题型强化练(十六) 电化学装置图的综合分析-【创新大课堂】2026年高考二轮化学专题复习课时作业

班级 姓名 题型强化练（十六） 电 1.(2025·安徽三模)以Fe[Fe(CN)6]为代表 的新型可充电钠离子电池的放电工作原理 如图所示。下列说法错误的是 ( 花心 Fe[Fe(CN)6] [Mg2Cl2P+ 离 NazFe[Fe(CN)al子 Mg 交 Mo箔 膜 Mg箔 含Na*的有机电解质 A.充电时，阳极反应为Na2Fe[Fe(CN)s] 2e-Fe[Fe(CN)6]+2Na+ B.离子交换膜允许Na+通过 C.Fe元素位于元素周期表d区， [Fe(CN)6]3-中Fe(Ⅲ)的未成对电子 数为5 D.放电时，外电路中转移0.2mol电子，两 电极室物质（含电极）质量变化的差值为 4.6g 2.(2025·山东临沂二模)一种电化学处理氨 氮污染废水的装置如图所示。已知：C1· 与HO·为自由基，自由基之间结合生成的 分子也可将NH氧化为N2。下列说法正 确的是 ( 电源 Cl· N2 电 b cl- NH HO NaOH溶液 H20 N 左室 右室 质子交换膜 A.电极电势：a电极<b电极 14 得分 化学装置图的综合分析 B.自由基HO·氧化NH的离子方程式 为6HO·+2NHN2+2H+ +6H2O C.相同数目的自由基结合生成的分子不 同，标准状况下产生N2的体积不同 D.左室溶液pH下降，说明参加反应的CI 数目大于H2O数目 3.(2025·山东济南二模)我国科学家利用 WO2和NiOOH的协同作用实现了 CH3OH和(CH3)2NH电催化合成HCON (CH3)2,反应装置及催化机理如图所示。 下列说法错误的是 () 电源 HCON(CH3)2 H,0CH,OH和(CH2NH 离子交换膜 CHOH HCON(CH3)2 (CH3)2NH *CHO *N(CH3) A.b为电源正极 B.工作一段时间后e极附近pH减小 C.CH3OH和(CH3)2NH均发生氧化反应 D.理论上每生成1mol的C气体，e上有 2mol的(CH3)2NH被氧化 4.(2025·湖南二模)2019年10月9日诺贝 尔化学奖授予在锂离子电池方向研究有突 出贡献的三位科学家。磷酸铁锂(LiFe 班级 姓名 PO4)电池是新能源汽车的主流电池，其 放电时工作原理如图所示。下列说法正 确的是 ( 用电器 电极a 电极b Li,C6 Li-FePO. 电解质 电解质 隔膜 A.为了增强导电性，电解质可以配成水 溶液 B.充电时，电极a与电源正极相连 C.充电时，电极b的反应式为LiFePO4一 xe=xLit+LiFePO D.电池驱动汽车前进时，负极材料减重14g, 理论上电路中转移4VA电子 5.(2025·广东深圳二模)化学镀镍废水经分 离处理后得到含磷废液（主要含 NaH2PO2)和含镍废液（主要含NiCl2),分 别通入如图所示电解装置的两极室回收 磷、镍。已知：H3PO2是一元中强酸；25℃ 时，H3PO4的Ka1=6.9X103、Ka2=6.2 ×108、Ka3=4.8×1013。电解过程中， 下列说法不正确的是 质 阴 Ni 合电 膜 H2P02 稀盐酸 Ni2. I室 Ⅱ室 Ⅲ室 A.阳极的主要反应为H2PO2十2H2O 4e--H2PO4+4H+ B.I室溶液的pH逐渐增大，Ⅱ室溶液的 pH逐渐减小 C.理论上，每生成1 mol Ni,同时处理 0.5 mol H2 PO2 D.理论上，电路中每转移1mole,Ⅲ室溶 液质量减少65g 142 得分 6.(2025·湖北武汉二模)我国科技工作者设 计了一套电化学装置，能在常温常压下实 现硫化氢分解，制取氢气和硫黄，其原理如 图所示。 光伏电池 V 电 极 6 质子交换膜 下列说法错误的是 ) A.该装置实现了光能→电能→化学能 的转化 B.阳极区的总反应为H2S-2e—S1 +2H+ C.质子交换膜不能换为阳离子交换膜 D.每产生32gS,阴极区溶液质量会减小 2g 7.(2025·湖北三模)我国科技工作者设计了 成对电解的高效双功能电催化剂，在电解 池中实现了阴阳两极都得到高价值含氮化 合物，其原理如下图所示。下列说法正确 的是 ( ) 电源 阴离子交换膜 CH2NH2 NO 极 催化电极b CN NH? NaOH溶液 A.催化电极a可连接铅酸蓄电池的Pb 电极 B.电解过程中阳极室Na+向催化电极b 移动 C.阴极区的反应式为NO3+8e+9H+ -NH3+3H2O D.每产生1 mol NH3,理论上正极区会产 CN 生2mol由浓变稀，所以NaCI质量分数：x%>y%,B不正确；由分！ 析可知，N+能透过离子交换膜N,所以离子交换膜N为 阳离子交换膜，C不正确；在装置B内，SO2-2e+2H2O —SO+4H+,在c极2H十十2e一H2个，每吸收 1 mol SO2,同时生成1molH2,则理论上装置B的总质量 增加1mol×64g/mol-1mol×2g/mol=62g,D正确。 7.答案D 解析由两电极的物质变化可判断出a、b分别为阴极、阳 极。双极膜H2)解离的H+和)H分别移向浓缩池1和 浓缩池2；阳极区的N十通过离子交换膜3（阳离子交换 膜)定向移动到浓缩池2，并在浓缩池2中生成NOH;淡 化池中的S)}通过交换膜2（阴离子交换膜）进入浓缩池 1,并在浓缩池1中生成硫酸；淡化池中的Na+经交换膜1！ (阳离子交换膜)进入阴极区，生成Na,[Fe(CN)6]。a为阴 极，故与电源负极相连，A正确：由上述分析可知，装置中 离子交换膜1和3均是阳离子交换膜，B正确；b为阳极，： [Fe(CN)6]1-失电子发生氧化反应生成[Fe(CN)6]3-,故 电极反应式为[Fe(CN)s]1--e=-[Fe(CN)6]3-,C正 确：由上述分析可知浓缩池1中的产品为硫酸，D错误。 题型强化练（十六） 1.答案D 解析由于放电时正极反应为Fe[Fe(CN)s]+2e+ 2Na-Na2Fe[Fe(CN)6],则充电时阳极反应为Na2Fe: [Fe(CN)s]-2e-=-Fe[Fe(CN)s]+2Na+,故A正确； 放电时，正极消耗Na十，而负极消耗CI,此时Na十从左室 移向右室。充电时，阳极释放N,而阴极生成Cl,此时 Na十从右室移向左室，故B正确：Fe为26号元素，价层电 子排布3d4s2,位于元素周期表第四周期Ⅷ族，属于d区 元素。[Fe(CN)6]3+中Fe(Ⅲ)价层电子排布式为3d5,则 Fe(Ⅲl)的未成对电子数为5，故C正确；放电时，外电路转 移0.2mol电子，则有0.2 mol Na十从负极移向正极。所 以负极电极室减少0.2 mol Na+即4.6g;正极电极室增加 0.2 mol Na即4.6g,则两电极室质量变化值的差值为 4.6十4.6=9.2g,故D错误。 2.答案B 解析由图可知a电极上CI厂转化为CI·、H2O转化为！ HO·,均发生失电子的氧化反应，所以为阳极，b为阴 极。电极电势阳极高于阴极，即电极电势：a电极>b电极， A错误；HO·氧化NH生成N2,根据得失电子守恒、原 子守恒和电荷守恒，离子方程式为6HO·+2NH一N2 +2H++6H2O,B正确；2C1·—C2、2HO·==H2O2, C2、H2O2氧化NH时，根据得失电子守恒，相同数目的 自由基结合成的分子，氧化NH生成N2的物质的量相 同，标准状况下体积也相同，C错误；CI厂转化为C1·、H2O 转化为HO·,CI·、HO氧化NH时的反应分别为3CI·+ 2NH==N2+8H+3CI、6OH·+2NH==N2+: 2H+十6H2O,左室溶液pH下降，说明生成H+增多，从反！ 应看参加反应的CI数目小于H2)数目，D错误。 ·26 3.答案D 解析在该电催化合成装置中，CH3(OH和(CH3)2NH在 e电极发生反应生成HCON(CN)2,发生氧化反应，所以e 为阳极，d极为阴极；由分析知，e为阳极，与阳极相连的b 为电源正极，A正确：e极发生的反应为CHOH十 (CH3)2NH-4e==HCON(CH3)2+4H+,工作一段时 间后，e极附近氢离子浓度增大，pH减小，B正确；从催化 机理图可知，CH3OH转化为·CHO,C元素化合价升高， (CH3)2NH转化为·N(CH3)2,N元素化合价升高，因此 CH3OH和(CH3)2NH均发生氧化反应，C正确；由A分 析可知，d极为阴极，e极为阳极，阴极反应为：2H2)十2e 一一2)H+H2◆，H2即为题中的C气体，阳极反应为： CH3OH+(CN3)2NH-4e=HCON(CH3)2+4HT, 根据得失电子守恒，理论上生成1molH2,转移2mol电 子，阳极上有0.5mol的(CH3)2NH被氧化，D错误。 4.答案C 解析根据Li的流向可知电极a为负极，失电子发生氧 化反应，所以电极反应为LiC6一xe一xLi十C6;电极 b为正极，得电子发生还原反应，电极反应式为Li-xFe PO4十xLi十xe一LiFePO4。负极区有活泼金属锂，遇 水发生反应，故电解质不能配成水溶液，A错误：通过放电 时Li迁移方向，确定电极a为负极，则充电时与外接电源 的负极相连，B错误；充电时，电极b为阳极，与分析中正极 的反应相反，反应式为LiFePO4-xe--xLi+Lih-x FeP)4,C正确：电池驱动汽车前进时是原电池，负极的电 极反应为Li,C6-xe一zLi+C6,负极材料减少14g 时，有2 mol Li从负极脱嵌出来，故理论上电路中转移 2mol电子，D错误。 5.答案B 解析阳极H2PO2失去电子被氧化为H2PO4,反应为 H2PO2+2H2O-4e==H2PO4+4H+,A正确；I室 反应为H2PO2+2H2O-4e=H2PO4+4H+,生成氢 离子通过质子交换膜进入Ⅱ室，HPO2是一元中强酸， NaH2PO2溶液为碱性，生成的H2PO4以电离为主（水解 平衡常数为Kh=cHP0)c(OH）_Kw=,104 c(H2 PO) -=K1=6.9×10 =1.4X1012<K2),溶液呈酸性，I室溶液的pH逐渐减 小；Ⅲ室反应为N2++2e一Ni,氯离子通过阴离子交换 膜进入中间室，Ⅱ室溶液的H逐渐减小，B错误；结合B 分析和电子守恒，理论上，每生成1olNi,电路中转移 2mol电子，则同时处理0.5molH2PO2,C正确；结合B 分析，理论上，电路中每转移1mole,Ⅲ室中减少0.5 mol NiCl2,则溶液质量减少65g,D正确。 6.答案D 解析由分析，该装置实现了光能→电能→化学能的 转化，A正确；由分析，阳极亚铁离子失去电子被氧化为铁 离子，然后硫化氢和铁离子发生氧化还原生成硫单质和亚 铁离子、氢离子，总反应为硫化氢失去电子生成硫单质和 氢离子：H2S-2e—S￥十2H,B正确；为防止Fe3+、 F2十向阴极移动而发生副反应，则质子交换膜不能换为阳 离子交换膜，C正确；结合H2S-2e—S￥+2H+,每产！ 生32gS(为1mol),电路中转移2mol电子，会有2mol氢！ 离子迁移到阴极区生成氢气，则阴极区溶液质量不减小，D 错误。 7.答案D 解析电极b发生还原反应，为阴极；电极发生氧化反 应，为阳极。铅酸蓄电池的Pb电极为负极，负极与阴极相 连，A错误；电解过程中，阳离子无法通过阴离子交换膜，B 错误：根据得失电子守恒与电荷守恒可知，阴极区的反应 式应为NO3+8e+6H2O=NH3+9OH,C错误；每 产生1 mol NH3转移8mole,正极区（与电源正极相连 的区域)又称阳极区，当电路中转化4mole时，正极区会 CN CN 产生1mol (苯己胺转化为 脱去4个 CN H),转移8mole时产生2mol ,D正确。 题型强化练（十七） 1.答案(1)负3Fe2O3+2e==2Fe3O+02 (2)11.2L 解析电池工作时，甲电极中Fe2O3在阴极被还原为 Fe3O4,则甲电极为阴极，a为电源负极，b电极为正极，乙 电极为阳极。 (1)由分析可知，a为电源负极，甲电极为阴极，Fe2O3被还 原为FeO,依据得失电子守恒、电荷守恒和元素守恒，可 得出发生的电极反应为3Fe2O3+2e一2Fe3)4+O-, 生成的O2进入电解质。(2)氯化胆碱( N ) 中的C1在阳极放电生成C12,电极反应式为2C1厂一2e 一C2个，240gFe,0的物质的量为160gmo 240g 1.5m0l,转移电子的物质的量为5m0×2=1mol,生成 3 0.5 mol Cl2,标准状况下的体积为0.5mol×22.4L/mol= 11.2L。 2.答案Na1-mMnO2+mNa++me-NaMnO232 解析(1)放电时，a极为正极，Na1-mMnO2得电子结合 Na生成NaMnO2,电极反应式为Na1-mMnO2+mNa+ me =-NaMnO2 (2)电池中迁移1 mol Na+,转移1mol电子；电解精炼铜 时，阴极Cu2++2e一一Cu,转移1mol电子时，生成 0.5 mol Cu,质量为0.5mol×64g/mol=32g。 3.答案(1)C)2+2e+H2)=HCO0-+OH (2)0.5 解析(1)根据图示，工作时，n/IO3-x电极上二氧化碳 得电子发生还原反应生成甲酸根离子，发生的电极反应式 CO,+2e+H,O=HCOO+OH; (2)工作时，NP电极上CH(CH2),NH2失电子发生氧 化反应生成CH3(CH2)6CN,电极反应式为CH3: ·26 (CH2)7NH2-4e +40H-CH3(CH2)CN+4H20, 每转移2mol电子，理论上Ni2P电极上有0.5mol辛腈 生成。 4.答案(1)4Fe3++2H2S—4Fe2++S2￥+4H (2)含FeC2和HCl的溶液进入电解池的阳极区，发生 Fe2+一e一Fe3+,H+通过质子交换膜转移到阴极，阳 极区得到的FeCl溶液，吸收液得以再生 解析(1)由图知，FeCl3溶液在反应器内将H2S氧化为 S沉淀，自身被还原为FC2,根据电子得失守恒、原子守 恒，发生反应的离子方程式：4Fe3++2HS一-4Fe2++S2￥ 十4HT。(2)由图知，含FeC2和HCI的溶液进入电解池 的阳极区，发生氧化反应：Fe2+一e一Fe3+,为平衡阳 极区电荷，H十通过质子交换膜转移到阴极，阳极区得到的 FeCl3溶液，吸收液得以再生。 5.答案(1)S02+6HF+6e=H2S+2H2O (2)2H2S+SO2=3S+2H2O 解析(1)如图，阴极发生还原反应，SO2得电子生成 H2S,根据原子守恒和电荷守恒，在酸性环境下电极反应式 为S)2+6H++6e=H2S+2H2O: (2)H2S易被空气中氧气氧化，为防止生成的H2S堵塞气 体扩散电极，用Ar气及时带出，副反应是H2S被氧气氧 化，化学方程式为2H2S+S02==3S+2H20。 6.答案(1)C1+20H--2e-==C10-+H20(2)450 解析(1)由图可知，阳极上氯离子失去电子生成CIO, 故电极反应式为：C1厂+2OH-2e=Cl0+H2O: (2)由图可知，MoS2发生的反应方程式为：MoS2+9CIO +3H2O一MoO}-+2SO+9C1+6H+,所以消耗 1 mol MoS2转移18mol电子，则消耗1.2gMoS2,理论上 需要转移的电子为：160g/ma×18=0.135mol,根据电源 提供电子的速率为5×106mol·s1,理论上需要电解 0.135mol 5X106m0l:s=2.7X104s=450min。 7.答案阴离子交换膜14CO2+12e+8H20一=C2H4 +12HCO3 解析电化学法还原二氧化碳，得到乙烯，即A为阴极，阴 极反应生成HCO3,因为电解后溶液H基本保持不变， HCO3向B电极移动，故该隔膜为阴离子交换膜；A电极， CO2转化成乙烯，因此阴极电极反应式为：14CO2+12e +8H20一C2H4+12HCO3。故答案为：阴离子交换 膜；14CO2+12e+8H20==C2H4+12HCO3。 8.答案CHOH+3CO号-6e==4CO2+2H20O2 和CO2 解析从电子流向看，a电极为负极，此电极加入CHOH, 从箭头的指向看，CH3OH失电子，生成CO2和H2O,消耗 熔融液中的CO5,得出电极反应式为CH3OH十3CO5一 6e一4CO2+2H2O,正极的电极反应为O2+4e+ 2C02一一2C05,所以正极需要通入02和C02。