高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講義（全國版）電解原理的綜合應(yīng)用

第35講電解原理的綜合應(yīng)用

【復(fù)習(xí)目標(biāo)】提升應(yīng)用電解原理解決工業(yè)生產(chǎn)、生活中實際問題的能力。

■歸納整合夯實必備知識

1.電解原理常見的考查點

電解原理及應(yīng)用是高考高頻考點，該類試題往往與生產(chǎn)、生活及新科技等相聯(lián)系，以裝置圖

或流程圖為載體呈現(xiàn)，題材廣、信息新，題目具有一定難度。主要考查陰、陽極的判斷、電

極反應(yīng)式、電解反應(yīng)方程式的書寫、溶液離子濃度變化及有關(guān)計算等。

2.“5點”突破電解綜合應(yīng)用題

(1)分清陰、陽極，與電源正極相連的為陽極，與電源負極相連的為陰極，兩極反應(yīng)為“陽氧

陰還”。

(2)剖析離子移向，陽離子移向陰極，陰離子移向陽極。

(3)注意放電順序，正確判斷放電的微粒或物質(zhì)。

(4)注意介質(zhì)，正確判斷反應(yīng)產(chǎn)物，酸性介質(zhì)不出現(xiàn)OH，堿性介質(zhì)不出現(xiàn)H+；不能想當(dāng)然

地認為金屬作陽極，電極產(chǎn)物為金屬陽離子。

(5)注意得失電子守恒和電荷守恒，正確書寫電極反應(yīng)式。

■專項突破提升關(guān)鍵能力

一、電解原理在物質(zhì)制備中的應(yīng)用

1.(2021?廣東1月適應(yīng)性測試，13)環(huán)氧乙烷(C2HQ)常用于醫(yī)用消毒，一種制備方法為：使

用惰性電極電解KC1溶液，用C「交換膜將電解液分為陰極區(qū)和陽極區(qū)，其中一區(qū)持續(xù)通入

乙烯；電解結(jié)束，移出交換膜，兩區(qū)混合反應(yīng)：HOCH2CH2C1+OH-=C1+H2O+C2H4O?

下列說法錯誤的是()

A.乙烯應(yīng)通入陰極區(qū)

B.移出交換膜前存在反應(yīng)：C12+H2OHC1+HC1O

C.使用C「交換膜阻止OH-通過，可使CL生成區(qū)的pH逐漸減小

D.制備過程的總反應(yīng)為H2C=CH2+H2O=H2+C2H4O

答案A

解析環(huán)氧乙烷的制備原理：在陽極失電子生成C12,Cb與水發(fā)生反應(yīng)：CI2+H2OHC1

+HC1O,HC1O與乙烯發(fā)生加成反應(yīng)生成HOCH2cH2C1;陰極區(qū)發(fā)生反應(yīng)：2%0+2-=112t

+2OH",電解結(jié)束，移出交換膜，兩區(qū)混合反應(yīng)：HOCH2CH2CI+OH"=Cr+H2O+C2H4O0

根據(jù)分析可知陽極區(qū)會生成HC1,使用C「交換膜阻止OH-通過，HC1的濃度不斷增大，pH

逐漸減小，故C正確；根據(jù)分析可知該反應(yīng)過程中KC1并沒有被消耗，實際上是水、乙烯反

應(yīng)，總反應(yīng)為H2C=CH2+H2O=H2+C2H4。，故D正確。

二、電解原理應(yīng)用與污水處理

2.用如圖所示裝置除去含CN，C「廢水中的CN一時，控制溶液pH為9?10,陽極產(chǎn)生的

C1CT將CN-氧化為兩種無污染的氣體，下列說法不正確的是()

aP^b

廠工出

A.陰極的電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2f+2OH

B.陽極的電極反應(yīng)式為CF+2OH-2e-=ClO^+H2O

放.

C.電解時使用鋰鈕氧化物二次電池(V2O5+XU蠹LixV2O5)作電源，電池充電時a電極的電

+

極反應(yīng)式為LivV2O5-xe=V2O5+xLi

D.除去CM的反應(yīng)：2C5+5CKT+2H+=N2t+2cCht+5c「+涇0

答案D

解析陽極產(chǎn)生的CRT將OST氧化為兩種無污染的氣體，兩種氣體為CO2和N2,該反應(yīng)在

堿性環(huán)境中發(fā)生，反應(yīng)的離子方程式不應(yīng)出現(xiàn)H+,D項錯誤。

三、電解原理在大氣治理方面的應(yīng)用

3.(2022?湖南衡陽市高三聯(lián)考)用“吸收一電解”循環(huán)法脫除煙氣中的SCh，可減少對大氣的

污染。室溫下，電解液K再生的裝置如圖所示，其中電解液的pH隨w(SOF)：”(HSO5)變化

的關(guān)系見下表，下列對此判斷正確的是()

A.當(dāng)電解液呈中性時溶液中：c(Na+)>c(SOD>c(HSOr)>c(OH^)

B.再生液M吸收SCh主要反應(yīng)的離子方程式為SO2+OH=HSOF

C.HSO5在b極發(fā)生的電極反應(yīng)式為HSO；+H2O-2e-=SOF+3H'

D.若產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24L氣體N,則d膜上共通過0.2mol陽離子

答案D

解析根據(jù)裝置圖，陰離子通過c膜向a極移動，可知a極為陽極，發(fā)生的反應(yīng)為HS0,一

+

2e-+H2O=SOF+3H;b極為陰極，發(fā)生的反應(yīng)為2H++2屋=?2t,氣體N為H2o

M(SOF)：?(HSOD=9：91時，電解液pH=6.2,?(SOF)：?(HSO?)=1：1時，電解液pH=

7.2,由此推知當(dāng)電解液呈中性時，c(HSOD>c(SOD,A項錯誤；M吸收SCh主要發(fā)生的反

應(yīng)為SOM+SO2+H2O=2HSO9,B項錯誤；若產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24L氣體N(0.1molHz),

陰極消耗0.2molH+,減少0.2mol正電荷，需要補充0.2mol正電荷以達到平衡，則d膜上

會通過0.2mol陽離子，D項正確。

四、電解原理應(yīng)用與金屬處理

4.(202)浙江重點中學(xué)聯(lián)考)電解精煉法提純錢(Ga)是工業(yè)上常用的方法，具體原理如圖所示。

已知：金屬活動性順序：Zn>Ga>Fe；線的化學(xué)性質(zhì)與鋁相似。下列說法錯誤的是()

外接電源,

M-f-P

粗Ga

高純Ga、^一(含有雜質(zhì)

??于三一二昵三：Zn、Fe、Cu)

二;V干匚;二

NaOH溶液

A.該裝置中電流方向為N極一粗Ga-NaOH溶液一高純Ga-M極

B.電解精煉錢時產(chǎn)生陽極泥的主要成分為Fe、Cu

C.陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為Ga3++3。=Ga

D.電解過程中需控制合適的條件，否則陰極可能會產(chǎn)生H2導(dǎo)致電解效率下降

答案C

解析題圖中粗Ga作陽極，純Ga作陰極，N極為正極，M極為負極。電解池中電流由電源

正極流向電解池陽極，經(jīng)過電解質(zhì)溶液到達電解池陰極，再由陰極流向電源負極，A項正確；

根據(jù)題中給出的金屬活動性順序，像比鐵、銅活潑，故鐵、銅在電解精煉過程中形成陽極泥，

B項正確；“綠的化學(xué)性質(zhì)與鋁相似”表明鎮(zhèn)具有兩性，結(jié)合電解質(zhì)溶液顯堿性，可知"粗

Ga”陽極反應(yīng)為Ga—3e-+4OJT=GaOE+2H2。、Zn-2e-+4OH-=ZnO廠+240,“高

純Ga”陰極反應(yīng)為GaO3+3e-+2H2O=Ga+4OH，C項錯誤；電解池中，若電解質(zhì)溶液

為水溶液，陰極上會存在H+(或水電離出的H+)得電子被還原為H2的競爭反應(yīng)，若沒控制合

適的條件，該競爭反應(yīng)可能會更明顯，導(dǎo)致電解效率下降，D項正確。

真題演練明確考向

1.(2021?全國甲卷，13)乙醛酸是一種重要的化工中間體，可采用如圖所示的電化學(xué)裝置合成。

圖中的雙極膜中間層中的H2O解離為H+和OH」，并在直流電場作用下分別向兩極遷移。下

列說法正確的是()

I---------[W)

一

OO

IIII99石

鉛

HO-C-C-HH-C-C-HBr墨

電/（乙醛酸）O片”2

電

極

\OO極

HO-X-X-OHHO-d-d-H2Br

（乙二酸）（乙醛酸）

二

11一

飽和乙二酸溶液雙極膜乙二醛+KBr溶液

A.KBr在上述電化學(xué)合成過程中只起電解質(zhì)的作用

o0()()

..................III_IIII

B,陽極上的反應(yīng)式為：HO—C—C—0H+2H+2e—>H()—C—C—H+H2O

C.制得2moi乙醛酸，理論上外電路中遷移了1mol電子

D.雙極膜中間層中的H+在外電場作用下向鉛電極方向遷移

答案D

解析KBr在上述電化學(xué)合成過程中除作電解質(zhì)外，同時還是電解過程中陽極的反應(yīng)物，生

成的Bn與乙二醛反應(yīng)制備乙醛酸，故A錯誤；陽極上失去電子生成Br2,Bn將乙二醛

氧化為乙醛酸，故B錯誤；電解過程中陰、陽極均生成乙醛酸，1mol乙二酸生成1mol乙

醛酸轉(zhuǎn)移的電子為21no1,1mol乙二醛生成1mol乙醛酸轉(zhuǎn)移的電子為2mol,根據(jù)轉(zhuǎn)移電子

守恒可知制得2mol乙醛酸時，理論上外電路中遷移了2mol電子，故C錯誤；由上述分析

可知，雙極膜中間層的H+在外電場作用下移向陰極，即H+移向鉛電極，故D正確。

H.C——CH2

\/_

2.(2021?北京，15)環(huán)氧乙烷(()，簡稱E0)是一種重要的工業(yè)原料和消毒劑。由乙

烯經(jīng)電解制備EO的原理示意圖如下。

(1)①陽極室產(chǎn)生Cb后發(fā)生的反應(yīng)有：、CH2=CH2+

HC1O—*HOCH2cH2C1。

②結(jié)合電極反應(yīng)式說明生成溶液a的原理：

(2)一定條件下，反應(yīng)物按一定流速通過該裝置。

電解效率〃和選擇性S的定義：

〃(生成B所用的電子)

〃田)一〃(通過電極的電子)X100%

林生成B所用的乙烯)

MB)一“(轉(zhuǎn)化的乙烯)X100%

①若〃(E0)=100%,則溶液b的溶質(zhì)為__________________________________________

②當(dāng)乙烯完全消耗時，測得〃(EO)q70%,S(EO)~97%。推測〃(EO)-70%的原因：

I.陽極有H2。放電

II.陽極有乙烯放電

III.陽極室流出液中含有CL和HC1O

i.檢驗電解產(chǎn)物，推測I不成立。需要檢驗的物質(zhì)是o

ii.假設(shè)沒有生成EO的乙烯全部在陽極放電生成CO2,則〃(CO2)Q%o經(jīng)檢驗陽極

放電產(chǎn)物沒有C02o

iii.實驗證實推測III成立，所用試劑及現(xiàn)象是o

可選試劑：AgNCh溶液、KI溶液、淀粉溶液、品紅溶液

答案(1)①CI2+H2OHC1+HC1O

②陰極反應(yīng)：2H2O+2e-==H2t+2OH,K卡穿過陽離子膜進入陰極室形成KOH

⑵①KC1@i.O2ii.13iii.KI溶液和淀粉溶液，溶液變藍(或品紅溶液，品紅褪色或KI溶液，

溶液變成棕黃色)

解析(1)陽極產(chǎn)生氯氣后，可以和水發(fā)生反應(yīng)生成次氯酸，其化學(xué)方程式為Cl2+

-

H2OHC1+HC1O;溶液a是陰極的產(chǎn)物，在陰極發(fā)生反應(yīng)：2H2。+21=?2t+2OH,

同時陽極的鉀離子會向陰極移動和氫氧根離子結(jié)合形成氫氧化鉀。

⑵①若〃(EO)=100%,則說明在電解過程中只有乙烯中的碳化合價發(fā)生變化，其他元素化合

價沒有變化。②i.陽極有H2O放電時會產(chǎn)生氧氣，故需要檢驗的物質(zhì)是。2；ii.設(shè)EO的物質(zhì)

的量為a,則轉(zhuǎn)化的乙烯的物質(zhì)的量為備；生成EO轉(zhuǎn)化的電子的物質(zhì)的量為2a;此過程

轉(zhuǎn)移電子的總物質(zhì)的量為焉7;生成CO2的物質(zhì)的量為2X^yX3%;生成CO2轉(zhuǎn)移的電子

/U/0y//0

2X贏X3%X6

的物質(zhì)的量為2X■X3%X6,則〃(CC)2)=-----------------------13%。

//04a

70%

iii.實驗證實推測ni成立，則會產(chǎn)生氯氣，驗證氯氣即可。

課時精練

1.(2022?汕頭市高三模擬)2021年3月5日，李克強總理在國務(wù)院政府報告中指出，扎實做

好碳達峰、碳中和各項工作。科研工作者通過開發(fā)新型催化劑，利用太陽能電池將工業(yè)排放

的CO2轉(zhuǎn)化為CO,實現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。如圖所示，下列有關(guān)說法正確的是()

A.N極為陰極

B.離子交換膜為陰離子交換膜

C.陽極的電極反應(yīng)式為CC)2+2e―+2H+=CO+H2O

D.理論上該裝置在工作時，H3P。4與KH2P04緩沖溶液的pH保持不變

答案D

解析N極為陽極，A錯誤：離子交換膜為陽離子交換膜，B錯誤；CO2在陰極轉(zhuǎn)化為CO,

故選項所寫電極反應(yīng)為陰極電極反應(yīng)，C錯誤；根據(jù)得失電子守恒和陰、陽極電極反應(yīng)知，

緩沖溶液流入陰極的H卡和陽極流入緩沖溶液的H+數(shù)目相等，故緩沖溶液中c(H+)保持不變，

故pH保持不變，D正確。

2.電一Fenton法是用于水體中有機污染物降解的高級氧化技術(shù)，反應(yīng)原理如圖所示。電解

產(chǎn)生的H2O2與Fe2+發(fā)生反應(yīng)生成的羥基自由基(-0H)能氧化降解有機污染物。下列說法錯誤

的是()

A.電源的A極為負極

+

B.與電源B極相連電極的電極反應(yīng)式為H2O-e=H+0H

2+2+

C.Fenton反應(yīng)為H2O2+Fe=Fe(OH)+OH

D.每消耗2.24LC)2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，整個電解池中理論上可產(chǎn)生的?H為0.2mol

答案D

解析根據(jù)圖示，三價鐵離子在左端電極得到電子轉(zhuǎn)化為亞鐵離子，發(fā)生還原反應(yīng)，左端電

極為陰極，則A為電源負極，B為電源正極，右端電極為陽極。根據(jù)上述分析，電源的A極

為負極，故A正確；與電源B極相連的電極為陽極，根據(jù)圖示，水在陽極上失電子產(chǎn)生羥基

-+

自由基（-OH）,電極反應(yīng)式為H2O-e=H+OH,故B正確。

3.某鈉一空氣水電池的充、放電過程原理示意圖如圖所示，下列說法正確的是（）

A.放電時，電子由鈉箔經(jīng)非水系溶液流向碳紙

B.放電時，NaOH溶液濃度變大

C.充電時，當(dāng)有0.1mole」通過導(dǎo)線時，則鈉箔減重2.3g

D.充電時，碳紙與電源負極相連，電極反應(yīng)式為40lT—4e-=240+。2t

答案B

解析放電時，總反應(yīng)方程式是4Na+C）2+2H2O=4NaOH,NaOH溶液濃度變大，B項正

確；充電時，陰極發(fā)生反應(yīng)Na++e-^=Na,當(dāng)有0.1mol通過導(dǎo)線時，則鈉箔增重2.3g,

C項錯誤；充電時，碳紙與電源正極相連，電極反應(yīng)式為4OH--4e-=2H2O+O2t,D項

錯誤。

4.某混合物漿液中含有A1（OH）3、MnCh和少量NazCrCU。考慮到膠體的吸附作用使NazCrCU

不易完全被水浸出，某研究小組設(shè)計了利用石墨電極電解的分離裝置（如圖所示），使?jié){液分

離成固體混合物和含銘元素的溶液，并回收利用。下列說法錯誤的是（）

A.a極室的電極反應(yīng)式為2H2O+2e--2OlT+H2t

B.上述裝置中a極室的電極可換成金屬鐵

C.電解后，b極室得到Na2s。4和Na2CrC>4的混合液

D.若電解后b極室溶液含銘?元素0.52g,則電路中通過0.02mol

答案C

解析通過裝置圖可知CrOF要透過陰離子交換膜向b極移動，可知a為陰極，b為陽極,

則a極室的電極反應(yīng)式為2H2O+2e--2OlT+H2t,A正確；a極上發(fā)生還原反應(yīng)，故將

電極換成鐵電極，F(xiàn)e不會被消耗，B正確；電解時b極發(fā)生反應(yīng)：2H2O—4e-=O2t+4H+,

b極產(chǎn)生H+,發(fā)生反應(yīng)2CrO“+2H+Cr2Or+H2O,因此b極室還有CnO廠存在，C錯

誤；0.52g輅元素的物質(zhì)的量為0.01mol,說明有0.01molCrOg透過陰離子交換膜，則電路

中通過0.02mol電子，D正確。

5.工業(yè)上電化學(xué)法生產(chǎn)硫酸的工藝示意圖如圖，電池以固體金屬氧化物作電解質(zhì)，該電解質(zhì)

能傳導(dǎo)。2-，已知S(g)在負極發(fā)生的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，則下列說法正確的是()

A.在負極，S(g)只發(fā)生反應(yīng)S—6e-+3C)2-=sO3

B.該工藝用稀硫酸吸收SO3可提高S(g)的轉(zhuǎn)化率

C.每生產(chǎn)1L濃度為98%,密度為L84g-mLF的濃硫酸，理論上將消耗30moi氧氣

D.該工藝中稀硫酸濃度增大的原因是水參與電極放電，質(zhì)量減少

答案B

2

解析據(jù)圖可知反應(yīng)過程中有SO2生成，所以負極還發(fā)生：S-4e-+2O-=SO2,故A錯

誤；S(g)在負極發(fā)生的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，吸收生成物SO3可使反應(yīng)正向移動，提高S的轉(zhuǎn)化

率，故B正確；1L濃度為98%,密度為1.84g-mL-1的濃硫酸中”(H2so。=

1000mLXL84g皿17%98%「.,

-------------———-------------=18.4mol,由S?6e?1.5。2?H6O4可知，消耗氧氣為

98g-mol1

18.4molX1.5=27.6mol,故C錯誤；工藝中稀硫酸濃度增大的原因是負極生成的三氧化硫

與水反應(yīng)生成硫酸，故D錯誤。

6.(2022?湘東七校聯(lián)考)一些凈水器推銷商在推銷其產(chǎn)品時，進行所謂的“電解水法”實驗，

將純凈水與自來水進行對比。當(dāng)電解裝置插入純凈水和自來水中通電數(shù)分鐘后，純凈水顏色

無變化或略顯黃色，而自來水卻冒出氣泡并生成灰綠色或紅棕色的沉淀。根據(jù)上述現(xiàn)象，下

列選項說法正確的是()

A.通電時，鋁片作陽極，鐵片作陰極

B.生成的氣泡、灰綠色或紅棕色的沉淀都是電解的直接或間接產(chǎn)物

C.通過對比，確實能說明自來水中含有大量對人體有毒有害的物質(zhì)

D.鐵片的電極反應(yīng)：。2+21120+4屋=40H

答案B

解析自來水冒出氣泡并生成灰綠色或紅棕色的沉淀，說明Fe失電子生成Fe2+,與水電解

生成的OJT反應(yīng)生成Fe（OH）2,其被氧化生成灰綠色物質(zhì)或氫氧化鐵紅棕色沉淀。由分析可

知，通電時，鐵片作陽極，鋁片作陰極，A項錯誤；通過對比，能說明自來水中含有大量的

離子，不一定為對人體有毒有害的物質(zhì)，C項錯誤；鐵片作陽極，電極反應(yīng)為Fe-21=

Fe2+,D項錯誤。

7.（2022?湖北重點中學(xué)聯(lián)考）以純堿溶液為原料，通過電解的方法可制備小蘇打，原理裝置圖

如下：

NaOH溶液Y

NaOH溶液Z

上述裝置工作時，下列有關(guān)說法正確的是（）

A.乙池電極接電池正極，氣體X為H?

B.Na+由乙池穿過交換膜進入甲池

C.NaOH溶液Z的濃度比NaOH溶液Y的小

D.甲池中只發(fā)生反應(yīng)：4OH-4e-=2H2O+O2t

答案C

解析乙池電極為電解池陰極，和電源負極連接，溶液中氫離子放電生成氫氣，A項錯誤；

電解池中陽離子移向陰極，鈉離子移向乙池，B項錯誤；陰極附近氫離子放電破壞了水的電

離平衡，電極附近氫氧根離子濃度增大，NaOH溶液Y的濃度比NaOH溶液Z的大，C項正

確；放出氧氣的電極為陽極，電解質(zhì)溶液中氫氧根離子放電生成氧氣，氫離子濃度增大，碳

酸根離子結(jié)合氫離子生成碳酸氫根離子，出口為碳酸氫鈉溶液，則電極反應(yīng)為4coF+2H2。

-4e=4HCOr+O2t,D項錯誤。

8.以柏林綠Fe[Fe（CN）6]為代表的新型可充電鈉離子電池，其放電工作原理如圖所示。下列

說法錯誤的是（）

用電器

含Na+的有機電解質(zhì)

A.放電時，Na+由右室移向左室

B.放電時，Mg箔為負極，該電極發(fā)生氧化反應(yīng)

C.充電時，陽極反應(yīng)式為Na?Fe[Fe(CN)6]—2e-=Fe[Fe(CN)6]+2Na+

D.用鉛酸蓄電池為該電池充電時，當(dāng)有0.2mol電子轉(zhuǎn)移時，Pb電極質(zhì)量減少20.7g

答案D

解析外電路中通過0.2mol電子時，Pb電極發(fā)生的反應(yīng)為Pb—2e-+SO?-==PbSC>4,質(zhì)量

增加9.6g,D項錯誤。

9.人工腎臟可用間接電化學(xué)方法除去代謝產(chǎn)物中的尿素[CO(NH2)2]。下列有關(guān)說法正確的是

)

直流電源

A.a為電源的負極

B.電解結(jié)束后，陰極室溶液的pH與電解前相比將升高

C.除去尿素的反應(yīng)為CO(NH2)2+2C12+H2O=N2+CO2+4HC1

D.若兩極共收集到氣體0.6mol,則除去的尿素為0.12mol(忽略氣體溶解，假設(shè)氯氣全部參

與反應(yīng))

答案D

解析由圖可知，左室電極產(chǎn)物為CO2和N2,發(fā)生氧化反應(yīng)，則左室電極為陽極，a為電源

的正極，陽極反應(yīng)式為6Cr—6e-=3CLt,CO(NH2)2+3Cb+H2O=N2+C02+6HC1,右

室電解產(chǎn)物為H2,發(fā)生還原反應(yīng)，則右室電極為陰極，b為電源負極，陰極反應(yīng)式為6H2。

+6e"=6OH"+3H2to由上述分析可知，a為電源的正極，A項錯誤；根據(jù)上述反應(yīng)式可

以看出在陰、陽極上產(chǎn)生的OH，H+的數(shù)目相等，陽極室中反應(yīng)產(chǎn)生的H+通過質(zhì)子交換膜

進入陰極室與01T恰好反應(yīng)生成水，所以陰極室中電解前后溶液的pH不變，B項錯誤；若

兩極共收集到氣體0.6mol,則n(N2)=n(CO2)=0.6x|mol=0.12mol,由反應(yīng)CO(NH2)2+3C12

+H2O=N2+CO2+6HC1所消耗的CO(NH2)2的物質(zhì)的量也為012mol,D項正確。

10.如圖所示裝置可間接氧化工業(yè)廢水中的含氮離子(NH、。下列說法不正確的是()

溶液(含NaCl)

甲乙

A.乙是電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置

+

B.含氮離子被氧化時的離子方程式為3Cl2+2NHt=N2+6Cr+8H

C.若生成H2和N2的物質(zhì)的量之比為3：1,則處理后廢水的pH減小

D.電池工作時，甲池中的Na+移向Mg電極

答案D

11.我國科學(xué)家研發(fā)出一種新型的鋅碘單液流電池，其原理如圖所示。下列說法不正確的是

卜a1

烯

MN多

燃

孑

1

多

A;CK；碳

孔

Zn-Z/彳K+!I?I氈

電2

電

極

ici-；極

離子交換膜

A.放電時，B電極反應(yīng)式：1+21=2「

B.放電時，電解質(zhì)儲罐中離子總濃度增大

C.M為陽離子交換膜，N為陰離子交換膜

D.充電時，A極增重65g時，C區(qū)增加的離子數(shù)為4NA

答案C

解析放電時，B電極為正極，L得到電子生成「，電極反應(yīng)式為l2+2-=2廣，A項正確;

放電時，A極電極反應(yīng)式為Zn—2l=：Zn2+,所以電解質(zhì)儲罐中的離子總濃度增大，B項正

確；離子交換膜的作用是防止力、Zn接觸發(fā)生反應(yīng)，負極區(qū)生成Zn2+,正極區(qū)生成「，所

以C廠通過M膜進入負極區(qū)，K+通過N膜進入正極區(qū)，所以M為陰離子交換膜，N為陽離

子交換膜，C項錯誤；充電時，A極的電極反應(yīng)式為Zn?++2e—=Zn,A極增重65g,轉(zhuǎn)移

2moi電子，所以C區(qū)增加2moiK+、2molCP,增加的離子總數(shù)為4NA,D項正確。

12.按要求回答下列問題。

⑴有人研究了用電化學(xué)方法把CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH,其原理如圖1所示:

多孔催化劑A里極B電極

JL

co2

質(zhì)子交換膜

含C0QH的溶液

圖1

則圖中A電極接電源極。已知B電極為惰性電極，則在水溶液中，該極的電極反應(yīng)

式為

(2)以連二亞硫酸鹽(S2O廠)為還原劑脫除煙氣中的NO,并通過電解再生，裝置如圖2所示。

陰極的電極反應(yīng)式為,

電解槽中的隔膜為(填“陽”或“陰”)離子交換膜。

(3)甲醛超標(biāo)會危害人體健康，需對甲醛進行含量檢測及污染處理。某甲醛氣體傳感器的工作

原理如圖3所示，b極的電極反應(yīng)式為，

當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移4X10-4moi電子時，傳感器內(nèi)參加反應(yīng)的甲醛(HCHO)為_______mg。

圖3

答案⑴負2H2。一4屋=4H++C)2t

+

(2)2SOF+4H+2e-=S2OF+2H2O陽

+

(3)HCHO-4e"+H2O=CO2+4H3

解析(2)陰極上亞硫酸根離子得電子生成S2O廣，電極反應(yīng)式為2S0F+4H++2/=$2。"

+2涇0,陽極上水失電子生成氧氣和氫離子，右側(cè)的氫離子通過離子交換膜進入左側(cè)，所以

電解池中的隔膜為陽離子交換膜。

(3)由圖可知，甲醛氣體傳感器為原電池原理，b極為負極，甲醛發(fā)生氧化反應(yīng)生成CO2,電

+