专题五 [选择题] 第1练 电化学真题分类练-【步步高·考前三个月】2025年高考化学复习讲义课件（A版）（课件PPT+word教案）

[选择题]　第1练　电化学真题分类练 (选择题1~12题，每小题5分，13~17题，每小题8分，共100分) 题组一　原电池原理及化学电源 1.(2023·广东，6)负载有Pt和Ag的活性炭，可选择性去除Cl-实现废酸的纯化，其工作原理如图。下列说法正确的是(　　) A.Ag作原电池正极 B.电子由Ag经活性炭流向Pt C.Pt表面发生的电极反应：O2+2H2O+4e-===4OH- D.每消耗标准状况下11.2 L的O2，最多去除1 mol Cl- 答案　B 解析　由题图分析可知，Cl-在Ag极失去电子发生氧化反应，Ag为负极，A错误；电子由负极Ag经活性炭流向正极Pt，B正确；溶液为酸性，故Pt表面发生的电极反应为O2+4H++4e-===2H2O，C错误；每消耗标准状况下11.2 L的O2，转移2 mol电子，最多去除2 mol Cl-，D错误。 2.(2024·江苏，8)碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+H2O===ZnO+2MnOOH，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是(　　) A.电池工作时，MnO2发生氧化反应 B.电池工作时，OH-通过隔膜向正极移动 C.环境温度过低，不利于电池放电 D.反应中每生成1 mol MnOOH，转移电子数为2×6.02×1023 答案　C 解析　电池工作时，Zn为负极，MnO2为正极，MnO2得到电子，发生还原反应，A错误；电池工作时，OH-通过隔膜向负极移动，B错误；环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电池放电，C正确；由电极反应式MnO2+e-+H2O===MnOOH+OH-可知，反应中每生成1 mol MnOOH，转移1 mol(即6.02×1023个)电子，D错误。 3.(2023·辽宁，11)某低成本储能电池原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A.放电时负极质量减小 B.储能过程中电能转变为化学能 C.放电时右侧H+通过质子交换膜移向左侧 D.充电总反应：Pb+S+2Fe3+===PbSO4+2Fe2+ 答案　B 解析　放电时，负极上Pb失电子结合硫酸根离子生成PbSO4附着在负极上，负极质量增大，A错误；储能过程中，该装置为电解池，将电能转化为化学能，B正确；放电时，右侧为正极，电解质溶液中的阳离子向正极移动，左侧的H+通过质子交换膜移向右侧，C错误；充电时，总反应为PbSO4+2Fe2+===Pb++2Fe3+，D错误。 4.(2022·湖南，8)海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如图。下列说法错误的是(　　) A.海水起电解质溶液作用 B.N极仅发生的电极反应：2H2O+2e-===2OH-+H2↑ C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能 D.该锂-海水电池属于一次电池 答案　B 解析　海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，可作为电解质溶液，故A正确；N为正极，电极反应主要为O2+2H2O+4e-===4OH-，故B错误；Li为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应，并能传导离子，故C正确；该电池不可充电，属于一次电池，故D正确。 5.(2023·新课标卷，10)一种以V2O5和Zn为电极、Zn水溶液为电解质的电池，其示意图如图所示。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-===xZn2++V2O5+nH2O 答案　C 解析　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正确；放电时Zn为负极，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正确；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不正确；充电时阳极上ZnxV2O5·nH2O被氧化为V2O5，则阳极的电极反应为ZnxV2O5·nH2O-2xe-===xZn2++V2O5+nH2O，D正确。 6.(2024·全国甲卷，12)科学家使用δ⁃MnO2研制了一种MnO2⁃Zn可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，MnO2电极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列叙述正确的是(　　) A.充电时，Zn2+向阳极方向迁移 B.充电时，会发生反应Zn+2MnO2===ZnMn2O4 C.放电时，正极反应有MnO2+H2O+e-===MnOOH+OH- D.