专题04 多池串联装置分析（重难点训练）化学沪科版2020选择性必修1

专题04 多池串联装置分析 建议时间：30分钟 突破一 原电池与电解池串联 1.羟基自由基(·OH)是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为CO2、H2O的原电池—电解池组合装置(如图)，该装置能实现发电、环保二位一体。下列说法错误的是(　　) A．电池工作时，b电极附近pH减小 B．a极1 mol参与反应，理论上通过质子交换膜的H＋数目为6NA C．d极区苯酚被氧化的化学方程式为C6H5OH＋28·OH ===6CO2↑＋17H2O D．右侧装置中，c、d两极产生气体的体积比(相同条件下)为7∶1 【答案】D 【解析】根据图示可知a极发生还原反应，电极反应式为：＋6e-＋7H2O===2Cr(OH)3＋8OH-，a电极为原电池正极；b极苯酚失电子被氧化为CO2，电极反应式为：C6H5OH-28e-＋11H2O===6CO2↑＋28H＋，b电极为原电池负极；c极连接电源负极为电解池阴极，电极反应为2H＋ ＋2e- ===H2↑，d极连接电源正极为电解池阳极，电极反应为H2O-e-＝H＋＋·OH，羟基自由基(·OH )是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂，进一步氧化苯酚，反应方程式为：C6H5OH＋28·OH ===6CO2↑＋17H2O。 A项，b极苯酚失电子被氧化为CO2，电极反应式为C6H5OH-28e-＋11H2O===6CO2↑＋28H＋，则b电极附近c(H＋)增大，溶液pH减小，A正确；B项，a极得到电子发生还原反应，电极反应式为：＋6e-＋7H2O===2Cr(OH)3＋8OH-，根据电极反应式可知：每有1 mol参与反应，转移6 mol电子，则通过质子交换膜的H＋数理论上有6NA，B正确；C项，羟基自由基对有机物有极强的氧化能力，则苯酚被氧化的化学方程式为：C6H5OH-28·OH ===6CO2↑＋17H2O，C正确；D项，c极为电解池阴极，电极反应为2H＋ ＋2e- ===H2↑，每转移0．7 mol e-，c极生成H2气体的物质的量是0．35 mol；d极为电解池的阳极，电极反应式为：C6H5OH-28·OH===6CO2↑＋17H2O生成CO2气体的物质的量n(CO2)＝， 根据阿伏伽德罗定律可知：在相同外界条件下气体的体积比等于气体的物质的量的比，则c、d两极产生气体的体积比为：0．35 mol∶0．15 mol＝7∶3，D错误。 2．电解质浓度不同形成的浓差电池，称为离子浓差电池。以浓差电池为电源，以石墨为电极将NH3转化为高纯H2的装置如图所示。下列说法错误的是(　　) A．Cu(1)为负极，N为阳极 B．M极电极反应为：2NH3＋6OH-－6e-===N2＋6H2O C．工作时，左池从右侧经膜I移向左侧，右池OH-从右侧经膜Ⅱ移向左侧 D．当浓差电池停止放电时，理论上可得到22.4L标准状况下的H2 (溶液体积变化忽略不计) 【答案】AD 【解析】由题意知，右池为电解NH3生成H2的装置，左池为浓差电池，即原电池，右池电极M区NH3失电子被氧化为N2，故电极M为阳极，则N为阴极，左池Cu(1)为正极，Cu(2)为负极，负极发生反应：Cu－2e-===Cu2＋，正极发生反应：Cu2＋＋2e-===Cu。A项，由分析知，Cu(1)为正极，N为阴极，A错误；B项，电极M上NH3失电子被氧化为N2，电极反应为：2NH3＋6OH-－6e-===N2＋6H2O，B正确；C项，左池中，硫酸根浓度两侧不等，硫酸根经过阴离子交换膜I从右侧移向左侧，右池中，阴离子移向阳极，故OH-经过阴离子交换膜Ⅱ由右侧移向左侧，C正确；D项，当浓差电池左右浓度相等时则停止放电，设负极放电使溶液中增加x mol Cu2＋，则正极减少x mol Cu2＋，当浓差电池停止放电时有：x＋2 L×0．5 mol·L－1＝2 L×2．5 mol·L－1－x，解得x＝2 mol，则此时电路中转移电子2×2 mol＝4 mol，右池阴极反应为：2H2O＋2e-＝H2↑＋2OH-，则此时生成H2物质的量＝，对应体积＝2 mol×22．4 L·mol－1＝44．8 L，D错误。 3．羟基自由基(·OH)是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为CO2、H2O的原电池电解池组合装置(如图),该装置能实现发电、环保二位一体。下列说法错误的是(　　) A．电池工作时,b电极附近pH减小 B．a极每有1 mol Cr2参与反应,通过质子交换膜的H+数理论上有6NA C．d极区苯酚被氧化的化学方程式为C6H5OH+28·OH===6CO2↑+17H2O D．右侧装置中,每转移0．7 mol e-,c、d两极共产生气体11．2 L 【答案】D 【解析】a电极上Cr2被还原为Cr(OH)3,所以a电极为原电池的正极,则d电极为电解池的阳极,b为原电池的负极,c为电解池的阴极。电池工作时,b为负极,苯酚失电子被氧化为CO2,电极反应式为C6H5OH-28e-+11H2O===6CO2↑+28H+,生成氢离子,所以pH减小,A正确;a电极上Cr2被还原为Cr(OH)3,所以有1 mol Cr2参与反应时转移6 mol电子,根据电荷守恒可知,通过质子交换膜的H+数理论上有6NA,B正确;羟基自由基对有机物有极强的氧化能力,苯酚被氧化为CO2和H2O,根据电子守恒和原子守恒可得化学方程式为C6H5OH+28· OH===6CO2↑+17H2O,C正确;未注明温度和压强,无法确定气体体积,D错误。 4．相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如图所示装置是利用浓差电池电解Na2SO4溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH。下列说法不正确的是(　　) A．a电极的电极反应为4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－ B．c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜 C．电池放电过程中，Cu(1)电极上的电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得320 g NaOH 【答案】D 【解析】电池放电过程中，Cu(1)电极上发生使Cu2＋浓度降低的还原反应，作为正极，则Cu(2)作为负极；电池从开始工作到停止放电，正极区硫酸铜溶液的浓度由2．5 mol·L－1降低到 1．5 mol·L－1，负极区硫酸铜溶液的浓度由0．5 mol·L－1升高到1．5 mol·L－1，则电路中转移2 L×(2．5－1．5) mol·L－1×2＝4 mol电子，电解池的阴极生成4 mol OH－，即阴极区理论上可制得4 mol氢氧化钠，其质量为160 g，D项错误。 5．一种将燃料电池与电解池组合制备KMnO4的装置如图所示(电极甲、乙、丙、丁均为惰性电极)。该装置工作时，下列说法不正确的是(　　) A．甲为正极，丙为阴极 B．丁极的电极反应为MnO－e－===MnO C．KOH溶液的质量分数：c%＞a%＞b% D．标准状况下，甲电极上每消耗22．4 L气体时，理论上有4 mol K＋移入阴极区 【答案】C 【解析】A项，通入氧气的电极为电池的正极，与电源正极相连的一极为电解池阳极，所以丙是阴极，故A正确；B项，丁是电解池阳极，MnO失电子被氧化为MnO，电极反应为MnO－e－===MnO，故B正确；C项，丙电极的电极反应为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，甲电极的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，乙电极的电极反应为H2－2e－＋2OH－===2H2O，根据溶液中离子的移动方向可知，c%＞b%＞a%，故C错误，D项，标准状况下，甲电极上每消耗22．4 L(即1 mol)氧气时，转移4 mol电子，所以理论上有4 mol K＋移入阴极区，故D正确。 突破二 电解池的串联 6．在如图串联装置中，通电片刻后发现乙装置左侧Pt电极表面出现红色固体，则下列说法不正确的是 A．丙中Ag电极连接的是电源的正极 B．电解过程中丙中c(Ag+)无变化 C．向乙中加入适量的Cu(OH)2固体，不能使溶液恢复到电解前的状态 D．标准状况下当甲中产生4.48L气体时，丙中Cu电极质量可能增加10.8g 【答案】D 【分析】乙装置左侧Pt电极表面出现红色固体，说明铜离子在该电极得到电子被还原为铜单质析出，作电解池的阴极，则电源的左边为负极，右边为正极，据此分析。 【详解】A．结合上述分析，丙中Ag为阳极，连接的是电源的正极，故A正确； B．电解过程中丙中银作阳极，银失去电子转化为银离子，银离子在阴极得到电子转化为银单质，故溶液中c(Ag+)无变化，故B正确； C．乙中，左边电极为阴极，铜离子得到电子被还原为铜单质析出，右边电极为阳极，氢氧根离子失去电子生成氧气，向乙中加入适量的CuO固体，能使溶液恢复到电解前的状态，故C错误； D．甲中左边为阴极，氢离子得到电子生成氢气，右边为阳极，氯离子失去电子生成氯气，当标准状况下当甲中产生4.48L气体时，阴、阳两极各生成0.1mol气体，电路中转移0.2mol电子，则丙中Cu电极生成0.2mol银单质，质量可能增加21.6g ，故D错误。 答案为：D。 7．如图串联装置中，通电片刻即发现乙装置左侧电极表面出现红色固体，则下列说法不正确的是 A．标准状况下当甲中产生气体时，丙中电极质量增加 B．电解过程中丙中溶液酸碱性无变化 C．向甲中通入氯化氢气体，可使溶液恢复到电解前的状态 D．乙中左侧电极反应式： 【答案】A 【分析】通电片刻即发现乙装置左侧电极表面出现红色固体，则此红色固体为Cu，即乙装置左侧为阴极，右侧为阳极；甲装置中，左侧电极为阴极，右侧电极为阳极；丙装置中，左侧电极为阴极，右侧电极为阳极。 【详解】A．标准状况下当甲中产生4.48L气体时，甲中为电解氯化钾溶液产生氢气和氯气，则各产生0.1mol，转移电子数为0.2mol，丙中Cu电极上银离子得电子产生银单质，质量增加0.2mol×108g/mol=21.6g，A错误； B．在丙装置中，阳极Ag-e-=Ag+，阴极Ag++e-=Ag，所以电解过程中丙溶液pH无变化，B正确； C．甲中阳极生成Cl2，阴极生成H2，相当于从溶液中逸出HCl气体，向甲中通入0.2mol氯化氢气体，可使溶液恢复到电解前的状态，C正确； D．乙中左侧铜离子放电，电极反应式：Cu2++2e-＝Cu，D正确； 故选A。 8．如图所示，A、B、C、D、E、F均为石墨电极，甲池与乙池中溶液的体积和浓度均为。按图示接通电路，反应一段时间后，检测到电路中通过，烧杯a中溶液变蓝。下列说法正确的是 A．M为电源负极 B．忽略体积变化和盐类水解，甲池中溶液的 C．电极A增重 D．电极E、F上产生的气体的体积比为 【答案】B 【分析】烧杯a中溶液变蓝，说明有碘生成，则C为阳极，氯离子失电子生成氯气，则D为阴极，水得电子生成氢气和氢氧根离子，则B为阴极，银离子得电子生成Ag，A为阳极，水失电子生成氧气和氢离子，E为阳极，氢氧根离子失电子生成氧气，F为阴极，水得电子生成氢气和氢氧根离子。M为电源正极，N为电源负极。 【详解】A．M为电源正极，A错误； B．一段时间后电路中通过0.02mol电子，则根据电极反应式2H2O-4e-=4H++O2↑，生成氢离子0.02mol，溶液中氢离子浓度为0.1mol/L，此时pH=1，B正确； C．电极A上水失电子生成氧气和氢离子，电极质量不会增大，C错误； D．电极E为阳极，生成氧气，电极F为阴极生成氢气，电极E、F上产生气体的体积比为1∶2，D错误； 故答案选B。 9．在如图串联装置中，通电片刻即发现乙装置左侧电极表面出现红色固体。下列说法不正确的是    A．乙中左侧电极反应式：Cu2+＋2e−=Cu B．电解过程中丙中溶液酸碱性无变化 C．向甲中加入适量的盐酸，可使溶液恢复到电解前的状态 D．标准状况下当甲中产生4.48 L气体时，丙中Cu电极质量增加21.6 g 【答案】C 【分析】该装置外接电源，为电解池装置，通电片刻即发现乙装置左侧电极表面出现红色固体，说明发生反应：，则乙装置左侧电极为电解池阴极，右侧为阳极；电源左侧为负极，右侧为正极； 【详解】A．根据分析可知，乙中左侧电极反应式：Cu2+ ＋2e−=Cu，故A正确； B．在丙装置中阳极发生失电子反应，阳极电极反应式：，阴极电极反应式：，所以电解过程中丙中溶液酸碱性无变化，故B正确； C．甲装置中阳极电极反应：，阴极电极反应：，相当于从溶液中逸出HCl气体，若加入盐酸，则多加入了水，会导致KCl溶液浓度减小，故C错误； D．标准状况下当甲中产生4.48 L气体时，两极各产生0.1mol气体，转移电子数0.2mol，丙中Cu电极银离子得电子产生银单质，转移0.2mol电子时，有0.2molAg生成，则增重21.6g，故D正确； 答案选C。 建议时间：30分钟 1.某兴趣小组的同学以氢氧燃料电池为电源研究有关电化学的问题。当闭合以下装置的开关时，观察到电流计的指针发生了偏转(甲、乙、丙池中的电解质溶液均足量)。则下列判断错误的是 A．甲池中，溶液中的向左迁移 B．乙池中总反应的化学方程式为： C．乙池中，若A、B电极对换，发生的总反应不发生变化 D．丙池中，若C电极产生，则甲池中至少消耗(标准状况) 【答案】C 【分析】甲池为原电池，通端为负极，通端为正极。因此乙池中A为阳极，电极反应为；B为阴极，电极反应为。丙池中C为阳极，电极反应为，D为阴极，电极反应为。 【详解】A．甲池为原电池，通端为负极，失电子变为，溶液左端阳离子浓度增加，向左迁移，A正确； B．根据分析可知乙池中总反应的化学方程式为：，B正确； C．乙池中，若A、B电极对换，B为阳极，电极反应为：，A为阴极，电极反应为，总反应发生了变化，C错误； D．根据分析可知C电极产生，电路中电子转移了2mol，甲池中通端电极反应为，电路中转移2mol电子，则消耗0.5mol，在标况下氧气消耗量为11.2L，D正确； 故选C。 2．相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池，放电时两个电极区的浓度差会逐渐减小，当两个电极区硫酸铜溶液的浓度完全相等时放电停止。如图所示装置是利用浓差电池电解溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得、、和。下列说法不正确的是 A．电极的电极反应为 B．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得 C．电池放电过程中，电极上的电极反应为 D．c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜和阴离子交换膜 【答案】B 【分析】由装置图可知，左侧装置为浓差电池，放电时两个电极区的浓度差会逐渐减小，则电极为正极，正极上Cu2+得电子生成Cu，电极反应为，电极为负极，负极上Cu失电子生成Cu2+，电极反应为。右侧装置为电解装置，与电源负极相连的a电极为阴极，电极反应为，与电源正极相连的b电极为阳极，阳极反应为，据此分析解答。 【详解】A．电解槽中电极为阴极，水发生得电子的还原反应生成氢气，电极反应为，故A正确； B．电池从开始工作到停止放电，两侧溶液中Cu2+浓度相等，设两电极发生改变的Cu2+的物质的量为a，由两侧浓度相等可得2.5mol/L2L-a=0.5mol/L2L+a，解得a=2，根据电子守恒有Cu~2e-~2NaOH，电解池理论上生成NaOH的物质的量n(NaOH)=4mol，则 n(NaOH)=4mol40g/mol=160g，故B错误； C．浓差电池中，电极为正极，正极上Cu2+得电子生成Cu，电极反应为，故C正确； D．电极为阴极，阴极反应为，b电极为阳极，阳极反应为，则a极附近生成NaOH，b极附近生成H2SO4，所以钠离子通过离子交换膜c生成NaOH，则c为阳离子交换膜，硫酸根通过离子交换膜d生成H2SO4，则d为阴离子交换膜，故D正确； 答案选B。 3．某同学按如图所示的装置进行实验。电极A、B为两种常见金属，当K闭合时，X极上产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。下列说法正确的是 A．B极和Y极上均发生还原反应，且Y极的电极反应式为Cu2++2e﹣═Cu B．电池工作一段时间后，丙池中两极的总质量不变 C．当0.5mol SO通过阴离子交换膜时，X极收集到标准状况下11.2L的气体 D．当0.1mol B参与反应时，丙池中流经电解液的电子数目约为1.204×1023 【答案】C 【分析】当K闭合时，X极上产生的气体能使湿润的演粉碘化钾试纸变蓝，可知X极上产生的气体是氯气，电极反应为：2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑，说明右侧装置为电解池，则X极为阳极，Y极为阴极；左侧装置为原电池，A极为原电池的正极，B极为原电池的负极。 【详解】A．由上述分析知，Y 极为阴极，B极为负极，则B极上发生氧化反应，Y极上发生还原反应，Y极的电极反应式为Cu2++2e﹣=Cu，故A错误； B．电池工作一段时间后，丙池中Y极上析出Cu，X极质量不变，两极总质量增加，故B错误； C．当0.5 mol SO42﹣通过阴离子交换膜时，Cl﹣在X极上失去1mol电子，生成的氧气的物质的量为0.5 mol，即标准状况下体积为11.2 L，故C正确； D．电子只能在导线中移动，不能流经电解质溶液，故D错误； 故选：C。 4．用一种新型H2O2液态燃料电池(乙池)电解催化氮气制备铵盐和硝酸盐(甲池)的工作原理示意图如下(c、d均为石墨电极)。下列说法正确的是 A．甲池a极反应式为： B．一段时间后，乙池中c电极区的pH增大 C．甲池中H+从b极区通过质子交换膜转移至a极区 D．乙池中若生成15 mol m气体，则甲池a、b两极共消耗8 mol N2 【答案】D 【分析】根据装置图分析可知：甲池为电解池，乙池为原电池。甲池中a电极为阳极，b电极为阴极。在a电极上N2失去电子变为，a电极反应式为：N2+6H2O-10e-=2+12H+；b电极上N2得到电子被还原为，b电极反应式为：N2+6e-+8H+=2。乙池中c电极为负极，d电极为正极。然后根据原电池电解池原理分析解答。 【详解】A．根据装置图可知a电极上N2失去电子发生氧化反应产生，则a电极为阳极，a电极的电极反应式为：N2+6H2O-10e-=2+12H+，A错误； B．根据上述分析可知：c电极为负极，H2O2失去电子发生氧化反应，c电极反应式为：H2O2-2e-+2OH-=2H2O+O2↑，反应消耗OH-，产生H2O，导致c电极附近c(OH-)减小，因此反应一点时间后乙池中c电极区的pH减小，B错误； C．根据元素化合价的变化，a为阳极，b为阴极，根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，电解时H+会向负电荷较多的电极区移动，则在甲池中，电解过程中H+从a极通过质子交换膜转移至b电极，C错误； D．根据元素化合价升降守恒，可知关系式：3n阳极(N2)=5n阴极(N2)，反应过程中电子转移30 mol时，a电极消耗3 mol N2，b电极上消耗5 mol气体N2，甲池共消耗8 mol N2，在乙池中反应产生m是O2，每反应产生1 mol O2转移2 mol电子，则反应转移30 mol电子时，产生m气体的物质的量是15 mol，故乙池中若生成15 mol m气体，则甲池a、b两极共消耗8 mol N2，D正确； 故合理选项是D。 5．如图所示的装置，通电较长时间后，测得甲池中某电极质量增加2.16g，乙池中某电极上析出0.64g某金属。下列说法中正确的是 A．甲池是b电极上析出金属银，乙池是c电极上析出某金属 B．甲池是a电极上析出金属银，乙池是d电极上析出某金属 C．该盐溶液可能是CuSO4溶液 D．该盐溶液可能是Mg(NO3)2溶液 【答案】C 【分析】甲池中a极与电源负极相连为阴极，电极上银离子得电子析出银单质，b电极为阳极，水电离出的氢氧根放电产生氧气，同时产生氢离子；乙池中c为阴极，d为阳极，乙池电极析出0.64g金属，金属应在c极析出，说明乙池中含有氧化性比氢离子强的金属阳离子。 【详解】A．甲池a极上析出金属银，乙池c极上析出某金属，故A错误； B．甲池a极上析出金属银，乙池c极上析出某金属，故B错误； C．甲池的a极银离子得电子析出银单质，2.16gAg的物质的量为，由Ag++e-=Ag，可知转移0.02mol电子，乙池电极析出0.64g金属，说明乙池中含有氧化性比氢离子强的金属阳离子，Cu2+氧化性强于氢离子，会先于氢离子放电，由Cu2++2e-=Cu，转移0.02mol电子生成0.01molCu，质量为m=n∙M=0.01mol×64g/mol=0.64g，则某盐溶液可能是CuSO4溶液，故C正确； D．Mg2+氧化性弱于H+，电解时在溶液中不能得电子析出金属，所以某盐溶液不能是Mg(NO3)2溶液，故D错误； 故答案为C。 6．如图所示，下列说法正确的是 A．乙池中铜电极反应是 B．甲池中的锌电极反应是 C．碳棒上开始放电，然后是放电 D．反应一段时间后甲乙两池中溶液中的离子浓度一定相同 【答案】C 【分析】根据图示装置，结合电化学原理可知，甲池是原电池，乙池是电解池，甲池中，锌作负极失去电子生成锌离子，氢离子在铜电极（正极）得电子生成氢气，乙池铜电极连接正极作电解池的阳极，发生失电子的氧化反应，生成铜离子，碳棒连接原电池的负极，作阴极，氢离子发生得电子的还原反应，据此分析。 【详解】根据上述分析可知， A．乙池中铜电极作阳极，发生失电子的氧化反应，其电极反应式为，A错误； B．甲池中铜电极作正极，氢离子得电子生成氢气，其电极反应式为，B错误； C．乙池中碳棒作阴极，开始放电，阳极铜离子生成后，铜离子氧化性较强，所以后续会在碳棒上放电，C正确； D．甲池中浓度不断减小，乙池中开始放电，然后放电，因此反应一段时间后甲乙池中可能不同，D错误； 答案选C。 7．甲池、乙池和丙池三个装置如图连接，下列有关说法正确的是 A．甲池是电能转化为化学能的装置，乙、丙池是化学能转化电能的装置 B．甲池中消耗280mL(标准状况下)O2，此时乙池中银电极增重1.6g C．甲池通入CH4的电极反应为：CH4-8e-+3H2O=CO+10H+ D．反应一段时间后，向丙池中加入一定量盐酸，能使NaCl溶液恢复到原状态 【答案】B 【分析】甲池的总反应式为，则甲池为燃料电池，通CH3OH的电极为负极，通O2的电极为正极；乙池，石墨为阳极，Ag为阴极；丙池，左边Pt为阳极，右边Pt为阴极。 【详解】A．根据图示可知，甲池为燃料电池，将化学能转化为电能，乙、丙池为电解池，将电能转化为化学能，A错误； B．甲池中消耗280mL(标准状况下)氧气，氧气的物质的量为0.0125mol，则转移电子数为0.05mol，根据电子守恒，乙池中银极为阴极，生成单质铜0.025mol，质量为1.6g，B正确； C．甲池通入CH4的电极反应为：，C错误； D．电解池丙池中，电解后生成氢氧化钠、氢气和氯气，要想恢复到原浓度，应通入氯化氢气体，D错误； 故选B。 8．如图所示a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色。下列说法中正确的是 A．X是负极，Y是正极 B．Cu电极上产生了无色、无味的气体 C．当b极产生标况下2.24 L的气体时，Pt电极上生成了6.4 g的铜单质 D．电解一段时间后，CuSO4溶液的浓度减小 【答案】C 【分析】a、b是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色，依据电解质溶液为氯化钠的酚酞溶液，则b极产生NaOH，判断b电极是阴极，Y为电源负极，X为电源正极，则Cu为阳极，Pt为阴极； 【详解】A．由分析可知，Y为电源负极，X为电源正极，故A错误； B．X为电源正极，Cu为阳极，Cu失电子生成Cu2+，不产生气体，故B错误； C．b极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，产生标况下2.24 L的气体氢气时，物质的量为，转移0.2mol电子，Pt电极上的电极反应式为Cu2++2e-=Cu，生成了0.1molCu，质量为m=nM=0.1mol×64g/mol=6.4 g，故C正确； D．电解过程中Cu为阳极，失电子生成Cu2+，Pt为阴极，Cu2+得电子生成Cu，CuSO4溶液的浓度不变，故D错误； 故选：C。 9．甲、乙、丙三个电解槽如图所示(其中电极的大小、形状、间距均相同)。乙、丙中AgNO3溶液浓度和体积均相同，通电一段时间后，若甲中铜电极的质量增加0.128g，则乙中电极上银的质量增加 A．0.054g B．0.108g C．0.216g D．0.432g 【答案】C 【详解】甲中铜电极增重0.128g，说明析出铜为0.002mol。由图示可知，乙、丙并联后与甲串联，又因乙、丙两槽中的电极反应相同，故乙、丙中的电子转移分别是甲中的一半。甲中转移电子为0.004mol，则乙中转移的电子为0.002mol，故乙中析出的银为0.002mol，质量为。故选C。 10．下图是一套模拟工业生产的电化学装置。丙装置中两电极均为惰性电极，电解质溶液为KCl溶液，不考虑气体溶解，且钾离子交换膜只允许钾离子通过。下列说法正确的是 A．乙装置中负极发生的反应是CH3OH - 6e- + H2O = CO2 + 6H+ B．若甲装置中b为精铜，a为镀件，则可实现a上镀铜 C．丙装置可以制取KOH溶液，制得的KOH可以通过g口排出 D．当d电极消耗标准状况下2.24LO2时，丙装置中阳极室溶液质量减少29.8g 【答案】D 【分析】如图，乙为碱性条件下的甲醇燃料电池，c为负极，反应式为：CH3OH - 6e- + 8OH- =+ 6H2O，d为正极，反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，故甲电解池中b为阴极，a为阳极，丙电解池中，f为阴极，反应式为：2H++2e-=H2↑，e为阳极，反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑，K+由阳极移向阴极； 【详解】A．乙装置中负极发生的反应是CH3OH - 6e- + 8OH- =+ 6H2O +，A项错误； B．镀铜时，镀层金属为阳极，镀件金属为阴极，a为阳极不能作为镀件，不可实现a上镀铜，B项错误； C．丙装置制得的KOH应通过h口排出，C项错误； D．当d电极消耗标准状况下2.24LO2时，根据电极反应式，转移电子为0.4mol，丙装置中参加反应的Cl-为0.4mol，生成Cl2为0.2mol，转移至阴极室的K+也为0.4mol，丙装置中阳极室溶液质量减少=m(Cl2)+m(K+)=0.2mol×71g·mol-1+0.4mol×39g·mol-1=29.8g，D项正确； 答案选D。 11．在下图串联装置中，通电片刻即发现乙装置左侧电极表面出现红色固体，则下列说法不正确的是 A．丙中Ag电极连接的是电源的正极 B．向甲中加入适量的盐酸，可使溶液恢复到电解前的状态 C．电解过程中丙中溶液pH无变化 D．标准状况下当甲中产生4.48L气体时，丙中Cu电极质量增加21.6g 【答案】B 【分析】由题干信息，通电片刻即发现乙装置左侧电极表面出现红色固体，即乙池中左侧电极为阴极：电极反应为：Cu2++2e-=Cu，乙池中右侧电极为阳极，电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，甲池中左侧电极为阴极，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，右侧电极为阳极，电极反应为：2Cl-- 2e-=Cl2↑，丙池中左侧Cu电极为阴极，电极反应为：Ag++e-=Ag，右侧Ag电极为阳极，电极反应为：Ag-e-=Ag+，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，丙中Ag电极为阳极，连接的是电源的正极，A正确； B．由分析可知，甲池阴极的电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阳极的电极反应为：2Cl-- 2e-=Cl2↑，总反应为：2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-，则向甲中通入适量的HCl，可使溶液恢复到电解前的状态，加盐酸会增大水的量，不能达到目的，B错误； C．由分析可知，电解过程中丙中溶液AgNO3的浓度保持不变，故溶液中pH无变化，C正确； D．标准状况下当甲中产生4.48L气体时即产生的H2和Cl2的物质的量之和为：=0.2mol，则n(H2)=0.1mol，转移的电子的物质的量为0.2mol，丙中Cu电极质量增加0.2mol×108g/mol=21.6g，D正确； 故答案为B。 12．电解原理在化学工业中有着广泛的应用。如图所示装置，E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。下列说法中不正确的是 A．用甲装置精炼铜时，C电极材料为粗铜 B．乙装置中E电极反应为： C．用丙装置给铜件镀银，当乙中溶液的浓度是时(此时乙溶液体积为)，丙中镀件上析出银的质量为 D．电解一段时间后，发现丁中极附近溶液红褐色加深，则胶体带正电荷 【答案】D 【分析】由信息可知，将直流电源接通后，F极附近呈红色，可知氢离子在该电极放电，所以F是阴极，E是阳极，则电源电极A是正极，B是负极，C是阳极，D是阴极，X是阳极，Y是阴极，以此来解答。 【详解】A．用甲装置精炼铜时，C电极是阳极，电极材料为粗铜，D电极材料是精铜，A正确； B．乙装置中E是阳极，氯离子放电，电极反应为：2Cl--2e-＝Cl2↑，B正确； C．当乙中溶液的OH-浓度是0.1mol·L-1时（此时乙溶液体积为500mL）时，根据电极反应2H++2e-=H2↑，则放电的氢离子的物质的量为：0.1mol/L×0.5L=0.05mol，转移电子的物质的量为0.05mol电子时，丙中镀件上析出银的质量m（Ag）=0.05mol×108g/mol=5.4g，C正确； D．电源B电极为负极，则Y电极为阴极，阴极上负电荷较多，电解一段时间后，发现丁中Y极附近溶液红褐色加深，根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，说明Fe(OH)3胶粒带正电荷，胶体不带电荷，D错误； 答案选D。 13．某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量)，当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转。 请回答下列问题： (1)丙池中E电极为 (选填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”)，该池溶液变化为 (选填“增大、减小、不变”)。 (2)甲池为 (选填“原电池”、“电解池”或“电镀池”)，A电极的电极反应式为 。 (3)若最初C、D两极质量相等，当甲池中B电极理论上消耗的体积为(标准状况下)时，乙池中两极质量差为 ，一段时间后，断开电键，下列物质能使丙池恢复到反应前浓度的是 (填字母)(甲、乙、丙三池中溶质足量)。 A．Cu    B．CuO    C．    D． (4)已知丙池中的溶液为，合上开关，一段时间后，丙池中，共收集到(标准状况下)气体，此时溶液中硫酸的浓度为 。 【答案】(1) 阳极 减小 (2) 原电池 (3) 14 B (4)0.1 【分析】甲池是燃料电池，A电极通入甲醇，甲醇在A电极失电子生成碳酸钾，A是负极；B电极通入氧气，氧气得电子生成氢氧根离子，B是正极；乙、丙为电解池，C与电池正极相连，C是阳极，D与电池的负极相连，D是阴极；E与电池正极相连，E是阳极，F与电池的负极相连，F是阴极。 【详解】（1）丙池中E与电池正极相连，E是阳极；该池阳极反应为 、阴极反应为，总反应为，有氢离子生成，溶液减小。 （2）甲池为原电池，A电极甲醇在失电子生成碳酸钾，电极反应式为； （3）甲池中B电极反应式为，当甲池中B电极理论上消耗的体积为(标准状况下)时，电路中转移电子的物质的量为；乙池中阴极发生反应，阳极发生反应Ag-e-=Ag+，根据得失电子守恒，乙池中阴极生成0.05molCu，阳极消耗0.1molAg，所以两极质量差为0.05mol×64g/mol+0.1mol×108g/mol=14；丙池发生反应，一段时间后，断开电键，加入氧化铜能使丙池恢复到反应前浓度，选B。 （4）丙池中的溶液为，合上开关，发生反应，一段时间后，丙池中，共收集到(标准状况下)气体，则反应生成硫酸的物质的量为，此时溶液中硫酸的浓度为。 14．用相关化学反应原理解释下列问题． (1)酸性较弱时，钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式为 。 (2)气体在氧气中燃烧，生成固态和液态水，放出433 kJ热量，写出该反应的热化学方程式 。 (3)某公司开发出一种以Pt为电极的高效甲醇燃料电池，以该电池电解溶液的装置如图所示： ①工作时负极的电极反应式为 ，石墨电极的电极反应式为 。 ②若乙池中Fe电极质量增加12.8 g，则在相同时间内，甲池中理论上消耗 L(标准状况下)。 ③通电一段时间后，向乙池所得溶液中加入后，恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过程中转移电子的物质的量为 。 【答案】(1) (2) (3) 2.24 1.2 mol 【分析】由装置图可知，甲池为原电池（燃料电池），其中通入甲醇的电极为负极，通入氧气的电极为正极；乙池为电解池，石墨电极与原电池正极相连，Fe电极与原电池负极相连，因此石墨电极为阳极，Fe电极为阴极，以此解题。 【详解】（1）酸性较弱时，钢铁发生吸氧腐蚀，正极得电子产物与电解质反应生成，则该电化学腐蚀的正极反应式为； （2）气体物质的量为，其在氧气中燃烧生成固态和液态水，放出433 kJ热量，则1 mol 发生该反应，放热，因此热化学方程式为； （3）①根据分析，甲池（燃料电池）中通入甲醇的为负极，电极反应为：；石墨电极为电解池的阳极，水在电极上放电生成，电极反应式为：； ②乙池为电解池，Fe电极为阴极，电极反应式为，生成Cu的物质的量为，则转移电子0.4 mol，氧气通入极为正极，电极反应式为，则转移0.4 mol电子消耗氧气0.1 mol，标准状况下体积为； ③电解池阴极可能先后发生Cu2+和H+的还原反应，但电解池阳极（石墨电极）始终发生电极反应，而加入0.3 mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH，根据氧原子守恒，电解共消耗0.6 mol O，即生成0.3 mol氧气，因此电解过程中转移电子物质的量为0.3 mol×4=1.2 mol。 15．某化学兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的开关时，观察到电流表的指针发生了偏转。 请回答下列问题： (1)甲池为 (填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入O2电极的电极反应式为 。 (2)乙池中C(石墨)电极的名称为 (填“正极”“负极”或“阴极”“阳极”)，总反应的化学方程式为 。 (3)当乙池中D极质量增加5.4g时，甲池中理论上消耗O2的体积为 mL(标准状况)，转移的电子数为 。 (4)丙池中 (填“E”或“F”)极析出铜。 (5)若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，开关闭合一段时间后，丙中溶液的pH将 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (6)反应一段时间后右侧烧杯Cu2+浓度 (填增大，减小或不变)。 【答案】(1) 原电池 O2+4H++4e-=2H2O (2) 阳极 4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3 (3) 280 0.05NA (4)F (5)增大 (6)减小 【分析】A极加入CH3OH，B极通入O2，则该电池为原电池，其中A极为负极，B极为正极；从而得出乙池、丙池为电解池，其中C极与电源的正极相连，为阳极，D极为阴极；F极与阴极相连，为阴极，E极为阳极。 【详解】（1）根据分析，甲池为原电池，通入O2电极的电极反应式为：O2+4H++4e-=2H2O； （2）乙池中C(石墨)电极的名称为：阳极，该电解池为电解硝酸银溶液，总反应的化学方程式为：4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3； （3）乙池中，D极生成Ag，质量为5.4g，n(Ag)=，转移0.05mol电子，消耗1mol氧气转移4mol电子，则甲池中理论上消耗O2的体积为(标准状况)，转移的电子数为：； （4）丙池中，F极为阴极，Cu2+在该电极上得电子生成Cu，所以F极析出铜； （5）若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，开关闭合一段时间后，发生反应2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑，所以丙中溶液的pH将增大； （6）右侧烧杯中铜离子得电子生成铜，反应一段时间后Cu2+浓度减小。 建议时间：20分钟 1.（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，氯离子往阳极反向移动，据此解答。 【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膜为阴离子交换膜，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。 2．(2022·山东卷)设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成CO2，将废旧锂离子电池的正极材料LiCoO2(s)转化为Co2＋，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是(　　) A．装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大 B．装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸 C．乙室电极反应式为LiCoO2＋2H2O＋e－＝＝＝Li＋＋Co2＋＋4OH－ D．若甲室Co2＋减少200 mg，乙室Co2＋增加300 mg，则此时已进行过溶液转移 【答案】　BD 【解析】　A．电池工作时，甲室中细菌上乙酸盐的阴离子失去电子被氧化为CO2气体，Co2＋在另一个电极上得到电子，被还原产生Co单质，CH3COO－失去电子后，Na＋通过阳膜进入阴极室，溶液变为NaCl溶液，溶液由碱性变为中性，溶液pH减小，A错误；B．对于乙室，正极上LiCoO2得到电子，被还原为Co2＋，同时得到Li＋，其中的O与溶液中的H＋结合H2O，因此电池工作一段时间后应该补充盐酸，B正确；C．电解质溶液为酸性，不可能大量存在OH－，乙室电极反应式为：LiCoO2＋e－＋4H＋＝＝＝Li＋＋Co2＋＋2H2O，C错误；D．若甲室Co2＋减少200 mg，电子转移物质的量为n(e－)＝×2＝0．006 8 mol，乙室Co2＋增加300 mg，转移电子的物质的量为n(e－)＝×1＝0．005 1 mol，说明此时已进行过溶液转移，D正确；故合理选项是BD。 3．