高考化學(xué)一輪綜合復(fù)習(xí) 第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第22講 電解池 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)練習(xí)

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1、 第22講　電解池　金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù) 考綱要求　1.理解電解池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用，能書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)和總反應(yīng)方程式。2.了解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害、防止金屬腐蝕的措施。 考點(diǎn)一　電解的原理 1．電解和電解池 (1)電解：在電流作用下，電解質(zhì)在兩個(gè)電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過(guò)程。 (2)電解池：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。 (3)電解池的構(gòu)成 ①有與電源相連的兩個(gè)電極。 ②電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì))。 ③形成閉合回路。 2．電解池的工作原理 (1)電極名稱及電極反應(yīng)式(電解CuCl2溶液為例) 總反應(yīng)式：CuCl2Cu＋Cl2↑ (

2、2)電子和離子的移動(dòng)方向 ①電子：從電源負(fù)極流出后，流向電解池陰極；從電解池的陽(yáng)極流出后流向電源的正極。 ②離子：陽(yáng)離子移向電解池的陰極，陰離子移向電解池的陽(yáng)極。 3．陰陽(yáng)兩極上放電順序 (1)陰極：(與電極材料無(wú)關(guān))。氧化性強(qiáng)的先放電，放電順序： (2)陽(yáng)極：若是活性電極作陽(yáng)極，則活性電極首先失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。 若是惰性電極作陽(yáng)極，放電順序?yàn)? 注意?、訇帢O不管是什么材料，電極本身都不反應(yīng)，一定是溶液(或熔融電解質(zhì))中的陽(yáng)離子放電。②最常用、最重要的放電順序?yàn)殛?yáng)極：Cl－>OH－；陰極：Ag＋>Cu2＋>H＋。③電解水溶液時(shí)，K＋～Al3＋不可能在陰

3、極放電，即不可能用電解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金屬。 4．用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律 類型 實(shí)例 電極反應(yīng)式 電解對(duì)象 溶液pH變化 溶液復(fù)原 電解 水型 含氧酸 H2SO4 陽(yáng)極：________ 陰極：________ 總反應(yīng)：________ 水 強(qiáng)堿 NaOH 活潑金屬的含氧酸鹽 KNO3 電解電解質(zhì)型 無(wú)氧酸 (氫氟酸除外) HCl 陽(yáng)極：________ 陰極：________ 總反應(yīng)：________ 不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽 CuCl2 陽(yáng)極：________ 陰極：__

4、______ 總反應(yīng)：________ 放氫生堿型 活潑金屬的無(wú)氧酸鹽 NaCl 陽(yáng)極：________ 陰極：________ 總反應(yīng)：________ 放氧生酸型 不活潑金屬的含氧酸鹽 AgNO3 陽(yáng)極：________ 陰極：________ 總反應(yīng)：________ 答案　4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　4H＋＋4e－===2H2↑　2H2O2H2↑＋O2↑　減小　增大　不變　水　2Cl－－2e－===Cl2↑　2H＋＋2e－===H2↑　2HClH2↑＋Cl2↑　HCl　增大　HCl　2Cl－－2e－===C

5、l2↑　Cu2＋＋2e－===Cu　CuCl2Cu＋Cl2↑　CuCl2　CuCl2　2Cl－－2e－===Cl2↑　2H＋＋2e－===H2↑　2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH　NaCl和H2O　增大　HCl　4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　4Ag＋＋4e－===4Ag4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3　AgNO3和H2O　減小　Ag2O　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 電解基礎(chǔ)知識(shí) (1)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過(guò)程就是電解質(zhì)溶液被電解的過(guò)程(√) (2)某些不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，通過(guò)電解可以實(shí)現(xiàn)(√) (3)電解池的陽(yáng)極發(fā)

6、生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)(√) (4)直流電源跟電解池連接后，電子從電源負(fù)極流向電解池陽(yáng)極(×) (5)電解稀硫酸制H2、O2時(shí)銅作陽(yáng)極(×) (6)電解CuCl2溶液，陰極逸出的氣體能夠使?jié)駶?rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)色(×) (7)電解鹽酸、硫酸等溶液，H＋放電，溶液的pH逐漸增大(×) (8)電解NaNO3溶液時(shí)，隨著電解進(jìn)行，溶液的pH減小(×) 1．根據(jù)金屬活動(dòng)順序表，Cu和稀H2SO4不反應(yīng)，怎樣根據(jù)電化學(xué)的原理實(shí)現(xiàn)Cu和稀H2SO4反應(yīng)產(chǎn)生H2? 答案　Cu作陽(yáng)極，C作陰極，稀H2SO4作電解質(zhì)溶液，通入直流電就可

7、以實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)。電解反應(yīng)式為陽(yáng)極：Cu－2e－===Cu2＋，陰極：2H＋＋2e－===H2↑?？偡磻?yīng)式：Cu＋2H＋Cu2＋＋H2↑。 2．若用惰性電極電解CuSO4溶液一段時(shí)間后，需加入98gCu(OH)2固體，才能使電解質(zhì)溶液復(fù)原，則這段時(shí)間，整個(gè)電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為多少？ 答案　4NA 解析　方法一：98gCu(OH)2的物質(zhì)的量為1mol，相當(dāng)于電解了1mol的CuSO4后，又電解了1mol的水，所以轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA＋2NA＝4NA。 方法二：可以認(rèn)為整個(gè)電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)與Cu(OH)2的O2－失電子數(shù)相等，共4NA。 題組一　電解規(guī)律及電極產(chǎn)物的判斷 1．(20

8、17·天津市實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三模擬)以石墨為電極，電解KI溶液(含有少量的酚酞和淀粉)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．陰極附近溶液呈紅色 B．陰極逸出氣體 C．陽(yáng)極附近溶液呈藍(lán)色 D．溶液的pH變小 答案　D 解析　以石墨為電極，電解KI溶液，發(fā)生的反應(yīng)為2KI＋2H2O2KOH＋H2↑＋I(xiàn)2(類似于電解飽和食鹽水)，陰極產(chǎn)物是H2和KOH，陽(yáng)極產(chǎn)物是I2。由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉，所以陽(yáng)極附近的溶液會(huì)變藍(lán)(淀粉遇碘變藍(lán))，陰極附近的溶液會(huì)變紅(溶液呈堿性)，A、B、C正確；由于電解產(chǎn)物有KOH生成，所以溶液的pH逐漸增大，D錯(cuò)誤。 2．如圖是一個(gè)用鉑絲作電極，電解稀的Mg

9、SO4溶液的裝置，電解液中加有中性紅指示劑，此時(shí)溶液呈紅色。(指示劑的pH變色范圍：6.8～8.0，酸色—紅色，堿色—黃色，Mg(OH)2沉淀的pH＝9)，接通電源一段時(shí)間后A管產(chǎn)生白色沉淀，回答下列問(wèn)題： (1)下列關(guān)于電解過(guò)程中電極附近溶液顏色變化的敘述正確的是________(填編號(hào))。 ①A管溶液由紅變黃?、贐管溶液由紅變黃?、跘管溶液不變色?、蹷管溶液不變色 (2)寫(xiě)出A管中發(fā)生的反應(yīng)：_______________________________________________。 (3)寫(xiě)出B管中發(fā)生的反應(yīng)：_______________________________

10、_____________________。 (4)檢驗(yàn)b管中氣體的方法是______________________________________________________。 (5)電解一段時(shí)間后，切斷電源，將電解液倒入燒杯內(nèi)觀察到的現(xiàn)象是__________________。 答案　(1)①④ (2)2H＋＋2e－===H2↑、Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ (或2H2O＋2e－＋Mg2＋===H2↑＋Mg(OH)2↓) (3)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑(或2H2O－4e－===O2↑＋4H＋) (4)用拇指堵住管口，取出試管，放開(kāi)拇指，將帶有火

11、星的木條伸入試管內(nèi)，木條復(fù)燃 (5)溶液呈紅色，白色沉淀溶解 解析　電解時(shí)，陽(yáng)極上氫氧根離子放電生成氧氣，導(dǎo)致陽(yáng)極附近溶液呈酸性；陰極上氫離子放電生成氫氣，同時(shí)有氫氧根離子生成，氫氧根離子和鎂離子反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀，溶液呈弱堿性。 題組二　電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)與判斷 3．按要求書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式： (1)用惰性電極電解MgCl2溶液 陽(yáng)極反應(yīng)式：____________________________________________________________； 陰極反應(yīng)式：_______________________________________________

12、___________________； 總反應(yīng)離子方程式：___________________________________________________________。 (2)用Al作電極電解NaOH溶液 陽(yáng)極反應(yīng)式：______________________________________________________________； 陰極反應(yīng)式：_________________________________________________________________； 總反應(yīng)離子方程式：__________________________________

13、____________________________。 答案　(1)2Cl－－2e－===Cl2↑ Mg2＋＋2H2O＋2e－===H2↑＋Mg(OH)2↓ Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑ (2)2Al－6e－＋8OH－===2AlO＋4H2O　6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－(或6H＋＋6e－===3H2↑) 2Al＋2H2O＋2OH－2AlO＋3H2↑ 4．錳、硫、氮的化合物在人類生產(chǎn)、生活中有重要作用。 (1)MnO2可作超級(jí)電容器材料。用惰性電極電解MnSO4溶液可制得MnO2，其陽(yáng)極的電極反應(yīng)式是_______________

14、___。MnO2是堿性鋅錳電池的正極材料，已知堿性鋅錳電池的總反應(yīng)為Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2，堿性鋅錳電池放電時(shí)，正極的電極反應(yīng)式是________________________________________________________________________。 (2)硫化氫的轉(zhuǎn)化是資源利用和環(huán)境保護(hù)的重要研究課題。 由硫化氫獲得硫單質(zhì)有多種方法。 將用燒堿吸收H2S后所得的溶液加入如圖所示的電解池的陽(yáng)極區(qū)進(jìn)行電解。電解過(guò)程中陽(yáng)極區(qū)發(fā)生如下反應(yīng)： S2－－2e－===S　(n－1)S＋S2－===S ①寫(xiě)出電解時(shí)陰極的電極反

15、應(yīng)式：_________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②電解后陽(yáng)極區(qū)的溶液用稀硫酸酸化得到硫單質(zhì)，其離子方程式可寫(xiě)成________________________________________________________________________。 (3)電解NO制備NH4NO3，其工作原理如圖所示，為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3，需補(bǔ)充物質(zhì)A，A是____________

16、，說(shuō)明理由：________________________________________。 答案　(1)Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋　MnO2＋H2O＋e－===MnO(OH)＋OH－ (2)①2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－②S＋2H＋===(n－1)S↓＋H2S↑ (3)NH3　根據(jù)總反應(yīng)：8NO＋7H2O3NH4NO3＋2HNO3，電解產(chǎn)生的HNO3多，應(yīng)補(bǔ)充NH3 解析　(1)Mn的化合價(jià)從＋2價(jià)升到＋4價(jià)，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則陽(yáng)極電極反應(yīng)式為Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋。堿性鋅錳干電池中，MnO2作為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，

17、其電極反應(yīng)式為MnO2＋H2O＋e－===MnO(OH)＋OH－。 (2)①電解時(shí)，陰極區(qū)溶液中的陽(yáng)離子放電，即水溶液中的H＋放電生成H2。②由題給反應(yīng)可知，陽(yáng)極區(qū)生成了S，S可以理解為(n－1)S＋S2－，加入稀硫酸生成S單質(zhì)和H2S氣體。 (3)根據(jù)電解NO制備NH4NO3的工作原理示意圖知：陰極反應(yīng)式為3NO＋15e－＋18H＋===3NH＋3H2O，陽(yáng)極反應(yīng)式為5NO－15e－＋10H2O===5NO＋20H＋，總反應(yīng)式為8NO＋7H2O3NH4NO3＋2HNO3，為了使電解產(chǎn)生的HNO3全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3，應(yīng)補(bǔ)充NH3。 做到“三看”，正確書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式 (1)一看電

18、極材料，若是金屬(Au、Pt除外)作陽(yáng)極，金屬一定被電解(注：Fe生成Fe2＋而不是生成Fe3＋)。 (2)二看介質(zhì)，介質(zhì)是否參與電極反應(yīng)。 (3)三看電解質(zhì)狀態(tài)，若是熔融狀態(tài)，就是金屬的電冶煉。 題組三　有關(guān)電解的計(jì)算 5．(2018·蘭州質(zhì)檢)將兩個(gè)鉑電極插入500mLCuSO4溶液中進(jìn)行電解，通電一定時(shí)間后，某一電極增重0.064g(設(shè)電解時(shí)該電極無(wú)氫氣析出，且不考慮水解和溶液體積變化)，此時(shí)溶液中氫離子濃度約為(　　) A．4×10－3mol·L－1 B．2×10－3mol·L－1 C．1×10－3mol

19、83;L－1 D．1×10－7mol·L－1 答案　A 解析　根據(jù)2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑，得：n(H＋)＝2n(H2SO4)＝2n(Cu)＝2×＝0.002mol，c(H＋)＝＝4×10－3mol·L－1。 6．500mLKNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)＝0.6mol·L－1，用石墨作電極電解此溶液，當(dāng)通電一段時(shí)間后，兩極均收集到2.24L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，假定電解后溶液體積仍為500mL，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．原混合溶液中c(K＋)為0.2mol·L－1 B．

20、上述電解過(guò)程中共轉(zhuǎn)移0.2mol電子 C．電解得到的Cu的物質(zhì)的量為0.05mol D．電解后溶液中c(H＋)為0.2mol·L－1 答案　A 解析　石墨作電極電解KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液，陽(yáng)極反應(yīng)式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，陰極先后發(fā)生兩個(gè)反應(yīng)：Cu2＋＋2e－===Cu,2H＋＋2e－===H2↑。從收集到O2為2.24L可推知上述電解過(guò)程中共轉(zhuǎn)移0.4mol電子，而在生成2.24LH2的過(guò)程中轉(zhuǎn)移0.2mol電子，所以Cu2＋共得到0.4mol－0.2mol＝0.2mol電子，電解前Cu2＋的物質(zhì)的量和電解得到的Cu的物質(zhì)的量都為0.1mol

21、。電解前后分別有以下守恒關(guān)系：c(K＋)＋2c(Cu2＋)＝c(NO)，c(K＋)＋c(H＋)＝c(NO)，不難算出：電解前c(K＋)＝0.2mol·L－1，電解后c(H＋)＝0.4mol·L－1。 電化學(xué)綜合計(jì)算的三種常用方法 (1)根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算 先寫(xiě)出電極反應(yīng)式，再寫(xiě)出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計(jì)算。 (2)根據(jù)電子守恒計(jì)算 ①用于串聯(lián)電路中陰陽(yáng)兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計(jì)算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。 ②用于混合溶液中電解的分階段計(jì)算。 (3)根據(jù)關(guān)系式計(jì)算 根據(jù)得失電子守恒定律建立起已知量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建

22、計(jì)算所需的關(guān)系式。 如以通過(guò)4mole－為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式： 　　　陽(yáng)極產(chǎn)物　　　　　　陰極產(chǎn)物 (式中M為金屬，n為其離子的化合價(jià)數(shù)值) 該關(guān)系式具有總攬電化學(xué)計(jì)算的作用和價(jià)值，熟記電極反應(yīng)式，靈活運(yùn)用關(guān)系式便能快速解答常見(jiàn)的電化學(xué)計(jì)算問(wèn)題。 考點(diǎn)二　電解原理的應(yīng)用 1．氯堿工業(yè) (1)電極反應(yīng) 陽(yáng)極反應(yīng)式：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反應(yīng)) 陰極反應(yīng)式：2H＋＋2e－===H2↑(還原反應(yīng)) (2)總反應(yīng)方程式 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ (3)氯堿工業(yè)生產(chǎn)流程圖 2．電鍍 下圖為金屬表面鍍銀的工作示意圖，據(jù)此回答下

23、列問(wèn)題： (1)鍍件作陰極，鍍層金屬銀作陽(yáng)極。 (2)電解質(zhì)溶液是AgNO3溶液等含鍍層金屬陽(yáng)離子的鹽溶液。 (3)電極反應(yīng)： 陽(yáng)極：Ag－e－===Ag＋； 陰極：Ag＋＋e－===Ag。 (4)特點(diǎn)：陽(yáng)極溶解，陰極沉積，電鍍液的濃度不變。 3．電解精煉銅 (1)電極材料：陽(yáng)極為粗銅；陰極為純銅。 (2)電解質(zhì)溶液：含Cu2＋的鹽溶液。 (3)電極反應(yīng)： 陽(yáng)極：Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e－===Ni2＋、Cu－2e－===Cu2＋； 陰極：Cu2＋＋2e－===Cu。 4．電冶金 利用電解熔融鹽的方法來(lái)冶煉活潑金屬Na、

24、Ca、Mg、Al等。 (1)冶煉鈉 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 電極反應(yīng)： 陽(yáng)極：2Cl－－2e－===Cl2↑；陰極：2Na＋＋2e－===2Na。 (2)冶煉鋁 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 電極反應(yīng)： 陽(yáng)極：6O2－－12e－===3O2↑； 陰極：4Al3＋＋12e－===4Al。 有關(guān)電解原理的應(yīng)用 (1)在鍍件上電鍍銅時(shí)，鍍件與電源的正極連接(×) (2)在鍍件上電鍍銅時(shí)，也可以用惰性材料作陽(yáng)極，用硫酸銅溶液作電解液(√) (3)電解飽和食鹽水時(shí)，兩個(gè)電極均不能用金屬材料(×) (4)電鍍銅和電解精煉銅時(shí)，電解質(zhì)溶

25、液中c(Cu2＋)均保持不變(×) (5)電解冶煉鎂、鋁通常電解MgCl2和Al2O3，也可以電解MgO和AlCl3(×) (6)電解精煉時(shí)，陽(yáng)極泥可以作為提煉貴重金屬的原料(√) (7)用Zn作陽(yáng)極，F(xiàn)e作陰極，ZnCl2作電解質(zhì)溶液，由于放電順序H＋>Zn2＋，不可能在鐵上鍍鋅(×) (1)電解過(guò)程中，陽(yáng)離子交換膜的作用為只允許陽(yáng)離子通過(guò)，阻礙Cl2分子、陰離子通過(guò)。 (2)電解過(guò)程中A中CuSO4溶液濃度逐漸減小，而B(niǎo)中CuSO4溶液濃度基本不變。 (3)下圖電解的目的是在鋁表面形成一層致密的氧化膜 陽(yáng)極反應(yīng)式：2Al－6

26、e－＋6HCO===Al2O3＋6CO2↑＋3H2O； 陰極反應(yīng)式：6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－。 題組一　應(yīng)用電解原理制備物質(zhì) 1．下圖為EFC劍橋法用固體二氧化鈦(TiO2)生產(chǎn)海綿鈦的裝置示意圖，其原理是在較低的陰極電位下，TiO2(陰極)中的氧解離進(jìn)入熔融鹽，陰極最后只剩下純鈦。下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－===Cl2↑ B．陰極的電極反應(yīng)式為TiO2＋4e－===Ti＋2O2－ C．通電后，O2－、Cl－均向陰極移動(dòng) D．石墨電極的質(zhì)量不發(fā)生變化 答案　B 解析　電解質(zhì)中的陰離子O2－、Cl－向陽(yáng)極移動(dòng)，由圖

27、示可知陽(yáng)極生成O2、CO、CO2，所以電極反應(yīng)為2O2－－4e－===O2↑，O2與石墨反應(yīng)生成CO、CO2，A、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤，只有B項(xiàng)正確。 2．(2017·山西質(zhì)檢)采用電化學(xué)法還原CO2是一種使CO2資源化的方法。下圖是利用此法制備ZnC2O4的示意圖(電解液不參與反應(yīng))。下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．Zn與電源的負(fù)極相連 B．ZnC2O4在交換膜右側(cè)生成 C．電解的總反應(yīng)為2CO2＋ZnZnC2O4 D．通入11.2LCO2時(shí)，轉(zhuǎn)移0.5mol電子 答案　C 解析　電解過(guò)程中Zn被氧化，作陽(yáng)極，所以Zn與電源的正極相連，A錯(cuò)誤；Zn2＋透過(guò)陽(yáng)離子交換膜到達(dá)

28、左側(cè)與生成的C2O形成ZnC2O4，B錯(cuò)誤；沒(méi)有給出氣體所處的溫度和壓強(qiáng)，D錯(cuò)誤。 題組二　精練和電鍍 3．電解法精煉含有Fe、Zn、Ag等雜質(zhì)的粗銅。下列敘述正確的是(　　) A．電解時(shí)以硫酸銅溶液作電解液，精銅作陽(yáng)極 B．粗銅與電源負(fù)極相連，發(fā)生氧化反應(yīng) C．陰極上發(fā)生的反應(yīng)是Cu2＋＋2e－===Cu D．電解后Fe、Zn、Ag等雜質(zhì)會(huì)沉積在電解槽底部形成陽(yáng)極泥 答案　C 解析　根據(jù)電解池原理，粗銅作陽(yáng)極，比銅活潑的Zn、Fe等雜質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，比Cu不活潑的金屬單質(zhì)，如Ag、Au等在陽(yáng)極底部沉積；精銅作陰極，只發(fā)生Cu2＋＋2e－===Cu。 4．離子液體是一種室溫熔

29、融鹽，為非水體系。由有機(jī)陽(yáng)離子、Al2Cl和AlCl組成的離子液體作電解液時(shí)，可在鋼制品上電鍍鋁。鋼制品應(yīng)接電源的________極，已知電鍍過(guò)程中不產(chǎn)生其他離子且有機(jī)陽(yáng)離子不參與電極反應(yīng)，陰極電極反應(yīng)式為_(kāi)___________________。若改用AlCl3水溶液作電解液，則陰極產(chǎn)物為_(kāi)_______。 答案　負(fù)　4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl　H2 解析　電鍍時(shí)，鍍件作陰極，即鋼制品作陰極，接電源負(fù)極，根據(jù)陰極生成Al可知反應(yīng)式為4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl。若改為AlCl3水溶液作電解液，陰極反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑，產(chǎn)物為H2。 題組三　

30、應(yīng)用電解原理治理污染 5．(2018·包頭模擬)電浮選凝聚法處理污水的原理如圖所示。電解過(guò)程生成的膠體能使污水中的懸浮物凝聚成團(tuán)而除去，電解時(shí)陽(yáng)極也會(huì)產(chǎn)生少量氣體。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．可以用鋁片或銅片代替鐵片 B．陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體可能是O2 C．電解過(guò)程中H＋向陽(yáng)極移動(dòng) D．若污水導(dǎo)電能力較弱，可加入足量硫酸 答案　B 解析　電解原理是鐵作陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)生成Fe2＋，陰極水中H＋放電生成H2，陽(yáng)極區(qū)生成膠體吸附水中懸浮雜質(zhì)沉降而凈水。A項(xiàng)，銅鹽無(wú)凈水作用，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，陽(yáng)極可能有少量OH－放電，正確；C項(xiàng)，H＋在陰極放電，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，加入的硫酸會(huì)與膠體反應(yīng)，

31、錯(cuò)誤。 6．用下圖所示裝置除去含CN－、Cl－廢水中的CN－時(shí)，控制溶液pH為9～10，CN－與陽(yáng)極產(chǎn)生的ClO－反應(yīng)生成無(wú)污染的氣體，下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．用石墨作陽(yáng)極，鐵作陰極 B．陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O C．陰極的電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ D．除去CN－的反應(yīng)：2CN－＋5ClO－＋2H＋===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O 答案　D 解析　陽(yáng)極產(chǎn)生ClO－，發(fā)生的反應(yīng)為Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O，所以陽(yáng)極一定是石墨電極而不是鐵電極，A、B兩項(xiàng)正確；陰極是H＋得電子產(chǎn)

32、生H2，C項(xiàng)正確；溶液的pH為9～10，顯堿性，因而除去CN－的反應(yīng)為2CN－＋5ClO－＋2OH－===N2↑＋2CO＋5Cl－＋H2O，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 題組四　應(yīng)用金屬材料表面處理 7．以鋁材為陽(yáng)極，電解H2SO4溶液，鋁材表面形成氧化膜 陽(yáng)極反應(yīng)式：____________________________________________________________； 陰極反應(yīng)式：_______________________________________________________________； 總反應(yīng)方程式：___________________________

33、___________________________________。 答案　2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋　6H＋＋6e－===3H2↑　2Al＋3H2OAl2O3＋3H2↑ 8．(2017·全國(guó)卷Ⅱ，11)用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜，電解質(zhì)溶液一般為H2SO4－H2C2O4混合溶液。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．待加工鋁質(zhì)工件為陽(yáng)極 B．可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極 C．陰極的電極反應(yīng)式：Al3＋＋3e－===Al D．硫酸根離子在電解過(guò)程中向陽(yáng)極移動(dòng) 答案　C 解析　A項(xiàng)，根據(jù)電解原理可知，Al要形成氧化膜，化合價(jià)升高失電

34、子，因此鋁為陽(yáng)極，正確；B項(xiàng)，陰極僅作導(dǎo)體，可選用不銹鋼網(wǎng)，且不銹鋼網(wǎng)接觸面積大，能增加電解效率，正確；C項(xiàng)，陰極應(yīng)為氫離子得電子生成氫氣，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，電解時(shí)，陰離子移向陽(yáng)極，正確。 微專題　隔膜在電化學(xué)中的功能 1．常見(jiàn)的隔膜 隔膜又叫離子交換膜，由高分子特殊材料制成。離子交換膜分三類： (1)陽(yáng)離子交換膜，簡(jiǎn)稱陽(yáng)膜，只允許陽(yáng)離子通過(guò)，即允許H＋和其他陽(yáng)離子通過(guò)，不允許陰離子通過(guò)。 (2)陰離子交換膜，簡(jiǎn)稱陰膜，只允許陰離子通過(guò)，不允許陽(yáng)離子通過(guò)。 (3)質(zhì)子交換膜，只允許H＋通過(guò)，不允許其他陽(yáng)離子和陰離子通過(guò)。 2．隔膜的作用 (1)能將兩極區(qū)隔離，阻止兩極區(qū)產(chǎn)生的物質(zhì)接觸

35、，防止發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。 (2)能選擇性的通過(guò)離子，起到平衡電荷、形成閉合回路的作用。 專題訓(xùn)練 1．(提高電流效率)已知：電流效率＝電路中通過(guò)的電子數(shù)與消耗負(fù)極材料失去電子總數(shù)之比?，F(xiàn)有兩個(gè)電池Ⅰ、Ⅱ，裝置如圖所示。 下列說(shuō)法正確的是(　　) A．Ⅰ和Ⅱ的電池反應(yīng)不相同 B．能量轉(zhuǎn)化形式不同 C．Ⅰ的電流效率低于Ⅱ的電流效率 D．5min后，Ⅰ、Ⅱ中都只含1種溶質(zhì) 答案　C 解析　裝置Ⅰ中銅與氯化鐵直接接觸，會(huì)在銅極表面發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致部分能量損失(或部分電子沒(méi)有通過(guò)電路)，導(dǎo)致電流效率降低。而裝置Ⅱ采用陰離子交換膜，銅與氯化銅接觸，不會(huì)發(fā)生副反應(yīng)，電流效率高于裝置Ⅰ。放電

36、一段時(shí)間后，裝置Ⅰ中生成氯化銅和氯化亞鐵，裝置Ⅱ中交換膜左側(cè)生成氯化銅，右側(cè)生成了氯化亞鐵，可能含氯化鐵。 2．(提高產(chǎn)品純度)(2017·太原市第五中學(xué)高三檢測(cè))工業(yè)上用電解法處理含鎳酸性廢水并得到單質(zhì)Ni的原理如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是(　　) 已知：①Ni2＋在弱酸性溶液中發(fā)生水解； ②氧化性：Ni2＋(高濃度)＞H＋＞Ni2＋(低濃度)。 A．碳棒上發(fā)生的電極反應(yīng)：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O B．電解過(guò)程中，B室中NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度將不斷減小 C．為了提高Ni的產(chǎn)率，電解過(guò)程中需要控制廢水的pH D．若將圖中陽(yáng)離子膜去掉，將A、B兩室合

37、并，則電解反應(yīng)總方程式發(fā)生改變 答案　B 解析　電極反應(yīng)式為 陽(yáng)極：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 陰極：Ni2＋＋2e－===Ni、2H＋＋2e－===H2↑ A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，由于C室中Ni2＋、H＋不斷減少，Cl－通過(guò)陰離子膜從C室移向B室，A室中OH－不斷減少，Na＋通過(guò)陽(yáng)離子膜從A室移向B室，所以B室中NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度不斷增大，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，由于H＋的氧化性大于Ni2＋(低濃度)的氧化性，所以為了提高Ni的產(chǎn)率，電解過(guò)程中需要控制廢水的pH，正確；D項(xiàng)，若去掉陽(yáng)離子膜，在陽(yáng)極Cl－首先放電生成Cl2，反應(yīng)總方程式發(fā)生改變，正確。 3．(限制離子遷移)某原電池

38、裝置如下圖所示，電池總反應(yīng)為2Ag＋Cl2===2AgCl。 (1)當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移amole－時(shí)，交換膜左側(cè)溶液中約減少________mol離子。交換膜右側(cè)溶液中c(HCl)________(填“＞”“＜”或“＝”)1mol·L－1(忽略溶液體積變化)。 (2)若質(zhì)子交換膜換成陰離子交換膜，其他不變。若有11.2L氯氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況)參與反應(yīng)，則必有________mol________(填離子符號(hào))由交換膜________側(cè)通過(guò)交換膜向________側(cè)遷移。交換膜右側(cè)溶液中c(HCl)______(填“＞”“＜”或“＝”)1mol·L－1(忽略溶液體積變化)。 答

39、案　(1)2a?。尽?2)1　Cl－　右　左　＝ 解析　(1)正極的電極反應(yīng)式為Cl2＋2e－===2Cl－，負(fù)極的電極反應(yīng)式為Ag－e－＋Cl－===AgCl，隔膜只允許氫離子通過(guò)，轉(zhuǎn)移amol電子，必有amolCl－沉淀。為了維持電荷平衡，交換膜左側(cè)溶液中必有amolH＋向交換膜右側(cè)遷移，故交換膜左側(cè)共減少2amol離子(amolCl－＋amolH＋)。交換膜右側(cè)溶液中氯化氫濃度增大。 (2)n(Cl2)＝0.5mol，n(Cl－)＝1mol。正極的電極反應(yīng)式為Cl2＋2e－===2Cl－，n(e－)＝1mol，Ag－e－＋Cl－===AgCl，交換膜右側(cè)溶液中增加了1mol負(fù)電荷(或

40、增加了1molCl－)，左側(cè)減少了1mol負(fù)電荷(或減少了1molCl－)。如果質(zhì)子交換膜換成陰離子交換膜，只允許陰離子(Cl－)通過(guò)交換膜，不允許H＋通過(guò)。為了維持電荷平衡，必有1molCl－從交換膜右側(cè)溶液中通過(guò)交換膜向左側(cè)遷移，氯離子遷移之后，兩側(cè)溶液中鹽酸濃度保持不變。 解這類問(wèn)題可以分三步：第一步，分清隔膜類型。即交換膜屬于陽(yáng)膜、陰膜或質(zhì)子膜中的哪一種，判斷允許哪種離子通過(guò)隔膜。第二步，寫(xiě)出電極反應(yīng)式，判斷交換膜兩側(cè)離子變化，推斷電荷變化，根據(jù)電荷平衡判斷離子遷移方向。第三步，分析隔膜作用。充當(dāng)鹽橋的作用，除起導(dǎo)電作用外，還能起到隔離作用，避免電極與電解質(zhì)溶液或產(chǎn)物之間發(fā)生反應(yīng)

41、，避免產(chǎn)物因發(fā)生反應(yīng)而造成危險(xiǎn)等。 考點(diǎn)三　金屬的腐蝕與防護(hù) 1．金屬腐蝕的本質(zhì) 金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇?yáng)離子，金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。 2．金屬腐蝕的類型 (1)化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕 類型 化學(xué)腐蝕 電化學(xué)腐蝕 條件 金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸 不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸 現(xiàn)象 無(wú)電流產(chǎn)生 有微弱電流產(chǎn)生 本質(zhì) 金屬被氧化 較活潑金屬被氧化 聯(lián)系 兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更普遍 (2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕 以鋼鐵的腐蝕為例進(jìn)行分析： 類型 析氫腐蝕 吸氧腐蝕 條件 水膜酸性較強(qiáng)(pH≤4.3) 水膜酸性很弱或呈中性 電極反應(yīng)

42、負(fù)極 Fe－2e－===Fe2＋ 正極 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 總反應(yīng)式 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 聯(lián)系 吸氧腐蝕更普遍 3．金屬的防護(hù) (1)電化學(xué)防護(hù) ①犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法—原電池原理 a．負(fù)極：比被保護(hù)金屬活潑的金屬； b．正極：被保護(hù)的金屬設(shè)備。 ②外加電流的陰極保護(hù)法—電解原理 a．陰極：被保護(hù)的金屬設(shè)備； b．陽(yáng)極：惰性金屬或石墨。 (2)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成合金、不銹鋼等。 (3)加防護(hù)層，如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面

43、鈍化等方法。 (1)純銀器表面變黑和鋼鐵表面生銹腐蝕原理一樣(×) (2)Al、Fe、Cu在潮濕的空氣中腐蝕均生成氧化物(×) (3)鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，負(fù)極鐵失去電子生成Fe3＋(×) (4)在金屬表面覆蓋保護(hù)層，若保護(hù)層破損后，就完全失去了對(duì)金屬的保護(hù)作用(×) (5)若在海輪外殼上附著一些銅塊，則可以減緩海輪外殼的腐蝕(×) (6)鋼鐵水閘可用犧牲陽(yáng)極或外加電流的陰極保護(hù)法防止其腐蝕(√) (7)鐵表面鍍鋅可增強(qiáng)其抗腐蝕性(√) (8)自行車鋼架生銹主要是電化學(xué)腐蝕所致(√) (1)A、B兩裝置長(zhǎng)時(shí)間露置于空氣

44、中，A發(fā)生析氫腐蝕，B發(fā)生吸氧腐蝕。 (2)利用如圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。 為減緩鐵的腐蝕 ①若開(kāi)關(guān)K置于N處，則X應(yīng)為碳棒或Pt等惰性電極，該電化學(xué)防護(hù)法為外加電流的陰極保護(hù)法。 ②若開(kāi)關(guān)K置于M處，則X應(yīng)為比鐵活潑的金屬Zn等，該電化學(xué)防護(hù)法稱為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法。 題組一　腐蝕快慢與防護(hù)方法的比較 1．如圖所示，各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕的速率由快到慢的順序?yàn)?　　) A．②①③④⑤⑥ B．⑤④③①②⑥ C．⑤④②①③⑥ D．⑤③②④①⑥ 答案　C 解析?、冖邰芫鶠樵姵?，③中Fe為正極，被保護(hù)；②④中Fe為負(fù)極，均被腐蝕，

45、但Fe和Cu的金屬活動(dòng)性差別大于Fe和Sn的，故Fe－Cu原電池中Fe被腐蝕的較快。⑤是Fe接電源正極作陽(yáng)極，Cu接電源負(fù)極作陰極的電解腐蝕，加快了Fe的腐蝕。⑥是Fe接電源負(fù)極作陰極，Cu接電源正極作陽(yáng)極的電解腐蝕，防止了Fe的腐蝕。根據(jù)以上分析可知鐵在其中被腐蝕的速率由快到慢的順序?yàn)棰?gt;④>②>①>③>⑥。 2．(2017·長(zhǎng)沙質(zhì)檢)下列與金屬腐蝕有關(guān)的說(shuō)法，正確的是(　　) A．圖1中，鐵釘易被腐蝕 B．圖2中，滴加少量K3[Fe(CN)6]溶液，沒(méi)有藍(lán)色沉淀出現(xiàn) C．圖3中，燃?xì)庠畹闹行牟课蝗菀咨P，主要是由于高溫下鐵發(fā)生化學(xué)腐蝕

46、 D．圖4中，用犧牲鎂塊的方法來(lái)防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊相當(dāng)于原電池的正極 答案　C 解析　A項(xiàng)，圖1中，鐵釘處于干燥環(huán)境，不易被腐蝕；B項(xiàng)，負(fù)極反應(yīng)為Fe－2e－===Fe2＋，F(xiàn)e2＋與K3[Fe(CN)6]反應(yīng)生成Fe3[Fe(CN)6]2藍(lán)色沉淀；D項(xiàng)為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法，鎂塊相當(dāng)于原電池的負(fù)極。 1．判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律 (1)對(duì)同一電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō)，腐蝕速率的快慢：電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防腐措施的腐蝕。 (2)對(duì)同一金屬來(lái)說(shuō)，在不同溶液中腐蝕速率的快慢：強(qiáng)電解質(zhì)溶液中>弱電解質(zhì)溶液中>非電解

47、質(zhì)溶液中。 (3)活動(dòng)性不同的兩種金屬，活動(dòng)性差別越大，腐蝕速率越快。 (4)對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō)，電解質(zhì)濃度越大，金屬腐蝕越快。 2．兩種保護(hù)方法的比較 外加電流的陰極保護(hù)法保護(hù)效果大于犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法。 3．根據(jù)介質(zhì)判斷析氫腐蝕和吸氧腐蝕 正確判斷“介質(zhì)”溶液的酸堿性是分析析氫腐蝕和吸氧腐蝕的關(guān)鍵。潮濕的空氣、酸性很弱或中性溶液發(fā)生吸氧腐蝕；NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液發(fā)生析氫腐蝕。 題組二　金屬腐蝕與防護(hù) 3．(2015·上海，14)研究電化學(xué)腐蝕及防護(hù)的裝置如下圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．d為石墨，鐵片腐蝕加快 B．d為石

48、墨，石墨上電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－―→4OH－ C．d為鋅塊，鐵片不易被腐蝕 D．d為鋅塊，鐵片上電極反應(yīng)為2H＋＋2e－―→H2↑ 答案　D 解析　A項(xiàng)，由于活動(dòng)性：Fe>石墨，所以鐵、石墨及海水構(gòu)成原電池，F(xiàn)e為負(fù)極，失去電子被氧化變?yōu)镕e2＋進(jìn)入溶液，溶解在海水中的氧氣在正極石墨上得到電子被還原，比沒(méi)有形成原電池時(shí)的速率快，正確；B項(xiàng)，d為石墨，由于是中性電解質(zhì)，所以發(fā)生的是吸氧腐蝕，石墨上氧氣得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－―→4OH－，正確；C項(xiàng)，若d為鋅塊，則由于金屬活動(dòng)性：Zn>Fe，Zn為原電池的負(fù)極，F(xiàn)e為正極，首先被腐蝕的

49、是 Zn，鐵得到保護(hù)，鐵片不易被腐蝕，正確；D項(xiàng)，d為鋅塊，由于電解質(zhì)為中性環(huán)境，發(fā)生的是吸氧腐蝕，在鐵片上電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－―→4OH－，錯(cuò)誤。 4．(2017·全國(guó)卷Ⅰ，11)支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁，常用外加電流的陰極保護(hù)法進(jìn)行防腐，工作原理如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽(yáng)極。下列有關(guān)表述不正確的是(　　) A．通入保護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零 B．通電后外電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁 C．高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽(yáng)極材料和傳遞電流 D．通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整 答案　C 解析　鋼管樁接電源的負(fù)極，高硅鑄鐵接電

50、源的正極，通電后，外電路中的電子從高硅鑄鐵(陽(yáng)極)流向正極，從負(fù)極流向鋼管樁(陰極)，A、B正確；C項(xiàng)，題給信息高硅鑄鐵為“惰性輔助陽(yáng)極”不損耗，錯(cuò)誤。 微專題　串聯(lián)電池的兩大模型 1．常見(jiàn)串聯(lián)裝置圖 模型一　外接電源與電解池的串聯(lián)(如圖) A、B為兩個(gè)串聯(lián)電解池，相同時(shí)間內(nèi)，各電極得失電子數(shù)相等。 模型二　原電池與電解池的串聯(lián)(如圖) 圖乙 顯然兩圖中，A均為原電池，B均為電解池。 2．“串聯(lián)”類電池的解題流程 專題訓(xùn)練 1．某同學(xué)組裝了如圖所示的電化學(xué)裝置，電極Ⅰ為Al，其他均為Cu，則(　　) A．電流方向：電極Ⅳ→→電極Ⅰ B．電極Ⅰ發(fā)生

51、還原反應(yīng) C．電極Ⅱ逐漸溶解 D．電極Ⅲ的電極反應(yīng)：Cu2＋＋2e－===Cu 答案　A 解析　當(dāng)多個(gè)電化學(xué)裝置串聯(lián)時(shí)，兩電極材料活潑性相差大的作原電池，其他作電解池，由此可知圖示中左邊兩池組成原電池，右邊組成電解池。A項(xiàng)，電子移動(dòng)方向：電極Ⅰ→→電極Ⅳ，電流方向與電子移動(dòng)方向相反，正確；B項(xiàng)，原電池負(fù)極在工作中失電子，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，原電池正極為得電子一極，銅離子在電極Ⅱ上得電子，生成銅單質(zhì)，該電極質(zhì)量逐漸增大，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，電解池中陽(yáng)極為非惰性電極時(shí)，電極本身失電子，形成離子進(jìn)入溶液中，因?yàn)殡姌OⅡ?yàn)檎龢O，因此電極Ⅲ為電解池的陽(yáng)極，其電極反應(yīng)式為 Cu－2e－===

52、Cu2＋，錯(cuò)誤。 2．(2018·牡丹江一中月考)下圖裝置中a、b、c、d均為Pt電極。電解過(guò)程中，電極b和d上沒(méi)有氣體逸出，但質(zhì)量均增大，且增重b>d。符合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果的鹽溶液是(　　) 選項(xiàng) X Y A MgSO4 CuSO4 B AgNO3 Pb(NO3)2 C FeSO4 Al2(SO4)3 D CuSO4 AgNO3 答案　B 解析　A項(xiàng)，當(dāng)X為MgSO4時(shí)，b極上生成H2，電極質(zhì)量不增加，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，X為FeSO4，Y為Al2(SO4)3，b、d極上均產(chǎn)生氣體，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，b極上析出Cu，d極上析出Ag，其中d極增加的

53、質(zhì)量大于b極增加的質(zhì)量，錯(cuò)誤。 3．某興趣小組的同學(xué)用如圖所示裝置研究有關(guān)電化學(xué)的問(wèn)題。當(dāng)閉合該裝置的電鍵時(shí)，觀察到電流表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)甲池為_(kāi)_______(填“原電池”“電解池”或“電鍍池”)，通入CH3OH電極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_______________________________________________________________________。 (2)乙池中A(石墨)電極的名稱為_(kāi)_______(填“正極”“負(fù)極”“陰極”或“陽(yáng)極”)，總反應(yīng)式為_(kāi)______________________________________

54、_________________________________。 (3)當(dāng)乙池中B極質(zhì)量增加5.40g時(shí)，甲池中理論上消耗O2的體積為_(kāi)_______mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，丙池中________極析出________g銅。 (4)若丙中電極不變，將其溶液換成NaCl溶液，電鍵閉合一段時(shí)間后，甲中溶液的pH將________(填“增大”“減小”或“不變”)；丙中溶液的pH將________(填“增大”“減小”或“不變”)。 答案　(1)原電池　CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O (2)陽(yáng)極　4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3 (3)280　D　1.60　(

55、4)減小　增大 解析　(1)甲池為原電池，通入CH3OH的電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O。 (2)乙池中電解AgNO3溶液，其中C作陽(yáng)極，Ag作陰極，總反應(yīng)式為4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3。 (3)根據(jù)各電極上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同，得n(Ag)＝4n(O2)＝2n(Cu)，故V(O2)＝××22.4L＝0.28L＝280mL，m(Cu)＝××64g＝1.60g。(4)若丙中電極不變，將其溶液換成NaCl溶液，根據(jù)丙中總反應(yīng)2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，則溶液pH增大，而甲

56、中總反應(yīng)為2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O，使溶液pH減小。 1．(2016·全國(guó)卷Ⅰ，11)三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示，采用惰性電極，ab、cd均為離子交換膜，在直流電場(chǎng)的作用下，兩膜中間的Na＋和SO可通過(guò)離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進(jìn)入中間隔室。 下列敘述正確的是(　　) A．通電后中間隔室的SO離子向正極遷移，正極區(qū)溶液pH增大 B．該法在處理含Na2SO4廢水時(shí)可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品 C．負(fù)極反應(yīng)為2H2O－4e－===O2＋4H＋，負(fù)極區(qū)溶液pH降低 D．當(dāng)電路中通過(guò)1mol電子的電

57、量時(shí)，會(huì)有0.5mol的O2生成 答案　B 解析　電解池中陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，即SO離子向正極區(qū)移動(dòng)，Na＋向負(fù)極區(qū)移動(dòng)，正極區(qū)水電離的OH－發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，H＋留在正極區(qū)，該極得到H2SO4產(chǎn)品，溶液pH減小，負(fù)極區(qū)水電離的H＋發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，OH－留在負(fù)極區(qū)，該極得到NaOH產(chǎn)品，溶液pH增大，故A、C錯(cuò)誤，B正確；該電解池相當(dāng)于電解水，根據(jù)電解水的方程式可計(jì)算出當(dāng)電路中通過(guò)1mol電子的電量時(shí)，會(huì)有0.25mol的O2生成，D錯(cuò)誤。 2．(2015·福建理綜，11)某模擬“人工樹(shù)葉”電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，該裝置能將H2O和CO2轉(zhuǎn)化為O2和燃

58、料(C3H8O)。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能和電能 B．該裝置工作時(shí)，H＋從b極區(qū)向a極區(qū)遷移 C．每生成1molO2，有44gCO2被還原 D．a(chǎn)電極的反應(yīng)為3CO2＋18H＋－18e－===C3H8O＋5H2O 答案　B 解析　A項(xiàng)，該裝置是電解池，在電解和光的作用下H2O在光催化劑的表面轉(zhuǎn)化為O2和H＋，故該裝置是將電能和光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，該裝置工作時(shí)，H＋從陽(yáng)極b極區(qū)向陰極a極區(qū)遷移，正確；C項(xiàng)，該電解池的總反應(yīng)式為6CO2＋8H2O2C3H8O＋9O2，根據(jù)總反應(yīng)方程式可知，每生成1molO2，有molCO2被還原，其質(zhì)量為g，

59、錯(cuò)誤；D項(xiàng)，a電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為3CO2＋18H＋＋18e－===C3H8O＋5H2O，錯(cuò)誤。 3．[2016·天津理綜，10(5)]化工生產(chǎn)的副產(chǎn)氫也是氫氣的來(lái)源。電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4，同時(shí)獲得氫氣：Fe＋2H2O＋2OH－FeO＋3H2↑，工作原理如圖1所示。裝置通電后，鐵電極附近生成紫紅色FeO，鎳電極有氣泡產(chǎn)生。若氫氧化鈉溶液濃度過(guò)高，鐵電極區(qū)會(huì)產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。已知：Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原。 ①電解一段時(shí)間后，c(OH－)降低的區(qū)域在________(填“陰極室”或“陽(yáng)極室”)。 ②電解過(guò)程中，須將陰

60、極產(chǎn)生的氣體及時(shí)排出，其原因?yàn)開(kāi)_____________________________。 ③c(Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖2，任選M、N兩點(diǎn)中的一點(diǎn)，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：______________________________________________________________。 答案?、訇?yáng)極室　②防止Na2FeO4與H2反應(yīng)使產(chǎn)率降低?、跰點(diǎn)：c(OH－)低，Na2FeO4穩(wěn)定性差，且反應(yīng)慢[或N點(diǎn)：c(OH－)過(guò)高，鐵電極上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成，使Na2FeO4產(chǎn)率降低] 解析?、俑鶕?jù)題意，鎳電極有氣泡產(chǎn)生

61、是H＋得電子生成H2，發(fā)生還原反應(yīng)，則鐵電極上OH－被消耗且無(wú)補(bǔ)充，溶液中的OH－減少，因此電解一段時(shí)間后，c(OH－)降低的區(qū)域在陽(yáng)極室。②H2具有還原性，根據(jù)題意：Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原。因此，電解過(guò)程中，須將陰極產(chǎn)生的氣體及時(shí)排出，防止Na2FeO4與H2反應(yīng)使產(chǎn)率降低。③根據(jù)題意Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定，在M點(diǎn)：c(OH－)低，Na2FeO4穩(wěn)定性差，且反應(yīng)慢；在N點(diǎn)：c(OH－)過(guò)高，鐵電極上有Fe(OH)3或Fe2O3生成，使Na2FeO4產(chǎn)率降低。 4．[2014·全國(guó)新課標(biāo)卷Ⅰ，24(4)]H3PO2也可用電滲析法制備?！八氖译姖B

62、析法”工作原理如圖所示(陽(yáng)膜和陰膜分別只允許陽(yáng)離子、陰離子通過(guò))： (1)寫(xiě)出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式：_____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)分析產(chǎn)品室可得到H3PO2的原因________________________________________________ __________________________________________________

63、______________________。 (3)早期采用“三室電滲析法”制備H3PO2：將“四室電滲析法”中陽(yáng)極室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替。并撤去陽(yáng)極室與產(chǎn)品室之間的陽(yáng)膜，從而合并了陽(yáng)極室與產(chǎn)品室。其缺點(diǎn)是產(chǎn)品中混有____________雜質(zhì)。該雜質(zhì)產(chǎn)生的原因是___________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ (2)陽(yáng)極室的H＋穿過(guò)陽(yáng)膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室，原料室

64、的H2PO穿過(guò)陰膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室，二者反應(yīng)生成H3PO2 (3)PO　H2PO或H3PO2被氧化 解析　(1)陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，在反應(yīng)中OH－失去電子，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。 (2)H2O放電產(chǎn)生H＋，H＋進(jìn)入產(chǎn)品室，原料室的H2PO穿過(guò)陰膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室，二者發(fā)生反應(yīng)：H＋＋H2PO??H3PO2。 (3)如果撤去陽(yáng)膜，H2PO或H3PO2可能被氧化。 1．(2018·合肥調(diào)研)下列做法有利于金屬防護(hù)的是(　　) A．鋼鐵零件表面進(jìn)行烤藍(lán)處理 B．將鋼鐵制成的閘門與直流電源正極相連 C．菜刀切菜后不洗凈就放回刀架 D．埋在地下的鋼管與銅

65、塊相連 答案　A 解析　一般鋼鐵容易生銹，如果將鋼鐵零件的表面進(jìn)行烤藍(lán)處理，就能大大增強(qiáng)抗腐蝕能力，延長(zhǎng)使用壽命，A項(xiàng)正確；鋼鐵制成的閘門與直流電源的正極相連，閘門成為電解池的陽(yáng)極，能加快腐蝕，B項(xiàng)錯(cuò)誤；菜刀切菜后不洗凈，容易發(fā)生吸氧腐蝕，C項(xiàng)錯(cuò)誤；鐵比銅活潑，當(dāng)埋在地下的鋼管與銅塊相連時(shí)，鋼管成為原電池的負(fù)極，加快了腐蝕，應(yīng)該使鋼管與鋅塊相連，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2．(2017·盤錦高三一模)觀察如圖裝置，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．a(chǎn)、b接電流表，該裝置為原電池 B．a(chǎn)、b接直流電源，該裝置為電解池 C．a(chǎn)、b接直流電源，鐵可能不易被腐蝕 D．a(chǎn)、b接電流表或接直流電

66、源，鐵都可能是負(fù)極 答案　C 解析　A項(xiàng)，a、b接電流表，若液體c為非電解質(zhì)溶液，不滿足原電池的構(gòu)成條件，不能形成原電池，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，若液體c為非電解質(zhì)溶液，溶液不導(dǎo)電，所以不能電解，即不是電解池，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，若該裝置是電解池，F(xiàn)e與負(fù)極相連作陰極時(shí)被保護(hù)，即鐵可能不易被腐蝕，正確；D項(xiàng)，接直流電源時(shí)，該裝置可能為電解池沒(méi)有正負(fù)極，F(xiàn)e作陰極或陽(yáng)極，錯(cuò)誤。 3．(2017·南寧市第三中學(xué)高三模擬)電滲析法是一種利用離子交換膜進(jìn)行海水淡化的方法，其原理如圖所示，電極為惰性電極。已知海水中含Na＋、Cl－、Ca2＋、Mg2＋、SO等離子。下列敘述中正確的是(　　) A．A膜是

67、陽(yáng)離子交換膜 B．通電后，海水中陰離子往b電極處移動(dòng) C．通電后，b電極上產(chǎn)生無(wú)色氣體，溶液中出現(xiàn)白色沉淀 D．通電后，a電極的電極反應(yīng)式為4OH－－4e－===O2↑＋2H2O 答案　C 解析　A項(xiàng)，A膜是陰離子交換膜，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，通電后，海水中陰離子往陽(yáng)極(a電極)處移動(dòng)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，通電后，由于放電能力：H＋>Mg2＋>Ca2＋，所以H＋在陰極(b電極)上放電：2H＋＋2e－===H2↑，產(chǎn)生無(wú)色氣體，由于破壞了附近的水的電離平衡，在該區(qū)域c(OH－)增大，會(huì)發(fā)生反應(yīng)：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，所以溶液中還會(huì)出現(xiàn)白色沉淀，正確；D項(xiàng)，通電后，由于在溶液中的放電能力：Cl－>OH－，所以在陽(yáng)極發(fā)生反應(yīng)：2Cl－－2e－===Cl2↑，錯(cuò)誤。 4．(2018·太原模擬)下列裝置的線路接通后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，溶液的pH明顯下降的是(　　) 答案　D 解析　A項(xiàng)，該裝置是原電池裝置，H＋放電生成氫氣，溶液的pH增大，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，該裝置是電解池，Cu＋2H2OCu(OH)2＋H2↑，氫氧根離子濃度增大，溶液的pH增大，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，電解食鹽水，生成氫氧化鈉使溶液的pH增大，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，電解硫酸銅