第六章　第7講　電解池工作原理的新型應(yīng)用-2025年高中化學(xué)高考備考

第六章化學(xué)反應(yīng)與能量變化第7講電解池工作原理的新型應(yīng)用課標(biāo)要求核心考點(diǎn)五年考情核心素養(yǎng)對(duì)接能分析、解釋電解池的工作原理電解池工作原理的新型應(yīng)用2023北京，T5、T16；2023全國(guó)甲，T12；2023湖北，T10；2022湖北，T14；2021遼寧，T13；2021天津，T11；2021廣東，T16證據(jù)推理與模型認(rèn)知：能分析、識(shí)別復(fù)雜的電解池裝置并進(jìn)行推理命題分析預(yù)測(cè)1.電解池工作原理的新型應(yīng)用常結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)中的多室膜電解槽（電滲析法）制備或分離提純物質(zhì)，考查多室膜電解槽中離子交換膜類型的判斷、電解質(zhì)溶液中離子的移動(dòng)方向等。2.預(yù)計(jì)2025年高考仍會(huì)結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際考查電解池工作原理的應(yīng)用，要重點(diǎn)關(guān)注：（1）溫室氣體（如CO2）的還原，體現(xiàn)電解池原理在物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)化中的作用；（2）結(jié)合工業(yè)流程通過(guò)電解制備金屬單質(zhì)；（3）通過(guò)電解治理污染考點(diǎn)電解池工作原理的新型應(yīng)用應(yīng)用電解池進(jìn)行物質(zhì)制備（多室電解池）裝置工作原理四室電滲析法制備H3PO2（次磷酸）陽(yáng)極反應(yīng)式：[1]2H2O－4e－O2↑＋4H＋陰極反應(yīng)式：[2]2H2O＋2e－H2↑＋2OH－（1）若去掉陽(yáng)極室與產(chǎn)品室之間的陽(yáng)離子交換膜，生成物中除H3PO2外，還有[3]H3PO4，生成該物質(zhì)的電極反應(yīng)式為[4]H2PO2－－4e－＋2H2OH3PO4＋3H（2）若原料室中物質(zhì)改為NaNO3濃溶液，則產(chǎn)品室中溶質(zhì)為[5]HNO3（填化學(xué)式，下同）。（3）若原料室中物質(zhì)改為NaHSO3濃溶液，則產(chǎn)品室中可能的產(chǎn)物為[6]H2SO3（或SO2）。（4）若原料室中物質(zhì)改為NaBr濃溶液，則產(chǎn)品室中溶質(zhì)為[7]HBr2.應(yīng)用電解池除去有害或有毒物質(zhì)裝置工作原理陽(yáng)極區(qū)反應(yīng)式：[8]2Cl－－2e－Cl2↑、Cl2＋H2O?HCl＋HClO、3HClO＋CO（NH2）2CO2↑＋N2↑＋3HCl＋2H2O提示：HClO氧化尿素生成CO2、N2。陰極反應(yīng)式：[9]2H2O＋2e－H2↑＋2OH－若將尿素更換為少量NaCN，則次氯酸氧化CN－生成CO2、N2的離子方程式為[10]5HClO＋2CN－2CO2↑＋N2↑＋5Cl－＋H2O＋3H＋3.電解池與“碳中和”裝置工作原理（1）CO2制備乙烯時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)式為[11]4OH－－4e－O2↑＋2H2O陰極反應(yīng)式為[12]2CO2＋12e－＋12H＋CH2CH2＋4H2O（2）CO2制備HCOOH時(shí)，陰極反應(yīng)式為[13]CO2＋2e－＋2H＋HCOOH（3）CO2制備CH3OH（CH3CH2CH2OH）時(shí)，陰極反應(yīng)式為[14]CO2＋6e－＋6H＋CH3OH＋H2O（3CO2＋18e－＋18H＋CH3CH2CH2OH＋5H2雙極膜中水電離出的H＋移向[15]右（填“左”或“右”）池4.應(yīng)用電解池實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的轉(zhuǎn)化裝置工作原理CH4和CO2的耦合轉(zhuǎn)化CH4→CH3CH3時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)式：[16]2CH4－2e－＋O2－CH3CH3＋H2OCH4→C2H4時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)式：[17]2CH4－4e－＋2O2－CH2CH2＋2H2O陰極反應(yīng)式：[18]CO2＋2e－CO＋O2－電解池反應(yīng)：[19]2CH4＋CO2CH3CH3＋CO＋H2O[20]2CH4＋2CO2CH2CH2＋2CO＋2H2命題點(diǎn)1多室電解池1.[2021天津]如圖所示電解裝置中，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（C）A.a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)0.01molFe2O3完全溶解時(shí)，至少產(chǎn)生氣體336mL（折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下）解析由上述分析知，A項(xiàng)正確；石墨電極Ⅱ上H2O放電產(chǎn)生O2和H＋：2H2O－4e－4H＋＋O2↑，通電一段時(shí)間后，石墨電極Ⅱ附近溶液顯酸性，能使石蕊顯紅色，B項(xiàng)正確；電解時(shí)，Cu2＋在石墨電極Ⅰ上放電生成Cu，左室中Cl－通過(guò)陰離子交換膜進(jìn)入中間室，故CuCl2溶液的濃度減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由Fe2O3＋6H＋2Fe3＋＋3H2O和陽(yáng)極反應(yīng)式可得Fe2O3～32O2，故產(chǎn)生O2的體積是32×0.01mol×22.4L·mol－1×103mL·L－1＝命題拓展[選項(xiàng)拓展]判斷正誤：通電一段時(shí)間后，若要使CuCl2溶液恢復(fù)至原濃度，需加入一定量的CuCl2固體。（√）命題點(diǎn)2電解池實(shí)現(xiàn)有機(jī)物轉(zhuǎn)化2.[浙江高考]電解高濃度RCOONa（羧酸鈉）的NaOH溶液，在陽(yáng)極RCOO－放電可得到R—R（烷烴）。下列說(shuō)法不正確的是（A）A.電解總反應(yīng)方程式：2RCOONa＋2H2O電解R—R＋2CO2↑＋H2B.RCOO－在陽(yáng)極放電，發(fā)生氧化反應(yīng)C.陰極的電極反應(yīng)：2H2O＋2e－2OH－＋H2D.電解CH3COONa、CH3CH2COONa和NaOH混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷解析RCOO－在陽(yáng)極放電可得到R—R（烷烴）和CO2，在強(qiáng)堿性環(huán)境中，CO2會(huì)與OH－反應(yīng)生成CO32－和H2O，則陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為2RCOO－－2e－＋4OH－R—R＋2CO32－＋2H2O，陰極上H2O電離產(chǎn)生的H＋放電生成H2，電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－2OH－＋H2↑，因而電解總反應(yīng)式為2RCOONa＋2NaOH電解R—R＋2Na2CO3＋H2↑，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B、C項(xiàng)正確；根據(jù)電解RCOONa的NaOH溶液生成R—R可知，電解CH3COONa、CH3CH2COONa和NaOH的混合溶液，CH命題拓展[變式拓展]Kolbe電解羧酸鹽法可制取高純度的烷烴。以Pt為電極，電解高濃度的丙酸鈉（CH3CH2COONa）溶液可獲得丁烷、CO2。（1）該裝置應(yīng)選擇陽(yáng)（填“陽(yáng)”或“陰”）離子交換膜；（2）A電極的電極反應(yīng)式為2CH3CH2COO－－2e－CH3CH2CH2CH3↑＋2CO2↑命題點(diǎn)3電解池實(shí)現(xiàn)金屬的制備3.[2021廣東]鈷（Co）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(shuō)法正確的是（D）A.工作時(shí)，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大B.生成1molCo，Ⅰ室溶液質(zhì)量理論上減少16gC.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)：2Co2＋＋2H2O電解2Co＋O2↑解析題給裝置為電解池，石墨電極為陽(yáng)極，水在陽(yáng)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＋，氫離子通過(guò)陽(yáng)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Co2＋＋2e－Co，Ⅲ室中氯離子通過(guò)陰離子交換膜由Ⅲ室向Ⅱ室移動(dòng)。由以上分析可知，氫離子通過(guò)陽(yáng)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，A項(xiàng)錯(cuò)誤；陰極生成1mol鈷時(shí)電路中轉(zhuǎn)移2mol電子，陽(yáng)極產(chǎn)生0.5molO2（16g），且有2molH＋從Ⅰ室進(jìn)入Ⅱ室，即生成1molCo時(shí)，Ⅰ室溶液質(zhì)量理論上減少18g，B項(xiàng)錯(cuò)誤；若移除離子交換膜，由于氯離子的放電能力強(qiáng)于水，氯離子會(huì)在陽(yáng)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，則石墨電極的電極反應(yīng)會(huì)發(fā)生變化，C項(xiàng)錯(cuò)誤；電解總反應(yīng)為2Co2＋＋2H2O電解2Co＋O2↑＋命題拓展[變式拓展]用雙極膜電解制備金屬鈷的裝置如圖所示。雙極膜是一種離子交換復(fù)合膜，在直流電場(chǎng)作用下能將中間層的水分子解離成H＋和OH－，并分別向兩極遷移。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（C）A.電解池工作時(shí)，陰離子交換膜與雙極膜之間的溶液的pH減小B.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí)，陰離子交換膜左側(cè)溶液的質(zhì)量理論上增加80gC.電解過(guò)程中溶液中的SO42D.陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為2H2O－4e－O2↑＋4H解析電解池工作時(shí)，雙極膜中的H＋向陰極移動(dòng)，所以電極b是陰極，SO42－透過(guò)陰離子交換膜向左移動(dòng)，與H＋結(jié)合生成硫酸，所以陰離子交換膜與雙極膜之間的溶液的pH減小，A項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí)，陽(yáng)極產(chǎn)生0.5molO2，同時(shí)有1molSO42－透過(guò)陰離子交換膜向左移動(dòng)，所以陰離子交換膜左側(cè)溶液的質(zhì)量理論上增加96g－16g＝80g，B項(xiàng)正確；電極a為陽(yáng)極，陽(yáng)極上水放電產(chǎn)生O2命題點(diǎn)4電解池實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)化合物的合成4.[2022海南]一種采用H2O（g）和N2（g）為原料制備NH3（g）的裝置示意圖如圖。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（A）A.在b電極上，N2被還原B.金屬Ag可作為a電極的材料C.改變工作電源電壓，反應(yīng)速率不變D.電解過(guò)程中，固體氧化物電解質(zhì)中O2－不斷減少解析b電極上N2轉(zhuǎn)化為NH3，氮元素由0價(jià)降低為－3價(jià)，N2被還原，b電極為陰極，A項(xiàng)正確；a電極上O2－轉(zhuǎn)化為O2，為陽(yáng)極，若用金屬Ag作為電極材料，則陽(yáng)極反應(yīng)為2Ag－2e－＋O2－Ag2O，B項(xiàng)錯(cuò)誤；改變工作電源電壓，反應(yīng)速率發(fā)生改變，C項(xiàng)錯(cuò)誤；電解總反應(yīng)為2N2＋6H2O電解4NH3＋3O2，固體氧化物電解質(zhì)不參與總反應(yīng)，因此固體氧化物電解質(zhì)中O2命題點(diǎn)5電解池與“碳中和”5.[2023全國(guó)甲]用可再生能源電還原CO2時(shí)，采用高濃度的K＋抑制酸性電解液中的析氫反應(yīng)可提高多碳產(chǎn)物（乙烯、乙醇等）的生成率，裝置如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是（C）A.析氫反應(yīng)發(fā)生在IrOx－Ti電極上B.Cl－從Cu電極遷移到IrOx－Ti電極C.陰極發(fā)生的反應(yīng)有：2CO2＋12H＋＋12e－C2H4＋4H2D.每轉(zhuǎn)移1mol電子，陽(yáng)極生成11.2L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）解析IrOx－Ti電極接電源正極，為陽(yáng)極，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，故電極反應(yīng)為2H2O－4e－4H＋＋O2↑，A項(xiàng)錯(cuò)誤；質(zhì)子交換膜只允許H＋通過(guò)，故左室H＋從IrOx－Ti電極向Cu電極遷移，B項(xiàng)錯(cuò)誤；Cu電極接電源負(fù)極，為陰極，發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，根據(jù)題圖中物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系知CO2可發(fā)生反應(yīng)2CO2＋12H＋＋12e－C2H4＋4H2O，C項(xiàng)正確；由A項(xiàng)分析可知每轉(zhuǎn)移1mol電子，陽(yáng)極生成0.25mol即5.6L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）O2，熱點(diǎn)12新型電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)命題特點(diǎn)：物質(zhì)“擺一擺”，“三配法”[配電子、配電荷、配原子（核心物質(zhì)、體系中其他微粒）]在新型電池中的具體應(yīng)用。1.書(shū)寫(xiě)下列二次電池的電極反應(yīng)式。類型放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)式充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)式（1）鎳鎘電池：Cd＋2NiOOH＋2H2O放電充電Cd（OH）2＋2Ni（Cd－2e－＋2OH－Cd（OH）22Ni（OH）2＋2OH－－2e－2NiOOH＋2H2O（2）鈷酸鋰電池：Li1－xCoO2＋LixC6放電充電LiCoO2＋C6（0＜xLixC6－xe－xLi＋＋C6LiCoO2－xe－Li1－xCoO2＋xLi＋2.書(shū)寫(xiě)下列電極反應(yīng)式。（1）沉淀反應(yīng)設(shè)計(jì)的原電池工作一段時(shí)間后兩電極均增重負(fù)極：Ag－e－＋Cl－AgCl正極：Ag＋＋e－Ag總反應(yīng)：Ag＋＋Cl－AgCl（2）酸堿中和反應(yīng)設(shè)計(jì)的原電池負(fù)極：4OH－－4e－O2↑＋2H2O正極：O2＋4H＋＋4e－2H2O總反應(yīng)：H＋＋OH－H2O（3）可逆氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)的原電池總反應(yīng)：2Fe3＋＋2I－?2Fe2＋＋I(xiàn)2①反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，負(fù)極為乙（填“甲”或“乙”）中的石墨，電極反應(yīng)式為2I－－2e－I2②當(dāng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，向甲中加入FeCl2固體，此時(shí)負(fù)極為甲（填“甲”或“乙”）中的石墨，電極反應(yīng)式為Fe2＋－e－Fe3＋（4）濃差電池閉合開(kāi)關(guān)K后，電子由溶液濃度小的一極流出負(fù)極：Ag－e－Ag＋正極：Ag＋＋e－Ag（5）電催化合成有機(jī)化合物電催化合成偶氮化合物（RCN中R代表烴基）（CoP和Ni2P納米片為催化電極材料）Ni2P極作陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為RCH2NH2－4e－＋4OH－RCN＋4H2O；CoP極作陰極，電極反應(yīng)式為2C6H5NO2＋4H2O＋8e－（C6H5N）2＋8OH（6）協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置CO2＋H2S協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置實(shí)現(xiàn)了對(duì)天然氣中CO2和H2S的高效去除電極分別為ZnO@石墨烯（石墨烯包裹的ZnO）和石墨烯，石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應(yīng)：①EDTA－Fe2＋－e－EDTA－Fe3＋②2EDTA－Fe3＋＋H2S2H＋＋S＋2EDTA－Fe2＋陰極的電極反應(yīng)為CO2＋2H＋＋2e－CO＋H2O協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)為CO2＋H2SCO＋H2O＋S（7）雙極膜裝置煙氣脫SO2并制備H2O2陰極：O2＋2e－＋2H＋H2O陽(yáng)極：SO32－－2e－＋2OH－SO41.[回收CO2和SO2][2023北京]回收利用工業(yè)廢氣中的CO2和SO2，實(shí)驗(yàn)原理示意圖如下。下列說(shuō)法不正確的是（C）A.廢氣中SO2排放到大氣中會(huì)形成酸雨B.裝置a中溶液顯堿性的原因是HCO3－的水解程度大于HCC.裝置a中溶液的作用是吸收廢氣中的CO2和SO2D.裝置b中的總反應(yīng)為SO32－＋CO2＋H2O電解解析SO2排放到空氣中會(huì)形成硫酸型酸雨，SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O22H2SO4，A正確；裝置a中的溶液為NaHCO3溶液，溶液顯堿性，說(shuō)明HCO3－的水解程度大于電離程度，B正確；裝置a中NaHCO3溶液和SO2反應(yīng)生成亞硫酸鈉和CO2，NaHCO3溶液和CO2不反應(yīng)，C錯(cuò)誤；由圖可知，電解池的陰極反應(yīng)為CO2＋2e－＋2H＋HCOOH，陽(yáng)極反應(yīng)為SO32－－2e－＋2OH－2.[海水直接制備氫氣][2023湖北]我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)如圖所示的電解池，實(shí)現(xiàn)了海水直接制備氫氣技術(shù)的綠色化。該裝置工作時(shí)陽(yáng)極無(wú)Cl2生成且KOH溶液的濃度不變，電解生成氫氣的速率為xmol·h－1。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（D）A.b電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－H2↑＋2OHB.離子交換膜為陰離子交換膜C.電解時(shí)海水中動(dòng)能高的水分子可穿過(guò)PTFE膜D.海水為電解池補(bǔ)水的速率為2xmol·h－1解析根據(jù)圖示，b電極與電源負(fù)極相連，為陰極，結(jié)合題干信息可知，陰極反應(yīng)式為2H2O＋2e－2OH－＋H2↑，A正確；該裝置工作時(shí)陽(yáng)極無(wú)氯氣產(chǎn)生，則陽(yáng)極反應(yīng)式為4OH－－4e－2H2O＋O2↑，又陽(yáng)極KOH溶液的濃度不變，則需要OH－由陰極移向陽(yáng)極，故離子交換膜為陰離子交換膜，B正確；動(dòng)能高的水分子可以穿過(guò)PTFE膜，C正確；由陰、陽(yáng)極反應(yīng)式可知，電解總反應(yīng)式為2H2O電解2H2↑＋O2↑，電解生成氫氣的速率為xmol·h－1，則海水為電解池補(bǔ)水的速率也為xmol·h3.[電解處理廢煙氣][2021遼寧]利用（Q）與（QH2）電解轉(zhuǎn)化法從煙氣中分離CO2的原理如圖。已知?dú)怏w可選擇性通過(guò)膜電極，溶液不能通過(guò)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（C）A.a為電源負(fù)極B.溶液中Q的物質(zhì)的量保持不變C.CO2在M極被還原D.分離出的CO2從出口2排出解析根據(jù)上述分析知，M極為陰極，則a為電源負(fù)極，A項(xiàng)正確；結(jié)合陰極和陽(yáng)極反應(yīng)可知，整個(gè)電解過(guò)程中溶液中Q的物質(zhì)的量保持不變，B項(xiàng)正確；M極通入的煙氣中的CO2能與OH－反應(yīng)生成HCO3－，HCO3－移向陽(yáng)極（N極），與H＋反應(yīng)生成CO2，從而實(shí)現(xiàn)CO2的分離，分離出的CO2從出口2排出，整個(gè)過(guò)程中CO2中各元素化合價(jià)保持不變，4.[物質(zhì)制備]（1）[2023北京]近年研究發(fā)現(xiàn)，電催化CO2和含氮物質(zhì)（NO3－等）在常溫常壓下合成尿素，有助于實(shí)現(xiàn)碳中和及解決含氮廢水污染問(wèn)題。向一定濃度的KNO3溶液通CO2至飽和，在電極上反應(yīng)生成CO（NH2）①電極b是電解池的陽(yáng)極。②電解過(guò)程中生成尿素的電極反應(yīng)式是2NO3－＋16e－＋CO2＋18H＋CO（NH2）2＋7H2（2）[浙江高考]以四甲基氯化銨[（CH3）4NCl]水溶液為原料，通過(guò)電解法可以制備四甲基氫氧化銨[（CH3）4NOH]，裝置如圖所示。①收集到（CH3）4NOH的區(qū)域是d（填a、b、c或d）。②寫(xiě)出電池總反應(yīng)2（CH3）4NCl＋2H2O電解2（CH3）4NOH＋H2↑＋Cl2解析（1）①電極b上H2O失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成O2，電極b是電解池的陽(yáng)極。②電極a上硝酸根離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成尿素，再結(jié)合電解液環(huán)境（酸性）、電荷守恒、原子守恒可寫(xiě)出電極反應(yīng)式。（2）①根據(jù)題給信息及題圖，陰極的電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－H2↑＋2OH－，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－Cl2↑；根據(jù)陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子通過(guò)，所以收集到（CH3）4NOH的區(qū)域是d。②根據(jù)題意，參與電極反應(yīng)的物質(zhì)實(shí)際上是（CH3）4NCl和水，產(chǎn)物是（CH3）4NOH、Cl2和H2，由此可寫(xiě)出電池總反應(yīng)為2（CH3）4NCl＋2H2O電解2（CH3）4NOH＋H2↑1.[2023廣東汕頭模擬]高錳酸鉀在化工、醫(yī)藥、水處理等很多方面有重要應(yīng)用，可以用電解法制備，裝置如圖。直流電源采用乙烷－空氣堿性燃料電池。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（C）A.電源負(fù)極的電極反應(yīng)式為C2H6－14e－＋18OH－2CO32－B.a極為直流電源的正極C.保持電流恒定，升高溫度可以加快電解速率D.離子交換膜應(yīng)為陽(yáng)離子交換膜解析電源負(fù)極上乙烷在堿性條件下失電子產(chǎn)生碳酸根離子，負(fù)極的電極反應(yīng)式為C2H6－14e－＋18OH－2CO32－＋12H2O，A正確；電解池左側(cè)Pt電極的電極反應(yīng)為MnO42－－e－MnO4－，左側(cè)Pt電極為陽(yáng)極，則a極為直流電源的正極，B正確；電解時(shí)保持電流恒定，則單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)恒定，消耗的反應(yīng)物與產(chǎn)生的生成物的量恒定，故電解速率恒定，C錯(cuò)誤；左側(cè)Pt電極的電極反應(yīng)為MnO42－－e－MnO4－，右側(cè)Pt電極的電極反應(yīng)為2.[2024福州質(zhì)檢]我國(guó)科學(xué)家經(jīng)過(guò)研究發(fā)明了以下裝置從海水中提取鋰單質(zhì)，其工作原理如圖所示。該裝置運(yùn)行期間電極Ⅱ上產(chǎn)生O2和氣體X。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（C）A.該裝置實(shí)現(xiàn)了“太陽(yáng)能→電能→化學(xué)能”的轉(zhuǎn)化B.電極Ⅰ連接太陽(yáng)能電池的負(fù)極C.工作時(shí)，電極Ⅱ附近溶液的pH增大D.實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)氣體X可用濕潤(rùn)的淀粉－KI試紙解析根據(jù)該裝置可知，太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，電解裝置又將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，A項(xiàng)正確；題圖中Li＋向電極Ⅰ遷移，電解池中陽(yáng)離子向陰極遷移，所以電極Ⅰ為電解池的陰極，連接太陽(yáng)能電池的負(fù)極，B項(xiàng)正確；海水中存在大量Cl－，電極Ⅱ?yàn)殛?yáng)極，電極反應(yīng)為2Cl－－2e－Cl2↑、2H2O－4e－4H＋＋O2↑，電極Ⅱ上產(chǎn)生H＋，則電極Ⅱ附近溶液pH減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；氣體X為Cl2（黃綠色氣體），實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)Cl2可用濕潤(rùn)的淀粉－KI試紙，試紙變藍(lán)即說(shuō)明Cl2存在，3.[臭氧電解發(fā)生器][2023南京六校調(diào)研]某醫(yī)用超聲清洗器帶有臭氧消毒功能，其臭氧電解發(fā)生器的原理如圖所示。下列敘述不正確的是（D）A.陽(yáng)極可能的副產(chǎn)物有O2B.陰極電極反應(yīng)為O2＋4e－＋4HR2H2O＋4RC.裝置所用的離子交換膜是陽(yáng)離子交換膜D.容器內(nèi)壁可用不銹鋼、陶瓷、橡膠等材質(zhì)解析A項(xiàng)，由圖示知，陽(yáng)極上H2O轉(zhuǎn)化為O3，氧元素被氧化，也可能生成O2，正確；B項(xiàng)，陰極上O2得電子轉(zhuǎn)化為H2O，由電荷守恒知，需用H＋平衡電荷，由于是固體酸，HR不可拆開(kāi)，故電極反應(yīng)式中HR寫(xiě)成化學(xué)式，產(chǎn)物還有R－，正確；C項(xiàng)，陽(yáng)極反應(yīng)式為3H2O－6e－O3↑＋6H＋，生成的H＋要移向陰極，故所用的離子交換膜是陽(yáng)離子交換膜，正確；D項(xiàng)，橡膠會(huì)被O34.[常壓電化學(xué)法合成氨][2024重慶聯(lián)考]納米Fe2O3在常壓電化學(xué)法合成氨過(guò)程中起催化作用，其電解裝置如圖所示。已知熔融的NaOH－KOH為離子導(dǎo)體，F(xiàn)e2O3在發(fā)生反應(yīng)時(shí)生成中間體Fe。下列說(shuō)法正確的是（D）A.惰性電極Ⅱ是電解池的陰極，發(fā)生還原反應(yīng)B.產(chǎn)生2.24LO2時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子為0.4molC.惰性電極Ⅰ的電極反應(yīng)：Fe2O3＋3H2O－6e－2Fe＋6OHD.生成氨氣的反應(yīng)：2Fe＋N2＋3H2OFe2O3＋2NH解析由裝置圖可知，惰性電極Ⅱ上OH－轉(zhuǎn)化為氧氣，氧元素化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，故惰性電極Ⅱ是電解池的陽(yáng)極，惰性電極Ⅰ為陰極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；未規(guī)定氧氣所處的狀態(tài)是標(biāo)準(zhǔn)狀況，其物質(zhì)的量無(wú)法計(jì)算，故轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量無(wú)法計(jì)算，B項(xiàng)錯(cuò)誤；惰性電極Ⅰ上，F(xiàn)e2O3得電子生成Fe單質(zhì)，電極反應(yīng)為Fe2O3＋6e－＋3H2O2Fe＋6OH－，C項(xiàng)錯(cuò)誤；惰性電極Ⅰ上，F(xiàn)e2O3得電子生成的Fe為中間體，F(xiàn)e2O3在該電解過(guò)程中起催化作用，結(jié)合題圖可知，F(xiàn)e和N2、H2O（g）反應(yīng)，鐵又被氧化成Fe2O3，同時(shí)生成氨氣，D5.[2023江蘇連云港考試]雙極膜在直流電場(chǎng)的作用下，能將水解離為H＋和OH－，并實(shí)現(xiàn)其定向通過(guò)。將3－氯－1，2－丙二醇的水溶液通過(guò)膜M與雙極膜間的電滲析室可得到縮水甘油。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（A）A.裝置工作時(shí)，電滲析室發(fā)生氧化反應(yīng)B.通電前后，電滲析室內(nèi)溶液的pH幾乎不變C.Cl－從電滲析室通過(guò)陰離子交換膜M遷移到陽(yáng)極D.反應(yīng)生成1mol縮水甘油，電路中轉(zhuǎn)移1mol電子解析雙極膜在直流電場(chǎng)的作用下，將水解離為H＋和OH－，H＋移向陰極，陰極反應(yīng)為2H＋＋2e－H2↑；OH－移向電滲析室，發(fā)生反應(yīng)＋OH－＋Cl－＋H2O，為維持溶液呈電中性，產(chǎn)生的Cl－透過(guò)膜M進(jìn)入陽(yáng)極區(qū)。裝置工作時(shí)，電滲析室中轉(zhuǎn)化為，各元素化合價(jià)沒(méi)有發(fā)生變化，不是氧化還原反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；雙極膜產(chǎn)生的OH－遷移進(jìn)入電滲析室，又被消耗，故電滲析室內(nèi)溶液的pH幾乎不變，B項(xiàng)正確；電解池中陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)，Cl－從電滲析室通過(guò)陰離子交換膜M遷移到陽(yáng)極，C項(xiàng)正確；反應(yīng)生成1mol縮水甘油，消耗1molOH－，電路中轉(zhuǎn)移1mol電子，D項(xiàng)正確。6.[2023河北張家口檢測(cè)改編]硬水結(jié)垢是循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中廣泛存在的一種現(xiàn)象，西安交通大學(xué)徐浩團(tuán)隊(duì)改進(jìn)了主動(dòng)式電化學(xué)硬水處理技術(shù)，原理如圖所示（R代表有機(jī)物）。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（C）A.處理后的水垢主要沉降在陰極附近B.處理過(guò)程中Cl－可以循環(huán)利用C.若將鉑電極b換成鐵電極，處理過(guò)程會(huì)受影響D.鉑電極a處產(chǎn)生的H＋移向鉑電極b解析鉑電極b作陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，若換成鐵電極，則處理過(guò)程不受影響，C錯(cuò)誤。電解池中陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，D正確。7.[2022湖北]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(guò)程如圖所示（Me為甲基）。下列說(shuō)法正確的是（D）A.生成1molLi[P（CN）2]，理論上外電路需要轉(zhuǎn)移2mol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(guò)程中CN－向鉑電極移動(dòng)D.電解產(chǎn)生的H2中的氫元素來(lái)自于LiOH解析由題圖可知，石墨電極上發(fā)生反應(yīng)P4－4e－＋8CN－4[P（CN）2]－，石墨電極作陽(yáng)極，當(dāng)生成1molLi[P（CN）2]時(shí)，外電路轉(zhuǎn)移1mol電子，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；在電解過(guò)程中CN－向陽(yáng)極移動(dòng)，即向石墨電極移動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由2Me3SiCN＋LiOHO（SiMe3）2＋LiCN＋HCN，可知HCN中的H來(lái)自于LiOH，電解過(guò)程中HCN在鉑電極上放電產(chǎn)生H2，8.[2023武漢模擬]科學(xué)家近年發(fā)明了一種新型光電催化裝置，它能將葡萄糖和CO2轉(zhuǎn)化為甲酸鹽，如圖所示。光照時(shí)，光催化電極a產(chǎn)生電子（e－）和空穴（h＋），圖中的雙極膜中間層中的H2O會(huì)解離產(chǎn)生H＋和OH－。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（C）A.光催化電極a的反應(yīng)為C6H12O6＋12h＋＋18OH－6HCOO－＋12H2B.雙極膜中間層中的H＋在外電場(chǎng)作用下向催化電極b移動(dòng)C.理論上電路中通過(guò)4mole－時(shí)可生成2molHCOO－D.陽(yáng)極區(qū)和陰極區(qū)溶液的pH均減小解析電極a處C6H12O6在堿性條件下被氧化生成HCOO－，電極a為陽(yáng)極，光催化電極a上產(chǎn)生空穴，則電極a的電極反應(yīng)為C6H12O6＋12h＋＋18OH－6HCOO－＋12H2O，A項(xiàng)正