考点巩固卷08 化学反应与能量（二）（8大考法）-2025年高考化学一轮复习考点通关卷（江苏专用）

考点巩固卷08 化学反应与能量（二） 考点03 电解池、金属的腐蚀与防护 （限时：15 min） 考法01 电解原理 考法02 电解原理的应用 考法03 金属的腐蚀与防护 考点04 交换膜在电化学中的应用 （限时：15 min） 考法01 质子交换膜 考法02 离子交换膜 考点05 电解原理的综合应用 （限时：20 min） 考法01 在物质制备中的应用 考法02 在处理污水中的应用 考法03 在治理大气污染中的应用 考点01 电解池、金属的腐蚀与防护 考法01 电解原理 1.下列装置不属于电解池的是( ) 【答案】D 【解析】 D项装置中没有外接电源，没有标“＋、－”极或注阴、阳极等，不属于电解池装置，D符合题意。 2.某研究小组在探究电化学原理时，如图将盐桥换成n型弯铁丝，当接通直流电源后，石墨①附近溶液变红。下列判断或预测错误的是(　　) A．A为电源的负极 B．铁丝左端③附近出现灰绿色沉淀 C．电子移动方向为：A→石墨①→铁丝→石墨②→B D．石墨棒②电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑ 【答案】C 【解析】盐桥换成n型弯铁丝，当接通直流电源后，石墨①附近溶液变红，说明石墨①是阴极，A为负极，B为正极，石墨②为阳极，故A正确；铁丝左端③为阳极，Fe－2e－===Fe2＋，Fe2＋与阴极产生的OH－结合生成Fe(OH)2，很快被氧化呈灰绿色，铁丝左端③附近出现灰绿色沉淀，故B正确；电子不能在溶液中移动，故C错误；石墨棒②为阳极，氯离子失电子发生氧化反应，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，故D正确。 3.一种电解法制备Na2FeO4的装置如图所示。下列说法正确的是( ) A．电解时化学能转化为电能 B．电解时应将铂电极与直流电源正极相连 C．电解过程中转移2 mol e－，理论上可获得标准状况下的H2 11.2 L D．电解时铁电极反应式：Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O 【答案】D 【解析】电解时电能转化成化学能，A错误；铂电极为阴极，将铂电极与直流电源负极相连，B错误；阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，转移2 mol电子时，生成1 mol氢气，标准状况下氢气的体积为22.4 L，C错误。 4.在氯碱工业中，离子交换膜法电解饱和食盐水示意图如图，下列说法不正确的是(　　) A．电极A为阳极，发生氧化反应生成氯气 B．离子交换膜为阳离子交换膜 C．饱和NaCl溶液从a处进，NaOH溶液从d处出 D．OH－迁移的数量等于导线上通过电子的数量 【答案】D 【解析】电解池的阳极发生氧化反应，氯离子放电生成氯气，所以电极A为阳极，故A项正确；在电极B上有水电离的H＋放电生成H2，这一极区域c(OH－)增大，为防止阳极生成的氯气与OH－反应，所以用阳离子交换膜隔开，允许Na＋透过，饱和NaCl溶液从a处进入，NaOH溶液从d处流出，故B项、C项正确；因用阳离子交换膜隔开，OH－ 不能透过，故D项错误。答案选D。 5.工业上通过惰性电极电解Na2SO4浓溶液来制备氢氧化钠和硫酸，a、b为离子交换膜，装置如图所示。下列说法正确的是( ) A．c电极与外接电源负极相连 B．a为阴离子交换膜 C．从d口注入的是NaOH稀溶液 D．生成标准状况下22.4 L O2，将有2 mol Na＋穿过阳离子交换膜 【答案】C 【解析】由图可知，c电极区产生O2，说明该电极区发生氧化反应，则c电极为阳极，与外接电源正极相连，A错误；Na＋经过膜a进入左侧阴极区，则膜a为阳离子交换膜，SO经过膜b进入右侧阳极区，则膜b为阴离子交换膜，B错误；从d口注入的是NaOH稀溶液，C正确；生成标准状况下22.4 L(即1 mol)O2，则线路上流过的电子为4 mol，将有4 mol Na＋穿过阳离子交换膜，D错误。 考法02 电解原理的应用 6.下列说法正确的是( ) A．用如图1所示装置在铁制品表面镀铜，能达到实验目的 B．图2所示装置可用于粗铜的提纯 C．电解精炼粗铜时，阴极减少的质量等于阳极增加的质量 D．电解精炼粗铜后的电解液中存在：Cu2＋、Zn2＋、SO、Fe2＋、Ag＋ 【答案】A 【解析】铜为镀层金属，与电源正极相连，能达到实验目的，A正确；粗铜提纯时，粗铜作阳极，精铜作阴极，B错误；一般情况下，电解精炼铜时，阳极减少的质量与阴极增加的质量不相等，C错误；由于在阳极上有比Ag活泼的金属优先失电子，故溶液中一定没有Ag＋，D错误。 7.下列指定反应的离子方程式正确的是( ) A．电解氯化镁溶液：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ B．用铜作电极电解NaCl溶液：2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－ C．用惰性电极电解NaCl溶液：2Cl－＋2H＋Cl2↑＋H2↑ D．电解熔融氧化铝：4Al3＋＋6O2－4Al＋3O2↑ 【答案】D 【解析】电解氯化镁溶液的离子方程式：Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg(OH)2↓＋H2↑＋Cl2↑，A错误；铜作阳极时，铜失电子变成Cu2＋，Cl－不参与反应，B错误；用惰性电极电解NaCl溶液的离子方程式：2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－，C错误；氧化铝在熔融状态下能电离成自由移动的离子，D正确。 8.一种生物电化学方法脱除水体中NH的原理如下图所示： 下列说法正确的是(　　) A．装置工作时，化学能转变为电能 B．装置工作时，a极周围溶液pH降低 C．装置内工作温度越高，NH脱除率一定越大 D．电极b上发生的反应之一是：2NO－2e－===N2↑＋3O2↑ 【答案】B 【解析】该装置是把电能转化为化学能，故A错误；a极为阳极，电极反应为NH＋2H2O－6e－===NO＋8H＋，所以a极周围溶液的pH减小，故B正确；该装置是在细菌生物作用下进行的，所以温度过高，导致细菌死亡，NH脱除率会减小，故C错误； b极上反应式为2NO＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O，故D错误。 9.通过下列方法可分别获得H2和O2： ①通过电解获得NiOOH和H2(如图)； ②在90 ℃将NiOOH与H2O反应生成Ni(OH)2并获得O2。 下列说法正确的是(B) A．电解后KOH溶液的物质的量浓度减小 B．电解时，阳极电极反应式：Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O C．电解的总反应：2H2O2H2↑＋O2↑ D．电解过程中转移4 mol电子，理论上可获得22.4 L O2 【答案】B 【解析】阴极上，水得电子被还原为H2，阳极上，Ni(OH)2失电子被氧化为NiOOH，电解过程总反应为2Ni(OH)22NiOOH＋H2↑，电解后KOH溶液的物质的量浓度不变，A、C错误；未指明是否为标准状况下，故无法计算生成O2的体积，D错误。 10.利用惰性电极电解Na2SO3和NaHSO3混合溶液分离得到二者的浓溶液，其电解装置如图所示，Ⅰ室中加入的是稀硫酸，Ⅱ室和Ⅲ室中加入的是Na2SO3和NaHSO3的混合溶液。下列说法正确的是( ) A．阳极上发生的电极反应：2H＋＋2e－===H2↑ B．交换膜a是阴离子交换膜 C．电解一段时间后，Ⅱ室得到NaHSO3溶液 D．