专题03 电能转化为化学能——电解 （考题猜想）（9大题型）-2024-2025学年高二化学上学期期中考点大串讲（鲁科版2019选择性必修1）

专题03 电能转化为化学能——电解 题型1电解池及其判断 题型2电解规律及其应用 题型3氯碱工业 题型4电镀与电解精炼 题型5电解的有关计算 题型6多池串联装置 题型7电解原理在物质制备中的应用 题型8电化学中的膜技术 题型9电化学综合应用 ▉题型1 电解池及其判断 【例1】关于如图所示①②两个装置的叙述正确的是(　　) A．装置名称：①是原电池，②是电解池 B．硫酸浓度变化：①增大，②减小 C．电极反应式：①中阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，②中正极：Zn－2e－===Zn2＋ D．离子移动方向：①中H＋向阴极方向移动，②中H＋向负极方向移动 【变式1-1】下列关于电解池工作原理的说法中，错误的是(　　) A．电解池是一种将电能转化成化学能的装置 B．电解池中发生的反应是非自发的氧化还原反应 C．电解池工作时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应 D．与原电池不同，电解池放电时，电极本身不会参加电极反应 【变式1-2】如图所示是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关判断正确的是(　　) A．a为负极、b为正极 B．a为阳极、b为阴极 C．电解过程中，d电极质量增加 D．电解过程中，氯离子浓度不变 【变式1-3】某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在图中，下列有关分析完全正确的是(　　) 选项 A B C D a电极 阳极 阴极 阳极 阴极 d电极 正极 正极 负极 负极 Q离子 阳离子 阳离子 阴离子 阴离子 ▉题型2 电解规律及其应用 【例2】用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为3∶1的硫酸铜和氯化钠的混合溶液，不可能发生的反应有(　　) A．2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑ B．Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑ C．2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ D．2H2O2H2↑＋O2↑ 【变式2-1】用石墨作电极，电解1 mol·L－1下列溶液，则电解前后溶液的pH保持不变的是(　　) A．硫酸 B．氢氧化钠 C．硫酸钠 D．氯化钠 【变式2-2】如图为直流电源电解稀硫酸钠溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是(　　) A．电极a附近呈红色，电极b附近呈蓝色 B．电极a附近呈蓝色，电极b附近呈红色 C．逸出气体的体积，电极a 的小于电极b的 D．一电极逸出无味气体，另一电极逸出具有刺激性气味的气体 【变式2-3】利用如图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2，并用阴极排出的溶液吸收NO2。下列说法正确的是(　　) A．b为直流电源的正极 B．将装置中的阳离子交换膜换成阴离子交换膜，电极反应式不变 C．阳极的电极反应式为SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋ D．电解时，H＋由阴极室通过阳离子交换膜到阳极室 ▉题型3 氯碱工业 【例3】关于电解NaCl溶液，下列叙述正确的是(　　) A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠 B．若向阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色 C．若向阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色 D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性 【变式3-1】如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列有关说法不正确的是(　　) A．装置中出口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Cl－＋2H＋Cl2↑＋H2↑ D．该装置是将电能转化为化学能 【变式3-2】氯碱工业的一种节能新工艺是将电解池与燃料电池相结合，相关物料的传输与转化关系如图所示(电极未标出)。下列说法正确的是(　　) A．电解池的阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ B．通入空气的电极为负极 C．电解池中产生2 mol Cl2时，理论上燃料电池中消耗0.5 mol O2 D．a、b、c的大小关系为a>b＝c ▉题型4 电镀与电解精炼 【例4】若要在铜片上镀银时，下列叙述中错误的是(　　) ①将铜片接在电源的正极　②将银片接在电源的正极　③在铜片上发生的反应是Ag＋＋e－===Ag　④在银片上发生的反应是4OH－－4e－===O2↑＋2H2O　⑤可用CuSO4溶液作电解质溶液　⑥可用AgNO3溶液作电解质溶液 A．①③⑥ B．②③⑥ C．①④⑤ D．②③④⑥ 【变式4-1】金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量铁、锌、铜、铂等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性：Fe2＋<Ni2＋<Cu2＋)(　　) A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2＋＋2e－===Ni B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等 C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋ D．电解后，电解槽底部的阳极泥中有铜和铂，没有锌、铁、镍 【变式4-2】海水提镁的最后一步是将氯化镁电解获取金属镁，下列有关该电解过程的叙述中，正确的是(　　) A．两个电极必须都用惰性电极 B．阳极可以用金属电极，阴极必须是惰性电极 C．电解熔融状态的氯化镁 D．电解氯化镁的水溶液 【变式4-3】利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是(　　) A．电解时以纯铜作阳极 B．电解时阴极发生氧化反应 C．粗铜连接电源负极，其电极反应式是Cu－2e－===Cu2＋ D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥 ▉题型5 电解的有关计算 【例5】用石墨电极电解100 mL H2SO4和CuSO4的混合溶液，通电一段时间后，两极均收集到 2.24 L气体(标准状况)，原混合溶液中Cu2＋的物质的量浓度为(　　) A．1 mol·L－1 B．2 mol·L－1 C．3 mol·L－1 D．4 mol·L－1 【变式5-1】有三个烧杯，分别盛有氯化铜、氯化钾和硝酸银三种溶液，均以Pt作电极，将它们串联在一起电解一段时间，测得电极增重总和2.8 g，这时产生的有色气体与无色气体的物质的量之比为(　　) A．4∶1 B．1∶1 C．4∶3 D．3∶4 【变式5-2】用石墨电极电解CuSO4溶液一段时间后，向所得溶液中加入0.2 mol Cu(OH)2后，恰好使溶液恢复到电解前的浓度。则电解过程中转移电子的物质的量为(　　) A．0.4 mol B．0.5 mol C．0.6 mol D．0.8 mol 【变式5-3】用石墨作电极电解1 000 mL硝酸钾和硝酸铜的混合溶液，当通电一段时间后，两极都收集到112 mL气体(标准状况)，假定电解后溶液体积仍为1 000 mL，则电解后溶液的pH为(　　) A．4 B．3 C．2 D．1 ▉题型6多池串联装置 【例6】室温下，如图装置电解一段时间，当某极析出0.32 g Cu时，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中溶液pH分别为(溶液足量，体积均为100 mL且电解前后溶液体积变化忽略不计)(　　) A．13、7、1 B．12、7、2 C．1、7、13 D．7、13、1 【变式6-1】某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行电解饱和NaCl溶液的实验，装置如下图所示，下列说法正确的是(　　) A.甲烷燃料电池工作时，负极的电极反应为：CH4－8e－＋10OH－===7H2O＋CO B.电极b上得到的是Cl2 C.标准状况下，每个电池通入1 L CH4且完全反应，理论上最多能得到8 L H2 D.若将电极a的石墨棒换成Fe棒，NaCl溶液中发生的总反应式为：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 【变式6-2】某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流表的指针发生了偏转。 请回答下列问题： (1)甲池为________(填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH电极的电极反应式为_______________________________________________________。 (2)乙池中A(石墨)电极的名称为________(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，总反应式为_____________________________________________________。 (3)当乙池中B极质量增加5.40 g时，甲池中理论上消耗O2的体积为________mL(标准状况下)，丙池中________极析出________g铜。 (4)若丙池中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，甲中溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”)；丙中溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”)。 【变式6-3】如图所示，通电5 min后，电极5的质量增加2.16 g，请回答下列问题： (1)a为电源的________(填“正”或“负”)极，C池是________池。A池阳极的电极反应为____________________________，C池阴极的电极反应为_______________________________________。 (2)如果B槽中共收集到224 mL气体(标准状况)且溶液体积为200 mL(设电解过程中溶液体积不变)，则通电前溶液中Cu2＋的物质的量浓度为________。 (3)如果A池溶液是200 mL足量的食盐水(设电解过程溶液体积不变)，则通电5 min后，溶液的pH为______。 ▉题型7 电解原理在物质制备中的应用 【例7】一种电解法制备高纯铬和硫酸的简单装置如图所示。下列说法正确的是(　　) A．a为直流电源的正极 B．阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ C．工作时，乙池中溶液的pH不变 D．若有1 mol离子通过A膜，理论上阳极生成0.25 mol气体 【变式7-1】在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O—CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．X是电源的负极 B．阴极的电极反应式是H2O＋2e－===H2＋O2－、CO2＋2e－===CO＋O2－ C．总反应可表示为H2O＋CO2H2＋CO＋O2 D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1 【变式7-2】利用电解法将CO2转化为CH4的原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．电解过程中，H＋由a极区向b极区迁移 B．电极b上的反应为CO2＋8HCO－8e－===CH4＋8CO＋2H2O C．电解过程中化学能转化为电能 D．电解时Na2SO4溶液浓度保持不变 【变式7-3】电解法处理氮氧化物生产HNO3或硝酸盐有较高的环境效益和经济效益(图中电极均为石墨)。 电解NO制备NH4NO3原理如图1所示： (1)阳极为_________(填“X”或“Y”)，Y的电极反应式为_____________________________________。 (2)为使电解产物完全转化为NH4NO3，需要补充的物质A的化学式为________________。 (3)用图2装置进行模拟电解NO2气体实验，可制备硝酸。电解时NO2发生反应的电极反应式为_______________________________________________________________。 (4)若有标准状况下2.24 L NO2被吸收，通过阳离子交换膜(只允许阳离子通过)的H＋为________ mol。 ▉题型8 电化学中的膜技术 【例8】二甲醚(CH3OCH3)燃料电池的工作原理如图，下列有关叙述正确的是(　　) A.该装置能实现化学能100%转化为电能 B.电子移动方向：a极→b极→质子交换膜→a极 C.a电极的电极反应式为：CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋ D.当b电极消耗22.4 L O2时，质子交换膜有4 mol H＋通过 【变式8-1】一种水性电解液Zn－MnO2离子选择双隔膜电池如图所示[KOH溶液中，Zn2＋以Zn(OH)存在]。电池放电时，Ⅱ区的K2SO4溶液浓度变大，下列叙述错误的是(　　) A.电池放电时，转移2 mol e－正极质量减少32 g B.Ⅰ区与Ⅱ区之间的离子交换膜为阴离子交换膜 C.Zn电极反应：Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH) D.Ⅲ区的K＋通过隔膜向Ⅱ区迁移 【变式8-2】利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。可用电解LiCl溶液制备LiOH，装置如图所示。下列说法正确的是(　　) A.电极B连接电源正极 B.A极区电解液为LiCl溶液 C.阳极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ D.每生成1 mol H2，有1 mol Li＋通过该离子交换膜 【变式8-3】某科研小组研究采用BMED膜堆(示意图如下)，模拟以精制浓海水为原料直接制备酸碱。BMED膜堆包括阳离子交换膜、阴离子交换膜和双极膜(A、D)。已知：在直流电源的作用下，双极膜内中间界面层发生水的解离，生成H＋和OH－。下列说法错误的是(　　) A.电极a连接电源的正极 B.B为阳离子交换膜 C.电解质溶液采用Na2SO4溶液可避免有害气体的产生 D.Ⅱ口排出的是淡水 ▉题型9 电化学综合应用 【例9】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H2O解离成H＋和OH－，并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移。下图为NaBr溶液的电渗析装置示意图。 下列说法正确的是(　　) A．出口2的产物为HBr溶液 B．出口5的产物为硫酸溶液 C．Br－可从盐室最终进入阳极液中 D．阴极电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ 【变式9-1】利用反应6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O构成电池的方法，既能实现有效消除氮氧化物的排放，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(　　) A．电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极 B．为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜 C．电极A的反应式为2NH3－6e－===N2＋6H＋ D．当有4.48 L NO2(标准状况)被处理时，转移电子为0.8 mol 【变式9-2】铈(Ce)是镧系金属元素。空气污染物NO通常用含Ce4＋的溶液吸收，生成HNO2、NO，再利用电解法将上述吸收液中的HNO2转化为无毒物质，同时生成Ce4＋，其原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．H＋由右室进入左室 B．Ce4＋从电解槽的c口流出，且可循环使用 C．阴极反应式：2HNO2＋6H＋＋6e－===N2↑＋4H2O D．若用甲烷燃料电池作为电源，当消耗标准状况下33.6 L甲烷时，理论上可转化2 mol HNO2 【变式9-3】H2S废气资源化利用途径之一是回收能量并得到单质硫。反应原理为2H2S(g)＋O2(g)===S2(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－632 kJ·mol－1。如图为质子膜H2S燃料电池的示意图。下列说法正确的是(　　) A．电极a为电池的正极 B．电极b上发生的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．电路中每流过4 mol电子，电池内部释放632 kJ热能 D．每17 g H2S参与反应，有1 mol H＋经质子膜进入正极区 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！19 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题03 电能转化为化学能——电解 题型1电解池及其判断 题型2电解规律及其应用 题型3氯碱工业 题型4电镀与电解精炼 题型5电解的有关计算 题型6多池串联装置 题型7电解原理在物质制备中的应用 题型8电化学中的膜技术 题型9电化学综合应用 ▉题型1 电解池及其判断 【例1】关于如图所示①②两个装置的叙述正确的是(　　) A．装置名称：①是原电池，②是电解池 B．硫酸浓度变化：①增大，②减小 C．电极反应式：①中阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，②中正极：Zn－2e－===Zn2＋ D．离子移动方向：①中H＋向阴极方向移动，②中H＋向负极方向移动 【答案】B 【解析】①为电解池，电解水，阳极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，硫酸的浓度增大；②为原电池，溶液中的氢离子移向正极，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，硫酸的浓度减小。 【变式1-1】下列关于电解池工作原理的说法中，错误的是(　　) A．电解池是一种将电能转化成化学能的装置 B．电解池中发生的反应是非自发的氧化还原反应 C．电解池工作时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应 D．与原电池不同，电解池放电时，电极本身不会参加电极反应 【答案】D 【解析】如果阳极是活泼电极，电极本身失去电子，发生氧化反应。 【变式1-2】如图所示是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关判断正确的是(　　) A．a为负极、b为正极 B．a为阳极、b为阴极 C．电解过程中，d电极质量增加 D．电解过程中，氯离子浓度不变 【答案】C 【解析】电流从电源的正极流出，因此a为正极，b为负极，则c为阳极，d为阴极。电解CuCl2溶液的电极反应分别为阳极(c电极)：2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极(d电极)：Cu2＋＋2e－===Cu，故C项正确。 【变式1-3】某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在图中，下列有关分析完全正确的是(　　) 选项 A B C D a电极 阳极 阴极 阳极 阴极 d电极 正极 正极 负极 负极 Q离子 阳离子 阳离子 阴离子 阴离子 【答案】B 【解析】根据题图知，该装置有外接电源，所以属于电解池，根据电子流向知，c是负极，d是正极，a是阴极，b是阳极，电解时，电解质溶液中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，则Q离子是阳离子，P离子是阴离子，故B正确。 ▉题型2 电解规律及其应用 【例2】用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为3∶1的硫酸铜和氯化钠的混合溶液，不可能发生的反应有(　　) A．2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑ B．Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑ C．2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ D．2H2O2H2↑＋O2↑ 【答案】C 【解析】设混合溶液的体积为4 L，物质的量浓度均为1 mol·L－1，溶液中硫酸铜和氯化钠的物质的量分别为3 mol 和1 mol，根据转移电子守恒，第一阶段：阳极上氯离子放电，阴极上铜离子放电，电解的方程式是Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑，氯离子完全反应时，剩余铜离子2.5 mol；第二阶段：阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电，电解的方程式是2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑；第三阶段：阳极上氢氧根离子放电，阴极上氢离子放电，电解的方程式是2H2O2H2↑＋O2↑。 【变式2-1】用石墨作电极，电解1 mol·L－1下列溶液，则电解前后溶液的pH保持不变的是(　　) A．硫酸 B．氢氧化钠 C．硫酸钠 D．氯化钠 【答案】C 【解析】用惰性电极电解硫酸、氢氧化钠溶液、硫酸钠溶液实质是电解水，浓度增大，硫酸溶液的pH减小，氢氧化钠溶液的pH增大，硫酸钠溶液的pH不变；电解氯化钠溶液时生成氢氧化钠，溶液的pH增大。 【变式2-2】如图为直流电源电解稀硫酸钠溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是(　　) A．电极a附近呈红色，电极b附近呈蓝色 B．电极a附近呈蓝色，电极b附近呈红色 C．逸出气体的体积，电极a 的小于电极b的 D．一电极逸出无味气体，另一电极逸出具有刺激性气味的气体 【答案】B 【解析】电极a为阴极，H2O电离出的H＋放电，促进H2O的电离平衡向右移动，c(OH－)增大，石蕊溶液变蓝色；电极b为阳极，H2O电离出的OH－放电，c(H＋)增大，石蕊溶液变红色，A项不正确，B项正确；电极a产生H2，电极b产生O2，H2的体积是O2体积的2倍，故C、D项不正确。 【变式2-3】利用如图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2，并用阴极排出的溶液吸收NO2。下列说法正确的是(　　) A．b为直流电源的正极 B．将装置中的阳离子交换膜换成阴离子交换膜，电极反应式不变 C．阳极的电极反应式为SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋ D．电解时，H＋由阴极室通过阳离子交换膜到阳极室 【答案】C 【解析】二氧化硫被氧化为硫酸根离子，所以二氧化硫所在的区为阳极区，阳极与电源正极相连，则b为电源负极，故A错误；将装置中的阳离子交换膜换成阴离子交换膜，电极反应式发生改变，故B错误；阳极的电极反应式为SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋，故C正确；电解时，阳离子移向阴极，所以H＋由阳极室通过阳离子交换膜到阴极室，故D错误。 ▉题型3 氯碱工业 【例3】关于电解NaCl溶液，下列叙述正确的是(　　) A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠 B．若向阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色 C．若向阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色 D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性 【答案】B 【解析】电解NaCl溶液的方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，阳极得到Cl2，阴极得到H2，A项错误；向阳极附近的溶液中滴入KI溶液，由于I－比Cl－更容易失电子，故2I－－2e－===I2，溶液呈棕色，B项正确；由于阴极区2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，消耗了H＋，造成阴极区c(OH－)相对增大，滴入酚酞溶液，溶液变红，C项错误；电解后的溶液实质上是NaOH、NaCl和NaClO的混合溶液，呈碱性，D项错误。 【变式3-1】如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列有关说法不正确的是(　　) A．装置中出口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Cl－＋2H＋Cl2↑＋H2↑ D．该装置是将电能转化为化学能 【答案】C 【解析】由图看出①处为电解池阳极产生氯气，②处为电解池阴极产生氢气，A对；该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过，能防止氯气与碱反应，且在阴极区得到浓度较高的烧碱溶液，B对；电解饱和食盐水有烧碱生成且H2O应写化学式，C错；电解装置是将电能转化为化学能的装置，D对。 【变式3-2】氯碱工业的一种节能新工艺是将电解池与燃料电池相结合，相关物料的传输与转化关系如图所示(电极未标出)。下列说法正确的是(　　) A．电解池的阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ B．通入空气的电极为负极 C．电解池中产生2 mol Cl2时，理论上燃料电池中消耗0.5 mol O2 D．a、b、c的大小关系为a>b＝c 【答案】A 【解析】题给电解池的阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阳极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，A项正确；题给燃料电池为氢氧燃料电池，通入空气的电极为正极，B项错误；由整个电路中得失电子守恒可知，电解池中产生2 mol Cl2，理论上转移4 mol电子，则燃料电池中消耗1 mol O2，C项错误；题给燃料电池的负极反应式为2H2－4e－＋4OH－===4H2O，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，所以a、b、c的大小关系为c>a>b，D项错误。 ▉题型4 电镀与电解精炼 【例4】若要在铜片上镀银时，下列叙述中错误的是(　　) ①将铜片接在电源的正极　②将银片接在电源的正极　③在铜片上发生的反应是Ag＋＋e－===Ag　④在银片上发生的反应是4OH－－4e－===O2↑＋2H2O　⑤可用CuSO4溶液作电解质溶液　⑥可用AgNO3溶液作电解质溶液 A．①③⑥ B．②③⑥ C．①④⑤ D．②③④⑥ 【答案】C 【解析】电镀原理，若在铜片上镀银时，铜作电解池的阴极与电源负极相连，电解质溶液中的银离子得到电子发生还原反应生成银；银作电解池的阳极和电源正极相连，银失电子发生氧化反应生成银离子；电解质溶液为硝酸银溶液。铜片应接在电源的负极上，故①错误；银片应接在电源的正极上，故②正确；在铜片上发生的反应是Ag＋＋e－===Ag，故③正确；在银片上发生的反应是Ag－e－===Ag＋，故④错误；用硫酸铜溶液作电镀液，阴极析出铜，故⑤错误；需用硝酸银溶液作电镀液，故⑥正确。 【变式4-1】金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量铁、锌、铜、铂等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性：Fe2＋<Ni2＋<Cu2＋)(　　) A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2＋＋2e－===Ni B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等 C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋ D．电解后，电解槽底部的阳极泥中有铜和铂，没有锌、铁、镍 【答案】D 【解析】电解精炼镍时，粗镍作阳极，纯镍作阴极，电解质溶液中含有Ni2＋，则阳极发生氧化反应，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，Fe－2e－===Fe2＋，Ni－2e－===Ni2＋，阴极电极反应式为Ni2＋＋2e－===Ni，因此，电解过程中阳极减少的质量不等于阴极增加的质量，电解后，溶液中存在的金属阳离子有Fe2＋、Ni2＋、Zn2＋，电解槽底部的阳极泥中只有铜和铂，没有锌、铁、镍。 【变式4-2】海水提镁的最后一步是将氯化镁电解获取金属镁，下列有关该电解过程的叙述中，正确的是(　　) A．两个电极必须都用惰性电极 B．阳极可以用金属电极，阴极必须是惰性电极 C．电解熔融状态的氯化镁 D．电解氯化镁的水溶液 【答案】C 【解析】电解MgCl2获取金属镁，也就是说镁离子需要得电子，如果在水溶液中，水电离的氢离子会优先得电子，因此只能在熔融状态下进行。在阴极发生的是镁离子得到电子的反应，对电极材料没有要求，在阳极上发生失电子的反应，如果使用活性电极时会失电子，所以阳极必须用惰性电极。 【变式4-3】利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是(　　) A．电解时以纯铜作阳极 B．电解时阴极发生氧化反应 C．粗铜连接电源负极，其电极反应式是Cu－2e－===Cu2＋ D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥 【答案】D 【解析】电解精炼铜时，粗铜应作阳极，纯铜作阴极，故A错误；阳极与电池的正极相连，发生氧化反应，阴极与电池的负极相连，发生还原反应，故B错误；粗铜连接电源的正极，发生氧化反应，故C错误；金属的活动性顺序为Zn>Fe>Cu>Ag>Pt，因此Ag、Pt不会放电，以单质形式在阳极附近沉积下来，故D正确。 ▉题型5 电解的有关计算 【例5】用石墨电极电解100 mL H2SO4和CuSO4的混合溶液，通电一段时间后，两极均收集到 2.24 L气体(标准状况)，原混合溶液中Cu2＋的物质的量浓度为(　　) A．1 mol·L－1 B．2 mol·L－1 C．3 mol·L－1 D．4 mol·L－1 【答案】A 【解析】根据题设条件，阴极：首先Cu2＋＋2e－===Cu，然后2H＋＋2e－===H2↑；阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑。由于阴极上收集到H2，说明Cu2＋已完全放电，根据得失电子守恒，阴极上Cu2＋、H＋得电子总数应等于阳极上H2O失电子总数。放出0.1 mol H2得到0.2 mol电子，放出0.1 mol O2失去0.4 mol电子，所以Cu2＋放电，得到0.2 mol电子，c(Cu2＋)＝＝1 mol·L－1。 【变式5-1】有三个烧杯，分别盛有氯化铜、氯化钾和硝酸银三种溶液，均以Pt作电极，将它们串联在一起电解一段时间，测得电极增重总和2.8 g，这时产生的有色气体与无色气体的物质的量之比为(　　) A．4∶1 B．1∶1 C．4∶3 D．3∶4 【答案】C 【解析】串联电路中，相同时间内各电极得电子或失电子的物质的量相同，各电极上放出气体的物质的量之比为定值。不必注意电极增重是多少，只要判断出生成何种气体及生成一定物质的量该气体所得失电子的物质的量，就可以通过得失电子守恒判断气体体积之比。第一个烧杯中放出Cl2，第二个烧杯中放出Cl2和H2，第三个烧杯中放出O2。在有1 mol电子转移时，生成的气体的物质的量分别是0.5 mol、0.5 mol、0.5 mol和0.25 mol。所以共放出有色气体(Cl2)0.5 mol＋0.5 mol＝1 mol，无色气体(O2和H2)0.5 mol＋0.25 mol＝0.75 mol。 【变式5-2】用石墨电极电解CuSO4溶液一段时间后，向所得溶液中加入0.2 mol Cu(OH)2后，恰好使溶液恢复到电解前的浓度。则电解过程中转移电子的物质的量为(　　) A．0.4 mol B．0.5 mol C．0.6 mol D．0.8 mol 【答案】D 【解析】将Cu(OH)2改写为CuO·H2O，根据CuO·H2O知，阳极上OH－放电生成O2，阴极上Cu2＋和H＋放电生成Cu和H2，根据氧原子守恒得n(O2)＝n[Cu(OH)2]＝0.2 mol，则转移电子的物质的量为0.2 mol×4＝0.8 mol，故D正确。 【变式5-3】用石墨作电极电解1 000 mL硝酸钾和硝酸铜的混合溶液，当通电一段时间后，两极都收集到112 mL气体(标准状况)，假定电解后溶液体积仍为1 000 mL，则电解后溶液的pH为(　　) A．4 B．3 C．2 D．1 【答案】C 【解析】阳极产生氧气0.005 mol，阴极产生氢气0.005 mol。由2H2O2H2↑＋O2↑可知，阴极产生0.005 mol氢气时，阳极产生氧气0.002 5 mol；由2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑可知，产生n(H＋)＝(0.005 mol－0.002 5 mol)×4＝0.01 mol，c(H＋)＝0.01 mol·L－1，pH＝2。 ▉题型6多池串联装置 【例6】室温下，如图装置电解一段时间，当某极析出0.32 g Cu时，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中溶液pH分别为(溶液足量，体积均为100 mL且电解前后溶液体积变化忽略不计)(　　) A．13、7、1 B．12、7、2 C．1、7、13 D．7、13、1 【答案】A 【解析】n(Cu)＝＝0.005 mol，由电极反应Cu2＋＋2e－===Cu可知转移电子为 0.01 mol，电解时，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中溶液电解方程式分别为2KCl＋2H2O2KOH＋H2↑＋Cl2↑、2H2O2H2↑＋O2↑、2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4。Ⅰ中生成0.01 mol OH－，c(OH－)＝＝0.1 mol·L－1，pH＝13；Ⅱ中实质是电解水，溶液仍然呈中性，溶液的pH＝7；Ⅲ中生成0.01 mol H＋，c(H＋)＝＝0.1 mol·L－1，pH＝1，故A正确。 【变式6-1】某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行电解饱和NaCl溶液的实验，装置如下图所示，下列说法正确的是(　　) A.甲烷燃料电池工作时，负极的电极反应为：CH4－8e－＋10OH－===7H2O＋CO B.电极b上得到的是Cl2 C.标准状况下，每个电池通入1 L CH4且完全反应，理论上最多能得到8 L H2 D.若将电极a的石墨棒换成Fe棒，NaCl溶液中发生的总反应式为：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 【答案】A 【解析】A.甲烷燃料电池工作时，负极甲烷失电子被氧化，电极反应为： CH4－8e－＋10OH－===7H2O＋CO，A选项正确；B.b连接通入CH4的燃料电池的负极，b为阴极，H2O中H＋在此得电子被还原为H2，B选项错误；C.根据电子得失守恒可知CH4～CO～8e－～4H2，所以标准状况下，每个电池通入 1 L CH4且完全反应，理论上最多能得到 4 L H2，C选项错误；D.若将a的石墨换成Fe棒，则Fe作为活性电极自身失电子被氧化，发生反应Fe＋2H2OFe(OH)2＋H2，D选项错误。 【变式6-2】某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流表的指针发生了偏转。 请回答下列问题： (1)甲池为________(填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH电极的电极反应式为_______________________________________________________。 (2)乙池中A(石墨)电极的名称为________(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，总反应式为_____________________________________________________。 (3)当乙池中B极质量增加5.40 g时，甲池中理论上消耗O2的体积为________mL(标准状况下)，丙池中________极析出________g铜。 (4)若丙池中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，甲中溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”)；丙中溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”)。 【答案】(1)原电池　CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O (2)阳极　4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3 (3)280　D　1.60　(4)减小　增大 【解析】(1)甲池为原电池，通入CH3OH的电极为负极，电极反应式为CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O。(2)乙池中电解AgNO3溶液，其中C作阳极，Ag作阴极，总反应式为4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3。(3)根据各电极上转移的电子数相同，得n(Ag)＝4n(O2)＝2n(Cu)，故V(O2)＝××22.4 L＝0.28 L＝280 mL，m(Cu)＝××64 g＝1.60 g。(4)若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，根据丙中总反应2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，则溶液pH增大，而甲中总反应为2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O，溶液pH减小。 【变式6-3】如图所示，通电5 min后，电极5的质量增加2.16 g，请回答下列问题： (1)a为电源的________(填“正”或“负”)极，C池是________池。A池阳极的电极反应为____________________________，C池阴极的电极反应为_______________________________________。 (2)如果B槽中共收集到224 mL气体(标准状况)且溶液体积为200 mL(设电解过程中溶液体积不变)，则通电前溶液中Cu2＋的物质的量浓度为________。 (3)如果A池溶液是200 mL足量的食盐水(设电解过程溶液体积不变)，则通电5 min后，溶液的pH为______。 【答案】(1)负　电解　2Cl－－2e－===Cl2↑　Ag＋＋e－===Ag　(2)0.025 mol·L－1　(3)13 【解析】(1)根据已知条件通电5 min后，电极5的质量增加2.16 g，说明电极5作阴极，Ag＋放电，电极反应为Ag＋＋e－===Ag，转移电子的物质的量为0.02 mol，同时可知电极6作阳极，与电源的正极相连。则a是负极，b是正极，电极1、3、5作阴极，电极2、4、6作阳极。(2)B槽中电解总反应为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，若转移0.02 mol电子时只收集到O2(只电解溶质)，则根据关系式2CuSO4～O2～4e－可得n(O2)＝0.005 mol，体积为112 mL(标准状况)＜224 mL，说明溶质CuSO4已耗完，然后电解水。设整个过程消耗CuSO4 x mol，H2O y mol，则有2x＋2y＝0.02，x＋y＝0.01，解得x＝y＝0.005，则c(CuSO4)＝ 0.025 mol·L－1。(3)由于A池中电解液足量，A池中只发生反应2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，根据关系式NaOH～e－，生成的n(NaOH)＝0.02 mol，则c(NaOH)＝＝0.1 mol·L－1，即溶液的pH＝13。 ▉题型7 电解原理在物质制备中的应用 【例7】一种电解法制备高纯铬和硫酸的简单装置如图所示。下列说法正确的是(　　) A．a为直流电源的正极 B．阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ C．工作时，乙池中溶液的pH不变 D．若有1 mol离子通过A膜，理论上阳极生成0.25 mol气体 【答案】D 【解析】A项，制备铬，则Cr电极应该是阴极，即a为直流电源的负极，错误；B项，阴极反应式为Cr3＋＋3e－===Cr，错误；C项，工作时，甲池中硫酸根移向乙池，丙池中氢离子移向乙池，乙池中硫酸浓度增大，溶液的pH减小，错误；D项，若有1 mol离子通过A膜，即丙池产生1 mol氢离子，则理论上阳极生成0.25 mol氧气，正确。 【变式7-1】在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O—CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．X是电源的负极 B．阴极的电极反应式是H2O＋2e－===H2＋O2－、CO2＋2e－===CO＋O2－ C．总反应可表示为H2O＋CO2H2＋CO＋O2 D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1 【答案】D 【解析】由水和二氧化碳生成氢气和一氧化碳发生还原反应，此极上得到电子，应为阴极，故X极为电源的负极，A、B项正确；C项，根据电极上的反应物和生成物，可知总反应方程式正确；D项，因阳极电极反应式为2O2－－4e－===O2，结合得失电子相等可知，阴、阳两极生成气体的物质的量之比为2∶1，错误。 【变式7-2】利用电解法将CO2转化为CH4的原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．电解过程中，H＋由a极区向b极区迁移 B．电极b上的反应为CO2＋8HCO－8e－===CH4＋8CO＋2H2O C．电解过程中化学能转化为电能 D．电解时Na2SO4溶液浓度保持不变 【答案】A 【解析】由a极生成O2可以判断电极a为阳极，电极b为阴极，阳离子向阴极迁移，则H＋由a极区向b极区迁移，故A正确；电极b上的反应为CO2＋8HCO＋8e－===CH4＋8CO＋2H2O，故B错误；电解过程中电能转化为化学能，故C错误；电解时OH－比SO更容易失去电子，所以电解Na2SO4溶液的实质是电解水，溶液中的水发生消耗，Na2SO4溶液的浓度增大，故D错误。 【变式7-3】电解法处理氮氧化物生产HNO3或硝酸盐有较高的环境效益和经济效益(图中电极均为石墨)。 电解NO制备NH4NO3原理如图1所示： (1)阳极为_________(填“X”或“Y”)，Y的电极反应式为_____________________________________。 (2)为使电解产物完全转化为NH4NO3，需要补充的物质A的化学式为________________。 (3)用图2装置进行模拟电解NO2气体实验，可制备硝酸。电解时NO2发生反应的电极反应式为_______________________________________________________________。 (4)若有标准状况下2.24 L NO2被吸收，通过阳离子交换膜(只允许阳离子通过)的H＋为________ mol。 【答案】(1)Y　NO－3e－＋2H2O===NO＋4H＋　(2)NH3　(3)NO2－e－＋H2O===NO＋2H＋ (4)0.1 【解析】(1)电解NO制备NH4NO3时，在阳极上NO失电子发生氧化反应，电极反应式为NO－3e－＋2H2O===NO＋4H＋。 (2)在阳极上获得硝酸，为使电解产物完全转化为NH4NO3，需要补充氨。 (3)根据图2知，电解时，左室中电极上氢离子放电生成氢气，则左室为阴极室，右室为阳极室，阳极上通入的是NO2，生成的是硝酸，所以阳极上NO2失电子和水生成硝酸，电极反应式为NO2－e－＋H2O===NO＋2H＋。 (4)n(NO2)＝0.1 mol，阳极反应式为NO2－e－＋H2O===NO＋2H＋，有0.2 mol氢离子生成，因为有0.1 mol硝酸生成，则有0.1 mol氢离子进入阴极室。 ▉题型8 电化学中的膜技术 【例8】二甲醚(CH3OCH3)燃料电池的工作原理如图，下列有关叙述正确的是(　　) A.该装置能实现化学能100%转化为电能 B.电子移动方向：a极→b极→质子交换膜→a极 C.a电极的电极反应式为：CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋ D.当b电极消耗22.4 L O2时，质子交换膜有4 mol H＋通过 【答案】C 【解析】A项，化学能转化为热能和电能，不可能100%转化为电能，错误；B项，电子不能经过电解质溶液，所以电子由a极b极，错误；C项，a为负极，发生氧化反应，电极反应式为CH3OCH3－12e－＋3H2O===2CO2＋12H＋，正确；D项，气体所处状况不知，无法由体积求物质的量，所以通过H＋的物质的量无法求出，错误。 【变式8-1】一种水性电解液Zn－MnO2离子选择双隔膜电池如图所示[KOH溶液中，Zn2＋以Zn(OH)存在]。电池放电时，Ⅱ区的K2SO4溶液浓度变大，下列叙述错误的是(　　) A.电池放电时，转移2 mol e－正极质量减少32 g B.Ⅰ区与Ⅱ区之间的离子交换膜为阴离子交换膜 C.Zn电极反应：Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH) D.Ⅲ区的K＋通过隔膜向Ⅱ区迁移 【答案】A 【解析】Zn电极为负极，Zn失电子产物与电解质反应，生成Zn(OH)，同时K＋透过离子交换膜向Ⅱ区移动；正极为MnO2，MnO2得电子产物与电解质反应，生成Mn2＋等，同时SO透过离子交换膜向Ⅱ区移动。A.电池放电时，正极反应为：MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O，转移2 mol e－，正极质量减轻87 g，A错误；B.由分析可知，电极反应发生时，Ⅰ区SO透过离子交换膜向Ⅱ区移动，则Ⅰ区与Ⅱ区之间的离子交换膜为阴离子交换膜，B正确；C.Zn电极，Zn失电子产物与电解质反应，生成Zn(OH)，则电极反应式为：Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)，C正确；D.由分析可知，电极反应发生时，Ⅲ区的K＋透过离子交换膜向Ⅱ区迁移，D正确。 【变式8-2】利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。可用电解LiCl溶液制备LiOH，装置如图所示。下列说法正确的是(　　) A.电极B连接电源正极 B.A极区电解液为LiCl溶液 C.阳极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ D.每生成1 mol H2，有1 mol Li＋通过该离子交换膜 【答案】B 【解析】由题意知，电解LiCl溶液制备LiOH，由于电极B生成氢气，A与B用阳离子交换膜隔开，所以B为阴极，B极区为LiOH溶液，A极区为LiCl溶液，A项错误，B项正确；阳极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，C项错误；每生成1 mol H2，有2 mol Li＋通过该离子交换膜，D项错误。 【变式8-3】某科研小组研究采用BMED膜堆(示意图如下)，模拟以精制浓海水为原料直接制备酸碱。BMED膜堆包括阳离子交换膜、阴离子交换膜和双极膜(A、D)。已知：在直流电源的作用下，双极膜内中间界面层发生水的解离，生成H＋和OH－。下列说法错误的是(　　) A.电极a连接电源的正极 B.B为阳离子交换膜 C.电解质溶液采用Na2SO4溶液可避免有害气体的产生 D.Ⅱ口排出的是淡水 【答案】B 【解析】根据题干信息确定该装置为电解池，阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动，所以电极a为阳极，连接电源的正极，A正确；水在双极膜A解离后，氢离子吸引阴离子透过B膜到左侧形成酸，B为阴离子交换膜，B错误；电解质溶液采用Na2SO4溶液，电解时生成氢气和氧气，可避免有害气体的产生，C正确；海水中的阴、阳离子透过两侧交换膜向两侧移动，淡水从Ⅱ口排出，D正确。 ▉题型9 电化学综合应用 【例9】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H2O解离成H＋和OH－，并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移。下图为NaBr溶液的电渗析装置示意图。 下列说法正确的是(　　) A．出口2的产物为HBr溶液 B．出口5的产物为硫酸溶液 C．Br－可从盐室最终进入阳极液中 D．阴极电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ 【答案】D 【解析】阴极水中H＋放电，双极膜中水解离生成的H＋移向阴极区，OH－移向交换室1，与NaBr溶液中通过阳离子交换膜进入交换室1的Na＋组成NaOH溶液，出口1为Na2SO4溶液，出口2为NaOH溶液，同理，阳极水中OH－放电，双极膜中的OH－移向阳极，H＋移向交换室2，与通过阴离子交换膜进入交换室2的Br－组成HBr，出口4产物为HBr溶液，出口5为Na2SO4溶液。A项，Br－无法通过阳离子交换膜，错误；B项，出口5产物为Na2SO4，错误；C项，Br－不能通过双极膜中的阳离子交换膜，错误。 【变式9-1】利用反应6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O构成电池的方法，既能实现有效消除氮氧化物的排放，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(　　) A．电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极 B．为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜 C．电极A的反应式为2NH3－6e－===N2＋6H＋ D．当有4.48 L NO2(标准状况)被处理时，转移电子为0.8 mol 【答案】C 【解析】由反应6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O可知，反应中NO2为氧化剂，NH3为还原剂，则A为负极，B为正极，电流由正极经导线流向负极，故A正确；原电池工作时，阴离子向负极移动，为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜，防止二氧化氮与OH－反应生成硝酸盐和亚硝酸盐，导致原电池不能正常工作，故B正确；电解质溶液呈碱性，则负极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O，故C错误；当有4.48 L即0.2 mol NO2(标准状况)被处理时，转移电子为0.2 mol×(4－0)＝0.8 mol，故D正确。 【变式9-2】铈(Ce)是镧系金属元素。空气污染物NO通常用含Ce4＋的溶液吸收，生成HNO2、NO，再利用电解法将上述吸收液中的HNO2转化为无毒物质，同时生成Ce4＋，其原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．H＋由右室进入左室 B．Ce4＋从电解槽的c口流出，且可循环使用 C．阴极反应式：2HNO2＋6H＋＋6e－===N2↑＋4H2O D．若用甲烷燃料电池作为电源，当消耗标准状况下33.6 L甲烷时，理论上可转化2 mol HNO2 【答案】C 【解析】A项，根据电解原理，H＋由左室向右室移动，错误；B项，空气污染物NO通常用含Ce4＋的溶液吸收，生成HNO2、NO，N的化合价升高，Ce4＋的化合价降低，然后对此溶液进行电解，又产生Ce4＋，根据电解原理，应在阳极上产生，即Ce4＋从a口流出，可循环使用，错误；C项，根据电解原理，阴极上得电子，化合价降低，HNO2转化为无毒物质N2，阴极反应式为2HNO2＋6H＋＋6e－===N2↑＋4H2O，正确；D项，标准状况下，33.6 L甲烷参与反应转移电子物质的量为 mol＝12 mol，理论上可转化HNO2的物质的量为 mol＝4 mol，错误。 【变式9-3】H2S废气资源化利用途径之一是回收能量并得到单质硫。反应原理为2H2S(g)＋O2(g)===S2(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－632 kJ·mol－1。如图为质子膜H2S燃料电池的示意图。下列说法正确的是(　　) A．电极a为电池的正极 B．电极b上发生的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．电路中每流过4 mol电子，电池内部释放632 kJ热能 D．每17 g H2S参与反应，有1 mol H＋经质子膜进入正极区 【答案】D 【解析】由2H2S＋O2===S2＋2H2O得出负极H2S失电子发生氧化反应，则电极a为电池的负极，故A错误；正极O2得电子发生还原反应，所以电极b上发生的电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，故B错误；电路中每流过4 mol电子，则消耗1 mol氧气，但该装置将化学能转化为电能，所以电池内部几乎不放出热能，故C错误；每17 g即＝0.5 mol H2S参与反应，则消耗0.25 mol氧气，则根据O2＋4H＋＋4e－===2H2O可知，有1 mol H＋经质子膜进入正极区，故D正确。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！19 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$