4.2电解池 基础练习(含解析) 2022-2023学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1
文档属性
| 名称 | 4.2电解池 基础练习(含解析) 2022-2023学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 575.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-04-03 15:25:05 | ||
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文档简介
4.2电解池
一、单选题（本大题共15小题）
1. 利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用。下列说法正确的是( )
A. 氯碱工业中，电极上反应式是
B. 电解精炼铜时，溶液中的浓度不变
C. 在铁片上镀铜时，是纯铜
D. 制取金属镁时，是氯化镁溶液
2. 下列有关电解原理的应用的说法正确的是( )
A. 氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝
B. 电解法精炼铜时，以粗铜作阴极，纯铜作阳极
C. 电解饱和食盐水时，阴极反应式为
D. 在铁制品上镀银时，铁制品与电源正极相连
3. 下列描述中，符合生产实际的是 ( )
A. 一元硬币材料为钢芯镀镍硬币制作时，钢芯应作阴极
B. 电解法精炼粗铜，每转移电子就有铜溶解
C. 氯碱工业中，用阴离子交接膜把阳极室和阴极室隔开
D. 氯碱工业中，用铁作阳极
4. 用铅蓄电池电解甲、乙电解池中的溶液。已知铅蓄电池的总反应为。电解一段时间后，向极和极附近分别滴加酚酞试剂，极附近溶液变红，下列说法正确的是( )
A. 极为阴极
B. 若利用甲池精炼铜，极应为粗铜
C. 放电时铅蓄电池负极的电极反应式：
D. 若四个电极材料均为石墨，当析出，两池中共产生气体标准状况下
5. 现以、、熔融盐组成的燃料电池，采用电解法处理同时制备，装置如图所示，其中为。下列说法不合理的是 ( )
A. 石墨Ⅰ是原电池的负极，发生氧化反应
B. 甲池中的向石墨Ⅰ极移动
C. 乙池中左端极电极反应式：
D. 若甲池消耗标准状况下的氧气，则乙池中产生氢气
6. 如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列有关说法中不正确的是 ( )
A. 装置中出口处的物质是氯气，出口处的物质是氢气
B. 该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过
C. 装置中发生反应的离子方程式为
D. 该装置是将电能转化为化学能
7. 国内最新研究，实现的固定和储能的多功能电化学反应装置，如图所示。该装置充放电过程并不完全可逆，即充电过程不参与反应。放电过程反应方程式为：，下列叙述正确的是( )
A. 放电过程正极反应式为
B. 若放电过程转移电子物质的量为，理论上可以固定的质量为
C. 充电过程电极为阴极，发生氧化反应
D. 可用 水溶液代替
8. 某地海水中主要离子的含量如下表，现利用“电渗析法”进行淡化，技术原理如图所示两端为惰性电极，阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通过。下列有关说法错误的是( )
A. 甲室的电极反应式为：
B. 淡化过程中易在戊室形成水垢
C. 乙室和丁室中部分离子的浓度增大，淡水的出口为
D. 当戊室收集到标准状况气体时，通过甲室阳膜的离子的物质的量一定为
9. 如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列有关说法不正确的是( )
A. 装置中的离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过
B. 装置中出口处的物质是氢气，出口处的物质是氯气
C. 除去杂质后的氢氧化钠溶液从出口处导出
D. 转移电子时产生氢气标准状况
10. 电絮凝的反应原理是以铝、铁等合金金属作为主电极，借助外加脉冲高电压作用产生电化学反应，把电能转化为化学能，以牺牲阳极金属电极产生金属阳离子絮凝剂，通过凝聚、浮除、还原和氧化分解将污染物从水体中分离，从而达到净化水体的目的。下列说法正确的是( )
A. 右极为阳极，左极为阴极
B. 电子从右极经电解液流入左极
C. 每产生，整个电解池中理论上转移电子数为
D. 若铁为阳极，则阳极的电极反应式为和
11. 全钒液流电池充电时间短，续航能力强，其工作原理如图所示，反应的离子方程式为。以此电池电解溶液电极材料为石墨，可再生，同时得到，其原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. 电解溶液时，极与电池负极相连，图中从右向左迁移
B. 电解时极的电极反应式为
C. 电池放电时，负极的电极反应式为
D. 若电解过程中图所有液体进出口密闭，则消耗，阴极区变化的质量为
电解法制备磷酸二氢钾装置如图所示。下列说法正确的是( )
A. 与相连接的电源电势比的高
B. 离子交换膜、分别为阳离子、阴离子交换膜
C. 电解时，理论上相同时间内通过交换膜的阴、阳离子数相等
D. 当外电路中通过电子时，会有的生成
