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第3 讲 电解池 金属的电化学腐蚀与防护
1．(2024·浙江省宁波市十校高三二模联考)高氯酸在化工生产中有广泛应用，工业上以NaClO4为原料制
备高氯酸的原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．上述装置中，f 极为光伏电池的正极
B．a、b 处均通入NaClO4溶液
C．d 处得到较浓的
溶液，c 处得到HClO4溶液
D．若转移2mol 电子，理论上生成100.5gNaClO4
2．(2024·浙江省新阵地教育联盟、浙江十校高三联考)高能耗的氯碱工业，经过优化工艺设计可降低能耗.
下图所示设计中，表示了相关物料的传输和转化关系，下列说法不正确的是( )
A．该设计中主要的节能之处一是用氢氧燃料电池来供电，二是提高NaOH 溶液浓度
B．离子交换膜Ⅰ应选用阳离子交换膜，离子交换膜Ⅱ选用阴离子交换膜
C．图中Y 为氢气，Y 在燃料电池中发生的电极反应是：H2－2e-＋2OH-=2H2O
D．燃料电池装置中通空气的一端发生还原反应
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3．(2024· 浙江省台州市高三下学期第二次教学质量评估)某实验小组利用下列装置来降低某硬水中Ca2+、
Mg2+和HCO3
-的含量，Nb0.1Ru0.9O2和MnOx为极板催化剂。下列说法不正确的是( )
A．a 端电势高于b 端电势
B．Nb0.1Ru0.9O2可加快H2O 失去电子的速率
C．其它条件不变，适当减小两极的极板间距，Ca2+、Mg2+沉淀速率增大
D．阳极区收集的气体中只含有O2
4．在N-羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)介质中，可实现醇向醛的转化，原理如图所示。下列说法错误的是(
)
A．理论上NHPI 的总量在反应前后不变
B．海绵Ni 电极为阳极
C．总反应为
+H2↑
D．每消耗1 mol 苯甲醇，产生22.4 mL 氢气
5．某二氧化氯复合消毒剂发生器的工作原理如图所示。通电后，产生成分为ClO2、Cl2、O3、H2O2的混
合气体甲，被水吸收后可制得具有更强的广谱杀菌灭毒能力的二氧化氯复合消毒剂。下列说法正确的是(
)
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A．m 端为电源正极，隔膜为阴离子交换膜
B．产生ClO2的电极反应式为Cl-+5e-+2H2O=ClO2↑+4H+
C．通电后d 口所在极室pH 升高，e 口排出NaOH 溶液
D．标准状况下，b 口每收集到2.24 L 气体乙，电路中转移电子0.4NA
6．利用电解法制备Ca(H2PO4)2并得到副产物NaOH 和Cl2。下列说法正确的是( )。
A．C 膜可以为质子交换膜
B．阴极室的电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+
C．可用铁电极替换阴极的石墨电极
D．每转移2 mol e-，阳极室中c(Ca2+)降低1 mol·L-1
7．(2024·浙江省Lambda 联盟高三下学期联考)在
浓溶液中及空气存在下，矿砂中的单质银发生吸氧
腐蚀生成[AgCl2]-，再加入锌粉生成[ZnCl4]2-和纯度较高的单质银，下列说法不正确的是( )
A．提高Cl-浓度有利于单质银的溶解
B．正极发生的电极反应式为：O2＋4H＋＋4e-＝2H2O
C．随着腐蚀的进行，溶液的
增大
D．加入锌粉反应后，溶液中阴离子总浓度降低
8．实验小组研究金属电化学腐蚀，实验如下：
序号
实验
5 min
25 min
3
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实验Ⅰ
铁钉表面及周边未见
明显变化
铁钉周边零星、随机出现极
少量红色和蓝色区域，有少
量红棕色铁锈生成
实验Ⅱ
铁钉周边出现红色区
域，未见蓝色出现，
锌片周边未见明显变
化
铁钉周边红色加深，区域变
大，未见蓝色出现，锌片周
边未见明显变化
下列说法不正确的是( )
A.实验Ⅱ中Zn 保护了Fe，使铁的腐蚀速率比实验Ⅰ慢
B.实验Ⅱ中正极的电极反应式：O2＋ 2H2O ＋ 4e－===4OH－
C.实验Ⅰ的现象说明K3[Fe(CN)6]溶液与Fe 反应生成了Fe2＋
D.若将Zn 片换成Cu 片，推测Cu 片周边会出现红色，铁钉周边会出现蓝色
9．(2024·浙江省高三选考模拟考试)铁碳微电解技术是处理酸性废水的一种工艺，装置如下图所示。若上
端口打开，并鼓入空气，可得到强氧化性中间体羟基自由基
；若上端口关闭，可得到强还原性中间
体氢原子
。下列说法正确的是( )
A．无论上端口是关闭还是打开，正极反应式均为：Fe-2e-=Fe2+
B．1mol O2完全转化为羟基自由基
时转移了2 mol 电子
C．若处理含酚类的酸性废水，则上端口应关闭
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D．若处理含Cr2O7
2-的酸性废水，则上端口应打开并鼓入空气
10．(2024·浙江省宁波市镇海中学新高考调研卷)我国科学家开发出碱性海水里直接电解制氢的技术，工
作原理如图1 所示。MnOx隔水薄膜可以起到阻挡Cl-与电极催化剂活性中心接触的作用，电极A 含有M
金属的催化剂，发生的电极反应过程如图2 所示，离子交换膜选择性透过参与电极A 反应的物质。下列
说法错误的是( )
A．电极A 上发生的反应存在极性键的断裂与生成
B．若去掉隔水薄膜，Cl-会在A 电极失去电子生成Cl2
C．电解结束后，电极B 处去掉海水隔水膜，所得溶液中加入适量FeCl3、NaCl、KNO3溶液无混浊现
象
D．每当有标准状况下的0.1344L 气体生成时，就会有0.008 mol 电子从电极A 流向电极B
11．(2024·浙江省杭州市高三下学期二模)调节溶液的pH，当溶液中的氨基酸主要以两性离子存在时，分
子整体呈电中性，此时溶液的pH 值为该氨基酸的pI 值，谷氨酸的
；丙氨酸的
；赖氨酸的
。已知：
可以利用如图装置分离这三种氨基酸，a、b 为离子交换膜，下列说法不正确的是( )
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A．阳极的电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+
B．a 应采用阳离子膜，b 应采用阴离子膜
C．原料室的
应控制在6.02
D．在产品室1 中，可以收集到赖氨酸
12．（2024·广东省东莞等六校联考三模）回收利用工业废气中的CO2和SO2，实验原理示意图如下。
下列说法正确的是( )
A．装置a 中每吸收22.4L（标准状况下）废气，b 中转移电子数为2NA
B．装置a 吸收废气过多，不会影响装置b 中放电微粒的种类
C．装置b 中的交换膜为质子交换膜，电解过程中两极溶液pH 值均稍有降低
D．装置b 中右侧的电极反应为：CO2+3H2O＋2e-=HCOOH+2OH-
13．（2024·安徽省马鞍山市高三三模）有机电化学合成是一种环境友好的合成方法，由对硝基苯甲酸制
取对氨基苯甲酸的电解装置如图所示，其中双极膜能将H2O 解离成H+和OH-。
下列说法错误的是( )
A．b 端电势高于a 端电势
B．电解后阳极区溶液pH 下降
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C．每产生1mol[Ag(NH3)2]+就有1molH2O 发生解离
D．Pt 的电极反应方程式可表示为：
14．(2024·浙江省北斗星盟高三联考)近年研究发现，电催化CO2和含氮物质(NO3
-等)在常温常压下合成尿
素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的KNO3溶液通CO2至饱和，在电极上反应
生成CO(NH2)2，电解原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A．电极连接电源的正极，发生氧化反应
B．电极
发生的电极反应式为2 NO3
-+CO2+18H++16e-= CO(NH2)2+7H2O
C．电极a 区电解质溶液pH 增大
D．当电极a 区生成
尿素时，电极区质量减少
15．(2024·福建省龙岩市高三模拟)利用丙酮酸与废水中的NO3
-电催化耦合温和条件下去除NO3
- 和生产高
值化丙氨酸，其工作原理如图。25℃，丙氨酸主要以
形式存在，其
。
下列说法错误的是（ ）
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A．丙氨酸酸性很弱是因为形成了内盐
B．阴极的电极反应式为
+
+10e-+11H+=
+4H2O
C．理论上阳极区每生成1 molO2，阴极区H+减少4.4mol
D．该装置整合了电化学—化学—电化学串联反应
16．(2024·福建省福州市高三二模)近日，西湖大学团队开发了一类水溶性有机储能小分子(M)，并提出在
电池充放电过程中实现电化学碳捕获一体化，其反应装置与原理如图所示。
下列说法正确的是（ ）
A．充电时，电极A 连接电源的负极
B．放电时电极B 发生的反应为：N+2OH--2e-=M+2H2O
C．该电池可采用阴离子交换膜
D．充电时，外电路通过1mole-，理论上该电池最多能够捕获11.2LCO2 (标况下)
17．(2024·福建省名校联盟全国优质校高三大联考)光伏电池驱动的甲醛废水转化装置及MnO2的晶胞结构
如图。
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下列说法不正确的是（ ）
A．阴极发生的总电极反应方程式为2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O
B．每生成11.2LC2H4 (标准状况下)时，阳极生成
的数目为3NA
C．晶胞中黑球为Mn 原子
D．晶胞中黑球处于白球构成的八面体空隙中
18．(2024·浙江省温州市普通高中高三下学期第二次适应性考试)某研究小组模拟微库仑滴定法测定样品
中
的含量，工作原理是电解质溶液中的c(Ag+)保持标准值时，电解池不工作；样品进入电解池后与
Ag+反应，便立即自动进行电解，当c(Ag+)又回到标准值，测定结束；溶液中存在：AgY2
-
Ag+
+2Y-。部分装置如图所示，下列说法不正确的是( )
A．阳极反应式：Ag+2Y--e-=AgY2
-
B．
电极附近离子放电的顺序： Ag+＞H+
C．CH3COO-和CH3COOH 溶液可维持电解质溶液的pH 在一定范围内基本不变
D．，经折算电路中转移
电子，则样品中
的含量为
19．（2024·四川省大数据联盟高三一模）硫酸盐还原菌(
)会腐蚀许多金属及合金。模拟
诱导腐
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蚀碳素钢发生厌氧电化学腐蚀实验，实验后发现碳素钢表面覆盖物成分是硫化物(主要含FeS)，腐蚀机理
如图所示。下列说法正确的是( )
A．碳素钢厌氧腐蚀过程中
做还原剂
B．温度越高，
诱导碳素钢厌氧腐蚀速率越快
C．碳作负极，电极反应为：H++e−=H
D．该实验生成FeS 的总反应：4Fe+SO4
2-+8H+=FeS+3Fe2++4H2O
20．（2024·重庆市模拟预测）利用双极膜电渗析法(BMED)进行碳吸收，采用双极膜、阳离子交换膜、阴
离子交换膜，通过隔板分离成盐室(NaCl 溶液)、碱室(0.1mol·L-1 NaHCO3溶液)、酸室(0.1mol·L-1 HCl 溶
液)、极室(0.25mol·L-1 Na2SO4溶液)，实验装置如图所示。接通电源，调至实验设置电流，开始循环并向
碱室通入CO2制备Na2CO3和NaHCO3溶液，忽略各室溶液的体积变化。下列说法错误的是( )
A．M 连接电源负极，相同条件下，电极M，N 产生气体的体积比为2：1
B．a 膜、b 膜、c 膜分别为阳离子交换膜、双极膜、阴离子交换膜
C．极室、盐室的pH 保持不变，酸室pH 减小，碱室的pH 可能增大
D．当酸室产生0.4mol HCl 时，双极膜电离出OH-的数目为
21. 用NaOH 溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到
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H2SO4，其原理如下图所示。(电极材料为石墨)
(1)图中a 极要连接电源的(填“正”或“负”)________极，C 口流出的物质是________。
(2)SO 放电的电极反应式为 。
(3)电解过程中阴极区碱性明显增强，用平衡移动原理解释原因 。
22. 知识的梳理和感悟是有效学习的方法之一。某学习小组将有关“电解饱和食盐水”的相关内容进行梳
理，形成如下问题(显示的电极均为石墨)
(1)图1 中，电解一段时间后，气球b 中的气体是_______(填化学式)，U 形管______(填“左”或“右”)边
的溶液变红
(2)利用图2 制作一种环保型消毒液发生器，电解可制备“84”消毒液的有效成分，则c 为电源的________
极
；
该
发
生
器
中
反
应
的
总
离
子
方
程
式
为
__________________________________________________________
(3)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可以节(电)能30%以上。该工艺的相
关物质运输与转化关系如图3 所示(其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过)
①燃料电池B 中的电极反应式分别为：
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负极_______________________________，正极_________________________________
②分析图3 可知，氢氧化钠的质量分数为a% 、b% 、c% ，由大到小的顺序为
________________________
23. 利用电化学原理，将NO2、O2和熔融KNO3制成燃料电池，模拟工业电解法来处理含Cr2O 废水，如
下图所示；电解过程中溶液发生反应：Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
(1)甲池工作时，NO2转变成绿色硝化剂Y，Y 是N2O5，可循环使用。则石墨Ⅱ是电池的 极；石
墨Ⅰ附近发生的电极反应式为__________________________________________________________
(2)工作时，甲池内的NO 向 _____ 极移动(填“石墨Ⅰ”或“石墨Ⅱ”)；在相同条件下，消耗的
O2和NO2的体积比为 _____
(3)乙池中Fe(Ⅰ)棒上发生的电极反应为_______________________________________________
(4)若溶液中减少了0.01 mol Cr2O，则电路中至少转移了 mol 电子
24．（2024·上海市浦东新区高三模拟）Ⅰ．研究铁的腐蚀，实验步骤如下：
步骤1：将铁粉放置于0.002 mol·L-1CuSO4·溶液中浸泡，过滤后用水洗涤。
步骤2：向15.00mL1mol·L-1NaCl 溶液（用盐酸调至
）中加入浸泡过的Fe 粉。
步骤3：采集溶液pH 随时间变化的数据。
(1)第一阶段，主要发生析氢腐蚀，Cu 上发生的电极反应为 。
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(2)第二、三阶段主要发生吸氧腐蚀。
①析氧腐蚀时Cu 上发生的电极反应为 。
②第一阶段和第二阶段发生不同种类腐蚀的主要影响因素是 。
Ⅱ．研究铁的防护
(3)在铁表面镀锌可有效防止铁被腐蚀
已知：
放电的速率缓慢且平稳时有利于得到致密、细腻的镀层。
①镀件Fe 应与电源的 相连。
②向ZnSO4电解液中加入NaCN 溶液，将Zn2+转化为 [Zn(CN)4]2-，电解得到的镀层更加致密、细腻，
原因是 。
(4)电镀后的废水中含有CN-，一种测定其含量的方法是取废水50mL，再加KI 溶液1mL，用
溶液滴定，达到滴定终点时，消耗
溶液
。
已知Ag+(aq)+ 2CN- (aq)
[Ag(CN)2]+(aq)（无色）
Ag+(aq)+ I- (aq)
AgI(s)（黄色）
①滴定终点的现象是 。
②废水中CN-的含量是 g/L（用含C、V 的代数式表示）。
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答案及解析
1.【答案】C
【解析】根据钠离子通过离子交换膜的移动方向可知：电解池左侧为阳极，与光伏电池的正极e 相接，
f 极为光伏电池的负极，阳极H2O 或OH-失去电子生成氧气和氢离子或水，电极反应式为2H2O-4e-=4H+
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+O2↑或4OH--4e-=2H2O+O2↑，生成的H+与加入的a 物质结合成高氯酸，所以a 为高氯酸钠，电解池右侧阴
极上H2O 或H+得电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子或氢气，电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑或
2H++2e-=H2↑，OH-与Na+结合成NaOH，所以物质b 为稀NaOH 溶液。A 项，图中Na+由左侧移动到右侧，
即电解池左侧为阳极，阳极电极与光伏电池的正极相接，所以e 极为光伏电池的正极、f 极为负极，故A
错误； B 项，物质b 为稀NaOH 溶液，故B 错误； C 项，左侧阳极上生成的H+与加入的高氯酸钠结合
成高氯酸，右侧阴极上生成的OH-与Na+结合成NaOH，所以d 处得到较浓的NaOH 溶液，c 处得到
HClO4，故C 正确； D 项，电解NaClO4溶液生成HClO4时阳极电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑，转移
2mol 电子则生成2molH+，即生成2molHClO4，m(HClO4)=nM=2mol×100.5g/mol=201g，故D 错误；故选
C。
2.【答案】B
【解析】由图可知，装置I 为电解饱和食盐水的电解池，左边电极为电解池的阳极，氯离子在阳极失
去电子发生氧化反应生成氯气，则X 为氯气，右边电极为阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢
气和氢氧根离子，则Y 为氢气；装置II 为氢氧燃料电池，左边电极为负极，碱性条件下氢气在负极失去
电子发生氧化反应生成水，右边电极为正极，水分子作用下氧气得到电子发生还原反应生成氢氧根离子。
A 项，装置I 为电解饱和食盐水的电解池，装置II 为氢氧燃料电池，氢氧燃料电池可以为电解饱和食盐水
供电，燃料电池中，氢气在负极放电消耗氢氧根离子，则a%>c%，氧气在正极放电生成氢氧根离子，则
b% > a%，则氢氧化钠溶液质量分数的大小为b% > a%>c%，提高了氢氧化钠的浓度，A 正确；B 项，电
解饱和食盐水选用阳离子交换膜，离子交换膜Ⅰ应选用阳离子交换膜，燃料电池中为了提高氢氧化钠的
浓度，离子交换膜II 也是阳离子交换膜，Na+离子通过交换膜向正极移动，可以使氢氧化钠浓度在正极室
变大，B 错误；C 项，Y 为氢气，在碱性条件下，氢气在燃料电池中发生的电极反应是：H2－2e-＋2OH-
=2H2O，C 正确；D 项，燃料电池装置中通空气的一端为正极，发生还原反应，D 正确；故选B。
3.【答案】D
【解析】根据图示，钛网上海水中H2O 发生失电子的氧化反应生成O2，钛网为阳极，电极反应式为
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2H2O-4e-=O2↑+4H+，产生的H+消耗HCO3
-，钛箔上生成H2，钛箔上生成H2的电极反应为2H++2e-=H2↑，
同时生成OH-，沉淀Ca2+、Mg2+，钛箔为阴极。A 项，由分析可知，钛网为阳极，a 为电源正极，钛箔为
阴极，b 为电源负极，a 端电势高于b 端电势，A 正确；B 项，Nb0.1Ru0.9O2是催化剂，可加快H2O 失去电
子的速率，B 正确；C 项，其它条件不变，适当减小两极的极板间距，会加快电子转移的速率，加快了整
个反应的速率，Ca2+、Mg2+沉淀速率增大，C 正确；D 项，钛网为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2
+4H+，产生的H+消耗HCO3
-生成CO2，D 错误；故选D。
4.【答案】D
【解析】由装置分析可知，该装置为电解池，Ni2+在海绵Ni 电极失去电子生成Ni3+，发生氧化反应，
则海绵Ni 电极为阳极，电极反应为Ni2+-e-=Ni3+，阳极区同时还发生反应Ni3++NHPI→Ni2++PINO，H+在石
墨电极得到电子生成H2，发生还原反应，则石墨电极为阴极，电极反应为2H++2e-=H2↑，阴极区同时还发
生反应
+PINO
。
5.【答案】C
【解析】左室中氯元素化合价升高，发生氧化反应，为阳极室，故m 为电源的正极，n 为电源的负极，
右室发生还原反应，水放电生成氢气与氢氧根离子，离子交换膜为阳离子交换膜，左室中的钠离子通过
离子交换膜进入右室，溶液丙为NaOH 溶液。A 项，左室中氯元素化合价升高，发生氧化反应，为阳极
室，故m 为电源的正极，n 为电源的负极，右室发生还原反应，水放电生成氢气与氢氧根离子，离子交换
