专题1 第二单元 专题探究3 隔膜技术在电化学中的应用-【学霸黑白题】2025-2026学年高中化学选择性必修1（苏教版2019)

溶解12.8：时，不能计算出转移电子总数，所以通过隔膜的不一 定为0.4mol,D项错误。 6.D解析：根据题意分析，氧化铁固体逐渐溶解，可能电解产生了氢离 子形成酸性溶液，则1室中铜离子得电子形成铜单质，氯离子通过阴 离子交换膜迁移至Ⅱ室，电极I为阴极，电极Ⅱ为阳极，Ⅲ室的水失 去电子形成氧气和氢离子，电极反应式为2H,0-4e一02↑+4H 产生的氢离子通过质子交换膜迁移至Ⅱ室，迁移的氟离子和氢离了子 形成盐酸溶液，溶解氧化铁固体。根据分析，电极【为电解池的阴 极，连接电源的负极，则a为负极，b为正极，A错误：石墨电极Ⅱ为阳 极，电极反应式为2H20-4e一02↑+4H,向石墨电极Ⅱ附近滴加 石蕊溶液，应出现红色，B错误；通电后，I室溶液中的铜离子得电子 形成铜单质附着于电极I上，质量增加，C错误；当0.01mol氧化铁 完全溶解时，根据反应方程式Fe0,+6HC一2FeC,+3H,0可知， 消耗0.06 mol HC1需要0.06mol氢离子，根据电极反应式2H20-4c 一02T+4H,共转移电子0.06mol,则根据阴极电极反应式 Cu2++2e一Cu,失去高子0.03ml,同时迁移至Ⅱ室的氯离子共 0.06mol,总共减少质量为64g·mal1×0.03mol+35.5g·mol1× 0.06mol=4.05g,D正确。 压轴挑战 7.(1)负极Br-6e+3H20=B03+6H(2)H20 (3)CH,0H-6e+H20=C0,↑+6H(4)①纯關②D(5)> (6)cj 解析：I,图1甲池的b极上B失去电子生成BO;,发生氧化反应 则b是阳极与电源正极相连，a为阴极与电源负极相连，BO;进人乙 装置，在催化剂作用下生成B和Z,Z是02。(1)由分析可知，电极 a为阴极与电源负极相连：b极上Br失去电子生成BO;,电极反应 式为Br-6e+3H0B05+6H。(2)总反应中生成物是氣气和 氧气，因此补充的物质Y为H20。Ⅱ.(3)根据装置甲溶液内H移 动方向，原电池内部阳离子向正极移动，B为燃料电池的正极，A为 燃料电池的负极，发生氧化反应，酸性条件下甲醇失去电子生成C02 和H,电极反应式为CH,0H-6e+H,0C02↑+6H。(4)乙装 置中C与燃料电池的正极相连为阳极，D为阴极，若用于粗铜精炼 则相铜作阳极，精铜作阴极，D电极是纯铜：若用于电镀，则镀层金属 作阳极，镀件作阴极，则镀件是D。(5)溶质为C山(NO,)2和 X(NO,),,且均为0.1mol的混合溶液，Cu2+和X+均为0.1mol,若 0.1 mol Cu2+生成0.1mlCu单质需要0.2mol电子，若0.1molX+生 成X单质，需要0.3m0l电子，由图可知，0.2mol电子转移，固体质量 不再变化，说明析出的是Cu,氧化性强的离子先得电子析出，C+的 氧化性大于X。(6)阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通 过，甲室是阳极室，戊室是阴极室，电解时乙室中阴离子移向甲室，乙 室中阳离子移向丙室，丁室中的阳离子移向戊室，阴离子移向丙室 则乙室和丁室中部分离子的浓度减小，利下的物质主要是水，談水的 出口为ejo 专题探究3隔膜技术在电化学中的应用 黑 专题强化 题号1234 答案ACDD 1.A解析：与电源正极相连的石墨电极为阳极，H,0失电子生成H 和02，H通过a膜进人产品室，则a膜为阳离子交换膜：与电源负极 相连的石墨电极为阴极，H,0得电子生成H,和OH,从NaOH溶液 的流向看，其浓度应增大，所以Na*通过e膜流向N室，c膜为阳离子 交换膜：B(OH):通过b膜流向产品室，则b膜为阴离子交换膜。产 品室中，通过a膜进人的H与通过b膜进人的B(OH):发生反应： B(OH):+H一H,B03+H20,去掉a膜，阳极区用稀硫酸作电解 液，会影响HB03的纯度，A错误：N室中与电源负极相连的石墨电 极为阴极，H20得电子生成H2和0H,电极反应式为2H20+2e H2↑+20H,B正确：产品室中，通过a膜进人的H与通过b膜 进入的B(OH):发生反应生成HBO3,可以推知HBO3可以发生反 选择性必修第一册·SJ 应H,B03+H20一B(0H)4+H,则H,B03为一元弱酸，C正确：由 分析可知，a、c膜均为阳离子交换膜，b膜为阴离子交换膜，D正确。 2.C解析：电极b加入含NO;的废水，产生氮气，氮元素化合价降低， 得到电子，所以b电极是正极，则a电极为负极，并且a电极区产生 C02,溶液不显碱性，所以电极反应式为CH120。-24。+6H,0 6C02↑+24H,A错误：b电极是正极，电极反应式为2N0+6H20+ 10eN2↑+12OH,pH升高，B错误：根据间种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引的原则，在放电时阴离子移向左侧负极，阳离子移 向右侧正极，所以该电池工作时，离子交换腿℃和d分别为阴离子交 换膜和阳离子交换膜，C正确：高祖会导致厌氧菌、反硝化细菌等微 生物的蛋白质发生变性面失去其生理活性，导致电池失效，因此该电 池不能在高温下工作，D错误。 3.D解析：根据题意两极均得到副产品NHNO,可知，Ⅱ室废水中 的NH移向I室、NO1移向Ⅲ室，根据电解袍中阳离子向阴极移动、 阴离子向阳极移动，则1室石墨电极为阴极、Ⅲ室石墨电极为阳极： 阴极所连的a极为电源负极，阳极所连的b极为电源正极。由分析 可知，a极为电源负极，b极为电源正极，a极电势低于b极电势，A铅 误：c膜通过的是NH,故c膜应为阳离子交换膜，d膜通过的是 NO1,故d膜为阴离子交换膜，B错误：阴极上H得电子生成氢 气：2H+2©°一H2↑，然后迁移过来的铵根离子和硝酸根离子生成 硝酸做，C错误：阳极的氢氧根离子失去电子发生氧化反应生成氧 气：40H-4e=2H20+02↑，则当电路中通过1mol电子时，阳极 会有0.25ml02生成，在标准状况下的体积为5.6L,D正确。 4.D解析：电解时，溶液中的阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动. 溶液中的Na向阴极移动，与双极膜提供的氢氧根离子结合，出口2 的产物为NOH溶液，A错误：电解时，溶液中的阳离子向阴极移动， 阴离子向阳极移动，溶液中的B向阳极移动，与双极膜提供的氢离 子结合，故出口4的产物为HB溶液，钠离子不能通过双极膜，故出 口5不是疏酸，B错误：结合选项B,B不会从盐室最终进人阳极液 中，C错误：电解池阴极处发生的反应是物质得到电子被还原，发生 还原反应，水解离成H和0H,则在阴极处发生的反应为2H+2© 一H2↑，D正确。 专题探究4原电池、电解池的串联应用 黑题 题号1 2 答案CC 1.C解析：将电源接通后，W极附近颜色逐渐加深，说明通电时氢氧 化铁胶粒移向该极，则W是阴极，N是电源负极、M是正极：X是阳 极、Y是阴极。W极附近颜色逐渐加深，W是阴极，则N是电源负 极、M是正极，A正确：X是阳极、Y是阴极，X极发生反应2H20-4e 一02↑+4H+:Y极发生反应Cu2++2e一Cu,根据得失电子守 恒，电极X和Y产生的单质的物质的量之比为1：2，B正确：若甲装 置中盛有足量CS0,溶液，X极放出氧气、Y极生成单质铜，通电一 段时间，加人适量C0可以使溶液恢复原状，C错误：乙装置U是阳 极、R是阴极，欲用乙装置给钥镀银，银作阳极、铜作阴极，U极应该 是Ag,电戟液选择AgNO,溶液，D正确。 2.C解析：阳极的电极反应式为2H20-4e一02↑+4H,当电路中 转移1mle时，生成8gO2从溶液中逸出，同时有1mdlH*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,A正确：阳 极室产生H,阴极电极反应式为2CH2=CHCN+2+2e= NC(CH2),CN,消耗H,应选用阳离子交换膜使H通过离子交换膜 由阳极室向阴极室迁移，B正确：通人甲烷一极的电极反应式为 CH4-8e+10OHC0方+7H20,石墨电极b上的电极反应式为 2CH2一CHCN+2H*+2e一NC(CH2),CN,每个电池甲烧通人量均 为5.6L.(标准状况)且反应完全，则电路中转移电子为2m©l,理论上 最多能获得1 mol NC(CH,),CN,C错误；根据题意，与传统有机合成 相比，电化学有机合成法反应条件温和、反应试剂纯净且生产效率 高，D正确。 黑白题10专题探究3 隔膜技术 黑题 专题强化 1.(2025·四川成都高三期中)现代膜技术可使 某种离子具有单向通过能力，常用于电解池、 原电池中。电解NaB(OH)。溶液可制备 HB0,其工作原理如图。下列说法错误的是 ( 电源 石墨 石墨 a膜 1% NaOH 溶液 HBO. NaB(OHa x% 稀硫酸 稀溶液 浓溶液 NaOH 溶液 M室 产品 原料室 N室 A.