第11讲 电解池 金属的电化学腐蚀与防护 讲义-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第11讲 电解池 金属的电化学腐蚀与防护 【考向预测】 1.题型：选择题、填空题。 2.主要考查内容：①电解池工作原理，阴阳极判断、电极反应式书写、溶液 pH 变化；②电解原理应用：氯碱工业、粗铜精炼、电镀；③金属电化学腐蚀原因，吸氧、析氢腐蚀辨析及金属防护措施。 3.命题特点：多结合工业情境，电解池常考离子交换膜；重点考查电化学概念辨析，电极方程式书写。 ( 知识梳理 · 题型预览 ) 热点题型一：电解池原理 热点题型二：电解原理的应用 热点题型三：金属的腐蚀与防护 热点题型四：可充电电池 热点题型五：离子交换膜的应用 热点题型六：电化学的计算 ( 知识点1：电解池原理 ) 【知识清单】 1、电解池：一种将电能转化为化学能的装置。 2、电解：电解是使电流通过电解质溶液（或熔融的电解质）而在阴、阳两极发生氧化还原反应过程。 3、电解池反应原理： 阴极：与电源负极相连，本身不反应，溶液中阳离子得电子发生还原反应。 阳极：与电源正极相连，发生氧化反应，若是惰性电极，则是溶液中阴离子失电子；若是非惰性电极，则电极本身失电子 电子的流向：负极—阴极—阳极—正极（电子不下水，离子不上岸） 电流的流向：正极—阳极—阴极—负极 4、电解反应中反应物的判断——放电顺序 ⑴阴极 A.阴极材料(金属或石墨)总是受到保护，一般情况任何可以导电的固体都可以。 B.阳离子得电子顺序 — 金属活动顺序表的顺序相反：K+ <Ca2+ < Na+ < Mg2+ < Al3+< Zn2+ < Fe2+ < Sn2+ < Pb2+ < (H+) < Cu2+ < Hg2+ < Ag+ （注意：水溶液中K+，Ca2+，Na+，Mg2+，Al3+不放电） ⑵阳极 A.阳极材料是惰性电极(C、Pt、Au、Ti等)时：阴离子失电子顺序：S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-＞等含氧酸根离子＞F- B.阳极是活泼电极（非惰性电极）时：电极本身被氧化，溶液中的离子不放电。 热点题型一：电解池原理 1．（25-26高二上·湖南邵阳·期末）下列关于电解池的说法中，正确的是 A．电解池是将化学能转化为电能的装置 B．电解池中，阳极发生还原反应 C．电解池中，阴极发生氧化反应 D．电解水时，阳极产生氧气，阴极产生氢气 【答案】D 【知识点】常见能量转化形式、电解池概念及组成、电解原理的理解及判断、氧化反应、还原反应的判断 【详解】A．电解池是将电能转化为化学能的装置，将化学能转化为电能的装置为原电池，A错误； B．电解池中阳极发生失电子的氧化反应，还原反应在阴极发生，B错误； C．电解池中阴极发生得电子的还原反应，氧化反应在阳极发生，C错误； D．电解水时，阳极失电子生成，阴极得电子生成，因此阳极产生氧气，阴极产生氢气，D正确； 故选D。 2．（25-26高二上·河南·阶段检测）下列过程能实现电能转化为化学能的是 A．偏二甲肼燃烧 B．电解饱和食盐水 C．太阳能集热器 D．风力发电 【答案】B 【知识点】常见能量转化形式、电解池概念及组成 【详解】A．偏二甲肼燃烧是化学能转化为热能，A不符合题意； B．电解饱和食盐水需要外加电源供电，使非自发的氧化还原反应发生，实现电能转化为化学能，B符合题意； C．太阳能集热器将太阳能转化为热能，C不符合题意； D．风力发电将风能转化为电能，D不符合题意； 故选B。 3．（25-26高二上·北京·阶段检测）下列关于电解CuCl2溶液(如图所示)的说法中，正确的是 A．阴极的电极反应： B．阳极有黄绿色气体产生 C．电解过程中，向阴极移动 D．总反应为： 【答案】B 【知识点】氯及其化合物、电解池概念及组成、电解原理的理解及判断、电解池电极反应式及化学方程式的书写 【详解】A．阴极发生得电子的还原反应，正确电极反应为，选项给出的是失电子的氧化反应，A错误； B．阳极发生反应，为黄绿色气体，因此阳极有黄绿色气体产生，B正确； C．电解池中阴离子向阳极移动，因此向阳极移动，C错误； D．选项给出的是的电离方程式，电解总反应为，D错误； 故选B。 4．（25-26高二上·上海·阶段检测）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 【知识点】电解池概念及组成、电解原理的理解及判断 【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。 5．（1.3.1电解的原理-随堂检测）关于电解池的构成，下列说法错误的是 A．必须有两个电极，且电极需与电源连接 B．电解质可以是熔融状态，也可以是水溶液 C．无需形成闭合回路，只要有电源即可 D．直流电源是电解池工作的必要条件 【答案】C 【知识点】电解池概念及组成、电解原理的理解及判断 【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．必须有两个电极，且电极需与电源连接，满足条件①，故A不选； B．电解质可以是熔融状态，也可以是水溶液，能电离成自由移动的离子，在电极上发生氧化还原反应，符合条件②，故B不选； C．闭合回路是电流导通和反应发生的必要条件，仅有电源无法驱动电解，不符合条件③，故C选； D．直流电源是电解池工作的必要条件，符合条件，故D不选； 故选C。 ( 知识点2：电解原理的应用 ) 【知识清单】 1．氯碱工业（电解饱和食盐水） 氯碱工业所得的NaOH、Cl2、H2都是重要的化工生产原料，进一步加工可得多种化工产品，涉及多种化工行业，如：有机合成、医药、农药、造纸、纺织等，与人们的生活息息相关。 阳极：石墨或金属钛（惰性电极） 2Cl――2e－＝Cl2↑ 阴极：铁网 2H＋＋2e－＝H2↑ 电解质溶液：饱和食盐水 总方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑（高考常考考点） 分析：在饱和食盐水中接通直流电源后，溶液中带负电的OH—和Cl—向阳极移动，由于Cl—比OH—容易失去电子，在阳极被氧化成氯原子，氯原子结合成氯分子放出；溶液中带正电的Na+和H+向阴极移动，由于H+比Na+容易失去电子，在阴极被还原成氢原子，氢原子结合成氢分子放出；在阴极上得到NaOH。 注意：隔膜的作用：防止氢气和氯气混合发生爆炸；防止氯气和氢氧化钠反应影响烧碱的质量。 2．电解精炼 例：电解精炼铜 （1）阳极（粗铜棒）：Cu－2e－＝Cu2＋（主要反应） 分析：因为粗铜中含有金、银、锌、铁、镍等杂质，电解时，比铜活泼的锌、铁、镍会在阳极放电形成正离子进入溶液中，所以阳极还会存在的反应有：Zn－2e－ = Zn2+ 、Fe－2e－ = Fe2+ 、Ni－2e－ =Ni2+；还原性比铜差的银、金等不能失去电子，它们以单质的形式沉积在电解槽溶液中，成为阳极泥。 （2）阴极（精铜棒）：Cu2＋＋2e－＝Cu （3）电解质溶液：含铜离子的可溶性电解质 3．电镀 阳极（镀层金属）：Cu－2e－＝Cu2＋ 阴极（镀件）：Cu2＋＋2e－＝Cu 电镀液：含镀层金属的电解质 注意： A、电镀是电解的应用。电镀是以镀层金属为阳极，待镀金属制品为阴极，含镀层金属离子为电镀液。 B、电镀过程的特点：牺牲阳极；电镀液的浓度（严格说是镀层金属离子的浓度）保持不变；在电镀的条件下，水电离产生的H+、OH—一般不放电。 4．电解法冶炼活泼金属：利用电解熔融盐(或氧化物)的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。 总方程式 阳极、阴极反应式 冶炼钠 2NaCl(熔融) 2Na＋Cl2↑ 2Cl－－2e－=Cl2↑、2Na＋＋2e－=2Na 冶炼镁 MgCl2(熔融) Mg＋Cl2↑ 2Cl－－2e－=Cl2↑、Mg2＋＋2e－=Mg 冶炼铝 2Al2O3(熔融) 4Al＋3O2↑ 6O2－－12e－=3O2↑、4Al3＋＋12e－=4Al 分析：在金属活动顺序表中K、Ca、Na、Mg、Al等金属的还原性很强，这些金属都很容易失电子，因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来，只能用电解其化合物熔融状态方法来冶炼。 注意：电解熔融NaCl和饱和NaCl溶液的区别；不能用MgO替代MgCl2的原因（MgO的熔点太高）；不能用AlCl3替代Al2O3的原因（AlCl3是共价化合物，熔融状态不能导电）。 热点题型二：电解原理的应用 6．（24-25高二上·安徽芜湖·期末）如图为电解装置示意图。下列电解目的不能实现的是 选项 电极材料 电解质溶液 电解目的 A a．铜，b．铜 饱和食盐水 制取Cl2、NaOH和H2 B a．银，b．铁 AgNO3溶液 铁上镀银 C a．粗铜，b．精铜 CuSO4溶液 电解精炼铜 D a．碳棒，b．碳棒 KNO3稀溶液 制取少量O2和H2 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【知识点】电解原理的理解及判断、电解池电极反应式及化学方程式的书写、氯碱工业、电镀、铜的电解精炼 【分析】装置中a接电源正极，为电解池阳极，b为阴极。 【详解】A．a为阳极，铜是活性电极，阳极上失电子生成，溶液中无法放电，不能得到，无法实现电解目的，A符合题意； B．铁上镀银时，镀层金属银作阳极，镀件铁作阴极，电解质为溶液，符合镀银的装置要求，可以实现，B不符合题意； C．电解精炼铜时，粗铜作阳极，精铜作阴极，电解质为溶液，符合精炼铜的装置要求，可以实现，C不符合题意； D．两个电极均为惰性碳棒，电解稀溶液本质是电解水，阳极放电生成，阴极放电生成，可以实现，D不符合题意； 故选A。 7．（25-26高二下·四川泸州·期中）如图为电解饱和食盐水的简易装置，阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子和气体不能通过。下列说法正确的是 A．电解一段时间后，右侧溶液的减小 B．阳极的电极反应式为 C．电解过程中，通过阳离子交换膜向左侧移动 D．标准状况下，阳极产生气体时，电路中转移0.2 mol电子 【答案】D 【知识点】氯碱工业 【分析】电解饱和食盐水时，电解池阳极，发生：2Cl─-2e-=Cl2↑，阴极，发生2H2O+2e-=H2↑+2OH-，电解的总反应：2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-；生成的氯气会和氢氧化钠之间反应得到氯化钠和次氯酸钠，但是加上阳离子交换膜可以避开这一反应，据此回答。 【详解】A．右侧为阴极，电极反应生成，且移向右侧生成，溶液增大，A错误； B．阳极发生失电子的氧化反应，电极反应式为，选项所给为阴极反应式，B错误； C．电解池中阳离子向阴极移动，应向右侧(阴极区)移动，C错误； D．标准状况下2.24LCl2的物质的量为0.1mol，根据阳极反应式，生成1molCl2转移2mol电子，故生成0.1molCl2时转移0.2mol电子，D正确； 答案选D。 8．（24-25高二上·黑龙江哈尔滨·期末）下列有关“电镀铜”和“电解法精炼铜”的叙述正确的是 A．电解液都含，且其浓度都保持不变 B．与电源正极相连的都是纯铜 C．阴极增加的质量与阳极减少的质量都相等 D．通过阴、阳两极电子的物质的量都相等 【答案】D 【知识点】电解原理的理解及判断、电镀、铜的电解精炼、电解池有关计算 【详解】A．电镀铜时电解液中浓度保持不变；但电解精炼铜时，阳极粗铜中比铜活泼的金属杂质优先失电子，阴极只有得电子，电解液中浓度会降低，A错误； B．与电源正极相连的是阳极，电镀铜时阳极为纯铜，电解法精炼铜时阳极为粗铜，B错误； C．电镀铜时阳极溶解的铜与阴极析出的铜物质的量相等，阴极增加质量与阳极减少质量相等；但电解精炼铜时，阳极有活泼金属杂质溶解，相同电子转移量下阳极减少质量与阴极增加质量不相等，C错误； D．电解过程中电路电子守恒，通过阴、阳两极的电子的物质的量一定相等，D正确； 故选D。 9．（25-26高一下·内蒙古呼和浩特·期末）日常生活中很多物品都离不开电镀，现将一块铜牌镀上一层银，工作示意图如下，下列说法正确的是 A．银片上发生氧化反应 B．电镀一段时间后，AgNO3溶液的浓度会变小 C．阴极发生的电极反应式为 D．反应一段时间后，将电源反接，铜牌可以恢复到原来的状态 【答案】A 【知识点】电解原理的理解及判断、电解池电极反应式及化学方程式的书写、电镀、氧化反应、还原反应的判断 【详解】A．镀银时银片作为阳极，阳极上物质失电子发生氧化反应，A正确； B．电镀过程中阳极溶解的Ag与阴极析出的Ag物质的量相等，溶液的浓度保持不变，B错误； C．铜牌作阴极，阴极发生还原反应，电极反应式为，给出的反应为氧化反应，不符合阴极反应规律，C错误； D．电源反接后铜牌变为阳极，Cu活泼性强于Ag，Cu优先失电子发生反应而溶解，铜牌无法恢复到原来的状态，D错误； 故选A。 10．（24-25高二上·河南·期末）下列关于电化学原理的应用说法正确的是 A．工业上常采用电解饱和食盐水的方法制备金属钠和氯气 B．电镀时，待镀铁制品应连接直流电源的正极 C．电解溶液时，阴极周围的溶液能使酚酞溶液变红 D．电解精炼铜时，粗铜中的金属全部失电子转化为离子进入溶液中 【答案】C 【知识点】电解原理的理解及判断、电解池电极反应式及化学方程式的书写、氯碱工业、电镀、铜的电解精炼 【详解】A．工业电解饱和食盐水生成、和，制备金属钠需电解熔融，A错误； B．电镀时待镀制品作阴极，应连接直流电源负极，B错误； C．电解溶液本质是电解水，阴极反应为，阴极区浓度增大，溶液呈碱性，能使酚酞变红，C正确； D．电解精炼铜时，粗铜中活泼性弱于的金属（如金、银等）不会失电子，会形成阳极泥沉积，D错误； 故选C。 11．（25-26高一下·陕西西安·期末）依据电化学原理的相关知识，回答下列问题： (1)为了验证a、b、c三种金属的活动性顺序进行如下实验：①将金属片a、b插入稀硫酸中，用导线将它们与电流表相连，发现a是负极；②用金属片b、c替换a、b后重复上述实验，发现c是正极。则a、b、c三种金属的活动性由强到弱的顺序为_____________。 (2)写出下列电极反应和总反应。 ①电解稀的氢氧化钠溶液(电极均为石墨)：阳极反应为______________________；阴极反应_____________________；总反应为_______________________________。 ②若要在铁制品表面镀镍，电镀液用硫酸镍溶液，则镍应与电源的_____________极相连。阴极和阳极上的电极反应分别为_____________、_____________。电镀过程中硫酸镍溶液中溶质的浓度会_____________(填“增大”“减小”或“不变”)。 【答案】(1)a>b>c (2) 正 不变 【知识点】利用原电池原理比较金属活动性强弱、原电池、电解池综合考查、电解池电极反应式及化学方程式的书写、电镀 【详解】（1）在原电池中，较活泼的金属作负极，较不活泼的金属作正极。