第04講 電化學(xué)原理綜合應(yīng)用（講義）（教師版） 2025年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講練測(cè)（新教材新高考）

第04講電化學(xué)原理綜合應(yīng)用目錄01TOC\o"1-3"\h\u考情透視·目標(biāo)導(dǎo)航 02知識(shí)導(dǎo)圖·思維引航 03考點(diǎn)突破·考法探究 考點(diǎn)一電解原理創(chuàng)新應(yīng)用 知識(shí)點(diǎn)1電解原理 知識(shí)點(diǎn)2電解原理創(chuàng)新應(yīng)用 考點(diǎn)二串聯(lián)類電化學(xué)裝置 知識(shí)點(diǎn)1常見(jiàn)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 考點(diǎn)三離子交換膜裝置 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 考點(diǎn)四電化學(xué)綜合計(jì)算 04真題練習(xí)·命題洞見(jiàn) 04真題練習(xí)·命題洞見(jiàn) 考點(diǎn)要求考題統(tǒng)計(jì)考情分析電解創(chuàng)新應(yīng)用2024·甘肅卷，7，3分；2024·遼吉黑卷，12，3分；2024·山東卷，13，4分；2023?浙江省1月選考，11，3分；2023?湖北省選擇性考試，10，3分；2023?山東卷，11，3分；2022?重慶卷，12，4分；2022?湖北卷，14，3分；2021?遼寧選擇性考試，13，3分；2021?海南選擇性考試，9，4分；2021·江蘇卷，12，3分；近年來(lái)，高考試題中電化學(xué)是重點(diǎn)內(nèi)容之一，將原電池和電解池結(jié)合在一起，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)，是高考試卷中電化學(xué)部分的重要題型?？疾榈碾娀瘜W(xué)裝置常啋用串聞裝置，且常采用交換膜，特別是離子交換膜的應(yīng)用及電解質(zhì)介質(zhì)對(duì)電極反應(yīng)的影響的試題比較多，且?？汲Ｐ?，該類題目的考查內(nèi)容通常有以下幾個(gè)方面：電極的判斷、電極反應(yīng)式及電池反應(yīng)總方程式的書寫、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述、溶液中離子的移動(dòng)、溶液pH的變化、電解質(zhì)溶液的恢復(fù)及運(yùn)用得失電子守恒進(jìn)行相關(guān)計(jì)算等。由于離子交換膜能將工業(yè)生產(chǎn)與化學(xué)知識(shí)有機(jī)的融合，實(shí)現(xiàn)資源的最優(yōu)配置，考查學(xué)生學(xué)以致用的能力，故近幾年的電化學(xué)高考試題中年年涉及。通過(guò)陌生電化學(xué)的裝置圖，考查學(xué)生接受、吸收、整合化學(xué)信息的能力，也體現(xiàn)了對(duì)“宏觀辨識(shí)與微觀探析”的學(xué)科核心素養(yǎng)考查。串聯(lián)類連接裝置2022?山東卷，13，4分；離子交換膜裝置2024·湖北卷，14，3分；2023?遼寧省選擇性考試，11，3分；2023?全國(guó)甲卷，12，6分；2023?浙江省6月選考，13，3分；2023?北京卷，5，3分；2023?廣東卷，16，4分；(2022?全國(guó)甲卷，10，6分；2022·浙江省6月選考，21，2分；2021?全國(guó)甲卷，13，6分；2021?廣東卷，16，4分；2021?湖北選擇性考試，15，3分；電化學(xué)綜合計(jì)算2024·廣東卷，16，3分；2021?天津卷，11，3分；復(fù)習(xí)目標(biāo)：1．掌握多池連接的分析應(yīng)用。2．了解離子交換膜的分類及特點(diǎn)，理解離子交換膜在電化學(xué)裝置中的作用。 3．掌握電化學(xué)的計(jì)算。4．提升應(yīng)用電化學(xué)原理解決工業(yè)生產(chǎn)、生活中實(shí)際問(wèn)題的能力。考點(diǎn)一電解原理創(chuàng)新應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)1電解原理知識(shí)點(diǎn)2電解原理創(chuàng)新應(yīng)用1．電解原理常見(jiàn)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(yáng)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(1)分清陰、陽(yáng)極，與電源正極相連的為陽(yáng)極，與電源負(fù)極相連的為陰極，兩極反應(yīng)為“陽(yáng)氧陰還”。(2)剖析離子移向，陽(yáng)離子移向陰極，陰離子移向陽(yáng)極。(3)注意放電順序，正確判斷放電的微?；蛭镔|(zhì)。(4)注意介質(zhì)，正確判斷反應(yīng)產(chǎn)物，酸性介質(zhì)不出現(xiàn)OH－，堿性介質(zhì)不出現(xiàn)H＋；不能想當(dāng)然地認(rèn)為金屬作陽(yáng)極，電極產(chǎn)物為金屬陽(yáng)離子。(5)注意得失電子守恒和電荷守恒，正確書寫電極反應(yīng)式?！纠?】(2024·甘肅卷，7，3分)某固體電解池工作原理如圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．電極1的多孔結(jié)構(gòu)能增大與水蒸氣的接觸面積B．電極2是陰極，發(fā)生還原反應(yīng)：O2+4e-=2O2-C．工作時(shí)O2-從多孔電極1遷移到多孔電極2D．理論上電源提供能分解1molH2O【答案】B【解析】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(yáng)極，電極反應(yīng)為2O2--4e-=O2。A項(xiàng)，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，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，電極2為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)：2O2--4e-=O2，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，工作時(shí)，陰離子O2-向陽(yáng)極移動(dòng)，即O2-從多孔電極1遷移到多孔電極2，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，電解總反應(yīng)為2H2O(g)2H2+O2，分解2molH2O轉(zhuǎn)移4mol電子，則理論上電源提供2mol電子能分解1molH2O，D項(xiàng)正確；故選B?！咀兪接?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(guò)其他方法(電鍍、沉淀/共沉淀、抽出、離子交換樹(shù)脂等)去除。下列說(shuō)法正確的是()A．H+在陽(yáng)極區(qū)反應(yīng)B．土壤中膠體粒子不帶電C．陰極區(qū)抽提物發(fā)生的是陰離子交換D．金屬離子在堿性區(qū)域去除【答案】D【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(shuō)明土壤中膠體粒子帶電，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，陽(yáng)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(yáng)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。考點(diǎn)二串聯(lián)類連接裝置知識(shí)點(diǎn)1常見(jiàn)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)(如圖)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)(如圖)顯然兩圖中，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1．直接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(yáng)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)?！久麕燑c(diǎn)晴】【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LiCoO2轉(zhuǎn)化為Co2+，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(shuō)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L(zhǎng)iCoO2+2H2O+e-+4H+=Li++Co2++4OH-D．若甲室Co2+減少，乙室Co2+增加，則此時(shí)已進(jìn)行過(guò)溶液轉(zhuǎn)移【答案】BD【解析】A項(xiàng)，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，Co2+在另一個(gè)電極上得到電子，被還原產(chǎn)生Co單質(zhì)，CH3COO-失去電子后，Na+通過(guò)陽(yáng)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，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，對(duì)于乙室，正極上LiCoO2得到電子，被還原為Co2+，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，B正確；C項(xiàng)，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：LiCoO2+e-+4H+=Li++Co2++2H2O，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，若甲室Co2+減少200mg，電子轉(zhuǎn)移物質(zhì)的量為n(e-)=，乙室Co2+增加300mg，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為n(e-)=，說(shuō)明此時(shí)已進(jìn)行過(guò)溶液轉(zhuǎn)移，D正確；故選BD。【思維建?！俊按?lián)”類電池的解題流程【變式訓(xùn)練】中科院長(zhǎng)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(guò)程中消耗氮?dú)?，充電過(guò)程中釋放氮?dú)猓瑢?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。現(xiàn)以該電池為電源進(jìn)行如圖所示實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是()A．乙電極上的反應(yīng)為2Li3N－6e－=N2↑＋6Li＋B．充電過(guò)程Li＋由甲電極遷移向乙電極，并在多孔碳布表面生成Li3NC．石墨a電極和m、n處均可能有銅析出D．鋰—氮電池為綠色固氮提供了一種可能【答案】D【解析】放電時(shí)，該原電池中鋰失電子作負(fù)極，氮?dú)獾秒娮幼髡龢O，故乙電極是正極，發(fā)生反應(yīng)：N2＋6Li＋＋6e－=2Li3N，A項(xiàng)錯(cuò)誤；充電過(guò)程是電解池原理，Li＋由乙電極移向甲電極，多孔碳布表面Li3N分解生成N2和Li＋，B項(xiàng)錯(cuò)誤；石墨a是陽(yáng)極，陽(yáng)極電極反應(yīng)式：2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，產(chǎn)生氧氣，C項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)N2＋6Li=2Li3N屬于氮的固定，鋰—氮電池為綠色固氮提供了一種可能，D項(xiàng)正確。考點(diǎn)三離子交換膜裝置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(guò)能力的高分子膜。因它對(duì)離子具有選擇透過(guò)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。知識(shí)點(diǎn)1離子交換膜類型(1)交換膜類型及特點(diǎn)交換膜類型陽(yáng)膜陰膜雙極膜特定的交換膜允許通過(guò)的離子及移動(dòng)方向陽(yáng)離子移向原電池的正極(電解池的陰極)陰離子移向原電池的負(fù)極(電解池的陽(yáng)極)中間層中的H2O解離出H＋和OH－，H＋移向原電池的正極(電解池的陰極)，OH－移向原電池的負(fù)極(電解池的陽(yáng)極)只允許特定的離子或分子通過(guò)，如質(zhì)子交換膜只允許H＋通過(guò)，氯離子交換膜只允許Cl－通過(guò)通性無(wú)論是原電池還是電解池中，陽(yáng)離子均移向得電子的一極，陰離子均移向失電子的一極(2)離子交換膜的功能：選擇性透過(guò)離子，平衡電荷，形成閉合回路。(3)離子交換膜的作用及意義①隔離某些物質(zhì)，防止發(fā)生反應(yīng)，常用于物質(zhì)制備。②限制某些離子的移動(dòng)，常用于物質(zhì)制備及純化。③雙極膜：由一張陽(yáng)膜和一張陰膜復(fù)合制成的陰、陽(yáng)復(fù)合膜。該膜的特點(diǎn)是在直流電的作用下，陰、陽(yáng)膜復(fù)合層間的H2O解離成H＋和OH－并分別通過(guò)陽(yáng)膜和陰膜，作為H＋和OH－的離子源?！久麕燑c(diǎn)晴】知識(shí)點(diǎn)2含膜電解池裝置分析(1)兩室電解池：例如，工業(yè)上利用如圖兩室電解裝置制備燒堿：陽(yáng)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(yáng)極區(qū)Cl－放電，使溶液中的c(Cl－)減小，為保持電荷守恒，陽(yáng)極室中的Na＋通過(guò)陽(yáng)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(méi)有雜質(zhì)。(2)三室電解池例如，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NHeq\o\al(＋,4)：NO＋5e－＋6H＋=NHeq\o\al(＋,4)＋H2O，NHeq\o\al(＋,4)通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入中間室；陽(yáng)極的NO被氧化為NOeq\o\al(－,3)：NO－3e－＋2H2O=NOeq\o\al(－,3)＋4H＋，NOeq\o\al(－,3)通過(guò)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＋7H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))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。(3)多室電解池例如，“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(yáng)極反應(yīng)：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，產(chǎn)生的H＋通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入產(chǎn)品室，原料室中的H2POeq\o\al(－,2)穿過(guò)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(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入陰極室，可得副產(chǎn)品NaOH。3．離子交換膜類型的判斷方法(1)首先寫出陰、陽(yáng)兩極上的電極反應(yīng)。(2)依據(jù)電極反應(yīng)確定該電極附近哪種離子剩余。(3)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。(4)根據(jù)離子移動(dòng)的方向，確定離子交換膜的類型。4．有“膜”條件下離子定向移動(dòng)方向的判斷方法【例3】(2024·湖北卷，14)我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種雙位點(diǎn)PbCu電催化劑，用H2C2O4和NH2OH電化學(xué)催化合成甘氨酸，原理如圖，雙極膜中H2O解離的H+和OH-在電場(chǎng)作用下向兩極遷移。已知在KOH溶液中，甲醛轉(zhuǎn)化為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?。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．電解一段時(shí)間后陽(yáng)極區(qū)c(OH-)減小B．理論上生成1molH3N+CH2COOH雙極膜中有4molH2O解離C．陽(yáng)極總反應(yīng)式2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+H2↑+2H2OD．陰極區(qū)存在反應(yīng)H2C2O4+2e-+2H+=OHC—COOH+H2O【答案】B【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(yáng)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。A項(xiàng)，電解過(guò)程中，陽(yáng)極區(qū)消耗OH-、同時(shí)生成H2O，故電解一段時(shí)間后陽(yáng)極區(qū)c(OH-)減小，A正確；B項(xiàng)，陰極區(qū)的總反應(yīng)為H2C2O4+HO—N+H3+6e-+6H+=H3N+CH2COOH+3H2O，1molH2O解離成1molH+和1molOH-，故理論上生成1molH3N+CH2COOH雙極膜中有6molH2O解離，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，結(jié)合裝置圖，陽(yáng)極總反應(yīng)為2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+H2↑+2H2O，C正確；D項(xiàng)，陰極區(qū)的Pb上發(fā)生反應(yīng)H2C2O4+2e-+2H+=OHC—COOH+H2O，D正確；故選B?！舅季S建?！俊案裟ぁ彪娊獬氐慕忸}步驟第一步，分清隔膜類型。即交換膜屬于陽(yáng)膜、陰膜或質(zhì)子膜中的哪一種，判斷允許哪種離子通過(guò)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)?！咀兪接?xùn)練】現(xiàn)代膜技術(shù)可使某種離子具有單向通過(guò)能力，常用于電解池、原電池中。電解NaB(OH)4溶液可制備H3BO3，其工作原理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．NaB(OH)4中B的化合價(jià)為+3價(jià)B．N室發(fā)生的電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-C．去掉a膜，陽(yáng)極區(qū)用稀硫酸作電解液，不影響H3BO3的純度D．a(chǎn)、c膜均為陽(yáng)離子交換膜，b膜為陰離子交換膜【答案】C【解析】A項(xiàng)，設(shè)B化合價(jià)為x，根據(jù)化合價(jià)為o計(jì)算+1+x+(-2+1)×4=0，得x=+3，A正確；B項(xiàng)，N與電源的負(fù)極相連為電解池的陰極，該極為H+發(fā)生還原反應(yīng)：2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH-，B正確；C項(xiàng)，若撤去a膜，B(OH)4-經(jīng)b膜進(jìn)入稀硫酸中而形成H3BO3，得到H3BO3混有H2SO4，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，裝置中得到H3BO3，需要B(OH)4-經(jīng)b膜進(jìn)入產(chǎn)品室而H+經(jīng)a膜進(jìn)入產(chǎn)品室，所以a、b分別為陽(yáng)離子和陰離子交換膜。原料室中的Na+需要經(jīng)c膜進(jìn)入N室形成NaOH，所以c膜為陽(yáng)極膜，D正確；故選C?？键c(diǎn)四電化學(xué)綜合計(jì)算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(cè)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(wú)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。1．解題關(guān)鍵(1)電極名稱要區(qū)分清楚；(2)電極產(chǎn)物要判斷準(zhǔn)確；(3)各產(chǎn)物間量的關(guān)系遵循得失電子守恒。2．三種計(jì)算方法(1)根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算先寫出電極反應(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。(2)根據(jù)電子守恒計(jì)算①用于串聯(lián)電路中陰陽(yáng)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。②用于混合溶液中電解的分階段計(jì)算。(3)根據(jù)關(guān)系式計(jì)算根據(jù)得失電子守恒建立起已知量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建計(jì)算所需的關(guān)系式。如以電路中通過(guò)4mole－為橋梁可構(gòu)建以下關(guān)系式：(式中M為金屬，n為其離子的化合價(jià)數(shù)值)該關(guān)系式具有總攬電化學(xué)計(jì)算的作用和價(jià)值，熟記電極反應(yīng)式，靈活運(yùn)用關(guān)系式便能快速解答常見(jiàn)的電化學(xué)計(jì)算問(wèn)題?！久麕熖嵝选吭陔娀瘜W(xué)計(jì)算中，還常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19C來(lái)計(jì)算電路中通過(guò)的電量?！纠?】(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(guò)程中，下列說(shuō)法不正確的是()A．陽(yáng)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1mol2O3，陽(yáng)極室溶液減少D．理論上每消耗1mol2O3，陰極室物質(zhì)最多增加【答案】C【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(yáng)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)，2O3在堿性條件下轉(zhuǎn)化為Fe，電極反應(yīng)為：2O3+6e-+3H2O=2+6OH-；中間為陽(yáng)離子交換膜，Na+由陽(yáng)極向陰極移動(dòng)。A項(xiàng)，陽(yáng)極反應(yīng)為：2Cl--2e-=Cl2↑，A正確；B項(xiàng)，陰極反應(yīng)為：2O3+6e-+3H2O=2+6OH-，消耗水產(chǎn)生OH-，陰極區(qū)溶液中OH-濃度逐漸升高，B正確；C項(xiàng)，理論上每消耗1mol2O3，轉(zhuǎn)移6mol電子，產(chǎn)生3molCl2，同時(shí)有6molNa+由陽(yáng)極轉(zhuǎn)移至陰極，則陽(yáng)極室溶液減少，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，理論上每消耗1mol2O3，轉(zhuǎn)移6mol電子，有6molNa+由陽(yáng)極轉(zhuǎn)移至陰極，陰極室物質(zhì)最多增加，D正確；故選C?！久麕燑c(diǎn)睛】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0.2mol電子轉(zhuǎn)移，則Zn極溶解6.5g，Cu極上析出H22.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，Pt極上析出Cl20.1mol，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?！咀兪接?xùn)練】在如圖所示的裝置中，若通直流電5min時(shí)，銅電極的質(zhì)量增加2.16g。試回答下列問(wèn)題。(1)電源中X為直流電源的________極。(2)pH變化：A__________(填“增大”“減小”或“不變”，下同)，B________，C________。(3)通電5min時(shí)，B中共收集224mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體，溶液體積為200mL，則通電前CuSO4溶液的物質(zhì)的量濃度為_(kāi)_______(設(shè)電解前后溶液體積無(wú)變化)。(4)常溫下，若A中KCl足量且溶液的體積也是200mL，電解后，溶液的pH為_(kāi)_________(設(shè)電解前后溶液體積無(wú)變化)。【答案】(1)負(fù)(2)增大減小不變(3)0.025mol·L－1(4)13【解析】(1)三個(gè)裝置是串聯(lián)的電解池。電解AgNO3溶液時(shí)，Ag＋在陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成Ag，所以質(zhì)量增加的銅電極是陰極，由此推知X是電源負(fù)極。(2)電解KCl溶液生成KOH，溶液pH增大；電解CuSO4、K2SO4溶液生成H2SO4，溶液pH減??；電解AgNO3溶液，銀為陽(yáng)極，不斷溶解，Ag＋在陰極不斷析出，AgNO3溶液濃度基本不變，pH不變。(3)通電5min時(shí)，C中析出0.02molAg，電路中通過(guò)0.02mol電子；B中共收集0.01mol氣體，若該氣體全為氧氣，則電路中需通過(guò)0.04mol電子，電子轉(zhuǎn)移不守恒，因此，B中電解分為兩個(gè)階段，先電解CuSO4溶液，生成O2，后電解水，生成O2和H2，B中收集到的氣體是O2和H2的混合物。設(shè)電解CuSO4溶液時(shí)生成O2的物質(zhì)的量為xmol，電解H2O時(shí)生成O2的物質(zhì)的量為ymol，則4x＋4y＝0.02(電子轉(zhuǎn)移守恒)，x＋3y＝0.01(氣體體積之和)，解得x＝y(tǒng)＝0.0025，所以n(CuSO4)＝2×0.0025mol＝0.005mol，c(CuSO4)＝eq\f(0.005mol,0.2L)＝0.025mol·L－1。(4)常溫下，通電5min時(shí)，A中放出0.01molH2，溶液中生成0.02molKOH，c(OH－)＝eq\f(0.02mol,0.2L)＝0.1mol·L－1，pH＝13?！舅季S建?！看?lián)電化學(xué)裝置中陰、陽(yáng)兩極產(chǎn)物，正負(fù)兩極產(chǎn)物間的計(jì)算，常依據(jù)電子守恒計(jì)算，即每個(gè)電極上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同。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(shuō)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-+3H2OBrO3-+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【答案】B【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(yáng)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-+3H2OBrO3-+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(guò)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-+3H2OBrO3-+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1molBr-得到6mol電子，O元素的化合價(jià)由-2價(jià)升至0價(jià)，生成1molO2失去4mol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；故選B。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(yáng)極電勢(shì)高、反應(yīng)速率緩慢的問(wèn)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(shuō)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(guò)陰離子交換膜向b極方向移動(dòng)D．陽(yáng)極反應(yīng)：【答案】A【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(yáng)極，a電極為陰極，HCHO為陽(yáng)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(yáng)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(yáng)極反應(yīng)：①HCHO+OH--e-→HCOOH+H2，②HCOOH+OH-=HCOO-+H2O，陰極反應(yīng)2H2O-2e-=H2↑+2OH-，即轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí)，陰、陽(yáng)兩極各生成1molH2，共2molH2，而傳統(tǒng)電解水：2H2O2H2↑+O2↑，轉(zhuǎn)移2mol電子，只有陰極生成1molH2，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(guò)程中陰極生成OH-，負(fù)電荷增多，陽(yáng)極負(fù)電荷減少，要使電解質(zhì)溶液呈電中性，OH-通過(guò)陰離子交換膜向陽(yáng)極移動(dòng)，即向b極方向移動(dòng)，C正確；D項(xiàng)，陽(yáng)極反應(yīng)涉及到：①HCHO+OH--e-→HCOOH+H2，②HCOOH+OH-=HCOO-+H2O，由(①+②)×2得陽(yáng)極反應(yīng)為：2HCHO+4OH--2e-=2HCOO-+2H2O+H2↑，故D正確；故選A。3．(2023?浙江省1月選考，11)在熔融鹽體系中，通過(guò)電解TiO2和SiO2獲得電池材料(TiSi)，電解裝置如圖，下列說(shuō)法正確的是()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(yáng)離子向石墨電極移動(dòng)【答案】C【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(yáng)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(yáng)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(yáng)極，陽(yáng)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)電鍍廢液的濃縮再生。電池裝置如圖所示，甲、乙兩室均預(yù)加相同的電鍍廢液，向甲室加入足量氨水后電池開(kāi)始工作。下列說(shuō)法正確的是()A．甲室電極為正極B．隔膜為陽(yáng)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(shì)產(chǎn)生影響【答案】CD【解析】A項(xiàng)，向甲室加入足量氨水后電池開(kāi)始工作，則甲室電極溶解，變?yōu)殂~離子與氨氣形成，因此甲室電極為負(fù)極，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，再原電池內(nèi)電路中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，若隔膜為陽(yáng)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(yáng)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，正極是，則電池總反應(yīng)為：，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，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(shì)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(shuō)法不正確的是()A．電解總反應(yīng)：NH3·H2O+2O2↑+KOHB．每生成molNH3·H2O，雙極膜處有9mol的H2O解離C．電解過(guò)程中，陽(yáng)極室中的物質(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【答案】B【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(yáng)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(yáng)極電極方程式可知，電解總反應(yīng)為NH3·H2O+2O2↑+KOH，故A正確；B項(xiàng)，每生成molNH3·H2O，陰極得8mole－，同時(shí)雙極膜處有8molH+進(jìn)入陰極室，即有8mol的H2O解離，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，電解過(guò)程中，陽(yáng)極室每消耗4molOH-，同時(shí)有4molOH-通過(guò)雙極膜進(jìn)入陽(yáng)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(guò)程如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．惰性電極2為陽(yáng)極 B．反應(yīng)前后WO42-/WO52-數(shù)量不變C．消耗1mol氧氣，可得到1mol硝酮 D．外電路通過(guò)1mol電子，可得到1mol水【答案】C【解析】A項(xiàng)，惰性電極2，Br-被氧化為Br2，惰性電極2為陽(yáng)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，1mol二丁基-N-羥基胺失去2molH原子生成1mol硝酮，氧氣最終生成水，根據(jù)氧原子守恒，消耗1mol氧氣，可得到2mol硝酮，故C錯(cuò)誤；

D項(xiàng)，外電路通過(guò)1mol電子，生成0.5molH2O2，H2O2最終生成水，根據(jù)氧原子守恒，可得到1mol水，故D正確；故選C。7．(2022?全國(guó)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(guò)隔膜向Ⅲ區(qū)遷移B．Ⅰ區(qū)的SO42-通過(guò)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【答案】A【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(guò)程中，由于兩個(gè)離子選擇隔膜沒(méi)有指明的陽(yáng)離子隔膜還是陰離子隔膜，故兩個(gè)離子隔膜均可以通過(guò)陰、陽(yáng)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；故選A。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(guò)程如圖所示(為甲基)。下列說(shuō)法正確的是()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【答案】D【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(yáng)極，對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)式為：P4+8CN--4e-=4[P(CN)2]-，則生成1molLi[P(CN)2]，理論上外電路需要轉(zhuǎn)移1mol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(yáng)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(yáng)極，鉑電極為陰極，CN-應(yīng)該向陽(yáng)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(lái)自LiOH，則電解產(chǎn)生的H2中的氫元素來(lái)自于LiOH，D正確；故選D。9．(2021?廣東卷，16)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()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)：為2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+【答案】D【解析】由圖可知，該裝置為電解池，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+，Ⅰ室中陽(yáng)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(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室中陰離子電荷數(shù)大于陽(yáng)離子電荷數(shù)，氯離子過(guò)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2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+。A項(xiàng)，放電生成的氫離子通過(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，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，由分析可知，陰極生成1mol鈷，陽(yáng)極有1mol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(yáng)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2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+，故D正確；故選D。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)0.01molFe2O3完全溶解時(shí)，至少產(chǎn)生氣體336mL(折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下)【答案】C【解析】通電后石墨電極Ⅱ上有O2生成，F(xiàn)e2O3逐漸溶解，說(shuō)明石墨電極Ⅱ?yàn)殛?yáng)極，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?yáng)極，通電一段時(shí)間