第12讲 电解池（培优讲义）（暑假培优讲义）新高二化学人教版

第12讲 电解池 内容导航 暑期启航·目标明确：暑期提前规划学习任务，明确阶段目标与提升路径 新知先修·体系构建：提前预习核心知识内容，梳理知识脉络，搭建完整框架 重点突破·方法培优：聚焦重难点知识突破，提炼解题思路，培养高效方法 典例精研·即时提升：精选典型例题深度讲解，掌握解题规律，实现即时提升 分层精练·培优拓展：基础巩固与培优拓展结合，分层训练提升综合应用能力 1.宏观辨识与微观探析：从宏观和微观的角度理解电解池中电子的移动、阴阳离子的移动、阴阳两极上的反应及其变化、电流形成的过程和原理。 2.证据推理与模型认知：建立电解过程的思维模型，理解电解的规律，判断电解的产物，书写电解的电极反应式和总反应式。 3.变化观念与平衡思想：通过对氯碱工业、电镀、电解精炼铜、电冶金等原理的分析，认识电能与化学能之间的能量转化。 4.证据推理与模型认知：建立电解应用问题的分析思维模型和电解相关计算的思维模型，加深对电解原理的理解和应用。 重点01电解原理 一、电解原理 1．实验探究：电解氯化铜溶液 按下图所示装置完成实验，并填写下表。 实验现象 实验结论 原因分析 电流表指针发生偏转 说明电解质溶液导电，形成闭合回路 自由运动离子发生定向移动 与负极相连的b极上逐渐覆盖了一层红色物质 析出金属铜 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu(还原反应) 与正极相连的a极上有刺激性气味的气体产生，能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝 产生了氯气 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应) 2．电解和电解池 (1)电解：使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阳极、阴极引起氧化还原反应的过程。 (2)电解池：将电能转化为化学能的装置(也称电解槽)。 (3)电解池的构成条件 ①直流电源；②两个电极；③电解质溶液或熔融电解质；④形成闭合回路。 3． 电解原理及电极判断 （1）电解池反应原理 （2）电解池阴极和阳极的判断依据 二、电解规律 1．电解池电极反应式的书写 (1)常见微粒的放电顺序 阴极：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>…… 阳极：活性电极＞S2－>I－>Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根 【特别提醒】 ①活性电极一般指Pt、Au以外的金属电极。 ②电解的离子方程式中，若参与电极反应的H＋或OH－是由水电离出来的，用H2O作为反应物。 (2)电极反应式的书写方法 以惰性电极碳棒电解CuSO4溶液为例 ①辨电极：阴极与电源负极相连，阳极与电源正极相连。 ②找离子：电解质溶液中：Cu2＋、H＋、SO、OH－。 ③排顺序：依据常见微粒放电顺序，阴极：Cu2＋>H＋(水)，阳极：OH－(水)>SO。 ④电极式：阴极：Cu2＋＋2e－===Cu，阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。 ⑤总反应：依据得失电子守恒，调整各电极计量数，然后相加，标上反应条件 2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋、2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4。 2．电解后溶液的复原规律 用惰性电极电解下列酸、碱、盐溶液，请填写下表： (1)电解H2O型 电解质 H2SO4 NaOH Na2SO4 阳极反应式 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 4OH－－4e－===O2↑＋2H2O 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 阴极反应式 4H＋＋4e－===2H2↑ 2H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－ pH变化 减小 增大 不变 复原加入物质 加入H2O (2)电解电解质型 电解质 HCl CuCl2 阳极反应式 2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极反应式 2H＋＋2e－===H2↑ Cu2＋＋2e－===Cu pH变化 增大 复原加入物质 加入HCl 加入CuCl2 (3)电解质和水都发生电解型 电解质 NaCl CuSO4 阳极反应式 2Cl－－2e－===Cl2↑ 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 阴极反应式 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 2Cu2＋＋4e－===2Cu pH变化 增大 减小 复原加入物质 加入HCl 加入CuO或CuCO3 【方法技巧】 电解后溶液的复原，从溶液中放出的气体和生成的沉淀，按照原子个数比组成具体物质再加入溶液即可。遵循“少什么加什么，少多少加多少”的原则。 3.电解池中的守恒规律 同一电路中转移的电子数是相等的，利用电子守恒使各电极得失电子均相等，在各极反应式中建立联系。 三、电化学中多池装置 1．判断电池类型 (1)有外接电源时，各电池均为电解池。 (2)无外接电源，如燃料电池、铅酸蓄电池在电池中作电源，其他均为电解池。 (3)无外接电源，有活泼性不同电极的为原电池，活泼性相同或均为惰性电极的为电解池。 (4)根据电极反应现象判断。 2．解题方法步骤 ↓ ↓ 【方法技巧】 1．计算的方法 (1)得失电子守恒法计算：用于串联电路各极的电量相同等类型的计算。 (2)总反应式计算：根据总反应式列比例式计算。 (3)关系式计算：根据得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。 2．解题步骤 (1)正确书写电极反应式，注意阳极本身是否发生反应，当溶液中有多种离子放电时，注意离子放电的顺序性和阶段性。 (2)根据得失电子守恒和各电极反应式，逐步计算各电极不同阶段的生成物的物质的量。由此得出各电极质量的变化或各电极产生气体体积的定量关系。 重点02 电解原理的应用 一、电解饱和食盐水 烧碱、氯气都是重要的化工原料，习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业。 1．电解饱和食盐水的原理 通电前：溶液中的离子是Na＋、Cl－、H＋、OH－。 通电后：①移向阳极的离子是Cl－、OH－，Cl－比OH－容易失去电子，被氧化成氯气。 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应)。 ②移向阴极的离子是Na＋、H＋，H＋比Na＋容易得到电子，被还原成氢气。其中H＋是由水电离产生的。 阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－(还原反应)。 ③总反应： 化学方程式为2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH； 离子方程式为2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－。 2．氯碱工业生产流程 工业生产中，电解饱和食盐水的反应在离子交换膜电解槽中进行。 (1)阳离子交换膜电解槽 (2)阳离子交换膜的作用：只允许Na＋等阳离子通过，不允许Cl－、OH－等阴离子及气体分子通过，可以防止阴极产生的氢气与阳极产生的氯气混合发生爆炸，也能避免氯气与阴极产生的氢氧化钠反应而影响氢氧化钠的产量。 3．氯碱工业产品及其应用 (1)氯碱工业产品主要有NaOH、Cl2、H2、盐酸、含氯漂白剂等。 (2)电解饱和食盐水为原理的氯碱工业产品在有机合成、造纸、玻璃、肥皂、纺织、印染、农药、金属冶炼等领域中广泛应用。 二、电镀　电冶金 1．电镀与电解精炼 电镀是一种利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的加工工艺。电镀的主要目的是使金属增强抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观。 电镀 电解精炼 装置 阳极材料 镀层金属Cu 粗铜(含锌、银、金等杂质) 阴极材料 镀件金属Fe 纯铜 阳极反应 Cu－2e－===Cu2＋ Zn－2e－===Zn2＋、Cu－2e－===Cu2＋等 阴极反应 Cu2＋＋2e－===Cu Cu2＋＋2e－===Cu 溶液变化 Cu2＋浓度保持不变 Cu2＋浓度减小，金、银等金属沉积形成阳极泥 2.电冶金 (1)金属冶炼的本质：使矿石中的金属离子获得电子变成金属单质的过程。如Mn＋＋ne－===M。 (2)电解法用于冶炼较活泼的金属(如钾、钠、镁、铝等)，但不能电解其盐溶液，应电解其熔融态。 如：电解熔融的氯化钠可制取金属钠的电极反应式： 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑； 阴极：2Na＋＋2e－===2Na； 总反应：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。 