魯科版2023高考化學(xué) 一輪復(fù)習(xí) 十六 電化學(xué)原理的應(yīng)用 課時(shí)練習(xí) （教師版）

十六電化學(xué)原理的應(yīng)用

題組一：電解法制備物質(zhì)

（建議用時(shí)：15分鐘）

1.（2022.蚌埠模擬）鄰二浪（氯）化物常用作火焰阻滯劑、殺蟲劑等?？蒲袌F(tuán)隊(duì)從

價(jià)格低廉且安全友好的雙鹵代物出發(fā)，發(fā)展了電化學(xué)輔助的“穿梭”反應(yīng)（即某基

團(tuán)能在兩種分子間進(jìn)行可逆地“穿梭”），實(shí)現(xiàn)了烯煌的雙鹵化反應(yīng)。反應(yīng)原理如

下圖所示（圖中X代表鹵素原子，本題中為Br）o

I-----------------------------------------------1

ak

?廠一X—x

|二----2X---------、

cJR、U

下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.a電極為陰極

B.1,2二溪乙烷生成B「的同時(shí)，會(huì)釋放乙烯氣體，從而為“穿梭”反應(yīng)提供

驅(qū)動(dòng)力，推動(dòng)新的鄰二鹵代物生成

C.b極反應(yīng)為R—CH=CH2+2Br-+2e-=R—CHBrCH2Br

D.該方法可用于修復(fù)被有機(jī)氯農(nóng)藥（六氯代環(huán)己烷）殘留污染的土壤，同時(shí)還能

生產(chǎn)有價(jià)值的化學(xué)藥品

解析:選Coa電極反應(yīng)Br—CH2—CH2—Br+2e-=CH2=CH2+2Br-中，碳元

素化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)，a電極為陰極，A正確；釋放的乙烯氣體具有推

動(dòng)力，可以為該“穿梭”反應(yīng)提供驅(qū)動(dòng)力，B正確；b極為陽極，反應(yīng)為

R—CH=CH2+2Br--2e-=R—CHBrCH2Br,C錯(cuò)誤；六氯代環(huán)己烷曾被廣

泛用作殺蟲劑，但是它具有高毒性且不易降解，選取六氯代環(huán)己烷作為實(shí)驗(yàn)對(duì)

象，在經(jīng)過三次連續(xù)的轉(zhuǎn)移1,2雙氯化反應(yīng)后，生成了苯和有價(jià)值的鄰二氯

代物，D正確。

加固訓(xùn)練：

一種電化學(xué)制備NH3的裝置如圖所示，圖中陶瓷在高溫時(shí)可以傳輸H+。下列敘

述錯(cuò)誤的是（）

A.Pb電極b為陰極

B.陰極的反應(yīng)式為N2+6H++6e-=2NH3

C.H+由陽極向陰極遷移

D.陶瓷可以隔離N2和H2

解析:選AoA.此裝置為電解池，總反應(yīng)是N2+3H2=2NH3,Pb電極b上是

氫氣發(fā)生反應(yīng)，即氫氣失去電子化合價(jià)升高，Pb電極b為陽極，故A說法錯(cuò)誤；

B根據(jù)A選項(xiàng)分析，Pb電極a為陰極，反應(yīng)式為N2+6H++6e-=2NH3,故B

說法正確；C.根據(jù)電解池的原理，陽離子在陰極上放電，即由陽極移向陰極，故

C說法正確；D.根據(jù)裝置圖，陶瓷隔離N2和外，故D說法正確。

2.（2022.南京模擬）甲烷是良好的制氫材料。我國科學(xué)家發(fā)明了一種500℃時(shí)，

在含氧離子（。2-）的熔融碳酸鹽中電解甲烷的方法，實(shí)現(xiàn)了無水、零排放的方式

生產(chǎn)H2和C。反應(yīng)原理如圖所示。下列說法正確的是（）

Ni-YSZ

A.X為電源的負(fù)極

B.Ni電極上發(fā)生的電極反應(yīng)方程式為CO1-+4e-=C+3O2-

C.電解一段時(shí)間后熔融鹽中02-的物質(zhì)的量變多

D.該條件下，每產(chǎn)生22.4LH2,電路中轉(zhuǎn)移2mol電子

解析:選BoA.電解池電極Ni中COV變成C,C元素的化合價(jià)降低，得電子,

發(fā)生還原反應(yīng)，作陰極，因此Y為電源負(fù)極，X為電源的正極，故A錯(cuò)誤；B.

陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，Ni電極上發(fā)生的電極反應(yīng)方程式為COi-+4e-=C+

302-,故B正確；C.電解一段時(shí)間后熔融鹽中-的物質(zhì)的量不會(huì)變多，生成

的-通過熔融鹽轉(zhuǎn)移到陽極參加反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；D.總反應(yīng)為CH4尊鯉C

+2H2,反應(yīng)條件為500°C,該條件下不是標(biāo)準(zhǔn)狀況，故D錯(cuò)誤。

3.（2022.攀枝花模擬）高鐵酸鹽在環(huán)保能源領(lǐng)域有廣泛的用途。用鏢（Ni）、鐵作

電極電解濃NaOH溶液制備高鐵酸鹽NazFeCU的裝置如圖所示。下列推斷合理

的是（）

A.Fe電極是陽極，電極反應(yīng)式Fe+4H2O-6e-=FeOi-+8H+

B.電解時(shí)電子流向：負(fù)極一Ni電極一電解液一Fe電極一正極

C.若隔膜為陰離子交換膜，則電解結(jié)束后左側(cè)溶液中含有FeO1

D.電解時(shí)陽極區(qū)pH減小、陰極區(qū)pH增大，撤去隔膜，溶液混合后，與原溶

液相比,pH減?。ê雎泽w積變化）

解析:選Do利用該電解裝置制備Na2FeO4,Fe電極與直流電源的正極相連，則

Fe電極是陽極油于電解質(zhì)溶液是NaOH溶液，故陽極反應(yīng)式為Fe-6e-+8OH

'=FeOi-+4H2O,A項(xiàng)錯(cuò)誤；電子只在電極和導(dǎo)線上流動(dòng)，不能進(jìn)入電解質(zhì)

溶液，B項(xiàng)錯(cuò)誤；陰極反應(yīng)式為2H2。+2e-=2OH'+H2?,若隔膜為陰離子交

換膜，為維持電解質(zhì)溶液呈電中性，陰極產(chǎn)生的OH-通過隔膜向右側(cè)移動(dòng)，故

電解結(jié)束后右側(cè)溶液中含有FeOi-,C項(xiàng)錯(cuò)誤；電解時(shí)陽極消耗OH-，陰極生

成OH-，則陽極區(qū)pH減小、陰極區(qū)pH增大；據(jù)得失電子守恒可知，轉(zhuǎn)移電子

數(shù)相等時(shí)，陽極消耗OH-比陰極生成OH-要多，撤去隔膜，溶液混合后，溶液

的堿性減弱，則與原溶液相比，pH減小，D項(xiàng)正確。

【方法規(guī)律】“四步法”書寫電極反應(yīng)式的步驟歸納如下：

第一步：書寫負(fù)極（陽極），還原性微粒一狀--氧化性產(chǎn)物；正極（陰極）：氧化性

微粒+ne--還原性產(chǎn)物。

第二步：標(biāo)變價(jià)算”值，〃=（高價(jià)-低價(jià)）x變價(jià)原子個(gè)數(shù)。

第三步：根據(jù)電池情境用H+、OH-、CP-、CO?-等陰、陽離子配平電荷。

第四步：用H2O等小分子配平原子。

加固訓(xùn)練:

工業(yè)上常采用吸收-電解聯(lián)合法除去天然氣中的H2s氣體，并轉(zhuǎn)化為可回收利

用的單質(zhì)硫，其裝置如圖所示。通電前,先通入一段時(shí)間含H2s的甲烷氣，使

部分NaOH吸收H2s轉(zhuǎn)化為Na2s,再接通電源，繼續(xù)通入含雜質(zhì)的甲烷氣，并

控制好通氣速率即可保證裝置中反應(yīng)的連續(xù)性。下列說法正確的是（）

電源除雜后的

氣體A甲烷氣

/碳棒碳棒、

J'l__L

NaOH溶液

NaOH

溶癥含硫化氫

T一的甲烷氣

陰離子交換膜

A.與電源a端相連的碳棒為陽極，氣體A為Ch

B.與電源b端相連的碳棒上電極反應(yīng)為2H2。+2e-=2OH-+H2T

C.通電過程中，右池溶液中的OH-通過陰離子交換膜進(jìn)入左池

D.在通電前后，右池中的c（NaOH）與c（NazS）之比基本不變

解析:選D。根據(jù)圖中信息可知，右側(cè)通入含有H2s雜質(zhì)的甲烷氣，得到除雜后

的甲烷氣，結(jié)合題意，則右端碳棒為電解池的陽極，左端碳棒為陰極，陰極上

水電離出的H+得電子被還原為H2,電極反應(yīng)式為2H2。+2e-=2OH-+H2?,

右池中相當(dāng)于H2s發(fā)生氧化反應(yīng)而被除去，電極反應(yīng)式H2s-2e-+2OH-=S；

+2H2O,則溶液中c（NaOH）:c（NazS）基本保持不變，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，D正確；

通電過程中，左池溶液中的OH-通過陰離子交換膜進(jìn)入右池，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。

4.（2022.洛陽模擬）H2O2和03都是較強(qiáng)的氧化劑，可用于環(huán)境消殺。以下電化

學(xué)裝置可協(xié)同產(chǎn)生抵。2和O3，產(chǎn)生出。2和O3的物質(zhì)的量之比為5:1,下列說

法錯(cuò)誤的是（）

A.Y電極電勢低于X電極

B.膜為質(zhì)子交換膜

+

C.生成雙氧水的電極反應(yīng)式為O2+2e-+2H=H2O2

D.X極處可能還存在其他副反應(yīng)

解析:選AoY極氧元素從-2價(jià)升至0價(jià)是陽極周極反應(yīng)式2H2。-4e-=O2

++

+4H+,3H2O-6e-=O3+6H,X極是陰極，電極反應(yīng)式為O2+2e-+2H

=H2O2；Y極是陽極，X極是陰極，Y電極電勢比X電極高，A錯(cuò)誤；H+由

Y極向X極移動(dòng)，則膜為質(zhì)子交換膜，B正確；X極是陰極，生成雙氧水的電

極反應(yīng)式為O2+2e-+2H+=H2（）2,C正確；Y極可能發(fā)生的電極反應(yīng)式為3H2。

+

-6e-=O3+6H,則H2O2和。3的物質(zhì)的量之比為3:1,故應(yīng)有其他副反應(yīng)

生成H2O2,才會(huì)有5:1,D正確。

O

Fe

5.（1）環(huán)戊二烯可用于制備二茂鐵[Fe（C5H5）2,結(jié)構(gòu)簡式為O],后者廣泛應(yīng)用

于航天、化工等領(lǐng)域中。二茂鐵的電化學(xué)制備原理如圖所示，其中電解液為溶

解有溪化鈉（電解質(zhì)）和環(huán)戊二烯的DMF溶液（DMF為惰性有機(jī)溶劑）。

該電解池的陽極為總反應(yīng)為O

電解制備需要在無水條件下進(jìn)行，原因?yàn)镺

⑵在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術(shù)的基礎(chǔ)上，科學(xué)家最近采用碳基電極材料

設(shè)計(jì)了一種新的工藝方案，主要包括電化學(xué)過程和化學(xué)過程，如圖所示：

負(fù)極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)有(寫

反應(yīng)方程式)。電路中轉(zhuǎn)移1mol電子，需消耗氧氣L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。

解析：(1)由電解原理示意圖可知，電解后鐵變?yōu)?2價(jià)，由此可判斷鐵作電解池

的陽極，陽極的電極反應(yīng)式為Fe-2e-=Fe2+,陰極的電極反應(yīng)為2V)+2e-

O

Fe

--2(2)+H2T,由此可得總反應(yīng)方程式為Fe+2。一O+H2?O電解時(shí)如

果有水，水會(huì)與鈉反應(yīng)，阻礙?的生成，而且電解時(shí)會(huì)產(chǎn)生OH-,OH-會(huì)與

2+

Fe反應(yīng)生成Fe(OH)2沉淀。

⑵由題圖知，左端的電極反應(yīng)為Fe3++e-=Fe2+,應(yīng)為陰極，接電源負(fù)極，

右端的電極反應(yīng)為2HC1-2e-=C12+2H+,應(yīng)為陽極，接電源正極，負(fù)極產(chǎn)生

的Fe2+進(jìn)一步被02氧化生成Fe3+,則4Fe2++O2+4H+==4Fe3++2H2O；由止匕

可知，每消耗1molO2,需轉(zhuǎn)移4mol電子，則轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí)，應(yīng)消耗;mol

1

O2,標(biāo)準(zhǔn)狀況下，(molO2的體積為］molx22.4L-mol*=5.6Lo

o

Fe

答案：(l)Fe電極Fe+2O=O+H2T［或Fe+2c5H6=Fe(C5H5)2+H2?］

水會(huì)與Na反應(yīng)，阻礙中間物?的生成；水會(huì)電解生成0H-,進(jìn)一步與Fe2+

反應(yīng)生成Fe(OH)2

3+2+2++3+

(2)Fe+e-=Fe,4Fe+O2+4H=4Fe+2H2O5.6

加固訓(xùn)練：

研究HCOOH燃料電池性能的裝置如圖所示，兩電極區(qū)間用允許K+、H+通過

的半透膜隔開。

（1）電池負(fù)極電極反應(yīng)式為;

放電過程中需補(bǔ)充的物質(zhì)A為（填化學(xué)式）。

（2）如圖所示的HCOOH燃料電池放電的本質(zhì)是通過HCOOH與O2的反應(yīng)，將化

學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，其反應(yīng)的離子方程式為O

解析：（1）負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，堿性條件下，HCOO-（其中的碳元素為+2價(jià)）被氧

化生成HCOj（其中的碳元素為+4價(jià)），則負(fù)極的電極反應(yīng)式為HCOO'+2OH

--2e-=HCO3-+H2O。正極反應(yīng)中，F(xiàn)e3+被還原為Fe2+,Fe?+再被O2在酸

性條件下氧化為Fe3+,Fe3+相當(dāng)于催化劑，因?yàn)樽罱K有K2s。4生成，。2氧化Fe2

+的過程中要消耗H+,故需要補(bǔ)充的物質(zhì)A為H2so4。（2）結(jié)合上述分析可知，

HCOOH與O2反應(yīng)的離子方程式為2HCOOH+2OH-+O2=2HCO3'+2H2Oo

答案：（l）HCOO-+2OH--2e-=HCO3-+H2OH2SO4

（2）2HCOOH+2OH-+O2=2HCO3-+2H2O

題組二：電鍍電冶金

（建議用時(shí)：15分鐘）

1.（2022?福建三明質(zhì)檢）下列有關(guān)鋁土礦中提煉鋁的說法不正確的是（）

A.鋁土礦中的鋁元素是以化合態(tài)存在的，需用化學(xué)方法把鋁元素變成游離態(tài)

B.提煉過程中，先將鋁土礦凈化提取氧化鋁，再進(jìn)行冶煉

C.可用常見的還原劑把氧化鋁中的鋁還原出來

D.冶煉鋁的方法同工業(yè)冶煉鈉、鎂相似，可用電解法

解析:選Co鋁是活潑金屬，常見的還原劑不能還原A12O3,只能用電解熔融氧化

鋁實(shí)現(xiàn)。

加固訓(xùn)練：

關(guān)于金屬冶煉的敘述正確的是（）

A.工業(yè)上可利用鋁熱反應(yīng)大量冶煉金屬鐵

B.金屬鈉、鋁和銅都可用還原法制備

C.電解飽和氯化鎂溶液可得金屬鎂

D.用足量CO還原磁鐵礦得到9mol鐵時(shí)轉(zhuǎn)移24mol電子

解析:選Do鋁熱反應(yīng)可以用來冶煉高熔點(diǎn)金屬，如金屬鐵，但是大量金屬鐵的

冶煉是采用高溫還原法，A錯(cuò)誤；金屬鈉、鋁等活潑金屬的冶煉采用電解法，B

錯(cuò)誤；電解熔融氯化鎂可以獲得金屬鎂，電解飽和氯化鎂溶液可得氫氧化鎂、

氫氣和氯氣，C錯(cuò)誤；Fe3O4中Fe元素化合價(jià)有+2價(jià)、+3價(jià)，1molFesCU被

CO全部還原成Fe時(shí)，轉(zhuǎn)移8mol電子，得到9mol鐵時(shí)轉(zhuǎn)移24mol電子，D

正確。

2.（2022.昆明模擬）如圖是利用陽離子交換膜和過濾膜制備高純度的Cu的裝置示

意圖，下列有關(guān)敘述不正確的是（）

A.電極A是粗銅，電極B是純銅

B.電路中通過1mol電子，生成32g銅

C.溶液中soi-向電極A遷移

D.膜B是過濾膜，阻止陽極泥及雜質(zhì)進(jìn)入陰極區(qū)

解析:選D。精煉銅時(shí)，粗銅作陽極，純銅作陰極，根據(jù)電解原理，電極A為粗

銅，電極B為純銅,A項(xiàng)正確；陰極反應(yīng)式為C/++2e-=Cu,當(dāng)電路中通過

1mol電子時(shí)，生成0.5molCu，即生成32gCu,B項(xiàng)正確；根據(jù)電解原理,SOi'

向陽極移動(dòng)，C項(xiàng)正確；膜A為過濾膜，阻止陽極泥及雜質(zhì)進(jìn)入陰極區(qū)，膜B

為陽離子交換膜，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

電解

3.化學(xué)家戴維電解熔融氫氧化鈉制得鈉：4NaOH（熔融）奉/Chf+4Naf+

2H2O；后來蓋?呂薩克用鐵與熔融氫氧化鈉作用也制得鈉：3Fe+4NaOH=Fe3O4

+2H2T+4NaT。下列有關(guān)說法正確的是（）

A.戴維法制鈉，陽極的電極反應(yīng)式為Na++e-=NaT

B.蓋?呂薩克法制鈉原理是利用鐵的金屬性比鈉的強(qiáng)

C.若用戴維法與蓋?呂薩克法制得等量的鈉，兩方法轉(zhuǎn)移電子總數(shù)相等

D.還可以用電解熔融氯化鈉法制鈉

解析:選DoA項(xiàng)，陽極應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)；B項(xiàng)，蓋?呂薩克法制鈉原理是根據(jù)鈉

的沸點(diǎn)較低、易從反應(yīng)混合物中分離出來；C項(xiàng)，根據(jù)反應(yīng)方程式可知，用戴維

法制取金屬鈉，每產(chǎn)生4mol鈉轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是4mol,而用蓋?呂薩克法

制得4mol鈉轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是8mol,因此制取等量的金屬鈉，轉(zhuǎn)移電子

總數(shù)不相等；D項(xiàng)，由于NaCl是離子化合物，可用電解熔融氯化鈉的方法制金

屬鈉。

4.中學(xué)階段介紹的電解原理的應(yīng)用主要有三種：一是氯堿工業(yè)、二是電解精煉

銅、三是電解冶金。下列關(guān)于這三個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的描述中正確的是（）

A.電解精煉銅時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式：Cu2++2e-=Cu

B.氯堿工業(yè)和電解精煉銅中，陽極都是氯離子放電放出氯氣

C.在氯堿工業(yè)中，電解池中的陰極產(chǎn)生的是H2,NaOH在陽極附近產(chǎn)生

D.電解精煉銅時(shí)，應(yīng)用粗銅作陽極、精銅作陰極，可溶性銅鹽作電解質(zhì)溶液

解析:選D。電解精煉銅時(shí)，兩極分別是陰、陽極，陰極電極反應(yīng)為Cu2++2e-

=Cu,A項(xiàng)錯(cuò)誤；在氯堿工業(yè)中，陽極是C1-放電生成氯氣，電解精煉銅時(shí)，

陽極是粗銅失電子，生成Ci?+,B項(xiàng)錯(cuò)誤；水中存在H2OWH++OH-，在氯堿

工業(yè)中，電解池的陰極氫離子放電生成氫氣，水的電離平衡向右移動(dòng)，

Na+與OH-結(jié)合生成NaOH,C項(xiàng)錯(cuò)誤；電解精煉銅時(shí)，應(yīng)用粗銅作陽極、精

銅作陰極，可溶性銅鹽作電解質(zhì)溶液，D項(xiàng)正確。

5.（2022.臨川模擬）某電化學(xué)裝置如圖所示，a、b分別接直流電源兩極。下列說

法正確的是（）

（-）（+）

a縫針

旺溶液

A.溶液中電子從B極移向A極

B.若B為粗銅，A為精銅，則溶液中c（Cu2+）保持不變

C.若A、B均為石墨電極，則通電一段時(shí)間后,溶液pH增大

D.若B為粗銅，A為精銅，則A、B兩極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等

解析:選Do電解質(zhì)溶液通過離子移動(dòng)導(dǎo)電，電解質(zhì)溶液中沒有電子移動(dòng)，故A

錯(cuò)誤；若B為粗銅，A為精銅，電解質(zhì)溶液是硫酸銅，該裝置為電解精煉銅，

溶液中c（Cu2+）略減小，故B錯(cuò)誤；若A、B均為石墨電極，電解方程式是2CUSO4

+2H2O通且2Cu+02T+2H2sO4,則通電一段時(shí)間后，溶液pH減小，故C錯(cuò)

誤；根據(jù)電子守恒，陰極、陽極轉(zhuǎn)移電子數(shù)一定相等，故D正確。

加固訓(xùn)練:

下列關(guān)于如圖裝置說法中正確的是（）

A.保護(hù)鐵時(shí)，a極為鐵片，b極為鋅片

B.電鍍銅時(shí),a極為鍍件,b極為純銅

C.精煉銅時(shí)，a極為粗銅，b極為純銅

D,用石墨電解飽和食鹽水時(shí)，b極有黃綠色氣體產(chǎn)生

解析:選Co電解池中活性電極作陽極被腐蝕，陰極受到保護(hù)，故保護(hù)鐵時(shí)，b

極為鐵片，A錯(cuò)誤；電鍍銅時(shí)，鍍層銅作陽極，鍍件作陰極，故a極為純銅,b

極為鍍件，B錯(cuò)誤；電解精煉銅時(shí)，粗銅作陽極，純銅作陰極，故a極為粗銅，

b極為純銅（正確；用石墨電解飽和食鹽水時(shí),b極是陰極，電極反應(yīng)式為2H2。

+2e-=2OH-+H2f,產(chǎn)生無色無味的氣體，D錯(cuò)誤。

6.粗銀（含Al、Zn、Pt、Au等雜質(zhì)）的精煉如圖，其中b極有少量無色氣體生成,

該氣體遇空氣變紅棕色，下列說法不正確的是（）

AgNCh-HNCh溶液

A.在電解過程中，含有雜質(zhì)的粗銀應(yīng)是電極a

B.b極生成氣體的電極反應(yīng)式為NO；+3e-+4H+=N0f+2H2O

C.當(dāng)純銀片增重2.16g時(shí)，電路中通過0.02mol電子

D.電解后Pt、Au以單質(zhì)的形式沉積在a極下方

解析:選Co電解時(shí)，粗銀為陽極，接電源正極,A項(xiàng)正確；b電極生成NO,該

氣體是NO3-得電子發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生的,B項(xiàng)正確；陽極上Ag發(fā)生氧化反應(yīng),

AkZn也發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極上Ag+發(fā)生還原反應(yīng)，NO；也發(fā)生還原反應(yīng)，

故純銀片增重2.16g時(shí)，電路中通過的電子大于0.02mol,C項(xiàng)錯(cuò)誤；Pt、Au

不能發(fā)生氧化反應(yīng)，D項(xiàng)正確。

7.（改編題）鋰鋼氧化物二次電池成本較低，且對(duì)環(huán)境無污染，其充放電的反應(yīng)

放電

方程式為V2O5+XU'獲LixV2（X如圖為用該電池電解含鎂酸性廢水制取單質(zhì)操

的裝置。下列說法正確的是（）

I鋰一氧化物二次電池

鍍

陽

陰

鐵

離

碳棒離

子

子

膜

膜

-1

2-OJ^mobL^-?l%NaCI?Z-Z^Ni2+>CPl

<NaOHiSirZ二二溶液二;三二?酸性溶液二二二

A.該電池充電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為IXV2O5-xe-=V2O5+%Li+

B.該電池可以用LiCl水溶液作電解質(zhì)溶液

C.當(dāng)電池中有7gLi參與放電時(shí)，能得到29.5gNi

D.電解過程中，NaCl溶液的濃度會(huì)不斷減小

解析:選Co鋰鋼氧化物二次電池充電時(shí)，負(fù)極連接外加電源的負(fù)極作電解池的

陰極,發(fā)生的電極反應(yīng)式為Li++e-==Li,A項(xiàng)錯(cuò)誤；Li是活潑金屬，能與水

反應(yīng)，故該鋰鋼氧化物二次電池不能用LiCl水溶液作電解質(zhì)溶液，B項(xiàng)錯(cuò)誤；

該電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為Li-e-===Li+,有7gLi（即1mol）參與放電時(shí)，

電路中轉(zhuǎn)移1mol電子；鍍鏢鐵棒發(fā)生的反應(yīng)為Ni2++2e-=Ni,通過1mol

電子時(shí)析出0.5molNi,其質(zhì)量為0.5molx59g-mol-1=29.5g,C項(xiàng)正確；電解

過程中，陰極區(qū)透過陰離子膜向NaCl溶液中遷移，陽極區(qū)Na+透過陽離子

膜向NaCl溶液中遷移,故NaCl溶液的濃度不斷增大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

【互動(dòng)探究】（1）該電池放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式是怎樣的？

提?。篤2O5+xLi++xe-=LixV2O5o

⑵電解過程中，為什么陰極區(qū)C1-透過陰離子膜向NaCl溶液中遷移？陽極區(qū)

Na+透過陽離子膜向NaCl溶液中遷移？

提示：電解過程中，陰極區(qū)Ni2++2e-=Ni,陽離子減少,C1-透過陰離子膜

向NaQ溶液中遷移達(dá)到電荷平衡的目的；陽極區(qū)4OH--4e--2H2O+O2T，

陰離子減少，Na+透過陽離子膜向NaCl溶液中遷移達(dá)到平衡電荷的目的。

題組三：金屬的腐蝕與防護(hù)

（建議用時(shí)：15分鐘）

1.（2022彳惠州模擬）如圖是鋼鐵在海水中銹蝕過程的模型，若有0.2mol電子發(fā)

生轉(zhuǎn)移，下列說法正確的是（）

A.該金屬腐蝕過程為析氫腐蝕

B.有2.8g鐵被腐蝕

C.鋼鐵表面出現(xiàn)氣體

D.消耗氣體體積約為1.12L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）

解析:選D。從題圖中看出，空氣中的氧氣在正極放電，所以發(fā)生了吸氧腐蝕，

A項(xiàng)錯(cuò)誤；原電池中，鐵失電子為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為Fe-2e-

==Fe2+,所以有0.2mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時(shí)，有5.6g鐵被腐蝕，B項(xiàng)錯(cuò)誤；鐵失

電子為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)生成Fe2+,所以鋼鐵表面不會(huì)出現(xiàn)氣體，C項(xiàng)錯(cuò)誤；

吸氧腐蝕時(shí)，氧氣在正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為O2+2H2。+4e-

=4OH;所以有0.2mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況的氣體體積約為0詈2

molx22.4L-mol'1=1,12L,D項(xiàng)正確。

加固訓(xùn)練:

近年來，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。下列說法正確的是（）

高

壓

直

流

電

線

路

中

電

流

方

向

A,陰極的電極反應(yīng)式為4OH--4e-=O2?+2H2O

B.陽極的電極反應(yīng)式為Zn-2e-=Zn2+

C.通電時(shí)，該裝置為犧牲陽極保護(hù)法

D.斷電時(shí)，鋅環(huán)失去保護(hù)作用

解析:選Bo電解池中陰極發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子”日極發(fā)生氧化反應(yīng)，失去

電子，A不正確；鋅為活性電極，鋅失去電子，故B正確；通電時(shí)，該裝置為

外加電流陰極保護(hù)法，C不正確；斷電時(shí)構(gòu)成原電池，鋅比鐵活潑性強(qiáng)，鋅作負(fù)

極，鐵帽作正極，鋅也可以起到保護(hù)鐵的作用，D不正確。

2.某小組同學(xué)用如圖裝置研究鋼鐵在海水中的腐蝕與防護(hù)。下列說法正確的是

()

A.圖1中鐵片為負(fù)極，石墨為正極

B.圖2中發(fā)生的是析氫腐蝕

C.圖3為外加電流法

D.鋼鐵被腐蝕的速率：圖3＞圖2＞圖1

解析:選C。圖1中鐵片和石墨未用導(dǎo)線連接，不能形成原電池，A項(xiàng)錯(cuò)誤；圖2

鐵片和石墨用導(dǎo)線連接，插入海水中，海水呈弱堿性，鐵片發(fā)生吸氧腐蝕，B

項(xiàng)錯(cuò)誤；圖3中有外加直流電源，鐵片與電源的負(fù)極相連，該保護(hù)方法是外加

電流法，C項(xiàng)正確；圖2中鐵片作原電池的負(fù)極，腐蝕速率最快，圖3中鐵片作

陰極，受保護(hù)，腐蝕最慢，故鋼鐵被腐蝕的速率：圖2＞圖1〉圖3,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

【方法規(guī)律】鋼鐵的防腐措施性能比較

3.城市地下潮濕的土壤中常埋有縱橫交錯(cuò)的管道和輸電線路，當(dāng)有電流泄漏并

與金屬管道形成回路時(shí)，就會(huì)引起金屬管道的腐蝕。原理如圖所示，但若電壓

等條件適宜，鋼鐵管道也可能減緩腐蝕，此現(xiàn)象被稱為“陽極保護(hù)二下列有關(guān)說

法不正確的是（）

A,該裝置能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為化學(xué)能

B.管道右端腐蝕比左端快，右端電極反應(yīng)式為Fe-2e-=Fe2+

C.如果沒有外加電源，潮濕的土壤中的鋼鐵管道比較容易發(fā)生吸氧腐蝕

D.鋼鐵“陽極保護(hù)”的實(shí)質(zhì)是在陽極金屬表面形成一層耐腐蝕的鈍化膜

解析:選B。該裝置相當(dāng)于電解池，能將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，A正確；左端是陽

極，腐蝕更快，B錯(cuò)誤；如果沒有外加電源，潮濕的土壤（接近中性）中的鋼鐵管

道發(fā)生原電池反應(yīng)，所以發(fā)生的是吸氧腐蝕，C正確；根據(jù)題意可知“陽極保護(hù)”

實(shí)質(zhì)上是在金屬表面形成了一層致密的保護(hù)膜，D正確。

4.（改編題）下列關(guān)于如圖裝置說法正確的是（）

門

氣體出［c鐵石墨

:笠:三空二xM溶液

A.裝置中電子移動(dòng)的途徑是負(fù)極一Fe