专题03 电解池 金属的腐蚀与防护-【好题汇编】备战2024-2025学年高二化学上学期期中真题分类汇编（江苏专用）

专题03 电解池 金属的腐蚀与防护 内容概览 考点01 电解原理和规律 考点02 电解原理的应用 考点03 膜在原电池或电解池中的作用 考点04 多池串联模型及原理分析 考点05 金属的腐蚀与防护 考点01 电解原理和规律 1．（2021-2022高二上·江苏盐城·期中）下列有关电解池的说法正确的是 A．a为电源的正极 B．电解池中的离子交换膜应为阴离子交换膜 C．阳极的电极反应式为HNO2+2e-+H2O=3H++NO D．每2mol离子通过离子交换膜，左室产生的气体X的体积为22.4L(标准状况) 2．（2022-2023高二上·江苏无锡·期中）用如图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中各项所列对应关系均正确的一项是 选项 X极 实验前U形管中液体 通电后现象及结论 A 负极 CuCl2溶液 b管中有气体逸出 B 负极 NaOH溶液 溶液pH降低 C 正极 Na2SO4溶液 U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色 D 正极 AgNO3溶液 b管中电极反应式是 A．A B．B C．C D．D 考点02 电解原理的应用 3．（2022-2023高二上·江苏淮安·期中）某小组采用电渗析法从含和的废水中回收和，装置如图所示。下列说法正确的是    A．阴极区总反应式为 B．c处进入稀氨水，b处流出浓溶液 C．膜1为阴离子交换膜，膜2为阳离子交换膜 D．每放出(标准状况)时，能回收 4．（2023-2024高二上·江苏南通·期中）电解原理具有广泛的应用。下列装置不正确的是 A．用装置甲制取和溶液 B．用装置乙在金属制品表面镀银 C．用装置丙电解精炼粗铜 D．用装置丁制取 5．（2023-2024高二上·江苏泰州·期中）电催化氮气制备铵盐和硝酸盐的原理如图所示。下列说法正确的是 A．a极反应式为 B．电解一段时间，a、b两电极区的pH 均减小 C．相同时间内，a、b两极消耗N2的物质的量之比为5：3 D．电解过程中 H⁺从a极通过质子交换膜转移至b极 6．（2023-2024高二上·江苏南通·期中）利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是    A．氯碱工业中，X、Y均为石墨，Y附近能得到氢氧化钠 B．铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4 C．电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属 D．外加电流的阴极保护法中，X是待保护金属 7．（2023-2024高二上·江苏扬州·期中）近年研究发现，电催化和含氮物质(等)在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的溶液通至饱和，在电极上反应生成，电解原理如图所示，下列说法不正确的是 A．电极b是阳极，电极表面发生氧化反应 B．电解过程中生成尿素的电极反应式是 C．电解时阳极区的pH下降，阴极区的pH增大 D．当电极a生成0.25mol，电极b生成22.4L 8．（2022-2023高二上·江苏宿迁·期中）金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量杂质Fe、Zn、Cu、Pt，可用电解法制备高纯度的镍(已知：氧化性)，下列叙述正确的是 A．阳极的电极反应式： B．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt C．电解后，溶液中存在的阳离子只有和 D．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等 考点03 膜在原电池或电解池中的作用 9．（2023-2024高二上·江苏淮安·期中）隔膜电解法制备 K2FeO4的工作原理如下图所示。下列说法正确的是 A．隔膜为阴离子交换膜 B．该方法中KOH可以循环使用，但需另外补充 C．Fe电极上的反应为：Fe - 6e- 4H2O = FeO 8H+ D．电路中每转移0.2mol e-，Pt 电极上理论上产生 2.24L气体 10．（2021-2022高三上·江苏扬州·期中）电解制备钴()的工作原理如图所示。下列关于该装置工作时的说法不正确的是 A．a为电源的正极 B．钴电极上的电极反应为 C．Ⅱ室中的浓度减小 D．若不使用离子交换膜，石墨电极上会析出 11．（2021-2022高二上·江苏扬州·期中）利用电渗析法淡化海水的原理如图所示。下列说法正确的是 A．该装置将化学能转化成电能 B．阴极发生的电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑ C．若将a、b膜的位置互换，则不能获得淡水 D．Ⅱ室中流出淡水，Ⅰ、Ⅲ室流出液中NaCl浓度变大 12.（2023-2024高二上·江苏扬州·期中）围绕海水的综合利用，化学课外兴趣小组进行下列研究。 (1)应用电渗析法制得的同时可进行海水淡化，是解决淡水资源匮乏的有效途径之一，该方法是利用电解原理通过多组电渗析膜实现，工作原理如图所示，以NaCl溶液代替海水，其中p膜只允许阴离子透过，s膜只允许阳离子透过。直流电源a极为 (选填“正极”或“负极”)，接收淡水的出口是 (用字母A、B、C作答)，电解总反应方程式为 。 (2)模拟反萃取法提取碘实验流程如下图： ①NaOH的pH= ，由水电离产生的浓度为 。 ②“反萃取”操作时溶液中有、生成。“酸化”步骤发生反应生成碘单质，该反应离子方程式为 。 考点04 多池串联模型及原理分析 13．（2023-2024高二上·江苏常州·期中）利用如图装置(电极材料均为石墨，右侧装置为原电池)从废旧锂离子电池正极材料中回收金属钴。工作时借助细菌降解乙酸盐生成，将转化为，并定时将乙室溶液转移至甲室。下列说法不正确的是 A．b电极为电解池的阴极，d电极为原电池的正极 B．c电极反应式为 C．为保持细菌所在环境稳定，两池均应选择阴离子交换膜 D．若甲室减少，乙室增加，则此时可能还未进行过溶液转移 14.（2022-2023高二上·江苏无锡·期中）如下图所示的装置中，若通入直流电5min时，铜电极质量增加2.16g，试回答： (1)电源电极X的名称为 。 (2)B中阳极电极反应式： ，溶液pH变化： (填“增大”、“减小”或“不变)。 (3)若A中KCl溶液的体积是200mL，电解后溶液的pH为 (设电解前后溶液体积无变化)。 (4)一氧化氮—空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时，实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合，其工作原理如图所示，写出放电过程中负极的电极反应式： ，若过程中产生2 mol HNO3，则消耗标准状况下O2的体积为 。 15．（2021-2022高二上·江苏盐城·期中）某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转，并且三个池中的电解质溶液均足量。 请回答下列问题： (1)甲池为 (填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH电极的电极反应式为 。溶液中SO向 (填“左”或“右”)移动。 (2)乙池总反应的化学方程式为 。通电一段时间后，若使乙池恢复到通电前的状态(浓度一样)，则可向其中加入适量的 (填化学式)物质。 (3)当丙池中D极质量增加6.40g时，则导线中通过的电子数目为 。 (4)若在丙池中使铁件表面镀上铜，则C电极应改为 作电极(填电极的材料)。电镀前与电镀后相比：丙中溶液的pH将 (填“增大”“减小”或“不变”)。 考点05 金属的腐蚀与防护 16．（2022-2023高二下·江苏苏州·期末）下列有关金属腐蚀的说法不正确的是 A．