大單元四化學(xué)反應(yīng)與能量變化第20講電解池及其應(yīng)用復(fù)習(xí)目標(biāo)1．了解電解池的工作原理，能寫出電解池的電極反應(yīng)和電池總反應(yīng)式。2．了解電解在氯堿工業(yè)、精煉銅、電鍍、電冶金等方面的應(yīng)用。認(rèn)識(shí)電解在實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和儲(chǔ)存能量中的具體應(yīng)用。3．了解利用電解原理防止金屬腐蝕的措施復(fù)習(xí)策略從近幾年高考來(lái)看，電化學(xué)知識(shí)屬于高考必考內(nèi)容。1．由于能源問(wèn)題是社會(huì)熱點(diǎn)，要關(guān)注新型電池。2．著重原電池電極的判斷及電極反應(yīng)式的書寫(要注意溶液的酸、堿性關(guān)系)；掌握電子、電流的和離子流動(dòng)方向，以及電極反應(yīng)對(duì)電解質(zhì)溶液濃度的影響。3．要關(guān)注各種新型燃料電池的電極反應(yīng)。4．注意離子交換膜的作用及應(yīng)用，尤其要注意濃差電池的原理熟記網(wǎng)絡(luò)課前思考問(wèn)題1原電池與電解池的比較。填寫下表：

電池名稱原電池電解池能量轉(zhuǎn)化

反應(yīng)特征

電極名稱

裝置特征

聯(lián)系

化學(xué)能―→電能電能―→化學(xué)能自發(fā)反應(yīng)非自發(fā)反應(yīng)由電極材料本身決定負(fù)極：活潑金屬正極：不活潑金屬(或非金屬導(dǎo)體)由連接電源的正、負(fù)極決定陰極：與負(fù)極相連陽(yáng)極：與正極相連無(wú)外接電源、兩極材料一般不同有直流電源、兩極材料可相同也可不同兩者都是在兩電極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)課前思考問(wèn)題2以石墨為電極，分析寫出電解CuSO4溶液的電極反應(yīng)式及總反應(yīng)。課前8min1.下列說(shuō)法正確的是(

)A.(2020·山東卷)用圖1裝置可以實(shí)現(xiàn)在鐵件上鍍銅B.(2019·北京卷)用圖2裝置電解CuCl2溶液的總反應(yīng)：CuCl2===Cu2＋＋2Cl－D．(2021·廣州二模)外加電流法保護(hù)金屬可用石墨作輔助陽(yáng)極

DA.放電時(shí)，Pb2＋在b電極發(fā)生還原反應(yīng)B.該電池可用稀硫酸酸化電解質(zhì)溶液C.充電過(guò)程中，a電極發(fā)生的反應(yīng)為Ce3＋－e－===Ce4＋D【解析】

由題中總反應(yīng)可知放電過(guò)程負(fù)極反應(yīng)為Pb－2e－===Pb2＋，a電極發(fā)生氧化反應(yīng)，Ce4＋在b電極發(fā)生還原反應(yīng)，A錯(cuò)誤；硫酸根離子會(huì)與鉛離子反應(yīng)生成硫酸鉛沉淀，故不能用稀硫酸酸化電解質(zhì)溶液，B錯(cuò)誤；充電過(guò)程中，a電極發(fā)生的反應(yīng)為Pb2＋＋2e－===Pb，C錯(cuò)誤。3.新型Li－Mg雙離子可充電電池是一種高效、低成本的儲(chǔ)能電池，其工作原理如圖所示。放電時(shí)電極a的反應(yīng)為L(zhǎng)i1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.充電時(shí)，Mg極為陰極B.放電時(shí)，Li＋從Ⅰ室向Ⅱ室遷移C.放電時(shí)，Ⅱ室Li2SO4溶液的濃度增大D.每消耗1molMg，電極a質(zhì)量理論上增加14gC【解析】

放電時(shí)電極a的反應(yīng)為L(zhǎng)i1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4，電極a為正極，Mg為負(fù)極，故充電時(shí)Mg為陰極，A正確；放電時(shí)Ⅰ室為負(fù)極區(qū)，Ⅱ室為正極區(qū)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，故向Ⅱ室遷移，B正確；放電時(shí)電極a消耗Li＋數(shù)目等于Ⅰ室遷移過(guò)來(lái)的Li＋數(shù)目，故Li2SO4溶液的濃度不變，C錯(cuò)誤；放電時(shí)Mg發(fā)生反應(yīng)：Mg－2e－===Mg2＋，當(dāng)有1molMg發(fā)生反應(yīng)時(shí)，轉(zhuǎn)移2mole－，電極a質(zhì)量理論上增加2molLi＋，質(zhì)量為14g，D正確?？键c(diǎn)研析考點(diǎn)1電解池的工作原理1電解池1.定義電解池是將________轉(zhuǎn)化為_(kāi)_________的裝置。其中與電源________相連的電極稱為陽(yáng)極，與電源________相連的電極稱為陰極。2.陽(yáng)極材料(1)惰性電極：由石墨、Pt等導(dǎo)體構(gòu)成，只起導(dǎo)電作用。(2)活潑電極：與外電源的正極相連的活潑金屬電極(如鐵或銅)，本身參與反應(yīng)。電能化學(xué)能正極負(fù)極3.電極反應(yīng)(1)陽(yáng)極(與外電源的______極相連)反應(yīng)：發(fā)生______電子的________反應(yīng)；陰極(與外電源的______極相連)反應(yīng)：發(fā)生______電子的________反應(yīng)。(2)電子和離子的流向①電子從電源______極流向電解池的______極；從電解池的______極流向電源的______極。②陽(yáng)離子向電解池的______極遷移；陰離子向電解池的______極遷移(注意：電子只在導(dǎo)線中移動(dòng)，不會(huì)進(jìn)入電解質(zhì)溶液中，電解質(zhì)溶液中起導(dǎo)電作用的是________)。以電解氯化銅溶液為例(以石墨作電極)。正失氧化負(fù)得還原負(fù)陰陽(yáng)正陰陽(yáng)離子電極反應(yīng)陽(yáng)極：________________________________陰極：______________________________總反應(yīng)：__________________________2Cl－－2e－===Cl2Cu2＋＋2e－===Cu4.電極放電順序(1)陽(yáng)極放電順序①如果電極是活潑金屬電極，則陽(yáng)極材料直接失電子，電極發(fā)生消耗，被溶解(溶液中的陰離子不能失電子)。②如果電極是惰性電極(如石墨、Pt等電極)，一般是電解液(或熔融電解質(zhì))中的陰離子在陽(yáng)極上失電子。(2)陰極放電順序①陰極材料不參與放電，一般是電解液(或熔融電解質(zhì))中的陽(yáng)離子在陰極上得電子。②水溶液中陽(yáng)離子得電子順序：Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞Pb2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞H2O。溶液中活潑金屬的陽(yáng)離子不參與放電(如K＋、Ca2＋、Na＋、Mg2＋、Al3＋)。③熔融電解質(zhì)中陽(yáng)離子得電子順序：Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋。2用惰性電極電解不同溶液(無(wú)離子交換膜)類型電極反應(yīng)特點(diǎn)實(shí)例電解對(duì)象電解質(zhì)濃度pH電解液復(fù)原電解水型陰極：溶液中的H＋(或由水電離出的H＋)放電陽(yáng)極：溶液中的OH－(或由水電離出的OH－)放電NaOH水增大增大水H2SO4水增大減小水Na2SO4水增大不變水電解電解質(zhì)型電解質(zhì)電離出的陰、陽(yáng)離子分別在兩極放電HCl電解質(zhì)減小增大氯化氫CuCl2電解質(zhì)減小不變氯化銅類型電極反應(yīng)特點(diǎn)實(shí)例電解對(duì)象電解質(zhì)濃度pH電解液復(fù)原放H2生堿型陰極：H2O放H2生堿陽(yáng)極：電解質(zhì)陰離子放電NaCl電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)增大氯化氫放O2生酸型陰極：電解質(zhì)陽(yáng)離子放電陽(yáng)極：H2O放O2生酸CuSO4電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)減小CuO或CuCO3[及時(shí)訓(xùn)練]書寫下列有關(guān)電極反應(yīng)式及總反應(yīng)。(1)用惰性電極電解AgNO3溶液陽(yáng)極：________________________________________陰極：__________________________總反應(yīng)：__________________________________________(2)用惰性電極電解MgCl2溶液陽(yáng)極：_______________________________陰極：_______________________________________________________總反應(yīng)：___________________________________________________________2H2O－4e－===O2↑＋4H＋Ag＋＋e－===Ag2Cl－－2e－===Cl2↑2H2O＋2e－＋Mg2＋===Mg(OH)2↓＋H2↑(3)用鐵作電極電解NaCl溶液陽(yáng)極：______________________________陰極：_______________________________________________________總反應(yīng)：______________________________________(4)用銅作電極電解鹽酸溶液陽(yáng)極：______________________________陰極：____________________________總反應(yīng)：______________________________Fe－2e－===Fe2＋Fe2＋＋2H2O＋2e－===Fe(OH)2↓＋H2↑Cu－2e－===Cu2＋2H＋＋2e－===H2↑35電解池中離子交換膜的作用三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理[分析][結(jié)論]離子交換膜的作用：不讓生成的H＋與OH－相遇。如果沒(méi)有離子交換膜，只是電解水，得不到硫酸和氫氧化鈉。[及時(shí)鞏固]

