2025年高考化学一轮复习考点巩固卷：化学反应与能量（二）（解析版）

考点巩固卷08化学反应与能量（二）

7考点预

考法01电解原理

考点03电解池、金属的腐蚀与防护

考法02电解原理的应用

（限时：20min）

考法03金属的腐蚀与防护

考法01电解原理在物质制备中的应用

考点04电化学原理的综合应用考法02电解原理应用与污水处理

（限时：30min）考法03电解原理在大气治理方面的应用

考法04电解原理应用与金属处理

考点05多池、多室的电化学装置考法01多池串联的两大模型

（限时：20min）考法02离子交换膜电解池

7考点训

考点03电解池、金属的腐蚀与防护

考法01电解原理

1.CU2。是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取012。的电解池示意图如下，电解总反应为

申解

2CU+H2O=Cu20+H2TO下列说法正确的是（)

直流电源

石墨「

一________—氢氧化钠

：><二:二二二二二二二二二二二二不溶液

A.石墨电极上产生氢气

B.铜电极上发生还原反应

C.铜电极接直流电源的负极

D.当有0.1mol电子发生转移时，有0.1molCi!?。生成

【答案】A

【解析】根据电解总反应方程式及题图可知，石墨电极上发生还原反应产生出，故A正确；铜电极上发生

氧化反应，连接电源正极，故B、C错误；当有0.1mol电子发生转移时，有0.05mol012。生成，故D错误。

2.用石墨作电极，电解稀Na2s04溶液的装置如图所示，通电后在石墨电极A和B附近分别滴加一滴石蕊

溶液。下列有关叙述正确的是()

N%SO4溶液

A.逸出气体的体积：A电极<B电极

B.一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体

C.A电极附近呈红色，B电极附近呈蓝色

D.电解一段时间后，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性

【答案】D

【解析】SO/、OFF移向B电极，在B电极OIF放电，产生O2,B电极附近C(H+)>C(OFF),石蕊溶液变

红，Na+、H+移向A电极，在A电极H+放电产生H2,A电极附近C(OIT)>C(H+),石蕊溶液变蓝，C项错

误、D项正确；A电极产生的气体体积大于B电极，A项错误；两种气体均为无色无味的气体，B项错误。

3.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

的一项是()

直流电源

实验前u形通电后现

选项X极

管中液体象及结论

U形管两端滴入酚酸后，a管

A正极Na2s04溶液

中呈红色

b管中电极反应式是4OH-

B正极AgNC>3溶液

4屋=ChT+2H2。

C负极CuCL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Na2s。4溶液时，阳极上是OIF发生失电子的氧化反应，即a管中OIT放电，酸性增强，酸遇

酚麟不变色，即a管中呈无色，A项错误；电解AgNCh溶液时，阴极上是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项错误；电解CuCb溶液时，阳极上是C厂发生失电子的氧化反

应，即b管中C「放电，产生CL，C项正确；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项错误。

4.一种微生物电化学方法生产甲烷的装置如图所示。下列说法正确的是（）

B.温度越高，甲烷的生成速率越大

+

C.阳极的电极反应式为CH3COO-+2H2（）—8e-2CO2T+7H

D,每生成1.12L甲烷，电路中转移0.4mol电子

【答案】C

【解析】由题图可知，左池中CH3COO-失电子被氧化为CO2，故左池为电解池的阳极室，右池为电解池的

阴极室，直流电源a端为正极,b端为负极；阳极的电极反应式为CH3COO-+2H2（3-8e-2co2T

+7H+；阴极的电极反应式为C（）2+8H++8e-C*+2也0。根据分析可知，a端为正极，A错

误。温度过高，微生物活性降低，甚至失去活性，甲烷的生成速率会下降，B错误。阳极的电极反应式为

+

CH3coer+2H2。-8e-二2CO2t+7H,C正确。左池生成CO2,右池生成CH4,根据C*〜8e-

可知，每生成0.1molCH4转移0.8mol电子，但C网所处的状况未知，无法计算转移电子的物质的量，D错

误。

5.一种电解法制备NazFeCU的装置如图所示。

阴离子交换膜

伯铁

NaOH溶液NaOH溶液

下列说法正确的是（)

A.电解时化学能转化为电能

B.电解时应将钳电极与直流电源正极相连

C.电解时铁电极的电极反应式为Fe+80H-+6e-FeO^+4H20

D.电解过程中每转移1mole1理论上可获得标准状况下11.2LH2

【答案】D

【解析】电解法制备Na2Fe（）4装置中铁作阳极，Fe失去电子生成FeO/，在阴极上水放电生成氢气和氢氧根

离子。电解过程中电能转化为化学能，故A错误；Fe作阳极，则钳作阴极，与直流电源的负极相连，故B错

误；电解时铁电极的电极反应式为Fe+8OH--6e-FeO厂+4也。，故C错误；电解过程中阴

极的电极反应式为2H2。+2e-H2T+20H-,每转移1mole」生成0.5mol氢气，标准状况下

0.5mol氢气的体积为11.2L,故D正确。

考法02电解原理的应用

6.如图为电解饱和食盐水装置，下列有关说法不正确的是（）

'阳南子1tL

饱和NaCl溶液交换膜上。（含少量NaOH）

A.左侧电极上发生氧化反应

B.右侧生成的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝

C.电解一段时间后，B口排出NaOH溶液

D.电解饱和食盐水的离子方程式：2Cr+2H2O”/2OH—+H2T+C12T

【答案】B

【解析】阴极发生2H++2e-=H?T，不是氯气，B错误。

7.电解原理在工业生产中应用广泛，下列有关电解原理的应用正确的是（）

A.工业上用电解饱和食盐水制备烧碱、氯气等化工原料

B.可通过电解熔融AlCb冶炼铝

C.电镀时，镀层金属作为阴极，待镀金属作为阳极

D.电解精炼铜时，用纯铜板作为阳极，粗铜板作为阴极

【答案】A

【解析】A.烧碱、氯气等化工原料是通过氯碱工业，即电解饱和食盐水得到的，选项A正确；B.AlCk

是共价化合物，熔融状态下不能电离出AF+,不能通过电解熔融AlCb冶炼铝，选项B错误；C.电镀时，

待镀金属作为阴极，镀层金属作为阳极，选项C错误；D.电解精炼铜时，应用粗铜板作为阳极，纯铜板作

为阴极，选项D错误。

8.金属镇有广泛的用途，粗保中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的保，下列叙

述正确的是（已知：氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+）（）

A.阳极发生还原反应，其电极反应式为

Ni2++2e-=Ni

B.电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量一定相等

C.电解后，电解槽底部的阳极泥中含有Cu和Pt

D.电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zr?+

【答案】C

【解析】电解法制备高纯度的馍，粗锲作为阳极，金属按还原性顺序Zn>Fe>Ni>Cu>Pt发生氧化反应，电极

反应依次为Zn—2eI=Zn2+、Fe—2e-=Fe2+>Ni—2e-^=Ni2+,A项错误；电解过程中，阳极Zn、Fe、

Ni溶解，Cu、Pt沉积到电解槽底部，阴极只析出Ni,结合两极转移的电子数相等，阳极质量的减少量与阴

极质量的增加量不相等，B项错误；Cu和Pt还原性比Ni弱，不能失去电子，以沉淀的形式沉积在电解槽

底部，形成阳极泥，C项正确；电解后，溶液中存在的金属阳离子除了Fe2\ZM+外，还有Ni2+,D项错

误。

9.某电化学装置如图所示，a、b分别接直流电源两极。下列说法正确的是（）

(-)(+)

A.电解质溶液中电子从B极移向A极

B.若B为粗铜，A为精铜，则溶液中c（Cu2+）保持不变

C.若A、B均为石墨电极，则通电一段时间后，溶液的pH增大

D.若B为粗铜，A为精铜，则A、B两极转移的电子数相等

【答案】D

【解析】A项，电解质溶液通过离子定向移动导电，电解质溶液中没有电子移动，故A错误；B项，若B

为粗铜，A为精铜，电解质溶液是硫酸铜溶液，则该装置为电解精炼铜装置，溶液中c（Cu2+）减小，故B错

误；C项，若A、B均为石墨电极，则电解总反应的化学方程式是2C11SO4+2H2O遁曳2C11+O2T+2H2sCU，

通电一段时间后，溶液的pH减小，故C错误。

10.氯碱工业是高能耗产业,将电解池与燃料电池串联组合的新工艺的装置如图所示。已知：空气（除去CO?）

中氧气的体积分数约为21%。下列叙述错误的是（）

A.X为Cl?，Y为比

B.c>a>b

C.燃料电池中阳离子从右侧移向左侧

D.标准状况下，若生成22.4LX,则理论上消耗53.3L空气

【答案】C

【解析】由题图可知，B池为燃料电池、A池为电解池，通入空气（除去CO?）的一极是燃料电池的正极，电

极反应式为。2+2比0+4e-40HZA池中NaCl的浓度降低，阳极放电生成Cl2，则X为C二，

阴极H2O放电生成H2和0H-,贝UY为H2,A正确。A池中Na+经过阳离子交换膜向右侧移动，结合阴极生

成的OH：得到NaOH,NaOH浓度增大，则a>b；Y为H2,在燃料电池的负极放电，消耗0H1且B池左

侧Na+通过阳离子交换膜移向右侧，燃料电池的正极反应消耗水，故B池右侧NaOH浓度增大，则c〉a,

即c>a>b,B正确，C错误。由得失电子守恒可知，标准状况下，若生成22.4L氯气，则消耗空气的体积

、，--2-2-.4-LrX-1x2_2.4.Lmol._i1..八

为zz.4L.m7ozrl'z--------«53.3L,D正确。

21%

考法03金属的腐蚀与防护

11.如图，将一根纯铁棒垂直没入水中，一段时间后发现AB段产生较多铁锈，BC段腐蚀严重。下列关于

此现象的说法不正确的是（）

铁棒

_______A_____

-B--

_一C-

A.铁棒AB段的溶解氧浓度高于BC段

-

B.铁棒AB段电极反应为O2+2H2O+4e=4OH-

C.铁棒AB段的Fe2+浓度高于BC段

D.该腐蚀过程属于电化学腐蚀

【答案】C

【解析】AB段作原电池正极,BC段为原电池负极。BC段为Fe—2e-=Fe2+,AB段为。2+21120+4屋=4（汨

一，BC段溶解而被腐蚀，AB段形成铁锈。

12.我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防

护原理如图所示。

直

流锌环

铁

帽

电湿润的

方绝缘子表面

向

下列说法错误的是（）

A.通电时，锌环是阳极，发生氧化反应

B.通电时，阴极上的电极反应为2H2O+2e-=H2T+2OIT

C.断电时，锌环上的电极反应为Zn+2e—=Zr?+

D.断电时，仍能防止铁帽被腐蚀

【答案】C

【解析】通电时，锌环与电源正极相连，锌环作阳极，锌失电子发生氧化反应，故A正确；铁帽为阴极，

阴极上山0得到电子生成氢气，阴极电极反应为2H2。+2鼠===H2T+2O1T,故B正确；断电时，锌铁形

成原电池，锌失电子生成Zn2+,锌环上的电极反应为Zn-2e-===Zn2+,Fe作正极被保护，仍能防止铁帽

被腐蚀，故C错误、D正确。

13.厌氧腐蚀指在缺乏氧气的深层潮湿土壤中，存在的硫酸盐还原菌会附着在钢管表面促进钢铁的腐蚀，

其反应原理如下图所示。下列说法错误的是（）

A.厌氧腐蚀属于化学腐蚀

B.负极的电极反应：Fe—2e-^=Fe2+

C.每生成ImolFeS,最终转移的电子数为8NA（NA表示阿伏加德罗常数的值）

D.镀锌钢管破损后仍能减缓钢管的腐蚀

【答案】A

【解析】A.钢管中含有碳元素，铁、碳与潮湿的土壤形成原电池，厌氧腐蚀属于电化学腐蚀，A项错误;

B.根据题图可知，铁失去电子生成亚铁离子，发生氧化反应，为负极，电极反应为Fe—2e「=Fe2+,B项

正确；C.1个硫酸根离子转化为1个硫离子时，转移8个电子，故每生成ImolFeS,最终转移的电子数为

8NA,C项正确；D.锌比铁活泼，镀锌钢管破损后，锌为负极，保护铁不被腐蚀，D项正确。

14.下列说法不正确的是（）

A.图甲：钢铁表面水膜酸性很弱或呈中性，发生吸氧腐蚀

B.图乙：钢铁表面水膜酸性较强，发生析氢腐蚀

C.图丙：钢闸门作为阴极而受到保护

D.图丁：将锌板换成铜板对钢闸门保护效果更好

【答案】D

【解析】金属的腐蚀分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀，若钢铁表面水膜酸性很弱或呈中性，发生吸氧腐蚀，若钢

铁表面水膜酸性较强，则发生析氢腐蚀，A、B正确；钢闸门连接外加电源的负极，作阴极，被保护，C正

确；若将锌板换成铜板，则钢闸门与铜板形成原电池，钢闸门作负极，会加快腐蚀，D错误。

15.（2024•辽宁六校联考）将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电

化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是（）

空气、、铁、炭

混合物

A.铁被氧化的电极反应式为Fe—3。=Fe3+

B.铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能

C.活性炭的存在会加速铁的腐蚀

D.以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀

【答案】C

【解析】铁和炭的混合物用NaCl溶液湿润后构成原电池，铁作负极，铁失去电子生成Fe2+,电极反应式为

2+

Fe-2e-=Fe,A项错误；铁腐蚀过程中化学能除了转化为电能外，还可转化为热能等，B项错误；构成

原电池后，铁腐蚀的速率变快，C项正确；用水代替NaCl溶液，Fe和炭也可以构成原电池，Fe失去电子，

空气中的。2得到电子，铁发生吸氧腐蚀，D项错误。

考点04电化学原理的综合应用

考法01电解原理在物质制备中的应用

1.一种电化学制备NH3的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H+。下列叙述错误的是（）

质子传输陶瓷,石英电解池

Pel电极a

Pd电极b

A.Pd电极b为阴极

B.阴极的反应式为Nz+6H++6e-—2NH3

c.H+由阳极向阴极迁移

D.陶瓷可以隔离N2和H2

【答案】A

【解析】此装置为电解池，总反应是N2+3H2=2NH3,Pd电极b上是氢气发生反应，即氢气失去电子化

合价升高，Pd电极b为阳极，故A说法错误；根据A选项分析，Pd电极a为阴极，反应式为N2+6H++

6e-=2NH3,故B说法正确；根据电解池的原理，阳离子在阴极上放电，即由阳极移向阴极，故C说法正

确；根据装置图，陶瓷可以隔离N2和H2,故D说法正确。

2.研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质，利用图示装置获得金属钙，并

以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛。下列说法中正确的是()

钛网电极槽

三一金属钛

A.将熔融CaF2-CaO换成Ca(NO3)2溶液也可以达到相同目的

B.阳极的电极反应式为C+2CP-—4e-===C(M

C.在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量减少

D.石墨为阴极

【答案】B

【解析】由图可知，石墨为阳极，阳极上的电极反应式为C+2C)2--4e-===CO2T，钛网电极是阴极，阴极

上的电极反应式为2Ca?++4e一===2Ca,钙还原二氧化钛反应的化学方程式为2Ca+TiC)2===Ti+2CaO。

3.己二睛［NC(CH2)4CN］是工业制造尼龙-66的原料，现代工业常用电有机合成法制备，总反应为

电角星

4cH2=CHCN+2H2。2NC(CH2)4CN+02?,装置如图所示。

ab

电源

质子交换膜酸式磷酸盐溶液

下列说法错误的是()

A.b端为电源的负极

+

B.阳极的电极反应式为-2e-|02T+2H

C.当电路中转移2moie-时，阳极室溶液的质量减少16g

+

D.阴极的电极反应式为2cH2=CHCN+2H+2e-=NC(CH2)4CN

【答案】C

【解析】根据总反应方程式与装置图可知，与电源a端连接的电解池电极上发生的变化是H2OTO2，氧元

素的化合价升高，发生氧化反应，此电极为阳极，a端是电源的正极。由分析可知，b端是电源的负极，A正

确；阳极的电极反应式为Hz0-2e-202T+2H+,B正确；当电路中转移2moie一时，阳极上

有Imol%。发生反应，因此阳极室溶液质量减少18g,C错误；阴极的电极反应式为

2cH2CHCN+2H++2e-NC(CH2)4CN,D正确。

4.已知四甲基氢氧化镂［(CH3)4N0H］常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化镂［(CH3)4NC1］为原料，采用电

渗析法合成［(CH3)4N0H］的工作原理如图所示。下列说法正确的是(C)

(CH)NOH

浓溶液

(CH3)4NOH

稀溶液

(CH)NQ稀溶液NaCl浓溶液

A.光伏并网发电装置中N型半导体为正极

B.c、d为阳离子交换膜，e为阴离子交换膜

C.a电极为阴极,电极反应式为2(CH3)4N++2H2。+2e-2(CH3)4NOH+H2T

D.若制备182g四甲基氢氧化镀，两电极上共产生33.6L气体

【答案】C

【解析】由题图可知，电解池a极区溶液中四甲基氢氧化镀［(CH3)4NOH］的浓度增大，可推出(CH3)4N+通

过c膜向左侧移动，贝必电极为阴极，c膜为阳离子交换膜；C1-通过d膜向右侧移动，贝Ud膜为阴离子交换

膜；Na+通过e膜向左侧移动，则e膜为阳离子交换膜。由分析可知，光伏并网发电装置中，N型半导体与

电解池中a电极相连，为负极，A不正确；由分析可知，c、e为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜，B不正确；

a电极为阴极，电极反应式为2(CH3)4N++2H2O+2e-=2(CH3)4NOH+H2T,C正确；182g四

甲基氢氧化钱的物质的量为前扁j=2moL则a电极上生成1molH2,b电极上生成0.5mol。2，两极共产

生1.5mol气体，但气体所处的状况未知，所以无法计算生成气体的体积，D不正确。

5.(2024•江苏镇江高三月考)甲烷是良好的制氢材料。我国科学家发明了一种500℃时，在含氧离子(。2-)

的熔融碳酸盐中电解甲烷的方法，实现了无水、零排放的方式生产H2和C,反应原理如图所示。下列说法

正确的是()

A.X为电源的负极

B.Ni电极的电极反应式为CO?+4屋=C+3O2一

C.电解一段时间后熔融盐中一的物质的量增多

D.该条件下，每产生22.4LH2，电路中转移2moi电子

【答案】B

【解析】Ni电极上CC>3变成C,C元素化合价降低，得电子，发生还原反应，为阴极，则Ni-YSZ电极为

阳极，X为电源的正极，故A错误；Ni电极的电极反应式为CC)3+4e-=C+3O2-,故B正确；阴极上

生成的-通过熔融盐转移到阳极参加反应，故电解一段时间后熔融盐中。2一的物质的量不会增多，故c错

误；电解总反应为CH4遁曳C+2H2,反应条件为500℃,该条件不是标准状况，故无法计算电路中转移

电子的物质的量，故D错误。

考法02电解原理应用与污水处理

6.电解法处理含有C「、NO?的酸性废水，其工作原理及电极b中铁的化合物的催化机理如图所示，H表

示氢原子。下列说法错误的是()

Fe(in)/NH：

电解法处理酸性废水铁的化合物的催化机理

A.电极b接电源负极

B.处理ImolNCh，电路中转移5mole

+

C.HC1O在阳极生成：cr+H2O-2e=HC1O+H

+-

D.H+与NO?反应的电极反应式为10H+NOr+8e=NHt+3H2O

【答案】B

【解析】由图知，电极b上硝酸根离子转化为铁根离子，被还原，则电极b为阴极，接电源负极，A正确；

硝酸根离子转化为铁根离子N元素化合价从+5降低到-3,则处理1molNO,,电路中转移81noie'B

不正确；阳极氯离子失去电子被氧化生成HC1O：CP+H2O-2e=HC10+H+,C正确；电极b的反应式

为1OH++NO,+8e-=NHt+3H2O,D正确。

7.我国科研工作者提出通过电解原理联合制备环氧乙烷同时处理酸性含铭废水，其工作原理示意图如图

所示。其中双极膜由阳离子交换膜和阴离子交换膜组成，工作时内层H2O解离为H+和OH，并分别向两

极迁移。下列说法正确的是()

A.电极a为电源正极

B.膜q为阳离子交换膜

C.工作时，NaOH溶液浓度保持不变

D.N极的电极反应式为CrzO厂+1411++6屋===2Cr3++7H2。

【答案】D

【解析】由信息可知，电极M上乙烯被氧化为环氧乙烷、电极N上CnO广被还原为CF+,则电极M为阳

极、电极N为阴极，电极a为负极、电极b为正极，A项错误；双极膜中水解离出来的氢氧根离子向阳极

区移动，膜q适合选用阴离子交换膜，B项错误；工作时阳极区生成水，NaOH溶液浓度减小，C项错误;

Cr元素由+6价变为+3价，N极的反应式为CnO歹+1411++6r===2Cr3++7H2。，D项正确。

8.电化学技术去除污水中的NO],是一项具有应用前景的技术。NO1电还原的部分过程如图所示(ad表示

吸附状态)，已知除了过程a外，其他过程均有H+参加。下列叙述正确的是

N2(g)

“过程U

、过程azc-/过程bNTC/4过程C

NO3(aq)------->NO3(ad)------->NO2(ad)------->NO(ad)

过程d2

NH；(叫)

A.污水处理过程中，可用金属铁作阳极

B.NO]电还原的过程发生在阴极区

C.若最终产物为N2,则整个过程表示为2NO；+12H+=N2+6H2。

D.理论上发生过程di和过程d2都能有效降低水中总氮浓度

【答案】B

【解析】在电还原过程有H+参加，金属铁与H+反应溶解，因此不能用金属铁作阳极，A错误；NO；经过电

还原过程生成N2和N"；,化合价由+5价降低为0价和-3价，即N。；在阴极区得电子发生电还原反应，B

正确；若最终产物为N2,则整个过程表示为2NO；+12H++10e-=N2+6HQ,C错误；理论上发生过程5

产生N2气体，能有效降低水中总氮浓度，过程d2产生仍存在与水溶液中，不能降低水中总氮浓度，

D错误。

9.（2024.湖南部分学校高考临考模拟）用电解法处理废水中的NH：模拟装置如图所示。a、b为离子选择

B.阴极的电极反应式为40田-40=2凡0+。2个

C.a膜为阴离子选择性透过膜

D.每转移2moi电子，阴极室质量增重34g

【答案】A

【解析】根据图片知，Cu为阳极，阳极上Cu失电子发生氧化反应生成CM+,电极反应式为Cu-2e-=Cu>,

C为阴极，电极方程式为：2H++2e=H2T。阳极上发生氧化反应，溶液由无色变为蓝色，A正确；阴极上H

+发生还原反应：2H++2e-=H2f,B错误；a膜为阳离子选择性透过膜，NH：通过a膜进入阴极室，C错误；

每转移2moi电子，有2mol的NH：进入阴极室，由阴极电极反应式可知有氢气产生，会释放出去，故阴极

室质量增重32g,D错误。

10.（2024.重庆第八中学校高三高考适应性月考）我国科学家研发了一种在废水处理中实现碳中和的绿色

化学装置，同时获得乙酰胺，其原理如图所示。下列说法正确的是

催化剂

/NO；

NaOH沼滋

tNO；米尔「NaOH满冷

CO,

A.石墨电极b为阳极，Na+由I室移向H室

B.电解一段时间后，I、II室溶液的pH均逐渐增大

C.NO：发生还原反应：NOj+4e-+4H2O=NH2OH+5OH

D.理论上，每产生O.lmol乙酰胺的同时电极b至少有15.68L（标况）02生成

【答案】C

【解析】由NO］转化为NH2OH、CO2转化为CH3cHO,N、C元素的化合价均降低，则a电极为阴极，b

电极为阳极。由分析可知，石墨电极b为阳极，Na+由阳极向阴极移动，即由H室向I室移动，A不正确；

电解一段时间后，I室发生反应NO：+4e-+4H2O=NH2OH+5O}T、2CO2+10e+7H2O=CH3CHO+1OOH-,溶

液的pH增大，II室发生反应40HMe-=。2什2H20,溶液的pH减小，B不正确；由B中分析可知，NO1得

电子发生还原反应：NO-+4e+4H2O=NH2OH+5OH,C正确；理论上，每产生O.lmol乙酰胺，共得到

电子的物质的量为0.1molx（6+7+l）=1.4mol,同时电极b至少生成O2的体积为3㈣■x22.4L/mol=7.84L（标

况），D不正确。

考法03电解原理在大气治理方面的应用

11.（2024•陕西榆林一模）间接电解法可对大气污染物NO进行无害化处理，其工作原理如图所示，质子膜允

许H+和H2O通过。下列有关说法正确的是（）

Na2SO4

溶液

A.电极n的材料可用铁、铜等导电材料替换

B.电极I的电极反应为2HSO?+2e-+2H+=S2OF+2H2。

C.电解过程中电极II附近溶液的pH增大

D.工作时有0.2molH+通过质子膜时可处理2.24LNO

【答案】B

【解析】电极H有02产生，是电解质溶液中H2O失电子，电极n作阳极，若用铁、铜作电极，则是铁、铜

本身失去电子，A项错误；电解过程中电极II生成的H+通过质子交换膜向左侧移动，左侧H+与HSO,反应

生成S2O歹和H2O,故电极I的电极反应式为2HSO,+2e-+2H+:S2Or+2H20,B项正确；电极II上的

反应为2H2。-4e-==O2f+4H+,故电解过程中电极H附近溶液的pH减小，C项错误；工作时有0.2molH

+通过质子膜时转移0.2mol电子，据得失电子守恒，消耗0」molNO,但未指明是否是标准状况，无法得

出消耗的NO的体积，D项错误。

12.（2024.广东东莞中学、广州二中、惠州一中、深圳实验、珠海一中、中山纪中六校联考）回收利用

工业废气中的CO?和SO?,实验原理示意图如下。

下列说法正确的是

A.装置a中每吸收22.4L（标准状况下）废气，b中转移电子数为2NA

B.装置a吸收废气过多，不会影响装置b中放电微粒的种类

C.装置b中的交换膜为质子交换膜，电解过程中两极溶液pH值均稍有降低

D.装置b中右侧的电极反应为；CO2+2e-+3H2O=HCOOH+2OH-

【答案】C

【解析】根据图知，含CO2和SO2的废气通入NaHCO3溶液中，得到NaHCO3和Na2s。3的混合溶液和CO2,

发生的反应为2NaHCO3+SO2=Na2SO3+2CO2+H2O,电解池中，左侧电极上SO；失电子生成SO3该电极上

失电子发生氧化反应，为阳极，电解质溶液呈碱性，阳极反应式为SO〉2e-+20HMsOj+HQ；则通入CO2的

电极为阴极，阴极反应式为CO2+2e-+2H+=HCOOH。装置a中每吸收22.4L（标准状况下）废气，气体CCh

和SO2总量为Imol,贝UCO2的量小于Imol,b中转移电子数小于2/，A错误；装置a吸收废气过多，则

会有机会生成NaHSCh,HSO1也可以放电，会影响装置b中放电微粒的种类，B错误；装置b中的交换膜

为质子交换膜，电解过程中阳极发生SO；-2e-+2OH-=SO^+H2O消耗氢氧根和水，pH值稍有降低，交换膜为质

子交换膜，氢离子通过交换膜，进右侧，阴极反应式为CC）2+2e-+2H+=HCOOH,生成酸，两极溶液pH值

+

均稍有降低；C正确；装置b中右侧的电极反应为：CO2+2e+2H=HCOOH,D错误。

13.（2024.福建宁德三模）利用电催化将温室气体转化为高附加值化学品是实现“碳中和”的重要途径。一

种集成式电化学耦合系统如图所示，总反应为CO2+CH4fHeOOCHj。下列说法正确的是

A.a接直流电源负极

B.产物中可能有CH30H

C.M为阳离子交换膜

+

D.右室的电极反应式为：H+CO2+2e=HCOO

【答案】B

【解析】左边电极发生氧化反应，为阳极，接电源正极，电极反应CH4+CI-+OH--2e-=CH3Cl+Hz。，右边

电极发生还原反应，为阴极，接电源的负极，＜®S^H2O+CO2+2e-=HCOO-+OH-,阴极区的HCOCF透

过阴离子交换膜进入阳极区，与CH3cl反应生成HCOOCH3和氯离子，因此M为阴离子交换膜。根据分析

知，a接直流电源正极，A错误；阴极区的氢氧根离子透过阴离子交换膜进入阳极区，与CH3cl反应生成

CH3OH,B正确；阴极区的HCOCT透过阴离子交换膜进入阳极区，与CH3cl反应生成HCOOCH3和氯离子，

因此M为阴离子交换膜，C错误；右室的电极反应式为：H2O+CO2+2e-=HCOO-+OH-,D错误。

14.（2024•广东江门第一中学高三月考）以丙烯晴（CH^CHCN）为原料，利用电解原理合成己二月青

[CN（CH2）4CN],可减少氮氧化物的排放，其总反应为：4cH2=CHCN+2H2NC（CH?）4CN+O2T电解

生成目标产物消耗的电子数

过程会产生丙靖（CHCN）等副产物（已知：电流效率=xlOO%）。下列说法正确

23转移的电子总数

的是

PbO2

稀硫酸丙烯睛、水、季钱盐

A.电子的流向为电源b极-Pb电极—电解质溶液fPbO?-Ag?。电极—电源a极

+

B.Pb电极主要发生的电极反应式为：2CH2=CHCN+2e+2H=CN(CH2)4CN

C.工作一段时间后，PbOz-Ag?。电极附近pH增大

D.若PbO?-AgQ电极产生33.6L(标准状况)气体，Pb电极区生成了2.5mol己二睛田收(2旦)4用，则电

流效率高于90%

【答案】B

【解析】由图可知，CH2=CHCN在Pb极生成NC(CH2)4CN,该过程中C的化合价降低，发生还原反应，Pb

极是电解池阴极,PbO2为阳极，则电源a为正极,b为负极。电子不能在电解质溶液中传递,A错误;CH2=CHCN

在Pb极得电子生成NC(CH2)4CN,电极方程式为：2cH2=CHCN+2H++2e-=NC(CH2)4CN,B正确；PbO2

为阳极，H2。在阳极失去电子得到。2,电极方程式为：2H2O-4e=O2T+4H+,pH减小，C错误；阳极产生

33.6L(标准状况)02,物质的量为1.5moL转移6mol电子,Pb电极区生成了2.5mol己二睛CN],

得到5moi电子，则电流效率=瞥*100%=83.3%,D错误。

6mol

15.电化学原理被广泛应用于生产、生活的许多方面，利用电解法脱除煤中的含硫物质(主要是FeS2)的原理

如下图所示。

煤浆-FeCL-H2sO4混合液

(1)阴极石墨棒上有无色气体产生，该气体是。

(2)阳极的电极反应为___________________________________________

(3)补全脱硫反应的离子方程式：

2-

□FeSz+口+□=□SO4+□+□

(4)相同反应时间，FeCb对脱硫率的影响如下图所示。

5筋

於<

棍

楫

雷

n重

无FeCk有FeC。0.51.01.52.0

FeCb的质量分数/%

①电解脱硫过程中，FeCb的作用是催化剂，结合简单碰撞理论说明使用FeCb能增大反应速率的原因:

②FeCb的质量分数大于1.5%时，脱硫率随FeCl3浓度的增大而下降，解释原因：

(5)研究发现，电解时若电压过高，阳极有副反应发生，造成电解效率降低。电解效率〃的定义：/7(B)=

xl00%«某电压下电解100mL煤浆-FeCbHzSCU混合液，煤浆中除FeS2外不含其他

含硫物质，混合液中H2s04浓度为0.01mol-L1,FeCb的质量分数为1.5%。当阴极收集到224mL(标准状

2-2~

况)气体时(阴极无副反应发生)，测得溶液中c(SO4)=0.02moLL「i,〃(SC>4)=(忽略电解前后溶液

的体积变化)。

(6)综上，电解法脱硫的优点有____________________________________________

________________________________________________________________________(写出两点)。

【答案】(1汨2(2)Fe2+-e-=Fe3+

3+2++

(3)114Fe8H2O215Fe16H

(4)①催化剂能改变反应历程，降低FeS2直接在电极放电反应中的活化能，增大单位体积内反应物分子中活

化分子的数目，单位时间内有效碰撞次数增多，反应速率增大②随着FeCb浓度的增大，可能发生Fe3+

在阴极放电或者C「在阳极放电等副反应，导致与FeS2反应的Fe3+浓度减小，脱硫率降低［或随着FeCb浓

度的增大，平衡Fe3++3H2OUFe(OH)3+3H+正向移动，产生更多Fe(0H)3胶体，导致煤浆聚沉，脱硫率降

低］(5)35%

(6)联产高纯H2、Fe3+可循环利用、脱硫速率大(答案合理即可)

2-

【解析】(1)由题图可知，阳极石墨棒上，Fe2+发生氧化反应转化为Fe3+,Fe3+和FeSz反应生成Fe?+、SO

和H+,阴极石墨棒上有无色气体产生，阴极的电极反应为2H++2屋=氏3阴极上产生的气体为H2。

(2)阳极石墨棒上，Fe2+发生氧化反应转化为Fe3+,电极反应为Fe?+一屋=Fe3+。

2-

(3)由题图可知，Fe3+和FeS2反应生成Fe2+、S04和H卡,根据质量守恒定律可知，产物H卡来自H2O,即

2~

+

该反应的反应物有Fe3+、FeS2和H2O,生成物有Fe?+、S04、H,该反