镀层破损的白铁皮(镀锌)比马口铁(镀锡)更易被腐蚀 B．海水中钢铁水闸与外加直流电源的负极相连可减缓其腐蚀 C．用氯化铁溶液腐蚀铜板制作印刷电路板 D．铝片经过浓硫酸处理后表面生成致密的氧化膜可保护铝 17．（2023-2024高二上·江苏南通·期中）化学与生产、生活息息相关。下列说法中不正确的是 A．寻找合适的催化剂可以提高合成氨工业中原料的平衡转化率 B．调整能源结构、减少化石燃料消耗有助于实现碳中和目标 C．海上石油钢铁钻井平台与直流电源的负极相连可防止钢铁腐蚀 D．用适宜催化剂使汽车尾气中与更快地转化为与 18．（2023-2024高二上·江苏苏州·期中）在潮湿的深层土壤中钢管主要发生厌氧腐蚀，有关厌氧腐蚀的机理有多种，其中一种理论认为厌氧细菌可促使与反应生成，加速钢管腐蚀，其反应原理如图所示。下列说法正确的是 A．正极反应式为 B．钢管腐蚀的产物中仅含有FeS C．向钢中加入Cu制成合金可减缓钢管的腐蚀 D．与反应可表示为 19．（2022-2023高二上·江苏宿迁·期中）炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含)，不久便会因被腐蚀而出现红褐色锈斑，腐蚀原理如图所示，下列说法正确的是 A．腐蚀过程中，负极是，发生电极反应： B．失去电子经电解质溶液转移给C C．正极的电极反应式为 D．C是正极，在C表面上发生还原反应 20．（2022-2023高二上·江苏淮安·期中）铜和铁是常见金属。但生铁易生锈，请讨论电化学实验中有关铁的性质    (1)①已知甲总反应为Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑，右电极产生H2则甲池中右电极材料为 ，左电极材料为 。(填“Fe”或“C”) ②乙中的电解质为硫酸酸化的CuSO4溶液，现用来电解精炼铜，则左电极材料为 。(填“粗铜”或“纯铜”) ③装置丙中，易生锈的是 (填“a”或“b”)点，发生 (填“析氢”或“吸氧”)腐蚀，其正极反应式为 。 (2)下图为保护钢闸门的两种方法，根据所学知识完成下列填空：    ①利用原电池原理保护钢闸门的是 (填“丁”或“戊”)，在此过程中 (填“Fe”“Zn”或“辅助阳极”)失电子。 ②戊装置中通电后，电子流向 (填“钢闸门”或“辅助阳极”) 1．（2023-2024高二上·江苏连云港·期中）2023年诺贝尔化学奖表彰为“发现和合成量子点”作出贡献的科学家。量子点是一种微小的纳米颗粒，其大小决定了其性质。下列关于相应物质“量子点”的说法正确的是 A．碳量子点形成的纳米碳管具有丁达尔效应 B．二氧化硅量子点可用于制更薄的太阳能电板 C．氯化铜量子点的大小与多少不会影响玻璃绿色的深浅 D．还原处理废水中Cr(Ⅵ)时，Fe量子点发生吸氧腐蚀生成 2．（2023-2024高二上·江苏徐州·期中）下列说法正确的是 途径a：     途径b： A．相同条件下，等质量的碳按a、b两种途径完全转化，途径a比途径b放出更多热能 B．在电解饱和食盐水法制备氯气的装置中，采用阳离子交换膜 C．在铜的电解精炼过程中，当阳极溶解铜32g时转移电子数为 D．电解氧化铝制备单质铝时，加入冰晶石目的是增大电解液的导电性 3．（2023-2024高二上·江苏南京·期中）在熔融盐体系中，B电极为石墨，A电极上利用和获得电池材料硅钛合金（），装置如题图所示。下列说法正确的是 A．电极B和电源负极相连，发生氧化反应 B．电极A的电极反应式： C．电解时，向B电极迁移 D．理论上每转移电子，B电极上产生 4．（2022-2023高二上·江苏淮安·期中）“垃圾资源再利用”是解决环境污染问题的新思路。某种利用垃圾渗透液实现发电装置示意图如下，下列关于该装置说法正确的是 A．X为正极 B．该装置将电能转化为化学能 C．Cl－向Y极移动 D．电路中流过3mol电子时，生成标况下17.92LN2 5．（2023-2024高二上·江苏徐州·期中）下列实验装置图能达到相应实验目的且描述正确的是 A．图甲是中和热的测定实验 B．图乙可以保护钢闸门不被腐蚀 C．图丙用于铁上镀铜且硫酸铜溶液浓度不变 D．图丁中一段时间后，右侧导管内液面高于试管内液面 6．（2022-2023高二上·江苏徐州·期中）氨是农业上“氮的固定”的必需原料，随着世界人口的增长，氨的需求量在不断增大。科研人员新发现以磷盐作质子传导体，以四氢呋喃(无色易挥发的液体)为电解剂，利用电化学法将氮气还原成氨的原理如图所示。下列说法错误的是    A．该方法制备氨气所需的温度低于传统工业合成氨的温度 B．M电极的电极反应式为 C．(Ⅰ)→(Ⅱ)的变化中，磷原子都是形成4条共价键 D．图示中N电极生成的总反应为： 7．（2022-2023高二上·江苏宿迁·期中）支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流法进行防腐，工作原理如图所示。其中高硅铸铁为惰性辅助电极。下列有关表述不正确的是 A．通入保护电流使钢管桩表面的腐蚀电流接近于零 B．通电后，外电路电子从高硅铸铁流向钢管桩 C．高硅铸铁的作用是作为阳极材料被损耗和传递电流 D．该保护装置属于电解池 8．（2021-2022高二上·江苏扬州·期中）工业上，在强碱性条件下用电解法除去废水中的CN－，装置如图所示，依次发生的反应有： ①CN－－2e－＋2OH－=CNO－＋H2O ②2Cl－－2e－=Cl2↑ ③3Cl2＋2CNO－＋8OH－=N2＋6Cl－＋2CO＋4H2O 下列说法正确的是 A．铁电极上发生的反应为Fe－2e－=Fe2＋ B．通电过程中溶液pH不断增大 C．除去1 mol CN－，外电路至少需转移5 mol电子 D．为了使电解池连续工作，需要不断补充NaCl 9．（2021-2022高二上·江苏盐城·期中）为了探究金属腐蚀的条件和快慢，某课外学习小组用不同的细金属丝将三根大小相同的普通铁钉分别固定在如图所示的三个装置内，并将这些装置在相同的环境中放置相同的一段时间，下列对实验结果的描述不正确的是 A．实验结束时，装置甲左侧的液面一定会下降 B．实验结束时，装置甲左侧的液面一定比装置乙的低 C．实验结束时，铁钉b腐蚀最严重 D．实验结束时，铁钉c几乎没有被腐蚀 10．（2021-2022高二上·江苏苏州·期中）锥形瓶内壁用某溶液润洗后，放入混合均匀的新制铁粉和碳粉，塞紧瓶塞，同时测量锥形瓶内压强的变化，如图所示。下列说法不正确的是 A．0~时，铁可能发生了析氢腐蚀 B．~时，铁一定发生了吸氧腐蚀 C．负极的电极反应式为 D．用于润洗锥形瓶的溶液可能是稀盐酸 11．（2021-2022高二上·江苏苏州·期中）双极膜在电渗析中应用广泛，它是由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成。双极膜内层为水层，工作时水层中的H2О解离成H+和OH-，并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移。下图为NaBr溶液的电渗析装置示意图。 下列说法正确的是 A．出口4的产物为HBr溶液 B．出口1的产物为硫酸溶液 C．Br-可从盐室最终进入阳极液中 D．阳极电极反应式为2Br--2e-=Br2 12．（2021-2022高二上·江苏苏州·期中）已知高能锂离子电池的总反应为，以为电解质，用该电池为电源电解处理含镍废水并回收单质Ni的实验装置如图所示(实验结束后，b室中NaCl溶液浓度变大)。下列说法不正确的是 A．碳棒为阳极，有电子从碳棒经导线流向FeS B．离子交换膜m为阳离子交换膜 C．当Li电极质量减轻7g时，b室离子数将增加1mol D．若与电源连接时将电极接反，某一电极易发生腐蚀 13．（2021-2022高二上·江苏扬州·期中）下图所示的电解装置可实现低电位下高效催化还原CO2。下列说法不正确的是 A．a 极连接外接电源的负极 B．b 极的电极反应式为 Cl--2e- + 2OH- = ClO- + H2O C．电解过程中 Na+从左池移向右池 D．外电路上每转移1 mol电子，理论可催化还原标准状况下CO2气体 11.2 L 14．