专题1 第2单元解题能力提升 第1课时 电化学原理的创新应用（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高二化学选择性必修1 化学反应原理学习笔记（苏教版 江苏专版）

本讲义聚焦电化学原理的创新应用核心知识点，在学生掌握原电池、电解池基本原理基础上，系统梳理新型化学电源（浓差电池、电催化电子传递电池等）和电解原理在物质制备、废水处理中的应用，构建从基础到创新应用的学习支架。 该资料以高考真题和真实情境为载体，通过分类解析典型题型培养科学思维，结合废物利用、污染治理案例渗透科学态度与责任。课中辅助教师突破教学难点，课后学生可通过对点练习查漏补缺，提升解题能力与知识应用水平。

第二单元解题能力提升 第1课时　电化学原理的创新应用 [核心素养发展目标]　1.掌握新型化学电源题目的分析思路。2.了解电解原理在生活中的广泛应用。3.进一步掌握电解问题分析的一般方法，巩固陌生电解装置中电极反应式的书写方法。 一、常见的新型化学电源 类型一　浓差电池 1.某化学兴趣小组将两个完全相同的铜片分别放入体积相同、浓度不同的CuSO4溶液中形成浓差电池(如图所示)，当两极附近电解质溶液浓度相等时停止放电。下列说法正确的是(　　) A.Cu(2)极发生还原反应 B.Cu(1)极附近Cu2+通过膜1向右迁移 C.放电过程中，两膜之间的c(CuSO4)理论上保持不变 D.当Cu(2)极附近c(CuSO4)变为1 mol·L-1时，该电池停止放电 答案　C 解析　Cu(1)极附近硫酸铜溶液浓度大于Cu(2)极，故Cu(1)极的电解质溶液浓度降低，即Cu(1)极为正极，发生还原反应，Cu(2)极为负极，发生氧化反应，电极反应式为Cu-2e-===C，A项错误；Cu(1)极的电极反应式为C+2e-===Cu，为了维持电荷平衡，S通过膜1向右迁移，B项错误；理论上两膜之间的硫酸铜溶液浓度保持不变，C项正确；理论上正、负两极硫酸铜溶液浓度均为0.55 mol·L-1时，该电池停止放电，D项错误。 类型二　电催化电子传递电池 2.(2019·全国卷Ⅰ，12)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子，示意图如图所示。下列说法错误的是(　　) A.相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能 B.阴极区，在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+===2H++2MV+ C.正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3 D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动 答案　B 解析　由题图和题意知，电池总反应是3H2+N2===2NH3。该合成氨反应在常温下进行，并形成原电池产生电能，反应不需要高温、高压，A项正确；观察题图知，左边电极发生氧化反应MV+-e-===MV2+，为负极，不是阴极，B项错误；正极区N2在固氮酶作用下发生还原反应生成NH3，C项正确；电池工作时，H+通过交换膜，由左侧(负极区)向右侧(正极区)迁移，D项正确。 类型三　太阳能转化电池 3.(2022·全国乙卷，12)Li⁃O2电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来，科学家研究了一种光照充电Li⁃O2电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子(e-)和空穴(h+)，驱动阴极反应(Li++e-===Li)和阳极反应(Li2O2+2h+===2Li++O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是(　　) A.充电时，电池的总反应为Li2O2===2Li+O2 B.充电效率与光照产生的电子和空穴量有关 C.放电时，Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移 D.放电时，正极发生反应：O2+2Li++2e-===Li2O2 答案　C 解析　充电时为电解池，由题目信息知，光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应(Li++e-===Li)和阳极反应(Li2O2+2h+===2Li++O2)，则充电时，电池的总反应为Li2O2===2Li+O2，因此，充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，A、B正确；放电时，金属Li电极为负极，光催化电极为正极，Li+从负极穿过离子交换膜向正极迁移，C错误；放电时，电池总反应为2Li+O2===Li2O2，则正极反应为O2+2Li++2e-===Li2O2，D正确。 类型四　液流储能电池 4.液流电池是一种新的蓄电池，是利用正、负极电解液分开，各自循环的一种高性能蓄电池，具有容量高、使用领域(环境)广、循环使用寿命长的特点。如图是一种锌溴液流电池，电解液为溴化锌的水溶液。下列说法正确的是(　　) A.充电时阳极的电极反应式：Zn-2e-===Zn2+ B.充电时电极a为外接电源的负极 C.放电时Br-向右侧电极移动 D.放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大 答案　D 解析　该电池的负极为锌，放电时负极的电极反应式为Zn-2e-===Zn2+，A错误；在充电时，原电池的正极连接外接电源的正极，是电解池的阳极，所以充电时电极a为外接电源的正极，B错误；放电时为原电池，在原电池中间隔着一个阳离子交换膜，所以Br-不能向右侧电极移动，C错误；放电时左侧生成溴离子，右侧生成的锌离子通过阳离子交换膜移向左侧，左侧电解质储罐中的离子总浓度增大，D正确。 类型五　废物利用 5.某种利用垃圾渗透液实现发电、环保二位一体结合的装置示意图如下，当该装置工作时，下列说法正确的是(　　) A.盐桥中Cl-向Y极移动 B.电路中流过7.5 mol电子时，共产生标准状况下N2的体积为16.8 L C.电流由X极沿导线流向Y极 D.Y极发生的反应为2N+10e-+6H2O===N2+12OH-，周围溶液的pH增大 答案　D 解析　处理垃圾渗透液的装置属于原电池装置，溶液中的阴离子移向负极，即氯离子向X 极移动， A错误；电池总反应为5NH3+3N===4N2+6H2O+3OH-，该反应转移15个电子时生成4个氮气，故电路中流过7.5 mol电子时，产生2 mol 氮气，即标准状况下的体积为44.8 L，B错误；电流由正极流向负极，即由Y极沿导线流向X 极，C错误；Y是正极，发生得电子的还原反应：2N+10e-+6H2O===N2+12OH-，周围溶液的pH 增大，D正确。 原电池工作原理的新认识 (1)相同的金属插入相同的电解质溶液中，由于电解质浓度不同，导致两极上氧化反应或还原反应的程度不同，可形成原电池，如浓差电池。 (2)惰性电极材料也可能是原电池的正、负极，只要在电极表面能发生电子的交换就能构成原电池，能向外输出电子的电极为负极，能从电极上获取电子的为正极反应物，该电极为正极。 (3)能源物质(燃料)不一定将电子直接传给负极，可能与电催化剂(电子传递体)进行电子交换，因而要特别关注催化循环中物质的变化、电子的转移方向及反应类型。 (4)储能(充电)过程，不一定是电能转化为化学能，也可能是光能直接转化为化学能。 二、电解原理的创新应用 类型一　在物质制备中的应用 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进行的反应得以实现。 1.(2024·南京质检)H2O2是常用的绿色氧化剂，可用如图所示装置电解H2O和O2制备H2O2。下列说法不正确的是(　　) A.H+移向a电极 B.装置工作过程中a极消耗O2的量等于b极生成O2的量 C.b电极的电极反应式为2H2O-4e-===O2↑+4H+ D.电解生成1 mol H2O2时，转移电子的数目为2×6.02×1023 答案　B 解析　由图可知，水在b极失电子生成氧气和氢离子，b极为阳极，a极为阴极，氢离子向a极移动，故A正确；a极电极反应式为O2+2e-+2H+===H2O2，b极电极反应式为2H2O-4e-===O2↑+4H+，当转移4 mol电子时，a极消耗2 mol氧气，b极产生1 mol氧气，故B错误、C正确；由a极电极反应式可知，每生成1 mol H2O2时，转移2 mol电子，转移电子数目为2×6.02×1023，故D正确。 2.(2024·宿迁高二月考)NaClO2(亚氯酸钠)是常用的消毒剂和漂白剂，工业上可采用电解法制备，工作原理如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.若直流电源为铅蓄电池，则b极为Pb B.阳极反应式为ClO2+e-===Cl C.交换膜左侧NaOH的物质的量不变，气体X为Cl2 D.制备18.1 g NaClO2时理论上有0.2 mol Na+由交换膜左侧向右侧迁移 答案　C 解析　ClO2转化为NaClO2(亚氯酸钠)的过程发生了还原反应，应该发生在阴极，所以a是负极，b是正极，若直流电源为铅蓄电池，则b极应该是PbO2，故A错误；由总反应式2ClO2+2NaCl===2NaClO2+Cl2知，交换膜左侧NaOH的物质的量不变，在阳极上氯离子失电子，发生氧化反应，产生氯气，气体X为Cl2，故B错误、C正确；Na+由交换膜右侧向左侧迁移，故D错误。 类型二　在废水处理、环境保护方面的应用 利用电解原理把污染物去除或把有毒物质变为无毒或低毒物质，具有易控制、无污染或少污染、高度灵活性和经济性等优点。 3.电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法，其原理如图所示，电极为惰性电极。已知海水中含Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、S等离子。下列叙述正确的是(　　) A.A膜是阳离子交换膜 B.通电后，海水中阴离子向b电极处移动 C.通电后，b电极上产生无色气体，溶液中出现白色沉淀 D.通电后，a电极的电极反应式为2H2O-4e-===O2↑+4H+ 答案　C 解析　A错，a电极为电解池的阳极，在电解池中阴离子向阳极移动，所以A膜是阴离子交换膜；B错，通电后，海水中阴离子向阳极(a电极)处移动；C对，阳离子放电能力：H+>Mg2+>Na+>Ca2+，所以通电后，H+在阴极(b电极)上放电：2H2O+2e-===H2↑+2OH-，产生无色气体，会发生反应：Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓，所以溶液中会出现白色沉淀；D错，阴离子放电能力：Cl->OH-，所以通电后，在阳极发生反应：2Cl--2e-===Cl2↑。 4.用铁和石墨作电极电解酸性废水，可将废水中的P以FePO4(不溶于水)的形式除去，其装置如图所示。下列说法正确的是(　　) A.若X、Y电极材料连接反了，则仍可将废水中的P除去 B.X极为石墨，该电极上发生氧化反应 C.电解过程中Y极周围溶液的pH减小 D.电解时废水中会发生反应：4Fe2++O2+4H++4P===4FePO4↓+2H2O 答案　D 解析　根据题意分析可知，X电极材料为铁，Y电极材料为石墨。若X、Y电极材料连接反了，铁就不能失电子变为离子，也就不能生成FePO4，A、B错误；电解过程中Y极发生反应：2H++2e-===H2↑，氢离子浓度减小，溶液的pH增大，C错误；铁在阳极失电子变为Fe2+，通入的氧气将Fe2+氧化为Fe3+，Fe3+与P反应生成FePO4，D正确。 5.研究表明许多疾病，包括基因突变(癌变、动脉硬化等)和生物机体中毒等，可能是一氧化氮的释放或调节不正常引起的。用间接电化学法可对NO进行无害化处理，其原理如图所示(质子膜允许H+和H2O通过)，下列相关判断错误的是(　　) A.该装置工作时，可视Pb为惰性电极 B.电极Ⅰ接电源负极，电极反应式为2HS+2H++2e-===S2+2H2O C.吸收塔中每消耗2 mol NO，有4 mol H+通过质子膜 D.每处理1 mol NO，电解池将产生11.2 L O2 答案　D 解析　Pb在阳极，但不参与反应可视为为惰性电极，A正确；在电极Ⅰ上获得电子生成S2，则电极Ⅰ为阴极，接电源负极，电极反应式为2+2H++2e-===S2+2H2O，B正确；吸收塔中方程式为2S2+2NO+2H2O===N2+4HS，吸收塔中每消耗2 mol NO，转移4 mol电子，有4 mol H+通过质子膜，C正确；未说标准状况，无法计算氧气体积，D错误。 课时对点练 [分值：100分] [1~8题，每小题6分] 题组一　新型化学电源 1.微生物燃料电池可用于净化含铬废水，其工作原理如图所示。该电池工作时，下列说法正确的是(　　) A.M极是电池的正极 B.N极的电极反应式为Cr2+6e-+8H+===2Cr(OH)3+H2O C.电池工作时，电子由M极通过离子交换膜流向N极 D.电路中转移0.6 mol电子时，M极上有2.24 L CO2生成 答案　B 解析　放电时，M极CH3OH失电子生成CO2，为电池的负极，A项错误；电池工作时，电子由M极经导线流向N极，C项错误。 2.新型Zn⁃PbO2电池工作原理如图所示，下列说法错误的是(　　) A.负极电极反应式为Zn-2e-+4OH-===[Zn(OH)4]2- B.M膜为阳离子交换膜、N膜为阴离子交换膜 C.电池工作一段时间后K2SO4浓度将增大 D.外电路每转移1 mol电子，理论上PbO2增重16 g 答案　D 解析　由图示可知，Zn为原电池的负极，电极反应为Zn-2e-+4OH-===[Zn(OH)4]2-，A正确；PbO2为原电池的正极，电极反应为PbO2+2e-+4H++===PbSO4+2H2O，外电路每转移1 mol电子，理论上PbO2增重×(32+16×2)g=32 g，D错误；为了维持溶液呈电中性，K+应通过M膜进入到MN之间，因此M膜为阳离子交换膜；应通过N膜进入到MN之间，因此N膜为阴离子交换膜，B正确；电池工作一段时间后，K+、均进入到MN之间，K2SO4浓度将增大，C正确。 3.利用同种气体在两极浓度不同而产生电势差可设计成气体浓差电池，利用浓差电池可测定混合气体中某气体含量。实验室通过氧气浓差电池测定空气中氧气含量的工作原理如图所示，其中在参比电极上通入纯氧气，测量电极上通入空气。下列说法错误的是(　　) A.熔融ZrO2、CaO混合物可用于传递O2- B.工作时，电子由测量电极经外电路流向参比电极 C.处于封闭环境时，用初期读数计算所得空气中氧气含量更准确 D.相同压强下，电势差越大，空气中氧气含量越高 答案　D 解析　相同条件下，纯氧比空气中氧气浓度大，根据“同种气体在两极浓度不同而产生电势差可设计成气体浓差电池”，可知参比电极O2浓度大，作正极，则测量电极作负极。熔融ZrO2、CaO可用于传递O2-，A正确；电子由负极经外电路流向正极，故工作时，电子由测量电极经外电路流向参比电极，B正确；负极O2-失去电子发生氧化反应会不断生成氧气，导致测量电极处的气体中氧气浓度增大，故用初期读数计算所得空气中氧气含量更准确，C正确；两极氧气浓度差越大，两极电势差越大，则相同压强下，电势差越大，空气中氧气含量越低，D错误。 4.(2025·连云港期中)下列有关NaBH4⁃H2O2燃料电池(如图)的说法正确的是(　　) A.电池工作时，电能主要转化为化学能 B.放电过程中电极b区的溶液pH下降 C.a电极上的反应为+8OH--8e-===+6H2O D.放电过程中1 mol H2O2参与反应，失去约2×6.02×1023个电子 答案　C 解析　该装置为原电池装置，电池工作时，化学能主要转化为电能，A错误；放电过程中，b区电极反应为H2O2+2e-===2OH-，溶液pH上升，B错误；根据图可知a电极上的反应为+8OH--8e-===+6H2O，C正确；放电过程中1 mol H2O2参与反应，得到约2×6.02×1023个电子，D错误。 题组二　电解原理的应用 5.(2024·南京六合区期中)工业上电解硝酸镍溶液，可以获取高纯镍和硝酸，其工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A.a为直流电源的正极，镍棒上发生的反应：Ni2++2e-===Ni B.A膜为阴离子交换膜，B膜为阳离子交换膜 C.电解一段时间后，乙池和丙池中的N的浓度均会增加 D.电解过程中，若有2 mol电子转移，理论上可获得11.2 L O2 答案　C 解析　结合装置目的，分析可知，工业上电解硝酸镍溶液，可以获取高纯镍和硝酸，左侧为阴极，镍棒上发生还原反应：Ni2++2e-===Ni，右侧为阳极，发生氧化反应，左侧硝酸根离子向右移动，B膜为阴离子交换膜，右侧氢离子向左移动，A膜为阳离子交换膜，结束后乙池硝酸浓度上升，据此分析回答问题。结合分析可知，左侧为阴极，a为负极，故A错误；B膜为阴离子交换膜，A膜为阳离子交换膜，故B错误；乙池有左侧硝酸根离子转移进入，丙池电解水，体积减小，两池硝酸根离子浓度均增加，故C正确；没有给出气体所处温度和压强，无法进行计算，故D错误。 6.为实现碳回收，我国科学家设计的用电化学法还原CO2制备草酸的装置如图所示。下列有关该装置的说法中错误的是(　　) A.a、b分别为电源的负极、正极 B.电解装置左池发生的电极反应为2CO2+2e-===C2 C.为增强溶液导电性，左池中可加入少量Na2C2O4溶液 D.右池电解质溶液为稀硫酸，发生的电极反应为2H2O-4e-===O2↑+4H+ 答案　B 解析　左池中CO2得电子被还原为H2C2O4，M极作阴极，与电源负极相连，则a为电源的负极，b为电源的正极，A正确；左池发生的电极反应为2CO2+2e-+2H+===H2C2O4，B错误；为增强溶液导电性，同时为减少杂质，左池可加入少量Na2C2O4溶液，C正确；右池为电解池的阳极区，H2O失电子发生氧化反应生成O2和H+，D正确。 7.(2025·扬州期末)电催化还原CO2可实现捕捉并将其转化为燃料CO，电解质溶液呈酸性，其工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A.Co⁃N⁃C/P电极与直流电源的正极相连 B.溶液中H+通过质子交换膜向石墨电极一侧移动 C.Co⁃N⁃C/P电极发生的反应为CO2+2e-+2H+===CO+H2O D.工作过程中石墨电极周围溶液的pH不变 答案　C 解析　Co⁃N⁃C/P电极为阴极，与直流电源的负极相连，A错误；阳离子向阴极移动，所以溶液中H+通过质子交换膜向Co⁃N⁃C/P电极一侧移动，B错误；Co⁃N⁃C/P电极为阴极，电极反应式为CO2+2e-+2H+===CO+H2O，C正确；石墨电极为阳极，电极反应式为2H2O-4e-===O2↑+4H+，生成的H+通过质子交换膜移动到阴极，但是消耗了H2O，溶液pH减小，D错误。 8.(2024·南京月考)一种电解乙酰基吡嗪废水中的(NH4)2SO4制备(NH4)2S2O8的电化学装置如图所示。下列说法正确的是(　　) A.石墨电极与直流电源正极相连 B.电解时，铂网电极附近pH增大 C.离子交换膜应选择性透过阴离子 D.阴极上的电极反应为2S+2e-===S2 答案　B 解析　由图分析可知，铂网电极发生反应：2S-2e-===S2，属于氧化反应，铂网为阳极，则石墨电极为阴极，电极反应为2H++2e-===H2↑，据此分析作答。石墨电极为阴极，接电源负极，故A错误；电解时，铂网电极发生反应：2S-2e-===S2，根据溶液显电中性可知，H+通过交换膜移向左侧，右侧溶液酸性减弱，pH增大，故B正确；离子交换膜应选择性透过阳离子，故C错误。 [9~13题，每小题7分] 9.(2025·扬州高二上学期期末)一种新型锰氢二次电池以MnSO4溶液为电解质溶液，其充电原理如图所示，下列说法正确的是(　　) A.电极a连接电源的负极 B.电极a所在电极室溶液的pH变小 C.H+向电极a所在区域迁移 D.b极区产生的气体是O2 答案　B 解析　电极a发生的反应为Mn2++2H2O-2e-===MnO2+4H+，发生氧化反应，在电解池中为阳极，与电源正极相连，A错误；电极a失去2 mol e-有4 mol H+生成，有2 mol H+通过质子交换膜转移到电极b，电极a所在电极室溶液H+浓度增大，pH变小，B正确；H+由电极a通过质子交换膜进入阴极b所在的区域，C错误；电极b为阴极，发生的电极反应为2H++2e-===H2↑，D错误。 10.近日，电催化固氮领域取得重要进展，利用双功能催化剂可实现室温条件下电催化氮气还原制备氨气、氧化制备硝酸，装置如图所示： 下列说法错误的是(　　) A.工作时，电子流入a极 B.阳极区的电极反应为N2+6H2O-10e-===2N+12H+ C.阳极区和阴极区消耗的N2的质量之比为3∶5 D.该离子交换膜应使用阴离子交换膜 答案　D 解析　由图可知，a极上N2转化成NH3，发生还原反应，该电极为阴极，电子由电源负极流入阴极，A项正确；阳极上是N2失电子生成HNO3，电极反应为N2+6H2O-10e-===2N+12H+，B项正确；由图可知，阴极(a极)：N2→2NH3时得到6e-，阳极(b极)：N2→2N时失去10e-，根据电子守恒可知阳极区和阴极区消耗的 N2 的质量之比为 3∶5，C项正确；阳极反应生成的H+通过离子交换膜进入阴极室参与反应，因此该离子交换膜应使用质子交换膜，D项错误。 11.我国科学家研制了一种新型的高比能量锌⁃碘溴液流二次电池，该电池在使用前要先进行充电，如图为充电原理示意图，溴离子与碘离子结合成为碘溴离子(I2Br-)，可以增加电池容量。下列叙述不正确的是(　　) A.充电时，a接外电源的正极，作阳极 B.充电时，b电极每增重0.65 g，溶液中有0.02 mol I-被氧化 C.放电时，a电极反应为I2Br-+2e-===2I-+Br- D.放电时，贮液器d内c(Zn2+)持续增大 答案　D 解析　由充电原理示意图，锌极锌离子得到电子发生还原反应，为电解池的阴极，则a极为电解池的阳极，A正确；充电时，b电极每增重0.65 g，转移电子的物质的量为×2=0.02 mol，根据得失电子守恒可知，溶液中有0.02 mol I-被氧化，B正确；放电时，a电极为正极，发生还原反应，反应为I2Br-+2e-===2I-+Br-，C正确；放电时，b极反应为Zn-2e-===Zn2+，负极生成锌离子，锌离子通过阳离子交换膜进入正极区，贮液器d内c(Zn2+)不会持续增大，D错误。 12.(2024·扬州红桥高级中学高二期中)电催化氮气制备铵盐和硝酸盐的原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A.a极反应式为N2+12OH--10e-===2N+6H2O B.电解一段时间，a、b两电极区的pH均减小 C.电解过程中H+从a极通过质子交换膜转移至b极 D.相同时间内，a、b两极消耗N2的物质的量之比为5∶3 答案　C 解析　由图示可知，a极为阳极，失电子，电极反应式为N2+6H2O-10e-===2N+12H+，b极为阴极，得电子，电极反应式为N2+6e-+8H+===2N，则阳极区酸性增强、pH减小，阴极区酸性减弱、pH增大，A、B错误；a极为阳极、b极为阴极，电解过程中H+从a极通过质子交换膜转移至b极，C正确；依据得失电子守恒，转移30 mol电子时阳极、阴极消耗氮气的物质的量分别为3 mol、5 mol，即a、b两极消耗N2的物质的量之比为3∶5，D错误。 13.我国科学家在天然气脱硫研究方面取得了新进展，利用如图装置可发生反应：H2S+O2H2O2+S↓，已知甲池中发生的反应为 下列说法不正确的是(　　) A.甲池中碳棒上发生的电极反应为AQ+2H++2e-===H2AQ B.乙池溶液中发生的反应为H2S+===3I-+S↓+2H+ C.该装置将电能转化为光能 D.H+从乙池移向甲池 答案　C 解析　根据题图中的电子流向可判断出甲池中碳棒是正极，该电极上发生得电子的还原反应，即AQ+2H++2e-===H2AQ，A项正确；在乙池中，H2S失电子生成S，得电子生成I-，发生的反应为H2S+===3I-+S↓+2H+，B项正确；根据题图中信息可知该装置将光能转化为电能和化学能，C项错误；该装置是光化学电池装置，电池工作时阳离子移向正极，甲池中碳棒是正极，所以H+从乙池移向甲池，D项正确。 14.(10分)(1)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　。电解后，　　　　　　　　　　室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水可得到Na2S2O5。 (2)KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。 ①写出电解时阴极的电极反应式：　　　　　　　。 ②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为　　　　　，其迁移方向是　　　　　　。 答案　(1)2H2O-4e-===O2↑+4H+　a (2)①2H2O+2e-===2OH-+H2↑　②K+　由阳极区到阴极区 解析　(1)根据装置图可知左侧为阳极，溶质为H2SO4，实际放电的是水电离出的OH-，电极反应式为2H2O-4e-===O2↑+4H+。电解过程中，阳离子(H+)向右侧移动，则a室中：S+H+===HS，NaHSO3浓度增大。 (2)①观察电解装置图知，惰性电极a为阳极，惰性电极b为阴极，在碱性条件下，阴极的电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-。 15.(7分)(2024·苏州市西交附中期中)K2FeO4氧化法脱除H2S的装置如图1所示。其他条件一定，溶液中c()与电流密度(电流密度与电压成正比)的关系如图2所示(已知：K2FeO4具有强氧化性，在酸性或中性溶液中不稳定、强碱性溶液中较稳定)。 (1)写出电解时阳极的电极反应式：　　　　　　　　　　。 (2)电流密度大于4 mA·cm-2时，溶液中c()上升幅度变小的原因是　　　　　　　　　　　。 (3)控制电流密度为4 mA·cm-2，分别以不同浓度的KOH溶液为电解质，电解相同时间后通入H2S充分反应，测得H2S的氧化率与KOH溶液浓度的关系图所示。c(KOH)=8 mol·L-1时H2S的氧化率达到最大的原因是　　　　　　　　　　。 答案　(1)Fe-6e-+8OH-===+4H2O (2)电流密度大于4 mA·cm-2时，部分OH-在阳极放电生成O2，生成的O2将Fe氧化成铁的氧化物覆盖在电极表面，阻碍生成，从而导致溶液中c()上升幅度变小 (3)c(KOH)<8 mol·L-1时，随着c(KOH)的增大，c(OH-)增大，H2S的吸收率增加，同时阳极区生成的反应速率加快，H2S的氧化率增大；c(KOH)>8 mol·L-1时，过多的OH-会降低的氧化能力，且OH-浓度过大，会与铁金属阳离子反应产生沉淀，有可能会包裹电极表面，阻碍阳极放电产生，所以H2S的氧化率减小 解析　(1)根据已知条件，K2FeO4氧化法脱除H2S，则金属铁做阳极，被氧化为，溶液为碱性环境，阳极反应为Fe-6e-+8OH-===+4H2O。 学科网（北京）股份有限公司 $