13. 近日，科学家发表了高温二氧化碳电解发展报告，利用固体氧化物电解池将和转化为合成气并联产高纯度，原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. 极为电源正极
B. 当有电子流向极时，产生
C. 极的电极反应式：
D. 电解质中阴离子由极向极移动
14. 有学者设想将传统锌锰电池改装为双膜三室模式的蓄电池，三室中电解质溶液分别选用、、溶液中的一种，工作原理示意图如图所示。
下列说法正确的是( )
A. 膜适合选用阴离子交换膜
B. 室中适合添加溶液
C. 放电时，室中溶液的增大
D. 充电后，室和室溶液的质量变化相同
15. 一种“分步法电解制氢气和氧气”的装置如图所示、均为惰性电极：该方法分两步，第一步在惰性电极产生 ；第二步在另一个惰性电极产生 。以下有关说法正确的是( )
A. 当 与 相连时，极产生的是氧气
B. 当 、两极产生的气体的物质的量之比为 ：时，电极恢复为电解前的状态
C. 当 与 相连时，极附近的 会降低
D. 产生氢气时，电极反应方程式：
二、填空题（本大题共4小题）
16. 认真观察下列装置，回答下列问题：
装置中上发生的电极反应方程式为________________。
装置中总反应的离子方程式为_____________________________。
若装置中的目的是在材料上镀银，则为________，极板的材料为________。
当装置中电极质量改变时，装置中产生的气体体积为________标准状况下。
用溶液吸收烟气中的，将所得的溶液进行电解，可循环再生，同时得到，其原理如图所示电极材料为石墨。
图中极连接电源的__________极，
极电极反应式为___________________________________________。
17. 以溶液为电解质溶液进行粗镍含、、、、等杂质的电解精炼，下列说法正确的是__________填代号。已知氧化性：
电解过程中，化学能转化为电能
粗镍作阳极，发生还原反应
利用阳极泥可回收、、等金属
粗镍精炼时通过的电量与阴极析出镍的质量成正比
工业上用硫化镍作为电极材料冶炼镍。电解时，硫化镍中的硫元素以单质形态沉积在某电极附近，镍元素形态进入电解液中，如图所示：硫化镍与电源的____________填“正极”或“负极”相接。写出阳极的电极反应式________________________。
华南理工大学提出利用电解法制并以此处理废氨水，装置如图。
惰性电极有吸附作用，该电极的电极反应为_____________________________________；
理论上电路中每转移电子，最多可以处理的物质的量为____________。
铁的重要化合物高铁酸钠是一种新型饮用水消毒剂，具有很多优点。
高铁酸钠生产方法之一是电解法，其原理为，则电解时阳极的电极反应式是__________________。
高铁酸钠生产方法之二是在强碱性介质中用氧化生成高铁酸钠、氯化钠和水，该反应的离子方程式为_______________________。
合成甲醇工厂的酸性废水中含有甲醇，常用向废液中加入硫酸钴，再用微生物电池葡萄糖酸性燃料电池电解，电解时被氧化成，把水中的甲醇氧化成，达到除去甲醇的目的。工作原理如下图为隔膜，甲醇不能通过，其它离子和水可以自由通过。
电极的名称为___________。
写出除去甲醇的离子方程式_____________________。
微生物电池是绿色酸性燃料电池，写出该电池负极的电极反应式为_________________。
18. 全球变暖是人类行为造成地球气候变化的后果，随着石油、煤炭、木材等含“碳”自然资源的过度使用，导致地球暖化的“元凶”二氧化碳也制造得越来越多，减少二氧化碳排放刻不容缓。回答下列问题：
二氧化碳可催化加氢以制备甲醇：。已知氢气的燃烧热为，甲醇液态的燃烧热为，液态甲醇转变为气态需吸热，计算以上甲醇制备反应的_______。
当二氧化碳和氢气起始投料比：：时，在、、压强下，的平衡转化率随温度变化如图所示：
则反应在，时的_______，判断的依据是_______，影响的因素有_______答出一点即可。
将组成物质的量分数为，和通入反应器，按中的反应原理，在温度，恒定压强为的条件下反应，平衡时若的转化率为，则的压强为_______，平衡常数_______以分压表示，分压总压气体物质的量分数。
根据相关文献报道，我国科学家设计了熔盐捕获与电化学转化装置，原理如下图所示：
则为电源_______极填“正”或“负，电路中转移电子可捕获的体积标况下为_______。
19. 利用铜基配合物，催化剂电催化还原制备碳基燃料包括、烷烃和酸等是减少在大气中累计和实现可再生能源有效利用的关键手段之一，其装置原理如图所示。
电池工作过程中，图中电极附近溶液的________填“增大”“减小”或“不变”。
阴极的电极反应式为________________________________。
每转移电子，阳极室、阴极室溶液质量变化量的差值________。
答案和解析
1.【答案】
【解答】
与电源正极相连，为电解池的阳极，与电源负极相连，为电解池的阴极，
A.为电解池的阳极，氯碱工业中，阳极溶液中的氯离子失电子生成氯气，电极反应式为：，故A错误；
B.电解精炼铜时，粗铜作阳极，粗铜中比铜活泼的铁、锌等金属先放电，精铜作阴极，溶液中铜离子得电子被还原，则溶液中的浓度减小，故B错误；
C.在铁片上镀铜时，铁片作阴极，纯铜作阳极，故C正确；
