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微专题热练9　原电池　电解池
1. (2024·淮安、连云港一模)用如图所示的新型电池可以处理含CN－的碱性废水，同时还可以淡化海水。下列说法正确的是(D)
A. a极电极反应式：2CN－＋10e－＋12OH－===2CO＋N2↑＋6H2O
B. 电池工作一段时间后，右室溶液的pH减小
C. 交换膜Ⅰ为阳离子交换膜，交换膜Ⅱ为阴离子交换膜
D. 若将含有26 g CN－的废水完全处理，理论上可除去NaCl的质量为292.5 g
【解析】 由图可知，a电极CN－在碱性条件下转化为CO和N2，C、N元素化合价升高，a电极为该原电池的负极，电极反应式为2CN－－10e－＋12OH－===2CO＋N2↑＋6H2O，A错误；b为正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，消耗氢离子，溶液pH增大，B错误；a电极附近负电荷减少，则阴离子通过交换膜Ⅰ向左(负极)移动，阳离子通过交换膜Ⅱ向右(正极)移动，则交换膜Ⅰ为阴离子交换膜，交换膜Ⅱ为阳离子交换膜，C错误；由正极反应式可知，每消耗26 g(即1 mol)CN－时转移5 mol电子，根据电荷守恒，可同时处理5 mol NaCl，其质量为292.5 g，D正确。
2. (2024·徐州四模)银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，电池总反应为Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2。下列说法正确的是(D)
A. 工作时原电池负极附近溶液的pH增大
B. 电子由Zn经过溶液流向Ag2O
C. 溶液中OH－由Zn电极移向Ag2O电极
D. Ag2O作正极，电极反应式：
Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－
【解析】 锌作负极，失电子，发生氧化反应，电极反应式为Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，负极消耗OH－，溶液的pH减小，A错误；该原电池中电子由负极Zn经过外电路流向正极Ag2O，电子不经过电解质溶液，B错误；电解质溶液中OH－由Ag2O电极向负极Zn移动，C错误。
3. (2024·南京二模)一种电解乙酰基吡嗪废水中的(NH4)2SO4制备(NH4)2S2O8的电化学装置如图所示。下列说法正确的是　　(B)
A. 石墨电极与直流电源正极相连
B. 电解时，铂网电极附近pH增大
C. 离子交换膜应选择性透过阴离子
D. 阴极上的电极反应式为2SO＋2e－===S2O
【解析】 由(NH4)2SO4制备(NH4)2S2O8(分子中含有一个过氧键)的过程中，(NH4)2SO4失电子被氧化，故铂网为阳极，石墨电极为阴极。石墨电极为阴极，与直流电源负极相连，A错误；电解时阳极反应式为2SO－2e－===S2O，阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，铂网电极附近的H＋通过离子交换膜进入石墨电极区，则铂网附近pH增大，B正确，C、D错误。
4. (2024·扬州期末)电解法制备Na2FeO4的工作原理如图所示。下列说法正确的是(C)
A. M为电源的负极
B. 阳极上的电极反应式为
Fe－6e－＋4H2O===FeO＋8H＋
C. 阴离子交换膜应能允许OH－通过而能阻止FeO的扩散
D. 理论上每转移0.1 mol e－，阴极上会产生1.12 L气体
【解析】 电解法制备Na2FeO4时，Fe失电子生成FeO，故Fe电极为阳极，与电源的正极相连，则M为电源的正极，A错误；阳极区溶液显碱性，电极反应式中不能出现H＋，B错误；电解池中，阴离子移向阳极(Fe电极)区，阳极区消耗OH－，阴离子交换膜能允许OH－从阴极区移向阳极区，C正确；气体所处状况未知，无法进行相关计算，D错误。
5. (2024·苏州)锂-铜空气燃料电池容量高、成本低。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电能，放电时发生反应：2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－。下列说法不正确的是(B)
A. 通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O
B. 放电时，正极的电极反应式为
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C. 放电时，Li＋透过固体电解质向Cu极移动
D. 整个反应过程中，总反应为4Li＋O2＋2H2O4LiOH
【解析】 根据放电时发生的反应，Li元素化合价由0变为＋1、Cu元素化合价由＋1变为0，故Li为负极，电极反应式为Li－e－===Li＋，正极通入空气，铜被腐蚀，表面产生了Cu2O，A正确；正极反应式为 Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－，B错误；放电时，阳离子移向正极，则Li＋透过固体电解质向Cu极移动，C正确；整个反应过程中，Cu相当于催化剂，氧化剂为O2，故总反应为4Li＋O2＋2H2O4LiOH，D正确。
6. (2024·江苏4月联考)利用CoP催化剂可实现肼氧化辅助制氢。下列有关叙述正确的是(C)
A. 图中甲池是电解池，乙池是原电池
B. 电极C附近溶液pH下降
C. 制得1 mol H2的同时可制得1 mol N2
D. 该装置可实现N2H4循环制氢
【解析】 根据电子流向，甲池是原电池，电极B是负极，电极反应式为N2H4＋4OH－－4e－===4H2O＋N2↑，电极A为正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，总反应为N2H4＋O2===N2＋2H2O，乙池属于电解池，电极C为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，电极D为阳极，电极反应式为N2H4＋4OH－－4e－===4H2O＋N2↑，A错误；电极C为阴极，附近溶液pH上升，B错误；当电路转移4 mol电子时，电极C产生H2为2 mol，电极B和电极D共产生2 mol N2，相当于制得1 mol H2的同时可制得1 mol N2，C正确；该装置消耗N2H4，不可以实现N2H4循环制氢，D错误。
7. (2023·南通一调)一种将CO2催化转化为C2H4的电化学装置如图所示。下列说法正确的是(D)
A. 该装置工作过程中化学能转化为电能
B. 铂电极发生的反应为2CO2＋12H＋－12e－===C2H4＋4H2O
C. 工作过程中玻碳电极区溶液的pH增大
D. 每产生标准状况下11.2 L O2时，理论上有2 mol H＋通过质子交换膜
【解析】 由图可知，CO2催化转化为C2H4的同时，水发生氧化反应生成氧气，则反应中电能转化为化学能，A错误；铂电极上，二氧化碳得到电子发生还原反应生成乙烯，发生的反应为2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O，B错误；工作过程中玻碳电极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，反应生成氢离子，玻碳电极区溶液的pH减小，C错误；每产生标准状况下11.2 L(即0.5 mol)O2时，玻碳电极区生成2 mol 氢离子，失去2 mol e－，故理论上有2 mol H＋通过质子交换膜，D正确。
8. (2023·苏锡常镇二调)用电解法对酸性含氯氨氮废水进行无害化处理的过程如图所示。下列说法正确的是(C)
A. DSA电极与外接电源的负极连接
B. Cl－发生的电极反应为
Cl－＋H2O－2e－===ClO－＋2H＋
C. 降解过程中应该控制条件避免发生反应②
D. 1 mol HO·和足量NH3反应，转移的电子数约为2×6.02×1023
【解析】 由“NH3→N2、Cl－→Cl2”可知，DSA电极上发生的是失电子的氧化反应，故DSA电极为阳极，与外接电源的正极连接，A错误；HClO是弱电解质，在离子方程式中不拆分，故Cl－发生的电极反应式为Cl－＋H2O－2e－===HClO＋H＋，B错误；反应①生成的N2对环境无污染，反应②生成NO，降解过程中应该控制条件避免发生反应②，C正确；反应过程中，1 mol HO·可得到1 mol电子，故转移电子数约为6.02×1023，D错误。
9. (1)(2023·常州期末)近年来，生物电催化技术运用微生物电解池实现了CO2的甲烷化，其工作原理如图所示。
①微生物电解池实现CO2甲烷化的阴极反应式为　　　
CO2＋8H＋＋8e－===CH4＋2H2O　。
②如果处理有机物[(CH2O)n]产生标准状况下112 m3 的CH4，则理论上导线中通过的电子的物质的量为 4×104 mol　。
(2)(2023·南京六校联合体)工业上常采用如图电解装置电解K4[Fe(CN)6]和KHCO3混合溶液，电解一段时间后，通入H2S加以处理。利用生成的铁的化合物K3[Fe(CN)6]将气态废弃物中的H2S转化为可利用的硫单质，自身转化为K4[Fe(CN)6]。
电解时，阳极的电极反应式为 [Fe(CN)6]4－－e－===[Fe(CN)6]3－　。
(3)(2024·常州)近年研究发现，电催化CO2和含氮物质可合成尿素，同时可解决含氮废水污染问题。常温常压下，向一定浓度的KNO3溶液通入CO2至饱和，经电解获得尿素，其原理如图所示。
①电解过程中生成尿素的电极反应式为 2NO＋CO2＋16e－＋18H＋===CO(NH2)2＋7H2O　。
②目前以CO2和NO为原料的电化学尿素合成可达到53%的法拉第效率(FE%)。
已知：FE%＝×100%
其中，QX＝nF，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。
则电解时阳极每产生标准状况下44.8 L的O2，可获得尿素的质量为 15.9 g　。
【解析】 (1)②标准状况下，112 m3的CH4的物质的量为5 000 mol，结合电极反应式可知，导线中通过的电子的物质的量为5 000 mol ×8＝4×104 mol。(3)②阳极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋， 结合阴极反应式可得关系式：CO(NH2)2～4O2，即n[CO(NH2)2]＝×＝0.5 mol，n[CO(NH2)2]＝0.5 mol×60 g/mol＝30 g，由于电化学尿素合成的法拉第效率为53%，所以可获得尿素的质量为30 g×53%＝15.9 g。微专题热练9　原电池　电解池
1. (2024·淮安、连云港一模)用如图所示的新型电池可以处理含CN－的碱性废水，同时还可以淡化海水。下列说法正确的是( )
A. a极电极反应式：2CN－＋10e－＋12OH－===2CO＋N2↑＋6H2O
B. 电池工作一段时间后，右室溶液的pH减小
C. 交换膜Ⅰ为阳离子交换膜，交换膜Ⅱ为阴离子交换膜
D. 若将含有26 g CN－的废水完全处理，理论上可除去NaCl的质量为292.5 g
2. (2024·徐州四模)银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，电池总反应为Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2。下列说法正确的是( )
A. 工作时原电池负极附近溶液的pH增大
B. 电子由Zn经过溶液流向Ag2O
C. 溶液中OH－由Zn电极移向Ag2O电极
D. Ag2O作正极，电极反应式：
Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－
3. (2024·南京二模)一种电解乙酰基吡嗪废水中的(NH4)2SO4制备(NH4)2S2O8的电化学装置如图所示。下列说法正确的是　　( )
A. 石墨电极与直流电源正极相连
B. 电解时，铂网电极附近pH增大
C. 离子交换膜应选择性透过阴离子
D. 阴极上的电极反应式为2SO＋2e－===S2O
4. (2024·扬州期末)电解法制备Na2FeO4的工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. M为电源的负极
B. 阳极上的电极反应式为
Fe－6e－＋4H2O===FeO＋8H＋
C. 阴离子交换膜应能允许OH－通过而能阻止FeO的扩散
D. 理论上每转移0.1 mol e－，阴极上会产生1.12 L气体
5. (2024·苏州)锂-铜空气燃料电池容量高、成本低。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电能，放电时发生反应：2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－。下列说法不正确的是( )
A. 通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O
B. 放电时，正极的电极反应式为
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C. 放电时，Li＋透过固体电解质向Cu极移动
D. 整个反应过程中，总反应为4Li＋O2＋2H2O4LiOH
6. (2024·江苏4月联考)利用CoP催化剂可实现肼氧化辅助制氢。下列有关叙述正确的是( )
A. 图中甲池是电解池，乙池是原电池
B. 电极C附近溶液pH下降
C. 制得1 mol H2的同时可制得1 mol N2
D. 该装置可实现N2H4循环制氢
7. (2023·南通一调)一种将CO2催化转化为C2H4的电化学装置如图所示。下列说法正确的是( )
A. 该装置工作过程中化学能转化为电能
B. 铂电极发生的反应为2CO2＋12H＋－12e－===C2H4＋4H2O
C. 工作过程中玻碳电极区溶液的pH增大
D. 每产生标准状况下11.2 L O2时，理论上有2 mol H＋通过质子交换膜
8. (2023·苏锡常镇二调)用电解法对酸性含氯氨氮废水进行无害化处理的过程如图所示。下列说法正确的是( )
A. DSA电极与外接电源的负极连接
B. Cl－发生的电极反应为
Cl－＋H2O－2e－===ClO－＋2H＋
C. 降解过程中应该控制条件避免发生反应②
D. 1 mol HO·和足量NH3反应，转移的电子数约为2×6.02×1023
9. (1)(2023·常州期末)近年来，生物电催化技术运用微生物电解池实现了CO2的甲烷化，其工作原理如图所示。
①微生物电解池实现CO2甲烷化的阴极反应式为　　　
　。
②如果处理有机物[(CH2O)n]产生标准状况下112 m3 的CH4，则理论上导线中通过的电子的物质的量为 　。
(2)(2023·南京六校联合体)工业上常采用如图电解装置电解K4[Fe(CN)6]和KHCO3混合溶液，电解一段时间后，通入H2S加以处理。利用生成的铁的化合物K3[Fe(CN)6]将气态废弃物中的H2S转化为可利用的硫单质，自身转化为K4[Fe(CN)6]。
电解时，阳极的电极反应式为 　。
(3)(2024·常州)近年研究发现，电催化CO2和含氮物质可合成尿素，同时可解决含氮废水污染问题。常温常压下，向一定浓度的KNO3溶液通入CO2至饱和，经电解获得尿素，其原理如图所示。
①电解过程中生成尿素的电极反应式为 　。
②目前以CO2和NO为原料的电化学尿素合成可达到53%的法拉第效率(FE%)。
已知：FE%＝×100%
其中，QX＝nF，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。
则电解时阳极每产生标准状况下44.8 L的O2，可获得尿素的质量为 　。(共22张PPT)
第一篇
微专题热练
微专题3　化学反应与能量
微专题热练9　原电池　电解池
1. (2024·淮安、连云港一模)用如图所示的新型电池可以处理含CN－的碱性废水，同时还可以淡化海水。下列说法正确的是(　　)
B. 电池工作一段时间后，右室溶液的pH减小
C. 交换膜Ⅰ为阳离子交换膜，交换膜Ⅱ为阴离子交换膜
D. 若将含有26 g CN－的废水完全处理，理论上可除去NaCl的质量为292.5 g
D
2. (2024·徐州四模)银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，电池总反应为Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2。下列说法正确的是(　　)
A. 工作时原电池负极附近溶液的pH增大
B. 电子由Zn经过溶液流向Ag2O
C. 溶液中OH－由Zn电极移向Ag2O电极
D. Ag2O作正极，电极反应式：
Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－
【解析】 锌作负极，失电子，发生氧化反应，电极反应式为Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，负极消耗OH－，溶液的pH减小，A错误；该原电池中电子由负极Zn经过外电路流向正极Ag2O，电子不经过电解质溶液，B错误；电解质溶液中OH－由Ag2O电极向负极Zn移动，C错误。
D
3. (2024·南京二模)一种电解乙酰基吡嗪废水中的(NH4)2SO4制备(NH4)2S2O8的电化学装置如图所示。下列说法正确的是　　(　　)
A. 石墨电极与直流电源正极相连
B. 电解时，铂网电极附近pH增大
C. 离子交换膜应选择性透过阴离子
B
4. (2024·扬州期末)电解法制备Na2FeO4的工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　)
A. M为电源的负极
B. 阳极上的电极反应式为
D. 理论上每转移0.1 mol e－，阴极上会产生1.12 L气体
C
5. (2024·苏州)锂-铜空气燃料电池容量高、成本低。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电能，放电时发生反应：2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－。下列说法不正确的是(　　)
A. 通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O
B. 放电时，正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C. 放电时，Li＋透过固体电解质向Cu极移动
B
6. (2024·江苏4月联考)利用CoP催化剂可实现肼氧化辅助制氢。下列有关叙述正确的是(　　)
A. 图中甲池是电解池，乙池是原电池
B. 电极C附近溶液pH下降
C. 制得1 mol H2的同时可制得1 mol N2
D. 该装置可实现N2H4循环制氢
C
【解析】 根据电子流向，甲池是原电池，电极B是负极，电极反应式为N2H4＋4OH－－4e－===4H2O＋N2↑，电极A为正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，总反应为N2H4＋O2===N2＋2H2O，乙池属于电解池，电极C为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，电极D为阳极，电极反应式为N2H4＋4OH－－4e－===4H2O＋N2↑，A错误；电极C为阴极，附近溶液pH上升，B错误；当电路转移4 mol电子时，电极C产生H2为2 mol，电极B和电极D共产生2 mol N2，相当于制得1 mol H2的同时可制得1 mol N2，C正确；该装置消耗N2H4，不可以实现N2H4循环制氢，D错误。
7. (2023·南通一调)一种将CO2催化转化为C2H4的电化学装置如图所示。下列说法正确的是(　　)
A. 该装置工作过程中化学能转化为电能
B. 铂电极发生的反应为2CO2＋12H＋－12e－===C2H4＋4H2O
C. 工作过程中玻碳电极区溶液的pH增大
D. 每产生标准状况下11.2 L O2时，理论上有2 mol H＋通过质子交换膜
D
【解析】 由图可知，CO2催化转化为C2H4的同时，水发生氧化反应生成氧气，则反应中电能转化为化学能，A错误；铂电极上，二氧化碳得到电子发生还原反应生成乙烯，发生的反应为2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O，B错误；工作过程中玻碳电极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，反应生成氢离子，玻碳电极区溶液的pH减小，C错误；每产生标准状况下11.2 L(即0.5 mol)O2时，玻碳电极区生成2 mol 氢离子，失去2 mol e－，故理论上有2 mol H＋通过质子交换膜，D正确。
8. (2023·苏锡常镇二调)用电解法对酸性含氯氨氮废水进行无害化处理的过程如图所示。下列说法正确的是(　　)
A. DSA电极与外接电源的负极连接
B. Cl－发生的电极反应为
Cl－＋H2O－2e－===ClO－＋2H＋
C. 降解过程中应该控制条件避免发生反应②
D. 1 mol HO·和足量NH3反应，转移的电子数约为2×6.02×1023
C
9. (1)(2023·常州期末)近年来，生物电催化技术运用微生物电解池实现了CO2的甲烷化，其工作原理如图所示。
①微生物电解池实现CO2甲烷化的阴极反应式为　　　
__________________________________________。
②如果处理有机物[(CH2O)n]产生标准状况下112 m3 的CH4，则理论上导线中通过的电子的物质的量为_____________________。
CO2＋8H＋＋8e－===CH4＋2H2O
4×104 mol
(2)(2023·南京六校联合体)工业上常采用如图电解装置电解K4[Fe(CN)6]和KHCO3混合溶液，电解一段时间后，通入H2S加以处理。利用生成的铁的化合物K3[Fe(CN)6]将气态废弃物中的H2S转化为可利用的硫单质，自身转化为K4[Fe(CN)6]。
电解时，阳极的电极反应式为________________________________。
[Fe(CN)6]4－－e－===[Fe(CN)6]3－
(3)(2024·常州)近年研究发现，电催化CO2和含氮物质可合成尿素，同时可解决含氮废水污染问题。常温常压下，向一定浓度的KNO3溶液通入CO2至饱和，经电解获得尿素，其原理如图所示。
①电解过程中生成尿素的电极反应式为_________________________________
_________________。
＋7H2O
②目前以CO2和NO为原料的电化学尿素合成可达到53%的法拉第效率(FE%)。
其中，QX＝nF，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。
则电解时阳极每产生标准状况下44.8 L的O2，可获得尿素的质量为_________。
15.9 g　
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