限時練習(xí)：40min完成時間：一月一日天氣：U?姮嚓

暑假作業(yè)17電解原理及其應(yīng)用金屬腐蝕與防護

積累運用

1.電解池的工作原理

U）電極名稱及電極反應(yīng)式（電解CuC12溶液為例）

CuCb=^^Cu+Cl2T

總反應(yīng)式:

（2）電解過程的三個流向

①電子流向：電源負(fù)極-電解池陰極；電解池的陽極―電源的正極；

②離子流向：陽離子一電解池的陰極，陰離子一電解池的陽極。

③電流方向：電源正極-電解池陽極T電解質(zhì)溶液T電解池近極-電源極。

2.電極產(chǎn)物判斷

（1）陽極產(chǎn)物的判斷

①活性電極（除Au、Pt以外的金屬材料作電極），電極材料失電子,生成金屬陽離子。

②惰性電極（Pt、Au、石墨），要依據(jù)陰離子的放電順序加以判斷。

陰離子的放電順序：活潑電極＞52-＞?。荆?1~-＞。-＞01＜一＞含氧酸根離子。S21I,Br，C「放電，產(chǎn)物

分別是S、1、Bn、Cb；若OIF放電，則得到比0和。2。

（2）陰極產(chǎn)物的判斷

直接根據(jù)陽離子放電順序進行判斷。

陽離子放電順序：＞Fe3+＞CiP+＞H+（酸）＞Fe2+＞Zn2+＞H+（水）＞A^+＞Mg2+。

①若金屬陽離子（Fe3+除外）放電，則得到相應(yīng)金屬單質(zhì)；若H+放電，則得到旦2。

②放電順序本質(zhì)遵循氧化還原反應(yīng)的優(yōu)先規(guī)律，即得（失）電子能力強的離子先放電。

3.電極反應(yīng)式、電解方程式的書寫

（1）首先判斷陰、陽極，分析陽極材料是惰性電極還是活潑電極。

（2）再分析電解質(zhì)水溶液的組成，找全離子并分陽離子、陽離子兩組（不要忘記水溶液中的H+和OFT）。

（3）然后排出陰、陽兩極的放電順序：

陰極：陽離子放電順序：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Fe2+>Zn2+>H+（水）>AF+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。

陽極：活潑電極>52->C「>OJT>含氧酸根離子。

（4）分析電極反應(yīng)，判斷電極產(chǎn)物，寫出電極反應(yīng)式，要注意遵循原子守恒和電荷守恒。

（5）最后寫出電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式或離子方程式，并注明“電解”條件。

4.陰、陽極的判斷方法

（1）根據(jù)外接電源:正極接陽極，負(fù)極接陰極。（2）根據(jù)電流方向:從陰極流出，從陽極流入。

（3）根據(jù)電子流向:從陽極流出，從陽極流入。（4）根據(jù)離子移向:陰離子移向陽極，陽離子移向陽極。

（5）根據(jù)電極產(chǎn)物:陽極一電極溶解、逸出02（或陽極區(qū)酸性增強）或CL；陰極一析出金屬、逸出?。ɑ?/p>

陰極區(qū)堿性增強）。

（6）根據(jù)反應(yīng)類型:陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)。

5.電鍍與電解精煉

電鍍電解精煉銅

應(yīng)用電解原理在某些金屬表利用電解方法提取純金屬的技術(shù)。其基本原理

概念面鍍上一薄層其他金屬或合是通過電解過程，利用不同元素在陽極溶解或

金的方法陰極近出難易程度的差異，從而提取純金屬

J~~11-?-i

銅片、耨

CuSO..