放电时，Zn电极质量减少0.65 g，MnO2电极生成了0.020 mol MnOOH 答案　C 解析　充电时该装置为电解池，电解池中阳离子向阴极迁移，即Zn2+向阴极方向迁移，A错误；放电时，Zn电极为负极，电极反应为Zn-2e-===Zn2+，则充电时阴极反应为Zn2++2e-===Zn，即充电时Zn元素化合价应降低，B错误；放电时，MnO2电极为正极，正极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4，则正极上主要发生的电极反应为MnO2+H2O+e-===MnOOH+OH-，C正确；放电时，Zn电极质量减少0.65 g(物质的量为0.010 mol)，电路中转移0.020 mol电子，由正极的主要反应MnO2+H2O+e-===MnOOH+OH-可知，若正极上只有MnOOH生成，则生成MnOOH的物质的量为0.020 mol，但正极上还有少量ZnMn2O4生成，因此，MnOOH的物质的量小于0.020 mol，D错误。 7.(2023·河北，13)我国科学家发明了一种以和MnO2为电极材料的新型电池，其内部结构如图所示，其中①区、②区、③区电解质溶液的酸碱性不同。放电时，电极材料转化为。下列说法错误的是 (　　) A.充电时，b电极上发生还原反应 B.充电时，外电源的正极连接b电极 C.放电时，①区溶液中的向②区迁移 D.放电时，a电极的电极反应式为MnO2+4H++2e-===Mn2++2H2O 答案　B 解析　放电时，电极材料转化为，电极反应为-2ne-===+2nK+，是原电池的负极，阳离子增多需要通过阳离子交换膜进入②区；二氧化锰得到电子变成锰离子，是原电池的正极，电极反应：MnO2+4H++2e-===Mn2++2H2O，阳离子减少，多余的阴离子需要通过阴离子交换膜进入②区，故③区为碱性溶液是电极，①区为酸性溶液是二氧化锰电极。充电时，b电极上得到电子，发生还原反应，A正确；充电时，外电源的正极连接a电极，B错误；放电时，①区溶液中多余的向②区迁移，C正确。 8.(2023·河北，13)我国科学家发明了一种以和MnO2为电极材料的新型电池，其内部结构如图所示，其中①区、②区、③区电解质溶液的酸碱性不同。放电时，电极材料转化为。下列说法错误的是(　　) A.充电时，b电极上发生还原反应 B.充电时，外电源的正极连接b电极 C.放电时，①区溶液中的向②区迁移 D.放电时，a电极的电极反应式为MnO2+4H++2e-===Mn2++2H2O 答案　B 解析　放电时，电极材料转化为，电极反应为-2ne-===+2nK+，是原电池的负极，阳离子增多需要通过阳离子交换膜进入②区；二氧化锰得到电子变成锰离子，是原电池的正极，电极反应：MnO2+4H++2e-===Mn2++2H2O，阳离子减少，多余的阴离子需要通过阴离子交换膜进入②区，故③区为碱性溶液是电极，①区为酸性溶液是二氧化锰电极。充电时，b电极上得到电子，发生还原反应，A正确；充电时，外电源的正极连接a电极，B错误；放电时，①区溶液中多余的向②区迁移，C正确。 题组二　电解原理及综合应用 9.(2022·天津，11)实验装置如图所示。接通电源后，用碳棒(a'、b')作笔，在浸有饱和NaCl溶液和石蕊溶液的湿润试纸上同时写字，a'端的字迹s呈白色。下列结论正确的是(　　) A.a为负极 B.b'端的字迹呈蓝色 C.电子流向：b→b'→a'→a D.如果将a'、b'换成铜棒，与碳棒作电极时的现象相同 答案　B 解析　根据实验现象，a'端的字迹呈白色，即生成了氯气，则为氯离子失去电子，为阳极，即a为正极，A错误；b'端为阴极，水得到电子放电的同时，生成氢氧根离子，遇石蕊变蓝，B正确；电子不经过电解质溶液，C错误；如果换成铜棒，铜作阳极放电，现象与碳棒作电极时不相同，D错误。 10.(2023·浙江6月选考，13)氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是(　　) A.电极A接电源正极，发生氧化反应 B.电极B的电极反应式为：2H2O+2e-===H2↑+2OH- C.应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的NaOH溶液 D.改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗 答案　B 解析　电极A是氯离子变为氯气，化合价升高，失去电子，发生氧化反应，是电解池阳极，因此电极A接电源正极，故A正确；电极B为阴极，通入的氧气得到电子，其电极反应式为2H2O+4e-+O2===4OH-，故B错误；右室生成氢氧根离子，应选用阳离子交换膜，左室的钠离子进入到右室，在右室获得浓度较高的NaOH溶液，故C正确；改进设计中阴极反应物由H2O变为O2，提高了电极B处的氧化性，从而降低电解电压，减少能耗，故D正确。 11.(2024·广东，16)一种基于氯碱工艺的新型电解池(如图)，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：2Cl--2e-===Cl2↑ B.阴极区溶液中OH-浓度逐渐升高 C.理论上每消耗1 mol Fe2O3，阳极室溶液减少213 g D.理论上每消耗1 mol Fe2O3，阴极室物质最多增加138 g 答案　C 解析　左侧电极为阴极，发生还原反应，Fe2O3在碱性条件下转化为Fe，电极反应为Fe2O3+6e-+3H2O===2Fe+6OH-，右侧电极为阳极，Cl-放电产生氯气，电极反应为2Cl--2e-===Cl2↑，中间为阳离子交换膜，Na+由阳极向阴极移动，A、B正确；理论上每消耗1 mol Fe2O3，转移6 mol电子，产生3 mol Cl2，同时有6 mol Na+由阳极转移至阴极，则阳极室溶液减少3×71 g+6×23 g=351 g，阴极室物质最多增加6×23 g=138 g，C错误、D正确。 12.(2024·广东，16)一种基于氯碱工艺的新型电解池(如图)，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：2Cl--2e-===Cl2↑ B.阴极区溶液中OH-浓度逐渐升高 C.理论上每消耗1 mol Fe2O3，阳极室溶液减少213 g D.理论上每消耗1 mol Fe2O3，阴极室物质最多增加138 g 答案　C 解析　左侧电极为阴极，发生还原反应，Fe2O3在碱性条件下转化为Fe，电极反应为Fe2O3+6e-+3H2O===2Fe+6OH-，右侧电极为阳极，Cl-放电产生氯气，电极反应为2Cl--2e-===Cl2↑，中间为阳离子交换膜，Na+由阳极向阴极移动，A、B正确；理论上每消耗1 mol Fe2O3，转移6 mol电子，产生3 mol Cl2，同时有6 mol Na+由阳极转移至阴极，则阳极室溶液减少3×71 g+6×23 g=351 g，阴极室物质最多增加6×23 g=138 g，C错误、D正确。 13.(2023·辽宁，7)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如图所示，其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法正确的是(　　) A.b端电势高于a端电势 B.理论上转移2 mol e-生成4 g H2 C.电解后海水pH下降 D.阳极发生：Cl-+H2O-2e-===HClO+H+ 答案　D 解析　由题图分析可知，a为正极，b为负极，则a端电势高于b端电势，A错误；右侧电极上产生氢气的电极反应式为2H++2e-===H2↑，则理论上转移2 mol e-生成2 g H2，B错误。 14.(2023·广东，16)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：KNO3+3H2O===NH3·H2O+2O2↑+KOH B.每生成1 mol NH3·H2O，双极膜处有9 mol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 解析　由大电流催化电解KNO3溶液制氨可知，在电极a处KNO3放电生成NH3，发生还原反应，故电极a为阴极，电极反应式为+8e-+9H+===NH3·H2O+2H2O，电极b为阳极，电极反应式为4OH--4e-===O2↑+2H2O，电解总反应为KNO3+3H2O===NH3·H2O+2O2↑+KOH，故A正确；每生成1 mol NH3·H2O，阴极得8 mol e-，同时双极膜处有8 mol H+进入阴极室，即有8 mol的H2O解离，故B错误；电解过程中，阳极室每消耗4 mol OH-，同时有4 mol OH-通过双极膜进入阳极室，KOH的物质的量不因反应而改变，故C正确；相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构具有更大的膜面积，有利于H2O被催化解离成H+和OH-，可提高氨生成速率，故D正确。 15.(2023·全国甲卷，12)用可再生能源电还原CO2时，采用高浓度的K+抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，装置如下图所示。下列说法正确的是 (　　) A.析氢反应发生在IrOx-Ti电极上 B.Cl-从Cu电极迁移到IrOx-Ti电极 C.阴极发生的反应有：2CO2+12H++12e-===C2H4+4H2O D.每转移1 mol电子，阳极生成11.2 L气体(标准状况) 答案　C 解析　析氢反应为还原反应，应在阴极发生，即在铜电极上发生，故A错误；离子交换膜为质子交换膜，只允许氢离子通过，Cl-不能通过，故B错误；铜电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，电极反应式有2CO2+12H++12e-===C2H4+4H2O，故C正确；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+，每转移1 mol电子，生成0.25 mol O2，在标准状况下体积为5.6 L，故D错误。 16.(2023·重庆，12)电化学合成是一种绿色高效的合成方法。如图是在酸性介质中电解合成半胱氨酸和烟酸的示意图。下列叙述错误的是(　　) A.电极a为阴极 B.H+从电极b移向电极a C.电极b发生的反应为+2H2O-6e-===+6H+ D.生成3 mol半胱氨酸的同时生成1 mol烟酸 答案　D 解析　该装置是电解池，电极b上3-甲基吡啶转化为烟酸过程中“加氧少氢”，发生氧化反应，则电极b为阳极，电极a为阴极，阴极电极反应式为+2e-+2H+===，A正确；电解池中阳离子移向阴极，则H+移向电极a，B正确；电极b上3-甲基吡啶转化为烟酸过程中发生氧化反应，在酸性介质中电极反应式为+2H2O-6e-===+6H+，C正确；根据电子守恒可得关系式：~6e-~，因此生成6 mol半胱氨酸的同时生成1 mol烟酸，D错误。 17.(2023·北京，5)回收利用工业废气中的CO2和SO2，实验原理示意图如下。 下列说法不正确的是(　　) A.废气中SO2排放到大气中会形成酸雨 B.装置a中溶液显碱性的原因是的水解程度大于的电离程度 C.装置a中溶液的作用是吸收废气中的CO2和SO2 D.装置b中的总反应为+CO2+H2OHCOOH+ 答案　C 解析　SO2是酸性氧化物，废气中SO2排放到大气中会形成硫酸型酸雨，故A正确；装置a中溶液的溶质为NaHCO3，溶液显碱性，说明的水解程度大于其电离程度，故B正确；装置a中NaHCO3溶液的作用是吸收SO2气体，NaHCO3溶液不能吸收CO2，故C错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$ [选择题] 专题五　第1练　 电化学真题分类练 题组一　原电池原理及化学电源 1.