2021屆高考化學(xué)熱點(diǎn)：電解池 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù) （解析版）

電解池金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)

1.近年來LiFePO,材料被視為最有前途的鋰離子電池材料之一.回答下列問題：

(1)LiFePCh中Fe元素的化合價(jià)是.

(2)FeSO4-7H2O>(NH4)2HP04>Li0H以物質(zhì)的量之比1：1：為原料在高溫下制備LiFePO”

該反應(yīng)還生成一種正鹽，該正鹽的化學(xué)式為，反應(yīng)方程式

為.

(3)以FeP04>Li2cO3、單質(zhì)碳為原料在高溫下制備LiFeP04,該反應(yīng)還生成一種氣體

且有毒，則反應(yīng)方程式為,該反應(yīng)中氧化劑為.

(4)磷酸鐵鋰動力電池(簡稱LFP)是一種高效、長壽命的二次電池，其工作原理為

放電

C6Li+FeP04F=^C6Li(1-x)+(1-x)FeP04+xLiFeP04,電池在充電時(shí)，陽極中的Li卡通過

充電

聚合物隔膜向陰極遷移；在放電時(shí)，負(fù)極中的Li,通過隔膜向正極遷移.充電時(shí)的陰極

反應(yīng)式，若用該電池電解精煉銅，陰極質(zhì)量增重12.8g時(shí)，則電池中經(jīng)

過聚合物隔膜的Li*數(shù)目為.

(5)某同學(xué)想，用于制備LiFePO’的原料磷酸鐵(FePO?？梢酝ㄟ^鐵鹽與磷酸反應(yīng)得

至IJ,反應(yīng)如下：Fb+H3P(h=FeP041+3IT.結(jié)合以下條件判斷，該反應(yīng)(填

“能”或“不能”)發(fā)生反應(yīng).

已知：①一個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)大于1.0義1。5,則可看做能夠完全發(fā)生.

1

②常溫下：磷酸三步電離合并后，H3P04F=3H++P(V-的電離常數(shù)Kal-3=2.1X10*2

③(產(chǎn)1.3X10*7.

【答案】(1)+2；

高溫

(2)(NH4)2S04；FeS04-7H20+(NH4)2HP04+Li0H=S^=LiFeP04+(NH4)2S04+8H20；

(3)2FeP04+Li2C03+2C=^=^=2LiFeP04+3C0t;FeP04>Li2C03；

+

(4)C6Li(i.x)+xLi+xe-C6Li；0.4NA；

(5)能.

【解析】(1)根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0,而此化合物中含有的是磷酸根，故鐵元素的化

合價(jià)為+2價(jià)；

(2)在反應(yīng)過程中元素守恒，故生成的正鹽是(NHD2s0”根據(jù)元素守恒即可得到化

-o-^B

m

學(xué)方程式為；FeS04-7H20+(NH4)2HP04+Li0H--LiFeP04+(NH4)2S04+8H20；

(3)在該反應(yīng)生成的一種有毒的氣體只能是C0,根據(jù)元素守恒即可得到化學(xué)方程式

高溫

為：2FeP04+Li2C03+2C2LiFeP04+3C0t,在此反應(yīng)過程中，F(xiàn)ePCh中的鐵元素由

+3價(jià)降低到+2價(jià)，Li2c中的碳元素由+4降低到+2價(jià)，故氧化劑是FeP(h、Li2C03；

+

(4)充電時(shí)的陰極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：C6Li(1-x)+xLi+xe=C6Li,在用該

電池電解精煉銅時(shí)陰極是金屬銅析出，當(dāng)陰極質(zhì)量增重12.8g時(shí)，銅離子得到的電子

為0.4mol,則電池中通過聚合物隔膜的Li卡數(shù)目為0.4NA；

2

(5)Fb+H3P04=FeP0N+3lT的平衡常數(shù)數(shù)為：K=~~~3------.......—,分子和

c(Fe，)?c(H?POd)

-22

分母同乘以磷酸根離子的濃度，所以K-2-1X1°—=1.6X1O5>1.0X105.

1.3X10々

2.電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。如圖表示一個(gè)電解池，裝有電解液a：X、Y是

兩塊電極板，通過導(dǎo)線與直流電源相連。請回答以下問題：

(1)若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，同時(shí)在兩邊各滴入幾滴

酚酷溶液，則

①電解池中X電極上的電極反應(yīng)式為，在X電極附近觀察到的現(xiàn)象是

②Y電極上的電極反應(yīng)式為，檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是

(2)如用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuS04溶液，則

①X電極的材料是，電極反應(yīng)式為

3

②Y電極的材料是,電極反應(yīng)式為（說明；雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必

寫出）。

【答案】（1）①2H++2e.===H2t放出氣體，溶液變紅

②2cl一一2e.===C12t把濕潤的淀粉一碘化鉀試紙放在Y電極附近，試紙變藍(lán)色

（2）①純銅Cu2++2e~~=Cu②粗銅Cu—2e-=—Cu2+

3.利用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，甲乙兩池均為的AgNOs溶液，A.B均為Ag電極.實(shí)

驗(yàn)開始先閉合及，斷開”.一段時(shí)間后，斷開Ki,閉合小，形成濃差電池，電流計(jì)指

針偏轉(zhuǎn)（Ag+濃度越大氧化性越強(qiáng)）.下列說法不正確的是（）

?

(A)(B)

禹子交換服

（僅允許NO；離子通過）

A.合Ki,斷開及后，A電極增重

B.閉合Ki,斷開心后，乙池溶液濃度上升

C.斷開Ki,閉合“后，N03-向B電極移動

D.斷開Ki,閉合“后，A電極發(fā)生氧化反應(yīng)

【答案】C

【解析】A.閉合治,斷開心后，A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)生成銀，質(zhì)量增大，正確;

4

B.閉合《，斷開心后，陽極金屬銀被氧化，陰極析出銀，N（V向陽極移動，乙池濃度

增大，甲池濃度減小，正確；

C.斷開Ki,閉合“后，形成濃差電池，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)（Ag+濃度越大氧化性越強(qiáng)），

可知B為正極，A為負(fù)極，NCV向負(fù)極移動，錯(cuò)誤；

D.斷開治,閉合及后，A為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，正確.

4.如圖,將鐵棒和石墨棒插入盛有飽和NaCl溶液的U型管中,下列分析正確的是（）

溶液陽離子

交愉股

A.K1閉合，鐵棒側(cè)溶液會出現(xiàn)白色沉淀，而且沉淀最終變?yōu)榧t褐色

B.&或“閉合，石墨棒周圍溶液pH均升高

C.C閉合,鐵棒上發(fā)生的反應(yīng)為2C「-2e=Cl2t

D.凡閉合，電路中通過0.002NA個(gè)電子時(shí)，兩極共產(chǎn)生0.002mol氣體

【答案】D

【解析】A、若閉合Ki,該裝置沒有外接電源，所以構(gòu)成了原電池，較活潑的金屬鐵作

負(fù)極，負(fù)極上鐵失電子，F(xiàn)e-2e=Fe2+,錯(cuò)誤；

5

B、若閉合Ki,該裝置沒有外接電源，所以構(gòu)成了原電池；不活潑的石墨棒作正極，正

極上氧氣得電子生成氫氧根離子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H20+02+4e=40H-,所

以石墨棒周圍溶液pH逐漸升高；若閉合6該裝置有外接電源，所以構(gòu)成了電解池，

Fe與負(fù)極相連為陰極，碳棒與正極相連為陽極，反應(yīng)為2CV-2e=Cl2t,石墨棒周

圍溶液pH不變，錯(cuò)誤；

C、及閉合，F(xiàn)e與負(fù)極相連為陰極，反應(yīng)為2H++2e-=Hzt,錯(cuò)誤；

D、心閉合，F(xiàn)e與負(fù)極相連為陰極，反應(yīng)為2H++2e=H2t,碳棒與正極相連為陽極，反

應(yīng)為2C1--2e=Cl2f,電路中通過0.002NA個(gè)電子時(shí)，陰極生成0.OOlmol氫氣，陽極

生成0.OOlmol氯氣，兩極共產(chǎn)生0.002mol氣體，正確.

5.下列實(shí)驗(yàn)裝置中，實(shí)驗(yàn)時(shí)，先斷開心,閉合兩極均有氣泡產(chǎn)生；一段時(shí)間后，

斷開閉合區(qū),發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)，下列有關(guān)描述正確的是（）

K>a.-------------|b

[t,~典海電源一

n

含酹酸的飽和食鹽水

A.斷開心，閉合治時(shí)，總反應(yīng)的離子方程式為：2H++2C1—1晝Cbt+H2t

B.斷開“，閉合&時(shí)，電子沿“bfCu—電解質(zhì)溶液一石墨一a”的路徑流動

C.斷開心，閉合絡(luò)時(shí)，銅電極附近溶液變紅

D.斷開氏,閉合《時(shí)，銅電極上的電極反應(yīng)為：CL+2e—=2C=

6

【答案】c

【解析】A.斷開”,閉合K時(shí)，是電解池裝置，兩極均有氣泡產(chǎn)生，說明是電解飽和

食鹽水的反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為2H20+2C-塞=C12t+H2t+20H，錯(cuò)誤；B.斷

開心，閉合及時(shí)，是電解池裝置，導(dǎo)線是通過電子導(dǎo)電，溶液是通過離子的定向移動

導(dǎo)電，錯(cuò)誤；C.斷開“，閉合氏時(shí)，是電解池裝置，兩極均有氣泡產(chǎn)生，石墨做陽極,

溶液中氯離子離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，銅做陰極，氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，

依據(jù)水的電離平衡，氫氧根離子濃度增大酚配變紅，正確；D.斷開閉合“時(shí)，發(fā)

現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)，證明是原電池反應(yīng)，形成氫氯燃料電池，石墨做原電池正極，Cl2

+2e-=2Cl-o

6.如下圖所示，其中甲池的總反應(yīng)式為2CH30H+302+4K0H==2K2C03+6H20,下列說法

正確的是（）

A.甲池是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，乙、丙池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化電能的裝置

+

B.甲池通入CH3OH的電極反應(yīng)式為CH30H—6-+2H20===C0U+8H

C.反應(yīng)一段時(shí)間后，向乙池中加入一定量Cu（0H）2固體能使CuS04溶液恢復(fù)到原濃度

D.甲池中消耗280mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）。2,此時(shí)丙池中理論上最多產(chǎn)生1.45g固體

【答案】D

7

【解析】甲池為原電池，作為電源，乙池、丙池為兩個(gè)電解池。根據(jù)原電池的形成條

件，通入CH30H的一極為負(fù)極，通入的一極為正極，所以石墨、Pt（左）作陽極，Ag、

-

Pt（右）作陰極；B項(xiàng)，負(fù)極反應(yīng)：CH30H-6e-+80H^C0i-+6H20；C項(xiàng)，應(yīng)加入CuO

或CuCO3；D項(xiàng)，丙池中：MgCl2+2H20電解，Mg（0H）21+C12t+H2t,消耗0.0125mol

02,轉(zhuǎn)移0.05mol電子，生成0.025molMg（OH）2,其質(zhì)量為1.45go

7.某興趣小組設(shè)計(jì)如圖微型實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先斷開“，閉合兩極均有氣泡產(chǎn)

生;一段時(shí)間后，斷開Kn閉合K2,發(fā)現(xiàn)電流表A指針偏轉(zhuǎn)。下列有關(guān)描述正確的是（）

A.斷開心，閉合&時(shí)，銅電極為陽極

B.斷開心，閉合及時(shí)，石墨電極附近溶液變紅

C.斷開Ki,閉合（時(shí)，銅電極發(fā)生還原反應(yīng)

D.斷開閉合及時(shí)，石墨電極作正極

【答案】D

【解析】斷開治，閉合及時(shí)，裝置為電解池：因?yàn)閮蓸O均有氣泡產(chǎn)生，說明銅電極為

陰極，其電極反應(yīng)是：2H++2e一=員，銅電極附近溶液變紅，總反應(yīng)的離子方程式應(yīng)為:

2d+2H20=i2=20H-+H21+C121,A、B均錯(cuò)誤;斷開閉合2時(shí),則組成燃料電池，

8

+

銅為負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)：H2-2e=2H,石墨為正極：C12+2e-=2C「，此時(shí)電流計(jì)指針會偏

轉(zhuǎn)，C錯(cuò)誤，D正確。

8.如圖裝置，A,B中的電極為多孔的惰性電極；C,D為夾在濕的Na2s。4濾紙條上的鉗

夾；電源有a,b兩極。若A,B中充滿KOH溶液后倒立于KOH溶液的水槽中。切斷及,

閉合小、“通直流電，回答下列問題：

KMnO.液清

SN?;SO.tt%

KOH溶液，4

⑴判斷電源的正、負(fù)極：a為極，b為極。

(2)在濕的Na2sO,溶液濾紙條中心的KMiA液滴，有什么現(xiàn)象

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

⑶寫出電極反應(yīng)式：

A極,

C極O

(4)若電解一段時(shí)間后，A,B中均有氣體包圍電極。此時(shí)切斷心、K3,閉合KI,則電流

表的指針是否移動(填“是”或“否”),說明理由。

【答案】(1)負(fù)正

9

(2)紫色向D方向移動，兩極有氣體產(chǎn)生

-+-

(3)40H-4e-===2H20+02t4H+4e===2H2t

(4)是組成氫氧燃料電池

【解析】根據(jù)A、B中產(chǎn)生氣體的體積判斷，B中產(chǎn)生乩，A中產(chǎn)生。2,所以a為負(fù)極,

--

b為正極，MnOi向陽極移動，即向D移動，電極反應(yīng)式為陽極：40H-4e^2H20+02

+

t,陰極：4H+4e-===2H21,所以兩極均有氣體產(chǎn)生，一段時(shí)間后，若斷開“、K3,

關(guān)閉及,則形成氫氧燃料電池，所以電流表指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

9.如圖1所示，A為電源，B為浸透飽和食鹽水和酚醐試液的濾紙，濾紙中央滴有一滴

KMiA溶液，C、D為電解槽，其電極材料及電解質(zhì)溶液見圖.

(1)關(guān)閉Ki,打開K2,通電后，B的KMnCh紫紅色液滴向c端移動，則電源b端為

極，通電開始時(shí)，濾紙d端的電極反應(yīng)式是：；

(2)已知C裝置中溶液為Cu(N03)2和X(N03)3,且均為0.ImoL打開及，關(guān)閉”,

通電一段時(shí)間后，陰極析出固體質(zhì)量m(g)與通過電子的物質(zhì)的量n(mol)關(guān)系如圖

2所示.則Cu2+、X3+、H+氧化能力由大到小的順序是；D裝置中溶液是H2S04,

則此裝置電極C端的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：.

10

+

【答案】⑴負(fù)；2H+2e=H2t；

(2)CU2+>H+>X3+；在C端開始時(shí)有無色無味氣體產(chǎn)生，一段時(shí)間后有紅色物質(zhì)析出；

【解析】(1)據(jù)題意B的KMnCh紫紅色液滴向c端移動，說明高鎰酸根離子向c端移

動，可推出極c端為陽極，則與之相連的電源a端為正極，b端為負(fù)極，所以通電濾

+

紙d端為陰極，電極反應(yīng)式為2H+2e-=H21；

(2)根據(jù)電解C的圖象可知，通電后就有固體生成，當(dāng)通過電子為0.2mol時(shí)，析出

固體質(zhì)量達(dá)最大，證明此時(shí)析出的固體是銅.如果是X"析出，電子數(shù)應(yīng)該是0.3moL

則氧化能力為Cu2+>X*當(dāng)電子超過0.2mol時(shí)，固體質(zhì)量沒變，說明這是陰極產(chǎn)生的

是氫氣，即電解水，說明氧化能力H+>X*故氧化能力為CU2+>H+>X。

D裝置中溶液是H2sO,，電極C端與b負(fù)極相連即為陰極，開始為氫離子得電子生成氫

氣，后陽極的銅失電子生成銅離子進(jìn)入陰極在陰極析出，所以看到的現(xiàn)象為在C端開

始時(shí)有無色無味氣體產(chǎn)生，一段時(shí)間后有紅色物質(zhì)析出。

10.課題式研究性學(xué)習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維的良好方法，某研究性學(xué)習(xí)小組將下列裝

置如圖連接，C,D、E、F、X、Y都是惰性電極。將電源接通后，向乙中滴入酚配試液,

在F極附近顯紅色。

試回答下列問題：

(1)電源A極的名稱是o

(2)甲裝置中電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式：

11

(3)如果收集乙裝置中產(chǎn)生的氣體，兩種氣體的體積比是o

(4)欲用丙裝置給銅鍍銀，G應(yīng)該是(填“銅”或“銀”)，電鍍液的主要成分

是(填化學(xué)式)。

(5)裝置丁中的現(xiàn)象是o

A-B--

itftfinII

Cu缸布液飽和NaC扇液F?O?膠體

甲乙丙丁

【答案】(1)正極

(2)2CUS04+2H20^±2CU+02t+2H2S04

(3)1：1(4)銀AgNO3(5)Y極附近紅褐色變深

【解析】(1)這是一個(gè)串聯(lián)電解裝置，乙中F極出現(xiàn)紅色，說明在F極放出乩，生成

NaOH,F為陰極，B為負(fù)極，A為正極。

(2)甲池電解C11SO4溶液：2C11SO4+2H2O整2Cu+02t+2H2sO4。

(3)乙池電解NaCl溶液：2NaCl+2H2通電2NaOH+CL(+H",K(C12)：KH2)=1：1。

(4)給銅鍍銀，銀應(yīng)為陽極，銅為陰極，G為銀，電鍍液為AgNOs溶液。

12

(5)丁裝置是膠體的電泳，F(xiàn)e(0H)3膠體膠粒帶正電荷，通電后向陰極移動，陰極區(qū)顏

色變深。

11.已知鉛蓄電池的工作原理為Pb+PbO2+2H2SO42PbS04+2H20,現(xiàn)用如圖裝置進(jìn)

行電解(電解液足量)，測得當(dāng)鉛蓄電池中轉(zhuǎn)移0.4mol電子時(shí)鐵電極的質(zhì)量減少11.2

go請回答下列問題。

H鉛蓄電池

(DA是鉛蓄電池的極,鉛蓄電池正極反應(yīng)式為,

放電過程中電解液的密度(填“減小”、“增大”或“不變”)。

(2)Ag電極的電極反應(yīng)式是,該電極的電極產(chǎn)物共

________go

(3)Cu電極的電極反應(yīng)式是,CuS04溶液的濃度(填

“減小”、“增大”或“不變”)

(4)如圖表示電解進(jìn)行過程中某個(gè)量(縱坐標(biāo)x)隨時(shí)間的變化曲線，則x表示

幡硫酸

時(shí)間

a.各U形管中產(chǎn)生的氣體的體積

13

b.各U形管中陽極質(zhì)量的減少量

c.各U形管中陰極質(zhì)量的增加量

+-

【答案】(1)負(fù)Pb02+4H+S0t+2e===PbS04+2H20減小

(2)2H++2e一===乩t0.4

(3)Cu—2e-=~Cu2+不變(4)b

【解析】根據(jù)在電解過程中鐵電極質(zhì)量的減少可判斷A是電源的負(fù)極，B是電源的正

極，電解時(shí)Ag極作陰極，電極反應(yīng)式為2H++2e-===Hzt,Fe作陽極，電極反應(yīng)式為

Fe—2e一===Fe?+,左側(cè)U形管中總反應(yīng)式為Fe+2H+===Fe2++Hzt。右側(cè)U形管相當(dāng)于

電鍍裝置，Zn電極作陰極，電極反應(yīng)式為Cu2++2e===Cu,銅電極作陽極，電極反應(yīng)

式為Cu-2e--Cu2+,電鍍過程中CuS04溶液的濃度保持不變，根據(jù)上述分析可得答案。

12.下列有關(guān)說法正確的是()

A.鋼鐵的腐蝕過程中，析氫腐蝕與吸氧腐蝕不可能同時(shí)發(fā)生

B.反應(yīng)NH4cl(s)=NH3(g)+HC1(g)在室溫下不能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的△HX)

C.由于L(BaSOD<KSP(BaCO3),因此BaS(h沉淀不可能轉(zhuǎn)化為BaCOs沉淀

D.25c時(shí),0.Imol-LCHsCOOH溶液加水稀釋后,c(OH)/c(CBCOOH)增大

【答案】BD

【解析】A、鋼鐵腐蝕時(shí)若介質(zhì)為酸性，則可能同時(shí)發(fā)生析氫腐蝕與吸氧腐蝕，錯(cuò)誤；

B、該反應(yīng)端變大于零，在室溫下不能自發(fā)進(jìn)行，則熔變一定大于零，正確；C、可

14

以用高濃度的碳酸鹽溶液使溶液中領(lǐng)離子和碳酸根離子濃度積大于KSP(BaCO3),即可

使BaS(h沉淀轉(zhuǎn)化為BaCOs沉淀,錯(cuò)誤；D、加水稀釋,平衡中醋酸分子濃度c(CH3COOH)

+

和c(H)均變小,水的離子積丑不變,故c(0H)增大,從而c(Off)/c(CH3COOH)

增大，正確.

13.列有關(guān)說法正確的是()

A.馬口鐵(鍍錫鐵)鍍層受損后，鐵制品比受損前更容易生銹

B.2CaC03(s)+2S02(g)+02(g)=2CaS04(s)+2C02(g)在高溫下能自發(fā)進(jìn)行，則

該反應(yīng)的△!!>()

1

C恒溫恒容密閉容器中進(jìn)行的反應(yīng)N(g)+3H2(g)=2NH3(g)；AH=akJ?mor,

平衡時(shí)向容器中再充入弗和乩，反應(yīng)速率加快，a值不變

D.氫硫酸(弱酸)中加入少量CuS04溶液(H2S+CUSO4=CUSI+H2S04),H2s的電離程度

和溶液的pH均增大

【答案】AC

【解析】A、鍍錫鐵制品鍍層破損在潮濕的空氣中形成原電池，鐵做負(fù)極被腐蝕，所以

鐵制品比受損前更容易生銹，正確；B、2CaC03(s)+2S02(g)+02(g)=2CaS04(s)

+2C02(g)在高溫下能自發(fā)進(jìn)行，△H-T4SV0,反應(yīng)△5<(),說明該反應(yīng)的△HVO,

錯(cuò)誤；C、因?yàn)樵龃蠓磻?yīng)物濃度，反應(yīng)速率加快，焙變僅與系數(shù)成正比與平衡狀態(tài)無

關(guān)，所以反應(yīng)苗(g)+3乩(g)=2NH3(g);△H=akJ*mor1,平衡時(shí)向容器中再充

入岫和乩，反應(yīng)速率加快，a值不變，正確；D、由反應(yīng)H2S+CUSO4T11SJ+H2s得

15

出，H2s的電離程度增大，溶液的pH減小，錯(cuò)誤.

14.對金屬制品進(jìn)行抗腐蝕處理，可延長其使用壽命。

(1)以下為鋁材表面處理的一種方法：

…脫脂堿洗水洗除灰電解廠耐蝕但材

工H部)廢也斛液

①堿洗的目的是除去鋁材表面的自然氧化膜，堿洗時(shí)常有氣泡冒出，原因是

(用離子方程式表示)。為將堿洗槽液中的鋁以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列

試劑中的O

a.NH3b.CO2c.NaOHd.HNO3

②以鋁材為陽極，在H2sO4溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽極電極反應(yīng)式為

o取少量廢電解液，加入NaHCOs溶液后產(chǎn)生氣泡和白色沉淀，產(chǎn)生沉淀的原

因是

(2)鍍銅可防止鐵制品腐蝕，電鍍時(shí)用銅而不用石墨作陽極的原因是

⑶

16

二二二二揖木二二二二

u--------

利用右圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。

若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關(guān)K應(yīng)置于處。若X為鋅，開關(guān)K置于M

處，該電化學(xué)防護(hù)法稱為。

-+

【答案】(l)(D2Al+20H-+2H20===2A10r+3H21b(2)2Al+3H20-6e===Al203+6H

HC03與Al"發(fā)生水解相互促進(jìn)反應(yīng)，產(chǎn)生Al(0H)3沉淀(2)補(bǔ)充溶液中消耗的Cu2+,

保持溶液中Ci?+濃度恒定(3)N犧牲陽極的陰極保護(hù)法

【解析】(1)①題中指出在堿洗時(shí)有氣泡產(chǎn)生，則只有金屬鋁與堿反應(yīng)才符合條件，故

堿洗過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為A12O3+20H-+H20^-2A10￡>2A1+2OH"+

4H2O=2A1OI+3H2to堿洗后溶液中含有大量A10L故最好通入CO2氣體使A1OE轉(zhuǎn)化

為A1(OH)3沉淀以回收鋁。②活潑金屬作陽極，陽極材料本身失電子被氧化，其氧化產(chǎn)

-+

物為Al203,由此可得陽極反應(yīng)式為2A1+3H2O-6e^^Al203+6Ho加入NaHCOs溶液后，

Al"與HCO3發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)，離子方程式可表示為A13++3HCO；===A1(OH)3

I+3C02to(2)電鍍時(shí)若用石墨作陽極，則電解過程中電解液中Cd+濃度不斷減小，

導(dǎo)致鐵表面不能鍍上均勻的銅。(3)若X為碳棒，則只能用外加電源的陰極保護(hù)法，此

時(shí)開關(guān)K應(yīng)置于N處。若X為Zn,K置于M處，其保護(hù)原理為犧牲陽極的陰極保護(hù)法。

15.某化學(xué)興趣小組對電化學(xué)問題進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。I.利用如圖裝置探究金屬的防護(hù)

措施，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是鋅電極不斷溶解，鐵電極表面有氣泡產(chǎn)生。

17

酸化3保NaCI

溶液

(1)寫出負(fù)極的電極反應(yīng)式O

(2)某學(xué)生認(rèn)為，鐵電極可能參與反應(yīng)，并對產(chǎn)物作出假設(shè)：

假設(shè)1：鐵參與反應(yīng)，被氧化生成Fe2+

假設(shè)2：鐵參與反應(yīng)，被氧化生成Fe"

假設(shè)3：o

(3)為了探究假設(shè)1、2,他采取如下操作：

①取0.01mol?LTFeCL溶液2mL于試管中，加入過量鐵粉；

②取操作①試管的上層清液加入2滴K3[Fe(CN)J溶液，生成藍(lán)色沉淀；

③取少量正極附近溶液加入2滴K3[Fe(CN)61溶液，未見藍(lán)色沉淀生成；

④取少量正極附近溶液加入2滴KSCN溶液，未見溶液變血紅；

據(jù)②、③、④現(xiàn)象得出的結(jié)論是___________________________________________

(4)該實(shí)驗(yàn)原理可應(yīng)用于防護(hù)鋼鐵腐蝕，請?jiān)倥e一例防護(hù)鋼鐵腐蝕的措施

________________________________O

n.利用如圖裝置作電解50mL0.5mol-廠】的CuCL溶液實(shí)驗(yàn)。

18

氨化銅溶液

實(shí)驗(yàn)記錄：

A.陽極上有黃綠色氣體產(chǎn)生，該氣體使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰埾茸兯{(lán)后褪色(提示：

CL氧化性大于ion；

B.電解一段時(shí)間以后，陰極表面除有銅吸附外，還出現(xiàn)了少量氣泡和淺藍(lán)色固體。

(1)分析實(shí)驗(yàn)記錄A中試紙顏色變化，用離子方程式解釋：

①;

②O

(2)分析實(shí)驗(yàn)記錄B中淺藍(lán)色固體可能是(寫化學(xué)式)，試分析生成該物質(zhì)的

原因O

【答案】I.(l)Zn-2e-===Zn2+

(2)鐵參與反應(yīng)，被氧化生成Fe2+和Fe3+

(3)正極附近溶液不含F(xiàn)e2+和Fe3+

(4)在鋼鐵表面刷一層油漆(其他合理答案均可)

--+

II.(l)@2r+Cl2===I2+2Cl(2)5Cl2+I2+6H20===10Cl+2I0r+12H

(2)CU(OH)2電解較長時(shí)間后，Cu2+濃度下降，H+開始放電，溶液pH增大，C/+轉(zhuǎn)化

19

為Cu(OH)2沉淀

【解析】I.該裝置形成鐵、鋅原電池，其負(fù)極反應(yīng)為Zn—2e-===Zn2+,若正極鐵參與

3+

反應(yīng)，則生成Fe?+或F*或Fe?+、FeO

⑶根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推斷，正極附近無Fe"、Fe2+,說明正極Fe不參與反應(yīng)。

⑷保護(hù)鋼鐵的電化學(xué)保護(hù)法之一就是犧牲陽極的陰極保護(hù)法，也可以覆蓋一層保護(hù)

層，如刷油漆，防止鐵被腐蝕。

II.反應(yīng)原理為

(1)陽極：2C-一2e一===CL3然后CL+2-===l2+2C「，5Cl2+I2+6H20===10Cr+

2I0I+12H+o

(2)陰極：Cu2++2e一===Cu,當(dāng)C/+放電完畢后，2H++2e一===乩3致使該電極附近呈

2+

堿性，CU+20H-===CU(0H)2Io

16.一種可充電鋰一空氣電池如圖所示。當(dāng)電池放電時(shí)，與Li+在多孔碳材料電極處

生成Li202:(x=0或1)。下列說法正確的是()

小水電解的向聚物隔眼

A.放電時(shí)，多孔碳材料電極為負(fù)極

B.放電時(shí)，外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極

20

C.充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中Li+向多孔碳材料區(qū)遷移

■y

D.充電時(shí)，電池總反應(yīng)為Li2（）2一x===2Li+

【答案】D

【解析】由題意知，放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為Li—e一===Li+,正極反應(yīng)為（2—x）02+4Li++

■y

4e===2Li202-^^x=0或1）,電池總反應(yīng)為（1—5）02+2Li===Li2（）2-x。充電時(shí)的電池總

反應(yīng)與放電時(shí)的電池總反應(yīng)互為逆反應(yīng)，故充電時(shí)電池總反應(yīng)為廿2。2一x===2Li+（1—

柒O2,D項(xiàng)正確；該電池放電時(shí)，金屬鋰為負(fù)極，多孔碳材料為正極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；該電

池放電時(shí)，外電路電子由鋰電極流向多孔碳材料電極，B項(xiàng)錯(cuò)誤；該電池放電時(shí)，電

解質(zhì)溶液中Li+向多孔碳材料區(qū)遷移，充電時(shí)電解質(zhì)溶液中的Li+向鋰材料區(qū)遷移，C

項(xiàng)錯(cuò)誤。

17.最近我國科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種CO2+H2S協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置，實(shí)現(xiàn)對天然氣中CO?和H2s的

高效去除。示意圖如下所示，其中電極分別為ZnO@石墨烯（石墨烯包裹的ZnO）和石墨

烯，石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應(yīng)為：

@EDTA-Fe2+-e==EDTA-Fe*?2EDTA-Fe3++H2s===2『+S+2EDTA-Fe2+

該裝置工作時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是（）

21

+

A.陰極的電極反應(yīng)：C02+2H+2e-=C0+H20

B.協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)：CO2+H2S=CO+H2O+S

C.石墨烯上的電勢比ZnO@石墨烯上的低

D.若采用Fe"/Fe?+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需為酸性

【答案】C

【解析】由題中信息可知，石墨烯電極發(fā)生氧化反應(yīng)，為電解池的陽極，則ZnO@石墨

烯電極為陰極。陽極接電源正極，電勢高，陰極接電源負(fù)極，電勢低，故石墨烯上的

電勢比2110@石墨烯上的高，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由題圖可知，電解時(shí)陰極反應(yīng)式為C0z+2H++

2e-===CO+H2O,A項(xiàng)正確；將陰、陽兩極反應(yīng)式合并可得總反應(yīng)式為CO2+H2s===C0+

H2O+S,B項(xiàng)正確；Fe3\Fe?+只能存在于酸性溶液中，D項(xiàng)正確。

18.用石墨電極完成下列電解實(shí)驗(yàn)。

實(shí)聆一

裝置

發(fā)化的溶液泡沏的試紙

a、d處試紙變藍(lán)：b處變兩個(gè)石果電報(bào)附近有

現(xiàn)象紅?局部褪色：c處無明顯氣泡產(chǎn)生;n處有氣泡

變化產(chǎn)生……

下列對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋或推測不合理的是（）

-

A.a、d處：2H20+2e-===H2t+20H

B.b處:2Cl~-2e~===C12t

22

C.c處發(fā)生了反應(yīng)：Fe—2e--=Fe2+

D.根據(jù)實(shí)驗(yàn)一的原理，實(shí)驗(yàn)二中m處能析出銅

【答案】B

【解析】A項(xiàng)，a、d處試紙變藍(lán)，說明溶液顯堿性，是溶液中的氫離子得到電子生

成氫氣，氫氧根離子剩余造成的，正確；B項(xiàng)，b處變紅，局部褪色，說明是溶液中的

-+

氯離子放電生成氯氣同時(shí)與乩0反應(yīng)生成HC10和H+,Cl--2e+H20===HC10+H,錯(cuò)

誤；C項(xiàng)，c處為陽極，鐵失去電子生成亞鐵離子，正確；D項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)一中ac形成電

解池，bd形成電解池，所以實(shí)驗(yàn)二中形成3個(gè)電解池，n（右面）有氣泡生成，為陰極

產(chǎn)生氫氣，n的另一面（左面）為陽極產(chǎn)生C/+,C/+在m的右面得電子析出銅，正確。

19.如圖：甲為直流電源，乙為用含有酚酸的飽和食鹽水浸透的濾紙，丙為電鍍槽.斷

開KB,發(fā)現(xiàn)乙上c點(diǎn)附近顯紅色；閉合K,可實(shí)現(xiàn)鐵上鍍鋅，電路中通過0.0021個(gè)

電子.以下判斷不正確的是（）

abFc~~d

--OO———??-

甲乙

~TTlJ；

e..f

???

―——~~

丙

A.a為正極

B.d上發(fā)生還原反應(yīng)C.e為鋅板

D.f的質(zhì)量增加0.056g

23

【答案】B

【解析】甲為直流電源，乙為用含有酚酸的飽和食鹽水浸透的濾紙，丙為電鍍槽.斷

開KB,發(fā)現(xiàn)乙上c點(diǎn)附近顯紅色，則c極為電解池陰極，d為陽極，c電極上氫離子

放電生成氫氣，d電極上氯離子放電生成氯氣，則a是直流電源正極，b是直流電源負(fù)

極；

為實(shí)現(xiàn)鐵上鍍鋅，接通K后，使c、d兩點(diǎn)短路，e是電解池陽極，f是陰極，電鍍時(shí),

鍍層作陽極，鍍件作陰極，

A.通過以上分析知，a是直流電源正極，正確；

B.d為陽極，該電極上發(fā)生氧化反應(yīng)，錯(cuò)誤；

C.為實(shí)現(xiàn)鐵上鍍鋅，鋅作陽極，鐵作陰極，所以e電極為鋅板，正確；

D.f極是陰極，陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，F(xiàn)e2++2e-=Fe,電路中通過0.002M個(gè)即

0002mol電子,生成鐵是O.OOhnoL質(zhì)量是0.056g,正確.

20.以鋁酸鉀為原料，電化學(xué)法制備重鋁酸鉀的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如下：下列說法不正確

的是（）

不鐵例情住電極

JlKOHiSfg-aK2CQ福港

陽離子初一.

-

A.在陰極式，發(fā)生的電極反應(yīng)為：2H20+2e—20H-+H2f

B.在陽極室，通電后溶液逐漸由黃色變?yōu)槌壬?，是因?yàn)殛枠O區(qū)H+濃度增大，使平衡2

24

+

CtO*-+2H-CqO；+H2o向右移動

C.該制備過程總反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4K2Cr04+4H20通或2K2Cr207+4K0H+2H2t+02

t

D.測定陽極液中K和Cr的含量，若K與Cr的物質(zhì)的量之比(為/%)為4則此時(shí)銘酸

鉀的轉(zhuǎn)化率為1—g

【答案】D

【解析】電極均為惰性電極，在陰極發(fā)生還原反應(yīng)，水得電子變成氫氣，電極反應(yīng)為:

2H20+2e=20H+H2t,A正確。陽極室發(fā)生氧化反應(yīng)，水失去電子放電，電極反應(yīng)為：

+

2H20-4e=4H+02t,陽極區(qū)氫離子濃度增大，平衡右移，B正確。陽極電極反應(yīng)為：

2+2-

4H20+4e=40H+2H21,4CrO4-+4H=2Cr207+2H20,故總制備方程式為4KzCiU+dlLO皿

2K2Cr207+4K0H+2H2t+02f,C正確。設(shè)加入反應(yīng)容器內(nèi)的"CrO’為1mol,反應(yīng)過程中

有利。1陵出轉(zhuǎn)化為K2C0O4,則陽極區(qū)剩余4血為對應(yīng)的〃(K)=2(1-

x)moLz?(Cr)=(l-A)mol,生成的IGCnCh為對應(yīng)的A(K)=MIOLz?(Cr)=AmoL

根據(jù):K與Cr的物質(zhì)的量之比為d,2;二［F，解得后2-d,轉(zhuǎn)化率為笄X100%=2

-d,D錯(cuò)誤。

21.碳及其化合物有廣泛應(yīng)用.

(1)工業(yè)冶煉鋁，以石墨為陽極.陽極反應(yīng)式為,可能發(fā)生副反應(yīng)

有.

(2)一氧化碳和空氣在酸性介質(zhì)中構(gòu)成燃料電池，負(fù)極反應(yīng)式為.如果理論輸出電壓

25

為1.50V,能量密度E=.

(3)向75mL41noi?I/iK0H溶液中緩慢通入4480mLCO2氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)恰好完全被

吸收.①寫出該反應(yīng)的離子方程式：.

②該吸收溶液中離子濃度大小排序?yàn)?

③常溫下，amol?LTKHC03溶液的pH=8,HCO3-的水解常數(shù)約等于.(用

含a式表示).

(4)已知:①2H2(g)+02(g)=2H20(1)△Hi=-571.6kJ?mo「i

1

②2co(g)+02(g)=2C02(g)AH2=-566.OkJ.mol

③CO(g)+2H2(g)=CH30H(g)△H3=-90.8kJ?mori

計(jì)算甲醇蒸氣的燃燒熱△!!=.

(5)某溫度下，發(fā)生可逆反應(yīng)：CO(g)+H20(g)=C02(g)+H2(g)AH=-41.OkJ-

mol1

①向某容器中充入1.OmolU和1.Omol(g),在一定條件下發(fā)生上述反應(yīng).混合氣體

中C0的物質(zhì)的量與時(shí)間關(guān)系如下列所示:

05min10mm15min20min25mm

I(800T?)1.00.800.700.650.500.50

II(80PD1.00.70.600.500.500.50

相對實(shí)驗(yàn)I,實(shí)驗(yàn)H可能改變的條件可能是，該溫度下，平衡常數(shù)=

②若開始向絕熱容器中投入一定量二氧化碳、氫氣在一定條件下發(fā)生上述可逆反應(yīng).

26

下列圖象正確且說明可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是.（填序號）

高溫古*日

2

【答案】(1)20--4e-=02f,C+02—~C02(或2C+02=^=2C0)；

+1

(2)?C0-2e-+H20=C02+2H；(2)2.87kW.h-kg；

2-

(3)@2C02+30H=C03+HCO3-+H20；

+2+

②c(K)>c(HCO3)>c(C03)>c(OH)>c(H)；

10-12

a-106

(4)-763.SkJ-moK1；

（5）①增大壓強(qiáng)（或縮小體積）、加催化劑；1;②A.

【解析】（1）電解鋁，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，電極反應(yīng)式為2（r-4e-=。2t,

高溫-o-^S

mr511nzi

生成的氧氣在高溫下氧化石墨電極，發(fā)生的反應(yīng)有C+02-C02（或2C+02i

2C0)；

+

（2）①在酸性介質(zhì)中CO氧化生成C02,負(fù)極反應(yīng)式為CO-2e-+H2O=CO2+2H；

②IKgCO輸出的電能：w=UIt=Uq=l.50X邛詈X2X6.02X1023X1.602X10-19J

28

27

=1.033X1()7j

所以E=L033X1°J?.87kWh；

3.6X106

44QT

(3)①n(KOH)=0.075LX41noi?1/JO.3moLn(C0);三*「0.2moL因?yàn)槎?/p>

222.4L/mol

者恰好反應(yīng)，則反應(yīng)的離子方程式為2co2+301=C(V-+HC(V+H20；

②因?yàn)樘妓岣獬潭却笥谔妓釟涓?，并且水解后都成堿性，所以離子濃度大小排序

++

為c(K)>c(HCO3)>C(CO?)>c(OH)>c(H)；

③因?yàn)閍mol?I/iKHC03溶液的pH=8,所以pH=10-6mol/L,HCO3+H2O^=s：H2C03+0H-

c(OH)=c(H2cO3)=10-6mol/L,水解程度小，消耗HC(V可忽省不計(jì)，所以K=

_

c(H2C03)c(OH)I。72

c(HCOR-)a-10~6,

w

*1

(4)①2H2(g)+02(g)=2乩0(1)AHi=-STl.GkJ-mor

1

②2co(g)+02(g)=2C02(g)AH2=-566.OkJ-mol

1

③CO(g)+2H2(g)=CH30H(g)AH3=-90.SkJ-moV

13

根據(jù)蓋斯定律知，①+②x￡-③得：CH3OH(g)+/)2(g)=C02(g)+2H20(1)

△H=-571.ekj-mol1-566.OkJ.mol^X^+gO.SkJ-mol-^-763.SkJ.mol-1；

(5)①從數(shù)據(jù)看，I和II達(dá)到相同狀態(tài)，說明平衡沒有移動，若該可逆反應(yīng)是等氣

28

體分子數(shù)反應(yīng)，且反應(yīng)物和產(chǎn)物都是氣態(tài)，增大壓強(qiáng)，平衡不移動，能縮短達(dá)到平衡

的時(shí)間；加入催化劑也能加快反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡時(shí)間；

等氣體分子數(shù)反應(yīng)，可以用物質(zhì)的量代替濃度計(jì)算平衡常數(shù)，達(dá)到平衡時(shí)，各物質(zhì)的

C(CO2)C(H2)oRmnlX0Rmnl

物質(zhì)的量都等于0.5mol,所以「

K=—c(CQO)c3(H2京。)噂0.浮5mo;lX0.5moi

②A、開始投入二氧化碳和氫氣，從逆方向進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)吸熱，開始溫度下降，當(dāng)溫

度不變時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)，正確；

B、開始投入二氧化碳和氫氣，從逆方向進(jìn)行反應(yīng)，氫氣體積分?jǐn)?shù)由最大逐漸減小，錯(cuò)

誤.

C、反應(yīng)熱只與化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān)，與反應(yīng)限度無關(guān)，所以熔變一直不變，錯(cuò)誤.

D、因?yàn)榭傎|(zhì)量不變，總物質(zhì)的量也不變，所以混合氣體平均相對分子質(zhì)量=口始

終不變，錯(cuò)誤.

22.下列有關(guān)電化學(xué)原理的說法正確的是()

2

A.電解法冶煉鋁時(shí)，陽極反應(yīng)為:20--4e=02f

B.用電解法精練銅，陽極反應(yīng)為：Cu2++2e=CuC.鋼鐵在中性條件下被腐蝕，正極反

-

應(yīng)為：2H20+2e=H2t+20H

D.鋁-空氣燃料電池以KOH為電解液時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：Al-3e-=Al3+

【答案】A

29

【解析】A.電解法冶煉鋁時(shí)，陽極為氧離子失電子生成氧氣，則陽極反應(yīng)為：202--

4e'=02t,正確；

B.電解精煉粗銅時(shí)，粗銅作陽極、純銅作陰極，陽極為Cu失電子生成銅離子，陽極

反應(yīng)為：Cu-2e=Cu2+,錯(cuò)誤；

C.鋼鐵在中性條件下被腐蝕，正極上氧氣得電子，則正極反應(yīng)為：02+2H20+4e=40H-,

錯(cuò)誤；

D.鋁-空氣燃料電池以KOH為電解液時(shí)，負(fù)極上鋁失電子生成偏鋁酸根離子，則負(fù)極

反應(yīng)為：A1+40H--3e'-A102'+2H20,錯(cuò)誤.

23.如圖所示，甲池的總反應(yīng)式為N2H4+02=弗+2上0.下列說法正確的是（）

-+

A.甲池中負(fù)極上的電極反應(yīng)式為N2H4-4e=N2+4H

-