备战2023年高考全国通用化学复习考点考点19 电解池（原卷版）

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考点19电解池电解的原理和应用是历年高考热点，需要掌握其基础知识，达到灵活运用。主要包含金属的精炼、氯碱工业、活泼金属的制取、有关电解产物的判断和计算等内容。必须熟悉微粒在各种电极上的放电次序，这样才能准确地判断出相关的电解产物，然后进行有关的计算。有关电解的计算通常可根据电解方程式或电极反应式列比例求解或是利用各电极、线路中转移的电子数目守恒列等式求解。预测2023年高考仍会考查电解原理在实际化工生产中的应用，结合物质制备、分离和提纯等知识综合考查，涉及电极反应式的书写、物质的提纯操作以及电极反应产物的判断等。能多角度、动态地分析电解池中发生的反应，掌握好放电顺序，总结好电解规律，对于设题方式多且灵活多变的实物图分析问题，应加以关注。一、电解池的工作原理二、电解原理的应用电解池的工作原理1．电解和电解池(1)电解：在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。(2)电解池：电能转化为化学能的装置。(3)电解池的构成①有与电源相连的两个电极。②电解质溶液(或熔融电解质)。③形成闭合回路。2．电解池的工作原理(1)电极名称及电极反应式(电解CuCl2溶液为例)总反应式：CuCl2Cu＋Cl2↑(2)电子和离子的移动方向①电子：从电源负极流出后，流向电解池阴极；从电解池的阳极流出后流向电源的正极。学科网（北京）股份有限公司

1②离子：阳离子移向电解池的阴极，阴离子移向电解池的阳极。3．阴阳两极上放电顺序(1)阴极：(与电极材料无关)。氧化性强的先放电，放电顺序：(2)阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。若是惰性电极作阳极，放电顺序为注意：①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。②最常用、最重要的放电顺序为阳极：Cl－>OH－；阴极：Ag＋>Cu2＋>H＋。③电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。4．“五类”依据判断电解池电极判断依据电极电极材料电极反应电子流向离子移向电极现象阳极与电源正极相连氧化反应流出阴离子移向电极溶解或pH减小阴极与电源负极相连还原反应流入阳离子移向电极增重或pH增大5．电化学综合计算的三种常用方法(1)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出比例式计算。(2)根据电子守恒计算①用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。②用于混合溶液中电解的分阶段计算。(3)根据关系式计算根据得失电子守恒定律建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。如以通过4mole－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)该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。学科网（北京）股份有限公司

2【小试牛刀】请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程()(2)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现()(3)直流电源跟电解池连接后，电子从电源负极流向电解池阳极()(4)电解稀硫酸制H2、O2时，可用不活泼的铜做阳极()(5)电解CuCl2溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色()(6)电解盐酸、硫酸等溶液，H＋放电，溶液的pH均增大()(7)电解时，电子的移动方向为：电源负极→阴极→阳极→电源正极()(8)电解盐酸、硫酸等溶液，H＋放电，溶液的pH逐渐增大()(9)用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，加入Cu(OH)2可使电解质溶液恢复到电解前的情况()【典例】例1用铁棒和铜棒做电极，模拟在铁棒上镀铜，实验装置如图所示，下列判断正确的是()A．溶液中阳离子移向b极发生还原反应B．铜棒的材质必须用纯铜C．电解一段时间后加Cu(OH)2固体使溶液恢复原来的浓度D．该实验过程中电解质溶液的pH会不断减小【答案】A【解析】A项，电解过程中，a为阳极、b为阴极，溶液中阳离子移向b极发生还原反应生成铜，故A正确；B项，镀时镀层金属作阳极，即b电极常常用纯铜，但也可用混有活泼性大于Cu的金属的铜合金或用混有活泼性小于Ag的金属的铜合金等，故B错误；C项，电镀铜时，铜在阳极失去电子进入溶液中，溶液中的铜离子在阴极得电子生成铜，理论上溶液中各离子的种类和浓度不变，电解一段时间后不需要加Cu(OH)2固体使溶液恢复原来的浓度，故C错误；D项，该实验过程中铜在阳极失去电子进入溶液中，溶液中的铜离子在阴极得电子生成铜，溶液中的各离子的浓度不变，pH不变，故D错误；故选A。例2(2022·浙江省6月选考)通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4可获得难溶性的Li2CO3和MnO2学科网（北京）股份有限公司

3，电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是()A．电极A为阴极，发生还原反应B．电极B的电极发应：2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+C．电解一段时间后溶液中Mn2+浓度保持不变D．电解结束，可通过调节除去Mn2+，再加入Na2CO3溶液以获得Li2CO3【答案】C【解析】A项，由电解示意图可知，电极B上Mn2+转化为了MnO2，锰元素化合价升高，失电子，则电极B为阳极，电极A为阴极，得电子，发生还原反应，A正确；B项，由电解示意图可知，电极B上Mn2+失电子转化为了MnO2，电极反应式为：2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+，B正确；C项，电极A为阴极，LiMn2O4得电子，电极反应式为：2LiMn2O4+6e-+16H+=2Li++4Mn2++8H2O，依据得失电子守恒，电解池总反应为：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，反应生成了Mn2+，Mn2+浓度增大，C错误；D项，电解池总反应为：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，电解结束后，可通过调节溶液pH将锰离子转化为沉淀除去，然后再加入碳酸钠溶液，从而获得碳酸锂，D正确；故选C。【对点提升】对点1用惰性电极进行电解，下列说法正确的是()A．电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液pH不变B．电解稀NaOH溶液，要消耗OH-，故溶液pH减小C．电解Na2SO4溶液，在阴极上和阳极上生成气体产物的物质的量之比为1：2D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上生成产物的物质的量之比为1：1对点2Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理论设计的制取Cu2O的电解池示意图如图，电解总反应为2Cu+H2OCu2O+H2↑。下列说法正确的是(　　)。学科网（北京）股份有限公司

4A．石墨电极上产生氢气B．铜电极发生还原反应C．铜电极接直流电源的负极D．当有0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成【巧学妙记】1．惰性电极电解电解质溶液的产物判断(图示)2．“串联”类装置的解题流程电解原理的运用(1)电解饱和食盐水学科网（北京）股份有限公司

5①电极反应：阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应)阴极：2H＋＋2e－===H2↑(还原反应)②总反应方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑离子方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑③应用：氯碱工业制烧碱、氯气和氢气。(2)电镀和电解精炼铜电镀(Fe上镀Cu)电解精炼铜阳极电极材料镀层金属铜粗铜(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质)电极反应Cu－2e－===Cu2＋Cu－2e－===Cu2＋，Zn－2e－===Zn2＋，Fe－2e－===Fe2＋，Ni－2e－===Ni2＋阴极电极材料待镀金属Fe纯铜电极反应Cu2＋＋2e－===Cu电解质溶液含Cu2＋的盐溶液电解精炼铜时，粗铜中的Ag、Au等不反应，沉积在电解池底部形成阳极泥(3)电冶金利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。总方程式阳极、阴极反应式冶炼钠2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑2Cl－－2e－===Cl2↑，2Na＋＋2e－===2Na冶炼镁MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑2Cl－－2e－===Cl2↑，Mg2＋＋2e－===Mg冶炼铝2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑6O2－－12e－===3O2↑，4Al3＋＋12e－===4Al【小试牛刀】请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)在镀件上电镀铜时，也可以用惰性材料做阳极，用硫酸铜溶液做电解液()(2)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料()(3)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)均保持不变()(4)电解冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3，也可以电解MgO和AlCl3()(5)电解精炼时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料()(6)用Zn做阳极，Fe做阴极，ZnCl2做电解质溶液，由于放电顺序H＋>Zn2＋，不可能在铁上镀锌()(7)用铜做阴极，石墨做阳极，电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑()学科网（北京）股份有限公司

6(8)粗铜精炼时，与电源正极相连的应是粗铜，该极发生的电极反应只有Cu－2e－===Cu2＋()(9)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)均保持不变()(10)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料()(11)电解冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3，也可以电解MgO和AlCl3()(12)电解精炼时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料()(13)用Zn作阳极，Fe作阴极，ZnCl2作电解质溶液，由于放电顺序H＋>Zn2＋，不可能在铁上镀锌()【典例】例1(2020•浙江1月选考)在氯碱工业中，离子交换膜法电解饱和食盐水示意图如下，下列说法不正确的是()离子交换膜A．电极A为阳极，发生氧化反应生成氯气B．离子交换膜为阳离子交换膜C．饱和NaCl从a处进，NaOH溶液从d处出D．OH-迁移的数量等于导线上通过电子的数量【答案】D【解析】氯碱工业中的总反应为2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑；电解池中阳极失电子发生氧化反应，氯碱工业中Cl2为氧化产物，所以电极A为阳极，电极B为阴极。A项，根据分析可知电极A为阳极，发生氧化反应生成氯气，故A正确；B项，阳极发生的方程式为：2Cl--2e-═Cl2↑，阴极：2H++2e-═H2↑；为了防止生成的氯气与氢氧化钠发生反应，氢氧化钠要从b口流出，所以要防止OH-流向阳极即电极A，该离子交换膜为阳离子交换膜，故B正确；C项，根据B选项的分析可知饱和NaCl从a处进，NaOH溶液从d处出，故C正确；D项，根据总反应方程式可知当反应中转移4mol电子时，生成2molOH-，故D错误；故选D。例2(2021•广东选择性考试)钴(Co)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是()学科网（北京）股份有限公司

7A．工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大B．生成1molCo，Ⅰ室溶液质量理论上减少16gC．移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变D．电解总反应：为2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+【解析】由图可知，该装置为电解池，石墨电极为阳极，水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2H2O-4e-=O2↑+4H+，Ⅰ室中阳离子电荷数大于阴离子电荷数，放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由Ⅰ室向Ⅱ室移动，钴电极为阴极，钴离子在阴极得到电子发生还原反应生成钴，电极反应式为Co2++2e-=Co，Ⅲ室中阴离子电荷数大于阳离子电荷数，氯离子过阴离子交换膜由Ⅲ室向Ⅱ室移动，电解的总反应的离子方程式为2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+。A项，放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由Ⅰ室向Ⅱ室移动，使Ⅱ室中氢离子浓度增大，溶液pH减小，故A错误；B项，由分析可知，阴极生成1mol钴，阳极有1mol水放电，则Ⅰ室溶液质量减少18g，故B错误；C项，若移除离子交换膜，氯离子的放电能力强于水，氯离子会在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，则移除离子交换膜，石墨电极的电极反应会发生变化，故C错误；D项，由分析可知，电解的总反应的离子方程式为2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+，故D正确；故选D。【答案】D【对点提升】对点1碳酸二甲酯(DMC)的结构简式为(CH3O)2CO，其化学性质非常活泼，极易水解。用电解法制备碳酸二甲酯的模拟装置如图所示。下列说法正确的是(　　)。学科网（北京）股份有限公司

8A．左侧电极为阴极，右侧电极为阳极B．阳极发生的反应：CO-2e-+2CH3OH=(CH3O)2CO+2H+C．质子通过交换膜从阴极区移向阳极区D．离子液体必须是水溶液，目的是传递电荷对点2某二氧化氯复合消毒剂发生器的工作原理如图所示。通电后，产生成分为ClO2、Cl2、O3、H2O2的混合气体甲，被水吸收后可制得具有更强的广谱杀菌灭毒能力的二氧化氯复合消毒剂。下列说法正确的是()A．m端为电源正极，隔膜为阴离子交换膜B．产生ClO2的电极反应式为Cl-+5e-+2H2O=ClO2↑+4H+C．通电后d口所在极室pH升高，e口排出NaOH溶液D．标准状况下，b口每收集到2.24L气体乙，电路中转移电子0.4NA【巧学妙记】三”步完胜电极反应式的书写1．用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4—H2C2O4学科网（北京）股份有限公司

9混合溶液。下列叙述错误的是(　　)A．待加工铝质工件为阳极B．可选用不锈钢网作为阴极C．阴极的电极反应式为：Al3＋＋3e－===AlD．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动2．电解饱和食盐水，若生成4mol的NaOH，(a为饱和食盐水)，下列说法正确的是(　　)A．在X极生成2molCl2B．在X极生成2molH2C．在Y极生成4molCl2D．NaOH在Y极生成3．科学家最近采用石墨烯为电极材料设计一种新型绿色处理尾气中NH3的方案，主要包括电化学过程和化学过程，如图所示。下列说法错误的是(　　)。A．上述装置工作时，H+向阴极迁移，阳极上发生氧化反应B．阴极区反应包括Fe3++e-=Fe2+、4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2OC．电解总反应为4NH3+3O2=2N2+6H2OD．电路上转移0.3mol电子，理论上处理3.4g氨气4．用石墨做电极，电解稀Na2SO4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(　　)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学科网（北京）股份有限公司

105．某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其他均为Cu，则下列说法正确的是(　　)A．电流方向：电极Ⅳ→→电极ⅠB．电极Ⅰ发生还原反应C．电极Ⅱ逐渐溶解D．电极Ⅲ的电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu6．高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色水处理剂。工业上可用电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4，其工作原理如图所示，两端隔室中离子不能进入中间隔室。下列说法错误的是(　　)A．阳极反应式：Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2OB．甲溶液可循环利用C．离子交换膜a是阴离子交换膜D．当电路中通过2mol电子的电量时，会有1molH2生成7．用惰性电极电解法制备硼酸[H3BO3或B(OH)3]的工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子和阴离子通过)。下列有关说法正确的是(　　)A．阴极与阳极产生的气体体积比为1∶2B．b极的电极反应式为2H2O－2e－===O2↑＋4H＋C．产品室中发生的反应是B(OH)3＋OH－===B(OH)D．每增加1molH3BO3产品，NaOH溶液增重22g8．某些无公害免农药果园利用如图所示电解装置，进行果品的安全生产，解决了农药残留所造成的生态及健康危害问题。下列说法正确的是(　　)学科网（北京）股份有限公司

11A．a为直流电源的负极，与之相连的电极为阴极B．离子交换膜为阴离子交换膜C．“酸性水”具有强氧化性，能够杀菌D．阴极反应式为H2O＋2e－===H2↑＋O2－9．空气污染物NO通常用含Ce4＋的溶液吸收，生成HNO2、NO，再利用电解法将上述吸收液中的HNO2转化为无毒物质，同时生成Ce4＋，其原理如图所示。下列说法正确的是(　　)A．H＋由右室进入左室B．Ce4＋从电解槽的c口流出，且可循环使用C．阴极的电极反应式：2HNO2＋6H＋＋6e－===N2↑＋4H2OD．若用甲烷燃料电池作为电源，当消耗标准状况下33.6L甲烷时，理论上可转化HNO22mol10．“三室法”制备烧碱和硫酸示意图如下，下列说法正确的是()A．电极A为阳极，发生氧化反应B．离子交换膜A为阴离子交换膜C．稀硫酸从c处进，浓溶液从b处出，浓Na2SO4溶液从e处进D．Na+和SO42-迁移的数量和等于导线上通过电子的数量11．H2O2和O3都是较强的氧化剂，可用于环境消杀。以下电化学装置可协同产生H2O2和O3，产生H2O2和O3的物质的量之比为5：1，下列说法错误的是()学科网（北京）股份有限公司

12A．Y电极电势低于X电极B．膜为质子交换膜C．生成双氧水的电极反应式为O2+2e-+2H+=H2O2D．X极处可能还存在其他副反应12．电化学原理在工业生产中发挥着巨大的作用。Na2FeO4是制造高铁电池的重要原料，同时也是一种新型的高效净水剂。在工业上通常利用如图装置生产Na2FeO4，下列说法正确的是()A．阳极的电极反应式为Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2OB．右侧的离子交换膜为阳离子交换膜C．阴极区a%>b%D．阴极产生的气体是氧气13．近日，电催化固氮领域取得重要进展，利用双功能催化剂可实现室温条件下电催化氮气还原制备氨气、氧化制备硝酸盐。装置如图所示：学科网（北京）股份有限公司

13下列说法错误的是()A．工作时，电子流入a极B．阳极区的电极反应为：N2+6H2O-10e-=2NO3-+12H+C．阳极区和阴极区消耗的N2的质量之比为5：3D．该离子交换膜应使用质子交换膜14．国内某动力电池研究院运用FFC剑桥工艺实现熔盐电解SiO2制备硅材料，装置如图。下列说法中错误的是A．阳极反应为C-4e-+2O2-=CO2↑B．SiO2电极减重60g时，生成CO2体积为22.4LC．电解过程，熔盐中Ca2+移向SiO2所在电极的方向D．若用其他情性电极代替石墨，可能会生成O2、Cl215．己知Fe2+与H2O2溶液混合发生Fenton反应生成氧化性很强的羟基自由基(•OH)，可将CN-氧化为低毒的CNO-，实现废水处理的目的。三维电极电解-Fenton反应处理废水的原理如图所示，多孔焦炭电极将整个电解槽变成了许多微电解池。下列说法错误的是A．钛合金电极反应式为2H2O-2e-=2H++2•OHB．阴极电极反应式为O2+2H++2e-=H2O2学科网（北京）股份有限公司

14C．焦炭电极表面能产生•OH使废水处理效率提高D．Fe(OH)2+能在钛合金电极实现再生循环利用16．工业吸收H2S气体后的FeCl3溶液的再生过程可降解酸性污水中的硝酸盐，其工作原理如图所示。下列说法正确的是()A．溶液M中的溶质为FeCl2B．电极a为阴极C．电极b上的反应为：2NO3-+6H2O+10e-=N2↑+12OH-D．随电解的进行，阴极区溶液pH增大17．NCl3是一种黄色黏稠状液体，可用于制备新型消毒剂ClO2，其制备装置如图所示。下列说法正确的是()A．Pt极发生氧化反应，可用淀粉-KI试纸检验MB．石墨极的反应式为NH4++3Cl-+6e-=NCl3+4H+C．电解过程中，质子交换膜右侧溶液pH会增大D．每生成1molNCl3，会生成67.2L气体M18．用小粒径零价铁(ZVI)的电化学腐蚀处理三氯乙烯(C2HCl3)，进行水体修复的过程如图所示。H+、O2、NO3-等共存物的存在会影响水体修复效果。定义单位时间内ZVI释放电子的物质的量为nt，其中用于有效腐蚀的电子的物质的量为ne。下列说法错误的是()学科网（北京）股份有限公司

15A．反应①②③④均在正极发生B．④的电极反应式为NH4++3H2O+8e-=NH4++3H2OC．单位时间内，三氯乙烯脱去a mol Cl时ne  =a molD．过程中有可能形成Fe(OH)319．对氨基苯甲酸()是一种用途广泛的化工产品和医药中间体，以对硝基苯甲酸()为原料，采用电解法合成对氨基苯甲酸的装置如图。下列说法不正确的是()A．电子由金属阳极DSA经导线流入直流电源B．阴极的主要电极反应式为C．每转移1mole－时，阳极电解质溶液的质量减少9gD．反应结束后阳极区pH增大20．某二氧化氯复合消毒剂发生器的工作原理如图所示。通电后，产生成分为ClO2、Cl2、O3、H2O2的混合气体甲，被水吸收后可制得具有更强的广谱杀菌灭毒能力的二氧化氯复合消毒剂。下列说法正确的是()学科网（北京）股份有限公司

16A．m端为电源正极，隔膜为阴离子交换膜B．产生ClO2的电极反应式为Cl-+5e-+2H2O=ClO2↑+4H+C．通电后d口所在极室pH升高，e口排出NaOH溶液D．标准状况下，b口每收集到2.24L气体乙，电路中转移电子0.4NA21．电解原理在化学工业中有广泛应用。(1)如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连.请回答以下问题：①若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则Y电极上的电极反应式为____________ ；②如用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则X电极的材料是_________，Y电极反应式为__________________(说明：杂质发生的电极反应不必写出)。(2)NOx、SO2的大量排放是造成大气污染的主要原因，研究其处理方法，将其变废为宝越来越受到人们的重视，按要求回答下列问题。①富集废气中的SO2，并使其与O2反应可制备硫酸，装置如图所示，X、Y均为多孔电极材料。学科网（北京）股份有限公司

17Ⅰ气体A是_______，X极的电极反应式为___________________________。Ⅱ消耗5.6L(标准状况下)气体B时，通过质子交换膜的H+的个数为__________。②SO2也可用于制备Na2S2O3，但产品常含有杂质。某SO2制得的此产品，为测其纯度，准确称取Wg该产品，用适量蒸馏水溶解，配成100ml溶液，取20mL，以淀粉作指示剂，用0.2000mol•L-1碘的标准溶液滴定。反应原理为：2S2O32-+I2=S4O62-+2I-。滴定至终点时，溶液颜色的变化：_______________________________。消耗碘的标准溶液体积为20.00mL。求产品的纯度为(设Na2S2O3相对分子质量为M)____________________。22．氯碱工业是以电解饱和食盐水为基础的基本化学工业，回答下列问题：(1)工业电解饱和NaCl溶液的化学方程式为_______。(2)氯碱工业中采取膜技术，若阳离子交换膜损伤会造成阳极能检测到O2，产生O2的电极反应式为_______。下列生产措施有利于提高Cl2产量、降低阳极O2含量的是_______。a．定期检查并更换阳离子交换膜b．向阳极区加入适量盐酸c．使用Cl-浓度高的精制饱和食盐水为原料d．停产一段时间后，继续生产(3)氯碱工业是高耗能产业，按下图将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上，且相关物料的传输与转化关系如图所示(电极未标出)。①图中装置I和装置II中属于原电池的是_______(选填装置编号)。学科网（北京）股份有限公司

18②X的化学式为_______；Y在装置II中发生的电极反应为_______。③图中氢氧化钠质量分数大小关系为a%_______b%。(选填“>”、“=”或“＜”)1．(2022·北京市北大附中三模)近期，天津大学化学团队以CO2与辛胺为原料实现了甲酸和辛腈的高选择性合成，装置工作原理如图。下列说法不正确的是()A．Ni2P电极与电源正极相连B．在In/In2O3-x电极上发生的反应为：CO2+H2O+2e-=HCOO-+OH-C．In/In2O3-x电极上可能有副产物H2生成D．一段时间后，右侧电极室内溶液pH显著降低2．(2022·广东省东莞市高三期末)电化学修复技术是近年迅速发展的一种污染土壤绿色原位修复技术。处理土壤重金属污染时，在污染土壤区域插入电极(下图)，土壤中污染物定向迁移，富集在电极区域，再通过其他方法(电镀、沉淀/共沉淀、抽出、离子交换树脂等)去除。下列说法正确的是()A．H+在阳极区反应B．土壤中胶体粒子不带电C．阴极区抽提物发生的是阴离子交换学科网（北京）股份有限公司

19D．金属离子在碱性区域去除3．(2022·河北省神州智达省级高三第五次联测)铁铬液流电池是一种在酸性介质中，正、负极活性物质均为液体的电池，其工作原理如图所示，已知：氧化性：Fe3+>Cr3+。下列说法错误的是()A．放电时，电子由a电极经负载流向b电极B．放电时，电池的总反应为：Cr2++Fe3+=Cr3++Fe2+C．充电时，阴极电极反应式为：Cr3++e—=Cr2+D．充电时，H+由左侧电极室经交换膜移向右侧4．(2022·上海松江·高三期末)电解尿素[CO(NH2)2]是一种能耗很低的制氢方法，其工作原理如图所示，下列说法错误的是()A．b极材料可以用铁棒B．b电极上发生失去电子的反应C．a极的电极反应式为：CO(NH2)2+8OH--6e-→CO32-+N2↑+6H2OD．总反应的离子方程式为：CO(NH2)2+2OH-N2↑+3H2↑+CO32-5．(2022·内蒙古自治区赤峰高三模拟预测)中科院最新研发出的以KOH溶液为电解液，CoP和Ni2P纳米片为催化电极材料，电催化合成苯胺的装置如下图所示。下列说法正确的是()学科网（北京）股份有限公司

20A．阳极区溶液的pH不断增大B．若用铅蓄电池作为电源，Ni2P极应连接铅蓄电池的Pb极C．CoP极的电极反应式为C6H5NO2+6e-+4H2O=C6H5NH2+6OH-D．电解液可换成稀硫酸溶液6．(2022·重庆一中模拟预测)汞曾被用于氯碱工业，如图所示。水银电解室中石墨与底部循环流动的水银分别为两极，电解过程中形成钠汞齐(Na·nHg，即钠汞合金)。下列说法错误的是()A．水银电解室中石墨为阴极B．解汞室产生的气体b为H2、C为NaOHC．可在溶液中放电生成钠单质并溶于汞D．电解室总反应为2Na++2Cl-+2nHg2Na·nHg+Cl2↑7．(2022·河南省豫南省级示范高中联盟高三三模)最近我国科学家设计了一种CO2+H2学科网（北京）股份有限公司

21S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如图所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：①EDTA-Fe2+-e-=EDTA-Fe3+；②2EDTA-Fe3++H2S=2H++S+2EDTA-Fe2+。该装置工作时，下列叙述不正确的是()A．协同转化总反应：CO2+H2S=CO+H2O+SB．ZnO@石墨烯电极的反应：CO2+2e-+2H+=CO+H2OC．石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低D．整个过程中主要能量转化：光能→电能→化学能8．(2022·山东省高三大联考)使用交替排列的单价选择性阳离子交换膜和阴离子交换膜的电渗析过程如图所示。电渗析分离离子的原理是单价阳离子(例如：Li+、Na+、K+)通过单价选择性阳离子交换膜迁移到浓缩室，而二价阳离子(例如：Ca2+、Mg2+)被阻挡，留在脱盐室，达到富集锂的目的。下列说法错误的是()A．电极W连接电源正极，电极N连接电源负极B．X口流出的是富Li+盐水，Y口流出的是贫Li+盐水学科网（北京）股份有限公司

22C．选择性离子交换膜是电渗析技术应用于盐湖卤水提锂的关键D．该电渗析过程总的电解方程式为2H2O2H2↑+O2↑9．(2022·山东省威海市二模)工业上用石墨和铅作电极，用双极膜电解葡萄糖溶液制备甘露醇和葡萄糖酸盐。已知在直流电场作用下，双极膜将水解离为H+和OH-并实现其定向通过，电解过程如图所示。下列说法错误的是()A．b极材料为石墨，接电源正极B．通电后双极膜中产生的OH-向b极定向移动C．生成葡萄糖酸盐的反应为：+BrO3-+OH-=HOCH2(CHOH)4COO-+Br-+H2OD．理论上若生成1mol甘露醇，则可生成1mol葡萄糖酸盐10．(2022·山东师范大学附中模拟预测)天津大学研究团队以KOH溶液为电解质，CoP和Ni2P纳米片为催化电极材料，电催化合成偶氮化合物()的装置如图所示(R代表烃基)。下列说法不正确的是()A．若用铅蓄电池作为电源，CoP极连接铅蓄电池的铅电极学科网（北京）股份有限公司

23B．离子交换膜是阴离子交换膜C．偶氮化合物具有顺反异构体，合成1mol物质，需转移4mol电子D．Ni2P电极反应式为RCH2NH2—4e—+4OH—=RCN+4H2O11．(2022·山东省淄博市高三三模)为适应不同发电形式产生的波动性，我国科学家设计了一种电化学装置，其原理如图所示。当闭合K1和K3、打开K2时，装置处于蓄电状态；当打开K1和K3、闭合K2时，装置处于放电状态。放电时，双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-并分别向两侧迁移。下列说法错误的是()A．蓄电时，碳锰电极的电极反应式为Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+B．蓄电时，右侧电解池发生的总反应为2ZnOZn+O2↑C．放电时，每消耗1molMnO2，理论上有4molH+由双极膜向碳锰电极迁移D．理论上，该电化学装置运行过程中需要补充H2SO4和KOH12．(2022·福建省宁德市高三模拟)某实验小组通过以下实验，探究镀件表面镀铜的最佳条件。【查阅资料】①Cu2++2P2O74-[Cu(P2O7)2]6-K=1×109②Cu+在溶液中不稳定，容易发生歧化。【实验设计】用CuSO4·5H2O、Na4P2O7·10H2O(焦磷酸钠)、添加剂配制一定浓度的电镀液，分别用纯铜和镀件作为两极材料，探究电镀液的pH、电流密度、电极板间距对层的影响。(1)要配制一定体积40g/L的CuSO4溶液，以下仪器不需要用到的是_______(填仪器名称)。(2)镀件表面的油污可用_______清洗。(3)电镀时阴极上发生的主要反应的电极反应式为_______。【实验结果与数据分析】学科网（北京）股份有限公司

24ⅰ.其他条件不变时，电位10min，pH对电镀的影响如下表：实验信号pH值镀膜质量/g镀层外观130.0136表面斑驳270.0258光亮，不光滑38.50.0356光亮，光滑4100.0216表面部分斑驳(4)实验3中，铜镀层的沉积速率v(Cu)=_______mol/min(保留两位有效数字)。(5)实验1和实验4中，酸性或碱性较强时，镀层出现斑驳的可能原因是_______。ⅱ.电流密度、电极板间距与镀膜质量的关系(6)电流密度小于0.50A/dm2时镀膜质量随电流密度增大而增大的原因是_______。(7)本实验电镀的最佳条件是pH为8.5、_______、_______。(8)使用最佳条件电镀时，在阳极附近的电镀液中出现红色固体沉积物，其可能原因用离子方程式表示为_______，通空气搅拌可防止红色固体沉积物形成。13．(2022·四川省德阳市三模)铝的阳极氧化是一种重要的表面处理技术，其原理是用电化学方法处理铝件表面，优化氧化膜结构，增强铝件的抗腐蚀性，同时便于表面着色。取铝片模拟该实验，并测定氧化膜厚度，操作步骤如下：(1)铝片预处理铝片表面除去油垢后，用2mol/LNaOH溶液在60～70℃下洗涤，除去铝表面薄氧化膜，离子方程式为：_______；再用10％(质量分数)的HNO3溶液对铝片表面进行化学抛光。若取一定体积68％(质量分数)的浓硝酸配制该化学抛光液，需要用到的玻璃仪器有_______、_______、玻璃棒和胶头滴管。(2)电解氧化学科网（北京）股份有限公司

25取预处理过的铝片和铅做电极，控制电流恒定为0.06A，用直流电源在5～6mol/L硫酸中电解。其中铝片接电源_______极，产生氧化膜的电极反应式为氧化膜的生长过程可大致分为A、B、C三个阶段(如图所示)，C阶段多孔层产生孔隙的离子反应方程式为_____，A阶段电压逐渐增大的原因是_____。(3)氧化膜质量检验取出阳极氧化并封闭处理过的铝片，洗净、干燥，在铝片表面滴一滴氧化膜质量检查液(3gK2Cr2O7+75mL水+25mL浓硫酸)，用秒表测定表面颜色变为绿色(产生Cr3+)所需时间，可判断氧化膜的耐腐蚀性。写出该变色反应的离子方程式：_______。(4)氧化膜厚度测定①取氧化完毕的铝片，测得表面积为4.0cm2，洗净吹干，称得质量为0.7654g；②将铝片浸于60℃的溶膜液中煮沸10分钟进行溶膜处理；③取出铝片，洗净吹干，称得除膜后铝片质量为0.7442g。已知氧化膜的密度为2.7g/cm3，可以计算得出氧化膜厚度为_____μm(1μm=1×10-4cm)。14．(2022·重庆市高三模拟预测)甲醇(CH3OH)是重要的化工原料。回答下列问题：I.制备甲醇有Ag3PO4光催化CO2转化法、水煤气合成法和CuO-ZnO催化CO2氢化法。(1)Ag3PO4光催化CO2转化法制甲醇的总反应是：2CO2+4H2O2CH3OH+3O2，Ag3PO4光催化机理如下，请写出步骤b的方程式。A．Ag3PO4[Ag3PO4]⊕+e-B．_______C．CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O(2)水煤气合成法。制备甲醇的主要反应为CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)。ΔH=-90.8kJ/mol，原料气加工过程中常常混有一定量CO2，为了研究不同温度下CO2对该反应的影响，以CO2、CO、H2的混合气体为原料在一定条件下进行试验，结果表明，原料气各组分含量不同时，反应生成甲醇和副产物甲烷的碳转化率是不同的。实验数据如下表所示。学科网（北京）股份有限公司

26φ(CO2)-φ(CO)-φ(H2)/%0-30-704-26-708-22-7020-10-70反应温度/℃225235250225235250225235250225235250碳转化率/%CH3OH4.98.811.019.033.156.517.7.33.454.48.012.022.6CH40000000002.82.82.8一定条件下，反应温度越高，生成甲醇反应的碳转化率_______(填“增大”、“减小”、“不变”或“无法判断”)。结合表中数据分析250℃下，CO2对甲醇合成的影响是________。(3)CuO-ZnO催化CO2、H2合成甲醇涉及的反应如下：反应I：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH1>0反应II：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH2<0反应III：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH3<0①一定条件下，在恒容密闭容器中按=3投料进行上述反应，CO2的平衡转化率及CO、CH3OCH3、CH3OH的平衡体积分数随温度变化如图所示。图中曲线X表示_______的平衡体积分数随温度的变化，温度从453K上升至533K，CO2的平衡转化率变化的原因是_______。②温度为T℃时，在恒容密闭容器中，充入一定量的CO2和H2，发生反应I、II。起始及平衡时容器内各气体的物质的量如下表所示：。CO2H2CH3OHCOH2O起始量/mol57000平衡量/moln1n2经测定，达到平衡时容器内总压为pkPa，是起始时的5/6，则n1=_______；若此时n2学科网（北京）股份有限公司

27=3，则反应II的平衡常数Kp=________(用含p的式子表示)。II.一种以甲醇为原料，利用SnO2(mSnO2/CC)和CuO纳米片(CuONS/CF)作催化电极，制备甲酸(甲酸盐)的电化学装置的工作原理如图所示。(4)①直流电源的正极为_______(填“a”或“b”)，电解过程中阴极上发生反应的电极反应式为_______。②若有1molH+通过质子交换膜时，则该装置生成HCOO-和HCOOH共计_______mol。15．(2022·北京市通州市一模)“绿水青山就是金山银山”，研究消除氮氧化物污染对建设美丽家乡，打造宜居环境有重要意义。(1)已知：2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H1=-114kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g)△H2=-393.5kJ/molN2(g)+O2(g)=2NO(g)△H3=+181kJ/mol写出C与NO2反应生成N2的热化学方程式___________。(2)已知：4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g)△H=-1200kJ/mol。在恒容密闭容器中，投入0.2molNO2和，经过一段时间后达到平衡状态，测得的转化率为。该温度下，反应的平衡常数为___________。(3)原煤经热解、冷却得到的煤焦可用于的脱除。热解温度为得到的煤焦分别用表示，相关信息如下表：煤焦元素分析/%比表面积/(cm2·g-1)CH80.792.76105.69学科网（北京）股份有限公司

2884.260.828.98将NO浓度恒定的废气以固定流速通过反应器(图1)。不同温度下，进行多组平行实验，测定相同时间内NO的出口浓度，可得NO的脱除率与温度的关系如图2所示。[已知：的脱除主要包含吸附和化学还原()两个过程]①已知煤焦表面存在的官能团有利于吸附NO，其数量与煤焦中氢碳质量比的值密切相关，比值小，表面官能团少。由图2可知，相同温度下，单位时间内对NO的脱除率比的高，可能原因是___________。(答两条)。②后，随着温度升高，单位时间内NO的脱除率增大的原因是___________。(4)电解氧化吸收法：其原理如图3所示：①从A口中出来的物质的是___________。②写出电解池阴极的电极反应式___________。1．【2022•广东选择性考试】以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，实现Al的再生。该过程中()A．阴极发生的反应为M-2e-=Mg2+B．阴极上Al被氧化学科网（北京）股份有限公司

29C．在电解槽底部产生含Cu的阳极泥D．阳极和阴极的质量变化相等2．【2021•全国乙卷】沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率，为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示)，通入一定的电流。下列叙述错误的是()A．阳极发生将海水中的Cl-氧化生成Cl2的反应B．管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClOC．阴极生成的H2应及时通风稀释安全地排入大气D．阳极表面形成的Mg(OH)2等积垢需要定期清理3．【2021•全国甲卷】乙醛酸是一种重要的化工中间体，可果用如下图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-，并在直流电场作用下分别问两极迁移。下列说法正确的是()A．KBr在上述电化学合成过程中只起电解质的作用B．阳极上的反应式为：+2H++2e-=+H2OC．制得2mol乙醛酸，理论上外电路中迁移了1mol电子D．双极膜中间层中的在外电场作用下向铅电极方向迁移4．【2022•海南卷】液氨中存在平衡：2NH3NH4++NH2-。如图所示为电解池装置，以KNH2的液氨溶液为电解液，电解过程中a、b两个惰性电极上都有气泡产生。下列有关说法正确的是()学科网（北京）股份有限公司

30A．b电极连接的是电源的负极B．a电极的反应为2NH3+2e-=H2+2NH2-C．电解过程中，阴极附近K+浓度减小D．理论上两极产生的气体物质的量之比为1:15．【2021•天津卷】如下所示电解装置中，通电后石墨电极Ⅱ上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解，下列判断错误的是()A．a是电源的负极B．通电一段时间后，向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出现红色C．随着电解的进行，CuCl2溶液浓度变大D．当0.01molFe2O3完全溶解时，至少产生气体336mL(折合成标准状况下)6．【2020•浙江7月选考】电解高浓度RCOONa(羧酸钠)的NaOH溶液，在阳极RCOO−放电可得到R−R(烷烃)。下列说法不正确的是()A．电解总反应方程式：2RCOONa＋2H2OR−R＋2CO2↑＋H2↑＋2NaOHB．RCOO−在阳极放电，发生氧化反应C．阴极的电极反应：2H2O＋2e−2OH−＋H2↑D．电解CH3COONa、CH3CH2COONa和NaOH混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷7．【2020•山东卷】采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是()学科网（北京）股份有限公司

31A．阳极反应为2H2O-4e-=4H++O2↑B．电解一段时间后，阳极室的pH未变C．电解过程中，H+由a极区向b极区迁移D．电解一段时间后，a极生成的O2与b极反应的O2等量8．【2018•新课标Ⅰ卷】最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如图所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：①EDTA-Fe2+-e-＝EDTA-Fe3+②2EDTA-Fe3++H2S＝2H++S+2EDTA-Fe2+该装置工作时，下列叙述错误的是()A．阴极的电极反应：CO2+2H++2e-＝CO+H2OB．协同转化总反应：CO2+H2S＝CO+H2O+SC．石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低D．若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+，溶液需为酸性9．【2019•新课标Ⅱ卷】环戊二烯()是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：(4)环戊二烯可用于制备二茂铁(Fe(C5H5)2结构简式为)，后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示，其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。学科网（北京）股份有限公司

32该电解池的阳极为____________，总反应为__________________。电解制备需要在无水条件下进行，原因为_________________________。10．【2019•新课标Ⅲ卷】近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：(4)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示：负极区发生的反应有____________________(写反应方程式)。电路中转移1mol电子，需消耗氧气__________L(标准状况)11．【2019•江苏卷】电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图如下。①写出阴极CO2还原为HCOO−的电极反应式：________。②电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低，其原因是________。12．【2019•北京卷】氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。(2)可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如下。通过控制开关连接K1或K2，可交替得到H2和O2。学科网（北京）股份有限公司

33①制H2时，连接_______________。产生H2的电极反应式是_______________。②改变开关连接方式，可得O2。③结合①和②中电极3的电极反应式，说明电极3的作用：________________________。13．【2018•新课标Ⅲ卷】KIO3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题：(3)KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。①写出电解时阴极的电极反应式______。②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_________，其迁移方向是_____________。14．【2018•新课标Ⅰ卷】焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题：(3)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为_____________。电解后，__________室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。学科网（北京）股份有限公司

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