D.活泼性较强，工业上通过电解熔融氯化镁获得金属镁，故D错误。
2.【答案】
【解答】
A.氯化铝的构成微粒是分子，属于分子晶体，为共价化合物，工业上采用电解氧化铝的方法冶炼铝，故A错误；
B.电解精炼粗铜时，粗铜作阳极、纯铜作阴极，阳极上铜失电子发生氧化反应，阴极上铜离子得电子发生还原反应，故B错误；
C.工业上电解饱和食盐水时，阴极上氢离子得电子生成氢气，则阴极的电极反应式：，故C正确。
D.在铁制品上镀银时，铁为镀件，银为镀层金属，则铁制品与电源阴极相连，银作阳极，故D错误。
故选C。
3.【答案】
【解答】
A.在钢芯上镀镍时，钢芯应为阴极，镍为阳极，故A正确；
B.电解法精炼粗铜，每转移电子就有纯铜在阴极析出，由于阳极粗铜中的某些杂质也能失去电子，则阳极溶解的铜要小于，故B错误；
C.氯碱工业中，用阳离子交接膜把阳极室和阴极室隔开，故C错误；
D.用铁作阳极，铁电极会发生放电，故D错误。
故选A。
4.【答案】
【解答】
A.电解一段时间后向极和极附近分别滴加酚酞试剂，极附近溶液变红，说明极附近有碱生成，即该电极上氢离子放电，该电极是阴极，则极是阳极，故A错误；
B.电解一段时间后向极和极附近分别滴加酚酞试剂，极附近溶液变红，说明极附近有碱生成，即该电极上氢离子放电，该电极是阴极，则极是阳极，是阴极是阳极，电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，所以极应为粗铜，故B正确；
C.放电时，铅蓄电池负极的电极反应式为： ，故C错误；
D.若四个电极材料均为石墨，甲电解池中阳极上生成氯气，阴极上生成铜，乙电解池中阳极上生成氧气，阴极上生成氢气，当析出时，转移电子是，所以生成氯气、氢气、氧气，所以两池中共产生气体标准状况下，故D错误。
故选B。
5.【答案】
【解答】
A.石墨是原电池的负极，一氧化碳发生氧化反应，故A正确；
B.原电池中阴离子向负极移动，所以甲池中的向石墨极移动，故B正确；
C.乙池中左端极与电源的正极相连是阳极，发生氧化反应，氮元素化合价升高，所以电极反应式为：，故C正确；
D.乙池中阴极生成氢气，转移的电子，若甲池消耗标准状况下的氧气，所以整个电路转移电子的物质的量为，所以生成氢气的物质的量应为，故D错误。
故选D。
6.【答案】
【解答】
A.出口是电解池的阳极，溶液中的氯离子失电子生成氯气，出口是电解池的阴极，溶液中的氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，故A正确；
B.依据装置图可知，离子交换膜是阳离子交换膜，只允许阳离子通过，故B正确；
C.装置是电解饱和食盐水，电解过程是氯化钠和水反应生成氢氧化钠和氢气、氯气，反应的离子方程式为：；故C错误；
D.装置是电解池，将电能转化为化学能的装置，故D正确。
故选C。
7.【答案】
【解析】解：中元素的化合价降低，得到电子、发生还原反应生成和，电极反应式为，故A正确；
B.放电时总反应为，转移电子，可以固定的质量为，所以放电过程转移电子，理论上可以固定的质量为，故B错误；
C.原电池中极为负极、极为正极，充电时外加电源的正极与原电池正极相接、作阳极、发生失去电子的氧化反应，外加电源的负极与原电池负极相接、作阴极、发生得到电子的还原反应，故C错误；
D.是活泼金属，易与水反应发生自损现象，所以电解质不能用 水溶液代替，故D错误；
故选：。
由原电池图片可知，放电时发生反应：，中元素的化合价降低，得到电子、发生还原反应，电极反应式为，则电极为正极，失去电子、发生氧化反应生成，为负极，电极反应式为，阳离子向正极移动；充电时的两极反应和放电时的相反，据此解答。
8.【答案】
【解答】
A.依题意甲室是该电解装置的阳极，在阳极上发生的电极反应为：，故A正确；
B.戊室是阴极，在该电极上发生的电极反应为：，生成会与反应生成和水，结合生成碳酸钙沉淀，形成水垢，故B正确；
C.甲室中的阳离子会通过阳离子交换膜进入到乙室中，阳离子浓度增大；戊室中的阴离子会通过阴离子交换膜进入到丁室中，丁室中阴离子的浓度会增大；丙室中离子分别透过阴膜、阳膜进入乙室、丁室，出口为淡水，故C正确；
D.当戊室收集到标准状况气体即氢气时外电路中转移的电子，电解质溶液中通过离子交换膜的电荷也为，若和通过离子交换膜，则其物质的量为，所以通过甲室阳膜的离子的物质的量不一定为，故D错误。
故选D。
9.【答案】
【解析】离子交换膜有选择性，根据题图可知，该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过，故A正确；
根据题图知，左边电极上氯离子放电生成氯气，右边电极上氢离子放电生成氢气，所以装置中出口处的物质是氯气，出口处的物质是氢气，故B错误；
根据题图知，左边电极上氯离子放电生成氯气，右边电极上氢离子放电生成氢气，右边氢氧根离子浓度增加，碱性增强，所以除去杂质后的氢氧化钠溶液从出口处导出，故C正确；
电解总反应式为，转移电子时产生氢气，转移电子时产生氢气，标准状况下的体积是，故D正确。
10.【答案】
【解析】错，该装置是把电能转化为化学能的电解池，电子流入的电极为阴极，电子流出的电极为阳极，所以左极为阳极，右极为阴极；
错，电子不能通过电解质溶液，电解质溶液中通过离子的定向移动，在两极得失电子形成电流；
错，每产生，根据电极反应，代表金属和知，转移电子的物质的量大于，转移电子数大于；
对，根据题意，若铁为阳极，则阳极电极反应式为和。
故选：。
11.【答案】
【解析】A.由题图可知，电解溶液时向左迁移，电解池中阳离子向阴极迁移，则极为阴极，应与电池负极相连；由得，放电时，，化合价升高，所以题图中左侧电极为负极，右侧电极为正极，原电池中阳离子由负极向正极迁移，即题图中从左向右迁移，A错误。
B.电解时移向极阳极，失电子生成，B正确。
C.电池放电时，负极上发生失电子的氧化反应，电极反应式为，C错误。
D.消耗时，转移，有移入阴极区，同时在阴极得电子生成氢气，即阴极区变化的质量为，D错误。
12.【答案】
【解析】错，根据图示，通电的条件下，电极上得电子变为，发生还原反应，电极上失电子转化为，发生氧化反应，则电极为阴极，与电源负极相连，电极为阳极，与电源正极相连，原电池中正极的电势高于负极，则与相连接的电源电势比的高。
错，通过离子交换膜进入中和室，通过离子交换膜进入中和室，在中和室中生成磷酸二氢钾，则离子交换膜为阴离子交换膜，离子交换膜为阳离子交换膜。
对，和都带一个单位的电荷，根据得失电子守恒，理论上相同时间内通过交换膜的阴、阳离子数相等。
错，电极上失电子转化为，电极反应为，当外电路中通过电子时，会有生成，题中未说明为标准状况下，则生成的氯气体积不一定为。
13.【答案】
14.【答案】
【解答】
A.根据上述分析可知，膜适合选用阳离子交换膜，使钾离子从室迁移至室，A错误；
B.结合上述分析知，室中适合添加溶液，B错误；
C.放电时，室发生的电极反应为：，消耗氢离子，同时生成水，则溶液的增大，C正确；
D.通过分析可知，若电子转移的物质的量为，则放电后，室损失的是的质量，为，而室损失的是的质量，即为，因充电过程为放电的逆过程，所以充电后，室和室溶液的质量变化不相同，D错误；
故选C。
15.【答案】
【解答】
A.当 与 相连时，极为阴极，水得电子产生氢气， A错误；
B.当 、两极产生的气体的物质的量之比为 ：时，极产生氢气，电路中转移电子，电极为阳极，电极反应方程式：，消耗，生成；极产生时转移电子，电极为阴极，电极反应为：，消耗，生成，电极不会恢复为电解前的状态，B错误；
C.当 与 相连时，极为阳极，氢氧根失去电子生成氧气和水，氢氧根浓度降低，故附近的 会降低， C正确；
D.产生氢气时，电极为阳极，电极反应方程式：，D错误；
故选C。
16.【答案】；
；
；；
；
负；。
【解析】和装置形成原电池，铅作负极，二氧化铅作正极，原电池放电时，正极上二氧化铅得电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅，发生还原反应，电极反应式为：；
故答案为：；
为电解装置，铜为阳极，阴极生成氢气，电解方程式为；
故答案为：；
电镀时，镀层作阳极，镀件作阴极，电解质溶液中阳离子为镀层金属阳离子，若装置的目的是在某镀件上镀银，则为硝酸银溶液，作阳极，应该是银；
故答案为：；；
当装置中电极质量改变时，，则转移电子，装置中，阳极首先发生、其次发生，则阳极首先生成，再生成，阴极只发生，生成，则总共生成气体，标准状况下体积为；
故答案为：；
由图可知，钠离子移向极，所以极为阴极，应该接电源的负极；
故答案为：负；
极为阳极，失电子得到，电极反应式为：。
故答案为：。
17.【答案】； 正极； ；
；；
；
；
阳极；；
。
【解答】
电解是电能转化为化学能，故错误；
阳极发生氧化反应，故错误；
、、等金属活动性比镍差，所以不会在阳极溶解成为阳极泥，故正确；
电解时通过的电量越多，析出的镍物质的量越多，质量就越大，故正确。
故答案为：；
电解法冶炼金属镍纯镍做阴极，所以做阳极，故和电源的正极连接，阳极发生氧化反应，根据信息是硫离子放电，故阳极反应为硫离子失电子。
故答案为正极； ；
惰性电极是电解池的阴极，发生还原反应，所以氧气得电子生成处理氨水是氮从价生成价，所以电路中每转移电子，最多可以处理的物质的量为，
故答案为；；
两个方程式都属于氧化还原反应，利用守恒法配平即可；
故答案为：；
；
原电池串联电解池，通过电解法获得氧化剂通硫酸钴的这一极为阳极，阳极应该和电源的正极相连，除去甲醇的反应是氧化还原反应，把甲醇氧化为
和，葡萄糖燃料电池葡萄糖在负极反应，失去电子，在酸性环境中生成和。
故答案为：阳极；
；
。
18.【答案】
其他条件相同时，压强越低，的平衡转化率越小，故 温度、压强、浓度
正
【解析】根据已知氢气的燃烧热为，书写热化学方程式为：，甲醇液态的燃烧热为，书写热化学方程式为：，液态甲醇转变为气态需吸热，该过程的焓变，根据盖斯定律；故答案为；
根据图像利用控制变量法，当温度不变时，改变压强对于反应
当增大压强时平衡向正反应方向移动，转化率增大，故为，为，为，通过图像判断时的对应的压强为，影响的因素有温度、浓度、压强；故答案为：，其他条件相同时，压强越低，的平衡转化率越小，故，温度、压强、浓度；
依题意，平衡时转了，列三段式：
根据压强之比等于物质的量之比： ，，故答案为 ； ；故答案为：；
根据图像中电极处碳酸根离子转化为碳单质，化合价由价变为价，碳原子得到电子，故为阴极，为阳极，则为正极，故答案为正；根据总反应 ，二氧化碳和电子的关系式为：，故电路中转移电子可捕获的物质的量为，故标准状况下二氧化碳的体积为；故答案为；
【点睛】此题考查化学反应原理中盖斯定律的应用及化学平衡平衡常数等；注意利用图像中的信息利用控制变量法或化合价的变化进行相应的判断。
19.【答案】减小
【解析】据图可知电极上转化为，所以电极应为阳极，为电源正极，为电源负极，石墨烯电极为阴极，得电子被还原成。
电极上失电子转化为，电极反应式为，所以电极附近溶液的减小。
