第四章 化学反应与电能（专项训练） 化学人教版2019选择性必修1

第四章 化学反应与电能 A 题型聚焦·专项突破 考点一 原电池 题型1 原电池的构成和形成条件 题型2 原电池的工作原理 题型3 正负极判断 题型4 原电池的应用 考点二 化学电源（重点） 题型1 一次电池和二次电池 题型2 燃料电池与新型电池 题型3 电极反应式的书写 考点三 电解池（重点） 题型1 电解池概念及组成 题型2 电解原理 题型3 电极反应式与化学方程式书写 题型4 电解相关推断 考点四 原电池与电解池综合考查（难点） 题型1 正负极、阴阳极判断 题型2 离子交换膜的应用 题型3 电化学中“多池”与“多室”的应用 题型4 电化学有关计算 考点五 电解原理的应用（重点） 题型1 氯碱工业 题型2 电冶金及金属的精炼 题型3 电镀 题型4 电有机合成 考点六 金属的腐蚀 题型1 金属的腐蚀 题型2 化学腐蚀与电化学腐蚀 题型3 金属腐蚀的原理与类型判断 考点七 金属的防护 题型1 金属防护的方法 题型2 金属防护与电化学的联系 B 综合攻坚·知能拔高 A 题型聚焦·专项突破 考点一 原电池 ◆题型1 原电池的构成和形成条件 1．下列装置不能形成原电池的是 A． B． C． D． 2．如图所示装置中，能构成原电池的是 A． B． C． D． 3．下列各装置中铜电极上能产生气泡的是 A． B． C． D． A．A B．B C．C D．D ◆题型2 原电池的工作原理 4．某铜锌原电池装置如图所示，下列有关说法正确的是 A．该原电池中Zn极发生还原反应 B．该原电池电流从Zn极流向Cu极 C．该原电池放电时，电解质溶液质量不断减小 D．该原电池能够将化学能转化为电能 5．某原电池的总反应离子方程式为：，不能实现该反应的原电池为 A．正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为溶液 B．正极为Fe，负极为Zn，电解质溶液为溶液 C．正极为C，负极为Fe，电解质溶液为溶液 D．正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为溶液 6．原电池装置如图所示，烧杯I和II中稀硫酸的体积各为200 mL，当在铜片上放出1.68 L(标准状况)气体时，II中的物质的量恰好消耗一半，忽略溶液体积的变化。下列说法正确的是 A．I中阳离子数目减少 B．Cu片上发生氧化反应 C．电流方向：II经导线到I D．原硫酸的物质的量浓度是1.5 mol/L ◆题型3 正负极判断 7．纽扣电池放电时的电极总反应为，放电时的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．往X电极迁移 B．Y电极上发生氧化反应 C．氢氧化钾溶液的基本保持不变 D．X电极的材料为 8．固态电池有望为火星探测器供电。电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极。放电时的总反应为4Na+3CO2=2Na2CO3+C，下列说法错误的是 A．该装置将化学能转化为电能 B．负极上发生氧化反应 C．工作时电子由碳纳米管经外电路流向金属钠 D．CO2在正极上得电子 9．氢能作为前沿新兴产业被写入《政府工作报告》。如图所示为一种新型“全氢电池”的简易示意图(起始时两侧溶液质量相等)。下列说法不正确的是 A．电极电势：吸附层吸附层 B．该电池工作时总反应的方程式为 C．吸附层a为负极，电极反应式为 D．标准状况下，右侧电池产生时，理论上两侧电解质溶液质量差88 g 10．硼氢化钾(，B元素为价，H元素为价)常用作有机合成中选择性还原剂，硼氢化钾-双氧水燃料电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．电子由M电极流出，经外电路流向N电极 B．M电极电极反应式： C．电池工作一段时间后，N电极区的增大 D．N电极区的质量减少7.8 g时，M电极表面消耗(不考虑分解) ◆题型4 原电池的应用 11．依据氧化还原反应：设计的原电池如图所示。下列说法正确的是 A．电解质溶液Y是溶液 B．X电极发生的电极反应为 C．盐桥中的移向溶液 D．若两电极初始质量相等，当电路中转移0.2 mol的电子，两电极质量差28 g 12．按下列选项要求组成的原电池中，原电池的总反应为的是 选项 A B C D 电极材料 Cu、Zn Cu、Ag Cu、Pt Fe、Zn 电解质溶液 A．A B．B C．C D．D 13．如图所示原电池装置中，X、Y为活泼性不同金属电极，电解质溶液为稀盐酸，电子流向如图所示。下列说法错误的是 A．电路中电流方向为Y电极→导线→X电极→电解质溶液 B．X电极上发生还原反应，质量减轻 C．若两电极分别为Zn和Cu，则X为Zn，Y为Cu D．若X电极为Fe，则Y电极上产生氢气，Cl﹣移向X极 14．硫酸和过量的铁片反应，为加快反应速率，但又不影响生成氢气的总量，可采取的措施有 ①多加几块铁片  ②再加入硫酸  ③改用的浓硫酸  ④加入少量碳酸钠固体  ⑤加入少量固体  ⑥铁片改为铁粉 A．①⑤ B．⑤⑥ C．③⑥ D．④⑤ 15．有M、N、P、Q四种金属，已知：①M与N的盐溶液可以发生离子反应；②M、P放入稀硫酸中，P表面有大量气泡产生，M表面无明显现象；③N、Q用导线连接后放入Q 的硫酸盐溶液中，电极反应为。则四种金属的还原性由强到弱的顺序是 A．Q、P、M、N B．Q、N、M、P C．P、N、M、Q D．P、M、N、Q 考点二 化学电源（重点） ◆题型1 一次电池与二次电池 1．人们在日常生活中经常要使用电池。下列电池属于二次电池的是 A．铅蓄电池 B．氢氧燃料电池 C．酸性锌锰干电池 D．碱性锌锰干电池 2．锌锰电池是生活中常用的一种化学电源，酸性锌锰电池和碱性锌锰电池的构造如下图所示，下列有关说法错误的是 A．二者均属于一次电池 B．二者的正极反应式均为： C．二者分别消耗锌，都将转移电子 D．碱性锌锰电池比酸性锌锰电池工作寿命长 3．一种锂-海水电池结构如图(Li为负极，N为正极，隔膜为玻璃陶瓷)，下列说法错误的是 A．海水可作为电解质溶液 B．正极反应仅为O2+2H2O+4e-=4OH- C．玻璃陶瓷可传导Li+且防止海水与Li直接反应 D．该电池属于一次电池 4．铅蓄电池的工作原理可表示为，其构造示意图如图所示。下列有关说法不正确的是 A．放电时，正、负电极质量均增大 B．放电时，溶液的pH增大 C．电池工作时，电子由Pb板通过导线流向板 D．充电时铅酸蓄电池的正极与外接电源的负极相连 ◆题型2 燃料电池与新型电池 5某氢氧燃料电池工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．电极a为电池的正极 B．电池工作过程中，向负极迁移 C．电极b表面反应为 D．氢氧燃料电池中正极消耗22.4 L(标准状况)气体时，电路中通过的电子数目为 6．中国科学院长春应用化学研究所曾在甲烷()燃料电池技术方面获得重大突破。甲烷燃料电池采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下，下列说法错误的是 A．Pt(a)端的电势高于Pt(b)端的电势 B．Pt(a)电极反应式为： C．工作时，电池正极区溶液的pH增大 D．该电池工作时消耗(标准状况下)，假设电池的能量转化率为，则电路中通过3.2 mol电子 7．某燃料电池主要构成要素如图所示，下列说法正确的是 A．电池可用于乙醛的制备 B．b电极为正极 C．电池工作时，a电极附近c(H＋)增大 D．a电极的反应式为O2-4e-＋4H＋=2H2O 8．我国某大学科研团队提出用多孔泡沫铁、高度膨化的纳米泡沫碳(CFs)和添加了NH4Cl的FeSO4溶液构建独特的“摇椅式”全铁离子电池，电池结构如图所示(阴离子未标出)。下列说法错误的是 A．放电时，向泡沫铁极移动 B．充电时，阳极的电极反应式为 C．若电源为铅蓄电池，则电极M应与PbO2电极相连 D．放电时，每转移0.2 mol ，参与反应的铁元素的总质量为11.2 g ◆题型3 电极反应式的书写 9．哈尔滨工业大学研发的直接甲醇无膜微流体燃料电池，利用多股流体在微通道内平行层流的特性，自然地将燃料和氧化剂隔开，无需使用传统燃料电池中的交换膜，且使用氧化剂可确保电池工作过程中无固体析出附着在电极表面的问题(原理图如下所示)。下列有关说法正确的是 A．a电极的电势比b电极的电势高 B．电极a上发生的反应为： C．电极b上发生的反应为： D．电池工作时，若电路上转移电子，理论上消耗 10．铁钛液流电池是一种有发展前景的低成本液流电池，放电时其工作原理如图所示(a、b均为石墨电极)。下列说法错误的是 A．放电时，a极附近溶液颜色由浅绿色逐渐变为黄色 B．放电时，b极的电极反应式为 C．充电时，b极与外接电源的正极相连 D．充电时，由a极区迁移至b极区 11．下列化学电源的电极反应式书写错误的是 A．NO-空气燃料电池的负极反应式： B．充电时，铅酸蓄电池阳极的电极反应： C．碱性锌锰电池负极反应式： D．锂离子电池放电时正极的电极反应为 考点三 电解池（重点） ◆题型1 电解池概念及组成 1．下列装置中，属于电解池的是 A．锌铜原电池（稀硫酸作电解质） B．接通直流电源的 U 形管（内装熔融 NaCl，插入两个石墨电极） C．导线连接的铜片和铁片（浸入蔗糖溶液） D．未接电源的 CuCl2溶液（插入两个石墨棒） 2．下列过程中，将电能转化为化学能的是       A．干电池手电筒照明 B．在铁制品上镀铜 C．太阳能发电 D．人工智能机器人 A．A B．B C．C D．D 3．下列关于电解池的叙述中，不正确的是 A．与电源正极相连的是电解池的阴极 B．电解池是电能转化为化学能的装置 C．溶液中的阳离子移向阴极 D．在电解池的阳极发生氧化反应 ◆题型2 电解原理 4．某研究性学习小组利用如图装置探究氯碱工业和铜精炼的工作原理(M是离子交换膜)。下列说法错误的是 A．电源a极为负极 B．M为阳离子交换膜 C．电解前后装置乙中CuSO4溶液浓度逐渐变小 D．通电后，若Fe电极上产生22.4 L Cl2(标准状况下)时，理论上电路中转移0.2 mol电子 5．用如图所示装置电解硫酸铜溶液，下列表述中错误的是 A．若c极电极材料为Cu，电解开始后，溶液中浓度持续减小 B．若两极均为惰性电极，d极电极反应式为： C．溶液中阳离子向d极移动 D．c极发生氧化反应 ◆题型3 电极反应式与化学方程式书写 6．电化学还原制备乙烯等高附加值化学品对碳达峰、碳中和目标的实现具有重要意义。一种资源化制取乙烯的电化学装置如图所示，同时生成少量，双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。已知：参比电极上基本没有电流通过，用于测定工作电极相对于参比电极的电极电势。下列说法正确的是 A．工作电极连接电源正极，对电极连接电源负极 B．双极膜中移向阳极区，移向阴极区 C．生成乙烯的电极反应式为： D．阳极区每生成，可以生成 7．以Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制和，装置如图所示。下列说法不正确的是 A．电极a连接电源负极 B．电解总反应式为 C．Z为，加入的Y为 D．催化阶段反应产物的物质的量之比 8．金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量、、、等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列有关叙述正确的是 已知：氧化性： A．阳极发生还原反应，其电极反应式： B．电解后，Cu和Pt沉降在电解槽底部的阳极泥中 C．电解后，电子由精镍经导线流入粗镍 D．阳极减重0.64 g时，电路中通过的电子为0.02 mol 9．我国科研人员利用电化学将硝酸盐污染物转化为具有高附加值的氨，为硝酸盐废水处理提供有效途径，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．电极a连接直流电源的正极 B．电极b的反应有 C．阳极区产生与阴极区消耗的物质的量相等 D．若废水酸性较强，则电极b生成，且易发生析氢副反应 ◆题型4 电解相关推断 10．以惰性材料为电极电解饱和食盐水，所得阴极产物为 A．Cl2 B．O2 C．Na D．NaOH和H2 11．用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，阴极质量增大，电解质溶液的pH减小的是 ①  ②  ③  ④ A．①② B．①③ C．①④ D．②④ 12．某混合溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，且n(NaCl)∶n(H2SO4)=3∶1，若以石墨为电极电解该混合液时，根据电极产物可明显分为三个阶段，下列叙述中不正确的是 A．阴极先析出H2，后析出O2 B．阳极先析出Cl2，后析出O2 C．电解最后阶段为电解水 D．电解液的c(OH-)不断增大，最终溶液呈碱性 13．用惰性电极电解足量的下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一种物质(括号内)，溶液能与原来溶液完全一样的是。 A．CuCl2(CuCl2溶液) B．NaOH(H2O) C．NaCl(盐酸) D．CuSO4[Cu(OH)2] 考点四 原电池与电解池综合考查（难点） ◆题型1 正负极、阴阳极判断 1．目前一款新型甲醇燃料电池已投放市场，该电池通过特殊的装置进行电能输出，不会造成任何污染，是一种相当环保的绿色电池。如图是甲醇燃料电池的实验装置图。下列有关说法正确的是 A．甲池中负极的电极反应式： B．电极B为正极，电极C上发生还原反应 C．乙池中硝酸根离子的浓度不断减小 D．乙池中D电极质量增加54 g时，理论上甲池中消耗0.125 mol氧气 2．如图所示，甲、乙为相互串联的两个电解池，下列说法错误的是 A．甲池若为电解精炼铜的装置，则A极为精铜 B．甲池若为电解精炼铜的装置，电解质溶液可以是溶液 C．乙池中铁极的电极反应式： D．若将乙池中的石墨电极改为银电极，则乙池为电镀装置 ◆题型2 离子交换膜的应用 3．相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池，其电动势取决于物质的浓度差，是由于一种物质从高浓度状态向低浓度转移而产生的。如图所示装置是利用浓差电池电解溶液(电极均为石墨电极)，可以制得和NaOH。下列说法不正确的是 A．a电极的电极反应为 B．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得160 gNaOH C．离子交换膜依次为阴离子交换膜和阳离子交换膜 D．电池放电过程中，电极上的电极反应为 4．某兴趣小组以甲烷燃料电池为电源研究有关电化学的问题。丁池中，利用离子交换膜控制电解液中来制备纳米，下列说法不正确的是 A．甲池中，通入甲烷一极的电极反应式为： B．乙池中，电解总反应化学方程式为： C．丙池中反应一段时间后，溶液中将减小 D．丁池离子交换膜为阴离子交换膜，阴离子移动方向为从右往左 5．利用CO2电催化还原制取C2H5OH和C2H4的装置如图所示。下列说法正确的是 A．离子交换膜应选用阴离子交换膜 B．电子流向：a→电极Ⅰ→交换膜→电极Ⅱ→b C．在相同条件下，消耗的CO2和生成的O2体积比为2∶3 D．生成乙醇的电极反应：2CO2+9H2O+12e-=C2H5OH+12OH- ◆题型3 电化学中“多池”与“多室”的应用 6．高锰酸钾在化工医药、水处理等方面有重要应用，可以用电解法制备，装置如下。直流电源采用乙烷-空气碱性燃料电池。下列说法不正确的是(已知电流效率) A．电源负极的电极反应式为：C2H6-14e-+18OH-= 2CO+12H2O B．该离子交换膜为阳离子交换膜 C．a极为直流电源的负极 D．若消耗 产生 ，则 7．