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电解原理及应用
【知识网络 悉考点】
【真题研析 明方向】
1．(2025·北京卷)用电解Na2SO4溶液(图1)后的石墨电极1、2探究氢氧燃料电池，重新取Na2SO4溶液并用图2装置按i→iv顺序依次完成实验。下列分析不正确的是(　　)
实验 电极I 电极Ⅱ 电压/V 关系
i 石墨1 石墨2 a a＞b＞c＞d＞0
ii 石墨1 新石墨 b
iii 新石墨 石墨2 c
iv 石墨1 石墨2 d
A．a＞0，说明实验i中形成原电池，反应为2H2＋O2===2H2O
B．b＜d，是因为ii中电极Ⅱ上缺少H2作为还原剂
C．c＞0，说明iii中电极I上有O2发生反应
D．d＞c，是因为电极I上吸附H2的量：iv＞iii
2．(2025·河北卷)科研工作者设计了一种用于废弃电极材料LixCoO2(x＜1)再锂化的电化学装置，其示意图如下：
已知：参比电极的作用是确定LixCoO2再锂化为C的最优条件，不干扰电极反应。下列说法正确的是(　　)
A．LixCoO2电极上发生的反应：LixCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2
B．产生标准状况下5.6 L O2时，理论上可转化mol的LixCoO2
C．再锂化过程中，SO向LixCoO2电极迁移
D．电解过程中，阳极附近溶液pH升高
3．(2025·甘肃卷)我国科研工作者设计了一种Mg－海水电池驱动海水(pH＝8.2)电解系统(如下图)。以新型MoNi/NiMoO4为催化剂(生长在泡沫镍电极上)。在电池和电解池中同时产生氢气。下列关于该系统的说法错误的是(　　)
A．将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化效率 B．在外电路中，电子从电极1流向电极4
C．电极3的反应为：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O D．理论上，每通过2 mol电子，可产生1 mol H2
4．(2025·陕晋宁青卷)我国科研人员采用图示的电解池，由百里酚(TY)合成了百里醒(TQ)。电极b表面的主要反应历程见图(灰球表示电极表面催化剂)，下列说法错误的是(　　)
A．电解时，H+从右室向左室移动
B．电解总反应：TY＋H2OTQ＋2H2↑
C．以为原料，也可得到TQ
D．用18O标记电解液中的水，可得到
5．(2025·全国卷)下列关于铁腐蚀与防护的反应式正确的是(　　)
A．酸性环境中铁发生析氢腐蚀的负极反应：Fe－2e－===Fe2+
B．铁发生腐蚀生锈的反应：3Fe＋2O2＋xH2O===Fe3O4·xH2O
C．铁经过发蓝处理形成致密氧化膜：Fe＋2HNO3(浓)===FeO＋2NO2↑＋H2O
D．安装锌块保护船舶外壳，铁电极上发生的反应：Fe3+＋3e－===Fe
【核心考点精讲 固基础】
1．构建电解池模型——以惰性电极电解CuCl2溶液为例
总反应的化学程式：CuCl2Cu＋Cl2↑ (1)电极①阴极：与电源负极相连，得到电子，发生还原反应②阳极：与电源正极相连，失去电子，发生氧化反应(2)电子定向移动方向和电流方向①电子流向：从电源负极流向电解池的阴极，从电解池的阳极流向电源的正极②电流方向：电源正极阳极阴极电源负极(3)离子移动方向阳离子移向电解池的阴极；阴离子移向电解池的阳极
2．电解池阴、阳极的判断的三种常见方法
(1)根据所连接的外加电源判断：与直流电源正极相连的为阳极，与直流电源负极相连的为阴极
(2)根据电子流动方向判断：电子流动方向为从电源负极流向阴极，从阳极流向电源正极
(3)根据电解池里电解质溶液中离子的移动方向判断：阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动
3．明确电解池的电极反应及其放电顺序
(1)电极类型：金属活动顺序表中银以前的金属(含银)做电极时，由于金属电极本身可以参与阳极反应，称为金属电极或活性电极(如：Zn、Fe、Cu、Ag等)；金属活动顺序表中银以后的金属或非金属作电极时，称为惰性电极，主要由铂(Pt)、石墨等
(2)电解时电极产物的判断
①阳极产物的判断：阳极吸引的是阴离子，比较阴离子还原性的大小
首先看电极材料，是惰性电极还是活性电极，若阳极材料为活性电极(Fe、Cu)等金属，则阳极反应为电极材料失去电子，电极被溶解变成离子而进入溶液，溶液中的阴离子不能失电子；若阳极材料为惰性电极(Pt、石墨)，则根据阴离子的放电顺序来判断：
阳极(阴离子放电顺序)：金属(Au、Pt除外)电极＞S2－＞SO＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子
②阴极产物的判断：阴极吸引的是阳离子，比较阳离子氧化性的大小
直接根据阳离子的放电顺序进行判断阳离子放电顺序
Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Pb2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+
(3)阴、阳极放电后的产物
反应物 阴极金属阳离子(H+) 阳极活性金属电极 S2－ I－ Br－ Cl－ OH－
产物 金属(H2) 金属离子 S I2 Br2 Cl2 O2、H2O
4．电解池电极反应式的书写
(1)基本电极反应式的书写——惰性电极电解电解质溶液的四种类型
类型 电极反应特点 实例 电解对象 电解质浓度变化 pH 电解液复原方法
电解水型 阴极：4H＋＋4e－===2H2↑阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ NaOH H2O 增大 增大 加H2O
H2SO4 减小
Na2SO4 不变
电解电解质型 电解质的阴、阳离子分别在两极放电 HCl 电解质 减小 增大 通HCl(g)
CuCl2 增大 加CuCl2(s)
放H2生碱型 阴极：放H2生成碱阳极：电解质阴离子放电 NaCl 电解质和水 生成新电解质 增大 通HCl(g)
