2025年高二化学寒假衔接讲练 (人教版)寒假提升练-专题11 电解池（教师版）

专题11电解池内容早知道☛第一层巩固提升练（3大考点）考点一电解池的工作原理考点二电解原理的应用考点三电解计算类型及方法分析☛第二层能力提升练☛第三层拓展突破练电解池的工作原理⭐积累与运用⭐积累与运用1．电解池的工作原理(1)电流方向：电源正极―→金属导线→阳极→电解质溶液―→阴极―→金属导线―→电源负极。(2)电子、离子移动方向：在电解质溶液中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动；在外电路中，电子由阳极―→正极，负极―→阴极。2．电解产物的判断及有关反应式的书写(1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。(2)再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分成阴、阳两组(勿忘水溶液中的H＋和OH－)。(3)排出阴、阳两极的放电顺序①阴极放电顺序Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。②阳极放电顺序活泼金属阳极>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子>F－。[特别提醒]①活性电极一般指Pt、Au以外的金属电极。②电解的离子方程式中，若参与电极反应的H＋或OH－是由水电离出来的，用H2O作为反应物。1．近日，科学家开发了高活性磷化铁催化剂用于选择性电化学硝酸盐还原为氨气，工作原理如图所示。下列叙述正确的是A．a极与电源正极连接B．一段时间后，KOH溶液浓度保持不变C．a极的主要电极反应为D．b极电势小于a极电势【答案】C【分析】由图示可知，a电极上硝酸根离子被还原生成氨气，所以a电极为阴极、b电极为阳极，阴极反应式为:、阳极反应式为:，a直接连电源的负极、b直接连电源的正极，回答下列问题；【详解】A．根据分析可知，a极与电源负极连接，A错误；B．阳极反应为，水逐渐增多，KOH溶液浓度降低，B错误；C．根据分析可知：a极的主要电极反应为，C正确；D．阳极b的电势高于阴极a的电势，D错误；故选C。2．二氧化氯（ClO2）是国内外公认的高效、广谱、快速、安全无毒的杀菌消毒剂，电解法是目前研究最为热门的生产ClO2的方法之一。如图所示为直接电解氯酸钠、自动催化循环制备高纯ClO2的装置。下列说法不正确的是A．a接电源负极 B．b极发生氧化反应C．H从电解池左侧通过质子交换膜移向右侧 D．阴极的电极反应式为【答案】C【分析】由图可知，电极a上发生反应，生成的与溶液中的结合生成ClO2，则a为阴极室，b为阳极室，水中的氢氧根失去电子得到氧气，氢离子向左边移动，据此作答。【详解】A．由上述分析可知，a为阴极，接电源的负极，故A正确；B．由上述分析可知，b为阳极，发生氧化反应，故B正确；C．H+从电解池右侧通过质子交换膜移向左侧移动，故C错误；D．阴极的电极反应式为，故D正确；故答案选C。3．因镍与盐酸反应缓慢，工业上以镍和盐酸为原料，利用离子膜电解技术制取氯化镍()，其原理如图。电解过程需不断往b极区补充盐酸。下列说法正确的是A．a接外电源的负极B．离子交换膜为阳离子交换膜C．总反应为：D．电解过程可用溶液代替盐酸【答案】C【详解】A．a是电解池的阳极，接外电源的正极，A错误；B．a电极失电子产生Ni2+，溶液中的氯离子在左池与Ni2+结合生成，所以氯离子要能由右池进入左池，则离子交换膜为阴离子交换膜，B错误；C．a电极失电子产生Ni2+，b为阴极，氢离子得电子生成氢气，所以总反应为：，C正确；D．电解过程若用溶液代替盐酸则右池水中氢离子放电，产生氢氧根，氢氧根进入左池，使Ni2+沉淀，降低产率，D错误；所以答案为C。4．FFC电解法可由金属氧化物直接电解制备金属单质，西北稀有金属材料研究院利用此法成功电解制备钽粉(Ta)，其原理如图所示。下列说法正确的是

A．该装置将化学能转化为电能B．a极为电源的正极C．Ta2O5极发生的电极反应为Ta2O5+10e—=2Ta+5O2—D．石墨电极上生成22.4LO2，则电路中转移的电子数为4×6.02×1023【答案】C【分析】电解池工作时O2-向阳极移动，则石墨电极为阳极，电源的b极为正极，电解池的阴极发生还原反应，据此分析解题。【详解】A．该装置是电解池，是将电能转化为化学能，故A错误；B．电解池工作时O2-向阳极移动，则石墨电极为阳极，电源的b极为正极，a极为电源的负极，故B错误；C．Ta2O5极为阴极，发生还原反应，其电极反应为Ta2O5+10e—=2Ta+5O2—，故C正确；D．石墨电极上生成的22.4LO2没有指明是标准状况，则其物质的量不一定是1mol，转移电子数也不一定是4×6.02×1023，故D错误；故答案为C。【点睛】本题考查电解原理的应用，判断电源的电极是解题关键，在电解池中，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，再结合电解池的阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应分析，难点是气体摩尔体积的应用，只有指明气体的状态，才能利用22.4L/mol计算气体的物质的量。电解原理的应用⭐积累与运用⭐积累与运用1．电解饱和食盐水（氯碱工业——制备氢气、氯气和烧碱）方程式装置图阳极反应2Cl--2e-=Cl2↑阴极反应2H++2e-=H2↑总反应方程式2NaCl+2H2Oeq\o(=====,\s\up7(通电))2NaOH+H2↑+Cl2↑离子反应方程式2Cl-+2H2Oeq\o(=====,\s\up7(通电))2OH-+H2↑+Cl2↑阳离子交换膜作用①防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸；②避免Cl2与NaOH作用生成NaClO而影响烧碱的质量。⭐积累与运用⭐积累与运用2．电镀与电解精炼铜对比电镀精炼铜装置阳极材料镀层金属Cu粗铜(含锌、银、金等杂质)阴极材料镀件金属Fe纯铜阳极反应Cu－2e－Cu2＋Zn－2e－Zn2＋、Cu－2e－Cu2＋等阴极反应Cu2＋＋2e－CuCu2＋＋2e－Cu溶液变化硫酸铜溶液浓度保持不变Cu2＋浓度减小，金、银等金属沉积形成阳极泥3．电冶金(1)金属冶炼的本质：使矿石中的金属离子获得电子变成金属单质的过程。如Mn＋＋ne－M。(2)电解法用于冶炼较活泼的金属(如钾、钠、镁、铝等)，但不能电解其盐溶液，应电解其熔融态。如：电解熔融的氯化钠可制取金属钠的反应式：阳极：2Cl－－2e－Cl2↑；阴极：2Na＋＋2e－2Na；总反应：2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))2Na＋Cl2↑。(3)常见金属的冶炼方法：电解法（熔融态）热还原法（常见还原剂：C、CO、H2、Al）热分解法物理方法K、Ca、Na、Mg、AlZn、Fe、Sn、Pb、CuHg、AgPt、Au5．某研究性学习小组利用以下装置探究氯碱工业和铜的精炼的工作原理(X是离子交换膜)，下列说法正确的是A．甲装置电极和C电极位置可以互换B．X可以是阳离子交换膜，也可以是阴离子交换膜C．电解前后乙装置中硫酸铜溶液浓度保持不变D．电解一段时间后去掉X并将C电极换成电极继续通电，则电极的电极反应式为【答案】D【分析】乙池为铜的精炼，则粗铜作阳极，精铜作阴极；电源的右侧与粗铜相连，为电池的正极，左侧为负极，所以甲池的Fe电极为阴极，C电极为阳极。【详解】A．由分析可知，甲装置的Fe电极为阴极，C电极为阳极，若将Fe电极和C电极位置可以互换，则Fe电极作阳极，通电后，阳极Fe失电子生成Fe2+进入溶液，溶液中的Cl-就不可能在阳极失电子生成Cl2，同样，阴极区可能会生成Fe(OH)2沉淀，也难以得到NaOH，达不到进行氯碱工业生产的目的，A不正确；B．电池工作时，C电极上Cl-失电子生成Cl2，Fe电极上水提供的氢离子得电子生成氢气和氢氧根，则阳极区的Na+透过离子交换膜进入右侧Fe电极附近，所以此离子交换膜只可以是阳离子交换膜，若为阴离子交换膜，则氢氧化钠会和氯气反应，B不正确；C．电解精炼铜时，不纯的铜作阳极，粗铜中比铜活泼的有Zn、Fe、Ni等，它们在阳极失去电子被氧化，阳极主要反应为Cu－2e－=Cu2＋，其它电极反应式有：Zn－2e－=Zn2＋、Fe－2e－=Fe2＋等；比铜不活泼的有Ag、Pt、Au等成为阳极泥；电解液为硫酸铜溶液，纯净的金属铜作阴极，阴极上Cu2＋得到电子被还原为Cu，阴极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu，则按得失电子守恒，阳极溶解的铜的物质的量小于极析出的铜的物质的量，则电解前后乙装置中硫酸铜溶液浓度变小，C不正确；D．电解一段时间后去掉X并将C电极换成Mg电极继续通电，则Fe电极为阴极，水提供的氢离子得电子生成氢气和氢氧根，Mg电极为阳极、镁失电子生成Mg2+，与溶液中的OH-反应生成Mg(OH)2沉淀，电极反应式为，D正确；故选D。6．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，下列叙述中正确的是(已知氧化性：Fe2+<Ni2+<Cu2+)A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2++2e-=NiB．电解后，Cu和Pt沉降在电解槽底部的阳极泥中C．电解后，溶液中存在的离子只有Fe2+和Zn2+D．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等【答案】B【详解】A．阳极发生氧化反应，根据氧化性：Fe2+<Ni2+<Cu2+可知，发生电极反应：、、，A错误；B．Pt和Cu金属性弱于Ni，Ni被氧化损耗后Cu和Pt沉降在电解槽底部的阳极泥中，B正确；C．根据金属性强弱可知，电解后，溶液中存在阳离子：、、和，C错误；D．阳极失电子被氧化的有Zn、Fe和Ni，而阴极被还原的金属只有Ni，根据得失电子守恒，阳极质量的减少与阴极质量的增加不相等，D错误；答案选B。7．将电化学法和生物还原法有机结合，利用微生物电化学方法可生产甲烷，装置如图所示。下列说法正确的是A．通电时，电子由b→电解池阴极→电解液→电解池阳极→aB．X为阴离子交换膜C．生成0.1mol甲烷时阳极室理论上生成4.48L二氧化碳D．阳极反应式为：【答案】D【详解】A．电子只能在外电路移动，不能进入内电路溶液，A错误；B．由图示知，阳极反应产生H+，阴极反应消耗H+，则H+通过交换膜由阳极移向阴极，X为阳离子交换膜，B错误；C．没有说标准状况，无法进行计算气体的体积，C错误；D．由分析可知，左池为阳极，CH3COO-在电极上失电子被氧化为CO2，根据图示知可添加H+配平电荷守恒，添加H2O配平元素守恒，得完整的电极反应方程式为：，D正确；故选D。8．已知某高能锂电池的电池反应为2Li+FeS=Fe+Li2S[LiPF6·SO(CH3)2为电解质]。以该电池为电源进行如图电解实验，电解一段时间后测得甲池产生4.48L(标准状况下)H2。下列有关叙述正确的是A．a电极为阳极B．从交换膜中通过0.2molK+C．若忽略溶液体积变化，则电解后甲池中溶液浓度为4mol/LD．放电时，正极反应式为FeS+2Li+-2e-=Fe+Li2S【答案】C【分析】由反应FeS+2Li=Fe+Li2S可知，Li被氧化，应为原电池的负极，负极反应式为：Li-e-=Li+，FeS被还原生成Fe，为正极反应，正极反应式为：FeS+2e-=Fe+S2-，电解一段时间后测得甲池产生4.48L(标准状况下)H2，甲连接原电池负极，A为阴极，生成氢气，电极方程式为2H++2e-=H2↑，结合电极方程式计算。【详解】A．由分析可知，甲连接原电池负极，a电极为阴极，A错误；B．由电极方程式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，可知产生标准状况下4.48LH2转移的电子的物质的量为：=0.4mol，故从交换膜中通过0.4molK+，B错误；C．由B项分析可知，反应过程中甲池生成的KOH的物质的量为0.4mol，则若忽略溶液体积变化，则电解后甲池中溶液浓度为（0.4mol+0.2L×2mol·L-1）/0.2L=4mol/L，C正确；D．由分析可知，放电时，正极反应式为FeS+2e-=Fe+S2-，D错误；故答案为：C。电解的计算积累与运用积累与运用1．电解计算的类型：电解的相关计算包括两极产物的定量计算(如质量、气体的体积、某元素的化合价、溶液的pH及物质的量浓度等)2．电解计算的依据(1)阳极失去的电子数＝阴极得到的电子数(2)串联电路中通过各电解池的电子总数相等(3)电源输出的电子总数和电解池中转移的电子总数相等3．电解计算的方法(1)根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。(2)根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。(3)根据关系式计算：根据得失电子守恒的关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。9．一种基于氯碱工艺的新型电解池(下图)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法不正确的是A．右侧电极作阳极，发生氧化反应B．理论上每消耗0.1molFe2O3，阳极室溶液减少21.3gC．阴极区电极反应：Fe2O3+6e−+3H2O=2Fe+6OH−，溶液中OH−逐渐升高D．理论上每消耗0.1molFe2O3，产生气体6.72L(标准状况下)【答案】B【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：，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：，中间为阳离子交换膜，Na+由阳极移向阴极，据此分析判断。【详解】A．由分析知，右侧电极作阳极，失去电子，发生氧化反应，A正确；B．由可知，理论上每消耗0.1molFe2O3，转移0.6mol电子，由可知，阳极生成0.3mol氯气，同时有0.6molNa+由阳极移向阴极，阳极室溶液减少质量为，B错误；C．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：，阴极区溶液中浓度逐渐升高，C正确；D．由可知，理论上每消耗0.1molFe2O3，转移0.6mol电子，由可知，阳极生成0.3mol氯气，标准状况下的体积为，D正确；故选B。10．近年研究发现，电催化和含氮物质(等)在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的溶液通至饱和，在电极上反应生成，电解原理如图所示。以下有关判断错误的是A．b端电势高于a端电势B．电解过程中含氮废水基本不变C．a极主要反应为D．理论上每生成同时产生(标准状况)【答案】B【分析】由氢离子的移动方向可知，a电极是电解池阴极，酸性条件下硝酸根离子和二氧化碳在阴极得到电子生成尿素和水，电极反应式为，电极b为阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为，据此回答。【详解】A．由分析中，a为阴极，b为阳极，故b端电势高于a端电势，A正确；B．由分析知，a极的电极反应式为，b极的电极反应式为由电子守恒可得，a极消耗的大于b极生成的，故溶液酸性减弱，增大，B错误；C．由分析知，a极为阴极，主要反应为，C正确；D．