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专题五　电化学基础
[选择题]　第1练　电化学真题分类练
(选择题1~12题，每小题5分，13~17题，每小题8分，共100分)
题组一　原电池原理及化学电源
1.(2023·广东，6)负载有Pt和Ag的活性炭，可选择性去除Cl-实现废酸的纯化，其工作原理如图。下列说法正确的是(　　)
A.Ag作原电池正极
B.电子由Ag经活性炭流向Pt
C.Pt表面发生的电极反应：O2+2H2O+4e-===4OH-
D.每消耗标准状况下11.2 L的O2，最多去除1 mol Cl-
2.(2024·江苏，8)碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+H2O===ZnO+2MnOOH，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是(　　)
A.电池工作时，MnO2发生氧化反应
B.电池工作时，OH-通过隔膜向正极移动
C.环境温度过低，不利于电池放电
D.反应中每生成1 mol MnOOH，转移电子数为2×6.02×1023
3.(2023·辽宁，11)某低成本储能电池原理如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.放电时负极质量减小
B.储能过程中电能转变为化学能
C.放电时右侧H+通过质子交换膜移向左侧
D.充电总反应：Pb+S+2Fe3+===PbSO4+2Fe2+
4.(2022·湖南，8)海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如图。下列说法错误的是(　　)
A.海水起电解质溶液作用
B.N极仅发生的电极反应：2H2O+2e-===2OH-+H2↑
C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
D.该锂-海水电池属于一次电池
5.(2023·新课标卷，10)一种以V2O5和Zn为电极、Zn水溶液为电解质的电池，其示意图如图所示。放电时，Zn2+可插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O。下列说法错误的是(　　)
A.放电时V2O5为正极
B.放电时Zn2+由负极向正极迁移
C.充电总反应：xZn+V2O5+nH2O===ZnxV2O5·nH2O
D.充电阳极反应：ZnxV2O5·nH2O-2xe-===xZn2++V2O5+nH2O
6.(2022·辽宁，14)某储能电池原理如图。下列说法正确的是(　　)
A.放电时负极反应：Na3Ti2(PO4)3-2e-===NaTi2+2Na+
B.放电时Cl-透过多孔活性炭电极向CCl4中迁移
C.放电时每转移1 mol电子，理论上CCl4吸收0.5 mol Cl2
D.充电过程中，NaCl溶液浓度增大
7.(2024·安徽，11)我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如下。该电池分别以Zn-TCPP(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和Zn为电极，以ZnSO4和KI混合液为电解质溶液。下列说法错误的是(　　)
A.标注框内所示结构中存在共价键和配位键
B.电池总反应为：+ZnZn2++3I-
C.充电时，阴极被还原的Zn2+主要来自Zn-TCPP
D.放电时，消耗0.65 g Zn，理论上转移0.02 mol电子
8.(2023·河北，13)我国科学家发明了一种以和MnO2为电极材料的新型电池，其内部结构如图所示，其中①区、②区、③区电解质溶液的酸碱性不同。放电时，电极材料转化为。下列说法错误的是(　　)
A.充电时，b电极上发生还原反应
B.充电时，外电源的正极连接b电极
C.放电时，①区溶液中的向②区迁移
D.放电时，a电极的电极反应式为MnO2+4H++2e-===Mn2++2H2O
题组二　电解原理及综合应用
9.(2022·天津，11)实验装置如图所示。接通电源后，用碳棒(a'、b')作笔，在浸有饱和NaCl溶液和石蕊溶液的湿润试纸上同时写字，a'端的字迹s呈白色。下列结论正确的是(　　)
A.a为负极
B.b'端的字迹呈蓝色
C.电子流向：b→b'→a'→a
D.如果将a'、b'换成铜棒，与碳棒作电极时的现象相同
10.(2023·浙江6月选考，13)氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是(　　)
A.电极A接电源正极，发生氧化反应
B.电极B的电极反应式为：2H2O+2e-===H2↑+2OH-
C.应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的NaOH溶液
D.改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗
11.(2024·湖南，10)在KOH水溶液中，电化学方法合成高能物质K4C6N16时，伴随少量O2生成，电解原理如图所示，下列说法正确的是(　　)
A.电解时，OH-向Ni电极移动
B.生成C6的电极反应：2C3N8H4+8OH--4e-===C6+8H2O
C.电解一段时间后，溶液pH升高
D.每生成1 mol H2的同时，生成0.5 mol K4C6N16
12.(2024·广东，16)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。电解过程中，下列说法不正确的是(　　)
A.阳极反应：2Cl--2e-===Cl2↑
B.阴极区溶液中OH-浓度逐渐升高
C.理论上每消耗1 mol Fe2O3，阳极室溶液减少213 g
D.理论上每消耗1 mol Fe2O3，阴极室物质最多增加138 g
13.(2023·辽宁，7)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如图所示，其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法正确的是(　　)
A.b端电势高于a端电势
B.理论上转移2 mol e-生成4 g H2
C.电解后海水pH下降
D.阳极发生：Cl-+H2O-2e-===HClO+H+
14.(2023·广东，16)用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(如图)，可实现大电流催化电解KNO3溶液制氨。工作时，H2O在双极膜界面处被催化解离成H+和OH-，有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是(　　)
A.电解总反应：KNO3+3H2O===NH3·H2O+2O2↑+KOH
B.每生成1 mol NH3·H2O，双极膜处有9 mol的H2O解离
C.电解过程中，阳极室中KOH的物质的量不因反应而改变
D.相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构可提高氨生成速率
15.(2024·湖北，14)我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化剂，用H2C2O4和NH2OH电化学催化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中H2O解离的H+和OH-在电场作用下向两极迁移。已知在KOH溶液中，甲醛转化为HOCH2O-，存在平衡HOCH2O-+OH-+H2O。Cu电极上发生的电子转移反应为-e-===HCOO-+H·。下列说法错误的是(　　)
A.电解一段时间后阳极区c(OH-)减小
B.理论上生成1 mol H3N+CH2COOH双极膜中有4 mol H2O解离
C.阳极总反应式为2HCHO+4OH--2e-===2HCOO-+H2↑+2H2O
D.阴极区存在反应H2C2O4+2H++2e-===CHOCOOH+H2O
16.(2023·重庆，12)电化学合成是一种绿色高效的合成方法。如图是在酸性介质中电解合成半胱氨酸和烟酸的示意图。下列叙述错误的是(　　)
A.电极a为阴极
B.H+从电极b移向电极a
C.电极b发生的反应为+2H2O-6e-===+6H+
D.生成3 mol半胱氨酸的同时生成1 mol烟酸
17.(2023·北京，5)回收利用工业废气中的CO2和SO2，实验原理示意图如下。
下列说法不正确的是(　　)
A.废气中SO2排放到大气中会形成酸雨
B.装置a中溶液显碱性的原因是的水解程度大于的电离程度
C.装置a中溶液的作用是吸收废气中的CO2和SO2
D.装置b中的总反应为+CO2+H2OHCOOH+
答案精析
1.B　2.C　3.B
4.B　[海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，可作为电解质溶液，故A正确；N为正极，电极反应主要为O2+2H2O+4e-===4OH-，故B错误；Li为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应，并能传导离子，故C正确；该电池不可充电，属于一次电池，故D正确。]
5.C　[放电时，Zn2+可插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O，V2O5发生了还原反应，则放电时V2O5为正极，A正确；放电时Zn为负极，失去电子变为Zn2+，阳离子向正极迁移，则放电时Zn2+由负极向正极迁移，B正确；电池在放电时的总反应为xZn+V2O5+nH2O===ZnxV2O5·nH2O，则其在充电时的总反应为ZnxV2O5·nH2O===xZn+V2O5+nH2O，C不正确；充电时阳极上ZnxV2O5·nH2O被氧化为V2O5，则阳极的电极反应为ZnxV2O5·nH2O-2xe-===xZn2++V2O5+nH2O，D正确。]
6.A　[放电时负极失电子，发生氧化反应，电极反应：-2e-===NaTi2+2Na+，故A正确；放电时，阴离子移向负极，则放电时Cl-透过多孔活性炭电极向NaCl中迁移，故B错误；放电时正极电极反应：Cl2+2e-===2Cl-，每转移1 mol电子，理论上CCl4释放0.5 mol Cl2，故C错误；充电过程中，阳极电极反应：2Cl--2e-===Cl2↑，消耗氯离子，阴极消耗Na+，NaCl溶液浓度减小，故D错误。]
7.C　[由标注框内所示结构可知，其结构中存在碳碳单键、碳碳双键等多种共价键，还有由N提供孤电子对、Zn2+提供空轨道形成的配位键，A正确；由图可知，该新型水系锌电池的负极是锌，正极是超分子材料，负极的电极反应式为Zn-2e-===Zn2+，正极电极反应式为+2e-===3I-，则该电池总反应为+ZnZn2++3I-，B正确；充电时，阴极电极反应式为Z+2e-===Zn，被还原的Zn2+主要来自电解质溶液，C错误；放电时，负极的电极反应式为Zn-2e-===Zn2+，因此消耗0.65 g(即0.01 mol) Zn，理论上转移0.02 mol电子，D正确。]
8.B
9.B　[根据实验现象，a'端的字迹呈白色，即生成了氯气，则为氯离子失去电子，为阳极，即a为正极，A错误；b'端为阴极，水得到电子放电的同时，生成氢氧根离子，遇石蕊变蓝，B正确；电子不经过电解质溶液，C错误；如果换成铜棒，铜作阳极放电，现象与碳棒作电极时不相同，D错误。]
10.B　[电极A是氯离子变为氯气，化合价升高，失去电子，发生氧化反应，是电解池阳极，因此电极A接电源正极，故A正确；电极B为阴极，通入的氧气得到电子，其电极反应式为2H2O+4e-+O2===4OH-，故B错误；右室生成氢氧根离子，应选用阳离子交换膜，左室的钠离子进入到右室，在右室获得浓度较高的NaOH溶液，故C正确；改进设计中阴极反应物由H2O变为O2，提高了电极B处的氧化性，从而降低电解电压，减少能耗，故D正确。]
11.B　[由图可知，Ni电极产生氢气，发生还原反应，作阴极，Pt电极作阳极。电解过程中，阴离子向阳极移动，即OH-向Pt电极移动，A错误；Pt电极C3N8H4失去电子生成C6，电极反应为2C3N8H4+8OH--4e-===C6+8H2O，同时Pt电极还伴随少量O2生成，电极反应为4OH--4e-===O2↑+2H2O，B正确；阴极反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-，结合B项分析，则电解过程中主要发生的总反应为2C3N8H4+4OH-===C6+4H2O+2H2↑，反应消耗OH-，生成H2O，电解一段时间后，溶液pH降低，C错误；根据2C3N8H4+4OH-===C6+4H2O+2H2↑可知，每生成1 mol H2，应生成0.5 mol K4C6N16，但Pt电极伴随少量O2生成，根据阴、阳两极得失电子数相等知，生成1 mol H2时，生成的K4C6N16小于0.5 mol，D错误。]
12.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，电极反应为Fe2O3+6e-+3H2O===2Fe+6OH-，右侧电极为阳极，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。]
13.D　[由题图分析可知，a为正极，b为负极，则a端电势高于b端电势，A错误；右侧电极上产生氢气的电极反应式为2H++2e-===H2↑，则理论上转移2 mol e-生成2 g H2，B错误。]
14.B　[由大电流催化电解KNO3溶液制氨可知，在电极a处KNO3放电生成NH3，发生还原反应，故电极a为阴极，电极反应式为+8e-+9H+===NH3·H2O+2H2O，电极b为阳极，电极反应式为4OH--4e-===O2↑+2H2O，电解总反应为KNO3+3H2O===NH3·H2O+2O2↑+KOH，故A正确；每生成1 mol NH3·H2O，阴极得8 mol e-，同时双极膜处有8 mol H+进入阴极室，即有8 mol的H2O解离，故B错误；电解过程中，阳极室每消耗4 mol OH-，同时有4 mol OH-通过双极膜进入阳极室，KOH的物质的量不因反应而改变，故C正确；相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构具有更大的膜面积，有利于H2O被催化解离成H+和OH-，可提高氨生成速率，故D正确。]
15.B　[由题意可知，Cu电极为阳极，电极总反应为2HCHO-2e-+4OH-===2HCOO-+H2↑+2H2O，阳极区消耗OH-、同时生成H2O，c(OH-)减小，A、C正确；PbCu电极为阴极，首先HOOC—COOH在Pb上发生得电子的还原反应转化为OHC—COOH：H2C2O4+2e-+2H+===OHC—COOH+H2O，OHC—COOH与HO—N+H3反应生成HOOC—CHN—OH：OHC—COOH+HO—N+H3HOOC—CHN—OH+H2O+H+，HOOC—CHN—OH发生得电子的还原反应转化成H3N+CH2COOH：HOOC—CHN—OH+4e-+5H+===H3N+CH2COOH+H2O，阴极总反应为H2C2O4+NH2OH+6e-+7H+===H3N+CH2COOH+3H2O，1 mol H2O解离成1 mol H+和1 mol OH-，故理论上生成1 mol H3N+CH2COOH双极膜中有6 mol H2O解离，B错误、D正确。]
