩側離

子的變化，推斷電荷變化，根據電荷

平衡判斷離子遷移的方向

分析交換膜的作用：在產品制備中,

第三步交換膜作用主要是提高產品純度，

避免產物之間發生反應

（2）在原電池中應用離子交換膜，起到替代鹽橋的作用，一方面能起到平衡電荷、導電的作用，另一方面能

防止電解質溶液中的離子與電極直接反應，提高電流效率；在電解池中使用選擇性離子交換膜的主要目的

是限制某些離子（或分子）的定向移動，避免電解質溶液中的離子或分子與電極產物反應，提高產品純度或

防止造成危險等。

考向03隔膜在“多室”電解池的應用

【例3】（2024?山東淄博?三模）一種自生酸和堿的電化學回收體系如圖所示。PO表示等含磷微

粒，HAP為CaMPOjgHMMTOCMg/mol）。下列說法錯誤的是

A.a、c為陰離子交換膜，b為陽離子交換膜

B.X為H2sO,，將其泵入吸收室用于吸收NH3

C.當電路中通過0.14mol電子，陰極增重10.04g

2+

D.Ill室可發生反應：6H2PO；+14OH+10Ca=Ca10(PO4)6(OH)2+12H2O

對點提升

---------ll<

【對點1］（2024?廣東珠海.一模）某燃料電池主要構成要素如圖所示，下列說法正確的是（）

一

x-CH3CHO

H+

CH2=CH2

質子H2O

a電極b電極

交換膜

A.電池可用于乙醛的制備

B.b電極為正極

C.電池工作時，a電極附近pH降低

D.a電極的反應式為02+45—4H+=2H2。

【對點2](2024?陜西渭南.三模)利用新型合成酶(DHPS)可以設計一種能在較低電壓下獲得氫氣和氧氣的

電化學裝置，如圖所示。利用泵將兩種參與電極反應的物質進行轉移，使物質循環利用，持續工作。下列

說法錯誤的是

A.反應器I中發生的反應為4[Fe(CN)6p-+2H2O：片4[Fe(CN)6]4-+O2T+4H+

光照

B.隔膜為陰離子交換膜，OH-從電解池的右室通過隔膜向左室遷移

C.電極b與電源的負極相連，電極反應為DHPS+2H2O+2e=DHPS—2H+2OH

電解

D.該裝置的總反應為2H2O-2H2T+O2T，氣體N是H2

【對點3](2024?黑龍江三模)電解Na2sO,溶液制取某電池正極材料的前驅體NiiCOiM\(OH)2,其工作

333

原理如圖所示，已知交換膜A為陰離子交換膜，下列說法正確的是

Na2so4溶液

A.工作過程中，鈦電極會不斷溶解

B.通電一段時間，I室pH降低

C.撤去交換膜B,純鈦電極端前驅體的產率不會受到影響

D.當產生O.lmol的NiCOjMnj(OH)2時，純鈦電極上至少產生標準狀況下4.48L氣體

333

考法03電化學有關計算

1.根據總反應式計算

先寫出電極反應式，再寫出總反應式，最后根據總反應式列出比例式計算。

2.根據電子守恒計算

⑴用于串聯電路中陰陽兩極產物、正負兩極產物、相同電量等類型的計算，其依據是電路中轉移的電子數

相等。

(2)用于混合溶液中電解的分階段計算。

3.根據關系式計算

根據得失電子守恒建立起已知量與未知量之間的橋梁，構建計算所需的關系式。

如以電路中通過4mol院為橋梁可構建以下關系式：

,4

4e~2C1,(Br,、1?)?()?■~2H~2Cu~4Ag~—M

----v-----------2n

陽極產物陰極產物

(式中M為金屬，”為其離子的化合價數值)

該關系式具有總攬電化學計算的作用和價值，熟記電極反應式，靈活運用關系式便能快速解答常見的電化

學計算問題。

4.電流效率〃的計算

〃=生成.胃鬻臂子數義］00%。先根據電極反應式計算出生成目標產物需要的電子的物質的量，再代入該

轉移的電子總數

公式進行計算。

典例引領

---------IK

考向01考查原電池的計算

【例1】(2024?浙江?二模)K-Ch電池結構如圖，a和b為兩個電極，其中之一為單質鉀片。關于該電池，下

有機電解質1有機電解質2

A.隔膜允許K+通過，不允許02通過

B.放電時，電流由b電極沿導線流向a電極；充電時，b電極為陽極

C.產生1Ah電量時，生成KO?的質量與消耗。2的質量比值約為2.22

D.用此電池為鉛蓄電池充電，消耗3.9g鉀時，鉛蓄電池消耗0.9g水

【易錯警示】

(1)同一原電池的正、負極的電極反應得、失電子數相等。

(2)同一電解池的陰、陽極電極反應中得、失電子數相等。

(3)串聯電路中的各個電極反應得、失電子數相等。

上述三種情況下，在寫電極反應式時，得、失電子數要相等，在計算電解產物的量時，應按得、失電子數相

等計算。

考向02考查電解池的計算

【例2】（2024.湖南.模擬預測）用電解法處理廢水中的NH；模擬裝置如圖所示。a、b為離子選擇性透過

膜，下列說法正確的是

B.陰極的電極反應式為40口-46-=2凡0+021

C.a膜為陰離子選擇性透過膜

D.每轉移2moi電子，陰極室質量增重34g

考向03考查電流效率

【例3】（2024?江蘇南京?二模）一定條件下，如圖所示裝置可實現有機物的電化學儲氫（忽略其他有機

物）。

（1）導線中電子移動方向為-（用A、D表示）

（2）生成目標產物的電極反應式為o

生成目標產物消耗的電子數

（3）該儲氫裝置的電流效率〃O(〃=--------工~~；-----------100%,計算結

轉移的電子總數

果保留小數點后1位）

對點提升

-----------IK

【對點1］（2024?山東濟南?模擬）一種烷始催化轉化裝置如圖所示，下列說法正確的是（）

A.該裝置將電能轉化為化學能

B.H+向左側遷移

C.負極的電極反應式為C2H6—2e-=C2H4+2H+

D.每消耗0.1molC2H6，需要消耗標準狀況下的空氣2.8L（設空氣中氧氣的體積分數為20%）

【對點2］（2024?山東日照?二模）乙烯的產量可用來衡量一個國家石油化學工業的發展水平，通過電解可

實現乙烯的高效利用，電解裝置如圖所示（a、b電極均為惰性電極）。下列說法正確的是

A.N是電源負極

B.離子交換膜是陰離子交換膜

+

C.a電極反應式為2c2H4+2H2O-4e-=CH3COOC2H5+4H

D.消耗2.24LGH，標準狀況下），陰極區溶液質量減少0.2g

【對點3］（2024.河南安陽?三模）如圖為一定條件下采用多孔惰性電極的儲氫電池充電裝置（忽略其他有

機物）。已知儲氫裝置的電流效率〃=生成鬻子數X100%,下列說法錯誤的是（）

1.6mol氣體

（忽略水蒸氣）

111__

Na2s。4

水落液

高分子電解質膜

（只允許H+通過）

A.若〃=75%,則參加反應的苯為0.8mol

B.過程中通過C-H鍵的斷裂實現氫的儲存

C.采用多孔電極增大了接觸面積，可降低電池能量損失

D.生成目標產物的電極反應式為C6H6+6屋+6mC6H12

好題沖關

基礎過關

------------II<]

1.（2024?北京昌平?二模）一種Zn/CuSe混合離子軟包二次電池裝置示意圖如圖所示（其中一極產物為

C%Se固體），下列說法正確的是

交換膜

A.放電時：CuSe為正極反應物，其中Se得電子

B.無論放電或充電，均應選用陽離子交換膜

C.無論放電或充電，電路中每轉移2mol電子就有2moi離子通過離子交換膜

D.由該裝置不能推測出還原性：Zn>Cu+

2.（2024?江西吉安.模擬預測）最近，南開大學水系電池課題組開發了一種六電子氧化還原1/石墨烯電極可

充電電池，其能量密度顯著高于傳統的水系I基電池，示意圖如下。

A.放電時，L/石墨烯電極消耗L發生還原反應

B.充電時，L/石墨烯電極反應式為2CuI+2CF+6e-=2IC1+2Cu2+

C.放電時，電池總反應為3Zn+21cl+2C/+=2C「+2CuI+3Zn2+

D.石墨烯能增強電極的導電性，放電時陰離子向正極移動

3.（2024?河南新鄉?二模）自由基因為化學性質不穩定往往不能穩定存在，羥基自由基（QH）有極強的氧

化性，其氧化性僅次于氟單質。我國科學家設計的一種能將苯酚（C6H6。）氧化為CO?和HQ的原電池—

電解池組合裝置如圖所示，該裝置能實現發電、環保二位一體。下列說法錯誤的是

質

子

仞

M

,Cror：N交

2微

換

生

膜

w物

II:;NaCl溶液

Cr(OH)3：n

I'"Na2soa

溶液苯酚廢水

A.該裝置工作時，電流方向為電極b-III室-II室-I室—電極a

B.當電極a上有ImolCr（OH）3生成時，c極區溶液仍為中性

C.電極d的電極反應為H2O-e-=H++QH

D.當電極b上有0.3molCO?生成時，電極c、d兩極共產生氣體11.2L（標準狀況）

4.（2024?山西?模擬預測）南京大學金鐘課題組利用三氟甲磺酸根陰離子（OTF）的氧化作用制備了均勻沉積

的單質碘正極材料，并在此基礎上進一步制備了電極/電解液共生的水系鋅-碘電池，其工作原理如圖所

示：

碘

宿

主

電

極

Zn(0TF)2

NaOTF、Nai溶液

下列說法正確的是

A.充電時，碘宿主電極為陰極

B.充電時，陽極電極反應式為21；-=312

C.放電時，OTF一向右遷移

D.放電時，鋅的質量減少6.5g時，有25.4gL離開碘宿主電極

5.（2024?陜西銅川?模擬預測）利用下圖所示的電化學裝置可消除污水中的氮污染，下列敘述正確的是

NH4NH：

A.電極電勢：A>B

+

B.負極上電極反應式：CH3CH2COO-+4H2O-14e-=13H+3CO21

C.好氧反應器中反應式為NH：+2O2+2OH由O]+3Hq

D.X離子為QHi交換膜Y是陰離子交換膜

6.（2024?河北石家莊?三模）高性能鈉型電池工作原理如圖所示，電池反應為

充電

C）+NaSn^C+Sn+NnPF6.下列說法正確的是

x放電x

I----------------oO----------------,

nb

SnNoSn石鬢烯（Cx）Al

A.放電時，a為正極

B.充電時，陰極反應為Sn+Na++el=NaSn

C.放電時，Sn在很大程度上被腐蝕

D.充電時，當電路中通過Imolel理論上有ImolP琮從石墨烯中脫嵌并向左遷移

7.（2024?青海西寧?三模）一種Cu-PbOz雙極膜電池可長時間工作，其工作原理如圖所示。已知雙極膜中

間層中的H?。解離為H+和OH-。下列說法錯誤的是

身。2電極霜譚的電飛

HZ

-O

*

硫酸HNaOH溶液H

+

O

-H

雙極膜

A.電極電勢：PbO?電極〉Cu電極

B.雙極膜中H2。解離出的OFT透過膜q向Cu電極移動

C.Cu電極的電極反應式為CU+2OH-—2e-=Cu（OH）?

D.雙極膜中質量每減少18g,左側溶液中硫酸質量減少98g

8.（2024?陜西?模擬預測）鐵一銘液流電池儲能技術被稱為儲能時間最長、最安全的電化學儲能技術之

一，其工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是

充電

放窗

B.充電時，陰極反應式為C/++e-=C產

C.若用該電池電解飽和食鹽水，當有2.24LC1?生成時，則有0.2molCr2+被氧化

D.充電時，28gFe?+被氧化時，則有0.5molH+由左向右通過質子交換膜

9.（2023?廣東惠州?聯考）釧電池是化學儲能領域的一個研究熱點，儲能大、壽命長，利用該電池電解含

NH4NC>3的廢水制備硝酸和氨水的原理如圖所示，a、b、c、d電極均為惰性電極。下列說法中正確的是

d

含NH4NC）3廢水

A.用機電池處理廢水時，a電極區溶液由藍色變成黃色

B.電勢：a極高于c極

C.膜2為陰離子交換膜，p口流出液為HNC）3

D.當釵電池有2moiH+通過質子交換膜時，處理含80gNH4NC>3的廢水

10.（2024?廣西南寧.模擬預測）如圖是利用甲醇燃料電池進行電化學研究的裝置圖，下列說法正確的是

甲池乙池

A.甲池將化學能轉化為電能，總反應為2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O

B.乙池中的Ag不斷溶解

C.反應一段時間后要使乙池恢復原狀，可加入一定量CuO固體

D.當甲池中有22.4LO2參與反應時，乙池中理論上可析出12.8g固體

能力提升

----------1|<

11.（2024?河北衡水?一模）濃差電池是一種特殊的化學電源。如圖所示裝置是利用濃差電池電解Na2s04溶

液（a、b電極均為石墨電極），可以制得。2、H2、H2s04和NaOH。下列說法正確的是

2L2.5molL'':2L0.5molL-1

CuSO”溶液CuSO”溶液稀硫酸

陰離子交換膜

A.a為電解池的陰極

B.當電路中轉移2moi電子時，2molSO：通過膜d向右移動

C.電池放電過程中，Cu（2）電極上的電極反應為Ci?++2e-=Cu

D.電池從開始工作到停止放電，電解池理論上可制得120gNaOH

12.（2024?湖南長沙?模擬預測）四甲基氫氧化鏤［9也）4NOH］常用作電子工業清洗劑，下圖為以四甲基氯

化錢［（CH3）,NC1］為原料，利用光伏并網發電裝置采用電滲析法合成（CH3）&NOH,下列敘述正確的是

（CH3）4NC1NaCl

濃溶液稀溶液

Itl_III

acde

(CH3)4NOH_NaOH

溶液二

h溶液光伏并網發電裝置

（CH3）4NC1稀溶液NaCl濃溶液

+

A.a極電極反應式：2（CH3）4N+2H2O-2e-=2（CH3）4NOH+H2T

B.制備0.4mol（CH3）4NOH時，兩極共產生6.72L氣體（標準狀況）

C.c為陽離子交換膜，d,e均為陰離子交換膜

D.保持電流恒定，升高溫度可以加快合成（CHs^NOH的反應速率

13.（2024?河北?二模）科學家利用高溫固體氧化物燃料電池技術實現了廢氣資源回收，并得到單質硫。該

電池工作原理如圖所示，下列說法正確的是

S2+2H2O

HS

電極a2

氧離子固體

電解質膜

電

A.電子從電極b流出

2

B.電極a的電極反應為2H2s+2O+4e-=S2+2H2O

C.該電池消耗ImolH2s轉化成的電能理論上小于其燃燒熱值

D.電路中每通過2moi電子，則有2moiCP-流向電極a

14.（2024?安徽合肥?三模）一種基于固體電解質NASICON的可充電鈉碘電池，具有安全、電流密度高、

使用條件寬泛等優點，其工作示意圖如下所示，已知電池充電時b極發生氧化反應。下列說法錯誤的是

A.放電時a電極反應式為Na-e-=Na+

B.電池總反應式可表示為3NaI、'Nais+2Na

C.充電時，轉移0.2mol｝時，c區和d區的質量差改變4.6g

D.若將c區換成金屬鋰，電池的比能量更大

15.（2024?黑龍江齊齊哈爾?三模）一種NO—空氣酸性燃料電池的工作原理如圖所示。該電池工作時，下

列說法正確的是

A.H+通過質子交換膜從右側向左側多孔石墨棒移動

B.若產生ImolHNO,,則理論上需通入11.2L（標準狀況）。2

C.負極的電極反應式為NO-3e-+2H2O=NO；+4H+

D.電子的流動方向為從負極經電解質溶液流向正極

16.（2024?遼寧?模擬預測）一種SnBrz-Br?雙膜二次電池的結構及放電時的工作原理如圖所示。

Br2/CCl4

已知：①M、N均為多孔石墨烯電極;

②起始時I室（含儲液罐）中只含SnBr?；

③鹽的水解忽略不計。

下列說法正確的是

A.充電時，II室中BL向I室遷移

B.充電時，N極電極反應式為8弓+2片=2：8廣

C.X膜為陰離子交換膜，Y膜為陽離子交換膜

D.放電時，III室中電路上轉移amol電子，此時I室中c（Sn4+）：c（Sn2+）=l：4,則起始時I室中含有

2.5amolSnBr2

17.（2024?四川成都?模擬預測）水系可逆Zn-CO,電池在工作時，復合膜（由a、b膜復合而成，a膜只允許

可通過，b膜只允許OH-通過）層間的H2。解離成H+和OH-,在外加電場中可透過相應的離子膜定向移

A.閉合K1時,右側電極反應為CO2+2H++2e-=HCOOH

B.閉合K1時,電池工作一段時間，復合膜兩側溶液的pH都降低

C.閉合K2時,OH-從Zn電極流向復合膜

D.閉合K2時，每生成65gZn,同時生成CO2氣體11.2L

18.（2024?陜西安康.模擬預測）一種處理含KNO3廢水并資源化利用氨的三室電催化裝置如圖所示。下列

說法錯誤的是

H2sO4

溶液

a室0室離子去換膜c室

A.b室和c室之間應選擇陽離子交換膜

B.陰極發生的反應有NO3+2e-+2H+=NO]+HQ

C.H2sO4溶液與NH3在a室中反應生成鏤鹽，實現資源化利用氨

D.b室消耗ImolNO],c室產生11.2L氣體（標準狀況）

19.（2024?黑龍江?三模）一種新型Zn-NO2電池，可以有效地捕獲NO?,將其轉化為N。1,再將產生的NO1

電解制NH；,裝置如圖所示，下列說法正確的是

ab

Zn2+f質子父秧腺

A.b為正極，發生氧化反應

B.電池工作中電子的流向：a-d,bfc

+

C.d電極的電極反應式：NO；-6e-+8H=NH：+2H2O

D.捕獲0.5molNC>2,c極產生2.8LO2（標準狀況）

20.（2024?北京?三模）利用雙極膜電解Na2sO’制備NaOH,捕集煙氣中CO2,制備NaHCC^。電解原理

如圖所示：

?

>NaOHH2SO4

離

離

陽

H陰

子

子b

離

J離

一

流

迂

H迂

嗑

換

父

+父

+

膜

換

換

膜0

膜

IHH膜

，

稀NaOHNa2SO4雙極膜Na2sO,稀硫酸

已知：雙極膜為復合膜，可在直流電的作用下，將膜間的H?。解離，提供H+和OH"

下列說法正確的是

A.陰極反應式：2H2O+2e-=H2t+2OH-

B.i為陰離子交換膜，n陽離子交換膜

C.電路中轉移2moi電子時共產生2moiNaOH

D.該裝置總反應的方程式為4Hq曳鯉2H2T+O2T+2H++2OH-

真題感知

------------II<

1.（2024.安徽卷）我國學者研發出一種新型水系鋅電池，其示意圖如下。該電池分別以Zn-TCPP（局部結

構如標注框內所示）形成的穩定超分子材料和Zn為電極，以ZnSC）4和KI混合液為電解質溶液。下列說法

錯誤的是

A.標注框內所示結構中存在共價鍵和配位鍵

2+

B.電池總反應為：I3+Zn,^Zn+3r

C.充電時，陰極被還原的Zn2+主要來自Zn-TCPP

D.放電時，消耗0.65gZn,理論上轉移0.02mol電子

2.（2024.河北卷）我國科技工作者設計了如圖所示的可充電Mg-CO2電池，以Mg（TFSI）2為電解質，電

解液中加入1,3-丙二胺（PDA）以捕獲C。？，使放電時C。2還原產物為MgC2。'。該設計克服了MgCC>3

導電性差和釋放C。2能力差的障礙，同時改善了Mg?+的溶劑化環境，提高了電池充放電循環性能。

下列說法錯誤的是

A.放電時，電池總反應為2CO?+Mg=MgC2O4

B.充電時，多孔碳納米管電極與電源正極連接

C.充電時，電子由Mg電極流向陽極，Mg?+向陰極遷移

D.放電時，每轉移Imol電子，理論上可轉化lmolCC>2

3.（2024?湖北卷）我國科學家設計了一種雙位點PbCu電催化劑，用H2c和NH20H電化學催化合成

甘氨酸，原理如圖，雙極膜中H2。解離的H+和OH在電場作用下向兩極遷移。已知在KOH溶液中，甲

醛轉化為HOCH2。，存在平衡HOCH2O+OH-0［0（2旦0『+凡0。Cu電極上發生的電子轉移反

應為［OCH2O］匕修=HCOO+HO下列說法錯誤的是

A.電解一段時間后陽極區c（OH］減小

B.理論上生成I1110IH3N+CH2coOH雙極膜中有4molH2O解離

C.陽極總反應式2HCHO+4OH-2e=2HCOO+H2T+2H2O

D,陰極區存在反應H2c2（）4+2H++2e-=CH0C00H+H2。

4.（2024?甲卷）科學家使用S-MnO?研制了一種MnCVZn可充電電池（如圖所示）。電池工作一段時間

后，Mn。？電極上檢測到MnOOH和少量ZnMn?。"下列敘述正確的是

B.充電時，會發生反應Zn+2MnO2=ZnMn2（D4

C.放電時，正極反應有MnOz+HzO+e—MnOOH+OH-

D.放電時,Zn電極質量減少0.65g,MnO2電極生成了0.020molMnOOH

5.（2024.遼寧卷）“綠色零碳”氫能前景廣闊。為解決傳統電解水制“綠氫”陽極電勢高、反應速率緩慢

的問題，科技工作者設計耦合HCHO高效制H2的方法，裝置如圖所示。部分反應機理為:

下列說法錯誤的是

+-1-H2O

陰離子交換膜

A.相同電量下H2理論產量是傳統電解水的1.5倍

B.陰極反應：2H2O+2e=2OH+H2T

C.電解時OH-通過陰離子交換膜向b極方向移動

D,陽極反應：2HCHO-2e+4OH-=2HCOO+2H2O+H2T

6.（2024?新課標卷）一種可植入體內的微型電池工作原理如圖所示，通過CuO催化消耗血糖發電，從而控

制血糖濃度。當傳感器檢測到血糖濃度高于標準，電池啟動。血糖濃度下降至標準，電池停止工作。（血糖

濃度以葡萄糖濃度計）

控

制

開

關

l2。7

2c6H

2=

+。

l2。6

2c6H

反應為

電池總

A.

作用

起催化

互轉變

I）相

Cu（

（n）和

過Cu

O通

上Cu

電極

B.b

流入

l電子

mmo

有0.4

電極

上a

，理論

萄糖

g葡

18m

消耗

C.