（2021·天津·高考真题）如下所示电解装置中，通电后石墨电极Ⅱ上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解，下列判断错误的是 A．a是电源的负极 B．通电一段时间后，向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出现红色 C．随着电解的进行，CuCl2溶液浓度变大 D．当完全溶解时，至少产生气体336mL (折合成标准状况下) 【答案】C 【分析】通电后石墨电极Ⅱ上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解，说明石墨电极Ⅱ为阳极，则电源b为正极，a为负极，石墨电极Ⅰ为阴极，据此解答。 【详解】A．由分析可知，a是电源的负极，故A正确； B．石墨电极Ⅱ为阳极，通电一段时间后，产生氧气和氢离子，所以向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出现红色，故B正确； C．随着电解的进行，铜离子在阴极得电子生成铜单质，所以CuCl2溶液浓度变小，故C错误； D．当完全溶解时，消耗氢离子为0.06mol，根据阳极电极反应式，产生氧气为0.015mol，体积为336mL (折合成标准状况下)，故D正确； 故选C。 4．(2021·湖南卷)锌/溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌/溴液流电池工作原理如图所示，下列说法错误的是(　　) A．放电时，N极为正极 B．放电时，左侧贮液器中ZnBr2的浓度不断减小 C．充电时，M极的电极反应式为Zn2＋＋2e－＝＝＝Zn D．隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过 【答案】B 【解析】在该原电池中，活泼金属锌做负极，则N极为正极，A说法正确；放电时，左侧锌放电产生Zn2＋，贮液器中ZnBr2浓度不断增大，B说法错误；充电时，M极为阴极，电极反应式为Zn2＋＋2e－＝＝＝Zn，C说法正确；放电时Br－通过隔膜进入溶液中与Zn2＋结合，充电时Zn2＋通过隔膜在双极性碳和塑料电极上沉积，D说法正确。 5．（全国·高考真题）下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100 g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。 （1）接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加。据此回答问题： ①电源的N端为 极； ②电极b上发生的电极反应为 ； ③列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积： ； ④电极c的质量变化是 g； ⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因： 甲溶液 ； 乙溶液 ； 丙溶液 ； （2）如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？ 。 【答案】 正 4OH－－4e－=2H2O+O2↑ 2.8L 16g 甲中相当于电解水，故NaOH的浓度增大，碱性增强 乙中阴极为Cu2＋放电，阳极为OH－放电，所以H＋增多，酸性增强 丙中为电解水，对于K2SO4而言，其pH几乎不变 能；铜全部析出，可以继续电解H2SO4，有电解液即可电解 【分析】接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加，这说明c电极是阴极，溶液中的金属阳离子放电，因此M是负极，N是正极，结合电解原理分析解答。 【详解】（1）①乙中c电极质量增加，则c处发生的反应为：Cu2＋+2e－=Cu，即c处为阴极，由此可推出b为阳极，a为阴极，M为负极，N为正极。 ②甲中为氢氧化钠溶液，惰性电极相当于是电解水，b为阳极，氢氧根离子放电，电极反应式为4OH－－4e－=2H2O+O2↑； ③丙中为K2SO4，相当于电解水，设电解的水的质量为xg。由电解前后溶质质量相等有，100×10%=（100-x）×10.47%，得x=4.5g，故为0.25mol。由方程式2H2+O2＝2H2O可知，生成2molH2O，转移4mol电子，所以整个反应中转化0.5mol电子，而整个电路是串联的，故每个烧杯中的电极上转移电子数是相等的。转移0.5mol电子，则生成O2为0.5mol/4=0.125mol，标况下的体积为0.125mol×22.4=2.8L。 ④Cu2＋+2e－=Cu，转移0.5mol电子，则生成的m(Cu)=0.5mol/2×64g/mol=16g。 ⑤甲中相当于电解水，故NaOH的浓度增大，pH变大。乙中阴极为Cu2＋放电，阳极为OH－放电，所以H＋增多，故pH减小。丙中为电解水，对于K2SO4而言，其pH几乎不变。 （2）铜全部析出，可以继续电解H2SO4，有电解液即可电解。 6．（海南·高考真题）新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2 ，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。 回答下列问题： (1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为 、 。 (2)闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生．其中b电极上得到的是 ，电解氯化钠溶液的总反应方程式为 ； (3)若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为 （法拉第常数F=9.65×l04C．mol-1，列式计算)，最多能产生的氯气体积为 L(标准状况)。 【答案】 O2+2H2O +4e—=4OH— CH4+10OH--8e—=CO32-+ 7H2O H2 2NaCl+2H2O2NaOH+ H2↑+ Cl2↑ （1L/22.4L.mol-1）×8×9.65× 104C·mol-1 =3.45×104C 4 【详解】（1）碱性条件下甲烷燃料电池正极的电极反应为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，负极的电极反应为CH4＋10OH－－8e－=CO32-＋7H2O； （2）a极是阳极，b极是阴极，所以b电极上氢离子得电子，得到的是H2，电解饱和氯化钠溶液时，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，同时溶液中产生氢氧化钠，所以电池反应式为：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑； （3）根据的负极反应式，通入1mol甲烷时失电子8mol，总电量为8×96500C，由于图中的两个电池是串联，故可知线路上转移的电子与一个燃料电池时相同，若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况)，物质的量为1/22.4mol，反应完全，则理论上通过电解池的电量为：（1L/22.4L.mol-1）×8×9.65×104C · mol－1=3.45×104C；最多能产生的氯气体积为4L。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 多池串联装置分析 建议时间：30分钟 突破一 原电池与电解池串联 1.羟基自由基(·OH)是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为CO2、H2O的原电池—电解池组合装置(如图)，该装置能实现发电、环保二位一体。下列说法错误的是(　　) A．电池工作时，b电极附近pH减小 B．a极1 mol参与反应，理论上通过质子交换膜的H＋数目为6NA C．d极区苯酚被氧化的化学方程式为C6H5OH＋28·OH ===6CO2↑＋17H2O D．右侧装置中，c、d两极产生气体的体积比(相同条件下)为7∶1 2．电解质浓度不同形成的浓差电池，称为离子浓差电池。以浓差电池为电源，以石墨为电极将NH3转化为高纯H2的装置如图所示。下列说法错误的是(　　) A．Cu(1)为负极，N为阳极 B．M极电极反应为：2NH3＋6OH-－6e-===N2＋6H2O C．工作时，左池从右侧经膜I移向左侧，右池OH-从右侧经膜Ⅱ移向左侧 D．当浓差电池停止放电时，理论上可得到22.4L标准状况下的H2 (溶液体积变化忽略不计) 3．羟基自由基(·OH)是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为CO2、H2O的原电池电解池组合装置(如图),该装置能实现发电、环保二位一体。下列说法错误的是(　　) A．电池工作时,b电极附近pH减小 B．a极每有1 mol Cr2参与反应,通过质子交换膜的H+数理论上有6NA C．d极区苯酚被氧化的化学方程式为C6H5OH+28·OH===6CO2↑+17H2O D．右侧装置中,每转移0．7 mol e-,c、d两极共产生气体11．2 L 4．相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如图所示装置是利用浓差电池电解Na2SO4溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH。下列说法不正确的是(　　) A．a电极的电极反应为4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－ B．c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜 C．电池放电过程中，Cu(1)电极上的电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得320 g NaOH 5．一种将燃料电池与电解池组合制备KMnO4的装置如图所示(电极甲、乙、丙、丁均为惰性电极)。该装置工作时，下列说法不正确的是(　　) A．甲为正极，丙为阴极 B．丁极的电极反应为MnO－e－===MnO C．KOH溶液的质量分数：c%＞a%＞b% D．标准状况下，甲电极上每消耗22．4 L气体时，理论上有4 mol K＋移入阴极区 突破二 电解池的串联 6．在如图串联装置中，通电片刻后发现乙装置左侧Pt电极表面出现红色固体，则下列说法不正确的是 A．丙中Ag电极连接的是电源的正极 B．电解过程中丙中c(Ag+)无变化 C．向乙中加入适量的Cu(OH)2固体，不能使溶液恢复到电解前的状态 D．标准状况下当甲中产生4.48L气体时，丙中Cu电极质量可能增加10.8g 7．如图串联装置中，通电片刻即发现乙装置左侧电极表面出现红色固体，则下列说法不正确的是 A．标准状况下当甲中产生气体时，丙中电极质量增加 B．电解过程中丙中溶液酸碱性无变化 C．向甲中通入氯化氢气体，可使溶液恢复到电解前的状态 D．乙中左侧电极反应式： 8．如图所示，A、B、C、D、E、F均为石墨电极，甲池与乙池中溶液的体积和浓度均为。按图示接通电路，反应一段时间后，检测到电路中通过，烧杯a中溶液变蓝。下列说法正确的是 A．M为电源负极 B．忽略体积变化和盐类水解，甲池中溶液的 C．电极A增重 D．电极E、F上产生的气体的体积比为 9．在如图串联装置中，通电片刻即发现乙装置左侧电极表面出现红色固体。下列说法不正确的是    A．乙中左侧电极反应式：Cu2+＋2e−=Cu B．电解过程中丙中溶液酸碱性无变化 C．向甲中加入适量的盐酸，可使溶液恢复到电解前的状态 D．标准状况下当甲中产生4.48 L气体时，丙中Cu电极质量增加21.6 g 建议时间：30分钟 1.某兴趣小组的同学以氢氧燃料电池为电源研究有关电化学的问题。当闭合以下装置的开关时，观察到电流计的指针发生了偏转(甲、乙、丙池中的电解质溶液均足量)。则下列判断错误的是 A．甲池中，溶液中的向左迁移 B．乙池中总反应的化学方程式为： C．乙池中，若A、B电极对换，发生的总反应不发生变化 D．丙池中，若C电极产生，则甲池中至少消耗(标准状况) 2．相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池，放电时两个电极区的浓度差会逐渐减小，当两个电极区硫酸铜溶液的浓度完全相等时放电停止。如图所示装置是利用浓差电池电解溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得、、和。下列说法不正确的是 A．电极的电极反应为 B．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得 C．电池放电过程中，电极上的电极反应为 D．c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜和阴离子交换膜 3．某同学按如图所示的装置进行实验。电极A、B为两种常见金属，当K闭合时，X极上产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。下列说法正确的是 A．B极和Y极上均发生还原反应，且Y极的电极反应式为Cu2++2e﹣═Cu B．电池工作一段时间后，丙池中两极的总质量不变 C．当0.5mol SO通过阴离子交换膜时，X极收集到标准状况下11.2L的气体 D．当0.1mol B参与反应时，丙池中流经电解液的电子数目约为1.204×1023 4．用一种新型H2O2液态燃料电池(乙池)电解催化氮气制备铵盐和硝酸盐(甲池)的工作原理示意图如下(c、d均为石墨电极)。下列说法正确的是 A．甲池a极反应式为： B．一段时间后，乙池中c电极区的pH增大 C．甲池中H+从b极区通过质子交换膜转移至a极区 D．乙池中若生成15 mol m气体，则甲池a、b两极共消耗8 mol N2 5．如图所示的装置，通电较长时间后，测得甲池中某电极质量增加2.16g，乙池中某电极上析出0.64g某金属。下列说法中正确的是 A．甲池是b电极上析出金属银，乙池是c电极上析出某金属 B．甲池是a电极上析出金属银，乙池是d电极上析出某金属 C．该盐溶液可能是CuSO4溶液 D．该盐溶液可能是Mg(NO3)2溶液 6．如图所示，下列说法正确的是 A．乙池中铜电极反应是 B．甲池中的锌电极反应是 C．碳棒上开始放电，然后是放电 D．反应一段时间后甲乙两池中溶液中的离子浓度一定相同 7．甲池、乙池和丙池三个装置如图连接，下列有关说法正确的是 A．甲池是电能转化为化学能的装置，乙、丙池是化学能转化电能的装置 B．甲池中消耗280mL(标准状况下)O2，此时乙池中银电极增重1.6g C．甲池通入CH4的电极反应为：CH4-8e-+3H2O=CO+10H+ D．反应一段时间后，向丙池中加入一定量盐酸，能使NaCl溶液恢复到原状态 8．如图所示a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色。下列说法中正确的是 A．X是负极，Y是正极 B．Cu电极上产生了无色、无味的气体 C．当b极产生标况下2.24 L的气体时，Pt电极上生成了6.4 g的铜单质 D．电解一段时间后，CuSO4溶液的浓度减小 9．甲、乙、丙三个电解槽如图所示(其中电极的大小、形状、间距均相同)。乙、丙中AgNO3溶液浓度和体积均相同，通电一段时间后，若甲中铜电极的质量增加0.128g，则乙中电极上银的质量增加 A．0.054g B．0.108g C．0.216g D．0.432g 10．下图是一套模拟工业生产的电化学装置。丙装置中两电极均为惰性电极，电解质溶液为KCl溶液，不考虑气体溶解，且钾离子交换膜只允许钾离子通过。下列说法正确的是 A．乙装置中负极发生的反应是CH3OH - 6e- + H2O = CO2 + 6H+ B．若甲装置中b为精铜，a为镀件，则可实现a上镀铜 C．丙装置可以制取KOH溶液，制得的KOH可以通过g口排出 D．当d电极消耗标准状况下2.24LO2时，丙装置中阳极室溶液质量减少29.8g 11．在下图串联装置中，通电片刻即发现乙装置左侧电极表面出现红色固体，则下列说法不正确的是 A．丙中Ag电极连接的是电源的正极 B．向甲中加入适量的盐酸，可使溶液恢复到电解前的状态 C．电解过程中丙中溶液pH无变化 D．标准状况下当甲中产生4.48L气体时，丙中Cu电极质量增加21.6g 12．电解原理在化学工业中有着广泛的应用。如图所示装置，E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。下列说法中不正确的是 A．用甲装置精炼铜时，C电极材料为粗铜 B．乙装置中E电极反应为： C．用丙装置给铜件镀银，当乙中溶液的浓度是时(此时乙溶液体积为)，丙中镀件上析出银的质量为 D．电解一段时间后，发现丁中极附近溶液红褐色加深，则胶体带正电荷 13．某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量)，当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转。 请回答下列问题： (1)丙池中E电极为 (选填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”)，该池溶液变化为 (选填“增大、减小、不变”)。 (2)甲池为 (选填“原电池”、“电解池”或“电镀池”)，A电极的电极反应式为 。 (3)若最初C、D两极质量相等，当甲池中B电极理论上消耗的体积为(标准状况下)时，乙池中两极质量差为 ，一段时间后，断开电键，下列物质能使丙池恢复到反应前浓度的是 (填字母)(甲、乙、丙三池中溶质足量)。 A．Cu    B．CuO    C．    D． (4)已知丙池中的溶液为，合上开关，一段时间后，丙池中，共收集到(标准状况下)气体，此时溶液中硫酸的浓度为 。 14．用相关化学反应原理解释下列问题． (1)酸性较弱时，钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式为 。 (2)气体在氧气中燃烧，生成固态和液态水，放出433 kJ热量，写出该反应的热化学方程式 。 (3)某公司开发出一种以Pt为电极的高效甲醇燃料电池，以该电池电解溶液的装置如图所示： ①工作时负极的电极反应式为 ，石墨电极的电极反应式为 。 ②若乙池中Fe电极质量增加12.8 g，则在相同时间内，甲池中理论上消耗 L(标准状况下)。 ③通电一段时间后，向乙池所得溶液中加入后，恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过程中转移电子的物质的量为 。 15．某化学兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的开关时，观察到电流表的指针发生了偏转。 请回答下列问题： (1)甲池为 (填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入O2电极的电极反应式为 。 (2)乙池中C(石墨)电极的名称为 (填“正极”“负极”或“阴极”“阳极”)，总反应的化学方程式为 。 (3)当乙池中D极质量增加5.4g时，甲池中理论上消耗O2的体积为 mL(标准状况)，转移的电子数为 。 (4)丙池中 (填“E”或“F”)极析出铜。 (5)若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，开关闭合一段时间后，丙中溶液的pH将 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (6)反应一段时间后右侧烧杯Cu2+浓度 (填增大，减小或不变)。 建议时间：20分钟 1.（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 2．(2022·山东卷)设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成CO2，将废旧锂离子电池的正极材料LiCoO2(s)转化为Co2＋，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是(　　) A．装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大 B．装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸 C．乙室电极反应式为LiCoO2＋2H2O＋e－＝＝＝Li＋＋Co2＋＋4OH－ D．若甲室Co2＋减少200 mg，乙室Co2＋增加300 mg，则此时已进行过溶液转移 3．（2021·天津·高考真题）如下所示电解装置中，通电后石墨电极Ⅱ上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解，下列判断错误的是 A．a是电源的负极 B．通电一段时间后，向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出现红色 C．随着电解的进行，CuCl2溶液浓度变大 D．当完全溶解时，至少产生气体336mL (折合成标准状况下) 4．(2021·湖南卷)锌/溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌/溴液流电池工作原理如图所示，下列说法错误的是(　　) A．放电时，N极为正极 B．放电时，左侧贮液器中ZnBr2的浓度不断减小 C．充电时，M极的电极反应式为Zn2＋＋2e－＝＝＝Zn D．隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过 5．（全国·高考真题）下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100 g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。 （1）接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加。据此回答问题： ①电源的N端为 极； ②电极b上发生的电极反应为 ； ③列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积： ； ④电极c的质量变化是 g； ⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因： 甲溶液 ； 乙溶液 ； 丙溶液 ； （2）如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？ 。 6．（海南·高考真题）新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2 ，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。 回答下列问题： (1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为 、 。 (2)闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生．其中b电极上得到的是 ，电解氯化钠溶液的总反应方程式为 ； (3)若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为 （法拉第常数F=9.65×l04C．mol-1，列式计算)，最多能产生的氯气体积为 L(标准状况)。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $