1.2.3 电解池的工作原理及应用-（ppt同步课件）【学而思】2026-2027学年高二上学期化学选择性必修一（苏教版）

该高中化学课件聚焦电解池的工作原理及应用，从化学能与电能转化切入，通过题组训练衔接电子离子移动、电极反应等基础原理，构建“原理-规律-应用-计算”的学习支架，帮助学生梳理知识脉络。 其亮点是以真实情境例题（如CO₂电催化还原、工业电解精炼）为载体，融合科学思维（证据推理、模型建构）与科学态度与责任（可持续发展），采用分层题组设计，学生能提升分析解决问题能力，教师可高效开展分层教学。

专题1 化学反应与能量变化 第1讲　描述运动的基本概念 第二单元　化学能与电能的转化 基础过关练 第3课时　电解池的工作原理及应用 第1讲　描述运动的基本概念 题组一　电解池的工作原理 1.[2026山东泰安市直学校联盟月考]某同学将电解池工作时电子、离子移动方向及电极种类等信息表 示在下图中,下列有关分析完全正确的是 ( )   　B     选项 A B C D a电极 阳极 阴极 阳极 阴极 d电极 正极 正极 负极 负极 Q离子 阳离子 阳离子 阴离子 阴离子 第1讲　描述运动的基本概念 解析　　电子由电源的负极流出,故a是阴极,d是正极,溶液中阳离子移向阴极,Q离子为阳离子,故选B。 第1讲　描述运动的基本概念 2.[2026四川南充西充中学月考]某同学为了使反应HCl+Ag  AgCl+H2↑能进行,设计了下列四个实 验,如图所示,你认为可行的方案是 ( )   　C     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　Ag与盐酸不能自发反应,所以要使反应HCl+Ag  AgCl+H2↑能进行,应该设计成电解池,Ag 失电子发生氧化反应,Ag作阳极,氢离子得电子发生还原反应,电解质溶液中氢离子放电,则符合条件的 是C。 第1讲　描述运动的基本概念 题组二　电解规律 3.某学习小组用如图所示装置进行相关电解实验,下列说法正确的是     ( )   A.该装置中电子移动方向:外接电源负极→石墨1→X溶液→石墨2→外接电源正极 B.若X是Na2SO4,电解一段时间后,向U形管两端滴入酚酞溶液,只有石墨1电极附近的溶液呈红色 C.若X是AgNO3,电解一段时间后,电解液的氧化性减弱 D.若X是NaOH,石墨2的电极反应式为2H2O-4e-  4H++O2↑ 　B     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　电子不能经过电解质溶液,故该装置中电子移动方向为外接电源负极→石墨1、石墨2→外接 电源正极,A项错误;若X是Na2SO4,则石墨1上的电极反应式为2H2O+2e-  H2↑+2OH-,石墨2上的电极 反应式为2H2O-4e-  O2↑+4H+,故电解一段时间后,向U形管两端滴入酚酞溶液,只有石墨1电极附近 的溶液呈红色,B项正确;若X是AgNO3,则石墨1上的电极反应式为Ag++e-  Ag,石墨2上的电极反应式 为2H2O-4e-  O2↑+4H+,电解一段时间后,电解液由AgNO3溶液变为HNO3(具有强氧化性)和AgNO3的 混合液,则电解液的氧化性增强,C项错误;若X是NaOH,石墨2(阳极)发生氧化反应,该电极反应式为 4OH--4e-  2H2O+O2↑,D项错误。 第1讲　描述运动的基本概念 4.[2026山东师范大学附属中学阶段测试]用惰性电极进行下列电解,有关说法正确的是 ( ) ①电解稀硫酸;②电解Cu(NO3)2溶液;③电解KOH溶液;④电解熔融NaCl A.电解进行一段时间后四份物质的pH均增大 B.②中电解溶液一段时间后,颜色变浅,加入一定质量的Cu(OH)2,能够使溶液恢复到原来的成分和浓度 C.③中阳极消耗OH-,故溶液浓度变小 D.④中阴、阳两极上产物的物质的量之比为2∶1 　D     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　①电解稀硫酸的实质是电解水,可使溶液浓度增大,酸性增强,pH减小;②电解Cu(NO3)2溶液可 生成H+,使溶液酸性增强,pH减小;③电解KOH溶液实质是电解水,可使溶液浓度增大,碱性增强,pH增大; ④熔融NaCl中没有H+,不能比较pH,A、C错误。②的总反应方程式为2Cu2++2H2O  2Cu+O2↑+4H+, 电解一段时间后,溶液颜色变浅,说明Cu2+仍有剩余,H+不会参与放电,则应加入一定质量的CuO使溶液恢 复到原来的成分和浓度,不能加入Cu(OH)2,B错误。