資源簡介

第6題　新型電源、電解應用與金屬腐蝕
復習建議：3課時(題型突破2課時　習題1課時)
考向1　多介質帶膜新型電池
1.(2022·全國甲卷)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)存在]。電池放電時，下列敘述錯誤的是(　　)
A.Ⅱ區的K＋通過隔膜向Ⅲ區遷移
B.Ⅰ區的SO通過隔膜向Ⅱ區遷移
C.MnO2電極反應：MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2＋＋2H2O
D.電池總反應：Zn＋4OH－＋MnO2＋4H＋===Zn(OH)＋Mn2＋＋2H2O
答案　A
解析　根據圖示的電池結構和題目所給信息可知，Ⅲ區Zn為電池的負極，電極反應為Zn－2e－＋4OH－===Zn(OH)，Ⅰ區MnO2為電池的正極，電極反應為MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2＋＋2H2O，K＋從Ⅲ區通過隔膜向Ⅱ區遷移，A錯誤；Ⅰ區的SO通過隔膜向Ⅱ區移動，B正確；MnO2電極的電極反應式為MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2＋＋2H2O，C正確；電池的總反應為Zn＋4OH－＋MnO2＋4H＋===Zn(OH)＋Mn2＋＋2H2O，D正確。
2.(2022·全國乙卷)Li－O2電池比能量高，在汽車、航天等領域具有良好的應用前景。近年來，科學家研究了一種光照充電Li－O2電池(如圖所示)。光照時，光催化電極產生電子(e－)和空穴(h＋)，驅動陰極反應(Li＋＋e－===Li)和陽極反應(Li2O2＋2h＋===2Li＋＋O2)對電池進行充電。下列敘述錯誤的是(　　)
A.充電時，電池的總反應為Li2O2===2Li＋O2
B.充電效率與光照產生的電子和空穴量有關
C.放電時，Li＋從正極穿過離子交換膜向負極遷移
D.放電時，正極發生反應：O2＋2Li＋＋2e－===Li2O2
答案　C
解析　充電時光照光催化電極產生電子和空穴，驅動陰極反應(Li＋＋e－===Li)和陽極反應(Li2O2＋2h＋===2Li＋＋O2)，則充電時總反應為Li2O2===2Li＋O2，A正確；充電時，光照光催化電極產生電子和空穴，陰極反應與電子有關，陽極反應與空穴有關，故充電效率與光照產生的電子和空穴量有關，B正確；放電時，金屬Li電極為負極，光催化電極為正極，Li＋從負極穿過離子交換膜向正極遷移，C錯誤；放電時總反應為2Li＋O2===Li2O2，則正極反應為O2＋2Li＋＋2e－===Li2O2，D正確。
3.(2020·全國卷Ⅰ)科學家近年發明了一種新型Zn－CO2水介質電池。電池示意圖如下，電極為金屬鋅和選擇性催化材料。放電時，溫室氣體CO2被轉化為儲氫物質甲酸等，為解決環境和能源問題提供了一種新途徑。
下列說法錯誤的是(　　)
A.放電時，負極反應為Zn－2e－＋4OH－===Zn(OH)
B.放電時，1 mol CO2轉化為HCOOH，轉移的電子數為2 mol
C.充電時，電池總反應為2Zn(OH)===2Zn＋O2↑＋4OH－＋2H2O
D.充電時，正極溶液中OH－濃度升高
答案　D
解析　由題給裝置圖可知，放電時負極鋅失去電子后結合OH－生成Zn(OH)，負極反應為Zn－2e－＋4OH－===Zn(OH)，A項正確；放電時，正極上CO2得電子生成HCOOH，CO2中C的化合價為＋4，HCOOH中C的化合價為＋2，1 mol CO2轉化為1 mol HCOOH，轉移2 mol電子，B項正確；充電時陰極上Zn(OH)參與反應得到鋅，陽極上H2O參與反應得到氧氣，電池總反應為2Zn(OH)===2Zn＋O2↑＋4OH－＋2H2O，C項正確；充電時，陽極上發生失電子的氧化反應：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，氫氧根離子濃度降低，D項錯誤。
考向2　電解原理在工農業生產中的多維應用
4.(2021·全國甲卷)乙醛酸是一種重要的化工中間體，可采用如下圖所示的電化學裝置合成。圖中的雙極膜中間層中的H2O解離為H＋和OH－，并在直流電場作用下分別向兩極遷移。下列說法正確的是(　　)
A.KBr在上述電化學合成過程中只起電解質的作用
B.陽極上的反應式為＋2H＋＋2e－―→
＋H2O
C.制得2 mol乙醛酸，理論上外電路中遷移了1 mol電子
D.雙極膜中間層中的H＋在外電場作用下向鉛電極方向遷移
答案　D
解析　由題圖可知，在鉛電極乙二酸變成乙醛酸是去氧的過程，發生還原反應，則鉛電極是電解裝置的陰極，石墨電極發生氧化反應，反應為2Br－－2e－===Br2，是電解裝置的陽極。由上述分析可知，Br－起到還原劑的作用，A錯誤；陽極上的反應式為2Br－－2e－===Br2，B錯誤；制得2 mol乙醛酸，實際上是左、右兩側各制得1 mol乙醛酸，共轉移2 mol電子，故理論上外電路中遷移的電子為2 mol，C錯誤；電解裝置中，陽離子移向陰極(即鉛電極)，D正確。
5.(2021·全國乙卷)沿海電廠采用海水為冷卻水，但在排水管中生物的附著和滋生會阻礙冷卻水排放并降低冷卻效率。為解決這一問題，通常在管道口設置一對惰性電極(如圖所示)，通入一定的電流。下列敘述錯誤的是(　　)
A.陽極發生將海水中的Cl－氧化生成Cl2的反應
B.管道中可以生成氧化滅殺附著生物的NaClO
C.陰極生成的H2應及時通風稀釋安全地排入大氣
D.陽極表面形成的Mg(OH)2等積垢需要定期清理
答案　D
解析　海水中存在大量的Cl－，在陽極Cl－放電生成Cl2，A敘述正確；陰極H2O放電生成H2和OH－，OH－與Cl2反應生成ClO－，因此管道中存在一定量的NaClO，B敘述正確；因為H2為可燃性氣體，所以陰極生成的H2應及時通風稀釋，安全地排入大氣，C敘述正確；陰極產生OH－，因此會在陰極表面形成Mg(OH)2等積垢，需定期清理以保持良好的導電性，D敘述錯誤。
考情預測：預測在2023高考中，以二次電池以及含有離子交換膜的電解池為背景的命題仍為熱點題型，因為二次電池不僅實現電極材料循環使用，符合“低耗高效”的時代需求，而且命題角度豐富，便于同時考查原電池和電解池工作原理；含有離子交換膜的電解池設問空間大，便于考查考生的探究能力，也體現了學以致用的命題方向。
微題型1　新型化學電源
[精練1]　[儲能電池](2022·遼寧卷)某儲能電池原理如圖。下列說法正確的是(　　)
A.放電時負極反應：Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋
B.放電時Cl－透過多孔活性炭電極向CCl4中遷移
C.放電時每轉移1 mol電子，理論上CCl4吸收0.5 mol Cl2
D.充電過程中，NaCl溶液濃度增大
答案　A
解析　A.放電時負極失電子，發生氧化反應，電極反應：Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋，正確；B.放電時，陰離子移向負極，放電時Cl－透過多孔活性炭電極向NaCl中遷移，錯誤；C.放電時每轉移1 mol電子，正極：Cl2＋2e－===2Cl－，理論上CCl4釋放0.5 mol Cl2，錯誤；D.充電過程中，陽極：2Cl－－2e－===Cl2，消耗氯離子，NaCl溶液濃度減小，錯誤。
[精練2]　[氯流電池](2022·廣東卷)科學家基于Cl2易溶于CCl4的性質，發展了一種無需離子交換膜的新型氯流電池，可作儲能設備(如圖)。充電時電極a的反應為NaTi2(PO4)3＋2Na＋＋2e－===Na3Ti2(PO4)3。下列說法正確的是(　　)
A.充電時電極b是陰極
B.放電時NaCl溶液的pH減小
C.放電時NaCl溶液的濃度增大
D.每生成1 mol Cl2，電極a質量理論上增加23 g
答案　C
解析　由充電時電極a的反應可知，充電時電極a發生還原反應，所以電極a是陰極，則電極b是陽極，故A錯誤；放電時電極反應和充電時相反，則放電時電極a的反應為Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋，NaCl溶液的pH不變，故B錯誤；放電時負極反應為Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋，正極反應為Cl2＋2e－===2Cl－，反應后Na＋和Cl－濃度都增大，則放電時NaCl溶液的濃度增大，故C正確；充電時陽極反應為2Cl－－2e－===Cl2↑，陰極反應為NaTi2(PO4)3＋2Na＋＋2e－===Na3Ti2(PO4)3，由得失電子守恒可知，每生成1 mol Cl2，電極a質量理論上增加23 g·mol－1×2 mol＝46 g，故D錯誤。
[精練3]　[燃料電池](2022·河南名校聯考)一種利用金屬氟化物的HF溶液作電解質的氫氧燃料電池裝置如圖所示：
裝置工作時，下列說法錯誤的是(　　)
A.化學能轉變為電能
B.負極電極反應式為H2－2e－===2H＋
C.理論上消耗n(H2)∶n(O2)＝2∶1
D.正極電極反應式為O2＋4e－＋12[(HF)3F]－===16[(HF)2F]－＋2H2O
答案　B
解析　如圖所示氫氧燃料電池裝置是將化學能轉變為電能的裝置，氫氣在負極通入，失去電子后與[(HF)2F]－結合生成[(HF)3F]－；電池的正極通入氧氣，氧氣得電子后與[(HF)3F]－釋放出來的H＋結合生成水，同時[(HF)3F]－轉化成[(HF)2F]－并循環參與反應。A.氫氧燃料電池是將化學能轉變為電能的裝置，A正確；B.負極電極反應式為H2－2e－＋8[(HF)2F]－===6[(HF)3F]－，B錯誤；C.根據體系內得失電子總數相等，理論上消耗n(H2)∶n(O2)＝2∶1，C正確；D.正極電極反應式為O2＋4e－＋12[(HF)3F]－===16[(HF)2F]－＋2H2O，D正確。
1.構建兩大模型
(1)原電池基礎模型
(2)可逆電池解題模型
關系圖示
解題模型 例：xMg＋Mo3S4MgxMo3S4。
2.抓住一個重點——原電池電極方程式的書寫
(1)燃料電池(以CH3OH燃料電池為例，體會不同介質對電極反應的影響)
質子交換膜(酸性) H＋ 總反應：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O
正極 O2＋4e－＋4H＋===2H2O
負極 CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋
堿性燃料電池 OH－ 總反應：2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO＋6H2O
正極 O2＋4e－＋2H2O===4OH－
負極 CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O
固態氧化物燃料電池 O2－ 總反應：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O
正極 O2＋4e－===2O2－
負極 CH3OH－6e－＋3O2－===CO2↑＋2H2O
(2)充電(可逆)電池
鎳電池 (傳統) 總反應：NiO2＋Fe＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2
正極 NiO2＋2e－＋2H2O=== Ni(OH)2＋2OH－
負極 Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2
陽極 Ni(OH)2＋2OH－－2e－===NiO2＋2H2O
陰極 Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－
鋰離子 電池 (新型) 總反應：Li1－xCoO2＋LixC6LiCoO2＋C6(x<1)
