高中化学人教版（2019）选择性必修1第四章第二节 电解池
一、单选题
1．（2021高二上·上海月考）如图所示是电解 溶液的装置，其中 、 为石墨电极。则下列有关判断正确的是（ ）
A． 为负极、 为正极 B． 电极发生了还原反应
C．电解过程中， 电极质量增如 D．溶液中电子移动方向为
【答案】C
【知识点】电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由分析可知，a端为电源的正极，b端为电源的负极，A不符合题意；
B.由分析可知，c电极为阳极，发生氧化反应，B不符合题意；
C.由分析可知，d电极的电极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu，因此d电极质量增加，C符合题意；
D.电子只能在电极和导线之间移动，不能在溶液中移动，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】电流由电源的a端流出，因此a端为正极，b端为负极，电极c为阳极，电极d为阴极。阳极上电解质溶液中的Cl－发生失电子的氧化反应，生成Cl2，其电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑；阴极上电解质溶液中的Cu2＋发生得电子的还原反应，生成Cu，其电极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu。
2．（2021高二上·湖州期末）氢氧燃料电池是最具发展前途的发电技术之一、设计简单氢氧燃料电池，装置如图。下列说法不正确的是（ ）
A．闭合时，a极附近溶液酸性增强
B．闭合一段时间后断开，再闭合时，a极发生还原反应
C．闭合一段时间后断开，再闭合时，电子由b极通过导线向a极移动
D．该实验中溶液可用溶液代替
【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由分析可知，闭合K1时构成电解池，电极a为电解池的阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，溶液中氢离子浓度增大，酸性增强，故A不符合题意；
B．由分析可知，闭合K1一段时间后，断开K1闭合K2时构成氢氧燃烧电池，a极为燃料电池的正极，酸性条件下，氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，故B不符合题意；
C．由分析可知，闭合K1一段时间后，断开K1闭合K2时构成氢氧燃烧电池，a极为燃料电池的正极，b电极为负极，则电子由负极b极通过导线向正极a极移动，故C不符合题意；
D．若用氯化钠溶液代替硫酸钠溶液，闭合K1时，氯离子的放电能力强于水电离出的氢氧根离子，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，无法制得氧气，闭合K2时无法构成氢氧燃烧电池，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】由图可知，闭合K1时，该装置为电解池，电极a与电源正极相连，为阳极，电极反应式为：2H2O 4e ＝O2↑＋4H＋，电极b与电源负极相连，为阴极，电极反应式为：2H2O＋2e ＝H2↑＋2OH ，闭合K1一段时间后断开K1，再闭合K2时，装置为原电池，电极a处为氧气，氧气在此得到电子，电极a为正极，电极b处为氢气，氢气在此失去电子，电极b为负极。
3．（2021高二上·大连期末）四个电解装置都以Pt作电极，它们分别装着如下电解质溶液进行电解，电解一段时间后，测定其pH变化，所记录的结果正确的是（ ）
选项 A B C D
电解质溶液 HCl AgNO3 NaCl Ba(OH)2
pH变化 减小 增大 不变 增大
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【知识点】电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．惰性电极电解盐酸溶液，阳极氯离子放电，阴极是氢离子放电，盐酸浓度降低，pH增大，A不符合题意；
B．惰性电极电解硝酸银溶液，阴极银离子放电，阳极氢氧根离子放电，同时还有硝酸生成，氢离子浓度增大，pH减小，B不符合题意；
C．惰性电极电解氯化钠溶液，阴极氢离子放电，阳极氯离子放电，同时还有氢氧化钠生成，氢氧根离子浓度增大，pH增大，C不符合题意；
D．惰性电极电解氢氧化钾溶液，实质是电解水，氢氧化钾浓度增大，pH增大，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】依据电解池当中离子放电顺序进行判断。
4．（人教版化学高二选修2第二单元课题2海水的综合利用同步练习）用铂电极持续电解下列溶液(电流强度不变)，阳极上产生气体的量可能发生如右图所示变化的是( )
A．KI溶液 B．Na2SO4溶液 C．CuSO4溶液 D．NaCl溶液
【答案】D
【知识点】电解原理
【解析】【解答】分别电解KI溶液、Na2SO4溶液、CuSO4溶液、NaCl溶液，在阳极上分别产生I2、O2、O2、Cl2。因最初有一部分O2溶于水，如产生O2，则前半段生成量应小于后半段，即曲线的斜率前小后大，曲线应为如下图所示形状。若生成Cl2，因后半段可能与NaOH反应掉一部分，导致题图所示现象。
【分析】本题考查电解原理和电极反应产物的判断，掌握图像分析能力是解题的关键 。
5．（人教版化学高二选修2第二单元课题2海水的综合利用同步练习）电解CuSO4溶液时，若要达到如下三个要求：①阳极质量减小；②阴极质量增加；③电解质溶液中Cu2＋浓度不变。则选用的电极是( )
A．纯铜作阳极，含锌、银的铜合金作阴极
B．铁作阳极，铜作阴极
C．石墨作阳极，铂作阴极
D．含锌、银的铜合金作阳极，纯铜作阴极
【答案】A
【知识点】电解原理
【解析】【解答】纯铜作阳极时，构成电镀池，电解液中Cu2＋浓度不变，若用粗铜作阳极时，溶液中Cu2＋浓度会略有减小。
【分析】本题考查电解原理的应用、电解池的组成、电极的判断等，熟练掌握电解原理是解题的关键 。
6．（2021高二上·丽江期末）下列关于如图所示的实验装置的判断中不正确的是（ ）
A．若X为锌棒，开关K置于N处时，溶液中的Na+移向Fe电极
B．若X为碳棒，开关K置于M处，外电路电子流向为：Fe→X
C．若X为锌棒，开关K置于M或N处均可减缓铁的腐蚀
D．若X为碳棒，开关K置于M处时，铁电极上发生的反应为Fe-3e-=Fe3+
【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．若X为锌棒，开关K置于N处时，为电解池，Fe为阴极带负电，溶液中的Na+移向Fe电极，A不符合题意；
B．若X为碳棒，开关K置于M处为原电池，X为正极，Fe为负极，外电路电子由负极流向正极，外电路电子流向为：Fe→X，B不符合题意；
C．若X为锌棒，开关K置于M为原电池，消耗X的负极；N处为电解池，牺牲阳极保护阴极，均可减缓铁的腐蚀，C不符合题意；
D．若X为碳棒，开关K置于M处时为原电池，铁电极上发生的反应为Fe-2e-=Fe2+，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】若X为锌棒，K放在M位置，原电池，锌腐蚀，铁不腐蚀，减缓铁的腐蚀，K放在N位置，电解池，锌做阳极，锌失去电子，铁做阴极，氢离子得到电子变为氢气，若X为碳棒，K在M处，原电池，加速铁的腐蚀，K在N处，做电解池，Fe做阴极，保护铁，结合选项判断
7．（2021高二上·农安期末）下图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图，下列说法正确的是（ ）
A．从E口逸出的气体是Cl2
B．从B口加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性
C．每生成22.4L Cl2，便产生2mol NaOH
D．粗盐水中含Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO等离子，精制时先加Na2CO3溶液
【答案】B
【知识点】电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．钠离子向右移动，说明左边为阳极，右边为阴极，阳极氯离子失去电子变为氯气，阴极水中氢离子得到电子变为氢气，因此从E口逸出的气体是H2，故A不符合题意；
B．从B口加入含少量NaOH的水溶液，离子浓度增大，增强溶液导电性，故B符合题意；
C．每生成22.4 LCl2，没有说是否为标准状况下，无法计算，故C不符合题意；
D．粗盐水中含Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO等离子，精制时先加BaCl2溶液、NaOH溶液，再加Na2CO3溶液，以除掉这些杂质离子，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．阳离子向阴极移动，确定电极类型，再依据离子放电顺序确定反应产物；
B．离子浓度越大，溶液导电性越强；
C．未说明标准状况下，无法计算；
D．粗盐水精制时先加BaCl2溶液、NaOH溶液，再加Na2CO3溶液；
8．（2021高二上·新郑月考）如图是氯碱工业中的电解装置，下列说法错误的是（ ）
A．电解总反应式为：
B．阳极电极反应式：
C．离子膜应为阳离子交换膜
D．每生成1molCl2，此装置共转移电子4mol
【答案】D
【知识点】以氯碱工业为基础的化工生产简介；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．氯碱工业中电解饱和食盐水，得到氢氧化钠、氢气和氯气，化学反应为 ，所以A不符合题意；
B．氯离子在阳极上失去电子被氧化生成氯气，电极反应式： ，所以B不符合题意；
C．根据题意，左侧阳极区食盐水浓度减小，钠离子浓度减小，则钠离子应透过离子膜向右移动，离子膜应为阳离子交换膜，所以C不符合题意；
D．据 ：每生成1mol氯气，应转移电子2mol，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】氯碱工业中 ，阳电极反应式： ，阴极电极反应式为：以此分析即可。
9．（2020高二上·黄岛期中）下列实验装置能达到实验目的的是（ ）
A B C D
电解饱和食盐水并检验气体 构成铜锌原电池 电解精炼铜 铁片镀银
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【知识点】铜的电解精炼；以氯碱工业为基础的化工生产简介；原电池工作原理及应用；电镀
【解析】【解答】A．铁棒作阴极，阴极上放电的是氢离子，而不是氯离子，所以阴极上得不到氯气，淀粉碘化钾溶液不会变蓝，故A不符合题意；
B．锌作负极，铜作正极，发生的自发氧化还原反应为：Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu，符合构成原电池的条件，故B符合题意；
C．电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，故C不符合题意；
D．铁作阳极，铁自身放电，消耗铁电极，无法镀银，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】
