PAGE1第21講電解原理內容導航——預習四步曲第一步：學析教材學知識：教材精講精析、全方位預習第二步：練練習題強方法：教材習題學解題、強化關鍵解題方法練考點會應用：核心考點精準練、快速掌握知識應用第三步：記串知識識框架：思維導圖助力掌握知識框架、學習目標復核內容掌握第四步：測過關測穩(wěn)提升：小試牛刀檢測預習效果、查漏補缺快速提升知識點1電解原理1.實驗探究：電解氯化銅溶液按下圖所示裝置完成實驗，并填寫下表。實驗現(xiàn)象實驗結論原因分析電流表指針發(fā)生偏轉說明電解質溶液導電，形成閉合回路自由運動離子發(fā)生定向移動與負極相連的b極上逐漸覆蓋了一層紅色物質析出金屬銅陰極：Cu2＋＋2e－=Cu(還原反應)與正極相連的a極上有刺激性氣味的氣體產生，能使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{產生了氯氣陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑(氧化反應)2.電解和電解池(1)電解：使電流通過電解質溶液(或熔融電解質)而在陽極、陰極引起氧化還原反應的過程。(2)電解池：將電能轉化為化學能的裝置。(3)電解池的構成條件①直流電源；②兩個電極；③電解質溶液或熔融電解質；④形成閉合回路。3.電解原理示意圖4.電解池陰極和陽極的判斷依據(jù)知識點二電解規(guī)律1．電解池電極反應式的書寫(1)常見微粒的放電順序陰極：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>……陽極：活性電極＞S2－>I－>Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根【特別提醒】①活性電極一般指Pt、Au以外的金屬電極。②電解的離子方程式中，若參與電極反應的H＋或OH－是由水電離出來的，用H2O作為反應物。(2)電極反應式的書寫方法以惰性電極碳棒電解CuSO4溶液為例①辨電極：陰極與電源負極相連，陽極與電源正極相連。②找離子：電解質溶液中：Cu2＋、H＋、SOeq\o\al(2－,4)、OH－。③排順序：依據(jù)常見微粒放電順序，陰極：Cu2＋>H＋(水)，陽極：OH－(水)>SOeq\o\al(2－,4)。④電極式：陰極：Cu2＋＋2e－=Cu，陽極：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋。⑤總反應：依據(jù)得失電子守恒，調整各電極計量數(shù)，然后相加，標上反應條件2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Cu＋O2↑＋4H＋、2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Cu＋O2↑＋2H2SO4。2．電解后溶液的復原規(guī)律用惰性電極電解下列酸、堿、鹽溶液，請?zhí)顚懴卤恚?1)電解H2O型電解質H2SO4NaOHNa2SO4陽極反應式2H2O－4e－=O2↑＋4H＋4OH－－4e－=O2↑＋2H2O2H2O－4e－=O2↑＋4H＋陰極反應式4H＋＋4e－=2H2↑2H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－pH變化減小增大不變復原加入物質加入H2O(2)電解電解質型電解質HClCuCl2陽極反應式2Cl－－2e－=Cl2↑陰極反應式2H＋＋2e－=H2↑Cu2＋＋2e－=CupH變化增大復原加入物質加入HCl加入CuCl2(3)電解質和水都發(fā)生電解型電解質NaClCuSO4陽極反應式2Cl－－2e－=Cl2↑2H2O－4e－=O2↑＋4H＋陰極反應式2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－2Cu2＋＋4e－=2CupH變化增大減小復原加入物質加入HCl加入CuO或CuCO33.電解池中的守恒規(guī)律同一電路中轉移的電子數(shù)是相等的，利用電子守恒使各電極得失電子均相等，在各極反應式中建立聯(lián)系。4.電解后溶液的復原從溶液中放出的氣體和生成的沉淀，按照原子個數(shù)比組成具體物質再加入溶液即可。遵循“少什么加什么，少多少加多少”的原則。教材習題01（P110）在某電解質溶液里，用M和N作電極，通電一段時間后，發(fā)現(xiàn)M極質量減小，N極質量增大，符合這一情況的是()A．電解質溶液是稀硫酸B．M是陽極，N是陰極C．M和N都是石墨電極D．M是陰極，N是陽極解題方法【解析】如果電解質溶液是稀硫酸，陽極發(fā)生氧化反應，質量會減少，即M極質量減?。魂帢O發(fā)生還原反應放出氫氣，N極質量不變，故A不符合題意；由題意可知，M極質量減小，則發(fā)生氧化反應，為陽極；N極質量增大，溶液中的金屬陽離子得電子在N極上析出，發(fā)生還原反應，N為陰極，故B符合題意，D不符合題意；如果M和N均是石墨電極，M極質量不會減小，故C不符合題意?！敬鸢浮緽教材習題02（P110）用惰性電極分別電解下列各電解質的水溶液，一段時間后(設電解質足量)，向電解后溶液中加(通)入適量原電解質，可以使溶液恢復到電解前的濃度的是()A．Cu(NO3)2 B．K2SO4C．HCl D．NaOH解題方法【解析】電解硝酸銅溶液得到的產物是氧氣和銅，要使溶液恢復到電解前的濃度，應加入氧化銅或碳酸銅，A錯誤；電解硫酸鉀溶液得到的產物是氫氣和氧氣，要使溶液恢復到電解前的濃度，應加水，B錯誤；電解HCl溶液，得到的產物是氫氣和氯氣，要使溶液恢復到電解前的濃度，應通入HCl，與原電解質相同，C正確；電解氫氧化鈉溶液得到的產物是氫氣和氧氣，要使溶液恢復到電解前的濃度，應加水，D錯誤?！敬鸢浮緾考點一電解及其裝置1．下列關于電解池工作原理的說法中，錯誤的是()A．電解池是一種將電能轉化成化學能的裝置B．電解池中發(fā)生的反應是非自發(fā)的氧化還原反應C．電解池工作時，陽極發(fā)生氧化反應，陰極發(fā)生還原反應D．與原電池不同，電解池放電時，電極本身不會參加電極反應【答案】D【解析】如果陽極是活潑電極，電極本身失去電子，發(fā)生氧化反應。2．關于如圖所示①②兩個裝置的敘述正確的是()A．裝置名稱：①是原電池，②是電解池B．硫酸濃度變化：①增大，②減小C．電極反應式：①中陽極：2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，②中正極：Zn－2e－=Zn2＋D．離子移動方向：①中H＋向陰極方向移動，②中H＋向負極方向移動【答案】B【解析】①為電解池，電解水，陽極反應式為2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，硫酸的濃度增大；②為原電池，溶液中的氫離子移向正極，正極反應式為2H＋＋2e－=H2↑，硫酸的濃度減小。3．若某電能與化學能的轉化裝置(電解池或原電池)中發(fā)生的總反應的離子方程式是Cu＋2H＋=Cu2＋＋H2↑，則下列關于該裝置的有關說法中正確的是()A．該裝置可能是原電池，也可能是電解池B．該裝置只能是電解池，且金屬銅為該電解池的陽極C．該裝置只能是原電池，且電解質溶液為硝酸D．該裝置只能是原電池，電解質溶液不可能是鹽酸【答案】B【解析】銅和鹽酸或稀硫酸不能自發(fā)地進行氧化還原反應，銅和硝酸能自發(fā)地進行氧化還原反應，但生成的氣體是氮氧化物而不是氫氣，所以該反應只能是電解池反應而不是原電池反應，該裝置只能構成電解池不能構成原電池；該電解池中，銅作陽極，陽極上銅失電子發(fā)生氧化反應，陰極上氫離子得電子發(fā)生還原反應，所以該電解池的陽極必須是銅電極，故答案選B。4.如圖所示是電解CuCl2溶液的裝置，其中c、d為石墨電極。則下列有關判斷正確的是()A．a為負極、b為正極B．a為陽極、b為陰極C．電解過程中，d電極質量增加D．電解過程中，氯離子濃度不變【答案】C【解析】電流從電源的正極流出，因此a為正極，b為負極，則c為陽極，d為陰極。電解CuCl2溶液的電極反應分別為陽極(c電極)：2Cl－－2e－=Cl2↑，陰極(d電極)：Cu2＋＋2e－=Cu，故C項正確。5．某同學將電解池工作時電子、離子流動方向及電極種類等信息表示在圖中，下列有關分析完全正確的是()選項ABCDa電極陽極陰極陽極陰極d電極正極正極負極負極Q離子陽離子陽離子陰離子陰離子【答案】B【解析】根據(jù)題圖知，該裝置有外接電源，所以屬于電解池，根據(jù)電子流向知，c是負極，d是正極，a是陰極，b是陽極，電解時，電解質溶液中陽離子向陰極移動，陰離子向陽極移動，則Q離子是陽離子，P離子是陰離子，故B正確?？键c二電解規(guī)律及其應用6．用惰性電極電解物質的量濃度相同、體積比為3∶1的硫酸銅和氯化鈉的混合溶液，不可能發(fā)生的反應有()A．2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Cu＋4H＋＋O2↑B．Cu2＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(電解))Cu＋Cl2↑C．2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2OH－＋H2↑＋Cl2↑D．2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2H2↑＋O2↑【答案】C【解析】設混合溶液的體積為4L，物質的量濃度均為1mol·L－1，溶液中硫酸銅和氯化鈉的物質的量分別為3mol和1mol，根據(jù)轉移電子守恒，第一階段：陽極上氯離子放電，陰極上銅離子放電，電解的方程式是Cu2＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(電解))Cu＋Cl2↑，氯離子完全反應時，剩余銅離子2.5mol；第二階段：陽極上氫氧根離子放電，陰極上銅離子放電，電解的方程式是2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Cu＋4H＋＋O2↑；第三階段：陽極上氫氧根離子放電，陰極上氫離子放電，電解的方程式是2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2H2↑＋O2↑。7．用石墨作電極，電解1mol·L－1下列溶液，則電解前后溶液的pH保持不變的是()A．硫酸 B．氫氧化鈉C．硫酸鈉 D．氯化鈉【答案】C【解析】用惰性電極電解硫酸、氫氧化鈉溶液、硫酸鈉溶液實質是電解水，濃度增大，硫酸溶液的pH減小，氫氧化鈉溶液的pH增大，硫酸鈉溶液的pH不變；電解氯化鈉溶液時生成氫氧化鈉，溶液的pH增大。8.如圖為直流電源電解稀硫酸鈉溶液的裝置。通電后在石墨電極a和b附近分別滴加一滴石蕊溶液。下列實驗現(xiàn)象中正確的是()A．電極a附近呈紅色，電極b附近呈藍色B．電極a附近呈藍色，電極b附近呈紅色C．逸出氣體的體積，電極a的小于電極b的D．一電極逸出無味氣體，另一電極逸出具有刺激性氣味的氣體【答案】B【解析】電極a為陰極，H2O電離出的H＋放電，促進H2O的電離平衡向右移動，c(OH－)增大，石蕊溶液變藍色；電極b為陽極，H2O電離出的OH－放電，c(H＋)增大，石蕊溶液變紅色，A項不正確，B項正確；電極a產生H2，電極b產生O2，H2的體積是O2體積的2倍，故C、D項不正確。9．用陽極X和陰極Y電解Z的水溶液，電解一段時間后，再加入W，能使溶液恢復到電解前的狀態(tài)，符合題意的一組是()組號XYZWACFeNaClH2OBPtCuCuSO4CuSO4溶液CCCH2SO4H2ODAgFeAgNO3AgNO3晶體【答案】C【解析】據(jù)加入電解反應方程式生成陰、陽極產物化合后的物質，可復原溶液知，A應通HCl，B加CuO，C加H2O，D不需加任何物質。10．利用如圖所示裝置(電極均為惰性電極)可吸收SO2，并用陰極排出的溶液吸收NO2。下列說法正確的是()A．b為直流電源的正極B．將裝置中的陽離子交換膜換成陰離子交換膜，電極反應式不變C．陽極的電極反應式為SO2＋2H2O－2e－=SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋D．電解時，H＋由陰極室通過陽離子交換膜到陽極室【答案】C【解析】二氧化硫被氧化為硫酸根離子，所以二氧化硫所在的區(qū)為陽極區(qū)，陽極與電源正極相連，則b為電源負極，故A錯誤；將裝置中的陽離子交換膜換成陰離子交換膜，電極反應式發(fā)生改變，故B錯誤；陽極的電極反應式為SO2＋2H2O－2e－=SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋，故C正確；電解時，陽離子移向陰極，所以H＋由陽極室通過陽離子交換膜到陰極室，故D錯誤。知識導圖記憶知識目標復核【學習目標】1.理解電解池中電子的移動、陰陽離子的移動、陰陽兩極上的反應及其變化。2.理解電解的規(guī)律，判斷電解的產物。3.電解池電極反應式和總反應式的書寫。【學習重難點】1.電解的規(guī)律及其應用。2.電解池電極反應式的書寫。1．（24-25高二下·河南·月考）利用如圖所示裝置可實現(xiàn)有機物化學儲氫，下列說法正確的是A．若電源為鉛酸蓄電池，則電極M應與PbO2電極相連B．電極N上的電極反應式為2H2O+4e-=O2↑+4H+C．該裝置工作時，外電路中電子的流動方向為電極M→電解質溶液→電極N→電源D．該裝置工作時，存在非極性鍵的形成和極性鍵的斷裂【答案】D【分析】由圖可知，在多孔碳電極M得到電子生成，多孔碳電極M為陰極，多孔電極N為陽極，H2O在陽極失去電子生成O2，以此解答?！窘馕觥坑煞治隹芍?，M為陰極，故若電源為鉛酸蓄電池，則電極M應與負極即Pb電極相連，A錯誤；由分析可知，N為陽極發(fā)生氧化反應，失去電子，即電極N上的電極反應式為2H2O-4e-=O2↑+4H+，原來的電極反應電荷不守恒，B錯誤；“電子不下水，離子不上岸”，故該裝置工作時，外電路中電子的流動方向為電源負極→電極M，電極N→電源正極，C錯誤；該裝置工作時，存在O=O非極性鍵的形成，H-O極性鍵的斷裂，D正確；故選D。2．（24-25高二下·河南南陽·期末）近日，科學家開發(fā)了高活性磷化鐵催化劑用于選擇性電化學硝酸鹽還原為氨氣，工作原理如圖所示。下列敘述正確的是A．a極與電源正極連接B．一段時間后，KOH溶液濃度保持不變C．a極的主要電極反應為D．b極電勢小于a極電勢【答案】C【分析】由圖示可知，a電極上硝酸根離子被還原生成氨氣，所以a電極為陰極、b電極為陽極，陰極反應式為:、陽極反應式為:，a直接連電源的負極、b直接連電源的正極，回答下列問題；【解析】根據(jù)分析可知，a極與電源負極連接，A錯誤；陽極反應為，水逐漸增多，KOH溶液濃度降低，B錯誤；根據(jù)分析可知：a極的主要電極反應為，C正確；陽極b的電勢高于陰極a的電勢，D錯誤；故選C。3．（24-25高二上·河北滄州·月考）利用肼(N2H4)—空氣燃料電池電解CuSO4溶液的裝置如圖所示。下列說法正確的是A．裝置甲中負極反應式：N2H4-6e-+4OH-=N2+4H2OB．裝置甲中離子交換膜為陽離子交換膜C．一段時間后，裝置甲中KOH溶液的pH不變D．標準狀況下，當裝置甲中有2.24LO2被還原時，裝置乙陽極上放出2.24L氣體【答案】D【解析】裝置甲為燃料電池，負極N2H4失電子生成N2和H2O負極反應式為N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，A錯誤；正極生成氫氧根離子、負極消耗氫氧根離子，所以裝置甲中離子交換膜為陰離子交換膜，B錯誤；裝置甲總反應為N2H4+O2=N2+4H2O，有水生成，一段時間后，裝置甲中電解質溶液的pH減小，C錯誤；標準狀況下，當裝置甲中有2.24LO2被還原時，電路中轉移0.4mol電子，裝置乙陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，4OH--4e-=2H2O+O2↑，根據(jù)電子守恒，放出0.1mol氧氣，標準狀況下的體積為2.24L，D正確；故選D。4．（24-25高二下·北京豐臺·期中）利用光能可以將CO2轉化為重要的化工原料C2H4(電解質溶液為稀硫酸)，同時可為制備次磷酸(H3PO2)提供電能，其工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是A．W為正極B．電解一段時間后M室pH降低，N室pH升高C．a、b、c為陽離子交換膜，d為陰離子交換膜D．W極的電極反應式為【答案】C【分析】利用光能可以將CO2轉化為重要的化工原料C2H4(電解質溶液為稀硫酸)，同時可為制備次磷酸(H3PO2)提供電能，則左側裝置為原電池，右側裝置為電解池。在左池，Z電極，H2O→O2，失電子發(fā)生氧化反應，則Z電極為負極，發(fā)生反應6H2O-12e-=3O2↑+12H+；W電極，CO2→C2H4，得電子發(fā)生還原反應，則W電極為正極，發(fā)生反應2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O，H+由Z電極區(qū)透過a膜轉移到W電極區(qū)，則a膜為陽膜。右側裝置為電解池，X電極與電源的正極相連，為電解池的陽極，發(fā)生電極反應2H2O-4e-=4H++O2↑，H+透過b膜進入產品室，原料室中的透過c膜進入產品室，則b膜為陽膜、c膜為陰膜；Y電極為陰極，2H2O+2e-=2OH-+H2↑，原料室內的Na+透過d膜進入N室，則d膜為陽膜?！窘馕觥坑煞治隹芍?，W為正極，A正確；電解一段時間后M室H2SO4的物質的量不變，但溶液的體積減小，c(H+)增大，pH降低，N室發(fā)生反應2H2O+2e-=2OH-+H2↑，c(OH-)增大，pH升高，B正確；由分析可知，a、b、d為陽離子交換膜，c為陰離子交換膜，C錯誤；W極，CO2得電子產物與電解質反應生成C2H4等，依據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和元素守恒，可得出電極反應式為，D正確；故選C。5．（24-25高二下·四川內江·期中）我國化學家通過對過渡金屬基尖晶石氧化物(NiCO2O4)進行性能優(yōu)化，成功開發(fā)出鋅—空氣二次電池，其工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是A．放電時，X極電極反應式：Zn+4OH??2e-=[Zn(OH)4]2-B．充電時，Y極與電源的正極相連，發(fā)生氧化反應C．放電過程中，Y極附近溶液pH增大D．放電時，當電路中有0.4mole-通過時，Y極消耗2.24LO2【答案】D【分析】由圖可知，放電時，X電極為原電池的負極，堿性條件下鋅失去電子發(fā)生氧化反應生成四羥基合鋅離子，電極反應式為Zn-2e?+4OH-=[Zn(OH)4]2-，Y電極為正極，水分子作用下氧氣在正極得到電子生成氫氧根離子，電極反應式為O2+4e-+2H2O=4OH-；充電時，X極與電源負極連接，Y極與電源正極連接?！窘馕觥坑煞治隹芍烹姇r，X極為負極，電極反應式為Zn+4OH??2e-=[Zn(OH)4]2-，故A正確；由分析可知，充電時，Y極與電源正極連接，為陽極，發(fā)生氧化反應，故B正確；由分析可知，放電過程中，Y極生成氫氧根，pH增大，故C正確；未指明溫度與壓強，無法計算，故D錯誤；故選D。6．（24-25高二上·河南新鄉(xiāng)·月考）某低成本儲能電池原理如圖所示，下列說法正確的是A．充電時，右側溶液的增大B．充電時，總反應為C．放電時，電子由鉛電極經質子交換膜移向多孔碳電極D．放電時，電路中每轉移電子，左側溶液質量減少【答案】A【分析】由圖可知，放電時，Pb為負極，電極反應式為Pb-2e-+SO42-=PbSO4，多孔碳為正極，電極反應式為Fe3++e-=Fe2+，充電時，Pb電極為陰極，電極反應式為PbSO4+2e-=Pb+SO42-，多孔碳為陽極，電極反應式為Fe2+-e-=Fe3+，據(jù)此作答。【解析】由分析可知，充電時，右側電極為陽極，亞鐵離子在陽極失去電子發(fā)生氧化反應生成鐵離子，溶液中的氫離子通過質子交換膜由陽極區(qū)移向陰極區(qū)，溶液中的氫離子濃度減小，溶液pH增大，故A正確；由分析可知，充電時，電解的總反應為，故B錯誤；放電時，電子由鉛電極經導線移向多孔碳電極，質子交換膜不能傳遞電子，故C錯誤；由分析可知，放電時，左側電極為儲能電池的負極，硫酸根離子作用下，鉛在負極失去電子發(fā)生氧化反應生成硫酸鉛，電極反應式為Pb—2e—+SO42-=PbSO4，電路中每轉移1mol電子時，放電生成0.5mol硫酸鉛，同時有1mol氫離子通過質子交換膜由負極區(qū)移向正極區(qū)，則左側溶液減少質量為0.5mol×96g/mol+1mol×1g/mol=49g，故D錯誤；故選A。7．（24-25高二下·湖北宜昌·期中）我國科學家研發(fā)了一種具有“氨氧化、析氫”雙功能的Zn-NH3電池，其工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是A．充電時，陰極室電解質溶液pH增大B．放電時，正極反應為2H2O+2e-=H2↑+2OH-C．放電時，陰離子移向Zn電極D．充電時，導線中每轉移6mol電子，陽極室溶液質量減少28g【答案】D【分析】根據(jù)圖示可知，放電時是原電池，負極為鋅，鋅在負極失去電子生成[Zn(OH)4]2-，負極的電極反應式為Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-，復合石墨是正極，發(fā)生還原反應，電極反應為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，充電時，復合石墨是陽極，電極反應為2NH3·H2O-6e-+6OH-=N2↑+8H2O，Zn是陰極，電極反應為：[Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-，據(jù)此分析解題?！窘馕觥砍潆姇r，陰極的反應為[Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-，當轉移2mol電子時，生成4molOH-，有2molOH-透過陰離子交換膜移向右側，故陰極室電解質溶液pH增大，故A正確；由分析可知，放電時正極反應為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故B正確；放電時Zn失電子，電極反應式為Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-，溶液負電荷減少，陰離子移向Zn電極，故C正確；充電時，每生成3molZn，轉移6mol電子，陽極生成1mol氮氣，同時會有6molOH-透過陰離子交換膜移向陽極室，故陽極室質量增加6mol×17g/mol-28g=74g，故D錯誤；故選D。8．（24-25高二下·江蘇鹽城·期中）研究表明以N2為氮源電解可直接制備HNO3，其原理如圖所示。下列有關說法正確的是A．a為電源負極B．電解一段時間后，陰極區(qū)溶液pH降低C．電解時陽極電極反應式為N2＋6H2O＋10e-=2＋12H＋D．若轉移1mol電子，可獲得標準狀況下11.2LH2【答案】D【分析】從圖中可以看出，在左側電極，N2失電子產物與電解質反應生成NO3-等，則此電極為陽極，電極反應式為N2＋6H2O-10e-=2NO3-＋12H＋，H+透過質子交換膜進入右側電極區(qū)；在右側電極，H+得電子生成H2等，則右側電極為陰極。從而得出與左側陽極相連的a電極為正極，b電極為負極?！窘馕觥坑煞治隹芍?，a為電源正極，A不正確；電解反應發(fā)生時，陰極發(fā)生反應2H++2e-=H2↑，但同時左側電極產生的H+不斷進入右側電極區(qū)，溶液pH不變，B不正確；電解時，左側電極為陽極，N2失電子產物與電解質反應生成NO3-等，依據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和元素守恒，可得出陽極電極反應式為N2＋6H2O-10e-=2NO3-＋12H＋，C不正確；依據(jù)陰極反應式2H++2e-=H2↑，若轉移1mol電子，可獲得0.5molH2，其在標準狀況下的體積為0.5mol×22.4L/mol=11.2L，D正確；故選D。9．（24-25高二下·云南昭通·月考）哈爾濱工業(yè)大學的研究團隊發(fā)現(xiàn)，以非晶態(tài)Ni(Ⅲ)基硫化物為催化劑，能有效催化OER(析氧反應)和UOR(尿素氧化反應)，從而降低電解水制氫過程中的能耗，其工作原理和反應機理如圖所示：下列說法正確的是A．電極B上UOR的反應式為B．電解過程中，電子從電極B經電解液流向電極AC．OER第Ⅳ步進行時，沒有涉及非極性鍵的形成與斷裂D．若將光伏電池換成鉛酸蓄電池，電極A應連接鉛酸蓄電池的電極【答案】A【分析】由題意可知，該裝置是電解池，電解水制氫，電極A為陰極，水得到電子生成氫氣，電極反應式為；電極B為陽極，尿素失電子被氧化生成氮氣，UOR的總過程為?！窘馕觥侩姌OB為陽極，在堿性條件下，尿素失電子被氧化生成氮氣，結合質量守恒，還生成二氧化碳和水，A正確；電子在外電路移動，內電路為電解質溶液中離子移動，B錯誤；

C．由圖過程Ⅳ涉及了氧氧非極性鍵的斷裂，生成了氧氣涉及氧氧非極性鍵的生成，C錯誤；電極A為電解池的陰極，應與電源鉛酸蓄電池的負極（即Pb極）相連，D錯誤；故選A。10．（24-25高二上·河南洛陽·期中）電解脫硫的基本原理如圖所示，利用電極反應將Mn2+轉化成Mn3+，Mn3+再將煤中的含硫物質(主要是FeS2)氧化為Fe3+和。下列說法錯誤的是A．Mn2+在陽極放電，發(fā)生氧化反應B．電解過程中，混合溶液的pH值將減小C．電解剛剛開始時，觀察到陽極石墨棒上有無色氣體產生D．Mn3+氧化FeS2的離子方程式為FeS2+15Mn3++8H2O=Fe3++15Mn2++2+16H+【答案】C【分析】根據(jù)原理裝置圖可知，Mn2+在陽極失去電子，發(fā)生氧化反應，陽極的電極反應式為Mn2+-e-=Mn3+，H+在陰極得到電子，發(fā)生還原反應，陰極的電極反應式為2H++2e-=H2↑，混合液中發(fā)生反應FeS2+15Mn3++8H2O=Fe3++15Mn2++2SO42-+16H+?！窘馕觥坑煞治隹芍?，Mn2+在陽極失去電子，發(fā)生氧化反應，A正確；由分析可知，陽極的電極反應式為Mn2+-e-=Mn3+，陰極的電極反應式為2H++2e-=H2↑，混合液中發(fā)生反應FeS2+15Mn3++8H2O=Fe3++15Mn2++2SO42-+16H+，結合得失電子守恒，混合溶液中氫離子濃度增大，混合溶液的pH值將減小，B正確；電解剛剛開始時，陰極發(fā)生氫離子得電子生成氫氣的反應：2H++2e-=H2，陰極石墨棒上有無色氣體產生，Mn2+在陽極失去電子，發(fā)生氧化反應，陽極的電極反應式為Mn2+-e-=Mn3+，沒有氣體生成，C錯誤；由分析可知，混合液中FeS2和Mn3+發(fā)生氧化還原反應生成Mn2+和SO42-、Fe3+，根據(jù)得失電子守恒和電荷守恒配平離子反應為：FeS2+15Mn3++8H2O=Fe3++15Mn2++2SO42-+16H+，D正確；故選C。11．（24-25高二下·江蘇揚州·期中）為解決傳統(tǒng)電解水制“綠氫”陽極電勢高、反應速率緩慢的問題，科技工作者設計耦合HCHO高效制H2的方法，裝置如圖所示。部分反應機理為：。下列說法不正確的是A．陰極反應：2H2O+2e-=2OH-+H2↑B．電解時OH-通過陰離子交換膜向b極方向移動C．陽極反應：2HCHO-2e-+2H2O=2HCOO-+4H++H2↑D．相同電量下H2理論產量是傳統(tǒng)電解水的2倍【答案】C【分析】據(jù)圖示可知，b電極上HCHO轉化為HCOO-，而HCHO轉化為HCOO-為氧化反應，所以b電極為陽極，a電極為陰極，HCHO為陽極反應物，由反應機理可知：反應后生成的轉化為HCOOH。由原子守恒和電荷守恒可知，在生成HCOOH的同時還生成了H-，生成的HCOOH再與氫氧化鉀酸堿中和：HCOOH+OH-=HCOO-+H2O，而生成的H-在陽極失電子發(fā)生氧化反應生成氫氣，即2H--2e-=H2↑，陰極水得電子生成氫氣：2H2O+2e-=H2↑+2OH-。【解析】陰極水得電子生成氫氣，陰極反應為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，A正確；由電極反應式可知，電解過程中陰極生成OH-，負電荷增多，陽極負電荷減少，要使電解質溶液呈電中性，通過陰離子交換膜向陽極移動，即向b極方向移動，B正確；由以上分析可知，陽極反應涉及到：①HCHO+OH--e-→HCOOH+H2，②HCOOH+OH-=HCOO-+H2O，由(①+②)×2得陽極反應為：，C錯誤；由以上分析可知，陽極反應：①HCHO+OH--e-→HCOOH+H2，②HCOOH+OH-=HCOO-+H2O，陰極反應2H2O+2e-=H2↑+2OH-，即轉移2mol電子時，陰、陽兩極各生成1molH2，共2molH2，而傳統(tǒng)電解水：，轉移2mol電子，只有陰極生成1molH2，所以相同電量下理論產量是傳統(tǒng)電解水的2，D正確；故選C。12．（24-25高二上·北京海淀·期末）利用電化學技術處理含有和廢水的裝置及原理示意圖如下。下列說法正確的是A．電極n連接直流電源的正極B．電極n產生的氣體為C．反應①的離子方程式：D．當產生224mL(標準狀況下)時，理論上外電路通過0.06mol電子【答案】D【解析】電極m上Cl-失去電子生成HClO，1molCl-失去2mol電子生成1molHClO，電極m為陽極，則電極m與直流電源的正極連接，電極n與直流電源負極連接，故A錯誤；電極n與直流電源負極連接，電極n為陰極，水在電極n上得到電子產生氫氣，故B錯誤；次氯酸為弱酸，不能寫成離子形式，離子方程式應為，故C錯誤；根據(jù)反應，生成1molN2消耗3molHClO，則當產生標準狀況下224mL(0.01mol)N2時，理論上外電路通過0.06mol電子，故D正確；故選D。13．（24-25高二上·河南南陽·月考）湖南大學王雙印教授團隊提出了一種獨特的親氣親水異質結構金-聚四氟乙烯/硅