第04讲 电化学原理综合应用（课件)-2025年高考化学一轮复习课件（新教材新高考）

这是一份第04讲 电化学原理综合应用（课件)-2025年高考化学一轮复习课件（新教材新高考），共60页。PPT课件主要包含了第04讲，电化学原理综合应用，考情透视，知识导图，考点突破，真题练习，考点一，电解原理创新应用，知识点1电解原理，考点二等内容，欢迎下载使用。
1、落实考点。一轮复习时要在熟读课本、系统掌握基础知识、基本概念和基本原理后，要找出重点和疑点；通过结合复习资料，筛选出难点和考点，有针对地重点复习。2、注重理论联系实际，高三生物的考试并不仅仅是考概念，学会知识的迁移非常重要，并要灵活运用课本上的知识。不过特别强调了从图表、图形提取信息的能力。历年高考试题，图表题都占有比较大的比例。3、一轮复习基础知识的同时，还要重点“攻坚”，突出对重点和难点知识的理解和掌握。这部分知识通常都是学生难于理解的内容，做题时容易出错的地方。分析近几年的高考生物试题，重点其实就是可拉开距离的重要知识点。　4、学而不思则罔，思而不学则殆。这一点对高三生物一轮复习很重要。尤其是对于错题。错题整理不是把错题抄一遍。也不是所有的错题都需要整理。
1、落实考点。一轮复习时要在熟读课本、系统掌握基础知识、基本概念和基本原理后，要找出重点和疑点；通过结合复习资料，筛选出难点和考点，有针对地重点复习。2、注重理论联系实际，高三化学的考试并不仅仅是考概念，学会知识的迁移非常重要，并要灵活运用课本上的知识。不过特别强调了从图表、图形提取信息的能力。历年高考试题，图表题都占有比较大的比例。3、一轮复习基础知识的同时，还要重点“攻坚”，突出对重点和难点知识的理解和掌握。这部分知识通常都是学生难于理解的内容，做题时容易出错的地方。分析近几年的高考化学试题，重点其实就是可拉开距离的重要知识点。　4、学而不思则罔，思而不学则殆。这一点对高三化学一轮复习很重要。尤其是对于错题。错题整理不是把错题抄一遍。也不是所有的错题都需要整理。
特征：反应自发进行、化学能转化为电能
形成原电池条件分析、原电池原理分析
银锌电池、微型电池、燃料电池、海水铝电池、普通干电池等
有关电解池、原电池的计算（电子守恒原理的应用）
研究切入点：两级一液即两个电极电解质溶液
电解食盐水、电镀、电解精炼铜、电解冶炼铝
电解方式实现一些特殊反应：如Cu+2H2O→Cu(OH)2↓+H2↑
电解反应类型、电解时电极上的离子放电顺序等
电解前后、电解过程中溶液pH变化分析等
特征：反应被迫进行，电能转化为化学能
知识点2 电解原理创新应用
知识点1 常见串联装置图
知识点2 多池串联装置中电池类型判断
知识点1 离子交换膜类型
知识点2 含膜电解池装置分析
1. 电解池工作原理（惰性电极）
2. 电解池阴、阳极的判断方法
电极质量减小或有非金属单质生成（如O2、Cl2）
析出金属或有气体放出等
3. 明确电解池的电极反应及离子放电顺序
活泼金属：电极材料本身失电子被氧化 M-ne-=Mn+
惰性电极：一般溶液中还原性强的阴离子优先失去电子被氧化
一般溶液中氧化性强的阳离子优先得到电子被还原
阳离子在阴极上的放电顺序：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)
阴离子在阳极上的放电顺序：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子
1.电解原理常见的考查点
电解原理及应用是高考高频考点，该类试题往往与生产、生活及新科技等相联系，以装置图或流程图为载体呈现，题材广、信息新，题目具有一定难度。主要考查阴、阳极的判断、电极反应式、电解反应方程式的书写、溶液离子浓度变化及有关计算等。
2.“5点”突破电解综合应用题
【例1】(2024·甘肃卷，7，3分)某固体电解池工作原理如图所示，下列说法错误的是( )
多孔电极1上H2O(g)发生得电子的还原反应转化成H2(g)，多孔电极1为阴极，电极反应为2H2O+4e-=2H2+2O2-；多孔电极2上O2-发生失电子的氧化反应转化成O2(g)，多孔电极2为阳极，电极反应为2O2--4e-=O2。
电极1的多孔结构能增大电极的表面积，增大与水蒸气的接触面积
电极2为阳极，发生氧化反应：2O2--4e-=O2
工作时，阴离子O2-向阳极移动，即O2-从多孔电极1迁移到多孔电极2
电解总反应为2H2O(g) 2H2+O2，分解2mlH2O转移4ml电子，则理论上电源提供2ml电子能分解1mlH2O，
【变式训练】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( )
【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。
知识点1 常见串联装置图
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。
模型一 外接电源与电解池的串联
A、B为两个串联电解池，相同时间内，各电极得失电子数相等。
模型二　原电池与电解池的串联
A均为原电池B均为电解池
知识点2 多池串联装置中电池类型的判断
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。
【例2】(2022•山东卷，13)设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成CO2，将废旧锂离子电池的正极材料LiCO2转化为C2+，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LiCO2+2H2O+e+4H+=Li++C2++4OH-D．若甲室C2+减少200 mg，乙室C2+增加300 mg，则此时已进行过溶液转移
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
依据题意右侧装置为原电池，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，C2+在另一个电极上得到电子，被还原产生C单质，CH3COO-失去电子后，Na+通过阳膜进入阴极室，溶液变为NaCl溶液，溶液由碱性变为中性，溶液pH减小
对于乙室，正极上LiCO2得到电子，被还原为C2+，同时得到Li+，其中的O与溶液中的H+结合H2O，因此电池工作一段时间后应该补充盐酸
C．乙室电极反应式为LiCO2+2H2O+e+4H+=Li++C2++4OH-D．若甲室C2+减少200 mg，乙室C2+增加300 mg，则此时已进行过溶液转移
电解质溶液为酸性，不可能大量存在OH-，乙室电极反应式为：LiCO2+e-+ 4H+=Li++C2++2H2O，
若甲室C2+减少200 mg，电子转移物质的量为n(e-)= ，乙室C2+增加300 mg，转移电子的物质的量为n(e-)= ，说明此时已进行过溶液转移
能自发发生氧化还原反应
不能自发发生氧化还原反应
根据电化学原理及电极反应式
根据“串联”电池各级转移电子数相等
【变式训练】中科院长春应化所张新波团队提出了一种独特的锂—氮电池(Li—N2)，该电池在放电过程中消耗氮气，充电过程中释放氮气，实现氮气的循环，并对外提供电能。该电池在充电时发生反应：2Li3N===N2↑＋6Li。现以该电池为电源进行如图所示实验，下列说法正确的是(　　)
知识点1 离子交换膜类型
离子交换膜是一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。因它对离子具有选择透过性，且电化学性能优良，在涉及电化学的工业生产中广泛应用。
隔离某些物质，防止发生反应，常用于物质制备。限制某些离子的移动，常用于物质制备及纯化。双极膜：由一张阳膜和一张阴膜复合制成的阴、阳复合膜。该膜的特点是在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－并分别通过阳膜和阴膜，作为H＋和OH－的离子源。
选择性透过离子，平衡电荷，形成闭合回路。
3．离子交换膜的作用及意义
使离子选择性定向移动，平衡整个溶液的离子浓度和电荷
只允许阳离子通过，阻止阴离子和气体通过
只允许阴离子通过，阻止阳离子和气体通过
只允许质子（H+）通过
隔离某些物质，防止发生反应
根据电解质溶液呈电中性的原则，判断膜的类型(1) 首先写出两电极上的电极反应，根据电极反应式确定该电极负极哪种离子剩余(2)根据溶液呈电中性，判断出离子移动的方向，从而确定离子交换膜的类型
知识点2 含膜电解池装置分析
工业上利用如图两室电解装置制备烧碱： 阳极室中电极反应：2Cl－－2e－=Cl2↑，阴极室中的电极反应：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，阴极区H＋放电，破坏了水的电离平衡，使OH－浓度增大，阳极区Cl－放电，使溶液中的c(Cl－)减小，为保持电荷守恒，阳极室中的Na＋通过阳离子交换膜与阴极室中生成的OH－结合，得到浓的NaOH溶液。利用这种方法制备物质，纯度较高，基本没有杂质。
利用三室电解装置制备NH4NO3，其工作原理如图所示阴极的NO被还原为NH4＋：NO＋5e－＋6H＋=NH4＋＋H2ONH4＋通过阳离子交换膜进入中间室；阳极的NO被氧化为NO3-：NO－3e－＋2H2O=NO3-＋4H＋NO3-通过阴离子交换膜进入中间室。根据电路中转移电子数相等可得电解总反应： 8NO＋7H2O 3NH4NO3＋2HNO3，为使电解产物全部转化为 NH4NO3，补充适量NH3可以使电解产生的HNO3转化为NH4NO3。
“四室电渗析法”制备H3PO2(次磷酸)，其工作原理如图所示： 电解稀硫酸的阳极反应：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋产生的H＋通过阳离子交换膜进入产品室，原料室中的H2PO2－穿过阴离子交换膜进入产品室，与H＋结合生成弱电解质H3PO2；电解NaOH稀溶液的阴极反应：4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－原料室中的Na＋通过阳离子交换膜进入阴极室，可得副产品NaOH。
4．离子交换膜类型的判断方法
首先写出阴、阳两极上的电极反应。依据电极反应确定该电极附近哪种离子剩余。根据电极附近溶液呈电中性，从而判断出离子移动的方向。根据离子移动的方向，确定离子交换膜的类型。
5．有“膜”条件下离子定向移动方向的判断方法
阳离子移向电解池阴极（或原电池的正极）；阳离子交换膜会阻断阴离子定向移动；
阴离子移向电解池阳极（或原电池的负极）；阴离子交换膜会阻断阳离子定向移动；
C.阳极总反应式2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+H2↑+2H2O :2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+H2↑+2H2O
D.阴极区存在反应H2C2O4+2e-+2H+=OHC—COOH+H2O
【解析】在KOH溶液中HCHO转化为HOCH2O-：HCHO+OH-→HOCH2O-，存在平衡HOCH2O-+OH- [OCH2O]2-+H2O，Cu电极上发生的电子转移反应为[OCH2O]2--e-=HCOO-+H∙，H∙结合成H2，Cu电极为阳极；PbCu电极为阴极，首先HOOC—COOH在Pb上发生得电子的还原反应转化为OHC—COOH：H2C2O4+2e-+2H+=OHC—COOH+H2O，OHC—COOH与HO—N+H3反应生成HOOC—CH=N—OH：OHC—COOH+HO—N+H3→HOOC—CH=N—OH+H2O+H+，HOOC—CH=N—OH发生得电子的还原反应转化成H3N+CH2COOH：HOOC—CH=N—OH+4e-+5H+=H3N+CH2COOH+H2O。
电解过程中，阳极区消耗OH-、同时生成H2O，故电解一段时间后阳极区c(OH-)减小
阴极区的总反应为H2C2O4+HO—N+H3+6e-+6H+= H3N+CH2COOH+3H2O，1mlH2O解离成1mlH+和1mlOH-，故理论上生成1mlH3N+CH2COOH双极膜中有6mlH2O解离
结合装置图，阳极总反应为2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+H2↑+2H2O
阴极区的Pb上发生反应H2C2O4+2e-+2H+=OHC—COOH+H2O
第一步，分清隔膜类型。即交换膜属于阳膜、阴膜或质子膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜。第二步，写出电极反应式，判断交换膜两侧离子变化，推断电荷变化，根据电荷平衡判断离子迁移方向。第三步，分析隔膜作用。在产品制备中，隔膜作用主要是提高产品纯度，避免产物之间发生反应，或避免产物因发生反应而造成危险。
“隔膜”电解池的解题步骤
注意介质是电解质溶液还是熔融盐或氧化物。通入负极的物质为燃料，通入正极的物质为氧气(或其他氧化剂)。通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正负极，同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。零价法秒杀负极反应的书写。若负极有机物燃料为CxHyOz，产物中C元素为+4 价的CO32-或HCO3-,，则转移电子数为C数×4+H数×1+O数×(-2)，若有机阴离子在负极反应(如CH3COO-)，转移电子数则为C数×4+H数×1+O数×(-2)+电荷数。
知识点2 三种计算方法
知识点1 解题关键
原电池和电解池的计算包括：两极产物的定量计算、溶液的计算、相对原子质量的计算和阿伏伽德罗常数测定的计算、根据电荷守恒量求产物的量。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。
电极名称要区分清楚； 电极产物要判断准确； 各产物间量的关系遵循得失电子守恒。
知识点2 三种计算方法
先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算
用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。用于混合溶液中电解的分阶段计算。
【例4】 (2024·广东卷，16)一种基于氯碱工艺的新型电解池(下图)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法不正确的是( )
e-+4OH-=2HCOO-+H2↑+2H2O
A．阳极反应：2Cl--2e-= Cl2↑B．阴极区溶液中OH-浓度逐渐升高C．理论上每消耗1mlFe2O3，阳极室溶液减少213 gD．理论上每消耗1mlFe2O3，阴极室物质最多增加138 g
A．阳极反应：2Cl--2e-= Cl2↑B．阴极区溶液中OH-浓度逐渐升高
【解析】右侧溶液为饱和食盐水，右侧电极产生气体，则右侧电极为阳极，Cl-放电产生氯气，电极反应为：2Cl--2e-= Cl2↑；左侧电极为阴极，发生还原反应，Fe2O3在碱性条件下转化为Fe，电极反应为：Fe2O3+6e-+3H2O=2Fe+6OH-；中间为阳离子交换膜，Na+由阳极向阴极移动。
阳极反应为：2Cl--2e-= Cl2↑
阴极反应为：Fe2O3+6e-+3H2O=2Fe+6OH-，消耗水产生OH-，阴极区溶液中OH-浓度逐渐升高
C．理论上每消耗1mlFe2O3，阳极室溶液减少213 gD．理论上每消耗1mlFe2O3，阴极室物质最多增加138 g
理论上每消耗1mlFe2O3，转移6ml电子，产生3ml Cl2，同时有6ml Na+由阳极转移至阴极，则阳极室溶液减少3×71g +6×23g =351g
理论上每消耗1mlFe2O3，转移6ml电子，有6ml Na+由阳极转移至阴极，阴极室物质最多增加6×23g =138g
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：①串联电路中各支路电流相等；②并联电路中总电流等于各支路电流之和。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 ml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 ml，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。
【变式训练】在如图所示的装置中，若通直流电5 min时，铜电极的质量增加2.16 g。试回答下列问题。
(1)电源中X为直流电源的____极。
先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算
①用于串联电路的阴阳两级产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移电子数目相等② 用于混合溶液中电解的分阶段计算
根据得失电子守恒建立已知量与未知量之间的关系，得出计算所需的计算式
1、(2024·山东卷，13，4分)以不同材料修饰的Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制H2和O2，装置如图所示。下列说法错误的是( )
A．电极a连接电源负极B．加入Y的目的是补充NaBrC．电解总反应式为Br-+3H2O   BrO3-+3H2↑D．催化阶段反应产物物质的量之比n(Z) ∶n(Br-)=3∶2
【解析】电极b上Br-发生失电子的氧化反应转化成BrO3-，电极b为阳极，电极反应为Br- -6e-+3H2O= BrO3-+6H+；则电极a为阴极，电极a的电极反应为6H++6e-=3H2↑；电解总反应式为Br-+3H2O BrO3-+3H2↑；催化循环阶段BrO3-被还原成Br-循环使用、同时生成O2，实现高效制H2和O2，即Z为O2。A项，电极a为阴极，连接电源负极，A项正确；B项，根据分析电解过程中消耗H2O和Br-，而催化阶段BrO3-被还原成Br-循环使用，故加入Y的目的是补充H2O，维持NaBr溶液为一定浓度，B项错误；C项，根据分析电解总反应式为Br-+3H2O BrO3-+3H2↑，C项正确；D项，催化阶段，Br元素的化合价由+5价降至-1价，生成1mlBr-得到6ml电子，O元素的化合价由-2价升至0价，生成1mlO2失去4ml电子，根据得失电子守恒，反应产物物质的量之比n(O2) ∶n(Br-)=6∶4=3∶2，D项正确；
2.(2024·辽吉黑卷，12，3分) “绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法，装置如图所示。部分反应机理为： 。下列说法错误的是( )
A．相同电量下H2理论产量是传统电解水的1.5倍B．阴极反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH-C．电解时OH-通过阴离子交换膜向b极方向移动D．阳极反应：
【解析】据图示可知，b电极上HCHO 转化为HCOO-，而HCHO 转化为HCOO-为氧化反应，所以b电极为阳极，a电极为阴极，HCHO为阳极反应物，由反应机理: 可知：反应 后生成的 转化为HCOOH。由原子守恒和电荷守恒可知，在生成HCOOH的同时还生成了H-，生成的HCOOH再与氢氧化钾酸碱中和：HCOOH+OH-=HCOO-+H2O，而生成的H-在阳极失电子发生氧化反应生成氢气，即2H--2e-=H2↑，阴极水得电子生成氢气：2H2O+2e-=H2↑+2OH-。A项，阳极反应：①HCHO+OH--e-→HCOOH+ 1/2H2，②HCOOH+OH-=HCOO-+H2O，阴极反应2H2O-2e-=H2↑+2OH-，即转移2ml电子时，阴、阳两极各生成1mlH2，共2mlH2，而传统电解水：2H2O 2H2↑+O2↑，转移2ml电子，只有阴极生成1mlH2，所以相同电量下H2理论产量是传统电解水的2倍，A错误；
B项，阴极水得电子生成氢气，阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，B正确；C项，由电极反应式可知，电解过程中阴极生成OH-，负电荷增多，阳极负电荷减少，要使电解质溶液呈电中性，OH-通过阴离子交换膜向阳极移动，即向b极方向移动，C正确；D项，阳极反应涉及到：①HCHO+OH--e-→HCOOH+H2，②HCOOH+OH-=HCOO-+H2O，由(①+②)×2得阳极反应为：2HCHO+4OH--2e-=2HCOO-+2H2O+H2↑，故D正确；故选A。
A．石墨电极为阴极，发生氧化反应B．电极A的电极反应：8H++TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4H2OC．该体系中，石墨优先于Cl-参与反应D．电解时，阳离子向石墨电极移动
3.(2023•浙江省1月选考，11)在熔融盐体系中，通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi)，电解装置如图，下列说法正确的是( )
【解析】由图可知，在外加电源下石墨电极上C转化为CO，失电子发生氧化反应，为阳极，与电源正极相连，则电极A作阴极，TiO2和SiO2获得电子产生电池材料(TiSi)，电极反应为TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4O2-。A项，在外加电源下石墨电极上C转化为CO，失电子发生氧化反应，为阳极，A错误；B项，电极A的电极反应为TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4O2-，B错误；C项，根据图中信息可知，该体系中，石墨优先于Cl-参与反应，C正确；D项，电解池中石墨电极为阳极，阳离子向阴极电极A移动，D错误；故选C。
4.(2023•山东卷，11)利用热再生氨电池可实现CuSO4电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是( )
A．甲室Cu电极为正极B．隔膜为阳离子膜C．电池总反应为：Cu2++4NH3=[Cu(NH3)4]2+D．NH3扩散到乙室将对电池电动势产生影响
【解析】A项，向甲室加入足量氨水后电池开始工作，则甲室Cu电极溶解，变为铜离子与氨气形成[Cu(NH3)4]2+，因此甲室Cu电极为负极，故A错误；B项， 再原电池内电路中阳离子向正极移动，若隔膜为阳离子膜，电极溶解生成的铜离子要向右侧移动，通入氨气要消耗铜离子，显然左侧阳离子不断减小，明显不利于电池反应正常进行，故B错误；C项，左侧负极是Cu+4NH3-2e- =[Cu(NH3)4]2+，正极是Cu 2++2e- = Cu，则电池总反应为：Cu2++4NH3=[Cu(NH3)4]2+，故C正确；D项，NH3扩散到乙室会与铜离子反应生成[Cu(NH3)4]2+，铜离子浓度降低，铜离子得电子能力减弱，因此将对电池电动势产生影响，故D正确。故选CD。
5．(2023•广东卷，16)用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(下图)，可实现大电流催化电解KNO3溶液制氨。工作时，H2O在双极膜界面处被催化解离成H+和OH-，有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是(    )
A．电解总反应：KNO3+3H2O= NH3·H2O+2O2↑+KOHB．每生成1ml NH3·H2O，双极膜处有9 ml的H2O解离C．电解过程中，阳极室中KOH的物质的量不因反应而改变D．相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构可提高氨生成速率
【解析】由信息大电流催化电解KNO3溶液制氨可知，在电极a处KNO3放电生成NH3，发生还原反应，故电极a为阴极，电极方程式为NO3- +8e－+7H2O= NH3·H2O+9OH-，电极b为阳极，电极方程式为4OH--4e－=O2↑＋2H2O，“卯榫”结构的双极膜中的H＋移向电极a，OH－移向电极b。A项，由分析中阴阳极电极方程式可知，电解总反应为KNO3+3H2O= NH3·H2O+2O2↑+KOH，故A正确；B项，每生成1ml NH3·H2O，阴极得8ml e－，同时双极膜处有8ml H+进入阴极室，即有8ml的H2O解离，故B错误；C项，电解过程中，阳极室每消耗4ml OH-，同时有4ml OH-通过双极膜进入阳极室，KOH的物质的量不因反应而改变，故C正确；D项，相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构具有更大的膜面积，有利于H2O被催化解离成H+和OH-，可提高氨生成速率，故D正确；故选B。
6．(2022•重庆卷，12)硝酮是重要的有机合成中间体，可采用“成对间接电氧化”法合成。电解槽中水溶液的主要成分及反应过程如图所示。
下列说法错误的是(    )A．惰性电极2为阳极B．反应前后WO42-/WO52-数量不变C．消耗1ml氧气，可得到1ml硝酮D．外电路通过1ml电子，可得到1ml水
【解析】A项，惰性电极2，Br-被氧化为Br2，惰性电极2为阳极，故A正确；B项，WO42-/WO52-循环反应，反应前后WO42-/WO52-数量不变，故B正确；C项，总反应为氧气把二丁基-N-羟基胺氧化为硝酮，1ml二丁基-N-羟基胺失去2mlH原子生成1ml硝酮，氧气最终生成水，根据氧原子守恒，消耗1ml氧气，可得到2ml硝酮，故C错误；  D项，外电路通过1ml电子，生成0.5mlH2O2，H2O2最终生成水，根据氧原子守恒，可得到1ml水，故D正确；故选C。
7．(2022•全国甲卷，10)一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示(KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH) 42-存在)。电池放电时，下列叙述错误的是(    )
A．Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移B．Ⅰ区的SO42-通过隔膜向Ⅱ区迁移C． MnO2电极反应：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2OD．电池总反应：Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH) 42-+Mn2++2H2O
【解析】根据图示的电池结构和题目所给信息可知，Ⅲ区Zn为电池的负极，电极反应为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH) 42-，Ⅰ区MnO2为电池的正极，电极反应为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O；电池在工作过程中，由于两个离子选择隔膜没有指明的阳离子隔膜还是阴离子隔膜，故两个离子隔膜均可以通过阴、阳离子，因此可以得到Ⅰ区消耗H+，生成Mn2+，Ⅱ区的K+向Ⅰ区移动或Ⅰ区的SO42-向Ⅱ区移动，Ⅲ区消耗OH-，生成Zn(OH) 42-，Ⅱ区的SO42-向Ⅲ区移动或Ⅲ区的K+向Ⅱ区移动。A项，Ⅱ区的K+只能向Ⅰ区移动，A错误；B项，Ⅰ区的SO42-向Ⅱ区移动，B正确；C项，MnO2电极的电极反应式为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O，C正确；D项，电池的总反应为Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH) 42-+Mn2++2H2O，D正确；
8．(2022•湖北卷，14)含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备Li[P(CN)2]，过程如图所示(Me为甲基)。下列说法正确的是(    )
A．生成1 ml Li[P(CN)2]，理论上外电路需要转移2ml电子B．阴极上的电极反应为：P4+8CN--4e-=4[P(CN)2]-C．在电解过程中CN-向铂电极移动D．电解产生的H2中的氢元素来自于LiOH
【解析】A项，石墨电极发生反应的物质：P4→Li[P(CN)2]化合价升高发生氧化反应，所以石墨电极为阳极，对应的电极反应式为：P4+8CN--4e-=4[P(CN)2]-，则生成1 ml Li[P(CN)2]，理论上外电路需要转移1 ml电子，A错误；B项，阴极上发生还原反应，应该得电子，P4+8CN--4e-=4[P(CN)2]-为阳极发生的反应， B错误；C项，石墨电极：P4→Li[P(CN)2]发生氧化反应，为阳极，铂电极为阴极，CN-应该向阳极移动，即移向石墨电极，C错误；D项，由所给图示可知HCN在阴极放电，产生CN-和H2，而HCN中的H来自LiOH，则电解产生的H2中的氢元素来自于LiOH，D正确；故选D。
9．(2021•广东卷，16)钴(C)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，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大B．生成1mlC，Ⅰ室溶液质量理论上减少16 gC．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：为2C2++2H2O 2 C +O2↑+4H+
【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+，Ⅰ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Ⅰ室向Ⅱ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C2++2e-=C，Ⅲ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Ⅲ室向Ⅱ室移动，电解的总反应的离子方程式为2C2++2H2O 2 C +O2↑+4H+。A项，放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由Ⅰ室向Ⅱ室移动，使Ⅱ室中氢离子浓度增大，溶液pH减小，故A错误；B项，由分析可知，阴极生成1ml钴，阳极有1ml水放电，则Ⅰ室溶液质量减少18g，故B错误；C项，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项，由分析可知，电解的总反应的离子方程式为2C2++2H2O 2 C +O2↑+4H+，故D正确
10．(2021•天津卷，11)如下所示电解装置中，通电后石墨电极Ⅱ上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解，下列判断错误的是(    )
A．a是电源的负极B．通电一段时间后，向石墨电极Ⅱ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0.01ml Fe2O3完全溶解时，至少产生气体336mL (折合成标准状况下)
【解析】通电后石墨电极Ⅱ上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解，说明石墨电极Ⅱ为阳极，则电源b为正极，a为负极，石墨电极Ⅰ为阴极。A项， a是电源的负极，故A正确；B项，石墨电极Ⅱ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Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出现红色，故B正确；C项，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项，当0.01ml Fe2O3完全溶解时，消耗氢离子为0.06ml，根据阳极电极反应式2H2O-4e-=4H++O2，产生氧气为0.015ml，体积为336mL (折合成标准状况下)，故D正确；故选C。
11．(2021•湖北选择性考试，15) Na2Cr2O7的酸性水溶液随着H+浓度的增大会转化为CrO3。电解法制备CrO3的原理如图所示。下列说法错误的是(   )
A．电解时只允许H+通过离子交换膜B．生成O2和H2的质量比为8：1C．电解一段时间后阴极区溶液OH-的浓度增大D．CrO3的生成反应为：Cr2O72-＋2H+＝2CrO3＋H2O
【解析】左侧电极上产生O2，右侧电极上产生H2，说明左极为阳极，电极反应式为2H2O－4e-＝4H+＋O2↑，左侧制备三氧化铬：Cr2O72-＋2H+＝2CrO3＋H2O；右极为阴极，电极反应式为4H2O＋4e-＝4OH-＋2H2↑。在阳极区参与反应制备三氧化铬，故不通过离子交换膜，通过交换膜向阴极区迁移，A项错误；根据电子守恒，产生O2、H2的质量之比为32：4＝8：1，B项正确；由阴极反应式知，阴极产生OH-；如果阴极通过交换膜向左侧迁移，OH-必然会中和H+，与题意相矛盾，所以，钠离子由左侧向右侧迁移，阴极区氢氧化钠溶液浓度增大，C项正确；根据原料和产物组成知，Cr2O72-＋2H+＝2CrO3＋H2O；D项正确。
12．(2021•海南选择性考试，9)液氨中存在平衡：2NH3 NH4++NH2-。如图所示为电解池装置，以KNH2的液氨溶液为电解液，电解过程中a、b两个惰性电极上都有气泡产生。下列有关说法正确的是(   )
A．b电极连接的是电源的负极B．a电极的反应为2NH3+2e-=H2+2NH2-C．电解过程中，阴极附近K+浓度减小D．理论上两极产生的气体物质的量之比为1：1
【解析】A项，根据图示可知：在b电极上产生N2，N元素化合价升高，失去电子，发生氧化反应，所以b电极为阳极，连接电源的正极，A错误；B项，电极a上产生H2，H元素化合价降低得到电子，发生还原反应，所以a电极为阴极，电极反应式为：2NH3+2e-=H2+2NH2-，B正确；C项，电解过程中，阴极附近产生NH2-，使附近溶液中阴离子浓度增大，为维持溶液电中性，阳离子K+会向阴极区定向移动，最终导致阴极附近K+浓度增大，C错误；D项，每反应产生1 ml H2，转移2 ml电子，每反应产生1 ml N2，转移6 ml电子，故阴极产生H2与阳极产生的N2的物质的量的比是3：1，D错误；故选B。
13．(2021·江苏卷，12)通过下列方法可分别获得H2和O2：①通过电解获得NiOOH和H2(如图)；②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：2H2O 2H2↑+O2↑D．电解过程中转移4ml电子，理论上可获得22.4LO2