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考点 19 电解池
【基础过关】
1． HO 和O 都是较强的氧化剂，可用于环境消杀。以下电化学装置可协同产生HO 和O，产生
2 2 3 2 2 3
HO 和O 的物质的量之比为5：1，下列说法错误的是( )
2 2 3
A．Y电极电势低于X电极
B．膜为质子交换膜
C．生成双氧水的电极反应式为O+2e-+2H+=H O
2 2 2
D．X极处可能还存在其他副反应
【答案】A
【解析】Y极O元素从-2价升至0价，是阳极，电极反应式：2HO-4e-=O +4H+，3HO-6e-=O +6H+，
2 2 2 3
X极是阴极，电极反应式为：O+2e-+2H+=H O；A项， Y是阳极，X极是阴极，Y电极电势比X电极高，
2 2 2
A错误；B项，H+由Y极向X极移动，则膜为质子交换膜，B正确；C项，X极是阴极，生成双氧水的电
极反应式为O+2e-+2H+=H O，C正确；D项，Y极还可能发生的电极反应式为3HO-6e-=O +6H+，则HO
2 2 2 2 3 2 2
和O 的物质的量之比为3：1，故应有其他副反应生成HO，才会有5：1，D正确；故选A。
3 2 2
2．(2023·广东省佛山市二模)过硫酸铵[(NH )SO]可用作氧化剂、漂白剂。利用电解法在两极分别生
4 2 2 8
产过硫酸铵和过氧化氢的装置如图所示。下列说法错误的是( )
A．a为外接电源的负极
B．电解总反应：O+2H++2SO2- HO+S O2-
2 4 2 2 2 8
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】C．阴离子交换膜可用阳离子交换膜替代
D．电解池工作时，I室溶液质量理论上逐渐减小
【答案】C
【解析】S元素化合价由＋6价升高为＋7价，化合价升高被氧化，故右侧Pt电极为阳极，b为外接电
源正极，a为外接电源负极，左侧Pt电极为阴极。A项，a为外接电源的负极，A正确；B项，阴极氧气被
还原，阳极硫酸根被氧化，电解总反应正确，B正确；C项，根据阳极产物可知，反应需要消耗硫酸根，
阴离子交换膜不可用阳离子交换膜替代，C错误；D项，电解池工作时，I室溶液中氢离子移向阴极，硫酸
根移向阳极，消耗硫酸，I室溶液质量理论上逐渐减小，D正确；故选C。
3．(2023·浙江省杭州地区(含周边)重点中学高三联考化)科学家利用多晶铜高效催化电解CO 制乙烯，
2
原理如图所示。已知：电解前后电解液浓度几乎不变。下列说法正确的是( )
A．铂电极为阳极，产生的气体是O 和CO
2 2
B．铜电极的电极反应式为2CO+12HCO-+12e-=C H+12CO 2-+4H O
2 3 2 4 3 2
C．通电过程中，溶液中HCO -通过阴离子交换膜向右槽移动
3
D．当电路中通过0.6 mol电子时，理论上能产生C H1.12L
2 4
【答案】A
【解析】该电解池的总反应方程式为2CO+2H O=C H+3O ，铜电极为阴极，该电极的电极方程式为
2 2 2 4 2
14CO+8H O+12e-=C H+12HCO-，铂电极为阳极，该电极的电极方程式为12HCO --12e-
2 2 2 4 3 3
=12CO ↑+3O ↑+6H O。A项，铂电极为阳极，产生的气体是O 和CO，故A正确；B项，铜电极的电极方
2 2 2 2 2
程式为14CO+8H O+12e-=C H+12HCO-，故B错误；C项，HCO -在铂电极发生反应，并且电解前后电解
2 2 2 4 3 3
液浓度几乎不变，所以溶液中HCO -通过阴离子交换膜向左槽移动，故C错误；D项，由铜电极电极方程
3
式分析可知，当电路中通过0.6 mol电子时，理论上能产生0.05mol C H，在标况下，0.05molC H 的体积
2 4 2 4
为1.12L，该题目没有说明条件为标况，故D错误；故选A。
4．科学家最近采用石墨烯为电极材料设计一种新型绿色处理尾气中 NH 的方案，主要包括电化学过
3
程和化学过程，如图所示。下列说法错误的是( )。
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】A．上述装置工作时，H+向阴极迁移，阳极上发生氧化反应
B．阴极区反应包括Fe3++e-=Fe2+、4Fe2++O +4H+=4Fe3++2H O
2 2
C．电解总反应为4NH +3O =2N +6H O
3 2 2 2
D．电路上转移0.3 mol电子，理论上处理3.4 g氨气
【答案】D
【解析】在电解池中，阳离子向阴极迁移，阳极上发生氧化反应，A项正确；阴极区发生的电极反应
为Fe3++e-=Fe2+，O 氧化亚铁离子，4Fe2++O +4H+=4Fe3++2H O，B项正确；阳极区发生的反应为 2NH -6e-
2 2 2 3
=N +6H+，将阴、阳极区反应相加得到总反应式，C项正确；转移0.3 mol电子，理论上处理0.1 mol NH ，
2 3
相当于1.7 g NH，D项错误。
3
5．电解尿素[CO(NH)]是一种能耗很低的制氢方法，其工作原理如图所示，下列说法错误的是( )
2 2
A．b极材料可以用铁棒
B．b电极上发生失去电子的反应
C．a极的电极反应式为： CO(NH) + 8 OH- -6e-→ CO 2- + N ↑+ 6H O
2 2 3 2 2
D．总反应的离子方程式为：CO(NH)+2OH- N↑+3H ↑+CO 2-
2 2 2 2 3
【答案】B
【解析】b电极连接外接电源的负极，水得电子生成H，a极作为阳极，尿素失去电子生成CO2- 和
2 3
N。A项，b极是得电子一极，电极作用是电子流入载体，材料可以用铁棒，A正确；B项，b电极上发生
2
得到电子的反应，B错误；C项，a极作为阳极，碱性环境下，电极反应式为： CO(NH) + 8 OH- -6e-→
2 2
CO2- + N ↑+ 6H O，C正确；D项，碱性环境下，阴极是水得电子生成氢气和OH-，OH-向阳极移动，总反
3 2 2
应的离子方程式为：CO(NH)+2OH- N↑+3H ↑+CO 2-，D正确；故选B。
2 2 2 2 3
6．(2023·浙江省金、丽、衢十二校高三二模)微生物电解池(MEC)是近年来快速发展的一种生物制氢技
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】术。其中一种实验装置如图所示。若以葡萄糖为底物，下列说法不正确的是( )
A．膜是阴离子交换膜
B．电极 为阴极，发生还原反应
C．阳极的电极反应：C H O+6H O-24e-=6CO +24H+
6 12 6 2 2
D．电极 和电极 附近溶液的pH不同
【答案】A
【解析】A项，膜允许氢离子通过是阳离子交换膜，故A错误；B项，电极Y上是氢离子得电子生成
氢气，是阴极，发生还原反应，故B正确；C项，阳极底物失去电子生成二氧化碳和氢离子，电极反应：
C H O+6H O-24e-=6CO +24H+，故C正确；D项，电极X附近溶液的pH大于电极Y附近溶液的pH，因
6 12 6 2 2
为两侧生成的氢离子都向Y极移动，故D正确；故选A。
7．用小粒径零价铁(ZVI)的电化学腐蚀处理三氯乙烯(C HCl )，进行水体修复的过程如图所示。H+、
2 3
O、NO -等共存物的存在会影响水体修复效果。定义单位时间内ZVI释放电子的物质的量为n ，其中用于
2 3 t
有效腐蚀的电子的物质的量为n。下列说法错误的是( )
e
A．反应①②③④均在正极发生
B．④的电极反应式为NH ++3H O+8e-=NH++3H O
4 2 4 2
C．单位时间内，三氯乙烯脱去a mol Cl时n =a mol
e
D．过程中有可能形成Fe(OH)
3
【答案】C
【解析】A项，由修复过程示意图中反应前后元素化合价变化可知，反应①②③④均为化合价降低得
电子的反应，所以应在正极发生，故A正确；B项，由示意图及N元素的化合价变化可写出如下转化NO -
3
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】~8e-~ NH +，由于生成物中有NH +所以只能用H+和HO来配平该反应，所以 ④的电极反应式为NH +
4 4 2 4
+3H O+8e-=NH++3H O，故B正确；C项，三氯乙烯C HCl 中C原子化合价为+1价，乙烯中C原子化合
2 4 2 2 3
价为-2价，1 mol C HCl 转化为1 molC H 时，得到6 mol电子，脱去3 mol氯原子，所以脱去a mol Cl时n
2 3 2 4 e
=2a mol，故C错误；D项，由修复过程示意图可知，生成的二价铁与氧气、氢氧根结合可能产生
Fe(OH) ，故D正确；故选C。
3
8．对氨基苯甲酸( )是一种用途广泛的化工产品和医药中间体，以对硝基苯甲酸(
)为原料，采用电解法合成对氨基苯甲酸的装置如图。下列说法不正确的是( )
A．电子由金属阳极DSA经导线流入直流电源
B．阴极的主要电极反应式为
C．每转移1 mol e－时，阳极电解质溶液的质量减少9g
D．反应结束后阳极区pH增大
【答案】D
【解析】A项，该电解池右侧为阳极，失电子发生氧化反应，则电子由金属阳极DSA经导线流入直流
电源，故A正确； B项，阴极得电子发生还原反应生成氨基苯甲酸，则阴极的主要电极反应式为
+6e-+6H+→ +2H O，故B正确； C项，阳极发生反应2HO-4e-
2 2
=O ↑+ 4H+，氢离子移动向阴极，当转移4mole－时，阳极电解质溶液减少2mol水，则每转移1mole－时，阳
2
极电解质溶液减少0.5mol水，质量为9g，故C正确；D项，阳极发生反应2HO-4e-=O ↑+ 4H+，氢离子移
2 2
动向阴极，则反应结束后阳极区硫酸浓度会增大，pH减小，故D错误；故选A。
9．(2023·浙江省宁波市高三下学期高考模拟)一种用于发动机SCR系统的电解尿素(H NCONH)混合装
2 2
置(X、Y为石墨电极，隔膜仅阻止气体通过)如图，下列说法不正确的是( )
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】A．装置工作时，电子由Y极流入，X极流出
B．Y极发生还原反应
C．X极的电极反应式为HNCONH+8OH--6e- = N ↑+CO 2-+6H O
2 2 2 3 2
D．若用铅酸蓄电池为电源，理论上消耗49 g HSO 时，此装置中有0.5mol H 生成
2 4 2
【答案】D
【解析】该电池反应时中，氮元素化合价由-3价变为0价，H元素化合价由+1价变为0价，所以生成
氮气的电极X是阳极，生成氢气的电极Y是阴极，阳极反应式为HNCONH+8OH--6e- = N ↑+CO 2-+6H O，
2 2 2 3 2
阴极反应式为2HO+2e-═H ↑+2OH-。A项，该装置为电解池，由分析可知电极X是阳极，Y是阴极，阳极
2 2
与原电池中正极相连，阴极与负极相连，由电子由负极流向正极，则电子由Y极流入，X极流出，故A正
确；B项，Y为阴极得电子发生还原反应，阴极反应式为2HO+2e-═H ↑+2OH-，故B正确；C项，该电池
2 2
反应时中，氮元素化合价由-3价变为0价，H元素化合价由+1价变为0价，X是阳极，阳极反应式为
HNCONH+8OH--6e- = N ↑+CO 2-+6H O，故C正确；D项，铅酸蓄电池的总反应为
2 2 2 3 2
Pb+PbO+2H SO =2PbSO+2H O，每消耗2mol HSO 转移2mol电子，理论上消耗49 g HSO 即物质的量为
2 2 4 4 2 2 4 2 4
，转移0.5mol电子，由2HO+2e-═H ↑+2OH-，可知有0.25mol H 生成，故D错误；
2 2 2
故选D。
10．(2023·安徽安庆市二模)氯气是一种重要的工业原料，在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，
科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新工艺方案，如图所示。下列说法正确的是( )
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】A．A电极发生还原反应O+4e-+4H+=2H O
2 2
B．电极B与外接电源的负极相连
C．电解时，电流经电极B、电解质溶液流向电极A
D．当有2mol电子转移时，两室溶液中H+数目理论上相差4N
A
【答案】C
【解析】由图分析，B极Cl-进入变为Cl 反应为2Cl--2e-=Cl↑，发生氧化反应，为电解池的阳极与电源
2 2
正极相连。A为电解池的阴极发生还原反应，Fe3+变为Fe2+，Fe2+再经O 氧化变回Fe3+。A项，从图看在A
2
极上发生反应的为Fe3+变为Fe2+，电极反应为Fe3++e-=Fe2+，A项错误；B项，电极B为电解池的阳极，与
电源正极相连，B项错误；C项，电流从正极流出经B，再由电解质流经电极A，再到负极，C项正确；D
项，A极区发生的反应为4Fe2++O +4H+=2H O+4Fe3+，该反应中每转移2mol电子需要消耗2molH+。同时，
2 2
电解池工作时，每转移2mol电子，2molH+从B极经膜流向A极，即A极H+没有发生变化。而B极H+由于
移走而减少了2mol，所以两极H+差为2N ，故D项错误；故选C。
A
11．(2023·浙江省温州市高三第三次模拟适应性考试)通过NO协同耦合反应，实现了NO的电催化歧
化，并同时合成了双氮产物(NH 和硝酸盐)是实现可持续固氮的一种极具潜力的方法，装置如图。下列说
3
法正确的是( )
A．电解液E为阳极电解液，呈酸性
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】B．电极B的电极反应：NO+2H O-3e-= HNO-+3H+
2 3
C．中间层的OH-、 分别透过选择性离子膜向A、B极迁移
D．若电解一段时间后，取两极所有产物于溶液中反应，可得硝酸盐和硝酸
【答案】D
【解析】由图可知，A极氮元素价态降低得电子，故A极为阴极，电极反应式为NO+5H++5e-
=NH+H O，B极为阳极，电极反应式为NO+2H O-3e-=NO-+4H+。A项，根据以上分析，A极为阴极，电
3 2 2 3
极反应式为NO+5H++5e-=NH+H O，则电解液E为阴极电解液，呈酸性，故A错误；B项，B极为阳极，
3 2
电极反应式为NO+2H O-3e-= NO -+4H+，故B错误；C项，由两极反应式可知，阳极区产生氢离子，阴极
2 3
区消耗氢离子，故中间层的OH-、H+分别透过选择性离子膜向B、A极迁移，故C错误；D项，由图可知，
A极NO→NH ～5e-，B极NO→NO -～3e-，根据电子得失守恒，电解一段时间后，取两极所有产物于溶液
3 3
中反应，可得硝酸盐和硝酸，故D正确；故选D。
12．(2023·浙江省浙南名校联盟高三第二次联考)利用电解池原理可将CO 转化为燃料或者化学品。下
2
图通过将CO 与辛胺反应耦合，实现了两电极体系中产物的高选择性合成。
2
下列说法正确的是( )
A．装置中b电极为阴极，发生还原反应
B．电极a的电极反应可能为：CO+H O+2e- =HCOO-+OH-
2 2
C．中间的离子交换膜一定是质子交换膜
D．电解过程中，a、b两极反应物物质的量之比为2∶1
【答案】B
【解析】利用电解池原理可将CO 转化为燃料或者化学品，反应过程中碳元素的化合价降低，得到电
2
子，则a极为阴极，CO 转化为燃料或者化学品，b极为阳极，辛胺转化为辛氰。A项，装置中b电极为阳
2
极，失去电子，发生氧化反应，故A错误；B项，电极a为阴极，电极反应可能为：：CO+H O+2e-
2 2
=HCOO-+OH-，故B正确；C项，若电解液中性时，中间的离子交换膜是质子交换膜，若电解液碱性时，
中间的离子交换膜是阴离子交换膜，故C错误；D项，电解过程中，a极CO 转化为燃料或者化学品，b极
2
辛胺转化为辛氰，由于电极a的产物不确定，则反应物物质的量之比不确定，故D错误；故选B。
13．近期，天津大学化学团队以CO 与辛胺为原料实现了甲酸和辛腈的高选择性合成，装置工作原理
2
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】如图。下列说法不正确的是( )
A．Ni P电极与电源正极相连
2
B．在In/In O 电极上发生的反应为：CO+H O+2e-=HCOO-+OH-
2 3-x 2 2
C．In/In O 电极上可能有副产物H 生成
2 3-x 2
D．一段时间后，右侧电极室内溶液pH显著降低
【答案】A
【解析】该装置为电解池，左侧二氧化碳得电子生成甲酸根，电极反应为CO+H O+2e-=HCOO-
2 2
+OH-，左侧电极为阴极，右侧为阳极，接电源正极，电极反应为
。A项，左侧电极为阴极，Ni P电极与电源负极相连，A
2
错误；B项，根据分析，在左侧电极发生的反应正确，B正确；C项，左侧电极为阴极，水可能得电子生
成氢气，故可能有副产物H 生成，C正确；D项，右侧电极为阳极，从阳极电极方程式可以看出，当电路
2
中有2mol电子转移时，氢氧根迁移过来的物质的量也是2mol，最终被消耗生成水，辛胺浓度降低，溶液
的pH降低，D正确；故选A。
14．电化学修复技术是近年迅速发展的一种污染土壤绿色原位修复技术。处理土壤重金属污染时，在
污染土壤区域插入电极(下图)，土壤中污染物定向迁移，富集在电极区域，再通过其他方法(电镀、沉淀/共
沉淀、抽出、离子交换树脂等)去除。下列说法正确的是( )
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】A．H+在阳极区反应
B．土壤中胶体粒子不带电
C．阴极区抽提物发生的是阴离子交换
D．金属离子在碱性区域去除
【答案】D
【解析】A项，H+在阴极区得电子产生氢气，A错误；B项，土壤中污染物定向迁移，说明土壤中胶
体粒子带电，B错误；C项，阳离子定向移动到了有极区，故阴极区抽提物发生的是阳离子交换，C错误；
D项，金属离子在碱性区域产生氢氧化物而去除，D正确；故选D。
15．中科院最新研发出的以KOH溶液为电解液， CoP和Ni P纳米片为催化电极材料，电催化合成苯
2
胺的装置如下图所示。下列说法正确的是( )
A．阳极区溶液的pH不断增大
B．若用铅蓄电池作为电源，Ni P 极应连接铅蓄电池的Pb极
2
C．CoP极的电极反应式为C HNO + 6e- + 4H O = C HNH + 6OH-
6 5 2 2 6 5 2
D．电解液可换成稀硫酸溶液
【答案】C
【解析】Ni P电极C H O 变为CO2-发生了氧化反应，在电解池的阳极，该极与电源的正极相连。而
2 6 12 6 3
CoP这一极为阴极，与电源的负极相连。阴极的反应为C HNO + 6e- + 4H O = C HNH + 6OH-，阳极反应
6 5 2 2 6 5 2
为C H O- 24e- + 36OH-=6CO 2-+24H O。A项，根据电极反应阳极区消耗OH-导致pH降低，A项错误；B
6 12 6 3 2
项，铅蓄电池的Pb为负极应该与CoP相连，B项错误；C项，已知分析，电极反应为C HNO + 6e- + 4H O
6 5 2 2
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】= C HNH + 6OH-，C项正确；D项，电解质换成稀硫酸两电极的反应发生变化，阴极无法产生OH-而阳极
6 5 2
也无法产生CO2-，D项错误；故选C。
3
16．汞曾被用于氯碱工业，如图所示。水银电解室中石墨与底部循环流动的水银分别为两极，电解过
程中形成钠汞齐(Na·nHg，即钠汞合金)。下列说法错误的是( )
A．水银电解室中石墨为阴极
B．解汞室产生的气体b为H、C为NaOH
2
C． 可在溶液中放电生成钠单质并溶于汞
D．电解室总反应为2Na++2Cl-+2nHg 2Na·nHg+Cl↑
2
【答案】A
【解析】水银电解室中间为石墨电极，底部循环流动的水银为阴极，从新鲜盐水进入生成淡盐水知该
水银电解室消耗NaCl，失电子生成氯气，则解汞室上面进水被消耗，得电子生成b气体H；水银电解室中
2
发生总反应的离子方程式为： 2Na++2Cl-+2nHg 2Na·nHg+Cl↑。A项，水银电解室消耗NaCl，失电子
2
生成氯气，电极反应式为：2Cl--2e-=Cl↑，则水银电解室中石墨为阳极，故A错误；B项，解汞室上面进水
2
被消耗，得电子生成b气体H，水银法阴极的电极反应式为：2HO+2e-═H ↑+2OH-，C为NaOH，故B正
2 2 2
确；C项，电解过程中，Na+可在溶液中放电生成钠单质并溶于汞形成钠汞齐(Na·nHg)，故C正确；D项，
水银电解室中发生总反应的离子方程式为： 2Na++2Cl-+2nHg 2Na·nHg+Cl↑，故D正确；故选A。
2
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】17．(2023·安徽省高三模拟)乙醛酸(OHCCOOH)是非常重要的化工产品，利用双极膜(由阴离子交换膜
和阳离子交换膜组成，双极膜中间层中的水解离成H+和OH-，并在直流电场作用下，分别向两极迁移)技术
电解制备乙醛酸的装置如图所示。下列说法错误的是( )
A．M为电源的负极
B．双极膜b为阴离子交换膜
C．电路中转移2mole-，最多可得到1molOHCCOOH
D．Pb电极反应式为HOOCCOOH+2H++2e-=OHCCOOH+H O
2
【答案】C
【解析】如图电解池，乙二酸转化为乙醛酸发生还原反应，故铅电极为阴极，反应为：HOOC-
COOH+2e-+2H+=HOOC-CHO+H O，石墨极为阳极，反应为：2Br--2e-=Br ，H+移向铅电极，OH-移向石墨极。
2 2
A项，铅电极为阴极，M为电源的负极，A正确；B项，H+移向铅电极，OH-移向石墨极，故双极膜b为阴
离子交换膜，B正确；C项，设：阴极区生成乙醛酸为x，阳极区生成乙醛酸为y，则x+y=1mol，根据阴
极反应HOOC-COOH+2e-+2H+=HOOC-CHO+H O，阴极区生成的乙醛酸与得电子数之比为1：2，故阴极区
2
得电子物质的量为2x，阳极区反应：OHC-CHO+Br +2OH-=HOOC-CHO+H O+2Br-，生成的乙醛酸与消耗
2 2
的Br 之比为1：1，根据阳极反应2Br--2e-=Br ，阳极区生成的乙醛酸与阳极区失电子数之比为1：2，故阳
2 2
极区失电子物质的量为2y，根据得失电子守恒，2x=2y，x=y=0.5mol，故制得1mol乙醛酸理论上外电路中
迁移电子的物质的量=2×0.5mol=1mol，C 错误；D 项，Pb 电极反应式为 HOOCCOOH+2H++2e-
=OHCCOOH+H O，D正确；故选C。
2
18．(2023·浙江省宁波市镇海中学选考模拟)生活污水中的氮和磷主要以铵盐和磷酸盐形式存在，可用
电解法从溶液中去除，电解装置如图1，除氮的原理如图2，除磷的原理是利用Fe2+将PO 3-转化为
4
Fe (PO ) 沉淀。图3为某含Cl-污水在氮磷联合脱除过程中溶液pH变化。
3 4 2
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】下列说法不正确的是( )
A．产生 的主要过程是：Fe-2e-=Fe2+
B．除磷时阴极产物主要是H
2
C．脱氮过程中阳极主要发生的反应为2NH +-6e-═N ↑+8H+
4 2
D．在0-20min时脱除的元素是氮元素
【答案】C
【解析】A项，由题干图1所示信息可知，当铁电极与电源正极相连作阳极时，即可产生Fe2+，该主
要过程的电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，故A正确；B项，除磷时，Fe作阳极，石墨作阴极，电极反应式为
2H++2e-=H ↑，除磷时阴极产物是H，故B正确；C项，脱氮过程中产生N 和HClO，故脱氮过程中阳极主
2 2 2
要发生的反应为8ClO-+2NH+-6e-═N ↑+8HClO，故C错误；D项，根据图3中0～20min溶液pH的变化可
4 2
知，脱除的元素是氮元素，故D正确；故选C。
19．(2023·山西省晋中市高三三模)ClO 是一种安全稳定、高效低毒的消毒剂，常用于自来水的消毒。
2
工业上通过惰性电极电解NH Cl和HCl溶液来制备ClO ，其原理如图所示。下列说法正确的是( )
4 2
A．b与电源的正极连接，在b极区流出的Y溶液为稀盐酸
B．当有0.3mol阴离子通过离子交换膜时，ClO 发生器中产生1.12LNH
2 3
C．a电极发生的电极反应为NH + -6e-+3Cl-=NCl +4H+
4 3
D．每生成1 mol ClO，b极区溶液质量减少1 g
2
【答案】C
【解析】根据图示装置分析可知，左侧为电解池，a极NH Cl中NH +失去电子生成NCl ，电极反应式
4 4 3
为NH +-6e-+3Cl-=NCl +4H+，则a为阳极，b为阴极，阴极反应式为2H++2e-=H ↑，阴极区Cl-通过阴离子交
4 3 2
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】换膜移向阳极区，则Y溶液为稀盐酸；a极生成的NCl 进入右侧的二氧化氯发生器中，与NaClO 反应生
3 2
成ClO 和NH ，其化学方程式为NCl +6NaClO +3H O=6ClO ↑+NH↑+3NaCl+3NaOH。A项，b极为电解池
2 3 3 2 2 2 3
的阴极，其与电源的负极连接，A错误；B项，未指明NH 所处状况，无法计算产生NH 的体积，B错误；
3 3
C项，a极为电解池的阳极，电极反应式为NH +-6e-+3Cl-=NCl +4H+，C正确；D项，二氧化氯发生器中发
4 3
生反应NCl +6NaClO +3H O=6ClO ↑+NH↑+3NaCl+3NaOH，则每生成1 mol ClO，消耗 molNCl ，由a极
3 2 2 2 3 2 3
电极反应式NH +-6e-+3Cl-=NCl +4H+知，反应转移1mol电子，则由b极电极反应式可知，b极产生
4 3
0.5molH，同时有1molCl-移向阳极区，因此b极区溶液质量减少0.5mol×2g/mol+1mol×35.5g/mol=36.5g，D
2
错误； 故选C。
【能力提升】
20．(2023·吉林省长春市三模)羟基自由基 具有极强的氧化能力，它能有效地氧化降解废水中的
有机污染物。在直流电源作用下，利用双极膜电解池产生羟基自由基 处理含苯酚废水和含甲醛废水，
原理如图所示。已知：双极膜中间层中的HO解离为 和OH-。下列说法错误的是( )
2
A．M极为阴极，电极反应式：
B．双极膜中HO解离出的OH-透过膜a向N极移动
2
C．每处理 甲醛，理论上有 透过膜b
D．通电一段时间后，理论上苯酚和甲醛转化生成CO 物质的量之比为6∶7
2
【答案】C
【解析】A项，M电极通入O ，发生反应生成自由基 ，反应式为： ，M作
2
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】阴极，A正确；B项，N为阳极，电解时阴离子向阳极移动，所以OH-透过膜a向N极移动，B正确；C项，
甲醛与 反应生成 CO 的反应： ，6.0 g 甲醛为 0. 2mol，有
2
0.8molH+，透过膜b，C错误；D项，1mol甲醛生成CO 转移4mol e-，苯酚与 反应生成CO 的反应为：
2 2
1mol C HO转移28 mol e-，理论上苯酚和甲醛转化生成CO 物质的量之比为6∶7，D正确； 故选C。
6 6 2
21．工业上用石墨和铅作电极，用双极膜电解葡萄糖溶液制备甘露醇和葡萄糖酸盐。已知在直流电场
作用下，双极膜将水解离为H+和OH-并实现其定向通过，电解过程如图所示。下列说法错误的是( )
A．b极材料为石墨，接电源正极
B．通电后双极膜中产生的OH-向b极定向移动
C．生成葡萄糖酸盐的反应为： +BrO -+OH-=HOCH (CHOH) COO-+Br-+H O
3 2 4 2
D．理论上若生成1mol甘露醇，则可生成1mol葡萄糖酸盐
【答案】C
【解析】图示原理为电解葡萄糖溶液制备甘露醇和葡萄糖酸盐。根据b电极反应可知溴离子失去电子
变成溴酸根，故b为阳极，电极反应为Br-+3H O+6e-=BrO -+6H+，在阳极区溴酸根和葡萄糖反应生成葡萄糖
2 3
酸盐和溴离子，离子反应为：3 + BrO -+3OH-=3HOCH (CHOH) COO-+Br-+3H O，1mol溴酸
3 2 4 2
根生成溴离子转移电子数为6mol，故1mol葡萄糖生成葡萄糖酸盐转移电子数为2mol，双极膜中产生的氢
氧根向b电极移动。A项，b极为阳极，电极材料不参与反应，故材料为石墨，接电源正极，A正确；B项，
通电后双极膜中产生的OH-向b极(阳极)定向移动，B正确；C项，生成生成葡萄糖酸盐的反应为：3
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】+BrO -+3OH-=3HOCH (CHOH) COO-+Br-+3H O，C错误；D项，阴极区发生的反应为葡萄
3 2 4 2
糖转变为甘露醇，理论上若生成1mol甘露醇，需消耗1mol葡萄糖，转移2mol电子，在阳极区可生成
1mol葡萄糖酸盐，D正确；故选C。
22．(2023·安徽省合肥市高三模拟)近年来，锂介导的氮还原已被证明是一种有前途的电化学合成氨的
方法，其电合成氨装置如图所示，下列说法错误的是( )
A．电极A的电势高于电极B
B．阴极电极反应式为N+2Li++4H++6e—=2LiNH
2 2
C．由图可知该装置反应前后，理论上乙醇的浓度不变
D．理论上若电解液传导6molH+，最多生成标准状况下33.6LNH
3
【答案】D
【解析】由图可知，通入氢气的电极A为阳极，氢气在阳极失去电子发生还原反应生成氢离子，氢离
子与EtO—离子反应生成EtOH，EtOH解离出氢离子和EtO—离子，通入氮气的电极B为阴极，锂离子在阴
极得到电子生成锂，锂与氮气和EtOH解离出的氢离子反应生成氨基锂，氨基锂与氢离子反应生成锂离子
和氨气，则阴极的电极反应式为N+2Li++4H++6e—=2LiNH ，电解的总反应方程式为N+3H 2NH 。A
2 2 2 2 3
项，通入氢气的电极A为阳极，通入氮气的电极B为阴极，则电极A的电势高于电极B，故A正确；B项，
阴极的电极反应式为N+2Li++4H++6e—=2LiNH ，故B正确；C项，电解的总反应方程式为N+3H
2 2 2 2
2NH ，则该装置反应前后，理论上乙醇的浓度不变，故C正确；D项，阴极的电极反应式为N+2Li++4H+
3 2
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】+6e—=2LiNH ，则放电时4mol氢离子参与放电生成2mol氨基锂，2mol氢离子与氨基锂生成2mol氨气，则
2
理论上若电解液传导6mol氢离子，生成标准状况下氨气的体积为2mol×22.4L/mol=44.8L，故D错误；故
选D。
23．(2023·江西省鹰潭市高三二模)为探究电解过程中溶液pH的变化。装置、所得数据结果如图所示。
电解过程中，充分搅拌使溶液均匀，忽略溶液体积的变化。下列说法错误的是( )
A．0-t 时：4AgNO+2H O 4Ag+O↑+4HNO ，t-t 时：2HO 2H↑+O ↑
1 3 2 2 3 1 2 2 2 2
B．若进行到t 时刻共有0.224L气体(标况下)产生，则外电路有0.04mol电子通过
2
C．若使用氢氧燃料电池为电源，t 时，理论上负极消耗的气体物质的量为0.005mol
1
D．电解到t 时刻，加入1.16gAg O可使溶液复原
1 2
【答案】B
【解析】A项，银离子氧化性大于氢离子的氧化性，所以溶液中银离子先被还原，水电离出的OH-被
氧化生成氧气，0-t 时：4AgNO+2H O 4Ag+O↑+4HNO ，当银离子被电解完，水电离出来的氢离子被
1 3 2 2 3
还原生成氢气，t-t 时：2HO 2H↑+O ↑，故A正确；B项，进行到t 时银离子被完全还原，溶液的pH
1 2 2 2 2 1
为1，硝酸银溶液中 ， ，由反应得消耗 电
子转移0.01mol，设此过程生成氧气的物质的量为n(O )， ， ，
2
， ，t- t 电解水生成的气体体积为
1 2
0.224L-0.056L=0.168L，其中氧气和氢气体积比为1：2，电解水生成的氧气体积为0.056L，氧气的物质的
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】量为 ，电子转移0.01mol，共计电子转移0.02mol，故B错误；C项，若使
用氢氧燃料电池为电源，氢气与通过电子的关系为：H~2e- ，t 时，电子转移0.01mol，理论上负极消耗的
2 1
氢气物质的量为0.005mol，故C正确；D项，电解到t 时刻，生成了0.01mol的银和0.025mol氧气，
1
0.01mol硝酸，加入1.16gAg O其物质的量为 ，0.005molAg O与0.01mol硝酸恰好完全
2 2
反应生成0.01mol硝酸银和0.005mol水，可使溶液复原，故D正确；故选B。
24．Ⅰ.氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺，节能超过 ，在此工艺
中，物料传输和转化关系如图，其中电极未标出，所用离子交换膜只允许阳离子通过。
(1)分析比较图示中 与 的大小： ___________ (填“＞”“＜”或“=”)。
(2)写出燃料电池B中的正极的电极反应：___________。
(3)图中Y是___________(填化学式)，若电解产生 (标准状况)该物质，则至少转移电子
___________ ；X元素的基态原子的电子排布式为___________。
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】Ⅱ．某实验小组同学利用如图装置对电化学原理进行了一系列探究活动。
(4)甲池装置为___________(填“原电池”或“电解池”)。
(5)甲池反应前两电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差14 g，导线中通过___________ mol电
子。
(6)实验过程中，甲池左侧烧杯中NO -的浓度___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
3
(7)若乙池中溶液为足量的硝酸银溶液，工作一段时间后，若要使乙池中溶液恢复原浓度，可向溶液中
加入___________。(填化学式)
【答案】(1)＜ (2)O ＋4e-＋2HO=4OH-
2 2
(3)H 1 1s22s22p63s23p5
2
(4)原电池 (5)0.1 (6)增大 (7)Ag O或Ag CO
2 2 3
【解析】(1)燃料电池中，通入Y气体的电极为负极，电解饱和食盐水生成的Y为氢气，X为Cl，由
2
于燃料电池正极发生O+4e-+2H O＝4OH-，燃料电池中的离子膜只允许阳离子通过，而燃料电池中正极氧
2 2
气得到电子产生OH-，所以反应后氢氧化钠的浓度升高，即a%＜b%；(2)燃料电池B中的正极是氧气得到
电子，电极反应为O+4e-+2H O＝4OH-。(3)根据以上分析可知图中Y是H，若电解产生11.2L(标准状况)
2 2 2
该物质，氢气的物质的量是0.5mol，则至少转移电子1.0mol；X是氯气，其中氯元素的基态原子的电子排
布式为。(4)甲池装置是铜和银构成的原电池，即装置为原电池。(5)甲池反应前两电极质量相等，一段时间
后，两电极质量相差14 g，设消耗铜的物质的量是xmol，则同时生成银的物质的量是2xmol，则有
64x+108×2x＝14，解得x＝0.05，所以导线中通过0.05mol×2＝0.1mol电子。(6)原电池中阴离子向负极移动，
则实验过程中硝酸根离子移向左池，甲池左侧烧杯中NO -的浓度增大。(7)若乙池中溶液为足量的硝酸银溶
3
液，惰性电极电解硝酸银溶液生成硝酸、氧气和银，因此工作一段时间后，若要使乙池中溶液恢复原浓度，
可向溶液中加入Ag O或Ag CO。
2 2 3
25．某实验小组通过以下实验，探究镀件表面镀铜的最佳条件。
【查阅资料】①Cu2++2P O4- [Cu(P O)]6- K=1×109
2 7 2 7 2
②Cu+在溶液中不稳定，容易发生歧化。
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】【实验设计】用CuSO ·5H O、NaPO·10H O(焦磷酸钠)、添加剂配制一定浓度的电镀液，分别用纯
4 2 4 2 7 2
铜和镀件作为两极材料，探究电镀液的pH、电流密度、电极板间距对层的影响。
(1)要配制一定体积40g/L的CuSO 溶液，以下仪器不需要用到的是_______(填仪器名称)。
4
(2)镀件表面的油污可用_______清洗。
(3)电镀时阴极上发生的主要反应的电极反应式为_______。
【实验结果与数据分析】
ⅰ.其他条件不变时，电位10min，pH对电镀的影响如下表：
实验信号 pH值 镀膜质量/g 镀层外观
1 3 0.0136 表面斑驳
2 7 0.0258 光亮，不光滑
3 8.5 0.0356 光亮，光滑
4 10 0.0216 表面部分斑驳
(4)实验3中，铜镀层的沉积速率v(Cu)=_______mol/min(保留两位有效数字)。
(5)实验1和实验4中，酸性或碱性较强时，镀层出现斑驳的可能原因是_______。
ⅱ.电流密度、电极板间距与镀膜质量的关系
(6)电流密度小于0.50A/dm2时镀膜质量随电流密度增大而增大的原因是_______。
(7)本实验电镀的最佳条件是pH为8.5、_______、_______。
(8)使用最佳条件电镀时，在阳极附近的电镀液中出现红色固体沉积物，其可能原因用离子方程式表示
为_______，通空气搅拌可防止红色固体沉积物形成。
【答案】(1)圆底烧瓶
(2)热NaOH溶液(Na CO 溶液)
2 3
(3) [Cu(P O)]6- +2e- =Cu+2P O4-
2 7 2 2 7
(4)5.6×10-5
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】(5) pH=3酸性强H+放电产生氢气，pH=10碱性强易生成Cu(OH) 沉淀均影响镀件上铜的沉积
2
(6)电流密度越大，单位时间内转移电子数目越多，电镀铜沉积速率越快，故镀膜质量越大
(7) 电流密度为0.5A·dm-2 (或0.5~0.75A·dm-2之间) 电极板间距为1.5cm
(8)2Cu++2H O=Cu O+2H+或2Cu++2OH-=Cu O+HO或2Cu+=Cu+Cu2+
2 2 2 2
【解析】(1)配制一定体积40g/L的CuSO 溶液，需要用托盘天平称取一定质量的硫酸铜固体，需要量
4
筒量取一定体积的蒸馏水，需要在烧杯中配制，故不需要的仪器为：圆底烧瓶；(2)油污在碱性条件下容易
水解生成易溶于水的物质，故镀件表面的油污可用热NaOH溶液(Na CO 溶液)清洗；(3)电镀时阴极上析出
2 3
单质铜，主要的电极反应式为：[Cu(P O)]6- +2e- =Cu+2P O4- ；(4)实验3中，铜镀层的沉积速率v(Cu)=
2 7 2 2 7
；(5)pH较低时氢离子也可以在阴极得到电子生成氢气，从而影响铜离子得到电子，pH
较高时，容易生成氢氧化铜沉淀，也会影响铜离子得到电子，从而出现斑驳，故镀层出现斑驳的可能原因
是：pH=3酸性强H+放电产生氢气，pH=10碱性强易生成Cu(OH) 沉淀均影响镀件上铜的沉积；(6)铜离子
2
得到电子形成单质铜，吸附到镀件上，形成镀膜，电流密度越大单位时间内转移电子数目越多，形成的单
质铜越多，镀膜越厚，故镀膜质量随电流密度增大而增大的原因是：电流密度越大，单位时间内转移电子
数目越多，电镀铜沉积速率越快，故镀膜质量越大；(7)电镀时镀膜质量越大效果越好，由表格中的数据和
图中信息可知本实验电镀的最佳条件是pH为8.5、电流密度为电流密度为0.5A·dm-2 (或0.5~0.75A·dm-2之
间)、电极板间距为1.5cm时镀膜质量较大；(8)铜为阳极材料，在阳极可能出现铜失去电子形成+1价铜和
水失去电子形成的氢氧根结合形成了红色的氧化亚铜，或者单质铜；也可能是+1价铜发生的歧化反应生成
的单质铜，相关的方程式为：2Cu++2H O=Cu O+2H+或2Cu++2OH-=Cu O+HO或2Cu+=Cu+Cu2+。
2 2 2 2
26．(2023·江苏省盐城市高三模拟)电催化还原CO 是当今资源化利用二氧化碳的重点课题，常用的阴
2
极材料有有机多孔电极材料、铜基复合电极材料等。
(1)一种有机多孔电极材料(铜粉沉积在一种有机物的骨架上)电催化还原CO 的装置示意图如图-1所示。
2
控制其他条件相同，将一定量的CO 通入该电催化装置中，阴极所得产物及其物质的量与电压的关系如
2
图-2所示。
①电解前需向电解质溶液中持续通入过量CO 的原因是 。
2
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