将a、b插入稀硫酸中构成原电池，a是负极，说明金属活动性a>b；将b、c插入稀硫酸中构成原电池，c是正极，说明b是负极，金属活动性b>c，综合可得，三种金属的活动性由强到弱的顺序为a>b>c； （2）① 根据盐的电解规律可知，惰性电极电解稀的氢氧化钠溶液相当于电解水，阳极发生氧化反应生成氧气，电极反应为；阴极发生还原反应生成氢气，电极反应为；总反应为； ②电镀时，镀层金属镍作阳极，与电源正极相连，电极反应为；待镀金属铁作阴极，与电源负极相连，电极反应为；电镀过程中阳极溶解生成的的物质的量和阴极消耗的的物质的量相等，因此电镀过程中硫酸镍溶液中溶质的浓度不变。 12．（25-26高二上·辽宁葫芦岛·期末）电镀是增强金属抗腐蚀能力的一种方法。小组同学进行铁件电镀实验。 (1)用砂纸打磨铁制镀件，用___________(填序号，下同)除去油污，用___________除去铁锈。 a．溶液    b、盐酸    c．溶液 (2)将铁制镀件与直流电源的___________(填“正极”或“负极”)相连，铜片与电源另一极相连，将两极平行浸入溶液中，装置如图。一段时间后，铁件表面镀上一层铜，但镀层不致密。 (3)在溶液中加入氨水制得铜氨溶液：。用铜氨溶液代替溶液重复电镀实验，铁件表面均匀镀上一层致密的铜。 ①写出铁制镀件表面析出铜的电极反应式：___________。 ②电镀过程中溶液中的浓度___________(填序号)。 a．减小    b．增大    c．几乎不变 【答案】(1) a b (2)负极 (3) c 【知识点】电解原理的理解及判断、电解池电极反应式及化学方程式的书写、电镀 【详解】（1）碱溶液能促进油污水解，Na2CO3溶液呈碱性，所以能促进油污水解，则用砂纸打磨铁制镀件，用Na2CO3溶液除去油污；酸能除去铁锈，则用稀盐酸除去铁锈，故答案为：a；b。 （2）电镀时，镀层金属作阳极、镀件金属作阴极，阳极与电源正极相连，阴极与电源负极相连，铁制镀件作阴极，将铁制镀件与直流电源的负极相连，铜片与电源另一极相连，故答案为：负极。 （3）①铁制镀件上[Cu(NH3)4]2+得电子生成Cu和NH3，电极反应式为[Cu(NH3)4]2++2e-=Cu+4NH3，故答案为：[Cu(NH3)4]2++2e-=Cu+4NH3； ②阳极上Cu失电子和氨水反应生成[Cu(NH3)4]2+，阴极上[Cu(NH3)4]2+得电子生成Cu，则电镀过程中溶液中的浓度几乎不变，故答案为：c。 13．（25-26高二上·吉林·期末）按要求回答下列问题。 (1)热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。基本结构如图所示，其中作为电解质的无水混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为。 ①放电过程中，向___________(填“负极”或“正极”)移动。 ②电路中每转移0.2 mol电子，理论上生成___________gPb。 (2)氨氧燃料电池具有很大的发展潜力。氨氧燃料电池工作原理如甲图所示。 ①a电极为___________(填“正极”或“负极”)； ②一段时间后，需向装置中补充KOH，请依据反应原理解释原因是___________。 (3)乙图是一种用惰性电极电解饱和食盐水的消毒液发生器。装置乙中的阳极反应式为___________。 (4)丙图是一种可以在铁牌表面电镀一层银的电镀装置，装置丙中的A溶液为___________，电镀一段时间后A溶液浓度___________(填“变大”、“变小”或“不变”)。 【答案】(1) 正极 20.7 (2) 负极 发生反应，有水生成，使得溶液逐渐变稀，为了维持碱的浓度不变，所以要补充 (3) (4) 溶液 不变 【知识点】原电池正负极判断、原电池、电解池综合考查 【详解】（1）①放电过程中作为原电池，阳离子向正极移动，则向正极移动； ②根据方程式，电路中每转移0.2 mol电子，生成0.1 mol Pb，即理论上生成Pb的质量为：； （2）①由图可知，a极通入NH3，NH3转化为N2，化合价升高，a电极发生的是氧化反应，所以a电极为负极； ②b电极为正极，电极反应为：，总反应方程式为，过程中有水生成，一段时间后，使得溶液逐渐变稀，为了维持碱的浓度不变，要向装置中补充KOH。 （3）电解饱和食盐水，阳极发生氧化反应，放电，该电极的电极反应式为； （4）丙图是电镀装置，装置丙中的A溶液为含镀层金属的盐溶液，A是溶液，银电极中银单质溶解为银离子，银离子移动到阴极生成银单质，电镀一段时间后A溶液浓度不变。 ( 知识点3：金属的腐蚀与防护 ) 【知识清单】 1.金属腐蚀的本质：是金属或合金被氧化而损耗的过程。 (1)化学腐蚀：金属或合金直接与周围介质发生反应而产生的腐蚀，直接被氧化剂氧化，无电流产生；。 (2)电化学腐蚀：不纯的金属或合金与周围电解质溶液接触而发生原电池反应产生的腐蚀，相对活泼的金属被氧化，有电流产生．钢铁的电化腐蚀又分为析氢腐蚀（酸性条件下）和吸氧腐蚀（酸性很弱、中性或碱性条件下）。 析氢腐蚀与吸氧腐蚀 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 水膜性质 酸性 酸性很弱或者呈中性或者呈碱性 负极反应 ①Fe－2e－=Fe2＋ 正极反应 ②2H＋＋2e－=H2↑ ③2H2O＋O2＋4e－=4OH－ 总反应 ③Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋2H2O＋O2=2Fe(OH)2 2．金属腐蚀的快慢规律 (1)腐蚀速率的快慢一般规律：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀。 (2)活动性不同的两种金属，活动性差别越大，活动性强的金属腐蚀速率越快。 (3)对同一种电解质溶液来说，一般电解质溶液浓度越大，金属腐蚀速率越快。 3．金属的防护 (1)金属防腐的电化学方法： ①原电池原理——牺牲阳极的阴极保护法：与较活泼的金属相连，较活泼的金属作负极被腐蚀，被保护的金属作正极。 注意：此处是原电池，牺牲了负极保护了正极，但习惯上叫做牺牲阳极的阴极保护法。 ②电解池原理——外加电流的阴极保护法：被保护的金属与电池负极相连，形成电解池，作阴极。 （2）加防护层：如在金属表面加上油漆、搪瓷、沥青、塑料、橡胶等耐腐蚀的非金属材料；采用电镀或表面钝化等方法在金属表面镀上一层不易被腐蚀的金属或生成一层致密的薄膜。 （3）防腐措施效果比较。外加电流的阴极保护法>牺牲阳极的阴极保护法>有一般防腐条件的防护>未采取任何防护措施。 热点题型三：金属的腐蚀与防护 14．（26-27高三上·广东湛江·开学考试）为延长某输电铁塔的使用寿命，工作人员采用了多种防腐措施。下列相关说法正确的是 A．在铁塔表面喷涂油漆，是利用牺牲阳极法防止金属腐蚀 B．铁塔上焊接锌块，锌块发生还原反应保护铁塔 C．将铁塔与电源负极相连，可有效避免铁塔被氧化 D．酸雨环境中，铁塔的腐蚀速率会减慢 【答案】C 【知识点】硫的氧化物对人体、环境的危害 酸雨、原电池原理理解、电解原理的理解及判断、金属的化学腐蚀与电化学腐蚀、金属的防护 【详解】A．喷涂油漆是通过隔绝水、氧气等腐蚀介质实现防腐，不属于牺牲阳极法，A错误； B．铁塔上焊接锌块属于牺牲阳极法，锌比铁活泼作负极，发生氧化反应保护铁塔，B错误； C．将铁塔与电源负极相连属于外加电流法，铁塔作阴极被保护，可有效避免被氧化，C正确； D．酸雨环境酸性较强，铁塔易发生析氢腐蚀，腐蚀速率会加快，D错误； 故选C。 15．（26-27高二上·山东日照·开学考试）金属的防腐是工业稳定运行的基石，下列措施不能达到防腐目的的是 A．水库钢闸门 B．海上风力发电 C．地下油气管道 D．跨海大桥护栏 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【知识点】原电池正负极判断、原电池原理的综合应用、利用原电池原理比较金属活动性强弱、金属的化学腐蚀与电化学腐蚀、金属的防护 【详解】A．钢闸门连接锌板，金属活动性Zn大于Fe，构成原电池时为负极被腐蚀，为正极被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法，可达到防腐目的，A不符合题意； B．钢制管桩连接铜块，金属活动性Fe大于Cu，构成原电池时为负极，会加快的腐蚀，不能达到防腐目的，B符合题意； C．铁管道连接外接电源负极，作为电解池的阴极被保护，属于外加电流的阴极保护法，可达到防腐目的，C不符合题意； D．护栏外涂多层防腐涂层，可隔绝氧气、水等腐蚀介质，能达到防腐目的，D不符合题意； 故选B。 16．（25-26高二上·山东青岛·期中）港珠澳大桥的设计使用寿命高达120年，主要的防腐方法有：①钢梁上安装铝片；②使用高性能富锌(富含锌粉)底漆；③使用高附着性防腐涂料；④预留钢铁腐蚀量。下列分析不合理的是 A．方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，未能完全消除 B．可将桥体钢管与外加直流电源的负极相连以保护它不受腐蚀 C．钢铁在海水中发生吸氧腐蚀时正极反应式为O2 +2H2O + 4e-= 4OH- D．防腐过程中铝和锌均失去电子，主要发生化学腐蚀 【答案】D 【知识点】金属的化学腐蚀与电化学腐蚀、金属的防护、吸氧腐蚀的原理 【详解】A．正确的防腐措施只能使钢铁腐蚀的速率减慢，但不能完全消除腐蚀，所以方法①②③未能完全消除钢铁腐蚀，只能减缓钢铁腐蚀，A正确； B．将桥体钢管与外加直流电源负极相连作电解池的阴极可避免钢铁被腐蚀，该保护方法为外加电流的阴极保护法，B正确； C．钢铁在海水中发生吸氧腐蚀时，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为：，C正确； D．铝、锌的活泼性强于铁，防腐过程中二者与铁构成原电池，铝、锌均作负极失去电子，所以防腐过程中主要发生电化学腐蚀，D错误； 故选D。 17．（25-26高二上·云南红河·期末）埋在地下的钢管道可以用如图所示方法进行保护。下列说法正确的是 A．该过程中Mg发生析氢腐蚀 B．该保护方法为牺牲阳极法 C．将镁块换为锌块、锡块，铁都会受到保护 D．镁块上发生的电极反应为 【答案】B 【知识点】原电池正负极判断、原电池电极反应式书写、金属的化学腐蚀与电化学腐蚀、析氢腐蚀、金属的防护 【详解】A．通常埋地土壤无强酸性，该环境下Mg发生吸氧腐蚀而非析氢腐蚀，A错误； B．该方法通过消耗（牺牲）作负极的更活泼金属Mg，让作正极的钢管道被保护，属于牺牲阳极法（牺牲负极保护正极的原电池防腐方法），B正确； C．锡不如铁活泼，锡铁形成原电池时，铁作负极，被腐蚀，C错误； D．镁作负极，土壤为碱性，发生的电极反应为，D错误； 故选B。 18．（24-25高二上·辽宁·期末）辽宁博物馆是中国著名的历史艺术性博物馆之一，其馆藏精品——西周卷体夔纹蟠龙盖罍由青铜所铸。下列说法错误的是 A．青铜的硬度高于纯铜 B．铜合金是用量最大、用途最广的合金 C．青铜器露置于空气中主要发生吸氧腐蚀而“生锈” D．用电解精炼提纯铜时，用纯铜作阴极、粗铜作阳极 【答案】B 【知识点】铜的电解精炼、金属与合金性能比较、常见合金的组成、吸氧腐蚀的原理 【详解】A．青铜是铜合金，合金中不同种类的原子会破坏纯金属中原子层的规则排列，使原子层之间不易发生相对滑动，因此青铜的硬度通常高于纯铜，A正确； B．目前用量最大、用途最广的合金是钢铁等铁合金，不是铜合金，B错误； C．青铜含有多种金属，表面存在水膜并接触空气时会形成微小原电池；中性或弱碱性环境中，正极主要发生氧气得电子的反应：，所以青铜器主要发生吸氧腐蚀，C正确； D．电解精炼铜属于电解池过程，粗铜作阳极，主要发生；纯铜作阴极，发生，使铜在阴极析出，D正确； 故选B。 19．（25-26高二上·广西柳州·期末）下列有关电化学装置的说法错误的是 A．电流方向：Cu→Zn B．在铁制镀件上镀铜 C．发生吸氧腐蚀 D．牺牲阳极法防护 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【知识点】原电池原理理解、原电池电子流向判断及应用、电镀、金属的防护 【详解】A．由图可知，该装置为铜锌双液原电池，活泼性强于铜的锌是负极、铜是正极，所以外电路中电流由铜电极流向锌电极，A正确； B．由图可知，该装置为电镀池，在铁制镀件上镀铜时，镀层金属铜电极应与直流电源正极相连作电镀池的阳极，镀件铁作阴极，电解液为硫酸铜溶液，图示中铁与正极连接，作阳极，B错误； C．由图可知，铁、铜与在水中构成原电池时，铁发生吸氧腐蚀，C正确； D．由图可知，金属M活泼性大于铁，M失去电子被氧化，属于牺牲阳极法防护，D正确； 故选B。 20．（25-26高二下·安徽亳州·期中）下列描述不符合生产实际的是 A．电解熔融的氧化铝制取金属铝时用铁做阳极 B．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极 C．港珠澳大桥安装铝块是牺牲阳极法 D．在镀件上电镀锌时用锌做阳极 【答案】A 【知识点】电解原理的理解及判断、电冶金、氯碱工业、电镀、金属的防护 【详解】A．电解熔融制取金属时，若用作阳极，活性金属会优先于失电子被氧化消耗，无法得到预期产物，不符合生产实际，实际采用惰性石墨作阳极，A符合题意； B．电解饱和食盐水制烧碱时，阴极发生得电子生成的还原反应，涂镍碳钢网性质稳定、导电性好，可作阴极，符合生产实际，B不符合题意； C．的活泼性强于大桥钢结构的主要成分，发生电化学腐蚀时作负极失电子被消耗，保护结构，属于牺牲阳极法，符合生产实际，C不符合题意； D．电镀时镀层金属作阳极，可失电子生成对应阳离子补充电解质中消耗的镀层金属离子，镀锌时用作阳极符合生产实际，D不符合题意； 故选A。 ( 知识点4：可充电电池 ) 1．可充电电池(二次电池)的分析流程 ①可充电电池有充电和放电两个过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应，所以首先应分清电池是放电还是充电。 ②放电时的负极反应和充电时的阴极反应的电极反应方程式恰好相反，同理，放电时的正极反应和充电时的阳极反应的电极反应方程式恰好相反。将负(正)极反应式变换方向并将电子移项即可得出阴(阳)极反应式。 ③充、放电时电解质溶液中离子移动方向的判断（充、放电时离子移动方向相反，如放电时：阳离子向右（电池图像），则充电时阳离子向左移动）。 2.电池充电 电池正极接在电源正极，做阳极；电池负极接在电源负极，做阴极。 因此，充电时电极的连接可简记为“负接负后作阴极，正接正后作阳极”。 3.常见的二次电池（部分） 锌银电池 总反应：Ag2O＋Zn＋H2O2Ag＋Zn(OH)2 正极：Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－ 负极：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2 阳极：2Ag＋2OH－－2e－=Ag2O＋H2O 阴极：Zn(OH)2＋2e－=Zn＋2OH－ 镍铁电池 总反应：NiO2＋Fe＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2 正极：NiO2＋2e－＋2H2O=Ni(OH)2＋2OH－ 负极：Fe－2e－＋2OH－=Fe(OH)2 阳极：Ni(OH)2＋2OH－－2e－=NiO2＋2H2O 阴极：Fe(OH)2＋2e－=Fe＋2OH－ 镍镉电池 总反应：Cd＋2NiOOH＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2 正极：2NiOOH＋2H2O＋2e－=2Ni(OH)2＋2OH－ 负极：Cd－2e－＋2OH－=Cd(OH)2 阳极：2Ni(OH)2＋2OH－－2e－=2NiOOH＋2H2O 阴极：Cd(OH)2＋2e－=Cd＋2OH－ 热点题型四：可充电电池 21．（26-27高三上·贵州遵义·开学考试）某研究团队开发出一种新型的固态电池(SSBs)，他们先将纤维素与邻苯二甲酸酐转化为纤维素邻苯二甲酸酯大分子(CP)，再将CP与锂盐混合，形成固体电解质体系(CP-SSE)，该电池放电时的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．充电时a极连接电源负极 B．利用纤维素制备CP-SSE符合可持续发展要求 C．放电时，b极反应为 D．充电时，当生成1 mol LixC6时，有7 g Li+向右穿过CP-SSE 【答案】D 【知识点】原电池正负极判断、原电池电极反应式书写、新型电池、原电池、电解池综合考查、原电池有关计算 【分析】放电时为原电池，阳离子移向正极，由图可知，放电时，锂离子移向电极b，故电极b为正极，发生还原反应，电极a为负极，发生氧化反应；充电时为电解池，原电池的负极接电源的负极作阴极，故电极a为阴极，电极b为阳极，据此分析。 【详解】A．根据放电时，阳离子流向正极可知放电时a极为负极，充电时负极作为阴极连接电源负极，A正确； B．纤维素属于可再生资源，利用其制备CP-SSE符合可持续发展要求，B正确； C．放电时b极为正极，发生得电子的还原反应，电极反应为，C正确； D．充电时a极反应为，生成1mol 时消耗，质量为，且向阴极（a极）移动，即向左穿过CP-SSE，D错误； 故选D。 22．（25-26高二上·陕西西安·期末）装置甲是一种将废水中的氯乙烯转换成对环境无害的微生物电池，连接甲、乙装置进行粗铜精炼，其原理如图所示。下列说法不正确的是 A．电解精炼时，粗铜与Y电极相连，乙中出现沉淀 B．电解过程中N区溶液的pH增大 C．M电极的电极反应式为 D．若N电极消耗16g ，粗铜电极质量减少64g 【答案】D 【知识点】原电池电极反应式书写、原电池、电解池综合考查、电解池电极反应式及化学方程式的书写、铜的电解精炼、电解池有关计算 【分析】由图可知，甲装置是将化学能转化为电能的原电池，M电极为负极，水分子作用下氯乙烯在负极失去电子发生氧化反应，生成二氧化碳、氢离子和氯离子，电极反应式为：，N电极为正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为：，乙装置为精炼池，与Y电极相连的粗铜作精炼池的阳极，锌、铁、铜在阳极失去电子发生氧化反应生成金属阳离子，精铜作阴极，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜。 【详解】A．电解精炼铜时，粗铜作阳极，应与原电池的正极相连，因此粗铜与Y电极相连。粗铜中的银、金等不易失去电子，会脱落并形成阳极泥，故乙中出现沉淀，A正确； B．N电极为正极，酸性条件下氧气得到电子生成水：反应消耗氢离子，因此N区溶液中氢离子浓度减小，pH增大，B正确； C．M电极为负极，氯乙烯在水分子参与下被氧化为二氧化碳，同时生成氢离子和氯离子：，原子守恒、电荷守恒，C正确； D．N电极消耗氧气的物质的量为：，根据正极反应，转移电子：，若粗铜阳极只有铜发生反应：，则溶解铜的质量为，但粗铜中还含有锌、铁等比铜活泼的金属，它们也可能在阳极失去电子；银、金等杂质则形成阳极泥，因此粗铜电极的质量减少量不能仅根据电子转移数确定，不一定是，D错误； 故答案选D。 23．（25-26高二上·广西柳州·期末）锌-空气二次电池具备高性能、长寿命以及可充电等优点，其原理如图所示。下列说法正确的是 A．充电时b极与直流电源的负极相连 B．充电时a极的电极反应为 C．放电一段时间后，a极区小于b极区 D．放电过程中，消耗时，有通过阴离子交换膜 【答案】C 【知识点】原电池电极反应式书写、新型电池、原电池、电解池综合考查、电解池电极反应式及化学方程式的书写、原电池有关计算 【分析】根据反应的自发性，活泼金属电池中金属往往作负极，故锌在负极放电，电极反应式为，氧气在正极放电，电极反应式为； 【详解】A．充电时，原正极b极为电解池的阳极，应与直流电源正极相连，A错误； B．充电时a极为阴极，电解液为碱性溶液，电极反应中不能出现，正确反应为，B错误； C．放电时，a极（负极）反应为，消耗；b极（正极）反应为，生成；通过阴离子交换膜从b极区迁移到a极区，转移等量电子时，a极消耗的多于迁移进来的，a极区降低，b极区基本不变，故a极区小于b极区，C正确； D．未说明处于标准状况，无法确定的物质的量，无法计算迁移的的量，D错误； 故选C。 24．（2026·湖南邵阳·一模）我国科学工作者制备了一种电催化剂，并将其与金属铝组装成可充电电池，用于将污水中的还原为，其工作原理如图所示。研究证明，电池放电时，水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子，氢原子再将吸附在电催化剂表面的逐步还原为。下列说法错误的是 A．放电时，从正极区向负极区移动，放电后负极区升高 B．放电时，金属铝电极质量减少，正极可还原 C．充电时，电极接外接电源的正极，发生氧化反应 D．充电时，阴极反应为 【答案】A 【知识点】原电池正负极判断、原电池电极反应式书写、新型电池、原电池、电解池综合考查、电解池电极反应式及化学方程式的书写 【详解】A．放电时为原电池，阴离子向负极移动；负极反应为，每转移电子，消耗，仅迁移过来，负极区浓度降低，减小，A错误； B．的物质的量为，每个失去，共转移电子；正极还原为时元素从价变为价，每个得到，故转移电子可还原，B正确； C．放电时为正极，充电时该电极作阳极，接外接电源正极，发生失电子的氧化反应，C正确； D．充电时阴极发生得电子的还原反应，为放电时负极反应的逆过程，反应式为，D正确； 故选A。 25．（25-26高二上·四川成都·期末）科研工作者设计了一种用于废弃电极材料再锂化的电化学装置，其示意图如下，下列说法不正确的是[已知：参比电极的作用是确定再锂化为的最优条件，不干扰电极反应。] A．直流电源中B极为正极 B．电极上发生的反应： C．电解过程中，阳极附近溶液pH降低 D．再锂化过程中，向Pt电极迁移 【答案】B 【知识点】电解池概念及组成、电解原理的理解及判断、原电池、电解池综合考查、电解过程中溶液pH的变化、电解池电极反应式及化学方程式的书写 【详解】A．Pt电极上产生，O元素化合价升高发生氧化反应，因此Pt为阳极，接直流电源正极，即B极为正极，A正确； B．转化为需要结合、得到电子，电极反应应为，选项中电子和的系数错误，B错误； C．阳极反应为，生成使阳极附近增大，pH降低，C正确； D．电解池中阴离子向阳极迁移，向阳极Pt电极迁移，D正确； 故答案选B。 ( 知识点5：离子交换膜的应用 ) 【知识清单】 1．离子交换膜：又叫隔膜，由高分子特殊材料制成，交换膜使离子选择性定向迁移。 2．隔膜的作用： (1)能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。 (2)能选择性地通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。其中阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过，质子交换膜允许质子通过。 3.阴、阳离子交换膜的判断： （1）看清图示，是否在交换膜上标注了阴、阳离子，需根据所选交换膜分析离子的移动方向。 （2）根据原电池、电解池中阴、阳离子的移动方向，结合题意中给出的制备、电解物质等信息，找出物质生成或消耗的电极区域、确定移动的阴、阳离子，从而推知离子交换膜的种类。 注意：分析有离子交换膜存在的题型时，一定要注意所选膜的类型，常见的“陷阱”：离子移动与所选膜矛盾，如：电解池、阴离子交换膜，Na+向阴极移动，Na+不能通过阴离子交换膜。 热点题型五：离子交换膜的应用 26．（26-27高三上·云南昆明·开学考试）某课题组通过电解技术从海水中提取锂的装置如图所示。接通，电极从海水中吸收；断开，接通，乙室富集。下列叙述正确的是 A．X电极应接光伏电池的负极 B．接通，电子流向：Y电极→电源→电极 C．膜b是一种只允许通过的阳离子交换膜，目的是提高提取锂的选择性 D．接通，待电极恢复至起始状态时，甲室变化与乙室变化之比为 【答案】C 【知识点】电解原理的理解及判断、原电池、电解池综合考查、电解池电极反应式及化学方程式的书写、电解池有关计算 【分析】由题和图可知，接通K1时，FePO4电极从海水中吸收Li+，发生还原反应：FePO4+Li++e-=LiFePO4，则FePO4电极为阴极，X电极为阳极；断开，接通，乙室富集，则中间室的通过膜b移向乙室，电解池中阳离子移向阴极区，则Y电极为阴极，FePO4电极为阳极，据此分析。 【详解】A．由分析可知，接通K1时，FePO4电极为阴极，X电极为阳极，阳极应接光伏电池的正极，A错误； B．由分析可知，接通K2时，LiFePO4电极为阳极，接外接电源的正极，Y电极为阴极接电源负极，电子流向为：LiFePO4电极→电源正极，电源负极→Y电极，电子不能通过电源内部，电子不能从Y电极流向电源再流向LiFePO4电极，B错误； C．接通K2时，LiFePO4电极释放出Li+，膜b是只允许Li+通过的阳离子交换膜，可阻止海水中的Na+等其他阳离子进入乙室，让Li+定向迁移到乙室富集，从而提高提取锂的选择性，C正确； D．接通K2，FePO4电极恢复至起始状态时，每1 molLiFePO4反应释放1 molLi+，转移1 mol电子：甲室的X电极为阳极，发生反应2H2O -4e- = O2↑+ 4H+，为平衡电荷，甲室中的会向中间的阳极室迁移，转移1 mol电子时，甲室的物质的量减少0.5 mol；同时中间室释放的1 molLi+通过膜b进入乙室，乙室的Li+物质的量增加1 mol，因此甲室变化与乙室n(Li+)变化之比为0.5:1=1:2，不是2:1，D错误； 故选C。 27．（25-26高三上·陕西咸阳·阶段检测）北京科技大学某团队以纳米片和石墨烯()为电极的新型电池，工作时在中性电解质中，主要表现出的嵌入/脱出。原理为。装置如图所示。下列说法中错误的是 A．电势高低关系为 B．离子交换膜为阳离子交换膜，且电池工作时离子从左往右通过交换膜 C．放电时正极反应为 D．利用铅蓄电池进行充电时，阴极质量增加46 g，消耗1 mol 【答案】D 【知识点】原电池正负极判断、原电池电极反应式书写、新型电池、原电池、电解池综合考查、电解池有关计算 【分析】据题可知，放电时NaC60转化为C60，则C60电极为负极，Co3V2O8中Co元素化合价降低被还原生成Co，发生还原反应，Co3V2O8电极为正极，原电池中Na+向正极移动，充电是放电的逆过程，C60电极作阴极，Co3V2O8电极作阳极；据此作答。 【详解】A．为负极，为正极，所以电势，A正确； B．根据题意可知迁移，离子交换膜为阳离子交换膜，且电池工作时从左往右通过交换膜，B正确； C．放电时正极反应为，C正确； D．充电时，原电池的负极（电极）作阴极，阴极反应为，阴极质量增加46 g，说明嵌入了2 mol ，对应转移2 mol电子；根据铅蓄电池反应可知，有2 mol 被消耗，D错误； 故选D。 28．（25-26高三上·福建福州·阶段检测）全铁液流电池工作原理如图所示，两电极分别为石墨电极和负载铁的石墨电极。下列说法正确的是 A．隔膜为阳离子交换膜 B．放电时，a极为正极 C．充电时，隔膜两侧溶液Fe2+浓度均减小 D．理论上，Fe3+每减少168 g，Fe2+总量相应增加6mol 【答案】C 【知识点】原电池正负极判断、新型电池、原电池、电解池综合考查、原电池有关计算、电解池有关计算 【详解】A．放电时左侧a室生成正电荷增加，右侧b室转化为正电荷减少，为平衡电荷阴离子需从右向左移动，且阳离子交换膜会使进入左室与直接反应造成电池短路，故隔膜为阴离子交换膜，A错误； B．放电时a极上失电子生成，发生氧化反应，为负极，B错误； C．充电时，a极为阴极，发生反应，消耗使其浓度减小；b极为阳极，发生反应，消耗使其浓度减小，故两侧浓度均减小，C正确； D．168 g 的物质的量为，根据总反应，每减少2 mol 对应增加3 mol，故减少3 mol 时增加4.5 mol，不是6 mol，D错误； 故答案选C。 29．（25-26高三上·重庆·阶段检测）下图是利用“海水河水”浓差电池(不考虑溶解氧的影响)制备和NaOH的装置示意图，其中X、Y均为Ag/AgCl复合电极，电极a、b均为石墨，下列说法不正确的是 A．电极b是阴极，电极反应为： B．若反应前海水与河水均为2 L，忽略体积变化，电池从开始工作到停止放电，理论上可制得40 g NaOH C．浓差电池中的离子交换膜为阳离子交换膜 D．Y电极反应为： 【答案】B 【知识点】原电池电极反应式书写、原电池、电解池综合考查、电解池电极反应式及化学方程式的书写、电解池有关计算 【分析】根据右侧电解池可知，X电极为浓差电池的负极，银在负极失去电子发生氧化反应生成氯化银，电极反应式为Ag+Cl--e-=AgCl，Y电极为正极，氯化银在正极得到电子发生还原反应生成银和氯离子，电极反应式为AgCl+e-=Ag+Cl-；与X电极相连的b电极为电解池的阴极，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，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，硫酸钠溶液中的钠离子通过阳离子交换膜d进入阴极室，与Y电极相连的a电极为阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，硫酸钠溶液中的硫酸根离子通过阴离子交换膜c进入阳极室，则阳极室制得硫酸，阴极室制得氢氧化钠，据此解答。 【详解】A．b电极为电解池的阴极，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，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，A正确； B．停止放电时，原电池两侧的相等，放电前负极钠离子的物质的量是2.5mol/L×2L=5mol，正极钠离子的物质的量是0.5mol/L×2L=1mol，由于两侧溶液体积相等，因此停止放电时，两侧溶液中钠离子的物质的量均是3mol，所以需要转移2  mol Na+进入正极，则需要同时转移2 mol电子，根据电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-可知理论上要生成2mol氢氧化钠，质量为80 g NaOH，B错误； C．电池工作时，Na+从上往下移动，应选用阳离子交换膜，C正确； D．根据分析，Y电极为正极，电极反应式为AgCl+e-=Ag+Cl-，D正确； 故选B。 30．（25-26高二上·陕西安康·阶段检测）某兴趣小组用铅酸蓄电池模拟工业处理含镍废水的装置如图所示，下列说法正确的是 A．甲装置放电时正极反应式为 B．交换膜b为阳离子交换膜 C．乙装置N室的电极反应式为 D．当浓缩室得到1 L 1.1 的盐酸时，理论上M室溶液的质量变化为9 g(溶液体积变化忽略不计) 【答案】D 【知识点】原电池电极反应式书写、铅蓄电池、原电池、电解池综合考查、电解池电极反应式及化学方程式的书写、电解池有关计算 【详解】A．铅酸蓄电池的电解质是硫酸，放电时正极生成难溶的，正确的正极反应为，不会生成游离的，A错误； B．浓缩室要得到浓盐酸，需要从M室穿过交换膜a进入浓缩室、从N室穿过交换膜b进入浓缩室，因此交换膜b是允许阴离子通过的阴离子交换膜，B错误； C．乙装置中M室连接铅酸蓄电池正极，为阳极；N室连接铅酸蓄电池负极，为阴极，不会发生失电子生成的反应，N室的电极反应式为：，C错误； D．浓缩室原有盐酸，最终得到盐酸，说明新增了 和 。转移电子时，M室（阳极）发生反应，阳极生成的 进入浓缩室，同时生成 （质量8g）逸出，因此M室溶液总质量减少，D正确； 故选D。 31．（26-27高二上·湖南邵阳·阶段检测）清华大学研究团在《德国应用化学》上发表，苯酚选择性电催化加氢制环己酮，解决了环己酮的选择性和法拉第效率难以同时提升的难题，提供了绿色可持续路线。电解前阴极区和阳极区溶液质量相等，下面说法错误的是 A．从左往右迁移 B．忽略溶液体积变化，电解后右区浓度增大 C．生成2 mol A，对应有2 mol环己酮生成 D．电路中转移2 mol电子时，两极区溶液质量相差 【答案】B 【知识点】电解原理的理解及判断、电解过程中溶液pH的变化、电解池电极反应式及化学方程式的书写、电解池有关计算、电子转移计算 【分析】 首先判断电极属性：右侧N电极上苯酚转化为环己酮，发生加氢还原反应，电极反应为，因此N为阴极，连接电源负极；左侧M电极为阳极，电极反应为，连接电源正极。 【详解】A．电解池中阳离子向阴极定向移动，作为阳离子从左侧阳极区向右侧阴极区迁移，A正确； B．右区（阴极区）发生还原反应：，每消耗4mol的同时，会有4mol 通过质子交换膜从左区迁移进入右区，右区H⁺的物质的量并未净增加，忽略体积变化时浓度不变，B错误； C．阳极区：反应是，生成2molA即2mol氧气时，转移8mol电子，消耗2mol，对应有2 mol环己酮生成， C正确； D．转移2mol电子时，阳极区：反应是，转移2mol电子时，消耗1mol ，生成0.5mol （16g）逸出，同时生成2mol （2g）迁移到右区，所以阳极区质量减少：逸出的（）16g + 迁移走的（）2g = 18g；阴极区：转移2mol电子时，有2mol （2g）从左区迁移进来，这部分参与反应进入环己酮，没有任何物质逸出，所以阴极区质量增加2g；初始两极质量相等，电解后阳极质量=初始m -18g，阴极质量=初始m +2g，差值是(m+2)-(m-18)=20g，D正确； 故答案为：B。 ( 知识点6：电化学的计算 ) 【解题方法】 电化学计算的三种方法 如以电路中通过4 mol e－为桥梁可构建以下关系式： (式中M为金属，n为其离子的化合价数值)，该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。 注意： (1)电化学计算中，常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)·NA×1.6×10－9 C来计算电路中通过的电量。 (2)串联电池中，各电极上转移电子的物质的量是相等的，这是串联电池计算的根本依据。 (3)计算原电池或电解池膜两侧溶液质量变化时，要注意气体的排出或吸收、沉淀的析出或溶解，尤其不能忽略离子的转移对溶液质量的影响。 热点题型六：电化学的计算 32．（26-27高三上·江苏扬州·阶段检测）N，N-二甲基甲酰胺(DMF，结构简式为)是医药、电子等领域的重要原料，一种电化学合成DMF的装置如图所示。下列说法不正确的是 A．Ni电极与电源的负极相连接 B．理论上外电路每通过0.2mol电子，Ni电极上产生2.24LH2（标况下） C．Pt电极上发生的电极反应式为：+3H2O D．电解前后，KOH溶液的浓度不变 【答案】D 【知识点】电解原理的理解及判断、电解池电极反应式及化学方程式的书写、电解池有关计算、电有机合成 【详解】A．Ni电极上得电子生成，发生还原反应，为电解池阴极，与电源负极相连，A正确； B．Ni电极反应为，通过电子时生成，标况下体积为，B正确； C．Pt电极为阳极，失电子被氧化为DMF，电极反应式书写符合电荷、原子守恒，C正确； D．该电解总反应为，反应消耗水，物质的量不变，溶液体积减小，故浓度增大，D错误； 故选D。 33．（26-27高三上·江西宜春·阶段检测）中国科学院工程所与浙江大学合作提出了“铁-铜双原子催化硝酸盐法”还原制氨。装置如图所示。 下列叙述正确的是 A．直流电源的b极为负极 B．Fe-Cu极的电极反应为 C．电解一段时间后，阳极区溶液pH不变 D．每生成(标准状况)，有向Fe-Cu极迁移 【答案】B 【知识点】电解池概念及组成、电解原理的理解及判断、电解过程中溶液pH的变化、电解池电极反应式及化学方程式的书写、电解池有关计算 【分析】由图示可知，铁-铜电极上硝酸根离子被还原生成氨气，所以铁-铜电极为阴极、石墨电极为阳极，阴极反应式为、阳极反应式为，a为电源的负极、b为电源的正极。 【详解】A．由以上分析可知，直流电源的b极为正极，A错误； B．Fe-Cu极所处环境是碱性KOH溶液，得电子生成，N元素从+5价降到-3价，1个转移8个电子，结合碱性环境，得到电极反应：，B正确； C．右侧石墨为阳极，阳极反应为，阳极生成大量，同时阴离子交换膜允许阴离子向阳极移动，阴极迁移过来的与阳极生成的物质的量相等，二者中和生成水，且生成水的物质的量大于消耗水的物质的量，电解一段时间后阳极区pH升高，C错误； D．标准状况下物质的量为，对应转移电子的物质的量为；电解池中阴离子向阳极（石墨）迁移，是阴离子，不会向Fe-Cu极移动，D错误； 答案选B。 34．（26-27高三上·河南南阳·开学考试）熔盐电解法制备高纯多晶硅具有绿色环保等优势。一种在CaCl2熔盐中电解SiO2制备Si的实验装置如图所示。下列说法错误的是 A．石墨电极的电势低于SiO2电极 B．阴极的电极反应为 C．通入氩气的目的是充当保护气体，防止生成的硅单质被氧化 D．当石墨只产生CO和CO2共2.24 L(标准状况)时，生成1.75 g Si，则为 【答案】A 【知识点】硅的制备、电解原理的理解及判断、电解池电极反应式及化学方程式的书写、电解池有关计算 【详解】A．电解池中阴离子向阳极移动，由向石墨电极移动可知石墨为阳极、电极为阴极，阳极电势高于阴极，故石墨电极电势高于电极，A错误； B．阴极上得电子发生还原反应生成，电极反应为，B正确； C．高温下硅单质易被氧化，氩气为惰性气体，可作保护气防止生成的硅被氧化，C正确； D．标准状况下2.24L混合气体总物质的量为0.1mol，生成的物质的量，反应转移电子总物质的量为；设，，可得方程组，解得、，故，D正确； 故选A。 35．（25-26高二上·山东青岛·期中）Ⅰ．如图所示的装置中，若通入直流电5min，铜电极质量增加2.16g，试回答： (1)若电源为碱性乙醇燃料电池，则电源电极Y的反应式为___________； (2)pH变化：A______，B______，C______；(填“增大”“减小”或“不变”) (3)若A中KCl足量且溶液的体积也是200mL，电解后，溶液的pH ________(假设电解前后溶液的体积无变化)。 Ⅱ．电解原理在化学工业中有广泛应用。 将PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的电解液，电解Na2PbCl4溶液生成Pb的装置如图所示。 (4)写出电解时阴极的电极反应式______； (5)电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为______； (6)电解过程中，Na2PbCl4电解液浓度不断减小，为了恢复其浓度，应该向____极室(填“阴”或者“阳”)加入____(填化学式)。 【答案】(1) (2) 增大 减小 不变 (3) 13 (4) (5) (6) 阴 PbO 【知识点】燃料电池原理及优点、电解后溶液的复原、电解过程中溶液pH的变化、电解池电极反应式及化学方程式的书写、电解池有关计算、利用电子守恒法进行多池串联相关计算 【分析】Ⅰ．铜电极质量增加，说明溶液中的 在铜电极上得电子析出银，因此铜电极为阴极，电极反应为 ，银电极为阳极，电极反应为，因此X为电源负极、Y为电源正极；根据串联电解池的连接规律，在装置B中，左侧电极为阴极、右侧电极为阳极，B池电解 溶液；在装置A中，右侧电极为阳极，左侧电极为阴极， A池电解 溶液； Ⅱ．电解溶液生成Pb，因此b发生还原反应为阴极，电极反应为 ；a为阳极发生氧化反应，电极反应为，由此解答。 【详解】（1）若电源为碱性乙醇燃料电池，由分析可知，Y为正极，正极通入氧气，发生还原反应，电极反应式为 ； （2）由分析可知，A池电解 溶液，总反应为 ，生成 ，溶液碱性增强，pH增大；B池总反应为 ，生成 ，溶液酸性增强，pH减小；C池为电镀池，阳极Ag溶解，阴极析出Ag，溶液中 浓度不变，pH不变； （3）铜电极增加2.16 g，即析出Ag的物质的量为 ，根据 可知，电路中转移电子0.02 mol；A池阴极反应为 ，转移0.02 mol电子时生成0.02 mol ，溶液体积为200 mL，则 ，故 ，pH=13； （4）由分析可知，阴极的电极反应式为 ； （5）装置中的离子交换膜为阳离子交换膜，由分析可知，阳极的电极反应为，阳极区域生成大量 ，为了维持两侧溶液的电荷平衡，阳极室的 通过阳离子交换膜移向阴极室； （6） 阴极室中 放电生成Pb和 ，同时阳极室的 移入阴极室，导致阴极室中 和的浓度增大，根据已知将PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含 的电解液，为了恢复电解液浓度，应向阴极室加入PbO，从而重新生成 。 36．（25-26高二上·内蒙古·期末）Ⅰ．如图所示装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的浓度和体积都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近溶液呈红色。回答下列问题： (1)B极是电源的______极；一段时间后，装置丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这表明Fe(OH)3胶粒带______(填“正”或“负”)电荷。 (2)①电解饱和NaCl溶液的总反应化学方程式为_____________________________，阳极上产生气体的颜色为________。 ②若C、F两电极共产生标准状况下6.72 L的气体，则D电极的质量增加________g。 (3)若在丙池中进行铁制品表面镀镍，电镀液用硫酸镍溶液，则镍应为______电极(填“G”或“H”)。通电一段时间后，欲使甲装置中电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的______。 Ⅱ．某小组运用离子交换膜法制碱的原理，用如图所示装置电解K2SO4溶液。 (4)左侧的离子交换膜为______(填“阴”或“阳”)离子交换膜，该电解槽的阳极反应为____________。 Ⅲ．利用电解原理可以防止钢铁腐蚀，还可以用来处理酸性含铬废水(主要含有，以铁板作阳极，石墨为阴极，处理过程中存在反应，最后Cr3+以Cr(OH)3的形式除去。 (5)该电解池阳极的电极反应式为__________________________，若处理的废水，理论上电路中转移______mol电子。 【答案】(1) 负 正 (2) 黄绿色 12.8 (3) G (4) 阴 (5) 12 【知识点】电解原理的应用实验 【分析】将直流电源接通后，F极附近溶液呈红色，说明F极附近水放电产生了，即F极为阴极。由此可推断，A为正极，B为负极；与正极相连的C、E、G、X均为阳极，与负极相连的D、F、H、Y均为阴极。 【详解】（1）由分析可知，B极为电源的负极；丁装置中Y极为阴极，Y极附近颜色逐渐变深，说明胶粒在电场作用下向阴极移动，即胶粒带正电荷。 （2）①电解饱和溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气，总反应化学方程式为；阳极（E极）上氯离子失电子生成氯气，氯气为黄绿色气体。 ②C极为阳极，电极反应为，F极为阴极，电极反应为。设电路中转移电子的物质的量为，则生成为，生成为。两电极共产生标准状况下（即）气体，则，解得。D极为阴极，电极反应为，转移电子时析出，其质量增加量为。 （3）电镀时，镀层金属作阳极，镀件作阴极。镍应为阳极，即与电源正极相连的G电极；甲装置电解溶液，总反应为，脱离溶液的物质原子个数比（铜原子比氧原子）为1:1，相当于，故欲使电解液恢复到起始状态，应加入适量的。 （4）电解溶液，左侧电极与正极相连，为阳极，水失电子发生氧化反应，电极反应式为。阳极区生成，为保持溶液电中性，需通过左侧离子交换膜向阳极区移动，故左侧为阴离子交换膜。 （5）以铁板作阳极处理含铬废水，铁在阳极失去电子生成，电极反应式为；根据反应可知，处理需要消耗，而生成转移电子，故理论上电路中转移电子的物质的量为。 37．（24-25高二上·吉林通化·阶段检测）如图是一个电化学过程的示意图，请按要求回答下列问题： (1)甲池是________装置(填“原电池”或“电解池”)，乙池中B为________极。 (2)写出电极反应式：通入电极：__________________；Fe电极：__________________。 (3)反应一段时间后，甲池中消耗(标况下)体积为1.12 L，则乙池中转移电子_____mol。 【答案】(1) 原电池 阳 (2) (3)0.4 【知识点】原电池正负极判断、原电池电极反应式书写、原电池、电解池综合考查、电解池电极反应式及化学方程式的书写、利用电子守恒法进行多池串联相关计算 【详解】（1）甲池通入甲烷和氧气，发生氧化还原反应产生电流，为甲烷燃料电池，属于原电池装置。通入氧气的一极为正极，乙池中的B电极与甲池的正极相连，因此B电极为电解池的阳极； （2）甲池中通入氧气的电极为正极，在碱性（）条件下，氧气得电子生成氢氧根离子，其电极反应式为：。乙池中Fe电极（A电极）与甲池通入甲烷的负极相连，作为电解池的阴极，溶液中的银离子在此电极上得电子析出银单质，其电极反应式为：； （3）标准状况下，1.12 L 的物质的量为 。在甲烷燃料电池中，碳元素的化合价从-4价升高到+4价， 完全反应转移电子。因此，消耗转移电子的物质的量为。根据串联电路中转移电子数守恒，乙池中转移电子的物质的量也为。 38．（25-26高二上·安徽六安·期末）某兴趣小组的同学用如图所示装置(甲、乙、丙三池中的溶质均足量)研究有关电化学的问题，当闭合该装置的开关K时，观察到电流表的指针发生了偏转。 请回答下列问题： (1)A电极的电极反应式为：_______；B电极为_______极(填“正”“负”“阴”“阳”)。 (2)通电后，C电极质量_______(填“变大”“变小”或“不变”)，该池中初始阶段发生的总反应的化学方程式为：_______。 (3)通电后，若丙池中两端电极材料不变，将溶液换成，丙池中溶液的将_______(填“变大”“变小”或“不变”)。一段时间后，可加入适量的_______便可复原至初始溶液的浓度。 (4)通电后，丙池中某电极质量变化了3.2 g，理论上甲池中消耗O2的体积为_______mL(标准状况)。 【答案】(1) 正 (2) 变小 (3) 不变 H2O (4)560 【知识点】原电池正负极判断、原电池电极反应式书写、原电池、电解池综合考查、电解池电极反应式及化学方程式的书写、电解池有关计算 【分析】甲池为碱性甲醇燃料电池，通入燃料甲醇的A电极为负极，通入氧气的B电极为正极；乙、丙为电解池。 【详解】（1） 碱性甲醇燃料电池中，负极甲醇失电子生成碳酸钾，配平电极反应式为：；B电极得电子发生还原反应，为原电池的正极； （2） C与燃料电池正极相连为乙池阳极，Ag在C极失电子损耗，因此C极质量变小；D为阴极，溶液中得电子生成单质Cu，总反应为电解硝酸铜和Ag生成硝酸银和铜，总反应的化学方程式为：； （3）电解溶液本质是电解水，为强酸强碱盐，溶液始终为中性，pH不变；电解过程只消耗水，因此加入适量水即可复原； （4） 丙池阴极析出Cu，质量增加3.2 g，，转移电子；反应转移4 mol电子，因此，标况下体积。 39．（25-26高二上·江西抚州·期末）氯碱工业是非常重要的化学工业，针对其高能耗、易污染不断进行改进。 (1)如图所示是某兴趣小组利用甲烷燃料电池进行电解原理(图中 E 、F 为惰性电极)应用的探究实验设计。 ①甲中负极电极反应式为 ___________。乙为 Fe 上镀 Cr 装置，则 Cr 应为 ___________ (填“A”或“B”)电极材料。 ②丁为探究氯碱工业原理的实验装置，丁装置中电解饱和食盐水的总反应离子方程式为 ___________。 (2)可通过浓差电池将海水中的NaCl 转化为NaOH 和HCl，装置如图所示。M 、N 均为 AgCl/Ag 电极，M 极为负极，a、c 为选择性离子交换膜，b 为双极膜(双极膜中催化层可将水解离为 H+和 OH-，并实现其定向移动)。已知：Ag++2NH3=[Ag(NH3)2]+。 ①M 电极发生的电极反应为 ___________。 ②c 表示 ___________ 离子交换膜(填“ 阴”或“ 阳”) ，Ⅲ室得到 ___________ 。 ③ M 电极质量每减少 10.8 g，双极膜内有 ___________ mol H2O 解离。 【答案】(1) CH4+10OH--8e-=+7H2O A 2Cl-+2H2O 2OH-+Cl2 ↑+H2 ↑ (2) Ag-e-+2NH3=[Ag(NH3)2]+ 阳 盐酸 0.1 【知识点】原电池、电解池综合考查、电解池电极反应式及化学方程式的书写、氯碱工业、电解池有关计算 【详解】（1）①甲装置是甲烷燃料电池，电解质溶液是氢氧化钠（NaOH），属于碱性环境。通入甲烷（）的一极是负极，发生氧化反应，碳元素从-4价升高到+4价，在碱性条件下，生成的会继续与反应生成，电极反应式为：；乙装置是为了在铁（Fe）上镀铬（Cr）。根据电镀原理，“镀件作阴极，镀层金属作阳极”。所以，Fe应该作阴极，Cr应该作阳极，甲装置中通入的右侧Pt电极是正极，通入的左侧Pt电极是负极，电流从正极流出，连接电解池的阳极。图中A电极连接的是甲的正极（右侧），所以A是阳极，B是阴极。所以Cr应为 A 电极材料； ②丁装置探究氯碱工业原理，即电解饱和食盐水（NaCl溶液）。阳极（E）：溶液中的失电子生成，阴极（F）：溶液中的（由水解离）得电子生成，同时剩余。总反应离子方程式为：2Cl-+2H2O 2OH-+Cl2 ↑+H2 ↑。 （2）①这是一个利用浓差电池原理处理海水的装置。M、N均为AgCl/Ag电极，M极为负极。发生氧化反应，即Ag失去电子变成，已知，且图中显示I室加入了足量，电极反应式为：； ②可通过浓差电池将海水中的NaCl 转化为NaOH 和HCl，M极为负极，N极为正极，则a膜允许从II进入I，II室失去，得到（来自b）。产物是NaOH，III室得到（来自b）。穿过c膜去往IV室（正极区）。剩下的和 结合。所以III室得到的是HCl。c膜允许通过，所以c是阳离子交换膜； ③M电极质量减少10.8g。M电极反应是，减少的质量即为消耗的Ag的质量，，根据反应式，转移电子数，双极膜（b膜）的作用是解离水：，则需要0.1 mol向正极移动，0.1 mol向负极移动。所以解离的水的物质的量为 0.1 mol。 40．（25-26高一下·山东日照·期中）用如图所示装置以甲烷()燃料电池为电源，电解足量溶液、溶液。实验完成时，电极质量增重4.32g。 回答下列问题： (1)甲池中，a处应通入___________(填化学式)气体，该极的电极反应式为___________。 (2)乙池中，石墨电极附近溶液pH___________(填“升高”“降低”或“不变”)；该池中发生反应的总化学方程式为___________。 (3)丙池中，Pt电极为___________极，实验结束时，该极产生的气体在标准状况下的体积为___________L。 【答案】(1) (2) 降低 (3) 阳 【知识点】原电池正负极判断、原电池、电解池综合考查、电解池电极反应式及化学方程式的书写、利用电子守恒法进行多池串联相关计算 【分析】由题分析可知，甲装置为燃料电池，乙、丙装置为电解池，乙装置中电极质量增重，说明电极是阴极（），则石墨电极为阳极，由此可推出，原电池中b极为正极，a极为负极，丙装置中为阴极，为阳极，据此分析作答。 【详解】（1）甲烷燃料电池中，b极为正极，a极为负极，则a极通入，在碱性环境下的电极反应为：； （2）乙电解池电解溶液，石墨电极为阳极，放电，电极反应方程式为：，生成，因此石墨电极附近溶液的pH降低；乙池电解的总反应为：； （3）由分析可知丙池中，Pt电极为阳极；乙装置中电极析出()的物质的量为，转移电子总物质的量为0.04mol，丙电解池电解溶液，，优先放电：，完全放电转移0.02mol电子，生成0.01mol氯气；剩余电子由水电离出的放电：，生成的物质的量为，总气体的物质的量为：，标况下体积。 ( 课后提升 · 查漏补缺 ) 1．（25-26高二下·贵州·开学考试）自2016年1月1日起，无线电动工具中使用的镍镉电池将在欧盟全面退市。镍镉电池放电时的总反应：Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2，下列说法正确的是 A．放电时Cd电极为正极 B．充电时NiOOH接电源负极 C．充电时Cd电极质量减小 D．放电时NiOOH电极质量不变 【答案】C 【知识点】原电池正负极判断、原电池电极反应式书写、新型电池、电解原理的理解及判断、原电池、电解池综合考查 【详解】A．放电时Cd元素化合价从0升高为+2，失电子发生氧化反应，Cd电极为负极，A错误； B．放电时NiOOH中Ni元素化合价从+3降低为+2，得电子发生还原反应，为原电池正极，充电时原电池正极应接电源正极作阳极，B错误； C．充电时Cd电极为阴极，发生反应，转化为，进入电解质溶液，电极质量减小，C正确； D．放电时NiOOH电极发生反应，转化为，电极质量增加，D错误； 故选C。 2．（25-26高二上·湖南邵阳·阶段检测）下列关于电解原理的应用说法正确的是 A．电解精炼铜时，粗铜作阴极 B．电解水时，阳极产生H2 C．电解饱和食盐水可以制取NaOH、Cl2和H2 D．电镀时，镀件作阳极 【答案】C 【知识点】电解原理的理解及判断、氯碱工业、电镀、铜的电解精炼 【详解】A．电解精炼铜时，粗铜需作阳极发生氧化反应溶解，纯铜作阴极，A错误； B．电解水时，阳极失电子生成，阴极得电子生成，阳极不会产生， B错误；C．电解饱和食盐水的总反应为，可制取、和，C正确； D．电镀时，镀层金属作阳极，镀件作阴极，使镀层金属离子在镀件表面还原析出，D错误； 故答案选C。 3．（25-26高二上·新疆哈密·阶段检测）电解法精炼含有Fe、Zn、Ag等杂质的粗铜。下列有关叙述正确的是 A．电解时以硫酸铜溶液作电解液，精铜作阳极 B．粗铜与电源负极相连，发生氧化反应 C．阳极上可能发生反应：Fe-2e-=Fe2+ D．电解后Fe、Zn、Ag等杂质会沉积在电解槽底部形成阳极泥 【答案】C 【知识点】电解原理的理解及判断、电解池电极反应式及化学方程式的书写、铜的电解精炼 【详解】A．电解精炼铜时以硫酸铜溶液作电解液，粗铜作阳极、精铜作阴极，A错误； B．粗铜作阳极，需与电源正极相连，失电子发生氧化反应，B错误； C．Fe的金属活动性强于Cu，在阳极优先失电子发生氧化反应，可发生反应，C正确； D．Fe、Zn的活动性强于Cu，电解时会在阳极失电子转化为、进入电解液，只有活动性弱于Cu的Ag等杂质会沉积在电解槽底部形成阳极泥，D错误； 故答案选C。 4．（26-27高三上·安徽·开学考试）电催化可将亚硝酸盐转化为NH3，同时实现甘油(C3H8O3)转化为高附加值化学品。已知双极膜中H2O解离的H+和OH-在电场作用下向两极迁移。下列说法正确的是 A．电极a连接铅蓄电池的Pb电极 B．铅蓄电池中每消耗2 mol PbO2，双极膜中就有4 mol OH-向电极b方向移动 C．电极a上的电极反应式为 D．电解一段时间后，电极b一侧电解质溶液pH降低 【答案】C 【知识点】电解原理的理解及判断、原电池、电解池综合考查、电解过程中溶液pH的变化、电解池电极反应式及化学方程式的书写、电解池有关计算 【分析】该装置以铅蓄电池为电源进行电解，双极膜解离水生成与，在电场作用下分别向阴、阳极迁移。电极a为电解池阳极，甘油在此发生氧化反应生成甲酸根，电极反应：；电极b为电解池阴极，得电子被还原为，双极膜迁移过来参与反应：。阳极a接铅蓄电池正极，阴极b接负极。双极膜产生的移向阳极a，移向阴极b；阴极区消耗，升高，据此分析。 【详解】A．电极是电解池阳极，应当连接铅蓄电池的正极，为铅蓄电池的负极，A错误； B．铅蓄电池放电总反应：，消耗时电路转移；电解池中阴离子向阳极（电极）移动，不是向电极移动，B错误； C．电极为阳极，甘油被氧化生成，双极膜迁移过来的参与电极反应，电极反应式：，原子、电荷均配平无误，C正确； D．电极为阴极，阴极反应，反应生成，同时双极膜迁移过来的消耗部分，但阴极生成的量大于迁移过来消耗的量，侧增大，升高，D错误； 故选C。 5．（25-26高三上·河北沧州·阶段检测）双极膜是一种复合膜，在直流电场作用下可将水解离为和，并分别向两极迁移。用如图所示的电化学装置合成重要的化工中间体乙醛酸()。下列说法正确的是 A．若用氢氧燃料电池为电源，则铅电极与通入的一极相连 B．阴极电极反应式为 C．电池工作时，a为、b为 D．理论上外电路中转移2电子时，可制得2乙醛酸 【答案】D 【知识点】氢氧燃料电池、电解原理的理解及判断、原电池、电解池综合考查、电解池电极反应式及化学方程式的书写、电解池有关计算 【分析】分析题图可知，铅电极上放电生成，发生还原反应，则铅电极为阴极，石墨电极为阳极，电解池中阳离子向阴极迁移，阴离子向阳极迁移，故a为、b为，阴极电极反应式为，阳极电极反应式为，生成的将氧化为，发生的反应为。 【详解】A．若用氢氧燃料电池为电源，铅电极为阴极，则铅电极应与负极(即通入的一极)相连，A错误； B．由上述分析可知，阴极电极反应式为，B错误； C．由上述分析可知，电解池工作时，a为、b为，C错误； D．阴极生成1乙醛酸转移2电子，同时阳极生成，将氧化为，故理论上外电路中转移2电子时，可制得2乙醛酸，D正确； 故选D。 6．（26-27高三上·陕西西安·阶段检测）以和为原料采用电解法合成有机物的原理如图所示。下列叙述错误的是 A．Y极发生氧化反应 B．质子由Y极区向X极区迁移 C．X极上的电极反应式为 D．合成的反应为 【答案】C 【知识点】电解原理的理解及判断、电解池电极反应式及化学方程式的书写、电有机合成 【分析】由图可知，Y极上被氧化为，发生电极反应：，则Y极为阳极，即X极为阴极，X极上被还原为，发生电极反应：，据此解答。 【详解】A．Y极上转化为，元素化合价升高，失电子发生氧化反应，A正确； B．Y为阳极，X为阴极，质子（）为阳离子，电解池中阳离子向阴极迁移，即由Y极区向X极区迁移，B正确； C．X为阴极，发生得电子的还原反应，电极反应为：，C错误； C．X极为阴极，阴极发生还原反应（得电子）；而选项中反应式是失去电子的氧化反应，与阴极“得电子”的性质矛盾。X极正确的电极反应应为（得电子的还原反应），C错误； D．由阴极区的反应流程可知，合成时以和为反应物，最终合成，根据原子守恒，另一产物为，则合成的反应为：，D正确； 故选C。 7．（26-27高三上·广东·开学考试）为探究铁的防腐措施，学习小组设计了如下两种装置。下列说法正确的是 A．甲装置不能形成电流 B．甲乙两装置均能起到铁的防腐效果 C．甲装置和乙装置对铁的防腐原理相同 D．乙装置中石墨电极发生还原反应，铁电极发生氧化反应 【答案】B 【知识点】原电池原理理解、原电池正负极判断、电解原理的理解及判断、原电池、电解池综合考查、金属的防护 【详解】A．甲装置中做负极，在正极表面发生还原反应，能形成电流，A错误； B．甲中Fe为正极被保护，乙中Fe为阴极被保护，两种装置都能防止铁被腐蚀，B正确； C．甲装置利用牺牲阳极法防腐，乙装置利用外加电流法防腐，都能起到防腐效果但原理不同，C错误； D．乙装置中石墨电极为阳极，发生氧化反应，铁电极为阴极，发生还原反应，D错误； 故选B。 8．（25-26高二上·福建莆田·期末）某化学兴趣小组的同学用以下装置研究电化学的问题。 (1)氢燃料电池车是北京冬奥会期间的交通服务用车，酸性氢氧燃料电池的构造如图所示。 ①b电极是该电池的_______极(填“正”或“负”)。 ②若该电池中的电解质溶液是稀硫酸溶液，则b电极上发生反应的电极反应式为：___________________________。 ③当转移0.2 mol电子时，需要消耗标况下的氢气体积是_______L。 (2)若用下图装置进行电解，U型管内装有电解液c，M、N是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题： ①若要进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，电解液c选用_____________，M电极的材料是_________。 ②下列说法正确的是_____________。 A．电能全部转化为化学能 B．溶液中Cu2+向阳极移动 C．在电解精炼中，电解液中有Al3+、Zn2+产生 D．阳极泥中可回收Ag、Pt、Au等金属 ③用惰性电极电解CuSO4溶液。若阴极析出Cu的质量为64 g，则阳极上产生的气体在标准状况下的体积为__________L。 【答案】(1) 正 O2 + 4e－+4H+ =2H2O 2.24 (2) 硫酸铜溶液 粗铜 CD 11.2 【知识点】原电池正负极判断、原电池电极反应式书写、氢氧燃料电池、电解原理的理解及判断、铜的电解精炼 【详解】（1）① 氢氧燃料电池中，通入氧气的一极为正极，通入氢气的一极为负极。由图可知，b电极通入氧气，故为正极。 ② 该电池的电解质溶液为稀硫酸，呈酸性，正极上氧气得电子结合氢离子生成水，电极反应式为O2 + 4e－+4H+=2H2O。 ③负极反应式为，当转移0.2mol电子时，消耗氢气的物质的量为0.1mol，在标准状况下的体积为。 （2）根据图示，电流由电源a端流出，故a为正极，b为负极；与a相连的M为阳极，与b相连的N为阴极。 ① 电解精炼粗铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，含有的盐溶液（如溶液）作电解液。因此电解液c选用溶液，M电极（阳极）的材料是粗铜。 ② A．电解过程中电能除了转化为化学能，还有部分转化为热能等，A错误； B．电解池中阳离子向阴极移动，故溶液中的向阴极移动，B错误； C．粗铜中含有比铜活泼的Al、Zn等杂质，在阳极优先失去电子生成、进入溶液，C正确； D．Ag、Pt、Au等金属不如铜活泼，在阳极不失去电子，以单质形式沉积在阳极底部形成阳极泥，可从中回收，D正确； 故选CD。 ③ 用惰性电极电解溶液，阴极反应为，阳极反应为。阴极析出64g Cu，其物质的量为，转移电子2mol。根据电子守恒，阳极生成的物质的量为，在标准状况下的体积为。 9．（25-26高二上·吉林松原·期中）液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以甲烷(CH4)燃料电池为电源电解足量饱和CuSO4溶液的装置如下图所示。 回答下列问题： (1)上述左侧装置中，电子由__________ (填“a”“b”)极流出。 (2)b电极的电极反应式为 _________________________。 (3)当燃料电池消耗0.2 mol O2时，饱和CuSO4溶液的质量减少 _____________g。 (4)电解饱和CuSO4溶液总反应的化学方程式为_____________________________。 (5)若用该装置进行电解精炼铜，则应将_____________(填“c”或“d”)极更换为粗铜；电解一段时间后，溶液中c(Cu2+)__________(填“减小”“增大”或“不变”)。 (6)若将饱和CuSO4溶液更换为滴有酚酞的饱和NaCl溶液，则_______(填“c”或“d”)极附近溶液变红。 【答案】(1)b (2) (3)32 (4) (5) d 减小 (6)c 【知识点】原电池、电解池综合考查 【分析】由图可知，OH-由a极一侧向b极一侧迁移，故a极为燃料电池正极，b极为燃料电池负极；b极与c极相连，a极与d极相连，因此c极为电解池阴极，d极为电解池阳极。燃料电池正极每消耗1 mol O2得到4 mol电子，外电路通过的电子数与电解池两极转移的电子数相等。 【详解】（1）b极为燃料电池负极，发生氧化反应，电子由b极流出。 （2）b极为负极，甲烷在碱性条件下被氧化为碳酸根离子，电极反应式为。 （3）燃料电池正极反应为，0.2 mol O2得到0.8 mol电子。电解CuSO4溶液时，c极反应为，d极反应为，因此析出0.4 mol Cu并生成0.2 mol O2。溶液质量减少0.4 mol×64 g/mol+0.2 mol×32 g/mol=32 g。 （4）石墨为惰性电极，两极反应相加得到总反应：。 （5）d极为阳极，电解精炼铜时应将d极更换为粗铜。c极为阴极，Cu2+放电析出Cu；粗铜中比Cu活泼的杂质也会在阳极失去电子，而阴极仅有Cu2+放电，因此阳极生成Cu2+的物质的量小于阴极消耗量，溶液中c(Cu2+)减小。 （6）c极为阴极，饱和NaCl溶液中水在阴极放电：。c极附近OH-浓度增大，酚酞变红。 10．（25-26高二下·陕西汉中·阶段检测）某研究小组用微生物电池模拟淡化海水，同时做电解实验，实验装置如图所示 (1)若A、B是惰性电极；C、D是铂电极。 ①b电极是 ______极。C电极是 ______极。写出D极的电极反应式_________________________。 ②写出甲中总反应的离子方程式__________________________________。 (2)苯酚的分子式为C6H6O。 ①离子交换膜A为 _____离子交换膜(填“阴”或“阳”)。 ②a极的电极反应式为 __________________________(C6H6O中碳的平均价态为-)；b极的电极反应式为__________________________。 ③理论上每消除1mol苯酚，同时消除_________molNO； 【答案】(1) 正 阳 2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣ 2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+ (2) 阴 C6H6O+11H2O﹣28e﹣=6CO2↑+28H+ 2NO+10e﹣+6H2O=N2↑+12OH﹣ 5.6 【知识点】原电池正负极判断、原电池电极反应式书写、原电池、电解池综合考查、电解池电极反应式及化学方程式的书写、原电池有关计算 【分析】左侧含a、b电极的微生物装置是原电池，为右侧甲、乙电解装置供电：a极苯酚被氧化为，发生失电子的氧化反应，为原电池负极；b极被还原为，发生得电子的还原反应，为原电池正极。 【详解】（1）① 原电池中b电极得电子，为正极。原电池正极连接电解池的阳极，原电池负极连接电解池的阴极，因此A为阳极，B为阴极，C为阳极，D为阴极。乙中水电离的在D（阴极）得电子生成，离子方程式为：2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣。 ② 甲为电解溶液的装置，惰性电极下在阴极得电子生成Cu，水电离的在阳极失电子生成，总反应离子方程式为：2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+。 （2）① 海水淡化需要中间的向原电池正极（b极方向）移动、向原电池负极（a极方向）移动，因此靠近a极的离子交换膜A允许阴离子通过，为阴离子交换膜。 ② a极苯酚（碳的平均价态为价）被氧化为（碳为+4价），1mol苯酚共失电子，配平得到对应的电极反应式：C6H6O+11H2O﹣28e﹣=6CO2↑+28H+。b极中+5价N被还原为中0价N，每2mol 得10mol电子，配平得到对应的电极反应式：2NO+10e﹣+6H2O=N2↑+12OH﹣。 ③ 根据电子守恒，1mol苯酚反应共转移28mol电子，每还原1mol 得到5mol电子，因此消除的物质的量为。 第1页（共2页） 第1页（共2页） 学科网（北京）股份有限公司 $ 第11讲 电解池 金属的电化学腐蚀与防护 【考向预测】 1.题型：选择题、填空题。 2.主要考查内容：①电解池工作原理，阴阳极判断、电极反应式书写、溶液 pH 变化；②电解原理应用：氯碱工业、粗铜精炼、电镀；③金属电化学腐蚀原因，吸氧、析氢腐蚀辨析及金属防护措施。 3.命题特点：多结合工业情境，电解池常考离子交换膜；重点考查电化学概念辨析，电极方程式书写。 ( 知识梳理 · 题型预览 ) 热点题型一：电解池原理 热点题型二：电解原理的应用 热点题型三：金属的腐蚀与防护 热点题型四：可充电电池 热点题型五：离子交换膜的应用 热点题型六：电化学的计算 ( 知识点1：电解池原理 ) 【知识清单】 1、电解池：一种将电能转化为化学能的装置。 2、电解：电解是使电流通过电解质溶液（或熔融的电解质）而在阴、阳两极发生氧化还原反应过程。 3、电解池反应原理： 阴极：与电源负极相连，本身不反应，溶液中阳离子得电子发生还原反应。 阳极：与电源正极相连，发生氧化反应，若是惰性电极，则是溶液中阴离子失电子；若是非惰性电极，则电极本身失电子 电子的流向：负极—阴极—阳极—正极（电子不下水，离子不上岸） 电流的流向：正极—阳极—阴极—负极 4、电解反应中反应物的判断——放电顺序 ⑴阴极 A.阴极材料(金属或石墨)总是受到保护，一般情况任何可以导电的固体都可以。 B.阳离子得电子顺序 — 金属活动顺序表的顺序相反：K+ <Ca2+ < Na+ < Mg2+ < Al3+< Zn2+ < Fe2+ < Sn2+ < Pb2+ < (H+) < Cu2+ < Hg2+ < Ag+ （注意：水溶液中K+，Ca2+，Na+，Mg2+，Al3+不放电） ⑵阳极 A.阳极材料是惰性电极(C、Pt、Au、Ti等)时：阴离子失电子顺序：S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-＞等含氧酸根离子＞F- B.阳极是活泼电极（非惰性电极）时：电极本身被氧化，溶液中的离子不放电。 热点题型一：电解池原理 1．（25-26高二上·湖南邵阳·期末）下列关于电解池的说法中，正确的是 A．电解池是将化学能转化为电能的装置 B．电解池中，阳极发生还原反应 C．电解池中，阴极发生氧化反应 D．电解水时，阳极产生氧气，阴极产生氢气 2．（25-26高二上·河南·阶段检测）下列过程能实现电能转化为化学能的是 A．偏二甲肼燃烧 B．电解饱和食盐水 C．太阳能集热器 D．风力发电 3．（25-26高二上·北京·阶段检测）下列关于电解CuCl2溶液(如图所示)的说法中，正确的是 A．阴极的电极反应： B．阳极有黄绿色气体产生 C．电解过程中，向阴极移动 D．总反应为： 4．（25-26高二上·上海·阶段检测）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） 5．（1.3.1电解的原理-随堂检测）关于电解池的构成，下列说法错误的是 A．必须有两个电极，且电极需与电源连接 B．电解质可以是熔融状态，也可以是水溶液 C．无需形成闭合回路，只要有电源即可 D．直流电源是电解池工作的必要条件 ( 知识点2：电解原理的应用 ) 【知识清单】 1．氯碱工业（电解饱和食盐水） 氯碱工业所得的NaOH、Cl2、H2都是重要的化工生产原料，进一步加工可得多种化工产品，涉及多种化工行业，如：有机合成、医药、农药、造纸、纺织等，与人们的生活息息相关。 阳极：石墨或金属钛（惰性电极） 2Cl――2e－＝Cl2↑ 阴极：铁网 2H＋＋2e－＝H2↑ 电解质溶液：饱和食盐水 总方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑（高考常考考点） 分析：在饱和食盐水中接通直流电源后，溶液中带负电的OH—和Cl—向阳极移动，由于Cl—比OH—容易失去电子，在阳极被氧化成氯原子，氯原子结合成氯分子放出；溶液中带正电的Na+和H+向阴极移动，由于H+比Na+容易失去电子，在阴极被还原成氢原子，氢原子结合成氢分子放出；在阴极上得到NaOH。 注意：隔膜的作用：防止氢气和氯气混合发生爆炸；防止氯气和氢氧化钠反应影响烧碱的质量。 2．电解精炼 例：电解精炼铜 （1）阳极（粗铜棒）：Cu－2e－＝Cu2＋（主要反应） 分析：因为粗铜中含有金、银、锌、铁、镍等杂质，电解时，比铜活泼的锌、铁、镍会在阳极放电形成正离子进入溶液中，所以阳极还会存在的反应有：Zn－2e－ = Zn2+ 、Fe－2e－ = Fe2+ 、Ni－2e－ =Ni2+；还原性比铜差的银、金等不能失去电子，它们以单质的形式沉积在电解槽溶液中，成为阳极泥。 （2）阴极（精铜棒）：Cu2＋＋2e－＝Cu （3）电解质溶液：含铜离子的可溶性电解质 3．电镀 阳极（镀层金属）：Cu－2e－＝Cu2＋ 阴极（镀件）：Cu2＋＋2e－＝Cu 电镀液：含镀层金属的电解质 注意： A、电镀是电解的应用。电镀是以镀层金属为阳极，待镀金属制品为阴极，含镀层金属离子为电镀液。 B、电镀过程的特点：牺牲阳极；电镀液的浓度（严格说是镀层金属离子的浓度）保持不变；在电镀的条件下，水电离产生的H+、OH—一般不放电。 4．电解法冶炼活泼金属：利用电解熔融盐(或氧化物)的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。 总方程式 阳极、阴极反应式 冶炼钠 2NaCl(熔融) 2Na＋Cl2↑ 2Cl－－2e－=Cl2↑、2Na＋＋2e－=2Na 冶炼镁 MgCl2(熔融) Mg＋Cl2↑ 2Cl－－2e－=Cl2↑、Mg2＋＋2e－=Mg 冶炼铝 2Al2O3(熔融) 4Al＋3O2↑ 6O2－－12e－=3O2↑、4Al3＋＋12e－=4Al 分析：在金属活动顺序表中K、Ca、Na、Mg、Al等金属的还原性很强，这些金属都很容易失电子，因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来，只能用电解其化合物熔融状态方法来冶炼。 注意：电解熔融NaCl和饱和NaCl溶液的区别；不能用MgO替代MgCl2的原因（MgO的熔点太高）；不能用AlCl3替代Al2O3的原因（AlCl3是共价化合物，熔融状态不能导电）。 热点题型二：电解原理的应用 6．（24-25高二上·安徽芜湖·期末）如图为电解装置示意图。下列电解目的不能实现的是 选项 电极材料 电解质溶液 电解目的 A a．铜，b．铜 饱和食盐水 制取Cl2、NaOH和H2 B a．银，b．铁 AgNO3溶液 铁上镀银 C a．粗铜，b．精铜 CuSO4溶液 电解精炼铜 D a．碳棒，b．碳棒 KNO3稀溶液 制取少量O2和H2 A．A B．B C．C D．D 7．（25-26高二下·四川泸州·期中）如图为电解饱和食盐水的简易装置，阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子和气体不能通过。下列说法正确的是 A．电解一段时间后，右侧溶液的减小 B．阳极的电极反应式为 C．电解过程中，通过阳离子交换膜向左侧移动 D．标准状况下，阳极产生气体时，电路中转移0.2 mol电子 8．（24-25高二上·黑龙江哈尔滨·期末）下列有关“电镀铜”和“电解法精炼铜”的叙述正确的是 A．电解液都含，且其浓度都保持不变 B．与电源正极相连的都是纯铜 C．阴极增加的质量与阳极减少的质量都相等 D．通过阴、阳两极电子的物质的量都相等 9．（25-26高一下·内蒙古呼和浩特·期末）日常生活中很多物品都离不开电镀，现将一块铜牌镀上一层银，工作示意图如下，下列说法正确的是 A．银片上发生氧化反应 B．电镀一段时间后，AgNO3溶液的浓度会变小 C．阴极发生的电极反应式为 D．反应一段时间后，将电源反接，铜牌可以恢复到原来的状态 10．（24-25高二上·河南·期末）下列关于电化学原理的应用说法正确的是 A．工业上常采用电解饱和食盐水的方法制备金属钠和氯气 B．电镀时，待镀铁制品应连接直流电源的正极 C．电解溶液时，阴极周围的溶液能使酚酞溶液变红 D．电解精炼铜时，粗铜中的金属全部失电子转化为离子进入溶液中 11．（25-26高一下·陕西西安·期末）依据电化学原理的相关知识，回答下列问题： (1)为了验证a、b、c三种金属的活动性顺序进行如下实验：①将金属片a、b插入稀硫酸中，用导线将它们与电流表相连，发现a是负极；②用金属片b、c替换a、b后重复上述实验，发现c是正极。则a、b、c三种金属的活动性由强到弱的顺序为_____________。 (2)写出下列电极反应和总反应。 ①电解稀的氢氧化钠溶液(电极均为石墨)：阳极反应为______________________；阴极反应_____________________；总反应为_______________________________。 ②若要在铁制品表面镀镍，电镀液用硫酸镍溶液，则镍应与电源的_____________极相连。阴极和阳极上的电极反应分别为_____________、_____________。电镀过程中硫酸镍溶液中溶质的浓度会_____________(填“增大”“减小”或“不变”)。 12．（25-26高二上·辽宁葫芦岛·期末）电镀是增强金属抗腐蚀能力的一种方法。小组同学进行铁件电镀实验。 (1)用砂纸打磨铁制镀件，用___________(填序号，下同)除去油污，用___________除去铁锈。 a．溶液    b、盐酸    c．溶液 (2)将铁制镀件与直流电源的___________(填“正极”或“负极”)相连，铜片与电源另一极相连，将两极平行浸入溶液中，装置如图。一段时间后，铁件表面镀上一层铜，但镀层不致密。 (3)在溶液中加入氨水制得铜氨溶液：。用铜氨溶液代替溶液重复电镀实验，铁件表面均匀镀上一层致密的铜。 ①写出铁制镀件表面析出铜的电极反应式：___________。 ②电镀过程中溶液中的浓度___________(填序号)。 a．减小    b．增大    c．几乎不变 13．（25-26高二上·吉林·期末）按要求回答下列问题。 (1)热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。基本结构如图所示，其中作为电解质的无水混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为。 ①放电过程中，向___________(填“负极”或“正极”)移动。 ②电路中每转移0.2 mol电子，理论上生成___________gPb。 (2)氨氧燃料电池具有很大的发展潜力。氨氧燃料电池工作原理如甲图所示。 ①a电极为___________(填“正极”或“负极”)； ②一段时间后，需向装置中补充KOH，请依据反应原理解释原因是___________。 (3)乙图是一种用惰性电极电解饱和食盐水的消毒液发生器。装置乙中的阳极反应式为___________。 (4)丙图是一种可以在铁牌表面电镀一层银的电镀装置，装置丙中的A溶液为___________，电镀一段时间后A溶液浓度___________(填“变大”、“变小”或“不变”)。 ( 知识点3：金属的腐蚀与防护 ) 【知识清单】 1.金属腐蚀的本质：是金属或合金被氧化而损耗的过程。 (1)化学腐蚀：金属或合金直接与周围介质发生反应而产生的腐蚀，直接被氧化剂氧化，无电流产生；。 (2)电化学腐蚀：不纯的金属或合金与周围电解质溶液接触而发生原电池反应产生的腐蚀，相对活泼的金属被氧化，有电流产生．钢铁的电化腐蚀又分为析氢腐蚀（酸性条件下）和吸氧腐蚀（酸性很弱、中性或碱性条件下）。 析氢腐蚀与吸氧腐蚀 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 水膜性质 酸性 酸性很弱或者呈中性或者呈碱性 负极反应 ①Fe－2e－=Fe2＋ 正极反应 ②2H＋＋2e－=H2↑ ③2H2O＋O2＋4e－=4OH－ 总反应 ③Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋2H2O＋O2=2Fe(OH)2 2．金属腐蚀的快慢规律 (1)腐蚀速率的快慢一般规律：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀。 (2)活动性不同的两种金属，活动性差别越大，活动性强的金属腐蚀速率越快。 (3)对同一种电解质溶液来说，一般电解质溶液浓度越大，金属腐蚀速率越快。 3．金属的防护 (1)金属防腐的电化学方法： ①原电池原理——牺牲阳极的阴极保护法：与较活泼的金属相连，较活泼的金属作负极被腐蚀，被保护的金属作正极。 注意：此处是原电池，牺牲了负极保护了正极，但习惯上叫做牺牲阳极的阴极保护法。 ②电解池原理——外加电流的阴极保护法：被保护的金属与电池负极相连，形成电解池，作阴极。 （2）加防护层：如在金属表面加上油漆、搪瓷、沥青、塑料、橡胶等耐腐蚀的非金属材料；采用电镀或表面钝化等方法在金属表面镀上一层不易被腐蚀的金属或生成一层致密的薄膜。 （3）防腐措施效果比较。外加电流的阴极保护法>牺牲阳极的阴极保护法>有一般防腐条件的防护>未采取任何防护措施。 热点题型三：金属的腐蚀与防护 14．（26-27高三上·广东湛江·开学考试）为延长某输电铁塔的使用寿命，工作人员采用了多种防腐措施。下列相关说法正确的是 A．在铁塔表面喷涂油漆，是利用牺牲阳极法防止金属腐蚀 B．铁塔上焊接锌块，锌块发生还原反应保护铁塔 C．将铁塔与电源负极相连，可有效避免铁塔被氧化 D．酸雨环境中，铁塔的腐蚀速率会减慢 15．（26-27高二上·山东日照·开学考试）金属的防腐是工业稳定运行的基石，下列措施不能达到防腐目的的是 A．水库钢闸门 B．海上风力发电 C．地下油气管道 D．跨海大桥护栏 A．A B．B C．C D．D 16．（25-26高二上·山东青岛·期中）港珠澳大桥的设计使用寿命高达120年，主要的防腐方法有：①钢梁上安装铝片；②使用高性能富锌(富含锌粉)底漆；③使用高附着性防腐涂料；④预留钢铁腐蚀量。下列分析不合理的是 A．方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，未能完全消除 B．可将桥体钢管与外加直流电源的负极相连以保护它不受腐蚀 C．钢铁在海水中发生吸氧腐蚀时正极反应式为O2 +2H2O + 4e-= 4OH- D．防腐过程中铝和锌均失去电子，主要发生化学腐蚀 17．（25-26高二上·云南红河·期末）埋在地下的钢管道可以用如图所示方法进行保护。下列说法正确的是 A．该过程中Mg发生析氢腐蚀 B．该保护方法为牺牲阳极法 C．将镁块换为锌块、锡块，铁都会受到保护 D．镁块上发生的电极反应为 18．（24-25高二上·辽宁·期末）辽宁博物馆是中国著名的历史艺术性博物馆之一，其馆藏精品——西周卷体夔纹蟠龙盖罍由青铜所铸。下列说法错误的是 A．青铜的硬度高于纯铜 B．铜合金是用量最大、用途最广的合金 C．青铜器露置于空气中主要发生吸氧腐蚀而“生锈” D．用电解精炼提纯铜时，用纯铜作阴极、粗铜作阳极 19．（25-26高二上·广西柳州·期末）下列有关电化学装置的说法错误的是 A．电流方向：Cu→Zn B．在铁制镀件上镀铜 C．发生吸氧腐蚀 D．牺牲阳极法防护 A．A B．B C．C D．D 20．（25-26高二下·安徽亳州·期中）下列描述不符合生产实际的是 A．电解熔融的氧化铝制取金属铝时用铁做阳极 B．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极 C．港珠澳大桥安装铝块是牺牲阳极法 D．在镀件上电镀锌时用锌做阳极 ( 知识点4：可充电电池 ) 1．可充电电池(二次电池)的分析流程 ①可充电电池有充电和放电两个过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应，所以首先应分清电池是放电还是充电。 ②放电时的负极反应和充电时的阴极反应的电极反应方程式恰好相反，同理，放电时的正极反应和充电时的阳极反应的电极反应方程式恰好相反。将负(正)极反应式变换方向并将电子移项即可得出阴(阳)极反应式。 ③充、放电时电解质溶液中离子移动方向的判断（充、放电时离子移动方向相反，如放电时：阳离子向右（电池图像），则充电时阳离子向左移动）。 2.电池充电 电池正极接在电源正极，做阳极；电池负极接在电源负极，做阴极。 因此，充电时电极的连接可简记为“负接负后作阴极，正接正后作阳极”。 3.常见的二次电池（部分） 锌银电池 总反应：Ag2O＋Zn＋H2O2Ag＋Zn(OH)2 正极：Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－ 负极：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2 阳极：2Ag＋2OH－－2e－=Ag2O＋H2O 阴极：Zn(OH)2＋2e－=Zn＋2OH－ 镍铁电池 总反应：NiO2＋Fe＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2 正极：NiO2＋2e－＋2H2O=Ni(OH)2＋2OH－ 负极：Fe－2e－＋2OH－=Fe(OH)2 阳极：Ni(OH)2＋2OH－－2e－=NiO2＋2H2O 阴极：Fe(OH)2＋2e－=Fe＋2OH－ 镍镉电池 总反应：Cd＋2NiOOH＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2 正极：2NiOOH＋2H2O＋2e－=2Ni(OH)2＋2OH－ 负极：Cd－2e－＋2OH－=Cd(OH)2 阳极：2Ni(OH)2＋2OH－－2e－=2NiOOH＋2H2O 阴极：Cd(OH)2＋2e－=Cd＋2OH－ 热点题型四：可充电电池 21．（26-27高三上·贵州遵义·开学考试）某研究团队开发出一种新型的固态电池(SSBs)，他们先将纤维素与邻苯二甲酸酐转化为纤维素邻苯二甲酸酯大分子(CP)，再将CP与锂盐混合，形成固体电解质体系(CP-SSE)，该电池放电时的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．充电时a极连接电源负极 B．利用纤维素制备CP-SSE符合可持续发展要求 C．放电时，b极反应为 D．充电时，当生成1 mol LixC6时，有7 g Li+向右穿过CP-SSE 22．（25-26高二上·陕西西安·期末）装置甲是一种将废水中的氯乙烯转换成对环境无害的微生物电池，连接甲、乙装置进行粗铜精炼，其原理如图所示。下列说法不正确的是 A．电解精炼时，粗铜与Y电极相连，乙中出现沉淀 B．电解过程中N区溶液的pH增大 C．M电极的电极反应式为 D．若N电极消耗16g ，粗铜电极质量减少64g 23．（25-26高二上·广西柳州·期末）锌-空气二次电池具备高性能、长寿命以及可充电等优点，其原理如图所示。下列说法正确的是 A．充电时b极与直流电源的负极相连 B．充电时a极的电极反应为 C．放电一段时间后，a极区小于b极区 D．放电过程中，消耗时，有通过阴离子交换膜 24．（2026·湖南邵阳·一模）我国科学工作者制备了一种电催化剂，并将其与金属铝组装成可充电电池，用于将污水中的还原为，其工作原理如图所示。研究证明，电池放电时，水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子，氢原子再将吸附在电催化剂表面的逐步还原为。下列说法错误的是 A．放电时，从正极区向负极区移动，放电后负极区升高 B．放电时，金属铝电极质量减少，正极可还原 C．充电时，电极接外接电源的正极，发生氧化反应 D．充电时，阴极反应为 25．（25-26高二上·四川成都·期末）科研工作者设计了一种用于废弃电极材料再锂化的电化学装置，其示意图如下，下列说法不正确的是[已知：参比电极的作用是确定再锂化为的最优条件，不干扰电极反应。] A．直流电源中B极为正极 B．电极上发生的反应： C．电解过程中，阳极附近溶液pH降低 D．再锂化过程中，向Pt电极迁移 ( 知识点5：离子交换膜的应用 ) 【知识清单】 1．离子交换膜：又叫隔膜，由高分子特殊材料制成，交换膜使离子选择性定向迁移。 2．隔膜的作用： (1)能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。 (2)能选择性地通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。其中阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过，质子交换膜允许质子通过。 3.阴、阳离子交换膜的判断： （1）看清图示，是否在交换膜上标注了阴、阳离子，需根据所选交换膜分析离子的移动方向。 （2）根据原电池、电解池中阴、阳离子的移动方向，结合题意中给出的制备、电解物质等信息，找出物质生成或消耗的电极区域、确定移动的阴、阳离子，从而推知离子交换膜的种类。 注意：分析有离子交换膜存在的题型时，一定要注意所选膜的类型，常见的“陷阱”：离子移动与所选膜矛盾，如：电解池、阴离子交换膜，Na+向阴极移动，Na+不能通过阴离子交换膜。 热点题型五：离子交换膜的应用 26．（26-27高三上·云南昆明·开学考试）某课题组通过电解技术从海水中提取锂的装置如图所示。接通，电极从海水中吸收；断开，接通，乙室富集。下列叙述正确的是 A．X电极应接光伏电池的负极 B．接通，电子流向：Y电极→电源→电极 C．膜b是一种只允许通过的阳离子交换膜，目的是提高提取锂的选择性 D．接通，待电极恢复至起始状态时，甲室变化与乙室变化之比为 27．（25-26高三上·陕西咸阳·阶段检测）北京科技大学某团队以纳米片和石墨烯()为电极的新型电池，工作时在中性电解质中，主要表现出的嵌入/脱出。原理为。装置如图所示。下列说法中错误的是 A．电势高低关系为 B．离子交换膜为阳离子交换膜，且电池工作时离子从左往右通过交换膜 C．放电时正极反应为 D．利用铅蓄电池进行充电时，阴极质量增加46 g，消耗1 mol 28．（25-26高三上·福建福州·阶段检测）全铁液流电池工作原理如图所示，两电极分别为石墨电极和负载铁的石墨电极。下列说法正确的是 A．隔膜为阳离子交换膜 B．放电时，a极为正极 C．充电时，隔膜两侧溶液Fe2+浓度均减小 D．理论上，Fe3+每减少168 g，Fe2+总量相应增加6mol 29．（25-26高三上·重庆·阶段检测）下图是利用“海水河水”浓差电池(不考虑溶解氧的影响)制备和NaOH的装置示意图，其中X、Y均为Ag/AgCl复合电极，电极a、b均为石墨，下列说法不正确的是 A．电极b是阴极，电极反应为： B．若反应前海水与河水均为2 L，忽略体积变化，电池从开始工作到停止放电，理论上可制得40 g NaOH C．浓差电池中的离子交换膜为阳离子交换膜 D．Y电极反应为： 30．（25-26高二上·陕西安康·阶段检测）某兴趣小组用铅酸蓄电池模拟工业处理含镍废水的装置如图所示，下列说法正确的是 A．甲装置放电时正极反应式为 B．交换膜b为阳离子交换膜 C．乙装置N室的电极反应式为 D．当浓缩室得到1 L 1.1 的盐酸时，理论上M室溶液的质量变化为9 g(溶液体积变化忽略不计) 31．（26-27高二上·湖南邵阳·阶段检测）清华大学研究团在《德国应用化学》上发表，苯酚选择性电催化加氢制环己酮，解决了环己酮的选择性和法拉第效率难以同时提升的难题，提供了绿色可持续路线。电解前阴极区和阳极区溶液质量相等，下面说法错误的是 A．从左往右迁移 B．忽略溶液体积变化，电解后右区浓度增大 C．生成2 mol A，对应有2 mol环己酮生成 D．电路中转移2 mol电子时，两极区溶液质量相差 ( 知识点6：电化学的计算 ) 【解题方法】 电化学计算的三种方法 如以电路中通过4 mol e－为桥梁可构建以下关系式： (式中M为金属，n为其离子的化合价数值)，该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。 注意： (1)电化学计算中，常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)·NA×1.6×10－9 C来计算电路中通过的电量。 (2)串联电池中，各电极上转移电子的物质的量是相等的，这是串联电池计算的根本依据。 (3)计算原电池或电解池膜两侧溶液质量变化时，要注意气体的排出或吸收、沉淀的析出或溶解，尤其不能忽略离子的转移对溶液质量的影响。 热点题型六：电化学的计算 32．（26-27高三上·江苏扬州·阶段检测）N，N-二甲基甲酰胺(DMF，结构简式为)是医药、电子等领域的重要原料，一种电化学合成DMF的装置如图所示。下列说法不正确的是 A．Ni电极与电源的负极相连接 B．理论上外电路每通过0.2mol电子，Ni电极上产生2.24LH2（标况下） C．Pt电极上发生的电极反应式为：+3H2O D．电解前后，KOH溶液的浓度不变 33．（26-27高三上·江西宜春·阶段检测）中国科学院工程所与浙江大学合作提出了“铁-铜双原子催化硝酸盐法”还原制氨。装置如图所示。 下列叙述正确的是 A．直流电源的b极为负极 B．Fe-Cu极的电极反应为 C．电解一段时间后，阳极区溶液pH不变 D．每生成(标准状况)，有向Fe-Cu极迁移 34．（26-27高三上·河南南阳·开学考试）熔盐电解法制备高纯多晶硅具有绿色环保等优势。一种在CaCl2熔盐中电解SiO2制备Si的实验装置如图所示。下列说法错误的是 A．石墨电极的电势低于SiO2电极 B．阴极的电极反应为 C．通入氩气的目的是充当保护气体，防止生成的硅单质被氧化 D．当石墨只产生CO和CO2共2.24 L(标准状况)时，生成1.75 g Si，则为 35．（25-26高二上·山东青岛·期中）Ⅰ．如图所示的装置中，若通入直流电5min，铜电极质量增加2.16g，试回答： (1)若电源为碱性乙醇燃料电池，则电源电极Y的反应式为___________； (2)pH变化：A______，B______，C______；(填“增大”“减小”或“不变”) (3)若A中KCl足量且溶液的体积也是200mL，电解后，溶液的pH ________(假设电解前后溶液的体积无变化)。 Ⅱ．电解原理在化学工业中有广泛应用。 将PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的电解液，电解Na2PbCl4溶液生成Pb的装置如图所示。 (4)写出电解时阴极的电极反应式______； (5)电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为______； (6)电解过程中，Na2PbCl4电解液浓度不断减小，为了恢复其浓度，应该向____极室(填“阴”或者“阳”)加入____(填化学式)。 36．（25-26高二上·内蒙古·期末）Ⅰ．如图所示装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的浓度和体积都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近溶液呈红色。回答下列问题： (1)B极是电源的______极；一段时间后，装置丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这表明Fe(OH)3胶粒带______(填“正”或“负”)电荷。 (2)①电解饱和NaCl溶液的总反应化学方程式为_____________________________，阳极上产生气体的颜色为________。 ②若C、F两电极共产生标准状况下6.72 L的气体，则D电极的质量增加________g。 (3)若在丙池中进行铁制品表面镀镍，电镀液用硫酸镍溶液，则镍应为______电极(填“G”或“H”)。通电一段时间后，欲使甲装置中电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的______。 Ⅱ．某小组运用离子交换膜法制碱的原理，用如图所示装置电解K2SO4溶液。 (4)左侧的离子交换膜为______(填“阴”或“阳”)离子交换膜，该电解槽的阳极反应为____________。 Ⅲ．利用电解原理可以防止钢铁腐蚀，还可以用来处理酸性含铬废水(主要含有，以铁板作阳极，石墨为阴极，处理过程中存在反应，最后Cr3+以Cr(OH)3的形式除去。 (5)该电解池阳极的电极反应式为__________________________，若处理的废水，理论上电路中转移______mol电子。 37．（24-25高二上·吉林通化·阶段检测）如图是一个电化学过程的示意图，请按要求回答下列问题： (1)甲池是________装置(填“原电池”或“电解池”)，乙池中B为________极。 (2)写出电极反应式：通入电极：__________________；Fe电极：__________________。 (3)反应一段时间后，甲池中消耗(标况下)体积为1.12 L，则乙池中转移电子_____mol。 38．（25-26高二上·安徽六安·期末）某兴趣小组的同学用如图所示装置(甲、乙、丙三池中的溶质均足量)研究有关电化学的问题，当闭合该装置的开关K时，观察到电流表的指针发生了偏转。 请回答下列问题： (1)A电极的电极反应式为：_______；B电极为_______极(填“正”“负”“阴”“阳”)。 (2)通电后，C电极质量_______(填“变大”“变小”或“不变”)，该池中初始阶段发生的总反应的化学方程式为：_______。 (3)通电后，若丙池中两端电极材料不变，将溶液换成，丙池中溶液的将_______(填“变大”“变小”或“不变”)。一段时间后，可加入适量的_______便可复原至初始溶液的浓度。 (4)通电后，丙池中某电极质量变化了3.2 g，理论上甲池中消耗O2的体积为_______mL(标准状况)。 39．（25-26高二上·江西抚州·期末）氯碱工业是非常重要的化学工业，针对其高能耗、易污染不断进行改进。 (1)如图所示是某兴趣小组利用甲烷燃料电池进行电解原理(图中 E 、F 为惰性电极)应用的探究实验设计。 ①甲中负极电极反应式为 ___________。乙为 Fe 上镀 Cr 装置，则 Cr 应为 ___________ (填“A”或“B”)电极材料。 ②丁为探究氯碱工业原理的实验装置，丁装置中电解饱和食盐水的总反应离子方程式为 ___________。 (2)可通过浓差电池将海水中的NaCl 转化为NaOH 和HCl，装置如图所示。M 、N 均为 AgCl/Ag 电极，M 极为负极，a、c 为选择性离子交换膜，b 为双极膜(双极膜中催化层可将水解离为 H+和 OH-，并实现其定向移动)。已知：Ag++2NH3=[Ag(NH3)2]+。 ①M 电极发生的电极反应为 ___________。 ②c 表示 ___________ 离子交换膜(填“ 阴”或“ 阳”) ，Ⅲ室得到 ___________ 。 ③ M 电极质量每减少 10.8 g，双极膜内有 ___________ mol H2O 解离。 40．（25-26高一下·山东日照·期中）用如图所示装置以甲烷()燃料电池为电源，电解足量溶液、溶液。实验完成时，电极质量增重4.32g。 回答下列问题： (1)甲池中，a处应通入___________(填化学式)气体，该极的电极反应式为___________。 (2)乙池中，石墨电极附近溶液pH___________(填“升高”“降低”或“不变”)；该池中发生反应的总化学方程式为___________。 (3)丙池中，Pt电极为___________极，实验结束时，该极产生的气体在标准状况下的体积为___________L。 ( 课后提升 · 查漏补缺 ) 1．（25-26高二下·贵州·开学考试）自2016年1月1日起，无线电动工具中使用的镍镉电池将在欧盟全面退市。镍镉电池放电时的总反应：Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2，下列说法正确的是 A．放电时Cd电极为正极 B．充电时NiOOH接电源负极 C．充电时Cd电极质量减小 D．放电时NiOOH电极质量不变 2．（25-26高二上·湖南邵阳·阶段检测）下列关于电解原理的应用说法正确的是 A．电解精炼铜时，粗铜作阴极 B．电解水时，阳极产生H2 C．电解饱和食盐水可以制取NaOH、Cl2和H2 D．电镀时，镀件作阳极 3．（25-26高二上·新疆哈密·阶段检测）电解法精炼含有Fe、Zn、Ag等杂质的粗铜。下列有关叙述正确的是 A．电解时以硫酸铜溶液作电解液，精铜作阳极 B．粗铜与电源负极相连，发生氧化反应 C．阳极上可能发生反应：Fe-2e-=Fe2+ D．电解后Fe、Zn、Ag等杂质会沉积在电解槽底部形成阳极泥 4．（26-27高三上·安徽·开学考试）电催化可将亚硝酸盐转化为NH3，同时实现甘油(C3H8O3)转化为高附加值化学品。已知双极膜中H2O解离的H+和OH-在电场作用下向两极迁移。下列说法正确的是 A．电极a连接铅蓄电池的Pb电极 B．铅蓄电池中每消耗2 mol PbO2，双极膜中就有4 mol OH-向电极b方向移动 C．电极a上的电极反应式为 D．电解一段时间后，电极b一侧电解质溶液pH降低 5．（25-26高三上·河北沧州·阶段检测）双极膜是一种复合膜，在直流电场作用下可将水解离为和，并分别向两极迁移。用如图所示的电化学装置合成重要的化工中间体乙醛酸()。下列说法正确的是 A．若用氢氧燃料电池为电源，则铅电极与通入的一极相连 B．阴极电极反应式为 C．电池工作时，a为、b为 D．理论上外电路中转移2电子时，可制得2乙醛酸 6．（26-27高三上·陕西西安·阶段检测）以和为原料采用电解法合成有机物的原理如图所示。下列叙述错误的是 A．Y极发生氧化反应 B．质子由Y极区向X极区迁移 C．X极上的电极反应式为 D．合成的反应为 7．（26-27高三上·广东·开学考试）为探究铁的防腐措施，学习小组设计了如下两种装置。下列说法正确的是 A．甲装置不能形成电流 B．甲乙两装置均能起到铁的防腐效果 C．甲装置和乙装置对铁的防腐原理相同 D．乙装置中石墨电极发生还原反应，铁电极发生氧化反应 8．（25-26高二上·福建莆田·期末）某化学兴趣小组的同学用以下装置研究电化学的问题。 (1)氢燃料电池车是北京冬奥会期间的交通服务用车，酸性氢氧燃料电池的构造如图所示。 ①b电极是该电池的_______极(填“正”或“负”)。 ②若该电池中的电解质溶液是稀硫酸溶液，则b电极上发生反应的电极反应式为：___________________________。 ③当转移0.2 mol电子时，需要消耗标况下的氢气体积是_______L。 (2)若用下图装置进行电解，U型管内装有电解液c，M、N是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题： ①若要进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，电解液c选用_____________，M电极的材料是_________。 ②下列说法正确的是_____________。 A．电能全部转化为化学能 B．溶液中Cu2+向阳极移动 C．在电解精炼中，电解液中有Al3+、Zn2+产生 D．阳极泥中可回收Ag、Pt、Au等金属 ③用惰性电极电解CuSO4溶液。若阴极析出Cu的质量为64 g，则阳极上产生的气体在标准状况下的体积为__________L。 9．（25-26高二上·吉林松原·期中）液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以甲烷(CH4)燃料电池为电源电解足量饱和CuSO4溶液的装置如下图所示。 回答下列问题： (1)上述左侧装置中，电子由__________ (填“a”“b”)极流出。 (2)b电极的电极反应式为 _________________________。 (3)当燃料电池消耗0.2 mol O2时，饱和CuSO4溶液的质量减少 _____________g。 (4)电解饱和CuSO4溶液总反应的化学方程式为_____________________________。 (5)若用该装置进行电解精炼铜，则应将_____________(填“c”或“d”)极更换为粗铜；电解一段时间后，溶液中c(Cu2+)__________(填“减小”“增大”或“不变”)。 (6)若将饱和CuSO4溶液更换为滴有酚酞的饱和NaCl溶液，则_______(填“c”或“d”)极附近溶液变红。 10．（25-26高二下·陕西汉中·阶段检测）某研究小组用微生物电池模拟淡化海水，同时做电解实验，实验装置如图所示 (1)若A、B是惰性电极；C、D是铂电极。 ①b电极是 ______极。C电极是 ______极。写出D极的电极反应式_________________________。 ②写出甲中总反应的离子方程式__________________________________。 (2)苯酚的分子式为C6H6O。 ①离子交换膜A为 _____离子交换膜(填“阴”或“阳”)。 ②a极的电极反应式为 __________________________(C6H6O中碳的平均价态为-)；b极的电极反应式为__________________________。 ③理论上每消除1mol苯酚，同时消除_________molNO； 第1页（共2页） 第1页（共2页） 学科网（北京）股份有限公司 $