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题型突破2　电解原理的应用
1.(2024·山东卷)以不同材料修饰的Pt为电极,一定浓度的NaBr溶液为电解液,采用电解和催化相结合的循环方式,可实现高效制H2和O2,装置如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.电极a连接电源负极
B.加入Y的目的是补充NaBr
C.电解总反应式为Br-+3H2OBr+3H2↑
D.催化阶段反应产物物质的量之比n(Z)∶n(Br-)=3∶2
2.(2024·湖北卷)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-[OCH2O]2-+H2O。Cu电极上发生的电子转移反应为[OCH2O]2--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-===OHCCOOH+H2O
3.(2023·浙江1月选考)在熔融盐体系中,通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi),电解装置如图,下列说法正确的是(　　)
A.石墨电极为阴极,发生氧化反应
B.电极A的电极反应:8H++TiO2+SiO2+8e-===TiSi+4H2O
C.该体系中,石墨优先于Cl-参与反应
D.电解时,阳离子向石墨电极移动
4.(2023·辽宁卷)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如下图所示,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+
1.电解装置及原理模型
2.阴、阳极放电离子判断模型
3.提取“信息”书写电解电极反应式
(1)以铝为阳极,在浓硫酸中电解,铝表面形成氧化膜,阳极电极反应式为2Al-6e-+3H2O===Al2O3+6H+。
(2)离子液体是一种室温熔融盐,为非水体系。由有机阳离子、Al2C和AlC组成的离子液体作电解液时,可在钢制品上镀铝。已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,则电极反应式为:
阳极: ;
阴极: 。
(3)根据“交换膜”利用“信息”书写电极反应式。
可用氨水作为吸收液吸收工业废气中的SO2,当吸收液失去吸收能力时,可用电解法使吸收液再生而循环使用(电极均为石墨电极),并生成化工原料硫酸。其工作原理示意图如下,
阳极: ;
阴极: 。
1.(2024·辽宁锦州模拟)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种绿色多功能新型水处理药剂,可以以铁为阳极按如图装置用电解法制备。其中,a电极有副反应产物O2产生,下列说法错误的是(　　)
A.装置工作时,b电极附近pH升高
B.阴极电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-
C.装置工作一段时间后,需向电解池中补充NaOH
D.当外电路通过1 mol电子时,产生0.1 mol Fe,则副反应产生1.12 L(标准状况)O2
2.(2024·浙江丽水模拟)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
3.(2024·山东东营质检)某研究小组设计了如图所示的循环系统实现光分解制氢。若循环系统处于稳定工作状态时,电解池A中流入和流出的HI浓度分别为a mol·L-1和b mol·L-1,光催化反应生成Fe3+的速率为c mol·min-1。下列说法错误的是(　　)
A.光催化反应池中的反应:2Fe2++I22Fe3++2I-
B.电解池B中可采用阴离子交换膜
C.光电池将光能直接转化成电能
D.循环系统中单位时间(min)内流过的溶液体积V= L
4.(2024·江苏南通质检)NH3是潜在储氢载体,利用光伏电池电解氨制备氢气的装置如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.能量转化:太阳能→电能→化学能
B.生成2 g H2时,有2 mol OH-由交换膜右侧迁移至左侧
C.阳极反应式为2NH3+6OH--6e-===N2+6H2O
D.电解一段时间后,交换膜两侧溶液pH都不变
5.(2024·山西运城二模)近日,美国威斯康星大学麦迪逊分校课题组使用锰-四苯基卟啉催化剂将电化学氧还原和水氧化进行配对,在两个电极上生成活性锰-氧物种,从而将Ph2S转化为Ph2SO。
下列叙述正确的是(　　)
A.a极电势高于b极
B.a极反应:PMn(V)O+2e-+2H+===PMn(Ⅲ)+H2O
C.电路上转移2 mol电子理论上生成1 mol Ph2SO
D.“PMn(V)O和PMn(Ⅲ)”总量几乎不变
