专题09 电解池与电解原理的应用（期末真题汇编，黑吉辽蒙专用）高二化学上学期

专题09 电解池与电解原理的应用 2大高频考点概览 考点01 电解原理 考点02 电解原理的应用 地 城 考点01 电解原理 1．（2024-2025高二上·吉林友好学校·期末）铜的还原性较弱，不能与稀硫酸反应被稀硫酸氧化。某学生根据所学知识，欲实现Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑反应，设计了四个实验，如图所示，你认为可行的实验是 A． B． C． D． 2．（2024-2025高二上·黑龙江哈尔滨·期末）下列离子方程式书写正确的是 A．电解精炼铜时的阳极反应： B．酸性条件用丙烯腈合成己二腈的阴极反应： C．电离方程式： D．除水垢中的： 3．（2024-2025高二上·辽宁五校·期末）微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置，以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图1所示，并利用此电池为电源模拟电化学降解，其原理如图2所示。下列说法正确的是 A．电池工作时，电流由A极经电解质溶液流向B极 B．每生成5.6g，左右两侧溶液质量变化差14.4g C．电解过程中，阴极区溶液的pH不变 D．电解池中阴极的电极反应式为： 4．（2024-2025高二上·辽宁多校联考·期末）中国科学院研究所发布的新型固态锂硫正极材料(2Li2S·CuI)，能量密度较高且成本较低。由这种材料制成的锂离子电池放电、充电时的工作原理如图所示，反应的化学方程式为。下列说法错误的是 A．放电时，a极为负极 B．放电时，b极上的电极反应式： C．充电时，电子的流向：b极→外接电源的正极，外接电源的负极→a极 D．充电时，每转移3 mol电子，a极增重21g 5．（2024-2025高二上·辽宁抚顺·期末）全钒液流电池是一种以钒为活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池，其充电时工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．充电时，电极a与电源的正极相连，发生还原反应 B．放电时总反应为 C．充电一段时间后，右侧电解液的pH降低 D．放电时，电路中转移1mole-，则有1molH+由右侧移向左侧 6．（2024-2025高二上·吉林松原·期末）某种能将废水中苯酚()氧化为和的原电池-电解池组合装置如图所示，该装置能实现发电、环保二位一体，其中生成的羟基自由基()有极强的氧化性。下列说法错误的是 A．该装置工作时左侧原电池内电路电流从电极a通过电解质溶液流向电极b B．温度过高时该装置处理废水中苯酚的能力会下降 C．当电极a上有2mol生成时，c极区溶液仍为中性 D．当电极b上有0.6mol生成时，该装置处理苯酚的物质的量为0.1mol 7．（2024-2025高二上·吉林BEST合作体·期末）在新材料工业中，己内酰胺是生产尼龙-6和聚酰胺的关键原料。利用氮氧化物(NOx)和环己酮、乙二醇(EG)进行电化学还原偶联反应以合成己内酰胺是一种有前景的绿色合成途径(装置及物质转化示意图如下)，同时得到副产品乙醇酸(GA)。当得到1mol GA时，下列说法正确的是 A．m为电源负极，电流从n极出发，经外电路回到m极 B．EG转化为GA反应式为：HOCH2-CH2OH-4e-+H2O=HOCH2-COOH+4H+ C．NO在电极上会先转化为NH2OH的电极反应是：NO-4e-+4H2O=NH2OH+5OH- D．若两电极间增加质子交换膜，当阴极电流效率为0.8时，则阴极室质量减少5 g 8．（2024-2025高二上·吉林BEST合作体·期末）水系双离子电池相比于锂电池有安全和成本优势，在储能领域有较好应用。我国最新水系(碱性)双离子电池的工作原理如图所示，下列有关叙述错误的是 A．放电时，电解质溶液中的Na+由b极区向a极区转移 B．放电时，若a极得到3.2gCu和，则电路中转移的电子的物质的量为0.14mol C．为消除第一次放电的不可逆，可将Cu3(PO4)2彻底放电转化为Cu2O后再充电 D．第1次放电时，a极的电极反应式为 9．（2024-2025高二上·黑龙江哈尔滨·期末）为适应可再生能源的波动性和间歇性，我国科学家设计了一种电化学装置，其原理如下图所示。当闭合和、打开时，装置处于蓄电状态；当打开和，闭合时，装置处于放电状态。放电状态时，双极膜中间层中的解离为和并分别向两侧迁移。下列有关该电化学装置工作时的说法正确的是 A．蓄电时，碳锰电极为阴极 B．蓄电时，右池中右侧电极发生的反应为 C．放电时，每消耗，理论上有由双极膜向碳锰电极迁移 D．理论上，该电化学装置运行过程中需要不断补充和KOH溶液 10．（2024-2025高二上·黑龙江齐齐哈尔·期末）2024年1月4日，比亚迪公司斥资100亿启动钠离子电池项目，钠离子电池相对于锂电池具有更好的安全性能。如图是一种可充电钠离子电池工作示意图(已知电解质溶液是Na2SO3溶液，化合物中Ni均为+2价)。下列说法错误的是 A．电池工作时Na+从N极区移动到M极区 B．电池工作时，M极的电极反应为： C．充电时M极接电源正极 D．该电池负极可用钠单质作电极材料 11．（2024-2025高二上·黑龙江齐齐哈尔·期末）电解硫酸钠溶液制取电池正极材料的前驱体，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．交换膜B是阳离子交换膜 B．通电一段时间后，I室溶液的pH降低 C．b是直流电源的负极，纯钛电极的反应为 D．当产生时，纯钛电极上至少产生标准状况下1.12L气体 12．（2024-2025高二上·黑龙江绥化·期末）下列关于用惰性电极电解NaCl溶液的叙述正确的是 A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠 B．若向阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色 C．若向阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色 D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性 13．（2024-2025高二上·内蒙古赤峰·期末）我国科学家设计了一种催化剂同时作用在阴阳极的电解装置，工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．极电极反应式为 B．若有通过质子交换膜，则理论上有被转化 C．电解总反应为 D．若以铅酸蓄电池为电源，则B极应与Pb极相连接 14．（2024-2025高二上·内蒙古包头·期末）能量与科学、技术、社会、环境关系密切。下列应用中，能量直接转化关系错误的是 氧炔焰切割金属 车用燃料电池 电解精炼铜 太阳能电池板 A B C D A．化学能→机械能 B．化学能→电能 C．电能→化学能 D．太阳能→电能 15．（2024-2025高二上·内蒙古包头·期末）下面是科学家最近研发的可充电电池的工作示意图，锂离子导体膜只允许通过，电池反应为：。 下列说法正确的是 A．放电时，负极反应为： B．充电时，电极发生脱嵌，放电时发生嵌入 C．放电时，当转移0.2mol电子时，理论上左室中电解质的质量增重4.0g D．电解质可用水作溶剂，更有利于传递离子 16．（2024-2025高二上·辽宁协作体·期末）用酸性氢氧燃料电池电解氯化钠溶液的装置如图所示(各电极均为惰性电极)。 回答下列问题： (1)属于 (填“一”“二”或“三”)元酸。 (2)装置工作时。 ①N电极上发生 (填“氧化”或“还原”)反应， (填“得到”或“失去”)电子。 ②Q电极上的电极反应式为 。 ③往 (填“P”或“Q”)电极迁移，判断的理由为 。 ④每消耗0.2mol，此时消耗，和产生的质量共 g。 (3)若用乙醇代替氢气作燃料电池燃料，NaOH溶液代替磷酸溶液作电解质溶液，则M电极上发生的电极反应为 。 17．（2024-2025高二上·吉林BEST合作体·期末）镍﹣镉电池是一种非常理想的直流供电电池。废旧镍﹣镉电池中含有镍、镉、铁及少量钴的低价氧化物和有机质等。回收利用废旧镍﹣镉电池的一种工艺流程如图所示。 请回答下列问题： (1)流程中将原料“粉碎”的目的是 。 (2)“氧化”工序发生主要反应的离子方程式为 。 (3)已知：Ni(OH)2的溶度积Ksp=2.0×10-15，“调pH”时溶液中c(Ni2+)=0.02mol·L-1，则常温下应控制pH小于 。 (4)滤液1经处理之后可循环至 工序中使用。 (5)CdCO3可用于冶炼镉，产生的粗镉可利用电解精炼的方法进行提纯，在电解池的 (填“阳极”或“阴极”)产生纯镉。 (6)一项研究表明，采用溶剂萃取法可将Cd2+、Co2+、Ni2+从混合溶液中有效分离。如图为不同pH下DEHPA和Cyanex272对溶液中三种离子的萃取效率，则此方法的流程为 。 (7)镍镉蓄电池的工作原理为：。当飞船运行到地影区时，镍镉蓄电池为飞船供电，此时在正极电极反应方程式是 ，负极附近溶液的碱性 (填“增强”“减弱”或“不变”)。 地 城 考点02 电解原理的应用 18．（2024-2025高二上·内蒙古包头·期末）利用如图装置，完成很多电化学实验。下列有关此装置的叙述中，正确的是 A．若X为碳棒，Y为溶液，开关K置于N处，可加快铁的腐蚀 B．若X为锡棒，Y为溶液，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀 C．若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于M处，铜棒质量将增加，此时外电路中的电子向铜电极移动 D．若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于N处，可用于铁表面镀铜，溶液中铜离子浓度将增大 19．（2024-2025高二上·内蒙古通辽·期末）氯碱工业中，离子交换膜法电解饱和食盐水的原理如图所示。下列说法正确的是 A．电子从电极A经溶液流向电极B B．离子交换膜为阴离子交换膜 C．饱和溶液从处进，溶液从处出 D．电极A为阳极，发生还原反应生成氯气 20．（2024-2025高二上·辽宁辽阳·期末）工业上制取NaOH一般不采用与反应的方法，而主要采用电解饱和食盐水的方法，过去也采用和反应的方法。下列说法错误的是 A．电解饱和食盐水或电解熔融的氯化钠，均可得到氯气 B．若NaOH溶液不慎沾到皮肤上，应立即用大量水冲洗，然后涂上1%的硼酸溶液 C．和均属于氧化物，与的反应属于复分解反应 D．石灰乳的物质的量浓度比澄清石灰水的大，则石灰乳的导电能力比澄清石灰水的强 21．（2024-2025高二上·辽宁协作体·期末）化学是一门以实验为基础的学科，下列叙述与对应图示不相符的是 A．除去中的HCl气体 B．粗铜的精炼 C．探究不同金属离子对反应快慢的影响 D．验证铁钉的吸氧腐蚀 A．A B．B C．C D．D 22．（2024-2025高二上·辽宁协作体·期末）如图所示，在铁制品表面镀镍。下列说法正确的是 A．溶液属于电解质 B．Fe电极上发生还原反应 C．Ni电极上的电极反应式为 D．装置工作时，外电路中电子的流动方向为Fe→电源→Ni 23．（2024-2025高二上·吉林松原·期末）一种用具有“卯榫”结构的双极膜组装成的电解池(简易装置如图所示)可实现大电流催化电解溶液制氨(以形式存在)，工作时，在双极膜界面处被催化解离成和，有利于电解反应顺利进行。下列说法错误的是 A．电极电势：电极b>电极a B．“卯榫”结构的双极膜中的移向电极a，移向电极b C．电极a的电极反应式： D．电解后，Ⅱ室中KOH的物质的量减小 24．（2024-2025高二上·吉林白城·期末）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。已知： ①在弱酸性溶液中发生水解； ②氧化性：(低浓度)。 下列说法不正确的是 A．碳棒上发生的电极反应： B．电解过程中，B中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减小 C．为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水pH D．若将图中阳离子膜去掉，将A、B两室合并，则电解反应的总方程式发生改变 25．（2024-2025高二上·黑龙江牡丹江·期末）以惰性电极电解丙烯腈(CH2=CHCN)合成己二腈[NC(CH2)4CN]，原理如图，电解过程会产生丙腈(C2H5CN)等副产物。下列说法正确的是 A．电极Y的电势高于电极X的电势 B．电解池中H+的移动方向：右室→质子交换膜→左室 C．电极Y上反应ⅰ的电极反应式为2CH2=CHCN +2H++2e-=NC(CH2)4CN D．生成2.24 LO2(标况下)时，X极区溶液的质量减少3.2 g 26．（2024-2025高二上·吉林通化·期末）利用阳离子交换膜和过滤膜制备高纯度Cu的装置如图所示，下列叙述错误的是 A．电极A是粗铜，电极B是纯铜 B．电路中通过1 mol电子，溶解32 g粗铜 C．溶液中向电极A迁移 D．膜A是过滤膜，阻止阳极泥及杂质进入阴极区 27．（2024-2025高二上·黑龙江牡丹江·期末）下列装置或操作不能达到目的的是 A．实验1 在铜牌表面镀银 B．实验2 验证氯化银溶解度大于硫化银 C．实验3 测定锌与稀硫酸反应的速率 D．实验4 验证温度对化学平衡的影响 28．（2024-2025高二上·黑龙江哈尔滨·期末）我国有着雄浑醇厚的青铜(铜锡合金)文化，包括冶炼、铸造、雕刻和造型纹饰等一系列的技术。下列说法错误的是 A．铜易导电，但铜不属于电解质 B．青铜的硬度比纯铜大 C．青铜中的锡对铜起保护作用 D．现代工艺采用电解精炼提纯铜，用粗铜作阴极 29．（2024-2025高二上·黑龙江绥化·期末）金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，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：Ni2++2e-=Ni B．电解后，Cu和Pt沉降在电解槽底部的阳极泥中 C．电解后，溶液中存在的离子只有Fe2+和Zn2+ D．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等 30．（2024-2025高二上·黑龙江德强高中·期末）工业上以铬酸钾(K2CrO4)为原料，采用电化学法制备重铬酸钾，制备装置如图所示。已知：。下列说法错误的是 A．不锈钢电极为阴极 B．阳极室中溶液的颜色逐渐由黄色变为橙色 C．阴极区KOH溶液的浓度会增大 D．当电路中转移6.02×1023个电子时，阴极生成22.4 L(标准状况下)气体 31．（2024-2025高二上·吉林延边·期末）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 。 32．（2024-2025高二上·吉林长春·期末）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)。 33．（2024-2025高二上·吉林友好学校·期末）I．工业上用H2和CO合成甲醇的反应为：① 该反应平衡常数(K)随温度的变化情况如下表所示。 温度/℃ 250 300 350 K 2.041 0.270 0.012 完成下列填空： (1)请书写出该反应的平衡常数表达式 。 (2)250℃时，测得各组分浓度如下表所示，通过计算得出浓度商Q为 (填数值，保留三位小数)，则此时v(正) v(逆)。