专题03 电能转化为化学能（期中真题汇编，山东专用）高二化学上学期

专题03 电能转化为化学能 2大高频考点概览 考点01 电解的基本概念 考点02 电解的应用 地 城 考点01 电解的基本概念 1．(2024-2025·高二上·泰安实验学校·期中)下列关于电解池工作原理的说法中，错误的是 A．电解池是一种将电能转化成化学能的装置 B．电解池中发生的反应是非自发的氧化还原反应 C．电解池工作时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应 D．与原电池不同，电解池放电时，电极本身不会参加电极反应 2．(2024-2025·高二上·菏泽高级中学·期中)如图所示是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关判断正确的是 A．a为负极、b为正极 B．a为阳极、b为阴极 C．电解过程中，d电极质量增加 D．电解过程中，氯离子浓度不变 3．(2024-2025·高二上·德州统考·期中)关于如图所示①②两个装置的叙述正确的是 A．装置名称：①是原电池，②是电解池 B．硫酸浓度变化：①增大，②减小 C．电极反应式：①中阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，②中正极：Zn－2e－===Zn2＋ D．离子移动方向：①中H＋向阴极方向移动，②中H＋向负极方向移动 4．(2024-2025·高二上·油田二中·期中)某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在图中，下列有关分析完全正确的是 选项 A B C D a电极 阳极 阴极 阳极 阴极 d电极 正极 正极 负极 负极 Q离子 阳离子 阳离子 阴离子 阴离子 5．(2024-2025·高二上·潍坊联考·期中)下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是(电极为石墨) A． B． C． D． 6．(2024-2025·高二上·威海二中·期中)新型液态电池的工作原理如图所示（a、b均为石墨电极）。下列有关说法错误的是 A．电极a为负极，发生氧化反应 B．放电时，负极区溶液pH减小 C．正极电极反应式为 D．若用此电池为铅酸蓄电池充电，b电极连接电极 7．(2024-2025·高二上·历城区联考·期中)用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为3∶1的硫酸铜和氯化钠的混合溶液，不可能发生的反应有 A．2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑ B．Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑ C．2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ D．2H2O2H2↑＋O2↑ 8．(2024-2025·高二上·冠县一中·期中)下列说法正确的是 A．电解饱和NaCl溶液时，向阴极移动，在阴极表面得电子析出 B．电解精炼铜装置中粗铜作阴极 C．电镀池中镀层金属作阳极 D．通过电解溶液的方法冶炼金属镁 9．(2024-2025·高二上·枣庄检测·期中)用下列装置进行相应实验，能达到实验目的的是 ① ② ③ ④ A．装置①可用于电解饱和食盐水制备氯气和氢气 B．装置②可用于构成铜锌原电池 C．装置③可用于模拟钢棒上镀银 D．装置④可用于电解精炼铜，且溶液浓度不变 10．(2024-2025·高二上·泰安市直联考·期中)关于如图所示① ②两个装置的叙述正确的是 A．硫酸浓度变化：①不变，②减小 B．① 中电解池的电子流动方向：负极→C电极(左边)→溶液→C电极(右边)→阳极 C．电极反应式：① 中阳极：4OH-4e-=2H2O+O2↑，②中正极：Zn-2e-=Zn2+ D．离子移动方向：① 中H+向阴极方向移动，②中H+向正极方向移动 11．(2024-2025·高二上·聊城三中·期中)利用电化学原理，将、和熔融制成燃料电池，模拟工业电解法精炼银，装置如图所示。甲池工作时，转变成氧化物，可循环使用。下列说法错误的是 A．石墨Ⅱ为正极，发生还原反应 B．甲池总反应为 C．乙池中电极Ⅰ是粗银 D．甲池工作时，向石墨Ⅰ方向迁移 12．(2024-2025·高二上·泰西中学·期中)如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的NaCl溶液、AgNO3溶液、x溶液，a、b、c、d电极均为石墨电极，接通电源经过一段时间后，乙中c电极质量增加，据此回答问题： （1）电源的M端为 极(填名称)。 （2）电极d上发生的电极反应式为 ，乙池溶液pH (填“增大”、“减小”或“不变”)。 （3）甲池中的总反应式为 。 （4）当电路中有0.04mol电子通过时，a、b、c、d电极上产生的气体或固体的物质的量之比是 。 （5）若利用丙池实现铁上镀铜，则e、f依次是 ， (填化学式)。 地 城 考点02 电解的应用 电解的基本概念 1．(2024-2025·高二上·商河一中·期中)用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为3∶1的硫酸铜和氯化钠的混合溶液，不可能发生的反应有 A．2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑ B．Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑ C．2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ D．2H2O2H2↑＋O2↑ 2．(2024-2025·高二上·德州·期中)氯碱工业的一种节能新工艺是将电解池与燃料电池相结合，相关物料的传输与转化关系如图所示(电极未标出)。下列说法正确的是 A．电解池的阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ B．通入空气的电极为负极 C．电解池中产生2 mol Cl2时，理论上燃料电池中消耗0.5 mol O2 D．a、b、c的大小关系为a>b＝c 3．(2024-2025·高二上·聊城·期中)我国科研工作者提出通过电解原理联合制备环氧乙烷同时处理酸性含铬废水，其工作原理示意图如图所示。其中双极膜由阳离子交换膜和阴离子交换膜组成，工作时内层H2O解离为和，并分别向两极迁移。下列说法正确的是 A．电极b为电源负极 B．膜q为阳离子交换膜 C．N极的电极反应式为 D．工作时，NaOH溶液浓度保持不变 4．(2024-2025·高二上·即墨高级中学·期中)通过如下图所示装置可实现将废旧锂离子电池的正极材料LiCoO2转化为Co2+，并回收钴，同时可借助其降解乙酸盐生成CO2。其中电极材料均为石墨，右侧装置为原电池(工作时应保持厌氧环境和pH稳定)。下列说法正确的是 A．乙室电极反应式为： B．装置工作时，乙室减小 C．装置工作时，甲室发生还原反应： D．装置工作一段时间后，应定时将乙室溶液转移至甲室 5．(2024-2025·高二上·招远二中·期中)金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量铁、锌、铜、铂等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是 A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2＋＋2e－===Ni B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等 C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋ D．电解后，电解槽底部的阳极泥中有铜和铂，没有锌、铁、镍 6．(2024-2025·高二上·青州一中·期中)电化学方法制备碘仿的原理及主要原料如图，选择性交换膜只允许Na+通过，已知生成CHI3的反应：。下列叙述不正确的是 A．丙酮可溶于水，制备过程中不需要搅拌，丙酮便可与离子充分接触反应 B．左室生成的反应：、 C．制备1mL碘仿实际消粍的电量大于理论值，可能的原因是 D．电解一段时间后，应定时将右室混合溶液的一部分移至左室 7．(2024-2025·高二上·宁阳·期中)一种电化学法合成甲酸盐和辛腈的工作原理如图所示，中间为阴离子交换膜。下列说法不正确的是 A．电极为阳极，发生氧化反应 B．电解一段时间后，阴极区溶液pH增大 C．电极的电极方程式： D．标准状况下，22.4L 参与反应时电极有0.5mol辛胺转化为辛腈 8．(2024-2025·高二上·东平高级中学·期中)工业上电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示，下列说法正确的是 A．电池工作时，外电路中电子的流动方向：M镀镍铁棒电解质溶液碳棒N B．电池工作时，镀镍铁棒上的电极反应式为 C．电池工作一段时间后，中间工作室的NaCl浓度小于1%，原因是在中间工作室生成了更多的水 D．常温下，溶液中： 9．(2024-2025·高二上·新泰一中·期中)在直流电场作用下双极膜中间层中的解离为和，并分别向两极迁移。如图所示装置，可将捕捉的二氧化碳转化为而矿化封存，减少碳排放，同时得到氧气、氢气、高浓度盐酸等产品。下列说法正确的是 A．电极为阴极，电极反应式为 B．去掉双极膜，阳极的电极反应式不变，阴极的电极反应式改变 C．每转移个电子，生成碳酸钙 D．两个双极膜中间层的均向右移动 10．(2024-2025·高二上·青岛五十八中·期中)用石墨电极电解100 mL H2SO4和CuSO4的混合溶液，通电一段时间后，两极均收集到 2.24 L气体(标准状况)，原混合溶液中Cu2＋的物质的量浓度为 A．1 mol·L－1 B．2 mol·L－1 C．3 mol·L－1 D．4 mol·L－1 11．(2024-2025·高二上·济宁一中·期中)某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行电解饱和NaCl溶液的实验，装置如下图所示，下列说法正确的是 A.甲烷燃料电池工作时，负极的电极反应为：CH4－8e－＋10OH－===7H2O＋CO B.电极b上得到的是Cl2 C.标准状况下，每个电池通入1 L CH4且完全反应，理论上最多能得到8 L H2 D.若将电极a的石墨棒换成Fe棒，NaCl溶液中发生的总反应式为：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 12．(2024-2025·高二上·烟台四中·期中)一种水性电解液Zn－MnO2离子选择双隔膜电池如图所示[KOH溶液中，Zn2＋以Zn(OH)存在]。电池放电时，Ⅱ区的K2SO4溶液浓度变大，下列叙述错误的是 A.