第30講電解池電化學(xué)腐蝕與防護(hù)-2023年高考化學(xué)復(fù)習(xí)

備戰(zhàn)2023年高考化學(xué)【一輪·夯實(shí)基礎(chǔ)】復(fù)習(xí)精講精練第30講電解池、電化學(xué)腐蝕與防護(hù)【復(fù)習(xí)目標(biāo)】1．理解電解池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用。2．能書寫電極反應(yīng)和總反應(yīng)方程式。3．能根據(jù)電子守恒規(guī)律，對電解池進(jìn)行計(jì)算。4．了解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害以及防止金屬腐蝕的措施?！局R精講】考點(diǎn)一電解原理1．電解和電解池(1)電解：使電流通過電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì))而在陽極、陰極引起氧化還原反應(yīng)的過程。(2)電解池：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。(3)電解池的構(gòu)成①外接電源；②兩個(gè)電極；③電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)；④形成閉合回路。2．電解池的工作原理(1)以惰性電極電解CuCl2溶液為例分析(2)電解過程的三個(gè)流向①電子流向：電源負(fù)極→電解池陰極；電解池的陽極→電源的正極；②離子流向：陽離子→電解池的陰極，陰離子→電解池的陽極。③電流方向：電源正極→電解池陽極→電解質(zhì)溶液→陰極→負(fù)極。3．陰、陽兩極上的放電順序在陽極上陰離子失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，在陰極上陽離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)的過程叫放電。離子的放電順序取決于離子本身的性質(zhì)即離子得失電子的能力，另外也與離子的濃度及電極材料有關(guān)。(1)陰極：陰極上放電的總是溶液中的陽離子，與電極材料無關(guān)。陽離子放電順序?yàn)锳g＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋。(在溶液中Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋等是不會在陰極上放電的，但在熔融狀態(tài)下的物質(zhì)中會放電)(2)陽極：若是活性電極作陽極，則活性電極首先失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；若是惰性電極作陽極，則僅是溶液中的陰離子放電，常見陰離子的放電順序?yàn)镾2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根離子>F－。4．惰性電極電解電解質(zhì)溶液的四種類型(1)電解溶劑水電解質(zhì)類型電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)溶液濃度溶液pH電解質(zhì)溶液復(fù)原含氧酸，如H2SO4陰極：4H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－陽極：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋總反應(yīng)式：2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2H2↑＋O2↑增大減小加水可溶性強(qiáng)堿，如NaOH增大活潑金屬含氧酸鹽，如KNO3不變(2)電解溶質(zhì)電解質(zhì)類型電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)溶液濃度溶液pH電解質(zhì)溶液復(fù)原無氧酸，如HCl陰極：2H＋＋2e－=H2↑陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑總反應(yīng)式：2HCleq\o(=,\s\up7(電解))H2↑＋Cl2↑減小增大通入HCl氣體不活潑金屬無氧酸鹽，如CuCl2陰極：Cu2＋＋2e－=Cu陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑總反應(yīng)式：CuCl2eq\o(=,\s\up7(電解))Cu＋Cl2↑加入CuCl2固體(3)電解溶質(zhì)和溶劑水，生成H2和堿電解質(zhì)(水溶液)電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)濃度溶液pH溶液復(fù)原活潑金屬的無氧酸鹽(如NaCl)陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑陰極：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－總反應(yīng)式：2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Cl2↑＋H2↑＋2OH－生成新電解質(zhì)增大通入HCl氣體(4)電解溶質(zhì)和溶劑水，生成O2和酸電解質(zhì)(水溶液)電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)濃度溶液pH溶液復(fù)原不活潑金屬的含氧酸鹽[如CuSO4]陽極：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋陰極：2Cu2＋＋4e－=2Cu總反應(yīng)式：2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Cu＋O2↑＋4H＋生成新電解質(zhì)減小加CuO或CuCO3【注意】電解后電解質(zhì)溶液復(fù)原遵循“少什么補(bǔ)什么”原則，如電解NaCl溶液少的H和Cl，通入HCl復(fù)原，電解CuSO4溶液少的是Cu和O，補(bǔ)CuO復(fù)原等?！纠}1】如圖所示，x、y分別是直流電源的兩極，通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加，b極板處有無色無味的氣體放出，符合這一情況的是()選項(xiàng)a極板b極板x電極z溶液A鋅石墨負(fù)極CuSO4B石墨石墨負(fù)極NaOHC銀鐵正極AgNO3D銅石墨負(fù)極CuCl2【答案】A【解析】由題意知a極板質(zhì)量增加，a應(yīng)為陰極，則b為陽極，x為電源負(fù)極，y為電源正極，參考各個(gè)選項(xiàng)知，A項(xiàng)符合，電解時(shí)，a極板有Cu附著，b極板有O2放出；B項(xiàng)不符合，電解時(shí)a極板無質(zhì)量變化；C項(xiàng)不符合，陽極為Fe，為活性電極，電解時(shí)Fe在陽極放電溶解，無氣體生成；D項(xiàng)不符合，電解時(shí)，Cl－在陽極放電生成Cl2，Cl2為黃綠色有刺激氣味的氣體?！纠}2】將兩個(gè)鉑電極插入500mLCuSO4溶液中進(jìn)行電解，通電一定時(shí)間后，某一電極增重0.064g(設(shè)電解時(shí)該電極無氫氣析出，且不考慮水解和溶液體積變化)，此時(shí)溶液中氫離子濃度約為()A．4×10－3mol·L－1B．2×10－3mol·L－1C．1×10－3mol·L－1D．1×10－7mol·L－1【答案】A【解析】根據(jù)電解規(guī)律可知，陰極反應(yīng)：Cu2＋＋2e－=Cu，增重0.064g，應(yīng)是Cu的質(zhì)量，設(shè)溶液中H＋的物質(zhì)的量為x；根據(jù)總反應(yīng)式：2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Cu＋O2↑＋4H＋2×64g4mol0.064gx解得x＝0.002mol，溶液中c(H＋)＝eq\f(0.002mol,0.5L)＝4×10－3mol·L－1。【例題3】按要求書寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式：(1)用惰性電極電解MgCl2溶液陽極反應(yīng)式：________________________________________________；陰極反應(yīng)式：________________________________________________；總反應(yīng)離子方程式：__________________________________________。(2)用Al作電極電解NaOH溶液陽極反應(yīng)式：_____________________________________________；陰極反應(yīng)式：_____________________________________________；總反應(yīng)離子方程式：________________________________________。(3)以鋁材為陽極，電解H2SO4溶液，鋁材表面形成氧化膜陽極反應(yīng)式：_________________________________________；陰極反應(yīng)式：__________________________________________；總反應(yīng)方程式：________________________________________?！敬鸢浮?1)2Cl－－2e－=Cl2↑Mg2＋＋2H2O＋2e－=H2↑＋Mg(OH)2↓Mg2＋＋2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Mg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑(2)2Al－6e－＋8OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋4H2O6H2O＋6e－=3H2↑＋6OH－2Al＋2H2O＋2OH－eq\o(=,\s\up7(電解))2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑(3)2Al－6e－＋3H2O=Al2O3＋6H＋6H＋＋6e－=3H2↑2Al＋3H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Al2O3＋3H2↑【例題4】焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)在醫(yī)藥、橡膠、印染、食品等方面應(yīng)用廣泛。回答下列問題：制備Na2S2O5也可采用三室膜電解技術(shù)，裝置如圖所示，其中SO2堿吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。陽極的電極反應(yīng)式為_________________，電解后，________室的NaHSO3濃度增加。將該室溶液進(jìn)行結(jié)晶脫水，可得到Na2S2O5?！敬鸢浮?H2O－4e－=4H＋＋O2↑a【解析】裝置圖中左側(cè)與電源正極相連，為三室膜電解槽的陽極，由于陽極室的溶液為稀硫酸，故陽極發(fā)生的反應(yīng)為2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，生成的H＋穿過陽離子交換膜進(jìn)入a室與SO2堿吸收液中的SOeq\o\al(2－,3)反應(yīng)生成HSOeq\o\al(－,3)，則a室中NaHSO3濃度增加。【歸納總結(jié)】電解計(jì)算中常用的方法(1)根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計(jì)算。(2)根據(jù)得失電子守恒計(jì)算①用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計(jì)算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。②用于混合溶液中電解的分階段計(jì)算。③根據(jù)得失電子守恒定律建立起已知量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建計(jì)算所需的關(guān)系式。如以通過4mole－為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式：該關(guān)系式具有總攬電化學(xué)計(jì)算的作用和價(jià)值，熟記電極反應(yīng)式，靈活運(yùn)用關(guān)系式便能快速解答常見的電化學(xué)計(jì)算問題。考點(diǎn)二電解原理的應(yīng)用1．氯堿工業(yè)(1)電極反應(yīng)陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑(氧化反應(yīng))；陰極：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－(還原反應(yīng))。(2)總反應(yīng)方程式①化學(xué)方程式：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。②離子方程式：2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2OH－＋H2↑＋Cl2↑。(3)設(shè)備裝置裝置離子交換膜電解槽陽極鈦網(wǎng)(涂有鈦、釕等氧化物涂層)陰極碳鋼網(wǎng)陽離子交換膜①只允許陽離子通過，能阻止陰離子和氣體通過②將電解槽隔成陽極室和陰極室作用：阻止OH－進(jìn)入陽極室與Cl2發(fā)生副反應(yīng)：Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O，阻止陽極產(chǎn)生的Cl2和陰極產(chǎn)生的H2混合發(fā)生爆炸。加入物質(zhì)a、b、c、d加入或取出的物質(zhì)分別是精制飽和NaCl溶液；含少量NaOH的水、淡鹽水、NaOH溶液；X、Y分別是Cl2、H2。2．電鍍和電解精煉銅電鍍(Fe表面鍍Cu)電解精煉銅陽極電極材料鍍層金屬銅粗銅(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等雜質(zhì))電極反應(yīng)Cu－2e－=Cu2＋Zn－2e－=Zn2＋、Fe－2e－=Fe2＋、Ni－2e－=Ni2＋、Cu－2e－=Cu2＋陰極電極材料待鍍金屬鐵純銅電極反應(yīng)Cu2＋＋2e－=Cu電解質(zhì)溶液含Cu2＋的鹽溶液注：電解精煉銅時(shí)，粗銅中的Ag、Au等不反應(yīng)，沉積在電解槽底部形成陽極泥3．電冶金本質(zhì)為Mn＋＋ne－=M，利用電解熔融鹽(或氧化物)的方法來冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等?？偡匠淌疥枠O、陰極反應(yīng)式冶煉鈉2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑陰極：2Na＋＋2e－=2Na冶煉鎂MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑陰極：Mg2＋＋2e－=Mg冶煉鋁2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up11(電解),\s\do4(冰晶石))4Al＋3O2↑陽極：6O2－－12e－=3O2↑陰極：4Al3＋＋12e－=4Al【例題5】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】A項(xiàng)，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＋，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，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)量的增加量不一定相等，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，Cu和Pt還原性比Ni弱，不能失去電子，以單質(zhì)沉淀的形式沉積在電解槽底部，形成陽極泥，正確；D項(xiàng)，電解后，溶液中存在的金屬陽離子除了Fe2＋、Zn2＋外，還有Ni2＋，錯(cuò)誤。【例題6】一種新型的電解廢水處理技術(shù)是以活性炭為電極板和粒子凝膠顆粒填充的電解裝置(如圖所示)。該裝置電解過程中產(chǎn)生的羥基自由基(·OH)氧化能力極強(qiáng)，能氧化苯酚生成CO2、H2O。下列說法錯(cuò)誤的是()A．陽極電極反應(yīng)為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋B．H＋通過離子交換膜向陰極移動C．苯酚被氧化的化學(xué)方程式為C6H5OH＋28·OH=6CO2↑＋17H2OD．每轉(zhuǎn)移0.7mole－兩極室共產(chǎn)生氣體體積為11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)【答案】A【解析】根據(jù)題給信息可知，陽極上產(chǎn)生羥基自由基，故陽極反應(yīng)為H2O－e－=·OH＋H＋，A項(xiàng)錯(cuò)誤；H＋通過離子交換膜向陰極移動，B項(xiàng)正確；苯酚被羥基自由基氧化為CO2、H2O，配平化學(xué)方程式為C6H5OH＋28·OH=6CO2↑＋17H2O，C項(xiàng)正確；陰極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑，轉(zhuǎn)移0.7mol電子，陰極產(chǎn)生0.35molH2，陽極反應(yīng)式為H2O－e－=·OH＋H＋，轉(zhuǎn)移0.7mol電子，生成0.7mol·OH，由C6H5OH＋28·OH=6CO2↑＋17H2O可知，0.7mol·OH參加反應(yīng)，生成0.15molCO2，故兩極室共產(chǎn)生0.5mol氣體，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為11.2L，D項(xiàng)正確?！纠}7】氯堿廠電解飽和食鹽水制取NaOH的工藝流程示意圖如下：依據(jù)上圖，完成下列填空：(1)在電解過程中，與電源正極相連的電極上所發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為___________，與電源負(fù)極相連的電極附近，溶液pH________(選填“不變”“升高”或“下降”)。(2)為有效除去工業(yè)食鹽中含Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)雜質(zhì)，加入試劑的合理順序?yàn)開_______(多選)。A．先加NaOH，后加Na2CO3，再加鋇試劑B．先加NaOH，后加鋇試劑，再加Na2CO3C．先加鋇試劑，后加NaOH，再加Na2CO3【答案】(1)2Cl－－2e－=Cl2↑升高(2)BC【解析】(1)電解飽和食鹽水，與電源正極相連的電極為陽極，電極反應(yīng)式是2Cl－－2e－=Cl2↑；與電源負(fù)極相連的電極為陰極，電極反應(yīng)式是2H＋＋2e－=H2↑，消耗H＋，產(chǎn)生OH－，所以溶液的pH升高。(2)除去雜質(zhì)時(shí)加入Ba2＋和OH－，無先后之分，但Na2CO3一定要在最后加入，因?yàn)镃Oeq\o\al(2－,3)還要除去多余的Ba2＋，過濾沉淀后加入適量HCl，即認(rèn)為NaCl被提純，選BC?？键c(diǎn)三金屬的腐蝕與防護(hù)1．化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的比較類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬跟干燥氣體或非電解質(zhì)液體接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象eq\a\vs4\al(無)電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被氧化較活潑金屬被氧化聯(lián)系兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更普遍2．析氫腐蝕與吸氧腐蝕的比較以鋼鐵的腐蝕為例進(jìn)行分析：類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強(qiáng)水膜酸性很弱或呈中性電極反應(yīng)負(fù)極Fe－2e－=Fe2＋正極2H＋＋2e－=H2↑O2＋2H2O＋4e－=4OH－總反應(yīng)式Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍鐵銹的形成：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O(鐵銹)＋(3－x)H2O。3．金屬的防護(hù)(1)電化學(xué)保護(hù)法①犧牲陽極法——原電池原理a．負(fù)極：比被保護(hù)金屬活潑的金屬；b．正極：被保護(hù)的金屬設(shè)備。②外加電流法——電解原理a．陰極：被保護(hù)的金屬設(shè)備；b．陽極：惰性金屬。(2)改變金屬材料的組成，如制成合金、不銹鋼等。(3)在金屬表面覆蓋保護(hù)層，如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法?！纠}8】鋼鐵防護(hù)方法有多種，圖中的方法描述正確的是()A．b為電源負(fù)極B．該方法是犧牲陽極法C．電子流向：a→鋼鐵閘門→輔助電極→b→aD．電源改用導(dǎo)線連接進(jìn)行防護(hù)時(shí)，輔助電極發(fā)生氧化反應(yīng)【答案】D【解析】A項(xiàng)，在外加電流法中，鋼鐵作電解池的陰極，即a為電源的負(fù)極，則b為電源的正極，故A錯(cuò)誤；從題圖示可知，由于有外加電源，故此為外加電流法，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，在電解池中，電子由電解池的陽極→電源的正極，電源的負(fù)極→電解池的陰極，溶液中通過離子導(dǎo)電而不是電子，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，電源改用導(dǎo)線連接進(jìn)行防護(hù)時(shí)，即犧牲陽極法，則輔助電極要作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故D正確?！纠}8】驗(yàn)證犧牲陽極法，實(shí)驗(yàn)如下(燒杯內(nèi)均為經(jīng)過酸化的3%NaCl溶液)。①②③在Fe表面生成藍(lán)色沉淀試管內(nèi)無明顯變化試管內(nèi)生成藍(lán)色沉淀下列說法不正確的是()A．對比②③，可以判定Zn保護(hù)了FeB．對比①②，K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化C．驗(yàn)證Zn保護(hù)Fe時(shí)不能用①的方法D．將Zn換成Cu，用①的方法可判斷Fe比Cu活潑【答案】D【解析】Fe2＋能與K3[Fe(CN)6]反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀，對比②和③發(fā)現(xiàn)②中的Fe沒有被腐蝕、③中的Fe被腐蝕，說明Zn可保護(hù)Fe，A正確；由②可知①中的Fe應(yīng)被保護(hù)，而由①的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知鐵被氧化，則可能是K3[Fe(CN)6]將Fe氧化，B正確；Fe會被K3[Fe(CN)6]氧化，所以不能用①的方法驗(yàn)證Zn保護(hù)Fe，C正確；由以上分析可知，F(xiàn)e可以被K3[Fe(CN)6]氧化，故加入K3[Fe(CN)6]溶液生成藍(lán)色沉淀不能說明Fe比Cu活潑，D錯(cuò)誤?！纠}9】某化學(xué)小組通過手持技術(shù)探究鐵釘在4種溶液中的吸氧腐蝕實(shí)驗(yàn)，相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示。實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)編號浸泡液pH氧氣體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的變化①1.0mol·L－1NH4Cl5②0.5mol·L－1(NH4)2SO45③1.0mol·L－1NaCl7④0.5mol·L－1Na2SO47已知鐵在負(fù)極被氧化的過程由3個(gè)步驟構(gòu)成：①Fe＋H2O－e－=Fe(OH)ads(吸附物)＋H＋；②Fe(OH)ads(吸附物)－e－=FeOH＋；③FeOH＋＋H＋=Fe2＋＋H2O。下列說法錯(cuò)誤的是()A．鐵釘吸氧腐蝕的負(fù)極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋B．上述實(shí)驗(yàn)的正極反應(yīng)式均為O2＋4e－＋2H2O=4OH－C．300min內(nèi)，鐵釘?shù)钠骄醺g速率：弱酸性溶液<中性溶液D．曲線先陡后平可能是由于溶液堿性增強(qiáng)促進(jìn)氫氧化物生成，阻礙反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行【答案】C【解析】由題給信息知，鐵釘吸氧腐蝕的負(fù)極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋，故A正確；吸氧腐蝕是在中性或弱酸性環(huán)境中發(fā)生的，故正極反應(yīng)式均為O2＋4e－＋2H2O=4OH－，故B正確；①②溶液顯酸性，③④溶液顯中性，根據(jù)圖像可知，鐵釘?shù)钠骄醺g速率：弱酸性溶液大于中性溶液，故C錯(cuò)誤；氧氣體積分?jǐn)?shù)下降曲線先陡后平，一方面是由于氧氣體積分?jǐn)?shù)降低后使腐蝕速率變慢，另一方面也可能是由于溶液堿性增強(qiáng)促進(jìn)氫氧化物的生成，氫氧化物覆蓋在鐵釘表面阻礙反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，故D正確?！菊骖}演練】C．在電解過程中向鉑電極移動【答案】D【詳解】故選D。下列有關(guān)說法正確的是（）A．在b電極上，被還原B．金屬Ag可作為a電極的材料C．改變工作電源電壓，反應(yīng)速率不變D．電解過程中，固體氧化物電解質(zhì)中不斷減少【答案】A【分析】由裝置可知，b電極的N2轉(zhuǎn)化為NH3，N元素的化合價(jià)降低，得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，因此b為陰極，電極反應(yīng)式為N2+3H2O+6e=2NH3+3O2，a為陽極，電極反應(yīng)式為2O24e=O2，據(jù)此分析解答；【詳解】A．由分析可得，b電極上N2轉(zhuǎn)化為NH3，N元素的化合價(jià)降低，得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，即N2被還原，A正確；B．a(chǎn)為陽極，若金屬Ag作a的電極材料，則金屬Ag優(yōu)先失去電子，B錯(cuò)誤；C．改變工作電源的電壓，電流強(qiáng)度發(fā)生改變，反應(yīng)速率也會改變，C錯(cuò)誤；D．電解過程中，陰極電極反應(yīng)式為N2+3H2O+6e=2NH3+3O2，陽極電極反應(yīng)式為2O2+4e=O2，因此固體氧化物電解質(zhì)中O2不會改變，D錯(cuò)誤；答案選A。3．（2022·北京·高考真題）利用下圖裝置進(jìn)行鐵上電鍍銅的實(shí)驗(yàn)探究。裝置示意圖序號電解質(zhì)溶液實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①陰極表面有無色氣體，一段時(shí)間后陰極表面有紅色固體，氣體減少。經(jīng)檢驗(yàn)電解液中有②陰極表面未觀察到氣體，一段時(shí)間后陰極表面有致密紅色固體。經(jīng)檢驗(yàn)電解液中無元素下列說法不正確的是（）【答案】C【分析】由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，實(shí)驗(yàn)①時(shí)，鐵做電鍍池的陰極，鐵會先與溶液中的氫離子、銅離子反應(yīng)生成亞鐵離子、氫氣和銅，一段時(shí)間后，銅離子在陰極失去電子發(fā)生還原反應(yīng)生成銅；實(shí)驗(yàn)②中銅離子與過量氨水反應(yīng)生成四氨合銅離子，四氨合銅離子在陰極得到電子緩慢發(fā)生還原反應(yīng)生成銅，在鐵表面得到比實(shí)驗(yàn)①更致密的鍍層?！驹斀狻緼．由分析可知，實(shí)驗(yàn)①時(shí)，鐵會先與溶液中的氫離子、銅離子反應(yīng)，當(dāng)溶液中氫離子濃度減小，反應(yīng)和放電生成的銅覆蓋鐵電極，阻礙氫離子與鐵接觸，導(dǎo)致產(chǎn)生的氣體減少，故A正確；D．由分析可知，實(shí)驗(yàn)②中銅離子與過量氨水反應(yīng)生成四氨合銅離子，四氨合銅離子在陰極得到電子緩慢發(fā)生還原反應(yīng)生成銅，在鐵表面得到比實(shí)驗(yàn)①更致密的鍍層，故D正確；故選C。C．在電解槽底部產(chǎn)生含的陽極泥 D．陽極和陰極的質(zhì)量變化相等【答案】C【詳解】A．陰極應(yīng)該發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，實(shí)際上Mg在陽極失電子生成Mg2+，A錯(cuò)誤；B．Al在陽極上被氧化生成Al3+，B錯(cuò)誤；C．陽極材料中Cu和Si不參與氧化反應(yīng)，在電解槽底部可形成陽極泥，C正確；D．因?yàn)殛枠O除了鋁參與電子轉(zhuǎn)移，鎂也參與了電子轉(zhuǎn)移，且還會形成陽極泥，而陰極只有鋁離子得電子生成鋁單質(zhì)，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移數(shù)守恒及元素守恒可知，陽極與陰極的質(zhì)量變化不相等，D錯(cuò)誤；故選C。A．褪色原因?yàn)楸贿€原 B．液體分層后，上層呈紫紅色C．鍍鋅鐵釘比鍍錫鐵釘更易生銹 D．溶液恢復(fù)棕色的原因?yàn)楸谎趸敬鸢浮緿【詳解】A．比活潑，更容易失去電子，還原性更強(qiáng)，先與發(fā)生氧化還原反應(yīng)，故溶液褪色原因?yàn)楸贿€原，A項(xiàng)錯(cuò)誤；答案選D。6．（2021·江蘇·高考真題）通過下列方法可分別獲得H2和O2：①通過電解獲得NiOOH和H2(如圖)；②在90℃將NiOOH與H2O反應(yīng)生成Ni(OH)2并獲得O2。下列說法正確的是（）A．電解后KOH溶液的物質(zhì)的量濃度減小B．電解時(shí)陽極電極反應(yīng)式：Ni(OH)2+OHe=NiOOH+H2OD．電解過程中轉(zhuǎn)移4mol電子，理論上可獲得22.4LO2【答案】B【詳解】B．電解時(shí)陽極Ni(OH)2失電子生成NiOOH，電極反應(yīng)式為Ni(OH)2+OHe=NiOOH+H2O，故B正確；選B。7．（2021·湖北·高考真題）Na2Cr2O7的酸性水溶液隨著H+濃度的增大會轉(zhuǎn)化為CrO3。電解法制備CrO3的原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是（）A．電解時(shí)只允許H+通過離子交換膜B．生成O2和H2的質(zhì)量比為8∶1C．電解一段時(shí)間后陰極區(qū)溶液OH的濃度增大D．CrO3的生成反應(yīng)為：Cr2O+2H+=2CrO3+H2O【答案】A【詳解】A．由以上分析知，電解時(shí)通過離子交換膜的是，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．根據(jù)各電極上轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同，由陽極反應(yīng)和陰極反應(yīng)，知生成和的物質(zhì)的量之比為1∶2，其質(zhì)量比為8∶1，B項(xiàng)正確；故選A。8．（2021·遼寧·高考真題）利用(Q)與電解轉(zhuǎn)化法從煙氣中分離的原理如圖。已知?dú)怏w可選擇性通過膜電極，溶液不能通過。下列說法錯(cuò)誤的是（）A．a(chǎn)為電源負(fù)極 B．溶液中Q的物質(zhì)的量保持不變C．在M極被還原 D．分離出的從出口2排出【答案】C【分析】由題干信息可知，M極發(fā)生的是由Q轉(zhuǎn)化為的過程，該過程是一個(gè)還原反應(yīng)，故M極為陰極，電極反應(yīng)為：+2H2O+2e=+2OH，故與M極相連的a電極為負(fù)極，N極為陽極，電極反應(yīng)為：2e=+2H+，b極為電源正極，據(jù)此分析解題。【詳解】A．由分析可知，a為電源負(fù)極，A正確；B．由分析可知，根據(jù)電子守恒可知，溶液中Q的物質(zhì)的量保持不變，B正確；故答案為：C。9．（2021·天津·高考真題）如下所示電解裝置中，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(cuò)誤的是（）A．a(chǎn)是電源的負(fù)極B．通電一段時(shí)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(jìn)行，CuCl2溶液濃度變大【答案】C【分析】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?yàn)殛枠O，則電源b為正極，a為負(fù)極，石墨電極Ⅰ為陰極，據(jù)此解答?！驹斀狻緼．由分析可知，a是電源的負(fù)極，故A正確；B．石墨電極Ⅱ?yàn)殛枠O，通電一段時(shí)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，故B正確；C．隨著電解的進(jìn)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，故C錯(cuò)誤；故選C。10．（2021·廣東·高考真題）鈷()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室溶液的均增大C．移除兩交換膜后，石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)不變【答案】D【詳解】A．由分析可知，放電生成的氫離子通過陽離子交換膜由Ⅰ室向Ⅱ室移動，使Ⅱ室中氫離子濃度增大，溶液pH減小，故A錯(cuò)誤；B．由分析可知，陰極生成1mol鈷，陽極有1mol水放電，則Ⅰ室溶液質(zhì)量減少18g，故B錯(cuò)誤；C．若移除離子交換膜，氯離子的放電能力強(qiáng)于水，氯離子會在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，則移除離子交換膜，石墨電極的電極反應(yīng)會發(fā)生變化，故C錯(cuò)誤；故選D。B．陽極上的反應(yīng)式為：+2H++2e=+H2OD．雙極膜中間層中的在外電場作用下向鉛電極方向遷移【答案】D【分析】該裝置通電時(shí)，乙二酸被還原為乙醛酸，因此鉛電極為電解池陰極，石墨電極為電解池陽極，陽極上Br被氧化為Br2，Br2將乙二醛氧化為乙醛酸，雙極膜中間層的H+在直流電場作用下移向陰極，OH移向陽極?！驹斀狻緼．KBr在上述電化學(xué)合成過程中除作電解質(zhì)外，同時(shí)還是電解過程中陽極的反應(yīng)物，生成的Br2為乙二醛制備乙醛酸的中間產(chǎn)物，故A錯(cuò)誤；B．陽極上為Br失去電子生成Br2，Br2將乙二醛氧化為乙醛酸，故B錯(cuò)誤；C．電解過程中陰陽極均生成乙醛酸，1mol乙二酸生成1mol乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為2mol，1mol乙二醛生成1mol乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為2mol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒可知每生成1mol乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為1mol，因此制得2mol乙醛酸時(shí)，理論上外電路中遷移了2mol電子，故C錯(cuò)誤；D．由上述分析可知，雙極膜中間層的H+在外電場作用下移向陰極，即H+移向鉛電極，故D正確；綜上所述，說法正確的是D項(xiàng)，故答案為D。12．（2021·全國·高考真題）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(shè)置一對惰性電極(如圖所示)，通入一定的電流。下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．陽極發(fā)生將海水中的氧化生成的反應(yīng)C．陰極生成的應(yīng)及時(shí)通風(fēng)稀釋安全地排入大氣【答案】D【分析】海水中除了水，還含有大量的Na+、Cl、Mg2+等，根據(jù)題干信息可知，裝置的原理是利用惰性電極電解海水，陽極區(qū)溶液中的Cl會優(yōu)先失電子生成Cl2，陰極區(qū)H2O優(yōu)先得電子生成H2和OH，結(jié)合海水成分及電解產(chǎn)物分析解答?！驹斀狻緼．根據(jù)分析可知，陽極區(qū)海水中的Cl會優(yōu)先失去電子生成Cl2，發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確；B．設(shè)置的裝置為電解池原理，根據(jù)分析知，陽極區(qū)生成的Cl2與陰極區(qū)生成的OH在管道中會發(fā)生反應(yīng)生成NaCl、NaClO和H2O，其中NaClO具有強(qiáng)氧化性，可氧化滅殺附著的生物，B正確；C．因?yàn)镠2是易燃性氣體，所以陰極區(qū)生成的H2需及時(shí)通風(fēng)稀釋，安全地排入大氣，以排除安全隱患，C正確；D．陰極的電極反應(yīng)式為：2H2O+2e=H2↑+2OH，會使海水中的Mg2+沉淀積垢，所以陰極表面會形成Mg(OH)2等積垢需定期清理，D錯(cuò)誤。故選D。13．（2020·江蘇·高考真題）將金屬M(fèi)連接在鋼鐵設(shè)施表面，可減緩水體中鋼鐵設(shè)施的腐蝕。在題圖所示的情境中，下列有關(guān)說法正確的是（）B．金屬M(fèi)的活動性比Fe的活動性弱C．鋼鐵設(shè)施表面因積累大量電子而被保護(hù)D．鋼鐵設(shè)施在河水中的腐蝕速率比在海水中的快【答案】C【分析】該裝置為原電池原理的金屬防護(hù)措施，為犧牲陽極的陰極保護(hù)法，金屬M(fèi)作負(fù)極，鋼鐵設(shè)備作正極，據(jù)此分析解答?！驹斀狻緼.陰極的鋼鐵設(shè)施實(shí)際作原電池的正極，正極金屬被保護(hù)不失電子，故A錯(cuò)誤；B.陽極金屬M(fèi)實(shí)際為原電池裝置的負(fù)極，電子流出，原電池中負(fù)極金屬比正極活潑，因此M活動性比Fe的活動性強(qiáng)，故B錯(cuò)誤；C.金屬M(fèi)失電子，電子經(jīng)導(dǎo)線流入鋼鐵設(shè)備，從而使鋼鐵設(shè)施表面積累大量電子，自身金屬不再失電子從而被保護(hù)，故C正確；D.海水中的離子濃度大于河水中的離子濃度，離子濃度越大，溶液的導(dǎo)電性越強(qiáng)，因此鋼鐵設(shè)施在海水中的腐蝕速率比在河水中快，故D錯(cuò)誤；故選：C。14．（2022·江蘇·高考真題）氫氣是一種清潔能源，綠色環(huán)保制氫技術(shù)研究具有重要意義。②電解后，經(jīng)熱水解和熱分解的物質(zhì)可循環(huán)使用。在熱水解和熱分解過程中，發(fā)生化合價(jià)變化的元素有_______(填元素符號)?！敬鸢浮?3)高效、經(jīng)濟(jì)、原子利用率高、無污染【解析】15．（2021·北京·高考真題）環(huán)氧乙烷(，簡稱EO)是一種重要的工業(yè)原料和消毒劑。由乙烯經(jīng)電解制備EO的原理示意圖如下。(1)①陽極室產(chǎn)生Cl2后發(fā)生的反應(yīng)有：_________________________、CH2=CH2+HClO→HOCH2CH2Cl。②結(jié)合電極反應(yīng)式說明生成溶液a的原理_____________。(2)一定條件下，反應(yīng)物按一定流速通過該裝置。電解效率η和選擇性S的定義：①若η(EO)=100%，則溶液b的溶質(zhì)為_____________。②當(dāng)乙烯完全消耗時(shí)，測得η(EO)≈70%，S(EO)≈97%，推測η(EO)≈70%的原因：I.陽極有H2O放電II.陽極有乙烯放電III.陽極室流出液中含有Cl2和HClO……i.檢驗(yàn)電解產(chǎn)物，推測I不成立。需要檢驗(yàn)的物質(zhì)是_____________。ii.假設(shè)沒有生成EO的乙烯全部在陽極放電生成CO2，η(CO2)≈_______%。經(jīng)檢驗(yàn)陽極放電產(chǎn)物沒有CO2。iii.實(shí)驗(yàn)證實(shí)推測III成立，所用試劑及現(xiàn)象是_____________?？蛇x試劑：AgNO3溶液、KI溶液、淀粉溶液、品紅溶液?！敬鸢浮?1)Cl2+H2O=HCl+HClO

陰極發(fā)生反應(yīng)：2H2O+2e=H2↑+2OH生成OH，K+通過陽離子交換膜從陽極遷移到陰極，形成KOH和KCl的混合溶液(2)KCl

O2

13

KI溶液和淀粉溶液，溶液變藍(lán)【分析】(1)陽極產(chǎn)生氯氣后，可以和水發(fā)生反應(yīng)生成次氯酸其方程式為：Cl2+H2O=HCl+HClO；溶液a是陰極的產(chǎn)物，在陰極發(fā)生反應(yīng)2H2O+2e=H2↑+2OH，同時(shí)陽極的鉀離子會向陰極移動和氫氧根結(jié)合形成氫氧化鉀，故答案為：陰極發(fā)生反應(yīng)：2H2O+2e=H2↑+2OH生成OH，K+通過陽離子交換膜從陽極遷移到陰極，形成KOH和KCl的混合溶液；(2)①若η(EO)=100%則說明在電解過程中只有乙烯中的碳化合價(jià)發(fā)生變化，其他元素化合價(jià)沒有變，故溶液b的溶質(zhì)為：KCl；②i.陽極有H2O放電時(shí)會產(chǎn)生氧氣，故需要檢驗(yàn)的物質(zhì)是O2；ii.設(shè)EO的物質(zhì)的量為amoliii.實(shí)驗(yàn)證實(shí)推測III成立，則會產(chǎn)生氯氣，驗(yàn)證氯氣即可，故答案為：KI溶液和淀粉溶液，溶液變藍(lán)?！菊n后精練】第I卷（選擇題）1．（2022·重慶南開中學(xué)高三階段練習(xí)）設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是（）C．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4LHCl氣體中數(shù)目為NAD．電解精煉銅過程中，陽極質(zhì)量減少32g時(shí)電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為NA【答案】A【詳解】C．氯化氫是共價(jià)化合物，化合物中不含有氫離子，故C錯(cuò)誤；D．電解精煉銅過程中，粗銅為陽極，陽極上鋅、鐵、銅失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成金屬陽離子，粗銅中鋅、鐵、銅的物質(zhì)的量比不能確定，所以不能計(jì)算陽極質(zhì)量減少32g時(shí)電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)目，故D錯(cuò)誤；故選A。2．（2022·云南·瑞麗市第一民族中學(xué)）下列關(guān)于電解池的敘述中，不正確的是（）A．與電源正極相連的是電解池的陰極 B．電解池是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置C．溶液中的陽離子移向陰極 D．在電解池的陽極發(fā)生氧化反應(yīng)【答案】A【詳解】A．與外接直流電源正極相連的是電解池的陽極，A錯(cuò)誤；B．電解池將外接直流電的電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，該裝置是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，B正確；C．電解池中溶液中的陽離子向得電子的一極移動，電解池中與外接直流電源負(fù)極相連的是陰極，陰極得電子，即溶液中的陽離子移向陰極，C正確；D．電解池的陽極失去電子流入外接直流電源的正極，在電解池的陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，D正確；故選A。3．（2022·全國·高三專題練習(xí)）關(guān)于電解NaCl水溶液，下列敘述正確的是（）A．若在陰極附近的溶液中滴入石蕊試液，溶液呈無色B．若在陽極附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色C．電解時(shí)在陽極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉D．電解一段時(shí)間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中，充分?jǐn)嚢韬笕芤撼手行浴敬鸢浮緽【詳解】A．陰極顯堿性，滴入石蕊溶液變藍(lán)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．陽極附近的溶液中會溶有少量的Cl2，滴加KI溶液后發(fā)生反應(yīng)：Cl2＋2I－=I2＋2Cl－，溶液呈棕色，選項(xiàng)B正確；C．陰極上是H2O電離產(chǎn)生的H＋放電產(chǎn)生H2，不是Na＋放電生成鈉，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．電解后生成NaOH溶液呈堿性，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；答案選B。4．（2022·湖北·高三階段練習(xí)）是21世紀(jì)理想的能源，工業(yè)上制備氫氣的常見方法有以下三種：①電解水法制備；②水煤氣法制備；③電解飽和食鹽水法制備。設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是（）A．方法①中，當(dāng)陰極產(chǎn)生amol氣體時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為4aNAB．方法②中，制備22.4L時(shí)，斷裂的極性鍵的數(shù)目為NAC．方法③中，每電解117gNaCl時(shí)，產(chǎn)生的氣體的分子數(shù)為NAD．用這三種方法分別制備1mol，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)均為2NA【答案】D【詳解】A．方法①為電解水法，陰極發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生H2，amolH2生成轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2aNA，A錯(cuò)誤；B．未說明標(biāo)準(zhǔn)狀況，氣體體積不能進(jìn)行計(jì)算，B錯(cuò)誤；C．電解117gNaCl即2mol將生成1molCl2和1molH2，共2mol氣體，C錯(cuò)誤；D．這三種方法對應(yīng)的三個(gè)氧化還原反應(yīng)中H2O都只作且是唯一的氧化劑，H2O中的H元素得2mol電子生成1molH2，D正確；答案選D。5．（2022·上海中學(xué)東校）下列反應(yīng)中，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的是（）A．火力發(fā)電 B．太陽能電池 C．銅鋅原電池 D．電解飽和食鹽水【答案】D【詳解】A．火力發(fā)電是通過化石燃料燃燒，使化石燃料中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故不選A；

B．太陽能電池是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，故不選B；

C．銅鋅原電池是化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，故不選C；

D．電解飽和食鹽水是電解裝置，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故選D；選D。6．（2022·廣西·模擬預(yù)測）在N羥基鄰苯二甲酰亞胺(NHPI)介質(zhì)中，可實(shí)現(xiàn)醇向醛的轉(zhuǎn)化，原理如圖。下列說法錯(cuò)誤的是（）A．NHPI具有催化作用B．海綿Ni電極發(fā)生氧化反應(yīng)D．每消耗1mol苯甲醇，有2mol電子在介質(zhì)中通過【答案】D【詳解】A．由分析可知，NHPI在陽極區(qū)與Ni3+離子反應(yīng)生成PINO，PINO在陰極區(qū)與反應(yīng)生成和NHPI，所以理論上NHPI的總量在反應(yīng)前后不發(fā)生改變，具有催化作用，選項(xiàng)A正確；B．由分析可知，該裝置為電解池，海綿鎳為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，選項(xiàng)B正確；D．電子不能通過介質(zhì)，在介質(zhì)中是由離子定向移動傳導(dǎo)電流，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；答案選D。7．（2022·全國·高三專題練習(xí)）下列指定反應(yīng)的離子方程式正確的是（）A．鉛蓄電池放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)：PbO2+2e+4H++SO=PbSO4+2H2O【答案】D【詳解】答案選D。8．（2022·江蘇·金陵中學(xué)）化學(xué)在生產(chǎn)和日常生活中有著重要的應(yīng)用，下列說法錯(cuò)誤的是（）A．氧化鋁熔點(diǎn)很高，可用于制作耐高溫材料B．鍍鋅鐵板是利用了原電池原理來防止鋼鐵腐蝕C．次氯酸鈉具有強(qiáng)氧化性，可用于配制消毒液D．明礬水解產(chǎn)生具有吸附性的膠體粒子，可作漂白劑【答案】D【詳解】A．氧化鋁熔點(diǎn)很高，可用于制作耐高溫材料，A正確；B．鋅比鐵活潑，在鐵板上鍍鋅，鋅被腐蝕，鋼鐵被保護(hù)，是利用了原電池原理來防止鋼鐵生銹，B正確；C．次氯酸鈉具有強(qiáng)氧化性，可用于配制消毒液，C正確；D．明礬水解產(chǎn)生具有吸附性的膠體粒子，可以用作凈水劑；明礬和水解產(chǎn)生的膠粒不具有強(qiáng)氧化性，沒有漂白作用，D錯(cuò)誤；故選D。9．（2022·河南·一模）一種新型鎂硫電池的工作原理如下圖所示。下列說法正確的是（）A．該電池使用的是堿性電解質(zhì)水溶液B．中間的隔膜是陽離子交換膜C．放電時(shí)，正極反應(yīng)包括3Mg2++MgS86e=4MgS2D．充電時(shí)，電子從Mg電極流出【答案】B【分析】Mg為活潑金屬，所以放電時(shí)Mg被氧化，Mg電極為負(fù)極、左側(cè)為負(fù)極區(qū)、右側(cè)為正極區(qū)；充電時(shí)，鎂為陰極、左側(cè)為陰極區(qū)、右側(cè)為陽極區(qū)。【詳解】A．放電時(shí)Mg電極為負(fù)極、發(fā)生氧化反應(yīng)生成Mg2+，堿性電解質(zhì)水溶液中會生成Mg(OH)2沉淀，降低電池效率，A錯(cuò)誤；B．放電時(shí)Mg電極發(fā)生氧化反應(yīng)生成Mg2+，需要通過中間隔膜進(jìn)入陽極區(qū)參與反應(yīng)，例如：3Mg2++MgS8+6e=4MgS2，故中間的隔膜是陽離子交換膜，B正確；C．放電時(shí)為原電池，原電池正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，包括3Mg2++MgS8+6e=4MgS2，C錯(cuò)誤；D．充電時(shí)Mg電極為陰極、陰極上微粒得電子發(fā)生還原反應(yīng)，即電子流入Mg電極，電子從硫電極流出，D錯(cuò)誤；故選：B。10．（2022·安徽·歙縣教研室）下列反應(yīng)的方程式不正確的是（）B．銅片上電鍍銀的陽極反應(yīng)式為：Age═Ag+【答案】A【詳解】A．石灰石與醋酸反應(yīng)的離子方程式為：CaCO3+2CH3COOH=Ca2++H2O+CO2↑+2CH3COO，故A錯(cuò)誤；B．銅片上電鍍銀時(shí)，銅片為陰極，銀為陽極，陽極反應(yīng)式為：Age═Ag+，故B正確；故選：A。11．（2022·陜西渭南）下列電化學(xué)裝置能達(dá)到相應(yīng)目的的是（）A．比較Fe、Cu的金屬性強(qiáng)弱B．制作CuZn“雙液”原電池A．A B．B C．C D．D【答案】D【詳解】B．兩池中間應(yīng)用鹽橋連接，B錯(cuò)誤；C．裝置中上方有煤油，能隔絕空氣，防止氫氧化亞鐵被氧氣氧化，鐵做陰極，無法失電子生成Fe2+，故無法生成氫氧化亞鐵，C錯(cuò)誤；故答案為D。12．（2022·廣西百色）據(jù)最近媒體報(bào)道，化學(xué)研究人員開發(fā)了一種可充電鋅空氣電池，這種電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，儲電量是鋰電池的五倍，而且更安全、更環(huán)保，反應(yīng)原理為2Zn+O2+4KOH+2H2O2K2Zn(OH)4。下列說法正確的是（）A．該電池放電時(shí)的反應(yīng)與充電時(shí)的反應(yīng)互為可逆反應(yīng)B．充電時(shí)，電解質(zhì)溶液K+向陽極方向移動，且發(fā)生氧化反應(yīng)D．充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中OH濃度逐漸減小【答案】C【分析】根據(jù)總反應(yīng)以及原電池工作原理，鋅為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn2e+4OH=Zn(OH)，通氧氣一極為正極，電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e=4OH，據(jù)此分析；【詳解】A．放電反應(yīng)和充電反應(yīng)不屬于可逆反應(yīng)，因?yàn)榉磻?yīng)條件不同，充電時(shí)，需要外加電源，放電時(shí)不需要，故A錯(cuò)誤；B．充電屬于電解池，根據(jù)電解原理，K+向陰極移動，鉀離子不參與反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)總反應(yīng)以及原電池工作原理，鋅為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn2e+4OH=Zn(OH)，故C正確；D．充電時(shí)，總反應(yīng)式為2K2Zn(OH)42Zn+O2+4KOH+2H2O，電解液中c(OH)增大，故D錯(cuò)誤；答案為C。13．（2022·全國·高三專題練習(xí)）天津大學(xué)某科研團(tuán)隊(duì)利用電解原理，實(shí)現(xiàn)了兩電極體系中甲酸和辛腈的高選擇性合成，其工作原理如下圖所示。下列說法正確的是（）注：不考慮電極的副反應(yīng)。A．Ni2P電極與直流電源的負(fù)極相連B．通電一段時(shí)間后，In/In2O3x電極附近溶液的pH不變C．工作時(shí)，每轉(zhuǎn)移2mol電子陰極室和陽極室中溶液的質(zhì)量變化相差46gD．理論上整個(gè)反應(yīng)過程的原子利用率為100%【答案】D【分析】有機(jī)反應(yīng)中：加氧去氫為氧化，加氫去氧為還原，左側(cè)In/In2O3x電極上是CO2加氫生成HCOOH，發(fā)生還原反應(yīng)，故該電極是電解池陰極，右側(cè)Ni2P電極上是CH3(CH2)7NH2去氫生成CH3(CH2)6CN，發(fā)生氧化反應(yīng)，故該電極是電解池陽極；【詳解】A．根據(jù)分析，Ni2P電極是陽極，所以所連直流電源正極，A錯(cuò)誤；B．通電一段時(shí)間后，In/In2O3x電極附近HCOOH濃度變高，其電離的H+變多，所以溶液pH變小，B錯(cuò)誤；D．理論上，電路上每轉(zhuǎn)移2mol電子，陽極損失2molH+，H+全部轉(zhuǎn)移至陰極區(qū)結(jié)合CO2生成HCOOH，沒有任何材料浪費(fèi)，所以原子利用率為100%，D正確；綜上，本題選D。14．（2022·河南·高三階段練習(xí)）化學(xué)反應(yīng)豐富多彩。下列說法錯(cuò)誤的是（）B．成熟蘋果的汁液在水浴加熱條件下，能與銀氨溶液反應(yīng)生成銀C．船舶外殼上鑲嵌鋅塊，船舶在水中就不易被腐蝕【答案】D【詳解】B．成熟蘋果的汁液中含有葡萄糖，葡萄糖在水浴加熱條件下，能與銀氨溶液反應(yīng)生成銀，B正確；C．船舶外殼的主要物質(zhì)是鋼，外殼上鑲嵌鋅塊，鋅比鐵活潑，鋅作為原電池的負(fù)極(陽極)，船舶外殼作為正極(陰極)受到保護(hù)，C正確；故選D。15．（2022·遼寧撫順）下列實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象、結(jié)論正確的是（）操作及現(xiàn)象結(jié)論A增大KCl濃度，平衡不移動B將粗銅和精銅分別連接電源的正、負(fù)極，兩電極減少和增加的質(zhì)量不相等質(zhì)量變化大的電極一定與電源的負(fù)極相連CD工業(yè)合成氨選擇在500℃進(jìn)行升高溫度原料的轉(zhuǎn)化率增大A．A B．B C．C D．D【答案】A【詳解】A．Fe3++3SCN?Fe(SCN)3，KCl對鐵離子和SCN的絡(luò)合反應(yīng)無影響，則增大KCl濃度，平衡不移動，A正確；B．將粗銅和精銅分別連接電源的正、負(fù)極，粗銅作陽極、精銅作陰極，陽極上銅以及比銅活潑的金屬失電子生成金屬陽離子進(jìn)入電解質(zhì)溶液，陰極上銅離子得電子析出銅，依據(jù)得失電子守恒可知，陽極溶解銅的質(zhì)量小于陰極析出銅的質(zhì)量，即質(zhì)量變化大的電極與電源正極相連，B錯(cuò)誤；C．兩種鹽的物質(zhì)的量濃度不一定相等，不能根據(jù)鈉鹽溶液的pH值判斷酸的酸性強(qiáng)弱，C錯(cuò)誤；D．合成氨為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，原料的轉(zhuǎn)化率降低，D錯(cuò)誤；答案選A。16．（2022·江蘇·啟東中學(xué)模擬預(yù)測）高電壓水系鋅—有機(jī)混合液流電池的裝置如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是（）B．放電時(shí)，正極區(qū)溶液的增大【答案】D【分析】高電壓水系鋅有機(jī)混合液流電池工作原理為：放電時(shí)為原電池，金屬Zn發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成Zn2+，為負(fù)極，則FQ所在電極為正極，正極反應(yīng)式為2FQ+2e+2H+═FQH2，負(fù)極反應(yīng)式為Zn2e+4OH=Zn(OH)；充電時(shí)電解池，原電池的正負(fù)極連接電源的正負(fù)極，陰陽極的電極反應(yīng)與原電池的負(fù)正極的反應(yīng)式相反，電解質(zhì)中陽離子移向陰極、陰離子移向陽極?！驹斀狻緽．放電時(shí)為原電池，正極反應(yīng)式為2FQ+2e+2H+═FQH2，即正極區(qū)溶液的pH增大，選項(xiàng)B正確；C．充電時(shí)電解池，陽極反應(yīng)為FQH22e=2FQ+2e+2H+，則1molFQH2轉(zhuǎn)化為FQ時(shí)轉(zhuǎn)移2mol電子，選項(xiàng)C正確；D．充電時(shí)裝置為電解池，電解質(zhì)中陽離子移向陰極、陰離子移向陽極，NaCl溶液中的鈉離子和氯離子分別發(fā)生定向移動，即電解質(zhì)NaCl的濃度減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；答案選D。第II卷（非選擇題）17．（2021·山西·懷仁市第一中學(xué)校高三期中）造成大氣污染的NOx、SO2主要來自于汽車尾氣及工廠廢氣的排放，對其進(jìn)行處理是我們研究的重要課題。(1)某汽車安裝的尾氣凈化裝置工作原理如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是_______(填字母)。A．PdPore催化劑可提高尾氣凈化反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率B．NOx的生成主要是與汽油燃燒不充分有關(guān)C．在此變化過程中，NOx被還原D．在催化劑的作用下，CO、NOx、C3H8都轉(zhuǎn)化為無毒的物質(zhì)(2)已知：2C(s)+O2(g)2CO(g)

ΔH1=221.0kJ·mol1N2(g)+O2(g)2NO(g)

ΔH2=+180.5kJ·mol12NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)ΔH3=746.0kJ·mol1則用焦炭還原NO生成無污染氣體的熱化學(xué)方程式為_____________________。(3)我國科學(xué)家在天然氣脫硫研究方面取得了新進(jìn)展，利用如圖裝置可發(fā)生反應(yīng)：H2S+O2=H2O2+S↓。①裝置中H+向_______池遷移。②寫出乙池溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式______________。①Ce4+從電解槽的_______(填字母代號)口流出。②寫出陰極的電極反應(yīng)式：______________?！敬鸢浮?1)AB(2)2NO(g)+C(s)CO2(g)+N2(g)

ΔH=573.75kJ/mol(3)甲

H2S+=3I+S↓+2H+【解析】（1）A．催化劑只能改變反應(yīng)速率，不能提高平衡轉(zhuǎn)化率，A錯(cuò)誤；B．汽油燃燒不充分會產(chǎn)生黑煙，NOx的生成主要是與發(fā)動機(jī)內(nèi)產(chǎn)生的電火花有關(guān)，B錯(cuò)誤；C．在此變化過程中，NOx轉(zhuǎn)化為N2，得電子被還原，C正確；D．在催化劑的作用下，CO、NOx、C3H8分別轉(zhuǎn)化為CO2、N2、H2O，都轉(zhuǎn)化為無毒的物質(zhì)，D正確；故選AB。答案為：AB；（2）①2C(s)+O2(g)2CO(g)

ΔH1=221.0kJ·mol1②N2(g)+O2(g)2NO(g)

ΔH2=+180.5kJ·mol1③2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)

ΔH3=746.0kJ·mol1利用蓋斯定律，將反應(yīng)(①②+③)÷2得：用焦炭還原NO生成無污染氣體的熱化學(xué)方程式為2NO(g)+C(s)CO2(g)+N2(g)

ΔH=[(221.0180.5746.0)÷2]kJ/mol=573.75kJ/mol。答案為：2NO(g)+C(s)CO2(g)+N2(g)

ΔH=573.75kJ/mol；（3）由電子流動的方向判斷，N極半導(dǎo)體為負(fù)極，碳棒為正極。①裝置中H+為陽離子，應(yīng)向正極移動，則應(yīng)向甲池遷移。②乙池溶液中，將H2S氧化，生成I和S等，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：H2S+=3I+S↓+2H+。答案為：甲；H2S+=3I+S↓+2H+；①由Ce3+生成Ce4+，失電子，應(yīng)在陽極進(jìn)行轉(zhuǎn)化，所以Ce4+從電解槽的a口流出。18．（2021·河南·濮陽市油田第二高級中學(xué)）為了實(shí)現(xiàn)“節(jié)能減排”，減少全球溫室氣體排故，研究、、CO等大氣污染氣體的處理及新能源的開發(fā)與利用具有重要意義。已知：已知：相關(guān)物質(zhì)變化的焓變示意圖如下圖：已知下列鍵能[形成(或破壞)1mol化學(xué)鍵所放出(或吸收)的能量]數(shù)據(jù)：化學(xué)鍵C—HH—OC=OH—H414464803436(4)主要來源于煤的燃燒。燃燒煙氣的脫硫減排是減少大氣中含硫化合物污染的關(guān)鍵。如圖所示的電解裝置，可將霧霾中的NO、轉(zhuǎn)化為硫酸銨，從而實(shí)現(xiàn)廢氣的回收再利用。①A是___________(填化學(xué)式)。②通入NO發(fā)生的電極反應(yīng)為___________?！敬鸢浮?1)—995kJ/mol(2)2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH=—116.5kJ/mol(3)+162kJ/mol(4)H2SO4

NO+5e—+6H+=NH+H2O【解析】（2）由圖可知，一氧化碳與氫氣直接合成甲醚的反應(yīng)為2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)，則反應(yīng)ΔH=—(41.2+99.2—23.9)kJ/mol=—116.5kJ/mol，則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH=—116.5kJ/mol，故答案為：2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH=—116.5kJ/mol；（3）由反應(yīng)的反應(yīng)熱與反應(yīng)物鍵能之和與生成物的鍵能之和相等可得：反應(yīng)ΔH=—(414×4+464×4—803×2—436×4)kJ/mol=+162kJ/mol，故答案為：+162kJ/mol；19．（2021·山東·泰安一中）隨著人類社會的發(fā)展，氮氧化物的排放導(dǎo)致一系列環(huán)境問題。(1)NO加速臭氧層被破壞，其反應(yīng)過程如圖所示：①NO的作用是______________。②反應(yīng)O3(g)+O(g)=2O2(g)△H=143kJ/mol反應(yīng)1：O3(g)+NO(g)=NO2(g)+O2(g)△H1=200.2kJ/mol反應(yīng)2：熱化學(xué)方程式為_____________________。(2)通過NOx，傳感器可監(jiān)測NOx的含量，其工作原理示意圖如：①Pt電極上發(fā)生的是_______反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)。②寫出NiO電極的電極反應(yīng)式：_____________________。(3)將質(zhì)量相等的銅片和鉑片插入硫酸銅溶液中，銅片與電源正極相連，鉑片與電源負(fù)極相連，以電流強(qiáng)度1A通電10min，然后將電源反接，以電流強(qiáng)度為1A繼續(xù)通電20min。試回答：最后時(shí)刻兩電極的電極反應(yīng)式：①銅電極______________；②鉑電極______________。(4)裝置Ⅰ為甲烷燃料電池(電解質(zhì)溶液為KOH溶液)，通過裝置Ⅱ?qū)崿F(xiàn)鐵棒上鍍銅。下列說法正確的是_______A．b處應(yīng)通入CH4，電極反應(yīng)式是CH4+10OH﹣﹣8e﹣=CO+7H2OB．電鍍結(jié)束后，裝置Ⅰ中溶液的pH變小，裝置Ⅱ中Cu2+的物質(zhì)的量濃度不變C．在此過程中若完全反應(yīng)，裝置Ⅱ中陰極質(zhì)量變化25.6g，則裝置Ⅰ中理論上消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下甲烷1.12LD．電鍍結(jié)束后，裝置Ⅰ溶液中的陰離子除了OH﹣以外還含有CO(忽略水解)【答案】(1)催化劑

NO2(g)+O(g)=NO(g)+O2(g)

ΔH2=+57.2kJ/mol(2)還原

NO+O22e=NO2(3)2Cu2++4e=2Cu

4OH4e=O2↑+2H2O(4)BD【解析】(1)①反應(yīng)1為NO和O3生成NO2和O2，反應(yīng)2為NO2和O生成NO和O2，則NO可加速臭氧層被破壞，由化學(xué)方程式可得NO為催化劑；②反應(yīng)2為NO2和O生成NO和O2，根據(jù)蓋斯定律可知ΔH2=ΔHΔH1，其熱化學(xué)方程式為NO2(g)+O(g)=NO(g)+O2(g)ΔH2=+57.2kJ/mol；(2)①由圖可知，固體電解質(zhì)傳導(dǎo)，陰離子向陽極移動，則NiO電極為陽極與電源正極相連，Pt電極為陰極與電源負(fù)極相連發(fā)生還原反應(yīng)；(4)裝置①為甲烷燃料電池，燃料甲烷通入負(fù)極，電解質(zhì)溶液為KOH，裝置Ⅱ?yàn)殍F棒上鍍銅，則待鍍金屬為鐵，鍍層金屬為銅，待鍍金屬與電源負(fù)極相連，鍍層金屬與電源正極相連，電解質(zhì)溶液為硫酸銅溶液，據(jù)此答題；A．b電極為燃料電池的正極，則b處通入的氣體為O2，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．電鍍結(jié)束后，裝置Ⅰ中溶液的KOH變?yōu)镵2CO3，溶液的堿性減弱pH減小，裝置Ⅱ中陽極產(chǎn)生Cu2+，陰極消耗Cu2+，則溶液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度不變，B項(xiàng)正確；D．電鍍結(jié)束后，裝置Ⅰ中負(fù)極的電極反應(yīng)式為：CH4+10OH﹣﹣8e﹣=CO+7H2O，則溶液中存在OH﹣以外還含有CO，D項(xiàng)正確；答案選BD。20．（2021·重慶·高三）含結(jié)晶水的無機(jī)物可應(yīng)用在吸波材料、電極材料和相變儲能材料等領(lǐng)域。膽礬(CuSO4·5H2O)是一種重要的結(jié)晶水合物。(1)硫酸銅參比電極具有電位穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，可用于土壤環(huán)境中鋼質(zhì)管道的電位監(jiān)測。測量的電化學(xué)原理如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：①負(fù)極的電極反應(yīng)式為______________。②測量后參比電極中CuSO4溶液的濃度_______(填"變大”，“變小”或“不變")。(2)把膽礬放到密閉容器內(nèi)，緩緩抽去其中的水氣，膽礬分三次依次脫水，各步脫水過程為一系列的動態(tài)平衡，反應(yīng)式如下(脫水過程為吸熱反應(yīng))。反應(yīng)I：CuSO4·5H2O(s)CuSO4·3H2O(s)+2H2O(g)反應(yīng)II：CuSO4·3H2O(s)CuSO4·H2O(s)+2H2O(g)反應(yīng)III：CuSO4·H2O(s)CuSO4(s)+H2O(g)如圖為50°C時(shí)水合物中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w與壓強(qiáng)p(H2O)的關(guān)系圖，回答下列問題：①用無水CuSO4檢驗(yàn)乙醇中含有微量水的現(xiàn)象是_______。②反應(yīng)Ⅰ對應(yīng)的線段為_______(填“ab”、“ed”或“ef”)。③反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)Kp=_______Pa2。④反應(yīng)III在60°C和50°C的平衡壓強(qiáng)p(H2O)分別為p1和p2，則p2_______p2(填*>”、“<”或“=”)。⑤當(dāng)樣品狀態(tài)c點(diǎn)下網(wǎng)到M點(diǎn)，體系存在的固體有_______；轉(zhuǎn)化率為_______%(保留小數(shù)點(diǎn)后兩位)。⑥25°C時(shí)為了保持CuSO4·5H2O晶體純度，可將其存在盛有大量Na2C