题型突破2　电解原理的应用
1.(2024·山东卷)以不同材料修饰的Pt为电极,一定浓度的NaBr溶液为电解液,采用电解和催化相结合的循环方式,可实现高效制H2和O2,装置如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.电极a连接电源负极
B.加入Y的目的是补充NaBr
C.电解总反应式为Br-+3H2OBr+3H2↑
D.催化阶段反应产物物质的量之比n(Z)∶n(Br-)=3∶2
答案　B
解析　电极b上Br-发生失电子的氧化反应转化成Br,电极b为阳极,电极反应为Br--6e-+3H2O===Br+6H+;则电极a为阴极,电极a的电极反应为6H2O+6e-===3H2↑+6OH-;电解总反应式为Br-+3H2OBr+3H2↑;催化循环阶段Br被还原成Br-循环使用、同时生成O2,实现高效制H2和O2,即Z为O2。A.根据分析,电极a为阴极,连接电源负极,A项正确;B.根据分析电解过程中消耗H2O和Br-,而催化阶段Br被还原成Br-循环使用,故加入Y的目的是补充H2O,维持NaBr溶液为一定浓度,B项错误;C.根据分析电解总反应式为Br-+3H2OBr+3H2↑,C项正确;D.催化阶段,Br元素的化合价由+5价降至-1价,生成1 mol Br-得到6 mol电子,O元素的化合价由-2价升至0价,生成1 mol O2失去4 mol电子,根据得失电子守恒,反应产物物质的量之比n(O2)∶n(Br-)=6∶4=3∶2,D项正确。
2.(2024·湖北卷)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-[OCH2O]2-+H2O。Cu电极上发生的电子转移反应为[OCH2O]2--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-===OHCCOOH+H2O
答案　B
解析　根据题干信息可知,Cu电极所在的阳极区先后发生反应:HCHO+OH-HOCH2O-、HOCH2O-+OH-[OCH2O]2-+H2O、[OCH2O]2--e-===HCOO-+H·,H·可转化为H2,则阳极总反应式为2HCHO+4OH--2e-===2HCOO-+H2↑+2H2O,C正确;根据阳极总反应可知,每消耗4个OH-,电路中通过2e-,根据电荷守恒,双极膜中有2个OH-向阳极迁移,即阳极区c(OH-)减小,A正确;由题给信息知,阴极总反应物为H2C2O4、HO—N+H3,总产物为H3N+CH2COOH,电极反应式为H2C2O4+HO—N+H3+6e-+6H+===H3N+CH2COOH+3H2O,每生成1 mol H3N+CH2COOH,电路中通过6 mol e-,双极膜中需有6 mol H2O解离出6 mol H+向阴极迁移,B错误;双极膜中H2O解离出的H+向阴极移动,因此H2C2O4在阴极Pb电极上转化为OHCCOOH的反应为H2C2O4+2H++2e-===OHCCOOH+H2O,D正确。
3.(2023·浙江1月选考)在熔融盐体系中,通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi),电解装置如图,下列说法正确的是(　　)
A.石墨电极为阴极,发生氧化反应
B.电极A的电极反应:8H++TiO2+SiO2+8e-===TiSi+4H2O
C.该体系中,石墨优先于Cl-参与反应
D.电解时,阳离子向石墨电极移动
答案　C
解析　由图可知,电解时,石墨电极上C转化为CO,发生氧化反应,为阳极,与电源正极相连,则电极A作阴极,TiO2和SiO2获得电子产生电池材料(TiSi),电极反应为TiO2+SiO2+8e-===TiSi+4O2-。A项,石墨电极为阳极,A错误;B项,电极A的电极反应为TiO2+SiO2+8e-===TiSi+4O2-,B错误;C项,根据图中信息可知,该体系中,石墨优先于Cl-参与反应,C正确;D项,电解池中石墨电极为阳极,阳离子向阴极(电极A)移动,D错误。
4.(2023·辽宁卷)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如下图所示,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+
答案　D
解析　由图可知,钛网电极上在PRT的抑制下,Cl-放电生成HClO,电极反应为Cl-+H2O-2e-===HClO+H+,故钛网电极为阳极,a为正极,b为负极,钛箔电极为阴极,该电极上水放电生成氢气,电极反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-,电解池总反应为NaCl+H2ONaClO+H2↑,以此解题。A.由分析可知,a电极为正极,b电极为负极,则a端电势高于b端电势,A错误;B.右侧电极上产生氢气的电极方程式为:2H2O+2e-===H2↑+2OH-,则理论上转移2 mol e-生成2 g H2,B错误;C.由分析知电解后得到NaClO溶液,水解呈碱性,溶液的pH升高,C错误;D.由图可知,阳极上的电极反应为:Cl-+H2O-2e-===HClO+H+,D正确。
命题立意:利用电解池工作原理不仅能制备某些物质,还有其他方面的应用,试题通过电解装置考查学生对电解原理的掌握程度,主要涉及阴、阳极及其电解产物的判断,电极反应式的书写,离子移动方向的判断,电解的简单计算等必备知识。此类试题一般给出电解装置图示,需要学生结合电解原理,从微观角度和宏观角度进行综合分析,考查学生信息获取与加工、逻辑推理与论证能力。
1.电解装置及原理模型
2.阴、阳极放电离子判断模型
3.提取“信息”书写电解电极反应式
(1)以铝为阳极,在浓硫酸中电解,铝表面形成氧化膜,阳极电极反应式为2Al-6e-+3H2O===Al2O3+6H+。
(2)离子液体是一种室温熔融盐,为非水体系。由有机阳离子、Al2C和AlC组成的离子液体作电解液时,可在钢制品上镀铝。已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,则电极反应式为:
阳极:Al-3e-+7AlC===4Al2C;
阴极:4Al2C+3e-===Al+7AlC。
(3)根据“交换膜”利用“信息”书写电极反应式。
可用氨水作为吸收液吸收工业废气中的SO2,当吸收液失去吸收能力时,可用电解法使吸收液再生而循环使用(电极均为石墨电极),并生成化工原料硫酸。其工作原理示意图如下,
阳极:HS-2e-+H2O===3H++S;
阴极:2H++2e-===H2↑(或2H2O+2e-===H2↑+2OH-)。
1.(2024·辽宁锦州模拟)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种绿色多功能新型水处理药剂,可以以铁为阳极按如图装置用电解法制备。其中,a电极有副反应产物O2产生,下列说法错误的是(　　)
A.装置工作时,b电极附近pH升高
B.阴极电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-
C.装置工作一段时间后,需向电解池中补充NaOH
D.当外电路通过1 mol电子时,产生0.1 mol Fe,则副反应产生1.12 L(标准状况)O2
答案　D
解析　a电极有副反应产物O2生成,则a电极为电解池阳极,阳极主反应:Fe+8OH--6e-===Fe+4H2O,副反应:4OH--4e-===O2↑+2H2O,b电极为电解池阴极,阴极电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-,装置工作时,阴极反应生成OH-,故b电极附近pH升高,A正确;由A分析可知,B正确;主反应的反应方程式为Fe+2H2O+2OH-Fe+3H2↑,反应消耗OH-,故需向电解池中补充NaOH,C正确;产生0.1 mol Fe时阳极主反应放出0.6 mol电子,故阳极副反应放出0.4 mol电子,生成0.1 mol O2,标准状况下的体积为2.24 L,D错误。
2.(2024·浙江丽水模拟)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
答案　B
解析　A.电极A是氯离子变为氯气,化合价升高,失去电子,是电解池阳极,因此电极A接电源正极,发生氧化反应,正确;B.电极B为阴极,通入氧气,氧气得到电子,其电极反应式为2H2O+4e-+O2===4OH-,错误;C.右室生成氢氧根,应选用阳离子交换膜,左边的钠离子进入到右边,在右室获得浓度较高的NaOH溶液,正确;D.改进设计中增大了氧气的量,提高了电极B处的氧化性,通过反应物的氧化性来降低电解电压,减少能耗,正确。
3.(2024·山东东营质检)某研究小组设计了如图所示的循环系统实现光分解制氢。若循环系统处于稳定工作状态时,电解池A中流入和流出的HI浓度分别为a mol·L-1和b mol·L-1,光催化反应生成Fe3+的速率为c mol·min-1。下列说法错误的是(　　)
A.光催化反应池中的反应:2Fe2++I22Fe3++2I-
B.电解池B中可采用阴离子交换膜
C.光电池将光能直接转化成电能
D.循环系统中单位时间(min)内流过的溶液体积V= L
答案　B
解析　由图解剖析可知,题给的光催化反应池中的反应正确,A正确;由图解剖析可知,电解池B中需要H+移动形成闭合回路,可采用质子交换膜,B错误;光电池将光能直接转化成电能,C正确;根据光催化反应池中的反应2Fe2++I22Fe3++2I-可知,生成Fe3+的速率等于生成I- 的速率,根据循环图可知,生成的物质的量等于减小的物质的量,则1 min内c mol·min-1×1 min=(a-b) mol·L-1×V,故单位时间(min)内流过的溶液体积V= L,D正确。
4.(2024·江苏南通质检)NH3是潜在储氢载体,利用光伏电池电解氨制备氢气的装置如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.能量转化:太阳能→电能→化学能
B.生成2 g H2时,有2 mol OH-由交换膜右侧迁移至左侧
C.阳极反应式为2NH3+6OH--6e-===N2+6H2O
D.电解一段时间后,交换膜两侧溶液pH都不变
答案　D
解析　光伏电池是太阳能转化成电能,电解氨生成氮气和氢气过程中电能转化成化学能,A正确;阴极的电极反应式为2H2O+2e-===2OH-+H2↑,阳极的电极反应式为2NH3+6OH--6e-===N2+6H2O,根据电荷守恒,OH-由右侧向左侧迁移,迁移OH-的物质的量等于氢气物质的量的2倍,B正确、C正确;阳极区消耗的n(OH-)等于迁移到阳极区的n(OH-),但阳极上反应生成水,c(OH-)变小,pH降低,阴极区水不断被消耗,KOH的物质的量不变,c(OH-)变大,溶液pH升高,D错误。
5.(2024·山西运城二模)近日,美国威斯康星大学麦迪逊分校课题组使用锰-四苯基卟啉催化剂将电化学氧还原和水氧化进行配对,在两个电极上生成活性锰-氧物种,从而将Ph2S转化为Ph2SO。
下列叙述正确的是(　　)
A.a极电势高于b极
B.a极反应:PMn(V)O+2e-+2H+===PMn(Ⅲ)+H2O
C.电路上转移2 mol电子理论上生成1 mol Ph2SO
D.“PMn(V)O和PMn(Ⅲ)”总量几乎不变
答案　D
解析　该装置为电解池,根据图中转化图可知a极得电子,发生还原反应为电解池的阴极,b极失电子,发生氧化反应为电解池的阳极。A.根据图中转化图可知a极得电子,发生还原反应,为电解池的阴极,b极失电子发生氧化反应,为电解池的阳极,故电势:a第一篇　新高考题型突破
板块Ⅵ　电化学
题型突破选择题　题型突破2　电解原理的应用
真题导航
核心整合
模拟预测
1.(2024·山东卷)以不同材料修饰的Pt为电极,一定浓度的NaBr溶液为电解液,采用电解和催化相结合的循环方式,可实现高效制H2和O2,装置如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.电极a连接电源负极
B.加入Y的目的是补充NaBr
C.电解总反应式为Br-+3H2O Br+3H2↑
D.催化阶段反应产物物质的量之比n(Z)∶n(Br-)=3∶2
B
2.(2024·湖北卷)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- [OCH2O]2-+H2O。Cu电极上发生的电子转移反应为[OCH2O]2--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-===OHCCOOH+H2O
B
3.(2023·浙江1月选考)在熔融盐体系中,通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi),电解装置如图,下列说法正确的是(　　)
A.石墨电极为阴极,发生氧化反应
B.电极A的电极反应:8H++TiO2+SiO2+8e-===TiSi+4H2O
C.该体系中,石墨优先于Cl-参与反应
D.电解时,阳离子向石墨电极移动
C
解析　由图可知,电解时,石墨电极上C转化为CO,发生氧化反应,为阳极,与电源正极相连,则电极A作阴极,TiO2和SiO2获得电子产生电池材料(TiSi),电极反应为TiO2+SiO2+8e-===TiSi+4O2-。A项,石墨电极为阳极,A错误;B项,电极A的电极反应为TiO2+SiO2+8e-===TiSi+4O2-,B错误;C项,根据图中信息可知,该体系中,石墨优先于Cl-参与反应,C正确;D项,电解池中石墨电极为阳极,阳离子向阴极(电极A)移动,D错误。
4.(2023·辽宁卷)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如下图所示,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+
D
命题立意:利用电解池工作原理不仅能制备某些物质,还有其他方面的应用,试题通过电解装置考查学生对电解原理的掌握程度,主要涉及阴、阳极及其电解产物的判断,电极反应式的书写,离子移动方向的判断,电解的简单计算等必备知识。此类试题一般给出电解装置图示,需要学生结合电解原理,从微观角度和宏观角度进行综合分析,考查学生信息获取与加工、逻辑推理与论证能力。
1.电解装置及原理模型
2.阴、阳极放电离子判断模型
3.提取“信息”书写电解电极反应式
(1)以铝为阳极,在浓硫酸中电解,铝表面形成氧化膜,阳极电极反应式为__________________________________________________。
(2)离子液体是一种室温熔融盐,为非水体系。由有机阳离子、Al2C和AlC组成的离子液体作电解液时,可在钢制品上镀铝。已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,则电极反应式为:
阳极:____________________________________________;
阴极:____________________________________________。
2Al-6e-+3H2O===Al2O3+6H+
Al-3e-+7AlC===4Al2C
4Al2C+3e-===Al+7AlC
(3)根据“交换膜”利用“信息”书写电极反应式。
可用氨水作为吸收液吸收工业废气中的SO2,当吸收液失去吸收能力时,可用电解法使吸收液再生而循环使用(电极均为石墨电极),并生成化工原料硫酸。其工作原理示意图如下,
阳极:____________________________________;
阴极:____________________________________。
HS-2e-+H2O===3H++S
2H++2e-===H2↑(或2H2O+2e-===H2↑+2OH-)
1.(2024·辽宁锦州模拟)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种绿色多功能新型水处理药剂,可以以铁为阳极按如图装置用电解法制备。其中,a电极有副反应产物O2产生,下列说法错误的是(　　)
A.装置工作时,b电极附近pH升高
B.阴极电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-
C.装置工作一段时间后,需向电解池中补充
NaOH
D.当外电路通过1 mol电子时,产生0.1 mol Fe,则副反应产生1.12 L(标准状况)O2
D
2.(2024·浙江丽水模拟)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
B
解析　A.电极A是氯离子变为氯气,化合价升高,失去电子,是电解池阳极,因此电极A接电源正极,发生氧化反应,正确;B.电极B为阴极,通入氧气,氧气得到电子,其电极反应式为2H2O+4e-+O2===4OH-,错误;C.右室生成氢氧根,应选用阳离子交换膜,左边的钠离子进入到右边,在右室获得浓度较高的NaOH溶液,正确;D.改进设计中增大了氧气的量,提高了电极B处的氧化性,通过反应物的氧化性来降低电解电压,减少能耗,正确。
3.(2024·山东东营质检)某研究小组设计了如图所示的循环系统实现光分解制氢。若循环系统处于稳定工作状态时,电解池A中流入和流出的HI浓度分别为a mol·L-1和b mol·L-1,光催化反应生成Fe3+的速率为c mol·min-1。下列说法错误的是(　　)
A.光催化反应池中的反应:2Fe2++I2
2Fe3++2I-
B.电解池B中可采用阴离子交换膜
C.光电池将光能直接转化成电能
D.循环系统中单位时间(min)内流过的溶液体积V= L
B
4.(2024·江苏南通质检)NH3是潜在储氢载体,利用光伏电池电解氨制备氢气的装置如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.能量转化:太阳能→电能→化学能
B.生成2 g H2时,有2 mol OH-由交换膜右侧迁移至左侧
C.阳极反应式为2NH3+6OH--6e-===N2+6H2O
D.电解一段时间后,交换膜两侧溶液pH都不变
D
解析　光伏电池是太阳能转化成电能,电解氨生成氮气和氢气过程中电能转化成化学能,A正确;阴极的电极反应式为2H2O+2e-===2OH-+H2↑,阳极的电极反应式为2NH3+6OH--6e-===N2+6H2O,根据电荷守恒,OH-由右侧向左侧迁移,迁移OH-的物质的量等于氢气物质的量的2倍,B正确、C正确;阳极区消耗的n(OH-)等于迁移到阳极区的n(OH-),但阳极上反应生成水,c(OH-)变小,pH降低,阴极区水不断被消耗,KOH的物质的量不变,c(OH-)变大,溶液pH升高,D错误。
5.(2024·山西运城二模)近日,美国威斯康星大学麦迪逊分校课题组使用锰-四苯基卟啉催化剂将电化学氧还原和水氧化进行配对,在两个电极上生成活性锰-氧物种,从而将Ph2S转化为Ph2SO。
下列叙述正确的是(　　)
A.a极电势高于b极
B.a极反应:PMn(V)O+2e-+2H+===
PMn(Ⅲ)+H2O
C.电路上转移2 mol电子理论上生成1 mol Ph2SO
D.“PMn(V)O和PMn(Ⅲ)”总量几乎不变
D
解析　该装置为电解池,根据图中转化图可知a极得电子,发生还原反应为电解池的阴极,b极失电子,发生氧化反应为电解池的阳极。A.根据图中转化图可知a极得电子,发生还原反应,为电解池的阴极,b极失电子发生氧化反应,为电解池的阳极,故电势:a

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