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考点11.2 电解池1丙烷(C3H8)熔融盐燃料电池和锌蓄电池均为用途广泛的直流电源，放电时二者的总反应分别为C3H8+5O2=3CO2+4H2O，2Zn+O2=2ZnO。用丙烷(C3H8)燃料电池为锌蓄电池充电的装置如图所示，下列说法不正确的是A. 物质M为CO2B. 燃料电池消耗1mo1 O2时，理论上有4 mol OH-透过b膜向P电极移动C. a膜、b膜均适宜选择阴离子交换膜D. 该装置中，锌蓄电池的负极反应式为Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O【答案】D2重铬酸钾又名红矾钾，是化学实验室中的一种重要分析试剂。工业上以铬酸钾(K2CrO4) 为原料，采用电化学法制备重铬酸钾（K2Cr2O7)。制备装罝如下图所示（阳离子交。换膜只允许阳离子透过）下列说法错误的是A. 阳极室中溶液的颜色逐渐由黄色变为橙色 B. 装置中的隔膜为阴离子交换膜C. 电解的过程中阴极附近溶液pH变大 D. 阴极每生成1mol气体，电路中转移2NA个电子【答案】B3如图装置可模拟绿色植物的光合作用，该装置模拟将空气中的H2O和CO2转化为O2和有机物(C3H8O)。下列叙述正确的是A. x为电源正扱，a电极发生还原反应 B. 通电后，质子通过离子交换膜从阴极移向阳极C. 电解开始阶段，阳极区pH逐渐减小 D. 当电路中有1mol电子通过时，会有标注状况下2.8 L CO2反应【答案】C【解析】A. b电极产生氧气，发生失去电子的氧化反应，y为电源正扱，A错误；B. 通电后，质子通过离子交换膜从阳极移向阴极，B错误；C. 电解开始阶段，阳极区氢氧根失去电子转化为氧气和氢离子，pH逐渐减小，C正确；D. 该反应的总方程式是：6CO2+8H2O=2C3H8O+9O2。当电路中有1mol电子通过时，会有标注状况下1/6mol22.4L/mol3.7 L CO2反应，D错误，答案选C。4已知高能锂离子电池的总反应式为2Li+FeS=Fe+Li2S，LiPF6SO(CH3)2为电解质，用该电池为电源电解含镍酸性废水并得到单质Ni的实验装置如图所示。下列说法不正确的是A. 电极Y为LiB. 电解过程中，b中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减小C. X极反应式为FeS+2Li+2e-=Fe+Li2SD. 若将图中阳离子膜去掉，将a、b两室合并，则电解反应总方程式发生改变【答案】B5以铅蓄电池为电源将CO2转化为乙烯的装置如图所示，电解所用电极材料均为惰性电极。下列说法不正确的是（ ）A. b为铅蓄电池的正极 B. 每生成1mol乙烯，理论上铅蓄电池中消耗12mol硫酸C. 电解过程中，阳极区溶液中c(H+)逐渐减小 D. 阴极反应式：2CO2+12H+12e-=C2H4+4H2O【答案】C【解析】A、右边通入二氧化碳在电极上得电子产生乙烯，则电极为阴极，连接的电极a为负极，故b为正极，选项A正确；B、根据电极反应式：2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O，每生成1mol乙烯，转移电子12mol，铅蓄电池工作的电极总反应为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，每转移12mol电子，消耗12mol硫酸， 6图1为光伏并网发电装置示意图。图2为电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液制氢装置示意图(电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极)。图1光伏并网发电装置 图2电解尿素的碱性溶液制氢装置下列叙述中正确的是（ ）A. 图1中N型半导体为正极，P型半导体为负极B. 图2溶液中电子从B极流向A极C. X2为氧气D. 工作时，A极的电极反应式为CO(NH2)2 + 8OH- - 6e- = CO32- + N2+ 6H2O【答案】D【解析】A. 产生氧化产物N2的A极是阳极，连接A极的P型半导体为正极，故A错误；B. 电子只能在导体中传递，在溶液中传递电荷的是离子，故B错误；C. B极是阴极，还原产物X2为氢气，故C错误；D. 工作时，A极发生氧化反应生成N2，电极反应式为CO(NH2)2 + 8OH- - 6e- = CO32- + N2+ 6H2O，故D正确。故选D。 7在微生物作用下电解有机废水（含CH3COOH )，可获得清洁能源H2。其原理如图所示。不正确的是A. 通电后，H+通过质子交换膜向右移动，最终右侧溶液pH减小B. 电源B极为负极C. 与电源A极相连的惰性电极上发生的反应为CH3COOH-8e-+2H2O=2CO2+8H+D. 通电后，若有0 .1molH2生成，则转移0.2 mol 电子【答案】A8氢燃料电池具有广阔前景。某二次氢燃料电池的原理如图所示，该电池用吸附了H2的碳纳米管等材料制作而成，下列说法正确的是A. 放电时，甲电极为正极，OH-移向乙电极B. 可开发氢燃料电池用于电动汽车C. 电池总反应为H2+ NiO(OH)Ni(OH)2D. 充电时，乙电极反应式为NiO(OH)H2O+e=Ni(OH)2OH【答案】B【解析】A放电时，该电池为原电池，氢气在负极失去电子，即甲是负极，乙是正极，电解质溶液中阴离子向负极移动，所以OH-向负极甲电极移动，A错误；B可开发氢燃料电池用于电动汽车，B正确；C放电时，乙电极为正极得电子发生还原反应，电极反应为：NiO(OH)+H2O+e-Ni(OH)2+OH-，负极电极反应式为：H2+2OH-2e-2H2O，则两式相加得总反应：H2+ 2NiO(OH)2Ni(OH)2，C错误；D充电时，乙电极是阳极，发生氧化反应，电极反应式为：Ni(OH)2+OH-e-NiO(OH)+H2O，D错误；答案选B。9现以CO、O2、熔熔盐Z(Na2CO3)组成的燃料电池，采用电解法制备N2O5，装置如图所示，其中Y为CO2，下列说法错误的是A. 石墨I是原电池的负极，发生氧化反应 B. 甲池中的CO32-向石墨I极移动C. 乙池中左端Pt极电极反应式：N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+ D. 若甲池消耗标准状况下的氧气2.24L，则乙池中产生氢气0.05mol【答案】D10高铁酸盐是一种高效绿色氧化剂，可用于废水和生活用水的处理。从环境保护的角度看，制备高铁酸盐较好的方法为电解法：Fe+2H2O+2OHFeO42-+3H2,工作原理如图所示。己知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。下列说法正确的是A. b是电源的正极B. 阳极电极反应为Fe-6e-+4H2O= FeO42-+ 8H+C. 电解过程中，需要将阴极产生的气体及时排出D. 当电路中通过1mol电子的电量时，会有11.2L的H2生成【答案】C【解析】A、根据方程式可知铁失去电子，铁作阳极，与电源的正极相连，因此a是电源的正极，A错误；11如图所示五层膜材料常用于汽车玻璃中的电致变色系统，其工作原理是在外接电源下，通过在膜材料内部发生氧化还原反应，实现对器件的光透过率进行多级可逆性调节。(己知：WO3和Li4Fe43均为无色透明，LiWO3和Fe43均为蓝色)下列有关说法正确的是 A. 当B外接电源负极时，膜的透射率降低，可以有效阻挡阳光B. 当A接电源的正极时，此时Li+脱离离子存储层C. 当B外接电源正极时，离子存储层发生反应为：Fe4Fe(CN)63+4Li+4eLi4Fe4Fe(CN)63D. 该电致变色系统在较长时间的使用过程中，离子导体层中Li+的量可保持基本不变【答案】D【解析】A、当B接外接电源负极时，B为阴极，此时蓝色的Fe4Fe(CN)63得电子成为Li4Fe4Fe(CN)63，此物质为无色透明物质，不能有效阻挡阳光，A错误；B、当A接外接电源负极时，A为阴极，Li+脱离离子存储层移向阴极，B错误；C、当B外接电源正极时，发生失去电子的氧化反应，离子存储层发生反应为：Li4Fe4Fe(CN)634eFe4Fe(CN)63+4Li+，C错误；D、电致变色系统在较长时间的使用过程中，Li+不会参与电极反应，Li+的量可保持基本不变，D正确，答案选D。12我国科研人员以Zn和尖晶石型锰酸锌（ZnMn2O4）为电极材料，研制出一种水系锌离子电池。该电池的总反应方程式：xZn + Zn1xMn2O4ZnMn2O4（0 x 1）。下列说法正确的是A. 充电时，Zn2+向ZnMn2O4电极迁移B. 充电时，阳极反应：ZnMn2O4 2xeZn1-xMn2O4+xZn2+C. 放电时，每转移1mol e-，ZnMn2O4电极质量增加65gD. 充放电过程中，只有Zn元素的化合价发生变化【答案】B13亚磷酸(H3PO3)是二元弱酸,亚磷酸主要用作尼龙增白剂,电解Na2HPO3溶液也可得到亚磷酸,装置示意图如图(其中阳膜只允许阳离子通过,阴膜只允许阴离子通过)。下列说法不正确的是A. 阳极的电极反应式为2H2O-4e- 4H+O2B. 产品室中发生的离子反应为HPO32-+2H+H3PO3C. 原料室中Na+浓度保持不变D. 阴极室中溶液的pH逐渐升高【答案】C【解析】A. 阳极上水放电生成氧气，电极反应式为2H2O-4e- 4H+O2，故A正确；B. 产品室中HPO32-和氢离子结合生成亚磷酸，反应离子方程式为：HPO32-+2H+=H3PO3，故B正确；C. 原料室中Na+通过阳膜向阴极室移动，原料室中Na+浓度逐渐减小，故C错误；D. 阴极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H+2e-=H2，阴极室中溶液中的c(H+)逐渐减小，pH逐渐升高，故D正确；故选C。 14如图所示的装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极将电源接通后，向（乙）中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色则以下说法正确的是A. 电源B极是正极B. 装置（丁）中Y极附近红褐色变深，说明氢氧化铁胶粒带负电荷C. 欲用（丙）装置给铜镀银，H应该是Ag，电镀液是AgNO3溶液D. （甲）、（乙）装置的C、D、E、F电极均有单质生成，其物质的量之比为1：2：2：2【答案】D15电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法:保持污水的pH在5.06.0之间,利用电解过程中生成的Fe(OH)3沉淀的吸附性吸附污物而沉积下来,模拟处理装置如下。下列有关说法中错误的是A. X电极是负极,电极反应式为:CH4-8e-+4C5CO2+2H2OB. 铁是阳极,先失去电子生成Fe2+C. 工作时熔融碳酸盐中的C移向Y电极D. 污水中存在反应4Fe2+10H2O + O24Fe(OH)3+8H+【答案】C【解析】燃料电池中，正极发生的反应一定是氧气得电子的过程，该电池的电解质环境是熔融碳酸盐，所以电极反应为：O2+2CO2+4e-=2CO32-，负极反应式为：CH4-8e-+4CO32-5CO2+2H2O，二氧化碳（CO2）可以循环利用；左池为电解池，活泼金属铁电极做电解池的阳极，所以电极本身放电，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+；因为污水的pH在5.06.0之间，所以阴极的电极反应为：2H+2e-=H2。AX电极是负极，电极反应式为：CH4-8e-+4CO32-5CO2+2H2O，故A正确；B电解池中Fe为阳极，发生Fe-2e-=Fe2+，故B正确；C工作时熔融盐中的碳酸根移向负极移动，即X电极，故C错误；D二价铁离子具有还原性，能被氧气氧化到正三价，使得溶液呈酸性，方程式为：4Fe2+10H2O+O2=4Fe（OH）3+8H+，故D正确；故选C。 16电化学降解的原理如图所示。下列说法不正确的是A. 铅蓄电池的A极为正极B. 铅蓄电池工作过程中正极质量增大C. 该电解池的阴极反应为2+6H2O+10e-N2+12OH-D. 若电解过程中转移2 mol电子，则交换膜两侧电解液的质量变化差m左-m右=10.4 g【答案】D17如图是CO2催化还原为CH4示意图。下列说法不正确的是A. 该过程是电能转化为化学能的过程B. 铜电极的电极反应式为CO2+8H+8e-=CH4+2H2OC. 一段时间后，池中溶液的pH一定下降D. 一段时间后，池中n(KHCO3)不变【答案】D18用惰性电极电解FeSO4溶液制备高纯铁的原理如下图所示。下列说法错误的是A. 阳极主要发生反应：Fe2+-e-=Fe3+ B. 可用高纯铁电极作阴扱C. 电解液中的SO42-由右向左通过阴离子交换膜 D. 电解法制备髙纯铁总反应：3Fe2+Fe+2Fe3+【答案】C【解析】A、根据图中信息可知，阳极亚铁离子失电子产生铁离子，发生的电极反应为：Fe2+-e-=Fe3+，选项A正确；B、可用高纯铁电极作阴极，阴极上亚铁离子得电子产生铁单质析出在高纯铁电极上，选项B正确；C、电解池中阴离子SO42-，定向移动到阳极，故由左向右通过阴离子交换膜，选项C错误；D、电解法制备高纯铁阳极电极反应式为：2Fe2+-2e-=2Fe3+，阴极电极反应式为：Fe2+2e-=Fe，总反应为：3Fe2+ Fe+2Fe3+，选项D正确。答案选C。 19 H3BO3可以通过电解NaB(OH)4溶液的方法制备，其工作原理如图，下列叙述错误的是A. M室发生的电极反应式为：2H2O4e = O4HB. N室中：a% b%C. b膜为阴离子交换膜 D. 理论上每生成1mol产品，阴极室可生成5.6L气体【答案】D
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