④电解熔融NaCl,阴极的电极反应式为Na++e-  Na,阳极的电极反应式为2Cl--2e- Cl2↑,根据电路中转移电子数相等可知,阴、阳两极上产物的物质 的量之比为2∶1,D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 题组三　电解原理的应用 5.[2026江苏如皋中学月考]通过如图所示的装置制取Cl2等物质,下列说法正确的是 ( )   A.电极A可以使用活性铁电极 B.离子交换膜类型应为阴离子交换膜 C.阴极的电极反应式为2H2O+2e-  H2↑+2OH- D.阳极区出口处的溶液为NaOH溶液 　C     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　利用题图装置制取Cl2等物质,　电极B区加稀NaOH溶液,电极A区加精制食盐水,则电极A为 阳极　 ,电极反应为2Cl--2e-  Cl2↑,若使用活性铁电极,Fe优先失电子,无法得到Cl2,A错误;为 防止阴极水放电生成的OH-移向阳极与Cl2反应,离子交换膜类型应为阳离子交换膜,B错误;阴极电极反 应为2H2O+2e-  H2↑+2OH-,C正确;阳极区剩余溶液为稀NaCl溶液,从阳极区出口处流出,D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 6.[2026江苏苏州吴江高级中学月考]下图是电解精炼铜的实验装置,有关说法错误的是 ( ) A.金属铜和比铜活泼的金属转化为阳离子进入溶液中 B.阳极泥中含比铜不活泼的金属 C.电解质溶液中Cu2+浓度减小 D.电解精炼铜过程中,阳极减少的质量与阴极增加的质量相等 　D     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　　电解精炼铜时,阳极上含杂质的铜块中铜和比铜活泼的金属失电子　 ,转化为阳离 子进入溶液,比铜不活泼的金属在电解过程中不发生氧化反应,最终沉积在电解池的底部,与其他不溶 性杂质混在一起形成阳极泥,阴极上Cu2+优先得电子析出铜,则溶液中c(Cu2+)减小,阳极减少的质量与阴 极增加的质量不相等,A、B、C正确,D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 7.电解原理具有广泛的应用。下列叙述不正确的是   ( )   A.用装置甲制取Cl2和NaOH溶液 B.用装置乙在金属制品表面镀银 C.用装置丙电解精炼粗铜 D.用装置丁制取Na 　A     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　氯碱工业中,NaCl溶液应通入阳极区,Cl-在阳极放电产生Cl2,Na+通过交换膜向阴极移动,则应 选用阳离子交换膜,H2O(含少量NaOH)应通入阴极区,阴极电极反应式为2H2O+2e-  H2↑+2OH-,A项 错误;在金属制品表面镀银,Ag作阳极,与电源正极相连,金属制品作阴极,与电源负极相连,B项正确;粗 铜精炼时,粗铜作阳极,与电源正极相连,精铜作阴极,与电源负极相连,电解液为含Cu2+的可溶性盐溶液 (如CuSO4溶液),C项正确;制取金属钠,用惰性电极电解熔融的NaCl,D项正确。 第1讲　描述运动的基本概念 8.[2026辽宁大连第二十四中学月考]近年研究发现,电催化CO2和含氮物质(N 等)在常温常压下合成 尿素,有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的KNO3溶液通CO2至饱和,在电极上反 应生成CO(NH2)2,电解原理如图所示,下列说法不正确的是 ( )   A.电极b是阳极,电极表面发生氧化反应 B.电解过程中生成尿素的电极反应式是2N +16e-+CO2+18H+   CO(NH2)2+7H2O C.电解时阴极区的pH增大 D.当电极a生成0.25 mol CO(NH2)2时,电极b生成22.4 L O2 　D     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　电极b上H2O发生氧化反应生成O2,则电极b为阳极,A项正确;电极a为阴极,在酸性条件下N  在阴极得到电子生成CO(NH2)2和水,电极反应式为2N +16e-+CO2+18H+  CO(NH2)2+7H2O,B项正 确;电极b的电极反应式为2H2O-4e-  4H++O2↑,结合电极a的电极反应式可知,每转移16 mol e-,阴极区 消耗18 mol H+,阳极区生成16 mol H+,有16 mol H+从阳极区进入阴极区,故阴极区的pH增大,C项正确;生 成0.25 mol CO(NH2)2时,转移电子4 mol,则电极b生成1 mol O2,但未指明是标准状况下,故生成O2的体积 不一定是22.4 L,D项错误。 