A.阴极上发生还原反应，氢离子放电，无法得到氯气；
B.活泼金属电离，构成可自发反应的氧化还原反应；
C.根据电解精炼铜，阳极应是粗铜；
D.阳极氧化反应，活泼金属铁放电，消耗铁电极。
10．（2020高二上·西城期末）模拟铁制品镀铜的装置如图，下列说法正确的是（ ）
A．a电极为铁制品
B．可用CuSO4溶液作电镀液
C．b电极上发生氧化反应
D．电镀过程中，理论上溶液中Cu2+浓度不断减小
【答案】B
【知识点】电镀
【解析】【解答】A．由图示分析可知：该装置为电解池。a为阳极发生氧化反应，b为阴极发生还原反应，所以a电极为铜，b电极为铁制品，故A错；
B．为减少副反应发生的同时增加电镀液的导电性，所以应选CuSO4溶液作电镀液，故选B；
C．由A分析可知b电极为阴极，Cu2+在b电极上得到电子发生还原反应，故C错；
D．Cu2+在阴极(b电极)得到电子被还原为Cu，Cu在阳极(a电极)被氧化为Cu2+，根据得失电子守恒可知，理论上溶液中Cu2+浓不变，故D错。
故答案为：B
【分析】铁制品上镀铜，铁做阴极，铜做阳极，含铜离子的电解质溶液作电镀液，据此分析。
11．（2020高二上·丰台期中）若要在铁钉上镀铜，下列设计正确的是（ ）
选项 接电源正极 接电源负极 电解质溶液
A Cu Fe CuSO4溶液
B Cu Fe FeSO4溶液
C Fe Cu CuSO4溶液
D Fe Cu FeSO4溶液
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【知识点】电镀
【解析】【解答】若要在铁钉上镀铜，铜为镀层金属，铁钉为镀件，因此镀件(铁钉)作阴极，镀层金属(铜)作阳极，电解液为镀层金属盐溶液即硫酸铜、硝酸铜、氯化铜等，连接电源正极的是阳极，连接电源负极的是阴极，故A符合题意。
故答案为A。
【分析】电镀铜，需要设计电解池，且电解池的电解质必须含有铜离子，采用牺牲阳极的阴极保护法，铜做阳极，铁做阴极即可
12．（2020高二上·农安期末）某小组用如图装置模拟电镀铜和精炼铜。下列说法错误的是（ ）
A．电镀铜和精炼铜时，Y上的电极反应都是：Cu2+＋2e－=Cu
B．电镀铜时，Y 电极为待镀的金属制品
C．精炼铜时，X 电极是粗铜，比铜活泼的金属最终变成阳极泥
D．电镀铜时，X 电极是铜，溶液中的Cu2+浓度保持不变
【答案】C
【知识点】铜的电解精炼；电镀
【解析】【解答】A．由分析可知，电镀铜和精炼铜时，Y上的电极反应都是：Cu2+＋2e－=Cu，A不符合题意；
B．由分析可知，电镀铜时，Y电极为待镀的金属制品，B不符合题意；
C．精炼铜时，X电极是粗铜，比Cu活泼的金属在Cu之前失电子，以离子形式进入溶液中，没有Cu活泼的金属不失电子，以金属形式进入阳极附近的溶液中成为阳极泥，C符合题意；
D．电镀铜时，阳极X为Cu，发生的电极反应为：Cu-2e-=Cu2+，阴极Y为待镀金属，发生的电极反应为：Cu2+ +2e-= Cu，由此可知：电镀时，溶液中Cu2+浓度保持不变，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】电镀铜时，阳极X为Cu，发生的电极反应为：Cu-2e-=Cu2+，阴极Y为待镀金属，发生的电极反应为：Cu2++2e-=Cu；精炼铜时，阳极X为粗Cu，发生的电极反应为：Cu-2e-=Cu2+， 阴极Y为纯Cu，发生的电极反应为：Cu2++2e-=Cu。
13．如下图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究铜的精炼原理和电镀原理。下列说法正确的是（ ）
A．一段时间后，甲装置中溶液 pH升高
B．电解一段时间后，乙、丙装置中 CuSO4溶液的浓度均不变
C．通入氧气的一极为正极，发生的电极反应为O2+4e-+4H+=2H2O
D．丙装置中实现铁片上镀铜，b 应为铁片
【答案】D
【知识点】铜的电解精炼；电镀
【解析】【解答】A．甲装置为甲醚燃料电池，电解质显碱性，总反应为CH3OCH3+4OH-+3O2=2CO32-+5H2O，反应过程中消耗氢氧根，碱性减弱，pH减小，A不符合题意；
B．电解精炼铜时，阴极反应为Cu2++2e-=Cu，而阳极除了Cu反应还有比Cu活泼的金属如Zn、Fe等反应，所以乙装置中CuSO4溶液的浓度会发生改变，B不符合题意；
C．燃料电池中通入氧气的一极发生还原反应，为正极，电解质溶液显碱性，电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-， C不符合题意；
D．电镀时，镀层金属阳离子在阴极发生还原反应生成金属单质，所以丙装置中实现铁片上镀铜，b 应为铁片，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】
A：甲醚会消耗一部分氢氧根离子，溶液中的pH会降低，不会升高，A错误；
B：粗铜中含有的其它杂质，比如锌、铁等在电镀时也会失去电子，所以乙溶液中的铜离子浓度会发生改变，B错误；
C：溶液为碱性，没有氢离子大量存在，C错误；
D：根据电镀原理，镀层金属阳离子在阴极发生还原反应生成金属单质，D正确。
14．（2020二上·宜春期末）关于如图所示装置的判断，叙述正确的是（ ）
A．左边的装置是电解池，右边的装置是原电池
B．该装置中铜为正极，锌为负极
C．电子流向：Cu→经过CuSO4溶液
D．当铜片的质量变化为25.6 g时，a极上消耗的O2在标准状况下的体积为4.48 L
【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．图示装置中左边的装置是原电池，右边的装置是电解池，A不符合题意；
B．该装置中铜电极连接电源的正极为阳极，锌电极连接电源的负极为阴极，B不符合题意；
C．电子不能通过电解质溶液，电子流向是由b→Zn，然后由Cu→A→a，C不符合题意；
D．Cu为阳极，发生氧化反应：Cu-2e-=Cu2+，当铜片的质量变化为25.6 g时，n(Cu)= ，则电子转移的物质的量是n(e-)=2n(Cu)=0.8 mol。由于在同一闭合回路中电子转移数目相等，所以a电极反应消耗O2的物质的量为n(O2)= n(e-)=0.2 mol，其在标准状况下的体积V(O2)=0.2 mol×22.4 L/mol=4.48 L，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.原电池和电解池的判断关键是原电池有自发进行的氧化还原反应，电解池与电源相连；
B.右边为原电池，电池反应为 ，发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的一极为正极；
C.电子不会流入电解质溶液；
D. 根据整个电路中电子转移数目相等求算。
15．（2021高二上·安徽月考）现有阳离子交换膜阴离子交换膜、石墨电极和如图所示电解槽，用氯碱工业中的离子交换技术原理，可电解Na2SO4溶液生产NaOH和H2SO4溶液。
下列说法正确的是（ ）
A．Na2SO4溶液从G口加入
B．从D口出来的是NaOH溶液
C．膜b是阴离子交换膜，允许SO通过
D．阳极电极反应式为2H++2e-=H2↑
【答案】B
【知识点】以氯碱工业为基础的化工生产简介；电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．Na2SO4溶液从F口加入，SO通过膜a，Na+通过膜b，A不符合题意；
B．阴极H+放电：2H++2e-=H2↑，OH-与Na+形成NaOH溶液，NaOH溶液从D口出来，B符合题意；
C．膜b为允许Na+通过的阳离子交换膜，C不符合题意；
D．阳极OH-放电，电极反应式为：2H2O-4e-=4H++O2↑，D不符合题意；
故答案选B。
【分析】阳离子交换膜是只允许阳离子和水分子通过，阴离子交换膜是只允许阴离子和水分子通过。电解池中，阳失阴得（阳极失电子，阴极得电子）；氯碱工业是电解NaCl溶液，属于电解电解质型，其中阳极是2Cl--2e-＝Cl2↑，阴极是2H2O+2e-＝2OH-+H2↑（或2H++2e-＝H2↑）。该装置是电解Na2SO4溶液，属于电解水型，则从F口加入Na2SO4溶液，阴极2H2O＋2e-＝2OH-+H2↑（或2H+＋2e-＝H2↑），阳极是2H2O－4e-＝4H+＋O2↑（或2OH-－2e-＝2H2O＋O2↑），Na+将通过膜b流向阴极，SO42-将通过膜a流向阳极。所以膜b是阳离子交换膜，D是NaOH溶液，C是H2；膜a是阴离子交换膜，A是H2SO4溶液，B是O2。
16．（2021高二上·南阳期中）电解装置如图所示，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： ，下列说法错误的是（ ）
A．左侧电极为阳极，电极反应为： ；一段时间后，蓝色变浅，发生反应 =
B．电解槽内发生反应的总化学方程式KI+3H2O KIO3+3H2↑
C．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学方程式不变
D．电解结束时，右侧溶液中含有
【答案】C
【知识点】电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．左侧溶液变蓝色，生成I2，左侧电极为阳极，I-离子失电子，发生氧化反应，电极反应为2I--2e-=I2，一段时间后，蓝色变浅，发生反应 ，故A不符合题意；
B．左侧电极为阳极，电极反应为2I--2e-=I2，同时发生反应 ，右侧电极为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，总的化学方程式为KI+3H2O KIO3+3H2↑，故B不符合题意；
C．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，左侧电极为阳极，电极反应为2I--2e-=I2，右侧电极为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，保证两边溶液呈电中性，左侧多余K+通过阳离子交换膜迁移至阴极，左侧生成I2，右侧溶液中有KOH生成，碘单质与KOH隔开不能反应，总反应化学方程式为2KI+2H2O 2KOH+I2+H2↑，故C符合题意；
D．一段时间后，蓝色变浅，发生反应 ，中间为阴离子交换膜，右侧I-、OH-通过阴离子交换膜向左侧移动，保证两边溶液呈电中性，左侧的 通过阴离子交换膜向右侧移动，右侧溶液中含有 ，故D不符合题意；
答案为C。
【分析】在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，说明左侧铂丝上有碘生成，则左侧是阳极，电极反应式为2I--2e-=I2，一段时间后，蓝色逐渐变浅，说明发生反应3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O，右侧是阴极，阴极上氢离子放电，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，为保证两边溶液呈电中性，左侧的IO3-通过阴离子交换膜向右侧移动，如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，左侧多余K+通过阳离子交换膜迁移至阴极，保证两边溶液呈电中性，据此分析.
17．（2021高二上·辽宁月考）一种电解法制备高纯铬和硫酸的简单装置如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．A膜为阳离子交换膜 B．b为直流电源的正极
C．工作时，甲池中溶液的pH不变 D．阴极反应式为2H++2e-=H2↑
【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．硫酸根离子透过阴膜进入乙池，氢离子透过A膜进入乙池，不引进杂质，A膜应为质子交换膜，故A不符合题意；
B．Cr棒为阴极，电极反应式为Cr3++3e-=Cr，故a负极，b为直流电源的正极，故B符合题意；
C．铬离子在甲池放电浓度减小，其水解程度改变，导致pH改变，故C不符合题意；
D．石墨为阳极，硫酸钠溶液呈中性，则电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】本题主要考查电解池及其应用。首先要确定电解池的正负极或阴阳极，正极与阳极相连，负极与阴极相连。该装置是制备铬和硫酸，甲池中Cr棒上发生反应：Cr3+＋3e-=Cr，则说明Cr棒为阴极，则a为负极，b为正极，石墨为阳极。
A.乙池为制备得到的硫酸，其中硫酸根离子来自甲池，则氢离子来自丙池，而丙池中的钠离子不能进入乙池，说明A膜为质子交换膜。
C.甲池中铬离子浓度减小，根据Cr3+＋3H2OCr(OH)3＋3H+，平衡将向左移动，则氢离子浓度变小，溶液pH增大。
18．（2021高二上·丹东期末）游泳池水普遍存在尿素超标现象，一种电化学除游泳池中尿素的实验装置如下图所示，其中钌钛用作析氯电极，不参与电解。除尿素的反应为：
，下列说法正确的是（ ）
A．电解过程中不锈钢电极会缓慢发生腐蚀
B．电解过程中钌钛电极上发生反应为
C．电解过程中不锈钢电极附近
增大
D．电解过程中每逸出
，电路中至少通过
电子
【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由分析可知，电解过程中不锈钢电极A为阴极，故不会缓慢发生腐蚀，A不符合题意；
B．由分析可知，电解过程中钌钛电极B为阳极，发生电极反应为Cl- - 2e-+H2O=ClO-+2H+，B不符合题意；
C．由分析可知，电解过程中不锈钢电极B为阴极，发生的电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故不锈钢附近pH增大，C符合题意；
D．由于未告知N2所处的状态，故不知道22.4LN2的物质的量，故无法计算电路中至少通过的电子的物质的量，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】钌钛用作析氯电极，则Cl-要失电子，再结合除尿素的反应式，说明钌钛电极上发生反应Cl--2e-+H2O=ClO-+2H+，所以钌钛电极作阳极，不锈钢作阴极，a是负极，b是正极。
A.不锈钢为阴极，不会被腐蚀。
B.注意结合题干反应式进行分析，产物是ClO-，不是Cl2。
C.不锈钢电极上水得电子，其电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-。
D.题中标况未知，不能用公式
计算。
19．（2021高二上·长沙期末）电有机合成反应温和高效，体系简单，环境友好。若电解合成1，2-二氯乙烷的实验装置如下图所示，则下列说法中不正确的是（ ）
A．该装置工作时，NaCl溶液的浓度不断减小
B．液相反应中，和CuCl不断被消耗，故需定期补充
C．依题可知离子交换膜y应为阳离子膜，其可允许通过
D．该装置总反应为
【答案】B
【知识点】电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．该装置工作时，钠离子和氯离子分别向左右迁移，NaCl溶液的浓度不断减小，A不符合题意；
B．由分析可知，液相反应中，CH2=CH2+2CuCl2=2CuCl+ClCH2CH2Cl，CuCl2不断被消耗，但经过电极反应CuCl-e-+Cl-=CuCl2又可复原，故不需定期补充，B符合题意；
C．由分析可知，依题可知离子交换膜Y应为阳离子膜，其可允许Na+通过，C不符合题意；
D．由图可知，反应物为CH2=CH2、H2O、NaCl，生成物为H2、NaOH、ClCH2CH2Cl，由电子守恒和原子守恒可得反应为CH2=CH2+2H2O+2NaClH2↑+2NaOH+ClCH2CH2Cl，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．阴、阳离子分别向左右迁移；
B．由依据电极反应判断；
C．依据阳离子膜能通过离子交换膜阳离子膜，阴离子膜能通过离子交换膜阴离子膜；
D．确定反应物和产物，由电子守恒和原子守恒书写。
20．（2021高二上·宁德期末）锂空气充电电池有望成为电池行业的“明日之星”，其放电时的工作原理如图所示。已知电池反应：。下列说法不正确的是（ ）
A．电池工作时，正极的电极反应式：O2+2e-+2Li+=Li2O2
B．放电时，B极消耗22.4L的O2，外电路中通过2mol电子
C．充电时，B电极上的电势比A电极上的高
D．充电时，A极接电源的负极
【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．电池工作时为原电池，正极得电子发生还原反应，根据总反应可知应是O2得电子结合迁移到正极的Li+生成Li2O2，电极反应为O2+2e-+2Li+=Li2O2，A不符合题意；
B．未注明是否为标准状况，无法确定22.4L氧气的物质的量，B符合题意；
C．放电时，Li电极发生氧化反应，为负极，则充电时A电极为阴极，B电极为阳极，阳极的电势高于阴极，C不符合题意；
D．充电时，A电极为阴极，连接电源的负极，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】由图可知，放电时，A极作负极，电极反应式为Li-e-=Lit+，B极为正极，电极反应式为O2+2e-+2Li+=Li2O2，充电时，A极为阴极，B极为阳极，据此作答。
21．（2021高二上·湛江期末）一种熔融碳酸盐燃料电池原理如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．电极P为电池的负极，发生还原反应
B．电极R上的电极反应式为2CO_4e-=2CO2↑＋O2↑
C．电池工作时，K+、Na+往电极P移动
D．电池工作时，外电路电流的流动方向为电极R→用电器→电极P
【答案】D
【知识点】电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由分析可知，电极P为燃料电池的负极，一氧化碳和氢气分别在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，故A不符合题意；
B．由分析可知，电极R为正极，在CO2存在下，氧气在正极得到电子发生还原反应生成碳酸根离子，电极反应式为2CO2+O2+4e-= 2CO
，故B不符合题意；
C．由分析可知，电极P为燃料电池的负极，电极R为正极，则钾离子、钠离子往正极电极R移动，故C不符合题意；
D．由分析可知，电极P为燃料电池的负极，电极R为正极，电池工作时，外电路电流的流动方向为正极电极R→用电器→负极电极P，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.电极P通入CO和H2，发生氧化反应，是负极，电极R通入氧气，发生还原反应，是正极；
B.电极R上O2结合CO2被还原为碳酸根离子；
C.原电池中阳离子移向正极极；
D.原电池中，电子从负极流向正极，电流与电子的流向相反。
22．（2021高二上·温州月考）如图所示的电解装置可实现低电位下高效催化还原CO2。下列说法不正确的是（ ）
A．a极连接外接电源的负极
B．电解过程中Na＋从右池移向左池
C．b极的电极反应式为Cl－－2e－＋H2O=ClO－＋2H＋
D．外电路上每转移1 mol电子，理论可催化还原标况下CO2气体11.2 L
【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．根据分析，a极与外电路相连的一极为负极，A不符合题意；
B．根据分析，阴极反应为CO2+2e-+H2O=CO+2OH-，生成大量阴离子，为平衡电荷，Na+向左边移动，B不符合题意；
C．因右池电解液中含有大量的OH-，故电极方程式中不能出现H+，正确的电极方程式为Cl--2e-+2OH-=H2O+ClO-，C符合题意；
D．根据B选项的电极反应，每转移2mol电子，可还原标况下22.4L的CO2，故电路中转移1mol电子，可还原标况下11.2L的CO2，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．图所示为电解池，电解池a电极发生还原反应为阴极，与电源负极相连，b电极发生氧化反应为阳极，与电源正极相连；
B．电解池中阳离子移向阴极；
C.b电极中电解质为OH-，电极反应式中不会出现H+；
D.1molCO2还原为1molCO，应得到2mole-。
23．（2020高二上·东城期末）快速充放电铝离子电池与锂离子电池相比，其充电速度更快，寿命更长。其原理如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．电池放电时，负极反应式为：
B．电池放电时，有机阳离子EM+向石墨电极移动
C．电池充电时，石墨电极表面发生反应：
D．电池充电时，Al与外电源的负极相连
【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】电池放电时，铝电极为负极，石墨为正极；充电时，铝电极与电源负极相连，作电解池的阴极，石墨与电源的正极相连，作电解池的阳极。
A．电池放电时，负极Al失电子产物与 反应，生成 ，电极反应式为： ，A不符合题意；
B．电池放电时，石墨为正极，阳离子向正极移动，则有机阳离子EM+向石墨电极移动，B不符合题意；
C．电池充电时，铝电极为阴极，在其表面 得电子生成Al和 ，发生反应： ，C符合题意；
D．电池充电时，Al作阴极，与外电源的负极相连，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】由装置图可知，放电时为原电池，铝是活泼的金属，铝作负极，被氧化生成Al2Cl7，电极反
应式为 ，则石墨为正极，原电池工作时，阳离子由负极向正极石墨移动；充电时为电解池，石墨为阳极，Al为阴极，阴阳极分别与电源的负正极相接，阴阳极反应分别与与原电池负正极反应相反，据此分析解答。
24．（2021高二上·辽阳期末）近日，全球首套钠离子电池储能系统在示范区正式投运。钠离子电池是一种新型二次电池，比锂离子电池更稳定，造价更低，可实现内快速充电。放电时，从负极脱嵌，经电解质嵌入正极，总反应为(，M为过渡金属)，下列叙述正确的是（ ）
A．充电时，阴极上发生的电极反应为
B．充电时，电子从石墨烯纳米片流出经外电路流入过渡金属氧化物
C．放电时，负极上发生的电极反应为
D．放电时，从过渡金属氧化物中脱嵌，经电解质嵌入石墨烯纳米片
【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由分析可知，充电时，NaMO2在阳极失去电子发生氧化反应生成Na1-xMO2和钠离子，阳极放电生成的钠离子经电解质向阴极移动，在钠离子作用下Na1-xC6在阴极得到电子发生还原反应生成NaC6，故A不符合题意；
B．由分析可知，充电时，石墨烯纳米片为电解池的阴极，过渡金属氧化物为阳极，电子从电源的负极经外电路流入石墨烯纳米片，电子从过渡金属氧化物流出经外电路流入电源正极，故B不符合题意；
C．由分析可知，放电时，石墨烯纳米片为原电池的负极，NaC6在负极失去电子发生氧化反应生成Na1-xC6，电极反应式为()，故C符合题意；
D．放电时，放电时，从负极脱嵌，经电解质嵌入正极过渡金属氧化物中，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据给出的反应， 总反应为(，M为过渡金属)，充电时，阴极是Na1-xC6+Na++e=NaC6，阳极是NaMO2-xe=Na1-xMO2+xNa+，充电时，负极 ，正极是Na1-xMO2++xe+xNa+=NaMO2，结合选项即可判断
25．（2021高二上·白山期末）近日，全球首套1MWh钠离子电池储能系统在示范区正式投运。钠离子电池是一种新型二次电池，比锂离子电池更稳定，造价更低，可实现内快速充电。放电时，从负极脱嵌，经电解质嵌入正极，总反应为(，M为过渡金属)，下列叙述不正确的是（ ）
A．充电时，从过渡金属氧化物中脱嵌，经电解质嵌入石墨烯纳米片
B．放电时，电子从石墨烯纳米片流出经外电路流入过渡金属氧化物
C．充电时，阴极上发生的电极反应为()
D．放电时，负极上发生的电极反应为()
【答案】C
【知识点】原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由分析可知，充电时，NaMO2在阳极失去电子发生氧化反应生成Na1-xMO2和钠离子，阳极放电生成的钠离子经电解质向阴极移动，在钠离子作用下Na1-xC6在阴极得到电子发生还原反应生成NaC6，故A不符合题意；
B．由分析可知，放电时，石墨烯纳米片为原电池的负极，过渡金属氧化物为正极，电子从石墨烯纳米片流出经外电路流入过渡金属氧化物，故B不符合题意；
C．由分析可知，充电时，石墨烯纳米片与直流电源的负极相连，做电解池的阴极，在钠离子作用下Na1-xC6在阴极得到电子发生还原反应生成NaC6，电极反应式为()，故C符合题意；
D．由分析可知，放电时，石墨烯纳米片为原电池的负极，NaC6在负极失去电子发生氧化反应生成Na1-xC6，电极反应式为()，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．依据电池总反应方程式中化合价的变化，阳离子经电解质向阴极移动；
B．放电时，电子从负极流出经外电路流入正极；
C．充电时，阴极与直流电源的负极相连，得到电子发生还原反应；
D．放电时，负极失去电子发生氧化反应。
二、填空题
26．（2020高二上·岑溪期中）电化学制备方法：已知反应2H2O2=2H2O+O2↑能自发进行，反向不能自发进行，通过电解可以实现由H2O和O2为原料制备H2O2，如图为制备装置示意图。
①a极的电极反应式是 。
②下列说法正确的是 。
A．该装置可以实现电能转化为化学能
B．电极b连接电源负极
C．该方法相较于早期制备方法具有原料廉价，对环境友好等优点
【答案】O2+2e- + 2H+ =H2O2；AC
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】该装置为电解池，a极通入O2，生成H2O2，说明a极得电子，发生还原反应，故a极为阴极，则b极为阳极，①a极通入O2，生成H2O2，说明a极得电子，发生还原反应，故a极的电极反应式是O2+2e- + 2H+ =H2O2；②A. 2H2O2=2H2O+O2↑能自发进行，反向不能自发进行，根据图示，该装置有电源，属于电解池，电解池是将电能转化为化学能的装置，故A正确；
B. 根据分析，电极b为阳极，电解池阳极与电源正极连接，故B不正确；
C. 根据分析，该装置的总反应为2H2O+O2=2H2O2，根据反应可知，制取双氧水的原料为氧和水，具有来源广泛，原料廉价，对环境友好等优点，故C正确；
故答案为：AC。
【分析】根据元素化合价的变化即可判断左边是阴极，右边是阳极，此装置实现了电能向化学能的转化，该方法可以避免污染以及原材料便宜等特点结合问题即可解答
27．（2020高二上·即墨期中）如图所示组成闭合回路，其中，甲装置中CH4为负极，O2和CO2的混合气体为正极，稀土金属材料为电极，以熔融碳酸盐为电解质；乙装置中a、b为石墨，b极上有红色物质析出，CuSO4溶液的体积为200mL。
①装置中气体A为 (填“CH4”或“O2和CO2”)，d极上的电极反应式为 。
②乙装置中a极上的电极反应式为 。若在a极产生112mL(标准状况)气体，则甲装置中消耗CH4 mL(标准状况)，乙装置中所得溶液的pH如何变化 (变大、变小、不变)。
【答案】CH4；O2+4e-+2CO2=2 ；4OH--4e-=O2+2H2O或2H2O-4e-=O2+4H+；56；变小
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用；氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】①b电极上有红色物质生成，则b是阴极，所以a是阳极，c是负极、d是正极，通入甲烷的电极是负极，所以A是CH4、B是二氧化碳和氧气，d电极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子，电极反应式为O2+4e-+2CO2=2 ，故答案为：CH4；O2+4e-+2CO2=2 ；
②a是阳极，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O或2H2O-4e-=O2+4H+；
a极上生成n(O2)= =0.005mol，生成0.005mol氧气转移电子物质的量=0.005mol×4=0.02mol，根据转移电子相等计算消耗甲烷体积= ×22.4L/mol=56mL；
电池反应式为2Cu2++2H2O=4 H++O2↑+2Cu，根据方程式知，n(H+)=4n(O2)=4×0.005mol=0.02mol，c(H+)= =0.1mol/L，则溶液的pH=1，故答案为：4OH--4e-=O2↑+2H2O或2H2O-4e-=O2+4H+；56；1。
【分析】b电极出现红色物质，因此b极是铜离子得到电子变为铜单质，因此b做的是阴极，a做阳极，是氢氧根离子失去电子变为氧气，因此c做原电池的负极，d做电池的正极。因此甲烷在c极失去电子，氧气在d极得到电子结合二氧化碳变为碳酸根离子。根据转移的电子数目相等即可计算出消耗甲烷的体积，乙装置中是留下大量的氢离子，导致酸性增强。结合分析即可解答
28．（2021高二上·济宁期末）回答下列问题：
（1）实现“碳达峰”“碳中和”目标要坚定不移，要坚持稳中求进，逐步实现。在稀硫酸中利用电催化可将同时转化为多种燃料，其原理如图甲所示。
①装置甲中离子交换膜为 (“阳离子”或“阴离子”)交换膜。
②铜电极上产生的电极反应式为 ，若铜电极上只生成，则铜极区溶液质量变化了 g。
（2）我国科学家报道了机理如图乙所示的电化学过程。
①电极为 ，电极反应式为 。
②理论上，每有与结合，电路中转移电子数为 。
（3）双极膜由阳离子交换膜、催化剂层和阴离子交换膜组合而成，在直流电场作用下可将水解离，在双极膜的两侧分别得到和，将其与阳离子交换膜(阳膜)、阴离子交换膜(阴膜)组合，可有多种应用。模拟海水淡化，并获得浓盐酸和浓氢氧化钠溶液。双极膜组合电解装置示意图如图。
图中双极膜的右侧得到的是 (填“”或“”)，电解后在 出口可获得较浓的盐酸(填“a”“b”或“c”)。
【答案】（1）阳离子；；3.6
（2）阳极；；
（3）；a
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用；物质的量的相关计算
【解析】【解答】(1)①阳极为水失电子生成氢离子和氧气，H+移向阴极与
结合，则装置甲中离子交换膜为阳离子交换膜；
②铜电极为阴极，铜电极上产生
的电极反应式为
，若铜电极上只生成5.6gCO，则说明转移了0.4mol电子，发生反应2H++CO2+2e-=CO+H2O，铜极区溶液质量变化了0.2molH2O的质量即3.6g；
(2)①由图可知，
电极CH4→CO2，C元素化合价升高，则为阳极；Ni电极碳元素价态降低得电子，故Ni电极为阴极，电极反应式为
；
②Ni-YSZ电极为阳极，电极反应式为CH4+2O2--4e-═CO2+2H2，生成的CO2与氧离子结合生成CO
，故理论上，生成1mol二氧化碳转移电子数为4NA；
(3)据图知道X极生成氧气，发生氧化反应，所以X 极为阳极；阳极氢氧根离子放电，溶液生成氢离子，向右遇到阴膜过不去，中间的氯离子移动过来，生成较浓的盐酸，所以双膜极右侧得到
离子；电解后在a出口可获得较浓的盐酸。
【分析】（1）①根据反应物和生成物即可判断出氢离子向阴极区移动
②根据反应物和生成物结合电子转移即可写出电极式，结合数据计算出质量
（2）①根据物质转化即可判断出电极式写出电极反应式
②根据电极式计算出转移电子数
（3）根据图示结合产物即可判断，根据阴极阳极离子的移动判断
1 / 1高中化学人教版（2019）选择性必修1第四章第二节 电解池
一、单选题
1．（2021高二上·上海月考）如图所示是电解 溶液的装置，其中 、 为石墨电极。则下列有关判断正确的是（ ）
A． 为负极、 为正极 B． 电极发生了还原反应
C．电解过程中， 电极质量增如 D．溶液中电子移动方向为
2．（2021高二上·湖州期末）氢氧燃料电池是最具发展前途的发电技术之一、设计简单氢氧燃料电池，装置如图。下列说法不正确的是（ ）
A．闭合时，a极附近溶液酸性增强
B．闭合一段时间后断开，再闭合时，a极发生还原反应
C．闭合一段时间后断开，再闭合时，电子由b极通过导线向a极移动
D．该实验中溶液可用溶液代替
3．（2021高二上·大连期末）四个电解装置都以Pt作电极，它们分别装着如下电解质溶液进行电解，电解一段时间后，测定其pH变化，所记录的结果正确的是（ ）
选项 A B C D
电解质溶液 HCl AgNO3 NaCl Ba(OH)2
pH变化 减小 增大 不变 增大
A．A B．B C．C D．D
4．（人教版化学高二选修2第二单元课题2海水的综合利用同步练习）用铂电极持续电解下列溶液(电流强度不变)，阳极上产生气体的量可能发生如右图所示变化的是( )
A．KI溶液 B．Na2SO4溶液 C．CuSO4溶液 D．NaCl溶液
5．（人教版化学高二选修2第二单元课题2海水的综合利用同步练习）电解CuSO4溶液时，若要达到如下三个要求：①阳极质量减小；②阴极质量增加；③电解质溶液中Cu2＋浓度不变。则选用的电极是( )
A．纯铜作阳极，含锌、银的铜合金作阴极
B．铁作阳极，铜作阴极
C．石墨作阳极，铂作阴极
D．含锌、银的铜合金作阳极，纯铜作阴极
6．（2021高二上·丽江期末）下列关于如图所示的实验装置的判断中不正确的是（ ）
A．若X为锌棒，开关K置于N处时，溶液中的Na+移向Fe电极
B．若X为碳棒，开关K置于M处，外电路电子流向为：Fe→X
C．若X为锌棒，开关K置于M或N处均可减缓铁的腐蚀
D．若X为碳棒，开关K置于M处时，铁电极上发生的反应为Fe-3e-=Fe3+
7．（2021高二上·农安期末）下图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图，下列说法正确的是（ ）
A．从E口逸出的气体是Cl2
B．从B口加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性
C．每生成22.4L Cl2，便产生2mol NaOH
D．粗盐水中含Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO等离子，精制时先加Na2CO3溶液
8．（2021高二上·新郑月考）如图是氯碱工业中的电解装置，下列说法错误的是（ ）
A．电解总反应式为：
B．阳极电极反应式：
C．离子膜应为阳离子交换膜
D．每生成1molCl2，此装置共转移电子4mol
9．（2020高二上·黄岛期中）下列实验装置能达到实验目的的是（ ）
A B C D
电解饱和食盐水并检验气体 构成铜锌原电池 电解精炼铜 铁片镀银
A．A B．B C．C D．D
10．（2020高二上·西城期末）模拟铁制品镀铜的装置如图，下列说法正确的是（ ）
A．a电极为铁制品
B．可用CuSO4溶液作电镀液
C．b电极上发生氧化反应
D．电镀过程中，理论上溶液中Cu2+浓度不断减小
11．（2020高二上·丰台期中）若要在铁钉上镀铜，下列设计正确的是（ ）
选项 接电源正极 接电源负极 电解质溶液
A Cu Fe CuSO4溶液
B Cu Fe FeSO4溶液
C Fe Cu CuSO4溶液
D Fe Cu FeSO4溶液
A．A B．B C．C D．D
12．（2020高二上·农安期末）某小组用如图装置模拟电镀铜和精炼铜。下列说法错误的是（ ）
A．电镀铜和精炼铜时，Y上的电极反应都是：Cu2+＋2e－=Cu
B．电镀铜时，Y 电极为待镀的金属制品
C．精炼铜时，X 电极是粗铜，比铜活泼的金属最终变成阳极泥
D．电镀铜时，X 电极是铜，溶液中的Cu2+浓度保持不变
13．如下图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究铜的精炼原理和电镀原理。下列说法正确的是（ ）
A．一段时间后，甲装置中溶液 pH升高
B．电解一段时间后，乙、丙装置中 CuSO4溶液的浓度均不变
C．通入氧气的一极为正极，发生的电极反应为O2+4e-+4H+=2H2O
D．丙装置中实现铁片上镀铜，b 应为铁片
14．（2020二上·宜春期末）关于如图所示装置的判断，叙述正确的是（ ）
A．左边的装置是电解池，右边的装置是原电池
B．该装置中铜为正极，锌为负极
C．电子流向：Cu→经过CuSO4溶液
D．当铜片的质量变化为25.6 g时，a极上消耗的O2在标准状况下的体积为4.48 L
15．（2021高二上·安徽月考）现有阳离子交换膜阴离子交换膜、石墨电极和如图所示电解槽，用氯碱工业中的离子交换技术原理，可电解Na2SO4溶液生产NaOH和H2SO4溶液。
下列说法正确的是（ ）
A．Na2SO4溶液从G口加入
B．从D口出来的是NaOH溶液
C．膜b是阴离子交换膜，允许SO通过
D．阳极电极反应式为2H++2e-=H2↑
16．（2021高二上·南阳期中）电解装置如图所示，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： ，下列说法错误的是（ ）
A．左侧电极为阳极，电极反应为： ；一段时间后，蓝色变浅，发生反应 =
B．电解槽内发生反应的总化学方程式KI+3H2O KIO3+3H2↑
C．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学方程式不变
D．电解结束时，右侧溶液中含有
17．（2021高二上·辽宁月考）一种电解法制备高纯铬和硫酸的简单装置如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．A膜为阳离子交换膜 B．b为直流电源的正极
C．工作时，甲池中溶液的pH不变 D．阴极反应式为2H++2e-=H2↑
18．（2021高二上·丹东期末）游泳池水普遍存在尿素超标现象，一种电化学除游泳池中尿素的实验装置如下图所示，其中钌钛用作析氯电极，不参与电解。除尿素的反应为：
，下列说法正确的是（ ）
A．电解过程中不锈钢电极会缓慢发生腐蚀
B．电解过程中钌钛电极上发生反应为
C．电解过程中不锈钢电极附近
增大
D．电解过程中每逸出
，电路中至少通过
电子
19．（2021高二上·长沙期末）电有机合成反应温和高效，体系简单，环境友好。若电解合成1，2-二氯乙烷的实验装置如下图所示，则下列说法中不正确的是（ ）
A．该装置工作时，NaCl溶液的浓度不断减小
B．液相反应中，和CuCl不断被消耗，故需定期补充
C．依题可知离子交换膜y应为阳离子膜，其可允许通过
D．该装置总反应为
20．（2021高二上·宁德期末）锂空气充电电池有望成为电池行业的“明日之星”，其放电时的工作原理如图所示。已知电池反应：。下列说法不正确的是（ ）
A．电池工作时，正极的电极反应式：O2+2e-+2Li+=Li2O2
B．放电时，B极消耗22.4L的O2，外电路中通过2mol电子
C．充电时，B电极上的电势比A电极上的高
D．充电时，A极接电源的负极
21．（2021高二上·湛江期末）一种熔融碳酸盐燃料电池原理如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．电极P为电池的负极，发生还原反应
B．电极R上的电极反应式为2CO_4e-=2CO2↑＋O2↑
C．电池工作时，K+、Na+往电极P移动
D．电池工作时，外电路电流的流动方向为电极R→用电器→电极P
22．（2021高二上·温州月考）如图所示的电解装置可实现低电位下高效催化还原CO2。下列说法不正确的是（ ）
A．a极连接外接电源的负极
B．电解过程中Na＋从右池移向左池
C．b极的电极反应式为Cl－－2e－＋H2O=ClO－＋2H＋
D．外电路上每转移1 mol电子，理论可催化还原标况下CO2气体11.2 L
23．（2020高二上·东城期末）快速充放电铝离子电池与锂离子电池相比，其充电速度更快，寿命更长。其原理如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．电池放电时，负极反应式为：
B．电池放电时，有机阳离子EM+向石墨电极移动
C．电池充电时，石墨电极表面发生反应：
D．电池充电时，Al与外电源的负极相连
24．（2021高二上·辽阳期末）近日，全球首套钠离子电池储能系统在示范区正式投运。钠离子电池是一种新型二次电池，比锂离子电池更稳定，造价更低，可实现内快速充电。放电时，从负极脱嵌，经电解质嵌入正极，总反应为(，M为过渡金属)，下列叙述正确的是（ ）
A．充电时，阴极上发生的电极反应为
B．充电时，电子从石墨烯纳米片流出经外电路流入过渡金属氧化物
C．放电时，负极上发生的电极反应为
D．放电时，从过渡金属氧化物中脱嵌，经电解质嵌入石墨烯纳米片
25．（2021高二上·白山期末）近日，全球首套1MWh钠离子电池储能系统在示范区正式投运。钠离子电池是一种新型二次电池，比锂离子电池更稳定，造价更低，可实现内快速充电。放电时，从负极脱嵌，经电解质嵌入正极，总反应为(，M为过渡金属)，下列叙述不正确的是（ ）
A．充电时，从过渡金属氧化物中脱嵌，经电解质嵌入石墨烯纳米片
B．放电时，电子从石墨烯纳米片流出经外电路流入过渡金属氧化物
C．充电时，阴极上发生的电极反应为()
D．放电时，负极上发生的电极反应为()
二、填空题
26．（2020高二上·岑溪期中）电化学制备方法：已知反应2H2O2=2H2O+O2↑能自发进行，反向不能自发进行，通过电解可以实现由H2O和O2为原料制备H2O2，如图为制备装置示意图。
①a极的电极反应式是 。
②下列说法正确的是 。
A．该装置可以实现电能转化为化学能
B．电极b连接电源负极
C．该方法相较于早期制备方法具有原料廉价，对环境友好等优点
27．（2020高二上·即墨期中）如图所示组成闭合回路，其中，甲装置中CH4为负极，O2和CO2的混合气体为正极，稀土金属材料为电极，以熔融碳酸盐为电解质；乙装置中a、b为石墨，b极上有红色物质析出，CuSO4溶液的体积为200mL。
①装置中气体A为 (填“CH4”或“O2和CO2”)，d极上的电极反应式为 。
②乙装置中a极上的电极反应式为 。若在a极产生112mL(标准状况)气体，则甲装置中消耗CH4 mL(标准状况)，乙装置中所得溶液的pH如何变化 (变大、变小、不变)。
28．（2021高二上·济宁期末）回答下列问题：
（1）实现“碳达峰”“碳中和”目标要坚定不移，要坚持稳中求进，逐步实现。在稀硫酸中利用电催化可将同时转化为多种燃料，其原理如图甲所示。
①装置甲中离子交换膜为 (“阳离子”或“阴离子”)交换膜。
②铜电极上产生的电极反应式为 ，若铜电极上只生成，则铜极区溶液质量变化了 g。
（2）我国科学家报道了机理如图乙所示的电化学过程。
①电极为 ，电极反应式为 。
②理论上，每有与结合，电路中转移电子数为 。
（3）双极膜由阳离子交换膜、催化剂层和阴离子交换膜组合而成，在直流电场作用下可将水解离，在双极膜的两侧分别得到和，将其与阳离子交换膜(阳膜)、阴离子交换膜(阴膜)组合，可有多种应用。模拟海水淡化，并获得浓盐酸和浓氢氧化钠溶液。双极膜组合电解装置示意图如图。
图中双极膜的右侧得到的是 (填“”或“”)，电解后在 出口可获得较浓的盐酸(填“a”“b”或“c”)。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由分析可知，a端为电源的正极，b端为电源的负极，A不符合题意；
B.由分析可知，c电极为阳极，发生氧化反应，B不符合题意；
C.由分析可知，d电极的电极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu，因此d电极质量增加，C符合题意；
D.电子只能在电极和导线之间移动，不能在溶液中移动，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】电流由电源的a端流出，因此a端为正极，b端为负极，电极c为阳极，电极d为阴极。阳极上电解质溶液中的Cl－发生失电子的氧化反应，生成Cl2，其电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑；阴极上电解质溶液中的Cu2＋发生得电子的还原反应，生成Cu，其电极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu。
2．【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由分析可知，闭合K1时构成电解池，电极a为电解池的阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，溶液中氢离子浓度增大，酸性增强，故A不符合题意；
B．由分析可知，闭合K1一段时间后，断开K1闭合K2时构成氢氧燃烧电池，a极为燃料电池的正极，酸性条件下，氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，故B不符合题意；
C．由分析可知，闭合K1一段时间后，断开K1闭合K2时构成氢氧燃烧电池，a极为燃料电池的正极，b电极为负极，则电子由负极b极通过导线向正极a极移动，故C不符合题意；
D．若用氯化钠溶液代替硫酸钠溶液，闭合K1时，氯离子的放电能力强于水电离出的氢氧根离子，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，无法制得氧气，闭合K2时无法构成氢氧燃烧电池，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】由图可知，闭合K1时，该装置为电解池，电极a与电源正极相连，为阳极，电极反应式为：2H2O 4e ＝O2↑＋4H＋，电极b与电源负极相连，为阴极，电极反应式为：2H2O＋2e ＝H2↑＋2OH ，闭合K1一段时间后断开K1，再闭合K2时，装置为原电池，电极a处为氧气，氧气在此得到电子，电极a为正极，电极b处为氢气，氢气在此失去电子，电极b为负极。
3．【答案】D
【知识点】电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．惰性电极电解盐酸溶液，阳极氯离子放电，阴极是氢离子放电，盐酸浓度降低，pH增大，A不符合题意；
B．惰性电极电解硝酸银溶液，阴极银离子放电，阳极氢氧根离子放电，同时还有硝酸生成，氢离子浓度增大，pH减小，B不符合题意；
C．惰性电极电解氯化钠溶液，阴极氢离子放电，阳极氯离子放电，同时还有氢氧化钠生成，氢氧根离子浓度增大，pH增大，C不符合题意；
D．惰性电极电解氢氧化钾溶液，实质是电解水，氢氧化钾浓度增大，pH增大，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】依据电解池当中离子放电顺序进行判断。
4．【答案】D
【知识点】电解原理
【解析】【解答】分别电解KI溶液、Na2SO4溶液、CuSO4溶液、NaCl溶液，在阳极上分别产生I2、O2、O2、Cl2。因最初有一部分O2溶于水，如产生O2，则前半段生成量应小于后半段，即曲线的斜率前小后大，曲线应为如下图所示形状。若生成Cl2，因后半段可能与NaOH反应掉一部分，导致题图所示现象。
【分析】本题考查电解原理和电极反应产物的判断，掌握图像分析能力是解题的关键 。
5．【答案】A
【知识点】电解原理
【解析】【解答】纯铜作阳极时，构成电镀池，电解液中Cu2＋浓度不变，若用粗铜作阳极时，溶液中Cu2＋浓度会略有减小。
【分析】本题考查电解原理的应用、电解池的组成、电极的判断等，熟练掌握电解原理是解题的关键 。
6．【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．若X为锌棒，开关K置于N处时，为电解池，Fe为阴极带负电，溶液中的Na+移向Fe电极，A不符合题意；
B．若X为碳棒，开关K置于M处为原电池，X为正极，Fe为负极，外电路电子由负极流向正极，外电路电子流向为：Fe→X，B不符合题意；
C．若X为锌棒，开关K置于M为原电池，消耗X的负极；N处为电解池，牺牲阳极保护阴极，均可减缓铁的腐蚀，C不符合题意；
D．若X为碳棒，开关K置于M处时为原电池，铁电极上发生的反应为Fe-2e-=Fe2+，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】若X为锌棒，K放在M位置，原电池，锌腐蚀，铁不腐蚀，减缓铁的腐蚀，K放在N位置，电解池，锌做阳极，锌失去电子，铁做阴极，氢离子得到电子变为氢气，若X为碳棒，K在M处，原电池，加速铁的腐蚀，K在N处，做电解池，Fe做阴极，保护铁，结合选项判断
7．【答案】B
【知识点】电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．钠离子向右移动，说明左边为阳极，右边为阴极，阳极氯离子失去电子变为氯气，阴极水中氢离子得到电子变为氢气，因此从E口逸出的气体是H2，故A不符合题意；
B．从B口加入含少量NaOH的水溶液，离子浓度增大，增强溶液导电性，故B符合题意；
C．每生成22.4 LCl2，没有说是否为标准状况下，无法计算，故C不符合题意；
D．粗盐水中含Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO等离子，精制时先加BaCl2溶液、NaOH溶液，再加Na2CO3溶液，以除掉这些杂质离子，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．阳离子向阴极移动，确定电极类型，再依据离子放电顺序确定反应产物；
B．离子浓度越大，溶液导电性越强；
C．未说明标准状况下，无法计算；
D．粗盐水精制时先加BaCl2溶液、NaOH溶液，再加Na2CO3溶液；
8．【答案】D
【知识点】以氯碱工业为基础的化工生产简介；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．氯碱工业中电解饱和食盐水，得到氢氧化钠、氢气和氯气，化学反应为 ，所以A不符合题意；
B．氯离子在阳极上失去电子被氧化生成氯气，电极反应式： ，所以B不符合题意；
C．根据题意，左侧阳极区食盐水浓度减小，钠离子浓度减小，则钠离子应透过离子膜向右移动，离子膜应为阳离子交换膜，所以C不符合题意；
D．据 ：每生成1mol氯气，应转移电子2mol，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】氯碱工业中 ，阳电极反应式： ，阴极电极反应式为：以此分析即可。
9．【答案】B
【知识点】铜的电解精炼；以氯碱工业为基础的化工生产简介；原电池工作原理及应用；电镀
【解析】【解答】A．铁棒作阴极，阴极上放电的是氢离子，而不是氯离子，所以阴极上得不到氯气，淀粉碘化钾溶液不会变蓝，故A不符合题意；
B．锌作负极，铜作正极，发生的自发氧化还原反应为：Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu，符合构成原电池的条件，故B符合题意；
C．电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，故C不符合题意；
D．铁作阳极，铁自身放电，消耗铁电极，无法镀银，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】
A.阴极上发生还原反应，氢离子放电，无法得到氯气；
B.活泼金属电离，构成可自发反应的氧化还原反应；
C.根据电解精炼铜，阳极应是粗铜；
D.阳极氧化反应，活泼金属铁放电，消耗铁电极。
10．【答案】B
【知识点】电镀
【解析】【解答】A．由图示分析可知：该装置为电解池。a为阳极发生氧化反应，b为阴极发生还原反应，所以a电极为铜，b电极为铁制品，故A错；
B．为减少副反应发生的同时增加电镀液的导电性，所以应选CuSO4溶液作电镀液，故选B；
C．由A分析可知b电极为阴极，Cu2+在b电极上得到电子发生还原反应，故C错；
D．Cu2+在阴极(b电极)得到电子被还原为Cu，Cu在阳极(a电极)被氧化为Cu2+，根据得失电子守恒可知，理论上溶液中Cu2+浓不变，故D错。
故答案为：B
【分析】铁制品上镀铜，铁做阴极，铜做阳极，含铜离子的电解质溶液作电镀液，据此分析。
11．【答案】A
【知识点】电镀
【解析】【解答】若要在铁钉上镀铜，铜为镀层金属，铁钉为镀件，因此镀件(铁钉)作阴极，镀层金属(铜)作阳极，电解液为镀层金属盐溶液即硫酸铜、硝酸铜、氯化铜等，连接电源正极的是阳极，连接电源负极的是阴极，故A符合题意。
故答案为A。
【分析】电镀铜，需要设计电解池，且电解池的电解质必须含有铜离子，采用牺牲阳极的阴极保护法，铜做阳极，铁做阴极即可
12．【答案】C
【知识点】铜的电解精炼；电镀
【解析】【解答】A．由分析可知，电镀铜和精炼铜时，Y上的电极反应都是：Cu2+＋2e－=Cu，A不符合题意；
B．由分析可知，电镀铜时，Y电极为待镀的金属制品，B不符合题意；
C．精炼铜时，X电极是粗铜，比Cu活泼的金属在Cu之前失电子，以离子形式进入溶液中，没有Cu活泼的金属不失电子，以金属形式进入阳极附近的溶液中成为阳极泥，C符合题意；
D．电镀铜时，阳极X为Cu，发生的电极反应为：Cu-2e-=Cu2+，阴极Y为待镀金属，发生的电极反应为：Cu2+ +2e-= Cu，由此可知：电镀时，溶液中Cu2+浓度保持不变，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】电镀铜时，阳极X为Cu，发生的电极反应为：Cu-2e-=Cu2+，阴极Y为待镀金属，发生的电极反应为：Cu2++2e-=Cu；精炼铜时，阳极X为粗Cu，发生的电极反应为：Cu-2e-=Cu2+， 阴极Y为纯Cu，发生的电极反应为：Cu2++2e-=Cu。
13．【答案】D
【知识点】铜的电解精炼；电镀
【解析】【解答】A．甲装置为甲醚燃料电池，电解质显碱性，总反应为CH3OCH3+4OH-+3O2=2CO32-+5H2O，反应过程中消耗氢氧根，碱性减弱，pH减小，A不符合题意；
B．电解精炼铜时，阴极反应为Cu2++2e-=Cu，而阳极除了Cu反应还有比Cu活泼的金属如Zn、Fe等反应，所以乙装置中CuSO4溶液的浓度会发生改变，B不符合题意；
C．燃料电池中通入氧气的一极发生还原反应，为正极，电解质溶液显碱性，电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-， C不符合题意；
D．电镀时，镀层金属阳离子在阴极发生还原反应生成金属单质，所以丙装置中实现铁片上镀铜，b 应为铁片，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】
A：甲醚会消耗一部分氢氧根离子，溶液中的pH会降低，不会升高，A错误；
B：粗铜中含有的其它杂质，比如锌、铁等在电镀时也会失去电子，所以乙溶液中的铜离子浓度会发生改变，B错误；
C：溶液为碱性，没有氢离子大量存在，C错误；
D：根据电镀原理，镀层金属阳离子在阴极发生还原反应生成金属单质，D正确。
14．【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．图示装置中左边的装置是原电池，右边的装置是电解池，A不符合题意；
B．该装置中铜电极连接电源的正极为阳极，锌电极连接电源的负极为阴极，B不符合题意；
C．电子不能通过电解质溶液，电子流向是由b→Zn，然后由Cu→A→a，C不符合题意；
D．Cu为阳极，发生氧化反应：Cu-2e-=Cu2+，当铜片的质量变化为25.6 g时，n(Cu)= ，则电子转移的物质的量是n(e-)=2n(Cu)=0.8 mol。由于在同一闭合回路中电子转移数目相等，所以a电极反应消耗O2的物质的量为n(O2)= n(e-)=0.2 mol，其在标准状况下的体积V(O2)=0.2 mol×22.4 L/mol=4.48 L，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.原电池和电解池的判断关键是原电池有自发进行的氧化还原反应，电解池与电源相连；
B.右边为原电池，电池反应为 ，发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的一极为正极；
C.电子不会流入电解质溶液；
D. 根据整个电路中电子转移数目相等求算。
15．【答案】B
【知识点】以氯碱工业为基础的化工生产简介；电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．Na2SO4溶液从F口加入，SO通过膜a，Na+通过膜b，A不符合题意；
B．阴极H+放电：2H++2e-=H2↑，OH-与Na+形成NaOH溶液，NaOH溶液从D口出来，B符合题意；
C．膜b为允许Na+通过的阳离子交换膜，C不符合题意；
D．阳极OH-放电，电极反应式为：2H2O-4e-=4H++O2↑，D不符合题意；
故答案选B。
【分析】阳离子交换膜是只允许阳离子和水分子通过，阴离子交换膜是只允许阴离子和水分子通过。电解池中，阳失阴得（阳极失电子，阴极得电子）；氯碱工业是电解NaCl溶液，属于电解电解质型，其中阳极是2Cl--2e-＝Cl2↑，阴极是2H2O+2e-＝2OH-+H2↑（或2H++2e-＝H2↑）。该装置是电解Na2SO4溶液，属于电解水型，则从F口加入Na2SO4溶液，阴极2H2O＋2e-＝2OH-+H2↑（或2H+＋2e-＝H2↑），阳极是2H2O－4e-＝4H+＋O2↑（或2OH-－2e-＝2H2O＋O2↑），Na+将通过膜b流向阴极，SO42-将通过膜a流向阳极。所以膜b是阳离子交换膜，D是NaOH溶液，C是H2；膜a是阴离子交换膜，A是H2SO4溶液，B是O2。
16．【答案】C
【知识点】电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．左侧溶液变蓝色，生成I2，左侧电极为阳极，I-离子失电子，发生氧化反应，电极反应为2I--2e-=I2，一段时间后，蓝色变浅，发生反应 ，故A不符合题意；
B．左侧电极为阳极，电极反应为2I--2e-=I2，同时发生反应 ，右侧电极为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，总的化学方程式为KI+3H2O KIO3+3H2↑，故B不符合题意；
C．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，左侧电极为阳极，电极反应为2I--2e-=I2，右侧电极为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，保证两边溶液呈电中性，左侧多余K+通过阳离子交换膜迁移至阴极，左侧生成I2，右侧溶液中有KOH生成，碘单质与KOH隔开不能反应，总反应化学方程式为2KI+2H2O 2KOH+I2+H2↑，故C符合题意；
D．一段时间后，蓝色变浅，发生反应 ，中间为阴离子交换膜，右侧I-、OH-通过阴离子交换膜向左侧移动，保证两边溶液呈电中性，左侧的 通过阴离子交换膜向右侧移动，右侧溶液中含有 ，故D不符合题意；
答案为C。
【分析】在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，说明左侧铂丝上有碘生成，则左侧是阳极，电极反应式为2I--2e-=I2，一段时间后，蓝色逐渐变浅，说明发生反应3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O，右侧是阴极，阴极上氢离子放电，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，为保证两边溶液呈电中性，左侧的IO3-通过阴离子交换膜向右侧移动，如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，左侧多余K+通过阳离子交换膜迁移至阴极，保证两边溶液呈电中性，据此分析.
17．【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．硫酸根离子透过阴膜进入乙池，氢离子透过A膜进入乙池，不引进杂质，A膜应为质子交换膜，故A不符合题意；
B．Cr棒为阴极，电极反应式为Cr3++3e-=Cr，故a负极，b为直流电源的正极，故B符合题意；
C．铬离子在甲池放电浓度减小，其水解程度改变，导致pH改变，故C不符合题意；
D．石墨为阳极，硫酸钠溶液呈中性，则电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】本题主要考查电解池及其应用。首先要确定电解池的正负极或阴阳极，正极与阳极相连，负极与阴极相连。该装置是制备铬和硫酸，甲池中Cr棒上发生反应：Cr3+＋3e-=Cr，则说明Cr棒为阴极，则a为负极，b为正极，石墨为阳极。
A.乙池为制备得到的硫酸，其中硫酸根离子来自甲池，则氢离子来自丙池，而丙池中的钠离子不能进入乙池，说明A膜为质子交换膜。
C.甲池中铬离子浓度减小，根据Cr3+＋3H2OCr(OH)3＋3H+，平衡将向左移动，则氢离子浓度变小，溶液pH增大。
18．【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由分析可知，电解过程中不锈钢电极A为阴极，故不会缓慢发生腐蚀，A不符合题意；
B．由分析可知，电解过程中钌钛电极B为阳极，发生电极反应为Cl- - 2e-+H2O=ClO-+2H+，B不符合题意；
C．由分析可知，电解过程中不锈钢电极B为阴极，发生的电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故不锈钢附近pH增大，C符合题意；
D．由于未告知N2所处的状态，故不知道22.4LN2的物质的量，故无法计算电路中至少通过的电子的物质的量，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】钌钛用作析氯电极，则Cl-要失电子，再结合除尿素的反应式，说明钌钛电极上发生反应Cl--2e-+H2O=ClO-+2H+，所以钌钛电极作阳极，不锈钢作阴极，a是负极，b是正极。
A.不锈钢为阴极，不会被腐蚀。
B.注意结合题干反应式进行分析，产物是ClO-，不是Cl2。
C.不锈钢电极上水得电子，其电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-。
D.题中标况未知，不能用公式
计算。
19．【答案】B
【知识点】电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．该装置工作时，钠离子和氯离子分别向左右迁移，NaCl溶液的浓度不断减小，A不符合题意；
B．由分析可知，液相反应中，CH2=CH2+2CuCl2=2CuCl+ClCH2CH2Cl，CuCl2不断被消耗，但经过电极反应CuCl-e-+Cl-=CuCl2又可复原，故不需定期补充，B符合题意；
C．由分析可知，依题可知离子交换膜Y应为阳离子膜，其可允许Na+通过，C不符合题意；
D．由图可知，反应物为CH2=CH2、H2O、NaCl，生成物为H2、NaOH、ClCH2CH2Cl，由电子守恒和原子守恒可得反应为CH2=CH2+2H2O+2NaClH2↑+2NaOH+ClCH2CH2Cl，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．阴、阳离子分别向左右迁移；
B．由依据电极反应判断；
C．依据阳离子膜能通过离子交换膜阳离子膜，阴离子膜能通过离子交换膜阴离子膜；
D．确定反应物和产物，由电子守恒和原子守恒书写。
20．【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．电池工作时为原电池，正极得电子发生还原反应，根据总反应可知应是O2得电子结合迁移到正极的Li+生成Li2O2，电极反应为O2+2e-+2Li+=Li2O2，A不符合题意；
B．未注明是否为标准状况，无法确定22.4L氧气的物质的量，B符合题意；
C．放电时，Li电极发生氧化反应，为负极，则充电时A电极为阴极，B电极为阳极，阳极的电势高于阴极，C不符合题意；
D．充电时，A电极为阴极，连接电源的负极，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】由图可知，放电时，A极作负极，电极反应式为Li-e-=Lit+，B极为正极，电极反应式为O2+2e-+2Li+=Li2O2，充电时，A极为阴极，B极为阳极，据此作答。
21．【答案】D
【知识点】电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由分析可知，电极P为燃料电池的负极，一氧化碳和氢气分别在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，故A不符合题意；
B．由分析可知，电极R为正极，在CO2存在下，氧气在正极得到电子发生还原反应生成碳酸根离子，电极反应式为2CO2+O2+4e-= 2CO
，故B不符合题意；
C．由分析可知，电极P为燃料电池的负极，电极R为正极，则钾离子、钠离子往正极电极R移动，故C不符合题意；
D．由分析可知，电极P为燃料电池的负极，电极R为正极，电池工作时，外电路电流的流动方向为正极电极R→用电器→负极电极P，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.电极P通入CO和H2，发生氧化反应，是负极，电极R通入氧气，发生还原反应，是正极；
B.电极R上O2结合CO2被还原为碳酸根离子；
C.原电池中阳离子移向正极极；
D.原电池中，电子从负极流向正极，电流与电子的流向相反。
22．【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．根据分析，a极与外电路相连的一极为负极，A不符合题意；
B．根据分析，阴极反应为CO2+2e-+H2O=CO+2OH-，生成大量阴离子，为平衡电荷，Na+向左边移动，B不符合题意；
C．因右池电解液中含有大量的OH-，故电极方程式中不能出现H+，正确的电极方程式为Cl--2e-+2OH-=H2O+ClO-，C符合题意；
D．根据B选项的电极反应，每转移2mol电子，可还原标况下22.4L的CO2，故电路中转移1mol电子，可还原标况下11.2L的CO2，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．图所示为电解池，电解池a电极发生还原反应为阴极，与电源负极相连，b电极发生氧化反应为阳极，与电源正极相连；
B．电解池中阳离子移向阴极；
C.b电极中电解质为OH-，电极反应式中不会出现H+；
D.1molCO2还原为1molCO，应得到2mole-。
23．【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】电池放电时，铝电极为负极，石墨为正极；充电时，铝电极与电源负极相连，作电解池的阴极，石墨与电源的正极相连，作电解池的阳极。
A．电池放电时，负极Al失电子产物与 反应，生成 ，电极反应式为： ，A不符合题意；
B．电池放电时，石墨为正极，阳离子向正极移动，则有机阳离子EM+向石墨电极移动，B不符合题意；
C．电池充电时，铝电极为阴极，在其表面 得电子生成Al和 ，发生反应： ，C符合题意；
D．电池充电时，Al作阴极，与外电源的负极相连，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】由装置图可知，放电时为原电池，铝是活泼的金属，铝作负极，被氧化生成Al2Cl7，电极反
应式为 ，则石墨为正极，原电池工作时，阳离子由负极向正极石墨移动；充电时为电解池，石墨为阳极，Al为阴极，阴阳极分别与电源的负正极相接，阴阳极反应分别与与原电池负正极反应相反，据此分析解答。
24．【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由分析可知，充电时，NaMO2在阳极失去电子发生氧化反应生成Na1-xMO2和钠离子，阳极放电生成的钠离子经电解质向阴极移动，在钠离子作用下Na1-xC6在阴极得到电子发生还原反应生成NaC6，故A不符合题意；
B．由分析可知，充电时，石墨烯纳米片为电解池的阴极，过渡金属氧化物为阳极，电子从电源的负极经外电路流入石墨烯纳米片，电子从过渡金属氧化物流出经外电路流入电源正极，故B不符合题意；
C．由分析可知，放电时，石墨烯纳米片为原电池的负极，NaC6在负极失去电子发生氧化反应生成Na1-xC6，电极反应式为()，故C符合题意；
D．放电时，放电时，从负极脱嵌，经电解质嵌入正极过渡金属氧化物中，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据给出的反应， 总反应为(，M为过渡金属)，充电时，阴极是Na1-xC6+Na++e=NaC6，阳极是NaMO2-xe=Na1-xMO2+xNa+，充电时，负极 ，正极是Na1-xMO2++xe+xNa+=NaMO2，结合选项即可判断
25．【答案】C
【知识点】原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由分析可知，充电时，NaMO2在阳极失去电子发生氧化反应生成Na1-xMO2和钠离子，阳极放电生成的钠离子经电解质向阴极移动，在钠离子作用下Na1-xC6在阴极得到电子发生还原反应生成NaC6，故A不符合题意；
B．由分析可知，放电时，石墨烯纳米片为原电池的负极，过渡金属氧化物为正极，电子从石墨烯纳米片流出经外电路流入过渡金属氧化物，故B不符合题意；
C．由分析可知，充电时，石墨烯纳米片与直流电源的负极相连，做电解池的阴极，在钠离子作用下Na1-xC6在阴极得到电子发生还原反应生成NaC6，电极反应式为()，故C符合题意；
D．由分析可知，放电时，石墨烯纳米片为原电池的负极，NaC6在负极失去电子发生氧化反应生成Na1-xC6，电极反应式为()，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．依据电池总反应方程式中化合价的变化，阳离子经电解质向阴极移动；
B．放电时，电子从负极流出经外电路流入正极；
C．充电时，阴极与直流电源的负极相连，得到电子发生还原反应；
D．放电时，负极失去电子发生氧化反应。
26．【答案】O2+2e- + 2H+ =H2O2；AC
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】该装置为电解池，a极通入O2，生成H2O2，说明a极得电子，发生还原反应，故a极为阴极，则b极为阳极，①a极通入O2，生成H2O2，说明a极得电子，发生还原反应，故a极的电极反应式是O2+2e- + 2H+ =H2O2；②A. 2H2O2=2H2O+O2↑能自发进行，反向不能自发进行，根据图示，该装置有电源，属于电解池，电解池是将电能转化为化学能的装置，故A正确；
B. 根据分析，电极b为阳极，电解池阳极与电源正极连接，故B不正确；
C. 根据分析，该装置的总反应为2H2O+O2=2H2O2，根据反应可知，制取双氧水的原料为氧和水，具有来源广泛，原料廉价，对环境友好等优点，故C正确；
故答案为：AC。
【分析】根据元素化合价的变化即可判断左边是阴极，右边是阳极，此装置实现了电能向化学能的转化，该方法可以避免污染以及原材料便宜等特点结合问题即可解答
27．【答案】CH4；O2+4e-+2CO2=2 ；4OH--4e-=O2+2H2O或2H2O-4e-=O2+4H+；56；变小
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用；氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】①b电极上有红色物质生成，则b是阴极，所以a是阳极，c是负极、d是正极，通入甲烷的电极是负极，所以A是CH4、B是二氧化碳和氧气，d电极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子，电极反应式为O2+4e-+2CO2=2 ，故答案为：CH4；O2+4e-+2CO2=2 ；
②a是阳极，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O或2H2O-4e-=O2+4H+；
a极上生成n(O2)= =0.005mol，生成0.005mol氧气转移电子物质的量=0.005mol×4=0.02mol，根据转移电子相等计算消耗甲烷体积= ×22.4L/mol=56mL；
电池反应式为2Cu2++2H2O=4 H++O2↑+2Cu，根据方程式知，n(H+)=4n(O2)=4×0.005mol=0.02mol，c(H+)= =0.1mol/L，则溶液的pH=1，故答案为：4OH--4e-=O2↑+2H2O或2H2O-4e-=O2+4H+；56；1。
【分析】b电极出现红色物质，因此b极是铜离子得到电子变为铜单质，因此b做的是阴极，a做阳极，是氢氧根离子失去电子变为氧气，因此c做原电池的负极，d做电池的正极。因此甲烷在c极失去电子，氧气在d极得到电子结合二氧化碳变为碳酸根离子。根据转移的电子数目相等即可计算出消耗甲烷的体积，乙装置中是留下大量的氢离子，导致酸性增强。结合分析即可解答
28．【答案】（1）阳离子；；3.6
（2）阳极；；
（3）；a
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用；物质的量的相关计算
【解析】【解答】(1)①阳极为水失电子生成氢离子和氧气，H+移向阴极与
结合，则装置甲中离子交换膜为阳离子交换膜；
②铜电极为阴极，铜电极上产生
的电极反应式为
，若铜电极上只生成5.6gCO，则说明转移了0.4mol电子，发生反应2H++CO2+2e-=CO+H2O，铜极区溶液质量变化了0.2molH2O的质量即3.6g；
(2)①由图可知，
电极CH4→CO2，C元素化合价升高，则为阳极；Ni电极碳元素价态降低得电子，故Ni电极为阴极，电极反应式为
；
②Ni-YSZ电极为阳极，电极反应式为CH4+2O2--4e-═CO2+2H2，生成的CO2与氧离子结合生成CO
，故理论上，生成1mol二氧化碳转移电子数为4NA；
(3)据图知道X极生成氧气，发生氧化反应，所以X 极为阳极；阳极氢氧根离子放电，溶液生成氢离子，向右遇到阴膜过不去，中间的氯离子移动过来，生成较浓的盐酸，所以双膜极右侧得到
离子；电解后在a出口可获得较浓的盐酸。
【分析】（1）①根据反应物和生成物即可判断出氢离子向阴极区移动
②根据反应物和生成物结合电子转移即可写出电极式，结合数据计算出质量
（2）①根据物质转化即可判断出电极式写出电极反应式
②根据电极式计算出转移电子数
（3）根据图示结合产物即可判断，根据阴极阳极离子的移动判断
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