下图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图。下列说法正确的是 A．从口逸出的气体是 B．每生成，同时产生 C．从口加入含少量的水溶液，起增强导电性作用 D．阳离子交换膜左侧的食盐水浓度逐渐变大 ◆题型4 电化学有关计算 8．许多有机化学反应包含电子的转移，使这些反应在电解池中进行时称为电有机合成。用丙烯腈()电有机合成己二腈的装置如图所示。电极总反应为。下列说法错误的是 A．N极发生还原反应生成己二腈 B．M极反应为 C．理论上反应过程中仅需补充丙烯腈与水 D．生成1 mol己二腈的同时产生11.2 L(标准状况) 9．的酸性水溶液随着浓度的增大会转化为。电解法制备的原理如图所示。下列说法错误的是 A．电解时离子交换膜为质子交换膜 B．生成和的质量比为 C．电解一段时间后阴极区溶液的浓度增大 D．的生成反应为： 10．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．b极接电源正极 B．a极反应式为： C．电解过程中H＋从b极区通过质子交换膜转移至a极区 D．相同时间内，a、b两极消耗N2的物质的量之比为5：3 11．是一种重要的化工原料，下图是氯碱工业和的制备原理，下列说法不正确的是 A．反应①的化学方程式为 B．反应①②均属于氧化还原反应 C．纯净的能在中安静地燃烧，发出苍白色火焰 D．反应①中的氧化剂和还原剂的质量比为58.5∶18 考点五 电解原理的应用（重点） ◆题型1 氯碱工业 1．氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气和烧碱等化工产品。如图是用离子交换膜法电解饱和食盐水的装置示意图。下列说法错误的是 A．从a口放出的气体遇湿润的淀粉-KI试纸，试纸变蓝 B．该离子交换膜为阳离子交换膜 C．从A、B口出来的溶液溶质不变，溶质浓度分别减小、增大 D．若两极共收集标准状况下33.6 L气体，则电路中转移了3 mol电子 2．一种基于氯碱工艺的新型电解池（下图），可用于湿法冶铁的研究。电解过程中下列说法不正确的是 A．阳极产生 Cl2 B．阴极区溶液中OH-浓度逐渐升高 C．理论上每消耗1 mol Fe2O3， 阳极室溶液减少351 g D．理论上每消耗 1 mol Fe2O3， 阴极室溶液最多增加138 g ◆题型2 电冶金及金属的精炼 3．利用金属活动性的不同，可以采取不同的冶炼方法冶炼金属。下列反应所描述的冶炼方法不可能实现的是 A．2AlCl3(熔融)2Al＋3Cl2↑ B．Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 C．Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu D．2KCl(熔融)2K＋Cl2↑ 4．化学改变了生产生活，推动了社会的进步和科技的发展．下列说法错误的是 A．在合适的电压下将铝制品与外接电源的正极相连，使其表面生成一层致密的氧化膜而钝化 B．铁管镀锌层局部破损后，铁管仍不易生锈 C．电解法冶炼镁时，选用氯化镁溶液作为离子导体 D．离子交换膜在现代工业中应用广泛，氯碱工业使用阳离子交换膜 5．粗铜中常含有锌、铁、镍、银、金、铂等游离态金属，用电解法可精炼。在电解过程中不会发生的电极反应为 A． B． C． D． 6．粗铜中的主要杂质包括锌、铁、镍、银、金、铂等，含量通常在0.5%～1.5%之间，这些杂质会影响铜的导电性和机械性能，可通过电解法精炼除去。电解精炼装置如图。下列说法错误的是 A．粗铜的熔点和硬度均小于纯铜 B．电解时，锌、铁、镍会变成离子进入溶液 C．电解过程中，硫酸铜溶液的浓度有所降低 D．金、银、铂等贵金属会沉积在电解池底部，形成阳极泥 ◆题型3 电镀 7．对铁钉进行预处理，并用铜氨溶液给铁钉镀铜。下列操作不能达到实验目的的是 A．除油污 B．除铁锈 C．制铜氨溶液 D．铁钉镀铜 A．A B．B C．C D．D 8．某学习小组模拟制作电路板。下列操作不能达到相应目的的是 操作 目的 A．湿法制粗铜 B．粗铜制纯铜 操作 目的 C．基板镀铜制覆铜板 D．绘制后浸泡覆铜板制电路板 A．A B．B C．C D．D 9．下列电化学实验装置能达到实验目的的是 A．电解精炼铜 B．验证电解饱和溶液的产物 C．在铁制品上镀铜 D．构成原电池 A．A B．B C．C D．D ◆题型4 电有机合成 10．环氧乙烷()可用于生产乙二醇。电化学合成环氧乙烷的装置如图所示： 已知：CH2=CH2HOCH2CH2Br 下列说法正确的是 A．电极接电源负极 B．制备环氧乙烷，电极区产生 C．电极的反应方程式为：CH2=CH2－2e－+2OH－=H2O+ D．电解完成后，将阳极区和阴极区溶液混合才可得到环氧乙烷 11．丁二酸大量用于食品及医药工业。一种以石墨、Pb@PbO2(Pb板镀PbO2)为电极，稀硫酸为电解质溶液，无隔膜生产丁二酸的新工艺工作原理如图。下列说法正确的是 A．a是电源正极 B．工作时，向石墨电极方向移动 C．可用盐酸代替稀硫酸做电解质溶液 D．阴极区的反应： 考点六 金属的腐蚀 ◆题型1 金属的腐蚀 1．下列馆藏文物，最不容易腐蚀受损的是 A．黑陶高柄杯 B．青铜颂簋 C．西汉铁剑 D．裂瓣纹银盒 2．下列做法对人类不利的是 A．将钢铁放置在潮湿空气中 B．将食物放入冰箱储存 C．工业合成硫酸时使用催化剂 D．在橡胶中加入防老剂 3．化学与社会、生产、生活密切相关。下列说法错误的是 A．海水淡化可以解决淡水危机，用光催化分解水代替电解水制氢气可实现节能环保 B．电动车上常装有铅蓄电池，随着放电的进行，硫酸的浓度不断增大，此时需要充电来降低其浓度 C．利用海洋真菌可降解聚乙烯等多种塑料，温度越高降解速率不一定越快 D．银质器皿久置于空气中其表面通常会变暗，这是因为发生了化学腐蚀 ◆题型2 化学腐蚀与电化学腐蚀 4．下列与金属腐蚀有关的说法中，不正确的是 A．铝具有很强的抗腐蚀能力，是因为其不易与氧气发生反应 B．电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀 C．金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化的过程 D．钢铁在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀 5．自然界中钢铁在腐蚀过程中，不涉及的变化是 A．Fe由+2价转化为+3价 B．被还原 C．杂质C被氧化除去 D．失水形成 6．下列关于金属腐蚀与防护，说法正确的是 A．白铁皮与马口铁制品均破损时，白铁皮制品更易被腐蚀 B．钢铁发蓝多用于军工器械，发蓝过程属于物理变化 C．铁能与酸反应，置换出氢气，故生活中的铁发生析氢腐蚀更普遍 D．化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，危害更大 ◆题型3 金属腐蚀的原理与类型判断 7．下列关于铁腐蚀与防护的反应式正确的是 A．酸性环境中铁发生析氢腐蚀的负极反应： B．铁发生腐蚀生锈的反应： C．铁经过发蓝处理形成致密氧化膜： D．安装锌块保护船舶外壳，铁电极上发生的反应： 8．用甲、乙两套装置分别做以下四组实验，一段时间后，下列有关四组实验的描述正确的是 甲 实验编号 试剂X 乙 实验编号 试剂Y ① 食盐水 ③ 生石灰 ② 0.1mol·L-1醋酸溶液 ④ 金属钠 A．实验①中红墨水左低右高 B．实验②中铁钉发生析氢腐蚀 C．实验③中红墨水左高右低 D．实验④中钠与水反应产生H2，对验证该反应是放热反应有影响 9．一种钢铁锈蚀原理示意图如图，下列说法不正确的是 A．缺氧区： B．富氧区： C．失去的电子通过电解质溶液传递给 D．隔绝氧气或电解质溶液均可有效防止铁生锈 10．全世界每年因钢铁锈蚀会造成巨大的损失，为了保护地下的钢铁输水管所采取的措施如图所示。下列说法正确的是 A．钢铁发生吸氧腐蚀正极反应为 B．导线与Zn块连接为外加电流法 C．导线应连接外接电源的正极 D．导线与Cu块连接也可保护钢铁输水管 考点七 金属的防护 ◆题型1 金属防护的方法 1．保护钢铁有利于节约资源、保护环境，下列钢铁的保护方法中不正确的是 A．铁栅栏上涂上油漆 B．铁闸与直流电源负极相连 C．轮船底部镶嵌铜块 D．家用铁锅水洗后及时擦干 2．一块镀层破损的铁片置于潮湿的盐碱地环境中，一段时间后铁片如图所示。下列说法正确的是 A．镀层金属可能是铜 B．镀层保护铁采取的是牺牲阳极的阴极保护法 C．潮湿的盐碱地环境为铁片的锈蚀提供了传递电子的作用 D．刮去铁锈，在凹陷深处滴加 KSCN 溶液，溶液一定变为红色 3．金属腐蚀对生产和生活影响很大。下列有关金属防护的说法正确的是 A．铁上镀铜比镀锌更能延长铁的使用寿命 B．将新制的金属元件涂抹油并密封保存，可减缓腐蚀 C．为了保护桥梁钢构，可将其与电源的正极相连 D．日常生活中，最常见的钢铁腐蚀为化学腐蚀 ◆题型2 金属防护与电化学的联系 4．下列铁制品防护的装置或方法中，不正确的是 A．外加电流     B．牺牲阳极 C．表面镀铜 D．制成不锈钢 A．A B．B C．C D．D 5．金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图。下列说法不正确的是    A．图乙所示钢闸门的防腐效果比图甲好 B．图甲中，阳极材料需应定期更换 C．图乙中，辅助阳极材料通常选用铜 D．图乙中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应： B 综合攻坚·知能拔高 1．化学与生产、生活、社会、环境关系密切，下列说法正确的是 A．牺牲阳极的阴极保护法是应用电解池原理防止金属腐蚀 B．大力生产铅蓄电池、汞锌锰干电池，满足消费需求 C．工业生产中使用催化剂可改变反应的活化能和焓变 D．NH4Cl和ZnCl2溶液可用作焊接钢铁时的除锈剂 2．各式各样电池的迅速发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是 A．手机上用的锂离子电池可以用KOH溶液作电解液 B．废电池必须进行集中处理，因为电池外壳为贵重金属材料，需要回收利用 C．长春应用化学研究所自主研发的锂离子碳硅电池，可实现化学能转化为电能 D．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅 3．钠及其化合物的部分转化关系如图。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．反应①生成的气体，每(标准状况)含原子的数目为 B．反应②中完全反应生成的产物中含非极性键的数目为 C．反应③中与足量反应转移电子的数目为 D．溶液中，的数目小于 4．下列各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时腐蚀速率由快到慢的顺序是 A．3>1>2>4>5 B．4>3>2>1>5 C．3>5>1>2>4 D．5>2>4>3>1 5．某研究团队通过膜电解法制得纯碱、甘氨酸()和高浓度烧碱，其装置如图所示．其中膜a、b为离子交换膜，双极膜c在直流电的作用下，中间界面层水发生解离产生和．下列说法错误的是 A．盐室1反应式： B．膜b为阴离子交换膜 C．制得1mol甘氨酸，盐室1增重22g D．一段时间后，由碱室1获得高浓度烧碱 6．碳酸二乙酯[]在工业上应用广泛，电化学法制备碳酸二乙酯的工作原理如图所示，工作过程中n室硫酸的物质的量不变。下列说法正确的是 A．a极与电源的正极连接 B．离子交换膜为阴离子交换膜 C．b极电极反应式： D．电解结束后，向n室加入适量的水，可使稀硫酸恢复到电解前的浓度 7．用石墨做电极电解Cu(NO3)2溶液。通电一段时间后，阴极始终无气体生成。欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的 A．Cu(NO3)2 B．H2O C．Cu(OH)2 D．CuO 8．一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示，双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。除硼原理：。下列说法正确的是 A．石墨电极连接外接电源的正极 B．Ⅲ室中，X膜、Y膜分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜 C．Ⅳ室每生成3 molNaOH，同时Ⅱ室最多生成1 mol D．每产生22.4 L，双极膜内有4 mol解离 9．用酸性 溶液吸收工业尾气NO，同时储存电量和得到副产品X，可以达到废物利用的目的，其工作原理如图所示： 已知每个电子的带电量为 设NA 表示阿伏加德罗常数的值。 下列说法正确的是 A．X为KNO3 B．工作时，H+由左室通过质子交换膜进入右室 C．正极的电极反应式： D．该装置每吸收2.24 L NO，储电器储存的电量为 10．利用光能可以将转化为重要的化工原料(电解质溶液为稀硫酸)，同时可为制备次磷酸()提供电能，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．W极上发生还原反应 B．电解一段时间后M室pH降低，N室pH升高 C．a、b、c为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜 D．W极的电极反应式为 11．某研究性学习小组利用如图装置探究氯碱工业和铜精炼的工作原理(M是离子交换膜)。下列说法错误的是 A．电源a极为负极 B．M为阳离子交换膜 C．电解前后装置乙中CuSO4溶液浓度逐渐变小 D．通电后，若Fe电极上产生22.4 L Cl2(标准状况下)时，理论上电路中转移0.2 mol电子 12．某同学利用如下装置探究可逆反应，已知离子交换膜只允许相应类型的离子通过，下列说法不正确的是 A．电极A上发生的电极反应为 B．向极迁移 C．反应达平衡时电路中的电流最大 D．反应一段时间后，向硫酸亚铁溶液中加入一定量硫酸铁固体，可使电流反向流动 13．电化学原理在实际生产和日常生活中有着广泛的应用。回答下列问题： (1)用下图所示装置研究铁的防腐蚀过程： ①、、只关闭一个，则铁腐蚀的速度最快的是只闭合 (填“”“”或“”下同)； ②为减缓铁的腐蚀，应只闭合 ，该防护法称为 。 (2)如下图所示，装置I为甲烷燃料电池(电解质溶液为溶液)，通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。 ①b处应通入 (填“”或“”)，a处电极上发生的电极反应式是 ；铜电极上发生的电极反应式是 。 ②在此过程中若完全反应，装置Ⅱ中阴极质量变化，则装置I中理论上消耗甲烷 L(标准状况下)。 (3)锂钒氧化物二次电池具有成本低、无污染等优点，其工作原理可表示为；用该电池电解含镍酸性废水可得到单质镍，装置如图所示。 ①锂钒氧化物二次电池放电时，正极反应式为 ，充电时B电极应与直流电源的 (填“正极”或“负极”)相连。 ②碳棒上每产生标准状况气体，b区质量增加 。 14．探究原电池和电解池原理，对生产生活具有重要的意义。 Ⅰ．化学电源在生产生活中的应用： (1)根据构成原电池的本质判断，下列化学(或离子)方程式正确且能设计成原电池的是___________(填字母)。 A． B． C． D． (2)电动汽车上用的铅蓄电池是以一组海绵状铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成，用作放电电解质溶液。放电时总反应为。写出放电时正极的电极反应式： 。 (3)某种燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH溶液(电解质溶液)构成。其中负极反应式为： 。下列说法正确的是 (填序号)。 a．电池放电时通入空气的电极为负极 b．