資源簡介

[選擇題]　第3練　電解原理的創新應用
(選擇題1~12題，每小題6分，13~16題，每小題7分，共100分)
1.(2024·黑龍江大慶模擬)在強堿中氫氧化鐵可被一些氧化劑氧化為高鐵酸根離子()，在酸性條件下氧化性極強且不穩定。隔膜電解法制備K2FeO4的工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A.隔膜為陽離子交換膜
B.由于陰極區生成KOH，故電解過程中不需要額外補充
C.Fe電極上的反應為Fe-6e-+8OH-===+4H2O
D.電路中每轉移0.2 mol e-，Pt電極上理論上產生2.24 L氣體(標準狀況)
2.(2024·山東臨沂統考模擬)電解法制備Cu2O的裝置如圖所示，已知生成Cu2O的反應為Cu2Cl2+2OH-===Cu2O+H2O+2Cl-，下列說法錯誤的是(　　)
A.鉑電極連接電源的負極
B.離子交換膜為陰離子交換膜
C.銅電極反應為2Cu-2e-+2Cl-===Cu2Cl2
D.制備7.2 g Cu2O，陰極區溶液質量減少0.1 g
3.(2024·廣東江門統考模擬)高氯酸(HClO4)是制備導彈和火箭的固體推進劑高氯酸銨(NH4ClO4)的原料之一，如圖為一種惰性電極電解高純次氯酸制備高氯酸的模擬裝置。下列有關說法不正確的是(　　)
A.b為電源的正極
B.電極M處發生氧化反應
C.H+從左到右穿過質子交換膜
D.電極N的電極反應式：2H++2e-===H2↑
4.八鉬酸銨可用于染料、催化劑、防火劑等。該化合物可通過電滲析法獲得，工作原理如圖。下列說法錯誤的是(　　)
A.a連接電源正極
B.生成Mo8的反應為8Mo+12H+===Mo8+6H2O
C.電解一段時間后，b極附近氨水的濃度減小
D.雙極膜附近的OH-移向左側
5.(2024·哈爾濱二模)英國劍橋大學模擬“人工樹葉”電化學實驗裝置如圖所示，該裝置能將H2O和CO2轉化為O2和燃料(C3H8O)。下列說法正確的是(　　)
A.CO2中心原子采取sp2雜化
B.b電極電勢低于a電極
C.該裝置工作時，H+從b極區向a極區遷移
D.每生成1 mol O2有44 g CO2被還原
6.酸性廢水中的可在一定條件下利用硝酸鹽菌轉化為，再用如圖所示裝置除去，下列有關說法不正確的是(　　)
A.b端為鉛蓄電池的負極
B.該裝置將電能轉化為化學能
C.M為陽離子交換膜
D.電解池陰極的電極反應式為+===N2↑+12OH-
7.(2024·福建期末)利用電化學原理可以處理地下水中的硝酸根離子并回收氨氮，其模擬裝置如圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)
A.通電一段時間后，陽極區溶液的pH升高
B.離子交換膜為陽離子交換膜
C.a極的電極反應式為+8e-+10H+===+3H2O
D.每轉移2 mol e-，生成標準狀況下11.2 L氣體
8.(2024·合肥高三模擬)SO2和NOx是主要大氣污染物，利用如圖裝置可同時吸收SO2和NO。已知電解池的陰極室中溶液的pH保持在4~7之間。下列說法正確的是(　　)
A.電極a為直流電源的正極
B.電解過程中，陽極區電解液的pH增大
C.陰極反應式為SO2+2e-+2H2O===+4H+
D.吸收NO的離子方程式為2NO+2S2+2H2O===N2+4
9.(2024·廣州模擬)一種新型電解池如圖所示，可實現廢水中硝酸根離子制氨和硫化氫制硫的雙污染物的升級回收利用。下列說法不正確的是(　　)
A.a為電源正極，電極Ⅰ發生氧化反應
B.陰極電極反應式：+8e-+7H2O===NH3·H2O+9OH-
C.若處理含4 mol H2S廢水，理論上交換膜通過8 mol OH-
D.電解一段時間后，陽極附近的溶液的pH不變
10.(2024·武漢模擬)中國科學院研究人員使用水、碳酸酯兩相電解液通過電化學固—液反應器將Na嵌入FePO4合成，反應器中發生反應的離子方程式為3xI-+2FePO4+2xNa+===2NaxFePO4(0≤x≤1)，下列說法正確的是(　　)
A.合成總反應可以表示為xNa+FePO4NaxFePO4
B.離子交換膜為陰離子交換膜
C.陽極區采用水相，NaPF6的作用是增強導電性
D.理論上，當電路轉移0.2 mol電子時，此時固體中鈉鐵個數比為1∶5
11.(2024·青島高三模擬)清華大學某團隊設計出了一種雙極膜(將H2O解離成H+和OH-)電解合成NH3反應器，簡化模型如圖所示，下列說法錯誤的是(　　)
A.電極a的電勢小于電極b的電勢
B.通電時雙極膜將水解離為H+和OH-，H+向陰極方向移動
C.陰極的電極反應式為+6H2O+8e-===NH3↑+9OH-
D.電路中轉移8 mol e-時理論上產生約44.8 L氣體(已折算成標準狀況下)
12.中科院化學研究所開發了一個包括苯酚電催化還原和苯酚電催化氧化兩個半反應的綜合電化學策略，成功實現了苯酚合成兩種重要的化工原料——環己酮和苯醌。下列說法錯誤的是(　　)
A.溶液中的H+的移動方向：電極a→電極b
B.陰極區的電極反應式為+4e-+4H+===
C.電路中轉移2 mol e-時，理論上會消耗苯酚的數目為0.5NA
D.該電化學合成環己酮和苯醌的原子利用率為100%
13.(2024·廣西1月適應性測試)利用下圖的電化學裝置，可實現對CO2的固定。下列說法錯誤的是(　　)
A.Cl向b電極移動
B.a電極的電極反應式為+CO2+2e-===+F-
C.電解過程中有H+生成
D.b電極的Pt用Cu代替后總反應不變
14.(2024·福建莆田三模)科學家通過使用雙極膜電滲析法來捕獲和轉化海水中的CO2，其原理如圖。下列說法正確的是(　　)
A.裝置運行一段時間后循環液1和循環液2要交替使用
B.隔膜1為陽離子交換膜，隔膜2為陰離子交換膜
C.與電源負極相連的電極上的電極反應式為[Fe(CN)6]4--e-===[Fe(CN)6]3-
D.該方法可以同時將海水進行淡化
15.(2024·湖南懷化二模)某研究機構使用Li-SO2Cl2電池作為電源電解制備Ni，其工作原理如圖所示，已知電池反應為2Li+SO2Cl2===2LiCl+SO2↑，下列說法錯誤的是(　　)
A.膜a、c是陰離子交換膜，膜b是陽離子交換膜
B.電池的e極連接電解池的h極
C.電池中C電極的電極反應式為SO2Cl2+2e-===2Cl-+SO2↑
D.生成0.5 mol Ni時，理論上電解池中不銹鋼電極附近溶液質量增加22 g
16.(2024·山東德州二模)S2O8電化學循環氧化法將酸性廢水中的苯酚降解為CO2，加入Fe2+可加快苯酚的降解，原理如圖。已知：S2+Fe2+===+·+Fe3+，·有強氧化性。下列說法錯誤的是(　　)
A.鉑連接電源負極，發生還原反應
B.石墨上的電極反應：2-2e-===S2
C.苯酚降解時發生反應：C6H6O+28·+11H2O===6CO2↑+28+28H+
D.處理1 mol苯酚，有14 mol S從左向右通過離子交換膜
答案精析
1.B　2.D
3.A　[圖為一種惰性電極電解高純次氯酸制備高氯酸的模擬裝置，則M極次氯酸失去電子發生氧化反應得到高氯酸，M為陽極、N為陰極，則a為電源正極、b為電源負極，A錯誤、B正確；電解池中陽離子向陰極遷移，故H+從左到右穿過質子交換膜，C正確；N為陰極，氫離子得到電子發生還原反應生成氫氣：2H++2e-===H2↑，D正確。]
4.C　[由圖可知，b為陰極，水放電生成氫氣和氫氧根離子，a為陽極，連接電源正極，水放電生成氧氣和氫離子，A正確；雙極膜解離出的氫離子向陰極移動和Mo反應生成Mo8：8Mo+12H+===Mo8+6H2O，B正確；電解一段時間后，b極附近生成的氫氧根離子和左側遷移過來的銨根離子結合生成一水合氨，氨水的濃度增大，C錯誤；陰離子向陽極遷移，雙極膜附近的OH-移向左側，D正確。]
5.C　6.D
7.A　[由圖知，a極為陰極，電極反應式為+8e-+10H+===+3H2O，b極為陽極，電極反應式為2H2O-4e-===4H++O2↑，H+由陽極區通過離子交換膜移向陰極區，據此回答。陽極區溶液中含有硫酸鈉，溶液呈中性，通電一段時間后，生成的H+移向陰極區，pH不變，A錯誤；由2H2O-4e-===4H++O2↑得，每轉移2 mol e-，生成的氣體為0.5 mol，標準狀況下為11.2 L，D正確。]
8.D　[由圖中信息可知，在與a相連的電極上，被還原為S2，所以a電極為電源的負極，b為正極，A錯誤；在陽極上SO2轉化為H2SO4，電極反應式為SO2-2e-+2H2O===+4H+，生成H+，故陽極區電解液的pH減小，B錯誤；已知電解池的陰極室中溶液的pH保持在4~7之間，所以陰極的電極反應式為+2H++2e-===S2+2H2O，C錯誤；S2有強還原性，能把NO還原成氮氣，離子方程式為2NO+2S2+2H2O===N2，D正確。]
