专题12 电解池-2024-2025学年高二化学上学期期末复习一遍过 （人教版2019选择性必修1）

专题12 电解池 考点梳理 题型演练 考点01 电解原理 【题型1电解原理】 考点02 电解原理的应用 【题型2电解原理的应用】 【题型3原电池和电解池综合应用】 考点梳理 考点01电解原理 1．电解：使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阳极、阴极引起__ __反应的过程。 2．电解池： (1)定义：电解池是把__ __转化为__ __的装置。 (2)电解池的构成条件。 ①有外接直流电源。 ②有与电源相连的两个电极。其中与__ __正极相连的叫_ _，与电源负极相连的叫__ __。 注：阳极分为两种： （1）活性电极：电极自身放电即电极自身发生氧化反应，常见的活性电极金属为： （2）惰性电极：电极自身不反应，由电解质中的阴离子发生氧化反应。常见的惰性电极为： ③电解质溶液或熔融电解质。 ④形成闭合回路。 (3)电极名称及电极反应式(以惰性电极电解CuCl2溶液为例)。 (4)电子和离子移动方向。 电子：从电源负极流向电解池的阴极，从电解池的阳极流向电源的正极。 离子：阳离子移向电解池的阴极；阴离子移向电解池的阳极。 3、电子和离子的移动方向 4.电极的放电顺序 ①常见阳极的放电顺序： > > > > > > 含氧酸根 > F- ②常见阳离子放电顺序：金属活动性顺序的 倒 序 > > > > H+(酸) > Pb2+ > > Zn2+ > H+（水） > Al3+ > Mg2+ > Na+ > Ca2+ > K+ 5.常考的电解池反应式： ①惰性电极的情况下，电解NaOH溶液： 阴极： 阳极： 总反应： 2H2O2H2↑+O2↑ ②惰性电极的情况下，电解KOH溶液： 阴极： 阳极： 总反应： 2H2O2H2↑+O2↑ ③惰性电极的情况下，电解H2SO4溶液： 阴极： 阳极： 总反应： 2H2O2H2↑+O2↑ ④惰性电极的情况下，电解HNO3溶液： 阴极： 阳极： 总反应： 2H2O2H2↑+O2↑ ⑤惰性电极的情况下，电解KNO3溶液： 阴极： 阳极： 总反应： 2H2O2H2↑+O2↑ ⑥惰性电极的情况下，电解Na2SO4溶液： 阴极： 阳极： 总反应： 2H2O2H2↑+O2↑ ⑦惰性电极的情况下，电解HCl溶液： 阴极： 阳极： 总反应： 2H+ +2Cl— H2↑+ Cl2↑ ⑧惰性电极的情况下，电解CuCl2溶液： 阴极： 阳极： 总反应： Cu2+ +2Cl— Cu+ Cl2↑ ⑨惰性电极的情况下，电解NaCl溶液： 阴极： 阳极： 总反应： 2H2O+2Cl— Cl2↑+H2↑+2OH- ⑩惰性电极的情况下，电解MgCl2溶液： 阴极： 阳极： 总反应： Mg2++2H2O+ 2Cl—H2↑+ Mg(OH)2+ Cl2↑ (11)惰性电极的情况下，电解CuSO4溶液： 阴极： 阳极： 总反应： 2Cu2++2H2O 2Cu+4H++O2↑ (12)惰性电极的情况下，电解AgNO3溶液： 阴极： 阳极： 总反应：4Ag++2H2O 4Ag +4H++O2↑ 【方法技巧】 解答电解问题的规律方法 1.明确电极反应规律 （1）阴极：得电子，发生还原反应 ①一般情况下，电极本身不参加反应；②一定是电解质溶液中的阳离子“争”得电子。 （2）阳极：失电子，发生氧化反应 ①若为活性电极，则电极本身参加反应；②若为惰性电极，则电解质溶液中的阴离子失电子而被氧化。 2.准确判断离子的放电顺序 离子的放电顺序主要取决于离子的本性，还与离子的浓度、溶液的酸碱性有关。 （1）阳离子放电顺序（从强到弱） Ag＋、Hg2＋、Fe3＋、Cu2＋、H＋（酸）、Pb2＋、Sn2＋、Fe2＋、Zn2＋、H＋（H2O）、Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋ 注意：　Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋只有在熔融状态下才能放电。 （2）阴离子放电顺序（从强到弱） S2－、I－、Br－、Cl－、OH－；最高价含氧酸根离子（如、、） 3.联系分析电解问题的基本思路模式 （1）通电前：电解质溶液中含有哪些阴、阳离子（包括水电离出的H＋和OH－）。 （2）通电时：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结合放电顺序分析谁先放电（注意活泼金属作阳极时阳极本身被氧化）。 （3）写电极反应，并结合题目要求分析电解结果，如两极现象、水的电离平衡移动、离子浓度的变化、pH的变化等。 4.判断电解后溶液pH变化的方法 根据原溶液的酸碱性和电极产物即可对电解后溶液pH的变化作出正确的判断，其方法如下： （1）若电极产物只有H2而无O2，则pH变大。 （2）若电极产物只有O2而无H2，则pH变小。 （3）若电极产物既有O2又有H2，原溶液呈酸性则pH变小，原溶液呈碱性则pH变大，原溶液呈中性则pH不变。 5.电化学计算 （1）根据电子守恒法计算 用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。 （2）根据总反应式中的计量关系进行计算 先写出电极反应式，再写出总反应式或直接运用总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。 （3）根据关系式计算 借得失电子守恒定律关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立所需的关系式。如关系式：O2～4e－～4H＋～4OH－～4Ag～2Cu。 考点02电解原理的应用 一．氯碱工业 1．概念： 用电解__ _的方法来制取__氢氧化钠、氢气和氯气__，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为氯碱工业。 2．原理： (1)阳极反应：__ (__氧化__反应) (2)阴极反应：__ __(__还原__反应) (3)总反应： ①化学方程式：__2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑__ ②离子方程式：__ _ 3.现象及检验： 阴极：有 产生，滴加酚酞——变 阳极：有 的气体产生，使湿润的淀粉KI试纸变 4.氯碱工业生产流程 工业生产中，电解饱和食盐水的反应在离子交换膜电解槽中进行。 ①阳离子交换膜电解槽 ②阳离子交换膜的作用：只允许Na＋等阳离子通过，不允许Cl－、OH－等阴离子及气体分子通过，可以防止阴极产生的氢气与阳极产生的氯气混合发生爆炸，也能避免氯气与阴极产生的氢氧化钠反应而影响氢氧化钠的产量。 5.氯碱工业产品及其应用 （1）氯碱工业产品主要有 、盐酸、含氯漂白剂。 （2）电解饱和食盐水为原理的氯碱工业产品在有机合成、造纸、玻璃、肥皂、纺织、印染、农药、金属冶炼等领域中广泛应用。 二．电镀 1．概念：应用__ __原理在某些金属表面镀上一薄层其他__ _或合金的加工工艺。 2．目的：使金属增强__ _能力，增加美观度和表面硬度。 3．实例(在铁件上镀铜)。 材料 电极反应式 阴极 __ __ Cu2＋＋2e－===Cu 阳极 __ __ Cu－2e－===Cu2＋ 电解质溶液 __ __溶液 三．电解精炼铜 1．概念：粗铜中往往含有铁、锌、银、金等多种杂质，常用电解的方法进行精炼。 电解池的构成是用__ __作阳极，用__ _作阴极，用__ __作电解质溶液。 2．原理： 粗铜中比铜活泼的金属_ __等，失去电子形成阳离子而溶解(残留在溶液中)；比铜不活泼的金属__ __等，以金属单质的形式沉积在电解槽的底部(形成阳极泥)；粗铜中的铜在纯铜上析出。 四．电冶金 1．金属冶炼的本质：使矿石中的__ __获得电子变成金属单质的过程。如__ _。 2．电冶金：电解是最强有力的氧化还原手段，适用于一些_ __单质的制取，如冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属。 总方程式 阳极、阴极反应式 冶炼钠 __2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑__ __ ， _ 冶炼镁 __MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑__ __ ， __ 冶炼铝 __2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑__ __ ， _ 如：电解熔融的氯化钠可制取金属钠的反应式： 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑； 阴极：2Na＋＋2e－===2Na； 总反应：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。 【特别提醒】 1.电解精炼过程中的“两不等”：电解质溶液浓度在电解前后不相等；阴极增加的质量和阳极减少的质量不相等。 2.电镀过程中的“一多，一少，一不变”：“一多”指阴极上有镀层金属沉积；“一少”指阳极上有镀层金属溶解；“一不变”指电镀液电解质溶液的浓度不变。 题型演练 【题型1电解原理】 1.（24-25高二上·河南南阳·阶段练习）下列电极反应式或离子方程式书写错误的是 A．碱性氢氧燃料电池负极的电极反应式： B．铅蓄电池充电时阳极的电极反应式： C．用惰性电极电解饱和食盐水时阴极的电极反应式： D．用惰性电极电解硝酸银溶液的离子方程式： 2．（24-25高二上·吉林长春·阶段练习）下列实验能达到预期目的是 实验 内容 实验目的 A 将铁制镀件与电源正极相连，铜片与电源负极相连 在铁制镀件上镀铜 B 室温下，用计测定浓度为0.1mol/L溶液和0.1mol/L溶液的 比较和的酸性强弱 C 取2mL0.1mol/L溶液，先滴加3滴0.1mol/L溶液，后滴加5滴0.1mol/L溶液，观察到先生成白色沉淀，后变为黄色沉淀 D 向溶液中滴加溶液，有白色沉淀产生 与发生双水解 A．A B．B C．C D．D 3．（24-25高二上·吉林长春·阶段练习）NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．25℃，的溶液中含有的数目为0.1NA B．氢氧燃料电池负极消耗22.4L气体时，电路中通过的电子数为2NA C．1L0.1mol/L的溶液中阳离子总数大于0.1NA D．电解精炼铜时，阳极质量每减少64g，电路中通过的电子数为2NA 4．（24-25高二上·江苏·期中）下列化学反应表示正确的是 A．少量通入溶液中： B．向饱和食盐水中通入氨气和过量二氧化碳： C．用惰性电极电解饱和溶液： D．稀硫酸与稀氢氧化钾溶液发生反应： 5．（24-25高二上·福建·期中）设为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是 A．和于密闭容器中充分反应后，生成HI的分子总数小于 B．电解饱和食盐水，当电路中转移2mol电子时，制得金属钠 C．氢氧燃料电池中，负极有11.2L气体参与反应时，转移的电子数为 D．甲烷的摩尔燃烧焓为，当甲烷完全燃烧放出445kJ热量时，生成的个数为 6．（24-25高二上·福建漳州·期中）膜技术原理在化工生产中有着广泛的应用。设想利用电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂，装置图如下，下列说法不正确的是 A．A是原电池，B是电解池 B．为保证A中硫酸的质量分数不变，则加入的 C．当电路中通过中各有从左边迁移到右边 D．c电极的电极反应方程式为： 7．（24-25高二上·福建漳州·期中）下列关于(如图)原电池装置(为硝酸银、硝酸铜溶液中的各一种)的说法正确的是 A．溶液分别为硝酸银溶液与硝酸铜溶液 B．银电极上发生的反应为 C．盐桥中的阳离子向A溶液移动 D．盐桥改为U型铜条(形状、位置一样)，其它不变。则左池为电解池，右池为原电池 8．（24-25高二上·福建漳州·期中）下列装置图及有关说法正确的是 A．装置①中K闭合片刻后溶液中的浓度增大 B．装置③中当铁制品上析出铜时，电源负极输出的电子为 C．装置②中铁腐蚀速率由快到慢顺序是：只闭合只闭合都断开>只闭合 D．装置①中K闭合片刻后可观察到滤纸b点变红色 9．（24-25高二上·浙江·期中）微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置，以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图1所示，并利用此电池为电源模拟电化学降解，其原理如图2所示。下列说法正确的是 A．电池工作时，电流由A极经电解质溶液流向B极 B．电解过程中，阴极区溶液的pH不变 C．每生成，左右两侧溶液质量变化差7.2g D．理论上，图1中每生成，图2中生成的体积是8.96L 10．（24-25高二上·山东泰安·期中）某学习小组按如图探究金属电化学腐蚀与防护的原理，下列说法正确的是 A．b为正极，K连接A时，铁棒腐蚀的速率最慢 B．相同条件下，若X为模拟海水，K分别连接B、C，连接C时铁棒的腐蚀速率更慢 C．若X为模拟海水，K未闭合时，铁棒上腐蚀最严重且表面铁锈最多的位置则是F D．相同条件下，若K分别连接A、B时，石墨电极上的反应物不相同 11．（24-25高二上·福建·期中）Co是磁性合金的重要材料，也是维生素重要的组成元素。工业上可用如下装置制取单质Co并获得副产品盐酸(A、B均为离子交换膜)： 下列说法正确的是 A．通电一段时间后，阳极室pH不变 B．A为阳离子交换膜，B为阴离子交换膜 C．若产品室，将有流入石墨电极 D．若以铅蓄电池为电源，则Co电极应与电极相连接 12．（24-25高二上·福建龙岩·期中）用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池（如图），可实现大电流催化电解溶液制氨。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。下列说法不正确的是 A．电极电势：电极电极a B．“卯桦”结构的双极膜中的移向电极a，移向电极b C．电极a的电极反应式： D．电解后，Ⅱ室中的物质的量减小 13．（24-25高二上·重庆·阶段练习）我国科研工作者研发了一种新型复合电极材料，可将CO2电催化为甲酸(HCOOH)，下图是电解装置示意图。下列说法错误的是 A．电解时电极M上发生还原反应 B．