专题1 第2单元 化学能与电能的转化-【高中必刷题】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修1同步课件（苏教版2019）

化学 选择性必修1 化学反应原理 SJ 1 2 第二单元 化学能与电能的转化 2 1 课时1 原电池的工作原理 刷基础 3 1.[浙江杭州北斗联盟2024高二期中联考] 如图所示，电极材料为锌片，电极材料为铜 片。关于该装置的说法中正确的是( ) B A.电极上发生还原反应，电极上发生氧化反应 B.若电极上生成气体，则转移电子数目为 C.电子的流动方向：从电极流出经溶液流向电极 D.若将电极材料改为碳棒，则电路中不会产生电流 题型1 单液原电池 4 解析 电极上锌失电子产生锌离子，发生氧化反应，电极为负极；电极上氢离子得电子产生 氢气，发生还原反应，电极为正极，A错误。若电极上生成气体，根据电极反应 ，知转移电子数目为，B正确。原电池中电子的流动方向为从负极 （电极）经外电路流向正极（电极），不流经溶液，C错误。若将电极材料改为碳棒，也同样 形成原电池，电路中也会产生电流，D错误。 题型1 单液原电池 5 【归纳总结】图解原电池工作原理 题型1 单液原电池 6 2. [江苏宿迁2023高二期中] 某铜锌原电池的结构如图所示，下列说 法正确的是( ) D A.电极为该原电池的正极 B.电池工作时，电子由电极流出，经溶液和盐桥流入电极 C.电极上的电极反应式为 D.若盐桥中的电解质为，则电池工作时向右侧移动 题型2 双液原电池 7 【教材变式】本题是教材P15-16“实验探究——铜锌原电池构造和原理示意图”的变式题。本 题通过给出铜锌原电池的构造图，考查对原电池原理的分析，涉及正负极判断、电极反应式书写、 电子及离子移动方向等问题。 题型2 双液原电池 8 解析 该原电池中电极作负极，电极作正极，A错误；放电时，电子从负极（电极）沿导 线流向正极（电极），B错误；电极作正极，正极反应式为，C错误；负 极上发生反应：，左侧阳离子浓度增大，正极上被消耗，右侧阳离子浓度 减小，则盐桥中的移向正极，即向右侧移动，D正确。 题型2 双液原电池 9 【归纳总结】原电池工作时，外电路通过电子的定向移动形成电流，内电路（电解质溶液）通过 离子的定向迁移形成电流。 （1）电子流向：电子从负极流出，经外电路流向正极。 （2）电流方向：电流方向与电子流向相反，从正极经外电路流向负极。 （3）离子移动方向：电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 题型2 双液原电池 10 3.[辽宁鞍山2023高二月考] 已知反应 是自发进行的氧化还原反应，将其设 计成如图所示原电池。下列说法中正确的是( ) D A.电极是正极，其电极反应式为 B.银电极板质量逐渐减小，溶液中增大 C.当电极质量变化时，电解质溶液中有电子转移 D.电子流向： 电流计 银 题型2 双液原电池 11 解析 根据可知，铜失去电子，发生氧化反应，则电极 是铜，作负极，A错误；根据电池总反应，可知溶液中减小，银电极板质量逐渐增大，B 错误；电解质溶液中没有电子转移，C错误；铜作负极，银作正极，电子从铜电极流出，经外电 路流向银电极，D正确。 题型2 双液原电池 12 4.[云南大理2024高二月考] 某同学欲用如图所示的装置实现反应：， 将化学能转化为电能，下列关于此装置的几种构成中，能实现此转化的是( ) B 选项 A B 石墨 C D 题型3 原电池的设计 13 解析 根据离子方程式可知，为负极，铁离子为电解质溶液中的 阳离子。铁为负极，正极上铜离子得到电子变为铜单质，故A不符合题意；石墨作正极，铜为负 极，溶液中铁离子得到电子，故B符合题意；电极都为铜，不能形成原电池，故C不符合题 意；铁为负极，失去电子，正极是氢离子得到电子变为氢气，故D不符合题意。 题型3 原电池的设计 14 5.有A、B、D、四种金属，当A、B、稀硫酸组成原电池时，电子流动方向为；当A、D、 稀硫酸组成原电池时，A为正极；当B、组成原电池时，电极反应式为、 ，则A、B、D、金属性由强到弱的顺序为( ) D A. B. C. D. 题型4 原电池工作原理的应用 15 解析 根据“当A、B、稀硫酸组成原电池时，电子流动方向为”可知金属性：；根 据“当A、D、稀硫酸组成原电池时，A为正极”可知金属性：；根据“当B、组成原电池 时，电极反应式为、”可知金属性：，综上可知，金属性 由强到弱的顺序为，故选D。 题型4 原电池工作原理的应用 16 6.[广东清远2024高二期中] 控制合适的条件，将反应设计成如图所示 原电池，下列判断不正确的是( ) D A.反应开始时，电流方向是从甲池石墨棒流向乙池石墨棒 B.反应开始时，甲池中石墨电极上被还原 C.电流计读数为0时，反应达到化学平衡状态 D.电流计读数为0后，在甲池中加入固体后，乙池中石墨电极为负 极 17 解析 根据装置图及原电池总反应可知，开始时乙池中碘离子失电子生 成碘单质，乙池中石墨电极为负极，而甲池中铁离子发生得电子的还原反应生成亚铁离子，甲池 中石墨电极为正极，该原电池反应为可逆反应，当电流计读数为0时，反应达到平衡状态。反应 开始时，乙池中石墨电极为负极，甲池中石墨电极为正极，则电流从甲池石墨棒流向乙池石墨棒， 故A正确；由总反应知，得电子被还原成，故B正确；当电流计读数为0时，说明没有电 子发生转移，各物质的浓度不变，则反应达到平衡状态，故C正确；电流计读数为0后，甲池中加 入固体，浓度增大，导致平衡逆向移动，则失去电子生成，则甲池中石墨电 极为负极，乙池中石墨电极为正极，故D错误。 18 1 课时1 原电池的工作原理 刷提升 19 1.[湖南邵阳2023高二期中] 鱼雷是一种水中兵器，可从舰艇、飞机上发射，发射后可自己控制航 行方向和深度，遇到舰船，只要一接触就可以爆炸。鱼雷采用动力电池，以溶有氢氧 化钾的流动海水为电解质溶液，电池总反应为，下 列说法中错误的是( ) C A.为电池正极 B.在电池反应中被氧化 C.电子由极经外电路流向极 D.溶液中的向极迁移 20 解析 根据电池总反应可知，铝元素的化合价升高，失去电子，即作电池的负极，则作电 池的正极，故A正确；根据电池总反应，铝元素的化合价升高，被氧化，故B正确；根据原电池工 作原理，外电路中电子从负极流向正极，即由极流向极，故C错误；根据原电池工作原理， 阳离子移向正极，阴离子移向负极，即向极迁移，故D正确。 21 2.将镁条、铝条平行插入盛有一定浓度的溶液的烧杯中，用导线和电流表 连接成原电池，装置如图所示。此电池工作时，下列叙述正确的是( ) B A.比活泼，失去电子被氧化成 B.铝条表面虽有氧化膜，但可不必处理 C.该电池的内外电路中，电流均是由电子定向移动形成的 D.是电池负极，开始工作时溶液中会立即有白色沉淀析出 22 解析 铝能与发生氧化还原反应，而镁与不能发生反应，铝失电子，作原电池的负极， A错误；由于铝片表面的氧化膜也能与反应，故可不必处理，B正确；该装置外电路由电子 的定向移动形成电流，而内电路则由溶液中离子的定向迁移形成电流，C错误；电池开始工作时， 负极上铝与反应生成，此时不会有白色沉淀生成，D错误。 23 3.[河南南阳一中2023高二开学考试] 已知可逆反应： 。据此设计出如图所示的实验装置，其 中、均为铂电极，A烧杯中为溶液，B烧杯中为酸性溶液。以下 关于该装置的说法错误的是( ) C A.盐桥中的阳离子向B烧杯移动 B.外电路中电流的方向由极到极 C.电流表读数为0时，再向B烧杯中滴加浓溶液，作正极 D.电流表读数为0时，表明该可逆反应达到了平衡状态 24 解析 题给可逆反应正向进行时，得到电子，碘离子失去电子，所以极是负极，极是 正极，盐桥中的阳离子向B烧杯移动，A正确；极是负极，极是正极，因此外电路中电流的 方向由极到极，B正确；电流表读数为0时，再向B烧杯中滴加浓溶液，氢离子浓度减 小，反应逆向进行，单质碘作氧化剂，所以极是正极，极是负极，C错误；该反应为可逆反 应，当反应达到平衡状态时，各物质的浓度不再改变，则没有电流通过电流表，所以电流表读数 为0，D正确。 25 4.[江苏南通2023月考] 锌-空气电池（原理如图）适宜用作城市电动车的动 力电源，该电池放电时，转化为。下列有关该电池的说法不正确的 是( ) A A.电子由电极经外电路流向石墨电极，再通过电解质溶液流回电极 B.该电池放电时，石墨电极作正极 C.该电池放电时，向石墨电极移动 D.多孔板的作用是增大与空气的接触面积 26 解析 由题意可知，该电池放电时，转化为，故是负极，石墨是正极。是负极，电子 由电极经外电路流向石墨电极，但是电子不能通过电解质溶液，A错误；由分析可知，该电池 放电时，石墨电极作正极，B正确；原电池工作时，阳离子向正极移动，故该电池放电时，向 石墨电极移动，C正确；多孔板的表面积较大，其作用是增大与空气的接触面积，D正确。 27 5.[重庆育才中学2024高二期中] 电化学在生活中的应用广泛，请根据电化学原理回答下列问题。 （1）图甲中，电流表指针发生偏转，作负极，则A电极上发生的电极反应式为 ______________________；反应进行一段时间后溶液酸性将_______（填“增强”“减弱” 或“基本不变”）。 减弱 解析 作负极，则A电极为正极，正极上得电子生成，正极反应式为 ，总反应为 ，则反应一段时间后溶液酸性减弱。 28 （2）可作为燃料使用，图乙为燃料电池的结构示意 图，电池总反应为，则电极是_______ （填“正极”或“负极”），电极的电极反应式为_______________________ ________________________。 正极 解析 题图乙中燃料电池工作时，发生失电子的反应生成，得电子后 和穿过质子交换膜的结合生成，由题图乙中电子流向可知电极为正极，电极为负极，负 极反应式为。 29 （3）某原电池装置初始状态如图丙所示，电池总反应为 。 当电路中转移时，交换膜左侧溶液中减少____离子。交 换膜右侧溶液中___（填“ ”“ ”或“”） （忽略溶液体积变化，溶于水）。 解析 作负极，电极反应式为，当电路中转移时，消耗左 侧溶液中，同时有通过交换膜进入右侧，故交换膜左侧溶液中减少离 子；电极为正极，电极反应式为，且通过交换膜进入右侧，故右侧溶液 中。 30 2 课时2 化学电源 刷基础 31 1. [河北保定部分高中2024高二期中] 锌锰干电池是生活中常用的电池，酸性锌锰干电池 和碱性锌锰干电池的结构分别如图所示，下列说法错误的是( ) C A.锌锰干电池属于一次电池，用完不可随意丢弃 B.酸性锌锰干电池和碱性锌锰干电池放电过程中锌均发生氧化反应 C.放电时，酸性锌锰干电池的石墨电极上反应为 D.放电时，碱性锌锰干电池正极反应式为 题型1 一次电池 32 【教材变式】本题是教材P18“学以致用”变式题，主要考查了酸性、碱性锌锰干电池的正负极 判断及电极反应。 题型1 一次电池 33 解析 锌锰干电池属于一次电池，含有重金属离子，用完不可随意丢弃，A正确；酸性锌锰干电 池和碱性锌锰干电池都是锌作负极，放电过程中锌均发生氧化反应，B正确；放电时，酸性锌锰 干电池的石墨电极上反应为，C错误；放电时， 碱性锌锰干电池正极反应式为，D正确。 题型1 一次电池 34 2.[贵州普通高中部分学校2024高二联考] 铅酸蓄电池电压稳定、使用方便、 安全可靠以及价格低廉，因此在生产、生活中使用广泛。铅酸蓄电池放电 时（如图所示）的电池总反应为。 下列说法正确的是( ) D A.电池工作时，正极失去电子 B.电池工作一段时间后，电解质溶液的减小 C.电池工作时，负极的电极反应式为 D.电池工作时，外电路电子由负极经导线流向正极 题型2 二次电池 35 解析 该原电池总反应为，则电池工作过程中消耗 ，溶液酸性减弱，增大，B错误；根据该原电池总反应可知，作负极，发生失电子的 氧化反应，电极反应式为，A、C错误；电池工作时，负极失电子， 电子由负极经过外电路流向正极，D正确。 题型2 二次电池 36 【方法技巧】突破二次电池（结合本章第二节内容） 题型2 二次电池 37 3.2019年10月9日，瑞典皇家科学院将诺贝尔化学奖授予古迪纳夫等三位科学家，表彰他们在锂 离子电池方面的研究成果，钴酸锂电池是他们的研究成果之一，其工作原理为 ，下列说法不正确的是( ) A A.放电时从正极通过导线流向负极 B.放电时负极的电极反应式为 C.充电时电池的正极与电源的正极相连 D.充电时阳极的电极反应式为 题型2 二次电池 38 解析 电池放电时阳离子在电解质溶液中向正极移动，不能经过导线，A错误；钴酸锂电池放电 时，失去电子，电极反应式为，B正确；充电时电池的正极即阳极 连接电源的正极，C正确；钴酸锂电池充电时阳极失去电子，电极反应式为 ，D正确。 题型2 二次电池 39 4.[辽宁昌图一中2024高二月考] 燃料电池装置如图所示，下列说法错误的是( ) C A.电池工作时，得到电子，发生还原反应 B.电极上的电极反应式为 C.燃料电池能量之间的转化是由电能转化为化学能 D.电池工作时，溶液中的向电极迁移 题型3 燃料电池 40 解析 由题可知，反应物为、，生成物为、，则电极为正极，电极为负极，电池 工作时，得到电子，发生还原反应，故A正确；电极上氨气中失去电子，生成氮气，电解质 溶液为溶液，电极反应式为，故B正确；燃料电池是将 化学能转化为电能的装置，故C错误；原电池工作时，阳离子移向正极，故向电极移动，故 D正确。 题型3 燃料电池 41 5.[广东广州2023高二期末] 一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测 仪，负极上的反应为。下列 有关说法正确的是( ) C A.检测时，电解质溶液中的向负极移动 B.若有电子转移，则消耗标准状况下氧气 C.电池总反应为 D.正极上发生的反应为 题型3 燃料电池 42 解析 该酸性燃料电池的正极反应式为，负极反应式为 ，电解质溶液中的向正极移动，A、D错误；根 据正极反应式，每转移电子，消耗氧气，即标准状况下，B错误；根据电 池的正、负极反应式可知电池的总反应为，C正确。 题型3 燃料电池 43 2 课时2 化学电源 刷提升 44 1.[福建龙岩一级校联盟2024高二期中] 热激活电池（又称热电池）可用 作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作 为电解质的无水混合物受热熔融时，电池可瞬间输出电能，该 电池总反应为。关于该电池的 说法错误的是( ) B A.正极反应物为 B.放电过程中，向钙电极移动 C.负极的电极反应为 D.常温时，在正、负极之间连上电流计，指针不偏转 45 解析 根据电池总反应分析知，硫酸铅电极为正极，硫酸铅得到电子，发生还原反应生成铅和 ，A正确；钙电极为热激活电池的负极，硫酸铅为正极，放电过程中，向硫酸铅电极移 动，B错误；钙失去电子，发生氧化反应生成钙离子，电极反应式为，C正确； 常温下，电解质不能电离出自由移动的离子，则题给装置不能形成闭合回路构成原电池，所以电 流计指针不偏转，D正确。 46 2.法国科学家发明了第一块可植入人体为人造器官提供电能的葡萄糖生物燃料电池，其基本原理 是葡萄糖和氧气在人体中酶的作用下发生反应：（酸性环境）。 下列说法不正确的是( ) D A.葡萄糖的结构简式为 B.电池工作时，从负极区向正极区移动 C.该电池负极的电极反应式为 D.该电池可用的硫酸溶液作电解质溶液 47 解析 葡萄糖的结构简式为，A正确；电池工作时，阳离子向正极移动，则该 电池中氢离子从负极区向正极区移动，B正确；该电池中葡萄糖在负极失去电子发生氧化反应生 成二氧化碳，电极反应式为，C正确；的 硫酸溶液属于浓硫酸，具有脱水性，会使葡萄糖脱水炭化，使葡萄糖生物燃料电池无法正常工作， 则该电池不可用硫酸溶液作电解质溶液，D错误。 48 3.[江苏常州联盟2024高二调研] 一种电化学“大气固碳”电池工作 原理如图所示，该电池在充电时，通过催化剂的选择性控制，只有 发生氧化，释放出和，下列说法不正确的是( ) B A.图中的移动方向是放电时的移动方向B.充电时阳极发生的反应 为C.该电池不可选用含的水溶 液作电解液D.该电池每循环充、放电一次，转移电子各，理论 上可固定标准状况下 49 【思路导引】由题意知，充电时，在电极B放电，发生失电子的氧化反应，则充电时，电 极A作阴极，电极B为阳极。充电时的阴极为放电时的负极，故放电时，电极A为原电池的负极， 锂在负极失去电子，发生氧化反应生成锂离子，电极B为正极，题图中放电时只充入了及电极 B有C存在，则放电时，二氧化碳在正极得到电子并和反应生成碳和碳酸锂。 50 解析 放电时，锂离子向正极移动，即由电极A移向电极B，与题图相符，A正确；充电时，电极 B为阳极，由题干信息知碳酸锂在阳极失去电子，发生氧化反应生成锂离子、二氧化碳和氧气， 电极反应式为，B错误；金属锂会与水反应生成氢氧化锂 和氢气，所以该电池不可选用含锂离子的水溶液作电解液，C正确；由思路导引知，放电时，正 极的电极反应式为，结合B项分析知，该电池每循环充、放 电一次，转移电子各时，充电消耗，放电释放，即理论上可固定 二氧化碳，标准状况下体积为，D正确。 51 4.利用反应构成的电池，既能有效 减少氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，装置 如图所示。下列说法不正确的是( ) D A.电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极 B.电极A上发生氧化反应，电极B为正极 C.当有被处理时，转移电子的物质的量为 D.电极A上的电极反应式为 52 解析 由原电池反应可知，反应中中氮元素化合价降低， 得电子，中氮元素化合价升高，失电子，则电极A为负极，电极B为正极，据此分析解题。 该原电池中，电极A为负极，电极B为正极，则电流从右侧电极B经过负载后流向左侧电极A，A 正确；该原电池中，电极A为负极，在电极A上发生氧化反应，电极B为正极，在电极B 上发生还原反应，B正确；通入的电极B为正极，电极反应式为 ，消耗时，转移电子，C正确；在电 极A上发生失电子的氧化反应生成，碱性条件下的电极反应式为 ，D错误。 53 5.我国科学家开发出了一种电池系统，该电池同 时具有合成氨和对外供电的功能，其工作原理如图所示， 下列说法中错误的是( ) C A.电极电势：电极电极B.电极的反 应式为C.电池工作一段时 间后，正极区溶液的减小D.电子流向：电极 负载电极 54 解析 该电池可以合成氨，由题图可知，电极的电极反应式为 ，该电极为正极，电极为负极，正极电势高于负极电势， A正确；电极的电极反应式为，B正确；消耗的源于双 极膜中解离出的，且产生的会部分溶解，所以正极区溶液的不会减小，C错误；电 子流向：负极 负载 正极，D正确。 55 6.[湖南长沙雅礼中学2023高二期中] 如图是我国学者研 发的高效过氧化氢-尿素电池的原理装置： 装置工作时，下列说法错误的是( ) C A.极电势比极低B.向正极迁移的主要 是，产物为C.极上发生反应： D.负极反应为 56 解析 分析题图可得，氮元素化合价由价变为0价，化合价升高，失电子，发生氧化 反应，则极为负极，极为正极，正极得电子，发生还原反应。负极电势比正极 低，则极电势较低，故A正确；该电池使用阳离子交换膜，只允许阳离子通过，原电 池中，阳离子向正极迁移，则向正极迁移的主要是，产物为，故B正确；极上 发生反应：，故C错误；结合题图所示负极的物质转化关系可得，负 极反应为，故D正确。 57 7.[江苏扬州大学附中2024高二期中] 高铁电池的总反应为 。图甲是高铁电池的模拟实验装置： 58 （1）①该电池放电时正极产生，正极反应式为________________________________________ _______。 解析 由电池总反应可知，发生还原反应，C为原电池正极，为负极，正极的电极反应 式为；负极的电极反应式为 。 ②盐桥中盛有含饱和溶液的琼脂，此盐桥中氯离子向____（填“左”或“右”）移动。 右 解析 原电池中，阴离子移向负极，则盐桥中的移向右侧烧杯。 59 （2）图乙为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出 高铁电池的优点有__________________________________________ （任写一条）。 使用时间长、工作电压稳定（答出一条即可） 解析 对比题图乙中两条曲线可知，高铁电池的放电时间长，且放电时 的电压稳定。 60 8.（1）甲醇燃料电池结构简单、能量转化率高，工作原理如图甲所示。 加入的是______（填物质名称），该电极的名称是____（填“正”或 “负”）极，其电极反应式为___________________________________。 甲醇 负 解析 根据题图甲，左边加入，在电极上失去电子，发生氧化反应，所 以加入的是甲醇，电极反应式为。 61 （2）我国科学工作者从环境污染物中分离出一株假单胞菌，该菌株能够在分解有机物的同时产 生电能，其原理如图乙所示。 62 ①该电池的电流方向：由____（填“左”或“右”，下同）侧电极经过负载流向____侧电极。 右 左 解析 从题图乙中可以看出，右侧得电子转化为，所以右侧电极为正极，左侧电极为负极， 电流由右侧电极经过负载后流向左侧电极。 ②当参与电极反应时，从左侧穿过质子交换膜进入右侧的数目为___。 4 解析 正极的电极反应式为，当参与反应时消耗，故 从左侧穿过质子交换膜进入右侧的数目为。 63 9.[广东实验中学2024高二期中改编] 微生物脱盐池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处 理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以氯化钠溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图 所示装置处理有机废水（以含的溶液为例），下列说法正确的是( ) C A.该电池可在高温环境下工作 B.为阴离子选择性交换膜 C.负极反应为 D.每消耗（标准状况）空气，有电子转移 64 解析 该装置为微生物脱盐池，温度过高会导致微生物死亡，海水淡化效果变差，A错误。由题 图可知，正极发生反应：，正极区消耗氢离子，需要钠离子，所以是阳离子 选择性交换膜，B错误。负极上失电子，发生氧化反应生成二氧化碳，同时生成氢离子， 电极反应式为，C正确。每消耗氧气转移电 子，则消耗标准状况下转移电子，空气中除外还有其他气体，D错误。 65 3 课时3 电解原理 刷基础 66 1. 用如图所示装置以石墨为电极电解氯化铜溶液，电极上产生能使 湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的黄绿色气体。下列判断正确的是( ) B A.为电源正极 B.电极质量增加 C.电极若换成，反应中该电极质量不变 D.电极表面发生氧化反应 题型1 电解池的构成及原理分析 67 【教材变式】本题是教材P24“观察思考——电解氯化铜溶液”的变式题。本题考查对电解装置 的分析，涉及电解池阴阳极判断、电池正负极判断、电极反应等。 题型1 电解池的构成及原理分析 68 解析 电极上产生能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的黄绿色气体，即产生氯气，则电极为阳极， 与电极相连的为电源正极，电极为阴极，与电极相连的为电源负极。