(2023·广东，6)负载有Pt和Ag的活性炭，可选择性去除Cl-实现废酸的纯化，其工作原理如图。下列说法正确的是 A.Ag作原电池正极 B.电子由Ag经活性炭流向Pt C.Pt表面发生的电极反应：O2+2H2O+4e-===4OH- D.每消耗标准状况下11.2 L的O2，最多去除1 mol Cl- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 √ 10 11 12 13 14 15 16 17 由题图分析可知，Cl-在Ag极失去电子发生氧 化反应，Ag为负极，A错误； 电子由负极Ag经活性炭流向正极Pt，B正确； 溶液为酸性，故Pt表面发生的电极反应为O2+4H++4e-===2H2O，C错误； 每消耗标准状况下11.2 L的O2，转移2 mol电子，最多去除2 mol Cl-，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 2.(2024·江苏，8)碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+H2O===ZnO+ 2MnOOH，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是 A.电池工作时，MnO2发生氧化反应 B.电池工作时，OH-通过隔膜向正极移动 C.环境温度过低，不利于电池放电 D.反应中每生成1 mol MnOOH，转移电 子数为2×6.02×1023 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 电池工作时，Zn为负极，MnO2为正极，MnO2得到电子，发生还原反应，A错误； 电池工作时，OH-通过隔膜向负极移动，B错误； 环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电池 放电，C正确； 由电极反应式MnO2+e-+H2O===MnOOH+OH-可知，反应中每生成1 mol MnOOH，转移1 mol(即6.02×1023个)电子，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 3.(2023·辽宁，11)某低成本储能电池原理如图所示。下列说法正确的是 A.放电时负极质量减小 B.储能过程中电能转变 为化学能 C.放电时右侧H+通过质 子交换膜移向左侧 D.充电总反应：Pb+S+2Fe3+===PbSO4+2Fe2+ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 放电时，负极上Pb失电子结合硫酸根离子生成PbSO4附着在负极上，负极质量增大，A错误； 储能过程中，该装置为 电解池，将电能转化为 化学能，B正确； 放电时，右侧为正极，电解质溶液中的阳离子向正极移动，左侧的H+通过质子交换膜移向右侧，C错误； 充电时，总反应为PbSO4+2Fe2+===Pb++2Fe3+，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 4.(2022·湖南，8)海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如图。下列说法错误的是 A.海水起电解质溶液作用 B.N极仅发生的电极反应：2H2O+2e-=== 2OH-+H2↑ C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能 D.该锂-海水电池属于一次电池 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 16 17 海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化 镁等，可作为电解质溶液，故A正确； N为正极，电极反应主要为O2+2H2O+4e-=== 4OH-，故B错误； Li为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作 用是防止水和Li反应，并能传导离子，故C正确； 该电池不可充电，属于一次电池，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 5.(2023·新课标卷，10)一种以V2O5和Zn为电极、Zn水溶液为电解质的电池，其示意图如图所示。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-===xZn2++V2O5+nH2O √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 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正确； 放电时Zn为负极，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正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 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不正确； 充电时阳极上ZnxV2O5·nH2O被氧化为V2O5，则阳极的电极反应为ZnxV2O5·nH2O-2xe-===xZn2++V2O5+nH2O，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 6.(2024·全国甲卷，12)科学家使用δ⁃MnO2研制了一种MnO2⁃Zn可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，MnO2电极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列叙述正确的是 A.充电时，Zn2+向阳极方向迁移 B.充电时，会发生反应Zn+2MnO2===ZnMn2O4 C.放电时，正极反应有MnO2+H2O+e-=== MnOOH+OH- D.放电时，Zn电极质量减少0.65 g，MnO2电极生成了0.020 mol MnOOH √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 充电时该装置为电解池，电解池中阳离子向阴极迁移，即Zn2+向阴极方向迁移，A错误； 放电时，Zn电极为负极，电极反应为Zn-2e-===Zn2+，则充电时阴极反应为Zn2++2e-=== Zn，即充电时Zn元素化合价应降低，B错误； 放电时，MnO2电极为正极，正极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4，则正极上主要发生的电极反应为MnO2+H2O+e-===MnOOH+OH-，C正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 放电时，Zn电极质量减少0.65 g(物质的量为0.010 mol)，电路中转移0.020 mol电子，由正极的主要反应MnO2+H2O+e-=== MnOOH +OH-可知，若正极上只有MnOOH生成，则 生成MnOOH的物质的量为0.020 mol，但正极上还有少量ZnMn2O4生成，因此，MnOOH的物质的量小于0.020 mol，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 7.(2023·河北，13)我国科学家发明了一种以 和MnO2为电极材料 的新型电池，其内部结构如图所示，其中①区、②区、③区电解质溶液 的酸碱性不同。放电时，电极材料 转化为 。下列说 法错误的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 A.充电时，b电极上发生还原反应 B.充电时，外电源的正极连接b电极 C.放电时，①区溶液中的向②区迁移 D.放电时，a电极的电极反应式为MnO2+ 4H++2e-===Mn2++2H2O √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 放电时，电极材料 转化为 ，电极反应为 -2ne-=== +2nK+，是原电池的负极， 阳离子增多需要通过阳离子交换膜进入②区； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 二氧化锰得到电子变成锰离子，是原电池的正极，电极反应：MnO2+ 4H++2e-===Mn2++2H2O，阳离子减少，多余的阴离子需要通过阴离子 交换膜进入②区，故③区为碱性溶液是 电极，①区为酸 性溶液是二氧化锰电极。充电时，b电 极上得到电子，发生还原反应，A正确； 充电时，外电源的正极连接a电极，B错误； 放电时，①区溶液中多余的向②区迁移，C正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 8.(2023·河北，13)我国科学家发明了一种以 和MnO2为电极 材料的新型电池，其内部结构如图所示，其 中①区、②区、③区电解质溶液的酸碱性不 同。放电时，电极材料 转化 为 。下列说法错误的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 A.充电时，b电极上发生还原反应 B.充电时，外电源的正极连接b电极 C.放电时，①区溶液中的向② 区迁移 D.放电时，a电极的电极反应式为 MnO2+4H++2e-===Mn2++2H2O √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 放电时，电极材料 转化为 ，电极反应为 -2ne-=== +2nK+，是原电池的负极，阳离子增多需要通过阳 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 离子交换膜进入②区；二氧化锰得到电子 变成锰离子，是原电池的正极，电极反应： MnO2+4H++2e-===Mn2++2H2O，阳离子减 少，多余的阴离子需要通过阴离子交换膜 进入②区，故③区为碱性溶液是 电极，①区为酸性溶液是二氧化锰电极。充电时，b电极上得到电子，发生还原反应，A正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 充电时，外电源的正极连接a电极，B错误； 放电时，①区溶液中多余的向②区迁移，C正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 题组二　电解原理及综合应用 9.(2022·天津，11)实验装置如图所示。接通电源后，用碳棒(a'、b')作笔，在浸有饱和NaCl溶液和石蕊溶液的湿润试纸上同时写字，a'端的字迹s呈白色。下列结论正确的是 A.a为负极 B.b'端的字迹呈蓝色 C.电子流向：b→b'→a'→a D.如果将a'、b'换成铜棒， 与碳棒作电极时的现象相同 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 根据实验现象，a'端的字迹呈白色，即生成了氯气，则为氯离子失去电子，为阳极，即a为正极，A错误； b'端为阴极，水得到电 子放电的同时，生成氢 氧根离子，遇石蕊变蓝， B正确； 电子不经过电解质溶液，C错误； 如果换成铜棒，铜作阳极放电，现象与碳棒作电极时不相同，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 10.(2023·浙江6月选考，13)氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是 A.电极A接电源正极，发生氧化反应 B.电极B的电极反应式为：2H2O+2e- ===H2↑+2OH- C.应选用阳离子交换膜，在右室获得 浓度较高的NaOH溶液 D.改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少 能耗 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 电极A是氯离子变为氯气，化合价升高，失去电子，发生氧化反应，是电解池阳极，因此电极A接电源 正极，故A正确； 电极B为阴极，通入的氧气得到电 子，其电极反应式为2H2O+4e-+O2 ===4OH-，故B错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 右室生成氢氧根离子，应选用阳离子交换膜，左室的钠离子进入到右室，在右室获得浓度较高的NaOH溶 液，故C正确； 改进设计中阴极反应物由H2O变为O2， 提高了电极B处的氧化性，从而降低 电解电压，减少能耗，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 11.(2024·广东，16)一种基于氯碱工艺的新型电解池(如图)，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：2Cl--2e-===Cl2↑ B.阴极区溶液中OH-浓度逐渐升高 C.理论上每消耗1 mol Fe2O3，阳极室溶液 减少213 g D.理论上每消耗1 mol Fe2O3，阴极室物质最多增加138 g √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 左侧电极为阴极，发生还原反应，Fe2O3在碱性条件下转化为Fe，电极反应为Fe2O3 +6e-+3H2O===2Fe+6OH-，右侧电极为阳极，Cl-放电产生氯气，电极反应为2Cl--2e-=== Cl2↑，中间为阳离子交换膜，Na+由阳极向阴极移动，A、B正确； 理论上每消耗1 mol Fe2O3，转移6 mol电子，产生3 mol Cl2，同时有6 mol Na+由阳极转移至阴极，则阳极室溶液减少3×71 g+6×23 g=351 g，阴极室物质最多增加6×23 g=138 g，C错误、D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 阴极反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-，结合B项分析，则电解过程中主要发生的总反应为2C3N8H4+4OH-===C6+4H2O+2H2↑，反应消耗OH-，生成H2O，电解一段时间后，溶液pH降低，C错误； 根据2C3N8H4+4OH-===C6+4H2O+2H2↑ 可知，每生成1 mol H2，应生成0.5 mol K4C6N16，但Pt电极伴随少量O2生成，根据 阴、阳两极得失电子数相等知，生成1 mol H2时，生成的K4C6N16小于0.5 mol，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 12.(2024·广东，16)一种基于氯碱工艺的新型电解池(如图)，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：2Cl--2e-===Cl2↑ B.阴极区溶液中OH-浓度逐渐升高 C.理论上每消耗1 mol Fe2O3，阳极 室溶液减少213 g D.理论上每消耗1 mol Fe2O3，阴极 室物质最多增加138 g √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 左侧电极为阴极，发生还原反应，Fe2O3在碱性条件下转化为Fe，电极反应为Fe2O3+6e-+3H2O=== 2Fe+6OH-，右侧电极为阳极， Cl-放电产生氯气，电极反应为 2Cl--2e-===Cl2↑，中间为阳离 子交换膜，Na+由阳极向阴极 移动，A、B正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 理论上每消耗1 mol Fe2O3，转移6 mol电子，产生3 mol Cl2，同时有 6 mol Na+由阳极转移至阴极， 则阳极室溶液减少3×71 g+6 ×23 g=351 g，阴极室物质最 多增加6×23 g=138 g，C错误、 D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 13.(2023·辽宁，7)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如图所示，其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法正确的是 A.b端电势高于a端电势 B.理论上转移2 mol e-生成4 g H2 C.电解后海水pH下降 D.阳极发生：Cl-+H2O-2e-=== HClO+H+ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 由题图分析可知，a为正极，b为 负极，则a端电势高于b端电势， A错误； 右侧电极上产生氢气的电极反应 式为2H++2e-===H2↑，则理论上 转移2 mol e-生成2 g H2，B错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 14.(2023·广东，16)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：KNO3+3H2O ===NH3·H2O+2O2↑+KOH B.每生成1 mol NH3·H2O，双 极膜处有9 mol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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 由大电流催化电解KNO3溶液制氨可知，在电极a处KNO3放电生成NH3，发生还原反应，故电极a为阴极，电极反应式为+8e-+9H+===NH3· H2O+2H2O，电极b为阳极， 电极反应式为4OH--4e-=== O2↑+2H2O，电解总反应为 KNO3+3H2O===NH3·H2O+ 2O2↑+KOH，故A正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 每生成1 mol NH3·H2O，阴极得8 mol e-，同时双极膜处有8 mol H+进入阴极室，即有8 mol的H2O解离，故B错误； 电解过程中，阳极室每消耗4 mol OH-，同时有4 mol OH-通过双极膜进入阳极室，KOH的物质 的量不因反应而改变，故 C正确； 相比于平面结构双极膜， “卯榫”结构具有更大的膜面积，有利于H2O被催化解离成H+和OH-，可提高氨生成速率，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 15.(2023·全国甲卷，12)用可再生能源电还原CO2时，采用高浓度的K+抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，装置如下图所示。下列说法正确的是 A.析氢反应发生在IrOx-Ti电极上 B.Cl-从Cu电极迁移到IrOx-Ti电极 C.阴极发生的反应有：2CO2+12H+ +12e-===C2H4+4H2O D.每转移1 mol电子，阳极生成11.2 L气体(标准状况) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 √ 析氢反应为还原反应，应在阴极发生，即在铜电极上发生，故A错误； 离子交换膜为质子交换膜，只允许氢离子通过，Cl-不能通过，故B错误； 铜电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，电极反应式有2CO2+12H++12e-===C2H4+4H2O，故C正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 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+，每转移1 mol电子，生成0.25 mol O2，在标准状况下体积为5.6 L，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 16.(2023·重庆，12)电化学合成是一种绿色高效的合成方法。如图是在酸性介质中电解合成半胱氨酸和烟酸的示意图。下列叙述错误的是 A.电极a为阴极 B.H+从电极b移向电极a C.电极b发生的反应为 +2H2O-6e-=== +6H+ D.生成3 mol半胱氨酸的同时生成1 mol烟酸 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 该装置是电解池，电极b上3-甲基吡啶转化为烟酸过程中“加氧少氢”，发生氧化反应，则电极b为阳极，电极a为阴极，阴极电极反应 式为 +2e-+2H+=== ，A正确； 电解池中阳离 子移向阴极， 则H+移向电极 a，B正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 电极b上3-甲基吡啶转化为烟酸过程中发生氧化反应，在酸性介质中 电极反应式为 +2H2O-6e-=== +6H+，C正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 根据电子守恒可得关系式： ~6e-~ ， 因此生成6 mol半胱氨酸的同时生成1 mol烟酸，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 17.(2023·北京，5)回收利 用工业废气中的CO2和SO2， 实验原理示意图如右。 下列说法不正确的是 A.废气中SO2排放到大气中会形成酸雨 B.装置a中溶液显碱性的原因是的水解程度大于的电离程度 C.装置a中溶液的作用是吸收废气中的CO2和SO2 D.装置b中的总反应为+CO2+H2O HCOOH+ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 SO2是酸性氧化物，废气中SO2排放到大气中会形成硫酸型酸雨，故A正确； 装置a中溶液的溶质为 NaHCO3，溶液显碱性， 说明的水解程度 大于其电离程度，故B正确； 装置a中NaHCO3溶液的作用是吸收SO2气体，NaHCO3溶液不能吸收CO2，故C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 $$