专题09 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末真题分类汇编（人教版2019选择性必修1）

专题09 电解池 金属的腐蚀与防护 内容概览 考点01 电解原理 考点02 电解原理的应用 考点03 金属的腐蚀与防护 考点01 电解原理 1．（2023-2024高二上·广东深圳·期末）利用太阳能驱动转化CO2有利于节能减排，解决能源短缺问题。如图为光电协同转化CO2的示意图，有关说法正确的是 A．半导体电极接电源正极 B．Pt电极产生22.4LO2，该装置可转化2molCO2 C．半导体电极反应：Cat+e-=Cat- D．装置工作时，电路中转移4mole-，Pt电极区溶液质量减少32g 2．（2023-2024高二上·河南洛阳·期末）用如图所示装置电解硫酸铜溶液，下列表述中错误的是 A．c极发生氧化反应 B．若两极均为惰性电极，d极电极反应式为： C．溶液中阳离子往d极移动 D．若c极电极材料为Cu，电解开始后，溶液中浓度持续减小 3．（2023-2024高二上·河南洛阳·期末）利用活性石墨电极电解饱和食盐水，进行如图所示实验，M为直流电源。闭合，一段时间后b处出现了蓝色，下列说法正确的是 A．a处布条褪色，说明具有漂白性 B．c处应该使用浸有浓NaOH溶液的棉花 C．U形管右侧电势高于左侧电势 D．一段时间后断开，立刻闭合，电流表不发生偏转 4．（2023-2024高二上·浙江宁波·期末）用惰性电极电解制备的实验装置如图，口导入溶液，口导入溶液，下列叙述正确的是 A．外加电源 极为负极 B．阴极区的电极反应式为 C．当电路中通过电子时，会有的从左区移到右区 D．浓溶液从口导出 5．（2023-2024高二上·江西吉安·期末）利用阳离子交换膜和过滤膜制备高纯度Cu的装置如图所示，下列叙述错误的是 A．电极A是粗铜，电极B是纯铜 B．电路中通过1 mol电子，溶解32 g粗铜 C．溶液中向电极A迁移 D．膜A是过滤膜，阻止阳极泥及杂质进入阴极区 6．（2023-2024高二上·山东聊城·期末）用石墨作电极，电解1 L0.2 mol/LNaCl溶液的装置如图，当电路中通过0.002 mol e-时，下列说法错误的是 A．b试管及对应烧杯盛放的是蒸馏水 B．滴有酚酞的NaCl溶液变为红色 C．a试管中的气体体积略大于b试管中的 D．A极的电极反应式仅为 7．（2023-2024高二上·河北保定·期末）基于水煤气转化反应，通过电化学装置制备纯氢的原理示意图如下。下列说法错误的是 A．为电源负极 B．阴极电极反应为： C．使用阴离子交换膜能使乙室中保持不变 D．该装置中氧化反应和还原反应分别在两极进行，利于制得高纯度氢气 考点02 电解原理的应用 8．（2023-2024高二上·山西太原·期末）利用电解法可将含有、、、等杂质的粗铜提纯。下列叙述正确的是 A．电解时以精铜作阳极 B．电解时阴极上发生的反应为 C．用溶液作电解质溶液，反应一段时间后浓度保持不变 D．电解后，可在电解槽阴极下方收集到少量、等金属 9．（2023-2024高二上·贵州六盘水·期末）连二亚硫酸钠广泛用作纺织、药品、造纸等工业的漂白剂，常用惰性电极电解亚硫酸氢钠的方法制备，原理及装置如图。下列说法正确的是 A．a电极为阴极，发生氧化反应 B．装置中离子交换膜为阴离子交换膜 C．b电极的电极反应式： D．电路中每通过电子，消耗的体积为 10．（2023-2024高二上·广东肇庆·期末）工业上用电解法精炼粗铅(主要杂质为Cu、Ag、Zn)的装置如下图。已知：为强酸，的电离方程式为。下列说法正确的是 A．Y极材料为粗铅 B．通电过程中，溶液中不变 C．通电时，向X极移动 D．阳极泥的成分包括Cu、Ag和Zn 11．（2023-2024高二上·浙江台州·期末）用电解法处理酸性含铬废水(主要含有)时，以铁板作阴、阳极，处理过程中发生反应：，最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去。下列说法中不正确的是 A．电解过程中可能有Fe(OH)3沉淀生成 B．阴极电极反应为 C．电解过程中废水的pH变大 D．电路中每转移12 mol电子，最多有1 mol被还原 12．（2023-2024高二上·河南郑州·期末）我国科学家设计如下图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为。下列说法不正确的是 A．a电极反应式为 B．离子交换膜为阳离子交换膜 C．电解时海水中动能高的气态水分子可穿过PTFE膜 D．海水为电解池补水的速率为 13．（2023-2024高二上·广东佛山·期末）应用电解法对煤进行脱硫处理的基本原理如图所示。转化为，与煤中的含硫物质发生反应：，下列说法错误的是 A．a为电源正极 B．阴极的电极反应式为： C．电解处理120g，电路中转移15电子 D．电解过程，混合溶液升高 14．（2023-2024高二上·湖南衡阳·期末）电解水制氢称为“绿氢”。我国科学家设计如图所示绿氢制备装置，图a中离子交换膜不允许通过。 下列叙述错误的是 A．图a和b装置电解产物完全相同 B．电解一段时间后，图a阳极区浓度不变 C．图a装置采用阴离子交换膜 D．图b阳极反应式为 15．（2023-2024高二上·天津河西·期末）以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是 A．粗铜接电源的负极 B．溶液中Cu2+向阳极移动 C．阴极反应式为Cu2++2e-=Cu D．在阳极可回收Al、Ag、Pt、Au 16．（2023-2024高二上·广东中山·期末）已二腈[]是制造尼龙的原料。采用电有机合成法，用丙烯腈电合成己二腈，总反应式为：，工作原理如图。下列说法错误的是 A．离子交换膜为阳离子交换膜 B．石墨电极的电势比石墨电极的电势高 C．阳极发生电极反应： D．一段时间后，与工作前相比，阴极室的增大 考点03 金属的腐蚀与防护 17．（2023-2024高二上·广西桂林·期末）下列与电化学腐蚀或防护无关的是 A．在船体上镶嵌锌块 B．铜线和铝线不能直接对接 C．固定铜板的铁螺丝易生锈 D．纯银器长时间露置在空气中变黑 18．（2023-2024高二上·广东深圳·期末）金属腐蚀会破坏机器设备、桥梁建筑等，下列做法不能有效防止金属腐蚀的是 A．把海底钢闸门连接电源的正极以使其不被腐蚀 B．把铬、镍等金属加入普通钢中制成不锈钢餐具 C．利用黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿 D．采用表面渗镀的方式在金属表面形成稳定钝化膜 19．（2023-2024高二上·安徽黄山·期末）化学小组研究金属的电化学腐蚀，实验如下： 序号 实验I 实验Ⅱ 实验 下列说法错误的是 A．实验Ⅰ中铁钉周边出现蓝色，铜片周边略显红色 B．实验Ⅱ中铁钉周边出现红色，锌片周边未见明显变化 C．实验I、Ⅱ均发生吸氧腐蚀，正极的电极反应式为：O2+4H++4e−=2H2O D．对比实验I、Ⅱ可知，生活中镀锌铁板比镀铜铁板在镀层破损后更耐腐蚀 20．（2023-2024高二上·福建三明·期末）近年来，我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀。下列说法错误的是 A．断电时，加锌环的铁帽常发生析氢腐蚀 B．若将锌环换成铜环，断电时，铁帽将被腐蚀 C．通电时，湿润的绝缘子液面为离子迁移的通路 D．通电时，锌环做阳极，发生氧化反应 1．（2023-2024高二上·四川凉山·期末）下列关于金属的腐蚀与防护说法正确的是 A．无论化学腐蚀还是电化学腐蚀，金属的腐蚀都是金属失电子被氧化的过程 B．铜在酸性条件也可以发生析氢腐蚀 C．铁的电化学腐蚀的负极反应为 D．牺牲阳极法利用的是电解池原理 2．（2023-2024高二上·广东·期末）一种锌-二氧化碳可充电电池装置如下图所示。其中双极膜中水电离出的和在电场作用下可以向两极迁移，下列说法正确的是 A．放电时，纳米片发生氧化反应 B．放电时，外电路通过电子，理论上双极膜中水减少 C．充电时，阴极发生的电极反应为 D．放电和充电时的电势均是电极高于纳米片电极 3．（2023-2024高二上·山西大同·期末）利用电化学方法通过微生物电催化将有效地转化为，装置如图所示，下列说法正确的是 A．钛网电极应与电源的负极连接 B．石墨电极反应式为： C．利用高温条件可加快有效地转化为 D．当电路中转移-时，右侧电极室质量减少 4．（2023-2024高二上·河南郑州·期末）2023年我国首个兆瓦级铁铬液流电池储能项目在内蒙古成功运行。电池利用溶解在盐酸溶液中的铁、铬离子价态变化进行充放电，工作原理如下图。下列叙述正确的是 A．充电过程中阴极可能会产生 B．接输电网时，b电极的电势高于a C．放电时，电路中每通过0.1mol ，浓度降低0.1 D．充电时电池反应为： 5．（2023-2024高二上·北京通州·期末）如下图所示，利用N2H4、O2和KOH溶液制成燃料电池(总反应式为N2H4 + O2 = N2+2H2O)，模拟氯碱工业。下列说法正确的是 A．甲池中负极反应为N2H4 – 4e- = N2 + 4H+ B．乙池中出口G、H处气体分别为H2、Cl2 C．乙池中离子交换膜为阴离子交换膜 D．当甲池中消耗32 g N2H4时，乙池中理论上最多产生142g Cl2 6．（2023-2024高二上·山东临沂·期末）锌电池具有能量密度大、功率高等优点。一种新型锌电池的工作原理如图所示，在放电的同时得到较高浓度的溶液。下列说法错误的是 A．a膜是阴膜，b膜是阳膜 B．充电时，阳极区溶液pH减小 C．放电时，负极反应为 D．充电时，电路中每转移电子，阴极区溶液质量减少 7．（2023-2024高二上·河南洛阳·期末）双极膜(BP)可以在电场作用下，使水分子快速解离为和，并通过阴、阳离子膜进入溶液。用此工艺捕获烟道气中的过程如图所示，已知盐室中生成实现捕获。下列说法中正确的是 A．电路中每转移2mol电子，双极膜上共有2mol水发生解离 B．交换膜A、C均为阴离子交换膜 C．溶液中的X为 D．随着电解的进行，酸室中pH增大 8．（2023-2024高二上·福建三明·期末）某低成本储能电池原理如图所示。下列说法正确的是 A．充电时右侧溶液pH不变 B．充电时的总反应为 C．放电时电子由铅电极经质子交换膜移向多孔碳电极 D．放电时电路中每转移1mol电子，左侧溶液质量减少49g 9．（2023-2024高二上·内蒙古巴彦淖尔·期末）发蓝是处理钢铁零件表面的一种防腐蚀工艺，其原理是在钢铁表面生成一定厚度和强度的致密的氧化层(Fe3O4)，下列有关说法错误的是 A．该方法为金属表面覆盖保护层法 B．钢铁表面镀层破坏后，若接触食盐水会发生吸氧腐蚀 C．将钢铁连接在电源的正极也能得到保护 D．在钢铁表面镀铜也可以达到防腐蚀效果 10．（2023-2024高二上·黑龙江齐齐哈尔·期末）如下图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水的原理示意图（所用电极为惰性电极）。下列说法错误的是 A．阳极的电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+ B．从E口逸出的气体是H2 C．从B口加入含少量NaOH的水溶液以增强导电能力 D．标准状况下每生成22.4L，便产生2molNaOH 11．（2023-2024高二上·四川凉山·期末）有关电解原理应用的说法正确的是 A．在电解精炼铜中，电解质浓度保持不变 B．氯碱工业中用的是阴离子交换膜将两电解室隔开 C．在上电镀，应用作阳极，用溶液作电镀液 D．工业冶炼金属铝时，电解熔融态 12．（2023-2024高二上·青海西宁·期末）在电解饱和食盐水的过程中，当阴阳两极共收集到224mL气体(标准状况)时，理论上可得到氢氧化钠 A．0.4g B．0.8g C．0.01g D．0.02g 13．（2023-2024高二上·北京昌平·期末）铁制品镀铜的电镀装置如下图所示，下列说法中不正确的是 资料： A．铜片接电源的正极 B．电镀过程中向阳极移动 C．随铜单质析出电解质溶液中减小 D．加入氨水后可使铜缓慢析出，镀层更致密 14．（2023-2024高二上·湖南张家界·期末）某化学学习兴趣小组利用如图装置可制作简易的燃料电池，电极Ⅰ、电极Ⅱ均为石墨电极，下列说法错误的是 A．将Na2SO4溶液换成NaCl溶液也能制作成燃料电池 B．断开K1、闭合K2，一段时间后，电极Ⅰ附近溶液变红 C．实验开始时，若断开K2、闭合K1，电流计指针不发生偏转 D．电解一段时间后，断开K2、闭合K1，电极Ⅰ的反应式为： 15．（2023-2024高二上·北京朝阳·期末）已知：。下列说法不正确的是 A．电解溶液可将分解为和 B．生成放出的热量多于生成放出的热量 C．装置a不仅能产生与，而且能将二者反应的化学能转化为电能 D．每生成，转移电子的数目为 16．（2023-2024高二上·北京大兴·期末）研究发现，电催化和含氮物质(等)在常温常压下可合成尿素，有助于解决含氮废水污染问题。向一定浓度的溶液中通入CO2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为阳极 B．电极a的电极反应式： C．总反应为： D．当电路中通过时，右室溶液中增加 17．（2023-2024高二上·浙江丽水·期末）利用氢氧燃料电池，以Ni、Fe为电极电解NaOH溶液制备Na2FeO4的装置如图所示(已知：Na2FeO4在浓碱中稳定存在；固体电解质掺杂了K2CO3晶体)。下列说法不正确的是 A．电极a应通入O2和CO2 B．电极b的电极反应为： C．该离子交换膜为阳离子交换膜 D．固体电解质中每迁移，理论上可制得16.6g 18．（2023-2024高二上·重庆·期末）用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，实验装置如图①。电解过程中的实验数据如图②，横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积(标准状况)。则下列说法正确的是 A．电解过程中，b 电极表面先有红色物质析出，后有气泡产生 B．a电极上发生的反应方程式为：2H2O +2e-= 2OH-+ H2↑和 2H2O-4e-= 4H+ + O2↑ C．曲线0～P段表示H2和O2混合气体的体积变化，曲线 P～Q段表示O2的体积变化 D．从开始到Q点时收集到的混合气体的平均摩尔质量为17g•mol-1 19．（2023-2024高二上·重庆·期末）利用 CH4 燃料电池电解制备 Ca(H2PO4)2 并得到副产物 NaOH、H2、Cl2，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．A 膜和 C 膜均为阴离子交换膜，B 膜为阳离子交换膜 C．可用铁电极替换阴极的石墨电极 D．a 极上通入标况下 2.24 L 甲烷，理论上产品室可新增 0.4 mol Ca(H2PO4)2 20．（2023-2024高二上·北京昌平·期末）高铁酸钾固体呈紫色，能溶于水，微溶于浓溶液，具有强氧化性和优良的絮凝功能，是一种多功能净水剂，可通过电解装置制备，示意图如下图所示。 (1)石墨电极连接电源 (填“正”、“负”)极。 (2)铁电极的电极反应式为 。 (3)结合化学用语解释左室浓溶液产生的原因 。 (4)装置中若缺少阳离子交换膜，的生成浓度会 (填“降低”、“不变”或“增加”)，可能的原因是 。 ( 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09 电解池 金属的腐蚀与防护 内容概览 考点01 电解原理 考点02 电解原理的应用 考点03 金属的腐蚀与防护 考点01 电解原理 1．（2023-2024高二上·广东深圳·期末）利用太阳能驱动转化CO2有利于节能减排，解决能源短缺问题。如图为光电协同转化CO2的示意图，有关说法正确的是 A．半导体电极接电源正极 B．Pt电极产生22.4LO2，该装置可转化2molCO2 C．半导体电极反应：Cat+e-=Cat- D．装置工作时，电路中转移4mole-，Pt电极区溶液质量减少32g 【答案】C 【分析】Pt电极上水发生氧化反应生成氧气，氧元素化合价升高，Pt为阳极，半导体为阴极，阳极的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，阴极电极反应式为Cat+e-=Cat-； 【详解】A．根据Pt电极上水转化为氧气可知氧元素化合价升高，发生氧化反应，则Pt为阳极，半导体电极为阴极，阴极接电源负极，A错误； B．未指明标准状况下，无法计算22.4LO2物质的量，则无法确定转化CO2的量，B错误； C．半导体电极为阴极，由图可知，电极反应式为：Cat+e-=Cat-，C正确； D．电路中转移4mole-，Pt电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，Pt电极区溶液中逸出1mol氧气，还有4mol H+通过质子交换膜移至半导体电极区，溶液质量减少1mol×32g/mol+4mol×1g/mol=36g，D错误； 故选C。 2．（2023-2024高二上·河南洛阳·期末）用如图所示装置电解硫酸铜溶液，下列表述中错误的是 A．c极发生氧化反应 B．若两极均为惰性电极，d极电极反应式为： C．溶液中阳离子往d极移动 D．若c极电极材料为Cu，电解开始后，溶液中浓度持续减小 【答案】D 【分析】由电流的方向可知，a为电源的正极，b为电源的负极，则c为阳极，d为阴极，据此进行解答。 【详解】A．c极为电解池的阳极，发生氧化反应，故A正确； B．d为电解池阴极，发生还原反应，d极电极反应式为：Cu2++2e-═Cu，故B正确； C．电解池中阳离子往阴极移动，d为阴极，则溶液中阳离子往d极移动，故C正确； D．若c为Cu，则Cu失去电子变为铜离子，溶液中Cu2+浓度保持不变，故D错误； 答案选D。 3．（2023-2024高二上·河南洛阳·期末）利用活性石墨电极电解饱和食盐水，进行如图所示实验，M为直流电源。闭合，一段时间后b处出现了蓝色，下列说法正确的是 A．a处布条褪色，说明具有漂白性 B．c处应该使用浸有浓NaOH溶液的棉花 C．U形管右侧电势高于左侧电势 D．一段时间后断开，立刻闭合，电流表不发生偏转 【答案】B 【分析】根据图中装置，M为直流电源，闭合K1，形成电解池，电解饱和食盐水，根据题干信息，一段时间后b处出现了蓝色，说明产生了Cl2，Cl2将碘离子氧化为碘单质，因此左侧为阳极，阳极氯离子失去电子生成氯气，电极反应为：，右侧为阴极，阴极电极反应为：，总反应为：。 【详解】A．左侧生成氯气，氯气遇到水生成HClO，具有漂白性，则a处布条褪色，说明HClO具有漂白性，故A错误； B．c处应该使用浸有浓NaOH溶液的棉花，可以吸收产生的氯气，避免污染空气，故B正确； C．根据分析可知，U形管中左侧为阳极，右侧为阴极，阳极电势高于阴极电势，因此左侧电势高于右侧电势，故C错误； D．由于电解时，阳极产生了氯气，阴极产生了H2，因此断开K1，立刻闭合K2，此时构成氢氯燃料电池，产生电流，电流表发生偏转，故D错误； 故答案选B。 4．（2023-2024高二上·浙江宁波·期末）用惰性电极电解制备的实验装置如图，口导入溶液，口导入溶液，下列叙述正确的是 A．外加电源 极为负极 B．阴极区的电极反应式为 C．当电路中通过电子时，会有的从左区移到右区 D．浓溶液从口导出 【答案】D 【分析】用电化学法制备LiOH的实验装置如图，采用惰性电极，a口导入LiCl溶液，溶液中氯离子失电子发生反应：，故左电极为阳极；m为电源的正极；b口导入LiOH溶液，溶液中的氢离子得电子发生反应为：，右电极为阴极；锂离子通过离子交换膜移向阴极，和阴极区域附近氢氧根产生LiOH。 【详解】A．由分析可知外加电源 极为正极，故A错误； B．在阴极附近产生的是氢气，电极反应为：，故B错误； C．根据分析可知左区为阳极区，右区为阴极区。内电路中阳离子移向阴极，外电路中通过1 mol电子时，会有的从左区移到右区，故C错误； D．锂离子移向阴极，在阴极区域附近与OH-结合产生LiOH，LiOH浓溶液从d口导出，故D正确； 故选D。 5．（2023-2024高二上·江西吉安·期末）利用阳离子交换膜和过滤膜制备高纯度Cu的装置如图所示，下列叙述错误的是 A．电极A是粗铜，电极B是纯铜 B．电路中通过1 mol电子，溶解32 g粗铜 C．溶液中向电极A迁移 D．膜A是过滤膜，阻止阳极泥及杂质进入阴极区 【答案】B 【详解】A．精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，根据装置图可知，电极A为粗铜，电极B为纯铜，A正确； B．粗铜中含其他活泼金属杂质，也会失电子被溶解，当电路中通过1 mol电子时，溶解的粗铜质量不确定，B错误； C．根据电解原理，向阳极(电极A)移动，C正确； D．膜A为过滤膜，阻止阳极泥及杂质进入阴极区，膜B为阳离子交换膜，D正确； 答案选B。 6．（2023-2024高二上·山东聊城·期末）用石墨作电极，电解1 L0.2 mol/LNaCl溶液的装置如图，当电路中通过0.002 mol e-时，下列说法错误的是 A．b试管及对应烧杯盛放的是蒸馏水 B．滴有酚酞的NaCl溶液变为红色 C．a试管中的气体体积略大于b试管中的 D．A极的电极反应式仅为 【答案】A 【分析】对于电解池，与正极连接的B电极为阳极，阳极发生氧化反应；与电源负极连接的电极A为阴极，阴极发生还原反应。由于石墨电极为惰性电极，因此阳极是阴离子放电，阴极的阳离子放电，溶液中NaCl的物质的量为n(NaCl)=0.2 mol/L×1 L=0.2 mol，当电路中通过0.002 mol e-时，NaCl未反应完全，因此可结合离子放电顺序分析解答。 【详解】A．根据装置图可知：b试管一侧对应的电极为阳极。由于是石墨惰性电极，因此阳极上溶液中阴离子放电。离子的放电顺序：Cl-＞OH-，故B电极发生反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，由于Cl2能够与水发生可逆反应：Cl2+H2OHCl+HClO，为抑制Cl2在水中的溶解及反应，b试管及对应烧杯盛放的是饱和食盐水，而不能使蒸馏水，A错误； B．电解饱和食盐水，总反应方程式为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，因此电解一段时间后溶液显碱性，能够使酚酞试液变为红色，B正确； C．a试管连接的电极A与电源负极连接，作阴极，阴极发生还原反应，由于放电能力：H+＞Na+，因此A电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，a试管收集到H2，根据同一闭合回路中电子转移数目相等，可知A、B两极反应产生的气体的物质的量相等，但由于H2不溶于水，Cl2能够溶于水，并与水发生反应而消耗，故a试管中的气体体积略大于b试管中的气体体积，C正确； D．由于A电极连接电源负极，作阴极，所以阴极上水电离产生的H+得到电子，发生还原反应，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，D正确； 故合理选项是A。 7．（2023-2024高二上·河北保定·期末）基于水煤气转化反应，通过电化学装置制备纯氢的原理示意图如下。下列说法错误的是 A．为电源负极 B．阴极电极反应为： C．使用阴离子交换膜能使乙室中保持不变 D．该装置中氧化反应和还原反应分别在两极进行，利于制得高纯度氢气 【答案】C 【详解】A．甲电极发生还原反应为阴极，a为电源负极，A正确； B．甲电极为阴极，电极反应为：，B正确； C．阴极的电极反应式为：，阳极的电极反应方程式为：，若为阴离子交换膜，从甲池向乙池迁移，因此能减缓单位时间内乙室中c(OH-)的降低，甲池生成的速度小于乙池消耗的速度，故无法抵消，乙池c(OH-)减小，C错误； D．H2在阴极生成，CO2在阳极产生且在乙池被吸收变成，因此利于制得高纯度氢气，D正确； 故选择C选项。 考点02 电解原理的应用 8．（2023-2024高二上·山西太原·期末）利用电解法可将含有、、、等杂质的粗铜提纯。下列叙述正确的是 A．电解时以精铜作阳极 B．电解时阴极上发生的反应为 C．用溶液作电解质溶液，反应一段时间后浓度保持不变 D．电解后，可在电解槽阴极下方收集到少量、等金属 【答案】B 【详解】A．将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯时，以精铜作阴极，粗铜作阳极，A错误； B．电解时，溶液中的Cu2+在阴极上得电子，发生的反应为，B正确； C．电解时，阳极的其他金属杂质也会放电，故电解液中溶液浓度减小，C错误； D．电解时，阳极粗铜中的Fe、Zn、Cu失电子转化为金属阳离子，Ag、Pt不失电子，则电解后，电解槽阳极底部会形成含有少量Ag、Pt等金属的阳极泥，D错误； 故选B。 9．（2023-2024高二上·贵州六盘水·期末）连二亚硫酸钠广泛用作纺织、药品、造纸等工业的漂白剂，常用惰性电极电解亚硫酸氢钠的方法制备，原理及装置如图。下列说法正确的是 A．a电极为阴极，发生氧化反应 B．装置中离子交换膜为阴离子交换膜 C．b电极的电极反应式： D．电路中每通过电子，消耗的体积为 【答案】C 【分析】由图可知，与直流电源负极相连的a电极是电解池的阴极，酸性条件下，亚硫酸氢根离子在阴极得到电子发生还原反应生成连二亚硫酸根离子，电极反应式为：，与直流电源正极相连的b电极为阳极，二氧化硫在阳极失去电子发生氧化反应生成硫酸，电极反应式为：，H+通过质子交换膜由阳极区向阴极区移动。 【详解】A．由分析可知，a电极是电解池的阴极，发生还原反应，故A错误； B．由分析可知，装置中所用离子交换膜为质子交换膜，故B错误； C．由分析可知，b电极为阳极，电极反应式为：，故C正确； D．由分析可知，b电极为阳极，二氧化硫在阳极失去电子发生氧化反应生成硫酸，电极反应式为：，则标准状况下，电路中每转移1 mol电子，消耗二氧化硫的体积为1mol××22.4L/mol=11.2 L，但题干中没说明标准状况，不一定为11.2 L，故D错误； 故答案选C。 10．（2023-2024高二上·广东肇庆·期末）工业上用电解法精炼粗铅(主要杂质为Cu、Ag、Zn)的装置如下图。已知：为强酸，的电离方程式为。下列说法正确的是 A．Y极材料为粗铅 B．通电过程中，溶液中不变 C．通电时，向X极移动 D．阳极泥的成分包括Cu、Ag和Zn 【答案】A 【分析】电解法精炼粗铅，粗铅作为阳极，与外接直流电正极相连，放在Y极，X为阴极。 【详解】A．据分析，Y极为阳极，材料为粗铅，A项正确； B．Zn比Pb活泼，通电过程中由于Zn先放电，阴极上Pb2+先得电子，所以溶液中降低，B项错误； C．通电时，阴离子朝阳极移动，向Y极移动，C项错误； D．Zn会先放电，所以阳极泥的成分不包括Zn，D项错误； 故选A。 11．（2023-2024高二上·浙江台州·期末）用电解法处理酸性含铬废水(主要含有)时，以铁板作阴、阳极，处理过程中发生反应：，最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去。下列说法中不正确的是 A．电解过程中可能有Fe(OH)3沉淀生成 B．阴极电极反应为 C．电解过程中废水的pH变大 D．电路中每转移12 mol电子，最多有1 mol被还原 【答案】B 【分析】用电解法处理酸性含铬废水，以铁板作阴、阳极，在阳极发生反应：Fe-2e-=Fe2+，反应产生的Fe2+与溶液中发生反应：，Fe2+被氧化产生Fe3+，被还原为Cr3+，由于反应消耗大量H+，使溶液pH增大，Fe3+、Cr3+都转化为Fe(OH)3、Cr(OH)3沉淀而被分离除去，根据同一闭合回路中电子转移数目相等分析解答。 【详解】A．Fe为阳极，由于Fe是活性电极，会发生氧化反应：Fe-2e-=Fe2+，反应产生的Fe2+与溶液中又发生反应：，Fe2+被氧化产生Fe3+，被还原为Cr3+，由于反应消耗大量H+，使溶液pH增大，Fe3+、Cr3+都转化为Fe(OH)3、Cr(OH)3沉淀，故电解过程中可能有Fe(OH)3沉淀生成，A正确； B．电解时在阴极上是溶液中的H+得到电子被还原产生H2， 阴极电极反应式为2H++2e-=H2↑，B错误； C．阴极上的电极反应式为：2H++2e-=H2↑，氢离子在阴极被消耗，在反应中也消耗氢离子，所以反应过程中溶液中的氢离子浓度减小，溶液pH增大，C正确； D．电路中每转移12 mol电子，就会有6 mol Fe2+生成，根据反应可知：最多有1 mol 得到电子被还原，D正确； 故合理选项是B。 12．（2023-2024高二上·河南郑州·期末）我国科学家设计如下图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为。下列说法不正确的是 A．a电极反应式为 B．离子交换膜为阳离子交换膜 C．电解时海水中动能高的气态水分子可穿过PTFE膜 D．海水为电解池补水的速率为 【答案】B 【分析】由图可知，该装置为电解水制取氢气的装置，a电极与电源正极相连，为电解池的阳极，b电极与电源负极相连，为电解池的阴极，阴极反应为，阳极反应为，电池总反应为，据此解答。 【详解】A．a电极与电源的正极相连，故a电极为阳极，发生氧化反应，电极反应为，A正确； B．该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH浓度不变，阳极发生的电极反应为，为保持离子浓度不变，则阴极产生的离子要通过离子交换膜进入阳极室，即离子交换膜应为阴离子交换膜，B错误； C．电解时电解槽中不断有水被消耗，海水中的动能高的水可穿过PTFE膜，为电解池补水，C正确； D．由电解总反应可知，每生成1molH2要消耗1molH2O，生成H2的速率为，则补水的速率也应是，D正确； 故选B。 13．（2023-2024高二上·广东佛山·期末）应用电解法对煤进行脱硫处理的基本原理如图所示。转化为，与煤中的含硫物质发生反应：，下列说法错误的是 A．a为电源正极 B．阴极的电极反应式为： C．电解处理120g，电路中转移15电子 D．电解过程，混合溶液升高 【答案】D 【分析】该电解池中，Mn元素化合价从+3价降低至+2价，发生还原反应，则左侧石墨电极为阴极，阴极与外接电源的负极相连，Fe化合价从+2价升高至+3价，发生氧化反应，右侧石墨电极为阳极，与外接电源的正极相连，总电极反应式为：。 【详解】A．由分析可知，a为电源的正极，故A项正确； B．由分析可知，电解刚刚开始时，观察到阴极石墨棒上有无色气体产生：2H++2e-=H2↑，故B项正确； C．反应中，共转移15个电子，120gFeS2的物质的量为1mol，则电路中转移15mol电子，故C项正确； D．由分析可知，混合液中发生反应：，故电解过程中，混合溶液中H+的物质的量浓度将增大，混合溶液pH降低，故D项错误； 故本题选D。 14．（2023-2024高二上·湖南衡阳·期末）电解水制氢称为“绿氢”。我国科学家设计如图所示绿氢制备装置，图a中离子交换膜不允许通过。 下列叙述错误的是 A．图a和b装置电解产物完全相同 B．电解一段时间后，图a阳极区浓度不变 C．图a装置采用阴离子交换膜 D．图b阳极反应式为 【答案】B 【分析】上述装置实质是电解水，分别在碱性条件下和酸性条件下进行，故电解产物都是氧气和氢气； 【详解】A．上述装置实质是电解水，故电解产物都是氧气和氢气，A项正确； B．