4.2.2 电解池的应用（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** 高中化学“电解池的应用”同步练，以“基础过关”为核心层次，通过25道选择与填空题，构建从概念辨析到工业应用的知识巩固路径，强化化学观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础过关|电解池原理（电极反应、离子移动）、应用（氯碱工业、精炼铜等）、实验分析与计算|选择题主概念辨析（如电极反应判断），填空题主综合应用（如氯碱工业电极反应书写），情境贴近工业实际（如比亚迪电池、节能工艺）|

4.2.2 电解池的应用 （同步练习） 1．比亚迪推出新能源车配置了由多个扁平状的“刀片”电芯捆扎成的模组电池如图所示。放电时总反应为：。下列说法错误的是 A．放电时，会向着铝箔附近移动 B．充电时，在阴极脱嵌 C．充电时，阳极电极反应式为 D．用该电池作为电源在铁上镀铜，当转移电子时阴极增重，则电子利用率 2．下列实验的图示完全符合实验目的的是 A．测定中和反应的反应热 B．电解制铝 C．探究催化剂对反应速率的影响 D．验证电解NaCl溶液的产物 A．A B．B C．C D．D 3．某研究人员设计如图所示装置，利用二氧化硫——空气质子交换膜燃料电池，将化学能转化为电能，实现环保、制硫酸和精炼铜一体化。下列说法错误的是 A．乙装置中发生电能转化为化学能 B．c电极材料是纯铜 C．b电极方程式是 D．甲、乙装置中电解液的浓度和成分始终不变 4．一种电化学处理硝酸盐产氨的工作原理如题图所示。下列说法正确的是 A．电极上发生还原反应生成 B．通过阳离子交换膜从右室移向左室 C．电解前后，阴极区溶液的减小 D．外电路每通过电子，电极上产生 5．通过电化学方法制备，进而由与反应合成。为提高电流利用效率，某小组设计电化学合成示意图如下，已知氧化性：。下列说法正确的是 A．电极B与电源正极相连 B．电极B的电极反应式为：O2+2H+- 2e-= H2O2 C．电解液中可以用氢溴酸代替 D．原料足量的情况下，理论上电路中转移可得到 6．关于下列装置说法错误的是 A．装置①中，盐桥中的阳离子移向溶液 B．装置②工作一段时间后，a极附近溶液的增大 C．用装置③精炼铜时，c极为精铜 D．装置④中电子由流向 7．氯碱工业是高能耗产业，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Y是_________(填化学式)，图示中a%_______b%(填“>”、“<”或“=”)。 (2)写出燃料电池正极的电极反应：_____________________。 (3)这种设计的主要节能之处在于(写出两处)______________、______________。 (4)某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行电解饱和NaCl溶液的实验，如下图所示，回答下列问题。 ①甲烷燃料电池工作时，其负极的电极反应式为：______________。 ②闭合开关K后，a、b电极上均有气体产生，其中b电极上得到的是_______，电解NaCl溶液的总反应式为______________。 ③若每个电池甲烷通入的量为1L(标准状况)，且反应完全，则理论上最多能产生氯气的体积为_______L(标准状况)。 8．(Ⅰ)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。当闭合该装置的开关时，观察到电流表的指针发生了偏转。请回答下列问题。 (1)甲池为______________(填“原电池”或“电解池”)，通入CH3OH电极的电极反应式为_________________________。 (2)乙池中A(石墨)电极的名称为__________(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，总反应的化学方程式为____________________。 (3)当乙池中B电极质量增加21.6 g时，甲池中理论上消耗O2的体积为__________L(标准状况下)。 (Ⅱ)电解的应用比较广泛。根据下列电解的应用，回答下列问题： (4)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、和组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应连接电源的_______(填“正”或“负”)极，已知电镀过程中不产生其他离子，且有机阳离子不参与电极反应，阴极的电极反应式为_____________________。若改用氯化铝水溶液作电解液，则阴极产物为_______________。 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．双极膜(BPM)是一种能将水分子解离为H+和OH-的特殊离子交换膜。制取聚合硫酸铁净水剂[Fe2(OH)n(SO4)3-0.5n]m(简称PFS)的电化学装置如图所示。回答下列问题： (1)图中a、b均为石墨电极，b极的电极反应式为__________________。 (2)交换膜M为__________________(填“阴离子”或“阳离子”)交换膜，图中甲是__________________(填“H+”或“OH-”)。 11．氯碱工业和电解精炼铜是工业上电解原理的重要应用，其示意图如图所示，下列有关说法正确的是 A．M是电源的负极 B．电解精炼铜过程中硫酸铜溶液的浓度保持不变 C．电解精炼铜的粗铜作阳极，发生还原反应 D．F口产生的气体主要是氯气 12．下列实验装置符合实验目的的是 A．粗铜的精炼 B．验证电解饱和NaCl溶液(含酚酞)的产物 C．在铁制品上镀铜 D．设计原电池 A．A B．B C．C D．D 13．下列关于金属的冶炼反应错误的是 A．冶炼银： B．冶炼镁： C．冶炼铬： D．冶炼铝： 14．一种利用、制备金属锂的装置如图所示。下列说法正确的是 A．的电势高于的电势 B．隔膜为阴离子交换膜 C．消耗可产生 D．利用该装置制备金属锂可在常温下进行 15．一种电解装置如图所示，电解时H+从右室移向左室。通过电解获得的电解液可实现如下转化， 下列说法错误的是 A．右室电解获得的电解液可用于实现“转化Ⅰ” B．电解过程中右室溶液的pH上升 C．“转化Ⅱ”发生的反应为 D．“转化Ⅰ”生成1 mol，理论上电路中通过：6 mol e- 16．双极膜是一种离子交换复合膜，在直流电场作用下能将中间层的水分子解离成H+和OH-，并分别向两极迁移。用双极膜电解淀粉[(C6H10O5)n]溶液制取双醛淀粉[(C6H8O5)n]的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．搅拌能明显提高电解反应速率 B．a极的电势高于b极 C．b极的电极反应式为：、 D．当电路中转移2mol电子时，可得160g双醛淀粉 17．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 18．氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。如图是离子交换膜法电解饱和食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。 (1)写出电解饱和食盐水的化学方程式___________。 (2)电极M作___________。 A．正极 B．负极 C．阳极 D．阴极 (3)结合离子交换膜的作用，分析精制饱和食盐水从图中___________位置补充，氢氧化钠溶液从图中___________位置流出(选填“a”、“b”、“c”或“d”)。 (4)阴极产物是 ______和 _____；检验阳极产物的方法___________。工业上以电解饱和食盐水的两种产物合成氯化氢，其方法是：将稍过量的  ________放在___________中燃烧。 (5)氯气与消石灰可以制漂白粉，制取的反应方程式为：_____________________________。 其中漂白粉的有效成分是 _______________，漂白粉应 _________保存防止失效，原因(用反应方程式结合文字解释)_____________________________________。 19．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_____。 20．电解是海水资源综合利用的重要手段。 (1)我国科学家通过电解从海水中提取到镁单质，生成镁单质的电极反应式是___________。 (2)氯碱工业是化工产业的重要基础，其装置示意图如下图。生产过程中产生的氯酸盐副产物需要处理。 已知：当升高时，易歧化为和。 ①电解饱和食盐水的离子方程式为___________。 ②取实验后阳极区溶液进行检验，证实了阳极电解产物中含有。实验所用的试剂及现象是___________。 可选试剂：溶液、溶液、淀粉溶液、品红溶液 ③下列关于产生的说法中，合理的是___________(填序号)。 a．主要在阴极室产生 b．在电极上放电，可能产生 c．阳离子交换膜破损导致向阳极室迁移，可能产生 (3)可用盐酸处理淡盐水中的并回收。 ①反应的离子方程式为___________。 ②处理时，盐酸可能的作用是： i．提高，使氧化性提高或还原性提高； ii．提高，___________。 ③用下图装置验证i，请补全操作和现象：闭合，至指针读数稳定后___________。 21．在直流电流的作用下，双极膜(膜a、膜b)中间层中的H2O可解离为H+和OH-，清华大学罗教授提出，用氮杂环磷【NHP—H ()】小分子有机物实现高效异相电化学析氢，其工作原理如图所示： 下列说法错误的是 A．工作时，电极M与外电源的负极相连 B．工作过程中，可加入催化用量的NHPH，能制得大量H2 C．为了持续工作，只需要定期补充H2O D．若共收集到标准状况下13.44 L气体时(忽略气体溶解)，理论上有0.8 mol OH-透过膜a 22．有机电化学合成法是合成有机物的重要途径，经济效益高。下图是利用以下电解池制备苯二甲醛的装置，下列说法错误的是 A．甲电极是电池的阴极，由右室移向左室 B．该制备过程中，可循环利用的物质是 C．电路中每转移1 mol电子，右室会消耗 D．甲电极的电极反应式为 23．某实验小组尝试设计如下装置，利用光伏发电，以甲苯为原料通过间接氧化法制取苯甲酸并实现储能，反应原理如下图所示。下列有关说法错误的是 A．电极a为阴极，通过质子交换膜移向a极 B．装置M中发生反应： C．每生成，理论上装置M中可获得苯甲酸 D．电极b发生电极反应为 24．甲醇是一种重要的化工原料和新型燃料。如图是甲醇燃料电池工作的示意图，工作一段时间后，断开K。 (1)甲中负极的电极反应式为___________。 (2)若A、B、C、D均为石墨，W为饱和氯化钠溶液，回答下列问题。 a．写出丙池的反应方程式___________。 b．工作一段时间后向乙池中加入0.1molCu(OH)2后恰好使电解质复原，则标准状况下丙中D电极上生成气体的体积为___________。 (3)若把乙装置改为精炼铜的装置(粗铜含Zn、Fe、Ag、Au等杂质)，下列说法正确的是___________。 A．电解过程中，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等 B．A为粗铜，发生氧化反应 C．CuSO4溶液的浓度保持不变 D．杂质都将以单质的形式沉淀到池底 (4)利用“四室电渗析法”制备H3PO2(次磷酸)，其工作原理如图所示。 ①写出阳极的电极反应式：___________。 ②分析产品室可得到H3PO2的原因：___________。 (5)高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3。 ①放电时负极附近溶液的PH变化___________(填“增大”、“减小”或“不变”)； ②写出充电时阳极的电极反应式为：___________。 25．Ⅰ.新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入和，电解质溶液为KOH溶液。某研究小组以甲烷燃料电池(装置甲)为电源，模拟氯碱工业生产原理，装置如图所示。请回答以下问题： (1)B、D的电极名称分别是___________、___________。 (2)C极可以选用的材料是___________(填标号)。 A．铁棒　　　B．银棒　　　　C．石墨棒 (3)A极发生的电极反应为_______________________。 (4)装置甲、乙中的电解质溶液足量，当电路中通过0.4 mol电子时，气体a、b的总物质的量与气体c、d的总物质的量之比为_______。 Ⅱ. (5)某实验小组用一种电化学装置(如下图所示)将CO转化为纯碱，请回答下列问题。 ①右池中的交换膜可能是________。 A．阳离子交换膜　　　　B．阴离子交换膜 ②写出D电极的电极方程式____________________________。 ③A电极质量增加11.2 g，理论上可以制备出_______g(忽略水解)。 Ⅲ. (6)以连二亚硫酸根()为媒介，使用间接电化学法也可处理燃煤烟气中的NO，装置如图所示： ①阴极区的电极反应式为___________________。 ②NO吸收转化后的主要产物为，若通电时电路中转移了0.5 mol，则此通电过程中理论上吸收的NO在标准状况下的体积为________L。 / 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 $ 4.2.2 电解池的应用 （同步练习） 1．比亚迪推出新能源车配置了由多个扁平状的“刀片”电芯捆扎成的模组电池如图所示。放电时总反应为：。下列说法错误的是 A．放电时，会向着铝箔附近移动 B．充电时，在阴极脱嵌 C．充电时，阳极电极反应式为 D．用该电池作为电源在铁上镀铜，当转移电子时阴极增重，则电子利用率 【答案】B 【难度】0.68 【知识点】新型电池、电解池有关计算、原电池、电解池综合考查、电镀 【详解】A．放电时，负极反应为，锂离子由负极的铜箔侧经电解质移向正极的铝箔侧，A正确； B．充电时阴极为铜箔侧，锂离子在阴极得到电子并嵌入石墨，电极反应为，不是脱嵌，B错误； C．充电时反应逆向进行，铝箔侧为阳极，电极反应为，C正确； D．电镀铜时阴极反应为，转移电子时，理论析出铜，实际增重，电子利用率为，D正确； 2．下列实验的图示完全符合实验目的的是 A．测定中和反应的反应热 B．电解制铝 C．探究催化剂对反应速率的影响 D．验证电解NaCl溶液的产物 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【难度】0.65 【知识点】氯碱工业、电冶金 【详解】A．金属的导热性良好，图示仪器中不能用铝制搅拌器，应该用玻璃搅拌器，盖板也不能用铜的，故A错误； B．熔融AlCl3不能导电，冶炼铝应该电解熔融的氧化铝，故B错误； C．图中实验，过氧化氢溶液的浓度不同，变量不唯一，不能探究催化剂对反应速率的影响，故实验方案的设计不能达到相应实验目的，故C错误； D．右侧电极验证生成氯气，右边为阳极，氯离子变为Cl2；左边电极验证产生氢气和NaOH，溶液变为红色，故D正确； 答案选D。 3．某研究人员设计如图所示装置，利用二氧化硫——空气质子交换膜燃料电池，将化学能转化为电能，实现环保、制硫酸和精炼铜一体化。下列说法错误的是 A．乙装置中发生电能转化为化学能 B．c电极材料是纯铜 C．b电极方程式是 D．甲、乙装置中电解液的浓度和成分始终不变 【答案】D 【难度】0.65 【知识点】原电池原理理解、铜的电解精炼、原电池、电解池综合考查、原电池电极反应式书写、电解池电极反应式及化学方程式的书写 【详解】A．甲装置是原电池，乙装置是电解池，发生电能转化为化学能，A正确； B．甲装置是原电池，a是正极，b是负极，乙装置是精炼铜，c电极与原电池的负极相连是阴极，精炼铜装置中阴极是纯铜，阳极是粗铜，B正确； C．b电极是负极，发生失去电子的氧化反应，电极方程式为，C正确； D．甲装置中正极反应是，负极反应是，反应中生成硫酸，电解液浓度增加，乙装置中是精炼铜，粗铜中含有的部分金属会变成金属离子进入电解液中，电解液的成分在变化，D错误； 故答案选D。 4．一种电化学处理硝酸盐产氨的工作原理如题图所示。下列说法正确的是 A．电极上发生还原反应生成 B．通过阳离子交换膜从右室移向左室 C．电解前后，阴极区溶液的减小 D．外电路每通过电子，电极上产生 【答案】B 【难度】0.62 【知识点】电解原理的应用实验、电解池有关计算、电解过程中溶液pH的变化、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．电极b为阳极，失电子生成，发生氧化反应，不是还原反应，A错误； B．电解池中阳离子向阴极移动，电极a为阴极位于左室，故从右室通过阳离子交换膜移向左室，B正确； C．阴极发生反应，生成，阴极区溶液pH增大，C错误； D．N元素从中的+5价变为中的-3价，每个N原子得到8个电子，理论上每生成1 mol 转移8 mol电子，外电路通过0.8 mol电子时生成0.1 mol ，但若存在中间产物未完全还原，则生成的量小于0.1 mol，D错误； 故答案选B。 5．通过电化学方法制备，进而由与反应合成。为提高电流利用效率，某小组设计电化学合成示意图如下，已知氧化性：。下列说法正确的是 A．电极B与电源正极相连 B．电极B的电极反应式为：O2+2H+- 2e-= H2O2 C．电解液中可以用氢溴酸代替 D．原料足量的情况下，理论上电路中转移可得到 【答案】D 【难度】0.5 【知识点】电解池有关计算、氧化性、还原性强弱的比较、电有机合成、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 【分析】由图可知，电极A上转化为，从-1价升高到0价，失电子发生氧化反应，因此电极A为阳极，接电源正极；电极B上转化为，从0价降低为-1价，得电子发生还原反应，因此电极B为阴极，接电源负极，据此分析。 【详解】A．由分析可知，电极B为阴极，应与电源负极相连，A错误； B．由分析可知，电极B为阴极，发生得电子的还原反应，正确电极反应为：，选项中写为失电子，B错误； C．已知氧化性，电解液中若用氢溴酸代替，阴极生成的会氧化生成，生成的易在阴极得电子还原为，降低电流利用效率，因此不能用氢溴酸代替，C错误； D．电极A反应：，由得失电子守恒可知，电路中转移时生成总物质的量为0.1 mol，1 mol 参与反应生成1 mol ，故可得到0.1 mol ，D正确； 故答案选D。 6．关于下列装置说法错误的是 A．装置①中，盐桥中的阳离子移向溶液 B．装置②工作一段时间后，a极附近溶液的增大 C．用装置③精炼铜时，c极为精铜 D．装置④中电子由流向 【答案】D 【难度】0.64 【知识点】原电池原理理解、铜的电解精炼、原电池、电解池综合考查、原电池电子流向判断及应用、电解原理的理解及判断 【分析】装置①为带盐桥的铜锌原电池，Zn 作负极、Cu 作正极，盐桥阳离子向正极硫酸铜溶液迁移；装置②是电解氯化钠溶液的电解池，a 为阴极，水电离出的氢离子放电生成氢气与氢氧根，使得 a 极附近 pH 升高；装置③可用于电解精炼铜，c 电极连接电源负极作阴极，能够析出纯铜充当精铜电极；装置④是以酸化氯化钠溶液为电解质、Zn-Fe 构成的原电池，Zn 金属活泼性更强而为负极，Fe 为正极，电子沿导线从负极 Zn 流向正极 Fe。 【详解】A．装置①为原电池，是负极，是正极，盐桥中的阳离子移向正极，即移向硫酸铜溶液，A正确； B．