石墨烯电极为阴极，得电子后结合氢离子生成，电极反应式为。
每转移电子，由阴极反应式可知生成，所以阴极室溶液；根据阳极反应式可知每转移电子时阳极消耗水，生成氧气，同时有转移至阴极室，所以，所以。
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一、单选题（本大题共15小题）
1. 利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用。下列说法正确的是( )
A. 氯碱工业中，电极上反应式是
B. 电解精炼铜时，溶液中的浓度不变
C. 在铁片上镀铜时，是纯铜
D. 制取金属镁时，是氯化镁溶液
2. 下列有关电解原理的应用的说法正确的是( )
A. 氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝
B. 电解法精炼铜时，以粗铜作阴极，纯铜作阳极
C. 电解饱和食盐水时，阴极反应式为
D. 在铁制品上镀银时，铁制品与电源正极相连
3. 下列描述中，符合生产实际的是 ( )
A. 一元硬币材料为钢芯镀镍硬币制作时，钢芯应作阴极
B. 电解法精炼粗铜，每转移电子就有铜溶解
C. 氯碱工业中，用阴离子交接膜把阳极室和阴极室隔开
D. 氯碱工业中，用铁作阳极
4. 用铅蓄电池电解甲、乙电解池中的溶液。已知铅蓄电池的总反应为。电解一段时间后，向极和极附近分别滴加酚酞试剂，极附近溶液变红，下列说法正确的是( )
A. 极为阴极
B. 若利用甲池精炼铜，极应为粗铜
C. 放电时铅蓄电池负极的电极反应式：
D. 若四个电极材料均为石墨，当析出，两池中共产生气体标准状况下
5. 现以、、熔融盐组成的燃料电池，采用电解法处理同时制备，装置如图所示，其中为。下列说法不合理的是 ( )
A. 石墨Ⅰ是原电池的负极，发生氧化反应
B. 甲池中的向石墨Ⅰ极移动
C. 乙池中左端极电极反应式：
D. 若甲池消耗标准状况下的氧气，则乙池中产生氢气
6. 如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列有关说法中不正确的是 ( )
A. 装置中出口处的物质是氯气，出口处的物质是氢气
B. 该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过
C. 装置中发生反应的离子方程式为
D. 该装置是将电能转化为化学能
7. 国内最新研究，实现的固定和储能的多功能电化学反应装置，如图所示。该装置充放电过程并不完全可逆，即充电过程不参与反应。放电过程反应方程式为：，下列叙述正确的是( )
A. 放电过程正极反应式为
B. 若放电过程转移电子物质的量为，理论上可以固定的质量为
C. 充电过程电极为阴极，发生氧化反应
D. 可用 水溶液代替
8. 某地海水中主要离子的含量如下表，现利用“电渗析法”进行淡化，技术原理如图所示两端为惰性电极，阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通过。下列有关说法错误的是( )
A. 甲室的电极反应式为：
B. 淡化过程中易在戊室形成水垢
C. 乙室和丁室中部分离子的浓度增大，淡水的出口为
D. 当戊室收集到标准状况气体时，通过甲室阳膜的离子的物质的量一定为
9. 如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列有关说法不正确的是( )
A. 装置中的离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过
B. 装置中出口处的物质是氢气，出口处的物质是氯气
C. 除去杂质后的氢氧化钠溶液从出口处导出
D. 转移电子时产生氢气标准状况
10. 电絮凝的反应原理是以铝、铁等合金金属作为主电极，借助外加脉冲高电压作用产生电化学反应，把电能转化为化学能，以牺牲阳极金属电极产生金属阳离子絮凝剂，通过凝聚、浮除、还原和氧化分解将污染物从水体中分离，从而达到净化水体的目的。下列说法正确的是( )
A. 右极为阳极，左极为阴极
B. 电子从右极经电解液流入左极
C. 每产生，整个电解池中理论上转移电子数为
D. 若铁为阳极，则阳极的电极反应式为和
11. 全钒液流电池充电时间短，续航能力强，其工作原理如图所示，反应的离子方程式为。以此电池电解溶液电极材料为石墨，可再生，同时得到，其原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. 电解溶液时，极与电池负极相连，图中从右向左迁移
B. 电解时极的电极反应式为
C. 电池放电时，负极的电极反应式为
D. 若电解过程中图所有液体进出口密闭，则消耗，阴极区变化的质量为
电解法制备磷酸二氢钾装置如图所示。下列说法正确的是( )
A. 与相连接的电源电势比的高
B. 离子交换膜、分别为阳离子、阴离子交换膜
C. 电解时，理论上相同时间内通过交换膜的阴、阳离子数相等
D. 当外电路中通过电子时，会有的生成
13. 近日，科学家发表了高温二氧化碳电解发展报告，利用固体氧化物电解池将和转化为合成气并联产高纯度，原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. 极为电源正极
B. 当有电子流向极时，产生
C. 极的电极反应式：
D. 电解质中阴离子由极向极移动
