第35讲 电化学原理的综合应用&考教衔接7 电有机合成-【红对勾讲与练·讲义】2026年高考化学大一轮复习全新方案通用版

第七章化学反应与能量 讲 第35讲 电化学原理的综合应用 考试要求 1.了解离子交换膜的分类及特点，理解离子交换膜在装置中的作用。2.能依据电化学原理分析多池连接的 电化学装置，能进行电化学的有关计算。 考点一离子交换膜在电化学中的应用 必备知识整合 啤强基础 对点题组突破 ◆提能力 1.常见的离子交换膜 题组一 离子交换膜在原电池中的应用 离子交换膜是一种含离子基团的、对溶液中的 1.(2025·河北唐山高三期末)一种新型可充电钠 离子具有选择透过功能的膜，通常由特殊高分 离子电池，放电时原理如图所示。 子材料制成。离子交换膜分为 V (1)阳离子交换膜，只允许阳离子通过，不允许 阴离子通过。 Fe[Fe(CN) [Mg.CL] (2)阴离子交换膜，只允许阴离子通过，不允许 阳离子通过。 Mg (3)质子交换膜，只允许+通过，不允许其他阳 多衫Na,FeFe(CNJ离 交 离子或阴离子通过。 换 195 Mo箔 膜 (4)双极隔膜，是一种新型离子交换膜，其膜主 Mg箔 体可分为阴离子交换层、阳离子交换层和中间 含Na的有机电解质 界面层，水解离催化剂被夹在中间的离子交换 下列说法正确的是 聚合物中，水电离产物H+和OH可在电场力 A.充电时，b电极与外接电源正极相连 的作用下快速迁移到两侧溶液中，为膜两侧的 B.离子交换膜为阴离子交换膜 半反应提供各自理想的pH条件。 C.充电时，a极反应式为Fe[Fe(CN)s]+ 2.离子交换膜的作用 2Na++2e-Na2 Fe[Fe(CN)6] (1)能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接 D.放电时，当外电路转移2mol电子，b极区电 触，防止发生化学反应，提高产品的纯度或避免 解质溶液质量减少22g 不安全因素。 2.(2025·河南三门峡高三月考)Zn-C02电池实 (2)能选择性地允许离子通过，起到平衡电荷 现了对CO2的高效利用，其原理如图所示。下 列说法不正确的是 形成闭合回路的作用。 3.“离子交换膜”题的思维模型 双极膜(H,O) 第 分清交换膜类型：即交换膜属于阳离子交换 膜、阴离子交换膜或质子交换膜中的哪一种， 步 判断允许哪种离子通过交换膜 CO Zn [Zn(OH),] 第 写出电极反应式，判断交换膜两侧离子的变 HCOOH 化，推断电荷变化，根据电荷平衡判断离子迁 多孔Pd 步 KOH 6 NaCl 移的方向 纳米片 A.多孔Pd纳米片为正极，电极上发生还原反应 第 分析交换膜的作用：在产品制备中，交换膜的 作用主要是提高产品纯度，避免产物之间发 B.Zn电极反应式为Zn+4OH-2e 生反应 [Zn(OH)4]2 2勾·讲与练·高三化学 C.a为H+,b为OH Zn+、SO、F-和Cl,利用如图电解装置可回 D.当外电路通过1mole时，双极膜中离解水 收ZnSO4、CuSO并尽可能除去F-和Cl-,其 的物质的量为1mol 中双极膜(BP)中间层的HO解离为H+和 题组二离子交换膜在电解池中的应用 OH,并在直流电场作用下分别向两极迁移，M 3.(2024·江西九江一模)我国科学家设计了C0。 膜、N膜需在一价阴离子交换膜和阳离子交换 与氯碱耦合电解池装置如图。这种方法的优点 膜中选择。下列说法错误的是 ( ) 是可以得到氯气和氢氧化钠，实现与氯碱工业 -→溶液b 溶液a 的联合。下列说法正确的是 连接电 BP M BP BP 连接电 源正极 源负极 S02 H H HCOO 离 Na 子 Na cr CO 膜 海水 工业高盐废水 A.离子交换膜为阴离子交换膜 A.BP膜中H+均向右侧溶液迁移，M膜为一价 B.工作一段时间阴极附近溶液的pH减小 阴离子交换膜 C.电解总化学反应方程式为CO,十2NaC1十 B.溶液a的溶质主要为HF和HCI,溶液b的 H,O电解HCOONa+-CL,+NaOH 溶质主要为ZnSO4和CuSO C.当阳极产生22.4L气体（标准状况）时，有 D.标准状况下，每生成2.24LCL2,溶液中通过 4mol离子通过N膜 196 的电子为0.2mol D.电解过程中，应控制高盐废水的pH不能 4.(2024·河北名校联盟12月联考)某有色金属 过高 工业的高盐废水中主要含有H+、Cu+、 老点二 “多池串联”的两大模型判断和电解的定量计算 必备知识整合 啤强基础 H 02 1.常见多池串联装置图 (磷酸)电解质 HO+ →HO (1)外接电源与电解池的串联模型 含金属催化剂 NaOH NaC 的多孔电极 溶液 溶液 A B 稀硫酸 稀硫酸 甲、乙两图中，A均为原电池，B均为电解池。 A B 2.电解的定量计算 A、B为两个串联电解池，相同时间内，各电极得 (1)根据总反应式计算 失电子数相等。 先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据 (2)原电池与电解池的串联模型 总反应式列出比例式计算。 (2)根据得失电子守恒计算 ①用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产 希硫酸 物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转 甲 移的电子数相等。 ②用于混合溶液中电解的分阶段计算。 第七章化学反应与能量 (3)根据关系式计算 A.a极电极反应式为Cr2O号十8H+一6e 根据得失电子守恒定律建立起已知量与未知量 2Cr(OH)3+H2O 之间的桥梁，构建计算所需的关系式。 B.电极电势：b>a 以通过4mole为桥梁可构建如下关系式： C.装置Ⅱ中每消耗1mol CH ,理论 4e~2C(Br2l)~02~2H,~2Cu~4Ag4M 上有2mol质子通过质子交换膜 阳极产物 阴极产物 D.工作一段时间后NaCl溶液的浓度升高 (式中M为金属，n为其离子的化合价数值) 思维建模 该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值， 串联类电池的思维流程 熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解 有外接电源 电解泡 答常见的电化学计算问题。 判断装 能自发发生氧化 置类型 原电池 对点题组突破 啤提能力 无外接 还原反应的装置 电源 不能自发发生 题组一“多池串联”电化学装置分析 电解池 氧化还原反应的装置 1.(2024·黑龙江哈尔滨九中期中)采用空气和水 原电池 正极、负极 通过电解法可制备H,O2,装置如图所示。乙中 确定电 极名称 电解池 管道将d极产生的气体通过管道送至c极。已 阳极、阴极 知溶液的pH过高时H2O2会分解。下列说法 根据原电池原理书写 错误的是 ( 书写电 正、负极反应式 极反应 根据电解池原理书写 质子 阳、阴极反应式 197 d极 b电极 交换膜 依据电化学原理及电极反应式 判断正误 质子交换膜 H,O KNO 解答实 a电极 际问题 依据“串联”电池各极 进行计算 c极 转移电子数相等 燃料 H 管道 甲 题组二 电化学的有关计算 A.d极为阳极，电极反应式为4OH --4e 3.如图所示，通电5min后，电极5的质量增加 O2个+2H,O 2.16g,请回答下列问题。 B.可以将乙池中KNO3替换成Na2 SO a电源b C.若以CH,OCH3为燃料消耗4.6g时，能生 成20.4gH2O2 Cu D.装置中质子交换膜除了平衡电荷还有调节 过 pH的作用 NaCl溶液 CuSO,溶液 AgNO,溶液 2.(2025·安徽池州高三期末)科学家设计了如图 A B 装置通过电解制备苯乙酸，下列说法正确的是 (1)a为电源的 (填“正”或“负”)极，C ( 池是 池。A池阳极的电极反应式为 ,C池阴极的电极反 CO 应式为 -CH.B (2)如果B池中共收集到224mL气体（标准状 CH.B -CH.COOH. HBr溶液HBr溶液 况)且溶液体积为200mL(设电解过程中溶液 质子交换膜 体积不变)，则通电前溶液中Cu+的物质的量 弱酸性溶液 装置1 装置Ⅱ 浓度为 2勾·讲与练·高三化学 (3)如果A池溶液是200mL足量的食盐水（电 (1)甲池在放电过程中的负极反应式为 解过程溶液体积不变)，则通电5min后，溶液 的pH为 (2)乙池中通入废气SO2的电极为 极， 4.二十大报告明确了生态文明建设的总基调是推 电池总反应的离子方程式为 动绿色发展。NO-空气质子交换膜燃料电池实 现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合。某化 (3)b为 (填“阳”或“阴”)离子交换膜。 学兴趣小组用如图装置模拟工业处理废气和废 当浓缩室得到4L浓度为0.6mol·L1的盐酸 水的过程。已知电极材料均为惰性电极。回答 时，M室中的溶液的质量变化为 (溶液 下列问题： 体积变化忽略不计)。 0.6 mol .L- (4)若在标准状况下，甲池有5.6LO2参加反 (NHSO 盐静 NH,+ 浓溶液 NO+H.O 增湿)废 应，则乙池中处理废气(SO,和NO)的总体积为 废气 HNO +H.0S0 M室 L 质子交换 (NH)SO,稀溶液 0.1mlL10.1 (含N,C 乙 考教衔接7电有机合成 电有机合成是一种利用电化学方法合成有机化合物的技术，在近几年的高考题中屡屡出现。它可 以在温和条件下高效地实现各种有机反应，具有环保、高效、可控等特点，电有机合成相对于传统有机 198 合成具有显著的优势。 【考题】(2024·湖北卷)我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化 去情境抓关键 剂，用H2C2O,和NH2OH电化学催化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中 (1)根据两极上的物质转化 H2O解离的H+和OH在电场作用下向两极迁移。己知在KOH溶液 判断阴阳极。 中，甲醛转化为HOCH2 O,存在平衡HOCHO+OH一 (2)根据电解原理和题意写 [OCH2O]2-+H2O。Cu电极上发生的电子转移反应为[OCHO] 出阴阳极的电极反应式。 e一HCOO+H·。下列说法错误的是 (3)根据电极反应式分析极 电源 区电解质溶液发生哪些 真题 变化？ HCOO HO (4)根据电子转移和离子迁 HCHO HSO、KSO 移之间的量化关系分析生成 KOH溶液 溶液 1 mol H3N+CH2COOH双 双极膜 A.电解一段时间后阳极区c(OH)减小 极膜中解离H2O的物质 B.理论上生成1 mol H:NCH2COOH双极膜中有4 mol H2O解离 的量。 【答案】B C.阳极总反应式为2HCHO+4OH-2e—2HCOO+H2个+2HO D.阴极区存在反应H2CO4+2H++2e CHOCOOH+H2O 第七章化学反应与能量 进 续表 【教材】（人教版选择性必修1P109)电有机合成 联教材理要点 许多有机化学反应包含电子的转移，使这些反应在电解池中进行时 (1)在有机反应中，去氧或加 称为电有机合成。例如，制造尼龙-66的原料己二腈[NC(CH2),CN]用 氢的反应为还原反应，加氧 量很大，传统上以乙炔和甲醛为原料经过很长路线才能合成己二腈。如 或去氢的反应为氧化反应。 改用电合成法，则先以丙烯为原料制备丙烯腈(CH2一CHCN),再用丙烯 (2)写电极反应式时注意电解 腈电合成己二腈。电合成己二腈的反应如下。 池中各室电解装置所处的环 阳极：H,0-2e一20，◆+2H 境条件，即酸性条件下不出现 OH,碱性条件下不出现 阴极：2CH2-CHCN+2H++2e-NC(CH2),CN H,有机环境中一般为O。 总反应：2CH-CHCN+H0电NC(CH),CN+0, (3)在电化学原理中，电路中 与其他有机合成相比，电有机合成具有反应条件温和、反应试剂纯净 转移的电子数是相等的 和生产效率高等优点 类题精练 电源 O 1.(2024·河北石家庄二模)电有机合成是一种应 H 用广泛的新型有机合成方法。某种3-氯-4-氨基 KOH溶液 60 苯酚的电有机合成装置如图所示，下列说法正 C.N 确的是 ( ) Pt CN H Ni A.电解时，OH向Ni电极移动 199 0 质子交换膜 B.生成CsN6的电极反应：2 CaNg H4 NO CI 80H-4e-CoNis +8H2O Pb电极 Cu电极 NH2 C.电解一段时间后，溶液pH升高 -C D.每生成1molH的同时，生成0.5 mol K CNI 3.(2023·重庆卷)电化学合成是一种绿色高效的 OH CH,COOH、HSO,水溶液 合成方法。如图是在酸性介质中电解合成半胱 搅拌磁子) 氨酸和烟酸的示意图。下列叙述错误的是 H,SO水溶液 A.b与外接电源的正极相连 NH2 B.Pb电极的电极反应式：Pb-2e—Pb+ S-CH:-CH-COOH 胱氨酸 S-CH一CH-COOH 3甲基毗院了 CH 性 电 C.电解一段时间后，阴、阳两极室中电解质溶液 NH, COOH a NH 换膜 的质量均增大 烟酸 HS一CH一CH一COOH半胱氨酸 NH, A.电极a为阴极 B.H+从电极b移向电极a D.理论上每生成1mol ,电路中转移 CH C.电极b发生的反应为 +2H2O OH 4 mol e COOH 2.(2024·湖南卷)在KOH水溶液中，电化学方 6e +6H+ 法合成高能物质K4C6N16时，伴随少量O2生 成，电解原理如图所示，下列说法正确的是 D.生成3mol半胱氨酸的同时生成1mol烟酸 ( 2勾·讲与练·高三化学 「高考真题演练明考向 1.(2024·江西卷)我国学者发明了一种新型多3.(2023·河北卷)我国科学家发明了一种以 功能甲醛一硝酸盐电池，可同时处理废水中 的甲醛和硝酸根离子（如图）。下列说法正确 KO OK和MnO,为电极材料的新型电 的是 池，其内部结构如下图所示，其中①区、②区、③ 质子交换膜 区电解质溶液的酸碱性不同。放电时，电极材 CuAgHCOO-+H NHCuRu 电极 电极 HCHO NO 料KO OK转化为O 下列 KOH溶液：KOH溶液 左室 右室 A.CuAg电极反应为2HCHO+2H2O-4e 说法错误的是 -2HCOO+H2↑+2OH 阴 阳 离 a 离子交换膜 b B.CuRu电极反应为NO?+6H2O+8e 电 于交换膜 极 200 NH3个+9OH S0,溶液 C.