装置②为电解池，在阴极极上，氢离子发生得电子生成氢气，该极附近碱性增强，所以极附近溶液的浓度增大，即增大，B正确； C．用装置③精炼铜时，粗铜作阳极，与电源的正极相连，所以用装置③精炼铜时，极为粗铜，极是精铜，C正确； D．装置④为原电池，锌比铁活泼，锌是负极失电子，负极反应式为，电子由流向，D错误； 故选D。 7．氯碱工业是高能耗产业，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Y是_________(填化学式)，图示中a%_______b%(填“>”、“<”或“=”)。 (2)写出燃料电池正极的电极反应：_____________________。 (3)这种设计的主要节能之处在于(写出两处)______________、______________。 (4)某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行电解饱和NaCl溶液的实验，如下图所示，回答下列问题。 ①甲烷燃料电池工作时，其负极的电极反应式为：______________。 ②闭合开关K后，a、b电极上均有气体产生，其中b电极上得到的是_______，电解NaCl溶液的总反应式为______________。 ③若每个电池甲烷通入的量为1L(标准状况)，且反应完全，则理论上最多能产生氯气的体积为_______L(标准状况)。 【答案】(1) < (2) (3) 燃料电池可以补充电解池消耗的电能 提高产出碱液的浓度 (4) 4 【难度】0.56 【知识点】燃料电池原理及优点、氯碱工业、原电池、电解池综合考查、原电池电极反应式书写、电解池电极反应式及化学方程式的书写 【详解】（1）电解池中，阳极放电生成，阴极放电生成和，经阳离子交换膜迁入阴极区与结合形成，阴极室得到a%溶液；阴极产生的（即图中Y）通入燃料电池作负极燃料。燃料电池正极通入空气（除去），正极反应为，反应消耗水并生成，使溶液浓度增大，故a% < b%（b%溶液浓度更大）； （2）燃料电池中通入空气（）的一极为正极，在碱性条件下得电子被还原：； （3）该工艺的主要节能之处：①燃料电池将电解池阴极产生的与空气中的反应转化为电能，可以补充电解池消耗的电能，降低电能消耗；②利用电解产物发电，同时燃料电池正极反应消耗水并生成，可提高产出碱液（溶液）的浓度（b% > a%）； （4）①甲烷燃料电池以溶液为电解质，负极上失电子被氧化：；正极：； ②两电池串联后作电源，a、b为电解池的两个石墨电极；b电极与电源负极相连，为阴极，水电离出的在b极得电子生成（），故b电极上得到的是；a电极为阳极，放电生成，电解饱和溶液的总反应为； ③1 mol完全氧化转移8 mol电子，每个电池通入1 L（标准状况，物质的量为mol），两电池串联时通过电解池的电量与单个电池提供的电量相同，故电解池中共获得 mol电子；阳极每生成1 mol需2 mol电子，故生成的物质的量为 mol，标准状况下体积为4 L。 8．(Ⅰ)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。当闭合该装置的开关时，观察到电流表的指针发生了偏转。请回答下列问题。 (1)甲池为______________(填“原电池”或“电解池”)，通入CH3OH电极的电极反应式为_________________________。 (2)乙池中A(石墨)电极的名称为__________(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，总反应的化学方程式为____________________。 (3)当乙池中B电极质量增加21.6 g时，甲池中理论上消耗O2的体积为__________L(标准状况下)。 (Ⅱ)电解的应用比较广泛。根据下列电解的应用，回答下列问题： (4)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、和组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应连接电源的_______(填“正”或“负”)极，已知电镀过程中不产生其他离子，且有机阳离子不参与电极反应，阴极的电极反应式为_____________________。若改用氯化铝水溶液作电解液，则阴极产物为_______________。 【答案】(1) 原电池 CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O (2) 阳极 4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3 (3)1.12 (4) 负 4+3e-=7+Al H2 【难度】0.61 【知识点】电解池有关计算、原电池、电解池综合考查、原电池电极反应式书写、电解池电极反应式及化学方程式的书写、电镀 【分析】根据图可知甲池为自发进行的燃料电池，所以甲池为原电池，则乙池为电解池，甲池中通入甲醇的电极为负极，通入氧气的电极为正极，则乙池石墨电极为阳极(与通入氧气的电极直接相连)，右侧电极为阴极，据此回答问题。 【详解】（1）根据分析可知，甲池为原电池，通入CH3OH的电极为负极，其电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O； （2）乙池中A(石墨)电极与原电池正极相连，故A电极为阳极，阳极是水电离出的失电子生成O2和H+，阴极是Ag+得电子生成Ag，故乙池总反应的化学方程式为4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3； （3）根据关系式4Ag~O2可知，当乙池中B电极质量增加21.6 g时，即生成0.2 molAg时，甲池中理论上消耗O2的物质的量为0.05 mol，在标准状况下的体积为1.12 L。 （4）①在钢制品上电镀铝，故钢制品作阴极，与电源负极相连； ②由于电镀过程中不产生其他阳离子，且有机阳离子不参与电极反应，铝元素在熔融盐中以和形式存在，则电镀过程中阴极的电极反应式为4+3e-=7+Al； ③若电解液改为氯化铝水溶液，水溶液中得电子能力Al3+<H+，故阴极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，产物为H2。 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】利用电子守恒法进行多池串联相关计算、原电池、电解池综合考查、原电池正负极判断、原电池电极反应式书写、电解池电极反应式及化学方程式的书写 【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．双极膜(BPM)是一种能将水分子解离为H+和OH-的特殊离子交换膜。制取聚合硫酸铁净水剂[Fe2(OH)n(SO4)3-0.5n]m(简称PFS)的电化学装置如图所示。回答下列问题： (1)图中a、b均为石墨电极，b极的电极反应式为__________________。 (2)交换膜M为__________________(填“阴离子”或“阳离子”)交换膜，图中甲是__________________(填“H+”或“OH-”)。 【答案】(1)4OH--4e-=O2↑＋2H2O (2) 阴离子 H+ 【难度】0.62 【知识点】电解原理的应用实验、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 【分析】该装置为电解池，b电极连接电源正极，作阳极，a电极为阴极。双极膜(BPM)可以将水解离：，阴离子向阳极移动，甲为，乙为。 【详解】（1） b极为阳极，失电子发生氧化反应，电极反应式：； （2）交换膜M右侧由稀硫酸生成较浓的硫酸，说明左侧反应室的迁入右侧，为阴离子，因此交换膜M为阴离子交换膜；双极膜解离产生的甲是向阴极移动。 11．氯碱工业和电解精炼铜是工业上电解原理的重要应用，其示意图如图所示，下列有关说法正确的是 A．M是电源的负极 B．电解精炼铜过程中硫酸铜溶液的浓度保持不变 C．电解精炼铜的粗铜作阳极，发生还原反应 D．F口产生的气体主要是氯气 【答案】D 【难度】0.72 【知识点】氯碱工业、铜的电解精炼、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．电解饱和食盐水中向阴极迁移，可知左室电极为阳极，阳极与电源正极相连，故M是电源的正极，A错误； B．电解精炼铜时，阳极上比铜活泼的、等杂质优先失电子，阴极只有得电子生成，阳极溶解的铜的物质的量小于阴极析出的铜的物质的量，硫酸铜溶液浓度会减小，B错误； C．电解精炼铜时粗铜作阳极，阳极发生失电子的氧化反应，C错误； D．左室为阳极，电极反应为，故F口产生的气体主要是氯气，D正确； 故答案选D。 12．下列实验装置符合实验目的的是 A．粗铜的精炼 B．验证电解饱和NaCl溶液(含酚酞)的产物 C．在铁制品上镀铜   D．设计原电池 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【难度】0.65 【知识点】氯碱工业、铜的电解精炼、设计原电池、电镀 【详解】A．粗铜的精炼装置中，粗铜作阳极，连接电源正极，纯铜作阴极，连接电源负极，A错误； B．电流流出的电极为电源正极，则石墨棒作阳极，阳极上发生氧化反应生成，氧化生成，使淀粉变蓝，铁棒作阴极，阴极上发生还原反应生成，用向下排空气法收集，同时阴极附近生成的使溶液呈碱性，无色酚酞溶液变红，B正确； C．在铁制品上镀铜，则待镀铁制品作阴极，连接电源负极，铜片作阳极，连接电源正极，C错误； D．Fe与能发生氧化还原反应生成，左边烧杯中应该是氯化亚铁溶液，右边烧杯中应该是氯化铁溶液，D错误； 故选B。 13．下列关于金属的冶炼反应错误的是 A．冶炼银： B．冶炼镁： C．冶炼铬： D．冶炼铝： 【答案】B 【难度】0.72 【知识点】常见金属的冶炼、铝热反应、电解法制取铝、电冶金 【详解】A．Ag为不活泼金属，采用热分解法冶炼，加热Ag2O分解生成Ag和O2，A正确； B．Mg是活泼金属，工业上冶炼镁采用电解熔融MgCl2的方法，MgO熔点极高、能耗大，且Mg还原性强于C，无法用C还原MgO制Mg，B错误； C．Cr为高熔点金属，可通过铝热反应冶炼，高温下Al还原Cr2O3得到Cr，C正确； D．Al是活泼金属，工业上电解熔融Al2O3冶炼铝，冰晶石作助熔剂降低Al2O3的熔融温度，D正确； 故答案选B。 14．一种利用、制备金属锂的装置如图所示。下列说法正确的是 A．的电势高于的电势 B．隔膜为阴离子交换膜 C．消耗可产生 D．利用该装置制备金属锂可在常温下进行 【答案】C 【难度】0.57 【知识点】常见无机物的制备、电解池有关计算、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、电冶金 【分析】据图可知，有外接电源，所以该装置为电解池，在该电解池中，根据由左向右移动可知，M为阳极，电极反应：；N为阴极，电极反应：。 【详解】A．由分析知，M为阳极、N为阴极，所以a为电源正极、为电源的负极，a的电势高于b的电势，A错误； B．电解过程中，阳极区的需要通过隔膜向阴极区移动，补充阴极区参与反应的，因此隔膜为阳离子交换膜，不是阴离子交换膜，B错误； C．由电极反应式可知，产生，即，转移，产生0.1 mol Cl2，电解池左侧的反应为，0.1 mol Cl2消耗，即， C正确； D．金属是活泼碱金属，常温下为固体、不导电无法电解，且会与水剧烈反应，因此该电解过程需要在高温熔融状态下进行，D错误； 故选C。 15．一种电解装置如图所示，电解时H+从右室移向左室。通过电解获得的电解液可实现如下转化， 下列说法错误的是 A．右室电解获得的电解液可用于实现“转化Ⅰ” B．电解过程中右室溶液的pH上升 C．“转化Ⅱ”发生的反应为 D．“转化Ⅰ”生成1 mol，理论上电路中通过：6 mol e- 【答案】B 【难度】0.42 【知识点】电解池有关计算、电解过程中溶液pH的变化、电有机合成、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 【分析】根据氢离子在电解池中移动方向可知，a电极为阴极，b电极为阳极，阳极发生失电子的氧化反应，阴极发生得电子的还原反应，阳极反应为，阴极上，阳极生成的具有强氧化性，阴极生成的具有强还原性，“转化Ⅰ”为氧化反应、可加入右室电解获得的电解液氧化实现，“转化Ⅱ”为还原反应，可加入左室电解获得的电解液还原实现，“转化Ⅱ”的反应为，据此分析解答。 【详解】A．由上述分析可知，“转化Ⅰ”为氧化反应、应加入氧化剂实现，右室电解液含有，所以实现“转化Ⅰ”需要右室电解获得的电解液，A正确； B．由上述分析可知，a电极为阴极，b电极为阳极，阳极上失电子生成，阳极反应为，生成，pH降低，B错误； C．“转化Ⅱ”为还原反应，可加入实现转化，发生的反应为，C正确； D．“转化Ⅰ”反应为-6e-+2H2O=+6H+，根据电子守恒可知，生成1 mol时理论上电路中通过6 mol e-，D正确； 故选B。 16．双极膜是一种离子交换复合膜，在直流电场作用下能将中间层的水分子解离成H+和OH-，并分别向两极迁移。用双极膜电解淀粉[(C6H10O5)n]溶液制取双醛淀粉[(C6H8O5)n]的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．搅拌能明显提高电解反应速率 B．a极的电势高于b极 C．b极的电极反应式为：、 D．当电路中转移2mol电子时，可得160g双醛淀粉 【答案】C 【难度】0.42 【知识点】电解池有关计算、电有机合成、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 【分析】双极膜将水分子解离为和，在a极得电子，发生还原反应生成，故a为阴极；在b极失电子，发生氧化反应生成，Br-在b极失电子，发生氧化反应生成，故b为阳极。 【详解】A．电解反应速率主要由外加电压、电流决定，搅拌仅可加快溶液中反应物扩散，不能明显提高电解反应本身的速率，A错误； B．电解池中阳极接电源正极，阴极接电源负极，阳极电势高于阴极，即b极电势高于a极，B错误； C．b为阳极，发生两个氧化反应，在碱性环境下，失电子生成，电极反应式为；失电子生成，电极反应式为；两个电极反应电荷、原子均配平正确，C正确； D．由反应关系：1个淀粉单元转化为1个双醛单元，转移电子，1个结构单元的式量为160；但b极存在生成的副反应，转移的电子部分用于副反应，实际得到双醛淀粉的质量小于，D错误； 故选C。 17．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】氯碱工业、原电池、电解池综合考查、原电池电极反应式书写 【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。 18．氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。如图是离子交换膜法电解饱和食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。 (1)写出电解饱和食盐水的化学方程式___________。 (2)电极M作___________。 A．正极 B．负极 C．阳极 D．阴极 (3)结合离子交换膜的作用，分析精制饱和食盐水从图中___________位置补充，氢氧化钠溶液从图中___________位置流出(选填“a”、“b”、“c”或“d”)。 (4)阴极产物是 ______和 _____；检验阳极产物的方法___________。工业上以电解饱和食盐水的两种产物合成氯化氢，其方法是：将稍过量的  ________放在___________中燃烧。 (5)氯气与消石灰可以制漂白粉，制取的反应方程式为：_____________________________。 其中漂白粉的有效成分是 _______________，漂白粉应 _________保存防止失效，原因(用反应方程式结合文字解释)_____________________________________。 【答案】(1) (2)C (3) a d (4) 将湿润的淀粉KI试纸放在阳极上方，若变蓝，证明是 (5) Ca(ClO)2 密封 与空气中的CO2 和H2O反应，生成的次氯酸不稳定会分解 【难度】0.72 【知识点】次氯酸盐的性质和用途、漂白粉和漂粉精的制备原理、氯碱工业、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】（1）氯碱工业中，电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，反应的化学方程式为：。 （2）根据图示，电极M处有氯气（）生成，说明溶液中的氯离子（）在电极M上失去电子发生氧化反应。在电解池中，发生氧化反应的电极是阳极，故选C。 （3）阳极室（左侧）中氯离子不断放电消耗，因此需要补充精制饱和食盐水，由于溶液密度较大，应从下方的 a 口进入，淡盐水从 c 口流出；阴极室（右侧）中水分子电离出的氢离子放电生成氢气，破坏了水的电离平衡，使溶液中氢氧根离子浓度增大，同时阳极室的钠离子（）通过阳离子交换膜进入阴极室，生成氢氧化钠。为了获得高浓度的氢氧化钠溶液，通常从 b 口通入稀氢氧化钠溶液或水，浓氢氧化钠溶液从上方的 d 口流出。 （4）阴极发生还原反应，溶液中的氢离子得电子生成氢气（），同时剩余的氢氧根离子与透过交换膜的钠离子结合生成氢氧化钠（），故阴极产物为氢气和氢氧化钠。阳极产物是氯气，氯气具有强氧化性，能将碘化钾氧化为单质碘，碘遇淀粉变蓝，因此检验方法是：将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近气体出口，若试纸变蓝则为氯气。工业上合成氯化氢时，为了保证有毒的氯气完全反应以防止环境污染，应将稍过量的氢气放在氯气中燃烧。 （5）工业上用氯气与消石灰（氢氧化钙）反应制取漂白粉，反应生成氯化钙、次氯酸钙和水，化学方程式为：。漂白粉的主要成分是氯化钙和次氯酸钙，其中起漂白作用的有效成分是次氯酸钙（）。因为次氯酸钙的酸性弱于碳酸，它会与空气中的二氧化碳和水反应生成不稳定的次氯酸，次氯酸在光照条件下易分解生成氯化氢和氧气，从而导致漂白粉失效。因此，漂白粉必须密封干燥保存。相关反应方程式为：，。 19．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】氯碱工业、胶体的性质和应用、铜的电解精炼、电解原理的理解及判断 【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。 20．电解是海水资源综合利用的重要手段。 (1)我国科学家通过电解从海水中提取到镁单质，生成镁单质的电极反应式是___________。 (2)氯碱工业是化工产业的重要基础，其装置示意图如下图。生产过程中产生的氯酸盐副产物需要处理。 已知：当升高时，易歧化为和。 ①电解饱和食盐水的离子方程式为___________。 ②取实验后阳极区溶液进行检验，证实了阳极电解产物中含有。实验所用的试剂及现象是___________。 可选试剂：溶液、溶液、淀粉溶液、品红溶液 ③下列关于产生的说法中，合理的是___________(填序号)。 a．主要在阴极室产生 b．在电极上放电，可能产生 c．阳离子交换膜破损导致向阳极室迁移，可能产生 (3)可用盐酸处理淡盐水中的并回收。 ①反应的离子方程式为___________。 ②处理时，盐酸可能的作用是： i．提高，使氧化性提高或还原性提高； ii．提高，___________。 ③用下图装置验证i，请补全操作和现象：闭合，至指针读数稳定后___________。 【答案】(1)Mg2++2e-=Mg (2) KI溶液和淀粉溶液，溶液变蓝 bc (3) +6H++5Cl-=3Cl2↑+3H2O 使Cl-还原性增强 先向左侧烧杯中加入少量硫酸，观察电压表示数是否变化；再向右侧烧杯中加入等量硫酸，观察电压表示数是否变化 【难度】0.4 【知识点】氯碱工业、氧化还原反应的规律、电解原理、电冶金 【分析】根据图示可知，产生氯气的电极为电解池的阳极，发生氧化反应，电极反应，产生氢气的电极为电解池的阴极，发生还原反应，电极反应：，离子交换膜为阳离子交换膜，最终在阳极得到氯气，在阴极得到氢气和浓度大的氢氧化钠溶液，据此分析； 【详解】（1）阴极上镁离子得电子发生还原反应析出金属镁，生成镁单质的一极为阴极，电极反应式是Mg2++2e-=Mg； （2）①电解饱和食盐水的离子方程式是：； ②Cl2可以氧化碘离子成为碘单质，碘单质遇到淀粉变蓝，故实验所用的试剂及现象是KI溶液和淀粉溶液，溶液变蓝； ③a．氯元素都在阳极室，所以应该在阳极室生成，a错误； b．氯离子在阳极发生氧化反应，化合价升高，有可能生成，b正确； c．阳离子交换膜破损导致OH-向阳极室迁移，阳极室氢氧根浓度变大，阳极生成的氯气与氢氧根反应生成次氯酸根，当pH升高时，ClO-易歧化为和Cl-，c正确； 故选bc； （3）①盐酸和反应生成，反应的离子方程式为+6H++5Cl-=3Cl2↑+3H2O； ②盐酸与的反应中，盐酸作还原剂，因此盐酸的作用可能是提高c(Cl-)，使Cl-还原性增强； ③用如图装置验证i，具体的操作为：闭合K，至指针读数稳定后，先向左侧烧杯中加入少量硫酸，观察电压表示数是否变化，再向右侧烧杯中加入等量硫酸，观察电压表示数是否变化。 21．在直流电流的作用下，双极膜(膜a、膜b)中间层中的H2O可解离为H+和OH-，清华大学罗教授提出，用氮杂环磷【NHP—H ()】小分子有机物实现高效异相电化学析氢，其工作原理如图所示： 下列说法错误的是 A．工作时，电极M与外电源的负极相连 B．工作过程中，可加入催化用量的NHPH，能制得大量H2 C．为了持续工作，只需要定期补充H2O D．若共收集到标准状况下13.44 L气体时(忽略气体溶解)，理论上有0.8 mol OH-透过膜a 【答案】D 【难度】0.42 【知识点】电解池有关计算、利用电子守恒法进行多池串联相关计算、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 【分析】M极得电子，为阴极，电极反应：，N极失电子，为阳极，电极反应，据此分析； 【详解】A．根据分析，工作时，电极M为阴极与外电源的负极相连，A正确； B．由图可知，发生反应，可制取大量氢气，B正确； C．为了持续工作，只需要定期补充水，电极反应中的氢离子与氢氧根由水解离为和提供，C正确； D．标准状况下，13.44 L气体为氢气与氧气混合物，物质的量为，则生成了0.2 mol 氧气，0.4 mol 氢气，转移电子为0.8 mol，因此理论上有0.8 mol透过膜b，D错误； 故选D。 22．有机电化学合成法是合成有机物的重要途径，经济效益高。下图是利用以下电解池制备苯二甲醛的装置，下列说法错误的是 A．甲电极是电池的阴极，由右室移向左室 B．该制备过程中，可循环利用的物质是 C．电路中每转移1 mol电子，右室会消耗 D．甲电极的电极反应式为 【答案】C 【难度】0.45 【知识点】电解池有关计算、电有机合成、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 【分析】 甲电极酯基发生还原反应生成醛基，是阴极，则乙电极是阳极。阴极的电极反应式为，阳极的电极反应式为。 【详解】A．由分析可知，左侧的甲电极是阴极，H+移向阴极，A正确； B．由电解池装置可知，阴极生成CH3OH，阳极消耗CH3OH，因此CH3OH可以循环利用，B正确； C．由阳极反应方程式可知，每转移1 mol电子，右室会消耗0.5 mol CH3OH，C错误； D．由分析可知，阴极的电极反应式为，D正确； 故选C。 23．某实验小组尝试设计如下装置，利用光伏发电，以甲苯为原料通过间接氧化法制取苯甲酸并实现储能，反应原理如下图所示。下列有关说法错误的是 A．电极a为阴极，通过质子交换膜移向a极 B．装置M中发生反应： C．每生成，理论上装置M中可获得苯甲酸 D．电极b发生电极反应为 【答案】C 【难度】0.42 【知识点】电解池有关计算、电化学储能技术、电解池电极反应式及化学方程式的书写 【分析】由图可知，Cr3+在电极b失去电子生成，发生氧化反应，电极方程式为：，电极b为阳极，电极a为阴极，以此解答。 【详解】A．Cr3+在电极b失去电子生成，电极b为阳极，电极a为阴极，电解池中阳离子向阴极移动，则通过质子交换膜移向a极，A正确； B．装置M中甲苯和发生氧化还原反应生成苯甲酸，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：++8H+=+2Cr3++5H2O，B正确； C．H+在阴极得到电子生成H2，每生成，转移6 mol电子，由可知，生成1 mol，由++8H+=+2Cr3++5H2O可知生成1 mol，质量为1 mol×122 g/mol=122 g，C错误； D．由图可知，Cr3+在电极b失去电子生成，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为，D正确； 故答案选C。 24．甲醇是一种重要的化工原料和新型燃料。如图是甲醇燃料电池工作的示意图，工作一段时间后，断开K。 (1)甲中负极的电极反应式为___________。 (2)若A、B、C、D均为石墨，W为饱和氯化钠溶液，回答下列问题。 a．写出丙池的反应方程式___________。 b．工作一段时间后向乙池中加入0.1molCu(OH)2后恰好使电解质复原，则标准状况下丙中D电极上生成气体的体积为___________。 (3)若把乙装置改为精炼铜的装置(粗铜含Zn、Fe、Ag、Au等杂质)，下列说法正确的是___________。 A．电解过程中，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等 B．A为粗铜，发生氧化反应 C．CuSO4溶液的浓度保持不变 D．杂质都将以单质的形式沉淀到池底 (4)利用“四室电渗析法”制备H3PO2(次磷酸)，其工作原理如图所示。 ①写出阳极的电极反应式：___________。 ②分析产品室可得到H3PO2的原因：___________。 (5)高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3。 ①放电时负极附近溶液的PH变化___________(填“增大”、“减小”或“不变”)； ②写出充电时阳极的电极反应式为：___________。 【答案】(1)CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O (2) 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ 4.48L (3)B (4) 4OH--4e-=O2↑+ 2H2O(或2H2O-4e－= O2↑+4H+) 阳极室的H+穿过阳离子交换膜扩散到产品室，原料室的H2PO穿过阴离子交换膜扩散到产品室，二者反应生成H3PO2 (5) 减小 Fe(OH)3-3e-+ 5OH-= FeO+ 4H2O 【难度】0.4 【知识点】电解池有关计算、铜的电解精炼、原电池电极反应式书写、电解池电极反应式及化学方程式的书写 【分析】甲醇燃料电池工作时，通入的一极为正极，通入的一极为负极。乙丙为串联电解池，燃料电池作为外电源，则乙电解池中A与电源正极相连，为阳极，B为阴极；丙电解池中C为阳极，D为阴极。据此解答。 【详解】（1）该甲醇燃料电池中，电解质溶液为溶液，负极的电极反应式为：。 答案为：。 （2）a．电解饱和氯化钠溶液的总反应方程式为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。 b．乙池中。电解溶液产生了和，应加入或使溶液复原。现加入，可认为先电解硫酸铜，后电解水。根据铜元素守恒，可知析出了，根据电极反应式：计算出转移电子数为。电解水的某一电极反应式：，电解转移电子数为。因此该电路中转移电子总数为。D电极上发生的反应为：，将电子数代入计算得到，折算成标准状况下体积为。 （3）A.  电解精炼铜的反应中，阴极只有得电子，阳极、失电子后再由失电子，因此阳极减少的质量与阴极增加的质量不相等，A错误； B.  电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，图中A为阳极，应为粗铜，发生氧化反应，B正确； C.  电解精炼铜的装置中，溶液的浓度减小，C错误； D.  阳极的、失去电子以离子的形式进入溶液，而、等杂质将以单质的形式沉淀到池底形成阳极泥，D错误。 答案为：B。 （4）①阳极电解质溶液为稀硫酸，该电极的反应式为：。 ②阳极室产生的通过阳离子交换膜进入产品室。原料室中通过阳离子交换膜向阴极移动，通过阴离子交换膜进入产品室，同反应生成了。 答案为：；阳极室产生的通过阳离子交换膜进入产品室。原料室中通过阳离子交换膜向阴极移动，通过阴离子交换膜进入产品室，同反应生成了。 （5）①根据反应式可知放电时负极的反应为：，因此负极附近溶液pH减小。 ②根据反应式可知，充电时作阳极，发生氧化反应生成，电极反应式为：。 答案为：减小；。 25．Ⅰ.新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入和，电解质溶液为KOH溶液。某研究小组以甲烷燃料电池(装置甲)为电源，模拟氯碱工业生产原理，装置如图所示。请回答以下问题： (1)B、D的电极名称分别是___________、___________。 (2)C极可以选用的材料是___________(填标号)。 A．铁棒　　　B．银棒　　　　C．石墨棒 (3)A极发生的电极反应为_______________________。 (4)装置甲、乙中的电解质溶液足量，当电路中通过0.4 mol电子时，气体a、b的总物质的量与气体c、d的总物质的量之比为_______。 Ⅱ. (5)某实验小组用一种电化学装置(如下图所示)将CO转化为纯碱，请回答下列问题。 ①右池中的交换膜可能是________。 A．阳离子交换膜　　　　B．阴离子交换膜 ②写出D电极的电极方程式____________________________。 ③A电极质量增加11.2 g，理论上可以制备出_______g(忽略水解)。 Ⅲ. (6)以连二亚硫酸根()为媒介，使用间接电化学法也可处理燃煤烟气中的NO，装置如图所示： ①阴极区的电极反应式为___________________。 ②NO吸收转化后的主要产物为，若通电时电路中转移了0.5 mol，则此通电过程中理论上吸收的NO在标准状况下的体积为________L。 【答案】(1) 正极 阴极 (2)C (3) (4) (5) B 21.2 (6) 5.6 【难度】0.25 【知识点】电解池有关计算、利用电子守恒法进行多池串联相关计算、原电池、电解池综合考查、原电池电极反应式书写 【详解】（1）甲为碱性甲烷燃料电池，电子从A极流出，说明A是通入的负极，B是通入的正极；乙是电解饱和食盐水的电解池，D电极连接电源负极A，因此D为电解池的阴极。 （2）C是电解池的阳极，阳极发生失电子生成的反应，必须选用惰性电极，否则电极本身会优先放电。 A．铁棒为活性电极，作阳极时电极本身会优先放电，A不符合题意； B．银棒为活性电极，作阳极时电极本身会优先放电，B不符合题意； C．石墨棒为惰性电极，作阳极时电极本身不会放电，溶液中失电子，C符合题意； 故选C。 （3）A是碱性环境下的甲烷负极，失电子生成的会和过量反应生成，根据电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平得到对应电极反应式：。 （4）电极上得失电子守恒，存在关系，当电路中通过电子时，A极消耗（a），B极消耗（b），C极生成（c），D极生成（d），因此气体a、b的总物质的量与气体c、d的总物质的量之比为。 （5） ①左池是原电池，A为正极、B为负极，右池是电解池，C为阴极，D为阳极。D极通入CO转化为，阳极电极方程式为：，结合阳极区得到浓溶液，不能从阳极区迁入阴极区，只能从阴极区迁入阳极区，因此右池中的交换膜为阴离子交换膜。 ②D是电解池的阳极，CO在碱性条件下失电子被氧化为，配平得到对应电极反应式：。 ③A电极反应式为：，析出Fe的物质的量为，因此电路中转移电子总物质的量为。 根据D电极反应，每转移2mol电子生成1mol ，转移0.4mol电子时生成0.2mol ，对应的物质的量为0.2mol，质量为。 （6）①阴极发生还原反应，得电子，S从+4价被还原为中+3价，结合环境为碱性，用配平电荷守恒与原子守恒，最终得到该电极反应式：。 ②被还原为，从+2价变为0价，每吸收1mol 得到2mol电子，若电路转移0.5mol电子时，理论上可还原的物质的量为，标况下体积为。 / 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 $