電化學(xué)原理綜合應(yīng)用（練習(xí)）-2025年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)（新教材新高考）

第04講電化學(xué)原理綜合應(yīng)用

01模擬基礎(chǔ)練

【題型一】電解原理創(chuàng)新應(yīng)用

【題型二】串聯(lián)類連接裝置

【題型三】離子交換膜裝置

【題型四】電化學(xué)綜合計(jì)算

02重難創(chuàng)新練

03真題實(shí)戰(zhàn)練

題型一電解原理創(chuàng)新應(yīng)用

1.（2024?江蘇省南通市如皋市高三下第二次適應(yīng)性考試）以甲苯為原料通過間接氧化法可以制取苯甲醛、

苯甲酸等物質(zhì)，反應(yīng)原理如下圖所示.下列說法正確的是（）

B.電解結(jié)束后，陰極區(qū)溶液pH升IWJ

C.Imol甲苯氧化為0.5mol苯甲醛和0.5mol苯甲酸時(shí)，共消耗2moic馬。，

6

D.甲苯、苯甲醛、苯甲酸的混合物可以通過分液的方法分離

【答案】C

【解析】由圖可知，左側(cè)電極為陽(yáng)極，水分子作用下銘離子在陽(yáng)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成重銘酸

2+

根離子和氫離子，電極反應(yīng)式為2（3產(chǎn)+71120-66-=Cr2O7+14H,陽(yáng)極槽外中重銘酸根離子與甲苯在酸性條

2+3+

件下反應(yīng)生成苯甲醛或苯甲酸，反應(yīng)的離子方程式為3c6H5-CH3+2Cr2O7-+l6H=3C6H5-CHO+4Cr+llH2O,

2+3+

C6H5-CH3+Cr2O7-+8H=C6H5-COOH+2Cr+5H2O,電解時(shí)，氫離子通過陽(yáng)離子交換膜由陽(yáng)極區(qū)進(jìn)入陰極區(qū)，

右側(cè)電極為電解池的陰極，陰極氫離子放電，電極反應(yīng)為：2H++2e-=H2f。A電解時(shí)的陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，

電極反應(yīng)為：2Cr3++7H2O-6e=Cr2O72-+14H+,A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，陽(yáng)極區(qū)產(chǎn)生的氫離子透過質(zhì)子交換膜進(jìn)入陰極

區(qū)，陰極上氫離子放電，電極反應(yīng)為：2H++2e-=H2f,電極上每消耗2moiH+,就有2moiH+進(jìn)入陰極區(qū)，故

電極電解結(jié)束后，陰極區(qū)溶液pH不變，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，結(jié)合3c6H5-CH3+2Cr2C）72-+16H+=3C6H5-CH0

3+

+4Cr+llH2O,0.5mol甲苯氧化為0.5mol苯甲醛時(shí)消耗;molCrz。，，根據(jù)C6H5-CH3+

2+3+

Cr2O7+8H=C6H5-COOH+2Cr+5H20,0.5mol甲苯氧化為0.5mol苯甲酸時(shí)消耗0.5molCnCh>，貝!IImol

甲苯氧化為0.5mol苯甲醛和0.5mol苯甲酸時(shí)，共消耗3moicr,O7,C正確；D項(xiàng)，甲苯、苯甲醛、苯甲酸

6

的混合物是互溶的液體，不可以通過分液的方法分離，D錯(cuò)誤；故選C。

2.（2024-浙江省高三下學(xué)期5月選考適應(yīng)性考試）電化學(xué)方法制備碘仿（C1M）的原理及主要原料如圖，

選擇性交換膜只允許Na,通過，已知生成CH3I的方程式：CH3coeH3+3IO-TCH3I+CH3co0-+20H。下列

敘述不正確的是（）

NaOH+Nal+CH3coeHGNal溶液

A.制備過程中需要不斷攪拌，使丙酮與離子充分接觸

B.左室生成ICT的反應(yīng)：2r-2e=l2、I2+2OH-=I-+IO+H2O

C.制備Imol碘仿實(shí)際消耗的電量大于理論值，可能的原因是310-=21-+103-

D.電解一段時(shí)間后，左室混合溶液的堿性增強(qiáng)

【答案】D

【解析】本題屬于電解池，右側(cè)石墨為陰極，電極反應(yīng)為：2H++2e=H2,左側(cè)石墨為陽(yáng)極，電極反應(yīng)為:

2I--2e-=I2,隨后單質(zhì)碘和氫氧化鈉反應(yīng)生成碘離子和次碘酸根離子，以此解題。A項(xiàng)，通過攪拌，可以使反

應(yīng)物接觸更加充分，提高轉(zhuǎn)化率，A正確；B項(xiàng)，左室生成10一的反應(yīng)：2I-2e=l2>I2+2OH-I+IO+H2O,B

正確；C項(xiàng)，制備Imol碘仿實(shí)際消耗的電量大于理論值，可能是次碘酸根離子發(fā)生歧化反應(yīng)而被消耗，歧

化反應(yīng)的方程式為：310=21+103-,C正確；D項(xiàng)，根據(jù)選項(xiàng)B分析可知，電解過程中左室會(huì)消耗氫氧根離

子，則電解一段時(shí)間后，左室混合溶液的堿性會(huì)減弱，D錯(cuò)誤；故選D。

3.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)對(duì)冶金硅進(jìn)行電解精煉提純可降低高純硅制備成本。相關(guān)電解槽裝置如左下圖所示，用

Cu—Si合金作硅源，在950。（2下利用三層液熔鹽進(jìn)行電解精煉，并利用某CH4燃料電池（如下圖所示）作為電

源。下列有關(guān)說法不正確的是（）

CH

A.電極c與b相連，d與a相連

B.左側(cè)電解槽中；Si優(yōu)先于Cu被氧化

2

C.a極的電極反應(yīng)為CH4-8e-+4O-===CO2+2H2O

D.相同時(shí)間下，通入CH4、。2的體積不同，會(huì)影響硅的提純速率

【答案】A

【解析】甲烷燃料電池中，通入甲烷的a電極為負(fù)極，甲烷在負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧

化碳，通入氧氣的電極b為正極，氧氣在正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成陽(yáng)離子，根據(jù)電解池中電子的

移動(dòng)方向可知，c為陰極，與a相連，Si4+在陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Si,d為陽(yáng)極，與b相連，

Si在陽(yáng)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Si4+。A項(xiàng)，甲烷燃料電池中，通入甲烷的a電極為負(fù)極，通入氧

氣的電極b為正極，根據(jù)電解池中電子的移動(dòng)方向可知，c為陰極，與a相連，d為陽(yáng)極，與b相連，故

A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，由圖可知，d為陽(yáng)極，Si在陽(yáng)極上失去電子被氧化生成Si4+,而銅沒被氧化，說明硅優(yōu)先

于鋼被氧化，故B正確；C項(xiàng)，甲烷燃料電池中，通入甲烷的a電極為負(fù)極，甲烷在負(fù)極上失電子發(fā)生

氧化反應(yīng)生成二氧化碳，電極反應(yīng)式為CH4-8e—+4CP—=CO2+2H2。，故C正確；D項(xiàng)，相同時(shí)間下，通

入CH4、02的的體積不同，反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量不同，會(huì)造成電流強(qiáng)度不同，影響硅的提純速率，

故D正確。故選A。

4.科學(xué)家研制了一種能在較低電壓下獲得氧氣和氫氣的電化學(xué)裝置，工作原理如圖所示:

下列說法正確的是（）

A.反應(yīng)器I中產(chǎn)生的是H2

B.b極為電源的正極

C.N極的電極反應(yīng)式為DHPS+2H2O-2e=DHPS-2H+2OH-

D.該裝置工作時(shí)，N極室中OH-的濃度增大

【答案】D

34

【解析】反應(yīng)器I中［Fe(CN)6p-被還原為［Fe(CN)6『-,發(fā)生反應(yīng)4［Fe(CN)6］-+4OH-=4［Fe(CN)6］-+O2t+2H2O；

所以反應(yīng)器I放出氧氣、反應(yīng)器II放出氫氣，M是陽(yáng)極、N是陰極。A項(xiàng)，根據(jù)圖示，反應(yīng)器I中［Fe(CN)6］3-

被還原為［Fe(CN)61,根據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律，反應(yīng)器I中產(chǎn)生的是02,故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，根據(jù)圖示，［Fe(CN)e］4-

在M極被氧化為［Fe(CN)6p-,M為陽(yáng)極，a極為電源的正極，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，N是陰極，陰極得電子發(fā)生

還原反應(yīng)，根據(jù)圖示N極的電極反應(yīng)式為DHPS+2H2O+2e=DHPS-2H+20日，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，該裝置工

作時(shí)，N極的電極反應(yīng)式為DHPS+2HzO+2e-=DHPS-2H+20H-,N極生成0H\N極室0出的濃度增大，故

D正確；故選D。

5.世界水產(chǎn)養(yǎng)殖協(xié)會(huì)介紹了一種利用電化學(xué)原理凈化魚池中水質(zhì)的方法，其原理如圖所示，電極Ci、

C2為惰性電極，下列說法正確的是

質(zhì)子膜

A.Ci極上發(fā)生還原反應(yīng)

B.Y為電源的負(fù)極

C.若有1molNO,被還原，則有1molH卡通過質(zhì)子膜遷移至陰極區(qū)

D.若有機(jī)物為葡萄糖(C6Hl2。6),則1mol葡萄糖被完全氧化時(shí)，理論上電極流出20moi-

【答案】B

【解析】C1電極上發(fā)生反應(yīng)是微生物作用下有機(jī)物轉(zhuǎn)化成C02,發(fā)生氧化反應(yīng)；C2電極上，NO9離

子轉(zhuǎn)化成氮?dú)?，發(fā)生還原反應(yīng)，為電解池的陰極，則X為正極，Y為負(fù)極。若有1molNO3被還原，根據(jù)

陰極電極反應(yīng)式2N(萬(wàn)+10—+12H+=N2T+6H2。可知，電子轉(zhuǎn)移5mol,則有5moiH*通過質(zhì)子膜遷移

至陰板區(qū)；1mol葡萄糖被完全氧化時(shí),碳元素化合價(jià)0價(jià)變化為+4價(jià),理論上電極上流出4*6mol=24mol

-

eo

題型二串聯(lián)類連接裝置

6.已知H2O2是一種弱酸，在強(qiáng)堿溶液中主要以H05的形式存在。已知：Al—H2O2堿性燃料電池的總

反應(yīng)為2Al+3NaHO2==2NaAlO2+NaOH+H2O。以Al—H2O2燃料電池電解尿素［CO(NH2)21的堿性溶液制

備氫氣(電解池中隔膜僅阻止氣體通過，c、d均為惰性電極)。下列說法不正確的是()

NH

aQ11211121jd

電/—:—/J-

三三三三三4排嗓聲|匯色ui^iir房妻

-—一一二=一F隴二昨二湘廠KOH溶液

NaOH/NaHO2隔膜

A.電極a發(fā)生的反應(yīng)為Al+4OH--3e-=A10F+2H2O

B.電極b是正極，且反應(yīng)后該電極區(qū)的pH增大

C.電解過程中，電子的流向?yàn)閍Tb—c—d

D.電解時(shí)，消耗2.7gAl,則產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氮?dú)?.12L

【答案】C

【解析】a為負(fù)極，電極反應(yīng)為A1+40IT—3e-^A102+2抵0。b為正極，電極反應(yīng)可由總反應(yīng)一負(fù)

極反應(yīng)得到，所以b極反應(yīng)為3Ho5+61+3H2O=9Oir,反應(yīng)后溶液的pH增大，A、B兩項(xiàng)正確；根據(jù)

上述分析，a為負(fù)極，故電子流向?yàn)閍-d,c-b,C項(xiàng)錯(cuò)誤；由CO(NH2)2一可知每生成ImolNz,轉(zhuǎn)

移6moi電子，需要消耗2moiA1,故消耗2.7g(0.1mol)Al時(shí)，轉(zhuǎn)移0.3mol電子，生成0.05molN2,換算

成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為1.12L,D項(xiàng)正確。

7.如圖所示，甲池的總反應(yīng)式為N2H4+O2==N2+2H2。，下列關(guān)于該裝置工作時(shí)的說法正確的是()

A.該裝置工作時(shí)，Ag電極上有氣體生成

B.甲池中負(fù)極反應(yīng)式為N2H廠4b=N2+4H+

C.甲池和乙池中溶液的pH均減小

D.當(dāng)甲池中消耗3.2gN2H4時(shí)，乙池中理論上最多產(chǎn)生6.4g固體

【答案】C

【解析】該裝置圖中，甲池為燃料電池，其中左邊電極為負(fù)極，右邊電極為正極，乙池為電解池，石

墨電極為陽(yáng)極，Ag電極為陰極，陰極上C1+得電子生成銅，無(wú)氣體生成，A錯(cuò)誤；甲池溶液呈堿性，電極

反應(yīng)式不出現(xiàn)H+,B錯(cuò)誤；根據(jù)甲池的總反應(yīng)式可知有水生成，電解液被稀釋，故堿性減弱，pH減小，乙

池的總反應(yīng)式為2C11SO4+2H2O里艙=2Cu+O2f+2H2so4,電解液酸性增強(qiáng)，pH減小，C正確；3.2gN2H4

的物質(zhì)的量為0.1mol,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.4mol,產(chǎn)生0.2molCu,質(zhì)量為12.8g,D錯(cuò)誤。

8.工業(yè)上采用如圖所示裝置模擬在A池中實(shí)現(xiàn)鐵上鍍銅，在C裝置中實(shí)現(xiàn)工業(yè)由KC1溶液制取KOH

溶液。

-rf

q-二

1-ek

一h

g一f

==.-

=一

三=

==.-

三=-

皿

三-.

『

百

三-.

三-

一-

L

「A.

—

i鉀離子

交換膜

C

下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是（）

A.a為精銅，b為鐵制品，可實(shí)現(xiàn)鍍銅要求

B.c為負(fù)極，電極反應(yīng)式為CH3OH+8OJT—=CCT+6H2。

C.從e口出來(lái)的氣體為氧氣，從f口出來(lái)的氣體為氫氣

D.鉀離子從電解槽左室向右室遷移，h口出來(lái)的為高濃度的KOH溶液

【答案】C

【解析】根據(jù)圖示可知，B為原電池，氧氣得電子與水反應(yīng)生成OH，d作正極，c作負(fù)極；A、C為

電解池，m、a為電解池的陽(yáng)極，b、n為電解池的陰極。a為精銅，失電子，作陽(yáng)極，b為鐵制品，作陰極,

銅離子得電子，可實(shí)現(xiàn)鍍銅要求，A項(xiàng)正確；c為負(fù)極，甲醇失電子與溶液中的01T反應(yīng)生成COF和水，

B項(xiàng)正確；電解KC1溶液，m為陽(yáng)極，氯離子失電子生成氯氣，從e口出來(lái)，從f口出來(lái)的氣體為氫氣，C

項(xiàng)錯(cuò)誤；電解槽左側(cè)為陽(yáng)極室，鉀離子從電解槽左室向右室遷移，h口出來(lái)的為高濃度的KOH溶液，D項(xiàng)

正確。

9.利用膜技術(shù)原理和電化學(xué)原理制備少量硫酸和綠色硝化劑N2O5,裝置如圖所示，下列說法正確的是

)

惰性

(。2惰性電極電極

50%二二m

H2SO,

質(zhì)子膜（只允此。4+無(wú)硝酸水

H2SO4隔膜

許H+通過）水硝酸（阻止水溶液

分子通過）

甲乙

A.電極b反應(yīng)式是。2+4釘+2H2O=4Oir

B.電解后乙裝置d電極附近溶液的pH不變

C.c電極上的電極反應(yīng)式為N2O4—2e-+H2O=N2O5+2H+

D.甲中每消耗1molSO2,乙裝置中有1molH+通過隔膜

【答案】B

【解析】甲裝置為原電池，b電極為正極，02得電子結(jié)合H+生成水：O2+4-+4H+-2H20,A錯(cuò)誤;

-

乙裝置是一個(gè)電解池，均采用了惰性電極，c極為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)：N2O4-2e+2HNO3=2N2O5+2H

十,d極為陰極，發(fā)生的反應(yīng)為：2H++2e「一IM，消耗的H卡與從陽(yáng)極區(qū)遷移過來(lái)的相等，故溶液的pH

+

不變，B正確，C錯(cuò)誤；依據(jù)電子轉(zhuǎn)移數(shù)相同可知，a電極反應(yīng)式：SO2-2e-+2H2O=4H+SOF,消耗

1molS02轉(zhuǎn)移2moi電子，則乙裝置中為了平衡電荷，有2moiH卡通過隔膜，D錯(cuò)誤。選B。

10.膜技術(shù)原理在化工生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。有人設(shè)想利用電化學(xué)原理制備少量硫酸和綠色硝化劑

N2O5,裝置圖如下。下列說法不正確的是()

惰性電極

N二二

N2O4+無(wú)水硝酸

A.

B.Y池能夠生產(chǎn)N2O5

C.電路中電子流向?yàn)閍fd-c->b-a,形成閉合回路

D.X、Y中H+均從左邊遷移到右邊

【答案】C

【解析】X裝置有能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，為原電池裝置，二氧化硫在a極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),

則a為負(fù)極，氧氣在b極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，則b為正極；Y裝置與原電池裝置相連，為電解池，c極

連接原電池正極，為陽(yáng)極，d極連接原電池負(fù)極，為陰極。A項(xiàng)，X裝置有能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，為

原電池裝置，故A正確；B項(xiàng)，結(jié)合Y裝置可知，N2O4在c極失電子轉(zhuǎn)化為N2O5，故B正確；C項(xiàng)，電

子只能沿著導(dǎo)線移動(dòng)，所以電路種電子流向：afd、c->b,故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，在X原電池裝置中，H+

向正極移動(dòng)，在Y裝置中，H+向陰極移動(dòng)，都是從左到右的方向，故D正確；故選C。

II.據(jù)2022年1月統(tǒng)計(jì)，我國(guó)光伏發(fā)電并網(wǎng)裝機(jī)容量突破3億千瓦，連續(xù)七年穩(wěn)居全球首位。己知四

甲基氫氧化鏤KCH3)4NOH］常用作電子工業(yè)清洗劑，以四甲基氯化錢［(CH3)4NC1］為原料，采用電滲析法合成

［(CH3)4NOH］,工作原理如圖。下列說法錯(cuò)誤的是

奉

(CH3)4NC1NaCl太陽(yáng)光子

濃溶液稀溶液

N型半導(dǎo)

(CH)NOHacdeP型半導(dǎo)體1

濃3落4液節(jié)

山電一極/hb

(CH3)4NOH」NaOH

溶液二

h溶液光伏并網(wǎng)發(fā)電裝置

(CH3)4NC1稀溶液NaCl濃溶液

A.光伏并網(wǎng)發(fā)電裝置中P型半導(dǎo)體為正極

B.c為陽(yáng)離子交換膜，d、e均為陰離子交換膜

C.陽(yáng)極的電極反應(yīng)為4OH--4e-=2H2O+O2T

D.制備182g四甲基氫氧化俊，兩極共產(chǎn)生33.6L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)

【答案】B

【解析】從圖中可以看出，光伏并網(wǎng)發(fā)電裝置中,a電極連接N型半導(dǎo)體，則其為負(fù)極，b電極連接P

型半導(dǎo)體,則其為正極；電解裝置中，a極為陰極，b極為陽(yáng)極。從電解池a極區(qū)溶液中四甲基氫氧化鏤［（CH3）

4NOH］濃度增大，也可推出（CH3）4N+透過c膜向a電極移動(dòng)，則a電極為陰極，c膜為陽(yáng)膜；透過d膜向

右側(cè)移動(dòng)，則d膜為陰膜；Na+透過e膜向左側(cè)移動(dòng)，則e膜為陽(yáng)膜。A項(xiàng)，光伏并網(wǎng)發(fā)電裝置中，N型半

導(dǎo)體為負(fù)極，P型半導(dǎo)體為正極，A正確；B項(xiàng)，c、e為陽(yáng)離子交換膜，d為陰離子交換膜，B錯(cuò)誤；C項(xiàng),

b為陽(yáng)極，溶液中的氫氧根離子失去電子生成氧氣，電極反應(yīng)為4OH--4e-=2H2O+C）2T，C正確；D項(xiàng)，182

克四甲基氫氧化核的物質(zhì)的量為奢J=2mol,則a極生成Imol氫氣，b極生成0.5mol氧氣，兩極共產(chǎn)

91g/mol

生1.5mol氣體，在標(biāo)況下體積為33.6L,D正確；故選B。

A.乙池中石墨電極表面有氣泡產(chǎn)生，丙池中C「向右側(cè)Pt電極移動(dòng)

+

B.甲池通入CH3OH的電極反應(yīng)為CH3OH-6e+H2O=CO2T+6H

C.反應(yīng)一段時(shí)間后，向乙池中加入一定量Cu（OH）2固體能使CuSCU溶液恢復(fù)到原濃度

D.收集一段時(shí)間后丙池中兩電極上產(chǎn)生的氣體，左側(cè)電極可能得到混合氣體

【答案】D

【解析】由圖可知，甲為原電池，甲醇通入極為負(fù)極，氧氣通入極為正極，乙為電解池，石墨為陽(yáng)極,

Ag為陰極，丙為電解池，左側(cè)Pt電極為陽(yáng)極，右側(cè)Pt電極為陰極。A項(xiàng)，乙池中石墨電極為陽(yáng)極，溶液

中氫氧根離子放電生成氧氣，電極反應(yīng)式為4OH--4e=O2f+2H20,丙為電解池，陰離子向陽(yáng)極（左側(cè)Pt電極）

移動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，在燃料電池甲池中，負(fù)極是甲醇發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，在堿性電解質(zhì)下的電極

反應(yīng)為CH3OH-6e-+80HMeO32-+6H2O,故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，電解池乙池中，電解后生成硫酸、銅和氧氣，要

想復(fù)原，要加入氧化銅，故C錯(cuò)誤：D項(xiàng)，丙池是電解池，左側(cè)電極是陽(yáng)極，開始生成氯氣，電極反應(yīng)式

為2Cl--2e=CLT，當(dāng)氯離子消耗完以后，電極繼續(xù)生成氧氣，電極反應(yīng)式為4OH、4e=O2T+2H20,故左側(cè)電

極可能得到混合氣體，故D正確；故選D。

13.朋（分子式為N2H4,又稱聯(lián)氨）具有可燃性，在氧氣中完全燃燒生成氮?dú)?，可用作燃料電池的燃料?/p>

由題圖信息可知下列敘述不正確的是()

A.甲為原電池，乙為電解池

B.b電極的電極反應(yīng)式為Oz+4e-=2。2-

C.d電極的電極反應(yīng)式為Cu2++2e-^=Cu

D.c電極質(zhì)量變化128g時(shí)，理論消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的空氣約為112L

【答案】B

【解析】由題圖信息可知，甲為乙中的電解提供能量，A項(xiàng)不符合題意；水溶液中不可能存在。2一,B

項(xiàng)符合題意；d電極與負(fù)極相連，發(fā)生還原反應(yīng)，生成Cu,C項(xiàng)不符合題意；銅質(zhì)量減小128g,減少的物

質(zhì)的量為2mol,故轉(zhuǎn)移4moi電子，由N2H4+02=^+21120可知，N元素的化合價(jià)由一2升高到0,故

轉(zhuǎn)移4moi電子時(shí)，參與反應(yīng)的02的物質(zhì)的量為ImoL即消耗空氣的物質(zhì)的量約為心血=5moL即標(biāo)準(zhǔn)

20%

狀況下的體積為5moix22.4L,mo「=112L,D項(xiàng)不符合題意。故選B。

14.利用含有機(jī)化合物的廢水［廢水中的有機(jī)化合物表示為(CeNoOs)」發(fā)電原理為

2+

(C6H10O5)n+MnO4+H+fC02T+Mn+H2O(未配平)］發(fā)電，電解KI溶液制備KIO3的工作裝置如圖所示。

下列說法正確的是

A.a極為原電池正極，c極為電解池陰極

B.裝置工作時(shí)，當(dāng)甲池質(zhì)子交換膜通過1molH+時(shí)，負(fù)極生成5.6LCO2

C.n室為酸性KMnCU溶液，in室為KI溶液

D.裝置工作一段時(shí)間后，IV室需補(bǔ)充KOH,X為H2

【答案】c

【解析】由題干信息“電解KI溶液制備KI03”，并結(jié)合IV室為KOH溶液可知，in室發(fā)生的反應(yīng)為

KI—KI03,則in室為KI溶液，發(fā)生氧化反應(yīng)，故b極為原電池正極，a極為原電池負(fù)極，c極為電解池陽(yáng)

極，d極為電解池陰極。A項(xiàng)，IH室為KI溶液，發(fā)生氧化反應(yīng)，故b極為原電池正極，c極為電解池陽(yáng)極，

A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，未指明是否為標(biāo)準(zhǔn)狀況，無(wú)法計(jì)算C02的體積，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，a極為原電池負(fù)極，貝打室

發(fā)生氧化反應(yīng)，故I室為含有機(jī)化合物的廢水，II室發(fā)生還原反應(yīng)，即MnO4-—Mn2+,故n室為酸性KM11O4

溶液，C正確；D項(xiàng)，c、d極分別為電解池的陽(yáng)極和陰極，c極發(fā)生反應(yīng)r+6OH-6e-=IO3-+3H2O,d極發(fā)生

反應(yīng)6H2O+6e=3H2T+60H-,生成的OH通過離子交換膜進(jìn)入HI室，但同時(shí)消耗了水，IV室中KOH濃度增

大，故裝置工作一段時(shí)間后IV室無(wú)需補(bǔ)充KOH,D錯(cuò)誤；故選C。

題型三離子交換膜裝置

15.（2019?德州模擬）高氯酸在化工生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用，工業(yè)上以NaClC>4為原料制備高氯酸的原理如圖

所示。下列說法正確的是（）

I光伏電池［

離子交換膜V

A.上述裝置中，f極為光伏電池的正極

B.陰極的電極反應(yīng)為2H2。-4e「=4H++O2T

C.d處得到較濃的NaOH溶液，c處得到HCQ

D.若轉(zhuǎn)移2moi電子，理論上生成100.5gHClCU

【答案】C

【解析】電解池中陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，即d極為陰極，f為電源的負(fù)極，A錯(cuò)誤；陰極上陽(yáng)離子得到電

-

子發(fā)生還原反應(yīng)，B錯(cuò)誤；陽(yáng)極的電極反應(yīng)為2H2。-4e--4H++C）2T，陰極電極反應(yīng)為：4H2O+4e=4OH

一+2壓3可知是電解水的過程，即在陽(yáng)極水失去電子，所以在陽(yáng)極得到高氯酸的濃溶液，在陰極得到濃的

NaOH溶液，C正確；根據(jù)陰極電極方程式可知，轉(zhuǎn)移2moi電子時(shí)，生成HC1O42mo1,理論上生成HCIO4

201g,D錯(cuò)誤。故選C。

16.電解精制的濃縮海水制備酸堿的工作原理如圖所示。其中a、c為離子交換膜，BP為雙極膜（在直

流電場(chǎng)作用下，雙極膜層間的水會(huì)解離為H+和OH,分別遷移到雙極膜兩側(cè)）。下列說法正確的是（）

混合酸

混合堿Na2SO4

OH-

XY

電

電

極

極

BPa濃縮1BP

Na2s0”海永H,0

A.a、c分別為陽(yáng)離子交換膜和陰離子交換膜

B.電流流向：電源正極—X電極TY電極—電源負(fù)極

C.若去掉X電極與a之間的雙極膜，X電極區(qū)產(chǎn)物不變

D.若外電路中通過1mol電子，雙極膜內(nèi)有4moiH2O發(fā)生解離

【答案】B

【解析】由題圖可知，陰離子向X電極移動(dòng)，陽(yáng)離子向Y電極移動(dòng)，故X電極是陽(yáng)極、Y電極是陰極,

a、c分別為陰離子交換膜和陽(yáng)離子交換膜，A錯(cuò)誤。電流流向：電源正極-陽(yáng)極（X電極）一陰極（Y電極）一

電源負(fù)極，B正確。若去掉X電極與a之間的雙極膜，X電極上放電的離子不再是0H，而是CF,產(chǎn)物

由02變?yōu)镃b,C錯(cuò)誤。外電路中通過的電子數(shù)與雙極膜內(nèi)解離出的H+或OH」所帶電荷數(shù)相同，故外電路

中通過1mol電子，雙極膜內(nèi)有1mol壓0發(fā)生解離，D錯(cuò)誤。

17.我國(guó)某大學(xué)課題組提出了一種基于電化學(xué)的石灰石轉(zhuǎn)化生產(chǎn)消石灰和有價(jià)值碳質(zhì)產(chǎn)物的方法，有

望助水泥行業(yè)脫碳，裝置如圖所示。下列敘述正確的是（）

一r-------IhCO,O，CH.CH4,C2H--

氣件］I--------------?a電源戶-----------24I26-----------氣電源;四——I氣體2

Ir（鉞一比一

*

--------催化還原「二）.、、、

校

CO2+H2O---,■換

?二一=一一一催化電極膜

二二二二■二一而二三二二一中性永~Q

A.圖中涉及的物質(zhì)中有5種非極性分子

B.鉞（Ir）極上的氧化產(chǎn)物為C02

C.生成C2H6的電極反應(yīng)式為2cCh+10H2O+14e-=C2H6+14OH-

D.催化電極上每生成1molH2,交換膜Q上遷移2molOH-

【答案】C

【解析】該裝置為電解池，Pt為負(fù)極，電極方程式為2H2O+2e=H2T+20H-,Ir為正極，電極方程式

+

^2H2O-4e=O2?+4H,H+和CaCCh反應(yīng)生成CO2和Ca2+,Ca?+和反應(yīng)Ca（0H）2；CO2在催化電極生成

碳質(zhì)產(chǎn)物，e為負(fù)極，d為正極。A項(xiàng)，圖中涉及的物質(zhì)中C02,02,H2,CH4,C2H6,C2H4,有6種非極

性分子，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，Ir為正極，電極方程式為2H2O-4e-=O2f+4H+,氧化產(chǎn)物為O2,故B錯(cuò)誤；C

項(xiàng)，CO2在催化電極生成碳質(zhì)產(chǎn)物，2CO2+10H2O+14e-=C2H6+14OH-,符合電子轉(zhuǎn)移守恒，電荷守恒和原

子守恒，故C正確；D項(xiàng)，催化電極上不止發(fā)生2H2O+2e=H2T+20H-,還發(fā)生COZ-,所以催

化電極上每生成1molH2,交換膜Q上不一定遷移2moiOH,故D錯(cuò)誤；故選C。

18.水污染是我國(guó)面臨的主要環(huán)境問題之一、工業(yè)廢水排入水體前必須經(jīng)過處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，否則

會(huì)污染地表水和地下水。利用微生物電池進(jìn)行廢水（含Na+、K+、Mg2+、Cl-和SO1等離子）脫鹽的同時(shí)處理

含OCN-（其中C為+4價(jià)）酸性廢水的裝置如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.電子由電極M經(jīng)用電器流向電極N

B.該電池的優(yōu)點(diǎn)是條件溫和，利用率高，無(wú)污染

C.通過膜1的陰離子數(shù)目一定等于通過膜2的陽(yáng)離子數(shù)目

+

D.電池的總反應(yīng)可表示為4OCN-+302+4H=4CO2+2N2+2H2O

【答案】C

【解析】從圖中可以看出，在M極，OCN-轉(zhuǎn)化為C02和N2,N元素由-3價(jià)升高到0價(jià)，則M極為負(fù)

極；在N極，02作氧化劑，則N極為正極。A項(xiàng)，原電池工作時(shí)，電子由負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極，則電子由

電極M經(jīng)用電器流向電極N,A正確；B項(xiàng)，該電池在厭氧微生物的催化作用下，常溫下，將OCN-等雜質(zhì)

轉(zhuǎn)化為C02、N2等，所以優(yōu)點(diǎn)是條件溫和，利用率高，無(wú)污染，B正確；C項(xiàng)，在M極，

2OCN、6e-+2H2O2CO2T+N2T+4H+,則廢水中的ChSCV-通過膜1向M極移動(dòng)；在N?,O2+2H2O+4e-=4OH-,

則廢水中的H+、Na+、K+、Mg2+通過膜2向N極移動(dòng)，由于陰、陽(yáng)離子所帶的電荷數(shù)不同，所以通過膜1

的陰離子數(shù)目不一定等于通過膜2的陽(yáng)離子數(shù)目，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，將M極、N極的電極反應(yīng)式相加，同時(shí)

注意廢水呈酸性，正極產(chǎn)生的0H-最終被廢水中的H+所中和，所以電池的總反應(yīng)可表示為

+

4OCN-+302+4H=4CO2+2N2+2H2O,D正確；故選C。

19.雙極膜（BP）可以在電場(chǎng)作用下，使水分子快速解離為OH-和H+,并透過陰、陽(yáng)離子膜進(jìn)入溶液。

用此工藝捕獲煙道氣中的C02過程如圖所示，已知鹽室中生成CaC03實(shí)現(xiàn)捕獲，下列說法正確的是（）

A.捕獲裝置中，陰極反應(yīng)為2H++2e4H2T

B.溶液中的X為H+

C.交換膜A為陽(yáng)離子交換膜

D.捕獲L12LCO2轉(zhuǎn)化為沉淀，則轉(zhuǎn)移電子O.lmol

【答案】A

【解析】由圖可知，左邊電極連接電源負(fù)極，為陰極，左側(cè)雙極膜上H+向左移動(dòng)進(jìn)入陰極室得電子生

成H2,OH-進(jìn)入堿室與CO2反應(yīng)生成CCh”，CO32-透過離子交換膜A進(jìn)入鹽室生成CaCO3；右側(cè)電極為陽(yáng)

極，右側(cè)雙極膜上OH-進(jìn)入陽(yáng)極室，H+進(jìn)入酸室，C1-透過離子交換膜C進(jìn)入酸室形成鹽酸。A項(xiàng)，陰極發(fā)

生還原反應(yīng)，溶液中H+放電，為2H++2e-=H2f,A正確；B項(xiàng)，堿室是CCh轉(zhuǎn)化為CCh”，應(yīng)由雙極膜產(chǎn)生

OH-不斷補(bǔ)充，保持堿的濃度，X應(yīng)為OH、B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，鹽室生成CaCCh，就需要CO32-穿過交換膜A,

所以交換膜A為陰離子交換膜，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，捕獲1.12LCO2,未指明標(biāo)準(zhǔn)狀況，無(wú)法計(jì)算轉(zhuǎn)移電子數(shù)，

D錯(cuò)誤；故選A。

20.三室式電滲析法處理含NH4NO3廢水的原理如圖所示，在直流電場(chǎng)的作用下，兩膜中間的NHI和

NO5可通過離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進(jìn)入中間隔室。工作一段時(shí)間后，在兩極區(qū)均得到

副產(chǎn)品NH4NO3。下列敘述正確的是（）

稀硝酸含NH4NO3廢水稀氨水

A.a極為電源負(fù)極，b極為電源正極

B.c膜是陰離子交換膜，d膜是陽(yáng)離子交換膜

+

C.陰極電極反應(yīng)式為2N0F+12H+10e-=N2+6H2O

D.當(dāng)電路中通過1mol電子的電量時(shí)，會(huì)有5.6LO2生成

【答案】A

【解析】結(jié)合題圖裝置可知，工作一段時(shí)間后，在兩極區(qū)均得到副產(chǎn)品NH4NO3,貝打1室中的陽(yáng)離子NH>

H+向I室移動(dòng)與I室中的稀硝酸反應(yīng)生成了硝酸錢，則c膜為陽(yáng)離子交換膜，I室中石墨為電解池陰極，a極為

電源負(fù)極，陰極電極反應(yīng)式為2H2O+2b=H2T+2OH-；II室中的陰離子NO］、OIT向III室移動(dòng)與HI室中

的稀氨水反應(yīng)生成硝酸錢，則d膜為陰離子交換膜，in室中石墨為電解池陽(yáng)極，b極為電源正極，陽(yáng)極電極

反應(yīng)式為2H20—4e-—O2f+4H+。根據(jù)上述分析A正確，B、C錯(cuò)誤；D中沒有給出標(biāo)準(zhǔn)狀況下，無(wú)法用

氣體摩爾體積公式計(jì)算體積，則D錯(cuò)誤。故選A。

題型四電化學(xué)綜合計(jì)算

21.燃料電池并探究氯堿工業(yè)原理和電鍍實(shí)驗(yàn)，其中乙裝置中X為離子交換膜。請(qǐng)按要求回答相關(guān)問

題：

甲乙丙

(1)甲烷燃料電池負(fù)極反應(yīng)式是O

(2)Fe電極的電極反應(yīng)式為0

(3)X選擇離子交換膜(填“陰”或“陽(yáng)”)。

(4)若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，甲裝置有112mL氧氣參加反應(yīng)，則乙裝置中左側(cè)極室的pH為。(設(shè)該

極室內(nèi)溶液體積為200mL)

(5)若用內(nèi)裝置給銅制品鍍銀，銅制品應(yīng)放在(填“a”或"b”)極，反應(yīng)結(jié)束后AgNOj溶液的濃

度(填“變大”、“變小”或“不變”)。

(6)若a、b為惰性電極，寫出圖丙中電解總反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式0

2

【答案】(1)CH4+IOOH--8e=CO3-+7H2O

(2)2H2O+2e-=H2t+2OH-

(3)陽(yáng)

⑷13

(5)a不變

電解

(6)4Ag-2H.O=4Ag

【解析】(I)甲中電解質(zhì)為KOH溶液，堿性環(huán)境下甲烷燃料電池負(fù)極反應(yīng)式為CH4+10OH-

2

8e=CO3+7H2O；(2)鐵作陰極，其電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2f+2OH-；(3)鈉離子通過X進(jìn)入陰極室，則X

為陽(yáng)離子交換膜；(4)若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，有112mL氧氣參加反應(yīng)，其物質(zhì)的量為0.005mol,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為

0.02mol,乙裝置鐵電極上生成氫氣的物質(zhì)的量為O.Olmol,生成的OH-的物質(zhì)的量為0.02mol,濃度為O.lmol/L,

pH=13o(5)丙裝置給銅制品鍍銀，銅制品應(yīng)作陰極，放在a極。電鍍池中電鍍液的濃度不變。(6)惰性電極

電解硝酸銀溶液得到銀、氧氣和硝酸，反應(yīng)的離子方程式為4Ag_2HO=4Ag-0-旬一。

22.如圖設(shè)計(jì)的串聯(lián)電池裝置，R為變阻器，以調(diào)節(jié)電路電流。

(1)寫出b、c電極的電極反應(yīng)式：b,c；

(2)寫出f電極的電極反應(yīng)式,向此電極區(qū)域滴入酚醐的現(xiàn)象為：；

該電極區(qū)域水的電離平衡被(填“促進(jìn)”、“抑制”或“無(wú)影響”

(3)閉合K一段時(shí)間后，丙裝置的電解質(zhì)溶液pH(填“變大”、“變小”或“不變”)，原因

是O

(4)電解一段時(shí)間后丙裝置析出芒硝(Na2sO4TOH2O),若此時(shí)通入CH4的體積為22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，則

向丙裝置中加入gH2O就可以將析出的沉淀溶解并恢復(fù)到原有濃度。

(5)有一硝酸鹽晶體，其化學(xué)式為M(NO3)x?yH2O,相對(duì)分子質(zhì)量為242。取1.21g該晶體溶于水，配成

100mL溶液，將此溶液用石墨作電極進(jìn)行電解，當(dāng)有O.OlOOmol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時(shí)，溶液中金屬全部析出。

經(jīng)稱量陰極增重0.320g。則

①金屬M(fèi)的相對(duì)原子質(zhì)量為;

②電解后，生成氣體體積=(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)溶液的pH=(電解過程中溶液體積變化忽

略不計(jì))。要求寫出計(jì)算過程。

2

【答案】(l)O2+4H++4e=2H2OCH4+1OOH--8e=CO3+7H2O

(2)2H++2e=H2T溶液變紅促進(jìn)

(3)不變硫酸鈉為強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，用惰性電極電解，實(shí)質(zhì)是電解水，所以pH不變

⑷72

(5)640.056L1

【解析】(1