去掉a膜，阳极区用稀硫酸作电解液，不影 响HBO3的纯度 B.N室发生的电极反应式为2H,0+2e —H2↑+20H C.HB0,为一元弱酸 D.a、c膜均为阳离子交换膜，b膜为阴离子交 换膜 2.(2025·江苏 CO 贡我 炎水 电极 镇江高二月 考)一种微生 化 物电池可用于 净化污水和淡 化海水，工作 含莉萄糖废水海水)含N)废水 离子交换膜e离子交换膜d 原理如图。下列说法正确的是 ( A.放电时电极a上反应为C6H,0。 24e+240H=6C02↑+18H20 B.放电时电极b附近溶液的pH降低 C.离子交换膜c和d分别为阴离子交换膜和 阳离子交换膜 D.为加快净化污水和淡化海水的速率，该电 池可在高温下工作 3.(2025·河北石家庄高二期中)三室式电渗析 选择性必修第一册·S黑 在电化学中的应用 限时：20min 法处理含NH,NO,废水的原理如 图所示，在直流电源的作用下，两 膜中间的NH和NO;可通过离子交换膜，而 两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。 工作一段时间后，在两极区均得到副产品 NH,NO,。下列叙述正确的是 电源 d膜 稀碍酸含NHNO,废水稀氨水 A.a极电势大于b极电势 B.c膜为阴离子交换膜，d膜为阳离子交换膜 C.阴极电极反应式为2N0,+12H+10e一 N2↑+6H20 D.当电路中通过1mol电子时，阳极产生标准 状况下的025.6L 双极膜在电渗析中应用广泛，它 是由阳离子交换膜和阴离子交换 苏讲削 膜复合而成。双极膜内层为水层，工作时水 层中的H,0解离成H和OH,并分别通过离 子交换膜向两侧发生迁移。下图为NaBr溶 液的电渗析装置示意图。 Na,SO,溶液循环液NBr溶液猜环液Na,SO,溶液 情性电板 阴极液 双极膜 换宝1 离子交换膜 室 离子交换膜 交换室2 双极膜 阳极液 情性电极 水层 水层 出口1 出口2 出口3 出口4出口5 下列说法正确的是 A.出口2的产物为HBr溶液 B.出口5的产物为硫酸溶液 C.Br可从盐室最终进入阳极液中 D.阴极电极反应式为2H*+2e—H2↑ 白题026 专题探究4原电池 黑题 专题强化 1.(2025·河南郑州高二期中)如下图所示的装 置中，X、Y、Q、W都是石墨电极，将电源接通 后，W极附近颜色逐渐加深。下列说法不正 确的是 硫酸钢溶液 氢氧化铁胶体 A.电源的M极为正极 B.电极X和Y产生的单质的物质的量之比 为1：2 C.若甲装置中盛有足量CuS04溶液，通电一 段时间，加入适量Cu(OH)2可以使溶液恢 复原状 D.欲用乙装置给铜镀银，U极应该是Ag,电 镀液选择AgNO,溶液 2.(2024·安徽马鞍山高二月考)用 电合成法先以丙烯为原料制备丙 烯腈(CH,一CHCN),再用丙烯腈电解合成己 二腈[NC(CH,),CN]。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解 合成己二腈，下列有关说法不正确的是( CH 子交 NC.CH).CN KO川溶液 KOH溶液 A.当电路中转移1mole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.若每个电池甲烷通人量均为5.6L(标准状 况)且反应完全，则理论上最多能获 专题1 电解池的串联应用 限时：20min 得2 mol NC(CH2),CN D.与传统有机合成相比，电化学有机合成法 反应条件温和、反应试剂纯净且生产效 率高 3.(2025·河南南阳高二期中)能源的开发、利 用与人类社会的可持续发展息息相关。如图 所示的装置，X、Y都是惰性电极。将电路接 通后，向乙中滴入酚酞溶液，在Fe电极附近 显红色。其中装置乙、丙、丁中溶液均为足 量，回答下列问题： 电 电书 离子交换膜 饱和NaC溶液CSO,客液CuCd溶液 人 (1)甲装置是甲醇燃料电池（电解质溶液为 KOH溶液)的结构示意图，则a处通人的是 (填“CH,0H”或“O2”),其电极上发 生的电极反应是 (2)在乙装置中，石墨(C)电极上发生 (填“氧化”或“还原”)反应：乙装置 中总反应的离子方程式是 。若把乙装置两电极互换，铁电 极的电极反应式为 (3)丙装置为电解精炼粗铜装置，当d极质量 (填“增加”或“减少”)12.8g时，装 置乙中产生气体的总物质的量为 装置丁中电解质溶液质量减少 (4)若将乙装置中两电极用导线直接相连 形成原电池，则石墨(C)电极上发生的电极 反应为 黑白题027