(17)电解池 金属的腐蚀与防护-【衡水金卷·先享题】2025年高考化学一轮复习周测卷（河北专版）

高三：一轮复习40分钟州测卷/化学 ,LFPW)的品胞结传知情1所常。其中)围绕Fe和P分别形成正八面体和四面体。电泡充放 电时，LiFePO脱出或联人1形成结构如图2所示，下列说法正确的是 (十七)电解池金属的腐蚀与防护 (考试时间40分钟，满分100分 可他用到的相对原子疑量：H1C12)16Na23Mg24A127135,5知6A 一，透择题：本题共10小题，每小题5分，共60分。在每小题输出的四个透项中，只有一顷特合题 日要求。 1,以熔磁盐为电解线，以含C山，g和S等船合会碳料为目段进行电解，实现A1的再生。下列说 A.每个1，)品腹中，i个数为1一 达正确的是 B.图2中x=0.1B75 A.所极爱生的反应为Mg一2心—Mg ,图2中w(Fe)1nFe1=3113 B阴极上A!被氧化 D有FP转亿为1山，FPW)时，每转移电子1一r)nd,成人4(1一)nl1 C,在电解情底第产生含C山的用极泥 6,科州原生物电亿学处理有桃废水，同时可铁化海水并我得假威。现以溶液便拟海水，梁川 少.用极和初极的质量变化相等 惰性电极，用如图所示装置处理有机虚术（以含有机酸C日，日溶液为例），在直流电场作用 2科研工作者用全留化电段实观了常祖，常压暴件下合成氨，其工作原理如图质后。下列说徒情 下，双级做的水解离成H和H。下判说法正确的是 误的是 AN人和1CF5<,的主要作用均为增雀溶瓷绿电性 A.膜为胡离子交挨霸：，装为阳南子交换裂 我交晚煦适合话择质千交挽髓 B,产品室生成的物质为盐酸 C,工作时，两极区溶液的浓度均保持不查 C当阴极声生22.41气体时，理论上可除去模拟岸本中11,7g口 ),理论上反家消花的N:与情性电极生成的气体的物烦的量之比为2： D阳极反成式为CHX日+2H)千8e一20，·+BH 3,南开大学李国军纤究团队以复化藏(C,N)作为L)可充电电池的光电极，极大提升了电法的 7,堂的电化学风硫是曲的露在电解物阳极爱生的电化学氧化反应，将煤巾餐肤矿FS】爱有航做 能量效率，为空气电法的发规规供了研究新思路，其工作原理如围所承，下列说法错误的是 化物氧化戒可溶于水的含硫化合物而近到净煤日的。细图所示是一种脱魏机理，则下列说法正 确的是 A,充电时，光电极作用慢 已短，l为电极，2为黄铁矿，3为MS0,H:S0混合溶液，4为末反应的黄铁矿，5为电解 我做电转，向负极移动 产品+ C,废电池不可用1C的本溶液作电解面溶液 AM加'充当了电解风硫过程的假化剂 D放电时，正极反度式为0十e十1一10，)十e十一i B.电极看成与电源负极相逢 4.二氧化转的再利用是实现温室气体减推的重要套径之一，在解H)中利用电熊化可将C为 C脱维过程巾存在的离子反应为8H,0+FeS十l5Ma+一F2+16H+2S年+15Mm 同时转化为多种燃料，其原理如阁所居，下列说达正确的是 D阴极发生的反应，20+2e一4日+0· A,周子交换膜为板子交挽粮 &篮化还氟二氧化碳是解决温室效应及能源问思的原要于段之一，中国科学家设计出如图所示装 一段时闻后，闲报区溶流质量会减罗 置实现CO,与轮化，在反应为C0,+Na电cD-N0.下列出正睛的是 二Cu电慢上的电级反应式为H,0一4e为++4H D,若们促只生成015mlC0和0,3sH)H,则电路中转移 电子的物板的量为0,50 化举第1直六4虞引 街水金林·先厚做·高三一轮想习卧分钟周署韩十七 化学第2岗（共4南 区北专技 将精透置削矿粉短人电解精阳极区，恒座搅，使矿粉溶解。在肌极区通入氧气，并加入少量 很化刑 引。一段时间后，抽意极区溶浪，向其中粮人有机翠取剂（民日）发生反成： 2RH(有机相)+C(水相)一RC(有机相)十2H(衣相 分离出有帆相，向其中人一定浓度的硫酸，楚得以测生， 。电解硫酸铜席线制得金属铜。 ()黄制矿粉加人用极区与砖酸及原酸铁主妻发生以下反成： A.太阳使电泡的正极为A极 CuFeS+4H-Cu Fe+2HS 我该装置工作时，面子道过交换覆由电极1移问电极川 2Fe+H52Fe+5,52H C二很化电极1的电根反应：C)一2e+H一()+H0 ①阳极区成酸铁的丰餐作用是 山，黄装置不仅还原心山，还产生了具有经济附加值的次刻截盐 ©电解过程中，用极区下”的成度某本保特不变，幕因是 5,用压强传渴深究生铁在H=2和H=4的带酸溶线中发生陶佳的装置及得到的图像加明所 (2)刷极区，电极上开的时有大量气泡产生，后有周体析出，一皮时阿后同体济解。写出上述现 示。分新周像，以下结龙惜误的是 象对成的反应式： 丝屋特见推 (3)若在实验室进行布深，分离有机相和本相的丰数实颗仪器是 们人有机学取到的口的是 9 (4)步程目，向有机相中加人一定浓度的恩酸，C矿得以再生的原理是 (5)岁璧N,若电解200ml.0,5m/L的C以)溶液，生成铜3,2g,此时溶液中离子滚度由大 具室餐转一宝子—一定用的称帽信铺 4时迪形熙申气 H4对推起载专气 到小的照序是 (忽路电解钱后常液体积的麦化)。 A.溶派H2时，生铁主要发生析氯嘴健 1名，(19分)221年我国制氢量位国世雾第一，煤的气化是一种重要的制氢途径。间答下列间题： 孔在酸性溶液中生铁不可能爱生吸氧将模 1)一种便除和利用水煤气中C心，的方法知图所不示 C析氨篱幢和吸氧（佳的建率不同 净化气 D,用日一2的所雅殖实验，压翼先增大后减小 甲 《月 0硝飘是重要的有机在收中间体，可采用或计阿接电氧化”法合或，电解精中水溶液的主要境 分及反成过程如图所示。下列说法错误的是 D某温度下，限收塔中K:C)方溶清吸收一定量的后，美)C)一12，属该溶活 的pH= (该周度下H,的K=4.5×10",Nu=5,0X10"1. 四再生塔中产生(，的离子方程式为 入情性电服2为用极 利用电化学原厘，将C)电雁化还家为：山，闭顾反应式为 线反成角后W(W(数量不变 C消毛1mal氧气.可得列2l第解 2)可利用太阳能光伏电德电解水封高纯氯，工作示意周如阳所示，通过拉制开关连接K或 D.外电路通过2ol电子，可得到1m水 K:,可交替得到H:和 开帽 姓名 分数 二，非选相觅：本题其2小题，其40分。 11.《21分)以黄票矿精旷为原料，制取威酸啊及金国铜的工艺如下， 1.将黄明精矿（主要成分为CuF5,含有少量Ca0,Mg0.AL))粉 ①制H转，连按 。产生H的电极反应式是 ,采用如图所示转置进行电化学浸出实险 改变开关连接方式，可得( ①培合①和中电极3的电极反虎式，说明电极3的作用： 阳商子交 化举第3贞青共4直) 倒水金南·先率置·喜三一邦直习0分的圈测华十七 化学第4岗【共4成) 河北专型高三一轮复习河北专版 ·化学· 高三一轮复习40分钟周测卷/化学（十七） 9 品题要素一览表 注： 1.能力要求： I.知识获取能力Ⅱ，实践操作能力Ⅲ，思维认知能力 2.核心素养： ①宏观辨识与微观探析②变化观念与平衡思想 ③证据推理与模型认知①科学探究与创新意识 ⑤科学态度与社会责任 分 知识点 能力要求 核心素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) I ① ② ③ 档次 系数 1 选择题 6 电解制铝 易 0.96 2 选择题 6 电解合成氢 易 0.83 3 选择题 6 空气电池 难 0.53 4 选择题 6 二氧化碳再利用 中 0.75 选择题 6 电池充放电与晶胞计算 易 0.87 6 选择题 6 电解法处理有机废水，海水淡化 中 0.64 7 选择题 电解脱硫 中 0.68 选择题 二氧化碳利用 难 0.56 9 选择题 6 探究金属腐蚀 难 0.43 10 选择题 6 电化学合成 难 0.51 11 非选择题 21 电解法制铜 中 0.66 12 非选择题 电化学脱除和利用水煤气中CO:,电 19 难 0.53 化学制氢 香考管案及解析 一、选择题 失电子生成Mg+,A项错误：A在阳极上被氧化生 1,C【解析】根据电解原理可知，电解池中阳极发生失 成A+,B项错误：阳极材料中Cu和Si不参与氧化 电子的氧化反应，阴极发生得电子的还原反应，该题 反应，在电解槽底部可形成阳极泥，C项正确：因为阳 中以熔融盐为电解液，含Cu,Mg和Si等铝合金废料 极除了铝参与电子转移，镁也参与了电子转移，且还 为阳极进行电解，通过控制一定的条件，从而可使阳 会形成阳极泥，而阴极只有铝离子得电子生成铝单 极区Mg和AI发生失电子的氧化反应，分别生成 质，根据电子转移数守恒及元素守恒可知，阳极与阴 Mg+和AI+,Cu和Si不参与反应，阴极区A1+得电 极的质量变化不相等，D项错误。 子生成A单质，从而实现A1的再生，据此分析解答。2.C 【解析】根据图像可知，金催化电极上，N:十6 阴极应该发生得电子的还原反应，实际上Mg在阳极 十6CHOH一2NH十6CHO发生还原反应，为 ·65. ·化学· 参考答案及解析 电解池的阴极，惰性电极为阳极，发生反应为2H(。 1mol,D项错误 -4eO,↑十4H+。Na,S),和LiCF,SO为电 5.B【解析】Li原子位于Li-,FePO,品胞的8个顶 解质溶液，没有发生反应，主要作用均为增强溶液导 点，3个侧面和3条棱，故品胞中L个数=8×名十 电性，A项正确：阳极区有H生成，阴极区有NH 和CHO生成，选用质子交换膜，H通过质子交换 3×之+3×=坚个，A项错误：对比图1和图2的 膜进人阴极区，根据结合质子能力：CH,O>NH, 品胞结构可发现Li-,FePO,比LiFePO,少了面心的 H与CHO结合生成CHOH,不影响合成氨，故 一个Li和一个棱上的Li,LiFePO,品胞为 交换膜可以选择质子交换膜，B项正确：惰性电极为 阳极，发生反应：2H:O一4eO:↑十4H中，故阳 i,Fe.P.Ou1i-,FaO,比L.iFePO,少i=X1 极消耗了水，溶液浓度增大，产生的H广转移至阴极 与CHO结合生成CH,OH,故阴极区溶液浓度不 +1×子=0.75，则Li-,F0.品胞为 变，所以两极区溶液的浓度均保持不变的说法错误， C项错误：金催化电极上，N十6e十6CHOH nFeP0,所以1-=35=0.1875，B项正 确：设Fe+,Fe+数目分别为x、y,则x十y=1,根据 2NH,十6CHO,惰性电极为阳极，发生反应为 化学式中正负化合价绝对值相等，则1一0.1875+2x 2HO一4e一(O↑十4H,根据得失电子守恒，当 +3y=4×2-5,解出x=0.8125,y=0,1875,则 电路中转移12mol电子时，消耗2molN2,生成3mol O,消耗的N2与惰性电极生成的气体的物质的量之 m(Fe+):n(Fe+)=x:y=0.8125:0.1875=13:3,C 比为23，D项正确。 项错误：FePO,转化为Li-,FePO,电极反应式为 FePO,十(1-x)e十(1-x)Li一Li-,FePO,每 3,B【解析】由右图可知，充电时，光电极上L。O中 氧元素化合价升高，发生氧化反应，作阳极，A项正 转移电子(1一x)mol,嵌人(1一x)mol Li,D项 确：由原电池原理可知，放电时，阳离子向正极移动， 错误。 L向正极移动，B项错误：Li是非常活泼金属，与水 6.B【解析】由图可知，阳极上CH COOH失去电子 反应，不可用LCO,的水溶液作电解质溶液，C项正 生成CO2,阴极上氢离子得电子生成氢气，该电解池 确，由左图可知，放电时，负极电极反应：Li一e 是利用微生物电化学处理有机废水，同时可淡化海水 Li,正极电极反应：O2十e十Li一1iO2,liO十 并获得酸碱，则氢离子通过双极膜进入产品室，氯离 e十L计一LiO,D项正确。 子通过膜b进人产品室，则膜b为阴离子交换膜，产 4,A【解析】该装置为电解池，P为阳极，铜电极为阴 品室生成的物质为盐酸：膜a为阳离子交换膜，钠离 极，阳极生的氢离子透过离子交换膜进入阴极，故 子从此进入阴极，得到产品氢氧化钠，据此分析作答。 离子交换膜为质子交换膜，A项正确：氢离子迁移进 由分析可知，膜n为阳离子交换膜，膜b为阴离子交 人阴极区，发生的电极反应式为2H+十CO,+2© 换膜，A项错误，氢离子通过双极膜进人产品室，氯离 -C0+HO、2H+CO+2e—HCOOH、 子通过膜b进入产品室，产品室生成的物质为盐酸，B 12H++2C0+12eC:H,+4H:0,8H+CO 项正确：阴极产生22.4L气体未说明状态，无法通过 +8e一CH,+2HO,根据电极反应式，二氧化碳 气体摩尔体积计算，C项错误；阳极上CH,COOH失 和氢离子的质量大于生成的气体CO,CH,、C:H,的 去电子生成CO,,阳极反应式为CH:COOH+8OH 总质量，一段时间后，阴极区溶液质量会增加，B项错 一8e”—2CO,↑十6H,O,D项错误。 误；Cu电极为阴极，电极反应式有：2H+CO:十2e 7.C【解析】电解初期，电极a发生Mn一e一 -CO+H:O,2H+CO+2e-HCOOH, Mn+,电解后期Mn+又还原，Mn+充当了电解脱硫 12H++2CO2+12e-C,H,+4HO,8H++CO 过程的中问产物，A项错误；电极a发生Mn一e 十8e一CH:十2HO,C项错误：二氧化碳生成CO 一M+,是电解池的阳极，应与电源的正极相连，B 和HCOOH时，碳元素化合价均由十4价降低为十2 项错误：脱硫过程中Mn+将FeS氧化成Fe+和 价，阴极只生成0.15molC0和0.35 mol HCOOH, S(O,存在的离子反应为8HO十FeS:十15Mm+ 则电路中转移电子的物质的量为(0.15十0.35)×2= —Fe+十16H+十2SO十15Mn+,C项正确：不符 ·66· 高三一轮复习河北专版 ·化学· 合电荷守恒，D项错误。 极区，电极上开始时有大量气泡产生生成氢气，后有 8.D【解析】电极I是二氧化碳变为一氧化碳，化合价 红色固体析出生成铜，一段时间后红色固体溶解生 降低，是阴极，则太阳能电池的负极为A极，A项错 成铜离子，加人有机萃取剂萃取富集铜，分离出有机 误：该装置工作时，电极「为阴极，电极Ⅱ为阳极，质 相后，向其中加入一定浓度的硫酸，使C+得以 子通过交换膜由电极Ⅱ移向电极【，B项错误；根据 再生 A选项分析电极「为阴极，得到电子，因此催化电极 (1)①HS有毒，对环境有污染，因此硫酸铁的作用 L的电极反应：CO+2e+2H+一CO+H:O,C项 是吸收硫化氢气体，防止环境污染。 错误：根据电池总反应为CO,十NaC1道电C0十 ②阳极区Fe+的浓度基本保持不变，说明消耗Fe NaCIO,说明该装置不仅还原CO,还产生了具有经 的同时，又发生反应Fe+一e一Fe+,不断产 济附加值的次氯酸盐，D项正确。 生Fe+。 9.B【解析】由压强变化图像可知pH=2时，压强增 (2)根据电解原理以及题中信息可知，有气泡产生， 大，说明生成氢气，发生析氢腐蚀，同理H=4时，压 发生反应2H+十2e一H↑，有周体产生，发生反 强减小，说明消耗氧气，发生吸氧腐蚀，两溶液中负极 应Cu+十2e—Cu,周体消失，发生反应2Cu+O: 反应均为Fe一2e一Fe+,A,D项正确，B项错误： +2H:S04=2CuS0.十2H20。 由两幅图的斜案可知，消耗氧气的速率比生成氢气的 (3)有机相和水相互不相溶，分离时采用分液方法， 速率快，所以吸氧腐蚀的速率大于析氢腐蚀的速率， 使用分液漏斗：金属矿中金属含量低，一般先采用富 C项正确。 集，因此有机萃取的日的是富集Cu+,分离C+与 10.D【解析】惰性电极2，Br被氧化为Br,惰性电极 其它金属阳离子。 2为阳极，A项正确：WO/WO循环反应，反应 (4)2RH(有机相)十C+(水相)一RCu(有机相) 前后WO/WO数量不变，B项正确：总反应为 十2H(水相)，加入硫酸，增加H浓度，促使平衡 氧气把三丁基-N羟基胺氧化为硝酮，1mol 向逆反应方向移动，C+进入水相得以再生。 二丁基-N羟基胶失去2molH原子生成1mol硝 (5)200ml.0.5mol·L.的CuSO,溶液中n(Cu) 酮，氧气最终生成水，根据氧原子守恒，消耗1mol =200×101×0.5mol=0.1mol,电解一段时间后 氧气，可得到2mol硝酮，C项正确；外电路通过 产生铜单质3.2g,根据方程式2CuS0,十2H,0电 1mol电子，消耗0.5molO:,总反应为氧气与二丁 2Cu十(02◆十2HS(),溶液中剩余0.05mol 基-N羟基胺反应生成硝酮和HO,根据氧原子守 CuS(),,生成硫酸的物质的量为0,05mol,因水也发 恒，可得到1mol水.D项错误。 生电离产生H和OH,Cu发生水解，因此离子 二、非选择题 浓度大小顺序是：c(H+)>c(S())>c(Cu+) 11.(21分) >c(OH-). (1)①吸收硫化氢气体，防止环境污染(3分) 12.(19分) ②阳极区消耗Fe+的同时，又发生反应Fe+一e (1)①10(2分) 一Fe+,不断产生Fe+(3分) (2)2H+2e—H:↑，Cu2++2e—Cu,2Cu+ ②2HC0△C0.↑+C0+H,0(3分) ),+2HS0.-2CuS0.+2H0(3分) ③2CO2+12e+12H一CH+4HO、AgC1+ (3)分液漏斗(2分)富集Cu+,分离Cu与其它 e-Ag+C1(6分) 金属阳离子(3分) (2)①K,(2分)2H.0+2e-H:↑+20H (4)增大H浓度，使平衡“2RH(有机相)+Cu(水 (3分) 相)一R,Cu(有机相)+2H(水相)"逆向移动， ③连接K或K:时，电极3分别作为阳极材料和阴 Cu+进入水相得以再生(3分) 极材料，并且Ni(OOH和Ni(OH):相互转化提供电 (5)c(H)>c(S0)>c(C+)>c(OH)(4分) 子转移(3分) 【解析】将精选黄铜矿粉加入电解槽的阳极区，恒速 【解析】(1)①某温度下，吸收塔中KCO,溶液吸收 搅拌，使矿粉溶解，生成的铜离子进入阴极区，在阴 一定量的C0O后，c(CO月)c(HC0,)=12,由K ·67✉ ·化学· 参考答案及解析 =cCO).cH可知，c(H)=cHC02× 2CO2十12e+12H+—CH.+4H0,AgC1+e e(HCO) c(C片) —Ag十CI。 K,=2×5.0×104mol·L-1=1.0× (2)①电极生成H时，根据电极放电规律可知H 10-omol·L-,则该溶液的pH=10。 得到电子变为氢气，因而电极须连接负极，因而制 ②再生塔中KHC(),受热分解生成K,CO,,HO和 H时，连接K,该电池在碱性溶液中，由HO提供 C0,该反应的离子方程式为2HC0△CO,4+ H,电极反应式为2H,(O+2e—H↑+2OH。 CO+H2O。 ③电极3上NiOOH和Ni(OH):相互转化，当连接 ③利用电化学原理，将CO:电催化还原为CH,阴 K时，Ni(OH):失去电子变为Ni(OOH,当连接K 极上发生还原反应，阳极上水放电生成氧气和H, 时，NiOOH得到电子变为Ni(OH):,因而作用是连 H通过质子交换膜迁移到阴极区参与反应生成乙 接K,或K时，电极3分别作为阳极材料和阴极材 烯，铂电极和Ag/AgC1电极均为阴极，在电解过程 料，并且Ni(OOH和Ni(OH),相互转化提供电子 中AgCI可以转化为Ag,则阴极的电极反应式为 转移。 ·68