考點鞏固卷08 化學(xué)反應(yīng)與能量（二）（解析版）

第頁考點鞏固卷08化學(xué)反應(yīng)與能量（二）考點03電解池、金屬的腐蝕與防護（限時：20min）考法01電解原理考法02電解原理的應(yīng)用考法03金屬的腐蝕與防護考點04電化學(xué)原理的綜合應(yīng)用（限時：30min）考法01電解原理在物質(zhì)制備中的應(yīng)用考法02電解原理應(yīng)用與污水處理考法03電解原理在大氣治理方面的應(yīng)用考法04電解原理應(yīng)用與金屬處理考點05多池、多室的電化學(xué)裝置（限時：20min）考法01多池串聯(lián)的兩大模型考法02離子交換膜電解池考點03電解池、金屬的腐蝕與防護考法01電解原理1．Cu2O是一種半導(dǎo)體材料，基于綠色化學(xué)理念設(shè)計的制取Cu2O的電解池示意圖如下，電解總反應(yīng)為A.石墨電極上產(chǎn)生氫氣B.銅電極上發(fā)生還原反應(yīng)C.銅電極接直流電源的負(fù)極D.當(dāng)有0.1mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時，有【答案】A【解析】根據(jù)電解總反應(yīng)方程式及題圖可知，石墨電極上發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生H2，故A正確；銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)，連接電源正極，故B、C錯誤；當(dāng)有0.1mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時，有0.052．用石墨作電極，電解稀Na2SO4溶液的裝置如圖所示，通電后在石墨電極A和B附近分別滴加一滴石蕊溶液。下列有關(guān)敘述正確的是()A．逸出氣體的體積：A電極<B電極B．一電極逸出無味氣體，另一電極逸出刺激性氣味氣體C．A電極附近呈紅色，B電極附近呈藍(lán)色D．電解一段時間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到同一燒杯中，充分?jǐn)嚢韬笕芤撼手行浴敬鸢浮緿【解析】SOeq\o\al(2－,4)、OH－移向B電極，在B電極OH－放電，產(chǎn)生O2，B電極附近c(H＋)＞c(OH－)，石蕊溶液變紅，Na＋、H＋移向A電極，在A電極H＋放電產(chǎn)生H2，A電極附近c(OH－)＞c(H＋)，石蕊溶液變藍(lán)，C項錯誤、D項正確；A電極產(chǎn)生的氣體體積大于B電極，A項錯誤；兩種氣體均為無色無味的氣體，B項錯誤。3．用如圖所示裝置(X、Y是直流電源的兩極)分別進行下列各組實驗，則下表中各項所列對應(yīng)關(guān)系均正確的一項是()選項X極實驗前U形管中液體通電后現(xiàn)象及結(jié)論A正極Na2SO4溶液U形管兩端滴入酚酞后，a管中呈紅色B正極AgNO3溶液b管中電極反應(yīng)式是4OH－－4e－=O2↑＋2H2OC負(fù)極CuCl2溶液b管中有氣體逸出D負(fù)極NaOH溶液溶液pH降低【答案】C【解析】電解Na2SO4溶液時，陽極上是OH－發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即a管中OH－放電，酸性增強，酸遇酚酞不變色，即a管中呈無色，A項錯誤；電解AgNO3溶液時，陰極上是Ag＋發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，即b管中電極反應(yīng)是析出金屬Ag的反應(yīng)，B項錯誤；電解CuCl2溶液時，陽極上是Cl－發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即b管中Cl－放電，產(chǎn)生Cl2，C項正確；電解NaOH溶液時，實際上電解的是水，導(dǎo)致NaOH溶液的濃度增大，堿性增強，pH升高，D項錯誤。4．一種微生物電化學(xué)方法生產(chǎn)甲烷的裝置如圖所示。下列說法正確的是（）A.a端為直流電源的負(fù)極B.溫度越高，甲烷的生成速率越大C.陽極的電極反應(yīng)式為CHD.每生成1.12L甲烷，電路中轉(zhuǎn)移【答案】C【解析】由題圖可知，左池中CH3COO?失電子被氧化為CO2，故左池為電解池的陽極室，右池為電解池的陰極室，直流電源a端為正極，b端為負(fù)極；陽極的電極反應(yīng)式為CH3COO?+2H2O?8e?2CO2↑+7H+5．一種電解法制備Na2下列說法正確的是（）A.電解時化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B.電解時應(yīng)將鉑電極與直流電源正極相連C.電解時鐵電極的電極反應(yīng)式為Fe+D.電解過程中每轉(zhuǎn)移1mol【答案】D【解析】電解法制備Na2FeO4裝置中鐵作陽極，F(xiàn)e失去電子生成FeO42?，在陰極上水放電生成氫氣和氫氧根離子。電解過程中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故A錯誤；Fe作陽極，則鉑作陰極，與直流電源的負(fù)極相連，故B錯誤；電解時鐵電極的電極反應(yīng)式為Fe+8OH??6e?考法02電解原理的應(yīng)用6．如圖為電解飽和食鹽水裝置，下列有關(guān)說法不正確的是()A．左側(cè)電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．右側(cè)生成的氣體能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{(lán)C．電解一段時間后，B口排出NaOH溶液D．電解飽和食鹽水的離子方程式：2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2OH－＋H2↑＋Cl2↑【答案】B【解析】陰極發(fā)生2H＋＋2e－=H2↑，不是氯氣，B錯誤。7．電解原理在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，下列有關(guān)電解原理的應(yīng)用正確的是()A．工業(yè)上用電解飽和食鹽水制備燒堿、氯氣等化工原料B．可通過電解熔融AlCl3冶煉鋁C．電鍍時，鍍層金屬作為陰極，待鍍金屬作為陽極D．電解精煉銅時，用純銅板作為陽極，粗銅板作為陰極【答案】A【解析】A．燒堿、氯氣等化工原料是通過氯堿工業(yè)，即電解飽和食鹽水得到的，選項A正確；B．AlCl3是共價化合物，熔融狀態(tài)下不能電離出Al3＋，不能通過電解熔融AlCl3冶煉鋁，選項B錯誤；C．電鍍時，待鍍金屬作為陰極，鍍層金屬作為陽極，選項C錯誤；D．電解精煉銅時，應(yīng)用粗銅板作為陽極，純銅板作為陰極，選項D錯誤。8．金屬鎳有廣泛的用途，粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制備高純度的鎳，下列敘述正確的是(已知：氧化性Fe2＋<Ni2＋<Cu2＋)()A．陽極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為Ni2＋＋2e－=NiB．電解過程中，陽極質(zhì)量的減少量與陰極質(zhì)量的增加量一定相等C．電解后，電解槽底部的陽極泥中含有Cu和PtD．電解后，溶液中存在的金屬陽離子只有Fe2＋和Zn2＋【答案】C【解析】電解法制備高純度的鎳，粗鎳作為陽極，金屬按還原性順序Zn>Fe>Ni>Cu>Pt發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)依次為Zn－2e－=Zn2＋、Fe－2e－=Fe2＋、Ni－2e－=Ni2＋，A項錯誤；電解過程中，陽極Zn、Fe、Ni溶解，Cu、Pt沉積到電解槽底部，陰極只析出Ni，結(jié)合兩極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等，陽極質(zhì)量的減少量與陰極質(zhì)量的增加量不相等，B項錯誤；Cu和Pt還原性比Ni弱，不能失去電子，以沉淀的形式沉積在電解槽底部，形成陽極泥，C項正確；電解后，溶液中存在的金屬陽離子除了Fe2＋、Zn2＋外，還有Ni2＋，D項錯誤。9．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．電解質(zhì)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，則通電一段時間后，溶液的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【答案】D【解析】A項，電解質(zhì)溶液通過離子定向移動導(dǎo)電，電解質(zhì)溶液中沒有電子移動，故A錯誤；B項，若B為粗銅，A為精銅，電解質(zhì)溶液是硫酸銅溶液，則該裝置為電解精煉銅裝置，溶液中c(Cu2＋)減小，故B錯誤；C項，若A、B均為石墨電極，則電解總反應(yīng)的化學(xué)方程式是2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2Cu＋O2↑＋2H2SO4，通電一段時間后，溶液的pH減小，故C錯誤。10．氯堿工業(yè)是高能耗產(chǎn)業(yè)，將電解池與燃料電池串聯(lián)組合的新工藝的裝置如圖所示。已知：空氣（除去CO2）中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為21%。下列敘述錯誤的是（A.X為Cl2，Y為B.cC.燃料電池中陽離子從右側(cè)移向左側(cè)D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，若生成22.4L【答案】C【解析】由題圖可知，B池為燃料電池、A池為電解池，通入空氣（除去CO2）的一極是燃料電池的正極，電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e?4OH?。A池中NaCl的濃度降低，陽極Cl?放電生成Cl2，則X為Cl2，陰極H2O放電生成H2和OH?，則Y為H2，A正確。A池中Na+經(jīng)過陽離子交換膜向右側(cè)移動，結(jié)合陰極生成的OH?，得到NaOH，NaOH濃度增大，則a>考法03金屬的腐蝕與防護11．如圖，將一根純鐵棒垂直沒入水中，一段時間后發(fā)現(xiàn)AB段產(chǎn)生較多鐵銹，BC段腐蝕嚴(yán)重。下列關(guān)于此現(xiàn)象的說法不正確的是()

A．鐵棒AB段的溶解氧濃度高于BC段B．鐵棒AB段電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．鐵棒AB段的Fe2＋濃度高于BC段D．該腐蝕過程屬于電化學(xué)腐蝕【答案】C【解析】AB段作原電池正極，BC段為原電池負(fù)極。BC段為Fe－2e－=Fe2＋，AB段為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，BC段溶解而被腐蝕，AB段形成鐵銹。12．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(yīng)B．通電時，陰極上的電極反應(yīng)為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－C．?dāng)嚯姇r，鋅環(huán)上的電極反應(yīng)為Zn＋2e－=Zn2＋D．?dāng)嚯姇r，仍能防止鐵帽被腐蝕【答案】C【解析】通電時，鋅環(huán)與電源正極相連，鋅環(huán)作陽極，鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，故A正確；鐵帽為陰極，陰極上H2O得到電子生成氫氣，陰極電極反應(yīng)為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，故B正確；斷電時，鋅鐵形成原電池，鋅失電子生成Zn2＋，鋅環(huán)上的電極反應(yīng)為Zn－2e－===Zn2＋，F(xiàn)e作正極被保護，仍能防止鐵帽被腐蝕，故C錯誤、D正確。13．厭氧腐蝕指在缺乏氧氣的深層潮濕土壤中，存在的硫酸鹽還原菌會附著在鋼管表面促進鋼鐵的腐蝕，其反應(yīng)原理如下圖所示。下列說法錯誤的是()A．厭氧腐蝕屬于化學(xué)腐蝕B．負(fù)極的電極反應(yīng)：Fe－2e－=Fe2＋C．每生成1molFeS，最終轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為8NA(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)D．鍍鋅鋼管破損后仍能減緩鋼管的腐蝕【答案】A【解析】A．鋼管中含有碳元素，鐵、碳與潮濕的土壤形成原電池，厭氧腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕，A項錯誤；B．根據(jù)題圖可知，鐵失去電子生成亞鐵離子，發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極，電極反應(yīng)為Fe－2e－=Fe2＋，B項正確；C．1個硫酸根離子轉(zhuǎn)化為1個硫離子時，轉(zhuǎn)移8個電子，故每生成1molFeS，最終轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為8NA，C項正確；D．鋅比鐵活潑，鍍鋅鋼管破損后，鋅為負(fù)極，保護鐵不被腐蝕，D項正確。14．下列說法不正確的是()A．圖甲：鋼鐵表面水膜酸性很弱或呈中性，發(fā)生吸氧腐蝕B．圖乙：鋼鐵表面水膜酸性較強，發(fā)生析氫腐蝕C．圖丙：鋼閘門作為陰極而受到保護D．圖丁：將鋅板換成銅板對鋼閘門保護效果更好【答案】D【解析】金屬的腐蝕分為吸氧腐蝕和析氫腐蝕，若鋼鐵表面水膜酸性很弱或呈中性，發(fā)生吸氧腐蝕，若鋼鐵表面水膜酸性較強，則發(fā)生析氫腐蝕，A、B正確；鋼閘門連接外加電源的負(fù)極，作陰極，被保護，C正確；若將鋅板換成銅板，則鋼閘門與銅板形成原電池，鋼閘門作負(fù)極，會加快腐蝕，D錯誤。15．(2024·遼寧六校聯(lián)考)將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液濕潤后，置于如圖所示裝置中，進行鐵的電化學(xué)腐蝕實驗。下列有關(guān)該實驗的說法正確的是()A．鐵被氧化的電極反應(yīng)式為Fe－3e－=Fe3＋B．鐵腐蝕過程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能C．活性炭的存在會加速鐵的腐蝕D．以水代替NaCl溶液，鐵不能發(fā)生吸氧腐蝕【答案】C【解析】鐵和炭的混合物用NaCl溶液濕潤后構(gòu)成原電池，鐵作負(fù)極，鐵失去電子生成Fe2＋，電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋，A項錯誤；鐵腐蝕過程中化學(xué)能除了轉(zhuǎn)化為電能外，還可轉(zhuǎn)化為熱能等，B項錯誤；構(gòu)成原電池后，鐵腐蝕的速率變快，C項正確；用水代替NaCl溶液，F(xiàn)e和炭也可以構(gòu)成原電池，F(xiàn)e失去電子，空氣中的O2得到電子，鐵發(fā)生吸氧腐蝕，D項錯誤?？键c04電化學(xué)原理的綜合應(yīng)用考法01電解原理在物質(zhì)制備中的應(yīng)用1．一種電化學(xué)制備NH3的裝置如圖所示，圖中陶瓷在高溫時可以傳輸H＋。下列敘述錯誤的是()A．Pd電極b為陰極B．陰極的反應(yīng)式為N2＋6H＋＋6e－=2NH3C．H＋由陽極向陰極遷移D．陶瓷可以隔離N2和H2【答案】A【解析】此裝置為電解池，總反應(yīng)是N2＋3H2=2NH3，Pd電極b上是氫氣發(fā)生反應(yīng)，即氫氣失去電子化合價升高，Pd電極b為陽極，故A說法錯誤；根據(jù)A選項分析，Pd電極a為陰極，反應(yīng)式為N2＋6H＋＋6e－=2NH3，故B說法正確；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；根據(jù)裝置圖，陶瓷可以隔離N2和H2，故D說法正確。2．研究發(fā)現(xiàn)，可以用石墨作陽極、鈦網(wǎng)作陰極、熔融CaF2-CaO作電解質(zhì)，利用圖示裝置獲得金屬鈣，并以鈣為還原劑還原二氧化鈦制備金屬鈦。下列說法中正確的是()A．將熔融CaF2-CaO換成Ca(NO3)2溶液也可以達(dá)到相同目的B．陽極的電極反應(yīng)式為C＋2O2－－4e－===CO2↑C．在制備金屬鈦前后，整套裝置中CaO的總量減少D．石墨為陰極【答案】B【解析】由圖可知，石墨為陽極，陽極上的電極反應(yīng)式為C＋2O2－－4e－===CO2↑，鈦網(wǎng)電極是陰極，陰極上的電極反應(yīng)式為2Ca2＋＋4e－===2Ca，鈣還原二氧化鈦反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Ca＋TiO2===Ti＋2CaO。3．己二腈[NCCH24CN]是工業(yè)制造尼龍下列說法錯誤的是（）A.b端為電源的負(fù)極B.陽極的電極反應(yīng)式為HC.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移2molD.陰極的電極反應(yīng)式為2【答案】C【解析】根據(jù)總反應(yīng)方程式與裝置圖可知，與電源a端連接的電解池電極上發(fā)生的變化是H2O→O2，氧元素的化合價升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，此電極為陽極，a端是電源的正極。由分析可知，b端是電源的負(fù)極，A正確；陽極的電極反應(yīng)式為H2O?2e?12O2↑+2H+，B正確；4．已知四甲基氫氧化銨[CH34NOH]常用作電子工業(yè)清洗劑，以四甲基氯化銨[CHA.光伏并網(wǎng)發(fā)電裝置中N型半導(dǎo)體為正極B.c、d為陽離子交換膜，e為陰離子交換膜C.a電極為陰極，電極反應(yīng)式為2D.若制備182g四甲基氫氧化銨，兩電極上共產(chǎn)生【答案】C【解析】由題圖可知，電解池a極區(qū)溶液中四甲基氫氧化銨[CH34NOH]的濃度增大，可推出CH34N+通過c膜向左側(cè)移動，則a電極為陰極，c膜為陽離子交換膜；Cl?通過d膜向右側(cè)移動，則d膜為陰離子交換膜；Na+通過e膜向左側(cè)移動，則e膜為陽離子交換膜。由分析可知，光伏并網(wǎng)發(fā)電裝置中，N型半導(dǎo)體與電解池中a電極相連，為負(fù)極，A不正確；由分析可知，c、e為陽離子交換膜，d為陰離子交換膜，B不正確；a電極為陰極，電極反應(yīng)式為2CH34N++2H2O+5．(2024·江蘇鎮(zhèn)江高三月考)甲烷是良好的制氫材料。我國科學(xué)家發(fā)明了一種500℃時，在含氧離子(O2－)的熔融碳酸鹽中電解甲烷的方法，實現(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()A．X為電源的負(fù)極B．Ni電極的電極反應(yīng)式為COeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))＋4e－=C＋3O2－C．電解一段時間后熔融鹽中O2－的物質(zhì)的量增多D．該條件下，每產(chǎn)生22.4LH2，電路中轉(zhuǎn)移2mol電子【答案】B【解析】Ni電極上COeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))變成C，C元素化合價降低，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，為陰極，則Ni-YSZ電極為陽極，X為電源的正極，故A錯誤；Ni電極的電極反應(yīng)式為COeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))＋4e－=C＋3O2－，故B正確；陰極上生成的O2－通過熔融鹽轉(zhuǎn)移到陽極參加反應(yīng)，故電解一段時間后熔融鹽中O2－的物質(zhì)的量不會增多，故C錯誤；電解總反應(yīng)為CH4eq\o(=,\s\up7(通電))C＋2H2，反應(yīng)條件為500℃，該條件不是標(biāo)準(zhǔn)狀況，故無法計算電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量，故D錯誤?？挤?2電解原理應(yīng)用與污水處理6．電解法處理含有Cl－、NOeq\o\al(－,3)的酸性廢水，其工作原理及電極b中鐵的化合物的催化機理如圖所示，H表示氫原子。下列說法錯誤的是()A．電極b接電源負(fù)極B．處理1molNOeq\o\al(－,3)，電路中轉(zhuǎn)移5mole－C．HClO在陽極生成：Cl－＋H2O－2e－=HClO＋H＋D．H＋與NOeq\o\al(－,3)反應(yīng)的電極反應(yīng)式為10H＋＋NOeq\o\al(－,3)＋8e－=NHeq\o\al(＋,4)＋3H2O【答案】B【解析】由圖知，電極b上硝酸根離子轉(zhuǎn)化為銨根離子，被還原，則電極b為陰極，接電源負(fù)極，A正確；硝酸根離子轉(zhuǎn)化為銨根離子N元素化合價從＋5降低到－3，則處理1molNOeq\o\al(－,3)，電路中轉(zhuǎn)移8mole－，B不正確；陽極氯離子失去電子被氧化生成HClO：Cl－＋H2O－2e－=HClO＋H＋，C正確；電極b的反應(yīng)式為10H＋＋NOeq\o\al(－,3)＋8e－=NHeq\o\al(＋,4)＋3H2O，D正確。7．我國科研工作者提出通過電解原理聯(lián)合制備環(huán)氧乙烷同時處理酸性含鉻廢水，其工作原理示意圖如圖所示。其中雙極膜由陽離子交換膜和陰離子交換膜組成，工作時內(nèi)層H2O解離為H＋和OH－，并分別向兩極遷移。下列說法正確的是()A．電極a為電源正極B．膜q為陽離子交換膜C．工作時，NaOH溶液濃度保持不變D．N極的電極反應(yīng)式為Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋14H＋＋6e－===2Cr3＋＋7H2O【答案】D【解析】由信息可知，電極M上乙烯被氧化為環(huán)氧乙烷、電極N上Cr2Oeq\o\al(2－,7)被還原為Cr3＋，則電極M為陽極、電極N為陰極，電極a為負(fù)極、電極b為正極，A項錯誤；雙極膜中水解離出來的氫氧根離子向陽極區(qū)移動，膜q適合選用陰離子交換膜，B項錯誤；工作時陽極區(qū)生成水，NaOH溶液濃度減小，C項錯誤；Cr元素由＋6價變?yōu)椋?價，N極的反應(yīng)式為Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋14H＋＋6e－===2Cr3＋＋7H2O，D項正確。8．電化學(xué)技術(shù)去除污水中的，是一項具有應(yīng)用前景的技術(shù)。電還原的部分過程如圖所示(ad表示吸附狀態(tài))，已知除了過程a外，其他過程均有參加。下列敘述正確的是A．污水處理過程中，可用金屬鐵作陽極B．電還原的過程發(fā)生在陰極區(qū)C．若最終產(chǎn)物為N2，則整個過程表示為D．理論上發(fā)生過程d1和過程d2都能有效降低水中總氮濃度【答案】B【解析】在電還原過程有H+參加，金屬鐵與H+反應(yīng)溶解，因此不能用金屬鐵作陽極，A錯誤；經(jīng)過電還原過程生成N2和，化合價由+5價降低為0價和-3價，即在陰極區(qū)得電子發(fā)生電還原反應(yīng)，B正確；若最終產(chǎn)物為N2，則整個過程表示為，C錯誤；理論上發(fā)生過程d1產(chǎn)生N2氣體，能有效降低水中總氮濃度，過程d2產(chǎn)生，仍存在與水溶液中，不能降低水中總氮濃度，D錯誤。9．（2024·湖南部分學(xué)校高考臨考模擬）用電解法處理廢水中的模擬裝置如圖所示。a、b為離子選擇性透過膜，下列說法正確的是A．陽極室溶液由無色變成藍(lán)色B．陰極的電極反應(yīng)式為C．a(chǎn)膜為陰離子選擇性透過膜D．每轉(zhuǎn)移2mol電子，陰極室質(zhì)量增重34g【答案】A【解析】根據(jù)圖片知，Cu為陽極，陽極上Cu失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cu2+，電極反應(yīng)式為，C為陰極，電極方程式為：2H++2e-=H2。陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)，溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色，A正確；陰極上H＋發(fā)生還原反應(yīng)：2H＋＋2e-=H2↑，B錯誤；a膜為陽離子選擇性透過膜，通過a膜進入陰極室，C錯誤；每轉(zhuǎn)移2mol電子，有2mol的進入陰極室，由陰極電極反應(yīng)式可知有氫氣產(chǎn)生，會釋放出去，故陰極室質(zhì)量增重32g，D錯誤。10．（2024·重慶第八中學(xué)校高三高考適應(yīng)性月考）我國科學(xué)家研發(fā)了一種在廢水處理中實現(xiàn)碳中和的綠色化學(xué)裝置，同時獲得乙酰胺，其原理如圖所示。下列說法正確的是A．石墨電極b為陽極，Na+由I室移向Ⅱ室B．電解一段時間后，I、Ⅱ室溶液的pH均逐漸增大C．發(fā)生還原反應(yīng)：D．理論上，每產(chǎn)生0.1mol乙酰胺的同時電極b至少有15.68L(標(biāo)況)O2生成【答案】C【解析】由轉(zhuǎn)化為NH2OH、CO2轉(zhuǎn)化為CH3CHO，N、C元素的化合價均降低，則a電極為陰極，b電極為陽極。由分析可知，石墨電極b為陽極，Na+由陽極向陰極移動，即由Ⅱ室向I室移動，A不正確；電解一段時間后，I室發(fā)生反應(yīng)、2CO2+10e-+7H2O=CH3CHO+10OH-，溶液的pH增大，Ⅱ室發(fā)生反應(yīng)4OH--4e-=O2↑+2H2O，溶液的pH減小，B不正確；由B中分析可知，得電子發(fā)生還原反應(yīng)：，C正確；理論上，每產(chǎn)生0.1mol乙酰胺，共得到電子的物質(zhì)的量為0.1mol×(6+7+1)=1.4mol，同時電極b至少生成O2的體積為=7.84L(標(biāo)況)，D不正確。考法03電解原理在大氣治理方面的應(yīng)用11．(2024·陜西榆林一模)間接電解法可對大氣污染物NO進行無害化處理，其工作原理如圖所示，質(zhì)子膜允許H＋和H2O通過。下列有關(guān)說法正確的是()A．電極Ⅱ的材料可用鐵、銅等導(dǎo)電材料替換B．電極Ⅰ的電極反應(yīng)為2HSOeq\o\al(－,3)＋2e－＋2H＋=S2Oeq\o\al(2－,4)＋2H2OC．電解過程中電極Ⅱ附近溶液的pH增大D．工作時有0.2molH＋通過質(zhì)子膜時可處理2.24LNO【答案】B【解析】電極Ⅱ有O2產(chǎn)生，是電解質(zhì)溶液中H2O失電子，電極Ⅱ作陽極，若用鐵、銅作電極，則是鐵、銅本身失去電子，A項錯誤；電解過程中電極Ⅱ生成的H＋通過質(zhì)子交換膜向左側(cè)移動，左側(cè)H＋與HSOeq\o\al(－,3)反應(yīng)生成S2Oeq\o\al(2－,4)和H2O，故電極Ⅰ的電極反應(yīng)式為2HSOeq\o\al(－,3)＋2e－＋2H＋=S2Oeq\o\al(2－,4)＋2H2O，B項正確；電極Ⅱ上的反應(yīng)為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，故電解過程中電極Ⅱ附近溶液的pH減小，C項錯誤；工作時有0.2molH＋通過質(zhì)子膜時轉(zhuǎn)移0.2mol電子，據(jù)得失電子守恒，消耗0.1molNO，但未指明是否是標(biāo)準(zhǔn)狀況，無法得出消耗的NO的體積，D項錯誤。12．（2024·廣東東莞中學(xué)、廣州二中、惠州一中、深圳實驗、珠海一中、中山紀(jì)中六校聯(lián)考）回收利用工業(yè)廢氣中的和，實驗原理示意圖如下。下列說法正確的是A．裝置a中每吸收22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）廢氣，b中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為B．裝置a吸收廢氣過多，不會影響裝置b中放電微粒的種類C．裝置b中的交換膜為質(zhì)子交換膜，電解過程中兩極溶液pH值均稍有降低D．裝置b中右側(cè)的電極反應(yīng)為；【答案】C【解析】根據(jù)圖知，含CO2和SO2的廢氣通入NaHCO3溶液中，得到NaHCO3和Na2SO3的混合溶液和CO2，發(fā)生的反應(yīng)為2NaHCO3+SO2=Na2SO3+2CO2+H2O，電解池中，左側(cè)電極上失電子生成，該電極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽極，電解質(zhì)溶液呈堿性，陽極反應(yīng)式為；則通入CO2的電極為陰極，陰極反應(yīng)式為。裝置a中每吸收22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）廢氣，氣體CO2和SO2總量為1mol，則CO2的量小于1mol，b中轉(zhuǎn)移電子數(shù)小于，A錯誤；裝置a吸收廢氣過多，則會有機會生成NaHSO3，也可以放電，會影響裝置b中放電微粒的種類，B錯誤；裝置b中的交換膜為質(zhì)子交換膜，電解過程中陽極發(fā)生消耗氫氧根和水，pH值稍有降低，交換膜為質(zhì)子交換膜，氫離子通過交換膜，進右側(cè)，陰極反應(yīng)式為，生成酸，兩極溶液pH值均稍有降低；C正確；裝置b中右側(cè)的電極反應(yīng)為：，D錯誤。13．（2024·福建寧德三模）利用電催化將溫室氣體轉(zhuǎn)化為高附加值化學(xué)品是實現(xiàn)“碳中和”的重要途徑。一種集成式電化學(xué)耦合系統(tǒng)如圖所示，總反應(yīng)為。下列說法正確的是A．接直流電源負(fù)極B．產(chǎn)物中可能有C．為陽離子交換膜D．右室的電極反應(yīng)式為：【答案】B【解析】左邊電極發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽極，接電源正極，電極反應(yīng)，右邊電極發(fā)生還原反應(yīng)，為陰極，接電源的負(fù)極，電極反應(yīng)，陰極區(qū)的透過陰離子交換膜進入陽極區(qū)，與反應(yīng)生成和氯離子，因此為陰離子交換膜。根據(jù)分析知，接直流電源正極，A錯誤；陰極區(qū)的氫氧根離子透過陰離子交換膜進入陽極區(qū)，與反應(yīng)生成，B正確；陰極區(qū)的透過陰離子交換膜進入陽極區(qū)，與反應(yīng)生成和氯離子，因此為陰離子交換膜，C錯誤；右室的電極反應(yīng)式為：，D錯誤。14．（2024·廣東江門第一中學(xué)高三月考）以丙烯腈()為原料，利用電解原理合成己二腈[]，可減少氮氧化物的排放，其總反應(yīng)為：電解過程會產(chǎn)生丙腈()等副產(chǎn)物(已知：)。下列說法正確的是A．電子的流向為電源b極→Pb電極→電解質(zhì)溶液電極→電源a極B．Pb電極主要發(fā)生的電極反應(yīng)式為：C．工作一段時間后，電極附近pH增大D．若電極產(chǎn)生33.6L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體，Pb電極區(qū)生成了2.5mol己二腈[]，則電流效率高于90%【答案】B【解析】由圖可知，CH2=CHCN在Pb極生成NC(CH2)4CN，該過程中C的化合價降低，發(fā)生還原反應(yīng)，Pb極是電解池陰極，PbO2為陽極，則電源a為正極，b為負(fù)極。電子不能在電解質(zhì)溶液中傳遞，A錯誤；CH2=CHCN在Pb極得電子生成NC(CH2)4CN，電極方程式為：2CH2＝CHCN+2H++2e?＝NC(CH2)4CN，B正確；PbO2為陽極，H2O在陽極失去電子得到O2，電極方程式為：2H2O-4e-=O2↑+4H+，pH減小，C錯誤；陽極產(chǎn)生33.6L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)O2，物質(zhì)的量為1.5mol，轉(zhuǎn)移6mol電子，Pb電極區(qū)生成了2.5mol己二腈[]，得到5mol電子，則電流效率=，D錯誤。15．電化學(xué)原理被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活的許多方面，利用電解法脫除煤中的含硫物質(zhì)(主要是FeS2)的原理如下圖所示。(1)陰極石墨棒上有無色氣體產(chǎn)生，該氣體是__________。(2)陽極的電極反應(yīng)為_________________________________________。(3)補全脫硫反應(yīng)的離子方程式：eq\x()FeS2＋eq\x()__________＋eq\x()__________=eq\x()SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))＋eq\x()________＋eq\x()_________________(4)相同反應(yīng)時間，F(xiàn)eCl3對脫硫率的影響如下圖所示。①電解脫硫過程中，F(xiàn)eCl3的作用是催化劑，結(jié)合簡單碰撞理論說明使用FeCl3能增大反應(yīng)速率的原因：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②FeCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于1.5%時，脫硫率隨FeCl3濃度的增大而下降，解釋原因：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)研究發(fā)現(xiàn)，電解時若電壓過高，陽極有副反應(yīng)發(fā)生，造成電解效率降低。電解效率η的定義：η(B)＝eq\f(n(生成B所用的電子),n(通過電極的電子))×100%。某電壓下電解100mL煤漿-FeCl3-H2SO4混合液，煤漿中除FeS2外不含其他含硫物質(zhì)，混合液中H2SO4濃度為0.01mol·L－1，F(xiàn)eCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%。當(dāng)陰極收集到224mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體時(陰極無副反應(yīng)發(fā)生)，測得溶液中c(SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4)))＝0.02mol·L－1，η(SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4)))＝______(忽略電解前后溶液的體積變化)。(6)綜上，電解法脫硫的優(yōu)點有_______________________________________________________________________________________________________________(寫出兩點)?！敬鸢浮?1)H2(2)Fe2＋－e－=Fe3＋(3)114Fe3＋8H2O215Fe2＋16H＋(4)①催化劑能改變反應(yīng)歷程，降低FeS2直接在電極放電反應(yīng)中的活化能，增大單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子中活化分子的數(shù)目，單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增多，反應(yīng)速率增大②隨著FeCl3濃度的增大，可能發(fā)生Fe3＋在陰極放電或者Cl－在陽極放電等副反應(yīng)，導(dǎo)致與FeS2反應(yīng)的Fe3＋濃度減小，脫硫率降低[或隨著FeCl3濃度的增大，平衡Fe3＋＋3H2O?Fe(OH)3＋3H＋正向移動，產(chǎn)生更多Fe(OH)3膠體，導(dǎo)致煤漿聚沉，脫硫率降低](5)35%(6)聯(lián)產(chǎn)高純H2、Fe3＋可循環(huán)利用、脫硫速率大(答案合理即可)【解析】(1)由題圖可知，陽極石墨棒上，F(xiàn)e2＋發(fā)生氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Fe3＋，F(xiàn)e3＋和FeS2反應(yīng)生成Fe2＋、SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))和H＋，陰極石墨棒上有無色氣體產(chǎn)生，陰極的電極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑，陰極上產(chǎn)生的氣體為H2。(2)陽極石墨棒上，F(xiàn)e2＋發(fā)生氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Fe3＋，電極反應(yīng)為Fe2＋－e－=Fe3＋。(3)由題圖可知，F(xiàn)e3＋和FeS2反應(yīng)生成Fe2＋、SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))和H＋，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，產(chǎn)物H＋來自H2O，即該反應(yīng)的反應(yīng)物有Fe3＋、FeS2和H2O，生成物有Fe2＋、SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))、H＋，該反應(yīng)的離子方程式為FeS2＋14Fe3＋＋8H2O=2SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))＋15Fe2＋＋16H＋。(4)①催化劑FeCl3能改變反應(yīng)歷程，降低FeS2直接在電極放電反應(yīng)中的活化能，增大單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子中活化分子的數(shù)目，單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增多，反應(yīng)速率增大，故使用FeCl3能增大反應(yīng)速率。②FeCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于1.5%時，脫硫率隨FeCl3濃度的增大而下降，可能是因為隨著FeCl3濃度的增大，發(fā)生Fe3＋在陰極放電或者Cl－在陽極放電等副反應(yīng)，導(dǎo)致與FeS2反應(yīng)的Fe3＋濃度減小，脫硫率降低，也可能是因為隨著FeCl3濃度的增大，平衡Fe3＋＋3H2O?Fe(OH)3＋3H＋正向移動，產(chǎn)生更多Fe(OH)3膠體，導(dǎo)致煤漿聚沉，脫硫率降低。(5)當(dāng)陰極收集到224mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體時，n(H2)＝eq\f(0.224L,22.4L·mol－1)＝0.01mol，根據(jù)陰極的電極反應(yīng)2H＋＋2e－=H2↑可知，通過電極的電子的物質(zhì)的量為0.02mol；混合溶液的體積為100mL，電解前后，Δc(SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4)))＝0.02mol·L－1－0.01mol·L－1＝0.01mol·L－1，生成的SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))的物質(zhì)的量為0.01mol·L－1×0.1L＝0.001mol，由FeS2反應(yīng)生成0.001molSOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))轉(zhuǎn)移0.007mol電子，故η(SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4)))＝eq\f(0.007mol,0.02mol)×100%＝35%。(6)電解法脫硫的優(yōu)點有聯(lián)產(chǎn)高純H2、Fe3＋可循環(huán)利用、脫硫速率大等?？挤?4電解原理應(yīng)用與金屬處理16．海水中有豐富的鋰資源，我國科學(xué)家研發(fā)出利用太陽能從海水中提取金屬鋰的技術(shù)，提取原理如圖所示，下列說法錯誤的是()A．該裝置將光能間接轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B．a(chǎn)極為陰極，電極上發(fā)生還原反應(yīng)C．電解過程中可監(jiān)測到b極附近溶液的pH減小D．固體陶瓷膜允許Li＋、H2O等較小微粒通過【答案】D【解析】該裝置利用太陽能從海水中提取金屬鋰，由于鋰能與水發(fā)生反應(yīng)，所以Li應(yīng)在電極a生成，從而得出電極a為陰極，電極b為陽極。該裝置是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，然后電解海水制取鋰，則將光能間接轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，A項正確；由以上分析可知，a極為陰極，電極上Li＋得電子生成Li，發(fā)生還原反應(yīng)，B項正確；電解過程中，b極Cl－失電子生成Cl2，Cl2溶于水后有一部分與水反應(yīng)生成HCl和HClO，所以電極b附近溶液的pH減小，C項正確；海水中的Li＋通過固體陶瓷膜進入電極a，得電子生成Li，若H2O也進入電極a附近，則生成的Li與H2O發(fā)生反應(yīng)，所以固體陶瓷膜允許Li＋通過，但不允許H2O等較小微粒通過，D項錯誤。17．已知：Ni2+在pH為7.1時開始沉淀。如圖所示，工業(yè)上用電解法回收含鎳廢水中的鎳。下列說法錯誤的是A．在含鎳廢水中離子的氧化性：B．陽極上發(fā)生的電極反應(yīng)式是：C．電解過程中，NaCl溶液的濃度將不斷降低D．為提高Ni的回收率，電解中廢水的pH應(yīng)低于7.1【答案】C【解析】由題干信息和電解裝置可知，鐵棒作陰極，電極反應(yīng)為：Ni2++2e-=Ni，石墨電極為陽極，電極反應(yīng)為：2Cl--2e-=Cl2↑，Cl-由陰極區(qū)經(jīng)過陰離子交換膜進入陽極室，據(jù)此分析解題。由分析可知，陰極上Ni2+優(yōu)先放電，故在含鎳廢水中離子的氧化性：，A正確；由分析可知，陽極上發(fā)生的電極反應(yīng)式是：，B正確；由分析可知，電極反應(yīng)為：2Cl--2e-=Cl2↑，Cl-由陰極區(qū)經(jīng)過陰離子交換膜進入陽極室，根據(jù)電荷守恒可知，有多少Cl-被消耗就有多少Cl-由陰極室進入陽極室，故電解過程中，NaCl溶液的濃度基本不變，C錯誤；由題干信息可知，Ni2+在pH為7.1時開始沉淀，故為提高Ni的回收率，電解中廢水的pH應(yīng)低于7.1，D正確。18．（2024·東三省高三5月份大聯(lián)考）電解溶液獲得單質(zhì)和較濃的鹽酸，其工作原理如圖所示。下列說法正確的是A．電極電勢：B．陽極上的電極反應(yīng)式為C．膜Ⅱ是陽離子交換膜D．若Ⅱ室中溶質(zhì)增加了，則電路中轉(zhuǎn)移電子【答案】B【解析】在右側(cè)電極發(fā)生還原反應(yīng)，則電極是陰極，是電源負(fù)極，是電源正極，正極的電極電勢較高，A項錯誤；左側(cè)石墨電極是陽極，放電得到、，電極反應(yīng)式為，B項正確；Ⅲ室的移向Ⅱ室，故膜Ⅱ是陰離子交換膜，C項錯誤；Ⅱ室溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量增加了，說明有和移向Ⅱ室，故電路中轉(zhuǎn)移電子，D項錯誤。19．（2024·河南南陽第一中學(xué)校高三沖刺押題卷）粗鎳中含有及少量和，工業(yè)上，用如圖所示的流動隔膜式電解槽精煉粗鎳，以硫酸鎳和少量氯化鎳混合溶液作電解液，電解液中的能較有效地阻止電極鈍化。已知：①實驗條件下，及少量以離子形式進入極液；②金屬性：。下列說法正確的是A．“凈化”的目的主要是除去B．“隔膜”是陽離子交換膜，將兩種極液隔開C．“粗鎳”與電源正極相連，“純鎳”與電源負(fù)極相連D．電解相同時間，陰陽兩極質(zhì)量變化相等【答案】C【解析】由題意可知，電解時，陽極Fe、Ni、Pb失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，氧化性：Ni2+>Fe2，陰極Ni2+得電子發(fā)生還原反應(yīng)。由于氧化性：Ni2+>Fe2+，F(xiàn)e2+在陰極不放電，陰極的電極反應(yīng)為Ni2++2e?=Ni，故Fe2+不需要除去，A錯誤；使用隔膜電解槽的主要目的是防止進入極液Ⅰ的少量Pb2+直接在陰極放電，將極液Ⅰ除去Pb2+凈化后，再回到陰極，可得到更純的Ni，故不能使用陽離子交換膜，B錯誤；由A項分析知，“粗鎳”與電源正極相連，“純鎳”與電源負(fù)極相連，C正確；陽極質(zhì)量減少是因為Fe、Ni、Pb溶解，而陰極質(zhì)量增加是因為Ni析出，二者質(zhì)量不相等，D錯誤。20．（2024·安徽合肥第六中學(xué)高三最后一卷）我國自主研發(fā)的雙底吹連續(xù)煉銅工藝以黃銅礦（主要成分是）、混輝銅礦（主要成分是）為原料進行煉鋼，流程如圖所示。已知銅锍的主要成分為和FeS，還含有FeO等物質(zhì)。請回答下列問題：(1)“底吹熔煉”前應(yīng)將黃銅礦、混輝銅礦粉碎并將氧氣從底部吹入，其目的是。(2)黃銅礦在“底吹熔煉”時生成FeO、和的化學(xué)方程式為。(3)“連續(xù)吹煉”過程中加入的石灰石除了可以作為助熔劑外，還可以起到的作用為（填一條）。(4)“火法精煉”的基本流程是鼓入空氣，使熔體中雜質(zhì)如鐵、鎳等發(fā)生氧化，形成爐渣或揮發(fā)進入爐氣而除去，其中鎳位于元素周期表的第周期第族。殘留的氧常常通過重油還原，從石油中獲得重油的分離方法的名稱為。(5)“電解精煉”銅時陰極的電極反應(yīng)式為；若采用硫酸酸化的硫酸銅溶液作電解質(zhì)溶液．電解過程中向極移動（填“陰”或“陽”）。(6)某次生產(chǎn)時原料黃銅礦、混輝銅礦的總質(zhì)量為3.2噸（其中Cu元素的含量為20.14%），“電解精煉”全過程轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為，本次生產(chǎn)中銅的產(chǎn)率為（結(jié)果保留兩位小數(shù)）?！敬鸢浮?1)增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)充分進行（合理即可）(2)(3)吸收產(chǎn)生的（或分解吸收熱量，防止溫度過高對爐內(nèi)結(jié)構(gòu)的損壞）（合理即可）(4)四Ⅷ分餾(5)陽(6)24.83%【解析】黃銅礦（主要成分是）、混輝銅礦（主要成分是）粉碎并將氧氣從底部吹入，進行底吹熔煉，得到煙氣、銅锍、爐渣，銅锍的主要成分為和FeS，還含有FeO等物質(zhì)，對銅锍加入O2和石灰石進行連續(xù)吹煉得到粗銅，對粗銅進行“火法精煉”，基本流程是鼓入空氣，使熔體中雜質(zhì)如鐵、鎳等發(fā)生氧化，形成爐渣或揮發(fā)進入爐氣而除去，得到陽極銅，陽極銅電解精煉得到銅。（1）底吹熔煉前將黃銅礦、混輝銅礦粉碎并將氧氣從底部吹入，其目的是增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)充分進行。（2）黃銅礦在“底吹熔煉”時生成FeO、和，化學(xué)方程式為：；（3）“連續(xù)吹煉”過程中加入石灰石除了可以作為助熔劑外，還可以起的作用為吸收產(chǎn)生的，分解吸收熱量，防止溫度過高對爐內(nèi)結(jié)構(gòu)的損壞；（4）鎳位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族；從石油中獲得重油的分離提純方法為分餾；（5）“電解精煉”銅時陰極的電極反應(yīng)式為；若采用硫酸酸化的硫酸銅溶液作電解質(zhì)溶液，電解過程中在電解池中從陰極流向陽極；（6）全過程轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為：，即5000mol，根據(jù)陰極的電極反應(yīng)式可知，產(chǎn)生銅的物質(zhì)的量為2500mol，則銅的產(chǎn)率為?？键c05多池、多室的電化學(xué)裝置考法01多池串聯(lián)的兩大模型1．(2024·江蘇揚州高三月考)如圖所示，甲、乙兩個裝置相連，甲裝置是一種常見的氫氧燃料電池裝置，乙裝置內(nèi)，D中通入10mol混合氣體，其中苯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為20%(其余氣體不參與反應(yīng))，一段時間后，C處出來的氣體中含苯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為10%(不含H2，該條件下苯、環(huán)己烷都為氣態(tài))。下列說法不正確的是()A．甲裝置中A處通入O2，乙裝置中E處有O2放出B．甲裝置中H＋由G極移向F極，乙裝置中H＋由多孔惰性電極移向惰性電極C．導(dǎo)線中共傳導(dǎo)12mol電子D．乙裝置中惰性電極上發(fā)生反應(yīng)：C6H6＋6H＋＋6e－=C6H12【答案】C【解析】由題意和圖示可知，甲裝置為氫氧燃料電池，乙裝置為電解池，根據(jù)乙裝置中惰性電極處苯被還原為環(huán)己烷可知，惰性電極發(fā)生還原反應(yīng)為陰極，多孔惰性電極為陽極，則G極與陰極相連，為原電池的負(fù)極，F(xiàn)極為正極，A處通入O2，B處通入氫氣。A．由分析可知，A處通入O2，E處為電解池陽極產(chǎn)物，陽極是水失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子，A正確；B．原電池中陽離子向正極移動，故甲裝置中H＋由G極移向F極，電解池中陽離子向陰極移動，故乙裝置中H＋由多孔惰性電極移向惰性電極，B正確；C．10mol含20%苯的混合氣體，經(jīng)過電解生成10mol含10%苯的混合氣體，被還原的苯的物質(zhì)的量為10mol×(20%－10%)＝1mol，1mol苯轉(zhuǎn)化為1mol環(huán)己烷轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為6mol，C錯誤；D．乙裝置中，惰性電極處苯得到電子，被還原為環(huán)己烷，電極反應(yīng)式為C6H6＋6H＋＋6e－=C6H12，D正確。2．（2024·山東實驗中學(xué)高三學(xué)業(yè)水平等級考試）利用如下裝置模擬工業(yè)上電滲析法實現(xiàn)海水淡化。下列說法錯誤的是A．乙室的Ag電極電勢高于甲室B．Cl電極的反應(yīng)為C．膜1為陽離子交換膜、膜2為陰離子交換膜D．當(dāng)乙室Ag電極的質(zhì)量增加時，理論上NaCl溶液減少【答案】C【解析】該裝置左側(cè)為濃差原電池，右側(cè)為電解池，實現(xiàn)海水淡化裝置，甲室電極發(fā)生，該電極為負(fù)極，乙室的電極發(fā)生，該電極為正極，故Cl電極為陽極，C2電極為陰極，溶液中陽離子移向陰極室，膜2為陽離子交換膜，陰離子移向陽極室，膜1為陰離子交換膜，從而模擬實現(xiàn)海水淡化。由上述分析可知，乙室的電極為正極，故電勢高于甲室，A正確；Cl電極為陽極，電極反應(yīng)為，B正確；溶液中陽離子移向陰極室，膜2為陽離子交換膜，陰離子移向陽極室，膜1為陰離子交換膜，C錯誤；乙室的電極發(fā)生，增加為生成的的質(zhì)量，物質(zhì)的量為，轉(zhuǎn)移電子0.2mol，理論上NaCl溶液移向陽極室的為0.2mol，移向陰極室的為0.2mol，故質(zhì)量減少，D正確。3．利用濃差電池制備高鐵電池的重要材料Na2FeO4，反應(yīng)原理如圖所示。下列說法錯誤的是()A．a(chǎn)<bB．c為陽離子交換膜，當(dāng)Cu電極產(chǎn)生1mol氣體時，有2molNa＋通過陽離子交換膜C．濃差電池放電過程中，Cueq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1))電極上的電極反應(yīng)式為Cu－2e－=Cu2＋D．Fe電極的電極反應(yīng)式為Fe＋8OH－－6e－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O【答案】C【解析】左側(cè)為陰極室，Cu電極上的電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，當(dāng)Cu電極上生成1mol氣體時，同時產(chǎn)生2molOH－，此時中部有2molNa＋通過陽離子交換膜進入陰極室平衡電荷，陰極室NaOH濃度變大，a<b，A、B項正確；Cueq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1))為原電池的正極，電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=Cu，Cueq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2))為原電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為Cu－2e－=Cu2＋，C項錯誤；Fe電極為陽極，其電極反應(yīng)式為Fe＋8OH－－6e－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O，D項正確。4．(2024·河北滄州一模)利用甲烷燃料電池作電源，可以通過電化學(xué)方法將有害氣體NO、SO2分別轉(zhuǎn)化為NHeq\o\al(＋,4)和SOeq\o\al(2－,4)，裝置如圖所示。下列說法不正確的是()A．通過甲進入的氣體是甲烷B．b極的電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．d電極反應(yīng)式是NO＋6H＋＋5e－=NHeq\o\al(＋,4)＋H2OD．通過丙出口出去的物質(zhì)只有硫酸銨的濃溶液【答案】D【解析】根據(jù)c電極通入的SO2氣體轉(zhuǎn)化為SOeq\o\al(2－,4)，可知該電極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，是電解池的陽極，則b是燃料電池的正極，通入的是氧氣，甲通入的是甲烷，A項正確；由于電解液是氫氧化鉀溶液，通入氧氣的b極的電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，B項正確；d電極NO轉(zhuǎn)化為NHeq\o\al(＋,4)，是電解池陰極得電子，可知電極反應(yīng)式為NO＋6H＋＋5e－=NHeq\o\al(＋,4)＋H2O，C項正確；c電極是SO2轉(zhuǎn)化為SOeq\o\al(2－,4)，電解池陽極失電子，電極反應(yīng)式為2H2O＋SO2－2e－=SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋，所以在電解池中總反應(yīng)方程式為2NO＋8H2O＋5SO2eq\o(=,\s\up15(電解))(NH4)2SO4＋4H2SO4，電解過程中消耗水，生成硫酸銨和硫酸，則通過丙出口出去的物質(zhì)有硫酸銨的濃溶液和H2SO4，D項錯誤。5．某興趣小組的同學(xué)用如下裝置研究有關(guān)電化學(xué)的問題。當(dāng)閉合該裝置的電鍵時，觀察到電流表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。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(yīng)為_________________________________________。(2)乙池中A(石墨)電極的名稱為________(填“正極”“負(fù)極”“陰極”或“陽極”)，總反應(yīng)為_____________________________________________。(3)當(dāng)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(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)為________mL，丙池中________(填“C”或“D”)極析出________g銅。(4)電鍵閉合一段時間后，甲池中溶液的pH將________(填“增大”“減小”或“不變”，下同)；若丙池中電極不變，將電解質(zhì)溶液換成NaCl溶液，溶液的pH將________?！敬鸢浮?1)原電池CH3OH－6e－＋8OH－=COeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))＋6H2O(2)陽極4AgNO3＋2H2Oeq\a\vs4\al(\o(=,\s\up11(通電),\s\do4()))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(fù)極，電極反應(yīng)為CH3OH－6e－＋8OH－=COeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))＋6H2O。(2)乙池為電解池，電解AgNO3溶液，其中C為陽極，Ag為陰極，總反應(yīng)為4AgNO3＋2H2Oeq\a\vs4\al(\o(=,\s\up11(通電),\s\do4()))4Ag＋O2↑＋4HNO3。(3)根據(jù)各電極上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)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)甲池中總反應(yīng)為2CH3OH＋3O2＋4KOH=2K2CO3＋6H2O，溶液pH減??；若丙池中電極不變，將其電解質(zhì)溶液換成NaCl溶液，根據(jù)丙池中總反應(yīng)2NaCl＋2H2Oeq\a\vs4\al(\o(=,\s\up11(通電),\s\do4()))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，則溶液pH增大?？挤?2離子交換膜電解池6．(2024·江蘇南通統(tǒng)考)工業(yè)上用電解法處理含鎳酸性廢水并得到單質(zhì)Ni的原理如圖所示。下列說法不正確的是()已知：①Ni2＋能發(fā)生水解；②陰極處得電子能力：Ni2＋(高濃度)>H＋>Ni2＋(低濃度)。A．碳棒上發(fā)生的電極反應(yīng)：4OH－－4e－=O2↑＋2H2OB．電解過程中，B室中NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度將不斷增大C．為了抑制Ni2＋的水解，陰極處溶液酸性越強越好D．電解時碳棒質(zhì)量不變，鍍鎳鐵棒質(zhì)量增加【答案】C【解析】由題意及題圖可知，碳棒為陽極，電極反應(yīng)為4OH－－4e－=O2↑＋2H2O；鍍鎳鐵棒為陰極，主要的電極反應(yīng)為Ni2＋＋2e－=Ni，陽極室中的鈉離子穿過