MgCl2 增大 通HCl(g)
放O2生酸型 阴极：电解质阳离子放电阳极：放O2生成酸 CuSO4 电解质和水 生成新电解质 减小 加CuO
AgNO3 减小 加Ag2O
(2)提取“信息”书写电极反应式
铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜 总反应 2Al ＋3H2OAl2O3＋3H2↑
阳极 2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋
阴极 6H＋＋6e－===3H2↑
用Al单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO3溶液作电解液进行电解 阳极 2Al＋6HCO－6e－===2Al(OH)3＋6CO2↑
阴极 6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－
用惰性电极电解K2MnO4溶液能得到化合物KMnO4 总反应 2K2MnO4＋2H2O2KMnO4＋H2↑＋2KOH
阳极 2MnO－2e－===2MnO
阴极 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。有机阳离子、Al2Cl和AlCl组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝 阳极 Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl
阴极 4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl
将一定浓度的磷酸二氢铵(NH4H2PO4)、氯化锂混合液作为电解液，以铁棒作阳极，石墨为阴极，电解析出LiFePO4沉淀 阳极 Fe＋H2PO＋Li＋－2e－===LiFePO4＋2H＋
阴极 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
(3)根据“交换膜”利用“信息”书写电极反应式
①电解装置如图，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。已知：3I2＋6OH－===IO＋5I－＋3H2O
阳极 2I－－2e－===I2
阴极 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
②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，可通过电解法使吸收液再生而循环利用(电极均为石墨电极)，并生成化工原料硫酸。其工作示意图如下：
阳极 HSO－2e－＋H2O===3H＋＋SO
阴极 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
5．金属的腐蚀与电化学防护
(1)析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较
类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀
条件 水膜呈酸性 水膜呈弱酸性或中性
正极反应 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－
负极反应 Fe－2e－===Fe2＋
其他反应 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈
(2)金属电化学保护的“两种方法”
①牺牲阳极法(原电池原理)：正极为被保护金属，负极为比被保护的金属活泼的金属
②外加电流法(电解原理)：阴极为被保护的金属，阳极为惰性电极
【精准演练 提能力】
1．还原性辅酶Ⅰ(NADH)是一种生物氢的载体，在酶催化中有重要作用。利用电化学驱动可实现高效NADH再生并迅速参与酶催化反应。使用该驱动并用 L-乳酸脱氢酶(LDH)催化的原理如下图所示。下列说法错误的是(　　)
A．高温可提高离子的迁移速率从而提高催化效率
B．X电极可连铅酸蓄电池的PbO2电极
C．Y电极反应式：CO2＋H2O＋2e－===OH－＋HCOO－
D．每生成1 mol O2，生成2 mol乳酸
2．电解精炼法提纯镓(Ga)是工业上常用的方法，具体原理如右图所示。已知：金属活动性顺序：Zn＞Ga＞Fe，镓的化学性质与铝相似。下列说法错误的是(　　)
A．该装置中电流方向为N极→粗 Ga→NaOH溶液→高纯 Ga→M极
B．电解精炼镓时产生的阳极泥的主要成分为Fe、Cu
C．阴极发生的电极反应为 Ga3＋＋3e－=== Ga
D．电解过程中需控制合适的条件，否则阴极可能会产生H2导致电解效率下降
3．我国科学家开发了如下图所示的电化学装置，实现了H2O2的制备和废弃PET的回收利用。下列说法错误的是(　　)
A．溶液中OH－移向电极B
B．电极B的电势高于电极A的电势
C．阳极区发生的反应为HOCH2CH2OH－6e－＋8OH－===2HCOO－＋6H2O
D．理论上每消耗3 mol O2，电极B消耗124 g乙二醇
4．工业上用电解乙烯的方法制取环氧乙烷()，中间隔膜为阴离子交换膜，电极B上生成环氧乙烷，电解质溶液均为食盐水，其电解工作原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A．电极A为阳极
B．左侧电解池电解一段时间后溶液的pH降低
C．电极B发生的电极反应只有2ClCH2CH2OH＋2e－===2＋H2↑＋2Cl－
D．乙烯生成ClCH2CH2OH的反应类型为加成反应
5．DTD是一种提高锂离子电池充放电性能的电解液添加剂。利用电化学方法合成DTD的工作原理如右图所示。下列说法正确的是(　　)
A．H＋通过质子交换膜向碳极板A方向移动
B．阴极反应：Mn2＋－5e－＋4H2O===MnO＋8H＋
C．ES分子中所有原子共平面
D．DTD和ES都属于酯类化合物
6．电有机合成是一种应用广泛的新型有机合成方法。某种3－氯－4－氨基苯酚的电有机合成装置如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．b与外接电源的正极相连
B．Pb电极的电极反应式：Pb－2e－===Pb2＋
C．电解一段时间后，阴阳两极室中电解质溶液的质量均增大
D．理论上每生成1 mol，电路中转移4 mol e－
7．一种用3－氯丙烯()电解合成环氧氯丙烷()的 装置如图所示。该装置无需使用隔膜，且绿色高效，图中X为Cl或Br，工作时X－和OH－同时且等量放电。下列说法错误的是(　　)
A．电解一段时间后，装置中OH－物质的量增大
B．每转移2 mol e－，生成1 mol环氧氯丙烷
C．若X为Br，也可电解制得环氧氯丙烷
D．该装置工作时不需要补充X－
8．近年来，科学家利用电化学催化的方法，将PET塑料(聚对苯二甲酸乙二酯)水解液中的乙二醇(HOCH2CH2OH)和温室气体CO2转化为甲酸(HCOOH)，原理如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．电极A与电源正极相连
B．电极B的反应：CO2＋2e－＋2H+===HCOOH
C．1 mol乙二醇参加反应,两极共生成3 mol甲酸
D．两个电极反应中碳原子的杂化类型均发生改变
9．钙介导下电化学合成氨的原理如图所示，已知钙元素的转化途径为Ca2＋→Ca→CaxNyHz→Ca2＋。下列说法正确的是(　　)
A．阴极区的反应式为H2－2e－＋2C2H5O－===2C2H5OH B．理论上每产生17 g NH3消耗3 mol C2H5OH
C．钙离子在该合成氨过程中的作用是活化N2 D．电解质溶液可换为含有少量乙醇的水溶液
10．(CH3O)2CO(碳酸二甲酯)是一种低毒、环保、性能优异的化工原料，其电解合成的原理如下图所示。下列说法错误的是(　　)
A．Pt/C为催化剂
B．电极b为阳极
C．电极a的电极反应为CO2＋2CH3OH＋2e－===CO＋2CH3O－＋H2O
D．外电路中转移1 mol电子时，理论上可生成(CH3O)2CO的物质的量为2 mol
11．有研究表明，以CO2与辛胺CH3(CH2)7NH2为原料高选择性合成甲酸和辛腈CH3(CH2)6CN，工作原理如图所示，下列说法不正确的是(　　)
A．Ni2P电极与电源正极相连
B．In/In2O3－x电极上可能有副产物H2生成
C．在In/In2O3－x电极上发生的反应为CO2＋H2O＋2e－===HCOO－＋OH－
D．标准状况下33.6 L CO2参与反应时Ni2P电极有1.5 mol辛腈生成
12．一种电解装置如图所示，电解时H＋从右室移向左室。通过电解获得的电解液可实现
。下列说法正确的是(　　)
A．左室电解获得的电解液可用于实现“转化Ⅰ”
B．右室发生的电极反应为Cr2O＋14H＋＋6e－===2Cr3＋＋7H2O
C．“转化Ⅱ”发生的反应为＋6Ti3＋＋6H＋===＋6Ti4＋＋2H2O
D．“转化Ⅰ”生成1 mol，理论上电路中通过3 mol e－
13．我国某研究团队构建“电化学合成苯胺耦合甲醇电氧化转化”的绿色有机电催化体系，实现阴极和阳极同时生成高价值化学品并最大限度地提高能源效率，其合成苯胺耦合甲醇电氧化转化示意图如下，下列说法错误的是(　　)
A．可以用太阳能电池给上述电解池提供电能
B．工作时，电极A的电势比电极B的高
C．工作时，电极A上发生的电极反应为＋6H＋＋6e－=== ＋2H2O
D．当电极A上转移2 mol电子时，B极上生成的HCOOH为0.5 mol
14．暖贴是利用钢铁电化学腐蚀原理制成的，内部结构如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．铁为负极,其电极反应式为Fe－3e－===Fe3+
B．暖贴工作时需要与空气中的O2和水蒸气接触
C．暖贴短时间内产生较多的热是因为活性炭被氧化
D．暖贴使用后产生的红色固体成分为Fe(OH)2
15．工业上可利用流汞电解法电解海水，如下图所示，流汞电解池的底部略微倾斜。在电解池中，汞为阴极，生成HgNa并通过电解池底部流入Z池，发生反应：2HgNa＋2H2O===2Hg＋H2↑＋2NaOH。下列说法正确的是(　　)
A．阳极附近溶液pH不发生变化
B．汞阴极发生的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
C．理论上每生成1 mol H2，需消耗海水中氯化钠的质量为117 g
D．理论上每生成1 mol H2，Z池中溶液质量增加80 g
16．铁铬液流电池(总反应为Cr2＋＋Fe3＋===Fe2＋＋Cr3＋)实现了发电、环保一体化。某兴趣小组用该电池模拟工业处理废气和废水的装置如下图所示，下列说法正确的是(　　)
A．d为正极，a膜为阴离子交换膜
B．乙池中阴极的电极反应式为NO＋5e－＋5H2O===6OH－＋NH
C．标准状况下，若乙池中处理废气(SO2和NO)的总体积为31.36 L，则甲池有2 mol质子迁移到c极
D．当浓缩室得到2 L 0.6 mol·L－1的盐酸时，M室溶液的质量变化为9 g(溶液体积变化忽略不计)
17．铝二次电池(RABs)具有更安全、更便宜和更高容量的特性。复合硒(V2C@Se)材料电极由于[AlCl4]－的嵌入脱出，引起Se2－和SeCl2、V2+和V3+之间发生可逆变化，其工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．放电时AlCl嵌入V2C@Se电极
B．隔膜为阳离子交换膜
C．当有1 mol Se2－参与反应时，外电路转移电子数目为4NA
D．充电时Se2－发生的反应为Se2－＋4[AlCl4]－－4e－===SeCl2＋2[Al2Cl7]－
18．点蚀又称小孔腐蚀,是一种极端的局部腐蚀形态,大多数点蚀是由Cl-引起的。曾侯乙青铜编钟发生点蚀的基本原理为PbO＋H2O＋Sn+4Cl－===Pb＋2OH－＋[SnCl4]2－。下列说法不正确的是(　　)
A．潮湿的空气会加快曾侯乙青铜编钟的腐蚀
B．负极反应为Sn＋4Cl－－2e－===[SnCl4]2－
