必练16 电解池及电化学应用-【尖子生创造营】2025年高考化学总复习高频考点必刷1000题（广东专用）

【尖子生创造营】2025年高考化学总复习高频考点必刷1000题（广东专用） 必练16 电解池及电化学应用 1. (2024·广东高考真题) 一种基于氯碱工艺的新型电解池(下图)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法不正确的是 A. 阳极反应： B. 阴极区溶液中浓度逐渐升高 C. 理论上每消耗1mol ，阳极室溶液减少213g D. 理论上每消耗1mol ，阴极室物质最多增加138g 2．(2023·广东高考真题)用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池（下图），可实现大电流催化电解KNO3溶液制氨。工作时，H2O在双极膜界面处被催化解离成H+和OH-，有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是（ ） A．电解总反应： B．每生成1mol ，双极膜处有9mol的H2O解离 C．电解过程中，阳极室中KOH的物质的量不因反应而改变 D．相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构可提高氨生成速率 3. (2023·全国高考新课标理综) 一种以V2O5和Zn为电极、Zn(CF3SO3)2水溶液为电解质的电池，其示意图如下所示。放电时，Zn2+可插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O。下列说法错误的是 A. 放电时V2O5为正极 B. 放电时Zn2+由负极向正极迁移 C. 充电总反应：xZn+V2O5 +nH2O=ZnxV2O5·nH2O D. 充电阳极反应：ZnxV2O5·nH2O-2xe－　=x Zn2++V2O5 +nH2O 4． (2022·广东高考真题)以熔融盐为电解液，以含和等的铝合金废料为阳极进行电解，实现的再生。该过程中 A．阴极发生的反应为 B．阴极上被氧化 C．在电解槽底部产生含的阳极泥 D．阳极和阴极的质量变化相等 5．(2022·广东高考真题)科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为： 。下列说法正确的是 A．充电时电极b是阴极 B．放电时NaCl溶液的减小 C．放电时NaCl溶液的浓度增大 D．每生成，电极a质量理论上增加 6. (2021·广东高考真题) 钴()的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是 A. 工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的均增大 B. 生成，Ⅰ室溶液质量理论上减少 C. 移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变 D. 电解总反应： 7. (2024·广州一模)一种简单钒液流电池的结构及工作原理示意图所示，下列说法不正确的是 A. 放电时，从极区向极区移动 B. 充电时，电极是阳极 C. 每消耗，有通过质子交换膜 D. 充电时的总反应： 8. (2024·广州二模)一种具有双极膜的酸-碱液流电池如图所示，工作时，在双极膜界面处被催化解离成和，有利于电解反应顺利进行。充电时电极a的反应为：，下列说法不正确的是 A. 充电时电极b是阳极 B. 充电时KOH溶液中KOH的物质的量增大 C. 放电一段时间后，负极区溶液的pH减小 D. 每消耗1mol DSAQ，双极膜处有2mol的解离 9. (2024·深圳一模)我国科学家研发了一种由废水（含、等）提铀并同步产电的工艺，其工作原理和相关物质转化关系如图所示，下列有关该过程的说法不正确的是 A. 电子从电极经导线流向CCF电极 B. CCF电极上发生的反应有： C. 生成（的反应中， D. 利用电解法再次获得含溶液，需将附着、的电极置于阳极 10. (2024·深圳二模)分别以ZrO2、石墨为电极，以熔融CaCl2为电解质，采用熔盐电脱氧法电解制备金属Zr。下列说法不正确的是 A. 石墨电极接电源正极 B. 阴极有O2生成 C. O2-向石墨电极迁移 D. Zr4+优先于Ca2+在阴极被还原 11. (2024·佛山一模)如图装置可合成重要的化工中间体乙醛酸，双极膜中的H2O能解离为和，下列说法正确的是 A. 石墨也可以用Pb代替 B. 双极膜解离出来的向石墨电极移动 C. 在Pb电极表面发生反应： D. 当石墨电极析出1 mol ，Pb电极附近一定生成2 mol乙醛酸 12. (2024·佛山二模)畜禽废水中含大量N、P元素，通过电解形成沉淀(鸟粪石)进行回收。用如图装置模拟该过程，其中含P微粒共有1mol。下列说法错误的是 A. 阳极反应有： B. 若电路中转移1.98mol ，则溶液中剩余含P微粒为0.01mol C. 强酸或强碱环境更有利于去除氮、磷元素 D. 鸟粪石可用作缓释肥，实现变废为宝 13．(2024·肇庆二模)双极膜是一种复合膜，在直流电作用下，能把中间界面内的H2O解离为H+和OH-，并使离子定向通过。 以铅蓄电池为电源(放电时总反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O)，利用双极膜电解获得NaOH与H3PO4的原理如图所示。下列说法正确的是 A．N膜为阳离子交换膜 B．产品室2中溶液pH逐渐增大 C．产品室1中反应为+2OH-=+2H2O D．双极膜共解离4molH2O时，理论上铅蓄电池中生成2mol PbSO4 14. (2024·江门一模)我国科学家设计了一种协同转化装置，实现对天然气中和的高效去除，装置如下图。其中电极分别为ZnO＠石墨烯（石墨烯包裹ZnO）和石墨烯。下列有关说法不正确的是 A. ZnO＠石墨烯电极连接光伏电池的负极 B. 石墨烯区电极反应： C. 协同转化的总反应式： D. 金属导线上每转移1mol电子，和被去除的总体积约11.2L（标准状况） 15. (2024·江门一模)高氯酸（）是制备导弹和火箭的固体推进剂高氯酸铵（）的原料之一，下图为一种惰性电极电解高纯次氯酸制备高氯酸的模拟装置。下列有关说法不正确的是 A. b为电源的正极 B. 电极M处发生氧化反应 C. 从左到右穿过质子交换膜 D. 电极N的电极反应式： 16. (2024·汕头二模)资源再利用有利于保护生态，某实验小组研究电催化和含氮废水（）在常温常压下合成尿素，即向一定浓度的溶液中通入至饱和，在电极．上反应生成，电解原理如图所示。下列有关说法错误的是 A. 离子交换膜为质子交换膜 B. 电极b发生氧化反应，为电解池的阳极 C. 每消耗44g ，理论上可在b处得到4mol D. 电极a的电极反应式为 17. (2024·梅州一模)国内首创的电化学脱嵌法盐湖提锂是通过“富锂态吸附材料（阳极）|支持电解质|阴离子膜|卤水|欠锂态吸附材料（阴极）”实现盐湖卤水中锂的高效选择性提取和富集，且高选择性提取锂的磷酸铁（）离子筛价廉易得可反复使用。工作原理如图所示，下列说法不正确的是 A. 该离子筛高选择性提取锂而不提取、的原因是离子半径小能嵌入离子筛 B. 阴极室发生的电极反应式： C. 卤水中的通过阴离子膜进入阳极室以维持整个体系的电荷平衡 D. 以5A的电流电解32分钟后，阳极板质量减轻1.4g（） 18. (2024·梅州二模) 下图的装置可用来测定乙酸溶液的浓度，c为量气管，量取20.00mL待测乙酸溶液于b容器中，以作电极接通电源进行实验(已知酚酞的变色范围是8.2～10.0，不考虑在溶液中的溶解)。下列说法不正确的是 A. (Ⅱ)电极为阴极 B. (Ⅱ)电极反应式为： C. 结束时，b中的实验现象是溶液刚好由浅红色变为无色 D. 若c中收集到气体22.40mL（折合成标况下），则待测乙酸溶液的浓度为0.20mol/L 19. (2024·湛江一模)我国某科研团队设计了一种新型能量存储/转化装置。闭合、断开时，制氢并储能；断开、闭合时，供能。已知与的性质相似。下列说法正确的是 A. 连接时，X电极发生还原反应 B. 连接时，溶液pH不变 C. 连接时，Zn电极表面生成沉淀 D. 该装置能直接将光能转化成化学能 20. (2024·湛江二模)一种应用间接电氧化红曲红（M）合成新型红曲黄色素（N）的装置如图。下列说法正确的是 已知：由M到N的反应可表示为（已配平）。 A. 该合成方法中的能量转换形式是化学能全部转化为电能 B. b极为阳极，电极反应式为 C. 理论a极上生成的氧气与b极上消耗的氧气的质量之比为 D. 反应前后保持不变 21. (2024·惠州一模)环氧乙烷()可用于生产乙二醇。电化学合成环氧乙烷()的装置如图所示： 已知： 下列说法正确的是 A. 电极接电源负极 B. 制备环氧乙烷，电极区产生 C. 电极区的反应方程式为： D. 电解完成后，将阳极区和阴极区溶液混合才可得到环氧乙烷 22. (2024·韶关一模)酸性废水中的可在一定条件下利用硝酸盐菌转化，再用如图所示装置除去，下列有关说法不正确的是 A. b端为铅蓄电池的负极 B. 该装置电能转化为化学能 C. M为阳离子交换膜 D. 电解池阴极的电极反应式为： 23. (2024·韶关二模)锌铁液流电池由于安全、稳定、电解液成本低等优点成为电化学储能热点技术之一，如图为碱性锌铁液流电池放电时的工作原理示意图，以和作为电极氧化还原产物。已知：聚苯并咪唑（PBI）膜允许离子通过。下列说法正确的是 A. 充电时，惰性电极连接电源的负极 B. 放电过程中，当有2mol电子转移时，负极区电解液增重65g C. 充电过程中，总反应为： D. 充电过程中，惰性电极区的溶液pH逐渐增大 24．(2024·大亚湾区一模)一种新型电解池如图所示，可实现废水中硝酸根制氨和硫化氢制硫的双污染物的升级回收利用。下列说法不正确的是 A．a为电源正极，电极I发生氧化反应 B．阴极电极反应式： C．若处理含废水，理论上交换膜通过 D．电解一段时间后，阳极附近的溶液的不变 25．(2024·大湾区二模)利用双极膜电解含有的溶液，使转化成碳燃料，实现了还原流动。电解池如下图所示，双极膜中水电离的和在电场作用下可以向两极迁移。下列说法不正确的是 A．银网电极与电源负极相连 B．双极膜b侧应该用质子交换膜 C．阴极电极反应为： D．双极膜中有0.1mol 电离，则阳极附近理论上产生0.05mol 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 【尖子生创造营】2025年高考化学总复习高频考点必刷1000题（广东专用） 必练16 电解池及电化学应用 1. (2024·广东高考真题) 一种基于氯碱工艺的新型电解池(下图)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法不正确的是 A. 阳极反应： B. 阴极区溶液中浓度逐渐升高 C. 理论上每消耗1mol ，阳极室溶液减少213g D. 理论上每消耗1mol ，阴极室物质最多增加138g 【答案】C 【分析】右侧溶液为饱和食盐水，右侧电极产生气体，则右侧电极为阳极，放电产生氯气，电极反应为：；左侧电极为阴极，发生还原反应，在碱性条件下转化为Fe，电极反应为：；中间为阳离子交换膜，由阳极向阴极移动。 【详解】A．由分析可知，阳极反应为：，A正确； B．由分析可知，阴极反应为：，消耗水产生，阴极区溶液中浓度逐渐升高，B正确； C．由分析可知，理论上每消耗，转移6mol电子，产生3mol，同时有6mol 经阳离子交换膜由阳极转移至阴极，则阳极室溶液减少 ，C错误； D．由分析可知，理论上每消耗，转移6mol电子，有6mol由阳极转移至阴极，阴极室物质最多增加，D正确； 故选C。 2．(2023·广东高考真题)用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池（下图），可实现大电流催化电解KNO3溶液制氨。工作时，H2O在双极膜界面处被催化解离成H+和OH-，有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是（ ） A．电解总反应： B．每生成1mol ，双极膜处有9mol的H2O解离 C．电解过程中，阳极室中KOH的物质的量不因反应而改变 D．相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构可提高氨生成速率 【答案】B 【详解】电解KNO3：NO3- +8e-+7H2O =NH3·H2O+9OH-；电解KOH：8OH- - 8e- =4H2O+2O2↑A．电解总反应：，A正确；B．每生成1mol ，左室消耗1mol NO3-，生成9OH-，需要8mol H+来中和电性，故双极膜处有8mol的H2O解离，B错误；C．电解过程中，阳极室中KOH，因为可以由水解离得到的OH-补充，物质的量不因反应而改变，C正确；D．相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构能中和阳极和阴极室的电性，可提高氨生成速率，D正确。 3. (2023·全国高考新课标理综) 一种以V2O5和Zn为电极、Zn(CF3SO3)2水溶液为电解质的电池，其示意图如下所示。放电时，Zn2+可插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O。下列说法错误的是 A. 放电时V2O5为正极 B. 放电时Zn2+由负极向正极迁移 C. 充电总反应：xZn+V2O5 +nH2O=ZnxV2O5·nH2O D. 充电阳极反应：ZnxV2O5·nH2O-2xe－　=x Zn2++V2O5 +nH2O 【答案】C 【解析】 【分析】由题中信息可知，该电池中Zn为负极、V2O5为正极，电池的总反应为xZn+V2O5 +nH2O=ZnxV2O5·nH2O。 【详解】A．由题信息可知，放电时，Zn2+可插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O，V2O5发生了还原反应，则放电时V2O5为正极，A说法正确； B．Zn为负极，放电时Zn失去电子变为Zn2+，阳离子向正极迁移，则放电时Zn2+由负极向正极迁移，B说法正确； C．电池在放电时的总反应为xZn+V2O5 +nH2O=ZnxV2O5·nH2O ，则其在充电时的总反应为ZnxV2O5·nH2O ＝xZn+V2O5 +nH2O，C说法不正确； D．充电阳极上ZnxV2O5·nH2O被氧化为V2O5，则阳极的电极反应为ZnxV2O5·nH2O-2xe－　=x Zn2++V2O5 +nH2O，D说法正确； 综上所述，本题选C 4． (2022·广东高考真题)以熔融盐为电解液，以含和等的铝合金废料为阳极进行电解，实现的再生。该过程中 A．阴极发生的反应为 B．阴极上被氧化 C．在电解槽底部产生含的阳极泥 D．阳极和阴极的质量变化相等 【答案】C 【解析】 根据电解原理可知，电解池中阳极发生失电子的氧化反应，阴极发生得电子的还原反应，该题中以熔融盐为电解液，含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，通过控制一定的条件，从而可使阳极区Mg和Al发生失电子的氧化反应，分别生成Mg2+和Al3+，Cu和Si不参与反应，阴极区Al3+得电子生成Al单质，从而实现Al的再生，据此分析解答。 【详解】 A．阴极应该发生得电子的还原反应，实际上Mg在阳极失电子生成Mg2+，A错误； B．Al在阳极上被氧化生成Al3+，B错误； C．阳极材料中Cu和Si不参与氧化反应，在电解槽底部可形成阳极泥，C正确； D．因为阳极除了铝参与电子转移，镁也参与了电子转移，且还会形成阳极泥，而阴极只有铝离子得电子生成铝单质，根据电子转移数守恒及元素守恒可知，阳极与阴极的质量变化不相等，D错误； 故选C。 5．(2022·广东高考真题)科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为： 。下列说法正确的是 A．充电时电极b是阴极 B．放电时NaCl溶液的减小 C．放电时NaCl溶液的浓度增大 D．每生成，电极a质量理论上增加 【答案】C 【解析】 A．由充电时电极a的反应可知，充电时电极a发生还原反应，所以电极a是阴极，则电极b是阳极，故A错误； B．放电时电极反应和充电时相反，则由放电时电极a的反应为可知，NaCl溶液的pH不变，故B错误； C．放电时负极反应为，正极反应为，反应后Na+和Cl-浓度都增大，则放电时NaCl溶液的浓度增大，故C正确； D．充电时阳极反应为，阴极反应为，由得失电子守恒可知，每生成1molCl2，电极a质量理论上增加23g/mol2mol=46g，故D错误； 答案选C。 6. (2021·广东高考真题) 钴()的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是 A. 工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的均增大 B. 生成，Ⅰ室溶液质量理论上减少 C. 移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变 D. 电解总反应： 【答案】D 【解析】 由图可知，该装置为电解池，石墨电极为阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，Ⅰ室中阳离子电荷数大于阴离子电荷数，放电生成氢离子通过阳离子交换膜由Ⅰ室向Ⅱ室移动，钴电极为阴极，钴离子在阴极得到电子发生还原反应生成钴，电极反应式为Co2++2e-=Co，Ⅲ室中阴离子电荷数大于阳离子电荷数，氯离子过阴离子交换膜由Ⅲ室向Ⅱ室移动，电解的总反应的离子方程式为2Co2++2H2O2 Co +O2↑+4H+。 【详解】A．由分析可知，放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由Ⅰ室向Ⅱ室移动，使Ⅱ室中氢离子浓度增大，溶液pH减小，故A错误； B．由分析可知，阴极生成1mol钴，阳极有1mol水放电，则Ⅰ室溶液质量减少18g，故B错误； C．若移除离子交换膜，氯离子的放电能力强于水，氯离子会在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，则移除离子交换膜，石墨电极的电极反应会发生变化，故C错误； D．由分析可知，电解的总反应的离子方程式为2Co2++2H2O2 Co +O2↑+4H+，故D正确； 故选D。 7. (2024·广州一模)一种简单钒液流电池的结构及工作原理示意图所示，下列说法不正确的是 A. 放电时，从极区向极区移动 B. 充电时，电极是阳极 C. 每消耗，有通过质子交换膜 D. 充电时的总反应： 【答案】C 【分析】由图知，M极转化为VO2+，V元素化合价由+5变为+4，化合价降低，得电子，故为正极，则N为负极，V2+失电子，那么充电时，M接外电源正极，M为阳极，另外结合质子交换膜可以知道电解液为酸性。 【详解】A．放电时，M为正极，电极反应式为，正极反应消耗H+，H+从N极区向M极区移动，A正确； B．充电时，VO2+转化为，失电子，M为阳极，B正确； C．根据A中电极方程式，每消耗1mol，得到1mole-，虽然消耗2molH+，但内外电路通过的电量相等，因此只有1molH+通过质子交换膜，C不正确； D．充电时，M极VO2+转化为，总反应为+H2O+V3+=+2H++V2+，D正确； 本题选C 8. (2024·广州二模)一种具有双极膜的酸-碱液流电池如图所示，工作时，在双极膜界面处被催化解离成和，有利于电解反应顺利进行。充电时电极a的反应为：，下列说法不正确的是 A. 充电时电极b是阳极 B. 充电时KOH溶液中KOH的物质的量增大 C. 放电一段时间后，负极区溶液的pH减小 D. 每消耗1mol DSAQ，双极膜处有2mol的解离 【答案】C 【分析】由信息充电时电极a的反应为：，则a为阴极，b为阳极，电极反应式为2Br--2e-=Br2；放电时a为负极，b为正极。据此作答。 【详解】A．根据分析，b是阳极，A正确； B．根据分析，充电时，双极膜处产生的H+移向左边阴极区，OH-移向KOH溶液，K+从阳极区经过阳离子交换膜移向KOH溶液，所以KOH的物质的量增大，B正确； C．放电时，负极发生的电极反应：，每产生2molH+，同时有通过双极膜离开阴极室，故pH基本不变，C错误； D．根据电极反应式，每消耗1mol DSAQ，得到2mol电子，双极膜处有2mol的解离，D正确； 故选C。 9. (2024·深圳一模)我国科学家研发了一种由废水（含、等）提铀并同步产电的工艺，其工作原理和相关物质转化关系如图所示，下列有关该过程的说法不正确的是 A. 电子从电极经导线流向CCF电极 B. CCF电极上发生的反应有： C. 生成（的反应中， D. 利用电解法再次获得含溶液，需将附着、的电极置于阳极 【答案】C 【分析】由图可知，铁电极为原电池的负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式为Fe—2e—=Fe2+，CCF电极为正极，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成过氧化氢和氢氧根离子、UO在正极得到电子发生还原反应生成UO2，电极反应式为、UO+2e—=UO2，放电生成的UO2与过氧化氢反应生成(UO2)O2·H2O，反应的化学方程式为UO2+2H2O2=(UO2)O2·H2O。 【详解】A．由分析可知，铁电极为原电池的负极，CCF电极为正极，则电子从Fe电极经导线流向CCF电极，故A正确； B．由分析可知，CCF电极为正极，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成过氧化氢和氢氧根离子、UO在正极得到电子发生还原反应生成UO2，电极反应式为、UO+2e—=UO2，故B正确； C．由分析可知，生成(UO2)O2·H2O的化学方程式为UO2+2H2O2=(UO2)O2·H2O，则反应中氧化剂H2O2与还原剂UO2的物质的量之比为1:1，故C错误； D．利用电解法再次获得含溶液时，与直流电源的正极相连的CCF电极为阳极，UO2、(UO2)O2·H2O在阳极失去电子发生氧化反应生成UO，故D正确； 故选C。 10. (2024·深圳二模)分别以ZrO2、石墨为电极，以熔融CaCl2为电解质，采用熔盐电脱氧法电解制备金属Zr。下列说法不正确的是 A. 石墨电极接电源正极 B. 阴极有O2生成 C. O2-向石墨电极迁移 D. Zr4+优先于Ca2+在阴极被还原 【答案】B 【分析】以ZrO2、石墨为电极，以熔融CaCl2为电解质，采用熔盐电脱氧法电解制备金属Zr。则ZrO2为阴极，石墨为阳极。在阴极：ZrO2+4e-=Zr+2O2-；在阳极：4Cl--4e-=2Cl2↑。 【详解】A．由分析可知，石墨电极为阳极，接电源正极，A正确； B．在阴极，ZrO2+4e-=Zr+2O2-，没有O2生成，B不正确； C．电池工作时，阴离子向阳极移动，则O2-向石墨电极迁移，C正确； D．Zr4+的氧化性大于Ca2+，则Zr4+优先于Ca2+在阴极被还原，D正确； 故选B。 11. (2024·佛山一模)如图装置可合成重要的化工中间体乙醛酸，双极膜中的H2O能解离为和，下列说法正确的是 A. 石墨也可以用Pb代替 B. 双极膜解离出来的向石墨电极移动 C. 在Pb电极表面发生反应： D. 当石墨电极析出1 mol ，Pb电极附近一定生成2 mol乙醛酸 【答案】C 【分析】由图可知，铅电极为电解池的阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，酸性条件下草酸在阴极得到电子发生还原反应生成乙醛酸和水，石墨电极为阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，双极膜解离出来的氢氧根离子进入阳极区、氢氧根离子进入阴极区。 【详解】A．若用铅电极代替石墨电极，铅会在阳极失去电子发生氧化反应生成铅离子，所以不能用铅电极代替石墨电极，故A错误； B．由分析可知，铅电极为电解池的阴极，石墨电极为阳极，双极膜解离出来的氢氧根离子进入阳极区、氢氧根离子进入阴极区，故B错误； C．由分析可知，铅电极为电解池阴极，酸性条件下草酸在阴极得到电子发生还原反应生成乙醛酸和水，电极反应式为，故C正确； D．由分析可知，铅电极为电解池的阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，酸性条件下草酸在阴极得到电子发生还原反应生成乙醛酸和水，则石墨电极析出1mol氧气时，无法计算铅电极附近生成乙醛酸的物质的量，故D错误； 故选C。 12. (2024·佛山二模)畜禽废水中含大量N、P元素，通过电解形成沉淀(鸟粪石)进行回收。用如图装置模拟该过程，其中含P微粒共有1mol。下列说法错误的是 A. 阳极反应有： B. 若电路中转移1.98mol ，则溶液中剩余含P微粒为0.01mol C. 强酸或强碱环境更有利于去除氮、磷元素 D. 鸟粪石可用作缓释肥，实现变废为宝 【答案】C 【分析】结合图和题意分析，Mg电解为阳极，电极反应式为，惰性电解为阴极，电极反应式为，据此回答。 【详解】A．由分析知，阳极反应有：，A正确； B．由知，若电路中转移1.98mol ，则消耗的，则溶液中剩余含P微粒为，B正确； C．强酸性环境下，会生成，强碱性环境下，会生成氨水，不利于去除氮、磷元素，C错误； D．鸟粪石是含N、P元素的不溶性物质，通过沉淀溶解平衡可逐渐提供可溶性的铵离子和硫酸根，提供N和P，故可用作缓释肥，实现变废为宝，D正确； 故选C。 13．(2024·肇庆二模)双极膜是一种复合膜，在直流电作用下，能把中间界面内的H2O解离为H+和OH-，并使离子定向通过。 以铅蓄电池为电源(放电时总反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O)，利用双极膜电解获得NaOH与H3PO4的原理如图所示。下列说法正确的是 A．N膜为阳离子交换膜 B．产品室2中溶液pH逐渐增大 C．产品室1中反应为+2OH-=+2H2O D．双极膜共解离4molH2O时，理论上铅蓄电池中生成2mol PbSO4 【答案】D 【分析】由图可知，电解池工作时阳离子向阴极迁移，由于H+向电极a移动，即电极a为阴极，那么电极b为阳极， M膜为阳离子交换膜，原料室中钠离子通过M膜进入产品室1得到氢氧化钠，N膜为阴离子交换膜，原料室中磷酸二氢根离子通过N膜进入产品室2，与双极膜产生的氢离子反应生成磷酸。 【详解】A．由分析得，N为阴离子交换膜，故A错误； B．原料室中磷酸二氢根离子通过N膜进入产品室2，与双极膜产生的氢离子反应生成磷酸，产品室2中溶液pH逐渐减小，故B错误； C．原料室中钠离子通过M膜进入产品室1得到氢氧化钠，故C错误； D．双极膜共解离4molH2O，即电极a、b处各解离2molH2O，电极a的电极反应式为：，解离2molH2O得到2mol H+，转移电子数为2mol，结合反应Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，理论上铅蓄电池中生成2molPbSO4，故D正确； 故选D。 14. (2024·江门一模)我国科学家设计了一种协同转化装置，实现对天然气中和的高效去除，装置如下图。其中电极分别为ZnO＠石墨烯（石墨烯包裹ZnO）和石墨烯。下列有关说法不正确的是 A. ZnO＠石墨烯电极连接光伏电池的负极 B. 石墨烯区电极反应： C. 协同转化的总反应式： D. 金属导线上每转移1mol电子，和被去除的总体积约11.2L（标准状况） 【答案】D 【分析】根据示意图可判断该装置为电解池，ZnO＠石墨烯电极为阴极，接光伏电池的负极；石墨烯电极为阳极，接光伏电池的正极； 【详解】A．由上述分析可知，ZnO＠石墨烯电极连接光伏电池的负极，故A正确； B．根据示意图，石墨烯区电极反应：，故B正确； C．根据图中进入物质、出来物质知，协同转化过程中反应物是H2S、CO2，生成物是S、CO、H2O，电池反应式为CO2+H2S═CO+H2O+S，故C正确； D．根据总反应：，金属导线上每转移1mol电子，和被去除的总物质的量为1mol，总体积约22.4L(标准状况)，故D错误。 答案选D。 15. (2024·江门一模)高氯酸（）是制备导弹和火箭的固体推进剂高氯酸铵（）的原料之一，下图为一种惰性电极电解高纯次氯酸制备高氯酸的模拟装置。下列有关说法不正确的是 A. b为电源的正极 B. 电极M处发生氧化反应 C. 从左到右穿过质子交换膜 D. 电极N的电极反应式： 【答案】A 【分析】图为一种惰性电极电解高纯次氯酸制备高氯酸的模拟装置，则M极次氯酸失去电子发生氧化反应得到高氯酸，M为阳极、N为阴极，与之对应的a为正极、b为负极； 【详解】A．由分析可知，b为电源的负极，A错误； B．由分析可知，电极M处发生氧化反应，B正确； C．电解池中阳离子向阴极迁移，故从左到右穿过质子交换，C正确； D．N为阴极，氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，，D正确； 故选A。 16. (2024·汕头二模)资源再利用有利于保护生态，某实验小组研究电催化和含氮废水（）在常温常压下合成尿素，即向一定浓度的溶液中通入至饱和，在电极．上反应生成，电解原理如图所示。下列有关说法错误的是 A. 离子交换膜为质子交换膜 B. 电极b发生氧化反应，为电解池的阳极 C. 每消耗44g ，理论上可在b处得到4mol D. 电极a的电极反应式为 【答案】D 【分析】从电池结构中有电源可知，该电池是电解池，从该电池的H+的移动方向可知，H+从b电极向a电极移动，电解池中阳离子从阳极移向阴极，所以a电极是阴极，b电极是阳极，所以b电极连接电源的正极，a电极连接电源的负极； 【详解】A．根据装置可知，该离子交换膜只允许氢离子通过，为质子交换腊，A正确； B．根据分析可知，b电极是电解池的阳极，阳极上发生氧化反应，B正确； C．44gCO2物质的量为1mol，当电极a区消耗1molCO2时，由电极方程式，转移电子16mol，电极b生成O2是H2O中的O失电子，化合价从-2变为0，故得4molO2，C正确； D．a电极是阴极，得电子，从图中可知，a电极上端通入CO2，H+移动到a电极参与反应，硝酸根离子转化为CO(NH2)2，其电极反应式为，D错误； 答案选D。 17. (2024·梅州一模)国内首创的电化学脱嵌法盐湖提锂是通过“富锂态吸附材料（阳极）|支持电解质|阴离子膜|卤水|欠锂态吸附材料（阴极）”实现盐湖卤水中锂的高效选择性提取和富集，且高选择性提取锂的磷酸铁（）离子筛价廉易得可反复使用。工作原理如图所示，下列说法不正确的是 A. 该离子筛高选择性提取锂而不提取、的原因是离子半径小能嵌入离子筛 B. 阴极室发生的电极反应式： C. 卤水中的通过阴离子膜进入阳极室以维持整个体系的电荷平衡 D. 以5A的电流电解32分钟后，阳极板质量减轻1.4g（） 【答案】D 【分析】根据示意图可知，左侧为阳极，发生氧化反应，右侧为阴极，发生还原反应； 【详解】A．电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；锂离子半径小于、，导致能嵌入离子筛，从而能高选择性提取锂而不提取、，A正确； B．阴极室中得到电子发生还原反应生成，发生的电极反应式：，B正确； C．装置中为阴离子膜，反应过程中卤水中的通过阴离子膜进入阳极室以维持整个体系的电荷平衡，C正确； D．5A电流电解32分钟后，转移电子，则阳极板释放出1mol Li+，质量减轻0.7g，D错误； 故选D。 18. (2024·梅州二模) 下图的装置可用来测定乙酸溶液的浓度，c为量气管，量取20.00mL待测乙酸溶液于b容器中，以作电极接通电源进行实验(已知酚酞的变色范围是8.2～10.0，不考虑在溶液中的溶解)。下列说法不正确的是 A. (Ⅱ)电极为阴极 B. (Ⅱ)电极反应式为： C. 结束时，b中的实验现象是溶液刚好由浅红色变为无色 D. 若c中收集到气体22.40mL（折合成标况下），则待测乙酸溶液的浓度为0.20mol/L 【答案】C 【分析】因为该装置可用来测定乙酸溶液的浓度，所以右侧为阴极，发生还原反应，电极反应：，左侧是阳极，发生氧化反应，电极反应：，根据得失电子守恒，可以根据c中收集到的气体体积（标况），计算乙酸浓度。 【详解】A．根据分析知，(Ⅱ)电极为阴极，A正确； B．根据分析知，(Ⅱ)电极反应式为：，B正确； C．生成的乙酸钠为强碱弱酸盐，水解显碱性，当b中溶液恰好变为浅红色，反应结束，C错误； D．标况下c中收集到气体22.40mL，，则生成O2的物质的量为0.001mol，根据，则待测液中乙酸的物质的量为0.004mol，浓度为0.20mol/L.， D正确； 故选C。 19. (2024·湛江一模)我国某科研团队设计了一种新型能量存储/转化装置。闭合、断开时，制氢并储能；断开、闭合时，供能。已知与的性质相似。下列说法正确的是 A. 连接时，X电极发生还原反应 B. 连接时，溶液pH不变 C. 连接时，Zn电极表面生成沉淀 D. 该装置能直接将光能转化成化学能 【答案】B 【详解】A．连接时，X电极发生反应，Ni元素化合价升高，发生氧化反应，A项错误； B．连接时，Pt电极发生反应，电池反应为，溶液中浓度不变，pH不变，B项正确； C．连接时，Zn电极做原电池负极，表面发生反应，表面没有沉淀生成，C项错误； D．该装置将光能先转化为电能，再转化为化学能储能，D项错误； 答案选B。 20. (2024·湛江二模)一种应用间接电氧化红曲红（M）合成新型红曲黄色素（N）的装置如图。下列说法正确的是 已知：由M到N的反应可表示为（已配平）。 A. 该合成方法中的能量转换形式是化学能全部转化为电能 B. b极为阳极，电极反应式为 C. 理论a极上生成的氧气与b极上消耗的氧气的质量之比为 D. 反应前后保持不变 【答案】C 【分析】由题干电解池装置图可知，a极发生氧化反应，电极反应为：4OH--4e-=O2↑+2H2O，则a极为阳极，b极为阴极，发生还原反应，电极反应为：2H++O2+2e-=H2O2，然后H2O2把转化为，M将又还原为，据此分析解题。 【详解】A．电解池工作时，电能不可能完全转化为化学能，故该合成方法中的能量转换形式是电能转化为化学能和热能等，A错误； B．由分析可知，b极为阴极，电极反应式为，B错误； C．根据电子守恒可知，a极电极反应为：4OH--4e-=O2↑+2H2O，b极电极反应为：2H++O2+2e-=H2O2，故理论a极上生成的氧气与b极上消耗的氧气的质量之比为，C正确； D．由题干图示信息可知，根据反应H2O2+=+H2O，，反应中阴极区产生H2O，即反应后变小，D错误； 故答案为：C。 21. (2024·惠州一模)环氧乙烷()可用于生产乙二醇。电化学合成环氧乙烷()的装置如图所示： 已知： 下列说法正确的是 A. 电极接电源负极 B. 制备环氧乙烷，电极区产生 C. 电极区的反应方程式为： D. 电解完成后，将阳极区和阴极区溶液混合才可得到环氧乙烷 【答案】D 【分析】由题给转化关系可知，与直流电源正极相连的铂电极为电解池的阳极，溴离子在阳极失去电子发生氧化反应生成溴，通入的乙烯与溴、水反应生成HOCH2CH2Br，镍电极为阴极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，钾离子通过阳离子交换膜进入阴极区，电解完成后，将阳极区和阴极区溶液混合，HOCH2CH2Br在碱性条件下发生取代反应生成环氧乙烷。 【详解】A．由分析可知，与直流电源正极相连的铂电极为电解池的阳极，故A错误； B．由题意可知，生成1mol环氧乙烷需要消耗1mol溴，则由得失电子数目守恒可知，阴极上生成氢气的物质的量为1mol，故B错误； C．由分析可知，阳极区发生的反应为CH2=CH2+Br2+ H2O HOCH2CH2Br，故C错误； D．由分析可知，电解完成后，将阳极区和阴极区溶液混合，HOCH2CH2Br在碱性条件下发生取代反应生成环氧乙烷，故D正确； 故选D。 22. (2024·韶关一模)酸性废水中的可在一定条件下利用硝酸盐菌转化，再用如图所示装置除去，下列有关说法不正确的是 A. b端为铅蓄电池的负极 B. 该装置电能转化为化学能 C. M为阳离子交换膜 D. 电解池阴极的电极反应式为： 【答案】D 【分析】电解池中，与电源正极相连的电极是阳极，电子从阳极流出，电子沿着导线流向电源正极，与电源负极相连的电极是阴极，电源负极上电子流出，电子沿着导线流向电解池的阴极，阴极上氧化剂得到电子发生还原反应，由图知，Ag-Pt电极上转变为N2，则Ag-Pt为阴极，阴极上的电极反应为：2+12H++10e-=N2↑+6H2O，内电路中阴离子移向阳极、阳离子移向阴极，据此分析。 【详解】A．硝酸根转化为氮气的转化应该是在阴极上发生的，所以b是电源的负极，a是正极，故A正确； B．图示的电化学装置除去属于电解装置，把电能转化为化学能，故B正确； C． 若图中为阴离子交换膜，只允许阴离子通过，则硝酸根离子会由右侧区域向左侧区域移动、影响去除硝酸根离子的效果。若为阳离子交换膜，只允许阳离子通过，阳极反应，则产生的及酸性废水中氢离子会由左侧区域向右侧区域移动、参与阴极反应而除去硝酸根离子和氢离子，达到使用目的，故图中离子交换膜应为阳离子交换膜，故C正确； D．据分析Ag-Pt为阴极，Ag-Pt电极上得电子被还原为N2、电解质为酸性废水，则阴极的电极反应式为2+12H++10e-=N2↑+6H2O，故D错误； 故答案选D。 23. (2024·韶关二模)锌铁液流电池由于安全、稳定、电解液成本低等优点成为电化学储能热点技术之一，如图为碱性锌铁液流电池放电时的工作原理示意图，以和作为电极氧化还原产物。已知：聚苯并咪唑（PBI）膜允许离子通过。下列说法正确的是 A. 充电时，惰性电极连接电源的负极 B. 放电过程中，当有2mol电子转移时，负极区电解液增重65g C. 充电过程中，总反应为： D. 充电过程中，惰性电极区的溶液pH逐渐增大 【答案】D 【分析】由图可知，Zn失去电子生成，则Zn作负极，电极反应式：Zn−2e−+4OH−=，惰性电极为正极，得电子生成，电极反应式： ，据此回答。 【详解】A．充电时，惰性电极作阳极，连接电源的正极，A错误； B．放电过程中，根据分析可知，转移2mol电子时溶解1mol Zn，同时溶液中OH-透过聚苯并咪唑(PBI)膜向阴极移动，则负极区电解液增重大于65g，B错误； C．充电过程中，总反应为：，C错误； D．充电过程中，阴极区的OH-透过聚苯并咪唑(PBI)膜向阳极（惰性电极）移动，OH-的浓度增大，惰性电极区的溶液pH逐渐增大，D正确； 故选D。 24．(2024·大亚湾区一模)一种新型电解池如图所示，可实现废水中硝酸根制氨和硫化氢制硫的双污染物的升级回收利用。下列说法不正确的是 A．a为电源正极，电极I发生氧化反应 B．阴极电极反应式： C．若处理含废水，理论上交换膜通过 D．电解一段时间后，阳极附近的溶液的不变 【答案】D 【分析】由图可知，电极Ⅰ上硫化氢失电子生成硫，则电极Ⅰ为阳极，电极Ⅱ为阴极，硝酸根离子得电子生成一水合氨，电极反应式为：+8e-+7H2O═NH3⋅H2O+9OH-，据此分析解题。 【详解】A．电极Ⅰ上硫化氢失电子生成硫，则电极Ⅰ为阳极，a为电源正极，电极Ⅰ发生氧化反应，A正确； B．电极Ⅱ为阴极，硝酸根离子得电子生成一水合氨，电极反应式为：+8e-+7H2O═NH3⋅H2O+9OH-，B正确； C．若处理含4molH2S废水，电路中转移8mol电子，则理论上交换膜通过8molOH-，C正确； D．阳极的电极反应式为：H2S-2e-=S+2H+，每生成1molS，有2molOH-经过阴离子交换膜到达阳极区，与氢离子结合生成水，则电解一段时间后，阳极附近的酸溶液的pH增大，D错误； 故答案为：D。 25．(2024·大湾区二模)利用双极膜电解含有的溶液，使转化成碳燃料，实现了还原流动。电解池如下图所示，双极膜中水电离的和在电场作用下可以向两极迁移。下列说法不正确的是 A．银网电极与电源负极相连 B．双极膜b侧应该用质子交换膜 C．阴极电极反应为： D．双极膜中有0.1mol 电离，则阳极附近理论上产生0.05mol 【答案】D 【分析】根据示意图，右侧生成CO，发生还原反应，为阴极区，即Ag网为阴极，与电源的负极相连，阴极的反应式为：；Ni网为阳极，电极反应式为：，双极膜中H+向右侧移动，即b为质子膜，OH-向左侧移动，a为阴离子膜。 【详解】A．由上述分析可知，银网电极为阴极，与电源负极相连，故A正确； B．双极膜中H+向右侧移动，即b为质子膜，故B正确； C．阴极的电极反应式为：，故C正确； D．根据阳极反应式，产生0.05mol 会消耗0.2molOH-，双极膜中有0.2mol 电离，故D错误。 答案选D。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$