14. 有学者设想将传统锌锰电池改装为双膜三室模式的蓄电池，三室中电解质溶液分别选用、、溶液中的一种，工作原理示意图如图所示。
下列说法正确的是( )
A. 膜适合选用阴离子交换膜
B. 室中适合添加溶液
C. 放电时，室中溶液的增大
D. 充电后，室和室溶液的质量变化相同
15. 一种“分步法电解制氢气和氧气”的装置如图所示、均为惰性电极：该方法分两步，第一步在惰性电极产生 ；第二步在另一个惰性电极产生 。以下有关说法正确的是( )
A. 当 与 相连时，极产生的是氧气
B. 当 、两极产生的气体的物质的量之比为 ：时，电极恢复为电解前的状态
C. 当 与 相连时，极附近的 会降低
D. 产生氢气时，电极反应方程式：
二、填空题（本大题共4小题）
16. 认真观察下列装置，回答下列问题：
装置中上发生的电极反应方程式为________________。
装置中总反应的离子方程式为_____________________________。
若装置中的目的是在材料上镀银，则为________，极板的材料为________。
当装置中电极质量改变时，装置中产生的气体体积为________标准状况下。
用溶液吸收烟气中的，将所得的溶液进行电解，可循环再生，同时得到，其原理如图所示电极材料为石墨。
图中极连接电源的__________极，
极电极反应式为___________________________________________。
17. 以溶液为电解质溶液进行粗镍含、、、、等杂质的电解精炼，下列说法正确的是__________填代号。已知氧化性：
电解过程中，化学能转化为电能
粗镍作阳极，发生还原反应
利用阳极泥可回收、、等金属
粗镍精炼时通过的电量与阴极析出镍的质量成正比
工业上用硫化镍作为电极材料冶炼镍。电解时，硫化镍中的硫元素以单质形态沉积在某电极附近，镍元素形态进入电解液中，如图所示：硫化镍与电源的____________填“正极”或“负极”相接。写出阳极的电极反应式________________________。
华南理工大学提出利用电解法制并以此处理废氨水，装置如图。
惰性电极有吸附作用，该电极的电极反应为_____________________________________；
理论上电路中每转移电子，最多可以处理的物质的量为____________。
铁的重要化合物高铁酸钠是一种新型饮用水消毒剂，具有很多优点。
高铁酸钠生产方法之一是电解法，其原理为，则电解时阳极的电极反应式是__________________。
高铁酸钠生产方法之二是在强碱性介质中用氧化生成高铁酸钠、氯化钠和水，该反应的离子方程式为_______________________。
合成甲醇工厂的酸性废水中含有甲醇，常用向废液中加入硫酸钴，再用微生物电池葡萄糖酸性燃料电池电解，电解时被氧化成，把水中的甲醇氧化成，达到除去甲醇的目的。工作原理如下图为隔膜，甲醇不能通过，其它离子和水可以自由通过。
电极的名称为___________。
写出除去甲醇的离子方程式_____________________。
微生物电池是绿色酸性燃料电池，写出该电池负极的电极反应式为_________________。
18. 全球变暖是人类行为造成地球气候变化的后果，随着石油、煤炭、木材等含“碳”自然资源的过度使用，导致地球暖化的“元凶”二氧化碳也制造得越来越多，减少二氧化碳排放刻不容缓。回答下列问题：
二氧化碳可催化加氢以制备甲醇：。已知氢气的燃烧热为，甲醇液态的燃烧热为，液态甲醇转变为气态需吸热，计算以上甲醇制备反应的_______。
当二氧化碳和氢气起始投料比：：时，在、、压强下，的平衡转化率随温度变化如图所示：
则反应在，时的_______，判断的依据是_______，影响的因素有_______答出一点即可。
将组成物质的量分数为，和通入反应器，按中的反应原理，在温度，恒定压强为的条件下反应，平衡时若的转化率为，则的压强为_______，平衡常数_______以分压表示，分压总压气体物质的量分数。
根据相关文献报道，我国科学家设计了熔盐捕获与电化学转化装置，原理如下图所示：
则为电源_______极填“正”或“负，电路中转移电子可捕获的体积标况下为_______。
19. 利用铜基配合物，催化剂电催化还原制备碳基燃料包括、烷烃和酸等是减少在大气中累计和实现可再生能源有效利用的关键手段之一，其装置原理如图所示。
电池工作过程中，图中电极附近溶液的________填“增大”“减小”或“不变”。
阴极的电极反应式为________________________________。
每转移电子，阳极室、阴极室溶液质量变化量的差值________。
答案和解析
1.【答案】
【解答】
与电源正极相连，为电解池的阳极，与电源负极相连，为电解池的阴极，
A.为电解池的阳极，氯碱工业中，阳极溶液中的氯离子失电子生成氯气，电极反应式为：，故A错误；
B.电解精炼铜时，粗铜作阳极，粗铜中比铜活泼的铁、锌等金属先放电，精铜作阴极，溶液中铜离子得电子被还原，则溶液中的浓度减小，故B错误；
C.在铁片上镀铜时，铁片作阴极，纯铜作阳极，故C正确；
D.活泼性较强，工业上通过电解熔融氯化镁获得金属镁，故D错误。
2.【答案】
【解答】
A.氯化铝的构成微粒是分子，属于分子晶体，为共价化合物，工业上采用电解氧化铝的方法冶炼铝，故A错误；
B.电解精炼粗铜时，粗铜作阳极、纯铜作阴极，阳极上铜失电子发生氧化反应，阴极上铜离子得电子发生还原反应，故B错误；
C.工业上电解饱和食盐水时，阴极上氢离子得电子生成氢气，则阴极的电极反应式：，故C正确。
D.在铁制品上镀银时，铁为镀件，银为镀层金属，则铁制品与电源阴极相连，银作阳极，故D错误。
故选C。
3.【答案】
【解答】
A.在钢芯上镀镍时，钢芯应为阴极，镍为阳极，故A正确；
B.电解法精炼粗铜，每转移电子就有纯铜在阴极析出，由于阳极粗铜中的某些杂质也能失去电子，则阳极溶解的铜要小于，故B错误；
C.氯碱工业中，用阳离子交接膜把阳极室和阴极室隔开，故C错误；
D.用铁作阳极，铁电极会发生放电，故D错误。
故选A。
4.【答案】
【解答】
A.电解一段时间后向极和极附近分别滴加酚酞试剂，极附近溶液变红，说明极附近有碱生成，即该电极上氢离子放电，该电极是阴极，则极是阳极，故A错误；
B.电解一段时间后向极和极附近分别滴加酚酞试剂，极附近溶液变红，说明极附近有碱生成，即该电极上氢离子放电，该电极是阴极，则极是阳极，是阴极是阳极，电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，所以极应为粗铜，故B正确；
C.放电时，铅蓄电池负极的电极反应式为： ，故C错误；
D.若四个电极材料均为石墨，甲电解池中阳极上生成氯气，阴极上生成铜，乙电解池中阳极上生成氧气，阴极上生成氢气，当析出时，转移电子是，所以生成氯气、氢气、氧气，所以两池中共产生气体标准状况下，故D错误。
故选B。
5.【答案】
【解答】
A.石墨是原电池的负极，一氧化碳发生氧化反应，故A正确；
B.原电池中阴离子向负极移动，所以甲池中的向石墨极移动，故B正确；
C.乙池中左端极与电源的正极相连是阳极，发生氧化反应，氮元素化合价升高，所以电极反应式为：，故C正确；
D.乙池中阴极生成氢气，转移的电子，若甲池消耗标准状况下的氧气，所以整个电路转移电子的物质的量为，所以生成氢气的物质的量应为，故D错误。
故选D。
6.【答案】
【解答】
A.出口是电解池的阳极，溶液中的氯离子失电子生成氯气，出口是电解池的阴极，溶液中的氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，故A正确；
B.依据装置图可知，离子交换膜是阳离子交换膜，只允许阳离子通过，故B正确；
C.装置是电解饱和食盐水，电解过程是氯化钠和水反应生成氢氧化钠和氢气、氯气，反应的离子方程式为：；故C错误；
D.装置是电解池，将电能转化为化学能的装置，故D正确。
故选C。
7.【答案】
【解析】解：中元素的化合价降低，得到电子、发生还原反应生成和，电极反应式为，故A正确；
B.放电时总反应为，转移电子，可以固定的质量为，所以放电过程转移电子，理论上可以固定的质量为，故B错误；
C.原电池中极为负极、极为正极，充电时外加电源的正极与原电池正极相接、作阳极、发生失去电子的氧化反应，外加电源的负极与原电池负极相接、作阴极、发生得到电子的还原反应，故C错误；
D.是活泼金属，易与水反应发生自损现象，所以电解质不能用 水溶液代替，故D错误；
故选：。
由原电池图片可知，放电时发生反应：，中元素的化合价降低，得到电子、发生还原反应，电极反应式为，则电极为正极，失去电子、发生氧化反应生成，为负极，电极反应式为，阳离子向正极移动；充电时的两极反应和放电时的相反，据此解答。
8.【答案】
【解答】
A.依题意甲室是该电解装置的阳极，在阳极上发生的电极反应为：，故A正确；
B.戊室是阴极，在该电极上发生的电极反应为：，生成会与反应生成和水，结合生成碳酸钙沉淀，形成水垢，故B正确；
C.甲室中的阳离子会通过阳离子交换膜进入到乙室中，阳离子浓度增大；戊室中的阴离子会通过阴离子交换膜进入到丁室中，丁室中阴离子的浓度会增大；丙室中离子分别透过阴膜、阳膜进入乙室、丁室，出口为淡水，故C正确；
D.当戊室收集到标准状况气体即氢气时外电路中转移的电子，电解质溶液中通过离子交换膜的电荷也为，若和通过离子交换膜，则其物质的量为，所以通过甲室阳膜的离子的物质的量不一定为，故D错误。
故选D。
9.【答案】
【解析】离子交换膜有选择性，根据题图可知，该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过，故A正确；
根据题图知，左边电极上氯离子放电生成氯气，右边电极上氢离子放电生成氢气，所以装置中出口处的物质是氯气，出口处的物质是氢气，故B错误；
根据题图知，左边电极上氯离子放电生成氯气，右边电极上氢离子放电生成氢气，右边氢氧根离子浓度增加，碱性增强，所以除去杂质后的氢氧化钠溶液从出口处导出，故C正确；
电解总反应式为，转移电子时产生氢气，转移电子时产生氢气，标准状况下的体积是，故D正确。
10.【答案】
【解析】错，该装置是把电能转化为化学能的电解池，电子流入的电极为阴极，电子流出的电极为阳极，所以左极为阳极，右极为阴极；
错，电子不能通过电解质溶液，电解质溶液中通过离子的定向移动，在两极得失电子形成电流；
错，每产生，根据电极反应，代表金属和知，转移电子的物质的量大于，转移电子数大于；
对，根据题意，若铁为阳极，则阳极电极反应式为和。
故选：。
11.【答案】
【解析】A.由题图可知，电解溶液时向左迁移，电解池中阳离子向阴极迁移，则极为阴极，应与电池负极相连；由得，放电时，，化合价升高，所以题图中左侧电极为负极，右侧电极为正极，原电池中阳离子由负极向正极迁移，即题图中从左向右迁移，A错误。
B.电解时移向极阳极，失电子生成，B正确。
C.电池放电时，负极上发生失电子的氧化反应，电极反应式为，C错误。
D.消耗时，转移，有移入阴极区，同时在阴极得电子生成氢气，即阴极区变化的质量为，D错误。
12.【答案】
【解析】错，根据图示，通电的条件下，电极上得电子变为，发生还原反应，电极上失电子转化为，发生氧化反应，则电极为阴极，与电源负极相连，电极为阳极，与电源正极相连，原电池中正极的电势高于负极，则与相连接的电源电势比的高。
错，通过离子交换膜进入中和室，通过离子交换膜进入中和室，在中和室中生成磷酸二氢钾，则离子交换膜为阴离子交换膜，离子交换膜为阳离子交换膜。
对，和都带一个单位的电荷，根据得失电子守恒，理论上相同时间内通过交换膜的阴、阳离子数相等。
错，电极上失电子转化为，电极反应为，当外电路中通过电子时，会有生成，题中未说明为标准状况下，则生成的氯气体积不一定为。
13.【答案】
14.【答案】
【解答】
A.根据上述分析可知，膜适合选用阳离子交换膜，使钾离子从室迁移至室，A错误；
B.结合上述分析知，室中适合添加溶液，B错误；
C.放电时，室发生的电极反应为：，消耗氢离子，同时生成水，则溶液的增大，C正确；
D.通过分析可知，若电子转移的物质的量为，则放电后，室损失的是的质量，为，而室损失的是的质量，即为，因充电过程为放电的逆过程，所以充电后，室和室溶液的质量变化不相同，D错误；
故选C。
15.【答案】
【解答】
A.当 与 相连时，极为阴极，水得电子产生氢气， A错误；
B.当 、两极产生的气体的物质的量之比为 ：时，极产生氢气，电路中转移电子，电极为阳极，电极反应方程式：，消耗，生成；极产生时转移电子，电极为阴极，电极反应为：，消耗，生成，电极不会恢复为电解前的状态，B错误；
C.当 与 相连时，极为阳极，氢氧根失去电子生成氧气和水，氢氧根浓度降低，故附近的 会降低， C正确；
D.产生氢气时，电极为阳极，电极反应方程式：，D错误；
故选C。
16.【答案】；
；
；；
；
负；。
【解析】和装置形成原电池，铅作负极，二氧化铅作正极，原电池放电时，正极上二氧化铅得电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅，发生还原反应，电极反应式为：；
故答案为：；
为电解装置，铜为阳极，阴极生成氢气，电解方程式为；
故答案为：；
电镀时，镀层作阳极，镀件作阴极，电解质溶液中阳离子为镀层金属阳离子，若装置的目的是在某镀件上镀银，则为硝酸银溶液，作阳极，应该是银；
故答案为：；；
当装置中电极质量改变时，，则转移电子，装置中，阳极首先发生、其次发生，则阳极首先生成，再生成，阴极只发生，生成，则总共生成气体，标准状况下体积为；
故答案为：；
由图可知，钠离子移向极，所以极为阴极，应该接电源的负极；
故答案为：负；
极为阳极，失电子得到，电极反应式为：。
故答案为：。
17.【答案】； 正极； ；
；；
；
；
阳极；；
。
【解答】
电解是电能转化为化学能，故错误；
阳极发生氧化反应，故错误；
、、等金属活动性比镍差，所以不会在阳极溶解成为阳极泥，故正确；
电解时通过的电量越多，析出的镍物质的量越多，质量就越大，故正确。
故答案为：；
电解法冶炼金属镍纯镍做阴极，所以做阳极，故和电源的正极连接，阳极发生氧化反应，根据信息是硫离子放电，故阳极反应为硫离子失电子。
故答案为正极； ；
惰性电极是电解池的阴极，发生还原反应，所以氧气得电子生成处理氨水是氮从价生成价，所以电路中每转移电子，最多可以处理的物质的量为，
故答案为；；
两个方程式都属于氧化还原反应，利用守恒法配平即可；
故答案为：；
；
原电池串联电解池，通过电解法获得氧化剂通硫酸钴的这一极为阳极，阳极应该和电源的正极相连，除去甲醇的反应是氧化还原反应，把甲醇氧化为
和，葡萄糖燃料电池葡萄糖在负极反应，失去电子，在酸性环境中生成和。
故答案为：阳极；
；
。
18.【答案】
其他条件相同时，压强越低，的平衡转化率越小，故 温度、压强、浓度
正
【解析】根据已知氢气的燃烧热为，书写热化学方程式为：，甲醇液态的燃烧热为，书写热化学方程式为：，液态甲醇转变为气态需吸热，该过程的焓变，根据盖斯定律；故答案为；
根据图像利用控制变量法，当温度不变时，改变压强对于反应
当增大压强时平衡向正反应方向移动，转化率增大，故为，为，为，通过图像判断时的对应的压强为，影响的因素有温度、浓度、压强；故答案为：，其他条件相同时，压强越低，的平衡转化率越小，故，温度、压强、浓度；
依题意，平衡时转了，列三段式：
根据压强之比等于物质的量之比： ，，故答案为 ； ；故答案为：；
根据图像中电极处碳酸根离子转化为碳单质，化合价由价变为价，碳原子得到电子，故为阴极，为阳极，则为正极，故答案为正；根据总反应 ，二氧化碳和电子的关系式为：，故电路中转移电子可捕获的物质的量为，故标准状况下二氧化碳的体积为；故答案为；
【点睛】此题考查化学反应原理中盖斯定律的应用及化学平衡平衡常数等；注意利用图像中的信息利用控制变量法或化合价的变化进行相应的判断。
19.【答案】减小
【解析】据图可知电极上转化为，所以电极应为阳极，为电源正极，为电源负极，石墨烯电极为阴极，得电子被还原成。
电极上失电子转化为，电极反应式为，所以电极附近溶液的减小。
石墨烯电极为阴极，得电子后结合氢离子生成，电极反应式为。
每转移电子，由阴极反应式可知生成，所以阴极室溶液；根据阳极反应式可知每转移电子时阳极消耗水，生成氧气，同时有转移至阴极室，所以，所以。
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