重难10 电化学中的多室、多池装置（重难专练）（全国适用）（原卷版及解析）

重难10电化学中的多室、多池装置内容导航内容导航速度提升技巧掌握手感养成重难考向聚焦锁定目标精准打击：快速指明将要攻克的核心靶点，明确主攻方向重难技巧突破授予利器瓦解难点：总结瓦解此重难点的核心方法论与实战技巧重难保分练稳扎稳打必拿分数：聚焦可稳拿分数题目，确保重难点基础分值重难抢分练突破瓶颈争夺高分：聚焦于中高难度题目，争夺关键分数重难冲刺练模拟实战挑战顶尖：挑战高考压轴题，养成稳定攻克难题的“题感”一、电化学中的离子交换膜（1）阳离子交换膜(只允许阳离子和水分子通过，阻止阴离子和气体通过)以锌铜原电池为例，中间用阳离子交换膜隔开①负极反应式：Zn-2e-=Zn2＋②正极反应式：Cu2＋＋2e-=Cu③Zn2＋通过阳离子交换膜进入正极区④阳离子→透过阳离子交换膜→原电池正极(或电解池的阴极)（2）阴离子交换膜(只允许阴离子和水分子通过，阻止阳离子和气体通过)以Pt为电极电解淀粉­KI溶液，中间用阴离子交换膜隔开①阴极反应式：2H2O＋2e-=H2↑＋2OH-②阳极反应式：2I-_2e-=I2③阴极产生的OH-移向阳极与阳极产物反应：3I2＋6OH-=IO3-＋5I-＋3H2O④阴离子→透过阴离子交换膜→电解池阳极(或原电池的负极)（3）质子交换膜(只允许H＋和水分子通过)在微生物作用下电解有机废水(含CH3COOH)，可获得清洁能源H2①阴极反应式：2H＋＋2e-=H2↑②阳极反应式：CH3COOH-8e-＋2H2O=2CO2↑＋8H＋③阳极产生的H＋通过质子交换膜移向阴极④H＋→透过质子交换膜→原电池正极(或电解池的阴极)（4）电渗析法将含AnBm的废水再生为HnB和A(OH)m的原理：已知A为金属活动顺序表H之前的金属，Bn-为含氧酸根离子（5）双极膜双极膜由一张阳膜和一张阴膜复合制成。该膜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－并通过阳膜和阴膜分别向两极区移动，作为H＋和OH－的离子源（6）解题流程第一步，分清隔膜类型。即交换膜属于阳离子交换膜、阴离子交换膜或质子交换膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜。第二步，写出电极反应，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。二、含膜电解池装置分析（1）两室电解池例如，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。（2）三室电解池例如，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NHeq\o\al(＋,4)：NO＋5e－＋6H＋=NHeq\o\al(＋,4)＋H2O，NHeq\o\al(＋,4)通过阳离子交换膜进入中间室；阳极的NO被氧化为NOeq\o\al(－,3)：NO－3e－＋2H2O=NOeq\o\al(－,3)＋4H＋，NOeq\o\al(－,3)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＋7H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))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。（3）多室电解池例如，“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H2POeq\o\al(－,2)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。（建议用时：20分钟）1．（2026·河北省定州中学高三上学期期中）钠离子-石墨炔(GDY)电池是一种高可逆容量、长循环寿命的新型电池，其装置如图所示。石墨炔是层状结构，其层间距与直径相仿。首周充电即电池组装完成后第一次充电过程。下列说法错误的是A．放电时正极电极反应式为：B．GDY中和杂化的C为其导电性提供了条件C．GDY层间距有利于的嵌入和沿着GDY碳平面进行传输D．电池组装完成无需对GDY电极进行任何处理即可首周充电2．（2025·北京市房山区高三下学期一模）科学家研发了“全氧电池”，其工作原理示意图如下。下列说法不正确的是A．电极a是负极B．离子交换膜a为阴离子交换膜C．电极b的反应式：O2+4e−+4H+=2H2OD．酸性条件下O2的氧化性强于碱性条件下O2的氧化性3．（2025·甘肃卷）我国科研工作者设计了一种Mg-海水电池驱动海水()电解系统(如下图)。以新型为催化剂(生长在泡沫镍电极上)。在电池和电解池中同时产生氢气。下列关于该系统的说法错误的是A．将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化效率B．在外电路中，电子从电极1流向电极4C．电极3的反应为：D．理论上，每通过2mol电子，可产生4．（2025·湖北省云学高中联盟·一模）为解决传统电解水制氢阳极电势高、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。部分反应机理为：。下列说法正确的是A．电解时由a极向b极方向迁移B．阴极反应为2H2O-2e-=H2↑+2OH-，C．阳极反应D．相同电量下理论产量是传统电解水的2倍5．（2025·安徽卷）研究人员开发出一种锂-氢可充电电池(如图所示)，使用前需先充电，其固体电解质仅允许通过。下列说法正确的是A．放电时电解质溶液质量减小B．放电时电池总反应为C．充电时移向惰性电极D．充电时每转移电子，降低6．(2025·广东清远·一模)利用多膜装置通过电解法可以制备，同时获得一定的副产品，其电解装置如图所示。下列说法正确的是A．Y膜为阳离子交换膜B．阴极室溶液中浓度逐渐降低C．理论上每生成标准状况下，阳极室内溶液质量减少D．理论上每生成，阴极室溶液质量增加7．（2025·云南卷）一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示，双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。除硼原理：。下列说法错误的是A．Pt电极反应：B．外加电场可促进双极膜中水的电离C．Ⅲ室中，X膜、Y膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜D．Ⅳ室每生成，同时Ⅱ室最多生成8．(2025·广东汕头·一模)碱性电池发展迅猛，某实验小组利用该电池实现电化学合成氨，装置如图所示，下列说法正确的是A．N极为金属，发生氧化反应B．理论上若电解液传导，最多可生成C．不考虑其它因素，电池工作一段时间后需补充乙醇电解液D．Q极电极反应式为9．（2025·山东淄博·一模）热再生乙腈电池将还原为，利用工业废热热解甲池左室溶液可实现再生，其工作原理如图所示。下列说法错误的是A．甲池电极为负极B．甲池隔膜为阴离子交换膜C．乙池极电极反应式为D．若极生成(标准状况)，则理论上极质量减少（建议用时：10分钟）1．（2026·河北省邯郸市高三上学期11月阶段检测）锂硫电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是已知：一个电子带有的电量为C。A．该电池的电解质换成高浓度的水溶液，可以增强的导电性B．电池充电时，从左侧通过阳离子膜移到右侧C．电池放电时，电子的流动方向为金属锂片→用电器→集流板→阳离子膜→金属锂片D．金属锂质量每减小14g，经过用电器的电量约是C2．（2024·山东卷）以不同材料修饰的为电极，一定浓度的溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制和，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C．电解总反应式为D．催化阶段反应产物物质的量之比3．(2025·广东梅州·一模)某实验小组利用如图所示装置制备。已知甲装置的工作原理为：，电极a、b采用石墨或Fe。下列说法不正确的是A．乙装置中电极a应为Fe，b电极为石墨B．乙装置中可用溶液代替NaCl溶液C．电极b发生的反应：D．理论上每生成9.0g，甲装置中将有0.2mol向惰性电极II移动4．（2025·北京市丰台区·一模）一种脱除和利用水煤气中的原理示意图如下。已知：的电离平衡常数：。下列说法不正确的是A．，当装置I中时，溶液的B．装置II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II中产生的离子方程式为D．装置III中的阴极反应式为5．(2025·广东茂名·一模)利用如图所示的电化学装置可捕捉废气中的，并将其转为，同时得到高浓度的盐酸、和。在直流电源的作用下，双极膜中的可自动解离为和。下列说法不正确的是A．电极b连接电源正极B．Ⅱ、Ⅲ室之间为阴离子交换膜C．Ⅱ室中发生反应：D．理论上，每转移，双极膜上共解离6．某同学设计利用乙烷燃料电池来电解处理酸性含铬废水(主要含有)，其装置示意图如图所示，处理过程中存在反应。下列说法错误的是A．M电极的电极反应为B．铬元素最终以形式除去C．电解池右侧的Fe电极更换为石墨电极，对废水处理影响不大D．若电解过程中，电子的有效利用率为60%，每处理掉0.2mol的，理论上N电极需要通入11.2L(已折算为标准状况)7．（2025·河南卷）一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化，并以形式回收含锂废弃物中的锂元素，其工作原理如图所示。下列说法正确的是A．Ⅱ为阳离子交换膜B．电极a附近溶液的减小C．电极b上发生的电极反应式为D．若海水用溶液模拟，则每脱除，理论上可回收8．（2025·湖北腾云联盟·一模）我国科学家发明了一种以和为电极材料的新型电池，其内部结构如下图，其中a、b、c三区电解质溶液的酸碱性不同。放电时，电极材料转化为。下列说法错误的是A．充电时，a区溶液pH增大B．充电一段时间后，b区浓度减小C．放电时，电子从电极N经过导线传导到电极MD．放电时，电极N的电极反应式为9．（2025·湖北卷）某电化学制冷系统的装置如图所示。和在电极上发生相互转化，伴随着热量的吸收或释放，经由泵推动电解质溶液的循环流动实现制冷。装置只通过热交换区域Ⅰ和Ⅱ与环境进行传热，其他区域绝热。下列描述错误的是A．阴极反应为B．已知②处的电解液温度比①处的低，可推断比稳定C．多孔隔膜可以阻止阴极区和阳极区间的热交换D．已知电子转移过程非常快，物质结构来不及改变。热效应主要来自于电子转移后和离子结构的改变10．（2025·山东潍坊·一模）利用在碱性条件下实现废水中（Ⅲ）的回收，铬的去除率大于，其装置如图所示。下列说法正确的是A．膜a，膜b均为阳离子交换膜B．废水室中反应的离子方程式为C．反应一段时间后，阴极区溶液的pH减小D．通电过程中石墨N极每产生33.6L（标准状况）气体，则双极膜内减少（建议用时：20分钟）1．（2026·河北省秦皇岛市山海关区第一中学10月月考）我国某科研团队研制出一种液流电池，该电池的电解液流经玻璃空腔作为窗户，在充电和放电的同时调节窗户的颜色，从而使室内降温，以减少空调的使用，降低排放。充电时的工作原理如图所示。螯合剂邻二氮菲(phen，结构为)与、可分别形成(橙红色)、(淡蓝色)。已知：红光的热效应比蓝光的高。下列说法错误的是A．放电后自然光透过窗户，室内温度升高不明显，可以减少空调的制冷作用B．充电时，右侧电解液中离子浓度增大C．充电时，电流方向：电源正极→N电极→电解质溶液→M电极→电源负极D．放电过程中，当有2mol电子转移时，负极区电解质溶液质量增加71g2．（2025·山东省实验中学·一模）调节pH可使溶液中的氨基酸主要以两性离子的形式存在，两性离子整体呈电中性，此时溶液的pH为该氨基酸的pI(等电点)。已知：谷氨酸的pI为3.22，丙氨酸的pI为6.02，赖氨酸的pI为9.74。利用如图装置分离这三种氨基酸，a、b为离子交换膜，电极均为惰性电极。下列说法错误的是A．阴极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-B．a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜C．原料室的pH应控制在6.02D．在产品室1中，可以收集到赖氨酸3．(2025·广东珠海·一模)我国科学家研究的自驱动高效制取的电化学装置示意图如图。下列说法不正确的是A．装置a为原电池，电极I为正极B．装置b的总反应方程式为：C．装置a消耗时，整个装置消耗D．装置b生成时，理论上装置a正极区溶液质量减少4g4．（2024·黑吉辽卷）“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高效制的方法，装置如图所示。部分反应机理为：。下列说法错误的是A．相同电量下理论产量是传统电解水的1.5倍B．阴极反应：C．电解时通过阴离子交换膜向b极方向移动D．阳极反应：5．（2025·山东菏泽·一模）双阴极微生物燃料电池可进行硝化和反硝化脱氮，装置如图。下列说法错误的是A．H+的迁移方向：厌氧阳极→缺氧阴极，厌氧阳极→好氧阴极B．装置工作时，“缺氧阴极”电极附近的溶液pH增大C．“好氧阴极”电极反应式为：D．放电过程中若有1mol完全转化为，“好氧阴极”区内理论上消耗O2(STP)44.8L6．（2025·湖南湘潭·一模）铬是最硬的金属，一种三室电解法制高纯铬的装置如图所示[缓冲室为，、的混合溶液］。下列说法正确的是A．M与电源的正极相连B．膜C为阳离子交换膜，膜D为阴离子交换膜C．电池工作一段时间后，需向阳极补充一定量的D．每生成1mol气体B，缓冲室就生成7．（2025·北京市石景山区·一模）一种利用电化学原理回收铅的示意图如下。下列说法不正确的是A．每生成1molPb，有透过阳离子交换膜移向负极 B．Pb在正极生成C．负极的电极反应为 D．总反应为8．（2023·广东卷）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溶液制氨。工作时，在双极膜界面处被催化解离成和，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：B．每生成，双极膜处有的解离C．电解过程中，阳极室中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9．电解法能同时处理含多种有害物质的废水，以提高处理效率。下图为双极膜电解池中通过电解产生极强的氧化能力的羟基自由基()，来处理含苯酚废水和含甲醛废水的工作原理。已知：双极膜中间层中的解离为和。下列说法错误的是A．M极连接电源负极，电极反应式：B．双极膜中解离出的透过膜a向N极移动C．每处理3.0g甲醛，理论上消耗双极膜中D．通电一段时间后，理论上苯酚和甲醛转化生成的物质的量之比为10．（2025·山东泰安·一模）一种新型Zn-NO2电池通过自供电实现转化为NH3，装置如图所示。下列说法错误的是A．c电极的电势比d电极的电势低B．电解池的总反应式为：C．装置工作时d极区溶液的pH减小D．当电路中转移2mole-时，d极区溶液质量减少16g

重难10电化学中的多室、多池装置内容导航内容导航速度提升技巧掌握手感养成重难考向聚焦锁定目标精准打击：快速指明将要攻克的核心靶点，明确主攻方向重难技巧突破授予利器瓦解难点：总结瓦解此重难点的核心方法论与实战技巧重难保分练稳扎稳打必拿分数：聚焦可稳拿分数题目，确保重难点基础分值重难抢分练突破瓶颈争夺高分：聚焦于中高难度题目，争夺关键分数重难冲刺练模拟实战挑战顶尖：挑战高考压轴题，养成稳定攻克难题的“题感”一、电化学中的离子交换膜（1）阳离子交换膜(只允许阳离子和水分子通过，阻止阴离子和气体通过)以锌铜原电池为例，中间用阳离子交换膜隔开①负极反应式：Zn-2e-=Zn2＋②正极反应式：Cu2＋＋2e-=Cu③Zn2＋通过阳离子交换膜进入正极区④阳离子→透过阳离子交换膜→原电池正极(或电解池的阴极)（2）阴离子交换膜(只允许阴离子和水分子通过，阻止阳离子和气体通过)以Pt为电极电解淀粉­KI溶液，中间用阴离子交换膜隔开①阴极反应式：2H2O＋2e-=H2↑＋2OH-②阳极反应式：2I-_2e-=I2③阴极产生的OH-移向阳极与阳极产物反应：3I2＋6OH-=IO3-＋5I-＋3H2O④阴离子→透过阴离子交换膜→电解池阳极(或原电池的负极)（3）质子交换膜(只允许H＋和水分子通过)在微生物作用下电解有机废水(含CH3COOH)，可获得清洁能源H2①阴极反应式：2H＋＋2e-=H2↑②阳极反应式：CH3COOH-8e-＋2H2O=2CO2↑＋8H＋③阳极产生的H＋通过质子交换膜移向阴极④H＋→透过质子交换膜→原电池正极(或电解池的阴极)（4）电渗析法将含AnBm的废水再生为HnB和A(OH)m的原理：已知A为金属活动顺序表H之前的金属，Bn-为含氧酸根离子（5）双极膜双极膜由一张阳膜和一张阴膜复合制成。该膜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－并通过阳膜和阴膜分别向两极区移动，作为H＋和OH－的离子源（6）解题流程第一步，分清隔膜类型。即交换膜属于阳离子交换膜、阴离子交换膜或质子交换膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜。第二步，写出电极反应，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。二、含膜电解池装置分析（1）两室电解池例如，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。（2）三室电解池例如，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NHeq\o\al(＋,4)：NO＋5e－＋6H＋=NHeq\o\al(＋,4)＋H2O，NHeq\o\al(＋,4)通过阳离子交换膜进入中间室；阳极的NO被氧化为NOeq\o\al(－,3)：NO－3e－＋2H2O=NOeq\o\al(－,3)＋4H＋，NOeq\o\al(－,3)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＋7H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))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。（3）多室电解池例如，“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H2POeq\o\al(－,2)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。（建议用时：20分钟）1．（2026·河北省定州中学高三上学期期中）钠离子-石墨炔(GDY)电池是一种高可逆容量、长循环寿命的新型电池，其装置如图所示。石墨炔是层状结构，其层间距与直径相仿。首周充电即电池组装完成后第一次充电过程。下列说法错误的是A．放电时正极电极反应式为：B．GDY中和杂化的C为其导电性提供了条件C．GDY层间距有利于的嵌入和沿着GDY碳平面进行传输D．电池组装完成无需对GDY电极进行任何处理即可首周充电【答案】D【分析】根据题意，放电时Na发生失电子的反应，为负极；GDY为正极，发生得电子的还原反应。【解析】A．放电时，GDY电极为正极，发生得电子的还原反应，电极反应式为，故A正确；B．和杂化的C原子形成的共轭体系中存在离域电子，可为GDY提供导电性，故B正确；C．GDY层间距与Na+直径相仿，既利于Na+嵌入，也便于其沿碳平面传输，故C正确；D．首次充电时，正极（GDY电极）发生氧化反应，Na-GDY失去电子变为GDY和Na+。因此，在首次充电前，GDY电极必须是含有钠的Na-GDY状态，这通常需要进行预嵌钠处理。所以‘无需任何处理’的说法是错误的，故D错误；故选D。2．（2025·北京市房山区高三下学期一模）科学家研发了“全氧电池”，其工作原理示意图如下。下列说法不正确的是A．电极a是负极B．离子交换膜a为阴离子交换膜C．电极b的反应式：O2+4e−+4H+=2H2OD．酸性条件下O2的氧化性强于碱性条件下O2的氧化性【答案】B【分析】由图可知，电极a产生氧气，氧元素化合价升高，发生氧化反应，故a为负极，电极反应为；b为正极，电极反应为。【解析】A．由上述分析可知，a为负极，A正确；B．K+由负极移向正极定向移动，由图可知离子交换膜a为阳离子交换膜，B错误；C．由上述分析可知，b为正极，电极反应为，C正确；D．由电极方程式可知，在酸性条件下O2得电子作氧化剂，碱性条件下O2作氧化产物，则酸性条件下O2的氧化性强于碱性条件下O2的氧化性，D正确；故答案选B。3．（2025·甘肃卷）我国科研工作者设计了一种Mg-海水电池驱动海水()电解系统(如下图)。以新型为催化剂(生长在泡沫镍电极上)。在电池和电解池中同时产生氢气。下列关于该系统的说法错误的是A．将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化效率B．在外电路中，电子从电极1流向电极4C．电极3的反应为：D．理论上，每通过2mol电子，可产生【答案】D【分析】由图可知，左侧为原电池，右侧为电解池，电极1为负极，发生氧化反应，电极反应式为：Mg-2e-+2OH-=Mg(OH)2，电极2为正极发生还原反应，电极反应式为：H2O+2e-=H2↑+2OH-，右侧为电解池，电极3为阳极，产生氧气，电极4产生阴极，产生氢气。【解析】A．催化剂生长在泡沫镍电极上可加快电解速率，提高催化效率，A正确；B．根据分析，电极1是负极，电极4为阴极，电子从电极1流向电极4，B正确；C．由分析可知，电极3为阳极，发生氧化反应，生成氧气，电极3的反应为：，C正确；D．根据分析可知，电极2和电极4均产生氢气，理论上，每通过2mol电子，可产生2molH2，D错误；答案选D。4．（2025·湖北省云学高中联盟·一模）为解决传统电解水制氢阳极电势高、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。部分反应机理为：。下列说法正确的是A．电解时由a极向b极方向迁移B．阴极反应为2H2O-2e-=H2↑+2OH-，C．阳极反应D．相同电量下理论产量是传统电解水的2倍【答案】D【分析】由图可知，b电极上HCHO被氧化为HCOO-，则b电极为阳极，a电极为阴极；电解质溶液为KOH溶液，结合反应机理，则阳极反应涉及：①HCHO+OH--e-=HCOOH+H2，②HCOOH+OH-=HCOO-+H2O，则阳极反应式为：，阴极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，据此解题。【解析】A．由分析可知，b极为阳极，a极为阴极，故电解时由b极经电源向a极方向迁移，A错误；B．由分析可知，阴极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，B错误；C．由分析可知，阳极反应为：，C错误；D．由分析可知，阳极反应式为：，阴极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，则转移2mol电子时，阳极生成1molH2，阴极生成1molH2，共生成2molH2，而传统电解水的反应式：2H2O2H2↑+O2↑，转移2mol电子生成1molH2，所以相同电量下H2理论产量是传统电解水的2倍，D正确；故选D。5．（2025·安徽卷）研究人员开发出一种锂-氢可充电电池(如图所示)，使用前需先充电，其固体电解质仅允许通过。下列说法正确的是A．放电时电解质溶液质量减小B．放电时电池总反应为C．充电时移向惰性电极D．充电时每转移电子，降低【答案】C【分析】金属锂易失去电子，则放电时，惰性电极为负极，气体扩散电极为正极，电池在使用前需先充电，目的是将解离为和，则充电时，惰性电极为阴极，电极的反应为：，阳极为气体扩散电极，电极反应：，放电时，惰性电极为负极，电极反应为：，气体扩散电极为正极，电极反应为，据此解答。【解析】A．放电时，会通过固体电解质进入电解质溶液，同时正极会生成进入储氢容器，当转移2mol电子时，电解质溶液质量增加，即电解质溶液质量会增大，A错误；B．放电时，由分析中的正、负电极反应可知，总反应为，B错误；C．充电时，向阴极移动，则向惰性电极移动，C正确；D．充电时每转移电子，会有与结合生成，但不知道电解液体积，无法计算降低了多少，D错误；故选C。6．(2025·广东清远·一模)利用多膜装置通过电解法可以制备，同时获得一定的副产品，其电解装置如图所示。下列说法正确的是A．Y膜为阳离子交换膜B．阴极室溶液中浓度逐渐降低C．理论上每生成标准状况下，阳极室内溶液质量减少D．理论上每生成，阴极室溶液质量增加【答案】C【分析】阳极室：；阴极室：。电解法可以制备，根据图示，阳极室中的钾离子进入硝酸钾溶，溶液中硝酸根离子进入硝酸钾溶液、钠离子进入阴极室生成氢氧化钠。【解析】A．中通过Y膜向左移生成，Y膜为阴离子交换膜，故A错误；B．阴极室发生反应，溶液中钠离子进入阴极室生成氢氧化钠，B错误；C．生成标准状况下即转移电子，同时有2molK+移向硝酸钾溶液，则阳极室内减少，即溶液质量减少，C正确；D．生成时，转移2mol电子，阴极室内生成但补充了，因此阴极室溶液质量增加，D错误；选C。7．（2025·云南卷）一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示，双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。除硼原理：。下列说法错误的是A．Pt电极反应：B．外加电场可促进双极膜中水的电离C．Ⅲ室中，X膜、Y膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜D．Ⅳ室每生成，同时Ⅱ室最多生成【答案】C【分析】由图中氢离子和氢氧根的流向，可推出左侧Pt电极为阳极，右侧石墨电极为阴极，阳极发生的反应为：，阴极发生的反应为：，Ⅲ室中氯化钠浓度降低了，说明钠离子往阴极方向移动，氯离子往阳极反向移动，据此解答。【解析】A．由分析可知，Pt电极为阳极，阳极发生的反应为：，A正确；B．水可微弱的电离出氢离子和氢氧根，在外加电场作业下，使氢离子和氢氧根往两侧移动，降低了浓度，可促进双极膜中水的电离，B正确；C．由分析可知，Ⅲ室中氯化钠浓度降低了，说明钠离子往阴极方向移动，氯离子往阳极反向移动，即钠离子往右侧移动，通过Y膜，则Y膜为阳离子交换膜，氯离子往左侧移动，通过X膜，则X膜为阳离子交换膜，C错误；D．Ⅳ室每生成，则转移1mol电子，有1mol氢离子移到Ⅱ室中，生成，D正确；故选C。8．(2025·广东汕头·一模)碱性电池发展迅猛，某实验小组利用该电池实现电化学合成氨，装置如图所示，下列说法正确的是A．N极为金属，发生氧化反应B．理论上若电解液传导，最多可生成C．不考虑其它因素，电池工作一段时间后需补充乙醇电解液D．Q极电极反应式为【答案】D【分析】某实验小组利用碱性电池实现电化学合成氨，H2在P电极上失去电子生成H+，P电极为阳极，Q电极为阴极，则M为负极，N为正极，以此解答。【解析】A．由分析可知，M为负极，则M极为金属Zn，A错误；B．未说明NH3所处的温度和压强，无法计算生成NH3的体积，B错误；C．该装置可实现电化学合成氨，由图可知，右侧电解池的总反应方程式为N2+3H22NH3，若不考虑其它因素，则该装置反应前后，理论上乙醇的浓度不变，不需要补充乙醇电解液，C错误；D．Q电极为阴极，锂离子在阴极与氮气和C2H5OH解离出的氢离子反应生成氨基锂，电极方程式为：，D正确；故选D。9．（2025·山东淄博·一模）热再生乙腈电池将还原为，利用工业废热热解甲池左室溶液可实现再生，其工作原理如图所示。下列说法错误的是A．甲池电极为负极B．甲池隔膜为阴离子交换膜C．乙池极电极反应式为D．若极生成(标准状况)，则理论上极质量减少【答案】BD【分析】由装置图可知b电极上发生反应：，Cu作负极，a电极为正极，正极发生反应：，则c电极为阴极，d电极为阳极，据此分析解答。【解析】A．由以上分析可知甲池电极为负极，故A正确；B．由图示信息可知，甲池中两极产物均为，且最终从左侧电极导出，则b电极生成的应通过隔膜进入左侧，该隔膜应为阳离子交换膜，故B错误；C．c电极为阴极，该电极上还原为，电极反应为：，故C正确；D．若极生成(标准状况)，即消耗0.05mol氧气，转移电子0.2mol，结合上述电极反应可知b电极消耗0.2molCu，质量减少12.8g，故D错误；故选：BD。（建议用时：10分钟）1．（2026·河北省邯郸市高三上学期11月阶段检测）锂硫电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是已知：一个电子带有的电量为C。A．该电池的电解质换成高浓度的水溶液，可以增强的导电性B．电池充电时，从左侧通过阳离子膜移到右侧C．电池放电时，电子的流动方向为金属锂片→用电器→集流板→阳离子膜→金属锂片D．金属锂质量每减小14g，经过用电器的电量约是C【答案】D【解析】A．该电池的电解质换成高浓度的Li2SO4水溶液，锂和水反应，导致电池失效，A错误；B．电池充电时为电解池，左侧为放电时的负极，充电时，左侧为电解池的阴极，Li+从右侧通过阳离子膜移到左侧，B错误；C．电池放电时，电子的流动方向为金属锂片→用电器→集流板，不能通过阳离子膜，C错误；D．金属锂质量每减小14g，金属锂的物质的量，，失去电子物质的量2mol，经过用电器的电量=2mol×6.02×1023/mol×1.6×10-19C≈1.93×105C，D正确；故答案选D。2．（2024·山东卷）以不同材料修饰的为电极，一定浓度的溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制和，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C．电解总反应式为D．催化阶段反应产物物质的量之比【答案】B【分析】电极b上Br-发生失电子的氧化反应转化成，电极b为阳极，电极反应为Br--6e-+3H2O=+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+3H2↑；催化循环阶段被还原成Br-循环使用、同时生成O2，实现高效制H2和O2，即Z为O2。