第05讲 有关电解的计算及在物质制备、工业生产中的应用（重难点训练）化学苏教版2019选择性必修1

第05讲 有关电解的计算及在物质制备、工业生产中的应用 建议时间：40分钟 突破一 氯碱工业 1．氯碱工业的装置如图所示，下列说法错误的是 A．E、F电极上产生的气体分别为氯气和氢气 B．装置中的离子交换膜为阴离子交换膜 C．溶液M、N分别为NaCl稀溶液和NaOH浓溶液 D．总反应的离子方程式为 2．吴蕴初带领技术人员经过艰难的探索，创造了天原化工厂，为振兴民族工业做出了卓越贡献，其中氯碱厂电解饱和食盐水溶液制取氢氧化钠的工艺流程示意图如下： (1)工业食盐水中含CaCl2、MgCl2杂质，精制过程中为了除上述杂质需要加入过量的 和 。 (2)氯碱工业的基础是电解饱和食盐水，该反应的化学方程式为 。 (3)电解滴有酚酞的饱和食盐水时，氯气在 极上产生，检验氯气的方法 。 (4)脱盐工序中利用氢氧化钠和氯化钠在溶解度上的差异，通过 (填操作名称，下同)、冷却、 、除去氯化钠。 突破二 铜的电解精炼 3．下列有关原电池、电解池的说法正确的是 A．原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成 B．理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池 C．将镁和铝用导线连接放入氢氧化钠溶液中组成原电池，镁电极作为负极 D．在电解精炼铜装置中，粗铜为阳极材料，精铜为阴极材料，电解质溶液为溶液，电解一段时间后，溶液浓度不变 4．关于电解反应，下列说法正确的是 A．若要在铁片上镀铜，则X为铜，Y为铁，Z为溶液 B．若要精炼铜，则X、Y分别为粗铜和纯铜 C．若Z是溶液，则X电极反应式： D．若Z是饱和NaCl溶液，电解一段时间后，Y电极析出少量的Na 突破三 电镀与电冶金 5．餐具表面镀银既能增强抗腐蚀性，又美观。下列关于铁表面镀银的说法不正确的是 A．电路中每通过1mol，阴极析出1mol银 B．电镀液需要不断更换 C．阳极反应式为 D．铁电极应与电源负极相连 6．甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛，请回答下列问题。 (1)高炉冶铁过程中，甲烷在催化反应室中产生水煤气(CO和H2)还原氧化铁，有关反应为：    已知：   则与反应生成CO和的热化学方程式为 。 (2)如下图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。 ①a处应通入 (填“”或“”)，b处电极上发生的电极反应式是 ；铁电极上发生的电极反应式是 。 ②电镀结束后，装置Ⅰ中溶液的pH (填写“变大”、“变小”或“不变”，下同)，装置Ⅱ中的物质的量浓度 。 ③电镀结束后，装置Ⅰ溶液中的阴离子除了以外还含有 (忽略水解)。 ④在此过程中若完全反应，装置Ⅱ中阴极质量变化12.8g，则装置I中理论上消耗甲烷 L(标准状况下)。 突破四 电解池相关计算 7．Ⅰ．如图所示装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的浓度和体积都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近溶液呈红色。 回答下列问题： (1)B极是电源的 极；一段时间后，装置丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这表明胶粒带 (填“正”或“负”)电荷。 (2)①电解饱和NaCl溶液的总反应化学方程式为 。阳极上产生气体的颜色为 。 ②若C、F两电极共产生标准状况下6.72L的气体，则D电极的质量增加 g。 (3)若在丙池中进行铁制品表面镀镍，电镀液用硫酸镍溶液，则镍应为 电极(填“G”或“H”)。通电一段时间后，欲使甲装置中电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的 [填“CuO”或“”]。 II．某小组运用离子交换膜法制碱的原理，用如图所示装置电解溶液。 (4)左侧的离子交换膜为 (填“阴”或“阳”)交换膜，该电解槽的阳极反应式为 。 8．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”)。 突破五 原电池相关计算 9．回答下列问题。 (1)装置甲中正极反应式为 ；若将换成，则负极反应式为 。 (2)装置乙中铅蓄电池放电一段时间后，进行充电时，阳极的电极反应式是 。 (3)电化学在物质制备、新材料和环境保护等方面具有独到的应用优势。高铁酸钠()是一种新型水处理剂，强碱性条件下稳定存在。电解法制备的工作原理如下装置所示，阳极的电极反应式为 ，当外电路转移3 mol电子时，阳极区溶液质量增加 克。 (4)一种二氧化碳的富集装置如图所示，电极a的电极反应式为 。 (5)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，由有机阳离子、和组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的 极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为 。 10．将反应2N2H4+2NO2=3N2+4H2O设计成燃料电池，并用于电解CuCl2溶液。 装置如上图所示，实验现象记录如下： 时刻 实验现象 通电前 CuCl2溶液呈绿色 t1 丙电极产生气体 丁电极上出现少量红色固体，电极周围溶液变棕黑色 t2 丙电极产生气体 丁电极产生白色固体 … …… t3 丙电极产生气体 丁电极产生气体 (1)乙电极的电极反应式为 。 (2)当用去16gN2H4时，测得电路中转移1.8mol电子，则N2H4的利用率为 。 (3)CuCl2溶液有时呈黄色，有时呈绿色或蓝色，这是因为有CuCl2的水溶液中存在如下平衡：，根据光学原理蓝色和黄色的混合色为绿色，电解过程中CuCl2溶液由绿色先变 色，原因是 ，最后褪色。 (4)整个电解过程中丙电极产生气体有 (填化学式)。 (5)从丁电极上刮取白色固体(含少量红色固体)，经检验含CuCl和Cu。写出丁电极上生成CuCl固体的电极反应式 。 (6)镀铜工业中，电镀液以CuSO4、H2SO4为主，同时含CuCl2，过多的Cl-会使镀层出现白色胶状薄膜从而影响Cu的析出，电镀前向电镀液中加入适量Ag2SO4固体(微溶物)能有效解决该问题，反应的离子方程式为 。 建议时间：50分钟 11．下列有关电解原理的应用不正确的是 A．电镀时，镀层金属作阳极，待镀金属作阴极 B．工业上用电解饱和食盐水制备烧碱、氯气等化工原料 C．电解精炼铜时，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等 D．工业上用石墨电极电解熔融冶炼铝时，阳极因被氧气氧化需定期更换 12．关于如图所示各装置的叙述中，正确的是 A．装置①是原电池，总反应是： B．装置②通电一段时间后石墨I电极附近溶液红褐色加深(已知氢氧化铁胶粒带正电荷) C．若用装置③精炼铜，则d极为粗铜，c极为纯铜，电子迁移方向为b→d→c→a D．若用装置④电镀，M为溶液，可以实现在铁上镀铜 13．利用电解原理可以制备物质（图甲为氯碱工业改进示意图）或进行电镀（图乙为铁制品上镀铜示意图）。下列说法不正确的是 A．图甲中的离子交换膜为阳离子交换膜 B．图甲中通过向B电极通入氧气的改进，能降低能耗 C．图乙中向硫酸铜溶液中加入一定量的氨水制成铜氨溶液，可使镀层更光亮 D．图乙中电子的移动方向是片→导线→a极→电池内部→b极→导线→待镀铁制品 14．若要在铁制品表面镀镍，下列有关说法正确的是 A．电镀液可用FeSO4溶液 B．铁制品应与电源的负极相连 C．阴极的电极反应为Ni-2e-=Ni2+ D．电镀过程中电镀液中溶质的浓度会增大 15．铁制品镀铜的电镀装置如下图所示，下列说法中不正确的是 资料： A．铜片接电源的正极 B．电镀过程中向阳极移动 C．随铜单质析出电解质溶液中减小 D．加入氨水后可使铜缓慢析出，镀层更致密 16．以熔融碳酸盐燃料电池为电源模拟在塑料制品上镀镍的装置如图所示。 已知：①电镀液的配方： ②催化重整反应： 下列说法错误的是 A．电镀时电极与电极相连 B．电镀液中的作用是为了增强溶液的导电能力 C．电极上发生的电极反应式为 D．当电极上析出镍，理论上电极上消耗的体积为(标准状况) 17．电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解池，其中a为电解质溶液，X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题： (1)X的电极名称是 (填写“阳极”或“阴极”)。 (2)若X、Y都是惰性电极，a是饱和食盐水，Y极上的电极反应式为 。 (3)若X、Y都是惰性电极，a是CuCl2溶液，X极的电极反应式为 。 (4)若要用该装置电解精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则Y电极的材料是 。 (5)若要用电镀方法在铁表面镀一层金属银，应该选择的方案是___________。填字母编号 方案 X Y 溶液 A 银 石墨 AgNO3 B 银 铁 C 铁 银 D 铁 银 A．A B．B C．C D．D 18．某电化学原理的示意图如图。填写下列空白： (1)甲池中通入的电极为 极，工作过程中，甲池溶液的碱性会 (填“增强”、“减弱”或“不变”)。 (2)若乙池中A为石墨电极，则A作 极，该电极的电极反应式为 ；若乙池中A为铁电极，当铁电极的质量增加10.8 g时，理论上甲池中消耗的氧气在标准状况下的体积为 L。 (3)若将乙池设计为电解精炼铜的装置，则 (填“A”或“B”，下同)极为粗铜；若将乙池改为电镀装置，则 极为待镀金属制品。 19．请分析如下电化学装置，回答下列问题： (1)甲池为 (填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入电极的电极反应式为 。 (2)当甲池中消耗为2.24L(标准状况下)时，理论上乙池中B极质量增加 g。 (3)丙池溶液体积为300mL，写出其总反应的化学方程式 ；为了防止丙池中两极产物相互反应，实际生产中在两极之间设有 离子交换膜(填“阴”或“阳”或“质子”)。电解一段时间后，当溶液的pH为13时，消耗的质量为 g(忽略溶液体积变化，不考虑损耗)。 (4)甲醇的燃烧热为725.76KJ/mol，写出甲醇燃烧热的热化学方程式 。 20．电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题： (1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则： ①电解池中X极上的电极反应式为 。 ②Y电极上的电极反应式为 ③该反应的总反应离子方程式是： 。 (2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则： ①X电极的材料是 ， ②Y电极的材料是 (3)如要用电镀方法铁上镀铜，电解液a选用CuSO4溶液，则： ①X电极的材料是 ，电极反应式是 。 ②Y电极的材料是 ，电极反应式是 。 建议时间：50分钟 21．（2025·江苏·高考真题）以稀为电解质溶液的光解水装置如图所示，总反应为。下列说法正确的是 A．电极a上发生氧化反应生成 B．通过质子交换膜从右室移向左室 C．光解前后，溶液的不变 D．外电路每通过电子，电极b上产生 22．（2025·云南·高考真题）一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示，双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。除硼原理：。下列说法错误的是 A．Pt电极反应： B．外加电场可促进双极膜中水的电离 C．Ⅲ室中，X膜、Y膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜 D．Ⅳ室每生成，同时Ⅱ室最多生成 23．（2025·山东·高考真题）全铁液流电池工作原理如图所示，两电极分别为石墨电极和负载铁的石墨电极。下列说法正确的是 A．隔膜为阳离子交换膜 B．放电时，a极为负极 C．充电时，隔膜两侧溶液浓度均减小 D．理论上，每减少总量相应增加 24．（2025·河北·高考真题）科研工作者设计了一种用于废弃电极材料再锂化的电化学装置，其示意图如下： 已知：参比电极的作用是确定再锂化为的最优条件，不干扰电极反应。下列说法正确的是 A．电极上发生的反应： B．产生标准状况下时，理论上可转化的 C．再锂化过程中，向电极迁移 D．电解过程中，阳极附近溶液pH升高 25．（2025·甘肃·高考真题）我国科研工作者设计了一种Mg-海水电池驱动海水()电解系统(如下图)。以新型为催化剂(生长在泡沫镍电极上)。在电池和电解池中同时产生氢气。下列关于该系统的说法错误的是 A．将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化效率 B．在外电路中，电子从电极1流向电极4 C．电极3的反应为： D．理论上，每通过2mol电子，可产生 26．（2024·广西·高考真题）某新型钠离子二次电池(如图)用溶解了NaPF6的二甲氧基乙烷作电解质溶液。放电时嵌入PbSe中的Na变成Na+后脱嵌。下列说法错误的是 A．外电路通过1mol电子时，理论上两电极质量变化的差值为23g B．充电时，阳极电极反应为： C．放电一段时间后，电解质溶液中的Na+浓度基本保持不变 D．电解质溶液不能用NaPF6的水溶液替换 27．（2024·贵州·高考真题）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：，。体系中与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 C．光阳极每消耗，体系中生成 D．在Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)的循环反应中表现出氧化性和还原性 28．（2024·广东·高考真题）一种基于氯碱工艺的新型电解池(下图)，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： B．阴极区溶液中浓度逐渐升高 C．理论上每消耗，阳极室溶液减少 D．理论上每消耗，阴极室物质最多增加 29．（2024·甘肃·高考真题）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： C．工作时从多孔电极1迁移到多孔电极2 D．理论上电源提供能分解 30．（2024·湖南·高考真题）在水溶液中，电化学方法合成高能物质时，伴随少量生成，电解原理如图所示，下列说法正确的是 A．电解时，向Ni电极移动 B．生成的电极反应： C．电解一段时间后，溶液pH升高 D．每生成的同时，生成 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第05讲 有关电解的计算及在物质制备、工业生产中的应用 建议时间：40分钟 突破一 氯碱工业 1．氯碱工业的装置如图所示，下列说法错误的是 A．E、F电极上产生的气体分别为氯气和氢气 B．装置中的离子交换膜为阴离子交换膜 C．溶液M、N分别为NaCl稀溶液和NaOH浓溶液 D．总反应的离子方程式为 【答案】B 【详解】A．从分析可知，E电极为阳极，F电极为阴极，则E、F电极上产生的气体分别为氯气和氢气，A正确； B．为了在右侧得到纯净的NaOH溶液，离子交换膜应允许Na+透过，则装置中的离子交换膜为阳离子交换膜，B错误； C．电解池工作时，Cl-在E极(阳极)失电子，Na+透过离子交换膜进入F电极(阴极)，则溶液M、N分别为NaCl稀溶液和NaOH浓溶液，C正确； D．在阳极Cl-失电子生成Cl2，H2O在阴极得电子生成H2和OH-，总反应的离子方程式为，D正确； 故选B。 2．吴蕴初带领技术人员经过艰难的探索，创造了天原化工厂，为振兴民族工业做出了卓越贡献，其中氯碱厂电解饱和食盐水溶液制取氢氧化钠的工艺流程示意图如下： (1)工业食盐水中含CaCl2、MgCl2杂质，精制过程中为了除上述杂质需要加入过量的 和 。 (2)氯碱工业的基础是电解饱和食盐水，该反应的化学方程式为 。 (3)电解滴有酚酞的饱和食盐水时，氯气在 极上产生，检验氯气的方法 。 (4)脱盐工序中利用氢氧化钠和氯化钠在溶解度上的差异，通过 (填操作名称，下同)、冷却、 、除去氯化钠。 【答案】(1) Na2CO3溶液 NaOH溶液 (2) (3) 阳 通入淀粉碘化钾溶液中，若溶液变蓝，则为氯气 (4) 蒸发 过滤 【详解】（1）工业食盐水中含CaCl2、MgCl2杂质，精制过程中为了除去CaCl2杂质需要加入过量的Na2CO3溶液，为了除去MgCl2杂质需要加入过量的NaOH溶液； （2）电解饱和食盐水生成氢气、氯气和氢氧化钠，反应的化学方程式为； （3）电解滴有酚酞的饱和食盐水时，Cl-失去电子发生氧化反应生成氯气，电解池阳极发生氧化反应，所以氯气在阳极上产生；氯气具有较强的氧化性，能氧化I-生成I2，能使淀粉碘化钾溶液变蓝，所以检验氯气的方法为：通入淀粉碘化钾溶液中，若溶液变蓝，则为氯气； （4）氢氧化钠的溶解度随温度升高而增大，氯化钠的溶解度随温度变化不大，脱盐工序中利用氢氧化钠和氯化钠在溶解度上的差异，除去氯化钠可通过蒸发、冷却、过滤，得到氢氧化钠固体，从而除去氯化钠。 突破二 铜的电解精炼 3．下列有关原电池、电解池的说法正确的是 A．原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成 B．理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池 C．将镁和铝用导线连接放入氢氧化钠溶液中组成原电池，镁电极作为负极 D．在电解精炼铜装置中，粗铜为阳极材料，精铜为阴极材料，电解质溶液为溶液，电解一段时间后，溶液浓度不变 【答案】B 【详解】A．原电池的两极可以是两种活泼性不同的金属，也可以是金属和非金属，如铁和石墨在稀硫酸中也能构成原电池，还可以都是金属铂或石墨，如氢氧燃料电池，A错误； B．氧化还原反应中存在电子的转移，任何自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池，B正确； C．NaOH溶液与镁不反应，NaOH溶液与铝反应生成Na[Al(OH)4]和H2，铝电极作为负极，镁电极作为正极，C错误； D．阳极粗铜中锌、镍、铜都会失去电子发生氧化反应，而阴极只有铜离子被还原为铜，这样会导致电解一段时间后，溶液浓度发生改变，D错误； 故选B。 4．关于电解反应，下列说法正确的是 A．若要在铁片上镀铜，则X为铜，Y为铁，Z为溶液 B．若要精炼铜，则X、Y分别为粗铜和纯铜 C．若Z是溶液，则X电极反应式： D．若Z是饱和NaCl溶液，电解一段时间后，Y电极析出少量的Na 【答案】B 【详解】A．若要在铁片上镀铜，则铜作阳极，铁片作阴极，电解液中含有Cu2+，所以X为铜，Y为铁片，Z为CuSO4溶液，A不正确； B．若要精炼铜，则粗铜作阳极，纯铜作阴极，所以X、Y分别为粗铜和纯铜，B正确； C．若Z是Na2SO4溶液，书写阳极反应式时，首先需考虑阳极材料，若阳极为活性电极，则阳极材料失电子，若阳极材料为惰性电极，则水电离产生的OH-失电子，此时X电极(阳极)反应式为：，C不正确； D．若Z是饱和NaCl溶液，在阴极，Na+不可能得电子，所以电解一段时间后，Y电极不可能析出少量的Na，D不正确； 故选B。 突破三 电镀与电冶金 5．餐具表面镀银既能增强抗腐蚀性，又美观。下列关于铁表面镀银的说法不正确的是 A．电路中每通过1mol，阴极析出1mol银 B．电镀液需要不断更换 C．阳极反应式为 D．铁电极应与电源负极相连 【答案】B 【详解】A．由分析可知，与直流电源负极相连的铁电极做阴极，银离子在阴极得到电子发生还原反应生成银，则电路中每通过1mol，阴极析出1mol银，故A正确； B．由分析可知，电镀过程中溶液中的银离子浓度不变，所以电镀液不需要更换，故B错误； C．由分析可知，银做阳极，银失去电子发生氧化反应生成银离子，阳极反应式为，故C正确； D．由分析可知，与直流电源负极相连的铁电极做阴极，故D正确； 故选B。 6．甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛，请回答下列问题。 (1)高炉冶铁过程中，甲烷在催化反应室中产生水煤气(CO和H2)还原氧化铁，有关反应为：    已知：   则与反应生成CO和的热化学方程式为 。 (2)如下图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。 ①a处应通入 (填“”或“”)，b处电极上发生的电极反应式是 ；铁电极上发生的电极反应式是 。 ②电镀结束后，装置Ⅰ中溶液的pH (填写“变大”、“变小”或“不变”，下同)，装置Ⅱ中的物质的量浓度 。 ③电镀结束后，装置Ⅰ溶液中的阴离子除了以外还含有 (忽略水解)。 ④在此过程中若完全反应，装置Ⅱ中阴极质量变化12.8g，则装置I中理论上消耗甲烷 L(标准状况下)。 【答案】(1)2CH4（g）+O2（g）═2CO（g）+4H2（g）△H=-46kJ•mol-1 (2) CH4 O2＋2H2O＋4e-=4OH- Cu2++2e-=Cu 变小 不变 1.12 【详解】（1）已知①  ，②  ，将方程式2×①+②得2CH4（g）+O2（g）═2CO（g）+4H2（g）△H=2△H 1+△H 2=2260kJ•mol-1+(-566kJ•mol-1)=-46kJ•mol-1，故答案为：2CH4（g）+O2（g）═2CO（g）+4H2（g）△H=-46kJ•mol-1； （2）①Ⅱ中实现铁棒上镀铜，则Cu作阳极、Fe作阴极，I中a处电极为负极、b处电极为正极，负极上通入燃料、正极上通入氧化剂，所以a处通入的气体是甲烷；甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应为CH4+10OH--8e-=+7H2O，b处通入氧气，电极反应式为O2＋2H2O＋4e-=4OH-，I中a处电极为负极，铁电极连接负极为阴极，阴极上铜离子得电子产生铜，故铁电极上发生的电极反应式是Cu2++2e-=Cu；故答案为：CH4；O2＋2H2O＋4e-=4OH-；Cu2++2e-=Cu； ②根据I中电池反应为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，KOH参加反应导致溶液中KOH浓度降低，则溶液的pH减小；Ⅱ中发生电镀，阳极上溶解的铜质量等于阴极上析出铜的质量，则溶液中铜离子浓度不变，故答案为：变小；不变； ③I中负极反应为CH4+10OH--8e-=+7H2O，所以还有碳酸根离子生成，故答案为：； ④串联电路中转移电子相等，所以消耗甲烷的体积=×22.4L/mol=1.12L，故答案为：1.12。 突破四 电解池相关计算 7．Ⅰ．如图所示装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的浓度和体积都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近溶液呈红色。 回答下列问题： (1)B极是电源的 极；一段时间后，装置丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这表明胶粒带 (填“正”或“负”)电荷。 (2)①电解饱和NaCl溶液的总反应化学方程式为 。阳极上产生气体的颜色为 。 ②若C、F两电极共产生标准状况下6.72L的气体，则D电极的质量增加 g。 (3)若在丙池中进行铁制品表面镀镍，电镀液用硫酸镍溶液，则镍应为 电极(填“G”或“H”)。通电一段时间后，欲使甲装置中电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的 [填“CuO”或“”]。 II．某小组运用离子交换膜法制碱的原理，用如图所示装置电解溶液。 (4)左侧的离子交换膜为 (填“阴”或“阳”)交换膜，该电解槽的阳极反应式为 。 【答案】(1) 负 正 (2) 黄绿色 12.8 (3) G CuO (4) 阴 【详解】（1）F极附近溶液呈红色，说明F极附近溶液显碱性，氢离子在该电极放电，所以F是阴极，则B极是电源的负极；在丁池中，Y极是阴极，该电极附近颜色逐渐变深，根据异性电荷相互吸引，说明氢氧化铁胶体粒子带正电荷； （2）①电解饱和NaCl溶液生成氢气、氯气、氢氧化钠，总反应化学方程式为；阳极上氯离子失电子发生氧化反应，阳极生成氯气，产生气体的颜色为黄绿色； ②若C和F两电极共产生标准状况下6.72L（即0.3mol）的气体，由C、D、F电极发生的电极反应分别为，↑，根据转移电子数相等，C电极产生的气体是F电极的，故0.3mol气体中有，转移的电子数为0.4mol，故D电极增加12.8g铜； （3）电镀装置中，镀层金属作阳极，镀件作阴极，所以电极G为镍，电极H为铁件。在甲池中，电解硫酸铜溶液的总反应为，产生铜和氧气，故使其恢复到起始状态需要加入适量的CuO； （4）左侧电极为阳极，阳极的电极反应式为；阳极生成硫酸，则由透过阴离子交换膜向阳极移动，可知左侧的为阴离子交换膜。 8．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”)。 【答案】(1) 减小 (2) 纯铜 12.8 (3) 戊 ej 【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。 突破五 原电池相关计算 9．回答下列问题。 (1)装置甲中正极反应式为 ；若将换成，则负极反应式为 。 (2)装置乙中铅蓄电池放电一段时间后，进行充电时，阳极的电极反应式是 。 (3)电化学在物质制备、新材料和环境保护等方面具有独到的应用优势。高铁酸钠()是一种新型水处理剂，强碱性条件下稳定存在。电解法制备的工作原理如下装置所示，阳极的电极反应式为 ，当外电路转移3 mol电子时，阳极区溶液质量增加 克。 (4)一种二氧化碳的富集装置如图所示，电极a的电极反应式为 。 (5)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，由有机阳离子、和组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的 极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为 。 【答案】(1) (2) (3) 79 (4) (5) 负 【详解】（1）根据分析可知：装置甲中正极反应式为；若将换成，则负极反应式为：。 （2）根据分析可知：铅蓄电池的放电时的正极反应式:。 （3）①根据分析可知：电解法制备的阳极的电极反应式为：。 ②当外电路转移3 mol电子时，阳极区溶液质量变化来自金属铁的溶解以及氢氧根离子的移动，当转移3mole-时，铁溶解引起阳极区溶液质量增加，从中间的隔室转移过来3molOH-，引起阳极区溶液质量增加,阳极区溶液质量共增加79g。 （4）根据分析可知：电极a的电极反应式为：。 （5）根据分析可知：根据题干和图示，钢制品作阴极，连接直流电源负极，电镀铝负极应生成单质铝，所以阴极反应式为：。 10．将反应2N2H4+2NO2=3N2+4H2O设计成燃料电池，并用于电解CuCl2溶液。 装置如上图所示，实验现象记录如下： 时刻 实验现象 通电前 CuCl2溶液呈绿色 t1 丙电极产生气体 丁电极上出现少量红色固体，电极周围溶液变棕黑色 t2 丙电极产生气体 丁电极产生白色固体 … …… t3 丙电极产生气体 丁电极产生气体 (1)乙电极的电极反应式为 。 (2)当用去16gN2H4时，测得电路中转移1.8mol电子，则N2H4的利用率为 。 (3)CuCl2溶液有时呈黄色，有时呈绿色或蓝色，这是因为有CuCl2的水溶液中存在如下平衡：，根据光学原理蓝色和黄色的混合色为绿色，电解过程中CuCl2溶液由绿色先变 色，原因是 ，最后褪色。 (4)整个电解过程中丙电极产生气体有 (填化学式)。 (5)从丁电极上刮取白色固体(含少量红色固体)，经检验含CuCl和Cu。写出丁电极上生成CuCl固体的电极反应式 。 (6)镀铜工业中，电镀液以CuSO4、H2SO4为主，同时含CuCl2，过多的Cl-会使镀层出现白色胶状薄膜从而影响Cu的析出，电镀前向电镀液中加入适量Ag2SO4固体(微溶物)能有效解决该问题，反应的离子方程式为 。 【答案】(1)2NO2+8H++8e-=N2+4H2O (2)90% (3) 蓝 Cu2+和Cl-浓度减小使该反应平衡向逆方向移动生成[Cu(H2O)4]2+ (4)O2和Cl2 (5)Cu2++e-+Cl-=CuCl (6)Ag2SO4+2Cl-2AgCl+或Ag2SO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+(aq) 【详解】（1）乙为正极，二氧化氮得到电子发生还原反应生成氮气和水：2NO2+8H++8e-=N2+4H2O； （2）16gN2H4为0.5mol，肼失去电子发生氧化反应生成氮气，转移电子2mol，测得电路中转移1.8mol电子，则N2H4的利用率为； （3）丁为阴极，铜离子得到电子发生还原反应生成铜，丙为阳极，氯离子失去电子发生氧化反应生成氯气，Cu2+和Cl-浓度减小使该反应平衡向逆方向移动生成[Cu(H2O)4]2+，故电解过程中CuCl2溶液由绿色先变蓝色，最后褪色； （4）整个电解过程中初始氯离子放电生成氯气，而后水放电发生氧化反应生成氧气，故丙电极产生气体有O2和Cl2； （5）丁为阴极，生成CuCl固体的反应为铜离子得到电子发生还原反应产生，为：Cu2++e-+Cl-=CuCl； （6）加入适量Ag2SO4固体，会和氯离子反应转化为更难溶的氯化银沉淀，使得溶液中氯离子浓度减小，反应为：Ag2SO4+2Cl-2AgCl+或Ag2SO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+(aq)。 建议时间：50分钟 11．下列有关电解原理的应用不正确的是 A．电镀时，镀层金属作阳极，待镀金属作阴极 B．工业上用电解饱和食盐水制备烧碱、氯气等化工原料 C．电解精炼铜时，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等 D．工业上用石墨电极电解熔融冶炼铝时，阳极因被氧气氧化需定期更换 【答案】C 【详解】A．电镀时是电解池装置，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，待镀金属作阴极被保护，镀层金属作阳极，故A正确； B．电解NaCl溶液时，氢离子放电顺序优先钠离子，氯离子优先氢氧根离子，则电解饱和食盐水生成NaOH、氢气和氯气，可得到烧碱、氯气等重要化工原料，故B正确； C．电解精炼铜时，阳极活泼金属杂质先发生电极反应，而阴极只有铜析出，阳极减少的质量不等于阴极增加的质量，故C错误； D．熔融Al2O3能导电，常用于工业上冶炼金属铝，阳极生成氧气，阴极生成铝，高温条件下，石墨能与氧气反应生成二氧化碳气体，造成阳极电极损耗，应定期更换阳极石墨电极，故D正确； 答案选C。 12．关于如图所示各装置的叙述中，正确的是 A．装置①是原电池，总反应是： B．装置②通电一段时间后石墨I电极附近溶液红褐色加深(已知氢氧化铁胶粒带正电荷) C．若用装置③精炼铜，则d极为粗铜，c极为纯铜，电子迁移方向为b→d→c→a D．若用装置④电镀，M为溶液，可以实现在铁上镀铜 【答案】D 【详解】A．图1为原电池，Fe比Cu活泼，Fe作负极，电池反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+，故A错误； B．由图可知，石墨Ⅱ为阴极，氢氧化铁胶粒带正电荷向阴极移动，通电一段时间后石墨Ⅱ电极附近溶液红褐色加深，故B错误； C．由图可知，a为电流的流出极，故a极为正极，b极为负极，电子迁移方向为b→d,c→a,电子不经过电解质溶液，故C错误； D．用图4电镀，Fe作阴极，M为CuSO4溶液，阴极电极反应式为Cu2++2e-=Cu,接通电源后铁表面会有Cu析出，可以实现在铁上镀铜，故D正确； 故选：D。 13．利用电解原理可以制备物质（图甲为氯碱工业改进示意图）或进行电镀（图乙为铁制品上镀铜示意图）。下列说法不正确的是 A．图甲中的离子交换膜为阳离子交换膜 B．图甲中通过向B电极通入氧气的改进，能降低能耗 C．图乙中向硫酸铜溶液中加入一定量的氨水制成铜氨溶液，可使镀层更光亮 D．图乙中电子的移动方向是片→导线→a极→电池内部→b极→导线→待镀铁制品 【答案】D 【详解】A．图甲中电极A由Cl-转化为Cl2失电子，Na+通过离子交换膜进入到右侧，离子交换膜为阳离子交换膜，A正确； B．图甲中通过向B电极得电子，，通入氧气的改进，避免水电离的H+直接得电子生成，降低了电解电压，电耗明显减少能降低能耗，B正确； C．图乙中向硫酸铜溶液中加入一定量的氨水制成铜氨溶液，镀铜时，加入氨水可以生成铜配离子，使铜离子浓度降低，而且配合物平衡的存在能使铜离子浓度稳定在一定的范畴内，这样使镀层更加紧密均匀光亮，可使镀层更光亮，C正确； D．图乙中电子的移动方向是b极→导线→待镀铁制品，片→导线→a极，D错误； 故选D。 14．若要在铁制品表面镀镍，下列有关说法正确的是 A．电镀液可用FeSO4溶液 B．铁制品应与电源的负极相连 C．阴极的电极反应为Ni-2e-=Ni2+ D．电镀过程中电镀液中溶质的浓度会增大 【答案】B 【详解】A．由分析可知，电镀液应该用NiSO4溶液，而不能用FeSO4溶液，A错误； B．由分析可知，铁制品应与电源的负极相连作阴极，B正确； C．由分析可知，阴极的电极反应为：Ni2++2e-=Ni，C错误； D．由分析可知，阴极反应为：Ni2++2e-=Ni，阳极反应为：Ni-2e-=Ni2+，根据电子守恒可知，电镀过程中电镀液中溶质的浓度基本不变，D错误； 故答案为：B。 15．铁制品镀铜的电镀装置如下图所示，下列说法中不正确的是 资料： A．铜片接电源的正极 B．电镀过程中向阳极移动 C．随铜单质析出电解质溶液中减小 D．加入氨水后可使铜缓慢析出，镀层更致密 【答案】C 【详解】A．铜片做阳极被腐蚀，连接电源正极，故A正确； B．电镀过程中，阴离子往阳极移动，即向阳极移动，故B正确； C．铜片做阳极，失去电子生成Cu2+，阴极上铜离子得电子生成Cu，阳极减小质量等于阴极增加的质量，电解质溶液中c(Cu2+)不变，故C错误； D．加入氨水后可发生反应Cu2++4NH3⇌[Cu(NH3)4]2+，使铜缓慢析出，镀层更致密，故D正确； 故选C。 16．以熔融碳酸盐燃料电池为电源模拟在塑料制品上镀镍的装置如图所示。 已知：①电镀液的配方： ②催化重整反应： 下列说法错误的是 A．电镀时电极与电极相连 B．电镀液中的作用是为了增强溶液的导电能力 C．电极上发生的电极反应式为 D．当电极上析出镍，理论上电极上消耗的体积为(标准状况) 【答案】CD 【详解】A．电极a通入CO和H2，生成产物是CO2和H2O，元素均失去电子，所以电极a是电池的负极，应该与电电解池的阴极相连，电极d是镀件，作阴极，A正确； B．电镀液中中的钠离子和硫酸根离子均不参与电极反应，所以作用是为了增强溶液的导电能力，B正确； C．根据题意，左图电解质中没有氢氧根离子，所以负极发生的电极反应式为：，C错误； D．电极析出镍的电极反应式为：，生成的，则转移电子为，根据电极上的反应式：，氢气和一氧化碳一共转移电子，则消耗CO的量为，标准状况下，一氧化碳体积为，D错误； 故选CD。 17．电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解池，其中a为电解质溶液，X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题： (1)X的电极名称是 (填写“阳极”或“阴极”)。 (2)若X、Y都是惰性电极，a是饱和食盐水，Y极上的电极反应式为 。 (3)若X、Y都是惰性电极，a是CuCl2溶液，X极的电极反应式为 。 (4)若要用该装置电解精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则Y电极的材料是 。 (5)若要用电镀方法在铁表面镀一层金属银，应该选择的方案是___________。填字母编号 方案 X Y 溶液 A 银 石墨 AgNO3 B 银 铁 C 铁 银 D 铁 银 A．A B．B C．C D．D 【答案】(1)阴极 (2)2Cl--2e-=Cl2↑ (3)Cu2++2e-=Cu (4)粗铜 (5)D 【详解】（1）由题干电解装置图可知，X连接电源的负极，为电解池的阴极，故答案为：阴极； （2）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，Y电极连接电源的正极为阳极，阳极上氯离子放电生成氯气，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，故答案为：2Cl--2e-=Cl2↑； （3）若X、Y都是惰性电极，a是CuCl2溶液，X极连接电源的负极为阴极，阴极上Cu2+得到电子发生还原反应，故X极的电极反应式为：Cu2++2e-=Cu，故答案为：Cu2++2e-=Cu； （4）电解精炼粗铜做阳极，精铜做阴极，电解液a选用CuSO4溶液，X为阴极材料是精铜，Y电极是阳极，材料是粗铜，故答案为：粗铜； （5）要用电镀方法在铁表面镀一层金属银，则铁应为阴极即X极，银为阳极即Y极，电解质溶液为硝酸银，只有D符合，故答案为：D。 18．某电化学原理的示意图如图。填写下列空白： (1)甲池中通入的电极为 极，工作过程中，甲池溶液的碱性会 (填“增强”、“减弱”或“不变”)。 (2)若乙池中A为石墨电极，则A作 极，该电极的电极反应式为 ；若乙池中A为铁电极，当铁电极的质量增加10.8 g时，理论上甲池中消耗的氧气在标准状况下的体积为 L。 (3)若将乙池设计为电解精炼铜的装置，则 (填“A”或“B”，下同)极为粗铜；若将乙池改为电镀装置，则 极为待镀金属制品。 【答案】(1) 正 减弱 (2) 阴 0.56 (3) B A 【详解】（1）据分析可知，甲池中通入氧气的电极为正极，正极反应式为O2＋2H2O＋4e−=4OH−，负极反应式为，总反应为：，工作过程中生成水、消耗氢氧根，甲池溶液的碱性会减弱。 （2）据分析可知，乙池中A作阴极，电极反应为Ag++e-=Ag，若乙池中A为铁电极，电极反应为Ag++e-=Ag；当铁电极的质量增加时10.8g，生成Ag的物质的量为0.1mol，转移电子数为0.1mol，通入氧气的电极反应式为O2＋2H2O＋4e−=4OH−，所以理论上甲池中消耗的氧气的物质的量为0.025mol，在标准状况下的体积为0.025mol×22.4L/mol=0.56L。 （3）用电解方法精炼粗铜，乙池电解液选用CuSO4溶液，粗铜作阳极，即B作阳极，若将乙池改为电镀装置，待镀金属制品作阴极，即A作阴极。 19．请分析如下电化学装置，回答下列问题： (1)甲池为 (填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入电极的电极反应式为 。 (2)当甲池中消耗为2.24L(标准状况下)时，理论上乙池中B极质量增加 g。 (3)丙池溶液体积为300mL，写出其总反应的化学方程式 ；为了防止丙池中两极产物相互反应，实际生产中在两极之间设有 离子交换膜(填“阴”或“阳”或“质子”)。电解一段时间后，当溶液的pH为13时，消耗的质量为 g(忽略溶液体积变化，不考虑损耗)。 (4)甲醇的燃烧热为725.76KJ/mol，写出甲醇燃烧热的热化学方程式 。 【答案】(1) 原电池 (2)43.2 (3) 阳 (4)   【详解】（1）根据分析可知甲为原电池，甲醇的电极为负极，KOH为电解液，则电极反应为CH3OH−6e−+8OH−=CO+6H2O； （2）标准状况下2.24L O2的物质的量为0.1mol，反应转移电子为0.1mol×2×2=0.4mol，乙为电解池，B电极为阴极，发生还原反应，Ag++e-=Ag，转移电子0.4mol，生成银0.4mol，质量增加0.4mol ×108g/mol=43.2g； （3）氯化钠溶液电解生成氢氧化钠、氯气和氢气，反应方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑；本装置中要防止氢氧根离子和阳极生成的氯气反应，可以使钠离子向阴极移动，故际生产中在两极之间设有阳离子交换膜；电解一段时间后，当溶液的pH为13时，此时溶液中氢氧根离子的物质的量=0.1mol/L×0.3L=0.03mol，阴极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，则转移电子的物质的量为0.03mol，装置甲中正极的电极反应为：O2+2H2O+4eˉ=4OHˉ，消耗氧气的物质的量为：0.03mol×=0.0075mol，质量为：0.0075mol×32g/mol=0.24g； （4）25℃和101kPa时，液态甲醇()的燃烧热，甲醇燃烧热的热化学方程式为  。 20．电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题： (1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则： ①电解池中X极上的电极反应式为 。 ②Y电极上的电极反应式为 ③该反应的总反应离子方程式是： 。 (2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则： ①X电极的材料是 ， ②Y电极的材料是 (3)如要用电镀方法铁上镀铜，电解液a选用CuSO4溶液，则： ①X电极的材料是 ，电极反应式是 。 ②Y电极的材料是 ，电极反应式是 。 【答案】(1) 2Cl- -2e-=Cl2↑ (2) 纯铜 粗铜 (3) 铁 Cu2++2e-=Cu 铜 Cu−2e-=Cu2+ 【详解】（1）X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，则为点解氯化钠溶液装置 ①电解池中X极为阴极，水中氢离子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。 ②Y电极为阳极，氯离子失去电子发生氧化反应生成氯气，电极反应式为2Cl- -2e-=Cl2↑； ③该反应的总反应为点解氯化钠水溶液生成氢氧化钠和氯气、氢气，离子方程式是：； （2）电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则阳极Y为粗铜、阴极X为精铜； ①X电极的材料是精铜； ②Y电极的材料是粗铜； （3）用电镀方法铁上镀铜，电解液a选用CuSO4溶液，则阳极Y为镀层金属纯铜、阴极X为镀件铁； ①X电极的材料是镀件铁，铜离子在该极发生还原反应生成铜：Cu2++2e-=Cu。 ②Y电极的材料是铜，阳极铜失去电子发生氧化反应生成铜离子，电极反应式是Cu−2e-=Cu2+。 建议时间：50分钟 21．（2025·江苏·高考真题）以稀为电解质溶液的光解水装置如图所示，总反应为。下列说法正确的是 A．电极a上发生氧化反应生成 B．通过质子交换膜从右室移向左室 C．光解前后，溶液的不变 D．外电路每通过电子，电极b上产生 【答案】A 【详解】A．根据分析，电极a为负极，发生氧化反应，电极反应式为：，生成物有O2，A正确； B．原电池中阳离子向正极移动，电极a上生成，电极b上消耗，通过质子交换膜从左室移向右室，B错误； C．在探究溶液浓度变化时，不仅要关注溶质的变化，也要关注溶剂的变化，在光解总反应是电解水，溶液中减少，溶液浓度增大，pH减小，C错误； D．生成，转移2mol电子，外电路通过0.01mol电子时，电极b上生成，D错误； 答案选A。 22．（2025·云南·高考真题）一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示，双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。除硼原理：。下列说法错误的是 A．Pt电极反应： B．外加电场可促进双极膜中水的电离 C．Ⅲ室中，X膜、Y膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜 D．Ⅳ室每生成，同时Ⅱ室最多生成 【答案】C 【详解】A．由分析可知，Pt电极为阳极，阳极发生的反应为：，A正确； B．水可微弱的电离出氢离子和氢氧根，在外加电场作用下，使氢离子和氢氧根往两侧移动，降低了浓度，可促进双极膜中水的电离，B正确； C．由分析可知，Ⅲ室中氯化钠浓度降低了，说明钠离子往阴极方向移动，氯离子往阳极反向移动，即钠离子往右侧移动，通过Y膜，则Y膜为阳离子交换膜，氯离子往左侧移动，通过X膜，则X膜为阳离子交换膜，C错误； D．Ⅳ室每生成，则转移1mol电子，有1mol氢离子移到Ⅱ室中，生成，D正确； 故选C。 23．（2025·山东·高考真题）全铁液流电池工作原理如图所示，两电极分别为石墨电极和负载铁的石墨电极。下列说法正确的是 A．隔膜为阳离子交换膜 B．放电时，a极为负极 C．充电时，隔膜两侧溶液浓度均减小 D．理论上，每减少总量相应增加 【答案】BC 【详解】A．两极通过阴离子平衡电荷，隔膜允许阴离子通过，为阴离子交换膜，A错误； B．根据分析，放电时，a极为负极，b极为正极，B正确； C．充电时，a接电源负极，为阴极，电极反应式为Fe2++2e-=Fe，b接电源正极，为阳极，发生的电极反应式为：Fe2+-e-=Fe3+，两极的Fe2+均减少，C正确； D．根据总反应方程式2Fe3++Fe=3Fe2+可知，Fe3+减少1mol，Fe2+增加1.5mol，D错误； 答案选BC。 24．（2025·河北·高考真题）科研工作者设计了一种用于废弃电极材料再锂化的电化学装置，其示意图如下： 已知：参比电极的作用是确定再锂化为的最优条件，不干扰电极反应。下列说法正确的是 A．电极上发生的反应： B．产生标准状况下时，理论上可转化的 C．再锂化过程中，向电极迁移 D．电解过程中，阳极附近溶液pH升高 【答案】B 【详解】A．由分析知，电极上发生的反应：，A错误； B．由电极反应式可知，产生标准状况下5.6L(即0.25 mol) 时转移1 mol 电子，理论上转化的，B正确； C．为阴离子，应向阳极移动，即向Pt电极迁移，C错误； D．由阳极电极反应式可知，电解过程中，阳极产生、消耗，酸性增强，则阳极附近pH降低，D错误； 故选B。 25．（2025·甘肃·高考真题）我国科研工作者设计了一种Mg-海水电池驱动海水()电解系统(如下图)。以新型为催化剂(生长在泡沫镍电极上)。在电池和电解池中同时产生氢气。下列关于该系统的说法错误的是 A．将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化效率 B．在外电路中，电子从电极1流向电极4 C．电极3的反应为： D．理论上，每通过2mol电子，可产生 【答案】D 【详解】A．催化剂生长在泡沫镍电极上可加快电解速率，提高催化效率，A正确； B．根据分析，电极1是负极，电极4为阴极，电子从电极1流向电极4，B正确； C．由分析可知，电极3为阳极，发生氧化反应，生成氧气，电极3的反应为：，C正确； D．根据分析可知，电极2和电极4均产生氢气，理论上，每通过2mol电子，可产生2molH2，D错误； 答案选D。 26．（2024·广西·高考真题）某新型钠离子二次电池(如图)用溶解了NaPF6的二甲氧基乙烷作电解质溶液。放电时嵌入PbSe中的Na变成Na+后脱嵌。下列说法错误的是 A．外电路通过1mol电子时，理论上两电极质量变化的差值为23g B．充电时，阳极电极反应为： C．放电一段时间后，电解质溶液中的Na+浓度基本保持不变 D．电解质溶液不能用NaPF6的水溶液替换 【答案】A 【详解】A．外电路通过1mol电子时，负极有1molNa失电子生成Na+进入右侧溶液，溶液中有1molNa+从右侧进入左侧，并与正极的Na3-xV2(PO4)3结合，则理论上两电极质量变化的差值为2mol×23g/mol=46g，A错误； B．充电时，左侧电极为阳极，Na3V2(PO4)3失电子生成Na3-xV2(PO4)3，则阳极电极反应为：，B正确 ； C．放电一段时间后，负极产生的Na+的物质的量与负极区通过隔膜进入左极区的Na+的物质的量相同，进入左极区的Na+与参加左侧正极反应的Na+的物质的量相同，所以电解质溶液中的Na+浓度基本保持不变，C正确 ； D．Na能与水反应，所以电解质溶液不能用NaPF6的水溶液替换，D正确 ； 故选 A。 27．（2024·贵州·高考真题）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：，。体系中与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 C．光阳极每消耗，体系中生成 D．在Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)的循环反应中表现出氧化性和还原性 【答案】C 【详解】A．该装置为电解池，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； B．由图可知，阴极上氧气和氢离子得电子生成过氧化氢，电极反应式为，B正确； C．光阳极上水失电子生成H2O2和氢离子，电极反应式为，每转移2mol电子生成，此时阴极也生成：，即光阳极每消耗1molH2O，体系中生成，C错误； D．由Mn(Ⅳ)和过氧化氢转化为Mn(Ⅱ)过程中，锰元素化合价降低，做还原剂，表现还原性，由Mn(Ⅱ)转化为Mn(Ⅳ)时，中O元素化合价降低，做氧化剂，表现氧化性，D正确； 故选C。 28．（2024·广东·高考真题）一种基于氯碱工艺的新型电解池(下图)，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： B．阴极区溶液中浓度逐渐升高 C．理论上每消耗，阳极室溶液减少 D．理论上每消耗，阴极室物质最多增加 【答案】C 【详解】A．由分析可知，阳极反应为：，A正确； B．由分析可知，阴极反应为：，消耗水产生，阴极区溶液中浓度逐渐升高，B正确； C．由分析可知，理论上每消耗，转移6mol电子，产生3mol，同时有6mol由阳极转移至阴极，则阳极室溶液减少，C错误； D．由分析可知，理论上每消耗，转移6mol电子，有6mol由阳极转移至阴极，阴极室物质最多增加，D正确； 故选C。 29．（2024·甘肃·高考真题）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： C．工作时从多孔电极1迁移到多孔电极2 D．理论上电源提供能分解 【答案】B 【详解】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)2H2+O2，分解2molH2O转移4mol电子，则理论上电源提供2mol电子能分解1molH2O，D项正确； 答案选B。 30．（2024·湖南·高考真题）在水溶液中，电化学方法合成高能物质时，伴随少量生成，电解原理如图所示，下列说法正确的是 A．电解时，向Ni电极移动 B．生成的电极反应： C．电解一段时间后，溶液pH升高 D．每生成的同时，生成 【答案】B 【详解】A．由分析可知，Ni电极为阴极，Pt电极为阳极，电解过程中，阴离子向阳极移动，即向Pt电极移动，A错误； B．由分析可知，Pt电极失去电子生成，电解质溶液为KOH水溶液，电极反应为：，B正确； C．由分析可知，阳极主要反应为：，阴极反应为：，则电解过程中发生的总反应主要为：，反应消耗，生成，电解一段时间后，溶液pH降低，C错误； D．根据电解总反应：可知，每生成1mol，生成0.5mol，但Pt电极伴随少量生成，发生电极反应：，则生成1molH2时得到的部分电子由OH-放电产生O2提供，所以生成小于0.5mol，D错误； 故选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$