2026年新高考化学小题训练考点15电解原理及其应用(原卷版+解析)

这是一份2026年新高考化学小题训练考点15电解原理及其应用(原卷版+解析)，共27页。

A．电路中电子的流向随着电极互换而改变
B．电极2上发生的反应为：Ag-e--=Ag+
C．理论上，电极1与电极4的质量之和保持不变
D．理论上，电路通过1ml电子时，有0.5mlLi+富集在右侧电解液中
2．(2025·安徽省A10联盟高三质检)清华大学研制的常温常压用惰性电催化材料合成尿素[CO(NH2)2]的电化学装置原理图如下：
下列有关说法正确的是( )
A．M为电源正极，F为装置的阴极
B．膜为质子交换膜，H+从E极向F极运动
C．E极的电极反应式为：2NO3-+CO2+18H++16e-= CO(NH2)2+7H2O
D．标准状况下产生6.72LO2时，理论上生成0.45g尿素
3．(2025·湘豫名校联考高三一轮复习质量检测)科学家设计了一种流通电化学系统，利用六价铬还原释放的化学能来增强过氧化氢的原位生成(如图所示)，实现酸性含铬工业废水的无害化处理和资源回收。下列说法错误的是( )
A．电极M与电源的正极相连
B．电极N上生成H2O2的电极反应式为O2+2H2O+2e-=H2O2+2OH-
C．增大O2在电极间的流通速率，有利于H2O2的生成
D．用六价铬还原释放的化学能来辅助H2O2的电合成
4．(2025·山东省百师联盟高三联考)以NaBr溶液为离子导体，在如图装置中光催化烯烃可制得环氧化物。下列有关说法正确的是( )
A．能量转化形式：光能→电能→化学能
B．电流从BiVO4电极经离子导体流向Pt电极
C．需及时补加NaOH以维持体系稳定
D．若Pt电极生成5.6L气体，理论上生成
5．(2025·浙江省宁波市高三第一次模拟)如图所示，连接的直流电源进行铁制镀件镀铜。铁制镀件在电镀前需除油、除锈处理。甲同学选用的电镀液为0.1ml·L-1 CuSO4溶液；乙同学先往0.1ml·L-1 CuSO4溶液加入浓氨水至溶液恰好澄清，取所得澄清液做为电镀液。下列说法不正确的是( )
A．除去镀件表面油污的试剂可以是Na2CO3溶液或NaOH溶液
B．甲同学的实验中，阴极表面可发生的反应有2H＋＋2e-=H2↑、Cu2++2e-=Cu
C．乙同学的实验中，若Cu2+参与放电，则Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+将逆向移动
D．甲、乙两同学实验完毕后，乙同学所得镀件的镀层更光亮
6．(2025·浙江省绍兴市高三第一次模拟)库仑滴定法是一种利用电解原理来测定溶液中未知酸浓度的方法，由电解过程中产生的OH-测定待测液中的H+，装置如图，其中玻璃套管底部允许阴阳离子通过：
下列说法不正确的是( )
A．通过分析pH计示数的变化可以判断酸碱反应的终点
B．工作电极与外接电源的负极相连
C．辅助电极上的电极反应式为：Ag-e-＝Ag+
D．当电路中通过0.02ml电子时，理论上生成标况下224mL气体
7．(2025·云南省昆明市高三“三诊一模”)碳酸二甲酯[(CH3O)2CO]是一种符合现代“绿色化学”的化工原料，其电解制备原理示意图如下(含)。下列说法错误的是( )
A．极区域存在反应：CO2＋2e-+2CH3OH=CO＋2CH3O-+H2O
B．电解过程中，在电场作用下移向玻碳电极
C．制得1ml碳酸二甲酯时，外电路中迁移1ml电子
D．总反应为CO2＋2CH3OH=(CH3O)2CO+H2O
8．(2025·湖北省圆创高中名校联盟高三第三次联合测评)以氮气、氢气等为原料用电化学法制备氨，可降低温室气体的排放，其原理如图所示。下列说法错误的是( )
A．电极M的电势高于电极N B．物质Ⅱ起到传输质子的作用
C．反应过程中Li3N的总质量不变 D．电极N反应：3Li++N2+3H++6e-=NH3+Li3N
9．(2025·陕晋青宁高三天一大联考)直接以氮气为氮源的合成化学，具有极其重要的经济效益和基础科学意义。某研究小组制备HNO3的电解原理示意图如图1所示，电极a表面生成HNO3的可能途径如图2所示。
下列叙述错误的是( )
A．电极a与外接电源的正极相连
B．电解一段时间后，理论上右侧电解液浓度变大，溶液的pH增大
C．左侧电解液中的经质子交换膜移向右侧
D．每制备1 mlHNO3，理论上得到的H2在标准状况下的体积至少为56L
10．(2025·杭州市学军中学高三选考模拟)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( )
A．①中气体减少，推测是由于溶液中cH＋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：Fe+2H+=2Fe2++H2↑、Fe+Cu2+=Cu+ Fe2+
C．随阴极析出Cu，推测②中溶液cCu2＋减少，Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+平衡逆移
D．②中Cu2+生成[Cu(NH3)4]2+，使得cCu2＋比①中溶液的小，Cu缓慢析出，镀层更致密
11．(2025·浙江省金丽衢十二校高三第一次联考)电化学合成氨进一步提高了人类合成氨的产量。现采用双极膜(H2O解离出、分别移至两级室溶液)，通过电解KNO3溶液制取氨，该装置的工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．电极b接电源的负极
B．电解一段时间后I室的pH值增大
C．双极膜中H2O解离出的H+向电极b极移动
D．理论上电极a与电极b上产生的气体的物质的量之比为2：1
12．(2025·甘肃省白银市靖远一中高三月考)采用间接成对电化学法，以间硝基甲苯为原料电解合成间氨基苯甲酸。两极材料分别采用Pb、PbO2，电解质溶液为H2SO4溶液。反应的原理示意图如下。
下列说法错误的是( )
A．电极A的材料为Pb
B．间硝基甲苯被氧化为间硝基苯甲酸时，电路中转移
C．槽外还原反应的离子方程式为+6TiO2++6H+
D．该装置可实现电解液的循环利用
13．(2025·河北省石家庄市百校高三联考)如图1所示为一种用双氧水去除废水中的持久性有机污染物的工作原理，工作10min时，Fe2+、H2O2电极产生量(mml-1)与电流强度关系如图2所示：
下列说法正确的是( )
A．图1装置需不断补充Fe3+
B．Pt电极为阳极，苯酚在Pt电极失电子生成CO2
C．据图2可知电流强度越高，去除苯酚的效果越好
D．若处理47.0g苯酚，理论上消耗14mlH2O2
14．(2025·辽宁省东北育才学校、辽宁省实验中学、大连24中学、大连八中、鞍山一中五校联考)调节可使溶液中的氨基酸主要以两性离子存在，两性离子整体呈电中性，此时溶液的为该氨基酸的(等电点)。
已知：谷氨酸的pI为3.22，丙氨酸的pI为6.02，赖氨酸的pI为9.74。
利用如图装置分离这三种氨基酸，为离子交换膜，电极均为惰性电极。下列说法正确的是( )
A．阳极的电极反应为2H2O+4e-=O2↑＋4H＋
B．为阴离子交换膜，为阳离子交换膜
C．原料室的应控制在9.74
D．在产品室1中，可以收集到谷氨酸
电化学组合装置分析
15．(2025·天津市南仓中学高三第二次月考)某科研小组模拟的“人工树叶”电化学装置如图，甲装置为甲醇-空气燃料电池，乙装置能将H2O和CO2转化为C6H12O6和O2，、是特殊催化剂型电极。下列正确的是( )
A．c口通入甲醇，b口通入空气
B．极的电极反应式为6CO2+24H++24e-=C6H12O6+6H2O
C．甲装置中向M极移动，乙装置中向极移动
D．理论上，每生成22.4L(标准状况下)O2，必有4ml电子由N极流向X极
16．(2025·安徽省六安第一中学高三月考)相同金属在其不同浓度盐溶液中可以形成浓差电池，当两极附近电解质溶液浓度相等时停止放电。如图所示利用浓差电池电解Na2SO4溶液，a、b电极均为石墨电极，可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH。下列说法正确的是( )
A．电池放电过程中，Cu(2)作正极，电极反应为Cu2++2e﹣=Cu
B．b为电解池的阴极，电极反应为2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣
C．膜c迁移0.4ml离子时，b极区溶液质量减少3.2g
D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得160gNaOH
17．(2025·重庆市沙坪坝区八中高三期中)对乙酰氨基酚()也被称为扑热息痛，可通过在电极上电解苯酚的乙腈水溶液直接合成，装置如图6所示，其中a、b、c、d均为惰性电极。下列说法正确的是( )
A．电极a为负极
B．工作一段时间后，乙室溶液的pH变大
C．d电极反应式为
D．当有1mlH+移向丙室时，理论上乙室质量减少16g
18．(2025·浙江省县域教研联盟高三模拟考试)一种清洁、低成本的氯碱工业双联装置工作原理如图所示，浓缩海水可以造成溶液中离子浓度差异，使离子从高浓度区域向低浓度区域迁移，从而产生离子电流。下列说法不正确的是( )
A．电极Y为负极，可以在X、Z电极上收集到H2
B．与传统氯碱工业相比，该双联装置的优点是可避免使用离子交换膜
C．装置Ⅱ中的电极质量每变化mg，装置I中可制得LiCl
D．随着装置的运行，电极Z附近溶液的pH增大，电极W附近有白色沉淀出现
19．(2025·浙江省稽阳联谊学校高三联考)以钴酸锂电池为电源用丙烯腈电合成己二腈[NC(CH2)4CN]，电解质溶液为LiPF6的碳酸酯溶液，两电极均为石墨，装置如下图所示。该钴酸锂电池的总反应是LixCy+ Li1- xCO2-= LiCO2+Cy。下列说法不正确的是( )
A．B为正极，电极反应式为：Li1- xCO2+ xLi+xe-= LiCO2
B．阴极区的电极反应为2CH2=CHCN+2H＋＋2e-=NC(CH2)4CN，一段时间后，阴极室的pH增大
C．锂离子电池快速充放电的本质就是锂离子能够快速在正负极材料间嵌入和脱嵌
D．A极质量减轻14g，理论上可制备1ml己二腈
20．(2025·安徽省六安一中高三第四次月考)全钒液流电池是化学储能领域的一个研究热点，储能容量大、使用寿命长。利用该电池电解处理含NH4NO3的废水制备硝酸和氨水的原理如图所示，a、b、c、d电极均为惰性电极。下列说法错误的是( )
A．全钒液流电池放电时，a电极反应式为VO2++2H++ e-=VO2++H2O
B．隔膜1为阳离子交换膜
C．装置B中q口流出液中主要的溶质为HNO3
D．若有0.2 ml电子转移，A中质子交换膜左侧电解液质量减少0.2g
装置示意图
序号
电解质溶液
实验现象
①
0.1ml/LCuSO4
+少量H2SO4
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
0.1ml/LCuSO4
+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。经检验电解液中无元素
考点15 电解池原理及综合应用
电解池
1．(2025年1月•“八省联考”陕西、山西、宁夏、青海卷)为了从海水中提取锂，某团队设计了图示的电解池。保持电源正负极不变，每运行一段时间后，将电极1与4取下互换，电极2与3取下互换，实现锂的富集。下列说法正确的是( )
A．电路中电子的流向随着电极互换而改变
B．电极2上发生的反应为：Ag-e--=Ag+
C．理论上，电极1与电极4的质量之和保持不变
D．理论上，电路通过1ml电子时，有0.5mlLi+富集在右侧电解液中
【答案】C
【解析】为从海水中提取锂，电极1的电极反应式为：FePO4+e-+Li+=LiFePO4，则电极1为阴极，则电极2为阳极，电极3为阴极，电极4为阳极，在电极4上发生氧化反应：LiFePO4-e-=Li++FePO4，实现了锂的提取。A项，保持电源正负极不变，则电子流向不变，故A错误；B项，电极2为阳极，海水中有Cl-，则电极2的电极反应式为：Ag-e-+Cl-=AgCl，故B错误；C项，通过相同电量，电极1上附着的Li+的量和电极4上失去的Li+的量相等，所以理论上，电极1与电极4的质量之和保持不变，故C正确；D项，根据电子守恒，电路中各处的电量相等，所以理论上，电路通过1ml电子时，有1 mlLi+富集在右侧电解液中，故D错误；故选C。
2．(2025·安徽省A10联盟高三质检)清华大学研制的常温常压用惰性电催化材料合成尿素[CO(NH2)2]的电化学装置原理图如下：
下列有关说法正确的是( )
A．M为电源正极，F为装置的阴极
B．膜为质子交换膜，H+从E极向F极运动
C．E极的电极反应式为：2NO3-+CO2+18H++16e-= CO(NH2)2+7H2O
D．标准状况下产生6.72LO2时，理论上生成0.45g尿素
【答案】C
【解析】F电极H2O中氧为-2价，生成O2中氧为0价，化合价升高，被氧化，为电解池的阳极，与其相连的N电极为电源的正极；故E为阴极，M为负极。阳极：2H2O-4e-=O2↑＋4H＋，阴极：2NO3-+CO2+18H++16e-= CO(NH2)2+7H2O，总反应：2NO3-+CO2+2H++H2O = CO(NH2)2+4O2，H+透过质子交换膜从F极向E极运动。A项，E电极N元素的化合价降低，发生还原反应，E为电解池的阴极，相连的M为电源负极，N为电源的正极，F为装置的阳极，A错误；B项，结合分析可知，阳极发生的反应为2H2O-4e-=O2↑＋4H＋，产生的H+从F级经质子交换膜向E极运动，B错误；C项，E极的NO3-得电子，生成CO(NH2)2，由电子、电荷和元素守恒，电极反应式为2NO3-+CO2+18H++16e-= CO(NH2)2+7H2O，C正确；D项，标准状况下生成O2的物质的量为，由总反应：2NO3-+CO2+2H++H2O = CO(NH2)2+4O2知，尿素的质量为，D错误；故选C。
3．(2025·湘豫名校联考高三一轮复习质量检测)科学家设计了一种流通电化学系统，利用六价铬还原释放的化学能来增强过氧化氢的原位生成(如图所示)，实现酸性含铬工业废水的无害化处理和资源回收。下列说法错误的是( )
A．电极M与电源的正极相连
B．电极N上生成H2O2的电极反应式为O2+2H2O+2e-=H2O2+2OH-
C．增大O2在电极间的流通速率，有利于H2O2的生成
D．用六价铬还原释放的化学能来辅助H2O2的电合成
【答案】B
【解析】M电极上水中的氢氧根离子失去电子生成氧气，M为阳极，则N为阴极，氧气得电子与氢离子反应生成过氧化氢。A项，电极M产生氧气，M为阳极，与电源的正极相连，A项正确；B项，M电极生成的氢离子运动到N电极参与电极反应，电极N上生成H2O2的电极反应式为O2+2H++2e-=H2O2，B项错误；C项，增大O2在电极间的流通速率，提高阴极O2的浓度，有利于H2O2的生成，C项正确；D项，六价铬还原释放的化学能转化为电能来辅助H2O2的电合成，D项正确；故选B。
4．(2025·山东省百师联盟高三联考)以NaBr溶液为离子导体，在如图装置中光催化烯烃可制得环氧化物。下列有关说法正确的是( )
A．能量转化形式：光能→电能→化学能
B．电流从BiVO4电极经离子导体流向Pt电极
C．需及时补加NaOH以维持体系稳定
D．若Pt电极生成5.6L气体，理论上生成
【答案】B
【解析】A项，光能未转化为电能，而是与电能共同转化为化学能，A项错误；B项，由图可知，装置为电解池，BiVO4电极发生反应2Br-―2e-=Br2，是阳极，则Pt为阴极，电流由阳极经离子导体流向阴极，即从BiVO4电极经离子导体流向Pt电极，B项正确；C项，阳极总反应为，阴极反应为2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，电池总反应：，体系pH不变，无需补加NaOH，C项错误；D项，若转移2ml电子，阳极产生1mlBr2，Br2与水反应得到1mlHBrO，又与烯烃反应得到，同时阴极生成1mlH2，因此若Pt电极生成5.6LH2 (标准状况)，即0.25mlH2，理论上生成0.25ml，题中没有指明状态，D项错误；故选B。
5．(2025·浙江省宁波市高三第一次模拟)如图所示，连接的直流电源进行铁制镀件镀铜。铁制镀件在电镀前需除油、除锈处理。甲同学选用的电镀液为0.1ml·L-1 CuSO4溶液；乙同学先往0.1ml·L-1 CuSO4溶液加入浓氨水至溶液恰好澄清，取所得澄清液做为电镀液。下列说法不正确的是( )
A．除去镀件表面油污的试剂可以是Na2CO3溶液或NaOH溶液
B．甲同学的实验中，阴极表面可发生的反应有2H＋＋2e-=H2↑、Cu2++2e-=Cu
C．乙同学的实验中，若Cu2+参与放电，则Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+将逆向移动
D．甲、乙两同学实验完毕后，乙同学所得镀件的镀层更光亮
【答案】C
【解析】题干装置是一个在铁制镀件上镀铜的装置，铜片与电源正极相连，作阳极，其电极反应为：Cu-2e-=Cu2+，铁制镀件与电源负极相连，作阴极，电极反应为：Cu2++2e-=Cu。A项，油脂在碱性条件下能够完全水解而溶解除去，Na2CO3溶液或NaOH溶液均显碱性，故实验前可用Na2CO3溶液或NaOH溶液来除掉铁制镀件上的油污，故A正确；B项，阴极发生还原反应，可以为铜离子得到电子被还原，也可能为水电离出的氢离子得到电子被还原，故B正确；C项，阳极铜被氧化为铜离子，阴极铜离子被还原铜单质，结合电子守恒，溶液中铜离子浓度不变，则乙同学的实验中，若Cu2+参与放电，Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+不移动，故C错误；D项，乙实验中Cu2+生成[Cu(NH3)4] 2+，存在Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+，从而使得c(Cu2+)小，Cu缓慢析出，镀层更致密，镀层更光亮，故D正确；故选C。
6．(2025·浙江省绍兴市高三第一次模拟)库仑滴定法是一种利用电解原理来测定溶液中未知酸浓度的方法，由电解过程中产生的OH-测定待测液中的H+，装置如图，其中玻璃套管底部允许阴阳离子通过：
下列说法不正确的是( )
A．通过分析pH计示数的变化可以判断酸碱反应的终点
B．工作电极与外接电源的负极相连
C．辅助电极上的电极反应式为：Ag-e-＝Ag+
D．当电路中通过0.02ml电子时，理论上生成标况下224mL气体
【答案】C
【解析】库仑滴定法中在工作电极附近不断产生滴定剂——OH-，OH-能与未知酸中的H+发生反应，另一个称为辅助电极。据此判断铂电极与银电极分别与外接电源的负极和正极相连。辅助电解质加入辅助电极中，Cl-与银电极生成的Ag+结合生成AgCl，保证整个电解回路的电荷平衡，配合工作电极的反应。A项，由题可知，该滴定原理为利用电解过程中产生的OH-测定待测液中的H+，实质发生的反应为：H++OH-＝H2O，随着反应的进行，pH计示数发生相应的改变，故通过pH传感器连接外接电脑可以直观判断反应发生的终点，A项正确；B项，库伦滴定中工作电极通过电极反应产生滴定剂，即在工作电极上产生OH-，说明工作电极发生还原反应，由此可知工作电极为阴极，与外接电源的负极相连，B项正确；C项，在该实验中，辅助电解质KCl加在辅助电极玻璃套内，辅助电极与外接电源的正极相连，发生氧化反应，电极反应式为：Ag-e-+Cl-＝AgCl↓，C项错误；D项，该实验中，电解时生成气体的电极反应式为：2H2O+2e-＝H2↑+2OH-。电路中每通过0.02ml电子时，理论上生成0.01mlH2，在标准状况下，0.01mlH2的体积为224mL，D项正确；故选C。
7．(2025·云南省昆明市高三“三诊一模”)碳酸二甲酯[(CH3O)2CO]是一种符合现代“绿色化学”的化工原料，其电解制备原理示意图如下(含)。下列说法错误的是( )
A．极区域存在反应：CO2＋2e-+2CH3OH=CO＋2CH3O-+H2O
B．电解过程中，在电场作用下移向玻碳电极
C．制得1ml碳酸二甲酯时，外电路中迁移1ml电子
D．总反应为CO2＋2CH3OH=(CH3O)2CO+H2O
【答案】C
【解析】A项，A极，发生还原反应，电极反应式为：CO2＋2e-+2CH3OH=CO＋2CH3O-+H2O，A正确；B项，A极，为电解池阴极，B极Br-→Br2，为电解池的阳极，K+在电场作用下移向阴极，即玻碳电极，B正确；C项，根据反应：CO2＋2e-+2CH3OH=CO＋2CH3O-+H2O，制得1ml碳酸二甲酯时，外电路中迁移2ml电子，C错误；D项，根据以上图像分析，总反应为CO2＋2CH3OH=(CH3O)2CO+H2O，D正确；故选C。
8．(2025·湖北省圆创高中名校联盟高三第三次联合测评)以氮气、氢气等为原料用电化学法制备氨，可降低温室气体的排放，其原理如图所示。下列说法错误的是( )
A．电极M的电势高于电极N B．物质Ⅱ起到传输质子的作用
C．反应过程中Li3N的总质量不变 D．电极N反应：3Li++N2+3H++6e-=NH3+Li3N
【答案】D
【解析】据图可知，M电极上氢气被氧化为氢离子为阳极，电极反应式为：H2－2e-=2H＋，H+再与Ⅱ反应生成Ⅰ；阴极为锂离子得电子生成锂，电极反应式为：Li++e-=Li，锂再与氮气、Ⅰ反应生成氨气、Ⅱ、Li+、Li3N。A项，由图可知，该装置为电解池，M电极为阳极，N电极为阴极，阳极电势高于阴极，A正确；B项，根据装置图可知，在电极a上结合H+，生成，然后在电极b上失去质子转化成，因此起到传输质子的作用，B正确；C项，根据装置图可知，电极b右侧与Li3N反应生成、氨气、Li+，电极b左侧，Li+与氮气生成Li3N，因此Li3N在整个反应过程中，质量不变，C正确；D项，N电极发生的反应：Li++e-=Li，D错误；故选D。
9．(2025·陕晋青宁高三天一大联考)直接以氮气为氮源的合成化学，具有极其重要的经济效益和基础科学意义。某研究小组制备HNO3的电解原理示意图如图1所示，电极a表面生成HNO3的可能途径如图2所示。
下列叙述错误的是( )
A．电极a与外接电源的正极相连
B．电解一段时间后，理论上右侧电解液浓度变大，溶液的pH增大
C．左侧电解液中的经质子交换膜移向右侧
D．每制备1 mlHNO3，理论上得到的H2在标准状况下的体积至少为56L
【答案】B
【解析】从氮元素的化合价升高判断，电极a发生氧化反应，电极a是阳极，则电极b是阴极。A项，电极a是阳极，电极a与外接电源的正极相连，A项正确；B项，电解过程中，右侧电解液发生反应：2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，左侧电解液中的H+通过质子交换膜后中和生成的OH-，理论上右侧电解液浓度不变，溶液的pH不变，B项错误；C项，电极a为阳极，电极b为阴极，阳离子向阴极移动，故左侧电解液中的NO3-经质子交换膜移向右侧，C项正确；D项，电极a表面生成NO3-的电极反应式：N2+6H2O-10e-=2NO3-+12H+，考虑电极副反应2H2O-4e-=O2↑＋4H＋，制备1 mlHNO3电路中转移的电子至少为5 ml，结合电子守恒可知，理论上得到的H2至少为2.5 ml，标准状况下的体积至少为56L，D项正确；故选B。
10．(2025·杭州市学军中学高三选考模拟)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( )
A．①中气体减少，推测是由于溶液中cH＋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：Fe+2H+=2Fe2++H2↑、Fe+Cu2+=Cu+ Fe2+
C．随阴极析出Cu，推测②中溶液cCu2＋减少，Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+平衡逆移
D．②中Cu2+生成[Cu(NH3)4]2+，使得cCu2＋比①中溶液的小，Cu缓慢析出，镀层更致密
【答案】C
【解析】由实验现象可知，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，一段时间后，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜；实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子，使得溶液中铜离子浓度比①中要小，电解速率减慢，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。A项，，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项，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Fe+2H+=2Fe2++H2↑、Fe+Cu2+= Cu+ Fe2+，故B正确；C项，铜离子在阴极得到电子发生还原反应，在阴极析出铜，但阳极发生Cu-2e-=Cu2+的反应，铜离子浓度不变，Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+平衡不移动，故C错误；D项，实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子，使得溶液中铜离子浓度比①中要小，电解速率减慢，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；故选C。
11．(2025·浙江省金丽衢十二校高三第一次联考)电化学合成氨进一步提高了人类合成氨的产量。现采用双极膜(H2O解离出、分别移至两级室溶液)，通过电解KNO3溶液制取氨，该装置的工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．电极b接电源的负极
B．电解一段时间后I室的pH值增大
C．双极膜中H2O解离出的H+向电极b极移动
D．理论上电极a与电极b上产生的气体的物质的量之比为2：1
【答案】B
【解析】该装置为电解池装置，I室中a电极发生电极反应：NO3-+8e-+9H+=NH3↑＋3H2O，为电解池阴极，则II室中b电极为电解池阳极，发生电极反应：2H2O-4e-=O2↑＋4H＋。A项，根据分析可知，电极b为阳极，应与电源正极相连，A错误；B项，I室中a电极发生电极反应：NO3-+8e-+9H+=NH3↑＋3H2O，溶液中氢离子浓度减少，则电解一段时间后I室的pH值增大，B正确；C项，电解池中阳离子向阴极移动，即双极膜中H2O解离出的H+向电极a极移动，C错误；D项，结合a电极发生电极反应：NO3-+8e-+9H+=NH3↑＋3H2O，b电极发生电极反应：2H2O-4e-=O2↑＋4H＋，根据得失电子守恒可知，电极a与电极b上产生的气体的物质的量之比为1：2，D错误；故选B。
12．(2025·甘肃省白银市靖远一中高三月考)采用间接成对电化学法，以间硝基甲苯为原料电解合成间氨基苯甲酸。两极材料分别采用Pb、PbO2，电解质溶液为H2SO4溶液。反应的原理示意图如下。
下列说法错误的是( )
A．电极A的材料为Pb
B．间硝基甲苯被氧化为间硝基苯甲酸时，电路中转移
C．槽外还原反应的离子方程式为+6TiO2++6H+
D．该装置可实现电解液的循环利用
【答案】B
【解析】由图可知，与电源负极相连的电极A为电解池的阴极，TiO2+离子在阴极得到电子发生还原反应生成Ti3+离子，电极反应式为TiO2++2H++ e-=Ti3++H2O，阴极区中Ti3+离子与间硝基苯甲酸酸性条件下反应生成间氨基苯甲酸、TiO2+和水，反应的离子方程式为+ 6Ti3++4H2O+6TiO2++6H+，电极B为阳极，水分子作用下铬离子在阳极失去电子发生氧化反应生成重铬酸根离子和氢离子，电极反应式为2Cr3++7H2O-6e-=Cr2O7 2-+14H+，阳极槽外中重铬酸根离子与间硝基甲苯酸性条件下反应生成间硝基苯甲酸，反应的离子方程式为+ Cr2O7 2-+8H++2Cr3++5H2O，电解时，氢离子通过阳离子交换膜由阳极区加入阴极区。A项，电极材料为Pb、PbO2，若Pb为阳极，则Pb会在阳极放电，因此Pb为阴极材料，PbO2为阳极材料，根据分析，A为阴极，电极材料为Pb，A正确；B项，酸性条件下重铬酸根离子与间硝基甲苯反应生成铬离子、间硝基苯甲酸和水，反应的离子方程式为+ Cr2O7 2-+8H++2Cr3++5H2O，由方程式可知，1ml间硝基甲苯被氧化为1ml间硝基苯甲酸时，反应转移6ml电子，B错误；C项，槽外还原反应的离子方程式为+ 6Ti3++4H2O+6TiO2++6H+，C正确；D项，假设反应中转移电子数为6ml，阴极区的反应为TiO2++2H++ e-=Ti3++H2O、+ 6Ti3++4H2O+6TiO2++6H+，共消耗6mlH+，阳极区的反应为2Cr3++7H2O-6e-=Cr2O7 2-+14H+、+ Cr2O7 2-+8H++2Cr3++5H2O，共生成6ml H+，因此电解液H2SO4可循环利用，D正确；故选B。
13．(2025·河北省石家庄市百校高三联考)如图1所示为一种用双氧水去除废水中的持久性有机污染物的工作原理，工作10min时，Fe2+、H2O2电极产生量(mml-1)与电流强度关系如图2所示：
下列说法正确的是( )
A．图1装置需不断补充Fe3+
B．Pt电极为阳极，苯酚在Pt电极失电子生成CO2
C．据图2可知电流强度越高，去除苯酚的效果越好
D．若处理47.0g苯酚，理论上消耗14mlH2O2
【答案】D
【解析】图可知，HMC-3电极上铁元素、氧元素价态降低得电子，故HMC-3电极为阴极，电极反应式分别为O2+2e-+2H+=H2O2，Fe3++e-=Fe2+，后发生反应Fe2++H2O2+H+=Fe3++•OH+H2O，•OH氧化苯酚，反应为C6H5OH+28•OH=6CO2↑+17H2O，Pt电极为阳极，电极反应式为H2O-e-=•OH+H+。A项，HMC-3电极为阴极Fe3++e-=Fe2+，后发生反应Fe2++H2O2+H+=Fe3++•OH+H2O，反应前后Fe3+的量保持不变，A错误；B项，Pt电极为阳极，电极反应式为H2O-e-=•OH+H+，•OH氧化苯酚，反应为C6H5OH+28•OH=6CO2↑+17H2O，B错误；C项，电流强度过高，产生的过氧化氢过多，过量的过氧化氢会氧化亚铁离子，导致生成的羟基自由基减少，使得降解去除废水中的持久性有机污染物的效率下降，C错误；D项，根据反应C6H5OH+28•OH=6CO2↑+17H2O，苯酚转化为二氧化碳，1ml的苯酚发生反应，要消耗28ml的·OH，而28ml的·OH需要28ml的过氧化氢，47.0g苯酚的物质的量为，理论上消耗14mlH2O2，D正确；故选D。
14．(2025·辽宁省东北育才学校、辽宁省实验中学、大连24中学、大连八中、鞍山一中五校联考)调节可使溶液中的氨基酸主要以两性离子存在，两性离子整体呈电中性，此时溶液的为该氨基酸的(等电点)。
已知：谷氨酸的pI为3.22，丙氨酸的pI为6.02，赖氨酸的pI为9.74。
利用如图装置分离这三种氨基酸，为离子交换膜，电极均为惰性电极。下列说法正确的是( )
A．阳极的电极反应为2H2O+4e-=O2↑＋4H＋
B．为阴离子交换膜，为阳离子交换膜
C．原料室的应控制在9.74
D．在产品室1中，可以收集到谷氨酸
【答案】D
【解析】由题干的电解池装置图可知，阳极室电解H2SO4溶液，电极反应为：2H2O-4e-=O2↑＋4H＋，阴极室为电解NaOH溶液，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，H+经a膜进入产品室1，OH-经b膜进入产品室2，则a膜为阳离子交换膜，b膜为阴离子交换膜，结合三种氨基酸的pI值可知，产品室1显酸性则为谷氨酸，产品室2显碱性则为赖氨酸，丙氨酸留在原料室。A项，阳极室电解H2SO4溶液，阳极的电极反应为：2H2O-4e-=O2↑＋4H＋，A错误；B项，a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜，B错误；C项，丙氨酸留在了原料室，根据丙氨酸的pI值可知，原料室的pH应控制在6.02，C错误；D项，产品室1显酸性，则为谷氨酸，则可以收集到谷氨酸，D正确；故选D。
电化学组合装置分析
15．(2025·天津市南仓中学高三第二次月考)某科研小组模拟的“人工树叶”电化学装置如图，甲装置为甲醇-空气燃料电池，乙装置能将H2O和CO2转化为C6H12O6和O2，、是特殊催化剂型电极。下列正确的是( )
A．c口通入甲醇，b口通入空气
B．极的电极反应式为6CO2+24H++24e-=C6H12O6+6H2O
C．甲装置中向M极移动，乙装置中向极移动
D．理论上，每生成22.4L(标准状况下)O2，必有4ml电子由N极流向X极
【答案】B
【解析】图乙为电解池，并且CO2在Y极上发生还原反应生成C6H12O6，则Y极为阴极，电极反应式为6CO2+24H++24e-=C6H12O6+6H2O，X电极为阳极，阳极上H2O失电子生成O2，电极反应为2H2O-4e-=4H++O2↑，甲装置为甲醇-空气燃料电池，与阳极X极相接的N极为原电池正极，与阴极Y极相接的M极为负极，则c口通入空气，b口通入甲醇，原电池工作时阳离子移向正极N，电路中电子流向：M→Y，X→N。A项， b口通入的是甲醇，c口通入空气，A错误；B项，Y极为阴极，CO2在Y极上发生还原反应生成C6H12O6，电极反应式为6CO2+24H++24e-=C6H12O6+6H2O，B正确；C项，甲装置为甲醇-空气燃料电池，N极为正极，M极为负极，甲装置中H+向N极移动，图乙为电解池，H+向阴极Y极移动，C错误；D项，22.4L(标准状况下)O2的物质的量n=1ml，阳极上H2O失电子生成O2，电极反应为2H2O-4e-=4H++O2↑，则电路中必有4ml电子由X极流向N极，D错误；故选B。
16．(2025·安徽省六安第一中学高三月考)相同金属在其不同浓度盐溶液中可以形成浓差电池，当两极附近电解质溶液浓度相等时停止放电。如图所示利用浓差电池电解Na2SO4溶液，a、b电极均为石墨电极，可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH。下列说法正确的是( )
A．电池放电过程中，Cu(2)作正极，电极反应为Cu2++2e﹣=Cu
B．b为电解池的阴极，电极反应为2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣
C．膜c迁移0.4ml离子时，b极区溶液质量减少3.2g
D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得160gNaOH
【答案】D
【解析】浓差电池中，Cu2+浓度大的电极为正极，则Cu(1)电极为正极、Cu(2)电极为负极，正极上Cu2+发生得电子的还原反应，正极反应为Cu2++2e-=Cu，负极反应式为Cu-2e-=Cu2+；电解槽中a电极为阴极、b电极为阳极，阳极上水失电子生成O2和H+，阳极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，阴极生成H2，反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，所以Na+通过离子交换膜c生成NaOH，SO42-通过离子交换膜d生成硫酸，即c、d离子交换膜分别为阳离子交换膜、阴离子交换膜。A项，电池放电过程中，Cu(1)电极为正极、Cu(2)电极为负极，负极电极反应为Cu-2e-=Cu2+，A错误；B项，b电极为阳极，阳极上水失电子生成O2和H+，阳极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，B错误；C项，Na+通过离子交换膜c生成NaOH，膜c迁移0.4ml离子时，则电路中转移0.4ml电子，b极区生成0.1ml氧气、同时迁移过来0.2ml硫酸根离子，则溶液质量增加0.2ml×96g/ml-0.1ml×32g/ml=16g，C错误；D项，电池从开始工作到停止放电，溶液中Cu2+浓度变为1.5ml/L，正极析出Cu(2.5-1.5)ml/L×2L=2ml，正极反应为Cu2++2e-=Cu，阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，根据电子守恒有Cu～2e-～2NaOH，电解池理论上生成NaOH的物质的量n(NaOH)=2n(Cu)=4ml，生成NaOH的质量m(NaOH)=4ml×40g/ml=160g，D正确；故选D。
17．(2025·重庆市沙坪坝区八中高三期中)对乙酰氨基酚()也被称为扑热息痛，可通过在电极上电解苯酚的乙腈水溶液直接合成，装置如图6所示，其中a、b、c、d均为惰性电极。下列说法正确的是( )
A．电极a为负极
B．工作一段时间后，乙室溶液的pH变大
C．d电极反应式为
D．当有1mlH+移向丙室时，理论上乙室质量减少16g
【答案】C
【解析】A项，该装置为电解苯酚的乙腈水溶液的装置，左侧为原电池，右侧为电解池，H+在电解池中由丁向丙移动，故d为阳极，连接电源的正极，即a为正极，A项错误；B项，乙室为电源的负极区，电极反应为H2O2+2OH--2e-= O2↑+2H2O，工作一段时间以后OH-被消耗，溶液的pH减小，B项错误；C项，d为电解池的阳极，发生氧化反应，失去电子，电极反应为，C项正确；D项，b为原电池的负极，发生电极反应：H2O2+2OH--2e-= O2↑+2H2O，当有1mlH+移向丙室时，电子转移2ml，乙室质量减少的为氧气的质量，故乙室质量减少，D项错误；故选C。
18．(2025·浙江省县域教研联盟高三模拟考试)一种清洁、低成本的氯碱工业双联装置工作原理如图所示，浓缩海水可以造成溶液中离子浓度差异，使离子从高浓度区域向低浓度区域迁移，从而产生离子电流。下列说法不正确的是( )
A．电极Y为负极，可以在X、Z电极上收集到H2
B．与传统氯碱工业相比，该双联装置的优点是可避免使用离子交换膜
C．装置Ⅱ中的电极质量每变化mg，装置I中可制得LiCl
D．随着装置的运行，电极Z附近溶液的pH增大，电极W附近有白色沉淀出现
【答案】C
【解析】结合题干信息，装置Ⅰ为原电池，装置Ⅱ为电解池，装置Ⅰ中，Li+移向X电极，故X为正极，Y为负极；Z为阴极，W为阳极，X电极反应为2H++2e-=H2↑，W电极反应为Ag-e-=Ag+，生成的银离子再发生Ag++Cl-=AgCl↓，Z电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-。A项，电极Y为负极，可以在X、Z电极上收集到H2，故A正确；B项，反应中，氯离子生成氯化银，可以不使用离子交换膜，故与传统氯碱工业相比，该双联装置可避免使用离子交换膜，故B正确；C项，W电极反应为Ag-e-=Ag+，装置Ⅱ中的W电极质量每变化mg，该电极减少mg银，转移电子的物质的量为，结合得失电子守恒，故装置I中X电极生成 LiCl，则装置I中可制得LiCl，故C错误；D项，Z电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，随着装置的运行，电极Z附近溶液的pH增大，电极W反应为Ag-e-=Ag+，生成的银离子再发生Ag++Cl-=AgCl↓，故附近有白色沉淀出现，故D正确；故选C。
19．(2025·浙江省稽阳联谊学校高三联考)以钴酸锂电池为电源用丙烯腈电合成己二腈[NC(CH2)4CN]，电解质溶液为LiPF6的碳酸酯溶液，两电极均为石墨，装置如下图所示。该钴酸锂电池的总反应是LixCy+ Li1- xCO2-= LiCO2+Cy。下列说法不正确的是( )
A．B为正极，电极反应式为：Li1- xCO2+ xLi+xe-= LiCO2
B．阴极区的电极反应为2CH2=CHCN+2H＋＋2e-=NC(CH2)4CN，一段时间后，阴极室的pH增大
C．锂离子电池快速充放电的本质就是锂离子能够快速在正负极材料间嵌入和脱嵌
D．A极质量减轻14g，理论上可制备1ml己二腈
【答案】B
【解析】由钴酸锂电池的总反应LixCy+ Li1- xCO2-= LiCO2+Cy可知，A极上LixCy转化为Cy，失去Li+和电子，作负极，则B作正极，C作阳极，D作阴极。A项，由分析可知，B为正极，其电极反应式为：Li1- xCO2+ xLi+xe-= LiCO2，A正确；B项，阴极区的电极反应为2CH2=CHCN+2H＋＋2e-=NC(CH2)4CN，过程中阳极区的H+通过质子交换膜移动到阴极区，根据电荷守恒可知，一段时间后，H+浓度不变，则pH不变，B错误；C项，锂离子电池快速充放电的本质就是锂离子能够快速在正负极材料间嵌入和脱嵌，C正确；D项，A极质量减轻14g，则电路中转移2 ml e-，根据2CH2=CHCN+2H＋＋2e-=NC(CH2)4CN
生成1ml己二腈，D正确； 故选B。
20．(2025·安徽省六安一中高三第四次月考)全钒液流电池是化学储能领域的一个研究热点，储能容量大、使用寿命长。利用该电池电解处理含NH4NO3的废水制备硝酸和氨水的原理如图所示，a、b、c、d电极均为惰性电极。下列说法错误的是( )
A．全钒液流电池放电时，a电极反应式为VO2++2H++ e-=VO2++H2O
B．隔膜1为阳离子交换膜
C．装置B中q口流出液中主要的溶质为HNO3
D．若有0.2 ml电子转移，A中质子交换膜左侧电解液质量减少0.2g
【答案】D
【解析】根据题中信息c极是生成氢气，d极是生成氧气，从而说明c极是阴极，d极是阳极，则a电极为正极，b是负极；d极生成氧气的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑＋4H＋，隔膜2是阴离子交换膜，Y区流出溶液是硝酸溶液，c极生成氢气的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，隔膜1是阳离子交换膜，X区流出溶液为氨水。A项，与c极相连的b极为原电池的负极，与d极相连的a极为正极，酸性条件下VO2+离子在正极得到电子发生还原反应生成离子VO2+，电极反应式为VO2++2H++ e-=VO2++H2O，故A正确；B项，c极是水中氢离子得到电子变为氢气，剩余的氢氧根与废水中的铵根反应生成氨水，因此隔膜1为阳离子交换膜，故B正确；C项，d极是水中氢氧根失去电子变为氧气，d电极的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑＋4H＋；剩余氢离子与硝酸根结合生成硝酸，因此q口流出液含有的溶质为HNO3，故C正确；D项，a电极反应式为VO2++2H++ e-=VO2++H2O，若有0.2 ml电子转移，为保持溶液呈电中性，则有0.2ml H+通过质子交换膜迁移进左侧，左侧溶液质量增加0.2g，故D错误；故选D。
装置示意图
序号
电解质溶液
实验现象
①
0.1ml/LCuSO4
+少量H2SO4
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
0.1ml/LCuSO4
+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。经检验电解液中无元素