专题1 第2单元解题能力提升 第2课时 电化学计算模型 多池、多室装置（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）

本讲义聚焦电化学计算模型、多池及多室装置核心知识点，系统梳理电子守恒规律应用、多池连接形式（一池两用、多池串联）分析思路及离子交换膜类型与作用，构建从原电池/电解池基础到复杂装置综合应用的学习支架。 该资料通过典型例题（如电解CuSO4溶液恢复、多池串联电极反应书写）和题组训练，培养科学思维中的模型认知与证据推理能力，结合离子交换膜实例（如双极膜在Zn-CO2电池中应用）深化科学探究与实践。课中辅助教师解析难点，课后通过对点练帮助学生查漏补缺，巩固知识。

第2课时　电化学计算模型　多池、多室装置 [核心素养发展目标]　1.掌握电子守恒规律在电化学中的应用。2.掌握多池连接装置的形式及分析思路。 3.了解离子交换膜的类型及其作用。 一、电化学计算模型 1.电化学常涉及的计算问题 原电池和电解池的计算常涉及两极产物定量计算，电路中转移电子数的计算、溶液pH的计算、电解前后电极或电极区质量的差值计算等。 2.电化学计算模型 1.用石墨作电极电解0.1 mol·L-1的CuSO4溶液，当有0.4 mol电子通过电路时，发现阴极增重6.4 g，则要使电解后的溶液恢复到电解前状态，则可向电解后的溶液中加入(　　) A.0.1 mol Cu(OH)2 B.0.1 mol CuO C.0.2 mol CuO D.0.1 mol CuO和0.2 mol H2O 答案　A 解析　该过程转移0.4 mol电子，则阳极应该生成0.1 mol氧气，理论上阴极应该生成0.2 mol铜，但实际上阴极生成的铜为=0.1 mol，故铜离子不足，阴极生成0.1 mol铜后，氢离子继续放电，生成氢气0.1 mol，因此应该补充0.1 mol CuO和0.1 mol H2O或补充0.1 mol Cu(OH)2，A项正确。 2.将含有0.4 mol Cu(NO3)2和0.4 mol KCl的水溶液1 L，用惰性电极电解一段时间后，在一电极上析出19.2 g Cu；此时，在另一电极上放出气体的体积在标准状况下为(不考虑产生的气体在水中的溶解)(　　) A.3.36 L B.5.6 L C.6.72 L D.13.44 L 答案　B 解析　根据电解原理知，阴极的电极反应为C+2e-===Cu，由题意知，在阴极上析出0.3 mol Cu，则转移0.6 mol电子；阳极的电极反应为2Cl--2e-===Cl2↑，Cl-放电完全时，转移电子的物质的量为0.4 mol，生成0.2 mol Cl2，根据得失电子守恒分析，阳极上Cl-放电完全后，水电离的OH-放电，即2H2O-4e-===4H++O2↑，转移电子的物质的量为0.2 mol，生成0.05 mol O2，故阳极放出气体的体积为(0.2 mol+0.05 mol)×22.4 L· mo=5.6 L。 二、多池装置 1.一池两用 用如图所示装置进行实验： (1)若开始时K与N连接，则构成原电池，铁棒上发生的电极反应式为 Fe-2e-===Fe2+ ；石墨电极产生的现象为有无色气泡生成 。  (2)若开始时K与M连接，则构成电解池，铁棒上发生的电极反应式为 2H++2e-===H2↑；石墨电极产生的现象为有淡黄绿色气泡生成，一段时间后，溶液的pH增大。  (3)若用铝条和镁条分别代替图中的石墨和铁棒电极，电解质溶液为氢氧化钠溶液，请写出原电池负极的电极反应式：Al+4OH--3e-=== [Al(OH)4]-。 2.多池串联 如图所示装置： 回答下列问题： (1)甲池是　　　，乙池是将　　　　能转化为　　　能的装置。  (2)写出甲、乙、丙池中各电极的电极名称和电极反应式。 答案　(1)原电池　电　化学 (2)A极：负极，CH4-8e-+10OH-===C+7H2O B极：正极，O2+4e-+2H2O===4OH- Cu极：阳极，Cu-2e-===Cu2+ Ag极：阴极，Cu2++2e-===Cu Pt(Ⅰ)极：阳极，2Cl--2e-===Cl2↑ Pt(Ⅱ)极：阴极，Mg2++2H2O+2e-===H2↑+Mg(OH)2↓ 3.多池装置的解题模型 1.如图所示，甲池的总反应式为N2H4+O2===N2+2H2O，下列说法正确的是(　　) A.该装置工作时，乙池中石墨电极上有红色固体析出 B.甲池中负极反应为N2H4-4e-===N2+4H+ C.甲池和乙池中溶液的pH均减小 D.当甲池中消耗0.1 mol N2H4时，乙池中理论上最多产生6.4 g固体 答案　C 解析　题图中甲池为燃料电池，乙池为电解池；甲池中通氧气的一极为正极，石墨电极与正极相连，则石墨电极为阳极，阳极H2O中OH-放电生成O2，A错误；甲池中负极为通N2H4的一极，电解质溶液为KOH溶液，则电极反应为N2H4-4e-+4OH-===N2+4H2O，B错误；甲池的总反应为N2H4+O2===N2+2H2O，反应生成水，使KOH溶液浓度降低，则pH减小，乙池的总反应为2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑，消耗水，生成H2SO4，溶液pH减小，C正确；当甲池中消耗0.1 mol N2H4时，转移电子0.4 mol，乙池中理论上最多产生0.2 mol Cu，质量为12.8 g，D错误。 2.如图所示的电解装置，通电一段时间后，发现C端变为蓝色。下列说法正确的是(　　) A.F为电源负极 B.甲池中铁电极反应：Fe-2e-===Fe2+ C.电子流向：E→D→C→Fe D.通电一段时间后，乙池中出现蓝色沉淀 答案　D 解析　通电一段时间后，发现C端变为蓝色，即C端电极反应为2I--2e-===I2，C为阳极、D为阴极，则E为电源负极、F为电源正极，A错误；甲池中铁电极为阴极，电极反应为Ag++e-===Ag，B错误；电子不能通过电解质溶液，不会沿D→C移动，C错误；乙池中铜极失电子形成Cu2+，石墨电极的电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-，故通电一段时间后，出现蓝色Cu(OH)2沉淀，D正确。 3.如图所示，若电解5 min时，测得铜电极的质量增加2.16 g。试回答下列问题： (1)电源中X极是　　　　　(填“正”或“负”)极。  (2)通电5 min时，B中共收集到224 mL(标准状况)气体，溶液体积为200 mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前c(CuSO4)=　　　　　　　。  (3)若A中KCl溶液的体积也是200 mL，电解后溶液中仍有Cl-，则电解后溶液中的c(OH-)=　　　　　mol·L-1。  答案　(1)负　(2)0.025 mol·L-1　(3)0.1 解析　(1)铜电极增重，说明银在铜电极析出，则铜电极为阴极，X为负极。(2)C中铜电极增重2.16 g，即析出0.02 mol Ag，转移0.02 mol电子；由4e-~O2可知，B中阳极产生的O2只有0.005 mol，即112 mL；但B中共收集到224 mL气体，说明还有112 mL是H2，即全部Cu2+在阴极放电后，H+接着放电产生了112 mL H2，则通过0.01 mol电子时，Cu2+已被电解完；由2e-~Cu2+，可知n(Cu2+)=0.005 mol，则c(CuSO4)==0.025 mol·L-1。(3)由得失电子守恒知，A中生成0.02 mol OH-，则c(OH-)==0.1 mol·L-1。 三、多室装置——离子交换膜的作用 1.常见的离子交换膜 离子交换膜是一种含离子基团的、对溶液中的离子具有选择透过功能的膜，通常由特殊高分子材料制成。 种类 作用 阳离子交换膜 只允许阳离子通过，不允许阴离子通过 阴离子交换膜 只允许阴离子通过，不允许阳离子通过 质子交换膜 只允许H+通过，不允许其他阳离子或阴离子通过 双极隔膜 是一种新型离子交换膜，其膜主体可分为阴离子交换层、阳离子交换层和中间界面层，水解离催化剂被夹在中间的离子交换聚合物中，水电离的产物H+和OH-可在电场的作用下快速迁移到两侧溶液中，为膜两侧的半反应提供各自理想的pH条件 2.离子交换膜的作用 (1)能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。 (2)能选择性地允许离子通过，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。 3.典例剖析 例1　某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag+Cl2===2AgCl，当电路中转移a mol电子时，交换膜左侧溶液中约减少　　　　　　 mol离子。交换膜右侧溶液中c(HCl)　　　(填“>”“<”或“=”)1 mol·L-1(忽略溶液体积变化)。  答案　2a　> 解析　负极电极反应式为Ag-e-+Cl-===AgCl，原电池工作时，电路中转移a mol电子，则负极消耗a mol Cl-，形成闭合回路移向正极的n(H+)为a mol，所以负极区即交换膜左侧溶液中约减少2a mol离子；正极区电极反应为Cl2+2e-===2Cl-，生成n(HCl)=a mol，所以交换膜右侧溶液c(HCl)增大，即交换膜右侧溶液c(HCl)>1 mol·L-1。 例2　(2024·扬州期中)电解制备钴(Co)的工作原理如图所示。下列关于该装置工作时的说法不正确的是(　　) A.a为电源的正极 B.钴电极上的电极反应式为Co2++2e-===Co C.Ⅱ室中HCl的浓度减小 D.若不使用离子交换膜，石墨电极上会析出Cl2 答案　C 解析　利用该装置电解制备Co，则钴作阴极，b为电源的负极，a为电源的正极，A正确；钴为阴极，在钴电极上发生还原反应，电极反应式为Co2++2e-===Co，B正确；在石墨电极上发生的电极反应为2H2O-4e-===4H++O2↑，装置工作时Ⅰ室溶液中的H+通过阳离子交换膜向阴极移动，由于H+无法通过阴离子交换膜，从而留在Ⅱ室，同理Ⅲ室中的Cl-通过阴离子交换膜向阳极移动，Cl-无法通过阳离子交换膜，从而留在Ⅱ室，则Ⅱ室HCl的浓度增大，C错误；若不使用离子交换膜，Cl-在阳极上失电子，则石墨电极上会析出Cl2，D正确。 例3　(2025·扬州市第一中学高二期末)电解Na2SO3溶液的原理如图所示，下列说法正确的是(　　) A.从C口流出的物质是较浓的硫酸 B.电极a连接电源的正极 C.气体A为O2 D.电极b发生的电极反应式为+2e-+H2O===S+2H+ 答案　A 解析　由图中阳离子向左侧移动可知，a电极为阴极，b电极为阳极，其电极反应式为-2e-+H2O===S+2H+，从C口流出的物质是较浓的硫酸，故A正确、D错误；a为阴极，连接电源的负极，故B错误；a电极上发生的电极反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-，气体A为H2，故C错误。 1.中科院物理研究所研发的双极膜可充电，Zn⁃CO2电池解决了传统电池的体积与硬度问题，该电池工作原理如图所示： 已知双极膜夹层间的H2O能够解离成H+和OH-分别向两极移动。下列说法正确的是(　　) A.放电时，B电极反应为2H2O+CO2+2e-===HCOOH+2OH- B.放电时，H+通过a膜移向Zn电极 C.放电时，电流方向为B电极→用电器→A电极→双极膜→B电极 D.放电时，理论上电极A质量减少65 g时，需要消耗22.4 L CO2 答案　C 解析　由图可知，放电时，Zn作负极，电极反应式为Zn-2e-+4OH-===[Zn(OH)4]2-，B电极为正极，电极反应式为CO2+2e-+2H+===HCOOH，A错误；放电时，阳离子向正极移动，则H+通过a膜移向B电极，B错误；原电池中的电流方向在外电路中是从正极流向负极，而在电解质溶液中，阳离子从负极流向正极，阴离子从正极流向负极，与外电路中的电子流动共同构成了原电池的闭合回路，故电流方向为B电极→用电器→A电极→双极膜→B电极，C正确；放电时，理论上电极A质量减少65 g即消耗1 mol Zn时，转移2 mol电子，根据正极的反应，消耗1 mol CO2，其在标况下的体积为22.4 L，但题目未说明是否为标况，D错误。 2.如图装置是一种微生物脱盐电池的装置，它可以通过处理有机废水(以含CH3COO-的溶液为例)获得电能，同时还可实现海水淡化。已知a、b电极为惰性电极，X、Y均为离子交换膜，下列说法错误的是(　　) A.X、Y依次为阴离子、阳离子交换膜 B.a极反应为CH3COO-+2H2O-8e-===2CO2+7H+，产生的H+向b极移动 C.b极为正极 D.当电路中转移1 mol电子时，在b极室可以生成40 g NaOH 答案　B 解析　根据图示可知，在a极上CH3COO-失去电子被氧化，生成CO2和H+，碳元素化合价升高，所以a极为该原电池的负极，则b极为正极。为了实现海水的淡化，海水中的氯离子需要移向负极，即a极，则隔膜X为阴离子交换膜，钠离子需要移向正极，即b极，则隔膜Y为阳离子交换膜，A、C正确；a极为负极，电极反应式为CH3COO-+2H2O-8e-===2CO2+7H+，由于隔膜X是阴离子交换膜，所以阻碍生成的H+向正极移动，B错误；当电路中转移1 mol电子时，会有1 mol Na+进入b极室形成1 mol NaOH，其质量是40 g，D正确。 课时对点练 [分值：50分] [1~8题，每小题3分] 题组一　电解池与原电池的综合应用 1.(2024·镇江高二检测)某化学学习兴趣小组利用如图装置制作简易的燃料电池，电极Ⅰ、Ⅱ均为石墨电极，下列说法不正确的是(　　) A.断开K1、闭合K2，一段时间后，电极Ⅱ附近溶液变红 B.电解一段时间后，断开K2、闭合K1，此时电极Ⅰ发生还原反应 C.将Na2SO4溶液换成NaCl溶液也能制作成燃料电池 D.如将电极Ⅰ、Ⅱ换成铁电极，两电极发生的反应不变 答案　D 解析　断开K1、闭合K2，此时电极Ⅰ为阳极，电极反应为2H2O-4e-===4H++O2↑，电极Ⅱ为阴极，电极反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-，故一段时间后，电极Ⅱ附近溶液变红，A正确；断开K2，闭合K1，此时装置变为氢氧燃料电池，电极Ⅰ为正极，发生还原反应，B正确；将Na2SO4溶液换成NaCl溶液，则阳极上产生Cl2、阴极上产生H2，故也能制作成H2和Cl2的燃料电池，C正确；若将电极Ⅰ换成铁电极，则在电解过程中，铁作阳极失电子转化为亚铁离子，两电极发生的反应发生改变，D错误。 2.(2024·无锡期中)一种浓差电池的放电原理是利用电解质溶液的浓度不同而产生电流。某浓差电池装置示意图如图所示，该电池使用前将开关K先与a连接一段时间后再与b连接。下列说法不正确的是(　　) A.交换膜应当选择阳离子交换膜 B.K与a连接的目的是形成两电极区溶液的浓度差 C.K与b连接时，电极B上发生的反应为Cu2++2e-===Cu D.K与b连接时，导线中通过2 mol电子，约有1 mol离子通过交换膜 答案　A 解析　将开关K与a连接后电极B为阳极，电极反应式为Cu-2e-===Cu2+，电极A为阴极，电极反应式为Cu2++2e-===Cu，一段时间后右侧溶液中Cu2+浓度增大，而左侧溶液中Cu2+浓度减小，为了保持Cu2+的浓度差必须保证Cu2+不能通过交换膜，故交换膜是阴离子交换膜，A项错误，B项正确；一段时间后K与b连接，电极A为负极，电极反应式为Cu-2e-===Cu2+，电极B为正极，电极反应式为Cu2++2e-===Cu，C项正确；交换膜为阴离子交换膜，故K与b连接时，导线中通过2 mol电子，约有1 mol S通过交换膜，D项正确。 题组二　离子交换膜电化学装置的分析 3.我国科学家设计了水/有机混合高能锂硫电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A.硫电极为负极 B.Cu2+通过阳离子交换膜向锂电极方向迁移 C.硫电极上发生的反应为2Cu2++S+4e-===Cu2S D.理论上，每消耗1 mol S，同时消耗2 mol Li 答案　C 解析　锂在反应中失电子为负极，故A错误；原电池中阳离子向正极(硫电极)移动，故B错误；硫电极为正极，电极反应式为2Cu2++S+4e-===Cu2S，故C正确；依据得失电子守恒可知，每消耗1 mol S，同时消耗4 mol Li，故D错误。 4.(2024·南京检测)我国科研工作者研发了一种光电催化系统，其工作原理如图所示。工作时，光催化Fe2O3电极产生电子和空穴；H2O在双极膜界面处解离成H+和OH-，有利于电极反应顺利进行，下列说法不正确的是(　　) A.双极膜中靠近Fe2O3电极的一侧为阴膜 B.左室溶液pH逐渐增大 C.GDE电极发生的反应为O2+2H++2e-===H2O2 D.空穴和电子的产生驱动了脱硫与H2O2制备反应的发生 答案　B 解析　由图分析可知，Fe2O3电极为负极，阴离子移向负极，则双极膜中靠近Fe2O3电极的一侧为阴膜，A正确；左室发生的反应为SO2+2OH-===+H2O，+2OH--2e-===+H2O，根据电荷守恒可知，每消耗4 mol OH-转移2 mol电子，则有2 mol OH-进入左室，即左室溶液中OH-浓度减小，故pH逐渐减小，B错误；分析可知，GDE电极为正极，发生还原反应，其电极反应为O2+2H++2e-===H2O2，C正确；原电池能够加快反应速率，空穴和电子的产生促使形成原电池反应，故可驱动脱硫与H2O2制备反应的发生，D正确。 题组三　串联电化学装置的分析 5.(2025·南通高二期末)利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2并得到副产物NaOH、H2、Cl2，装置如图所示。下列说法不正确的是(　　) A.a极反应：CH4-8e-+4O2-===CO2+2H2O B.A膜为阳离子交换膜，C膜为阴离子交换膜 C.可用铁电极替换石墨Ⅱ电极 D.a极上通入标准状况下2.24 L甲烷，阳极室Ca2+减小0.4 mol 答案　B 解析　a极通入甲烷是负极，发生氧化反应，电极反应：CH4-8e-+4O2-===CO2+2H2O，故A正确；阳极室的电极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑，则阳极室内钙离子向产品室移动，A膜为阳离子交换膜，阴极室的电极反应式为2H2O+2e-===2OH-+H2↑，则原料室内钠离子向阴极室移动，C膜为阳离子交换膜，故B错误；电解池中阴极的电极不参与反应，溶液中的离子放电，因此可用铁电极替换阴极的石墨电极，故C正确；a极上通入标准状况下2.24 L甲烷，物质的量为0.1 mol，根据电极反应：CH4-8e-+4O2-===CO2+2H2O，可知转移电子为0.8 mol，根据得失电子守恒、电荷守恒可知，阳极室Ca2+减少0.4 mol，故D正确。 6.(2024·扬州市邗江区期中)以乙烷燃料电池为电源进行电解的实验装置如图所示。下列说法正确的是(　　) A.燃料电池工作时，正极反应式为O2+4H+-4e-===2H2O B.a极是铁，b极是铜时，能达到铁上镀铜的目的 C.a极是纯铜，b极是粗铜时，a极上有铜析出，b极逐渐溶解，两极质量变化相同 D.a、b两极若是石墨，在同温同压下b极产生的气体与电池中消耗乙烷的体积之比为2∶7 答案　B 解析　燃料电池工作时，通入O2的电极为正极，O2得电子与H+反应生成H2O，正极反应式为O2+4H++4e-===2H2O，A不正确；往铁上镀铜，右侧电池为电镀池，铜应作阳极，铁应作阴极，则a极为阴极，应是铁，b极是阳极，应是铜，B正确；a极是纯铜，b极是粗铜时，a极上有铜析出，b极逐渐溶解，但由于粗铜中混有铁、锌、金、银等杂质，在电解过程中，Fe、Zn等失电子，而溶液中只有Cu2+在阴极得电子，且粗铜中的金、银会形成阳极泥，所以两极质量变化不相同，C不正确；a、b两极若是石墨，在同温同压下b极产生的气体为O2，电池中消耗乙烷，依据得失电子守恒可建立关系式：7O2~28e-~2C2H6，二者的体积之比等于物质的量之比，则为7∶2，D不正确。 题组四　电化学计算 7.用如图所示装置电解硫酸铜和氯化钠的混合溶液，当线路中有1.2 mol电子通过时，甲电极增重并有4.48 L(已折算成标准状况下的体积，下同)气体生成，乙电极上生成气体7.84 L，则原溶液中硫酸铜与氯化钠的物质的量之比为(　　) A.2∶1 B.4∶1 C.2∶3 D.4∶3 答案　A 解析　该电解池阴极的电极反应式为①Cu2++2e-===Cu、②2H2O+2e-===H2↑+2OH-，阳极的电极反应式为③2Cl--2e-===Cl2↑、④2H2O-4e-===4H++O2↑，甲电极增重，并有4.48 L气体生成，则甲电极为阴极，乙电极为阳极，甲电极上生成的氢气为0.2 mol，乙电极上生成气体7.84 L(氯气和氧气，共0.35 mol)，反应共转移1.2 mol电子，阴极上反应②共得到0.4 mol电子，则反应①共得到电子1.2 mol-0.4 mol=0.8 mol，可计算出原溶液中Cu2+的物质的量为0.4 mol；设阳极产生氯气的物质的量为x，产生氧气的物质的量为y，则x+y=0.35 mol，2x+4y=1.2 mol，联立两个方程，解得x=0.1 mol，y=0.25 mol，所以溶液中Cl-为0.2 mol，则原溶液中硫酸铜与氯化钠的物质的量之比为0.4∶0.2=2∶1，A正确。 8.在500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中，c(N)=0.8 mol·L-1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到2.24 L气体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500 mL。下列说法正确的是(　　) A.上述电解过程中共转移0.2 mol电子 B.原混合溶液中c(K+)为0.4 mol·L-1 C.原溶液中Cu(NO3)2的物质的量为0.05 mol D.电解后溶液中c(H+)为0.2 mol·L-1 答案　B 解析　电解硝酸钾和硝酸铜混合溶液时，阳极上OH-放电生成O2，阴极上Cu2+先放电生成Cu，当Cu2+完全析出时，H+放电生成H2，通电一段时间后，两极气体的物质的量均为=0.1 mol；每生成0.1 mol O2转移0.4 mol电子，每生成0.1 mol H2转移0.2 mol电子，每生成1 mol Cu转移2 mol电子，根据得失电子守恒得n(Cu2+)==0.1 mol，则原溶液中Cu(NO3)2的物质的量为0.1 mol，Cu2+的物质的量浓度为=0.2 mol·L-1，根据电荷守恒得K+浓度为0.8 mol·L-1-0.2 mol·L-1×2=0.4 mol·L-1，当电解硝酸铜溶液时生成氢离子，电解硝酸钾溶液实质上是电解水，电解后H+的浓度==0.4 mol·L-1，故B正确。 [9~12题，每小题5分] 9.NOx是主要大气污染物，利用反应NO2+NH3→N2+H2O消除NO2污染的电化学装置如图所示。下列说法错误的是(　　) A.外电路的电子流向为a→负载→b B.b极的电极反应为4H2O+2NO2+8e-===N2+8OH- C.若离子交换膜为阴离子交换膜，则左池NaOH溶液浓度将增大 D.电路中转移4 mol电子时理论上可消除1 mol NO2的污染 答案　C 解析　电子由负极流向正极，故外电路的电子流向为a→负载→b，A正确；b极二氧化氮得到电子发生还原反应生成氮气和氢氧根离子，b极的电极反应为4H2O+2NO2+8e-===N2+8OH-，B正确；a极氨气失去电子发生氧化反应，反应为2NH3+6OH--6e-===N2+6H2O，若离子交换膜为阴离子交换膜，消耗的氢氧根离子由右侧迁移过来，但是反应生成水导致左池NaOH溶液浓度将减小，C错误；根据电子转移可知，NO2~4e-，电路中转移4 mol电子时理论上可消除1 mol NO2的污染，D正确。 10.(2024·南通如皋教学质量调研)运用电化学原理分离纯化乙二醛并回收硝酸的装置示意图(电极均为惰性电极)如图。下列说法正确的是(　　) A.X极与电源的正极相连 B.N在Y极上得电子 C.m为阳离子交换膜，n为阴离子交换膜 D.分离纯化结束后，A室溶液呈碱性 答案　C 解析　该装置的作用是分离纯化乙二醛并回收硝酸，则该电解装置的工作原理是B室中的N向C室移动，B室中的H+向A室移动，则n为阴离子交换膜，m为阳离子交换膜，Y为阳极，X为阴极。X为阴极，与电源的负极相连，A项错误；Y极的电极反应式为2H2O-4e-===O2↑+4H+，B项错误；X为阴极，电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-，B室中的H+向A室移动，A室仍然为Na2SO4溶液，溶液呈中性，D项错误。 11.(2025·苏州市西交附中期中)乙醛酸是一种重要的化工中间体，可用如图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是(　　) A.KBr在上述电化学合成过程中只起电解质的作用 B.阳极上的反应式为+2H++2e-===+H2O C.制得2 mol乙醛酸，理论上外电路中迁移了1 mol电子 D.双极膜中间层中的H+在外电场作用下向铅电极方向迁移 答案　D 解析　该装置通电时，乙二酸被还原为乙醛酸，因此铅电极为电解池阴极，石墨电极为电解池阳极，阳极上Br-被氧化为Br2，Br2将乙二醛氧化为乙醛酸，双极膜中间层的H+在直流电场作用下移向阴极，OH-移向阳极。KBr在上述电化学合成过程中除作电解质外，同时还是电解过程中阳极的反应物，Br-失去电子生成Br2，Br2将乙二醛氧化为乙醛酸，故A、B错误；电解过程中阴、阳极均生成乙醛酸，1 mol乙二酸生成1 mol乙醛酸转移电子为2 mol，1 mol乙二醛生成1 mol乙醛酸转移电子为2 mol，因此制得2 mol乙醛酸时，理论上外电路中迁移了2 mol电子，故C错误。 12.(2024·苏州中学期中)MFC电芬顿技术不需要外加能量即可发生，通过产生羟基自由基(·OH)处理有机污染物，可获得高效的废水净化效果。其耦合系统原理示意图如图，下列说法不正确的是(　　) A.电子移动方向为a→Y，X→b B.Y电极上得到H2O2的反应为O2+2e-+2H+===H2O2 C.b电极上发生还原反应 D.理论上当乙中产生1 mol羟基自由基时，甲中有4 mol H+从M室移动到N室 答案　D 解析　甲装置为燃料电池，乙装置为电解池；燃料电池中燃料在a电极发生失电子的氧化反应，a为负极，Y为阴极；氧气在b电极发生得电子的还原反应，b为正极，X为阳极。电子由负极(a电极)经导线流向Y电极，由阳极(X电极)经导线流向b电极，A正确；Y电极上氧气得电子生成H2O2，电极反应为O2+2e-+2H+===H2O2，B正确；乙中生成羟基自由基的反应为Fe2++H2O2+H+===Fe3++H2O+·OH，产生1 mol羟基自由基需消耗1 mol H2O2，结合选项B可知，需转移2 mol电子，则有2 mol H+转移，D错误。 13.(6分)(2024·南京期末)某同学设计利用一氧化氮—空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能，实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合。 (1)甲装置中Pt1上的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)乙装置中C2上的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)装置丙用于粗铜的精炼。装置中电极A是　　　　(填“粗铜”或“纯铜”)。 答案　(1)NO-3e-+2H2O===N+4H+ (2)NO+5e-+6H+===N+H2O (3)粗铜 学科网（北京）股份有限公司 $