2025届高考化学二轮专练15-电化学串联装置【较难25题】

2025年高考二轮专练15-电化学串联装置【较难25题】【解析版】 一、单选题 1．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 2．在如图串联装置中，通电片刻后发现乙装置左侧Pt电极表面出现红色固体，则下列说法不正确的是 （ ） A．丙中Ag电极连接的是电源的正极 B．电解过程中丙中c(Ag+)无变化 C．向乙中加入适量的Cu(OH)2固体，不能使溶液恢复到电解前的状态 D．标准状况下当甲中产生4.48L气体时，丙中Cu电极质量可能增加10.8g 3．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 4．如图，甲池发生的化学反应为，下列说法正确的是 （ ） A．甲池是化学能转化为电能的装置，丙池是电能转化为化学能的装置，乙池中石墨电极叫阴极 B．丙池中总反应离子方程式是 C．反应过程中，理论上甲池消耗的与乙池生成的物质的量相同 D．反应过程中，甲池的减小乙池的增大 5．利用膜技术和电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂，装置如图，下列说法不正确的是 （ ） A．甲装置将化学能转化为电能 B．每转移电子，生成和 C．乙中电极d上发生还原反应 D．c电极反应式为： 6．某化学兴趣小组用如图装置模拟工业处理废气和废水的过程，同时实现了发电、制酸、回收金属和环境保护，体现了绿色发展理念。已知电极材料均为石墨烯。下列说法错误的是 （ ） A．该装置工作时，b极电势高于a极电势 B．M膜为质子交换膜、N膜为阴离子交换膜 C．若去掉M膜，c极反应发生变化 D．该装置工作一段时间后，Ⅱ室和Ⅲ室获得产品的物质的量之比为1：1 7．以浓差电池(因电解质溶液浓度不同而形成的电池)为电源，以石墨为电极将转化为高纯的装置如图。下列说法错误的是 （ ） A．电解过程中，丙池溶液的会减小 B．转移时乙室电解质溶液质量减少 C．停止工作后若要使电池恢复原状态，连接的是电源负极 D．N极电极反应式为： 8．已知四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]为原料，采用电渗析法合成(CH3)4NOH，工作原理如图。下列说法错误的是 A．光伏并网发电装置中N型半导体的电势比P型半导体低 B．a电极反应式为2(CH3)4N++2H2O+2e-=2(CH3)4NOH+H2↑ C．制备91g四甲基氢氧化铵，两极共产生16.8L气体(标准状况下) D．若合成(CH3)4NOH的同时得到较大浓度的NaCl溶液，则c为阳离子交换膜，d、e均为阴离子交换膜 9．电解苯酚的乙腈((CH₃CN)水溶液可在电极上直接合成扑热息痛()。装置如图，电极材料均为石墨。下列说法不正确的是 （ ） A．电极a为负极 B．电极c的反应式为 C．装置工作时，乙室溶液pH减小 D．合成1mol扑热息痛，理论上甲室溶液质量增重64g 10．设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成，将废旧锂离子电池的正极材料转化为，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法不正确的是 （ ） A．装置工作时，离子通过阳膜进入甲室 B．装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸 C．乙室电极反应式为 D．若甲室减少200mg，乙室增加300mg，则此时已进行过溶液转移 11．甲烷燃料电池采用铂作为电极材料，两个电极上分别通入和，电解质溶液为溶液。某研究小组将上述两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行电解饱和溶液的实验，如下图所示。 下列说法正确的是 （ ） A．将a电极换成铁棒，电解池反应将发生变化 B．c电极反应式： C．每个电池甲烷通入量为且反应完全，则理论上最多能产生氢气 D．用外加电流法保护钢铁设备，可以将设备与d极相连 12．在下图串联装置中，通电片刻即发现乙装置左侧电极表面出现红色固体，则下列说法不正确的是 （ ） A．标准状况下当甲中产生4.48L气体时，丙中Cu电极质量增加21.6g B．电解过程中丙中溶液pH无变化 C．向甲中加入适量的盐酸，可使溶液恢复到电解前的状态 D．乙中左侧电极反应式：Cu2++2e-＝Cu 13．制造尼龙—66的原料己二腈[]在工业上用量很大，传统上以乙炔和甲醛为原料需经过很长路线才能合成己二腈，现一般改用电合成法先以丙烯为原料制备丙烯腈()，再用丙烯腈电解合成己二腈。某研究小组利用如图所示两个甲烷燃料电池串联后作为电源电合成己二腈，下列有关说法不正确的是 （ ） A．当电路中转移1 mol 时，阳极室溶液质量减少9g B．离子交换膜应选用阳离子交换膜 C．若每个电池甲烷通入量为5.6 L(标准状况)且反应完全，则理论上最多能获得2 mol的 D．与传统有机合成相比，电有机合成法反应条件温和、反应试剂纯净且生产效率高 14．某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行电解饱和食盐水，如图所示。有关说法正确的是 （ ） A．燃料电池工作时，通入甲烷电极的电极反应式为CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+ B．闭合开关K后，b电极上有Cl2生成 C．若每个电池甲烷通入量为1L(标准状况)且反应完全，理论上最多能产生氯气的体积为8L(标准状况) D．电解饱和食盐水总反应的离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ 15．利用膜技术和电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5，装置如图，下列说法错误的是 （ ） A．甲装置为原电池，为了提高原料利用率，理论上在同温同压下通入SO2和O2的体积比为 B．c电极反应式为： C．乙中电极d上发生还原反应 D．电路中每转移2mol电子，则生成2molN2O5和1molH2SO4 16．近年来随着电动汽车的普及，电池企业开始大力发展锂电池回收业务。现设计如图装置回收锂电池中的金属钴，电极材料均为石墨，右侧装置为原电池。工作时，细菌降解乙酸盐生成，废旧锂电池的正极材料转化为，一段时间后可将乙室溶液转入到甲室。下列说法错误的是 （ ） A．装置工作时，溶液一侧石墨电极的电势低于乙室中电极的电势 B．乙酸盐发生的电极反应式为 C．装置工作一段时间后，乙室应该补充盐酸 D．若甲室回收得到时，理论上乙室参加反应的也为 17．设计如图装置回收金属钴，保持细菌所在环境稳定，借助其降解乙酸盐生成，将废旧锂离子电池的正极材料转化为，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室，已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是 （ ） A．装置工作时，甲室溶液逐渐增大 B．装置工作一段时间后，乙室应补充水 C．乙室电极反应式为 D．若甲室减少，乙室增加，则此时已进行过溶液转移 18．利用膜技术原理和电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5，装置如图，下列说法正确的是 （ ） A．电极b反应式是O2+4e-+2H2O=4OH- B．甲中每消耗64gSO2，乙中有1molH+通过隔膜 C．c电极反应式为N2O4-2e-+H2O=N2O5+2H+ D．每转移2mol电子，生成2molN2O5和1molH2SO4 19．电解苯酚的乙腈（CH3CN）水溶液可在电极上直接合成扑热息痛（）。装置如图，其中电极材料均为石墨。下列说法不正确的是 （ ） A．电极a为负极 B．c电极反应式为+CH3CN+H2O-2e-+2H+ C．装置工作时，乙室溶液pH减小 D．合成1mol扑热息痛，理论上甲室质量增重64g 20．-空气质子交换膜燃料电池实现了制硝酸、发电、环保一体化，某兴趣小组用该电池模拟工业处理废气和废水的过程，装置如图。下列说法不正确的是 （ ） A．b膜为阴离子交换膜 B．乙池中总反应的离子方程式为 C．当浓缩室得到4L浓度为的盐酸时，M室溶液的质量变化为36g(溶液体积变化忽䅂不计) D．在标准状况下，若甲池有参加反应，则乙池中处理废气(和)的总体积为15.68L 二、填空题 21．请按要求回答下列问题。 (1)如图烧杯中盛的是海水，铁腐蚀的速率最慢的是_______(填标号)。 A． B． C． D． (2)用如图所示的装置研究电化学的相关问题(乙装置中X为阳离子交换膜)。 ①甲装置中负极反应式为 。 ②乙装置中石墨电极上生成的气体为 (填化学式)。 ③丙装置中盛有足量，工作一段时间后，溶液的 (填“变大”、“变小”或“不变”)，反应的化学方程式为 。 (3)常温下，电离平衡常数为，当平衡浓度为时，浓度为 ，此时由水电离出的浓度约为 。 22．甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料，可用于制造甲醛和农药。 (1)工业上可利用CO2和H2生产甲醇，方程式如下： CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(1)+H2O(g) ΔH=Q1kJ/mol 又查资料得知：①CH3OH(1)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH =Q2kJ/mol H2O(g)=H2O(1) ΔH =Q3kJ/mol，则 Q3 0(填“>”、“<”或“=”)，表示甲醇标准燃烧热的热化学方程式： 。 (2)甲醇燃料电池是符合绿色化学理念的新型燃料电池，如图是以甲醇燃料电池(甲池)为电源的电解装置。已知：A、B、C、D、E、F都是惰性电极，丙中为0.1mol/LCuSO4溶液(假设反应前后溶液体积不变)，当向甲池通入物质a和b时，D极附近呈红色。 ①物质b的化学式为 ，A电极的电极反应式为 。 ②乙中D电极方程式为 。 ③丙装置中总反应的离子方程式为： 。 ④当乙中C电极收集到224mL(标准状况下)气体时，则此时丙溶液中生成的c(H+)= mol/L。 23．科研小组设计利用甲烷(CH4)燃料电池(碱性溶液做电解质溶液)，模拟工业电镀、精炼和海水淡化的装置如下。 (1)A电极的电极反应式为 。电池工作一段时间后，甲池溶液pH (填“增大”或“减小”)。 (2)乙装置用来模拟电解精炼和电镀。 ①若用于粗铜的精炼，装置中电极D是 (填“粗铜”或“纯铜”)。标准状况下，每消耗2.24L氧气时，阴极理论上增重 g。 ②金属及塑料制品表面镀铬不仅美观还可提高金属制品抗腐蚀性能。镀铬时由放电产生铬镀层的电极反应式为 。(已知：镀铬时常加硫酸作为催化剂) (3)电渗析法是海水淡化的常用方法，某地海水中主要离子的含量如下表，现利用“电渗析法”进行淡化，技术原理如图丙所示(两端为惰性电极，阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通过)。 离子 Na+ K+ Ca2+ Mg2+ Cl- 含量(mg/L) 9360 83 200 1100 16000 1200 118 ①淡化过程中在 室中易形成水垢(选填“甲”、“戊”)，形成水垢的主要电极反应式为 。 ②产生淡水的出水口为 (选填“e”、“f”、“j”)。 24．Ⅰ、某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。 (1)如图1为某实验小组设计的原电池装置，反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12g，导线中通过 mol电子。 (2)如图2，其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成型，乙装置中石墨(1)为 极(填“正”、“负”、“阴”或“阳”)，乙装置中与铜丝相连石墨电极上发生的反应式为 。 Ⅱ、小组同学设计一个燃料电池并探究氯碱工业原理和电解溶液原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。请完成以下问题： (3)甲池中负极电极反应式为： 。 (4)实验开始时，向乙池左右两边同时各滴入几滴酚酞试液： ①在Fe极附近观察到的现象是 ； ②电解一段时间后，该池总反应离子方程式为 ； (5)丙池中两电极都为惰性电极，阳极电极反应式为： 。 25．电化学知识给人类的生活和工业生产带来极大的方便。回答下列问题： (1)碱性锌锰电池的总反应式为。负极材料为 ，该电池正极反应式为 。 (2)甲烷燃料电池为绿色化学电源，以NaOH溶液为电解质溶液时，负极的电极反应式为 。 (3)用如图装置电解硫酸钾溶液，可获得H2、O2、硫酸和氢氧化钾溶液。X电极上发生的电极反应为 。氢氧化钾溶液从 口导出(填“A”或“D”)，M、N交换膜中属于阳离子交换膜的是 (填“M”或“N”)。 (4)如图所示，若电解10min时，测得银电极的质量减少5.40g。试回答下列问题： ①电源中Y极是 (填“正”或“负”)极。 ②通电10min时，B中共收集到392mL(标准状况)气体，溶液体积为200mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前 mol/L，如果电解后要使该电解液复原，可以加入物质的化学式为 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 2025年高考二轮专练15-电化学串联装置【较难25题】参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D D D C D D B D C C 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 A C C D B D D D C C 1．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。 2．D 【分析】乙装置左侧Pt电极表面出现红色固体，说明铜离子在该电极得到电子被还原为铜单质析出，作电解池的阴极，则电源的左边为负极，右边为正极，据此分析。 【详解】A．结合上述分析，丙中Ag为阳极，连接的是电源的正极，故A正确； B．电解过程中丙中银作阳极，银失去电子转化为银离子，银离子在阴极得到电子转化为银单质，故溶液中c(Ag+)无变化，故B正确； C．乙中，左边电极为阴极，铜离子得到电子被还原为铜单质析出，右边电极为阳极，氢氧根离子失去电子生成氧气，向乙中加入适量的CuO固体，能使溶液恢复到电解前的状态，故C错误； D．甲中左边为阴极，氢离子得到电子生成氢气，右边为阳极，氯离子失去电子生成氯气，当标准状况下当甲中产生4.48L气体时，阴、阳两极各生成0.1mol气体，电路中转移0.2mol电子，则丙中Cu电极生成0.2mol银单质，质量可能增加21.6g ，故D错误。 答案为：D。 3．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。 4．C 【分析】甲池是CH4碱性燃料电池，通入氧气的一极为正极，电极方程式为：O2+4e−+2H2O=4OH−，通入CH4的一极为负极，以此解答。 【详解】A．甲池是CH4碱性燃料电池，将化学能转化为电能，乙、丙装置均为电解池，将电能转化为化学能，但乙池中石墨电极与原电池正极相接，为阳极，故A错误； B．丙池中OH−与Mg2+结合生成Mg(OH)2沉淀，所以丙池中总反应离子方程式是2Cl−+2H2O+Mg2+Mg(OH)2↓+Cl2↑+H2↑，故B错误； C．甲池消耗的O2的电极反应式为O2+4e−+2H2O=4OH−，乙池生成O2的电极反应式为4OH−−4e−=O2↑+2H2O，所以理论上甲池消耗的O2转移的电子数和乙池生成的O2转移的电子数相等，即理论上甲池消耗的O2与乙池生成的O2物质的量相同，故C正确； D．反应过程中，甲池消耗KOH，碱性减弱，乙池总反应为2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+，生成了硫酸，酸性增强，所以溶液的pH均减小，故D错误； 故选：C。 5．D 【分析】从图中可知，a电极上通入SO2，最后生成H2SO4，S元素化合价升高失电子，故a为负极，则b为正极，O2得电子生成水。d与负极相连，为阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，c为阳极，阳极上N2O4失电子结合硝酸生成N2O5和氢离子。 【详解】A．甲装置为原电池，将化学能转化为电能，A正确； B．a电极上SO2失电子转化为H2SO4，1个S失去2个电子，转移2mol电子生成1mol硫酸，c电极上N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+，转移2mol电子，生成2molN2O5，B正确； C．电极d上氢离子得电子生成氢气，发生还原反应，C正确； D．c电极上电极反应为N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+，D错误； 故答案选D。 6．D 【分析】该装置工作时，左池为原电池，a极反应式为，极为负极，极反应式为，极为正极；右池为电解池，极为阳极，电极反应式为，极为阴极，电极反应式为。 【详解】A．左池为原电池，a极反应式为，极为负极，极反应式为，极为正极，所以极电势高于极电势，故A正确； B．右池为电解池，极为阳极，电极反应式为，Ⅱ室中盐酸浓度增大，则Ⅰ室中的通过膜进入Ⅱ室，故膜为质子交换膜，Ⅲ室中的氯离子透过N膜，故N为阴离子交换膜，故B正确； C．若去掉膜，氯离子移动到c极失电子，极反应变为，故C正确； D．根据得失电子守恒可知，若转移电子，Ⅲ室获得，Ⅱ室获得，Ⅱ室和Ⅲ室获得产品的物质的量之比为2：1，故D错误； 故选D。 7．B 【分析】由题意知，右池为电解NH3生成H2的装置，左池为浓差电池，右池电极M区NH3失电子被氧化为N2，故电极M为阳极，发生电极反应：2NH3-6e-+6OH-=N2↑+6H2O，则N为阴极，发生电极反应：2H2O+2e- =H2↑+2OH-，所以左池Cu(1)为正极，正极发生反应：Cu2++2e=Cu，Cu (2)为负极，负极发生反应：Cu-2e-=Cu2+。 【详解】A．电极M为阳极，发生电极反应：2NH3-6e-+6OH-=N2↑+6H2O，消耗了OH-，碱性减弱，pH减小，A正确； B．转移2mol电子时，Cu(1)极析出1mol铜，即64g，同时有1mol即96g硫酸根从乙室到甲室，乙室电解质溶液质量共减少64g+96g=160g，B错误； C．恢复原浓差Cu(2)电极需发生还原反应，Cu2+放电析出铜单质，所以和电源负极相连，C正确； D．N 为阴极，电极反应式为：2H2O+2e- =H2↑+2OH-，D正确； 故选B。 8．D 【分析】由图可知，左侧装置为电解池，NaCl溶液浓度增大，则电渗析法合成[(CH3)4NOH]的装置中，Cl-通过d膜从左向右移动，Na+通过e膜从右向左移动，则b电极为阳极、与电源正极相接，a电极为阴极、与电源负极相接，即P型半导体为正极，N型半导体为负极，d膜为阴离子交换膜，(CH3)4N+通过c膜移向阴极生成，所以c、e均为阳离子交换膜，阳极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O，阴极反应式为2(CH3)4N++2H2O+2e-=2(CH3)4NOH+H2↑。 【详解】A．根据分析，P型半导体为正极，N型半导体为负极，N型半导体的电势比P型半导体低，A正确； B．a电极为阴极，阴极反应式为2(CH3)4N++2H2O+2e-=2(CH3)4NOH+H2↑，B正确； C．91g(CH3)4NOH的物质的量为，阳极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O，阴极反应式为2(CH3)4N++2H2O+2e-=2(CH3)4NOH+H2↑，则1mol(CH3)4NOH参与反应时生成0.25molO2、0.5molH2，标准状况下总体积为(0.5mol+0.25mol)×22.4L/mol=16.8L，C正确； D．由上述分析可知，图中c、e膜均为阳离子交换膜，d膜为阴离子交换膜，D错误； 故选D。 9．C 【分析】电解苯酚的乙腈((CH₃CN)水溶液可在电极上直接合成扑热息痛，可知丙装置为电解池，左侧装置为原电池。原电池中硫酸根离子由乙池向甲池移动，则a是负极、b是正极。电解池中的d电极与原电池负极相连，d是阴极；c与原电池中的正极相连，c是阳极。 【详解】A．左侧装置为原电池，硫酸根离子由乙池向甲池移动，则a是负极、b是正极，故A正确； B． 电极c为阳极，CH3CN在电极c上失去电子发生氧化反应，并与苯酚反应生成扑热息痛，电极反应式为+CH3CN+H2O-2e- =+2H+，B正确； C．乙是原电池正极，装置工作时，乙室发生反应H2O2+2e-+2H+=2H2O，反应时c(H+)减小，溶液pH增大，C错误； D．根据＋CH3CN+H2O-2e- =+2H+，合成1mol扑热息痛，转移2mol电子；甲是原电池负极，负极反应式为H2O2-2e-+2OH-=2H2O+O2↑，转移2mol电子，理论上甲室放出1mol氧气，同时有1mol硫酸根离子从乙室移入甲室，甲室溶液质量增重96g/mol×1mol-32g/mol×1mol=64g，故D正确； 选C。 10．C 【分析】由题意可知，右侧装置为原电池，则左侧装置为电解池，原电池中细菌电极为电解池的负极，水分子作用下乙酸根离子在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为，钴酸锂电极为正极，酸性条件下钴酸锂在正极得到电子发生还原反应生成锂离子、钴离子和水，电极反应式为，电池的总反应为；电解池中，与原电池正极相连的细菌电极为阳极，水分子作用下乙酸根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为，右侧石墨电极为阴极，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，电解的总反应为。 【详解】A．由分析可知，装置工作时，甲室为电解池，电解的总反应，反应中生成氢离子透过阳膜进入甲室，A正确； B．由分析可知，装置工作时，乙室为原电池，电池的总反应，反应中消耗氢离子，说明装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸，B正确； C．由分析可知，装置工作时，乙室为原电池，钴酸锂电极为正极，酸性条件下钴酸锂在正极得到电子发生还原反应生成锂离子、钴离子和水，电极反应式，C错误； D．若甲室钴离子减少200 mg，电解转移电子的物质的量，若乙室钴离子增加300 mg，电解转移电子的物质的量，由于电子转移的物质的量不等，说明此时已进行过溶液转移，即将乙室部分溶液转移至甲室，D正确； 答案选C。 11．A 【分析】燃料电池中通入燃料一极为负极，通入O2一极为正极，与负极相连的b为电解池阴极，正极相连的a 为电解池阳极，据此可分析解答。 【详解】A．a 为电解池阳极，若换成铁棒，则阳极反应为：Fe-2e-= Fe2+，故A正确； B．c电极反应式：，故B错误； C．根据电子得失守恒可知CH4~~8e-~4H2，所以标准状况下，每个电池通入 1mol CH4且完全反应，理论上最多能得到 4molH2，故C错误； D．用外加电流法保护钢铁设备，设备应作阴极，即与c极相连，故D错误； 故选：A。 12．C 【分析】通电片刻即发现乙装置左侧电极表面出现红色固体，此红色固体为Cu，可知乙装置左侧电极为阴极，右侧电极为阳极；甲装置中，左侧电极为阴极，右侧电极为阳极；丙装置中，Cu电极为阴极，Ag电极为阳极。 【详解】A．甲中为电解氯化钾溶液产生氢气和氯气，标准状况下当甲中产生4.48L气体时，可知氢气和氯气各产生0.1mol，转移电子数为0.2mol，丙中Cu电极上银离子得电子产生银单质，电极反应式为：Ag++e-＝Ag，则Cu电极上增加的质量=0.2mol×108g/mol=21.6g，A项正确； B．电解过程中丙装置阳极电极反应式为：Ag-e-＝Ag+，阴极电极反应式为：Ag++e-＝Ag，故电解过程中丙中溶液pH无变化，B项正确； C．甲中阳极生成Cl2，阴极生成H2，相当于从溶液中逸出HCl气体，若向甲中加入适量的盐酸，则同时也加入了水，溶液浓度减小，不能恢复到电解前的状态，C项错误； D．通电片刻即发现乙装置左侧电极表面出现红色固体，说明乙装置的左侧电极为阴极，发生还原反应，电极反应式为：Cu2++2e-＝Cu，D项正确； 答案选C。 13．C 【详解】A．阳极的电极反应式为：，当电路中转移1 mol 时，生成8g 从溶液中逸出，同时有1 mol 通过离子交换膜向阴极室迁移，所以阳极室溶液质量共减少9g，故A正确； B．阳极室产生，阴极电极反应式为：，消耗，应选用阳离子交换膜使通过离子交换膜由阳极室向阴极室迁移，故B正确； C．通入甲烷一极的电极反应式为：，石墨电极b上的电极反应式为：，每个电池甲烷通入量为5.6L(标准状况)且反应完全，则电路中转移电子为2 mol，理论上最多能获得1 mol的，故C错误； D．根据题意，与传统有机合成相比，电有机合成法反应条件温和、反应试剂纯净且生产效率高，故D正确； 选C。 14．D 【分析】根据题意以及装置图，左边两个装置为燃料电池，通甲烷一极为负极，通氧气一极为正极，最右边装置为电解池，电极a连接电源的正极，电极a为阳极，电极b为阴极，据此分析作答。 【详解】A．通甲烷一极为负极，电解质为KOH溶液，因此负极反应式为：，A项错误； B．根据上述分析，电极a为阳极，根据电解原理，该极氯离子失去电子，产生氯气，B项错误； C．1mol甲烷转移8mol电子，生成1mol氯气转移2mol电子，每个电极通过的电量是相等的，所以甲烷和氯气的物质的量之比为1：4，标准状况下，体积比等于物质的量之比，所以若每个电池甲烷通入量为 1L (标准状况)，且反应完全，理论上最多能产生氯气的体积为 4L，C项错误； D．电解饱和食盐水时，反应产生氢氧化钠、氢气和氯气，总反应的离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑，D项正确； 答案选D。 15．B 【详解】A．据正负两极转移电子相等，SO2和O2按物质的量2:1参加反应，所以甲装置为原电池，为了提高原料利用率，理论上在同温同压下通入SO2和O2的体积比为，故A正确； B．电极c为电解池的阳极，在无水硝酸作用下，四氧化二氮在阳极失去电子，发生氧化反应生成五氧化二氮，电极反应式为：，故B错误； C．乙中电极d为正极，其上发生还原反应，故C正确； D．电极c电极反应式为：，电路中每转移2mol电子，则生成，由SO2转化为H2SO4，每生成转移2mol电子，故D正确； 故答案为：B。 16．D 【详解】A．乙室发生还原反应，为电池正极，甲室石墨电极连接原电池负极为电解池阴极，乙室中电势更高，A正确； B．工作时，乙酸盐在细菌的作用下失去电子被氧化为气体，同时生成，电极反应式为，B正确； C．乙室电极反应式为，负极产生的通过阳膜进入正极室，但是乙室消耗的更多，浓度还是下降的，因此一段时间后应该补充盐酸，C正确； D．若甲室回收到时转移电子物质的量为；乙室每生成转移电子，因此理论上应有参加反应，D错误； 故选D。 17．D 【分析】由题意可知，右侧装置为原电池，则左侧装置为电解池，原电池中细菌电极为电解池的负极，水分子作用下乙酸根离子在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH3COO--8e-+2H2O =2CO2↑+7H+，钴酸锂电极为正极，酸性条件下钴酸锂在正极得到电子发生还原反应生成锂离子、钴离子和水，电极反应式为2LiCoO2+2e-+8H+=2Li++2Co2++4H2O，电池的总反应为CH3COO-+8LiCoO2+25H+=2CO2↑+8Li++8Co2++14H2O；电解池中，与原电池正极相连的细菌电极为阳极，水分子作用下乙酸根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH3COO--8e-+2H2O =2CO2↑+7H+，右侧石墨电极为阴极，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，电解的总反应为CH3COO-+4Co2+++2H2O =2CO2↑+7H++4Co。 【详解】A．由分析可知，装置工作时，甲室为电解池，电解的总反应为CH3COO-+4Co2+++2H2O =2CO2↑+7H++4Co，反应中生成氢离子，溶液pH减小，故A错误； B．由分析可知，装置工作时，乙室为原电池，电池的总反应为CH3COO-+8LiCoO2+25H+=2CO2↑+8Li++8Co2++14H2O，反应中消耗氢离子，说明装置工作一段时间后，乙室应补充氯化氢，故B错误； C．由分析可知，装置工作时，乙室为原电池，钴酸锂电极为正极，酸性条件下钴酸锂在正极得到电子发生还原反应生成锂离子、钴离子和水，电极反应式为2LiCoO2+2e-+8H+=2Li++2Co2++4H2O，故C错误； D．若甲室钴离子减少200 mg，电解转移电子的物质的量为×2=0.0068mol，若乙室钴离子增加300 mg，电解转移电子的物质的量为×1= 0.0051mol，由于电子转移的物质的量不等，说明此时已进行过溶液转移，即将乙室部分溶液转移至甲室，故D正确； 故选D。 18．D 【详解】A．由分析可知，电极b为正极，酸性条件下，氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为，故A错误； B．64g二氧化硫的物质的量为=1mol，1mol二氧化硫失去2mol电子生成硫酸，由得失电子数目守恒可知，d电极上2mol氢离子放电生成氢气，则有2mol氢离子通过隔膜由左侧移向右侧，故B错误； C．由分析可知，电极c为电解池的阳极，在无水硝酸作用下，四氧化二氮在阳极失去电子发生氧化反应生成五氧化二氮，电极反应式为，故C错误； D．由分析可知，电极a为负极，二氧化硫在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸，电极c为电解池的阳极，在无水硝酸作用下，四氧化二氮在阳极失去电子发生氧化反应生成五氧化二氮，由得失电子数目守恒可知，每转移电子，电极c生成2mol五氧化二氮、电极a生成1mol硫酸，故D正确； 故选D。 19．C 【分析】根据题给信息可确定左侧装置为化学电源，右侧装置为电解池。化学电源中，阴离子向负极移动，故电极a是负极，电极b是正极，电极c是阳极，电极d是阴极； 【详解】A．由分析知电极a是负极，A正确； B．电极c为阳极，CH3CN在电极c上失去电子发生氧化反应，并与苯酚反应生成扑热息痛，电极反应式为：+CH3CN+H2O-2e- →+2H+，B正确； C．乙室是化学电源的正极室，工作时，H2O2在正极b上得到电子发生还原反应，电极反应式为：，反应时c(H+)减小，溶液pH增大，C错误； D．根据阳极c的电极反应式，合成1mol扑热息痛，转移2mol电子，负极a发生反应：H2O2-2e-+2OH-=O2↑+2H2O，生成1mol氧气，同时乙室转移1mol到甲室，理论上甲室质量增重：96g/mol1mol-32g/mol1mol=64g，D正确； 答案选C。 20．C 【分析】由图可知，甲为原电池，乙和丙为电解池；甲中通入NO的一极作负极，通入氧气的一极作正极；乙池中通入 SO2的电极连接电源的正极，为阳极，阳极上二氧化硫发生氧化反应生成硫酸根离子，阴极上一氧化氮发生还原反应生成铵根离子；丙池中阳极上水放电，发生氧化反应生成氧气和氢离子，氢离子从M室通过a膜进入浓缩室，N室中氯离子向阳极移动，通过b膜进入浓缩室，最终得到较浓的盐酸；据此分析解答。 【详解】A．丙中阳极上水放电，发生氧化反应生成氧气和氢离子，氢离子从M室通过a膜进入浓缩室，N室中氯离子向阳极移动，通过b膜进入浓缩室，最终得到较浓的盐酸，故b膜为阴离子交换膜，A正确； B．乙池中通入的电极连接电源的正极，为阳极，阳极上二氧化硫发生氧化反应生成硫酸根离子，阴极上一氧化氮发生还原反应生成铵根离子，电池总反应的离子方程式为，B正确； C．当浓缩室得到4L浓度为的盐酸时，迁移过来的氢离子的物质的量为，，则反应掉1mol水，M室溶液的质量减小，C错误； D．乙池中转化为硫酸根离子，转化为铵根离子，在标准状况下，若甲池有参加反应，根据电子守恒可知，、，则乙池中处理废气(和)共0.7mol，总体积为15.68L，D正确； 故选C。 21．(1)B (2) CH4—8e—+10OH—=CO+7H2O Cl2 变小 2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑ (3) 【详解】（1）由图可知，与装置A相比，装置B中铁做原电池的正极被保护，腐蚀速率减慢、装置C中与直流电源的正极相连做电解池的阳极，腐蚀速率加快，装置D中铁做原电池的负极，腐蚀速率加快，电解池阳极腐蚀速率＞原电池负极腐蚀速率，则铁腐蚀的速率由快到慢的顺序为C＞D＞A＞B，故填B； （2）由图可知，甲为甲烷燃料电池，通入甲烷的铂极为负极，通入氧气的铂极为正极；乙、丙为电解池，乙中铁电极为阴极、石墨电极为阳极，丙中左边石墨电极为阴极、右边电极为阳极； ①由分析可知，甲装置中通入甲烷的铂极为负极，碱性条件下甲烷发生失电子的氧化反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH4—8e—+10OH—=CO+7H2O，故答案为：CH4—8e—+10OH—=CO+7H2O； ②由分析可知，乙装置为电解饱和食盐水的电解池，石墨电极为阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，故答案为：Cl2； ③由分析可知，丙装置为电解硫酸铜溶液的电解池，电解的总反应方程式为2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑，所以工作一段时间后，溶液的pH减小，故答案为：减小；2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑； （3）常温下，电离平衡常数为，则由电离常数可知，当平衡浓度为时，溶液中氢离子浓度为mol/L，由水电离出的氢离子浓度总是等于水电离出的氢氧根离子浓度可知，水电离出的氢离子浓度为 mol/L，故答案为：；。 22．(1) < (2) 氧气 【详解】（1）①气态水转化为液态水是放热过程，故Q3<0; 故答案为：< ②已知：①； ②； ③；根据盖斯定律，将，整理可得表示甲醇标准燃烧热的热化学方程式为：； 故答案为： （2）甲为原电池，乙、丙为电解池，当向甲池通入气体a和b时，D极附近呈红色，说明D为电解池的阴极，C为电解池的阳极，b为正极，a为负极，E为阳极，F为阴极； ①上述分析可知A电极通入的物质a为甲醇，B电极通入的b物质为氧气，A电极通入CH3OH，失去电子，发生氧化反应，电极反应为：； 故答案为：①氧气② ②乙中是电解饱和食盐水，其中D电级也就是阴极电极反应式为； 故答案为： ③丙装置为惰性电极电解硫酸铜溶液，放电离子为铜离子和氢氧根离子，总反应方程式为:； 故答案为： ④当乙装置中C电极收集到224mL（标况下）气体时，生成氯气物质的量0.01mol，可知转移电子的物质的量为0.02mol，对应氢离子的物质的量为0.02mol，则此时氢离子浓度为; 故答案为： 23．(1) 减小 (2) 纯铜 12.8 (3) 戊 ej 【分析】由图可知甲为原电池，结合c口通入氧气，氧气得到电子发生还原反应，可知B电极为正极，则A为负极；乙为电解池，C电极与B相连为阳极，则D为阴极；同理可知丙装置中甲室一侧电极为阳极，戊室一侧电极为阴极； 【详解】（1）A电极为负极，甲烷失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为。甲装置中的总反应为甲烷在碱性条件下和氧气反应生成碳酸根离子和水：，由反应可知反应消耗KOH，溶液碱性减弱，pH减小； （2）①乙装置为电解装置，若用于粗铜的精炼， 则纯铜作阴极，粗铜作阳极，结合上述分析电极C为阳极、D为阴极，则C为粗铜、D为纯铜；电子转移关系为，标准状况下，每消耗2.24L氧气（为0.1mol）时，阴极理论上生成0.2mol铜单质，增重0.2mol×64g/mol=12.8g； ②乙装置若用于电镀，则镀件作阴极， 镀层金属应在阴极析出，镀铬时由放电产生铬镀层，得电子生成Cr，电解质环境为酸性，则电极反应式为； （3）丙装置用于海水淡化，由以上分析已知左侧为阳极，右侧为阴极，电极为惰性电极，阳极氯离子放电，则甲室、乙室中的氯离子在左侧电极放电，乙室中的钠离子通过阳膜进入丙室，可知乙室中e出口为淡水；丙室中海水中的钠离子无法通过阴膜进入丁室，氯离子无法通过阳膜进入乙室，因此f出口仍为海水；丁室中氯离子通过阴膜进入丙室，钠离子通过阳膜进入戊室，则丁室中j口得到淡水；戊室中水中的氢离子在电极放电生出氢气同时有氢氧根离子生成，氢氧根离子与反应生成的碳酸根结合钙离子生成碳酸钙，同时氢氧根与镁离子结合生成氢氧化镁沉淀，生成水垢； 故淡化过程中在戊室中易形成水垢；根据水中各种离子的含量可知形成的水垢主要成分是氢氧化镁，故形成水垢的主要电极反应式为；产生淡水的出水口为ej。 24．(1)0.2 (2) 阴 (3) (4) 有气泡生成，溶液变为红色 (5) 【分析】若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，甲为原电池、乙为电解池，甲中Fe作负极、Cu作正极，则乙装置中石墨(1)为阴极，石墨为阳极； Ⅱ：由图可知，甲池为燃料电池，通入氧气的铂电极作正极，通入氢气的铂电极作负极；乙池为电解饱和食盐水的电解池，与负极相连的铁电极为阴极，则石墨电极为阳极；丙池为电解硫酸铜溶液的电解池，与正极相连的b电极为阳极，则a电极为阴极，据此解答。 【详解】（1）图中为原电池装置，Fe为负极，电极反应式为：Fe－2e-=Fe2+，石墨为正极，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，总反应式为Fe+Cu2+=Fe2++Cu；根据总反应转移2mol电子时负极减少1molFe，质量为56g，正极增加1molCu，质量为64g，即转移2mol电子时两极质量差为56g+64g=120g，所以两电极质量相差12g时导线中通过0.2mol电子； （2）若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，甲为原电池、乙为电解池，甲中Fe作负极、Cu作正极，则乙装置中石墨(1)为阴极，石墨为阳极，阳极发生氧化反应，则为溶液中的氯离子放电，电极反应为； （3）由分析可知，甲池为燃料电池，通入氢气的铂电极为负极，氢气在碱性条件下被氧化生成水，电极反应式为； （4）①由分析可知，乙池为电解饱和食盐水的电解池，与负极相连的铁电极为阴极，水电离的氢离子被还原生成氢气和氢氧根离子：2H2O+2e-=H2+2OH-，酚酞遇碱变红色，所以在Fe极附近观察到的现象是有气泡生成，溶液变为红色； ②由分析可知，乙池为电解饱和食盐水的电解池，总反应为电解饱和食盐水生成氯气、氢气和氢氧化钠，则电解一段时间后，该池总反应离子方程式为； （5）由分析可知，丙池为电解硫酸铜溶液的电解池，b电极为阳极，水电离的氢氧根失去电子被氧化生成氧气和氢离子，电极反应式为。 25．(1) 锌 2MnO2＋2H2O+2e-=2MnOOH+2OH- (2) (3) D N (4) 正 0.100mol/L CuO和H2O 【详解】（1）由总反应可知，锌发生氧化反应为负极；二氧化锰得到电子发生还原反应生成MnOOH为正极，反应为2MnO2＋2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-。 （2）甲烷燃料电池中甲烷失去电子发生氧化反应，在碱性溶液中生成碳酸根离子和水，作为负极，故负极反应为：。 （3）用如图装置电解硫酸钾溶液，可获得H2、O2、硫酸和氢氧化钾溶液；则X电极上水放电发生氧化反应生成氧气和氢离子，发生的电极反应为；Y电极上水放电发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，中间室中硫酸根离子向左侧迁移，在左室得到硫酸，中间室中钾离子向右侧迁移，在右室得到氢氧化钾，故M、N交换膜中属于阳离子交换膜的是N，氢氧化钾溶液从D口导出。 （4）①电解10min时，测得银电极的质量减少5.40g，则银电极发生氧化反应，为阳极，与之相连的为Y 为正极，则X为负极； ②电解10min时，测得银电极的质量减少5.40g，反应0.05mol银，Ag~e-，电路中转移0.05mol电子；通电10min时，B中共收集到392mL(标准状况)气体，总的物质的量为0.0175mol；右侧阳极反应为，根据电子守恒，生成0.0125mol氧气；则左侧阴极会发生反应，生成氢气0.0175mol-0.0125mol=0.005mol，消耗电子0.01mol，则Cu2++2e-=Cu反应中消耗电子0.05mol-0.01mol=0.04mol，反应铜离子为0.02mol，溶液体积为200mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前c(CuSO4)= =0.100mol/L，该电解过程中初始生成铜和氧气，后期为电解水生成氢气和氧气，故如果电解后要使该电解液复原，可以加入物质的化学式为CuO和H2O。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025年高考二轮专练15-电化学串联装置【较难25题】【原卷版】 一、单选题 1．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 2．在如图串联装置中，通电片刻后发现乙装置左侧Pt电极表面出现红色固体，则下列说法不正确的是 （ ） A．丙中Ag电极连接的是电源的正极 B．电解过程中丙中c(Ag+)无变化 C．向乙中加入适量的Cu(OH)2固体，不能使溶液恢复到电解前的状态 D．标准状况下当甲中产生4.48L气体时，丙中Cu电极质量可能增加10.8g 3．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 4．如图，甲池发生的化学反应为，下列说法正确的是 （ ） A．甲池是化学能转化为电能的装置，丙池是电能转化为化学能的装置，乙池中石墨电极叫阴极 B．丙池中总反应离子方程式是 C．反应过程中，理论上甲池消耗的与乙池生成的物质的量相同 D．反应过程中，甲池的减小乙池的增大 5．利用膜技术和电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂，装置如图，下列说法不正确的是 （ ） A．甲装置将化学能转化为电能 B．每转移电子，生成和 C．乙中电极d上发生还原反应 D．c电极反应式为： 6．某化学兴趣小组用如图装置模拟工业处理废气和废水的过程，同时实现了发电、制酸、回收金属和环境保护，体现了绿色发展理念。已知电极材料均为石墨烯。下列说法错误的是 （ ） A．该装置工作时，b极电势高于a极电势 B．M膜为质子交换膜、N膜为阴离子交换膜 C．若去掉M膜，c极反应发生变化 D．该装置工作一段时间后，Ⅱ室和Ⅲ室获得产品的物质的量之比为1：1 7．以浓差电池(因电解质溶液浓度不同而形成的电池)为电源，以石墨为电极将转化为高纯的装置如图。下列说法错误的是 （ ） A．电解过程中，丙池溶液的会减小 B．转移时乙室电解质溶液质量减少 C．停止工作后若要使电池恢复原状态，连接的是电源负极 D．N极电极反应式为： 8．已知四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]为原料，采用电渗析法合成(CH3)4NOH，工作原理如图。下列说法错误的是 A．光伏并网发电装置中N型半导体的电势比P型半导体低 B．a电极反应式为2(CH3)4N++2H2O+2e-=2(CH3)4NOH+H2↑ C．制备91g四甲基氢氧化铵，两极共产生16.8L气体(标准状况下) D．若合成(CH3)4NOH的同时得到较大浓度的NaCl溶液，则c为阳离子交换膜，d、e均为阴离子交换膜 9．电解苯酚的乙腈((CH₃CN)水溶液可在电极上直接合成扑热息痛()。装置如图，电极材料均为石墨。下列说法不正确的是 （ ） A．电极a为负极 B．电极c的反应式为 C．装置工作时，乙室溶液pH减小 D．合成1mol扑热息痛，理论上甲室溶液质量增重64g 10．设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成，将废旧锂离子电池的正极材料转化为，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法不正确的是 （ ） A．装置工作时，离子通过阳膜进入甲室 B．装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸 C．乙室电极反应式为 D．若甲室减少200mg，乙室增加300mg，则此时已进行过溶液转移 11．甲烷燃料电池采用铂作为电极材料，两个电极上分别通入和，电解质溶液为溶液。某研究小组将上述两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行电解饱和溶液的实验，如下图所示。 下列说法正确的是 （ ） A．将a电极换成铁棒，电解池反应将发生变化 B．c电极反应式： C．每个电池甲烷通入量为且反应完全，则理论上最多能产生氢气 D．用外加电流法保护钢铁设备，可以将设备与d极相连 12．在下图串联装置中，通电片刻即发现乙装置左侧电极表面出现红色固体，则下列说法不正确的是 （ ） A．标准状况下当甲中产生4.48L气体时，丙中Cu电极质量增加21.6g B．电解过程中丙中溶液pH无变化 C．向甲中加入适量的盐酸，可使溶液恢复到电解前的状态 D．乙中左侧电极反应式：Cu2++2e-＝Cu 13．制造尼龙—66的原料己二腈[]在工业上用量很大，传统上以乙炔和甲醛为原料需经过很长路线才能合成己二腈，现一般改用电合成法先以丙烯为原料制备丙烯腈()，再用丙烯腈电解合成己二腈。某研究小组利用如图所示两个甲烷燃料电池串联后作为电源电合成己二腈，下列有关说法不正确的是 （ ） A．当电路中转移1 mol 时，阳极室溶液质量减少9g B．离子交换膜应选用阳离子交换膜 C．若每个电池甲烷通入量为5.6 L(标准状况)且反应完全，则理论上最多能获得2 mol的 D．与传统有机合成相比，电有机合成法反应条件温和、反应试剂纯净且生产效率高 14．某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行电解饱和食盐水，如图所示。有关说法正确的是 （ ） A．燃料电池工作时，通入甲烷电极的电极反应式为CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+ B．闭合开关K后，b电极上有Cl2生成 C．若每个电池甲烷通入量为1L(标准状况)且反应完全，理论上最多能产生氯气的体积为8L(标准状况) D．电解饱和食盐水总反应的离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ 15．利用膜技术和电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5，装置如图，下列说法错误的是 （ ） A．甲装置为原电池，为了提高原料利用率，理论上在同温同压下通入SO2和O2的体积比为 B．c电极反应式为： C．乙中电极d上发生还原反应 D．电路中每转移2mol电子，则生成2molN2O5和1molH2SO4 16．近年来随着电动汽车的普及，电池企业开始大力发展锂电池回收业务。现设计如图装置回收锂电池中的金属钴，电极材料均为石墨，右侧装置为原电池。工作时，细菌降解乙酸盐生成，废旧锂电池的正极材料转化为，一段时间后可将乙室溶液转入到甲室。下列说法错误的是 （ ） A．装置工作时，溶液一侧石墨电极的电势低于乙室中电极的电势 B．乙酸盐发生的电极反应式为 C．装置工作一段时间后，乙室应该补充盐酸 D．若甲室回收得到时，理论上乙室参加反应的也为 17．设计如图装置回收金属钴，保持细菌所在环境稳定，借助其降解乙酸盐生成，将废旧锂离子电池的正极材料转化为，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室，已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是 （ ） A．装置工作时，甲室溶液逐渐增大 B．装置工作一段时间后，乙室应补充水 C．乙室电极反应式为 D．若甲室减少，乙室增加，则此时已进行过溶液转移 18．利用膜技术原理和电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5，装置如图，下列说法正确的是 （ ） A．电极b反应式是O2+4e-+2H2O=4OH- B．甲中每消耗64gSO2，乙中有1molH+通过隔膜 C．c电极反应式为N2O4-2e-+H2O=N2O5+2H+ D．每转移2mol电子，生成2molN2O5和1molH2SO4 19．电解苯酚的乙腈（CH3CN）水溶液可在电极上直接合成扑热息痛（）。装置如图，其中电极材料均为石墨。下列说法不正确的是 （ ） A．电极a为负极 B．c电极反应式为+CH3CN+H2O-2e-+2H+ C．装置工作时，乙室溶液pH减小 D．合成1mol扑热息痛，理论上甲室质量增重64g 20．-空气质子交换膜燃料电池实现了制硝酸、发电、环保一体化，某兴趣小组用该电池模拟工业处理废气和废水的过程，装置如图。下列说法不正确的是 （ ） A．b膜为阴离子交换膜 B．乙池中总反应的离子方程式为 C．当浓缩室得到4L浓度为的盐酸时，M室溶液的质量变化为36g(溶液体积变化忽䅂不计) D．在标准状况下，若甲池有参加反应，则乙池中处理废气(和)的总体积为15.68L 二、填空题 21．请按要求回答下列问题。 (1)如图烧杯中盛的是海水，铁腐蚀的速率最慢的是_______(填标号)。 A． B． C． D． (2)用如图所示的装置研究电化学的相关问题(乙装置中X为阳离子交换膜)。 ①甲装置中负极反应式为 。 ②乙装置中石墨电极上生成的气体为 (填化学式)。 ③丙装置中盛有足量，工作一段时间后，溶液的 (填“变大”、“变小”或“不变”)，反应的化学方程式为 。 (3)常温下，电离平衡常数为，当平衡浓度为时，浓度为 ，此时由水电离出的浓度约为 。 22．甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料，可用于制造甲醛和农药。 (1)工业上可利用CO2和H2生产甲醇，方程式如下： CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(1)+H2O(g) ΔH=Q1kJ/mol 又查资料得知：①CH3OH(1)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH =Q2kJ/mol H2O(g)=H2O(1) ΔH =Q3kJ/mol，则 Q3 0(填“>”、“<”或“=”)，表示甲醇标准燃烧热的热化学方程式： 。 (2)甲醇燃料电池是符合绿色化学理念的新型燃料电池，如图是以甲醇燃料电池(甲池)为电源的电解装置。已知：A、B、C、D、E、F都是惰性电极，丙中为0.1mol/LCuSO4溶液(假设反应前后溶液体积不变)，当向甲池通入物质a和b时，D极附近呈红色。 ①物质b的化学式为 ，A电极的电极反应式为 。 ②乙中D电极方程式为 。 ③丙装置中总反应的离子方程式为： 。 ④当乙中C电极收集到224mL(标准状况下)气体时，则此时丙溶液中生成的c(H+)= mol/L。 23．科研小组设计利用甲烷(CH4)燃料电池(碱性溶液做电解质溶液)，模拟工业电镀、精炼和海水淡化的装置如下。 (1)A电极的电极反应式为 。电池工作一段时间后，甲池溶液pH (填“增大”或“减小”)。 (2)乙装置用来模拟电解精炼和电镀。 ①若用于粗铜的精炼，装置中电极D是 (填“粗铜”或“纯铜”)。标准状况下，每消耗2.24L氧气时，阴极理论上增重 g。 ②金属及塑料制品表面镀铬不仅美观还可提高金属制品抗腐蚀性能。镀铬时由放电产生铬镀层的电极反应式为 。(已知：镀铬时常加硫酸作为催化剂) (3)电渗析法是海水淡化的常用方法，某地海水中主要离子的含量如下表，现利用“电渗析法”进行淡化，技术原理如图丙所示(两端为惰性电极，阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通过)。 离子 Na+ K+ Ca2+ Mg2+ Cl- 含量(mg/L) 9360 83 200 1100 16000 1200 118 ①淡化过程中在 室中易形成水垢(选填“甲”、“戊”)，形成水垢的主要电极反应式为 。 ②产生淡水的出水口为 (选填“e”、“f”、“j”)。 24．Ⅰ、某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。 (1)如图1为某实验小组设计的原电池装置，反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12g，导线中通过 mol电子。 (2)如图2，其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成型，乙装置中石墨(1)为 极(填“正”、“负”、“阴”或“阳”)，乙装置中与铜丝相连石墨电极上发生的反应式为 。 Ⅱ、小组同学设计一个燃料电池并探究氯碱工业原理和电解溶液原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。请完成以下问题： (3)甲池中负极电极反应式为： 。 (4)实验开始时，向乙池左右两边同时各滴入几滴酚酞试液： ①在Fe极附近观察到的现象是 ； ②电解一段时间后，该池总反应离子方程式为 ； (5)丙池中两电极都为惰性电极，阳极电极反应式为： 。 25．电化学知识给人类的生活和工业生产带来极大的方便。回答下列问题： (1)碱性锌锰电池的总反应式为。负极材料为 ，该电池正极反应式为 。 (2)甲烷燃料电池为绿色化学电源，以NaOH溶液为电解质溶液时，负极的电极反应式为 。 (3)用如图装置电解硫酸钾溶液，可获得H2、O2、硫酸和氢氧化钾溶液。X电极上发生的电极反应为 。氢氧化钾溶液从 口导出(填“A”或“D”)，M、N交换膜中属于阳离子交换膜的是 (填“M”或“N”)。 (4)如图所示，若电解10min时，测得银电极的质量减少5.40g。试回答下列问题： ①电源中Y极是 (填“正”或“负”)极。 ②通电10min时，B中共收集到392mL(标准状况)气体，溶液体积为200mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前 mol/L，如果电解后要使该电解液复原，可以加入物质的化学式为 。 第1页，共2页 第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$