第五章第三节电能转化为化学能——电解-【创新教程】2026年高考化学总复习大一轮课件PPT（鲁科版）

2025-07-08

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第三节　电能转化为化学能——电解第五章化学反应与能量转化下一页上一页返回导航第五章化学反应与能量转化高考总复习化学（LK）知识复盘考点突破 01 感悟真题高考知势 02 课时作业 03 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★[课程标准] 1．能分析、解释电解池的工作原理，能设计简单的电解池。 2．认识电解池在实现物质转化和储存能量中的具体应用。 3．认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。考点一　电解原理一、电解和电解池 1．电解：使　电流　通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阴极和阳极引起的　氧化还原　的过程。 2．电解池：　电能　转化为　化学能　的装置。 3．电解池的构成 (1)有与　电源　相连的两个电极。 (2)　电解质溶液　(或　熔融电解质　)。 (3)形成　闭合回路　。二、电解池的工作原理 1．电极名称及电极反应式(电解CuCl2溶液为例) 总反应式：CuCl2eq \o(=====,\s\up20(电解))Cu＋Cl2↑ 2．电子和离子的移动方向 (1)电子：从电源　负极　流出后，流向电解池阴极；从电解池的　阳极　流出后流向电源的正极。 (2)离子：阳离子移向电解池的　阴极　，阴离子移向电解池的　阳极　。三、阴、阳两极上放电顺序 1．阴极：(与电极材料无关)。氧化性强的先放电，放电顺序： eq \o(――――――――――――――――――――→,\s\up20(K＋、Ca2＋、Na＋、Mg2＋、Al3＋、Zn2＋、Fe2＋、Sn2＋、Pb2＋、H＋、Cu2＋、Fe3＋、Ag＋),\s\do18(放电由难到易)) 2.阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。若是惰性电极作阳极，放电顺序为 eq \o(――――――――――――――――→,\s\up20(S2－、I－、Br－、Cl－、OH－、含氧酸根离子NO\o\al(－,3)、SO\o\al(2－,4)、CO\o\al(2－,3)、F－),\s\do18(放电由易到难)) 注意：①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。②最常用、最重要的放电顺序为阳极：Cl－＞OH－；阴极：Ag＋＞Cu2＋＞H＋。③电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。四、用惰性电极电解电解质溶液的规律类型实例电极反应特点或反应式电解产物溶液pH 变化溶液复原电解水型含氧酸 H2SO4 溶液中的H＋和OH－分别在阴阳两极放电：阴极：2H2O＋2e－===2H2↑＋2OH－；若是酸　2H＋＋2e－===H2↑　；阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑；若是碱　4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　 H2、O2 　减小　　水　强碱 NaOH 　增大　活泼金属的含氧酸盐 KNO3 　不变　电解电解质型无氧酸 (氢氟酸除外) HCl 电解质电离的阴阳离子分别在两极放电：阳极：　2Cl－－2e－===Cl2↑　 H2、Cl2 　增大　　HCl　不活泼金属的无氧酸盐 CuCl2 Cu、Cl2 　CuCl2　放氢生碱型活泼金属的无氧酸盐 NaCl 阴极水电离的H＋放电，阳极电解质电离的阴离子放电阴极：　H2　阳极：　Cl2　　增大　　HCl　放氧生酸型不活泼金属的含氧酸盐 AgNO3 阳极水电离的OH－放电，阴极电解质电离的阳离子放电阴极：　Ag＋＋e－===Ag　阳极：　O2　　减小　　Ag2O　 1．易错辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)(2024·贵州卷)工业电解饱和食盐水制烧碱和氯气：2Cl－＋2H2Oeq \o(=====,\s\up17(电解),\s\do17(　))2OH－＋H2↑＋Cl2↑( √ ) (2)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程( √ ) (5)电解时，电解液中阳离子移向阳极，发生还原反应( × ) 提示：阴离子向阳极移动，阳极发生氧化反应。 (6)电解足量硫酸铜溶液一段时间，为复原可加适量Cu(OH)2( × ) 提示：电解硫酸铜溶液一段时间，从电解质溶液中分离出去的是铜和氧气，故复原时加氧化铜或碳酸铜。 (3)电解CuCl2溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝色( × ) 提示：Cl2在阳极生成。 (4)电解盐酸、硫酸溶液等，H＋放电，溶液的pH逐渐增大( × ) 提示：电解盐酸，pH变大；电解硫酸溶液，实际是电解水，pH变小。 2．(2023·北京卷)近年研究发现，电催化CO2和含氮物质(NOeq \o\al(－,3)等)在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的KNO3溶液通CO2至饱和，在电极上反应生成CO(NH2)2，电解原理如图所示。 ①电极b是电解池的______________极。 ②电解过程中生成尿素的电极反应式是_____________________。解析：①电极b上发生H2O失电子生成O2的氧化反应，是电解池的阳极。②a极硝酸根离子得电子转化为尿素，再结合酸性环境可分析出电极反应式为2NOeq \o\al(－,3)＋16e－＋CO2＋18H＋===CO(NH2)2＋7H2O。答案：①阳　②2NOeq \o\al(－,3)＋16e－＋CO2＋18H＋===CO(NH2)2＋7H2O ◆[题组1]　电解规律及电极产物的判断　 1．(2025·南充市高三检测)如图所示，x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无味的气体放出，符合这一情况的是(　　) 选项 a极板 b极板 x电极 z溶液 A 锌石墨负极 CuSO4 B 石墨石墨负极 NaOH C 银铁正极 AgNO3 D 铜石墨负极 CuCl2 解析：A　[由题意知a极板质量增加，a应为阴极，则b为阳极，x为电源负极，y为电源正极，参考各个选项知，A项符合，电解时，a极板有Cu附着，b极板有O2放出；B项不符合，电解时a极板无质量变化；C项不符合，阳极为Fe，为活性电极，电解时Fe在阳极放电溶解，无气体生成；D项不符合，电解时，Cl－在阳极放电生成Cl2，Cl2为黄绿色有刺激气味的气体。] ◆[题组2]　得失电子守恒在电化学计算中的应用　 2．500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NOeq \o\al(－,3))＝0.6 mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到2.24 L气体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是(　　) A．原混合溶液中c(K＋)为0.2 mol·L－1 B．上述电解过程中共转移0.2 mol电子 C．电解得到的Cu的物质的量为0.05 mol D．电解后溶液中c(H＋)为0.2 mol·L－1 解析：A　[石墨作电极电解KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液，阳极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，阴极先后发生两个反应：Cu2＋＋2e－===Cu,2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。从收集到O2为2.24 L可推知上述电解过程中共转移0.4 mol e－，而在生成2.24 L H2的过程中转移0.2 mol e－，所以Cu2＋共得到0.4 mol－0.2 mol＝0.2 mol e－，电解前Cu2＋的物质的量和电解得到的Cu的物质的量都为 0.1 mol。电解前后分别有以下守恒关系：c(K＋)＋2c(Cu2＋)＝c(NOeq \o\al(－,3))，c(K＋)＋c(H＋)＝c(NOeq \o\al(－,3))，不难算出：电解前c(K＋)＝0.2 mol·L－1，电解后c(H＋)＝0.4 mol·L－1。] 3．(2025·泉州市高三开学考)甲、乙两同学，均用惰性电极电解相同浓度的硫酸铜溶液，各通电一段时间后，甲、乙分别向所得的溶液中加入0.1 mol CuO和0.1 mol Cu(OH)2，都恰好使溶液恢复到电解前的浓度。则甲、乙在电解过程中转移的电子的物质的量之比为(　　) A．1∶1　　　　　　　 B．1∶2 C．1∶3 D．1∶4 解析：B　[加入0.1 mol CuO后恢复到电解前的浓度，可知发生反应 2H2O＋2CuSO4eq \o(=====,\s\up17(电解))2Cu＋O2↑＋2H2SO4　转移电子　　　　　　　 2 mol　　　　　　 4 mol 　　　　　　 0.1 mol　　　　 0.2 mol 故转移电子的总物质的量为0.2 mol； Cu(OH)2从组成上可看成CuO·H2O，加入0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度，即电解了0.1 mol硫酸铜，并电解了0.1 mol H2O，由电解的总反应式可知， 2H2O＋2CuSO4eq \o(=====,\s\up17(电解))2Cu＋O2↑＋2H2SO4　转移电子　　　　　　 2 mol　　　　　　　 4 mol 　　　　　　 0.1 mol　　　　　　 0.2 mol 2H2Oeq \o(=====,\s\up17(电解))2H2↑＋O2↑　转移电子 2 mol　　　　　　　　　 4 mol 0．1 mol　　　　　　　　0.2 mol 所以电解过程中共转移电子的物质的量为0.2 mol＋0.2 mol＝0.4 mol，则甲、乙在电解过程中转移的电子的物质的量之比为0.2 mol∶0.4 mol＝1∶2，B正确。] 　电化学综合计算的三种常用方法 (1)根据总反应式计算先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。 (2)根据得失电子守恒计算 ①用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。 ②用于混合溶液中电解的分阶段计算。 (3)根据关系式计算根据得失电子守恒建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。如以通过4 mol e－为桥梁可构建如下关系式： ◆[题组3]　电极反应式的书写与判断　 4．按要求书写电极反应式和总反应方程式： (1)用惰性电极电解AgNO3溶液：阳极反应式：___________________________________________；阴极反应式：__________________________________________；总反应离子方程式：____________________________________。 (2)用铜作电极电解盐酸溶液阳极反应式____________________________________________；阴极反应式___________________________________________；总反应离子方程式_____________________________________。 (3)用Al作电极电解NaOH溶液阳极反应式：____________________________________________；阴极反应式：____________________________________________；总反应离子方程式：_______________________________________。 (4)以铝材为阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜阳极反应式：___________________________________________；阴极反应式：___________________________________________；总反应化学方程式：___________________________________。答案：(1)2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ Ag＋＋e－===Ag 4Ag＋＋2H2Oeq \o(=====,\s\up17(电解))4Ag＋O2↑＋4H＋ (2)Cu－2e－===Cu2＋ 2H＋＋2e－===H2↑ Cu＋2H＋eq \o(=====,\s\up17(电解))Cu2＋＋H2↑ (3)Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－ 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 2Al＋6H2O＋2OH－eq \o(=====,\s\up17(电解),\s\do17(　))2[Al(OH)4]－＋3H2↑ (4)2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋　2H＋＋2e－===H2↑　2Al＋3H2Oeq \o(=====,\s\up17(电解),\s\do17(　))Al2O3＋3H2↑ 5．(2025·华东师大附中高三开学考)工业生产中涉及某些气态化合物是重要的化工原料，如SO2、NH3等有害气体，不能直接排放到大气中，但可以根据它们的性质避害趋利，用来制备多种重要的化学试剂。其中SO2－空气燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，某实验小组用该燃料电池作电源探究氯碱工业和粗铜精炼的原理，装置示意图如图： (1)b极的电极反应式为__________；Fe电极反应式为__________。 (2)甲装置每消耗32 g SO2，溶液中通过质子交换膜的n(H＋)为________mol，如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中c(Cu2＋)________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)为了测定空气中SO2的含量，将空气样品通入盛有400 mL 0.1 mol/L酸性KMnO4溶液的密闭容器中，若管道中空气流量为a L/min，经过8 min溶液恰好褪色，假定样品中SO2被充分吸收，该空气样品中SO2的含量为_______g/L(假设空气中其他气体不与酸性KMnO4溶液反应)。答案：(1)O2＋4H＋＋4e－===2H2O　2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ (2)1　减小　(3)0.8/a 做到“三看”，正确书写电极反应式 (1)一看电极材料，若是金属(Au、Pt除外)作阳极，金属一定被电解(注：Fe生成Fe2＋而不是生成Fe3＋)。 (2)二看介质，介质是否参与电极反应。 (3)三看电解质状态，若是熔融状态，就是金属的电冶炼。考点二　电解池原理的应用一、电解饱和食盐水 1．电极反应阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(反应类型：　氧化反应　)；阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－(反应类型：　还原反应　)。 2．总反应方程式 2NaCl＋2H2Oeq \o(=====,\s\up20(电解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；离子方程式： 2Cl－＋2H2Oeq \o(=====,\s\up20(电解))2OH－＋H2↑＋Cl2↑。 3．阳离子交换膜法电解饱和食盐水示意图 (1)阳离子交换膜的作用阻止　OH－　进入阳极室与Cl2发生副反应：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O，阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。 (2)a、b、c、d加入或取出的物质分别是　饱和食盐水　、　稀NaOH溶液　、　稀的食盐水　、　浓NaOH溶液　；X、Y分别是　Cl2　、　H2　。 4．应用：氯碱工业制烧碱、氯气和氢气。二、电镀和电解精炼铜电镀(Fe表面镀Cu) 电解精炼铜阳极电极材料镀层金属铜　粗铜　(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质) 电极反应 Cu－2e－===Cu2＋ Cu－2e－===Cu2＋ Zn－2e－===Zn2＋ Fe－2e－===Fe2＋阴极电极材料待镀金属铁纯铜电极反应 Cu2＋＋2e－===Cu 电解质溶液含Cu2＋的盐溶液注：电解精炼铜时，粗铜中的Ag、Au等不反应，沉积在电解池底部形成　阳极泥　三、电冶金利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。电解冶炼冶炼钠冶炼铝电极反应阳极：　2Cl－－2e－===Cl2↑　阴极：　Na＋＋e－===Na　阳极：　2O2－－4e－===O2↑　阴极：Al3＋＋3e－===Al 总反应　2NaCl(熔融)eq \o(=====,\s\up20(电解))2Na＋Cl2↑　　2Al2O3(熔融)eq \o(=====,\s\up20(电解),\s\do18(冰晶石))4Al＋3O2↑　电镀过程中，溶液中离子浓度不变，电解精炼铜时，由于粗铜中含有Zn、Fe、Ni等活泼金属，反应过程中失去电子形成阳离子存在于溶液中，而阴极上Cu2＋被还原，所以电解精炼过程中，溶液中的阳离子浓度会发生变化。 1．易错辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)(2023·辽宁卷)冶炼镁：2MgO(熔融)eq \o(=====,\s\up17(电解),\s\do17(　))2Mg＋O2↑( × ) (2)若把Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑设计成电解池，应用Cu作阳极( √ ) (3)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料( × ) 提示：阳极也可用Pt等惰性金属材料，阴极不参与反应，可用金属材料。 (4)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)均保持不变( × ) 提示：电解精炼铜时电解质溶液中c(Cu2＋)减小。 (5)电解精炼铜时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料( √ ) (6)阳离子交换膜(以电解NaCl溶液为例)只允许阳离子(Na＋、H＋)通过，而阻止阴离子(Cl－、OH－)和分子(Cl2)通过( √ ) (7)粗铜电解精炼时，若电路中通过2 mol电子，阳极减少64 g( × ) (8)用Zn作阳极，Fe作阴极，ZnCl2作电解质溶液，由于放电顺序H＋>Zn2＋，不可能在铁上镀锌( × ) 2．(2023·浙江6月卷)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，减少能耗解析：B　[A.电极A是氯离子变为氯气，化合价升高，失去电子，是电解池阳极，因此电极A接电源正极，发生氧化反应，故A正确；B.电极B为阴极，通入氧气，氧气得到电子，其电极反应式为2H2O＋4e－＋O2===4OH－，故B错误；C.右室生成氢氧根，应选用阳离子交换膜，左边的钠离子进入到右边，在右室获得浓度较高的NaOH溶液，故C正确；D.改进设计中增大了氧气的量，提高了电极B处的氧化性，通过反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗，故D正确。] ◆[题组1]　电解原理的常规应用　 1．金属镍有广泛的用途，粗镍中含有Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制得高纯度的镍。下列叙述中正确的是(已知：氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋)(　　) A．阳极发生还原反应，其电极反应式为Ni2＋＋2e－===Ni B．电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量相等 C．电解后，溶液中存在的阳离子只有Fe2＋和Zn2＋ D．电解后，电解槽底部的阳极泥中有Cu和Pt 答案：D 2．(2025·北京顺义区高三月考)利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。装置示意图序号电解质溶液实验现象 ① 0.1 mol/L CuSO4＋少量H2SO4 阴极表面有无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，气体减少。经检验电解液中有Fe2＋ ② 0.1 mol/L CuSO4＋过量氨水阴极表面未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验电解液中无Fe元素下列说法不正确的是(　　) A．①中气体减少，推测是由于溶液中c(H＋)减少，且Cu覆盖铁电极，阻碍H＋与铁接触 B．①中检测到Fe2＋，推测可能发生反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑、Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu C．随阴极析出Cu，推测②中溶液c(Cu2＋)减少，Cu2＋＋4NH3[Cu(NH3)4]2＋平衡逆移 D．②中Cu2＋生成[Cu(NH3)4]2＋，使得c(Cu2＋)比①中溶液的小，Cu缓慢析出，镀层更致密解析：C　[由实验现象可知，实验①时，铁做电镀池的阴极，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚铁离子、氢气和铜，一段时间后，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜；实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子，四氨合铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜，在铁表面得到比实验①更致密的镀层。A.由分析可知，实验①时，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应，当溶液中氢离子浓度减小，反应和放电生成的铜覆盖铁电极，阻碍氢离子与铁接触，导致产生的气体减少，故A正确；B.由分析可知，实验①时，铁做电镀池的阴极，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚铁离子、氢气和铜，可能发生的反应为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑、Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，故B正确；C.由分析可知，四氨合铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜，随阴极析出铜，四氨合铜离子浓度减小，Cu2＋＋4NH3[Cu(NH3)4]2＋平衡向正反应方向移动，故C错误；D.由分析可知，实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子，四氨合铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜，在铁表面得到比实验①更致密的镀层，故D正确。] ◆[题组2]　应用电解原理制备新物质　 3．(2025·无锡市高三开学考)Na2FeO4是制造高铁电池的重要原料，同时也是一种新型的高效净水剂。在工业上通常利用如图装置生产Na2FeO4，下列有关说法不正确的是(　　) A．右侧电极反应式：Fe＋8OH－－6e－===FeOeq \o\al(2－,4)＋4H2O B．左侧为阳离子交换膜，当Cu电极生成1 mol气体时，有2 mol Na＋通过阳离子交换膜 C．可以将左侧流出的氢氧化钠补充到该装置中部，以保证装置连续工作 D．Na2FeO4具有强氧化性且产物为Fe3＋，因此可以利用Na2FeO4除去水中的细菌、固体颗粒以及Ca2＋等解析：D　[根据图示，Cu电极为阴极，Fe电极为阳极。右侧电极为Fe电极，Fe失去电子发生氧化反应生成FeOeq \o\al(2－,4)，结合原子守恒和电荷守恒可得电极反应式为Fe－6e－＋8OH－===FeOeq \o\al(2－,4)＋4H2O，A项正确；左侧为阴极室，Cu电极上的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，当Cu电极上生成1 mol气体时，同时产生2 mol OH－，此时中部有2 mol Na＋通过阳离子交换膜进入阴极室平衡电荷，B项正确；根据B项分析，阴极室生成NaOH，左侧流出的NaOH溶液的浓度大于加入的NaOH溶液的浓度，即b%＞a%，可将左侧流出的NaOH补充到该装置中部，以保证装置连续工作，C项正确；Na2FeO4具有强氧化性，可利用Na2FeO4除去水中的细菌，Na2FeO4的还原产物为Fe3＋，Fe3＋水解生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体可吸附固体颗粒，但二者均不能除去水中的Ca2＋，D项错误。] ◆[题组3]　应用电解原理治理污染　 4．(2025·扬州市高三开学考)NO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，装置如图所示。下列说法错误的是(　　) A．交换膜b为阴离子交换膜 B．乙池中总反应的离子方程式为5SO2＋2NO＋8H2O＋8NH3eq \o(=====,\s\up17(电解))10NHeq \o\al(＋,4)＋5SOeq \o\al(2－,4) C．当浓缩室得到4 L 0.6 mol·L－1盐酸时，M室溶液的质量变化为18 g(溶液体积变化忽略不计) D．若甲池有0.25 mol O2参加反应，则乙池中处理废气(SO2和NO)的总体积为15.68 L 解析：D　[NO空气质子交换膜燃料电池中通入空气的一极为原电池(甲池)的正极，通入NO的一极为原电池(甲池)的负极。乙池和丙池均为电解池，乙池的左侧电极与电源正极相连，为阳极；丙池的右侧电极与电源负极相连，为阴极。丙池左侧电极为阳极，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，产生的H＋通过交换膜a，与通过交换膜b移向浓缩室的Cl－形成HCl，所以交换膜b为阴离子交换膜，A正确；乙池中SO2被氧化为SOeq \o\al(2－,4)，NO被还原为NHeq \o\al(＋,4)，反应还有NH3参与，由得失电子守恒和原子守恒可得总反应的离子方程式为5SO2＋2NO＋ 8H2O＋8NH3电解,10NHeq \o\al(＋,4)＋5SOeq \o\al(2－,4)，B正确；丙池左侧电极的电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，当浓缩室得到4 L 0.6 mol·L－1盐酸时，M室转移至浓缩室的H＋的物质的量为4 L×(0.6－0.1) mol·L－1＝2 mol，所以M室生成2 mol H＋，相当于减少1 mol H2O，则M室溶液的质量变化为18 g，C正确；选项中没有给出气体所处状况，无法计算其体积，D错误。] 5．(2023·北京卷)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HCOeq \o\al(－,3)的水解程度大于HCOeq \o\al(－,3)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SOeq \o\al(2－,3)＋CO2＋H2Oeq \o(=====,\s\up17(电解),\s\do17(　))HCOOH＋SOeq \o\al(2－,4) 解析：C　[A.SO2是酸性氧化物，废气中SO2排放到空气中会形成硫酸型酸雨，故A正确；B.装置a中溶液的溶质为NaHCO3，溶液显碱性，说明HCOeq \o\al(－,3)的水解程度大于其电离程度，故B正确；C.装置a中NaHCO3溶液的作用是吸收SO2气体，CO2与NaHCO3溶液不反应，不能吸收CO2，故C错误；D.由电解池阴极和阳极反应式可知，装置b中总反应为SOeq \o\al(2－,3)＋CO2＋H2Oeq \o(=====,\s\up17(电解),\s\do17(　))HCOOH＋SOeq \o\al(2－,4)，故D正确。] 6．用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如图所示(电极材料为石墨)。 (1)图中a极要连接电源的____________(填“正”或“负”)极，C口流出的物质是____________。 (2)SOeq \o\al(2－,3)放电的电极反应式为_______________________________。 (3)电解过程中阴极区碱性明显增强，用平衡移动原理解释原因____________________。答案：(1)负　硫酸 (2)SOeq \o\al(2－,3)－2e－＋H2O===SOeq \o\al(2－,4)＋2H＋ (3)H2OH＋＋OH－，在阴极H＋放电生成H2，c(H＋)减小，水的电离平衡正向移动，碱性增强考点三　金属的腐蚀及防护一、金属腐蚀 1．金属腐蚀的本质金属原子　失去电子　变为　金属阳离子　，金属发生氧化反应。 2．金属腐蚀的类型 (1)化学腐蚀与电化学腐蚀类型化学腐蚀电化学腐蚀条件金属与接触到的干燥气体(如O2、Cl2、SO2等)或　非电解质　液体(如石油)等接触不纯金属或合金跟　电解质溶液　接触现象　无　电流产生　有微弱　电流产生本质金属被　氧化　较活泼金属被　氧化　联系两者往往同时发生，　电化学　腐蚀更普遍 (2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀以钢铁的腐蚀为例进行分析类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件　水膜酸性较强(pH≤4.3)　　水膜酸性很弱或呈中性　电极反应负极 Fe－2e－===Fe2＋正极　2H＋＋2e－===H2↑　　O2＋2H2O＋4e－===4OH－　总反应式 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 联系　吸氧腐蚀　更普遍　铁锈的形成：　4Fe(OH)2＋O2＋2H2O　===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O。二、金属腐蚀快慢的规律对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀；对于外界条件相同时，电解质浓度越大，金属腐蚀越快对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中；活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快三、金属的防护 1．改变金属的内部结构可根据不同的用途选用不同的金属或非金属制成合金。 2．覆盖保护层可以通过喷油漆、涂油脂、电镀或表面钝化等方法使金属与介质隔离。 3．电化学防护牺牲阳极保护法 ——原电池原理负极比被保护金属活泼的金属正极被保护的金属设备外加电流保护法 ——电解原理阴极被保护的金属设备阳极惰性金属 1．易错辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)(2024·安徽卷)清洗铁锅后及时擦干，能减缓铁锅因发生吸氧腐蚀而生锈( √ ) (2)(2023·重庆卷)装置能保护铁件( × ) (3)Al、Fe、Cu在潮湿空气中腐蚀均生成氧化物( × ) (4)铜在酸性较强的溶液中均可发生析氢腐蚀( × ) 提示：铜与H＋不反应。 (5)镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比镀铜前更容易生锈( √ ) (6)在潮湿空气中，钢铁表面形成水膜，金属发生的一定是吸氧腐蚀( × ) 提示：若水膜酸性较强，可以发生析氢腐蚀。 (7)外加电流保护法是将被保护金属接在直流电源的正极( × ) 提示：被保护金属应与电源负极相连。 (8)在船体外嵌入锌块，可以减缓船体的腐蚀，属于牺牲阴极保护法( × ) 提示：应是牺牲阳极保护法。 2．(2024·湖北卷) 2024年5月8日，我国第三艘航空母舰福建舰顺利完成首次海试。舰体表面需要采取有效的防锈措施，下列防锈措施中不形成表面钝化膜的是(　　 ) A．发蓝处理　　　　　　 B．阳极氧化 C．表面渗镀 D．喷涂油漆解析：D　[A.发蓝处理技术通常用于钢铁等黑色金属，通过在空气中加热或直接浸泡于浓氧化性溶液中来实现，可在金属表面形成一层极薄的氧化膜，这层氧化膜能有效防锈，A不符合题意；B.阳极氧化是将待保护的金属与电源正极连接，在金属表面形成一层氧化膜的过程，B不符合题意；C.表面渗镀是在高温下将气态、固态或熔化状态的欲渗镀的物质(金属或非金属元素)通过扩散作用从被渗镀的金属的表面渗入内部以形成表层合金镀层的一种表面处理的方法，C不符合题意；D.喷涂油漆是将油漆涂在待保护的金属表面并没有在表面形成钝化膜，D符合题意。] 根据介质判断析氢腐蚀和吸氧腐蚀正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键。潮湿的空气、酸性很弱或中性溶液发生吸氧腐蚀；NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液发生析氢腐蚀。 ◆[题组1]　金属腐蚀的原理　 1．(2025·广东模拟)我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象。在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是(　　) A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应 B．通电时，阴极上的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ C．断电时，锌环上的电极反应为Zn2＋＋2e－===Zn D．断电和通电时，防止铁帽被腐蚀的化学原理不完全相同解析：C　[A.通电时，锌环与电源正极相连，锌环作阳极，失去电子，发生氧化反应，A正确；B.通电时，铁帽作阴极，阴极的H＋得到电子生成氢气，阴极上的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，B正确；C.断电时，锌铁形成原电池，锌失去电子生成Zn2＋，锌环上的电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，C错误；D.通电时，防护原理为电解池原理；断电时，防护原理为原电池原理。因此，断电和通电时，防止铁帽被腐蚀的化学原理不完全相同，D正确。] 2．(2025·广东高三检测)港珠澳大桥的设计使用寿命高达120年，主要的防腐方法有：①钢梁上安装铝片；②使用高性能富锌(富含锌粉)底漆；③使用高附着性防腐涂料等。下列分析不正确的是(　　) A．防腐涂料可以防水、隔离O2，降低腐蚀速率 B．防腐过程中铝和锌均作为负极，得到电子 C．钢铁在海水中发生吸氧腐蚀时正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，不能完全消除铁的腐蚀解析：B　[A.钢是铁碳合金材料，表面接触空气，水蒸气，易形成原电池发生吸氧腐蚀，防腐涂料可以防水、隔离O2，降低吸氧腐蚀速率，A正确；B.铝和锌的金属活动性大于铁，故铝和锌均作为负极，失去电子，保护了铁，B错误；C.钢铁在海水中发生吸氧腐蚀时，正极电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C正确；D.方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，不能完全消除铁的腐蚀，D正确。] ◆[题组2]　金属腐蚀快慢比较　 3．如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速率由快到慢的顺序为(　　) A．②①③④⑤⑥　　　 B．⑤④③①②⑥ C．⑤④②①③⑥ D．⑤③②④①⑥ 答案：C 4．(1)铁及其化合物与生产、生活关系密切。如图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。 ①该电化学腐蚀称为____________。 ②图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是______(填字母)。 (2)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是____________。 A．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重 B．图b中，开关由M改置于N时，CuZn合金的腐蚀速率减小 C．图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大 D．图d中，ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的答案：(1)①吸氧腐蚀　②B　(2)B 　电化学腐蚀规律 (1)对同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液。 (2)活动性不同的两金属：活动性差别越大，活动性强的金属腐蚀越快。 (3)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快，且氧化剂的浓度越高，氧化性越强，腐蚀越快。 (4)电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀。 (5)从防腐措施方面分析，腐蚀的快慢为：外加电流保护法防腐＜牺牲阳极保护法防腐＜有一般防护条件的防腐＜无防护条件的防腐。 ◆[题组3]　金属腐蚀防护措施的设计与选择　 5．某同学进行下列实验操作现象取一块打磨过的生铁片，在其表面滴一滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]的食盐水放置一段时间后，生铁片上出现如图所示“斑痕”，其边缘为红色，中心区域为蓝色，在两色环交界处出现铁锈下列说法不合理的是(　　) A．生铁片发生吸氧腐蚀 B．中心区的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ C．边缘处的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．交界处发生的反应为4Fe2＋＋O2＋10H2O===4Fe(OH)3＋8H＋答案：D [例]　(2024·浙江6月卷)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。如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试题情境金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关突破方法图2中辅助阳极不参与反应，海水中的Cl－在阳极放电，外加电压偏高，钢闸门表面积累电子较多，海水中的氧气也会竞争放电，除外加电压外，还存在腐蚀电流，不利于钢闸门的防护，图1中钢闸门腐蚀电流为零时，阳极也要发生反应。核心素养根据电化学原理，结合腐蚀规律，培养学生证据推理与模型认知能力。解析：B　[A.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，其失去电子被氧化；图2为外加电流法，阳极材料为辅助阳极，其通常是惰性电极，其本身不失去电子，电解质溶液中的阴离子在其表面失去电子，如海水中的Cl－，A不正确；B.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O2＋4e－＋2H2O===4OH－，B正确；C.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； D．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，但是牺牲阳极发生了氧化反应，辅助阳极上也发生了氧化反应，D不正确。] 1．(2024·甘肃卷)某固体电解池工作原理如图所示，下列说法错误的是(　　) A．电极1的多孔结构能增大与水蒸气的接触面积 B．电极2是阴极，发生还原反应：O2＋4e－===2O2－ C．工作时O2－从多孔电极1迁移到多孔电极2 D．理论上电源提供2 mol e－能分解1 mol H2O 解析：B　[多孔电极1上H2O(g)发生得电子的还原反应转化成H2(g)，多孔电极1为阴极，电极反应为2H2O＋4e－===2H2↑＋2O2－；多孔电极2上O2－发生失电子的氧化反应转化成O2(g)，多孔电极2为阳极，电极反应为2O2－－4e－===O2↑。 A．电极1的多孔结构能增大电极的表面积，增大与水蒸气的接触面积，A项正确；B.根据分析，电极2为阳极，发生氧化反应：2O2－－4e－===O2↑，B项错误；C.工作时，阴离子O2－向阳极移动，即O2－从多孔电极1迁移到多孔电极2，C项正确；D.根据分析，电解总反应为2H2O(g)eq \o(=====,\s\up17(电解),\s\do17(　))2H2＋O2，分解2 mol H2O转移4 mol电子，则理论上电源提供2 mol电子能分解1 mol H2O，D项正确。] 2．(2024·湖北卷)我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化剂，用H2C2O4和NH2OH电化学催化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中H2O解离的H＋和OH－在电场作用下向两极迁移。已知在KOH溶液中，甲醛转化为HOCH2O－，存在平衡HOCH2O－＋OH－[OCH2O]2－＋H2O。Cu电极上发生的电子转移反应为[OCH2O]2－－e－===HCOO－＋H·。下列说法错误的是(　　 ) A．电解一段时间后阳极区c(OH－)减小 B．理论上生成1 mol H3N＋CH2COOH双极膜中有4 mol H2O解离 C．阳极总反应式为2HCHO＋4OH－－2e－===2HCOO－＋H2↑＋2H2O D．阴极区存在反应H2C2O4＋2H＋＋2e－===OHCCOOH＋H2O 解析：B　[在KOH溶液中HCHO转化为HOCH2O－：HCHO＋OH－―→HOCH2O－，存在平衡HOCH2O－＋OH－[OCH2O]2－＋H2O，Cu电极上发生失电子的氧化反应为[OCH2O]2－－e－===HCOO－＋H·，H·结合成H2，Cu电极为阳极；PbCu电极为阴极，首先HOOC—COOH在Pb上发生得电子的还原反应转化为OHC—COOH：H2C2O4＋2e－＋2H＋===OHC—COOH＋H2O，OHC—COOH与HO—N＋H3反应生成HOOC—CH===N—OH：OHC—COOH＋HO—N＋H3―→HOOC— CH===N—OH＋H2O＋H＋，HOOC—CH===N—OH发生得电子的还原反应转化成H3N＋CH2COOH：HOOC—CH===N—OH＋4e－＋5H＋===H3N＋CH2COOH＋H2O。 A．根据分析，电解过程中，阳极区消耗OH－、同时生成H2O，故电解一段时间后阳极区c(OH－)减小，A项正确；B.根据分析，阴极区的总反应为H2C2O4＋HO—N＋H3＋6e－＋6H＋===H3N＋CH2COOH＋3H2O,1 mol H2O解离成1 mol H＋和1 mol OH－，故理论上生成1 mol H3N＋ CH2COOH双极膜中有6 mol H2O 解离，B项错误；C.根据分析，结合装置图，阳极总反应为2HCHO－2e－＋4OH－===2HCOO－＋H2↑＋2H2O，C项正确；D.根据分析，阴极区的PbCu上发生反应H2C2O4＋2e－＋2H＋===OHC—COOH＋H2O，D项正确。] 3．(2024·河北卷)我国科技工作者设计了如图所示的可充电MgCO2电池，以Mg(TFSI)2为电解质，电解液中加入1,3丙二胺(PDA)以捕获CO2，使放电时CO2还原产物为MgC2O4。该设计克服了MgCO3导电性差和释放CO2能力差的障碍，同时改善了Mg2＋的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。下列说法错误的是(　　) A．放电时，电池总反应为2CO2＋Mg===MgC2O4 B．充电时，多孔碳纳米管电极与电源正极连接 C．充电时，电子由Mg电极流向阳极，Mg2＋向阴极迁移 D．放电时，每转移1 mol电子，理论上可转化 1 mol CO2 解析：C　[根据信息梳理，将放电时两个电极反应式相加，可得放电时的电池总反应：Mg＋2CO2===MgC2O4，A正确；充电时，多孔碳纳米管电极上发生失电子的氧化反应，则多孔碳纳米管在充电时是阳极，与电源正极连接，B正确；充电时，Mg电极为阴极，电子从电源负极经外电路流向Mg电极，同时Mg2＋向阴极迁移，C错误；根据放电时的电极反应式可知，每转移2 mol电子，有2 mol CO2参与反应，因此每转移1 mol电子，理论上可转化1 mol CO2，D正确。] 4．(2023·全国甲卷)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可提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，装置如图所示。下列说法正确的是(　　) A．析氢反应发生在IrOxTi电极上 B．Cl－从Cu电极迁移到IrOxTi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) 解析：C　[由题图可知，该装置为电解池，与直流电源正极相连的IrOx－Ti电极为电解池的阳极，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＋，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，电极反应式为2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O、2CO2＋12H＋＋12e－===C2H5OH＋3H2O，电解池工作时，氢离子通过质子交换膜由阳极室进入阴极室。A.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；B.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；C.由分析可知，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；D.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，在标况下体积为5.6 L，故D错误；答案选C。] 5．(2023·广东卷)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解析：B　[由信息大电流催化电解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，电极方程式为NOeq \o\al(－,3)＋8e－＋7H2O===NH3·H2O＋9OH－，电极b为阳极，电极方程式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，“卯榫”结构的双极膜中的H＋移向电极a，OH－移向电极b。A.由分析中阴阳极电极方程式可知，电解总反应为KNO3＋3H2O===NH3·H2O＋2O2↑＋KOH，故A正确；B.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；C.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；D.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。] 6．(2023·湖北卷)我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为x mol·h－1。下列说法错误的是(　　) A．b电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ B．离子交换膜为阴离子交换膜 C．电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜 D．海水为电解池补水的速率为2x mol·h－1 解析：D　[由题图可知，该装置为电解水制取氢气的装置，a电极与电源正极相连，为电解池的阳极，b电极与电源负极相连，为电解池的阴极，阴极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阳极反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，电池总反应为2H2Oeq \o(=====,\s\up17(通电),\s\do17(　))2H2↑＋O2↑，据此解答。A.b电极为阴极，发生还原反应，电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，A正确；B.该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH浓度不变，阳极发生的电极反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，为保持OH－浓度不变，则阴极产生的OH－要通过离子交换膜进入阳极室，即离子交换膜应为阴离子交换膜，B正确；C.电解时电解槽中不断有水被消耗，海水中的动能高的水可穿过PTFE膜，为电解池补水，C正确；D.由电解总反应可知，每生成1 mol H2要消耗1 mol H2O，生成H2的速率为x mol·h－1，则补水的速率也应是x mol·h－1，D错误。] 7．(2023·辽宁卷)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＋解析：D　[由题图可知，左侧电极产生氧气，则左侧电极为阳极，电极a为正极，右侧电极为阴极，b电极为负极，该装置的总反应产生氧气和氢气，相当于电解水，以此解题。A.由分析可知，a为正极，b电极为负极，则a端电势高于b端电势，A错误；B.右侧电极上产生氢气的电极方程式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，则理论上转移2 mol e－生成2 g H2，B错误；C.由题图可知，该装置的总反应为电解海水的装置，随着电解的进行，海水的浓度增大，但是其pH基本不变，C错误；D.由图可知，阳极上的电极反应为：Cl－＋H2O－2e－===HClO＋H＋，D正确。] 8．(原电池－电解池组合装置)(2025·漳州市华安一中开学考)科学家设计了一种将苯酚(C6H5OH)氧化为CO2和H2O的原电池－电解池组合装置如图所示，已知羟基自由基(·OH)是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。下列说法错误的是(　　) A．高温下不利于该电池的使用 B．电池工作一段时间后，NaCl溶液浓度保持不变 C．d电极的电极反应为：H2O－e－===·OH＋H＋ D．相同时间内，c、d两极产生气体的体积比(相同条件下)为7∶3 解析：B　[该装置是原电池和电解池组合装置，左边是微生物燃料电池，右边是电解池，在原电池中苯酚被氧化为二氧化碳，发生氧化反应是原电池的负极，重铬酸根离子被还原为Cr(OH)3，作正极，与b相连接的c是阴极发生还原反应，生成氢气，与a连接的d极为阳极，发生氧化反应，把废水中苯酚氧化成二氧化碳除去。A.由于用微生物做催化剂，不能在高温下进行，高温不利于该电池使用，故A正确；B.电池工作一段时间后，a侧产生的氢氧根离子和b侧产生的H＋迁移到中间室生成水，导致 NaCl浓度降低，故B错误；C.d为阳极，水失去电子发生氧化反应生成羟基自由基和氢离子，故C正确；D.c为阴极发生还原反应生成氢气，d极为阳极羟基自由基把苯酚氧化为二氧化碳，根据电子守恒，28 mol电子转移会产生14 mol氢气和6 mol CO2，C6H5OH～28e－～6CO2～14H2，c、d两极产生气体的体积比(相同条件下)为7∶3，故D正确。] 9．(双选)(双极制氢)(2025·济南市模拟)现有一种安全、高效的双极制氢系统，该系统能够从阳极低电压醛氧化和阴极析氢反应中得到氢气；其工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．电压越高，阳极制氢速率越快 B．电解一段时间后，阴极室的pH不变 C．制得1 mol氢气，理论上有1 mol OH－透过交换膜 D．阳极反应为2R－CHO＋4OH－－2e－===2R－COO－＋H2↑＋2H2O 解析：CD　[由题图可知，Ni电极与电源负极相连，故Ni电极为阴极，电极反应是2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，铜电极为阳极，醛基被氧化为羧基，电极反应式为2R－CHO＋4OH－－2e－===2R－COO－＋H2↑＋2H2O，据此作答。A.由于阳极上氢氧根也可能放电，所以电压越高，阳极制氢速率不一定越快，故A错误；B.阴极电极反应是2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，产生的氢氧根离子移向阳极，但溶剂水减少，氢氧化钾浓度增大，所以电解一段时间后，阴极室的pH增大，故B错误；C.由于阴阳极上均产生氢气，制得1 mol氢气，转移1 mol电子，所以理论上有1 mol OH－透过交换膜，故C正确；D.铜电极为阳极，电极反应式为2R－CHO＋4OH－－2e－===2R－COO－＋H2↑＋2H2O，故D正确。] $$

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