16.D　[该装置是电解池，电极b上3-甲基吡啶转化为烟酸过程中“加氧少氢”，发生氧化反应，则电极b为阳极，电极a为阴极，阴极电极反应式为+2e-+2H+===，A正确；电解池中阳离子移向阴极，则H+移向电极a，B正确；电极b上3-甲基吡啶转化为烟酸过程中发生氧化反应，在酸性介质中电极反应式为+2H2O-6e-===+6H+，C正确；根据电子守恒可得关系式：~6e-~，因此生成6 mol半胱氨酸的同时生成1 mol烟酸，D错误。]
17.C　[SO2是酸性氧化物，废气中SO2排放到大气中会形成硫酸型酸雨，故A正确；装置a中溶液的溶质为NaHCO3，溶液显碱性，说明的水解程度大于其电离程度，故B正确；装置a中NaHCO3溶液的作用是吸收SO2气体，NaHCO3溶液不能吸收CO2，故C错误。](共50张PPT)
[选择题]
专题五　第1练　
电化学真题分类练
题组一　原电池原理及化学电源
1.(2023·广东，6)负载有Pt和Ag的活性炭，可选择性去除Cl-实现废酸的纯化，其工作原理如图。下列说法正确的是
A.Ag作原电池正极
B.电子由Ag经活性炭流向Pt
C.Pt表面发生的电极反应：O2+2H2O+4e-===4OH-
D.每消耗标准状况下11.2 L的O2，最多去除1 mol Cl-
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√
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由题图分析可知，Cl-在Ag极失去电子发生氧
化反应，Ag为负极，A错误；
电子由负极Ag经活性炭流向正极Pt，B正确；
溶液为酸性，故Pt表面发生的电极反应为O2+4H++4e-===2H2O，C错误；
每消耗标准状况下11.2 L的O2，转移2 mol电子，最多去除2 mol Cl-，D错误。
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2.(2024·江苏，8)碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+H2O===ZnO+
2MnOOH，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是
A.电池工作时，MnO2发生氧化反应
B.电池工作时，OH-通过隔膜向正极移动
C.环境温度过低，不利于电池放电
D.反应中每生成1 mol MnOOH，转移电
子数为2×6.02×1023
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电池工作时，Zn为负极，MnO2为正极，MnO2得到电子，发生还原反应，A错误；
电池工作时，OH-通过隔膜向负极移动，B错误；
环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电池
放电，C正确；
由电极反应式MnO2+e-+H2O===MnOOH+OH-可知，反应中每生成1 mol
MnOOH，转移1 mol(即6.02×1023个)电子，D错误。
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3.(2023·辽宁，11)某低成本储能电池原理如图所示。下列说法正确的是
A.放电时负极质量减小
B.储能过程中电能转变
为化学能
C.放电时右侧H+通过质
子交换膜移向左侧
D.充电总反应：Pb+S+2Fe3+===PbSO4+2Fe2+
√
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放电时，负极上Pb失电子结合硫酸根离子生成PbSO4附着在负极上，负极质量增大，A错误；
储能过程中，该装置为
电解池，将电能转化为
化学能，B正确；
放电时，右侧为正极，电解质溶液中的阳离子向正极移动，左侧的H+通过质子交换膜移向右侧，C错误；
充电时，总反应为PbSO4+2Fe2+===Pb++2Fe3+，D错误。
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4.(2022·湖南，8)海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如图。下列说法错误的是
A.海水起电解质溶液作用
B.N极仅发生的电极反应：2H2O+2e-===
2OH-+H2↑
C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
D.该锂-海水电池属于一次电池
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√
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海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化
镁等，可作为电解质溶液，故A正确；
N为正极，电极反应主要为O2+2H2O+4e-===
4OH-，故B错误；
Li为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作
用是防止水和Li反应，并能传导离子，故C正确；
该电池不可充电，属于一次电池，故D正确。
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5.(2023·新课标卷，10)一种以V2O5和Zn为电极、Zn水溶液为电解质的电池，其示意图如图所示。放电时，Zn2+可插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O。下列说法错误的是
A.放电时V2O5为正极
B.放电时Zn2+由负极向正极
迁移
C.充电总反应：xZn+V2O5+
nH2O===ZnxV2O5·nH2O
D.充电阳极反应：ZnxV2O5·nH2O-2xe-===xZn2++V2O5+nH2O
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放电时，Zn2+可插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O，V2O5发生了还原反应，则放电时V2O5为正极，
A正确；
放电时Zn为负极，失去电
子变为Zn2+，阳离子向正
极迁移，则放电时Zn2+由
负极向正极迁移，B正确；
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电池在放电时的总反应为xZn+V2O5+nH2O===ZnxV2O5·nH2O，则其在充电时的总反应为ZnxV2O5·nH2O===xZn+V2O5+nH2O，C不正确；
充电时阳极上ZnxV2O5·nH2O被氧化为V2O5，则阳极的电极反应为ZnxV2O5·nH2O-2xe-===xZn2++V2O5+nH2O，D正确。
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6.(2022·辽宁，14)某储能电池原理如图。下列说法正确的是
A.放电时负极反应：Na3Ti2(PO4)3-2e-===NaTi2+2Na+
B.放电时Cl-透过多孔活性炭
电极向CCl4中迁移
C.放电时每转移1 mol电子，
理论上CCl4吸收0.5 mol Cl2
D.充电过程中，NaCl溶液浓
度增大
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放电时负极失电子，发生氧化反应，电极反应：-2e-===
NaTi2+2Na+，故A正确；
放电时，阴离子移向负
极，则放电时Cl-透过多
孔活性炭电极向NaCl中
迁移，故B错误；
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放电时正极电极反应：Cl2+2e-===2Cl-，每转移1 mol电子，理论上CCl4释放0.5 mol Cl2，故
C错误；
充电过程中，阳极电极
反应：2Cl--2e-===Cl2↑，
消耗氯离子，阴极消耗
Na+，NaCl溶液浓度减小，故D错误。
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7.(2024·安徽，11)我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如下。该电池分别以Zn-TCPP(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和Zn为电极，以ZnSO4和KI混合液为电解质溶液。下列说法错误的是
A.标注框内所示结构中存在共价键和配位键
B.电池总反应为：+Zn Zn2++3I-
C.充电时，阴极被还原的Zn2+
主要来自Zn-TCPP
D.放电时，消耗0.65 g Zn，
理论上转移0.02 mol电子
√
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由标注框内所示结构可知，其结构中存在碳碳单键、碳碳双键等多种共价键，还有由N提供孤电子
对、Zn2+提供空轨道形成的配
位键，A正确；
由图可知，该新型水系锌电池
的负极是锌，正极是超分子材料，负极的电极反应式为Zn-2e-===Zn2+，正极电极反应式为+2e-===3I-，则该电池总反应为+Zn Zn2++
3I-，B正确；
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充电时，阴极电极反应式为Z+2e-===Zn，被还原的Zn2+主要来自电解质溶液，C错误；
放电时，负极的电极反应式
为Zn-2e-===Zn2+，因此消耗
0.65 g(即0.01 mol) Zn，理论
上转移0.02 mol电子，D正确。
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8.(2023·河北，13)我国科学家发明了一种以 和MnO2为电极
材料的新型电池，其内部结构如图所示，其
中①区、②区、③区电解质溶液的酸碱性不
同。放电时，电极材料 转化
为 。下列说法错误的是
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A.充电时，b电极上发生还原反应
B.充电时，外电源的正极连接b电极
C.放电时，①区溶液中的向②
区迁移
D.放电时，a电极的电极反应式为
MnO2+4H++2e-===Mn2++2H2O
√
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放电时，电极材料 转化为
，电极反应为
-2ne-=== +2nK+，是原电池的负极，阳离子增多需要通过阳
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离子交换膜进入②区；二氧化锰得到电子
变成锰离子，是原电池的正极，电极反应：
MnO2+4H++2e-===Mn2++2H2O，阳离子减
少，多余的阴离子需要通过阴离子交换膜
进入②区，故③区为碱性溶液是
电极，①区为酸性溶液是二氧化锰电极。充电时，b电极上得到电子，发生还原反应，A正确；
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充电时，外电源的正极连接a电极，B错误；
放电时，①区溶液中多余的向②区迁移，C正确。
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题组二　电解原理及综合应用
9.(2022·天津，11)实验装置如图所示。接通电源后，用碳棒(a'、b')作笔，在浸有饱和NaCl溶液和石蕊溶液的湿润试纸上同时写字，a'端的字迹s呈白色。下列结论正确的是
A.a为负极
B.b'端的字迹呈蓝色
C.电子流向：b→b'→a'→a
D.如果将a'、b'换成铜棒，
与碳棒作电极时的现象相同
√
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根据实验现象，a'端的字迹呈白色，即生成了氯气，则为氯离子失去电子，为阳极，即a为正极，A错误；
b'端为阴极，水得到电
子放电的同时，生成氢
氧根离子，遇石蕊变蓝，
B正确；
电子不经过电解质溶液，C错误；
如果换成铜棒，铜作阳极放电，现象与碳棒作电极时不相同，D错误。
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10.(2023·浙江6月选考，13)氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是
A.电极A接电源正极，发生氧化反应
B.电极B的电极反应式为：2H2O+2e-
===H2↑+2OH-
C.应选用阳离子交换膜，在右室获得
浓度较高的NaOH溶液
D.改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少
能耗
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电极A是氯离子变为氯气，化合价升高，失去电子，发生氧化反应，是电解池阳极，因此电极A接电源
正极，故A正确；
电极B为阴极，通入的氧气得到电
子，其电极反应式为2H2O+4e-+O2
===4OH-，故B错误；
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右室生成氢氧根离子，应选用阳离子交换膜，左室的钠离子进入到右室，在右室获得浓度较高的NaOH溶
液，故C正确；
改进设计中阴极反应物由H2O变为O2，
提高了电极B处的氧化性，从而降低
电解电压，减少能耗，故D正确。
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11.(2024·湖南，10)在KOH水溶液中，电化学方法合成高能物质K4C6N16时，伴随少量O2生成，电解原理如图所示，下列说法正确的是
A.电解时，OH-向Ni电极移动
B.生成C6的电极反应：2C3N8H4+8OH--4e-
===C6+8H2O
C.电解一段时间后，溶液pH升高
D.每生成1 mol H2的同时，生成0.5 mol K4C6N16
√
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由图可知，Ni电极产生氢气，发生还原反应，作阴极，Pt电极作阳极。电解过程中，阴离子向阳极移动，即OH-向
Pt电极移动，A错误；
Pt电极C3N8H4失去电子生成C6，电极反
应为2C3N8H4+8OH--4e-===C6+8H2O，同
时Pt电极还伴随少量O2生成，电极反应为
4OH--4e-===O2↑+2H2O，B正确；
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阴极反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-，结合B项分析，则电解过程中主要发生的总反应为2C3N8H4+4OH-===C6+4H2O+2H2↑，反应消耗OH-，生成H2O，电解一段时间后，溶液pH降低，C错误；
根据2C3N8H4+4OH-===C6+4H2O+2H2↑
可知，每生成1 mol H2，应生成0.5 mol
K4C6N16，但Pt电极伴随少量O2生成，根据
阴、阳两极得失电子数相等知，生成1 mol
H2时，生成的K4C6N16小于0.5 mol，D错误。
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12.(2024·广东，16)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。电解过程中，下列说法不正确的是
A.阳极反应：2Cl--2e-===Cl2↑
B.阴极区溶液中OH-浓度逐渐升高
C.理论上每消耗1 mol Fe2O3，阳极
室溶液减少213 g
D.理论上每消耗1 mol Fe2O3，阴极
室物质最多增加138 g
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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，
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；
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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。
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13.(2023·辽宁，7)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如图所示，其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法正确的是
A.b端电势高于a端电势
B.理论上转移2 mol e-生成4 g H2
C.电解后海水pH下降
D.阳极发生：Cl-+H2O-2e-===
HClO+H+
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由题图分析可知，a为正极，b为
负极，则a端电势高于b端电势，
A错误；
右侧电极上产生氢气的电极反应
式为2H++2e-===H2↑，则理论上
转移2 mol e-生成2 g H2，B错误。
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14.(2023·广东，16)用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(如图)，可实现大电流催化电解KNO3溶液制氨。工作时，H2O在双极膜界面处被催化解离成H+和OH-，有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是
A.电解总反应：KNO3+3H2O
===NH3·H2O+2O2↑+KOH
B.每生成1 mol NH3·H2O，双
极膜处有9 mol的H2O解离
C.电解过程中，阳极室中KOH
的物质的量不因反应而改变
D.相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构可提高氨生成速率
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由大电流催化电解KNO3溶液制氨可知，在电极a处KNO3放电生成NH3，发生还原反应，故电极a为阴极，电极反应式为+8e-+9H+===NH3·
H2O+2H2O，电极b为阳极，
电极反应式为4OH--4e-===
O2↑+2H2O，电解总反应为
KNO3+3H2O===NH3·H2O+
2O2↑+KOH，故A正确；
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每生成1 mol NH3·H2O，阴极得8 mol e-，同时双极膜处有8 mol H+进入阴极室，即有8 mol的H2O解离，故B错误；
电解过程中，阳极室每消耗4 mol OH-，同时有4 mol OH-通过双极膜进入阳极室，KOH的物质
的量不因反应而改变，故
C正确；
相比于平面结构双极膜，
“卯榫”结构具有更大的膜面积，有利于H2O被催化解离成H+和OH-，可提高氨生成速率，故D正确。
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15.(2024·湖北，14)我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化剂，用H2C2O4和NH2OH电化学催化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中H2O解离的H+和OH-在电场作用下向两极迁移。已知在KOH溶液中，甲醛转化为HOCH2O-，存在平衡HOCH2O-+OH- +H2O。Cu电极上发生的电子转移反应为-e-===HCOO-+H·。下列说法错误的是
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A.电解一段时间后阳极区c(OH-)减小
B.理论上生成1 mol H3N+CH2COOH双极膜中有4 mol H2O解离
C.阳极总反应式为2HCHO+4OH--2e-===2HCOO-+H2↑+2H2O
D.阴极区存在反应H2C2O4+2H++2e-===CHOCOOH+H2O
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由题意可知，Cu电极为阳极，电极总反应为2HCHO-2e-+4OH-===
2HCOO-+H2↑+2H2O，阳极区消耗OH-、同时生成H2O，c(OH-)减小，A、C正确；
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PbCu电极为阴极，首先HOOC—COOH在Pb上发生得电子的还原反应转化为OHC—COOH：H2C2O4+2e-+2H+===OHC—COOH+H2O，OHC—COOH与HO—N+H3反应生成HOOC—CH==N—OH：
OHC—COOH+HO—N+H3―→HOOC—CH==N—OH+H2O+H+，
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HOOC—CH==N—OH发生得电子的还原反应转化成H3N+CH2COOH：HOOC—CH==N—OH+4e-+5H+===H3N+CH2COOH+H2O，阴极总反应为H2C2O4+NH2OH+6e-+7H+===H3N+CH2COOH+3H2O，1 mol H2O解离成1 mol H+和1 mol OH-，
故理论上生成1 mol
H3N+CH2COOH双极膜中
有6 mol H2O解离，B错
误、D正确。
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16.(2023·重庆，12)电化学合成是一种绿色高效的合成方法。如图是在酸性介质中电解合成半胱氨酸和烟酸的示意图。下列叙述错误的是
A.电极a为阴极
B.H+从电极b移向电极a
C.电极b发生的反应为
+2H2O-6e-=== +6H+
D.生成3 mol半胱氨酸的同时生成1 mol烟酸
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该装置是电解池，电极b上3-甲基吡啶转化为烟酸过程中“加氧少氢”，发生氧化反应，则电极b为阳极，电极a为阴极，阴极电极反应
式为 +2e-+2H+=== ，A正确；
电解池中阳离
子移向阴极，
则H+移向电极
a，B正确；
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电极b上3-甲基吡啶转化为烟酸过程中发生氧化反应，在酸性介质中
电极反应式为 +2H2O-6e-=== +6H+，C正确；
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根据电子守恒可得关系式： ~6e-~ ，
因此生成6 mol半胱氨酸的同时生成1 mol烟酸，D错误。
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17.(2023·北京，5)回收利
用工业废气中的CO2和SO2，
实验原理示意图如右。
下列说法不正确的是
A.废气中SO2排放到大气中会形成酸雨
B.装置a中溶液显碱性的原因是的水解程度大于的电离程度
C.装置a中溶液的作用是吸收废气中的CO2和SO2
D.装置b中的总反应为+CO2+H2O HCOOH+
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SO2是酸性氧化物，废气中SO2排放到大气中会形成硫酸型酸雨，故A正确；
装置a中溶液的溶质为
NaHCO3，溶液显碱性，
说明的水解程度
大于其电离程度，故B正确；
装置a中NaHCO3溶液的作用是吸收SO2气体，NaHCO3溶液不能吸收CO2，故C错误。
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