【升级版】微专题35电化学“多池和多室”串联问题及计算（解析版）(全国版).docx

1、微专题35 电化学“多池和多室”串联问题及计算1（2023湖北统考高考真题）我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为。下列说法错误的是Ab电极反应式为B离子交换膜为阴离子交换膜C电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜D海水为电解池补水的速率为【答案】D【解析】由图可知，该装置为电解水制取氢气的装置，a电极与电源正极相连，为电解池的阳极，b电极与电源负极相连，为电解池的阴极，阴极反应为2H2O+2e-=H2+2OH-，阳极反应为4OH-4e-=O2+2H2O，电池总反应为2H2O2H2+O2。Ab电

2、极反应式为b电极为阴极，发生还原反应，电极反应为2H2O+2e-=H2+2OH-，故A正确；B该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH浓度不变，阳极发生的电极反应为4OH-4e-=O2+2H2O，为保持OH-离子浓度不变，则阴极产生的OH-离子要通过离子交换膜进入阳极室，即离子交换膜应为阴离子交换摸，故B正确；C电解时电解槽中不断有水被消耗，海水中的动能高的水可穿过PTFE膜，为电解池补水，故C正确；D由电解总反应可知，每生成1molH2要消耗1molH2O，生成H2的速率为，则补水的速率也应是，故D错误；答案选D。2（2022山东高考真题）设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其

3、降解乙酸盐生成，将废旧锂离子电池的正极材料转化为，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是A装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大B装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸C乙室电极反应式为D若甲室减少，乙室增加，则此时已进行过溶液转移【答案】BD【解析】A电池工作时，甲室中细菌上乙酸盐的阴离子失去电子被氧化为CO2气体，同时生成H+，电极反应式为CH3COO-8 e-+2 H2O =2CO2+7 H+，H+通过阳膜进入阴极室，甲室的电极反应式为Co2+2e-=Co，因此，甲室溶液pH逐渐减小，A错误；B对于乙室，正极上LiCoO2得到电

4、子，被还原为Co2+，同时得到Li+，其中的O2-与溶液中的H+结合H2O，电极反应式为2LiCoO2+2e-+8H+=2Li+2Co2+4H2O，负极发生的反应为CH3COO-8 e-+2 H2O =2CO2+7 H+，负极产生的H+通过阳膜进入正极室，但是乙室的H+浓度仍然是减小的，因此电池工作一段时间后应该补充盐酸，B正确；C电解质溶液为酸性，不可能大量存在OH-，乙室电极反应式为：LiCoO2+e-+4H+=Li+Co2+2H2O，C错误；D若甲室Co2+减少200 mg，则电子转移物质的量为n(e-)= ；若乙室Co2+增加300 mg，则转移电子的物质的量为n(e-)=，由于电子转

5、移的物质的量不等，说明此时已进行过溶液转移，即将乙室部分溶液转移至甲室，D正确；故合理选项是BD。“串联”类电池的解题流程一、有关电化学的计算电化学的反应本质是氧化还原反应，各电极上转移电子的物质的量相等，无论是单一电池还是串联电解池，均可抓住电子守恒计算。1解题关键(1)电极名称要区分清楚；(2)电极产物要判断准确；(3)各产物间量的关系遵循得失电子守恒。2三种计算方法如以电路中通过4 mol e为桥梁可构建以下关系式：(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。提示：在电化学计算中，还常利用

6、QIt和Qn(e)NA1.601019C来计算电路中通过的电量。二、多池串联装置中电池类型的判断将原电池和电解池结合在一起，或几个电解池串联在一起，综合考查化学反应中的能量变化、氧化还原反应、化学实验和化学计算等知识，是高考中电化学部分的重要题型。解答该类试题时电池种类的判断是关键，整个电路中各个电池工作时得失电子守恒是数据处理的法宝。1直接判断非常直观明显的装置，如有燃料电池、铅蓄电池等在电路中时，则其他装置为电解池。如图：A为原电池，B为电解池。2根据电池中的电极材料和电解质溶液判断原电池一般是两个不同的金属电极或一个金属电极和一个碳棒电极；而电解池则一般都是两个惰性电极，如两个铂电极或两

7、个碳棒电极。原电池中的电极材料和电解质溶液之间能发生自发的氧化还原反应，电解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应。如图：A为电解池，B为原电池。3根据电极反应现象判断在某些装置中根据电极反应现象可判断电极，并由此判断电池类型。如图：若C极溶解，D极上析出Cu，B极附近溶液变红，A极上放出黄绿色气体，则可知乙是原电池，D是正极，C是负极，甲是电解池，A是阳极，B是阴极。B、D极发生还原反应，A、C极发生氧化反应。4原电池和电解池的组合装置的思维模型三、综合装置中的有关计算原电池和电解池综合装置的有关计算的根本依据就是得失电子守恒，分析时要注意两点：串联电路中各支路电流相等；并联电路中总电流等

8、于各支路电流之和。在此基础上分析处理其他各种数据。图中装置甲是原电池，装置乙是电解池，若电路中有0.2 mol电子转移，则Zn极溶解 6.5g，Cu极上析出H2 2.24L(标准状况)，Pt极上析出Cl2 0.1 mol，C极上析出Cu6.4g。甲池中H被还原生成H2，溶液pH变大；乙池中是电解CuCl2，电解后再加入适量CuCl2固体可使溶液复原。1（2023全国统考高考真题）用可再生能源电还原时，采用高浓度的抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，装置如下图所示。下列说法正确的是A析氢反应发生在电极上B从电极迁移到电极C阴极发生的反应有：D每转移电子，阳极生成气体

9、(标准状况)【答案】C【解析】由图可知，该装置为电解池，与直流电源正极相连的IrOx-Ti电极为电解池的阳极，水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=O2+4H+，铜电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，电极反应式为2CO2+12H+12e=C2H4+4H2O、2CO2+12H+12e=C2H5OH+3H2O，电解池工作时，氢离子通过质子交换膜由阳极室进入阴极室。A析氢反应为还原反应，应在阴极发生，即在铜电极上发生，故A错误；B离子交换膜为质子交换膜，只允许氢离子通过，Cl-不能通过，故B错误；C由分析可知，铜电极为阴极，酸

10、性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，电极反应式有2CO2+12H+12e=C2H4+4H2O，故C正确；D水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=O2+4H+，每转移1mol电子，生成0.25molO2，在标况下体积为5.6L，故D错误；答案选C。2（2023北京统考高考真题）回收利用工业废气中的和，实验原理示意图如下。下列说法不正确的是A废气中排放到大气中会形成酸雨B装置a中溶液显碱性的原因是的水解程度大于的电离程度C装置a中溶液的作用是吸收废气中的和D装置中的总反应为【答案】C【解析】A是酸性氧化物，废气中排放到空气中会形成硫酸型酸

11、雨，故A正确；B装置a中溶液的溶质为，溶液显碱性，说明的水解程度大于电离程度，故B正确；C装置a中溶液的作用是吸收气体，与溶液不反应，不能吸收，故C错误；D由电解池阴极和阳极反应式可知，装置b中总反应为，故D正确；选C。1（2023全国高三专题练习）氯碱工业是高耗能产业，将电解池与燃料电池串联组合的新工艺可节能，装置如图所示。已知：空气中氧气的体积分数为20%。下列叙述错误的是AX为，Y为BC标准状况下，若生成22.4L X，则消耗空气56LD燃料电池中阳离子的移动方向是从右侧移向左侧【答案】D【解析】A池电解饱和NaCl溶液生成NaOH、H2、Cl2，A的左侧通入饱和NaCl溶液，得到X和稀

12、NaCl溶液，所以X是Cl2，Y是H2；B池左侧通入H2，右侧通入空气，B是氢氧燃料电池，左侧为负极，右侧为正极。AA池电解饱和NaCl溶液生成NaOH、H2、Cl2，A的左侧通入饱和NaCl溶液，得到X和稀NaCl溶液，所以X是Cl2，Y是H2，故A正确；BB是氢氧燃料电池，左侧为负极发生反应H2-2e-+2OH-=2H2O，左侧消耗OH-，所以a；右侧为正极发生反应O2+4e-+2H2O=4OH-，反应生成OH-，所以ca，综上所述，cab，故B正确；C标准状况下，若生成22.4L Cl2，电路中转移2mol电子，根据电子守恒，则消耗11.2L O2，空气中氧气的体积分数为20%，所以消耗

13、空气56L，故C正确；D原电池中阳离子由负极移向正极，B是氢氧燃料电池，左侧为负极，右侧为正极，燃料电池中阳离子的移动方向是从左侧移向右侧，故D错误；选D。2（2023春河北石家庄高三校联考阶段练习）我国科学家设计了一种利用废水中的将苯酚氧化为和的原电池电解池组合装置(如图)，实现了发电、环保二位一体。已知：羟基自由基()的氧化性仅次于氟气。下列说法正确的是A电子转移方向：c电极导线b电极Bd电极的电极反应为C右侧装置中，c、d两电极产生气体的体积比(相同条件下)为D若a电极上有参与反应，理论上溶液中有通过阴离子膜进入a电极区溶液【答案】C【解析】该装置是利用废水中的将苯酚氧化为和的原电池电解

14、池组合装置，左侧为原电池，右侧为电解池，a电极发生还原反应，为正极，b电极发生氧化反应，为负极，则c电极为阴极，d电极为阳极，。A左侧装置是原电池，右侧装置是电解池，原电池中，a电极是正极，b电极为负极。电解池中，c电极是阴极，d电极是阳极。电子转移方向：b电极导线c电极，故A错误；B根据图示可知，d电极的电极反应为，故B错误；Cc电极的电极反应为，每转移电子，c电极上产生气体。d电极的电极反应为，羟基自由基()的氧化性仅次于氟气，苯酚被羟基自由基氧化的化学方程式为，每转移电子，d电极上产生气体。c、d两电极产生气体的体积比(相同条件下)为，故C正确；Da电极的电极反应为，若a电极上有参与反应

15、，理论上有从a电极区溶液通过阴离子膜进入溶液，故D错误；故选C。3（2023全国模拟预测）利用含有机化合物的废水废水中的有机化合物表示为，发电原理为(未配平)发电，电解KI溶液制备的工作装置如图所示。下列说法正确的是Aa极为原电池正极，c极为电解池阴极B装置工作时，当甲池质子交换膜通过1 mol 时，负极生成5.6 L C室为酸性溶液，室为KI溶液D装置工作一段时间后，室需补充KOH，X为【答案】C【解析】由题干信息“电解KI溶液制备”，并结合室为KOH溶液可知，室发生的反应为，则室为KI溶液，发生氧化反应，故b极为原电池正极，a极为原电池负极，c极为电解池阳极，d极为电解池阴极。A根据分析，

16、室为KI溶液，发生氧化反应，故b极为原电池正极，c极为电解池阳极，A错误；B未指明是否为标准状况，无法计算的体积，B错误；C根据分析，a极为原电池负极，则I室发生氧化反应，故I室为含有机化合物的废水，室发生还原反应，即，故室为酸性溶液，C正确；D根据分析，c、d极分别为电解池的阳极和阴极，c极发生反应，d极发生反应，生成的通过离子交换膜进入室，但同时消耗了水，室中KOH浓度增大，故装置工作一段时间后室无需补充KOH，D错误；故选C。4（2023全国高三专题练习）现代膜技术可使某种离子具有单向通过能力，常用于电解池、原电池中。电解NaB(OH)4溶液可制备H3BO3，其工作原理如图所示。下列说法

17、错误的是ANaB(OH)4中B的化合价为+3价BN室发生的电极反应式为2H2O+2e-=H2+2OH-C去掉a膜，阳极区用稀硫酸作电解液，不影响H3BO3的纯度Da、c膜均为阳离子交换膜，b膜为阴离子交换膜【答案】C【解析】A设B化合价为x，根据化合价为o计算+1+x+(-2+1)4=0，得x=+3，A项正确；BN与电源的负极相连为电解池的阴极，该极为H+发生还原反应：2H+2e-= H2或2H2O+2e-=H2+2OH-，B项正确；C若撤去a膜，经b膜进入稀硫酸中而形成H3BO3，得到H3BO3混有H2SO4，C项错误；D装置中得到H3BO3，需要经b膜进入产品室而H+经a膜进入产品室，所以

18、a、b分别为阳离子和阴离子交换膜。原料室中的Na+需要经c膜进入N室形成NaOH，所以c膜为阳极膜，D项正确；故选C。5（2023春江苏连云港高一统考期中）一种航天器能量储存系统原理如图所示。下列说法错误的是A图中的X为B电解池能实现原电池的燃料和氧化剂再生C原电池中负极电极反应式是D该系统中存在着太阳能、电能、化学能和机械能之间的相互转化【答案】C【解析】A电解水生成氢气和氧气，图中的X为，故A正确；B电解池中电解水生成氢气和氧气，能实现原电池的燃料和氧化剂再生，故B正确；C氢氧燃料电池，负极氢气失电子发生氧化反应，电极反应式是，故C错误；D该系统中存在着太阳能、电能、化学能和机械能之间的相

19、互转化，故D正确；选C。6（2023秋黑龙江哈尔滨高二哈师大附中校考期末）已知某反应中的四种物质：、，将该反应设计成的原电池如图甲所示、设计成的电解池如图乙所示。乙烧杯中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量关系如图丙，下列判断正确的是A溶液X中含有和B原电池工作时，盐桥中的阴离子不断进入X溶液中C图丙中线是的变化D甲、乙两装置中的电极上均发生氧化反应【答案】AD【解析】某反应中的四种物质：、，根据氧化性Fe3+Cu2+，可知放电时反应方程式为2+=+2。A根据反应2+=+2，石墨为正极、铜为负极，溶液X中含有和，故A正确；B根据反应2+=+2，原电池工作时，石墨为正极、铜为负极，盐桥中的阳

20、离子不断进入X溶液中，故B错误；C电路中转移2mol电子，、Fe2+的变化量为2mol，Cu2+的变化量为1mol，所以图丙中线是Cu2+的变化，故C错误；D甲装置为原电池，铜为负极，乙装置为电解池，根据图丙，Cu2+的物质的量增加，可知Cu是阳极，甲、乙两装置中的电极上均发生氧化反应，故D正确；选AD。7（2021浙江高考真题）镍镉电池是二次电池，其工作原理示意图如下(L 为小灯泡，K1、K2为开关，a、b为直流电源的两极)。下列说法不正确的是A断开K2、合上K1，镍镉电池能量转化形式：化学能电能B断开K1、合上K2，电极A为阴极，发生还原反应C电极B发生氧化反应过程中，溶液中KOH浓度不变

21、D镍镉二次电池的总反应式：Cd+ 2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2【答案】C【解析】根据图示，电极A充电时为阴极，则放电时电极A为负极，负极上Cd失电子发生氧化反应生成Cd(OH)2，负极反应式为Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2，电极B充电时为阳极，则放电时电极B为正极，正极上NiOOH得电子发生还原反应生成Ni(OH)2，正极反应式为2NiOOH+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-，放电时总反应为Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2，据此分析作答。A断开K2、合上K1，为放电过程，镍镉电池能量转化形式：化学能电能，A正确；B断开

22、K1、合上K2，为充电过程，电极A与直流电源的负极相连，电极A为阴极，发生还原反应，电极反应式为Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-，B正确；C电极B发生氧化反应的电极反应式为2Ni(OH)2-2e-+2OH-=2NiOOH+2H2O，则电极A发生还原反应的电极反应式为Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-，此时为充电过程，总反应为Cd(OH)2+2Ni(OH)2Cd+2NiOOH+2H2O，溶液中KOH浓度减小，C错误；D根据分析，放电时总反应为Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2，则镍镉二次电池总反应式为Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)

23、2，D正确；答案选C。8（2021湖南高考真题）锌溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌溴液流电池工作原理如图所：下列说法错误的是A放电时，N极为正极B放电时，左侧贮液器中的浓度不断减小C充电时，M极的电极反应式为D隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过【答案】B【解析】由图可知，放电时，N电极为电池的正极，溴在正极上得到电子发生还原反应生成溴离子，电极反应式为Br2+2e-=2Br-，M电极为负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极反应式为Zn2e-=Zn2+，溴离子进入左侧，左侧溴化锌溶液的浓度增加；充电时，M电极与直流电源的负

24、极相连，做电解池的阴极，N电极与直流电源的正极相连，做阳极。A由分析可知，放电时，N电极为电池的正极，故A正确；B由分析可知，放电时，溶液中有Zn2+与Br-生成，通过循环回路，左侧储液器中溴化锌的浓度增大，故B错误；C由分析可知，充电时，M电极与直流电源的负极相连，做电解池的阴极，锌离子在阴极上得到电子发生还原反应生成锌，电极反应式为Zn2+2e-=Zn，故C正确；D由分析可知，放电或充电时，交换膜允许锌离子和溴离子通过，维持两侧溴化锌溶液的浓度保持不变，故D正确；故选B。9（2021天津高考真题）如下所示电解装置中，通电后石墨电极上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解，下列判断错误的是Aa是电源

25、的负极B通电一段时间后，向石墨电极附近滴加石蕊溶液，出现红色C随着电解的进行，CuCl2溶液浓度变大D当完全溶解时，至少产生气体336mL (折合成标准状况下)【答案】C【解析】通电后石墨电极上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解，说明石墨电极为阳极，则电源b为正极，a为负极，石墨电极为阴极，据此解答。A由分析可知，a是电源的负极，故A正确；B石墨电极为阳极，通电一段时间后，产生氧气和氢离子，所以向石墨电极附近滴加石蕊溶液，出现红色，故B正确；C随着电解的进行，铜离子在阴极得电子生成铜单质，所以CuCl2溶液浓度变小，故C错误；D当完全溶解时，消耗氢离子为0.06mol，根据阳极电极反应式，产生氧气

26、为0.015mol，体积为336mL (折合成标准状况下)，故D正确；故选C。10（2021广东高考真题）钴()的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是A工作时，室和室溶液的均增大B生成，室溶液质量理论上减少C移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变D电解总反应：【答案】D【解析】由图可知，该装置为电解池，石墨电极为阳极，水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-=O2+4H+，室中阳离子电荷数大于阴离子电荷数，放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由室向室移动，钴电极为阴极，钴离子在阴极得到电子发生还原

27、反应生成钴，电极反应式为Co2+2e-=Co，室中阴离子电荷数大于阳离子电荷数，氯离子过阴离子交换膜由室向室移动，电解的总反应的离子方程式为2Co2+2H2O2 Co +O2+4H+。A由分析可知，放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由室向室移动，使室中氢离子浓度增大，溶液pH减小，故A错误；B由分析可知，阴极生成1mol钴，阳极有1mol水放电，则室溶液质量减少18g，故B错误；C若移除离子交换膜，氯离子的放电能力强于水，氯离子会在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，则移除离子交换膜，石墨电极的电极反应会发生变化，故C错误；D由分析可知，电解的总反应的离子方程式为2Co2+2H2O2 Co +O2

28、+4H+，故D正确；故选D。1（2021全国高考真题）乙醛酸是一种重要的化工中间体，可用如下图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的解离为和，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是A在上述电化学合成过程中只起电解质的作用B阳极上的反应式为：+2H+2e-=+H2OC制得乙醛酸，理论上外电路中迁移了电子D双极膜中间层中的在外电场作用下向铅电极方向迁移【答案】D【解析】该装置通电时，乙二酸被还原为乙醛酸，因此铅电极为电解池阴极，石墨电极为电解池阳极，阳极上Br-被氧化为Br2，Br2将乙二醛氧化为乙醛酸，双极膜中间层的H+在直流电场作用下移向阴极，OH-移向阳极。AKBr在上述电

29、化学合成过程中除作电解质外，同时还是电解过程中阳极的反应物，生成的Br2为乙二醛制备乙醛酸的中间产物，故A错误；B阳极上为Br-失去电子生成Br2，Br2将乙二醛氧化为乙醛酸，故B错误；C电解过程中阴阳极均生成乙醛酸，1mol乙二酸生成1mol乙醛酸转移电子为2mol，1mol乙二醛生成1mol乙醛酸转移电子为2mol，根据转移电子守恒可知每生成1mol乙醛酸转移电子为1mol，因此制得2mol乙醛酸时，理论上外电路中迁移了2mol电子，故C错误；D由上述分析可知，双极膜中间层的H+在外电场作用下移向阴极，即H+移向铅电极，故D正确；综上所述，说法正确的是D项，故答案为D。2（2021天津高考

30、真题）如下所示电解装置中，通电后石墨电极上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解，下列判断错误的是Aa是电源的负极B通电一段时间后，向石墨电极附近滴加石蕊溶液，出现红色C随着电解的进行，CuCl2溶液浓度变大D当完全溶解时，至少产生气体336mL (折合成标准状况下)【答案】C【解析】通电后石墨电极上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解，说明石墨电极为阳极，则电源b为正极，a为负极，石墨电极为阴极，据此解答。A由分析可知，a是电源的负极，故A正确；B石墨电极为阳极，通电一段时间后，产生氧气和氢离子，所以向石墨电极附近滴加石蕊溶液，出现红色，故B正确；C随着电解的进行，铜离子在阴极得电子生成铜单质，所以CuC

31、l2溶液浓度变小，故C错误；D当完全溶解时，消耗氢离子为0.06mol，根据阳极电极反应式，产生氧气为0.015mol，体积为336mL (折合成标准状况下)，故D正确；故选C。3（2021广东高考真题）钴()的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是A工作时，室和室溶液的均增大B生成，室溶液质量理论上减少C移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变D电解总反应：【答案】D【解析】由图可知，该装置为电解池，石墨电极为阳极，水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-=O2+4H+，室中阳离子电荷数大于阴离

32、子电荷数，放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由室向室移动，钴电极为阴极，钴离子在阴极得到电子发生还原反应生成钴，电极反应式为Co2+2e-=Co，室中阴离子电荷数大于阳离子电荷数，氯离子过阴离子交换膜由室向室移动，电解的总反应的离子方程式为2Co2+2H2O2 Co +O2+4H+。A由分析可知，放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由室向室移动，使室中氢离子浓度增大，溶液pH减小，故A错误；B由分析可知，阴极生成1mol钴，阳极有1mol水放电，则室溶液质量减少18g，故B错误；C若移除离子交换膜，氯离子的放电能力强于水，氯离子会在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，则移除离子交换膜，石墨电极的电极反

33、应会发生变化，故C错误；D由分析可知，电解的总反应的离子方程式为2Co2+2H2O2 Co +O2+4H+，故D正确；故选D。4（2021江苏高考真题）通过下列方法可分别获得H2和O2：通过电解获得NiOOH和H2(如图)；在90将NiOOH与H2O反应生成Ni(OH)2并获得O2。下列说法正确的是A电解后KOH溶液的物质的量浓度减小B电解时阳极电极反应式：Ni(OH)2+OH-e-=NiOOH+H2OC电解的总反应方程式：2H2O2H2+O2D电解过程中转移4mol电子，理论上可获得22.4LO2【答案】B【解析】A阴极水电离的氢离子得电子生成氢气，阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH，电

34、解过程总反应为，电解后KOH溶液的物质的量浓度不变，故A错误；B电解时阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH，电极反应式为Ni(OH)2+OH-e-=NiOOH+H2O，故B正确；C阴极水电离的氢离子得电子生成氢气，阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH，电解过程总反应为，故C错误；D电解过程中转移4mol电子，生成4molNiOOH，根据，生成1mol氧气，非标准状况下的体积不一定是22.4L，故D错误；选B。5（2023春湖北武汉高二华中师大一附中校考期中）某研究性学习小组用下图所示的装置进行实验，探究原电池、电解池和电解精炼钴的工作原理。一段时间后装置甲的两极均有气体产生，且X极处溶液逐

35、渐变成紫红色；停止实验观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。请根据实验现象及所查资料，回答下列问题：查阅资料：高铁酸根在溶液中呈紫红色。(1)上述装置中，发生氧化反应的电极有_(填字母)。ABCD(2)丙池中的 (填“从左向右”、“从右向左”或“不”)移动。(3)反应过程中，X极处发生的电极反应为和 。(4)一段时间后，若X极质量减小1.12g，Y电极收集到2.24L气体，则在X极收集到气体为 mL(均已折算为标准状况时气体体积)。(5)乙池是电解制备金属钴的装置图，理论上I室中 (填“变大”、“变小”或“不变”)，该电解池总反应的化学方程式是 。(6)若撤掉装置乙中的阳离子交换膜，石墨电极上

36、产生的气体除外，还可能有 。【答案】(1)A(2)从右向左(3)(4)448(5) 不变 (6)【解析】丙装置是原电池，Zn作负极，Cu作正极，甲装置是电解池，乙装置是电解精炼钴的装置，与电源负极相连的的电极是电解池的阴极，与电源正极相连的的电极是电解池的阳极，则甲池中X极作阳极，Y作阴极，乙池中石墨作阳极，Co作阴极。（1）原电池中负极发生氧化反应，电解池中阳极发生氧化反应，则上述装置中，发生氧化反应的电极有丙中的Zn电极、甲中的X电极、乙池中的石墨电极，符合题意的是A选项，故答案为：A。（2）根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，实验过程中，丙池中的会向正电荷较多的Zn电极方向移动

37、，即从右向左移动，故答案为：从右向左。（3）在电解过程中，X极作阳极，发生氧化反应，由实验现象可知，X极处发生的电极反应为和，故答案为：。（4）根据条件可知，n(H2)=0.1mol，n(Fe)=0.02mol，在整个电路中电子转移数目相等，4n(O2)+6n(Fe)= 2n(H2)，即4n(O2)+60.02mol=20.1mol，n(O2)=0.02mol，即V(O2)= 0.02mol22.4L/mol=0.448L=448mL，故答案为：448。（5）乙池中石墨为阳极，阳极反应式为2H2O-4e-=4H+O2，氢离子经过阳离子交换膜由I室进入II室，则I室中氢离子数目不变，所以理论上I

38、室中n(H+)不变；该电解池的阳极反应式为2H2O-4e-=4H+O2，阴极反应式为Co2+2e-=Co，则总反应为，化学方程式为，故答案为：。（6）若撤掉装置乙中的阳离子交换膜，由于放电顺序：Cl-OH-，Cl-更易放电，石墨电极上发生的反应为2Cl-2e-=Cl2，所以石墨电极上产生的气体除外，还可能有，故答案为：。6（2023春黑龙江双鸭山高二双鸭山一中校考开学考试）(I)某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流表的指针发生了偏转。请回答下列问题：(1)甲池为 (填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH电极的电极反应式为 。(2)乙

39、池中A(石墨)电极的名称为 (填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，乙池总反应式为 。(3)当乙池中B极质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2的体积为 mL(标准状况下)，丙池中析出 g铜。(II)氯碱工业是高能耗产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺节能超过30%。在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如图所示，其中的电极未标出，所用的离子交换膜都只允许阳离子通过。(4)图中X (填化学式)比较图示中a%与b%的大小 。(5)写出燃料电池中的电极反应式：负极电极反应式 (6)当生成的X气体为2mol时，理论上通入空气的体积(标况)为 L【答案】(1) 原电池 (2) 阳极 (3

40、) 280 1.6(4) Cl2 b%a%(5)(6)112【解析】由图可知，甲池两极物质甲醇和氧气可发生自发的氧化还原反应，所以为原电池，且左侧通入甲醇的一极为负极，发生氧化反应，通氧气的一极为电池的正极，依此类推，与电源正极相连的乙池的A电极为阳极，B电极为阴极，丙池中C电极为阳极，D为阴极。（1）见分析，甲醇与氧气发生自发的氧化还原反应，所以甲池为原电池，通入甲醇的一极为电源的负极，失去电子，在碱性条件下发生反应，所以电极反应式为：;（2）乙池中A电极与电源正极相连，所以A为阳极，乙池中发生电极反应式为：；（3）在整个串联电路中，转移的电子数相等，根据电子守恒，有一下关系式：即，求得x=280mL，y= 1.6g；即消耗氧气体积为280mL，析出的Cu的质量为1.6g；（4）由电解池的通入物质和流出物质可知，该电解池为氯碱工业，对应的电极总反应式为：，其中氢气可作为燃料电池的负极燃料，所以Y为氢气，X为氯气，对于燃料电池，正极的电极反应式为：，产生了OH-，所以NaOH的质量分数会变大，即b%a%；（5）负极反应的物质为氢气，反应环境为碱性环境，所以负极发生电极反应：；（6）串联电路中，电子守恒，所以根据转移电子数相等，可有一下关系式：，则有，V(O2)=22.4L，空气的体积约为氧气体积的5倍，所以空气的体积为112L。