2027届山东高考化学一轮复习——电解原理及基本应用训练

2027届山东高考一轮复习——电解原理及基本应用 专项训练 单县二中 1、 选择题 每小题只有一个选项正确。 1.用惰性电极实现电解，下列说法正确的是(　　) A.电解氢氧化钠溶液，在阴极生成Na单质 B.电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变 C.电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1 D.电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2 2.分别以ZrO2、石墨为电极，以熔融CaCl2为电解质，采用熔盐电脱氧法电解制备金属Zr。下列说法不正确的是(　　) A.石墨电极接电源正极 B.阴极有O2生成 C.O2-向石墨电极迁移 D.Zr4+优先于Ca2+在阴极被还原 3.下列指定反应的离子方程式正确的是(　　) A.电解氯化镁溶液：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ B.用铜作电极电解NaCl溶液：2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH- C.用惰性电极电解NaCl溶液：2Cl-+2H+Cl2↑+H2↑ D.电解熔融氧化铝：2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑ 4.关于下列装置分析正确的是(　　) A.装置甲中阳极上析出红色物质 B.若开始阶段装置甲两极质量相同，电流表中通过0.1 mol电子，则两极质量差为3.2 g C.若装置乙通电一段时间后，撤去直流电源，电流表指针会偏转 D.可以将装置乙中的铜片更换为锌片制成镀锌铁 5.用如图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中各项所列对应关系均正确的是(　　) 选项 X极 实验前U形管中液体 通电后现象及结论 A 正极 Na2SO4溶液 U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色 B 正极 AgNO3溶液 b管中电极反应式是4OH--4e-===O2↑+2H2O C 负极 CuCl2溶液 b管中有气体逸出 D 负极 NaOH溶液 溶液pH降低 6.某固体电解池工作原理如图所示，下列说法错误的是(　　) A.电极1的多孔结构能增大与水蒸气的接触面积 B.电极2是阴极，发生还原反应：O2+4e-===2O2- C.工作时O2-从多孔电极1迁移到多孔电极2 D.理论上电源提供2 mol e-能分解1 mol H2O 7．我国科学家通过在双功能Ru/C催化剂上耦合热催化甲醇，实现了高纯度H2和CO的高效生产。 下列叙述正确的是 A．b极与电源的正极连接 B．一段时间后，左侧电解质溶液pH升高 C．a极的电极反应为CH3OH－4e－＝CO↑＋4H＋ D．生成11.2 L气体X，必有1 mol质子由交换膜左侧向右侧迁移 8.我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为x mol·h-1。下列说法错误的是(　　) A.b电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH- B.离子交换膜为阴离子交换膜 C.电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜 D.海水为电解池补水的速率为2x mol·h-1 9.利用如图装置进行铁上电镀铜的实验探究。 序号 电解质溶液 实验现象 ① 0.1 mol·L-1 CuSO4+少量H2SO4 阴极表面有无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，气体减少。经检验电解液中有Fe2+ ② 0.1 mol·L-1 CuSO4+过量氨水 阴极表面未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验电解液中无Fe元素 下列说法不正确的是(　　) A.①中气体减少，推测是由于溶液中c(H+)减少，且Cu覆盖铁电极，阻碍H+与铁接触 B.①中检测到Fe2+，推测可能发生反应：Fe+2H+===Fe2++H2↑、Fe+Cu2+===Fe2++Cu C.随阴极析出Cu，推测②中溶液c(Cu2+)减少，Cu2++4NH3⥫⥬[Cu(NH3)4]2+平衡逆移 D.②中Cu2+生成[Cu(NH3)4]2+，使得c(Cu2+)比①中溶液的小，Cu缓慢析出，镀层更致密 10．利用如图所示装置实现有机物的电化学储氢（忽略其他有机物），下列说法不正确的是 A．Y为电源正极 B．电解后硫酸溶液的物质的量浓度不变 C．惰性电极a上发生的反应为 D．在标准状况下，该电解装置每生成，理论上可得到环己烷 2、 选择题 每小题有一个或两个选项正确。 11.一种基于氯碱工艺的新型电解池如图所示，可用于湿法冶铁的研究。下列说法正确的是(　　) A.阴极反应：Fe2O3+6e-+3H2O===2Fe+6OH- B.每消耗1.6 g Fe2O3时，理论上阳极产生的气体体积为672 mL(标准状况下) C.电解过程中，Na+由阴极向阳极移动 D.电解一段时间后，阴极区需及时补充NaOH溶液，以保证反应持续进行 12．(2025·湖南省多校高三上学期9月阶段监测联合考试)我国科学团队研发了一种绿色环保“全氧电池”，有望减少废旧电池产生的污染。其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．电池工作时，电子由电极a经离子交换膜流向电极b B．电极a的电极反应式为 C．理论上，每转移电子，室增加的的质量为 D．电池工作一段时间后，室和室均减小 13．已知：将工业废气(主要成分和)通入足量溶液获得溶液A和，如下装置可实现污染治理和、的综合利用。下列说法不正确的是 A．装置①实现了化学能转化为电能 B．电极2发生的反应为： C．反应一段时间后，装置②的阳极区溶液pH降低 D．治理过程中参与反应的、物质的量之比为1：1 14.利用不同氢源(D2O和HCHO)在两个Pd膜电极上同时对同一有机物进行双边加氢的原理如图所示(以NaOH为电解质)。下列说法错误的是(　　) A.N极电极反应式为HCHO-e-+2OH-===HCOO-+H+H2O B.电解时，阴离子通过交换膜从右室向左室迁移 C.消耗1 mol ，回路转移电子和通过交换膜的阴离子的物质的量均为4 mol D.若无论电解多久N极产物中也不会含有，说明N极获得的H均来自HCHO 15.一种新型Zn⁃NO2电池通过自供电实现N转化为NH3，装置如图所示。下列说法错误的是(　　) A.c电极的电势比d电极的电势低 B.电解池的总反应式为2N+4H2O===2NH3+3O2↑+2OH- C.装置工作时d极区溶液的pH减小 D.当电路中转移2 mol e-时，d极区溶液质量减少16 g 3、 非选择题 16.氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗。 (1)电极A接电源 (填“正极”或“负极”)，发生 (填“氧化”或“还原”)反应。 (2)电极B的电极反应式为 。 (3)离子交换膜的类型为阳离子交换膜。 (4)电池总反应式： 。 17.“84”消毒液是环境消毒液之一。某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图所示的装置。c、d都为石墨电极。 完成下列填空： (1)a为电源的　　　　　　(填“正”“负”“阴”或“阳”，下同)极，c为电解池的　　　　　极。 (2)d电极的电极反应式：　　　　　　　， 电解产生消毒液的总化学方程式为　　　　　　　。 答案　(1)负　阳　(2)2H2O+2e-===H2↑+2OH-　NaCl+H2ONaClO+H2↑ 18.金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，思考回答下列问题： (1)阳极发生　　　　(填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式：　　　　　　　　。 (2)电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加　　　　　　(填“相等”或“不相等”)。 (3)电解后，溶液中存在的金属阳离子有　　　　　　　　、Ni2+等。 (4)电解后，电解槽底部含有　　　　　　　等金属。 19.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%，在此工艺中，物料传输和转化关系如图，其中电极未标出，所用离子交换膜只允许阳离子通过。 (1)分析比较图示中a%与b%的大小：a%　　　(填“>”“<”或“=”)b%。 (2)写出燃料电池B中的正极的电极反应：　　　　　　　。 (3)图中Y是　　　　　(填化学式)，若电解产生11.2 L(标准状况)该物质，则至少转移电子　　　　　mol。 20.一种基于氯碱工艺的新型电解池(如图)，可用于湿法冶铁的研究。请回答： (1)阳极反应式为： ； (2)阴极区溶液中OH-浓度逐渐 (填“升高”、“不变”、“减小”)； (3)理论上每消耗1 mol Fe2O3，阳极室溶液减少 g (4)理论上每消耗1 mol Fe2O3，阴极室物质最多增加 g 21．氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示： (1)已知：      kJ·mol-1          kJ·mol-1      kJ·mol-1 反应I的热化学方程式： 。 (2)反应I所得产物的溶液在碘过量时会自发分成两层。分离两层溶液的实验操作是 。 (3)研究发现，通过电解方法实现反应I，既可减少碘的加入量，也可减少溶液后续纯化过程的能耗。写出通过电解法实现反应I时，阳极的电极反应式： 。 (4)碘硫循环过程中反应I所制备出的HI浓度较低，必须对HI溶液进行浓缩。电解电渗析浓缩HI溶液的原理如下图所示，初始时阳极液和阴极液相同，溶液组成均为n(HI)：n(H2O)：n(I2)＝1：6.8：2。 ①电渗析过程中，阳极液中I2的浓度会 (填“增大”或“减小”)。 ②结合化学用语，解释阴极区进行HI浓缩的原理 。 (5)某科研小组采用双极膜电渗析法制备高浓度氢碘酸，工作原理如下图所示。 已知：双极膜在直流电场作用下可将水解离，在双极膜的两侧分别得到H+和OH－。 ①X极是 (填“阳极”或“阴极”)。 ②电解后， 室获得较浓的氢碘酸(填“a”、“b”或“c”)。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $ 2027届山东高考一轮复习——电解原理及基本应用 专项训练 单县二中 1、 选择题 每小题只有一个选项正确。 1.用惰性电极实现电解，下列说法正确的是(　　) A.电解氢氧化钠溶液，在阴极生成Na单质 B.电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变 C.电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1 D.电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2 答案　C 解析　电解氢氧化钠溶液时，实质上是电解水，得不到Na单质，A错误；电解稀硫酸时，实质上是电解水，所以氢离子的浓度增大，溶液的pH变小，B错误；电解氯化铜溶液时，阴极上铜离子得电子生成铜，阳极上氯离子失电子生成氯气，根据得失电子守恒，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1，C正确；电解硫酸钠溶液，实质上是电解水，阳极生成氧气，阴极生成氢气，则阴极和阳极析出产物的物质的量之比为2∶1，D错误。 2.分别以ZrO2、石墨为电极，以熔融CaCl2为电解质，采用熔盐电脱氧法电解制备金属Zr。下列说法不正确的是(　　) A.石墨电极接电源正极 B.阴极有O2生成 C.O2-向石墨电极迁移 D.Zr4+优先于Ca2+在阴极被还原 答案　B 解析　石墨电极为阳极，接电源正极，A正确；在阴极发生反应：ZrO2+4e-===Zr+2O2-，没有O2生成，B不正确；电池工作时，阴离子向阳极移动，则O2-向石墨电极迁移，C正确；Zr4+的氧化性大于Ca2+，则Zr4+优先于Ca2+在阴极被还原，D正确。 3.下列指定反应的离子方程式正确的是(　　) A.电解氯化镁溶液：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ B.用铜作电极电解NaCl溶液：2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH- C.用惰性电极电解NaCl溶液：2Cl-+2H+Cl2↑+H2↑ D.电解熔融氧化铝：2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑ 答案　D 解析　电解氯化镁溶液的离子方程式：Mg2++2Cl-+2H2OMg(OH)2↓+H2↑+Cl2↑，A错误；铜作阳极时，铜失电子变成Cu2+，Cl-不参与反应，B错误；用惰性电极电解NaCl溶液的离子方程式：2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-，C错误。 4.关于下列装置分析正确的是(　　) A.装置甲中阳极上析出红色物质 B.若开始阶段装置甲两极质量相同，电流表中通过0.1 mol电子，则两极质量差为3.2 g C.若装置乙通电一段时间后，撤去直流电源，电流表指针会偏转 D.可以将装置乙中的铜片更换为锌片制成镀锌铁 答案　B 解析　由图可知，装置甲为电解池，右端石墨为阳极，氯离子发生氧化反应生成氯气，故A错误；装置甲左端析出铜单质，转移0.1 mol电子，会生成3.2 g铜单质，右端无固体析出，两极质量差为3.2 g，故B正确；由图可知，装置乙为电镀池，阳极电极反应式为Cu-2e-===Cu2+，阴极电极反应式为Cu2++2e-===Cu，所以电解池工作一段时间后，铁表面镀上一层铜，撤去直流电源无法形成原电池，电流表指针不会偏转，故C错误；将铜片更换为锌片，阳极的电极反应式为Zn-2e-===Zn2+，氧化性：Zn2+<Cu2+，放电顺序Cu2+优先，故无法实现铁上镀锌，故D错误。 5.用如图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中各项所列对应关系均正确的是(　　) 选项 X极 实验前U形管中液体 通电后现象及结论 A 正极 Na2SO4溶液 U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色 B 正极 AgNO3溶液 b管中电极反应式是4OH--4e-===O2↑+2H2O C 负极 CuCl2溶液 b管中有气体逸出 D 负极 NaOH溶液 溶液pH降低 答案　C 解析　电解Na2SO4溶液时，阳极上是H2O电离出的OH-发生失电子的氧化反应，a管中溶液酸性增强，酸遇酚酞不变色，即a管中溶液呈无色，A错误；电解AgNO3溶液时，阴极上Ag+发生得电子的还原反应，即b管中电极反应是析出金属Ag的反应，B错误；电解CuCl2溶液时，阳极上Cl-发生失电子的氧化反应，即b管中Cl-放电，产生Cl2，C正确；电解NaOH溶液时，实际上电解的是水，导致NaOH溶液的浓度增大，碱性增强，pH升高，D错误。 6.某固体电解池工作原理如图所示，下列说法错误的是(　　) A.电极1的多孔结构能增大与水蒸气的接触面积 B.电极2是阴极，发生还原反应：O2+4e-===2O2- C.工作时O2-从多孔电极1迁移到多孔电极2 D.理论上电源提供2 mol e-能分解1 mol H2O 答案　B 解析　电极1上H2O(g)得电子发生还原反应生成H2(g)，电极1为阴极，电极反应为H2O+2e-===H2+O2-，电极1的多孔结构能增大电极的表面积，增大与水蒸气的接触面积，A项正确；电极2上O2-失电子发生氧化反应生成O2(g)，电极2为阳极，电极反应为2O2--4e-===O2，B项错误；电解池工作时，阴离子向阳极移动，即O2-从多孔电极1迁移到多孔电极2，C项正确；电解总反应为2H2O(g)2H2(g)+O2(g)，分解2 mol H2O转移4 mol电子，则理论上电源提供2 mol电子能分解1 mol H2O，D项正确。 7．我国科学家通过在双功能Ru/C催化剂上耦合热催化甲醇，实现了高纯度H2和CO的高效生产。 下列叙述正确的是 A．b极与电源的正极连接 B．一段时间后，左侧电解质溶液pH升高 C．a极的电极反应为CH3OH－4e－＝CO↑＋4H＋ D．生成11.2 L气体X，必有1 mol质子由交换膜左侧向右侧迁移 【答案】C 【解析】由图示电解池可知，CH3OH中C元素化合价升高，a极为阳极，与电源正极连接，b极为阴极，与电源负极连接，A错误；a极为阳极，电极反应式为CH3OH－4e－＝4H＋＋CO↑，生成4 mol H＋的同时，有4 mol H＋从左侧溶液进入右侧，H＋的浓度保持不变，溶液pH保持不变，B错误，C正确；11.2 L气体X所处的条件不一定是标准状况，不能计算H2的物质的量，无法计算迁移的质子数，D错误。故选C。 8.我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为x mol·h-1。下列说法错误的是(　　) A.b电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH- B.离子交换膜为阴离子交换膜 C.电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜 D.海水为电解池补水的速率为2x mol·h-1 答案　D 解析　b电极为阴极，发生还原反应，电极反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-，故A正确；该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH浓度不变，阳极发生的电极反应为4OH--4e-===O2↑+2H2O，为保持OH-浓度不变，则阴极产生的OH-要通过离子交换膜进入阳极室，即离子交换膜应为阴离子交换膜，故B正确；电解时电解槽中不断有水被消耗，海水中的动能高的水可穿过PTFE膜，为电解池补水，故C正确；由电解总反应可知，每生成1 mol H2要消耗1 mol H2O，生成H2的速率为x mol·h-1，则补水的速率也应是x mol·h-1，故D错误。 9.利用如图装置进行铁上电镀铜的实验探究。 序号 电解质溶液 实验现象 ① 0.1 mol·L-1 CuSO4+少量H2SO4 阴极表面有无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，气体减少。经检验电解液中有Fe2+ ② 0.1 mol·L-1 CuSO4+过量氨水 阴极表面未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验电解液中无Fe元素 下列说法不正确的是(　　) A.①中气体减少，推测是由于溶液中c(H+)减少，且Cu覆盖铁电极，阻碍H+与铁接触 B.①中检测到Fe2+，推测可能发生反应：Fe+2H+===Fe2++H2↑、Fe+Cu2+===Fe2++Cu C.随阴极析出Cu，推测②中溶液c(Cu2+)减少，Cu2++4NH3⥫⥬[Cu(NH3)4]2+平衡逆移 D.②中Cu2+生成[Cu(NH3)4]2+，使得c(Cu2+)比①中溶液的小，Cu缓慢析出，镀层更致密 答案　C 解析　实验①中，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应，当溶液中氢离子浓度减小，放电生成的铜覆盖在铁电极上，阻碍氢离子与铁接触，导致产生的气体减少，可能发生的反应为Fe+2H+===Fe2++H2↑、Fe+Cu2+===Fe2++Cu，故A、B正确；当阴极有铜析出时，阴极电极反应：Cu2++2e-===Cu，阳极电极反应为Cu-2e-===Cu2+，又因②中电解液无铁元素，根据得失电子守恒，溶液c(Cu2+)不变，故C错误。 10．利用如图所示装置实现有机物的电化学储氢（忽略其他有机物），下列说法不正确的是 A．Y为电源正极 B．电解后硫酸溶液的物质的量浓度不变 C．惰性电极a上发生的反应为 D．在标准状况下，该电解装置每生成，理论上可得到环己烷 【答案】B 【解析】由图示电解池可知，在惰性电极a得到电子生成，电极a发生还原反应，惰性电极a为阴极，惰性电极b为阳极，与电源的正极相连，Y为电源正极，A正确；惰性电极b为阳极，电极反应式为2H2O－4e－＝O2＋4H＋，H＋通过质子交换膜进入阴极区，硫酸溶液中H＋物质的量不变，但水消耗了，硫酸溶液的物质的量浓度增大，B错误；在惰性电极a得到电子生成，电极反应式为＋6H＋＋6e－＝，C正确；标况下11.2LO2物质的量为，由2H2O－4e－＝O2＋4H＋可知，每转移6mol电子可得到1mol环己烷，则理论上转移2mol电子可得到环己烷，D正确。故选B。 2、 选择题 每小题有一个或两个选项正确。 11.一种基于氯碱工艺的新型电解池如图所示，可用于湿法冶铁的研究。下列说法正确的是(　　) A.阴极反应：Fe2O3+6e-+3H2O===2Fe+6OH- B.每消耗1.6 g Fe2O3时，理论上阳极产生的气体体积为672 mL(标准状况下) C.电解过程中，Na+由阴极向阳极移动 D.电解一段时间后，阴极区需及时补充NaOH溶液，以保证反应持续进行 答案　AB 解析　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：2Cl--2e-===Cl2↑，左侧电极为阴极，发生还原反应，Fe2O3在碱性条件下转化为Fe，电极反应：Fe2O3+6e-+3H2O===2Fe+6OH-，A正确；每消耗1.6 g Fe2O3时，即消耗0.01 mol Fe2O3，转移电子数为0.06 mol，由阳极的反应式可知，产生0.03 mol Cl2，标准状况下的体积是0.03 mol×22.4 L·mol-1=672 mL，B正确；电解池中，阳离子向阴极移动，则Na+由阳极移向阴极，C错误；假设转移6 mol电子，阴极会生成6 mol OH-，同时有6 mol Na+透过离子交换膜移向阴极，则阴极区NaOH溶液的浓度变大，不需要补充，D错误。 12．(2025·湖南省多校高三上学期9月阶段监测联合考试)我国科学团队研发了一种绿色环保“全氧电池”，有望减少废旧电池产生的污染。其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．电池工作时，电子由电极a经离子交换膜流向电极b B．电极a的电极反应式为 C．理论上，每转移电子，室增加的的质量为 D．电池工作一段时间后，室和室均减小 【答案】C 【解析】电子只能通过外电路从负极流向正极，不能通过离子交换膜，A错误；电极a上，OH-失电子生成O2，电极a为负极，电极反应式为，B错误； 转移0.1mol电子时，M室的0.1molK＋通过阳离子交换膜进入R室，N室0.05mol通过阴离子交换膜进入R室，R室增加的质量为0.05mol×174g/mol＝8.7g，C正确；M室中OH⁻被消耗，pH减小；电极b上，O2得电子生成H2O，电极b为正极，电极反应式为 ，N室中H⁺被消耗，pH增大；R室为中性溶液，pH不变，D错误。故选C。 13．已知：将工业废气(主要成分和)通入足量溶液获得溶液A和，如下装置可实现污染治理和、的综合利用。下列说法不正确的是 A．装置①实现了化学能转化为电能 B．电极2发生的反应为： C．反应一段时间后，装置②的阳极区溶液pH降低 D．治理过程中参与反应的、物质的量之比为1：1 【答案】D 【解析】装置①为原电池装置，实现了化学能转化为电能，A正确；电极2为正极，电极反应式为，B正确；装置②为电解池，电极3为阳极，电极反应式为，反应一段时间，溶液pH降低，C正确；电极1为负极，电极反应式为，电极4为阴极，电极反应式为。将工业废气(主要成分和)通入足量溶液获得溶液A和，二氧化碳的量增多，治理过程中参与反应的、物质的量之比小于1∶1，D错误。故选D。 14.利用不同氢源(D2O和HCHO)在两个Pd膜电极上同时对同一有机物进行双边加氢的原理如图所示(以NaOH为电解质)。下列说法错误的是(　　) A.N极电极反应式为HCHO-e-+2OH-===HCOO-+H+H2O B.电解时，阴离子通过交换膜从右室向左室迁移 C.消耗1 mol ，回路转移电子和通过交换膜的阴离子的物质的量均为4 mol D.若无论电解多久N极产物中也不会含有，说明N极获得的H均来自HCHO 答案　BC 解析　由图可知，左侧M电极为阴极，右侧N电极为阳极，N极电极反应式为HCHO-e-+2OH-===HCOO-+H+H2O，M极电极反应式为D2O+e-===OD-+D；两极的均加H还原，当1 mol 被加氢还原，则相当于阴、阳两极各有0.5 mol 被还原，需要H或D的物质的量各为0.5 mol×4=2 mol，根据电极反应式可知，转移电子2 mol，由此分析解题。电解时，阴离子通过交换膜从左室向右室迁移，B错误；由分析可知，消耗1 mol ，回路转移电子2 mol，阴离子交换膜迁移2 mol阴离子，C错误；左侧产生的OD-会通过阴离子交换膜进入右侧溶液参与放电，若无论电解多久N极产物中也不会含有，说明产生的H来自于HCHO，即HCHO+2OD--e-===HCOO-+H+D2O，D正确。 15.一种新型Zn⁃NO2电池通过自供电实现N转化为NH3，装置如图所示。下列说法错误的是(　　) A.c电极的电势比d电极的电势低 B.电解池的总反应式为2N+4H2O===2NH3+3O2↑+2OH- C.装置工作时d极区溶液的pH减小 D.当电路中转移2 mol e-时，d极区溶液质量减少16 g 答案　CD 解析　新型Zn⁃NO2电池中，Zn失电子转化为Zn2+，则a电极作负极，b电极作正极，与a电极相连的c电极作阴极，d电极作阳极。则c电极的电势比d电极的电势低，A正确；在阴极，N、NH3·H2O能稳定存在，则阴极电解质呈碱性，电极反应式为N+6e-+5H2O===NH3+7OH-，阳极电极反应式为2H2O-4e-===O2↑+4H+，则电解池的总反应式为2N+4H2O===2NH3+3O2↑+2OH-，B正确；装置工作时，d极发生反应：2H2O-4e-===O2↑+4H+，生成的氢离子通过质子交换膜离开d极区，则d极区溶液的pH不变，C错误；依据d极电极反应式：2H2O-4e-===O2↑+4H+，当电路中转移2 mol e-时，生成0.5 mol O2，同时有2 mol H+通过质子交换膜进入c极区，所以d极区溶液质量减少0.5 mol×32 g·mol-1+2 mol×1 g·mol-1=18 g，D错误。 3、 非选择题 16.氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗。 (1)电极A接电源 (填“正极”或“负极”)，发生 (填“氧化”或“还原”)反应。 (2)电极B的电极反应式为 。 (3)离子交换膜的类型为阳离子交换膜。 (4)电池总反应式： 。 答案 (1)正极 氧化 (2)2H2O+4e-+O2===4OH- (3)阳离子交换膜。 (4)电池总反应式：4NaCl+O2+2H2O4NaOH+2Cl2↑(或4Cl-+O2+2H2O4OH-+2Cl2↑)。 17.“84”消毒液是环境消毒液之一。某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图所示的装置。c、d都为石墨电极。 完成下列填空： (1)a为电源的　　　　　　(填“正”“负”“阴”或“阳”，下同)极，c为电解池的　　　　　极。 (2)d电极的电极反应式：　　　　　　　， 电解产生消毒液的总化学方程式为　　　　　　　。 答案　(1)负　阳　(2)2H2O+2e-===H2↑+2OH-　NaCl+H2ONaClO+H2↑ 解析　(2)电解饱和氯化钠溶液的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，该学生的目的是使Cl2被完全吸收制得NaClO溶液，即要让Cl2与NaOH溶液充分混合反应。所以应在下端产生Cl2，上端产生NaOH，则a为负极，b为正极，c为阳极，d为阴极，Cl2和NaOH溶液发生反应：Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O，故电解产生消毒液的总化学方程式为NaCl+H2ONaClO+H2↑。 18.金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，思考回答下列问题： (1)阳极发生　　　　(填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式：　　　　　　　　。 (2)电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加　　　　　　(填“相等”或“不相等”)。 (3)电解后，溶液中存在的金属阳离子有　　　　　　　　、Ni2+等。 (4)电解后，电解槽底部含有　　　　　　　等金属。 答案　(1)氧化　Ni-2e-===Ni2+、Fe-2e-===Fe2+、Zn-2e-===Zn2+　(2)不相等　(3)Fe2+、Zn2+　(4)Cu、Pt 解析　(2)电解过程中阳极失电子的有Fe、Zn、Ni，阴极析出的是镍，依据得失电子守恒，阳极质量的减少与阴极质量的增加不相等。(4)粗镍作阳极，Fe、Zn在电极上失去电子形成阳离子进入溶液中，但Cu和Pt沉降到电解槽底部。 19.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%，在此工艺中，物料传输和转化关系如图，其中电极未标出，所用离子交换膜只允许阳离子通过。 (1)分析比较图示中a%与b%的大小：a%　　　(填“>”“<”或“=”)b%。 (2)写出燃料电池B中的正极的电极反应：　　　　　　　。 (3)图中Y是　　　　　(填化学式)，若电解产生11.2 L(标准状况)该物质，则至少转移电子　　　　　mol。 答案　(1)<　(2)O2+4e-+2H2O===4OH- (3)H2　1 解析　(1)燃料电池中，通入Y气体的电极为负极，电解饱和食盐水生成的Y为氢气，X为Cl2，由于燃料电池正极发生反应：O2+4e-+2H2O===4OH-，燃料电池中的离子膜只允许阳离子通过，而燃料电池中正极氧气得到电子产生OH-，所以反应后氢氧化钠的浓度升高，即a%<b%。(3)根据以上分析可知图中Y是H2，若电解产生11.2 L(标准状况)该物质，氢气的物质的量是0.5 mol，则至少转移电子1.0 mol。 20.一种基于氯碱工艺的新型电解池(如图)，可用于湿法冶铁的研究。请回答： (1)阳极反应式为： ； (2)阴极区溶液中OH-浓度逐渐 (填“升高”、“不变”、“减小”)； (3)理论上每消耗1 mol Fe2O3，阳极室溶液减少 g (4)理论上每消耗1 mol Fe2O3，阴极室物质最多增加 g 答案　(1)2Cl--2e-===Cl2↑(2)升高 (3)351 (4)138 g 解析　左侧电极为阴极，发生还原反应，Fe2O3在碱性条件下转化为Fe，电极反应为Fe2O3+6e-+3H2O===2Fe+6OH-，右侧电极为阳极，溶液为饱和食盐水，Cl-放电产生氯气，电极反应为2Cl--2e-===Cl2↑，中间为阳离子交换膜，Na+由阳极向阴极移动，A、B正确；理论上每消耗1 mol Fe2O3，转移6 mol电子，产生3 mol Cl2，同时有6 mol Na+由阳极转移至阴极，则阳极室溶液减少3×71 g+6×23 g=351 g，阴极室物质最多增加6×23 g=138 g，C错误、D正确。 21．氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示： (1)已知：      kJ·mol-1          kJ·mol-1      kJ·mol-1 反应I的热化学方程式： 。 (2)反应I所得产物的溶液在碘过量时会自发分成两层。分离两层溶液的实验操作是 。 (3)研究发现，通过电解方法实现反应I，既可减少碘的加入量，也可减少溶液后续纯化过程的能耗。写出通过电解法实现反应I时，阳极的电极反应式： 。 (4)碘硫循环过程中反应I所制备出的HI浓度较低，必须对HI溶液进行浓缩。电解电渗析浓缩HI溶液的原理如下图所示，初始时阳极液和阴极液相同，溶液组成均为n(HI)：n(H2O)：n(I2)＝1：6.8：2。 ①电渗析过程中，阳极液中I2的浓度会 (填“增大”或“减小”)。 ②结合化学用语，解释阴极区进行HI浓缩的原理 。 (5)某科研小组采用双极膜电渗析法制备高浓度氢碘酸，工作原理如下图所示。 已知：双极膜在直流电场作用下可将水解离，在双极膜的两侧分别得到H+和OH－。 ①X极是 (填“阳极”或“阴极”)。 ②电解后， 室获得较浓的氢碘酸(填“a”、“b”或“c”)。 【答案】(1) kJ·mol－1 (2)分液(3) (4)增大 阴极： ，H+通过质子交换膜由阳极区进入阴极区，阴极区HI的浓度增大 (5)阴 c 【解析】(1）反应①     kJ·mol-1反应②        kJ·mol-1 反应③     kJ·mol-1 由盖斯定律知，反应Ⅰ＝－×①－②－×③，反应Ⅰ的＝－－－，则反应I的热化学方程式为： kJ·mol-1。 (2）反应I所得产物溶液在碘过量时会自发分成两层，则为互不相溶的两层液体，分离操作是分液。(3）反应I为，电解法实现反应I时，阳极SO2失去电子被氧化转变为，阳极的电极反应式为。(4）①通过电解电渗析浓缩HI溶液，电渗析过程中，阳极I-失去电子被氧化转变为I2，则阳极液中I2的浓度增大。②阴极区进行HI浓缩的原理为：阴极电极反应为 ，H+通过质子交换膜由阳极区进入阴极区，阴极区HI的浓度增大。(5）①采用双极膜电渗析法制备高浓度HI，X电极上水提供的H+转变为H2，是还原反应，则X极是阴极。②Y为阳极，进入b中I－通过阴离子交换膜进入c室，右侧双极膜在直流电场作用下可将水解离产生的H+在c室、OH－在阳极Y放电产生O2，则电解后，c室获得较浓的氢碘酸。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $