4.2 电解池（培优专练）化学人教版选择性必修1

**基本信息** 以题型系统分类为框架，构建从基础原理到工业应用、创新情境的电解池知识递进体系，融合演绎推理、守恒法等科学思维方法。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |电解原理|3题|演绎推理|从电解池概念本质切入，建立能量转化与电极反应认知| |常规装置|3题|原理应用|通过典型装置分析，强化电子流向与离子移动规律| |工业模型|3题|工农业生产|结合精炼、电镀等实例，实现原理到工业实践的迁移| |离子交换膜|3题|膜技术应用|聚焦多室装置，深化离子迁移与膜功能的关联理解| |创新情境|3题|科技前沿|以新型电解工艺为载体，培养陌生情境分析能力| |多池串联|3题|整体分析/守恒法|综合浓差电池与电解池，提升系统思维与守恒应用能力|

第四章 电化学基础 第二节 电解池 目 录 攻题型 定点突破，夯实要点 题型1 电解、电解池及电解原理 题型2 常规电解池分析 题型3 经典工业电解模型分析 题型4 离子交换膜多室电解装置分析 题型5 新型创新情境电解装置分析 题型6 多池串联混合装置分析 练综合 融会贯通，拓展提升 题型1 电解、电解池及电解原理 1.【演绎推理】（25-26高二上·湖南邵阳·期末）下列关于电解池的说法中，正确的是 A．电解池是将化学能转化为电能的装置 B．电解池中，阳极发生还原反应 C．电解池中，阴极发生氧化反应 D．电解水时，阳极产生氧气，阴极产生氢气 【答案】D 【解析】A．电解池是将电能转化为化学能的装置，将化学能转化为电能的装置为原电池，A错误；B．电解池中阳极发生失电子的氧化反应，还原反应在阴极发生，B错误；C．电解池中阴极发生得电子的还原反应，氧化反应在阳极发生，C错误；D．电解水时，阳极失电子生成，阴极得电子生成，因此阳极产生氧气，阴极产生氢气，D正确；故选D。 2.【演绎推理】（25-26高二上·上海·阶段检测）下列装置中，属于电解池的是 A．锌铜原电池（稀硫酸作电解质） B．接通直流电源的 U 形管（内装熔融 NaCl，插入两个石墨电极） C．导线连接的铜片和铁片（浸入蔗糖溶液） D．未接电源的 CuCl2溶液（插入两个石墨棒） 【答案】B 【分析】电解池的构成需满足以下条件：①两个电极（阳极和阴极）并与电源连接；②电解质（熔融或溶液）；③闭合回路；④直流电源。 【解析】A．锌铜原电池（稀硫酸作电解质），能发生自发反应，无外接电源，故A不符；B．明确外接直流电源，熔融NaCl导电，石墨为惰性电极，符合电解池定义，故B符合；C．导线连接的铜片和铁片（浸入蔗糖溶液），因蔗糖不导电，无法形成有效反应，故C不符；D．无外接电源，且两电极材料相同，无法构成电解池，故D不符；故选B。 3.【演绎推理】（25-26高二上·河北石家庄·期末）如图所示的电解池Ⅰ和Ⅱ中，a、b、c和d均为石墨电极。在电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重情况为。符合上述实验结果的盐溶液是 选项 X Y A B C D A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【解析】A．镁离子、锌离子的放电能力均小于氢离子，所以串联电解硫酸锌溶液、硫酸镁溶液时，阴极反应都是氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，电极质量不会增加，A错误；B．电解氯化铁溶液时，阴极反应是铁离子得到电子发生还原反应生成亚铁离子，电极质量不会增加，B错误；C．铝离子、亚铁离子的放电能力均小于氢离子，所以串联电解硫酸铝溶液、硫酸亚铁溶液时，阴极反应都是氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，电极质量不会增加，C错误；D．铜离子和银离子的放电能力均强于氢离子，串联电解硫酸铜溶液、硝酸银溶液时，铜离子、银离子分别在阴极得到电子发生还原反应生成铜、银，电极反应式分别为：Cu2++2e-=Cu、Ag++e-=Ag，由得失电子数目守恒可知，电路中通过2 mol电子时，b电极析出铜的质量小于d电极析出银的质量，D正确；故选D。 题型2 常规电解池分析 4.【演绎推理】（25-26高二上·安徽六安·阶段检测）下列关于如图装置说法正确的是 A．装置中电子移动的途径是负极→Fe→M溶液→石墨→正极 B．若M为NaCl溶液，通电一段时间后，溶液中可能有NaClO C．若M为FeCl2溶液，可以实现石墨上镀铁 D．若M是海水，该装置利用牺牲阳极法保护铁 【答案】B 【分析】该装置为外接电源的电解池，铁电极连接电源负极作阴极，石墨电极连接电源正极作阳极。 【解析】A．电子仅能在外电路的导线中定向移动，无法通过电解质溶液，电解质溶液依靠阴阳离子定向移动导电，所述电子移动途径错误，A错误；B．若M为溶液，阳极失电子生成，阴极水电离的得电子生成同时产生，与生成的反应可生成，因此溶液中可能有，B正确；C．石墨接电源正极作阳极，发生失电子的氧化反应，在阳极会被氧化为，且镀铁时镀件需作阴极，无法在阳极石墨上镀铁，C错误；D．该装置为有外接电源的电解池，属于外加电流的阴极保护法，牺牲阳极法是利用原电池原理的防护方法，D错误；故选B。 5.【演绎推理】（25-26高二上·广西贺州·期末）电解制备光电陶瓷材料的装置如图所示，该装置工作时(忽略溶液体积的变化)，下列说法正确的是 A．往电极迁移 B．一段时间后，减小 C．每转移电子，同时生成气体 D．W电极上的电极反应式为 【答案】D 【分析】电解制备，由图可知，W为阳极，电极反应为：，Pt电极为阴极，电极反应为：。 【解析】A．电解池中阴离子向阳极移动，是阴离子，应向阳极迁移，A错误；B．不参与电极反应，总反应为：，忽略溶液体积的变化，总物质的量不变，所以不变，B错误；C．Pt电极为阴极，电极反应为，未说明是标准状况，无法计算气体体积，C错误；D．W为阳极，失电子，结合溶液中、生成，配平后电极反应为，D正确；故选D。 6.【演绎推理】（25-26高二下·湖南长沙·期中）碳酸二甲酯()被称为“21世纪有机合成领域的新基石”。一种电催化制备碳酸二甲酯的工作原理如图所示(催化剂置于电池内部)。下列说法不正确的是 A．电解过程中，B极电势高于A极 B．A极电极反应为 C．电解过程中，溴化钾的物质的量基本上保持不变 D．电路中转移0.1 mol电子，理论上可制得9 g碳酸二甲酯 【答案】D 【分析】由图可知，B极被氧化为，所以B极为电解池的阳极，A极为电解池的阴极。 【解析】A．根据分析，A极为阴极，与电源负极相连，而电流从电势高的一极流向电势低的一极，A正确；B．A极为阴极，发生还原反应，得电子元素化合价降低，题给反应原子、电荷均守恒，B正确；C．在B极被氧化为，在催化剂处发生反应后又重新生成，循环使用，因此溴化钾的物质的量基本保持不变，C正确；D．由图可知，生成碳酸二甲酯的反应为，而B极生成1个需转移2个电子，所以当转移时，B极生成，根据方程式可知生成0.05 mol碳酸二甲酯，质量为，D错误；故选D。 题型3 经典工业电解模型分析 7.【工农业生产】（25-26高二上·福建福州·期末）工业上用粗铜(含锌、金、银等杂质)电解精炼铜，下列说法正确的是 A．阳极为纯铜，阴极为粗铜 B．电解时，粗铜上的Ag杂质将沉积形成阳极泥 C．电子从电源负极经过阴极、电解质溶液、阳极，流回电源正极 D．若阳极溶解0.1 mol Cu，电路中转移电子数为 【答案】B 【分析】电解精炼铜时，阳极为粗铜，阴极为纯铜，电解质溶液为含铜离子的盐溶液。根据金属活动性顺序，的金属性强于，的金属性强于、，阳极上活泼金属优先失电子溶解，电子仅在外电路中移动，不通过电解质溶液。 【解析】A．电解精炼铜时阳极为粗铜，阴极为纯铜，A错误；B．的金属活动性弱于，电解时粗铜中、依次失电子溶解，不放电，沉积形成阳极泥，B正确；C．电子仅在外电路中移动，不能经过电解质溶液，电解质溶液依靠离子定向移动导电，C错误；D．粗铜中比活泼，优先于失电子，因此阳极溶解时，电路中转移电子数大于，D错误；故选 B。 8.【工农业生产】（25-26高二上·广东汕头·期末）如图是一种基于氯碱工艺的新型电解池，可用于湿法冶铁的研究。下列说法正确的是 A．左室电极作阴极，发生氧化反应 B．右室电极产生的气体是氢气 C．电解一段时间后溶液的浓度减小 D．每生成1molFe，有从交换膜右侧移动到左侧 【答案】D 【分析】装置图中右侧为饱和食盐水，右侧电极上生成气体，则右侧为电解池的阳极，氯离子放电生成氯气，电极反应：；因此左室电极上转化为，元素化合价降低，得电子发生还原反应，左室为阴极，电极反应：，中间为阳离子交换膜，从阳极移动到阴极，据此分析。 【解析】A．根据分析可知，左室电极作阴极，发生还原反应，A错误；B．根据分析可知，右室电极反应：，产生的气体是氯气，B错误；C．左室阴极反应生成，且通过阳离子交换膜从右室移入左室，的物质的量增大，溶液浓度增大，C错误；D．生成时，元素化合价从+3变为0，转移，根据电荷守恒，有从交换膜右侧移动到左侧，D正确；故选D。 9.【工农业生产】（25-26高二下·广东韶关·期中）铁片上镀镍的实验装置如图所示，该装置工作时，下列说法错误的是 A．电镀液可能为硝酸镍溶液 B．能量转化形式主要是由电能转化为化学能 C．铁片上的电极反应式为Ni2+-2e-=Ni D．若电源为铅蓄电池，与镍片相连的电极应为PbO2电极 【答案】C 【分析】镀层金属（镍片）作阳极，连接电源正极， 发生氧化反应： ，待镀金属（铁片）作阴极，连接电源负极，发生还原反应： 。 【解析】A．电镀液需含 ，硝酸镍溶液可提供该离子，且无干扰副反应，A正确；B．装置为电解池，能量转化形式为电能转化为化学能，B正确；C．铁片为阴极，应发生还原反应，正确反应式为 ，选项中写为 ，电荷不守恒，C错误；D．铅蓄电池中， 为正极，镍片作为阳极需接正极，D正确；故选C。 题型4 离子交换膜多室电解装置分析 10.【工农业生产】（25-26高二上·四川·期末）工业上采用“绿色脱硫”工艺，利用惰性电极电解已捕获的吸收液(主要成分为)，既能脱除，又能再生吸收液，装置示意图如图所示。 下列说法正确的是 A．阳极的电极反应式为 B．离子交换膜Ⅱ是阳离子交换膜 C．电解前、后吸收液的 D．标准状况下，若收集到22.4 L的，则有1 mol阳离子移向左侧 【答案】C 【分析】由图可知，左侧连接外电源负极为电解池的阴极，右侧连接外电源正极为电解池的阳极；中间的吸收液中是溶液，通过离子交换膜‌Ⅰ移向阴极，通过离子交换膜Ⅱ移向阳极。 【解析】A．在阳极失电子生成硫酸根，电极反应式为，A错误；B．由分析可知，离子交换膜Ⅱ是阴离子交换膜，B错误；C．电解前吸收液是溶液，电解时阴极电极反应式为，生成的与反应生成，溶液显酸性，溶液显碱性，故，C正确；D．标准状况下，若收集到22.4 L的，电解池转移2 mol电子，则有移向左侧，D错误。故选C。 11.【工农业生产】（25-26高二下·广东汕头·期中）二氯氢化偶氮苯（N）是生产一种有机颜料的中间体，一种利用邻硝基氯苯（M）为原料合成N，且能实现海水淡化的装置示意图如图所示。下列说法正确的是 A．电极a接电源正极 B．离子交换膜a为阳离子交换膜，离子交换膜b为阴离子交换膜 C．电极a的电极反应为 D．撤去离子交换膜，电极a、b的电极反应式均不变 【答案】B 【解析】A．电极a上邻硝基氯苯转化为二氯氢化偶氮苯，发生得电子的还原反应，故电极a为阴极，应接电源负极，A错误；B．要实现海水淡化，海水中等阳离子向阴极（电极a）移动，需通过阳离子交换膜a进入左极室；等阴离子向阳极（电极b）移动，需通过阴离子交换膜b进入右极室，中间室可得到淡水，B正确；C．电极a为阴极，发生得电子的还原反应，选项给出的反应为失电子的氧化反应，与电极a的反应类型不符，C错误；D．撤去离子交换膜后，可移动到阳极b，优先在阳极失去电子生成，电极b的反应式发生改变，D错误；故选B。 12.【工农业生产】（25-26高二下·陕西西安·期中）实验室利用模拟“海水-河水”浓差电池电解制备的装置如图所示，维持电流强度为(相当于每秒通过电子)进行电解，其中、均为复合电极(不考虑溶解氧的影响)。下列说法正确的是 A．膜和膜均为阴离子交换膜 B．电极发生反应： C．电解一段时间后，石墨电极区溶液减小 D．若电解，理论上制备的()的质量为 【答案】D 【分析】首先分析装置：左侧为浓差原电池，右侧为电解池。 浓差电池中，高浓度的从模拟海水（X侧，浓度更高）向低浓度的模拟河水（Y侧）移动，阳离子向原电池正极移动，因此Y是原电池正极，X是原电池负极；右侧电解池中，标注Co为阳极室，因此Co是阳极（接原电池正极Y），石墨是阴极（接原电池负极X），目标产物为，据此分析： 【解析】A．Co阳极反应为，需要穿过膜进入产品室，因此膜为阳离子交换膜；原料室的需要穿过膜进入产品室与结合，因此膜为阴离子交换膜。A错误；B．X是原电池负极，负极发生失电子的氧化反应，反应为，B错误；C．石墨是电解池阴极，阴极发生反应：，生成，且原料室的穿过膜进入阴极区，因此石墨区NaOH浓度增大，增大，C错误；D．电解，总转移电子的物质的量：；生成需要，对应转移电子，因此电解制备的，质量，D正确；故选D。 题型5 新型创新情境电解装置分析 13.【工农业生产】（25-26高二下·广东汕头·期中）某科研小组模拟工业利用电解法处理含氮废水的电解原理如下图所示。其中膜X和膜Y分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜，两膜中间层的H2O解离为H+和OH-，并在直流电场力作用下分别向两极迁移。下列有关说法错误的是 A．电极M的电极反应式为CO2+2+18H++16e-=CO(NH2)2+7H2O B．理论上每转移1mol e-，N极上生成22.4L O2 C．电解质溶液中H+穿过膜X向电极M扩散 D．电源a极为负极 【答案】B 【分析】判断电极极性：电解池中阳离子向阴极移动，由图可知电极N中转化为，O的化合价从价变成0价，发生氧化反应，因此N为阳极，连接电源正极b，M为阴极，连接电源负极a。 【解析】A．M为阴极，得电子被还原为，题给反应式原子、电荷均守恒，A正确；B．N为阳极，放电生成，电极反应为，转移时，生成为0.25 mol，选项未说明是标准状况，无法计算体积，B错误；C．膜X为阳离子交换膜，而电极M为阴极，吸引阳离子，所以穿过膜X向电极M扩散，C正确；D．根据分析可知，电源a极为负极，D正确；故选B。 14.【工农业生产】（25-26高二下·安徽·期中）一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化，并以形式回收含锂废弃物中的锂元素，其工作原理如图所示。 下列说法不正确的是 A．a电极电势高于b电极电势 B．电极a附近溶液的pH增大 C．Ⅱ为阴离子交换膜 D．若海水用溶液模拟，则每脱除NaCl，理论上可回收LiCl 【答案】A 【分析】由图可知，O2通入电极a发生还原反应，电极a为阴极，电极反应为：，电极b为阳极，电极反应为： ，在膜Ⅰ和膜Ⅱ间加入海水，钠离子透过膜Ⅰ进入阴极区得到氢氧化钠，氯离子透过膜Ⅱ进入膜Ⅱ与膜Ⅲ之间，锂离子透过膜Ⅲ进入膜Ⅱ与膜Ⅲ之间，在此处得到LiCl，则膜Ⅰ为阳离子交换膜，膜Ⅱ为阴离子交换膜，膜Ⅲ为阳离子交换膜，据此解答。 【解析】A．由分析可知，a为阴极，b为阳极。在电解池中，阳极电势高于阴极电势，因此a电极电势低于b电极电势，A错误；B．由分析可知，电极a为阴极，电极反应为：，附近溶液中氢氧根浓度增大，pH增大，B正确；C．由分析可知，膜Ⅱ为阴离子交换膜，C正确；D．每脱除58.5 g NaCl，n(NaCl)=，需要脱除1mol钠离子和氯离子，则需要转移1mol电子，有1 mol Li+和1 mol Cl-分别透过离子交换膜Ⅲ、膜Ⅱ，可得到1 mol LiCl，D正确；故选A。 15.【科技前沿】（25-26高二下·四川南充·期中）研究人员用、作电极电解浓溶液制备的装置示意图如下所示。下列说法错误的是 A．该电解过程中，溶液可循环使用 B．电极为阴极，该区域发生还原反应 C．M离子交换膜为阴离子交换膜 D．电极上的电极反应式为 【答案】C 【分析】用、作电极电解浓溶液制备的装置，在Ni电极上水得电子生成氢气，故Ni电极作阴极；Fe电极上Fe失电子生成，Fe作阳极。 【解析】A．根据分析，阴极电极反应为，阴极生成的是浓KOH溶液可循环用于阳极和中间隔室，A正确；B．根据分析，Ni作阴极，该区域发生还原反应，B正确；C．根据A项电极反应及阴极区由含少量KOH的水溶液转化为浓KOH溶液，M离子交换膜将中间隔室的移向阴极，故为阳离子交换膜，C错误；D．电极上Fe失电子生成，电极反应式为，D正确；故选C。 题型6 多池串联混合装置分析 16.【整体分析法】（25-26高二下·云南昭通·期中）相同金属在不同浓度的盐溶液中可形成浓差电池。如图所示是利用浓差电池电解溶液(a、b电极均为石墨电极)的装置，可以制得、、、NaOH。[已知：溶液A为1 L 1 溶液；溶液B为1 L 4 溶液，当溶液A、B中相同时即停止放电]。下列说法正确的是 A．电池放电过程中Ag(1)为正极 B．a电极为电解池阴极，电极反应式为 C．c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜 D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可生成0.75 mol 【答案】D 【分析】浓差电池为同种电解质溶液的浓度差而产生电动势的电池，溶液B浓度大，故Ag(2)为正极，电极反应为，Ag(1)为负极，电极反应为，溶液B中的硝酸根离子由右池透过阴离子交换膜进入左池。a极与正极相连为阳极，发生氧化反应，电极反应式为，硫酸根离子透过交换膜c进入阳极区(a区)，故c为阴离子交换膜，b极与负极相连为阴极，电极反应式为，钠离子透过交换膜d进入阴极区(b区)故d为阳离子交换膜。 【解析】A．据分析，Ag(2)为正极，电极反应式为，A错误；B．a极与正极相连为阳极，发生氧化反应，电极反应式为，B错误；C．a附近阳离子增加，b附近阴离子增加，因此硫酸根离子进入a、钠离子进入b，故c、d离子交换膜依次为阴离子交换膜、阳离子交换膜，C错误；D．浓差电池中左右两边溶液中浓度相同时，电池停止工作，溶液A中，溶液B中，放电时A中增加，B中减少，当物质的量为时，停止放电，此时B中减少4 mol-2.5 mol=1.5 mol，电路中转移电子数为1.5 mol，由a极电极反应式可知共生成1.5 mol ，即0.75 mol ，D正确；故选D。 17.【守恒法】（25-26高二下·湖北·期中）当两个电极相同，电解质溶液也相同，但由于电解质浓度不同，发生的氧化还原反应程度不同，因而产生不同的电势，从而形成的电池叫做浓差电池。浓差电池中，一般电解质溶液浓度高的一极的电势高于电解质溶液浓度低的一极。某同学通过如下实验装置由低浓度KCl溶液得到了高浓度KCl溶液。已知Cu1和Cu2两个电极的初始质量相等，实验结束后Cu1比Cu2电极质量重25.6 g。下列说法中正确的是 A． B．实验结束后共收集到气体体积为17.92 L(标准状况) C．Pt1电极的电极反应方程式为 D．m为阴离子交换膜，n为阳离子交换膜 【答案】D 【分析】左边装置为浓差电池，作原电池，右边为电解池，二者串联；已知和两个电极的初始质量相等，实验结束后比电极质量重25.6 g，说明电极表面有铜析出，发生了，电极为正极，电极表面有铜溶解，发生了，电极为负极；设析出的的物质的量为，溶解的 的物质的量也为，则，即，解得，电路转移电子的物质的量为；连接原电池负极，则为电解池阴极，阴极反应方程式为，为电解池阳极，阳极反应方程式为，据此分析。 【解析】A．由题干及分析可知，浓差电池中，浓度高的一极的电势高(作正极)，电极为正极，电极为负极，电极电势高于电极电势，则正极区的溶液浓度大于负极区，，A错误；B．由分析可知，电路转移电子的物质的量为，阴极（Pt1）生成氢气，阳极（Pt2）生成氯气，总共收集到气体，标况下体积为，B错误；C．为电解池阴极，阴极反应方程式为，C错误；D．为得到高浓度溶液，阴极区低浓度溶液的经过交换膜m向右迁移，阳极区低浓度溶液的经过交换膜n向左迁移，则m为阴离子交换膜，n为阳离子交换膜，D正确；故选D。 18.【守恒法】（25-26高二下·湖北·期中）一种Mg-海水电池驱动海水(pH=8.2)电解系统(如下图)，在电池和电解池中同时产生氢气。下列关于该系统的说法错误的是 A．电极4为阴极 B．外电路中，电流从电极4流向电极1 C．电极2的反应为： D．理论上，每通过2mol电子，可产生1mol H2 【答案】D 【分析】左边是Mg-海水电池，Mg被氧化为Mg(OH)2，电极1为负极，电极2为正极；右边是电解池，电极3为阳极，电极4为阴极。 【解析】A．据分析，电极4为阴极，A正确；B．原电池外电路中电流从正极（电极2）流出，最终流回负极（电极1），电极4与负极相连，所以电流从电极4流向电极1，B正确；C．电极2是正极，发生还原反应，海水pH=8.2呈弱碱性，水得电子生成氢气，，C正确；D．电极2每2 mol电子生成1 mol H2，电极4（阴极）发生反应，每2 mol电子生成1 mol H2，所以每通过2 mol 电子生成2 mol H2，D错误；故答案为D。 限时：45分钟 满分：60分 一、选择题（每题2分，共12题，共24分） 1．（25-26高二下·湖南·开学考试）目前可采用“双极膜组”电渗析法淡化海水，同时获得副产品 A 和B．其模拟工作原理如图所示(图右为“双极膜组”内部结构图)。M、N为离子交换膜，在直流电作用下，双极阴阳膜(BP)复合层间的解离成H+和OH-，作为H+和OH-的离子源。下列说法错误的是 A．M为阳离子交换膜，N为阴离子交换膜 B．X电极为阳极，电极反应式为 C．电路中每生成 0.25 mol气体 a，理论上获得副产品 A 和 B各0.5mol D．“双极膜组”电渗析法也可应用于从盐溶液(MX)制备相应的酸(HX)和碱(MOH) 【答案】C 【分析】在双极膜组的左侧区域，由离子移动方向可知，X电极为电解池的阳极，电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑；Y电极为阴极，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，电解总反应为2H2O+2Cl-Cl2↑+H2↑+2OH-。精制盐水中Na+经过M离子交换膜移向产品A室，与BP双极膜中转移过来的OH-结合生成NaOH，所以M膜为阳离子交换膜，Cl-经过N离子交换膜移向产品B室，与BP双极膜中转移过来的H+结合生成HCl，所以N膜为阴离子交换膜，据此分析解答。 【解析】A．可透过M膜进入产品A室与结合为，故M为阳离子交换膜；可透过N膜进入产品B室与结合为，故N为阴离子交换膜，A正确；B．X电极为阳极，失电子生成，电极反应：，B正确；C．生成0.25 mol气体a（）时转移电子为，理论上1个双极膜组生成、各0.5 mol，但根据题图，该电池存在多个“电极膜组”，C错误；D．双极膜可解离出和，盐溶液中与结合得，与结合得，可用于制备对应酸和碱，D正确；故选C。 2.（25-26高二下·湖南长沙·期中）电化学法制备乙二醇()的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．乙二醇与足量酸性高锰酸钾溶液反应生成乙二酸 B．质子由a极区经质子交换膜向b极区迁移 C．a极逸出3.36 L气体时，转移0.3 mol电子 D．b极电极反应式： 【答案】D 【分析】电源供电时，a电极处得到电子，被还原为，为阴极，接电源负极；b电极处乙烯失去电子被氧化生成乙二醇，为阳极，接电源正极。 【解析】A．乙二醇与足量酸性高锰酸钾溶液反应会生成，不能生成乙二酸，A错误；B．电解池中阳离子向阴极迁移，质子由b极区经质子交换膜向a极区迁移，B错误；C．a电极处得到电子，被还原为，每生成1 mol，转移2 mol电子，题干未指明是标准状况下的气体体积，无法通过体积换算气体物质的量，C错误；D．b电极处乙烯失去电子被氧化生成乙二醇，电极反应式为：，D正确；故选D。 4.（25-26高二下·浙江嘉兴·期中）科学家研制了一种能在较低电压下持续获得氧气和氢气的电化学装置，工作原理如图。下列说法不正确的是 A．电极b处发生还原反应 B．隔膜为阳离子交换膜 C．生成气体M与N的物质的量之比为 D．反应器Ⅰ中反应的离子方程式为 【答案】B 【分析】电源通电时，电极a处失去电子被氧化为，a为阳极；则电极b为阴极，发生还原反应。 【解析】A．电极b为阴极，发生还原反应，A正确；B．隔膜两侧均为溶液，阴极式为，消耗；阳极区，反应器I中，碱性条件下被还原为，并生成，反应的离子方程式为：，阳极生成；为保持电荷平衡，则从阳极 (a) 移向阴极 (b)，因此隔膜应为阴离子交换膜，B错误；C．反应器II中，DHPS-2H脱氢，则气体N是，而气体M是，该装置反应整体为电解水的反应，与的物质的量之比为1：2，C正确；D．反应器I中，在碱性条件下被还原为，并生成，反应的离子方程式为：，D正确；故选B。 5.（25-26高二下·广西南宁·期中）β-羟基酮是药物分子与合成化学中的关键骨架。我国某团队以甲醇和酮为原料，K3PO4为碱性电解质，甲醇和水为溶剂，在室温下高效电化学合成β-羟基酮，同时产生副产物氢气，工作原理如图。 下列说法正确的是 A．电解时K+向Pt电极1迁移 B．Pt电极1的电势低于Pt电极2 C．Pt电极1的电极反应可表示为 D．每生成1 mol H2，则有1 mol CH3OH被还原 【答案】C 【分析】首先判断电极类型： Pt电极1上转化为，发生失电子的氧化反应，为阳极；Pt电极2上转化为，发生得电子的还原反应，为阴极； 【解析】A．电解池中，阳离子向阴极移动，是阳离子，应向阴极（Pt电极2）迁移，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，因此Pt电极1（阳极）电势高于Pt电极2（阴极），B错误；C．Pt电极1为阳极，失电子生成，为碱性电解质，结合脱氢产生的生成，电极反应为： ，电荷、原子均守恒，反应式书写正确，C正确；D．生成转移电子，对应失电子，被氧化（不是被还原），D错误；故选C。 6.（25-26高二下·广东深圳·期中）硫酸盐还原菌(SRB)可以处理含Cu2+的硫酸盐酸性废水，同时实现有机废水的处理，原理如图所示，下列说法正确的是 A．若以铅蓄电池为电源，b为Pb电极 B．参与的电极反应为：Cu2+++8e-+8H+=CuS+4H2O C．电解时溶液中的H+从装置左侧透过交换膜向右侧移动 D．标准状况下，产生2.24LCO2时，理论上可产生9.6gCuS 【答案】B 【分析】硫酸盐还原菌(SRB)可以处理含的硫酸盐酸性废水，同时实现有机废水的处理，左侧石墨电极处得电子转化为CuS，故左侧石墨电极为阴极；右侧石墨电极处失电子生成，右侧石墨电极为阳极；电源b为正极，电源a为负极。 【解析】A．铅蓄电池工作时Pb为负极，为电源a，A错误；B．在阴极得电子转化为CuS，电极反应为++8e-+8H+=CuS+4，B正确；C．电解时溶液中的从装置阳极(右侧)透过交换膜向阴极(左侧)移动，C错误；D．标准状况下，阳极反应：，产生2.24L的物质的量为0.1 mol，转移电子数为0.4，结合B项极反应理论上可产生0.05 molCuS，质量为4.8 g，D错误；故选B。 7.（25-26高二下·云南昭通·期中）我国科学家基于光催化反应，创建了光电共轭聚合物网络用于太阳能驱动硝酸盐转化为氨气和氧气，装置示意图如图所示，下列说法正确的是 A．电子转移方向为：从b电极经导线到a电极，再通过KOH溶液回到b电极 B．a极的电极反应式为 C．b电极为阳极，向a电极迁移 D．装置工作一段时间后，b极附近溶液pH增大 【答案】B 【分析】电极处转化为，氮元素化合价降低，发生还原反应，电极为阴极；电极处生成，失去电子，发生氧化反应，电极为阳极。电子经外电路由电极流向电极，溶液中由离子定向移动形成闭合回路，向阳极电极迁移。 【解析】A．电子只能通过外电路定向移动，不能通过溶液回到电极，溶液中依靠离子定向移动导电，A错误；B．电极上得到电子生成，碱性条件下电极反应式为，B正确；C．电极为阳极，阴离子应向阳极电极迁移，C错误； D．电极发生氧化反应，电极反应式为，被消耗，极附近溶液碱性减弱，减小，D错误；故选B。 8.（25-26高二下·云南·期中）某团队利用基催化剂光催化还原转化为甲醇，并利用产生的电能进一步电解制备新型高效净水剂，其原理如图所示。已知离子交换膜n、m分别为阳、阴离子交换膜。下列说法错误的是 A．电极c的电势高于电极d的电势 B．Fe电极的电极反应式为 C．NaOH溶液的质量分数：a%小于b% D．若电极d上生成0.5 mol，理论上通过离子交换膜n的物质的量为2 mol 【答案】C 【分析】电极c由CO2转化为CH3OH，碳元素化合价降低，发生还原反应，为原电池的正极，电极d上H2O被氧化为O2，发生氧化反应，为原电池的负极；右侧电解池，铁电极连接电源正极，作阳极，铁元素最终转化为Na2FeO4，Cu电极连接电源负极为阴极，发生的电极反应式为。 【解析】A．电极c为原电池的正极，电极d为原电池的负极，正极电势比负极高，故A正确；B．Fe电极为阳极，发生氧化反应，电极反应式是，故B正确；C．右侧电解池中，Cu电极为阴极，发生电极反应为，生成OH-，同时Na+通过阳离子交换膜n从中间室迁移到阴极室，导致阴极室NaOH浓度增加，Fe电极为阳极，发生电极反应为，消耗OH-，同时OH-通过阴离子交换膜m从中间室迁移到阳极室，导致阳极室NaOH浓度降低，中间室中，Na+通过n膜进入阴极室，OH-通过m膜进入阳极室，中间室NaOH浓度降低，因此a%>b%，故C错误；D．电极d的电极反应式为，生成0.5 mol O2，转移电子数为2 mol，根据电荷守恒，右侧电解池中阴极（Cu电极）需要2 mol电子，对应生成2 mol OH-，同时需要2 mol Na+通过阳离子交换膜n从中间室迁移到阴极室，保持电中性，因此通过n膜的Na+为2 mol，故D正确；故答案选C。 9.（25-26高二下·湖南怀化·期中）某科技团队设计了一种废弃电极材料再锂化的电化学装置，其原理如图所示。已知：参比电极的作用是确定再锂化为的最优条件，不干扰电极反应。再锂化为的过程中，下列说法正确的是 A．Pt电极为阴极，向电极移动 B．再锂化为的过程中Co元素化合价升高 C．电极上发生的反应： D．产生标准状况下时，理论上可转化的 【答案】C 【解析】A．由图可知，Pt电极产生，故Pt为阳极，向Pt电极移动，A错误；B．中Co元素化合价为(，故)，再锂化为后Co元素化合价为3，化合价降低，B错误；C．电极为阴极，发生还原反应，Co元素化合价降低，需结合()个和()个电子生成，电极反应式为，C正确；D．生成标准状况下时转移4 mol电子，由阴极反应知每转化转移电子，故转化的为，D错误。 10.（25-26高二下·浙江宁波·期中）在25℃、的条件下，通过羟基自由基的氧化途径，实现空气转化为，若向装置中加入少量后，产率显著提高，装置如图所示。下列说法不正确的是 A．电极Ⅱ连接电源正极 B．电极Ⅰ的电极反应： C．电极Ⅰ可能发生电极反应： D．通入(已换算成标准状况)空气，可生成约为0.168mol 【答案】D 【分析】根据图中装置可知，此为电解池装置；电极Ⅱ中水转换为氧气，发生的电极反应式为：，电极Ⅰ为氧气转换为过氧化氢，发生的电极反应式为：，以此进行分析； 【解析】A．由分析可知，电极Ⅱ电极反应：，发生氧化反应，为电解池的阳极，故电极Ⅱ连接电源正极，A正确；B．电极Ⅰ为阴极，电极反应式为：，B正确；C．为该反应的催化剂，被氧化为后，可在阴极(电极Ⅰ)得电子还原为，对应的电极反应式为：，C正确；D．标准状况下空气为，的体积分数约，则；会生成，和在作催化剂时发生，，故生成约为，D错误；故选D。 11.（25-26高二下·河南濮阳·期中）工业制备硼酸的原理如图所示。下列说法错误的是 A．电源正极与石墨Ⅰ相连，阳极的电极反应为 B．a、c膜为阳离子交换膜，b膜为阴离子交换膜 C．N室溶液的pH变小，且 D．理论上每生成2 mol ，M、N两室共产生标准状况下33.6 L气体 【答案】C 【分析】由图可知，该装置为电解池，通过阴膜（b）进入产品室，氢离子通过阳膜（a）进入产品室，生成硼酸，所以膜a为阳膜，石墨I为阳极，与直流电源正极相连，稀硫酸溶液中的水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，M室内电极反应式为，溶液中氢离子浓度增大，由电荷守恒关系可知，溶液中氢离子通过阳离子交换膜（a）进入产品室；与直流电源负极相连的石墨Ⅱ为阴极，溶液中的水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，N室内电极反应式为，溶液中氢氧根离子浓度增大；原料室提供原料，由电荷守恒关系可知，原料室中Na+通过阳离子交换膜（c）进入N室，原料室中通过阴离子交换膜进入产品室。 【解析】A．由题可知原料室中的通过b膜进入产品室，产品室中发生反应的离子方程式为，可知b膜为阴离子交换膜，由M室通过a膜进入产品室，a膜为阳离子交换膜，石墨Ⅰ为阳极，与电源正极相连，阳极的电极反应为，A正确；B．由上面分析可知，a膜为阳离子交换膜，b膜为阴离子交换膜，c膜为阳离子交换膜，B正确；C．石墨Ⅱ为阴极，发生的电极反应为，反应后NaOH的浓度变大，pH变大，则，C错误；D．理论上每生成2 mol ，根据产品室内发生的反应：，可知需要2 mol 。M室发生反应、N室发生反应，需要2 mol 应转移2 mol电子，根据电子守恒列关系式，故理论上每生成2 mol ，M、N两室共产生标准状况下33.6 L气体，D正确。故选C。 12.（25-26高二下·福建龙岩·期中）下图为AgCl-Sb二次电池的放电过程示意图。下列叙述正确的是 A．放电时，M极为正极 B．放电时，N极上反应为 C．金属元素Sb是51号元素属于过渡金属 D．充电时，M极上反应为 【答案】D 【分析】放电时，M极上转化为，Sb元素化合价升高，发生氧化反应，M极为负极，电极反应式为：；N极上转化为，Ag元素化合价降低，发生还原反应，电极反应式为：，据此分析。 【解析】A．放电时， M极为负极，A错误；B．放电时，N极上转化为，电极反应式为，B错误；C．Sb为51号元素，位于第五周期、第ⅤA族，属于主族元素，C错误；D．充电时，M极阴极，发生还原反应，电极反应式为，D正确；故选D。 二、非选择题（共3题，共36分） 13．（25-26高二上·吉林松原·期中）（12分）液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以甲烷(CH4)燃料电池为电源电解足量饱和CuSO4溶液的装置如下图所示。 回答下列问题： (1)上述左侧装置中，电子由__________ (填“a”“b”)极流出。 (2)b电极的电极反应式为 _________________________。 (3)当燃料电池消耗0.2 mol O2时，饱和CuSO4溶液的质量减少 _____________g。 (4)电解饱和CuSO4溶液总反应的化学方程式为_____________________________。 (5)若用该装置进行电解精炼铜，则应将_____________(填“c”或“d”)极更换为粗铜；电解一段时间后，溶液中c(Cu2+)__________(填“减小”“增大”或“不变”)。 (6)若将饱和CuSO4溶液更换为滴有酚酞的饱和NaCl溶液，则_______(填“c”或“d”)极附近溶液变红。 【答案】(1)b（1分） (2)（2分） (3)32（2分） (4)（2分） (5)d（2分） 减小（1分） (6)c（2分） 【分析】由图可知，OH-由a极一侧向b极一侧迁移，故a极为燃料电池正极，b极为燃料电池负极；b极与c极相连，a极与d极相连，因此c极为电解池阴极，d极为电解池阳极。燃料电池正极每消耗1 mol O2得到4 mol电子，外电路通过的电子数与电解池两极转移的电子数相等。 【解析】（1）b极为燃料电池负极，发生氧化反应，电子由b极流出。 （2）b极为负极，甲烷在碱性条件下被氧化为碳酸根离子，电极反应式为。 （3）燃料电池正极反应为，0.2 mol O2得到0.8 mol电子。电解CuSO4溶液时，c极反应为，d极反应为，因此析出0.4 mol Cu并生成0.2 mol O2。溶液质量减少0.4 mol×64 g/mol+0.2 mol×32 g/mol=32 g。 （4）石墨为惰性电极，两极反应相加得到总反应：。 （5）d极为阳极，电解精炼铜时应将d极更换为粗铜。c极为阴极，Cu2+放电析出Cu；粗铜中比Cu活泼的杂质也会在阳极失去电子，而阴极仅有Cu2+放电，因此阳极生成Cu2+的物质的量小于阴极消耗量，溶液中c(Cu2+)减小。 （6）c极为阴极，饱和NaCl溶液中水在阴极放电：。c极附近OH-浓度增大，酚酞变红。 14.（25-26高二下·江苏无锡·期中）（12分）电化学处理CO2将其转化为其他化学产品，是一种减缓温室效应并综合利用CO2的方法。回答下列问题： Ⅰ．原电池法：通过“溶解”水中的CO2，以触发电化学反应，有效减少碳的排放，其工作原理如图1所示。 (1)①原电池工作时，电子经导线由___________(填“a→b”或“b→a”)，刚开始b极区的电极反应式为___________。 ②一段时间后，b极区溶液中析出少量固体为___________(填化学式)。 Ⅱ．电解法：电解还原CO2的方法如图2所示，其中电解质溶液为稀硫酸，电极均为惰性电极。 (2)电解池工作时，H+通过阳离子膜移向___________极(填“m”或“n”)。 (3)若阴极还原产物只有C2H4，当阳极区溶液质量减少36 g时，产生C2H4的物质的量为___________。 Ⅲ．中科院研究出首例在室温条件超快传输的氢负离子导体LaHx，以电化学方法制备甲醇，总反应为：CO2+3H2=CH3OH+H2O。 (4)①电极b为电源的___________(填“正极”或“负极”)。 ②生成CH3OH的电极反应式为___________。 【答案】(1)a→b（2分） （2分） NaHCO3（1分） (2)n（1分） (3)（2分） (4)正极（2分） （2分） 【解析】（1）①观察图1，左侧电极a是金属钠（Na），钠是活泼金属，容易失去电子发生氧化反应，因此a极为原电池的负极。右侧电极b是石墨，通入和，并有产生，说明在此处发生还原反应，因此b极为原电池的正极。 在原电池中，电子从负极经外电路流向正极。所以电子由a极流向b极，即 a→b。b 极区发生还原反应。根据图示，反应物有、，产物有和。水得到电子生成，同时转化为，电极反应式可写为：； ②在原电池工作时，负极a失去电子变成，由于中间是钠超离子导体，会从负极区迁移到正极（b极）区。在 b 极区，不断生成，同时有迁入，溶液中和浓度增加，当的浓度达到饱和时，由于其溶解度相对较小，会析出固体。 （2）观察图2，电极m处转化为和，发生氧化反应：，所以电极m是阳极。电极n处通入产生电化学还原产物，发生还原反应，所以电极n是阴极。在电解池中，阳离子向阴极移动。因此，通过阳离子膜从阳极区（m极侧）移向阴极区（n极侧）。 （3）阳极（电极 m）的电极反应式为，阳极区溶液质量的减少包含两部分：一是生成的逸出，二是生成的通过阳离子膜迁移到了阴极区。设阳极反应转移了电子。生成的物质的量为，其质量为，迁移的的物质的量为，其质量为，阳极区溶液减少的总质量为，已知阳极区溶液质量减少36 g，则，解得，即电路中转移了电子，阴极（电极 n）将还原为，中碳的化合价为+4，中碳的化合价为-2，生成1 mol 共转移电子数为 阴极电极反应式为：，根据电子守恒，转移4 mol电子时，产生的物质的量为。 （4）①左侧电极（惰性电极 1）通入的是， 得到电子转化为进入导体，惰性电极1是阴极，右侧电极（惰性电极 2）是阳极，电极b为电源的正极； ②惰性电极2通入，并且有从电解质传导过来。结合 并失去电子生成和，结合电荷守恒和原子守恒，电极反应式为：。 15.（25-26高二下·四川乐山·期中）某化学兴趣小组设计下列电化学实验装置，已知A、B、C、D均为惰性电极，E、F为两种活泼金属，均位于短周期，且位置相邻，E能与NaOH溶液反应。接通线路后，反应一段时间。 (1)乙池装置名称为___________，F极的电极材料为___________，E极电极反应式为___________； (2)U形管中D极附近现象为___________，U形管中发生的总反应化学方程式为___________，烧杯中溶液变蓝是___________烧杯(填 “a”或“b”)。 (3)已知烧杯和U形管中的溶液均足量，当U形管中共产生标况下气体224mL时，断开装置，此时甲需要加入质量为___________g的___________(填化学式)才能恢复到初始状态。 【答案】(1)原电池（1分） Mg或镁（1分） Al - 3e- + 4OH- = [Al(OH)4]-（2分） (2)有气泡产生，溶液变红（2分） 2H2O + 2KCl2KOH + H2↑ + Cl2↑（2分） a（1分） (3)0.4（2分） CuO（1分） 【分析】E、F为两种活泼金属，均位于短周期，且位置相邻，E能与NaOH溶液反应，E是Al、F是Mg；则乙为原电池，Al失电子发生氧化反应，Al为负极、Mg为正极；甲是电解池，A连接原电池正极，A是阳极、B是阴极；U形管为电解池，D连接原电池负极，D是阴极、C是阳极。 【解析】（1）根据以上分析，乙池装置名称为原电池，F极的电极材料为Mg，E极电极为Al，Al为负极，负极Al失电子发生氧化反应结合氢氧根离子生成四羟基合铝酸根离子，负极反应式为Al - 3e- + 4OH- = [Al(OH)4]-； （2）U形管是电解池，D极为阴极，阴极发生反应 ，D极附近现象为有气泡产生，溶液变红，C是阳极，阳极氯离子失电子生成氯气，所以U形管中发生的总反应化学方程式为2H2O + 2KCl2KOH + H2↑ + Cl2↑，氯气能置换出KI中的碘，C电极生成氯气，所以烧杯中溶液变蓝是a烧杯。 （3）根据2H2O + 2KCl2KOH + H2↑ + Cl2↑，当U形管中共产生标况下气体224mL时，可知生成氢气和氯气的物质的量均为，电路中转移0.01mol电子，根据得失电子守恒，甲池阴极生成0.005molCu、阳极生成0.0025mol氧气，此时甲池需要加入质量为0.4g的CuO才能恢复到初始状态。 1 / 2 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 $ 第四章 电化学基础 第二节 电解池 目 录 攻题型 定点突破，夯实要点 题型1 电解、电解池及电解原理 题型2 常规电解池分析 题型3 经典工业电解模型分析 题型4 离子交换膜多室电解装置分析 题型5 新型创新情境电解装置分析 题型6 多池串联混合装置分析 练综合 融会贯通，拓展提升 题型1 电解、电解池及电解原理 1.【演绎推理】（25-26高二上·湖南邵阳·期末）下列关于电解池的说法中，正确的是 A．电解池是将化学能转化为电能的装置 B．电解池中，阳极发生还原反应 C．电解池中，阴极发生氧化反应 D．电解水时，阳极产生氧气，阴极产生氢气 2.【演绎推理】（25-26高二上·上海·阶段检测）下列装置中，属于电解池的是 A．锌铜原电池（稀硫酸作电解质） B．接通直流电源的 U 形管（内装熔融 NaCl，插入两个石墨电极） C．导线连接的铜片和铁片（浸入蔗糖溶液） D．未接电源的 CuCl2溶液（插入两个石墨棒） 3.【演绎推理】（25-26高二上·河北石家庄·期末）如图所示的电解池Ⅰ和Ⅱ中，a、b、c和d均为石墨电极。在电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重情况为。符合上述实验结果的盐溶液是 选项 X Y A B C D A．A B．B C．C D．D 题型2 常规电解池分析 4.【演绎推理】（25-26高二上·安徽六安·阶段检测）下列关于如图装置说法正确的是 A．装置中电子移动的途径是负极→Fe→M溶液→石墨→正极 B．若M为NaCl溶液，通电一段时间后，溶液中可能有NaClO C．若M为FeCl2溶液，可以实现石墨上镀铁 D．若M是海水，该装置利用牺牲阳极法保护铁 5.【演绎推理】（25-26高二上·广西贺州·期末）电解制备光电陶瓷材料的装置如图所示，该装置工作时(忽略溶液体积的变化)，下列说法正确的是 A．往电极迁移 B．一段时间后，减小 C．每转移电子，同时生成气体 D．W电极上的电极反应式为 6.【演绎推理】（25-26高二下·湖南长沙·期中）碳酸二甲酯()被称为“21世纪有机合成领域的新基石”。一种电催化制备碳酸二甲酯的工作原理如图所示(催化剂置于电池内部)。下列说法不正确的是 A．电解过程中，B极电势高于A极 B．A极电极反应为 C．电解过程中，溴化钾的物质的量基本上保持不变 D．电路中转移0.1 mol电子，理论上可制得9 g碳酸二甲酯 题型3 经典工业电解模型分析 7.【工农业生产】（25-26高二上·福建福州·期末）工业上用粗铜(含锌、金、银等杂质)电解精炼铜，下列说法正确的是 A．阳极为纯铜，阴极为粗铜 B．电解时，粗铜上的Ag杂质将沉积形成阳极泥 C．电子从电源负极经过阴极、电解质溶液、阳极，流回电源正极 D．若阳极溶解0.1 mol Cu，电路中转移电子数为 8.【工农业生产】（25-26高二上·广东汕头·期末）如图是一种基于氯碱工艺的新型电解池，可用于湿法冶铁的研究。下列说法正确的是 A．左室电极作阴极，发生氧化反应 B．右室电极产生的气体是氢气 C．电解一段时间后溶液的浓度减小 D．每生成1molFe，有从交换膜右侧移动到左侧 9.【工农业生产】（25-26高二下·广东韶关·期中）铁片上镀镍的实验装置如图所示，该装置工作时，下列说法错误的是 A．电镀液可能为硝酸镍溶液 B．能量转化形式主要是由电能转化为化学能 C．铁片上的电极反应式为Ni2+-2e-=Ni D．若电源为铅蓄电池，与镍片相连的电极应为PbO2电极 题型4 离子交换膜多室电解装置分析 10.【工农业生产】（25-26高二上·四川·期末）工业上采用“绿色脱硫”工艺，利用惰性电极电解已捕获的吸收液(主要成分为)，既能脱除，又能再生吸收液，装置示意图如图所示。 下列说法正确的是 A．阳极的电极反应式为 B．离子交换膜Ⅱ是阳离子交换膜 C．电解前、后吸收液的 D．标准状况下，若收集到22.4 L的，则有1 mol阳离子移向左侧 11.【工农业生产】（25-26高二下·广东汕头·期中）二氯氢化偶氮苯（N）是生产一种有机颜料的中间体，一种利用邻硝基氯苯（M）为原料合成N，且能实现海水淡化的装置示意图如图所示。下列说法正确的是 A．电极a接电源正极 B．离子交换膜a为阳离子交换膜，离子交换膜b为阴离子交换膜 C．电极a的电极反应为 D．撤去离子交换膜，电极a、b的电极反应式均不变 12.【工农业生产】（25-26高二下·陕西西安·期中）实验室利用模拟“海水-河水”浓差电池电解制备的装置如图所示，维持电流强度为(相当于每秒通过电子)进行电解，其中、均为复合电极(不考虑溶解氧的影响)。下列说法正确的是 A．膜和膜均为阴离子交换膜 B．电极发生反应： C．电解一段时间后，石墨电极区溶液减小 D．若电解，理论上制备的()的质量为 题型5 新型创新情境电解装置分析 13.【工农业生产】（25-26高二下·广东汕头·期中）某科研小组模拟工业利用电解法处理含氮废水的电解原理如下图所示。其中膜X和膜Y分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜，两膜中间层的H2O解离为H+和OH-，并在直流电场力作用下分别向两极迁移。下列有关说法错误的是 A．电极M的电极反应式为CO2+2+18H++16e-=CO(NH2)2+7H2O B．理论上每转移1mol e-，N极上生成22.4L O2 C．电解质溶液中H+穿过膜X向电极M扩散 D．电源a极为负极 14.【工农业生产】（25-26高二下·安徽·期中）一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化，并以形式回收含锂废弃物中的锂元素，其工作原理如图所示。 下列说法不正确的是 A．a电极电势高于b电极电势 B．电极a附近溶液的pH增大 C．Ⅱ为阴离子交换膜 D．若海水用溶液模拟，则每脱除NaCl，理论上可回收LiCl 15.【科技前沿】（25-26高二下·四川南充·期中）研究人员用、作电极电解浓溶液制备的装置示意图如下所示。下列说法错误的是 A．该电解过程中，溶液可循环使用 B．电极为阴极，该区域发生还原反应 C．M离子交换膜为阴离子交换膜 D．电极上的电极反应式为 题型6 多池串联混合装置分析 16.【整体分析法】（25-26高二下·云南昭通·期中）相同金属在不同浓度的盐溶液中可形成浓差电池。如图所示是利用浓差电池电解溶液(a、b电极均为石墨电极)的装置，可以制得、、、NaOH。[已知：溶液A为1 L 1 溶液；溶液B为1 L 4 溶液，当溶液A、B中相同时即停止放电]。下列说法正确的是 A．电池放电过程中Ag(1)为正极 B．a电极为电解池阴极，电极反应式为 C．c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜 D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可生成0.75 mol 17.【守恒法】（25-26高二下·湖北·期中）当两个电极相同，电解质溶液也相同，但由于电解质浓度不同，发生的氧化还原反应程度不同，因而产生不同的电势，从而形成的电池叫做浓差电池。浓差电池中，一般电解质溶液浓度高的一极的电势高于电解质溶液浓度低的一极。某同学通过如下实验装置由低浓度KCl溶液得到了高浓度KCl溶液。已知Cu1和Cu2两个电极的初始质量相等，实验结束后Cu1比Cu2电极质量重25.6 g。下列说法中正确的是 A． B．实验结束后共收集到气体体积为17.92 L(标准状况) C．Pt1电极的电极反应方程式为 D．m为阴离子交换膜，n为阳离子交换膜 18.【守恒法】（25-26高二下·湖北·期中）一种Mg-海水电池驱动海水(pH=8.2)电解系统(如下图)，在电池和电解池中同时产生氢气。下列关于该系统的说法错误的是 A．电极4为阴极 B．外电路中，电流从电极4流向电极1 C．电极2的反应为： D．理论上，每通过2mol电子，可产生1mol H2 限时：45分钟 满分：60分 一、选择题（每题2分，共12题，共24分） 1．（25-26高二下·湖南·开学考试）目前可采用“双极膜组”电渗析法淡化海水，同时获得副产品 A 和B．其模拟工作原理如图所示(图右为“双极膜组”内部结构图)。M、N为离子交换膜，在直流电作用下，双极阴阳膜(BP)复合层间的解离成H+和OH-，作为H+和OH-的离子源。下列说法错误的是 A．M为阳离子交换膜，N为阴离子交换膜 B．X电极为阳极，电极反应式为 C．电路中每生成 0.25 mol气体 a，理论上获得副产品 A 和 B各0.5mol D．“双极膜组”电渗析法也可应用于从盐溶液(MX)制备相应的酸(HX)和碱(MOH) 2.（25-26高二下·湖南长沙·期中）电化学法制备乙二醇()的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．乙二醇与足量酸性高锰酸钾溶液反应生成乙二酸 B．质子由a极区经质子交换膜向b极区迁移 C．a极逸出3.36 L气体时，转移0.3 mol电子 D．b极电极反应式： 4.（25-26高二下·浙江嘉兴·期中）科学家研制了一种能在较低电压下持续获得氧气和氢气的电化学装置，工作原理如图。下列说法不正确的是 A．电极b处发生还原反应 B．隔膜为阳离子交换膜 C．生成气体M与N的物质的量之比为 D．反应器Ⅰ中反应的离子方程式为 5.（25-26高二下·广西南宁·期中）β-羟基酮是药物分子与合成化学中的关键骨架。我国某团队以甲醇和酮为原料，K3PO4为碱性电解质，甲醇和水为溶剂，在室温下高效电化学合成β-羟基酮，同时产生副产物氢气，工作原理如图。 下列说法正确的是 A．电解时K+向Pt电极1迁移 B．Pt电极1的电势低于Pt电极2 C．Pt电极1的电极反应可表示为 D．每生成1 mol H2，则有1 mol CH3OH被还原 6.（25-26高二下·广东深圳·期中）硫酸盐还原菌(SRB)可以处理含Cu2+的硫酸盐酸性废水，同时实现有机废水的处理，原理如图所示，下列说法正确的是 A．若以铅蓄电池为电源，b为Pb电极 B．参与的电极反应为：Cu2+++8e-+8H+=CuS+4H2O C．电解时溶液中的H+从装置左侧透过交换膜向右侧移动 D．标准状况下，产生2.24LCO2时，理论上可产生9.6gCuS 7.（25-26高二下·云南昭通·期中）我国科学家基于光催化反应，创建了光电共轭聚合物网络用于太阳能驱动硝酸盐转化为氨气和氧气，装置示意图如图所示，下列说法正确的是 A．电子转移方向为：从b电极经导线到a电极，再通过KOH溶液回到b电极 B．a极的电极反应式为 C．b电极为阳极，向a电极迁移 D．装置工作一段时间后，b极附近溶液pH增大 8.（25-26高二下·云南·期中）某团队利用基催化剂光催化还原转化为甲醇，并利用产生的电能进一步电解制备新型高效净水剂，其原理如图所示。已知离子交换膜n、m分别为阳、阴离子交换膜。下列说法错误的是 A．电极c的电势高于电极d的电势 B．Fe电极的电极反应式为 C．NaOH溶液的质量分数：a%小于b% D．若电极d上生成0.5 mol，理论上通过离子交换膜n的物质的量为2 mol 9.（25-26高二下·湖南怀化·期中）某科技团队设计了一种废弃电极材料再锂化的电化学装置，其原理如图所示。已知：参比电极的作用是确定再锂化为的最优条件，不干扰电极反应。再锂化为的过程中，下列说法正确的是 A．Pt电极为阴极，向电极移动 B．再锂化为的过程中Co元素化合价升高 C．电极上发生的反应： D．产生标准状况下时，理论上可转化的 10.（25-26高二下·浙江宁波·期中）在25℃、的条件下，通过羟基自由基的氧化途径，实现空气转化为，若向装置中加入少量后，产率显著提高，装置如图所示。下列说法不正确的是 A．电极Ⅱ连接电源正极 B．电极Ⅰ的电极反应： C．电极Ⅰ可能发生电极反应： D．通入(已换算成标准状况)空气，可生成约为0.168mol 11.（25-26高二下·河南濮阳·期中）工业制备硼酸的原理如图所示。下列说法错误的是 A．电源正极与石墨Ⅰ相连，阳极的电极反应为 B．a、c膜为阳离子交换膜，b膜为阴离子交换膜 C．N室溶液的pH变小，且 D．理论上每生成2 mol ，M、N两室共产生标准状况下33.6 L气体 12.（25-26高二下·福建龙岩·期中）下图为AgCl-Sb二次电池的放电过程示意图。下列叙述正确的是 A．放电时，M极为正极 B．放电时，N极上反应为 C．金属元素Sb是51号元素属于过渡金属 D．充电时，M极上反应为 二、非选择题（共3题，共36分） 13．（25-26高二上·吉林松原·期中）（12分）液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以甲烷(CH4)燃料电池为电源电解足量饱和CuSO4溶液的装置如下图所示。 回答下列问题： (1)上述左侧装置中，电子由__________ (填“a”“b”)极流出。 (2)b电极的电极反应式为 _________________________。 (3)当燃料电池消耗0.2 mol O2时，饱和CuSO4溶液的质量减少 _____________g。 (4)电解饱和CuSO4溶液总反应的化学方程式为_____________________________。 (5)若用该装置进行电解精炼铜，则应将_____________(填“c”或“d”)极更换为粗铜；电解一段时间后，溶液中c(Cu2+)__________(填“减小”“增大”或“不变”)。 (6)若将饱和CuSO4溶液更换为滴有酚酞的饱和NaCl溶液，则_______(填“c”或“d”)极附近溶液变红。 14.（25-26高二下·江苏无锡·期中）（12分）电化学处理CO2将其转化为其他化学产品，是一种减缓温室效应并综合利用CO2的方法。回答下列问题： Ⅰ．原电池法：通过“溶解”水中的CO2，以触发电化学反应，有效减少碳的排放，其工作原理如图1所示。 (1)①原电池工作时，电子经导线由___________(填“a→b”或“b→a”)，刚开始b极区的电极反应式为___________。 ②一段时间后，b极区溶液中析出少量固体为___________(填化学式)。 Ⅱ．电解法：电解还原CO2的方法如图2所示，其中电解质溶液为稀硫酸，电极均为惰性电极。 (2)电解池工作时，H+通过阳离子膜移向___________极(填“m”或“n”)。 (3)若阴极还原产物只有C2H4，当阳极区溶液质量减少36 g时，产生C2H4的物质的量为___________。 Ⅲ．中科院研究出首例在室温条件超快传输的氢负离子导体LaHx，以电化学方法制备甲醇，总反应为：CO2+3H2=CH3OH+H2O。 (4)①电极b为电源的___________(填“正极”或“负极”)。 ②生成CH3OH的电极反应式为___________。 15.（25-26高二下·四川乐山·期中）某化学兴趣小组设计下列电化学实验装置，已知A、B、C、D均为惰性电极，E、F为两种活泼金属，均位于短周期，且位置相邻，E能与NaOH溶液反应。接通线路后，反应一段时间。 (1)乙池装置名称为___________，F极的电极材料为___________，E极电极反应式为___________； (2)U形管中D极附近现象为___________，U形管中发生的总反应化学方程式为___________，烧杯中溶液变蓝是___________烧杯(填 “a”或“b”)。 (3)已知烧杯和U形管中的溶液均足量，当U形管中共产生标况下气体224mL时，断开装置，此时甲需要加入质量为___________g的___________(填化学式)才能恢复到初始状态。 1 / 2 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 $ 第四章 电化学基础 第二节 电解池 题型1 电解、电解池及电解原理 1.D 2.B 3.D 题型2 常规电解池分析 4.B 5.D 6.D 题型3 经典工业电解模型分析 7.B 8.D 9.C 题型4 离子交换膜多室电解装置分析 10.C 11.B 12.D 题型5 新型创新情境电解装置分析 13.B 14.A 15.C 题型6 多池串联混合装置分析 16.D 17.D 18.D 限时：45分钟 满分：60分 一、选择题（每题2分，共12题，共24分） 1.C 2.D 4.B 5.C 6.B 7.B 8.C 9.C 10.D 11.C 12.D 二、非选择题（共3题，共36分） 13.(1)b（1分） (2)（2分） (3)32（2分） (4)（2分） (5)d（2分） 减小（1分） (6)c（2分） 14.(1)a→b（2分） （2分） NaHCO3（1分） (2)n（1分） (3)（2分） (4)正极（2分） （2分） 15.(1)原电池（1分） Mg或镁（1分） Al - 3e- + 4OH- = [Al(OH)4]-（2分） (2)有气泡产生，溶液变红（2分） 2H2O + 2KCl2KOH + H2↑ + Cl2↑（2分） a（1分） (3)0.4（2分） CuO（1分） 1 / 2 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 $