【解析】A．根据分析，电极a为阴极，连接电源负极，A项正确；B．根据分析电解过程中消耗H2O和Br-，而催化阶段被还原成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．根据分析电解总反应式为Br-+3H2O+3H2↑，C项正确；D．催化阶段，Br元素的化合价由+5价降至-1价，生成1molBr-得到6mol电子，O元素的化合价由-2价升至0价，生成1molO2失去4mol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；答案选B。3．(2025·广东梅州·一模)某实验小组利用如图所示装置制备。已知甲装置的工作原理为：，电极a、b采用石墨或Fe。下列说法不正确的是A．乙装置中电极a应为Fe，b电极为石墨B．乙装置中可用溶液代替NaCl溶液C．电极b发生的反应：D．理论上每生成9.0g，甲装置中将有0.2mol向惰性电极II移动【答案】B【解析】A．乙装置目的是制备，需要，电极a应为Fe作阳极失电子生成，b电极为阴极，可采用石墨，该选项正确；B．若用溶液代替溶液，在阴极得电子生成Cu，无法生成，就不能生成，该选项错误；C．电极b为阴极，溶液中的得电子发生还原反应，电极反应式为，该选项正确；D．9.0g的物质的量为，根据，，生成0.1mol，电路中转移0.2mol电子，甲装置中阳离子向正极（惰性电极II）移动，根据电荷守恒，有0.2mol向惰性电极II移动，该选项正确；综上所述，正确答案是Ｂ。4．（2025·北京市丰台区·一模）一种脱除和利用水煤气中的原理示意图如下。已知：的电离平衡常数：。下列说法不正确的是A．，当装置I中时，溶液的B．装置II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II中产生的离子方程式为D．装置III中的阴极反应式为【答案】A【分析】装置III有电源，为电解池。根据题意可知，该装置将CO2还原为C2H4，阴极上发生还原反应，结合题图知，左侧电极为阴极，电极式为：，右侧电极为阳极，电极式为：。装置II中碳酸氢钾受热分解生成碳酸钾、CO2和水，装置I中碳酸钾与水煤气中的CO2反应转化为碳酸氢钾。【解析】A．，当装置I中时，根据，故，pH=10，A错误；B．装置II中为KHCO3溶液，既存在的水解又存在的电离，显碱性的原因是的水解程度大于的电离程度，B正确；C．装置II中产生的原因是碳酸氢钾受热分解，离子方程式为，C正确；D．根据分析，装置III中的阴极反应式为，D正确；故选A。5．(2025·广东茂名·一模)利用如图所示的电化学装置可捕捉废气中的，并将其转为，同时得到高浓度的盐酸、和。在直流电源的作用下，双极膜中的可自动解离为和。下列说法不正确的是A．电极b连接电源正极B．Ⅱ、Ⅲ室之间为阴离子交换膜C．Ⅱ室中发生反应：D．理论上，每转移，双极膜上共解离【答案】D【分析】电极b：溶液中的H2O在阳极失去电子发生氧化反应，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+。电极a：溶液中的H+在阴极得到电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑。【解析】左侧双极膜中移向电极a，即电极a为阴极，电极b为阳极，连接电源正极，故A正确；B．右侧双极膜中移向Ⅲ室，Ⅱ室中也移向Ⅲ室，Ⅲ室中才能获得高浓度盐酸，Ⅱ、Ⅲ室之间为阴离子交换膜，故B正确；C．通过阴离子交换膜移向Ⅱ室，Ⅱ室中发生反应：，故C正确；D．理论上，每转移，每个双极膜上解离两个双极膜上共解离，故D错误；故选：D。6．某同学设计利用乙烷燃料电池来电解处理酸性含铬废水(主要含有)，其装置示意图如图所示，处理过程中存在反应。下列说法错误的是A．M电极的电极反应为B．铬元素最终以形式除去C．电解池右侧的Fe电极更换为石墨电极，对废水处理影响不大D．若电解过程中，电子的有效利用率为60%，每处理掉0.2mol的，理论上N电极需要通入11.2L(已折算为标准状况)【答案】D【分析】由图可知，左侧装置为燃料电池，M电极为燃料电池的负极，氧离子作用下乙烷失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，N电极为正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氧离子；右侧装置为电解池，与M电极相连的铁电极为阴极，氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，与N电极相连的铁电极为阳极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子：Fe-2e-=Fe2+，放电生成的亚铁离子酸性条件下与废水中的重铬酸根离子反应生成铬离子、铁离子和水，随着H+的放电和被消耗，溶液的pH增大，溶液中的铁离子、铬离子与氢氧根离子反应生成氢氧化铁、氢氧化铬沉淀达到处理酸性含铬废水的目的。【解析】A．由分析可知，M电极为燃料电池的负极，氧离子作用下乙烷失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，电极反应式为，故A正确；B．由分析可知，铬元素最终以氢氧化铬形式除去而达到处理酸性含铬废水的目的，故B正确；C．由分析可知，与M电极相连的右侧铁电极为阴极，氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，右侧的铁电极更换为石墨电极，此时仍然是氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，不会影响对废水处理，故C正确；D．每处理掉0.2mol重铬酸根离子，需要1.2molFe2+，若电解过程中，电子的有效利用率为60%，由得失电子数目守恒可知，理论上N电极需要通入标准状况下氧气的体积为×22.4L/mol=22.4L，故D错误；故选D。7．（2025·河南卷）一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化，并以形式回收含锂废弃物中的锂元素，其工作原理如图所示。下列说法正确的是A．Ⅱ为阳离子交换膜B．电极a附近溶液的减小C．电极b上发生的电极反应式为D．若海水用溶液模拟，则每脱除，理论上可回收【答案】D【分析】由图可知，左侧为阴极，电极反应为，右侧为阳极，电极反应为，在膜Ⅰ和膜Ⅱ间加入海水，钠离子透过膜Ⅰ进入阴极区得到氢氧化钠，氯离子透过膜Ⅱ进入膜Ⅱ与膜Ⅲ之间，锂离子透过膜Ⅲ进入膜Ⅱ与膜Ⅲ之间，在此处得到LiCl，则膜Ⅰ为阳膜，膜Ⅱ为阴膜，膜Ⅲ为阳膜，据此解答。【解析】A．由分析可知，膜Ⅱ为阴膜，A错误B．a电极的反应为，pH变大，B错误；C．由分析可知，电极b的反应为，C错误；D．每脱除58.5gNaCl，转移电子数为1mol，有1molLi+和1molCl-分别透离子交换膜Ⅲ、膜Ⅱ，可得到1molLiCl，D正确；故选D。8．（2025·湖北腾云联盟·一模）我国科学家发明了一种以和为电极材料的新型电池，其内部结构如下图，其中a、b、c三区电解质溶液的酸碱性不同。放电时，电极材料转化为。下列说法错误的是A．充电时，a区溶液pH增大B．充电一段时间后，b区浓度减小C．放电时，电子从电极N经过导线传导到电极MD．放电时，电极N的电极反应式为【答案】A【分析】放电时，电极材料转化为，电极反应，是原电池的负极，阳离子增多，阳离子进入b区，二氧化锰得电子变成锰离子，是原电池的正极，电极反应为，阳离子减少，阴离子需要通过阴离子交换膜进入b区，电极N为负极，故c区为碱性溶液，a区为酸性溶液。【解析】A．充电时，a区有生成，pH减小；A错误；B．充电时，b区的向a区移动，向c区移动，所以b区浓度减小；B正确；C．放电时，电极N为原电池的负极，所以电子从电极N经过导线传导到电极M；C正确；D．放电时，电极N为原电池的负极，电极反应，D正确；答案选A。9．（2025·湖北卷）某电化学制冷系统的装置如图所示。和在电极上发生相互转化，伴随着热量的吸收或释放，经由泵推动电解质溶液的循环流动实现制冷。装置只通过热交换区域Ⅰ和Ⅱ与环境进行传热，其他区域绝热。下列描述错误的是A．阴极反应为B．已知②处的电解液温度比①处的低，可推断比稳定C．多孔隔膜可以阻止阴极区和阳极区间的热交换D．已知电子转移过程非常快，物质结构来不及改变。热效应主要来自于电子转移后和离子结构的改变【答案】B【分析】由图可知，左侧电极发生反应，则左侧为阳极，右侧电极反应为，则右侧电极为阴极，据此解答。【解析】A．由分析可知，阴极反应为，A正确；B．已知②处的电解液温度比①处的低，则可推断是吸热反应，无法推断和的稳定性，B错误；C．多孔隔膜可以阻止两电极区的溶液对流，可阻止热交换，C正确；D．题干明确指出电子转移过程非常快，物质结构来不及改变。这意味着电子转移（即氧化还原反应）本身不会直接导致结构变化，热效应实际上来源于电子转移完成后，新生成的离子：和因配位环境或电荷分布变化引起的结构重组导致热量变化，D正确；故选B。10．（2025·山东潍坊·一模）利用在碱性条件下实现废水中（Ⅲ）的回收，铬的去除率大于，其装置如图所示。下列说法正确的是A．膜a，膜b均为阳离子交换膜B．废水室中反应的离子方程式为C．反应一段时间后，阴极区溶液的pH减小D．通电过程中石墨N极每产生33.6L（标准状况）气体，则双极膜内减少【答案】BD【分析】根据溶液中的离子移动方向，移向阳极，左侧石墨M为阳极，右侧石墨N为阴极，通过膜b进入产品室，为阳离子交换膜，膜a要阻止其他阳离子进入缓冲室，为阴离子交换膜，通过膜c进入产品室，膜c是阴离子交换膜。【解析】A．通过膜b进入产品室，为阳离子交换膜，膜a要阻止其他阳离子进入缓冲室，为阴离子交换膜，A错误；B．依据图中物质，废水室中Cr3+在碱性条件下被H2O2氧化生成，反应的离子方程式为，B正确；C．根据溶液中的离子移动方向，移向阳极，左侧石墨M为阳极，右侧石墨N为阴极，阴极的电极反应为，阴极区消耗的的物质的量与双极膜中进入此区的的物质的量相等，所以反应一段时间后，阴极区溶液的pH不变，C错误；D．通电过程中石墨N极每产生33.6L（标准状况）气体，即，则双极膜内有进入阴极室，同时有进入废水室，故双极膜内减少，即减少54g，D正确；答案选BD。（建议用时：20分钟）1．（2026·河北省秦皇岛市山海关区第一中学10月月考）我国某科研团队研制出一种液流电池，该电池的电解液流经玻璃空腔作为窗户，在充电和放电的同时调节窗户的颜色，从而使室内降温，以减少空调的使用，降低排放。充电时的工作原理如图所示。螯合剂邻二氮菲(phen，结构为)与、可分别形成(橙红色)、(淡蓝色)。已知：红光的热效应比蓝光的高。下列说法错误的是A．放电后自然光透过窗户，室内温度升高不明显，可以减少空调的制冷作用B．充电时，右侧电解液中离子浓度增大C．充电时，电流方向：电源正极→N电极→电解质溶液→M电极→电源负极D．放电过程中，当有2mol电子转移时，负极区电解质溶液质量增加71g【答案】A【解析】A．根据图示，充电时，N电极为阳极、M电极为阴极，则放电时，正极（N电极）发生还原反应：[Fe(phen)3]3++e-=[Fe(phen)3]2+，电解液中[Fe(phen)3]2+（橙红色）增多，橙红色对应红光，红光的热效应比蓝光的高，自然光透过窗户后室内温度升高明显，需空调制冷，A错误；B．充电时N电极为阳极，右侧电极反应为[Fe(phen)3]2+-e-=[Fe(phen)3]3+，右侧（阳极区）正电荷增多，通过氯离子交换膜移入右侧，离子总浓度增大，B正确；C．充电时N为阳极（接电源正极），M为阴极（接电源负极），电流方向为电源正极→N电极→电解质溶液（离子定向移动）→M电极→电源负极，C正确；D．放电时负极为M电极，负极反应为BTMAP-Vi+-e-=BTMAP-Vi2+，每转移1mol电子，1mol移入负极区，2mol电子转移时移入2mol，质量增加，D正确；故答案选A。2．（2025·山东省实验中学·一模）调节pH可使溶液中的氨基酸主要以两性离子的形式存在，两性离子整体呈电中性，此时溶液的pH为该氨基酸的pI(等电点)。已知：谷氨酸的pI为3.22，丙氨酸的pI为6.02，赖氨酸的pI为9.74。利用如图装置分离这三种氨基酸，a、b为离子交换膜，电极均为惰性电极。下列说法错误的是A．阴极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-B．a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜C．原料室的pH应控制在6.02D．在产品室1中，可以收集到赖氨酸【答案】D【分析】由题干的电解池装置图可知，阳极室电解H2SO4溶液，电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，阴极室为电解NaOH溶液，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，H+经a膜进入产品室1，OH-经b膜进入产品室2，则a膜为阳离子交换膜，b膜为阴离子交换膜，结合三种氨基酸的pI值可知，产品室1显酸性则为谷氨酸，产品室2显碱性则为赖氨酸，丙氨酸留在原料室，据此解答。【解析】A．由分析可知，阴极室电解NaOH溶液，阴极的电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，A正确；B．由分析可知，a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜，B正确；C．由分析可知，丙氨酸留在了原料室，根据丙氨酸的pI值可知，原料室的pH应控制在6.02，C正确；D．由分析可知，产品室1显酸性，则为谷氨酸，则可以收集到谷氨酸，D错误；故选D。3．(2025·广东珠海·一模)我国科学家研究的自驱动高效制取的电化学装置示意图如图。下列说法不正确的是A．装置a为原电池，电极I为正极B．装置b的总反应方程式为：C．装置a消耗时，整个装置消耗D．装置b生成时，理论上装置a正极区溶液质量减少4g【答案】D【分析】装置a中N2H4和O2可发生自发的氧化还原反应，则a为原电池，其中N2H4被氧化生成N2，电极II为负极，则电极I为正极，装置b左侧电极和电极II相连，为阴极，H2O被还原生成H2，装置b右侧电极为阳极，N2H4被氧化生成N2，据此解答。【解析】A．由分析可知，装置a为原电池，电极I为正极，A正确；B．装置b为电解池，N2H4参与反应，有H2和N2生成，总反应方程式为：，B正确；C．装置a消耗1molO2时，转移4mol电子，装置a、b中N2H4均被氧化生成N2，根据得失电子守恒，装置a、b各消耗1molN2H4，则整个装置消耗2molN2H4，C正确；D．装置b生成2molH2时，转移4mol电子，装置a正极区电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，装置a负极区电极反应式为：N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O，转移4mol电子时，装置a正极区有1molO2参与反应，同时有4molOH-迁移至负极，则理论上装置a正极区溶液质量减少：4mol×17g/mol-1mol×32g/mol=36g，D错误；故选D。4．（2024·黑吉辽卷）“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高效制的方法，装置如图所示。部分反应机理为：。下列说法错误的是A．相同电量下理论产量是传统电解水的1.5倍B．阴极反应：C．电解时通过阴离子交换膜向b极方向移动D．阳极反应：【答案】A【分析】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-。【解析】A．由以上分析可知，阳极反应：①HCHO+OH--e-→HCOOH+H2，②HCOOH+OH-=HCOO-+H2O，阴极反应2H2O-2e-=H2↑+2OH-，即转移2mol电子时，阴、阳两极各生成1molH2，共2molH2，而传统电解水：，转移2mol电子，只有阴极生成1molH2，所以相同电量下理论产量是传统电解水的2倍，故A错误；B．阴极水得电子生成氢气，阴极反应为2H2O-2e-=H2↑+2OH-，故B正确；C．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，通过阴离子交换膜向阳极移动，即向b极方向移动，故C正确；D．由以上分析可知，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：，故D正确；答案选A。5．（2025·山东菏泽·一模）双阴极微生物燃料电池可进行硝化和反硝化脱氮，装置如图。下列说法错误的是A．H+的迁移方向：厌氧阳极→缺氧阴极，厌氧阳极→好氧阴极B．装置工作时，“缺氧阴极”电极附近的溶液pH增大C．“好氧阴极”电极反应式为：D．放电过程中若有1mol完全转化为，“好氧阴极”区内理论上消耗O2(STP)44.8L【答案】CD【分析】如图，“厌氧阳极”上，失去电子生成和，电极反应式为；“缺氧阴极”上，得到电子生成，再转化为，电极反应式分别为、。“好氧阴极”上，得到电子生成，电极反应式为，同时还能氧化生成，还可以被氧化为，离子方程式分别为、，据此回答。【解析】A．在原电池中，阳离子向正极移动。该电池中厌氧阳极是负极，缺氧阴极和好氧阴极是正极，所以H+的迁移方向是厌氧阳极→缺氧阴极，厌氧阳极→好氧阴极，A正确；B．由分析可知，电池工作时，“缺氧阴极”上消耗的H+多于从“厌氧阳极”迁移过来的H+，且反应生成水，其附近的溶液pH增大，B正确；C．“好氧阴极”应该发生得电子的还原反应，而是氧化反应，“好氧阴极”正确的电极反应式为，C错误；D．1mol完全转化为，N元素的化合价从-3价升高到+5价，失去8mol电子，需要消耗的为2mol。根据“好氧阴极”的电极反应式，转移8mol电子时，消耗2mol，共消耗的为4mol，在标准状况（STP）下的体积为，D错误；故选CD。6．（2025·湖南湘潭·一模）铬是最硬的金属，一种三室电解法制高纯铬的装置如图所示[缓冲室为，、的混合溶液］。下列说法正确的是A．M与电源的正极相连B．膜C为阳离子交换膜，膜D为阴