2023屆高考化學(xué)人教版一輪復(fù)習(xí)測評-(十九)　電解池、金屬的腐蝕與防護(hù)

電解池、金屬的腐蝕與防護(hù)一、選擇題(本題包括12個(gè)小題，每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1．下列敘述與電化學(xué)腐蝕有關(guān)的是()A．切過菜的菜刀不及時(shí)清洗易生銹B．在空氣中金屬鎂、鋁都具有較好的抗腐蝕性C．紅熱的鐵絲與水接觸時(shí)，表面形成了藍(lán)黑色的物質(zhì)D．把鐵片投入到氯化銅的溶液中，在鐵表面上附著一層紅色的銅【詳解】A切過菜的菜刀不及時(shí)清洗，在菜刀上就會以NaCl為電解質(zhì)溶液形成原電池，發(fā)生電化學(xué)腐蝕，A正確；金屬鎂、鋁都具有較好的抗腐蝕性，是因?yàn)樗鼈冊诳諝庵腥菀籽趸?，在金屬表面生成一層致密的氧化物薄膜，阻止繼續(xù)被氧化，B錯(cuò)誤；紅熱的鐵絲與水蒸氣接觸，生成四氧化三鐵，屬于化學(xué)腐蝕，C錯(cuò)誤；鐵片投入到氯化銅的溶液中是直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將銅置換，D錯(cuò)誤。2.下列關(guān)于如圖電解池工作時(shí)的相關(guān)敘述正確的是()A．Fe電極作陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．Cl－向石墨電極作定向移動(dòng)C．石墨電極反應(yīng)：Fe3＋＋3e－=FeD．電解池發(fā)生總反應(yīng)：2Cl－＋2Fe3＋eq\o(=,\s\up7(電解))Cl2↑＋2Fe2＋【詳解】AA項(xiàng)，電子流出的一極是電源的負(fù)極，故Fe連接電源的正極，為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，正確；B項(xiàng)，電解質(zhì)溶液中，陰離子向陽極移動(dòng)，F(xiàn)e為陽極，Cl－向Fe電極作定向移動(dòng)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，石墨電極是電解池的陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為Fe3＋＋e－=Fe2＋，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，F(xiàn)e為陽極，是活性電極，F(xiàn)e被氧化生成Fe2＋，石墨電極是電解池的陰極，F(xiàn)e3＋發(fā)生還原反應(yīng)生成Fe2＋，故電解池發(fā)生的總反應(yīng)：Fe＋2Fe3＋eq\o(=,\s\up7(電解))3Fe2＋，錯(cuò)誤。3．用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜，電解質(zhì)溶液一般為H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．待加工鋁質(zhì)工件為陽極B．可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極C．陰極的電極反應(yīng)式為Al3＋＋3e－=AlD．硫酸根離子在電解過程中向陽極移動(dòng)【詳解】C利用電解氧化法在鋁制品表面形成致密的Al2O3薄膜，即待加工鋁質(zhì)工件作陽極，A項(xiàng)正確；陰極與電源負(fù)極相連，對陰極電極材料沒有特殊要求，可選用不銹鋼網(wǎng)等，B項(xiàng)正確；電解質(zhì)溶液呈酸性，陰極上應(yīng)是H＋放電，陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑，C項(xiàng)錯(cuò)誤；在電解過程中，電解池中的陰離子向陽極移動(dòng)，D項(xiàng)正確。4．我國科研團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種新型鎧甲催化劑Ni/Co@石墨烯，可以高效去除合成氣中的H2S雜質(zhì)并耦合產(chǎn)氫，其工作原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．鎧甲催化劑電極上的電勢高于M電極上的電勢B．陰極的電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑C．通電后，陽極區(qū)溶液的pH降低D．生成H2和Sx的物質(zhì)的量之比為1∶x【詳解】D由圖中信息知，鎧甲催化劑電極為陽極，M電極為陰極，陽極上的電勢高于陰極上的電勢，A項(xiàng)正確；陰極上氫離子得電子，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑，B項(xiàng)正確；陽極區(qū)H2S反應(yīng)生成Sx和H＋導(dǎo)致陽極區(qū)溶液的pH降低，C項(xiàng)正確；陰極上生成1molH2得到2mol電子，陽極上生成1molSx失去2xmol電子，由電子守恒知，生成H2和Sx的物質(zhì)的量之比為x∶1，D項(xiàng)錯(cuò)誤。5．(2022·宜賓模擬)近期，我國科學(xué)家在氯堿工業(yè)的基礎(chǔ)之上，用電解法研究“碳中和”中CO2的處理，其裝置工作原理如圖。下列說法錯(cuò)誤的是()A．X為氯氣B．膜Ⅱ?yàn)殛庪x子交換膜C．a(chǎn)極電勢低于b極電勢D．M電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為CO2＋H2O＋2e－=HCOO－＋OH－【詳解】B二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲酸根，碳元素化合價(jià)降低，得到電子，根據(jù)電解原理可知M極為陰極，N極為陽極，所以X為氯氣，A項(xiàng)正確；根據(jù)電解原理圖可知Na＋要通過膜Ⅱ進(jìn)入中間室，所以膜Ⅱ是陽離子交換膜，B項(xiàng)錯(cuò)誤；a極為負(fù)極，電勢低于b極，C項(xiàng)正確；M電極上二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲酸根，碳元素化合價(jià)降低，發(fā)生的電極反應(yīng)式為CO2＋H2O＋2e－=HCOO－＋OH－，D項(xiàng)正確。6.利用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，開始時(shí)，a、b兩處液面相平，將裝置密封放置一段時(shí)間。下列說法不正確的是()A．a(chǎn)處生鐵發(fā)生吸氧腐蝕，b處生鐵發(fā)生析氫腐蝕B．一段時(shí)間后，a處液面高于b處液面C．a(chǎn)處溶液的pH增大，b處溶液的pH減小D．a(chǎn)、b兩處具有相同的負(fù)極反應(yīng)式：Fe－2e－=Fe2＋【詳解】Ca處是中性溶液，所以生鐵發(fā)生吸氧腐蝕，b處是酸性溶液，生鐵發(fā)生析氫腐蝕，A正確；a處發(fā)生吸氧腐蝕，消耗O2導(dǎo)致氣體壓強(qiáng)減小，b處發(fā)生析氫腐蝕，生成氫氣導(dǎo)致氣體壓強(qiáng)增大，裝置內(nèi)形成壓強(qiáng)差，所以一段時(shí)間后，a處液面高于b處液面，B正確；a處發(fā)生吸氧腐蝕，鐵失電子生成亞鐵離子，氧氣得電子生成氫氧根離子，所以a處pH增大，b處發(fā)生析氫腐蝕，正極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑，反應(yīng)過程中消耗H＋，所以b處溶液的pH增大，C錯(cuò)誤；a、b兩處構(gòu)成的原電池中，鐵都作負(fù)極，因此a、b兩處具有相同的負(fù)極反應(yīng)式：Fe－2e－=Fe2＋，D正確。7.(2020·山東高考)采用惰性電極，以去離子水和氧氣為原料通過電解法制備雙氧水的裝置如圖所示。忽略溫度變化的影響，下列說法錯(cuò)誤的是()A．陽極反應(yīng)為2H2O－4e－=4H＋＋O2↑B．電解一段時(shí)間后，陽極室的pH未變C．電解過程中，H＋由a極區(qū)向b極區(qū)遷移D．電解一段時(shí)間后，a極生成的O2與b極反應(yīng)的O2等量【詳解】D根據(jù)圖可知，b極由O2反應(yīng)生成了H2O2，在這個(gè)過程中，氧元素化合價(jià)降低，發(fā)生了得電子的還原反應(yīng)，因此b極是電解池的陰極，可推出陰極的電極反應(yīng)式為O2＋2e－＋2H＋=H2O2，則a極為電解池的陽極，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，根據(jù)圖可知陽極生成了氧氣，則陽極反應(yīng)為2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，故A正確；根據(jù)陽極的電極反應(yīng)可知，陽極生成了氫離子，但同時(shí)生成的氫離子全部從陽極室移向陰極室，故電解一段時(shí)間后，陽極室的pH未變，故B正確；電解池的電解質(zhì)溶液中，陽離子會移向陰極，故氫離子由a極區(qū)向b極區(qū)遷移，故C正確；陽極的電極反應(yīng)式為2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，保持陰極和陽極電極反應(yīng)的得失電子數(shù)一致，可得陰極的電極反應(yīng)為2O2＋4e－＋4H＋=2H2O2，同一個(gè)電路中陽極的失電子總數(shù)和陰極的得電子總數(shù)在相同情況下是一樣的，故電解一段時(shí)間后，a極生成的氧氣與b極反應(yīng)的氧氣的物質(zhì)的量之比為1∶2，不相等，故D錯(cuò)誤。8.如圖所示，a、b、c、d均為石墨電極，通電進(jìn)行電解，下列說法正確的是()A．電路中電子流向：負(fù)極→d→c→b→a→正極B．a(chǎn)、c兩極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量相等C．SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))向b電極移動(dòng)，Cl－向c電極移動(dòng)D．電解一段時(shí)間，向甲中加CuO可以恢復(fù)甲溶液【詳解】D電子只能在外電路中移動(dòng)，故A錯(cuò)誤；a極產(chǎn)生O2，c極產(chǎn)生Cl2，根據(jù)電子守恒O2～2Cl2～4e－，O2和Cl2的物質(zhì)的量之比為1∶2，故B錯(cuò)誤；陰離子向陽極移動(dòng)，a和c是陽極，所以SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))向a電極移動(dòng)，Cl－向c電極移動(dòng)，C錯(cuò)誤。9．(2021·廣東高考)鈷(Co)的合金材料廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械制造等領(lǐng)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(shí)，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(yīng)不變D．電解總反應(yīng)：2Co2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2Co＋O2↑＋4H＋【詳解】D石墨電極為陽極，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，H＋通過陽離子交換膜由Ⅰ室進(jìn)入Ⅱ室，右側(cè)Co電極為陰極，電極反應(yīng)式為Co2＋＋2e－=Co，Cl－通過陰離子交換膜由Ⅲ室進(jìn)入Ⅱ室，與H＋結(jié)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(cuò)誤；生成1molCo時(shí)，轉(zhuǎn)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(jìn)入Ⅱ室，則Ⅰ室溶液質(zhì)量理論上減少18g，B錯(cuò)誤；移除兩交換膜后，石墨電極上的電極反應(yīng)為2Cl－－2e－=Cl2↑，C錯(cuò)誤；根據(jù)上述分析可知，電解時(shí)生成了O2、Co、H＋，則電解總反應(yīng)為2Co2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2Co＋O2↑＋4H＋，D正確。10．(2021·邯鄲模擬)某實(shí)驗(yàn)小組模擬海水淡化的同時(shí)制備H2、Cl2和NaOH溶液，裝置如圖所示(兩端為惰性電極，陽膜只允許陽離子通過，陰膜只允許陰離子通過)。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A．甲室產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫟牡矸?KI試紙變藍(lán)B．膜①是陰離子交換膜C．淡水的出口只有cD．隨著電解的進(jìn)行，戊室溶液的pH不斷增大【詳解】C甲室為陽極室，電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑，Cl2能使?jié)駶櫟牡矸?KI試紙變藍(lán)，A正確；反應(yīng)過程中丙室中Na＋通過膜②到丁室，Cl－通過膜①到乙室；膜①是陰離子交換膜，膜②是陽離子交換膜，B正確；淡水的出口為a和c，C錯(cuò)誤；戊室的電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，隨電解的進(jìn)行，溶液的pH不斷增大，D正確。11．利用電解法將CO2轉(zhuǎn)化為CH4的原理如圖所示。下列說法正確的是()A．電解過程中，H＋由a極區(qū)向b極區(qū)遷移B．電極b上反應(yīng)為CO2＋8HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))－8e－=CH4＋8COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋2H2OC．電解過程中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D．電解時(shí)Na2SO4溶液濃度保持不變【詳解】A由圖可知，電極a中O元素化合價(jià)升高，失去電子，被氧化，為陽極，則電極b為陰極，得到電子。電解池中陽離子向陰極移動(dòng)，則H＋由a極區(qū)向b極區(qū)遷移，故A項(xiàng)正確；電極b為陰極得到電子，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；電解過程由電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；電解Na2SO4相當(dāng)于電解H2O，消耗溶液中H2O，濃度會發(fā)生變化，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。12．(2021·廣東選擇考適應(yīng)性測試)環(huán)氧乙烷(C2H4O)常用于醫(yī)用消毒，一種制備方法為：使用惰性電極電解KCl溶液，用Cl－交換膜將電解液分為陰極區(qū)和陽極區(qū)，其中一區(qū)持續(xù)通入乙烯，電解結(jié)束，移出交換膜，兩區(qū)混合反應(yīng)：HOCH2CH2Cl＋OH－=Cl－＋H2O＋C2H4O。下列說法錯(cuò)誤的是()A．乙烯應(yīng)通入陰極區(qū)B．移出交換膜前存在反應(yīng)Cl2＋H2OHCl＋HClOC．使用Cl－交換膜阻止OH－通過，可使Cl2生成區(qū)的pH逐漸減小D．制備過程的總反應(yīng)為H2C=CH2＋H2O=H2＋C2H4O【詳解】A環(huán)氧乙烷的制備原理：Cl－在陽極被氧化生成Cl2，Cl2與水發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cl2＋H2OHCl＋HClO，HClO與乙烯發(fā)生加成反應(yīng)生成HOCH2CH2Cl，陰極區(qū)水電離出的氫離子放電生成氫氣，同時(shí)產(chǎn)生氫氧根離子，電解結(jié)束，移出交換膜，兩區(qū)混合反應(yīng)：HOCH2CH2Cl＋OH－=Cl－＋H2O＋C2H4O。陽極區(qū)產(chǎn)生HClO，所以乙烯通入陽極區(qū)，故A錯(cuò)誤；根據(jù)分析可知陽極氧化生成的氯氣會與水發(fā)生反應(yīng)Cl2＋H2OHCl＋HClO，故B正確；根據(jù)分析可知陽極區(qū)會產(chǎn)生HCl，使用Cl－交換膜阻止OH－通過，HCl的濃度不斷增大，pH逐漸減小，故C正確；根據(jù)分析可知該反應(yīng)過程中KCl并沒有被消耗，實(shí)際上是水、乙烯反應(yīng)，總反應(yīng)為H2C=CH2＋H2O=H2＋C2H4O，故D正確。二、非選擇題(本題包括3個(gè)小題)13．(1)(2021·湖南高考·節(jié)選)利用電解原理，將氨轉(zhuǎn)化為高純氫氣，其裝置如圖所示。①電解過程中OH－的移動(dòng)方向?yàn)開___________(填“從左往右”或“從右往左”)。②陽極的電極反應(yīng)式為_________________________________________________。(2)(2021·山東高考·節(jié)選)利用膜電解技術(shù)(裝置如圖所示)，以Na2CrO4為主要原料制備Na2Cr2O7的總反應(yīng)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(shí)通過膜的離子主要為________________________________________________________________________。【詳解】(1)①根據(jù)反應(yīng)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(jià)變化為＋1價(jià)→0價(jià)，發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)為陰極，產(chǎn)生氮?dú)獾囊粯O氮元素的化合價(jià)變化為－3價(jià)→0價(jià)，發(fā)生氧化反應(yīng)，應(yīng)為陽極。電解池中，陰離子向陽極移動(dòng)，所以電解過程中OH－的移動(dòng)方向?yàn)閺挠彝?。②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(yīng)式為2NH3－6e－＋6OH－=N2＋6H2O。(2)由4Na2CrO4＋4H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2Na2Cr2O7＋4NaOH＋2H2↑＋O2↑可知，電解過程中實(shí)質(zhì)是電解水，陽極上H2O失去電子生成H＋和O2，根據(jù)2CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋H2OCr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋2OH－，平衡正向移動(dòng)，c(CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))減小，c(Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7)))增大，為提高制備Na2Cr2O7的效率，CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))通過離子交換膜移向陽極，陰極上H2O得到電子生成OH－和H2?！敬鸢浮?1)①從右往左②2NH3－6e－＋6OH－=N2＋6H2O(2)陽CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))14．雙極膜由陽離子交換膜、催化劑層和陰離子交換膜組合而成，在直流電場作用下可將水解離，在雙極膜的兩側(cè)分別得到H＋和OH－，將其與陽離子交換膜(陽膜)、陰離子交換膜(陰膜)組合，可有多種應(yīng)用。(1)海水淡化：模擬海水淡化，雙極膜組合電解裝置示意圖如圖甲。①X極是________極(填“陰”或“陽”)。②電解后可獲得較濃的鹽酸和較濃的NaOH溶液，圖甲中雙極膜的右側(cè)得到的是_______(填“H＋”或“OH－”)。(2)鈉堿循環(huán)法脫除煙氣中的SO2，并回收SO2：用pH>8的Na2SO3溶液作吸收液，脫除煙氣中的SO2，至pH<6時(shí)，吸收液的主要成分為NaHSO3，需再生。Ⅰ.加熱pH<6時(shí)的吸收液使其分解，回收SO2并再生吸收液。所得的再生吸收液對SO2的吸收率降低，結(jié)合離子方程式解釋原因：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.雙極膜和陰膜組合電滲析法處理pH<6時(shí)的吸收液，可直接獲得再生吸收液和含較高濃度HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))的溶液，裝置示意圖如圖乙。①再生吸收液從________室流出(填“A”或“B”)。②簡述含較高濃度HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))的溶液的生成原理：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③與Ⅰ中的方法相比，Ⅱ中的優(yōu)點(diǎn)是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(列出2條)。【詳解】(1)①根據(jù)題圖甲，X極發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，所以X極是陽極；②Y極氫離子得電子生成H2，說明Y極為陰極，電解質(zhì)溶液中陽離子移向陰極，所以雙極膜的右側(cè)得到的是H＋。(2)Ⅰ.加熱pH<6時(shí)的吸收液，分解的過程中SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))會被空氣中的氧氣氧化，發(fā)生反應(yīng)：2SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋O2=2SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，2HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋O2=SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2H＋，且加熱加快化學(xué)反應(yīng)速率，造成再生吸收液中c(SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))降低，使SO2的吸收率降低。Ⅱ.①右側(cè)電極為陰極，陰極氫離子得電子生成氫氣，OH－進(jìn)入B室，OH－和HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))反應(yīng)生成SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，直接獲得再生吸收液；②A室中經(jīng)過雙極膜遷移過來的H＋和SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))反應(yīng)生成HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，提高HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))的濃度?！敬鸢浮?1)①陽②H＋(2)Ⅰ.加熱pH<6時(shí)的吸收液，分解的過程中還發(fā)生反應(yīng)：2SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋O2=2SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，2HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋O2=SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2H＋，且加熱加快化學(xué)反應(yīng)速率，造成再生吸收液中c(SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))降低，使SO2的吸收率降低Ⅱ.①B②B室中的SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))和HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))在電場作用下通過陰膜進(jìn)入A室，A室中通過雙極膜的H＋和溶液中的SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))反應(yīng)生成HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，提高HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))的濃度③Ⅱ中的方法可直接獲得再生吸收液，減少因加熱氧化生成大量的SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，而降低再生吸收液對SO2的吸收率；Ⅱ中的方法可獲得含較高濃度的HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))的溶液，進(jìn)而獲得比Ⅰ中的濃度高的SO215．電化學(xué)方法是化工生產(chǎn)及生活中常用的一種方法?；卮鹣铝袉栴}：(1)二氧化氯(ClO2)為一種黃綠色氣體，是國際上公認(rèn)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(yīng)連接電源的___________(填“正極”或“負(fù)極”)，對應(yīng)的電極反應(yīng)式為_____________。②a極區(qū)pH________(填“增大”“減小”或“不變”)。③圖中應(yīng)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(xué)方程式為________________________________________________________________。用鎳片作陽極(鎳不參與反應(yīng))，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(xué)式為________；陽極的電極反應(yīng)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(yīng)式為_________________________________________________。②將電解生成的HNO3全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3，則通入的NH3與實(shí)際參加反應(yīng)的NO的物質(zhì)的量之比至少為________?！驹斀狻?1)①根據(jù)題意可知，Cl－放電生成ClO2的電極為陽極，接電源的正極。根據(jù)元素守恒，有水參加反應(yīng)，同時(shí)生成H＋，電極反應(yīng)式為Cl－－5e－＋2H2O=ClO2↑＋4H＋；②a極區(qū)為陰極區(qū)，電極反應(yīng)式為2