在图a阳极区添加了，阳极反应式为，消耗，但阴极区的会迁移至阳极区，故物质的量不变，但生成了水，溶液变稀，浓度下降，B项错误； C．根据图a知，阴极区的会迁移至阳极区，采用阴离子交换膜，C项正确； D．图b阳极上水参与反应，阳极反应式为，D项正确； 答案选B。 15．（2023-2024高二上·天津河西·期末）以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是 A．粗铜接电源的负极 B．溶液中Cu2+向阳极移动 C．阴极反应式为Cu2++2e-=Cu D．在阳极可回收Al、Ag、Pt、Au 【答案】C 【分析】以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，粗铜与电源正极相连作阳极，电极反应为：Cu-2e-=Cu2+、Al-3e-=Al3+，纯铜与电源负极相连作阴极，电极反应为：Cu2++2e-=Cu，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，粗铜接电源的正极作阳极，A错误； B．由分析可知，电解池中溶液中阳离子由阳极移向阴极，故溶液中Cu2+向阴极移动，B错误； C．由分析可知，阴极反应式为Cu2++2e-=Cu，C正确； D．由分析可知，阳极，电极反应为：Cu-2e-=Cu2+、Al-3e-=Al3+，故在阳极泥中可回收Ag、Pt、Au，但没有Al，D错误； 故答案为：C。 16．（2023-2024高二上·广东中山·期末）已二腈[]是制造尼龙的原料。采用电有机合成法，用丙烯腈电合成己二腈，总反应式为：，工作原理如图。下列说法错误的是 A．离子交换膜为阳离子交换膜 B．石墨电极的电势比石墨电极的电势高 C．阳极发生电极反应： D．一段时间后，与工作前相比，阴极室的增大 【答案】D 【分析】石墨电极a上生成，石墨电极b上产生氧气，判断石墨电极a为阴极，石墨电极b为阳极。阴极的电极方程式为2CH2=CHCN+2H++2e-=NC(CH2)4CN，阳极的电极方程式为2H2O-4e-=4H++O2↑。 【详解】A．b极生成H+，a极消耗H+，因此离子交换膜为阳离子交换膜，使H+通过，A正确； B．石墨电极a为阴极，石墨电极b为阳极，石墨电极的电势比石墨电极的电势高，B正确； C．阳极上发生氧化反应生成O2，阳极发生电极反应：，C正确； D．阴极室消耗的氢离子与从阳极室通过交换膜转移的氢离子数目相同，氢离子浓度不变，阴极室的不变，D错误； 答案选D。 考点03 金属的腐蚀与防护 17．（2023-2024高二上·广西桂林·期末）下列与电化学腐蚀或防护无关的是 A．在船体上镶嵌锌块 B．铜线和铝线不能直接对接 C．固定铜板的铁螺丝易生锈 D．纯银器长时间露置在空气中变黑 【答案】D 【详解】A．船体上镶嵌锌块，锌比铁活泼，更容易被腐蚀而失去电子，同时船体一直浸泡在水中，形成了原电池，属于电化学防护，故A项不符合题意； B．铜、铝、潮湿的空气构成原电池，属于电化学腐蚀，故B项不符合题意； C．铁、铜、潮湿的空气构成原电池，属于电化学腐蚀，故C项不符合题意； D．‌纯银器长时间露置在空气中变黑是由于银与空气中的氧气发生氧化反应，导致银器表面形成一层氧化膜，使其变黑，故D项符合题意； 故本题选D。 18．（2023-2024高二上·广东深圳·期末）金属腐蚀会破坏机器设备、桥梁建筑等，下列做法不能有效防止金属腐蚀的是 A．把海底钢闸门连接电源的正极以使其不被腐蚀 B．把铬、镍等金属加入普通钢中制成不锈钢餐具 C．利用黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿 D．采用表面渗镀的方式在金属表面形成稳定钝化膜 【答案】A 【详解】A．作电解池阴极的金属才能被保护，阴极是连接电池负极的一极，则水中的钢闸门应该连接电源的负极，才属于外加电流的阴极保护法，故A符合题意； B．不锈钢是合金，合金改变了金属的结构，把铬、镍等金属加入到普通钢中制成不锈钢能保护铁不被腐蚀，故B不符合题意； C．黄铜是锌和铜的合金，锌比铜的化学性质活泼，与铜相比它更易与空气中的氧气反应，而阻碍了铜在空气中的缓慢氧化，所以黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿，故C不符合题意； D．在金属表面形成稳定钝化膜可阻碍金属与空气的氧气等物质反应，能有效防止金属腐蚀，D不符合题意； 故选A。 19．（2023-2024高二上·安徽黄山·期末）化学小组研究金属的电化学腐蚀，实验如下： 序号 实验I 实验Ⅱ 实验 下列说法错误的是 A．实验Ⅰ中铁钉周边出现蓝色，铜片周边略显红色 B．实验Ⅱ中铁钉周边出现红色，锌片周边未见明显变化 C．实验I、Ⅱ均发生吸氧腐蚀，正极的电极反应式为：O2+4H++4e−=2H2O D．对比实验I、Ⅱ可知，生活中镀锌铁板比镀铜铁板在镀层破损后更耐腐蚀 【答案】C 【分析】实验I中，铁更活泼，发生吸氧腐蚀，铁为负极，失电子，生成亚铁离子，铜为正极，发生电极反应为O2+2H2O+4e−=4OH-；实验Ⅱ中，Zn更活泼，做负极，失电子，生成锌离子，从而保护了铁不被腐蚀，铁做正极，电极反应式和实验I中铜电极相同。 【详解】A．实验I中，铁更活泼，为负极，失电子生成亚铁离子，遇K3[Fe(CN)6]溶液显蓝色，铜做正极，电极反应为O2+2H2O+4e−=4OH-，酚酞遇碱变红，A正确； B．实验Ⅱ中，铁做正极，电极反应为O2+2H2O+4e−=4OH-，酚酞遇碱变红，而锌为负极，失电子生成锌离子，无明显现象，B正确； C．实验I发生吸氧腐蚀，实验Ⅱ铁被保护，正极的电极反应式为：O2+2H2O+4e−=4OH-，C错误； D．对比实验I、Ⅱ可知，镀铜铁板在镀层破损后铁为负极，更易被腐蚀，D正确； 本题选C。 20．（2023-2024高二上·福建三明·期末）近年来，我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀。下列说法错误的是 A．断电时，加锌环的铁帽常发生析氢腐蚀 B．若将锌环换成铜环，断电时，铁帽将被腐蚀 C．通电时，湿润的绝缘子液面为离子迁移的通路 D．通电时，锌环做阳极，发生氧化反应 【答案】A 【详解】A．断电时锌作负极，铁作正极，常发生吸氧腐蚀，只有在强酸性环境下才会发生析氢腐蚀，故A错误； B．若将锌环换成铜环，断电时，断电时铁作负极，铜作正极，铁帽将被腐蚀故，故B正确； C．通电时，湿润的绝缘子液面为离子迁移的通路构成闭合回路，故C正确； D．通电时，锌环连接电源正极，锌为阳极，阳极发生氧化反应，故D正确； 故选：A。 1．（2023-2024高二上·四川凉山·期末）下列关于金属的腐蚀与防护说法正确的是 A．无论化学腐蚀还是电化学腐蚀，金属的腐蚀都是金属失电子被氧化的过程 B．铜在酸性条件也可以发生析氢腐蚀 C．铁的电化学腐蚀的负极反应为 D．牺牲阳极法利用的是电解池原理 【答案】A 【详解】A．化学腐蚀和电化学腐蚀，实质都是金属失电子被氧化的过程，A正确； B．铜的活泼性比H弱，所以在酸性溶液中不发生析氢腐蚀，B错误； C．铁的电化学腐蚀的负极反应为Fe−2e−=Fe2+，C错误； D．牺牲阳极法利用的是原电池原理，被保护金属作正极，D错误； 故选A。 2．（2023-2024高二上·广东·期末）一种锌-二氧化碳可充电电池装置如下图所示。其中双极膜中水电离出的和在电场作用下可以向两极迁移，下列说法正确的是 A．放电时，纳米片发生氧化反应 B．放电时，外电路通过电子，理论上双极膜中水减少 C．充电时，阴极发生的电极反应为 D．放电和充电时的电势均是电极高于纳米片电极 【答案】C 【分析】由图可知，放电时为原电池，Zn为负极发生失电子的氧化反应 ，纳米片为正极，发生还原反应，CO2发生得电子的还原反应转化为C2H5OH，H2O电离出的H+和OH-分别由双极膜移向正极、负极；充电时为电解池，原电池正负极分别与电源正负极相接，阴阳极反应与原电池负正极反应相反，据此分析作答。 【详解】A．放电时为原电池，Zn为负极发生失电子的氧化反应，纳米片为正极，发生还原反应，故A错误； B．当外电路通过0.2mol电子时，理论上有0.2molH+和0.2molOH-分别向正极和负极移向，即有0.2mol水参与电离，双极膜中水减少3.6g，故B错误； C．充电时，Zn为阴极，四羟基合锌离子得电子生成锌和氢氧根离子，电极反应为，故C正确； D．放电时正极电势大于负极，充电时阳极电势大于阴极，则放电和充电时的电势均是Zn电极低于纳米片电极，故D错误； 故选C。 3．（2023-2024高二上·山西大同·期末）利用电化学方法通过微生物电催化将有效地转化为，装置如图所示，下列说法正确的是 A．钛网电极应与电源的负极连接 B．石墨电极反应式为： C．利用高温条件可加快有效地转化为 D．当电路中转移-时，右侧电极室质量减少 【答案】D 【详解】A．根据物质元素价态的变化，得知石墨电极为阴极，与电源负极连接，钛网电极与电源正极连接，故A项错误； B．草酸是弱酸，书写电极反应式时不能拆，则电极反应式为：，故B项错误； C．微生物在高温条件下失去活性，不利于有效地转化为，故C项错误； D．当电路中转移时，产生，质量为，同时有由右侧向左侧迁移，则右侧共减少，故D项正确； 故答案为D。 4．（2023-2024高二上·河南郑州·期末）2023年我国首个兆瓦级铁铬液流电池储能项目在内蒙古成功运行。电池利用溶解在盐酸溶液中的铁、铬离子价态变化进行充放电，工作原理如下图。下列叙述正确的是 A．充电过程中阴极可能会产生 B．接输电网时，b电极的电势高于a C．放电时，电路中每通过0.1mol ，浓度降低0.1 D．充电时电池反应为： 【答案】A 【分析】该装置能作原电池和电解池；由图可知，充电时，左侧亚铁离子失去电子发生氧化反应生成铁离子，a为阳极；右侧三价铬得到电子发生还原反应生成二价铬，右侧为阴极；放电时该装置为原电池，据此回答。 【详解】A．阴极在充电过程中，氢离子可能得到电子发生还原生成，A正确； B．由分析可知，a为正极，则接输电网时，a极的电极电势高于b，B错误； C．放电时，电路中每通过0.1mol ，浓度降低0.1，但因体积未知，不确定铁离子浓度，C错误； D．由图知，充电时阳极电极反应式为，阴极的电极反应式为，则充电时电池反应为：，D错误； 故选A。 5．（2023-2024高二上·北京通州·期末）如下图所示，利用N2H4、O2和KOH溶液制成燃料电池(总反应式为N2H4 + O2 = N2+2H2O)，模拟氯碱工业。下列说法正确的是 A．甲池中负极反应为N2H4 – 4e- = N2 + 4H+ B．乙池中出口G、H处气体分别为H2、Cl2 C．乙池中离子交换膜为阴离子交换膜 D．当甲池中消耗32 g N2H4时，乙池中理论上最多产生142g Cl2 【答案】D 【分析】甲池为燃料电池，通入肼的电极为负极，通入氧气的电极为正极，负极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，正极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，乙池为电解池，与负极相连的右侧电极为阴极，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，与正极相连的左侧电极为阳极，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，据此分析解答。 【详解】A．甲池中为原电池反应，对应的电极反应式是：正极O2+4e-+2H2O=4OH-，负极N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，故A错误； B．乙池为电解池，与负极相连的右侧电极为阴极，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，与正极相连的左侧电极为阳极，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，故乙池中出口G、H处气体分别为Cl2、H2，故B错误； C．乙池发生的是电解池反应，阴极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，溶液中的钠离子通过阳离子交换膜移向阴极，由F出口得到氢氧化钠溶液，故乙池中离子交换膜为阳离子交换膜，故C错误； D．负极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，当甲池中消耗32g即=1molN2H4时，转移4mol电子，阳极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，产生2molCl2，故乙池中理论上最多产生2mol×71g/mol=142gCl2，故D正确； 答案选D。 6．（2023-2024高二上·山东临沂·期末）锌电池具有能量密度大、功率高等优点。一种新型锌电池的工作原理如图所示，在放电的同时得到较高浓度的溶液。下列说法错误的是 A．a膜是阴膜，b膜是阳膜 B．充电时，阳极区溶液pH减小 C．放电时，负极反应为 D．充电时，电路中每转移电子，阴极区溶液质量减少 【答案】D 【分析】由图可知，MnO2转化为Mn2+，得电子，为正极，其电极反应式为MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O，Zn转化为[Zn(OH)4]2-，失电子，为负极，其电极反应式为。 【详解】A．由装置工作一段时间后溶液得浓度增大可知，a膜为能使通过的阴离子交换膜，b膜为能使K+通过的阳离子交换膜，A正确； B．充电时，阳极的电极反应式为Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+，生成氢离子，酸性增强，pH减小，B正确； C．据分析可知，放电时，负极反应为，C正确； D．充电时，阴极的电极反应式为，电路中每转移电子，会有0.4molK+通过b膜转移至阴极区，同时有0.2molZn生成，则阴极区溶液质量会增加，D错误； 故选D。 7．（2023-2024高二上·河南洛阳·期末）双极膜(BP)可以在电场作用下，使水分子快速解离为和，并通过阴、阳离子膜进入溶液。用此工艺捕获烟道气中的过程如图所示，已知盐室中生成实现捕获。下列说法中正确的是 A．电路中每转移2mol电子，双极膜上共有2mol水发生解离 B．交换膜A、C均为阴离子交换膜 C．溶液中的X为 D．随着电解的进行，酸室中pH增大 【答案】B 【分析】由图可知，左边电极连接电源负极，为阴极，左侧双极膜上H+向左移动进入阴极室得电子生成H2，OH-进入碱室与CO2反应生成，透过离子交换膜A进入盐室生成CaCO3；右侧电极为阳极，右侧双极膜上OH-进入阳极室，H+进入酸室，Cl-透过离子交换膜C进入酸室形成盐酸，以此分析解答。 【详解】A．电路中每转移2mol电子，双极膜上水分子快速解离为2molOH-和2molH+，有两个双极膜，则共有4mol水发生解离，故A错误； B．盐室生成CaCO3，就需要穿过交换膜A，则交换膜A为阴离子交换膜，Cl-透过离子交换膜C进入酸室形成盐酸，则C均为阴离子交换膜，故B正确； C．碱室是CO2转化为，应由双极膜产生OH-不断补充，保持碱的浓度，X应为OH-，故C错误； D．右侧电极为阳极，右侧双极膜上OH-进入阳极室，H+进入酸室，Cl-透过离子交换膜C进入酸室形成盐酸，则随着电解的进行，酸室中pH减小，故D错误； 答案选B。 8．（2023-2024高二上·福建三明·期末）某低成本储能电池原理如图所示。下列说法正确的是 A．充电时右侧溶液pH不变 B．充电时的总反应为 C．放电时电子由铅电极经质子交换膜移向多孔碳电极 D．放电时电路中每转移1mol电子，左侧溶液质量减少49g 【答案】D 【分析】该储能电池放电时，Pb/PbSO4为负极，Pb失电子结合硫酸根离子生成PbSO4，则多孔碳电极为正极，正极上Fe3＋得电子转化为Fe2＋；充电时，多孔碳电极为阳极，Fe2＋失电子生成Fe3＋，Pb/PbSO4电极为阴极，PbSO4得电子生成Pb和硫酸； 【详解】A．充电时多孔电极为阳极，发生反应，同时溶液中的氢离子移向阴极即左侧区域导致右侧溶液氢离子浓度减小，pH增大，A错误； B．充电时，总反应为，B错误； C．放电时，多孔碳电极为正极，Pb/PbSO4为负极，电子由铅电极经导线移向多孔碳电极，C错误； D．放电时，Pb/PbSO4为负极，发生反应，电路中每转移1mol电子，左侧溶液中有0.5mol生成，同时1molH+通过质子交换膜移向右侧，导致左侧溶液质量减少， D正确； 故答案选D。 9．（2023-2024高二上·内蒙古巴彦淖尔·期末）发蓝是处理钢铁零件表面的一种防腐蚀工艺，其原理是在钢铁表面生成一定厚度和强度的致密的氧化层(Fe3O4)，下列有关说法错误的是 A．该方法为金属表面覆盖保护层法 B．钢铁表面镀层破坏后，若接触食盐水会发生吸氧腐蚀 C．将钢铁连接在电源的正极也能得到保护 D．在钢铁表面镀铜也可以达到防腐蚀效果 【答案】C 【详解】A．由题意可知，该防腐蚀工艺为在钢铁表面生成一定厚度和强度的致密的氧化层的金属表面覆盖保护层法，故A正确； B．钢铁表面镀层破坏后，接触食盐水时，铁和碳在食盐水中构成原电池，钢铁会发生吸氧腐蚀，故B正确； C．将钢铁连接在电源的负极时，钢铁也能得到保护，故C错误； D．在钢铁表面镀铜也能隔绝钢铁与空气中水蒸气和氧气的接触，避免形成原电池被腐蚀，也可以达到防腐蚀效果，故D正确； 故选C。 10．（2023-2024高二上·黑龙江齐齐哈尔·期末）如下图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水的原理示意图（所用电极为惰性电极）。下列说法错误的是 A．阳极的电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+ B．从E口逸出的气体是H2 C．从B口加入含少量NaOH的水溶液以增强导电能力 D．标准状况下每生成22.4L，便产生2molNaOH 【答案】A 【分析】根据钠离子移动方向知，右边是阴极，左边是阳极，阴极上氢离子放电生成氢气，发生2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阳极上氯离子放电生成氯气，电极反应式为2Cl─-2e-=Cl2↑，电解时，阳极生成氯气，消耗NaCl,则应在阳极补充NaCl,阴极生成OH-，且Na+向阴极移动，则产品烧碱溶液从阴极区导出，据此分析解题。 【详解】A．阳极发生：2Cl─-2e-=Cl2↑，故A错误； B．Na+向阴极移动，阴极上氢离子放电生成氢气，从E口逸出的气体是H2，故B正确； C．阴极生成OH-，且Na+向阴极移动，则产品烧碱溶液从D口导出，为增强导电性，则从B口加入稀NaOH的水溶液，故C正确； D．电池反应式为2NaCl+2H2O=Cl2↑+H2↑+2NaOH，标准状况下每生成22.4L Cl2，生成1mol氯气时，同时产生2molNaOH，故D正确； 故选：A。 11．（2023-2024高二上·四川凉山·期末）有关电解原理应用的说法正确的是 A．在电解精炼铜中，电解质浓度保持不变 B．氯碱工业中用的是阴离子交换膜将两电解室隔开 C．在上电镀，应用作阳极，用溶液作电镀液 D．工业冶炼金属铝时，电解熔融态 【答案】C 【详解】A．电解精炼铜的，粗铜做阳极为活性电极，不断溶解Fe、Zn、Cu等活泼金属放电溶解，阴极阳离子放电生成铜单质，溶液中铜离子浓度减小，故A错误； B．在电解饱和NaCl溶液中，电解池中的阴极上氢离子得电子产生H2，所以水电离出的氢氧根离子在阴极附近产生，阳极氯离子放电生成氯气，Na+通过阳离子交换膜，从阳极区到阴极区，故B错误； C．电镀时，镀层作阳极、镀件作阴极，电解质中金属元素与阳极材料相同，故在Fe件上电镀一层锌时，Fe件作阴极、锌作阳极、可溶性锌盐作电解质溶液，故C正确； D．熔融状态下氯化铝不能电离出离子，不能电解氯化铝制备铝，应是电解熔融氧化铝制备铝，故D错误； 故选：C。 12．（2023-2024高二上·青海西宁·期末）在电解饱和食盐水的过程中，当阴阳两极共收集到224mL气体(标准状况)时，理论上可得到氢氧化钠 A．0.4g B．0.8g C．0.01g D．0.02g 【答案】A 【详解】n(气体)0.01mol，由2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑可知，氢气、氯气的物质的量均为0.005mol，生成NaOH的质量为0.005mol×2×40g/mol=0.4g，故选：A。 13．（2023-2024高二上·北京昌平·期末）铁制品镀铜的电镀装置如下图所示，下列说法中不正确的是 资料： A．铜片接电源的正极 B．电镀过程中向阳极移动 C．随铜单质析出电解质溶液中减小 D．加入氨水后可使铜缓慢析出，镀层更致密 【答案】C 【分析】该图为电解装置，电解时，与外加电源正极相连的为阳极，发生氧化反应，与外接电源负极相连的为阴极，得电子发生还原反应。 【详解】A．铜片做阳极被腐蚀，连接电源正极，故A正确； B．电镀过程中，阴离子往阳极移动，即向阳极移动，故B正确； C．铜片做阳极，失去电子生成Cu2+，阴极上铜离子得电子生成Cu，阳极减小质量等于阴极增加的质量，电解质溶液中c(Cu2+)不变，故C错误； D．加入氨水后可发生反应Cu2++4NH3⇌[Cu(NH3)4]2+，使铜缓慢析出，镀层更致密，故D正确； 故选C。 14．（2023-2024高二上·湖南张家界·期末）某化学学习兴趣小组利用如图装置可制作简易的燃料电池，电极Ⅰ、电极Ⅱ均为石墨电极，下列说法错误的是 A．将Na2SO4溶液换成NaCl溶液也能制作成燃料电池 B．断开K1、闭合K2，一段时间后，电极Ⅰ附近溶液变红 C．实验开始时，若断开K2、闭合K1，电流计指针不发生偏转 D．电解一段时间后，断开K2、闭合K1，电极Ⅰ的反应式为： 【答案】B 【分析】根据题干装置图和需制作简易的燃料电池的要求可知，首先需断开K1，闭合开关K2，此时电极I为阳极，电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，电极Ⅱ为阴极，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，然后断开K2，闭合K1，此时装置变为氢氧燃料电池，电极I为正极，电极反应为：O2+4H++4e-=2H2O，电极Ⅱ为负极，电极反应为：H2-2e-=2H+，据此分析解题。 【详解】A．若将Na2SO4溶液换成NaCl溶液，则阳极上产生Cl2、阴极上产生H2，故也能制作成H2和Cl2的燃料电池，A正确； B．由分析可知，K1、闭合K2，此时电极I为阳极，电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，电极Ⅱ为阴极，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故一段时间后，电极Ⅱ附近溶液变红，B错误； C．实验开始时，若断开、闭合，此时两石墨电极上还未产生H2和O2，故不能形成燃料电池，故电流计指针不发生偏转，C正确； D．由分析可知，电解一段时间后，断开、闭合，电极Ⅰ的反应式为O2+4H++4e-=2H2O，D正确； 答案选B。 15．（2023-2024高二上·北京朝阳·期末）已知：。下列说法不正确的是 A．电解溶液可将分解为和 B．生成放出的热量多于生成放出的热量 C．装置a不仅能产生与，而且能将二者反应的化学能转化为电能 D．每生成，转移电子的数目为 【答案】B 【详解】A．是含氧酸的强酸强碱盐，电解溶液相当于电解水，A正确； B．气态水比液态水的能量高，生成放出的热量少于生成放出的热量，B错误； C．装置a中，打开k2闭合k1，是电解池，产生与，打开k1闭合k2是氢氧燃料电池，能将二者反应的化学能转化为电能，C正确； D．每生成，H从0价到+1价，中由1molH，转移1mol电子，转移电子的数目为，D正确； 答案选B。 16．（2023-2024高二上·北京大兴·期末）研究发现，电催化和含氮物质(等)在常温常压下可合成尿素，有助于解决含氮废水污染问题。向一定浓度的溶液中通入CO2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为阳极 B．电极a的电极反应式： C．总反应为： D．当电路中通过时，右室溶液中增加 【答案】D 【分析】根据图示，b电极发生反应2H2O-4e-=O2+4H+，b是阳极；电极a的电极反应式：，a是阴极。 【详解】A．根据图示，水在b电极失电子发生氧化反应生成氧气，电极b为阳极，故A正确； B．根据图示，二氧化碳、硝酸根离子在a电极得电子发生还原反应生成尿素，a是阴极，电极a的电极反应式：，故B正确； C．阴极反应为，阳极反应为2H2O-4e-=O2+4H+，根据得失电子守恒，总反应为，故C正确； D．当电路中通过时，右室溶液中生成，同时又有通过质子交换膜从右室移入左室，故D错误； 选D。 17．（2023-2024高二上·浙江丽水·期末）利用氢氧燃料电池，以Ni、Fe为电极电解NaOH溶液制备Na2FeO4的装置如图所示(已知：Na2FeO4在浓碱中稳定存在；固体电解质掺杂了K2CO3晶体)。下列说法不正确的是 A．电极a应通入O2和CO2 B．电极b的电极反应为： C．该离子交换膜为阳离子交换膜 D．固体电解质中每迁移，理论上可制得16.6g 【答案】C 【分析】装置图中，左侧装置为氢氧燃料电池，右侧装置为电解池。氢氧燃料电池中，固体电解质掺杂了K2CO3晶体，负极反应式为，正极反应式为；电解池中，Fe电极(阳极)反应式为： ，Ni电极(阴极)反应式为：。从图中箭头可知，电极c产生的H2流入电极b中，所以电极c为Ni电极(阴极)，电极b为负极；电极a为正极，电极d为Fe电极(阳极)。 【详解】A．由分析可知，电极a为正极，通入O2和CO2发生反应，电极反应式为，A正确； B．电极b为负极，电极反应式为，B正确； C．电解池中，Fe电极(阳极)反应式为： ，Ni电极(阴极)反应式为：，阳极需要消耗OH-，阴极不断生成OH-，在浓碱中稳定存在，为提高Na2FeO4的产率，应使用阴离子交换膜，C错误； D．理论上，固体电解质中每迁移，电路中转移电子的物质的量为0.6mol，可以制得，质量为，D正确； 故选C。 18．（2023-2024高二上·重庆·期末）用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，实验装置如图①。电解过程中的实验数据如图②，横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积(标准状况)。则下列说法正确的是 A．电解过程中，b 电极表面先有红色物质析出，后有气泡产生 B．a电极上发生的反应方程式为：2H2O +2e-= 2OH-+ H2↑和 2H2O-4e-= 4H+ + O2↑ C．曲线0～P段表示H2和O2混合气体的体积变化，曲线 P～Q段表示O2的体积变化 D．从开始到Q点时收集到的混合气体的平均摩尔质量为17g•mol-1 【答案】D 【分析】如图装置，电流从正极流向负极，可以得到， b电极为阳极失电子，发生氧化反应，a 电极为阴极得电子，发生还原反应，惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，阳极始终是生成氧气，阴极先是铜离子生成铜，然后是溶液中的氢离子生成氢气。 【详解】A．根据分析可知，b电极为阳极，阳极始终是生成氧气，A错误； B．a 电极为阴极，先是铜离子生成铜，然后是溶液中的氢离子生成氢气，离子方程式为：，，B错误； C．根据分析，曲线0～P段表示O2的体积变化，曲线 P～Q段表示H2和O2混合气体体积的变化，C错误； D．根据图②中P点收集到的是氧气体积为1.12L，对应物质的量为0.05mol，Q点收集到的是氢气和和氧气的混合气，总体积为3.36L，对应混合气体的物质的量为0.15mol，曲线 P～Q段表示H2和O2混合气体物质的量之比为2:1；故曲线0～Q段其中氧气和氢气都是0.1mol，则混合气的平均摩尔质量为（2＋32）g/mol÷2＝17g/mol，D正确； 故选D。 19．（2023-2024高二上·重庆·期末）利用 CH4 燃料电池电解制备 Ca(H2PO4)2 并得到副产物 NaOH、H2、Cl2，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．A 膜和 C 膜均为阴离子交换膜，B 膜为阳离子交换膜 C．可用铁电极替换阴极的石墨电极 D．a 极上通入标况下 2.24 L 甲烷，理论上产品室可新增 0.4 mol Ca(H2PO4)2 【答案】B 【分析】CH4 燃料电池：甲烷被氧化生成CO2，则a极为负极，b极为正极；电解池：阳极室Cl-被氧化生成Cl2，阴极室H2O被还原生成H2和OH-，据此解答。 【详解】A．a极为负极，甲烷被氧化生成CO2，可传导离子为O2-，则a 极反应：CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O，A正确； B．阳极室阴离子放电，钙离子穿过A膜进入到产品室，则A膜为阳离子交换膜；原料室中钠离子穿过C膜进入到阴极室，则C膜为阳离子交换膜；磷酸二氢根穿过B膜进入到产品室，则B膜为阴离子交换膜，所以A膜和C膜均为阳离子交换膜，B膜为阴离子交换膜，B错误； C．铁电极替换阴极的石墨电极时，铁不参与反应，阴极室仍是H2O被还原生成H2和OH-，则可用铁电极替换阴极的石墨电极，C正确； D．a 极上通入标况下2.24 L 甲烷，根据a极反应：CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O，通过的电子的物质的量为，根据电解池阳极反应式：，有0.8molCl-被氧化生成Cl2，则有0.4mol钙离子移向产品室生成Ca(H2PO4)2，则理论上产品室可新增0.4molCa(H2PO4)2，D正确； 故选B。 20．（2023-2024高二上·北京昌平·期末）高铁酸钾固体呈紫色，能溶于水，微溶于浓溶液，具有强氧化性和优良的絮凝功能，是一种多功能净水剂，可通过电解装置制备，示意图如下图所示。 (1)石墨电极连接电源 (填“正”、“负”)极。 (2)铁电极的电极反应式为 。 (3)结合化学用语解释左室浓溶液产生的原因 。 (4)装置中若缺少阳离子交换膜，的生成浓度会 (填“降低”、“不变”或“增加”)，可能的原因是 。 【答案】(1)负极 (2) (3)阴极发生反应增大，通过阳离子交换膜到达左侧，增大，从而得到溶液 (4) 降低 可能会在阴极区放电从而浓度降低(或迁移到阳极区放电影响铁放电转化为) 【分析】铁电极为阳极，电极反应式为，石墨为阴极，电极反应式为； 【详解】（1）由图可知制取高铁酸盐，铁电极是阳极应该接电源的正极，则石墨接电源的负极； （2）铁电极上铁失电子转化为，电解质是KOH溶液，平衡电荷用到OH-离子，则该电的电极反应式为； （3）石墨电极是阴极，阴极上水提供的氢离子放电产生氢气和OH-离子，阴极发生反应2H2O+2e-=H2↑+2OH-，c(OH-)增大，K+ 通过阳离子交换膜到达左侧，c(K+)增大，从而得到KOH溶液； （4）装置中若缺少阳离子交换膜，K2FeO4的生成浓度会降低，因为可能会在阴极区放电或OH-迁移到阳极区放电，影响铁放电转化为从而使浓度降低。 ( 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 $$