电池放电时，转移2 mol e－正极质量减少32 g B.Ⅰ区与Ⅱ区之间的离子交换膜为阴离子交换膜 C.Zn电极反应：Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH) D.Ⅲ区的K＋通过隔膜向Ⅱ区迁移 13．(2024-2025·高二上·青岛二中·期中)电解工作原理的实际应用非常广泛。 （1）电解精炼银时，阴极反应为 。 （2）工业上为了处理含有的酸性工业废水，采用下面的处理方法：往工业废水中加入适量NaCl，以铁为电极进行电解，经过一段时间，有和沉淀生成，工业废水中铬元素的含量可低于排放标准。关于上述方法，下列说法错误的是_____(填字母)。 A．阳极反应： B．阴极反应： C．在电解过程中工业废水由酸性变为碱性 D．可以将铁电极改为石墨电极 （3）某同学设计了如图装置进行以下电化学实验。 ①当开关K与a连接时，两极均有气泡产生。 ②一段时间后，使开关K与a断开，与b连接时，虚线框内的装置可称为 。请写出此时Fe电极上的电极反应 。 （4）1L某溶液中含有的离子如下表： 离子 1 1 1 用惰性电极电解该溶液，当电路中有3mol通过时(忽略电解时溶液体积变化及电极产物可能存在的溶解现象)，则a= ，阳极生成 mol。 14．(2024-2025·高二上·泰安·期中)电解法处理氮氧化物生产HNO3或硝酸盐有较高的环境效益和经济效益(图中电极均为石墨)。 电解NO制备NH4NO3原理如图1所示： （1）阳极为_________(填“X”或“Y”)，Y的电极反应式为_________________________。 （2）为使电解产物完全转化为NH4NO3，需要补充的物质A的化学式为_____________。 （3）用图2装置进行模拟电解NO2气体实验，可制备硝酸。电解时NO2发生反应的电极反应式为______________________。 （4）若有标准状况下2.24 L NO2被吸收，通过阳离子交换膜(只允许阳离子通过)的H＋为________ mol。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 电能转化为化学能 2大高频考点概览 考点01 电解的基本概念 考点02 电解的应用 地 城 考点01 电解的基本概念 1．(2024-2025·高二上·泰安实验学校·期中)下列关于电解池工作原理的说法中，错误的是 A．电解池是一种将电能转化成化学能的装置 B．电解池中发生的反应是非自发的氧化还原反应 C．电解池工作时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应 D．与原电池不同，电解池放电时，电极本身不会参加电极反应 【答案】D 【解析】如果阳极是活泼电极，电极本身失去电子，发生氧化反应。 2．(2024-2025·高二上·菏泽高级中学·期中)如图所示是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关判断正确的是 A．a为负极、b为正极 B．a为阳极、b为阴极 C．电解过程中，d电极质量增加 D．电解过程中，氯离子浓度不变 【答案】C 【解析】电流从电源的正极流出，因此a为正极，b为负极，则c为阳极，d为阴极。电解CuCl2溶液的电极反应分别为阳极(c电极)：2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极(d电极)：Cu2＋＋2e－===Cu，故C项正确。 3．(2024-2025·高二上·德州统考·期中)关于如图所示①②两个装置的叙述正确的是 A．装置名称：①是原电池，②是电解池 B．硫酸浓度变化：①增大，②减小 C．电极反应式：①中阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，②中正极：Zn－2e－===Zn2＋ D．离子移动方向：①中H＋向阴极方向移动，②中H＋向负极方向移动 【答案】B 【解析】①为电解池，电解水，阳极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，硫酸的浓度增大；②为原电池，溶液中的氢离子移向正极，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，硫酸的浓度减小。 4．(2024-2025·高二上·油田二中·期中)某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在图中，下列有关分析完全正确的是 选项 A B C D a电极 阳极 阴极 阳极 阴极 d电极 正极 正极 负极 负极 Q离子 阳离子 阳离子 阴离子 阴离子 【答案】B 【解析】根据题图知，该装置有外接电源，所以属于电解池，根据电子流向知，c是负极，d是正极，a是阴极，b是阳极，电解时，电解质溶液中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，则Q离子是阳离子，P离子是阴离子，故B正确。 5．(2024-2025·高二上·潍坊联考·期中)下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是(电极为石墨) A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A．电解HCl溶液，在阳极上生成Cl2，故A错误；B．电解CuSO4阴极生成Cu，故B错误；C．电解NaOH、H2SO4，阴极得电子能力：H+>Na+，阳极失电子能力：OH->，两极上分别生成H2和O2，故C正确；D．电解AgNO3，在阴极上得到银，故D错误，故选C。 6．(2024-2025·高二上·威海二中·期中)新型液态电池的工作原理如图所示（a、b均为石墨电极）。下列有关说法错误的是 A．电极a为负极，发生氧化反应 B．放电时，负极区溶液pH减小 C．正极电极反应式为 D．若用此电池为铅酸蓄电池充电，b电极连接电极 【答案】C 【解析】a电极有气体c放出，放出的气体为氧气，可知a电极双氧水发生氧化反应生成氧气，a是负极、b是正极。A．a电极有气体c放出，放出的气体为氧气，电极a为负极，发生氧化反应，故A正确；B．放电时，负极发生反应H2O2-2e-+2OH-=2H2O+O2↑，负极区消耗OH-，溶液pH减小，故B正确；C．b是正极，正极双氧水得电子生成水，正极电极反应式为，故C错误；D．a是负极、b是正极，若用此电池为铅酸蓄电池充电，铅酸蓄电池充电时电极为阳极，接电池正极b电极，故D正确；故选C。 7．(2024-2025·高二上·历城区联考·期中)用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为3∶1的硫酸铜和氯化钠的混合溶液，不可能发生的反应有 A．2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑ B．Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑ C．2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ D．2H2O2H2↑＋O2↑ 【答案】C 【解析】设混合溶液的体积为4 L，物质的量浓度均为1 mol·L－1，溶液中硫酸铜和氯化钠的物质的量分别为3 mol 和1 mol，根据转移电子守恒，第一阶段：阳极上氯离子放电，阴极上铜离子放电，电解的方程式是Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑，氯离子完全反应时，剩余铜离子2.5 mol；第二阶段：阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电，电解的方程式是2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑；第三阶段：阳极上氢氧根离子放电，阴极上氢离子放电，电解的方程式是2H2O2H2↑＋O2↑。 8．(2024-2025·高二上·冠县一中·期中)下列说法正确的是 A．电解饱和NaCl溶液时，向阴极移动，在阴极表面得电子析出 B．电解精炼铜装置中粗铜作阴极 C．电镀池中镀层金属作阳极 D．通过电解溶液的方法冶炼金属镁 【答案】C 【解析】电解饱和NaCl溶液时，向阴极移动，在阴极表面得电子析出氢气，A错误；电解精炼铜装置中粗铜作阳极，纯铜作阴极，B错误；电镀池中镀层金属作阳极，待镀件作阴极，C正确；通过电解熔融的方法冶炼金属镁，D错误；故选C。 9．(2024-2025·高二上·枣庄检测·期中)用下列装置进行相应实验，能达到实验目的的是 ① ② ③ ④ A．装置①可用于电解饱和食盐水制备氯气和氢气 B．装置②可用于构成铜锌原电池 C．装置③可用于模拟钢棒上镀银 D．装置④可用于电解精炼铜，且溶液浓度不变 【答案】C 【解析】Cu作阳极，Cu放电生成Cu2+，不能生成氯气，装置①不能用于电解饱和食盐水制备氯气和氢气，A错误；应该左侧放入硫酸锌溶液，右侧放入硫酸铜溶液，B错误；银在阳极失去电子生成Ag+，溶液中的Ag+在阴极得到电子生成Ag，装置③可用于模拟钢棒上镀银，C正确；电解精炼时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，由于粗铜含有其它放电的杂质，溶液中铜离子浓度降低，D错误；故选C。 10．(2024-2025·高二上·泰安市直联考·期中)关于如图所示① ②两个装置的叙述正确的是 A．硫酸浓度变化：①不变，②减小 B．① 中电解池的电子流动方向：负极→C电极(左边)→溶液→C电极(右边)→阳极 C．电极反应式：① 中阳极：4OH-4e-=2H2O+O2↑，②中正极：Zn-2e-=Zn2+ D．离子移动方向：① 中H+向阴极方向移动，②中H+向正极方向移动 【答案】D 【解析】①为电解池，电解水，阳极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑,硫酸的浓度增大；②为原电池,溶液中的氢离子移向正极，正极反应式为2H++2e-=H2↑,硫酸的浓度减小。A．①为电解池，电解水，阳极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑,硫酸的浓度增大，A错误；B．电子不能进入溶液，B错误；C．电极反应式：①中溶液是酸性，阳极：2H2O-4e-=4H++O2↑，②中负极：Zn-2e-=Zn2+，C错误；D．电解池中阳离子向阴极移动，原电池中阳离子移向正极，D正确；故选D。 11．(2024-2025·高二上·聊城三中·期中)利用电化学原理，将、和熔融制成燃料电池，模拟工业电解法精炼银，装置如图所示。甲池工作时，转变成氧化物，可循环使用。下列说法错误的是 A．石墨Ⅱ为正极，发生还原反应 B．甲池总反应为 C．乙池中电极Ⅰ是粗银 D．甲池工作时，向石墨Ⅰ方向迁移 【答案】D 【解析】通入氧气的一极为正极，则石墨Ⅱ作正极，氧气在石墨Ⅱ得电子被还原；NO2在石墨Ⅰ被氧化生成N2O5。A．做燃料，做氧化剂，石墨Ⅰ为负极，石墨Ⅱ为正极，发生还原反应，A项正确；B．失电子被氧化成，负极电极反应式为，正极电极反应式为，电池总反应为，B项正确；C．乙池中电极Ⅰ与石墨Ⅱ相连，则乙池中电极Ⅰ是阳极，粗银在阳极失去电子，C项正确；D．甲池是原电池，甲池工作时，向正极迁移，即向石墨Ⅱ迁移，D项错误；故选D。 12．(2024-2025·高二上·泰西中学·期中)如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的NaCl溶液、AgNO3溶液、x溶液，a、b、c、d电极均为石墨电极，接通电源经过一段时间后，乙中c电极质量增加，据此回答问题： （1）电源的M端为 极(填名称)。 （2）电极d上发生的电极反应式为 ，乙池溶液pH (填“增大”、“减小”或“不变”)。 （3）甲池中的总反应式为 。 （4）当电路中有0.04mol电子通过时，a、b、c、d电极上产生的气体或固体的物质的量之比是 。 （5）若利用丙池实现铁上镀铜，则e、f依次是 ， (填化学式)。 【答案】（1）负 （2） 减小 （3） （4）2：2：4：1 （5） Fe Cu 【解析】该装置为串联电解池，乙中c电极质量增加，c是阴极，电极反应为Ag++e-=Ag，依此推出a、b、d、e、f分别为阴极、阳极、阳极、阴极、阳极，则M为直流电源负极，N为直流电源正极。 （1）根据分析M为直流电源负极； （2）据分析d为阳极，电解硝酸银溶液，阳极水失去电子被氧化为氧气，电极反应为，同时生成氢离子导致溶液pH减小； （3）甲池中是电解氯化钠溶液，总化学方程式为； （4）依据放电顺序可知，a、b、c、d上分别产生氢气、氯气、银单质、氧气，根据得失电子守恒有关系，其物质的量之比为2：2：4：1； （5）在铁上镀铜，铁作为镀件在阴极、铜作为镀层在阳极、电解质溶液为硫酸铜，则e为铁，f为Cu。 地 城 考点02 电解的应用 电解的基本概念 1．(2024-2025·高二上·商河一中·期中)用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为3∶1的硫酸铜和氯化钠的混合溶液，不可能发生的反应有 A．2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑ B．Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑ C．2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ D．2H2O2H2↑＋O2↑ 【答案】C 【解析】设混合溶液的体积为4 L，物质的量浓度均为1 mol·L－1，溶液中硫酸铜和氯化钠的物质的量分别为3 mol 和1 mol，根据转移电子守恒，第一阶段：阳极上氯离子放电，阴极上铜离子放电，电解的方程式是Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑，氯离子完全反应时，剩余铜离子2.5 mol；第二阶段：阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电，电解的方程式是2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑；第三阶段：阳极上氢氧根离子放电，阴极上氢离子放电，电解的方程式是2H2O2H2↑＋O2↑。 2．(2024-2025·高二上·德州·期中)氯碱工业的一种节能新工艺是将电解池与燃料电池相结合，相关物料的传输与转化关系如图所示(电极未标出)。下列说法正确的是 A．电解池的阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ B．通入空气的电极为负极 C．电解池中产生2 mol Cl2时，理论上燃料电池中消耗0.5 mol O2 D．a、b、c的大小关系为a>b＝c 【答案】A 【解析】题给电解池的阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阳极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，A项正确；题给燃料电池为氢氧燃料电池，通入空气的电极为正极，B项错误；由整个电路中得失电子守恒可知，电解池中产生2 mol Cl2，理论上转移4 mol电子，则燃料电池中消耗1 mol O2，C项错误；题给燃料电池的负极反应式为2H2－4e－＋4OH－===4H2O，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，所以a、b、c的大小关系为c>a>b，D项错误。 3．(2024-2025·高二上·聊城·期中)我国科研工作者提出通过电解原理联合制备环氧乙烷同时处理酸性含铬废水，其工作原理示意图如图所示。其中双极膜由阳离子交换膜和阴离子交换膜组成，工作时内层H2O解离为和，并分别向两极迁移。下列说法正确的是 A．电极b为电源负极 B．膜q为阳离子交换膜 C．N极的电极反应式为 D．工作时，NaOH溶液浓度保持不变 【答案】C 【解析】由图可知，电极M上乙烯被氧化为环氧乙烷，电极N上被还原为，则电极M为阳极，电极N为阴极，电极a为负极，电极b为正极。 A．由分析知电极M为阳极，它与b相连，b为正极，A错误；B．双极膜中水解离出来的氢氧根离子带负电，向阳极区移动，膜q适合选用阴离子交换膜，B错误；C．电极N上被还原为，Cr元素由+6价变为+3价，再结合电荷守恒、原子守恒可得N极的反应方程式为，C正确；D．工作时阳极区消耗氢氧根离子的同时生成了水，经膜q补充到阳极区的氢氧根离子与阳极区消耗的等量，则阳极区NaOH溶液浓度减小，D错误；故选C。 4．(2024-2025·高二上·即墨高级中学·期中)通过如下图所示装置可实现将废旧锂离子电池的正极材料LiCoO2转化为Co2+，并回收钴，同时可借助其降解乙酸盐生成CO2。其中电极材料均为石墨，右侧装置为原电池(工作时应保持厌氧环境和pH稳定)。下列说法正确的是 A．乙室电极反应式为： B．装置工作时，乙室减小 C．装置工作时，甲室发生还原反应： D．装置工作一段时间后，应定时将乙室溶液转移至甲室 【答案】D 【解析】右侧装置为原电池，则左侧装置为电解池，右侧乙室发生转化：LiCoO2(s)→Co2+，发生还原反应，故乙室为正极室，乙室电极反应式为LiCoO2+4H++e-=Li++Co2++2H2O，则右侧细菌电极室为负极室，可知左池甲室为阴极室、细菌电极室为阳极，阴极室电极反应式为Co2++2e-=Co，阳极室电极反应式为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H+，氢离子、金属阳离子通过阳膜移向甲室，据此分析解题。A．电解质溶液为酸性，右侧乙室发生转化：LiCoO2(s)→Co2+，乙室电极反应式为LiCoO2+4H++e-=Li++Co2++2H2O，A错误；B．乙室中LiCoO2(s)→Co2+，同时得到Li+，LiCoO2(s)中的氧结合溶液中氢离子生成水，装置工作一段时间后，乙室的pH在增大，乙室应补充盐酸，B错误；C．左池甲室为阴极室、细菌电极室为阳极，阴极室电极反应式为Co2++2e- = Co，C错误；D．甲室电极反应式为Co2++2e-=Co，乙室电极反应式为2LiCoO2+8H++2e-=2Li++2Co2++4H2O，根据电极方程式可知，装置工作一段时间后，应定时将乙室溶液转移至甲室，D正确；故选D。 5．(2024-2025·高二上·招远二中·期中)金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量铁、锌、铜、铂等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是 A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2＋＋2e－===Ni B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等 C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋ D．电解后，电解槽底部的阳极泥中有铜和铂，没有锌、铁、镍 【答案】D 【解析】电解精炼镍时，粗镍作阳极，纯镍作阴极，电解质溶液中含有Ni2＋，则阳极发生氧化反应，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，Fe－2e－===Fe2＋，Ni－2e－===Ni2＋，阴极电极反应式为Ni2＋＋2e－===Ni，因此，电解过程中阳极减少的质量不等于阴极增加的质量，电解后，溶液中存在的金属阳离子有Fe2＋、Ni2＋、Zn2＋，电解槽底部的阳极泥中只有铜和铂，没有锌、铁、镍。 6．(2024-2025·高二上·青州一中·期中)电化学方法制备碘仿的原理及主要原料如图，选择性交换膜只允许Na+通过，已知生成CHI3的反应：。下列叙述不正确的是 A．丙酮可溶于水，制备过程中不需要搅拌，丙酮便可与离子充分接触反应 B．左室生成的反应：、 C．制备1mL碘仿实际消粍的电量大于理论值，可能的原因是 D．电解一段时间后，应定时将右室混合溶液的一部分移至左室 【答案】A 【解析】本题属于电解池，右侧石墨为阴极，电极反应为：，左侧石墨为阳极，电极反应为：，随后单质碘和氢氧化钠反应生成碘离子和次碘酸根离子，以此解题。A．通过搅拌，可以使反应物接触更加充分，提高转化率，A错误；B．根据分析可知，左室生成的反应：、，B正确；C．制备碘仿实际消粍的电量大于理论值，可能是次碘酸根离子发生歧化反应而被消耗，歧化反应的方程式为：，C正确；D．根据选项B分析可知，电解过程中左室会消耗氢氧根离子，阴极反应为：，Na+通过选择性交换膜进入右室，右室NaOH的浓度增大，故则电解一段时间后，应定时将右室混合溶液的一部分移至左室，D正确；故选A。 7．(2024-2025·高二上·宁阳·期中)一种电化学法合成甲酸盐和辛腈的工作原理如图所示，中间为阴离子交换膜。下列说法不正确的是 A．电极为阳极，发生氧化反应 B．电解一段时间后，阴极区溶液pH增大 C．电极的电极方程式： D．标准状况下，22.4L 参与反应时电极有0.5mol辛胺转化为辛腈 【答案】B 【解析】由图中In/In2O3−x电极上CO2→HCOO−可知，CO2发生得电子的还原反应，In/In2O3−x电极为阴极，阴极反应为CO2+2e−+H2O=HCOO−+OH−，则Ni2P电极为阳极，辛胺在阳极发生失电子的氧化反应生成辛腈，阳极反应为CH3(CH2)7CH2NH2+4OH−−4e−=CH3(CH2)6CN+4H2O，阴极与外加电源的负极相接，阳极与外加电源的正极相接，即A为电源负极，B为正极。A．Ni2P电极为阳极，发生氧化反应，A正确；B．阴极反应为CO2+2e−+H2O=HCOO−+OH−，电路中转移2mol电子，有2molOH−移向阳极，则阴极区溶液的碱性减弱，pH减小，B错误；C．Ni2P电极为阳极，阳极反应为CH3(CH2)7CH2NH2+4OH−−4e−=CH3(CH2)6CN+4H2O，C正确；D．阴极反应CO2+2e−+H2O=HCOO−+OH−，阳极反应CH3(CH2)7CH2NH2+4OH−−4e−=CH3(CH2)6CN+4H2O，电子守恒有2CO2∼CH3(CH2)6CN，则nCH3(CH2)6CN=12nCO2=12×=0.75mol，D正确；故选B。 8．(2024-2025·高二上·东平高级中学·期中)工业上电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示，下列说法正确的是 A．电池工作时，外电路中电子的流动方向：M镀镍铁棒电解质溶液碳棒N B．电池工作时，镀镍铁棒上的电极反应式为 C．电池工作一段时间后，中间工作室的NaCl浓度小于1%，原因是在中间工作室生成了更多的水 D．常温下，溶液中： 【答案】D 【解析】由图碳棒连接电源正极，是阳极，失电子，电极反应为：4OH−−4e−=O2↑+2H2O；铁棒是阴极，得电子能力：Ni2+(高浓度)>H+>Ni2+(低浓度)，阴极的电极反应为：Ni2++2e-=Ni、2H++2e-=H2↑(Ni2+浓度较低时)，阳极的钠离子穿过阳离子交换膜移向氯化钠溶液，阴极室氯离子穿过阴离子交换膜移向B室氯化钠溶液，氯化钠溶液的浓度增大；A．电子不会在溶液中迁移，A错误；B．电池工作时，镀镍铁棒上的电极反应式为Ni2++2e−=Ni、2H++2e-=H2↑(Ni2+浓度较低时)，B错误；C．由分析，电池工作一段时间后，中间室氯化钠溶液浓度增大，C错误；D．常温下，0.5mol⋅L−1NaOH溶液中，由于加入的钠离子和氢氧根离子浓度相同，但是氢氧根离子还来源于水的电离，故c(OH−)>c(Na+)>c(H+)，D正确；本题选D。 9．(2024-2025·高二上·新泰一中·期中)在直流电场作用下双极膜中间层中的解离为和，并分别向两极迁移。如图所示装置，可将捕捉的二氧化碳转化为而矿化封存，减少碳排放，同时得到氧气、氢气、高浓度盐酸等产品。下列说法正确的是 A．电极为阴极，电极反应式为 B．去掉双极膜，阳极的电极反应式不变，阴极的电极反应式改变 C．每转移个电子，生成碳酸钙 D．两个双极膜中间层的均向右移动 【答案】D 【解析】根据酸室中得到高浓度盐酸可知，中间室的Cl-通过阴离子交换膜移向酸室，判断电极a为阴极，电极b为阳极，碳酸根在碱室形成，所以电极a生成了OH- ，则电极a的电极反应为，生成的OH-与二氧化碳反应生成碳酸根，再发生，电极b为阳极，发生反应，据此解答下列各题。A．电极b为阳极，发生反应，故A错误；B．去掉双极膜，电极b(阳极)电极反应方程式为，故B错误；C．由分析可知求得n(CaCO3)=0.5mol，其质量为50g，故C错误；D．由分析可知，电极b是阳极，右侧双极膜中H+进入酸室生成盐酸，OH-向右迁移进入阳极室，电极为a阴极，左侧双极膜中H+向左迁移进入阴极室，OH-向右迁移进入碱室，故D正确；故选D。 10．(2024-2025·高二上·青岛五十八中·期中)用石墨电极电解100 mL H2SO4和CuSO4的混合溶液，通电一段时间后，两极均收集到 2.24 L气体(标准状况)，原混合溶液中Cu2＋的物质的量浓度为 A．1 mol·L－1 B．2 mol·L－1 C．3 mol·L－1 D．4 mol·L－1 【答案】A 【解析】根据题设条件，阴极：首先Cu2＋＋2e－===Cu，然后2H＋＋2e－===H2↑；阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑。由于阴极上收集到H2，说明Cu2＋已完全放电，根据得失电子守恒，阴极上Cu2＋、H＋得电子总数应等于阳极上H2O失电子总数。放出0.1 mol H2得到0.2 mol电子，放出0.1 mol O2失去0.4 mol电子，所以Cu2＋放电，得到0.2 mol电子，c(Cu2＋)＝＝1 mol·L－1。 11．(2024-2025·高二上·济宁一中·期中)某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行电解饱和NaCl溶液的实验，装置如下图所示，下列说法正确的是 A.甲烷燃料电池工作时，负极的电极反应为：CH4－8e－＋10OH－===7H2O＋CO B.电极b上得到的是Cl2 C.标准状况下，每个电池通入1 L CH4且完全反应，理论上最多能得到8 L H2 D.若将电极a的石墨棒换成Fe棒，NaCl溶液中发生的总反应式为：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 【答案】A 【解析】A.甲烷燃料电池工作时，负极甲烷失电子被氧化，电极反应为： CH4－8e－＋10OH－===7H2O＋CO，A选项正确；B.b连接通入CH4的燃料电池的负极，b为阴极，H2O中H＋在此得电子被还原为H2，B选项错误；C.根据电子得失守恒可知CH4～CO～8e－～4H2，所以标准状况下，每个电池通入 1 L CH4且完全反应，理论上最多能得到 4 L H2，C选项错误；D.若将a的石墨换成Fe棒，则Fe作为活性电极自身失电子被氧化，发生反应Fe＋2H2OFe(OH)2＋H2，D选项错误。 12．(2024-2025·高二上·烟台四中·期中)一种水性电解液Zn－MnO2离子选择双隔膜电池如图所示[KOH溶液中，Zn2＋以Zn(OH)存在]。电池放电时，Ⅱ区的K2SO4溶液浓度变大，下列叙述错误的是 A.电池放电时，转移2 mol e－正极质量减少32 g B.Ⅰ区与Ⅱ区之间的离子交换膜为阴离子交换膜 C.Zn电极反应：Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH) D.Ⅲ区的K＋通过隔膜向Ⅱ区迁移 【答案】A 【解析】Zn电极为负极，Zn失电子产物与电解质反应，生成Zn(OH)，同时K＋透过离子交换膜向Ⅱ区移动；正极为MnO2，MnO2得电子产物与电解质反应，生成Mn2＋等，同时SO透过离子交换膜向Ⅱ区移动。A.电池放电时，正极反应为：MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O，转移2 mol e－，正极质量减轻87 g，A错误；B.由分析可知，电极反应发生时，Ⅰ区SO透过离子交换膜向Ⅱ区移动，则Ⅰ区与Ⅱ区之间的离子交换膜为阴离子交换膜，B正确；C.Zn电极，Zn失电子产物与电解质反应，生成Zn(OH)，则电极反应式为：Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)，C正确；D.由分析可知，电极反应发生时，Ⅲ区的K＋透过离子交换膜向Ⅱ区迁移，D正确。 13．(2024-2025·高二上·青岛二中·期中)电解工作原理的实际应用非常广泛。 （1）电解精炼银时，阴极反应为 。 （2）工业上为了处理含有的酸性工业废水，采用下面的处理方法：往工业废水中加入适量NaCl，以铁为电极进行电解，经过一段时间，有和沉淀生成，工业废水中铬元素的含量可低于排放标准。关于上述方法，下列说法错误的是_____(填字母)。 A．阳极反应： B．阴极反应： C．在电解过程中工业废水由酸性变为碱性 D．可以将铁电极改为石墨电极 （3）某同学设计了如图装置进行以下电化学实验。 ①当开关K与a连接时，两极均有气泡产生。 ②一段时间后，使开关K与a断开，与b连接时，虚线框内的装置可称为 。请写出此时Fe电极上的电极反应 。 （4）1L某溶液中含有的离子如下表： 离子 1 1 1 用惰性电极电解该溶液，当电路中有3mol通过时(忽略电解时溶液体积变化及电极产物可能存在的溶解现象)，则a= ，阳极生成 mol。 【答案】（1） （2）D （3）原电池 （4） 4 0.5 【解析】（1）电解精炼银时，阴极反应为； （2）Fe为电极进行电解时，阳极铁是活性电极，则电极本身发生失电子的氧化反应，即阳极反应为：Fe-2e-═Fe2+，故A正确；阴极上酸性工业废水中的氢离子得电子发生还原反应，阴极反应为：2H++2e-═H2↑，故B正确；阴极反应消耗H+，溶液中的氧化还原反应也消耗H+，导致溶液中氢离子浓度降低，则在电解过程中工业废水由酸性变为碱性，最终生成Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀，故C正确；若用石墨做电极，则无法产生还原剂Fe2+，无法使还原为Cr3+变成沉淀除去，所以不能用石墨作电极，故D错误；故选D。 （3）当开关K与a连接时，两极均有气泡产生，因此电解时，Fe电极只能是阴极，Fe电极上的电极反应为：2H++2e-=H2↑，石墨电极上的电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑，一段时间后，使开关K与a断开、与b连接时，形成原电池，Fe为负极，电解质溶液为NaOH，因此负极反应式为； （4）由溶液的电荷守恒可知2c(Cu2+)+3c(Al3+)=c()+c(Cl-)，可求得c()=4moL/L，即a=4，Cl-的物质的量为1 mol，阳极产生0.5 mol Cl2。 14．(2024-2025·高二上·泰安·期中)电解法处理氮氧化物生产HNO3或硝酸盐有较高的环境效益和经济效益(图中电极均为石墨)。 电解NO制备NH4NO3原理如图1所示： （1）阳极为_________(填“X”或“Y”)，Y的电极反应式为_________________________。 （2）为使电解产物完全转化为NH4NO3，需要补充的物质A的化学式为_____________。 （3）用图2装置进行模拟电解NO2气体实验，可制备硝酸。电解时NO2发生反应的电极反应式为______________________。 （4）若有标准状况下2.24 L NO2被吸收，通过阳离子交换膜(只允许阳离子通过)的H＋为________ mol。 【答案】（1）Y　NO－3e－＋2H2O===NO＋4H＋　（2）NH3　（3）NO2－e－＋H2O===NO＋2H＋ （4）0.1 【解析】（1）电解NO制备NH4NO3时，在阳极上NO失电子发生氧化反应，电极反应式为NO－3e－＋2H2O===NO＋4H＋。 （2）在阳极上获得硝酸，为使电解产物完全转化为NH4NO3，需要补充氨。 （3）根据图2知，电解时，左室中电极上氢离子放电生成氢气，则左室为阴极室，右室为阳极室，阳极上通入的是NO2，生成的是硝酸，所以阳极上NO2失电子和水生成硝酸，电极反应式为NO2－e－＋H2O===NO＋2H＋。 （4）n(NO2)＝0.1 mol，阳极反应式为NO2－e－＋H2O===NO＋2H＋，有0.2 mol氢离子生成，因为有0.1 mol硝酸生成，则有0.1 mol氢离子进入阴极室。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $