題型02電仇學(xué)圖像分析

喟3?常見題型解讀

電化學(xué)圖象題是高考中電化學(xué)最常見的呈現(xiàn)方式，通過(guò)陌生電化學(xué)裝置圖，考查學(xué)生接受、吸收、整合

化學(xué)信息的能力，也體現(xiàn)了對(duì)"宏觀辨識(shí)與微觀探析”的學(xué)科核心素養(yǎng)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(yīng)用，另外有無(wú)離子交換膜也是關(guān)注的角度。在

復(fù)雜、陌生、新穎的研究對(duì)象和真實(shí)問(wèn)題情境下，體現(xiàn)了對(duì)電化學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)性、綜合性、創(chuàng)新性和應(yīng)用

性的老杳。

|善總結(jié)?解題技巧解讀

i.電化學(xué)題解題流程

一

分析原正極：得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，為陽(yáng)離子趨向嬴卜

書寫電極反應(yīng)式

電化「無(wú)一電

池負(fù)極：失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，為陰離子趨向極

學(xué)裝判斯有無(wú)--IL命題判斷反應(yīng)現(xiàn)象(產(chǎn)物)

-

外接電源電

置的角度計(jì)算電子轉(zhuǎn)移數(shù)目

解一I陽(yáng)極：失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，為陰離子趨向奸~

思維一有一池

流程一」陰極：得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，為陽(yáng)離子趨向極］_分析電極附近pH變化

2.電化學(xué)解題模板

第一步：讀題

逐字逐句讀，挖掘關(guān)鍵字，排除無(wú)效信息，找到對(duì)解題有價(jià)值的信息，并作標(biāo)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(shí)的正極為充電時(shí)間陽(yáng)極，放電時(shí)的負(fù)極為充電時(shí)的陰極。

第三步：寫出電極反應(yīng)

放電時(shí)的正極反應(yīng)顛倒過(guò)來(lái)為充電時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)；放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)顛倒過(guò)來(lái)為充電時(shí)的陰極反應(yīng)。

第四步：分析離子移動(dòng)

由生成一極向消耗一極移動(dòng)；區(qū)域pH變化：OH生成區(qū)，H+消耗區(qū)，pH增大；OH消耗區(qū)，H+生成區(qū)，pH

減小。

3.原電池及其設(shè)計(jì)

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

（2）電解質(zhì)溶液中陰、陽(yáng)離子的定向移動(dòng)，與導(dǎo)線中電子的定向移動(dòng)共同組成了一個(gè)完整的閉合回路。

（3）無(wú)論在原電池還是在電解池中，電子均不能通過(guò)電解質(zhì)溶液。

負(fù)極：氧化反應(yīng)正極：還原反應(yīng)

導(dǎo)線中的電子

接受電子

提供電子導(dǎo)電

的物質(zhì)的物質(zhì)

（4）原電池設(shè)計(jì)步驟

4.二次電池結(jié)構(gòu)原理

互逆

陰極:還原反應(yīng)-負(fù)極：氧化反應(yīng)

總

原

m陰性充反

電

離離應(yīng)

式

r電池

池一JU

陽(yáng)極:輒化反應(yīng)正極：還原反應(yīng)

互逆

技巧：陰極反應(yīng)式=充電總正極反應(yīng)式=放電總

反應(yīng)式-陽(yáng)極反應(yīng)式反應(yīng)式-負(fù)極反應(yīng)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(fù)極材料：石墨（能吸附鋰原子）

+

負(fù)極反應(yīng)：Li.rC,,—xe-=xLi+Cn

正極反應(yīng)：LiirMO2+xLi++xe--LiMO2

放電

總反應(yīng)：Lii-xMCh+Li.CC?+LiMO2o

6.燃料電池結(jié)構(gòu)分析

7.解答燃料電池題目的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)

①要注意介質(zhì)是什么？是電解質(zhì)溶液還是熔融鹽或氧化物。

②通入負(fù)極的物質(zhì)為燃料，通入正極的物質(zhì)為氧氣。

③通過(guò)介質(zhì)中離子的移動(dòng)方向，可判斷電池的正負(fù)極，同時(shí)考慮該離子參與靠近一極的電極反應(yīng)。

8.燃料電池電極反應(yīng)式書寫的常用方法

第一步，寫出電池總反應(yīng)式。

燃料電池的總反應(yīng)與燃料燃燒的反應(yīng)一致，若產(chǎn)物能和電解質(zhì)反應(yīng)，則總反應(yīng)為加合后的反應(yīng)。

如甲烷燃料電池（電解質(zhì)溶液為NaOH溶液）的反應(yīng)如下：

CH4+2O2=CO2+2H2O①

C02+2NaOH=Na2CO3+H2O②

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

第二步，寫出電池的正極反應(yīng)式。

根據(jù)燃料電池的特點(diǎn)，一般在正極上發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)都是02,因電解質(zhì)溶液不同，故其電極反應(yīng)

也會(huì)有所不同：

+

⑴酸性電解質(zhì)：O2+4H+4e-=2H2O?

（2）堿性電解質(zhì)：。2+2氏0+4屋=40日。

（3）固體電解質(zhì)（高溫下能傳導(dǎo)。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(yīng)式一電池的正極反應(yīng)式=電池的負(fù)極反應(yīng)式。

9.離子交換膜的類型

（1）陽(yáng)離子交換膜（只允許陽(yáng)離子和水分子通過(guò)，阻止陰離子和氣體通過(guò)）

以鋅銅原電池為例，中間用陽(yáng)離子交換膜隔開

鋅銅原電池

—①負(fù)極反應(yīng)式：Zn-2e=Zn2+

Zn,Cu'

—-----J1--—②TF極反應(yīng)式?Ci?++2e-Cu

甲百

J

-1

/陽(yáng)小常子1mobL③Zi?+通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入正極區(qū)

1moi-L'

交換膜CuSO,i(aq)

ZnSO4(aq)

④陽(yáng)離子一透過(guò)陽(yáng)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(guò)，阻止陽(yáng)離子和氣體通過(guò)）

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(yīng)式：2H2O+2e-=H2f+2OH-

L-J

0②陽(yáng)極反應(yīng)式：2『2e』

Pt、,Pt

③陰極產(chǎn)生的OH一移向陽(yáng)極與陽(yáng)極產(chǎn)物反應(yīng)：3I2+6OH-=IO3+5I-

陰離子

1交換膜

+3H2O

④陰離子一透過(guò)陰離子交換膜-電解池陽(yáng)極（或原電池的負(fù)極）

（3）質(zhì)子交換膜（只允許H+和水分子通過(guò)）

在微生物作用下電解有機(jī)廢水（含CH3COOH）,可獲得清潔能源H2

AB

01。電源。|~H

七①陰極反應(yīng)式：2H++2e=H2T

+

r②陽(yáng)極反應(yīng)式：CH3COOH-8e+2H2O=2CO2?+8H

:酸

有機(jī)廢水稀。③陽(yáng)極產(chǎn)生的H+通過(guò)質(zhì)子交換膜移向陰極

/

質(zhì)子交換膜

④H+-透過(guò)質(zhì)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(yáng)離子交換膜、陰離子交換膜或質(zhì)子交換膜中的哪一種，判斷

允許哪種離子通過(guò)隔膜。

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

第三步，分析隔膜作用。在產(chǎn)品制備中，隔膜作用主要是提高產(chǎn)品純度，避免產(chǎn)物之間發(fā)生反應(yīng)，或

避免產(chǎn)物因發(fā)生反應(yīng)而造成危險(xiǎn)。

03

跟我學(xué)?解題思維剖析

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

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

V2O5,ZnJV2O5?H2O

Zn電極V2O5電極

—

Zn(CF3so3)2水溶液

A.放電時(shí)V2O5為正極

B.放電時(shí)Zi?+由負(fù)極向正極遷移

C.充電總反應(yīng)：xZn+V2O5+nH2O=ZnxV2O5nH2O

2+

D.充電陽(yáng)極反應(yīng)：ZnxV2O5nH2O-2xe-=xZn+V2O5+nH2O

【答案】C

【解析】由題中信息可知，該電池中Zn為負(fù)極、V2O5為正極，電池的總反應(yīng)為

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

V2O5發(fā)生了還原反應(yīng)，則放電時(shí)V2O5為正極，A正確；B項(xiàng)，Zn為負(fù)極，放電時(shí)Zn失去電子變?yōu)閆n2+,

陽(yáng)離子向正極遷移，則放電時(shí)Zd+由負(fù)極向正極遷移，B正確；C項(xiàng)，電池在放電時(shí)的總反應(yīng)為

xZn+V2O5+nH2O=ZnxV2O5nH2O,則其在充電時(shí)的總反應(yīng)為ZnxVzO^nHzOxZn+VzOs+nHzO,C不正確；D項(xiàng)，

2+

充電陽(yáng)極上ZnxV2O5nH2O被氧化為V2O5，則陽(yáng)極的電極反應(yīng)為ZnxV2O5-nH2O-2xe-=xZn+V2O5+nH2O,D正

確；故選C。

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

硫電池的結(jié)構(gòu)如圖所示。將鈉箔置于聚苯并咪嗖膜上作為一個(gè)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(shí)，在硫電極發(fā)生反應(yīng)：fS8+e-^1sr，IS+e-^Sf,2Na+-St+2(1--)e-^Na2Sx

鈉電極

a

電解質(zhì)

b硫電極

下列敘述錯(cuò)誤的是（）

A.充電時(shí)Na+從鈉電極向硫電極遷移

B.放電時(shí)外電路電子流動(dòng)的方向是a-b

Y

C.放電時(shí)正極反應(yīng)為：2Na++gS8+2e-TNa2sx

o

D.炭化纖維素紙的作用是增強(qiáng)硫電極導(dǎo)電性能

【答案】A

【解析】由題意可知放電時(shí)硫電極得電子，硫電極為原電池正極，鈉電極為原電池負(fù)極。A項(xiàng)，充電

時(shí)為電解池裝置，陽(yáng)離子移向陰極，即鈉電極，故充電時(shí)，Na+由硫電極遷移至鈉電極，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，放

電時(shí)Na在a電極失去電子，失去的電子經(jīng)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(jié)合得到NazSx,電子在外電路的流向?yàn)閍-b,B正確；C項(xiàng)，由題給的的一系列方程式相加可以得到

X

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

O

的導(dǎo)電性，可以增強(qiáng)硫電極的導(dǎo)電性能，D正確；故選A。

3.（2023?湖北省選擇性考試，10）我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)如圖所示的電解池，實(shí)現(xiàn)了海水直接制備氫氣技術(shù)的

綠色化。該裝置工作時(shí)陽(yáng)極無(wú)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(shuō)

法錯(cuò)誤的是（）

離子交換膜

惰

惰透汽不透液態(tài)水

性

性.篆一的膜

電PTFE

電

極

極溶液

ab30%KOH

海水

A.b電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2t+2OH-

B.離子交換膜為陰離子交換膜

C.電解時(shí)海水中動(dòng)能高的水分子可穿過(guò)PTFE膜

D.海水為電解池補(bǔ)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(yáng)極，b電

極與電源負(fù)極相連，為電解池的陰極，陰極反應(yīng)為2H2O+2e-=H2T+2OH;陽(yáng)極反應(yīng)為40HMe=02?+2H2O,

電池總反應(yīng)為2H2。通電2H2T+O2T。A項(xiàng)，b電極反應(yīng)式為b電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為

2H2O+2e=H2T+2OH-,故A正確；B項(xiàng)，該裝置工作時(shí)陽(yáng)極無(wú)Cb生成且KOH濃度不變，陽(yáng)極發(fā)生的電極

反應(yīng)為4OH-4e-=O2T+2H20,為保持0H-離子濃度不變，則陰極產(chǎn)生的0出離子要通過(guò)離子交換膜進(jìn)入陽(yáng)極

室，即離子交換膜應(yīng)為陰離子交換摸，故B正確；C項(xiàng)，電解時(shí)電解槽中不斷有水被消耗，海水中的動(dòng)能

高的水可穿過(guò)PTFE膜,為電解池補(bǔ)水，故C正確;D項(xiàng)，由電解總反應(yīng)可知，每生成Imo%要消耗ImollhO,

生成H2的速率為xmoLh-i,則補(bǔ)水的速率也應(yīng)是xmoLh-i,故D錯(cuò)誤；故選D。

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

乙兩室均預(yù)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(shuō)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(yáng)離子膜

2+2+

C.電池總反應(yīng)為：CU+4NH3=[CU（NH3）4]

D.NH3擴(kuò)散到乙室將對(duì)電池電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生影響

【答案】CD

【解析】A項(xiàng)，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?yōu)殂~離子與氨氣形成

2+

[CU（NH3）4],因此甲室Cu電極為負(fù)極，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，再原電池內(nèi)電路中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，若隔膜

為陽(yáng)離子膜，電極溶解生成的銅離子要向右側(cè)移動(dòng)，通入氨氣要消耗銅離子，顯然左側(cè)陽(yáng)離子不斷減小，

2+2+

明顯不利于電池反應(yīng)正常進(jìn)行,故B錯(cuò)誤;C項(xiàng),左側(cè)負(fù)極是Cu+4NH3-2e-=[Cu（NH3）4],正極是Cu+2e=Cu,

則電池總反應(yīng)為:CU2++4NH3=[CU（NH3）4]2+,故C正確;D項(xiàng),NH3擴(kuò)散到乙室會(huì)與銅離子反應(yīng)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(duì)電池電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生影響，故D正確。故選CD。

5.（2022?全國(guó)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(shí)，下列敘述錯(cuò)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(qū)的K+通過(guò)隔膜向III區(qū)遷移

B.I區(qū)的SCU2-通過(guò)隔膜向II區(qū)遷移

+2+

C.MnCh電極反應(yīng)：MnO2+2e+4H=Mn+2H2O

+22+

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

【答案】A

【解析】根據(jù)圖示的電池結(jié)構(gòu)和題目所給信息可知，III區(qū)Zn為電池的負(fù)極，電極反應(yīng)為

2

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

過(guò)程中，由于兩個(gè)離子選擇隔膜沒有指明的陽(yáng)離子隔膜還是陰離子隔膜，故兩個(gè)離子隔膜均可以通過(guò)陰、

陽(yáng)離子，因此可以得到I區(qū)消耗H+,生成Mn2+,II區(qū)的K+向I區(qū)移動(dòng)或I區(qū)的SO42-向H區(qū)移動(dòng)，III區(qū)消

耗0H-,生成Zn(OH)42;II區(qū)的SO42-向III區(qū)移動(dòng)或III區(qū)的K+向H區(qū)移動(dòng)。A項(xiàng)，II區(qū)的K+只能向I區(qū)移

動(dòng)，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，I區(qū)的SCU2-向D區(qū)移動(dòng)，B正確；C項(xiàng)，MnCh電極的電極反應(yīng)式為

+2+

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

D正確；故選A。

、你來(lái)練?模型遷移演練

1.銅鋅原電池為電化學(xué)建構(gòu)認(rèn)識(shí)模型奠定了重要的基礎(chǔ)，懂得原理才能真正做到舉一反三，應(yīng)用到

其他復(fù)雜的電池分析中。鹽橋中裝有瓊脂凝膠，內(nèi)含氯化鉀。下面兩種原電池說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

|-?-|皇電流表雖

Cu

CUSO4溶液

B.電池工作時(shí)，導(dǎo)線中電子流向?yàn)閆n—Cu

C.正極反應(yīng)為Zn-2u=Zn2+,發(fā)生還原反應(yīng)

D.電池工作時(shí)，鹽橋中的K+向右側(cè)燒杯移動(dòng)，C1-向左側(cè)燒杯移動(dòng)

【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(fù)極，不活潑金屬做正極。I和n兩個(gè)原電

池裝置中，都是鋅做負(fù)極，銅做正極。A項(xiàng)，原電池I和II中，Zn為負(fù)極，Cu為正極，CuS04為電解質(zhì)溶

液，工作原理都是Zn+Cu2+=Zn2++Cu,故A正確；B項(xiàng)，在原電池中，負(fù)極鋅失去電子，經(jīng)外電路流向正

極銅，故B正確；C項(xiàng)，正極反應(yīng)為Cu2++2e=Cu,發(fā)生還原反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，在原電池內(nèi)部，陽(yáng)離

子移向正極，陰離子移向負(fù)極，裝置n中，右側(cè)燒杯中的銅為正極，左側(cè)燒杯中的鋅為負(fù)極，所以鹽橋中

的K+向右側(cè)燒杯移動(dòng)，C1一向左側(cè)燒杯移動(dòng)，故D正確；故選C。

2.風(fēng)力發(fā)電輸出功率的波動(dòng)性導(dǎo)致其直接并網(wǎng)會(huì)對(duì)電網(wǎng)帶來(lái)不良影響，需要連接儲(chǔ)能電池裝置，通過(guò)

儲(chǔ)能電池對(duì)電能的存儲(chǔ)、匯集，再集中供電來(lái)提高并網(wǎng)性能，下圖是水系鋁離子儲(chǔ)能電池工作機(jī)理，下列

有關(guān)其說(shuō)法不正確的是（）

B.鋁儲(chǔ)能電池是二次電池

C.放電時(shí)，AF+從正極材料的空隙中脫出進(jìn)入電解液，再以單質(zhì)鋁的形式沉積負(fù)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(xiàng)，鋁在地殼中的含量豐富，且單位質(zhì)量的鋁放出的電量高，可以用于制造水系鋁離子儲(chǔ)能

電池，故A正確；B項(xiàng)，根據(jù)題意，儲(chǔ)能電池通過(guò)對(duì)電能的存儲(chǔ)、匯集，再集中供電，說(shuō)明鋁儲(chǔ)能電池是

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

隙中脫出進(jìn)入電解液，再以單質(zhì)鋁的形式沉積負(fù)極材料表面，故C正確；D項(xiàng)，該電池中沒有氧氣產(chǎn)生，

金屬鋁電極表面不會(huì)形成致密的氧化鋁鈍化膜，故D錯(cuò)誤；故選D。

3.科學(xué)家報(bào)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(guān)說(shuō)法正確的是（）

CaFeO3

CaFeO25+Na2()

X極Y極

A.充電時(shí)，X極為陰極，發(fā)生了氧化反應(yīng)

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

C.充電時(shí)，可用乙醇代替有機(jī)電解質(zhì)溶液

D.電極材料中，單位質(zhì)量金屬放出的電能：Na>Li

【答案】B

【解析】A項(xiàng)，放電時(shí)，X極上Na失電子、發(fā)生氧化反應(yīng)、為負(fù)極，則充電時(shí)，X極為陰極，發(fā)生了

還原反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，充電時(shí)，Y極做陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為CaFe02.5+0.5Na20e=CaFe03+Na+,故

B正確；C項(xiàng)，乙醇是非電解質(zhì)，不能導(dǎo)電，不能作為電解質(zhì)溶液，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，若Na和Li都失去

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

故D錯(cuò)誤；故選B。

4.香港城市大學(xué)化學(xué)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(zhì)，既實(shí)現(xiàn)了能量的存儲(chǔ)，又實(shí)現(xiàn)了A1N的生產(chǎn)，A1N和堿反應(yīng)能產(chǎn)生NH3,可進(jìn)一步

生產(chǎn)氮肥。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.A1極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)

B.電池總反應(yīng)為2A1+N2=2

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

D.生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下33.6LNH3,電池中轉(zhuǎn)移3mol電子

【答案】D

【解析】A項(xiàng)，根據(jù)圖中原電池的結(jié)構(gòu)，A1極為負(fù)極，A1極電極反應(yīng)式為2Al+14AlC14-6e-=8A12Cl7--

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

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

正極,正極發(fā)生還原反應(yīng),正極反應(yīng)式為8Al2C17-+N2+6e-=2AlN+14AlC14,故C正確;D項(xiàng)，標(biāo)準(zhǔn)狀況下33.6LNH3

的物質(zhì)的量為1.5mol,A1N和堿反應(yīng)產(chǎn)生NH3的反應(yīng)離子方程式為AIN+OH-+H2OAIO2-+NH3T，生成1.5mol

氨氣消耗L5molAlN,根據(jù)2A1+N2=2A1N,電池中轉(zhuǎn)移了4.5mol電子，故D錯(cuò)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(zhì)，其正極反應(yīng)是一種典型的

嵌入式反應(yīng)，電池總反應(yīng)為L(zhǎng)i+MnChLiMnCh。下列說(shuō)法不正確的是（）

A.鋰片做負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)

B.放電時(shí)，電子移動(dòng)方向?yàn)椋弘姌O蓋1—用電器T電極蓋2T內(nèi)電路一電極蓋1

C.高氯酸鋰或三氟甲基磺酸鋰應(yīng)溶解在非水有機(jī)溶劑中

+

D.放電時(shí)，正極反應(yīng)為：MnO2+Li+e=LiMnO2

【答案】B

【解析】由圖可知，Li片作負(fù)極，電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i-e=Li+,MnCh作正極，電極反應(yīng)式為

MnO2+Li++e=LiMnO。A項(xiàng)，由分析可知，Li片作負(fù)極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確；B項(xiàng)，原電池工

作時(shí)，電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，不經(jīng)過(guò)電解質(zhì)，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，Li性質(zhì)活潑，能與水反應(yīng)，故高氯

酸鋰或三氟甲基磺酸鋰應(yīng)溶解在非水有機(jī)溶劑中，C正確；D項(xiàng)，MnCh作正極，電極反應(yīng)式為

MnOi+Li++e—LiMnO2,D正確；故選B。

6.（2024?河北邢臺(tái)王岳聯(lián)盟高三聯(lián)考）我國(guó)最近在太陽(yáng)能光電催化一化學(xué)耦合處理硫化氫研究中獲得新

進(jìn)展，相關(guān)裝置如圖所示。

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.該裝置中能量轉(zhuǎn)化形式有化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

B.該裝置工作時(shí)，b極為正極

C.a極的電極反應(yīng)式為Fe2+-e-=Fe3+

D.電路中每通過(guò)1mole：可處理34gH2s

【答案】D

【解析】該裝置中存在由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的構(gòu)成，因此存在原電池反應(yīng)原理。負(fù)極上發(fā)生失去電子

的氧化反應(yīng)，正極上發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)，在同一閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等。A項(xiàng)，根據(jù)圖示可

知：該裝置中存在的能量轉(zhuǎn)化形式有光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故該裝置中能量轉(zhuǎn)化形式有

化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，A正確；B項(xiàng)，根據(jù)圖示可知：在b電極上H+得到電子被還原產(chǎn)生H2,故b電極為原

電池的正極，B正確；C項(xiàng)，根據(jù)圖示可知在a極上Fe2+失去電子變?yōu)镕e3+,故a電極的電極反應(yīng)式為

2+3+

Fe-e-=Fe,C正確；D項(xiàng)，H2s失去2個(gè)電子變?yōu)镾和2個(gè)H+,故電路中若通過(guò)2mole,可處理34gH2S,

則若電路中每通過(guò)1mole:可處理17gH2S,D錯(cuò)誤；故選D。

7.如圖，科學(xué)家基于Cb易溶于CC14的性質(zhì)，發(fā)展了一種無(wú)需離子交換膜的新型氯流電池，可作儲(chǔ)能

放電一

設(shè)備,總方程式為:NaTi(PO4)3+2NaClNasTi2（PO4）3+C12o下列說(shuō)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(shí)NaCl溶液的pH減小

B.放電時(shí)C1-透過(guò)多孔活性炭電極向C04中遷移

放電

C.充電時(shí)的陰極反應(yīng)為NaTi（PO）3+2Na++2e-NaTi(PO4)3

24-充電32

D.充電時(shí)，電路中每轉(zhuǎn)移2moie:理論上從CCH中釋放ImolCb

【答案】C

【解析】由總反應(yīng)可知多孔活性炭電極為電池的正極，鈦電極為電池的負(fù)極。A項(xiàng)，放電時(shí)總反應(yīng)式

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

移向負(fù)極，即5透過(guò)多孔活性炭電極移向NaCl溶液中，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，根據(jù)總反應(yīng)式可知，充電時(shí)的陰極

曲由

反應(yīng)為NaTi2（PO4）3+2Na++2e---Na3Ti2（PO4）3,C正確；D項(xiàng)，充電時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)式為：2=CLT,

電路中每轉(zhuǎn)移2moie;理論上生成ImolCb進(jìn)入到CC14中，D錯(cuò)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(fā)條件下會(huì)產(chǎn)生電子（e）空穴（h+）。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.電極電勢(shì)：電極a＞電極b

B.光激發(fā)時(shí)，光生電子會(huì)與02結(jié)合，光生空穴會(huì)與電極b產(chǎn)生的電子結(jié)合

+

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

D.電池工作一段時(shí)間后，右側(cè)溶液pH保持不變（不考慮C02的溶解）

【答案】C

【解析】A項(xiàng)，根據(jù)題圖信息判斷，（C6H10O5）n在電極b上失電子，轉(zhuǎn)化為C02,則電極b為負(fù)極，電

極a為正極，原電池中，正極的電極電勢(shì)高于負(fù)極的電極電勢(shì)，則電極電勢(shì)：電極a＞電極b,A正確；B項(xiàng)，

根據(jù)題圖信息判斷，電極a在光激發(fā)條件下會(huì)產(chǎn)生電子6）、空穴（h+）,光生電子會(huì)與O2結(jié)合，光生空穴會(huì)

與電極b產(chǎn)生的電子結(jié)合，B正確；C項(xiàng)，根據(jù)得失電子守恒判斷，電極b發(fā)生的電極反應(yīng)式為

+

（C6H10O5）；I-24ne-+7nH2O=6?zCO2^+24?H,C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，根據(jù)電極反應(yīng)判斷，每轉(zhuǎn)移24nmol電子時(shí)，

右側(cè)溶液中生成24nmolH+,同時(shí)會(huì)有24nmolH+通過(guò)陽(yáng)離子交換膜移向左側(cè)溶液，則右側(cè)溶液的pH保持不

變，D正確；故選C。

9.（2024.遼寧沈陽(yáng)市第一二。中學(xué)校高三期中）哈爾濱工業(yè)大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，以非晶態(tài)Ni（III）基硫

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

其工作原理和反應(yīng)機(jī)理如圖所示：

下列說(shuō)法正確的是()

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

B.電解過(guò)程中，電極A附近溶液的pH不變

C.OER分四步進(jìn)行，其中沒有非極性鍵的形成與斷裂

D.若將光伏電池?fù)Q成鉛蓄電池，電極A應(yīng)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(yīng)式為

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

A項(xiàng)，結(jié)合此題右圖UOR為尿素氧化反應(yīng)，生成二氧化碳，氮?dú)夂退?，故其反?yīng)總過(guò)程為：

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

2H2O+2e=2OH+H2T，故電解過(guò)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(cuò)

誤；C項(xiàng)，結(jié)合右圖，OER分四步進(jìn)行，其中過(guò)程n涉及到了氧氧非極性鍵的形成，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，電極A

為電解池的陰極，應(yīng)該與鉛蓄電池的負(fù)極也即是Pb極相連，D錯(cuò)誤；故選A。

10.(2024.山東德州高三期中)中國(guó)科學(xué)院將分子12引入電解質(zhì)中調(diào)整充電和放電反應(yīng)途徑，實(shí)現(xiàn)了高

功率可充電LiSOCb電池，工作原理如下圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

A.分子L的引入催化了電池放電和充電過(guò)程

B.電池工作環(huán)境必須在無(wú)水無(wú)氧的條件下進(jìn)行

C.充電時(shí)陰極反應(yīng)式：2LiCl+l2+2e=2ICl+2Li+

D.電池的放電總反應(yīng)：4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2T

【答案】C

【解析】A項(xiàng)，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(guò)程，A項(xiàng)正確；

B項(xiàng)，Li能與氧氣、水反應(yīng)，SOC12易與水反應(yīng)，故電池工作環(huán)境必須在無(wú)水無(wú)氧的條件下進(jìn)行，B項(xiàng)正確；

+

C項(xiàng)，由工作原理圖可知，充電時(shí),L失電子轉(zhuǎn)化為IC1,I2發(fā)生氧化反應(yīng)，陽(yáng)極反應(yīng)式2LiCl+l2-2e=2ICl+2Li,

陰極反應(yīng)式Li++e=Li,C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由工作原理圖可知，放電時(shí)，正極上SOCh轉(zhuǎn)化為S、SO2,負(fù)極

上Li轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)i+,則電池的放電總反應(yīng)為4Li+2soeL=4LiCl+S+SO2f,D項(xiàng)正確；故選C。

11.（2024?山東省新高考聯(lián)合質(zhì)量測(cè)評(píng)高三聯(lián)考）中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)某課題組發(fā)明一款可充放電的全固態(tài)

鈉電池，本發(fā)明提供的固態(tài)鈉離子電解質(zhì)的制備方法工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、生產(chǎn)效率高，適用于大規(guī)模產(chǎn)

業(yè)化生產(chǎn)。工作原理如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）

Na3V2(PO4)3/NaV2(PO4)3

固態(tài)聚合物電解質(zhì)

A.放電時(shí)，電極電勢(shì)N極高于M極

B.充電時(shí)，Na+由M極遷移至N極

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

D.為了降低成本，可以將固態(tài)聚合物電解質(zhì)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(guò)程，N極上鈉失電子產(chǎn)生鈉離子，發(fā)生氧化

反應(yīng)，為負(fù)極，M極上Na3V2（PC>4）3轉(zhuǎn)化為NaV2（PO4）3,發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，為正極，充電時(shí)為電解池，

M極為陽(yáng)極，N極為陰極。A項(xiàng)，根據(jù)分析可知，放電時(shí)，M為正極，N為負(fù)極，電極電勢(shì)M極高于N極，

A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，充電時(shí)，陽(yáng)離子Na+由陽(yáng)極M極遷移至陰極N極，B正確；C項(xiàng)，充電時(shí)，陽(yáng)極M極電極

上Na3V2（PC）4）3轉(zhuǎn)化為NaV2（PO4）3,反應(yīng)式為Na3V2（PO4）3-2e-=NaV2（PCU）3+2Na+,C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，鈉與水能

反應(yīng)，不能將固態(tài)聚合物電解質(zhì)換為Na3PCU溶液，D錯(cuò)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(shuō)法不正確的是（）

\/

酸性電解質(zhì)溶液

A.石墨烯為陽(yáng)極，發(fā)生電極反應(yīng)為CO2+2e-+2H+=HCOOH

B.Pt電極附近溶液的pH值減小

C.每轉(zhuǎn)移2moi電子，陽(yáng)極室、陰極室溶液質(zhì)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(shí)現(xiàn)可再生能源有效利用

【答案】A

【解析】A項(xiàng)，石墨烯為陰極，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，Pt電極上H2O失電子轉(zhuǎn)化為02,電極反應(yīng)為

+

2H2O-4e=4H+O2T，所以電極附近溶液的pH減小，B正確；C項(xiàng)，每轉(zhuǎn)移2moi電子，由陰極電極反應(yīng)式

可知生成ImolHCOOH,所以陰極室溶液|Am陰|=46g/molxlmol=46g；根據(jù)陽(yáng)極室反應(yīng)可知每轉(zhuǎn)移2moi電子

時(shí)陽(yáng)極消耗Imol水，生成0.5mol氧氣，同時(shí)有2molH+轉(zhuǎn)移至陰極室，所以|Am陽(yáng)|=18g/molxlmol=18g,所

以|Am陰1TAm陽(yáng)|=46g-l8g=28g,C正確；D項(xiàng)，該裝置可減少CCh在大氣中累計(jì)和實(shí)現(xiàn)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(zhuǎn)化為乙烯的同時(shí)為用電器供電。其中鋅板處發(fā)生的反應(yīng)有：

2

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

A.電極a的電勢(shì)高于電極b的電勢(shì)

B.放電過(guò)程中正極區(qū)KOH溶液濃度保持不變

C.電極a上發(fā)生的電極反應(yīng)式為C2H2+2H2O+2e=C2H4+2OH-

D.電解足量C11SO4溶液，理論上消耗2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）C2H2時(shí)，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(fù)極，則氣體擴(kuò)散電極a為正極。正極上

C2H2得電子與水反應(yīng)生成C2H4。A項(xiàng)，由圖可知鋅板為負(fù)極，所以電極a的電勢(shì)高于電極b的電勢(shì)，A正

確；B項(xiàng)，放電過(guò)程中正極區(qū)消耗水，導(dǎo)致KOH溶液濃度增大，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，電極a上發(fā)生的電極反應(yīng)

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

消耗2.24LC2H2（標(biāo)準(zhǔn)狀況），即O.lmol,對(duì)應(yīng)電子轉(zhuǎn)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(cuò)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(yīng)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(zhì)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，F(xiàn)e電極為陽(yáng)極，Ni電極為陰極，陽(yáng)極

電極反應(yīng)式為Fe-6e-+8OH=FeO42-+4H2O,0曰移動(dòng)向II室，陰極電極反應(yīng)式為2H2O+2e=H2T+2OH-,Na+

應(yīng)移動(dòng)向I室。A項(xiàng)，F(xiàn)e電極為陽(yáng)極，F(xiàn)e失電子生成FeCU、電極反應(yīng)式為Fe-6e-+8OH=FeO42-+4H2O,

故A正確；B項(xiàng)，F(xiàn)e電極為陽(yáng)極，Ni電極為陰極，II室中的Na+移動(dòng)向I室，移動(dòng)向II室，故離子交換

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

強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性，可以加快高鐵酸鈉的生成，故C正確；D項(xiàng)，每生成0.1molNa2FeO4,外電路中通過(guò)0.6mol

電子，則H室溶液中減少的NaOH的物質(zhì)的量為0.6mol,質(zhì)量為24.0g,故D錯(cuò)誤；故選D。

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

產(chǎn)品室原料室

A.與a、b相連的分別是電源的負(fù)極、正極

B.NaOH溶液中石墨電極上的反應(yīng)為2H2O+2e=H2t+2OH-

C.A膜、C膜均為陰離子交換膜，B膜為陽(yáng)離子交換膜

D.產(chǎn)品室中的Ca2+和原料室的Na+物質(zhì)的量濃度同等程度增大

【答案】B

【解析】由圖可知，產(chǎn)品Ca(H2Po4)2在產(chǎn)品室生成，左側(cè)石墨作陽(yáng)極，氯離子放電，電極反應(yīng)式為

2Cl-2e=C12t，陽(yáng)極室的Ca2+透過(guò)A膜進(jìn)入產(chǎn)品室，A膜為陽(yáng)離子交換膜，H2P。4-透過(guò)B膜進(jìn)入產(chǎn)品室與

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

2H2O+2e=H2T+2OH-,Na+透過(guò)C膜進(jìn)入陰極室，C膜為陽(yáng)離子交換膜。A項(xiàng)，左側(cè)