专题1 第二单元 第六课时 多池串联装置 电解的计算-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修1 化学反应原理教师用书word（苏教版）

本讲义聚焦多池串联装置分析与电解计算核心知识点，系统梳理多池串联模型（如电解池串联、一池两用）的分析思路，电子守恒规律在电化学中的应用，以及电解计算的知识模型，搭建从装置识别到定量计算的学习支架。 该资料通过情境化问题（如氯碱工业与燃料电池组合、肼-空气燃料电池电解CuSO4溶液）和归纳总结（多池解题步骤、电化学计算方法），培养科学思维（证据推理、模型建构）与化学观念（物质转化、能量守恒）。课中辅助教师引导学生深化理解，课后题组练习帮助学生巩固应用，查漏补缺。

第六课时　多池串联装置　电解的计算 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，能利用电化学原理解答问题。 3.掌握与电解有关的计算，建立相关知识模型。 知识点一　多池串联的模型及分析 1.（多池串联）如图，a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色。 （1）甲池是　　装置，乙池是　　装置。 （2）Pt为　　极，b为　　极。 （3）铜电极上的反应为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 若b电极上生成0.1 mol气体，则铜电极的质量　　（填“增加”或“减少”）　　g。 提示：（1）电解池　电解池　（2）阳　阴　（3）Cu2＋＋2e－Cu　增加　6.4 2.（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　　，铁电极发生的电极反应为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　； 石墨电极产生的现象为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）若开始时K与M连接，则构成　　，铁电极发生的电极反应为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　； 石墨电极产生的现象为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 一段时间后，溶液的pH　　。 （3）若用铝条和镁条分别代替图中石墨和铁电极，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：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　。 提示：（1）原电池　Fe－2e－Fe2＋　 有无色气泡产生 （2）电解池　2H＋＋2e－H2↑　有淡黄绿色气泡产生　增大 （3）Al＋4OH－－3e－[Al（OH）4]－ 归纳总结 多池电化学装置常用解题步骤 1.某电化学装置如图所示，下列叙述正确的是（　　） A.锌电极上发生还原反应 B.电子移动方向：Zn→Y→X→Cu C.Y与滤纸接触处变红 D.X极的电极反应式为2H2O－4e－O2↑＋4H＋ 解析：C　根据电化学装置图可知锌为负极，铜为正极，锌电极上发生氧化反应，A错误；电子在导线里移动，不能在溶液中移动，因此电子移动方向：Zn→Y，X→Cu，B错误；Y为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－H2↑＋2OH－，因此Y与滤纸接触处变红，C正确；X极为阳极，其电极反应式为Cu－2e－Cu2＋，D错误。 2.（人教版习题改编）氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺节能超过30％。在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出。 下列说法错误的是（　　） A.图中X、Y分别是Cl2、H2 B.燃料电池中负极的电极反应式为H2－2e－＋2OH－2H2O C.电解池中产生2 mol Cl2时，理论上燃料电池中消耗2 mol O2 D.图中a、b、c的大小关系为c＞a＞b 解析：C　电解饱和食盐水，阳极上Cl－失去电子变为Cl2，阴极上水得到电子变为H2，同时在阴极附近产生NaOH，反应产生的H2可作为燃料电池的原料，故X是Cl2，Y是H2，A正确；在燃料电池中，通入燃料H2的电极为负极，电极反应式为H2－2e－＋2OH－2H2O，B正确；电解池中产生2 mol Cl2，转移4 mol电子，由于同一闭合回路中电子转移数目相等，因此理论上燃料电池中消耗1 mol O2，C错误；电解池中，Na＋通过阳离子交换膜进入阴极室，与产生的OH－结合为NaOH，从阴极室流出，故NaOH溶液的浓度：a＞b；燃料电池中，左侧通入燃料H2为负极，右侧通入空气为正极，正极发生的电极反应为O2＋4e－＋2H2O4OH－，燃料电池负极室中的Na＋通过阳离子交换膜进入正极室，而燃料电池中正极氧气得到电子产生OH－，所以反应后NaOH的浓度升高，即c＞a，因此图中a、b、c的大小关系为c＞a＞b，D正确。 知识点二　电解的相关计算 1.以惰性电极电解CuSO4溶液，若阳极上产生气体的物质的量为0.010 0 mol，则阴极上析出铜的质量为　　。 提示：1.28 g　2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，由此可得关系式为2Cu～O2，则n（Cu）＝2n（O2）＝0.020 0 mol，m（Cu）＝0.020 0 mol×64 g·mol－1＝1.28 g。 2.如图所示的A、B两个电解池中的电极均为铂，在A池中加入0.05 mol·L－1的CuCl2溶液，B池中加入0.1 mol·L－1的AgNO3溶液，进行电解。a、b、c、d四个电极上所析出的物质的物质的量之比是（　　） A.2∶2∶4∶1 B.1∶1∶2∶1 C.2∶1∶1∶1 D.2∶1∶2∶1 提示：由电解规律可知，a、c为阴极，b、d为阳极，a极上析出Cu，b极上析出Cl2，c极上析出Ag，d极上析出O2。由电子守恒可得出：2e－～Cu～Cl2～2Ag～O2，所以a、b、c、d四个电极上所析出的物质的物质的量之比为2∶2∶4∶1。 3.在1 L K2SO4和CuSO4的混合溶液中c（S）＝2.0 mol·L－1，用石墨电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4 L（标准状况）气体，则原溶液中c（K＋）为（　　） A.2.0 mol·L－1 B.1.5 mol·L－1 C.1.0 mol·L－1 D.0.5 mol·L－1 提示：阳极发生的反应：2H2O－4e－4H＋＋O2↑，阴极发生的反应：Cu2＋＋2e－Cu，2H2O＋2e－H2↑＋2OH－，两极均收集到22.4 L（标准状况）气体，即均生成1 mol气体，阳极生成1 mol氧气说明转移4 mol电子，而阴极上生成1.0 mol H2只得到2 mol电子，所以剩余2 mol电子由铜离子获得，c（Cu2＋）＝1.0 mol·L－1，电解前根据电荷守恒：c（K＋）＋2c（Cu2＋）＝2c（S），c（K＋）＝（2.0×2－1.0×2） mol·L－1＝2.0 mol·L－1。 归纳总结 电化学的常用计算方法 　 如以通过4 mol e－为桥梁可构建如下关系式：～ （式中M为金属，n为其离子的化合价数值，涉及气体体积时一定要注意气体所处的状态是否为标准状况） 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 解析：A　该过程转移0.4 mol电子，则阳极应该生成0.1 mol O2，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Cu2＋不足，阴极生成0.1 mol铜后，氢离子继续放电，生成0.1 mol氢气。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正确。 2.将1 L含有0.4 mol Cu（NO3）2和0.4 mol KCl的水溶液，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 解析：B　根据电解原理知，阴极的电极反应式为Cu2＋＋2e－Cu，由题意知，在阴极上析出0.3 mol Cu，则转移0.6 mol电子；阳极的电极反应式为2Cl－－2e－Cl2↑，Cl－完全放电时，转移0.4 mol电子，生成0.2 mol Cl2，故根据得失电子守恒分析，阳极上Cl－放电完全后，H2O放电，即2H2O－4e－4H＋＋O2↑，转移0.2 mol电子时，生成0.05 mol O2，故阳极放出气体的体积在标准状况下为（0.2 mol＋0.05 mol）×22.4 L·mol－1＝5.6 L。 3.如图为利用肼（N2H4）—空气燃料电池电解CuSO4溶液的示意图。下列说法正确的是（　　） A.左图负极反应式为N2H4－6e－＋4OH－N2↑＋4H2O B.图中离子交换膜为阳离子交换膜 C.一段时间后，左图中电解质溶液的pH不变 D.标准状况下，当左图中有2.24 L O2被还原时，右图阳极上放出2.24 L气体 解析：D　左图为燃料电池，负极肼失电子生成氮气和水，负极反应式为N2H4－4e－＋4OH－N2↑＋4H2O，A错误；正极生成OH－、负极消耗OH－，所以图中离子交换膜为阴离子交换膜，B错误；左图为肼燃料电池，总反应为N2H4＋O2N2＋2H2O，有水生成，一段时间后，左图中电解质溶液的pH减小，C错误；标准状况下，当左图中有2.24 L O2被还原时，电路中转移0.4 mol电子，右图阳极上水放电生成氧气，2H2O－4e－4H＋＋O2↑，根据转移电子守恒，放出0.1 mol氧气，标准状况下的体积为2.24 L，D正确。 1.某研究性学习小组的课题为“Mg-C原电池电解淀粉-KI溶液的研究”，其研究装置如图所示。下列有关说法错误的是（　　） A.镁为负极，发生还原反应 B.原电池中碳极反应式为Fe3＋＋e－Fe2＋ C.电解池中阳极处变蓝色 D.电解池中阴极处变红色 解析：A　在Mg-C原电池中，Mg作负极，发生氧化反应，碳电极为正极，正极上Fe3＋发生还原反应产生Fe2＋，电极反应式为Fe3＋＋e－Fe2＋，A错误，B正确；在电解池中，阳极上I－失去电子变为I2，淀粉溶液遇I2变为蓝色，故阳极处变蓝色，阴极上H2O发生还原反应产生H2和OH－，附近溶液呈碱性，所以阴极附近溶液呈红色，C、D正确。 2.用石墨电极电解100 mL H2SO4和CuSO4的混合溶液，通电一段时间后，两极均收集到2.24 L气体（标准状况下），原混合溶液中C的物质的量浓度为（　　） A.1 mol·L－1 B.2 mol·L－1 C.3 mol·L－1 D.4 mol·L－1 解析：A　根据题设条件，阳离子放电顺序：Cu2＋＞H＋，阴极上首先发生反应：Cu2＋＋2e－Cu，然后发生反应：2H＋＋2e－H2↑；阳极上只发生反应：2H2O－4e－4H＋＋O2↑。既然阴极上收集到H2，说明Cu2＋已完全放电，根据得失电子守恒，阴极上Cu2＋、H＋得电子总数应等于H2O失电子总数，析出0.1 mol H2得到0.2 mol电子，析出0.1 mol O2失去0.4 mol电子，所以有0.1 mol C放电，得到0.2 mol电子，c（Cu2＋）＝＝1 mol·L－1。 3.将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。该电池中两电极的总质量为60 g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47 g。已知NA＝6.02×1023 mol－1，电子电荷为1.60×10－19 C，则电池在该工作时间段内通过导线的电量约为（　　） A.9.6×104 C B.1.9×104 C C.3.9×104 C D.7.6×104 C 解析：B　在组成的原电池中Zn作负极，Ag作正极，参加反应的Zn为60 g－47 g＝13 g，n（Zn）＝＝0.2 mol，负极上Zn失电子生成Zn2＋，负极反应式为Zn－2e－Zn2＋，则电池在该工作时间段内通过导线的电量为0.2 mol×2×6.02×1023 mol－1×1.60×10－19 C≈3.9×104 C。 4.在如图所示的装置中，通电5 min后，铜电极的质量增加2.16 g。 试回答下列问题： （1）电源中X极为直流电源的　负　极。 （2）溶液pH的变化情况（填“增大”“减小”或“不变”）：A　增大　，B　减小　，C　不变　。 （3）通电5 min后，B装置中共收集224 mL（标准状况下）气体，溶液体积为200 mL，则通电前该装置溶液中CuSO4的物质的量浓度为　0.025 mol·L－1　（设电解前后溶液体积无变化）。 解析：（1）三个装置是串联的电解池。质量增加的铜电极是阴极，银电极是阳极，故Y极是电源的正极，X极是电源的负极。（2）电解KCl溶液生成KOH，溶液的pH增大；电解CuSO4溶液生成H2SO4，溶液的pH减小；在铜上镀银，银为阳极，不断溶解，Ag＋的浓度基本不变，溶液的pH不变。（3）通电5 min后，C中析出0.02 mol Ag，电路中通过0.02 mol电子，B装置中共收集0.01 mol气体，若该气体全为氧气，则电路中需通过0.04 mol电子，与事实不符，因此，B装置中的电解过程分为两个阶段，先是电解CuSO4溶液，然后是电解水，即B装置中收集到的是O2和H2的混合物。设电解CuSO4溶液时生成O2的物质的量为x，电解H2O时生成O2的物质的量为y，生成H2的物质的量为2y，则4x＋4y＝0.02 mol（转移电子守恒），x＋3y＝0.01 mol，解得x＝y＝0.002 5 mol，所以n（CuSO4）＝2×0.002 5 mol＝0.005 mol，c（CuSO4）＝＝0.025 mol·L－1。 题组一　 串联装置和一池两用 1.（2025·江苏江都中学月考）某粗铜产品中含有Zn、Ag、Au等杂质，如图所示，用CH3OH碱性燃料电池电解硫酸铜溶液，闭合开关S进行电解。下列说法中错误的是（　　） A.左池负极反应式为CH3OH－6e－＋8OH－C＋6H2O B.电解一段时间后，Ag、Au杂质金属沉积在电解槽底部 C.若粗铜电极质量减少6.4 g，则纯铜电极质量增加大于6.4 g D.电解过程中右池纯铜和粗铜分别为阴极和阳极 解析：C　左池为燃料电池，负极发生氧化反应，碱性条件下，负极反应式为CH3OH－6e－＋8OH－C＋6H2O，A正确；通电一段时间后，不如Cu活泼的Ag、Au杂质金属不能被氧化，沉积在电解槽底部形成阳极泥，B正确；比Cu活泼的杂质金属Zn优先于Cu被氧化，Zn的相对原子质量比Cu大，转移电子数相同时，若粗铜电极质量减少6.4 g，则纯铜电极质量增加小于6.4 g，C错误；电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，D正确。 2.如图所示的电化学装置中电极Ⅰ为Al，其他电极均为Cu，下列说法正确的是（　　） A.电子流动方向：电极Ⅳ→电流表→电极Ⅰ B.电极Ⅰ的电极反应式：Al－3e－Al3＋ C.电极Ⅱ发生氧化反应 D.右池中的Cu2＋向电极Ⅲ移动 解析：B　由题给装置图分析可知，电极Ⅰ是负极、电极Ⅳ是阴极、电极Ⅱ是正极、电极Ⅲ是阳极，电子流动方向：电极Ⅰ→电流表→电极Ⅳ，A错误；电极Ⅰ为负极，铝发生氧化反应，电极反应式：Al－3e－Al3＋，B正确；电极Ⅱ为正极，发生还原反应，C错误；右池为电解池，Cu2＋移向阴极，所以Cu2＋应向电极Ⅳ移动，D错误。 3.（2025·连云港海州高级中学段考）假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求，即为理想化。①～⑧为各装置中的电极编号。当K闭合后，下列说法正确的是（　　） 　 A.D装置中粗Cu电极反应为Cu2＋＋2e－Cu B.整个电路中电子的流动方向为③→②，①→⑧，⑦→⑥，⑤→④ C.C装置原理上是一个电镀池（Ag表面镀Cu），其中Cu作阴极，Ag作阳极 D.A装置中C电极反应为O2＋4e－＋2H2O4OH－ 解析：B　根据装置图可判断，B装置是原电池，其中锌是负极，铜是正极，A、C、D装置是电解池。D装置中纯Cu作阴极，粗Cu作阳极，为铜的电解精炼装置，纯Cu电极反应为Cu2＋＋2e－Cu，A错误；B装置中锌是负极，铜是正极，整个电路中电子的流动方向为③→②，①→⑧，⑦→⑥，⑤→④，B正确；C装置中铜是阳极，银是阴极，是在银上镀铜的装置，C错误；当K闭合时，A装置中的铁与负极相连，作阴极，C电极为阳极，溶液中的氯离子在C电极放电生成氯气，D错误。 题组二　电解的相关计算 4.（2026·漳州第三中学月考）在相同条件下，通以相同的电量，分别用惰性电极电解足量的CuCl2溶液和AgNO3溶液，如果析出64 g铜，则析出银的质量为（　　） A.108 g B.54 g C.216 g D.64 g 解析：C　电解足量的CuCl2溶液，阴极的电极反应式为Cu2＋＋2e－Cu，如果析出64 g铜，则析出1 mol Cu，转移2 mol电子；电解足量的AgNO3溶液的阴极反应式为Ag＋＋e－Ag，若通以相同的电量，则析出Ag 2 mol，质量为2 mol×108 g·mol－1＝216 g，故选C。 5.将0.2 mol AgNO3、0.4 mol Cu（NO3）2、0.6 mol KCl溶于水，配成100 mL溶液。用惰性电极电解一段时间后，若在一极析出0.3 mol Cu，此时，在另一电极上产生的气体的体积在标准状况下为（　　） A.4.48 L B.5.6 L C.6.72 L D.7.84 L 解析：B　AgNO3和KCl之间发生反应生成AgCl沉淀和KNO3，实际上，把三种物质溶于水后，KCl剩余0.4 mol，即溶液为含有0.2 mol KNO3、0.4 mol Cu（NO3）2和0.4 mol KCl的混合溶液。阴极生成0.3 mol Cu时，转移0.6 mol电子，阳极先发生反应：2Cl－－2e－Cl2↑，0.4 mol Cl－放电转移0.4 mol电子，生成0.2 mol Cl2，因此，阳极再发生反应：2H2O－4e－O2↑＋4H＋，根据阴、阳两极通过电子数相等，后一阶段通过0.2 mol电子生成 0.05 mol 氧气，故阳极共生成0.25 mol气体，标准状况下体积为 5.6 L。 6.（2024·镇江第一中学期中）500 mL KNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中c（N）＝0.6 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，下列说法不正确的是（　　） A.原混合溶液中c（K＋）为0.2 mol·L－1 B.电解后溶液中c（H＋）为0.4 mol·L－1 C.上述电解过程中共转移0.4 mol电子 D.电解得到的Cu的质量为3.2 g 解析：D　阳极反应为2H2O－4e－O2↑＋4H＋，阴极先发生反应：Cu2＋＋2e－Cu，后发生反应：2H＋＋2e－H2↑。从收集到O2为2.24 L可推知，上述电解过程中共转移0.4 mol电子，而在生成2.24 L H2的过程中转移0.2 mol电子，所以Cu2＋共得到0.4 mol－0.2 mol＝0.2 mol电子，电解前Cu2＋和电解得到的Cu的物质的量都为0.1 mol。电解前后分别有以下守恒关系：c（K＋）＋2c（Cu2＋）＝c（N），c（K＋）＋c（H＋）＝c（N），则电解前c（K＋）＝0.2 mol·L－1，电解后溶液中c（H＋）＝0.4 mol·L－1，A、B、C正确；电解得到的铜的物质的量是0.1 mol，质量为6.4 g，D错误。 7.（2026·扬州邗江区期中）以乙烷燃料电池为电源进行电解的实验装置如下图所示。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 解析：B　燃料电池工作时，通入O2的电极为正极，正极反应式为O2＋4H＋＋4e－2H2O，A不正确；往铁上镀铜，则右侧电池为电镀池，铜应作阳极，铁应作阴极，则a极为铁，b极是铜，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，在电解过程中，粗铜中的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如下关系式：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。 8.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 解析：A　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。 9.（2026·苏州新区吴县中学段考）某种酒精检测仪的传感器采用Pt作为电极，其燃烧室内充满特种催化剂。某同学用该乙醇燃料电池作为电源设计如图所示电解实验装置。 下列说法不正确的是（　　） A.a电极为负极，d电极为阴极 B.b电极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－2H2O C.当装置Ⅱ中生成11.2 L（标准状况）Cl2时，有0.5 mol H＋通过装置Ⅰ中的质子交换膜 D.当装置Ⅰ中生成6.0 g CH3COOH时，装置Ⅲ中CuSO4溶液的质量减少16 g 解析：C　a电极，乙醇失电子生成乙酸，则a电极为负极，b电极为正极；Ⅱ、Ⅲ都为电解池，c电极为阳极，d电极为阴极；装置Ⅲ中左侧石墨电极为阳极，右侧石墨电极为阴极，A正确；b电极为燃料电池正极，电极反应式为O2＋4H＋＋4e－2H2O，B正确；装置Ⅱ中生成11.2 L（标准状况）Cl2，其物质的量为0.5 mol，阳极反应为2Cl－－2e－Cl2↑，转移电子1 mol，装置Ⅰ燃料电池中，根据负极电极反应式：CH3CH2OH－4e－＋H2OCH3COOH＋4H＋可知，每转移1 mol电子生成1 mol H＋，故通过质子交换膜的H＋为1 mol，C错误；装置Ⅰ中生成6.0 g CH3COOH（物质的量为0.1 mol），负极反应生成1 mol CH3COOH转移4 mol电子，故转移电子0.4 mol，装置Ⅲ电解CuSO4溶液，阴极：Cu2＋＋2e－Cu，转移电子0.4 mol，生成0.2 mol Cu，质量12.8 g，阳极：2H2O－4e－O2↑＋4H＋，转移电子0.4 mol，生成0.1 mol O2，质量为3.2 g，溶液减少质量为12.8 g＋3.2 g＝16 g，D正确。 10.（2026·扬州中学月考）相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池，其电动势取决于物质的浓度差，是由一种物质从高浓度状态向低浓度转移而产生的。如图所示装置是利用浓差电池电解Na2SO4溶液（a、b电极均为石墨电极），可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH。下列说法不正确的是（　　） A.a电极的电极反应为4H2O＋4e－2H2↑＋4OH－ B.电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得160 g NaOH C.c、d离子交换膜依次为阴离子交换膜和阳离子交换膜 D.电池放电过程中，Cu（1）电极上的电极反应为Cu2＋＋2e－Cu 解析：C　左侧的浓差电池中，Cu（1）电极为正极，电极反应为Cu2＋＋2e－Cu，Cu（2）电极为负极，电极反应为Cu－2e－Cu2＋；右侧的电解池中，NaOH在a电极处产生，获得浓NaOH溶液和H2，H2SO4在b电极处产生，获得较浓的硫酸和O2，则a电极为阴极，电极反应式为4H2O＋4e－2H2↑＋4OH－，b电极为阳极，电极反应式为2H2O－4e－4H＋＋O2↑，A、D不符合题意；浓差电池中，电池停止放电时，两烧杯中c（Cu2＋）相等，均为＝1.5 mol·L－1，正极消耗Cu2＋2 mol，转移电子4 mol，阴极生成4 mol NaOH，质量为4 mol×40 g·mol－1＝160 g，B不符合题意；Na＋移向电解池阴极a生成NaOH，故c为阳离子交换膜；S移向阳极b生成H2SO4，故d为阴离子交换膜，C符合题意。 11.（2026·江苏震泽中学段考）甲醇燃料电池是符合绿色化学理念的新型燃料电池，如图是以甲醇燃料电池（甲池）为电源的电解装置。已知：A、B、C、D、E、F都是惰性电极，丙中为0.1 mol·L－1 CuSO4溶液（假设反应前后溶液体积不变），当向甲池通入物质a和b时，D极附近呈红色。 （1）物质b的化学式为　O2　，A电极的电极反应式为　CH3OH－6e－＋8OH－C＋6H2O　。 （2）乙中D电极方程式为　2H2O＋2e－H2↑＋2OH－　。 （3）丙装置中总反应的离子方程式为：　2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋　。 （4）当乙中C电极收集到224 mL（标准状况下）气体时，则此时丙溶液中生成的c（H＋）＝　0.1　mol·L－1。 解析：（1）A电极通入CH3OH，失去电子，发生氧化反应，电极反应为CH3OH－6e－＋8OH－C＋6H2O；（2）乙中是电解饱和食盐水，其中D电极也就是阴极，电极反应式为2H2O＋2e－H2↑＋2OH－；（3）丙装置为惰性电极电解硫酸铜溶液，Cu2＋和H2O放电，总反应方程式为2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋；（4）当乙装置中C电极收集到224 mL（标准状况下）气体时，生成氯气物质的量0.01 mol，可知转移电子的物质的量为0.02 mol，对应氢离子的物质的量为0.02 mol，则此时c（H＋）＝0.1 mol·L－1。 12.（2026·福州第三中学期中）模拟电化学原理在工农业生产中有重要应用。已知N2H4是一种重要的清洁高能燃料，产物无污染。根据如图所示装置回答下列问题（C1～C6均为石墨电极，假设各装置在工作过程中溶液体积不变） （1）甲装置C1电极上的电极反应为　N2H4－4e－＋4OH－N2＋4H2O　。 （2）乙装置中Ag电极上的电极反应为　Ag＋＋e－Ag　。 （3）丙装置用于处理含高浓度硫酸钠的废水，同时获得硫酸、烧碱及氢气，膜X为　阴离子　（填“阳离子”“阴离子”或“质子”）交换膜，当电极上通过0.04 mol电子时，中间硫酸钠废水的质量改变　2.84　 g（假定水分子不能通过膜X和膜Y）。 （4）丁装置中电解反应的总化学方程式为　Fe＋2H2OFe（OH）2↓＋H2↑　。 解析：（1）甲为燃料电池，负极上肼失去电子发生氧化反应生成氮气，电极反应式为N2H4－4e－＋4OH－N2＋4H2O；（2）和电池正极相连的电极C3、C4和铁为阳极，和电池负极相连的银、C5和C6为阴极，银电极上Ag＋得到电子生成银Ag＋＋e－Ag；（3）丙装置中阳极C4的电极反应式为2H2O－4e－O2↑＋4H＋，阴极C5的电极反应式为2H2O＋2e－H2↑＋2OH－，要获得硫酸、烧碱和氢气，则硫酸钠废水中的硫酸根离子通过膜X进入阳极室，所以膜X为阴离子交换膜；当电极上通过0.04 mol 电子时，根据电子守恒，通过膜X的硫酸根离子为0.02 mol ，通过膜Y的钠离子为0.04 mol ，所以中间硫酸钠废水的质量减轻0.02 mol×142 g·mol－1＝2.84 g；（4）丁装置中铁为阳极，铁失去电子转化为Fe2＋，阴极的电极反应式为2H2O＋2e－H2↑＋2OH－，OH－和Fe2＋生成Fe（OH）2，即丁装置中电解反应的总化学方程式为Fe＋2H2OFe（OH）2↓＋H2↑。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $