4.2 电解池（同步练习）2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

**基本信息** 聚焦电解池核心概念，通过基础辨析、综合应用到科研情境的三级分层设计，构建从单一原理到复杂系统的知识巩固路径，培养科学思维与问题解决能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|电解池能量转化、电极判断、简单电极反应|单选题1-3题直接考查核心概念，强化化学观念| |进阶层|串联电解池、离子交换膜应用、电化学降解|结合装置图示分析（如氯碱工业示意图），培养科学思维| |挑战层|工业流程（储氢材料合成）、催化机理（镍修饰铜催化）、多装置耦合|引入科研情境（双极膜、浓差电池），体现科学探究与实践|

4.2 电解池（同步练习）原卷版 姓名：___________班级：___________ 一、单选题 1．下列过程能实现电能转化为化学能的是 A．偏二甲肼燃烧 B．电解饱和食盐水 C．太阳能集热器 D．风力发电 2．设计电镀池，实现在铜片上镀银。下列说法正确的是 A．铜片接在电池正极 B．铜片上发生的反应为 C．溶液作离子导体 D．Ag作阳极，其表面有气体生成 3．氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如图所示（电极均为石墨电极）。下列说法正确的是 A．M为电源的负极 B．通电使氯化钠发生电离 C．电解一段时间后，阴极区pH降低 D．产物之一的从d口获得 4．如图甲、乙为相互串联的两个电解池，下列说法正确的是 A．甲池若为精炼铜的装置，A极材料是粗铜 B．Fe极的电极反应式为 C．若甲池为电镀铜的装置，阴极增重12.8 g，乙池阳极放出气体为4.48 L D．乙池中若滴入少量酚酞溶液，开始一段时间后C极附近变浅红色 5．利用双离子交换膜电解法可以从含硝酸铵的工业废水中生产硝酸和氨，原理如图所示。下列叙述正确的是 A．产品室发生的反应为NH+OH﹣= B．N室中硝酸溶液浓度a%＞b% C．a、c为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜 D．M、N室分别产生氧气和氢气 6．利用废旧锂电池中制备的装置如图所示，下列说法错误的是 A．电极A为阴极 B．电极B发生的反应为： C．中的Mn元素均转移到了中 D．和的迁移方向相同 7．化学在环境保护中起着相当重要的作用。催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解的原理如图所示，下列说法中正确的是 A．溶液中的从右经过质子交换膜向左转移 B．电解池阴极的电极反应式为： C．Pt电极为阳极，发生还原反应 D．电解过程中转移2 mol电子，则左侧产生的气体在标况下的体积约为11.2 L 8．如图是几组常见的电化学实验装置示意图，有关叙述正确的是 A．装置①中阳极上有红色物质析出 B．装置②中的铜片应与直流电源的正极相连 C．装置③中，若电解质溶液为溶液，则电极a的反应式： D．装置④中，粗铜(含有铁、锌、银、金等多种杂质)为阳极，溶液的浓度始终不变 9．如图所示的电解池甲、乙和丙中，a、b、c、d、e、f均为石墨电极。在电解过程中，直流电源中，电子由N极经外电路流向M极。电极b、d和f上没有气体逸出，但质量均增大且增大情况为b>f>d。符合上述实验结果的盐溶液是 选项 甲 乙 丙 A B C D A．A B．B C．C D．D 10．以下装置可实现氟烷基化反应，原理如图。下列说法错误的是 A．M连接电源的正极 B．体系中和的相互转化起催化作用 C．理论上，电路中通过产生2mol气体X D．N极电极反应式可表示为：2 11．储氢材料NaBH4的一种合成方法如图。下列说法正确的是 A．反应①中H2作还原剂 B．反应②每生成1 mol NaBH4转移4 mol电子 C．参与循环次数：Mg与Cl2相等 D．反应④可通过电解MgCl2溶液实现 12．利用镍修饰铜催化剂电催化硝酸盐还原制氨的装置及相关机理如图所示。下列说法正确的是 A．工作时电子从电源b极流向碳棒 B．室温时镍修饰铜催化剂表面的电极反应式有 C．元素Ni的引入促使H2O转化为活性氢，有利于NH3的生成 D．高温时，电路中每转移4 mol电子时，理论上阳极可生成11.2 L气体(标准状况) 13．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 14．利用燃料电池电解制备并得到副产物、、，装置如下图所示。下列说法不正确的是 A．a极反应： B．A膜和膜均为阴离子交换膜 C．可用铁电极替换石墨Ⅱ电极 D．a极上通入标况下甲烷，阳极室减少 15．2025年10月我国科研团队设计了一种三膜电解槽(示意图如下)，实现了在有机电解液中电还原制，同时生成具有价值的和，并有效抑制了析氢反应。下列说法错误的是 A．电极a连接电源负极 B．阳极的电极反应式为： C．两电极产生气体的体积比为 D．若将有机电解液换为水溶液，则无法抑制析氢反应 16．双极膜是一种复合膜，在直流电场作用下可将水解离为和，并分别向两极迁移。用如图所示的电化学装置合成重要的化工中间体乙醛酸()。下列说法正确的是 A．若用氢氧燃料电池为电源，则铅电极与通入的一极相连 B．阴极电极反应式为 C．电池工作时，a为、b为 D．理论上外电路中转移2电子时，可制得2乙醛酸 17．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 18．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 二、非选择题 19．铜是应用广泛的金属，工业上既可用“电解法”制备氧化亚铜、完成粗铜精炼，也可利用“蒸汽转移法”提纯粗铜。回答下列问题： I．“电解法”制备氧化亚铜和精炼铜(粗铜中含有铁、锌、碳、银) (1)a为电源的__________(填“正”或“负”)极。 (2)乙池中粗铜应为__________(填“”或“”)电极；形成的阳极泥的主要成分为__________(填元素符号)。 (3)甲池中生成的离子方程式为__________。 II．“蒸汽转移法”精炼铜 向图示装置中加入粗铜并通入，发生反应  ，粗铜中的杂质不与反应。 (4)该方法精炼铜的过程是__________(填“物理”或“化学”)变化；可循环使用的物质是__________(填化学式)。 (5)精铜在__________(填“高”或“低”，下同)温区析出；在__________温区生成。 20．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。 21．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___________。 22．电化学在冶金、航空、航天、材料、能源、环境科学等领域有广泛的应用。 (1)回收并利用一直是科研人员研究的热点。我国科学家研究电池，取得了重大科研成果，该电池中，Li为单质锂片，则该电池中的在_________（填“正”或“负”）极发生电化学反应。研究表明，该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4个步骤进行，写出步骤Ⅲ的离子方程式。 Ⅰ.。 Ⅱ.。 Ⅲ.___________。 Ⅳ.。 (2)电解精炼法提纯镓（）是工业上常用的方法，具体原理如图所示。已知：金属活动性顺序；镓的化学性质与铝相似，在强碱溶液中以形式存在。 ①电解后，电解槽底部阳极泥中所含的金属有__________。 ②电解过程中阴极的电极反应式是____________。当外电路通过时，阴极得到的镓，则该电解装置的电解效率__________（）。 (3)全钒液流电池是利用不同价态的含钒离子在酸性条件下发生反应，该电池储能容量大、使用寿命长。利用该电池电解处理含的废水制备硝酸和氨水的原理如图所示，a、b、c、d电极均为惰性电极。 ①全钒液流电池放电时，a电极反应式为____________。 ②隔膜2为__________（填“阴”或“阳”）离子交换膜，装置B中p口流出液中主要的溶质为__________（填化学式）。 ③当装置B中产生气体的总体积为（标准状况下）时，装置A中有__________通过质子交换膜。 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.2 电解池（同步练习）解析版 姓名：___________班级：___________ 一、单选题 1．下列过程能实现电能转化为化学能的是 A．偏二甲肼燃烧 B．电解饱和食盐水 C．太阳能集热器 D．风力发电 【参考答案】B 【解析】A．偏二甲肼燃烧是化学能转化为热能，A不符合题意； B．电解饱和食盐水需要外加电源供电，使非自发的氧化还原反应发生，实现电能转化为化学能，B符合题意； C．太阳能集热器将太阳能转化为热能，C不符合题意； D．风力发电将风能转化为电能，D不符合题意； 故选B。 2．设计电镀池，实现在铜片上镀银。下列说法正确的是 A．铜片接在电池正极 B．铜片上发生的反应为 C．溶液作离子导体 D．Ag作阳极，其表面有气体生成 【参考答案】B 【分析】用电解池装置在铜片上镀银，铜片上发生反应，，铜片作阴极，银作阳极，发生反应，溶液作电解液，据此解答。 【解析】A．铜片作阴极，铜片应接在电池的负极上，A错误； B．铜片上得电子，反应为，B正确； C．铜片上发生反应，，应用溶液作电解液，C错误； D．作阳极，发生反应，表面无气体生成，D错误； 故选B。 3．氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如图所示（电极均为石墨电极）。下列说法正确的是 A．M为电源的负极 B．通电使氯化钠发生电离 C．电解一段时间后，阴极区pH降低 D．产物之一的从d口获得 【参考答案】D 【解析】A．左侧电极生成，发生失电子的氧化反应为阳极，阳极应与电源正极相连，故M为电源正极，A错误； B．在水溶液中本身就会发生电离产生自由移动的离子，通电的作用是使离子定向移动发生电极反应，并非使氯化钠电离，B错误； C．阴极反应为，反应生成，阴极区升高，C错误； D．阴极区生成，通过阳离子交换膜移向阴极区，二者结合生成，故产物从d口获得，D正确； 故答案选D。 4．如图甲、乙为相互串联的两个电解池，下列说法正确的是 A．甲池若为精炼铜的装置，A极材料是粗铜 B．Fe极的电极反应式为 C．若甲池为电镀铜的装置，阴极增重12.8 g，乙池阳极放出气体为4.48 L D．乙池中若滴入少量酚酞溶液，开始一段时间后C极附近变浅红色 【参考答案】B 【分析】图示是两个串联的电解池，依据电源判断A为阴极，B为阳极，Fe为阴极，C为阳极。 【解析】A．甲池中A是阴极，B是阳极，若为精炼铜的装置，则A极是纯铜，B极是粗铜，A错误； B．Fe为阴极，电极反应式为，B正确； C．若甲池为电镀铜的装置，阴极电极反应式为：，增重12.8 g，则转移电子是0.4 mol，乙池阳极放出气体为氯气，电极反应式为：，转移电子0.4 mol时，产生的氯气是0.2 mol，题目未指明气体的温度和压强，不能确定体积，C错误； D．Fe为阴极，电极反应式为，乙池中若滴入少量酚酞溶液，开始一段时间后铁极附近变浅红色，D错误； 故选B。 5．利用双离子交换膜电解法可以从含硝酸铵的工业废水中生产硝酸和氨，原理如图所示。下列叙述正确的是 A．产品室发生的反应为NH+OH﹣= B．N室中硝酸溶液浓度a%＞b% C．a、c为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜 D．M、N室分别产生氧气和氢气 【参考答案】A 【分析】该装置用电解法可以从含硝酸铵的工业废水中生产硝酸和氨，M室为阴极室，电极反应为，a膜为阴离子交换膜，M室的OH-通过a膜进入产品室，b膜为阳离子交换膜，NH通过b膜进入产品室，产品室发生反应NH+OH﹣=，N室为阴极室，电极反应为，c膜为阴离子交换膜，NO通过c膜进入N室，N室为硝酸溶液，电解后浓度增大。 【解析】A．由分析知，产品室发生的反应为NH+OH﹣=，故A正确； B．由分析知，N室为硝酸溶液，电解后浓度增大，故N室中硝酸溶液浓度a%＜b%，故B错误； C．a、c为阴离子交换膜，b为阳离子交换膜，故C错误； D．M、N室分别产生氢气和氧气，故D错误； 故选A。 6．利用废旧锂电池中制备的装置如图所示，下列说法错误的是 A．电极A为阴极 B．电极B发生的反应为： C．中的Mn元素均转移到了中 D．和的迁移方向相同 【参考答案】C 【分析】由图可知，该装置为电解池，电极A为与直流电源负极相连的阴极，酸性条件下，LiMn2O4在阴极得到电子发生还原反应生成锰离子，电极方程式为：LiMn2O4＋3e−+8H+=Li++2Mn2++4H2O，电极B为阳极，水分子作用下，锰离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化锰和氢离子，电极反应式为2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+，则电解的总反应方程式为2LiMn2O4+4H+2Li++Mn2++3MnO2+2H2O。 【解析】A．电极A为与直流电源负极相连的阴极，故A正确； B．电极B为阳极，水分子作用下，锰离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化锰和氢离子，电极反应式为2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+，故B正确； C．由分析可知，MnO2中的锰元素来源于阳极的硫酸锰溶液，由于存在阳离子交换膜，LiMn2O4中的锰元素不会转移到MnO2中，故C错误； D．电解池中阳离子移向阴极，和的迁移方向相同，都向阴极移动，故D正确； 故答案选C。 7．化学在环境保护中起着相当重要的作用。催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解的原理如图所示，下列说法中正确的是 A．溶液中的从右经过质子交换膜向左转移 B．电解池阴极的电极反应式为： C．Pt电极为阳极，发生还原反应 D．电解过程中转移2 mol电子，则左侧产生的气体在标况下的体积约为11.2 L 【参考答案】D 【分析】图中右侧电极上转化为，发生还原反应，为阴极，所以左侧Pt电极为阳极。 【解析】A．电解池中阳离子向阴极移动，右侧电极为阴极，故应从左经过质子交换膜向右转移，A错误； B．阴极发生得电子的还原反应，给出的反应为失电子的氧化反应，属于阳极的电极反应式，B错误； C．阳极应发生氧化反应，C错误； D．左侧阳极反应为，转移电子时生成，标况下体积为，D正确； 故选D。 8．如图是几组常见的电化学实验装置示意图，有关叙述正确的是 A．装置①中阳极上有红色物质析出 B．装置②中的铜片应与直流电源的正极相连 C．装置③中，若电解质溶液为溶液，则电极a的反应式： D．装置④中，粗铜(含有铁、锌、银、金等多种杂质)为阳极，溶液的浓度始终不变 【参考答案】B 【解析】A．装置①中用惰性电极电解溶液，在阳极上失去电子被氧化变为，阳极的电极反应式为：；在阴极上得到电子被还原为单质，阴极的电极反应式为：，故电解时在阴极上有红色物质析出，A错误； B．在装置②电镀铜时，应该使镀层金属铜片与直流电源的正极相连，作阳极；镀件与直流电源的负极连接作阴极，B正确； C．在装置③的氢氧燃料电池中，通入燃料H2的电极a为负极，通入O2的电极b为正极，若电解液为溶液，溶液显中性，则电极a的反应式：，C错误； D．对于装置④，电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，阳极上比铜活泼的金属杂质如Fe、Zn等先失电子溶解，阴极上得电子析出铜，由于阳极上多种金属失电子，阴极上只有得电子，所以电解质溶液中的浓度会逐渐减小，D错误； 故选B。 9．如图所示的电解池甲、乙和丙中，a、b、c、d、e、f均为石墨电极。在电解过程中，直流电源中，电子由N极经外电路流向M极。电极b、d和f上没有气体逸出，但质量均增大且增大情况为b>f>d。符合上述实验结果的盐溶液是 选项 甲 乙 丙 A B C D A．A B．B C．C D．D 【参考答案】C 【分析】电子在外电路由N极流向M极，可判断N为直流电源负极，M为直流电源正极，因此a、c、e为电解池阳极，b、d、f为电解池阴极。题干给出b、d、f电极上没有气体逸出且电极质量均增大，说明阴极上是金属阳离子得电子发生还原反应析出金属单质，水溶液中、不会在阴极放电，阴极会产生氢气。三个电解池为串联电路，各个电极转移电子的物质的量完全相等，选取转移电子进行计算，需要满足电极增重关系。 【解析】A．甲电解液，阴极b电极反应：；乙电解液，阴极d电极反应：；丙电解液，阴极f电极反应：。当电路转移电子时，b电极析出的物质的量为，质量；d电极析出的物质的量为，质量；f电极析出的物质的量为，质量，得到增重大小关系，与题干条件不相符，A不符合题意； B．甲电解液，阴极b电极反应：，电极质量增大；乙电解液，水溶液中不放电，阴极d电极反应：，电极有气体放出，电极质量不变；丙电解液，水溶液中不放电，阴极f电极反应：，电极有气体放出，电极质量不变，不满足题干“b、d、f上没有气体逸出，但质量均增大”的条件，B不符合题意； C．甲电解液，阴极b电极反应：；乙电解液，阴极d电极反应：；丙电解液，阴极f电极反应：。当电路转移电子时，b电极析出物质的量为，质量；d电极析出物质的量为，质量；f电极析出物质的量为，质量，得到增重大小关系，阴极全部无气体生成，电极质量均增大，完全符合题干条件，C符合题意； D．甲电解液，乙电解液，丙电解液，水溶液中放电能力弱于水电离的，、也不会放电，阴极b、d、f均发生反应，电极均放出氢气，电极质量不增加，与题干条件冲突，D不符合题意； 故选C。 10．以下装置可实现氟烷基化反应，原理如图。下列说法错误的是 A．M连接电源的正极 B．体系中和的相互转化起催化作用 C．理论上，电路中通过产生2mol气体X D．N极电极反应式可表示为：2 【参考答案】C 【分析】 由图可知，该装置为电解池，在M电极上失去电子转化为，为阳极，发生氧化反应，N级上H+得到电子生成气体X为H2， 2 据此分析解答。 【解析】A．由分析可知，M电极为阳极，连接电源的正极，A正确； B．读图可知，体系中和的生成量和消耗量相等，故和的相互转化起催化作用，B正确； C．由分析可知，理论上，电路中通过产生1mol气体X，C错误； D．由分析可知，N极电极发生还原反应：2，D正确； 故选C。 11．储氢材料NaBH4的一种合成方法如图。下列说法正确的是 A．反应①中H2作还原剂 B．反应②每生成1 mol NaBH4转移4 mol电子 C．参与循环次数：Mg与Cl2相等 D．反应④可通过电解MgCl2溶液实现 【参考答案】C 【解析】A．反应①为，H元素化合价从0价降低为价，得电子，作氧化剂，Mg作还原剂，A错误； B．反应②为，反应前后所有元素化合价均未发生变化，属于非氧化还原反应，不转移电子，B错误； C．根据流程关系，每生成：消耗，最终反应④电解又生成回到循环；反应③提供原料需要消耗，反应④又生成回到循环； 因此参与循环的Mg和物质的量相等，循环次数相等，C正确； D．反应④需要获得Mg单质，若电解溶液，阴极优先放电生成，无法得到Mg单质，只能得到，必须电解熔融才能得到Mg，D错误； 故选C。 12．利用镍修饰铜催化剂电催化硝酸盐还原制氨的装置及相关机理如图所示。下列说法正确的是 A．工作时电子从电源b极流向碳棒 B．室温时镍修饰铜催化剂表面的电极反应式有 C．元素Ni的引入促使H2O转化为活性氢，有利于NH3的生成 D．高温时，电路中每转移4 mol电子时，理论上阳极可生成11.2 L气体(标准状况) 【参考答案】C 【分析】该装置为电解池，镍修饰铜电极上被还原，作阴极连接电源负极a，电解液为氢氧化钠溶液；碳棒作阳极连接正极b，阳极发生氧化反应；从反应机理可以看出，温度会影响硝酸根的还原路径，高温条件下更有利于硝酸根进一步还原生成氨气，室温条件下硝酸根主要被还原为亚硝酸根。 【解析】A．由分析可知镍修饰铜电极为阴极，碳棒为阳极，因此电子从电源负极a流向阴极（镍修饰铜电极），从阳极（碳棒）流回电源正极b，并非从b极流向碳棒，A错误； B．电解质为，呈碱性，电极反应式中不能出现，正确反应为，B错误； C．根据机理图可知，Ni可促使H2O转化为活性氢，活性氢参与还原为的反应，有利于生成，C正确； D．阳极反应为，每转移电子生成，标准状况下体积为，D错误； 故答案为C。 13．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 【参考答案】B 【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。 【解析】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。 14．利用燃料电池电解制备并得到副产物、、，装置如下图所示。下列说法不正确的是 A．a极反应： B．A膜和膜均为阴离子交换膜 C．可用铁电极替换石墨Ⅱ电极 D．a极上通入标况下甲烷，阳极室减少 【参考答案】B 【解析】A．a极为燃料电池负极，甲烷失去电子并与结合，产生水和，电极反应式书写正确，A正确； B．阳极产物为，反应式为，阴离子不断减少，为平衡电荷并得到产物，阳极向产品室移动，故A膜为阳离子交换膜；阴极产物为和，反应式为，阴离子不断增多，为平衡电荷并消耗原料室中的，原料室中的向阴极移动，故C膜也为阳离子交换膜。A膜和C膜均为阳离子交换膜，B错误； C．石墨Ⅱ电极为阴极，其中的氢氧化钠溶液不与铁单质反应，故可以用铁电极替换石墨，C正确； D．根据电极反应式，1 mol在负极被氧化时，释放8 mol电子，根据电荷守恒，阳极室每向产品室转移1 mol，阳极转移2 mol电子，故1 mol在负极被氧化时，阳极室减少4 mol，标准状况下2.24L物质的量为0.1 mol，故阳极室减少0.4 mol，D正确； 故选B。 15．2025年10月我国科研团队设计了一种三膜电解槽(示意图如下)，实现了在有机电解液中电还原制，同时生成具有价值的和，并有效抑制了析氢反应。下列说法错误的是 A．电极a连接电源负极 B．阳极的电极反应式为： C．两电极产生气体的体积比为 D．若将有机电解液换为水溶液，则无法抑制析氢反应 【参考答案】B 【分析】由图可知，在电极a得电子被还原生成，发生还原反应，作阴极，接电源负极。电极反应为；通过阳离子交换膜迁移到左侧阴极室，与结合得到。在电极b失电子发生氧化反应生成，作阳极，接电源正极。电极反应为； 【解析】A．电极a上被还原为，阴极发生还原反应，阴极连接电源负极，A正确； B．由分析可知，阳极的电极反应为，B错误； C．根据电子守恒，转移电子，阴极得到气体，阳极得到气体，同温同压下，两电极产生气体体积之比，C正确； D．已知有机电解液可以有效抑制析氢反应；如果换成水溶液，水溶液中存在大量，电离的可以在阴极得电子发生析氢副反应，就无法抑制析氢反应，D正确； 故选B。 16．双极膜是一种复合膜，在直流电场作用下可将水解离为和，并分别向两极迁移。用如图所示的电化学装置合成重要的化工中间体乙醛酸()。下列说法正确的是 A．若用氢氧燃料电池为电源，则铅电极与通入的一极相连 B．阴极电极反应式为 C．电池工作时，a为、b为 D．理论上外电路中转移2电子时，可制得2乙醛酸 【参考答案】D 【分析】分析题图可知，铅电极上放电生成，发生还原反应，则铅电极为阴极，石墨电极为阳极，电解池中阳离子向阴极迁移，阴离子向阳极迁移，故a为、b为，阴极电极反应式为，阳极电极反应式为，生成的将氧化为，发生的反应为 。 【解析】A．若用氢氧燃料电池为电源，铅电极为阴极，则铅电极应与负极(即通入的一极)相连，A错误； B．由上述分析可知，阴极电极反应式为，B错误； C．由上述分析可知，电解池工作时，a为、b为，C错误； D．阴极生成1乙醛酸转移2电子，同时阳极生成，将氧化为，故理论上外电路中转移2电子时，可制得2乙醛酸，D正确； 故选D。 17．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 【参考答案】B 【解析】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。 18．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 【参考答案】C 【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。 【解析】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。 二、非选择题 19．铜是应用广泛的金属，工业上既可用“电解法”制备氧化亚铜、完成粗铜精炼，也可利用“蒸汽转移法”提纯粗铜。回答下列问题： I．“电解法”制备氧化亚铜和精炼铜(粗铜中含有铁、锌、碳、银) (1)a为电源的__________(填“正”或“负”)极。 (2)乙池中粗铜应为__________(填“”或“”)电极；形成的阳极泥的主要成分为__________(填元素符号)。 (3)甲池中生成的离子方程式为__________。 II．“蒸汽转移法”精炼铜 向图示装置中加入粗铜并通入，发生反应  ，粗铜中的杂质不与反应。 (4)该方法精炼铜的过程是__________(填“物理”或“化学”)变化；可循环使用的物质是__________(填化学式)。 (5)精铜在__________(填“高”或“低”，下同)温区析出；在__________温区生成。 【参考答案】(1)负 (2)Y C、Ag (3) (4)化学 (5)低 高 【解析】（1）观察甲池图示可知，石墨电极上 转化为 和 ，发生了得电子的还原反应，因此石墨电极为电解池的阴极。与阴极相连的电源电极 a 即为负极（b 为正极）。 （2）乙池为粗铜精炼池，根据电解精炼铜的原理，粗铜应作阳极，与电源正极 b 相连，故 Y 电极为粗铜（X 电极为纯铜）。粗铜中含有的铁、锌比铜活泼，在阳极优先失电子溶解进入溶液；碳、银的活泼性弱于铜，不发生氧化反应，而是随着铜的溶解沉积在电极底部形成阳极泥，故阳极泥的主要成分为 C、Ag。 （3）根据甲池中的转化关系图示， 与阴极生成的 发生反应，生成 沉淀、 和 。根据原子守恒和电荷守恒，配平后的离子方程式为 。 （4）“蒸汽转移法”精炼铜的过程中，固态粗铜先与 气体反应生成 气体，随后 气体再发生反应还原为纯铜，整个过程有新物质生成，属于化学变化。反应中消耗的 在逆向反应中又重新生成，因此可循环使用的物质是 。 （5）已知反应 的 ，即正反应为吸热反应。根据勒夏特列原理，在高温区，平衡向吸热的正反应方向移动，生成 和 ，故 在高温区生成；在低温区，平衡向放热的逆反应方向移动，生成 和 ，故精铜在低温区析出。 20．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。 【参考答案】(1)正极 阴极 (2)C (3) (4) (5)B 21.2 (6) 5.6 【解析】（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。 21．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___________。 【参考答案】(1) 3.6 (2) (3)阳极 或 【解析】（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。 22．电化学在冶金、航空、航天、材料、能源、环境科学等领域有广泛的应用。 (1)回收并利用一直是科研人员研究的热点。我国科学家研究电池，取得了重大科研成果，该电池中，Li为单质锂片，则该电池中的在_________（填“正”或“负”）极发生电化学反应。研究表明，该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4个步骤进行，写出步骤Ⅲ的离子方程式。 Ⅰ.。 Ⅱ.。 Ⅲ.___________。 Ⅳ.。 (2)电解精炼法提纯镓（）是工业上常用的方法，具体原理如图所示。已知：金属活动性顺序；镓的化学性质与铝相似，在强碱溶液中以形式存在。 ①电解后，电解槽底部阳极泥中所含的金属有__________。 ②电解过程中阴极的电极反应式是____________。当外电路通过时，阴极得到的镓，则该电解装置的电解效率__________（）。 (3)全钒液流电池是利用不同价态的含钒离子在酸性条件下发生反应，该电池储能容量大、使用寿命长。利用该电池电解处理含的废水制备硝酸和氨水的原理如图所示，a、b、c、d电极均为惰性电极。 ①全钒液流电池放电时，a电极反应式为____________。 ②隔膜2为__________（填“阴”或“阳”）离子交换膜，装置B中p口流出液中主要的溶质为__________（填化学式）。 ③当装置B中产生气体的总体积为（标准状况下）时，装置A中有__________通过质子交换膜。 【参考答案】(1)正 (2)、 (3) 阴 2 【解析】（1）在Li-CO2电池中，Li为负极，则该电池中的CO2在正极发生电化学反应，研究表明，该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且CO2电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4个步骤进行，由于步骤Ⅳ需要参加，且最终产物有C单质，所以步骤Ⅲ的反应方程式为； （2）电解精炼法提纯镓时，纯金属镓作阴极，含有杂质的粗镓作阳极，电解池中的阴阳极分别与电源的负正极相接，即M为电源负极，N为电源正极，阳极上活泼性强的金属Zn、Ga失电子进入溶液中，镓离子与溶液中的氢氧根离子结合生成，然后在阴极得电子生成镓，阳极反应为Ga-3e-+4OH-=，阴极反应为2H2O++3e-=Ga+4OH-； ①阳极为金属单质失去电子生成金属离子，已知：金属活动性顺序，则阳极放电顺序为，阳极上Zn、Ga溶解，Fe、Cu沉在电解槽底部形成阳极泥，则电解后，电解槽底部阳极泥中所含的金属有Fe、Cu； ②根据分析，电解过程中在阴极得电子生成镓，阴极的电极反应式是，阴极得到的镓，，由阴极的电极反应式可知，0.05mol Ga反应时阴极得到电子为0.05mol×3=0.15mol，当外电路通过时，则该电解装置的电解效率； （3）A为原电池，B为电解池，Y区生成O2，X区生成H2，则d电极为阳极，c电极为阴极，a电极为正极，b电极为负极； ①全钒液流电池放电时，a电极为正极，溶液中得到电子和氢离子反应生成VO2+和水，其电极反应式为； ②c电极为阴极，水中得到电子生成H2和OH-，OH-与废水中的反应生成NH3∙H2O，p口流出液含有的溶质为，则隔膜1为阳离子交换膜，p口流出液含有的溶质为；d电极为阳极，水失去电子生成O2和H+，d电极的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，H+与结合为HNO3，则隔膜2为阴离子交换膜，q口流出液含有的溶质为HNO3； ③装置B电解的本质是电解水，反应方程式为，装置B两电极每产生3mol气体时转移4mol电子，装置A有4mol H+通过质子交换膜，在标准状况下，装置B中产生气体的总体积物质的量为，装置A中有2mol H+通过质子交换膜。 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 $