电解过程中每转移1 mol电子，理论上阴极区可获得11.2 L气体 【答案】C 【解析】 阳极上发生失电子的氧化反应，不是得电子，A错误；Ⅰ室中的部分H＋透过阳离子交换膜进入Ⅱ室，Ⅱ室中的部分Na＋透过交换膜a进入Ⅲ室，故交换膜a是阳离子交换膜，B错误；电解一段时间后，Ⅱ室得到NaHSO3溶液，Ⅲ室得到Na2SO3溶液，C正确；气体所处的状况未知，无法计算体积，D错误。 考法03 金属的腐蚀与防护 11.下列有关说法正确的是( ) A．中性环境微生物介导的铁循环过程，其部分过程见图： ，此环境下主要发生析氢腐蚀 B．钢铁制品在潮湿空气中发生电化学腐蚀的负极反应式：Fe－3e－===Fe3＋ C．以Zn、Fe为电极，以酸化的3% NaCl溶液作电解质溶液，连接成原电池装置，过一段时间，从Fe电极区域取少量溶液于试管中，再向试管中滴入2滴K3[Fe(CN)6]溶液，观察现象，探究金属的电化学保护法 D．将中间裹有锌皮的铁钉放在滴有酚酞的饱和NaCl溶液中，一段时间后观察铁钉周围溶液颜色变化，探究铁钉能发生吸氧腐蚀 【答案】C 【解析】中性环境中，Fe发生吸氧腐蚀，A错误；钢铁制品在潮湿空气中发生电化学腐蚀，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，B错误；该原电池装置中，Fe作正极被保护，从Fe电极区域取少量溶液于试管中，再向试管中滴入2滴K3[Fe(CN)6]溶液，没有特征蓝色沉淀生成，该方案能用于探究金属的电化学保护法，C正确；Zn比Fe活泼，Zn作负极，铁钉被保护，未发生吸氧腐蚀，该方案不能用于探究铁钉的吸氧腐蚀，D错误。 12.在一块表面无锈的铁片上滴食盐水，放置一段时间后看到铁片上有铁锈出现。铁片腐蚀过程中发生反应的总化学方程式：2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2，Fe(OH)2进一步被氧气氧化为Fe(OH)3，再在一定条件下脱水生成铁锈，其原理如图所示。 下列说法正确的是(　　) A．铁片发生还原反应而被腐蚀 B．铁片腐蚀生成的铁锈可以保护内层的铁不被腐蚀 C．铁片腐蚀过程中负极发生的电极反应：2H2O＋O2＋4e－===4OH－ D．铁片里的铁和碳与食盐水形成了无数微小原电池，发生了电化学腐蚀 【答案】D 【解析】结合题图知Fe失电子，化合价升高，被氧化，A项错误；铁锈结构疏松，不能保护内层金属，B项错误；铁片腐蚀时，Fe作负极，发生氧化反应：Fe－2e－===Fe2＋，C项错误；铁片上的NaCl溶液为铁与碳形成原电池提供了电解质溶液，D项正确。 13.下列有关金属的保护方法的说法正确的是( ) A．常使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用 B．白铁(镀锌铁)镀层破损后，铁皮的腐蚀仍很慢 C．轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，利用的是牺牲阴极法 D．钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青，利用的是钢铁的电化学保护法 【答案】B 【解析】搪瓷层破损后，Fe直接暴露在空气中，容易发生电化学腐蚀，搪瓷层破损后不能再起到防止生锈的作用，A错误；镀锌层破坏后，Zn作原电池的负极，失电子，Fe作正极，Zn继续保护Fe，B正确；轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，利用的是牺牲阳极法，C错误；钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青，在金属表面覆盖保护层，不属于电化学保护法，D错误。 14.某校活动小组为探究金属腐蚀的相关原理，设计了如下装置(图a)。图a的铁棒末段分别连上一块Zn片和Cu片，并静置于含有K3[Fe(CN)6]及酚酞的混合凝胶上，一段时间后发现凝胶的某些区域发生了变化(图b)。下列说法错误的是(　　) A．甲区发生的电极反应式：Fe－2e－===Fe2＋ B．乙区产生Zn2＋ C．丙区呈现红色 D．丁区呈现蓝色 【答案】A 【解析】图a中为两种情况的吸氧腐蚀。锌比铁活泼，锌为负极：Zn－2e－===Zn2＋，铁为正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，A项错误、B项正确；铁比铜活泼，铁为负极，生成的Fe2＋与[Fe(CN)6]3－结合产生蓝色沉淀，铜电极产生OH－，丙区遇酚酞变红色，C、D项正确。 15.将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在如图所示的情境中，下列有关说法正确的是( ) A．阴极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ B．金属M的活动性比Fe的活动性弱 C．钢铁设施表面因积累大量电子而被保护 D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快 【答案】C 【解析】阴极的钢铁设施实际作原电池的正极，正极金属被保护，不失电子，A错误；阳极金属M实际为原电池装置的负极，一般，原电池中负极金属比正极活泼，故金属M的活动性比Fe的活动性强，B错误；金属M失电子，电子经导线流入钢铁设施，从而使钢铁设施表面积累大量电子，自身金属不再失电子，从而被保护，C正确；海水中的离子浓度大于河水中的离子浓度，离子浓度越大，溶液的导电性越强，故钢铁设施在海水中的腐蚀速率比在河水中快，D错误。 考点02 交换膜在电化学中的应用 考法01 质子交换膜 1．一种将 CO2催化转化为C2H4的电化学装置如图所示。下列说法正确的是 ( ) A．该装置工作过程中化学能转化为电能 B．铂电极发生的反应为2CO2＋12H＋－12e－===C2H4＋4H2O C．工作过程中玻碳电极区溶液的 pH 增大 D．每产生标准状况下 11.2 L O2时，理论上有 2 mol H＋通过质子交换膜 【答案】D 【解析】 由图可知，CO2催化转化为C2H4的同时，水发生氧化反应生成O2，则反应中电能转化为化学能，A错误；铂电极上，CO2得到电子发生还原反应生成乙烯，发生的反应为2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O，B错误；工作过程中，玻碳电极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，反应生成H＋，玻碳电极区溶液的pH减小，C错误；每产生标准状况下11.2 L(即0.5 mol )O2时，玻碳电极区生成2 mol H＋，失去2 mol e－，故理论上有2 mol H＋通过质子交换膜，D正确。 2．微生物燃料电池能将污水中的乙二胺(H2NCH2CH2NH2)氧化成环境友好的物质，示意图如图所示，a、b均为石墨电极。下列说法错误的是(　　) A．a电极的电极反应为H2NCH2CH2NH2－16e－＋4H2O===2CO2↑＋N2↑＋16H＋ B．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动 C．a电极上的电势比b电极上的电势低 D．开始放电时b电极附近溶液的pH保持不变 【答案】D 【解析】根据原电池装置图分析，H2N(CH2)2NH2在a电极上失电子发生氧化反应，生成氮气、二氧化碳和水，则a为负极，电极反应式为H2N(CH2)2NH2＋4H2O－16e－===2CO2↑＋N2↑＋16H＋，氧气在正极b上得电子发生还原反应，电极反应式为：O2＋4e－＋4H＋===2H2O，A选项正确；原电池中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，因此，电池工作时质子(H＋)通过质子交换膜由负极区向正极区移动，B选项正确；由上述分析可知，a电极为负极，b电极为正极，故a电极上的电势比b电极上的电势低，C选项正确；开始放电时，氧气在正极b上得电子发生还原反应，发生的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O=4OH-，D选项错误。 3．我国科学家研制一种新型化学电池成功实现废气的处理和能源的利用，用该新型电池电解CuSO4溶液，装置如图(H2R和R都是有机物)。下列说法正确的是(　　) A．b电极反应式为R＋2H＋＋2e－===H2R B．电池工作时，负极区要保持呈中性 C．工作一段时间后，正极区的pH变大 D．若消耗标准状况下112 mL O2，则电解后的CuSO4溶液pH约为2 【答案】A 【解析】A．b电极为正极，b电极发生：R＋2H＋＋2e－===H2R，故A正确；B.a电极发生：Fe2＋－e－===Fe3＋，a电极为负极，左侧还发生：2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S＋2H＋，生成氢离子，所以电池工作时，负极区要保持呈酸性，故B错误；C.氢离子通过质子交换膜进入正极区，所以正极区的pH基本不变，故C错误；D.右侧发生反应：O2＋H2R===R＋H2O2，b电极发生：R＋2H＋＋2e－===H2R，消耗2 mol电子对应1 mol氧气，n(O2)＝＝0.005 mol，转移电子0.01 mol，由电解总方程式：2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋知，生成氢离子0.01 mol，c(H＋)＝＝0.1 mol/L，则电解后的CuSO4溶液pH约为1，故D错误。 4．如图所示电解装置可将CO2转化为乙烯，减少温室气体的排放，该装置的电解质溶液为强酸性水溶液，电极材料为惰性电极。下列有关说法正确的是(　　) A．a为阴极 B．电解过程中H＋移向阳极 C．反应前后溶液的pH保持不变 D．阴极反应式：2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O 【答案】D 【解析】　二氧化碳得电子生成乙烯，为阴极反应，所以a为电池的负极，A错误；电解过程中H＋移向阴极，B错误；阴极二氧化碳得电子生成乙烯，阳极氢氧根失电子放出氧气，总反应为2CO2＋2H2O===C2H4＋3O2，消耗水，H＋浓度增大，pH减小，C错误；D正确。 5．最近我国科学家提出一种有机电极(PTQ/HQ)与无机电极(MnO2)组成的二次电池，其放电时的工作原理如图所示。下列说法正确的是( ) 　　 A．放电时，a极为电池的正极 B．充电时，氢离子从左室迁移向右室 C．放电时，b极反应为Mn2＋－2e－＋2H2O===MnO2＋4H＋ D．充电时，每生成1 mol HQ转移4 mol电子 【答案】D 【解析】　 a极为有机电极，放电时，有机电极为负极：HQ－4e－===PTQ＋4H＋，A错误；充电时，左侧为阴极室，右侧为阳极室，故H＋从右侧阳极室迁移向左侧阴极室，B错误；放电时，b极反应为MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O，C错误；阴极上发生的电极反应式为PTQ＋4H＋＋4e－===HQ，充电时，每生成1 mol HQ转移4 mol电子，D正确。 考法02 离子交换膜 6．目前锌铁液流电池是电化学储能的热点技术之一。某酸碱混合锌铁液流电池的两极电解质分别呈酸性和碱性，其工作原理如图所示。下列有关说法不正确的是( ) A．正极电解质呈酸性 B．放电时，锌板上的电极反应式为Zn＋4OH－－2e－===[Zn(OH)4]2－ C．放电时，每转移1 mol 电子，中间室内的溶液中将减少1 mol NaCl D．储能时，应将该电池的碳纸电极连接外接电源的正极 【答案】C 【解析】碳纸为正极，由于Fe3＋、Fe2＋与OH－会反应产生Fe(OH)3、Fe(OH)2沉淀，故正极电解质应呈酸性，A正确；放电时，锌板为负极，电极反应式为Zn＋4OH－－2e－===[Zn(OH)4]2－，B正确；当反应转移1 mol 电子时，为维持电荷守恒，左室有1 mol Na＋通过阳离子交换膜进入中间室，右室有1 mol Cl－通过阴离子交换膜进入中间室内，导致中间室内的溶液中将增加1 mol NaCl，C错误；放电时，碳纸电极为正极，则在充电时，应将该电池的碳纸电极连接外接电源的正极，作阳极，发生氧化反应，D正确。 7．利用电解质溶液的浓度对电极电势的影响，可设计浓差电池。下图为一套浓差电池和电解质溶液再生的配套装置示意图，闭合开关K之前，两个Cu电极的质量相等。下列有关这套装置的说法中错误的是(　　) A．循环物质E为水 B．乙池中Cu电极为阴极，发生还原反应 C．甲池中的电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu D．若外电路中通过1 mol电子，两电极的质量差为64 g 【答案】B 【解析】由阴离子SO的移动方向可知：右边Cu电极为负极，发生反应：Cu－2e－===Cu2＋，Cu电极失去电子，发生氧化反应，B错误；左边的电极为正极，发生反应：Cu2＋＋2e－===Cu，C正确；当电路中通过1 mol电子，左边电极增加32 g，右边电极减少32 g，两极的质量差变为64 g，D正确；电解质再生池是利用太阳能将CuSO4稀溶液蒸发，分离为CuSO4浓溶液和水后，再返回浓差电池。通过上述分析可知循环物质E为水，A正确。 8．三元电池成为2019年我国电动汽车的新能源，其电极材料可表示为LiNxoynzO2，且x＋y＋z＝1。充电时电池总反应为LiNixCoyMnzO2＋6C(石墨)===Li1－aNixCoyMnzO2＋LiaC6，其电池工作原理如图所示，两极之间有一个允许特定的离子X通过的隔膜。下列说法正确的是(　　) A．允许离子X通过的隔膜属于阴离子交换膜 B．充电时，A为阴极，Li＋被氧化 C．可从无法充电的废旧电池的石墨电极中回收金属锂 D．放电时，正极反应式为Li1－aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae－===LiNixCoyMnzO2 【答案】D 【解析】根据LiNixCoyMnzO2＋6C(石墨)===Li1－aNixCoyMnzO2＋LiaC6可知，x是Li＋，允许Li＋通过的隔膜属于阳离子交换膜，A错误；根据充电时电池总反应LiNixCoyMnzO2＋6C(石墨)===Li1－aNixCoyMnzO2＋LiaC6可知，A为阴极A上发生还原反应，B错误；根据充电时电池总反应可知，无法充电的废旧电池的石墨电极中没有锂元素，不能回收金属锂，C错误；放电时，总反应为Li1－aNixCoyMnzO2＋LiaC6===LiNixCoyMnzO2＋6C(石墨)，正极发生还原反应，电极反应式为Li1－aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae－===LiNixCoyMnzO2，D正确。 9．某电池研究员使用锂－磺酰氯(Li－SO2Cl2)电池作为电源电解制备Ni(H2PO2)2，其工作原理如图所示。已知电池反应为2Li＋SO2Cl2===2LiCl＋SO2↑。下列说法错误的是(　　) A．电池中C电极的电极反应式为SO2Cl2＋2e－===2Cl－＋SO2↑ B．电池的e极连接电解池的h极 C．膜a是阳离子交换膜，膜c是阴离子交换膜 D．电解池中不锈钢电极的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 【答案】C 【解析】在锂－磺酰氯电池中，Li为负极，电极反应式为Li－e－===Li＋，C为正极，电极反应式为SO2Cl2＋2e－===2Cl－＋SO2↑；在电解池中，不锈钢为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，镍为阳极，电极反应式为Ni－2e－===Ni2＋。由已知电池反应可知C电极为正极，发生还原反应，电极反应式为SO2Cl2＋2e－===2Cl－＋SO2↑，A项正确；由题目信息可知镍应作电解池的阳极，与外接电源的正极相连，不锈钢作电解池的阴极，与外接电源的负极相连，故电池的e极连接电解池的h极，B项正确；Ⅱ室为产品室，故阳极上Ni失去电子生成的Ni2＋通过膜a进入产品室，Ⅲ室中的H2PO通过膜b进入产品室，与Ni2＋形成Ni(H2PO2)2，故膜a为阳离子交换膜，膜b为阴离子交换膜，膜c应为阳离子交换膜，以防Ⅳ室的OH－通过膜c进入Ⅲ室与NaH2PO2反应消耗原料，同时Na＋通过膜c进入Ⅳ室可制备浓氢氧化钠溶液，C项错误；由图像分析可知，D项正确。 10． 用电解法可提纯含有某种含氧酸根杂质的粗KOH溶液，其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是(　　) A．阳极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ B．通电后阴极区溶液pH会增大 C．K＋通过交换膜从阴极区移向阳极区 D．纯净的KOH溶液从b口导出 【答案】C 【解析】阳极区为粗KOH溶液，阳极上OH－失电子发生氧化反应：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，A项正确；阴极上H2O得电子发生还原反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴极区附近溶液中c(OH－)增大，pH增大，B项正确；电解时阳离子向阴极移动，故K＋通过阳离子交换膜从阳极区移向阴极区，C项错误；阴极区生成KOH，故纯净的KOH溶液从b口导出，D项正确。 考点03 电解原理的综合应用 考法01 在物质制备中的应用 11.二氧化氯(ClO2为黄绿色易溶于水的气体)是一种安全稳定、高效低毒的消毒剂。工业上通过惰性电极电解氯化铵和盐酸的方法制备ClO2的原理如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．c为电源的正极，在b极区流出的Y溶液中HCl的物质的量浓度增大 B．电解池a极上发生的电极反应式为 NH－6e－＋3Cl－===NCl3＋4H＋ C．二氧化氯发生器内，发生的氧化还原反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶6 D．反应后，二氧化氯发生器中溶液的pH增大 【答案】A 【解析】 b极上生成氢气，电解池中氢离子移向阴极，则b极为阴极，连接电源负极，a极为阳极，生成NCl3，电极反应式为NH－6e－＋3Cl－===NCl3＋4H＋，电解池中，总反应的离子方程式为NH＋2H＋＋3Cl－NCl3＋3H2↑，NCl3和次氯酸钠溶液反应生成NH3、ClO2、NaCl、NaOH。a极为阳极，故c极为电源的正极，氯离子通过阴离子交换膜进入左边，盐酸变稀，在b极区流出的Y溶液中HCl的物质的量浓度减小，A错误；电解池a极上发生的电极反应式为NH－6e－＋3Cl－===NCl3＋4H＋，B正确；二氧化氯发生器中，发生反应：3H2O＋NCl3＋6NaClO2===6ClO2↑＋NH3↑＋3NaCl＋3NaOH，其中NCl3作氧化剂，NaClO2作还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶6，C正确；反应中产生OH－，二氧化氯发生器中溶液的pH增大，D正确。 12．有机物电化学合成是化学研究的重要方向。如图所示电解装置可以生成葡萄糖酸(C6H12O7)和山梨醇(C6H14O6)。葡萄糖酸再与CaCO3反应可以生产补钙剂葡萄糖酸钙。 下列说法错误的是(　　) A．a为电源正极，a连接的惰性电极发生的反应为2Br－－2e－===Br2 B．在电解质溶液1中，葡萄糖被HBrO还原成葡萄糖酸 C．阳极区的H＋通过阳离子交换膜向阴极区移动 D．阴极反应为C6H12O6＋2H＋＋2e－===C6H14O6 【答案】B 【解析】根据图示，在与电源a极相连电极上Br－失去电子生成Br2，发生氧化反应，则该电极为阳极，在与电源b极相连电极上C6H12O6得到电子生成C6H14O6，发生还原反应，则该电极为阴极，因此a为电源正极，b为电源负极。a为电源正极，发生氧化反应，a连接的惰性电极发生的反应为2Br－－2e－===Br2，故A正确；在电解质溶液1中，HBrO被还原为Br－，则葡萄糖被HBrO氧化成葡萄糖酸，故B错误；阴极上C6H12O6得到电子生成C6H14O6，电极反应为C6H12O6＋2H＋＋2e－===C6H14O6，故D正确。 13.通过下列方法可分别获得H2和O2：①通过电解获得NiOOH和H2(如图)；②在90℃将NiOOH与H2O反应生成Ni(OH)2并获得O2。下列说法正确的是 A．电解后KOH溶液的物质的量浓度减小 B．电解时阳极电极反应式：Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O C．电解的总反应方程式：2H2O2H2↑+O2↑ D．电解过程中转移4mol电子，理论上可获得22.4LO2 【答案】B 【解析】A．阴极水电离的氢离子得电子生成氢气，阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH，电解过程总反应为，电解后KOH溶液的物质的量浓度不变，故A错误； B．电解时阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH，电极反应式为Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O，故B正确； C．阴极水电离的氢离子得电子生成氢气，阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH，电解过程总反应为，故C错误； D．电解过程中转移4mol电子，生成4molNiOOH，根据，生成1mol氧气，非标准状况下的体积不一定是22.4L，故D错误； 选B。 14.为实现氮氧化物脱除和再利用，工业上可以通过电解NO制备，其工作原理如图所示(图中a、b电极均为石墨极)。下列有关说法不正确的是      A．b电极发生氧化反应 B．a电极上发生的反应： C．若两极共通入标况下22.4LNO，理论上可以得到30g D．为使电解产物全部转化为，需补充物质A是 【答案】D 【解析】由图可知，a电极NO得到电子发生还原反应生成铵根离子，a为阴极，则b为阳极； A．由分析可知，b电极为阳极，发生氧化反应，A正确； B．a电极为阴极，NO得到电子发生还原反应生成铵根离子：，B正确； C．由图可知，总反应为NO水溶液电解生成硝酸铵，，若两极共通入标况下22.4LNO（为1mol），理论上可以得到30g，C正确； D．结合C分析可知，反应后生成的硝酸过量，故为使电解产物全部转化为，需补充物质A是氨气，D错误； 故选D。 15.磷及其化合物有着广泛的运用。白磷的结构为  ，溶于CS2，易自燃。其氧化物有P4O6、P4O10。两种氧化物中均只有一种化学环境的P原子。P4与KOH溶液共热可制备PH3。白磷与Cl2反应可生成PCl3和PCl5。固态PCl5中含有PCl、PCl两种离子。Ca(H2PO4)2是磷肥的有效成分。利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2，并得到副产物H2、Cl2等，装置如图所示。下列说法不正确的是 A．a极反应：CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O B．L膜为阳离子交换膜，电解时阴极室中NaOH溶液的浓度变大 C．可用铁电极替换阴极的石墨电极 D．a极上通入标况下2.24LCH4，阳极室Ca2+减少0.4mol 【答案】B 【解析】甲烷燃料电池中a极CH4变为CO2发生氧化反应为负极，而O2发生还原反应为正极。阳极室Cl-优先放电得到Cl2，阴极室H2O放电产生H2和OH-。 A．a极CH4变为CO2发生氧化反应，反应为CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O，A项正确； B．要制备Ca(H2PO4)2，Ca2+经K膜进入产品室与从L膜进入的磷酸二氢根结合，所以L膜为阴离子交换膜。阴极室H2O放电产生OH-与从原料室进入的Na+结合为NaOH，所以NaOH浓度更大，B项错误； C．阴极电极不参与反应，可以换成铁，C项正确； D．由电子守恒和电荷守恒得到关系式为CH4~8e-~4Ca2+，即1molCH4消耗时，阳极室Ca2+减少4mol。标况下2.24LCH4为0.1mol，阳极室Ca2+减少0.4mol，D项正确； 故选B。 考法02 在处理污水中的应用 16．一种以钒基氧化物(V6O13)为正极材料的水系锌离子电池的工作原理如图所示。通过使用孔径大小合适且分布均匀的新型离子交换膜，可提高离子传输通量的均匀性，从而保持电池的稳定性。下列说法正确的是( ) A．放电过程中，Zn2+向极一侧移动 B．放电过程中，电子由极经电解质溶液向V6O13极移动 C．充电时，V6O13极与外接直流电源正极相连 D．充电时，阳极发生的电极反应可能为V6O13+xZn2+ +2xe-=ZnxV6O13 【答案】C 【解析】钒基氧化物(V6O13)为正极，则Zn极为负极，电池工作时，负极Zn失电子生成Zn2+进入溶液，透过阳离子交换膜进入正极区；在正极，V6O13得电子产物与电解质反应生成ZnxV6O13。A项，放电过程中，Zn极为负极，Zn失电子生成Zn2+进入溶液，Zn2+向正极一侧移动，A不正确；B项，放电过程中，电子由Zn极沿导线向V6O13极移动，电子不能经过电解质溶液，B不正确；C项，充电时，V6O13极作阳极，将ZnxV6O13转化为V6O13，与外接直流电源正极相连，C正确；D项，充电时，阳极ZnxV6O13失电子生成V6O13和Zn2+，发生的电极反应可能为ZnxV6O13-2xe-=V6O13+Zn2+，D不正确；故选C。 17．用如图所示的新型电池可以处理含的碱性废水，同时还可以淡化海水。 下列说法正确的是( ) A．a极电极反应式：2CN-+12OH-+10e-=2CO32-+N2↑＋6H2O B．电池工作一段时间后，右室溶液的减小 C．交换膜Ⅰ为阳离子交换膜，交换膜Ⅱ为阴离子交换膜 D．若将含有26 g CN-的废水完全处理，理论上可除去NaCl的质量为292.5 g 【答案】D 【解析】由图可知，a电极CN-在碱性条件下失去电子生成氮气，电极反应为2CN-+12OH--10e-=2CO32-+N2↑＋6H2O，a为负极，则b为正极，电极反应为：2H++2e-=H2↑，以此解题。A项，a极电极反应式：2CN-+12OH--10e-=2CO32-+N2↑＋6H2O，A错误；B项，b为正极，电极反应为：2H++2e-=H2↑，则消耗氢离子，pH增大，B错误；C．由A分析可知，a电极附近负电荷减少，则阴离子通过交换膜Ⅰ向左移动，由B分析可知，b电极附近正电荷减少，则阳离子通过交换膜Ⅱ向右移动，C错误；D项，26 g CN-的物质的量为1mol，根据选项A分析可知，消耗1mol CN-时转移5mol电子，根据电荷守恒可知，可同时处理5mol NaCl，其质量为292.5 g，D正确；故选D。 18.用电解法对酸性含氯氨氮废水进行无害化处理的过程如图所示。下列说法正确的是( ) A．DSA电极与外接电源的负极连接 B．Cl－发生的电极反应为 Cl－＋H2O－2e－===ClO－＋2H＋ C．降解过程中应该控制条件避免发生反应② D．1 mol HO·和足量NH3反应，转移的电子数约为2×6.02×1023 【答案】C 【解析】 由“NH3―→N2、Cl－―→Cl2”可知，DSA电极上发生的是失电子的氧化反应，故DSA为阳极，与外接电源的正极连接，A错误；Cl－在DSA电极上转化为Cl2，故Cl－发生的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，B错误；N2对环境无污染，反应②生成NO，降解过程中应该控制条件避免发生反应②，C正确；反应过程中，1 mol HO·可得到1 mol电子，故转移电子数约为6.02×1023，D错误。 19.FeCl3溶液吸收H2S气体后的再生过程可降解酸性污水中的硝酸盐，工作原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．a为电解池的阴极 B．溶液M中含有大量的Fe2＋、Cl－、H＋ C．电极b上的反应为2NO＋10e－＋6H2O===N2↑＋12OH－ D．随着电解进行，H＋移向阴极区，故阴极区pH减小 【答案】B 【解析】 a极反应式为Fe2＋－e－===Fe3＋，a为电解池的阳极，A错误；FeCl3和H2S反应生成FeCl2、S、HCl，溶液M中含有大量的Fe2＋、Cl－、H＋，B正确；电极b上NO得电子生成N2，电极反应式为2NO＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O，C错误；随着电解进行，阴极不断消耗H＋，阴极区pH增大，D错误。 20.H2O2在Fe2＋、Cu2＋的存在下生成具有强氧化性的·OH(羟基自由基)，·OH可将有机物氧化降解。EF－H2O2－FeOx法可用于水体中有机污染物降解，其反应机理如图3所示。阳极的电极反应式为　　，X微粒的化学式为　 ，阴极附近Fe2＋参与反应的离子方程式为　 　。 【答案】Fe－2e－===Fe2＋ ·O H2O2＋H＋＋Fe2＋===Fe3＋＋H2O＋·OH 考法03 在治理大气污染中的应用 21．科学家近年发明了一种新型Zn －CO2水介质电池。电池示意图如图所示，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。下列说法不正确的是(　　) A．放电时，负极反应式为 Zn－2e－＋4OH－===[Zn(OH)4]2－ B．电解质溶液1为碱性，电解质溶液2为酸性 C．充电时，阳极溶液中OH－浓度升高 D．充电时，电池总反应： 2[Zn(OH)4]2－2Zn＋O2↑＋4OH－＋2H2O 【答案】C 【解析】 放电时，锌在负极上失电子，生成[Zn(OH)4]2－，故电极反应式为Zn－2e－＋4OH－===[Zn(OH)4]2－，A正确；电解质溶液1中的电极为负极，根据电极反应式可知，电解质溶液1呈碱性，正极反应式为CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH，电解质溶液2呈酸性，B正确；阴极反应式为[Zn(OH)4]2－＋2e－===Zn＋4OH－，阴极溶液中OH－浓度升高，C错误；由图可知，充电时，阳极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，故电池总反应为2[Zn(OH)4]2－2Zn＋O2↑＋4OH－＋2H2O，D正确。 22．FeCl3溶液吸收H2S气体后的再生过程可降解酸性污水中的硝酸盐，工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．a为电解池的阴极 B．溶液M中含有大量的Fe2＋、Cl－、H＋ C．电极b上的反应为 2NO＋10e－＋6H2O===N2↑＋12OH－ D．随着电解进行，H＋移向阴极区，故阴极区pH减小 【答案】B 【解析】 a极反应式为Fe2＋－e－===Fe3＋，a为电解池的阳极，A错误；FeCl3和H2S反应生成FeCl2、S、HCl，溶液M中含有大量的Fe2＋、Cl－、H＋，B正确；电极b上硝酸根离子得电子生成氮气，电极反应式为2NO＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O，C错误；随着电解进行，阴极消耗H＋，阴极区pH增大，D错误。 23.用间接电化学法可对大气污染物NO进行无害化处理，其工作原理如图所示。下列说法正确的是  ( ) A．电极I为阴极，电极反应式为2H2O+2e一=2OH－+H2↑ B．电解时H+由电极I向电极II迁移 C．吸收塔中的反应为2NO+2S2O42－+2H2O=N2+4HSO3－ D．每处理1 mol NO，可同时得到32gO2 【答案】C 【解析】从图示中，可知在吸收塔中NO变成了N2，N的化合价降低，S2O42－变成了HSO3－，S的化合价从＋3升高到了＋4，化合价升高。在电解池中，HSO3－变成了S2O42－，S的化合价从＋4降低到＋3，得到电子，电极Ⅰ为阴极，而在电极Ⅱ附近有氧气生成，为H2O失去电子生成O2，为阳极。A项，在电解池中，HSO3－变成了S2O42－，S的化合价从＋4降低到＋3，得到电子，电极Ⅰ为阴极， 电极方程式为2HSO3－＋2e－＋2H＋=S2O42－＋2H2O，A项错误；B项，电解时，阳离子向阴极移动，电极Ⅰ为阴极，H＋由电极Ⅱ向电极Ⅰ移动，B项错误；C项，吸收塔中NO变N2，S2O42－变成HSO3－，C中的离子方程式满足电子守恒、电荷守恒、原子守恒，C项正确；D项，整个装置中转移的电子数相同，处理1molNO，N的化合价从＋2降低到0，转移了2mol电子。阳极2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，生成32g O2即1molO2需要4mol电子，D项错误；故选C。 24.一种双阴极微生物燃料电池装置如图所示。该装置可以同时进行硝化和反硝化脱氮，下列叙述正确的是( ) A．电池工作时，的迁移方向：左→右 B．电池工作时，“缺氧阴极”电极附近的溶液增大 C．“好氧阴极”存在反应： D．“厌氧阳极”区质量减少时，该电极输出电子 【答案】B 【解析】该装置为双阴极微生物燃料电池，中间“厌氧阳极”为原电池的负极，葡萄糖失电子发生氧化反应，生成CO2，左侧“缺氧阴极”电极发生NO3-转化为NO2最终转化为N2的反应，该反应过程氮元素化合价由+5价降低为+4价，最后降低为0价态，为得电子，还原反应，该电极为原电池正极，右侧“好氧阴极”电极发生O2得电子生成H2O，化合价降低，还原反应，该电极也为正极，同时该区还发生氧气将NH4+氧化为NO2-，NO2-最终被氧化为NO3-的反应，原电池中电子由负极沿导线移向正极，溶液中的阳离子移向正极，阴离子移向负极。A项，原电池工作原理溶液中的阳离子移向正极，该装置中有两个正极，H+的迁移方向由中间电极区既向左迁移也向右迁移，A错误；B项，电池工作时，“缺氧阴极”上氮元素得电子，电极反应式为、，电极附近的溶液pH增大，B正确；C项，“好氧阴极”电极发生O2得电子，电极反应式为O2＋4H＋＋4e-＝2H2O，同时发生氧气将NH4+氧化为NO2-，NO2-最终被氧化为NO3-的反应，反应方程式为、，未发生，C错误；D项，“厌氧阳极”上发生葡萄糖失电子生成CO2，电极反应式为，1 mol C6H12O6反应，生成6molCO2逸出，使该电极区质量减少，转移24mol电子，有24molH+移向正极，也使该电极区质量减少，共减少，质量减少28.8g时，参加反应的C6H12O6为0.1mol，该电极输出电子为2.4mol，D错误；故选B。 25.科研人员借助太阳能，将H2S转化为可再利用的S和H2的工作原理如图所示。下列叙述错误的是( ) A．该电池能实现将光能转化为化学能 B．a电极的电极反应：2H＋＋2e－===H2↑ C．光照后，b电极的电极反应：H2S－2e－===2H＋＋S D．a电极区溶液的pH不变 【答案】C 【解析】 该电池通过光照发生化学反应，形成原电池，能将光能转化为化学能，A正确；由图可知，H＋在a电极上得到电子转化为H2，B正确；由图可知，光照后，Fe2＋在b电极上失去电子转化为Fe3＋，b电极的电极反应：Fe2＋－e－===Fe3＋，C错误；电池工作时，a极区消耗的H＋的量与通过质子交换膜进入a极区的H＋的量相等，故a极区溶液的pH不变，D正确。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 考点巩固卷08 化学反应与能量（二） 考点03 电解池、金属的腐蚀与防护 （限时：15 min） 考法01 电解原理 考法02 电解原理的应用 考法03 金属的腐蚀与防护 考点04 交换膜在电化学中的应用 （限时：15min） 考法01 质子交换膜 考法02 离子交换膜 考点05 电解原理的综合应用 （限时：20min） 考法01 在物质制备中的应用 考法02 在处理污水中的应用 考法03 在治理大气污染中的应用 考点01 电解池、金属的腐蚀与防护 考法01 电解原理 1.下列装置不属于电解池的是( ) 2.某研究小组在探究电化学原理时，如图将盐桥换成n型弯铁丝，当接通直流电源后，石墨①附近溶液变红。下列判断或预测错误的是(　　) A．A为电源的负极 B．铁丝左端③附近出现灰绿色沉淀 C．电子移动方向为：A→石墨①→铁丝→石墨②→B D．石墨棒②电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑ 3.一种电解法制备Na2FeO4的装置如图所示。下列说法正确的是( ) A．电解时化学能转化为电能 B．电解时应将铂电极与直流电源正极相连 C．电解过程中转移2 mol e－，理论上可获得标准状况下的H2 11.2 L D．电解时铁电极反应式：Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O 4.在氯碱工业中，离子交换膜法电解饱和食盐水示意图如图，下列说法不正确的是(　　) A．电极A为阳极，发生氧化反应生成氯气 B．离子交换膜为阳离子交换膜 C．饱和NaCl溶液从a处进，NaOH溶液从d处出 D．OH－迁移的数量等于导线上通过电子的数量 5.工业上通过惰性电极电解Na2SO4浓溶液来制备氢氧化钠和硫酸，a、b为离子交换膜，装置如图所示。下列说法正确的是( ) A．c电极与外接电源负极相连 B．a为阴离子交换膜 C．从d口注入的是NaOH稀溶液 D．生成标准状况下22.4 L O2，将有2 mol Na＋穿过阳离子交换膜 考法02 电解原理的应用 6.下列说法正确的是( ) A．用如图1所示装置在铁制品表面镀铜，能达到实验目的 B．图2所示装置可用于粗铜的提纯 C．电解精炼粗铜时，阴极减少的质量等于阳极增加的质量 D．电解精炼粗铜后的电解液中存在：Cu2＋、Zn2＋、SO、Fe2＋、Ag＋ 7.下列指定反应的离子方程式正确的是( ) A．电解氯化镁溶液：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ B．用铜作电极电解NaCl溶液：2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－ C．用惰性电极电解NaCl溶液：2Cl－＋2H＋Cl2↑＋H2↑ D．电解熔融氧化铝：4Al3＋＋6O2－4Al＋3O2↑ 8.一种生物电化学方法脱除水体中NH的原理如下图所示： 下列说法正确的是(　　) A．装置工作时，化学能转变为电能 B．装置工作时，a极周围溶液pH降低 C．装置内工作温度越高，NH脱除率一定越大 D．电极b上发生的反应之一是：2NO－2e－===N2↑＋3O2↑ 9.通过下列方法可分别获得H2和O2： ①通过电解获得NiOOH和H2(如图)； ②在90 ℃将NiOOH与H2O反应生成Ni(OH)2并获得O2。 下列说法正确的是(B) A．电解后KOH溶液的物质的量浓度减小 B．电解时，阳极电极反应式：Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O C．电解的总反应：2H2O2H2↑＋O2↑ D．电解过程中转移4 mol电子，理论上可获得22.4 L O2 10.利用惰性电极电解Na2SO3和NaHSO3混合溶液分离得到二者的浓溶液，其电解装置如图所示，Ⅰ室中加入的是稀硫酸，Ⅱ室和Ⅲ室中加入的是Na2SO3和NaHSO3的混合溶液。下列说法正确的是( ) A．阳极上发生的电极反应：2H＋＋2e－===H2↑ B．交换膜a是阴离子交换膜 C．电解一段时间后，Ⅱ室得到NaHSO3溶液 D．电解过程中每转移1 mol电子，理论上阴极区可获得11.2 L气体 考法03 金属的腐蚀与防护 11.下列有关说法正确的是( ) A．中性环境微生物介导的铁循环过程，其部分过程见图： ，此环境下主要发生析氢腐蚀 B．钢铁制品在潮湿空气中发生电化学腐蚀的负极反应式：Fe－3e－===Fe3＋ C．以Zn、Fe为电极，以酸化的3% NaCl溶液作电解质溶液，连接成原电池装置，过一段时间，从Fe电极区域取少量溶液于试管中，再向试管中滴入2滴K3[Fe(CN)6]溶液，观察现象，探究金属的电化学保护法 D．将中间裹有锌皮的铁钉放在滴有酚酞的饱和NaCl溶液中，一段时间后观察铁钉周围溶液颜色变化，探究铁钉能发生吸氧腐蚀 12.在一块表面无锈的铁片上滴食盐水，放置一段时间后看到铁片上有铁锈出现。铁片腐蚀过程中发生反应的总化学方程式：2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2，Fe(OH)2进一步被氧气氧化为Fe(OH)3，再在一定条件下脱水生成铁锈，其原理如图所示。 下列说法正确的是(　　) A．铁片发生还原反应而被腐蚀 B．铁片腐蚀生成的铁锈可以保护内层的铁不被腐蚀 C．铁片腐蚀过程中负极发生的电极反应：2H2O＋O2＋4e－===4OH－ D．铁片里的铁和碳与食盐水形成了无数微小原电池，发生了电化学腐蚀 13.下列有关金属的保护方法的说法正确的是( ) A．常使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用 B．白铁(镀锌铁)镀层破损后，铁皮的腐蚀仍很慢 C．轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，利用的是牺牲阴极法 D．钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青，利用的是钢铁的电化学保护法 14.某校活动小组为探究金属腐蚀的相关原理，设计了如下装置(图a)。图a的铁棒末段分别连上一块Zn片和Cu片，并静置于含有K3[Fe(CN)6]及酚酞的混合凝胶上，一段时间后发现凝胶的某些区域发生了变化(图b)。下列说法错误的是(　　) A．甲区发生的电极反应式：Fe－2e－===Fe2＋ B．乙区产生Zn2＋ C．丙区呈现红色 D．丁区呈现蓝色 15.将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在如图所示的情境中，下列有关说法正确的是( ) A．阴极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ B．金属M的活动性比Fe的活动性弱 C．钢铁设施表面因积累大量电子而被保护 D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快 考点02 交换膜在电化学中的应用 考法01 质子交换膜 1．一种将 CO2催化转化为C2H4的电化学装置如图所示。下列说法正确的是 ( ) A．该装置工作过程中化学能转化为电能 B．铂电极发生的反应为2CO2＋12H＋－12e－===C2H4＋4H2O C．工作过程中玻碳电极区溶液的 pH 增大 D．每产生标准状况下 11.2 L O2时，理论上有 2 mol H＋通过质子交换膜 2．微生物燃料电池能将污水中的乙二胺(H2NCH2CH2NH2)氧化成环境友好的物质，示意图如图所示，a、b均为石墨电极。下列说法错误的是(　　) A．a电极的电极反应为H2NCH2CH2NH2－16e－＋4H2O===2CO2↑＋N2↑＋16H＋ B．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动 C．a电极上的电势比b电极上的电势低 D．开始放电时b电极附近溶液的pH保持不变 3．我国科学家研制一种新型化学电池成功实现废气的处理和能源的利用，用该新型电池电解CuSO4溶液，装置如图(H2R和R都是有机物)。下列说法正确的是(　　) A．b电极反应式为R＋2H＋＋2e－===H2R B．电池工作时，负极区要保持呈中性 C．工作一段时间后，正极区的pH变大 D．若消耗标准状况下112 mL O2，则电解后的CuSO4溶液pH约为2 4．如图所示电解装置可将CO2转化为乙烯，减少温室气体的排放，该装置的电解质溶液为强酸性水溶液，电极材料为惰性电极。下列有关说法正确的是(　　) A．a为阴极 B．电解过程中H＋移向阳极 C．反应前后溶液的pH保持不变 D．阴极反应式：2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O 5．最近我国科学家提出一种有机电极(PTQ/HQ)与无机电极(MnO2)组成的二次电池，其放电时的工作原理如图所示。下列说法正确的是( ) 　　 A．放电时，a极为电池的正极 B．充电时，氢离子从左室迁移向右室 C．放电时，b极反应为Mn2＋－2e－＋2H2O===MnO2＋4H＋ D．充电时，每生成1 mol HQ转移4 mol电子 考法02 离子交换膜 6．目前锌铁液流电池是电化学储能的热点技术之一。某酸碱混合锌铁液流电池的两极电解质分别呈酸性和碱性，其工作原理如图所示。下列有关说法不正确的是( ) A．正极电解质呈酸性 B．放电时，锌板上的电极反应式为Zn＋4OH－－2e－===[Zn(OH)4]2－ C．放电时，每转移1 mol 电子，中间室内的溶液中将减少1 mol NaCl D．储能时，应将该电池的碳纸电极连接外接电源的正极 7．利用电解质溶液的浓度对电极电势的影响，可设计浓差电池。下图为一套浓差电池和电解质溶液再生的配套装置示意图，闭合开关K之前，两个Cu电极的质量相等。下列有关这套装置的说法中错误的是(　　) A．循环物质E为水 B．乙池中Cu电极为阴极，发生还原反应 C．甲池中的电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu D．若外电路中通过1 mol电子，两电极的质量差为64 g 8．三元电池成为2019年我国电动汽车的新能源，其电极材料可表示为LiNxoynzO2，且x＋y＋z＝1。充电时电池总反应为LiNixCoyMnzO2＋6C(石墨)===Li1－aNixCoyMnzO2＋LiaC6，其电池工作原理如图所示，两极之间有一个允许特定的离子X通过的隔膜。下列说法正确的是(　　) A．允许离子X通过的隔膜属于阴离子交换膜 B．充电时，A为阴极，Li＋被氧化 C．可从无法充电的废旧电池的石墨电极中回收金属锂 D．放电时，正极反应式为Li1－aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae－===LiNixCoyMnzO2 9．某电池研究员使用锂－磺酰氯(Li－SO2Cl2)电池作为电源电解制备Ni(H2PO2)2，其工作原理如图所示。已知电池反应为2Li＋SO2Cl2===2LiCl＋SO2↑。下列说法错误的是(　　) A．电池中C电极的电极反应式为SO2Cl2＋2e－===2Cl－＋SO2↑ B．电池的e极连接电解池的h极 C．膜a是阳离子交换膜，膜c是阴离子交换膜 D．电解池中不锈钢电极的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 10． 用电解法可提纯含有某种含氧酸根杂质的粗KOH溶液，其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是(　　) A．阳极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ B．通电后阴极区溶液pH会增大 C．K＋通过交换膜从阴极区移向阳极区 D．纯净的KOH溶液从b口导出 考点03 电解原理的综合应用 考法01 在物质制备中的应用 11.二氧化氯(ClO2为黄绿色易溶于水的气体)是一种安全稳定、高效低毒的消毒剂。工业上通过惰性电极电解氯化铵和盐酸的方法制备ClO2的原理如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．c为电源的正极，在b极区流出的Y溶液中HCl的物质的量浓度增大 B．电解池a极上发生的电极反应式为 NH－6e－＋3Cl－===NCl3＋4H＋ C．二氧化氯发生器内，发生的氧化还原反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶6 D．反应后，二氧化氯发生器中溶液的pH增大 12．有机物电化学合成是化学研究的重要方向。如图所示电解装置可以生成葡萄糖酸(C6H12O7)和山梨醇(C6H14O6)。葡萄糖酸再与CaCO3反应可以生产补钙剂葡萄糖酸钙。 下列说法错误的是(　　) A．a为电源正极，a连接的惰性电极发生的反应为2Br－－2e－===Br2 B．在电解质溶液1中，葡萄糖被HBrO还原成葡萄糖酸 C．阳极区的H＋通过阳离子交换膜向阴极区移动 D．阴极反应为C6H12O6＋2H＋＋2e－===C6H14O6 13.通过下列方法可分别获得H2和O2：①通过电解获得NiOOH和H2(如图)；②在90℃将NiOOH与H2O反应生成Ni(OH)2并获得O2。下列说法正确的是 A．电解后KOH溶液的物质的量浓度减小 B．电解时阳极电极反应式：Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O C．电解的总反应方程式：2H2O2H2↑+O2↑ D．电解过程中转移4mol电子，理论上可获得22.4LO2 14.为实现氮氧化物脱除和再利用，工业上可以通过电解NO制备，其工作原理如图所示(图中a、b电极均为石墨极)。下列有关说法不正确的是      A．b电极发生氧化反应 B．a电极上发生的反应： C．若两极共通入标况下22.4LNO，理论上可以得到30g D．为使电解产物全部转化为，需补充物质A是 15.磷及其化合物有着广泛的运用。白磷的结构为  ，溶于CS2，易自燃。其氧化物有P4O6、P4O10。两种氧化物中均只有一种化学环境的P原子。P4与KOH溶液共热可制备PH3。白磷与Cl2反应可生成PCl3和PCl5。固态PCl5中含有PCl、PCl两种离子。Ca(H2PO4)2是磷肥的有效成分。利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2，并得到副产物H2、Cl2等，装置如图所示。下列说法不正确的是 A．a极反应：CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O B．L膜为阳离子交换膜，电解时阴极室中NaOH溶液的浓度变大 C．可用铁电极替换阴极的石墨电极 D．a极上通入标况下2.24LCH4，阳极室Ca2+减少0.4mol 考法02 在处理污水中的应用 16．一种以钒基氧化物(V6O13)为正极材料的水系锌离子电池的工作原理如图所示。通过使用孔径大小合适且分布均匀的新型离子交换膜，可提高离子传输通量的均匀性，从而保持电池的稳定性。下列说法正确的是( ) A．放电过程中，Zn2+向极一侧移动 B．放电过程中，电子由极经电解质溶液向V6O13极移动 C．充电时，V6O13极与外接直流电源正极相连 D．充电时，阳极发生的电极反应可能为V6O13+xZn2+ +2xe-=ZnxV6O13 17．用如图所示的新型电池可以处理含的碱性废水，同时还可以淡化海水。 下列说法正确的是( ) A．a极电极反应式：2CN-+12OH-+10e-=2CO32-+N2↑＋6H2O B．电池工作一段时间后，右室溶液的减小 C．交换膜Ⅰ为阳离子交换膜，交换膜Ⅱ为阴离子交换膜 D．若将含有26 g CN-的废水完全处理，理论上可除去NaCl的质量为292.5 g 18.用电解法对酸性含氯氨氮废水进行无害化处理的过程如图所示。下列说法正确的是( ) A．DSA电极与外接电源的负极连接 B．Cl－发生的电极反应为 Cl－＋H2O－2e－===ClO－＋2H＋ C．降解过程中应该控制条件避免发生反应② D．1 mol HO·和足量NH3反应，转移的电子数约为2×6.02×1023 19.FeCl3溶液吸收H2S气体后的再生过程可降解酸性污水中的硝酸盐，工作原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．a为电解池的阴极 B．溶液M中含有大量的Fe2＋、Cl－、H＋ C．电极b上的反应为2NO＋10e－＋6H2O===N2↑＋12OH－ D．随着电解进行，H＋移向阴极区，故阴极区pH减小 20.H2O2在Fe2＋、Cu2＋的存在下生成具有强氧化性的·OH(羟基自由基)，·OH可将有机物氧化降解。EF－H2O2－FeOx法可用于水体中有机污染物降解，其反应机理如图3所示。阳极的电极反应式为　　，X微粒的化学式为　 ，阴极附近Fe2＋参与反应的离子方程式为　 　。 考法03 在治理大气污染中的应用 21．科学家近年发明了一种新型Zn －CO2水介质电池。电池示意图如图所示，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。下列说法不正确的是(　　) A．放电时，负极反应式为 Zn－2e－＋4OH－===[Zn(OH)4]2－ B．电解质溶液1为碱性，电解质溶液2为酸性 C．充电时，阳极溶液中OH－浓度升高 D．充电时，电池总反应：2[Zn(OH)4]2－2Zn＋O2↑＋4OH－＋2H2O 22．FeCl3溶液吸收H2S气体后的再生过程可降解酸性污水中的硝酸盐，工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．a为电解池的阴极 B．溶液M中含有大量的Fe2＋、Cl－、H＋ C．电极b上的反应为 2NO＋10e－＋6H2O===N2↑＋12OH－ D．随着电解进行，H＋移向阴极区，故阴极区pH减小 23.用间接电化学法可对大气污染物NO进行无害化处理，其工作原理如图所示。下列说法正确的是  ( ) A．电极I为阴极，电极反应式为2H2O+2e一=2OH－+H2↑ B．电解时H+由电极I向电极II迁移 C．吸收塔中的反应为2NO+2S2O42－+2H2O=N2+4HSO3－ D．每处理1 mol NO，可同时得到32gO2 24.一种双阴极微生物燃料电池装置如图所示。该装置可以同时进行硝化和反硝化脱氮，下列叙述正确的是( ) A．电池工作时，的迁移方向：左→右 B．电池工作时，“缺氧阴极”电极附近的溶液增大 C．“好氧阴极”存在反应： D．“厌氧阳极”区质量减少时，该电极输出电子 25.科研人员借助太阳能，将H2S转化为可再利用的S和H2的工作原理如图所示。下列叙述错误的是( ) A．该电池能实现将光能转化为化学能 B．a电极的电极反应：2H＋＋2e－===H2↑ C．光照后，b电极的电极反应：H2S－2e－===2H＋＋S D．a电极区溶液的pH不变 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$