新高考化学一轮复习考点过关练习第35练 电解池（含解析）

专题12化学反应与电能第35练电解池1．电解池中，阳极的电极材料一定()A.发生氧化反应 B.与电源正极相连C.是铂电极 D.得电子【答案】B【解析】阳极材料若为活泼金属则直接发生氧化反应；若为惰性电极，则为电解质溶液中最易失电子的阴离子发生氧化反应。2．下列关于电解槽的叙述中不正确的是()A．与电源正极相连的是电解槽的阴极B．与电源负极相连的是电解槽的阴极C．在电解槽的阳极发生氧化反应D．电子从电源的负极沿导线流入电解槽的阴极【答案】A【解析】电解槽的电极名称是由电极材料与电源的连接方式决定的，与电源正极相连的是电解槽的阳极。3．电解CuCl2和NaCl的混合溶液，阴极和阳极上首先析出的物质分别是()A．Cu和Cl2B．H2和Cl2C．H2和O2D．Cu和O2【答案】A【解析】在CuCl2和NaCl溶液中，Cu2＋、Na＋、H＋向阴极移动，因Cu2＋氧化性最强，则阴极反应为：Cu2＋＋2e－=Cu，而Cl－、OH－向阳极移动，因Cl－的还原性比OH－强，所以阳极反应为：2Cl－－2e－=Cl2↑，故电解时阴极、阳极首先析出的物质分别为Cu和Cl2。4．下图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极()A．a为负极B．b为阳极C．c电极上有氯气产生D．d电极上发生氧化反应【答案】C【解析】A项，有电流流出的是正极，a为正极，故A错误；B项，b是负极，故B错误；C项，c与正极相连是阳极，吸引阴离子，使Cl-变成氯气，故C正确；D项，d与负极相连是阴极，阴极发生还原反应，故D错误；故选C。5．用石墨作电极，电解1mol·L－1下列物质的溶液，溶液中的pH保持不变的是()A.HCl B.NaOHC.Na2SO4 D.NaCl【答案】C【解析】用石墨作电极，电解HCl(aq)时，H＋放电产生H2，使溶液中c(H＋)减小，pH增大，所以A不符合；用石墨作电极，电解NaOH(aq)时，实质为电解水，使溶液中c(OH－)增大，pH增大，所以B不符合；用石墨作电极，电解NaCl(aq)时，生成NaOH，溶液中c(OH－)增大，pH增大，则D不符合；只有电解Na2SO4(aq)时，实质为电解水，溶液仍为中性，pH不变，故选项C正确。6．若某装置发生如下反应：Cu＋2H＋=Cu2＋＋H2↑，关于该装置的有关说法正确的是()A.该装置一定为原电池B.该装置为电解池C.若为原电池，Cu为正极D.电解质溶液可能是硝酸溶液【答案】B【解析】已知反应为非自发的氧化还原反应，故该装置应为电解池，而非原电池，但电解质不能为HNO3，否则得电子的为NOeq\o\al(－,3)，而非H＋得电子放出H2。7．用石墨做电极电解CuCl2溶液，下列说法正确的是()A．在阳极上析出金属铜B．在阴极上析出金属铜C．在阴极上产生有刺激性气味的气体D．阳极上发生还原反应【答案】B【解析】根据电解原理，阳极发生氧化反应：2Cl－－2e－=Cl2↑，阴极发生还原反应：Cu2＋＋2e－=Cu。因此阳极上产生有刺激性气味的气体氯气，在阴极上析出铜。故B符合题意。8．如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。下列说法正确的是()A．a为阳极，b为阴极B．a发生氧化反应，b发生还原反应C．溶液中Na＋向b极移动D．a极产生H2，b极产生O2【答案】D【解析】电解Na2SO4溶液实际上是电解水，电解时发生的反应为：a(阴极)：4H＋＋4e－=2H2↑(还原反应)；b(阳极)：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑(氧化反应)，故A、B错误；溶液中阳离子(Na＋)移向阴极(a极)，C错误。9．用石墨作电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的()A．CuSO4B．H2OC．CuOD．CuSO4·5H2O【答案】C【解析】由硫酸铜溶液的电解方程式：2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解),\s\do5())2Cu＋O2＋2H2SO4可知，加入CuO才可与生成的H2SO4反应生成CuSO4而使电解液恢复到原浓度，故C正确。10．关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是()A．若在阴极附近的溶液中滴入石蕊试液，溶液呈无色B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色C．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性【答案】B【解析】电解食盐水时发生的反应：阳极：2Cl－－2e－=Cl2，阴极：2H2O＋2e－=H2＋2OH－(或2H＋＋2e－=H2)，总反应：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2NaOH＋H2＋Cl2。阴极显碱性，滴入石蕊溶液变蓝，A错误；阳极附近的溶液中会溶有少量的Cl2，滴加KI溶液后发生反应：Cl2＋2I－=I2＋2Cl－，溶液呈棕色，B正确；阴极上是H2O电离产生的H＋放电产生H2，不是Na＋放电生成钠，C错误；电解后生成NaOH溶液呈碱性，D错误。11．用惰性电极进行电解，下列说法正确的是()A．电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液pH不变B．电解稀NaOH溶液，要消耗OH-，故溶液pH减小C．电解Na2SO4溶液，在阴极上和阳极上生成气体产物的物质的量之比为1：2D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上生成产物的物质的量之比为1：1【答案】D【解析】A项，电解稀硫酸时，实质上是电解水，溶剂的质量减少，溶质的质量不变，所以溶液的浓度增大，氢离子的浓度增大，溶液的pH变小，故A错误；B项，电解稀氢氧化钠溶液时，实质上是电解水，溶剂的质量减少，溶质的质量不变，所以溶液的浓度增大，氢氧根离子的浓度增大，溶液的pH变大，故B错误；C项，电解硫酸钠溶液时，实质上是电解水，阴极上氢离子得电子生成氢气，阳极上氢氧根离子失电子生成氧气，根据得失电子守恒，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为2：1，故C错误；D项，电解氯化铜溶液时，阴极上铜离子得电子生成铜，阳极上氯离子失电子生成氯气，根据得失电子守恒，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1：1，故D正确；故选D。12．用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种纯净物(方括号内的物质)，能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是()A．AgNO3[AgNO3]B．NaOH[H2O]C．KCl[KCl]D．CuSO4[Cu(OH)2]【答案】B【解析】A项：4AgNO3＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))4Ag＋O2↑＋4HNO3，脱离反应体系的物质是4Ag＋O2，相当于2Ag2O，所以应当加入适量Ag2O才能复原。(加入AgNO3，会使NOeq\o\al(－,3)的量增加)；B项：2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2H2↑＋O2↑脱离反应体系的是2H2＋O2，相当于2H2O，加入适量水可以复原。C项：2KCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2KOH＋H2↑＋Cl2↑，脱离反应体系的是H2＋Cl2，相当于2HCl，应通入适量HCl气体才能复原。(加入盐酸时，同时也增加了水)D项：2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2H2SO4＋2Cu＋O2↑，脱离反应体系的是2Cu＋O2，相当于2CuO，加入适量CuO可以复原。1．用惰性电极电解AgNO3溶液，下列说法不正确的是()A.电解过程中阴极质量不断增加B.电解过程中溶液的pH不断降低C.此时向溶液中加入适量的Ag2O固体可使溶液恢复到电解前的状况D.电解后两极产生的气体体积比为2∶1【答案】D【解析】用惰性电极电解AgNO3溶液，电解反应方程式为4AgNO3＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))4Ag＋O2↑＋4HNO3。阴极上析出Ag，阳极上放出O2，故A正确、D错误；由于生成HNO3溶液，pH应不断降低，B正确；要使溶液恢复到电解前的状况要看加入的物质在溶液中的反应：2Ag2O＋4HNO3=4AgNO3＋2H2O，得到的物质恰好是反应掉的物质，可以使溶液恢复到电解前的状况，C正确。2．用如图所示装置用石墨电极电解氯化铜溶液，Y电极上产生能使湿润的淀粉KI试纸变蓝的黄绿色气体。下列判断正确的是()A．a为电源正极B．X电极质量增加C．Y电极若换成Cu，电极反应质量不变D．X电极表面发生氧化反应【答案】B【解析】Y电极上产生能使湿润的淀粉KI试纸变蓝的黄绿色气体，即产生氯气，则Y为阳极，与Y相连的b为电源正极，X为阴极，与X相连的a为电源负极。A项，根据分析可知a为电源负极，故A错误；B项，X为阴极，铜离子在阴极被还原生成铜单质，所以X电极质量增加，故B正确；C项，Y为阳极，若换成Cu，则Cu被氧化生成铜离子，电极质量减小，故C错误；D项，X为阴极，电极表面得电子发生还原反应，故D错误；故选B。3．如图中X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板增重，b极板有无色无味气体放出，符合这一情况的是()选项a极板b极板X电极Z溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl2【答案】A【解析】a极质量增加，必定是金属在a极析出，a极一定是阴极。B选项Z溶液为NaOH，无金属析出，被排除。又因为b极有无色无味气体生成，只能是O2，而D选项电解CuCl2溶液，阳极要析出Cl2，D选项被排除。在A、C选项中，根据电极名称，X应当作为电源的负极。4．氯碱工业用离子交换膜法电解饱和食盐水，装置示意图如图。下列说法错误的是()A．a为阳极，发生氧化反应生成氯气B．b极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-C．电解时，Na+穿过离子交换膜进入阴极室D．饱和食盐水从c处进入，淡盐水从e处流出【答案】D【解析】A项，a和电源的正极相连，为阳极，溶液中的Cl-在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，故A正确；B项，b为阴极，溶液中水电离出来的H+得到电子生成氢气，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故B正确；C项，离子交换膜为阳离子交换膜，电解时，阳离子移向阴极，所以Na+穿过离子交换膜进入阴极室，故C正确；D项，由于溶液中的Cl-在阳极放电，所以饱和食盐水从c处进入阳极室，Cl-放电生成氯气逸出，Na+穿过离子交换膜进入阴极室，所以淡盐水从d处流出，故D错误；故选D。5．Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理论设计的制取Cu2O的电解池示意图如图，电解总反应为2Cu+H2OCu2O+H2↑。下列说法正确的是()。A．石墨电极上产生氢气B．铜电极发生还原反应C．铜电极接直流电源的负极D．当有0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成【答案】A【解析】石墨作阴极，电极反应为2H++2e-=H2↑，A项正确；Cu作电解池的阳极，发生氧化反应，B项错误；阳极与电源的正极相连，C项错误；阳极反应为2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O，当有0.1mol电子转移时，有0.05molCu2O生成，D项错误。6．科学家根据地康法制氯气原理，设计出一种利用电解原理的新型工业废气氯化氢的利用方案(装置如下图所示，电极为惰性材料)。下列说法正确的是()A．A电极接电源负极，电极电势：A<BB．每生成22.4L(标准状况)氯气：溶液中有2molSKIPIF1<0移向B电极C．B电极的电极反应式为4Fe2++4e-+O2+4H+=4Fe3++2H2OD．该装置中的稀硫酸可用碳酸钠溶液代替【答案】B【解析】A项，由电解池的装置图可知，A电极上HCl中Cl元素失去电子，被氧化生成氯气，电极反应式为2HCl-2e-=Cl2↑+2H+，即A电极为阳极，连接电源正极，与电池正极相连的A电极电势高，A项错误；B项，每生成22.4L(标准状况)氯气，即1mol氯气，由阳极反应式2HCl-2e-=Cl2↑+2H++可知，转移电子的物质的量为2mol，即溶液中有2molH+移向阴极，B项正确；C项，B电极为阴极，由装置图可知，电极表面发生还原反应Fe3++e-=Fe2+，C项错误；D项，碳酸钠和盐酸反应，同时溶液呈碱性也会消耗铁离子，D项错误；故选B。7．“三室法”制备烧碱和硫酸示意图如下，下列说法正确的是()A．电极A为阳极，发生氧化反应B．离子交换膜A为阴离子交换膜C．稀硫酸从c处进，浓SKIPIF1<0溶液从b处出，浓Na2SO4溶液从e处进D．Na+和SO42-迁移的数量和等于导线上通过电子的数量【答案】C【解析】根据题意和装置图，利用“三室法”制备烧碱和硫酸，则两个电极一边产生硫酸，一边产生烧碱，e处加入的应为硫酸钠溶液，钠离子与硫酸根离子通过离子交换膜A、B向两极移动，根据B电极上生成氧气，即电解质溶液中的氧元素，由-2价变为0价，化合价升高失电子，发生氧化反应，则电极B为阳极，硫酸根离子通过离子交换膜B向电极B移动，阳极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，则c处加入的为稀硫酸，d处流出的为浓硫酸；电极A为阴极，Na+透过离子交换膜A向电极A移动，a加入的为稀氢氧化钠溶液，b流出的为浓氢氧化钠溶液，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑。A项，根据分析，电极A为阴极，发生还原反应，故A错误；B项，Na+透过离子交换膜A向电极A移动，则离子交换膜A为阳离子交换膜，故B错误；C项，稀硫酸从c处进，浓NaOH溶液从b处出，浓Na2SO4溶液从e处进，故C正确；D项，一个电子带一个单位的负电荷，Na+带一个单位的正电荷，硫酸根离子带两个单位的负电荷，Na+迁移的数量等于导线上通过电子的数量，导线上通过电子的数量等于硫酸根离子迁移数量的两倍，故D错误；故选C。8．H2O2和O3都是较强的氧化剂，可用于环境消杀。以下电化学装置可协同产生H2O2和O3，产生H2O2和O3的物质的量之比为5：1，下列说法错误的是()A．Y电极电势低于X电极B．膜为质子交换膜C．生成双氧水的电极反应式为O2+2e-+2H+=H2O2D．X极处可能还存在其他副反应【答案】A【解析】Y极O元素从-2价升至0价，是阳极，电极反应式：2H2O-4e-=O2+4H+，3H2O-6e-=O3+6H+，X极是阴极，电极反应式为：O2+2e-+2H+=H2O2；A项，Y是阳极，X极是阴极，Y电极电势比X电极高，A错误；B项，H+由Y极向X极移动，则膜为质子交换膜，B正确；C项，X极是阴极，生成双氧水的电极反应式为O2+2e-+2H+=H2O2，C正确；D项，Y极还可能发生的电极反应式为3H2O-6e-=O3+6H+，则H2O2和O3的物质的量之比为3：1，故应有其他副反应生成H2O2，才会有5:1，D正确；故选A。9．利用如图所示装置可以除去尾气中的H2S，其中电化学膜的主要材料是碳和熔融的碳酸盐。下列说法错误的是()A．经过处理所得的净化气可以直接排放B．a电极为阴极，发生还原反应C．b电极通入N2的目的是将生成的S2从电极表面及时带出D．由净化气中CO2含量明显增加可知，尾气处理过程中电化学膜有损耗，需定期更换【答案】A【解析】A项，根据图示可知：在a电极上H2S得到电子变为H2，随净化后的空气逸出，由于H2是可燃性气体，直接排放可能会造成爆炸等事故的发生，因此要经处理后再排放，A错误；B项，在a电极上H2S得到电子被还原为H2，所以a电极为阴极，发生还原反应，B正确；C项，b电极为阳极，S2-失去电子发生氧化反应变为S2，通入N2的目的是将生成的S2从电极表面及时带出，防止其在电极上附着，C正确；D项，净化气中CO2含量明显增加，不是电化学膜中的碳被氧化，而是H2S是酸性气体，与电化学膜中的碳酸盐反应产生的，因此电化学膜有损耗，需定期更换，D正确；故选A。10．国际能源期刊报道一种绿色环保“全氢电池”，有望减少废旧电池产生污染。其工作原理如图所示。下列说法错误的是()A．该装置中，氢气在碱性溶液中的还原性比在酸性溶液中弱B．该装置巧妙地将中和反应的热能转变为电能C．负极区添加浓KOH溶液或正极区提高稀硫酸浓度均可提供该电池持续供电的动力D．电解质溶液中存在反应：2CrO42-+2H+SKIPIF1<0CO72-+H2O【答案】A【解析】根据装置分析可知，左侧失电子为负极，电极反应为H2-2e-+2OH-=2H2O，右侧则为正极，电解质溶液中存在反应2CrO42-+2H+SKIPIF1<0CO72-+H2O。A项，氢气的还原性与酸碱性无关，A错误；B项，该装置中H2与K2CrO4都是循环利用的，总反应是KOH与H2SO4的中和反应，因此该装置就是利用中和反应的热能转变为电能，B正确；C项，根据左侧发生反应H2-2e-+2OH-=2H2O，左侧失电子为负极，右侧则为正极，图示浓KOH溶液在负极区，稀硫酸在正极区，提高二者浓度均可提供该电池持续供电的动力，C正确；D项，铬酸钾的作用是离子定向移动形成电流，电解质溶液中存在反应：2CrO42-+2H+SKIPIF1<0CO72-+H2O，D正确；故选A。11．利用(Q)与电解转化法从烟气中分离SKIPIF1<0的原理如图。已知气体可选择性通过膜电极，溶液不能通过。下列说法错误的是()A．a为电源负极 B．溶液中Q的物质的量保持不变C．SKIPIF1<0在M极被还原 D．分离出的SKIPIF1<0从出口2排出【答案】C【解析】由题干信息可知，M极发生的是由Q转化为的过程，该过程是一个还原反应，故M极为阴极，电极反应为：+2H2O+2e-=+2OH-，故与M极相连的a电极为负极，N极为阳极，电极反应为：-2e-=+2H+，b极为电源正极。A项，由分析可知，a为电源负极，A正确；B项，由分析可知，根据电子守恒可知，溶液中Q的物质的量保持不变，B正确；C项，由分析可知，整个过程CO2未被还原，CO2在M极发生反应为CO2+OH-=HCO3-，C错误；D项，由题干信息可知，M极上CO2发生反应为：CO2+OH-=HCO3-被吸收，HCO3-向阳极移动，N极上发生的反应为：HCO3-+H+=H2O+CO2↑，故分离出的CO2从出口2排出，D正确；故选C。12．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()SKIPIF1<0A．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：Cr2O2＋2H＝2CrO3＋H2O【答案】A【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：Cr2O2＋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，Cr2O2＋2H＝2CrO3＋H2O；D项正确。1．（2022•广东选择性考试）以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，实现Al的再生。该过程中()A．阴极发生的反应为M-2e-=Mg2+ B．阴极上Al被氧化C．在电解槽底部产生含Cu的阳极泥 D．阳极和阴极的质量变化相等【答案】C【解析】根据电解原理可知，电解池中阳极发生失电子的氧化反应，阴极发生得电子的还原反应，该题中以熔融盐为电解液，含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，通过控制一定的条件，从而可使阳极区Mg和Al发生失电子的氧化反应，分别生成Mg2+和Al3+，Cu和Si不参与反应，阴极区Al3+得电子生成Al单质，从而实现Al的再生。A项，阴极应该发生得电子的还原反应，实际上Mg在阳极失电子生成Mg2+，A错误；B项，Al在阳极上被氧化生成Al3+，B错误；C项，阳极材料中Cu和Si不参与氧化反应，在电解槽底部可形成阳极泥，C正确；D项，因为阳极除了铝参与电子转移，镁也参与了电子转移，且还会形成阳极泥，而阴极只有铝离子得电子生成铝单质，根据电子转移数守恒及元素守恒可知，阳极与阴极的质量变化不相等，D错误；故选C。2．(2020年1月浙江选考)在氯碱工业中，离子交换膜法电解饱和食盐水示意图如下，下列说法不正确的是()离子交换膜A．电极A为阳极，发生氧化反应生成氯气B．离子交换膜为阳离子交换膜C．饱和NaCl从a处进，NaOH溶液从d处出D．OH-迁移的数量等于导线上通过电子的数量【答案】D【解析】氯碱工业中的总反应为2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑；电解池中阳极失电子发生氧化反应，氯碱工业中Cl2为氧化产物，所以电极A为阳极，电极B为阴极。A项，根据分析可知电极A为阳极，发生氧化反应生成氯气，故A正确；B项，阳极发生的方程式为：2Cl--2e-═Cl2↑，阴极：2H++2e-═H2↑；为了防止生成的氯气与氢氧化钠发生反应，氢氧化钠要从b口流出，所以要防止OH-流向阳极即电极A，该离子交换膜为阳离子交换膜，故B正确；C项，根据B选项的分析可知饱和NaCl从a处进，NaOH溶液从d处出，故C正确；D项，根据总反应方程式可知当反应中转移4mol电子时，生成2molOH-，故D错误；故选D。3．（2022•广东选择性考试）科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为：NaTi2（PO4）3+2Na++2e-=Na3Ti2（PO4）3。下列说法正确的是()A．充电时电极b是阴极B．放电时NaCl溶液的SKIPIF1<0减小C．放电时NaCl溶液的浓度增大D．每生成1molCl2，电极a质量理论上增加23g【答案】C【解析】A项，由充电时电极a的反应可知，充电时电极a发生还原反应，所以电极a是阴极，则电极b是阳极，故A错误；B项，放电时电极反应和充电时相反，则由放电时电极a的反应为Na3Ti2（PO4）3-2e-=NaTi2（PO4）3+2Na+可知，NaCl溶液的pH不变，故B错误；C项，放电时负极反应为Na3Ti2（PO4）3-2e-=NaTi2（PO4）3+2Na+，正极反应为Cl2+2e-=2Cl-，反应后Na+和Cl-浓度都增大，则放电时NaCl溶液的浓度增大，故C正确；D项，充电时阳极反应为2Cl--2e-=Cl2↑，阴极反应为NaTi2（PO4）3+2Na++2e-=Na3Ti2（PO4）3，由得失电子守恒可知，每生成1molCl2，电极a质量理论上增加23g/molSKIPIF1<02mol=46g，故D错误；故选C。4．（2022·浙江省6月选考）通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4可获得难溶性的Li2CO3和MnO2，电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是()A．电极A为阴极，发生还原反应B．电极B的电极发应：2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+C．电解一段时间后溶液中Mn2+浓度保持不变D．电解结束，可通过调节SKIPIF1<0除去Mn2+，再加入Na2CO3溶液以获得Li2CO3【答案】C【解析】A项，由电解示意图可知，电极B上Mn2+转化为了MnO2，锰元素化合价升高，失电子，则电极B为阳极，电极A为阴极，得电子，发生还原反应，A正确；B项，由电解示意图可知，电极B上Mn2+失电子转化为了MnO2，电极反应式为：2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+，B正确；C项，电极A为阴极，LiMn2O4得电子，电极反应式为：2LiMn2O4+6e-+16H+=2Li++4Mn2++8H2O，依据得失电子守恒，电解池总反应为：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，反应生成了Mn2+，Mn2+浓度增大，C错误；D项，电解池总反应为：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，电解结束后，可通过调节溶液pH将锰离子转化为沉淀除去，然后再加入碳酸钠溶液，从而获得碳酸锂，D正确；故选C。5．（2021•全国甲卷）乙醛酸是一种重要的化工中间体，可果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H2O解离为H+和OH-，并在直流电场作用下分别问两极迁移。下列说法正确的是()A．KBr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2mol乙醛酸，理论上外电路中迁移了1mol电子D．双极膜中间层中的SKIPIF1<0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。A项，KBr在上述电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项，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项，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项，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；故选D。6．（2021•全国乙卷）沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率，为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示)，通入一定的电流。下列叙述错误的是()A．阳极发生将海水中的Cl-氧化生成Cl2的反应B．管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClOC．阴极生成的H2应及时通风稀释安全地排入大气D．阳极表面形成的Mg(OH)2等积垢需要定期清理【答案】D【解析】海水中除了水，还含有大量的Na+、Cl-、Mg2+等，根据题干信息可知，装置的原理是利用惰性电极电解海水，阳极区溶液中的Cl-会优先失电子生成Cl2，阴极区H2O优先得电子生成H2和OH-，结合海水成分及电解产物分析。A项，根据分析可知，阳极区海水中的Cl-会优先失去电子生成Cl2，发生氧化反应，A正确；B项，设置的装置为电解池原理，根据分析知，阳极区生成的Cl2与阴极区生成的OH-在管道中会发生反应生成NaCl、NaClO和H2O，其中NaClO具有强氧化性，可氧化灭杀附着的生物，B正确；C项，因为H2是易燃性气体，所以阳极区生成的H2需及时通风稀释，安全地排入大气，以排除安全隐患，C正确；D项，阴极的电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，会使海水中的Mg2+沉淀积垢，所以阴极表面会形成Mg(OH)2等积垢需定期清理，D错误。故选D。7．（2021•广东选择性考试）钴(Co)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1molCo，Ⅰ室溶液质量理论上减少16gC．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2Co2++2H2OSKIPIF1<02Co+O2↑+4H+【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+，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Co2++2e-=Co，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2Co2++2H2OSKIPIF1<02Co+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1mol钴，阳极有1mol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2Co2++2H2OSKIPIF1<02Co+O2↑+4H+，故D正确；故选D。8．(2021•天津卷)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0.01molFe2O3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0.01molFe2O3完全溶解时，消耗氢离子为0.06mol，根据阳极电极反应式2H2O-4e-=4H++O2，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。9．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()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2.24L气体乙，电路中转移电子0.4NA【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2.24L(0.1mol)气体乙，电路中转移电子0.2NA，故选C。10．双极膜(CM/AM)在电场作用下能将水解离为H+和OH-，用双极膜电解槽电解糠醛()溶液制备糠醇()和糠酸盐()，电解时MnO2/MnOOH在电极与糠醛之间传递电子，电解过程如图所示。下列说法正确的()A．通电时双极膜将水解离为H+和OH-，OH-向X电极方向移动B．X接直流电源负极，糠醛在阴极表面得到电子被氧化为糠醇C．电解时，阳极反应为MnOOH-e-+OH-=MnO2+H2OD．生成糠酸盐的反应为+MnO2+H2O→+MnOOH【答案】C【解析】由题干电解过程图示可知，X极上是将糠醛转化为糠醇，发生了还原反应，故X为阴极，与电源的负极相连，则Y为阳极，与电源的正极相连，故电流方向即正电荷移动方向为有Y流向X，故双极膜(CM/AM)在电场作用下能将水解离为H+和OH-，H+流向X极，OH-移向Y极，X极电极反应为：+2H++2e-=，Y极的电极反应为：MnOOH-e-+OH-=MnO2+H2O，然后生成的MnO2将糠醛氧化为糠醛酸盐，反应为：+2MnO2+OH-→+2MnOOH。A项，通电时双极膜将水解离为H+和OH-，阳离子向阴极移动；X极糠醛()溶液生成糖醇()发生了还原反应，则X极为阴极；所以H+向X电极方向移动，A错误；B项，X极的糠醛()发生了还原反应被还原生成糖醇()，为阴极，接电源的负极，B错误；