电池放电时，电解质溶液的pH逐渐减小 c．电池放电时每消耗6.4g转移1.2mol电子 Ⅱ．电化学原理在污染治理方面的应用： (4)煤在直接燃烧前要进行脱硫处理。采用电解法脱硫的基本原理如图所示，利用电极反应将转化为，再将煤中的含硫物质(主要成分是)氧化为和：。 已知：两电极为完全相同的惰性电极。 ①M为电源的 (填“正极”或“负极”)。 ②电解池工作时观察到R电极上有无色气体产生，写出电极反应式： 。 ③电解池工作时，混合液中的物质的量 (填“变大”、“变小”或“不变”)。 (5)电解还原法处理酸性含铬(主要含)废水：以铁板做阴、阳极，电解含铬废水，处理过程中发生反应：，最后以形式除去。 ①电解开始时，阳极上主要发生的电极反应式为 。 ②电路中每转移12mol电子，最多有 mol被还原。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四章 化学反应与电能 A 题型聚焦·专项突破 考点一 原电池 题型1 原电池的构成和形成条件 题型2 原电池的工作原理 题型3 正负极判断 题型4 原电池的应用 考点二 化学电源（重点） 题型1 一次电池和二次电池 题型2 燃料电池与新型电池 题型3 电极反应式的书写 考点三 电解池（重点） 题型1 电解池概念及组成 题型2 电解原理 题型3 电极反应式与化学方程式书写 题型4 电解相关推断 考点四 原电池与电解池综合考查（难点） 题型1 正负极、阴阳极判断 题型2 离子交换膜的应用 题型3 电化学中“多池”与“多室”的应用 题型4 电化学有关计算 考点五 电解原理的应用（重点） 题型1 氯碱工业 题型2 电冶金及金属的精炼 题型3 电镀 题型4 电有机合成 考点六 金属的腐蚀 题型1 金属的腐蚀 题型2 化学腐蚀与电化学腐蚀 题型3 金属腐蚀的原理与类型判断 考点七 金属的防护 题型1 金属防护的方法 题型2 金属防护与电化学的联系 B 综合攻坚·知能拔高 A 题型聚焦·专项突破 考点一 原电池 ◆题型1 原电池的构成和形成条件 1．下列装置不能形成原电池的是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．装置中有活泼性不同的Zn和Cu电极，电解质为溶液，Zn能与发生自发氧化还原反应（），电极插入溶液且直接接触形成闭合回路，能形成原电池，A不符合题意； B．装置中两个电极均为C（同种惰性电极），活泼性相同，无法形成电势差，不能发生电子转移，不满足原电池对不同电极的要求，不能形成原电池，B符合题意； C．装置为双液原电池，Zn（负极）和Cu（正极）分别插入和溶液，盐桥平衡电荷，外电路有电流表形成闭合回路，Zn与发生自发氧化还原反应（），能形成原电池，C不符合题意； D．装置中有活泼性不同的Fe（活泼金属）和C（惰性电极），电解质为溶液，Fe能与发生自发氧化还原反应（），外电路有电流表形成闭合回路，能形成原电池，D不符合题意； 故答案选B。 2．如图所示装置中，能构成原电池的是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．酒精是非电解质，酒精溶液不导电，不能构成原电池，故不选A； B．两电极分别在两个独立的盛有稀硫酸的烧杯中，无法形成闭合回路，不能构成原电池，故不选B； C．两电极均为Zn，活泼性相同，无法形成电势差，不能构成原电池，故不选C； D．Zn和Cu活泼性不同，作为电极插入稀硫酸中，通过导线连接且用盐桥连通两烧杯溶液形成闭合回路，Zn能与稀硫酸自发发生氧化还原反应，满足原电池构成的所有条件，故选D； 选D。 3．下列各装置中铜电极上能产生气泡的是 A． B． C． D． A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．乙醇溶液不是电解质溶液，该装置不能形成原电池，故A错误； B．该装置两个电极材料相同，不能构成原电池，故B错误； C．该装置符合原电池的构成条件，锌比铜活泼，失电子作负极，铜作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，故C正确； D．该装置没有自发进行氧化还原反应，不能构成原电池，故D错误； 答案选C。 ◆题型2 原电池的工作原理 4．某铜锌原电池装置如图所示，下列有关说法正确的是 A．该原电池中Zn极发生还原反应 B．该原电池电流从Zn极流向Cu极 C．该原电池放电时，电解质溶液质量不断减小 D．该原电池能够将化学能转化为电能 【答案】D 【分析】该装置中，锌比铜更活泼，锌作负极，失去电子，发生氧化反应，电极反应式为；铜作正极，得到电子，发生还原反应，电极反应式为，电子从负极沿导线流向正极，据此回答。 【详解】A．由分析知，Zn为负极，发生氧化反应， A错误； B．由分析知，Zn为负极，Cu为正极，电流由正极（Cu）流向负极(Zn)，B错误； C．由分析知，该电池总反应为，电解质溶液质量不断增大，C错误； D．该装置为原电池，原电池将化学能转化为电能，D正确； 故选D。 5．某原电池的总反应离子方程式为：，不能实现该反应的原电池为 A．正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为溶液 B．正极为Fe，负极为Zn，电解质溶液为溶液 C．正极为C，负极为Fe，电解质溶液为溶液 D．正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为溶液 【答案】B 【分析】根据2Fe3++Fe=3Fe2+知，铁失电子作负极，不如铁活泼的金属或导电的非金属作正极，铁离子得电子发生还原反应，电解质溶液为可溶性的铁盐，以此解答该题。 【详解】A．铁作负极，Cu作正极，溶液为电解质溶液，铁离子与铁发生氧化还原反应，原电池的总反应离子方程式为：，A不符合题意； B．锌的活泼性大于铁，锌作负极，铁作正极，电解质溶液为硫酸铁溶液，原电池的总反应离子方程式为：，B符合题意； C．铁作负极，C作正极，电解质溶液为硫酸铁溶液，原电池的总反应离子方程式为：，C不符合题意； D．铁的活泼性大于银，铁作负极，银作正极，电解质溶液为氯化铁溶液，原电池的总反应离子方程式为：，D不符合题意； 故选B。 6．原电池装置如图所示，烧杯I和II中稀硫酸的体积各为200 mL，当在铜片上放出1.68 L(标准状况)气体时，II中的物质的量恰好消耗一半，忽略溶液体积的变化。下列说法正确的是 A．I中阳离子数目减少 B．Cu片上发生氧化反应 C．电流方向：II经导线到I D．原硫酸的物质的量浓度是1.5 mol/L 【答案】C 【分析】由题干图示信息可知，Zn电极是负极，电极反应为：，Cu电极为正极，电极反应为：，据此分析解题。 【详解】A．I为负极区（Zn所在烧杯），Zn失去电子生成进入溶液，阳离子增加了，A错误； B．Cu片为正极，在Cu片上得电子生成，发生还原反应，B错误； C．电流方向与电子流向相反，电子从负极（I中Zn）经导线流向正极（II中Cu），则电流方向为II（正极）经导线到I（负极），C正确； D．生成的物质的量为，由正极反应可知，消耗的物质的量为0.075mol。II中消耗一半，则原物质的量为，浓度为，D错误； 故答案选C。 ◆题型3 正负极判断 7．纽扣电池放电时的电极总反应为，放电时的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．往X电极迁移 B．Y电极上发生氧化反应 C．氢氧化钾溶液的基本保持不变 D．X电极的材料为 【答案】C 【分析】纽扣电池放电时的电极总反应为，由电子移动方向可知，X为负极，Y为正极，以此解答。 【详解】A．由分析可知，X为负极，Y为正极，原电池中阳离子向正极移动，K+应向正极Y迁移，A错误； B．由分析可知，Y为正极，Ag2O在正极得到电子发生还原反应，B错误； C．总反应为Zn+Ag2O=2Ag+ZnO，负极反应：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O，正极反应：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-，OH⁻浓度不变，KOH溶液pH基本不变，C正确； D．由分析可知，X为负极，Y为正极，结合总方程式可知，负极材料为Zn（发生氧化反应），Ag2O为正极材料（Y电极），D错误； 故选C。 8．固态电池有望为火星探测器供电。电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极。放电时的总反应为4Na+3CO2=2Na2CO3+C，下列说法错误的是 A．该装置将化学能转化为电能 B．负极上发生氧化反应 C．工作时电子由碳纳米管经外电路流向金属钠 D．CO2在正极上得电子 【答案】C 【分析】根据总反应可知，钠作为负极，钠在负极失电子，电极反应为，二氧化碳在正极得电子生成生成碳单质和碳酸根离子，电极反应式为。 【详解】A．电池将化学能转化为电能，A正确； B．负极钠单质失电子，发生氧化反应，B正确； C．电子由负极流向正极，故由金属钠经外电路流向碳纳米管，C错误； D．正极上CO2得电子发生还原反应，生成碳单质和碳酸根离子，电极反应式为，D正确； 故选C。 9．氢能作为前沿新兴产业被写入《政府工作报告》。如图所示为一种新型“全氢电池”的简易示意图(起始时两侧溶液质量相等)。下列说法不正确的是 A．电极电势：吸附层吸附层 B．该电池工作时总反应的方程式为 C．吸附层a为负极，电极反应式为 D．标准状况下，右侧电池产生时，理论上两侧电解质溶液质量差88 g 【答案】C 【分析】吸附层a一侧是NaOH溶液，吸附层b一侧是HClO4溶液；氢气在吸附层a发生氧化反应：，因此吸附层a是负极；氢气在吸附层b发生还原反应，因此吸附层b是正极。 【详解】A．在原电池中，正极电极电势高于负极。吸附层a为负极，吸附层b为正极，因此电极电势：吸附层a<吸附层b，A正确； B．a极为负极，其电极反应式为：；b极为正极其电极反应式为：，总反应为两极反应相加，得，B正确； C．吸附层a为负极，但其所处左侧溶液为碱性，H2在碱性环境中失电子应生成H2O，正确电极反应式为，而非（酸性环境反应），C错误； D．右侧产生标准状况下H2 22.4 L，其物质的量为1 mol ，转移2 mol电子。左侧：2 mol Na+移出、消耗2 mol OH-、生成2 mol H2O，总质量变化为减少46+34-36=44 g；右侧：2mol Na+移入、逸出1 mol H2，总质量变化为增加46-2=44 g。两侧质量差为44g - (-44g)=88 g，D正确； 故答案选C。 10．硼氢化钾(，B元素为价，H元素为价)常用作有机合成中选择性还原剂，硼氢化钾-双氧水燃料电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．电子由M电极流出，经外电路流向N电极 B．M电极电极反应式： C．电池工作一段时间后，N电极区的增大 D．N电极区的质量减少7.8 g时，M电极表面消耗(不考虑分解) 【答案】D 【详解】A．在燃料电池中，燃料（）在负极发生氧化反应，氧化剂（H2O2）在正极发生还原反应，由图示可知，N电极区有（还原剂）进入，为负极；M电极区有H2O2（氧化剂）进入，为正极，电子由负极（N）流出，经外电路流向正极（M），A错误； B．M电极为正极，H2O2发生还原反应，O元素由-1价降为-2价，电极反应式为（得电子，还原反应），选项中写为失电子的氧化反应，B错误； C．N电极为负极，电极反应式为，反应消耗，因此N电极区减小，C错误； D．根据电荷守恒，电路中每转移8 mol电子，就有8 mol 从N电极区迁出，N电极区溶液质量减少量等于迁出的的质量，即。此时，M电极消耗的为4 mol。因此，当N电极区的质量减少7.8 g时，M电极表面消耗的物质的量为，D正确； 故选D。 ◆题型4 原电池的应用 11．依据氧化还原反应：设计的原电池如图所示。下列说法正确的是 A．电解质溶液Y是溶液 B．X电极发生的电极反应为 C．盐桥中的移向溶液 D．若两电极初始质量相等，当电路中转移0.2 mol的电子，两电极质量差28 g 【答案】D 【分析】氧化还原反应：中，Cu失去电子被氧化，作负极，Ag+得到电子被还原，在正极上参加反应，因此负极材料为Cu，正极Ag+得到电子生成Ag，因此正极的电解质溶液选择AgNO3溶液，即X为Cu，Y为AgNO3溶液； 【详解】A．由分析知，Y应为AgNO3，以提供Ag⁺参与正极反应，而A错误； B．由分析知，X电极是负极（Cu电极），发生氧化反应，电极反应为， B错误； C．盐桥中阳离子（K+）移向正极（Ag电极所在溶液，含Ag+），而非CuSO4溶液，C错误； D．转移0.2 mol电子时，负极Cu溶解0.1 mol（质量减少6.4 g），正极析出0.2 mol Ag（质量增加21.6 g），质量差为6.4 + 21.6 = 28 g，D正确； 故答案选D。 12．按下列选项要求组成的原电池中，原电池的总反应为的是 选项 A B C D 电极材料 Cu、Zn Cu、Ag Cu、Pt Fe、Zn 电解质溶液 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】根据原电池反应可知，Cu元素的化合价升高，Cu作负极，电解质溶液中应含有，另一个电极应为活泼性比Cu弱的导电物质，Zn比Cu活泼，A项中Zn比作负极，B、D项中无，C项中Cu比Pt活泼，Cu作负极，电解质溶液中含有，故选C。 13．如图所示原电池装置中，X、Y为活泼性不同金属电极，电解质溶液为稀盐酸，电子流向如图所示。下列说法错误的是 A．电路中电流方向为Y电极→导线→X电极→电解质溶液 B．X电极上发生还原反应，质量减轻 C．若两电极分别为Zn和Cu，则X为Zn，Y为Cu D．若X电极为Fe，则Y电极上产生氢气，Cl﹣移向X极 【答案】B 【分析】根据图示可知，电子从X电极流向Y电极，则X电极为负极，Y电极为正极。 【详解】A．X电极为负极，Y电极为正极，电路中电流从正极经过导线流向负极，即电流方向为Y电极→导线→X电极→电解质溶液，A正确； B．X电极为负极，X电极上的金属失电子被氧化发生氧化反应，B错误； C．若两电极分别为Zn和Cu，Zn金属活动性强于Cu，作负极，故X为Zn，Y为Cu，C正确； D．若X电极为Fe，Y电极为正极，正极上氢离子得电子生成氢气，电解质溶液中阴离子向负极移动，即Cl-移向X电极，D正确； 故答案选B。 14．硫酸和过量的铁片反应，为加快反应速率，但又不影响生成氢气的总量，可采取的措施有 ①多加几块铁片  ②再加入硫酸  ③改用的浓硫酸  ④加入少量碳酸钠固体  ⑤加入少量固体  ⑥铁片改为铁粉 A．①⑤ B．⑤⑥ C．③⑥ D．④⑤ 【答案】B 【详解】①铁片过量，增加铁片不会显著增大表面积，反应速率无明显提升，且总量由硫酸决定，①不符合题意； ②加入硫酸会增加总量，导致总量增加，②不符合题意； ③浓硫酸可能使铁钝化或生成等产物，总量减少，③不符合题意； ④碳酸钠与反应，减少总量，④不符合题意； ⑤与Fe反应生成Cu，形成原电池加快反应速率，但总量未变，总量不变，⑤符合题意； ⑥铁粉增大表面积，加快反应速率，且铁过量不影响总量，⑥正确符合题意； 综上，⑤⑥均符合要求，故答案选B。 15．有M、N、P、Q四种金属，已知：①M与N的盐溶液可以发生离子反应；②M、P放入稀硫酸中，P表面有大量气泡产生，M表面无明显现象；③N、Q用导线连接后放入Q 的硫酸盐溶液中，电极反应为。则四种金属的还原性由强到弱的顺序是 A．Q、P、M、N B．Q、N、M、P C．P、N、M、Q D．P、M、N、Q 【答案】D 【详解】根据可知，金属M比N活泼，说明M的还原性强于N（M＞N）；P与稀硫酸反应产生H2，而M不反应，说明P的还原性强于M（P＞M）；N和Q构成原电池时，N失去电子作为负极被氧化（N→N2+），Q2+在正极被还原（Q2+→Q），说明N的还原性强于Q（N＞Q）；综上，还原性顺序为：P＞M＞N＞Q，D正确； 故选D。 