膜为阳离子交换膜，故A 错误；B 项，Cl-转化为ClO2发生氧化反应，应是失去电子，故B 错误；C 项，
右室是水放电生成氢气与氢氧根离子，右室pH 升高，左室中的钠离子通过离子交换膜进入右室，e 口排
出NaOH 溶液，故C 正确；D 项，标准状况下，b 口每收集到2.24 L(0.1mol)气体乙，电路中转移电子
0.2NA，故选C。
6.【答案】C
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【解析】通过图示分析C 膜只能是阳离子交换膜，A 项错误；阴极室的电极反应为2H2O+2e-
=H2↑+2OH-，B 项错误；阴极电极不参与反应，故可用铁电极替换阴极的石墨电极，C 项正确；未给出溶
液体积，无法计算浓度，D 项错误。
7.【答案】B
【解析】A 项，银单质在氯化钠浓溶液中与氧气反应生成[AgCl2]-，离子方程式为：4Ag+O2+8Cl-
+2H2O=4 [AgCl2]- +4OH-，增大氯离子的浓度有利于单质银的溶解，A 正确；B 项，在氯化钠溶液中，正
极电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，B 错误；C 项，根据A 可知，随着腐蚀的进行，氢氧根离子的浓
度增大，溶液pH 增大，C 正确；D 项，加入锌粉后，发生反应：Zn+2[AgCl2]-=2Ag+[ZnCl4]2-，溶液中阴
离子总浓度降低，D 正确；故选B。
8.【答案】C
【解析】A 项，实验Ⅱ中Zn 比Fe 活泼，作原电池的负极，发生吸氧腐蚀，Fe 作正极，被保护，铁的
腐蚀速率比实验Ⅰ慢，A 正确；B 项，实验II 中Fe 作正极，氧气发生得电子的还原反应，其电极反应式：
O2＋ 2H2O ＋ 4e－===4OH－，B 正确；C 项，实验I 的现象说明25 min 时，Fe 失去电子生成Fe2＋，
K3[Fe(CN)6]溶液与Fe2＋发生反应生成特征蓝色沉淀，C 错误；D 项，若将Zn 片换成Cu 片，因为Fe 比Cu
活泼，推测Cu 片周边氧气发生得电子的还原反应生成氢氧根离子，酚酞溶液会出现红色，铁钉作原电池
的负极，发生失电子的氧化反应生成亚铁离子，与K3[Fe(CN)6]溶液反应，使其周边会出现蓝色，D 正确；
故选C。
9.【答案】B
【解析 】A 项，正极发生得电子的反应，负极发生失电子的氧化反应，所以无论是否鼓入空气，Fe
易失去电子生成Fe2+，作负极，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，A 错误；B 项，若上端口打开，并鼓入空气，
可得到强氧化性的羟基自由基，电极反应为2H++2e-+O2=2OH·，所以1mol O2完全转化为羟基自由基
时转移了2 mol 电子，B 正确；C 项，除去含酚类的酸性废水，需要氧化性的物质，所以上端口需
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要打开，可生成羟基自由基氧化酚类，C 错误；D 项，Cr2O7
2-在酸性条件下具有强氧化性，需要还原剂，
所以需要上端口需要关闭，可得到强还原性中间体氢原子
，D 错误；故选B。
10.【答案】C
【解析】从图2 可知，M 金属催化剂，催化氢氧根离子在电极A 发生失电子的氧化反应生成氧气，
电极反应式为4OH--4e-＝O2↑＋2H2O，所以电极A 为阳极，电极B 为阴极。A 项，由图可知，电极A 上
发生的反应存在氢氧极性键的断裂与氢氧极性键的生成，A 正确；B 项，去掉隔水薄膜，氯离子会在阳极
A 电极失去电子发生氧化反应生成氯气，B 正确；C 项，电极B 为阴极，水放电发生还原反应生成氢气和
氢氧根离子：2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，则加入铁离子会生成氢氧化铁沉淀变浑浊，C 错误；D 项，电解总
反应为
，每当有标准状况下的0.1344L 气体生成时，则生成氧气
，O2~ 4e-，故会有0.008 mol 电子从电极A 流向电极，D 正确；故选C。
11.【答案】D
【解析】由题干电解池装置图可知，阳极室为电解H2SO4溶液，故阳极反应为：2H2O-4e-=O2+4H+，
阴极室为电解NaOH 溶液，电极反应为：2H2O+2e-=H2+2OH-，H+经a 膜进入产品室1，OH-经b 膜进入产
品室2，故a 膜为阳离子交换膜，b 膜为阴离子交换膜，根据三种氨基酸的pI 值可知，产品室1 显酸性，
则为谷氨酸，产品室2 显碱性，则为赖氨酸，丙氨酸留在原料室。A 项，由题干图示装置可知，阳极室为
稀硫酸，故阳极的电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，A 正确；B 项，a 应采用阳离子膜，b 应采用阴离子膜，
B 正确；C 项，原料室留下了丙氨酸，根据丙氨酸的pI 值可知，原料室的pH 应控制在6.02，C 正确；D
项，产品室1 显酸性，则可以收集到谷氨酸，产品室2 显碱性，则可以收集到赖氨酸，D 错误；故选D。
12.【答案】C
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【解析】根据图知，含CO2和SO2的废气通入NaHCO3溶液中，得到NaHCO3和Na2SO3的混合溶液
和CO2，发生的反应为2NaHCO3+SO2=Na2SO3+2CO2+H2O，电解池中，左侧电极上SO3
2-失电子生成
SO4
2-，该电极上失电子发生氧化反应，为阳极，电解质溶液呈碱性，阳极反应式为SO3
2--2e-＋2OH-=
SO4
2-+H2O ；则通入CO2的电极为阴极，阴极反应式为CO2+2H＋＋2e-=HCOOH。A 项，装置a 中每吸收
22.4L（标准状况下）废气，气体CO2和SO2总量为1mol，则CO2的量小于1mol，b 中转移电子数小于
2NA，A 错误；B 项，装置a 吸收废气过多，则会有机会生成NaHSO3，HSO3
-也可以放电，会影响装置b
中放电微粒的种类，B 错误；C 项，装置b 中的交换膜为质子交换膜，电解过程中阳极发生SO3
2--2e-＋
2OH-= SO4
2-+H2O 消耗氢氧根和水，pH 值稍有降低，交换膜为质子交换膜，氢离子通过交换膜，进右侧，
阴极反应式为CO2+2H＋＋2e-=HCOOH，生成酸，两极溶液pH 值均稍有降低；C 正确；D 项，装置b 中右
侧的电极反应为：CO2+2H＋＋2e-=HCOOH，D 错误；故选C。
13.【答案】B
【解析】根据装置示意图可知，Ag 在b 极失去电子，为阳极区，结合NH3转化为[Ag(NH3)2]+，则b
极为正极，且正极的反应式为Ag-e-+2NH3=[Ag(NH3)2]+，a 为负极，Pt 为阴极区，对硝基苯甲酸转化为对
氨基苯甲酸需要消耗氢离子
，则双极膜可以电解水H2O=H+
+OH-。A 项，由分析知，b 极为正极，a 为负极，b 端电势高于a 端电势，A 正确；B 项，电解后阳极区
OH-的浓度会增大，溶液pH 上升，B 错误；C 项，生成1mol[Ag(NH3)2]+，溶液需要1molOH—维持溶液环
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境，所以有1molH2O 发生解离，C 正确；D 项，Pt 的电极反应方程式可表示为：
+2H2O，D 正确；故选B。
14.【答案】D
【解析】由氢离子的移动方向可知，a 电极是电解池阴极，酸性条件下硝酸根离子和二氧化碳在阴极
得到电子生成尿素和水，电极反应式为2 NO3
-+CO2+18H++16e-= CO(NH2)2+7H2O，电极b 为阳极，水分
子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O—4e—=4H++O2↑。A 项， 电极b
为电解池的阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，A 正确；B 项， a 是电解池
阴极，酸性条件下硝酸根离子和二氧化碳在阴极得到电子生成尿素和水，电极a 发生的电极反应式为2
NO3
-+CO2+18H++16e-= CO(NH2)2+7H2O，B 正确；C 项，a 是电解池阴极，酸性条件下硝酸根离子和二氧
化碳在阴极得到电子生成尿素和水，电极a 区电解质溶液pH 增大，C 正确；D 项， 当电极a 区生成6.0 g
尿素时，由方程式2 NO3
-+CO2+18H++16e-= CO(NH2)2+7H2O，转移电子1.6mol，电极b 区，2H2O—4e—
=4H++O2↑，电极b 区质量减少氧气和氢离子的质量，相当于水的质量，
=12.8g+1.6g=14.4g，D 错误；故选D。
15.【答案】C
【解析】该装置为电解池，左侧接电源正极为阳极区，水失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子；
右侧接电源负极为阴极，硝酸根得到电子发生还原反应；制备丙氨酸分为三步，硝酸根离子在阴极反应
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转化为NH2OH，NH2OH 和丙酮酸反应生成C3H5O3N，C3H5O3N 在电极上反应生成丙氨酸。】A 项，氨基
酸的酸性来自羧基，而羧基可以与氨基形成内盐，从而减弱酸性，A 正确；B 项，在阴极，硝酸根得到电
子与丙酮酸反应转化为丙氨酸，电极反应式为：
，B 正确；
C 项，在阳极，水失去电子被氧化生成氧气和氢离子，同时氢离子从阳极区移向阴极，故阳极生成1mol
的氧气，转移4mol 电子，阴极氢离子应该增加4mol，C 错误；D 项，硝酸根离子在阴极反应转化为
NH2OH 是电化学反应，NH2OH 和丙酮酸反应是化学反应，C3H5O3N 在电极上反应生成丙氨酸是一个电化
学反应，该装置整合了电化学—化学—电化学串联反应，D 正确；故选C。
16.【答案】B
【解析】由装置图中物质变化分析可以知道，M→N 的变化为加氢反应，是还原反应，N→M 的反应
过程是去氢过程，为氧化反应，则放电条件下，电极B 为原电池的负极，发生电极反应N+2OH--2e-
=M+2H2O，电极A 为原电池正极，实现K3[Fe(CN)6]→K4[Fe(CN)6]的转化，该电池可采用阳离子交换膜，
避免M、N 的阴离子移向负极反应，充电时，正极A 连接电源正极做电解池的阳极，负极B 连接电源负
极，做电解池阴极。A 项，由分析，充电时，电极A 连接电源的正极，A 错误；B 项，放电时电极B 发生
的反应为：N+2OH--2e-=M+2H2O，B 正确；C 项，该电池采用阳离子交换膜，C 错误；D 项，充电时，外
电路通过1mole-，产生1mol 氢氧根离子，根据CO2+OH-=HCO3
-，理论上该电池最多能够捕获
22.4LCO2(标况下)，D 错误；故选B。
17.【答案】B
【解析】由图可知右侧电极上二氧化碳转化为CO，CO 最终转化为乙烯，C 元素化合价降低，发生
还原反应，则右侧电极为阴极，左侧电极为阳极，阳极甲醛失电子生成HCOOH，HCOOH 继续失电子生
产二氧化碳。A 项，阴极发生的总电极反应方程式为2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O，故A 正确；B 项，未
指明气体所处状况，不能根据体积确定气体的物质的量，无法计算阳极生成HCOOH 的数目为3NA，故B
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错误；C 项，晶胞中黑球位于顶点和体心，个数为
，白球位于面上和体内，个数为：
，结合MnO2的化学式可知黑球为Mn，故C 正确；D 项，以体心黑球为观察对象，可知其周
围有4 个白球位于面上，2 个白球位于体内，黑球处于白球构成的八面体空隙中，故D 正确；故选B。
18.【答案】B
【解析】检测前，电解质溶液中的c(Ag+)保持定值时，电解池不工作。待测物质进入电解池后与
Ag+反应，浓度减小，测氯仪便立即自动进行电解，阳极Ag 失电子，生成Ag+，到c(Ag+)又回到原定值，
电极反应式为Ag+2Y--e-=AgY2
-，根据电解消耗的电量可以求出待测物中氯的含量。A 项，阳极失电子，
阳极反应式：Ag+2Y--e-=AgY2
-，A 正确；B 项，由题意可知，电解质溶液中的c(Ag+)保持标准值时，电解
池不工作；样品进入电解池后与Ag+反应，Ag+浓度减小，便立即自动进行电解产生Ag+，此时Pt 电极
Ag+不会放电，H+放电生成H2，说明Pt 电极附近离子放电的顺序：Ag+<H+，B 错误；C 项，CH3COO-和
CH3COOH 可以组成缓冲溶液，可维持电解质溶液的pH 在一定范围内基本不变，C 正确； D 项，
，经折算电路中转移
电子，则样品中
的含量为
，D 正确；故选B。
19.【答案】D
【解析】A 项，氢原子将+6 价的硫酸根离子还原为-2 价的硫离子，SRB 不做还原剂，A 错误；B 项，
温度超过一定范围，硫酸盐还原菌(SRB)活性下降，速率减慢，B 错误；C 项，碳作正极，电极反应为：
H+ +e−=H，C 错误；D 项，根据示意图可知，总反应的化学方程式为4Fe+SO4
2-+8H+=FeS+3Fe2++4H2O，D
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正确；故选D。
20.【答案】B
【解析】根据装置图可知，b 膜中产生的H+向M 电极移动，则M 为阴极，连接电源的负极，N 为阳
极，连接电源的正极，分析每个室中存在的离子可知，M—b 膜之间为极室(Na2SO4溶液)，b 膜—c 膜之间
为碱室(NaHCO3溶液)，c 膜—a 膜之间为盐室(NaCl 溶液), a 膜—b 膜之间为酸室(HCl 溶液)，b 膜—N 之间
为极室(Na2SO4溶液)。A 项，M 为阴极，连接电源的负极，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，N 为阳
极，电极反应式为：2H2O-4e- =O2↑＋4H＋，相同条件下，根据转移的电子数可知，2H2~4e-~O2，电极M，
N 产生气体的体积比为2：1，A 正确；B 项，题干中说明向碱室通入CO2制备Na2CO3和NaHCO3溶液，
因此b 膜要产生OH-与CO2反应，又可知盐室(NaCl 溶液)中的钠离子通过c 膜移动到碱室，根据电荷守恒，
盐室(NaCl 溶液)中的氯离子通过a 膜移动到酸室，因此a 膜、b 膜、c 膜分别为阴离子交换膜、双极膜、
阳离子交换膜，B 错误；C 项，极室中的溶质为硫酸钠，电解硫酸钠实质是电解水，因此极室中pH 保持
不变，同样氯化钠水溶液为中性，离子的移动不影响pH，因此盐室的pH 保持不变，氯离子通过a 膜移动
到酸室，H+通过b 膜移动到酸室，HCl 浓度增大，因此pH 减小，同样碱室中Na2CO3和NaHCO3浓度增大，
则碱性增强，因此pH 可能增大，C 正确；D 项，当酸室产生0.4mol HCl 时，根据电荷守恒可知，b 膜产
生的OH-为0.4mol，有2 个b 膜均产生OH-，左侧的b 膜产生进入到碱室，右侧的b 膜产生进入到盐室，
因此双极膜电离出OH-为0.8mol，数目为
，D 正确；故选B。
21.【答案】 (1)负 硫酸
(2)SO－2e－＋H2O===SO＋2H＋
(3)H2O
H＋＋OH－，在阴极H＋放电生成H2，c(H＋)减小，水的电离平衡正向移动，碱性增强
【解析】根据Na＋、SO 的移向判断阴、阳极。Na＋移向阴极区，a 应接电源负极，b 应接电源正极，
其电极反应式分别为，阳极：SO－2e－＋H2O===SO＋2H＋，阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，所以从C
口流出的是H2SO4，在阴极区，由于H＋放电，破坏水的电离平衡，c(H＋)减小，c(OH－)增大，生成
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NaOH，碱性增强，从B 口流出的是浓度较大的NaOH 溶液。
22. (1)H2 右
(2)负 Cl－＋H2O=====ClO－＋H2↑
(3)
2H
①
2－4e－＋4OH－===4H2O O2＋4e－＋2H2O===4OH－
②b%＞a%＞c%
解析：(1)图1 中，根据电子流向知，左边电极是电解池阳极，右边电极是电解池阴极，阳极上氯离子放
电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，所以气球a 中气体是氯气，气球b 中的气体是氢气，同时阴极
附近有NaOH 生成，溶液呈碱性，无色酚酞遇碱变红色，所以U 形管右边溶液变红色。
(2)利用图2 制作一种环保型消毒液发生器，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，
同时阴极有NaOH 生成，氯气和氢氧化钠反应生成NaClO，次氯酸钠具有漂白性，为了使反应更充分，
则下边电极生成氯气，上边电极附近有NaOH 生成，上边电极生成氢气，为阴极，则c 为负极，d 为正
极，其电池反应式为Cl－＋H2O=====ClO－＋H2↑。
(3)
B
①
是燃料电池，右边电池中通入空气，左边原电池中通入气体Y，则Y 是氢气，则电解池中左边电
极是阳极，右边电极是阴极，阳极上氯离子放电，阴极上氢离子放电；燃料电池中通入氧化剂的电极是
正极，通入氢气的电极是负极，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，负极上氢气失电子和氢氧
根离子反应生成水，负极、正极反应式分别为2H2－4e－＋4OH－===4H2O、O2＋4e－＋2H2O===4OH－。②
图3 电解池中加入NaOH 目的是增大溶液导电性，通入电解池后生成氢氧化钠，所以加入的NaOH 浓度
小于出来的NaOH 浓度；原电池中，正极上生成氢氧化钠，且其浓度大于加入的氢氧化钠，所以氢氧化
钠浓度大小顺序是b%＞a%＞c%。
23. (1)正 NO2＋NO－e－===N2O5
(2)石墨Ⅰ 1 4∶
(3)Fe－2e－===Fe2＋
(4)0.12
解析 (1)根据图示知，甲池为燃料电池，电池工作时，石墨Ⅰ附近NO2转变成N2O5，发生氧化反应，电
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极反应式为NO2＋NO－e－===N2O5；石墨Ⅱ是电池的正极，氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2
＋4e－＋2N2O5===4NO。
(2)电池工作时，电解质中阴离子移向负极，即甲池内的NO 向石墨Ⅰ极移动；根据，两极的电极反应式
NO2＋NO－e－===N2O5、O2＋4e－＋2N2O5===4NO，利用电子守恒可知，在相同条件下，消耗的O2和NO2
的体积比为1 4∶。
(3)乙池为电解池，Fe(Ⅰ)棒为电解池的阳极，发生的电极反应为Fe－2e－===Fe2＋。
(4)根据反应：Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O 知，若溶液中减少了0.01 mol Cr2O，则参加反
应的Fe2＋为0.06 mol，根据电极反应：Fe－2e－===Fe2＋知，电路中至少转移了0.12 mol 电子。
24.【答案】(1) 2H＋＋2e-=H2↑
(2) O2+2H2O+4e-=4OH- 溶液的酸碱性(或溶液的pH)
(3) 负极 通过反应Zn2++4CN-
[Zn(CN)4]2-降低c(Zn2+ )，使得Zn2+放电速率减缓，同时通过
平衡的移动补充放电消耗的Zn2+，使其浓度保持相对稳定，达到放电速率平稳的作用
(4) 加入最后半滴AgNO3溶液，溶液中产生黄色沉淀，且半分钟内沉淀不消失
【解析】铁与硫酸铜反应生成的铜附着在铁表面，当浸入酸性较强溶液时发生吸氢腐蚀，酸性极弱或接
近中性溶液时发生吸氧腐蚀，发生吸氧腐蚀时铜为正极，O2得电子被还原生成OH-，正极反应式为：
O2+2H2O+4e-=4OH-。析氢腐蚀铜为正极发生反应2H＋＋2e-=H2↑，消耗H+，吸氧腐蚀产生OH-，故做探究
实验时可通过采集溶液pH 随时间变化的数据展开，而氧化产物Fe2+可通过K3[Fe(CN)6]检验。电镀后的废
水中CN−含量的测定，可选用络合滴定，滴定剂为硝酸银，指示剂为KI。（1）铜为原电池的正极，氢离
子在正极得到电子生成氢气，电极反应为2H＋＋2e-=H2↑；（2）①析氧腐蚀时Cu 上发生的电极反应为
O2+2H2O+4e-=4OH-；②由图可知，酸性较强时发生吸氢腐蚀，酸性极弱或接近中性时发生吸氧腐蚀，则
第一阶段和第二阶段发生不同种类腐蚀的主要影响因素是溶液的酸碱性(或溶液的pH 值)；（3）①由电镀
的工作原理可知，电镀时，与直流电源正极相连的锌作电镀池的阳极，镀件Fe 应与电源的负极相连；②
电镀时，向ZnSO4电解液中加入NaCl 溶液，通过反应Zn2++4CN-
[Zn(CN)4]2-，降低c(Zn2+)，使得
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Zn2+放电速率减缓，同时通过平衡的移动补充放电消耗的Zn2+，使其浓度保持相对稳定，达到放电速率平
稳的作用，结合已知可知，这样电解得到的镀层更加致密、细腻；（4）①由平衡常数的大小可知，碘化
钾为滴定的指示剂，当银离子与氰酸根离子完全反应，滴入最后半滴硝酸银溶液，溶液中产生黄色沉淀，
则滴定终点的现象是：加入最后半滴硝酸银溶液，溶液中产生黄色沉淀，且半分钟内沉淀不消失；②由
终点时滴定消耗V ml，c mol/L 氰化钠溶液可知，50 mL 废水中氰酸根离子的浓度为
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