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2022届高三化学一轮高考复习常考题型：78电解池中电极方程式书写综合题
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这是一份2022届高三化学一轮高考复习常考题型：78电解池中电极方程式书写综合题，共21页。试卷主要包含了请将答案正确填写在答题卡上，一种新型的合成氨的方法如图所示等内容，欢迎下载使用。
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2022届高三化学一轮高考复习常考题型：78电解池中电极方程式书写综合题
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
一、单选题（共16题）
1．用三室电解槽处理废水中的，模拟装置(a为石墨电极﹐b为铁电极)如图所示。下列说法错误的是
A．离子交换膜d是阴离子交换膜
B．b极的电极反应式为：
C．电解一段时间后，阴极室溶液中的pH增大
D．电解一段时间后，气体甲是混合气体
2．科学家利用电化学装置实现了CH4和CO2的耦合转化，原理如图。下列说法错误的是
A．电极A的电极反应式为：CO2+2e-=CO+O2-
B．该装置工作时，固体电解质中O2-向电极A移动
C．若一定条件下生成的乙烯和乙烷的体积比为3：1，则消耗的CH4和CO2的体积比为8：7
D．电催化CO2被还原为CO可以改善温室效应，提供工业原料
3．下图所示在稀H2SO4中利用电化学方法将CO2同时转化为CO、甲烷、乙烯等产物的原理，下列说法错误的是
A．该转化过程中的能量转化方式为电能转化为化学能
B．一段时间后，Cu极区溶液质量不变
C．铜极上产生乙烯的电极反应式为
D．若阴极只生成0.17molCO和0.33molHCOOH，则电路中转移电子的物质的量为1mol
4．一种新型的合成氨的方法如图所示．下列说法正确的是
A．反应①中发生了氧化反应 B．反应①和②均属于“氮的固定”
C．反应③为 D．三步循环的总结果为
5．下图是一种利用锂电池“固定”的电化学装置，在催化剂的作用下，该电化学装置放电时可将转化为C和，充电时选用合适催化剂，仅使发生氧化反应释放出和下列说法中正确的是
A．放电时，向负极X方向移动
B．充电时，电极Y为阴极与外接直流电源的负极相连
C．放电时，正极上发生氧化反应生成C和
D．充电时，阳极反应式为：
6．为了抑制新型冠状病毒肺炎的蔓延，确保安全复工复产，需要在电梯间、办公场所等地方使用含氯消毒剂进行消毒。氯碱工业是制备含氯消毒剂的基础。如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列有关说法中错误的是
A．装置中出口①处的物质是氯气，出口②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Cl-+2H+Cl2↑+H2↑
D．该装置将电能转化为化学能
7．氨是非常重要的工业原料，中国合成氨产量位居世界第一位。有人提出常压下以电解法合成氨，装置如图所示，以熔融的NaOH—KOH为电解液，纳米Fe2O3起催化作用，在发生反应时生成中间体Fe。下列说法正确的是
A．电源b端为负极，惰性电极Ⅱ上发生还原反应
B．生成3.4克NH3理论上放出O2为3.36L
C．惰性电极I上发生反应：Fe2O3+3H2O-6e-=2Fe+6OH-
D．生成氨气的反应：2Fe+N2+3H2O=Fe2O3+2NH3
8．利用CO2电催化还原法制取清洁燃料HCOOH，可实现温室气体CO2的资源化利用。其工作原理如图。下列有关说法不正确的是
A．M为阳极
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．N极的电极反应式为CO2+2e-+2H＋=HCOOH
D．消耗的CO2与生成的O2物质的量之比为2:1
9．将氯化氢转化为氯气是科学研究的热点。科学家设计了一种电解氯化氢回收氯气的方案，原理如图所示。下列叙述错误的是
A．阴极的电极反应式为
B．工作时，溶液中向b极移动
C．若消耗8g氧气，电路中转移1mol电子
D．总反应为
10．科学家设计了一种电解装置，能将甘油()和二氧化碳转化为甘油醛()和合成气，装置如下图所示。下列说法正确的是
A．催化电极b应与电源正极相连
B．电解一段时间后，催化电极b附近的pH增大
C．催化电极a上发生的电极反应方程式：
D．当外电路转移4mol 时，生成的合成气标况下的体积为22.4L
11．用电解法可以制备碘酸钾()，装置如图所示。下列说法错误的是
A．该装置为电能转化为化学能的装置
B．a极的电极反应式为
C．b极发生还原反应
D．阴极区每生成1mol气体转移2mol电子
12．采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如图所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是
A．阳极反应为2H2O-4e- =O2↑+ 4H+
B．b极是电解池的阴极
C．电解过程中，H+由a极区向b极区迁移
D．电解一段时间后，a极生成的O2与b极反应的O2等量
13．利用如图所示的工作原理可制备重要的化工原料乙烯。下列说法正确的是
A．b极是电源的正极
B．阴极反应式为
C．装置工作一段时间后，阳极区周围溶液的增大
D．当电路中有电子转移时，通入的一定为
14．研究表明，电解经CO2饱和处理的KHCO3溶液可制得甲醇，同时得到氧气。电解装置如图所示，Pt片和Pb片为电极，Pb为CO2的载体，使CO2活化。下列说法错误的是
A．Pt片电极发生的反应为4OH−−4e−=O2↑+2H2O
B．每转化生成1 mol CH3OH，转移4 mol电子
C．电解一段时间后，阳极室的pH减小，阴极室的pH增大
D．电解总反应为14CO2+12OH−+4H2O2CH3OH+12+3O2
15．硫酸工业尾气中的SO2可用Na2SO3溶液吸收，并通过电解方法实现吸收液的循环再生。如图所示，下列有关说法中正确的是
A．阳极发生的反应之一为SO+2OH--2e-=SO+2H2O
B．电解一段时间后，阴极室pH升高
C．电解一段时间后，b％
16．一种采用电解法(碳基电极材料)将氯化氢转化为氯气的工艺方案如图所示，下列说法正确的是
A．b极为电源负极
B．c极的电极反应方程式为4Fe2++4e-+O2+4H+=4Fe3++2H2O
C．装置中每生成22.4L(标准状况)氯气，溶液中就有2molH+移向阴极
D．该装置中的电流流向为：b极→a极→c极→电解质溶液→d极
第II卷（非选择题）
二、填空题（共4题）
17．电化学在工业生产中有重要作用
(1)某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的二氧化硫，将得到的Na2SO3溶液进行电解，其中阴阳膜组合电解装置如图一所示，电极材料为石墨。
①a表示_______离子交换膜(填“阴”或“阳”)。A—E分别代表生产中的原料或产品。其中C为硫酸，则A表示_______。
②阳极的电极反应式为_______。
(2)用惰性电极电解强酸性二氧化碳水溶液可得到乙烯，其原理如下图所示。
①b电极上的电极反应式为_______；
②该装置中使用的是_______(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
(3)通过下图所示电解装置可将生成的NaHSO3转化为硫酸，电极材料皆为石墨。则C为_______(填物质名称)。若将阴离子交换膜换成阳子交换膜，写出阳极区域发生的电极反应_______。
(4)通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下：
①Pt电极上发生的是_______反应(填“氧化”或“还原”)
②写出NiO电极的电极反应式：_______。
18．铝作为一种应用广泛的金属，在电化学领域也发挥着举足轻重的作用。回答下列问题：
(1)某同学根据氧化还原反应：2Al(s)+3Cu2+(aq)=2Al3+(aq)+3Cu(s)，设计如图所示的原电池。
①电极X的化学式为Cu，电极Y的化学式为___。
②盐桥中的阴离子向___(填化学式)溶液中移动。
(2)新型电池中的铝电池类型较多。
①Li－Al/FeS是一种二次电池，可用于车载电源，其电池总反应为2Li+FeS=Li2S+Fe。放电时的正极反应式为___。
②Al－空气燃料电池可用作电动汽车的电源，该电池多使用NaOH溶液为电解液。电池工作过程中电解液的pH___(填“增大”“减小”或“不变”)。
③如图为AlAg2O电池的原理结构示意图，这种电池可用作水下动力电源。该电池反应的化学方程式为2Al+3Ag2O+2NaOH=2NaAlO2+6Ag+H2O，当电极上析出1.08gAg时，电路中转移的电子为___mol。
(3)如图是离子交换膜法电解食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。
请回答下列问题：
①写出电解饱和食盐水的离子方程式：___。
②离子交换膜的作用为：阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸、__。
③精制饱和食盐水从图中a位置补充，氢氧化钠溶液从图中___位置流出(选填“c”或“d”)。
19．根据原电池工作原理可以设计原电池，实现原电池的多种用途。用碱性甲醛燃料电池为电源进行电解的实验装置如下图所示。
①甲池中通入甲醛的一极为_______极，其电极反应式为_______。
②乙池中总反应的离子方程式为_______，当甲池中消耗280mLO2时(标准状况)，在乙池中加入_______gCuCO3才能使溶液恢复到原浓度，此时丙池中理论上最多产生_______g固体。
(2)利用下图所示装置(电极均为惰性电极)吸收SO2并制取硫酸，则通入SO2一极的电极反应式为_______，通入O2一极的电极反应式为_______。
20．电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质制备等方面应用广泛。
（1）钢闸门在海水中易被腐蚀，常用以下两种方法减少其腐蚀：
①图1中，A为钢闸门，材料B可以选择___（填字母序号）。
a．碳棒 b．铜板 c．锌板
②图2中，钢闸门C做___极。用氯化钠溶液模拟海水进行实验，D为石墨块，则D电极反应式为___，检验该电极反应产物的方法___。
（2）镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。图3为“镁—次氯酸盐”燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金。E为该燃料电池的___极（填“正”或“负”）。F电极上的电极反应式为___。
（3）利用电化学法生产硫酸，可使绝大多数单质硫直接转化为SO3，在生产硫酸的同时还能化学发电。图4为电化学法生产硫酸的工艺示意图，电池以固体金属氧化物作电解质，该电解质能传导O2-离子。
①正极每消耗4.48LO2（标准状况下），电路中转移电子的数目为___。
②S(g)在负极生成SO3的电极反应式为___。
参考答案
1．B
【详解】
A．根据装置图可知，铁电极为阳极，氯化铵溶液中的通过阴离子交换膜向阳极移动，A正确；
B．铁电极是活性电极，阳极上Fe失电子发生氧化反应生成，电极反应式为，B错误；
C．电解时，阴极水得电子生成和，溶液中增大，溶液pH增大，C正确；
D．电解时，溶液中向阴极室移动，与阴极生成的反应生成氨气，因此气体甲是氨气和氢气的混合气体，D正确；
答案选B。
2．B
【详解】
A．根据图示可知：在阴极(A电极)反应式为：CO2+2e-=CO+O2-，A正确；
B．该装置工作时，固体电解质中阴离子O2-向正电荷较多的阳极B电极定向移动，B错误；
C．阳极乙烯和乙烷的体积比为3：1，则B电极反应式为：8CH4+7O2-14e-=3C2H4+C2H6+7H2O，结合阴极电极反应式，可得总反应为8CH4+7CO2=3C2H4+C2H6+CO+7H2O。可见反应时消耗的相同外界条件下CH4和CO2的体积比为8：7，C正确；
D．电催化CO2被还原为CO，能够降低空气中CO2的浓度，因此可有效改善温室效应，转化的CO可作为化工原料，D正确；
故合理选项是B。
3．B
【详解】
A．此装置有外加电源，属于电解池，是电能转化为化学能，A正确；
B．根据装置图，CO2生成CO、C2H4、CH4、HCOOH，以CO2转化为C2H4为例，每2 mol CO2转化为，，而且Pt极区的H+迁移到Cu极区，也就是Cu极区进来的比出来的多，所以对应区溶液的质量增大，B错误；
C．铜电极为阴极，CO2参与反应，环境为酸性，因此产生乙烯的电极反应式为，C正确；
D．CO和HCOOH中的C的化合价都是+2价，因此转移电子的物质的量为，D正确；
故选B。
4．C
【分析】
由反应①和②可知，氮气和水是该循环过程的反应物，由反应③可知氧气和水是产物，据此分析解答。
【详解】
A．反应①中氮得电子，发生还原反应，化合价降低，A错误；
B．氮的固定是将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程，反应①是氮的固定，反应②不是，B错误；
C．反应③是LiOH通电条件下生成Li、O2、H2O，反应方程式为，C正确；
D．该合成氨反应中没有氢气参与，氢元素来源于水，且伴有氧气生成，三步循环的总结果为，D错误；
故选C。
【点睛】
反应历程的题，在解题的过程中主要是找到总的反应物和产物。一般来说可以从题干中找到，而不是图中。
5．D
【详解】
A．原电池放电时，阳离子向正极移动，所以向正极Y方向移动，故A错误；
B．充电时发生氧化反应释放出和，电极Y是阳极，应该与直流电源的正极相连，故B错误；
C．放电时，正极上发生还原反应生成C和，故C错误；
D．充电时发生氧化反应释放出和，电极反应式为，故D正确；
故答案为：D。
6．C
【详解】
A．左侧电极为阳极，阳极反应式是，所以装置中出口①处的物质是氯气；右侧电极为阴极，阴极反应式是，出口②处的物质是氢气，故A正确；
B．为避免生成的氢氧化钠中含有氯化钠，该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过，故B正确；
C．装置中发生反应的离子方程式为2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-，故C错误；
D．该装置是电解池，将电能转化为化学能，故D正确；
选C。
7．D
【详解】
A．由图可知，惰性电极Ⅱ上生成氧气，应该是阳极，发生氧化反应，电源b端为正极，故A错误；
B．根据生成氨气的反应：2Fe+N2+3H2O=Fe2O3+2NH3可知生成 3.4克NH3转移0.6mol电子，再由可得n(O2)=0.15mol，由于氧气所处温度未知，不能计算氧气的体积，故B错误；
C．纳米Fe2O3起催化作用，惰性电极I 首先氧化铁得电子生成铁单质Fe2O3+3H2O+6e-=2Fe+6OH-，再发生反应2Fe+N2+3H2O=Fe2O3+2NH3，铁单质再生成氧化铁，故惰性电极I上应该发生两个反应，故C错误；
D．由C分析可得生成氨气的反应：2Fe+N2+3H2O=Fe2O3+2NH3，故D正确；
故答案为：D。
8．B
【详解】
A．M极上水分子失去电子被氧化为氧气，M为阳极，A正确；
B． 阳极水失去电子，生成氢离子和氧气，氢离子通过阳离子交换膜进入阴极室，离子交换膜为阳离子交换膜，B不正确；
C． N极上二氧化碳转化为甲酸，是得到电子的还原反应，电极反应式为CO2+2e-+2H＋=HCOOH，C正确；
D． 按得失电子数守恒得关系式：，则 消耗的CO2与生成的O2物质的量之比为2:1，D正确；
答案选B。
9．B
【分析】
根据电极反应左边化合价降低，得到电子，为电解池的阴极，右边化合价升高，失去电子，为电解池的阳极。
【详解】
根据电解池a、b电极表面的反应得a为阴极、b为阳极；
A．a极的电极方程式为，A正确；
B．为阳离子，在电解池工作时应向阴极a极移动，B错误；
C．消耗1mol氧气转移4mol电子，8g氧气为，故转移0.25mol×4=1mol电子，C正确；
D．根据电解池的工作图知反应物为和HCl，生成物为和，总反应为，D正确；
故选B。
10．B
【分析】
由示意图可知，催化电极b表面上为二氧化碳、水蒸气还原为一氧化碳和氢气，为电解池的阴极，与电源的负极相连；催化电极a为阳极，电极表面上甘油氧化为甘油醛。
【详解】
A．催化电极b表面上为二氧化碳、水蒸气还原为一氧化碳和氢气，为电解池的阴极，与电源的负极相连，故A错误；
B．催化电极b表面上为二氧化碳、水蒸气还原为一氧化碳和氢气，为电解池的阴极，极反应分别为：2CO2+2e-=CO+，2H2O+2e-=H2↑+2OH-，反应后溶液的碱性增强，溶液的pH增大，故B正确；
C．催化电极a为阳极，电极表面上甘油氧化为甘油醛，由于碳酸钠溶液过量，二氧化碳反应生成碳酸氢钠，电极反应：，故C错误；
D．1molCO2转化为1molCO，转移电子2mol，1molH2O转化为1molH2，转移电子2mol；所以当外电路转移4mol时，生成2mol的合成气体，标况下的体积为44.8L，故D错误；
故选B。
11．B
【详解】
A．该装置为电解池，电能转化为化学能，选项A正确；
B．由图知，b极为阴极，发生还原反应，a极为阳极，阳极区含有碘化钾、碘酸钾，由于的还原性比强，在阳极应该是放电生成，阴极的通过阴离子交换膜移到阳极，所以阳极的电极反应式为，选项B错误，
C．由图知，b极为阴极，发生还原反应，选项C正确；
D．阴极的电极反应式为，阴极区每生成1mol 转移2mol电子，选项D正确。
答案选B。
12．D
【详解】
A．阳极发生氧化反应生成氧气，电极反应式为2H2O-4e- =O2↑+ 4H+，故A正确；
B．图中b极氧气得到电子生成双氧水，氧元素化合价降低，发生还原反应，作阴极，故B正确；
C．电解池中阳离子向阴极移动，所以电解过程中，H+由a极区向b极区迁移，故C正确；
D．a极电极反应式为：2H2O-4e- =O2↑+ 4H+，b极：2O2+4H++4e- =2H2O2，当转移4mol电子时b极消耗的氧气的量是a极产生氧气的2倍，故D错误；
答案选D。
13．B
【分析】
从图中可以看出，中间的交换膜为质子交换膜，则表明H2应失电子生成H+进入溶液，从而得出Pt电极为阳极，Cu电极为阴极，a为正极，b为负极。
【详解】
A．由分析可知，在Cu极CO2得电子，则Cu为阴极，b极为电源的负极，A不正确；
B．在阴极，CO2得电子产物与溶液中的H+作用，生成乙烯，电极反应式为，B正确；
C．Pt电极为阳极，H2-2e-=2H+，装置工作一段时间后，阳极区周围溶液的减小，C不正确；
D．由反应式H2-2e-=2H+可知， 当电路中有电子转移时，参加反应的一定为2mol，但由于温度、压强不一定是标准状况，所以参加反应的H2体积不一定为，D不正确；
故选B。
14．B
【详解】
A．根据装置图判断Pt片为阳极，Pb片为阴极，阳极上OH−失去电子变为O2，可以得到氧气，阴极上CO2得到电子，转化为CH3OH，同时产生。Pt片电极OH−失去电子变为O2，选项A正确；
B．CO2中C元素化合价为+4价，变为CH3OH中C的−2价，每转化生成1 mol CH3OH，转移6 mol电子，选项B错误；
C．电解一段时间后，阳极室OH−浓度降低，pH减小，阴极室浓度升高，pH增大，选项C正确；
D．阴极反应为7CO2+6e−+5H2O=CH3OH+6，故由此可知电池总反应正确，选项D正确；
答案选B。
15．B
【分析】
由装置图可知，阳离子移向阴极，Pt(Ⅰ)为阴极，阴离子移向阳极，Pt(Ⅲ)为阳极，电解池中，阳极发生氧化反应，化合价上升，失电子；阴极发生还原反应，化合价下降，得电子；阳极：，阴极：；
【详解】
A．酸性介质中不存在氢氧根，A项错误；
B．阴极氢离子放电，氢离子浓度减小，pH增大，B项正确；
C．阳极可不断产生硫酸根离子和氢离子，b％>a％，C项错误；
D．阳极产生1mol硫酸转移2mol电子，阴极消耗2mol电子产生2mol亚硫酸钠，两者物质的量不相等，D项错误；
答案选B。
16．C
【详解】
A． 由电解池的装置图可知，d电极上HCl中Cl元素失去电子，被氧化生成氯气，电极反应式为，即d电极为阳极，对应电源b极为正极，A错误；
B． c极为阴极，由装置图可知，发生还原反应：，生成的亚铁离子又被氧气氧化生成铁离子，故发生反应为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，但c极的电极反应为，B错误；
C． 装置中每生成22.4L(标准状况)氯气，即1mol氯气，由阳极反应式可知，溶液中就有2mol H+移向阴极，C正确；
D． 该装置中的电流流向为：b极→d极→电解质溶液→c极→a极，D错误；
故选C。
17．阳 NaOH溶液 -2e-+H2O=2H++ 2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O 阳 较浓的硫酸溶液 4OH--4e-=O2↑+2H2O或2H2O-4e-=O2↑+4H+ 还原 NO＋O2--2e-=NO2
【详解】
(1)①从C为硫酸可知，硫酸根来源于亚硫酸根放电。故b为阴离子交换膜，a为阳离子交换膜，在阴极区应为水放电生成氢气和氢氧根离子，故A为氢氧化钠，E为氢气；
②阳极应为亚硫酸根放电生成硫酸根，反应的离子方程式为-2e-+H2O=2H++；
(2)①b电极与电源的负极相连，作阴极，溶液中的CO2得到电子转化为乙烯，溶液显酸性，因此阴极上的电极反应式为2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O；
②为了防止OH-与CO2反应，因此该装置中使用的是阳离子交换膜；
(3)电解时，由转变成的过程中S元素失去电子被氧化，该反应在阳极发生，电极反应式为-2e-+H2O=+3H+，生成的H+使阳极区域酸性增强，部分与H+反应生成SO2气体，阴极2H++2e-=H2↑，所以A是电解池的阴极，B是阳极。从阴极通入的NaHSO3的通过阴离子交换膜进入阳极，放电生成，使得阳极区域通入的稀硫酸转变成较浓的硫酸后导出，所以C导出的是较浓的硫酸；如果将阴离子交换膜改成阳离子交换膜，则离子不能进入阳极区域，则阳极区域OH-放电生成O2，即4OH--4e-=O2+2H2O；
(4)①Pt电极上O2转化为O2-，O元素化合价降低，发生还原反应；
②NiO电极上NO失电子和氧离子反应生成二氧化氮，所以电极反应式为：NO+O2--2e-=NO2。
18．Al Al2(SO4)3 2Li++FeS+2e-=Li2S+Fe或 FeS+2e-=S2-+Fe 减小 0.01 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ 阻止OH-进入阳极室，与Cl2发生反应Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O d
【详解】
(1)①根据氧化还原反应：2Al(s)+3Cu2+(aq)=2Al3+(aq)+3Cu(s)设计原电池，Al作负极，则根据装置图可知，电极X为Cu，作正极，电极Y为Al；
②原电池中，阴离子移动向负极，则盐桥中的阴离子向Al2(SO4)3溶液中移动；
(2)①Li－Al/FeS是一种二次电池，其电池总反应为2Li+FeS=Li2S+Fe，由化合价变化可知，Li作负极，FeS作正极，则放电时的正极反应式为2Li++FeS+2e-=Li2S+Fe或 FeS+2e-=S2-+Fe；
②Al－空气燃料电池，Al作负极，空气从正极通入，该电池多使用NaOH溶液为电解液，负极反应式为，正极反应式为，总反应式为，故电池工作过程中，氢氧根离子浓度减小，则pH减小；
③1.08gAg的物质的量为0.01mol，Ag的化合价从+1价降低为0，则电路中转移的电子为0.01mol；
(3)①阳极上氯离子放电生成氯气，则阳极反应式为，阴极上水电离出的氢离子放电生成氢气和氢氧根离子，则阴极反应式为，则电解饱和食盐水的离子方程式：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑；
②离子交换膜的作用为：阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸、阻止OH-进入阳极室，与Cl2发生反应Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O；
③阴极上水电离出的氢离子放电生成氢气和氢氧根离子，钠离子通过阳离子交换膜进入阴极室，则氢氧化钠溶液从图中d位置流出。
19．负 HCHO-4e-+6OH-=+4H2O 2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑ 3.1 1.45 2SO2+4H2O-4e-=2+8H+ O2+4H++4e-=2H2O
【分析】
(1)甲池为燃料电池，通入甲醛的一极为负极，通入氧气的一极为正极，乙池为电解池，左边的C电极为阳极，水电离的氢氧根放电；右边的C电极为阴极，铜离子放电；丙池为电解池，左边的C为阳极，右边的C为阴极；
(2) 通入SO2的为负极，发生氧化反应，SO2被氧化为硫酸；通入氧气的为正极，氧气被还原生成水；电池的总反应式为：2SO2+2H2O+O2=2H2SO4。
【详解】
(1)①燃料电池中，通入燃料的为负极，故通入甲醛的一极为负极，在碱性溶液中，甲醛失电子后变为碳酸根，电极反应式为：HCHO-4e-+6OH-=+4H2O；故答案为：负；HCHO-4e-+6OH-=+4H2O；
②乙池为电解池，以C为电极电解硫酸铜溶液，阴阳极分别是铜离子和水中的氢氧根放电，总反应的离子方程式为：2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2；甲池中根据电极反应：O2+2H2O+4e-=4OH-，所以消耗280mL(标准状况下0.0125mol)O2，则转移电子0.05mol，乙池的阴极反应式为Cu2++2e-=Cu，当转移电子0.05mol时，析出的铜为0.025mol，根据铜原子守恒，要使电解质复原，加入的CuCO3也为0.025mol，质量为0.025mol124g/mol=3.1g；根据丙装置中，在阴极上是氢离子放电，减小的氢离子是0.05mol，则产生的氢氧根为0.05mol，镁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化镁为0.025mol，理论上最多产生氢氧化镁质量应该是0.25mol×58g/mol=1.45g固体；故答案为：2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑；3.1；1.45；
(2)由分析可知，则通入SO2一极为负极，SO2被氧化为硫酸，电极反应式为：2SO2+4H2O-4e-=2+8H+；通入氧气的为正极，氧气被还原为水，电极反应式为：O2+4H++4e-=2H2O；故答案为：2SO2+4H2O-4e-=2+8H+；O2+4H++4e-=2H2O。
20．c 阴 2Cl--2e-=Cl2↑ 将湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近，试纸变蓝，证明生成氯气 负 ClO- +2e-+H2O=Cl-+2OH- 0.8NA或4.816×1023 S-6e-+3O2-=SO3
【分析】
（1）①图1中，装置为原电池，A为钢闸门，要保护A，A应做正极，则材料B的金属性比A强。
②图2中，装置为电解池，要保护钢闸门C，C应不失电子。用氯化钠溶液模拟海水进行实验，D为石墨块，则D电极为阳极，溶液中的Cl-失电子生成Cl2，检验该电极反应产物应使用湿润的淀粉碘化钾试纸。
（2）E为镁合金，在该电极，镁失电子，F电极上ClO- 转化为Cl-。
（3）①正极O2+4e-=2O2-，由此可计算电路中转移电子的数目。
②在负极S(g)失电子转化为SO3。
【详解】
（1）①图1中，装置为原电池，A为钢闸门，要保护A，A应做正极，则材料B应选择金属性比A强的锌。答案为：c；
②图2中，装置为电解池，要保护钢闸门C，C应做阴极。用氯化钠溶液模拟海水进行实验，D为石墨块，则D电极为阳极，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，检验该电极反应产物的方法为将湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近，试纸变蓝，证明生成氯气。答案为：阴；2Cl--2e-=Cl2↑；将湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近，试纸变蓝，证明生成氯气；
（2）E为镁合金，做该燃料电池的负极。F电极为正极，电极反应式为ClO- +2e-+H2O=Cl-+2OH-。答案为：负；ClO- +2e-+H2O=Cl-+2OH-；
（3）①正极O2+4e-=2O2-，n(O2)==0.2mol，则电路中转移电子的数目为0.2mol×4NA= 0.8NA或4.816×1023。答案为：0.8NA或4.816×1023；
②在负极S(g)在O2-存在的环境中失电子，转化为SO3，电极反应式为S-6e-+3O2-=SO3。答案为：S-6e-+3O2-=SO3。
【点睛】
要保护金属制品，把金属制成合金，成本过高。通常采用的方法是电化学防护法，也就是设法阻止被保护金属失电子，要么与更活泼的金属相连，要么与电源的负极相连。若在金属制品外表涂油或油漆，虽然也能对金属制品起保护作用，但效果相对较差。
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2022届高三化学一轮高考复习常考题型：78电解池中电极方程式书写综合题
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
一、单选题（共16题）
1．用三室电解槽处理废水中的，模拟装置(a为石墨电极﹐b为铁电极)如图所示。下列说法错误的是
A．离子交换膜d是阴离子交换膜
B．b极的电极反应式为：
C．电解一段时间后，阴极室溶液中的pH增大
D．电解一段时间后，气体甲是混合气体
2．科学家利用电化学装置实现了CH4和CO2的耦合转化，原理如图。下列说法错误的是
A．电极A的电极反应式为：CO2+2e-=CO+O2-
B．该装置工作时，固体电解质中O2-向电极A移动
C．若一定条件下生成的乙烯和乙烷的体积比为3：1，则消耗的CH4和CO2的体积比为8：7
D．电催化CO2被还原为CO可以改善温室效应，提供工业原料
3．下图所示在稀H2SO4中利用电化学方法将CO2同时转化为CO、甲烷、乙烯等产物的原理，下列说法错误的是
A．该转化过程中的能量转化方式为电能转化为化学能
B．一段时间后，Cu极区溶液质量不变
C．铜极上产生乙烯的电极反应式为
D．若阴极只生成0.17molCO和0.33molHCOOH，则电路中转移电子的物质的量为1mol
4．一种新型的合成氨的方法如图所示．下列说法正确的是
A．反应①中发生了氧化反应 B．反应①和②均属于“氮的固定”
C．反应③为 D．三步循环的总结果为
5．下图是一种利用锂电池“固定”的电化学装置，在催化剂的作用下，该电化学装置放电时可将转化为C和，充电时选用合适催化剂，仅使发生氧化反应释放出和下列说法中正确的是
A．放电时，向负极X方向移动
B．充电时，电极Y为阴极与外接直流电源的负极相连
C．放电时，正极上发生氧化反应生成C和
D．充电时，阳极反应式为：
6．为了抑制新型冠状病毒肺炎的蔓延，确保安全复工复产，需要在电梯间、办公场所等地方使用含氯消毒剂进行消毒。氯碱工业是制备含氯消毒剂的基础。如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列有关说法中错误的是
A．装置中出口①处的物质是氯气，出口②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Cl-+2H+Cl2↑+H2↑
D．该装置将电能转化为化学能
7．氨是非常重要的工业原料，中国合成氨产量位居世界第一位。有人提出常压下以电解法合成氨，装置如图所示，以熔融的NaOH—KOH为电解液，纳米Fe2O3起催化作用，在发生反应时生成中间体Fe。下列说法正确的是
A．电源b端为负极，惰性电极Ⅱ上发生还原反应
B．生成3.4克NH3理论上放出O2为3.36L
C．惰性电极I上发生反应：Fe2O3+3H2O-6e-=2Fe+6OH-
D．生成氨气的反应：2Fe+N2+3H2O=Fe2O3+2NH3
8．利用CO2电催化还原法制取清洁燃料HCOOH，可实现温室气体CO2的资源化利用。其工作原理如图。下列有关说法不正确的是
A．M为阳极
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．N极的电极反应式为CO2+2e-+2H＋=HCOOH
D．消耗的CO2与生成的O2物质的量之比为2:1
9．将氯化氢转化为氯气是科学研究的热点。科学家设计了一种电解氯化氢回收氯气的方案，原理如图所示。下列叙述错误的是
A．阴极的电极反应式为
B．工作时，溶液中向b极移动
C．若消耗8g氧气，电路中转移1mol电子
D．总反应为
10．科学家设计了一种电解装置，能将甘油()和二氧化碳转化为甘油醛()和合成气，装置如下图所示。下列说法正确的是
A．催化电极b应与电源正极相连
B．电解一段时间后，催化电极b附近的pH增大
C．催化电极a上发生的电极反应方程式：
D．当外电路转移4mol 时，生成的合成气标况下的体积为22.4L
11．用电解法可以制备碘酸钾()，装置如图所示。下列说法错误的是
A．该装置为电能转化为化学能的装置
B．a极的电极反应式为
C．b极发生还原反应
D．阴极区每生成1mol气体转移2mol电子
12．采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如图所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是
A．阳极反应为2H2O-4e- =O2↑+ 4H+
B．b极是电解池的阴极
C．电解过程中，H+由a极区向b极区迁移
D．电解一段时间后，a极生成的O2与b极反应的O2等量
13．利用如图所示的工作原理可制备重要的化工原料乙烯。下列说法正确的是
A．b极是电源的正极
B．阴极反应式为
C．装置工作一段时间后，阳极区周围溶液的增大
D．当电路中有电子转移时，通入的一定为
14．研究表明，电解经CO2饱和处理的KHCO3溶液可制得甲醇，同时得到氧气。电解装置如图所示，Pt片和Pb片为电极，Pb为CO2的载体，使CO2活化。下列说法错误的是
A．Pt片电极发生的反应为4OH−−4e−=O2↑+2H2O
B．每转化生成1 mol CH3OH，转移4 mol电子
C．电解一段时间后，阳极室的pH减小，阴极室的pH增大
D．电解总反应为14CO2+12OH−+4H2O2CH3OH+12+3O2
15．硫酸工业尾气中的SO2可用Na2SO3溶液吸收，并通过电解方法实现吸收液的循环再生。如图所示，下列有关说法中正确的是
A．阳极发生的反应之一为SO+2OH--2e-=SO+2H2O
B．电解一段时间后，阴极室pH升高
C．电解一段时间后，b％
16．一种采用电解法(碳基电极材料)将氯化氢转化为氯气的工艺方案如图所示，下列说法正确的是
A．b极为电源负极
B．c极的电极反应方程式为4Fe2++4e-+O2+4H+=4Fe3++2H2O
C．装置中每生成22.4L(标准状况)氯气，溶液中就有2molH+移向阴极
D．该装置中的电流流向为：b极→a极→c极→电解质溶液→d极
第II卷（非选择题）
二、填空题（共4题）
17．电化学在工业生产中有重要作用
(1)某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的二氧化硫，将得到的Na2SO3溶液进行电解，其中阴阳膜组合电解装置如图一所示，电极材料为石墨。
①a表示_______离子交换膜(填“阴”或“阳”)。A—E分别代表生产中的原料或产品。其中C为硫酸，则A表示_______。
②阳极的电极反应式为_______。
(2)用惰性电极电解强酸性二氧化碳水溶液可得到乙烯，其原理如下图所示。
①b电极上的电极反应式为_______；
②该装置中使用的是_______(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
(3)通过下图所示电解装置可将生成的NaHSO3转化为硫酸，电极材料皆为石墨。则C为_______(填物质名称)。若将阴离子交换膜换成阳子交换膜，写出阳极区域发生的电极反应_______。
(4)通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下：
①Pt电极上发生的是_______反应(填“氧化”或“还原”)
②写出NiO电极的电极反应式：_______。
18．铝作为一种应用广泛的金属，在电化学领域也发挥着举足轻重的作用。回答下列问题：
(1)某同学根据氧化还原反应：2Al(s)+3Cu2+(aq)=2Al3+(aq)+3Cu(s)，设计如图所示的原电池。
①电极X的化学式为Cu，电极Y的化学式为___。
②盐桥中的阴离子向___(填化学式)溶液中移动。
(2)新型电池中的铝电池类型较多。
①Li－Al/FeS是一种二次电池，可用于车载电源，其电池总反应为2Li+FeS=Li2S+Fe。放电时的正极反应式为___。
②Al－空气燃料电池可用作电动汽车的电源，该电池多使用NaOH溶液为电解液。电池工作过程中电解液的pH___(填“增大”“减小”或“不变”)。
③如图为AlAg2O电池的原理结构示意图，这种电池可用作水下动力电源。该电池反应的化学方程式为2Al+3Ag2O+2NaOH=2NaAlO2+6Ag+H2O，当电极上析出1.08gAg时，电路中转移的电子为___mol。
(3)如图是离子交换膜法电解食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。
请回答下列问题：
①写出电解饱和食盐水的离子方程式：___。
②离子交换膜的作用为：阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸、__。
③精制饱和食盐水从图中a位置补充，氢氧化钠溶液从图中___位置流出(选填“c”或“d”)。
19．根据原电池工作原理可以设计原电池，实现原电池的多种用途。用碱性甲醛燃料电池为电源进行电解的实验装置如下图所示。
①甲池中通入甲醛的一极为_______极，其电极反应式为_______。
②乙池中总反应的离子方程式为_______，当甲池中消耗280mLO2时(标准状况)，在乙池中加入_______gCuCO3才能使溶液恢复到原浓度，此时丙池中理论上最多产生_______g固体。
(2)利用下图所示装置(电极均为惰性电极)吸收SO2并制取硫酸，则通入SO2一极的电极反应式为_______，通入O2一极的电极反应式为_______。
20．电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质制备等方面应用广泛。
（1）钢闸门在海水中易被腐蚀，常用以下两种方法减少其腐蚀：
①图1中，A为钢闸门，材料B可以选择___（填字母序号）。
a．碳棒 b．铜板 c．锌板
②图2中，钢闸门C做___极。用氯化钠溶液模拟海水进行实验，D为石墨块，则D电极反应式为___，检验该电极反应产物的方法___。
（2）镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。图3为“镁—次氯酸盐”燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金。E为该燃料电池的___极（填“正”或“负”）。F电极上的电极反应式为___。
（3）利用电化学法生产硫酸，可使绝大多数单质硫直接转化为SO3，在生产硫酸的同时还能化学发电。图4为电化学法生产硫酸的工艺示意图，电池以固体金属氧化物作电解质，该电解质能传导O2-离子。
①正极每消耗4.48LO2（标准状况下），电路中转移电子的数目为___。
②S(g)在负极生成SO3的电极反应式为___。
参考答案
1．B
【详解】
A．根据装置图可知，铁电极为阳极，氯化铵溶液中的通过阴离子交换膜向阳极移动，A正确；
B．铁电极是活性电极，阳极上Fe失电子发生氧化反应生成，电极反应式为，B错误；
C．电解时，阴极水得电子生成和，溶液中增大，溶液pH增大，C正确；
D．电解时，溶液中向阴极室移动，与阴极生成的反应生成氨气，因此气体甲是氨气和氢气的混合气体，D正确；
答案选B。
2．B
【详解】
A．根据图示可知：在阴极(A电极)反应式为：CO2+2e-=CO+O2-，A正确；
B．该装置工作时，固体电解质中阴离子O2-向正电荷较多的阳极B电极定向移动，B错误；
C．阳极乙烯和乙烷的体积比为3：1，则B电极反应式为：8CH4+7O2-14e-=3C2H4+C2H6+7H2O，结合阴极电极反应式，可得总反应为8CH4+7CO2=3C2H4+C2H6+CO+7H2O。可见反应时消耗的相同外界条件下CH4和CO2的体积比为8：7，C正确；
D．电催化CO2被还原为CO，能够降低空气中CO2的浓度，因此可有效改善温室效应，转化的CO可作为化工原料，D正确；
故合理选项是B。
3．B
【详解】
A．此装置有外加电源，属于电解池，是电能转化为化学能，A正确；
B．根据装置图，CO2生成CO、C2H4、CH4、HCOOH，以CO2转化为C2H4为例，每2 mol CO2转化为，，而且Pt极区的H+迁移到Cu极区，也就是Cu极区进来的比出来的多，所以对应区溶液的质量增大，B错误；
C．铜电极为阴极，CO2参与反应，环境为酸性，因此产生乙烯的电极反应式为，C正确；
D．CO和HCOOH中的C的化合价都是+2价，因此转移电子的物质的量为，D正确；
故选B。
4．C
【分析】
由反应①和②可知，氮气和水是该循环过程的反应物，由反应③可知氧气和水是产物，据此分析解答。
【详解】
A．反应①中氮得电子，发生还原反应，化合价降低，A错误；
B．氮的固定是将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程，反应①是氮的固定，反应②不是，B错误；
C．反应③是LiOH通电条件下生成Li、O2、H2O，反应方程式为，C正确；
D．该合成氨反应中没有氢气参与，氢元素来源于水，且伴有氧气生成，三步循环的总结果为，D错误；
故选C。
【点睛】
反应历程的题，在解题的过程中主要是找到总的反应物和产物。一般来说可以从题干中找到，而不是图中。
5．D
【详解】
A．原电池放电时，阳离子向正极移动，所以向正极Y方向移动，故A错误；
B．充电时发生氧化反应释放出和，电极Y是阳极，应该与直流电源的正极相连，故B错误；
C．放电时，正极上发生还原反应生成C和，故C错误；
D．充电时发生氧化反应释放出和，电极反应式为，故D正确；
故答案为：D。
6．C
【详解】
A．左侧电极为阳极，阳极反应式是，所以装置中出口①处的物质是氯气；右侧电极为阴极，阴极反应式是，出口②处的物质是氢气，故A正确；
B．为避免生成的氢氧化钠中含有氯化钠，该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过，故B正确；
C．装置中发生反应的离子方程式为2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-，故C错误；
D．该装置是电解池，将电能转化为化学能，故D正确；
选C。
7．D
【详解】
A．由图可知，惰性电极Ⅱ上生成氧气，应该是阳极，发生氧化反应，电源b端为正极，故A错误；
B．根据生成氨气的反应：2Fe+N2+3H2O=Fe2O3+2NH3可知生成 3.4克NH3转移0.6mol电子，再由可得n(O2)=0.15mol，由于氧气所处温度未知，不能计算氧气的体积，故B错误；
C．纳米Fe2O3起催化作用，惰性电极I 首先氧化铁得电子生成铁单质Fe2O3+3H2O+6e-=2Fe+6OH-，再发生反应2Fe+N2+3H2O=Fe2O3+2NH3，铁单质再生成氧化铁，故惰性电极I上应该发生两个反应，故C错误；
D．由C分析可得生成氨气的反应：2Fe+N2+3H2O=Fe2O3+2NH3，故D正确；
故答案为：D。
8．B
【详解】
A．M极上水分子失去电子被氧化为氧气，M为阳极，A正确；
B． 阳极水失去电子，生成氢离子和氧气，氢离子通过阳离子交换膜进入阴极室，离子交换膜为阳离子交换膜，B不正确；
C． N极上二氧化碳转化为甲酸，是得到电子的还原反应，电极反应式为CO2+2e-+2H＋=HCOOH，C正确；
D． 按得失电子数守恒得关系式：，则 消耗的CO2与生成的O2物质的量之比为2:1，D正确；
答案选B。
9．B
【分析】
根据电极反应左边化合价降低，得到电子，为电解池的阴极，右边化合价升高，失去电子，为电解池的阳极。
【详解】
根据电解池a、b电极表面的反应得a为阴极、b为阳极；
A．a极的电极方程式为，A正确；
B．为阳离子，在电解池工作时应向阴极a极移动，B错误；
C．消耗1mol氧气转移4mol电子，8g氧气为，故转移0.25mol×4=1mol电子，C正确；
D．根据电解池的工作图知反应物为和HCl，生成物为和，总反应为，D正确；
故选B。
10．B
【分析】
由示意图可知，催化电极b表面上为二氧化碳、水蒸气还原为一氧化碳和氢气，为电解池的阴极，与电源的负极相连；催化电极a为阳极，电极表面上甘油氧化为甘油醛。
【详解】
A．催化电极b表面上为二氧化碳、水蒸气还原为一氧化碳和氢气，为电解池的阴极，与电源的负极相连，故A错误；
B．催化电极b表面上为二氧化碳、水蒸气还原为一氧化碳和氢气，为电解池的阴极，极反应分别为：2CO2+2e-=CO+，2H2O+2e-=H2↑+2OH-，反应后溶液的碱性增强，溶液的pH增大，故B正确；
C．催化电极a为阳极，电极表面上甘油氧化为甘油醛，由于碳酸钠溶液过量，二氧化碳反应生成碳酸氢钠，电极反应：，故C错误；
D．1molCO2转化为1molCO，转移电子2mol，1molH2O转化为1molH2，转移电子2mol；所以当外电路转移4mol时，生成2mol的合成气体，标况下的体积为44.8L，故D错误；
故选B。
11．B
【详解】
A．该装置为电解池，电能转化为化学能，选项A正确；
B．由图知，b极为阴极，发生还原反应，a极为阳极，阳极区含有碘化钾、碘酸钾，由于的还原性比强，在阳极应该是放电生成，阴极的通过阴离子交换膜移到阳极，所以阳极的电极反应式为，选项B错误，
C．由图知，b极为阴极，发生还原反应，选项C正确；
D．阴极的电极反应式为，阴极区每生成1mol 转移2mol电子，选项D正确。
答案选B。
12．D
【详解】
A．阳极发生氧化反应生成氧气，电极反应式为2H2O-4e- =O2↑+ 4H+，故A正确；
B．图中b极氧气得到电子生成双氧水，氧元素化合价降低，发生还原反应，作阴极，故B正确；
C．电解池中阳离子向阴极移动，所以电解过程中，H+由a极区向b极区迁移，故C正确；
D．a极电极反应式为：2H2O-4e- =O2↑+ 4H+，b极：2O2+4H++4e- =2H2O2，当转移4mol电子时b极消耗的氧气的量是a极产生氧气的2倍，故D错误；
答案选D。
13．B
【分析】
从图中可以看出，中间的交换膜为质子交换膜，则表明H2应失电子生成H+进入溶液，从而得出Pt电极为阳极，Cu电极为阴极，a为正极，b为负极。
【详解】
A．由分析可知，在Cu极CO2得电子，则Cu为阴极，b极为电源的负极，A不正确；
B．在阴极，CO2得电子产物与溶液中的H+作用，生成乙烯，电极反应式为，B正确；
C．Pt电极为阳极，H2-2e-=2H+，装置工作一段时间后，阳极区周围溶液的减小，C不正确；
D．由反应式H2-2e-=2H+可知， 当电路中有电子转移时，参加反应的一定为2mol，但由于温度、压强不一定是标准状况，所以参加反应的H2体积不一定为，D不正确；
故选B。
14．B
【详解】
A．根据装置图判断Pt片为阳极，Pb片为阴极，阳极上OH−失去电子变为O2，可以得到氧气，阴极上CO2得到电子，转化为CH3OH，同时产生。Pt片电极OH−失去电子变为O2，选项A正确；
B．CO2中C元素化合价为+4价，变为CH3OH中C的−2价，每转化生成1 mol CH3OH，转移6 mol电子，选项B错误；
C．电解一段时间后，阳极室OH−浓度降低，pH减小，阴极室浓度升高，pH增大，选项C正确；
D．阴极反应为7CO2+6e−+5H2O=CH3OH+6，故由此可知电池总反应正确，选项D正确；
答案选B。
15．B
【分析】
由装置图可知，阳离子移向阴极，Pt(Ⅰ)为阴极，阴离子移向阳极，Pt(Ⅲ)为阳极，电解池中，阳极发生氧化反应，化合价上升，失电子；阴极发生还原反应，化合价下降，得电子；阳极：，阴极：；
【详解】
A．酸性介质中不存在氢氧根，A项错误；
B．阴极氢离子放电，氢离子浓度减小，pH增大，B项正确；
C．阳极可不断产生硫酸根离子和氢离子，b％>a％，C项错误；
D．阳极产生1mol硫酸转移2mol电子，阴极消耗2mol电子产生2mol亚硫酸钠，两者物质的量不相等，D项错误；
答案选B。
16．C
【详解】
A． 由电解池的装置图可知，d电极上HCl中Cl元素失去电子，被氧化生成氯气，电极反应式为，即d电极为阳极，对应电源b极为正极，A错误；
B． c极为阴极，由装置图可知，发生还原反应：，生成的亚铁离子又被氧气氧化生成铁离子，故发生反应为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，但c极的电极反应为，B错误；
C． 装置中每生成22.4L(标准状况)氯气，即1mol氯气，由阳极反应式可知，溶液中就有2mol H+移向阴极，C正确；
D． 该装置中的电流流向为：b极→d极→电解质溶液→c极→a极，D错误；
故选C。
17．阳 NaOH溶液 -2e-+H2O=2H++ 2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O 阳 较浓的硫酸溶液 4OH--4e-=O2↑+2H2O或2H2O-4e-=O2↑+4H+ 还原 NO＋O2--2e-=NO2
【详解】
(1)①从C为硫酸可知，硫酸根来源于亚硫酸根放电。故b为阴离子交换膜，a为阳离子交换膜，在阴极区应为水放电生成氢气和氢氧根离子，故A为氢氧化钠，E为氢气；
②阳极应为亚硫酸根放电生成硫酸根，反应的离子方程式为-2e-+H2O=2H++；
(2)①b电极与电源的负极相连，作阴极，溶液中的CO2得到电子转化为乙烯，溶液显酸性，因此阴极上的电极反应式为2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O；
②为了防止OH-与CO2反应，因此该装置中使用的是阳离子交换膜；
(3)电解时，由转变成的过程中S元素失去电子被氧化，该反应在阳极发生，电极反应式为-2e-+H2O=+3H+，生成的H+使阳极区域酸性增强，部分与H+反应生成SO2气体，阴极2H++2e-=H2↑，所以A是电解池的阴极，B是阳极。从阴极通入的NaHSO3的通过阴离子交换膜进入阳极，放电生成，使得阳极区域通入的稀硫酸转变成较浓的硫酸后导出，所以C导出的是较浓的硫酸；如果将阴离子交换膜改成阳离子交换膜，则离子不能进入阳极区域，则阳极区域OH-放电生成O2，即4OH--4e-=O2+2H2O；
(4)①Pt电极上O2转化为O2-，O元素化合价降低，发生还原反应；
②NiO电极上NO失电子和氧离子反应生成二氧化氮，所以电极反应式为：NO+O2--2e-=NO2。
18．Al Al2(SO4)3 2Li++FeS+2e-=Li2S+Fe或 FeS+2e-=S2-+Fe 减小 0.01 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ 阻止OH-进入阳极室，与Cl2发生反应Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O d
【详解】
(1)①根据氧化还原反应：2Al(s)+3Cu2+(aq)=2Al3+(aq)+3Cu(s)设计原电池，Al作负极，则根据装置图可知，电极X为Cu，作正极，电极Y为Al；
②原电池中，阴离子移动向负极，则盐桥中的阴离子向Al2(SO4)3溶液中移动；
(2)①Li－Al/FeS是一种二次电池，其电池总反应为2Li+FeS=Li2S+Fe，由化合价变化可知，Li作负极，FeS作正极，则放电时的正极反应式为2Li++FeS+2e-=Li2S+Fe或 FeS+2e-=S2-+Fe；
②Al－空气燃料电池，Al作负极，空气从正极通入，该电池多使用NaOH溶液为电解液，负极反应式为，正极反应式为，总反应式为，故电池工作过程中，氢氧根离子浓度减小，则pH减小；
③1.08gAg的物质的量为0.01mol，Ag的化合价从+1价降低为0，则电路中转移的电子为0.01mol；
(3)①阳极上氯离子放电生成氯气，则阳极反应式为，阴极上水电离出的氢离子放电生成氢气和氢氧根离子，则阴极反应式为，则电解饱和食盐水的离子方程式：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑；
②离子交换膜的作用为：阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸、阻止OH-进入阳极室，与Cl2发生反应Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O；
③阴极上水电离出的氢离子放电生成氢气和氢氧根离子，钠离子通过阳离子交换膜进入阴极室，则氢氧化钠溶液从图中d位置流出。
19．负 HCHO-4e-+6OH-=+4H2O 2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑ 3.1 1.45 2SO2+4H2O-4e-=2+8H+ O2+4H++4e-=2H2O
【分析】
(1)甲池为燃料电池，通入甲醛的一极为负极，通入氧气的一极为正极，乙池为电解池，左边的C电极为阳极，水电离的氢氧根放电；右边的C电极为阴极，铜离子放电；丙池为电解池，左边的C为阳极，右边的C为阴极；
(2) 通入SO2的为负极，发生氧化反应，SO2被氧化为硫酸；通入氧气的为正极，氧气被还原生成水；电池的总反应式为：2SO2+2H2O+O2=2H2SO4。
【详解】
(1)①燃料电池中，通入燃料的为负极，故通入甲醛的一极为负极，在碱性溶液中，甲醛失电子后变为碳酸根，电极反应式为：HCHO-4e-+6OH-=+4H2O；故答案为：负；HCHO-4e-+6OH-=+4H2O；
②乙池为电解池，以C为电极电解硫酸铜溶液，阴阳极分别是铜离子和水中的氢氧根放电，总反应的离子方程式为：2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2；甲池中根据电极反应：O2+2H2O+4e-=4OH-，所以消耗280mL(标准状况下0.0125mol)O2，则转移电子0.05mol，乙池的阴极反应式为Cu2++2e-=Cu，当转移电子0.05mol时，析出的铜为0.025mol，根据铜原子守恒，要使电解质复原，加入的CuCO3也为0.025mol，质量为0.025mol124g/mol=3.1g；根据丙装置中，在阴极上是氢离子放电，减小的氢离子是0.05mol，则产生的氢氧根为0.05mol，镁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化镁为0.025mol，理论上最多产生氢氧化镁质量应该是0.25mol×58g/mol=1.45g固体；故答案为：2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑；3.1；1.45；
(2)由分析可知，则通入SO2一极为负极，SO2被氧化为硫酸，电极反应式为：2SO2+4H2O-4e-=2+8H+；通入氧气的为正极，氧气被还原为水，电极反应式为：O2+4H++4e-=2H2O；故答案为：2SO2+4H2O-4e-=2+8H+；O2+4H++4e-=2H2O。
20．c 阴 2Cl--2e-=Cl2↑ 将湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近，试纸变蓝，证明生成氯气 负 ClO- +2e-+H2O=Cl-+2OH- 0.8NA或4.816×1023 S-6e-+3O2-=SO3
【分析】
（1）①图1中，装置为原电池，A为钢闸门，要保护A，A应做正极，则材料B的金属性比A强。
②图2中，装置为电解池，要保护钢闸门C，C应不失电子。用氯化钠溶液模拟海水进行实验，D为石墨块，则D电极为阳极，溶液中的Cl-失电子生成Cl2，检验该电极反应产物应使用湿润的淀粉碘化钾试纸。
（2）E为镁合金，在该电极，镁失电子，F电极上ClO- 转化为Cl-。
（3）①正极O2+4e-=2O2-，由此可计算电路中转移电子的数目。
②在负极S(g)失电子转化为SO3。
【详解】
（1）①图1中，装置为原电池，A为钢闸门，要保护A，A应做正极，则材料B应选择金属性比A强的锌。答案为：c；
②图2中，装置为电解池，要保护钢闸门C，C应做阴极。用氯化钠溶液模拟海水进行实验，D为石墨块，则D电极为阳极，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，检验该电极反应产物的方法为将湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近，试纸变蓝，证明生成氯气。答案为：阴；2Cl--2e-=Cl2↑；将湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近，试纸变蓝，证明生成氯气；
（2）E为镁合金，做该燃料电池的负极。F电极为正极，电极反应式为ClO- +2e-+H2O=Cl-+2OH-。答案为：负；ClO- +2e-+H2O=Cl-+2OH-；
（3）①正极O2+4e-=2O2-，n(O2)==0.2mol，则电路中转移电子的数目为0.2mol×4NA= 0.8NA或4.816×1023。答案为：0.8NA或4.816×1023；
②在负极S(g)在O2-存在的环境中失电子，转化为SO3，电极反应式为S-6e-+3O2-=SO3。答案为：S-6e-+3O2-=SO3。
【点睛】
要保护金属制品，把金属制成合金，成本过高。通常采用的方法是电化学防护法，也就是设法阻止被保护金属失电子，要么与更活泼的金属相连，要么与电源的负极相连。若在金属制品外表涂油或油漆，虽然也能对金属制品起保护作用，但效果相对较差。
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