第1讲　描述运动的基本概念 题组四　电解的相关计算 9.[2025重庆八中开学考]中国科学家成功实现了室温下电催化甲烷和氧气转化制甲酸,为室温下甲烷 的高效绿色利用提供了新的思路,转化原理如下图。下列说法正确的是( )   A.H+在催化电极b上被还原成H2 B.随着该反应的进行,电解池B区pH不变 C.理论上每生成1 mol HCOOH,就有6 mol H+从A区转移至B区 D.当3 mol O2在室温下完全反应时,理论上A区电解质溶液质量 增加118 g 　D     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　由题图可知,O2先在催化电极a上转化为H2O2,电极反应式为O2+2e-+2H+ H2O2,H2O2再将CH4 氧化为HCOOH,化学方程式为3H2O2+CH4 HCOOH+4H2O,则催化电极a为阴极,催化电极b(阳极)的 电极反应式为2H2O-4e- O2↑+4H+,生成的H+通过质子交换膜移入A区,则B区水的量减少,稀硫酸的 浓度增大,pH减小,A、B错误;根据上述分析可知,有关系式:3O2~6H+~3H2O2~6e-~HCOOH,电解池中阳离 子移向阴极,则理论上每生成1 mol HCOOH,就有6 mol H+从B区转移至A区,C错误;3 mol O2与6 mol H+ 完全反应生成3 mol H2O2,同时有6 mol H+从B区转移至A区,3 mol H2O2与1 mol CH4反应生成1 mol HCOOH和4 mol H2O,则此时理论上A区电解质溶液增加的质量为1 mol×46 g·mol-1+4 mol×18 g·mol-1= 118 g,D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 10.[2025福建莆田月考]500 mL KCl和Cu(NO3)2的混合溶液中c(Cu2+)=0.2 mol/L,用石墨作电极电解此溶 液,通电一段时间后,两电极均收集到5.6 L(标准状况下)气体,假设电解后溶液的体积仍为500 mL,下列 说法正确的是( ) A.原混合溶液中c(Cl-)=0.3 mol/L B.上述电解过程中共转移0.5 mol电子 C.电解得到的无色气体与有色气体的体积比为7∶3 D.电解后溶液中c(OH-)=0.1 mol/L 　C     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　由“通电一段时间后,两电极均收集到5.6 L(标准状况下)气体”可知,石墨作电极电解KCl和 Cu(NO3)2混合溶液时,阴极先后发生的两个电极反应式为Cu2++2e- Cu、2H2O+2e- H2↑+2OH-,所 有Cu2+均被消耗,则生成n(Cu)=0.2 mol/L×0.5 L=0.1 mol,之后生成n(H2)= =0.25 mol,可得转移 电子总物质的量为0.1 mol×2+0.25 mol×2=0.7 mol;阳极先后发生的两个电极反应式为2Cl--2e- Cl2↑、 2H2O-4e-  O2↑+4H+,设生成Cl2 x mol,生成O2 y mol,有 ,解得 ,即n(Cl2)=0.15 mol, n(O2)=0.1 mol,n(Cl-)=0.3 mol。原混合溶液中c(Cl-)= =0.6 mol/L,A错误。由上述分析可知,电 解过程中共转移0.7 mol电子,B错误。由上述分析可知,电解得到的无色气体(H2、O2)与有色气体(Cl2) 的体积比为(0.25 mol+0.1 mol)∶0.15 mol=7∶3,C正确。结合阴、阳极电极反应式可知,电解后生成 n(H2)=0.25 mol,同时生成n(OH-)=0.25 mol×2=0.5 mol;生成n(O2)=0.1 mol,同时生成n(H+)=0.1 mol×4= 0.4 mol,则电解后溶液中n(OH-)=0.5 mol-0.4 mol=0.1 mol,则c(OH-)= =0.2 mol/L,D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 11.用石墨电极电解铬酸钠(Na2CrO4)溶液,可制取重铬酸钠(Na2Cr2O7),装置如图所示,已知:2Cr +2H+   Cr2 +H2O,试回答下列问题。 (1)电极b连接电源的_________(填“正”或“负”)极,b极发生的电极反应:______________________。     正     　2H2O-4e-  O2↑+4H+     (2)电解一段时间后,测得阳极区溶液中Na+物质的量由a mol变为b mol,则理论上生成重铬酸钠的物质 的量是_________mol。           第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)根据题图和2Cr +2H+  Cr2 +H2O可知,电解过程中b极区铬酸钠溶液转化为重铬酸钠 溶液,c(Na+)减小,Na+移向a极区,故电极a是阴极,因此电极b是阳极,连接电源的正极,则b极的电极反应为 2H2O-4e-  O2↑+4H+。 (2)电解一段时间后,测得阳极区溶液中Na+物质的量由a mol变为b mol,Na+通过Na+交换膜从阳极区移至 阴极区,则阳极区生成的氢离子的物质的量为(a-b)mol,根据2Cr +2H+  Cr2 +H2O可知,理论上生 成重铬酸钠的物质的量是  mol。 第1讲　描述运动的基本概念 能力提升练 第二单元　化学能与电能的转化 第3课时　电解池的工作原理及应用 第1讲　描述运动的基本概念 题组一　电解规律及电极反应式的书写 1.如图所示装置中,试管A、B中电极为多孔石墨电极,C、D为铂夹。断开K1,闭合K2、K3一段时间 后,A、B中气体的量之间的关系如图所示:   下列说法正确的是 ( ) A.a为正极,b为负极 B.滤纸上紫红色向C端移动 C.断开K2、K3,闭合K1,A极电极反应式 为O2+4e-+2H2O  4OH- D.断开K2、K3,闭合K1,水槽中溶液的pH增大 　C     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　断开K1,闭合K2、K3,电源与左侧装置连接形成电解池,水槽中的电解质溶液为KOH溶液,总反 应为2H2O  2H2↑+O2↑,结合题图试管中气体的量之间的关系可知,A中的气体是氧气,A中多孔石墨 电极作阳极,B中多孔石墨电极作阴极,阳极与电源正极相连,则b为正极,a为负极,A错误;滤纸上C与电源 负极相连,作阴极,D与电源正极相连,作阳极,电解池中阴离子向阳极移动,则滤纸上紫红色向D端移动,B 错误;断开K2、K3,闭合K1,构成氢氧燃料电池,A中的气体为氧气,A电极作正极,B中的气体为氢气,B电极 作负极,A极电极反应式为O2+4e-+2H2O  4OH-,C正确;断开K2、K3,闭合K1,构成氢氧燃料电池,电池总 反应为O2+2H2  2H2O,则溶液中c(OH-)减小,pH减小,D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 创新题型 创新点　从CO2资源化利用角度考查电解规律 2.[2025江苏镇江月考]CO2等的过量排放使温室效应加剧,导致全球气温上升。减弱温室效应的方法之 一是将CO2回收利用,其中电催化还原CO2是当今资源化利用二氧化碳的重点课题,常用的阴极材料有 多晶铜、铂电极、有机多孔电极材料、铜基复合电极材料等。 (1)利用多晶铜高效催化电解CO2制乙烯的原理如图所示。因电解前后电解液浓度几乎不变,故可实现 CO2的连续转化。   第1讲　描述运动的基本概念 ①电解过程中HC 向______(填“铂”或“多晶铜”)电极方向移动。 ②多晶铜电极的电极反应式为________________________________________。 ③理论上当生成0.05 mol乙烯时,铂电极产生的气体在标准状况下体积为___________(不考虑气体的溶 解)。 (2)一种有机多孔电极材料(铜粉沉积在一种有机物的骨架上)电催化还原CO2的装置示意图如图1所 示。控制其他条件相同,将一定量的CO2通入该电催化装置中,阴极所得产物及其物质的量与电压的关 系如图2所示。 　16.8 L     　14CO2+12e-+8H2O  C2H4+12HC      　铂     第1讲　描述运动的基本概念     ①电解前需向电解质溶液中持续通入过量CO2的原因是______________________________________ __________________________________________________________。 ②控制电压为0.8 V,电解时转移电子的物质的量为________mol。 ③科研小组利用13CO2代替原有的CO2进行研究,其目的是____________________________________ _________________________。 非有机多孔电极材料     　确定阴极上生成的含碳化合物源自CO2而 　2.8     的发生(减少氢离子在阴极上放电的几率),提高含碳化合物的产率     　使阴极表面尽可能被CO2附着,减少析氢反应 第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)①根据题意可知,多晶铜电极高效催化电解CO2制C2H4,C元素化合价降低,发生还原反应,多晶 铜电极为阴极,则铂电极为阳极,电解池中阴离子向阳极移动,即HC 向铂电极移动;②根据题中信息可 知多晶铜电极的电极反应式为14CO2+12e-+8H2O C2H4+12HC ;③根据上述电极反应式可知,生成 0.05 mol乙烯时,电路中转移0.6 mol电子,同时生成0.6 mol HC ,因电解前后电解液浓度几乎不变,则阳 极上有0.6 mol HC 参与电极反应,铂电极的电极反应式为4HC -4e- O2↑+4CO2↑+2H2O,故理论 上当生成0.05 mol乙烯时,铂极上生成0.15 mol O2、0.6 mol CO2,在标准状况下体积为0.75 mol×22.4 L/ mol=16.8 L。 (2)②由题图2得,控制电压为0.8 V时,产生0.2 mol H2和0.2 mol C2H5OH,结合电极反应式:2H++2e-  H2↑、2CO2+12e-+12H+  C2H5OH+3H2O得,转移电子的物质的量为0.4 mol+2.4 mol=2.8 mol。 第1讲　描述运动的基本概念 题组二　电解原理的应用 3.[2026江苏南京六校联考]通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4可获得难溶性的Li2CO3和MnO2,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)。下列说法正确的是 ( )   A.电极A为阳极,发生氧化反应 B.电极B的电极反应为4OH-+Mn2+-2e-  MnO2+ 2H2O C.电解一段时间后,溶液中Mn2+浓度保持不变 D.电解结束,调节pH将Mn2+转化为Mn(OH)2沉淀除去, 再加入Na2CO3溶液以获得Li2CO3 　D     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　　由题图可知,电极B上Mn2+转化为MnO2,Mn元素化合价升高,失电子,发生氧化反应,电极B为 阳极　 电极反应式为Mn2++2H2O-2e-  MnO2+4H+,A、B错误;电极A为阴极,电极反应式为 LiMn2O4+3e-+8H+ Li++2Mn2++4H2O,根据得失电子守恒,电解池总反应为2LiMn2O4+4H+  2Li++ Mn2++3MnO2+2H2O,反应生成了Mn2+,则溶液中Mn2+浓度增大,C错误;电解结束后溶液中含Li+和Mn2+,调 节溶液pH可将Mn2+转化为Mn(OH)2沉淀除去,再加入Na2CO3溶液与Li+反应生成Li2CO3,D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 4.[2026福建龙岩连城一中月考]工业用电解法处理含镍酸性废水得到单质Ni的原理如图所示,下列说 法错误的是 ( )   A.电解时,A室发生的电极反应为4OH--4e-  O2↑+2H2O B.电解一段时间后,B室中NaCl溶液中溶质的质量分数减小 C.为了提高电沉积效率,一段时间后,可向C室中补充NiCl2溶液 D.电解时,C室中的Cl-通过阴离子交换膜进入B室 　B     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　由题图可知,碳棒为阳极,电极反应为4OH--4e-  O2↑+2H2O,A正确;电解过程中,A室中的Na+ 通过阳离子交换膜进入B室,C室中的Cl-通过阴离子交换膜进入B室,则电解一段时间后,B室中NaCl溶液 中溶质的质量分数增大,B错误、D正确;电解时,C室中Ni2+被消耗,Cl-通过阴离子交换膜进入B室,为提高 电沉积效率,电解一段时间后可向C室补充NiCl2溶液,C正确。 第1讲　描述运动的基本概念 5.如图所示装置,通电后石墨电极Ⅱ上有O2生成,Fe2O3逐渐溶解,下列判断正确的是 ( )   A.a是电源的正极 B.通电一段时间后,向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液,出现蓝色 C.当1.6 g Fe2O3完全溶解时,至少产生氧气0.336 L(标准状况下) D.Cl-通过阴离子交换膜移动到石墨电极Ⅱ 　C     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　通电后石墨电极Ⅱ上有O2生成,氧元素化合价升高,发生氧化反应,故石墨电极Ⅱ为阳极,电极 反应式为2H2O-4e-  O2↑+4H+,石墨电极Ⅰ为阴极,电极反应式为Cu2++2e-  Cu。石墨电极Ⅰ为阴 极,故a为电源负极,A错误;石墨电极Ⅱ为阳极,电极反应式为2H2O-4e-  O2↑+4H+,向石墨电极Ⅱ附近 滴加石蕊溶液,不可能出现蓝色,B错误;1.6 g Fe2O3的物质的量为0.01 mol,溶解时发生反应Fe2O3+6H+   2Fe3++3H2O,说明阳极H2O放电至少产生了0.06 mol H+,结合阳极电极反应式:2H2O-4e-  O2↑+ 4H+知产生的O2的物质的量至少为0.015 mol,在标准状况下的体积至少为0.336 L,C正确;阴离子无法通 过质子交换膜,D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 题组三　电解池和原电池装置的综合应用 6.[2026福建福州二中期中]某同学设计了如图所示装置(电解质溶液均过量),下列说法正确的是  ( )   A.a极的电极反应式为CH3OH-6e-+H2O  CO2↑+6H+ B.N极试管收集到黄绿色的气体 C.电路中每转移2 mol电子,理论上乙池阴极区生成 2 mol NaOH D.相同条件下,甲池b极消耗的气体与乙池阴极产生的 气体的体积比为2∶1 　C     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　甲池为燃料电池,通入O2的b极为正极,通入CH3OH的a极为负极,乙池为电解池,M极为阳极,N 极为阴极。甲池中KOH溶液为电解液,则a极的电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-  C +6H2O,A项错 误;N极为阴极,电极反应式为2H2O+2e-  H2↑+2OH-,N极试管收集到的是H2,B项错误;电路中每转移 2 mol电子,乙池中有2 mol Na+从阳极区通过阳离子交换膜移入阴极区,结合阴极区电极反应式可知,阴 极区生成2 mol NaOH,C项正确;相同条件下,根据电路中转移电子数相等可知,甲池b极消耗的O2与乙池 阴极产生的H2的体积比为1∶2,D项错误。 第1讲　描述运动的基本概念 7.[易错题]用一种新型H2O2液态燃料电池(乙池)电解催化氮气制备铵盐和硝酸盐(甲池)的工作原理示 意图如下(c、d均为石墨电极)。下列说法正确的是 ( )   A.乙池中若生成15 mol m气体,则甲池a、b两极共消耗8 mol N2 B.甲池中H+从b极区通过质子交换膜转移至a极区 C.一段时间后,乙池中c极区的pH增大 D.甲池a极反应式为N2+12OH--10e-  2N +6H2O 　A     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　甲池为电解池,　a极氮元素价态升高失电子,a极为阳极,b极为阴极,故乙池中,c极为负极,d极 为正极　 。乙池中c极为H2O2失电子生成O2,电极反应式为H2O2-2e-+2OH-  O2↑+2H2O,若生 成15 mol O2,电路中转移30 mol电子,甲池中,a极:N2~2N ~10e-,b极:N2~2N ~6e-,电路中转移电子数相 等,则甲池a、b两极共消耗N2的物质的量为( + ) mol=8 mol,A项正确;甲池中a极为阳极,b极为阴极, 故甲池中H+从a极区通过质子交换膜转移至b极区,B项错误;c极电极反应式为H2O2-2e-+2OH-  O2↑+ 2H2O,c极区的pH减小,C项错误;甲池a极反应为N2失去电子被氧化为N ,注意电解质溶液为酸性环境, 正确的电极反应式为N2-10e-+6H2O  2N +12H+,D项错误。 易错提示 　　电路中转移30 mol电子时,a极和b极均转移30 mol电子,若误认为a极和b极转移电子之和为30 mol, 则会导致解题错误。 第1讲　描述运动的基本概念 8.隔膜电解法制备K2FeO4的工作原理如图所示。下列说法正确的是 ( ) A.隔膜为阴离子交换膜 B.该方法中KOH可以循环使用,但需另外补充 C.Fe电极上的反应为Fe-6e- 4H2O  Fe  8H+ D.电路中每转移0.2 mol e-,Pt电极上理论上产生2.24 L气体 题组四　电解池中的离子交换膜问题 　B     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　根据题图可知该装置为电解池,与电源正极相连的铁电极为阳极,铁失去电子发生氧化反应生 成Fe ,铂电极为阴极,电极反应式为2H2O+2e-  H2↑+2OH-。　阴极区由稀KOH溶液得到浓KOH 溶液,则需要补充K+　 ,阳极区K+需要向阴极区移动,则隔膜为阳离子交换膜,A项错误;该电解池 的总反应为Fe+2H2O+2OH-  Fe +3H2↑,反应中消耗OH-,需要补充KOH,B项正确;电解质溶液显强 碱性,Fe电极的电极反应式为Fe-6e-+8OH-  Fe +4H2O,C项错误;根据阴极电极反应式可知,转移 0.2 mol电子时,生成0.1 mol H2,但是未指明是标准状况下,不确定生成的气体的体积,D项错误。 方法点拨 　　根据题图判断离子的移动方向,进而判断隔膜的类型,阴极区:稀KOH溶液→浓KOH溶液,说明阳极 区K+需向阴极区移动,则隔膜为阳离子交换膜。 第1讲　描述运动的基本概念 9.[2025江苏苏州阶段检测]利用双极膜电解Na2SO4溶液制备NaOH,捕集烟气中CO2,制备NaHCO3。 已知:双极膜为复合膜,可在直流电的作用下,将膜间的H2O解离,提供H+和OH-。电解原理如图所示:   下列说法正确的是 ( ) A.阴极反应式:2H2O+2e- H2↑+2OH- B.Ⅰ为阴离子交换膜,Ⅱ为阳离子交换膜 C.电路中转移2 mol电子时,共产生2 mol NaOH D.电路中转移1 mol电子时,离子交换膜Ⅱ与双极膜 之间的隔室能生成1 mol H2SO4 　A     第1讲　描述运动的基本概念 解析 根据上图分析可知,A正确、B错误;电路中转移2mol电子时,室①中生成2mol NaOH,为传递电荷,同时双 极膜解离出2mol OH-进入室④,室⑤中有2mol Na+通过阳离子交换膜移入室④,即在室④中也生成2mol NaOH,则电路中转移2 mol电子时共产生4mol NaOH,C错误;电路中转移1mol电子时,为传递电荷,双极膜 解离出1 mol H+进入室③,结合上图分析可知,电路中转移1mol电子时,室③生成0.5mol H2SO4,D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 10.[2026河南郑州第二高级中学月考]某研究团队通过膜电解法制得纯碱、甘氨酸(H2NCH2COOH)和 高浓度烧碱溶液,其装置如图所示。其中膜a、b为离子交换膜,双极膜c在直流电的作用下,中间界面层 水发生解离产生H+和OH-。下列说法正确的是 ( )   　B     A.膜a为阴离子交换膜 B.制得7.5 g甘氨酸,盐室1增重2.2 g C.碱室2反应式:2H2O-4e- O2↑+4H+ D.一段时间后,碱室1浓度变小,碱室2浓度变大 第1讲　描述运动的基本概念 解析　　由题图可知,要通过膜电解法制得纯碱、甘氨酸(H2NCH2COOH)和高浓度烧碱溶液,则双极膜 c解离出的H+需移入盐室2,在盐室2中产生甘氨酸;盐室2中的Na+通过膜a(阳离子交换膜)移入盐室1,根 据电解池中阳离子移向阴极可知,电极A为阴极,电极反应式为2HC +2e- H2↑+2C ,在盐室1中 生成纯碱;双极膜c解离出的OH-移入碱室1,电极B为阳极,电极反应式为4OH--4e- O2↑+2H2O,Na+通 过膜b移入碱室1,一段时间后,碱室2 NaOH溶液浓度减小,碱室1 NaOH溶液浓度增大,即在碱室1中生成 高浓度烧碱溶液。由上述分析可知,A、C、D错误;由H2NCH2COO-+H+ H2NCH2COOH可知,制得 7.5 g甘氨酸(即0.1 mol),双极膜c解离出0.1 mol H+移入盐室2,则电路中转移0.1 mol e-,即有0.1 mol Na+由 盐室2进入盐室1,同时盐室1中生成的0.05 mol H2逸出,则盐室1增重为0.1 mol×23 g/mol-0.05 mol×2 g/ mol=2.2 g,B正确。 第1讲　描述运动的基本概念 11.[2025黑龙江哈尔滨月考]工业上以铬酸钾(K2CrO4)为原料,采用电化学的方法制备重铬酸钾 (K2Cr2O7)。制备装置如下图所示。