电解时电极N上产生H+ C．阴、阳离子交换膜均有两种离子通过 D．总反应为2CO2+2H2O2HCOOH+O2 14．（24-25高二上·河南·期中）“浓差电池”是一种利用物质的浓度差产生电势的装置。两侧半电池中的特定物质有浓度差，由于浓度差导致半电池上发生的氧化还原反应程度不同，从而产生不同的电势。某浓差电池工作原理示意图如图所示。 下列说法正确的是 A．电势：电极电极2 B．装置中的离子交换膜应选用阳离子交换膜 C．电极2的电极反应式为 D．导线上每通过，负极区溶液质量减少 15．（24-25高二上·浙江·期中）NO气体制取溶液的工作原理如图。下列说法正确的是 A．B与C是同一种微粒 B．阳极的电极反应式为： C．物质A为稀硝酸 D．阴、阳两极消耗等量的NO，转移的电子数之比为5：3 16．（24-25高二上·河南·期中）工业生产中常用电解法提纯含有杂质的粗溶液，其工作原理如图所示。下列有关说法正确的是 A．通电后阴极区附近溶液不变 B．阳极的电极反应式为 C．提纯后的溶液从b出口导出 D．通过阳离子交换膜从阴极区移向阳极区 17．（24-25高二上·河南南阳·期中）如图所示电解装置中，通电一段时间后发现固体逐渐溶解，已知I室溶液足量。下列说法正确的是 A．b是电源的负极 B．通电一段时间后，向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出现蓝色 C．石墨电极I质量不变 D．当完全溶解时，I室溶液质量减少 18．（24-25高二上·北京昌平·期中）氯碱工业的原理如图所示，下列说法中不正确的是 A．电极a接电源的正极 B．电极b上电极反应为： C．Na+透过阳离子交换膜由左向右移动 D．总离子反应为： 19.（24-25高二上·吉林长春·阶段练习）利用如下装置模拟工业上电渗析法实现海水淡化并获得氢氧化钠。下列说法正确的是 A．甲室的Ag电极电势高于乙室 B．C1电极的反应为 C．膜1为阳离子交换膜、膜2为阴离子交换膜 D．当乙室Ag电极的质量增加21.6g时，理论上NaCl溶液减少11.7gNaCl 20．（24-25高二上·山东潍坊·期中）一种新型的利用双极膜电化学制备氨装置如图所示，已知在电场作用下，双极膜中间层的解离为和，并分别向两极迁移，下列说法正确的是 A．电极m与电源正极相连 B．双极膜中的移向电极n C．电解一段时间后，右池溶液不变 D．每生成，双极膜中有水解离 21．（24-25高二上·福建·期中）碳酸二甲酯(DMC)是一种重要有机化工中间体，符合绿色低碳发展要求。双极耦合电催化合成DMC的原理如图所示，该体系具有通用性，可成功用于合成碳酸二乙酯。下列说法错误的是 A．金电极上发生的反应为： B．反应一段时间后，溶液中的保持不变 C．每产生[]，玻碳电极处就有被氧化 D．若用该装置合成碳酸二乙酯[]，可选用乙醇、作为原料 22.（23-24高二下·河南南阳·期末）近日，科学家开发了高活性磷化铁催化剂用于选择性电化学硝酸盐还原为氨气，工作原理如图所示。下列叙述正确的是 A．a极与电源正极连接 B．一段时间后，KOH溶液浓度保持不变 C．a极的主要电极反应为 D．b极电势小于a极电势 23．（24-25高二上·河北衡水·阶段练习）在如图串联装置中，通电片刻即发现乙装置左侧电极表面出现红色固体。下列说法不正确的是 A．乙中左侧电极反应式为 B．电解过程中丙中溶液酸碱性无变化 C．向甲中加入适量的盐酸，不能使溶液恢复到电解前的状态 D．当甲中产生4.48L气体时，丙中Cu电极质量增加21.6g 24．（24-25高二上·河南郑州·期中）如下图所示的装置中，X、Y、Q、W都是石墨电极，将电源接通后，W极附近颜色逐渐加深。下列说法不正确的是 A．电源的M极为正极 B．电极X和Y产生单质物质的量之比为1：2 C．若甲装置中盛有足量CuSO4溶液，通电一段时间，加入适量 Cu(OH)2可以使溶液恢复原状 D．欲用乙装置给铜镀银，U极应该是 Ag，电镀液选择AgNO3溶液 【题型2电解原理的应用】 1．（24-25高二上·山东枣庄·阶段练习）下列有关电化学的装置与阐述正确的是 A．图A是新型可充电双离子电池，充电时阴极区溶液增大 B．图B是模仿氯碱工业验证溶液（含酚酞）的电解产物 C．图C是阴极电保护法保护铁管道 D．图D是工业上常采用电解熔融金属氯化物来冶炼活泼金属单质（如钠、镁、铝等） 2．（24-25高二上·山东青岛·期中）电解在工业上的应用非常广泛。下列说法正确的是           A．图甲中透过离子交换膜向极移动 B．图甲中离子交换膜的作用是隔离氯气与氢气和氢氧化钠，防止反应 C．用图乙装置电解精炼铜，一段时间后，电解质溶液浓度保持不变 D．用图乙装置进行铁片镀铜，a电极是铜 3．（24-25高二上·河南·期中）衣服上漂亮的“金属”塑料纽扣表面金色的华贵外衣是采用化学方法电镀上去的，下列有关电镀的说法正确的是 A．通常以待镀制品为阳极 B．通常以镀层金属为阴极 C．用含有镀层金属离子的溶液作电解质溶液 D．纽扣表面镀铜时，可采用如图所示方法进行电镀 4．（24-25高二上·山东·期中）下列关于电化学应用原理的说法错误的是 A．铁上镀铜时，可选用石墨电极作阳极材料 B．铜的电解精炼时，需定期补充离子导体的溶质 C．电解法冶炼镁时，选用熔融氧化镁做离子导体 D．在合适的电压下将铝制品与外接电源的正极相连，使其表面生成一层致密的氧化膜而钝化 5．（24-25高二上·河北石家庄·期中）关于下列装置说法错误的是 A．装置①中，盐桥(含有KCl溶液)中的K+移向CuSO4溶液 B．利用装置②电解饱和LiCl溶液可制取LiOH C．利用装置③可电解精炼银 D．装置④锌筒作负极，发生氧化反应 6．（23-24高二上·江苏南京·阶段练习）回收利用工业废气中的CO2和SO2，实验原理示意图如下图所示。下列说法不正确的是 A．装置a中溶液的作用是吸收废气中的CO2和SO2 B．装置a中溶液中：c(Na+)>c()>c()>c() C．装置b中的阴极反应式为CO2+2H++2e-=HCOOH D．装置b中的总反应为+CO2+H2OHCOOH+ 7．（24-25高二上·江苏扬州·阶段练习）电解合成1，2-二氯乙烷的实验装置如图所示。下列说法错误的是 A．该装置工作时，阳极的电极反应是CuCl－e－=Cu2++Cl- B．液相反应为 C．Y为阴离子交换膜 D．该装置总反应为 8．（23-24高二下·河南洛阳·期末）电解法处理酸性含铬废水（主要含有）时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应，最后以形式除去。现以甲醇燃料电池，采用电解法来处理酸性含铬废水，实验室利用如图装置模拟该方法。下列说法正确的是 A．M电极通入物质为 B．电解过程中废水的不变 C．电解池中阳极电极反应式为 D．当生成1mol时，电路中转移电子的物质的量至少为6mol 9．（24-25高二上·山东青岛·期中）硫酸的制备可以采用电化学方法进行。以和为原料，原理如图(A、B为多孔石墨电极，C、D为惰性电极)。下列说法错误的是 A．电极为负极，电极反应式为 B．膜为阳离子交换膜，透过膜向电极移动 C．、分别为和 D．若制备硫酸，需要标准状况下体积为 10．（24-25高二上·江苏扬州·期中）以乙烷燃料电池为电源进行电解的实验装置如下图所示。下列说法正确的是 A．燃料电池工作时，正极反应式为O2+4H+−4e−=2H2O B．a极是铁，b极是铜时，能达到铁上镀铜的目的 C．a极是纯铜，b极是粗铜时，a极上有铜析出，b极逐渐溶解，两极质量变化相同 D．a、b两极若是石墨，在同温同压下b极产生的气体与电池中消耗乙烷的体积之比为2:7 11．（24-25高二上·北京·阶段练习）利用燃料电池电解制备并得到副产物、、，装置如下图所示。下列说法不正确的是 A．a极反应： B．A膜和膜均为阴离子交换膜 C．可用铁电极替换石墨Ⅱ电极 D．a极上通入标况下甲烷，阳极室减少 12．（23-24高二下·云南玉溪·开学考试）目前一款新型甲醇燃料电池已投放市场，该电池通过特殊的装置进行电能输出，不会造成任何污染，是一种相当环保的绿色电池。如图是甲醇燃料电池的实验装置图。下列有关说法不正确的是 A．甲池是燃料电池，乙池是电解池 B．甲池中负极的电极反应式为 C．A为负极，C为阳极 D．乙池中D电极质量增加5.40g时，理论上甲池中转移0.05mol电子 13．（23-24高二上·河北唐山·期末）如图所示装置中，C、D、E、F为铂夹，分别夹在两张浸有对应溶液滤纸条上，试管A、B及水槽中充满溶液，闭合、，断开，一段时间后，A、B两试管中共收集到气体(折算为标准状况)后，液面如图所示。再断开，闭合、。下列说法正确的是 A．电源a端为负极 B．断开，闭合、后，试管A中电极反应为 C．滤纸1的C电极附近橙色变浅 D．滤纸2上理论上能析出 【题型3原电池和电解池综合应用】 1．（24-25高二上·吉林长春·阶段练习）某钠离子电池结构如图所示，钠离子电放电池总反应方程式为，下列说法不正确的是 A．充电时，电极A与外接直流电源的正极相连 B．充电时，得电子成为嵌入硬碳中 C．放电时，电极A反应可表示为 D．放电时，外电路通过0.1mol电子时，电极B质量增加2.3g 2．（2024·江西上饶·模拟预测）科学家成功研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电池。该电池内部的和有机阳离子构成电解质溶液，其放电工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．放电时，铝为负极，石墨为正极 B．充电时，向石墨电极移动 C．放电时，负极的电极反应式为 D．充电时，电子从石墨电极直接经导线流入铝电极，然后再经电解质溶液流回石墨电极 3．（2024·江西上饶·模拟预测）可充电电池的工作原理示意图如图，其中锂离子交换膜只允许通过，电池反应为：。下列说法正确的是 A．电解质与溶液可互换 B．放电时，电极发生脱嵌，充电时发生嵌入 C．充电时，阴极反应为： D．充电时，当转移0.1mol电子时，左室中电解质的质量减轻1.3g 4．（24-25高三上·吉林·阶段练习）与锂离子电池相比，镁离子电池因能量密度高、价格低廉而得到了广泛关注。一种可充电电池示意图如下。该电池分别以PTO(结构如标注框内所示)材料和为电极，以溶液为电解质溶液。下列说法错误的是 A．电极为该电池的负极 B．放电时，正极区存在反应： C．膜能阻止PTO进入左极室 D．充电时，外电路转移电子，左边电极增重 5．（24-25高三上·广东·期中）我国科学家研究发明了锂电池“大气固碳”方法，相关装置如图所示。下列说法不正确的是 A．该电池应选非水溶剂作电解液 B．该电池固碳过程是在放电时完成 C．放电时，从电极A移向电极B D．充电时，外电路中每通过电子，会放出 6．（24-25高三上·江苏·阶段练习）利用CoP催化剂可实现肼氧化辅助制氢，下列有关叙述不正确的是 A．图中甲池是原电池，乙池是电解池 B．电极C附近溶液pH升高 C．该装置可实现循环制氢 D．电路中转移，理论上A电极消耗标准状况下5.6LO2 7．（24-25高三上·湖南·期中）近日，郑州大学金阳副教授团队联合清华大学伍晖副教授、斯坦福大学崔屹教授，提出一种基于石榴石固体电解质的新型熔融锂-氯化亚铁电池。电池反应为，装置如图所示。下列叙述正确的是 A．放电时，锂电极的电势高于Fe-Mo电极 B．放电时，Fe-Mo电极反应式为3Fe2++Mo+6e-=Fe3Mo C．充电时，Fe-Mo电极与电源负极连接 D．充电时，阴极析出14gLi时转移电子数约为6.02×1023 8．（24-25高三上·河北衡水·阶段练习）水系双离子电池相比于锂电池有安全和成本优势，在储能领域有较好应用。我国最新水系(碱性)双离子电池的工作原理如图所示，下列有关叙述错误的是 A．放电时，电解质溶液中的Na+由b极区向a极区转移 B．充电时，电极b作阴极，发生还原反应 C．放电时，若a极得到3.2gCu和，则电路中转移的电子的物质的量为0.14mol D．第1次放电时，a极的电极反应式为 9．（24-25高三上·四川成都·期中）某生物质电池工作原理如下图所示，充、放电时分别得到高附加值的醇和羧酸。下列说法不正确的是 A．放电时，NiOOH转化为 B．充电时，通过交换膜从右室向左室迁移 C．充电时，阴极电极反应为： D．每转移1mAh的电量，充、放电产生的醇和羧酸的物质的量不相等 10．（24-25高三上·湖南·阶段练习）下图为某新型的可充电锌-肼（）电池充、放电时的物质转化示意图，其采用双功能电催化剂在同一电极实现了独立的析氢反应（放电）和产氮反应（充电）、下列说法正确的是 A．充电时，阴极区溶液的减小 B．放电时，正极反应式为 C．充电时，理论上每转移，阳极上会生成（标准状况） D．放电时，向负极方向移动 11．（24-25高三上·河南·期中）Se@C(硒@多孔石墨)是一种极具吸引力的二次电池系统替代材料，一种基于四电子转移反应的快充水系硒基电池放电或充电原理如图所示。已知充放电时Se的变化过程为。 下列说法正确的是 A．放电过程中由右侧流向左侧 B．充电时Se@C的电极总反应为 C．放电时的电极反应为 D．若中间物质中，则中与的个数之比为 12．（24-25高三上·河南南阳·期中）我国科学家设计了一种利用废水中的将苯酚氧化为CO2和H2O的原电池——电解池组合装置(如下图所示)。已知：水分子不能透过离子交换膜。羟基自由基(·OH)的氧化性仅次于氟气。下列说法错误的是 A．电流方向为a电极→d电极→c电极→b电极→a电极 B．b电极的电极反应为 C．相同条件下，c、d两极产生气体体积比3：7 D．电路中每转移，理论上能消除废水中苯酚2mol 13．（24-25高三上·湖南长沙·阶段练习）我国科学工作者以海水为氯源高效电合成了，二氯酮，以纳米锥为催化剂抑制氧析出和氯析出副反应的发生，装置如图，催化电极上反应为自由基机理。已知：。下列说法错误的是 A．电合成时，装置将太阳能最终转化为化学能 B．b极电极反应为+H2O+2Cl--2e-+2H+ C．若在反应体系中加入自由基捕获剂，，二氯酮产率降低 D．若法拉第效率为，通过4mol电子时，产生，二氯酮 14．（24-25高三上·四川·期中）现代膜技术可使某种离子具有单向通过能力，常用于电解池、原电池中。电解溶液可制备，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．去掉a膜，阳极区用稀硫酸作电解液，不影响的纯度 B．N室发生的电极反应式为 C．为一元弱酸 D．a、c膜均为阳离子交换膜，b膜为阴离子交换膜 15．（24-25高三上·全国·阶段练习）科研团队研发出一种可快充、成本低、更安全的动力电池(如下图)，这种电池正极是硫属元素，比如硫碳复合物，负极是铝，电解质由组成，该熔融盐电解质中含有链状如、等。下列说法正确的是 A．电解质中加入NaCl和KCl主要作用是提高熔融态中和的导电能力 B．中同时连接2个Al原子的Cl原子有个 C．放电时，负极发生的反应可能为 D．充电时，Al电极接外电源负极，发生氧化反应 16．（24-25高三上·广西·阶段练习）空气电池是目前储电能力最强的电池。以空气电池为电源，用情性电极电解硫酸铜溶液的装置如图所示，下列说法正确的是 已知：在反应中生成和。 A．c电极为阴极，发生氧化反应 B．装置工作时，a电极附近溶液的pH逐渐减小 C．电极上发生的电极反应为 D．当外电路中通过0.04mol电子时，B装置中b电极理论上可收集到224mL气体 17．（24-25高三上·山西·期中）纳米级在涂料、有色玻璃、催化剂等领域有着广泛的应用。现采用燃料电池为电源，用离子交换膜控制电解液中的离子来制备纳米，其装置如图所示。 下列说法错误的是 A．质子交换膜右侧的溶液在反应后pH不变 B．离子交换膜为阴离子交换膜 C．该燃料电池在获得电能的同时可用于制备硫酸 D．D电极为阳极，电极反应式为 18．（24-25高二上·河北石家庄·期中）利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2并得到副产物NaOH、H2、Cl2，装置如下图所下，下列说法不正确的是 A．a极反应：CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O B．A、C膜均为阳离子交换膜，B膜为阴离子交换膜 C．可用铁电极替换石墨Ⅱ电极 D．a极上通入标况下2.24L甲烷，理论上产品室可新增0.8molCa(H2PO4)2 19．（24-25高三上·云南昆明·阶段练习）电有机合成是一种应用广泛的新型有机合成方法。某种3-氯-4-氨基苯酚的电有机合成装置如图所示，下列说法错误的是 A．b与外接电源的负极相连 B．Pb电极的电极反应式：Pb-2e-+=PbSO4↓ C．电解一段时间后，阴阳两极室中电解质溶液的质量均增大 D．理论上每生成1mol，电路中转移4mole- 20．（24-25高二上·福建厦门·期中）空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC)，RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充放电池，其工作原理如图，下列说法正确的是 A．当有0.3mol电子转移时，a极产生标况下3.36L B．c极上发生的电极反应式： C．电解时，电子流动路径是：负极→外电路→阴极→溶液→阳极→正极 D．c极上进行还原反应，右端装置A中的可以通过隔膜进入B 21．（24-25高二上·福建厦门·期中）某科研小组设计了一种新型双微生物燃料电池装置，如下图所示。在a极将生活污水中的有机物(以苯甲醛为例)转化为，b极将酸性工业废水中的硝酸盐转化为。下列说法不正确的是 A．a电极反应式为： B．若b极产生了4.48L(已换算为标准状况)的气体，则穿过质子交换膜进入右室的数目为 C．若用该电池对铅蓄电池进行充电，b极接极 D．电池工作时，电流由b极经负载流向a极 22．（24-25高三上·福建·期中）近期我国科技工作者基于生物质平台分子糠醛()的氧化还原性，创制了一种新型可充放电的“生物质电池”，在存储和释放电力的同时，可生产高附加值的化学品，其原理如下。下列说法错误的是 A．放电时，溶液中的从右室移向左室 B．充电时，电极a连接铅酸蓄电池的电极 C．放电时，正极反应式为 D．充电时，电路中每转移，理论上生成 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题12 电解池 考点梳理 题型演练 考点01 电解原理 【题型1电解原理】 考点02 电解原理的应用 【题型2电解原理的应用】 【题型3原电池和电解池综合应用】 考点梳理 考点01电解原理 1．电解：使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阳极、阴极引起__氧化还原__反应的过程。 2．电解池： (1)定义：电解池是把__电能__转化为__化学能__的装置。 (2)电解池的构成条件。 ①有外接直流电源。 ②有与电源相连的两个电极。其中与__电源__正极相连的叫__阳极__，与电源负极相连的叫__阴极__。 注：阳极分为两种： （1）活性电极：电极自身放电即电极自身发生氧化反应，常见的活性电极金属为： Fe、Cu、Ag （2）惰性电极：电极自身不反应，由电解质中的阴离子发生氧化反应。常见的惰性电极为： Pt、C ③电解质溶液或熔融电解质。 ④形成闭合回路。 (3)电极名称及电极反应式(以惰性电极电解CuCl2溶液为例)。 (4)电子和离子移动方向。 电子：从电源负极流向电解池的阴极，从电解池的阳极流向电源的正极。 离子：阳离子移向电解池的阴极；阴离子移向电解池的阳极。 3、电子和离子的移动方向 4.电极的放电顺序 ①常见阳极的放电顺序：活性电极 > S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根 > F- ②常见阳离子放电顺序：金属活动性顺序的 倒 序 Ag+ > Hg2+ > Fe3+ > Cu2+ > H+(酸) > Pb2+ > Fe2+ > Zn2+ > H+（水） > Al3+ Mg2+ > Na+ > Ca2+ > K+ 5.常考的电解池反应式： ①惰性电极的情况下，电解NaOH溶液： 阴极： 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 阳极： 2H2O—4e-=4H++O2↑ 总反应： 2H2O2H2↑+O2↑ ②惰性电极的情况下，电解KOH溶液： 阴极：2H2O+2e-=H2↑+2OH- 阳极：2H2O—4e-=4H++O2↑ 总反应： 2H2O2H2↑+O2↑ ③惰性电极的情况下，电解H2SO4溶液： 阴极： 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 阳极： 2H2O—4e-=4H++O2↑ 总反应： 2H2O2H2↑+O2↑ ④惰性电极的情况下，电解HNO3溶液： 阴极： 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 阳极： 2H2O—4e-=4H++O2↑ 总反应： 2H2O2H2↑+O2↑ ⑤惰性电极的情况下，电解KNO3溶液： 阴极： 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 阳极： 2H2O—4e-=4H++O2↑ 总反应： 2H2O2H2↑+O2↑ ⑥惰性电极的情况下，电解Na2SO4溶液： 阴极： 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 阳极： 2H2O—4e-=4H++O2↑ 总反应： 2H2O2H2↑+O2↑ ⑦惰性电极的情况下，电解HCl溶液： 阴极： 2H++2e-=H2↑ 阳极： 2Cl——2e—=Cl2↑ 总反应： 2H+ +2Cl— H2↑+ Cl2↑ ⑧惰性电极的情况下，电解CuCl2溶液： 阴极： Cu2++2e—= Cu 阳极： 2Cl——2e—=Cl2↑ 总反应： Cu2+ +2Cl— Cu+ Cl2↑ ⑨惰性电极的情况下，电解NaCl溶液： 阴极： 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 阳极： 2Cl——2e—=Cl2↑ 总反应： 2H2O+2Cl— Cl2↑+H2↑+2OH- ⑩惰性电极的情况下，电解MgCl2溶液： 阴极： Mg2++2H2O+2e-=H2↑+ Mg(OH)2 阳极： 2Cl——2e—=Cl2↑ 总反应： Mg2++2H2O+ 2Cl—H2↑+ Mg(OH)2+ Cl2↑ (11)惰性电极的情况下，电解CuSO4溶液： 阴极： Cu2++2e—= Cu 阳极： 2H2O—4e-=4H++O2↑ 总反应： 2Cu2++2H2O 2Cu+4H++O2↑ (12)惰性电极的情况下，电解AgNO3溶液： 阴极： Ag++ e—= Ag 阳极： 2H2O—4e-=4H++O2↑ 总反应：4Ag++2H2O 4Ag +4H++O2↑ 【方法技巧】 解答电解问题的规律方法 1.明确电极反应规律 （1）阴极：得电子，发生还原反应 ①一般情况下，电极本身不参加反应；②一定是电解质溶液中的阳离子“争”得电子。 （2）阳极：失电子，发生氧化反应 ①若为活性电极，则电极本身参加反应；②若为惰性电极，则电解质溶液中的阴离子失电子而被氧化。 2.准确判断离子的放电顺序 离子的放电顺序主要取决于离子的本性，还与离子的浓度、溶液的酸碱性有关。 （1）阳离子放电顺序（从强到弱） Ag＋、Hg2＋、Fe3＋、Cu2＋、H＋（酸）、Pb2＋、Sn2＋、Fe2＋、Zn2＋、H＋（H2O）、Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋ 注意：　Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋只有在熔融状态下才能放电。 （2）阴离子放电顺序（从强到弱） S2－、I－、Br－、Cl－、OH－；最高价含氧酸根离子（如、、） 3.联系分析电解问题的基本思路模式 （1）通电前：电解质溶液中含有哪些阴、阳离子（包括水电离出的H＋和OH－）。 （2）通电时：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结合放电顺序分析谁先放电（注意活泼金属作阳极时阳极本身被氧化）。 （3）写电极反应，并结合题目要求分析电解结果，如两极现象、水的电离平衡移动、离子浓度的变化、pH的变化等。 4.判断电解后溶液pH变化的方法 根据原溶液的酸碱性和电极产物即可对电解后溶液pH的变化作出正确的判断，其方法如下： （1）若电极产物只有H2而无O2，则pH变大。 （2）若电极产物只有O2而无H2，则pH变小。 （3）若电极产物既有O2又有H2，原溶液呈酸性则pH变小，原溶液呈碱性则pH变大，原溶液呈中性则pH不变。 5.电化学计算 （1）根据电子守恒法计算 用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。 （2）根据总反应式中的计量关系进行计算 先写出电极反应式，再写出总反应式或直接运用总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。 （3）根据关系式计算 借得失电子守恒定律关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立所需的关系式。如关系式：O2～4e－～4H＋～4OH－～4Ag～2Cu。 考点02电解原理的应用 一．氯碱工业 1．概念： 用电解__饱和氯化钠溶液__的方法来制取__氢氧化钠、氢气和氯气__，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为氯碱工业。 2．原理： (1)阳极反应：__2Cl－－2e－===Cl2↑__(__氧化__反应) (2)阴极反应：__2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－__(__还原__反应) (3)总反应： ①化学方程式：__2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑__ ②离子方程式：__2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑__ 3.现象及检验： 阴极：有 无色、无味气泡 产生，滴加酚酞——变 红 阳极：有黄绿色、刺激性气味 的气体产生，使湿润的淀粉KI试纸变 蓝 4.氯碱工业生产流程 工业生产中，电解饱和食盐水的反应在离子交换膜电解槽中进行。 ①阳离子交换膜电解槽 ②阳离子交换膜的作用：只允许Na＋等阳离子通过，不允许Cl－、OH－等阴离子及气体分子通过，可以防止阴极产生的氢气与阳极产生的氯气混合发生爆炸，也能避免氯气与阴极产生的氢氧化钠反应而影响氢氧化钠的产量。 5.氯碱工业产品及其应用 （1）氯碱工业产品主要有NaOH、Cl2、H2、盐酸、含氯漂白剂。 （2）电解饱和食盐水为原理的氯碱工业产品在有机合成、造纸、玻璃、肥皂、纺织、印染、农药、金属冶炼等领域中广泛应用。 二．电镀 1．概念：应用__电解__原理在某些金属表面镀上一薄层其他__金属__或合金的加工工艺。 2．目的：使金属增强__抗腐蚀__能力，增加美观度和表面硬度。 3．实例(在铁件上镀铜)。 材料 电极反应式 阴极 __Fe__ Cu2＋＋2e－===Cu 阳极 __Cu__ Cu－2e－===Cu2＋ 电解质溶液 __CuSO4__溶液 三．电解精炼铜 1．概念：粗铜中往往含有铁、锌、银、金等多种杂质，常用电解的方法进行精炼。 电解池的构成是用__粗铜__作阳极，用__纯铜__作阴极，用__硫酸铜溶液__作电解质溶液。 2．原理： 粗铜中比铜活泼的金属__锌、铁__等，失去电子形成阳离子而溶解(残留在溶液中)；比铜不活泼的金属__银、金__等，以金属单质的形式沉积在电解槽的底部(形成阳极泥)；粗铜中的铜在纯铜上析出。 四．电冶金 1．金属冶炼的本质：使矿石中的__金属离子__获得电子变成金属单质的过程。如__Mn＋＋ne－===M__。 2．电冶金：电解是最强有力的氧化还原手段，适用于一些__活泼金属__单质的制取，如冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属。 总方程式 阳极、阴极反应式 冶炼钠 __2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑__ __2Cl－－2e－===Cl2↑，2Na＋＋2e－===2Na__ 冶炼镁 __MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑__ __2Cl－－2e－===Cl2↑，Mg2＋＋2e－===Mg__ 冶炼铝 __2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑__ __6O2－－12e－===3O2↑，4Al3＋＋12e－===4Al__ 如：电解熔融的氯化钠可制取金属钠的反应式： 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑； 阴极：2Na＋＋2e－===2Na； 总反应：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。 【特别提醒】 1.电解精炼过程中的“两不等”：电解质溶液浓度在电解前后不相等；阴极增加的质量和阳极减少的质量不相等。 2.电镀过程中的“一多，一少，一不变”：“一多”指阴极上有镀层金属沉积；“一少”指阳极上有镀层金属溶解；“一不变”指电镀液电解质溶液的浓度不变。 题型演练 【题型1电解原理】 1.（24-25高二上·河南南阳·阶段练习）下列电极反应式或离子方程式书写错误的是 A．碱性氢氧燃料电池负极的电极反应式： B．铅蓄电池充电时阳极的电极反应式： C．用惰性电极电解饱和食盐水时阴极的电极反应式： D．用惰性电极电解硝酸银溶液的离子方程式： 【答案】D 【详解】A．碱性氢氧燃料电池中，通入燃料氢气的电极为负极，碱性条件下氢气在负极失去电子发生氧化反应生成水，电极反应式为，故A正确； B．铅蓄电池充电时，二氧化铅是电解池的阳极，水分子作用下硫酸铅在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化铅、氢离子和硫酸根离子，电极反应式为，故B正确； C．用惰性电极电解饱和食盐水时，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，故C正确； D．用惰性电极电解硝酸银溶液发生的反应为硝酸银溶液电解生成银、氧气和硝酸，反应的离子方程式为，故D错误； 故选D。 2．（24-25高二上·吉林长春·阶段练习）下列实验能达到预期目的是 实验 内容 实验目的 A 将铁制镀件与电源正极相连，铜片与电源负极相连 在铁制镀件上镀铜 B 室温下，用计测定浓度为0.1mol/L溶液和0.1mol/L溶液的 比较和的酸性强弱 C 取2mL0.1mol/L溶液，先滴加3滴0.1mol/L溶液，后滴加5滴0.1mol/L溶液，观察到先生成白色沉淀，后变为黄色沉淀 D 向溶液中滴加溶液，有白色沉淀产生 与发生双水解 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．在铁制镀件上镀铜时，铜片与电源正极相连做电镀池的阳极，铁制镀件与电源负极相连做阴极，故A错误； B．由盐类水解规律可知，盐溶液的pH越大，说明弱酸根离子在溶液中的水解程度越大，弱酸的酸性越弱，所以室温下，用计测定浓度为0.1mol/L溶液和0.1mol/L溶液的可以达到比较和的酸性强弱的实验目的，故B正确； C．向过量硝酸银溶液中滴入3滴氯化钠溶液后，再滴入5滴碘化钾溶液只有沉淀的生成过程，没有沉淀的转化过程，无法比较氯化银和碘化银的溶度积大小，故C错误； D．碳酸氢根离子在溶液中的电离程度大于氢氧化铝的酸式电离程度，所以由强酸制弱酸的原理可知，四羟基合铝酸钠溶液与碳酸氢钠溶液发生复分解反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸钠，该反应不是双水解反应，故D错误； 故选B。 3．（24-25高二上·吉林长春·阶段练习）NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．25℃，的溶液中含有的数目为0.1NA B．氢氧燃料电池负极消耗22.4L气体时，电路中通过的电子数为2NA C．1L0.1mol/L的溶液中阳离子总数大于0.1NA D．电解精炼铜时，阳极质量每减少64g，电路中通过的电子数为2NA 【答案】C 【详解】A．25℃，pH=13的NaOH溶液的体积未知，无法求出含有OH-的数目，A不正确； B．氢氧燃料电池负极(通H2的电极)消耗22.4L气体(H2)时，由于题中未指明温度、压强，不能利用22.4L/mol计算H2的物质的量，也就不能求出电路中通过的电子数，B不正确； C．1L0.1mol/L 的NH4Cl溶液中，依据电荷守恒：N()+N(H+)=N(Cl-)+N(OH-)=0.1NA+ N(OH-)，N(OH-)＞0，所以阳离子总数大于0.1NA，C正确； D．电解精炼铜时，粗铜作阳极，阳极Zn、Fe等失电子后，Cu才开始失电子，且阳极会产生阳极泥(Au、Ag等)，所以阳极质量每减少64g(若全部为Cu，失去电子2mol)，电路中通过的电子数不一定是2NA，D不正确； 故选C。 4．（24-25高二上·江苏·期中）下列化学反应表示正确的是 A．少量通入溶液中： B．向饱和食盐水中通入氨气和过量二氧化碳： C．用惰性电极电解饱和溶液： D．稀硫酸与稀氢氧化钾溶液发生反应： 【答案】B 【详解】A．二氧化硫具有还原性，能与过量的次氯酸钠溶液反应生成氯化钠、硫酸钠和次氯酸，反应的离子方程式为，故A错误； B．向饱和食盐水中通入氨气和过量二氧化碳发生的反应为二氧化碳与氯化钠溶液和氨气反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵，反应的离子方程式为，故B正确； C．用惰性电极电解饱和氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气，反应的离子方程式为，故C错误； D．稀硫酸与稀氢氧化钾溶液发生反应硫酸钾和水，反应的热化学方程式为，故D错误； 故选B。 5．（24-25高二上·福建·期中）设为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是 A．和于密闭容器中充分反应后，生成HI的分子总数小于 B．电解饱和食盐水，当电路中转移2mol电子时，制得金属钠 C．氢氧燃料电池中，负极有11.2L气体参与反应时，转移的电子数为 D．甲烷的摩尔燃烧焓为，当甲烷完全燃烧放出445kJ热量时，生成的个数为 【答案】A 【详解】A．氢气和碘单质的反应为可逆反应，进行不完全，则生成HI的分子总数小于，A正确； B．用惰性电极电解饱和NaCl溶液，方程式是2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，当转移2mol电子，生成2mol氢氧化钠、1mol氯气和1mol氢气，不会生成金属钠，B错误； C．没有说明是否为标况，不确定负极参加反应的气体的物质的量，不能计算转移电子数，C错误； D．甲烷燃烧热是在101 kPa时，1 mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水时所放出的热量，不是生成气态水，D错误； 故选A。 6．（24-25高二上·福建漳州·期中）膜技术原理在化工生产中有着广泛的应用。设想利用电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂，装置图如下，下列说法不正确的是 A．A是原电池，B是电解池 B．为保证A中硫酸的质量分数不变，则加入的 C．当电路中通过中各有从左边迁移到右边 D．c电极的电极反应方程式为： 【答案】B 【分析】由装置图可知A为原电池，a作负极，a极上的SO2失去电子结合水生成H2SO4，b作正极，O2得到电子结合溶液中的H+生成水，B是电解池，c是阳极，N2O4失去电子生成N2O5，d作阴极，H+得到电子生成H2，据此分析解答。 【详解】A．由分析可知，A是原电池，B是电解池，A正确； B．a为负极，电极反应为：SO2－2e-+2H2O=+4H+，当反应1molSO2时消耗2molH2O，生成1molH2SO4；即生成硫酸的质量为98g，消耗水的质量为36g，设加入xmol H2O，为保证A中硫酸的质量分数保持50%，则，解的x≈7.4，则加入的，B错误； C．A中负极反应为：SO2－2e-+2H2O=+4H+，可建立关系SO2~2e-~4H+，B中阳极的反应为，可建立关系N2O4~2e-~2H+；当电路中通过，A中负极有4molH+产生，但只能转移2mol氢离子，阳离子向正极移动，即从左边迁移到右边，B中阳极有2molH+产生，阳离子向阴极移动，即从左边迁移到右边，C正确； D．c为阳极，发生失去电子的氧化反应，结合分析可知，c电极的电极反应方程式为：，D正确； 故选B。 7．（24-25高二上·福建漳州·期中）下列关于(如图)原电池装置(为硝酸银、硝酸铜溶液中的各一种)的说法正确的是 A．溶液分别为硝酸银溶液与硝酸铜溶液 B．银电极上发生的反应为 C．盐桥中的阳离子向A溶液移动 D．盐桥改为U型铜条(形状、位置一样)，其它不变。则左池为电解池，右池为原电池 【答案】D 【分析】双液原电池中，避免电解质溶液和电极直接反应，可得到较稳定的电流，如图所示，铜做负极，银做正极，电极总方程式是Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag。 【详解】A．双液电池中，要避免电解质溶液与电极直接反应，所以溶液分别为硝酸铜溶液与硝酸银溶液，A项错误； B．银电极为正极，得电子，发生的反应为，B项错误； C．原电池中，阳离子移向正极，故盐桥中的阳离子移向B溶液，不是A溶液，C项错误； D．盐桥改为U型铜条(形状、位置一样)，其它不变，还能形成闭合回路，则左烧杯中是两电极为铜，电解质溶液为硝酸铜的电解池，而右烧杯中，形成一极为铜电极，一极为银电极，电解质溶液为硝酸银的原电池装置，电池总反应是Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag，此时为左烧杯提供电源，故D项正确； 故答案选D。 8．（24-25高二上·福建漳州·期中）下列装置图及有关说法正确的是 A．装置①中K闭合片刻后溶液中的浓度增大 B．装置③中当铁制品上析出铜时，电源负极输出的电子为 C．装置②中铁腐蚀速率由快到慢顺序是：只闭合只闭合都断开>只闭合 D．装置①中K闭合片刻后可观察到滤纸b点变红色 【答案】C 【详解】A．装置①中K闭合形成原电池，锌较活泼为负极、铜为正极，阴离子向负极移动，则氯离子移向左侧，片刻后硫酸锌溶液中c()增大，A正确； B．装置③为电解池装置，铜片为阳极，铁为阴极，阴极铜离子得到电子生成铜单质，当铁制品上析出1.6g铜（为0.025mol）时，根据电子守恒，电源负极输出的电子为0.025mol×2=0.05mol，B错误； C．铁做电解池阳极被腐蚀速率最快、做阴极被保护腐蚀最慢，铁石墨构成原电池则铁为负极被锈蚀、都断开铁正常被锈蚀，则铁腐蚀的速率由大到小的顺序是：只闭合只闭合都断开>只闭合，C正确； D．装置①中K闭合，形成铜锌原电池，ab构成电解池，a为阴极，b为阳极，阴极水放电发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，使得a点附近溶液呈碱性，溶液变红，D错误； 故选C。 9．（24-25高二上·浙江·期中）微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置，以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图1所示，并利用此电池为电源模拟电化学降解，其原理如图2所示。下列说法正确的是 A．电池工作时，电流由A极经电解质溶液流向B极 B．电解过程中，阴极区溶液的pH不变 C．每生成，左右两侧溶液质量变化差7.2g D．理论上，图1中每生成，图2中生成的体积是8.96L 【答案】C 【分析】如图I微生物燃料电池中微生物作用下葡萄糖氧化生成二氧化碳，发生氧化反应，为负极，氧气得电子，发生还原反应，为正极。 【详解】A．由于通氧气的一极是原电池的正极，微生物一端为原电池的负极，电池工作时电流从正极经过外电路电子流向负极，负极经过电解质溶液流向正极，即电流由B极经电解质溶液流向A极，A错误； B．电解时阴极区发生反应为：，每转移10mol电子时，左侧10mol氢离子移向右侧，因此阴极区氢离子浓度减少，pH升高，B错误； C．每生成，即0.1molN2，转移1mol电子，有1mol氢离子通过质子交换膜从左边到右边，右边减小2.8g-1g=1.8g，左边阳极发生反应为，左边减少0.5mol水，质量为9g，有左右两侧溶液质量变化差9g-1.8g=7.2g，C正确； D．未告知状态，不能通过物质的量确定气体体积，D错误； 答案选C。 10．（24-25高二上·山东泰安·期中）某学习小组按如图探究金属电化学腐蚀与防护的原理，下列说法正确的是 A．b为正极，K连接A时，铁棒腐蚀的速率最慢 B．相同条件下，若X为模拟海水，K分别连接B、C，连接C时铁棒的腐蚀速率更慢 C．若X为模拟海水，K未闭合时，铁棒上腐蚀最严重且表面铁锈最多的位置则是F D．相同条件下，若K分别连接A、B时，石墨电极上的反应物不相同 【答案】B 【详解】A．b为正极，K连接A时，该装置构成电解池，Fe电极作阳极，被加速腐蚀，铁棒腐蚀的速率最快，A错误； B．相同条件下，若X为模拟海水，K分别连接B、C，该装置构成原电池。K连接B时，Fe作负极，加速铁被腐蚀的速率；K连接C时，Fe作正极，Fe电极被保护，所以连接C时铁棒的腐蚀速率更慢，B正确； C．若X为模拟海水，K未闭合时，铁棒上腐蚀最严重且表面铁锈最多的是接触海水且有氧气的位置，铁棒上腐蚀最严重且表面铁锈最多的位置应该是E，C错误； D．相同条件下，若K分别连接A、B时，连接A时，装置为电解池，石墨电极可能作阳极也可能作阴极；连接B时，装置为原电池，石墨作正极，无法判断石墨电极上的反应物是否相同，D错误； 故合理选项是B。 11．（24-25高二上·福建·期中）Co是磁性合金的重要材料，也是维生素重要的组成元素。工业上可用如下装置制取单质Co并获得副产品盐酸(A、B均为离子交换膜)： 下列说法正确的是 A．通电一段时间后，阳极室pH不变 B．A为阳离子交换膜，B为阴离子交换膜 C．若产品室，将有流入石墨电极 D．若以铅蓄电池为电源，则Co电极应与电极相连接 【答案】B 【分析】由图可知，Co为阴极，电极反应式为Co2++2e-=Co，溶液中Cl-穿过B膜进入HCl(aq)产品室，石墨为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，生成的H+穿过A膜进入HCl(aq)产品室，据此作答。 【详解】A．阳极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，假设转移4mol电子，生成4mol H+，同时有4mol H+穿过A膜进入HCl(aq)产品室，但阳极室中溶剂水减少，硫酸浓度增大，溶液的pH将减小，A错误； B．由分析可知，A为阳离子交换膜，B为阴离子交换膜，B正确； C．若产品室Δn(HCl)=0.2mol，则有0.2mol氯离子透过交换膜B进入盐酸溶液，整个电路转移0.2mole-，但石墨电极是阳极，是电子流出的电极，即有流出石墨电极，C错误； D．Co电极为阴极，充电时，与铅蓄电池负极相连，应连接铅蓄电池的Pb电极，D错误； 故选B。 12．（24-25高二上·福建龙岩·期中）用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池（如图），可实现大电流催化电解溶液制氨。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。下列说法不正确的是 A．电极电势：电极电极a B．“卯桦”结构的双极膜中的移向电极a，移向电极b C．电极a的电极反应式： D．电解后，Ⅱ室中的物质的量减小 【答案】D 【分析】催化电解KNO3溶液制氨，硝酸钾发生还原反应，则电极a为阴极、电极b为阳极，双极膜界面产生的H+移向阴极，而OH-移向阳极，阴极反应式为+7H2O+8e-=NH3•H2O+9OH-，阳极反应式为8OH--8e-=2O2↑+4H2O，电解总反应为+3H2O=NH3•H2O+2O2↑+OH-。 【详解】A．由分析可知，b为阳极，a为阴极，则电极电势：电极b＞电极a，A正确； B．由分析可知，电极a为阴极，电极b为阳极，双极膜界面产生的H+移向阴极a，而OH-移向阳极b，B正确； C．电极a为阴极得到电子，反应式为+7H2O+8e-=NH3•H2O+9OH-，C正确； D．每生成1molNH3•H2O，双极膜处有8mol的H2O解离，产生的8molOH-移向电极b所在的Ⅱ室且全部放电，因此Ⅱ室中KOH的物质的量不变，D错误； 故答案为：D。 13．（24-25高二上·重庆·阶段练习）我国科研工作者研发了一种新型复合电极材料，可将CO2电催化为甲酸(HCOOH)，下图是电解装置示意图。下列说法错误的是 A．电解时电极M上发生还原反应 B．电解时电极N上产生H+ C．阴、阳离子交换膜均有两种离子通过 D．总反应为2CO2+2H2O2HCOOH+O2 【答案】C 【分析】由题给信息可知，N极H2O失去电子生成O2：H2O-4e-＝4H++O2↑，发生氧化反应，N极为阳极，H+通过阳离子交换膜进入中间室；则M极为阴极，发生还原反应， CO2和水生成HCOO-和OH-：CO2+2e-+H2O＝HCOO-+OH-，HCOO-和OH-通过阴离子交换膜进入中间室，OH-和H+生成H2O、HCOO-和H+生成HCOOH，据此分析。 【详解】A．由分析可知，复合电极M作电解池的阴极，发生还原反应，A项正确； B．电解时，复合电极N上发生氧化反应，H2O失去电子，生成H+，电极方程式为：H2O-4e-＝4H++O2↑，B项正确； C．经分析可知，阳离子交换膜只有H+这一种离子通过，C项错误； D．根据分析可知，电极总反应为：2CO2+2H2O2HCOOH+O2，D项正确； 答案选C。 14．（24-25高二上·河南·期中）“浓差电池”是一种利用物质的浓度差产生电势的装置。两侧半电池中的特定物质有浓度差，由于浓度差导致半电池上发生的氧化还原反应程度不同，从而产生不同的电势。某浓差电池工作原理示意图如图所示。 下列说法正确的是 A．电势：电极电极2 B．装置中的离子交换膜应选用阳离子交换膜 C．电极2的电极反应式为 D．导线上每通过，负极区溶液质量减少 【答案】C 【详解】A．右侧铜离子浓度高于左侧，更易得到电子，因此右侧为正极，左侧为负极，在原电池中，电势：正极＞负极，则电势：电极电极2，A错误； B．浓差电池工作时，负极区电解质的浓度增大，现在Cu失电子使溶液中Cu2+增多，正极区Cu2+浓度减小，则阴离子应由正极区向负极区移动，所以装置中的离子交换膜应允许自由通过，选用阴离子交换膜，B错误； C．电极2为正极，电极反应式为，C正确； D．导线上每通过，负极区溶液中增加0.1molCu2+，从正极区转移入0.1mol，则负极区质量增加0.1mol×160g/mol=16.0g，D错误； 故选C。 15．（24-25高二上·浙江·期中）NO气体制取溶液的工作原理如图。下列说法正确的是 A．B与C是同一种微粒 B．阳极的电极反应式为： C．物质A为稀硝酸 D．阴、阳两极消耗等量的NO，转移的电子数之比为5：3 【答案】D 【分析】阴极发生还原反应，NO得电子生成B为，阳极发生氧化反应，NO失电子生成C为； 【详解】A．阴极是NO得电子发生还原反应生成铵根离子，所以B是铵根离子，C是硝酸根离子，故A错误； B．在酸性条件下，阳极上发生氧化反应，NO失去电子生成硝酸根离子，电极反应式为：，故B错误； C．阳极反应为，阴极反应为：NO+5e−+6H+=+H2O，从两极反应可看出，要使得失电子守恒，阳极产生的的物质的量大于阴极产生的的物质的量，因此若要使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A为NH3，故C错误； D．阳极反应为，阴极反应为：NO+5e−+6H+=+H2O，从两极反应可看出，阴、阳两极消耗等量的NO，转移的电子数之比为5：3，故D正确； 答案选D。 16．（24-25高二上·河南·期中）工业生产中常用电解法提纯含有杂质的粗溶液，其工作原理如图所示。下列有关说法正确的是 A．通电后阴极区附近溶液不变 B．阳极的电极反应式为 C．提纯后的溶液从b出口导出 D．通过阳离子交换膜从阴极区移向阳极区 【答案】C 【分析】该装置为电解原理的应用，左侧为阳极，电极反应为，右侧为阴极，电极反应为：，随着电解的进行，右侧氢氧根离子浓度增大，钾离子通过阳离子交换膜向右移动，故纯净的氢氧化钾从b口出来。 【详解】A．电解时阴极电极反应为：，氢离子浓度减小，氢氧根浓度增大，溶液的pH增大，故A错误； B．左侧为阳极，阳极失去电子，发生氧化反应，电极反应为，故B错误； C．在b电极附近产生氢氧根离子，钾离子向b电极移动，所以除去杂质后氢氧化钾溶液从液体出口b导出，故C正确； D．制备氢氧化钾时，阴极上水电离的氢离子放电生成氢气和OH-，通过交换膜从阳极区移向阴极区，故D错误； 故选C。 17．（24-25高二上·河南南阳·期中）如图所示电解装置中，通电一段时间后发现固体逐渐溶解，已知I室溶液足量。下列说法正确的是 A．b是电源的负极 B．通电一段时间后，向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出现蓝色 C．石墨电极I质量不变 D．当完全溶解时，I室溶液质量减少 【答案】D 【分析】根据题意分析，氧化铁逐渐溶解，可能电解产生氢离子形成酸性溶液，则I室中铜离子得电子形成铜单质，氯离子通过阴离子交换膜迁移至Ⅱ室，电极I为阴极，电极Ⅱ为阳极，Ⅲ室的水失去电子形成氧气和氢离子，电极反应式为，产生的氢离子通过质子交换膜迁移至Ⅱ室，迁移的氯离子和氢离子形成盐酸溶液，溶解氧化铁； 【详解】A．根据分析，电极Ⅰ为电解池的阴极，连接电源的负极，则a为负极，b为正极，A错误； B．通电一段时间后，氢离子向Ⅱ室迁移，形成盐酸溶液，滴加石蕊溶液，应出现红色，B错误； C．通电后，I室溶液中的铜离子得电子形成铜单质附着于电极I上，质量增加，C错误； D．当0.01mol氧化铁完全溶解时，根据反应方程式消耗0.06molHCl，需要0.06mol氢离子，根据电子反应式，共转移电子0.06mol，则根据阴极电极反应式，失去铜离子0.03mol，同时迁移去Ⅱ室的氯离子共0.06mol，总共减少质量为，D正确； 故选D。 18．（24-25高二上·北京昌平·期中）氯碱工业的原理如图所示，下列说法中不正确的是 A．电极a接电源的正极 B．电极b上电极反应为： C．Na+透过阳离子交换膜由左向右移动 D．总离子反应为： 【答案】D 【分析】电解饱和食盐水，连接正极的阳极上氯离子失电子产生氯气，故电极a为阳极，连接电源的正极；连接负极的阴极上水得电子产生氢气和氢氧根，故电极b为阴极，连接电源的负极。 【详解】A．根据分析可知，电极a接电源的正极，选项A正确； B．电极b为阴极，电极上水电离产生的氢离子得电子产生氢气，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，选项B正确； C．电解池中阳离子定向移动到阴极，故Na+透过阳离子交换膜由左向右移动，选项C正确； D．氯碱工业为电解饱食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，总反应为：2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-，选项D错误； 故答案选D。 19.（24-25高二上·吉林长春·阶段练习）利用如下装置模拟工业上电渗析法实现海水淡化并获得氢氧化钠。下列说法正确的是 A．甲室的Ag电极电势高于乙室 B．C1电极的反应为 C．膜1为阳离子交换膜、膜2为阴离子交换膜 D．当乙室Ag电极的质量增加21.6g时，理论上NaCl溶液减少11.7gNaCl 【答案】D 【分析】如图装置为模拟工业上电渗析法实现海水淡化并获得氢氧化钠，则C2为阴极，发生反应2H2O+2e-=H2↑+2OH-，C1为阳极，发生反应2Cl--2e-=Cl2↑。膜2为允许Na+透过的阳离子交换膜，膜1为允许Cl-透过的阴离子交换膜。则右侧Ag电极为正极，左侧Ag电极为负极。左侧装置为浓差电池，右侧装置为电解装置。 【详解】A．由分析可知，甲室的Ag电极为负极，乙室的Ag电极为正极，在原电池中，正极电势高于负极电势，则甲室的Ag电极电势低于乙室，A不正确； B．C1电极为阳极，Cl-失电子生成Cl2，电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑，B不正确； C．由分析可知，膜1为阴离子交换膜、膜2为阳离子交换膜，C不正确； D．当乙室Ag电极的质量增加21.6g时，线路中转移电子的物质的量为n(e-)=n(Ag)==0.2mol，则右侧装置中转移0.2mol阴、阳离子，理论上NaCl溶液减少0.2mol×58.5g/mol=11.7gNaCl，D正确； 故选D。 20．（24-25高二上·山东潍坊·期中）一种新型的利用双极膜电化学制备氨装置如图所示，已知在电场作用下，双极膜中间层的解离为和，并分别向两极迁移，下列说法正确的是 A．电极m与电源正极相连 B．双极膜中的移向电极n C．电解一段时间后，右池溶液不变 D．每生成，双极膜中有水解离 【答案】D 【分析】由图可知，酸性条件下硝酸根离子在阴极得到电子发生还原反应生成氨气和水，电极反应式为NO+8e-+9H+=NH3↑+3H2O，电极m为电解池的阴极，双极膜中的氢氧根离子移向电极n，氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水，电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O，电极n为阳极。 【详解】A．由分析可知，与直流电源负极相连的电极m为电解池的阴极，A错误； B．由分析可知，双极膜中的氢离子移向电极m，B错误； C．由分析可知，双极膜中的氢氧根离子移向电极n，氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水，电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O，反应生成水，因此c(OH-)减小，溶液减小，C错误； D．由得失电子数目守恒可知，生成时，消耗0.8mol电子，因此有0.8molH+移向左侧，双极膜中消耗0.8mol水，双极膜中解离水的质量为0.8mol×18g/mol=14.4g，D正确； 故选D。 21．（24-25高二上·福建·期中）碳酸二甲酯(DMC)是一种重要有机化工中间体，符合绿色低碳发展要求。双极耦合电催化合成DMC的原理如图所示，该体系具有通用性，可成功用于合成碳酸二乙酯。下列说法错误的是 A．金电极上发生的反应为： B．反应一段时间后，溶液中的保持不变 C．每产生[]，玻碳电极处就有被氧化 D．若用该装置合成碳酸二乙酯[]，可选用乙醇、作为原料 【答案】C 【分析】据图示可知，玻碳电极上Br-转化为Br2，发生氧化反应，玻碳电极为阳极，阳极电极反应式为：2Br--2e-=Br2，则金电极上CO2转化为CO，金电极为阴极，阴极电极反应式为CO2+2CH3OH+2e-2CH3O-+ CO+H2O。 【详解】A．据以上分析可知，金电极为阴极，阴极上发生的反应为：，故A正确； B．据图示可知，溶液中还存在反应：2CH3O-+ CO+ Br2=2Br-+(CH3O)2CO，据电解池阴阳极电极反应可知有：2Br-~CO ~ Br2，电极反应消耗的Br-和溶液中生成的Br-物质的量相等，反应一段时间后，溶液中的保持不变，故B正确； C．据以上分析可知，~2e-，每产生[]，玻碳电极处被氧化的n(Br-)，故C错误； D．该体系具有通用性，可成功用于合成碳酸二乙酯，据用该装置合成碳酸甲酯时原料可知，若用该装置合成碳酸二乙酯[]，可选用乙醇、作为原料，故D正确； 故答案为：C。 22.（23-24高二下·河南南阳·期末）近日，科学家开发了高活性磷化铁催化剂用于选择性电化学硝酸盐还原为氨气，工作原理如图所示。下列叙述正确的是 A．a极与电源正极连接 B．一段时间后，KOH溶液浓度保持不变 C．a极的主要电极反应为 D．b极电势小于a极电势 【答案】C 【分析】由图示可知，a电极上硝酸根离子被还原生成氨气，所以a电极为阴极、b电极为阳极，阴极反应式为:、阳极反应式为:，a直接连电源的负极、b直接连电源的正极，回答下列问题； 【详解】A．根据分析可知，a极与电源负极连接， A错误； B．阳极反应为，水逐渐增多，KOH溶液浓度降低，B错误； C．根据分析可知：a极的主要电极反应为，C正确； D．阳极b的电势高于阴极a的电势，D错误； 故选C。 23．（24-25高二上·河北衡水·阶段练习）在如图串联装置中，通电片刻即发现乙装置左侧电极表面出现红色固体。下列说法不正确的是 A．乙中左侧电极反应式为 B．电解过程中丙中溶液酸碱性无变化 C．向甲中加入适量的盐酸，不能使溶液恢复到电解前的状态 D．当甲中产生4.48L气体时，丙中Cu电极质量增加21.6g 【答案】D 【分析】该装置有外接电源，为电解装置，通电片刻即发现乙装置左侧电极表面出现红色固体，则乙装置左侧电极有铜析出，乙装置左侧电极为阴极、右侧电极为阳极；甲装置左侧电极为阴极、右侧电极为阳极；丙装置左侧电极为阴极、右侧电极为阳极； 【详解】A．通电片刻即发现乙装置左侧电极表面出现红色固体，左侧电极有铜析出，左侧为阴极，发生反应，故A正确； B．在丙装置中阳极电极反应式为Ag-e-=Ag+，阴极电极反应式为Ag++e-=Ag，所以电解过程中丙中溶液酸碱性无变化，故B正确； C．甲装置中阳极电极反应为2Cl--2e-=Cl2，阴极电极反应为2H++2e-=H2，相当于从溶液中逸出HCl气体，若加入盐酸，则多加了水，会导致KCl溶液浓度减小，故C正确； D．甲中产生4.48L气体，没有明确是否为标准状况，不能减少气体物质的量，则不能计算丙中Cu电极质析出银的质量， D错误； 选D。 24．（24-25高二上·河南郑州·期中）如下图所示的装置中，X、Y、Q、W都是石墨电极，将电源接通后，W极附近颜色逐渐加深。下列说法不正确的是 A．电源的M极为正极 B．电极X和Y产生单质物质的量之比为1：2 C．若甲装置中盛有足量CuSO4溶液，通电一段时间，加入适量 Cu(OH)2可以使溶液恢复原状 D．欲用乙装置给铜镀银，U极应该是 Ag，电镀液选择AgNO3溶液 【答案】C 【分析】将电源接通后，W极附近颜色逐渐加深，W是阴极，则N是原电池负极、M是正极；X是阳极、Y是阴极。 【详解】A．W极附近颜色逐渐加深，W是阴极，则N是原电池负极、M是正极，故A正确； B．X是阳极、Y是阴极，X极发生反应4OH--4e-=2H2O+ O2↑；Y极发生反应Cu2++2e-=Cu，根据得失电子守恒，电极X和Y产生单质物质的量之比为1：2，故B正确； C．若甲装置中盛有足量CuSO4溶液，X极放出氧气、Y极生成单质铜，通电一段时间，加入适量 CuO可以使溶液恢复原状，故C错误； D．乙装置U是阳极、R是阴极，欲用乙装置给铜镀银，银作阳极、铜作阴极，U极应该是 Ag，电镀液选择AgNO3溶液，故D正确； 选C。 【题型2电解原理的应用】 1．（24-25高二上·山东枣庄·阶段练习）下列有关电化学的装置与阐述正确的是 A．图A是新型可充电双离子电池，充电时阴极区溶液增大 B．图B是模仿氯碱工业验证溶液（含酚酞）的电解产物 C．图C是阴极电保护法保护铁管道 D．图D是工业上常采用电解熔融金属氯化物来冶炼活泼金属单质（如钠、镁、铝等） 【答案】A 【详解】A．根据图象信息可知，放电时，Zn失电子，与氢氧根离子反应生成[Zn(OH)4]2-，作负极，充电时，原负极接电源负极作阴极，对应阴极区[Zn(OH)4]2-得电子生成Zn和OH-，pH增大，A正确； B．该装置目的为用碘化钾淀粉溶液检验生成的氯气，用小试管收集并检验生成的氢气，左侧电极附近溶液变红检验生成的氢氧化钠，因此左侧铁棒应作阴极，右侧电极作阳极，电流方向：阳极→阴极，图示装置电子方向有误，B错误； C．形成电解池，铁管道连接电源正极做阳极，铁失电子铁管道被腐蚀，C错误； D．氯化铝为共价化合物，熔融态不导电，电解熔融的氯化铝无法冶炼铝，工业电解熔融的氧化铝制取铝，D错误； 故选：A。 2．（24-25高二上·山东青岛·期中）电解在工业上的应用非常广泛。下列说法正确的是           A．图甲中透过离子交换膜向极移动 B．图甲中离子交换膜的作用是隔离氯气与氢气和氢氧化钠，防止反应 C．用图乙装置电解精炼铜，一段时间后，电解质溶液浓度保持不变 D．用图乙装置进行铁片镀铜，a电极是铜 【答案】B 【分析】由图甲可知，m极氯元素化合价升高为阳极，n极为阴极，图乙装置电解精炼铜，粗铜作阳极，纯铜作阴极，电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，据此作答。 【详解】A．图甲中Na+透过离子交换膜向n极(阴极)移动，故A错误； B．图甲中采用阳离子交换膜，气体分子和阴离子不能透过交换膜，故离子交换膜的作用是隔离氯气与氢气和氢氧化钠，防止反应，故B正确； C．用图乙装置电解精炼铜，一段时间后，电解质溶液浓度减小，故C错误； D．用图乙装置进行铁片镀铜，a极为阴极，电极材料为Fe，故D错误； 答案选B。 3．（24-25高二上·河南·期中）衣服上漂亮的“金属”塑料纽扣表面金色的华贵外衣是采用化学方法电镀上去的，下列有关电镀的说法正确的是 A．通常以待镀制品为阳极 B．通常以镀层金属为阴极 C．用含有镀层金属离子的溶液作电解质溶液 D．纽扣表面镀铜时，可采用如图所示方法进行电镀 【答案】C 【分析】电镀时，以镀层金属为阳极，以镀件作阴极，含有镀层金属阳离子的盐溶液为电解质溶液。 【详解】A．要在纽扣上电镀上一层铜，应该以镀件为阴极，连接电源的负极，A错误； B．电镀时通常以镀层金属为阳极，B错误； C．电镀时，以镀层金属为阳极，以镀件作阴极，含有镀层金属阳离子的盐溶液为电解质溶液，C正确； D．装置图缺少外接直流电源，应该使铜连接电源的正极，作阳极；纽扣连接电源的负极，作阴极，D错误； 故合理选项是C。 4．（24-25高二上·山东·期中）下列关于电化学应用原理的说法错误的是 A．铁上镀铜时，可选用石墨电极作阳极材料 B．铜的电解精炼时，需定期补充离子导体的溶质 C．电解法冶炼镁时，选用熔融氧化镁做离子导体 D．在合适的电压下将铝制品与外接电源的正极相连，使其表面生成一层致密的氧化膜而钝化 【答案】C 【详解】A．电镀时，镀层金属为阳极，待镀金属为阴极，含有镀层金属离子的电解质为溶液，则在铁制品上镀铜时，镀件为阴极，铜盐为电镀液，可选用石墨电极作阳极材料，铁作阴极材料，故A正确； B．铜的电解精炼时，阳极溶解的铜的质量小于阴极析出的铜的质量，所以需定期补充离子导体的溶质，故B正确； C．氧化镁熔点高，电解法冶炼镁时，选用熔融氯化镁做离子导体，故C错误； D．在合适的电压下将铝制品与外接电源的正极相连，铝制品作阳极，使其钝化，故D正确； 答案选C。 5．（24-25高二上·河北石家庄·期中）关于下列装置说法错误的是 A．装置①中，盐桥(含有KCl溶液)中的K+移向CuSO4溶液 B．利用装置②电解饱和LiCl溶液可制取LiOH C．利用装置③可电解精炼银 D．装置④锌筒作负极，发生氧化反应 【答案】C 【详解】A．在图①装置中，锌的活泼性大于铜，锌是负极、铜是正极，当检流计中指针发生偏转时，原电池中阳离子移向正极，即盐桥中的离子移动方向为K+移向CuSO4溶液，A正确； B．在图中装置②的阳极电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，阴极电极反应为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，Li+由阳极区移向阴极区，故利用装置②电解饱和LiCl溶液可制取LiOH，B正确； C．用电极法来精炼银时，应该将粗银作阳极，纯银作阴极，即利用装置③不可电解精炼银，C错误； D．装置④为锌锰干电池，其中锌筒作负极，发生氧化反应，石墨电极为正极，发生氧化反应，D正确； 故答案为：C。 6．（23-24高二上·江苏南京·阶段练习）回收利用工业废气中的CO2和SO2，实验原理示意图如下图所示。下列说法不正确的是 A．装置a中溶液的作用是吸收废气中的CO2和SO2 B．装置a中溶液中：c(Na+)>c()>c()>c() C．装置b中的阴极反应式为CO2+2H++2e-=HCOOH D．装置b中的总反应为+CO2+H2OHCOOH+ 【答案】A 【详解】A．装置a中NaHCO3溶液可与SO2反应，吸收SO2气体，但不与CO2反应，不能吸收CO2，故装置a中溶液的作用是吸收废气中的SO2气体，故A错误； B．装置a中NaHCO3溶液显碱性，碳酸氢根离子水解程度大于电离程度，离子浓度为：c(Na+)>c()>c()>c()，故B正确； C．阴极为二氧化碳得电子变成甲酸的过程，装置b中的阴极反应式为：CO2+2H++2e-=HCOOH，故C正确； D．由装置b中阴极和阳极上物质转化可知，装置b中总反应为+CO2+H2OHCOOH+，故D正确； 故答案为A。 7．（24-25高二上·江苏扬州·阶段练习）电解合成1，2-二氯乙烷的实验装置如图所示。下列说法错误的是 A．该装置工作时，阳极的电极反应是CuCl－e－=Cu2++Cl- B．液相反应为 C．Y为阴离子交换膜 D．该装置总反应为 【答案】C 【分析】根据装置图，阳极CuCl失去电子生成CuCl2，生成的CuCl2和C2H4在液相反应，方程式为；电极反应为；阴极上放电生成氢气和，氯离子通过膜X移向左侧，钠离子通过膜Y移向右侧，则X为阴离子交换膜，Y为阳离子交换膜，据此解答。 【详解】A．根据分析，阳极的电极反应为，A项正确； B．由题意可知液相反应为与发生反应生成ClCH2CH2Cl和CuCl，方程式为：，B项正确； C．阴极上放电生成氢气和，最后得到NaOH，则向右迁移，所以Y为阳离子交换膜，C项错误； D．以NaCl和为原料合成1，2-二氯乙烷中，，CuCl可循环使用，该反应的实质是NaCl、与反应，所以总反应为，D项正确； 答案选C。 8．（23-24高二下·河南洛阳·期末）电解法处理酸性含铬废水（主要含有）时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应，最后以形式除去。现以甲醇燃料电池，采用电解法来处理酸性含铬废水，实验室利用如图装置模拟该方法。下列说法正确的是 A．M电极通入物质为 B．电解过程中废水的不变 C．电解池中阳极电极反应式为 D．当生成1mol时，电路中转移电子的物质的量至少为6mol 【答案】D 【分析】从装置图可知，甲醇燃料电池为原电池，H＋向正极移动，则N电极为正极，发生还原反应，M电极为负极，发生氧化反应，甲醇发生氧化反应，则M电极通入甲醇，N电极通入氧气；电解池中与N电极相连的一极为阳极，阳极发生氧化反应，电解池中与M电极相连的一极为阴极，阴极发生还原反应； 【详解】A．由分析可知，M电极通入甲醇，故A项错误； B．阴极发生还原反应，电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑，阳极电极反应式为Fe－2e－= Fe2+，处理过程中存在反应，该反应消耗氢离子、生成水，所以溶液的pH变大，故B项错误； C．电解时铁作阳极，铁失去电子生成Fe2+，电极反应式为Fe－2e－= Fe2+，Fe2+将废水中的还原为Cr3+，故C项错误； D．处理过程中存在反应，当生成1molCr(OH)3时，消耗3mol Fe2+，根据电极反应式Fe－2e－= Fe2+，电路中转移电子的物质的量至少为6mol，故D项正确； 故本题选D。 9．（24-25高二上·山东青岛·期中）硫酸的制备可以采用电化学方法进行。以和为原料，原理如图(A、B为多孔石墨电极，C、D为惰性电极)。下列说法错误的是 A．电极为负极，电极反应式为 B．膜为阳离子交换膜，透过膜向电极移动 C．、分别为和 D．若制备硫酸，需要标准状况下体积为 【答案】B 【分析】根据装置图，生成氢气的一极为阴极，所以电极D为阴极，得到电子，发生还原反应，其电极反应为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，电极C为阳极，失去电子，发生氧化反应，其电极反应式为：-2e-+H2O =+2H+；电极A为负极，二氧化硫失去电子生成硫酸根离子，发生氧化反应，其电极反应式为：SO2－2e-+2H2O==+4H+；电极B为正极，氧气得到电子，发生还原反应，其电极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O。 【详解】A．电极A为负极，二氧化硫失去电子生成硫酸根离子，发生氧化反应，其电极反应为：SO2－2e-+2H2O=+4H+，A正确； B．C是阳极，亚硫酸根通过膜P，在C极上发生氧化反应生成硫酸根，故膜P是阴离子交换膜，B错误； C．根据分析，溶液、分别为和，C正确； D．甲和乙池中都生成了H2SO4，转移相同的电子数，两池中转移电子数相同，故各生成98g硫酸，转移2mol电子，需要氧气0.5mol，状况下体积为11.2L，D正确； 答案选B。 10．（24-25高二上·江苏扬州·期中）以乙烷燃料电池为电源进行电解的实验装置如下图所示。下列说法正确的是 A．燃料电池工作时，正极反应式为O2+4H+−4e−=2H2O B．a极是铁，b极是铜时，能达到铁上镀铜的目的 C．a极是纯铜，b极是粗铜时，a极上有铜析出，b极逐渐溶解，两极质量变化相同 D．a、b两极若是石墨，在同温同压下b极产生的气体与电池中消耗乙烷的体积之比为2:7 【答案】B 【分析】电池工作时，O2转化为H2O，由O元素的价态变化，可确定通入O2的电极为正极，通入乙烷的电极为负极；右侧电池为电解池，a电极为阴极，b电极为阳极。 【详解】A．燃料电池工作时，通入O2的电极为正极，O2得电子产物与电解质反应生成H2O，正极反应式为O2+4H++4e−=2H2O，A不正确； B．往铁上镀铜，则右侧电池为电镀池，铜应作阳极，铁应作阴极，则a极为阴极，应是铁，b极是阳极，应是铜，B正确； C．a极是纯铜，b极是粗铜时，a极上有铜析出，b极逐渐溶解，但由于粗铜中混有铁、锌、金、银等杂质，在电解过程中，Fe、Zn等失电子，而溶液中只有Cu2+在阴极得电子，且粗铜中的金、银会形成阳极泥，所以两极质量变化不相同，C不正确； D．a、b两极若是石墨，在同温同压下b极产生的气体为O2，电池中消耗乙烷，依据得失电子守恒可建立如下关系式：7O2——28e-——2C2H6，二者的体积之比等于物质的量之比，则为7:2，D不正确； 故选B。 11．（24-25高二上·北京·阶段练习）利用燃料电池电解制备并得到副产物、、，装置如下图所示。下列说法不正确的是 A．a极反应： B．A膜和膜均为阴离子交换膜 C．可用铁电极替换石墨Ⅱ电极 D．a极上通入标况下甲烷，阳极室减少 【答案】B 【分析】CH4燃料原电池中，甲烷失电子发生氧化反应，所以通入燃料CH4的a极为负极，通入氧化剂氧气的b极为原电池的正极，电池的总反应式为：CH4+2O2=CO2+2H2O，与电源的正极相连接的为电解池的阳极，可知石墨I为阳极，在阳极为氯离子放电，则电极反应为：，电解池中阳离子移向阴极，阴离子移向阳极，则A膜应为阳离子交换膜，石墨Ⅱ为阴极，阴极附近氢离子放电生成氢气，破坏水的电离平衡，氢氧根离子浓度增大，结合钠离子生成氢氧化钠，则C膜也应为阳离子交换膜，据此分析判断。 【详解】A．a极通入甲烷是负极，发生氧化反应，电极反应：，故A正确； B．根据题干信息：利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2并得到副产物NaOH、H2、Cl2，根据分析可知，阳极室的电极反应式为：，则阳极室内钙离子向产品室移动，A膜为阳离子交换膜，阴极室的电极反应式为： ，则原料室内钠离子向阴极室移动，C膜为阳离子交换膜，故B错误； C．电解池中阴极的电极不参与反应，溶液中的离子放电，因此可用铁电极替换阴极的石墨电极，故C正确； D．a极上通入2.24L甲烷，物质的量为0.1mol，根据电极反应：，可知转移电子为0.8mol，根据得失电子守恒、电荷守恒可知，内外电路即阳极室Ca2+减少0.4mol，故D正确； 故答案选B。 12．（23-24高二下·云南玉溪·开学考试）目前一款新型甲醇燃料电池已投放市场，该电池通过特殊的装置进行电能输出，不会造成任何污染，是一种相当环保的绿色电池。如图是甲醇燃料电池的实验装置图。下列有关说法不正确的是 A．甲池是燃料电池，乙池是电解池 B．甲池中负极的电极反应式为 C．A为负极，C为阳极 D．乙池中D电极质量增加5.40g时，理论上甲池中转移0.05mol电子 【答案】B 【分析】甲池为燃料电池，B电极通入氧气，为正极，A电极通入甲醇，为负极，乙池为电解池，与负极相连的铁为阴极，与正极相连的石墨为阳极。 【详解】A．根据分析，甲池是燃料电池，乙池是电解池，A正确； B．甲池中负极的电极反应式为，B错误； C．根据分析，A为负极，C为阳极，C正确； D．乙池中D电极反应为：Ag++e-=Ag，质量增加5.40g时，生成Ag0.05mol，转移电子0.05mol，故理论上甲池中转移0.05mol电子，D正确； 故选B。 13．（23-24高二上·河北唐山·期末）如图所示装置中，C、D、E、F为铂夹，分别夹在两张浸有对应溶液滤纸条上，试管A、B及水槽中充满溶液，闭合、，断开，一段时间后，A、B两试管中共收集到气体(折算为标准状况)后，液面如图所示。再断开，闭合、。下列说法正确的是 A．电源a端为负极 B．断开，闭合、后，试管A中电极反应为 C．滤纸1的C电极附近橙色变浅 D．滤纸2上理论上能析出 【答案】B 【分析】闭合、，断开，形成电解池，电解硫酸钠溶液本质是电解水，阳极是水中氢氧根失电子生成氧气，阴极是氢离子得电子生成氢气，氢气和氧气的体积比为2:1，则A极产生氢气，B极产生氧气，b为电源负极，a为电源正极，再断开，闭合、，A和B构成原电池，C、E为阳极，D、F为阴极； 【详解】A．根据分析，氢气和氧气的体积比为2:1，则A极产生氢气，B极产生氧气，电解池中阳极与电源正极相连，电源a端为正极，故A错误； B．断开，闭合、后，A和B构成原电池，试管A做负极，氢气失电子生成水，电极反应为，故B正确； C．滤纸1的C电极为阳极，水中氢氧根离子放电生成氧气和H+，K2Cr2O7存在平衡：，阳极附近氢离子浓度增大，平衡逆向移动，橙色变深，故C错误； D． A、B两试管中共收集到气体标准状况下，氢气和氧气的体积比为2:1，则氢气的体积为，物质的量为，转移电子为0.005mol×2=0.01mol，滤纸2上阴极发生Cu2++2e-=Cu，滤纸1中阴极也得到电子，则理论上能析出Cu少于0.005mol，质量小于0.32g，故D错误； 故选B。 【题型3原电池和电解池综合应用】 1．（24-25高二上·吉林长春·阶段练习）某钠离子电池结构如图所示，钠离子电放电池总反应方程式为，下列说法不正确的是 A．充电时，电极A与外接直流电源的正极相连 B．充电时，得电子成为嵌入硬碳中 C．放电时，电极A反应可表示为 D．放电时，外电路通过0.1mol电子时，电极B质量增加2.3g 【答案】D 【分析】根据图示可知，充电时Na+向B电极移动，因此B电极为阴极，A电极为阳极。放电时，Na+向A极移动，故A极为正极，B极为负极。 【详解】A．充电时，电极A为阳极，与电源的正极相连，A正确； B．根据钠离子电池充电时的化学方程式可知，充电时发生反应，钠离子生成钠单质嵌入硬碳中，B正确； C．放电时，电极A为正极，根据钠离子电池的放电的化学方程式可知，其正极电极反应为NaxTMO2+(1- x)Na+ +(1- x)e- = NaTMO2，C正确； D．放电时，，此时每转移0.1mol电子，就有0.1molNa+脱嵌，硬碳质量减小2.3g，D错误； 故选D。 2．（2024·江西上饶·模拟预测）科学家成功研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电池。该电池内部的和有机阳离子构成电解质溶液，其放电工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．放电时，铝为负极，石墨为正极 B．充电时，向石墨电极移动 C．放电时，负极的电极反应式为 D．充电时，电子从石墨电极直接经导线流入铝电极，然后再经电解质溶液流回石墨电极 【答案】D 【分析】根据电池原理图可知，放电时铝电极为负极，石墨为正极；电解时铝电极为阴极，石墨为阳极。 【详解】A．放电时，向负极移动，故铝为负极，石墨为正极，A项正确； B．充电时，铝为阴极，石墨为阳极，阴离子向阳极移动，B项正确； C．放电时，负极上铝失电子结合生成，发生反应：，C项正确； D．根据“电子不下水，离子不上岸”，电子不进入电解质溶液，电解质溶液中是自由移动的离子导电，故充电时电子移动方向为：石墨电极→外加电源正极，外加电源负极→铝电极，D项错误； 答案选D。 3．（2024·江西上饶·模拟预测）可充电电池的工作原理示意图如图，其中锂离子交换膜只允许通过，电池反应为：。下列说法正确的是 A．电解质与溶液可互换 B．放电时，电极发生脱嵌，充电时发生嵌入 C．充电时，阴极反应为： D．充电时，当转移0.1mol电子时，左室中电解质的质量减轻1.3g 【答案】D 【分析】据原电池反应可知，放电时Ca转化为Ca2+发生氧化反应，所以钙电极为负极，充电时则发生还原反应为阴极，则放电时Li1-xFePO4/LiFePO4为正极，充电时为阳极。 【详解】A．如果电解质与溶液互换，则钙会与溶液中的水反应，A项错误； B．由电池反应可知，放电时电极发生嵌入，充电时发生脱嵌，B项错误； C．充电时，钙电极为阴极，发生反应：，C项错误； D．充电时每转移0.1mol电子，左室中就会有转化为Ca，同时有迁移到左室，故左室中电解质的质量减轻，D项正确； 答案选D。 4．（24-25高三上·吉林·阶段练习）与锂离子电池相比，镁离子电池因能量密度高、价格低廉而得到了广泛关注。一种可充电电池示意图如下。该电池分别以PTO(结构如标注框内所示)材料和为电极，以溶液为电解质溶液。下列说法错误的是 A．电极为该电池的负极 B．放电时，正极区存在反应： C．膜能阻止PTO进入左极室 D．充电时，外电路转移电子，左边电极增重 【答案】B 【分析】放电时电极失电子转化为，电极为负极，发生氧化反应； 电极为正极，发生还原反应、；充电时电极为阴极，发生还原反应；电极为阳极，发生氧化反应、。 【详解】A．放电时电极失电子转化为，电极为负极，A正确； B．放电时电极失电子转化为，电极为负极，发生氧化反应； 电极为正极，发生还原反应、，B错误； C．图中 膜只允许通过，能阻止进入左极室，C正确； D．充电时，外电路转移电子，左侧有转化成，使得左边电极质量增加，D正确； 故答案为：B。 5．（24-25高三上·广东·期中）我国科学家研究发明了锂电池“大气固碳”方法，相关装置如图所示。下列说法不正确的是 A．该电池应选非水溶剂作电解液 B．该电池固碳过程是在放电时完成 C．放电时，从电极A移向电极B D．充电时，外电路中每通过电子，会放出 【答案】D 【分析】放电时，A为负极，电极反应为，B为正极，电极反应为，充电时，A为阴极，电极反应式为，B为阳极，电极反应为，据此分析； 【详解】A．因锂与水可以反应，该电池应选非水溶剂作电解液，A正确； B．固碳过程的反应为，B正确； C．单质锂作负极，因此电极B为正极，在放电时向正极移动，C正确； D．充电时，电极B为阳极，反应是，外电路中每通过1mol电子，会放出，D错误； 故选D。 6．（24-25高三上·江苏·阶段练习）利用CoP催化剂可实现肼氧化辅助制氢，下列有关叙述不正确的是 A．图中甲池是原电池，乙池是电解池 B．电极C附近溶液pH升高 C．该装置可实现循环制氢 D．电路中转移，理论上A电极消耗标准状况下5.6LO2 【答案】C 【分析】由图可知甲装置能自发的进行氧化还原反应，所以甲是原电池，电极B为负极，电极反应为：；则A为正极，电极反应为：，总反应为；乙属于电解池，与电源的负极B相连的电极C为阴极，电极反应为：，D电极为阳极，电极反应为：，据此分析解题； 【详解】A．根据分析可知，图中甲池是原电池，乙池是电解池，A正确； B．电极C的电极反应式为，产生氢氧根离子，电极C附近溶液pH升高，B正确； C．该装置消耗N2H4，无法循环制氢，C错误； D．电路中转移，理论上A电极消耗0.25mol O2，在标准状况下的体积为5.6L，D正确； 故选C。 7．（24-25高三上·湖南·期中）近日，郑州大学金阳副教授团队联合清华大学伍晖副教授、斯坦福大学崔屹教授，提出一种基于石榴石固体电解质的新型熔融锂-氯化亚铁电池。电池反应为，装置如图所示。下列叙述正确的是 A．放电时，锂电极的电势高于Fe-Mo电极 B．放电时，Fe-Mo电极反应式为3Fe2++Mo+6e-=Fe3Mo C．充电时，Fe-Mo电极与电源负极连接 D．充电时，阴极析出14gLi时转移电子数约为6.02×1023 【答案】B 【分析】由电池总反应可知，放电时，Li做负极，电极反应为Li－e-+Cl-=LiCl，Fe－Mo为正极，电极反应为3Fe2++Mo+6e-=Fe3Mo，充电时，Li接电源负极，Fe－Mo接电源正极，电极反应与原电池相反。 【详解】A．电池放电时，正极电势高于负极，Fe-Mo电极电势高于锂电极，A项错误； B．放电时，Fe-Mo电极为正极，氯化亚铁发生还原反应，电极反应为3Fe2++Mo+6e-=Fe3Mo ，B项正确； C．充电时，Fe-Mo电极为阳极，与电源正极连接，C项错误； D．充电时，阴极反应式为，，转移，即生成14gLi时转移电子数约为2×6.02×1023，D项错误； 故选B。 8．（24-25高三上·河北衡水·阶段练习）水系双离子电池相比于锂电池有安全和成本优势，在储能领域有较好应用。我国最新水系(碱性)双离子电池的工作原理如图所示，下列有关叙述错误的是 A．放电时，电解质溶液中的Na+由b极区向a极区转移 B．充电时，电极b作阴极，发生还原反应 C．放电时，若a极得到3.2gCu和，则电路中转移的电子的物质的量为0.14mol D．第1次放电时，a极的电极反应式为 【答案】C 【分析】放电时为原电池，由图可知a极上的反应涉及Cu3(PO4)2Cu2OCu，Cu得电子发生还原反应，则a极为正极，b极为负极，充电时a极为阳极、b极为阴极。 【详解】A．放电时为原电池，a极为正极，则b极为负极，电解质溶液中的Na+向正极移动，即由b极区向a极区转移，故A正确； B．据以上分析可知，充电时，电极b作阴极，发生还原反应，故B正确； C． 放电时，a极的电极反应涉及Cu3(PO4)2→Cu2O→Cu，若a极得到3.2gCu和，Cu3(PO4)2→Cu2O时移的电子的物质的量为，由Cu3(PO4)2→Cu时移的电子的物质的量为，即共转移0.1mol+0.04mol=0.14mol，但是由于a极还有H2O放电，所以电路中转移的电子的物质的量大于0.14 mol，故C错误； D．放电时，a极的电极反应涉及Cu3(PO4)2→Cu2O→Cu，铜元素化合价降低，发生还原反应，第1次放电时，a极的电极反应式为，故D正确； 故答案选C。 9．（24-25高三上·四川成都·期中）某生物质电池工作原理如下图所示，充、放电时分别得到高附加值的醇和羧酸。下列说法不正确的是 A．放电时，NiOOH转化为 B．充电时，通过交换膜从右室向左室迁移 C．充电时，阴极电极反应为： D．每转移1mAh的电量，充、放电产生的醇和羧酸的物质的量不相等 【答案】D 【分析】 由题意：充电时得到高附加值的醇、放电时得到高附加值的羧酸，结合图，放电时，负极发生氧化反应，转化为，所以放电时Rh/Cu是负极、为正极；充电时，Rh/Cu是阴极、为阳极。 【详解】A．放电时，为正极，NiOOH得到电子发生还原转化为，A正确； B．充电时，阳离子向阴极移动，则通过交换膜从右室向左室迁移，B正确； C．充电时，Rh/Cu是阴极，阴极电极反应为碱性条件下，得到电子发生还原反应转化为醇，反应式为：，C正确；   D．放电，负极发生氧化反应得到羧酸的反应为：-2e-+3OH-=+2H2O，充电，阴极发生还原反应得到醇的反应为：，结合电子转移，每转移1mAh的电量，充、放电产生的醇和羧酸的物质的量相等，D错误； 故选D。 10．（24-25高三上·湖南·阶段练习）下图为某新型的可充电锌-肼（）电池充、放电时的物质转化示意图，其采用双功能电催化剂在同一电极实现了独立的析氢反应（放电）和产氮反应（充电）、下列说法正确的是 A．充电时，阴极区溶液的减小 B．放电时，正极反应式为 C．充电时，理论上每转移，阳极上会生成（标准状况） D．放电时，向负极方向移动 【答案】D 【分析】由图可知，放电时，Zn作负极，电极反应式为Zn-2e-+4OH-=，正极析氢，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，充电时，Zn作阴极，电极反应式为+2e-=Zn+4OH-，阳极产氮，电极反应式为N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O，据此作答。 【详解】A．充电时，Zn作阴极，电极反应式为+2e-=Zn+4OH-，阴极区溶液的pH增大，故A错误； B．放电时，正极析氢，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故B错误； C．充电时，阳极产氮，电极反应式为N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O，理论上每转移0.2mole-，阳极上会生成标准状况下氮气的体积为mol×22.4L/mol=1.12L，故C错误； D．放电时为原电池，阴离子向负极移动，则向负极方向移动，故D正确； 故选D。 11．（24-25高三上·河南·期中）Se@C(硒@多孔石墨)是一种极具吸引力的二次电池系统替代材料，一种基于四电子转移反应的快充水系硒基电池放电或充电原理如图所示。已知充放电时Se的变化过程为。 下列说法正确的是 A．放电过程中由右侧流向左侧 B．充电时Se@C的电极总反应为 C．放电时的电极反应为 D．若中间物质中，则中与的个数之比为 【答案】B 【分析】依据题意，该电池放电时，Zn极失去电子生成Zn2+，作为负极；则Se@C(硒@多孔石墨)为正极Se得到电子、并与Cu2+结合形成CuSe，发生还原反应，发生四电子转移，经过多步转化：最后生成Cu2Se；充电时，阴极上Zn2+得到电子生成Zn单质，阳极上Cu2Se失去电子发生氧化反应、反应逆转最终得到Se、且释放Cu2+。 【详解】A．放电时阴离子向负极移动，据分析，放电过程中流向右侧，A错误； B．据分析，充电时，阳极发生四电子转移过程的逆过程，则充电时Se@C的电极总反应为，B正确； C．放电时发生四电子转移，正极总反应为，过程中铜的化合价在降低，是其中的某一步反应，则放电时的电极反应为，C错误； D．若中间物质中，则其化学式为，改写化学式为，则，得，即与的个数之比为，D错误； 故选B。 12．（24-25高三上·河南南阳·期中）我国科学家设计了一种利用废水中的将苯酚氧化为CO2和H2O的原电池——电解池组合装置(如下图所示)。已知：水分子不能透过离子交换膜。羟基自由基(·OH)的氧化性仅次于氟气。下列说法错误的是 A．电流方向为a电极→d电极→c电极→b电极→a电极 B．b电极的电极反应为 C．相同条件下，c、d两极产生气体体积比3：7 D．电路中每转移，理论上能消除废水中苯酚2mol 【答案】C 【分析】根据题意，左边为原电池，a极→Cr(OH)3，发生还原反应，a极为原电池正极， b极C6H5OH→CO2，发生氧化反应，b极为原电池的负极，c极与原电池负极相连，c极为电解池的阴极，d极与原电池正极相连，d极为电解池的阳极，据此分析解题。 【详解】A．电流方向从原电池的正极→电解池的阳极→电解池的阴极→原电池的负极→原电池的正极，形成闭合回路，A正确； B．电池工作时，b极发生苯酚氧化生成CO2的反应，极反应方程式为，B正确； C．右侧装置中，c极为阴极，发生反应，d极是阳极，发生反应、，根据得失电子守恒，，故相同条件下，c、d两极产生气体体积比，C错误； D．根据极反应方程式可知，电路中每转移，b极和d极各消耗1mol苯酚，共计2mol苯酚，D正确； 答案选C。 13．（24-25高三上·湖南长沙·阶段练习）我国科学工作者以海水为氯源高效电合成了，二氯酮，以纳米锥为催化剂抑制氧析出和氯析出副反应的发生，装置如图，催化电极上反应为自由基机理。已知：。下列说法错误的是 A．电合成时，装置将太阳能最终转化为化学能 B．b极电极反应为+H2O+2Cl--2e-+2H+ C．若在反应体系中加入自由基捕获剂，，二氯酮产率降低 D．若法拉第效率为，通过4mol电子时，产生，二氯酮 【答案】B 【分析】 由题干装置中物质转化信息可知，电极b上为转化为，发生氧化反应，即b电极作阳极，电极反应为：+2Cl-+2OH--4e-=+H2O，a电极作阴极，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，据此解答。 【详解】A．由题干电解装置图可知，电合成时，先将太阳能转化为电能，然后通过电解转化为化学能，故装置将太阳能最终转化为化学能，A正确； B．由分析可知，b极为阳极，其电极反应为：+2Cl-+2OH--4e-=+H2O ，B错误； C．若在反应体系中加入自由基捕获剂，则将减少自由基的浓度，故,二氯酮产率降低，C正确； D．根据题干法拉第效率计算公式，结合电极反应式：+2Cl-+2OH--4e-=+H2O可知，若法拉第效率为，通过4mol电子时，则=61%，故产生,二氯酮，D正确； 故选B。 14．（24-25高三上·四川·期中）现代膜技术可使某种离子具有单向通过能力，常用于电解池、原电池中。电解溶液可制备，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．去掉a膜，阳极区用稀硫酸作电解液，不影响的纯度 B．N室发生的电极反应式为 C．为一元弱酸 D．a、c膜均为阳离子交换膜，b膜为阴离子交换膜 【答案】A 【分析】与电源正极相连的石墨电极为阳极，H2O失电子生成H+和O2，H+通过a膜进入产品室，则a膜为阳膜；与电源负极相连的石墨电极为阴极，H2O得电子生成H2和OH-，从NaOH溶液的流向看，其浓度应增大，所以Na+通过c膜流向N室，c膜为阳膜；通过b膜流向产品室，则b膜为阴膜。 【详解】A．产品室中，通过a膜进入的H+与通过b膜进入的发生反应：＋H＋=H3BO3＋H2O，去掉a膜，阳极区用稀硫酸作电解液，会影响的纯度，A错误； B．N室中与电源负极相连的石墨电极为阴极，H2O得电子生成H2和OH-，电极方程式为：，B正确； C．产品室中，通过a膜进入的H+与通过b膜进入的发生反应生成，可以推知可以发生电离平衡：+H2O+H+，则为一元弱酸，C正确； D．由分析可知，a、c膜均为阳离子交换膜，b膜为阴离子交换膜，D正确； 故选A。 15．（24-25高三上·全国·阶段练习）科研团队研发出一种可快充、成本低、更安全的动力电池(如下图)，这种电池正极是硫属元素，比如硫碳复合物，负极是铝，电解质由组成，该熔融盐电解质中含有链状如、等。下列说法正确的是 A．电解质中加入NaCl和KCl主要作用是提高熔融态中和的导电能力 B．中同时连接2个Al原子的Cl原子有个 C．放电时，负极发生的反应可能为 D．充电时，Al电极接外电源负极，发生氧化反应 【答案】B 【详解】A．电解质中添加氯化钠和氯化钾主要作用是与氯化铝形成从而提供导电能力，熔融态中不存在和，A错误； B．中存在配位键，其结构为，同时连接2个Al原子的Cl原子有2个，根据其结构简式可知，链状中同时连接2个Al原子的Cl原子有个，B正确； C．放电时，铝作负极，铝失去电子，形成链状，负极发生的反应可能为，C错误； D．充电时，铝电极作阴极，链状中的铝得电子发生还原反应，D错误； 故选B。 16．（24-25高三上·广西·阶段练习）空气电池是目前储电能力最强的电池。以空气电池为电源，用情性电极电解硫酸铜溶液的装置如图所示，下列说法正确的是 已知：在反应中生成和。 A．c电极为阴极，发生氧化反应 B．装置工作时，a电极附近溶液的pH逐渐减小 C．电极上发生的电极反应为 D．当外电路中通过0.04mol电子时，B装置中b电极理论上可收集到224mL气体 【答案】C 【分析】A装置为空气电池，在反应中生成和，发生氧化反应，为负极，a极通入氧气，氧气发生还原反应，a电极是正极；B装置为电解池，b电极连接电源正极，b是阳极；c电极连接电源负极，c是阴极。 【详解】A．c电极连接电源负极，c是阴极，发生还原反应，故A错误； B．装置工作时，a是正极，氧气得电子生成氢氧根离子，附近溶液的pH逐渐增大，故B错误； C．在反应中生成和，电极上发生的电极反应为，故C正确； D．B装置中b电极是阳极，氢氧根离子失电子生成氧气，当外电路中通过0.04mol电子时，B装置中b电极理论上可收集到0.01mol氧气，没有明确是否为标准状况，氧气的体积不一定是224mL，故D错误； 选C。 17．（24-25高三上·山西·期中）纳米级在涂料、有色玻璃、催化剂等领域有着广泛的应用。现采用燃料电池为电源，用离子交换膜控制电解液中的离子来制备纳米，其装置如图所示。 下列说法错误的是 A．质子交换膜右侧的溶液在反应后pH不变 B．离子交换膜为阴离子交换膜 C．该燃料电池在获得电能的同时可用于制备硫酸 D．D电极为阳极，电极反应式为 【答案】A 【分析】通的M电极为负极，电极反应式为，通的N电极为正极，电极反应式为，由题可知要制备纳米，故D电极为阳极，电极反应式为，C电极为阴极，电极反应式为，据此解答。 【详解】A．根据电中性原则，当外电路通过时，从负极区通过质子交换膜进入正极区，正极区溶液中的不变，但由于生成水，故变小，pH增大，故A错误； B．根据电中性原则，从生成区(阴极区)通过离子交换膜移入消耗区(阳极区)，故离子交换膜为阴离子交换膜，故B正确； C．由以上电极反应式可知该燃料电池获得电能的同时生成硫酸，故C正确； D．制备纳米，故D电极为阳极，电极反应式为，故D正确； 答案选A。 18．（24-25高二上·河北石家庄·期中）利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2并得到副产物NaOH、H2、Cl2，装置如下图所下，下列说法不正确的是 A．a极反应：CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O B．A、C膜均为阳离子交换膜，B膜为阴离子交换膜 C．可用铁电极替换石墨Ⅱ电极 D．a极上通入标况下2.24L甲烷，理论上产品室可新增0.8molCa(H2PO4)2 【答案】D 【分析】左侧为原电池，右侧为电解池，a极为负极，CH4在a极上失电子发生氧化反应，电极反应式为CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O，与a极相连的石墨Ⅱ为电解池的阴极，与b极相连的石墨Ⅰ为电解池的阳极，A膜允许钙离子自由通过进入产品室，原料室中阴离子通过B膜进入产品室得到Ca(H2PO4)2，C膜允许Na+自由通过进入阴极室，据此分析。 【详解】A．由分析可知，a极为原电池的负极，该电极反应为：CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O，A正确； B．由分析可知，A、C膜均为阳离子交换膜，B膜为阴离子交换膜，B正确； C．由分析可知，与a极相连的石墨Ⅱ为电解池的阴极，用铁电极替换石墨Ⅱ电极，对电解反应没有影响，C正确； D．由分析可知，a极上通入标况下2.24L即=0.1mol甲烷，根据电极反应可知，此时电路上通过的电子为0.8mol，则有0.8mol通过B膜进入产品室得到Ca(H2PO4)2，故理论上产品室可新增0.4molCa(H2PO4)2，D错误； 故答案为：D。 19．（24-25高三上·云南昆明·阶段练习）电有机合成是一种应用广泛的新型有机合成方法。某种3-氯-4-氨基苯酚的电有机合成装置如图所示，下列说法错误的是 A．b与外接电源的负极相连 B．Pb电极的电极反应式：Pb-2e-+=PbSO4↓ C．电解一段时间后，阴阳两极室中电解质溶液的质量均增大 D．理论上每生成1mol，电路中转移4mole- 【答案】C 【分析】 从图中可知，在Cu电极上被还原，则Cu电极为阴极，与电源的负极相连，Pb电极为阳极，与电源的正极相连。 【详解】A．b电极上发生还原反应，是阴极，b与外接电源的负极相连，A正确； B．a是阳极，阳极上Pb失电子结合硫酸根离子生成硫酸铅沉淀，Pb电极的电极反应式：Pb-2e-+=PbSO4↓，B正确； C．转移2mol电子，阳极室有1mol转化为PbSO4沉淀，同时有2molH+移入阴极室，电解一段时间后，阳极室中电解质溶液的质量减小，C错误； D．阴极发生反应：＋4e－＋4H＋＝+H2O，生成1mol，转移4mol电子，D正确； 故选C。 20．（24-25高二上·福建厦门·期中）空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC)，RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充放电池，其工作原理如图，下列说法正确的是 A．当有0.3mol电子转移时，a极产生标况下3.36L B．c极上发生的电极反应式： C．电解时，电子流动路径是：负极→外电路→阴极→溶液→阳极→正极 D．c极上进行还原反应，右端装置A中的可以通过隔膜进入B 【答案】A 【分析】依据图示知左边装置是电解池，右边装置是原电池，a电极与电源负极相连，是电解池的阴极，b为阳极，本质是电解水，a极上氢离子得电子产生的气体X是氢气，b极上氢氧根离子失去电子产生的气体Y是氧气；c电极是氢氧燃料电池的正极，d是负极； 【详解】A．a为阴极，电极反应为2H++2e-=H2↑，当有0.3 mol电子转移时，a极产生0.15mol氢气，标准状况下0.15mol×22.4L/mol=3.36L，故A正确； B．右边装置是氢氧燃料电池，c电极为正极，氧气在正极上得到电子发生还原反应：O2+4H++4e-=2H2O，故B错误； C．电子由负极流出，经外电路流向阴极，电子不经过溶液，由离子的定向移动连通内电路，电子由阳极流入正极，故C错误； D．c极为正极，发生还原反应，原电池溶液中阳离子移向正极，则右端装置B中的可以通过隔膜进入A，故D错误； 故选A。 21．（24-25高二上·福建厦门·期中）某科研小组设计了一种新型双微生物燃料电池装置，如下图所示。在a极将生活污水中的有机物(以苯甲醛为例)转化为，b极将酸性工业废水中的硝酸盐转化为。下列说法不正确的是 A．a电极反应式为： B．若b极产生了4.48L(已换算为标准状况)的气体，则穿过质子交换膜进入右室的数目为 C．若用该电池对铅蓄电池进行充电，b极接极 D．电池工作时，电流由b极经负载流向a极 【答案】B 【分析】该装置图为化学电源，根据装置图，b电极上NO转化为氮气，N的化合价降低，根据原电池工作原理，b电极为正极，则a电极为负极，据此分析； 【详解】A．由分析可知，a为负极，电解质为酸性，其中苯甲醛失去电子生成二氧化碳，电极反应为：，A正确； B．b极产生气体为N2，产生标准状况下4.48L氮气，转移电子物质的量为=2mol，数目为，则穿过质子交换膜进入右室的H+数目为2NA，B错误； C．充电电池充电时，电池正极接电源的正极，电池负极接电源负极，铅蓄电池中Pb为负极，PbO2为正极，因此用该电池对铅蓄电池充电时，b极接PbO2极，C正确； D．电流方向是正电荷移动方向，a极为负极，b极为正极，因此电流由b极经负载流向a极，D正确； 故选B。 22．（24-25高三上·福建·期中）近期我国科技工作者基于生物质平台分子糠醛()的氧化还原性，创制了一种新型可充放电的“生物质电池”，在存储和释放电力的同时，可生产高附加值的化学品，其原理如下。下列说法错误的是 A．放电时，溶液中的从右室移向左室 B．充电时，电极a连接铅酸蓄电池的电极 C．放电时，正极反应式为 D．充电时，电路中每转移，理论上生成 【答案】B 【分析】由题意可知，放电时：电极a失去电子，a为负极，b为正极，此时糠醛转化为糠酸；充电时：a电极糠醛转化为糠醇，发生还原反应，a为阴极，b为阳极，以此解题。 【详解】A．由分析可知，放电时，a为负极，此时阴离子向负极移动，则放电时，溶液中的从右室移向左室，A正确； B．由分析可知，充电时，a为阴极，则充电时，电极a连接铅酸蓄电池的Pb电极，B错误； C．放电时，b为正极，结合图示可知，则放电时，正极反应式为，C正确； D．充电时，当1mol糠醛转化时，转移2mole-，则充电时，电路中每转移，理论上生成，D正确； 故选B。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$