a极的电极反应式为，b极的电极反应式为由电子守恒可得，理论上每生成，即1mol，同时产生4mol氧气，在标准状况下的体积为，D正确；故选B。11．NO-空气质子交换膜燃料电池实现了制硝酸、发电、环保一体化，某兴趣小组用该电池模拟工业处理废气和废水的过程，装置如图所示。下列说法错误的是A．交换膜b为阴离子交换膜B．乙池中总反应的离子方程式为5SO2+2NO+8H2O+8NH310+5C．当浓缩室得到4L0.6mol/L盐酸时，M室溶液的质量变化为36g(溶液体积变化忽略不计)D．若甲池有0.25molO2参加反应，则乙池中处理废气(SO2和NO)的总体积为15.68L(标准状况)【答案】C【分析】由图可知，甲为原电池，乙和丙为电解池；甲中通入NO的一极作负极，通入氧气的一极作正极；乙池中通入SO2的电极连接电源的正极，为阳极，阳极上二氧化硫发生氧化反应生成硫酸根离子，阴极上一氧化氮发生还原反应生成铵根离子；丙池中阳极上水放电，发生氧化反应生成氧气和氢离子，氢离子从M室通过a膜进入浓缩室，N室中氯离子向阳极移动，通过b膜进入浓缩室，最终得到较浓的盐酸；据此分析解答。【详解】A．M室反应2H2O-4e-=O2+4H+产生的H+通过a膜和N室通过b膜的Cl-在浓缩室形成HCl，所以b膜为阴离子交换膜，A项正确；B．乙池中SO2被氧化为而NO被还原为，按升降守恒5molSO2只能还原2molNO，反应中需要补充NH3，所以总反应的离子方程式为5SO2+2NO+8H2O+8NH310NH+5SO，B项正确；C．M室产生1molO2移出4molH+相当于M室减少2molH2O，得到关系式：4H+~2H2O(减少)，浓缩室得到4L浓度为0.6mol•L-1的盐酸即产生H+物质的量为4L×(0.6-0.1)mol/L=2mol。所以M室减少的水物质的量为1mol，质量为1mol×18g/mol=18g，C项错误；D．甲池消耗O2物质的量为，根据电子守恒得到关系式为：5O2~20e-~4NO~10SO2，则NO、SO2的物质的量分别为0.25mol×=0.2mol、0.25mol×2=0.5mol，标况下气体总体积为0.7mol×22.4L/mol=15.68L，D项正确；故选C。12．一种基于氯碱工艺的新型电解池(如图所示，M、N电极均为惰性电极)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法错误的是A．若电源为铅酸蓄电池，则Q应与电极相连B．M电极上发生还原反应，其电极反应式为C．工作时，右侧工作室的穿过阳离子交换膜往左侧工作室迁移D．装置工作时，电路中每转移0.6mol电子，同时右侧工作室溶液减轻的质量与左侧工作室溶液增加的质量相差15.6g【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：，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：，中间为阳离子交换膜，Na+由阳极移向阴极；【详解】A．由分析，Q为阳极，若电源为铅酸蓄电池，则Q应与铅酸蓄电池的正极电极相连，A正确；

B．左侧M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：，B正确；C．中间为阳离子交换膜，Na+由阳极移向阴极，C正确；

D．装置工作时，电路中每转移0.6mol电子，则右侧减少0.6molNaCl，左侧增加0.6molNa+，则右侧工作室溶液减轻的质量与左侧工作室溶液增加的质量相差0.6mol×35.5mol/L=21.3g，D错误；故选D。1．用惰性电极通过阳离子交换膜电解饱和食盐水时，下列说法错误的是A．电解过程中，向阴极方向移动B．电解一段时间后，阴极附近溶液的pH增大C．电解池中的阳极发生反应的电极反应式为D．电解过程中，阴极和阳极产生的氢氧化钠和氯气会反应生成次氯酸钠【答案】D【详解】A．电解过程中，阳离子移向阴极，A正确；B．电解饱和食盐水时，阴极电极反应式为，阴极附近溶液的增大，B正确；C．阳极上失去电子发生氧化反应，发生反应的电极反应式为，C正确；D．用惰性电极通过阳离子交换膜电解饱和食盐水时，阳离子交换膜只允许阳离子通过，可以避免在阴极池生成的氢氧化钠和在阳极池生成的氯气反应，D错误。答案选D。2．工业上用电解法精炼粗铅(主要杂质为Cu、Ag、Zn)的装置如下图。已知：为强酸，的电离方程式为。下列说法正确的是A．Y极材料为粗铅 B．通电过程中，溶液中不变C．通电时，向X极移动 D．阳极泥的成分包括Cu、Ag和Zn【答案】A【分析】电解法精炼粗铅，粗铅作为阳极，与外接直流电正极相连，放在Y极，X为阴极。【详解】A．据分析，Y极为阳极，材料为粗铅，A项正确；B．Zn比Pb活泼，通电过程中由于Zn先放电，阴极上Pb2+先得电子，所以溶液中降低，B项错误；C．通电时，阴离子朝阳极移动，向Y极移动，C项错误；D．Zn会先放电，所以阳极泥的成分不包括Zn，D项错误；故选A。3．如图是电解稀盐酸的装置，其中、为石墨电极。以下说法正确的是A．a电极为负极B．电极为阳极C．电解过程中，氢离子向c电极D．电解总方程式为：【答案】D【详解】根据图中电流方向，可以确定a是正极，b是负极，c是阳极，d是阴极；电解过程中阳离子向阴极移动，即氢离子向d移动；阳极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，阴极反应为：2H++2e-=H2↑，总反应为：，D正确；答案选D。4．某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如下图所示，其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法不正确的是A．b端电势低于a端电势B．理论上转移2mol生成2gH2C．电解后海水PH下降D．阳极发生：【答案】C【分析】根据图示，钛网上海水中Cl-、H2O发生失电子的氧化反应生成HClO、O2，钛网为阳极，电极反应式为；钛箔上生成H2，钛箔上生成H2的电极反应为2H++2e-=H2↑，钛箔为阴极，高选择性催化剂PRT可抑制O2产生，电解的主要总反应为Cl-+2H2OHClO+H2↑+OH-，以此解题。【详解】A．由分析可知，a为正极，b电极为负极，则a端电势高于b端电势，故A正确；B．右侧电极上产生氢气的电极方程式为：2H++2e-=H2↑，转移2mol电子，则理论上生成1mol氢气，即2gH2，故B正确；C．由分析可知，电解的主要总反应为Cl-+2H2OHClO+H2↑+OH-，电解后海水中OH-浓度增大，pH上升，故C错误；D．由图可知，阳极上的电极反应为：，故D正确；故选C。5．近日，科学家发表了高温二氧化碳电解发展报告，利用固体氧化物电解池将CO2和H2O转化为合成气并联产高纯度O2.原理如图所示。下列说法正确的是A．当产生11.2LO2时，有2mol电子流向a极B．x极为电源正极C．b极CO2的反应式：CO2+2H++2e-=CO+H2OD．电解质中阴离子由a向b移动【答案】B【详解】A．未标明气体状态，无法计算，A错误；B．与x相连的电极上发生氧离子失电子生成氧气的氧化反应，x极为电源正极，B正确；C．b极CO2的反应式：CO2+2e－=CO+O2-，C错误；D．在电场作用下，电解质中阴离子移向阳极，由b向a移动，D错误；故选B。6．科学家利用质子导体反应器实现了电化学合成，证明了作为氢源的可行性。以替换作为氢源，可以免除的生产和提纯成本，进一步降低氨气的生产成本，且可以以最低成本生产纯，其工作原理如图所示。下列说法正确的是A．该电池工作时，电能全部转化为化学能B．若以铅酸蓄电池为电源，氨电极应与铅酸蓄电池的电极相连C．氢电极上的电极反应式为D．该电池工作时，每生成，同时消耗水的物质的量为【答案】D【分析】N元素化合价下降，则氨电极为阴极发生还原反应，电极反应为，氢电极为阳极，发生氧化反应，电极反应为。【详解】A．该电池为电解池，电池工作时，会有能量损耗，电能不能全部转化为化学能，故A错误；B．为铅酸蓄电池的正极，则与氢电极相连，故B错误；C．氢电极上的电极反应式为，故C错误；D．该电池工作时，每生成，转移0.3mol电子，则消耗水的物质的量为0.15mol，故D正确；故选D。7．厦门大学国家重点实验室，受根瘤菌中固氮酶反应机理的启发，制备出生态友好经济高效的仿生纳米片电催化剂，可用于电化学法还原硝酸盐制，原理如图所示。下列说法正确的是A．纳米片作阳极 B．向a电极移动C．标准状况下，生成，转移电子 D．b电极表面发生的电极反应：【答案】C【分析】右侧b电极与太阳能电池正极相连，则为阳极，发生失去电子的氧化反应，其电极反应为，a电极为阴极，其电极反应为，据此解答。【详解】A．a电极纳米片作与太阳能电池负极相连，做阴极，故A错误；B．电解池中阴离子向阳极移动，则向b电极移动，故B错误；C．阳极的反应为，标准状况下，生成，即1mol，转移电子，故C正确；D．b电极为阳极，表面发生的电极反应为，故D错误；故选C。8．为实现“碳中和”目标，实现循环利用，现利用双极膜电解含有的溶液，使转化成碳燃料，实现了的还原流动。电解池如图所示，双极膜中水电离的和在电场作用下可以向两极迁移。下列说法不正确的是A．银网电极与电源负极相连B．工作一段时间后，阳极区溶液pH不变C．阴极电极反应为：D．双极膜中有0.1mol电离，则阳极附近理论上产生0.025mol【答案】B【分析】根据图示，右侧还原生成，为阴极区，则银网电极为阴极，与电源负极相连；多孔石墨电极为阳极，发生反应,双极膜中向右侧阴极移动，向左侧阳极移动。【详解】A．根据分析，银网电极与电源负极相连，A正确；B．根据阳极反应，工作一段时间后，氢氧化钠浓度减小，阳极区溶液pH减小，B错误；C．阴极区还原生成，电极反应为：，C正确；D．结合反应可知，阳极附近理论上产生0.025mol，消耗0.1mol，双极膜中有0.1mol电离，D正确；答案选B。9．利用电解法将污染性气体转化为溶液的原理如图所示。下列说法错误的是A．电解时，当有2mol透过质子交换膜，则电极Y增重96gB．在电极b上的反应式为C．电解过程中，由a极区向b极区迁移D．电解时溶液的浓度保持不变【答案】D【分析】通过电解法可知此电池为电解池，由a极生成O2可以判断，a极上水放电发生氧化反应生成氧气，a极为阳极，则b为阴极，电极b上二氧化氮得到电子发生还原反应生成铵根离子；则为铅酸蓄电池正极，为铅酸蓄电池的负极。【详解】A．电解时，当有透过质子交换膜时，电路中转移电子，铅酸蓄电池的电极发生反应：，有转化为，电极增重96g，A正确；B．在阴极(电极b)上发生还原反应，电极反应式为，B正确；C．电解装置中，阳离子移动方向为阳极阴极，故由极区透过质子交换膜向极区迁移，C正确；

D．由于电解池左室相当于电解水，则电解时溶液的浓度逐渐增大，D错误；故选D。10．化学家们通过开发新型催化剂，利用太阳能电池将工业排放的转化为HCOOH，如图所示，下列说法不正确的是A．N极的电极反应为：B．离子交换膜为质子交换膜C．消耗（标况），P极电解液质量增加22gD．工作时缓冲溶液的pH保持不变【答案】C【分析】P极将CO2转化为HCOOH，发生还原反应，电极方程式为CO2+2e-+2H+=HCOOH，为阴极，N电极H2转化为H+，发生氧化反应，电极反应式为：H2-2e-=2H+，为阳极，据此回答。【详解】A．根据分析可知，N极的电极反应为：H2-2e-=2H+，A正确；B．H+能够通过离子交换膜从N极到P电极，所以离子交换膜为质子交换膜，B正确；C．消耗11.2LH2（标况），即0.5molH2转移1mol电子，P极也要转移1mol电子，电解液增重0.5mol，即23g，C错误；D．缓冲溶液流入阴极的H+和阳极流入缓冲溶液的H+数目相等，故随着反应进行，缓冲溶液中c(H3PO4)不变，c(KH2PO4)不变，即理论上该装置在工作时，H3PO4、KH2PO4缓冲溶液的pH保持不变，D正确；故选C。11．电致变色材料在飞机的舷窗和智能太阳镜等方面具有广泛应用。一种新一代集电致变色功能和储能功能于一体的电子器件的工作原理如图所示，放电时该器件的透光率逐渐增强。下列说法正确的是A．放电时，移向b极B．充电时，b极接外电源的正极C．充电时，b极的电极反应：D．放电时，电路中转移电子时，a极质量减少7g【答案】C【分析】该电池放电时器件的透光率逐渐增强，说明a电极由FePO4转化为透明的LiFePO4，铁的化合价降低发生还原反应，则a电极为正极、b电极为负极。【详解】A．放电时，阳离子移向正极，向a极移动，A错误；B．充电时，正极接电源正极，负极接电源负极，b为负极接外加电源负极，B错误；C．充电时，正b为负极接外加电源负极，此时b为阴极，得到电子发生还原反应生成，反应为，C正确；D．放电时，a电极为正极，FePO4得到电子发生还原生成LiFePO4，此时a极质量增大，D错误；故选C。12．利用电渗析法，制取循环脱硫的吸收液，同时还可获取高浓度的，工作原理如图所示。已知：①双极膜在电流作用下可将水解离，膜两侧分别得到和，②溶液为两溶质的混合溶液。下列说法正确的是A．通电后，双极膜左侧得到的是B．吸收液从M室流出液中获得C．若左侧双极膜损坏，阳极可能发生的电极反应为：D．阴极生成22.4L气体(标准状况)时，一定有通过阴离子交换膜【答案】C【分析】根据图可知，M室亚硫酸根和亚硫酸氢根与H+结合生成高浓度SO2；N室NaHSO3与OH-生成吸收液Na2SO3；【详解】A．在电解池中，阳离子向阴极方向迁移，阴离子向阳极方向迁移，因此，双极膜右侧得到的是H+，左侧得到OH−，A错误；B．N室的亚硫酸氢根离子与其右侧迁移进来的氢氧根离子发生反应生成亚硫酸根离子，从而实现再生，因此，再生吸收液从N室流出，B错误；C．若左侧双极膜损坏，则亚硫酸根离子会在阳极失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子，阳极可能发生的电极反应为：，C正确；

D．阴极反应为，生成22.4L气体(标准状况，为1mol氢气)时，会有0.5mol通过阴离子交换膜，D错误；故选C。13．2021年5月，我国某动力电池巨头宣布开发钠离子电池，同年7月29日，发布了其第1代钠离子电池，并实现量产。一种钠离子电池构造如图所示，下列说法错误的是A．硬碳在放电时作负极，充电时作阴极B．若用该电池电解水制氢气11.2L(标准状况下)，负极将减少46gC．充放电过程中，理论上电解质中的浓度保持不变D．放电时，正极电极反应式为【答案】B【分析】原电池中阳离子移向正极、阴离子移向负极，结合图示放电过程钠离子移向右侧，所以放电时硬碳电极为负极、电极为正极；电解池中阳离子移向阴极、阴离子移向阳极，则充电过程硬碳电极为阴极、电极为阳极，据此回答。【详解】A．由分析知硬碳在放电时作负极，充电时作阴极，A正确；B．由电解水阴极发生反应：，若用该电池电解水制氢气11.2L(标准状况)，物质的量为0.5mol，因此转移1mol电子，负极反应，转移1mol电子，理论上负极减小1mol×23g/mol=23g，B错误；C．该电池放电时，镶嵌在硬碳上的钠从负极脱出进入电解质溶液，负极区电解质溶液中的钠离子透过隔膜进入阳极区，阳极区电解质溶液中的钠离子进入锰基氧化物的正极，理论上钠离子浓度保持不变，C正确；D．正极反应：，D正确；故选B。14．采用惰性电极，以水和氧气为原料电解制备H2O2的装置如下图所示。下列说法不正确的是(不考虑H2O2的弱酸性)：A．电极b连接电源正极B．质子交换膜中氢离子移动方向为从右向左C．电解一段时间后，右室pH不变D．电解一段时间后，右室生成的O2与左室消耗的O2量相等【答案】D【分析】由图可知，a极氧气得到电子发生还原反应生成过氧化氢：，为阴极；b极水失去电子发生氧化反应生成氧气：，为阳极；【详解】A．由分析可知，b为阳极，则电极b连接电源正极，A正确；B．电解池中阳离子向阴极迁移，则质子交换膜中氢离子移动方