4.2 电解池【上好课】高二化学深度学习辅导讲义（人教版选择性必修1）

第四章 化学反应与电能 第二节 电解池 要点 1 电解原理 1.电解池的工作原理 接通外界电源后，电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，经过阴、阳离子的定向运动形成内电路，再从电解池的阳极流出，并沿导线流回电源的正极，如图所示。 2.电解池电极的判断 3.电解时电极产物的判断 要点 2 惰性电极电解电解质溶液的四种类型 1.电解水型 电解质类型 含氧酸，如H2SO4 可溶性强碱，如NaOH 活泼金属含氧酸盐，如KNO3 电极反应式及总反应式　　 阴极 阳极 总反应式：2H2O2H2↑＋O2↑ 电解质溶液浓度 增大 溶液pH 减小 增大 不变 2.电解电解质型 电解质类型 无氧酸，如HCl 不活泼金属无氧酸盐，如CuCl2 电极反应式及总反应式 阴极：2H＋＋2e－===H2↑ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 总反应式：2HClH2↑ ＋Cl2↑ 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 总反应式：CuCl2Cu＋Cl2↑ 电解质溶液浓度 减小 溶液pH 增大 3.放H2生碱型 电解质(水溶液) 活泼金属的无氧酸盐(如NaCl、KCl) 电极反应式及总反应式 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 总反应式：2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－ 电解质浓度 生成新电解质 溶液pH 增大 4.放O2生酸型 电解质(水溶液) 不活泼金属的含氧酸盐[如CuSO4、Cu(NO3)2] 电极反应式及总反应式 阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ 阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu 总反应式：2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋ 电解质浓度 生成新电解质 溶液pH 减小 要点 3 电解原理的应用 1.氯碱工业 (1)反应原理： 通电前：溶液中的离子有Na+、Cl-、H+、OH-。 通电后：①移向阳极的离子是Cl-、OH-，在阳极放电的离子是Cl-。 阳极电极反应：2Cl--2e-===Cl2↑ (氧化反应)。  ②移向阴极的离子是Na+、H+，在阴极放电的离子是H+。 阴极电极反应：2H2O+2e-===H2↑+2OH- (还原反应)。 ③总反应： 化学方程式：2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH； 离子方程式：2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-。 (3)离子交换膜的作用：①阻止OH-进入阳极室与Cl2发生副反应：2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O；②阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。 (4)阴极室一般是加入含少量NaOH的水，NaOH的作用是增强溶液导电性。 2.电镀 (1)电镀：利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的加工工艺。 (2)目的：使金属增强抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观。 (3)电镀池的构成(在铁制钥匙上面镀铜)： 阳极材料：镀层金属Cu，电极反应：Cu-2e-===Cu2+； 阴极材料：镀件铁制钥匙，电极反应：Cu2++2e-===Cu。 电解质溶液：Cu2+浓度保持不变。 3.电解精炼(粗铜含锌、银、金等杂质) 阳极材料：粗铜，电极反应：Zn-2e-===Zn2+、Cu-2e-===Cu2+； 阴极材料：纯铜，电极反应：Cu2++2e-===Cu； 电解质溶液：Cu2+浓度减小，金、银等金属沉积形成阳极泥。 4.电冶金 (1)金属冶炼的本质：使矿石中的金属离子获得电子变成金属单质的过程：Mn＋＋ne－===M。 (2)电解法可将通常极难被还原的活泼金属从它们的化合物中还原出来，是冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属的重要方法。 (3)实例——电解熔融的氯化钠 ①电解熔融的氯化钠制取金属钠的示意图： ②电极反应式与总反应式 阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极反应：2Na＋＋2e－===2Na 总反应：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 要点 4 电化学中的离子交换膜 1.离子交换膜的种类 阳离子交换膜 只允许阳离子透过，不允许阴离子或某些分子透过 阴离子交换膜 只允许阴离子透过，不允许阳离子或某些分子透过 质子交换膜 只允许H＋透过，不允许其他阳离子和阴离子透过 双极膜 由一张阳膜和一张阴膜复合制成的阴、阳复合膜。该膜特点是在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－并分别通过阳膜和阴膜，作为H＋和OH－的离子源 2.离子交换膜的应用 (1)用离子交换膜隔离某些分子和离子，防止副反应的发生。 例如：氯碱工业中，阳离子交换膜的作用就是阻止阴离子(Cl－)和气体(Cl2)通过，防止氯气和NaOH反应。 (2)离子交换膜制备物质、分离物质等。 以电渗析法制备H3PO2为例，其原理如图所示。 离子移动方向及交换膜类型：产品室为阳极，原料室中的阴离子H2PO移向产品室，膜1为阴离子交换膜；原料室中的阳离子Na＋移向阴极室，膜2为阳离子交换膜。 阳极：电极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，产生的H＋结合移入的H2PO生成H3PO2。 阴极：电极反应为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，产生的OH－结合移入的Na＋生成NaOH。 (3)离子交换膜使具有浓度差的离子进行选择性迁移。 离子从“浓→稀”的溶液区移出，移向“稀→浓”的溶液区 以电化学制备K2Cr2O7为例，其原理如图所示，其中a、b均为石墨电极。 左侧：为“稀→浓”的溶液区，则右侧的K＋通过K＋交换膜移向左侧，a极为阴极，电极反应为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，产生的OH－结合移入的K＋生成KOH。 右侧：b极为阳极，电极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，使溶液中的反应2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O正向进行，生成K2Cr2O7。 【解题思路】电化学中的离子交换膜解题思路 要点 5 多池串联的两大模型及原理分析 1.常见多池串联装置 (1)外接电源与电解池的串联(如图) A、B为两个串联电解池，相同时间内，各电极得失电子数相等。 (2)原电池与电解池的串联(如图甲、图乙) 甲、乙两图中，A均为原电池，B均为电解池。 2.多池串联中，装置类型的判断 (1)装置类型的判断 原电池一般是两种活泼性不同的金属电极或一种金属电极和一个碳棒作电极；而电解池则一般都是两个惰性电极，如两个铂电极或两个碳棒。原电池中的电极材料和电解质溶液之间能发生自发的氧化还原反应，电解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应。如图所示：B为原电池，A为电解池。 (2)常用规律 ①多池串联的装置中，先根据电极反应物和电解质溶液判断哪个是原电池，其余装置一般为电解池。 ②与原电池正极相连的电极为电解池阳极，与原电池负极相连的电极为电解池阴极，据此判断各池中发生的反应。 命题点 1 电解池及其原理 典例1（25-26高二上·广东汕头·期中）下图是一个用石墨作电极电解稀溶液的装置，电解液中事先加有指示剂，此时溶液呈红色(指示剂变色的pH范围是，酸性溶液中呈红色，碱性溶液中呈黄色)。在电解过程中，有关电极的叙述正确的是 A．A管溶液由红色变为黄色 B．B管溶液由红色变为黄色 C．检验A管中产生的气体可以用带火星的木条 D．A管中发生的电极反应 【答案】A 【分析】A电极与电源负极相连，A是阴极，阴极反应式为 ；B电极与电源正极相连，B是阳极，阳极反应式为。 【解析】A管连接电源负极，为阴极，阴极发生还原反应：，生成OH-使溶液碱性增强，所以A管溶液由红色变为黄色，故A正确；B电极与电源正极相连，B是阳极，阳极反应式为，生成的H+使溶液酸性增强，B管中溶液仍显红色，故B错误；A管发生反应，产生的气体为H2，H2具有可燃性，故C错误；A管连接电源负极，为阴极，阴极发生还原反应：，故D错误；故选A。 变式1（25-26高二上·陕西·期中）用如图所示装置（X、Y是直流电源的两极）分别进行下列各组实验，则下表中各项所列对应关系均正确的一项是 选项 X极 U形管中溶液 通电后现象及结论 A 负极 溶液 处处均有气体生成，形管中溶液降低 B 正极 溶液 b处有气体生成，电极反应式是，形管中溶液不变 C 正极 溶液 形管中滴入酚酞，处呈红色，形管中溶质浓度不变 D 负极 溶液 b处有黄绿色气体逸出，电解后形管中溶质浓度减小 【答案】D 【解析】X为负极时，a极为阴极（2H2O+2e-=H2↑+2OH-），b极为阳极（4OH--4e-=O2↑+2H2O），a、b均有气体生成；但电解NaOH溶液实质是电解水，水减少导致NaOH浓度增大，溶液pH升高，结论错误，A错误；X为正极时，b极为阴极，AgNO3溶液中Ag+放电能力强于H+，阴极反应为Ag++e-=Ag↓（析出银单质），不会生成气体，现象错误，B错误；X为正极时，a极为阳极（4OH--4e-=O2↑+2H2O），b极为阴极（2H2O+2e-=H2↑+2OH-），酚酞应在阴极（b处）变红；且电解Na2SO4溶液实质是电解水，溶质浓度增大，结论错误，C错误；X为负极时，b极为阳极，CuCl2溶液中Cl-放电：2Cl--2e-=Cl2↑（黄绿色气体）；阴极a极Cu2+放电：Cu2++2e-=Cu↓，总反应消耗CuCl2，溶质浓度减小，现象及结论均正确，D正确；故选D。 变式2（24-25高二上·江苏苏州·期中）提供几组常见的实验装置示意图，下列有关叙述正确的是 A．装置①中阳极上有红色物质析出 B．装置②中的铜片应与直流电源的负极相连 C．装置③中，若电解液为KOH溶液，则电极a的反应式：H2-2e-+2OH-=2H2O D．装置④中，CuSO4溶液的浓度始终不变 【答案】C 【解析】装置①中用惰性电极电解CuCl2溶液，在阳极上Cl-失去电子被氧化变为Cl2，阳极的电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑；在阴极上Cu2+得到电子被还原为单质Cu，阴极的电极反应式为：Cu2++2e-=Cu，故电解时在阴极上有红色物质析出，A错误；在装置②电镀铜时，应该使镀层金属铜片与直流电源的正极相连，作阳极；镀件与直流电源的负极连接作阴极，B错误；在装置③的氢氧燃料电池中，通入燃料H2的电极a为负极，通入O2的电极b为正极，若电解液为KOH溶液，溶液显碱性，则电极a的反应式：H2-2e-+2OH-=2H2O，C正确；在装置④的金属铜的精炼中，粗铜作阳极，精铜作阴极。阳极上Cu及活动性比Cu强金属如Zn、Fe等会失去电子变为金属阳离子进入电解质溶液；在阴极上只有Cu2+得到电子被还原变为单质Cu。由于同一闭合回路中电子转移数目相等，因此电解一段时间后，溶液中CuSO4的浓度会逐渐降低，D错误；故选C。 命题点 2 电解规律 典例2（25-26高二上·山东济南·期中）用惰性电极电解X物质的水溶液，有关说法正确的是 A．若X为足量的NaCl，通电一段时间后可以通入适量的HCl气体将溶液复原 B．若X为H2SO4，因为消耗了H+，所以溶液的酸性减弱 C．若X为NaOH，两极分别产生H2和O2，溶液pH不变 D．若X为CuSO4与NaC1的混合物，则阳极首先产生O2 【答案】A 【解析】电解足量NaCl溶液的反应方程式为：，溶液减少的是H2和Cl2，依据原子守恒通入适量HCl气体可恢复原溶液，A正确；电解H2SO4溶液时，阴极：，阳极：，实际是电解水；H2SO4浓度因水量减少而增大，酸性增强，B错误；电解NaOH溶液时，阴极：，阳极：，实际是电解水；NaOH浓度因水量减少增大，pH升高，C错误；电解CuSO4与NaCl混合液中，阳极Cl⁻放电顺序优先于OH⁻，阳极Cl⁻失去电子生成Cl2，D错误；故选A。 变式1（25-26高二上·河北邯郸·期中）以石墨为电极电解下列溶液一段时间后，仅加水即可使电解质溶液完全恢复的是 A．溶液 B．溶液 C．HCl溶液 D．NaCl溶液 【答案】A 【解析】电解溶液时，阳极放出氧气，阴极放出氢气，应加入水让电解质溶液复原，A符合题意；电解氯化铜溶液时，阳极放出氯气，阴极生成金属铜，所以应加氯化铜让电解质溶液复原，B不符合题意；电解HCl溶液时，阳极产生氯气，阴极产生氢气，所以应加氯化氢让电解质溶液复原， C不符合题意；电解NaCl溶液时，阳极产生氯气，阴极产生氢气，所以应加氯化氢让电解质溶液复原，D不符合题意；故选A。 变式2（25-26高二上·福建·期中）用惰性电极进行下列电解，有关说法正确的是 ①电解稀硫酸；②电解熔融NaCl③电解KOH溶液；④电解Cu(NO3)2溶液； A．电解进行一段时间后四份溶液的pH均增大 B．反应②中阴、阳两极上产物的物质的量之比为2：1 C．反应③中阳极消耗OH-，故溶液浓度变小 D．反应④中电解溶液一段时间后，颜色变浅，加入一定质量的Cu(OH)2，能够使溶液恢复到原来的成分和浓度 【答案】B 【解析】电解稀硫酸时，实质是电解水，溶液体积减小，H+浓度增加，pH减小；电解熔融NaCl不涉及pH变化；电解KOH溶液时，水减少，溶液体积减小，KOH浓度增大，pH增大；电解Cu(NO3)2溶液时，阳极生成H+和O2，阴极生成Cu单质，pH减小，因此四份溶液的pH并非均增大，A错误；电解熔融NaCl的反应为：，阴极生成2 mol Na，阳极生成1 mol Cl2，物质的量之比为2:1，B正确；电解KOH溶液实质是电解水，溶液体积减少，KOH浓度增大，而非变小，C错误；电解Cu(NO3)2溶液的总反应为：。加入Cu(OH)2会中和H+并补充Cu2+，但会引入额外H2O，导致溶液体积变化，无法完全恢复原浓度，应加入CuO，D错误；故选B。 命题点 3 电解原理的传统应用 典例3（25-26高二上·河南·期中）以硫酸铜溶液做电解液，对含有杂质Fe、Zn、Ag的粗铜进行电解精炼。下列叙述错误的是 ①粗铜与直流电源负极相连，精铜与直流电源正极相连 ②阴极发生的反应为 ③电路中每通过个电子，粗铜质量减少16 g ④电解质溶液中的保持不变 ⑤杂质Ag以的形式沉入电解槽形成“阳极泥” A．①②③④ B．①②④ C．①②③⑤ D．①③④⑤ 【答案】D 【分析】电解精炼铜时，精铜做阴极，粗铜做阳极，硫酸铜溶液做电解液。粗铜中金属活动性，故阳极依次发生反应、、。阴极反应始终为。 【解析】①粗铜应作为阳极连接电源正极，精铜应作为阴极连接电源负极，①错误； ②阴极反应为，②正确； ③阳极溶解的金属是Zn、Fe、Cu，其摩尔质量不同，所以当电路中每通过个电子，即0.5 mol电子时，粗铜减少的质量不一定为16 g，③错误； ④当阳极反应为、时，阴极净消耗Cu2+，溶液中降低，④错误； ⑤金属活动性，Ag不参与电极反应，以单质形式沉入电解槽形成“阳极泥”，⑤错误； 综上，错误的叙述组合为①③④⑤，故选D。 变式1（25-26高二上·内蒙古·期中）利用如图装置进行铁上镀铜的实验。下列说法不正确的是 A．铁片上析出铜的反应为 B．镀铜过程中溶液中铜离子的浓度基本不变 C．镀铜前用溶液，盐酸分别除去铁片上的油污和铁锈 D．为使镀层平滑光亮，溶液浓度应控制在适宜范围 【答案】A 【分析】铁上镀铜，铁做阴极，铜做阳极，含有Cu2+的溶液做电镀液，阳极上铜失去电子形成铜离子，阳极反应式为，阴极上铜离子得到电子形成铜单质，阴极反应式为，据此分析； 【解析】电解池中，铁不能直接置换出铜单质，铁片上析出铜的反应为，A错误；阳极上铜失去电子形成铜离子，阴极上铜离子得到电子形成铜单质，根据得失电子守恒知，溶液中铜离子浓度基本不变，B正确；油脂在碱性条件下能发生水解反应，铁片上的油污可以用NaOH溶液清洗；铁锈的主要成分是，可溶于盐酸，可以用盐酸清洗，C正确；以溶液为电镀液，溶液中的Cu2+浓度控制在适宜范围，可使镀层更平滑光亮，D正确；故选A。 变式2（25-26高二上·广东惠州·期中）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．阳极产生 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351 g D．理论上每消耗 1 mol Fe2O3， 阴极室溶液最多增加138 g 【答案】D 【分析】根据题干所给信息，该装置为基于氯碱工艺且能够湿法冶铁的电解池，因此左侧电极室为阴极室，发生Fe2O3的还原反应，电极反应为；右侧电极室为阳极室，发生Cl-氧化为Cl2的反应，电极反应为：。同时Na+通过阳离子交换膜向阴极迁移，在左侧电极室得到NaOH溶液，据此作答。 【解析】根据分析，右侧阳极发生氧化反应，饱和食盐水中Cl-放电生成Cl2， A正确；阴极区发生还原反应，Fe2O3被还原为Fe，生成OH-，则OH-浓度逐渐升高，B正确；消耗1 mol Fe2O3时转移6 mol e-，阳极反应消耗6 mol Cl-生成3 mol Cl2，同时6 mol Na+通过阳离子交换膜移向阴极，则阳极室溶液减少的质量为，C正确；消耗1 mol Fe2O3时转化为2 mol Fe，即3 mol O进入电解质溶液，同时从阳极室迁移得到6 mol Na⁺，因此阴极室溶液增加的质量为，D错误；故选D。 命题点 4 电解原理的创新应用 典例4（25-26高二上·安徽·期中）近日，我国科学家开发光催化剂选择性实现合成乙醇，原理如图所示。 下列说法错误的是 A．H+从b电极向a电极移动 B．光催化剂能加快CO2转化为乙醇的反应速率 C．b电极的电极反应式： D．若转移12mol电子，理论上可生成46g乙醇 【答案】A 【分析】由图可知，b电极连接电源负极，为阴极，电极反应式为：，a电极连接电源正极，为阳极，据此分析回答。 【解析】在电解池中，阳离子向阴极移动，电极为阴极，电极为阳极，应从电极向电极移动，A错误；光催化剂能降低反应的活化能，加快CO2转化为乙醇的反应速率，B正确；由分析可知，b电极的电极反应式为，C正确；由b电极的电极反应式：可知，转移12 mol电子生成1 mol乙醇，其质量为46 g/mol×1 mol=46 g，D正确；故选A。 变式1（25-26高二上·山东·期中）下图是一种电解法制备高纯铬和硫酸的简单装置示意图。下列说法正确的是 A．石墨电极反应式为 B．A膜为阴离子交换膜，B膜为阳离子交换膜 C．电解过程中，甲池需要不断补充，丙池需要不断补充 D．电解过程中，导线中每通过电子，甲池质量减少 【答案】B 【分析】该装置为电解池，甲池中得电子产生，故棒为阴极，a极为负极，b极为正极，石墨电极为阳极，阳极上水失电子产生氧气；阴离子硫酸根离子向阳极移动，故A膜为阴离子交换膜，阳离子氢离子向阴极移动，故B膜为阳离子交换膜，乙池中硫酸浓度增大。 【解析】石墨电极上水失电子产生氧气，酸性条件下电极反应式为，A错误；根据分析可知，A膜为阴离子交换膜，B膜为阳离子交换膜，B正确；电解过程中，甲池得电子产生，硫酸根离子移向乙池，需要不断补充，丙池水失电子产生氧气且氢离子定向移动到乙池，不需要补充，C错误；电解过程中，导线中每通过电子，甲池减少，质量减少，D错误；故选B。 变式2（24-25高二上·江苏连云港·期中）电催化氮气制备铵盐和硝酸盐的原理如图所示。下列说法正确的是 A．a极反应式为： B．电解一段时间，两电极区的pH均减小 C．电解过程中从b极通过质子交换膜转移至a极 D．相同时间内，a、b两极消耗的物质的量之比为5：3 【答案】A 【分析】由图示可知，a极为阳极，失电子，电极反应式为：N2+6H2O-10e-=2NO+12H+，b极为阴极，得电子，电极反应式为：N2+6e-+8H+=2NH，据此分析； 【解析】根据分析可知，a极反应式为：，A正确；由图示可知，a极为阳极，失电子，电极反应式为：N2+6H2O-10e-=2NO+12H+，b极为阴极，得电子，电极反应式为：N2+6e-+8H+=2NH，则阳极区酸性增强、pH减小，阴极区酸性减弱、pH增大，B错误；a极为阳极、b极为阴极，电解过程中H+从a极通过质子交换膜转移至b极，C错误；a极为阳极，电极反应式为：N2+6H2O-10e-=2NO+12H+，b极为阴极，电极反应式为：N2+6e-+8H+=2NH，依据得失电子守恒，转移30mol电子时阴极、阳极消耗氮气的物质的量分别为5mol、3mol，即a、b两极消耗N2的物质的量之比为3:5，D错误；故选A。 命题点 5 离子交换膜在电化学重的应用 典例5（25-26高二上·福建泉州·期中）模拟海水淡化，并获得浓盐酸和浓NaOH溶液。双极膜组合电解装置示意图如图。阳极、阴极区溶液分别为稀NaOH、稀盐酸。双极膜由阳离子交换膜和阴离子交换膜构成，在直流电场的作用下，双极膜间解离成和，并向两极迁移。下列说法错误的是 A．X极是阳极 B．Y极产生1 mol H2时，双极膜有2 mol H2O发生解离 C．电解后在a出口可获得较浓的盐酸，b出口得到淡水 D．电解过程中阳极区溶液中的n(OH-)变小 【答案】D 【分析】X极为阳极，产生氧气，H2O被氧化产生O2与H+，H+移动到a区产出盐酸，Y极发生水被氧化，生成H2和OH-，OH-移动到c区产出NaOH。 【解析】X极产生O2，电解池中阳极发生氧化反应生成O2，故X极是阳极，A正确；Y极产生H2，阴极反应为2H++2e-=H2↑，生成1 mol H2转移2 mol电子。双极膜解离出的H⁺向阴极迁移，1 mol H2需2 mol H+，则双极膜需解离2 mol H2O（1 mol H2O提供1 mol H+），B正确；a隔室：左侧双极膜解离的H+向右迁移进入a，阴膜允许Cl-从NaCl溶液（b隔室）向左进入a，H+与Cl-结合形成浓盐酸；b隔室为NaCl溶液，Cl-向左通过阴膜、Na+向右通过阳膜，离子减少，故b出口为淡水，C正确；阳极区（X极区）初始为稀NaOH，阳极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O（消耗OH-），左侧双极膜解离的OH-向阳极迁移补充（迁移OH-量=电子转移量=消耗OH-量），故n(OH-)不变，D错误；故选D。 变式1（25-26高二上·福建泉州·期中）某低成本储能电池原理如下图所示。放电时总反应：。下列说法错误的是 A．放电时负极区溶液质量变大 B．充电时，多孔碳电极与外接电源的正极相接 C．无论充电或放电，多孔碳电极电势均高于铅电极 D．充电一段时间后，阳极区应补充H2SO4，维持pH稳定 【答案】A 【分析】该储能电池放电时，Pb为负极，失电子结合硫酸根离子生成PbSO4，则多孔碳电极为正极，正极上Fe3+得电子转化为Fe2+，充电时，多孔碳电极为阳极，Fe2+失电子生成Fe3+，PbSO4电极为阴极，PbSO4得电子生成Pb和硫酸，据此回答。 【解析】由分析知，放电时，Pb为负极，失电子结合硫酸根离子生成PbSO4，故负极区溶液质量变小，A错误；放电时多孔碳电极为正极（Fe3+得电子），充电时正极变为阳极，需与外接电源正极相接，B正确；多孔碳电极为阳极或者正极，故无论充电或放电，多孔碳电极电势均高于铅电极，C正确；充电时，多孔碳电极为阳极，Fe2+失电子生成Fe3+，氢离子移向左侧，酸性减弱，故应补充H2SO4，维持pH稳定，D正确；故选A。 变式2（2025·云南昆明·一模）我国科研人员利用电化学将硝酸盐污染物转化为具有高附加值的氨，为硝酸盐废水处理提供有效途径，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．电极a连接直流电源的正极 B．电极b的反应有 C．阳极区产生与阴极区消耗的物质的量相等 D．若废水酸性较强，则电极b生成，且易发生析氢副反应 【答案】C 【分析】由图可知，H2O在电极a失去电子生成O2，电极a为阳极，电极b为阴极，以此解答。 【解析】电极a发生氧化反应，为阳极，连接直流电源的正极，A正确；电极b为阴极，硝酸根得到电子生成氨气，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：，B正确；H2O在电极a失去电子生成O2，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：，转移相同物质的量电子时，阳极区产生与阴极区消耗的物质的量不相等，C错误；若废水酸性较强，则电极b反应有，且易发生副反应，D正确；故选C。 命题点 6 电化学有关的计算 典例6（25-26高二上·云南玉溪·期中）为减少火力发电时SO2的排放，可采用电解法去除燃煤中的FeS2杂质，总反应方程式为： FeS2+15Mn3++8H2O=Fe3++2SO+15Mn2++16H+原理如图。下列说法错误的是 A．石墨A为阳极 B．石墨B上产生气体的电极反应式为 C．电解一段时间后，溶液的酸性会减弱 D．当外电路通过时，理论上能处理 【答案】C 【分析】在电解时，与电源正极相连的电极为阳极，与电源负极相连的电极为阴极。根据图示可知：在电解时，在A（阳极）上Mn2+失去电子变为Mn3+，电极反应式为：Mn2+-e-=Mn3+，发生氧化反应；在B（阴极上），溶液中的H+得到电子被还原产生H2，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，结合总反应判断溶液中c(H+)的变化，据此分析； 【解析】Mn2+在石墨A处失去电子生成Mn3+（氧化反应），故石墨A为阳极，A正确；石墨B为阴极，发生还原反应，溶液中H⁺得电子生成H2，电极反应式为2H++2e-=H2↑，B正确；结合题中信息可知，处理1 mol FeS2生成16 mol H⁺（来自反应FeS2+15Mn3++8H2O=Fe3++15Mn2++2SO+16H+），阴极每转移15 mol e⁻消耗15 mol H⁺，净生成1 mol H⁺，H+浓度增大，酸性增强，C错误；FeS2中Fe由+2→+3（失1e⁻），S由-1→+6（每个S失7e⁻，2个S共失14e⁻），1 mol FeS2共失15 e⁻。外电路通过1 mole⁻时，处理FeS2的物质的量为mol，质量为mol×120 g/mol=8 g，D正确；故选C。 变式1（25-26高二上·四川南充·期中）以浓差电池(电解质溶液浓度不同形成的电池)为电源，石墨为电极将转化为较高纯度的装置如图所示(已知：浓差电池停止工作时阴离子交换膜两侧溶液浓度相等)。下列说法错误的是 A．Ag(2)电极电势高于Ag(I)电极电势 B．电极A上发生的电极反应为 C．工作时，B电极附近溶液的pH增大 D．生成0.5 mol 时，丁室电解质溶液质量增加108 g 【答案】D 【分析】浓差电池最终交换膜两侧AgNO3溶液浓度相等，交换膜为阴离子交换膜，即通过离子交换膜移向左侧，左侧溶液增大，右侧减小，所以丁池中Ag(1)溶解，增大，丙池中Ag+得电子生成Ag析出，即Ag(2)电极为正极，Ag(1)电极为负极，负极反应式为，正极反应式为，电解池中A电极为阳极，B电极为阴极，阳极上NH3发生失电子的氧化反应生成N2，阴极上H2O发生得电子的还原反应生成H2，据此分析回答。 【解析】根据分析可知，Ag(2)电极为正极，Ag(1)电极为负极，即Ag(2)电极电势高于Ag(l)电极电势，A正确；根据分析，电解池中A电极为阳极，阳极上NH3发生失电子的氧化反应生成N2，电极反应：，B正确；B电极为阴极，发生还原反应：2H2O + 2e- = H2↑ + 2OH-，电解池中阴离子移向阳极，每生成2mol，转移2mol电子，同时有2mol从甲池移动到乙池，但反应消耗了水，故B极中的NaOH的浓度升高，溶液的pH增大，C正确；生成0.5mol H2转移1mol电子，丁室中，负极Ag(1) Ag – e- = Ag+，溶解1mol Ag，质量为108g，同时丙室1mol （质量62g）通过阴离子交换膜进入丁室，丁室溶液质量增加108g + 62g = 170g，D错误；故选D。 变式2（25-26高二上·河北保定·期中）以铅蓄电池( 为电源，熔融 作电解液，利用图示装置可以获得金属钙，并用钙还原二氧化钛制备金属钛。下列说法错误的是 A．a为铅蓄电池的正极 B．阳极的电极反应式为 C．在制备金属钛前后，整套装置中 CaO的总量不变 D．每制备1.5 mol 金属钛，理论上铅蓄电池中需消耗 【答案】D 【分析】由图可知，移向铁网得电子发生还原反应生成Ca，电极反应式为：，反应生成的钙还原二氧化钛制得Ti，反应的化学方程式为：，因此b为电池的负极，a为正极；与电源正极相连的石墨电极为阳极，阳极上C失去电子发生氧化反应生成二氧化碳，电极反应式为，据此分析解答。 【解析】由分析可知，a为正极，A正确；阳极上C失去电子发生氧化反应生成二氧化碳，电极反应式为，B正确；电解消耗CaO（在阴极生成Ca，在阳极被消耗），而Ca还原生成CaO（），消耗与生成的CaO量相等，总量不变，C正确；制备1.5 mol Ti，得电子：1.5 mol×4=6 mol e⁻；根据反应，则需要生成钙单质3 mol，需得到电子6mol；铅蓄电池每转移2 mol e⁻消耗，转移6 mol e⁻消耗，D错误；故选D。 命题点 7 多池串联装置分析 典例79.（25-26高二上·北京丰台·期中）利用光能可以将转化为重要的化工原料(电解质溶液为稀硫酸)，同时可为制备次磷酸()提供电能，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．W极上发生还原反应 B．电解一段时间后M室pH降低，N室pH升高 C．a、b、c为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜 D．W极的电极反应式为 【答案】C 【分析】左侧装置为电池，Z电极水失电子生成氧气和氢离子，Z是负极，W电极二氧化碳得电子生成乙烯，W是正极，Z极生成的氢离子透过a膜移入W极；右侧装置为电解池，X电极与电源正极相连，X是阳极，阳极水失电子生成氧气和氢离子，Y电极与电池负极相连，Y是阴极，阴极水得电子生成氢气和氢氧根离子，M室中氢离子透过b膜进入产品室，原料室中 透过c膜进入产品室生成；原料室中钠离子透过d膜进入N室生成氢氧化钠。 【解析】W极是原电池正极，CO2得电子发生还原反应生成C2H4，故A正确；M室为电解池阳极室，发生反应，H+浓度增大，pH降低 ；N室为阴极室，发生反应，OH⁻浓度增大，pH升高，故B正确；W是正极，Z极生成的氢离子透过a膜移入W极，a为阳离子交换膜；b膜允许H+从M室移向产品室，为阳离子交换膜；c膜需允许从原料室移向产品室，应为阴离子交换膜；d膜允许Na+从原料室移向N室，为阳离子交换膜，故C错误；W极为正极，CO2得电子还原为C2H4，酸性条件下电极反应式为，故D正确；故选C。 变式1（25-26高二上·江苏苏州·期中）某种酒精检测仪的传感器采用作为电极，其燃烧室内充满特种催化剂。某同学用该乙醇燃料电池作为电源设计如图所示电解实验装置。 下列说法不正确的是 A．a电极为负极，d电极为阴极 B．b电极的电极反应式为 C．当装置Ⅱ中生成11.2L(标准状况)时，有通过装置I中的质子交换膜 D．当装置I中生成时，装置Ⅲ中溶液的质量减少16g 【答案】C 【分析】a电极，乙醇失电子生成乙酸，则a电极为负极，b电极为正极；Ⅱ、Ⅲ都为电解池。C电极为阳极，d电极为阴极；装置Ⅲ中左侧石墨电极为阳极，右侧石墨电极为阴极，据此分析回答。 【解析】由分析可知，a电极为负极，d电极为阴极，A正确；b电极为燃料电池正极，O2在正极得电子，酸性条件下，电极反应式为：O2+4H++4e-=2H2O，B正确；装置Ⅱ中生成11.2 L（标准状况）Cl2，其物质的量为0.5 mol，阳极反应为2Cl--2e-=Cl2↑，转移电子1 mol，装置I燃料电池中，根据负极电极反应式：CH3CH2OH-4e-+H2O=CH3COOH+4H+可知，每转移1 mol电子生成1 mol H+（1 mole-对应1 mol H+），故通过质子交换膜的H+为1 mol，C错误；装置I中生成6.0 g CH3COOH（物质的量为0.1 mol），负极反应生成1 mol CH3COOH转移4 mol电子，故转移电子0.4 mol，装置Ⅲ电解CuSO4溶液，阴极：Cu2++2e-=Cu，转移电子0.4 mol，生成0.2 mol Cu，质量12.8 g，阳极：4OH--4e-=O2↑+2H2O，转移电子0.4 mol，生成0.1 mol O2，质量3.2 g，溶液减少质量为12.8g+3.2g=16g，D正确；故选C。 变式2（25-26高二上·福建厦门·期中）某兴趣小组以甲烷燃料电池为电源研究有关电化学的问题。丁池中，利用离子交换膜控制电解液中来制备纳米，下列说法不正确的是 A．甲池中，通入甲烷一极的电极反应式为： B．乙池中，电解总反应化学方程式为： C．丙池中反应一段时间后，溶液中将减小 D．丁池离子交换膜为阴离子交换膜，阴离子移动方向为从右往左 【答案】C 【分析】甲池为燃料电池，乙、丙、丁为电解池，甲烷发生氧化反应，通甲烷的一极为负极，通氧气的一极为正极，则A为阳极，B为阴极，C为阳极，D为阴极，Cu为阳极，Ti为阴极。 【解析】甲池中甲烷发生氧化反应，其中C的化合价由-4价升高到+4价，失去电子，最后变成碳酸根离子，电极反应式为：，A正确；乙为电解池，阴极为H2O放电生成氢气和OH-，阳极为Cl-放电生成Cl2，总的化学方程式为，B正确；丙为电解池，阴极为Ag+放电生成Ag，阳极为Ag放电生成Ag+，故反应一段时间后，溶液中Ag+的浓度不变，C错误；丁为电解池，且Cu为阳极，阴离子移向阳极移动，故OH-从右往左移动，D正确；故选C。 点拨 1 电解池中方程式书写的关键 (1)书写电解池中电极反应式时，一般以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质(如水)要写成化学式。 (2)电极反应的书写首先根据题干要求及信息大胆写出反应物和生成物，然后根据“阴(极)得(e－)阳(极)失(e－)”加上得失电子数目，最后根据电解质溶液酸碱性补上H＋、OH－或H2O，依据电荷守恒配平。 (3)要确保两极得失电子数目相等，且总反应注明条件“电解”。 点拨 2 电解质溶液的恢复 1.首先确定电极产物，如果是活性电极(金属活动性顺序中Ag以前的金属)，则电极材料失去电子，电极溶解，溶液中的阴离子不能失电子。如果是惰性电极，则应按照阴、阳离子在溶液中的放电顺序进行判断。 2.恢复电解质溶液，应遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”的原则。一般加入阴极产物与阳极产物的化合物。如用惰性电极电解CuSO4溶液，要恢复电解质溶液，可向电解后的溶液中加入CuO，也可以加入CuCO3。但不能加入Cu(OH)2，因Cu(OH)2能与生成的H2SO4反应使水的量增加。加入物质的物质的量需根据电路中的得失电子守恒进行计算。 点拨 3 电镀与铜的精炼的比较 电镀(以铁上镀锌为例) 铜的电解精炼 装置示意图 形成条件 ①镀层金属做阳极接直流电源正极，镀件做阴极接直流电源负极 ②电镀液必须是含有镀层金属离子的盐溶液 ③外接直流电源，形成闭合回路 ①粗铜做阳极，纯铜做阴极 ②含Cu2＋的盐溶液做电解质溶液 ③外接直流电源，形成闭合回路 电极反应 阳极：Zn－2e－===Zn2＋ 阴极：Zn2＋＋2e－===Zn 阳极：Cu(粗铜)－2e－===Cu2＋(主要) 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu(纯铜) 电解(镀)液浓度 不变 减小 联系 电镀池和电解精炼池是特定条件下的电解池 点拨 4 电化学的相关计算 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。 如以电路中通过4 mol e－为桥梁可构建以下关系式： (式中M为金属，n为其离子的化合价数值) 该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。 ◆能力强化练 1.（25-26高二上·河南南阳·期中）下列有关电解原理在工业上的应用正确的是 A．电解熔融的氯化钠冶炼金属钠 B．电镀时镀件与电源正极相连 C．粗铜精炼时溶液中铜离子浓度不变 D．直接电解海水生产烧碱和氯气 【答案】A 【解析】电解熔融氯化钠时，钠离子在阴极得电子被还原为金属钠，A正确；电镀时，镀层金属作阳极，连接电源正极，待镀金属(镀件)作阴极，连接电源负极，若镀件连正极会作为阳极被氧化，导致腐蚀，B错误；粗铜精炼时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，粗铜含有锌、铁、银、金等杂质，因此阳极会依次发生电极反应： 、、，阴极发生的电极反应只有：，根据电子得失守恒，阳极溶解的铜的物质的量小于阴极析出的铜的物质的量，因此溶液中铜离子浓度会降低，C错误；工业上电解饱和精制食盐水生产烧碱和氯气，直接电解海水因杂质多、浓度低不适用，D错误；故选A。 2.（25-26高二上·江苏·期中）下图是电解精炼铜的实验装置，有关说法不正确的是 A．金属铜和比铜活泼的锌、铁等金属转化为阳离子进入溶液中 B．阳极泥是比铜不活泼的银、金等贵重金属 C．电解质溶液中浓度减小 D．电解精炼铜过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等 【答案】D 【解析】电解精炼铜时，阳极（粗铜）中比铜活泼的金属（如锌、铁）和铜均会失去电子，转化为阳离子进入溶液，A正确；阳极上比铜不活泼的金属（如银、金）因难以失去电子，会沉积形成阳极泥，B正确；阳极溶解的锌、铁等活泼金属转化为阳离子，而阴极仅铜离子得电子析出铜，导致溶液中铜离子浓度减小，C正确；阳极溶解的金属包括锌、铁、铜等（摩尔质量不同），阴极仅析出铜，阳极减少的质量与阴极增加的质量不相等，D错误；故选D。 3.（25-26高二上·山东·联考）以硫酸铜溶液作电解液，对含有杂质Fe、Zn、Ag的粗铜进行电解精炼。下列叙述中正确的是 ①粗铜与直流电源负极相连　②阴极发生的反应为　③电路中每通过个电子，得到的精铜质量为16 g　④杂质Ag以的形式沉入电解槽形成“阳极泥” A．②③ B．②④ C．③④ D．①③ 【答案】A 【分析】利用电解法进行粗铜精炼时粗铜应作阳极，精铜作阴极；阳极与电池的正极相连发生氧化反应，阴极与电池的负极相连发生还原反应；这几种金属的活动性顺序为Zn＞Fe＞Cu＞Ag，因此在电解过程中Ag不会失去电子，而是形成阳极泥。 【解析】①电解精炼铜时，粗铜应作阳极，与直流电源正极相连，故①错误； ②阴极与电池的负极相连，阳离子发生还原反应，，故②正确； ③根据电极反应：，电路中每通过个即0.5mol电子，得到的精铜质量为，故③正确； ④金属的活动性顺序为Zn＞Fe＞Cu＞Ag，因此Ag不会放电，以单质形式沉积下来，故④错误；故选A。 4.（25-26高二上·江苏南通·期中）通过如图所示的装置制取氯气等物质下列关于下图所示装置说法正确的是 A．电极A可以使用活性铁电极 B．离子交换膜类型应为阴离子交换膜 C．阴极的电极反应式为： D．阳极区出口处的溶液为NaOH溶液 【答案】C 【分析】利用电解池制取氯气可判断电极A发生电极反应：，作阳极；电极B为阴极，发生反应：。 【解析】电极A为阳极，阳极需发生Cl⁻放电生成Cl2，若使用活性铁电极，Fe会优先失去电子，无法得到Cl2，A错误；电解精制食盐水时，为防止阳极生成的Cl2与阴极生成的OH-反应，需用阳离子交换膜允许Na+移向阴极，而非阴离子交换膜，B错误；阴极发生还原反应，电极反应式为，C正确；阳极区Cl-放电生成Cl2，Na+通过阳离子交换膜移向阴极，阳极区剩余溶液为稀食盐水从阳极区出口处流出，D错误；故选C。 5.（24-25高二下·贵州毕节·期末）利用电解原理电解含乙醛的废水制备乙醇和乙酸不仅能减少污染，还能回收利用资源，其原理如图所示（图中双极膜中间层中的H2O解离为H＋和OH－，并在直流电场的作用下分别向两极迁移）。下列说法正确的是 A．M电极上发生氧化反应 B．双极膜中的H＋移向N极 C．M电极上发生的反应为 D．电路中通过2mole－时，N电极上产生11.2LO2 【答案】C 【分析】M电极乙醛被还原为乙醇，M是阴极；N电极水发生氧化反应生成氧气，N是阳极，则直流电源的a是负极、b是正极。 【解析】M电极乙醛被还原为乙醇，M电极上发生还原反应，故A错误；M是阴极、N是阳极，阳离子向阴极移动，则双极膜中的H＋移向M极，故B错误；M电极乙醛被还原为乙醇，发生的反应为，故C正确；N电极水发生氧化反应生成氧气，电路中通过2mole－时， N电极上产生0.5mol氧气，没有明确是否为标准状况，生成氧气的体积不一定是11.2L，故D错误；故选C。 6.（24-25高二下·湖北恩施·期末）科学家利用电化学法深度处理电厂脱硫废水(主要含、)工作原理如图所示。 下列叙述错误的是 A．电极是阳极 B．Fe电极的电极反应式是： C．电解一段时间，两电极产生的气体在标准状况下体积相等 D．若两电极材料互换，会导致和难以除去 【答案】C 【分析】该装置为电解池，由图可知，电极表面Cl、S元素化合价升高，发生氧化反应，为阳极，Fe电极为阴极。 【解析】根据分析，电极为阳极，A正确；根据分析，Fe电极为阴极，水得电子生成氢气和氢氧根，电极反应式为：，B正确；由图可知，阳极两种微粒发生氧化反应，两电极转移相同电子时，无法确定产生氯气的量，C错误；若两电极材料互换，Fe电极为阳极，发生氧化反应，会导致和难以除去，D正确；故选C。 7.（25-26高二上·河北廊坊·期中）利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是 A．氯碱工业中，X、Y均为石墨，X附近能得到氢氧化钠溶液 B．铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4 C．电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属 D．制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁 【答案】D 【分析】由图可知，X极连接电源的正极，作阳极，Y极连接电源的负极，作阴极。 【解析】氯碱工业中，Y极为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，Y附近能得到氢氧化钠，故A错误；铜的电解精炼中，粗铜作阳极(X极)，纯铜作阴极(Y极)，故B错误；电镀工业中，镀件作阴极(Y极)，镀层金属作阳极(X极)，故C错误；电解熔融的氯化镁制取金属镁，所以制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁，故D正确；故选D。 8.（25-26高二上·全国·课后作业）如图是电解熔融NaCl制备金属钠的装置示意图。下列有关判断正确的是 A．通过该装置可以将化学能转化为电能 B．石墨电极为正极 C．Na＋在铁电极上得到电子被还原为钠原子 D．若装置中两个电极互换，则不能形成电解池 【答案】C 【分析】这是电解熔融NaCl制备金属钠的电解池装置，电源提供电能，使电解反应发生，将电能转化为化学能。熔融NaCl为电解质，提供自由移动的和，使电解能够进行。石墨电极与电源正极相连，为阳极，在此失电子，发生氧化反应生成。铁电极与电源负极相连，为阴极，在此得电子，被还原为Na原子。整个装置利用电解原理，通过外接电源驱动，实现NaCl的分解，得到金属钠和氯气。 【解析】该装置是电解池，是将电能转化为化学能，故A错误；电解池中，与电源正极相连的是阳极，与电源负极相连的是阴极，石墨电极与电源正极相连，应为阳极，故B错误；铁电极是阴极，在阴极（铁电极）上得到电子被还原为钠原子，故C正确；若装置中两个电极互换，即铁作阳极、石墨作阴极，铁是活泼金属，作阳极时铁会失电子发生氧化反应，仍能形成电解池，只是电解产物改变，故D错误；故选C。 9.（25-26高二上·河南新乡·期中）某同学设计如图装置，探究氯碱工业原理，下列说法正确的是 A．石墨电极与直流电源负极相连 B．铜电极的电极反应式为 C．氢氧化钠在石墨电极附近产生，向铜电极迁移 D．用湿润的淀粉­KI试纸在铜电极附近检验气体，试纸变蓝色 【答案】B 【分析】阳极上氯离子失电子生成氯气，阴极上氢离子得电子生成氢气，由图可知Cu为阴极，C为阳极。 【解析】石墨为阳极，与直流电源的正极相连，故A错误；Cu为阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，铜电极的反应式为：2H++2e-═H2↑，故B正确；Cu为阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，同时生成氢氧化钠，电解池中阳离子向阴极移动，Na+向Cu电极移动，故C错误；Cu为阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，没有氯气生成，所以用湿润KI淀粉试纸在铜电极附近检验气体，试纸不变蓝色，故D错误；故选B。 10.（24-25高二下·河南安阳·期末）海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法等，其中电渗析法是利用电解原理通过多组电渗析膜实现，工作原理如图所示(假设以KCl溶液代替海水)，同时获得产品、、，还有淡水。下列说法错误的是 A．出口Ⅰ接收的为淡水 B．n为直流电源的负极 C．膜、分别为阳离子交换膜、阴离子交换膜 D．电极E处产生的气体X为 【答案】C 【分析】据图F极生成氢气，可判断n为电源负极，电极F是阴极，电极反应：，则透过st膜向电极F移动，得到KOH浓溶液，故st膜是阳离子交换膜，电极E是阳极，电极反应为，则透过pq膜进入阳极区，故pq膜是阴离子交换膜，据此分析解题。 【解析】区域I中氯离子向左侧运动，钠离子向右侧运动，氯化钠溶液浓度减小，使I口对应区域形成淡水，A正确；根据分析可知，n为直流电源的负极，B正确；根据分析可知，膜、分别为阴离子交换膜、阳离子交换膜，C错误；电极E是阳极，电极反应为，故X为，D正确；故选C。 ◆综合拔高练 11.（24-25高二下·云南保山·期末）甲烷燃料电池采用铂作为电极材料，两个电极上分别通入和，电解质溶液为KOH溶液。某研究小组将上述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，如图所示。 下列说法错误的是 A．c电极的电极反应式为 B．电极b换成铁棒，对电池反应没有影响 C．相同条件下，每个电池通入量为1L且反应完全，则理论上最多能产生4L D．电池工作的过程中，KOH的物质的量减小 【答案】A 【分析】甲烷燃料电池中通入甲烷的一极为负极，通入氧气的一极为正极，与负极相连的b电极为电解池的阴极，与正极相连的a电极为电解池的阳极。 【解析】电解质溶液为KOH溶液，c作为负极生成的产物应该是碳酸根离子，反应方程式为，A错误；b电极是电解池的阴极，反应为，b换成铁棒对电池反应没有影响，B正确；a极的电极反应方程式为，根据上述分析中阴阳极的电极反应式和电子守恒可知：~~8~4，甲烷和氯气的物质的量之比为1:4，相同条件下，体积之比也为1:4，所以通入1L且完全反应，理论上最多可以产生4L的，C正确；电池工作中，根据方程式可知，KOH中的被消耗，所以KOH的物质的量减小，D正确。故选A。 12.（24-25高二上·浙江丽水·期末）某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流表的指针发生了偏转。下列有关判断不正确的是 A．甲池为原电池，乙池中A(石墨)电极为阳极 B．甲池中通入CH3OH电极的电极反应式为：CH3OH-6e−+8OH− = CO+6H2O C．若将CuCl2溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，丙池中溶液的pH将减小 D．当乙池中B极质量增加5.40g时，丙池中D极析出1.60g铜 【答案】C 【分析】甲池是甲醇燃料电池，左侧电极通入甲醇，左侧电极是负极，发生氧化反应，电极反应式为：CH3OH-6e−+8OH− = CO+6H2O、右侧电极是正极，发生还原反应，电极反应式为：2H2O+O2+4e−=4OH−；乙、丙与电源相连，乙、丙是电解池；乙池中，A与电源正极相连、B与电源负极相连，A是阳极，电极反应式为：2H2O-4e−=4H++O2↑、B是阴极，电极反应式为Ag++e−=Ag；丙池中C与电源正极相连、D与电源负极相连，C是阳极，电极反应式为：2Cl−-2e−= Cl2↑、D是阴极，电极反应式为：Cu2++2e−= Cu，据此回答。 【解析】由分析知，甲池为原电池，乙池中A(石墨)电极为阳极，A正确；由分析知，甲池中通入CH3OH电极的电极反应式为：CH3OH-6e−+8OH− = CO+6H2O，B正确；若将CuCl2溶液换成NaCl溶液，电极C是阳极，电极反应式为：2Cl−-2e−= Cl2↑、电极D是阴极，电极反应式为：2H2O +2e−=2OH−+H2↑，电键闭合一段时间后，丙池中碱性增强，溶液的pH将增大，C错误；乙池中B是阴极，电极反应式为Ag++e−=Ag，当B极质量增加5.40g时，转移的电子数为0.05mol，丙池中D极的电极反应式为：Cu2++2e−= Cu，转移的电子数为0.05mol，析出Cu的物质的量为0.025mol，质量为1.60g，D正确；故选C。 13.（25-26高二上·四川南充·期中）电解法制取同时可获得氢气，反应为，工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．阳极反应式为 B．电解过程中阴极区pH不变 C．电解过程中向左室迁移 D．每制备1 mol 交换膜有6 mol阴离子定向移动 【答案】B 【分析】Fe是阳极，在碱性条件下失去电子生成，电极反应式为，Ni是阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阴离子交换膜允许OH-从阴极向阳极移动； 【解析】根据装置图及总反应方程式可知，Fe为阳极，电极反应式为，A正确；阴极区电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，当阴极区产生2个OH-的同时有2个OH-通过阴离子交换膜进入阳极区，但是阴极消耗了水，所以电解过程中阴极区pH增大，B错误；根据电解原理可知，电解过程中阴离子向阳极移动，OH-向左室迁移，C正确；根据电极反应式可知，每制备1 mol Na2FeO4，外电路需要转移6 mol电子，D正确；故选B。 14.（25-26高三上·江苏镇江·开学考试）我国科研人员研制出以钠箔和多壁碳纳米管为电极的可充电“”电池，与C均沉积在多壁碳纳米管电极。其工作原理如图所示。下列叙述不正确的是 A．充电时，电源电极a为正极，向钠箔电极方向移动 B．充电时，阳极反应式为 C．放电时，电路中转移，多壁碳纳米管电极增重 D．放电时，采用多壁碳纳米管作电极可以增强吸附的能力 【答案】C 【解析】充电时，原电池的负极（钠箔）作电解池阴极，连接电源负极；原电池的正极（多壁碳纳米管）作电解池阳极，连接电源正极，故电源电极a为正极。电解池中阳离子（Na⁺）向阴极（钠箔电极）移动，A正确；充电时阳极发生氧化反应，为放电时正极反应的逆过程。放电时正极反应为3CO₂ + 4Na⁺ + 4e⁻ = 2Na₂CO₃ + C，故阳极反应式为2Na₂CO₃ + C - 4e⁻ = 3CO₂↑ + 4Na⁺，B正确；放电时正极反应为3CO₂ + 4Na⁺ + 4e⁻ = 2Na₂CO₃ + C，转移4mol e⁻时，正极生成2 mol Na₂CO₃和1 mol C，增重质量为2×106 g + 12 g = 224 g。则转移0.4 mol e⁻时，增重224 g×=22.4 g，而非13.2 g，C错误；多壁碳纳米管表面积大，吸附能力强，可增强对CO₂的吸附以促进反应，D正确；故选C。 15.（25-26高二上·江苏·期中）一种基于氯碱工艺的节能新工艺是将电解池与NO—空气燃料电池相结合，可用于湿法冶铁的研究，工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．a极为阳极，发生氧化反应 B．阴极区溶液的保持不变 C．d极为负极，其电极反应式为 D．理论上每生成气体，可得到2.8gFe 【答案】C 【分析】NO-空气燃料电池中，通入NO的多孔碳棒d电极为负极，通入O2的多孔碳棒c电极为正极，则b电极为阳极，b电极的电极反应：，a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：，中间为阳离子交换膜，Na+由阳极移向阴极，据此分析判断。 【解析】结合分析可知，b极为阳极，发生氧化反应，A错误；结合分析可知，a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：，阴极区溶液中浓度逐渐升高，pH增大，B错误；结合分析可知，d为负极，该电极NO失去电子，生成硝酸，电解质溶液为酸性，电极反应为：，C正确；结合分析可知，X为氯气，则每生成气体，转移电子，结合阴极电极反应式可知，此时可以生成，质量为，D错误；故选C。 16.（25-26高三上·江苏南京·期中）通过电解废旧锂电池中的可获得难溶性的和，电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法正确的是 A．电极A为阳极，发生氧化反应 B．电极B的电极反应： C．电解一段时间后溶液中Mn2+浓度保持不变 D．电解结束，可通过调节除去Mn2+，再加入  溶液以获得 【答案】D 【分析】该装置有外接电源为电解池，电极B中Mn2+转化为MnO2，B为阳极，发生氧化反应；电极A为阴极，发生还原反应。 【解析】电极A处LiMn2O4生成Li+和Mn2+，Mn元素价态从+3.5降为+2，发生还原反应，故电极A为阴极，A错误；电极B为阳极，Mn2+被氧化为MnO2，溶液含H2SO4呈酸性，电极反应式应为，B错误；电极A生成Mn2+发生反应），电极B消耗Mn2+生成MnO2，根据分析、结合两极上电子数守恒，则生成量大于消耗量，Mn2+浓度增大，C错误；电解后溶液含Li+和Mn2+，调节pH可使Mn2+转化为Mn(OH)2沉淀除去，剩余Li+与Na2CO3反应生成Li2CO3，D正确；故选D。 17.（24-25高二下·云南楚雄·期末）某课题组创建光电共轭聚合物网络用于太阳能驱动硝酸盐转化产氨和氧气（如图）。下列叙述正确的是 A．该装置实现了太阳能直接转化为化学能 B．a极的电极反应式为 C．装置工作一段时间后，b极区溶液pH升高 D．同温同压下，生成时，理论上逸出 【答案】B 【分析】根据图示，a极硝酸根离子得电子发生还原反应生成氨气，a是阴极、b是阳极；b极氢氧根离子失电子生成氧气，Y是O2。 【解析】该装置中，太阳能转化为电能，电能再转化为化学能，故A错误；a极硝酸根离子得电子发生还原反应生成氨气，a是阴极，阴极反应式为，故B正确；b是阳极，b极氢氧根离子失电子生成氧气，电极反应式为，故C错误；根据以上分析，气体Y为，根据电子守恒，，理论上生成的为2aL，故D错误；故选B。 18.（25-26高二上·安徽·期中）某小组探究电解原理的应用，装置如图所示。 下列叙述正确的是 A．甲中Ag极为负极，乙中Fe极为阴极 B．一段时间后，甲中电解质溶液pH升高 C．乙中Fe极反应： D．丙中粗铜减少的质量一定等于纯铜增加的质量 【答案】C 【分析】甲为碱性燃料电池，通入CH3OCH3的Pt极为负极，通入O2的Ag极为正极，乙为电解池，C为阳极、Fe为阴极，丙为电解精炼铜，粗铜为阳极、纯铜为阴极。据此解答： 【解析】据分析，甲中Ag极为正极，乙中Fe极为阴极，A错误；甲中燃料电池总反应为CH3OCH3+3O2+4OH-=2+5H2O，反应消耗OH-，电解质溶液碱性减弱，pH降低，B错误；乙为电解NaCl溶液，Fe极为阴极，阴极上H2O得电子生成H2和OH-，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，C正确；丙为电解精炼铜，粗铜中含Fe、Zn等比铜活泼的杂质，阳极（粗铜）溶解的金属除Cu外还有Fe、Zn等比铜活泼的杂质，阴极（纯铜）只析出Cu，故粗铜减少的质量不一定等于纯铜增加的质量，D错误；故选C。 19.（24-25高二上·福建福州·期中）电化学脱硫在金属冶炼和废水处理中均有应用。一种电化学脱硫工作原理示意图如图所示。该装置工作时，下列说法错误的是 A．a为直流电源负极 B．导线中通过4.5 mol 时阳极区溶液质量增加44 g C．和之间的转化可提高脱硫效率 D．电解一段时间后，阴极区溶液pH无明显变化 【答案】B 【分析】该装置为电解池原理，右侧电极发生失电子生成，该电极为阳极，连接电源b极为正极，电解质溶液中发生；电源a极为负极，左侧电极为阴极，发生得电子、还原反应，电极反应为，电解质溶液中氢离子从阳极移向阴极。 【解析】根据上述反应可知，右侧电极发生失电子生成，该电极为阳极，连接电源b极为正极，a极为电源负极，A正确；阳极区发生，电解质溶液中发生，且从阳极区移向阴极区，转移4.5 mol e⁻时，有4.5 mol生成，能溶解0.5 mol FeS，使溶液增重质量，有4.5 mol从阳极区移向阴极区，质量减少，故阳极区溶液质量增加，B错误；失电子、氧化生成，氧化FeS被还原为，循环转化，可持续氧化FeS，提高脱硫效率，C正确；阴极电极反应为，消耗的与由阳极区通过质子交换膜移入补充的相等，阴极区浓度不变，pH无明显变化，D正确；故选B。 20.（2025·安徽蚌埠·三模）电解法能同时处理含多种有害物质的废水，以提高处理效率。下图双极膜电解池装置通过电解产生具有极强氧化能力的羟基自由基，处理含苯酚废水和含甲醛废水。下列说法正确的是 A．M极连接电源正极，电极反应式： B．双极膜中解离出的透过膜a向N极移动 C．每处理1.5g甲醛，理论上消耗双极膜中 D．通电一段时间后，理论上苯酚和甲醛转化生成的物质的量之比为 【答案】C 【分析】M电极通入，发生反应生成自由基，反应式为，M作阴极连接电源负极，N为阳极连接电源正极。 【解析】M电极通入，发生反应生成自由基，反应式为，M作阴极连接电源负极，A错误；N为阳极，电解时阴离子向阳极移动，所以透过膜a向N极移动，B错误；甲醛为，生成转移电子，消耗双极膜中，C正确；甲醛生成转移电子，苯酚生成转移电子，理论上苯酚和甲醛转化生成物质的量之比为，D错误；故选C。 ◆高考真题练 1.（2025·福建卷）一种无膜电合成碳酸乙烯酯()的工作原理如图。下列说法正确的是 A．电源a极为负极 B．反应中的物质的量不断减少 C．总反应为 D．“反应Ⅱ”为 【答案】C 【分析】根据图中信息可知，电合成装置左边电极发生氧化反应，右边电极发生还原反应，即可判断电源a极为正极、电源b极为负极，据此解答。 【解析】由分析可知，电源a极为正极，A错误； 从整个反应过程来看，在电极a转化为Br2后，又经反应I、Ⅱ等量产生（反应I为：），故的物质的量未发生变化，B错误；以整个电解池为研究对象，反应物为C2H4、CO2和H2O，生成物为C3H4O3和H2，总反应为，C正确；“反应Ⅱ”反应物为CO2和BrCH2CH2OH，生成物为C3H4O3和，题干中“无膜”及图中阴极产生OH-可知，“反应Ⅱ”是在碱性介质中进行，故“反应Ⅱ”应为，D错误；故选C。 2.（2025·浙江卷）通过电化学方法制备，进而由与反应合成。为提高电流利用效率，某小组设计电化学合成示意图如下，已知氧化性：。下列说法不正确的是 A．电极A与电源正极相连 B．电极B的电极反应式为： C．电解液中可以用氢溴酸代替 D．原料足量的情况下，理论上电路中转移可得到 【答案】D 【分析】由图可知，该装置为电解池，电极A发生氧化反应为阳极，电极B发生还原反应为阴极。 【解析】由分析可知电极A为阳极，应与电源正极相连，A正确；由分析可知电极B为阴极，在电解液中得电子生成，电极反应式为：，B正确；电解液中用氢溴酸代替，溴离子即起导电作用，又可在电极A上放电，所以可以用氢溴酸代替，提高电流利用效率，C正确；由得失电子守恒可知，电路中转移生成0.1mol，但由信息可知氧化性：，所以电极B上生成的也可将溴离子氧化为，所以电路中转移生成的物质的量大于0.1mol，则得到的物质的量大于0.1mol，D错误；故选D。 3.（2025·全国卷）某研究小组设计如下电解池，既可将中性废水中的硝酸盐转化为氨，又可将废塑料(PET)碱性水解液中的乙二醇转化为羟基乙酸盐，实现变废为宝。 电解时，下列说法错误的是 A．阳极区下降 B．从阴极区向阳极区迁移 C．阴极发生反应 D．阴极转化，阳极将生成 【答案】D 【分析】根据图示，电解时，左侧电极连接电源负极，为阴极区，发生还原反应，电极反应式为：；右侧电极连接电源正极，为阳极区，发生氧化反应，电极反应式为：。 【解析】根据分析，阳极区消耗了，下降，A正确；阴极区生成了，阳极区消耗了，按照离子移动方向，从阴极区通过阴离子交换膜向阳极区迁移，B正确；根据分析阴极发生还原反应，电极反应式为：，C正确；阴极转化，转移，此时阳极将生成，D错误；故选D。 4.（2025·湖南卷）一种电化学处理硝酸盐产氨的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．电解过程中，向左室迁移 B．电解过程中，左室中的浓度持续下降 C．用湿润的蓝色石蕊试纸置于b处，试纸先变红后褪色 D．完全转化为的电解总反应： 【答案】B 【分析】由图可知，左侧发生，N元素化合价下降，则左侧是阴极区，右侧发生，Cl元素化合价上升，则右侧是阳极区，据此解答； 【解析】电解池中，阳离子向阴极移动，则，向左室迁移，A正确；电解过程中，先生成，再消耗，是中间产物，其浓度增大还是减小，取决于生成速率与消耗速率，无法得出其浓度持续下降的结论，B错误；b处生成氯气，与水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸能使蓝色石蕊试纸变红，次氯酸能使变红的试纸褪色，故能看到试纸先变红后褪色，C正确；左侧阴极总反应是，右侧阳极总反应是，将两电极反应相加即可得到总反应，D正确；故选B。 5.（2025·广东卷）一种高容量水系电池示意图如图。已知：放电时，电极Ⅱ上减少；电极材料每转移1mol电子，对应的理论容量为。下列说法错误的是 A．充电时Ⅱ为阳极 B．放电时Ⅱ极室中溶液的pH降低 C．放电时负极反应为： D．充电时16gS能提供的理论容量为 【答案】B 【分析】放电时，电极Ⅱ上减少，说明MnO2转化为Mn2+，化合价降低，发生还原反应，为原电池的正极，由于电解质溶液为MnSO4，故电解质应为酸性溶液，正极反应为：；则电极Ⅰ为原电池负极，MnS失去电子生成S和Mn2+，负极反应为：。 【解析】由分析可知，放电时电极Ⅱ为正极，故充电时电极Ⅱ为阳极，A正确；由分析可知，放电时电极Ⅱ为正极，正极反应为：，反应消耗，溶液的pH升高，B错误；由分析可知，放电时电极Ⅰ为原电池负极，负极反应为：，C正确；根据放电时负极反应，可知充电时阴极反应为，每消耗16gS，即0.5molS，转移1mol电子，据题意可知，能提供的理论容量为26.8A⋅h，D正确；故选B。 6.（2025·北京卷）用电解溶液(图1)后的石墨电极1、2探究氢氧燃料电池，重新取溶液并用图2装置按i→iv顺序依次完成实验。 实验 电极I 电极Ⅱ 电压/V 关系 i 石墨1 石墨2 a ii 石墨1 新石墨 b iii 新石墨 石墨2 c iv 石墨1 石墨2 d 下列分析不正确的是 A．，说明实验i中形成原电池，反应为 B．，是因为ii中电极Ⅱ上缺少作为还原剂 C．，说明iii中电极I上有发生反应 D．，是因为电极I上吸附的量：iv>iii 【答案】D 【分析】按照图1电解溶液，石墨1为阳极，发生反应，石墨1中会吸附少量氧气；石墨2为阴极，发生反应，石墨2中会吸附少量氢气；图2中电极Ⅰ为正极，氧气发生还原反应，电极Ⅱ为负极。 【解析】由分析可知，石墨1中会吸附少量氧气，石墨2中会吸附少量氢气，实验i会形成原电池，，反应为2H2+O2=2H2O，A正确；因为ii中电极Ⅱ为新石墨，不含有H2，缺少作为还原剂，故导致，B正确；图2中，电极Ⅰ发生还原反应，实验iii中新石墨可能含有空气中的少量氧气，c＞0，说明iii中电极I上有发生反应，C正确；，实验iii与实验iv中电极Ⅰ不同，，是因为电极I上吸附的量：iv>iii，D错误；故选D。 7.（2025·云南卷）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 【分析】由图中氢离子和氢氧根的流向，可推出左侧Pt电极为阳极，右侧石墨电极为阴极，阳极发生的反应为：，阴极发生的反应为：，Ⅲ室中氯化钠浓度降低了，说明钠离子往阴极方向移动，氯离子往阳极方向移动，据此解答。 【解析】由分析可知，Pt电极为阳极，阳极发生的反应为：，A正确；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；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，氯离子往阳极方向移动，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膜为阴离子交换膜，C错误；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。 8.（2025·河北卷）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 【分析】由装置图可知，该装置中有直流电源，为电解池，则 转化为过程中，Co元素化合价由降为+3，得电子发生还原反应，为阴极，电极反应式为，Pt电极为阳极，失电子，发生氧化反应，电极反应式为，据此回答。 【解析】由分析知，电极上发生的反应：，A错误；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；为阴离子，应向阳极移动，即向Pt电极迁移，C错误；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。 9.（2025·河南卷）一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化，并以形式回收含锂废弃物中的锂元素，其工作原理如图所示。 下列说法正确的是 A．Ⅱ为阳离子交换膜 B．电极a附近溶液的减小 C．电极b上发生的电极反应式为 D．若海水用溶液模拟，则每脱除，理论上可回收 【答案】D 【分析】由图可知，左侧为阴极，电极反应为，右侧为阳极，电极反应为，在膜Ⅰ和膜Ⅱ间加入海水，钠离子透过膜Ⅰ进入阴极区得到氢氧化钠，氯离子透过膜Ⅱ进入膜Ⅱ与膜Ⅲ之间，锂离子透过膜Ⅲ进入膜Ⅱ与膜Ⅲ之间，在此处得到LiCl，则膜Ⅰ为阳膜，膜Ⅱ为阴膜，膜Ⅲ为阳膜，据此解答。 【解析】由分析可知，膜Ⅱ为阴膜， A错误 B．a电极的反应为，pH变大，B错误；由分析可知，电极b的反应为，C错误；每脱除58.5gNaCl，转移电子数为1mol，有1molLi+和1molCl-分别透过离子交换膜Ⅲ、膜Ⅱ，可得到1molLiCl，D正确；故选D。 10.（2024·广东卷）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 【分析】左侧电极为阴极，发生还原反应，在碱性条件下转化为Fe，从而实现冶铁，电极反应为：；右侧电极为阳极，溶液为饱和食盐水，放电产生氯气，电极反应为：；中间为阳离子交换膜，由阳极向阴极移动。 【解析】由分析可知，阳极反应为：，A正确；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；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；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。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四章 化学反应与电能 第二节 电解池 要点 1 电解原理 1.电解池的工作原理 接通外界电源后，电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，经过阴、阳离子的定向运动形成内电路，再从电解池的阳极流出，并沿导线流回电源的正极，如图所示。 2.电解池电极的判断 3.电解时电极产物的判断 要点 2 惰性电极电解电解质溶液的四种类型 1.电解水型 电解质类型 含氧酸，如H2SO4 可溶性强碱，如NaOH 活泼金属含氧酸盐，如KNO3 电极反应式及总反应式　　 阴极 阳极 总反应式：2H2O2H2↑＋O2↑ 电解质溶液浓度 增大 溶液pH 减小 增大 不变 2.电解电解质型 电解质类型 无氧酸，如HCl 不活泼金属无氧酸盐，如CuCl2 电极反应式及总反应式 阴极：2H＋＋2e－===H2↑ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 总反应式：2HClH2↑ ＋Cl2↑ 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 总反应式：CuCl2Cu＋Cl2↑ 电解质溶液浓度 减小 溶液pH 增大 3.放H2生碱型 电解质(水溶液) 活泼金属的无氧酸盐(如NaCl、KCl) 电极反应式及总反应式 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 总反应式：2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－ 电解质浓度 生成新电解质 溶液pH 增大 4.放O2生酸型 电解质(水溶液) 不活泼金属的含氧酸盐[如CuSO4、Cu(NO3)2] 电极反应式及总反应式 阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ 阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu 总反应式：2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋ 电解质浓度 生成新电解质 溶液pH 减小 要点 3 电解原理的应用 1.氯碱工业 (1)反应原理： 通电前：溶液中的离子有Na+、Cl-、H+、OH-。 通电后：①移向阳极的离子是Cl-、OH-，在阳极放电的离子是Cl-。 阳极电极反应：2Cl--2e-===Cl2↑ (氧化反应)。  ②移向阴极的离子是Na+、H+，在阴极放电的离子是H+。 阴极电极反应：2H2O+2e-===H2↑+2OH- (还原反应)。 ③总反应： 化学方程式：2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH； 离子方程式：2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-。 (3)离子交换膜的作用：①阻止OH-进入阳极室与Cl2发生副反应：2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O；②阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。 (4)阴极室一般是加入含少量NaOH的水，NaOH的作用是增强溶液导电性。 2.电镀 (1)电镀：利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的加工工艺。 (2)目的：使金属增强抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观。 (3)电镀池的构成(在铁制钥匙上面镀铜)： 阳极材料：镀层金属Cu，电极反应：Cu-2e-===Cu2+； 阴极材料：镀件铁制钥匙，电极反应：Cu2++2e-===Cu。 电解质溶液：Cu2+浓度保持不变。 3.电解精炼(粗铜含锌、银、金等杂质) 阳极材料：粗铜，电极反应：Zn-2e-===Zn2+、Cu-2e-===Cu2+； 阴极材料：纯铜，电极反应：Cu2++2e-===Cu； 电解质溶液：Cu2+浓度减小，金、银等金属沉积形成阳极泥。 4.电冶金 (1)金属冶炼的本质：使矿石中的金属离子获得电子变成金属单质的过程：Mn＋＋ne－===M。 (2)电解法可将通常极难被还原的活泼金属从它们的化合物中还原出来，是冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属的重要方法。 (3)实例——电解熔融的氯化钠 ①电解熔融的氯化钠制取金属钠的示意图： ②电极反应式与总反应式 阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极反应：2Na＋＋2e－===2Na 总反应：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 要点 4 电化学中的离子交换膜 1.离子交换膜的种类 阳离子交换膜 只允许阳离子透过，不允许阴离子或某些分子透过 阴离子交换膜 只允许阴离子透过，不允许阳离子或某些分子透过 质子交换膜 只允许H＋透过，不允许其他阳离子和阴离子透过 双极膜 由一张阳膜和一张阴膜复合制成的阴、阳复合膜。该膜特点是在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－并分别通过阳膜和阴膜，作为H＋和OH－的离子源 2.离子交换膜的应用 (1)用离子交换膜隔离某些分子和离子，防止副反应的发生。 例如：氯碱工业中，阳离子交换膜的作用就是阻止阴离子(Cl－)和气体(Cl2)通过，防止氯气和NaOH反应。 (2)离子交换膜制备物质、分离物质等。 以电渗析法制备H3PO2为例，其原理如图所示。 离子移动方向及交换膜类型：产品室为阳极，原料室中的阴离子H2PO移向产品室，膜1为阴离子交换膜；原料室中的阳离子Na＋移向阴极室，膜2为阳离子交换膜。 阳极：电极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，产生的H＋结合移入的H2PO生成H3PO2。 阴极：电极反应为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，产生的OH－结合移入的Na＋生成NaOH。 (3)离子交换膜使具有浓度差的离子进行选择性迁移。 离子从“浓→稀”的溶液区移出，移向“稀→浓”的溶液区 以电化学制备K2Cr2O7为例，其原理如图所示，其中a、b均为石墨电极。 左侧：为“稀→浓”的溶液区，则右侧的K＋通过K＋交换膜移向左侧，a极为阴极，电极反应为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，产生的OH－结合移入的K＋生成KOH。 右侧：b极为阳极，电极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，使溶液中的反应2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O正向进行，生成K2Cr2O7。 【解题思路】电化学中的离子交换膜解题思路 要点 5 多池串联的两大模型及原理分析 1.常见多池串联装置 (1)外接电源与电解池的串联(如图) A、B为两个串联电解池，相同时间内，各电极得失电子数相等。 (2)原电池与电解池的串联(如图甲、图乙) 甲、乙两图中，A均为原电池，B均为电解池。 2.多池串联中，装置类型的判断 (1)装置类型的判断 原电池一般是两种活泼性不同的金属电极或一种金属电极和一个碳棒作电极；而电解池则一般都是两个惰性电极，如两个铂电极或两个碳棒。原电池中的电极材料和电解质溶液之间能发生自发的氧化还原反应，电解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应。如图所示：B为原电池，A为电解池。 (2)常用规律 ①多池串联的装置中，先根据电极反应物和电解质溶液判断哪个是原电池，其余装置一般为电解池。 ②与原电池正极相连的电极为电解池阳极，与原电池负极相连的电极为电解池阴极，据此判断各池中发生的反应。 命题点 1 电解池及其原理 典例1（25-26高二上·广东汕头·期中）下图是一个用石墨作电极电解稀溶液的装置，电解液中事先加有指示剂，此时溶液呈红色(指示剂变色的pH范围是，酸性溶液中呈红色，碱性溶液中呈黄色)。在电解过程中，有关电极的叙述正确的是 A．A管溶液由红色变为黄色 B．B管溶液由红色变为黄色 C．检验A管中产生的气体可以用带火星的木条 D．A管中发生的电极反应 变式1（25-26高二上·陕西·期中）用如图所示装置（X、Y是直流电源的两极）分别进行下列各组实验，则下表中各项所列对应关系均正确的一项是 选项 X极 U形管中溶液 通电后现象及结论 A 负极 溶液 处处均有气体生成，形管中溶液降低 B 正极 溶液 b处有气体生成，电极反应式是，形管中溶液不变 C 正极 溶液 形管中滴入酚酞，处呈红色，形管中溶质浓度不变 D 负极 溶液 b处有黄绿色气体逸出，电解后形管中溶质浓度减小 变式2（24-25高二上·江苏苏州·期中）提供几组常见的实验装置示意图，下列有关叙述正确的是 A．装置①中阳极上有红色物质析出 B．装置②中的铜片应与直流电源的负极相连 C．装置③中，若电解液为KOH溶液，则电极a的反应式：H2-2e-+2OH-=2H2O D．装置④中，CuSO4溶液的浓度始终不变 命题点 2 电解规律 典例2（25-26高二上·山东济南·期中）用惰性电极电解X物质的水溶液，有关说法正确的是 A．若X为足量的NaCl，通电一段时间后可以通入适量的HCl气体将溶液复原 B．若X为H2SO4，因为消耗了H+，所以溶液的酸性减弱 C．若X为NaOH，两极分别产生H2和O2，溶液pH不变 D．若X为CuSO4与NaC1的混合物，则阳极首先产生O2 变式1（25-26高二上·河北邯郸·期中）以石墨为电极电解下列溶液一段时间后，仅加水即可使电解质溶液完全恢复的是 A．溶液 B．溶液 C．HCl溶液 D．NaCl溶液 变式2（25-26高二上·福建·期中）用惰性电极进行下列电解，有关说法正确的是 ①电解稀硫酸；②电解熔融NaCl③电解KOH溶液；④电解Cu(NO3)2溶液； A．电解进行一段时间后四份溶液的pH均增大 B．反应②中阴、阳两极上产物的物质的量之比为2：1 C．反应③中阳极消耗OH-，故溶液浓度变小 D．反应④中电解溶液一段时间后，颜色变浅，加入一定质量的Cu(OH)2，能够使溶液恢复到原来的成分和浓度 命题点 3 电解原理的传统应用 典例3（25-26高二上·河南·期中）以硫酸铜溶液做电解液，对含有杂质Fe、Zn、Ag的粗铜进行电解精炼。下列叙述错误的是 ①粗铜与直流电源负极相连，精铜与直流电源正极相连 ②阴极发生的反应为 ③电路中每通过个电子，粗铜质量减少16 g ④电解质溶液中的保持不变 ⑤杂质Ag以的形式沉入电解槽形成“阳极泥” A．①②③④ B．①②④ C．①②③⑤ D．①③④⑤ 变式1（25-26高二上·内蒙古·期中）利用如图装置进行铁上镀铜的实验。下列说法不正确的是 A．铁片上析出铜的反应为 B．镀铜过程中溶液中铜离子的浓度基本不变 C．镀铜前用溶液，盐酸分别除去铁片上的油污和铁锈 D．为使镀层平滑光亮，溶液浓度应控制在适宜范围 变式2（25-26高二上·广东惠州·期中）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．阳极产生 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351 g D．理论上每消耗 1 mol Fe2O3， 阴极室溶液最多增加138 g 命题点 4 电解原理的创新应用 典例4（25-26高二上·安徽·期中）近日，我国科学家开发光催化剂选择性实现合成乙醇，原理如图所示。 下列说法错误的是 A．H+从b电极向a电极移动 B．光催化剂能加快CO2转化为乙醇的反应速率 C．b电极的电极反应式： D．若转移12mol电子，理论上可生成46g乙醇 变式1（25-26高二上·山东·期中）下图是一种电解法制备高纯铬和硫酸的简单装置示意图。下列说法正确的是 A．石墨电极反应式为 B．A膜为阴离子交换膜，B膜为阳离子交换膜 C．电解过程中，甲池需要不断补充，丙池需要不断补充 D．电解过程中，导线中每通过电子，甲池质量减少 变式2（24-25高二上·江苏连云港·期中）电催化氮气制备铵盐和硝酸盐的原理如图所示。下列说法正确的是 A．a极反应式为： B．电解一段时间，两电极区的pH均减小 C．电解过程中从b极通过质子交换膜转移至a极 D．相同时间内，a、b两极消耗的物质的量之比为5：3 命题点 5 离子交换膜在电化学重的应用 典例5（25-26高二上·福建泉州·期中）模拟海水淡化，并获得浓盐酸和浓NaOH溶液。双极膜组合电解装置示意图如图。阳极、阴极区溶液分别为稀NaOH、稀盐酸。双极膜由阳离子交换膜和阴离子交换膜构成，在直流电场的作用下，双极膜间解离成和，并向两极迁移。下列说法错误的是 A．X极是阳极 B．Y极产生1 mol H2时，双极膜有2 mol H2O发生解离 C．电解后在a出口可获得较浓的盐酸，b出口得到淡水 D．电解过程中阳极区溶液中的n(OH-)变小 变式1（25-26高二上·福建泉州·期中）某低成本储能电池原理如下图所示。放电时总反应：。下列说法错误的是 A．放电时负极区溶液质量变大 B．充电时，多孔碳电极与外接电源的正极相接 C．无论充电或放电，多孔碳电极电势均高于铅电极 D．充电一段时间后，阳极区应补充H2SO4，维持pH稳定 变式2（2025·云南昆明·一模）我国科研人员利用电化学将硝酸盐污染物转化为具有高附加值的氨，为硝酸盐废水处理提供有效途径，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．电极a连接直流电源的正极 B．电极b的反应有 C．阳极区产生与阴极区消耗的物质的量相等 D．若废水酸性较强，则电极b生成，且易发生析氢副反应 命题点 6 电化学有关的计算 典例6（25-26高二上·云南玉溪·期中）为减少火力发电时SO2的排放，可采用电解法去除燃煤中的FeS2杂质，总反应方程式为： FeS2+15Mn3++8H2O=Fe3++2SO+15Mn2++16H+原理如图。下列说法错误的是 A．石墨A为阳极 B．石墨B上产生气体的电极反应式为 C．电解一段时间后，溶液的酸性会减弱 D．当外电路通过时，理论上能处理 变式1（25-26高二上·四川南充·期中）以浓差电池(电解质溶液浓度不同形成的电池)为电源，石墨为电极将转化为较高纯度的装置如图所示(已知：浓差电池停止工作时阴离子交换膜两侧溶液浓度相等)。下列说法错误的是 A．Ag(2)电极电势高于Ag(I)电极电势 B．电极A上发生的电极反应为 C．工作时，B电极附近溶液的pH增大 D．生成0.5 mol 时，丁室电解质溶液质量增加108 g 变式2（25-26高二上·河北保定·期中）以铅蓄电池( 为电源，熔融 作电解液，利用图示装置可以获得金属钙，并用钙还原二氧化钛制备金属钛。下列说法错误的是 A．a为铅蓄电池的正极 B．阳极的电极反应式为 C．在制备金属钛前后，整套装置中 CaO的总量不变 D．每制备1.5 mol 金属钛，理论上铅蓄电池中需消耗 命题点 7 多池串联装置分析 典例79.（25-26高二上·北京丰台·期中）利用光能可以将转化为重要的化工原料(电解质溶液为稀硫酸)，同时可为制备次磷酸()提供电能，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．W极上发生还原反应 B．电解一段时间后M室pH降低，N室pH升高 C．a、b、c为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜 D．W极的电极反应式为 变式1（25-26高二上·江苏苏州·期中）某种酒精检测仪的传感器采用作为电极，其燃烧室内充满特种催化剂。某同学用该乙醇燃料电池作为电源设计如图所示电解实验装置。 下列说法不正确的是 A．a电极为负极，d电极为阴极 B．b电极的电极反应式为 C．当装置Ⅱ中生成11.2L(标准状况)时，有通过装置I中的质子交换膜 D．当装置I中生成时，装置Ⅲ中溶液的质量减少16g 变式2（25-26高二上·福建厦门·期中）某兴趣小组以甲烷燃料电池为电源研究有关电化学的问题。丁池中，利用离子交换膜控制电解液中来制备纳米，下列说法不正确的是 A．甲池中，通入甲烷一极的电极反应式为： B．乙池中，电解总反应化学方程式为： C．丙池中反应一段时间后，溶液中将减小 D．丁池离子交换膜为阴离子交换膜，阴离子移动方向为从右往左 点拨 1 电解池中方程式书写的关键 (1)书写电解池中电极反应式时，一般以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质(如水)要写成化学式。 (2)电极反应的书写首先根据题干要求及信息大胆写出反应物和生成物，然后根据“阴(极)得(e－)阳(极)失(e－)”加上得失电子数目，最后根据电解质溶液酸碱性补上H＋、OH－或H2O，依据电荷守恒配平。 (3)要确保两极得失电子数目相等，且总反应注明条件“电解”。 点拨 2 电解质溶液的恢复 1.首先确定电极产物，如果是活性电极(金属活动性顺序中Ag以前的金属)，则电极材料失去电子，电极溶解，溶液中的阴离子不能失电子。如果是惰性电极，则应按照阴、阳离子在溶液中的放电顺序进行判断。 2.恢复电解质溶液，应遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”的原则。一般加入阴极产物与阳极产物的化合物。如用惰性电极电解CuSO4溶液，要恢复电解质溶液，可向电解后的溶液中加入CuO，也可以加入CuCO3。但不能加入Cu(OH)2，因Cu(OH)2能与生成的H2SO4反应使水的量增加。加入物质的物质的量需根据电路中的得失电子守恒进行计算。 点拨 3 电镀与铜的精炼的比较 电镀(以铁上镀锌为例) 铜的电解精炼 装置示意图 形成条件 ①镀层金属做阳极接直流电源正极，镀件做阴极接直流电源负极 ②电镀液必须是含有镀层金属离子的盐溶液 ③外接直流电源，形成闭合回路 ①粗铜做阳极，纯铜做阴极 ②含Cu2＋的盐溶液做电解质溶液 ③外接直流电源，形成闭合回路 电极反应 阳极：Zn－2e－===Zn2＋ 阴极：Zn2＋＋2e－===Zn 阳极：Cu(粗铜)－2e－===Cu2＋(主要) 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu(纯铜) 电解(镀)液浓度 不变 减小 联系 电镀池和电解精炼池是特定条件下的电解池 点拨 4 电化学的相关计算 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。 如以电路中通过4 mol e－为桥梁可构建以下关系式： (式中M为金属，n为其离子的化合价数值) 该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。 ◆能力强化练 1.（25-26高二上·河南南阳·期中）下列有关电解原理在工业上的应用正确的是 A．电解熔融的氯化钠冶炼金属钠 B．电镀时镀件与电源正极相连 C．粗铜精炼时溶液中铜离子浓度不变 D．直接电解海水生产烧碱和氯气 2.（25-26高二上·江苏·期中）下图是电解精炼铜的实验装置，有关说法不正确的是 A．金属铜和比铜活泼的锌、铁等金属转化为阳离子进入溶液中 B．阳极泥是比铜不活泼的银、金等贵重金属 C．电解质溶液中浓度减小 D．电解精炼铜过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等 3.（25-26高二上·山东·联考）以硫酸铜溶液作电解液，对含有杂质Fe、Zn、Ag的粗铜进行电解精炼。下列叙述中正确的是 ①粗铜与直流电源负极相连　②阴极发生的反应为　③电路中每通过个电子，得到的精铜质量为16 g　④杂质Ag以的形式沉入电解槽形成“阳极泥” A．②③ B．②④ C．③④ D．①③ 4.（25-26高二上·江苏南通·期中）通过如图所示的装置制取氯气等物质下列关于下图所示装置说法正确的是 A．电极A可以使用活性铁电极 B．离子交换膜类型应为阴离子交换膜 C．阴极的电极反应式为： D．阳极区出口处的溶液为NaOH溶液 5.（24-25高二下·贵州毕节·期末）利用电解原理电解含乙醛的废水制备乙醇和乙酸不仅能减少污染，还能回收利用资源，其原理如图所示（图中双极膜中间层中的H2O解离为H＋和OH－，并在直流电场的作用下分别向两极迁移）。下列说法正确的是 A．M电极上发生氧化反应 B．双极膜中的H＋移向N极 C．M电极上发生的反应为 D．电路中通过2mole－时，N电极上产生11.2LO2 6.（24-25高二下·湖北恩施·期末）科学家利用电化学法深度处理电厂脱硫废水(主要含、)工作原理如图所示。 下列叙述错误的是 A．电极是阳极 B．Fe电极的电极反应式是： C．电解一段时间，两电极产生的气体在标准状况下体积相等 D．若两电极材料互换，会导致和难以除去 7.（25-26高二上·河北廊坊·期中）利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是 A．氯碱工业中，X、Y均为石墨，X附近能得到氢氧化钠溶液 B．铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4 C．电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属 D．制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁 8.（25-26高二上·全国·课后作业）如图是电解熔融NaCl制备金属钠的装置示意图。下列有关判断正确的是 A．通过该装置可以将化学能转化为电能 B．石墨电极为正极 C．Na＋在铁电极上得到电子被还原为钠原子 D．若装置中两个电极互换，则不能形成电解池 9.（25-26高二上·河南新乡·期中）某同学设计如图装置，探究氯碱工业原理，下列说法正确的是 A．石墨电极与直流电源负极相连 B．铜电极的电极反应式为 C．氢氧化钠在石墨电极附近产生，向铜电极迁移 D．用湿润的淀粉­KI试纸在铜电极附近检验气体，试纸变蓝色 10.（24-25高二下·河南安阳·期末）海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法等，其中电渗析法是利用电解原理通过多组电渗析膜实现，工作原理如图所示(假设以KCl溶液代替海水)，同时获得产品、、，还有淡水。下列说法错误的是 A．出口Ⅰ接收的为淡水 B．n为直流电源的负极 C．膜、分别为阳离子交换膜、阴离子交换膜 D．电极E处产生的气体X为 ◆综合拔高练 11.（24-25高二下·云南保山·期末）甲烷燃料电池采用铂作为电极材料，两个电极上分别通入和，电解质溶液为KOH溶液。某研究小组将上述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，如图所示。 下列说法错误的是 A．c电极的电极反应式为 B．电极b换成铁棒，对电池反应没有影响 C．相同条件下，每个电池通入量为1L且反应完全，则理论上最多能产生4L D．电池工作的过程中，KOH的物质的量减小 12.（24-25高二上·浙江丽水·期末）某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流表的指针发生了偏转。下列有关判断不正确的是 A．甲池为原电池，乙池中A(石墨)电极为阳极 B．甲池中通入CH3OH电极的电极反应式为：CH3OH-6e−+8OH− = CO+6H2O C．若将CuCl2溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，丙池中溶液的pH将减小 D．当乙池中B极质量增加5.40g时，丙池中D极析出1.60g铜 13.（25-26高二上·四川南充·期中）电解法制取同时可获得氢气，反应为，工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．阳极反应式为 B．电解过程中阴极区pH不变 C．电解过程中向左室迁移 D．每制备1 mol 交换膜有6 mol阴离子定向移动 14.（25-26高三上·江苏镇江·开学考试）我国科研人员研制出以钠箔和多壁碳纳米管为电极的可充电“”电池，与C均沉积在多壁碳纳米管电极。其工作原理如图所示。下列叙述不正确的是 A．充电时，电源电极a为正极，向钠箔电极方向移动 B．充电时，阳极反应式为 C．放电时，电路中转移，多壁碳纳米管电极增重 D．放电时，采用多壁碳纳米管作电极可以增强吸附的能力 15.（25-26高二上·江苏·期中）一种基于氯碱工艺的节能新工艺是将电解池与NO—空气燃料电池相结合，可用于湿法冶铁的研究，工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．a极为阳极，发生氧化反应 B．阴极区溶液的保持不变 C．d极为负极，其电极反应式为 D．理论上每生成气体，可得到2.8gFe 16.（25-26高三上·江苏南京·期中）通过电解废旧锂电池中的可获得难溶性的和，电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法正确的是 A．电极A为阳极，发生氧化反应 B．电极B的电极反应： C．电解一段时间后溶液中Mn2+浓度保持不变 D．电解结束，可通过调节除去Mn2+，再加入  溶液以获得 17.（24-25高二下·云南楚雄·期末）某课题组创建光电共轭聚合物网络用于太阳能驱动硝酸盐转化产氨和氧气（如图）。下列叙述正确的是 A．该装置实现了太阳能直接转化为化学能 B．a极的电极反应式为 C．装置工作一段时间后，b极区溶液pH升高 D．同温同压下，生成时，理论上逸出 18.（25-26高二上·安徽·期中）某小组探究电解原理的应用，装置如图所示。 下列叙述正确的是 A．甲中Ag极为负极，乙中Fe极为阴极 B．一段时间后，甲中电解质溶液pH升高 C．乙中Fe极反应： D．丙中粗铜减少的质量一定等于纯铜增加的质量 19.（24-25高二上·福建福州·期中）电化学脱硫在金属冶炼和废水处理中均有应用。一种电化学脱硫工作原理示意图如图所示。该装置工作时，下列说法错误的是 A．a为直流电源负极 B．导线中通过4.5 mol 时阳极区溶液质量增加44 g C．和之间的转化可提高脱硫效率 D．电解一段时间后，阴极区溶液pH无明显变化 20.（2025·安徽蚌埠·三模）电解法能同时处理含多种有害物质的废水，以提高处理效率。下图双极膜电解池装置通过电解产生具有极强氧化能力的羟基自由基，处理含苯酚废水和含甲醛废水。下列说法正确的是 A．M极连接电源正极，电极反应式： B．双极膜中解离出的透过膜a向N极移动 C．每处理1.5g甲醛，理论上消耗双极膜中 D．通电一段时间后，理论上苯酚和甲醛转化生成的物质的量之比为 ◆高考真题练 1.（2025·福建卷）一种无膜电合成碳酸乙烯酯()的工作原理如图。下列说法正确的是 A．电源a极为负极 B．反应中的物质的量不断减少 C．总反应为 D．“反应Ⅱ”为 2.（2025·浙江卷）通过电化学方法制备，进而由与反应合成。为提高电流利用效率，某小组设计电化学合成示意图如下，已知氧化性：。下列说法不正确的是 A．电极A与电源正极相连 B．电极B的电极反应式为： C．电解液中可以用氢溴酸代替 D．原料足量的情况下，理论上电路中转移可得到 3.（2025·全国卷）某研究小组设计如下电解池，既可将中性废水中的硝酸盐转化为氨，又可将废塑料(PET)碱性水解液中的乙二醇转化为羟基乙酸盐，实现变废为宝。 电解时，下列说法错误的是 A．阳极区下降 B．从阴极区向阳极区迁移 C．阴极发生反应 D．阴极转化，阳极将生成 4.（2025·湖南卷）一种电化学处理硝酸盐产氨的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．电解过程中，向左室迁移 B．电解过程中，左室中的浓度持续下降 C．用湿润的蓝色石蕊试纸置于b处，试纸先变红后褪色 D．完全转化为的电解总反应： 5.（2025·广东卷）一种高容量水系电池示意图如图。已知：放电时，电极Ⅱ上减少；电极材料每转移1mol电子，对应的理论容量为。下列说法错误的是 A．充电时Ⅱ为阳极 B．放电时Ⅱ极室中溶液的pH降低 C．放电时负极反应为： D．充电时16gS能提供的理论容量为 6.（2025·北京卷）用电解溶液(图1)后的石墨电极1、2探究氢氧燃料电池，重新取溶液并用图2装置按i→iv顺序依次完成实验。 实验 电极I 电极Ⅱ 电压/V 关系 i 石墨1 石墨2 a ii 石墨1 新石墨 b iii 新石墨 石墨2 c iv 石墨1 石墨2 d 下列分析不正确的是 A．，说明实验i中形成原电池，反应为 B．，是因为ii中电极Ⅱ上缺少作为还原剂 C．，说明iii中电极I上有发生反应 D．，是因为电极I上吸附的量：iv>iii 7.（2025·云南卷）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 8.（2025·河北卷）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 9.（2025·河南卷）一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化，并以形式回收含锂废弃物中的锂元素，其工作原理如图所示。 下列说法正确的是 A．Ⅱ为阳离子交换膜 B．电极a附近溶液的减小 C．电极b上发生的电极反应式为 D．若海水用溶液模拟，则每脱除，理论上可回收 10.（2024·广东卷）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 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $