特征：反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
形成原電池條件分析、原電池原理分析
銀鋅電池、微型電池、燃料電池、海水鋁電池、普通干電池等
有關(guān)電解池、原電池的計(jì)算（電子守恒原理的應(yīng)用）
研究切入點(diǎn)：兩級(jí)一液即兩個(gè)電極電解質(zhì)溶液
電解食鹽水、電鍍、電解精煉銅、電解冶煉鋁
電解方式實(shí)現(xiàn)一些特殊反應(yīng)：如Cu+2H2O→Cu(OH)2↓+H2↑
電解反應(yīng)類型、電解時(shí)電極上的離子放電順序等
電解前后、電解過程中溶液pH變化分析等
特征：反應(yīng)被迫進(jìn)行，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
知識(shí)點(diǎn)2 電解原理創(chuàng)新應(yīng)用
知識(shí)點(diǎn)1 常見串聯(lián)裝置圖
知識(shí)點(diǎn)2 多池串聯(lián)裝置中電池類型判斷
知識(shí)點(diǎn)1 離子交換膜類型
知識(shí)點(diǎn)2 含膜電解池裝置分析
1. 電解池工作原理（惰性電極）
2. 電解池陰、陽極的判斷方法
電極質(zhì)量減小或有非金屬單質(zhì)生成（如O2、Cl2）
析出金屬或有氣體放出等
3. 明確電解池的電極反應(yīng)及離子放電順序
活潑金屬：電極材料本身失電子被氧化 M-ne-=Mn+
惰性電極：一般溶液中還原性強(qiáng)的陰離子優(yōu)先失去電子被氧化
一般溶液中氧化性強(qiáng)的陽離子優(yōu)先得到電子被還原
陽離子在陰極上的放電順序：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)
陰離子在陽極上的放電順序：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根離子
1.電解原理常見的考查點(diǎn)
電解原理及應(yīng)用是高考高頻考點(diǎn)，該類試題往往與生產(chǎn)、生活及新科技等相聯(lián)系，以裝置圖或流程圖為載體呈現(xiàn)，題材廣、信息新，題目具有一定難度。主要考查陰、陽極的判斷、電極反應(yīng)式、電解反應(yīng)方程式的書寫、溶液離子濃度變化及有關(guān)計(jì)算等。
2.“5點(diǎn)”突破電解綜合應(yīng)用題
【例1】(2024·甘肅卷，7，3分)某固體電解池工作原理如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是( )
多孔電極1上H2O(g)發(fā)生得電子的還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化成H2(g)，多孔電極1為陰極，電極反應(yīng)為2H2O+4e-=2H2+2O2-；多孔電極2上O2-發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化成O2(g)，多孔電極2為陽極，電極反應(yīng)為2O2--4e-=O2。
電極1的多孔結(jié)構(gòu)能增大電極的表面積，增大與水蒸氣的接觸面積
電極2為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)：2O2--4e-=O2
工作時(shí)，陰離子O2-向陽極移動(dòng)，即O2-從多孔電極1遷移到多孔電極2
電解總反應(yīng)為2H2O(g) 2H2+O2，分解2mlH2O轉(zhuǎn)移4ml電子，則理論上電源提供2ml電子能分解1mlH2O，
【變式訓(xùn)練】電化學(xué)修復(fù)技術(shù)是近年迅速發(fā)展的一種污染土壤綠色原位修復(fù)技術(shù)。處理土壤重金屬污染時(shí)，在污染土壤區(qū)域插入電極(下圖)，土壤中污染物定向遷移，富集在電極區(qū)域，再通過其他方法(電鍍、沉淀/共沉淀、抽出、離子交換樹脂等)去除。下列說法正確的是( )
【解析】A項(xiàng)，H+在陰極區(qū)得電子產(chǎn)生氫氣，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，土壤中污染物定向遷移，說明土壤中膠體粒子帶電，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，陽離子定向移動(dòng)到了有極區(qū)，故陰極區(qū)抽提物發(fā)生的是陽離子交換，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，金屬離子在堿性區(qū)域產(chǎn)生氫氧化物而去除，D正確；故選D。
知識(shí)點(diǎn)1 常見串聯(lián)裝置圖
將原電池和電解池結(jié)合在一起，或幾個(gè)電解池串聯(lián)在一起，綜合考查化學(xué)反應(yīng)中的能量變化、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)和化學(xué)計(jì)算等知識(shí)，是高考中電化學(xué)部分的重要題型。解答該類試題時(shí)電池種類的判斷是關(guān)鍵，整個(gè)電路中各個(gè)電池工作時(shí)得失電子守恒是數(shù)據(jù)處理的法寶。
模型一 外接電源與電解池的串聯(lián)
A、B為兩個(gè)串聯(lián)電解池，相同時(shí)間內(nèi)，各電極得失電子數(shù)相等。
模型二　原電池與電解池的串聯(lián)
A均為原電池B均為電解池
知識(shí)點(diǎn)2 多池串聯(lián)裝置中電池類型的判斷
非常直觀明顯的裝置，如有燃料電池、鉛蓄電池等在電路中時(shí)，則其他裝置為電解池。如圖：A為原電池，B為電解池。
2．根據(jù)電池中的電極材料和電解質(zhì)溶液判斷
原電池一般是兩個(gè)不同的金屬電極或一個(gè)金屬電極和一個(gè)碳棒電極；而電解池則一般都是兩個(gè)惰性電極，如兩個(gè)鉑電極或兩個(gè)碳棒電極。原電池中的電極材料和電解質(zhì)溶液之間能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，電解池的電極材料一般不能和電解質(zhì)溶液自發(fā)反應(yīng)。如圖：A為電解池，B為原電池。
3．根據(jù)電極反應(yīng)現(xiàn)象判斷
在某些裝置中根據(jù)電極反應(yīng)現(xiàn)象可判斷電極，并由此判斷電池類型。如圖：若C極溶解，D極上析出Cu，B極附近溶液變紅，A極上放出黃綠色氣體，則可知乙是原電池，D是正極，C是負(fù)極，甲是電解池，A是陽極，B是陰極。B、D極發(fā)生還原反應(yīng)，A、C極發(fā)生氧化反應(yīng)。
【例2】(2022?山東卷，13)設(shè)計(jì)如圖裝置回收金屬鈷。保持細(xì)菌所在環(huán)境pH穩(wěn)定，借助其降解乙酸鹽生成CO2，將廢舊鋰離子電池的正極材料LiCO2轉(zhuǎn)化為C2+，工作時(shí)保持厭氧環(huán)境，并定時(shí)將乙室溶液轉(zhuǎn)移至甲室。已知電極材料均為石墨材質(zhì)，右側(cè)裝置為原電池。下列說法正確的是( ???)
A．裝置工作時(shí)，甲室溶液pH逐漸增大B．裝置工作一段時(shí)間后，乙室應(yīng)補(bǔ)充鹽酸C．乙室電極反應(yīng)式為LiCO2+2H2O+e+4H+=Li++C2++4OH-D．若甲室C2+減少200 mg，乙室C2+增加300 mg，則此時(shí)已進(jìn)行過溶液轉(zhuǎn)移
A．裝置工作時(shí)，甲室溶液pH逐漸增大B．裝置工作一段時(shí)間后，乙室應(yīng)補(bǔ)充鹽酸
依據(jù)題意右側(cè)裝置為原電池，電池工作時(shí)，甲室中細(xì)菌上乙酸鹽的陰離子失去電子被氧化為CO2氣體，C2+在另一個(gè)電極上得到電子，被還原產(chǎn)生C單質(zhì)，CH3COO-失去電子后，Na+通過陽膜進(jìn)入陰極室，溶液變?yōu)镹aCl溶液，溶液由堿性變?yōu)橹行?，溶液pH減小
對(duì)于乙室，正極上LiCO2得到電子，被還原為C2+，同時(shí)得到Li+，其中的O與溶液中的H+結(jié)合H2O，因此電池工作一段時(shí)間后應(yīng)該補(bǔ)充鹽酸
C．乙室電極反應(yīng)式為LiCO2+2H2O+e+4H+=Li++C2++4OH-D．若甲室C2+減少200 mg，乙室C2+增加300 mg，則此時(shí)已進(jìn)行過溶液轉(zhuǎn)移
電解質(zhì)溶液為酸性，不可能大量存在OH-，乙室電極反應(yīng)式為：LiCO2+e-+ 4H+=Li++C2++2H2O，
若甲室C2+減少200 mg，電子轉(zhuǎn)移物質(zhì)的量為n(e-)= ，乙室C2+增加300 mg，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為n(e-)= ，說明此時(shí)已進(jìn)行過溶液轉(zhuǎn)移
能自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng)
不能自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng)
根據(jù)電化學(xué)原理及電極反應(yīng)式
根據(jù)“串聯(lián)”電池各級(jí)轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等
【變式訓(xùn)練】中科院長春應(yīng)化所張新波團(tuán)隊(duì)提出了一種獨(dú)特的鋰—氮電池(Li—N2)，該電池在放電過程中消耗氮?dú)?，充電過程中釋放氮?dú)?，?shí)現(xiàn)氮?dú)獾难h(huán)，并對(duì)外提供電能。該電池在充電時(shí)發(fā)生反應(yīng)：2Li3N===N2↑＋6Li?，F(xiàn)以該電池為電源進(jìn)行如圖所示實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是(　　)
知識(shí)點(diǎn)1 離子交換膜類型
離子交換膜是一種含離子基團(tuán)的、對(duì)溶液里的離子具有選擇透過能力的高分子膜。因它對(duì)離子具有選擇透過性，且電化學(xué)性能優(yōu)良，在涉及電化學(xué)的工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。
隔離某些物質(zhì)，防止發(fā)生反應(yīng)，常用于物質(zhì)制備。限制某些離子的移動(dòng)，常用于物質(zhì)制備及純化。雙極膜：由一張陽膜和一張陰膜復(fù)合制成的陰、陽復(fù)合膜。該膜的特點(diǎn)是在直流電的作用下，陰、陽膜復(fù)合層間的H2O解離成H＋和OH－并分別通過陽膜和陰膜，作為H＋和OH－的離子源。
選擇性透過離子，平衡電荷，形成閉合回路。
3．離子交換膜的作用及意義
使離子選擇性定向移動(dòng)，平衡整個(gè)溶液的離子濃度和電荷
只允許陽離子通過，阻止陰離子和氣體通過
只允許陰離子通過，阻止陽離子和氣體通過
只允許質(zhì)子（H+）通過
隔離某些物質(zhì)，防止發(fā)生反應(yīng)
根據(jù)電解質(zhì)溶液呈電中性的原則，判斷膜的類型(1) 首先寫出兩電極上的電極反應(yīng)，根據(jù)電極反應(yīng)式確定該電極負(fù)極哪種離子剩余(2)根據(jù)溶液呈電中性，判斷出離子移動(dòng)的方向，從而確定離子交換膜的類型
知識(shí)點(diǎn)2 含膜電解池裝置分析
工業(yè)上利用如圖兩室電解裝置制備燒堿：?陽極室中電極反應(yīng)：2Cl－－2e－=Cl2↑，陰極室中的電極反應(yīng)：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，陰極區(qū)H＋放電，破壞了水的電離平衡，使OH－濃度增大，陽極區(qū)Cl－放電，使溶液中的c(Cl－)減小，為保持電荷守恒，陽極室中的Na＋通過陽離子交換膜與陰極室中生成的OH－結(jié)合，得到濃的NaOH溶液。利用這種方法制備物質(zhì)，純度較高，基本沒有雜質(zhì)。
利用三室電解裝置制備NH4NO3，其工作原理如圖所示陰極的NO被還原為NH4＋：NO＋5e－＋6H＋=NH4＋＋H2ONH4＋通過陽離子交換膜進(jìn)入中間室；陽極的NO被氧化為NO3-：NO－3e－＋2H2O=NO3-＋4H＋NO3-通過陰離子交換膜進(jìn)入中間室。根據(jù)電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等可得電解總反應(yīng)： 8NO＋7H2O 3NH4NO3＋2HNO3，為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為 NH4NO3，補(bǔ)充適量NH3可以使電解產(chǎn)生的HNO3轉(zhuǎn)化為NH4NO3。
“四室電滲析法”制備H3PO2(次磷酸)，其工作原理如圖所示：?電解稀硫酸的陽極反應(yīng)：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋產(chǎn)生的H＋通過陽離子交換膜進(jìn)入產(chǎn)品室，原料室中的H2PO2－穿過陰離子交換膜進(jìn)入產(chǎn)品室，與H＋結(jié)合生成弱電解質(zhì)H3PO2；電解NaOH稀溶液的陰極反應(yīng)：4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－原料室中的Na＋通過陽離子交換膜進(jìn)入陰極室，可得副產(chǎn)品NaOH。
4．離子交換膜類型的判斷方法
首先寫出陰、陽兩極上的電極反應(yīng)。依據(jù)電極反應(yīng)確定該電極附近哪種離子剩余。根據(jù)電極附近溶液呈電中性，從而判斷出離子移動(dòng)的方向。根據(jù)離子移動(dòng)的方向，確定離子交換膜的類型。
5．有“膜”條件下離子定向移動(dòng)方向的判斷方法
陽離子移向電解池陰極（或原電池的正極）；陽離子交換膜會(huì)阻斷陰離子定向移動(dòng)；
陰離子移向電解池陽極（或原電池的負(fù)極）；陰離子交換膜會(huì)阻斷陽離子定向移動(dòng)；
C.陽極總反應(yīng)式2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+H2↑+2H2O :2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+H2↑+2H2O
D.陰極區(qū)存在反應(yīng)H2C2O4+2e-+2H+=OHC—COOH+H2O
【解析】在KOH溶液中HCHO轉(zhuǎn)化為HOCH2O-：HCHO+OH-→HOCH2O-，存在平衡HOCH2O-+OH- [OCH2O]2-+H2O，Cu電極上發(fā)生的電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)為[OCH2O]2--e-=HCOO-+H?，H?結(jié)合成H2，Cu電極為陽極；PbCu電極為陰極，首先HOOC—COOH在Pb上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為OHC—COOH：H2C2O4+2e-+2H+=OHC—COOH+H2O，OHC—COOH與HO—N+H3反應(yīng)生成HOOC—CH=N—OH：OHC—COOH+HO—N+H3→HOOC—CH=N—OH+H2O+H+，HOOC—CH=N—OH發(fā)生得電子的還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化成H3N+CH2COOH：HOOC—CH=N—OH+4e-+5H+=H3N+CH2COOH+H2O。
電解過程中，陽極區(qū)消耗OH-、同時(shí)生成H2O，故電解一段時(shí)間后陽極區(qū)c(OH-)減小
陰極區(qū)的總反應(yīng)為H2C2O4+HO—N+H3+6e-+6H+= H3N+CH2COOH+3H2O，1mlH2O解離成1mlH+和1mlOH-，故理論上生成1mlH3N+CH2COOH雙極膜中有6mlH2O解離
結(jié)合裝置圖，陽極總反應(yīng)為2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+H2↑+2H2O
陰極區(qū)的Pb上發(fā)生反應(yīng)H2C2O4+2e-+2H+=OHC—COOH+H2O
第一步，分清隔膜類型。即交換膜屬于陽膜、陰膜或質(zhì)子膜中的哪一種，判斷允許哪種離子通過隔膜。第二步，寫出電極反應(yīng)式，判斷交換膜兩側(cè)離子變化，推斷電荷變化，根據(jù)電荷平衡判斷離子遷移方向。第三步，分析隔膜作用。在產(chǎn)品制備中，隔膜作用主要是提高產(chǎn)品純度，避免產(chǎn)物之間發(fā)生反應(yīng)，或避免產(chǎn)物因發(fā)生反應(yīng)而造成危險(xiǎn)。
“隔膜”電解池的解題步驟
注意介質(zhì)是電解質(zhì)溶液還是熔融鹽或氧化物。通入負(fù)極的物質(zhì)為燃料，通入正極的物質(zhì)為氧氣(或其他氧化劑)。通過介質(zhì)中離子的移動(dòng)方向，可判斷電池的正負(fù)極，同時(shí)考慮該離子參與靠近一極的電極反應(yīng)。零價(jià)法秒殺負(fù)極反應(yīng)的書寫。若負(fù)極有機(jī)物燃料為CxHyOz，產(chǎn)物中C元素為+4 價(jià)的CO32-或HCO3-,，則轉(zhuǎn)移電子數(shù)為C數(shù)×4+H數(shù)×1+O數(shù)×(-2)，若有機(jī)陰離子在負(fù)極反應(yīng)(如CH3COO-)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)則為C數(shù)×4+H數(shù)×1+O數(shù)×(-2)+電荷數(shù)。
知識(shí)點(diǎn)2 三種計(jì)算方法
知識(shí)點(diǎn)1 解題關(guān)鍵
原電池和電解池的計(jì)算包括：兩極產(chǎn)物的定量計(jì)算、溶液的計(jì)算、相對(duì)原子質(zhì)量的計(jì)算和阿伏伽德羅常數(shù)測定的計(jì)算、根據(jù)電荷守恒量求產(chǎn)物的量。電化學(xué)的反應(yīng)本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)，各電極上轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量相等，無論是單一電池還是串聯(lián)電解池，均可抓住電子守恒計(jì)算。
電極名稱要區(qū)分清楚； 電極產(chǎn)物要判斷準(zhǔn)確； 各產(chǎn)物間量的關(guān)系遵循得失電子守恒。
知識(shí)點(diǎn)2 三種計(jì)算方法
先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計(jì)算
用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計(jì)算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。用于混合溶液中電解的分階段計(jì)算。
【例4】 (2024·廣東卷，16)一種基于氯堿工藝的新型電解池(下圖)，可用于濕法冶鐵的研究。電解過程中，下列說法不正確的是( )
e-+4OH-=2HCOO-+H2↑+2H2O
A．陽極反應(yīng)：2Cl--2e-=?Cl2↑B．陰極區(qū)溶液中OH-濃度逐漸升高C．理論上每消耗1mlFe2O3，陽極室溶液減少213 gD．理論上每消耗1mlFe2O3，陰極室物質(zhì)最多增加138 g
A．陽極反應(yīng)：2Cl--2e-=?Cl2↑B．陰極區(qū)溶液中OH-濃度逐漸升高
【解析】右側(cè)溶液為飽和食鹽水，右側(cè)電極產(chǎn)生氣體，則右側(cè)電極為陽極，Cl-放電產(chǎn)生氯氣，電極反應(yīng)為：2Cl--2e-=?Cl2↑；左側(cè)電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，F(xiàn)e2O3在堿性條件下轉(zhuǎn)化為Fe，電極反應(yīng)為：Fe2O3+6e-+3H2O=2Fe+6OH-；中間為陽離子交換膜，Na+由陽極向陰極移動(dòng)。
陽極反應(yīng)為：2Cl--2e-=?Cl2↑
陰極反應(yīng)為：Fe2O3+6e-+3H2O=2Fe+6OH-，消耗水產(chǎn)生OH-，陰極區(qū)溶液中OH-濃度逐漸升高
C．理論上每消耗1mlFe2O3，陽極室溶液減少213 gD．理論上每消耗1mlFe2O3，陰極室物質(zhì)最多增加138 g
理論上每消耗1mlFe2O3，轉(zhuǎn)移6ml電子，產(chǎn)生3ml Cl2，同時(shí)有6ml Na+由陽極轉(zhuǎn)移至陰極，則陽極室溶液減少3×71g +6×23g =351g
理論上每消耗1mlFe2O3，轉(zhuǎn)移6ml電子，有6ml Na+由陽極轉(zhuǎn)移至陰極，陰極室物質(zhì)最多增加6×23g =138g
原電池和電解池綜合裝置的有關(guān)計(jì)算的根本依據(jù)就是得失電子守恒，分析時(shí)要注意兩點(diǎn)：①串聯(lián)電路中各支路電流相等；②并聯(lián)電路中總電流等于各支路電流之和。在此基礎(chǔ)上分析處理其他各種數(shù)據(jù)。
圖中裝置甲是原電池，裝置乙是電解池，若電路中有0.2 ml電子轉(zhuǎn)移，則Zn極溶解 6.5g，Cu極上析出H2?2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，Pt極上析出Cl2?0.1?ml，C極上析出Cu6.4g。甲池中H＋被還原生成H2，溶液pH變大；乙池中是電解CuCl2，電解后再加入適量CuCl2固體可使溶液復(fù)原。
【變式訓(xùn)練】在如圖所示的裝置中，若通直流電5 min時(shí)，銅電極的質(zhì)量增加2.16 g。試回答下列問題。
(1)電源中X為直流電源的____極。
先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計(jì)算
①用于串聯(lián)電路的陰陽兩級(jí)產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計(jì)算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)目相等② 用于混合溶液中電解的分階段計(jì)算
根據(jù)得失電子守恒建立已知量與未知量之間的關(guān)系，得出計(jì)算所需的計(jì)算式
1、(2024·山東卷，13，4分)以不同材料修飾的Pt為電極，一定濃度的NaBr溶液為電解液，采用電解和催化相結(jié)合的循環(huán)方式，可實(shí)現(xiàn)高效制H2和O2，裝置如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A．電極a連接電源負(fù)極B．加入Y的目的是補(bǔ)充NaBrC．電解總反應(yīng)式為Br-+3H2O ? BrO3-+3H2↑D．催化階段反應(yīng)產(chǎn)物物質(zhì)的量之比n(Z) ∶n(Br-)=3∶2
【解析】電極b上Br-發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化成BrO3-，電極b為陽極，電極反應(yīng)為Br-?-6e-+3H2O= BrO3-+6H+；則電極a為陰極，電極a的電極反應(yīng)為6H++6e-=3H2↑；電解總反應(yīng)式為Br-+3H2O BrO3-+3H2↑；催化循環(huán)階段BrO3-被還原成Br-循環(huán)使用、同時(shí)生成O2，實(shí)現(xiàn)高效制H2和O2，即Z為O2。A項(xiàng)，電極a為陰極，連接電源負(fù)極，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，根據(jù)分析電解過程中消耗H2O和Br-，而催化階段BrO3-被還原成Br-循環(huán)使用，故加入Y的目的是補(bǔ)充H2O，維持NaBr溶液為一定濃度，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，根據(jù)分析電解總反應(yīng)式為Br-+3H2O BrO3-+3H2↑，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，催化階段，Br元素的化合價(jià)由+5價(jià)降至-1價(jià)，生成1mlBr-得到6ml電子，O元素的化合價(jià)由-2價(jià)升至0價(jià)，生成1mlO2失去4ml電子，根據(jù)得失電子守恒，反應(yīng)產(chǎn)物物質(zhì)的量之比n(O2) ∶n(Br-)=6∶4=3∶2，D項(xiàng)正確；
2.(2024·遼吉黑卷，12，3分) “綠色零碳”氫能前景廣闊。為解決傳統(tǒng)電解水制“綠氫”陽極電勢高、反應(yīng)速率緩慢的問題，科技工作者設(shè)計(jì)耦合HCHO高效制H2的方法，裝置如圖所示。部分反應(yīng)機(jī)理為： 。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A．相同電量下H2理論產(chǎn)量是傳統(tǒng)電解水的1.5倍B．陰極反應(yīng)：2H2O+2e-=H2↑+2OH-C．電解時(shí)OH-通過陰離子交換膜向b極方向移動(dòng)D．陽極反應(yīng)：
【解析】據(jù)圖示可知，b電極上HCHO 轉(zhuǎn)化為HCOO-，而HCHO 轉(zhuǎn)化為HCOO-為氧化反應(yīng)，所以b電極為陽極，a電極為陰極，HCHO為陽極反應(yīng)物，由反應(yīng)機(jī)理: 可知：反應(yīng) 后生成的 轉(zhuǎn)化為HCOOH。由原子守恒和電荷守恒可知，在生成HCOOH的同時(shí)還生成了H-，生成的HCOOH再與氫氧化鉀酸堿中和：HCOOH+OH-=HCOO-+H2O，而生成的H-在陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氫氣，即2H--2e-=H2↑，陰極水得電子生成氫氣：2H2O+2e-=H2↑+2OH-。A項(xiàng)，陽極反應(yīng)：①HCHO+OH--e-→HCOOH+ 1/2H2，②HCOOH+OH-=HCOO-+H2O，陰極反應(yīng)2H2O-2e-=H2↑+2OH-，即轉(zhuǎn)移2ml電子時(shí)，陰、陽兩極各生成1mlH2，共2mlH2，而傳統(tǒng)電解水：2H2O 2H2↑+O2↑，轉(zhuǎn)移2ml電子，只有陰極生成1mlH2，所以相同電量下H2理論產(chǎn)量是傳統(tǒng)電解水的2倍，A錯(cuò)誤；
B項(xiàng)，陰極水得電子生成氫氣，陰極反應(yīng)為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，B正確；C項(xiàng)，由電極反應(yīng)式可知，電解過程中陰極生成OH-，負(fù)電荷增多，陽極負(fù)電荷減少，要使電解質(zhì)溶液呈電中性，OH-通過陰離子交換膜向陽極移動(dòng)，即向b極方向移動(dòng)，C正確；D項(xiàng)，陽極反應(yīng)涉及到：①HCHO+OH--e-→HCOOH+H2，②HCOOH+OH-=HCOO-+H2O，由(①+②)×2得陽極反應(yīng)為：2HCHO+4OH--2e-=2HCOO-+2H2O+H2↑，故D正確；故選A。
A．石墨電極為陰極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．電極A的電極反應(yīng)：8H++TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4H2OC．該體系中，石墨優(yōu)先于Cl-參與反應(yīng)D．電解時(shí)，陽離子向石墨電極移動(dòng)
3.(2023?浙江省1月選考，11)在熔融鹽體系中，通過電解TiO2和SiO2獲得電池材料(TiSi)，電解裝置如圖，下列說法正確的是( )
【解析】由圖可知，在外加電源下石墨電極上C轉(zhuǎn)化為CO，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽極，與電源正極相連，則電極A作陰極，TiO2和SiO2獲得電子產(chǎn)生電池材料(TiSi)，電極反應(yīng)為TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4O2-。A項(xiàng)，在外加電源下石墨電極上C轉(zhuǎn)化為CO，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽極，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，電極A的電極反應(yīng)為TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4O2-，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，根據(jù)圖中信息可知，該體系中，石墨優(yōu)先于Cl-參與反應(yīng)，C正確；D項(xiàng)，電解池中石墨電極為陽極，陽離子向陰極電極A移動(dòng)，D錯(cuò)誤；故選C。
4.(2023?山東卷，11)利用熱再生氨電池可實(shí)現(xiàn)CuSO4電鍍廢液的濃縮再生。電池裝置如圖所示，甲、乙兩室均預(yù)加相同的CuSO4電鍍廢液，向甲室加入足量氨水后電池開始工作。下列說法正確的是( )
A．甲室Cu電極為正極B．隔膜為陽離子膜C．電池總反應(yīng)為：Cu2++4NH3=[Cu(NH3)4]2+D．NH3擴(kuò)散到乙室將對(duì)電池電動(dòng)勢產(chǎn)生影響
【解析】A項(xiàng)，向甲室加入足量氨水后電池開始工作，則甲室Cu電極溶解，變?yōu)殂~離子與氨氣形成[Cu(NH3)4]2+，因此甲室Cu電極為負(fù)極，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)， 再原電池內(nèi)電路中陽離子向正極移動(dòng)，若隔膜為陽離子膜，電極溶解生成的銅離子要向右側(cè)移動(dòng)，通入氨氣要消耗銅離子，顯然左側(cè)陽離子不斷減小，明顯不利于電池反應(yīng)正常進(jìn)行，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，左側(cè)負(fù)極是Cu+4NH3-2e- =[Cu(NH3)4]2+，正極是Cu 2++2e- =?Cu，則電池總反應(yīng)為：Cu2++4NH3=[Cu(NH3)4]2+，故C正確；D項(xiàng)，NH3擴(kuò)散到乙室會(huì)與銅離子反應(yīng)生成[Cu(NH3)4]2+，銅離子濃度降低，銅離子得電子能力減弱，因此將對(duì)電池電動(dòng)勢產(chǎn)生影響，故D正確。故選CD。
5．(2023?廣東卷，16)用一種具有“卯榫”結(jié)構(gòu)的雙極膜組裝電解池(下圖)，可實(shí)現(xiàn)大電流催化電解KNO3溶液制氨。工作時(shí)，H2O在雙極膜界面處被催化解離成H+和OH-，有利于電解反應(yīng)順利進(jìn)行。下列說法不正確的是( ???)
A．電解總反應(yīng)：KNO3+3H2O=?NH3·H2O+2O2↑+KOHB．每生成1ml NH3·H2O，雙極膜處有9 ml的H2O解離C．電解過程中，陽極室中KOH的物質(zhì)的量不因反應(yīng)而改變D．相比于平面結(jié)構(gòu)雙極膜，“卯榫”結(jié)構(gòu)可提高氨生成速率
【解析】由信息大電流催化電解KNO3溶液制氨可知，在電極a處KNO3放電生成NH3，發(fā)生還原反應(yīng)，故電極a為陰極，電極方程式為NO3-?+8e－+7H2O= NH3·H2O+9OH-，電極b為陽極，電極方程式為4OH--4e－=O2↑＋2H2O，“卯榫”結(jié)構(gòu)的雙極膜中的H＋移向電極a，OH－移向電極b。A項(xiàng)，由分析中陰陽極電極方程式可知，電解總反應(yīng)為KNO3+3H2O=?NH3·H2O+2O2↑+KOH，故A正確；B項(xiàng)，每生成1ml NH3·H2O，陰極得8ml e－，同時(shí)雙極膜處有8ml H+進(jìn)入陰極室，即有8ml的H2O解離，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，電解過程中，陽極室每消耗4ml OH-，同時(shí)有4ml OH-通過雙極膜進(jìn)入陽極室，KOH的物質(zhì)的量不因反應(yīng)而改變，故C正確；D項(xiàng)，相比于平面結(jié)構(gòu)雙極膜，“卯榫”結(jié)構(gòu)具有更大的膜面積，有利于H2O被催化解離成H+和OH-，可提高氨生成速率，故D正確；故選B。
6．(2022?重慶卷，12)硝酮是重要的有機(jī)合成中間體，可采用“成對(duì)間接電氧化”法合成。電解槽中水溶液的主要成分及反應(yīng)過程如圖所示。
下列說法錯(cuò)誤的是( ???)A．惰性電極2為陽極B．反應(yīng)前后WO42-/WO52-數(shù)量不變C．消耗1ml氧氣，可得到1ml硝酮D．外電路通過1ml電子，可得到1ml水
【解析】A項(xiàng)，惰性電極2，Br-被氧化為Br2，惰性電極2為陽極，故A正確；B項(xiàng)，WO42-/WO52-循環(huán)反應(yīng)，反應(yīng)前后WO42-/WO52-數(shù)量不變，故B正確；C項(xiàng)，總反應(yīng)為氧氣把二丁基-N-羥基胺氧化為硝酮，1ml二丁基-N-羥基胺失去2mlH原子生成1ml硝酮，氧氣最終生成水，根據(jù)氧原子守恒，消耗1ml氧氣，可得到2ml硝酮，故C錯(cuò)誤；??D項(xiàng)，外電路通過1ml電子，生成0.5mlH2O2，H2O2最終生成水，根據(jù)氧原子守恒，可得到1ml水，故D正確；故選C。
7．(2022?全國甲卷，10)一種水性電解液Zn-MnO2離子選擇雙隔膜電池如圖所示(KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH)?42-存在)。電池放電時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是( ???)
A．Ⅱ區(qū)的K+通過隔膜向Ⅲ區(qū)遷移B．Ⅰ區(qū)的SO42-通過隔膜向Ⅱ區(qū)遷移C． MnO2電極反應(yīng)：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2OD．電池總反應(yīng)：Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)?42-+Mn2++2H2O
【解析】根據(jù)圖示的電池結(jié)構(gòu)和題目所給信息可知，Ⅲ區(qū)Zn為電池的負(fù)極，電極反應(yīng)為Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)?42-，Ⅰ區(qū)MnO2為電池的正極，電極反應(yīng)為MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O；電池在工作過程中，由于兩個(gè)離子選擇隔膜沒有指明的陽離子隔膜還是陰離子隔膜，故兩個(gè)離子隔膜均可以通過陰、陽離子，因此可以得到Ⅰ區(qū)消耗H+，生成Mn2+，Ⅱ區(qū)的K+向Ⅰ區(qū)移動(dòng)或Ⅰ區(qū)的SO42-向Ⅱ區(qū)移動(dòng)，Ⅲ區(qū)消耗OH-，生成Zn(OH)?42-，Ⅱ區(qū)的SO42-向Ⅲ區(qū)移動(dòng)或Ⅲ區(qū)的K+向Ⅱ區(qū)移動(dòng)。A項(xiàng)，Ⅱ區(qū)的K+只能向Ⅰ區(qū)移動(dòng)，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，Ⅰ區(qū)的SO42-向Ⅱ區(qū)移動(dòng)，B正確；C項(xiàng)，MnO2電極的電極反應(yīng)式為MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O，C正確；D項(xiàng)，電池的總反應(yīng)為Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)?42-+Mn2++2H2O，D正確；
8．(2022?湖北卷，14)含磷有機(jī)物應(yīng)用廣泛。電解法可實(shí)現(xiàn)由白磷直接制備Li[P(CN)2]，過程如圖所示(Me為甲基)。下列說法正確的是( ???)
A．生成1 ml Li[P(CN)2]，理論上外電路需要轉(zhuǎn)移2ml電子B．陰極上的電極反應(yīng)為：P4+8CN--4e-=4[P(CN)2]-C．在電解過程中CN-向鉑電極移動(dòng)D．電解產(chǎn)生的H2中的氫元素來自于LiOH
【解析】A項(xiàng)，石墨電極發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)：P4→Li[P(CN)2]化合價(jià)升高發(fā)生氧化反應(yīng)，所以石墨電極為陽極，對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)式為：P4+8CN--4e-=4[P(CN)2]-，則生成1 ml Li[P(CN)2]，理論上外電路需要轉(zhuǎn)移1 ml電子，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)該得電子，P4+8CN--4e-=4[P(CN)2]-為陽極發(fā)生的反應(yīng)， B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，石墨電極：P4→Li[P(CN)2]發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽極，鉑電極為陰極，CN-應(yīng)該向陽極移動(dòng)，即移向石墨電極，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由所給圖示可知HCN在陰極放電，產(chǎn)生CN-和H2，而HCN中的H來自LiOH，則電解產(chǎn)生的H2中的氫元素來自于LiOH，D正確；故選D。
9．(2021?廣東卷，16)鈷(C)的合金材料廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械制造等領(lǐng)域。如圖為水溶液中電解制備金屬鈷的裝置示意圖。下列說法正確的是( ???)
A．工作時(shí)，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大B．生成1mlC，Ⅰ室溶液質(zhì)量理論上減少16 gC．移除兩交換膜后，石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)不變D．電解總反應(yīng)：為2C2++2H2O 2 C +O2↑+4H+
【解析】由圖可知，該裝置為電解池，石墨電極為陽極，水在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子，電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=O2↑+4H+，Ⅰ室中陽離子電荷數(shù)大于陰離子電荷數(shù)，放電生成的氫離子通過陽離子交換膜由Ⅰ室向Ⅱ室移動(dòng)，鈷電極為陰極，鈷離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鈷，電極反應(yīng)式為C2++2e-=C，Ⅲ室中陰離子電荷數(shù)大于陽離子電荷數(shù)，氯離子過陰離子交換膜由Ⅲ室向Ⅱ室移動(dòng)，電解的總反應(yīng)的離子方程式為2C2++2H2O 2 C +O2↑+4H+。A項(xiàng)，放電生成的氫離子通過陽離子交換膜由Ⅰ室向Ⅱ室移動(dòng)，使Ⅱ室中氫離子濃度增大，溶液pH減小，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，由分析可知，陰極生成1ml鈷，陽極有1ml水放電，則Ⅰ室溶液質(zhì)量減少18g，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，若移除離子交換膜，氯離子的放電能力強(qiáng)于水，氯離子會(huì)在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，則移除離子交換膜，石墨電極的電極反應(yīng)會(huì)發(fā)生變化，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由分析可知，電解的總反應(yīng)的離子方程式為2C2++2H2O 2 C +O2↑+4H+，故D正確
10．(2021?天津卷，11)如下所示電解裝置中，通電后石墨電極Ⅱ上有O2生成，F(xiàn)e2O3逐漸溶解，下列判斷錯(cuò)誤的是( ???)
A．a(chǎn)是電源的負(fù)極B．通電一段時(shí)間后，向石墨電極Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出現(xiàn)紅色C．隨著電解的進(jìn)行，CuCl2溶液濃度變大D．當(dāng)0.01ml Fe2O3完全溶解時(shí)，至少產(chǎn)生氣體336mL (折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下)
【解析】通電后石墨電極Ⅱ上有O2生成，F(xiàn)e2O3逐漸溶解，說明石墨電極Ⅱ?yàn)殛枠O，則電源b為正極，a為負(fù)極，石墨電極Ⅰ為陰極。A項(xiàng)， a是電源的負(fù)極，故A正確；B項(xiàng)，石墨電極Ⅱ?yàn)殛枠O，通電一段時(shí)間后，產(chǎn)生氧氣和氫離子，所以向石墨電極Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出現(xiàn)紅色，故B正確；C項(xiàng)，隨著電解的進(jìn)行，銅離子在陰極得電子生成銅單質(zhì)，所以CuCl2溶液濃度變小，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，當(dāng)0.01ml Fe2O3完全溶解時(shí)，消耗氫離子為0.06ml，根據(jù)陽極電極反應(yīng)式2H2O-4e-=4H++O2，產(chǎn)生氧氣為0.015ml，體積為336mL (折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，故D正確；故選C。
11．(2021?湖北選擇性考試，15)?Na2Cr2O7的酸性水溶液隨著H+濃度的增大會(huì)轉(zhuǎn)化為CrO3。電解法制備CrO3的原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是( ??)
A．電解時(shí)只允許H+通過離子交換膜B．生成O2和H2的質(zhì)量比為8：1C．電解一段時(shí)間后陰極區(qū)溶液OH-的濃度增大D．CrO3的生成反應(yīng)為：Cr2O72-＋2H+＝2CrO3＋H2O
【解析】左側(cè)電極上產(chǎn)生O2，右側(cè)電極上產(chǎn)生H2，說明左極為陽極，電極反應(yīng)式為2H2O－4e-＝4H+＋O2↑，左側(cè)制備三氧化鉻：Cr2O72-＋2H+＝2CrO3＋H2O；右極為陰極，電極反應(yīng)式為4H2O＋4e-＝4OH-＋2H2↑。在陽極區(qū)參與反應(yīng)制備三氧化鉻，故不通過離子交換膜，通過交換膜向陰極區(qū)遷移，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)電子守恒，產(chǎn)生O2、H2的質(zhì)量之比為32：4＝8：1，B項(xiàng)正確；由陰極反應(yīng)式知，陰極產(chǎn)生OH-；如果陰極通過交換膜向左側(cè)遷移，OH-必然會(huì)中和H+，與題意相矛盾，所以，鈉離子由左側(cè)向右側(cè)遷移，陰極區(qū)氫氧化鈉溶液濃度增大，C項(xiàng)正確；根據(jù)原料和產(chǎn)物組成知，Cr2O72-＋2H+＝2CrO3＋H2O；D項(xiàng)正確。
12．(2021?海南選擇性考試，9)液氨中存在平衡：2NH3 NH4++NH2-。如圖所示為電解池裝置，以KNH2的液氨溶液為電解液，電解過程中a、b兩個(gè)惰性電極上都有氣泡產(chǎn)生。下列有關(guān)說法正確的是( ??)
A．b電極連接的是電源的負(fù)極B．a(chǎn)電極的反應(yīng)為2NH3+2e-=H2+2NH2-C．電解過程中，陰極附近K+濃度減小D．理論上兩極產(chǎn)生的氣體物質(zhì)的量之比為1：1
【解析】A項(xiàng)，根據(jù)圖示可知：在b電極上產(chǎn)生N2，N元素化合價(jià)升高，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，所以b電極為陽極，連接電源的正極，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，電極a上產(chǎn)生H2，H元素化合價(jià)降低得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，所以a電極為陰極，電極反應(yīng)式為：2NH3+2e-=H2+2NH2-，B正確；C項(xiàng)，電解過程中，陰極附近產(chǎn)生NH2-，使附近溶液中陰離子濃度增大，為維持溶液電中性，陽離子K+會(huì)向陰極區(qū)定向移動(dòng)，最終導(dǎo)致陰極附近K+濃度增大，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，每反應(yīng)產(chǎn)生1 ml H2，轉(zhuǎn)移2 ml電子，每反應(yīng)產(chǎn)生1 ml N2，轉(zhuǎn)移6 ml電子，故陰極產(chǎn)生H2與陽極產(chǎn)生的N2的物質(zhì)的量的比是3：1，D錯(cuò)誤；故選B。
13．(2021·江蘇卷，12)通過下列方法可分別獲得H2和O2：①通過電解獲得NiOOH和H2(如圖)；②在90℃將NiOOH與H2O反應(yīng)生成Ni(OH)2并獲得O2。下列說法正確的是( )
A．電解后KOH溶液的物質(zhì)的量濃度減小B．電解時(shí)陽極電極反應(yīng)式：Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2OC．電解的總反應(yīng)方程式：2H2O 2H2↑+O2↑D．電解過程中轉(zhuǎn)移4ml電子，理論上可獲得22.4LO2

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