根据分析可知为电源 负极，故A错误；电极为阴极，铜离子在阴极被还原生成铜单质，所以电极质量增加，故B正 确；电极为阳极，若换成，则被氧化生成铜离子，电极质量减小，故C错误；电极为阴极， 电极表面得电子，发生还原反应，故D错误。 题型1 电解池的构成及原理分析 69 2.[福建厦门2023高二期中] 某学生欲完成 反应，设计了下列四个 实验，你认为可行的实验是( ) A A. B. C. D. 题型1 电解池的构成及原理分析 70 解析 A装置为电解池，左边为阳极，发生氧化反应，电极反应式为 ，右边为阴极，发生还原反应，电极反应式为 ， 故总反应为 ，A可行；B装置为原电池，为负极，发生氧化反应， 电极反应式为，为正极，发生还原反应，电极反应式为 ， B不可行；C装置为电解池，C为阳极，发生氧化反应，电极反应式为 ，为 阴极，发生还原反应，电极反应式为，C不可行；D不能构成原电池，也不会 发生化学反应，D不可行。 题型1 电解池的构成及原理分析 71 3.[新疆乌鲁木齐2024月考] 为探究电解的离子放电规律，进行如下实验： 序号 阳极材料 阴极材料 电解质 阳极产物 阴极产物 ① 石墨 石墨 溶液 ② 石墨 石墨 溶液 ③ 石墨 石墨 溶液 ④ 铜 石墨 溶液 ⑤ 石墨 石墨 熔融液 下列说法错误的是( ) D A.对比①②可知，阴极离子放电顺序是 B.对比①③可知，阳极离子放电顺序是 C.对比③④可知，阳极是铜时，会先于溶液中的离子放电 D.对比①⑤可知，电解得到金属只能用熔融态，不能用水溶液 题型2 电解规律 72 解析 由①可知铜离子的氧化性强于氢离子，由②可知氢离子的氧化性强于钠离子，得电子能力 强（氧化性强）的离子优先放电，所以对比①②可知，阴极离子放电顺序是， 故A正确；由①可知，离子放电顺序：，由③可知离子放电顺序：，所以 阳极离子放电顺序是，故B正确；电解池的阳极若是活泼电极，则金属电极本 身失电子，发生氧化反应，对比③④可知，阳极是铜时，会先于溶液中的离子放电，故C正确； 由①可知，电解氯化铜溶液可得到金属铜，故D错误。 题型2 电解规律 73 4.[河南南阳六校2024高二期中] 如图所示装置进行相关电解实验，下列说法正确的是( ) B A.该装置中电子移动方向：“负极” 石墨溶液 石墨 “正极” B.若是，电解一段时间后，向形管两端滴入酚酞，只有石墨1电极附近 的溶液呈红色 C.若是，电解一段时间后，电解液的氧化性减弱 D.若是，石墨2的电极反应式为 题型2 电解规律 74 解析 电子不能经过电解质溶液或熔融的电解质，故该装置中电子移动方向：“负极” 阴极 （石墨1），阳极（石墨2） “正极”，A错误；若是，则石墨1上的电极反应式为 ，石墨2上的电极反应式为，故电解一段 时间后，向形管两端滴入酚酞，只有石墨1电极附近的溶液呈红色，B正确；若是，则 石墨1上的电极反应式为，石墨2上的电极反应式为， 电解一段时间后，电解液由变为和的混合液，由于的氧化性强于， 即电解液的氧化性增强，C错误；若是，阳极发生氧化反应，电极反应式为 ，D错误。 题型2 电解规律 75 【归纳总结】正确判断电极产物 （1）阳极产物的判断首先看电极，如果是活性电极作阳极，则电极材料失电子，电极溶解 （注意：铁作阳极溶解生成，而不是）；如果是惰性电极，则需看溶液中阴离子的失电 子能力，阴离子放电顺序为（水）。 （2）阴极产物直接根据阳离子的放电顺序进行判断： 题型2 电解规律 76 5.[江苏常熟2023高二月考] 和的混合溶液中，用石 墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到气体（标准状况）。假定电解后 溶液体积仍为，下列说法不正确的是( ) C A.电解得到的质量为 B.上述电解过程中共转移电子 C.电解后的溶液中 D.原混合溶液中 题型3 电解相关的计算 77 解析 根据溶液中离子放电能力的强弱，该混合溶液中的电解反应分两个阶段：第一阶段，阴极 析出铜，阳极生成；第二阶段，阴极生成，阳极生成。已知通电一段时间后，两极均收 集到气体（标准状况），即第二阶段中在阴极生成，转移电子，同时， 在阳极生成，则可知第一阶段在阳极生成的也是，转移电子， 同时，在阴极析出，溶液中生成，根据溶液中电荷守恒可求出的浓度。 根据上述分析，第一阶段，溶液中的在阴极全部放电，析出，其质量为，A 正确；两个阶段均转移电子，所以整个电解过程中共转移电子，B正确；溶液中的 是在第一阶段生成的，当阳极生成时，溶液中生成，所以 ，C错误；， ，由电荷守恒可得， ，D正确。 题型3 电解相关的计算 78 6.用惰性电极电解下列溶液一段时间后（溶质仍有剩余），再加入一定量的某种物质（方括号内 物质），不能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是( ) A A.溶液 B.溶液 C.溶液 D.溶液 题型3 电解相关的计算 79 解析 用惰性电极电解溶液，银离子在阴极放电生成，水电离出的氢氧根离子在阳极放 电生成氧气，结合元素守恒可知，应加入氧化银使溶液恢复到原来的成分和浓度，不能加入 ，A符合题意；用惰性电极电解溶液，阳极水电离出的氢氧根离子放电生成氧气， 阴极水电离出的氢离子放电生成氢气，实质为电解水，加入一定量的能使溶液恢复到原来 的成分和浓度，B不符合题意；用惰性电极电解溶液，水电离出的氢离子在阴极放电生成氢气， 氯离子在阳极放电生成氯气，结合元素守恒可知，通入一定量的能使溶液恢复到原来的成 分和浓度，C不符合题意；用惰性电极电解溶液，铜离子在阴极放电生成，水电离出的 氢氧根离子在阳极放电生成氧气，结合元素守恒可知，应加入一定量的使溶液恢复到原来的 成分和浓度，由于与硫酸反应生成硫酸铜、二氧化碳和水，二氧化碳从溶液中逸出，所 以加入一定量的也可以使溶液恢复到原来的成分和浓度，D不符合题意。 题型3 电解相关的计算 80 3 课时3 电解原理 刷提升 81 1.关于如图所示①、②两个装置的叙述，正确的是( ) C A.装置名称：①是原电池，②是电解池 B.硫酸浓度变化：①减小，②增大 C.①中阳极电极反应式： 、②中负极电极反应 式： D.离子移动方向：①中向阴极方向移动，②中向负极方向移动 82 解析 ①有外加电源，为电解池装置，②为原电池装置，为铜锌原电池，A错误。装置①为电解 硫酸溶液，实质是电解水，硫酸浓度增大；②为铜锌原电池，正极不断消耗氢离子，硫酸浓度降 低，B错误。①中阳极上水电离出的氢氧根离子发生反应生成氧气： ；②中为负极，失去电子发生氧化反应，电极反应式为 ，C正确。电解池工作时，阳离子向阴极移动，原电池工作时，阳离子向正极 移动，则①中向阴极方向移动，②中向正极方向移动，D错误。 83 2.[云南昆明一中2024高二月考] 用如图所示装置、是直流电源的两极 分别进行下列各组实验， 则表中各项所列对应关系均正确的是( ) C 选项 极 实验前形管中液体 通电后现象及结论 A 正极 溶液 右侧溶液中有气体逸出 B 负极 溶液 溶液中减小 C 正极 溶液 形管两端滴入酚酞后，右侧溶液呈红色 D 负极 溶液 左侧电极反应式是 84 解析 极为正极，则形管右侧石墨为阴极，电解氯化铜溶液时，在阴极被还原为单质铜， 右侧溶液中无气体逸出，故A错误；电解溶液的实质是电解水，所以的浓度会增大， 溶液中增大，故B错误；极为正极，左侧石墨电极为阳极，右侧石墨电极为阴极，电解 溶液时，在阴极区放电，在阳极区放电，故阴极区溶液中会生成大量的，滴入 酚酞后，右侧溶液呈红色，故C正确；极为负极，则左侧石墨电极为阴极，电解硝酸银溶液时， 阴极电极反应式为，故D错误。 85 3.[重庆一中2023高二月考] 用如图所示的装置进行电解，通电一段时间， 发现湿润的淀粉试纸的C端变为蓝色。下列说法正确的是( ) D A.电源的正极为 B.电子流向：极 C.通电一段时间后，加入固体可使甲池溶液复原 D.通电一段时间后，乙池中出现蓝色沉淀 86 解析 通电一段时间后湿润的淀粉试纸的C端变为蓝色，可知C端发生，C为阳极、D 为阴极，则为电源的负极、为正极，铂电极、铜电极为阳极，铁电极、石墨电极为阴极，故A 错误；电解质溶液不能传递电子，则电子不能由D流向C，故B错误；甲池中铂电极为阳极、铁电 极为阴极，总反应为，则通电一段时间后，加入氧化银 固体可使甲池溶液复原，故C错误；乙池中铜电极为阳极，铜失去电子，发生氧化反应生成铜离 子，电极反应式为，石墨电极为阴极，水在阴极得到电子，发生还原反应生成 氢气和氢氧根离子，电极反应式为，阳极生成的铜离子与阴极生成 的氢氧根离子反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，故D正确。 87 4.[河北唐山2023高二期中] 如图所示装置中，试管A、B中电极为多孔石墨电极，C、D为铂夹。 断开，闭合、，一段时间后，A、B中气体的量之间的关系如图所示： 下列说法正确的是( ) C A.为正极，为负极 B.滤纸上紫红色液滴向C端移动 C.断开、，闭合，A试管中电极反应式为 D.断开、，闭合，水槽中溶液的 增大 88 解析 断开，闭合、，水槽中电解氢氧化钾溶液，实质是电解水，总反应为 ，结合题图试管中气体的体积可知，A中生成氧气，A中多孔石墨为阳极， B中多孔石墨为阴极，阴极与电源负极相连，则为负极，为正极，故A错误；结合A项分析知， 滤纸上C为阴极，D为阳极，浸湿的滤纸中阴离子向阳极移动，显紫红色的离子为，则紫红 色液滴向D端移动，故B错误；断开、，闭合，构成氢氧燃料电池，A中为氧气，A中多孔 石墨是正极，B中为氢气，B中多孔石墨为负极，A极电极反应式为， 故C正确；断开、，闭合，构成氢氧燃料电池，电池总反应为，则溶 液中水增多，氢氧根离子的浓度减小，故D错误。 89 5.[福建三明一中2024高二月考] 某同学用如图装置进行实验①和②，在相同时间内，记录现象如 下（溶液的温度变化均不明显）。 实验装置 实验 序号 电极材料 实验现象 ① 铂 两极均产生大量无色气泡，两极区的溶液均未见白色浑浊 ② 石墨 两极均产生大量无色气泡，阴极区未见白色浑浊，阳极区产生白 色浑浊，分离出该白色固体，加酸溶解，产生气泡 根据实验现象，下列说法正确的是( ) D A.①②中，阴极反应式： B.②中，白色浑浊的主要成分是 C.②中，产生白色浑浊的主要原因是电解过程消耗水 D.②中，产生白色浑浊与阳极材料被氧化生成有关 90 解析 利用惰性电极电解饱和溶液，在阴极，水电离出的氢离子得电子生成氢气，电极 反应式为，A错误；②中阳极区产生白色浑浊，分离出该白色固体， 加酸溶解，产生气泡，说明该白色浑浊的主要成分为碳酸钙，B错误；②中阳极上氢氧根离子失 电子生成氧气，氧气与电极材料石墨反应生成二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙， 这是产生白色浑浊的主要原因，C错误，D正确。 91 6.湿垃圾又称为厨余垃圾，厨余垃圾发酵液可通过电渗析 法处理，同时得到乳酸，原理如图所示（图中表示乳 酸分子，表示乳酸根离子）。下列说法正确的是 ( ) C A.当有生成时，电路中通过 B.电子从负极经电解质溶液回到正极 C.通电后，通过阴离子交换膜从阴极区进入浓缩室 D.通电后，阳极附近减小 92 解析 题目未说明是否处于标准状况，无法根据体积进行计算，故A错误；电子不能经过电解 质溶液，故B错误；通电后，通过阴离子交换膜从阴极区进入浓缩室，故C正确；通电后，阳 极上水电离出的氢氧根离子发生反应，生成氧气、氢离子，电极反应式为 ，同时有等量的通过阳离子交换膜进入浓缩室，但阳极室中的 量减少，因此阳极附近增大，故D错误。 93 7.[湖南长沙雅礼中学2023月考] 将和两种溶液等体积混合后用石墨电极进行电解，电 解过程中（不考虑气体溶解），溶液随时间变化的曲线如图所示，已知点，则下列 说法正确的是( ) A A.整个过程中电极反应 与不 可能同时发生 B.电解至点时，加入适量固体即可使电解质溶液恢复至原来的浓度 C.段表示电解过程中，由于被还原而导致溶液增大 D.原混合溶液中和的物质的量浓度之比恰好为 94 解析 用石墨电极电解等体积溶液和溶液的混合溶液，阴极上离子放电顺序是 ，阳极上离子放电顺序是。分析题图可知，电解过程中分三段：段溶液 增大，相当于电解溶液；段溶液降低，是反应完全后，相当于电解硫酸铜溶 液；段相当于电解水。根据分析，氯离子反应完，铜离子还有剩余，所以整个过程中电极反 应 、不可能同时发生，A正确；电解至C点时， 在电解液中应加入固体和固体，才能使电解质溶液恢复至原来的浓度，B错误；A点 ，溶液、溶液呈中性，则混合溶液呈酸性是由于的存在，段实质是电 解，降低，增大，C错误；段阳极上失电子的同时，阴极上仍然是 得电子，且和溶液等体积混合，所以原混合溶液中和的浓度之比小于， D错误。 95 8.为了减少对环境的污染，煤在直接燃烧前要进行脱硫处理。电解脱硫的基本原理如图所示，利 用电极反应将转化为，再将煤中的含硫物质（主要成分是）氧化为和 。已知：两电极为完全相同的 惰性电极。 96 回答下列问题： （1）为电源的______（填“正极”或“负极”）。 正极 解析 由题图可知，在电极上失去电子，发生氧化反应，故电极为阳极，为电源的正极。 （2）电解池刚开始工作时，电极上的电极反应式为___________________。 解析 电解池刚开始工作时，在电极上得到电子，发生还原反应，电极上的电极反应式为 。 97 （3）电解池工作时，往___（填“”或“”）极移动，一段时间后，混合液中的物 质的量______（填“变大”“变小”或“不变”）。 变大 解析 电解池工作时，阴离子移向阳极，故往极移动；由装置原理图可知，反应生成了 ，一段时间后，混合液中的物质的量变大。 （4）若电路中转移电子，则此时消耗的的质量为_____（不考虑其他反应），产生 的气体的体积为______（换算成标准状况）。 2.4 3.36 解析 由题给反应可知，消耗转移电子，故转移电子时消耗的的物 质的量为，其质量为；由（2）的电极反应式可知，生 成氢气转移电子，故转移电子时产生的氢气的物质的量为，标准状况 下的体积为。 98 （5）电解过程中，混合溶液中的将______（填“变大”“变小”或“不变”）。 变小 解析 根据题给反应可知，在装置中，每转移，阴极上消耗，反应生成 ，则随着反应的进行，增大，变小。 99 9.[江苏苏州工业园区三校2024高二联考] 能源、环境与生产生活和社会发展密切相关。 （1）以甲醇为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢气为 燃料的传统燃料电池。如图甲是目前研究较多的一类固体 氧化物燃料电池工作原理示意图，B极的电极反应式为 ________________________________________。 解析 由电池工作原理示意图可知，B极上甲醇失电子并与 反应生成二氧化碳，电极反应式为 。 100 （2）如图乙，其中甲池的总反应式为。 101 ①甲池通入氧气的电极反应式为___________________________。 解析 由甲池的总反应式可知，通入氧气的电极中氧 气得到电子，化合价降低，电极反应式为。 ②电解一段时间后，乙池中溶液的将______（填“增大”“减小”或“不变”）。 减小 解析 由①分析可知，乙池中石墨电极为阳极，电极为阴极，总反应式为 ，溶剂减少，变多，所以减小。 102 ③电解一段时间后，当乙池中生成标准状况下气体时，丙池中理论上最多产生_____固体。 2.9 解析 丙池总反应式为，阴极反应为 ，当乙池中生成标准状况下气体时，转移电子 ，丙池中理论上最多产生固体。 103 4 课时4 电解原理的应用 刷基础 104 1.[河北保定2024高二期中] 是一种化工原料，可以制备多种物 质，如图所示。 下列说法错误的是( ) A A.反应Ⅰ的化学方程式为 B.反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均为氧化还原反应 C.的溶液可用于吸收含的尾气 D.漂白粉的有效成分为 题型1 氯碱工业 105 【思路导引】电解饱和食盐水可得到、、，在中燃烧生成；电解熔融状态下 的可得到和，将氯气通入到石灰乳中，制得以次氯酸钙为有效成分的漂白粉，则为 ，为。 题型1 氯碱工业 106 解析 根据思路导引可知，反应Ⅰ的化学方程式为 ，A 错误；反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中均存在元素化合价的变化，均为氧化还原反应，B正确；溶液 能与发生反应，可用于吸收含的尾气，C正确；漂白粉的有效成分为，D正确。 题型1 氯碱工业 107 2.[北京四中2023高二期中] 如图是工业上电解饱和食盐 水的装置示意图，下列说法中不正确的是( ) C A.装置出口①处的物质是氯气，出口②处的物质是氢气 B.该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过 C.装置中发生反应的离子方程式为 D.该装置将电能转化为化学能 题型1 氯碱工业 108 解析 与电源正极相连的为阳极，溶液中的氯离子在阳极失电子生成氯气，出口①处的物质是氯 气，溶液中水电离出的氢离子在阴极得到电子，发生还原反应生成氢气，出口②处的物质是氢气， 离子交换膜是阳离子交换膜，允许阳离子通过，由左池出口处为淡盐水可知，不能让阴离子通过， A、B正确；电解饱和食盐水过程中生成氢氧化钠、氢气和氯气，反应的离子方程式为 ，C错误；该装置是电解池，将电能转化为化学能，D正确。 题型1 氯碱工业 109 3.[山东青岛2024高二期中] 下列有关电解原理的应用的说法正确的是( ) B A.氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝 B.在铁制品上镀银时，银制品与电源正极相连 C.电解法精炼铜时，以粗铜作阴极，纯铜作阳极 D.电解硫酸钾溶液时，硫酸钾的浓度保持不变 题型2 电镀与金属精炼 110 解析 氯化铝是一种电解质，但熔融态的氯化铝不导电，而电解氯化铝溶液时，电离的优 于放电，故不可用于电解法制铝，A错误；电镀时，镀层金属与电源正极相连，镀件与电源 负极相连，在铁制品上镀银时，银制品与电源正极相连，B正确；电解法精炼铜时，粗铜作阳极， 纯铜作阴极，C错误；电解硫酸钾溶液时，阳极生成氧气，阴极生成氢气，相当于电解水，硫酸 钾的浓度会增大，D错误。 题型2 电镀与金属精炼 111 4.[福建厦门2024高二月考] 金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量、、、等杂质，可 用电解法制备高纯度的镍。电解时，下列有关叙述中正确的是（已知氧化性： ）( ) C A.阳极发生还原反应，电极反应式： B.电解过程中，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等 C.电解后，电解槽底部的阳极泥中主要有和 D.电解后，溶液中存在的金属阳离子只有和 题型2 电镀与金属精炼 112 解析 根据电解原理，阳极上发生失去电子的氧化反应，故A错误；粗镍作阳极，根据金属活动 性顺序，金属活动性强的先放电，阳极发生反应：、、 ，阴极发生反应：，因此电解过程中阳极减少的质量与阴极增 加的质量不一定相等，故B错误；根据相应离子的氧化性强弱顺序，推出比活泼，放电， 不放电，阳极泥中主要有和，故C正确；精炼时，电解液中含有，因此电解后溶液中 存在的金属阳离子除、外，还有，故D错误。 题型2 电镀与金属精炼 113 易错点 存在离子交换膜的电解池产物分析 5.[北京西城区2024高二期中] 根据工业上离子交换膜法制 烧碱的方法，可以用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、 氧气、硫酸和氢氧化钾。下列说法错误的是( ) D A.该电解槽的阳极反应式为 B.制得的氢氧化钾溶液从出口D导出 C.通电开始后，阴极附近溶液增大 D.若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料 电池，则电池正极的电极反应式为 114 解析 左边电极连接电源正极，为电解槽的阳极，左侧电解液呈酸性，则阳极电极反应式为 ，故A正确；右边电极是电解槽的阴极，阴极发生的反应是水中氢离 子得到电子，剩余氢氧根离子，钾离子穿过阳离子交换膜进入到阴极室与氢氧根离子结合生成氢 氧化钾溶液，从出口D导出，故B正确；根据B选项分析，通电开始后，阴极生成，因此溶液 增大，故C正确；若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的 电极反应式为，故D错误。 115 4 课时4 电解原理的应用 刷提升 116 1.[福建漳州2023高二期中] 下列有关电化学过程的说法正确的是( ) B A.用惰性电极电解饱和食盐水，阴极逸出的气体可使湿润的淀粉试纸变蓝 B.在镀件上电镀铜时，镀件应连接电源的负极 C.用惰性电极电解溶液的离子反应为 D.电解精炼铜时，若电路中通过，阳极质量减少 117 解析 用惰性电极电解饱和食盐水，在阴极发生的反应是，逸出的气 体不能使湿润的淀粉试纸变蓝，故A错误；电镀铜时，作阳极，在镀件上铜离子得到电子 生成，镀件连接电源的负极，故B正确；惰性电极电解溶液，离子方程式： ，故C错误；粗铜中含有杂质铁、锌等，所以 阳极质量减少时，电路中转移的电子的物质的量不一定为，故D错误。 118 2.[四川成都七中2024高二期中] 我国十大科技突破之一——海水直接 电解制，其工作原理如图（透气膜只允许水分子通过）。下列说法 不正确的是( ) C A.为电解池的阴极 B.的电极反应式为 C.去除透气膜，极发生的电极反应不变 D.电解池工作时，海水侧的离子浓度理论上逐渐增大 119 解析 电解时，向极移动，所以为阳极，电极反应式为，为 阴极，电极反应式为，A、B正确；去除透气膜，海水中含有的 、等可在极放电，极反应会发生变化，C错误；电解池工作时，水通过透气膜在电极发 生反应，所以海水侧水减少，离子浓度理论上逐渐增大，D正确。 120 3.我国学者以熔融的作电解质，在催化条件下， 以和为原料气，在、常压条件下成功实现电催化合成氨， 其装置如图所示。下列有关说法不正确的是( ) A A.电极应连接电源负极 B.电极上的反应为 C.反应过程中，由极区向极区迁移 D.该电催化合成氨反应的化学方程式为 121 解析 该装置为电解池，介质为熔融的碱性物质，反应为和合成氨，由元素化合价从0价 降低至价知，在阴极得电子，电极反应式为，阳极电极 反应式为。根据分析并结合题图，在阴极得电子，则连接电源 负极，连接电源正极，A错误；电极为阴极，在阴极得电子，电极反应式为 ，B正确；电解池中阴离子移向阳极，为阳极，则由 极区向极区迁移，C正确；由阴极反应式和阳极反应式知总反应为， D正确。 122 4.锰及其化合物在工业上应用十分广泛。利用如图装置，可从 溶液中电沉积金属锰，并联产，同时回收硫酸， 下列叙述错误的是( ) B A.连接电源负极 B.膜为阴离子交换膜 C.阳极反应式为 D.阴极析出，理论上外电路中迁移了电子 123 解析 分析题图可知，装置利用的是电解原理，极表面得电子生成单质，其电极反应式 为，所以极为电解池的阴极，连接电源的负极，又因阴极电解质溶液为 溶液，为保证溶液的电中性，硫酸根离子需经过膜移向中间室；同理，极失去电 子生成，其电极反应式为，溶液中阳离子数增大，所 以膜为阳离子交换膜，氢离子移向中间室，所以电解一段时间，硫酸溶液的浓度增大。极是电 解池的阴极，连接电源的负极，A正确；极区的氢离子需移向中间室的硫酸溶液中，所以膜为 阳离子交换膜，B错误；阳极失去电子转化为，其电极反应式为 ，C正确；阴极电极反应式为，所以析出 ，理论上外电路中迁移了电子，D正确。 124 5.[江苏扬州2024高二月考] 工业中常采用歧化法制备 ；利用电解法也可以实现由 向的转化，其装置如图。下列说法不正确的是( ) C A.与歧化法相比，电解法的明显优点是元素的利用率高 B.电源极为正极，极为负极 C.阴极每产生标准状况下，则有的迁 移至阴极 D.总反应为 125 【思路导引】左侧中锰元素由价升高到价，发生氧化反应，该电极是阳极，连接直 流电源正极极；极是负极，右侧是阴极区，发生还原反应：。 126 解析 电解法的转化关系为，元素的利用率达到，而歧化法的转化关 系为，元素的利用率小于，A正确；左侧电极为阳极，极为电 源正极，极是负极，B正确；标准状况下的物质的量是，阴极反应式为 ，产生氢气，则电路中转移，电解质溶液中有 迁移至阴极，C错误；阳极反应式为，阴极反应式为 ，则总反应为，D正 确。 127 6.[福建厦门一中2024高二期中] 电解原理在化学工业中有广泛应用。 （1）电解食盐水是氯碱工业的基础。目前比较先进的方法是阳离子交换膜法，电解示意图如图 甲所示，图中的阳离子交换膜只允许阳离子通过。 128 ①图甲中A极要连接电源的____（填“正”或“负”）极。 正 解析 由电解食盐水装置图可知，移向右边，则左边A极为阳极，所以A极要连接电源的正极； ②精制饱和食盐水从图中___（填“”“”“”“”“”或“”，下同）位置补充，氢氧化 钠溶液从图中___位置流出。 解析 A极为阳极，电极反应式为 ，所以精制饱和食盐水从图中位置补充； B极为阴极，电极反应式为，则生成的溶液从图中位置流出。 129 （2）电解法处理含氮氧化物废气可回收硝酸，具有较高的环境效益 和经济效益。实验室模拟电解法吸收的装置如图乙所示 （图中电极均为石墨电极）。若用气体进行模拟电解法吸收实验。 ①写出电解时发生反应的电极反应式：__________________________ ____________。 解析 根据图乙知，电解时，左室中电极上放电生成，则左室为阴极室，右室为阳极室，阳 极上氮氧化物失电子，与水反应生成，电极反应式为。 ②若有被吸收，通过阳离子交换膜的为_____。 0.1 解析 若有被吸收，则转移，有和生成，根据电荷 守恒知，有移入阴极室。 130 （3）为了减缓钢制品的腐蚀，可以在钢制品的表面镀铝。电解液采用一种非水体系的室温熔融 盐，由有机阳离子、和组成。 ①钢制品应接电源的____极。 负 解析 依据电镀原理分析，钢制品上镀铝时应铝作阳极，与电源正极相连，钢制品作阴极，与电 源负极相连； ②已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极的电极反应式为 _________________________________。 解析 阴极生成铝发生的是还原反应，铝元素化合价降低，分析离子液体成分可知，应为 得到电子生成和，电极反应式为。 131 （4）将溶解在和的混合溶液中，得到含的电解液，电解溶液生成 的装置如图丙所示。 132 ①写出电解时阴极的电极反应式：___________________________。 解析 阴极发生还原反应，被还原生成，阴极反应式为； ②电解过程中，电解液浓度不断减小，为了恢复其浓度，应该向____极室（填“阴”或 “阳”）加入_____（填化学式）。 阴 解析 电解过程中，阳极发生氧化反应生成氧气，浓度不断减小，为恢复浓度，则应在阴极室加 入。 133 【归纳总结】（1）常见的隔膜 隔膜又叫离子交换膜，由特殊高分子材料制成。离子交换膜分三类： ①阳离子交换膜，只允许阳离子通过，即允许和其他阳离子通过，不允许阴离子通过。 ②阴离子交换膜，只允许阴离子通过，不允许阳离子通过。 ③质子交换膜，只允许通过，不允许其他阳离子和阴离子通过。 （2）隔膜的作用 ①能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。 ②能选择性地允许离子通过，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。 134 7.[江苏常州2023高二联合调研] 双极 膜在电渗析中应用广泛，它是由阳离 子交换膜和阴离子交换膜复合而成。 双极膜内层为水层，工作时水层中的 解离成和，并分别通过离 子交换膜向两侧发生迁移。如图为 溶液的电渗析装置示意图。下列 说法正确的是( ) A A.出口4的产物为溶液 B.出口1的产物为硫酸溶液 C.可从盐室最终进入阳极液中 D.阳极电极反应式为 135 解析 电解时，溶液中的阴离子向阳极移动，即溶液中的向阳极移动，在交换室2中与双 极膜中水提供的结合生成，则出口4的产物为溶液，A正确；电解时，阳离子向阴极移 动，则双极膜中的水解离出的移向阴极液，得电子能力强于，在阴极上放电，生成 逸出，则出口1溶液中含有和，应为硫酸钠溶液，B错误；不能通过双极膜，不会进 入阳极液中，C错误；电解池阳极处发生氧化反应，双极膜中的水解离出的向阳极移动，则 在阳极处发生的反应为，D错误。 136 【关键点拨】此类题型中出现的离子交换膜一般为阳离子交换膜、阴离子交换膜和质子交换膜， 其作用是使对应的离子单向通过，从而隔离可能发生反应的物质或获得指定的产物。解题步骤一 般为：①分清交换膜类型，确定允许通过的离子种类；②分析电解池的工作原理，写出电极反应 式，判断交换膜两侧离子变化情况，根据电荷平衡判断离子迁移的方向；③根据以上分析，判断 交换膜的作用。 137 2 第二单元综合训练 刷能力 138 1.[广东深圳高级中学2023高二期中] 利用如图所示装置可以将温室气体 转化为燃料气体。下列说法中正确的是( ) A A.该过程涉及太阳能转化为化学能 B.电极表面发生还原反应 C.该装置工作时，从极区向极区移动 D.该装置中每生成，同时生成 139 解析 由电子流向可知，该装置的负极电极反应式为 ，正极 电极反应式为，总反应为。由题图可知， 该过程涉及太阳能转化为化学能，A项正确；电极（负极）发生失电子的氧化反应，B项错误； 原电池中阳离子向正极移动，所以向极区移动，C项错误；根据总反应，每生成得 到，D项错误。 140 2.由于安全以及价格方面的优势，水系锌离子电池被普遍认为是锂离子电池在 大规模储能设备领域的替代品，其中一种电池工作原理如图所示。下列说法错 误的是( ) A A.工作时，移向电极 B.锌是负极，发生氧化反应 C.正极的电极反应式为 D.工作时，电流流动方向： 电灯泡溶液 141 解析 根据题图可知，为负极，为正极，失去电子变为进入溶液，溶液中向负 极电极移动，A错误；为负极，失去电子，发生氧化反应，B正确；为正极，得到电子变 为单质和，电极反应式为，C正确；电池工作时，电流从正极开始经 外电路流向负极，溶液中阴离子向负极定向移动，阳离子向正极定向移动，从而形成闭合回路， 故该电池工作时，电流方向： 电灯泡溶液，D正确。 142 3.[四川绵阳南山中学2024高二月考] 如图所示的电解池Ⅰ和Ⅱ中，、、、均为石墨电极。 在电解过程中，电极和上没有气体逸出，但质量均增大，且电极增加的质量小于电极，符合 上述实验结果的盐溶液是( ) B 选项 A B C D 143 【思路导引】电极、均为阴极，二者的质量均增大，且电极增加的质量小于电极，则、 溶液均为不活泼金属盐溶液，电解时溶液中的阳离子在阴极得电子析出金属单质，转移相同数目 的电子时，电极析出金属的质量小于电极。 144 解析 电解时，不能在阴极放电析出，A错误；电解时两池中的电极上转移的电子数是相 等的，当、分别为、时，每转移电子，电极质量增加，电极质量增 加，符合题意，B正确；电解硫酸亚铁溶液时阴极上能得到铁单质，电解硫酸铝溶液时阴极 上不能得到金属单质，C错误；电解硝酸银溶液时阴极上生成，电解硝酸铅溶液时阴极上生 成，两池中的电极上转移的电子数是相等的，每转移电子，电极质量增加，电极 质量增加，不符合题意，D错误。 145 4.[福建龙岩2024高二月考] 科学家采用碳基电极材料设计了一种制取氯 气的新工艺方案，装置如图所示。下列说法正确的是( ) D A.电解池可用铁作阴极，铜作阳极 B.阴极反应式为 C.电路中转移电子，消耗氧气 D.该工艺的总反应为 146 解析 由题图可知，在阳极失电子，发生氧化反应，生成和，在阴极得电子，被还 原成，、、反应生成和，、在阴极循环。阳极上失电子， 需用惰性材料作电极，铜为活性电极，会参与电极反应，A错误；阴极发生得电子的还原反应，B 错误；根据电极反应：，电路中转移电子，生成， ，消耗的物质的量为，由于题目未说明 气体所处状况，故无法计算气体体积，C错误；由图示可知，该过程实际为氧化生成和 ，总反应为，D正确。 147 5.[湖南长沙一中2024高二入学考试] 锂-铜空气燃料电池容量高、成本低。该电池通过一种复杂 的铜腐蚀“现象”产生电能，放电时发生反应：，下 列说法不正确的是( ) A A.为负极，也可将有机电解质换成氯化锂水溶液 B.放电时，正极的电极反应式为 C.放电时，透过固体电解质向极移动 D.整个反应过程中，总反应为 148 【思路导引】由放电的反应方程式可知，锂为燃料电池的负极，锂失去电子，发生氧化反应生成 锂离子，电极反应式为；铜为燃料电池的正极，通入空气，空气中的氧气与铜反 应生成氧化亚铜，反应方程式为，在水分子的作用下氧化亚铜得到电子，发 生还原反应生成铜和氢氧根离子，电极反应式为，则整个反 应过程中铜为燃料电池的催化剂，总反应为锂与氧气和水反应生成氢氧化锂，化学方程式为 。 149 解析 锂能与水反应生成氢氧化锂和氢气，所以不能将有机电解质换成氯化锂水溶液，A错误； 由思路导引知，B正确；放电时，锂为燃料电池的负极，铜为正极，则透过固体电解质向铜极 移动，C正确；由思路导引知，D正确。 150 6.[河北沧州2024高二期中] 如图，乙装置中加入滴有酚酞的氯 化钠溶液，、均为石墨电极。反应一段时间后，乙装置极 附近溶液先变红。下列判断中正确的是( ) A A.作负极，发生氧化反应 B.工作时，向电极移动 C.电子流向：电极电极 D.当转移时，乙中生成 151 【思路导引】乙装置中溶液为滴有酚酞的氯化钠溶液，极附近溶液先变红，说明极为阴极， 在极得电子生成和，为阳极，在极失电子生成，甲装置中与极相连，则 为负极，发生氧化反应，与极相连，则为正极，发生还原反应。 152 解析 根据思路导引，甲中为负极，发生氧化反应，A正确；甲装置为原电池装置，工作时 向负极移动，B错误；电子流向为电极、电极，C错误；电解氯化钠溶液的 化学方程式为，生成的氯气刚好与反应，化学方程 式为，由方程式可知，每转移生成， 与反应生成（即），D错误。 153 7.[江苏常熟中学2024高二月考] 研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作 阴极、熔融作电解质，利用图示装置获得金属钙，并以钙为还 原剂还原二氧化钛制备金属钛。下列说法不正确的是( ) B A.由制得金属，理论上外电路转移电子 B.阳极的电极反应式为 C.在制备金属钛前后，整套装置中的总量不会减少 D.装置中石墨电极材料需要定期更换 154 解析 钙还原二氧化钛的化学方程式为，由制得金属，消 耗，电解池中阴极反应式为，则通过电解生成，外电路中转移 电子，故A正确；阳极上电极反应式为，故B错误；电解池总反应 为 ，制备金属钛的反应为，所以在制备金 属后，总量不会减少，故C正确；阳极上电极反应式为 ，C不断 消耗，装置中石墨电极材料需要定期更换，故D正确。 155 8.[山东枣庄2024高二月考] 由于存在同种电解质溶液的浓度差而产生电动势的电池称为浓差电池。 利用浓差电池电解硫酸钠溶液可同时制得氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠，其装置如图所示 、电极均为石墨电极。下列说法正确的是（已知：溶液A为溶液；溶液 B为溶液）( ) D A.电池放电过程中为正极，电极反应 为 B.、离子交换膜依次为阳离子交换膜和阴 离子交换膜 C.电极的石墨电极可用金属铜电极代替 D.电池从开始工作到停止放电，电解池理论 上可制得氢氧化钠 156 解析 浓差电池为因同种电解质溶液的浓度差而产生电动势的电池，溶液B浓度大，故为正 极，正极反应式为，为负极，负极反应式为，溶液B中的 硝酸根离子由右池透过阴离子交换膜进入左池，故A错误；极与正极相连，发生氧化反应，电极 反应式为，硫酸根离子透过离子交换膜进入极区，即离子交换膜为 阴离子交换膜，极与负极相连，发生还原反应，电极反应式为，钠 离子透过离子交换膜进入极区，即离子交换膜为阳离子交换膜，故B错误；电极的石墨电极 用金属铜电极代替时铜会溶解，得不到氧气，故C错误；浓差电池中左右两边溶液中浓度相 同时，电池停止工作，溶液A中，溶液B中 ，放电时A中增加，B中减少，当两溶液中物质的 量为时，停止放电，此时B中减少，由电极反应 式可知，电路中转移电子，由极反应式可 知，生成氢氧化钠，质量为，故D正确。 157 9.[福建莆田2023高二月考] 双极膜是阴、阳复合 膜，在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的解 离成和，作为和离子源。利用双极膜电 渗析法电解食盐水可获得淡水、和，其工作 原理如图所示，、为离子交换膜。下列说法错误的 是( ) B A.电极与电源正极相连，发生的反应为 B.为阴离子交换膜，为阳离子交换膜 C.“双极膜电渗析法”可用于用盐溶液制备相应的酸和碱 D.若去掉双极膜，电路中每转移电子，两极共得到气体 158 解析 盐室加入浓溶液，阴离子向电极移动，则电极为阳极，因此盐室中氯离子向电极 移动，则为阴离子交换膜；所以电极为阴极，盐室中的向电极移动，则为阳离子交换 膜。电极为阳极，与电源正极相连，发生的反应为，A说法正确； 由分析可知，为阳离子交换膜，为阴离子交换膜，B说法错误；“双极膜电渗析法”利用阴、 阳离子的定向移动，可用于从盐溶液制备相应的酸和碱，C说法正确；若去掉双 极膜，电路中每转移电子，两极可产生氯气和的氢气，共得到气 体，D说法正确。 159 10.随着环境问题的日益加剧，用原电池原理解决大气污染的方法得到广泛的应用。 （1）某实验室将汽车尾气、转化为的原理如图甲所示，其中A、B为多孔导电材 料。 160 ①A电极为______（填“正极”或“负极”）。 负极 解析 根据题意，尾气、在A电极上转化为，、失电子被氧化，所以A电极 为负极。 ②B电极附近硝酸的浓度会______（填“增大”“减小”或“不变”）。 减小 解析 B电极的电极反应式为，转移时消耗，此时有 从左侧经过质子交换膜进入右侧，右侧溶液中硝酸的物质的量不会发生改变，但由于生 成水，所以B电极附近硝酸的浓度减小。 161 （2）为缓解温室效应，科学家利用人工模拟光合作用合成甲酸的原理 为，其装置如图乙所示。电极2的 电极反应式为____________________________。 若将质子膜换成阴离子交换膜，则该电池______（填“能”或“不能”） 正常工作。 不能 解析 根据题意可知电极2上被还原为，电极反应式为； 该装置工作时，电极1上的反应为，生成的氢离子会迁移到电极2参与 电极反应，若将质子膜换成阴离子交换膜，质子无法通过阴离子交换膜，不能平衡电荷，正极上 无法按照原来的路径反应，不能制备。 162 $$