判斷正誤(正確的畫“√”，錯(cuò)誤的畫“×”)。(1)電解水實(shí)驗(yàn)常加入稀氫氧化鈉或稀硫酸或硫酸鈉溶液的目的是增加導(dǎo)電性，電池的總反應(yīng)不變(

)(2)電解池與外電源正極相連的電極是陽(yáng)極，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)(

)1√√×(4)電解池中，質(zhì)子交換膜只允許氫離子通過(guò)(

)(5)電解池電解液中的陽(yáng)離子向陽(yáng)極移動(dòng)(

)×√√×(8)(2019·江蘇卷)電解CO2制HCOOH的原理如圖1，陰極CO2還原為HCOO－的電極反應(yīng)式：CO2＋H＋＋2e－===HCOO－(

)【解析】(3)“石墨電極→Cu”是通過(guò)溶液中的離子導(dǎo)電。(9)放電時(shí)，Na為電池的負(fù)極，正極為硫單質(zhì)。√×

用石墨電極電解CuCl2溶液(如圖)。下列分析正確的是(

)2A.a端是直流電源的負(fù)極B.通電使CuCl2發(fā)生電離C.陽(yáng)極上發(fā)生的反應(yīng)：Cu2＋＋2e－===CuD.通電一段時(shí)間后，在陰極附近觀察到黃綠色氣體【解析】

用石墨作電極電解CuCl2溶液時(shí)，Cu2＋移向電解池的陰極，故a端是直流電源的負(fù)極，A正確；CuCl2晶體溶于水時(shí)發(fā)生電離，與是否通電無(wú)關(guān)，B錯(cuò)誤；電解池陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－===Cl2↑，故通電一段時(shí)間后在陽(yáng)極附近觀察到黃綠色氣體，C、D錯(cuò)誤。A電解后原電解質(zhì)溶液濃度的恢復(fù)需加適量的某物質(zhì)，該物質(zhì)可以是陰極與陽(yáng)極產(chǎn)物的化合物。例如惰性電極電解CuSO4溶液，要恢復(fù)原溶液的濃度，可向電解后的溶液中加入CuO，也可以加入CuCO3，但不能加入Cu(OH)2，因?yàn)镃u(OH)2與生成的H2SO4反應(yīng)后使水量增加。使電解后的溶液恢復(fù)原狀的方法：先讓析出的產(chǎn)物(氣體或沉淀)恰好完全反應(yīng)，再將其化合物投入電解后的溶液中即可。如：①NaCl溶液：通HCl氣體(不能加鹽酸)；②AgNO3溶液：加Ag2O固體(不能加AgOH)；③CuCl2溶液：加CuCl2固體；④KNO3溶液：加H2O；⑤CuSO4溶液：加CuO或CuCO3[不能加Cu2O、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等]?？键c(diǎn)2電解的應(yīng)用1電冶金1.電解熔融的氯化鈉陽(yáng)極反應(yīng)式：________________________________陰極反應(yīng)式：__________________________總反應(yīng)：____________________________________2Cl－－2e－===Cl2↑Na＋＋e－===Na2.電解熔融的氧化鋁總反應(yīng)：______________________________________冰晶石(Na3AlF6)可使氧化鋁易熔化。3.電解熔融氯化鎂總反應(yīng)：__________________________________2粗銅精煉陽(yáng)極(粗銅)反應(yīng)式：Cu－2e－===Cu2＋(主反應(yīng))陰極(精銅)反應(yīng)式：Cu2＋＋2e－===Cu

1.在電解精煉銅時(shí)，用_________作陽(yáng)極，用__________作陰極，電解液用_____________。由于粗銅中含有鋅、鐵等雜質(zhì)，整個(gè)電解過(guò)程中銅鹽的濃度減小。2.粗銅中往往含有鋅、鐵、鎳、銀、金等多種雜質(zhì)，當(dāng)含雜質(zhì)的銅在陽(yáng)極不斷溶解時(shí)，金屬活動(dòng)性順序位于銅以前的金屬雜質(zhì)如Zn、Fe、Ni等會(huì)先失去電子，而金屬活動(dòng)性順序位于銅之后的銀、金等雜質(zhì)，因?yàn)榻o出電子的能力比銅弱，它們以金屬單質(zhì)的形式沉積在電解槽底，形成陽(yáng)極泥(陽(yáng)極泥可作為提煉金、銀等貴重金屬的原料)。粗銅純銅可溶性銅鹽3電鍍1.電鍍是一種應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他______________的加工工藝。電鍍銀原理示意圖金屬或合金2.特征：陽(yáng)極本身溶解；電解液的總量、濃度、pH均不變。3.形成條件(1)電解時(shí)，鍍層金屬作陽(yáng)極。(2)鍍件作陰極。(3)含鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液作電鍍液。(4)外加直流電源。4金屬防腐(外加電流法)如水庫(kù)的鋼閘門(或地下的鋼管)與外接直流電源的負(fù)極相連作陰極，用惰性電極作輔助陽(yáng)極，通電后，調(diào)節(jié)電壓使鋼鐵表面腐蝕電流降低至零或接近零，從而起到保護(hù)作用。36氯堿工業(yè)——離子交換膜法

電解生產(chǎn)的主要過(guò)程：NaCl從陽(yáng)極區(qū)加入，H2O從陰極區(qū)加入。陰極H＋放電，破壞了水的電離平衡，使OH－濃度增大，OH－和Na＋形成NaOH溶液。陽(yáng)離子交換膜的作用：它只允許陽(yáng)離子和水分子通過(guò)而阻止陰離子和氣體通過(guò)。這樣既防止了兩極產(chǎn)生的H2和Cl2混合引發(fā)爆炸危險(xiǎn)，又避免了Cl2和陰極產(chǎn)生的NaOH反應(yīng)生成NaClO而影響燒堿的純度。[及時(shí)鞏固]

判斷正誤(正確的畫“√”，錯(cuò)誤的畫“×”)。(1)用圖1裝置在鐵制品表面鍍銅，能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?

)3圖1√(2)電解精煉粗銅時(shí)，若陽(yáng)極質(zhì)量減少64g，則陰極得到2mol電子(

)(3)電解精煉粗銅時(shí)，陰極減小的質(zhì)量等于陽(yáng)極增加的質(zhì)量(

)(5)(2020·新課標(biāo)Ⅱ卷)圖2是某電致變色器件的示意圖。當(dāng)通電時(shí)，Ag＋注入無(wú)色WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈現(xiàn)藍(lán)色，Ag為陽(yáng)極

(

)(6)電解飽和食鹽水原理如圖3所示，其中離子交換膜的作用：避免Cl2與H2反應(yīng)；能得到純度更高的氫氧化鈉溶液(

)×××√√(2022·茂名一模)粗銀中含有Cu、Pt等雜質(zhì)，用電解法以硝酸銀為電解質(zhì)提純銀。下列說(shuō)法正確的是(

)A.粗銀與電源負(fù)極相連B.陰極反應(yīng)式為Ag＋＋e－===AgC.Cu、Pt在陽(yáng)極區(qū)中沉積D.電解液中c(Ag＋)先增大后減小4【解析】

銀單質(zhì)失電子生成銀離子，發(fā)生氧化反應(yīng)，故粗銀應(yīng)與電源正極相連，A錯(cuò)誤；陰極上，Ag＋得電子生成Ag，B正確；粗銀中Cu失去電子生成Cu2＋，Pt為惰性金屬成為陽(yáng)極泥，C錯(cuò)誤；電解提純銀時(shí)，粗銀中比銀活潑的銅會(huì)失電子形成離子進(jìn)入溶液，故電解液中c(Ag＋)不可能增大，D錯(cuò)誤。B(2020·北京卷)已知反應(yīng)2H2O2===2H2O＋O2↑能自發(fā)進(jìn)行，反向不能自發(fā)進(jìn)行，通過(guò)電解可以實(shí)現(xiàn)由H2O和O2為原料制備H2O2，制備裝置示意圖如圖所示。5(1)a極的電極反應(yīng)式：______________________。(2)下列說(shuō)法正確的是________(填字母)。A.該裝置可以實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B.電極b連接電源負(fù)極C.該方法相較于早期制備方法具有原料廉價(jià)，對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)O2＋2H＋＋2e－===H2O2AC

高鐵酸鈉(Na2FeO4)是一種新型綠色水處理劑。工業(yè)上可用電解NaOH濃溶液制備Na2FeO4，其工作原理如圖所示，兩端隔室中離子不能進(jìn)入中間隔室。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)6B.放電過(guò)程中，甲溶液NaOH濃度增大C.離子交換膜a是陽(yáng)離子換膜D.當(dāng)電路中通過(guò)1mol電子的電量時(shí)，中間隔室中離子數(shù)目減少NAD(2023·汕頭二模)間接電解法可對(duì)大氣污染物NO進(jìn)行無(wú)害化處理。其工作原理如圖所示(質(zhì)子膜只允許H＋通過(guò))。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)7A.電極b接電源正極，電解過(guò)程中附近溶液的pH增大C.電解過(guò)程中右側(cè)Na2SO4的濃度增大D.電解過(guò)程中有4molH＋通過(guò)質(zhì)子膜時(shí)，可處理60gNOA(2023·惠州二調(diào))一種采用H2O(g)和N2(g)為原料制備NH3(g)的裝置如圖所示。8下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(

)A.在b電極上，N2被還原B.金屬Ag可作為a電極的材料C.改變工作電源電壓，反應(yīng)速率不變D.電解過(guò)程中，固體氧化物電解質(zhì)中O2－不斷減少A【解析】b電極上N2轉(zhuǎn)化為NH3，N元素的化合價(jià)降低，得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，即N2被還原，A正確；a為陽(yáng)極，若金屬Ag作a的電極材料，則金屬Ag優(yōu)先失去電子，B錯(cuò)誤；改變工作電源的電壓，電流強(qiáng)度發(fā)生改變，反應(yīng)速率也會(huì)改變，C錯(cuò)誤；電解過(guò)程中，陰極電極反應(yīng)式為N2＋3H2O＋6e－===2NH3＋3O2－，陽(yáng)極電極反應(yīng)式為2O2－－4e－===O2，因此固體氧化物電解質(zhì)中O2－不會(huì)改變，D錯(cuò)誤。(2022·合肥三模)由我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)的Mg－Li雙鹽具有較高的電池效率，其工作原理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)9A.放電時(shí)，正極電極反應(yīng)式為FeS＋2e－＋2Li＋===Fe＋Li2SB.充電時(shí)，Mg電極發(fā)生了還原反應(yīng)C.充電時(shí)，每生成1molMg，電解質(zhì)溶液質(zhì)量減少24gD.電解液含離子遷移速率更快的Li＋提高了電流效率C【解析】

放電時(shí)Mg轉(zhuǎn)化為Mg2＋，所以右側(cè)電極為負(fù)極，左側(cè)電極為正極，F(xiàn)eS得電子生成Fe和Li2S，電極反應(yīng)為FeS＋2e－＋2Li＋===Fe＋Li2S，A正確；充電時(shí)Mg2＋轉(zhuǎn)化Mg，被還原，Mg電極發(fā)生了還原反應(yīng)，B正確；充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為Fe＋Li2S－2e－===FeS＋2Li＋，每生成1molMg，消耗1molMg2＋，轉(zhuǎn)移2mol電子，同時(shí)生成2molLi＋，所以電解質(zhì)質(zhì)量減少24g－2×7g＝10g，C錯(cuò)誤；電解液中含離子遷移速率更快的Li＋，增強(qiáng)了導(dǎo)電性，提高了電流效率，D正確。(2017·新課標(biāo)Ⅰ卷)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(

)10A.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C【解析】

犧牲陽(yáng)極法，保護(hù)了鋼管樁，故表面腐蝕電流接近于零，A正確；高硅鑄鐵為陽(yáng)極，則與外加電源的正極相連，鋼管樁為陰極，與外加電源的負(fù)極相連，B正確；高硅鑄鐵為惰性輔助陽(yáng)極，材料不損耗，C錯(cuò)誤；金屬的腐蝕受環(huán)境的影響，故通入的電流要根據(jù)環(huán)境條件的變化及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，D正確。課堂評(píng)價(jià)1.(2023·各地試題重組)下列說(shuō)法正確的是__________(填字母)。

A.電解MgCl2飽和溶液，可制得金屬鎂B.電解法精煉銅時(shí)，以粗銅作陽(yáng)極，純銅作陰極C.冶煉金屬鋁是電解熔融氯化鋁D.電解熔融氯化鈉可得到鈉E.電鍍時(shí)，鍍層金屬跟直流電源的正極相連F.氯堿工業(yè)中，燒堿在陽(yáng)極區(qū)生成G.馬口鐵(鍍錫鐵皮)鍍層破損后鐵更易腐蝕H.可充電電池在充電時(shí)是電解池I.電解制鋁時(shí)，Al2O3的熔點(diǎn)很高，可加入冰晶石降低其熔融溫度

J.用圖1裝置電解精煉鋁K.用圖2所示方法可保護(hù)鋼閘門不被腐蝕BDEGHI【解析】

電解MgCl2溶液得不到金屬鎂，A錯(cuò)誤；精煉銅時(shí)，以粗銅作陽(yáng)極，純銅作陰極，B正確；鋁的冶煉應(yīng)電解熔融氧化鋁，氯化鋁是共價(jià)化合物，熔融狀態(tài)不導(dǎo)電，C錯(cuò)誤；電鍍時(shí)，鍍層金屬作陽(yáng)極，應(yīng)跟直流電源的正極相連，E正確；氯堿工業(yè)中NaOH在陰極區(qū)產(chǎn)生，F(xiàn)錯(cuò)誤；馬口鐵(鍍錫鐵皮)鍍層破損后構(gòu)成原電池，鐵作負(fù)極，腐蝕加劇，G正確；圖1裝置，陰極電極反應(yīng)式為2H2O＋2e===H2↑＋2OH－，得不到鋁，J錯(cuò)誤；圖2所示的是外加電流法，鋼閘門應(yīng)連接電源負(fù)極，K錯(cuò)誤。A.陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)C.需將電解產(chǎn)生的兩種氣體嚴(yán)格分開(kāi)D.理論上，每轉(zhuǎn)移1mole－，可得到22.4LF2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)D3．(2023·福建七市聯(lián)考)應(yīng)用電化學(xué)方法，對(duì)水體消毒并去除余氯，裝置如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(

)A.閉合K1后，可對(duì)池中的水殺菌消毒B.斷開(kāi)K1，閉合K2時(shí)，e－由M極流出C.斷開(kāi)K1，閉合K2后，N極金屬Na不斷累積D.鈉離子交換膜可用質(zhì)子交換膜代替A【解析】

斷開(kāi)K2、閉合K1后，構(gòu)成電解池裝置，M極為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式：2Cl－－2e－===Cl2↑，氯氣進(jìn)入水池消毒，A正確；斷開(kāi)K1、閉合K2時(shí)，構(gòu)成原電池裝置，M極為正極，N極為負(fù)極，e－由N極流出，電極反應(yīng)式：Na－e－===Na＋，N極金屬Na不斷減少，B、C錯(cuò)誤；將鈉離子交換膜換成質(zhì)子交換膜后，H＋會(huì)穿過(guò)膜與N極的Na反應(yīng)，故不可換為質(zhì)子交換膜，D錯(cuò)誤。4.(2021·華南師大附中)下列有關(guān)金屬腐蝕與防護(hù)的說(shuō)法正確的是(

)A.純銀器表面在空氣中因電化學(xué)腐蝕漸漸變暗B.當(dāng)鍍銅鐵制品的鍍層破損時(shí)，鍍層仍能對(duì)鐵制品起保護(hù)作用C.在海輪外殼連接鋅塊保護(hù)外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽(yáng)極法D.可將地下輸油鋼管與外加直流電源的正極相連以保護(hù)它不受腐蝕【解析】

純銀器表面漸漸變暗的原因是因?yàn)槠渑c空氣中的氧氣和水反應(yīng)，屬于化學(xué)腐蝕，A錯(cuò)誤；鍍銅的鐵制品，表面的鍍層被破壞后，銅、鐵與表面附著的電解質(zhì)溶液形成原電池，會(huì)加快鐵的腐蝕，B錯(cuò)誤；在海輪外殼連接鋅塊，保護(hù)外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽(yáng)極法，C正確；想要保護(hù)地下輸油鋼管不被腐蝕，需要將其與電源負(fù)極連接，D錯(cuò)誤。C配套精練1.(2021·廣東卷)鈷(Co)的合金材料廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械制造等領(lǐng)域。水溶液中電解制備金屬鈷的裝置如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(

)A.工作時(shí)，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大B.生成1molCo，Ⅰ室溶液質(zhì)量理論上減少16gC.移除兩交換膜后，石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)不變D【解析】

工作時(shí)，Ⅰ室電極反應(yīng)式：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，pH減??；Ⅲ室電極反應(yīng)式：Co2＋＋2e－===Co，Ⅲ室中的Cl－向Ⅱ室移動(dòng)，Ⅰ室中的H＋向Ⅱ室移動(dòng)，Ⅱ室pH減??；A錯(cuò)誤；生成1molCo，轉(zhuǎn)移2mol電子，Ⅰ室理論上生成

0.5molO2，同時(shí)有2molH＋進(jìn)入Ⅱ室，則Ⅰ室溶液質(zhì)量共減小18g，B錯(cuò)誤；移除兩交換膜后，石墨電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為2Cl－－2e－===Cl2↑，C錯(cuò)誤。2.(2022·廣東卷)以熔融鹽為電解液，以含Cu、Mg和Si等的鋁合金廢料為陽(yáng)極進(jìn)行電解，實(shí)現(xiàn)Al的再生。該過(guò)程中(

)A.陰極發(fā)生的反應(yīng)為Mg－2e－===Mg2＋B.陰極上Al被氧化C.在電解槽底部產(chǎn)生含Cu的陽(yáng)極泥D.陽(yáng)極和陰極的質(zhì)量變化相等C【解析】

電解池中陽(yáng)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，熔融鹽為電解液進(jìn)行電解，陽(yáng)極是含Cu、Mg和Si等的鋁合金廢料，Mg和Al發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，分別生成Mg2＋和Al3＋，Cu和Si不參與反應(yīng)，陰極區(qū)Al3＋得電子生成Al單質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)Al的再生。Mg在陽(yáng)極失電子生成Mg2＋，A錯(cuò)誤；Al在陽(yáng)極上被氧化生成Al3＋，B錯(cuò)誤；陽(yáng)極材料中Cu和Si不參與氧化反應(yīng)，在電解槽底部可形成陽(yáng)極泥，C正確；因?yàn)殛?yáng)極除了鋁參與電極反應(yīng)，鎂也參與了電極反應(yīng)，而陰極只有鋁離子得電子生成鋁單質(zhì)，根據(jù)得失電子守恒及元素質(zhì)量守恒可知，陽(yáng)極與陰極的質(zhì)量變化不相等，D錯(cuò)誤。3.利用電解原理制備Ca(H2PO4)2的裝置如圖所示(M、N均為惰性電極)。下列說(shuō)法正確的是(

)A.M極與電源負(fù)極相連B.常溫下，電解后N極附近溶液pH減小C.膜a、膜c均為陰離子交換膜，膜b為陽(yáng)離子交換膜D.電解時(shí)可獲得副產(chǎn)物NaOH、H2、Cl2D4.利用電解法將CO2轉(zhuǎn)化為CH4的原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(

)A.電解過(guò)程中，H＋由a極區(qū)向b極區(qū)遷移C.電解過(guò)程中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D.電解時(shí)Na2SO4溶液濃度保持不變A5.(2023·佛山二模)過(guò)硫酸銨[(NH4)2S2O8]可用作氧化劑、漂白劑。利用電解法在兩極分別生產(chǎn)過(guò)硫酸銨和過(guò)氧化氫的裝置如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.a為外接電源的負(fù)極C.陰離子交換膜可用陽(yáng)離子交換膜替代D.電解池工作時(shí)，Ⅰ室溶液質(zhì)量理論上逐漸減小C6.(2023·馬鞍山一模)微生物燃料電池(MFC)可以用于光電催化處理污染物(苯酚)的電源，工作原理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.電極a為陽(yáng)極B.電極c上的反應(yīng)式：CH3OH－6e－＋H2O===6H＋＋CO2↑C.右池中的H＋向d電極方向遷移D.處理污染物苯酚1mol，理論上外電路中遷移了20mol電子D【解析】

右池中為甲醇燃料電池，通入甲醇的一極為負(fù)極，即c為負(fù)極，d為正極；左池為電解池，與原電池正極相連的a為陽(yáng)極，b為陰極，A正確；c極為負(fù)極，甲醇失電子，電極反應(yīng)式為CH3OH－6e－＋H2O===6H＋＋CO2↑，B正確；右池為原電池，陽(yáng)離子移向正極，H＋移向d極，C正確；a極電極反應(yīng)式為C6H6O－28e－＋11H2O===6CO2↑＋28H＋，即處理1mol苯酚轉(zhuǎn)移28mol電子，D錯(cuò)誤。A.電極a連接電源的正極B.電極b上發(fā)生反應(yīng)：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－C.通電后右室溶液質(zhì)量減少D.若電解效率為60%，電路中通過(guò)1mol電子時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生1.12L乙烯D【解析】CO2在電極a發(fā)生還原反應(yīng)生成乙烯，電極a是陰極，連接電源的負(fù)極，A錯(cuò)誤；電極b是陽(yáng)極，發(fā)生反應(yīng)：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，B錯(cuò)誤；若電路中轉(zhuǎn)移4mol電子，陽(yáng)極放出1mol氧氣，即32g,4molOH－(即68g)通過(guò)陰離子交換膜由左室移入右室，右室質(zhì)量增加(68－32)g＝36g，C錯(cuò)誤；陰極反應(yīng)式為2CO2＋8H2O＋12e－===C2H4＋12OH－，若電解效率為60%，電路中通過(guò)1mol電子時(shí)，生成乙烯所用的電子為0.6mol，即產(chǎn)生0.05mol乙烯，標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生乙烯的體積為1.12L，D正確。A.充電時(shí)Al電極是陰極D.放電時(shí)電路中每通過(guò)6mole－，電池總質(zhì)量理論上增加28gB9.(2023·湛江二模)一種FeCl3/FeCl2－Cl2雙膜二次電池放電時(shí)的工作原理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.充電時(shí)，M極的電極反應(yīng)式為Fe3＋＋e－===Fe2＋B.X為陽(yáng)離子交換膜，Y為陰離子交換膜D.放電時(shí)，每消耗2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)Cl2，理論上有0.2mol電子通過(guò)用電器B10.(2023·茂名二模)一款可充放電固態(tài)鹵離子穿梭電池工作時(shí)原理如圖所示，Ⅰ室、Ⅱ室、Ⅲ室均為HGPE凝膠聚合物電解質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是(

)A.放電時(shí)，b為正極，發(fā)生還原反應(yīng)B.放電時(shí)，a電極反應(yīng)為FeOCl＋e－===FeO＋Cl－C.交換膜1、2分別為氯離子交換膜和陽(yáng)離子交換膜D.充電時(shí)，每轉(zhuǎn)移1mol電子，b電極增重35.5gB【解析】

Ⅲ室中b極為鋰電極，為放電時(shí)的負(fù)極，發(fā)生反應(yīng)：Li－e－＋Cl－===LiCl，Cl－通過(guò)交換膜2移向Ⅲ室，交換膜2為陰離子交換膜，a極為放電時(shí)的正極，發(fā)生反應(yīng)：FeOCl＋e－===FeO＋Cl－，Cl－通過(guò)交換膜1移向Ⅱ室。放電時(shí)b極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，A錯(cuò)誤；放電時(shí)a極為正極，發(fā)生反應(yīng)：FeOCl＋e－===FeO＋Cl－，B正確；交換膜1和交換膜2均為氯離子交換膜，C錯(cuò)誤；充電時(shí)，b極發(fā)生反應(yīng)：LiCl＋e－===Li＋Cl－，LiCl→Li，質(zhì)量減少，每轉(zhuǎn)移1mol電子，b電極減少35.5g，D錯(cuò)誤。11.(2023·淮南一模)通過(guò)電解廢舊鋰電池中的LiMn2O4可獲得MnO2，電解示意圖如圖，下列說(shuō)法正確的是(

)A.電池工作時(shí)電子從b電極流出，經(jīng)過(guò)電解質(zhì)溶液到達(dá)a電極表面B.接通電源后a極產(chǎn)生的Li＋和Mn2＋，定向移動(dòng)到b極區(qū)C.電解一段時(shí)間后b極區(qū)pH增大D.電極a的電極反應(yīng)：2LiMn2O4＋6e－＋16H＋=