1.4 突破选择题4 有“膜”电化学装置的分析与判断（PPT课件）-【正禾一本通】2026年高考化学二轮专题复习高效讲义（双选版）

该高中化学高考复习课件聚焦“有‘膜’电化学装置的分析与判断”专题，依据高考评价体系梳理了离子交换膜功能、电极反应分析、物质制备分离三大核心考点，通过真题统计明确其在选择题中的高频考查权重，归纳出装置分析、离子移动判断等典型题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“核心知识+真题精研+模拟预测”的三阶训练模式，如结合[Fe(CN)6]^3- + e^- ⇌ [Fe(CN)6]^4-电极反应，培养学生证据推理的科学思维和物质转化的化学观念。独创“离子移动方向判断三步法”，帮助学生掌握答题技巧，教师可据此实施精准复习，提升学生高考得分率。

高三二轮专题复习高效讲义 化 学 高三二轮专题复习高效讲义 化 学 1 第一部分 PPT下载 http:///xiazai/ 高考题型 分层突破 2 突破选择题4 有“膜”电化学装置的分析与判断 知识区间四　化学反应与能量变化 课下巩固检测练（二十一） 有“膜”电化学装置的分析与判断 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 谢谢观看 分析：离子交换膜是一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。因它对离子具有选择透过性，且电化学性能优良，在涉及电化学的工业生产中广泛应用。由于离子交换膜能将工业生产与化学知识有机地融合，考查学生的学以致用能力，因此备受高考命题者的青睐。 1．交换膜类型及特点 (1)阳离子交换膜，简称阳膜，只允许阳离子通过，即允许H＋和其他阳离子通过，不允许阴离子通过。 (2)阴离子交换膜，简称阴膜，只允许阴离子通过，即允许OH－和其他阴离子通过，不允许阳离子通过。 (3)质子交换膜，只允许H＋通过，不允许其他阳离子和阴离子通过。 (4) 双极膜，中间层中的H2O解离出H＋和OH－，H＋移向原电池的正极(电解池的阴极)，OH－移向原电池的负极(电解池的阳极)。 【特别提醒】 如图所示，阳离子交换膜上有很多微孔，“孔道”上有许多带负电荷的基团，阳离子可以自由通过“孔道”，由浓度大的区域向浓度小的区域移动。阴离子移动到“孔道”处，受到“孔道”上带负电荷基团的排斥而不能进入“孔道”中，因而不能通过交换膜。这就是“选择性”透过的原因。阴离子交换膜的构造和工作原理与此相同，只不过“孔道”中为带正电荷基团。 2．离子交换膜的作用 如：(1)形成浓差电池 ①左池为稀AgNO3溶液，左侧Ag电极为负极，右池为浓AgNO3溶液，右侧Ag电极为正极。只有两边AgNO3溶液浓度不同，才能形成浓差电池。 ②正、负电极均为Ag单质。随着反应进行，左右两池浓度的差值逐渐减小，外电路中电流将减小，电流表指针偏转幅度逐渐变小。当左右两侧离子浓度相等时，电池将停止工作，不再有电流产生，此时溶液中左、右两边硝酸银溶液的物质的量浓度相等。 ③离子交换膜的作用是不允许Ag＋穿过，只允许通过，所以是阴离子交换膜。负极Ag失电子变成Ag＋，为了平衡电荷，正极区的就通过阴离子交换膜向负极移动。 (2)物质制备中的离子交换膜 次磷酸钴[Co(H2PO2)2]广泛用于化学镀钴，以金属钴和次磷酸钠为原料，采用四室电渗析槽电解法制备，原理如图： ①根据产物Co(H2PO2)2确定离子移动方向；Co2+向产品室移动，A是阳离子交换膜；向产品室移动，B是阴离子交换膜。 ②Co为阳极，阳极反应式为Co－2e－===Co2+。 ③石墨为阴极，阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，Na＋移向阴极，C是阳离子交换膜。 1.(2025·河南高考)一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化，并以LiCl形式回收含锂废弃物中的锂元素，其工作原理如图所示。 下列说法正确的是(　　) A．Ⅱ为阳离子交换膜 B．电极a附近溶液的pH减小 C．电极b上发生的电极反应式为 D．若海水用NaCl溶液模拟，则每脱除58.5 g NaCl，理论上可回收1 mol LiCl 解析：选D。由图可知，左侧为阴极，电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，右侧为阳极，电极反应为，在膜Ⅰ和膜Ⅱ间加入海水，钠离子透过膜Ⅰ进入阴极区得到氢氧化钠，氯离子透过膜Ⅱ进入膜Ⅱ与膜Ⅲ之间，锂离子透过膜Ⅲ进入膜Ⅱ与膜Ⅲ之间，在此处得到LiCl，则膜Ⅰ为阳膜，膜Ⅱ为阴膜，膜Ⅲ为阳膜， A错误， C 错误；a电极的反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，pH变大，B错误；每脱除58.5 g NaCl，转移电子数为1 mol，有1 mol Li＋和1 mol Cl－分别透过离子交换膜Ⅲ、膜Ⅱ，可得到1 mol LiCl，D正确。 2．(2024·河北高考)我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg­CO2电池，以Mg(TFSI)2为电解质，电解液中加入1，3­丙二胺(PDA)以捕获CO2，使放电时CO2还原产物为MgC2O4。该设计克服了MgCO3导电性差和释放CO2能力差的障碍，同时改善了Mg2+的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。下列说法错误的是(　　) A．放电时，电池总反应为2CO2＋Mg===MgC2O4 B．充电时，多孔碳纳米管电极与电源正极连接 C．充电时，电子由Mg电极流向阳极，Mg2+向阴极迁移 D．放电时，每转移1 mol电子，理论上可转化1 mol CO2 解析：选C。电池放电时CO2转化为MgC2O4，Mg失电子作负极，则多孔碳纳米管作正极，CO2得电子转化为。放电时，电池的总反应为2CO2＋Mg===MgC2O4，A正确；充电时多孔碳纳米管电极作阳极，与电源正极相连，B正确；充电时，Mg电极作阴极，电子由阳极经外电路流向Mg电极，C错误；放电时，CO2中C由＋4价降为＋3价，故转移1 mol电子时，理论上转化1 mol CO2，D正确。 3．(2023·河北高考)我国科学家发明了一种以和MnO2为电极材料的新型电池，其内部结构如图所示，其中①区、②区、③区电解质溶液的酸碱性不同。放电时，电极材料转化为。下列说法错误的是(　　) A．充电时，b电极上发生还原反应 B．充电时，外电源的正极连接b电极 C．放电时，①区溶液中的向②区迁移 D．放电时，a电极的电极反应式为MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2+＋2H2O 解析：选B。放电时，电极材料转化为，电极反应为－2ne－===＋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： MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2+＋2H2O，阳离子减少，多余的阴离子需要通过阴离子交换膜进入②区，故③区为碱性溶液，b电极是电极，①区为酸性溶液，a电极是二氧化锰电极。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a电极，电极失去电子，电极反应为Mn2+＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋，B错误；放电时，①区溶液中多余的向②区迁移，C正确。 1.（双选）(2025·河南郑州二模)下图是一种回收废旧锂离子电池中的锂离子(Li＋)、并利用工业废气中的NO2将其转化为LiNO2的装置，最终制备出纯净的LiNO3，同时在这一过程中产生电能。已知法拉第常数F＝96 500 C·mol-1。 下列说法错误的是(　　) A．离子交换膜为阴离子交换膜 B．正极反应式：LiFePO4＋e－===Li＋＋FePO4 C．空气氧化LiNO2的化学方程式：2LiNO2＋O2===2LiNO3 D．当外电路I＝1 A，工作2小时，理论上b电极反应的NO2约为3.43 g 解析：选B。NO2转化为得到电子，和Li＋结合生成LiNO2，b电极为正极，电极反应为NO2＋，则a电极为负极，电极反应LiFePO4－e－===Li＋＋FePO4，Li＋经阳离子交换膜由a电极移向b电极， 生成LiNO2，空气氧化LiNO2生成LiNO3，化学方程式：2LiNO2＋O2===2LiNO3。离子交换膜允许Li＋通过，为阳离子交换膜，A正确；a电极为负极，失去电子，电极反应LiFePO4－e－===Li＋＋FePO4，B错误；空气中的氧气氧化亚硝酸锂，生成硝酸锂，氧化LiNO2的化学方程式：2LiNO2＋O2===2LiNO3，C正确；当外电路I＝1 A，工作2小时，理论上b电极反应的NO2约为 mol×46 g/mol≈3.43 g，D正确。 2．一种光电催化法脱除H2S的原理如图所示。下列说法错误的是(　　) A．隔膜应为质子交换膜 B．脱除H2S过程中光能转化为化学能，最终转化为电能 C．三氧化钨电极的电极反应式为2H2S－4e－===4H＋＋S2 D．每生成1 mol H2O2，左侧电极室质量增加32 g 解析：选C。由图分析可知，三氧化钨电极上I－转化为，失电子，为负极与H2S反应生成S2和I－，从而碘元素相关物质实现循环反应，并将H2S转化为S2，GDE电极上H＋和O2参与电极反应生成H2O2，得电子，为正极。左侧酸性条件下H2S生成S2时有H＋产生，而右侧电极反应消耗H＋，故隔膜应为质子交换膜，A正确；三氧化钨电极的电极反应式为3I－－，H2S和发生化学反应生成S2和I－，C错误；正极每生成1 mol H2O2，得2 mol电子，负极失去2 mol电子，生成，由反应＋2H2S===S2＋6I－＋4H＋可知生成0.5 mol S2，0.5 mol S2为32 g，且生成的H＋迁移到右侧电极室，左侧电极室质量增加32 g，D正确。 3．(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＝6.9×10-3、Ka2＝6.2×10-8、Ka3＝4.8×10-13。电解过程中，下列说法不正确的是(　　) A．阳极的主要反应为＋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 D．理论上，电路中每转移1 mol e－，Ⅲ室溶液质量减少65 g 解析：选B。阳极失去电子被氧化为，反应为＋4H＋，A正确。Ⅰ室反应为＋4H＋，生成的氢离子通过质子交换膜进入中间室，H3PO2是一元中强酸，NaH2PO2溶液为碱性，生成的以电离为主(水解平衡常数为Kh＝≈1.4×10-12＜Ka2)，溶液呈酸性，Ⅰ室溶液的pH逐渐减小；Ⅲ室反应为Ni2+＋2e－===Ni，氯离子通过阴离子交换膜进入中间室，Ⅱ室溶液的pH逐渐减小，B错误。理论上，每生成1 mol Ni，电路中转移2 mol电子，则同时处理，C正确；理论上，电路中每转移1 mol e－，Ⅲ室中减少0.5 mol NiCl2，则溶液质量减少65 g，D正确。 4．(2025·湖南长沙一中模拟)某有色金属工业的高盐废水中主要含有H＋、Cu2+、Zn2+、、F－和Cl－，利用如图电解装置可回收ZnSO4、CuSO4并尽可能除去F－和Cl－，其中双极膜(BP)中间层的H2O解离为H＋和OH－，并在直流电场作用下分别向两极迁移，M膜、N膜需在一价阴离子交换膜和阳离子交换膜中选择。下列说法错误的是(　　) A．BP膜中H＋均向右侧溶液迁移，M膜为一价阴离子交换膜 B．溶液a的溶质主要为HF和HCl，溶液b的溶质主要为ZnSO4和CuSO4 C．当阳极产生22.4 L气体(标准状况)时，有4 mol离子通过N膜 D．电解过程中，应控制高盐废水的pH不能过高 解析：选B。由图可知，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、N膜向左侧迁移，故M膜为一价阴离子交换膜，A正确；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来的OH－中和，故反应后溶液a的溶质主要为ZnSO4和CuSO4，溶液b的溶质主要为右侧迁移过来的氟离子、氯离子与左侧迁移过来的氢离子生成的HF和HCl，B错误；阳极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，当阳极产生标准状况下22.4 L即1 mol气体时，根据电子守恒可知，有4 mol离子通过N膜，C正确；电解过程中，若pH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pH不能过高，D正确。 1．某锂离子电池的原理如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．隔膜为阳离子交换膜 B．放电时，A极发生反应为＋2e－===3I－ C．充放电过程中，只有一种元素化合价发生变化 D．用此电池电解(惰性电极)足量AgNO3溶液，当有1 mol离子穿过隔膜时，产生气体分子数目为0.25NA 解析：选C。放电时B极为负极，S失去电子，发生氧化反应，释放出的锂离子移向正极，所以隔膜为阳离子交换膜，A正确；放电时，A极为正极，发生还原反应，电极反应式为＋2e－===3I－，B正确；充放电过程中，C元素和I元素的化合价均发生变化，C错误；用此电池电解(惰性电极)足量AgNO3溶液，阳极发生2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，阴极发生Ag＋＋e－===Ag，当有1 mol离子穿过隔膜时(转移1 mol电子)，产生氧气0.25 mol，即产生气体分子数目为0.25NA，D正确。 2．(2025·山东菏泽二模)我国科学家发现，利用如图所示的电池装置可将邻苯二醌类物质转化为邻苯二酚类物质，已知双极膜(膜a、膜b)中间层中的H2O可解离为H＋和OH－。下列说法正确的是(　　) A．电池工作时，电流方向为M极→电流计→N极→膜b→膜a→M极 B．N极电极反应式为： C．若消耗0.1 mol B2H6，理论上有0.6 mol H＋透过膜b D．工作一段时间后，装置中需要补充H2SO4和NaOH 解析：选B。根据N极变化特点是邻苯二醌类物质转化为邻苯二酚类物质，增加了氢原子，发生还原反应，N电极作正极；M极是B2H6失去电子，生成，作负极，电极反应为B2H6＋14OH－－＋10H2O。双极膜中间层中的水解离为H＋和OH－，氢离子通过膜b移向正极 N，膜b为阳离子交换膜；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N极→电流计→M极→膜a→膜b→N极，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，发生还原反应，电极反应式为，B正确；由分析知，负极反应为B2H6＋14OH－－＋10H2O，消耗0.1 mol B2H6，失去1.2 mol e－，则有1.2 mol OH－通过膜a移向负极M，结合电荷守恒，同时有1.2 mol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14 mol OH－会转移12 mol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4 mol H＋会转移4 mol电子，为传递电荷，同时会有4 mol H＋通过膜b移向N极，故N极区中H2SO4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。 3．（双选）盐酸羟胺(NH2OH·HCl)是一种常见的还原剂和显像剂，工业上可采用如下电化学方法制备，装置和正极反应机理如下图所示。下列有关说法不正确的是(　　) A．X为H＋，Y为NH3OH＋ B．含Fe电极起到导电和催化的作用 C．Pt电极上的反应：H2＋2e－===2H＋ D．消耗1 mol NO，有2mol H＋通过交换膜 解析：选CD。由图可知，含铁的电极为原电池的正极，在盐酸作用下，一氧化氮在正极得到电子发生还原反应生成盐酸羟胺，电极反应式为NO＋3e－＋4H＋===NH3OH＋，铂电极为负极，氢气在负极失去电子发生氧化反应生成氢离子，电极反应式为H2－2e－===2H＋，原电池工作时氢离子通过氢离子交换膜由负极区进入正极区。Y为反应机理最终产物，故Y为盐酸羟胺的阳离子，分析正极反应机理，结合元素守恒可以判断X为氢离子，A正确； Fe电极为正极，导电，同时根据反应机理可知，铁起着催化剂的作用，故含Fe电极起到导电和催化的作用，B正确；铂电极为负极，氢分子失去电子生成氢离子，正确的电极反应式为H2－2e－===2H＋，C错误；根据正极电极反应式，消耗1 mol NO，外电路有3 mol电子转移，同时内电路有3 mol H＋通过交换膜，D错误。 4．利用微生物电化学处理有机废水，同时可淡化海水并获得酸碱。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用如图所示的装置处理有机废水(以含有机酸CH3COOH溶液为例)，在直流电场作用下，双极膜间的水解离成H＋和OH－。下列说法正确的是(　　) A．阳极反应式为CH3COOH＋8OH－－8e－===2CO2↑＋6H2O B．膜a为阴离子交换膜，膜b为阳离子交换膜 C．产品室生成的物质为NaOH D．当阴极产生11.2 L气体时，理论上可除去模拟海水中5.85 g NaCl 解析：选A。由图知，阳极上CH3COOH失去电子生成CO2，电极反应式为CH3COOH＋8OH－－8e－===2CO2↑＋6H2O，阴极上氢离子得电子生成氢气，该电解池是利用微生物电化学处理有机废水，同时可淡化海水并获得酸碱，则氢离子通过双极膜进入产品室，氯离子通过膜b进入产品室，则膜b为阴离子交换膜，产品室生成的物质为盐酸；膜a为阳离子交换膜，钠离子从此进入阴极，得到产品氢氧化钠。 5．羟基自由基(·OH)是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂，在直流电源的作用下，利用如图所示装置处理含苯酚废水和含甲醛废水(已知：H2O在膜a、b间解离为H＋和OH－)。下列说法错误的是(　　) A．直流电源的电极电势：右端高于左端 B．阳极的电极反应式为OH－－e－===·OH C．电解质Na2SO4的作用是增强溶液的导电能力 D．每处理9.4 g苯酚，理论上有2.8 mol OH－透过膜b 解析：选D。M电极通入O2，发生反应生成·OH，反应式为O2＋2e－＋2H＋===2·OH，M作阴极，N为阳极，反应式为OH－－e－===·OH。M作阴极，连接的直流电源左端为负极，N为阳极，连接的直流电源右端为正极，正极电势高于负极，即右端高于左端，故A正确；加入电解质Na2SO4，溶解后自由移动的离子增多，但不影响电极反应，可以增强溶液的导电能力，故C正确；苯酚与·OH反应生成CO2的化学方程式为＋28·OH―→6CO2↑＋17H2O，则每处理9.4 g即0.1 mol苯酚，理论上有2.8 mol OH－透过膜a，故D错误。 6．(2025·湖南长沙长郡中学模拟)溶液电池是最具潜力的大规模储能电化学器件，然而不同的水溶液电池的发展又受到不同因素的限制。醌类()电极的酸碱混合电池能够实现高能量密度和优异的循环稳定性。电池工作示意图如图所示，下列有关说法错误的是(　　) A．放电时，右侧醌类电极为负极 B．放电时，左侧电极反应式为MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2+＋2H2O C．充电时，阳极区电解质溶液的pH保持不变 D．充电时，电路中每转移1 mol电子，阴极增重20 g 解析：选C。由图可知放电时为原电池，左侧电极反应式为MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2+＋2H2O，为原电池的正极，则右侧醌类电极为负极；充电时，电源正极连接原电池正极，作电解池的阳极，电源负极连接原电池负极，作电解池的阴极，阴极的电极反应式为＋2nH2O＋2nK＋＋4ne－ ====＋2nOH－。充电时，阳极电极反应式为Mn2+＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋，阳极区电解质溶液的pH减小，故C错误；由阴极电极反应式可知，电路中每转移4 mol电子，阴极增重80 g，则电路中每转移1 mol电子，阴极增重20 g，故D正确。 7．（双选）(2025·内蒙古乌兰察布二模)水系钠离子电池有望代替锂离子电池和铅酸蓄电池，工作原理如图所示，以TiO2光电极作辅助电极，充电时TiO2光电极受光激发产生电子和空穴，空穴作用下NaI转化为NaI3。下列说法错误的是(　　) A．充电时，M极的电极反应式为：＋6e－===4S2- B．放电时，N极为该电池的负极 C．充电时，每生成1 mol NaI3，有2 mol Na＋通过钠离子交换膜进入M电极室 D．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关 解析：选B。充电时TiO2光电极受光激发产生电子和空穴，空穴作用下NaI转化为NaI3，由图可知，充电时，N极为阳极，电极反应式为3I－－，M极为阴极，电极反应式为＋6e－===4S2-，放电时，M极 为负极，电极反应式为4S2-－，N极为正极，故A正确、B错误；充电时，N极为阳极，电极反应式为3I－－，生成1 mol NaI3，转移2 mol电子，由电荷守恒可知，有2 mol Na＋转移到M电极室，C错误；充电时TiO2光辅助电极受光激发产生电子和空穴，空穴作用下NaI转化为NaI3，充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，D正确。 8．(2025·广东江门模拟)四甲基氢氧化铵 ，工作原理如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．光伏并网发电装置中n电极的电势高于m电极 B．a电极反应式为2NOH＋H2↑ C．若c、e均为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜，则X为NaCl D．每生成18.2 g NOH，理论上两极共产生气体4.48 L(标准状况下) 解析：选D。由装置可知左侧电解池中由NOH稀溶液生成NOH浓溶液，则N＋应通过c膜进入左侧，并在a电极上发生反应2＋H2↑，则a电极为阴极，b电极为阳极，n为正极，m为负极，正极电势高于负极电 势，则n电极的电势高于m电极，A正确、B正确；若c、e为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜，则Na＋通过e膜，Cl－通过d膜，N＋通过c膜，X为NaCl，C正确； 18.2 g NOH的物质的量为＝0.2 mol，a电极发生反应为NOH＋H2↑，生成0.2 mol NOH的同时生成0.1 mol H2，转移0.2 mol电子，b电极发生反应：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，根据得失电子守恒，转移0.2 mol电子，产生0.05 mol O2，所以生成的气体总体积为：0.15 mol×22.4 L/mol＝3.36 L(标准状况下)，D错误。 9．(2025·甘肃高考)我国科研工作者设计了一种Mg­海水电池驱动海水(pH＝8.2)电解系统(如下图)。以新型MoNi/NiMoO4为催化剂(生长在泡沫镍电极上)。在电池和电解池中同时产生氢气。下列关于该系统的说法错误的是(　　) A．将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化效率 B．在外电路中，电子从电极1流向电极4 C．电极3的反应为：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ D．理论上，每通过2 mol电子，可产生1 mol H2 解析：选D。负极1：Mg－2e－＋2OH－===Mg(OH)2↓ 正极2：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 阴极4：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 阳极3：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 催化剂生长在泡沫镍电极上可加快电解速率，提高催化效率，A正确；根据分析，电极1是负极，电极4为阴极，电子从电极1流向电极4，B正确；由分析可知，电极3为阳极，发生氧化反应，生成氧气，电极3的反应为：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，C正确；电极2和电极4均产生氢气，理论上，每通过2 mol电子，可产生2 mol H2，D错误。 10．(2025·辽宁沈阳模拟)利用铝­CO2电池电解MnSO4溶液制备MnO2的装置如图所示。N极为铝电极，其余电极为石墨电极，下列说法错误的是(　　) A．双极膜产生的H＋移向M极 B．Q极端的电势高于P极端 C．装置工作时，消耗的气体与生成的气体的物质的量相等 D．外电路中通过0.3 mol e－时，氢氧化钠溶液的质量增加2.7 g 解析：选D。M电极二氧化碳得电子发生还原反应生成甲酸，N电极Al失电子发生氧化反应生成，可知M是正极、N是负极；N与P相连，P为阴极，M与Q相连，Q是阳极。原电池中阳离子移向正极，M是正极，双极膜产生的H＋移向M极，A正确； Q是阳极、P是阴极，Q极端的电势高于P极端，B正确；装置工作时，M电极1 mol CO2参加反应转移2 mol电子，P极氢离子得电子生成氢气，转移2 mol电子生成1 mol氢气，消耗的气体与生成的气体的物质的量相等，C正确；外电路中通过0.3 mol e－时，双极膜中有0.3 mol氢氧根离子进入氢氧化钠溶液，0.1 mol铝元素进入溶液，氢氧化钠溶液的质量增加7.8 g，D错误。 11．(2025·河南豫西名校三模)热再生电池堆CO2电化学还原池系统(TRBs­CO2RR)可回收烟气中的低温余热并将其转化为电能，同时实现CO2转化利用，其工作原理如图。 下列说法正确的是(　　) A．装置Ⅱ中化学能转化为电能 B．可从Pt电极产生的气体中分离并回收CO2 C．碳毡处的电极反应：Cu＋4CH3CN－e－===[Cu(CH3CN)4]＋ D．阴离子交换膜每通过，就生成3 mol CO 解析：选B。由系统名称“热再生电池堆­CO2电化学还原池系统”判断装置Ⅱ为CO2电化学还原池系统，即电解池，装置Ⅰ为电池堆(即原电池)。原电池的电极反应式为负极：(泡沫铜)Cu＋4CH3CN－e－===[Cu(CH3CN)4]＋，正极：(碳毡)Cu2+＋4CH3CN＋e－===[Cu(CH3CN)4]＋，电解池的电极反应式 为阳极：－4e－===O2↑＋CO2↑＋2H2O，阴极：(Ag/C极)CO2＋2e－＋H2O===CO＋2OH－。装置Ⅱ为电解池，电能转化为化学能，A错误；Pt极产生O2和CO2，可从产生的气体中分离并回收CO2，B正确；碳毡处的电极反应为Cu2+＋4CH3CN＋e－===[Cu(CH3CN)4]＋，C错误；阴离子交换膜每通过，电路中转移2 mol电子，生成1 mol CO，D错误。 12．(2025·安徽三模)液流电池具有使用寿命长、储能规模大、深度放电、安全性高等优点，它广泛应用于储能领域。钒液流电池工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．电池在放电时，电解液中H＋由Ⅰ室通过交换膜移向Ⅱ室 B．充电时电极M发生的电极反应为＋e－＋2H＋===VO2+＋H2O C．在硫酸溶液中用草酸还原V2O5制备电解液VO，反应的离子方程式为V2O5＋＋6H＋===2VO2+＋2CO2↑＋3H2O D．采用电解VO溶液可以制得五价钒离子电解液和三价钒离子电解液：阴极发生的电极反应为VO2+＋e－＋2H＋===V3+＋H2O 解析：选D。由原理图可知：放电时电极M发生还原反应：＋2H＋＋e－===VO2+＋H2O，推出M为正极，N为负极，电解液中H＋应由负极区移向正极区，即由Ⅱ室移向Ⅰ室，A错误；充电时电极M为阳极，发 生氧化反应，电极反应为VO2+＋H2O－＋2H＋，B错误；草酸是弱酸，反应的离子方程式应为V2O5＋H2C2O4＋4H＋===2VO2+＋2CO2↑＋3H2O，C错误；电解时阴极发生还原反应，电极反应为VO2+＋e－＋2H＋===V3+＋H2O，D正确。 $