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歡迎閱讀本文檔,希望本文檔能對您有所幫助!歡迎閱讀本文檔,希望本文檔能對您有所幫助!歡迎閱讀本文檔,希望本文檔能對您有所幫助!歡迎閱讀本文檔,希望本文檔能對您有所幫助!歡迎閱讀本文檔,希望本文檔能對您有所幫助!歡迎閱讀本文檔,希望本文檔能對您有所幫助!課練18電解池金屬的腐蝕與防護練eq\a\vs4\al(基)eq\a\vs4\al(礎)1.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下圖中,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2.下列關于如圖電解池工作時的相關敘述正確的是()A.Fe電極作陽極,發(fā)生氧化反應B.Cl-向石墨極作定向移動C.石墨電極反應:Fe3++3e-=FeD.電解池發(fā)生總反應:2Cl-+2Fe3+eq\o(=,\s\up7(電解))Cl2↑+2Fe2+3.現(xiàn)用Pt電極電解1L濃度均為0.1mol·L-1的HCl、CuSO4的混合溶液,裝置如圖。下列說法正確的是()A.電解開始時陰極有H2放出B.電解開始時陽極上發(fā)生:Cu2++2e-=CuC.當電路中通過電子的量超過0.1mol時,此時陰極放電的離子發(fā)生了變化D.整個電解過程中,SOeq\o\al(\s\up11(2-),\s\do4(4))不參與電極反應4.如圖是某課題組設計的一種利用電解原理制取H2O2并用來處理工業(yè)廢氨水的裝置。為了不影響H2O2的產(chǎn)量,需向廢氨水中加入適量硝酸調(diào)節(jié)溶液的pH約為5。下列說法正確的是()A.陰極的電極反應式為2H2O-4e-=4H++O2↑B.陽極的電極反應式為O2+2H++2e-=H2O2C.處理廢氨水的過程中所發(fā)生的反應為3H2O2+2NH3·H2O=8H2O+N2↑D.工作過程中陽極附近溶液的pH逐漸增大5.科學家采用碳基電極材料設計了一種制取氯氣的新工藝方案,裝置如圖所示。下列說法錯誤的是()A.反應過程中需要不斷補充Fe2+B.陽極反應式是2HCl-2e-=Cl2↑+2H+C.電路中轉移1mol電子,消耗標況下氧氣5.6LD.電解總反應可看作是4HCl(g)+O2(g)eq\o(=,\s\up7(電解))2Cl2(g)+2H2O(g)練eq\a\vs4\al(高)eq\a\vs4\al(考)6.[2021·全國乙卷,12]沿海電廠采用海水為冷卻水,但在排水管中生物的附著和滋生會阻礙冷卻水排放并降低冷卻效率。為解決這一問題,通常在管道口設置一對惰性電極(如圖所示),通入一定的電流。下列敘述錯誤的是()A.陽極發(fā)生將海水中的Cl-氧化生成Cl2的反應B.管道中可以生成氧化滅殺附著生物的NaClOC.陰極生成的H2應及時通風稀釋安全地排入大氣D.陽極表面形成的Mg(OH)2等積垢需要定期清理7.[2021·天津卷]如下圖所示電解裝置中,通電后石墨電極Ⅱ上有O2生成,F(xiàn)e2O3逐漸溶解,下列判斷錯誤的是()A.a(chǎn)是電源的負極B.通電一段時間后,向石墨電極Ⅱ附近滴加石蕊溶液,出現(xiàn)紅色C.隨著電解的進行,CuCl2溶液濃度變大D.當0.01molFe2O3完全溶解時,至少產(chǎn)生氣體336mL(折合成標準狀況下)8.[2021·廣東卷,16]鈷(Co)的合金材料廣泛應用于航空航天、機械制造等領域。如圖為水溶液中電解制備金屬鈷的裝置示意圖。下列說法正確的是()A.工作時,Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大B.生成1molCo,Ⅰ室溶液質(zhì)量理論上減少16gC.移除兩交換膜后,石墨電極上發(fā)生的反應不變D.電解總反應:2Co2++2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2Co+O2↑+4H+9.[2021·山東卷,17(4)]利用膜電解技術(裝置如圖所示),以Na2CrO4為主要原料制備Na2Cr2O7的總反應方程式為:4Na2CrO4+4H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2↑。則Na2Cr2O7在________(填“陰”或“陽”)極室制得,電解時通過膜的離子主要為________________________________________________________________________。10.[2021·湖南卷,16(節(jié)選)]方法Ⅱ:氨電解法制氫氣利用電解原理,將氨轉化為高純氫氣,其裝置如圖所示。(4)電解過程中OH-的移動方向為__________(填“從左往右”或“從右往左”);(5)陽極的電極反應式為___________________________________________________。練eq\a\vs4\al(模)eq\a\vs4\al(擬)11.[2022·山東??糫工業(yè)上電解NaHSO4溶液制備Na2S2O8,電解時,陰極材料為Pb;陽極(鉑電極)電極反應式為2HSOeq\o\al(\s\up11(-),\s\do4(4))-2e-=S2Oeq\o\al(\s\up11(2-),\s\do4(8))+2H+。下列說法正確的是()A.陰極電極反應式為Pb+HSOeq\o\al(\s\up11(-),\s\do4(4))-2e-=PbSO4+H+B.陽極反應中S的化合價升高C.S2Oeq\o\al(\s\up11(2-),\s\do4(8))中既存在非極性鍵又存在極性鍵D.可以用銅電極作陽極12.[2022·廣州模擬]我國科學家設計了一種太陽能驅(qū)動從海水中提取金屬鋰的裝置,示意圖如圖所示。該裝置工作時,下列說法正確的是()A.銅箔上的電勢比催化電極上的高B.海水的pH變大C.若轉移1mol電子,理論上銅箔增重7gD.固體陶瓷膜可用質(zhì)子交換膜代替13.[2022·開封模擬]MFC-電芬頓技術不需要外加能量即可發(fā)生,通過產(chǎn)生羥基自由基(·OH)處理有機污染物,可獲得高效的廢水凈化效果,其耦合系統(tǒng)原理示意圖如圖,下列說法錯誤的是()A.甲池中H+移動的方向從M室到N室B.電子移動方向為a→Y,X→bC.乙池可在酸性較弱的環(huán)境中使用D.Y電極上得到雙氧水的反應為O2+2e-+2H+=H2O214.[2022·濟寧二模]硬水結垢是循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中廣泛存在的一種現(xiàn)象,西安交通大學徐浩團隊改進了主動式電化學硬水處理技術,原理示意圖如下(R代表有機物)。下列說法錯誤的是()A.處理后的水垢主要沉降在陰極附近B.處理過程中Cl-可以循環(huán)利用C.若將b電極換成鐵電極,處理過程不受影響D.若R為CO(NH2)2,消耗1molCO(NH2)2生成無污染的氣體,則產(chǎn)生3molH215.[2022·湖北黃岡中學模擬]利用如圖所示裝置可以實現(xiàn)吸收一定量SO2氣體后的鈉堿脫硫液(NaOH+Na2SO3)的“循環(huán)再生”。下列說法正確的是()A.m為陰膜B.出液1的溶質(zhì)主要是H2SO3C.出液2的pH大于進液2的pHD.當電路中轉移0.2mol電子時,a電極產(chǎn)生標準狀況下1.12L氣體16.一種冶煉銅的方法是在常溫、常壓下用溶劑溶浸礦石,浸出液經(jīng)過萃取使銅和其他雜質(zhì)金屬分離,然后用電積法將溶液中的銅提取出來。銅電積的原理如圖所示,下列說法錯誤的是()A.N極應與外接直流電源的負極相連B.鉛合金板上的電極反應式為2H2O-4e-=O2↑+4H+C.電積過程中,溶液的c(Cu2+)不變D.通電一段時間后,溶液的pH減小一、選擇題:本題共7小題,每小題只有一個選項符合題意。1.用鈦片作陰極,銅片作陽極,電解一定濃度的NaCl和NaOH混合液制取Cu2O,陽極區(qū)物質(zhì)的有關轉化如圖所示。下列有關敘述正確的是()A.陽極的電極反應式為Cu+2Cl--e-=CuCleq\o\al(\s\up11(-),\s\do4(2))B.電解發(fā)生的總反應為2Cu+H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))H2↑+Cu2OC.電解一段時間后,整個電解液的pH不變D.陰極上產(chǎn)生224mL氣體時,轉移的電子數(shù)約為0.02×6.02×10232.我國多條高壓直流電線路的瓷絕緣子出現(xiàn)鐵帽腐蝕現(xiàn)象,在鐵帽上加鋅環(huán)能有效防止鐵帽的腐蝕,防護原理如圖所示。下列說法錯誤的是()A.通電時,鋅環(huán)是陽極,發(fā)生氧化反應B.通電時,陰極上的電極反應為2H2O+2e-=H2↑+2OH-C.斷電時,鋅環(huán)上的電極反應為Zn2++2e-=ZnD.斷電時,仍能防止鐵帽被腐蝕3.一種鋅釩電池的工作原理如圖所示,電解質(zhì)為ZnSO4溶液,電池反應式為:Zn+V2O5eq\o(,\s\up11(放電),\s\do4(充電))ZnV2O5。下列說法錯誤的是()A.放電時,b電極的反應式:Zn2++V2O5+2e-=ZnV2O5B.放電時,Zn2+從a電極區(qū)向b電極區(qū)遷移C.充電時,b電極與電源負極相連D.充電時,若轉移0.4mol電子,理論上a電極增重13g4.選取pH=2.5和pH=5.0的醋酸溶液分別與生鐵反應,進行腐蝕實驗,測量密閉容器內(nèi)壓強變化情況如圖。下列結論錯誤的是()A.pH=5.0的醋酸溶液中一定存在吸氧腐蝕B.酸度不同,腐蝕的主要類型可能不同C.兩組溶液的pH一定逐漸變大D.若改用鹽酸進行實驗,腐蝕速率一定變大5.[2022·廣東汕頭金山中學三模]如圖為某二次電池充電時的工作原理示意圖,該過程可實現(xiàn)鹽溶液的淡化。下列說法錯誤的是()A.放電時,負極反應式為Bi-3e-+H2O+Cl-=BiOCl+2H+B.放電時,每生成1molBi消耗1.5molNa3Ti2(PO4)3C.充電時,a極為電源正極D.充電時,電解質(zhì)溶液的pH減小6.[2022·江蘇如臬模擬改編]某科研小組用甲烷—空氣燃料電池提供的電能電解處理含Cr2Oeq\o\al(\s\up11(2-),\s\do4(7))的酸性廢水,設計如圖所示裝置(X、Y、Z均為氣體),電解后在右側燒杯中產(chǎn)生Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀。下列說法正確的是()A.X為空氣,Y為甲烷B.燃料電池的負極反應式為CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+C.若空氣中O2的體積分數(shù)按20%計,則燃料電池正負兩極消耗的氣體體積比為14∶1D.除去1molCr2Oeq\o\al(\s\up11(2-),\s\do4(7))理論上消耗的標準狀況下16.8L甲烷7.[2022·湖北武昌質(zhì)檢改編]科學家設計如圖所示裝置獲取氫能源和電能。其中,a極為Pt電極,電解質(zhì)溶液為1mol·L-1KOH溶液(已知:Q=nF,F(xiàn)為法拉第常數(shù),F(xiàn)=96500C·mol-1)。下列說法錯誤的是()A.M是直流電源、N是用電器B.當K和K1相接時,溶液中的OH-向b極遷移C.當K和K2相接時,b極的電極反應式為NiOOH+e-+H+=Ni(OH)2D.理論上,每生成1molH2最多產(chǎn)生1.93×105C的電量二、選擇題:本題共3小題,每小題有一個或兩個選項符合題意。8.用電解法制取KIO3的方法是以石墨和鐵為電極電解KI溶液,電解反應方程式為KI+3H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))KIO3+3H2↑。下列說法中正確的是()A.電解時石墨作陽極B.電解時陽極上產(chǎn)生H2C.電解過程中陰極溶液pH升高D.陰極電極反應式:I--6e-+3H2O=IOeq\o\al(\s\up11(-),\s\do4(3))+6H+9.[2022·山東??糫工業(yè)上常用電解鉻酐(CrO3,遇水生成H2Cr2O7和H2CrO4)水溶液的方法鍍鉻,電鍍液中需加入適量的催化劑和添加劑,并通過加入H2O2提高或降低電鍍液中Cr(Ⅲ)的含量,發(fā)生的部分反應有:①Cr2Oeq\o\al(\s\up11(2-),\s\do4(7))+14H++6e-=2Cr3++7H2O;②2H++2e-=H2↑③2CrOeq\o\al(\s\up11(2-),\s\do4(4))+2H+?Cr2Oeq\o\al(\s\up11(2-),\s\do4(7))+H2O;④CrOeq\o\al(\s\up11(2-),\s\do4(4))+8H++6e-=Cr+4H2O⑤2H2O-4e-=O2↑+4H+;⑥2Cr3++7H2O-6e-=Cr2Oeq\o\al(\s\up11(2-),\s\do4(7))+14H+下列說法錯誤的是()A.反應①②在鍍件上發(fā)生B.H2O2既體現(xiàn)氧化性又體現(xiàn)還原性C.當鍍件上析出52g單質(zhì)鉻時,電路中轉移6mol電子D.電鍍一段時間后,電極附近溶液的pH:陽極>陰極10.水汽變換(WGS)反應(CO+H2Oeq\o(,\s\up11(180~250℃),\s\do4(1.0~6.0MPa))H2+CO2)是工業(yè)上大規(guī)模制備氫氣的主要方法。我國科學家利用電化學原理巧妙地將WGS反應拆分為彼此分離的兩個半反應,首次提出在室溫常壓高效制備高純氫氣的電化學水汽變換(EWGS)反應,裝置如圖所示。下列敘述正確的是()A.電解時,a、b分別與鉛蓄電池的PbO2、Pb電極相連B.電解時,鉛蓄電池的正極反應為PbO2+4H++2e-=Pb2++2H2OC.電解后,電解池陽極室溶液的pH幾乎不變(忽略溶液體積變化)D.與WGS反應相比,EWGS反應的顯著優(yōu)點是低能耗生產(chǎn)高純氫氣三、非選擇題:本題共3小題。11.某興趣小組的同學用如圖所示裝置研究有關電化學的問題。當閉合該裝置的電鍵時,觀察到電流計的指針發(fā)生了偏轉。請回答下列問題:(1)甲池為________(填“原電池”“電解池”或“電鍍池”),通入CH3OH電極的電極反應式為________________________________________________________________________。(2)乙池中A(石墨)電極的名稱為________(填“正極”“負極”“陰極”或“陽極”),總反應式為________________________________________________________________________。(3)當乙池中B極質(zhì)量增加5.40g時,甲池中理論上消耗O2的體積為________mL(標準狀況下),丙池中________極析出________g銅。(4)若丙中電極不變,將其溶液換成NaCl溶液,電鍵閉合一段時間后,甲中溶液的pH將________(填“增大”“減小”或“不變”,下同);丙中溶液的pH將________。12.(1)鈰元素(Ce)是鑭系金屬中自然豐度最高的一種,常見有+3、+4兩種價態(tài)。霧霾中含有大量的污染物NO,可以被含Ce4+的溶液吸收,生成NOeq\o\al(\s\up11(-),\s\do4(2))、NOeq\o\al(\s\up11(-),\s\do4(3))(二者物質(zhì)的量之比為1∶1)??刹捎秒娊夥▽⑸鲜鑫找褐械腘Oeq\o\al(\s\up11(-),\s\do4(2))轉化為無毒物質(zhì),同時再生Ce4+,其原理如圖所示:①Ce4+從電解槽的________(填字母代號)口流出。②寫出陰極的電極反應式:__________________________________________。(2)如圖所示的電解裝置,可將霧霾中的NO、SO2轉化為硫酸銨,從而實現(xiàn)廢氣的回收再利用。通入NO的電極反應式為______________;若通入的NO體積為4.48L(標準狀況下),則另外一個電極通入的SO2的質(zhì)量至少為________g。(3)一種利用H2S電催化制氫并最終制得硫酸的裝置如圖所示:①b接電源的________(填“正”或“負”)極,陽極的電極反應式為____________。②寫出一個SO2經(jīng)一步反應轉化為H2SO4的化學方程式:______________________。13.電化學方法是化工生產(chǎn)及生活中常用的一種方法。回答下列問題:(1)二氧化氯(ClO2)為一種黃綠色氣體,是國際上公認的高效、廣譜、快速、安全的殺菌消毒劑。目前已開發(fā)出用電解法制取ClO2的新工藝如圖所示:①圖中用石墨作電極,在一定條件下電解飽和食鹽水制取ClO2。產(chǎn)生ClO2的電極應連接電源的________(填“正極”或“負極”),對應的電極反應式為___________________________________________________________________________________________。②a極區(qū)pH________(填“增大”“減小”或“不變”)。③圖中應使用________(填“陰”或“陽”)離子交換膜。(2)電解K2MnO4溶液制備KMnO4。工業(yè)上,通常以軟錳礦(主要成分是MnO2)與KOH的混合物在鐵坩堝(熔融池)中混合均勻,小火加熱至熔融,即可得到綠色的K2MnO4,化學方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。用鎳片作陽極(鎳不參與反應),鐵板為陰極,電解K2MnO4溶液可制備KMnO4。上述過程用流程圖表示如下:則D的化學式為________;陽極的電極反應式為________________________;陽離子遷移方向是____________________________________。(3)電解硝酸工業(yè)的尾氣NO可制備NH4NO3,其工作原理如圖所示:①陰極的電極反應式為________________________________。②將電解生成的HNO3全部轉化為NH4NO3,則通入的NH3與實際參加反應的NO的物質(zhì)的量之比至少為________。課練18電解池金屬的腐蝕與防護狂刷小題夯基礎[練基礎]1.B電子從電源的負極流出,故a是陰極,d是正極,溶液中的陽離子Q移向陰極a。2.AA項,電子流出的一極是電源的負極,故Fe連接電源的正極,為陽極,發(fā)生氧化反應,正確;B項,電解質(zhì)溶液中,陰離子向陽極移動,F(xiàn)e為陽極,Cl-向Fe極作定向移動,錯誤;C項,石墨電極是電解池的陰極,發(fā)生還原反應,電極反應為Fe3++e-=Fe2+,錯誤;D項,F(xiàn)e為陽極,是活性電極,F(xiàn)e被氧化生成Fe2+,石墨是電解池的陰極,F(xiàn)e3+發(fā)生還原反應生成Fe2+,故電解池發(fā)生的總反應:Fe+2Fe3+eq\o(=,\s\up7(電解))3Fe2+,錯誤。3.D依據(jù)放電順序,陰極先放電的是Cu2+,故陰極開始析出的是Cu,陽極先放電的是Cl-,故陽極開始產(chǎn)生的是Cl2,故A、B錯誤;由陰極反應Cu2++2e-=Cu,n(Cu2+)=0.1mol,當電路中通過電子的量達到0.2mol時,此時Cu2+消耗完畢,陰極放電離子變?yōu)镠+,故C錯誤;陽極先是Cl-放電,當Cl-消耗完畢,此時H2O電離產(chǎn)生的OH-開始在陽極放電,SOeq\o\al(\s\up11(2-),\s\do4(4))不參與電極反應,故D正確。4.C根據(jù)題給裝置圖可知,陽極的電極反應式為2H2O-4e-=4H++O2↑,陰極的電極反應式為O2+2H++2e-=H2O2,故A、B項錯誤。根據(jù)題圖可知,H2O2可將NH3·H2O氧化為N2,C項正確。根據(jù)電極反應式可知,工作過程中陽極上生成氫離子,所以陽極附近溶液的pH逐漸減小,D項錯誤。5.AHCl在陽極失電子,發(fā)生氧化反應,生成Cl2和H+,F(xiàn)e3+在陰極得電子,還原成Fe2+,F(xiàn)e2+、H+、O2反應生成Fe3+和H2O,F(xiàn)e2+、Fe3+在陰極循環(huán),A錯誤;HCl在陽極失電子生成Cl2和H+,電極反應式為2HCl-2e-=Cl2↑+2H+,B正確;根據(jù)電子得失守恒有O2~4e-,電路中轉移1mol電子,消耗0.25mol氧氣,標準狀況下體積為5.6L,C正確;由圖可知,反應物為HCl(g)和O2(g),生成物為H2O(g)和Cl2(g),故電解總反應可看作是4HCl(g)+O2(g)eq\o(=,\s\up7(電解))2Cl2(g)+2H2O(g),D正確。[練高考]6.D海水中含有較大濃度的Cl-,通電后Cl-能在陽極上發(fā)生失電子的氧化反應生成Cl2,A項正確;電解過程中陰極區(qū)有NaOH生成,陽極上生成的Cl2與陰極區(qū)生成的NaOH反應可得到NaClO,B項正確;H2具有可燃性,故應及時排入大氣,以免出現(xiàn)意外,C項正確;陰極的電極反應式為2H2O+2e-=2OH-+H2↑,生成的OH-與海水中的Mg2+結合形成Mg(OH)2,故Mg(OH)2主要在陰極上形成,D項錯誤。7.C通電后石墨電極Ⅱ上有O2生成,F(xiàn)e2O3逐漸溶解,說明石墨電極Ⅱ為陽極,則電源b為正極,a為負極,石墨電極Ⅰ為陰極,據(jù)此解答。A.由分析可知,a是電源的負極,正確;B.石墨電極Ⅱ為陽極,通電一段時間后,產(chǎn)生氧氣和氫離子,所以向石墨電極Ⅱ附近滴加石蕊溶液,出現(xiàn)紅色,正確;C.隨著電解的進行,銅離子在陰極得電子生成銅單質(zhì),所以CuCl2溶液濃度變小,錯誤;D.當0.01molFe2O3完全溶解時,消耗氫離子為0.06mol,根據(jù)陽極電極反應式2H2O-4e-=O2+4H+,產(chǎn)生氧氣為0.015mol,體積為336mL(折合成標準狀況下),正確。8.D石墨電極為陽極,電極反應式為2H2O-4e-=O2↑+4H+,H+通過陽離子交換膜由Ⅰ室進入Ⅱ室,右側Co電極為陰極,電極反應式為Co2++2e-=Co,Cl-通過陰離子交換膜由Ⅲ室進入Ⅱ室,與H+結合生成鹽酸。由上述分析知,Ⅰ室中水放電使硫酸濃度增大,Ⅱ室中生成鹽酸,故Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均減小,A錯誤;生成1molCo時,轉移2mol電子,Ⅰ室有0.5molO2(即16g)逸出,有2mol(即2g)H+通過陽離子交換膜進入Ⅱ室,則Ⅰ室溶液質(zhì)量理論上減少18g,B錯誤;移除兩交換膜后,石墨電極上的電極反應為2Cl--2e-=Cl2↑,C錯誤;根據(jù)上述分析可知,電解時生成了O2、Co、H+,則電解總反應為2Co2++2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2Co+O2↑+4H+,D正確。9.答案:陽Na+解析:由4Na2CrO4+4H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2↑可知,電解過程中實質(zhì)是電解水,陽極上水失去電子生成H+和O2,陰極上H+得到電子生成H2,由2CrOeq\o\al(\s\up11(2-),\s\do4(4))+2H+?Cr2Oeq\o\al(\s\up11(2-),\s\do4(7))+H2O可知,Cr2Oeq\o\al(\s\up11(2-),\s\do4(7))在氫離子濃度較大的電極室中制得,即Na2Cr2O7在陽極室產(chǎn)生;電解過程中,陰極產(chǎn)生氫氧根離子,氫氧化鈉在陰極生成,所以為提高制備Na2Cr2O7的效率,Na+通過離子交換膜移向陰極。10.答案:(4)從右往左(5)2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O解析:(4)根據(jù)反應物以及兩極產(chǎn)物,可以看出產(chǎn)生氫氣的一極氫元素的化合價變化為+1→0,發(fā)生還原反應,應為陰極,產(chǎn)生氮氣的一極氮元素的化合價變化為-3→0,發(fā)生氧化反應,應為陽極。電解池中,陰離子向陽極移動,所以電解過程中OH-的移動方向為從右往左。(5)陽極上NH3變?yōu)镹2,溶液環(huán)境為堿性,所以陽極的電極反應式為2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O。[練模擬]11.C陰極發(fā)生還原反應,氫離子獲得電子生成氫氣,陰極電極反應式為2H++2e-=H2↑,故A錯誤;陽極發(fā)生氧化反應,硫元素最高正價為+6價,只能是氧元素價態(tài)升高,S2Oeq\o\al(\s\up11(2-),\s\do4(8))中含有過氧鍵,反應中硫元素價態(tài)不變,故B錯誤;S2Oeq\o\al(\s\up11(2-),\s\do4(8))中含硫氧極性鍵和氧氧非極性鍵,故C正確;若用銅作陽極,則陽極反應式為Cu-2e-=Cu2+,故D錯誤。12.C根據(jù)海水提取金屬鋰的裝置圖知,催化電極上放出氣體,為氯離子放電生成氯氣,因此催化電極為陽極,則銅箔為陰極,銅箔上的電勢比催化電極上的低,故A錯誤;海水中的鋰離子和氯離子放電,海水的pH基本不變,故B錯誤;根據(jù)轉移電子數(shù)相等,若導線中轉移1mol電子,則銅箔上產(chǎn)生1molLi,質(zhì)量為7g,故C正確;因為催化電極為陽極,放出氯氣,銅箔為陰極,形成金屬鋰,所以固體陶瓷膜為陽離子交換膜,不能用質(zhì)子交換膜代替,故D錯誤。13.C甲池為燃料電池,a電極燃料失去電子,為負極,H+由負極向正極運動,即從M室到N室移動,A項正確;甲為燃料電池,燃料失去電子,電子移動a→Y,X電極作陽極,失去電子,電子移動X→b,B項正確;乙池中,酸性較弱時,F(xiàn)e3+易水解生成沉淀,C項錯誤;Y為陰極,氧氣得到電子,發(fā)生還原反應,電極方程式為:O2+2e-+2H+=H2O2,D項正確。14.D由題干信息圖可知,電極a上是將Cl-轉化為Cl2,或者將H2O轉化為O2和H+,故發(fā)生氧化反應,電極a是陽極,電極b上是將H2O轉化為H2和OH-,發(fā)生還原反應,電極b為陰極,據(jù)此分析解題。A.由分析可知,電極b為陰極,從圖中可以看出水垢Mg(OH)2、CaCO3等均在電極b處產(chǎn)生,故處理后的水垢主要沉降在陰極附近,正確;B.由圖中可知,Cl-在陽極a處轉化為Cl2,Cl2+H2O=HCl+HClO,然后HClO將有機物氧化,自身被還原為Cl-,故轉化為處理過程中的Cl-可以循環(huán)利用,正確;C.由分析可知電極b為陰極,電極反應式為:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,與電極無關,故若將b電極換成鐵電極,處理過程不受影響,正確;D.若R為CO(NH2)2,Cl-在陽極a處轉化為Cl2,Cl2+H2O=HCl+HClO,然后HClO將CO(NH2)2氧化生成無污染的氣體即CO2和N2,自身被還原為Cl-,消耗1molCO(NH2)2這樣轉移電子數(shù)目為6mol,但此時陽極上還在進行另一個電極反應2H2O-4e-=4H++O2↑,故經(jīng)過陰極上的電子數(shù)目大于6mol,故產(chǎn)生的H2大于3mol,錯誤。15.B進液1中的NaHSO3轉化為再生液中的NaOH,故a電極上水電離出的H+放電,電極反應式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-,a電極是陰極,中間室中的Na+通過m移向左室,故m是陽膜,A錯誤。b電極作陽極,H+通過陽膜移向中間室,與SOeq\o\al(\s\up11(2-),\s\do4(3))、HSOeq\o\al(\s\up11(-),\s\do4(3))結合生成H2SO3,故出液1的溶質(zhì)主要是H2SO3,B正確。b電極上水電離出的OH-放電,故右室中H2O減少,H2SO4濃度增大,出液2的pH略小于進液2的pH,C錯誤。由a電極的電極反應式可知,當電路中轉移0.2mol電子時,a電極產(chǎn)生0.1molH2,標準狀況下體積為2.24L,D錯誤。16.CA.銅電積的過程中,Cu2+在銅板上放電生成Cu并附著,該電極為陰極,因此N極應與外接直流電源的負極相連,正確;B.由圖可知鉛合金板上生成O2,電極反應式為2H2O-4e-=O2↑+4H+,正確;C.電積的過程消耗Cu2+,溶液中c(Cu2+)減小,錯誤;D.電解過程的化學方程式為2CuSO4+2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2H2SO4+2Cu+O2↑,溶液中c(H+)增大,pH減小,正確。綜合測評提能力1.BA.由圖可知陽極(反應②),CuCl-+Cl--e-=CuCleq\o\al(\s\up11(-),\s\do4(2)),錯誤;B.由圖可知,總反應為2Cu+H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))H2↑+Cu2O,正確;C.根據(jù)總反應可知,電解時消耗水,使c(H+)減少,pH變大,錯誤;D.沒有說明標準狀況,無法計算出氫氣的物質(zhì)的量,錯誤。2.C鋅環(huán)與電源的正極相連,為陽極,發(fā)生氧化反應,A項正確;斷電時,Zn比鐵活潑,作負極,電極反應為Zn-2e-=Zn2+,C項錯誤。3.CA.放電時,b電極上發(fā)生還原反應,電極反應式為:Zn2++V2O5+2e-=ZnV2O5,正確;B.原電池中陽離子向正極移動,放電時,Zn2+從a電極區(qū)向b電極區(qū)遷移,正確;C.放電時,b是正極,所以充電時b電極與電源的正極相連,錯誤;D.充電時,a電極發(fā)生:Zn2++2e-=Zn,轉移0.4mol電子,a電極增重m(Zn)=65g·mol-1×0.2mol=13g,正確。4.DpH=2.5的醋酸溶液與鐵反應時壓強增大,則為析氫腐蝕,電極反應式為:2CH3COOH+2e-=H2↑+2CH3COO-,pH=5.0時壓強減小,則是吸氧腐蝕,電極反應式為:O2+4CH3COOH+4e-=2H2O+4CH3COO-。A.pH=5.0的醋酸溶液反應時壓強減小,則是吸氧腐蝕,正確;B.pH=2.5時,壓強增大,是析氫腐蝕,pH=5.0時,壓強減小,是吸氧腐蝕,酸度不同,腐蝕的主要類型可能不同,正確;C.兩組溶液都在消耗氫離子,pH一定逐漸變大,正確;D.腐蝕速率與氫離子濃度有關,換成鹽酸,若pH相同,則速率相同,錯誤。5.A6.C因為電解后在右側燒杯中產(chǎn)生Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀,說明Fe放電,F(xiàn)e為陽極,與燃料電池的正極相接,故Y是空氣,X是甲烷,A錯誤;燃料電池的電解質(zhì)是熔融碳酸鹽,導電離子是COeq\o\al(\s\up11(2-),\s\do4(3)),則負極反應式為CH4-8e-+4COeq\o\al(\s\up11(2-),\s\do4(3))=5CO2+2H2O,B錯誤;燃料電池的正極反應式為2CO2+O2+4e-=2COeq\o\al(\s\up11(2-),\s\do4(3)),則有關系式:CH4~8e-~4CO2+2O2~4CO2+10空氣,故燃料電池正負兩極消耗氣體體積比為14∶1,C正確;燒杯中陽極反應式為Fe-2e-=Fe2+,F(xiàn)e2+被Cr2Oeq\o\al(\s\up11(2-),\s\do4(7))氧化,發(fā)生反應6Fe2++Cr2Oeq\o\al(\s\up11(2-),\s\do4(7))+14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,則有關系式CH4~8e-~4Fe2+~eq\f(2,3)Cr2Oeq\o\al(\s\up11(2-),\s\do4(7)),故除去1molCr2Oeq\o\al(\s\up11(2-),\s\do4(7))理論上消耗標準狀況下甲烷的體積為eq\f(3,2)×22.4L=33.6L,D錯誤。7.C由題圖可知,在堿性條件下,H2O生成H2是非自發(fā)過程,Zn生成ZnOeq\o\al(\s\up11(2-),\s\do4(2))是自發(fā)過程,故K接K1時形成電解池,M是直流電源;K接K2時形成原電池,N是用電器,A正確。當K和K1相接時,a極發(fā)生得電子的還原反應,為陰極,b極為陽極,溶液中的OH-向b極遷移,B正確。當K和K2相接時,c極作負極,b極作正極,故b極的電極反應式為NiOOH+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-,C錯誤。理論上,每生成1molH2,轉移2mol電子,則Q=nF=2mol×96500C·mol-1=1.93×105C,D正確。8.AC電解時,鐵作陰極,石墨作陽極,若鐵作陽極,則鐵放電,A正確;陽極發(fā)生氧化反應,I-失電子被氧化,電極反應式為I--6e-+3H2O=IOeq\o\al(\s\up11(-),\s\do4(3))+6H+,B、D兩項錯誤;陰極上水放電,2H2O+2e-=H2↑+2OH-,溶液的pH升高,C項正確。9.CD選項A,反應①②得到電子,發(fā)生的是還原反應,應在陰極上發(fā)生,鍍件為陰極,正確;選項B,H2O2既能提高也能降低電鍍液中Cr(Ⅲ)的含量,則H2O2既體現(xiàn)氧化性又體現(xiàn)還原性,正確;選項C,陰極上發(fā)生反應①②④,當鍍件上析出52g單質(zhì)鉻時,電路中轉移電子大于6mol,錯誤;選項D,由陰極發(fā)生的電極反應①②④可知陰極pH增大,由陽極發(fā)生的電極反應⑤⑥可知陽極pH減小,則pH:陽極<陰極,錯誤。10.D由題圖知,與a相連的電極發(fā)生水得電子的還原反應,電極反應為2H2O+2e-=H2↑+2OH-,該電極為電解池的陰極,故a應該與鉛蓄電池的負極Pb相連,b應該與鉛蓄電池的正極PbO2相連,A錯誤;PbSO4難溶于水,故電解時鉛蓄電池的正極反應為PbO2+4H++SOeq\o\al(\s\up11(2-),\s\do4(4))+2e-=PbSO4+2H2O,B錯誤;電解時,CO在電解池陽極被氧化為COeq\o\al(\s\up11(2-),\s\do4(3)),故陽極反應為CO+4OH--2e-=COeq\o\al(\s\up11(2-),\s\do4(3))+2H2O,轉移2mole-時,陽極消耗4molOH-,陰極室只有2molOH-穿過陰離子交換膜進入陽極室,故電解后陽極室OH-濃度減小,pH減小,C錯誤;WGS反應需要在180~250℃和高壓(1.0~6.0MPa)的苛刻條件下進行,該反應為可逆反應,制得的氫氣不純,需要進一步的分離純化才能應用,與WGS反應相比,EWGS反應的顯著優(yōu)點是低能耗生產(chǎn)高純氫氣,D正確。11.答案:(1)原電池CH3OH+8OH--6e-=COeq\o\al(\s\up11(2-),\s\do4(3))+6H2O(2)陽極4AgNO3+2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))4Ag+O2↑+4HNO3(3)280D1.60(4)減小增大解析:(1)甲池為原電池,通入CH3OH的電極為負極,電極反應式為CH3OH+8OH--6e-=COeq\o\al(\s\up11(2-),\s\do4(3))+6H2O。(2)乙池為用惰性電極電解AgNO3溶液,其中A作陽極,B作陰極,總反應式為4AgNO3+2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))4Ag+O2↑+4HNO3。(3)根據(jù)各電極上轉移的電子相同,得n(Ag)=4n(O2)=2n(Cu),故V(O2)=eq\f(1,4)×eq\f(5.40g,108g·mol-1)×22.4L·mol-1=0.28L=280mL,m(Cu)=eq\f(1,2)×eq\f(5.40g,108g·mol-1)×64g·mol-1=1.60g。(4)若丙中電極不變,將其溶液換成NaCl溶液,根據(jù)丙中總反應2NaCl+2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NaOH+H2↑+Cl2↑,則溶液pH增大,而甲中總反應為2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O,溶液pH減小。12.答案:(1)①a②2NOeq\o\al(\s\up11(-),\s\do4(2))+8H++6e-=N2↑+4H2O(2)NO+6H++5e-=NHeq\o\al(\s\up11(+),\s\do4(4))+H2O32(3)①負H2S+2H2O-6e-=SO2+6H+②SO2+H2O2=H2SO4解析:(1)①生成Ce4+,則Ce3+-e-=Ce4+,Ce4+在陽極生成,從a口流出;②NOeq\o\al(\s\up11(-),\s\do4(2))轉化為無毒物質(zhì),則NOeq\o\al(\s\up11(-),\s\do4(2))在陰極得電子,轉化為N2,結合電子得失守恒、電荷守恒可得陰極電極反應為2NOeq\o\al(\s\up11(-),\s\do4(2))+8H++6e-=N2↑+4H2O。(2)根據(jù)電解裝置,NO和SO2轉化為硫酸銨,說明NO轉化成NHeq\o\al(\s\up11(+),\s\do4(4)),即NO在
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