【归纳总结】 (1)电解精炼过程中的“两不等”：电解质溶液浓度在电解前后不相等；阴极增加的质量和阳极减少的质量不相等。 (2)电镀过程中的“一多，一少，一不变”：“一多”指阴极上有镀层金属沉积；“一少”指阳极上有镀层金属溶解；“一不变”指电镀液(电解质溶液)的浓度不变。 三、电解原理在物质制备中的应用 1.多室电解池制备物质原理 电解原理常用于物质的制备，具有反应条件温和、反应试剂纯净和生产效率高等优点，电解原理能使许多不能自发的反应得以实现。工业上常用多室电解池制备物质，多室电解池是利用离子交换膜的选择透过性，即允许带某种电荷的离子通过而限制带相反电荷的离子通过，将电解池分为两室、三室、多室等，以达到浓缩、净化、提纯及电化学合成的目的。 2.多室电解池的分析思路 四、电化学原理在污染治理中的应用 利用电化学原理把空气、水中的污染物去除或把有毒物质变为无毒或低毒物质，具有易于控制、无污染或少污染、高度灵活性和经济性等优点。 考向01 电解原理 【典例01】（25-26高二上·黑龙江绥化·期末）某同学按下图所示的装置进行电解实验。下列说法不正确的是 A．电解一定时间后，石墨电极上有铜析出 B．电解过程中，铜电极上有H2产生 C．电解初期，主反应方程式为：Cu+H2SO4CuSO4+H2↑ D．电解初期，H+的浓度不断减小 【答案】B 【分析】据图可知，该装置为电解池；初始阶段，阳极铜失电子生成铜离子，电极反应式为，阴极硫酸电离的氢离子得电子生成氢气，电极反应式为，总反应方程式为，据此作答。 【详解】A．依据分析，石墨电极是阴极，开始时电极反应式为，一段时间后，铜离子浓度增大，铜离子在阴极得电子，电极反应式为，即石墨电极上有铜析出，A正确； B．初始阶段，铜电极与电源正极相连作阳极，铜失电子生成铜离子，即铜电极上不会有H2产生，B错误； C．依据分析，电解初期总反应为，C正确； D．依据分析，电解初期，阴极电极反应式为，即氢离子的浓度不断减小，D正确； 故答案选B。 【即时提升1-1】（25-26高二上·山东·阶段检测）关于如图所示①②两个装置的叙述正确的是 A．装置名称：①是原电池，②是电解池 B．硫酸浓度变化：①增大，②减小 C．电极反应式：①中阴极为，②中正极为 D．离子移动方向：①中向阴极方向移动，②中向负极方向移动 【答案】B 【详解】A．装置①有外接电源，为电解池；装置②无外接电源且能形成电流（灯泡），为原电池，A错误； B．装置①为电解硫酸溶液（惰性电极），实质电解水，水减少则硫酸浓度增大；装置②为Zn-Cu-硫酸原电池，总反应消耗，硫酸浓度减小，B正确； C．装置①（电解池），阴极反应为：；装置②（原电池）正极为Cu，得电子：正极反应为：，C错误； D．电解池工作时，阳离子向阴极移动，①中H＋向阴极方向移动。原电池工作时，阳离子向正极移动，②中H＋向正极方向移动，D错误； 故选B。 【即时提升1-2】（25-26高二·全国·寒假作业）电解池 (1)形成条件 ______电源。 两个电极：与电源正极相连的一极是______极，与电源负极相连的一极是______极。 电解质______或______电解质。 形成______回路。 (2)装置及电极反应 以电解CuCl2溶液为例。 装置(如图) 电极反应 阴极：______ 发生______反应 阳极：______ 发生______反应 总反应：______ (3)电子流向和离子流向 电子流向 电源______极→电解池______极 电解池______极→电源______极 离子流向 阳离子→电解池______极 阴离子→电解池______极 【答案】(1) 直流 阳 阴 溶液 熔融 闭合 (2) 还原 氧化 (3) 负 阴 阳 正 阴 阳 【详解】（1）使电流通过电解质溶液或熔融的电解质而在阴、阳两极上引起还原反应、氧化反应的过程叫做电解，电解池是将电能转化为化学能的装置，则构成电解池的条件是：与直流电源正、负极相连的两个电极在电解质溶液或熔融电解质中形成闭合回路，其中与正极相连的电极为电解池的阳极，与负极相连的电极为阴极； （2）由图可知，左侧石墨电极为阴极，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜，电极反应式为：；右侧电极为阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，电极反应式为：，则电解氯化铜溶液的总反应为：； （3）电解池工作时，外电路中电子由直流电源的负极流向电解池的阴极，再由电解池的阳极流回直流电源的正极；内电路中阳离子移向电解池阴极、阴离子移向电解池的阳极。 考向02 电解原理的应用 【典例02】（25-26高二上·全国·课后作业）某同学设计如图装置，探究氯碱工业原理，下列说法正确的是 A．石墨电极与直流电源负极相连 B．铜电极的电极反应式为 C．氢氧化钠在石墨电极附近产生，向铜电极迁移 D．用湿润的淀粉­KI试纸在铜电极附近检验气体，试纸变蓝色 【答案】B 【分析】阳极上氯离子失电子生成氯气，阴极上氢离子得电子生成氢气，由图可知Cu为阴极，C为阳极。 【详解】A．石墨为阳极，与直流电源的正极相连，故A错误； B．Cu为阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，铜电极的反应式为：2H++2e-═H2↑，故B正确； C．Cu为阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，同时生成氢氧化钠，电解池中阳离子向阴极移动，Na+向Cu电极移动，故C错误； D．Cu为阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，没有氯气生成，所以用湿润KI淀粉试纸在铜电极附近检验气体，试纸不变蓝色，故D错误； 故答案为B。 【即时提升2-1】（25-26高二上·全国·课后作业）利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是 A．氯碱工业中，X、Y均为石墨，X附近能得到氢氧化钠溶液 B．铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4 C．电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属 D．制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁 【答案】D 【分析】由图可知，X极连接电源的正极，作阳极，Y极连接电源的负极，作阴极。 【详解】A．氯碱工业中，Y极为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，Y附近能得到氢氧化钠，故A错误； B．铜的电解精炼中，粗铜作阳极(X极)，纯铜作阴极(Y极)，故B错误； C．电镀工业中，镀件作阴极(Y极)，镀层金属作阳极(X极)，故C错误； D．电解熔融的氯化镁制取金属镁，所以制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁，故D正确； 答案选D。 【即时提升2-2】（25-26高二上·北京海淀·期末）原电池和电解池能实现电能与化学能的相互转化。 Ⅰ．在铁制品上电镀铜的工艺装置如图所示。 (1)甲处应为电源的___________(填“正极”或“负极”)。 (2)溶液中铜离子的浓度___________(填“变大”、“变小”或“基本不变”)。 Ⅱ．通过甲醇燃料电池实现用溶液制取溶液的工作原理如图所示。 (3)a极的电极反应式为___________。 (4)c口处获得的气体为___________(填化学式)。 (5)X处应为___________(填“阴离子交换膜”或“阳离子交换膜”)。 Ⅲ．一种利用电化学原理联合制备硫酸和氨的装置如下图所示。a、b、c、d均为惰性电极，其中d电极上有可催化放电的纳米颗粒，固体氧化物电解质只允许在其中迁移。 (6)在燃料电池中制备硫酸的总反应方程式为___________。 (7)下列说法正确的是___________(填序号)。 A．d上，被还原 B．c电极上的反应为： C．固体氧化物中的迁移方向为 (8)燃料电池中每消耗，在电解池中理论上产生的在标准状况下的体积为___________。 【答案】(1)正极 (2)基本不变 (3) (4) (5)阳离子交换膜 (6) (7)AC (8)11.2L 【分析】I．电镀铜装置中铜片为阳极，待镀铁制品为阴极，外接电源中甲为正极、乙为负极，电镀液为硫酸铜溶液。 II．左边装置为甲醇燃料电池，a为负极通甲醇，b为正极通氧气，右边装置为电解KCl溶液，i极Cl-发生氧化反应，失电子生成氯气，j极水发生还原反应，得电子生成氢气，同时在j极生成OH-，为了左侧得到KOH，X应为阴离子交换膜使OH-从右侧迁移至左侧。 III．左侧为二氧化硫电化学氧化制硫酸，a极二氧化硫氧化为硫酸，电极反应为，b极氧气还原为水，电极反应为，右侧为氮气电化学还原制备氨气，c极O2-氧化为氧气，电极方程式为，d极氮气还原为氨气，电极方程式为。 【详解】（1）据分析，甲为正极。 （2）铜片溶解为Cu2+，待镀铁制品表面Cu2+生成Cu，转移相同的电子数时，溶解生成的Cu2+和消耗的Cu2+浓度基本相等，溶液中铜离子的浓度基本不变。 （3）a极为甲醇在碱性条件下失电子氧化，电极反应式为。 （4）i极Cl-发生氧化反应，失电子生成氯气，则c口获得得气体是Cl2。 （5）i极为阳极，Cl-放电，j极为阴极，水放电生成氢气和OH-，为在右侧获得KOH溶液，左侧的钾离子需要通过X膜进入右侧，故X为阳离子交换膜。 （6）左侧为二氧化硫电化学氧化制硫酸，化学方程式为。 （7）A．d极氮气被还原为氨气，电极方程式为，A正确； B．c电极上O2-氧化为氧气，电极方程式为，B错误； C．d电极生成O2-，c电极消耗O2-，则O2-的迁移方向为d→c，C正确； 故答案为AC。 （8）据分析，根据得失电子守恒可得计量关系：，则标况下。 基础巩固 1．（25-26高二下·甘肃武威·期中）用石墨作电极电解足量溶液，当通电一段时间后，阳极收集到2.24 L(标准状况)气体。阴极析出铜的质量是 A．3.2 g B．8.0 g C．4.8 g D．6.4 g 【答案】D 【分析】石墨为惰性电极，电解溶液时，阳极失电子发生氧化反应生成，电极反应式为，阴极得电子发生还原反应生成，电极反应式为，结合阳极生成气体的物质的量计算转移电子的物质的量，根据电子守恒计算阴极析出的质量。 【详解】标准状况下的物质的量为，反应转移电子的物质的量为，根据电子守恒，析出的物质的量为，质量为, 故选D。 2．（25-26高二上·浙江杭州·期末）现代社会中，人类的一切活动都离不开能量。下列过程或装置能实现电能转化为化学能的是 A．燃料燃烧 B．太阳能电池 C．普通锌锰电池 D．离子交换膜电解槽 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．燃料燃烧是将化学能转化为热能，A不符合题意； B．太阳能电池：是将太阳能转化为电能，B不符合题意； C．普通锌锰电池是原电池装置，将化学能转化为电能，C不符合题意； D．离子交换膜电解槽是电解装置，电解过程消耗电能，将电能转化为化学能，D符合题意； 故选D。 3．（25-26高二上·宁夏·期末）甲烷燃料电池采用铂作电极材料，两个电极上分别通入CH4和O2，电解质溶液为KOH溶液。某研究小组将上述甲烷燃料电池作为电源，进行电解饱和食盐水的实验，如图所示，其中乙装置中X为离子交换膜。下列说法错误的是 A．石墨电极为阳极，发生氧化反应 B．当电路中通过0.4 mol e-时，乙中Fe电极上产生氯气4.48 L(标准状况) C．乙中X为阳离子交换膜 D．甲烷燃料电池负极电极反应式是 【答案】B 【分析】甲烷燃料电池中，通入甲烷的一极为负极，通入氧气的一极为正极，则乙装置中，Fe铁电极为阴极，石墨电极为阳极； 【详解】A．石墨电极为阳极，氯离子失去电子发生氧化反应，A正确； B．乙中Fe为阴极，水放电生成氢气，电路中通过0.4 mol e-时，乙中Fe电极上产生氢气0.2mol，为(标准状况) 4.48 L，B错误； C．乙为电解氯化钠溶液装置，装置中钠离子透过交换膜向阴极即左侧迁移，阴极得到NaOH和氢气，为了防止生成的氯气和氢氧化钠接触，故X为阳离子交换膜，C正确； D．甲为原电池，甲烷通入极为负极，KOH碱性溶液中生成碳酸根离子，电极反应式为，D正确； 故选B。 4．（25-26高二上·安徽铜陵·阶段检测）锂离子电池已经成为新一代实用化的蓄电池，该电池具有能量密度大、电压高的特性。以下是锂离子电池放电时的电极反应式。 负极反应：（表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料） 正极反应：（表示含锂的过渡金属氧化物） 下列有关说法正确的是 A．锂离子电池放电时电池总反应式为 B．锂离子电池充电时电池内部向负极所连的电极移动 C．锂离子电池放电时电池内部阴离子流向正极 D．锂离子电池充电时阳极反应为 【答案】B 【详解】A．锂离子电池放电时是原电池，由所给电池正、负极反应式相加可得电池的总反应式为：，A错误； B．锂离子电池充电时是电解池，向阴极(即负极所连的电极)移动，B正确； C．锂离子电池放电时，电池内部的阴离子向负极移动，C错误； D．充电时，作为电解池的阳极发生氧化反应，阳极反应为：，D错误； 故选B。 5．（25-26高二上·北京·期末）采用惰性电极电解法将含有、和少量的浆液分离成固体混合物和含铬溶液，装置如下。 下列说法不正确的是 A．阴极反应式为 B．阴极室生成的物质可用于固体混合物和的分离 C．通过阴离子交换膜进入阳极室，从而实现与浆液的分离 D．适当增大电压，也可在阴极室转化为除去 【答案】D 【分析】电解时，通过阴离子交换膜向阳极移动，在阳极氢氧根离子失电子发生氧化反应，OH−放电后，阳极池酸度增强，发生反应，阴极发生还原反应生成氢气和NaOH：； 【详解】A．由分析，阴极反应式为，故A正确； B．阴极发生还原反应生成氢气，同时还会得到氢氧化钠，Al(OH)3和MnO2中的氢氧化铝可以溶于氢氧化钠，氢氧化钠可用于固体混合物Al(OH)3和MnO2的分离，故B正确； C．电解时，通过阴离子交换膜向阳极移动进入阳极室，从而实现与浆液的分离，故C正确； D．适当增大电压，电解时，右池为阳极，阴离子向阳极移动，通过阴离子交换膜向阳极移动，而不会通过阳离子交换膜进入左侧，故D错误； 故选D。 6．（25-26高二上·甘肃白银·期末）如图所示装置中的电源为碱性条件下的燃料电池，电极分别为铜片和，溶液为电解质溶液。若电源的电极通入的是甲烷气体，电极通入的是氧气，下列说法错误的是 A．铜片的质量可能会增加，不可能减少 B．该装置工作时，X电极上发生氧化反应 C．该装置可以用来提纯粗铜 D．电源a电极的电极反应式为 【答案】D 【分析】电源的a电极通入的是甲烷，b电极通入的是氧气，则a为负极，b为正极，与负极相连的铜片为阴极，与正极相连的X为阳极； 【详解】A．铜片是阴极，发生还原反应，析出金属单质或气体，故质量可能会增加，不可能减少，A正确； B．该装置工作时，X为阳极，发生氧化反应，B正确； C．若X为粗铜，M为硫酸铜溶液，可以用来电解精炼铜，C正确； D．碱性条件下，电源电极的电极反应为甲烷失去电子被氧化为碳酸根离子：，D错误； 故选D。 7．（25-26高二上·辽宁抚顺·期末）钴的合金材料常应用于航空航天、机械制造等领域。用乙醇燃料电池作为电源电解含Co2+的水溶液制备金属钴的装置如图1、图2所示。下列说法错误的是                               A．图1装置工作时的能量转化形式主要为由化学能转化为电能 B．图2装置工作一段时间后，Ⅰ室中溶液的pH将增大 C．图2装置工作时，Ⅲ室中的Cl-通过阴离子交换膜往Ⅱ室迁移 D．图1装置工作时，a电极的电极反应式为： 【答案】B 【分析】图1为原电池装置，b极氧气发生还原反应为正极、a极乙醇发生氧化反应为负极；图2为电解池装置，石墨电极为阳极，Ⅰ室的电解质溶液为硫酸，水放电被氧化为氧气，电极反应为：，Ⅰ室消耗水，溶液中的氢离子浓度增大，氢离子经过阳离子交换膜由Ⅰ室进入Ⅱ室；Co电极为阴极，Ⅲ室的电解质溶液为CoCl2，Co2+离子放电，电极反应为：Co2++2e-=Co，溶液中的氯离子经阴离子交换膜由Ⅲ室进入Ⅱ室；氢离子和氯离子在Ⅱ室生成盐酸； 【详解】A．图1装置为原电池装置，工作时的能量转化形式主要为由化学能转化为电能，A正确； B．由分析，工作时，Ⅰ室中水被电解，硫酸浓度增大，氢离子浓度增大，pH减小，B错误； C．由分析，溶液中的氯离子经阴离子交换膜由Ⅲ室进入Ⅱ室，C正确； D．a极乙醇失去电子发生氧化反应，在酸性条件下生成二氧化碳和氢离子：，D正确； 故选B。 8．（25-26高二上·河南郑州·期中）一种基于氯碱工艺的新型电解池(如图)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法不正确的是 A．左侧电极电势低于右侧电极电势 B．阳极反应： C．理论上每消耗1 molFe2O3，阳极室溶液减少约213g D．阴极区溶液中OH-浓度逐渐升高 【答案】C 【分析】基于氯碱工艺的新型电解池，可用于湿法冶铁，结合装置，左侧电极上，Fe2O3在碱性条件下得到电子被还原为Fe，电极反应：Fe2O3+6e-+3H2O=2Fe+6OH-，左侧电极为阴极，则右侧电极为阳极，阳极氯离子失去电子被氧化为氯气，电极反应：； 【详解】A．结合分析可知，左侧电极为阴极、右侧电极为阳极，则左侧电极电势低于右侧电极电势，A正确；   B．右侧为电解池的阳极，氯离子放电生成氯气，阳极反应：，B正确； C．理论上每消耗1molFe2O3，转移6mol电子，生成3mol氯气，同时有6molNa+由阳极移向阴极，阳极室溶液减少质量为3mol×71g/mol+6mol×23g/mol=351g，C错误； D．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：Fe2O3+6e-+3H2O=2Fe+6OH-，阴极区溶液中OH-浓度逐渐升高，D正确； 故选C。 9．（25-26高二上·广东·期中）锌镍二次电池放电时的电极反应式为负极：；正极：。已知：电池在充电时，阳极会发生副反应：，下列有关该电池放电过程的说法正确的是 A．电子由正极经外电路流向负极，溶液中向正极迁移 B．每消耗6.5 g Zn，理论上正极有0.2 mol NiOOH被还原 C．正极反应中，NiOOH是氧化剂，每生成转移2 mol电子 D．放电过程中，正极上可能会析出 【答案】B 【详解】A．原电池中电子由负极流向正极，溶液中OH⁻应向负极迁移以中和电荷，A错误； B．6.5g Zn的物质的量为0.1mol，负极反应中1mol Zn失去2mol电子，总电子转移0.2mol；正极反应中每2mol NiOOH接受2mol电子，即1mol NiOOH对应1mol电子，故理论上0.2mol电子对应0.2mol NiOOH被还原，B正确； C．NiOOH中Ni为+3价，被还原为（Ni为+2价），NiOOH是氧化剂，每生成2mol转移2mol电子，因此每生成1mol转移1mol电子，C错误； D．析出O2的副反应发生在充电时的阳极（氧化反应），而放电时正极发生还原反应，不会产生O2，D错误； 故选B。 10．（25-26高二上·江苏镇江·阶段检测）粗铜中含有少量铁、锌、银、金等杂质，工业上可用电解法精炼粗铜制得纯铜，下列说法正确的是 A．精铜做阳极，粗铜做阴极 B．阴极存在Cu2+能被氧化 C．精炼时，阳极反应只有： D．电解后，可用阳极泥来提炼金、银等贵重金属 【答案】D 【详解】A．电解精炼粗铜时，粗铜在反应过程中生成进入电解质溶液，发生氧化反应为阳极，A错误； B．阴极反应为，在此过程中被还原，B错误； C．粗铜中含有Fe、Zn等活泼性比Cu强的金属，在精炼过程会优先被氧化，C错误； D．电解后，阳极泥主要成分是活泼性比Cu弱的金属，其中包含Ag、Au等贵重金属，D正确； 故答案选D。 11．（25-26高二上·河南·阶段检测）目前一款新型甲醇燃料电池已投放市场，该电池通过特殊的装置进行电能输出，不会造成任何污染，是一种相当环保的绿色电池。如图是甲醇燃料电池的实验装置图。下列有关说法正确的是 A．甲池中负极的电极反应式： B．电极B为正极，电极C上发生还原反应 C．乙池中硝酸根离子的浓度不断减小 D．乙池中D电极质量增加54 g时，理论上甲池中消耗0.125 mol氧气 【答案】D 【分析】甲池为燃料电池，B电极通入氧气，为正极，A电极通入甲醇，为负极，乙池为电解池，与负极相连的铜为阴极，与正极相连的Ag为阳极。 【详解】A．甲池为燃料电池，电解质为KOH溶液，负极反应式中不能生成H+，正确应为CH3OH+8OH--6e-=+6H2O，A错误； B．甲池中B极通入O2为正极，乙池C电极与B（正极）相连为阳极，阳极发生氧化反应，B错误； C．乙池阳极C发生失电子的氧化反应，Ag溶解生成Ag+：Ag-e-=Ag+，阴极D附近溶液中的Ag+得电子而在铜电极上析出Ag：Ag++e-=Ag，阳极溶解与阴极析出的Ag的量相等，的浓度不变，C错误； D．D电极增加54g为析出Ag的质量，，转移电子0.5mol，甲池正极反应：O2+2H2O+4e-=4OH-，故消耗O2物质的量为0.5mol=0.125mol，D正确； 故答案为D。 12．（25-26高二上·河南南阳·阶段检测）粗铜中的主要杂质包括锌、铁、镍、银、金、铂等，含量通常在0.5%～1.5%之间，这些杂质会影响铜的导电性和机械性能，可通过电解法精炼除去。电解精炼装置如图。下列说法错误的是 A．粗铜的熔点和硬度均小于纯铜 B．电解时，锌、铁、镍会变成离子进入溶液 C．电解过程中，硫酸铜溶液的浓度有所降低 D．金、银、铂等贵金属会沉积在电解池底部，形成阳极泥 【答案】A 【分析】电解法精炼铜，粗铜作阳极，精铜作阴极。 【详解】A．粗铜为合金，合金的熔点通常低于纯铜，但硬度一般大于纯铜，并非“均小于纯铜”，A错误； B．电解时，阳极粗铜中比铜活泼的锌、铁、镍会先失去电子，变成离子进入溶液，B正确； C．阳极溶解的铜及其他活泼金属失去电子生成阳离子，阴极仅铜离子得电子析出，由于阳极溶解的铜离子量少于阴极析出的铜离子量，溶液中硫酸铜浓度降低，C正确； D．金、银、铂等贵金属活动性弱于铜，不会在阳极失电子，会沉积在电解池底部形成阳极泥，D正确； 故选A。 13．（25-26高二上·河南南阳·阶段检测）以惰性材料为电极电解饱和食盐水，所得阴极产物为 A．Cl2 B．O2 C．Na D．NaOH和H2 【答案】D 【详解】以惰性材料为电极电解饱和食盐水，总反应方程式为：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑，则Cl-在阳极被氧化生成Cl2，阴极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，同时阴极区OH⁻浓度升高，与Na⁺结合生成NaOH，虽然H2是阴极直接析出的产物，但NaOH在阴极区生成，即所得阴极区产物为NaOH和H2，故答案为：D。 14．（25-26高二上·福建三明·期末）电解饱和食盐水是氯碱工业的基础，其装置如图所示。 (1)写出上图装置中电解饱和食盐水的离子方程式______。该装置中离子交换膜为______(填“阳”或“阴”)离子交换膜。 (2)可用碱性甲醇()燃料电池作为电解饱和食盐水的外加电源，若消耗2.24 L(已经换算为标准状况)甲醇蒸气，则理论上图装置的阳极室溶液减少的质量为______g。 (3)氯碱工业能耗大，通过如图的改进，可降低电解电压，从而大幅度降低能耗。电极A应与外接电源的______极相连(填“正”或“负”)，写出电极B的电极反应式______。 (4)某兴趣小组发现电解后阳极室有副产物，可用浓盐酸处理并回收产生的氯气。 ①生成氯气的离子方程式为______。 ②浓盐酸在该过程中所起的作用可能是： 猜想1：提高了，使的还原性增强； 猜想2：提高了，使的还原性增强； 猜想3：提高了，______。 ③用下图装置验证猜想2，补全操作和现象：闭合K，至指针读数稳定后______。 【答案】(1) 阳 (2)35.1 (3) 正 (4) 使氧化性增强 向右侧烧杯中加入少量硫酸，观察指针读数是否增大 【详解】（1）电解饱和食盐水时，反应生成氢氧化钠，氢气和氯气，反应的离子方程式为：；阳极处氯离子失去电子生成氯气，故a口逸出氯气，阴极处水得到电子生成氢气和氢氧根，故b口逸出氢气，为避免阴极区产生的氢氧根离子移向阳极与氯气发生反应，需选择阳离子交换膜。 （2）碱性甲醇()燃料电池的负极反应为，2.24L甲醇蒸气物质的量为0.1mol，则理论上转移的电子为0.6mol，电解饱和食盐水装置的阳极室发生反应，转移电子0.6mol时生成氯气0.3mol，且同时有0.6molNa+透过离子交换膜向阴极移动，则阳极室溶液减少的质量为。 （3）电极A 附近氯离子失去电子被氧化为氯气，作阳极，应与电源正极相连；电极B 附近氧气得电子转化为OH-，电极反应式为。 （4）①盐酸和发生归中反应生成，反应的离子方程式为； ②盐酸与的反应中，作氧化剂，因此还可能是提高c(H+)，使氧化性增强； ③用如图装置验证猜想2，具体的操作为：闭合K，至指针读数稳定后，向右侧烧杯中加入少量硫酸，观察指针读数是否增大。 15．（25-26高二上·河南南阳·阶段检测）铅蓄电池因具有技术成熟、成本低、适用温度范围广、安全性高、可做到完全回收利用等优点，而应用广泛。某同学设计的以铅蓄电池为电源电解溶液和(足量)溶液的装置如图(A、B、C、D均为惰性电极)。回答下列问题： (1)铅蓄电池使用寿命到期后，需要回收的原因为______。 (2)铅蓄电池工作时，正极的电极反应式为______。 (3)烧杯中的作用是______；、两极所产生的气体在同等条件下的体积比为______。 (4)电解一段时间后，电极C和电极D附近的现象分别为______、______。 (5)当铅蓄电池中消耗时，若要将形管中的溶液恢复到电解前的状态应加入(或通入)______mol的______(填名称)。 【答案】(1)含铅化合物及电解质溶液会污染环境 (2) (3) 增强溶液导电性 (4) 电极附近有无色气泡生成，且溶液变红 电极附近有黄绿色气体生成，且溶液变为浅黄绿色 (5) 1 氯化氢 【分析】铅蓄电池中Pb为负极、PbO2为正极，电子流向为Pb电极→A→B→C→D→PbO2，则A为阴极、B为阳极、C为阴极、D为阳极；烧杯中为中性Na2SO4溶液，为电解水，A极产生H2，B极产生O2；U型管中为KCl溶液，C极为H2O得电子生成H2，C电极附近同时生成OH-，使酚酞溶液变红，D电极为Cl-失电子生成Cl2。 【小题1】含铅化合物及电解质溶液会污染环境，因此铅蓄电池使用寿命到期后，需要回收。 【小题2】铅蓄电池工作时的正极反应为PbO2得电子被还原为PbSO4，电极反应式为。 【小题3】烧杯中为电解水，Na2SO4为电解质溶液，其作用是增强溶液的导电性，A、B两极产生体积比为2：1的氢气和氧气。 【小题4】据分析，电极C附近生成氢气和OH-，则现象为：有无色气泡生成，且溶液变红；D电极为Cl-失电子生成Cl2，则现象为：电极D附近有黄绿色气体生成，且溶液变为浅黄绿色。 【小题5】当铅蓄电池中消耗98g H2SO4时，外电路中通过1mol e-，则电极C、D上反应的H+和Cl-均是1mol，故要将U型管中的溶液恢复到电解前的状态应通入1mol的氯化氢。 培优拓展 16．（24-25高二下·江苏南通·期末）“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，设计耦合HCHO高效制H2的方法，装置如图所示。部分反应机理为： 下列说法正确的是 A．a极释放的气体是O2 B．电解过程中，a极区pH变小 C．b极的电极反应式： D．若生成22.4 L(标准状况下)H2，则有1 mol OH-通过阴离子交换膜 【答案】D 【分析】由反应机理可知，b极发生HCHO失去电子得到HCOO-和H2，发生氧化反应，b为阳极，a为阴极，以此解题。 【详解】A．a 极为阴极，在碱性溶液中，水电离出的H+发生还原反应生成氢气，电极反应式为：，因此a极释放的气体是 H2而不是O2，A错误； B．在a极（阴极）区，由于水不断放电生成OH-，且为了保持电荷守恒，生成的OH-会通过阴离子交换膜向阳极（b 极）迁移。每消耗1 mol水（产生 1 mol OH-），就有1 mol OH-迁出，OH-的物质的量基本不变，但由于水被消耗，溶液体积微小减小，KOH浓度反而可能略微升高，pH增大，B错误； C．b极为阳极，发生氧化反应（失去电子），而选项 C 给出的方程式是一个还原反应的表达式，正确的b极电极反应式应为：，C错误； D．阴极（a 极）：，阳极（b极）：，综合来看，整个电解池每转移2 mol电子，阴阳两极共计生成2 mol H2，因此，当生成22.4 L}（标准状况下即1 mol）的总H2时，外电路中实际只转移了1 mol电子，为了维持闭合回路的电荷守恒，必然有1 mol OH-从阴极区通过阴离子交换膜迁移到阳极区，D正确； 故选D。 17．（25-26高二下·湖北宜昌·阶段检测）一种将废弃电极材料LixCoO2(x<1)再锂化为 LiCoO2的电化学装置，其示意图如下： 下列说法正确的是 A．A电极电势高于B电极 B．LixCoO2电极上发生的反应：LixCoO2 +xe- +xLi+ = LiCoO2 C．一段时间后，阳极区附近溶液pH减小 D．电解过程中，外电路转移2mol e-时，溶液中有1mol SO移向LixCoO2电极 【答案】C 【分析】由图可知，该装置为电解池，与直流电源负极A电极相连的LixCoO2电极是电解池的阴极，LixCoO2在阴极得到电子发生还原反应生成LiCoO2，电极反应式为：LixCoO2 +(1-x)e- +(1-x)Li+ = LiCoO2；与直流电源正极B电极相连的铂电极是阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+。 【详解】A．A电极是直流电源的负极，B电极是正极，则A电极电势低于B电极，A错误； B．LixCoO2电极是电解池的阴极，LixCoO2在阴极得到电子发生还原反应生成LiCoO2，电极反应式为：LixCoO2 +(1-x)e- +(1-x)Li+ = LiCoO2，B错误； C．铂电极是阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，则一段时间后，阳极区附近溶液的氢离子浓度增大，pH减小，C正确； D．LixCoO2电极是电解池的阴极，铂电极是阳极，则电解过程中，硫酸根离子移向铂电极，D错误； 故选C。 18．（25-26高二下·河南新乡·阶段检测）某汽车企业将推出能让电动汽车续航达1000公里以上的“刀片电池”，放电时的总反应为：，放电过程示意图如图所示(集流体主要用于收集传导电流)。下列说法正确的是 A．放电时，每转移x mol，正极消耗1 mol B．充电时，Li+从M极区通过电解质移向N极 C．放电时，M极为正极，发生还原反应 D．充电时，N为负极，电极反应为 【答案】A 【分析】根据放电总反应​，结合原电池规律分析，原电池中阳离子移向正极，由图可知Li+从M极移向N极，因此M为负极，N为正极，负极反应：，正极反应：，以此解答； 【详解】A．由分析可知，放电时，每转移x mol，正极消耗1 mol，A正确； B．充电为电解池，N极为阳极，M极为阴极，Li+是电池内的阳离子，只会向阴极（M极）移动，不会流向N极，B错误； C．由分析可知，放电时M为负极，发生氧化反应，C错误； D．充电时N极为阳极，发生失电子的氧化反应，电极反应为，D错误； 故答案选A。 19．（25-26高二下·河南濮阳·期末）科研人员开发光催化剂，实现高效光催化合成氨，原理如图所示。已知：光照催化剂产生“光生电子”和“空穴()”，光生电子具有还原性，可以还原体系中的物质；空穴具有氧化性，可以氧化体系中的物质，启动化学反应合成氨。 下列叙述错误的是 A．体系中添加稀硫酸，能增强导电性，但不影响产物 B．其他条件相同，光强度越大，合成氨速率越快 C．阳极反应式为 D．阴极生成时理论上阳极消耗“空穴” 【答案】A 【分析】由题意可知，实现高效光催化合成氨的阳极反应为水分子在阳极得到空穴发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为：；阴极发生的反应为酸性条件下氮气在阴极得到电子发生还原反应生成氨气，电极反应式为：。 【详解】A．反应生成的氨气能与稀硫酸反应，所以向体系中添加稀硫酸会影响氨气的生成，A错误； B．由题意可知，其他条件相同，光强度越大，催化剂产生的光生电子和空穴越多，合成氨速率越快，B正确； C．由分析可知，阳极反应为水分子在阳极得到空穴发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为：，C正确； D．由电性守恒可知，光照催化剂产生的光生电子和空穴的物质的量相等，由分析可知，阴极发生的反应为酸性条件下氮气在阴极得到电子发生还原反应生成氨气，电极反应式为：，由反应式可知，阴极生成1 mol氨气时，消耗，理论上阳极消耗3 mol空穴，D正确； 故选A。 20．（25-26高二下·浙江舟山·阶段检测）利用某储能电池(图甲)做电源可实现在铁制品上镀铜(图乙)。下列说法不正确的是 A．图甲装置工作时，左侧溶液pH将变大 B．镀铜时，应将a极和d极，b极与c极相连 C．向图乙溶液中加入一些氨水，制成铜氨溶液，可使镀层光亮 D．a极电极反应为 【答案】D 【详解】A．图甲装置为原电池，a为负极，b为正极，a极电极反应为，左侧溶液中负电荷数量减少，通过质子交换膜向右侧移动，左侧溶液pH变大，A正确； B．电镀时，镀件作阴极(d极与a极相连)，镀层金属作阳极(b极与c极相连)，B正确； C．向溶液中加入一些氨水生成，降低了游离的浓度，降低Cu析出的速率从而使镀层光亮，C正确； D．由A选项分析可知，a极电极反应为，D错误； 故答案为：D。 21．（25-26高二下·广东韶关·期中）铁片上镀镍的实验装置如图所示，该装置工作时，下列说法错误的是 A．电镀液可能为硝酸镍溶液 B．能量转化形式主要是由电能转化为化学能 C．铁片上的电极反应式为Ni2+-2e-=Ni D．若电源为铅蓄电池，与镍片相连的电极应为PbO2电极 【答案】C 【分析】镀层金属（镍片）作阳极，连接电源正极， 发生氧化反应： ，待镀金属（铁片）作阴极，连接电源负极，发生还原反应： 。 【详解】A．电镀液需含 ，硝酸镍溶液可提供该离子，且无干扰副反应，A正确； B．装置为电解池，能量转化形式为电能转化为化学能，B正确； C．铁片为阴极，应发生还原反应，正确反应式为 ，选项中写为 ，电荷不守恒，C错误； D．铅蓄电池中， 为正极，镍片作为阳极需接正极，D正确； 故选C。 22．（25-26高二下·云南昭通·阶段检测）电催化还原硝酸盐制氨(装置如图所示)为硝氮循环利用提供了一种有前景的方法。该装置工作时，下列说法正确的是 A．能量的转化形式主要是化学能转化为电能 B．一段时间后，溶液的pH增大 C．/石墨电极上的电极反应式为 D．若电源为铅蓄电池，石墨II电极应与电极相连 【答案】D 【分析】该装置带有外接电源，属于电解池，CuO/石墨I连接电源负极，为阴极，在阴极发生还原反应转化为，N元素化合价从+5降低为-3，每个得到8个电子，结合质子交换膜允许定向移动的条件可配平阴极电极反应式；石墨Ⅱ连接电源正极，为阳极，阳极上失电子生成和，生成的通过质子交换膜向阴极移动。 【详解】A．该装置为电解池，能量转化形式主要是电能转化为化学能，A错误； B．阳极反应为，生成的全部通过质子交换膜移向阴极，溶液的pH保持不变，B错误； C．CuO/石墨I为阴极，发生得电子的还原反应，正确电极反应式为，C错误； D．石墨Ⅱ为电解池的阳极，需与外接电源的正极相连，铅蓄电池中电极为正极，故石墨Ⅱ电极应与电极相连，D正确； 故选 D。 23．（2026高二下·湖南株洲·期中）我国科学家研究的自驱动高效制取的电化学装置示意图如图所示。下列说法错误的是 A．电极Ⅱ的电势小于电极Ⅰ的电势 B．工作一段时间后装置b的溶液组成不变 C．装置a消耗时，整个装置消耗 D．装置b生成时，理论上装置a负极区溶液质量减少了28g 【答案】D 【详解】A．装置a为原电池，放电时电极Ⅰ为正极，电极Ⅱ为负极，正极电势大于负极电势，A正确； B．工作一段时间装置b的总反应为，所以装置b的溶液组成不变，B正确； C．装置a消耗时，转移4电子，装置a、b中均被氧化生成，根据得失电子守恒，装置a、b各消耗，则整个装置消耗，C正确； D．装置b生成时，转移，装置a负极区电极反应式为，每转移，有由装置a正极区经过阴离子交换膜移向负极区，所以负极区溶液的质量增加了，D错误； 故选D。 24．（25-26高二下·四川乐山·期中）某化学兴趣小组设计下列电化学实验装置，已知A、B、C、D均为惰性电极，E、F为两种活泼金属，均位于短周期，且位置相邻，E能与NaOH溶液反应。接通线路后，反应一段时间。 (1)乙池装置名称为___________，F极的电极材料为___________，E极电极反应式为___________； (2)U形管中D极附近现象为___________，U形管中发生的总反应化学方程式为___________，烧杯中溶液变蓝是___________烧杯(填 “a”或“b”)。 (3)已知烧杯和U形管中的溶液均足量，当U形管中共产生标况下气体224mL时，断开装置，此时甲需要加入质量为___________g的___________(填化学式)才能恢复到初始状态。 【答案】(1) 原电池 Mg或镁 Al - 3e- + 4OH- = [Al(OH)4]- (2) 有气泡产生，溶液变红 2H2O + 2KCl2KOH + H2↑ + Cl2↑ a (3) 0.4 CuO 【分析】E、F为两种活泼金属，均位于短周期，且位置相邻，E能与NaOH溶液反应，E是Al、F是Mg；则乙为原电池，Al失电子发生氧化反应，Al为负极、Mg为正极；甲是电解池，A连接原电池正极，A是阳极、B是阴极；U形管为电解池，D连接原电池负极，D是阴极、C是阳极。 【详解】（1）根据以上分析，乙池装置名称为原电池，F极的电极材料为Mg，E极电极为Al，Al为负极，负极Al失电子发生氧化反应结合氢氧根离子生成四羟基合铝酸根离子，负极反应式为Al - 3e- + 4OH- = [Al(OH)4]-； （2）U形管是电解池，D极为阴极，阴极发生反应 ，D极附近现象为有气泡产生，溶液变红，C是阳极，阳极氯离子失电子生成氯气，所以U形管中发生的总反应化学方程式为2H2O + 2KCl2KOH + H2↑ + Cl2↑，氯气能置换出KI中的碘，C电极生成氯气，所以烧杯中溶液变蓝是a烧杯。 （3）根据2H2O + 2KCl2KOH + H2↑ + Cl2↑，当U形管中共产生标况下气体224mL时，可知生成氢气和氯气的物质的量均为，电路中转移0.01mol电子，根据得失电子守恒，甲池阴极生成0.005molCu、阳极生成0.0025mol氧气，此时甲池需要加入质量为0.4g的CuO才能恢复到初始状态。 25（25-26高二下·上海·阶段检测）电解食盐水可以制备烧碱、次氯酸钠消毒液等。离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图如图。 1．气体a为：___________。 2．阳离子交换膜的作用是___________(不定项) A．防止和相遇而发生爆炸 B．得到比较纯净的NaOH C．使从阴极室进入阳极室 D．平衡水压 3．阴极区加入的并非纯水，少量NaOH的作用是___________。 采用无隔膜电解槽，电解3%～5%的NaCl溶液，可制备NaClO溶液。控制较低温度，适宜电压电解制备NaClO溶液原理示意图如图。 已知：与次氯酸盐相比，次氯酸具有更强的氧化性。 4．电解食盐水制备NaClO溶液总反应的化学方程式为___________。 5．NaClO杀菌消毒的原理和蛋白质的___________有关 A．盐析 B．水解 C．变性 D．显色 6．研究发现，电解制备NaClO溶液时，中性溶液为宜，若初始pH过高(pH≥13)或pH过低(pH≤3)都会降低NaClO的浓度。分析可能原因： ①pH过高，阳极会发生放电，导致电解效率降低，电极反应为___________。 ②pH过低，产生影响的可能原因： 假设a：pH过低时，导致溶解度___________，生成的NaClO减少。 假设b：pH过低时，HClO浓度增大氧化，生成和。 7．查阅文献，假设b成立。相应反应的离子方程式为___________。 8．取制得的NaClO溶液，滴加适量的，测定滴加前后溶液的pH可验证假设b成立，则测定pH可用___________。 A．酚酞 B．石蕊 C．pH试纸 D．pH计 【答案】1． 2．AB 3．增加溶液的导电性 4． 5．C 6． 降低 7． 8．D 【分析】制备烧碱：电解饱和食盐水总反应为：，阳极为氯离子失电子生成氯气，即气体a为；阴极为是水电离出的氢离子得电子生成氢气和氢氧根，阳极的钠离子通过阳离子交换膜进入阴极区，形成氢氧化钠溶液，气体b为；电解溶液时先生成、和，与反应生成、和水，两式合并得到总反应为：，以此进行分析。 1． 根据分析可知，气体a为； 2．A．阳离子交换膜分隔阳极室和阴极室，阻止阳极的和阴极的混合，防止二者爆炸，A正确； B．阳离子交换膜只允许等阳离子通过，阻止进入阴极室，因此可以得到纯净的，B正确； C．由分析可知，是从阳极室进入阴极室，C错误； D．阳离子交换膜的作用不是平衡水压，D错误； 故选AB； 3．纯水几乎不导电，是强电解质，加入少量可以电离出自由移动的离子，增强阴极区溶液导电性，加快电解速率。 4． 根据分析，电解食盐水制备溶液总反应的化学方程式为：； 5．杀菌消毒是利用其强氧化性使细菌的蛋白质发生变性，失去生理活性，因此选C； 6．①过高，阳极会发生放电，导致电解效率降低，电极反应为：； ②过低，产生影响的可能原因：假设a：过低时，存在平衡，过低，浓度过大，平衡逆向移动，溶解度减小，更多逸出，生成减少；假设b：过低时，浓度增大氧化，生成和，根据氧化还原反应配平，离子反应为：； 7． 由6分析可知，假设b成立，相应反应的离子方程式为：； 8．有强漂白性，会漂白酚酞、石蕊指示剂，也能漂白试纸，无法得到准确结果，只有计可以准确测定漂白性溶液的，故选D。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第12讲 电解池 内容导航 暑期启航·目标明确：暑期提前规划学习任务，明确阶段目标与提升路径 新知先修·体系构建：提前预习核心知识内容，梳理知识脉络，搭建完整框架 重点突破·方法培优：聚焦重难点知识突破，提炼解题思路，培养高效方法 典例精研·即时提升：精选典型例题深度讲解，掌握解题规律，实现即时提升 分层精练·培优拓展：基础巩固与培优拓展结合，分层训练提升综合应用能力 1.宏观辨识与微观探析：从宏观和微观的角度理解电解池中电子的移动、阴阳离子的移动、阴阳两极上的反应及其变化、电流形成的过程和原理。 2.证据推理与模型认知：建立电解过程的思维模型，理解电解的规律，判断电解的产物，书写电解的电极反应式和总反应式。 3.变化观念与平衡思想：通过对氯碱工业、电镀、电解精炼铜、电冶金等原理的分析，认识电能与化学能之间的能量转化。 4.证据推理与模型认知：建立电解应用问题的分析思维模型和电解相关计算的思维模型，加深对电解原理的理解和应用。 重点01电解原理 一、电解原理 1．实验探究：电解氯化铜溶液 按下图所示装置完成实验，并填写下表。 实验现象 实验结论 原因分析 电流表指针发生偏转 说明电解质溶液导电，形成 自由运动离子发生定向移动 与负极相连的b极上逐渐覆盖了一层 析出金 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu( 反应) 与正极相连的a极上有 气味的气体产生，能使湿润的碘化钾淀粉试纸 产生了 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑( 反应) 2．电解和电解池 (1)电解：使电流通过 而在阳极、阴极引起 反应的过程。 (2)电解池：将 转化为 的装置(也称 )。 (3)电解池的构成条件 ①直流 ；②两个 ；③ 或熔融电解质；④形成 。 3． 电解原理及电极判断 （1）电解池反应原理 （2）电解池阴极和阳极的判断依据 二、电解规律 1．电解池电极反应式的书写 (1)常见微粒的放电顺序 阴极：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>…… 阳极：活性电极＞S2－>I－>Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根 【特别提醒】 ①活性电极一般指Pt、Au以外的金属电极。 ②电解的离子方程式中，若参与电极反应的H＋或OH－是由水电离出来的，用H2O作为反应物。 (2)电极反应式的书写方法 以惰性电极碳棒电解CuSO4溶液为例 ①辨电极：阴极与电源 相连，阳极与电源 相连。 ②找离子：电解质溶液中：Cu2＋、H＋、SO、OH－。 ③排顺序：依据常见微粒放电顺序，阴极：Cu2＋>H＋(水)，阳极：OH－(水)>SO。 ④电极式：阴极：Cu2＋＋2e－===Cu，阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。 ⑤总反应：依据 守恒，调整各电极计量数，然后相加，标上反应条件 2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋、2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4。 2．电解后溶液的复原规律 用惰性电极电解下列酸、碱、盐溶液，请填写下表： (1)电解H2O型 电解质 H2SO4 NaOH Na2SO4 阳极反应式 阴极反应式 pH变化 复原加入物质 加入 (2)电解电解质型 电解质 HCl CuCl2 阳极反应式 2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极反应式 2H＋＋2e－===H2↑ Cu2＋＋2e－===Cu pH变化 复原加入物质 加入 加入 (3)电解质和水都发生电解型 电解质 NaCl CuSO4 阳极反应式 阴极反应式 pH变化 复原加入物质 加入 加入 【方法技巧】 电解后溶液的复原，从溶液中放出的气体和生成的沉淀，按照原子个数比组成具体物质再加入溶液即可。遵循“少什么加什么，少多少加多少”的原则。 3.电解池中的守恒规律 同一电路中转移的电子数是 的，利用电子守恒使各电极得失电子均相等，在各极反应式中建立联系。 三、电化学中多池装置 1．判断电池类型 (1)有外接电源时，各电池均为电解池。 (2)无外接电源，如燃料电池、铅酸蓄电池在电池中作电源，其他均为电解池。 (3)无外接电源，有活泼性不同电极的为原电池，活泼性相同或均为惰性电极的为电解池。 (4)根据电极反应现象判断。 2．解题方法步骤 ↓ ↓ 【方法技巧】 1．计算的方法 (1)得失电子守恒法计算：用于串联电路各极的电量相同等类型的计算。 (2)总反应式计算：根据总反应式列比例式计算。 (3)关系式计算：根据得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。 2．解题步骤 (1)正确书写电极反应式，注意阳极本身是否发生反应，当溶液中有多种离子放电时，注意离子放电的顺序性和阶段性。 (2)根据得失电子守恒和各电极反应式，逐步计算各电极不同阶段的生成物的物质的量。由此得出各电极质量的变化或各电极产生气体体积的定量关系。 重点02 电解原理的应用 一、电解饱和食盐水 烧碱、氯气都是重要的化工原料，习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做 。 1．电解饱和食盐水的原理 通电前：溶液中的离子是 。 通电后：①移向阳极的离子是 ， 比 容易失去电子，被氧化成 。 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑( 反应)。 ②移向阴极的离子是 ， 比 容易得到电子，被还原成 。其中H＋是由水电离产生的。 阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－( 反应)。 ③总反应： 化学方程式为 ； 离子方程式为 。 2．氯碱工业生产流程 工业生产中，电解饱和食盐水的反应在离子交换膜电解槽中进行。 (1)阳离子交换膜电解槽 (2)阳离子交换膜的作用：只允许Na＋等阳离子通过，不允许Cl－、OH－等阴离子及气体分子通过，可以防止阴极产生的 与阳极产生的 混合发生爆炸，也能避免 与阴极产生的 反应而影响氢氧化钠的产量。 3．氯碱工业产品及其应用 (1)氯碱工业产品主要有 等。 (2)电解饱和食盐水为原理的氯碱工业产品在有机合成、造纸、玻璃、肥皂、纺织、印染、农药、金属冶炼等领域中广泛应用。 二、电镀　电冶金 1．电镀与电解精炼 电镀是一种利用 原理在某些金属表面镀上一薄层其他 或 的加工工艺。电镀的主要目的是使金属增强抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观。 电镀 电解精炼 装置 阳极材料 镀层金属 阴极材料 镀件金属 阳极反应 阴极反应 溶液变化 Cu2＋浓度 Cu2＋浓度 ，金、银等金属沉积形成阳极泥 2.电冶金 (1)金属冶炼的本质：使矿石中的 获得电子变成 的过程。如Mn＋＋ne－===M。 (2)电解法用于冶炼较活泼的金属(如钾、钠、镁、铝等)，但不能电解其盐溶液，应电解其熔融态。 如：电解熔融的氯化钠可制取金属钠的电极反应式： 阳极： ； 阴极： ； 总反应：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。 【归纳总结】 (1)电解精炼过程中的“两不等”：电解质溶液浓度在电解前后不相等；阴极增加的质量和阳极减少的质量不相等。 (2)电镀过程中的“一多，一少，一不变”：“一多”指阴极上有镀层金属沉积；“一少”指阳极上有镀层金属溶解；“一不变”指电镀液(电解质溶液)的浓度不变。 三、电解原理在物质制备中的应用 1.多室电解池制备物质原理 电解原理常用于物质的制备，具有反应条件温和、反应试剂纯净和生产效率高等优点，电解原理能使许多不能自发的反应得以实现。工业上常用多室电解池制备物质，多室电解池是利用离子交换膜的 ，即允许带某种电荷的 通过而限制带相反电荷的离子通过，将电解池分为两室、三室、多室等，以达到浓缩、净化、提纯及电化学合成的目的。 2.多室电解池的分析思路 四、电化学原理在污染治理中的应用 利用电化学原理把空气、水中的污染物去除或把有毒物质变为无毒或低毒物质，具有易于控制、无污染或少污染、高度灵活性和经济性等优点。 考向01 电解原理 【典例01】（25-26高二上·黑龙江绥化·期末）某同学按下图所示的装置进行电解实验。下列说法不正确的是 A．电解一定时间后，石墨电极上有铜析出 B．电解过程中，铜电极上有H2产生 C．电解初期，主反应方程式为：Cu+H2SO4CuSO4+H2↑ D．电解初期，H+的浓度不断减小 【即时提升1-1】（25-26高二上·山东·阶段检测）关于如图所示①②两个装置的叙述正确的是 A．装置名称：①是原电池，②是电解池 B．硫酸浓度变化：①增大，②减小 C．电极反应式：①中阴极为，②中正极为 D．离子移动方向：①中向阴极方向移动，②中向负极方向移动 【即时提升1-2】（25-26高二·全国·寒假作业）电解池 (1)形成条件 ______电源。 两个电极：与电源正极相连的一极是______极，与电源负极相连的一极是______极。 电解质______或______电解质。 形成______回路。 (2)装置及电极反应 以电解CuCl2溶液为例。 装置(如图) 电极反应 阴极：______ 发生______反应 阳极：______ 发生______反应 总反应：______ (3)电子流向和离子流向 电子流向 电源______极→电解池______极 电解池______极→电源______极 离子流向 阳离子→电解池______极 阴离子→电解池______极 考向02 电解原理的应用 【典例02】（25-26高二上·全国·课后作业）某同学设计如图装置，探究氯碱工业原理，下列说法正确的是 A．石墨电极与直流电源负极相连 B．铜电极的电极反应式为 C．氢氧化钠在石墨电极附近产生，向铜电极迁移 D．用湿润的淀粉­KI试纸在铜电极附近检验气体，试纸变蓝色 【即时提升2-1】（25-26高二上·全国·课后作业）利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是 A．氯碱工业中，X、Y均为石墨，X附近能得到氢氧化钠溶液 B．铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4 C．电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属 D．制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁 【即时提升2-2】（25-26高二上·北京海淀·期末）原电池和电解池能实现电能与化学能的相互转化。 Ⅰ．在铁制品上电镀铜的工艺装置如图所示。 (1)甲处应为电源的___________(填“正极”或“负极”)。 (2)溶液中铜离子的浓度___________(填“变大”、“变小”或“基本不变”)。 Ⅱ．通过甲醇燃料电池实现用溶液制取溶液的工作原理如图所示。 (3)a极的电极反应式为___________。 (4)c口处获得的气体为___________(填化学式)。 (5)X处应为___________(填“阴离子交换膜”或“阳离子交换膜”)。 Ⅲ．一种利用电化学原理联合制备硫酸和氨的装置如下图所示。a、b、c、d均为惰性电极，其中d电极上有可催化放电的纳米颗粒，固体氧化物电解质只允许在其中迁移。 (6)在燃料电池中制备硫酸的总反应方程式为___________。 (7)下列说法正确的是___________(填序号)。 A．d上，被还原 B．c电极上的反应为： C．固体氧化物中的迁移方向为 (8)燃料电池中每消耗，在电解池中理论上产生的在标准状况下的体积为___________。 基础巩固 1．（25-26高二下·甘肃武威·期中）用石墨作电极电解足量溶液，当通电一段时间后，阳极收集到2.24 L(标准状况)气体。阴极析出铜的质量是 A．3.2 g B．8.0 g C．4.8 g D．6.4 g 2．（25-26高二上·浙江杭州·期末）现代社会中，人类的一切活动都离不开能量。下列过程或装置能实现电能转化为化学能的是 A．燃料燃烧 B．太阳能电池 C．普通锌锰电池 D．离子交换膜电解槽 A．A B．B C．C D．D 3．（25-26高二上·宁夏·期末）甲烷燃料电池采用铂作电极材料，两个电极上分别通入CH4和O2，电解质溶液为KOH溶液。某研究小组将上述甲烷燃料电池作为电源，进行电解饱和食盐水的实验，如图所示，其中乙装置中X为离子交换膜。下列说法错误的是 A．石墨电极为阳极，发生氧化反应 B．当电路中通过0.4 mol e-时，乙中Fe电极上产生氯气4.48 L(标准状况) C．乙中X为阳离子交换膜 D．甲烷燃料电池负极电极反应式是 4．（25-26高二上·安徽铜陵·阶段检测）锂离子电池已经成为新一代实用化的蓄电池，该电池具有能量密度大、电压高的特性。以下是锂离子电池放电时的电极反应式。 负极反应：（表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料） 正极反应：（表示含锂的过渡金属氧化物） 下列有关说法正确的是 A．锂离子电池放电时电池总反应式为 B．锂离子电池充电时电池内部向负极所连的电极移动 C．锂离子电池放电时电池内部阴离子流向正极 D．锂离子电池充电时阳极反应为 5．（25-26高二上·北京·期末）采用惰性电极电解法将含有、和少量的浆液分离成固体混合物和含铬溶液，装置如下。 下列说法不正确的是 A．阴极反应式为 B．阴极室生成的物质可用于固体混合物和的分离 C．通过阴离子交换膜进入阳极室，从而实现与浆液的分离 D．适当增大电压，也可在阴极室转化为除去 6．（25-26高二上·甘肃白银·期末）如图所示装置中的电源为碱性条件下的燃料电池，电极分别为铜片和，溶液为电解质溶液。若电源的电极通入的是甲烷气体，电极通入的是氧气，下列说法错误的是 A．铜片的质量可能会增加，不可能减少 B．该装置工作时，X电极上发生氧化反应 C．该装置可以用来提纯粗铜 D．电源a电极的电极反应式为 7．（25-26高二上·辽宁抚顺·期末）钴的合金材料常应用于航空航天、机械制造等领域。用乙醇燃料电池作为电源电解含Co2+的水溶液制备金属钴的装置如图1、图2所示。下列说法错误的是                               A．图1装置工作时的能量转化形式主要为由化学能转化为电能 B．图2装置工作一段时间后，Ⅰ室中溶液的pH将增大 C．图2装置工作时，Ⅲ室中的Cl-通过阴离子交换膜往Ⅱ室迁移 D．图1装置工作时，a电极的电极反应式为： 8．（25-26高二上·河南郑州·期中）一种基于氯碱工艺的新型电解池(如图)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法不正确的是 A．左侧电极电势低于右侧电极电势 B．阳极反应： C．理论上每消耗1 molFe2O3，阳极室溶液减少约213g D．阴极区溶液中OH-浓度逐渐升高 9．（25-26高二上·广东·期中）锌镍二次电池放电时的电极反应式为负极：；正极：。已知：电池在充电时，阳极会发生副反应：，下列有关该电池放电过程的说法正确的是 A．电子由正极经外电路流向负极，溶液中向正极迁移 B．每消耗6.5 g Zn，理论上正极有0.2 mol NiOOH被还原 C．正极反应中，NiOOH是氧化剂，每生成转移2 mol电子 D．放电过程中，正极上可能会析出 10．（25-26高二上·江苏镇江·阶段检测）粗铜中含有少量铁、锌、银、金等杂质，工业上可用电解法精炼粗铜制得纯铜，下列说法正确的是 A．精铜做阳极，粗铜做阴极 B．阴极存在Cu2+能被氧化 C．精炼时，阳极反应只有： D．电解后，可用阳极泥来提炼金、银等贵重金属 11．（25-26高二上·河南·阶段检测）目前一款新型甲醇燃料电池已投放市场，该电池通过特殊的装置进行电能输出，不会造成任何污染，是一种相当环保的绿色电池。如图是甲醇燃料电池的实验装置图。下列有关说法正确的是 A．甲池中负极的电极反应式： B．电极B为正极，电极C上发生还原反应 C．乙池中硝酸根离子的浓度不断减小 D．乙池中D电极质量增加54 g时，理论上甲池中消耗0.125 mol氧气 12．（25-26高二上·河南南阳·阶段检测）粗铜中的主要杂质包括锌、铁、镍、银、金、铂等，含量通常在0.5%～1.5%之间，这些杂质会影响铜的导电性和机械性能，可通过电解法精炼除去。电解精炼装置如图。下列说法错误的是 A．粗铜的熔点和硬度均小于纯铜 B．电解时，锌、铁、镍会变成离子进入溶液 C．电解过程中，硫酸铜溶液的浓度有所降低 D．金、银、铂等贵金属会沉积在电解池底部，形成阳极泥 13．（25-26高二上·河南南阳·阶段检测）以惰性材料为电极电解饱和食盐水，所得阴极产物为 A．Cl2 B．O2 C．Na D．NaOH和H2 14．（25-26高二上·福建三明·期末）电解饱和食盐水是氯碱工业的基础，其装置如图所示。 (1)写出上图装置中电解饱和食盐水的离子方程式______。该装置中离子交换膜为______(填“阳”或“阴”)离子交换膜。 (2)可用碱性甲醇()燃料电池作为电解饱和食盐水的外加电源，若消耗2.24 L(已经换算为标准状况)甲醇蒸气，则理论上图装置的阳极室溶液减少的质量为______g。 (3)氯碱工业能耗大，通过如图的改进，可降低电解电压，从而大幅度降低能耗。电极A应与外接电源的______极相连(填“正”或“负”)，写出电极B的电极反应式______。 (4)某兴趣小组发现电解后阳极室有副产物，可用浓盐酸处理并回收产生的氯气。 ①生成氯气的离子方程式为______。 ②浓盐酸在该过程中所起的作用可能是： 猜想1：提高了，使的还原性增强； 猜想2：提高了，使的还原性增强； 猜想3：提高了，______。 ③用下图装置验证猜想2，补全操作和现象：闭合K，至指针读数稳定后______。 15．（25-26高二上·河南南阳·阶段检测）铅蓄电池因具有技术成熟、成本低、适用温度范围广、安全性高、可做到完全回收利用等优点，而应用广泛。某同学设计的以铅蓄电池为电源电解溶液和(足量)溶液的装置如图(A、B、C、D均为惰性电极)。回答下列问题： (1)铅蓄电池使用寿命到期后，需要回收的原因为______。 (2)铅蓄电池工作时，正极的电极反应式为______。 (3)烧杯中的作用是______；、两极所产生的气体在同等条件下的体积比为______。 (4)电解一段时间后，电极C和电极D附近的现象分别为______、______。 (5)当铅蓄电池中消耗时，若要将形管中的溶液恢复到电解前的状态应加入(或通入)______mol的______(填名称)。 培优拓展 16．（24-25高二下·江苏南通·期末）“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，设计耦合HCHO高效制H2的方法，装置如图所示。部分反应机理为： 下列说法正确的是 A．a极释放的气体是O2 B．电解过程中，a极区pH变小 C．b极的电极反应式： D．若生成22.4 L(标准状况下)H2，则有1 mol OH-通过阴离子交换膜 17．（25-26高二下·湖北宜昌·阶段检测）一种将废弃电极材料LixCoO2(x<1)再锂化为 LiCoO2的电化学装置，其示意图如下： 下列说法正确的是 A．A电极电势高于B电极 B．LixCoO2电极上发生的反应：LixCoO2 +xe- +xLi+ = LiCoO2 C．一段时间后，阳极区附近溶液pH减小 D．电解过程中，外电路转移2mol e-时，溶液中有1mol SO移向LixCoO2电极 18．（25-26高二下·河南新乡·阶段检测）某汽车企业将推出能让电动汽车续航达1000公里以上的“刀片电池”，放电时的总反应为：，放电过程示意图如图所示(集流体主要用于收集传导电流)。下列说法正确的是 A．放电时，每转移x mol，正极消耗1 mol B．充电时，Li+从M极区通过电解质移向N极 C．放电时，M极为正极，发生还原反应 D．充电时，N为负极，电极反应为 19．（25-26高二下·河南濮阳·期末）科研人员开发光催化剂，实现高效光催化合成氨，原理如图所示。已知：光照催化剂产生“光生电子”和“空穴()”，光生电子具有还原性，可以还原体系中的物质；空穴具有氧化性，可以氧化体系中的物质，启动化学反应合成氨。 下列叙述错误的是 A．体系中添加稀硫酸，能增强导电性，但不影响产物 B．其他条件相同，光强度越大，合成氨速率越快 C．阳极反应式为 D．阴极生成时理论上阳极消耗“空穴” 20．（25-26高二下·浙江舟山·阶段检测）利用某储能电池(图甲)做电源可实现在铁制品上镀铜(图乙)。下列说法不正确的是 A．图甲装置工作时，左侧溶液pH将变大 B．镀铜时，应将a极和d极，b极与c极相连 C．向图乙溶液中加入一些氨水，制成铜氨溶液，可使镀层光亮 D．a极电极反应为 21．（25-26高二下·广东韶关·期中）铁片上镀镍的实验装置如图所示，该装置工作时，下列说法错误的是 A．电镀液可能为硝酸镍溶液 B．能量转化形式主要是由电能转化为化学能 C．铁片上的电极反应式为Ni2+-2e-=Ni D．若电源为铅蓄电池，与镍片相连的电极应为PbO2电极 22．（25-26高二下·云南昭通·阶段检测）电催化还原硝酸盐制氨(装置如图所示)为硝氮循环利用提供了一种有前景的方法。该装置工作时，下列说法正确的是 A．能量的转化形式主要是化学能转化为电能 B．一段时间后，溶液的pH增大 C．/石墨电极上的电极反应式为 D．若电源为铅蓄电池，石墨II电极应与电极相连 23．（2026高二下·湖南株洲·期中）我国科学家研究的自驱动高效制取的电化学装置示意图如图所示。下列说法错误的是 A．电极Ⅱ的电势小于电极Ⅰ的电势 B．工作一段时间后装置b的溶液组成不变 C．装置a消耗时，整个装置消耗 D．装置b生成时，理论上装置a负极区溶液质量减少了28g 24．（25-26高二下·四川乐山·期中）某化学兴趣小组设计下列电化学实验装置，已知A、B、C、D均为惰性电极，E、F为两种活泼金属，均位于短周期，且位置相邻，E能与NaOH溶液反应。接通线路后，反应一段时间。 (1)乙池装置名称为___________，F极的电极材料为___________，E极电极反应式为___________； (2)U形管中D极附近现象为___________，U形管中发生的总反应化学方程式为___________，烧杯中溶液变蓝是___________烧杯(填 “a”或“b”)。 (3)已知烧杯和U形管中的溶液均足量，当U形管中共产生标况下气体224mL时，断开装置，此时甲需要加入质量为___________g的___________(填化学式)才能恢复到初始状态。 25（25-26高二下·上海·阶段检测）电解食盐水可以制备烧碱、次氯酸钠消毒液等。离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图如图。 1．气体a为：___________。 2．阳离子交换膜的作用是___________(不定项) A．防止和相遇而发生爆炸 B．得到比较纯净的NaOH C．使从阴极室进入阳极室 D．平衡水压 3．阴极区加入的并非纯水，少量NaOH的作用是___________。 采用无隔膜电解槽，电解3%～5%的NaCl溶液，可制备NaClO溶液。控制较低温度，适宜电压电解制备NaClO溶液原理示意图如图。 已知：与次氯酸盐相比，次氯酸具有更强的氧化性。 4．电解食盐水制备NaClO溶液总反应的化学方程式为___________。 5．NaClO杀菌消毒的原理和蛋白质的___________有关 A．盐析 B．水解 C．变性 D．显色 6．研究发现，电解制备NaClO溶液时，中性溶液为宜，若初始pH过高(pH≥13)或pH过低(pH≤3)都会降低NaClO的浓度。分析可能原因： ①pH过高，阳极会发生放电，导致电解效率降低，电极反应为___________。 ②pH过低，产生影响的可能原因： 假设a：pH过低时，导致溶解度___________，生成的NaClO减少。 假设b：pH过低时，HClO浓度增大氧化，生成和。 7．查阅文献，假设b成立。相应反应的离子方程式为___________。 8．取制得的NaClO溶液，滴加适量的，测定滴加前后溶液的pH可验证假设b成立，则测定pH可用___________。 A．酚酞 B．石蕊 C．pH试纸 D．pH计 / 学科网（北京）股份有限公司 $