专题四 选择题专攻2 电解原理的多方面应用-【步步高·大二轮专题复习】2025年高考化学复习讲义课件(B版)(课件PPT+word教案)

　电解原理的多方面应用 1.电解池模型 2.对比掌握电解规律(阳极为惰性电极) 电解类型 电解质实例 溶液复原物质 电解水 NaOH、H2SO4 或Na2SO4 水 电解电解质 HCl或CuCl2 原电解质 放氢生碱 NaCl HCl气体 放氧生酸 CuSO4或AgNO3 CuO或Ag2O 注意　电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情况，如用惰性电极电解CuSO4溶液，Cu2+完全放电之前，可加入CuO或CuCO3复原，而Cu2+完全放电之后，溶液中H+继续放电，应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3复原。 3.电解原理的基本应用 (1)电解饱和食盐水(氯碱工业) 阳极反应式：2Cl--2e-===Cl2↑(氧化反应)。 阴极反应式：2H2O+2e-===H2↑+2OH-。 总反应方程式：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。 (2)电解精炼铜 电极材料：阳极为粗铜，阴极为纯铜。 电解质溶液：含Cu2+的盐溶液。 阳极反应：Zn-2e-===Zn2+、Fe-2e-===Fe2+、Ni-2e-===Ni2+、Cu-2e-===Cu2+。 阴极反应：Cu2++2e-===Cu。 阳极泥的形成：在电解过程中，活动性位于铜之后的银、金等杂质，难以在阳极失去电子变成阳离子而溶解，它们以金属单质的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥。 (3)电镀：图为金属表面镀银的工作示意图。 镀件作阴极，镀层金属银作阳极。电解质溶液是AgNO3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液。 电极反应：阳极Ag-e-===Ag+；阴极：Ag++e-===Ag。 特点：阳极溶解，阴极沉积，电镀液的浓度不变。 4.金属的电化学腐蚀与防护 (1)牺牲阳极法 被保护的金属作原电池的正极(阴极)，活泼金属作原电池的负极(阳极)，阳极要定期予以更换。 (2)外加电流法 将被保护的金属与电源负极相连，作电解池的阴极，另一附加电极与电源正极相连，作电解池的阳极。 考向一　金属的腐蚀与防护 1.(2024·广东，5)我国自主设计建造的浮式生产储油装置“海葵一号”将在珠江口盆地海域使用，其钢铁外壳镶嵌了锌块，以利用电化学原理延缓外壳的腐蚀。下列有关说法正确的是(　　) A.钢铁外壳为负极 B.镶嵌的锌块可永久使用 C.该法为外加电流法 D.锌发生反应：Zn-2e-===Zn2+ 答案　D 解析　由于金属活动性Zn>Fe，钢铁外壳为正极，锌块为负极，故A错误；Zn失去电子，发生氧化反应：Zn-2e-===Zn2+，镶嵌的锌块会被逐渐消耗，需根据腐蚀情况进行维护和更换，不能永久使用，故B错误、D正确；该方法为牺牲阳极法，故C错误。 2.(2024·浙江6月选考，13)金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图： 下列说法正确的是(　　) A.图1、图2中，阳极材料本身均失去电子 B.图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应：O2+4e-+2H2O===4OH- C.图2中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果 D.图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，钢闸门、阳极均不发生化学反应 答案　B 解析　图1为牺牲阳极法，牺牲阳极一般为较活泼金属，其作为原电池的负极，失去电子被氧化；图2为外加电流法，辅助阳极通常是惰性电极，本身不失去电子，电解质溶液中的阴离子在其表面失去电子，A不正确；图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面积累的电子很多，除了海水中的H+放电外，海水中溶解的O2也会竞争放电，故可发生反应：O2+4e-+2H2O===4OH-，B正确；图2为外加电流法，理论上只要能对抗钢闸门表面的腐蚀电流即可，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时保护效果最好；腐蚀电流会随着环境的变化而变化，若外加电压保持恒定不变，则不能保证抵消腐蚀电流，不利于提高对钢闸门的防护效果，C不正确；图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，说明从牺牲阳极或外加电源传递过来的电子阻止了Fe-2e-===Fe2+的发生，钢闸门不发生化学反应，但是牺牲或辅助阳极均发生了氧化反应，D不正确。 考向二　电解制备物质 3.(2024·湖南，10)在KOH水溶液中，电化学方法合成高能物质K4C6N16时，伴随少量O2生成，电解原理如图所示，下列说法正确的是(　　) A.电解时，OH-向Ni电极移动 B.生成C6的电极反应：2C3N8H4+8OH--4e-===C6+8H2O C.电解一段时间后，溶液pH升高 D.每生成1 mol H2的同时，生成0.5 mol K4C6N16 答案　B 解析　由图可知，Ni电极产生氢气，发生还原反应，作阴极，Pt电极作阳极。电解过程中，阴离子向阳极移动，即OH-向Pt电极移动，A错误；Pt电极C3N8H4失去电子生成C6，电极反应为2C3N8H4+8OH--4e-===C6+8H2O，同时Pt电极还伴随少量O2生成，电极反应为4OH--4e-===O2↑+2H2O，B正确；阴极反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-，结合B项分析，则电解过程中发生的总反应为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。 4.(2024·山东，13)以不同材料修饰的Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制H2和O2，装置如图所示。下列说法错误的是(　　) A.电极a连接电源负极 B.加入Y的目的是补充NaBr C.电解总反应式为Br-+3H2OBr+3H2↑ D.催化阶段反应产物物质的量之比n(Z)∶n(Br-)=3∶2 答案　B 解析　电极b上Br-发生失电子的氧化反应转化成，电极b为阳极，电极反应为Br- -6e-+3H2O===+6H+，则电极a为阴极，电极反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-，电解总反应式为Br-+3H2O+3H2↑，A、C项正确；催化循环阶段发生反应：2Br2Br-+3O2↑，即Z为O2，电解过程中消耗H2O和Br-，故加入Y的目的是补充H2O，维持NaBr溶液为一定浓度，B项错误，D项正确。 5.(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，溶液为饱和食盐水，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+由阳极室转移至阴极室，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。 6.(2023·辽宁，7)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如下图所示，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2H2O+2e-===H2↑+2OH-，则理论上转移2 mol e-生成2 g H2，B错误；由PRT可抑制O2产生，可知阳极电极反应式为Cl-+H2O-2e-===HClO+H+，结合阴、阳极电极反应式可知溶液呈碱性，海水pH上升，C错误。 7.(2023·广东，16)用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(下图)，可实现大电流催化电解KNO3溶液制氨。工作时，H2O在双极膜界面处被催化解离成H+和OH-，有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是(　　) A.电解总反应：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-+7H2O===NH3·H2O+9OH-，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。 考向三　电解处理污染 8.(2024·贵州，11)一种太阳能驱动环境处理的自循环光催化芬顿系统工作原理如图。光阳极发生反应：HC+H2O===HC+2H++2e-，HC+H2O===HC+H2O2。体系中H2O2与Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)发生反应产生的活性氧自由基可用于处理污水中的有机污染物。 下列说法错误的是(　　) A.该芬顿系统能量转化形式为太阳能→电能→化学能 B.阴极反应式为O2+2H++2e-===H2O2 C.光阳极每消耗1 mol H2O，体系中生成2 mol H2O2 D.H2O2在Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)的循环反应中表现出氧化性和还原性 答案　C 解析　该装置利用光能提供能量转化为电能，在电解池中将电能转化为化学能，A正确；由图可知，阴极上O2和H+得电子生成H2O2，电极反应式为O2+2H++2e-===H2O2，B正确；光阳极上水失电子生成O2和H+，电极反应式为2H2O-4e-===4H++O2↑，每消耗1 mol H2O，转移2 mol电子，由阴极反应式O2+2H++2e-===H2O2知，体系中生成1 mol H2O2，C错误；由Mn(Ⅳ)和H2O2转化为Mn(Ⅱ)过程中，锰元素化合价降低，则H2O2中O元素化合价升高，H2O2表现还原性，由Mn(Ⅱ)转化为Mn(Ⅳ)时，锰元素化合价升高，则H2O2中O元素化合价降低，H2O2表现氧化性，D正确。 9.(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。 题型突破练　[分值：50分] (选择题1~5题，每小题3分，6~12题，每小题5分，共50分) 1.(2024·吉林高三模拟)环氧乙烷(，简称EO)是一种重要的工业原料和消毒剂。由乙烯经电解制备EO的原理示意图如图，一定条件下，反应物按一定流速通过该装置。 已知：电解效率η(B)=×100%。 下列说法正确的是(　　) A.电极1应与电源正极相连，离子交换膜应为阴离子交换膜 B.若η(EO)=100%，则溶液c的溶质为KCl C.不考虑各项损失，理论上生成2 g气体A，可得到产品EO 88 g D.每生成1 mol EO，理论上电路中转移电子数为NA 答案　B 解析　电极1电解氯化钾溶液产生氯气，氯气与水反应得次氯酸，乙烯与次氯酸反应，故电极1为阳极，应与电源正极相连，如果离子交换膜为阴离子交换膜，电极2电解水产生的氢氧根离子进入电极室1会影响次氯酸生成，故应是电极室1中钾离子进入电极室2，离子交换膜为阳离子交换膜，A错误；若η(EO)=100%，则HOCH2CH2Cl与溶液b中的KOH恰好反应：HOCH2CH2Cl+KOH===KCl+H2O+，则溶液c的溶质为KCl ，B正确；气体A是阴极产生的氢气，2 g气体A即1 mol，转移电子2 mol，对应电极1产生氯气1 mol，生成HOCH2CH2Cl的物质的量为1 mol，则产品EO也为1 mol，质量为44 g，C错误；每生成1 mol EO，需要1 mol氯气，理论上电路中转移电子数为2NA，D错误。 2.(2024·东北三省高三下学期三校二模联考)我国科学家设计的间接电化学氧化法可同时去除烟气中的SO2和NO2，原理如图。下列说法不正确的是(　　) A.H+通过质子交换膜向n电极移动 B.NO2发生的反应：NO2+Ce4++H2O===+Ce3++2H+ C.n电极的电极反应式：2H++2e-===H2↑ D.若产生22.4 L H2(标准状况下)，则气⁃液吸收柱中处理了64 g SO2 答案　D 解析　m为阳极，H+通过质子交换膜向阴极(n电极)移动，故A正确；NO2被Ce4+氧化为，离子方程式为NO2+Ce4++H2O===+Ce3++2H+，故B正确；n极电极反应式为2H++2e-===H2↑，若产生22.4 L H2(标准状况下)，转移电子2 mol，SO2被Ce4+氧化为，反应的离子方程式为SO2+2Ce4++2H2O===S+2Ce3++4H+，当转移2 mol电子时，消耗1 mol SO2，质量为64 g，但实际上SO2、NO2同时与Ce4+反应，因此处理的SO2小于64 g，故C正确、D错误。 3.(2024·贵阳高三下学期适应性测试)双极膜是由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成的，其内层为水层，装置工作时水层中的H2O解离成H+和OH-，分别向两侧发生迁移。CO2电化学还原法制备甲醇的电解原理如图所示。该装置工作时，下列说法正确的是(　　) A.电极A是电源的负极 B.OH-穿过b膜进入右室溶液 C.催化电极的电极反应：CO2-6e-+6H+===CH3OH+H2O D.当催化电极生成64 g甲醇时，左侧电极室质量增加108 g 答案　D 解析　由图可知，左侧电极-2价氧失去电子发生氧化反应，为电解池的阳极，右侧电极二氧化碳得到电子发生还原反应，为电解池的阴极，以此解题。右侧电极为阴极，左侧电极为阳极，在电解池中阴离子向阳极移动，则OH-穿过a膜进入左室溶液，B错误；催化电极为阴极，电极反应为CO2+6e-+6H+===CH3OH+H2O，64 g甲醇的物质的量为2 mol，此时转移12 mol电子，左侧电极有如下对应关系：O2~4e-~4OH-~Δm(36)，则当转移12 mol电子时，左侧电极室质量增加×36 g=108 g，C错误，D正确。 4.(2024·贵州省六校联盟高三联考)实验室模拟工业上用“双极室成对电解法”，生产乙醛酸(HOOC—CHO)，原理如图所示，该装置中M、N均为惰性电极，两极室均可产生乙醛酸。下列说法正确的是(　　) A.以铅酸蓄电池作为直流电源进行电解，M极接Pb电极 B.阴极区溶液pH下降 C.N电极上的电极反应式：HOOC—COOH+2e-+2H+===HOOC—CHO+H2O D.若有2 mol H+通过质子交换膜并完全参与反应，则电解生成的乙醛酸为1 mol 答案　C 解析　该装置M为阳极、N为阴极，铅酸蓄电池中Pb电极为负极，以铅酸蓄电池作为直流电源进行电解，N极接Pb电极，故A错误；N为阴极，阴极发生反应HOOC—COOH+2e-+2H+===HOOC—CHO+H2O，消耗氢离子，阴极区溶液pH升高，故B错误、C正确；M为阳极，阳极反应式为OHC—CHO-2e-+H2O===HOOC—CHO+2H+，N为阴极，电极反应式为HOOC—COOH+2e-+2H+===HOOC—CHO+H2O，若有2 mol H+通过质子交换膜并完全参与反应，阴极、阳极各生成1 mol乙醛酸，则电解生成的乙醛酸为2 mol，故D错误。 5.(2024·福建省名校联盟全国优质校高三大联考)光伏电池驱动的甲醛废水转化装置及MnO2的晶胞结构如图。下列说法不正确的是(　　) A.阴极发生的总电极反应式为2CO2+12e-+12H+===C2H4+4H2O B.每生成11.2 L(标准状况下)C2H4时，阳极生成CO2的数目为3NA C.晶胞中灰球为Mn原子 D.晶胞中灰球处于白球构成的八面体空隙中 答案　B 解析　由图可知，右侧电极上二氧化碳转化为CO，CO最终转化为乙烯，C元素化合价降低，发生还原反应，则右侧电极为阴极，左侧电极为阳极，阳极甲醛失电子生成HCOOH，HCOOH继续失电子生成二氧化碳，据此分析解答。由上述分析可知阴极发生的总电极反应式为2CO2+12e-+12H+===C2H4+4H2O，故A正确；晶胞中灰球位于顶角和体心，个数为8×+1=2，白球位于面上和体内，个数为4×+2=4，结合MnO2的化学式可知灰球为Mn，故C正确；以体心灰球为观察对象，可知其周围有4个白球位于面上，2个白球位于体内，灰球处于白球构成的八面体空隙中，故D正确。 6.(2024·北京市西城区高三统一测试)双极膜可用于电解葡萄糖(C6H12O6)溶液同时制备山梨醇(C6H14O6)和葡萄糖酸(C6H12O7)。电解原理示意如图(忽略副反应)。已知：在电场作用下，双极膜可将水解离，在两侧分别得到H+和OH-。 注：R为—C5H11O5。 下列说法不正确的是(　　) A.右侧的电极与电源的正极相连 B.阴极的电极反应：C6H12O6+2e-+2H+===C6H14O6 C.一段时间后，阳极室的pH增大 D.每生成1 mol山梨醇，理论上同时可生成1 mol葡萄糖酸 答案　C 解析　左边电极葡萄糖被还原为山梨醇，为阴极，右边电极溴离子失电子被氧化为溴，为阳极，与电源正极相连，故A正确；左边电极为阴极，葡萄糖中的醛基被还原，电极反应式：C6H12O6+2e-+2H+===C6H14O6，故B正确；阳极室中还发生：H2O+Br2+RCHO===RCOOH+2H++2Br-，电解一段时间后，溶液pH减小，故C错误；制备山梨醇的反应为C6H12O6+2e-+2H+===C6H14O6，制备葡萄糖酸的总反应为C6H12O6-2e-+H2O===C6H12O7+2H+，根据得失电子守恒可知每生成1 mol山梨醇，理论上同时可生成1 mol葡萄糖酸，故D正确。 7.(2024·北京市丰台区高三综合练习)用电解法从含MnSO4废水中提取Mn和H2SO4的原理如图所示，阴极室中加入适量(NH4)2SO4。 已知：ⅰ.电解时，适当减慢反应速率，有利于得到致密的金属锰。 ⅱ.电解效率η(B)=×100%。 下列说法不正确的是(　　) A.阳极反应式为2H2O-4e-===O2↑+4H+ B.离子交换膜为阴离子交换膜 C.阴极室产生的NH3可与Mn2+形成配合物，c(Mn2+)降低，利于形成致密的金属锰 D.若η(Mn)=80%，当析出1 mol Mn时，产生O2的体积为8.96 L(标准状况) 答案　D 解析　根据图示，阳极放出氧气，阳极反应式为2H2O-4e-===O2↑+4H+，故A正确；电解过程中，阴极室硫酸根离子移向阳极室生成硫酸，所以离子交换膜为阴离子交换膜，故B正确；电解时，适当减慢反应速率，有利于得到致密的金属锰，阴极室产生的NH3可与Mn2+形成配合物，c(Mn2+)降低，有利于形成致密的金属锰，故C正确；若η(Mn)=80%，当析出1 mol Mn时，转移电子=2.5 mol， 阳极发生反应：2H2O-4e-===O2↑+4H+，产生O2的体积为×22.4 L·mol-1=14 L，故D错误。 8.为减少CO2的排放，科研工作者利用(Q)与(QH2)电解转化法从烟气中分离CO2的原理如图。已知气体可选择性通过膜电极，溶液不能通过。下列说法不正确的是(　　) A.b为电源正极 B.CO2在M极被还原 C.溶液中Q的物质的量保持不变 D.N极上的反应为-2e-===+2H+ 答案　B 解析　结合该电解池图示中的信息可知，M极发生的是由转化为的反应，从分子组成上看，该过程中是一个加氢的过程，属于还原反应，故 M 极为阴极，则阴极的电极反应式为+2H2O+2e-===+2OH-，故与M相连的a电极为电源负极，b为电源正极，N为阳极，阳极的电极反应式为-2e-===+2H+，由此分析回答。由阴极的电极反应式可知整个过程 CO2并未被还原，CO2 在 M 极上发生的反应为CO2+OH-===， B错误；结合阴极和阳极的电极反应式可知，该电解池中的总反应的方程式可表示为H2OH++OH-，在该电解池中 Q 相当于是反应的催化剂，结合该电解装置中气体可选择性通过膜电极、溶液不能通过，则溶液中 Q 的物质的量保持不变，C、D正确。 9.(2024·安徽淮北市高三第一次质量检测)利用废旧锂电池中LiMn2O4制备MnO2的装置如图所示，下列说法错误的是(　　) A.电极A为阴极 B.电极B发生的反应为Mn2+-2e-+2H2O===MnO2↓+4H+ C.LiMn2O4中的Mn元素转移到了MnO2中 D.Mn2+和H+的迁移方向相同 答案　C 解析　由图可知，该装置为电解池，电极A与直流电源负极相连为阴极，酸性条件下，LiMn2O4在阴极得到电子发生还原反应生成锰离子，电极反应式为LiMn2O4+3e-+8H+===Li++2Mn2++4H2O，电极B为阳极，锰离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化锰，电极反应式为2H2O+Mn2+-2e-===MnO2+4H+，则电解的总反应方程式为2LiMn2O4+4H+2Li++Mn2++3MnO2+2H2O。由上述电解的总反应方程式知LiMn2O4中的Mn元素转移到了MnO2和Mn2+中，故C错误；电解池中阳离子移向阴极，Mn2+和H+的迁移方向相同，都向阴极移动，故D正确。 10.(2024·安徽黄山高三模拟)一种用3⁃氯丙烯()电解合成环氧氯丙烷()的装置如图所示。该装置无需使用隔膜，且绿色高效，图中X为Cl或Br，工作时X-和OH-同时且等量放电。下列说法错误的是(　　) A.电解一段时间后，装置中OH-物质的量不变 B.每转移2 mol e-，生成1 mol环氧氯丙烷 C.若X为Br，也可电解制得环氧氯丙烷 D.该装置工作时不需要补充X- 答案　A 解析　由图可知，右电极上H2O被还原生成H2，即右电极作阴极，则左电极作阳极，阳极上X-和OH-同时且等量放电：X--e-===X·、OH--e-===·OH；由装置原理图可知，每生成1个环氧氯丙烷，阳极上消耗1个OH-，阴极上生成2个OH-，反应消耗1个，还剩1个OH-，则电解一段时间后，装置中OH-的物质的量增大，A错误；由装置原理图可知，阳极上X-和OH-各失去1个电子，即转移2个电子，就生成1个环氧氯丙烷，则每转移2 mol e-，生成1 mol环氧氯丙烷，B正确；由装置原理图可知，X为Cl或Br，电解制备产物均为环氧氯丙烷，C正确；由装置原理图可知，每生成1个环氧氯丙烷，阳极上先消耗1个X-，最终生成环氧氯丙烷时又释放1个X-，即X-为可循环离子，则该装置工作时无需补充X-，D正确。 11.(2024·湖南邵阳市高三模拟)ClO2是一种高效、安全的消毒用品。某电解法制备ClO2的装置如图，有关说法错误的是(　　) A.与a相连的电极上发生氧化反应 B.电解过程中转移2 mol电子时，有2 mol Cl-通过离子交换膜进入阳极区 C.整个生产过程中，理论上得到两种气体产物ClO2和H2的体积比为1∶2 D.“二氧化氯发生器”中生成的X溶液的主要溶质为NaCl和NaOH 答案　C 解析　图中右室生成H2，发生还原反应，b连接电解池的阴极，b为电源负极，则a连接电解池的阳极，发生氧化反应，故A正确；电解池中阴离子向阳极移动，则电解过程中转移2 mol电子时，有2 mol Cl-通过离子交换膜进入阳极区，故B正确；阴极反应式为2H++2e-===H2↑，阳极反应式为+3Cl--6e-===NCl3+4H+，每转移6个电子，生成1个NCl3，3个H2，二氧化氯发生器中发生反应的化学方程式为NCl3+6NaClO2+3H2O===6ClO2↑+NH3↑+3NaCl+3NaOH，每转移6个电子，生成6个ClO2，则整个生产过程中，理论上得到两种气体产物ClO2和H2的物质的量比为2∶1，故C错误、D正确。 12.(2024·辽宁鞍山市高三第二次质量监测)工业上通过电解NaCl⁃CaCl2共熔物制取金属Na的装置如图所示，已知在电解过程中会产生一定量的金属Ca，下列说法错误的是(　　) A.b电极为阳极 B.添加CaCl2的目的之一是降低电解质体系的熔点 C.阴极反应：Na++e-===Na；Ca2++2e-===Ca D.为防止生成的Na与Cl2接触，阴、阳两极之间应用钢板隔开 答案　D 解析　依据图示可知，b电极出口有Cl2，故b为阳极，电极反应为2Cl--2e-===Cl2↑，则a为阴极，电极反应为Na++e-===Na。添加CaCl2的目的是降低电解质熔点，节省能源，同时减少单质钠的挥发；增大密度，使得被还原出的密度较低的液态钠单质能漂浮在混合盐之上，易于分离得到产物，B正确；电解过程中会产生一定量的金属Ca，说明部分钙离子会在阴极放电，C正确；为了防止生成的Na与Cl2接触，阴、阳两极应该用离子交换膜，以保持两极区电解质的电中性，不能使用钢板，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 电解原理的多方面应用 专题四 选择题专攻2 盘点核心知识 01 1.电解池模型 3 2.对比掌握电解规律(阳极为惰性电极) 电解类型 电解质实例 溶液复原物质 电解水 NaOH、H2SO4或Na2SO4 水 电解电解质 HCl或CuCl2 原电解质 放氢生碱 NaCl HCl气体 放氧生酸 CuSO4或AgNO3 CuO或Ag2O 注意　电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情况，如用惰性电极电解CuSO4溶液，Cu2+完全放电之前，可加入CuO或CuCO3复原，而Cu2+完全放电之后，溶液中H+继续放电，应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3复原。 3.电解原理的基本应用 (1)电解饱和食盐水(氯碱工业) 阳极反应式： (氧化反应)。 阴极反应式： 。 总反应方程式： 。 2Cl--2e-===Cl2↑ 2H2O+2e-===H2↑+2OH- 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑ (2)电解精炼铜 电极材料：阳极为粗铜，阴极为纯铜。 电解质溶液：含Cu2+的盐溶液。 阳极反应：Zn-2e-===Zn2+、Fe-2e-===Fe2+、Ni-2e-===Ni2+、Cu-2e-=== Cu2+。 阴极反应：Cu2++2e-===Cu。 阳极泥的形成：在电解过程中，活动性位于铜之后的银、金等杂质，难以在阳极失去电子变成阳离子而溶解，它们以金属单质的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥。 (3)电镀：图为金属表面镀银的工作示意图。 镀件作阴极，镀层金属银作阳极。电解质溶液是AgNO3 溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液。 电极反应：阳极Ag-e-===Ag+；阴极：Ag++e-===Ag。 特点：阳极溶解，阴极沉积，电镀液的浓度不变。 4.金属的电化学腐蚀与防护 (1)牺牲阳极法 被保护的金属作原电池的正极(阴极)，活泼 金属作原电池的负极(阳极)，阳极要定期予 以更换。 (2)外加电流法 将被保护的金属与电源负极相连，作电解池的阴极，另一附加电极与电源正极相连，作电解池的阳极。 精练高考真题 02 考向一　金属的腐蚀与防护 1.(2024·广东，5)我国自主设计建造的浮式生产储油装置“海葵一号”将在珠江口盆地海域使用，其钢铁外壳镶嵌了锌块，以利用电化学原理延缓外壳的腐蚀。下列有关说法正确的是 A.钢铁外壳为负极 B.镶嵌的锌块可永久使用 C.该法为外加电流法 D.锌发生反应：Zn-2e-===Zn2+ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 由于金属活动性Zn>Fe，钢铁外壳为正极，锌块为负极，故A错误； Zn失去电子，发生氧化反应：Zn-2e-===Zn2+，镶嵌的锌块会被逐渐消耗，需根据腐蚀情况进行维护和更换，不能永久使用，故B错误、D正确； 该方法为牺牲阳极法，故C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2.(2024·浙江6月选考，13)金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图： 下列说法正确的是 A.图1、图2中，阳极材料本身均失去电子 B.图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生 　反应：O2+4e-+2H2O===4OH- C.图2中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对 　钢闸门的防护效果 D.图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时， 　钢闸门、阳极均不发生化学反应 1 2 3 4 5 6 7 8 √ 9 1 2 3 4 5 图1为牺牲阳极法，牺牲阳极一般为较活泼金属， 其作为原电池的负极，失去电子被氧化；图2为外 加电流法，辅助阳极通常是惰性电极，本身不失 去电子，电解质溶液中的阴离子在其表面失去电 子，A不正确； 图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面积累的电子 很多，除了海水中的H+放电外，海水中溶解的O2 也会竞争放电，故可发生反应：O2+4e-+2H2O===4OH-，B正确； 6 7 8 9 1 2 3 4 5 图2为外加电流法，理论上只要能对抗钢闸门表面 的腐蚀电流即可，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时 保护效果最好；腐蚀电流会随着环境的变化而变化 ，若外加电压保持恒定不变，则不能保证抵消腐蚀 电流，不利于提高对钢闸门的防护效果，C不正确； 图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，说 明从牺牲阳极或外加电源传递过来的电子阻止了Fe -2e-===Fe2+的发生，钢闸门不发生化学反应，但是 牺牲或辅助阳极均发生了氧化反应，D不正确。 6 7 8 9 考向二　电解制备物质 3.(2024·湖南，10)在KOH水溶液中，电化学方法合成高能物质K4C6N16时，伴随少量O2生成，电解原理如图所示，下列说法正确的是 A.电解时，OH-向Ni电极移动 B.生成C6的电极反应：2C3N8H4+8OH--4e-=== 　C6+8H2O C.电解一段时间后，溶液pH升高 D.每生成1 mol H2的同时，生成0.5 mol K4C6N16 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 由图可知，Ni电极产生氢气，发生还原反应，作 阴极，Pt电极作阳极。电解过程中，阴离子向阳 极移动，即OH-向Pt电极移动，A错误； Pt电极C3N8H4失去电子生成C6，电极反应为 2C3N8H4+8OH--4e-===C6+8H2O，同时Pt电极还伴随少量O2生成，电极反应为4OH--4e-===O2↑+2H2O，B正确； 6 7 8 9 1 2 3 4 5 阴极反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-，结合B项分 析，则电解过程中发生的总反应为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。 6 7 8 9 4.(2024·山东，13)以不同材料修饰的Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制H2和O2，装置如图所示。下列说法错误的是 A.电极a连接电源负极 B.加入Y的目的是补充NaBr C.电解总反应式为Br-+3H2O　 Br+3H2↑ D.催化阶段反应产物物质的量之比n(Z)∶ 　n(Br-)=3∶2 1 2 3 4 5 6 7 8 √ 9 1 2 3 4 5 6 7 8 电极b上Br-发生失电子的氧化反应转化成， 电极b为阳极，电极反应为Br- -6e-+3H2O=== +6H+，则电极a为阴极，电极反应为2H2O +2e-===H2↑+2OH-，电解总反应式为Br-+3H2O 　　+3H2↑，A、C项正确； 催化循环阶段发生反应：2Br　　　 2Br-+3O2↑，即Z为O2，电解过程中消耗H2O和Br-，故加入Y的目的是补充H2O，维持NaBr溶液为一定浓度，B项错误，D项正确。 9 1 2 3 4 5 6 7 8 5.(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 √ 9 1 2 3 4 5 6 7 8 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， 溶液为饱和食盐水，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+由阳极室转移至阴极室，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。 9 1 2 3 4 5 6 7 8 6.(2023·辽宁，7)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如下图所示，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+ √ 9 1 2 3 4 5 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2H2O +2e-===H2↑+2OH-，则理论上转移2 mol e- 生成2 g H2，B错误； 由PRT可抑制O2产生，可知阳极电极反应式为Cl-+H2O-2e-===HClO+H+，结合阴、阳极电极反应式可知溶液呈碱性，海水pH上升，C错误。 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 7.(2023·广东，16)用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(下图)，可实现大电流催化电解KNO3溶液制氨。工作时，H2O在双极膜界面处被催化解离成H+和OH-，有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是 A.电解总反应：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 √ 9 1 2 3 4 5 6 7 8 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-+7H2O===NH3·H2O+9OH-， 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； 9 1 2 3 4 5 6 7 8 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。 9 1 2 3 4 5 6 7 8 考向三　电解处理污染 8.(2024·贵州，11)一种太阳能驱动环境 处理的自循环光催化芬顿系统工作原理 如图。光阳极发生反应：HC+H2O=== HC+2H++2e-，HC+H2O===HC+ H2O2。体系中H2O2与Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)发生 反应产生的活性氧自由基可用于处理污 水中的有机污染物。 9 1 2 3 4 5 6 7 8 下列说法错误的是 A.该芬顿系统能量转化形式为太阳能→ 　电能→化学能 B.阴极反应式为O2+2H++2e-===H2O2 C.光阳极每消耗1 mol H2O，体系中生成 　2 mol H2O2 D.H2O2在Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)的循环反应中表现出氧化性和还原性 √ 9 1 2 3 4 5 该装置利用光能提供能量转化为电能， 在电解池中将电能转化为化学能，A正确； 由图可知，阴极上O2和H+得电子生成 H2O2，电极反应式为O2+2H++2e-===H2O2， B正确； 光阳极上水失电子生成O2和H+，电极反应式为2H2O-4e-===4H++O2↑，每消耗1 mol H2O，转移2 mol电子，由阴极反应式O2+2H++2e-===H2O2知，体系中生成1 mol H2O2，C错误； 6 7 8 9 1 2 3 4 5 由Mn(Ⅳ)和H2O2转化为Mn(Ⅱ)过程中， 锰元素化合价降低，则H2O2中O元素化 合价升高，H2O2表现还原性，由Mn(Ⅱ) 转化为Mn(Ⅳ)时，锰元素化合价升高， 则H2O2中O元素化合价降低，H2O2表现 氧化性，D正确。 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9.(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+H2O　 HCOOH+ √ 9 1 2 3 4 5 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。 6 7 8 9 题型突破练 03 对一对 答案 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 12 8 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 B D D C B C D B 题号 9 10 11 　12 答案 C A C 　D 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 12 8 1.(2024·吉林高三模拟)环氧乙烷( ，简称EO)是一种重要的工业原料和消毒剂。由乙烯经电解制备EO的原理示意图如图，一定条件下，反应物按一定流速通过该装置。 答案 已知：电解效率η(B)= ×100%。 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 12 8 下列说法正确的是 A.电极1应与电源正极相连，离子 　交换膜应为阴离子交换膜 B.若η(EO)=100%，则溶液c的溶 　质为KCl C.不考虑各项损失，理论上生成 　2 g气体A，可得到产品EO 88 g D.每生成1 mol EO，理论上电路 　中转移电子数为NA 答案 √ 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 12 8 电极1电解氯化钾溶液产生氯气，氯气与水反应得次氯酸，乙烯与次氯酸反应，故电极1为阳极，应与电源正极相连，如果离子交换膜为阴离子交换膜，电极2电解水产生的氢氧根离子进入电极室1会影响次氯酸生成，故应是电极室1中钾离子进入电极室2，离子交换膜为阳离子交换膜，A错误； 答案 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 12 8 若η(EO)=100%，则HOCH2CH2Cl与溶液 b中的KOH恰好反应：HOCH2CH2Cl+ KOH===KCl+H2O+　　，则溶液c的 溶质为KCl ，B正确； 气体A是阴极产生的氢气，2 g气体A 即1 mol，转移电子2 mol，对应电极 1产生氯气1 mol，生成HOCH2CH2Cl 的物质的量为1 mol，则产品EO也为1 mol，质量为44 g，C错误； 答案 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 12 8 每生成1 mol EO，需要1 mol氯气，理论上电路中转移电子数为2NA，D错误。 答案 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 12 8 2.(2024·东北三省高三下学期三校二模联考)我国科学家设计的间接电化学氧化法可同时去除烟气中的SO2和NO2，原理如图。下列说法不正确的是 A.H+通过质子交换膜向n电极移动 B.NO2发生的反应：NO2+Ce4++H2O 　===+Ce3++2H+ C.n电极的电极反应式：2H++2e-=== 　H2↑ D.若产生22.4 L H2(标准状况下)，则气⁃液吸收柱中处理了64 g SO2 √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 12 8 m为阳极，H+通过质子交换膜向阴 极(n电极)移动，故A正确； NO2被Ce4+氧化为，离子方程 式为NO2+Ce4++H2O===+Ce3+ +2H+，故B正确； 答案 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 12 8 n极电极反应式为2H++2e-===H2↑，若产生22.4 L H2(标准状况下)，转移电子2 mol，SO2被Ce4+氧化为，反应的离子方程式为SO2+2Ce4++ 2H2O===S+2Ce3++4H+，当转 移2 mol电子时，消耗1 mol SO2， 质量为64 g，但实际上SO2、NO2 同时与Ce4+反应，因此处理的SO2 小于64 g，故C正确、D错误。 答案 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 12 8 3.(2024·贵阳高三下学期适应性测试)双极膜是由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成的，其内层为水层，装置工作时水层中的H2O解离成H+和OH-，分别向两侧发生迁移。CO2电化学还原法制备甲醇的电解原理如图所示。该装置工作时，下列说法正确的是 A.电极A是电源的负极 B.OH-穿过b膜进入右室溶液 C.催化电极的电极反应：CO2-6e-+6H+=== 　CH3OH+H2O D.当催化电极生成64 g甲醇时，左侧电极室质量增加108 g √ 答案 由图可知，左侧电极-2价氧失去电子发生氧化 反应，为电解池的阳极，右侧电极二氧化碳得 到电子发生还原反应，为电解池的阴极，以此 解题。右侧电极为阴极，左侧电极为阳极，在 电解池中阴离子向阳极移动，则OH-穿过a膜进入左室溶液，B错误； 催化电极为阴极，电极反应为CO2+6e-+6H+===CH3OH+H2O，64 g甲醇的物质的量为2 mol，此时转移12 mol电子，左侧电极有如下对应关系：O2~4e-~4OH-~Δm(36)，则当转移12 mol电子时，左侧电极室质量 增加×36 g=108 g，C错误，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 12 8 答案 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 12 8 4.(2024·贵州省六校联盟高三联考)实验室模拟工业上用“双极室成对电解法”，生产乙醛酸(HOOC—CHO)，原理如图所示，该装置中M、N均为惰性电极，两极室均可产生乙醛酸。下列说法正确的是 A.以铅酸蓄电池作为直流电源进行电解，M极接 　Pb电极 B.阴极区溶液pH下降 C.N电极上的电极反应式：HOOC—COOH+2e-+ 　2H+===HOOC—CHO+H2O D.若有2 mol H+通过质子交换膜并完全参与反应，则电解生成的乙醛酸 　为1 mol √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 该装置M为阳极、N为阴极，铅酸蓄电池中Pb 电极为负极，以铅酸蓄电池作为直流电源进行 电解，N极接Pb电极，故A错误； N为阴极，阴极发生反应HOOC—COOH+2e-+ 2H+===HOOC—CHO+H2O，消耗氢离子，阴 极区溶液pH升高，故B错误、C正确； 9 10 11 12 8 答案 1 2 3 4 5 6 7 M为阳极，阳极反应式为OHC—CHO-2e-+H2O ===HOOC—CHO+2H+，N为阴极，电极反应 式为HOOC—COOH+2e-+2H+===HOOC—CHO +H2O，若有2 mol H+通过质子交换膜并完全参 与反应，阴极、阳极各生成1 mol乙醛酸，则 电解生成的乙醛酸为2 mol，故D错误。 9 10 11 12 8 答案 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 12 8 5.(2024·福建省名校联盟全国优质校高三大联考)光伏电池驱动的甲醛废水转化装置及MnO2的晶胞结构如图。下列说法不正确的是 A.阴极发生的总电极反应式为 　2CO2+12e-+12H+===C2H4+ 　4H2O B.每生成11.2 L(标准状况下) 　C2H4时，阳极生成CO2的数目为3NA C.晶胞中灰球为Mn原子 D.晶胞中灰球处于白球构成的八面体空隙中 √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 由图可知，右侧电极上二氧化碳转 化为CO，CO最终转化为乙烯，C元 素化合价降低，发生还原反应，则 右侧电极为阴极，左侧电极为阳极， 阳极甲醛失电子生成HCOOH，HCOOH继续失电子生成二氧化碳，据此分析解答。由上述分析可知阴极发生的总电极反应式为2CO2+12e-+12H+===C2H4+4H2O，故A正确； 9 10 11 12 8 答案 1 2 3 4 5 6 7 晶胞中灰球位于顶角和体心，个数 为8×+1=2，白球位于面上和体内， 个数为4×+2=4，结合MnO2的化学 式可知灰球为Mn，故C正确； 以体心灰球为观察对象，可知其周围有4个白球位于面上，2个白球位于体内，灰球处于白球构成的八面体空隙中，故D正确。 9 10 11 12 8 答案 6.(2024·北京市西城区高三统一测试)双极膜可用于电解葡萄糖(C6H12O6)溶液同时制备山梨醇(C6H14O6)和葡萄糖酸(C6H12O7)。电解原理示意如图(忽略副反应)。已知：在电场作用下，双极膜可将水解离，在两侧分别得到H+和OH-。 注：R为—C5H11O5。 下列说法不正确的是 A.右侧的电极与电源的正极相连 B.阴极的电极反应：C6H12O6+2e-+2H+===C6H14O6 C.一段时间后，阳极室的pH增大 D.每生成1 mol山梨醇，理论上同时可生成1 mol葡萄糖酸 √ 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 12 8 答案 1 2 3 4 5 6 7 左边电极葡萄糖被还原为山梨醇，为阴极， 右边电极溴离子失电子被氧化为溴，为阳 极，与电源正极相连，故A正确； 左边电极为阴极，葡萄糖中的醛基被还原， 电极反应式：C6H12O6+2e-+2H+===C6H14O6，故B正确； 阳极室中还发生：H2O+Br2+RCHO===RCOOH+2H++2Br-，电解一段时间后，溶液pH减小，故C错误； 9 10 11 12 8 答案 1 2 3 4 5 6 7 制备山梨醇的反应为C6H12O6+2e-+2H+=== C6H14O6，制备葡萄糖酸的总反应为C6H12O6 -2e-+H2O===C6H12O7+2H+，根据得失电子守 恒可知每生成1 mol山梨醇，理论上同时可生 成1 mol葡萄糖酸，故D正确。 9 10 11 12 8 答案 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 12 8 7.(2024·北京市丰台区高三综合练习)用电解法从含MnSO4废水中提取Mn和H2SO4的原理如图所示，阴极室中加入适量(NH4)2SO4。 已知：ⅰ.电解时，适当减慢反应速率，有利于得到致密的金属锰。 ⅱ.电解效率η(B)=×100%。 下列说法不正确的是 A.阳极反应式为2H2O-4e-===O2↑+4H+ B.离子交换膜为阴离子交换膜 C.阴极室产生的NH3可与Mn2+形成配合物，c(Mn2+)降低，利于形成致密 　的金属锰 D.若η(Mn)=80%，当析出1 mol Mn时，产生O2的体积为8.96 L(标准状况) √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 根据图示，阳极放出氧气，阳极反应式为 2H2O-4e-===O2↑+4H+，故A正确； 电解过程中，阴极室硫酸根离子移向阳极 室生成硫酸，所以离子交换膜为阴离子交 换膜，故B正确； 电解时，适当减慢反应速率，有利于得到致密的金属锰，阴极室产生的NH3可与Mn2+形成配合物，c(Mn2+)降低，有利于形成致密的金属锰，故C正确； 9 10 11 12 8 答案 1 2 3 4 5 6 7 若η(Mn)=80%，当析出1 mol Mn时，转 移电子=2.5 mol， 阳极发生反应： 2H2O-4e-===O2↑+4H+，产生O2的体积为 ×22.4 L·mol-1=14 L，故D错误。 9 10 11 12 8 答案 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 12 8 8.为减少CO2的排放，科研工作者利用　　　　　 (Q)与 (QH2)电解转化法从烟气中分离CO2的原理如图。已知气体可选择性通过膜电极，溶液不能通过。下列说法不正确的是 A.b为电源正极 B.CO2在M极被还原 C.溶液中Q的物质的量保持不变 D.N极上的反应为 -2e-=== +2H+ 答案 √ 1 2 3 4 5 6 7 结合该电解池图示中的信息可知，M极 发生的是由 转化为 的反应，从分子组成上看，该过程中是一个加氢的过 程，属于还原反应，故 M 极为阴极，则阴极的电极反应式为 +2H2O+2e-=== +2OH-， 9 10 11 12 8 答案 1 2 3 4 5 6 7 故与M相连的a电极为电源负极，b为电 源正极，N为阳极，阳极的电极反应式 为 -2e-=== +2H+，由此分析回答。由阴极的电极反应式可知整个过程 CO2并未被还原，CO2 在 M 极上发生的反应为CO2+OH-===， B错误； 9 10 11 12 8 答案 1 2 3 4 5 6 7 结合阴极和阳极的电极反应式可知，该电解池中的总反应的方程式可表示为H2O H++OH-，在该电解池中 Q 相当于是反应的催化剂，结合该电解 装置中气体可选择性通过膜电极、溶液不能通过，则溶液中 Q 的物质的量保持不变，C、D正确。 9 10 11 12 8 答案 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 12 8 9.(2024·安徽淮北市高三第一次质量检测)利用废旧锂电池中LiMn2O4制备MnO2的装置如图所示，下列说法错误的是 A.电极A为阴极 B.电极B发生的反应为Mn2+-2e-+2H2O=== 　MnO2↓+4H+ C.LiMn2O4中的Mn元素转移到了MnO2中 D.Mn2+和H+的迁移方向相同 答案 √ 1 2 3 4 5 6 7 由图可知，该装置为电解池，电极A与直流电源负极相连为阴极，酸性条件下，LiMn2O4在阴极得到电子发生还原反应生成锰离子，电极反应式为LiMn2O4+3e-+8H+===Li++2Mn2++4H2O，电极B为阳极， 锰离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化锰，电极反应式为2H2O+Mn2+-2e-===MnO2+4H+，则电解的总反应方程式为2LiMn2O4+4H+ 2Li++Mn2++3MnO2+2H2O。 9 10 11 12 8 答案 1 2 3 4 5 6 7 由上述电解的总反应方程式知LiMn2O4中的Mn元素转移到了MnO2和Mn2+中，故C错误； 电解池中阳离子移向阴极，Mn2+和H+的迁移方向相同，都向阴极移动，故D正确。 9 10 11 12 8 答案 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 12 8 10.(2024·安徽黄山高三模拟)一种用3⁃氯丙烯( )电解合成环氧氯丙烷( )的装置如图所示。该装置无需使用隔膜，且绿色高效，图中X为Cl或Br，工作时X-和OH-同时且等量放电。下列说法错误的是 A.电解一段时间后，装置中OH-物质的量不变 B.每转移2 mol e-，生成1 mol环氧氯丙烷 C.若X为Br，也可电解制得环氧氯丙烷 D.该装置工作时不需要补充X- 答案 √ 1 2 3 4 5 6 7 由图可知，右电极上H2O被还原生成H2，即右 电极作阴极，则左电极作阳极，阳极上X-和 OH-同时且等量放电：X--e-===X·、OH--e-=== ·OH；由装置原理图可知，每生成1个环氧氯 丙烷，阳极上消耗1个OH-，阴极上生成2个OH-，反应消耗1个，还剩1个OH-，则电解一段时间后，装置中OH-的物质的量增大，A错误； 由装置原理图可知，阳极上X-和OH-各失去1个电子，即转移2个电子，就生成1个环氧氯丙烷，则每转移2 mol e-，生成1 mol环氧氯丙烷，B正确； 9 10 11 12 8 答案 1 2 3 4 5 6 7 由装置原理图可知，X为Cl或Br，电解制备产 物均为环氧氯丙烷，C正确； 由装置原理图可知，每生成1个环氧氯丙烷， 阳极上先消耗1个X-，最终生成环氧氯丙烷时 又释放1个X-，即X-为可循环离子，则该装置工作时无需补充X-，D正确。 9 10 11 12 8 答案 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 12 8 11.(2024·湖南邵阳市高三模拟)ClO2是一种高效、安全的消毒用品。某电解法制备ClO2的装置如图，有关说法错误的是 A.与a相连的电极上发生氧化反应 B.电解过程中转移2 mol电子时， 　有2 mol Cl-通过离子交换膜进 　入阳极区 C.整个生产过程中，理论上得到 　两种气体产物ClO2和H2的体积比为1∶2 D.“二氧化氯发生器”中生成的X溶液的主要溶质为NaCl和NaOH 答案 √ 1 2 3 4 5 6 7 图中右室生成H2，发生还原反应， b连接电解池的阴极，b为电源负极， 则a连接电解池的阳极，发生氧化 反应，故A正确； 电解池中阴离子向阳极移动，则电解过程中转移2 mol电子时，有 2 mol Cl-通过离子交换膜进入阳极区，故B正确； 9 10 11 12 8 答案 1 2 3 4 5 6 7 阴极反应式为2H++2e-===H2↑，阳 极反应式为+3Cl--6e-===NCl3+ 4H+，每转移6个电子，生成1个 NCl3，3个H2，二氧化氯发生器中 发生反应的化学方程式为NCl3+6NaClO2+3H2O===6ClO2↑+NH3↑+ 3NaCl+3NaOH，每转移6个电子，生成6个ClO2，则整个生产过程中，理论上得到两种气体产物ClO2和H2的物质的量比为2∶1，故C错误、D正确。 9 10 11 12 8 答案 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 12 8 12.(2024·辽宁鞍山市高三第二次质量监测)工业上通过电解NaCl⁃CaCl2共熔物制取金属Na的装置如图所示，已知在电解过程中会产生一定量的金属Ca，下列说法错误的是 A.b电极为阳极 B.添加CaCl2的目的之一是降低电解质体系的熔点 C.阴极反应：Na++e-===Na；Ca2++2e-===Ca D.为防止生成的Na与Cl2接触，阴、阳两极之间应 　用钢板隔开 答案 √ 1 2 3 4 5 6 7 依据图示可知，b电极出口有Cl2，故b为阳极， 电极反应为2Cl--2e-===Cl2↑，则a为阴极，电极 反应为Na++e-===Na。添加CaCl2的目的是降低电 解质熔点，节省能源，同时减少单质钠的挥发； 增大密度，使得被还原出的密度较低的液态钠单质能漂浮在混合盐之上，易于分离得到产物，B正确； 电解过程中会产生一定量的金属Ca，说明部分钙离子会在阴极放电，C正确； 9 10 11 12 8 答案 1 2 3 4 5 6 7 为了防止生成的Na与Cl2接触，阴、阳两极应该用离子交换膜，以保持两极区电解质的电中性，不能使用钢板，D错误。 9 10 11 12 8 答案 本课结束 THANKS $$