2021-2022学年新教材高中化学 第一章 化学反应与能量转化 第三节 电能转化为化学能--电解（五）练习（含解析）鲁教版选择性必修1.docx

1、第三节电能转化为化学能-电解（五）一、单选题，共15小题1我国科研人员研制出一种室温“可呼吸”NaCO2电池。放电时该电池“吸入”CO2，充电时“呼出”CO2。吸入CO2时，其工作原理如图所示。吸收的CO2中，部分转化为Na2CO3固体沉积在多壁碳纳米管(MWCNT)电极表面。下列说法正确的是A“吸入”CO2时，钠箔为正极B“吸入”CO2时的正极反应：4Na+3CO2+4e-=2Na2CO3+CC“呼出”CO2时，Na+向多壁碳纳米管电极移动D标准状况下，每“呼出”22.4LCO2，转移电子数为0.75mol2一种新型氟离子电池的电解质为LaSrMnO2F和LaSrMnO4F4-X，F-可嵌入

2、这两种盐的晶体中，该电池工作时放电的示意图如下图所示，下列判断正确的是A放电时，b极为该电池的正极B充电时，F-移向b极C充电时，阳极的电极反应式为MgF22e-=Mg2F-D电池总反应为3Mg2BiF32Bi3MgF23某原电池装置如图所示。下列有关叙述中正确的是（ ）A电池工作中，盐桥中的Cl-向负极移动B负极反应式：2H+2e-=H2C工作一段时间后，两烧杯中溶液pH均不变DFe作正极，发生氧化反应4选择性电催化甲烷制取甲醇，用碳酸盐、固体氧化物分别作电解质的装置如下图甲、乙所示：该装置工作时，下列说法错误的是A甲中CO、乙中O2-均向阳极移动B甲中阴极上发生的电极反应与乙中的相同C甲中

3、阳极上发生：CH4+CO-2e- = CH3OH + CO2D甲、乙两电解池的电解总反应相同5氯气及其化合物在生产和生活中有重要应用，下列关于氯及其化合物的说法正确的是ANaClO是“84消毒液”的有效成分，其水溶液能使有色布条褪色，反应中NaClO表现还原性BCl2与烧碱溶液反应的实质是Cl2+OH-=Cl-+ClO-+H2OC氯气有毒，在通风橱中制备氯气可以消除氯气的污染D将Cl2通入淀粉-KI溶液，溶液变蓝色6尿素燃料电池既能去除城市废水中的尿素，又能发电。尿素燃料电池结构如下图所示，甲电极上发生如下反应：CO（NH2）2+ H2O-6eCO2+N2+6H+，则A甲电极是阴极B电解质溶液

4、可以是KOH溶液CH+从甲电极附近向乙电极附近迁移D每2molO2理论上可净化1molCO（NH2）27下图为直流电源电解稀Na2SO4溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是Aa为阳极Bb发生还原反应Ca电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色D溶液中Na+ 移向a极8金属空气电池因具有较高的能量密度而被广泛应用，一种新型锌空气电池的工作原理如图所示。该电池工作时，Zn电极的电极反应式为Zn2e4OH=ZnO2H2O。下列说法正确的是A复合电极的电极反应式为O24e4H=2H2OB电子流向：Zn电极溶液复合电极C电池工作一段时间后，溶液碱性增强D金属空气电池

5、具有较高能量密度的主要原因是空气不需要储存在电池内部9应用电解法制备的物质主要有三种：一是铝的工业制备；二是电解饱和NaCl溶液制备烧碱；三是金属钠的制备。下列关于这三个工业生产的描述中正确的是A电解法制铝时一般是用熔融态的氧化铝进行电解，但也可用熔融态的A1C13B电解法生产铝时，每转移3mol电子的时候，就能生产出1mol的铝。C在电解饱和NaCl溶液中，电解池中的阴极产生的是H2，NaOH在阳极附近产生D电解饱和NaCl溶液和金属钠的冶炼都用到了NaC1，在电解时它们的阴极都是C1-失电子10下列说法正确的是 ABCD通电一段时间后，搅拌均匀，溶液的pH增大此装置可实现铜的精炼盐桥中的K