放电过程中，OH通过质子交换膜从左室传 ①区 ②区 3区 递到右室 A.充电时，b电极上发生还原反应 D.处理废水过程中溶液pH不变，无须补 B.充电时，外电源的正极连接b电极 加KOH C.放电时，①区溶液中的SO向②区迁移 2.(2024·广东卷)一种基于氯碱工艺的新型电解 D.放电时，a电极的电极反应式为MnO2+ 池（如图），可用于湿法冶铁的研究。电解过程 4H++2e--Mn++2H,O 中，下列说法不正确的是 4.(2023·湖北卷)我国科学家设计如图所示的电 电源 解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。 气体 阳离子交换膜 该装置工作时阳极无CL2生成且KOH溶液的 Fe Fe.O 浓度不变，电解生成氢气的速率为xmol·h1。 NaOH 饱和 N溶液 食盐水 下列说法错误的是 ( A.阳极反应：2C1-2e==C12个 离子交换膜 B.阴极区溶液中OH浓度逐渐升高 透汽不透液态水 的PTFE膜 C.理论上每消耗1 mol Fe2 O3,阳极室溶液减少 30%KOH溶液 213g 海水 D.理论上每消耗1 mol Fe2O3,阴极室物质最多 A.b电极反应式为2HO+2e一H2个+ 增加138g 20H 第七章化学反应与能量 进 B.离子交换膜为阴离子交换膜 6.(2022·山东卷改编)设计如图装置回收金属 C.电解时海水中动能高的水分子可穿过 钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解 PTFE膜 乙酸盐生成CO2,将废旧锂离子电池的正极材 D.海水为电解池补水的速率为2xmol·h 料LiCoO2(s)转化为Co2+,工作时保持厌氧环 5.(2023·广东卷)用一种具有“卯榫”结构的双极 境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极 膜组装电解池（下图），可实现大电流催化电解 材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列 KNO3溶液制氨。工作时，H2O在双极膜界面 说法正确的是 () 处被催化解离成H+和OH,有利于电解反应 顺利进行。下列说法不正确的是 细菌 细菌 LiCoO2 甲 KNO 电 KOH 溶液 极 极 溶液 乙酸盐阳膜CoCl2 乙酸盐阳膜盐酸 a b 溶液 溶液 溶液 “卯榫”结构双极膜 A.装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大 A.电解总反应：KNO3+3HO一NH?· B.装置工作一段时间后，乙室不用补充盐酸 H2O+2O2个+KOH C.乙室电极反应式为LiCoO2+2H2O+e B.每生成1 mol NHa·H2O,双极膜处有9mol Li计+Co2++40H 的H2O解离 201 D.若甲室Co2+减少200mg,乙室Co2+增加 C.电解过程中，阳极室中KOH的物质的量不 300mg,则此时已进行过溶液转移 因反应而改变 D.相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构可提高 温馨提示0 学习至此，请完成课时作业35 氨生成速率3.C铁为活泼的金属，在潮湿的空气中容易发生吸氧腐蚀，发 生的主要反应有2Fe十O,+2H,O—2Fe(OH)2、4Fe(OH),+ O2十2H2O一一4Fe(OH)3等，A正确；钢构件表面喷涂环氧 树脂涂层，可以隔绝空气、水等防止形成原电池，防止铁发生 电化学腐蚀，B正确：外接镁、锌等作辅助阳极属于牺牲阳极 法，采用外加电流法的保护时需外接电源，C错误；不锈钢具 有较强的抗腐蚀性，采用不锈钢材料作钢构件可以防止或减 缓电化学腐蚀，D正确。 4.B该方法属于牺牲阳极法，其中镁作为负极，钢铁输水管是 正极，A、D错误；金属镁是作为牺牲阳极材料，B正确；该装 置接地，故已经构成了闭合回路，C错误。 考教衔接6金属腐蚀与防护 1.DA项，发蓝处理技术通常用于钢铁等黑色金属，通过在空 气中加热或直接浸泡于浓氧化性溶液中来实现，可在金属表 面形成一层极薄的氧化膜，这层氧化膜能有效防锈；B项，阳 极氧化是将待保护的金属与电源正极连接，在金属表面形成 一层氧化膜；C项，表面渗镀是在高温下将气态、固态或熔化 状态的欲渗镀的物质（金属或非金属元素）通过扩散作用从 被渗镀的金属的表面渗入内部以形成表层合金镀层的一种 表面处理的方法，在金属表面形成一层钝化膜；D项，喷涂油 漆是将油漆涂在待保护的金属表面并没有在表面形成钝 化膜。 2.C根据题图可知金属M失电子，为原电池的负极（在题图 中为阳极)，钢铁设施为原电池的正极（在题图中为阴极），此 方法属于牺牲阳极法。该装置中阴极发生还原反应，A项错 误；金属M被氧化，即金属活动性：M>Fe,B项错误；钢铁设 施为原电池的正极，表面积累大量电子而被保护，C项正确： 海水中含有大量的NCl等电解质，而河水中电解质较少，故 钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的慢，D项错误。 3.C高硅铸铁为惰性辅助阳极，接通直流电源后，高硅铸铁不 会失电子而损耗，海水中的离子失去电子，故C不正确。 …高考真题演练·明考问… 1.D钢铁外壳镶嵌了锌块，由于金属活动性：Zn>Fe,即锌块 为负极，钢铁为正极，形成原电池，Z失去电子，发生氧化反 应：Zn-2e—乙n+,从而保护钢铁，延缓其腐蚀，A错误； Zn失去电子，发生氧化反应：Zn-2e一-Zn2+,镶嵌的锌块 会被逐渐消耗，需根据腐蚀情况进行雏护和更换，不能永久 使用，B错误；该方法为栖牲阳极法，C错误；Zn失去电子，发 生氧化反应：Zn一2e =Zn2+,D正确。 2.C氨水浓度越大，越容易生成[Z(NH),]+,腐蚀趋势越 大，A正确；腐蚀的总反应为Zn十4NH,·H,O [Zn(NH)1]2+十H2◆+2H,O+2OH,有OH生成，溶 液pH变大，B正确；该电化学腐蚀中Zn作负极，Fe作正极， 正极上氢离子得电子生成氢气，铁电极上的电极反应式为 2H2O十2e—H2◆十2OH,C错误；根据得失电子守恒， 每生成标准状况下224mLH,转移电子数为221 0.02mol,消耗0.010 mol Zn,D正确。 3.C该装置为电解池，利用光能提供能量转化为电能，在电解 池中将电能转化为化学能，A正确；由题图可知，阴极上氧气 和氢离子得电子生成过氧化氢，电极反应式为O2十2H+ 2e—H,O2,B正确；光阳极上水失电子生成过氧化氢和 氢离子，电极反应式为2H2O-2e一H2O2十2H+,每转 移2mol电子生成1molH2O2,此时阴极也生成1mol H2O2:O2十2H+十2e一H202,即光阳极每消耗1mol H2O,体系中生成1molH2O2,C错误；由Mn(IN)和过氧化 氢转化为M(Ⅱ)过程中，锰元素化合价降低，H2O2做还原 剂，表现还原性，由Mn(Ⅱ)转化为Mn(V)时，H2O2中氧元 素化合价降低，做氧化剂，表现氧化性，D正确。 4.A据题图可知，b电极上HCHO转化为HCOO,而 HCHO转化为HCOO为氧化反应，所以b电极为阳极，a电 0 十(OH 极为阴极，HCHO为阳极反应物，反应机理： H -OH HO O eHC00H+2H,生成的HC0OH弄与 HH -53 氢氧化钾发生酸碱中和反应：HCOOH十OH— HCOO十H,O,即阳极反应：①HCHO十OH-e→ HCOOH于2H,◆，②HCOOH+OH—HCO0 H,O,阴极上水得电子生成氢气：2H2O十2eH,◆十 2OH,B正确：由（①十②）X2得阳极总反应为2HCHO 2e+4OH=2HCOO十2H2O十H2↑，D正确；结合阴 阳极的反应式可知转移2ol电子时，阴、阳两极各生成 1moH,共2molH,而传统电解水为2H,0电解 2H2◆十O2个，转移2mol电子，只有阴极生成1molH2所 以相同电量下H,理论产量是传统电解水的2倍，A错误： 由电极反应式可知，电解过程中阴极生成OH,负电荷增 多，阳极负电荷减少，要使电解质溶液呈电中性，OH需通 过阴离子交换膜向阳极移动，即向b极方向移动，C正确。 5.C实验①中，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应，当溶 液中氢离子浓度减小，放电生成的铜覆盖在铁电极上，阻碍 氢离子与铁接触，导致产生的气体减少，可能发生的反应为 Fe--2H -Fe2++H2A、Fe+Cu2+ =Fe2+十Cu,故A、B 正确；铜离子在阴极得到电子发生还原反应，在阴极析出铜， 但阳极发生Cu一2e= 一Cu+的反应，铜离子浓度不变， Cu+十4NH=一[Cu(NH)1]+平衡不移动，故C错误。 第35讲电化学原理的综合应用 考点一离子交换膜在电化学中的应用 对点题组突破·提能力 1.D根据题干放电原理图，Mo箔作正极，在正极发生电极反 应为FeLFe(CN)；]+2Na+2e==Na,FeLFe(CN)s],Mg箔 作负极，发生电极反应为2Mg十2CI一4e——[Mg2Cl2]+ 充电时，b电极与外接电源负极相连，得电子，发生还原反 应，A错误；电解液是含Na+的有机电解质，故离子交换膜为 阳离子交换膜，允许Na通过，B错误；充电时，a极反应式为 NaFe[Fe(CN)s]-2e--2Na十Fe[Fe(CN)e],C错误； 放电时，当外电路转移2mol电子，根据负极电极反应 2Mg十2C1--4e一[Mg2CL,]2+,负极区增加1mol Mg2+,增加的质量为24g/mol×1mol=24g,正极电极反应 FeFe(CN)]+2Na+2e= -Na2 Fe[Fe(CN)],Na 向正极移动，外电路转移2mol电子时，转移2 mol Na,转 移Na的质量为2mol×23g/mol=46g,b极区电解质溶液 质量减少46g-24g=22g,D正确。 2.C由题图可知，锌发生氧化反应为负极，则多孔Pd纳米片 为正极，电极上发生还原反应，A正确；Zn电极上锌失去电 子生成[Zn(OH)1]2-,反应式为Zn十4OH-2e- [Zn(OH),],B正确；原电池中阳离子向正极移动、阴离子 向负极移动，故b为H,a为OH,C错误；当外电路通过 1mole时，由电荷守恒可知，双极膜中离解水的物质的量 为1mol,产生1mol氢离子、1mol氢氧根离子，D正确。 3.C由题图可知，阴极的电极反应式为CO2十2e十H2O —HCOO十OH,阳极的电极反应式为2C1一2e CA,电解总化学反应方程式为CO,十2NaC1十H,O电解 HCOONa十Cl2十NaOH,C正确；阴极区域生成OH,Na 从阳极区域通过交换膜进入阴极区，所以该离子交换膜只能 让阳离子通过，不能让阴离子通过，采用阳离子交换膜，可以 提高NaOH的产量和纯度，A错误；工作一段时间阴极产生 OH,阴极附近pH变大，B错误；电子不能通过溶液，D 错误。 4.B由题图可知，最左侧为阳极室，水放电生成氧气和氢离 子；最右侧为阴极室，水放电生成氢气和氢氧根离子：电解池 中阳离子向阴极移动，BP膜中H+均向右侧溶液迁移。氟 离子、氯离子通过M膜向左侧迁移，故M膜为一价阴离子交 换膜，A正确；溶液a中氟离子、氯离子通过M膜向左侧迁 移，氢离子与右侧双极膜迁移出来的OH中和，故反应后溶 液a的溶质主要为ZnSO1和CuSO1,溶液b的溶质主要为 右侧迁移过来的氟离子、氯离子与左侧迁过来的氢离子生成 的HF和HCI,B错误；阳极反应为2H2O一4e =-4H+十 O2个，当阳极产生22.4L气体（标准状况下为1mo)时，根 参考答案“公。 据电子守恒可知，有4ol离子通过N膜，C正确；电解过程 中，若H过高则会导致锌离子、铜离子转化为沉淀，故应控 制高盐废水的DH不能过高，D正确。 考点二“多池串联”的两大模型判断和电解的定量计算 对点题组突破·提能力… 1.A由题图分析，甲为燃料电池，a为负极，b为正极；乙为电 解池，c为阴极，d为阳极。d极上发生氧化反应，电极反应式 为2H2O一4e=O2个十4H+,c极上发生还原反应，电极 反应式为O,十2e+2H一H,O2,A错误；乙池中的 KNO,起导电作用，可以将KNO,替换成NaSO,B正确； 若以CH OCH3为燃料，电极反应式为CHOCH?十 3H20-12e—2C02个十12H,消耗二甲醚4.6g时电子 转移1.2mol,根据O2十2e+2H+一H2O2反应能生成 0.6molH202,即0.6mol×34g/mol=20.4gH202,C正 确；a极生成H,b极消耗H,d极生成H+,c极消耗H, 装置中质子交换膜除了平衡电荷还有调节H的作用， D正确。 2.Ca极电极反应式为Cr,O十8H+6e =2Cr(OH)3+ H2O,A错误；由装置I可知，a极为正极，b极为负极，电极 电势：a>b,B错误；装置Ⅱ中每消耗1mol【 CH,电 路中转移2mol电子，理论上有2mol质子通过质子交换膜， C正确；OH通过阴离子交换膜进入NaCl溶液，H通过阳 离子交换膜进入NaCI溶液，H+和OH结合生成水，工作一 段时间后NaCI溶液的浓度降低，D错误。 3.(1)负电解2CI-2e—Cl2个Ag+十e==Ag (2)0.025mol·L1(3)13 解析：(1)根据已知条件通电5min后，电极5的质量增加 2.16g,说明电极5作阴极，Ag放电，电极反应为Ag十e 一Ag,转移电子的物质的量为0.02mol,同时可知电极6 作阳极，与电源的正极相连，则a是负极，b是正极，电极1、 3、5作阴极，电极2、4、6作阳极。(2)B池中电解总反应为 2CuS0,+2H,0也解2Cu十0,4+2H,S0,若转移 0.02mol电子时只收集到O2(只电解溶质)，则根据关系式 2CuS01~O2~4e可得n(O2)=0.005mol,体积为112mL (标准状况)<224mL,说明溶质CuSO1已耗完，然后电解 水。设整个过程消耗CuSO1xmol,H2 Oy mol,则有2x十 2y=0.02,2x十2y=0.01,解得x=y=0.005,则 c(CuSO1)=0.025mol·L。(3)由于A池中电解液足量， A池中只发生反应2NaC+2H,0电解2Na0H+H,◆+ Cl,个，根据关系式NaOH~e,生成的n(NaOH) 0.02mol,则c(Na0H)=0.02m0l=0.1mol·L,即溶液 0.2L 的pH=13。 4.(1)N0+2H0-3e-NO:+4H (2)阳5S0,+2N0+8H,0电解2NH+5S0;+8H (3)阴减小18g(4)15.68 解析：(1)甲池在放电过程中，负极上一氧化氨失去电子发生 氧化反应生成硝酸根离子，反应为NO十2H,O一3e NO;十4H+。(2)乙池中通入废气SO,的电极连接电源的 正极，为阳极；阳极二氧化硫发生氧化反应生成硫酸根离子， 阴极一氧化氯发生还原反应生成铵根离子，电池总反应的离 子方程式为5SO,十2NO十8H,O 电解2NH时+5S0十 8H。(3)丙中阳极上水放电发生氧化反应生成氧气和氢离 子，氢离子从M室通过膜进入浓缩室；N室中氯离子通过 b膜进入浓缩室，最终得到较浓的盐酸，故b为阴离子交换 膜。当浓缩室得到4L浓度为0.6mol·L1盐酸时，迁移 过来的氢离子为4L×(0.6mol·L1-0.1mol·L1)= 2 mol;2H2 O-4e= -4H十O2◆，则反应1mol水，M室 中溶液的质量变化为减少1mol×18g·mol1=18g。 (4)乙池中SO,转化为硫酸根离子，NO转化为铵根离子；若 标准状况下，甲池有5.6LO2(为0.25m0l)参加反应，根据 以对勾·讲与练·高三化学 -53 得失电子守可知，0.~4e~2S0,~号N0,则乙池中处 理废气(SO2和NO)共0.7mol,总体积为15.68L。 考教衔接7电有机合成 NO2 NH, CI 1.Db电极上， 发生还原反应生成 ·可 OH 知b是阴极，a是阳极，b与外接电源的负极相连，故A错误； 阳极(Pb电极)的电极反应式为Pb-2eˉ十SO—PbSO,, 故B错误：转移2mol电子，阳极室有1 mol SO转化为 PbSO1沉淀，同时有2molH移入阴极室，电解一段时间 后，阳极室中电解质溶液的质量减小，故C错误；阴极发生反 NO, NH, CI +4e+4H 十H,O,理论上每 OH NH2 CI 生成1mol ,电路中转移4mole,故D正确。 OH 2.B由题干电解原理图可知，Ni电极产生氢气，作阴极，发生 还原反应，电解质溶液为KOH水溶液，则电极反应为 2H2O+2e—H2个十2OH;Pt电极CgN.H,失去电子 生成CsN:,作阳极，电极反应为2C3NH1十8OH一4e 一CN十8H2O,同时，Pt电极还伴随少量O,生成，电极 反应为40H-4e一O2个十2H2O,则电解过程中发生 的总反应主要为2C,NH,十4OH电解C,N+4H,0+ 2H2◆，反应消耗OH,生成H2O,电解一段时间后，溶液 DH降低，B正确，C错误；由分析可知，Ni电极为阴极，P1电 极为阳极，电解过程中，阴离子向阳极移动，即OH向P电 极移动，A错误；根据电解总反应可知，每生成1molH2,生 成0.5molK,CN16,但Pt电极伴随少量O2生成，发生的电 极反应为4OH-4e—O2个十2H20,则生成1molH2 时得到的部分电子由OH放电产生O2提供，所以生成的 KC:N1s小于0.5mol,D错误。 3.D该装置是电解池，电极b上3-甲基吡啶转化为烟酸过程 中“加氧少氢”，发生氧化反应，则b为阳极，为阴极，阴极电 NH, S-CH,-CH-COOH 极反应式为 +2e+2H+= S-CH2—CH-COOH NH, NH2 2HS—CH2一CH一COOH,A正确；电解池中阳离子移向 阴极，则H移向a电极，B正确；电极b上3-甲基吡啶转化 为烟酸过程中发生氧化反应，在酸性介质中电极反应式为 CH. COOH +2H20-6e +6H, COOH C正确；根据电子守恒可得关系式为 6e~ NH2 6HS一H2CCH一COOH,因此生成6mol半胱氨酸的 同时生成1mol烟酸，D错误。 2 高考真题演练·明考向 1.B原电池中电子由负极流向正极，则CuAg电极为负极， CuRu电极为正极。A项，由题图可知，负极电极反应式为 2HCHO-2e+4OH-2HCOO+H,◆+2H,O,错 误；B项，正极电极反应式为NO:十6H2O十8e NH3◆十9OH,正确：C项，质子交换膜只允许H+通过，错 误；D项，总反应为8HCHO十NO十7OH一NHA十 8HCOO十4H2◆+2H2O,处理废水过程中消耗OH,溶 液pH减小，要补加KOH,错误。 2.C右侧溶液为饱和食盐水，右侧电极产生气体，则右侧电极 为阳极，C1放电产生氯气，电极反应为2C1一2e Cl2个；左侧电极为阴极，发生还原反应，Fe2O3在碱性条件 下转化为Fe,电极反应为FeO,+6e十3H,O一2Fe十 6OH。由上述分析可知，A正确；由阴极反应可知，消耗水 产生OH,阴极区溶液中OH浓度逐渐升高，B正确：理论 上每消耗1 mol Fe2 O3,转移6mol电子，产生3molC2,同 时有6 mol Na由阳极转移至阴极，则阳极室溶液减少3X 71g十6×23g=351g,C错误；理论上每消耗1 mol Fe2O3, 转移6mol电子，有6 mol Na+由阳极转移至阴极，阴极室物 质最多增加6×23g=138g,D正确。 3.B放电时，电极材料KO OK转化为 O,电极反应为KO OK-2ne O十2nK+,是原电池的负极，阳离子增多需要 通过阳离子交换膜进入②区；二氧化锰得到电子变成锰离 子，是原电池的正极，电极反应为MnO2十4H十2e Mn+十2H,O,阳离子减少，多余的SO需要通过阴离子 交换膜进入②区，故③区电解质溶液为碱性溶液，b电极是 KO OK电极，①区电解质溶液为酸性溶液，a电 极是二氧化锰电极，C、D正确。充电时，b电极上得到电 子，发生还原反应，A正确。充电时，外电源的正极连接 电极，电极失去电子，电极反应为Mm+十2H,O一2e MnO2十4H,B错误。 4.D由题图可知，b电极与电源负极相连，为电解池的阴极， 发生还原反应，电极反应为2H2O十2e一H2↑十2OH, 故A正确；该装置工作时阳极无C生成，且KOH浓度不 变，阳极发生的电极反应为4OH一4e—O2◆十2H,O, 为保持OH浓度不变，则阴极产生的OH要通过离子交换 膜进入阳极室，即离子交换膜应为阴离子交换膜，故B正确； 电解时电解槽中不断有水被消耗，为保持K。H溶液的浓度 不变，需向电解池中补充水分，而PTFE膜透汽不透液态水， 故海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜为电解池补水，故 C正痛：由电解总反应2H,0电解2H,4+0,4可知，每生成 1molH2要消耗1 mol H2O,生成H2的速率为xmol·h1, 则补水的速率也应是xmol·h,故D错误。 -5 5.B由题中信息可知，在电极a处KNO3放电生成NH,发 生还原反应，故电极a为阴极，电极反应式为NO:十8eH 7H2O一NH3·H2O十9OH,电极b为阳极，电极反应式 为4OH-4eO2◆十2H2O。电解总反应为KNO,十 3H2O一NH·HO十2O2◆十KOH,A正确；每生成 1 mol NH·H2O,阴极得8mole,同时双极膜处有8molH 进入阴极室，即有8mol的H2O解离，B错误；电解过程中， 阳极室每消耗4 mol OH,同时有4 mol OH通过双极膜 进入阳极室，KOH的物质的量不因反应而改变，C正确；相 比于平面结构双极膜，“卵榫”结构具有更大的膜面积，有利 于H2O被催化解离成H和OH,可提高氨生成速率，D 正确。 6.D电池工作时，左侧装置中细菌上乙酸盐的阴离子失去电 子被氧化为C0,:CH,C0O-8e十2H,0—2CO2↑十 7H,C0+在另一个电极上得到电子，被还原产生C0单质， CH COO失去电子后，H+、金属阳离子通过阳膜移向甲 室，甲室溶液pH减小，A错误；对于乙室，正极上LiCoO2得 到电子，被还原为Co,同时得到L,电极反应式为 LiCoO2十e十4H一Li计+Co+十2H2O,C错误；依据电 子守恒，乙室消耗的H比负极CH COO反应产生的H 多，因而需补充盐酸，B错误；根据转移电子守恒，可知没有 进行溶液转移时，乙室C0+增加的质量是甲室C0+减少质 量的2倍，而实际二者倍数为80m1,5<2,故此时已进 行过溶液转移，D正确。 第八章化学反应速率与化学平衡 第36讲化学反应速率 考点一 化学反应速率的概念及计算 …必备知识整合·强基础 1.快慢减小增大反应物浓度或生成物浓度反应时间 mol·L1·s1mol·L1·min1(1)正值(2)常数 2.m:n:p q 3.(3)延匹6- nx m m m ti-to m(t1-to) px m(t-to) 秒判正误(1)×(2)×(3)×(4)√(5)× ……对点题组突破·提能力 1.B反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示。反应 进行到5s末，消耗的氨气为4mol一2.4mol=1.6mol,所 以用袁气未示的反应速车为-0.16m/L,所 以选项B符合题意。 2.Bt1min没有达到平衡状态，正、逆反应速率不相等，A项错 误；根据题图可知，X曲线表示物质的量增加，属于生成物，因此 X曲线表示NH的物质的量随时间的变化关系，B项正确；0一 8 min,v(NH)=10LX8 min 0.6 mol =0.0075mol·L1·min1,根 据化学反应速率之比等于化学计量数之比，(H2)= o(NH;)X3 =0.01125mol·L-1·min1,C项错误；10 12 min.v(NH,.)=0,7-06）m0=0.05malL1·min, 10L×2min uN,)=(NH.)=0.025m0lL1·min1,D项错误。 2 3.C①u(A)=0.01mol·L1·s1,则(A) 1 0.01mol·L-1·s1:②v(B)=0.06mol·L1·s1, u(B)=0.06 3 mol·L-1·s1=0.02mol·L1·s1; ®u(C)=2.4mol·L1·min,C2号 1.2mol·L-1·min1=0.02mol·L-1·sl;④u(D)= 3- 参考答案·☑。