（2023-2024高二上·江苏徐州·期中）电渗析法淡化海水装置示意图如下，电解槽中阴离子交换膜和阳离子交换膜相间排列，将电解槽分隔成多个独立的间隔室，海水充满在各个间隔室中。通电后，一个间隔室的海水被淡化，而其相邻间隔室的海水被浓缩，从而实现了淡水和浓缩海水分离。下列说法正确的是（    ）    A．离子交换膜b为阳离子交换膜 B．各间隔室的排出液中，①③⑤⑦为淡水 C．通电时，电极l附近溶液的pH比电极2附近溶液的pH变化明显 D．淡化过程中，得到的浓缩海水没有任何使用价值 15．（2022-2023高二上·江苏宿迁·期中）某动力电池研究院运用FFC剑桥工艺实现熔盐电解制备硅材料，装置如下图。下列说法正确的是    A．阴极反应为 B．电解过程，熔盐中移向石墨电极 C．若用其他惰性电极代替石墨，可能会生成 D．电极减重60g时，生成体积为22.4L 16．（2023-2024高二上·江苏扬州·期中）含铬废水中通常含有Cr(Ⅵ)，时主要以形式存在，时主要以、形式存在。采用沉淀法、吸附法能对含铬废水进行有效处理。 (1)酸性条件下，加入溶液能将Cr(Ⅵ)还原为，再加碱沉淀出。将还原为的离子方程式为 。 (2)将含Cr(Ⅵ)废水调至酸性，加入NaCl固体，利用Fe作电极进行电解，阳极生成的，将Cr(Ⅵ)还原为，并生成和。 ①加入NaCl固体的目的是 。 ②电解过程中能生成和的原因是 。 ③上述电解过程不能用石墨电极取代铁电极的原因是 。 ( 2 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题03 电解池 金属的腐蚀与防护 内容概览 考点01 电解原理和规律 考点02 电解原理的应用 考点03 膜在原电池或电解池中的作用 考点04 多池串联模型及原理分析 考点05 金属的腐蚀与防护 考点01 电解原理和规律 1．（2021-2022高二上·江苏盐城·期中）下列有关电解池的说法正确的是 A．a为电源的正极 B．电解池中的离子交换膜应为阴离子交换膜 C．阳极的电极反应式为HNO2+2e-+H2O=3H++NO D．每2mol离子通过离子交换膜，左室产生的气体X的体积为22.4L(标准状况) 【答案】D 【分析】由图可知，右室中HNO2转化为HNO3，N元素化合价升高，发生氧化反应，则右室电极为阳极，电极反应式为HNO2-2e-+H2O=3H++NO，b为电源正极，a为电源负极，左室电极为阴极，水中的H+发生还原反应生成H2，电极反应式为2H++2e-= H2↑，则气体X为H2。 【解析】A．由分析可知，a为电源负极，A项错误； B．由分析可知，阳极生成H+，阴极消耗H+，则电解池中的离子交换膜应为阳离子交换膜，B项错误； C．由分析可知，阳极的电极反应式为HNO2-2e-+H2O=3H++NO，C项错误； D．2H++2e-= H2↑，每2mol离子通过离子交换膜生成1mol H2，标准状况下其体积为22.4L，D项正确； 答案选D。 2．（2022-2023高二上·江苏无锡·期中）用如图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中各项所列对应关系均正确的一项是 选项 X极 实验前U形管中液体 通电后现象及结论 A 负极 CuCl2溶液 b管中有气体逸出 B 负极 NaOH溶液 溶液pH降低 C 正极 Na2SO4溶液 U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色 D 正极 AgNO3溶液 b管中电极反应式是 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】A．X为负极，则U形管右侧为阳极，电解氯化铜溶液时，阳极氯离子被氧化生成氯气，所以b管有气体逸出，A正确； B．电解NaOH溶液的实质是电解水，所以NaOH的浓度会增大，pH增大，B错误； C．电源X极为正极，a管中石墨电极为阳极，b管中石墨电极为阴极，电解硫酸钠溶液的实质是电解水，H+在阴极区放电，OH-在阳极区放电，故在阴极区有大量的OH-，滴入酚酞后，b管中呈红色，在阳极区有大量的H+，a管中呈无色，C错误； D．电源X极为正极，则b管为阴极，电解硝酸银溶液时，阴极反应为Ag++e-=Ag，D错误； 综上所述答案为A。 考点02 电解原理的应用 3．（2022-2023高二上·江苏淮安·期中）某小组采用电渗析法从含和的废水中回收和，装置如图所示。下列说法正确的是    A．阴极区总反应式为 B．c处进入稀氨水，b处流出浓溶液 C．膜1为阴离子交换膜，膜2为阳离子交换膜 D．每放出(标准状况)时，能回收 【答案】A 【分析】由题干图示可知，左侧电极室通入的稀氨水，说明左侧电极室的产品为NH3·H2O，说明废水中的通过离子交换膜ab进入左侧电极室，故ab为阳离子交换膜，然后+OH-= NH3·H2O，说明X电极的电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，则X电极为阴极，与电源的负极相连，右侧电极室的产品为H3PO4，即废水中的、经过离子交换膜cd进入右侧电极室，与H+结合成H3PO4，即cd为阴离子交换膜，Y电极为阳极，电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，据此分析解题。 【解析】A．阴极区发生反应：2H2O+2e-=2OH-+ H2↑、+OH-= NH3·H2O；总反应式为二者结合：，故A正确； B．为了增强溶液的导电性，在a处充入稀氨水，在c处充入稀磷酸，b处流出浓氨水，d处流出浓磷酸溶液，故B错误； C．由分析可知，原料室中的通过阳离子膜（膜1）进入阴极室，、通过阴离子膜（膜2）进入阳极室，故膜1为阳离子交换膜，膜2为阴离子交换膜，故C错误； D．(标准状况)的物质的量为0.5mol，当阴极放出，转移电子，阳极室会产生，但是由于进入阳极室的、电荷不同，总物质的量只能在之间，回收质量小于98g，D错误； 故选A。 4．（2023-2024高二上·江苏南通·期中）电解原理具有广泛的应用。下列装置不正确的是 A．用装置甲制取和溶液 B．用装置乙在金属制品表面镀银 C．用装置丙电解精炼粗铜 D．用装置丁制取 【答案】A 【解析】A．电解饱和NaCl溶液，饱和NaCl溶液应从阳极进入，氯气在阳极产生，且应选用阳离子交换膜，A项错误； B．在金属制品表面镀银，Ag作阳极，与电源正极相连，金属制品作阴极，与电源负极相连，B项正确； C．粗铜精炼时，粗铜作阳极，与电源正极相连，精铜作阴极，与电源负极相连，C项正确； D．制取金属钠，用惰性电极电解熔融的氯化钠，D项正确； 故选A。 5．（2023-2024高二上·江苏泰州·期中）电催化氮气制备铵盐和硝酸盐的原理如图所示。下列说法正确的是 A．a极反应式为 B．电解一段时间，a、b两电极区的pH 均减小 C．相同时间内，a、b两极消耗N2的物质的量之比为5：3 D．电解过程中 H⁺从a极通过质子交换膜转移至b极 【答案】D 【解析】A．a极上，发生氧化反应，a为阳极，电极反应式为，A错误； B．b为阴极，阴极反应式为，电解一段时间，阴极区消耗H+，溶液pH增大，B错误； C．根据化合价升降守恒，6n阴极(N2)=10n阳极(N2)，电解一段时间，a极、b极消耗N2的物质的量之比为3∶5，C错误； D．根据化合价变化，a为阳极，b为阴极，电解过程中H+从a极通过质子交换膜转移至b极，D正确； 答案选D。 6．（2023-2024高二上·江苏南通·期中）利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是    A．氯碱工业中，X、Y均为石墨，Y附近能得到氢氧化钠 B．铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4 C．电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属 D．外加电流的阴极保护法中，X是待保护金属 【答案】D 【解析】A．氯碱工业上，用惰性电极电解饱和氯化钠溶液，阴极附近得到氢氧化钠，即Y附近能得到氢氧化钠，故A错误； B．铜的精炼中，粗铜作阳极X，纯铜作阴极Y，硫酸铜溶液作电解质溶液，故B错误； C．电镀工业上，Y是待镀金属，X是镀层金属，故C错误； D．外加电流的阴极保护法中，阴极是待保护金属，即Y是待保护金属，故D正确， 故选D。 【点晴】原电池原理和电解池原理是高考的热点，根据电解时离子的放电顺序、电镀、电解精炼、金属的腐蚀与防护来分析解答即可，具体分析：氯碱工业上，用惰性电极电解饱和氯化钠溶液，阳极上析出氯气，阴极上析出氢气，阴极附近得到氢氧化钠；铜的精炼中，粗铜作阳极，纯铜作阴极，硫酸铜溶液作电解质溶液；电镀工业上，镀层作阳极，镀件作阴极；外加电流的阴极保护法中，阴极是待保护金属，基础性知识考查，要求强调知识面的熟悉程度，据此分析解题。 7．（2023-2024高二上·江苏扬州·期中）近年研究发现，电催化和含氮物质(等)在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的溶液通至饱和，在电极上反应生成，电解原理如图所示，下列说法不正确的是 A．电极b是阳极，电极表面发生氧化反应 B．电解过程中生成尿素的电极反应式是 C．电解时阳极区的pH下降，阴极区的pH增大 D．当电极a生成0.25mol，电极b生成22.4L 【答案】D 【分析】由氢离子的移动方向可知，a电极是电解池阴极，酸性条件下硝酸根离子和二氧化碳在阴极得到电子生成尿素和水，电极反应式为2NO +16e—+CO2+18H+=CO(NH2)2+7H2O，电极b为阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O—4e—=4H++O2↑。 【解析】A．由分析可知，电极b为电解池的阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，故A正确； B．由分析可知，a电极是电解池阴极，酸性条件下硝酸根离子和二氧化碳在阴极得到电子生成尿素和水，电极反应式为2NO +16e—+CO2+18H+=CO(NH2)2+7H2O，故B正确； C．由分析可知，a电极是电解池阴极，酸性条件下硝酸根离子和二氧化碳在阴极得到电子生成尿素和水，电极反应式为2NO +16e—+CO2+18H+=CO(NH2)2+7H2O，电极b为阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O—4e—=4H++O2↑，则电解时阳极区的pH下降，阴极区的pH增大，故C正确； D．缺标准状况下，无法计算当电极a生成0.25mol尿素时，电极b生成氧气的体积，故D错误； 故选D。 8．（2022-2023高二上·江苏宿迁·期中）金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量杂质Fe、Zn、Cu、Pt，可用电解法制备高纯度的镍(已知：氧化性)，下列叙述正确的是 A．阳极的电极反应式： B．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt C．电解后，溶液中存在的阳离子只有和 D．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等 【答案】B 【解析】A．阳极发生氧化反应，其电极反应式：Ni﹣2e﹣=Ni2+，Fe﹣2e﹣=Fe2+；Zn﹣2e﹣=Zn2+，故A错误； B．粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质做阳极，铜和鉑不失电子沉降电解池底部形成阳极泥，电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt，故B正确； C．电解后，溶液中存在的阳离子有H+、Fe2+、Zn2+、Ni2+，故C错误； D．电解过程中阳极失电子的有Fe、Zn、Cu；阴极析出的是镍；依据电子守恒，阳极质量的减少与阴极质量的增加不相等，故D错误； 故答案为B。 考点03 膜在原电池或电解池中的作用 9．（2023-2024高二上·江苏淮安·期中）隔膜电解法制备 K2FeO4的工作原理如下图所示。下列说法正确的是 A．隔膜为阴离子交换膜 B．该方法中KOH可以循环使用，但需另外补充 C．Fe电极上的反应为：Fe - 6e- 4H2O = FeO 8H+ D．电路中每转移0.2mol e-，Pt 电极上理论上产生 2.24L气体 【答案】B 【分析】该装置为电解池，与直流电源正极相连的铁电极为阳极，碱性条件下，铁失去电子发生氧化反应生成高铁酸根离子，电极反应式为，铂电极为阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为，电解的总反应为，则电解时，钾离子通过阳离子交换膜从左池移向右池。 【解析】A．由分析可知，电解池中隔膜为阳离子交换膜，故A错误； B．由分析可知，电解的总反应为，反应中消耗氢氧根离子，需要补充氢氧化钾，故B正确； C．由分析可知，与直流电源正极相连的铁电极为阳极，碱性条件下，铁失去电子发生氧化反应生成高铁酸根离子，电极反应式为，故C错误； D．没有标况，不确定生成的气体的体积，故D错误； 故选B。 10．（2021-2022高三上·江苏扬州·期中）电解制备钴()的工作原理如图所示。下列关于该装置工作时的说法不正确的是 A．a为电源的正极 B．钴电极上的电极反应为 C．Ⅱ室中的浓度减小 D．若不使用离子交换膜，石墨电极上会析出 【答案】C 【分析】该装置为电解池，制备Co，则钴为阴极，电极反应式为，则b为电源的负极，a为正极，石墨是阳极，电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2； 【解析】A．由分析知，a为电源的正极，A正确； B．钴为阴极，电极反应式为，B正确； C．由I室中发生的电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2，电解池中阳离子移到正极，即I室溶液中H+移到II室，阴离子移到负极，III室中Cl-移到II室，则II室的浓度增大，C错误； D．若I、II室之间不使用阳离子交换膜，II室中Cl-移到阳极先失电子，则石墨电极上会析出，D正确； 故选：C。 11．（2021-2022高二上·江苏扬州·期中）利用电渗析法淡化海水的原理如图所示。下列说法正确的是 A．该装置将化学能转化成电能 B．阴极发生的电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑ C．若将a、b膜的位置互换，则不能获得淡水 D．Ⅱ室中流出淡水，Ⅰ、Ⅲ室流出液中NaCl浓度变大 【答案】D 【分析】该装置通过电渗析法获得淡水，是将电能转化成化学能，根据装置图，左边电极连电源的正极，该电极为阳极，电极反应式为2Cl－－2e-=Cl2↑，a膜为阳离子交换膜，最左侧的Na+移向I中，b膜为阴离子交换膜，根据电解原理，Ⅱ中Cl-移向I中，最右侧电极反应式为2H2O＋2e-=H2↑＋2OH－，OH-移向Ⅲ中，Ⅱ中Na+移向Ⅲ中，Ⅱ中从而获得淡水，据此分析； 【解析】A．该装置为电解池，是将电能转化成化学能，故A说法错误； B．根据上述分析，阳极反应式为2Cl－－2e-=Cl2↑，故B说法错误； C．如果a、b膜交换，按照上述分析，仍能获得淡水，只不过是Ⅲ中获得淡水，故C说法错误； D．根据上述分析，Ⅱ室中流出淡水，Ⅰ、Ⅲ室流出液中NaCl浓度变大，故D说法正确； 答案为D。 12.（2023-2024高二上·江苏扬州·期中）围绕海水的综合利用，化学课外兴趣小组进行下列研究。 (1)应用电渗析法制得的同时可进行海水淡化，是解决淡水资源匮乏的有效途径之一，该方法是利用电解原理通过多组电渗析膜实现，工作原理如图所示，以NaCl溶液代替海水，其中p膜只允许阴离子透过，s膜只允许阳离子透过。直流电源a极为 (选填“正极”或“负极”)，接收淡水的出口是 (用字母A、B、C作答)，电解总反应方程式为 。 (2)模拟反萃取法提取碘实验流程如下图： ①NaOH的pH= ，由水电离产生的浓度为 。 ②“反萃取”操作时溶液中有、生成。“酸化”步骤发生反应生成碘单质，该反应离子方程式为 。 【答案】(1) 正极 AC (2) 13 【分析】(1)由图可知，N极生成氢气，说明为氢离子放电发生还原反应，为电解池阴极，则M为阳极，氯离子放电转变为氯气； (2)碘水用四氯化碳等萃取剂萃取、分液后得到碘的有机溶剂溶液，加入氢氧化钠溶液反萃取，发生歧化反应，碘元素进入水溶液，分液后，水溶液中加入稀硫酸，发生归中反应： ，过滤得到固体碘单质。 【解析】（1）a连接阳极，则直流电源a极为正极；其中p膜只允许阴离子透过，s膜只允许阳离子透过，则补充的氯化钠溶液中，左侧与阳极区相邻一室的氯离子通过p膜进入阳极区放电转变为氯气，钠离子通过s膜向右进入正中间一室由B而出，右侧与阴极区相邻一室的氯离子通过p膜进入正中间一室由B而出，钠离子通过s膜向右进入阴极区，则接收淡水的出口是A、C，据分析，阳极产生氯气，阴极水电离产生的氢离子放电产生氢气和氢氧根离子，则电解时总反应方程式为。 （2）①NaOH的，，则pH=13，碱溶液抑制水的电离，由水电离产生的浓度等于氢离子浓度，则为。 ②“反萃取”操作时溶液中有、生成。“酸化”步骤发生反应生成碘单质，碘离子中碘元素由-1价升高到0价，碘酸根离子中碘元素由+5价降低到0价，该反应离子方程式为。 考点04 多池串联模型及原理分析 13．（2023-2024高二上·江苏常州·期中）利用如图装置(电极材料均为石墨，右侧装置为原电池)从废旧锂离子电池正极材料中回收金属钴。工作时借助细菌降解乙酸盐生成，将转化为，并定时将乙室溶液转移至甲室。下列说法不正确的是 A．b电极为电解池的阴极，d电极为原电池的正极 B．c电极反应式为 C．为保持细菌所在环境稳定，两池均应选择阴离子交换膜 D．若甲室减少，乙室增加，则此时可能还未进行过溶液转移 【答案】C 【分析】右侧装置为原电池，d电极上发生得电子的还原反应生成，为原电池正极，电极反应为：；右侧装置中细菌降解乙酸盐生成，其中碳元素化合价升高，所以电极c为原电池负极，电极反应为：；左侧装置为电解池，其中a电极接原电池的正极为电解池阳极，细菌上乙酸盐的阴离子失去电子被氧化为，同时生成，电极反应为：；b电极接原电池的负极为电解池阴极，被还原为Co，电极反应为。 【解析】A．由分析可知，b电极为电解池的阴极，d电极为原电池的正极，A项正确； B．由分析可知，c电极为电池负极，细菌降解乙酸盐生成，其中碳元素化合价升高，失去电子，根据氧化还原规律可得电极反应式为：，B项正确； C．由分析可知电池工作时，电解池中a极乙酸盐阴离子失去电子被氧化为气体，同时生成，电极反应式为，为了保持细菌所在环境pH稳定，通过阳离子交换膜进入阴极室；由分析可知对于原电池，负极反应为，同样，为了保持细菌所在环境pH稳定，通过阳离子交换膜进入正极室，两池均应选择阳离子交换膜，C项错误； D．由分析可知左室的b电极反应为，若左室中减少100mg，左侧装置转移电子物质的量为；右室中d电极反应为，若右室增加200 mg，则转移电子的物质的量为，由于电子转移的物质的量相等，说明此时可能还未进行过溶液转移，D项正确； 故选C。 14.（2022-2023高二上·江苏无锡·期中）如下图所示的装置中，若通入直流电5min时，铜电极质量增加2.16g，试回答： (1)电源电极X的名称为 。 (2)B中阳极电极反应式： ，溶液pH变化： (填“增大”、“减小”或“不变)。 (3)若A中KCl溶液的体积是200mL，电解后溶液的pH为 (设电解前后溶液体积无变化)。 (4)一氧化氮—空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时，实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合，其工作原理如图所示，写出放电过程中负极的电极反应式： ，若过程中产生2 mol HNO3，则消耗标准状况下O2的体积为 。 【答案】(1)负极 (2) 4OH--4e-=O2↑+2H2O或2H2O-4e-=O2↑+4H+ 减小 (3)13 (4) NO-3e-+2H2O=NO+4H+ 33.6 【分析】该装置为电解池，通电5min后，铜电极质量增加2.16g，则说明铜电极为阴极，溶液中的Ag+在铜电极上得到电子生成银单质：Ag++e-=Ag，2.16gAg的物质的量为0.02mol，所以电路中转移电子为0.02mol。 【解析】（1）由分析知，铜电极处发生还原反应，为阴极，则电源电极X为负极； （2）B中的电极均为惰性Pt电极，阳极处是水中的OH-放电，OH-被氧化为氧气，故电极反应式为：4OH--4e-=O2↑+2H2O或2H2O-4e-=O2↑+4H+，则溶液pH减小； （3）A中放电的是Cl-和水电离产生的H+，生成氢气、KOH和氯气，电解总反应的离子方程式为：，根据电路中转移电子0.02mol可知，生成的n(OH-)=0.02mol，则电解后溶液中c(OH-)==0.1mol/L，那么c(H+)=1.0mol/L，pH为13； （4）由图知，NO在负极被氧化为HNO3，则电极反应式为：NO-3e-+2H2O=NO+4H+，氧气在正极被还原为水，电极反应式为：，由于，，那么，当过程中产生2 mol HNO3时，消耗标准状况下O2的物质的量为，体积为。 15．（2021-2022高二上·江苏盐城·期中）某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转，并且三个池中的电解质溶液均足量。 请回答下列问题： (1)甲池为 (填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH电极的电极反应式为 。溶液中SO向 (填“左”或“右”)移动。 (2)乙池总反应的化学方程式为 。通电一段时间后，若使乙池恢复到通电前的状态(浓度一样)，则可向其中加入适量的 (填化学式)物质。 (3)当丙池中D极质量增加6.40g时，则导线中通过的电子数目为 。 (4)若在丙池中使铁件表面镀上铜，则C电极应改为 作电极(填电极的材料)。电镀前与电镀后相比：丙中溶液的pH将 (填“增大”“减小”或“不变”)。 【答案】(1) 原电池 CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+ 左 (2) 4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3 Ag2O/Ag2CO3 (3)0.2NA/0.2×6.02×1023 (4) Cu 不变 【分析】甲池为原电池，燃料在负极失电子发生氧化还原反应在酸溶液中生成CO2，原电池中阴离子向正极移动；乙池是电解池，A为阳极，B为阴极，电池中是电解硝酸银溶液生成银，硝酸和氧气；根据要恢复原来状态必须加入电离物质判断；丙为电解池C为阳极，D为阴极，电解氯化铜溶液铜离子在阴极得到电子析出铜；电镀池中镀件做阴极，镀层金属作阳极。 【解析】（1）甲池为原电池，燃料在负极失电子发生氧化还原反应在酸溶液中生成CO2，甲池中通入CH3OH电极的电极反应为：CH3OH−6e−＋H2O═CO2＋6H＋，溶液中SO向左侧移动； 故答案为原电池，CH3OH−6e−＋H2O═CO2＋6H＋，左； （2）乙池是电解池，A为阳极，B为阴极，电池中是电解硝酸银溶液生成银，硝酸和氧气，电池反应为：，根据电离生成银和氧气，则需要加入Ag2O或者Ag2CO3； 故答案为，Ag2O或者Ag2CO3； （3）当丙池中D极质量增加6.40g时，物质的量为，电极反应为：Cu2＋＋2e−＝Cu，则导线中通过的电子数目为0.1mol×2×NA/mol＝0.2NA； 故答案为0.2NA或0.2×6.02×1023； （4）若在丙池中使铁件表面镀上铜，则C电极为阳极，则C应改为Cu作电极，电镀前与电镀后相比：丙中溶液的pH将不变； 故答案为Cu，不变。 考点05 金属的腐蚀与防护 16．（2022-2023高二下·江苏苏州·期末）下列有关金属腐蚀的说法不正确的是 A．镀层破损的白铁皮(镀锌)比马口铁(镀锡)更易被腐蚀 B．海水中钢铁水闸与外加直流电源的负极相连可减缓其腐蚀 C．用氯化铁溶液腐蚀铜板制作印刷电路板 D．铝片经过浓硫酸处理后表面生成致密的氧化膜可保护铝 【答案】A 【解析】A．镀层破损的白铁皮(镀锌)中锌做负极铁做正极被保护，破损的马口铁(镀锡)铁做负极更易被腐蚀，A错误； B．海水中钢铁水闸与外加直流电源的负极相连做阴极被保护，B正确； C．氯化铁溶液可以和铜反应，故可以用氯化铁溶液腐蚀铜板制作印刷电路板，C正确； D．致密的氧化膜阻止反应进一步发生，可保护铝，D正确； 故选A。 17．（2023-2024高二上·江苏南通·期中）化学与生产、生活息息相关。下列说法中不正确的是 A．寻找合适的催化剂可以提高合成氨工业中原料的平衡转化率 B．调整能源结构、减少化石燃料消耗有助于实现碳中和目标 C．海上石油钢铁钻井平台与直流电源的负极相连可防止钢铁腐蚀 D．用适宜催化剂使汽车尾气中与更快地转化为与 【答案】A 【解析】A．催化剂可以提高反应速率，但不改变转化率，A错误； B．调整能源结构、减少化石燃料消耗可以减少碳的排放，有助于实现碳中和目标，B正确； C．钢铁中含有碳，在海水中形成原电池，铁失去电子做负极，将钢铁直流电源的负极相连，铁做阴极，电源向铁上输出电子，使铁不会失去电子，避免钢铁腐蚀，C正确； D．催化剂可以加快反应速率，用适宜催化剂使汽车尾气中CO与NO更快地转化为CO2与N2，D正确； 故答案为：A。 18．（2023-2024高二上·江苏苏州·期中）在潮湿的深层土壤中钢管主要发生厌氧腐蚀，有关厌氧腐蚀的机理有多种，其中一种理论认为厌氧细菌可促使与反应生成，加速钢管腐蚀，其反应原理如图所示。下列说法正确的是 A．正极反应式为 B．钢管腐蚀的产物中仅含有FeS C．向钢中加入Cu制成合金可减缓钢管的腐蚀 D．与反应可表示为 【答案】D 【解析】A．根据题中所给信息，潮湿的深层土壤中钢管发生厌氧腐蚀，正极水得电子生成氢气，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，A错误； B．在钢铁锈蚀中，Fe为负极，失去电子发生氧化反应，则负极反应式为Fe－2e-=Fe2+，厌氧细菌可促使与反应生成，S2-及正极上生成的OH-与Fe2＋可分别反应生成FeS、Fe(OH)2，B错误； C．向钢中加入铜，发生电化学腐蚀时，活动性弱的铜作正极，活动性强的Fe作负极，从而加速钢管的腐蚀，C错误； D．厌氧细菌可促使与反应生成，根据元素守恒，方程式为，D正确； 故选D。 19．（2022-2023高二上·江苏宿迁·期中）炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含)，不久便会因被腐蚀而出现红褐色锈斑，腐蚀原理如图所示，下列说法正确的是 A．腐蚀过程中，负极是，发生电极反应： B．失去电子经电解质溶液转移给C C．正极的电极反应式为 D．C是正极，在C表面上发生还原反应 【答案】D 【分析】该原电池中，Fe易失电子作负极、C作正极，负极上铁失电子生成亚铁离子，正极上氧气得电子发生还原反应，负极反应式为Fe- 2e- = Fe2+，正极反应式为O2 + 2H2O+4e -= 4OH-； 【解析】A．腐蚀过程中，负极是，发生电极反应：Fe- 2e- = Fe2+，故A错误； B．原电池中电子沿外导线从负极流向正极，不能通过电解质溶液，电解质溶液中是离子的定向移动形成闭合回路，故B错误； C．正极电极反应是溶液中氧气得到电子发生还原反应，电极反应O2 + 2H2O+4e -= 4OH-，故C错误； D．C是正极，正极电极反应是溶液中氧气得到电子发生还原反应，故D正确； 故选D。 20．（2022-2023高二上·江苏淮安·期中）铜和铁是常见金属。但生铁易生锈，请讨论电化学实验中有关铁的性质    (1)①已知甲总反应为Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑，右电极产生H2则甲池中右电极材料为 ，左电极材料为 。(填“Fe”或“C”) ②乙中的电解质为硫酸酸化的CuSO4溶液，现用来电解精炼铜，则左电极材料为 。(填“粗铜”或“纯铜”) ③装置丙中，易生锈的是 (填“a”或“b”)点，发生 (填“析氢”或“吸氧”)腐蚀，其正极反应式为 。 (2)下图为保护钢闸门的两种方法，根据所学知识完成下列填空：    ①利用原电池原理保护钢闸门的是 (填“丁”或“戊”)，在此过程中 (填“Fe”“Zn”或“辅助阳极”)失电子。 ②戊装置中通电后，电子流向 (填“钢闸门”或“辅助阳极”) 【答案】(1) C Fe 粗铜 a 吸氧 O2+2H2O+4e－=4OH－ (2) 丁 Zn 钢闸门 【解析】（1）①已知甲总反应为Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑，右电极产生H2，则右边是正极，左边为负极，负极金属比正极金属活泼，因此甲池中右电极材料为碳电极(C)，左电极材料为铁电极；故答案为：C；Fe。 ②乙中的电解质为硫酸酸化的CuSO4溶液，现用来电解精炼铜，根据电解精炼铜中粗铜作阳极，纯铜作阴极，则左电极材料为粗铜；故答案为：粗铜。 ③装置丙中，易生锈的是a点，a点出有潮湿的环境，也有氧气，而b处缺少足够的氧气，由于环境是中性环境，因此a点易发生吸氧腐蚀，其正极反应式为O2+2H2O+4e－=4OH－；故答案为：a；吸氧；O2+2H2O+4e－=4OH－。 （2）①利用原电池原理保护钢闸门的是丁，锌为原电池负极，钢闸门(铁)为原电池正极，因此在此过程中活泼金属(Zn)失电子；故答案为：丁；Zn。 ②戊装置是外加电流的阴极保护法，通电后，电子从负极流向钢闸门；故答案为：钢闸门。 1．（2023-2024高二上·江苏连云港·期中）2023年诺贝尔化学奖表彰为“发现和合成量子点”作出贡献的科学家。量子点是一种微小的纳米颗粒，其大小决定了其性质。下列关于相应物质“量子点”的说法正确的是 A．碳量子点形成的纳米碳管具有丁达尔效应 B．二氧化硅量子点可用于制更薄的太阳能电板 C．氯化铜量子点的大小与多少不会影响玻璃绿色的深浅 D．还原处理废水中Cr(Ⅵ)时，Fe量子点发生吸氧腐蚀生成 【答案】D 【解析】A．胶体的分散质直径位于1~100nm，为混合物，纳米碳管为纯净物，故A错误； B．太阳能电池板的材料为Si，故B错误； C．由题意可知，量子点大小决定其性质，因此，氯化铜量子点的大小与多少会影响玻璃绿色的深浅，故C错误； D．还原处理废水中Cr(Ⅵ)时，Fe量子点做负极发生吸氧腐蚀生成，故D正确； 答案选D。 2．（2023-2024高二上·江苏徐州·期中）下列说法正确的是 途径a：     途径b： A．相同条件下，等质量的碳按a、b两种途径完全转化，途径a比途径b放出更多热能 B．在电解饱和食盐水法制备氯气的装置中，采用阳离子交换膜 C．在铜的电解精炼过程中，当阳极溶解铜32g时转移电子数为 D．电解氧化铝制备单质铝时，加入冰晶石目的是增大电解液的导电性 【答案】B 【解析】A．反应热只与物质的初始、终点状态有关，与中间状态无关，A错误； B．电解饱和食盐水，阳极氯离子放电生成氯气，阴极水电离的氢离子放电生成氢气和氢氧根，为防止氯气和氢氧根离子反应，应采用阳离子交换膜，B正确； C．粗铜精炼中，阳极上粗铜发生反应，粗铜的主要材料有Cu、Ag等不同金属，C错误； D．加入冰晶石主要目的是助熔，D错误； 故答案为：B。 3．（2023-2024高二上·江苏南京·期中）在熔融盐体系中，B电极为石墨，A电极上利用和获得电池材料硅钛合金（），装置如题图所示。下列说法正确的是 A．电极B和电源负极相连，发生氧化反应 B．电极A的电极反应式： C．电解时，向B电极迁移 D．理论上每转移电子，B电极上产生 【答案】C 【分析】在熔融盐体系中，B电极为石墨，石墨上O2-失去电子被氧化为氧气，则B为电解池阳极，A为电解池阴极。 【解析】A．根据分析，B为电解池阳极，与电源正极相连，发生氧化反应，A错误； B．在熔融盐体系中，不能有水参与反应：，B错误； C．电解过程中，阴离子向着阳极移动，则O2-向B电极迁移，C正确； D．B电极上发生，理论上每转移1mol电子，产生0.25mol氧气，但未指明是否为标准状况，则氧气体积不一定为5.6L ，D错误； 答案选C。 4．（2022-2023高二上·江苏淮安·期中）“垃圾资源再利用”是解决环境污染问题的新思路。某种利用垃圾渗透液实现发电装置示意图如下，下列关于该装置说法正确的是 A．X为正极 B．该装置将电能转化为化学能 C．Cl－向Y极移动 D．电路中流过3mol电子时，生成标况下17.92LN2 【答案】D 【解析】A．X极是氨气变为氮气，化合价升高，则为原电池的负极，故A错误； B．该装置是原电池，是将化学能转化为电能，故B错误； C．根据前面分析X为负极，Y为正极，根据原电池“同性相吸”，则Cl－向X极移动，故C错误； D．负极是氨气变为氮气，正极是硝酸根变为氮气，电路中流过3mol电子时，生成氮气物质的量为，则标况下17.92LN2，故D正确。 综上所述，答案为D。 5．（2023-2024高二上·江苏徐州·期中）下列实验装置图能达到相应实验目的且描述正确的是 A．图甲是中和热的测定实验 B．图乙可以保护钢闸门不被腐蚀 C．图丙用于铁上镀铜且硫酸铜溶液浓度不变 D．图丁中一段时间后，右侧导管内液面高于试管内液面 【答案】D 【解析】A．图甲装置用于中和热得测定实验缺少环形玻璃搅拌棒，A错误； B．外加电流的阴极保护法需要把被保护的金属接在电源的负极，作为阴极发生还原反应，图乙装置把钢闸门接在了电源的正极，作为阳极，起不到保护作用，B错误； C．电镀时待镀件接在电源负极，作为阴极，镀层金属接在电源负极，作为阳极，图丙将铁钥匙接在了电源正极，作为阳极，不能往铁钥匙上镀铜，C错误； D．用食盐水浸泡过的铁钉会发生吸氧腐蚀，使体系内压强减小，导致导管倒吸液体，一段时间后，右侧导管内液面会高于试管内液面，D正确； 故选D。 6．（2022-2023高二上·江苏徐州·期中）氨是农业上“氮的固定”的必需原料，随着世界人口的增长，氨的需求量在不断增大。科研人员新发现以磷盐作质子传导体，以四氢呋喃(无色易挥发的液体)为电解剂，利用电化学法将氮气还原成氨的原理如图所示。下列说法错误的是    A．该方法制备氨气所需的温度低于传统工业合成氨的温度 B．M电极的电极反应式为 C．(Ⅰ)→(Ⅱ)的变化中，磷原子都是形成4条共价键 D．图示中N电极生成的总反应为： 【答案】D 【分析】据图可知，M电极上氢气被氧化为氢离子发生氧化反应，为阳极；阴极为锂离子得电子发生还原反应生成锂，锂再与氮气反应生成氨气。 【解析】A．该装置为电解装置，利用电能转化为化学能，即合成氨所需的能量大部分是由电能转化，则所需的热能较少，所需的温度较低，A正确； B．据图可知，M电极上氢气被氧化为氢离子，为阳极，电极反应式为H2-2e-=2H+， B正确； C．据图可知(Ⅰ)→(Ⅱ)的变化中，磷原子都是形成4个共价键， C正确； D．最后一步反应中，Li+先被还原为Li单质，然后将N2还原为NH3，同时又生成Li+，所以Li+为催化剂，反应方程式为，D错误； 故选D。 7．（2022-2023高二上·江苏宿迁·期中）支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流法进行防腐，工作原理如图所示。其中高硅铸铁为惰性辅助电极。下列有关表述不正确的是 A．通入保护电流使钢管桩表面的腐蚀电流接近于零 B．通电后，外电路电子从高硅铸铁流向钢管桩 C．高硅铸铁的作用是作为阳极材料被损耗和传递电流 D．该保护装置属于电解池 【答案】C 【解析】A．钢管桩作为被保护的阴极，外加电流使得其表面腐蚀发生的电子迁移得到抑制，使其表面腐蚀电流接近于零，从而避免或减弱腐蚀的发生，故A正确； B．高硅铸铁作为阳极，海水中的氯离子在其上失去电子发生氧化反应，电子经导线流入电源正极，再从电源负极经导线流入阴极，即被保护的钢管桩，故B正确； C．高硅铸铁为惰性辅助阳极，其不会损耗，而是由海水中的氯离子在阳极失去电子发生氧化反应，故C错误； D．外加电流法进行防腐，属于电解池装置，故D正确； 故答案为C。 8．（2021-2022高二上·江苏扬州·期中）工业上，在强碱性条件下用电解法除去废水中的CN－，装置如图所示，依次发生的反应有： ①CN－－2e－＋2OH－=CNO－＋H2O ②2Cl－－2e－=Cl2↑ ③3Cl2＋2CNO－＋8OH－=N2＋6Cl－＋2CO＋4H2O 下列说法正确的是 A．铁电极上发生的反应为Fe－2e－=Fe2＋ B．通电过程中溶液pH不断增大 C．除去1 mol CN－，外电路至少需转移5 mol电子 D．为了使电解池连续工作，需要不断补充NaCl 【答案】C 【分析】根据电极反应式及图象中有Fe电极可知，阳极为石墨电极，CN－失电子，阴极为铁电极，得电子，可确定a为电池的正极，b为负极。 【解析】A.铁电极为电解池的阴极，得电子，则只能是水提供的氢离子得电子，A错误； B.根据电极反应式，阴极为2H2O+2e－= H2↑+2OH－，阳极①CN－－2e－＋2OH－=CNO－＋H2O，②2Cl－－2e－=Cl2↑③3Cl2＋2CNO－＋8OH－=N2＋6Cl－＋2CO＋4H2O，得失电子数相等时，在消耗氢氧根离子，pH在减小，B错误； C. 根据反应：3Cl2+2CNO-+8OH-═N2+6Cl-+2CO32-+4H2O，除去1mol CN-，消耗1.5mol氯气，转移电子3mol，根据CN--2e-+2OH-═CNO-+H2O，转移电子是2mol，所以外电路至少需转移5mol电子，C正确； D. 根据电极反应的离子，为了使电解池连续工作，需要补充氢氧化钠，若有氯气溢出，则需要补充氯化钠，D错误； 答案为C。 9．（2021-2022高二上·江苏盐城·期中）为了探究金属腐蚀的条件和快慢，某课外学习小组用不同的细金属丝将三根大小相同的普通铁钉分别固定在如图所示的三个装置内，并将这些装置在相同的环境中放置相同的一段时间，下列对实验结果的描述不正确的是 A．实验结束时，装置甲左侧的液面一定会下降 B．实验结束时，装置甲左侧的液面一定比装置乙的低 C．实验结束时，铁钉b腐蚀最严重 D．实验结束时，铁钉c几乎没有被腐蚀 【答案】B 【分析】普通铁钉是Fe和C的合金，HCl挥发，水蒸发，在铁钉表面形成酸性电解质膜，甲中铁钉主要发生析氢腐蚀，同理，乙中铁钉主要发生析氢腐蚀，但乙中会形成Cu-Fe、C-Fe原电池，腐蚀速率更快，相同时间内腐蚀乙比加甲严重，则甲和乙左侧液面均会下降；丙中浓硫酸具有吸水性，铁钉c表面几乎没有水，铁钉腐蚀最慢。 【解析】A．由分析可知，实验结束时，装置甲左侧的液面一定会下降，A正确； B．相同时间内腐蚀乙比加甲严重，则产生的氢气乙更多，液面更低，B错误； C．结合分析可知实验结束时，铁钉b腐蚀最严重，C正确； D．由分析可知实验结束时，铁钉c几乎没有被腐蚀，D正确； 选B。 10．（2021-2022高二上·江苏苏州·期中）锥形瓶内壁用某溶液润洗后，放入混合均匀的新制铁粉和碳粉，塞紧瓶塞，同时测量锥形瓶内压强的变化，如图所示。下列说法不正确的是 A．0~时，铁可能发生了析氢腐蚀 B．~时，铁一定发生了吸氧腐蚀 C．负极的电极反应式为 D．用于润洗锥形瓶的溶液可能是稀盐酸 【答案】C 【解析】A．由图可知，0~t1时锥形瓶内压强增大，说明气体的物质的量增加，则铁可能发生了析氢腐蚀，故A不选； B．由图可知，t1~t2时锥形瓶内压强减少，说明气体物质的量减少，则铁一定发生了吸氧腐蚀，故B不选； C．负极反应为：Fe-2e-=Fe2+，故C选； D．锥形瓶内开始发生析氢腐蚀，则用于润洗锥形瓶的溶液一定显酸性，可能是稀盐酸，故D不选； 故选：C。 11．（2021-2022高二上·江苏苏州·期中）双极膜在电渗析中应用广泛，它是由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成。双极膜内层为水层，工作时水层中的H2О解离成H+和OH-，并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移。下图为NaBr溶液的电渗析装置示意图。 下列说法正确的是 A．出口4的产物为HBr溶液 B．出口1的产物为硫酸溶液 C．Br-可从盐室最终进入阳极液中 D．阳极电极反应式为2Br--2e-=Br2 【答案】A 【解析】A．电解时，溶液中的阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，溶液中的Br-向阳极移动，与双极膜提供的氢离子结合，故出口4的产物为HBr溶液，A正确； B．为阳离子，电解时Na+向阴极移动，尽管H+也向阴极移动，但H+得电子能力强于Na+，得电子生成氢气，故出口里应有大量Na+，出口1的产物应为硫酸钠溶液，B错误； C．Br-无法穿过双极膜，到达不了阳极液，C错误； D．电解池阳极处，发生的反应是物质失电子被氧化，发生氧化反应，水电离成H+和OH−，且氢氧根放电能力强于硫酸根，则在阳极处发生的反应为4OH--4e-=2H2O+O2，D错误； 故选A。 12．（2021-2022高二上·江苏苏州·期中）已知高能锂离子电池的总反应为，以为电解质，用该电池为电源电解处理含镍废水并回收单质Ni的实验装置如图所示(实验结束后，b室中NaCl溶液浓度变大)。下列说法不正确的是 A．碳棒为阳极，有电子从碳棒经导线流向FeS B．离子交换膜m为阳离子交换膜 C．当Li电极质量减轻7g时，b室离子数将增加1mol D．若与电源连接时将电极接反，某一电极易发生腐蚀 【答案】C 【分析】由反应FeS+2Li=Fe+Li2S可知，Li被氧化，应为原电池的负极，FeS被还原生成Fe，为正极反应，用该电池为电源电解含镍酸性废水并得到单质Ni，则镀镍铁棒为阴极，发生还原反应，连接原电池负极，碳棒为阳极，连接电源的正极，发生氧化反应，据此分析解答。 【解析】A．原电池中Li为负极，FeS为正极，则碳棒连接电源正极为阳极，外电路中，电子由负极Li流向正极FeS，故A正确； B．电解过程中为平衡a、c中的电荷，a中的Na+和c中的Cl-分别通过阳离子膜和阴离子膜移向b中，使b室中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大，即膜m为阳离子交换膜，故B正确； C．锂电极反应Li-e-=Li+，当Li电极质量减轻7g时，即转移1mol e-时，b室离子数增加2mol，故C错误； D．若与电源连接时将电极接反，则镀镍铁棒做阳极，活泼金属会失去电子而易发生腐蚀，故D正确； 故选：C。 13．（2021-2022高二上·江苏扬州·期中）下图所示的电解装置可实现低电位下高效催化还原CO2。下列说法不正确的是 A．a 极连接外接电源的负极 B．b 极的电极反应式为 Cl--2e- + 2OH- = ClO- + H2O C．电解过程中 Na+从左池移向右池 D．外电路上每转移1 mol电子，理论可催化还原标准状况下CO2气体 11.2 L 【答案】C 【分析】从图示中可以看出，b电极上Cl-失去电子生成ClO-，b电极为电解池阳极；a电极上CO2得到电子生成CO，a电极为电解池阴极；与b极相连的电池一极为正极，与a极相连的电池一极为负极。 【解析】A．根据分析，a极与外电路相连的一极为负极，A正确； B．因右池电解液中含有大量的OH-，故电极方程式中不能出现H+，正确的电极方程式为Cl--2e-+2OH-=H2O+ClO-，B正确； C．根据分析，阴极反应为CO2+2e-+H2O=CO+2OH-，生成大量阴离子，为平衡电荷，Na+向左边移动，C错误； D．根据B选项的电极反应，每转移2mol电子，可还原标况下22.4L的CO2，故电路中转移1mol电子，可还原标况下11.2L的CO2，D正确； 故选C。 14．（2023-2024高二上·江苏徐州·期中）电渗析法淡化海水装置示意图如下，电解槽中阴离子交换膜和阳离子交换膜相间排列，将电解槽分隔成多个独立的间隔室，海水充满在各个间隔室中。通电后，一个间隔室的海水被淡化，而其相邻间隔室的海水被浓缩，从而实现了淡水和浓缩海水分离。下列说法正确的是（    ）    A．离子交换膜b为阳离子交换膜 B．各间隔室的排出液中，①③⑤⑦为淡水 C．通电时，电极l附近溶液的pH比电极2附近溶液的pH变化明显 D．淡化过程中，得到的浓缩海水没有任何使用价值 【答案】B 【解析】图中分析可知，电极1为电解池阳极，氯离子放电生成氯气，电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，电极2为阴极，溶液中氢离子得到电子生成氢气，电极反应2H++2e-=H2↑，实线对应的半透膜是阳离子半透膜，虚线是阴离子半透膜。 A.分析可知b为阴离子交换膜，A错误； B.实线对应的半透膜是阳离子半透膜，虚线是阴离子半透膜，结合阴阳离子移向可知，各间隔室的排出液中，①③⑤⑦为淡水，B正确； C.通电时，阳极电极反应：2Cl--2e-=Cl2↑，阴极电极反应，2H++2e-=H2↑，电极2附近溶液的pH比电极1附近溶液的pH变化明显，C错误； D.淡化过程中，得到的浓缩海水可以提取氯化钠、镁、溴等，有使用价值，D错误； 故合理选项是B。 15．（2022-2023高二上·江苏宿迁·期中）某动力电池研究院运用FFC剑桥工艺实现熔盐电解制备硅材料，装置如下图。下列说法正确的是    A．阴极反应为 B．电解过程，熔盐中移向石墨电极 C．若用其他惰性电极代替石墨，可能会生成 D．电极减重60g时，生成体积为22.4L 【答案】C 【解析】A．，碳化合价升高，是阳极反应式，故A错误； B．电解制备硅材料，则电极为阴极，电解过程，熔盐中移向阴极即电极，故B错误； C．若用其他惰性电极代替石墨，可能是氯离子失去电子生成，故C正确； D．电极减重60g(物质的量1mol)时，转移4mol电子，生成1mol，由于不清楚是否为标准状况，因此气体体积无法确定，故D错误。 综上所述，答案为C。 16．（2023-2024高二上·江苏扬州·期中）含铬废水中通常含有Cr(Ⅵ)，时主要以形式存在，时主要以、形式存在。采用沉淀法、吸附法能对含铬废水进行有效处理。 (1)酸性条件下，加入溶液能将Cr(Ⅵ)还原为，再加碱沉淀出。将还原为的离子方程式为 。 (2)将含Cr(Ⅵ)废水调至酸性，加入NaCl固体，利用Fe作电极进行电解，阳极生成的，将Cr(Ⅵ)还原为，并生成和。 ①加入NaCl固体的目的是 。 ②电解过程中能生成和的原因是 。 ③上述电解过程不能用石墨电极取代铁电极的原因是 。 【答案】(1)3SO+2HCrO+8H+=2Cr3++3SO+5H2O (2) 增强溶液导电性 Fe2+与Cr(Ⅵ)反应生成Fe3+和Cr3+时消耗溶液中H+，同时溶液中H+在放电使溶液pH升高，Fe3+、Cr3+与转化为Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀 用石墨做电极会导致溶液中的氯离子放电，无法生成，无法将Cr(Ⅵ)还原为 【解析】（1）由题给信息可知，酸性条件下SO与HCrO反应生成Cr3+、SO和H2O，反应的离子方程式为3SO+2HCrO+8H+=2Cr3++3SO+5H2O； （2）①由题意可知，电解时加入氯化钠固体可以增大溶液中离子的浓度，增强溶液的导电性，便于加快Cr(Ⅵ)去除率，故答案为：增强溶液的导电性； ②电解过程中能生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀的原因是做为电解池阳极的铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，亚铁离子与溶液中Cr(Ⅵ)反应生成铁离子和铬离子时消耗溶液中的氢离子，同时溶液中氢离子在阴极放电使溶液的pH增大，铁离子和铬离子转化为氢氧化铁和氢氧化铬沉淀，故答案为：Fe2+与Cr(Ⅵ)反应生成Fe3+和Cr3+时消耗溶液中H+，同时溶液中H+在放电使溶液pH升高，Fe3+、Cr3+与转化为Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀； ③该电解装置需要用阳极生成的，将Cr(Ⅵ)还原为，并生成和，故必须用铁电极。 ( 2 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$