電解池的工作原理及應(yīng)用（解析版）-2024-2025學(xué)年人教版高二化學(xué)易錯題專項復(fù)習(xí)（選擇性必修1）

易錯專題14電解池的工作原理及應(yīng)用|

聚焦易錯點：

A易錯點一電解池的工作原理

A易錯點二電解池的應(yīng)用

典例精講

易錯點一電解池的工作原理

【易錯典例】

例1(2024?福建?廈門英才學(xué)校高二期中)某小組為研究電化學(xué)原理，設(shè)計如圖裝置。下列敘述正確的是

A.a和b不連接時，鐵片上會有金屬銅析出

B.a和b用導(dǎo)線連接時，鐵片上發(fā)生的反應(yīng)為：Cu2++2e=Cu

C.無論a和b是否連接，鐵片均會溶解，溶液均從藍色直接變成黃色

D.a連接直流電流正極，b連接直流電流負極，電壓足夠大時，G?+向銅電極移動

A【詳解】A.a和b不連接時，鐵和銅離子發(fā)生置換反應(yīng)，所以鐵片上有銅析出，故A正確；

B.a和b連接時，該裝置構(gòu)成原電池，鐵作負極，銅作正極，鐵片上發(fā)生的反應(yīng)為：Fe-2e=Fe2+,故B錯

誤；

C.無論a和b是否連接，鐵都失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成亞鐵離子，所以鐵都溶解溶液變?yōu)闇\綠色，故C錯

誤；

D.a和b分別連接直流電源正、負極構(gòu)成電解池，在電解池中陽離子向陰極移動，銅離子向鐵電極移動，

故D錯誤；

故選Ao

【解題必備】

L電解原理：

(1)電解：電解是使電流通過電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)而在兩個電極上引起氧化還原反應(yīng)的過程。

①電解時所用的電流必須是直流電，而不是交流電。

②熔融態(tài)電解質(zhì)可被電解，電解質(zhì)溶液也可被電解。

③電解的過程實質(zhì)是一個氧化還原反應(yīng)發(fā)生的過程，這一過程在通常情況下是不能進行的。

(2)電解池：電解池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。

實額象實凝論

電流表指針至偏轉(zhuǎn)說明電而溶液在導(dǎo)電，形成貽回珞

與負極相連的b極戰(zhàn)漸覆蓋了一層紅巖物所出金屬銅，Cu2'+2e-=Cu

石墨石墨

(b極廠:質(zhì)

(a極)

與正段相連的a板上有賦激性氣味的氣體產(chǎn)產(chǎn)生了S（氣,2C）--2e-=Cb1

生，能使?jié)駶镜牡碚鐺I試沒變藍

CuCb溶液

(3)電解池的電極名稱：陰極一與電源負極相連的電極，發(fā)生還原反應(yīng)；陽極一與電源正極相連的電極，

發(fā)生氧化反應(yīng)。

(4)電解池的構(gòu)成條件：具有與直流電源相連接的兩個電極(陰極、陽極)，插入電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)中,

形成閉合回路。

陰

陽

極

氧化反應(yīng)極電解池還原反應(yīng)

陰離子移向陽離子移向

電解質(zhì)溶液

2.電解規(guī)律

(1)陰極：與電極材料無關(guān)，無論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的是溶液中的陽離

子。陽離子放電順序：Ag+>Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+.......

(2)陽極：活性金屬電極，金屬電極失電子被溶解，生成對應(yīng)金屬陽離子。惰性電極(Pt、Au、C)溶液中還原

性強的陰離子失去電子被氧化，其放電順序：金屬陽極>s2->r>cr>0H—>含氧酸根。

(3)電極反應(yīng)式的書寫步驟：

①看電極：主要看陽極是何類型的電極，若為活性電極，電極本身被氧化；若為惰性電極，溶液或融化狀

態(tài)的電解質(zhì)中的陰離子被氧化。陰極一般不參與反應(yīng)。

②看離子：搞清溶液或融化狀態(tài)的電解質(zhì)中有哪些陽離子、陰離子，首先排出放電順序，然后書寫電極反

應(yīng)式。

③書寫時一定不要忘了水的電離，水溶液中始終有仁和0H，放電順序中H和OIF之后的離子一般不參

與電極反應(yīng)。

④兩個電極反應(yīng)式所帶的電荷必相等。

⑤書寫時可依據(jù)總的反應(yīng)式和某一電極反應(yīng)式來寫另一電極反應(yīng)式。用總的反應(yīng)式減去某一電極反應(yīng)式就

等于另一電極反應(yīng)式。

（4）電解的幾種類型：電解含氧酸、強堿溶液及活潑金屬的含氧酸鹽，實質(zhì)上是電解水，電解水型；電解

不活潑金屬無氧酸鹽，實際上是電解電解質(zhì)本身，分解電解質(zhì)型；電解不活潑金屬的含氧酸鹽，放氧生酸

型；電解活潑金屬（K/Ca/Na）的無氧酸鹽，放氫生堿型。

W羊豆及為制乏較反應(yīng)式1家功受pH克化互愛方法

含冥磅（H6OQ減小

歸根;40?—-仁工，-2HcC

殛強(NaOH)增大

耳。HJO

:吉登金宅的金運

明極：4H'—，。-士3f不支

磅才（NsS。3

歸根:2C「一2二±1;f

三運酸（HC9HC1靖大加入B21

陰極：2H--2e-=iL1

三爭W竽型溫

不建沒金宅的無歸根：2cl.2e-=CLf

CuCh加入CuCl.

運磅登XCuCh）明根：Cu3*—2e-=Cu

后發(fā)金宅的無運歸極:2C1"-2e-^L*

我是蘭破墨XaCl,KO尾大加入B21

限里（NaCD明極：2H--2-31

不者凌金宅的含歸極：40H'—4e'=0s,—2310加入CuO2t

故4蘭陵22CuSO?、1LO減小

運磅里（CuSCU）明極：2Cu"-±CuCuCO,

【變式突破】

1.（2023?貴州?清華中學(xué)高二階段練習(xí)）用下圖所示裝置除去含CN，C「廢水中的CB時，控制溶液pH

為9?10,陽極產(chǎn)生的C1CT將CPC氧化為兩種無污染的氣體，下列說法不正確的是（）

A.用石墨作陽極，鐵作陰極

B.陽極的電極反應(yīng)式為Cl-+2OH--2e-=ClCF+H2O

C.陰極的電極反應(yīng)式為2H2。+21=112T+2OIT

D.除去CN-的反應(yīng)：2CN-+5CKT+2H+=N2T+2cO2T+5c「+H2O

【解析】由題意可知，廢水中含有CN，cr,溶液呈堿性，陽極產(chǎn)生C1CF,所以電解池中陽極應(yīng)該是C1

一失電子，陽極不是活性電極，A正確；由題意可知陽極是C廠失電子生成C1CT,又在堿性環(huán)境下，所以電

極反應(yīng)式為Cr+2OIT—2e-=CKT+H2O,B正確；陰極是H?。得電子發(fā)生還原反應(yīng)，2H2。+2屋一^12T

+20H,C正確；因為是堿性環(huán)境，所以在反應(yīng)物中不可能出現(xiàn)H+,正確的離子方程式：5C10+2CN

-

+H2o=5cr+2CO2t+N2t+2OH,D錯誤。答案：D

易錯點二電解池的應(yīng)用

【易錯典例】

例2（2023?福建?上杭縣才溪中學(xué)高二階段練習(xí)）雙隔膜電解池的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示,利用該裝置可以電解

硫酸鈉溶液以制取硫酸和氫氧化鈉，并得到氫氣和氧氣。對該裝置及其原理判斷正確的是（）

A.a氣體為氫氣,b氣體為氧氣

B.A溶液為氫氧化鈉,B溶液為硫酸

C.c隔膜為陽離子交換膜,d隔膜為陰離子交換膜

【解析】電解硫酸鈉溶液的陰極反應(yīng)為2H++2。氏3該極區(qū)生成NaOH（B溶液），陽極反應(yīng)為

電解

4OH--4e-=2H2O+O2T,總反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na2so4+6氏0^~=2H2SO4+4NaOH+O2t+2H2T,A>B兩項錯誤,D

項正確;電解過程中，陽離子向陰極區(qū)移動,c隔膜應(yīng)為陰離子交換膜,C項錯誤。答案：D

【解題必備】電解池的應(yīng)用

1.氯堿工業(yè)的電解原理（電解食鹽水）：

（1）通電前，氯化鈉溶液中含有的離子：Na+、Cl、H+、OH-O通電時，Na+、移向陰極，H卡放電，C「、

OJT移向陽極，C「放電。電極反應(yīng)式為：

陽極：2c「一2屋=ChT（氧化反應(yīng)）

陰極：2H++25=H2f（還原反應(yīng)），因H*放電，導(dǎo)致水的電離平衡H2O=H++OH一向右移動，致使生成

NaOH=

（2）電解的總反應(yīng)式：

電解

化學(xué)方程式：2NaCl+2H2O=H2T+CbT+2NaOH

由解

離子方程式：2C「+2H2O^=H2T+CbT+2OJT

2.電鍍：

（1）電鍍：應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的方法。電鍍的特點是陽極本身參與電

極反應(yīng)，電鍍過程中相關(guān)離子的濃度、溶液pH等保持不變。

（2電鍍池的構(gòu)成：一般都是用含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液作電鍍液；把鍍層金屬浸入電鍍液中與直流

電源的正極相連，作為陽極；待鍍金屬制品與直流電源的負極相連，作陰極。

(3)電極反應(yīng)式：待鍍鐵件表面鍍上一層紅色的銅，銅片不斷溶解。硫酸銅溶液濃度的變化是不變。

CuSO^M

itdMK3裝置

陽極：Cu—2e-^=Cu2+

陰極：Cu2++2e=Cu

3.電解精煉銅：

(1)粗銅中往往含有鐵、鋅、銀、金等多種雜質(zhì)，常用電解的方法進行精煉。其電解池的構(gòu)成是用粗銅作陽

極，用純銅作陰極，用CuSCU溶液作電解質(zhì)溶液。

(2)電極反應(yīng)式：

陽極為Cu—2e-=Cu2+、Zn-2e~=Zn2+.Fe-2e-=Fe2+

陰極為Cu2++2e-=Cuo

(3)電解精煉銅的原理是粗銅中比銅活潑的金屬Zn、Fe等失去電子，產(chǎn)生的陽離子殘留在溶液中，不比銅活

潑的金屬Ag、Au等以金屬單質(zhì)的形式沉積在電解池的底部，形成陽極泥，粗銅中的銅在純銅上析出。

4.電冶金：

(1)金屬冶煉的本質(zhì)：使礦石中的金屬離子獲得電子，從它們的化合物中還原出來。如M#+"e-=M。

(2)電解法用于冶煉較活潑的金屬如：K、Na、Mg、Al等，但不能電解其鹽溶液，應(yīng)電解其熔融態(tài)。如：電

解熔融的氯化鈉可制取金屬鈉：

陽極反應(yīng)式：2c「一2屋=C12T

陰極反應(yīng)式：2Na++2e—^=2Na

由解

總反應(yīng)：2NaCl(熔融)^=2Na+Cl2T

5.電解的有關(guān)計算：有關(guān)電解的計算通常是求電解后某產(chǎn)物的質(zhì)量、氣體的體積、某元素的化合價、元素的

相對原子質(zhì)量、溶液的pH及物質(zhì)的量濃度等。不論哪種計算，均可概括為下列三種方法：

(1)得失電子守恒法計算：用于串聯(lián)電路、通過陰陽兩極的電量相同等類型的計算，其依據(jù)是電路上轉(zhuǎn)移的

電子數(shù)相等。

(2)總反應(yīng)式計算：先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列比例式計算。

(3)關(guān)系式計算：借得失電子守恒關(guān)系建立己知量與未知量之間的橋梁，建立計算所需的關(guān)系式。

【變式突破】

2.(2023?山東棗莊?高二期中)電解的應(yīng)用比較廣泛，回答下列問題：

(1)由下列物質(zhì)冶煉相應(yīng)金屬時采用電解法的是(填字母，下同)。

a.Fe?O3b.NaClc.Cu2s&AI2O3

(2)CuSC>4溶液為電解質(zhì)溶液進行粗銅(含八1、2!168、汽611等雜質(zhì))的電解精煉,下列說法正確的是o

a.電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能b.粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)c.溶液中C/+向陽極移動d.利用陽極泥可回收

Ag、Pt、Au等金屬e.若陽極質(zhì)量減少64g,則轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2叫個f.SOF的物質(zhì)的量濃度不變(不考慮溶液

體積變化)

(3)如圖為電解精煉銀的示意圖,(填“a”或"b”)極為含有雜質(zhì)的粗銀，若b極有少量紅棕色氣體生成，

則生成該氣體的電極反應(yīng)式為o

AgNOs-HNO,溶液

(4)利用如圖裝置電解制備LiOH,兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液。B極區(qū)電解液為(填

化學(xué)式)溶液，陽極電極反應(yīng)式為,電解過程中Li+向(填“A”或"B”)電極遷移。

陽離子交換膜

(5)離子液體是一種室溫熔融鹽，為非水體系，由有機陽離子、Al2cb和A1C1I組成的離子液體作電解液時，

可在鋼制品上電鍍鋁。鋼制品應(yīng)接電源的極，已知電鍍過程中不產(chǎn)生其他離子且有機陽離子不參

與電極反應(yīng)，陰極電極反應(yīng)式為。若改用AlCb水溶液作電解液，則陰極產(chǎn)物為.

【答案】(l)bd(2)bdf(3)aNO3+2H++e-=NO2T+H2O(或NO,+4H++3e-=NOT+2H2O、2NO+

-

O2=2NO2)(4)LiOH2Cr-2e=Cl2tB(5)負4A12C17+3e-=Al+7AlCl；H2

【解析】⑴電解法適合冶煉Na、Mg、Al等強還原性金屬，在熔融狀態(tài)下，分別電解NaCl、AI2O3冶煉Na

和Al。Fe和Cu的還原性較弱，用Fe2O3、Cu2s等冶煉相應(yīng)金屬時，采用加還原劑還原法。⑵以CuSCU溶

液為電解質(zhì)溶液電解精煉銅時，粗銅作陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，精銅作陰極，發(fā)生還原反應(yīng)。Al、Zn、Cu在

陽極被氧化，不活潑金屬Au、Pt、Ag在陽極附近沉積，形成陽極泥，電解質(zhì)溶液中CW+向陰極移動，電

解過程中，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和熱能，在溶液體積不變時，電解質(zhì)溶液中c(SOF)不變。陽極質(zhì)量減少的64

g包括Al、Zn及Cu,故當陽極質(zhì)量減少64g,電子轉(zhuǎn)移數(shù)目不等于2NA個。(3)電解精煉銀與電解精煉銅

原理相似。電解精煉銀裝置中，含有雜質(zhì)的粗銀作陽極，電解池的陽極與電源的正極相連，則該裝置中a

極為雜質(zhì)的粗銀。該電解池的b極為陰極，陰極上有紅棕色氣體，則知NCK被還原為N02,電極反應(yīng)式為

+

NOF+2H+e=N021+H20o(4)根據(jù)電解裝置圖，兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液，B區(qū)產(chǎn)生

H2,電極反應(yīng)式為2H++2e--H2f,剩余OFT與Li+結(jié)合生成LiOH,所以B極區(qū)電解液為LiOH溶液，B

電極為陰極，則A電極為陽極，陽極區(qū)電解液為LiCl溶液，電極反應(yīng)式為2c「一2r一C12f,電解過程中

Li+向B電極遷移。(5)在鋼制品上電鍍鋁，故鋼制品作陰極，與電源負極相連。由于電鍍過程中“不產(chǎn)生其

他陽離子且有機陽離子不參與電極反應(yīng)”，A1元素在熔融鹽中以AbCB和A1C14形式存在，則電鍍過程中負

極電極反應(yīng)式為4A12cl7+3e-=Al+7AlC13。水溶液中得電子能力Ap+<H+,故陰極上的電極反應(yīng)式為2H

++2el=H2T。

習(xí)題精練

1.（2023上?福建福州?高二福建省福州外國語學(xué)校?？计谥校├萌鐖D所示裝置（電極均為惰性電極）可吸收

SO2,并用陰極排出的溶液吸收NC）2。下列說法正確的是

A.b為直流電源的正極

B.將裝置中的陽離子交換膜換成陰離子交換膜電極反應(yīng)式不變

C.電解時，H+由陰極室通過陽離子交換膜到陽極室

D.陽極的電極反應(yīng)式為SO2+2H2O-2e-=SO；-+4H+

2.（2023上?江蘇蘇州?高二階段練習(xí)）電催化氮氣制備鏤鹽和硝酸鹽的原理如圖所示。下列說法正確的是

電源

.7NO二NH；\

a極?b極

N2)

|N2

酸性水溶液酸性水溶液

質(zhì)子交換膜

A.b極與電源的負極相連，發(fā)生氧化反應(yīng)

B.電解一段時間，a、b兩電極區(qū)的pH均減小

C.相同時間內(nèi)，a、b兩極消耗N2的物質(zhì)的量之比為5：3

D.若此裝置中總共消耗2m0IN2,則轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為7.5mol

3.（2023上?遼寧大連?高二育明高中?？计谥校?020年，大連化學(xué)物理研究所503組在太陽能可規(guī)?；?/p>

解水制氫方面取得新進展一率先提出全新的基于粉末納米顆粒光催化劑太陽能分解水制氫的“氫農(nóng)場”策

略，其太陽能光催化全分解水制氫的效率創(chuàng)國際最高記錄（如圖所示，Mi、M2為含鐵元素的離子，電解質(zhì)

為酸性環(huán)境）。下列說法正確的是

B.制凡裝置中，陽極區(qū)氫離子濃度增大

C.系統(tǒng)制得ImolH2的同時可制得hnolO?

D.制時陽極可能發(fā)生反應(yīng)：[Fe（CN）6]"-e-=[Fe（CN）6r

4.（2023上?江蘇南通?高二統(tǒng)考階段練習(xí)）磷酸鐵鋰充電電池放電時的反應(yīng)為xLi+LiiFePO,=LiFePC）4。

LiFePOd的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示（“?”為Li+,位置分別在頂角、棱中心和面心，正八面體和正四面體

由。圍繞Fe和P形成，它們通過共頂點、共棱形成空間鏈結(jié)構(gòu)）。下列說法正確的是

A.1個LiFePOa晶胞中含16個Li+

B.電池放電時，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

C.充電時Li電極應(yīng)與外接直流電源正極相連

+

D.充電時的陽極反應(yīng)為：LiFePO4-xe-=Li-FePOa+xLi

5.（2023上?山東青島?高二山東省青島第五十八中學(xué)?？计谥校┰谌廴邴}體系中，通過電解TiO?和Si。?獲

得電池材料（TiSi）,電解裝置如圖，下列說法正確的是

電源

+

B.A的電極反應(yīng)：8H+TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4H2O

C.該體系中，石墨優(yōu)先于C「參與反應(yīng)

D.電解時，陽離子向石墨電極移動

6.（2023上?四川成都?高二成都七中校考期中）我國十大科技突破一海水直接電解制H2,其工作原理如圖（防

水透氣膜只允許水分子通過）。下列說法不正確的是

A.b為電解池的陰極

B.a的電極反應(yīng)式為4OH—41=02?+2H2。

C.去除透氣膜，a極發(fā)生的電極反應(yīng)不變

D.電解池工作時，海水側(cè)的離子濃度理論上逐漸增大

7.（2023上?北京順義?高二?？计谥校┤鐖D是模擬鐵制品鍍銅工藝的裝置，下列說法正確的是

A.a電極上發(fā)生還原反應(yīng)

B.b電極為銅

C.電解質(zhì)溶液可以是CusCU溶液

D.電鍍過程中，溶液中Cu2+濃度不斷減小

8.（2023上?福建漳州?高二校聯(lián)考期中）一種以V2O5和Zn為電極、Zn（CESC）3）2水溶液為電解質(zhì)的電池,

如圖所示。放電時，及2+可插入V2O5層間形成Zn'CVnHzO。下列說法錯誤的是

與#^電n砥械*I

V2O5,ZnxV2O5?H2O

Zn電極V2O5電極

Zn（CF3so3）2水溶液

A.充電總反應(yīng)：xZn+V2O5+nH2O=ZnxV2O5-nH2O

2+

B.充電陽極反應(yīng)：ZnxV2O5.nH2O-2xe-=xZn+V2O5+nH2O

C.放電時V2O5為正極

D.放電時Zn2+由負極向正極遷移

9.（2023上?江蘇南通?高二統(tǒng)考階段練習(xí)）運用電化學(xué)原理分離純化乙二醛并回收硝酸的裝置示意圖（電極

均為惰性電極）如下。下列說法正確的是

Na2s混合液（乙二稀硝酸

溶液醛、硝酸）

A.X極與電源的正極相連B.NO；在Y極上得電子

C.m為陽離子交換膜，n為陰離子交換膜D.分離純化結(jié)束后，A室溶液呈堿性

10.（2023上?遼寧鞍山?高二鞍山一中?？计谥校┖Ｋ杏胸S富的鋰資源，我國科學(xué)家研發(fā)出利用太陽能從

海水中提取金屬鋰的技術(shù)。提取原理如下圖所示，下列說法錯誤的是

電極a

有

機/

固

體

陶

海

水

電

太陽能極b

電池板

A.該裝置將光能間接轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能

B.b極發(fā)生的電極反應(yīng)為2Cr-2e-=CUT

C.電解過程中可監(jiān)測到b極附近溶液pH減小

D.固體陶瓷膜允許Li+、H2O等較小徽粒通過

11.（2023上?江蘇無錫?高二校聯(lián)考期中）用一種新型H2O2液態(tài)燃料電池（乙池）電解催化氮氣制備鏤鹽和硝

酸鹽（甲池）的工作原理示意圖如下（c、d均為石墨電極）。下列說法正確的是

+H2SO4

甲池乙池

A.乙池中若生成15moim氣體，則甲池a、b兩極共消耗8moiN2

B.甲池中H+從b極區(qū)通過質(zhì)子交換膜轉(zhuǎn)移至a極區(qū)

C.一段時間后，乙池中c電極區(qū)的pH增大

D.甲池a極反應(yīng)式為：N2+12OH-10e=2NO；+6H2O

12.（2023上?江蘇揚州?高二統(tǒng)考階段練習(xí)）工業(yè)中常采用歧化法制備KMnC）4：

3K2MnO4+2CO2=2KMnO*+MnO2J+2K2CO3；利用電解法也可以實現(xiàn)由K2M11O4向KMnO4的轉(zhuǎn)化，其

裝置如圖。下列說法不正確的是

mn

直流電源

—濃KOH

1=＞溶液

pt

pt電

電

極

極

力「福我贏

JMnC^溶液稀KOH溶液

A.與歧化法相比電解法明顯優(yōu)點是Mn元素的利用率高

B.電源m為正極，n為負極

C.陰極每產(chǎn)生標況下4.48LH?,則有0.2mol的K+遷移至陰極

通電A

D.總反應(yīng)：2K2MnO4+2H2O2KMnO4+2KOH+H2T

13.（2023上?山東青島?高二?？计谥校┫铝醒b置由甲、乙兩部分組成（如圖所示），甲是將廢水中乙二胺

[HzNlCHz^NHz]氧化為環(huán)境友好物質(zhì)形成的化學(xué)電源。當電池工作時，下列說法正確的是

A.電子的流動方向MfFefCust/溶液-Cu-N

B.M是負極，銅是陽極

C.一段時間后，乙中CuSC\溶液濃度基本保持不變

D.M極電極反應(yīng)式：H2N（CH2）2NH2+16OH-16e*=2cO?T+N2T+12H2O

14.（2023上?北京順義?高二?？计谥校╇娀瘜W(xué)在工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用價值，下面為兩種常見的電化學(xué)

裝置示意圖。

淡鹽水C

精制飽和凡0（含少量NaOH）

NaCl溶液

圖1圖2

（1）圖1為氫氧燃料電池工作原理示意圖。

①寫出電池的正極反應(yīng)式：—o

②若將H?換成CH「則該電極反應(yīng)式為—。

（2）圖2為氯堿工業(yè)中電解飽和食鹽水原理示意圖。

①電極A是―(填“陰極”或“陽極”)o

②寫出電極B上的電極反應(yīng)式：—；出口C處溶液所含溶質(zhì)為—o

③寫出電解飽和食鹽水的總反應(yīng)方程式：—。

15.(2023上?北京順義?高二?？计谥?某課外小組分別用如圖所示的裝置對原電池和電解原理進行實驗探

究。

I.用如圖1所示的裝置進行第一組實驗。

(1)在保證電極反應(yīng)不變的情況下，不能替代Cu作電極的是(填字母)

A.鋁B.石墨C.銀D.伯

(2)N極上的電極反應(yīng)式為o

(3)實驗過程中，SO：(填“從左向右”“從右向左”或“不”)移動。

II.用如圖2所示的裝置進行第二組實驗。實驗過程中，兩極均有氣體產(chǎn)生，Y極區(qū)溶液逐漸變成紫紅色;

停止實驗，鐵電極明顯變細，電解液仍然澄清，查閱資料知：高鐵酸根(FeOj)在溶液中呈紫紅色。

NaOH溶液

(6mobL-1)

(4)電解過程中，X極附近溶液的pH(填“增大”“減小”或“不變”)。

(5)電解過程中，Y極的電極反應(yīng)式為Fe+8OH-6e-=FeO：+4H2O和。

(6)在堿性鋅電池中，用高鐵酸鉀作為正極材料，電池反應(yīng)為2K2FeO4+3Zn=Fea+ZnO+2K2ZnO2,該電

池的正極反應(yīng)式為—。

16.(2023上?北京豐臺?高二統(tǒng)考期中)電化學(xué)原理在污染治理方面有著重要的作用。

I.煤在直接燃燒前要進行脫硫處理。采用電解法脫硫的基本原理如圖所示，利用電極反應(yīng)將Mn?+轉(zhuǎn)化為

M/+,MiP+再將煤中的含硫物質(zhì)(主要成分是FeS?)氧化為Fe3+ffSO；：

3+3+2++

FeS2+15Mn+8H2O=Fe+15Mn+2SO：+16H

已知：兩電極為完全相同的惰性電極。

回答下列問題：

(l)M為電源的(填“正極”或“負極”)。

(2)電解池工作時，觀察到R電極上有無色氣體產(chǎn)生，寫出電極反應(yīng)式0

(3)電解池工作時，混合液中SO廣的物質(zhì)的量_________(填“變大’、"變小”或“不變”)。

(4)電解過程中，混合溶液中的pH將(填“變大”、“變小”或"不變')，理由是

II.電解還原法處理酸性含銘廢水：以鐵板做陰、陽極，電解含銘廢水，示意如圖。

(5)電解開始時，A極上主要發(fā)生的電極反應(yīng)式為=

⑹產(chǎn)生的Fe2+將CnO；還原為CF+的離子方程式為。

(7)隨著電解的進行，陽極鐵板會發(fā)生鈍化，表面形成FeOFezCh的鈍化膜，使電解池不能正常工作。將陰

極鐵板與陽極鐵板交換使用，一段時間后，鈍化膜消失。結(jié)合有關(guān)反應(yīng)，解釋鈍化膜消失的原因：o

III.微生物電池可用來處理廢水中的對氯苯酚，原理如圖所示。

（8）該電池放電時，H+向（填“a”或"b”）極遷移。

（9）a極上生成H2cCh的電極反應(yīng)為

（10）已知b極的電極反應(yīng)為+H++2e'=+c「經(jīng)處理后的水樣中要求對氯苯酚

的含量小于mmol/L。若廢水中對氯苯酚的含量是nmol/L,則處理InP廢水，至少添加CH3co0-的物質(zhì)的

量為mol（溶液體積變化忽略不計）o

17.（2023上?山東?高二校聯(lián)考期中）高鎰酸鉀是一種常用的消毒劑和氧化劑?；卮鹣铝袉栴}:

實驗（一）：電解法制備KMn。一

以石墨、銅為電極，電解K^MnO,溶液制備KMnO,溶液，裝置如圖所示。

K,MnC）4溶液

⑴電解過程中，Cu極附近電解質(zhì)溶液的pH（填“升高”“降低”或"不變’）。陽極的電極反應(yīng)式

為o

（2）銅極、石墨極能否互換并簡述理由：。

實驗（二）：探究KzFeO」和KMnO,氧化性強弱。裝置如圖所示。

lOmLO.ImolL_1lOmLO.lmolL_1

酸性K2FeC)4溶液M11SO4溶液

熱水浴(40。(2)

關(guān)閉開關(guān)K,觀察到左燒杯中紫紅色溶液變?yōu)闇\黃色，右燒杯中無色溶液變?yōu)樽霞t色。

(3)關(guān)閉K,鹽橋中向左燒杯遷移。鹽橋的主要作用是

(4)正極反應(yīng)式為,實驗結(jié)論是氧化性：FeO;-乂!10；(填“>”“<”或“=")。

實驗(三)：探究影響草酸和酸性KMnC)4溶液反應(yīng)的因款MnO；fM/,H2C2O4^CO2)D

為了探究外界條件改變對反應(yīng)速率的影響，設(shè)計如下實驗方案：

實

KMnO4溶液(含硫

Hco溶液HO

驗實驗溫度2242溶液顏色褪至無色時所需時間

酸)

序/℃/s

-1

號V/mLc/mol-171V/mLc/molLV/mL

2020.0250.15八

②2020.0240.1610

③4020.0240.16[2

(5)通過實驗①、②可探究的改變對反應(yīng)速率的影響。

(6)在一定KMnC)4溶液中加入適量硫酸，再加入一定量草酸溶液，產(chǎn)生CO2體積(同溫同壓)與反應(yīng)時間的關(guān)

系如圖所示(水浴溫度保持35℃)?

20s~25s時間段反應(yīng)速率突增，其原因可能是。

18.(2023上?江蘇蘇州?高二階段練習(xí))工業(yè)上以軟鎰礦(主要成分MnO2)為原料，通過液相法生產(chǎn)KMnCU,

即在堿性條件下用氧氣氧化MnCh得到K2MnO4,分離后得到的K2MnO4,再用惰性材料為電極電解K2M11O4

溶液得到KMnCk,其生產(chǎn)工藝簡略如下：

(1)反應(yīng)器中反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(2)電解槽中總反應(yīng)的化學(xué)方程式為o

(3)在傳統(tǒng)工藝中得到K2M11O4后，向其溶液中通入適量CO2反應(yīng)生成黑色固體、KMnCU等，反應(yīng)的離子方

程式為。與該傳統(tǒng)工藝相比，電解法的優(yōu)勢是。

(4)用高錦酸鉀測定草酸結(jié)晶水合物H2C2O4.2H2O的純度：稱草酸晶體樣品0.500g溶于水配制成100mL溶

液，取出20.00mL用0.0200mol/L的酸性KMnCU溶液滴定(雜質(zhì)不反應(yīng))，恰好完全反應(yīng)時消耗KMnCU溶液

14.00mL,則該草酸晶體的純度為多少，給出計算過程o

19.(2023上?福建福州?高二福建省福州高級中學(xué)?？计谥?甲醇(CH3OH)是一種重要的化工原料，廣泛應(yīng)

用于化工生產(chǎn)，也可以用作燃料。

1

已知：CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(g)AH1=-443.64kJmor

-1

2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)AH2=-566.0kJ.mol

(1)試寫出CH30H(1)在氧氣中完全燃燒生成CO?和H2(D(g)的熱化學(xué)方程式：o

(2)某公司開發(fā)了一種以甲醇為原料，以KOH為電解質(zhì)的用于手機的可充電的高效燃料電池，充一次電可連

續(xù)使用一個月。其中B電極的電極材料為碳，如圖是一個電化學(xué)過程的示意圖。請?zhí)羁?

①放電時，甲醇在________（填“正”或"負”）極發(fā)生反應(yīng)，正極的電極反應(yīng)式為；

②工作時，B極的電極反應(yīng)式為,當電路中通過O.lmol電子時，A極的質(zhì)量________（填增加或

減?。ゞo

（3）某同學(xué)設(shè)計了一種用電解法制取Fe（OH）2的實驗裝置（如圖所示），通電后，溶液中產(chǎn)生大量的白色沉淀,

且較長時間不變色。下列說法不正確的是（填序號）。

A.a為電源正極，b為電源負極B.可以用NaCl溶液作為電解質(zhì)溶液

C.A、B兩端都必須用鐵作電極D.陰極發(fā)生的反應(yīng)為2H20+26一=比？+2011一

20.（2023上?福建漳州?高二校聯(lián)考期中）電化學(xué)在生產(chǎn)生活中有很多重要的應(yīng)用。回答下列問題。

（1）氯堿工業(yè)為疫情防控提供了強有力的物質(zhì)支撐，氯的許多化合物既是重要化工原料，又是高效、廣譜的

滅菌消毒劑。

精制鹽水稀NaOH溶液

①寫出電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式;氯氣的逸出口是

②該離子交換膜為（填“陰”或“陽”）離子交換膜。

③電解產(chǎn)生71gCl2,理論上陽極室減少的離子總數(shù)為（用NA表示）。

（2）氯堿工業(yè)能耗大，通過如圖改進，提高電極B上反應(yīng)物的氧化性來降低電解電壓，可大幅度降低能耗。

電極A應(yīng)與外接電源的相連（填“正極”或“負極”），寫出電極B的電極反應(yīng)式o

（3）利用電化學(xué)原理，將NO2、和熔融KNO3制成燃料電池，模擬工業(yè)電解法精煉銀，裝置如圖所示。

(I)(II)

/

AgNC>3溶液

乙

①甲池工作時，NO?轉(zhuǎn)變成綠色硝化劑丫（2。5）,可循環(huán)使用，則石墨II附近發(fā)生的電極反應(yīng)方程式

為。

②若電解一段時間，電路轉(zhuǎn)移0.3mol電子，乙中陰極得到21.6gAg,則該電解池的電解效率為%。（保

留小數(shù)點后一位。通過一定電量時陰極上實際沉積的金屬質(zhì)量與通過相同電量時理論上應(yīng)沉積的金屬質(zhì)量

之比叫電解效率）。

參考答案

1.D

【分析】電解池陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，a為正極，b為負極，陽極反應(yīng)式為SOz+ZHq-2e-=SO：+4H+,陰

極反應(yīng)式為2HSO]+2e-+2H+=S2。j+2H2O?

【詳解】A.二氧化硫被氧化為硫酸根，所以二氧化硫所在的區(qū)為陽極區(qū)，陽極與電源正極a相連，則b為

電源負極，故A錯誤；

B.將裝置中的陽離子交換膜換成陰離子交換膜，陰極變?yōu)闅潆x子得電子，陽極變?yōu)閬喠蛩釟涓x子失電子，

電極反應(yīng)式發(fā)生改變，故B錯誤；

C.陽離子交換膜只允許陽離子通過，電解時，陽離子移向陰極，所以H+由陽極室通過陽離子交換膜到陰

極室，故C錯誤；

+

D.陽極的電極反應(yīng)式為：SO2+2H2O-2e--SOt+4H,故D正確；

故答案為：D。

2.D

【分析】電催化氮氣制備鏤鹽和硝酸鹽的原理如圖，分析可知a極氮氣失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，此為陽極；

b極氮氣得到電子生成錢根離子，此為陰極。

【詳解】A.由原理圖分析可知，b為陰極，與電源負極相連，發(fā)生還原反應(yīng)，A錯誤；

B.b極電極反應(yīng)式為：此+6占+8H+=2NH：,電解過程中c(H+)減小，溶液pH逐漸增大，a極

+

N2-10e+6H2O=2NO-+12H,電解過程中c(H+)增大，溶液pH逐漸減小，B錯誤；

C.由上述可知，a極上每消耗ImolN2時轉(zhuǎn)移lOmole\b極上每消耗ImolN2時轉(zhuǎn)移6moie;由轉(zhuǎn)移電子

守恒可知，電解相同時間內(nèi)，a、b兩極消耗N2的物質(zhì)的量之比為3：5,C錯誤；

+

D.總反應(yīng)為：4N2+2H+9H2O=5NH；+3NO；,分析可知4m0IN2參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移15moi電子，故若此裝

置中總共消耗2m0IN2,則轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為7.5mol,D正確；

故選D。

3.D

【分析】制氧氣裝置中，光催化劑太陽能分解水得到氧氣，Mi轉(zhuǎn)化為M2,。元素化合價升高，則Mi中Fe

元素化合價下降這個過程沒有產(chǎn)生電；制氫裝置中陽極M2轉(zhuǎn)化為Mi,陰極H+得到電子生成H2,交換膜為

陰離子交換膜，總反應(yīng)方程式為：2H2。=2H2T+O2T，據(jù)此進行分析。

電解

【詳解】A.制02裝置中，太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故A錯誤；

B.制H2裝置中，陽極區(qū)Fe?+失電子生成Fe3+,電極反應(yīng)式為Fe2+-e=Fe3+,氫離子濃度不變，故B錯誤；

C.由總反應(yīng)方程式：2H2O2H2T+O2T，可知系統(tǒng)制得2m0IH2的同時可制得ImoKh,故C錯誤；

3

D.制H2時陽極M2轉(zhuǎn)化為Mi,且Mi中Fe元素化合價比M2低,可發(fā)生反應(yīng)：[Fe(CN)6廣-e.=[Fe(CN)6]\

故D正確；

故選：D。

4.D

【詳解】A.由均攤法可知，該晶胞中Li+的個數(shù)為8X：+4X；+4XJ=4,故A錯誤；

B.電池放電時，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故B錯誤；

C.磷酸鐵鋰充電電池放電時的反應(yīng)為xLi+Li-FePO4=LiFePC>4,Li失去電子作為負極，則充電時Li電極

為陰極，與外接直流電源負極相連，故C錯誤；

D.磷酸鐵鋰充電電池放電時的反應(yīng)為xLi+Li-FePC)4=LiFePO4,則充電時的總反應(yīng)為

LiFePO,=xLi+Li-FePC)4，LiFePO,在陽極失去電子生成Li-FePO,,根據(jù)得失電子守恒和電荷守恒配平

+

電極方程式為：LiFePO4-xe-=Li-FePO,+xU,故D正確；

故選D。

5.C

【分析】由圖可知，在外加電源下石墨電極上C轉(zhuǎn)化為CO,失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽極，與電源正極相

連，則電極A作陰極，冗3和SiC獲得電子產(chǎn)生電池材料TiSi。

【詳解】A.由分析可知，石墨電極為陽極，A項錯誤；

B.A作陰極得電子，由于該體系為熔融鹽體系，沒有H+存在，所以發(fā)生的反應(yīng)為：

2

TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4O,B項錯誤；

c.根據(jù)圖中信息可知，該體系中，石墨優(yōu)先于參C廠參與反應(yīng)，c項正確；

D.電解池中石墨電極為陽極，陽離子向陰極電極A移動，D項錯誤；

故選C。

6.C

【分析】電解時，0H-向a極移動，所以a為陽極，電極反應(yīng)為4OFT—4-=。2?+2H2。；b為陰極，電極

反應(yīng)為4H++4e=2H2f,據(jù)此分析解題。

【詳解】A.據(jù)分析可知，b為電解池的陰極，故A正確；

B.a為陽極，電極反應(yīng)式為4OfT—4屋=。2廿2H20,故B正確；

C.去除透氣膜，海水中含有金屬離子可發(fā)生反應(yīng)，故C錯誤；

D.電解池工作時，水通過透氣膜在電極發(fā)生反應(yīng)，所以海水側(cè)水減少，離子濃度理論上逐漸增大，故D

正確；

故答案選C。

7.C

【分析】由圖可知，該裝置為電鍍池，與直流電源正極相連的a電極為銅，銅在陽極失去電子發(fā)生氧化反

應(yīng)生成銅離子，與負極相連的b電極為鐵制品，銅鐵離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成銅，電解質(zhì)溶

液為可溶性銅鹽，電鍍過程中，溶液中銅離子濃度不變。

【詳解】A.由分析可知，與直流電源正極相連的a電極為銅，銅在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成銅離子，

故A錯誤；

B.由分析可知，與負極相連的b電極為鐵制品，故B錯誤；

C.由分析可知，該裝置為電鍍池，電解質(zhì)溶液為可溶性銅鹽，可以是硫酸銅溶液，故C正確；

D.由分析可知，電鍍過程中，溶液中銅離子濃度不變，故D錯誤；

故選C。

8.A

【分析】以V2O5和Zn為電極的原電池，可知Zn為負極，V2O5為正極。由此Zn轉(zhuǎn)化為42+,V2O5轉(zhuǎn)化

為Zn'YC^nH2。。放電時陽離子移向正極，陰離子移向負極，由此解題。

【詳解】A.放電總反應(yīng)為xZn+VzOs+nHzOZnxVzC^nH2。，充電總反應(yīng)為ZnxV2O5nH2O=xZn+V2O5+nH2O,

A錯誤；

B.充電時Zn^VzC^nH2。轉(zhuǎn)化為V2O5，失去電子，電極反應(yīng)式為Zn,V2O5-nH2O-2xe-=xZn〃+V2O5+nH2O,

B正確；

C.放電時Zn為負極，為正極，C正確；

D.放電時正極得電子，Zi?+由負極向正極遷移，D正確。

故選Ao

9.C

【分析】根據(jù)題意可知，該裝置可分離純化乙二醛并回收硝酸，則電解時，C室中電解得到H+,NO,向C

室移動，n為陰離子交換膜，Y為陽極；X為陰極，水中的氫離子放電，產(chǎn)生氫氧根，則B中的氫離子向A

室移動，m為陽離子交換膜。

【詳解】A.由上述分析可知，X為陰極，與電源的負極相連，故A錯誤；

B.Y極上為水中的氫氧根放電，產(chǎn)生氫離子，故B錯誤；

C.由上述分析可知，m為陽離子交換膜，n為陰離子交換膜，故C正確；

D.X為陰極，水中的氫離子放電，產(chǎn)生氫氧根，則B中的氫離子向A室移動，A室的溶液還是中性，故D

錯誤。

答案選C。

10.D

【分析】本裝置利用太陽能從海水中提取金屬鋰，由于能與水發(fā)生反應(yīng)，所以Li應(yīng)在電極a生成，從而得

出電極a為陰極，電極b為陽極。

【詳解】A.該裝置是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，然后電解海水制取鋰，則將光能間接轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，A正

確；

B.電解過程中，b為陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為2CT-2e-=CLT,B正確；

c.電解過程中，b極cr失電子生成CL，CU溶于水后有一部分與水反應(yīng)生成HC1和HC1O,所以電極附近

溶液pH減小，C正確；

D.海水中的Li+通過固體陶瓷膜進入電極a,得電子生成Li,若HQ也進入電極a附近，則生成的Li與HQ

發(fā)生反應(yīng)，所以固體陶瓷膜允許Li，通過，但不允許等較小微粒通過，D錯誤；

故選D。

11.A

【分析】由圖可知，甲池為電解池，a極氮元素價態(tài)升高失電子，故