C．点蚀的过程中化学能转化为电能
D．长江中的轮船比大海中的轮船更容易发生点蚀
19．我国科学家用如图所示装置将CO2转化为甲酸(HCOOH)，Bi电极表面的纳米片层结构形成了空腔，可有效抑制OH－、H+的扩散。已知：电解效率η(B)＝×100%。下列说法正确的是(　　)
A．电子从电源的a极流出
B．Pt－Ti电极上发生的反应为2H2O＋4e－===O2↑＋4H+
C．一段时间后，Bi电极表面纳米片层结构内溶液的pH比其他区域低
D．若Pt－Ti电极产生22.4 L(标准状况)气体时，生成1.83 mol HCOOH，则HCOOH的电解效率为91.5%
20．某课题组合成了稳定存在于氮掺杂碳上的Fe单原子催化剂(Fe－SA@NC)，用该催化剂作阳极材料合成有机物，化学反应为原理如图所示(部分物质省略)。下列叙述错误的是(　　)
已知－Ph代表苯基
A．a极与电源的正极连接
B．电解一段时间后溶液中n(H+)基本保持不变
C．a极的电极反应式为
D．b极收集4.48 L气体时转移的电子数约为2.408×1023
21．由辛二腈[CN(CH2)6CN]制备巴豆腈(2－丁烯腈，即CH3CH===CHCN，非气态)的原理如下图所示，下列说法正 确的是(　　)
已知：电流效率＝×100%。
A．催化电极a与电源负极相连，电势：催化电极a＜催化电极b
B．电子移动方向：催化电极a→电源→催化电极b→阴离子交换膜→催化电极a
C．催化电极b上发生反应：2HCO＋2e－===H2↑＋2CO
D．催化电极b上生成7 mol气体时，催化电极a生成15 mol气体，则电流效率约为93%
22．一种电化学合成二苯甲酮的装置如图所示，Ph－表示苯基。下列说法错误的是(　　 )
A．若用铅酸蓄电池为电源，则b为Pb电极
B．整个反应中，I－是反应的催化剂，I·和H+为中间产物
C．合成1 mol二苯甲酮时，电路中转移电子2 mol
D．电解总反应为＋H2↑
23．一种用H2O2溶液去除酸性废水中的持久性有机污染物(如苯酚)的工作原理(·OH表示羟基自由基)如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．电流方向：HMC－3电极→电解质→Pt电极
B．电解一段时间后，Pt电极附近pH增大
C．羟基自由基产生原理为2Fe2+＋H2O2===2Fe3+＋2·OH
D．若处理4.7 g苯酚,电路中最少需通过4.2 mol电子
24．某大学研究出电解水制氢过程中降低能耗的方法，电极B以非晶态Ni(Ⅲ)基硫化物为催化剂，有效催化OER(析氧反应)和UOR(尿素氧化反应)，其工作原理和电极B的反应机理如图所示(“·”表示自由基)。下列说法正确的是(　　)
A．电解过程中，OH-从A极区向B极区迁移
B．OER分四步进行，每步反应均为氧化反应
C．非晶态Ni(Ⅲ)基硫化物能降低UOR反应活化能和反应热
D．电解时，电极A上发生的反应为4OH-+4e-O2↑+2H2O
25．某团队通过惰性电极电解实现了空气阴阳极同时活化制硝酸，其电化学装置如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．电流方向：正极→电极A→电极B→负极
B．电极电势：A＞B
C．Fe2+是H2O2===2·OH的催化剂
D．消耗3 mol O2生成0.4 mol HNO3
26．一种装载Sn双原子双层带电膜(EM)电极材料可将硝酸盐还原为N2，为低浓度的硝酸盐污染提供高效实用的解决方案，工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．装置工作一段时间后,阳极区pH减小
B．阴极发生的反应为2NO＋10e－＋12H+===N2↑+6H2O
C．相同条件下，阴、阳两极产生气体的体积比为5∶2
D．带电膜阳极上的游离氯可将NH3氧化为N2
26．工业上可用电解法将废水中较高浓度的铬酸钾溶液制成重铬酸钾溶液，其工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．惰性电极N为阳极，CrO被氧化
B．惰性电极M的电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H+
C．惰性电极N的电势低于惰性电极M的电势
D．阳极区溶液中n(K+)由a mol变成b mol时，理论上生成的K2Cr2O7为 mol
27．电有机合成可以缩短传统有机合成路线，以丙烯腈(CH2==CHCN)为原料通过如下装置合成己二腈[NC(CH2)4CN]。下列说法正确的是(　　)
A．①室有无色气体产生
B．c电极上发生还原反应
C．d电极发生的反应为2CH2==CHCN＋2H+＋2e－===NC(CH2)4CN
D．每当b电极消耗22.4 L气体，会有4 mol H+由③室向④室迁移
【电解原理及应用】答案
【真题研析 明方向】
1．D。解析：按照图1电解Na2SO4溶液，石墨1为阳极，发生反应2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，石墨1中会吸附少量氧气；石墨2为阴极，发生反应2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，石墨2中会吸附少量氢气；图2中电极Ⅰ为正极，氧气发生还原反应，电极Ⅱ为负极。A．由分析可知，石墨1中会吸附少量氧气，石墨2中会吸附少量氢气，实验i会形成原电池，a＞0，反应为2H2＋O2===2H2O，A正确；B．因为ii中电极Ⅱ为新石墨，不含有H2，缺少H2作为还原剂，故导致b＜d，B正确；C．图2中，电极Ⅰ发生还原反应，实验iii中新石墨可能含有空气中的少量氧气，c＞0，说明iii中电极I上有O2发生反应，C正确；D．d＞c，实验iii与实验iv中电极Ⅰ不同，d＞c，是因为电极I上吸附O2的量：iv＞iii，D错误；故选D。
2．B。解析：由装置图可知，该装置中有直流电源，为电解池，则LixCoO2(x＜1) 转化为LixCoO2(x＜1)过程中，Co元素化合价由＋(4－x)降为＋3，LixCoO2得电子发生还原反应，为阴极，电极反应式为LixCoO2＋(1－x)e－＋(1－x)Li＋===LiCoO2，Pt电极为阳极，失电子，发生氧化反应，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，据此回答。
A．由分析知，LixCoO2电极上发生的反应：LixCoO2＋(1－x)e－＋(1－x)Li＋===LiCoO2，A错误；B．由电极反应式可知，产生标准状况下5.6L(即0.25 mol) O2时转移1 mol 电子，理论上转化mol的LixCoO2，B正确；C．SO为阴离子，应向阳极移动，即向Pt电极迁移，C错误；D．由阳极电极反应式可知，电解过程中，阳极产生H+、消耗H2O，酸性增强，则阳极附近pH降低，D错误； 故选B。
3．D。解析：由图可知，左侧为原电池，右侧为电解池，电极1为负极，发生氧化反应，电极反应式为：Mg－2e－+2OH－===Mg(OH)2，电极2为正极发生还原反应，电极反应式为：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，右侧为电解池，电极3为阳极，产生氧气，电极4产生阴极，产生氢气。A．催化剂生长在泡沫镍电极上可加快电解速率，提高催化效率，A正确；B．根据分析，电极1是负极，电极4为阴极，电子从电极1流向电极4，B正确；C．由分析可知，电极3为阳极，发生氧化反应，生成氧气，电极3的反应为：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，C正确；D．根据分析可知，电极2和电极4均产生氢气，理论上，每通过2mol电子，可产生2molH2，D错误；答案选D。
4．D。解析：本题考查电解原理。电极b上，TY转化为TQ，发生加氧、去氢的氧化反应，则b为阳极，a为阴极，阴极上4H+得4e－生成2H2。电解时阳离子向阴极移动，H+从右室移向左室，A选项正确；根据转化关系图可知，水和TY是反应物，TQ和H2为生成物，总反应方程式为：TY＋H2OTQ＋2H2↑，B正确；将TY()换成为原料，仍然能够得到TQ()，C正确；D．根据右图可知，用18O标记电解液中的水，可得到的18O在环上甲基的邻位，D错误；本题选D。
5．A。解析：A选项，酸性环境中铁发生析氢腐蚀，铁作负极失去电子的电极反应：Fe－2e－===Fe2+，A正确。B选项，铁发生腐蚀生锈，铁锈的成分为Fe2O3·xH2O，B错误。C选项，铁经过发蓝形成致密氧化膜是Fe3O4，C错误。D选项，锌块保护船舶外壳铁电极作正极，发生的反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D错误。
【精准演练 提能力】
1．A。解析：Y电极上CO2得电子发生还原反应，为阴极，电极反应式为CO2＋H2O＋2e－===OH－＋HCOO－；X电极为阳极，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。高温会导致酶失活，A错误；由分析可知，X电极为阳极，与电源正极相连，即连铅酸蓄电池的PbO2电极，B正确；由分析可知，Y电极反应式为CO2＋H2O＋2e－===
OH－＋HCOO－，C正确；生成1 mol O2转移4 mol 电子，生成1 mol乳酸相当于加了2 mol氢，则转移2 mol 电子，故每生成1 mol O2，生成2 mol乳酸，D正确
2．C。解析：由电解精炼原理可知，粗Ga为阳极，高纯Ga为阴极，则N极为正极，M极为负极。电解池工作时，电流由正极N流向粗镓，经NaOH溶液，由高纯镓流向负极M，形成闭合电路，故A正确；由题给金属活动性顺序可知，电解精炼镓时产生的阳极泥的主要成分为铁和铜，故B正确；由镓的化学性质与铝相似可知，阴极的电极反应式为[Ga(OH)4]－＋3e－===Ga＋4OH－，故C错误；若电解过程中溶液的碱性过低，则溶液中的水也会在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，导致电解效率下降，故D正确。
3．D。解析：电极A上O2转化为H2O2，发生得到电子的还原反应，电极A是阴极，则电极B是阳极，溶液中OH－移向电极B，A正确；电极A是阴极，电极B是阳极，所以电极B的电势高于电极A的电势，B正确；电极B为阳极，发生氧化反应，电极反应式为HOCH2CH2OH－6e－＋8OH－===2HCOO－＋6H2O，C正确；阴极的电极反应式为O2＋2e－＋2H2O===H2O2＋2OH－，理论上每消耗3 mol O2，转移6 mol电子，根据电子守恒电极B消耗乙二醇的物质的量是1 mol，质量是62 g，D错误。
4．C。解析：由图示可知电极A上，氯离子失电子生成HClO，则电极A为阳极，电极B为阴极，电极B上发生反应2ClCH2CH2OH＋2e－===2＋H2↑＋2Cl－，A正确；左侧电极发生反应：Cl－－2e－＋H2O===HClO＋H＋，溶液pH降低，B正确；电极B上还可能发生2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，C错误；乙烯与HClO反应生成ClCH2CH2OH，该反应属于加成反应，D正确。
5．D。解析：碳极板A上Mn2＋失电子发生氧化反应生成MnO，碳极板A是阳极，碳极板B是阴极，所以H＋通过质子交换膜向阴极(碳极板B)方向移动，故A错误；碳极板A是阳极，Mn2＋失电子发生氧化反应生成MnO，阳极反应为Mn2＋－5e－＋4H2O===MnO＋8H＋，故B错误；ES分子中存在—CH2—，所有原子不可能共平面，故C错误；DTD是硫酸乙二醇酯，ES是亚硫酸乙二醇酯，都属于酯类化合物，故D正确。
6．D。解析：b电极发生还原反应生成，可知b是阴极，a是阳极。b是阴极，b与外接电源的负极相连，故A错误；a是阳极，Pb电极的电极反应式：Pb－2e－＋2SO===PbSO4↓，故B错误；转移2 mol电子，阳极室有1 mol SO转化为PbSO4沉淀，同时有2 mol H＋移入阴极室，电解一段时间后，阳极室中电解质溶液的质量减小，故C错误；阴极发生反应＋4e－＋4H＋===＋H2O，理论上每生成1 mol，电路中转移4 mol e－，故D正确。
7．A。解析：由图可知，右电极上H2O被还原生成H2，即右电极作阴极，则左电极作阳极，阳极上X－和OH－同时且等量放电：X－－e－===X·、OH－－e－===OH·；由装置原理图可知，每生成1个环氧氯丙烷，阳极上消耗1个OH－，阴极上生成2个OH－，其中1个OH－被HX消耗，即OH－消耗的量与生成的量相等，则电解一段时间后，装置中OH－的物质的量不变，A错误；由装置原理图可知，阳极上X－和OH－各失去1个电子，即转移2个电子，就生成1个环氧氯丙烷，则每转移2 mol e－，生成1 mol环氧氯丙烷，B正确；由装置原理图可知，X为Cl或Br，电解制备产物均为环氧氯丙烷，C正确；由装置原理图可知，每生成1个环氧氯丙烷，阳极上先消耗1个X－，最终生成环氧氯丙烷时又释放1个X－，即X－为可循环离子，则该装置工作时无需补充X－，D正确。
8．C。解析：H+由电极A区移向电极B区，电极B处二氧化碳发生还原反应生成甲酸，B是阴极、A是阳极。根据以上分析，A是阳极，电极A与电源正极相连，故A正确；电极B处二氧化碳发生还原反应生成甲酸,电极B的反应：CO2＋2e－＋2H+===HCOOH，故B正确；电极A处乙二醇失电子发生氧化反应生成甲酸，电极反应式为HOCH2CH2OH－6e－＋2H2O===2HCOOH＋6H+，电极B处二氧化碳得电子发生还原反应生成甲酸，电极反应式为CO2＋2e－＋2H+===HCOOH，1 mol乙二醇参加反应，阳极生成2 mol甲酸，根据得失电子守恒，阴极生成3 mol甲酸，两极共生成5 mol甲酸，故C错误；乙二醇分子中碳原子采用sp3杂化，二氧化碳分子中C原子采用sp杂化，甲酸分子中碳原子采用sp2杂化，故D正确。
9．C。解析：由图可知，与直流电源正极相连的左侧电极为电解池的阳极，氢气在阳极失去电子发生氧化反应生成氢离子，氢离子与C2H5O－结合生成乙醇，乙醇又离解生成氢离子和C2H5O－，右侧电极为阴极，钙离子在阴极得到电子发生还原反应生成钙，钙与氮气反应生成CaxNyHz，CaxNyHz与氢离子反应生成钙离子和氨气，则电解的总反应为钙离子和乙醇催化作用下氮气和氢气电解生成氨气。由分析可知，与直流电源正极相连的左侧电极为电解池的阳极，氢气在阳极失去电子发生氧化反应生成氢离子，氢离子与C2H5O－结合生成乙醇，反应式为H2－2e－＋2C2H5O－===2C2H5OH，故A错误；由分析可知，电解的总反应为钙离子和乙醇催化作用下氮气和氢气电解生成氨气，则阴极区生成氨气时，催化剂乙醇的量没有变化，故B错误；由分析可知，电解的总反应为钙离子和乙醇催化作用下氮气和氢气电解生成氨气，则钙离子的作用是活化氮气，故C正确；钙能与水反应生成氢氧化钙和氢气，所以电解质溶液不能换为含有少量乙醇的水溶液，故D错误。
10．D。解析：由题图可知，电极b上Br－转化为Br2，发生氧化反应，电极b为阳极，电极反应式为2Br－－2e－===Br2；电极a上CO2得到电子并和CH3OH反应生成CO、CH3O－和H2O，电极反应式为CO2＋2CH3OH＋2e－===CO＋2CH3O－＋H2O，B、C正确。Br2与Pt(0)反应生成Br－和Pt(Ⅱ)，Pt(Ⅱ)与CO、CH3O－和H2O反应生成(CH3O)2CO和Pt(0)，即Pt/C参与反应过程，先由Pt(0)转化为Pt(Ⅱ)，之后Pt(Ⅱ)又转化为Pt(0)，在反应前后质量和化学性质不变，符合催化剂的特点，A正确。外电路中转移1 mol电子时，理论上生成0.5 mol CO，阴极区存在物质转化关系：CO～(CH3O)2CO，故生成(CH3O)2CO的物质的量为0.5 mol，D错误。
11．D。解析：CO2转化为HCOO－，C元素化合价降低发生了还原反应，该极为电解池的阴极与电源负极相连；Ni2P电极为电解池的阳极与电源正极相连，发生氧化反应。由分析可知Ni2P电极与电源正极相连，A项正确；In/In2O3－x电极为阴极，H2O可能在此发生还原反应产生H2，B项正确；CO2发生还原反应得到HCOO－，电极反应式为CO2＋H2O＋2e－===HCOO－＋OH－，C项正确；标准状况下33.6 L CO2物质的量为1.5 mol，由电极反应式知转移电子的物质的量为3 mol，阳极的电极反应式为CH3(CH2)7NH2－4e－＋4OH－===CH3(CH2)6CN＋4H2O，当转移3 mol电子时产生0.75 mol辛腈，D项错误。
12．C。解析：根据氢离子在电解池中移动方向可知，a电极为阴极，b电极为阳极，阳极发生失电子的氧化反应，阴极发生得电子的还原反应，阳极反应：2Cr3＋－6e－＋7H2O===Cr2O＋14H＋，阴极反应：Ti4＋＋e－===Ti3＋，阳极生成Cr2O具有强氧化性，阴极生成Ti3＋具有还原性，“转化Ⅰ”为氧化反应、可加入右室电解获得的电解液氧化实现，“转化Ⅱ”为还原反应，可加入左室电解获得的电解液还原实现，反应为＋6Ti3＋＋6H＋===＋6Ti4＋＋2H2O。根据分析，“转化Ⅰ”为氧化反应，应加入氧化剂，左室电解液含Ti3＋，右室电解液含Cr2O，所以实现“转化Ⅰ”需右室电解获得电解液，A错误；根据分析，右室发生的电极反应：2Cr3＋－6e－＋7H2O===Cr2O＋14H＋，B错误；“转化Ⅱ”为还原反应，可加入左室电解获得的电解液还原实现，反应为＋6Ti3＋＋6H＋===＋6Ti4＋＋2H2O，C正确；“转化Ⅰ”为－6e－＋2H2O===＋6H＋，根据得失电子守恒，生成1 mol理论上电路中通过6 mol e－，D错误。
13．B。解析：氢离子左移，说明电极A为阴极，电极B为阳极，电极A上的电极反应为＋6H＋＋6e－=== ＋2H2O，电极B上的电极反应为CH3OH＋H2O－4e－===HCOOH＋4H＋，据此作答。电解池是将电能转化为化学能的装置，太阳能电池可作电解池的直流电源，A项正确；氢离子左移，说明电极A为阴极，电极B为阳极，沿电流方向，电势降低，电极A的电势比电极B的低，B项错误；电极A上的电极反应为＋6H＋＋6e－=== ＋2H2O，C项正确；电极B上的电极反应为CH3OH＋H2O－4e－===HCOOH＋4H＋，转移2 mol电子时，B极上生成0.5 mol HCOOH，D项正确。
14．B。解析：暖贴工作时，铁、碳在氯化钠溶液中构成原电池，铁为负极失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式为Fe－2e－===Fe2+，A错误；正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，则暖贴工作时需要与空气中的O2和水蒸气接触，B正确；暖贴工作时，铁为负极被消耗，活性炭为正极不被消耗，C错误；负极产生的亚铁离子与正极产生的氢氧根离子生成Fe(OH)2，Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3，Fe(OH)3受热分解生成红色的Fe2O3，D错误。
15．C。解析：在电解池中，汞为阴极，生成HgNa，电极反应为Na＋＋Hg＋e－===HgNa，阳极发生的电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，Cl2会少量溶解使电极附近溶液pH降低，A、B错误；理论上每生成1 mol H2，需生成2 mol HgNa，即需要转移2 mol电子，根据阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑可知，消耗海水中NaCl的质量为117 g，C正确；根据反应2HgNa＋2H2O===2Hg＋H2↑＋2NaOH可知，每生成1 mol H2，Z池溶液中溶液质量增加44 g，D错误。
16．D。解析：由图可知，甲为原电池，乙和丙为电解池；在甲中c电极上发生的电极反应式为Cr2＋－e－===
Cr3＋，发生氧化反应为负极，d电极上发生的电极反应式为Fe3＋＋e－===Fe2＋，发生还原反应，为正极，乙池中通入二氧化硫的电极为电解池的阳极，水分子作用二氧化硫在阳极上失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子和氢离子，通入一氧化氮的电极为阴极，酸性条件下一氧化氮在阴极上得到电子发生还原反应生成铵根离子和水；丙池中，左侧电极为电解池的阳极，水在阳极上失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，氢离子从M室通过质子交换膜a膜进入浓缩室，右侧电极为阴极，镍离子在阴极得到电子发生还原反应生成镍，N室中氯离子通过阴离子交换膜b膜进入浓缩室，最终在浓缩室得到较浓的盐酸。由分析可知，d为正极，a膜为质子交换膜，A错误；乙池中通入一氧化氮的电极为阴极，酸性条件下电极反应式为NO＋5e－＋6H＋===H2O＋NH，B错误；在乙池中发生的总反应方程式为2NO＋5SO2＋8H2O===5SO＋2NH＋8H＋，当乙池中处理废气(SO2和NO)的总体积为31.36 L，转移的电子数为2NA，则由电荷守恒，甲池有2 mol质子迁移到d极，C错误；当浓缩室得到2 L 0.6 mol·L－1盐酸时，从M室通过质子交换膜a膜进入浓缩室的氢离子物质的量为(0.6 mol·L－1－0.1 mol·L－1)×2 L＝1 mol，则M室消耗水的质量为1 mol××18 g·mol－1＝9 g，D正确。
17．D。解析：由图示可知，该电池放电时，Al为负极，电极反应式为Al＋7[AlCl4]－－3e－===4[Al2Cl7]－，V2C@Se为正极，SeCl2发生的反应式为SeCl2＋2[Al2Cl7]－＋4e－===Se2-＋4[AlCl4]－，V3+发生的反应式为V3+＋e－===V2+；充电时，Al为阴极，电极反应式为4[Al2Cl7]－＋3e－===Al＋7[AlCl4]－，V2C@Se为阳极，Se2-发生的反应为Se2-＋4[AlCl4]－－4e－===SeCl2＋2[Al2Cl7]－，V2+发生的反应式为V2+－e－===V3+。电池放电时，V2C@Se为正极，SeCl2发生的反应式为SeCl2＋2[Al2Cl7]－＋4e－===Se2-＋4[AlCl4]－，[AlCl4]－嵌出V2C@Se电极，A错误；[AlCl4]－、[Al2Cl7]－通过离子交换膜嵌入和嵌出，隔膜为阴离子交换膜，B错误；当有1 mol Se2-参与反应时，V3+也在同时发生反应，外电路转移电子数目不止4NA，C错误；充电时Se2-发生的反应为Se2-＋4[AlCl4]－－4e－===SeCl2＋2[Al2Cl7]－，D正确。
18．D。解析：潮湿的空气中有H2O，会加快曾侯乙青铜编钟的腐蚀，A正确；根据电池的总反应可知，负极发生氧化反应，Sn失去电子与Cl－形成[SnCl4]2－，B正确；点蚀的过程中化学能转化为电能，C正确；大海中含有Cl－，会更容易发生点蚀，D错误。
19．D。解析：右侧Bi电极上，CO2得电子转化为HCOOH,故右侧为阴极，b极为电源负极，电子从电源负极b极流出，A错误；a极为电源正极，左侧Pt－Ti电极为阳极，电解质溶液是硫酸溶液，阳极上发生的电极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H+，B错误；Bi电极上，CO2得电子转化为HCOOH,电极反应为CO2＋2H+＋2e－===HCOOH，消耗氢离子，纳米片层结构内溶液的pH会偏高，C错误；Pt－Ti电极产生22.4 L(标准状况)即1 mol O2时，转移4 mol电子，理论上生成2 mol HCOOH，实际上生成1.83 mol HCOOH，故电解效率为×100%＝91.5%，D正确。
20．D。解析：用Fe－SA@NC作阳极材料合成有机物，阳极与电源的正极相连，A正确；a极发生氧化反应,根据总反应式可写出a极的电极反应式为，b极的电极反应式为2H+＋2e－===H2↑，阳极生成的H+数等于阴极同时消耗的H+数，则电解质溶液中n(H+)基本保持不变，B、C正确；未指明气体是否处于标准状况,，不能用22.4 L/mol计算气体的物质的量，无法得到转移的电子数，D错误
21．C。解析：催化电极a为阳极，与电源正极相连，则电势：催化电极a>催化电极b，A错误；电子不经过内电路，因此电子移动方向：催化电极a→电源→催化电极b，B错误；催化电极b为阴极，发生反应：2HCO＋2e－===H2↑＋2CO，C正确；由2HCO＋2e－===H2↑＋2CO可知，催化电极b上生成7 mol气体时，电解池转移电子的物质的量为14 mol，催化电极a上发生主反应：CN(CH2)6CN－2e－＋2HCO===2CH3CH===CHCN＋2CO2↑＋2H2O(反应中2 mol e－对应2 mol气体)，催化电极a上发生副反应：4HCO－4e－===O2↑＋4CO2↑＋2H2O(副反应中4 mol e－对应5 mol气体)，设主、副反应生成的气体分别为x mol、y mol，则x＋y＝15①，x＋y＝14②，解方程组可知x＝10，y＝5，因此，电流效率＝≈71%，D错误。
22．D。解析：根据题图信息可知，连接a的电极上碘离子失电子产生I ，则该电极为阳极,说明a为电源的正极，故b为负极，连接负极的电极上氢离子得电子产生氢气，I 与二苯甲醇反应生成二苯甲酮和碘离子、氢离子，结合质量守恒可知，总反应为＋H2↑。b为负极，若用铅酸蓄电池作电源,则b为Pb电极，A正确；整个反应中，初始的I-消耗又生成,是反应的催化剂，而I 和H+最终转化为碘离子和氢气，故两者为中间产物，B正确；总反应为＋H2↑，氢元素由＋1价降低为0价，则合成1 mol二苯甲酮时，电路中转移电子2 mol，C正确，D错误。
23．D。解析：由题图可知，HMC－3电极上铁元素、氧元素化合价降低得电子，故HMC－3电极为阴极，电极反应式分别为O2＋2e－＋2H+===H2O2、Fe3+＋e－===Fe2+，后发生反应Fe2+＋H2O2＋H+===Fe3++·OH+ H2O，·OH氧化苯酚，反应为C6H5OH＋28·OH===6CO2↑＋17H2O，Pt电极为阳极,电极反应式为2H2O－4e－===4H++O2↑。由上述分析可知，电流方向为Pt电极→电解质→HMC－3电极，A错误；由Pt电极的电极反应式可知，电解一段时间后，Pt电极附近pH减小，B错误；羟基自由基产生原理为Fe2+＋H2O2＋H+===Fe3+＋·OH＋H2O，C错误；由反应O2＋2e－＋2H+===H2O2、Fe3+＋e－===Fe2+及反应Fe2+＋H2O2＋H+===Fe3+＋·OH＋H2O可知，每产生1 mol·OH，阴极共转移3 mol电子，由C6H5OH＋28·OH===6CO2↑＋17H2O可知，处理1 mol苯酚，需转移n(e－)=3 mol×28=84 mol，处理4.7 g即0.05 mol苯酚时，电路中最少需通过4.2 mol电子，D正确。
24．B。解析：该装置是电解池，电解水制氢，电极A为阴极，水得到电子生成氢气，电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，电极B为阳极，尿素失电子生成氮气，电极反应式为CO(NH2)2－6e－＋6OH－===CO2↑＋N2↑＋5H2O，同时OH－失电子生成O2的电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O。该电解池中使用阳离子交换膜，则OH－无法定向迁移，A错误；结合题图信息，OER分四步进行，每一步都有电子失去，每步反应均为氧化反应，B正确；非晶态Ni(Ⅲ)基硫化物是UOR反应的催化剂，能降低该反应的活化能，改变反应速率，但不能改变该反应的反应热，C错误；由分析可知，D错误。
25．D。解析：在电解池中，电流从电源正极流出，经过外电路流向电解池的阳极，再从电解池的阴极流回电源负极，由题图可知，电极A连接电源正极，为阳极，电极B连接电源负极，为阴极，所以该装置中电流方向为正极→电极A→电极B→负极，A正确；在电解池中，阳极与电源正极相连，电势高，阴极与电源负极相连，电势低，所以电极电势A > B，B正确；由题图可知，Fe2+参与反应转化为Fe3+，Fe3+是中间产物并参与循环转化为Fe2+，Fe2+反应前后性质和质量不变，故Fe2+是催化剂，C正确；该装置通过N2和O2制硝酸，氮元素从0价升高为＋5价，氧元素从0价降低为－2价，根据得失电子守恒可得3 mol O2可生成HNO3的物质的量为 mol＝2.4 mol，D错误。
26．C。解析：左侧为阳极,水失去电子被氧化为氧气，电极反应为2H2O－4e－===4H+＋O2↑，工作一段时间后，阳极区溶液酸性增强，pH减小，A正确;阴极硝酸根离子得到电子发生还原反应生成氮气，电极反应为2NO＋10e－＋12H+===N2↑＋6H2O，B正确；阳极水失去电子被氧化为氧气，右侧EM电极上硝酸盐还原为N2，存在关系：5O2～20e－～2N2，由于带电膜阳极上氨气分子也会被游离氯氧化为N2，则相同条件下，阴、阳两极产生气体的体积比不是5∶2，C错误；带电膜阳极上氨气分子被游离氯氧化为N2，氨气发生氧化反应，D正确
26．D。解析：左侧M为阴极区，发生反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，右侧N为阳极区，发生反应：2H2O－4e－===4H+＋O2↑，2CrO＋2H+Cr2O＋H2O，CrO并未被氧化，A、B错误；阳极电势高于阴极，C错误;总反应的化学方程式为4K2CrO4＋4H2O2K2Cr2O7＋2H2↑＋O2↑＋4KOH，由方程式可知，电解一段时间后，阳极区溶液中K+的物质的量由a mol变成b mol时，生成的重铬酸钾的物质的量为mol，D正确。
27．C。解析：由题干装置可知，左侧为CH3OCH3燃料电池，a电极为负极，电极反应为CH3OCH3－12e－＋16OH－===2CO＋11H2O，b电极为正极，电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，故①室没有无色气体产生，A错误；c与电源正极相连为阳极，则c电极上发生氧化反应，B错误；d为阴极，d电极发生的反应为2CH2==CHCN＋2H+＋2e－===NC(CH2)4CN，C正确；题干未告知气体所处的状态，无法计算气体的物质的量，D错误。
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