正極 Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2
負極 LixC6－xe－===xLi＋＋C6
陽極 LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋
陰極 xLi＋＋xe－＋C6===LixC6
微題型2　電解原理在工農業生產中的應用
[精練4]　[電解制備](2022·浙江6月選考)通過電解廢舊鋰電池中的LiMn2O4可獲得難溶性的Li2CO3和MnO2，電解示意圖如下(其中濾布的作用是阻擋固體顆粒，但離子可自由通過。電解過程中溶液的體積變化忽略不計)。下列說法不正確的是(　　)
A.電極A為陰極，發生還原反應
B.電極B的電極反應：2H2O＋Mn2＋－2e－===MnO2＋4H＋
C.電解一段時間后溶液中Mn2＋濃度保持不變
D.電解結束，可通過調節pH除去Mn2＋，再加入Na2CO3溶液以獲得Li2CO3
答案　C
解析　由電解示意圖可知，電極B上Mn2＋轉化為MnO2，錳元素化合價升高，失電子，則電極B為陽極，電極A為陰極，得電子，發生還原反應，A正確；電極B上Mn2＋失電子轉化為MnO2，電極反應式為2H2O＋Mn2＋－2e－===MnO2＋4H＋，B正確；電極A電極反應式為2LiMn2O4＋6e－＋16H＋===2Li＋＋4Mn2＋＋8H2O，依據得失電子守恒，電解池總反應為2LiMn2O4＋4H＋===2Li＋＋Mn2＋＋3MnO2＋2H2O，反應生成了Mn2＋，Mn2＋濃度增大，C錯誤；電解結束后，可通過調節溶液pH將錳離子轉化為沉淀除去，然后再加入碳酸鈉溶液，從而獲得碳酸鋰，D正確。
[精練5]　[電解除污](2021·遼寧卷)利用
(QH2)電解轉化法從煙氣中分離CO2的原理如圖。已知氣體可選擇性通過膜電極，溶液不能通過。下列說法錯誤的是(　　)
A.a為電源負極
B.溶液中Q的物質的量保持不變
C.CO2在M極被還原
D.分離出的CO2從出口2排出
答案　C
解析　結合題圖信息，M極發生由Q()轉化為QH2
()的過程，從分子組成上看，該過程中是一個加氫的過程，屬于還原反應，故M極為陰極，電極反應式為＋2H2O＋2e－=== ＋2OH－，則a極為電源負極，A項正確；N極為陽極，電極反應式為－2e－=== ＋2H＋，整個電解過程中溶液中Q的物質的量保持不變，B項正確；M極通入的煙氣中的CO2能與OH－反應生成HCO，HCO移向陽極N極，與H＋反應生成CO2，從而實現CO2的分離，分離出的CO2從出口2排出，整個過程中CO2中各元素化合價保持不變，C項錯誤，D項正確。
[精練6]　[原理分析](2021·天津卷)如下所示電解裝置中，通電后石墨電極Ⅱ上有O2生成，Fe2O3逐漸溶解，下列判斷錯誤的是(　　)
A.a是電源的負極
B.通電一段時間后，向石墨電極Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出現紅色
C.隨著電解的進行，CuCl2溶液濃度變大
D.當0.01 mol Fe2O3完全溶解時，至少產生氣體336 mL(折合成標準狀況下)
答案　C
解析　根據題圖，結合題意知，石墨電極Ⅱ上H2O發生氧化反應產生O2，故石墨電極Ⅱ是陽極，則b是電源的正極、a是電源的負極，A項正確；石墨電極Ⅱ上H2O放電產生O2和H＋：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，通電一段時間后，石墨電極Ⅱ附近溶液顯酸性，能使石蕊顯紅色，B項正確；電解時，Cu2＋在石墨電極Ⅰ上放電生成Cu，左室中Cl－通過陰離子交換膜進入中間室，故CuCl2溶液的濃度減小，C項錯誤；由Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O和陽極反應式可得Fe2O3～O2，故產生O2的體積是×0.01 mol×22.4 L·mol－1×103 mL·L－1＝336 mL，D項正確。
1.兩大模型
(1)電解池基礎模型(惰性電極電解CuCl2溶液)
(2)多室電解池解題模型(以三室電滲析法處理Na2SO4廢水為例)
關系圖示
解題模型 第一步：判斷電極有外接電源→電解池；n→陽極，m→陰極 第二步：根據電極判斷離子的移動方向和交換膜的種類 第三步：根據放電順序寫出電極反應式 第四步：根據電極反應式和離子移動方向確定電極反應物
2.抓住一個重點——電解反應方程式的書寫
(1)基本電極反應式的書寫
用惰性電極電解NaCl溶液 總反應：2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑
陽極 2Cl－－2e－===Cl2↑
陰極 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－(或2H＋＋2e－===H2↑)
用惰性電極電解CuSO4溶液 總反應：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4
陽極 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋(或4OH－－4e－===2H2O＋O2↑)
陰極 2Cu2＋＋4e－===2Cu
用惰性電極電解熔融MgCl2 總反應：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
陽極 2Cl－－2e－===Cl2↑
陰極 Mg2＋＋2e－===Mg
(2)提取“信息”書寫電極反應式
鋁材為陽極，在H2SO4溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜 總反應：2Al＋3H2O Al2O3＋3H2↑
陽極 2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋
陰極 6H＋＋6e－===3H2↑
用惰性電極電解K2MnO4溶液能得到化合物KMnO4 總反應：2MnO＋2H＋2MnO＋H2↑
陽極 2MnO－2e－===2MnO
陰極 2H＋＋2e－===H2↑
有機陽離子、Al2Cl和AlCl組成的離子液體作電解液時，可在鋼制品上電鍍鋁 陽極 Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl
陰極 4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl
(3)多膜電解池方程式書寫[雙膜三室吸收液(吸收了煙氣中的SO2)]
陽極室 HSO－2e－＋H2O===SO＋3H＋或SO－2e－＋H2O===SO＋2H＋
吸收液 Na＋穿過陽膜進入陰極室(左室)；HSO和SO穿過陰膜進入陽極室(右室)
陰極室 2H2O＋4e－===2OH－＋H2↑ HSO＋OH－===SO＋H2O
產品 陽極室　較濃的硫酸； 陰極室　左室亞硫酸鈉
微題型3　金屬的腐蝕與防護
[精練7]　(2022·福州三中質檢)利用物質由高濃度向低濃度自發擴散的能量可制成濃差電池。在海水中的不銹鋼制品，縫隙處氧濃度比海水低，易形成濃差電池而發生縫隙腐蝕。縫隙處腐蝕機理如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
A.金屬縫隙內表面為負極，外自由表面為正極
B.縫隙內溶液pH增大，加快了縫隙內腐蝕速率
C.為了維持電中性，海水中大量Cl－進入縫隙
D.正極的電極反應為O2＋2H2O＋4e－===4OH－
答案　B
解析　A.根據氧氣得電子發生還原反應生成氫氧根離子，所以金屬縫隙外自由表面為正極，金屬縫隙內表面為負極，A正確；B.金屬縫隙外自由表面為正極，生成氫氧根離子，縫隙外溶液pH增大，加快了縫隙內腐蝕速率，B錯誤；C.陰離子由正極向負極移動，所以大量Cl－進入縫隙維持電中性，C正確；D.正極為氧氣得電子發生還原反應生成氫氧根離子，電極反應為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D正確。
兩種防護
解題模型 首先判斷防護類型 其次根據原電池原理和電解池原理分析防腐原理 結合生活實際對選項做出合理判斷
1.(2022·撫州質監)含可鈍化金屬的工業管道或反應器，由于會被內部溶液腐蝕，通過外接電源而鈍化，稱之為陽極保護法。下圖是某金屬外接電勢與電流密度的變化關系，有關說法正確的是(　　)
A.陽極保護法中受保護的金屬外接電源的負極
B.電流密度越大，金屬受保護程度越好
C.CFD區，金屬受到保護
D.外接電勢越高，對金屬保護性越有效
答案　C
解析　A.金屬通過外接電源而鈍化的陽極保護法，指的是使受保護的金屬作為陽極，通過外加電流使陽極鈍化，腐蝕速率大幅度降低，所以，陽極保護法中受保護的金屬外接電源的正極，錯誤；B.IM代表的是金屬鈍化的難易程度，即開始的時候電流密度越大，此時金屬溶解，表示金屬越難鈍化，所以并非電流密度越大，金屬受保護程度越好，錯誤；C.當外接電勢超過EB后，金屬開始鈍化，從EC到ED都是金屬鈍化較穩定的范圍，所以CFD區，金屬受到保護，正確；D.外接電勢超過ED后，電流密度又持續增加了，腐蝕速度又加快了，所以并非外接電勢越高，對金屬保護越有效，錯誤。
2.(2022·黑龍江四校聯考)鋅—空氣電池(原理如圖)適宜用作城市電動車的動力電源，該電池放電時Zn轉化為ZnO。該電池工作時下列說法不正確的是(　　)
A.多孔板的目的是增大與空氣的接觸面積
B.該電池的正極反應為O2＋4e－＋2H2O===4OH－
C.該電池放電時K＋向石墨電極移動
D.外電路電子由Zn電極流向石墨電極再通過電解質溶液流回Zn電極
答案　D
解析　A.石墨電極作為正極，多孔板可以增大與空氣的接觸面積，A正確；B.正極上氧氣被還原，電解質顯堿性，所以正極電極反應式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－，B正確；C.石墨電極為正極，原電池中陽離子移向正極，即K＋向石墨電極移動，C正確；D.電子不能在電解質溶液中流動，D錯誤。
3.(2022·四省八校模擬)利用生物質來制取氫氣是實現生物質清潔利用的一個重要途徑。KIO3催化電解葡萄糖(C6H12O6)制氫實驗的裝置(如下圖所示)，電極兩側的電解液在蠕動泵的作用下在電解液儲槽和電極間不斷循環。下列說法不正確的是(　　)
A.電極A為電源正極
B.電解過程中右側電解質儲槽中的磷酸濃度基本保持不變
C.電解過程的總方程式為：C6H12O6＋6H2O6CO2↑＋12H2↑
D.電解時，當有0.4 mol H＋通過質子交換膜時，理論上消耗葡萄糖6.0 g
答案　D
解析　由題干信息可知，右側區電解產生H2，電極反應為：2H＋＋2e－===H2↑，發生還原反應，故右側區為陰極區，則電源中B為負極，A為正極，左側區為陽極區，電極反應為：C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2↑＋24H＋，據此分析解題。A.由分析可知，電極A為電源正極，A正確；B.根據電子守恒可知，右側消耗1 mol H＋的同時，左側區將有1 mol H＋通過質子交換膜進入右側區，故電解過程中右側電解質儲槽中的磷酸濃度基本保持不變，B正確；C.根據電子守恒可得電解過程的總方程式為：C6H12O6＋6H2O6CO2↑＋12H2↑，C正確；D.由分析可知，電解時，當有0.4 mol H＋通過質子交換膜時，理論上消耗葡萄糖×0.4 mol＝3.0 g，D錯誤。
4.(2022·攀枝花統考)有一種清潔、無膜的氯堿工藝，它利用含有保護層的電極(Na0.44MnO2/Na0.44－xMnO2)中的Na＋的脫除和嵌入機理，分兩步電解得到氯堿工業產品，其原理如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.電解時產生的X氣體是O2，Y氣體是Cl2
B.b是直流電源的正極，c是直流電源的負極
C.鈉離子嵌入時的電極反應式為：
Na0.44MnO2－ xe－===Na0.44－xMnO2＋xNa＋
D.第一步電解后，Na0.44MnO2/Na0.44－xMnO2電極不經清洗可直接用于第二步電解
答案　B
解析　與b相連的電極上脫掉Na＋，Mn元素失電子被氧化，則電極b為直流電源的正極，與c相連的電極上嵌入Na＋，Mn元素得電子被還原，則電極c為直流電源的負極。A.a相連的電極為陰極，發生2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，電解時產生的X氣體是H2，d相連的電極為陽極，發生2Cl－－2e－===Cl2↑，Y氣體是Cl2，錯誤；B.由分析知：b是直流電源的正極，c是直流電源的負極，正確；C.鈉離子的嵌入時，Na0.44－xMnO2中Mn元素得電子化合價降低被還原，則鈉離子的嵌入反應是還原反應，電極反應為：Na0.44－xMnO2＋xNa＋＋xe－===Na0.44MnO2，錯誤；D.第1步結束后，Na0.44－xMnO2/Na0.44MnO2電極上附著氫氧根離子，第2步反應中電解生成氯氣，氫氧根離子能與氯氣反應，所以第1步結束后，Na0.44－xMnO2/Na0.44MnO2電極必須用水洗滌干凈后，再用于第2步，錯誤。
5.(2022·西安四區一模)中科院研制出了雙碳雙離子電池，以石墨(Cn)和中間相炭微粒球(MCMB)為電極，電解質溶液為含有KPF6的有機溶液，其充電示意圖如圖所示。其反應機理為：充電時，電解液中的鉀離子運動到中間相碳微粒球負極表面，并嵌入至石墨層中，同時六氟磷酸根陰離子插層到正極石墨中；放電時，鉀離子從負極石墨層中脫出，同時正極石墨中的六氟磷酸根脫嵌回到電解液中。下列說法正確的是(　　)
A.放電時石墨電極的電勢比MCMB電極電勢低
B.當轉移電子1 mol時，參與反應的K＋與PF的物質的量共1 mol
C.放電時正極反應式是Cn(PF6)x＋xe－===Cn＋xPF
D.充電時MCMB電極發生氧化反應
答案　C
解析　由圖可知，充電時，與直流電源正極相連的石墨電極是電解池的陽極，PF陰離子在Cn作用下失去電子發生氧化反應生成Cn(PF6)x，MCMB電極為陰極，鉀離子在陰極得到電子發生還原反應生成鉀；放電時石墨電極為原電池的正極，Cn(PF6)x在正極得到電子發生還原反應生成Cn、PF離子，MCMB電極為負極，鉀在負極失去電子發生氧化反應生成鉀離子，電池放電時的總反應為Cn(PF6)x＋xK===Cn＋xKPF6。A.正極電勢比負極高，由分析可知，放電時石墨電極為原電池的正極，MCMB電極為負極，則放電時石墨電極電勢比MCMB電極電勢高，故A錯誤；B.由分析可知，當轉移電子1 mol時，參與反應的K＋的物質的量和PF離子的物質的量共2 mol，故B錯誤；C.由分析可知，放電時石墨電極為原電池的正極，Cn(PF6)x在正極得到電子發生還原反應生成Cn、PF離子，電極反應式為Cn(PF6)x＋xe－===Cn＋xPF，故C正確；D.由分析可知，充電時MCMB電極為陰極，鉀離子在陰極得到電子發生還原反應生成鉀，故D錯誤。
題型特訓
題型特訓1　新型化學電源
1.(2021·廣東卷)火星大氣中含有大量CO2，一種有CO2參加反應的新型全固態電池有望為火星探測器供電。該電池以金屬鈉為負極，碳納米管為正極，放電時(　　)
A.負極上發生還原反應
B.CO2在正極上得電子
C.陽離子由正極移向負極
D.將電能轉化為化學能
答案　B
解析　金屬鈉為負極，負極上發生失電子的氧化反應，A錯誤；碳納米管為正極，CO2在正極上得電子，發生還原反應，B正確；放電時，陽離子由負極移向正極，C錯誤；原電池是將化學能轉化為電能的裝置，D錯誤。
2.(2022·河南聯考)我國科學家開發了一款高壓無陽極配置可充電鈉電池，其充電過程的原理如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.放電時，電子由b極經3A沸石分子篩膜流向a極
B.放電時，a極的電極反應式為Na＋＋e－===Na
C.充電時，b極為陽極，發生還原反應
D.充電時，電路中每遷移2 mol電子，理論上a極凈增重46 g
答案　D
解析　由圖可知，放電時，a極為負極，電極反應式為Na－e－===Na＋，b極為正極，電極反應式為Na＋＋e－===Na；充電時，b極為陽極，電極反應式為Na－e－===Na＋，a極為陰極，電極反應式為Na＋＋e－===Na，據此作答。A.放電時，電子不經過電解質，錯誤；B.放電時，a極為負極，電極反應式為Na－e－===Na＋，錯誤；C.充電時，b極為陽極，陽極失去電子發生氧化反應，錯誤；D.充電時，a極為陰極，電極反應式為Na＋＋e－===Na，電路中每遷移2 mol電子，理論上a極凈增重46 g，正確。
3.(2022·湘豫名校聯考)微生物燃料電池(MFCs)技術以污水中的有機物為電子供體，在微生物的參與下將蘊含在污水中的化學能直接轉化為電能，可在常溫下運行，且污泥產率遠低于活性污泥法，是一種集污水凈化和能源轉化于一體的新型污水處理與能源回收技術，為有機污水的低成本處理提供了一條新路徑。關于MFCs說法錯誤的是(　　)
A.有機物在陽極微生物作用下被氧化，釋放質子和電子
B.將碳納米材料應用于MFCs可以大幅增加陽極的導電性和比表面積，從而使微生物與陽極之間的電子傳遞更容易
C.陰極發生的電極反應為O2＋4e－＋4H＋===2H2O、2NO＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O
D.若該有機物為CH3OH，則當反應32 g CH3OH時，理論上轉移4 mol e－
答案　D
解析　A.據圖可知陽極上有機物被氧化為CO2，釋放電子，根據圖示離子的遷移可知，同時有氫離子(質子)釋放，A正確；B.碳納米材料，半徑小，顆粒數目多，可以大幅增加陽極的導電性和比表面積，從而使微生物與陽極之間的電子傳遞更容易，B正確；C.據圖可知陰極上O2、NO被還原，根據該裝置的作用可知產物應無污染，所以O2被還原生成水，NO被還原生成N2，電極方程式為O2＋4e－＋4H＋===2H2O、2NO＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O，C正確；D.32 g CH3OH的物質的量為1 mol，CH3OH被氧化為CO2時C元素化合價升高6價，所以轉移6 mol電子，D錯誤。
4.(2022·張家口期末)下圖為一種一氧化碳氣體傳感器的結構示意圖，它與報警器配套使用，是一氧化碳氣體報警器中的核心檢測元件。當一氧化碳氣體擴散到傳感器時，其輸出端產生電流輸出，通過外接信號采集電路和相應的轉換、輸出電路，就能夠對一氧化碳氣體實現檢測和監控。下列關于這種一氧化碳氣體傳感器的說法中正確的是(　　)
A.該傳感器將電能轉化為化學能
B.傳感器中的對電極為負極，電解液中H＋向對電極移動
C.一氧化碳氣體在工作電極上的反應式為：CO＋H2O＋2e－===CO2＋2H＋
D.該傳感器產生輸出電流大小與一氧化碳氣體的濃度成正比
答案　D
解析　A.根據題意該傳感器吸收一氧化碳向外界傳出電流，故為原電池裝置，將化學能轉化為電能，A項錯誤；B.對電極為氧氣進入的一極，氧氣得電子結合H＋生成H2O，在該極發生還原反應，是原電池的正極，電解液中H＋向正極(對電極)移動，B項錯誤；C.一氧化碳氣體在工作電極上失電子被氧化，反應式為：CO＋H2O－2e－===CO2＋2H＋，C項錯誤；D.該傳感器用于監測空氣中一氧化碳含量，所產生輸出電流與參加反應氣體量相關，其大小與一氧化碳氣體的濃度成正比，D項正確。
5.(2022·內江一模)新型鎂－鋰雙離子二次電池的工作原理如圖。下列關于該電池的說法正確的是(　　)
A.放電時，Li＋通過離子交換膜向左移動
B.充電時，x與電源正極相連
C.放電時，正極的電極反應式為：
Li1－xFePO4＋xLi＋－xe－===LiFePO4
D.充電時，導線上每通過0.4 mol e－，左室中溶液的質量減少2 g
答案　D
解析　A.放電時，左邊為負極，右邊為正極，根據“同性相吸”原理，Li＋通過離子交換膜向正極即向右移動，故A錯誤；B.放電時Mg為負極，充電時，x與電源負極相連，故B錯誤；C.放電時，正極的電極反應式為：Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4，故C錯誤；D.充電時，Mg為陰極，陰極是Mg2＋＋2e－===Mg，溶液中Li＋向陰極即左室移動，導線上每通過0.4 mol e－，則有0.2 mol Mg2＋消耗，有0.4 mol Li＋移向左室，左室中溶液的質量減少0.2 mol×24 g·mol－1－0.4 mol×7 g·mol－1＝2 g，故D正確。
6.(2023·安陽名校調研)中國科學院施劍林院士團隊報道了一種新型的自供能電化學共催化體系，該系統以Zn－H2O原電池結構為根基，中性磷酸鹽緩沖溶液(PBS)為電解液，無需外界供能的條件下在兩電極同時獲得高附加值化學品H2和固態NaZnPO4。下列說法正確的是(　　)
A.鋅電極作電池負極，有電子流入
B.電解液中PO移向石墨電極
C.電路中轉移1 mol電子時，正極產生11.2 L H2
D.電池的總反應式為Zn＋Na＋＋PO＋2H2O===NaZnPO4＋H2↑＋2OH－
答案　D
解析　A.鋅電極作電池負極，失去電子，錯誤；B.原電池中，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，即電解液中PO移向鋅電極，錯誤；C.石墨極為正極，該極水得電子生成氫氣，電極方程式為：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，則電路中轉移1 mol電子時，正極產生0.5 mol H2，但是未說標準狀況，無法計算體積，錯誤；D.該電池中，外界供能的條件下在兩電極同時獲得高附加值化學品H2和固態NaZnPO4，則電池的總反應式為Zn＋Na＋＋PO＋2H2O===NaZnPO4＋H2↑＋2OH－，正確。
7.(2022·河南名校適應性檢測)中國科學技術大學陳維教授團隊結合其前期工作基礎，開發了一種高性能的水系錳基鋅電池。其工作原理如圖所示，已知該裝置工作一段時間后，K2SO4溶液的濃度增大，下列說法正確的是(　　)
A.負極的電極反應式為MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2＋＋2H2O
B.裝置工作一段時間后，正極區溶液的pH降低
C.a膜為陰離子交換膜，b膜為陽離子交換膜
D.電子流向：Zn電極→b膜→a膜→MnO2電極→負載→Zn電極
答案　C
解析　A.Zn電極為負極，電極反應式為Zn－2e－＋4OH－===Zn(OH)，A項錯誤；B.MnO2電極為正極，電極反應式為MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2＋＋2H2O，反應消耗H＋，故一段時間后，正極區溶液的pH升高，B項錯誤；C.由裝置工作一段時間后K2SO4溶液的濃度增大可知，a膜為能使SO通過的陰離子交換膜，b膜為能使K＋通過的陽離子交換膜，C項正確；D.電子只能在電極和導線上傳導，不能在溶液中傳導，正確的電子流向為Zn電極→負載→MnO2電極，D項錯誤。
8.(2022·安徽江南十校一模)我國某公司開發的“刀片電池”外觀上類似普通干電池，但內部結構看上去像一堆排列整齊的裁紙刀，每一個刀片里又被分成很多個容納腔，每個容納腔里都包含一個電芯，整個刀片是由多個極芯串聯而成的模組。該電池本質上還是磷酸鐵鋰電池，電池的總反應方程式為：LiM1－xFexPO4＋6CM1－xFexPO4＋LiC6，(向右為充電、向左為放電)其裝置工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A.該電池工作時，負極的電極反應式為：LiM1－xFexPO4－e－===M1－xFexPO4＋Li＋
B.該電池中的聚合物隔膜是陽離子交換膜，在充電時，陽離子由左向右移動
C.該電池充電時陰極的電極反應式為：C6Li1－x＋xLi＋＋xe－===C6Li
D.刀片電池可以搭載在新能源汽車上，作為動力來源
答案　A
解析　根據電池裝置圖知，石墨為負極，反應式為LiC6－e－===Li＋＋6C，磷酸鐵鋰為正極，反應式為M1－xFexPO4＋e－＋Li＋===LiM1－xFexPO4，充電時，陰極、陽極反應式與負極、正極反應式正好相反，據此分析解題。A.由分析可知，該電池工作時，負極的電極反應式為：LiC6－e－===Li＋＋6C，A錯誤；B.由分析可知，充電時石墨電極與電源負極相連，作為陰極，電極反應為：Li＋＋6C＋e－===LiC6，需結合Li＋，陽極電極反應為：LiM1－xFexPO4－e－===M1－xFexPO4＋Li＋，釋放出Li＋，該電池中的聚合物隔膜是陽離子交換膜，在充電時，陽離子由陽極移向陰極即由左向右移動，B正確；C.由分析可知，該電池充電時陰極的電極反應式即為放電時負極反應的逆過程，故為：C6Li1－x＋xLi＋＋xe－===C6Li，C正確；D.由題干信息可知，刀片電池是一種新型的可充電電池，故可以搭載在新能源汽車上，作為動力來源，D正確。
9.(2022·湖北重點中學聯考)我國科研團隊以聚氨酯為電解液(合成路線如圖)實現了穩定高效且可逆循環的K—CO2電池。總反應為：4KSn＋3CO22K2CO3＋C＋4Sn，(向右為充電、向左為放電)其中生成的K2CO3附著在正極上。下列說法錯誤的是(　　)
A.放電時，內電路中電流由KSn合金經酯基電解質流向羧基化碳納米管
B.電池的正極反應式為4K＋＋3CO2＋4e－===2K2CO3＋C
C.羧基化碳納米管中引入的羧基可促進電子的轉移
D.充電時，電路中通過1 mol電子，多壁碳納米管減重36 g
答案　D
解析　A.放電時為原電池裝置，內電路中電流是由負極流向正極，即放電時，內電路中電流由KSn合金經酯基電解質流向羧基化碳納米管，A正確；B.根據總反應式可知，負極反應式為：KSn－e－===Sn＋K＋，電池的正極反應式為4K＋＋3CO2＋4e－===2K2CO3＋C，B正確；C.電極材料為KSn和羧基化碳納米管，KSn與水反應，—COOH與KOH反應，可促進電子的轉移，C正確；D.充電時陽極反應為：C－4e－＋2K2CO3===3CO2↑＋4K＋，碳納米管及附著的碳酸鉀會減少，電路中通過1 mol電子，多壁碳納米管減重3 g，碳酸鉀減少30 g，D錯誤。
題型特訓2　電解應用及金屬腐蝕與防護
1.(2022·沈陽期末)2022年，中國第二艘國產003型10萬噸級航母即將下水，船體的防腐處理非常重要，有鹽分的海水和空氣會對船體造成腐蝕。下列關于金屬腐蝕和防腐的說法不正確的是(　　)
A.可以在船舶外殼裝上鋅塊，用犧牲陽極的陰極保護法防止金屬腐蝕
B.海上艦艇的腐蝕主要為金屬的吸氧腐蝕
C.刷防銹漆，使金屬與空氣、水等物質隔離，可防止金屬被腐蝕
D.外加電流將被保護的鋼鐵做陰極，硅鋼鑄鐵做陽極起不到保護金屬的作用
答案　D
解析　A.鋅的活潑性大于鐵，在船舶外殼裝上鋅塊，用犧牲陽極的陰極保護法防止金屬腐蝕，故A正確；B.海上艦艇的腐蝕主要為金屬的吸氧腐蝕，故B正確；C.鐵在潮濕的空氣中易腐蝕，刷防銹漆使金屬與空氣、水等物質隔離，可防止金屬被腐蝕，故C正確；D.外加電流將被保護的鋼鐵做陰極，硅鋼鑄鐵做陽極，屬于外加電流陰極保護法，故D 錯誤。
2.(2022·浙江六校聯盟聯考)2024年的奧運會將在巴黎舉行，沙灘排球比賽場地將設在埃菲爾鐵塔前的戰神廣場，埃菲爾鐵塔為鋼鐵結構，使用了250萬個鉚釘和近兩萬塊鐵片，以下說法不正確的是(　　)
A.連接鐵片的鉚釘應該用銅質的
B.為了減緩鋼鐵生銹，工人們在鐵塔表面涂上一層特制的油漆
C.巴黎的氣候比較潮濕，比干燥的環境更易引起鋼鐵的生銹
D.可以在鐵塔上鑲嵌鋅片，減慢鋼鐵的腐蝕速率
答案　A
解析　A.連接鐵片的鉚釘若用銅質的，由于鐵比銅活潑，銅作原電池正極，鐵作原電池負極，會導致鐵制品本身被腐蝕，故A錯誤；B.在鐵塔表面涂上一層特制的油漆，可以隔絕空氣中的氧氣，能有效保護金屬，故B正確；C.鐵在水和氧氣并存時易生銹，所以潮濕環境比干燥的環境更易引起鋼鐵的生銹，故C正確；D.在鐵塔上鑲嵌鋅片，利用的是犧牲陽極的陰極保護法，鐵作原電池正極，鋅作原電池負極，鐵受到保護，能減慢鋼鐵的腐蝕速率，故D正確。
3.(2022·蘇北四市調研)H2O2是常用的綠色氧化劑，可用如圖所示裝置電解H2O和O2制備H2O2。下列說法不正確的是(　　)
A.H＋移向a電極
B.裝置工作過程中a極消耗的O2大于b極生成的O2
C.b電極的電極反應式：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
D.電解生成1 mol H2O2時，電子轉移的數目為4×6.02×1023
答案　D
解析　由圖可知，b極水失電子生成氧氣和氫離子，b極為陽極，氫離子向a極即陰極移動，A正確；a極電極反應式為：O2＋2e－＋2H＋===H2O2，b極電極反應式為：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，當轉移4 mol電子時，a極消耗2 mol氧氣，b極產生1 mol氧氣，B正確，C正確；a極每生成1 mol H2O2時，轉移2 mol電子，轉移電子數目為2×6.02×1023，D錯誤。
4.(2022·遼寧協作校聯考)過二硫酸鉀(K2S2O8)用于制作漂白劑、氧化劑，也可用作聚合引發劑。工業上電解飽和KHSO4的酸性溶液(含K＋、H＋、HSO等離子)來制備過二硫酸鉀。電解裝置原理示意圖如圖。下列說法不正確的是(　　)
A.該裝置工作時，陽離子向B極移動
B.a極為電源負極
C.A極反應：2HSO－2e－===S2O＋2H＋
D.當轉移2 mol電子時，有2 mol H＋通過質子交換膜
答案　B
解析　A.根據圖示，B是陰極，該裝置工作時，陽離子向B極移動，選項A正確；B.KHSO4→K2S2O8發生氧化反應，A是陽極，接電源正極，選項B不正確；C.KHSO4→K2S2O8發生氧化反應，A是陽極，陽極的電極反應式為2HSO－2e－===S2O＋2H＋，選項C正確；D.該裝置有質子交換膜，根據電荷守恒，當轉移2 mol電子時，有2 mol H＋通過質子交換膜，選項D正確。
5.(2022·河南名校三模)科學家近年發明了一種將二氧化碳電化學還原為甲醇的方法，裝置示意圖如下，電解質溶液1為由KHCO3、吡啶和HCl組成的CO2飽和水溶液，電極為選擇性Cu2O/CuO薄膜材料和Pt電極。該裝置工作時，下列敘述正確的是(　　)
A.陽極區溶液中c(H＋)減小
B.KHCO3可維持電解質溶液1中CO2濃度變化不大
C.陰極反應為CO2＋6H＋－6e－===CH3OH＋H2O
D.電解總反應為CO2＋3H2===CH3OH＋H2O
答案　B
解析　A.根據圖示，陽極發生反應2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，陽極區溶液中c(H＋)增大，故A錯誤；B.H＋＋HCO??H2CO3??H2O＋CO2，KHCO3可維持電解質溶液1中CO2濃度變化不大，故B正確；C.陰極CO2得電子生成甲醇，陰極反應為CO2＋6H＋＋6e－===CH3OH＋H2O，故C錯誤；D.電解總反應為2CO2＋4H2O===2CH3OH＋3O2，故D錯誤。
6.(2022·長春學程考試)天津大學研究團隊以KOH溶液為電解質，CoP和Ni2P納米片為催化電極材料，電催化合成偶氮化合物的裝置如圖所示(R代表烴基)下列說法正確的是(　　)
A.電源b為正極
B.合成1 mol偶氮化合物轉移電子8 mol
C.離子交換膜是陽離子交換膜
D.Ni2P電極反應式為RCH2NH2＋4e－＋4OH－===RCN＋4H2O
答案　B
解析　該裝置為電解池，Ni2P電極上是RCH2NH2失電子生成RCN，發生氧化反應，a為正極，電極反應為RCH2NH2－4e－＋4OH－===RCN＋4H2O，CoP電極是硝基苯變化為偶氮化合物，發生的是還原反應，為電解池的陰極。A.根據分析可知Ni2P電極為陽極，CoP電極為陰極，故電源的a極為正極，b為負極，故A錯誤；B.CoP為陰極，電極反應式為 ＋8OH－，根據電極反應式可知，合成1 mol偶氮化合物轉移電子8 mol，故B正確；C.a為陽極，消耗OH－，為保持電中性，右端OH－通過陰離子交換膜移向左端，該離子交換膜是陰離子交換膜，故C錯誤；D.由上述分析可知，a為正極，Ni2P為陽極，電極反應為：RCH2NH2－4e－＋4OH－===RCN＋4H2O，故D錯誤。
7.(2022·江西智學聯盟聯考)金屬鋰化學性質活潑，廣泛應用于冶金工業上制備各種合金。如圖是一種制備金屬鋰的裝置。下列說法錯誤的是(　　)
A.與電極B相連的是電源的正極
B.電極C上的電極反應式為Li＋＋e－===Li
C.設計A區的主要原因是碳酸鋰導電能力差
D.A區反應的方程式為2Cl2＋2Li2CO3===4LiCl＋2CO2＋O2
答案　C
解析　由圖可知，電極C反應式為Li＋＋e－===Li，為電解池陰極，與電源負極相連；電極B為陽極，與電源正極相連，電極反應式為2Cl－－2e－===Cl2↑，然后在A區發生2Cl2＋2Li2CO3===4LiCl＋2CO2＋O2。綜上所述，C錯誤。
8.(2022·南昌一模)科學家利用金(Au)催化電解法在常溫常壓下實現合成氨，工作時某極區的微觀示意圖如下，其中電解液為溶解有三氟甲磺酸鋰(LiCF3SO3)和乙醇的有機溶液。下列說法正確是(　　)
A.金(Au)為催化劑不參與反應
B.三氟甲磺酸鋰和乙醇的有機溶液不能導電
C.該電極方程式為：N2＋6e－＋6CH3CH2OH===2NH3＋6CH3CH2O－
D.選擇性透過膜只允許N2、NH3和H2O通過，其它離子不可通過
答案　C
解析　A.金(Au)雖然為催化劑，但是會參與反應，在整個過程不斷被消耗、生成，總量不變，A錯誤；B.該裝置為電解池，電解液必須導電，即三氟甲磺酸鋰和乙醇的有機溶液導電，B錯誤；C.據圖可知，N2得電子后，和乙醇反應生成氨氣和CH3CH2O－，根據電子守恒和元素守恒可得電極反應為N2＋6e－＋6CH3CH2OH===2NH3＋6CH3CH2O－，C正確；D.據圖可知，水分子不能透過選擇性透過膜，D錯誤。
9.(2022·靖遠摸底)雙極膜電滲析法制備縮水甘油()的原理：將3－氯－1，2－丙二醇的水溶液通過膜M與雙極膜之間的電滲析室，最終得到的縮水甘油純度很高(幾乎不含無機鹽)。已知：由一張陽膜和一張陰膜復合制成的陰、陽復合膜為雙極膜。在直流電場的作用下，雙極膜復合層間的H2O解離成OH－和H＋并分別通過陰膜和陽膜。下列說法錯誤的是(　　)
A.裝置工作時，3－氯－1，2－丙二醇被氧化
B.通電前后，電滲析室內溶液的pH幾乎不變
C.膜M為陰離子交換膜
D.裝置工作時，陰極上發生的電極反應：2H＋＋2e－===H2↑
答案　A
解析　根據電荷遷移方向確定雙極膜中移向3－氯－1，2－丙二醇的水溶液的只能是帶負電荷的OH－，＋HCl，OH－中和生成的H＋，Cl－經過膜M向陽極遷移，產品得以純化。3－氯－1，2－丙二醇未發生氧化還原反應，A錯誤；雙極膜產生的OH－遷移進入兩膜之間的電滲析室，中和生成的H＋，反應消耗的OH－來自雙極膜，故反應對溶液的pH不產生影響，B正確；根據A項分析可知，膜M為陰離子交換膜，C正確；陰極上陽離子得電子，電極反應為：2H＋＋2e－===H2↑，D正確。

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