溶液

裝置示意褊CuSOi鬲二

待鍍件作1羽極,M層金屬7

圖K_________

（銅）作BE胖及，含有.鍍層金粗銅作為陽極,i罐作為陰才及，含有銅離子的

屬離子（特］離子）的溶液作溶液作為電解液。

為電解液

電鍍時，一般用含鍍層金屬粗銅中往往含有鋅、鐵、饃、金等多種金屬，

陽離子的溶液做電鍍液，把當(dāng)含雜質(zhì)的銅在陽極不斷溶解時，位于金屬活

待鍍的金屬制品浸入電鍍液動性順序中銅以前的金屬雜質(zhì)如Zn、Fe、Ni等，

工作原理

中，與直流電源的負(fù)極相連，也會同時失去電子,如Zn-2e=Zn2\Fe-2e-=Fe2\

作為陰極；把鍍層金屬作為Ni-2e=Ni2+,但是它們的陽離子比Cu2+難還原，

陽極，與直流電源的正極相所以ZM+、Fe2+、Ni?+并不在陰極獲得電子析出,

連，通入低壓直流電，陽極而只是留在電解質(zhì)溶液里。而位于金屬活動性

金屬銅溶解,成為銅離子，順序中銅之后的金屬如銀、金等金屬雜質(zhì)，因

移向陰極，銅離子在陰極獲為銀、金的失電子能力比銅弱，難以在陽極失

得電子被還原成金屬銅,覆去電子變成陽離子，所以以金屬單質(zhì)的形式沉

蓋在待鍍金屬表面積在電解槽底部，形成陽極泥（陽極泥可作為提

煉金、銀等費重金屬的原料）。

Zn—2e-=Zn2+>Fe-2e-=Fe2+>

陽極Cu—2e-^=Cu2+

電極反應(yīng)Ni-2e-=Ni2+,Cu—2e-=Cu2+

陰極Cu2++2e-^=CuCu2++2e-^=Cu

電解質(zhì)溶

液的濃度CuSO4溶液的濃度丕變CuSCU溶液的濃度變小

變化

電鍍裝置的構(gòu)成，一般用鍍在銅的電解精煉過程中，作為陽極的粗銅不斷

件做陰極，鍍層金屬做陽極，溶解，銅在陰極上不斷析出，結(jié)果使粗銅變成

說明

含有鍍層金屬離子的鹽溶液精銅，其純度可達到99.95%—99.98%,完全達

做電鍍液。到做導(dǎo)線的要求。

6.金屬的防護

（1）改變金屬材料的組成:在金屬中添加其他金屬或非金屬制成性能優(yōu)異的合金。如普通鋼加入銀、銘制成

不銹鋼，鈦合金不僅具有優(yōu)異的抗腐蝕性能且具有良好的生物相容性。

（2）在金屬表面覆蓋保護層:在金屬表面覆蓋致密的保護層，將金屬制品與周圍物質(zhì)隔開是一種普遍采用的

防護方法。如，在鋼鐵制品表面噴油漆、涂礦物性油脂、覆蓋搪瓷等;電鍍鋅、錫、銘、銀等,利用化學(xué)

方法、離子注入法、表面滲鍍等方式在金屬表面形成穩(wěn)定的鈍化膜。

（3）電化學(xué)保護法

金屬在發(fā)生電化學(xué)腐蝕時，總是作為原電池負(fù)極（陽極）的金屬被腐蝕,作為正極（陰極）的金屬不被腐蝕,如

果能使被保護的金屬成為圓極，就不易被腐蝕。

a.犧牲陽極法

①原理：原電池原理

②要求：被保護的金屬作正極，活潑性更強的金屬作負(fù)極。

③應(yīng)用：在鍋爐內(nèi)壁、船舶外殼、鋼鐵閘門上安裝或焊接鎂合金或鋅塊。

b.外加電流法

①原理：電解池原理

②要求：被保護的金屬作為陰極,與電源的負(fù)極相連。

③應(yīng)用：將鋼鐵閘門、高壓線鐵架、地下管道連接直流電源的負(fù)極。

培優(yōu)訓(xùn)練

三層必刷：鞏固提升+能力培優(yōu)+創(chuàng)新題型

1鞏固提升練

i.下列關(guān)于電化學(xué)裝置的說法中不亞確的是

C.采用外加電流陰極保護法保護鐵管道D.電解飽和食鹽水制燒堿和氯氣

A.AB.BC.CD.D

【答案】C

【詳解】A.電鍍時，鍍層金屬作陽極，鍍件作陰極。在鐵釘表面鍍銅，應(yīng)該是銅作陽極，與電源正極相連；

鐵釘作陰極，與電源負(fù)極相連，A選項正確；

B.鉛蓄電池放電時，PbC>2得電子發(fā)生還原反應(yīng)，作正極，電極反應(yīng)式為PbOz+4H++S。廣+2e-=PbSC)4+2H2。，

B選項正確；

C.外加電流陰極保護法中，被保護的金屬與電源的負(fù)極相連作陰極，能防止金屬被腐蝕。圖中鐵管道與

電源正極相連，C選項錯誤；

D.電解飽和食鹽水時，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，C「失去電子生成C"；陰極發(fā)生還原反應(yīng)，HQ得到電子生

申解

成H?和OH-,總反應(yīng)為2NaCl+2HQ=2NaOH+CLT+H。T，可以制得燒堿和氯氣，D選項正確；

故答案為：Co

2.如圖所示的甲、乙兩裝置，下列有關(guān)說法不正卿的是

甲乙

A.甲裝置中鋅片是負(fù)極反應(yīng)物

+

B.兩裝置中，銅片上均能發(fā)生反應(yīng)：2H+2e-=H2T

+2+

C.兩裝置中，發(fā)生的總反應(yīng)均為：Zn+2H=Zn+H2T

D.兩裝置中發(fā)生反應(yīng)時，能量轉(zhuǎn)化形式不完全相同

【答案】B

【分析】裝置乙中Zn、Cu沒有形成閉合回路，不是原電池裝置，不能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，鋅片與硫酸反

應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣；裝置甲中鋅片、銅片和稀硫酸組成的原電池裝置中，銅片作正極，正極上氫離子得

電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，鋅為負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鋅離子；

【詳解】A.甲裝置中鋅片為負(fù)極，是負(fù)極反應(yīng)物，A正確；

B.乙沒有形成原電池，Cu片不發(fā)生反應(yīng)，甲中Cu作正極，H+在正極上得電子生成H2,B錯誤；

C.甲、乙中發(fā)生的反應(yīng)實質(zhì)是Zn與H+反應(yīng)，離子方程式為Zn+2H+=Zi?++H2T,C正確;

D.由分析，乙不能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，而甲可以將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，D正確；

故選B。

3.下列各圖所示裝置能達到實驗?zāi)康牡氖?/p>

【答案】A

【詳解】A.驗證鐵的吸氧腐蝕時，將食鹽浸泡過的鐵釘放置在空氣中，導(dǎo)氣管另一端浸沒在水中，若發(fā)生

吸氧腐蝕，則具支試管中的氧氣由于消耗而壓強減小，小試管中的水會進入導(dǎo)氣管中，形成一段水柱，能

達到實驗?zāi)康模珹正確；

B.要實現(xiàn)鐵上鍍銅，金屬銅應(yīng)連接在電源的正極，鐵制品連接在電源的負(fù)極，該裝置連接剛好相反，不能

達到實驗?zāi)康?，B錯誤；

c.Fecg是強酸弱堿鹽，水解產(chǎn)生血(OH%和揮發(fā)性的酸當(dāng)水分蒸發(fā)時，更易揮發(fā)，使水解平

衡向右移動，最后得到固體是&(a/%,不能得到FeCg,不能達到實驗?zāi)康?，C錯誤；

D.溶液的導(dǎo)電性強弱取決于溶液中離子濃度的大小，鹽酸和醋酸只是體積相等,而不知道具體的濃度關(guān)系，

所以無法根據(jù)燈泡明暗程度判斷電解質(zhì)的強弱，D錯誤；

故答案為：Ao

4.利用下圖裝置進行“鐵件鍍銅”實驗，觀察到陰極表面產(chǎn)生無色氣體，一段時間后，氣體減少，表面有紅

色固體，經(jīng)檢驗，電解液中有Fe2+。下列分析或說法不正確的是

-l

0.1molLCuSO4

+少量H2sO4溶液

A.陰極表面產(chǎn)生氣體的反應(yīng)可能為2H++2e=H2T

B.Cu覆蓋在Fe電極表面，導(dǎo)致氣體減少

C.電鍍完成后，陽極減少的質(zhì)量等于陰極增加的質(zhì)量

D.向電解后的溶液中滴加KSCN溶液，不會變成血紅色

【答案】C

【分析】由題干圖示信息可知，Cu作陽極，電極反應(yīng)為：Cu-2e=Cu2+,Fe作陰極，電極反應(yīng)為：Cu2++2e=Cu,

2H++2e-=H2f,經(jīng)檢驗，電解液中有Fe2+,說明陰極上有Cu析出可于Fe形成局部原電池反應(yīng)，正極反應(yīng)為：

2H++2e=H2f,負(fù)極反應(yīng)為：Fe-2e-=Fe2+,則Cu覆蓋Fe表面越多，該電池反應(yīng)越弱，據(jù)此分析解題。

【詳解】A.由分析可知，陰極表面產(chǎn)生氣體的反應(yīng)可能為2H++2e=H2f,A正確；

B.由題干信息可知，一段時間后，氣體減少，表面有紅色固體，即Cu覆蓋在Fe電極表面，導(dǎo)致氣體減少，

B正確；

C.由分析可知，陽極電極反應(yīng)為：Cu-2e=Cu2+,陰極電極反應(yīng)為：Cu2++2e=Cu,2H++2e=H2T，根據(jù)電子

守恒可知，電鍍完成后，陽極減少的質(zhì)量大于陰極增加的質(zhì)量，C錯誤；

D.由題干信息可知，電解液中有Fe2+,故向電解后的溶液中滴加KSCN溶液，不會變成血紅色，D正確;

故答案為：Co

5.下列實驗操作正確且能達到相應(yīng)實驗?zāi)康牡氖?/p>

C.驗證改變壓強能破壞化學(xué)平衡狀

D.驗證C12的助燃性

態(tài)

A.AB.BC.CD.D

【答案】A

【詳解】A.鐵作陰極、銅作陽極、硫酸銅作電解質(zhì)溶液，可實現(xiàn)鐵上鍍銅，故A正確；

B.用蒸發(fā)法從食鹽水中提取NaCl固體，應(yīng)該用蒸發(fā)皿，故B錯誤；

C.改變壓強，H2+I2U2Hl平衡不移動，故C錯誤；

D.驗證C1?的助燃性，應(yīng)該把燃著的氫氣放入純凈的氯氣中，氫氣能繼續(xù)燃燒，故D錯誤；

選Ao

6.大連物化所鄧德會團隊通過惰性電極電解實現(xiàn)了空氣陰陽極同時活化制硝酸，其電化學(xué)裝置如下圖所示,

下列說法中錯誤的是

A.電流方向：正極—電極Af電極BT?負(fù)極B.電極電勢：A>B

C.Fe?+是3H2。2=2.。11+2H2。的催化劑D.消耗3moiO?生成硝酸Q4mol

【答案】D

【詳解】A.在電解池中，電流從電源正極流出，經(jīng)過外電路流向電解池的陽極，再從電解池的陰極流回電

源負(fù)極，由圖可知電極A連接電源正極，為陽極，電源B連接電源負(fù)極，為陰極，所以該裝置中電流方向

為：正極一?電極AT電極B—負(fù)極，A正確；

B.在電解池中，陽極與電源正極相連，電勢高，陰極與電源負(fù)極相連，電勢低，電極A為陽極，電極B

為陰極，所以電極電勢：A>B,B正確；

C.由圖可知，F(xiàn)e2+參與反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Fe3+,Fe3+是中間產(chǎn)物并參與循環(huán)轉(zhuǎn)化為Fe2+,Fe?+反應(yīng)前后性質(zhì)和質(zhì)量

不變，故Fe2+是催化劑，C正確；

D.本裝置通過N2和02制硝酸，N元素化合價從。價升高為+5價，O元素化合價從0價降低為-2價，根

據(jù)電子守恒可得3moiCh可生成硝酸的物質(zhì)的量為：n(HNO)=3y^2)=1.2mol,D錯誤；

32x5

故答案選D。

7.在給定條件下，下列制備過程涉及的物質(zhì)轉(zhuǎn)化均可實現(xiàn)的是

點燃

A.HC1制備：NaCl溶液電解＞凡和Cl?>HC1

B.工業(yè)制鎂：海水NaOH＞Mg(OH)2圖溫＞MgO電解＞Mg

C.制純堿：NaCl溶液＞NaHCC)3^~^Na^COs

D.漂白粉制備：HCl(aq)乂吧f)四耳⑻Ca(OH)J石灰乳),Ca(cio)2

吊溫-

【答案】A

電解

【詳解】A.電解NaCl溶液的化學(xué)方程式為2NaCl+2H2。-2NaOH+H2f+C12T，氫氣和氯氣點燃發(fā)生反

點燃

應(yīng)H2+C12^2HC1,該轉(zhuǎn)化均可實現(xiàn)，A符合題意;

B.工業(yè)上從海水中提取鎂,是向海水中加入石灰乳Ca(OH)2得到Mg(OH)2沉淀,而不是NaOH；并且Mg(OH)2

受熱分解生成MgO,MgO熔點很高，工業(yè)上是電解熔融MgCL制取Mg,而不是電解MgO,B不合題意；

C.向NaCl溶液中通入C02,不符合強酸制弱酸的原理，不會發(fā)生反應(yīng)生成NaHCCh,工業(yè)上是向飽和NaCl

溶液中先通入NH3,再通入CO2制取NaHCCh,C不合題意；

A

D.實驗室用濃鹽酸和MnO2在加熱條件下制取Cb,化學(xué)方程式為MnO2+4HC1(濃)=MnCl2+ChT+2H2O,

常溫下不反應(yīng)，D不合題意；

故答案為：A。

8.一種電化學(xué)合成二苯甲酮的裝置如圖所示，Ph—表示苯基，下列說法錯誤的是

a---------ib

電源一

A.若用鉛酸蓄電池為電源，則b為Pb電極

B.整個反應(yīng)中，「是反應(yīng)的催化劑，「和H+為中間產(chǎn)物

C.合成Imol二苯甲酮時，電路中轉(zhuǎn)移電子2moi

QH電解01

D.電解總反應(yīng)為：=)1、+-H2T

PhPhK，PhPh2

【答案】D

【分析】

根據(jù)圖中信息可知，連接a電極的電極上碘離子失電子產(chǎn)生1,則為陽極，說明a為電源的正極，故b為負(fù)

極，連接負(fù)極的電極上氫離子得電子產(chǎn)生氫氣，I?與二苯甲醇反應(yīng)生成二苯甲酮和碘離子、氫離子；結(jié)合質(zhì)

0H電解°

量守恒，總反應(yīng)為二苯甲醇反應(yīng)生成二苯甲酮和氫氣：人=火+H2f,

PhPhaPh

【詳解】A.b為負(fù)極，若用鉛酸蓄電池為電源，則b為Pb電極，A正確；

B.由分析，整個反應(yīng)中，初始的「消耗又被生成，是反應(yīng)的催化劑，而I?和H+最終轉(zhuǎn)化為碘離子和氫氣，

故兩者為中間產(chǎn)物，B正確；

OH電解°

C.由分析，總反應(yīng)為1=JL+Hf,氫化合價由+1變?yōu)?,則合成Imol二苯甲酮時，電

Ph/^PhKlPhPh2

路中轉(zhuǎn)移電子21no1,C正確；

OH電解O

D.結(jié)合分析總反應(yīng)為：人=人+H2f,D錯誤；

PhPhK，PhPh

故選D。

9.雙極膜是一種離子交換復(fù)合膜，在直流電場作用下能將中間層的水分子解離成H+和OH,并分別向兩極

遷移。用雙極膜電解淀粉［(C6H10O5)n］溶液制取雙醛淀粉［(C6H8。5川的工作原理如圖所示。下列說法正確的

是

A.攪拌能明顯提高電解反應(yīng)速率

B.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移2moi電子時，可得160g雙醛淀粉

C.生成雙醛淀粉的反應(yīng)為：(C6H1o05)n+Br03=(C6H805)n+Br-+3H20

D.b極的電極反應(yīng)式為：Br+6OH-6e=BrO3+3H20,4OH-4e=2H2O+O2T

【答案】D

【分析】由離子移動方向可知，電極a為電解池的陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，氫離子得電子生成氫氣；電解b

為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，氫氧根離子失電子生成氧氣，氫氧根離子和澳離子失電子生成澳酸根離子和水。

【詳解】A.攪拌并不能明顯提高電解反應(yīng)速率，A錯誤;

B.在陽極是競爭反應(yīng)，既生成氧氣，又生成澳酸根，所以電路轉(zhuǎn)移2moi電子無法確定澳酸根的量，B錯

誤；

C.由電解原理圖可知，生成雙醛淀粉的反應(yīng)為：3(C6Hi0O5)n+nBrO；=3(C6H8O5)n+nBr-+3nH2O,C錯誤;

D.由電解原理圖可知，a極氫離子得電子生成氫氣，為陰極，b極氫氧根離子失電子生成氧氣，氫氧根離

子和澳離子失電子生成澳酸根離子和水，為陽極，電極反應(yīng)式分別為4OH-4e=2H2O+O2t,Br+6OH-6e=BrO

3+3H2O,D正確;

故答案為：D。

10.電動汽車常用的液流電池是可再生清潔能源電池類型之一，其原料可100%回收而不會影響環(huán)境，如圖

是鋅鋪液流電池放電時的原理圖，b電極為惰性材料。下列說法正確的是

C.放電時，電流由b極經(jīng)導(dǎo)線流向a極

D.用該電池給鉛酸蓄電池充電，每消耗6.5gZn,鉛酸蓄電池的陽極質(zhì)量減少9.6g

【答案】C

【分析】該電化學(xué)裝置為可充電電池，由圖可知，放電時，a極Zn失電子，則a極作負(fù)極，b極Ce“+得電

子被還原，作正極；故充電時a極作陰極，b極作陽極。

【詳解】A.由上述分析可知，充電時b極為陽極，Ce3+失電子生成Ce,+,電極反應(yīng)式為Ce3+-=Ce'+,

A錯誤；

B.為保證電池正常工作，隔膜應(yīng)隔開兩側(cè)電解液，同時可平衡兩端電荷，故隔膜應(yīng)為質(zhì)子交換膜，通過H+

平衡電荷，B錯誤；

C.放電時，a極作負(fù)極，失電子，電子通過導(dǎo)線向b極移動，則電流由b極流向a極，故C正確；

D.每消耗6.5g(0.1mol)Zn轉(zhuǎn)移0.2mol電子，根據(jù)鉛酸蓄電池充電時的陽極反應(yīng)式：

PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+SO7+4H+可知，該電池消耗6.5gZn,鉛酸蓄電池陽極質(zhì)量減少6.4g,故D

錯誤；

故選Co

11.許多有機化學(xué)反應(yīng)包含電子的轉(zhuǎn)移，使這些反應(yīng)在電解池中進行時稱為電有機合成。例如，以丙烯為

原料制備丙烯睛(CH2=CHCN),再用丙烯月青電合成己二月青(N.CHZ'CN))。如下圖所示為模擬工業(yè)電合

成己二月青的裝置圖，下列說法不正確的是

A.丙烯懵在陰極發(fā)生還原反應(yīng)

B.離子交換膜可以是質(zhì)子交換膜

C.若陽極產(chǎn)生22.4L(標(biāo)況下)X氣體，理論上陰極能生成Imol己二睛

D.與其他有機合成相比，電有機合成具有反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)試劑純凈、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點

【答案】C

【分析】該裝置為電解池，通過所給物質(zhì)轉(zhuǎn)化的關(guān)系，可知左側(cè)陰極上丙烯睛發(fā)生還原反應(yīng)生成己二晴：

2cH2=CHCN+2e-+2H+=NC(CH2)4CN,右側(cè)為陽極，水失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子：

+

2H2O-4e=4H+O2To

【詳解】A.由分析，丙烯晴在陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成己二月青，A正確；

B.由分析，陰極消耗氫離子，陽極生成的氫離子移向陰極區(qū)，離子交換膜應(yīng)該為質(zhì)子交換膜，B正確；

C.由分析，若陽極產(chǎn)生22.4L(標(biāo)況下，為lmol)X氧氣氣體，轉(zhuǎn)移4moi電子，理論上陰極能生成2moi己

二月青，C錯誤；

D.在反應(yīng)體系中，電子轉(zhuǎn)移和化學(xué)反應(yīng)兩個過程同時進行，在反應(yīng)條件、反應(yīng)條件溫和、生產(chǎn)效率、環(huán)境

保護等方面，都優(yōu)于其他有機合成法，D正確；

故選Co

12.我國科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)了一種電化學(xué)固碳方法，裝置如圖所示。放電時的總反應(yīng)為

4Li+3co2=2Li2c+C。充電時，通過催化劑的選擇性控制，只有Li2cO3發(fā)生氧化反應(yīng),釋放出CO?和02。

下列說法錯誤的是

電極A電極B

聚合物電解質(zhì)膜

A.放電時，電極B為正極

+

B.充電時陽極發(fā)生反應(yīng)：2Li2CO3-4e-=2CO2+O2+4Li

C.該電池不可選用含水電解液

D.放電時，每轉(zhuǎn)移4moi電子，正極區(qū)質(zhì)量增加148g

【答案】D

【分析】由題干所給信息，放電時的總反應(yīng)為4Li+3coz=2Li2cO3+C,則放電時A電極為負(fù)極，鋰失去

電子發(fā)生氧化反應(yīng)，B電極為正極，二氧化碳得到電子發(fā)生還原反應(yīng)；充電時，A與電源負(fù)極相連為陰極，

而B與電源正極相連為陽極。

【詳解】A.由分析，放電時，電極B為正極，A正確；

+

B.據(jù)題干信息，充電時只有Li2c03發(fā)生氧化，釋放出CO2和02,反應(yīng)為：2Li2CO3-4e=2CO2+O2+4Li,

B正確；

C.該電池負(fù)極為Li,可以與水反應(yīng)，所以不能用含水電解液，C正確；

D.放電時，正極區(qū)發(fā)生反應(yīng)：4Li++4e-+3co2=2Li2cO3+C,當(dāng)轉(zhuǎn)移4moi電子時，正極區(qū)域增加的質(zhì)量為

2moiLi2cCh和ImolC的質(zhì)量，為160g,D錯誤；

故選D。

13.下列實驗對應(yīng)的反應(yīng)方程式書寫正確的是

+2+3+

A.稀硝酸溶液中加入四氧化三鐵：Fe3O4+8H=Fe+2Fe+4H2O

B.酸性KMnO,溶液與草酸反應(yīng)：2M11O4+6H++5H2c2C)4=2Mn2++10CO2T+8HQ

電解

C.用石墨電極電解氯化鋁溶液：2C1-+2H2。-H2T+CI2T+20H-

2+

D.Ca(0H)2溶液中力口入少量NaHCCh溶液：Ca+2OH+2HCO3=CaCO3i+CO^+2H2O

【答案】B

【詳解】A.稀硝酸具有氧化性，能氧化亞鐵離子生成鐵離子，因此產(chǎn)物應(yīng)該是硝酸鐵、一氧化氮和水：

+3+

3Fe3O4+28H+NO-=9Fe+NOT+14H2O,A錯誤；

B.草酸為弱酸，可以被高錦酸鉀氧化為二氧化碳，同時生成水和鎰離子，B正確；

電解

C.石墨電極電解氯化鋁溶液會生成氫氧化鋁沉淀，6C1-+6H2O+2AP+3H2T+3C12T+2A10H)31,C錯誤;

D.少量的物質(zhì)完全反應(yīng)，按照少量物質(zhì)電離出離子的物質(zhì)的量之比進行反應(yīng)，Ca(0H)2溶液中加入少量

2+

NaHCCh溶液反應(yīng)為：Ca+OH+HCO-=CaCO3i+H2O,D錯誤；

故選B。

14.一種兼具合成功能的新型鋰電池工作原理如圖。電解質(zhì)為含Li+有機溶液，放電過程中Ni-Pt電極首先

發(fā)生反應(yīng)6Li++Nz+6e-=2Li3N,后產(chǎn)生NLi,充電過程中電解LiCl產(chǎn)生C1?。下列說法不正確

的是

N2陽離子交換膜

A.充電時，陽極產(chǎn)生C1?

B.放電時，Li+從Li電極向Ni-Pt電極遷移

C.放電時，每消耗6moiLi,正極室增加28g

D.放電時總反應(yīng)：6Li+N2+4CF,SO2C1=2(CI^SO2\NLi+4LiCl

【答案】C

【分析】由圖可知，放電過程中氮氣得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成LijN，口3N又轉(zhuǎn)化為(CESC^NLi和Lid,

則左側(cè)電極為正極，右側(cè)電極為負(fù)極。

【詳解】A.充電時為電解池裝置，陽極氯離子失去電子被氧化產(chǎn)生Cl2,A正確；

B.放電時陽離子向正極遷移，則Li+從Li電極向Ni-Pt電極遷移，B正確；

C.放電時，每消耗6moiLi,則轉(zhuǎn)移電子6mol,正極室吸收lmolN2,且有6mol鋰離子由右側(cè)遷移至左側(cè)，

則正極室增加Imolx28g/mol+6molx7g/mol=70g,C錯誤；

D.放電過程中氮氣得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成U3N,—N又轉(zhuǎn)化為(CESC^NLi和LiCl,則放電時總反

應(yīng)：6Li+N2+4CJ7SO2C1=2(CI^SO2\NLi+4LiCl,D正確；

故選Co

15.哈爾濱工業(yè)大學(xué)的研究團隊發(fā)現(xiàn)，以非晶態(tài)Ni(III)基硫化物為催化劑，能有效催化OER(析氧反應(yīng))和

UOR(尿素氧化反應(yīng))，從而降低電解水制氫過程中的能耗，其工作原理和反應(yīng)機理如圖所示：

下列說法正確的是

A.電極B上UOR的反應(yīng)式為CO（NH?）2-6e-+6OIT=CO?T+N??+5H2O

B.電解過程中，電子從電極B經(jīng)電解液流向電極A

C.OER第IV步進行時，沒有涉及非極性鍵的形成與斷裂

D.若將光伏電池?fù)Q成鉛酸蓄電池，電極A應(yīng)連接鉛酸蓄電池的PbOz電極

【答案】A

【分析】由題意可知，該裝置是電解池，電解水制氫，電極A為陰極，水得到電子生成氫氣，電極反應(yīng)式

為2H°O+2e=H2T+2OH-；電極B為陽極，尿素失電子被氧化生成氮氣，UOR的總過程為

CO（NH?）,-6e+6OH-=CO2T+N2T+5H2O。

【詳解】A.電極B為陽極，在堿性條件下，尿素失電子被氧化生成氮氣，結(jié)合質(zhì)量守恒，還生成二氧化

碳和水，A正確；

B.電子在外電路移動，內(nèi)電路為電解質(zhì)溶液中離子移動，B錯誤；

C.由圖過程IV涉及了氧氧非極性鍵的斷裂，生成了氧氣涉及氧氧非極性鍵的生成，C錯誤；

D.電極A為電解池的陰極，應(yīng)與電源鉛酸蓄電池的負(fù)極（即Pb極）相連，D錯誤；

故選A。

2能力培優(yōu)練

1.在強堿中氫氧化鐵可被一些氧化劑氧化為高鐵酸根離子（FeO『），F(xiàn)eOj在酸性條件下氧化性極強且不

穩(wěn)定。隔膜電解法制備KzFeO,的工作原理如圖所示。下列說法正確的是

A.電解一段時間后，F(xiàn)e電極區(qū)pH增大

B.Fe電極上發(fā)生的反應(yīng)為Fe-6e-+8OJr=FeO：+4H2O

C.若以鉛蓄電池為電源，則Fe電極應(yīng)與鉛蓄電池的Pb電極相連

D.電路中每轉(zhuǎn)移0.2molel由Pt電極區(qū)向Fe電極區(qū)轉(zhuǎn)移的K+數(shù)目為。2%人

【答案】B

【分析】該裝置為電解池，與直流電源正極相連的鐵電極為陽極，堿性條件下，鐵失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)

生成高鐵酸根離子，電極反應(yīng)式為Fe-6e-+8OH=FeO：+4H2。，鉗電極為陰極，水在陰極得到電子發(fā)生還原

反應(yīng)生成氫氣和氫氧根離子，電極反應(yīng)式為2Hq+2e=H2T+2OH,電解的總反應(yīng)為

Fe+2H2O+2OH=FeOj+3H2T,電解時，陽離子鉀離子通過陽離子交換膜從左池移向右池。

【詳解】A.由分析，電解一段時間后，F(xiàn)e電極區(qū)消耗氫氧根離子，pH減小，A錯誤；

B.由分析，F(xiàn)e電極上發(fā)生的反應(yīng)為Fe-6e-+8OH.=FeO：+4H2。，B正確；

C.裝置為電解池，堿性條件下，F(xiàn)e電極生成FeOj,Fe化合價升高，失電子，為陽極，應(yīng)與直流電源的

正極相連，故為應(yīng)與鉛蓄電池的PbCh電極相連，C錯誤；

D.由分析，K+由Fe電極區(qū)向Pt電極區(qū)轉(zhuǎn)移，D錯誤；

故選B。

2.石墨與Se復(fù)合材料是優(yōu)質(zhì)的電極材料，一種水溶液硒材料電池充放電原理如圖所示，Se的變化過程為

Se^Cu3Se2^Cu2_ySe^：Cu2Seo下列說法正確的是

C.放電時，Se-C%Se的總電極反應(yīng)為Se+2Cu++2e-=CLSe

D.放電時，當(dāng)y=0.2,則Cu?一ySe中M+與Cu+的個數(shù)之比為1:8

【答案】D

【詳解】A.放電時Se為原電池正極，A錯誤；

B.充電時，SO：向Se電極移動，B錯誤；

C.放電時SefCi^Se的總電極反應(yīng)為Se+2Cu2++4e-=CLSe,C錯誤；

D.當(dāng)y=0.2時，化學(xué)式為Cui.Se,可改寫化學(xué)式為aCuSe.bCu,Se,則竺竺=?，得色=,，即Q?+與Ci?

a+b1b4

的個數(shù)之比為1：(4X2)=1:8,D正確;

故選D。

3.動力電池是新能源車的動力來源。某動力電池充電過程示意圖如圖所示，己知電池反應(yīng)為

充電

6C+LiMO2xMO2+LixC6(M表示金屬)。下列說法錯誤的是

固體電解質(zhì)界面膜

電極M

O鋰原子O氧原子。畬絲⑥Li+石墨層:1

A.LiMO：中金屬元素M呈+3價

B.放電時，電極M電勢高于電極N電勢

C.放電時，電極N上發(fā)生的電極反應(yīng)為Li￡6-xe-=6C+xLi+

D.充電時，電解質(zhì)中的Li+向電極M移動

【答案】D

【分析】充電時，與電源正極相連的M極為陽極，N極為陰極；放電時，M為正極，N為負(fù)極。

【詳解】A.LiMO,中Li為+1價，O為-2價，M為+3價，A正確；

B.原電池中正極電勢高于負(fù)極電勢，放電時，M為正極，B正確；

+

C.放電時N為負(fù)極，Li/Cf失電子發(fā)生氧化反應(yīng),根據(jù)電池總反應(yīng)可知,N極反應(yīng)為LixC6-xe=6C+xLi,

C正確；

D.充電時，N為陰極，陽離子向陰極定向移動，D錯誤；

故答案選D。

4.電解CuCb溶液裝置如圖所示，下列說法不亞做的是

A.陰極石墨棒上有紅色的銅附著

B.陽極電極反應(yīng)為：2Cl--2e-Cl2

c.電解過程中，cr向陽極移動

D.總反應(yīng)為：CuCh=Cu2++2Cl-

【答案】D

cu+cir,電解池中，陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)，是氯離子

【分析】電解CuCb溶液時，總反應(yīng)為：CuCl22

2+

失去電子的氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：2C1-2e-=Cl2T,陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Cu+2e-=Cu，

溶液中CW+向陰極移動，C「和OH」向陽極移動，據(jù)此分析作答。

【詳解】A.根據(jù)題干分析，陰極石墨棒上有紅色的銅附著，A項正確；

B.根據(jù)題干分析，陽極電極反應(yīng)為：2C1-2e-=Cl2T,B項正確；

C.根據(jù)題干分析，電解過程中，C「和OH」向陽極移動，C項正確；

通電小

D.電解CuCb溶液時，總反應(yīng)為：CuCl2—CU+C12T,D項錯誤；

答案選D。

5.湖南大學(xué)王雙印教授團隊提出了一種獨特的親氣親水異質(zhì)結(jié)構(gòu)金-聚四氟乙烯/硅(Au-PTFE/Si)基光電極,

在溫和條件下于酸性電解液中進行固氮反應(yīng)高效合成氨，裝置如圖所示。下列說法正確的是

A.N極的電勢比M極的高

B.電解液中的H+向M極移動

C.N極的電極反應(yīng)式為N?+6e-+6H+=2NH3

D.電路中轉(zhuǎn)移L5mol電子時，產(chǎn)生氨氣的體積為11.2L

【答案】C

【分析】由圖可知，M極硫化合價升高，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，M為陽極，陽極電極反應(yīng)：

++

SOt-2e+H2O=SO^+2H,N為陰極，氮氣得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，陰極電極反應(yīng)：N2+6e+6H=2NH3:

【詳解】A.M為陽極，N為陰極，N極的電勢比M極的低，A錯誤；

B.電解池中陽離子向陰極N極移動，B錯誤；

C.由分析，N極的電極反應(yīng)式為N?+6e-+6H+=2NH3,C正確；

D.沒有指明標(biāo)準(zhǔn)狀況，不確定生成氨氣的體積，D錯誤；

故選C。

6.新型Zn-NO?電池能有效地捕獲NO?,將其轉(zhuǎn)化為NO：,再將產(chǎn)生的NO：電解制氨，過程如圖所示。

下列說法正確的是

A.d電極是電解池的陽極

B.該電池組中電子的流向為：afcfdfbfa

+

C.c的電極反應(yīng)為：NO；-6e-+7H=NH3+2H,O

D.電路中轉(zhuǎn)移0.4mole-時，理論上能得到2.24LO?

【答案】A

【分析】由圖可知，鋅失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，a為負(fù)極，與a相連的c陰極，b上N02得到電子發(fā)生還原

反應(yīng)變?yōu)镹O.b為正極，與b相連的d為陽極；

【詳解】A.由分析，c為陰極，d為陽極，A正確；

B.電子只能在外電路流動，且由負(fù)極流向正極，a-c、dfb,B錯誤；

+

C.c為陰極，電極反應(yīng)為NOZ得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氨分子：NO2+6e+7H=NH3+2H2O,C錯誤;

D.并未說明是標(biāo)況，此時無法得知02的體積，D錯誤；

故選A?

7.2019年10月9日諾貝爾化學(xué)獎授予在鋰離子電池方向研究有突出貢獻的三位科學(xué)家。磷酸鐵鋰(LiFePO。

電池是新能源汽車的主流電池，其放電時工作原理如圖所示。下列說法正確的是

A.為了增強導(dǎo)電性，電解質(zhì)可以配成水溶液

B.充電時，電極a與電源正極相連

C.充電時，電極b的反應(yīng)式為LiFePO,-xe「=xLi++LijFePC)4

D.電池驅(qū)動汽車前進時，負(fù)極材料減重14g,理論上電路中轉(zhuǎn)移4NA電子

【答案】C

【分析】根據(jù)Li+的流向可知電極a為負(fù)極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以電極反應(yīng)為Li￡6-xe-=xLi++C6；

電極b為正極，得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Lii-xFePC)4+xLi++xe-=LiFePC)4。

【詳解】A.負(fù)極區(qū)有活潑金屬鋰，遇水發(fā)生反應(yīng)，故電解質(zhì)不能配成水溶液，A錯誤；

B.通過放電時Li+遷移方向，確定電極a為負(fù)極，則充電時與外接電源的負(fù)極相連，B錯誤；

C.充電時，電極b為陽極，與分析中正極的反應(yīng)相反，反應(yīng)式為LiFePC)4-xe-=xLi++LiiFePC)4,C正

確；

D.電池驅(qū)動汽車前進時是原電池，負(fù)極的電極反應(yīng)為LiXC6-xe-=xLi++C6,負(fù)極材料減少14g時，有

2moiLi+從負(fù)極脫嵌出來，故理論上電路中轉(zhuǎn)移2moi電子，D錯誤；

故選C。

8.某國外期刊報道了我國科學(xué)家設(shè)計的一種聚合物微粒電池，其工作原理如圖所示，已知該電池在放電過

A.放電時，b電極的電勢要高于a電極

B.放電時H+從a極區(qū)經(jīng)過半透膜向b極區(qū)遷移

C.充電時，b電極的電極反應(yīng)方程式為十^Z^比Me-+4H+=+W

D.充電時，a電極附近的OIF濃度減小

【答案】D

【分析】

工作原理如圖所示，已知該電池在放電過程中產(chǎn)生聚對苯二酚(

n

OHn

O

是氧化反應(yīng),

則a電極為陽極。

【詳解】

A.根據(jù)圖中信息和前面分析，放電過程中產(chǎn)生聚對苯二酚,

則a電極為正極，因此b電極的電勢要低于a電極，故A錯誤；

B.根據(jù)原電池同性相吸，則放電時H+從b極區(qū)經(jīng)過半透膜向a極區(qū)遷移，故B錯誤；

C.充電時，b電極為陰極，則b的電極反應(yīng)方程式為+4ne-+4nH+=

H0=)H

>=fW

士土，故c錯誤；

D.充電時，a電極為陽極，則a電極聚對苯二酚與OJT生成和水，則a電極附近的OH一濃度

減小，故D正確。

綜上所述，答案為D。

9.下列是教材中常規(guī)電化學(xué)的裝置示意圖，其標(biāo)注完全正確的是

Zn**Cuzd±Hcu

正極昂1―If負(fù)極

■凰

甚I奇■稀H2s。4CuSC>4溶液ZnS04溶液

A.銅鋅原電池B.銅鋅原電池

【答案】D

【詳解】A.銅鋅原電池中鋅作負(fù)極，銅作正極，A錯誤；

B.帶有鹽橋的銅鋅原電池中，作負(fù)極鋅的電解液為硫酸鋅，做正極銅的電解液為硫酸銅，B錯誤；

C.在精煉銅中，粗銅作陽極與電源正極相連，精銅作陰極，與電源的負(fù)極相連，電解液為硫酸銅溶液，C

錯誤；

D.電解飽和食鹽水的陽極產(chǎn)生氯氣，陰極產(chǎn)生氫氣，D正確；

故選D。

10.某科研小組模擬工業(yè)利用電解法處理含氮廢水的實驗如下。向一定濃度的酸性KNO3溶液中不斷通入

CO2,在電極上生成尿素CO（NH2）2,其中雙極膜中間層的H2O解離為H+和OH1并在直流電場力作用下

分別向兩極遷移。電解原理如圖所示，下列有關(guān)說法錯誤的是

A.電極M為陰極，電極反應(yīng)式為CO2+2NO9+18H++16e-=CO（NH2）2+7H2。

B.理論上每轉(zhuǎn)移Imolel陽極室質(zhì)量減少8g

C.若陽極室電解質(zhì)溶液呈堿性，電解過程中pH逐漸降低

D.膜X和膜Y分別為陽離子交換膜和陰離子交換膜

【答案】B

【分析】裝置圖可知，N