电解池 专项练 2025年高考化学一轮复习备考

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电解池 专项练 2025年高考化学一轮复习备考
一、单选题（共15题）
1．下图所示的装置中，与手机充电的能量转化形式相同的是
A．电解水 B．水力发电 C．太阳能热水器 D．干电池
A．A B．B C．C D．D
2．要实现反应：Cu＋2HCl=CuCl2＋H2↑，设计了下列四个实验，你认为可行的是
A． B．
C． D．
3．某同学使用石墨电极，在不同电压(x)下电解pH=1，0.1mol/L的FeCl2溶液，实验记录如不(a、b代表电压数值)
序号 电压/V 阳极现象 检验阳极产物
I X>a 电极附近出现黄色，有气泡产生 有Fe3+、有Cl2
Ⅱ a>x≥b 电极附近出现黄色，无气泡产生 有Fe3+、无Cl2
b>x≥0 无明显变化 无Fe3+、无Cl2
下列说法中，不正确的是
A．I中阳极附近的溶液可使KI淀粉试纸变蓝
B．由Ⅱ中阳极现象不能说明该电压下C1-在阳极是否放电
C．Ⅱ中出现黄色可能是因为Fe2+有还原性，在阳极放电产生Fe3+
D．增加pH=1，0.1mol/L的NaCl溶液做对照实验进一步验证Cl-在阳极是否放电
4．回收利用工业废气中的CO2和SO2，实验原理示意图如下图所示。下列说法不正确的是
A．装置a中溶液的作用是吸收废气中的CO2和SO2
B．装置a中溶液中：c(Na+)>c()>c()>c()
C．装置b中的阴极反应式为CO2+2H++2e-=HCOOH
D．装置b中的总反应为+CO2+H2OHCOOH+
5．设NA为阿伏加德罗常数的值，用石墨棒作电极电解 CuSO4溶液，一段时间后，需加入 49g Cu(OH)2固体才能使电解质溶液复原，则这段时间整个电路中转移的电子为
A．1mol B．2mol C．4NA D．0.5NA
6．我国科研工作者提出“铁-铜()双原子催化硝酸盐法”制氨，装置如题图所示。下列叙述正确的是
A．直流电源的极为负极
B．极的电极反应为
C．电解一段时间后，阳极区溶液不变
D．每生成4.48L，有0.4mol向极迁移
7．利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2并得到副产物NaOH、H2、Cl2，装置如图所示。下列说法不正确的是
A．a极反应：CH4-8e﹣+4O2﹣=CO2+2H2O
B．A、C膜均为阳离子交换膜，B膜为阴离子交换膜
C．a极上通入标况下2.24L甲烷，阳极室Ca2+减少0.2mol
D．阳极室有氯气产生，阴极室中有氢气产生且NaOH浓度增大
8．全钒液流电池的电解液不易燃，具有循环寿命较长、安全性能好等优势。全钒液流电池充电时的工作原理如图所示。
下列说法错误的是
A．充电时，N极为阴极
B．放电时，左侧储液罐中的pH增大
C．放电时，电流流动方向：N极→导线→M极
D．充电时，该装置的总反应为
9．二氧化碳的再利用是实现温室气体减排的重要途径之一、在稀H2SO4溶液中利用电催化可将CO2同时转化为多种燃料，其原理如图所示，下列说法错误的是
A．左侧电极上的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+
B．离子交换膜为阳离子交换膜
C．一段时间后，阴极区溶液质量会减少
D．若阴极只生成0.15molCO和0.25molC2H4，则电路中转移电子的物质的量为3.3mol
10．氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺，节能超过30%，在此工艺中，物料传输和转化关系如图（电极均为石墨电极）。已知：空气中氧气的体积分数为20%。下列说法不正确的是
A．燃料电池中阳离子的移动方向是从左侧移向右侧
B．丁电极上的反应为
C．若两池中所用离子膜类型相同，则
D．标准状况下，若电解产生22.4LY，则消耗空气56L
11．研究发现，可以用石墨作阳极，钛网作阴极，熔融作电解液，利用如图所示装置获得金属钙，并用钙作还原剂，还原二氧化钛制备金属钛。下列叙述正确的是
A．该电池工作过程中，向阴极移动
B．将熔融换成溶液也可以达到相同目的
C．在阴极表面放电
D．制备金属钛前后的量不变
12．用如图装置处理含甲醇的废水并进行粗铜的精炼。下列说法正确的是
A．乙电极为粗铜
B．装置工作一段时间后，原电池装置中溶液的pH不变
C．理论上每产生11.2LCO2，甲电极增重9.6g
D．甲电极增加的质量等于乙电极减少的质量
13．如图是模拟铁制品镀铜工艺的装置，下列说法正确的是
A．a电极上发生还原反应
B．b电极为铜
C．电解质溶液可以是CusO4溶液
D．电镀过程中，溶液中Cu2+浓度不断减小
14．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
15．利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。下列说法不正确的是
装置示意图
序号 电解质溶液 实验现象
① +少量 阴极表面有无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，气体减少。经检验电解液中有
② +过量氨水 阴极表面未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验电解液中无Fe元素
A．①中气体减少，推测是由于溶液中减少，且覆盖铁电极，阻碍与铁接触
B．①中检测到，推测可能发生反应：、
C．随阴极析出，推测②阴极以四氨合铜离子得电子为主
D．②中生成，使得比①中溶液的小，缓慢析出，镀层更致密
二、非选择题（共2题）
16．如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和电镀实验，其中乙装置中X为离子交换膜。请按要求回答相关问题：
(1)甲烷燃料电池负极反应式是 。
(2)电极的电极反应式为 。
(3)X选择 离子交换膜(填“阴”或“阳”)。
(4)若在标准状况下，甲装置有112mL氧气参加反应，则乙装置中左侧极室的为 。(设该极室内溶液体积为)
(5)若用丙装置给铜制品镀银，铜制品应放在 (填“a”或“b”)极，反应结束后溶液的浓度 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(6)若a、b为惰性电极，写出图丙中电解总反应的离子反应方程式 。
17．己二腈是一种重要的化工产品，工业上先以丙烯为原料制备丙烯腈()，再用丙烯腈电合成己二腈(已知丙烯腈难溶于水，易溶于有机溶剂)，总反应式为：。模拟工业电合成己二腈的装置如图所示。
回答下列问题：
(1)阳极的电极反应式： 。
(2)离子交换膜是 (填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。
(3)丙烯腈在阴极转化为己二腈分三步：请用离子方程式表述相关过程。
第一步： 。
第二步：
第三步： 。
参考答案：
1．A
A．电解水时电能转化为化学能，与手机充电的能量转化形式相同，A符合题意；
B．水力发电是机械能转化为电能，与手机充电的能量转化形式不相同，B不符合题意；
C．太阳能热水器是太阳能转化为热能，与手机充电的能量转化形式不相同，C不符合题意；
D．干电池工作时化学能转化为电能，与手机充电的能量转化形式不相同，D不符合题意；
2．C
A．应设计为电解池，该装置为原电池，铁做负极，铜做正极，氢离子在正极得电子生成氢气，故A错误；
B．应设计为电解池，该装置中虽然铜的活泼性大于银，但铜与盐酸不能自发进行氧化还原反应，故B错误；
C．电解池中Cu为阳极，电解质为HCl，符合题意，故C正确；
D．电解池中C为阳极，不符合题意，故D错误；
3．D
A．I中阳极生成了铁离子、氯气，铁离子、氯气能够氧化碘化钾为碘单质，使淀粉变蓝，故A正确；
B．Ⅱ中未检测出氯气，可能是因为氯离子在阳极失电子生成的氯气具有氧化性，能氧化亚铁离子生成铁离子使溶液变黄色，从而无氯气放出，因此该电压下氯离子在阳极是否放电仍需验证，故B正确；
C．由Ⅱ推测，Fe3+产生的原因可能是Fe2+在阳极放电，元素化合价升高，亚铁离子具有还原性，故C正确；
D．电解pH=1的0.1mol/L FeCl2溶液，电解pH=1的NaCl溶液做对照试验，探究氯离子是否放电，需要在难度相同的条件下进行，所以氯化钠溶液的浓度为0.2mol/L，故D错误；
4．A
A．装置a中NaHCO3溶液可与SO2反应，吸收SO2气体，但不与CO2反应，不能吸收CO2，故装置a中溶液的作用是吸收废气中的SO2气体，故A错误；
B．装置a中NaHCO3溶液显碱性，碳酸氢根离子水解程度大于电离程度，离子浓度为：c(Na+)>c()>c()>c()，故B正确；
C．阴极为二氧化碳得电子变成甲酸的过程，装置b中的阴极反应式为：CO2+2H++2e-=HCOOH，故C正确；
D．由装置b中阴极和阳极上物质转化可知，装置b中总反应为+CO2+H2OHCOOH+，故D正确；
5．B
用石墨棒作电极电解硫酸铜溶液时，首先铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜、铜离子消耗完后氢离子放电产生氢气，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电解总反应方程式为2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑，电解一段时间后，需加入49g氢氧化铜固体才能使电解质溶液复原，说明阴极析出铜和氢气的物质的量都为=0.5mol，则转移电子的物质的量为0.5mol×2+0.5mol×2=2mol，故选B。
6．B
A．由以上分析可知，石墨电极为阳极，直流电源的b极为正极，故A错误；
B．Fe Cu极为电解池的阴极，其电极反应式为+6H2O+8e =NH3↑+9OH ，故B正确；
C．石墨电极为阳极，阳极发生氧化反应，其电极反应式为4H2O-8e =2O2↑+8H+，阴极反应式为+6H2O+8e =NH3↑+9OH ，阴极生成的氢氧根通过阴离子交换膜向阳极移动，和阳极生成的氢离子中和生成水，以转移8mol电子为例，阳极消耗4molH2O、阴极转移过来的8molOH 生成8molH2O，电解一段时间后，阳极区硫酸根离子物质的量不变，即氢离子物质的量不变，但溶液中水的量增多，pH增大，故C错误；
D．选项未指明标准状况，故O2的物质的量无法计算，硫酸根迁移的物质的量无法计算，故D错误；
7．C
A．由分析可知，通入甲烷的a极为负极，氧离子作用下甲烷失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，电极反应式为CH4-8e-＋4O2-=CO2＋2H2O，故A正确；
B．由分析可知，电解时，溶液中钙离子通过阳离子交换膜进入产品室、钠离子通过阳离子交换膜进入阴极室、磷酸二氢根离子通过阴离子交换膜进入产品室，则A、C膜均为阳离子交换膜，B膜为阴离子交换膜，故B正确；
C．由得失电子数目守恒可知，阳极室消耗氯离子的物质的量为，由电荷守恒可知，进入产品室的钙离子物质的量为0.8mol×=0.4mol，则阳极室减少钙离子物质的量为0.4mol，故C错误；
D．由分析可知，与b极相连的石墨电极为阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，与a极相连的石墨电极为阴极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，原料室中钠离子通过阳离子交换膜进入阴极室，所以在阴极室得到浓度较大的氢氧化钠溶液，故D正确；
8．C
A．根据分析可知，充电时移向N极，说明N极为阴极，M极为阳极，A正确；
B．放电时，移向M极，但M电极电极反应式：，消耗的大于流入的，故左侧储液罐中的pH增大，B正确；
C．放电时，电流流动方向与电子流动方向相反，即电流流动方向：M极→导线→N极，C错误；
D．根据分析，充电时，M极的电极反应式为，N极的电极反应式为，故该装置的总反应为，D正确；
9．C
A．根据分析可知，左侧为电解池阳极，发生氧化反应，电极反应式：2H2O-4e-=O2↑+4H+，A正确；
B．由电荷守恒可知，氢离子由左侧向右侧迁移，故离子交换膜为阳离子交换膜，B正确；
C．氢离子迁移进入阴极区，发生的电极反应式为：2H++CO2+2e-=CO+H2O、2H++CO2+2e-=HCOOH、12 H++2CO2+12e-=C2H4+4H2O、8H++CO2+8e-=CH4+2H2O，根据电极反应式，二氧化碳和氢离子的质量大于生成的气体CO、CH4、C2H4的总质量，一段时间后，阴极区溶液质量会增加，C错误；
D．二氧化碳生成CO时，碳元素化合价从+4价降低至+2价，二氧化碳生成C2H4时，碳元素化合价从+4价降低至-2价，若阴极只生成0.15molCO和0.25molC2H4，则电路中转移电子的物质的量：，D正确；
10．C
A．燃料电池中阳离子向正极移动，阳离子的移动方向是从左侧移向右侧，故A正确；
B．据分析，丁为燃料电池的正极发生，故B正确；
C．丁为燃料电池的正极，有氢氧根离子在丁电极生成，离子膜为阳离子交换膜，，故C错误；
D．乙为阴极，则Y是H2，根据得失电子守恒有标准状况下22.4LO2~4e-~44.8LH2，标准状况下，若电解产生22.4LY，则消耗氧气11.2L，空气11.2L÷20%=56L，故D正确；
11．D
A．该电池工作过程中，向阳极移动，选项A错误；
B．将熔融CaF2-CaO换成Ca(NO3)2溶液，阴极上H＋放电，无法得到金属Ca，，选项B错误；
C．钛网是阴极，钙在阴极表面放电，其电极反应式为Ca2＋＋2e－=Ca，选项C错误；
D．钛网是阴极，其电极反应式为Ca2＋＋2e－=Ca，钙还原二氧化钛的化学方程式为2Ca＋TiO2=Ti＋2CaO，通电条件下该装置总反应为C＋TiO2=CO2↑+Ti，则制备金属钛前后，CaO的总量不变，选项D正确；
12．A
A．左室中得电子生成Fe3+，则碳棒为正极，因此乙电极为电解池的阳极，乙电极为粗铜，故A正确；
B．根据装置图中左边参与的甲醇判断，左边属于原电池，根据参于物质发生反应方程式为：，消耗氢离子，故溶液的pH增大，故B错误；
C．根据B中书写的化学方程式利用二氧化碳和电子的关系式：CO2～6e-，标准状况下1.12 LCO2物质的量为，转移的电子为0.3mol，甲电极为阴极发生的反应为：Cu2++2e-=Cu，转移0.3mol电子生成铜的物质的量为0.15mol，故甲电极增重0.15mol ×64g/mol=9.6g，但题目未指明11.2L二氧化碳处于标准状况下，则无法计算物质的量，故C错误；
D．根据粗铜的精炼阳极是粗铜，电极反应中杂质锌、铁等会发生反应，而阴极是精铜，发生的反应是Cu2++2e-=Cu，故增加的质量和减少的质量不相等，故D错误；
13．C
A．由分析可知，与直流电源正极相连的a电极为铜，铜在阳极失去电子发生氧化反应生成铜离子，故A错误；
B．由分析可知，与负极相连的b电极为铁制品，故B错误；
C．由分析可知，该装置为电镀池，电解质溶液为可溶性铜盐，可以是硫酸铜溶液，故C正确；
D．由分析可知，电镀过程中，溶液中铜离子浓度不变，故D错误；
14．B
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正确；
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错误；
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正确；
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正确；
15．C
A．由分析可知，实验①时，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应，当溶液中氢离子浓度减小，反应和放电生成的铜覆盖铁电极，阻碍氢离子与铁接触，导致产生的气体减少，故A正确；
B．由分析可知，实验①时，铁做电镀池的阴极，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚铁离子、氢气和铜，可能发生的反应为，故B正确；
C．由分析可知，铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜，故C错误；
D．由分析可知，实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子，四氨合铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜，在铁表面得到比实验①更致密的镀层，故D正确；
16．(1)
(2)
(3)阳
(4)13
(5) a 不变
(6)
（1）甲中电解质为KOH溶液，碱性环境下甲烷燃料电池负极反应式为；
（2）铁作阴极，其电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-；
（3）钠离子通过X进入阴极室，则X为阳离子交换膜；
（4）若在标准状况下，有112mL氧气参加反应，其物质的量为0.005mol，转移电子数为0.02mol，乙装置铁电极上生成氢气的物质的量为0.01mol，生成的OH-的物质的量为0.02mol，浓度为0.1mol/L，pH=13。
（5）丙装置给铜制品镀银，铜制品应作阴极，放在a极。电镀池中电镀液的浓度不变。
（6）惰性电极电解硝酸银溶液得到银、氧气和硝酸，反应的离子方程式为。
17．(1)
(2)阳离子
(3)
（1）阳极水失去电子生成氢离子和氧气，故X为O2，电极反应式为：；
（2）阴极丙烯腈得电子生成己二腈，消耗氢离子，故氢离子向阴极移动，离子交换膜为阳离子交换膜；
（3）第一步应为丙烯腈在阴极得电子的反应，方程式为：；第二步：与丙烯腈反应得到，离子方程式为：；第三步与氢离子反应得到己二腈，离子方程式为：。
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