专题9 考点3 电解原理与应用及金属的腐蚀与防护 -【高考密码】备战2025年高考化学2020-2024五年真题分类汇编

详解答案 与消耗0，的质量比值为2≈2.22，C正确：由电子守恒 据电荷守位，双极蕊中有2个OH一向阳极迁移，即阳极区 c(OH)减小，A正确：由题给信息知，阴极总反应物为 可知，消耗3.9gK,即电路中通过0.1mol电子，由铅酸 HC,O、NHOH,总产物为H3N+CH2COOH,电极反应 蓄电池克电时总反应2PhSO4+2HO一Pb+PbO2+ 2HS0,可知，n(H2O)=(e)=0.1mol,即消耗1.8g 式为H2CO,+NH2OH+6e+7日+一H3N CH-COOH+3HO,每生成1moH3N+CH2COOH,电 的水，D错误。 17.C放电过程中，阳离子(K+)移向正极，A错误：放电过 路中通过6mole,双极膜中需有6 mol H2O解离出 程中碳元素转化为CO号-将消耗OH一，而NH,转化为 6molH十向阴极迁移，B错误：双极膜中H2()解离出的 Ng不需要消耗KOH,B错误：质量相同的三种燃料转移 H+向阴极移动，国此H2C,O4在阴极Pb电极上转化为 电子数之比为是：最：品所以(CH,2NNH,-O,然 OHCC))H的反应为HC.O+2H++2e -OHCCOOH 十HO,D正确 料电池的理论放电量最大，C正确：由得失电子守恒可知 5.D由图可知，孩装置为电解水制取氢气的装置，：电极与 u(N2H:)=n(O2)=1mol.由于生成了N2和H2O,所以 电源正极相连，为电解池的阳极，b电极与电源负极相连· 标准铁况下V(N:)=22.4L.D错误 为电解池的阴极，阴枝反应为2H)十2一H:↑十 考点3电解原理与应用及金属的腐蚀与防护 20H.阳极反应为4OH一4e-一O2↑+2H2O,电池 题组 1,D发蓝处理是将钢在空气中加热或直接浸在浓氧化性溶 感反应为2H,0通电2H,个+0，↑，据此解签。 液中，使其表面产生极薄的氧化物膜的材林保护技术，故 b电极为阴极，发生还原反应，电极反应为2H2(O十2e A不符合题意：阳极氧化是使阳极材料表面形成一层氧化 一H2↑+2OH,枚A正确：该装置工作时阳核无C1 膜的过程，B不符合题意：表面渗被是向金属中渗入一种或 生成且KOH浓度不变，阳极发生的电极反应为4OH 儿种元素以在表面形成一层扩散合金层，C不特合题意 4eO,↑+2HO.为保持OH-离子求度不变，则阴极 喷涂油漆是利用油漆隔绝空气中的水蒸气和氧气，不形成 产生的OH一离子要通过商子交换膜进入阳极室，即离子 表面钝化膜，D待合题意。 交换膜应为阴离子交换摸，故B正确：电解时电解槽中不 2.C绽锌铁皮在氨水中发生电化学腐，时，锌为负极，电极 断有水被消托，海水中的动能高的水可穿过PTFE膜，为 反应式为Zn十4NHg-2e -[Zn(NHa)4]+,NH3为 电解池补水，故C正确：由电解总反应可知，每生成1m0 负极反应的反应物，因此氨水的求度越大，负极反应的速 H2要消耗1molH2O,生成H2的速率为xmal·h1,则 率越大，即腐蚀趋势越大，A正确：铁为正极，在碱性溶液 补水的递率也应是xmol·h1,故D错误：答案选D。 中，电极反应式为2H,0+2e一H,4+20H,国此随 6.D由图可知，左侧电极产生氧气，则左侧电极为阳极，电 着反应的进行，c(OH)增大，即溶流的pH变大，B正确， 极为正极，右侧电极为们极，b电极为负极，该装置的总 C错误：根据电极反应式，每生成1molH2,转移2mol电 反应产生氧气和氢气·相当于电解水，以此解题。由分析 子，负极消耗1 mol Zn,标准状况下224mLH2的物质的 可知，a为正极，b电极为负极，附a端电势高于b端电势 量是0.010mol.国此消耗0.010 mol Zn,D正确 A错误，右侧电极上产生氢气的电极方程式为：2H十 3.A要点图解：b极上HCH)在碱性溶液中被氧化为 2e一H2↑，尉理论上转移2mole生成2gHz,B错 HC()),则b校为阳极，该电池工作原理如下： 误：由图可知，滨装置的总反应为电解海水的装置，随着电 负极也御正极 解的进行，海水的浓度增大，但是其H基本不变，C错误： 棕性电极及催化剂 由图可知，阳极上的电极反应为：C厂十H20一2e 阴橡 阳极 HCIO)+H,D正确：故迭D。 KOH液 KO液 7.C由图可知，该装置为电解池，与直流电源正规相连的 1(),一Ti电极为电解池的阳视，水在阳极失去电子发生氧 OH 化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2)一4e ()2·十4H干，铜电极为闲极，酸性条件下二氧化碳在阴极 阴离子交换膜 得到电子发生还原反应生成乙筛、乙醇等，电极反应式为 总反应 2HCHO+20H- 电解2H,↑+2HC00 2C02+12H++12e—C2H,+4H20,2C()2+12H++ 12e 一(C2HOH十3H(),电解池工作时，氢离子通过质 2HCHO-2e+40H -=H,+2HC)0) 子交摸膜由阳极室进入朝极室。析氢反应为还原反应，应 阳极 +2H) 在阴极发生，即在朝电极上发生，故A错误：离子交换膜为 质子交换膜，只允许氢离子通过，C厂不能通过，故B错误： 阴校 2H0+2e-H2◆+20H 由分析可知，铜电极为阴极，酸性条件下二氧化破在阴极 解析：传统电解水制氨的反应为2H,0电解2H,+十0，+， 得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，电极反应式有 2C02+12H++12e- C2H4+4H2O,故C正确：水在 每转移2mol电子生成1molH2,根据要点图解，题图电解 阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氨离子，电极反应 装置每转移2mol电子生成2molH2,相同电量下H2理 式为2H0一4e—02◆+4HF,每转移1mol电子，生 论产量是传统电解水的2倍，A错误：阴极反应为水得电 成0.25oOh,在标况下体积为5.6L,故D错溪，答案选C 子生成H和OH,B正确：电解时，阴离子向阳极移动， 8.C充电时光照，光催化电极产生电子和空穴，照动阴极反 所以OH一道过阴离子交换膜向b规方向移动，C正确：根 据题中所给部分反应机理，每I mol HCH)被氧化为1mol 应(I.计十e—,i)和阳极反应(1.iO,十2h+一21.i++ O2),则充电时总反应为Li()2 一2Li十0，结合图示，充 HC(O0)厂转移1mol电子，同时生成0.5molH2,D正确。 电时金属1i电极为阴极，光催化电极为阳极：则放电时金 4.B根据题干信息可知，C山电极所在的阳极区先后发生反 1电极为负极，光催化电极为正极：据此作答。光照时， 应：HCHO+OH-HOCH2O-、HOCH2O-+OH 光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应和阳极反应对 一[OH0]2-+H20.[0CH,0]2--e- -HCOO 电池进行充电，结合阴极反应和阳极反应，充电时电池的 +H·,H·可转化为H2,则阳极总反应式为2HCHO+ 总反应为1i2O2 一2Li十O2,A正确：充电时光照，光催化 4OH--2e-2HCO0+H2↑+2H2O,C正确：根据 电极产生电子和空穴，阴极反应与电子有关，阳极反应与 阳极总反应可知，每消耗4个OH,电路中通过2，根 空穴有关，故充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，B 145 五年高考真题分类集训 化学 正确：放电时，金属1i电极为负极，光催化电极为正极， Mn(Ⅱ)对反应起催化作用，13min后反应速率会增大，B L+从负极穿过离子交换膜向正极迁移，C错误：放电时总 项错误：由图像可知，M(Ⅱ)的浓度为0后才开始生成 反应为2Li+02Li2O2,正极反应为O2+2Li+2e Mn(Ⅱ)，该条件下Mn(Ⅱ)和Mn(I)不能大量共存，C项 一LiO2,D正确：答案选C。 正确：H2C2O为弱酸，在离子方程式中应以化学式保留， 9C由电解示意图可知，电极B上Mn2+转化为了Mn(),, 总反应为2MnO+5HCO1+6H+=2Mm2++10C0,↑ 锰元素化合价升高，失电子，则电极B为阳极·电极A为阴 十8HO,D项错误：答案选C 极，得电予，发生还原反应，A正确：由电解示意图可知，电 3.D观察图像可知，在无催化剂条件下反应仍能进行，催化 极B上Mn2十失电子转化为了Mn)2,电极反应式为： 剂只能改变反应速率、A错误：催化剂【条件下反应速率 2H.O十Mn+-2e--MnO2+4H+,B正确：电极A为 快于催化剂Ⅱ，催化剂I条件下反应的活化能更低，B错误： 阴极，IiMn2O得电子，电极反应式为：2 LiMn2O4十6e 规察图像可知，在催化剂I条件下，2mim时生成4mol· 十16H十一21i计+4Mn2++8H2O,依据得失电子守恒， L1Y,则消耗X为2ml·L,1,因此曲线a表示催化剂 I条件下X的浓度随时问的变化，C错误：由图可知催化 电解池总反应为：2LiMn2O1十4H- -2Li++Mn2++ 3Mn(O2十2H(),反应生成了Mn2+,Mn+浓度增大.C错 剂【条件下，2min时X的浓度变化为(4一2)mol·L1= 2mol·L一1，反应逸率为1mol·11·min1,D正确：故 误：电解池总反应为：21.iMn20十4H+ -2I.i++Mn2 选D。 十3Mn)2十2H2O,电解结桌后，可通过调节溶液pH将锯 离子转化为沉淀除去，然后再加入碳酸的溶液，从而获得 4,BC容器内发生的反应为A(g)十2B(g)=3C(g),该反 应是气体分子数不变的可逆反应，所以在恒温恒客条件 碳酸锂，D正确：答案选C。 10.C分析可知充电时电极胜发生还原反应，电极为阴 下，气体的压强始终保持不变，别容器内压强不变，不能灵 明反应达到平衡状态，A错误：根据图像变化曲线可知， 极，则电极b为阳极，电极反应式为2CI一2e C12 放电时电极a为负极，电极b为正极，据此解答。充电时 t2一t3过程中，2时正瞬间不变，平街过程中不断增大，则 电极b为阳极，A错误：氯化钠溶液为中性，放电时，电极 说明反应向逆反应方向移动，且不是“突变”图像，属于“渐 变”过程，所以排除温度与催化剂等影响因素，改变的条件 t的反应式为Nas Ti2(PO)a一2e -NaTi2(P())3十 为：向客器中加入C,B正确：1g一13时间段，改变条件使正 2Na,电板b的反应式为Cl十2e 一2C1一，不涉及 反应速率逐渐增大，平衡向递反应方向移动，达到新的平 H十，OH效电，溶液DH不变，B错溪：由放电时的电极 街状态后，生成A的量增大，惑的物质的量不变，所以A的 反应式可知，氯化纳溶液浓度增大，C正响：根据电子守 体积分数华增大，即A的体积分数9：g(Ⅱ)>(I),C正 位有C12一2Na+,每生成1mol氯气，电极a的质量理论 确：平衡常数K与温度有关，因该反应在恒温条件下避行， 上增加46g,D错误 所以K保持不变，D错误。故选BC 11.C电解时铝合金废料为阳极，纯铝为朋极，熔融盐为电 5.A由图像可知，前30min,M浓度减少0.2mol·L.1, 解液，电解时阴极的反应式为A3++3e 一AI,A错 Z浓度增加0.125mol·L.-1,故反应1中消耗M的浓度 误：朋极上铝元素被还原，B错误：CU、S的还原性小于 为0.075ol·L1,由速率公式算得，Y的平均反应递率 铝，电解时不在阳极放电，沉在阳极的底部，作为阳极泥 为0.0025mol·l.-I·min1,A错误：Y和Z分别是两个 C正确：电解时相极还有Mg失去电子，阴极只有铝元素 反应的生成物，由题意，其浓度之比就是这两个反应的速 破还原，两极的质童变化不相等，D错误：故选C, 12.D挺明铁片没有被胤蚀即证明溶液中没有亚铁离子生 率之比，由速率表达式代入计算，凹= ,由于速率常数是 成。加入硝酸银产生白色沉淀，只能证明有氯离子存在 k2 A不符合题意：加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现，只能证 常数，故二者浓度之比也是常数，保持不变，B正确：如果反 明没有单质碘生成，B不符合题意：加入硫氰化钾溶液无 应进行到底，即M消托掉05mol·L1,再由题干两个 红色出现，只能证明没有铁离子生成，C不符合题意：加 入铁氛化钾溶液无蓝色沉淀生成，说明溶液中没有亚铁 30min时的特殊点，计算得的=复，由B项分折知二者造 离子，因为亚铁离子与铁氰化钾能够生成蓝色沉淀，D符 率之比即浓度之比，Y和Z浓度之比为3：5，反应进行到 合题意：故选D 底时，有日的M转化为乙，即62.5%的M转化为Z,C正 专题十化学反应速率和化学平衡 确：由前面计算可知反应1比反应2慢，即反应1的活化能 考点1化学反应速率及其影响因素 题组 更大，D正确 6.D6001200s,NzO5的变化量为(0.96-0.66)mol· 1.C由题图可知，实验①中，0一2小时内SO的浓度由 L一1=0.3mol·L1,在此时间段内N02的变化量为其2 5.0×105mol·L1减小到1.0×10-mol·11,所以 倍，即0.6mol·1.-1,因此，生成NO2的平均速率为 平均反应递率 (SeO） 0.6mol·L, 5.0×10-5mol·L-1-1.0×10-5mol·L-1 =1.0×10-3mol·L1·s-1,A说法不正 =2.0× 600￥ 2h 确：由表中数据可知，反应2220$时，N20)方的变化量为 10-5mol·L1·h-1,A错误：实验③水样初始pH为8. (1.40-0.35)mol·L.-1=1,05mol·L-1,其物质的量的 星碱性，反应的离子方程式中，反应物不应有H+,B错误： 变化量为1.05mol·1.1×0.1I.=0.105mol,02的变化 对比实验①和实验②可知，当其他条件相同时，适当增 纳来铁质量可加快反应速率，C正确：pH过低，酸性太强 量是其号，即0.0525m0l,国此，放出的0在标准状况下 会消耗纳米铁，从而减弱S()的去徐效果，D铅误 的体积为0,0525mol×22.4L/mol=1.176L,B说法不 2.C开始一段时间（大约13min前）随着时间的推移 正确：反应达到平衡时，正反应速率等于逆反应速率，用不 Mn(I)浓度减小直至为0，Mn(Ⅲ)浓度增大直至达到最 问物质表示该反应的速率时，其数值之比等于化学计量数 大值，结合图像，此时间段主要生成M(Ⅲ)，同时先生成 之比，2知(N2O方)=递(N)2),C说法不正确：分析表中数 少量Mn(IN)后Mn(下)被消耗：后来（大约13min后）随 据可知，城反应经过1110s(600一1710,1710一2820)后 着时间的推移Mn(旧)浓度减少，Mn(Ⅱ)的浓度增大：据 此作答。由图像可知，随着时间的护移M(Ⅲ)的求度先 N:O方的浓度会变为原桑的2，因此，N2O5的浓度由 增大后减小，说明开始反应生成Mn(Ⅲ)，后Mn(Ⅲ)被消 0.24mol·L.一1变为0.12mol·L一1时，可以推别上表中 耗生成Mn(Ⅱ)，Mn(Ⅲ)能氧化H2CO,A项错误：随着 的x为(2820十1110)=3930，D说法正确。综上所述，本 反应物浓度的减小，到大釣13min时开始生成Mn(Ⅱ)， 题选D。 146专题九化学反应与能量 考点3电解原理与应用及金属的腐蚀与防护 题组 用时： 错记承： 1.(2024·湖北卷)2024年5月8日，我国第三艘航 巾派 空母舰福建舰顺利完成首次海试。舰体表面需 格性电极及催化剂 要采取有效的防锈措施，下列防锈措施中不形成 表面纯化膜的是 ( HCOO KOH溶液 KOH溶夜 A.发蓝处理 B.阳极氧化 TICTIO C.表面渗镀 D.喷涂油漆 2.(2024·浙江1月)破损的镀锌铁皮在氨水中发 阴离子交换膜 生电化学腐蚀，生成[Zn(NH3):]2+和H2,下列 A.相同电量下H2理论产量是传统电解水的 说法不正确的是 1.5倍 A.氨水浓度越大，腐蚀趋势越大 B.阴极反应：2H2O+2e一2OH-+H2↑ B.随着腐蚀的进行，溶液的pH变大 C.电解时OH一通过阴离子交换膜向b极方向 C.铁电极上的电极反应式为2NH十2e 移动 2NH2+H2↑ D.阳极反应：2HCHO一2e-+4OH- D.每生成标准状况下224mLH2,消耗0.010 2HCOO+2H2O+H2↑ mol Zn 4.(2024·湖北卷)我国科学家设计了一种双位点 3.(2024·黑吉辽卷)“绿色零碳”氢能前景广阔。 PbCu电催化剂，用H2C2O,和NH2OH电化学催 为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速 化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中HO解离的 率缓慢的问题，科技工作者设计耦合HCH)高效 H十和OH一在电场作用下向两极迁移。已知在 制H的方法，装置如图所示。部分反应机理为： KOH溶液中，甲醛转化为HOCH2O,存在平衡 0+0H1I0、0 HH-OH HH e.Ho.H HOCH2O+OH[OCH2O]2+H2O.Cu H 电极上发生的电子转移反应为[OCHO]-一e 下列说法错误的是 HCOO十H·。下列说法错误的是() 比源 Pb PbCu Cu HCOO HO -HCHO HO OH H.SO,K.SO KOH 容液 溶液 HO 双极脱 A.电解一段时间后阳极区c(OH一)减小 该装置工作时阳极无C2生成且KOH溶液的浓 B.理论上生成1molH3N+CH2COOH双极膜 度不变，电解生成氢气的速率为xmol·h-1。 中有4molH2O解离 下列说法错误的是 () C.阳极总反应式为2HCHO+4OH--2e 离子交换膜 2HCOO+H2↑+2H2O 透气不透液态水 D.阴极区存在反应H2C2O+2H++2e 的PTFR膜 CHOCOOH+H2O 30%K0H溶液 5.(2023·湖北卷)我国科学家设计如图所示的电 海水 解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。 39 五年高考真题分类集训 化学 A.b电极反应式为2H2O+2e一H2↑+2OH 9.(2022·浙江6月)通过电解废旧锂电池中的 B.离子交换膜为阴离子交换膜 LiMn2O,可获得难溶性的L,i2CO3和MnO2,电 C.电解时海水中动能高的水分子可穿过PT下E膜 解示意图如下（其中滤布的作用是阻挡固体颗 D.海水为电解池补水的速率为2.xmol·hJ 粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积 6.(2023·辽宁卷)某无隔膜流动海水电解法制H2 变化忽略不计)。下列说法不正确的是 ( 的装置如下图所示，其中高选择性催化剂PRT 电湖 可抑制O2产生。下列说法正确的是 ) 电极A 电极B “屯源 Lit Mn 网 钛 H LS04、 MnsS0,溶液 MnO: LiMn204 HCIO PRT- 越布 A电极A为阴极，发生还原反应 A.b端电势高于a端电势 B.电极B的电极发应：2H2O+Mn2+-2e B.理论上转移2mole生成4gH2 MnO2+4H+ C.电解后海水DH下降 D.阳极发生：CI-+H2O一2e一HCIO+H C.电解一段时间后溶液中Mn+浓度保持不变 7.(2023·全国甲卷)用可再生能源电还原C0 D.电解结束，可通过调节pH除去Mn+,再加 时，采用高浓度的K+抑制酸性电解液中的析氢 入Na2CO,溶液以获得Li2COs 反应来提高多碳产物（乙烯、乙醇等）的生成率， 10.(2022·广东卷)科学家基于C12易溶于CC1 装置如下图所示。下列说法正确的是 的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯 兴 流电池，可作储能设备（如图）。充电时电极a 的反应为：NaTi2(PO,)3+2Na++2e一 Nag Ti2(PO)3,下列说法正确的是 K1, 。翰电网 H州0.所流 风力 发电 幽 C.l.-calou C A.析氢反应发生在IO,一Ti电极上 溶液 B.CI从Cu电极迁移到IrO,一Ti电极 C.阴极发生的反应有：2CO2+12H++12e 多孔炭 电极b C2H:+4H2) A.充电时电极b是阴极 D.每转移1mol电子，阳极生成11.2L气体（标 B.放电时NaCI溶液的pH减小 准状况) C.放电时NaCI溶液的浓度增大 8.(2022·全国乙卷) D.每生成1molC2,电极a质量理论上增加23g 1i一O2电池比能量 11.(2022·广东卷)以熔融盐为电解液，以含Cu、 高，在汽车、航天等领 Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，实 域具有良好的应用前 现A1的再生。该过程中 ( 景。近年来科学家研 究了一种光照充电 电配所 A.阴极发生的反应为Mg一2e—Mg2+ 所了奖麻 B.阴极上A1被氧化 Li一O2电池（如图所 C.在电解槽底部产生含Cu的阳极泥 示)。光照时，光催化电极产生电子(e)和空穴 D.阳极和阴极的质量变化相等 (h+),驱动阴极反应(Li计十e一Li)和阳极反应 12.(2022·广东卷)为检验牺牲阳极的阴极保护法 (Li2O2+2h+一2Li计+O2)对电池进行充电。下 对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放 列叙述错误的是 ( 入酸化的3%NC1溶液中。一段时间后，取溶 A.充电时，电池的总反应L2O2一2Li十O2 液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是( B.充电效率与光照产生的电子和空穴量有关 A.加人AgNO3溶液产生沉淀 C.放电时，L十从正极穿过离子交换膜向负极迁移 B.加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现 D.放电时，正极发生反应O2十2Li十2e C.加人KSCN溶液无红色出现 Li2O2 D.加入K3[Fe(CN)a]溶液无蓝色沉淀生成 40