專題08電解池金屬的腐蝕與防護(hù)

目錄

畫考點(diǎn)聚焦：復(fù)習(xí)要點(diǎn)+知識網(wǎng)絡(luò)，有的放矢

重點(diǎn)速記：知識點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)梳理，查漏補(bǔ)缺

用題型歸納：歸納?？紵狳c(diǎn)題型，高效解題

難點(diǎn)強(qiáng)化：難點(diǎn)內(nèi)容標(biāo)注與講解，能力提升

學(xué)以致用：真題感知+提升專練，全面突破

?復(fù)習(xí)要點(diǎn)聚焦

1.電解池的構(gòu)成、工作原理，電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式的書寫。

2.氯堿工業(yè)、電解精煉、電鍍、電冶金等的反應(yīng)原理。

3.金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害以及防止金屬腐蝕的措施。

，知識網(wǎng)絡(luò)聚焦

概念：使電流通過電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）而在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程

（能量變化：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

形成條件:①燈立流電源相連的兩個電極；②電解質(zhì)溶液；③閉合回路

電解池vrI-------Ji_亡］

電解反應(yīng)原理!陽極（弱化反應(yīng)）陰極（還原反應(yīng)）

［陰離子移向卜陽離子移向

（1------電解質(zhì)溶液一1

［氨堿工業(yè)：2、aCl+2H2（）些2Na（）H+H2f+CI2f

應(yīng)用i.概念:應(yīng)用電解原理在某的金屬表面鍍上一薄層兒他金屬或合金的加TT.藝

電鍍形成條件:①鍍件作陰極；②鍍層金屬作陽極；③電鍍液中含有鍍層金屬離子

化學(xué)腐蝕

金屬腐蝕析氫腐蝕

電化學(xué)腐蝕

吸氧腐蝕

金屬的腐蝕與防護(hù);

犧牲陽極法

電化學(xué)防護(hù)

金屬防護(hù)外加電流法

改變金屬材料的組成或覆蓋保護(hù)層等

匡庵匡回

一、電解原理

1、實(shí)驗(yàn)探究:電解CU02溶液

I-0-

石墨

陰極年極濕潤的淀

c=＞典r一粉碘化鉀

電解裝置i即試紙

存在微粒（2產(chǎn)、C「、H'、OH'

通電前

微粒運(yùn)動自由移動

微粒運(yùn)動C-十、丁移向陰極,Q、OH移向陽極

陰極：Cu2++2e-^=Cu

電解過電極反應(yīng)

陽極：2Cl--2e-=Cl2t

程分析

通電后電解反應(yīng)CuCl2=^=Cu+C12t

陰極：茯蓋一層紅色固體

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象陽極：①有氣泡放出：②聞到刺激性的氣味；

③濕潤的淀粉碘化鉀試紙變?yōu)樗{(lán)色

2、電解和電解池

（1）電解：使電流通過一電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）而在陽極、陰極引起一氧化還原反應(yīng)的過程。

（2）電解池：將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置（也稱電解槽）。

（3）電解池的構(gòu)成條件：①直流電源；②兩個電極；③電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)；④形成閉合回路.

3、電解原理

（1）電極反應(yīng)類型：陽極T氧化反應(yīng):陰極T還原反應(yīng)。

（2）電子流向：電源負(fù)極T陰極:陽極一＞電源正極。

（3）電流方向：電源正極T陽極:陰極T電源負(fù)極。

（4）離子流向：陽離子T陰極:陰陽子T陽極。

二、電解原理的應(yīng)用

1、電解飽和食鹽水的原理

NaCl溶液

（1）通電前：溶液通的離子是Na.、Cl、H、Oil。

（2）通電后：①移向陽極的離子是Cl、OK,C「比OFT容易失去電子，被氧化成一氯氣。

（3）陽極：2c「一2€一=0#（氧化反應(yīng)）。

（4）移向陰極的離子是一Na\H,H十比Na十容易得到電子,被還原成氫氣.其中H十是由水電

離產(chǎn)生的。

（5）陰極：2H2O+2e-=H2T+2OH”還原反應(yīng)）。

（6）總反應(yīng)：

由解

化學(xué)方程式為2NaCl+2H20==比1+。2T+2NaOH；

離子方程式為2C「+2H2O=dH2l+C12[+2OH，

2、氯堿工業(yè)生產(chǎn)流程

（1）陽離子交換膜電解槽

Cl2

精制癡iT陷匚1?。ê倭縉aOH）

NaCI溶液交換膜

（2）陽離子交換膜的作用：只允許」kL等陽離子通過，不允許C「、OH一等陰囹子及氣體分子通過,

可以防止陰極產(chǎn)生的氫氣與陽極產(chǎn)生的氯氣混合發(fā)生■爆炸,也能避免氯氣與陰極產(chǎn)生的氫氧化鈉

反應(yīng)而影響氫氧化鈉的產(chǎn)量。

3、氯堿工業(yè)產(chǎn)品及其應(yīng)用

（1）氯堿工業(yè)產(chǎn)品主要有NaOH、Ch、出、_鹽酸、含氯漂白劑。

（2）電解飽和食鹽水為原理的氯堿工業(yè)產(chǎn)品在有機(jī)合成、造紙、玻璃、肥皂、紡織、印染、農(nóng)藥、金

屬冶煉等領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。

4、電鍍與電解精煉

J~~-I-

4r純銅_n一一粗銅

銅片-（陰極）（陽極）

裝置—■■■■■■■Z7-

_銖件二二二二二二七二二二二二

TACTt1

CuSO潞液

CuSO,溶液

精煉

電鍍

陽極材料鍍層金屬Cu粗銅（含鋅、銀、金等雜質(zhì)）

陰極材料鍍件金屬Fc純銅

陽極反應(yīng)Cu-2e==Cu21Zn_2e=Zn2,Cu-2e=Cu”等

陰極反應(yīng)Cu2,4-2e=CuCu"+2e=Cu

溶液變化硫酸銅溶液濃度保持不變Cu”濃度減小，金、銀等金屬沉積形成陽極泥

5、電冶金

（1）金屬冶煉的本質(zhì)：使礦石中的金屬離子獲得電子變成金屬單質(zhì)的過程。如+

（2）電解法用于冶煉較活潑的金屬（如鉀、鈉、鎂、鋁等）,但不能電解其鹽溶液，應(yīng)電解其熔融態(tài)。

三、金屬的腐蝕

1、金屬的腐蝕

（1）概念：金屬或合金與周圍的氣體或液體發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象。其實(shí)質(zhì)是金屬原

子失去電子變?yōu)殛栯x子,金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。

（2）根據(jù)與金屬接觸的氣體或液體不同,金屬腐蝕可分為兩類：

①化學(xué)腐蝕：金屬與其表面接觸的一些物質(zhì)（如Ch、C”、SO?等）直接反應(yīng)而引起的腐蝕。腐蝕的速率隨

溫度升高而加快。

②電化學(xué)腐蝕：當(dāng)不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時會發(fā)生原電池反應(yīng),比較活潑的金屬

發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕。

2、鋼鐵的電化學(xué)腐蝕

類別

項K析氫腐蝕吸氧腐蝕

Fe2?電解師容液二二二二:事。:；F盧麗麗履下二二OH-

--------------

圖形描述

鋼鐵的析氫腐拽示意圖鋼鐵的吸銀腐蝕示意圖

條件水膜酸性較強(qiáng)水膜酸性很弱或呈中性

負(fù)極Fe-2e-----Fe21

正極2H'+2e-=H2fCh+4e-+2H2O=4OH-

總反應(yīng)Fe+2H'=Fe2++H2f2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH及

最終生成鐵銹(主要成分為Fe20TxH2O),反應(yīng)如下：4Fe(OH)2+O2+

后續(xù)反應(yīng)

2H2O=4Fe(OHi3,2Fe(OH)3=Fe2O3AH2O+(3-x)H2O

聯(lián)系通常兩種腐蝕同時存在，但后者更普遍

3、實(shí)驗(yàn)探究：電化學(xué)腐蝕

實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)解釋

四、金屬的防護(hù)

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、鋁制成不銹鋼,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(hù)層

在金屬表面覆蓋致密的將金屬制品與周圍物質(zhì)隔開是一種普遍采用的防護(hù)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、鋁、銀等，利用化學(xué)方法、離了注入法、

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(hù)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(hù)的金屬成為陰極，就不易被腐蝕。

（1）犧牲陽極法

原理：原電池原理

要求：被保護(hù)的金屬作正極，活潑性更強(qiáng)的金屬作上s_。

應(yīng)用：鍋爐內(nèi)壁、船舶外殼、鋼鐵閘門安裝鎂合金或鋅塊。

題型一電解池概念及組成

典例1

1.(2023上?河北石家莊?高二石家莊一中?？茧A段練習(xí))下列裝置或過程能實(shí)現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是

A.銀鋅紐扣電池B.冶煉金屬鈉C.太陽能電池D.天然氣燃燒

【答案】A

【詳解】A.銀鋅紐扣電池為原電池，是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，A符合題意;

B.用電解法冶煉金屬鈉，是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，B不符合題意；

C,太陽能電池是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，C不符合題意：

D.天然氣燃燒是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能和光能，D不符合題意；

故選Ao

題型二電解原理

典例2

2.(2023上?四川成都?高三石室中學(xué)校考階段練習(xí))以柏林綠Fe[Fc(CN)6]為代表的新型可充電鈉離子電池,

其放電工作原理如圖所示。下列說法不正確的是

--------------?---------------

/

修

Fc[Fe(CN)JIMg2a2產(chǎn)

<修

<

<影

<鈉I

影

<離Mg

^NaJelF^CNX.)子

^片

*交

s*換

>箔

.膜

O?

含Na*的有機(jī)電解質(zhì)

A.放電時，Na+通過交換膜從右室移向左室

B.放電時，Mo箔上的電勢比Mg箔上的高

C.充電時\Mg箔接電源的負(fù)極

D.充電時，陰極反應(yīng)式為Fe[Fe(CNM+2Na++2e-=Na2Fe[Fe(CN)6]

【答案】D

【分析】根據(jù)圖示，放電過程中，Mg變成［Mg2CLF+,Mg被氧化，所以Mg箔為負(fù)極，M。箔為正極；則

充電時，Mg箔上發(fā)生還原反應(yīng)，為陰極，M。箔為陽極，由此分析解答。

【洋解】C.放電時為原電池，Na十通過交換膜從右室(負(fù)極)移向左室(正極)，故A正確；

B.放電時，Mg箔為負(fù)極，M。箔為正極，M。箔上的電勢比Mg箔上的高，故B正確：

C.充電時為電解池，Mg箔為電解池陰極，與電源的負(fù)極相連，故C正確；

D.放電時為原電池，Mg箔為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2Mg+2Cl」4e=［Mg2CbF+,則充電時

Mg箔為陰極，發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，陰極反應(yīng)式為［Mg2C12p++4e-=2Mg+4CT,故D錯誤；

故答案選D。

題型三電解飽和食鹽水

典例3

3.實(shí)驗(yàn)室模擬氯堿工業(yè)，用石墨電極電解含有酚配的飽和NaCI溶液，裝置如圖所示，電解過程中b電極

附近酚酸溶液變紅，下列說法不正確的是

C.在電場作用下CI、0H向b極移動

D.b電極附近酚取變紅的原因是：H+放電，導(dǎo)致H?O，H++OH—正向移動，c(OFF)>c(H+j

【答案】C

【分析】電解飽和食鹽水時，a為電解池陽極，發(fā)生：2c「-2e=Cb3b為陰極，發(fā)生2H++2e=H2f,電解

的總反應(yīng)：2cr+2成0鱉H2T+5T+20H-,據(jù)此回答。

【詳解】A.a為電解池陽極，與電源正極相連，故A正確：

B.a為電解池陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)：2Cr-2c=ChT，故B正確；

C.電解池中陰離子移向陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，則電場作用下C「、OH-向陽極移動，故C錯誤；

D.b極為陰極H+放電，促進(jìn)電離平衡H2OWH++OH-正向移動，c(OFT)>c(H+),溶液呈堿性，酚儆變紅，故

D正確；

故選：Co

題型四電鍍

IK例4

4.下列描述中正確的是

A.電解法制氯氣（氯堿工業(yè)），可用鋼網(wǎng)代替碳棒作陽極增大接觸而積

B.電解法制金屬鎂，一般是月熔融態(tài)的氯化鎂進(jìn)行電解，但也可用氯化鎂溶液

C.我國第五套人民幣中的一元硬幣材料為鋼芯鍍銀，在硬幣制作時，鋼芯應(yīng)做陰極

D.用電解法制備高純度的銀，粗銀做陰極，精銀作陽極，陽極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加相等

【答案】C

【詳解】A.用鋼網(wǎng)代替碳棒作陽極，鐵在陽極被氧化，陰極可能生成鐵，故A錯誤；

B.電解氯化鎂溶液陽極生成氧氣，陰極得到氫氣和氫氧化鎂沉淀，不能得到鎂單質(zhì)，故B錯誤；

C.為鋼芯鍍銀，鍍件金屬為陰極，否則不能為鋼芯鍍鍥，故C正確；

D.粗銀做陽極，精銀作陰極，陽極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加不相等，故D錯誤；

故選：Co

題型五金屬的腐蝕

典例5

5.（2021上?北京海淀?高二北京市八一中學(xué)?？计谥校┫聢D所示的實(shí)驗(yàn)，能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?/p>

ABCD

2mLO.lmol-L

KSCN溶液

(

-1

1mLO.OOImol-L食鹽水Na2SO4

FcCh溶液和?浸過的?液

1mLO.OlmolL帙打、

KSCN溶液

研究濃度對化學(xué)平衡的影

驗(yàn)江化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能驗(yàn)證鐵發(fā)生析氫腐蝕設(shè)計簡易氫氧燃料電池

響

【答案】D

【詳解】A.沒有構(gòu)成閉合回路，不能形成池，A錯誤；

B.由稀釋定律可知，向盛有ImLO.OOlmol/LFeCb溶液和ImLO.OImol/LKSCN溶液的混合溶液的試管中加

入2mL0.1mol/LKSCN溶液后溶液體積增大，F(xiàn)eCb溶液濃度降低，KSCN溶液濃度升高，變量不唯?變化，

則無法判斷反應(yīng)物濃度的變化對億學(xué)平衡的影響，B錯誤；

C.鐵釘插在食鹽水中，由于溶液顯中性，所以發(fā)生的是吸氧腐蝕不是析氫腐蝕，C錯誤；

D.連電池構(gòu)成電解池，電解Na2so4溶液產(chǎn)生氫氣和氧氣，斷開電池連K”構(gòu)成原電池，實(shí)現(xiàn)簡易燃料電

池的設(shè)計，D正確：

答案選Do

題型四金屬的防護(hù)

典例6

6.（2023上?北京昌平?高二北京市昌平區(qū)第二中學(xué)?？计谥校┯孟聢D所示的實(shí)驗(yàn)裝置，按下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計不熊

完戊的實(shí)驗(yàn)是

選項實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)設(shè)計

A制備金屬鈉X為石墨棒，水溶液含Na+、C「，開關(guān)K置于A處

B減緩鐵的腐蝕X為鋅棒，水溶液含Na，、CP，開關(guān)K置于B處

C在鐵棒上鍍銅X為銅棒，水溶液含Cu"、SO；',開關(guān)K置于A處

D比較鐵和銅的金屬活動性強(qiáng)弱X為銅棒，水溶液含H+、SOf,開關(guān)K置于B處

【答案】A

【詳解】A.電解氯化鈉溶液生成氫氧化鈉和氫氣、氯氣，不能生成金屬鈉，不能完成實(shí)驗(yàn)，放A符合題

nb,.

思;

B.X為鋅棒，水溶液含Na，C「，開關(guān)K置于B處，鋅比鐵活潑，鋅做負(fù)極、鐵做正極，鐵被保護(hù)，能

完成實(shí)驗(yàn)，故B不符合題意；

C.X為銅棒，水溶液含Ci產(chǎn)、SO；,開關(guān)K.置于A處，銅為陽極發(fā)生氧化反應(yīng)生成銅離子，鐵為陰極，

銅離子在陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成銅，實(shí)現(xiàn)在鐵棒上鍍銅，能完成實(shí)驗(yàn)，故c不符合題意；

D.X為銅棒，水溶液含H+、SO：,開關(guān)K置于B處，形成原電池，鐵做負(fù)極被溶解、銅做正極表面生成

氫氣，說明鐵的金屬活動性比銅強(qiáng)，能完成實(shí)驗(yàn)，故D不符合題意；

故選Ao

畫蜀匣隨

強(qiáng)化一電解池電極反應(yīng)式的書寫

?步驟

一：判斷電解池的陰陽極，與直流電源負(fù)極相連

判7的為陰極,與直流電源正極相連的為陽極

二」看清電解池的陽極材料是惰性電極還是活性

看7電極（除Au、Pl外的金屬為活性電極）

活性電極：電極材料失電了，生成相應(yīng)

的金屬陽掰子

川

極惰性電極：陰離子失電子,生成相應(yīng)的

單質(zhì)或高價化合物（陰離子放電順序：$2-

>r>Br>C「>OH->含氧酸根離T>F'）

寫

陽離子得電子，生成相應(yīng)的單質(zhì)或低價

陰化合物[陽離子放電順序：Ag+>Fc3+>Cu2*

吸>H*（^）>Fc2+>Zn2+>H+（zK?Al3+>Mg2+>

Na*>Ca2+>K+]

?注意事項

①丹寫電解池的電極反應(yīng)式時，可以用實(shí)際放電的離子表示，但書寫電解池的總反應(yīng)時，H2。要寫成分子

式。如用惰性電極電解食鹽水時，陰極反應(yīng)式為2H++2e-=H2T（或2H2O+2e-=H2T+2OHD,總反應(yīng)

電解

式為2Cr+2H2O^=2OH-+H2f+C12T。

②陰極不管是什么材料，電極本身都不反應(yīng)，一定是溶液（或熔融電解質(zhì)）中的陽離子放電。

③電解水溶液時，K+?AP+不可能在陰極放電，即不可能用電解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al

等金屬。

強(qiáng)化二電化學(xué)綜合計算的三種常用方法

?根據(jù)總反應(yīng)式計算

先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例關(guān)系進(jìn)行計算。

?根據(jù)電子守恒計算

①用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計算，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算。

?根據(jù)關(guān)系式計算

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)建計算所需的關(guān)系式。

如以通過4moi廣為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式：

-

4e?2cI2（即2、k）?（%?2H2?2CU?4Ag?-^~M

陽極產(chǎn)物陰極產(chǎn)物

（其中M為金屬，〃為其離子的化合價數(shù)值）

該關(guān)系式具有總攬電化學(xué)計算的作用和價值，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的電化

學(xué)計算問題。

強(qiáng)化三判斷金屬腐蝕快慢的方法

?對同一電解質(zhì)溶液來說，腐蝕的快慢：電解池原理引起的腐蝕,原電池原理引起的腐蝕〉化學(xué)腐蝕,有防護(hù)

措施的腐蝕。

?對同一金屬來說，腐蝕的快慢：強(qiáng)電解質(zhì)溶液中〉弱電解質(zhì)溶液中〉非電解質(zhì)溶液中。（濃度相同）

?活潑性不同的兩種金屬，活潑性差異越大，腐蝕越快。

。對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)濃度越大，金屬腐蝕速率越快。

?真題感知

1.（2023?廣東?統(tǒng)考高考真題）用一種具有“卯樣''結(jié)構(gòu)的雙極膜組裝電解池（下圖），可實(shí)現(xiàn)大電流催化電解

KNO,溶液制氨。工作時，也0在雙極膜界面處被催化解離成H+和OH,有利于電解反應(yīng)順利進(jìn)行。下列

說法不正確的是

A.電解總反應(yīng)：KN03+3H20=NH3-H2O+2O2T+KOH

B.每生成1molNHrH/）,雙極膜處有9moi的Hq解離

C.電解過程中，陽極室中KOH的物質(zhì)的量不因反應(yīng)而改變

D.相比于平面結(jié)構(gòu)雙極膜，“卯樺”結(jié)構(gòu)可提高氨生成速率

【答案】B

【分析】由信息大電流催化電解KNOj溶液制氨可知，在電極a處KN（%放電生成N&,發(fā)生還原反應(yīng)，故

電極a為陰極，電極方程式為NO；+8e+7HqnNH/Hq+gOH"電極b為陽極，電極方程式為

40H-4e=O2T+2H2O,“卯樺”結(jié)構(gòu)的雙極膜中的H'移向電極a,OH一移向電極b。

【詳解】A.由分析中陰陽極電極方程式可知，電解總反應(yīng)為KNO3+3H2O=NH3?H2O+2O2T+KOH,故A

正確；

B.每生成ImolNl^Hq,陰極得8moi廣，同時雙極膜處有8moiH*進(jìn)入陰極室，即有8moi的也0解離，

故B錯誤：

C.電解過程中，陽極室每消耗4moiOH，同時有4moiOH-通過雙極膜進(jìn)入陽極室，KOH的物質(zhì)的量不因

反應(yīng)而改變，故C正確；

D.相比于平面結(jié)構(gòu)雙極膜，“卯禪”結(jié)構(gòu)具有更大的膜面積，有利于H20被催化解離成和0H,可提高

氨生成速率，故D正確；

故選B。

2.（2023?廣東?統(tǒng)考高考真題）利用活性石墨電極電解飽和食鹽水，進(jìn)行如圖所示實(shí)驗(yàn)。閉合此，一段時間

后

,A--

淀粉Kiifi液但和。鹽未

A.U型管兩側(cè)均有氣泡冒出，分別是C1?和。2B.a處布條褪色，說明C1?具有漂白性

C.b處出現(xiàn)藍(lán)色，說明還原性：cr>「D.斷開K1,立刻閉合S，電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn)

【答案】D

【分析】閉合降，形成電解池，電解飽和食鹽水，左側(cè)為陽極，陽極氯離子失去電子生成氯氣，電極反應(yīng)

電解

為2C「一2e-=C12T，右側(cè)為陰極，陰極電極反應(yīng)為2H++2mH23總反應(yīng)為2NaCl+2H2。==2NaOH+H2t+Cl2t,

據(jù)此解答.

【詳解】A.根據(jù)分析，U型管兩側(cè)均有氣泡冒出，分別是Cl?和H?,A錯誤；

B.左側(cè)生成氯氣，氯氣遇到水生成HC1O,具有漂白性，則a處布條褪色，說明HC1O具有漂白性，B錯

誤；

C.b處出現(xiàn)藍(lán)色,發(fā)生C12+2KI=l2+2KCL說明還原性：I>C1,C錯誤;

D.斷開降，立刻閉合降，此時構(gòu)成氫氯燃料電池，形成電流，電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn)，D正確；

故選D。

3.（2023?北京?統(tǒng)考高考真題）回收利用工業(yè)廢氣中的CO?和SQ，實(shí)驗(yàn)原理示意圖如下。

co：

離f交換膜,裝置b

下列說法不正確的是

A.廢氣中SO2排放到大氣中會形成酸雨

B.裝置a中溶液顯堿性的原因是HCO3的水解程度大于HCO.的電離程度

C.裝置a中溶液的作用是吸收廢氣中的CO?和SO?

D.裝置b中的總反應(yīng)為SO；+CO2+H2O-HCOOH+SO；-

【答案】c

【詳解】A.so?是酸性氧化物，廢氣中SO2排放到空氣中會形成硫酸型酸雨，故A正確；

B.裝置a中溶液的溶質(zhì)為NaHCO」溶液顯堿性，說明HCO；的水解程度大于電離程度，故B正確；

C.裝置a中NaHCOs溶液的作用是吸收SO2氣體，CO2與NaHCO、溶液不反應(yīng)，不能吸收CO「故C錯誤;

D.由電解池陰極和陽極反應(yīng)式可知，裝置b中總反應(yīng)為SC^+COz+H?。里艙HCOOH+SO；,故D正確;

選C。

4.（2023?浙江?統(tǒng)考高考真題）氯堿工業(yè)能耗大，通過如圖改進(jìn)的設(shè)計可大幅度降低能耗，下列說法不可碰

的是

-----------1電源I----------

電極A離節(jié)換膜電極B

*tUtI5

飽和NaCl溶液H,O（含少最NaOH）

A.電極A接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)

B.電極B的電極反應(yīng)式為：2H2O+2e=H2t+2OH-

C.應(yīng)選用陽離子交換膜，在右室獲得濃度較高的NaOH溶液

D.改進(jìn)設(shè)計中通過提高電極B上反應(yīng)物的氧化性來降低電解電壓，減少能耗

【答案】B

【詳解】A.電極A是氯離子變?yōu)槁葰?，化合價升高，失去電子，是電解池陽極，因此電極A接電源正極，

發(fā)生氧化反應(yīng)，故A正確；

B.電極B為陰極，通入氧氣，氧氣得到電子，其電極反應(yīng)式為：2H2O+4e+O2-4OH-,故B錯誤；

C.右室生成氫氧根，應(yīng)選用陽離子交換膜，左邊的鈉離子進(jìn)入到右邊，在右室獲得濃度較高的NaOH溶液，

故C正確：

D.改進(jìn)設(shè)計中增大了氧氣的量,梃高了電極B處的氧化性，通過反應(yīng)物的氧化件來降低電解電壓，減少能

耗，故D正確。

綜上所述，答案為B。

5.（2023?重慶?統(tǒng)考高考真題）電化學(xué)合成是一種綠色高效的合成方法。如圖是在酸性介質(zhì)中電解合成半胱

氨酸和煙酸的示意圖。下列敘述竄誤的是

NH，

質(zhì)

L胱氨酸惰

惰『CHCH-COOH

子

3-甲基I此咤性

性

交

s—CH—CH—COOH電

電、

換

極

極

NIU膜COOH/b

aNR2

HS—CH，—111—COOH半胱氨酸煙酸

A.電極a為陰極

B.H+從電極b移向電極a

C%^/COOH

+

+2H2O-6e=/+6H

D.生成3niol半胱氨酸的同a時生成Imol煙酸

【答案】D

【分析】該裝置是電解池，電極b上3-甲基毗咤轉(zhuǎn)化為煙酸過程中，加氧少氫，，發(fā)生氧化反應(yīng)，則b為陽極,

NH2

COOH

S—H2C—CH-NH2

a為陰極，陰極電極反應(yīng)式為］+2e-+2H+=2I____

S—H.C—CH-COOHHS—H2C—CH—COOH

I

NH）

【詳解】A.a極上硫元素化合價升高，a為陰極，A正確；

B.電解池中陽離子移向陰極，則H+移向a電極，B正確；

C.電極b上3-甲基毗暖轉(zhuǎn)化為煙酸過程中發(fā)生氧化反應(yīng)，在酸性介質(zhì)中電極反應(yīng)式為:

仁/照八JOOH

-+正確:

H]+2H2O-6e=l||+6H,C

4/COOH

NH2

D.根據(jù)電子守恒可得關(guān)系式：『~6e-~6I,因此生成

1N"HS—H2C—CH—COOH

6mol半胱氨酸的同時生成Imol煙酸，D錯誤；

故選：D。

【點(diǎn)睛】

6.（2023?重慶?統(tǒng)考高考真題）下列實(shí)驗(yàn)裝置或操作能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?/p>

【答案】B

【詳解】A.氯化錢受熱分解為氨氣和氯化氫，兩者遇冷又會生成氯化鏤，不適合制取氨氣，A不符合題意;

B.轉(zhuǎn)移溶液時玻璃棒應(yīng)該伸入容量瓶刻度線以下，正確，B符合題意；

C.保護(hù)鐵件應(yīng)該連接比鐵更活潑的金屬使得鐵被保護(hù)，而不是連接惰性電極石墨，C不符合題意；

D.NO會與空氣中氧氣反應(yīng)，不適合排空氣法收集，D不符合題意；

故選B.

7.12023.遼寧?統(tǒng)考高考真題）某無隔膜流動海水電解法制H,的裝置如下圖所示，其中高選擇性催化劑PRT

可抑制產(chǎn)生。下列說法正確的是

A.b端電勢高于a端電勢B.理論上轉(zhuǎn)移2moie-生成4gH2

+

C.電解后海水pH下降D.陽極發(fā)生：Cr+H2O-2e=HClO+H

【答案】D

【分析】根據(jù)圖示，鈦網(wǎng)上海水中。-、H20發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成HQO、02,鈦網(wǎng)為陽極，電極反

應(yīng)式為CHH9-2e-=HQ0+H-,鈦箔上生成H?,鈦箔上生成H2的電極反應(yīng)為2H++2仁=比3鈦箔為陰極，

電解

高選擇性催化劑PRT可抑制02產(chǎn)生，電解的主要總反應(yīng)為Cr+2H2O=HClO+HzT+OH-,以此解題。

【詳解】A.由分析可知，a為正極，b電極為負(fù)極，則a端電勢高于b端電勢，A錯誤；

B.右側(cè)電極上產(chǎn)生氫氣的電極方程式為：2H++2c=H23則理論上轉(zhuǎn)移2moiy生成2gH〉B錯誤；

電解

:=

C.由分析可知，電解的主要總反應(yīng)為CH2H2。=HCIO+H2t+OH-?電解后海水中OH濃度增大，pH±

升，C錯誤；

D.由圖可知，陽極上的電極反應(yīng)為：CH-H￡）-2e=HCIO+H+,D正確；

故選Do

8.12023?全國?統(tǒng)考高考真題）用可再生能源電還原CO?時，采用高濃度的K+抑制酸性電解液中的析氫反應(yīng)

來提高多碳產(chǎn)物（乙烯、乙醇等）的生成率，裝置如下圖所示。下列說法正確的是

質(zhì)

子

交

換

膜

C2H4，GHQH

風(fēng)能

A.析氫反應(yīng)發(fā)生在IrOx-Ti電極上

B.CT從Cu電極遷移到IrO「Ti電極

+

C.陰極發(fā)生的反應(yīng)有：2CO2+12H+12e=C2H4+4H2O

D.每轉(zhuǎn)移Imol電子，陽極生成I1.2L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）

【答案】C

【分析】由圖可知，該裝置為電解池，與直流電源正極相連的kOx-Ti電極為電解池的陽極，水在陽極失去

電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子，電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=O2f+4H+,銅電極為陰極，酸性條件下二氧

化碳在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成乙烯、乙醇等，電極反應(yīng)式為2co2+12H++12e、C2H4+4H8、

2CO2+12H*+12e=C2H5OH+3H2O,電解池工作時，氫離子通過質(zhì)子交換膜由陽極室進(jìn)入陰極室。

【詳解】A.析氫反應(yīng)為還原反應(yīng)，應(yīng)在陰極發(fā)生，即在銅電極上發(fā)生，故A錯誤；

B.離子交換膜為質(zhì)子交換膜，只允許氫離子通過，C卜不能通過，故B錯誤；

C.由分析可知，銅電極為陰極，酸性條件下二氧化碳在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成乙烯、乙醇等，電

+

極反應(yīng)式有2CO2+12H+12e=C2H4+4H2O,故C正確；

D.水在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子，電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=O2T+4H+,每轉(zhuǎn)移1mol

電子，生成0.25molO2,在標(biāo)況下體積為5.6L,故D錯誤；

答案選C。

9.(2022?遼寧?統(tǒng)考高考真題)如圖，c管為上端封口的量氣管，為測定乙酸溶液濃度，量取10.(X)mL待測

樣品加入b容器中，接通電源，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。下列說法正確的是

電算

A.左側(cè)電極反應(yīng)；2H2O-4e=O2T+4H^

B.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時，b中溶液紅色恰好褪去

C.若c中收集氣體11.20mL,則樣品中乙酸濃度為O.lmolL"

D.把鹽橋換為U形銅導(dǎo)線，不影響測定結(jié)果

【答案】A

【分析】本裝置為電解池，左側(cè)陽極析出氧氣，右側(cè)陰極析出氫氣，據(jù)此分析解題。

【詳解】A.左側(cè)陽極析出氧氣，左側(cè)電極反應(yīng)：2H2O-4e=O2?+4H\A正確；

B.右側(cè)電極反應(yīng)2cH3co0H+2e-=H2T+2CH3co0-，反應(yīng)結(jié)束時溶液中存在CH3COO,水解后溶液顯堿性,

故溶液為紅色，B錯誤；

C.若c中收集氣體11.20mL,若在標(biāo)況下，c中收集氣體的物質(zhì)的量為0.5xl0-3mol,轉(zhuǎn)移電子量為

31

0.5x10-3molx4=2xl0-3mol,故產(chǎn)生氫氣：IxlO^mol,則樣品中乙酸濃度為:2x1O^mol^10^10=0.2mol-L,

并且題中未給定氣體狀態(tài)不能準(zhǔn)確計算，C錯誤；

D.鹽橋換為U形銅導(dǎo)線則不能起到傳遞離子使溶液呈電中性的效果，影響反應(yīng)進(jìn)行，D錯誤；

答案選A。

1().(2023?江蘇?統(tǒng)考高考真題)空氣中CO?含量的控制和CO?資源利用具有重要意義。

⑴燃煤煙氣中CO：的捕集可通過如下所示的物質(zhì)轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)。

含CO2煙氣CO：

"吸收''后所得的KHCO,溶液與石灰乳反應(yīng)的化學(xué)方程式為.;載人航天器內(nèi)，常用LiOH固體而很

少用KOH固體吸收空氣中的CO?,其原因是

⑵合成尿素［COlNHj］是利用CO?的途徑之一。尿素合成主要通過卜.列反應(yīng)實(shí)現(xiàn)

反應(yīng)I:2NH3(g)+CO2(g)=NH2COONH4(1)

反應(yīng)n：NH2COONH4(I)=CO(NH2)2(I)+H2O(I)

①密閉體系中反應(yīng)I的平衡常數(shù)(K)與溫度的關(guān)系如圖甲所示，反應(yīng)I的M.(填“=0”或“>0”或

y”)。

甲

②反應(yīng)體系中除發(fā)生反應(yīng)I、反應(yīng)n外，還發(fā)生尿素水解、尿素縮合生成縮二服［(NH2c0)2附］和尿素轉(zhuǎn)

化為氟酸錢(NHQCN)等副反應(yīng)。尿素生產(chǎn)中實(shí)際投入NH,和CO2的物質(zhì)的量之比為

/2(NH5)：/2(CO2)=4:1,其實(shí)際投料比值遠(yuǎn)大于理論值的原因是,

⑶催化電解吸收CC)2的KOH溶液可將CO?轉(zhuǎn)化為有機(jī)物。在相同條件下，恒定通過電解池的電量，電解得

到的部分還原產(chǎn)物的法拉第效率(F￡%)隨電解電壓的變化如圖乙所示。

60

一（生成還原產(chǎn)物X所需要的電量）

Q總（電解過程中通過的總電同

其中，n表示電解生成還原產(chǎn)物X所轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的最，F(xiàn)表示法拉第常數(shù)。

①當(dāng)電解電壓為UN時，電解過程中含碳還原產(chǎn)物的FE%為0,陰極主要還原產(chǎn)物為_________（填化學(xué)式）。

②當(dāng)電解電壓為U2V時，陰極由HCO；生成CH4的電極反應(yīng)式為。

③當(dāng)電解電壓為UN時，電解生成的CjH,和HCOO-的物質(zhì)的量之比為（寫出計算過程）。

【答案】（1）KHCOy+Ca（OA7）,=CaCO.+KOH+H2O相同質(zhì)量的LiOH固體可吸收更多二氧化碳

（2）<0適當(dāng)抑制副反應(yīng)的發(fā)生，尿素中氮碳比小于副產(chǎn)物中縮二腺的氮碳比，氨氣與二氧化碳的投料

比越大，二氧化碳轉(zhuǎn)化率越高

（3）H2”CO；+8e+6Hq=CHAT+9OHn￡10//CO；+8e-=CH,T+9CO；+3也0每生成Imol

GH4轉(zhuǎn)移⑵noIe,每生成1010114（200轉(zhuǎn)移20101￡,故電解生成的C2H?和HCOCT的物質(zhì)的量之比為

24%8%

----；----=11：2O

122

【詳解】（1）由圖可知“吸收”后所得的KHCO,溶液與石灰乳反應(yīng)生成碳酸鈣用丁煨燒產(chǎn)生二氧化碳，產(chǎn)物

KOH可回收利用，故化學(xué)方程式為A7/CO3+Ca（O”）2=CaCq+KO”+H2O。載人航天器內(nèi)，常用LiOH

固體而很少用KOH固體吸收空氣中的CO?的原因?yàn)橄嗤|(zhì)量的LiOH固體可吸收更多二氧化碳。

（2）由圖可知升高溫度反應(yīng)I的IgK減小，說明溫度升高平衡逆向移動，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，其△“<0。

實(shí)際投料比值遠(yuǎn)大于理論值的原因是適當(dāng)抑制副反應(yīng)的發(fā)生，尿素中氮碳比小于副產(chǎn)物中縮二服的氮碳比,

氨氣與二氧化碳的投料比越大，二氧化碳轉(zhuǎn)化率越高。

（3）當(dāng)電解電壓為q