复习练案17 选择题热点专项分级训练(十四) 电解池原理及应用-【衡中学案】2026年高考化学二轮总复习提能训练

复习练案[17] 选择题热点专项分级训练（十四）》 电解池原理及应用 【强基练】 D.电极b的电极反应式为9 -8e°+4H,0 1.(2025·云南高考)一种用双极膜电渗析法卤 =H0 290H+C0.+8H 水除硼的装置如图所示，双极膜中H,0解离 的H+和OH在电场作用下向两极迁移。除 3.（2025·河北沧州二模)生物电芬顿系统是将 硼原理：[B(OH)4]+H—B(OH)3+ 生物（电活性微生物，弱酸、中性条件下活性 H,O。下列说法错误的是 高)电化学系统与芬顿氧化工艺耦合的新兴 水处理技术，产生的活性中间体·OH在废水 电源 NaCl NaoH 处理领域具有良好的应用前景。现用生物电 稀溶液 稀溶液 芬顿系统处理含CN废水，工作原理如图，下 B(OH). OH OH 石墨 列叙述错误的是 H 极 电源 双极膜X膜Y膜个双极膜 电活性 微生物 CO,+N2 NaOH溶液 肉水NaCI浓溶液NaOH溶液水（含少量NaOH OH CO,+H CN A.Pt电极反应：40H-4e=02↑+2H20 Fe2+ H,0 B.外加电场可促进双极膜中水的电离 CH 2e C.Ⅲ室中，X膜、Y膜分别为阳离子交换膜和 0, a极 b极 阴离子交换膜 离子交换膜 D.V室每生成1 mol NaOH,同时Ⅱ室最多生 A.离子交换膜为质子交换膜 成1molB(OH)3 B.电解过程中a极区pH增大 2.(2025·河北邯郸三模)吉林大学一学者在酸 C.b极电极反应式为0，+2e+2H+— 性电解液中以顺丁烯二酸和2一甲基呋喃为 H02,还伴随反应：Fe2++H,02+H+= 目标产物，成功构建糠醛发散成对电化学转化 Fe3++·OH+H,0 体系（如图）。下列说法错误的是 D.若处理1 mol CN-,不考虑其他副反应，理 电源 论上电路中通过l0mole 4.(2025·广东佛山二模)科研团队使用碳纳米 管作电极，实现了常温、常压条件下尿素 0 极 a b [CO(NH2)2]的合成，原理如图所示。下列说 换 法正确的是 膜 电源 -C0 气体 A.电极a的电势低于电极b 甲 碳纳米管 B.离子交换膜应选用质子交换膜 C.电路中转移4moleˉ时，两极消耗等量的 KNO,溶液 KHCO,溶液 糠醛 阳离子交换膜 180 A.活性电极的电极电势高于Pt电极 6.（2025·湖北高考)某电化学制冷系统的装置 B.活性电极上CO,被还原 如图所示。[Fe(H,0)6]3+和[Fe(H,0)s]2 C.“气体”经过分离后，可以补充甲室消耗 在电极上发生相互转化，伴随着热量的吸收或 的CO, 释放，经由泵推动电解质溶液的循环流动（① D.电路中转移16mol电子时，甲侧溶液质量 ②→③→④①)实现制冷。装置只通过热 交换区域I和Ⅱ与环境进行传热，其他区域绝 增加44g 热。下列描述错误的是 【培优练】 热交换区域Ⅱ 可可可 5.(2025·山西、陕西、青海、宁夏高考)我国科 研人员采用图示的电解池，由百里酚(TY)合 Fe(H0)6]3 孔 Fe(H2O) 电 极 [Fe(H2O) 隔 成了百里醛(TQ)。电极b表面的主要反应历 膜 [Fe(H2O) 程见图（灰球表示电极表面催化剂），下列说 32呵 法错误的是 泵热交换区域】 电源 电源 A. 阴极反应为[Fe(H,0)6]3++e [Fe(H,O)6]2+ H,S04 H,SO TQ B.已知②处的电解液温度比①处的低，可推 CHCN CHCN H,O H,0 断[Fe(H,0)6]2+比[Fe(H20)6]3+稳定 C.多孔隔膜可以阻止阴极区和阳极区间的热 电极a 质子交换膜 电极h 交换 图1 D.已知电子转移过程非常快，物质结构来不 及改变。热效应主要来自于电子转移后 TY)+HO [Fe(H,0)6]2+和[Fe(H,0)6]3+离子结构 的改变 7.（2025·江西南昌二模)我国科学家以C02辛 2H 胺[CH(CH2)2NH2]为原料，实现了甲酸 [HCOOH)和辛腈[CH(CH2),CN]的高选择 性合成，装置如图，下列说法错误的是() C02 电源 图2 A.电解时，H+从右室向左室移动 HCOO CH(CH)CN B.电解总反应：TY+H,0电解0+2H,↑ CO CH(CH2)NH2 In/In,03 Ni,P C.以 为原料，也可得到TQ A.Ni,P电极为阳极 OH B.n/n,O3-电极发生还原反应 D.用180标记电解液中的水，可得到 C.Ni,P电极反应为CH3(CH),NH2-4e -CH3 (CH2).CN +4H* D.标准状况下，消耗22.4LCO2,Ni,P电极生 成62.5g辛腈 181氢氧根离子通过膜a移向负极M,膜a为阴离子交换 膜。N电极作正极，电流方向为电极N→电流计→电 极M→膜a→膜b→电极N,A错误；N极邻苯二醌类 物质转化为邻苯二酚类物质，增加了氢原子，发生还 0 原反应，电极反应式为 )+4H++4e1 OH HO OH,B正确；负极反应为B,H。+ OH 140H--12e—2B02+10H20,消耗0.1mol B2H6,失去1.2mole,则有1.2mol0H通过膜a 移向负极M,结合电荷守恒，同时有1.2mol氢离子 通过膜b移向正极N,C错误；根据M极的电极反应 式可知，每消耗14mol0H会转移12mol电子，为 传递电荷，同时会有12 mol OH通过膜a移向M 极，故M极区中NaOH的物质的量会减少；根据N极 的电极反应式可知，每消耗4molH会转移4mol电 子，为传递电荷，同时会有4molH+通过膜b移向N 极，故N极区中H,SO,的物质的量不变；因此装置中 需要定期补充NaOH,不需要补充硫酸，D错误。 复习练案[17] 【强基练】 1.C由题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40H°-4e=02↑+2H,0,阴极发生的反应为 2H*+2e一H2↑，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。由分析可知，Pt电极为阳极，阳极发生的 反应为40H--4e02↑+2H0,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，降低了两离子浓度， 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1 mol NaOH,则转移1mol电子，有1mol氢 离子移到Ⅱ室中，生成1molB(OH)3,D正确。 -28 2.C糠醛在电极a发生还原反应，电极a的电极反应 式为0 )+4e+4H*一+H,0,电极a为 阴极：糠醛在电极b发生氧化反应，电极b的电极反 00 应式为0 y-8e+4H,0=H0 -OH CO2+8H+,电极b为阳极，据此解答。电极b上发 生氧化反应，为阳极，电极a上发生还原反应，为阴 极，电极a的电势低于电极b,故A正确：电极a消耗 质子，电极b生成质子，因此离子交换膜选用质子交 换膜效果较好，故B正确；根据得失电子守恒，a、b电 极消耗的糠醛的物质的量为2：1，与转移电子数无 关，故C错误；据分析电极b的电极反应式为0 00 -8e°+4H,0—H0 OH+C02+8H+,故 D正确。 3.B由题图可知，甲烷在a极失去电子发生氧化反应 生成二氧化碳和氢离子，a极为阳极，生成的氢离子 通过质子交换膜由阳极区进入阴极区，b极为阴极， 酸性条件下氧气在阴极得到电子发生还原反应生成 过氧化氢，反应生成的过氧化氢与Fe2+反应生成羟 基自由基，羟基自由基与溶液中的CNˉ反应生成氮 气和二氧化碳。由分析可知，a极为电解池的阳极， 水分子作用下甲烷在阳极失去电子发生氧化反应生 成二氧化碳和氢离子，生成的氢离子通过质子交换 膜由阳极区进入阴极区，故A正确；由分析可知，a 极为电解池的阳极，a极电极反应为CH4-8e+ 2H20—C02+8H,反应中消耗水，若为弱酸条件 下，电解过程中a极区plH减小，故B错误；由分析可 知，b极为阴极，酸性条件下氧气在阴极得到电子发 生还原反应生成过氧化氢，电极反应式为02+2e +2H*H202,反应生成的过氧化氢与Fe2+反应 生成羟基自由基，反应的离子方程式为Fe2++H202 +H+一Fe3++·OH+H0,故C正确；由分析可 知，b极为阴极，酸性条件下氧气在阴极得到电子发 生还原反应生成过氧化氢，电极反应式为02+2e +2H+H,02,反应生成的过氧化氢与Fe2+反应 生成羟基自由基，反应的离子方程式为Fe2++H02 +H+一e3++·OH+H20,羟基自由基与溶液中 的CN反应生成氮气和二氧化碳，反应的离子方程 式为2CN-+10·0H+2H+—2C02↑+N2↑+ 6H20,由方程式可得如下转化关系CN~5·0H~ 5H202~10eˉ，则处理1 mol CNˉ时，不考虑其他副 反应，理论上电路中通过电子的物质的量为10mol, 故D正确。 4.C左侧活性电极为阴极：NO,被还原为 C0(NH2)2,阴极反应为C02+2N03+16e+18H+ C0(NH2)2+7H20,Pt电极是阳极，阳极反应式 为2H0-4e+4HC03=4H20+02↑+4C02↑； 活性电极是阴极，P电极是阳极，阳极电势高于阴 极，A错误；活性电极上CO2转化为C0(NH2)2,元 素化合价并未发生变化，没有被还原，B错误；由分 析可知，气体中含有02、C02,经分离以后得到的 C02可以补充甲室消耗的C02,C正确；由分析可 知，甲侧的电极反应为C02+2N03+16e+18H+ =C0(NH2)2+7H0,当转移16moleˉ时，甲池 溶液质量增加了1molC02,同时乙池中会有16mol K+移向甲池，故增加的质量不是44g,D错误。 【培优练】 5.D电极b发生TY→TQ,发生加氧去氢的反应，发生 氧化反应，b为阳极，a为阴极，阴极上氢离子得电子 生成H2,以此解题。电解时阳离子向阴极移动，H 从右室向左室移动，A正确；根据转化关系图可知， 电极b中TY是反应物，TQ是生成物，电极a中水是 反应物，H2为生成物，总反应方程式为TY+H20 OH 电解Q+2H,↑，B正确：将TY( )换成 为原料，仍然能够得到TQ OH ),C正确；根据题图2可知，用80标 记电解液中的水，可得到的80在环上甲基的邻位上 ,D错误。 0 281 6.B由题图可知，左侧电极发生反应[F(H,0)。]2 -e一[Fe(H20)s]3+,则左侧为阳极，右侧电极 反应为[Fe(H0)6]3++e—[Fe(H0)6]2+,则 右侧电极为阴极，据此解答。由分析可知，阴极反应 为[Fe(H,0)6]3++e—[Fe(H,0)6]2+,A正确；已 知②处的电解液温度比①处的低，则可推断 [Fe(H0)6]3++e一[Fe(H20)6]2+是吸热反 应，无法推断[Fe(H,0)6]3+和[Fe(H20)6]2+的稳 定性，B错误；多孔隔膜可以阻止两电极区的溶液对 流，可阻止热交换，C正确：题干明确指出电子转移 过程非常快，物质结构来不及改变。这意味着电子 转移（即氧化还原反应）本身不会直接导致结构变 化，热效应实际上来源于电子转移完成后，新生成的 离子：[Fe(H,0)6]2+和[Fe(H20)6]3+因配位环境 或电荷分布变化引起的结构重组导致热量变化，D 正确。 7.C根据图示，二氧化碳在I/n203-x电极得电子生 成HCO0,In/In2O3-x是阴极；CH3(CH2),NH2在 NiP电极失电子发生氧化反应生成CH(CH2),CN, NiP是阳极。OH向Ni2P电极移动，可知电解质溶 液呈碱性。CH(CH2),NH2在NiP失电子发生氧 化反应生成CH(CH2)6CN,Ni,P电极为阳极，故A 正确；二氧化碳在n/n,03-x电极得电子生成 HC00,n/n203-.电极发生还原反应，故B正确； CH(CH2),NH2在Ni2P失电子发生氧化反应生成 CH(CH2)。CN,电解质溶液呈碱性，Ni,P电极反应为 CH3 CH2 NH2 4e+40H-=CH3 (CH2).CN 4H0,故C错误；二氧化碳在I/n,03-x电极得电子生 成HCO0ˉ，碳元素化合价由+4降低为+2价，标准状 况下，消耗22.4LC02,电路中转移2mol电子，根据 CH3 CH2 ),NH2 -4e-+40H-=CH3 CH2 ).CN 4H20,Ni,P电极生成0.5mol辛腈，生成辛腈的质量 为62.5g,故D正确。 复习练案[18] 【强基练】 1.B同周期中第一电离能中第ⅡA族和第VA族比相 邻元素的第一电离能大，0族元素的第一电离能在同 周期中最大，可以推断a~i分别是B、C、N、O、F、Ne、 Na、Mg、Al。a是B,g是Na,二者不同主族，A错误； Na、Mg、Al属于同周期，从左到右金属性依次减弱，B 正确；c、d、e分别是N、0、F,属于同周期元素，同周期