考点二 化学电源（重点） ◆题型1 一次电池与二次电池 1．人们在日常生活中经常要使用电池。下列电池属于二次电池的是 A．铅蓄电池 B．氢氧燃料电池 C．酸性锌锰干电池 D．碱性锌锰干电池 【答案】A 【详解】二次电池（如铅蓄电池）可充电重复使用，而一次电池（如干电池、碱性锌锰干电池）和燃料电池（如氢氧燃料电池）不可充电。铅蓄电池通过可逆反应实现充放电，符合二次电池定义；其他选项均为不可充电的一次性或燃料电池，故答案选A。 2．锌锰电池是生活中常用的一种化学电源，酸性锌锰电池和碱性锌锰电池的构造如下图所示，下列有关说法错误的是 A．二者均属于一次电池 B．二者的正极反应式均为： C．二者分别消耗锌，都将转移电子 D．碱性锌锰电池比酸性锌锰电池工作寿命长 【答案】B 【详解】A．一次电池是放电后不能充电重复使用的电池，酸性和碱性锌锰电池均为一次性电池，A正确； B．酸性锌锰电池电解液为（酸性），正极MnO2在酸性条件下的反应式为：，B错误； C．锌的物质的量为，锌作为负极失电子，无论酸性还是碱性条件，Zn均失去2个电子生成，所以0.1 mol Zn转移0.2mol电子，C正确； D．碱性锌锰电池中锌粉与电解液接触均匀，反应平稳，且避免酸性电解液对锌筒的腐蚀，工作寿命更长，D正确； 故选B。 3．一种锂-海水电池结构如图(Li为负极，N为正极，隔膜为玻璃陶瓷)，下列说法错误的是 A．海水可作为电解质溶液 B．正极反应仅为O2+2H2O+4e-=4OH- C．玻璃陶瓷可传导Li+且防止海水与Li直接反应 D．该电池属于一次电池 【答案】B 【分析】如图所示，Li为负极，电极反应式为，N为正极，海水中的或者海水中溶解的等物质在N极得电子，电极反应为：，若水中溶解氧不足，可能会发生反应，为了防止水与Li直接反应，隔膜和玻璃陶瓷起到防水作用，同时兼具传导离子功能； 【详解】A．海水中含有氯化钠等电解质，可以起电解质溶液的作用，A正确； B．根据分析可知，N为正极，电极反应为：或，B错误； C．锂为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷能起到防止水和锂反应并能传导Li+的作用，C正确； D．锂-海水电池不可充电，属于一次电池，D正确； 故选B。 4．铅蓄电池的工作原理可表示为，其构造示意图如图所示。下列有关说法不正确的是 A．放电时，正、负电极质量均增大 B．放电时，溶液的pH增大 C．电池工作时，电子由Pb板通过导线流向板 D．充电时铅酸蓄电池的正极与外接电源的负极相连 【答案】D 【详解】A．放电时，负极Pb发生反应：，正极PbO2发生反应：，两极均生成PbSO4沉淀，质量均增大，A正确； B．放电时总反应为，消耗H2SO4，溶液中H+浓度降低，pH增大，B正确； C．放电时为原电池，电子从负极（Pb）经导线流向正极（PbO2），C正确； D．充电时为电解池，铅酸蓄电池的正极发生氧化反应，作为电解池阳极，连接外接电源正极，D错误； 故答案为D。 ◆题型2 燃料电池与新型电池 5某氢氧燃料电池工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．电极a为电池的正极 B．电池工作过程中，向负极迁移 C．电极b表面反应为 D．氢氧燃料电池中正极消耗22.4 L(标准状况)气体时，电路中通过的电子数目为 【答案】C 【分析】本题考查化学电源新型电池等，由图分析，电极a为负极，电极反应式为，电极b为正极，电极反应式为。 【详解】A．电极a上氢元素原子失电子价态升高，故电极a为负极，A错误； B．原电池工作时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，向正极移动，B错误； C．由分析可知，电极b为正极，电极反应式为，C正确； D．标准状况下22.4 L气体的物质的量为1mol，结合选项C进行分析，正极消耗1mol氧气时，电路中通过4mol电子，数目为，D错误； 故选C。 6．中国科学院长春应用化学研究所曾在甲烷()燃料电池技术方面获得重大突破。甲烷燃料电池采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下，下列说法错误的是 A．Pt(a)端的电势高于Pt(b)端的电势 B．Pt(a)电极反应式为： C．工作时，电池正极区溶液的pH增大 D．该电池工作时消耗(标准状况下)，假设电池的能量转化率为，则电路中通过3.2 mol电子 【答案】A 【分析】由图可知，通入燃料（CH4）的Pt(a)端为负极，发生氧化反应生成二氧化碳，电极反应为，通入氧化剂（O2）的Pt(b)端为正极，发生还原反应，电极反应式为，据此回答。 【详解】A．由分析知，电极 Pt(a)端为负极， Pt(b)端为正极，正极电势高于负极，故Pt(a)端电势低于Pt(b)端，A错误； B．由分析知，Pt(a)为负极，CH4发生氧化反应生成CO2，结合酸性环境（稀硫酸）和电荷守恒、原子守恒，电极反应式为，B正确； C．由分析知，Pt(b)为正极，电极反应式为，当转移4mol电子时，消耗4 mol H+，但同时会有4 mol H+向正极移动，H+物质的量不变，但反应生成了水，导致正极区H+浓度减小，pH增大，C正确； D．标准状况下11.2 L CH4的物质的量为0.5 mol，由负极反应式知1 mol CH4转移8 mol电子，0.5 mol完全反应转移4 mol电子，能量转化率80%时，实际转移电子4 mol×80%=3.2 mol，D正确； 故答案选A。 7．某燃料电池主要构成要素如图所示，下列说法正确的是 A．电池可用于乙醛的制备 B．b电极为正极 C．电池工作时，a电极附近c(H＋)增大 D．a电极的反应式为O2-4e-＋4H＋=2H2O 【答案】A 【分析】根据燃料电池的转化原理，可以得到通入燃料的电极为负极，则b电极为负极，乙烯在b电极失去电子转化为乙醛，电极反应式为：；然后负极产生通过质子交换膜进入a电极的正极区域，在a电极得到转化为水，电极反应式为：，据此分析解答。 【详解】A．根据分析，该电池的总反应为：，可用于乙醛的制备，A正确； B．根据分析，b电极为负极，B错误； C．根据分析，电池工作时，a电极的电极反应式为：，消耗，减小，C错误； D．根据分析，a电极为正极，得到电子，电极反应式为：，D错误； 故答案为：A。 8．我国某大学科研团队提出用多孔泡沫铁、高度膨化的纳米泡沫碳(CFs)和添加了NH4Cl的FeSO4溶液构建独特的“摇椅式”全铁离子电池，电池结构如图所示(阴离子未标出)。下列说法错误的是 A．放电时，向泡沫铁极移动 B．充电时，阳极的电极反应式为 C．若电源为铅蓄电池，则电极M应与PbO2电极相连 D．放电时，每转移0.2 mol ，参与反应的铁元素的总质量为11.2 g 【答案】D 【分析】放电时，N极泡沫铁失电子发生氧化反应，N是负极；M极Fe3+在泡沫碳表面得电子发生还原反应，M是正极。 【详解】A．放电时，阴离子向负极移动，向泡沫铁极移动，A正确： B．充电时，M是阳极，阳极的电极反应式为，B正确； C．若电源为铅蓄电池，则电极M(阳极)应与PbO2电极(正极)相连，C正确； D．放电时，每转移，负极消耗0.1 mol Fe，正极消耗0.2 mol Fe3+，参与反应的铁元素的总质量为16.8 g，D错误； 故选D。 ◆题型3 电极反应式的书写 9．哈尔滨工业大学研发的直接甲醇无膜微流体燃料电池，利用多股流体在微通道内平行层流的特性，自然地将燃料和氧化剂隔开，无需使用传统燃料电池中的交换膜，且使用氧化剂可确保电池工作过程中无固体析出附着在电极表面的问题(原理图如下所示)。下列有关说法正确的是 A．a电极的电势比b电极的电势高 B．电极a上发生的反应为： C．电极b上发生的反应为： D．电池工作时，若电路上转移电子，理论上消耗 【答案】D 【分析】由图可知，电极a为燃料电池的负极，碱性条件下甲醇在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为，电极b为正极，铁氰酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成亚铁氰酸根离子，电极反应式为。 【详解】A．原电池中正极电势高于负极，由分析可知，电极a为燃料电池的负极，电极b为正极，所以a电极电势比b低，A错误； B．由分析可知，电极a为燃料电池的负极，碱性条件下甲醇在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为，B错误； C．由分析可知，电极b为正极，铁氰酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成亚铁氰酸根离子，电极反应式为，C错误； D．由分析可知，负极反应每转移6 mol 电子消耗8 mol 氢氧根离子，则转移0.3 mol 电子时，消耗氢氧根离子的物质的量为，D正确； 故答案选D。 10．铁钛液流电池是一种有发展前景的低成本液流电池，放电时其工作原理如图所示(a、b均为石墨电极)。下列说法错误的是 A．放电时，a极附近溶液颜色由浅绿色逐渐变为黄色 B．放电时，b极的电极反应式为 C．充电时，b极与外接电源的正极相连 D．充电时，由a极区迁移至b极区 【答案】D 【分析】由图，放电时a极亚铁离子失去电子被氧化为铁离子，为负极，b极得到电子被还原为，为正极，则充电时，a为阴极、b为阳极； 【详解】A．放电时，a极为负极，亚铁离子失去电子被氧化为铁离子，a极附近溶液颜色由浅绿色逐渐变为黄色，A正确；    B．放电时，b极为正极，得到电子被还原为，电极反应式为，B正确； C．充电时，b为阳极，b极与外接电源的正极相连，C正确； D．充电时，阳离子由阳极b极区迁移至阴极a极区，D错误； 故选D。 11．下列化学电源的电极反应式书写错误的是 A．NO-空气燃料电池的负极反应式： B．充电时，铅酸蓄电池阳极的电极反应： C．碱性锌锰电池负极反应式： D．锂离子电池放电时正极的电极反应为 【答案】B 【详解】A．NO-空气燃料电池中，负极燃料NO发生氧化反应，N元素从+2价升至+5价（生成），失去3个电子，反应式中得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒均成立，A正确； B．充电时铅酸蓄电池阳极（氧化反应），放电时正极生成的需失电子恢复为，正确反应式为，B错误； C．碱性锌锰电池负极Zn失电子生成，在碱性条件下与结合为，反应式符合得失电子守恒、电荷及原子守恒，C正确； D．锂离子电池放电时正极发生还原反应，接受和电子生成，Fe元素化合价降低（如+3→+2），电子转移数（x e⁻）与嵌入量匹配，D正确； 故答案选B。 考点三 电解池（重点） ◆题型1 电解池概念及组成 1．下列装置中，属于电解池的是 A．锌铜原电池（稀硫酸作电解质） B．接通直流电源的 U 形管（内装熔融 NaCl，插入两个石墨电极） C．导线连接的铜片和铁片（浸入蔗糖溶液） D．未接电源的 CuCl2溶液（插入两个石墨棒） 【答案】B 【分析】电解池的构成需满足以下条件：①两个电极（阳极和阴极）并与电源连接；②电解质（熔融或溶液）；③闭合回路；④直流电源。 【详解】A．锌铜原电池（稀硫酸作电解质），能发生自发反应，无外接电源，故A不符； B．明确外接直流电源，熔融NaCl导电，石墨为惰性电极，符合电解池定义，故B符合； C．导线连接的铜片和铁片（浸入蔗糖溶液），因蔗糖不导电，无法形成有效反应，故C不符； D．无外接电源，且两电极材料相同，无法构成电解池，故D不符； 故选B。 2．下列过程中，将电能转化为化学能的是       A．干电池手电筒照明 B．在铁制品上镀铜 C．太阳能发电 D．人工智能机器人 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．干电池属于原电池，将化学能转化为电能，故A错误； B．该装置为电解池，将电能转化为化学能，故B正确； C．太阳能发电是将光能转化为电能，故C错误； D．人工智能机器人工作过程中需要电池提供能量，是将化学能转化为电能，故D错误； 故选：B。 3．下列关于电解池的叙述中，不正确的是 A．与电源正极相连的是电解池的阴极 B．电解池是电能转化为化学能的装置 C．溶液中的阳离子移向阴极 D．在电解池的阳极发生氧化反应 【答案】A 【详解】A．与外接直流电源正极相连的是电解池的阳极，A错误； B．电解池将外接直流电的电能转化为化学能，该装置是电能转化为化学能的装置，B正确； C．电解池中溶液中的阳离子向得电子的一极移动，电解池中与外接直流电源负极相连的是阴极，阴极得电子，即溶液中的阳离子移向阴极，C正确； D．电解池的阳极失去电子流入外接直流电源的正极，在电解池的阳极发生氧化反应，D正确； 故选A。 ◆题型2 电解原理 4．某研究性学习小组利用如图装置探究氯碱工业和铜精炼的工作原理(M是离子交换膜)。下列说法错误的是 A．电源a极为负极 B．M为阳离子交换膜 C．电解前后装置乙中CuSO4溶液浓度逐渐变小 D．通电后，若Fe电极上产生22.4 L Cl2(标准状况下)时，理论上电路中转移0.2 mol电子 【答案】D 【分析】乙池为铜的精炼，则粗铜作阳极，精铜作阴极；电源的右侧与粗铜相连，为电池的正极，左侧为负极，所以甲池的Fe电极为阴极，石墨电极为阳极。 【详解】A．乙池为铜的精炼，则粗铜作阳极，精铜作阴极；电源的右侧与粗铜相连，为电池的正极，左侧为负极，所以甲池的Fe电极为阴极，石墨电极为阳极，电源a极为负极，A正确； B．通电后，石墨电极上失电子生成Cl2，Fe电极上水得电子生成H2和，则阳极区的Na+透过离子交换膜进入左侧Fe电极附近，所以此离子交换膜只可以是阳离子交换膜，若为阴离子交换膜，则氢氧化钠会与氯气反应，B正确； C．电解精炼铜时，不纯的铜作阳极，粗铜中比铜活泼的有Zn、Fe、Ni等，它们在阳极失去电子被氧化，阳极主要反应为，其他电极反应式有、等，比铜不活泼的有Ag、Pt、Au等成为阳极泥根据得失电子守恒，阳极溶解的铜的物质的量小于阴极析出的铜的物质的量，则电解前后装置乙中硫酸铜溶液浓度变小，C正确； D．甲池的Fe电极为阴极，发生的电极反应为，无Cl2生成，D错误； 故选D。 5．用如图所示装置电解硫酸铜溶液，下列表述中错误的是 A．若c极电极材料为Cu，电解开始后，溶液中浓度持续减小 B．若两极均为惰性电极，d极电极反应式为： C．溶液中阳离子向d极移动 D．c极发生氧化反应 【答案】A 【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．若c为Cu，则阳极上Cu失去电子变为铜离子，阴极上铜离子得到电子析出铜，溶液中Cu2+浓度保持不变，A错误； 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，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，C正确； D．c极为电解池的阳极，发生氧化反应，D正确； 答案选A。 ◆题型3 电极反应式与化学方程式书写 6．电化学还原制备乙烯等高附加值化学品对碳达峰、碳中和目标的实现具有重要意义。一种资源化制取乙烯的电化学装置如图所示，同时生成少量，双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。已知：参比电极上基本没有电流通过，用于测定工作电极相对于参比电极的电极电势。下列说法正确的是 A．工作电极连接电源正极，对电极连接电源负极 B．双极膜中移向阳极区，移向阴极区 C．生成乙烯的电极反应式为： D．阳极区每生成，可以生成 【答案】C 【分析】工作电极：CO2在此得电子生成C2H4，发生还原反应，作为阴极，电极反应式为：；对电极：作为阳极，发生氧化反应，溶液中OH⁻被氧化为O2，电极反应式为：。 【详解】A．根据分析可知，工作电极（阴极）应连接电源负极，对电极（阳极）应连接电源正极，A错误； B．双极膜中，阳离子（）移向阴极区（工作电极），阴离子（）移向阳极区（对电极），B错误； C．工作电极（阴极）上CO2得电子，在酸性条件下（稀硫酸提供H+）生成乙烯，电极反应式为：，C正确； D．阳极区（对电极）发生反应，生成转移12 mol e-。但工作电极还会生成少量CO（消耗部分电子），因此实际生成的少于1 mol，D错误； 故答案选C。 7．以Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制和，装置如图所示。下列说法不正确的是 A．电极a连接电源负极 B．电解总反应式为 C．Z为，加入的Y为 D．催化阶段反应产物的物质的量之比 【答案】D 【分析】电极b为阳极，Br-被氧化为，电极a为阴极，水被还原生成X，为氢气，所以Y为水，最后利用溴酸根的强氧化性联合催化剂制得氧气（Z）。 【详解】A．电极a发生水被还原生成氢气的反应，为阴极，连接电源负极，A正确； B．电解时，阳极Br-被氧化为（Br：-1→+5，失6e⁻），阴极H₂O被还原为H2（2H2O+2e-=H2↑+2OH-，每生成1 mol H2得2e-）。电子守恒时，阳极1 mol Br-失6e-，阴极需生成3 mol H2得6e-，总反应为，B正确； C．催化阶段转化为转化为Br-（Br：+5→-1，得电子），需另一物质失电子生成O2（O：-2→0），故Z为O2，Y为提供O的H2O，C正确； D．催化阶段，→Br-（得6e-/Br-），O2←H2O（失4e-/O2）。电子守恒：n(Br-)×6=n(O2)×4，即n(Z):n(Br-)=n(O2):n(Br-)=3:2，D错误； 答案选D。 8．金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量、、、等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列有关叙述正确的是 已知：氧化性： A．阳极发生还原反应，其电极反应式： B．电解后，Cu和Pt沉降在电解槽底部的阳极泥中 C．电解后，电子由精镍经导线流入粗镍 D．阳极减重0.64 g时，电路中通过的电子为0.02 mol 【答案】B 【分析】在电解精炼镍的过程中，粗镍作阳极（发生氧化反应，金属失电子），精镍作阴极（发生还原反应，得电子生成），外接电源形成回路，据此分析： 【详解】A．阳极发生氧化反应而非还原反应，且反应式描述的是阴极的还原过程，A错误； B．Cu和Pt的还原性弱于Ni，电解时无法被氧化，故以阳极泥形式沉淀，B正确； C．电解中电子应从阳极（粗镍）经导线流向阴极（精镍），C错误； D．阳极溶解的金属可能包括Fe、Zn和Ni，不同金属的摩尔质量不同，导致无法确定电子数是否为0.02 mol，D错误； 故答案选B。 9．我国科研人员利用电化学将硝酸盐污染物转化为具有高附加值的氨，为硝酸盐废水处理提供有效途径，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．电极a连接直流电源的正极 B．电极b的反应有 C．阳极区产生与阴极区消耗的物质的量相等 D．若废水酸性较强，则电极b生成，且易发生析氢副反应 【答案】C 【分析】由图可知，H2O在电极a失去电子生成O2，电极a为阳极，电极b为阴极，以此解答。 【详解】A．电极a发生氧化反应，为阳极，连接直流电源的正极，A正确； B．电极b为阴极，硝酸根得到电子生成氨气，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：，B正确； C．H2O在电极a失去电子生成O2，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：，转移相同物质的量电子时，阳极区产生与阴极区消耗的物质的量不相等，C错误； D．若废水酸性较强，则电极b反应有，且易发生副反应，D正确； 故选C。 ◆题型4 电解相关推断 10．以惰性材料为电极电解饱和食盐水，所得阴极产物为 A．Cl2 B．O2 C．Na D．NaOH和H2 【答案】D 【详解】以惰性材料为电极电解饱和食盐水，总反应方程式为：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑，则Cl-在阳极被氧化生成Cl2，阴极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，同时阴极区OH⁻浓度升高，与Na⁺结合生成NaOH，虽然H2是阴极直接析出的产物，但NaOH在阴极区生成，即所得阴极区产物为NaOH和H2，故答案为：D。 11．用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，阴极质量增大，电解质溶液的pH减小的是 ①  ②  ③  ④ A．①② B．①③ C．①④ D．②④ 【答案】B 【详解】①用惰性电极电解溶液，阴极发生得电子的还原反应： ，阴极质量增大，阳极发生失电子的氧化反应：，电解质溶液pH减小，符合题意； ②用惰性电极电解 溶液，阴极发生得电子的还原反应：，阴极质量不增加，不符合题意； ③用惰性电极电解 溶液，阴极发生得电子的还原反应：，阴极质量增大，阳极发生失电子的氧化反应： ，电解质溶液pH减小，符合题意； ④用惰性电极电解溶液，阴极发生得电子的还原反应：，阴极质量不增加，不符合题意； 答案选B。 12．某混合溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，且n(NaCl)∶n(H2SO4)=3∶1，若以石墨为电极电解该混合液时，根据电极产物可明显分为三个阶段，下列叙述中不正确的是 A．阴极先析出H2，后析出O2 B．阳极先析出Cl2，后析出O2 C．电解最后阶段为电解水 D．电解液的c(OH-)不断增大，最终溶液呈碱性 【答案】A 【分析】电解阶段分析：第一阶段：（来自）和优先放电，阴极析出，阳极析出；第二阶段：耗尽后，阴极还原生成和，阳极继续氧化剩余生成；第三阶段：耗尽后，电解水生成（阴极）和（阳极）。 【详解】A．阴极始终析出，仅在阳极析出，A错误； B．阳极先析出（优先放电），后析出（放电）；B正确； C．最终阶段电解水，符合实际反应， C正确； D．第一阶段消耗氢离子，氢氧根浓度增大；第二阶段阴极生成氢氧根，氢氧根浓度继续增大；第三阶段电解水，溶剂减少，氢氧根浓度继续增大，溶液最终呈碱性，D正确； 故选：A。 13．用惰性电极电解足量的下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一种物质(括号内)，溶液能与原来溶液完全一样的是。 A．CuCl2(CuCl2溶液) B．NaOH(H2O) C．NaCl(盐酸) D．CuSO4[Cu(OH)2] 【答案】B 【详解】A．电解氯化铜时，阳极放氯气，阴极生成金属铜，所以应加氯化铜固体让电解质溶液复原，故A错误； B．电解氢氧化钠时，阳极产生氧气，阴极产生氢气，所以应加水让电解质溶液复原，故B正确； C．电解氯化钠时，阳极产生氯气，阴极产生氢气，所以应加氯化氢让电解质溶液复原，加盐酸会多加入水，故C错误； D．电解硫酸铜时，阳极产生氧气，阴极产生金属铜，所以应加氧化铜让电解质溶液复原，加入氢氧化铜会多加入水，故D错误； 答案选B。 考点四 原电池与电解池综合考查（难点） ◆题型1 正负极、阴阳极判断 1．目前一款新型甲醇燃料电池已投放市场，该电池通过特殊的装置进行电能输出，不会造成任何污染，是一种相当环保的绿色电池。如图是甲醇燃料电池的实验装置图。下列有关说法正确的是 A．甲池中负极的电极反应式： B．电极B为正极，电极C上发生还原反应 C．乙池中硝酸根离子的浓度不断减小 D．乙池中D电极质量增加54 g时，理论上甲池中消耗0.125 mol氧气 【答案】D 【分析】甲池为燃料电池，B电极通入氧气，为正极，A电极通入甲醇，为负极，乙池为电解池，与负极相连的铜为阴极，与正极相连的Ag为阳极。 【详解】A．甲池为燃料电池，电解质为KOH溶液，负极反应式中不能生成H+，正确应为CH3OH+8OH--6e-=+6H2O，A错误； B．甲池中B极通入O2为正极，乙池C电极与B（正极）相连为阳极，阳极发生氧化反应，B错误； C．乙池阳极C发生失电子的氧化反应，Ag溶解生成Ag+：Ag-e-=Ag+，阴极D附近溶液中的Ag+得电子而在铜电极上析出Ag：Ag++e-=Ag，阳极溶解与阴极析出的Ag的量相等，的浓度不变，C错误； D．D电极增加54g为析出Ag的质量，，转移电子0.5mol，甲池正极反应：O2+2H2O+4e-=4OH-，故消耗O2物质的量为0.5mol=0.125mol，D正确； 故答案为D。 2．如图所示，甲、乙为相互串联的两个电解池，下列说法错误的是 A．甲池若为电解精炼铜的装置，则A极为精铜 B．甲池若为电解精炼铜的装置，电解质溶液可以是溶液 C．乙池中铁极的电极反应式： D．若将乙池中的石墨电极改为银电极，则乙池为电镀装置 【答案】B 【分析】由图可知，根据电源正负极情况，A为电解池阴极，石墨为电解池阳极。 【详解】A．电解精炼铜时，阴极（与电源负极相连）为精铜，阳极（与电源正极相连）为粗铜。若甲池为电解精炼铜装置，A极为阴极则为精铜，A正确； B．电解精炼铜为了避免引入杂质，需电解质溶液含（如），以保证阴极析出Cu，B错误； C．乙池中Fe极与电源负极相连，为阴极，在阴极得电子生成Ag，电极反应式为，C正确； D．将乙池石墨电极（阳极）改为Ag电极，此时阳极为镀层金属Ag，阴极为镀件Fe，电解质为溶液，符合电镀“镀层金属作阳极、镀件作阴极、含镀层金属离子溶液作电解质”的条件，D正确； 故答案选B。 ◆题型2 离子交换膜的应用 3．相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池，其电动势取决于物质的浓度差，是由于一种物质从高浓度状态向低浓度转移而产生的。如图所示装置是利用浓差电池电解溶液(电极均为石墨电极)，可以制得和NaOH。下列说法不正确的是 A．a电极的电极反应为 B．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得160 gNaOH C．离子交换膜依次为阴离子交换膜和阳离子交换膜 D．电池放电过程中，电极上的电极反应为 【答案】C 【分析】左侧的浓差电池中，Cu(1)电极为正极，电极反应为，Cu(2)电极为负极，电极反应为；右侧的电解池中，NaOH在a电极处产生，获得浓NaOH溶液和，在b电极处产生，获得较浓的硫酸和，则a电极为阴极，电极反应式为，b电极为阳极，电极反应式为。 【详解】A．a电极为阴极，电极反应式为，A不符合题意； B．浓差电池中，Cu(1)为正极（2.5 mol/L CuSO4），Cu(2)为负极（0.5 mol/L CuSO4），转移电子n=4 mol（计算过程：电池停止放电时，两烧杯中相等，均为，正极消耗2 mol，转移电子4 mol）。电解池中转移4 mol电子时，阴极生成4 mol NaOH，质量为4 mol×40 g/mol=160 g，B不符合题意； C．移向电解池阴极（a）生成NaOH，故c为阳离子交换膜；移向阳极（b）生成，故d为阴离子交换膜，C符合题意； D．Cu(1)电极为正极，电极反应为，D不符合题意； 故选C。 4．某兴趣小组以甲烷燃料电池为电源研究有关电化学的问题。丁池中，利用离子交换膜控制电解液中来制备纳米，下列说法不正确的是 A．甲池中，通入甲烷一极的电极反应式为： B．乙池中，电解总反应化学方程式为： C．丙池中反应一段时间后，溶液中将减小 D．丁池离子交换膜为阴离子交换膜，阴离子移动方向为从右往左 【答案】C 【分析】甲池为燃料电池，乙、丙、丁为电解池，甲烷发生氧化反应，通甲烷的一极为负极，通氧气的一极为正极，则A为阳极，B为阴极，C为阳极，D为阴极，Cu为阳极，Ti为阴极。 【详解】A．甲池中甲烷发生氧化反应，其中C的化合价由-4价升高到+4价，失去电子，最后变成碳酸根离子，电极反应式为：，A正确； B．乙为电解池，阴极为H2O放电生成氢气和OH-，阳极为Cl-放电生成Cl2，总的化学方程式为，B正确； C．丙为电解池，阴极为Ag+放电生成Ag，阳极为Ag放电生成Ag+，故反应一段时间后，溶液中Ag+的浓度不变，C错误； D．丁为电解池，且Cu为阳极，阴离子移向阳极移动，故OH-从右往左移动，D正确； 故答案为C。 5．利用CO2电催化还原制取C2H5OH和C2H4的装置如图所示。下列说法正确的是 A．离子交换膜应选用阴离子交换膜 B．电子流向：a→电极Ⅰ→交换膜→电极Ⅱ→b C．在相同条件下，消耗的CO2和生成的O2体积比为2∶3 D．生成乙醇的电极反应：2CO2+9H2O+12e-=C2H5OH+12OH- 【答案】C 【分析】由图可知，该装置为电解池装置，Ⅰ极二氧化碳得到电子转变为乙烯、乙醇，发生还原反应，故Ⅰ极为阴极，Ⅱ极为阳极，则a为电源负极，b为电源正极；阴极电极反应式为：、；阳极为水失电子生成氧气和氢离子，电极反应式为：，故氢离子通过交换膜向左移动，离子交换膜为阳离子交换膜，据此作答。 【详解】A．由分析可知，离子交换膜应选用阳离子交换膜，A错误； B．由分析可知，Ⅰ极为阴极，Ⅱ极为阳极，a为电源负极，b为电源正极，离子交换膜允许离子通过，电子不能通过电解质溶液，电子流向为a→电极Ⅰ（阴极），电极Ⅱ（阳极）→b，B错误； C．由分析可知，阳极电极反应式为：，生成1molO2失4mole-，阴极电极反应式为：、，消耗1molCO2得6mole-，由得失电子守恒可知，消耗的和生成的物质的量比为2∶3，相同条件下体积比为2∶3，C正确； D．电解质溶液显酸性，生成乙醇的电极反应：，D错误； 故选C。 ◆题型3 电化学中“多池”与“多室”的应用 6．高锰酸钾在化工医药、水处理等方面有重要应用，可以用电解法制备，装置如下。直流电源采用乙烷-空气碱性燃料电池。下列说法不正确的是(已知电流效率) A．电源负极的电极反应式为：C2H6-14e-+18OH-= 2CO+12H2O B．该离子交换膜为阳离子交换膜 C．a极为直流电源的负极 D．若消耗 产生 ，则 【答案】C 【分析】由题图中的反应物和生成物可以分析电极，右边进入的是稀KOH溶液，出去的是浓KOH溶液，左边进入K2MnO4溶液，可提供K+，可分析得，K+从左边通过阳离子交换膜进入右边使得K+浓度增大，右边还会生成OH-，该装置为电解池，所以左边为阳极，电源a为正极。由此解题。 【详解】A．电源负极乙烷发生氧化反应，碱性条件下生成，电极反应式为C2H6-14e-+18OH-=2+12H2O，电荷、原子守恒，A正确； B．电解池中阳极（生成KMnO4）Mn(Ⅵ)→Mn(Ⅶ)失电子，阴极发生还原反应生成OH-，为维持电荷平衡，阳极区K+需通过阳离子交换膜移向阴极区，该膜为阳离子交换膜，B正确； C．制备KMnO4时Mn(Ⅵ)→Mn(Ⅶ)发生氧化反应（阳极），阳极需接电源正极，a极连接阳极，则a极为电源正极，C错误； D．消耗，在燃料电池正极转移的电子总数为；电解池阳极反应为，生成，即生成目标产物转移的电子数为，则电流效率，D正确； 故答案选C。 7．下图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图。下列说法正确的是 A．从口逸出的气体是 B．每生成，同时产生 C．从口加入含少量的水溶液，起增强导电性作用 D．阳离子交换膜左侧的食盐水浓度逐渐变大 【答案】C 【分析】从图中可以看到，装置中间有阳离子交换膜，Na+能从左侧通过阳离子交换膜进入右侧。左侧电极附近，Cl-失去电子发生氧化反应生成Cl2，所以Cl2从C口逸出；右侧电极附近，H2O得到电子发生还原反应生成H2和OH-，H2从E口逸出。同时，从B口加入含少量NaOH的水溶液，NaOH电离出离子增强溶液导电性，有助于电解反应进行。而左侧由于Cl-不断反应，Na+又移向右侧，所以左侧食盐水浓度逐渐降低。 【详解】A．E口位于阴极区，阴极发生还原反应：2H2O + 2e-= H2↑ + 2 OH-，逸出气体为H2，A错误； B．未说明22.4L Cl2是否处于标准状况，无法确定其物质的量，故不能得出产生2mol NaOH，B错误； C．B口为阴极区入口，加入含少量NaOH的水溶液可增强溶液导电性（纯水中离子浓度低，导电性差），C正确； D．左侧为阳极区，Cl-放电生成Cl2，且Na+通过阳离子交换膜移向阴极区，导致左侧NaCl浓度逐渐减小，D错误； 故选C。 ◆题型4 电化学有关计算 8．许多有机化学反应包含电子的转移，使这些反应在电解池中进行时称为电有机合成。用丙烯腈()电有机合成己二腈的装置如图所示。电极总反应为。下列说法错误的是 A．N极发生还原反应生成己二腈 B．M极反应为 C．理论上反应过程中仅需补充丙烯腈与水 D．生成1 mol己二腈的同时产生11.2 L(标准状况) 【答案】B 【分析】由装置图可知，M极与电源正极相连，为阳极；N极与电源负极相连，为阴极。 【详解】A．阴极（N极）发生还原反应。根据总反应，在阴极得电子发生还原反应生成己二腈，A正确； B．阳极（M极）的电解质溶液为酸式磷酸盐溶液，呈酸性，所以阳极反应应为，而非，B错误； C．根据总反应，反应消耗丙烯腈和水，生成己二腈和氧气，所以理论上仅需补充丙烯腈与水，C正确； D．由总反应可知，生成己二腈的同时产生，则生成己二腈时，产生。标准状况下，的体积为，D正确； 故答案选B。 9．的酸性水溶液随着浓度的增大会转化为。电解法制备的原理如图所示。下列说法错误的是 A．电解时离子交换膜为质子交换膜 B．生成和的质量比为 C．电解一段时间后阴极区溶液的浓度增大 D．的生成反应为： 【答案】A 【分析】由图可知，左侧电极上生成，右侧电极上生成，知左侧电极为阳极，发生反应：，右侧电极为阴极，发生反应：；由题意知，左室中酸性水溶液随着浓度的增大会转化为，反应方程式为，因此阳极生成的H+不能通过离子交换膜，据此回答。 【详解】A．由以上分析知，电解时阳极生成的H+不能通过离子交换膜，故离子交换膜不能是质子交换膜，通过离子交换膜的是，A错误； B．根据各电极上转移电子数相同，可知生成和的物质的量之比为1∶2，其质量比为8∶1，B正确； C．根据阴极反应知，电解一段时间后阴极区溶液的浓度增大，C正确； D．电解过程中阳极区浓度增大，会转化为，反应方程式为，D正确； 故答案选A。 10．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．b极接电源正极 B．a极反应式为： C．电解过程中H＋从b极区通过质子交换膜转移至a极区 D．相同时间内，a、b两极消耗N2的物质的量之比为5：3 【答案】B 【分析】由图中物质变化可知，a极，氮元素失去电子化合价升高，发生氧化反应，即a极为阳极；则b极为阴极。 【详解】A．b极生成，N元素化合价从0价降为-3价，发生还原反应，为阴极，应接电源负极，A错误； B．a极生成，N元素化合价从0价升为+5价，发生氧化反应（阳极），每个分子失去10个电子。结合酸性环境，电极反应式为：，B正确； C．电解池中H+（阳离子）向阴极（b极）移动，应从a极区（阳极区）转移至b极区，C错误； D．a极（阳极）1 mol 失10e⁻，b极（阴极）1 mol 得6e⁻，电子转移相等时，消耗的物质的量之比为6:10=3:5，D错误； 故答案选B。 11．是一种重要的化工原料，下图是氯碱工业和的制备原理，下列说法不正确的是 A．反应①的化学方程式为 B．反应①②均属于氧化还原反应 C．纯净的能在中安静地燃烧，发出苍白色火焰 D．反应①中的氧化剂和还原剂的质量比为58.5∶18 【答案】D 【分析】NaCl溶于水后制得饱和食盐水，通直流电进行电解，可生成NaOH、Cl2和H2，收集Cl2、H2，然后将H2在Cl2中点燃，可生成HCl。 【详解】A．反应①为电解饱和食盐水，化学方程式为，符合氯碱工业原理，A正确； B．反应①中Cl元素（-1→0）、H元素（+1→0）化合价变化，反应②中H（0→+1）、Cl（0→-1）化合价变化，均有化合价升降，属于氧化还原反应，B正确； C．纯净H2在Cl2中安静燃烧，发出苍白色火焰，生成HCl，C正确； D．反应①中，NaCl中Cl-（-1→0）为还原剂，H2O中H+（+1→0）为氧化剂，生成1mol Cl2需2mol NaCl（还原剂，质量2mol×58.5g/mol=117g），生成1mol H2需2mol H+，来自2mol H2O（氧化剂，质量2mol×18g/mol=36g），氧化剂与还原剂质量比为36:117，D错误； 故选D。 考点五 电解原理的应用（重点） ◆题型1 氯碱工业 1．氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气和烧碱等化工产品。如图是用离子交换膜法电解饱和食盐水的装置示意图。下列说法错误的是 A．从a口放出的气体遇湿润的淀粉-KI试纸，试纸变蓝 B．该离子交换膜为阳离子交换膜 C．从A、B口出来的溶液溶质不变，溶质浓度分别减小、增大 D．若两极共收集标准状况下33.6 L气体，则电路中转移了3 mol电子 【答案】D 【分析】左侧为阳极，离子放电能力：，阳极上发生反应：，所以a口出来的是；右侧为阴极，离子放电能力：，阴极上发生反应：，所以b口放出的气体是；电解过程中，为了防止与混合发生爆炸以及避免与的反应，采用阳离子交换膜。 【详解】A．a口位于阳极区，阳极发生反应，生成的氯气能氧化生成I2，故从a口放出的气体遇湿润的淀粉-KI试纸变蓝，A正确； B．电解过程中，为了防止与混合发生爆炸以及避免与的反应，采用阳离子交换膜，能通过阳离子交换膜从阳极区移向阴极区， B正确； C．A口为阳极区出口，阳极区发生反应：，消耗且移向阴极区，溶质NaCl浓度减小；B口为阴极区出口，阴极上发生反应：且移入，溶质NaOH浓度增大， C正确； D．电解总反应为：，生成的和的物质的量之比为1:1，若两极共收集标准状况下33.6  L气体，总物质的量为，则生成的和的物质的量均为0.75 mol，电路中转移了电子的物质的量为，D错误； 故选D。 2．一种基于氯碱工艺的新型电解池（下图），可用于湿法冶铁的研究。电解过程中下列说法不正确的是 A．阳极产生 Cl2 B．阴极区溶液中OH-浓度逐渐升高 C．理论上每消耗1 mol Fe2O3， 阳极室溶液减少351 g D．理论上每消耗 1 mol Fe2O3， 阴极室溶液最多增加138 g 【答案】D 【分析】根据题干所给信息，该装置为基于氯碱工艺且能够湿法冶铁的电解池，因此左侧电极室为阴极室，发生Fe2O3的还原反应，电极反应为；右侧电极室为阳极室，发生Cl-氧化为Cl2的反应，电极反应为：。同时Na+通过阳离子交换膜向阴极迁移，在左侧电极室得到NaOH溶液，据此作答。 【详解】A．根据分析，右侧阳极发生氧化反应，饱和食盐水中Cl-放电生成Cl2， A正确； B．阴极区发生还原反应，Fe2O3被还原为Fe，生成OH-，则OH-浓度逐渐升高，B正确； C．消耗1 mol Fe2O3时转移6 mol e-，阳极反应消耗6 mol Cl-生成3 mol Cl2，同时6 mol Na+通过阳离子交换膜移向阴极，则阳极室溶液减少的质量为，C正确； D．消耗1 mol Fe2O3时转化为2 mol Fe，即3 mol O进入电解质溶液，同时从阳极室迁移得到6 mol Na⁺，因此阴极室溶液增加的质量为，D错误； 故答案选D。 ◆题型2 电冶金及金属的精炼 3．利用金属活动性的不同，可以采取不同的冶炼方法冶炼金属。下列反应所描述的冶炼方法不可能实现的是 A．2AlCl3(熔融)2Al＋3Cl2↑ B．Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 C．Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu D．2KCl(熔融)2K＋Cl2↑ 【答案】A 【分析】金属冶炼的主要方法有：①热分解法：对于不活泼的金属，可直接加热分解的方法制备（Hg及后面的金属）；②热还原法：在金属活动顺序表中间位置的金属，通常用热还原法冶炼（Zn~Cu）；③电解法：活泼金属较难用还原剂还原，通常采用电解熔融金属化合物的方法制备（K、Ca、Na、Mg、Al），Mg采用电解氯化镁，Al采用电解氧化铝。 【详解】A．氯化铝是共价化合物，铝是活泼金属，通过电解熔融氧化铝冶炼，故A符合题意； B．铁是位于金属活动顺序表中间位置的金属，通常用热还原法冶炼，故B不符合题意； C．铁可以置换出硫酸铜中的铜，故C不符合题意； D．钾是活泼金属，采用电解熔融氯化钾冶炼金属钾，故D不符合题意； 故选A。 4．化学改变了生产生活，推动了社会的进步和科技的发展．下列说法错误的是 A．在合适的电压下将铝制品与外接电源的正极相连，使其表面生成一层致密的氧化膜而钝化 B．铁管镀锌层局部破损后，铁管仍不易生锈 C．电解法冶炼镁时，选用氯化镁溶液作为离子导体 D．离子交换膜在现代工业中应用广泛，氯碱工业使用阳离子交换膜 【答案】C 【详解】A．铝连接电源正极，即铝为电解池阳极，发生氧化反应，在合适的电压下铝制品表面将生成钝化膜，A正确； B．锌比铁活泼，铁管镀锌层局部破损后，形成原电池，锌作负极优先腐蚀，能保护铁，故铁管仍不易生锈，B正确； C．工业上采用电解熔融的方法得到金属，电解溶液不能得到Mg，C错误； D．阳离子交换膜在氯碱工业中隔离开生成的和NaOH，确保安全与纯度，D正确； 故答案选C。 5．粗铜中常含有锌、铁、镍、银、金、铂等游离态金属，用电解法可精炼。在电解过程中不会发生的电极反应为 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】电解精炼铜时，粗铜（含Zn、Fe、Ni等）作阳极，纯铜作阴极，电解液为CuSO4。阳极反应中，金属活动性比Cu强的金属（如Zn、Fe、Ni）优先失去电子被氧化为离子（如Zn2+、Fe2+、Ni2+），而Cu随后被氧化为Cu2+。阴极仅发生Cu2+得到电子的还原反应，因Ni2+的氧化性弱于Cu2+，A中Ni2+得电子的还原反应不会发生，且浓度低，无法在阴极析出，故选A。 6．粗铜中的主要杂质包括锌、铁、镍、银、金、铂等，含量通常在0.5%～1.5%之间，这些杂质会影响铜的导电性和机械性能，可通过电解法精炼除去。电解精炼装置如图。下列说法错误的是 A．粗铜的熔点和硬度均小于纯铜 B．电解时，锌、铁、镍会变成离子进入溶液 C．电解过程中，硫酸铜溶液的浓度有所降低 D．金、银、铂等贵金属会沉积在电解池底部，形成阳极泥 【答案】A 【分析】电解法精炼铜，粗铜作阳极，精铜作阴极。 【详解】A．粗铜为合金，合金的熔点通常低于纯铜，但硬度一般大于纯铜，并非“均小于纯铜”，A错误； B．电解时，阳极粗铜中比铜活泼的锌、铁、镍会先失去电子，变成离子进入溶液，B正确； C．阳极溶解的铜及其他活泼金属失去电子生成阳离子，阴极仅铜离子得电子析出，由于阳极溶解的铜离子量少于阴极析出的铜离子量，溶液中硫酸铜浓度降低，C正确； D．金、银、铂等贵金属活动性弱于铜，不会在阳极失电子，会沉积在电解池底部形成阳极泥，D正确； 故选A。 ◆题型3 电镀 7．对铁钉进行预处理，并用铜氨溶液给铁钉镀铜。下列操作不能达到实验目的的是 A．除油污 B．除铁锈 C．制铜氨溶液 D．铁钉镀铜 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．油污在碱性溶液中发生水解反应，碳酸钠溶液为碱性，加热可以增强碳酸钠溶液的碱性，达到除油污的目的，A正确； B．铁锈的主要成分为氧化铁，稀盐酸可以用来除去铁锈，可以达到实验目的，B正确； C．氨水中滴加过量硫酸铜溶液，生成氢氧化铜沉淀，制备铜氨溶液应向硫酸铜溶液中加入足量的氨水，先生成氢氧化铜沉淀，继续滴加氨水，生成铜氨络离子，C错误； D．铁钉镀铜，片与电源正极相连做阳极，铁钉与电源负极相连做阴极，D正确; 故选C。 8．某学习小组模拟制作电路板。下列操作不能达到相应目的的是 操作 目的 A．湿法制粗铜 B．粗铜制纯铜 操作 目的 C．基板镀铜制覆铜板 D．绘制后浸泡覆铜板制电路板 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．铁比铜活泼，可从硫酸铜溶液中置换铜，铜铁形成原电池可加速铜在粗铜表面析出，A正确； B．精炼铜时粗铜做阳极，纯铜做阴极，做电解液，B正确； C．镀铜时铜做阳极，基板做阴极，C错误； D．可与铜反应，溶解铜，D正确； 故选C。 9．下列电化学实验装置能达到实验目的的是 A．电解精炼铜 B．验证电解饱和溶液的产物 C．在铁制品上镀铜 D．构成原电池 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．粗铜作阳极，被氧化为铜离子进入溶液中，在阴极区被还原，生成铜单质附着在精铜上，可以得到精炼铜，A符合题意； B．该装置电流方向中错误，铁棒作阳极被氧化生成Fe2+，碳棒作阴极，生成氢气，而淀粉碘化钾为检验氯气的装置，应将电流方向翻转，铁棒作阴极，生成氢气用开口向下的试管收集，碳棒作阴极，生成的氯气用淀粉碘化钾检验，B不符题意； C．应将待镀的铁制品连接电源负极，铜片连接正极，C不符题意； D．盐桥两侧的溶液无法构成有效的氧化还原反应，不能构成原电池，铁棒应插入FeCl2溶液，碳棒插入FeCl3溶液，D不符题意； 答案选A。 ◆题型4 电有机合成 10．环氧乙烷()可用于生产乙二醇。电化学合成环氧乙烷的装置如图所示： 已知：CH2=CH2HOCH2CH2Br 下列说法正确的是 A．电极接电源负极 B．制备环氧乙烷，电极区产生 C．电极的反应方程式为：CH2=CH2－2e－+2OH－=H2O+ D．电解完成后，将阳极区和阴极区溶液混合才可得到环氧乙烷 【答案】D 【分析】由题给信息：“CH2=CH2HOCH2CH2Br ”可知，在Pt电极，Br-失电子生成Br2，然后与水反应的产物再与CH2=CH2发生反应，所以Pt电极为阳极，Ni电极为阴极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电解完成后，将阳极区和阴极区溶液混合，HOCH2CH2Br在碱性条件下发生取代反应生成环氧乙烷。 【详解】A．由分析可知，与直流电源正极相连的Pt电极为电解池的阳极，A错误； B．根据分析可知，Ni为阴极，发生还原反应，生成氢气不会产生Cl2，B错误； C．Pt电极区，反应方程式为：2Br--2e-=Br2，Br2+H2OHBr+HBrO，CH2=CH2+HBrO→HOCH2CH2Br，在碱性溶液中，HOCH2CH2Br才转化为，而阳极区溶液呈酸性，不能发生反应CH2=CH2-2e-+2OH-=H2O+，C错误； D．由分析可知，电解完成后，将阳极区和阴极区溶液混合，HOCH2CH2Br在碱性条件下发生取代反应生成环氧乙烷，D正确； 故选D。 11．丁二酸大量用于食品及医药工业。一种以石墨、Pb@PbO2(Pb板镀PbO2)为电极，稀硫酸为电解质溶液，无隔膜生产丁二酸的新工艺工作原理如图。下列说法正确的是 A．a是电源正极 B．工作时，向石墨电极方向移动 C．可用盐酸代替稀硫酸做电解质溶液 D．阴极区的反应： 【答案】D 【分析】 由题干无隔膜生产丁二酸的新工艺工作原理图可知，Pb@PbO2电极反应为：2H2O-4e-=O2+4H+，发生氧化反应，是电解池的阳极，则直流电源b电极为正极，a电极为负极，石墨电极为阴极，电极反应为：：，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，a是电源负极，A错误； B．由分析可知，石墨电极为阴极，Pb@PbO2电极为阳极，故工作时，向Pb@PbO2电极方向移动，B错误； C．若用盐酸代替稀硫酸做电解质溶液，则阳极上Cl-放电产生有毒有害气体Cl2，故不能用盐酸代替稀硫酸做电解质溶液，C错误； D．由分析可知，阴极区的反应：，D正确； 故答案为：D。 考点六 金属的腐蚀 ◆题型1 金属的腐蚀 1．下列馆藏文物，最不容易腐蚀受损的是 A．黑陶高柄杯 B．青铜颂簋 C．西汉铁剑 D．裂瓣纹银盒 【答案】A 【详解】A．黑陶高柄杯的主要成分是硅酸盐，属于无机非金属材料，化学性质极其稳定，几乎不与空气、水或常见气体反应，因此最不易发生化学腐蚀，A符合题意； B．青铜为金属，易发生氧化或电化学腐蚀，B不符合题意； C．铁为金属，易发生氧化或电化学腐蚀，C不符合题意； D．银虽为贵金属，但在含硫环境中会缓慢硫化，表面变黑，D不符合题意； 故选A。 2．下列做法对人类不利的是 A．将钢铁放置在潮湿空气中 B．将食物放入冰箱储存 C．工业合成硫酸时使用催化剂 D．在橡胶中加入防老剂 【答案】A 【详解】A．钢铁在潮湿空气中易与氧气、水发生反应，发生腐蚀，造成钢铁制品损坏，对人类利用钢铁不利，A符合题意； B．冰箱低温环境能抑制微生物繁殖、减缓食物氧化变质速度，利于食物保鲜储存，对人类有利，B不符合题意； C．工业合成硫酸时使用催化剂，可加快反应速率、提高生产效率，降低生产成本，对人类有利，C不符合题意； D．在橡胶中加入防老剂，能延缓橡胶老化、延长橡胶制品使用寿命，对人类有利，D不符合题意； 故答案选A。 3．化学与社会、生产、生活密切相关。下列说法错误的是 A．海水淡化可以解决淡水危机，用光催化分解水代替电解水制氢气可实现节能环保 B．电动车上常装有铅蓄电池，随着放电的进行，硫酸的浓度不断增大，此时需要充电来降低其浓度 C．利用海洋真菌可降解聚乙烯等多种塑料，温度越高降解速率不一定越快 D．银质器皿久置于空气中其表面通常会变暗，这是因为发生了化学腐蚀 【答案】B 【详解】A．光催化分解水利用太阳能，比电解水节能环保，A正确； B．铅蓄电池放电时，硫酸参与反应生成水，随着放电的进行，硫酸的浓度降低，B错误； C．真菌降解塑料可能受酶活性影响，高温可能使酶失活，降解速率不一定加快，C正确； D．银与空气中硫化物反应生成Ag2S，属于化学腐蚀，D正确； 故选B。 ◆题型2 化学腐蚀与电化学腐蚀 4．下列与金属腐蚀有关的说法中，不正确的是 A．铝具有很强的抗腐蚀能力，是因为其不易与氧气发生反应 B．电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀 C．金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化的过程 D．钢铁在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀 【答案】A 【详解】A．铝的抗腐蚀能力源于其表面易形成致密氧化膜，而非不易与氧气反应，A错误； B．电化学腐蚀根据环境分为吸氧腐蚀（中性/弱酸性）和析氢腐蚀（强酸性），B正确； C．金属腐蚀本质是金属原子失电子被氧化，无论化学或电化学腐蚀均如此，C正确； D．钢铁在潮湿空气中形成微电池，发生电化学腐蚀导致生锈，D正确； 故答案选A。 5．自然界中钢铁在腐蚀过程中，不涉及的变化是 A．Fe由+2价转化为+3价 B．被还原 C．杂质C被氧化除去 D．失水形成 【答案】C 【详解】A．Fe在腐蚀中先被氧化为Fe2+，随后可能进一步被氧化为Fe3+，故涉及+2价到+3价的变化，A不符合题意； B．O2在钢铁的吸氧腐蚀过程中作为氧化剂，被还原为OH-()，B不符合题意； C．杂质C起导电作用，作正极，未被氧化，反而促进了负极Fe的氧化，C符合题意； D．Fe(OH)3失水生成Fe2O3·xH2O是铁锈形成的常见过程，D不符合题意； 故选C。 6．下列关于金属腐蚀与防护，说法正确的是 A．白铁皮与马口铁制品均破损时，白铁皮制品更易被腐蚀 B．钢铁发蓝多用于军工器械，发蓝过程属于物理变化 C．铁能与酸反应，置换出氢气，故生活中的铁发生析氢腐蚀更普遍 D．化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，危害更大 【答案】D 【详解】A．铁制品的镀层破损后，在潮湿环境中可发生原电池反应，白铁皮（镀锌铁）中锌比铁活泼，反应时锌作负极，被氧化而腐蚀，铁作正极，被保护；马口铁（镀锡铁）中铁比锡活泼，铁作负极，被氧化而腐蚀，A错误； B．钢铁发蓝的原理是钢铁与氧化剂反应生成氧化膜（主要成分为），发蓝过程属于化学变化，B错误； C．钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性，此时主要发生吸氧腐蚀，C错误； D．化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，危害更大，D正确； 故答案选D。 ◆题型3 金属腐蚀的原理与类型判断 7．下列关于铁腐蚀与防护的反应式正确的是 A．酸性环境中铁发生析氢腐蚀的负极反应： B．铁发生腐蚀生锈的反应： C．铁经过发蓝处理形成致密氧化膜： D．安装锌块保护船舶外壳，铁电极上发生的反应： 【答案】A 【详解】A．酸性环境中铁发生析氢腐蚀，负极是Fe，电极反应式为，故A正确； B．铁腐蚀生锈的产物应为Fe2O3·xH2O，故B错误； C．发蓝处理形成的是Fe3O4氧化膜，且反应条件与产物不符，故C错误； D．安装锌块保护船舶外壳，属于牺牲阳极保护法，铁作为阴极，铁电极上可能是O2得电子发生还原反应，非Fe3+被还原，故D错误； 选A。 8．用甲、乙两套装置分别做以下四组实验，一段时间后，下列有关四组实验的描述正确的是 甲 实验编号 试剂X 乙 实验编号 试剂Y ① 食盐水 ③ 生石灰 ② 0.1mol·L-1醋酸溶液 ④ 金属钠 A．实验①中红墨水左低右高 B．实验②中铁钉发生析氢腐蚀 C．实验③中红墨水左高右低 D．实验④中钠与水反应产生H2，对验证该反应是放热反应有影响 【答案】B 【详解】A．实验①中左侧盛有食盐水，为中性环境，形成吸氧腐蚀，吸收氧气，气体压强减小，导致红墨水左高右低，A错误； B．实验②中醋酸为酸性环境，则铁钉发生析氢腐蚀，B正确； C．实验③中生石灰和水反应放出大量热，大试管中气体膨胀，导致右侧U形管中红墨水左低右高，C错误； D．实验④中钠与水反应产生H2，生成氢气从小试管中逸出，对验证该反应是放热反应没有影响；由于反应放热，导致右侧U形管中红墨水左低右高，能验证该反应是放热反应，D错误； 故选B。 9．一种钢铁锈蚀原理示意图如图，下列说法不正确的是 A．缺氧区： B．富氧区： C．失去的电子通过电解质溶液传递给 D．隔绝氧气或电解质溶液均可有效防止铁生锈 【答案】C 【详解】A．由钢铁锈蚀原理示意图可知，铁发生了吸氧腐蚀，缺氧区，铁作负极，发生氧化反应，电极反应式为 ，A正确； B．富氧区，正极氧气得电子发生还原反应，B正确； C．失去的电子通过金属导体传递给富氧区的，电子不能在电解质溶液中自由移动，C错误； D．隔绝氧气或电解质溶液后，就不能形成原电池，所以均可有效防止铁生锈，D正确； 故答案选C。 10．全世界每年因钢铁锈蚀会造成巨大的损失，为了保护地下的钢铁输水管所采取的措施如图所示。下列说法正确的是 A．钢铁发生吸氧腐蚀正极反应为 B．导线与Zn块连接为外加电流法 C．导线应连接外接电源的正极 D．导线与Cu块连接也可保护钢铁输水管 【答案】A 【详解】A．钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上氧气得电子结合水生成氢氧根离子，反应式为，A正确； B．导线与Zn块连接时，Zn比Fe活泼，形成原电池，Zn作负极被腐蚀，Fe作正极被保护，此方法为牺牲阳极的阴极保护法，而非外加电流法，B错误； C．若采用外加电流的阴极保护法，被保护的钢铁输水管应作阴极，需连接外接电源的负极，连接正极会使其成为阳极加速腐蚀，C错误； D．Cu的金属活动性比Fe弱，导线与Cu块连接时，Fe作负极被腐蚀，Cu作正极，会加速钢铁输水管的腐蚀，无法起到保护作用，D错误； 故答案选A。 考点七 金属的防护 ◆题型1 金属防护的方法 1．保护钢铁有利于节约资源、保护环境，下列钢铁的保护方法中不正确的是 A．铁栅栏上涂上油漆 B．铁闸与直流电源负极相连 C．轮船底部镶嵌铜块 D．家用铁锅水洗后及时擦干 【答案】C 【详解】A．铁栅栏涂油漆可以隔绝氧气和水，防止腐蚀，A正确； B．铁闸连接电源负极，作为阴极被保护，B正确； C．铜的金属活动性弱于铁，镶嵌铜块会形成原电池，铁作为负极被腐蚀，C错误； D．及时擦干铁锅可减少与水的接触，防止生锈，D正确； 故选C。 2．一块镀层破损的铁片置于潮湿的盐碱地环境中，一段时间后铁片如图所示。下列说法正确的是 A．镀层金属可能是铜 B．镀层保护铁采取的是牺牲阳极的阴极保护法 C．潮湿的盐碱地环境为铁片的锈蚀提供了传递电子的作用 D．刮去铁锈，在凹陷深处滴加 KSCN 溶液，溶液一定变为红色 【答案】A 【详解】A．若镀层金属为铜，破损后铁与铜形成原电池，因铁比铜活泼，铁作负极被腐蚀（吸氧腐蚀），生成的Fe2+进一步被氧化为Fe3+并形成铁锈，与题中“铁锈”现象相符，A正确； B．牺牲阳极的阴极保护法要求镀层金属比铁活泼（如锌），此时镀层优先腐蚀，铁被保护，不会生成铁锈，而题中铁片已生锈，说明镀层未起到牺牲阳极的作用，B错误； C．潮湿盐碱地环境提供的是电解质溶液，作用是传递离子（形成闭合回路），电子通过金属导体传递，溶液不能传递电子，C错误； D．凹陷深处铁腐蚀生成的Fe2+可能未完全氧化为Fe3+，且Fe3+与过量Fe会反应生成Fe2+，滴加KSCN溶液不一定能检测到Fe3+，溶液不一定变红，D错误； 故选A。 3．金属腐蚀对生产和生活影响很大。下列有关金属防护的说法正确的是 A．铁上镀铜比镀锌更能延长铁的使用寿命 B．将新制的金属元件涂抹油并密封保存，可减缓腐蚀 C．为了保护桥梁钢构，可将其与电源的正极相连 D．日常生活中，最常见的钢铁腐蚀为化学腐蚀 【答案】B 【详解】A．铁上镀铜时，若镀层破损，铁作为活泼金属会先被腐蚀，而镀锌则锌作为更活泼金属优先被氧化，保护铁，因此镀锌更能延长铁的使用寿命，A错误； B．涂抹油可隔绝金属与氧气、水接触，属于覆盖保护层的方法，能有效减缓腐蚀，B正确； C．连接电源正极会使钢构成为阳极，加速腐蚀，正确方法应连接电源负极（外加电流的阴极保护法），C错误； D．日常生活中，钢铁腐蚀主要为电化学腐蚀，而非化学腐蚀，D错误； 故答案选B。 ◆题型2 金属防护与电化学的联系 4．下列铁制品防护的装置或方法中，不正确的是 A．外加电流     B．牺牲阳极 C．表面镀铜 D．制成不锈钢 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．此为外加电源的阴极保护法，被保护金属钢制管桩应与电源负极相连作阴极，A错误； B．镁比铁活泼，此为牺牲阳极的阴极保护法，B正确； C．铁上镀铜，铁质镀件接电源负极发生反应，铜接电源正极作阳极发生反应：，硫酸铜作电镀液，C正确； D．制成不锈钢可以起到防护作用，D正确； 故选A。 5．金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图。下列说法不正确的是    A．图乙所示钢闸门的防腐效果比图甲好 B．图甲中，阳极材料需应定期更换 C．图乙中，辅助阳极材料通常选用铜 D．图乙中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应： 【答案】C 【分析】图甲为牺牲阳极的阴极保护法，牺牲阳极一般为较活泼金属，它作为原电池的负极，失去电子被氧化，钢闸门作为原电池的正极被保护；图乙为外加电流的阴极保护法，阳极材料为辅助阳极，通常是惰性电极，本身不失去电子，电解质溶液中的阴离子在其表面失去电子，钢闸门作为电解池的阴极被保护，据此解题。 【详解】A．图甲是牺牲阳极的阴极保护法，利用较活泼的金属被腐蚀，保护钢闸门；图乙是外加电流的阴极保护法，钢闸门接电源负极，被保护效果更稳定、更好，A正确； B．图甲中，阳极材料会不断被腐蚀消耗，因此需定期更换，B正确； C．图乙中，辅助阳极材料若选用铜，铜会在阳极失电子被氧化，无法持续起到辅助阳极的作用，理想的辅助阳极应是惰性材料，如石墨等，只传递电子，自身不被大量消耗，所以辅助阳极材料通常不选用铜，C错误； D．图乙中，钢闸门接电源负极，为阴极，当外加电压偏高时，钢闸门表面积累的电子很多，除了海水中的H+放电外，海水中溶解的氧气也会竞争放电，故可发生：，D正确； 故选C。 B 综合攻坚·知能拔高 1．化学与生产、生活、社会、环境关系密切，下列说法正确的是 A．牺牲阳极的阴极保护法是应用电解池原理防止金属腐蚀 B．大力生产铅蓄电池、汞锌锰干电池，满足消费需求 C．工业生产中使用催化剂可改变反应的活化能和焓变 D．NH4Cl和ZnCl2溶液可用作焊接钢铁时的除锈剂 【答案】D 【详解】A．牺牲阳极的阴极保护法是将被保护的金属与更活泼的金属相连，从而阻止被保护的金属失电子，防止金属腐蚀，是原电池原理，A不正确； B．在处理废旧铅蓄电池、汞锌锰干电池时，铅、汞为重金属，会造成土壤、水源等污染，不利于保护环境，B不正确； C．工业生产中使用催化剂可改变反应的活化能，但不会改变焓变，C不正确； D．NH4Cl和ZnCl2溶液都呈酸性，能与金属表面的锈迹反应，可用作焊接钢铁时的除锈剂，D正确； 故选D。 2．各式各样电池的迅速发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是 A．手机上用的锂离子电池可以用KOH溶液作电解液 B．废电池必须进行集中处理，因为电池外壳为贵重金属材料，需要回收利用 C．长春应用化学研究所自主研发的锂离子碳硅电池，可实现化学能转化为电能 D．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅 【答案】C 【详解】A．锂离子电池的电解液是锂盐的有机溶剂溶液，例如六氟磷酸锂的碳酸酯溶液，以保证锂离子稳定而顺利地传导，因金属锂与水溶液（如KOH溶液）会发生剧烈反应，导致电池失效，A错误； B．废电池集中处理的目的是防止重金属（如Cd、Pb）污染环境，而非回收贵金属外壳（普通电池外壳多为铁或锌），B错误； C．锂离子碳硅电池属于二次电池，放电时是原电池，通过氧化还原反应将储存的化学能转化为电能，符合此原理，C正确； D．太阳能电池的核心材料是半导体单质硅（高纯度），二氧化硅（SiO2）是绝缘体，无法用于光电转换，D错误； 故选C。 3．钠及其化合物的部分转化关系如图。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．反应①生成的气体，每(标准状况)含原子的数目为 B．反应②中完全反应生成的产物中含非极性键的数目为 C．反应③中与足量反应转移电子的数目为 D．溶液中，的数目小于 【答案】B 【详解】A．反应①电解熔融NaCl生成Cl2，标准状况下11.2 L Cl2为0.5 mol，含1 mol原子，数目为NA，A正确； B．2.3 g Na为0.1 mol，与O2反应生成0.05 mol Na2O2，每个Na2O2含1个O-O非极性键，则非极性键数目为0.05NA，B错误； C．Na2O2与水发生反应：，过氧化钠一半作氧化剂，另一半作还原剂，1 mol Na2O2转移1 mol电子，数目为NA，C正确； D．ClO-会发生水解，溶液中ClO-的实际数目小于0.1NA，D正确； 故选B。 4．下列各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时腐蚀速率由快到慢的顺序是 A．3>1>2>4>5 B．4>3>2>1>5 C．3>5>1>2>4 D．5>2>4>3>1 【答案】C 【详解】根据图示可知，1中铁发生化学腐蚀；2、5装置是原电池，2中金属铁作正极，被保护，5 中金属铁作负极，失电子被腐蚀；3、4装置是电解池，3中金属铁作阳极，失电子被腐蚀，4中金属铁作阴极，被保护，对于同一种金属来说，电解原理引起的腐蚀 >原电池原理引起的腐蚀 >化学腐蚀 >原电池原理保护的腐蚀 >电解池原理保护的腐蚀，故腐蚀速率由快到慢的顺序为 3>5>1>2>4，故C正确。 5．某研究团队通过膜电解法制得纯碱、甘氨酸()和高浓度烧碱，其装置如图所示．其中膜a、b为离子交换膜，双极膜c在直流电的作用下，中间界面层水发生解离产生和．下列说法错误的是 A．盐室1反应式： B．膜b为阴离子交换膜 C．制得1mol甘氨酸，盐室1增重22g D．一段时间后，由碱室1获得高浓度烧碱 【答案】B 【分析】由题干装置图可知，要通过膜电解法制得纯碱，甘氨酸(H2NCH2COOH)和高浓度烧碱，则盐室2中产生甘氨酸，即双极膜c中的H+向左移动，则电极A为阴极，电极反应为：，电极B为阳极，电极反应为：4OH--4e-=O2↑+2H2O，盐室2中Na+经过膜a极阳离子交换膜进入盐室1，碱室2中Na+经膜b进入碱室1，据此分析； 【详解】A．盐室1为阴极区，发生还原反应，得电子生成和，反应式为，电荷与原子守恒，A正确； B．碱室2中OH⁻在阳极放电生成O2，Na⁺需通过膜b向左移动进入碱室1以维持电中性，膜b为阳离子交换膜，B错误； C．制1mol甘氨酸需1mol H⁺，同时1mol Na⁺从盐室2进入盐室1，盐室1放出0.5mol H2（1g），增重为23g（Na⁺）-1g（H2）=22g，C正确； D．双极膜c产生的OH⁻进入碱室1，结合从碱室2通过膜b进入的Na⁺，使碱室1中NaOH浓度升高，D正确； 故选B。 6．碳酸二乙酯[]在工业上应用广泛，电化学法制备碳酸二乙酯的工作原理如图所示，工作过程中n室硫酸的物质的量不变。下列说法正确的是 A．a极与电源的正极连接 B．离子交换膜为阴离子交换膜 C．b极电极反应式： D．电解结束后，向n室加入适量的水，可使稀硫酸恢复到电解前的浓度 【答案】C 【分析】根据图示可知，a极发生还原反应，为阴极；b极发生氧化反应，为阳极。 【详解】A．a极发生还原反应（O2得电子生成H2O），为阴极，应与电源负极连接，A错误； B．n室硫酸物质的量不变，因a极消耗H+需由m室生成的H+补充，离子交换膜允许H+通过，为阳离子交换膜，B错误； C．b极是阳极，CH3CH2OH和CO发生氧化反应生成(CH3CH2O)2CO，C元素从+2价升至+4价，电极反应式为2CH3CH2OH + CO - 2e-=(CH3CH2O)2CO + 2H+，C正确； D．n室因a极生成H2O使硫酸稀释，需减少水恢复浓度，而非加水，D错误； 故选C。 7．用石墨做电极电解Cu(NO3)2溶液。通电一段时间后，阴极始终无气体生成。欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的 A．Cu(NO3)2 B．H2O C．Cu(OH)2 D．CuO 【答案】D 【详解】用石墨电极电解Cu(NO3)2溶液一段时间，阳极发生氧化反应得到氧气，阴极发生还原反应得到铜，电解总方程式为2Cu(NO3)2 +2H2O2Cu+O2↑+4HNO3，从溶液中析出的物质是氧气和铜，因此只要选择合适的物质和硝酸反应把“铜、氧元素还回去”，可补充氧化铜或者碳酸铜即可使电解液恢复到起始状态，不能选择氢氧化铜，因为氢氧化铜与硝酸反应生成的水比电解时消耗的水多，会导致硝酸铜浓度偏小； 故答案选D。 8．一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示，双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。除硼原理：。下列说法正确的是 A．石墨电极连接外接电源的正极 B．Ⅲ室中，X膜、Y膜分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜 C．Ⅳ室每生成3 molNaOH，同时Ⅱ室最多生成1 mol D．每产生22.4 L，双极膜内有4 mol解离 【答案】B 【详解】A．根据双极膜中离子迁移方向，H+向阴极移动、OH-向阳极移动，右侧双极膜H+向右迁移至V室（石墨电极侧），则石墨电极是阴极，应连接外接电源的负极，A错误； B．Ⅲ室中NaCl浓溶液需通过离子迁移变为稀溶液：Cl-需通过X膜向左迁移（阴离子交换膜允许Cl-通过），Na+需通过Y膜向右迁移至Ⅳ室生成NaOH（阳离子交换膜允许Na+通过），故X为阴离子交换膜、Y为阳离子交换膜，B正确； C．Ⅳ室生成3 mol NaOH时，右侧双极膜解离3 mol OH-（对应3 mol H+迁移至V室），电路转移3 mol e-，左侧双极膜解离3 mol H+迁移至Ⅱ室，与[B(OH)4]-反应生成3 mol B(OH)3，C错误； D．未说明“标准状况”，22.4 L O2物质的量不一定为1 mol，无法计算双极膜中H2O的解离量，D错误； 答案为B。 9．用酸性 溶液吸收工业尾气NO，同时储存电量和得到副产品X，可以达到废物利用的目的，其工作原理如图所示： 已知每个电子的带电量为 设NA 表示阿伏加德罗常数的值。 下列说法正确的是 A．X为KNO3 B．工作时，H+由左室通过质子交换膜进入右室 C．正极的电极反应式： D．该装置每吸收2.24 L NO，储电器储存的电量为 【答案】C 【分析】该装置为原电池，中Mn元素从+7价降低为+2价，则电极M为正极，电极反应式为 ，N电极为负极，电极反应式为，据此解答。 【详解】A．由分析知，右边负极区，电极反应式为，质子交换膜只允许H+通过，由电极反应式知，当转移3mol电子时，生成4mol氢离子，其中3mol氢离子通过质子交换膜进入正极区，剩下1mol氢离子，则X应为HNO3，A错误； B．原电池中阳离子移向正极，左室为正极区（被还原），H+应从右室（负极区）通过质子交换膜进入左室，B错误； C．正极在酸性条件下被还原为Mn2+，Mn元素从+7价降为+2价，得5e-，结合H+生成H2O，电极反应式为，C正确； D．2.24 L NO未指明标准状况，无法计算其物质的量及转移电子数，D错误； 故选C。 10．利用光能可以将转化为重要的化工原料(电解质溶液为稀硫酸)，同时可为制备次磷酸()提供电能，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．W极上发生还原反应 B．电解一段时间后M室pH降低，N室pH升高 C．a、b、c为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜 D．W极的电极反应式为 【答案】C 【分析】左侧装置为电池，Z电极水失电子生成氧气和氢离子，Z是负极，W电极二氧化碳得电子生成乙烯，W是正极，Z极生成的氢离子透过a膜移入W极；右侧装置为电解池，X电极与电源正极相连，X是阳极，阳极水失电子生成氧气和氢离子，Y电极与电池负极相连，Y是阴极，阴极水得电子生成氢气和氢氧根离子，M室中氢离子透过b膜进入产品室，原料室中 透过c膜进入产品室生成；原料室中钠离子透过d膜进入N室生成氢氧化钠。 【详解】A．W极是原电池正极，CO2得电子发生还原反应生成C2H4，故A正确； B．M室为电解池阳极室，发生反应，H+浓度增大，pH降低 ；N室为阴极室，发生反应，OH⁻浓度增大，pH升高，故B正确； C．W是正极，Z极生成的氢离子透过a膜移入W极，a为阳离子交换膜；b膜允许H+从M室移向产品室，为阳离子交换膜；c膜需允许从原料室移向产品室，应为阴离子交换膜；d膜允许Na+从原料室移向N室，为阳离子交换膜，故C错误； D．W极为正极，CO2得电子还原为C2H4，酸性条件下电极反应式为，故D正确； 故选C。 11．某研究性学习小组利用如图装置探究氯碱工业和铜精炼的工作原理(M是离子交换膜)。下列说法错误的是 A．电源a极为负极 B．M为阳离子交换膜 C．电解前后装置乙中CuSO4溶液浓度逐渐变小 D．通电后，若Fe电极上产生22.4 L Cl2(标准状况下)时，理论上电路中转移0.2 mol电子 【答案】D 【分析】乙池为铜的精炼，则粗铜作阳极，精铜作阴极；电源的右侧与粗铜相连，为电池的正极，左侧为负极，所以甲池的Fe电极为阴极，石墨电极为阳极。 【详解】A．乙池为铜的精炼，则粗铜作阳极，精铜作阴极；电源的右侧与粗铜相连，为电池的正极，左侧为负极，所以甲池的Fe电极为阴极，石墨电极为阳极，电源a极为负极，A正确； B．通电后，石墨电极上失电子生成Cl2，Fe电极上水得电子生成H2和，则阳极区的Na+透过离子交换膜进入左侧Fe电极附近，所以此离子交换膜只可以是阳离子交换膜，若为阴离子交换膜，则氢氧化钠会与氯气反应，B正确； C．电解精炼铜时，不纯的铜作阳极，粗铜中比铜活泼的有Zn、Fe、Ni等，它们在阳极失去电子被氧化，阳极主要反应为，其他电极反应式有、等，比铜不活泼的有Ag、Pt、Au等成为阳极泥根据得失电子守恒，阳极溶解的铜的物质的量小于阴极析出的铜的物质的量，则电解前后装置乙中硫酸铜溶液浓度变小，C正确； D．甲池的Fe电极为阴极，发生的电极反应为，无Cl2生成，D错误； 故选D。 12．某同学利用如下装置探究可逆反应，已知离子交换膜只允许相应类型的离子通过，下列说法不正确的是 A．电极A上发生的电极反应为 B．向极迁移 C．反应达平衡时电路中的电流最大 D．反应一段时间后，向硫酸亚铁溶液中加入一定量硫酸铁固体，可使电流反向流动 【答案】C 【分析】该装置为原电池，根据电子流向可知，电极A为负极，失去电子发生氧化反应，电极B为正极，得到电子发生还原反应。 【详解】A．A极为硫酸亚铁溶液，发生Fe2+失电子氧化为Fe3+的反应，电极反应为，A正确； B．原电池中阳离子向正极迁移，故Na+向正极B极迁移，B正确； C．可逆反应达平衡时，正逆反应速率相等，无净电子转移，电路中电流为0，并非最大，C错误； D．反应一段时间后，加入Fe3+使可逆反应正向进行，此时Fe3+得电子为正极（A电极）、I-失电子为负极（B电极），电极正负极反转，电流反向流动，D正确； 故答案选C。 13．电化学原理在实际生产和日常生活中有着广泛的应用。回答下列问题： (1)用下图所示装置研究铁的防腐蚀过程： ①、、只关闭一个，则铁腐蚀的速度最快的是只闭合 (填“”“”或“”下同)； ②为减缓铁的腐蚀，应只闭合 ，该防护法称为 。 (2)如下图所示，装置I为甲烷燃料电池(电解质溶液为溶液)，通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。 ①b处应通入 (填“”或“”)，a处电极上发生的电极反应式是 ；铜电极上发生的电极反应式是 。 ②在此过程中若完全反应，装置Ⅱ中阴极质量变化，则装置I中理论上消耗甲烷 L(标准状况下)。 (3)锂钒氧化物二次电池具有成本低、无污染等优点，其工作原理可表示为；用该电池电解含镍酸性废水可得到单质镍，装置如图所示。 ①锂钒氧化物二次电池放电时，正极反应式为 ，充电时B电极应与直流电源的 (填“正极”或“负极”)相连。 ②碳棒上每产生标准状况气体，b区质量增加 。 【答案】(1) K1 K2 外加电流的阴极保护法 (2) O2 1.12 (3) 负极 1.17 【详解】（1）只闭合K3的时候就是正常的原电池腐蚀；只闭合K2的时候，铁棒连接的是电源的负极，电解池中的阴极，得电子，会强制电子流向被保护的铁棒，从而使铁棒表面的腐蚀电流降至零或接近零而受到保护，该保护法称为“外加电流法”；只闭合K3的时候，铁棒连接的是电源的正极，电解池中的阳极，发生氧化反应，会加速铁棒的腐蚀；故腐蚀速率：K1＞K3＞K2； ①由上述分析可知，铁腐蚀的速度最快的是只闭合K1； ②为减缓铁的腐蚀，应只闭合K2，该防护法称为外加电流的阴极保护法； （2）①要实现铁棒上镀铜，是电解池的工作原理，则铁棒上发生的电极反应式为，发生还原反应，是阴极，铜电极上发生的电极反应式为，发生氧化反应，是阳极，故铁棒连接的是电池的负极，铜棒连接的是电池的正极；故a极为负极，b极为正极。则b处通入的是氧气，a处通入的是甲烷，原电池中的电解液为碱性，故b处电极发生的电极反应式为，a处电极发生的电极反应式为； ②装置II中阴极增重是因为镀了铜，电子转移关系为，12.8 g铜为0.2 mol，对应转移电子数为0.4 mol，又根据，则转移0.4 mol电子，消耗甲烷0.05 mol，故标况下甲烷的体积为1.12 L； （3）①锂钒氧化物二次电池放电时，其负极反应式为，根据总反应可知，其正极反应式为，由题干，该该电池电解含镍酸性废水可得到单质镍，则c池中的电极反应式为，发生的是还原反应，是电解池中的阴极，连接的是原电池的负极； ②a极连接的是锂电池的正极，是电解池中的阳极，发生的电极反应式为，112 mL气体对应失去了0.02 mol 电子，又b与a中间是阳离子膜，为了保持a池中的电荷守恒，则有0.02 molNa+移向b池，c池中得到了0.02 mol电子，又b与c中间是阳离子膜，为了保持c池中的电荷守恒，则有0.02 molCl-移向b池，故b池中增加了0.02 mol NaCl，质量为1.17g。 14．探究原电池和电解池原理，对生产生活具有重要的意义。 Ⅰ．化学电源在生产生活中的应用： (1)根据构成原电池的本质判断，下列化学(或离子)方程式正确且能设计成原电池的是___________(填字母)。 A． B． C． D． (2)电动汽车上用的铅蓄电池是以一组海绵状铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成，用作放电电解质溶液。放电时总反应为。写出放电时正极的电极反应式： 。 (3)某种燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH溶液(电解质溶液)构成。其中负极反应式为： 。下列说法正确的是 (填序号)。 a．电池放电时通入空气的电极为负极 b．电池放电时，电解质溶液的pH逐渐减小 c．电池放电时每消耗6.4g转移1.2mol电子 Ⅱ．电化学原理在污染治理方面的应用： (4)煤在直接燃烧前要进行脱硫处理。采用电解法脱硫的基本原理如图所示，利用电极反应将转化为，再将煤中的含硫物质(主要成分是)氧化为和：。 已知：两电极为完全相同的惰性电极。 ①M为电源的 (填“正极”或“负极”)。 ②电解池工作时观察到R电极上有无色气体产生，写出电极反应式： 。 ③电解池工作时，混合液中的物质的量 (填“变大”、“变小”或“不变”)。 (5)电解还原法处理酸性含铬(主要含)废水：以铁板做阴、阳极，电解含铬废水，处理过程中发生反应：，最后以形式除去。 ①电解开始时，阳极上主要发生的电极反应式为 。 ②电路中每转移12mol电子，最多有 mol被还原。 【答案】(1)B (2) (3) bc (4) 正极 变大 (5) 1 【详解】（1）自发进行的氧化还原反应在理论上可以设计成原电池。 A：反应无元素化合价的改变，不是氧化还原反应，不能设计成原电池，A不符合题意； B：是自发进行的氧化还原反应，能设计成原电池，B符合题意； C：铜和稀硫酸不反应，不能设计成原电池，C不符合题意； D：无元素化合价改变，不是氧化还原反应，不能设计成原电池，D不符合题意； 故选B； （2）由铅蓄电池总反应知，放电时正极上得电子发生还原反应，生成难溶于水的，则正极的电极反应式：； （3）①燃料电池中，负极反应为甲醇在碱性条件下失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子，则负极电极反应式为：； ②a:电池放电时通入空气的电极，氧气得到电子发生还原反应，为正极，a错误； b:电池放电时，总的反应为，反应消耗氢氧根离子生成水，则电解质溶液的碱性逐渐减弱，b正确； c:电池放电时每消耗6.4g（0.2mol）转移1.2mol电子，c正确； 故选bc； （4）①失去电子，发生氧化反应，P为阳极，阳极与电源的正极相连，则M为正极，N为电源的负极； ②R为阴极，在阴极得到电子，发生还原反应，阴极的电极反应式为：； ③电解时阴离子向阳极移动，往P极移动，由所给电池反应方程式可知，一段时间后，混合液中的物质的量变大； （5）①电解时，铁板作为阳极，铁在酸性条件下会被氧化，失去电子生成，所以阳极上的电极方程式为：； ②该电解阳极反应为：；电路中每转移12mol电子，有6mol Fe2+ 生成，根据反应可知，最多有1molCr2O被还原。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $