4.2.1 电解原理（同步练习）2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修第一册

**基本信息** 本同步练习聚焦电解原理，以“基础过关”为核心分层，通过选择、填空、综合题的梯度设计，实现从单一概念理解到工业应用综合分析的知识巩固，适配新授课教学需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础过关|电解原理基本概念（电极判断、反应式书写）|选择题直接考查核心概念（如第1题电极电势分析）| |基础过关|电解质与电离计算|填空题结合基础计算（如第4题电离常数计算）| |基础过关|工业应用与多装置综合（氯碱工业、燃料电池、废水处理）|综合题整合工业情境与跨装置分析（如第22题铁铬液流电池与废水处理）|

4.2.1 电解原理 （同步练习） 1．用惰性电极电解溶液制备高纯铁的原理如图所示。下列说法错误的是 A．a极电势低于b极电势 B．阴极电极反应式： C．离子交换膜宜用阴离子交换膜 D．电解法制备高纯铁总反应： 2．关于下列各装置图的叙述不正确的是 A．装置①盐桥中的移向乙烧杯 B．装置②用石墨作电极电解溶液 C．用装置③可实现在铁上镀铜 D．用装置④可实现铜的精炼 3．以石墨做电极，用如图所示型管电解煮沸除氧的饱和溶液。下列说法正确的是 A．电解反应停止后型管两侧液面下降高度不同 B．取b极区溶液于试管中，滴加溶液可持续观察到白色沉淀 C．将阳极产生的黄绿色气体通入淀粉溶液中，溶液变蓝，证明生成了 D．电子通过外电路在导线中定向迁移，然后进入电解质溶液 4．按要求回答下列问题： (1)下列物质中属于强电解质的是_______（填标号，下同），非电解质是_______，能导电的是_______。 ①CuSO4 ②HF ③氨水 ④液态HCl ⑤乙醇 ⑥BaSO4 ⑦Cu ⑧CO (2)若T℃时，醋酸的电离常数1.6×10-5，则该温度下0.01 mol·L-1醋酸溶液中c(H+)约为______mol·L-1。 (3)如图，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业和粗铜精炼的原理，其中乙装置中的X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题： ①甲中通入甲烷一极中的电极反应式为________。 ②乙中的总化学反应方程式为________。 ③电解一段时间后，若在标准状况下，有2.24L O2参加反应，乙装置中铁电极上生成气体的体积为_____L；欲使乙溶液复原需加入的物质是________（填名称）；丙装置中硫酸铜溶液的浓度________（填“增大”“减小”或“不变”）。 5．如图，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色。试回答下列问题： (1)A极为电源的_____极。 (2)甲装置中电解反应的总化学方程式是_____。 (3)欲用丙装置精炼铜，G应该是_____（填“纯铜”或“粗铜”），电解质溶液的成分是_____。已知氢氧化铁胶体中含有带正电荷的红褐色的胶粒，那么装置丁中的现象是：__________。 (4)检验E极产物的实验方法_____。 6．氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺节能超过30%。在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如图所示，其中的电极未标出，所用的离子交换膜都只允许阳离子通过。 (1)图中X、Y分别是______、______(填化学式)：X可用于制取84消毒液，请写出离子方程式______。 (2)燃料电池B中的负极反应式为：______，判断燃料电池B中NaOH溶液的浓度大小比较a%______b%(选择“>”、“<”或“=”填空)。 (3)标准状况下，当A池中生成22.4L氢气时，电路中转移的电子数为______。(设为阿伏加德罗常数) (4)如图所示装置，用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取。写出阳极上产生的电极反应式：______ 7．通过下列方法可分别获得和： ①通过电解获得NiOOH和(装置如图所示)； ②时，将①中产生的NiOOH与反应生成并获得。忽略电解时溶液的体积变化。 下列说法不正确的是 A．电解后KOH溶液的物质的量浓度几乎不变 B．电解的总反应方程式为 C．电解时阳极电极反应式为 D．电解过程中转移4 mol电子，理论上可获得标准状况下 8．铅酸电池是用途广泛并不断发展的化学电源。十九世纪，铅酸电池工作原理初步形成并延续至今。铅酸电池工作原理：。 (1)充电时，阳极发生的电极反应为______________________________。 (2)铅酸电池储存过程中，存在化学能的缓慢消耗：电极在作用下产生的可将电极氧化。氧化发生反应的化学方程式为______________________________。 (3)以铅酸电池作为化学电源，一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化(以溶液为模拟海水)，并以形式回收含锂废弃物中的锂元素，其工作原理如图所示。 ①电极上发生的电极反应式为______________________________。 ②工作时，电极附近溶液的__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 ③离子交换膜Ⅱ为__________交换膜(填“阳离子”或“阴离子”)，电解一段时间后，得到淡水的区域为__________(填序号)。 A．电极和离子交换膜Ⅰ之间 B．离子交换膜Ⅰ和Ⅱ之间 C．离子交换膜Ⅱ和Ⅲ之间 (4)①以为电极材料，溶液为电解液，在燃料电池的电极上分别通入甲烷和氧气。负极上发生的电极反应为______________________________。 ②用该燃料电池作为化学电源，以石墨作电极电解溶液，电解开始时，电解反应的总化学反应方程式为：__________________________________________________，当外电路中通过电子时，装置内共收集到气体(标准状况)，装置内的液体体积为(假设电解前后溶液体积不变)，则电解前溶液的物质的量浓度为__________。若要使电解液恢复到电解前的状态，可以向溶液中加入的物质及其物质的量为____________________。 ‌‌9．某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量)，当闭合该装置的电键K时，观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题： (1)甲池为________(填“原电池”或“电解池”)，A电极的电极反应式为________________。 (2)丙池中E电极为________(填“正极”“负极”、“阴极”或“阳极”)，丙池总反应的离子方程式为_________________________。 (3)当乙池中C极质量减轻5.4g时，甲池中B电极理论上消耗O2的体积为________mL(标准状况)。 (4)爱迪生蓄电池的反应式为：；高铁酸钠易溶于水，是一种新型净水剂.用如图装置可以制取少量高铁酸钠。 ①此装置中爱迪生蓄电池的正极是________(填“a”或“b”)，该电池工作一段时间后必须充电，充电时阴极的电极反应式为________________________。 ②写出在用电解法制取高铁酸钠时，阳极的电极反应式为________________________。 10．铅蓄电池是一种典型的可充电电池（如图），电池总反应式为：下列说法正确的是 A．放电时，发生氧化反应作负极 B．放电时，正极的反应式是 C．充电时，B应与电源的正极相连 D．充电时，阳极的反应式是 11．根据工业上离子交换膜法制烧碱的方法，可以用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。下列说法错误的是 A．电解槽两极分别加的硫酸和氢氧化钾是为了增强导电性 B．C口产出的气体为 C．通电开始后，阴极附近溶液pH增大 D．若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的电极反应式为 12．我国利用氯碱厂生产的H2作燃料，将氢燃料电站应用于氯碱工业，其示意图如下。 (1)a极为______(填“正”或“负”)极。b极的电极反应式为______ (2)乙装置中电解饱和NaCl溶液的化学方程式为______。 (3)下列说法正确的是______。 A．甲装置可以实现化学能向电能转化 B．甲装置中Na+透过阳离子交换膜向a极移动 C．乙装置中c极一侧流出的是淡盐水 (4)结合化学用语解释d极区产生NaOH的原因：____________。 (5)实际生产中，阳离子交换膜的损伤会造成OH-迁移至阳极区，从而在电解池阳极能检测到O2，产生O2的电极反应式为______。 (6)下列生产措施有利于提高Cl2产量、降低阳极O2含量的是______。 A．定期检查并更换阳离子交换膜 B．向阳极区加入适量盐酸 C．使用Cl-浓度高的精制饱和食盐水为原料 13．用石墨作电极，电解盛放在形管中足量的饱和溶液（滴有酚酞溶液），装置如下图。下列叙述正确的是 A．b极附近溶液先变红 B．电解时在极得到氯气，极得到金属钠 C．当阳极生成气体时，整个电路中转移了 D．电解一段时间后，将电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性 14．一种将废水中的硝酸盐转化为羟胺（）的绿色电化学原理如图所示。 下列说法正确的是 A．b为电源的正极 B．每转移1 mol ，阳极区溶液的质量减少8 g C．工作时阴极区溶液的pH减小 D．当阳极生成1.5 mol气体，生成33 g羟胺 15．高铁酸钾()是一种绿色环保水处理剂，兼具极强的氧化性和良好的絮凝效果，电解制备(紫色固体，能溶于水，微溶于KOH浓溶液)的装置如图。下列说法正确的是 A．KOH可以循环使用，制备过程中无须添加 B．工作时，左室和右室溶液的pH均减小 C．生成1mol高铁酸钾，左室溶液的质量会增加234g D．a交换膜为阳离子交换膜，b交换膜为阴离子交换膜 16．四甲基氢氧化铵常用作电子工业清洗剂。以四甲基氯化铵（易电离）为原料，采用电渗析法合成四甲基氢氧化铵（难电离），工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．电势：a电极电极 B．a电极反应式为 C．每生成，理论上两极共产生气体3.36 L（标准状况下） D．忽略溶液体积变化，若e是阳离子交换膜，则b电极附近溶液的pH变小 17．羟基自由基()具有很强的氧化性，能将苯酚氧化为和。我国科学家开发出如图所示装置，能实现制取氢气、处理含苯酚的废水二位一体。下列说法正确的是 A．电极为直流电源的负极，为阴离子交换膜 B．再生池中发生的反应为 C．电极的电极反应为 D．气体与在相同条件下的体积比为 18．某兴趣小组的同学用如图所示装置(甲、乙、丙三池中的溶质均足量)研究有关电化学的问题，当闭合该装置的开关K时，观察到电流表的指针发生了偏转。 请回答下列问题： (1)A电极的电极反应式为：_______；B电极为_______极(填“正”“负”“阴”“阳”)。 (2)通电后，C电极质量_______(填“变大”“变小”或“不变”)，该池中初始阶段发生的总反应的化学方程式为：_______。 (3)通电后，若丙池中两端电极材料不变，将溶液换成，丙池中溶液的将_______(填“变大”“变小”或“不变”)。一段时间后，可加入适量的_______便可复原至初始溶液的浓度。 (4)通电后，丙池中某电极质量变化了3.2 g，理论上甲池中消耗O2的体积为_______mL(标准状况)。 19．通过电解废旧锂电池中的可获得难溶性的和，电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是 A．电极B为阳极，发生氧化反应 B．电极B的电极反应： C．电解结束，可通过调节pH除去，再加入溶液以获得 D．电解一段时间后溶液中浓度保持不变 20．用惰性电极电解一定量的溶液，实验装置如图甲。电解过程中的实验数据如图乙，横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积(标准状况下)。下列说法错误的是 A．a极为电解池的阴极，b极为电解池的阳极 B．曲线0～P段表示的体积变化，曲线P～Q段表示和混合气体的体积变化 C．从0～Q过程中收集到的混合气体的平均摩尔质量为20 g/mol D．电解完成后，要想使电解液恢复原来的浓度和体积，可加入0.1 mol 固体 21．浓差电池是利用电解质溶液浓度不同而产生电流的一类电池。学习小组以浓差电池为电源，用如图所示装置从含的浆液中分离得到含的溶液并制备NaOH。 已知：+2H+。 下列说法错误的是 A．起始加入的CuSO4溶液浓度：c1＜c2 B．膜a和膜c均适合选用阴离子交换膜 C．工作时，转化成所需由惰性电极I电极反应产生 D．导线中通过1 mol，理论上电解池中两极共生成0.75 mol气体 22．液流电池储能寿命长、安全性高，是大规模高效储能首选技术之一，其中铁铬液流电池装置如图1所示。 已知：①氧化性：；②、、、、、电极均为惰性电极。 (1)图1装置与图2肼—空气燃料电池相连，可为铁铬液流电池充电，则电极应与____________电极相连(填“”或“”)，此时电极的电极反应式为____________；燃料电池工作时，电极的电极反应式为____________，消耗时，理论上需要通入标准状况下____________的空气(含量占空气的)。 (2)将图3作为负载与铁铬液流电池相连，可以电解处理含的废水制备硝酸和氨水。 ①此时，铁铬液流电池甲池溶液的____________(填“减小”、“增大”或“不变”)。 ②隔膜1为____________交换膜(填“阴离子”或“阳离子”)，口流出液中主要的溶质为____________(填化学式)。 ③当图1装置中有通过质子交换膜时，则图3装置中产生气体的总质量为____________。 23．以铅蓄电池供电，利用双极膜（双极膜是一种复合膜，在直流电作用下，中间界面内水解离为和，并实现其定向通过）电解制备磷酸和氢氧化钠的原理如图所示。下列说法正确的是 A．电极a的电极反应式： B．产品室2制备的产品是磷酸 C．当电路中通过电子时，电极上产生 D．膜为阴离子交换膜，膜为阳离子交换膜 24．某研究性学习小组用如图所示装置进行实验，探究原电池、电解池和电解制备钴的工作原理。一段时间后装置甲的两极均有气体产生，且极处溶液逐渐变成紫红色；停止实验，观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料：高铁酸根离子在溶液中呈紫红色。下列说法正确的是 A．甲池为原电池，乙池、丙池均为电解池 B．甲池极处发生 C．理论上乙池的室中不变 D．丙池中从左向右移动 25．为了探究原电池和电解池的工作原理，某研究性学习小组分别用下图所示的装置进行实验。 I．图甲： (1)在保证电极反应不变的情况下，不能替代Cu作电极的是___________。 A．石墨 B．镁 C．银 D．铂 (2)实验过程中，___________(填“从左向右”“从右向左”或“不”)移动；滤纸上能观察到的现象是___________。 Ⅱ．用图乙所示装置制备高铁酸钠时发现，两极均有气体产生，且Y极处溶液逐渐变成紫红色；停止实验观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料知，高铁酸根在溶液中呈紫红色，具有极强的氧化性。回答下列问题： (3)电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是___________。 (4)根据实验现象及所查信息，电解过程中，Y极发生的电极反应分别为___________和___________。 (5)电解进行一段时间后，若在X极收集到448 mL气体，Y电极(铁电极)质量减小0.28 g，则在Y极收集到气体为___________mL(均已折算为标准状况时气体体积)。 26．化学示意图是表达化学思想的重要工具。下列示意图表述的化学思想不合理的是 A． B．熔融的导电 C．温度对的影响 D．氢氟酸溶液中的微粒 A．A B．B C．C D．D 27．假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求，即为理想化。①～⑧为各装置中的电极编号。下列说法错误的是 A．当K闭合时，B装置在电路中作电源 B．当K闭合时，C装置中银片质量增加 C．当K闭合后，整个电路中电子的流动方向为：①→⑧；⑦→⑥；⑤→④；③→② D．当K闭合后，A装置中电极②处溶液变红，D装置中电解质溶液浓度保持不变 28．用石墨电极完成下列电解实验 实验一 实验二 装置 现象 、处试纸变蓝； 处变红，局部褪色； 处无明显变化 两个石墨电极附近有气泡产生； 处有气泡产生…… 下列对实验现象的解释或推测不合理的是 A．、处： B．处：试纸局部褪色，与生成的有关 C．处发生了反应： D．根据实验一的原理，实验二中处不可能析出铜 29．回答下面问题： (1)用电化学方法将转化为实现再利用，转化的基本原理如图所示。 电池工作时正极电极反应式为___________。若交换膜只允许氢离子通过，当M极产生(标准状况下)时，负极区溶液质量减少___________g。 (2)燃料电池装置如图。 a的电极反应式为___________。 (3)如图所示，a、b、c、d均为石墨电极，通电进行电解。 ①c的电极为___________(填“阴极”“阳极”“正极”或“负极”)。a、c的电极反应式分别为___________、___________。 ②若甲装置中足量，电解一段时间后，要使溶液复原，需加入___________(填化学式)。 ③电解溶液的离子方程式为___________。 30．研究人员在耦合介导的多孔碳电极上利用太阳能自驱动电催化还原产生氨，如图所示，M为阳离子交换膜。下列说法正确的是 A．a极是正极，发生氧化反应 B．b极的电极反应式为 C．若有参与反应，转移电子数为 D．溶液中通过交换膜M向a极迁移 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.2.1 电解原理 （同步练习） 1．用惰性电极电解溶液制备高纯铁的原理如图所示。下列说法错误的是 A．a极电势低于b极电势 B．阴极电极反应式： C．离子交换膜宜用阴离子交换膜 D．电解法制备高纯铁总反应： 【答案】B 【难度】0.55 【知识点】电解原理的应用、电解原理的理解及判断、根据电解目的设计合适方案、电解池电极反应式及化学方程式的书写 【分析】由图分析，a为阴极，，b为阳极，，据此答题。 【详解】A．a为阴极，b为阳极，b的电势比a高；A正确； B．a为阴极，，B错误； C．离子交换膜宜用阴离子交换膜，使左室阴离子进入右室维持电荷守恒，若用阳离子交换膜，阳极室的Fe3+进入阴极室影响铁的制备，C正确； D．将阴、阳两极电极反应式相加得：电解法制备高纯铁总反应：，D正确； 故选B。 2．关于下列各装置图的叙述不正确的是 A．装置①盐桥中的移向乙烧杯 B．装置②用石墨作电极电解溶液 C．用装置③可实现在铁上镀铜 D．用装置④可实现铜的精炼 【答案】A 【难度】0.68 【知识点】电解原理的理解及判断、原电池、电解池综合考查、电镀、原电池电解质溶液中离子的移向判断及应用 【详解】A．装置①为铜锌原电池，作负极位于甲烧杯，原电池中阴离子向负极移动，故移向甲烧杯，A错误； B．装置②用石墨作电极电解溶液时，阴极得到电子生成，阳极放出电子生成，与装置标注产物一致，B正确； C．铁上镀铜要求镀层金属作阳极，镀件作阴极，电解质为含的溶液，装置③中为阳极、为阴极，电解质为溶液，满足镀铜要求，C正确； D．铜的精炼要求粗铜作阳极、纯铜作阴极，电解质为溶液，装置④连接方式符合精炼铜的要求，D正确； 故选A。 3．以石墨做电极，用如图所示型管电解煮沸除氧的饱和溶液。下列说法正确的是 A．电解反应停止后型管两侧液面下降高度不同 B．取b极区溶液于试管中，滴加溶液可持续观察到白色沉淀 C．将阳极产生的黄绿色气体通入淀粉溶液中，溶液变蓝，证明生成了 D．电子通过外电路在导线中定向迁移，然后进入电解质溶液 【答案】C 【难度】0.62 【知识点】电解原理的理解及判断、实验探究电解原理 【详解】A．该装置为敞口装置，根据连通器原理，最终液面高度是相同的，即两侧液面下降高度相同，A错误； B．b极区是阴极区，放电后，存在大量，滴加会生成白色沉淀，但易被空气中的氧气氧化为红褐色，无法持续观察到白色沉淀，B错误； C．阳极产生的黄绿色气体能使淀粉溶液变蓝，该黄绿色气体是，证明阳极放电生成了，C正确； D．电子仅在外电路的导线中定向迁移，不会进入电解质溶液，电解质溶液依靠离子定向移动导电，D错误； 故选C。 4．按要求回答下列问题： (1)下列物质中属于强电解质的是_______（填标号，下同），非电解质是_______，能导电的是_______。 ①CuSO4 ②HF ③氨水 ④液态HCl ⑤乙醇 ⑥BaSO4 ⑦Cu ⑧CO (2)若T℃时，醋酸的电离常数1.6×10-5，则该温度下0.01 mol·L-1醋酸溶液中c(H+)约为______mol·L-1。 (3)如图，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业和粗铜精炼的原理，其中乙装置中的X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题： ①甲中通入甲烷一极中的电极反应式为________。 ②乙中的总化学反应方程式为________。 ③电解一段时间后，若在标准状况下，有2.24L O2参加反应，乙装置中铁电极上生成气体的体积为_____L；欲使乙溶液复原需加入的物质是________（填名称）；丙装置中硫酸铜溶液的浓度________（填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】(1) ①④⑥ ⑤⑧ ③⑦ (2) (3) ① ② 4.48 氯化氢 减小 【难度】0.62 【知识点】非电解质、电解质物质类别判断、物质水溶液的导电性、电离平衡常数及影响因素、原电池电极反应式书写、原电池、电解池综合考查 【详解】（1）强电解质是指在水溶液中或熔融状态下能完全电离的化合物，包括强酸、强碱和绝大多数盐；①、④液态、⑥ 均属于强电解质；非电解质是指在水溶液中和熔融状态下均不能导电的化合物，⑤乙醇、⑧ 属于非电解质；能导电的物质必须含有自由移动的离子或电子，③氨水含有自由移动的离子，⑦ 含有自由移动的电子，两者均能导电。 （2）醋酸在溶液中存在电离平衡：；设溶液中 ，则 ，由于醋酸是弱酸，电离程度很小，平衡时 。根据电离常数表达式 ，解得 ，即 。 （3）① 甲装置为甲烷燃料电池，通入氧气的一极为正极，通入甲烷的一极为负极。在碱性（）溶液中，甲烷失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为：； ② 根据装置连线可知，甲左侧正极与丙的粗铜相连，故粗铜为阳极，精铜为阴极；丙的精铜与乙的C电极相连，故C电极为阳极，Fe电极与甲的负极相连，作阴极；乙装置为电解饱和食盐水，总反应方程式为：； ③ 标准状况下 的物质的量为，正极反应为 ，转移电子 ；乙装置中铁电极（阴极）发生反应 ，根据电子守恒，生成的物质的量为，其标准状况下的体积为 ；电解饱和食盐水过程中脱离溶液的物质是等物质的量的和，相当于脱离了，因此欲使溶液复原需加入氯化氢；丙装置为粗铜精炼，阳极粗铜中含有比铜活泼的杂质金属（如 、 等），它们会优先于铜失去电子溶解，而阴极上只有得到电子析出；根据整个电路电子守恒，阳极溶解的铜的物质的量少于阴极析出的铜的物质的量，因此溶液中的浓度会减小。 5．如图，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色。试回答下列问题： (1)A极为电源的_____极。 (2)甲装置中电解反应的总化学方程式是_____。 (3)欲用丙装置精炼铜，G应该是_____（填“纯铜”或“粗铜”），电解质溶液的成分是_____。已知氢氧化铁胶体中含有带正电荷的红褐色的胶粒，那么装置丁中的现象是：__________。 (4)检验E极产物的实验方法_____。 【答案】(1)正 (2) (3) 粗铜 溶液（或可溶性铜盐溶液） Y极附近红褐色变深 (4)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近E极上方，若试纸变蓝，则说明产生了氯气 【难度】0.72 【知识点】胶体的性质和应用、电解原理的理解及判断、氯碱工业、铜的电解精炼 【分析】乙中F极附近滴入酚酞后显红色，说明F极附近生成了，F极发生还原反应，是阴极，E极是阳极。各装置串联，据此可依次确定其余各电极的极性。 【详解】（1）F极为阴极，E极为阳极；D极与E极相连，所以D极为甲装置的阴极，C极为阳极。C极与电源A极相连，因此A极为电源的正极； （2）甲装置中D极为阴极，铜离子在D极得到电子析出铜，电极反应为；C极为阳极，氯离子失去电子生成氯气，电极反应为。通电时，总化学方程式为； （3）丙装置中G极为阳极，H极为阴极。精炼铜时，阳极应使用粗铜，阴极使用纯铜，电解质可用溶液。阳极和阴极的主要电极反应分别为和。装置丁中X极为阳极、Y极为阴极，带正电荷的氢氧化铁胶粒向Y极移动并在其附近聚集，因此Y极附近红褐色变深； （4）乙中E极为阳极，氯离子在E极放电生成氯气，电极反应为。将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近E极上方，氯气将碘离子氧化为碘，反应为，生成的碘遇淀粉使试纸变蓝，由此可检验氯气。 6．氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺节能超过30%。在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如图所示，其中的电极未标出，所用的离子交换膜都只允许阳离子通过。 (1)图中X、Y分别是______、______(填化学式)：X可用于制取84消毒液，请写出离子方程式______。 (2)燃料电池B中的负极反应式为：______，判断燃料电池B中NaOH溶液的浓度大小比较a%______b%(选择“>”、“<”或“=”填空)。 (3)标准状况下，当A池中生成22.4L氢气时，电路中转移的电子数为______。(设为阿伏加德罗常数) (4)如图所示装置，用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取。写出阳极上产生的电极反应式：______ 【答案】(1) Cl2 H2 +2OH⁻=Cl⁻+ClO⁻+ (2) +2OH⁻-2e⁻= ＜ (3) (4) 【难度】0.57 【知识点】原电池、电解池综合考查 【分析】本题以氯碱工业节能新工艺为情境，综合考查电解饱和食盐水、氢氧燃料电池、离子交换膜作用、电极反应式以及电子转移计算。分析时要先分清A池为电解池，精制饱和食盐水在阳极生成，水在阴极得电子生成和OH⁻；B池为燃料电池，在负极失电子，在正极得电子。阳离子交换膜只允许等阳离子通过，有利于维持电荷平衡并得到NaOH溶液。 【详解】（1）A池为电解饱和食盐水装置，阳极Cl⁻失电子生成，阴极水得电子生成和OH⁻，通过阳离子交换膜进入阴极区形成NaOH溶液。因此图中X为，Y为。可与NaOH溶液反应制取84消毒液，离子方程式为+2OH⁻=Cl⁻+ClO⁻+。 （2）燃料电池B中通入H2的一极为负极，H₂在碱性条件下失电子被氧化，负极反应式为H2+2OH⁻-2e⁻=2H2O。O2所在正极区生成OH⁻，同时通过阳离子交换膜迁入正极区，使出口NaOH溶液浓度增大，故a%＜b%。 （3）A池中阴极反应为2+2e⁻=↑+2OH⁻，生成1 mol H2需要转移2 mol电子。标准状况下22.4 L H2为1 mol，所以电路中转移电子数为。 （4）用石墨作电极电解饱和食盐水时，阳极发生氧化反应，Cl⁻优先失电子生成，阳极电极反应式为。 7．通过下列方法可分别获得和： ①通过电解获得NiOOH和(装置如图所示)； ②时，将①中产生的NiOOH与反应生成并获得。忽略电解时溶液的体积变化。 下列说法不正确的是 A．电解后KOH溶液的物质的量浓度几乎不变 B．电解的总反应方程式为 C．电解时阳极电极反应式为 D．电解过程中转移4 mol电子，理论上可获得标准状况下 【答案】B 【难度】0.62 【知识点】22.4L/mol适用条件、电解原理的理解及判断、电解池电极反应式及化学方程式的书写、电解池有关计算 【详解】A．电解总反应为，反应中既不消耗也不生成，忽略溶液体积变化，物质的量浓度几乎不变，A正确； B．电解时仅生成和，是第二步与水反应的产物，电解总反应不是水的分解反应，B错误； C．电解时阳极失电子发生氧化反应生成，碱性环境下电极反应式为，C正确； D．转移电子时生成，根据反应，生成，标准状况下体积为，D正确； 故选B。 8．铅酸电池是用途广泛并不断发展的化学电源。十九世纪，铅酸电池工作原理初步形成并延续至今。铅酸电池工作原理：。 (1)充电时，阳极发生的电极反应为______________________________。 (2)铅酸电池储存过程中，存在化学能的缓慢消耗：电极在作用下产生的可将电极氧化。氧化发生反应的化学方程式为______________________________。 (3)以铅酸电池作为化学电源，一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化(以溶液为模拟海水)，并以形式回收含锂废弃物中的锂元素，其工作原理如图所示。 ①电极上发生的电极反应式为______________________________。 ②工作时，电极附近溶液的__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 ③离子交换膜Ⅱ为__________交换膜(填“阳离子”或“阴离子”)，电解一段时间后，得到淡水的区域为__________(填序号)。 A．电极和离子交换膜Ⅰ之间 B．离子交换膜Ⅰ和Ⅱ之间 C．离子交换膜Ⅱ和Ⅲ之间 (4)①以为电极材料，溶液为电解液，在燃料电池的电极上分别通入甲烷和氧气。负极上发生的电极反应为______________________________。 ②用该燃料电池作为化学电源，以石墨作电极电解溶液，电解开始时，电解反应的总化学反应方程式为：__________________________________________________，当外电路中通过电子时，装置内共收集到气体(标准状况)，装置内的液体体积为(假设电解前后溶液体积不变)，则电解前溶液的物质的量浓度为__________。若要使电解液恢复到电解前的状态，可以向溶液中加入的物质及其物质的量为____________________。 【答案】(1) (2) (3) 增大 阴离子 (4) 0.05 【难度】0.54 【知识点】原电池电极反应式书写、原电池、电解池综合考查、电解池电极反应式及化学方程式的书写、电解池有关计算、氧化还原反应方程式的书写和配平 【详解】（1）铅酸电池的总反应为：。 放电时，负极（）失电子生成，正极（）得电子生成。充电时，阳极发生氧化反应，即放电时正极反应的逆反应。放电时正极反应为：。因此，充电时阳极（接电源正极）的电极反应为：。 （2）电极在作用下产生的将电极氧化。在硫酸环境中，被氧化为，并与结合生成沉淀。作氧化剂，被还原为（酸性条件下）。反应物为，生成物为。配平得：。 （3）①电极a连接电源负极，为电解池阴极；电极b连接电源正极，为电解池阳极。阳极（电极b）上失电子发生氧化反应，电极反应为。 ②阴极（电极a)上得电子发生还原反应，电极反应为，反应生成，因此电极a附近溶液碱性增强，pH增大。 ③海水在膜Ⅰ和膜Ⅱ之间，脱盐时需要向阴极（左）移动，透过膜Ⅰ进入阴极区，因此膜Ⅰ为阳离子交换膜；需要向阳极（右）移动，透过膜Ⅱ进入膜Ⅱ和膜Ⅲ之间，因此膜Ⅱ为阴离子交换膜；含锂废弃物中的需要透过膜Ⅲ进入膜Ⅱ和膜Ⅲ之间与结合生成，向阴离子聚集的区域移动，因此膜Ⅲ为阳离子交换膜。 A．向阴极移动进入该区域，离子浓度增大，无法得到淡水，C错误； ‌B．向阴极移动、向阳极移动，该区域的和浓度减小，可得到淡水，B正确； ‌C．向阴极移动进入该区域，离子浓度增大，无法得到淡水，C错误； 故答案选B。 （4）①甲烷在碱性（）条件下失电子生成碳酸根：。 ②电解初始阶段，和放电生成、和，得到总反应方程式；。 ③气体共，电子。阳极为（耗）。若阴极只有放电，则产生，总气体为。现总气，说明阴极先析出，后析出。设为x，为。阴极得电子，气体。则。。 恢复需加和（即）。 9．某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量)，当闭合该装置的电键K时，观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题： (1)甲池为________(填“原电池”或“电解池”)，A电极的电极反应式为________________。 (2)丙池中E电极为________(填“正极”“负极”、“阴极”或“阳极”)，丙池总反应的离子方程式为_________________________。 (3)当乙池中C极质量减轻5.4g时，甲池中B电极理论上消耗O2的体积为________mL(标准状况)。 (4)爱迪生蓄电池的反应式为：；高铁酸钠易溶于水，是一种新型净水剂.用如图装置可以制取少量高铁酸钠。 ①此装置中爱迪生蓄电池的正极是________(填“a”或“b”)，该电池工作一段时间后必须充电，充电时阴极的电极反应式为________________________。 ②写出在用电解法制取高铁酸钠时，阳极的电极反应式为________________________。 【答案】(1) 原电池 (2) 阳极 (3)280 (4) b 【难度】0.52 【知识点】原电池正负极判断、原电池电极反应式书写、原电池、电解池综合考查、电解池电极反应式及化学方程式的书写、利用电子守恒法进行多池串联相关计算 【分析】根据题中图示判断，甲池为燃料电池，A为负极，B为正极，则乙中C为阳极，D为阴极，阳极上失电子生成银离子，阴极上铜离子得电子生成，丙池中E为阳极，F是阴极，也就是惰性电极电解硫酸铜溶液； 【详解】（1）甲池通入甲醇和，是可以自发发生氧化还原反应的甲醇碱性燃料电池，属于原电池；A电极是通入甲醇的负极，甲醇失电子，在碱性环境下生成和水，配平得到对应电极反应式； （2）丙池中E为阳极，电极反应为，F电极为阴极，电极反应为，总反应离子方程式为； （3）乙池中C极是阳极，质量减轻是Ag失电子溶解：，转移电子总物质的量为0.05 mol。甲池正极B处得电子，1 mol 消耗转移4 mol e⁻，因此消耗，标况下体积为； （4）制取高铁酸钠需要作阳极失电子，因此电极要连接电源正极，对应爱迪生蓄电池的b极为正极；充电时阴极发生还原反应，得电子生成和，得到对应电极反应式。 ② 阳极失电子，在强碱性条件下生成，配平电荷和原子得到对应电极反应式。 10．铅蓄电池是一种典型的可充电电池（如图），电池总反应式为：下列说法正确的是 A．放电时，发生氧化反应作负极 B．放电时，正极的反应式是 C．充电时，B应与电源的正极相连 D．充电时，阳极的反应式是 【答案】D 【难度】0.65 【知识点】原电池正负极判断、原电池电极反应式书写、铅蓄电池、原电池、电解池综合考查、电解池电极反应式及化学方程式的书写 【详解】A．放电时中元素化合价从+4降低为+2，得电子发生还原反应，作正极，A错误； B．给出的电极反应为失电子的氧化反应，是放电时负极的反应式，正极发生还原反应，B错误； C．放电时B极（）为负极，充电时原电池的负极应连接电源的负极作阴极，C错误； D．充电时阳极发生失电子的氧化反应，中+2价被氧化为中+4价，电极反应式书写正确，D正确； 故选D。 11．根据工业上离子交换膜法制烧碱的方法，可以用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。下列说法错误的是 A．电解槽两极分别加的硫酸和氢氧化钾是为了增强导电性 B．C口产出的气体为 C．通电开始后，阴极附近溶液pH增大 D．若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的电极反应式为 【答案】B 【难度】0.68 【知识点】氢氧燃料电池、电解原理的理解及判断、电解过程中溶液pH的变化、电解池电极反应式及化学方程式的书写、氯碱工业 【详解】A．纯水电离出的离子浓度低，导电性弱，加入硫酸、氢氧化钾可增加自由移动离子浓度，增强导电性，A正确； B．右侧为电解池阴极，阴极上水电离的得电子生成，故C口产出的气体为，B错误； C．阴极发生反应，浓度增大，附近溶液增大，C正确； D．碱性氢氧燃料电池中，正极得电子结合水生成，电极反应式为，D正确； 故选B。 12．我国利用氯碱厂生产的H2作燃料，将氢燃料电站应用于氯碱工业，其示意图如下。 (1)a极为______(填“正”或“负”)极。b极的电极反应式为______ (2)乙装置中电解饱和NaCl溶液的化学方程式为______。 (3)下列说法正确的是______。 A．甲装置可以实现化学能向电能转化 B．甲装置中Na+透过阳离子交换膜向a极移动 C．乙装置中c极一侧流出的是淡盐水 (4)结合化学用语解释d极区产生NaOH的原因：____________。 (5)实际生产中，阳离子交换膜的损伤会造成OH-迁移至阳极区，从而在电解池阳极能检测到O2，产生O2的电极反应式为______。 (6)下列生产措施有利于提高Cl2产量、降低阳极O2含量的是______。 A．定期检查并更换阳离子交换膜 B．向阳极区加入适量盐酸 C．使用Cl-浓度高的精制饱和食盐水为原料 【答案】(1) 负 (2) (3)AC (4)d极发生反应：生成OH-，且Na+从阳极区透过阳离子交换膜进入d极区，生成NaOH (5) (6)ABC 【难度】0.66 【知识点】原电池电极反应式书写、原电池、电解池综合考查、氯碱工业 【分析】根据图示可知，甲装置通入和空气（），为氢氧燃料电池（原电池）。通入的a极为负极，通入的b极为正极。乙装置为电解池，根据导线连接情况可知，b极（正极）连接c极，a极（负极）连接d极，因此c极为电解池的阳极，d极为阴极。c极区通入精制饱和溶液，放电生成；d极区通入水，放电生成和。 【详解】（1）甲装置中，a极通入，发生氧化反应，故a极为负极。b极通入，发生还原反应，为正极，由于电解质为溶液，其电极反应式为。 （2）乙装置为电解饱和食盐水的装置，反应生成氢氧化钠、氢气和氯气，化学方程式为。 （3）A项，甲装置是燃料电池，可实现将化学能转化为电能，正确； B项，原电池内部阳离子向正极移动，即透过阳离子交换膜向b极移动，错误； C项，乙装置中c极为阳极，不断放电生成，同时透过阳离子交换膜向阴极（d极）移动，导致c极区浓度降低，流出的是淡盐水，正确； 故选AC。 （4）d极为电解池的阴极，水得电子发生还原反应，电极反应式为，生成了；同时阳极区（c极区）的在电场作用下通过阳离子交换膜进入d极区，两者结合生成。 （5）若迁移至阳极区，会在阳极失电子生成，产生的电极反应式为。 （6）A项，定期检查并更换阳离子交换膜，可有效防止漏入阳极区放电，有利于降低含量，正确； B项，向阳极区加入适量盐酸，可以中和漏入的，同时增大了浓度，有利于放电生成，正确； C项，使用浓度高的精制饱和食盐水，增大了反应物的浓度，有利于优先放电产生，抑制副反应发生，正确； 故选ABC。 13．用石墨作电极，电解盛放在形管中足量的饱和溶液（滴有酚酞溶液），装置如下图。下列叙述正确的是 A．b极附近溶液先变红 B．电解时在极得到氯气，极得到金属钠 C．当阳极生成气体时，整个电路中转移了 D．电解一段时间后，将电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性 【答案】C 【难度】0.72 【知识点】电解原理的理解及判断、根据电解产物进行相关推断、电解过程中溶液pH的变化、电解池有关计算 【分析】图中b极连接电源正极，a极连接电源负极，所以a极为阴极，b极为阳极。 【详解】A．b极为阳极，发生反应，与水反应生成和，生成物质均显酸性且具有漂白性，附近溶液不会变红； a极为阴极，反应会生成，a极附近先变红，A错误； B．b极能够得到，但水溶液中得电子能力强于，a极反应为，只能得到，无法得到金属钠，B错误； C．阳极反应为，每生成转移2 mol电子，因此生成0.1 mol阳极气体时，电路中转移，C正确； D．电解总反应为，反应生成强碱，溶液呈碱性，D错误； 故选C。 14．一种将废水中的硝酸盐转化为羟胺（）的绿色电化学原理如图所示。 下列说法正确的是 A．b为电源的正极 B．每转移1 mol ，阳极区溶液的质量减少8 g C．工作时阴极区溶液的pH减小 D．当阳极生成1.5 mol气体，生成33 g羟胺 【答案】D 【难度】0.42 【知识点】电解原理的理解及判断、电解过程中溶液pH的变化、电解池电极反应式及化学方程式的书写、电解池有关计算、电子转移计算 【分析】在Cu电极中，硝酸盐转化为羟胺（），N元素化合价由+5价降到-1价，得到电子，发生还原反应，所以Cu电极是阴极，IrOx电极是阳极，Cu电极连着b极，所以b极是负极，a极是正极。 【详解】A．b极是负极，A错误； B．阳极的反应为：，转移4 mol e-时，放出1 mol O2，同时4 mol H+会迁移离开阳极，转移1 mol e-时，n(O2)=0.25 mol，m(O2)=n(O2)·M(O2)=0.25 mol × 32 g/mol = 8 g，同时转移1 mol e-时，生成1 mol H+，m(H+)=n(H+)·M(H+)=1 mol × 1 g/mol，所以总共损失9 g，B错误； C．阴极反应为：，每转移6 mol e-时，反应消耗7 mol H+，同时阳极迁移过来6 mol H+，净消耗1 mol H+，c(H+)降低，pH增大，C错误； D．阳极生成的气体是O2，放出1 mol O2时转移4 mol e-，生成1.5 mol气体则转移6 mol e-，阴极中N元素化合价由+5价降到-1价，每个N得到6 mol e-，所以阳极生成1.5 mol气体时阴极会生成1 mol羟胺，m(NH2OH)=n(NH2OH)·M(NH2OH)=33 g，D正确； 故选D。 15．高铁酸钾()是一种绿色环保水处理剂，兼具极强的氧化性和良好的絮凝效果，电解制备(紫色固体，能溶于水，微溶于KOH浓溶液)的装置如图。下列说法正确的是 A．KOH可以循环使用，制备过程中无须添加 B．工作时，左室和右室溶液的pH均减小 C．生成1mol高铁酸钾，左室溶液的质量会增加234g D．a交换膜为阳离子交换膜，b交换膜为阴离子交换膜 【答案】D 【难度】0.42 【知识点】电解原理的理解及判断、根据电解产物进行相关推断、电解过程中溶液pH的变化、电解池有关计算 【详解】A．阳极电极反应式为：，阴极电极反应式为，由阴、阳两极电极反应式可知，转移电子的物质的量相同时，阳极消耗的氢氧根离子比阴极生成的氢氧根离子多，所以制备过程中要添加KOH，A错误； B．阴极电极反应式为，左室水中氢离子放电生成氢气，氢氧根离子浓度增大，溶液的pH增大，B错误； C．生成1mol高铁酸钾，转移电子，由阴极电极反应式可知，为了维持左室电荷守恒，有6mol钾离子通过阳离子交换膜进入左室，溶液质量会增加，C错误； D．阴极电极反应式为，左室负电荷增多，中间室中的通过阳离子交换膜进入左室，所以a交换膜为阳离子交换膜；阳极电极反应式为：，右室负电荷减少，则中间室中的通过阴离子交换膜进入右室，所以 b交换膜为阴离子交换膜，D正确； 故选D。 16．四甲基氢氧化铵常用作电子工业清洗剂。以四甲基氯化铵（易电离）为原料，采用电渗析法合成四甲基氢氧化铵（难电离），工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．电势：a电极电极 B．a电极反应式为 C．每生成，理论上两极共产生气体3.36 L（标准状况下） D．忽略溶液体积变化，若e是阳离子交换膜，则b电极附近溶液的pH变小 【答案】B 【难度】0.45 【知识点】原电池、电解池综合考查、根据电解产物进行相关推断、电解过程中溶液pH的变化、电解池电极反应式及化学方程式的书写、电解池有关计算 【分析】由装置可知：左侧电解池中由稀溶液生成浓溶液，则应通过c膜进入左侧，并在a电极上发生反应，则a电极为阴极；b电极为阳极，电极反应式为：；则n为正极，m为负极，据此分析解答。 【详解】A．a为阴极，b为阳极，阳极电势高于阴极电势，A正确； B．a极应生成难电离的，电极反应式为，B错误； C．为，转移，a极生成，b电极生成，则a、b两极共产生气体，体积为（标准状况），C正确； D．b电极反应：，变小，D正确； 故选B。 17．羟基自由基()具有很强的氧化性，能将苯酚氧化为和。我国科学家开发出如图所示装置，能实现制取氢气、处理含苯酚的废水二位一体。下列说法正确的是 A．电极为直流电源的负极，为阴离子交换膜 B．再生池中发生的反应为 C．电极的电极反应为 D．气体与在相同条件下的体积比为 【答案】C 【难度】0.42 【知识点】电解原理的理解及判断、根据电解产物进行相关推断、电解池电极反应式及化学方程式的书写、电解池有关计算、陌生氧化还原反应方程式的书写和配平 【详解】A．电极上发生还原反应，故为阴极，与直流电源负极相连；电极一侧生成的需通过膜移向电极一侧，因此膜应为阳离子交换膜，A错误； B．再生池中钒离子循环的正确反应为，题给反应未配平，B错误； C．电极为阳极，水在此失去电子生成羟基自由基，电极反应为，方程式的原子和电荷均守恒，C正确； D．苯酚被羟基自由基完全氧化的反应为。生成转移电子，而每转移电子生成，故完全氧化苯酚时生成和。气体为，气体为，相同条件下气体体积比等于物质的量比，，D错误； 故选C。 18．某兴趣小组的同学用如图所示装置(甲、乙、丙三池中的溶质均足量)研究有关电化学的问题，当闭合该装置的开关K时，观察到电流表的指针发生了偏转。 请回答下列问题： (1)A电极的电极反应式为：_______；B电极为_______极(填“正”“负”“阴”“阳”)。 (2)通电后，C电极质量_______(填“变大”“变小”或“不变”)，该池中初始阶段发生的总反应的化学方程式为：_______。 (3)通电后，若丙池中两端电极材料不变，将溶液换成，丙池中溶液的将_______(填“变大”“变小”或“不变”)。一段时间后，可加入适量的_______便可复原至初始溶液的浓度。 (4)通电后，丙池中某电极质量变化了3.2 g，理论上甲池中消耗O2的体积为_______mL(标准状况)。 【答案】(1) 正 (2) 变小 (3) 不变 H2O (4)560 【难度】0.42 【知识点】原电池正负极判断、原电池电极反应式书写、原电池、电解池综合考查、电解池电极反应式及化学方程式的书写、电解池有关计算 【分析】甲池为碱性甲醇燃料电池，通入燃料甲醇的A电极为负极，通入氧气的B电极为正极；乙、丙为电解池。 【详解】（1） 碱性甲醇燃料电池中，负极甲醇失电子生成碳酸钾，配平电极反应式为：；B电极得电子发生还原反应，为原电池的正极； （2） C与燃料电池正极相连为乙池阳极，Ag在C极失电子损耗，因此C极质量变小；D为阴极，溶液中得电子生成单质Cu，总反应为电解硝酸铜和Ag生成硝酸银和铜，总反应的化学方程式为：； （3）电解溶液本质是电解水，为强酸强碱盐，溶液始终为中性，pH不变；电解过程只消耗水，因此加入适量水即可复原； （4） 丙池阴极析出Cu，质量增加3.2 g，，转移电子；反应转移4 mol电子，因此，标况下体积。 19．通过电解废旧锂电池中的可获得难溶性的和，电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是 A．电极B为阳极，发生氧化反应 B．电极B的电极反应： C．电解结束，可通过调节pH除去，再加入溶液以获得 D．电解一段时间后溶液中浓度保持不变 【答案】D 【难度】0.4 【知识点】电解原理的理解及判断、电解后溶液的复原、电解池电极反应式及化学方程式的书写 【分析】该装置有外接电源为电解池，电极B中Mn2+发生氧化反应转化为MnO2，B为阳极，则电极A为阴极，发生还原反应。 【详解】A．电极B为阳极，Mn2+发生氧化反应转化为MnO2，A正确； B．电极B中Mn2+发生氧化反应转化为MnO2，电极反应：，B正确； C．电解后溶液含Li+和Mn2+，调节pH可使Mn2+转化为Mn(OH)2沉淀除去，剩余Li+与反应生成，C正确； D．电极A生成Mn2+发生反应：，电极B消耗Mn2+生成MnO2，发生反应：，根据两极得失电子守恒，则Mn2+生成量大于消耗量，Mn2+浓度增大，D错误； 故选D。 20．用惰性电极电解一定量的溶液，实验装置如图甲。电解过程中的实验数据如图乙，横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积(标准状况下)。下列说法错误的是 A．a极为电解池的阴极，b极为电解池的阳极 B．曲线0～P段表示的体积变化，曲线P～Q段表示和混合气体的体积变化 C．从0～Q过程中收集到的混合气体的平均摩尔质量为20 g/mol D．电解完成后，要想使电解液恢复原来的浓度和体积，可加入0.1 mol 固体 【答案】C 【难度】0.45 【知识点】根据n=m/M的相关计算、电解原理的理解及判断、电解后溶液的复原、电解池电极反应式及化学方程式的书写、电解池有关计算 【详解】A．在电解池中，电流方向从电源正极流向阳极，图中电流指向b极，所以b是阳极，a是阴极，A正确； B．在初始阶段，在阴极，铜离子先放电，电极方程式为：，因此阴极没有气体产生，在阳极，，转移0.2 mol电子，生成的氧气的物质的量为：，生成的氧气在标准状况下的体积为：，和P点数据一致；P～Q段，铜离子已完全放电，阴极电极方程式为：，阳极电极方程式不变，因此生成的是氢气和氧气的混合气体， B正确； C．0~Q段，生成的氧气的总物质的量为：，P~Q段，转移了0.2 mol电子，生成的氢气的物质的量为：，混合气体的总物质的量为0.1 mol+0.1 mol=0.2 mol；混合气体的总质量为：，平均摩尔质量为：，C错误； D．0~P段，反应的总化学方程式为：，析出0.05 mol氧气和0.1 mol铜，可以看成是析出0.1 mol CuO。同时生成0.1 mol 硫酸。P~Q段，反应的总化学方程式为：，生成0.1 mol氢气，那么消耗0.1 mol水，需要补充0.1 mol CuO和0.1 mol水，而0.1 mol可以看成是0.1 mol，因此需要补充0.1 mol，和溶液中生成的硫酸恰好完全反应，得到原来的溶液，D正确。 故答案选C。 21．浓差电池是利用电解质溶液浓度不同而产生电流的一类电池。学习小组以浓差电池为电源，用如图所示装置从含的浆液中分离得到含的溶液并制备NaOH。 已知：+2H+。 下列说法错误的是 A．起始加入的CuSO4溶液浓度：c1＜c2 B．膜a和膜c均适合选用阴离子交换膜 C．工作时，转化成所需由惰性电极I电极反应产生 D．导线中通过1 mol，理论上电解池中两极共生成0.75 mol气体 【答案】B 【难度】0.42 【知识点】气体物质与NA相关的推算、原电池、电解池综合考查、根据电解目的设计合适方案、利用电子守恒法进行多池串联相关计算、原电池电解质溶液中离子的移向判断及应用 【分析】从图中可知，左侧为浓差电池，右边为电解池。右侧NaOH稀溶液中水得电子生成氢气和氢氧根离子，钠离子向NaOH区移动，从而制备NaOH，因此惰性电极Ⅱ为阴极，则惰性电极Ⅰ为阳极；与惰性电极Ⅰ（阳极）相连的Cu(Ⅱ)为原电池的正极，Cu(Ⅰ)为负极。 【详解】A．浓差电池中，浓度大的溶液中发生电极反应为，由于Cu(Ⅱ)为正极，故c2>c1，A正确； B．浓差电池中硫酸根离子通过膜a从右向左移动，电解池中浆液中的钠离子通过膜c向右移动，故膜a为阴离子交换膜，膜c为阳离子交换膜，B错误； C．工作时，中室的透过膜b（阴膜）向左侧移动，与惰性电极Ⅰ（阳极）电解产生的氢离子反应，将转化成，C正确； D．电解池阳极每产生1mol氧气转移4mol，阴极每产生1mol氢气转移2mol，当导线中通过1 mol，电解池两极共生成0.25+0.5=0.75mol气体，D正确； 故选B。 22．液流电池储能寿命长、安全性高，是大规模高效储能首选技术之一，其中铁铬液流电池装置如图1所示。 已知：①氧化性：；②、、、、、电极均为惰性电极。 (1)图1装置与图2肼—空气燃料电池相连，可为铁铬液流电池充电，则电极应与____________电极相连(填“”或“”)，此时电极的电极反应式为____________；燃料电池工作时，电极的电极反应式为____________，消耗时，理论上需要通入标准状况下____________的空气(含量占空气的)。 (2)将图3作为负载与铁铬液流电池相连，可以电解处理含的废水制备硝酸和氨水。 ①此时，铁铬液流电池甲池溶液的____________(填“减小”、“增大”或“不变”)。 ②隔膜1为____________交换膜(填“阴离子”或“阳离子”)，口流出液中主要的溶质为____________(填化学式)。 ③当图1装置中有通过质子交换膜时，则图3装置中产生气体的总质量为____________。 【答案】(1) n 11.2 (2) 减小 阳离子 3.6 【难度】0.42 【知识点】原电池、电解池综合考查 【详解】（1）图2为肼-空气燃料电池：通入的极发生氧化反应，是负极；通入空气的极发生还原反应，是正极； 铁铬液流电池充电时为电解池，极（甲池）发生反应，为阳极，电解池阳极接外接电源正极，因此接。 此时极为阴极，得电子还原为，电极反应为； 燃料电池中为负极，碱性条件下肼失电子生成氮气，电极反应为； 物质的量为，反应转移电子，得电子，因此需要为，占空气体积，故空气体积为。 （2）①铁铬液流电池接负载后放电，作原电池，给图3电解池供电。 ① 放电时，负极（乙池）反应：，正极（甲池）反应：；为平衡电荷，从乙池经质子交换膜迁移到甲池，因此甲池减小； ② 图3中电极放出，说明是阴极，电极反应为，需要（阳离子）迁移进入X区结合生成氨水，因此隔膜1为阳离子交换膜； 电极为阳极，反应为，（阴离子）迁移进入Y区结合生成硝酸，因此口流出的溶质为； ③ 图1中通过质子交换膜，说明整个电路转移电子；电解池中，转移电子时，生成，，总质量为。 23．以铅蓄电池供电，利用双极膜（双极膜是一种复合膜，在直流电作用下，中间界面内水解离为和，并实现其定向通过）电解制备磷酸和氢氧化钠的原理如图所示。下列说法正确的是 A．电极a的电极反应式： B．产品室2制备的产品是磷酸 C．当电路中通过电子时，电极上产生 D．膜为阴离子交换膜，膜为阳离子交换膜 【答案】D 【难度】0.42 【知识点】电解原理的理解及判断、原电池、电解池综合考查、电解池电极反应式及化学方程式的书写、电解池有关计算 【分析】铅蓄电池中铅为负极，二氧化铅为正极。由图可知，与直流电源正极相连的电极c为电解池的阳极，d为阴极，电解池工作时阴离子向阳极迁移，阳离子向阴极迁移，M膜为阴离子交换膜，原料室中通过M膜进入产品室1，与双极膜产生的反应生成，N膜为阳离子交换膜，原料室中钠离子通过N膜进入产品室2得到氢氧化钠，据此分析； 【详解】A．电极a是铅蓄电池的负极，反应为，A错误； B．根据分析，产品室2得到氢氧化钠，B错误； C．由分析可知，与直流电源正极相连的电极c为电解池的阳极，在阳极失电子发生氧化反应生成氧气，可知电路中通过电子时，电极c上产生氧气的物质的量为，C错误； D．根据分析，M膜为阴离子交换膜，N膜为阳离子交换膜，D正确； 故选D。 24．某研究性学习小组用如图所示装置进行实验，探究原电池、电解池和电解制备钴的工作原理。一段时间后装置甲的两极均有气体产生，且极处溶液逐渐变成紫红色；停止实验，观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料：高铁酸根离子在溶液中呈紫红色。下列说法正确的是 A．甲池为原电池，乙池、丙池均为电解池 B．甲池极处发生 C．理论上乙池的室中不变 D．丙池中从左向右移动 【答案】C 【难度】0.42 【知识点】原电池原理理解、原电池正负极判断、电解原理的理解及判断、原电池、电解池综合考查、电解池电极反应式及化学方程式的书写 【分析】从图中可知，丙装置构成原电池结构，Zn电极为负极，失电子生成，Cu电极为正极，得电子生成Cu，则甲中X电极为阳极，Fe失电子结合氢氧根离子生成，此外氢氧根离子也会失电子生成氧气，Y电极为阴极，水得电子生成氢气和氢氧根离子，乙中石墨电极为阳极，Co电极为阴极，得电子生成Co。 【详解】A．据分析知甲是电解池，丙是可自发进行氧化还原反应的原电池，乙是电解池，A错误； B．甲池中是6 mol/L的强碱性NaOH溶液，电极反应不可能生成大量，X极（Fe）的正确反应为，B错误； C．乙池I室的电极为阳极，电极反应为，每生成4 mol，就会有4 mol通过阳离子交换膜从I室迁移至II室，因此I室中不变，C正确； D．丙为原电池，Zn为负极，Cu为正极，阴离子向负极移动，因此从右（Cu极区）向左（Zn极区）移动，D错误； 故选C。 25．为了探究原电池和电解池的工作原理，某研究性学习小组分别用下图所示的装置进行实验。 I．图甲： (1)在保证电极反应不变的情况下，不能替代Cu作电极的是___________。 A．石墨 B．镁 C．银 D．铂 (2)实验过程中，___________(填“从左向右”“从右向左”或“不”)移动；滤纸上能观察到的现象是___________。 Ⅱ．用图乙所示装置制备高铁酸钠时发现，两极均有气体产生，且Y极处溶液逐渐变成紫红色；停止实验观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料知，高铁酸根在溶液中呈紫红色，具有极强的氧化性。回答下列问题： (3)电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是___________。 (4)根据实验现象及所查信息，电解过程中，Y极发生的电极反应分别为___________和___________。 (5)电解进行一段时间后，若在X极收集到448 mL气体，Y电极(铁电极)质量减小0.28 g，则在Y极收集到气体为___________mL(均已折算为标准状况时气体体积)。 【答案】(1)B (2) 从右向左 滤纸上有蓝色斑点产生 (3)氢气具有还原性，高铁酸钠具有强氧化性，防止生成的氢气与高铁酸钠反应 (4) (5)56 【难度】0.4 【知识点】实验探究原电池原理、实验探究电解原理、原电池、电解池综合考查、电解池有关计算 【分析】该实验探究原电池和电解池的工作原理，甲左侧为原电池，Zn为负极、Cu为正极，右侧为电解池，M为阳极、N为阴极；乙为电解池，X为阴极、Y为阳极。 【详解】（1）A．甲装置中，左侧为原电池，Zn比Cu活泼，Zn为负极，Cu为正极；石墨替代Cu作电极，石墨不活泼导电的非金属，作正极，电极不变，A不符合题意； B．根据金属活动性顺序，镁替代Cu作电极时，Mg作负极、Zn作正极，改变电极，电极反应发生变化，B符合题意； C．银金属活泼性均比Zn弱，替代Cu作电极时，Zn仍为负极，电极不变，电极反应不变，C不符合题意； D．铂金属活泼性均比Zn弱，替代Cu作电极时，Zn仍为负极，电极不变，电极反应不变，D不符合题意； 故答案为：B。 （2）在原电池中，阴离子向负极移动，即从右向左侧的Zn电极移动；右侧为电解池，M为阳极，N为阴极，M阳极发生失电子、氧化反应，电极反应为，N电极阴极得电子、还原反应，电极反应为，故滤纸上的现象为有蓝色斑点（氢氧化铜蓝色沉淀）产生。 （3）乙图装置为电解池，可知X为阴极，电解过程中，X极（阴极）上发生：，Y极（阳极）处有气体产生，且溶液逐渐变成紫红色，即有生成和气体氧气生成；电极反应为和，电解过程中，须将阴极产生的气体（氢气）及时排出，是因为氢气具有还原性，高铁酸钠具有强氧化性，防止生成的氢气与高铁酸钠反应； （4）Y极（阳极）处有气体产生，且溶液逐渐变成紫红色，即有生成和气体氧气生成，电极反应为和。 （5）X极收集到448mL（标准状况）气体，物质的量为，根据电极反应可知，转移电子，则Y电极(铁电极)质量减小0.28 g（物质的量为），根据可知转移电子物质的量为，该电极生成O2转移的电子物质的量为，由可知，生成的物质的量为，标况下气体体积为。 26．化学示意图是表达化学思想的重要工具。下列示意图表述的化学思想不合理的是 A． B．熔融的导电 C．温度对的影响 D．氢氟酸溶液中的微粒 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【难度】0.4 【知识点】热化学方程式书写及正误判断、温度对化学平衡移动的影响、弱电解质在水溶液中的电离平衡、实验探究电解原理 【详解】A．是吸热反应，生成物的能量高，A正确； B．熔融的电离产生和导电，向与电源负极相连的电极运动，向与电源正极相连的电极运动，B错误； C．为红棕色，为无色气体，升高温度平衡向方向移动，颜色变深，C正确； D．氢氟酸是弱电解质，溶液中存在和，另外有水分子和少量电离的，D正确； 故选B。 27．假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求，即为理想化。①～⑧为各装置中的电极编号。下列说法错误的是 A．当K闭合时，B装置在电路中作电源 B．当K闭合时，C装置中银片质量增加 C．当K闭合后，整个电路中电子的流动方向为：①→⑧；⑦→⑥；⑤→④；③→② D．当K闭合后，A装置中电极②处溶液变红，D装置中电解质溶液浓度保持不变 【答案】D 【难度】0.45 【知识点】原电池原理理解、原电池正负极判断、电解原理的理解及判断、原电池、电解池综合考查 【详解】A．当K闭合时，B装置中与稀硫酸可自发发生氧化还原反应，属于原电池，在电路中作电源，A正确，不符合题意； B．当K闭合时，C装置为电解池，电极为阳极，失电子生成，银片为阴极，在银片表面得电子生成附着，银片质量增加，B正确，不符合题意； C．电子仅在外电路的导线中移动，不进入电解质溶液，流动方向为原电池负极流出流向电解池阴极，电解池阳极流出流向原电池正极，即③→②、①→⑧、⑦→⑥、⑤→④，与选项描述一致，C正确，不符合题意； D．A装置中电极②为阴极，发生反应，生成的使酚酞变红；D装置为铜的电解精炼，阳极粗铜中、等比活泼的金属优先失电子进入溶液，阴极只有得电子析出，因此电解质溶液中浓度逐渐减小，溶液浓度降低，并非保持不变，D错误，符合题意； 故选D。 28．用石墨电极完成下列电解实验 实验一 实验二 装置 现象 、处试纸变蓝； 处变红，局部褪色； 处无明显变化 两个石墨电极附近有气泡产生； 处有气泡产生…… 下列对实验现象的解释或推测不合理的是 A．、处： B．处：试纸局部褪色，与生成的有关 C．处发生了反应： D．根据实验一的原理，实验二中处不可能析出铜 【答案】D 【难度】0.42 【知识点】次氯酸及其性质和用途、电解原理的理解及判断、电解池电极反应式及化学方程式的书写、氯碱工业、电解原理的应用实验 【详解】A．电源的正极连接的是b端，负极连接的是a端，因此d、a为阴极区域，b为阳极区域，阴极的电极反应本质是水电离出的H+得电子，反应为，生成的OH-会让pH试纸显碱性，因此a、d处试纸变蓝，故A合理； B．b处为阳极，氯离子失去电子生成氯气，氯气与水反应生成HCl和HClO，HCl使pH试纸变红，HClO具有漂白性，因此pH试纸局部褪色，与生成的HClO有关，故B合理； C．c处为电解池的阳极，铁失电子发生氧化反应：，因生成的浓度较低无明显现象，故C合理； D．根据实验一的原理，实验二中铜珠两侧形成串联电解池，m处为铜珠的阴极，铜珠的另一端n为阳极，n处铜失去电子生成铜离子向m端移动，移动到m处后会在阴极得到电子析出铜，铜离子可在m处的电子析出铜，D不合理。 29．回答下面问题： (1)用电化学方法将转化为实现再利用，转化的基本原理如图所示。 电池工作时正极电极反应式为___________。若交换膜只允许氢离子通过，当M极产生(标准状况下)时，负极区溶液质量减少___________g。 (2)燃料电池装置如图。 a的电极反应式为___________。 (3)如图所示，a、b、c、d均为石墨电极，通电进行电解。 ①c的电极为___________(填“阴极”“阳极”“正极”或“负极”)。a、c的电极反应式分别为___________、___________。 ②若甲装置中足量，电解一段时间后，要使溶液复原，需加入___________(填化学式)。 ③电解溶液的离子方程式为___________。 【答案】(1) 3.6 (2) (3) 阳极 或 【难度】0.4 【知识点】原电池的基本概念、燃料电池原理及优点、电解原理的理解及判断 【详解】（1）图示装置连接负载，可判断为电池，M电极转化为，氧元素化合价由-2价变为0价，失电子发生氧化反应，M电极为电池负极，电极反应式为，则N电极为电池正极，得电子转化为，电极反应式为；由，M电极生成2.24 L（标准状况下），电路中转移电子的物质的量为，有0.4 mol通过交换膜进入正极区，负极区溶液中减少0.2 mol，减少的质量为； （2）由燃料电池装置如图可知，a电极处转化为和水，其中氢元素的化合价由-1价变为+1价，化合价升高，失电子发生氧化反应，a电极的电极反应式为； （3）由图可知，电极a与电源正极相连，电极d与电源负极相连，电极a为电解池阳极，电极d为电解池阴极，则电极b为阴极，电极c为阳极； ①c的电极为阳极；电极a为阳极，发生氧化反应，溶液中的失电子生成和，电极反应式为，电极c为阳极，发生氧化反应，饱和溶液中失电子生成，电极反应式为； ②甲装置中电解溶液，生成和，溶液pH减小，若要使电解后的溶液复原，需补充并消耗，还要保证不引入杂质，可选择或； ③电极b为阴极，得电子生成，电极反应式为，结合反应，可得电解溶液的离子方程式为。 30．研究人员在耦合介导的多孔碳电极上利用太阳能自驱动电催化还原产生氨，如图所示，M为阳离子交换膜。下列说法正确的是 A．a极是正极，发生氧化反应 B．b极的电极反应式为 C．若有参与反应，转移电子数为 D．溶液中通过交换膜M向a极迁移 【答案】B 【难度】0.4 【知识点】电解池概念及组成、电解原理的理解及判断、电解池电极反应式及化学方程式的书写 【详解】A．多孔碳电极上利用太阳能自驱动电催化还原产生氨，在b电极上产生氨气，N的化合价降低被还原，故为阴极，则a为阳极，发生氧化反应，A错误； B．b极为阴极，氮气发生还原反应，其电极反应式为，B正确； C．不知道温度和压强，不能计算气体的物质的量，C错误； D．在电解池中，阳离子向阴极移动，应通过交换膜M向b极移动，D错误； 故答案选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $