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[选择题]　第3练　电解原理的创新应用
(选择题1~12题，每小题6分，13~16题，每小题7分，共100分)
1.(2024·黑龙江大庆模拟)在强碱中氢氧化铁可被一些氧化剂氧化为高铁酸根离子()，在酸性条件下氧化性极强且不稳定。隔膜电解法制备K2FeO4的工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.隔膜为阳离子交换膜
B.由于阴极区生成KOH，故电解过程中不需要额外补充
C.Fe电极上的反应为Fe-6e-+8OH-===+4H2O
D.电路中每转移0.2 mol e-，Pt电极上理论上产生2.24 L气体(标准状况)
2.(2024·山东临沂统考模拟)电解法制备Cu2O的装置如图所示，已知生成Cu2O的反应为Cu2Cl2+2OH-===Cu2O+H2O+2Cl-，下列说法错误的是(　　)
A.铂电极连接电源的负极
B.离子交换膜为阴离子交换膜
C.铜电极反应为2Cu-2e-+2Cl-===Cu2Cl2
D.制备7.2 g Cu2O，阴极区溶液质量减少0.1 g
3.(2024·广东江门统考模拟)高氯酸(HClO4)是制备导弹和火箭的固体推进剂高氯酸铵(NH4ClO4)的原料之一，如图为一种惰性电极电解高纯次氯酸制备高氯酸的模拟装置。下列有关说法不正确的是(　　)
A.b为电源的正极
B.电极M处发生氧化反应
C.H+从左到右穿过质子交换膜
D.电极N的电极反应式：2H++2e-===H2↑
4.八钼酸铵可用于染料、催化剂、防火剂等。该化合物可通过电渗析法获得，工作原理如图。下列说法错误的是(　　)
A.a连接电源正极
B.生成Mo8的反应为8Mo+12H+===Mo8+6H2O
C.电解一段时间后，b极附近氨水的浓度减小
D.双极膜附近的OH-移向左侧
5.(2024·哈尔滨二模)英国剑桥大学模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是(　　)
A.CO2中心原子采取sp2杂化
B.b电极电势低于a电极
C.该装置工作时，H+从b极区向a极区迁移
D.每生成1 mol O2有44 g CO2被还原
6.酸性废水中的可在一定条件下利用硝酸盐菌转化为，再用如图所示装置除去，下列有关说法不正确的是(　　)
A.b端为铅蓄电池的负极
B.该装置将电能转化为化学能
C.M为阳离子交换膜
D.电解池阴极的电极反应式为+===N2↑+12OH-
7.(2024·福建期末)利用电化学原理可以处理地下水中的硝酸根离子并回收氨氮，其模拟装置如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.通电一段时间后，阳极区溶液的pH升高
B.离子交换膜为阳离子交换膜
C.a极的电极反应式为+8e-+10H+===+3H2O
D.每转移2 mol e-，生成标准状况下11.2 L气体
8.(2024·合肥高三模拟)SO2和NOx是主要大气污染物，利用如图装置可同时吸收SO2和NO。已知电解池的阴极室中溶液的pH保持在4~7之间。下列说法正确的是(　　)
A.电极a为直流电源的正极
B.电解过程中，阳极区电解液的pH增大
C.阴极反应式为SO2+2e-+2H2O===+4H+
D.吸收NO的离子方程式为2NO+2S2+2H2O===N2+4
9.(2024·广州模拟)一种新型电解池如图所示，可实现废水中硝酸根离子制氨和硫化氢制硫的双污染物的升级回收利用。下列说法不正确的是(　　)
A.a为电源正极，电极Ⅰ发生氧化反应
B.阴极电极反应式：+8e-+7H2O===NH3·H2O+9OH-
C.若处理含4 mol H2S废水，理论上交换膜通过8 mol OH-
D.电解一段时间后，阳极附近的溶液的pH不变
10.(2024·武汉模拟)中国科学院研究人员使用水、碳酸酯两相电解液通过电化学固—液反应器将Na嵌入FePO4合成，反应器中发生反应的离子方程式为3xI-+2FePO4+2xNa+===2NaxFePO4(0≤x≤1)，下列说法正确的是(　　)
A.合成总反应可以表示为xNa+FePO4NaxFePO4
B.离子交换膜为阴离子交换膜
C.阳极区采用水相，NaPF6的作用是增强导电性
D.理论上，当电路转移0.2 mol电子时，此时固体中钠铁个数比为1∶5
11.(2024·青岛高三模拟)清华大学某团队设计出了一种双极膜(将H2O解离成H+和OH-)电解合成NH3反应器，简化模型如图所示，下列说法错误的是(　　)
A.电极a的电势小于电极b的电势
B.通电时双极膜将水解离为H+和OH-，H+向阴极方向移动
C.阴极的电极反应式为+6H2O+8e-===NH3↑+9OH-
D.电路中转移8 mol e-时理论上产生约44.8 L气体(已折算成标准状况下)
12.中科院化学研究所开发了一个包括苯酚电催化还原和苯酚电催化氧化两个半反应的综合电化学策略，成功实现了苯酚合成两种重要的化工原料——环己酮和苯醌。下列说法错误的是(　　)
A.溶液中的H+的移动方向：电极a→电极b
B.阴极区的电极反应式为+4e-+4H+===
C.电路中转移2 mol e-时，理论上会消耗苯酚的数目为0.5NA
D.该电化学合成环己酮和苯醌的原子利用率为100%
13.(2024·广西1月适应性测试)利用下图的电化学装置，可实现对CO2的固定。下列说法错误的是(　　)
A.Cl向b电极移动
B.a电极的电极反应式为+CO2+2e-===+F-
C.电解过程中有H+生成
D.b电极的Pt用Cu代替后总反应不变
14.(2024·福建莆田三模)科学家通过使用双极膜电渗析法来捕获和转化海水中的CO2，其原理如图。下列说法正确的是(　　)
A.装置运行一段时间后循环液1和循环液2要交替使用
B.隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜
C.与电源负极相连的电极上的电极反应式为[Fe(CN)6]4--e-===[Fe(CN)6]3-
D.该方法可以同时将海水进行淡化
15.(2024·湖南怀化二模)某研究机构使用Li-SO2Cl2电池作为电源电解制备Ni，其工作原理如图所示，已知电池反应为2Li+SO2Cl2===2LiCl+SO2↑，下列说法错误的是(　　)
A.膜a、c是阴离子交换膜，膜b是阳离子交换膜
B.电池的e极连接电解池的h极
C.电池中C电极的电极反应式为SO2Cl2+2e-===2Cl-+SO2↑
D.生成0.5 mol Ni时，理论上电解池中不锈钢电极附近溶液质量增加22 g
16.(2024·山东德州二模)S2O8电化学循环氧化法将酸性废水中的苯酚降解为CO2，加入Fe2+可加快苯酚的降解，原理如图。已知：S2+Fe2+===+·+Fe3+，·有强氧化性。下列说法错误的是(　　)
A.铂连接电源负极，发生还原反应
B.石墨上的电极反应：2-2e-===S2
C.苯酚降解时发生反应：C6H6O+28·+11H2O===6CO2↑+28+28H+
D.处理1 mol苯酚，有14 mol S从左向右通过离子交换膜
答案精析
1.B　2.D
3.A　[图为一种惰性电极电解高纯次氯酸制备高氯酸的模拟装置，则M极次氯酸失去电子发生氧化反应得到高氯酸，M为阳极、N为阴极，则a为电源正极、b为电源负极，A错误、B正确；电解池中阳离子向阴极迁移，故H+从左到右穿过质子交换膜，C正确；N为阴极，氢离子得到电子发生还原反应生成氢气：2H++2e-===H2↑，D正确。]
4.C　[由图可知，b为阴极，水放电生成氢气和氢氧根离子，a为阳极，连接电源正极，水放电生成氧气和氢离子，A正确；双极膜解离出的氢离子向阴极移动和Mo反应生成Mo8：8Mo+12H+===Mo8+6H2O，B正确；电解一段时间后，b极附近生成的氢氧根离子和左侧迁移过来的铵根离子结合生成一水合氨，氨水的浓度增大，C错误；阴离子向阳极迁移，双极膜附近的OH-移向左侧，D正确。]
5.C　6.D
7.A　[由图知，a极为阴极，电极反应式为+8e-+10H+===+3H2O，b极为阳极，电极反应式为2H2O-4e-===4H++O2↑，H+由阳极区通过离子交换膜移向阴极区，据此回答。阳极区溶液中含有硫酸钠，溶液呈中性，通电一段时间后，生成的H+移向阴极区，pH不变，A错误；由2H2O-4e-===4H++O2↑得，每转移2 mol e-，生成的气体为0.5 mol，标准状况下为11.2 L，D正确。]
8.D　[由图中信息可知，在与a相连的电极上，被还原为S2，所以a电极为电源的负极，b为正极，A错误；在阳极上SO2转化为H2SO4，电极反应式为SO2-2e-+2H2O===+4H+，生成H+，故阳极区电解液的pH减小，B错误；已知电解池的阴极室中溶液的pH保持在4~7之间，所以阴极的电极反应式为+2H++2e-===S2+2H2O，C错误；S2有强还原性，能把NO还原成氮气，离子方程式为2NO+2S2+2H2O===N2，D正确。]
9.D　[电极Ⅰ上硫化氢失电子生成硫，则电极Ⅰ为阳极，a为电源正极，电极Ⅰ发生氧化反应，A正确；电极Ⅱ为阴极，硝酸根离子得电子生成一水合氨，电极反应式为+8e-+7H2O===NH3·H2O+9OH-，B正确；若处理含4 mol H2S废水，电路中转移8 mol电子，则理论上交换膜通过8 mol OH-，C正确；阳极的电极反应式为H2S-2e-===S+2H+，每生成1 mol S，有2 mol OH-经过阴离子交换膜到达阳极区，与氢离子结合生成水，则电解一段时间后，阳极附近溶液的pH增大，D错误。]
10.A　[由图可知，与直流电源负极相连的铁电极为电解池的阴极，在阴极得到电子发生还原反应生成I-，电极反应式为+2e-===3I-，钠电极为阳极，金属钠在阳极失去电子发生氧化反应生成钠离子，电极反应式为Na-e-===Na+，钠离子通过阳离子交换膜进入阴极室，放电生成的碘化钠进入反应器中与FePO4反应生成NaxFePO4和NaI3，合成总反应可以表示为xNa+FePO4NaxFePO4。合成NaxFePO4过程中，钠离子通过阳离子交换膜进入阴极室，故B错误；金属钠能与水反应生成氢氧化钠和氢气，所以阳极区不能采用水相，故C错误；当电路转移0.2 mol电子时，钠放电生成0.2 mol钠离子，但无法确定参与反应FePO4的物质的量，所以无法依据反应器中的反应方程式确定x的值，不能计算固体中钠铁个数比，故D错误。]
11.D　[由图可知，a极是阴极，b极是阳极，电极a的电势小于电极b的电势，故A正确；由图可知通电时双极膜将水解离为H+和OH-，阳离子向阴极移动，故H+向阴极方向移动，故B正确；阴极硝酸根离子得电子结合水生成氨气和氢氧根离子：+6H2O+8e-===NH3↑+9OH-，故C正确。]
12.C　[该电化学装置为电解池，电极a发生氧化反应，是阳极，电极b发生还原反应，是阴极。阳离子移向阴极，溶液中的H+的移动方向：电极a→电极b ，A正确；阴极得电子，发生还原反应，电极反应式为+4e-+4H+===，B正确；阳极的电极反应式为-4e-+H2O===+4H+，可知电路中转移2 mol e-时，理论上会消耗苯酚(两极均要消耗0.5NA)的数目为NA，C错误；根据总反应式可知反应物完全转化为目标产物环己酮和苯醌，故原子利用率为100%，D正确。]
13.D　[由图可知，a电极上和CO2得电子发生还原反应，为阴极，b电极为阳极，发生氧化反应，水放电生成O2和H+，据此分析解题。电解池中阴离子向阳极移动，Cl向b电极移动，故A正确；b电极为阳极，Pt用Cu代替后，Cu放电生成Cu2+，总反应发生变化，故D错误。]
14.A　[由图中信息可知循环液1中[Fe(CN)6]3-最终转化为[Fe(CN)6]4-，循环液2中[Fe(CN)6]4-最终转化为[Fe(CN)6]3-，装置运行一段时间后循环液1和循环液2要交替使用，故A正确；由左侧电极反应[Fe(CN)6]3-+e-===[Fe(CN)6]4-可知，循环液1中负电荷数增加，为平衡溶液中电荷，海水中的钠离子应通过隔膜1进入左侧，右侧电极反应为[Fe(CN)6]4--e-===[Fe(CN)6]3-，循环液2中负电荷数减少，为平衡溶液中电荷，循环液中钾离子应通过隔膜2进入左侧，隔膜1、2都为阳离子交换膜，故B错误；与电源负极相连的电极为阴极，电极反应式为[Fe(CN)6]3-+e-===[Fe(CN)6]4-，故C错误；由选项B的分析可知海水中钠离子最终移向阴极区，但氯离子不能通过双极膜进入阳极区，因此不能实现海水淡化，故D错误。]
15.A　[膜a、c是阳离子交换膜，膜b是阴离子交换膜，故A错误；锂电极是原电池的负极，石墨电极是正极，镍电极是电解池的阳极，不锈钢电极为阴极，则电池的e极连接电解池的h极，故B正确；SO2Cl2在正极得到电子发生还原反应生成氯离子和二氧化硫，电极反应式为SO2Cl2+2e-===2Cl-+SO2↑，故C正确；镍在阳极失去电子发生氧化反应生成镍离子，镍离子通过阳离子交换膜a进入产品室，水在阴极得到电子发生还原反应生成H2和OH-，Ⅲ室中的钠离子通过阳离子交换膜c进入Ⅳ室，次磷酸根离子通过阴离子交换膜b进入产品室，由得失电子守恒可知，生成0.5 mol次磷酸镍时，理论上电解池中不锈钢电极附近溶液质量增加1 mol×23 g·mol-1-0.5 mol×2 g·mol-1=22 g，故D正确。]
16.D　[由图可知石墨电极区转化为S2，发生氧化反应：2S-2e-===S2，所以是电解池的阳极区，铂电极为阴极，发生还原反应，故A、B正确；·有强氧化性，氧化苯酚时自身被还原为硫酸根离子，苯酚转化为二氧化碳，离子方程式是C6H6O+28·+11H2O===6CO2↑+28+28H+，故C正确；处理1 mol苯酚，消耗28 mol ·，同时产生28 mol ，根据反应S2+Fe2+===+·+Fe3+可知，28 mol ·是由28 mol S2反应生成，根据石墨电极的反应：2-2e-===S2可知，转移的电子为56 mol，铂电极为阴极，连接电源负极，发生还原反应：2H++2e-===H2↑，为保持溶液呈电中性，处理1 mol苯酚，有28 mol S从左向右通过离子交换膜，故D错误。](共42张PPT)
[选择题]
专题五　第3练　
电解原理的创新应用
1.(2024·黑龙江大庆模拟)在强碱中氢氧化铁可被一些氧化剂氧化为高铁酸根离子()，在酸性条件下氧化性极强且不稳定。隔膜电解法制备K2FeO4的工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.隔膜为阳离子交换膜
B.由于阴极区生成KOH，故电
解过程中不需要额外补充
C.Fe电极上的反应为Fe-6e-+
8OH-===+4H2O
D.电路中每转移0.2 mol e-，Pt电极上理论上产生2.24 L气体(标准状况)
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√
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电解时，钾离子通过阳离子交换膜从左池移向右池，故A正确；
电解时，铁做阳极，电极反应：Fe-6e-+8OH-===+4H2O，总反应为Fe+2H2O+2OH-===Fe+3H2↑，反应中消耗氢氧根离子，需要补充氢氧化钾，故B错误，C正确；
铂电极的电极反应为2H2O+2e-===2OH-+H2↑，
电路中每转移0.2 mol e-，Pt电极上理论上产生
0.1 mol H2，标准状况下的体积为2.24 L，故D
正确。
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2.(2024·山东临沂统考模拟)电解法制备Cu2O的装置如图所示，已知生成Cu2O的反应为Cu2Cl2+2OH-===Cu2O+H2O+2Cl-，下列说法错误的是
A.铂电极连接电源的负极
B.离子交换膜为阴离子交换膜
C.铜电极反应为2Cu-2e-+2Cl-===Cu2Cl2
D.制备7.2 g Cu2O，阴极区溶液质量减少0.1 g
√
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由题意可知，铜电极为电解池的阳极，电极反应式为2Cu-2e-+2Cl-===
Cu2Cl2，铂电极为阴极，连接电源的负极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，放电生成的氢氧根离子通过阴离子交换膜进入阳极区，A、B、C正确，
根据得失电子守恒可知，电解制备得到7.2 g氧化亚铜时，阴极区溶液减少水的质量为×2×18 g·mol-1=1.8 g，故D错误。
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3.(2024·广东江门统考模拟)高氯酸(HClO4)是制备导弹和火箭的固体推进剂高氯酸铵(NH4ClO4)的原料之一，如图为一种惰性电极电解高纯次氯酸制备高氯酸的模拟装置。下列有关说法
不正确的是
A.b为电源的正极
B.电极M处发生氧化反应
C.H+从左到右穿过质子交换膜
D.电极N的电极反应式：2H++2e-===H2↑
√
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图为一种惰性电极电解高纯次氯酸制备高氯酸的模拟装置，则M极次氯酸失去电子发生氧化反应得到高氯酸，
M为阳极、N为阴极，则a为电源正极、b
为电源负极，A错误、B正确；
电解池中阳离子向阴极迁移，故H+从左到
右穿过质子交换膜，C正确；
N为阴极，氢离子得到电子发生还原反应
生成氢气：2H++2e-===H2↑，D正确。
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4.八钼酸铵可用于染料、催化剂、防火剂等。该化合物可通过电渗析法获得，工作原理如图。下列说法错误的是
A.a连接电源正极
B.生成Mo8的反应为8Mo+
12H+===Mo8+6H2O
C.电解一段时间后，b极附近氨水
的浓度减小
D.双极膜附近的OH-移向左侧
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由图可知，b为阴极，水放电生成氢气和氢氧根离子，a为阳极，连接电源正极，水放电生成氧气和氢离子，A正确；
双极膜解离出的氢离子向阴极
移动和Mo反应生成Mo8：
8Mo+12H+===Mo8+6H2O，
B正确；
电解一段时间后，b极附近生成的
氢氧根离子和左侧迁移过来的铵
根离子结合生成一水合氨，氨水的浓度增大，C错误；
阴离子向阳极迁移，双极膜附近的OH-移向左侧，D正确。
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5.(2024·哈尔滨二模)英国剑桥大学模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是
A.CO2中心原子采取sp2杂化
B.b电极电势低于a电极
C.该装置工作时，H+从b极
区向a极区迁移
D.每生成1 mol O2有44 g CO2
被还原
√
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CO2中心C原子价层电子对数为2+=2，采取sp杂化，故A错误；
b极为阳极，a极为阴极，b电极
电势高于a电极，故B错误；
电解池中阳离子向阴极迁移，
即H+从b极区向a极区迁移，故
C正确；
由得失电子守恒可知生成1 mol
氧气，阴极有 mol二氧化碳被
还原，其质量为 mol ×44 g·mol-1= g，故D错误。
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6.酸性废水中的可在一定条件下利用硝酸盐菌转化为，再用如图所示装置除去，下列有关说法不正确的是
A.b端为铅蓄电池的负极
B.该装置将电能转化为化学能
C.M为阳离子交换膜
D.电解池阴极的电极反应式为
+===N2↑+12OH-
√
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硝酸根离子转化为氮气应该是在阴极上发生的，所以b是电源的负极，a是正极，故A正确；
图示的电化学装置属于电解装置，
把电能转化为化学能，故B正确；
阳极反应：2H2O-4e-===O2↑+4H+，
氢离子会由左侧区域向右侧区域移动，参与阴极反应而除去硝酸根离子，故图中离子交换膜M应为阳离子交换膜，故C正确；
Ag-Pt为阴极，电极反应式为2+12H++10e-===N2↑+6H2O，故D错误。
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7.(2024·福建期末)利用电化学原理可以处理地下水中的硝酸根离子并回收氨氮，其模拟装置如图所示。下列叙述错误的是
A.通电一段时间后，阳极区溶
液的pH升高
B.离子交换膜为阳离子交换膜
C.a极的电极反应式为+8e-
+10H+===+3H2O
D.每转移2 mol e-，生成标准状
况下11.2 L气体
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由图知，a极为阴极，电极反应式为+8e-+10H+===+3H2O，b极为阳极，电极反应式为2H2O-4e-===4H++O2↑，H+由阳极区通过离子交换膜移向阴极区，据此回答。阳极区溶液中含有硫酸钠，溶液呈中性，通电一段时间后，生成的
H+移向阴极区，pH不变，A错误；
由2H2O-4e-===4H++O2↑得，每
转移2 mol e-，生成的气体为
0.5 mol，标准状况下为11.2 L，
D正确。
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8.(2024·合肥高三模拟)SO2和NOx是主要大气污染物，利用如图装置可同时吸收SO2和NO。已知电解池的阴极室中溶液的pH保持在4~7之间。下列说法正确的是
A.电极a为直流电源的正极
B.电解过程中，阳极区电解
液的pH增大
C.阴极反应式为SO2+2e-+
2H2O===+4H+
D.吸收NO的离子方程式为2NO+2S2+2H2O===N2+4
√
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由图中信息可知，在与a相连的电极上，被还原为S2，所以a电极为电源的负极，b为正极，A错误；
在阳极上SO2转化为H2SO4，电极反应式为SO2-2e-+2H2O===+4H+，生成H+，故阳极区电解液的pH减小，B错误；
已知电解池的阴极室中溶
液的pH保持在4~7之间，
所以阴极的电极反应式为
+2H++2e-===S2
+2H2O，C错误；
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S2有强还原性，能把NO还原成氮气，离子方程式为2NO+2S2+
2H2O===N2，D正确。
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9.(2024·广州模拟)一种新型电解池如图所示，可实现废水中硝酸根离子制氨和硫化氢制硫的双污染物的升级回收利用。下列说法不正确的是
A.a为电源正极，电极Ⅰ发生氧化反应
B.阴极电极反应式：+8e-+7H2O
===NH3·H2O+9OH-
C.若处理含4 mol H2S废水，理论上交
换膜通过8 mol OH-
D.电解一段时间后，阳极附近的溶液
的pH不变
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电极Ⅰ上硫化氢失电子生成硫，则
电极Ⅰ为阳极，a为电源正极，电
极Ⅰ发生氧化反应，A正确；
电极Ⅱ为阴极，硝酸根离子得电子
生成一水合氨，电极反应式为
+8e-+7H2O===NH3·H2O+9OH-，B
正确；
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若处理含4 mol H2S废水，电路中转
移8 mol电子，则理论上交换膜通过
8 mol OH-，C正确；
阳极的电极反应式为H2S-2e-===S+
2H+，每生成1 mol S，有2 mol OH-
经过阴离子交换膜到达阳极区，与
氢离子结合生成水，则电解一段时
间后，阳极附近溶液的pH增大，D错误。
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10.(2024·武汉模拟)中国科学院研究人员使用水、碳酸酯两相电解液通过电化学固—液反应器将Na嵌入FePO4合成，反应器中发生反应的离子方程式为3xI-+2FePO4+2xNa+===2NaxFePO4(0≤x≤1)，下列说法正确的是
A.合成总反应可以表示为xNa+
FePO4 NaxFePO4
B.离子交换膜为阴离子交换膜
C.阳极区采用水相，NaPF6的
作用是增强导电性
D.理论上，当电路转移0.2 mol电子时，此时固体中钠铁个数比为1∶5
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由图可知，与直流电源负极相连的铁电极为电解池的阴极，在阴极得到电子发生还原反应生成I-，电极反应式为+2e-===3I-，钠电极为阳极，金属钠在阳极失去电子发生氧化反应生成钠离子，电极反应式为Na-e-===Na+，钠离子通过阳离子交换膜进入阴极室，放电生成的碘化钠进入反应器中与FePO4反应生成NaxFePO4和NaI3，
合成总反应可以表示为xNa+
FePO4 NaxFePO4。合成
NaxFePO4过程中，钠离子通
过阳离子交换膜进入阴极室，
故B错误；
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金属钠能与水反应生成氢氧化钠和氢气，所以阳极区不能采用水相，故C错误；
当电路转移0.2 mol电子时，
钠放电生成0.2 mol钠离子，
但无法确定参与反应FePO4
的物质的量，所以无法依
据反应器中的反应方程式确定x的值，不能计算固体中钠铁个数比，故D错误。
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11.(2024·青岛高三模拟)清华大学某团队设计出了一种双极膜(将H2O解离成H+和OH-)电解合成NH3反应器，
简化模型如图所示，下列说法错
误的是
A.电极a的电势小于电极b的电势
B.通电时双极膜将水解离为H+和OH-，H+向阴极方向移动
C.阴极的电极反应式为+6H2O+8e-===NH3↑+9OH-
D.电路中转移8 mol e-时理论上产生约44.8 L气体(已折算成标准状况下)
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由图可知，a极是阴极，b极是
阳极，电极a的电势小于电极b
的电势，故A正确；
由图可知通电时双极膜将水解
离为H+和OH-，阳离子向阴极移动，故H+向阴极方向移动，故B正确；
阴极硝酸根离子得电子结合水生成氨气和氢氧根离子：+6H2O+8e-===NH3↑+9OH-，故C正确。
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12.中科院化学研究所开发了一个包括苯酚电催化还原和苯酚电催化氧化两个半反应的综合电化学策略，成功实现了苯酚合成两种重要的化工原料——环己酮和苯醌。下列说法错误的是
A.溶液中的H+的移动方向：电极
a→电极b
B.阴极区的电极反应式为
+4e-+4H+===
C.电路中转移2 mol e-时，理论上会消耗苯酚的数目为0.5NA
D.该电化学合成环己酮和苯醌的原子利用率为100%
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该电化学装置为电解池，电极a发生氧化反应，是阳极，电极b发生还原反应，是阴极。阳离子移向阴极，溶液中的H+的移动方向：电极a→电极b ，A正确；
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阴极得电子，发生还原反应，电极反应式为 +4e-+4H+=== ，
B正确；
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阳极的电极反应式为 -4e-+H2O=== +4H+，可知电路中转移
2 mol e-时，理论上会消耗苯酚
(两极均要消耗0.5NA)的数目为
NA，C错误；
根据总反应式可知反应物完全
转化为目标产物环己酮和苯醌，
故原子利用率为100%，D正确。
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13.(2024·广西1月适应性测试)利用下图的电化学装置，可实现
对CO2的固定。下列说法错误的是
A.Cl向b电极移动
B.a电极的电极反应式为
+CO2+2e-=== +F-
C.电解过程中有H+生成
D.b电极的Pt用Cu代替后总反应不变
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由图可知，a电极上 和CO2得电子发生还原反应，为阴极，b电极为阳极，发生氧化反应，
水放电生成O2和H+，据此分析解题。
电解池中阴离子向阳极移动，Cl
向b电极移动，故A正确；
b电极为阳极，Pt用Cu代替后，Cu放
电生成Cu2+，总反应发生变化，故D错误。
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14.(2024·福建莆田三模)科学家通过使用双极膜电渗析法来捕获和转化海水中的CO2，其原理如图。下列说
法正确的是
A.装置运行一段时间后循环液1和
循环液2要交替使用
B.隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2
为阴离子交换膜
C.与电源负极相连的电极上的电
极反应式为[Fe(CN)6]4--e-===[Fe(CN)6]3-
D.该方法可以同时将海水进行淡化
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由图中信息可知循环液1中[Fe(CN)6]3-最终转化为[Fe(CN)6]4-，循环液2中[Fe(CN)6]4-最终转化为[Fe(CN)6]3-，装置运行一段时间后循环液1和循环液2要交替使用，故A正确；
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由左侧电极反应[Fe(CN)6]3-+e-===[Fe(CN)6]4-可知，循环液1中负电荷数增加，为平衡溶液中电荷，
海水中的钠离子应通过隔膜1
进入左侧，右侧电极反应为
[Fe(CN)6]4--e-===[Fe(CN)6]3-，
循环液2中负电荷数减少，为
平衡溶液中电荷，循环液中
钾离子应通过隔膜2进入左侧，
隔膜1、2都为阳离子交换膜，故B错误；
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与电源负极相连的电极为阴极，
电极反应式为[Fe(CN)6]3-+e-===
[Fe(CN)6]4-，故C错误；
由选项B的分析可知海水中钠
离子最终移向阴极区，但氯离
子不能通过双极膜进入阳极区，
因此不能实现海水淡化，故D
错误。
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15.(2024·湖南怀化二模)某研究机构使用Li-SO2Cl2电池作为电源电解制备Ni，其工作原理如图所示，已知电池反应为2Li+SO2Cl2===
2LiCl+SO2↑，下列说法错误的是
A.膜a、c是阴离子交换膜，膜b是阳离子
交换膜
B.电池的e极连接电解池的h极
C.电池中C电极的电极反应式为SO2Cl2+
2e-===2Cl-+SO2↑
D.生成0.5 mol Ni时，理论上
电解池中不锈钢电极附近溶液质量增加22 g
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膜a、c是阳离子交换膜，膜b是阴离子交
换膜，故A错误；
锂电极是原电池的负极，石墨电极是正
极，镍电极是电解池的阳极，不锈钢电
极为阴极，则电池的e极连接电解池的h
极，故B正确；
SO2Cl2在正极得到电子发生还原反应生
成氯离子和二氧化硫，电极反应式为
SO2Cl2+2e-===2Cl-+SO2↑，故C正确；
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镍在阳极失去电子发生氧化反应生成镍离子，镍离子通过阳离子交换膜a进入产品室，水在阴极得到电子发
生还原反应生成H2和OH-，Ⅲ室中的钠
离子通过阳离子交换膜c进入Ⅳ室，次
磷酸根离子通过阴离子交换膜b进入产
品室，由得失电子守恒可知，生成
0.5 mol次磷酸镍时，理论上电解池中
不锈钢电极附近溶液质量增加1 mol×
23 g·mol-1-0.5 mol×2 g·mol-1=22 g，故D正确。
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16.(2024·山东德州二模)S2O8电化学循环氧化法将酸性废水中的苯酚降解为CO2，加入Fe2+可加快苯酚的降解，原理如图。已知：S2+
Fe2+===+· +Fe3+，·有强氧化性。下列说法错误的是
A.铂连接电源负极，发生还原反应
B.石墨上的电极反应：2-2e-===S2
C.苯酚降解时发生反应：C6H6O+28·+
11H2O===6CO2↑+28+28H+
D.处理1 mol苯酚，有14 mol S从左向
右通过离子交换膜
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由图可知石墨电极区转化为S2，发生氧化反应：2S-2e-===S2，所以是电解池的阳极区，铂电
极为阴极，发生还原反应，故A、B正确；
·有强氧化性，氧化苯酚时自身被还原
为硫酸根离子，苯酚转化为二氧化碳，离
子方程式是C6H6O+28·+11H2O===
6CO2↑+28+28H+，故C正确；
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处理1 mol苯酚，消耗28 mol ·，同时产生28 mol ，根据反应 S2+Fe2+===+·+Fe3+可知，28 mol ·是由28 mol S2反应生成，根据石墨电极的反应：2-
2e-===S2可知，转移的电子为56 mol，
铂电极为阴极，连接电源负极，发生还
原反应：2H++2e-===H2↑，为保持溶液
呈电中性，处理1 mol苯酚，有28 mol
S从左向右通过离子交换膜，故D错误。
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