若实验开始时在右室中加入38.8 g K2CrO4,t分钟后测得阳极室中K 与Cr的物质的量之比为3∶2。已知M(K2CrO4)=194 g/mol,下列说法不正确的是 ( )   A.通电后,阳极室惰性电极上有气泡产生 B.该制备过程,总反应的离子方程式为4Cr +4H2O  2Cr2 +4OH-+2H2↑+O2↑ C.t分钟时,阳极室与阴极室溶液质量变化之差为0.7 g (阳极室溶液质量变化的绝对值减去阴极室溶液质量变化的绝对值) D.t分钟时,溶液中K2CrO4和K2Cr2O7的物质的量之比为2∶1 题组五　电化学计算 　C     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　由题图可知,阳极为惰性电极,则电极反应式为2H2O-4e- O2↑+4H+,有气泡产生,A正确;阴极 电极反应式为2H2O+2e- H2↑+2OH-,结合题意及阳极反应式可知,该过程总反应的离子方程式为 4Cr +4H2O  2Cr2 +4OH-+2H2↑+O2↑,B正确;38.8 g K2CrO4的物质的量为0.2 mol,则n(K+)=0.4 mol, 电解过程中阳极室n(Cr)=0.2 mol保持不变,K+向阴极移动,若t分钟后测得右室中K与Cr的物质的量之比 为3∶2,则n(K+)=0.3 mol,Δn(K+)=0.4 mol-0.3 mol=0.1 mol,则电路中转移电子0.1 mol,此时阳极产生的  ×32 g/mol=0.8 g O2逸出,即阳极室溶液质量减小0.8 g+3.9 g=4.7 g,同时,阴极产生的 ×2 g/ mol=0.1 g H2逸出,增加3.9 g K+,即阴极室溶液质量增加3.9 g-0.1 g=3.8 g,则阳极室与阴极室溶液质量变 化之差为4.7 g-3.8 g=0.9 g,C错误;结合C项分析可知,t分钟后阳极室中n(K+)=0.3 mol,由K守恒得 2n(K2CrO4)+2n(K2Cr2O7)=0.3 mol,再由Cr守恒得n(K2CrO4)+2n(K2Cr2O7)=0.2 mol,解得n(K2CrO4)=0.1 mol, n(K2Cr2O7)=0.05 mol,即溶液中K2CrO4和K2Cr2O7的物质的量之比为2∶1,D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 12.[2026河北廊坊文安第一中学开学考]如图所示,通电5 min时,电极5的质量增加2.16 g,请回答下列问 题。 (1)a为电源的_________(填“正”或“负”)极。A池阳极的电极反应式为___________________,C池阴 极的电极反应式为_______________。 (2)如果通电5 min时B池中共收集到224 mL气体(标准状况)且溶液体积为200 mL(设电解过程中溶液体 积不变),则通电前溶液中Cu2+的物质的量浓度为___________________。 (3)如果A池溶液是200 mL足量的食盐水(设电解过程中溶液体积不变),则通电5 min时,c(NaOH)为__________。 　2Cl--2e-  Cl2↑         负     　Ag++e-  Ag     0.1 mol/L     　     0.025 mol/L     第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)通电5 min后,电极5的质量增加,则电极5为阴极,a为电源的负极;A池中阳极上Cl-放电生成Cl2, 电极反应式为2Cl--2e-  Cl2↑;C池中阴极上Ag+放电析出银,电极反应式为Ag++e-  Ag。(2)电极5 上析出的金属为Ag,已知通电5 min后,电极5质量增加2.16 g,则析出的n(Ag)= =0.02 mol,转移 电子的物质的量为0.02 mol,B中阳极上通过0.02 mol电子时生成氧气的体积= ×22.4 L/mol= 0.112 L=112 mL,B中共收集气体的体积是224 mL,所以气体中还有氢气,氢气的体积是112 mL,生成 112 mL氢气转移电子的物质的量= ×2=0.01 mol,所以生成铜转移电子的物质的量为0.01 mol, n(Cu)= =0.005 mol,n(Cu2+)=n(Cu),c(Cu2+)= =0.025 mol/L。(3)A中总反应式为2NaCl+2H2O  H2↑+Cl2↑+2NaOH,可知转移0.02 mol电子时生成0.02 mol NaOH,所以c(NaOH)= =0.1 mol/L。 第1讲　描述运动的基本概念 $