6、+移向FeCl3溶液若观察到甲烧杯中石墨电极附近先变红，则乙烧杯中铜电极为阳极AABBCCDD11最近科学家研究了一种在酸性介质中利用电解原理进行电化学固氮的方法，反应机理示意图如图，氨气在催化剂电极表面产生。下列说法不正确的是A过程中存在H+发生还原反应转化为HB在该过程中，氮气分子中NN断裂产生N原子C在催化剂作用下，N2与H原子反应可能生成N2H4D与传统工业合成氨法比较，电化学固氮法具有条件温和的优点12现有阳离子交换膜、阴离子交换膜、石墨电极和如图所示的电解槽。利用氯碱工业中的离子交换膜技术原理，可通过电解溶液来生产溶液和溶液。下列说法中不正确的是A阳极反应式为B从A口流出的是硫酸溶

7、液Cb是阳离子交换膜，允许通过D溶液从E口加入13硼酸为一元弱酸，已知与足量溶液反应的离子方程式为可以通过电解的方法制备。其工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。下列说法正确的是A当电路中通过电子时，可得到B将电源的正、负极反接，工作原理不变C阴极室的电极反应式为D穿过阴膜进入阴极室，穿过阳膜进入产品室14下列图中装置或过程能实现电能转化为化学能的是A燃料电池B电解熔融C火力发电D风力发电AABBCCDD15某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是Aa和b不连接时，铁片上会有金属铜析出Ba和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2+ 2e- = CuC无

8、论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色Da和b用导线连接时，铁片上发生的反应为： Fe - 3e- = Fe3二、非选择题，共5小题16，电化学原理在化学工业中有广泛应用。如图是一个乙醇燃料电池工作时的示意图，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时M、N电极的质量不变，请回答下列问题：M极的电极材料是_，甲池中溶液的pH值_（填“增大”、“不变”或“减小”）；加入乙醇的铂电极的电极反应式为_。，熔融碳酸盐燃料电池（MCFS），发明于1889年，现有一个碳酸盐燃料电池，以一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质，操作温度为650oC，在此温度下以镍为催

9、化剂，以煤气（CO、H2的体积比为1:1）直接作燃料，其工作原理如图所示：请回答下列问题：（1）B电极的电极反应方程式为_。（2）若两个电极均为惰性电极，以此电源电解足量的CuSO4溶液。电解一段时间后，阳极上产生气体的体积为0.224L（标准状况下），则阴极上析出的金属的质量为_g。17研究化学能与其他能量的转化对生产生活有重要意义。请回答：(1)一氧化碳是水煤气的主要成分之一，其燃烧热为283.0 kJ/mol，则一氧化碳燃烧的热化学方程式为_(2)电解法精炼粗通时，_作阳极。(3)下图所示装置中盐桥的作用是_(填字母)A使电子通过B使两个烧杯中的溶液连成一个通路C使ZnSO4溶液和CuS

10、O4溶液均保持电中性18金属冶炼和金属化合物处理常涉及氧化还原反应。（1）若用惰性电极电解饱和NaCl溶液一段时间当阳极产生56 mL（标准状况下）气体，电解后溶液体积为500 mL时，求所得溶液在25时的pH =_。（2）利用反应2Cu+O2+2H2SO4=CuSO4+2H2O可以制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为_。（3）右图为电解精炼银的示意图，_（填a或b）极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为_。19二氧化硫空气质子交换膜燃料电池将化学能转变成电能的同时，实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，降低了成本提高了效益，其原理如

11、图所示。(1)Pt1电极反应为_。(2)相同条件下，放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为_。(3)若要实现在铁器上镀银，Ag电极应接电池的_(填“Pt1”或“Pt2”)电极。若铁器上均匀镀上10.8gAg，电池中消耗标况下的O2体积为_。(4)燃料电池若有2molSO2参与反应，溶液中通过质子交换膜的n(H+)为_mol。20Na2FeO4是制造高铁电池的重要原料，同时也是一种新型的高效净水剂。在工业上通常利用如图装置生产Na2FeO4。(1)阳极的电极反应式为_。(2)阴极产生的气体为_。(3)左侧的离子交换膜为_(填“阴”或“阳”)离子交换膜，阴极区a% _b%(填“”“”或“”)。(4

12、)Na2FeO4作为高效净水剂的工作原理是：_。(5)能循环利用的物质是_。参考答案1B【分析】根据题意，结合图示，放电时为原电池，钠箔作原电池负极，电极反应为Na- e-= Na+，多壁碳纳米管(MWCNT)电极作原电池正极，“吸入”CO2，部分转化为Na2CO3固体沉积在多壁碳纳米管(MWCNT)电极表面，电极反应为4Na+3CO2+4e-=2Na2CO3+C；“呼出”CO2时为电解池，据此分析解答。【详解】A根据分析，“吸入”CO2时为原电池，钠箔为负极，故A错误；B根据分析，“吸入”CO2时为原电池，多壁碳纳米管(MWCNT)电极作原电池正极，正极反应为4Na+3CO2+4e-=2Na

13、2CO3+C，故B正确；C根据分析，“呼出”CO2时为电解池，多壁碳纳米管(MWCNT)电极阳极，钠箔为阴极，电解池中阳离子向阴极移动，则Na+向钠箔电极移动，故C错误；D“呼出”CO2时为电解池，阳极的电极反应为 2Na2CO3+C-4e-=4Na+3CO2，产生3mol CO2转移4mol电子，则标准状况下，每“呼出”22.4LCO2，即产生1mol CO2时，转移电子数为mol，故D错误；答案选B。2D【分析】根据电子的移动方向，该电池放电时Mg失去电子结合F-生成MgF2，即b电极为负极，电极反应式为Mg+2F-2e-=MgF2，则a为正极，正极的电极反应式为BiF3+3e-=Bi+3

14、F-；充电时，电解池的阳极、阴极与原电池的正极、负极对应，即电解池的阳极为原电池的正极，阴极为原电池的负极，电极反应与原电池的电极反应相反。【详解】A根据上述分析，放电时，Mg失去电子、作负极，即b极为负极，A判断错误；B充电时，a极为阳极、b极为阴极，阴离子由阴极移向阳极，即F-从b极移向a极，B判断错误；C充电时，电解池的阳极发生失去电子的氧化反应，阳极的电极反应式为Bi+3F-3e-=BiF3，C判断错误；D放电时，负极的电极反应式为Mg+2F- -2e-=MgF2，正极的电极反应式为BiF3+3e-=Bi+3F-，因此该电池总反应为3Mg2BiF32Bi3MgF2，D判断正确；答案为D

15、。3A【分析】根据电极材料和电解质溶液的成分可知该原电池的总反应为Fe+H2SO4=FeSO4+ H2，所以铁为负极，石墨为正极。【详解】A根据原电池工作原理，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，盐桥的作用是构成闭合回路和平衡两烧杯中的电荷，所以Cl-向负极移动，故A正确；B铁作负极，电极反应式：Fe-2e-=Fe2+，正极反应式为2H+2e-=H2，故B错误；C左烧杯中pH基本不变，右烧杯中消耗H+，c(H+)减小，pH增大，故C错误；D总电极反应式为Fe+2H+=Fe2+H2，铁作负极，发生氧化反应，故D错误。综上所答案为A。4B【详解】A由装置甲、乙图可知，都属于电解池，阴离子都向阳极移

16、动，所以甲中CO、乙中O2-均向阳极移动，故A正确；B甲中阴极反应：O2+2CO2+4e-=2，乙中的阴极反应为O2+4e-=2O2-，电极反应不同，故B错误；C甲烷在阳极发生氧化反应，电解质为碳酸盐，所以甲中阳极上发生：CH4+CO-2e- = CH3OH + CO2，故C正确；D由以上分析可知，甲中阳极反应：CH4+CO-2e- = CH3OH +CO2，阴极反应为：O2+2CO2+4e-=2，总反应为：O2+2CH4=2CH3OH；乙中阳极反应为：CH4+O2-2e-=CH3OH，阴极反应：O2+4e-=2O2-，总反应为：O2+2CH4=2CH3OH；甲、乙两电解池的电解总反应相同，故

17、D正确；故选B。5D【详解】ANaClO是“84消毒液”的有效成分，其水溶液能使有色布条褪色，反应中NaClO表现氧化性，A错误；BCl2与烧碱溶液反应的实质是Cl2+ 2OH-Cl-+ClO-+ H2O，B错误；C氯气有毒，在通风橱中制备氯气可以防止中毒，但不能消除氯气的污染，C错误；D氯气具有强氧化性，与碘化钾反应生成碘，碘遇淀粉变蓝色，因此将Cl2通入淀粉KI溶液，溶液变蓝色，D正确；答案选D。6C【详解】A由题甲电极上发生如下反应：CO(NH2)2+H2O-6e-=CO2+N2+6H+，甲电极是燃料电池的负极，A错误；B甲电极上发生如下反应：CO(NH2)2+H2O-6e-=CO2+N

18、2+6H+，该原电池是酸性电解质，电解质溶液不可以是KOH溶液，B错误；C原电池中阳离子向正极移动，则电池工作时从甲电极负极附近向乙电极正极附近迁移，C正确；D电池的总反应式为：，每理论上可净化，理论上可净化，D错误。答案选C。7D【详解】Aa与电池的负极相连，为阴极，A错误；Bb为阳极，失电子，发生氧化反应，B错误；Ca电极水得电子，生成氢气和氢氧根离子，附近呈蓝色，C错误；D电解池中，阳离子向阴极移动，则溶液中Na+移向a极，D正确；答案为D。8D【详解】A根据图中信息和Zn极反应，复合电极是正极，其电极反应式为O24e2H2O =4OH，故A错误；B电子流向：Zn电极导线复合电极，故B错

19、误；C电池工作一段时间后，由于KOH消耗，因此溶液碱性减弱，故C错误；D空气不需要储存在电池内部，因此金属空气电池具有较高能量密度，故D正确。答案为D。9B【分析】A、电解法制取金属应电解熔融态的金属离子化合物，不能电解熔融态的共价化合物；B、根据铝与转移电子之间的关系计算；C、在电解饱和NaCl溶液时，根据溶液中离子的放电顺序判断产物；D、电解时，阴极上阳离子放电。【详解】A项、电解法制取金属应电解熔融态的金属离子化合物，不能电解熔融态的共价化合物；氯化铝因为属于共价化合物，熔融态没有自由移动的离子，故不导电，不能用于电解，故A错误；B项、由化合价变化可知，生成1molAl，反应转移3mol

20、电子，故B正确；C项、在电解饱和NaCl溶液中，电解池中的阴极上氢离子得电子产生H2，所以水电离出的氢氧根离子在阴极附近产生，导致NaOH在阴极附近产生，故C错误；D项、饱和NaCl溶液和金属钠的冶炼都用到了NaC1，电解时氯化钠溶液时，阴极上氢离子得电子生成氢气，电解熔融态氯化钠时，阴极上钠离子得电子生成钠单质，故D错误。故选B。【点睛】本题考查了电解原理，注意氯化铝虽然是由金属元素和非金属元素组成的，但氯化铝是共价化合物。10C【详解】A、电解硫酸溶液，实质是电解其中的水，电解一段时间后，溶剂水减少，溶液中硫酸浓度增加，整体溶液的PH值减小，故A错误；B、电解精炼铜时，粗铜应与电源正极相连

21、，精铜与电源负极相连，故B错误；C、此原电池中铜电极为负极，石墨电极为正极，阳离子K+向正极移动，故C正确；D、甲烧杯中石墨电极附近先变红说明甲烧杯石墨电极附近有氢氧根生成，则此电极为阴极，铁电极为阳极，所以直流电源M为正极，N为负极，与N负极相连的铜电极为阴极，故D错误；故选C。【点睛】本题重点考查原电池与电解池的工作原理。原电池：失高氧负（失电子,化合价升高,被氧化,是负极）得低还正（得电子,化合价降低,被还原,是正极）电子从负极通过外电路到正极；电解池：氧阳还阴（失电子,被氧化,做阳极；得电子,被还原,做阴极）由于外加电场的作用,电解池中阳离子做定向移动,由阳极移动到阴极产生电流。11B

22、【详解】A由图可知H+转化为H化合价降低，发生还原反应，A正确；B由图可知，N2生成了NH3，但是不存在N原子，B错误；C由图可知，在反应过程存在N2H4，C正确；D与传统工业合成氨法比较，电化学固氮法不需要高温高压，所以条件比较温和，D正确；故选B。12D【详解】A阳极上氢氧根离子放电，发生的反应为，选项A正确；B阳极上氢氧根离子放电，产生的气体是氧气，同时生成氢离子，则阳极附近生成硫酸，从A口流出的是溶液，选项B正确；C阴极上氢离子放电，溶液中生成氢氧根离子，故可在阴极区收集溶液，为保证溶液电荷平衡，需在阴极室一侧放置阳离子交换膜，使通过以补充阳离子，则b是阳离子交换膜，允许通过，选项C正

23、确；D在阴极附近生成，在阳极附近生成，故溶液应从F口加入，选项D错误。答案选D。13A【分析】由装置图可知，与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极，阳极氢氧根失电子发生氧化反应，电极反应式为2H2O-4e-O2+4H+，则氢离子穿过阳膜进入产品H3BO3室；阴极氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为4H2O+4e-2H2+4OH-，Na+穿过阳膜进入阴极室，所以阴极室NaOH溶液浓度增大，穿过阴膜进入产品H3BO3室，与氢离子结合生成H3BO3，据此分析解答。【详解】A阳极发生失去电子的氧化反应，电极反应式为，电路中通过电子时有生成，硼酸为一元弱酸，生成硼酸需要，所以电路中通过电子时，

24、可得到，故A正确；B根据以上分析可知，如果将电源的正、负极反接，工作原理将发生变化，故B错误；C电解时阴极发生得电子的还原反应，电极反应式为，故C错误；D阳极电极反应式为，阴极电极反应式为，阳极室中的氢离子穿过阳膜进入产品室，原料室中的穿过阴膜进入产品室，发生反应：，原料室中的穿过阳膜进入阴极室，故D错误；答案选A。14B【详解】A燃料电池为原电池装置，能实现化学能转变成电能，故A不符合题意；B电解熔融NaCl是在通电条件下在阴、阳两极引发氧化还原反应，实现电能转化成化学能，故B符合题意；C火力发电是将燃料燃烧过程中的化学能转化成机械能，再将机械能转化为电能，故C不符合题意；D风力发电是将风能

25、转化成机械能，再将机械能转化成电能，故D不符合题意；故选：B。15D【详解】Aa和b不连接时，没有形成闭合回路，未构成原电池，但是铁比铜活泼，则铁片与硫酸铜溶液直接发生置换反应，即Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，则铁片上会析出铜，故A正确；Ba和b用导线连接时，则铁片作负极，铜片作正极，溶液中铜离子和氢离子移向正极，铜离子的氧化性比氢离子强，则正极反应式为Cu2 + 2e= Cu，故B正确；C无论a和b是否连接，铁片都会被氧化为亚铁离子，铜离子被还原为金属铜，溶液中铜离子浓度减小，亚铁离子浓度增大，因此铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色，故C正确；Da和b用导线连接时，形成原电池，Fe

26、作负极，铁片上的反应式为Fe-2e= Fe2，故D错误；答案选D。16铁 减小 C2H5OH-12e-+16OH- =2CO32-+11H2O 2CO2+ O2+4e-=2CO32- 1.28 【分析】碱性乙醇电池为原电池通入乙醇的电极是负极，通入氧气的电极是正极，乙池有外接电源，属于电解池，根据图片可知，N为阳极，M为阴极，工作时，M、N两个电极的质量都不减少，则M电极是铁，N电极为石墨，据此分析；CO、H2燃料电池，结合图示，CO、H2在负极发生氧化反应；CO2和氧气在正极发生还原反应，则A为负极，B为正极；用该电源电解CuSO4溶液，总反应为2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O

27、2，据此进行相关计算。【详解】通过上述分析可知，N为阳极，M为阴极，M极的电极材料是铁，甲池中电解总反应：2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O，氢氧化钾被消耗，碱性减弱，甲池中溶液的pH值减小；乙醇的铂电极附近发生氧化反应，乙醇被氧化为二氧化碳，在碱性环境中生成碳酸根离子，电极反应为: C2H5OH-12e-+16OH- =2CO32-+11H2O； (1)根据分析，B为正极，CO2和氧气在正极发生还原反应，电极的电极反应方程式为2CO2+ O2+4e-=2CO32-；(2)电解CuSO4溶液总反应为2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2，阳极上产生气体的体积为0.

28、224L(标准状况下)，物质的量为0.01mol，根据反应关系可知，阴极析出的金属铜的质量为0.01mol264g/mol=1.28g。17H=-283.0 kJ/mol 粗铜 BC 【详解】(1)燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧产生稳定的氧化物时所放出的热量。CO的燃烧热是283.0 kJ/mol，表示1 mol CO完全燃烧产生CO2气体时放出热量是283.0 kJ，故表示CO燃烧的热化学方程式为：H=-283.0 kJ/mol；(2)在电解法精炼粗通时，粗铜连接外接电源的正极作阳极，而精铜则连接外接电源的负极作阴极；(3)盐桥中含有电解质溶液，可以通过阴、阳离子定向移动而形成闭合回路，使

29、两个烧杯中的ZnSO4溶液和CuSO4溶液保持电中性，但电子不能进入溶液，只能通过导线定向移动，故合理选项是BC。1812 O2+4e+4H+=2H2O a 2H+NO3+e=NO2+H2O 【详解】（1）惰性电极电解饱和食盐水，阴极始终是氢离子放电，产生氢气。阳极氯离子放电，产生氯气，氯气的物质的量是0.056L22.4L/mol0.0025mol，所以溶液中产生氢氧根的物质的量是0.0025mol20.005mol，则氢氧根的浓度是0.005mol0.5L0.01mol/L，所以溶液的pH12。（2）反应2Cu+O2+2H2SO4=CuSO4+2H2O中铜失去电子，氧气得到电子，若将该反应

30、设计为原电池，其正极是氧气得到电子，则电极反应式为O2+4e+4H+=2H2O。（3）电解精炼银时粗银与电源的正极相连，作阳极，则a电极为含有杂质的粗银。若b极有少量红棕色气体生成，这说明溶液中的硝酸根得到电子，则生成该气体的电极反应式为2H+NO3+e=NO2+H2O。19SO2+2H2O-2e-=+4H+ 21 Pt2 0.56L 4 【详解】由氢离子向Pt2移动可判断出Pt2为正极，则Pt1为负极；(1)Pt1电极是由二氧化硫制备硫酸，电极反应为SO2+2H2O-2e-=+4H+，故答案为SO2+2H2O-2e-=+4H+；(2)该电池的总反应为2SO2+2H2O+O2=2H2SO4，所

31、以相同条件下，放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2:1；故答案为：2:1； (3)若要实现在铁器上镀银，Ag电极做阳极，应接电池的正极，即Pt2电极。若铁器上均匀镀上10.8gAg，则，由电子守恒得，则电池中消耗标况下的O2体积为； 故答案为：Pt2；0.56L；(4) 由总式2SO2+2H2O+O2=2H2SO4和正极电极反应式 可得若有2molSO2参与反应，溶液中通过质子交换膜的n(H+)为4 mol，故答案为4。20Fe+8OH-6e-=FeO+4H2O H2 阳 强氧化性，可杀菌消毒；FeO被还原为Fe3+，Fe3+水解生成的氢氧化铁胶体吸附了水中悬浮的颗粒，起到净水的作用 Na

32、OH溶液 【分析】电解时，右侧阳极铁电极反应为：Fe+8OH-6e-=FeO+4H2O，OH-通过右侧交换膜向右侧移动，则右侧为阴离子交换膜；左侧阴极的反应式为：2H2O+2e-=H2+2OH-，Na+通过左侧离子交换膜向左侧移动，则左侧为阳离子交换膜。一段时间后，装置中部NaOH溶液变稀，可以将左侧流出的NaOH浓溶液补充到该装置中部，以保证装置连续工作，以此解答该题。【详解】(1)在阳极上Fe失去电子，与溶液中的OH-结合形成FeO和H2O，所以阳极的电极反应式为：Fe+8OH-6e-=FeO+4H2O；(2)在阴极上水电离产生的H+得到电子变为H2逸出，因此阴极上产生的气体是H2；(3)根据上述分析可知：左侧的离子交换膜为阳离子交换膜，进入的NaOH溶液浓度较小，流出的NaOH溶液浓度比原来大，故阴极区NaOH溶液的浓度：a%b%；(4)Na2FeO4作为高效净水剂的工作原理是因为Na2FeO4具有强氧化性，具有杀菌消毒作用；FeO得到电子被还原为Fe3+，Fe3+水解生成的氢氧化铁胶体吸附了水中悬浮的颗粒，使之形成沉淀，因此又同时起到净水的作用；(5)加入NaOH溶液为电解质溶液，在电解过程中，NaOH溶液有从阴极流出，可以补充到电解池中进一步使用，因此能够循环利用的物质是NaOH溶液。