(填“>”、“<”或“=”) 物质 H2 CO CH3OH 浓度/mol·L-1 0.30 1.6 0.70 Ⅱ．工业上也能采用CO2催化氢化的方法合成甲醇： ② 已知：      (3)写出CO2催化氢化合成甲醇的热化学方程式： 。 (4)想要增大反应②的平衡常数，能改变的条件是 。 Ⅲ．甲醇是一种重要的化工原料和新型燃料。如图是甲醇燃料电池工作的示意图，工作时，关闭K。 (5)甲中负极的电极反应式为 。 (6)若丙中C为铝，D为石墨，W溶液为稀H2SO4，若一定条件下铝钝化形成致密Al2O3，则C电极反应式为 。 (7)若把乙装置改为铁钉镀铜装置，铁钉是 电极(A、B)，该电极上发生 反应(氧化、还原)。 34．（2024-2025高二上·内蒙古包头·期末）为了探究原电池和电解池的工作原理，某研究性学习小组分别用下图所示的装置进行实验。据图回答问题。 I.用图甲所示装置进行第一组实验： (1)在保证电极反应不变的情况下，Mg不能替代Cu作电极的原因是 。 (2)一段时间后，可观察到滤纸上的现象是 。 Ⅱ.该小组同学用图乙所示装置进行二组实验时发现，两极均有气体产生，且Y极处溶液逐渐变成紫红色；停止实验观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料知，高铁酸根在溶液中呈紫红色，具有极强的氧化性。回答下列问题： (3)若通过该实验制备，降低的区域在 (填“阴极区”或“阳极区”)；电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是 。 (4)根据实验现象及所查信息，电解过程中，Y极发生的电极反应分别为 和 。 (5)电解进行一段时间后，若在X极收集到448mL气体，Y电板(铁电极)质量减小0.28g，则在Y极收集到气体为 mL(均已折算为标准状况时气体体积)。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题09 电解池与电解原理的应用 2大高频考点概览 考点01 电解原理 考点02 电解原理的应用 地 城 考点01 电解原理 1．（2024-2025高二上·吉林友好学校·期末）铜的还原性较弱，不能与稀硫酸反应被稀硫酸氧化。某学生根据所学知识，欲实现Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑反应，设计了四个实验，如图所示，你认为可行的实验是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】铜为不活泼金属，与稀硫酸不反应，如完成反应Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑，应设计成电解池，且铜为阳极，发生氧化反应，电解质溶液为硫酸，BD是原电池，故BD错误，A中铜作阴极，故A错误； 故选C。 2．（2024-2025高二上·黑龙江哈尔滨·期末）下列离子方程式书写正确的是 A．电解精炼铜时的阳极反应： B．酸性条件用丙烯腈合成己二腈的阴极反应： C．电离方程式： D．除水垢中的： 【答案】B 【解析】A．电解时阳极发生氧化反应，电解精炼铜时的阳极反应：，A错误； B．酸性条件用丙烯腈合成己二腈，阴极得电子发生还原反应，阴极反应：，B正确； C．电离不需要通电条件，电离方程式为：，C错误； D．除水垢中的，硫酸钙微溶，离子方程式为：，D错误； 故选B。 3．（2024-2025高二上·辽宁五校·期末）微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置，以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图1所示，并利用此电池为电源模拟电化学降解，其原理如图2所示。下列说法正确的是 A．电池工作时，电流由A极经电解质溶液流向B极 B．每生成5.6g，左右两侧溶液质量变化差14.4g C．电解过程中，阴极区溶液的pH不变 D．电解池中阴极的电极反应式为： 【答案】B 【解析】图1微生物燃料电池中微生物作用下葡萄糖氧化生成二氧化碳，发生氧化反应，为负极，氧气得电子，发生还原反应，为正极。图2模拟电化学降解生成氮气，硝酸根离子得到电子发生还原反应：，则Ag-Pt电极为阴极、Pt电极为阳极，阳极反应为； A．电池工作时电流从正极经过外电路流向负极、从负极经过电解质溶液流向正极，即电流由B极经电解质溶液流向A极，A错误； B．每生成5.6g，即5.6g÷28g/mol=0.2molN2，结合反应，转移2mol电子，有2mol氢离子通过质子交换膜从左边到右边，右边减小5.6g-2g=3.6g，左边阳极发生反应为，左边减少1mol水，质量为18g，左右两侧溶液质量变化差18g-3.6g=14.4g，B正确； C．电解时阴极区发生反应为，每转移10mol电子时，阴极消耗12mol氢离子，而左侧只有10mol氢离子移向右侧，因此阴极区氢离子浓度减少，pH升高，C错误； D．电解池中阴极的电极反应式为：，D错误； 故选B 。 4．（2024-2025高二上·辽宁多校联考·期末）中国科学院研究所发布的新型固态锂硫正极材料(2Li2S·CuI)，能量密度较高且成本较低。由这种材料制成的锂离子电池放电、充电时的工作原理如图所示，反应的化学方程式为。下列说法错误的是 A．放电时，a极为负极 B．放电时，b极上的电极反应式： C．充电时，电子的流向：b极→外接电源的正极，外接电源的负极→a极 D．充电时，每转移3 mol电子，a极增重21g 【答案】B 【解析】A极是活泼金属Li，作原电池的负极，b为正极，放电时a极发生Li-e-=Li+，正极发生3Li++S+CuS+LiI+3e-=2Li2S·CuI； A．由分析可知，a电极是Li，活泼金属失去电子发生氧化反应，放电时，为负极，A正确； B．放电时，b极上的电极反应式：3Li++S+CuS+LiI+3e-=2Li2S·CuI，B错误； C．充电时，原电池的负极接外加电源的负极，b极接外加电源的正极，电子的流向：b极→外接电源的正极，外接电源的负极→a极，C正确； D．充电时，a极发生Li++e-=Li，每转移3 mol电子，a极增重3molLi，质量为21g，D正确； 答案选B。 5．（2024-2025高二上·辽宁抚顺·期末）全钒液流电池是一种以钒为活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池，其充电时工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．充电时，电极a与电源的正极相连，发生还原反应 B．放电时总反应为 C．充电一段时间后，右侧电解液的pH降低 D．放电时，电路中转移1mole-，则有1molH+由右侧移向左侧 【答案】C 【解析】充电时，V3+发生还原反应，即a电极上V3+发生得电子的还原反应生成V2+，则a电极为阴极，b电极为阳极，阴极电极反应为V3++e-=V2+，阳极极电极反应为VO2+-e-+H2O= +2H+，充电时原电池的正负极与电源正负极相接，则放电时，b电极为正极，正极反应为+2H++e-=VO2++H2O，a电极为负极，负极反应为V2+-e-=V3+，据此分析解答。 A．由分析可知，充电时，电极a为阴极，应该与电源的负极相连，发生还原反应，A错误； B．由分析可知，放电时b电极为正极，正极反应为+2H++e-=VO2++H2O，a电极为负极，负极反应为V2+-e-=V3+，故总反应为，B错误； C．由分析可知，b电极为阳极，电极反应为VO2+-e-+H2O= +2H+，故充电一段时间后，右侧电解液的pH降低，C正确； D．由分析可知，放电时，a电极为负极，b电极为正极，故电路中转移1mole-，则有1molH+由左侧移向右侧，D错误； 故答案为：C。 6．（2024-2025高二上·吉林松原·期末）某种能将废水中苯酚()氧化为和的原电池-电解池组合装置如图所示，该装置能实现发电、环保二位一体，其中生成的羟基自由基()有极强的氧化性。下列说法错误的是 A．该装置工作时左侧原电池内电路电流从电极a通过电解质溶液流向电极b B．温度过高时该装置处理废水中苯酚的能力会下降 C．当电极a上有2mol生成时，c极区溶液仍为中性 D．当电极b上有0.6mol生成时，该装置处理苯酚的物质的量为0.1mol 【答案】D 【解析】装置图中左侧电极b极在微生物作用下使苯酚()失电子、被氧化为，故左侧是原电池装置，右侧是电解池装置，电极a上Cr元素从+6价变成+3价，化合价降低，得到电子，发生还原反应，则电极a为正极，电极b为负极，电极d为电解池阳极，电极d处水分子失去电子形成羟基自由基，氧化苯酚，电极c为电解池阴极。 A．由分析得，电极a为正极，电极b为负极，则该装置工作时，左侧原电池内电路电流从正极a流出，经电解质溶液流向电极b，A正确； B．若温度过高，微生物因高温而失活，会导致该装置处理废水中苯酚的能力下降，B正确； C．a极区每产生1mol，转移3mol电子，而电极c上的电极反应式为，生成1.5mol、3molO，同时，有3mol从阳极室透过质子交换膜进入阴极室，恰好中和，则c极区溶液仍为中性，C正确； D．电极b的电极反应为，d的电极反应式为，羟基自由基()有极强的氧化性，可以氧化苯酚：，由得失电子守恒可得，当电极b上有0.6mol生成时，左右两个装置共处理苯酚的物质的量为0.2mol，D错误； 故选D。 7．（2024-2025高二上·吉林BEST合作体·期末）在新材料工业中，己内酰胺是生产尼龙-6和聚酰胺的关键原料。利用氮氧化物(NOx)和环己酮、乙二醇(EG)进行电化学还原偶联反应以合成己内酰胺是一种有前景的绿色合成途径(装置及物质转化示意图如下)，同时得到副产品乙醇酸(GA)。当得到1mol GA时，下列说法正确的是 A．m为电源负极，电流从n极出发，经外电路回到m极 B．EG转化为GA反应式为：HOCH2-CH2OH-4e-+H2O=HOCH2-COOH+4H+ C．NO在电极上会先转化为NH2OH的电极反应是：NO-4e-+4H2O=NH2OH+5OH- D．若两电极间增加质子交换膜，当阴极电流效率为0.8时，则阴极室质量减少5 g 【答案】B 【解析】由图可知，左侧乙二醇发生氧化反应生成羟基乙酸，故左侧为阳极，电极反应为，右侧电极是阴极，在电极上会先转化为，与环己酮反应生成己内酰胺，据此解答。 A．由分析可知，左侧为阳极，则m为电源正极，n为电源负极，电流从m极出发，经外电路回到n极，A错误； B．由分析可知，乙二醇发生氧化反应生成羟基乙酸，电极反应为：，B正确； C．在电极上发生得电子的还原反应转化为，电极反应为，C错误； D．若两电极间增加质子交换膜，则将通过质子交换膜向右侧移动，当得到1mol GA时，转移，有进入阴极室(质量增加4g)，阴极的电流效率为0.8，有电子用于发生副反应：(质量减少0.8g)，故阴极区质量共增加3.2g，D错误； 故选B。 8．（2024-2025高二上·吉林BEST合作体·期末）水系双离子电池相比于锂电池有安全和成本优势，在储能领域有较好应用。我国最新水系(碱性)双离子电池的工作原理如图所示，下列有关叙述错误的是 A．放电时，电解质溶液中的Na+由b极区向a极区转移 B．放电时，若a极得到3.2gCu和，则电路中转移的电子的物质的量为0.14mol C．为消除第一次放电的不可逆，可将Cu3(PO4)2彻底放电转化为Cu2O后再充电 D．第1次放电时，a极的电极反应式为 【答案】B 【解析】放电时为原电池，由图可知a极上的反应涉及Cu3(PO4)2→Cu2O→Cu，即a极为正极，则b极为负极，充电时a极为阳极、b极为阴极，据此分析解题。 A．放电时为原电池，Cu3(PO4)2→Cu2O→Cu，b极为负极，a极为正极，电解质溶液中的钠离子向正极移动，即钠离子由b极区向a极区转移，A正确； B．放电时，a极的电极反应涉及Cu3(PO4)2→Cu2O→Cu，若a极得到3.2gCu和2.88gCu2O，Cu3(PO4)2→Cu2O时移的电子的物质的量为=0.04mol，由Cu3(PO4)2→Cu时移的电子的物质的量为=0.1mol，即共转移0.1mol+0.04mol=0.14mol，但是由于a极还有水放电，所以电路中转移的电子的物质的量大于0.14 mol，B错误； C．若将Cu3(PO4)2彻底放电转化为Cu2O，再充时Cu2O可单向转化生成Cu3(PO4)2，C正确； D．放电时，a极的电极反应涉及Cu3(PO4)2→Cu2O→Cu，Cu元素化合价降低，发生还原反应，第1次放电时，a极的电极反应式为 ，D正确； 故答案为：B。 9．（2024-2025高二上·黑龙江哈尔滨·期末）为适应可再生能源的波动性和间歇性，我国科学家设计了一种电化学装置，其原理如下图所示。当闭合和、打开时，装置处于蓄电状态；当打开和，闭合时，装置处于放电状态。放电状态时，双极膜中间层中的解离为和并分别向两侧迁移。下列有关该电化学装置工作时的说法正确的是 A．蓄电时，碳锰电极为阴极 B．蓄电时，右池中右侧电极发生的反应为 C．放电时，每消耗，理论上有由双极膜向碳锰电极迁移 D．理论上，该电化学装置运行过程中需要不断补充和KOH溶液 【答案】B 【解析】这是一个结合可再生能源的电化学装置，其原理如下： 蓄电状态（电解池），闭合和、打开时： 碳锰电极：连接风力电源，在电极上失去电子转化为，锰元素化合价升高，发生氧化反应，所以碳锰电极为阳极，电极反应式为。 锌电极：连接光伏电源，ZnO在电极上得到电子转化为Zn，锌元素化合价降低，发生还原反应，为阴极，电极反应式为。 放电状态（原电池），打开和，闭合时： 碳锰电极：得到电子，发生还原反应，为正极，电极反应式为，此时双极膜中间层解离出的会向该电极迁移。 锌电极：Zn失去电子，发生氧化反应，为负极，电极反应式，双极膜中间层解离出的会向该电极迁移 。 这种装置可有效适应可再生能源的波动性和间歇性，实现能量的储存和释放。 A．蓄电时是电解池，闭合和、打开，碳锰电极上转化为，锰元素化合价升高，发生氧化反应，所以碳锰电极为阳极，A错误； B．蓄电时右池右侧电极为阳极，电解质溶液为KOH溶液，在阳极失电子发生氧化反应，电极反应式为，B正确； C．放电时是原电池，碳锰电极为正极，电极反应式为，每消耗1mol，转移2mol电子，由于放电时双极膜中间层的解离为和，向碳锰电极迁移，而不是，C错误； D．从整个充放电过程来看，硫酸和氢氧化钾并没有被消耗，只是离子在电极上发生反应以及离子在溶液中迁移，理论上不需要不断补充和溶液，D错误； 综上所述，正确答案是B。 10．（2024-2025高二上·黑龙江齐齐哈尔·期末）2024年1月4日，比亚迪公司斥资100亿启动钠离子电池项目，钠离子电池相对于锂电池具有更好的安全性能。如图是一种可充电钠离子电池工作示意图(已知电解质溶液是Na2SO3溶液，化合物中Ni均为+2价)。下列说法错误的是 A．电池工作时Na+从N极区移动到M极区 B．电池工作时，M极的电极反应为： C．充电时M极接电源正极 D．该电池负极可用钠单质作电极材料 【答案】D 【解析】分析Ti、Fe元素化合价易得出，Ti化合价降低，得电子，故M极区化合价降低为正极，其电极反应为：NaTi2(PO4)3+e−+Na+=Na2Ti2(PO4)3，N极区Fe化合价升高为负极，其电极反应为：Na2NiFe(CN)6−e−=NaNiFe(CN)6+Na+； A．根据分析中电极方程式，M极消耗Na+，N极生成Na+，故电池工作时Na+向正极移动，A正确； B．由分析，电池工作时，M为正极，电极反应式为NaTi2(PO4)3+e−+Na+=Na2Ti2(PO4)3，B正确； C．充电电池充电时正接正、负接负，即充电时M极接电源正极，C正确； D．因电解质溶液中有水，若用钠单质为电极材料，钠会与水反应，故D错误； 本题选D。 11．（2024-2025高二上·黑龙江齐齐哈尔·期末）电解硫酸钠溶液制取电池正极材料的前驱体，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．交换膜B是阳离子交换膜 B．通电一段时间后，I室溶液的pH降低 C．b是直流电源的负极，纯钛电极的反应为 D．当产生时，纯钛电极上至少产生标准状况下1.12L气体 【答案】D 【解析】前驱体在纯钛电极附近生成，则金属离子移向Ⅲ室，根据阳离子移向阴极，则Ⅱ室中硫酸根移向I室。 A．前驱体在纯钛电极附近生成，则金属离子移向Ⅲ室，根据电解规律，则B是阳离子交换膜，阳离子移向阴极，故A正确； B．Ⅱ室中硫酸根移向I室，A为阴离子交换膜，酸性增强，PH降低，故B正确； C．纯钛电极为阴极，接入电源负极，电极反应式为，故C正确； D．从化学式分析，当生成0.1mol前驱体时，应该生成0.2mol氢氧根，电极反应为，生成0.1mol氢气，标准状况下体积为2.24L，故D错误； 故选D。 12．（2024-2025高二上·黑龙江绥化·期末）下列关于用惰性电极电解NaCl溶液的叙述正确的是 A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠 B．若向阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色 C．若向阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色 D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性 【答案】B 【解析】A．用惰性电极电解NaCl溶液，由于阴离子放电能力：Cl-＞OH-，所以阳极上溶液中的Cl-失去电子变为Cl2，阳极的电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，由于得到电子能力：H+＞Na+，所以阴极上溶液中的H+得到电子变为H2逸出，不能得到金属钠，A错误； B．由于阴离子放电能力：Cl-＞OH-，阳极上溶液中的Cl-失去电子变为Cl2，若向阳极附近的溶液中滴入KI溶液，会发生反应：Cl2+2KI=2KCl+I2，使溶液呈棕色，B正确； C．由于得到电子能力：H+＞Na+，所以阴极上溶液中的H+得到电子变为H2逸出，阴极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阴极附近溶液显碱性，故向阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈红色，C错误； D．电解时，阳极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，阴极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，总反应方程式为：2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-，由于溶液中有NaOH生成，所以反应后溶液呈碱性，D错误； 故答案为B。 13．（2024-2025高二上·内蒙古赤峰·期末）我国科学家设计了一种催化剂同时作用在阴阳极的电解装置，工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．极电极反应式为 B．若有通过质子交换膜，则理论上有被转化 C．电解总反应为 D．若以铅酸蓄电池为电源，则B极应与Pb极相连接 【答案】C 【解析】该装置为电解装置，A电极发生转化为的还原反应，为阴极，与电源负极相连，B电极发生氧化反应生成，该电极为阳极，与电源正极相连，电解池中使用质子交换膜，说明电解质溶液为酸性，从阳极室通过质子交换膜移向阴极室。 A．A电极发生转化为的还原反应，电解质溶液为酸性，电极反应式为，A错误； B．根据电极反应式，有通过质子交换膜，则电路中转移2mol电子，有1mol被转化，气体体积在标准状况下为，选项中未指明条件，B错误； C．阴极电极反应式为，阳极电极反应式为，阴、阳两极得失电子相同，总反应为，C正确； D．铅酸蓄电池中Pb极为负极，极为正极，B电极为阳极，应与极相连，D错误； 故选C。 14．（2024-2025高二上·内蒙古包头·期末）能量与科学、技术、社会、环境关系密切。下列应用中，能量直接转化关系错误的是 氧炔焰切割金属 车用燃料电池 电解精炼铜 太阳能电池板 A B C D A．化学能→机械能 B．化学能→电能 C．电能→化学能 D．太阳能→电能 【答案】A 【解析】A．氧炔焰是将化学能转化为热能，A错误； B．车用燃料电池是将化学能转化为电能，B正确； C．电解精炼铜是将电能转化为化学能，C正确； D．太阳能电池将太阳能转化为电能，D正确； 故选A。 15．（2024-2025高二上·内蒙古包头·期末）下面是科学家最近研发的可充电电池的工作示意图，锂离子导体膜只允许通过，电池反应为：。 下列说法正确的是 A．放电时，负极反应为： B．充电时，电极发生脱嵌，放电时发生嵌入 C．放电时，当转移0.2mol电子时，理论上左室中电解质的质量增重4.0g D．电解质可用水作溶剂，更有利于传递离子 【答案】B 【解析】根据电池反应可知，放电时：Ca为负极，反应为：Ca－2e－ = Ca2+，正极反应为：，据此作答。 A．根据方程式分析，放电时，Ca为负极，则负极反应为：Ca－2e－ = Ca2+，故A错误； B．充电时，LiFePO4 变为Li1－xFePO4和x Li＋，则Li1－xFePO/LiFePO4电极发生Li+脱嵌，放电时发生Li+嵌入，故B正确； C．放电时，当转移0.2 mol电子时，有0.1mol钙单质变为钙离子进入到电解质中，有0.2mol Li＋向右移动，则理论上左室中电解质的质量增重0.1mol×40g∙mol−1−0.2mol×7g∙mol−1=2.6 g，故C错误； D．钙是活泼金属，与水反应，不可能是水溶液，因此LiPF6－LiAsF6为非水电解质，其与Li2SO4溶液的主要作用都是传递离子，故D错误； 故答案选B。 16．（2024-2025高二上·辽宁协作体·期末）用酸性氢氧燃料电池电解氯化钠溶液的装置如图所示(各电极均为惰性电极)。 回答下列问题： (1)属于 (填“一”“二”或“三”)元酸。 (2)装置工作时。 ①N电极上发生 (填“氧化”或“还原”)反应， (填“得到”或“失去”)电子。 ②Q电极上的电极反应式为 。 ③往 (填“P”或“Q”)电极迁移，判断的理由为 。 ④每消耗0.2mol，此时消耗，和产生的质量共 g。 (3)若用乙醇代替氢气作燃料电池燃料，NaOH溶液代替磷酸溶液作电解质溶液，则M电极上发生的电极反应为 。 【答案】(1)三 (2) 还原 得到 Q Q电极与原电池的负极相连，电解池中阳离子往阴极迁移 29.2 (3) 【解析】左侧是氢氧燃料电池，通入氢气的一侧为负极，通入氧气得一侧为正极，右侧为电解池，P与原电池正极连接为阳极，Q为阴极。 （1）与足量溶液反应生成，磷酸是中强酸，属于三元酸； （2）①N为正极，正极发生得电子的还原反应； ②Q为阴极，溶液中水得到电子生成氢气和氢氧根离子，电极反应为2H2O+2e−=H2↑+2OH−； ③电解池中阳离子向阴极移动，故钠离子向Q电极移动； ④每消耗0.2mol，转移0.8mol电子，消耗氢气的电极反应为，则消耗了0.4mol氢气，产生氯气的电极反应为，则生成了0.4mol氯气，质量共0.4mol×2g/mol+0.4mol×71g/mol=29.2g。 （3）若用乙醇代替氢气作燃料电池燃料，电解质溶液为碱性环境，则乙醇中的碳元素转化为碳酸根离子，电极反应为：。 17．（2024-2025高二上·吉林BEST合作体·期末）镍﹣镉电池是一种非常理想的直流供电电池。废旧镍﹣镉电池中含有镍、镉、铁及少量钴的低价氧化物和有机质等。回收利用废旧镍﹣镉电池的一种工艺流程如图所示。 请回答下列问题： (1)流程中将原料“粉碎”的目的是 。 (2)“氧化”工序发生主要反应的离子方程式为 。 (3)已知：Ni(OH)2的溶度积Ksp=2.0×10-15，“调pH”时溶液中c(Ni2+)=0.02mol·L-1，则常温下应控制pH小于 。 (4)滤液1经处理之后可循环至 工序中使用。 (5)CdCO3可用于冶炼镉，产生的粗镉可利用电解精炼的方法进行提纯，在电解池的 (填“阳极”或“阴极”)产生纯镉。 (6)一项研究表明，采用溶剂萃取法可将Cd2+、Co2+、Ni2+从混合溶液中有效分离。如图为不同pH下DEHPA和Cyanex272对溶液中三种离子的萃取效率，则此方法的流程为 。 (7)镍镉蓄电池的工作原理为：。当飞船运行到地影区时，镍镉蓄电池为飞船供电，此时在正极电极反应方程式是 ，负极附近溶液的碱性 (填“增强”“减弱”或“不变”)。 【答案】(1)增大接触面积，加快反应速率 (2) (3)7.5 (4)沉镍 (5)阴极 (6)首先用DEHPA作萃取剂，将从溶液中分离；随后使用Cyanex272将、分离 (7) 减弱 【解析】利用废旧镍﹣镉电池（含有镍、镉、铁及少量钴的低价氧化物和有机质）回收镍镉的工艺流程为：将废旧镍﹣镉电池粉碎，然后高温灼烧除去有机质后加硫酸酸浸，金属转化为阳离子、、、进入溶液，通过过滤除去不溶物，在滤液中加入把氧化为，在调节pH环节转化为沉淀过滤除去，在滤液中加入沉镍后过滤得到关于镍的某种晶体，最后在滤液中加入沉镉得到固体，据此分析解答。 （1）流程中将原料“粉碎”的目的是增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分。 故答案为：增大接触面积，加快反应速率。 （2）“氧化”工序中，是在酸性条件下加入把氧化为，反应的离子方程式为：。 故答案为：。 （3）为避免生成沉淀，需控制溶液中的氢氧根离子的浓度，利用的溶度积计算，此时溶液中，由，可得，，因此应控制pH小于7.5。 故答案为：7.5。 （4）“沉镉”时发生的反应为：，因此滤液1的主要成分为，经处理之后可循环至沉镍工序中重复使用。 故答案为：沉镍。 （5）根据电解原理可知，电解精炼镉时，镉元素从+2价得电子降低为0价的单质镉，所以在电解池的阴极得电子产生纯镉。 故答案为：阴极。 （6）根据萃取曲线图可知，使用DEHPA作萃取剂对区分度好，对、的区分度不明显，无法通过萃取分离；而用Cyanex272作萃取剂对区分度好，对、的区分度不明显，无法通过萃取分离；结合这2个特点，可以采用：首先用DEHPA作萃取剂，将从溶液中分离；随后使用Cyanex272将、分离。 故答案为：首先用DEHPA作萃取剂，将从溶液中分离；随后使用Cyanex272将、分离。 （7）根据镍镉蓄电池的工作原理为：，为飞船供电时作原电池，属于放电过程，则负极反应式为：，正极反应式为：；负极反应要消耗，随着电池放电工作，溶液碱性逐渐减弱。 故答案为：；减弱。 地 城 考点02 电解原理的应用 18．（2024-2025高二上·内蒙古包头·期末）利用如图装置，完成很多电化学实验。下列有关此装置的叙述中，正确的是 A．若X为碳棒，Y为溶液，开关K置于N处，可加快铁的腐蚀 B．若X为锡棒，Y为溶液，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀 C．若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于M处，铜棒质量将增加，此时外电路中的电子向铜电极移动 D．若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于N处，可用于铁表面镀铜，溶液中铜离子浓度将增大 【答案】C 【解析】当开关K置于M时形成原电池，当K置于N时形成电解池，X作阳极，铁作阴极。 A．开关K置于N处，形成电解池，铁与负极相连作阴极，减缓铁的腐蚀，故A错误； B．开关K置于M处，为原电池，X为锡棒，Y为NaCl溶液，锡比铁不活泼，锡作正极，铁作负极，可加速铁的腐蚀，故B错误； C．开关K置于M处，为原电池，铁比铜活泼，铁作负极，电子由铁经导线流向铜，铜棒上铜离子得电子生成铜单质，质量增加，故C正确； D．开关K置于N处，X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，形成电镀装置，实现在铁表面镀铜，电解质溶液中铜离子浓度不变，故D错误； 故选：C。 19．（2024-2025高二上·内蒙古通辽·期末）氯碱工业中，离子交换膜法电解饱和食盐水的原理如图所示。下列说法正确的是 A．电子从电极A经溶液流向电极B B．离子交换膜为阴离子交换膜 C．饱和溶液从处进，溶液从处出 D．电极A为阳极，发生还原反应生成氯气 【答案】C 【解析】氯碱工业中的总反应为2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑；电解池中阳极失电子发生氧化反应，氯碱工业中Cl2为氧化产物，所以电极A为阳极，电极B为阴极，据此作答。 A．电子不会经过溶液，只会在外电路，故A错误； B．阳极发生的反应式为，阴极：；为了防止生成的氯气与氢氧化钠发生反应，氢氧化钠要从口流出，所以要防止流向阳极即电极，该离子交换膜为阳离子交换膜，故B错误； C．根据B选项的分析可知饱和从处进，溶液从处出，故C正确； D．根据分析可知电极为阳极，发生氧化反应生成氯气，故D错误； 故选：C。 20．（2024-2025高二上·辽宁辽阳·期末）工业上制取NaOH一般不采用与反应的方法，而主要采用电解饱和食盐水的方法，过去也采用和反应的方法。下列说法错误的是 A．电解饱和食盐水或电解熔融的氯化钠，均可得到氯气 B．若NaOH溶液不慎沾到皮肤上，应立即用大量水冲洗，然后涂上1%的硼酸溶液 C．和均属于氧化物，与的反应属于复分解反应 D．石灰乳的物质的量浓度比澄清石灰水的大，则石灰乳的导电能力比澄清石灰水的强 【答案】D 【解析】A．电解饱和食盐水时阳极生成，电解熔融时阳极也生成，A正确； B．强碱灼伤需用大量水冲洗后涂弱酸（如硼酸），处理正确，B正确； C．和均为氧化物，与反应生成和，属于复分解反应，C正确； D．石灰乳是氢氧化钙的悬浊液，其液体部分为饱和溶液，自由移动的离子浓度与澄清石灰水（饱和溶液）相同。溶液的导电能力取决于自由移动的离子浓度，而悬浮的固体不导电，因此石灰乳的导电能力不会比澄清石灰水强，D错误； 故答案选D。 21．（2024-2025高二上·辽宁协作体·期末）化学是一门以实验为基础的学科，下列叙述与对应图示不相符的是 A．除去中的HCl气体 B．粗铜的精炼 C．探究不同金属离子对反应快慢的影响 D．验证铁钉的吸氧腐蚀 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【解析】A．饱和食盐水中氯离子浓度较高，降低氯气溶解度，又足以溶解氯化氢气体，A正确； B．粗铜的精炼，是电解池，无电源，B错误； C．根据“控制变量法”，两个试管中双氧水浓度相同，所处的温度环境也相同，只有金属离子的种类不同，能研究催化剂对反应速率的影响，C正确； D．食盐水浸泡过的铁钉和空气接触，发生的是吸氧腐蚀，因氧气消耗，可观察到导管中有一段水柱，D正确； 故选B。 22．（2024-2025高二上·辽宁协作体·期末）如图所示，在铁制品表面镀镍。下列说法正确的是 A．溶液属于电解质 B．Fe电极上发生还原反应 C．Ni电极上的电极反应式为 D．装置工作时，外电路中电子的流动方向为Fe→电源→Ni 【答案】B 【解析】由图知，Fe与电源负极相连，为阴极，得电子，发生还原反应，电极反应式为，Ni电极与电源正极相连，为阳极，失电子，发生氧化反应，电极反应式为，据此回答。 A．溶液为混合物，既不是电解质，也不是非电解质，A错误； B．由分析知，Fe与电源负极相连，为阴极，得电子，发生还原反应，B正确； C．由分析知，Ni电极上的电极反应式为，C错误； D．装置工作时，外电路中电子的流动方向为Ni→电源→Fe，D错误； 故选B。 23．（2024-2025高二上·吉林松原·期末）一种用具有“卯榫”结构的双极膜组装成的电解池(简易装置如图所示)可实现大电流催化电解溶液制氨(以形式存在)，工作时，在双极膜界面处被催化解离成和，有利于电解反应顺利进行。下列说法错误的是 A．电极电势：电极b>电极a B．“卯榫”结构的双极膜中的移向电极a，移向电极b C．电极a的电极反应式： D．电解后，Ⅱ室中KOH的物质的量减小 【答案】D 【解析】催化电解KNO3溶液制氨，硝酸钾发生还原反应，则电极a为阴极、电极b为阳极，双极膜界面产生的H+移向阴极，而OH-移向阳极，阴极反应式为+7H2O+8e-=NH3•H2O+9OH-，阳极反应式为8OH--8e-=2O2↑+4H2O，电解总反应为+3H2O=NH3•H2O+2O2↑+OH-，而“卯榫”结构可实现大电流催化电解KNO3溶液制氨，单位时间内电子转移增大，可以提高氨生成速率，据此分析解题。 A．由分析可知，b为阳极，a为阴极，则电极电势：电极b＞电极a，A正确； B．电解池中，双极膜界面产生的移向阴极a，移向阳极b，B正确； C．由分析可知，电极a为阴极，其上发生得电子的还原反应，电极反应式为，C正确； D．电极b的电极反应式为，由电极反应式和电子守恒可知，每生成1mol，电路中转移8mol电子，双极膜处有8mol的解离，产生的8mol移向电极b所在的Ⅱ室，而电极b恰好消耗8mol，故Ⅱ室中KOH的物质的量不变，D错误； 故选D。 24．（2024-2025高二上·吉林白城·期末）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。已知： ①在弱酸性溶液中发生水解； ②氧化性：(低浓度)。 下列说法不正确的是 A．碳棒上发生的电极反应： B．电解过程中，B中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减小 C．为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水pH D．若将图中阳离子膜去掉，将A、B两室合并，则电解反应的总方程式发生改变 【答案】B 【解析】A．由图知，碳棒与电源正极相连，作电解池的阳极，电极反应式为，故A正确； B．电解过程中为平衡A、C室中的电荷，A室中的和C室中的分别通过阳离子膜和阴离子膜移向B室中，使B室中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大，故B错误； C．因在弱酸性溶液中易发生水解，且氧化性：，为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水的pH，故C正确； D．若将图中阳离子膜去掉，由于放电顺序：，则在阳极放电：，电解反应的总方程式会发生改变，故D正确； 答案选B。 25．（2024-2025高二上·黑龙江牡丹江·期末）以惰性电极电解丙烯腈(CH2=CHCN)合成己二腈[NC(CH2)4CN]，原理如图，电解过程会产生丙腈(C2H5CN)等副产物。下列说法正确的是 A．电极Y的电势高于电极X的电势 B．电解池中H+的移动方向：右室→质子交换膜→左室 C．电极Y上反应ⅰ的电极反应式为2CH2=CHCN +2H++2e-=NC(CH2)4CN D．生成2.24 LO2(标况下)时，X极区溶液的质量减少3.2 g 【答案】C 【解析】由图可知：丙烯腈在电解池的Y极得到电子生成己二腈和丙腈，生成己二腈的电极反应式为：2CH2=CHCN +2H++2e-=NC(CH2)4CN，则Y电极是阴极，X电极是阳极，阳极反应式为：2H2O-4e-=4H++O2↑，阳离子移向阴极，即H+的移动方向为：左室→质子交换膜→右室，据此分析解答。 A．由上述分析可知：X电极是阳极，Y电极是阴极，阳极与电源正极相接，则电极X的电势高于电极Y的电势，A错误； B．X电极是阳极，Y电极是阴极，阳离子移向阴极，即H+的移动方向为：左室→质子交换膜→右室，B错误； C，Y电极是阴极，阴极上CH2=CHCN得电子生成NC(CH2)4CN，阴极反应式为：2CH2=CHCN +2H++2e-=NC(CH2)4CN，C正确； D．阳极反应式为：2H2O-4e-=4H++O2↑，标况下2.24 LO2的物质的量为n(O2)==0.l mol，根据阳极电极反应式可知：若反应产生0.1 mol O2，移向阴极H+的量为0.4 mol，则X极区消耗0.2 mol H2O，其质量为m(H2O)=0.2 mol×18 g/mol=3.6 g，D错误； 故合理选项是C。 26．（2024-2025高二上·吉林通化·期末）利用阳离子交换膜和过滤膜制备高纯度Cu的装置如图所示，下列叙述错误的是 A．电极A是粗铜，电极B是纯铜 B．电路中通过1 mol电子，溶解32 g粗铜 C．溶液中向电极A迁移 D．膜A是过滤膜，阻止阳极泥及杂质进入阴极区 【答案】B 【解析】A．精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，根据装置图可知，电极A为粗铜，电极B为纯铜，A正确； B．粗铜中含其他活泼金属杂质，也会失电子被溶解，当电路中通过1 mol电子时，溶解的粗铜质量不确定，B错误； C．根据电解原理，向阳极(电极A)移动，C正确； D．膜A为过滤膜，阻止阳极泥及杂质进入阴极区，膜B为阳离子交换膜，D正确； 答案选B。 27．（2024-2025高二上·黑龙江牡丹江·期末）下列装置或操作不能达到目的的是 A．实验1 在铜牌表面镀银 B．实验2 验证氯化银溶解度大于硫化银 C．实验3 测定锌与稀硫酸反应的速率 D．实验4 验证温度对化学平衡的影响 【答案】B 【解析】A．在铜牌表面镀银，铜牌做阴极，与电源负极相连，A不符合题意； B．先滴入几滴氯化钠溶液，溶液中银离子过量，再加入硫化钠，一定会产生硫化银沉淀，不能证明氯化银溶解度大于硫化银，B符合题意； C．实验3中通过测定单位时间内产生气体的体积或产生单位气体体积所需时间来测定锌与稀硫酸反应的速率，C不符合题意； D．N2O4(无色)2NO2(红棕色)，通过观察冷水与热水中瓶内气体颜色的变化来验证温度对化学平衡的影响，D不符合题意； 故选B。 28．（2024-2025高二上·黑龙江哈尔滨·期末）我国有着雄浑醇厚的青铜(铜锡合金)文化，包括冶炼、铸造、雕刻和造型纹饰等一系列的技术。下列说法错误的是 A．铜易导电，但铜不属于电解质 B．青铜的硬度比纯铜大 C．青铜中的锡对铜起保护作用 D．现代工艺采用电解精炼提纯铜，用粗铜作阴极 【答案】D 【解析】A．铜是金属，具有良好的导电性，其属于单质，既不属于电解质也不属于非电解质，故A正确； B．合金的硬度比各组分都大，则青铜的硬度比纯铜大，故B正确； C．青铜器露置于空气中，在潮湿的条件下铜会与锡形成原电池，锡做负极，对铜起到保护作用，故C正确； D．电解精炼提纯铜时，粗铜作精炼池的阳极、纯铜作阴极，故D错误； 故选D。 29．（2024-2025高二上·黑龙江绥化·期末）金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，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：Ni2++2e-=Ni B．电解后，Cu和Pt沉降在电解槽底部的阳极泥中 C．电解后，溶液中存在的离子只有Fe2+和Zn2+ D．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等 【答案】B 【解析】A．阳极发生氧化反应，根据氧化性：Fe2+<Ni2+<Cu2+可知，发生电极反应：、、，A错误； B．Pt和Cu金属性弱于Ni，Ni被氧化损耗后Cu和Pt沉降在电解槽底部的阳极泥中，B正确； C．根据金属性强弱可知，电解后，溶液中存在阳离子：、、和，C错误； D．阳极失电子被氧化的有Zn、Fe和Ni，而阴极被还原的金属只有Ni，根据得失电子守恒，阳极质量的减少与阴极质量的增加不相等，D错误； 答案选B。 30．（2024-2025高二上·黑龙江德强高中·期末）工业上以铬酸钾(K2CrO4)为原料，采用电化学法制备重铬酸钾，制备装置如图所示。已知：。下列说法错误的是 A．不锈钢电极为阴极 B．阳极室中溶液的颜色逐渐由黄色变为橙色 C．阴极区KOH溶液的浓度会增大 D．当电路中转移6.02×1023个电子时，阴极生成22.4 L(标准状况下)气体 【答案】D 【解析】左侧不锈钢电极为阴极，发生还原反应；右侧惰性电极为阳极，发生氧化反应。 A．不锈钢电极连接电源负极，为电解池阴极，A正确； B．阳极室发生氧化反应，电极反应式为，阳极区氢离子浓度增大，平衡右移，溶液由黄色逐渐变为橙色，B正确；   C．电解过程中阴极发生电极反应，所以阴极区KOH溶液的浓度会增大，C正确；   D．阴极发生电极反应，可知电路中转移6.02×1023个电子时，生成0.5mol气体，即11.2L(标准状况下)气体，D错误；   故选D 。 31．（2024-2025高二上·吉林延边·期末）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 【解析】将直流电源接通后，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，可得出D、F、H和Y均为阴极，C、E、G和X均为阳极，A极是电源的正极，B极是电源的负极，据此分析。 （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。 32．（2024-2025高二上·吉林长春·期末）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 【解析】（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。 33．（2024-2025高二上·吉林友好学校·期末）I．工业上用H2和CO合成甲醇的反应为：① 该反应平衡常数(K)随温度的变化情况如下表所示。 温度/℃ 250 300 350 K 2.041 0.270 0.012 完成下列填空： (1)请书写出该反应的平衡常数表达式 。 (2)250℃时，测得各组分浓度如下表所示，通过计算得出浓度商Q为 (填数值，保留三位小数)，则此时v(正) v(逆)。(填“>”、“<”或“=”) 物质 H2 CO CH3OH 浓度/mol·L-1 0.30 1.6 0.70 Ⅱ．工业上也能采用CO2催化氢化的方法合成甲醇： ② 已知：      (3)写出CO2催化氢化合成甲醇的热化学方程式： 。 (4)想要增大反应②的平衡常数，能改变的条件是 。 Ⅲ．甲醇是一种重要的化工原料和新型燃料。如图是甲醇燃料电池工作的示意图，工作时，关闭K。 (5)甲中负极的电极反应式为 。 (6)若丙中C为铝，D为石墨，W溶液为稀H2SO4，若一定条件下铝钝化形成致密Al2O3，则C电极反应式为 。 (7)若把乙装置改为铁钉镀铜装置，铁钉是 电极(A、B)，该电极上发生 反应(氧化、还原)。 【答案】(1) (2) 4.861 < (3)   (4)降温 (5) (6) (7) B 还原 【解析】（1）化学平衡常数等于生成物的浓度系数次方与反应物的浓度系数次方之比；该反应的平衡常数表达式：； （2）250℃时，浓度商Q=>K，则平衡逆向移动，此时v(正) <v(逆)。 （3）已知： Ⅰ   Ⅱ   由盖斯定律，Ⅰ+Ⅱ得反应：  ； （4）平衡常数受温度影响，反应为放热反应，则增大反应②的平衡常数，平衡正向移动，能改变的条件是降温； （5）甲为甲醇燃料电池，负极反应为甲醇失去电子发生氧化反应，在碱性条件下生成碳酸根离子和水，电极反应式为； （6）由图，丙中D连接氢氧燃料电池的负极，则D为阴极，C为阳极，若丙中C为铝，D为石墨，W溶液为稀H2SO4，若一定条件下铝钝化形成致密Al2O3，则C电极反应为铝在酸性条件下失去电子发生氧化反应生成氧化铝薄膜，反应为； （7）由图，乙装置中A为阳极，B为阴极，若把乙装置改为铁钉镀铜装置，则镀件铁钉为阴极，为B极；该电极上铜离子得到电子发生还原反应生成铜镀层。 34．（2024-2025高二上·内蒙古包头·期末）为了探究原电池和电解池的工作原理，某研究性学习小组分别用下图所示的装置进行实验。据图回答问题。 I.用图甲所示装置进行第一组实验： (1)在保证电极反应不变的情况下，Mg不能替代Cu作电极的原因是 。 (2)一段时间后，可观察到滤纸上的现象是 。 Ⅱ.该小组同学用图乙所示装置进行二组实验时发现，两极均有气体产生，且Y极处溶液逐渐变成紫红色；停止实验观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料知，高铁酸根在溶液中呈紫红色，具有极强的氧化性。回答下列问题： (3)若通过该实验制备，降低的区域在 (填“阴极区”或“阳极区”)；电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是 。 (4)根据实验现象及所查信息，电解过程中，Y极发生的电极反应分别为 和 。 (5)电解进行一段时间后，若在X极收集到448mL气体，Y电板(铁电极)质量减小0.28g，则在Y极收集到气体为 mL(均已折算为标准状况时气体体积)。 【答案】(1)原装置Zn做负极，根据金属活动性顺序，因此Mg不能替代Cu (2)滤纸上有蓝色斑点产生 (3)阳极区 防止生成的与高铁酸钠反应 (4) (5)56 【解析】Ⅰ．甲装置中，Zn比Cu活泼，Zn为负极，Cu为正极，则M(Cu)为阳极，N(Cu)为阴极。 Ⅱ．由图可知：X为阴极，电解过程中，X极上发生：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，由图干可知两极均有气体产生，且Y极处溶液逐渐变成紫红色，所以Y极发生的电极反应为和，据此解答。 （1）在保证电极反应不变的情况下，Mg不能替代Cu作电极是因为原装置Zn做负极，根据金属活动性顺序，因此Mg不能替代Cu； （2）利用该原电池电解氢氧化钠溶液，由于电极均是铜，在阳极M(Cu)上发生反应Cu-2e-=Cu2+，产生的Cu2+在溶液中发生反应Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓，所以在滤纸上能观察到的现象是滤纸上有蓝色斑点产生； （3）由图可知：X为阴极，电解过程中，X极（阴极）上发生：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，所以阴极区溶液的c(OH-)增大，Y极（阳极）发生的电极反应为和，消耗OH-，导致阳极区降低，电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，是因为氢气具有还原性，高铁酸钠具有强氧化性，防止生成的与高铁酸钠反应； （4）由于实验时发现，两极均有气体产生，且Y极处溶液逐渐变成紫红色，停止实验观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清，又因为高铁酸根在溶液中呈紫红色，所以在电解过程中，Y极发生的电极反应为和； （5）电解进行一段时间后，X极上发生2H2O+2e-=H2↑+2OH-，若在X极收集到448mL气体，即0.02mol H2，转移0.04mol电子，Y电板(铁电极)质量减小0.28g，即铁反应掉0.005mol，根据反应可知转移0.03mol电子，则转移0.04mol-0.03mol=0.01mol电子，在Y极收集到0.0025mol氧气，标准状况下体积为0.0025mol ×22.4L/mol×1000mL/L=56mL。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $