专题1 微专题1 电化学原理及应用（Word教参）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修1（苏教版2019）

微专题1　电化学原理及应用 [对应学生用书P39] 命题热点1　化学电源电极反应式的书写 1．“Zn—CuSO4—Cu”原电池 (1)Zn作负极，发生氧化反应，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋。 (2)电子从Zn(填“Cu”或“Zn”，下同)极流出，流向Cu极。 (3)溶液中Cu2＋移向正(填“正”或“负”)极，盐桥中的Cl－移向负(填“正”或“负”)极。 2．书写常见电源的电极反应式 (1)碱性锌锰电池 总反应方程式：Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn(OH)2＋2MnOOH。 负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2。 正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－。 (2)铅蓄电池 总反应方程式：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)＋2H2O(l) 负极：Pb(s)＋SO(aq)－2e－===PbSO4(s)。 正极：PbO2(s)＋SO(aq)＋4H＋(aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)。 (3)锌铁高能碱性电池 总反应方程式：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。 负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2。 正极：FeO＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－。 (4)以CH3OH为燃料，写出下列几种介质的两极反应式 电池类型 导电离子 负极反应式 正极反应式 酸性燃料电池 H＋ 2CH3OH＋2H2O－12e－===2CO2＋12H＋ 3O2＋12H＋＋12e－===6H2O 碱性燃 料电池 OH－ 2CH3OH＋16OH－－12e－===2CO＋12H2O 3O2＋6H2O＋12e－===12OH－ 熔融碳酸盐 燃料电池 CO 2CH3OH＋6CO－12e－===8CO2＋4H2O 3O2＋6CO2＋12e－===6CO 固态氧化物 燃料电池 O2－ 2CH3OH＋6O2－－12e－===2CO2＋4H2O 3O2＋12e－===6O2－ 质子交换膜 燃料电池 H＋ 2CH3OH＋2H2O－12e－===2CO2＋12H＋ 3O2＋12H＋＋12e－===6H2O 3.正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)反应CaO＋H2O===Ca(OH)2可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能(　　×　　) (2)燃料电池的两极材料一般不参加电极反应，可以相同(　　√　　) (3)铅蓄电池在放电过程中，负极质量减小，正极质量增加(　　×　　) (4)某原电池反应为Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，装置中的盐桥中可以是装有含KCl饱和溶液的琼脂(　　×　　) (5)二次电池充电时，电池的负极应接电源的正极(　　×　　) 1．一种可充电锂­空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li＋在多孔碳材料电极处生成Li2O2－x(x＝0或1)。下列说法正确的是(　　) A.放电时，多孔碳材料电极为负极 B．放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极 C.充电时，电解质溶液中Li＋向多孔碳材料区迁移 D.充电时，电池总反应式为Li2O2－x===2Li＋O2 D　解析：根据电池工作原理，多孔碳材料吸附O2，O2在此获得电子，所以多孔碳材料电极为电池的正极，A错误；放电时电子从负极(锂电极)流出，通过外电路流向正极(多孔碳材料电极)，B错误；Li＋带正电荷，充电时，应该向电解池的阴极(锂电极)迁移，C错误；充电时，电池总反应式为Li2O2－x===2Li＋O2，D正确。 2．全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为16Li＋xS8===8Li2Sx(2≤x≤8)。下列说法错误的是(　　) A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4 B．电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 g C．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性 D．电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多 D　解析：原电池工作时，Li＋向正极移动，则a为正极，正极上发生还原反应，a极发生的电极反应有S8＋2Li＋＋2e－===Li2S8、3Li2S8＋2Li＋＋2e－===4Li2S6、2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4、Li2S4＋2Li＋＋2e－===2Li2S2等，A正确；电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子时，氧化Li的物质的量为0.02 mol，质量为0.14 g，B正确；石墨烯能导电，利用石墨烯作电极，可提高电极a的导电性，C正确；电池充电时电极a发生反应：2Li2S2－2e－===Li2S4＋2Li＋，充电时间越长，电池中Li2S2的量越少，D错误。 3．锌­空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2Zn(OH)。下列说法正确的是(　　) A．充电时，电解质溶液中K＋向阳极移动 B．充电时，电解质溶液中c(OH－)逐渐减小 C．放电时，负极反应为Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH) D．放电时，电路中通过2 mol电子，消耗氧气22.4 L(标准状况) C　解析：充电时，发生电解池反应，K＋向阴极移动，A错误；充电时，发生的反应是2Zn(OH)===2Zn＋O2↑＋4OH－＋2H2O，反应后c(OH－)逐渐增大，B错误；放电时，活泼金属Zn作负极，发生失电子的氧化反应生成Zn(OH)，C正确；根据O2～4e－，则放电时电路中通过2 mol电子，消耗0.5 mol O2，其在标准状况下的体积为11.2 L，D错误。 (1)原电池原理模型 (2)二次电池充电时连接模型 (3)含膜电池原理分析 1．微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是(　　) A．HS－在硫氧化菌作用下转化为SO的反应为HS－＋4H2O－8e－===SO＋9H＋ B．电子从电极b流出，经外电路流向电极a C．如果将反应物直接燃烧，能量的利用率不会变化 D．若该电池电路中有0.4 mol电子发生转移，则有0.5 mol H＋通过质子交换膜 A　解析：根据题图知，在硫氧化菌作用下HS－转化为SO，发生氧化反应：HS－＋4H2O－8e－===SO＋9H＋，A正确；电子从电极a流出，经外电路流向电极b，B错误；如果将反应物直接燃烧，有部分化学能转化为热能和光能，能量的利用率降低，C错误；若该电池电路中有0.4 mol电子发生转移，则有0.4 mol H＋通过质子交换膜，D错误。 2．某新型水系钠离子电池的工作原理如图所示。TiO2光电极能使电池在太阳光照射下充电，充电时Na2S4还原为Na2S。下列说法错误的是(　　) A．充电时，太阳能转化为电能，电能又转化为化学能 B．放电时，a极为负极 C．充电时，阳极的电极反应式为3I－－2e－===I D．M是阴离子交换膜 D　解析：根据题中信息“TiO2光电极能使电池在太阳光照射下充电”，可知充电时太阳能转化为电能，电能又转化为化学能，A正确；根据充电时Na2S4还原为Na2S，可知充电时a极为阴极，则放电时a极为负极，B正确；充电时a极为阴极，则b极为阳极，结合图示可知阳极的电极反应式为3I－－2e－===I，C正确；放电时Na＋由a极移向b极，充电时Na＋又由b极移回a极，故M应为阳离子交换膜，D错误。 3．科学家研发了“全氢电池”，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是(　　) A.右边吸附层中发生了还原反应 B.负极的电极反应式是H2＋2OH－－2e－===2H2O C．电池的总反应式是2H2＋O2===2H2O D．电解质溶液中Na＋向右移动，ClO向左移动 C　解析：由电子的流动方向可以得知左边为负极，发生氧化反应；右边为正极，发生还原反应，A、B正确；电池的总反应没有O2参与，总反应方程式不存在氧气，C错误；在原电池中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，D正确。 4．我国学者研制了一种锌基电极与涂覆氢氧化镍的镍基电极组成的可充电电池，其示意图如下。放电时，Zn转化为2ZnCO3·3Zn(OH)2。下列说法错误的是(　　) A．放电时，正极反应为Ni(OH)2＋2e－===Ni＋2OH－ B．放电时，若外电路有0.2 mol电子转移，则有0.1 mol Zn2＋向正极迁移 C．充电时，a为外接电源负极 D．充电时，阴极反应为2ZnCO3·3Zn(OH)2＋10e－===5Zn＋2CO＋6OH－ B　解析：放电时，Zn转化为2ZnCO3·3Zn(OH)2，锌基电极为负极，电极反应为5Zn＋2CO＋6OH－－10e－===2ZnCO3·3Zn(OH)2，镍基电极为正极，电极反应为Ni(OH)2＋2e－===Ni＋2OH－，A正确；充电时，锌基电极为阴极，电极反应为2ZnCO3·3Zn(OH)2＋10e－===5Zn＋2CO＋6OH－，则a为外接电源负极，C、D正确；b为外接电源正极，镍基电极为阳极，电极反应为Ni＋2OH－－2e－===Ni(OH)2。放电时，锌基电极为负极，Zn转化为2ZnCO3·3Zn(OH)2，电极反应为5Zn＋2CO＋6OH－－10e－===2ZnCO3·3Zn(OH)2，混合电解液中没有Zn2＋，B错误。 命题热点2　电化学原理　金属的腐蚀与防护 1．以惰性电极电解下列物质，写出电极反应式或电解离子方程式。 (1)NaCl溶液 (2)CuSO4溶液 (3)浓度均为0.1 mol·L－1的NaCl与CuSO4的混合液，开始电解的阴、阳极反应式分别为Cu2＋＋2e－===Cu、2Cl－－2e－===Cl2↑。 2．以Cu作阳极电解下列物质，写出电极反应式和电解的离子方程式。 (1)稀硫酸 (2)CuSO4溶液 3．以惰性电极电解下列溶液(足量)，填写复原物质。 (1)NaOH溶液H2O。 (2)KCl溶液HCl。 (3)AgNO3溶液Ag2O。 (4)Na2SO4溶液H2O。 (5)CuCl2溶液CuCl2。 (6)CuSO4溶液CuO。 4．钢铁遇到食盐水生锈，写出有关的电极反应式和化学方程式：负极：2Fe－4e－===2Fe2＋，正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－；Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·nH2O＋(3－n)H2O，这种电化学腐蚀叫吸氧腐蚀。 1．微生物脱盐电池是一种高效、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NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水(以含 CH3COO－的溶液为例)。下列说法错误的是(　　) A.负极反应式为 CH3COO－＋2H2O－8e－===2CO2↑＋7H＋ B．隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜 C．当电路中转移1 mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5 g D．电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2∶1 B　解析：据图可知a极上CH3COO－转化为CO2和H＋，C元素被氧化，所以a极为该原电池的负极，则b极为正极。a极为负极，CH3COO－失电子被氧化成CO2和H＋，结合电荷守恒可得电极反应式为CH3COO－＋2H2O－8e－===2CO2↑＋7H＋，A正确；为了实现海水的淡化，模拟海水中的氯离子需要移向负极，即a极，则隔膜1为阴离子交换膜，钠离子需要移向正极，即b极，则隔膜2为阳离子交换膜，B错误；当电路中转移1 mol电子时，根据电荷守恒可知，海水中会有1 mol Cl－移向负极，同时有1 mol Na＋移向正极，即除去1 mol NaCl，质量为58.5 g，C正确；b极为正极，水溶液为酸性，所以氢离子得电子产生氢气，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，所以当转移8 mol电子时，正极产生4 mol气体，根据负极反应式可知负极产生2 mol气体，物质的量之比为4∶2＝2∶1，D正确。 2．用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4­H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是(　　) A.待加工铝质工件为阳极 B．可选用不锈钢网作为阴极 C．阴极的电极反应式为Al3＋＋3e－===Al D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动 C　解析：该电解池阳极的电极反应式为2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋，铝化合价升高失电子，所以待加工铝质工件应为阳极，A正确；阴极的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，阴极可选用不锈钢网作电极，B正确，C错误；电解质溶液中的阴离子向阳极移动，D正确。 (1)电解池工作原理模型图 [注意] ①阳离子在阴极上的放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞…… ②阴离子在阳极上的放电顺序：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子＞…… (2)金属电化学腐蚀与防护思维模型 1．如图所示，装置(Ⅰ)是一种可充电电池，装置(Ⅱ)为两电极均为惰性电极的电解池。下列说法正确的是(　　) A．闭合开关K时，电极B为负极，且电极反应式为2Br－－2e－===Br2 B．装置(Ⅰ)放电时，总反应式为2Na2S2＋Br2===Na2S4＋2NaBr C．装置(Ⅰ)充电时，Na＋从左到右通过阳离子交换膜 D．该装置电路中有0.1 mol e－通过时，电极X上析出3.2 g Cu B　解析：闭合开关K时，电极B上发生的电极反应式为Br2＋2e－===2Br－，发生还原反应，电极B为正极，A错误；装置(Ⅰ)放电时，电极B上发生反应：Br2＋2e－===2Br－，电极A上发生反应：2Na2S2－2e－===Na2S4＋2Na＋，总反应式为2Na2S2＋Br2===Na2S4＋2NaBr，B正确；装置(Ⅰ)充电时，电极A为阴极，电极B为阳极，根据电解池中阳离子向阴极移动，则Na＋从右到左通过阳离子交换膜，C错误；电极X为阴极，若阴极只发生反应：Cu2＋＋2e－===Cu，则电路中有0.1 mol e－通过时，理论上析出铜的物质的量为0.05 mol，但该电解质溶液中n(Cu2＋)＝0.4 mol·L－1×0.1 L＝0.04 mol，故阴极上水电离出的H＋也放电，析出铜的物质的量为0.04 mol，其质量为2.56 g，D错误。 2．LiOH常用于制备锂离子电池正极材料。工业上常利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。下列说法正确的是(　　) A．a是电源的负极 B．B极区电解液为LiOH溶液 C．A电极的电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ D．每生成1 mol H2，有1 mol Li＋通过交换膜 B　解析：B极产生H2，B极为电解池阴极，则b极为电源负极，A错误；B极产生H2，同时生成OH－，A极Cl－放电，Li＋移向B极，产生LiOH，B极区电解液为LiOH溶液，B正确；A电极的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，C错误；根据2H＋＋2e－===H2↑，电路中通过2 mol e－时，则有1 mol H2生成，2 mol Li＋通过交换膜，D错误。 3．用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备过氧化氢溶液的装置如下图所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是(　　) A．阳极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ B．电解一段时间后，阳极室的pH未变 C．电解过程中，H＋由a极区向b极区迁移 D．电解一段时间后，a极生成的O2与b极反应的O2等量 D　解析：a极析出氧气，氧元素的化合价升高，为电解池的阳极，b极通入氧气，生成过氧化氢，氧元素的化合价降低，被还原，为电解池的阴极。依据分析a极是阳极，属于放氧生酸型的电解，所以阳极的反应式是2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，A正确；电解时阳极产生氢离子，氢离子是阳离子，通过质子交换膜移向阴极，所以电解一段时间后，阳极室的pH不变，B正确；由B的分析可知，C正确；电解时，阳极的反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，阴极的反应式为O2＋2H＋＋2e－===H2O2，总反应式为O2＋2H2O===2H2O2，要消耗氧气，即是a极生成的氧气小于b极消耗的氧气，D错误。 4．将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在题图所示的情境中，下列说法正确的是(　　) A．阴极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ B．金属M的活动性比Fe的活动性弱 C．钢铁设施表面因积累大量电子而被保护 D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快 C　解析：该装置为原电池原理的金属防护措施，为牺牲阳极的阴极保护法，金属M作负极，钢铁设备作正极，据此分析解答。阴极的钢铁设施实际作原电池的正极，正极金属被保护不失电子，A错误；阳极金属M实际为原电池装置的负极，电子流出，原电池中负极金属比正极活泼，因此M的活动性比Fe的活动性强，B错误；金属M失电子，电子经导线流入钢铁设备，从而使钢铁设施表面积累大量电子，自身金属不再失电子从而被保护，C正确；海水中的离子浓度大于河水中的离子浓度，离子浓度越大，溶液的导电性越强，因此钢铁设施在海水中的腐蚀速率比在河水中快，D错误。 5．根据所学习的电化学知识， 下列说法正确的是(　　) A.金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的过程 B．马口铁(镀锡的铁)破损后不易生锈 C．水库的钢闸门与电源正极连接可实现电化学保护，叫做外加电流的阴极保护法 D．酸雨后钢铁易发生析氢腐蚀、铁锅存留盐液时易发生吸氧腐蚀 D　解析：金属腐蚀是指金属与周围接触到的空气或液体发生反应而引起损耗的现象，所以金属的腐蚀不一定接触到电解质溶液，A错误；锡不如铁活泼，若马口铁(镀锡的铁)破损，会形成原电池，活泼的铁作负极，腐蚀更快，B错误；水库的钢闸门与电源负极相连以防止其生锈，此时铁作阴极，该法为外加电流的阴极保护法，C错误；酸雨后电解质环境酸性较强，易发生析氢腐蚀，铁锅存留盐液时电解质为中性，易发生吸氧腐蚀，D正确。命题热点3　电化学原理在物质制备和废水处理中的综合应用 1．三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na＋和SO可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。 下列叙述正确的是(　　) A．通电后中间隔室的SO向正极区迁移，正极区溶液pH增大 B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品 C．负极区反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，负极区溶液pH降低 D．当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.5 mol的O2生成 B　解析：正极区发生的反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，由于生成H＋，正极区溶液中阳离子增多，故中间隔室的SO向正极区迁移，正极区溶液的pH减小，A错误；负极区发生的反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴离子增多，中间隔室的Na＋向负极区迁移，故负极区产生NaOH，正极区产生H2SO4，B正确；由B项分析可知，负极区产生OH－，负极区溶液的pH升高，C错误；正极区发生的反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，当电路中通过1 mol电子的电量时，生成0.25 mol O2，D错误。 2．利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如下图所示： KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。 (1)写出电解时阴极的电极反应式： 。 (2)电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为 ，其迁移方向是 。 (3)与“电解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之处有 (写出一点)。 答案：(1)2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ (2)K＋　由a到b (3)产生Cl2，易污染环境 解析：(1)电解法制备KIO3时，H2O在阴极得到电子，发生还原反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。(2)电解池中阳离子向阴极移动，即由电极a向电极b迁移，阳离子交换膜只允许阳离子通过，故主要是K＋通过阳离子交换膜。(3)根据工艺流程分析，KClO3氧化法生成的Cl2有毒，且在调pH时加入KOH的量不易控制，另外，生成的KIO3中杂质较多。 3．次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品，具有较强的还原性。H3PO2也可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)： (1)写出阳极的电极反应式： 。 (2)分析产品室可得到H3PO2的原因： 。 (3)早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替。并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有 杂质。该杂质产生的原因是 。 答案：(1)2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ (2)阳极室的H＋穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2 (3)PO　H2PO或H3PO2被氧化 解析：(1)阳极发生氧化反应，在反应中OH－失去电子，电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑。 (2)H2O放电产生H＋，H＋进入产品室，原料室中的H2PO穿过阴膜扩散至产品室，二者发生反应：H＋＋H2PO⥫⥬H3PO2。 (3)如果撤去阳膜，H2PO或H3PO2可能被氧化。 [注意] 在多交换膜的池中，离子迁移遵循电荷守恒，离子的迁移数目可能不相等。 1．普通电解精炼铜的方法所制备的铜中仍含杂质，利用下面的双膜(阴离子交换膜和过滤膜)电解装置可制备高纯度的Cu。下列叙述正确的是(　　) A．电极a为粗铜，电极b为精铜 B．甲膜为过滤膜，可阻止阳极泥及漂浮物杂质进入阴极区 C．乙膜为阴离子交换膜，可阻止杂质阳离子进入阴极区 D.当电路中通过1 mol电子时，可生成32 g精铜 D　解析：由题意结合电解原理可知，电极a是阴极，为精铜，电极b是阳极，为粗铜，A错误；甲膜为阴离子交换膜，可阻止杂质阳离子进入阴极区，B错误；乙膜为过滤膜，可阻止阳极泥及漂浮物杂质进入阴极区，C错误；当电路中通过1 mol电子时，可生成0.5 mol精铜，其质量为32 g，D正确。 2．某镍冶炼车间排放的漂洗废水中含有一定浓度的Ni2＋和Cl－，图甲是双膜三室电沉积法回收废水中Ni2＋的示意图，图乙描述的是实验中阴极液pH与镍回收率之间的关系。下列说法不正确的是(　　) A．交换膜b为阴离子交换膜 B．阳极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ C．阴极液pH＝1时，镍的回收率低主要是有较多H2生成 D．浓缩室得到1 L 0.5 mol·L－1盐酸时，阴极回收得到11.8 g镍 D　解析：根据反应初始阶段阴极液(废水)的pH不断增大，说明阴极区c(H＋)不断减小，因此浓缩室中H＋不能通过交换膜b进入阴极区，故交换膜b为阴离子交换膜，A正确；阳极上水电离出的OH－发生氧化反应，电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，B正确；阴极液pH＝1时，溶液中c(H＋)较大，镍的回收率低，说明阴极上以H＋放电为主，有较多H2生成，C正确；浓缩室得到1 L 0.5 mol·L－1盐酸时，进入浓缩室的n(H＋)＝(0.5－0.1)mol·L－1×1 L＝0.4 mol，由于阴极上反应式：2H＋＋2e－===H2↑，Ni2＋＋2e－===Ni，根据各电极上转移的电子数相等，则发生还原反应的Ni2＋小于0.2 mol，其质量小于59 g·mol－1×0.2 mol＝11.8 g，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$