9.D　[電極Ⅰ上硫化氫失電子生成硫，則電極Ⅰ為陽極，a為電源正極，電極Ⅰ發生氧化反應，A正確；電極Ⅱ為陰極，硝酸根離子得電子生成一水合氨，電極反應式為+8e-+7H2O===NH3·H2O+9OH-，B正確；若處理含4 mol H2S廢水，電路中轉移8 mol電子，則理論上交換膜通過8 mol OH-，C正確；陽極的電極反應式為H2S-2e-===S+2H+，每生成1 mol S，有2 mol OH-經過陰離子交換膜到達陽極區，與氫離子結合生成水，則電解一段時間后，陽極附近溶液的pH增大，D錯誤。]
10.A　[由圖可知，與直流電源負極相連的鐵電極為電解池的陰極，在陰極得到電子發生還原反應生成I-，電極反應式為+2e-===3I-，鈉電極為陽極，金屬鈉在陽極失去電子發生氧化反應生成鈉離子，電極反應式為Na-e-===Na+，鈉離子通過陽離子交換膜進入陰極室，放電生成的碘化鈉進入反應器中與FePO4反應生成NaxFePO4和NaI3，合成總反應可以表示為xNa+FePO4NaxFePO4。合成NaxFePO4過程中，鈉離子通過陽離子交換膜進入陰極室，故B錯誤；金屬鈉能與水反應生成氫氧化鈉和氫氣，所以陽極區不能采用水相，故C錯誤；當電路轉移0.2 mol電子時，鈉放電生成0.2 mol鈉離子，但無法確定參與反應FePO4的物質的量，所以無法依據反應器中的反應方程式確定x的值，不能計算固體中鈉鐵個數比，故D錯誤。]
11.D　[由圖可知，a極是陰極，b極是陽極，電極a的電勢小于電極b的電勢，故A正確；由圖可知通電時雙極膜將水解離為H+和OH-，陽離子向陰極移動，故H+向陰極方向移動，故B正確；陰極硝酸根離子得電子結合水生成氨氣和氫氧根離子：+6H2O+8e-===NH3↑+9OH-，故C正確。]
12.C　[該電化學裝置為電解池，電極a發生氧化反應，是陽極，電極b發生還原反應，是陰極。陽離子移向陰極，溶液中的H+的移動方向：電極a→電極b ，A正確；陰極得電子，發生還原反應，電極反應式為+4e-+4H+===，B正確；陽極的電極反應式為-4e-+H2O===+4H+，可知電路中轉移2 mol e-時，理論上會消耗苯酚(兩極均要消耗0.5NA)的數目為NA，C錯誤；根據總反應式可知反應物完全轉化為目標產物環己酮和苯醌，故原子利用率為100%，D正確。]
13.D　[由圖可知，a電極上和CO2得電子發生還原反應，為陰極，b電極為陽極，發生氧化反應，水放電生成O2和H+，據此分析解題。電解池中陰離子向陽極移動，Cl向b電極移動，故A正確；b電極為陽極，Pt用Cu代替后，Cu放電生成Cu2+，總反應發生變化，故D錯誤。]
14.A　[由圖中信息可知循環液1中[Fe(CN)6]3-最終轉化為[Fe(CN)6]4-，循環液2中[Fe(CN)6]4-最終轉化為[Fe(CN)6]3-，裝置運行一段時間后循環液1和循環液2要交替使用，故A正確；由左側電極反應[Fe(CN)6]3-+e-===[Fe(CN)6]4-可知，循環液1中負電荷數增加，為平衡溶液中電荷，海水中的鈉離子應通過隔膜1進入左側，右側電極反應為[Fe(CN)6]4--e-===[Fe(CN)6]3-，循環液2中負電荷數減少，為平衡溶液中電荷，循環液中鉀離子應通過隔膜2進入左側，隔膜1、2都為陽離子交換膜，故B錯誤；與電源負極相連的電極為陰極，電極反應式為[Fe(CN)6]3-+e-===[Fe(CN)6]4-，故C錯誤；由選項B的分析可知海水中鈉離子最終移向陰極區，但氯離子不能通過雙極膜進入陽極區，因此不能實現海水淡化，故D錯誤。]
15.A　[膜a、c是陽離子交換膜，膜b是陰離子交換膜，故A錯誤；鋰電極是原電池的負極，石墨電極是正極，鎳電極是電解池的陽極，不銹鋼電極為陰極，則電池的e極連接電解池的h極，故B正確；SO2Cl2在正極得到電子發生還原反應生成氯離子和二氧化硫，電極反應式為SO2Cl2+2e-===2Cl-+SO2↑，故C正確；鎳在陽極失去電子發生氧化反應生成鎳離子，鎳離子通過陽離子交換膜a進入產品室，水在陰極得到電子發生還原反應生成H2和OH-，Ⅲ室中的鈉離子通過陽離子交換膜c進入Ⅳ室，次磷酸根離子通過陰離子交換膜b進入產品室，由得失電子守恒可知，生成0.5 mol次磷酸鎳時，理論上電解池中不銹鋼電極附近溶液質量增加1 mol×23 g·mol-1-0.5 mol×2 g·mol-1=22 g，故D正確。]
16.D　[由圖可知石墨電極區轉化為S2，發生氧化反應：2S-2e-===S2，所以是電解池的陽極區，鉑電極為陰極，發生還原反應，故A、B正確；·有強氧化性，氧化苯酚時自身被還原為硫酸根離子，苯酚轉化為二氧化碳，離子方程式是C6H6O+28·+11H2O===6CO2↑+28+28H+，故C正確；處理1 mol苯酚，消耗28 mol ·，同時產生28 mol ，根據反應S2+Fe2+===+·+Fe3+可知，28 mol ·是由28 mol S2反應生成，根據石墨電極的反應：2-2e-===S2可知，轉移的電子為56 mol，鉑電極為陰極，連接電源負極，發生還原反應：2H++2e-===H2↑，為保持溶液呈電中性，處理1 mol苯酚，有28 mol S從左向右通過離子交換膜，故D錯誤。](共42張PPT)
[選擇題]
專題五　第3練　
電解原理的創新應用
1.(2024·黑龍江大慶模擬)在強堿中氫氧化鐵可被一些氧化劑氧化為高鐵酸根離子()，在酸性條件下氧化性極強且不穩定。隔膜電解法制備K2FeO4的工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是
A.隔膜為陽離子交換膜
B.由于陰極區生成KOH，故電
解過程中不需要額外補充
C.Fe電極上的反應為Fe-6e-+
8OH-===+4H2O
D.電路中每轉移0.2 mol e-，Pt電極上理論上產生2.24 L氣體(標準狀況)
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√
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電解時，鉀離子通過陽離子交換膜從左池移向右池，故A正確；
電解時，鐵做陽極，電極反應：Fe-6e-+8OH-===+4H2O，總反應為Fe+2H2O+2OH-===Fe+3H2↑，反應中消耗氫氧根離子，需要補充氫氧化鉀，故B錯誤，C正確；
鉑電極的電極反應為2H2O+2e-===2OH-+H2↑，
電路中每轉移0.2 mol e-，Pt電極上理論上產生
0.1 mol H2，標準狀況下的體積為2.24 L，故D
正確。
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2.(2024·山東臨沂統考模擬)電解法制備Cu2O的裝置如圖所示，已知生成Cu2O的反應為Cu2Cl2+2OH-===Cu2O+H2O+2Cl-，下列說法錯誤的是
A.鉑電極連接電源的負極
B.離子交換膜為陰離子交換膜
C.銅電極反應為2Cu-2e-+2Cl-===Cu2Cl2
D.制備7.2 g Cu2O，陰極區溶液質量減少0.1 g
√
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由題意可知，銅電極為電解池的陽極，電極反應式為2Cu-2e-+2Cl-===
Cu2Cl2，鉑電極為陰極，連接電源的負極，水分子在陰極得到電子發生還原反應生成氫氣和氫氧根離子，放電生成的氫氧根離子通過陰離子交換膜進入陽極區，A、B、C正確，
根據得失電子守恒可知，電解制備得到7.2 g氧化亞銅時，陰極區溶液減少水的質量為×2×18 g·mol-1=1.8 g，故D錯誤。
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3.(2024·廣東江門統考模擬)高氯酸(HClO4)是制備導彈和火箭的固體推進劑高氯酸銨(NH4ClO4)的原料之一，如圖為一種惰性電極電解高純次氯酸制備高氯酸的模擬裝置。下列有關說法
不正確的是
A.b為電源的正極
B.電極M處發生氧化反應
C.H+從左到右穿過質子交換膜
D.電極N的電極反應式：2H++2e-===H2↑
√
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圖為一種惰性電極電解高純次氯酸制備高氯酸的模擬裝置，則M極次氯酸失去電子發生氧化反應得到高氯酸，
M為陽極、N為陰極，則a為電源正極、b
為電源負極，A錯誤、B正確；
電解池中陽離子向陰極遷移，故H+從左到
右穿過質子交換膜，C正確；
N為陰極，氫離子得到電子發生還原反應
生成氫氣：2H++2e-===H2↑，D正確。
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4.八鉬酸銨可用于染料、催化劑、防火劑等。該化合物可通過電滲析法獲得，工作原理如圖。下列說法錯誤的是
A.a連接電源正極
B.生成Mo8的反應為8Mo+
12H+===Mo8+6H2O
C.電解一段時間后，b極附近氨水
的濃度減小
D.雙極膜附近的OH-移向左側
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由圖可知，b為陰極，水放電生成氫氣和氫氧根離子，a為陽極，連接電源正極，水放電生成氧氣和氫離子，A正確；
雙極膜解離出的氫離子向陰極
移動和Mo反應生成Mo8：
8Mo+12H+===Mo8+6H2O，
B正確；
電解一段時間后，b極附近生成的
氫氧根離子和左側遷移過來的銨
根離子結合生成一水合氨，氨水的濃度增大，C錯誤；
陰離子向陽極遷移，雙極膜附近的OH-移向左側，D正確。
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5.(2024·哈爾濱二模)英國劍橋大學模擬“人工樹葉”電化學實驗裝置如圖所示，該裝置能將H2O和CO2轉化為O2和燃料(C3H8O)。下列說法正確的是
A.CO2中心原子采取sp2雜化
B.b電極電勢低于a電極
C.該裝置工作時，H+從b極
區向a極區遷移
D.每生成1 mol O2有44 g CO2
被還原
√
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CO2中心C原子價層電子對數為2+=2，采取sp雜化，故A錯誤；
b極為陽極，a極為陰極，b電極
電勢高于a電極，故B錯誤；
電解池中陽離子向陰極遷移，
即H+從b極區向a極區遷移，故
C正確；
由得失電子守恒可知生成1 mol
氧氣，陰極有 mol二氧化碳被
還原，其質量為 mol ×44 g·mol-1= g，故D錯誤。
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6.酸性廢水中的可在一定條件下利用硝酸鹽菌轉化為，再用如圖所示裝置除去，下列有關說法不正確的是
A.b端為鉛蓄電池的負極
B.該裝置將電能轉化為化學能
C.M為陽離子交換膜
D.電解池陰極的電極反應式為
+===N2↑+12OH-
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硝酸根離子轉化為氮氣應該是在陰極上發生的，所以b是電源的負極，a是正極，故A正確；
圖示的電化學裝置屬于電解裝置，
把電能轉化為化學能，故B正確；
陽極反應：2H2O-4e-===O2↑+4H+，
氫離子會由左側區域向右側區域移動，參與陰極反應而除去硝酸根離子，故圖中離子交換膜M應為陽離子交換膜，故C正確；
Ag-Pt為陰極，電極反應式為2+12H++10e-===N2↑+6H2O，故D錯誤。
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7.(2024·福建期末)利用電化學原理可以處理地下水中的硝酸根離子并回收氨氮，其模擬裝置如圖所示。下列敘述錯誤的是
A.通電一段時間后，陽極區溶
液的pH升高
B.離子交換膜為陽離子交換膜
C.a極的電極反應式為+8e-
+10H+===+3H2O
D.每轉移2 mol e-，生成標準狀
況下11.2 L氣體
√
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由圖知，a極為陰極，電極反應式為+8e-+10H+===+3H2O，b極為陽極，電極反應式為2H2O-4e-===4H++O2↑，H+由陽極區通過離子交換膜移向陰極區，據此回答。陽極區溶液中含有硫酸鈉，溶液呈中性，通電一段時間后，生成的
H+移向陰極區，pH不變，A錯誤；
由2H2O-4e-===4H++O2↑得，每
轉移2 mol e-，生成的氣體為
0.5 mol，標準狀況下為11.2 L，
D正確。
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8.(2024·合肥高三模擬)SO2和NOx是主要大氣污染物，利用如圖裝置可同時吸收SO2和NO。已知電解池的陰極室中溶液的pH保持在4~7之間。下列說法正確的是
A.電極a為直流電源的正極
B.電解過程中，陽極區電解
液的pH增大
C.陰極反應式為SO2+2e-+
2H2O===+4H+
D.吸收NO的離子方程式為2NO+2S2+2H2O===N2+4
√
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由圖中信息可知，在與a相連的電極上，被還原為S2，所以a電極為電源的負極，b為正極，A錯誤；
在陽極上SO2轉化為H2SO4，電極反應式為SO2-2e-+2H2O===+4H+，生成H+，故陽極區電解液的pH減小，B錯誤；
已知電解池的陰極室中溶
液的pH保持在4~7之間，
所以陰極的電極反應式為
+2H++2e-===S2
+2H2O，C錯誤；
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S2有強還原性，能把NO還原成氮氣，離子方程式為2NO+2S2+
2H2O===N2，D正確。
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9.(2024·廣州模擬)一種新型電解池如圖所示，可實現廢水中硝酸根離子制氨和硫化氫制硫的雙污染物的升級回收利用。下列說法不正確的是
A.a為電源正極，電極Ⅰ發生氧化反應
B.陰極電極反應式：+8e-+7H2O
===NH3·H2O+9OH-
C.若處理含4 mol H2S廢水，理論上交
換膜通過8 mol OH-
D.電解一段時間后，陽極附近的溶液
的pH不變
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電極Ⅰ上硫化氫失電子生成硫，則
電極Ⅰ為陽極，a為電源正極，電
極Ⅰ發生氧化反應，A正確；
電極Ⅱ為陰極，硝酸根離子得電子
生成一水合氨，電極反應式為
+8e-+7H2O===NH3·H2O+9OH-，B
正確；
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若處理含4 mol H2S廢水，電路中轉
移8 mol電子，則理論上交換膜通過
8 mol OH-，C正確；
陽極的電極反應式為H2S-2e-===S+
2H+，每生成1 mol S，有2 mol OH-
經過陰離子交換膜到達陽極區，與
氫離子結合生成水，則電解一段時
間后，陽極附近溶液的pH增大，D錯誤。
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10.(2024·武漢模擬)中國科學院研究人員使用水、碳酸酯兩相電解液通過電化學固—液反應器將Na嵌入FePO4合成，反應器中發生反應的離子方程式為3xI-+2FePO4+2xNa+===2NaxFePO4(0≤x≤1)，下列說法正確的是
A.合成總反應可以表示為xNa+
FePO4 NaxFePO4
B.離子交換膜為陰離子交換膜
C.陽極區采用水相，NaPF6的
作用是增強導電性
D.理論上，當電路轉移0.2 mol電子時，此時固體中鈉鐵個數比為1∶5
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由圖可知，與直流電源負極相連的鐵電極為電解池的陰極，在陰極得到電子發生還原反應生成I-，電極反應式為+2e-===3I-，鈉電極為陽極，金屬鈉在陽極失去電子發生氧化反應生成鈉離子，電極反應式為Na-e-===Na+，鈉離子通過陽離子交換膜進入陰極室，放電生成的碘化鈉進入反應器中與FePO4反應生成NaxFePO4和NaI3，
合成總反應可以表示為xNa+
FePO4 NaxFePO4。合成
NaxFePO4過程中，鈉離子通
過陽離子交換膜進入陰極室，
故B錯誤；
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金屬鈉能與水反應生成氫氧化鈉和氫氣，所以陽極區不能采用水相，故C錯誤；
當電路轉移0.2 mol電子時，
鈉放電生成0.2 mol鈉離子，
但無法確定參與反應FePO4
的物質的量，所以無法依
據反應器中的反應方程式確定x的值，不能計算固體中鈉鐵個數比，故D錯誤。
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11.(2024·青島高三模擬)清華大學某團隊設計出了一種雙極膜(將H2O解離成H+和OH-)電解合成NH3反應器，
簡化模型如圖所示，下列說法錯
誤的是
A.電極a的電勢小于電極b的電勢
B.通電時雙極膜將水解離為H+和OH-，H+向陰極方向移動
C.陰極的電極反應式為+6H2O+8e-===NH3↑+9OH-
D.電路中轉移8 mol e-時理論上產生約44.8 L氣體(已折算成標準狀況下)
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由圖可知，a極是陰極，b極是
陽極，電極a的電勢小于電極b
的電勢，故A正確；
由圖可知通電時雙極膜將水解
離為H+和OH-，陽離子向陰極移動，故H+向陰極方向移動，故B正確；
陰極硝酸根離子得電子結合水生成氨氣和氫氧根離子：+6H2O+8e-===NH3↑+9OH-，故C正確。
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12.中科院化學研究所開發了一個包括苯酚電催化還原和苯酚電催化氧化兩個半反應的綜合電化學策略，成功實現了苯酚合成兩種重要的化工原料——環己酮和苯醌。下列說法錯誤的是
A.溶液中的H+的移動方向：電極
a→電極b
B.陰極區的電極反應式為
+4e-+4H+===
C.電路中轉移2 mol e-時，理論上會消耗苯酚的數目為0.5NA
D.該電化學合成環己酮和苯醌的原子利用率為100%
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該電化學裝置為電解池，電極a發生氧化反應，是陽極，電極b發生還原反應，是陰極。陽離子移向陰極，溶液中的H+的移動方向：電極a→電極b ，A正確；
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陰極得電子，發生還原反應，電極反應式為 +4e-+4H+=== ，
B正確；
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陽極的電極反應式為 -4e-+H2O=== +4H+，可知電路中轉移
2 mol e-時，理論上會消耗苯酚
(兩極均要消耗0.5NA)的數目為
NA，C錯誤；
根據總反應式可知反應物完全
轉化為目標產物環己酮和苯醌，
故原子利用率為100%，D正確。
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13.(2024·廣西1月適應性測試)利用下圖的電化學裝置，可實現
對CO2的固定。下列說法錯誤的是
A.Cl向b電極移動
B.a電極的電極反應式為
+CO2+2e-=== +F-
C.電解過程中有H+生成
D.b電極的Pt用Cu代替后總反應不變
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由圖可知，a電極上 和CO2得電子發生還原反應，為陰極，b電極為陽極，發生氧化反應，
水放電生成O2和H+，據此分析解題。
電解池中陰離子向陽極移動，Cl
向b電極移動，故A正確；
b電極為陽極，Pt用Cu代替后，Cu放
電生成Cu2+，總反應發生變化，故D錯誤。
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14.(2024·福建莆田三模)科學家通過使用雙極膜電滲析法來捕獲和轉化海水中的CO2，其原理如圖。下列說
法正確的是
A.裝置運行一段時間后循環液1和
循環液2要交替使用
B.隔膜1為陽離子交換膜，隔膜2
為陰離子交換膜
C.與電源負極相連的電極上的電
極反應式為[Fe(CN)6]4--e-===[Fe(CN)6]3-
D.該方法可以同時將海水進行淡化
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由圖中信息可知循環液1中[Fe(CN)6]3-最終轉化為[Fe(CN)6]4-，循環液2中[Fe(CN)6]4-最終轉化為[Fe(CN)6]3-，裝置運行一段時間后循環液1和循環液2要交替使用，故A正確；
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由左側電極反應[Fe(CN)6]3-+e-===[Fe(CN)6]4-可知，循環液1中負電荷數增加，為平衡溶液中電荷，
海水中的鈉離子應通過隔膜1
進入左側，右側電極反應為
[Fe(CN)6]4--e-===[Fe(CN)6]3-，
循環液2中負電荷數減少，為
平衡溶液中電荷，循環液中
鉀離子應通過隔膜2進入左側，
隔膜1、2都為陽離子交換膜，故B錯誤；
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與電源負極相連的電極為陰極，
電極反應式為[Fe(CN)6]3-+e-===
[Fe(CN)6]4-，故C錯誤；
由選項B的分析可知海水中鈉
離子最終移向陰極區，但氯離
子不能通過雙極膜進入陽極區，
因此不能實現海水淡化，故D
錯誤。
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15.(2024·湖南懷化二模)某研究機構使用Li-SO2Cl2電池作為電源電解制備Ni，其工作原理如圖所示，已知電池反應為2Li+SO2Cl2===
2LiCl+SO2↑，下列說法錯誤的是
A.膜a、c是陰離子交換膜，膜b是陽離子
交換膜
B.電池的e極連接電解池的h極
C.電池中C電極的電極反應式為SO2Cl2+
2e-===2Cl-+SO2↑
D.生成0.5 mol Ni時，理論上
電解池中不銹鋼電極附近溶液質量增加22 g
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膜a、c是陽離子交換膜，膜b是陰離子交
換膜，故A錯誤；
鋰電極是原電池的負極，石墨電極是正
極，鎳電極是電解池的陽極，不銹鋼電
極為陰極，則電池的e極連接電解池的h
極，故B正確；
SO2Cl2在正極得到電子發生還原反應生
成氯離子和二氧化硫，電極反應式為
SO2Cl2+2e-===2Cl-+SO2↑，故C正確；
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鎳在陽極失去電子發生氧化反應生成鎳離子，鎳離子通過陽離子交換膜a進入產品室，水在陰極得到電子發
生還原反應生成H2和OH-，Ⅲ室中的鈉
離子通過陽離子交換膜c進入Ⅳ室，次
磷酸根離子通過陰離子交換膜b進入產
品室，由得失電子守恒可知，生成
0.5 mol次磷酸鎳時，理論上電解池中
不銹鋼電極附近溶液質量增加1 mol×
23 g·mol-1-0.5 mol×2 g·mol-1=22 g，故D正確。
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16.(2024·山東德州二模)S2O8電化學循環氧化法將酸性廢水中的苯酚降解為CO2，加入Fe2+可加快苯酚的降解，原理如圖。已知：S2+
Fe2+===+· +Fe3+，·有強氧化性。下列說法錯誤的是
A.鉑連接電源負極，發生還原反應
B.石墨上的電極反應：2-2e-===S2
C.苯酚降解時發生反應：C6H6O+28·+
11H2O===6CO2↑+28+28H+
D.處理1 mol苯酚，有14 mol S從左向
右通過離子交換膜
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由圖可知石墨電極區轉化為S2，發生氧化反應：2S-2e-===S2，所以是電解池的陽極區，鉑電
極為陰極，發生還原反應，故A、B正確；
·有強氧化性，氧化苯酚時自身被還原
為硫酸根離子，苯酚轉化為二氧化碳，離
子方程式是C6H6O+28·+11H2O===
6CO2↑+28+28H+，故C正確；
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處理1 mol苯酚，消耗28 mol ·，同時產生28 mol ，根據反應 S2+Fe2+===+·+Fe3+可知，28 mol ·是由28 mol S2反應生成，根據石墨電極的反應：2-
2e-===S2可知，轉移的電子為56 mol，
鉑電極為陰極，連接電源負極，發生還
原反應：2H++2e-===H2↑，為保持溶液
呈電中性，處理1 mol苯酚，有28 mol
S從左向右通過離子交換膜，故D錯誤。
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