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第17讲 电解池（解析版）
1．理解电解池的构成、工作原理及应用。
2．能书写电极反应和总反应方程式。
3．能根据电子守恒规律，对电解池进行计算。
4．了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。
考点一：电解池
1．电解与电解池
(1)示例探究(电解CuCl2溶液)
总反应方程式：CuCl2 Cu＋Cl2↑。
总反应离子方程式：Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑。
(2)电解池工作原理
①电解：使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。在此过程中，电能转化为化学能。
②电解池：电能转化为化学能的装置，其构成条件：a.外接电源；b.电极插入电解质溶液或熔融电解质；c.闭合回路。
③电解池工作原理示意图
总结
①电子流向：电源负极→阴极，阳极→电源正极
②离子移动方向：阳离子移向阴极，阴离子移向阳极
③电流闭合：电源正极→阳极→溶液→阴极→电源负极
2．电极上离子放电顺序
(1)阴极：与电极材料无关。氧化性强的先放电，放电顺序：
(2)阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。若是惰性电极作阳极，放电顺序：
总结
①放电指的是电极上的得、失电子。
②活性电极指的是除去Au、Pt以外的金属，惰性电极指的是Pt、Au、C电极，不参与电极反应。
③阴极材料若为金属电极，一般是增强导电性但不参与反应。
3．惰性电极电解电解质溶液的四种类型
(1)电解溶剂水
电解质类型 电极反应式及总反应式 电解质 溶液浓度 溶液 pH 电解质 溶液复原
含氧酸，如H2SO4 阴极：4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－ 阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 总反应式：2H2O2H2↑＋O2↑ 增大 减小 加水
可溶性强碱，如NaOH 增大
活泼金属含氧酸盐，如KNO3 不变
(2)电解溶质
电解质类型 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 溶液pH 电解质溶液复原
无氧酸，如HCl 阴极：2H＋＋2e－===H2↑ 阳极：2Cl－－2e－=== Cl2↑ 总反应式：2HClH2↑＋Cl2↑ 减小 增大 通入HCl气体
不活泼金属无氧酸盐，如CuCl2 阴极：Cu2＋＋2e－=== Cu 阳极：2Cl－－2e－=== Cl2↑ 总反应式：CuCl2 Cu＋Cl2↑ 加入CuCl2固体
(3)电解溶质和溶剂水，生成H2和碱
电解质(水溶液) 电极反应式及总反应式 电解质浓度 溶液pH 溶液复原
活泼金属的无氧酸盐 (如NaCl) 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 总反应式： 2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－ 生成新电解质 增大 通入HCl气体
(4)电解溶质和溶剂水，生成O2和酸
电解质(水溶液) 电极反应式及总反应式 电解质浓度 溶液pH 溶液复原
不活泼金属的 含氧酸盐[如CuSO4] 阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu 总反应式： 2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋ 生成新电解质 减小 加CuO或CuCO3
总结
电解后电解质溶液复原遵循“少什么补什么”原则，如电解NaCl溶液少的H和Cl，通入HCl复原，电解CuSO4溶液少的是Cu和O，补CuO复原等。
4.电极反应式和电解方程式的书写要点
(1)做到“三看”，正确书写电极反应式
①一看电极材料，若是金属(Au、Pt除外)作阳极，金属一定被电解(注：Fe生成Fe2＋)。
②二看电解质，电解质是否参与电极反应。
③三看电解质状态，是熔融状态，还是水溶液。
(2)规避“两个”失分点
①书写电解池中电极反应式时，可以以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式，且注明“电解”条件。
②电解水溶液时，应注意放电顺序中H＋、OH－之后的离子一般不参与放电。
【典例1】如图所示，x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无味的气体放出，符合这一情况的是(　　)
选项 a极板 b极板 x电极 z溶液
A 锌 石墨 负极 CuSO4
B 石墨 石墨 负极 NaOH
C 银 铁 正极 AgNO3
D 铜 石墨 负极 CuCl2
答案：A　
解析：由题意知a极板质量增加，a应为阴极，则b为阳极，x为电源负极，y为电源正极，参考各个选项知，A项符合，电解时，a极板有Cu附着，b极板有O2放出；B项不符合，电解时a极板无质量变化；C项不符合，阳极为Fe，为活性电极，电解时Fe在阳极放电溶解，无气体生成；D项不符合，电解时，Cl－在阳极放电生成Cl2，Cl2为黄绿色有刺激气味的气体。
【典例2】将两个铂电极插入500 mL CuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064 g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为(　　)
A．4×10－3 mol·L－1 B．2×10－3 mol·L－1 C．1×10－3 mol·L－1 D．1×10－7 mol·L－1
答案：A
解析：根据电解规律可知，阴极反应：Cu2＋＋2e－===Cu，增重0.064 g，应是Cu的质量，设溶液中H＋的物质的量为x；根据总反应式：
2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋
2×64 g 4 mol
0.064 g x
解得x＝0.002 mol，溶液中c(H＋)＝＝4×10－3 mol·L－1。
【典例3】按要求书写电极反应式和总反应方程式：
(1)用惰性电极电解MgCl2溶液
阳极反应式：________________________________________________；
阴极反应式：________________________________________________；
总反应离子方程式：__________________________________________。
(2)用Al作电极电解NaOH溶液
阳极反应式：_____________________________________________；
阴极反应式：_____________________________________________；
总反应离子方程式：________________________________________。
(3)以铝材为阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜
阳极反应式：_________________________________________；
阴极反应式：__________________________________________；
总反应方程式：________________________________________。
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－
2Al＋2H2O＋2OH－2AlO＋3H2↑
(3)2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋
6H＋＋6e－===3H2↑
2Al＋3H2OAl2O3＋3H2↑
【典例4】焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题：
制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为_________________，电解后，________室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。
答案：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑　a
解析：装置图中左侧与电源正极相连，为三室膜电解槽的阳极，由于阳极室的溶液为稀硫酸，故阳极发生的反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，生成的H＋穿过阳离子交换膜进入a室与SO2碱吸收液中的SO反应生成HSO，则a室中NaHSO3浓度增加。
考点二：电解原理的应用
1．电解饱和食盐水
(1)电极反应
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(反应类型：氧化反应)，
阴极：2H2O＋2e－===H2↑+2OH-(反应类型：还原反应)。
(2)总反应方程式
①化学方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
②离子方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。
(3)应用：氯碱工业——制Cl2、H2和NaOH
①阳离子交换膜的作用
阻止OH－进入阳极室与Cl2发生副反应：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O，阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。
②a、b、c、d加入或取出的物质分别是精制饱和NaCl溶液、含少量NaOH的水、淡盐水、NaOH溶液；X、Y分别是Cl2、H2。
2．电镀和电解精炼铜
电镀(铁制品上镀Cu) 电解精炼铜
阳极 电极材料 镀层金属铜 粗铜(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质)
电极反应 Cu－2e－===Cu2＋ Cu－2e－===Cu2＋、 Zn－2e－===Zn2＋、 Fe－2e－===Fe2＋、 Ni－2e－===Ni2＋
阴极 电极材料 待镀铁制品 精铜
电极反应 Cu2＋＋2e－===Cu
电解质溶液 含Cu2＋的盐溶液
电解精炼铜时，粗铜中的Ag、Au等不反应，沉积在电解池底部形成阳极泥
总结
电镀Cu时，电镀液CuSO4浓度不变，电解精炼Cu时，电解液浓度变小。
3．电冶金
本质为Mn＋＋ne－===M，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↑ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2Na＋＋2e－===2Na
冶炼镁 MgCl2(熔融) Mg＋Cl2↑ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：Mg2＋＋2e－===Mg
冶炼铝 2Al2O3(熔融) 4Al＋3O2↑ 阳极：6O2－－12e－===3O2↑ 阴极：4Al3＋＋12e－===4Al
总结
①工业上不能电解熔融MgO、AlCl3制Mg和Al。
②冶炼Al时用冰晶石作Al2O3的溶剂。
【典例1】金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性Fe2＋A．阳极发生还原反应，其电极反应式为Ni2＋＋2e－===Ni
B．电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量一定相等
C．电解后，电解槽底部的阳极泥中含有Cu和Pt
D．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋
答案：C
解析：
A项，电解法制备高纯度的镍，粗镍作为阳极，金属按还原性顺序Zn>Fe>Ni>Cu>Pt发生氧化反应，电极反应依次为Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e－===Ni2＋，错误；B项，电解过程中，阳极Zn、Fe、Ni溶解，Cu、Pt沉积到电解槽底部，阴极只析出Ni，结合两极转移的电子数相等，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量不一定相等，错误；C项，Cu和Pt还原性比Ni弱，不能失去电子，以单质沉淀的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥，正确；D项，电解后，溶液中存在的金属阳离子除了Fe2＋、Zn2＋外，还有Ni2＋，错误。
【典例2】一种新型的电解废水处理技术是以活性炭为电极板和粒子凝胶颗粒填充的电解装置(如图所示)。该装置电解过程中产生的羟基自由基(·OH)氧化能力极强，能氧化苯酚生成CO2、H2O。下列说法错误的是(　　)
A．阳极电极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
B．H＋通过离子交换膜向阴极移动
C．苯酚被氧化的化学方程式为C6H5OH＋28·OH===6CO2↑＋17H2O
D．每转移0.7 mol e－两极室共产生气体体积为11.2 L(标准状况)
答案：A
解析：
根据题给信息可知，阳极上产生羟基自由基，故阳极反应为H2O－e－===·OH＋H＋，A项错误；H＋通过离子交换膜向阴极移动，B项正确；苯酚被羟基自由基氧化为CO2、H2O，配平化学方程式为C6H5OH＋28·OH===6CO2↑＋17H2O，C项正确；阴极反应式为 2H＋＋2e－===H2↑，转移0.7 mol电子，阴极产生0.35 mol H2，阳极反应式为H2O－e－===·OH＋H＋，转移0.7 mol电子，生成0.7 mol·OH，由C6H5OH＋28·OH===6CO2↑＋17H2O可知，0.7 mol·OH参加反应，生成0.15 mol CO2，故两极室共产生0.5 mol气体，在标准状况下体积为11.2 L，D项正确。
【典例3】氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下：
依据上图，完成下列填空：
(1)在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生反应的电极反应式为___________，与电源负极相连的电极附近，溶液pH________(选填“不变”“升高”或“下降”)。
(2)为有效除去工业食盐中含Ca2＋、Mg2＋、SO杂质，加入试剂的合理顺序为________(多选)。
A．先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂
B．先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3
C．先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3
答案：(1)2Cl－－2e－===Cl2↑　升高　(2)BC
解析：　
(1)电解饱和食盐水，与电源正极相连的电极为阳极，电极反应式是2Cl－－ 2e－===Cl2↑；与电源负极相连的电极为阴极，电极反应式是2H＋＋2e－===H2↑，消耗H＋，产生OH－，所以溶液的pH升高。
(2)除去杂质时加入Ba2＋和OH－，无先后之分，但Na2CO3一定要在最后加入，因为CO还要除去多余的Ba2＋，过滤沉淀后加入适量HCl，即认为NaCl被提纯，选BC。
考点三：金属的腐蚀与防护
1．金属的腐蚀
(1)金属腐蚀的本质
金属原子失去电子变成金属阳离子，金属发生氧化反应。
(2)金属腐蚀的类型
①化学腐蚀与电化学腐蚀
类型 化学腐蚀 电化学腐蚀
条件 金属与接触到的物质直接反应 不纯金属接触到电解质溶液发生原电池反应
本质 M－ne－===Mn＋ M－ne－===Mn＋
现象 金属被腐蚀 较活泼金属被腐蚀
区别 无电流产生 有微弱电流产生
联系 电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多，腐蚀速率更快，危害也更严重
②析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以钢铁的腐蚀为例)
类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀
条件 水膜酸性较强(pH≤4.3) 水膜酸性很弱或呈中性
电极反应 负极 Fe－2e－===Fe2＋
正极 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－
总反应式 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
联系 吸氧腐蚀更普遍
铁锈的形成：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，
2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O。
2．金属的防护
(1)改变金属材料的组成：制成合金(如不锈钢)。
(2)在金属表面覆盖保护层：①喷涂油漆、矿物性油脂或覆盖搪瓷、塑料等；②电镀一层金属；③发蓝处理；④阳极氧化处理铝制品，形成钝化膜等。
(3)电化学保护法
①牺牲阳极法：原电池原理，外接活泼金属作极(阳极)使被保护金属作极(阴极)。
②外加电流法：电解原理，被保护金属作极，用惰性电极作辅助极。通电后强制电子流向被保护的金属设备，使金属表面腐蚀电流降至零或接近零。从而使金属受到保护。
方法技巧
判断金属腐蚀快慢的方法
(1)对同一电解质溶液来说，腐蚀的快慢：电解池原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
(2)对同一金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中。(浓度相同)
(3)活泼性不同的两种金属，活泼性差异越大，腐蚀越快。
(4)对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀速率越快。
【典例1】钢铁防护方法有多种，图中的方法描述正确的是(　　)
A．b为电源负极
B．该方法是牺牲阳极法
C．电子流向：a→钢铁闸门→辅助电极→b→a
D．电源改用导线连接进行防护时，辅助电极发生氧化反应
答案：D
解析：　
A项，在外加电流法中，钢铁作电解池的阴极，即a为电源的负极，则b为电源的正极，故A错误；从题图示可知，由于有外加电源，故此为外加电流法，故B错误；C项，在电解池中，电子由电解池的阳极→电源的正极，电源的负极→电解池的阴极，溶液中通过离子导电而不是电子，故C错误；D项，电源改用导线连接进行防护时，即牺牲阳极法，则辅助电极要作负极，发生氧化反应，故D正确。
【典例2】验证牺牲阳极法，实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。
① ② ③
在Fe表面生成蓝色沉淀 试管内无明显变化 试管内生成蓝色沉淀
下列说法不正确的是(　　)
A．对比②③，可以判定Zn保护了Fe
B．对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化
C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法
D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼
答案：D
解析：
Fe2＋能与K3[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀，对比②和③发现②中的Fe没有被腐蚀、③中的Fe被腐蚀，说明Zn可保护Fe，A正确；由②可知①中的Fe应被保护，而由①的实验现象可知铁被氧化，则可能是K3[Fe(CN)6]将Fe氧化，B正确；Fe会被K3[Fe(CN)6]氧化，所以不能用①的方法验证Zn保护Fe，C正确；由以上分析可知，Fe可以被K3[Fe(CN)6]氧化，故加入K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀不能说明Fe比Cu活泼，D错误。
【典例3】某化学小组通过手持技术探究铁钉在4种溶液中的吸氧腐蚀实验，相关数据如表所示。
实验装置 实验 编号 浸泡液 pH 氧气体积分数 随时间的变化
① 1.0 mol·L－1 NH4Cl 5
② 0.5 mol·L－1 (NH4)2SO4 5
③ 1.0 mol·L－1 NaCl 7
④ 0.5 mol·L－1 Na2SO4 7
已知铁在负极被氧化的过程由3个步骤构成：
①Fe＋H2O－e－===Fe(OH)ads(吸附物)＋H＋；
②Fe(OH)ads(吸附物)－e－===FeOH＋；
③FeOH＋＋H＋===Fe2＋＋H2O。
下列说法错误的是(　　)
A．铁钉吸氧腐蚀的负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
B．上述实验的正极反应式均为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
C．300 min内，铁钉的平均吸氧腐蚀速率：弱酸性溶液<中性溶液
D．曲线先陡后平可能是由于溶液碱性增强促进氢氧化物生成，阻碍反应继续进行
答案：C
解析：
由题给信息知，铁钉吸氧腐蚀的负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故A正确；吸氧腐蚀是在中性或弱酸性环境中发生的，故正极反应式均为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，故B正确；①②溶液显酸性，③④溶液显中性，根据图像可知，铁钉的平均吸氧腐蚀速率：弱酸性溶液大于中性溶液，故C错误；氧气体积分数下降曲线先陡后平，一方面是由于氧气体积分数降低后使腐蚀速率变慢，另一方面也可能是由于溶液碱性增强促进氢氧化物的生成，氢氧化物覆盖在铁钉表面阻碍反应继续进行，故D正确。
一、选择题
1．（2022·辽宁·高考真题）如图，c管为上端封口的量气管，为测定乙酸溶液浓度，量取待测样品加入b容器中，接通电源，进行实验。下列说法正确的是（ ）
A．左侧电极反应：
B．实验结束时，b中溶液红色恰好褪去
C．若c中收集气体，则样品中乙酸浓度为
D．把盐桥换为U形铜导线，不影响测定结果
答案：A
解析：本装置为电解池，左侧阳极析出氧气，右侧阴极析出氢气，据此分析解题。
A．左侧阳极析出氧气，左侧电极反应：，A正确；
B．右侧电极反应2CH3COOH+2e-=H2+2CH3COO-，反应结束时溶液中存在CH3COO-，水解后溶液显碱性，故溶液为红色，B错误；
C．若c中收集气体，若在标况下，c中收集气体的物质的量为0.5×10-3mol，转移电子量为0.5×10-3mol×4=2×10-3mol，故产生氢气：1×10-3mol，则样品中乙酸浓度为：2×10-3mol ÷10÷10-3=，并且题中未给定气体状态不能准确计算，C错误；
D．盐桥换为U形铜导线则不能起到传递离子使溶液呈电中性的效果，影响反应进行，D错误；
答案选A。
2．（2022·湖北·高考真题）含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备，过程如图所示(为甲基)。下列说法正确的是（ ）
A．生成，理论上外电路需要转移电子
B．阴极上的电极反应为：
C．在电解过程中向铂电极移动
D．电解产生的中的氢元素来自于
答案：D
解析：A．石墨电极发生反应的物质：P4→化合价升高发生氧化反应，所以石墨电极为阳极，对应的电极反应式为：，则生成，理论上外电路需要转移电子，A错误；
B．阴极上发生还原反应，应该得电子，为阳极发生的反应， B错误；
C．石墨电极：P4→发生氧化反应，为阳极，铂电极为阴极，应该向阳极移动，即移向石墨电极，C错误；
D．由所给图示可知HCN在阴极放电，产生和，而HCN中的H来自，则电解产生的中的氢元素来自于，D正确；
故选D。
3．（2022·辽宁·高考真题）某储能电池原理如图。下列说法正确的是（ ）
A．放电时负极反应：
B．放电时透过多孔活性炭电极向中迁移
C．放电时每转移电子，理论上吸收
D．充电过程中，溶液浓度增大
答案：A
解析：放电时负极反应：，正极反应：Cl2+2e-=2Cl-，消耗氯气，放电时，阴离子移向负极，充电时阳极：2Cl--2e-=Cl2，由此解析。
A． 放电时负极失电子，发生氧化反应，电极反应：，故A正确；
B． 放电时，阴离子移向负极，放电时透过多孔活性炭电极向NaCl中迁移，故B错误；
C． 放电时每转移电子，正极：Cl2+2e-=2Cl-，理论上释放，故C错误；
D． 充电过程中，阳极：2Cl--2e-=Cl2，消耗氯离子，溶液浓度减小，故D错误；
故选A。
4．（2022·海南·高考真题）一种采用和为原料制备的装置示意图如下。
下列有关说法正确的是（ ）
A．在b电极上，被还原
B．金属Ag可作为a电极的材料
C．改变工作电源电压，反应速率不变
D．电解过程中，固体氧化物电解质中不断减少
答案：A
解析：由装置可知，b电极的N2转化为NH3，N元素的化合价降低，得到电子发生还原反应，因此b为阴极，电极反应式为N2+3H2O+6e-=2NH3+3O2-，a为阳极，电极反应式为2O2--4e-=O2，据此分析解答；
A．由分析可得，b电极上N2转化为NH3，N元素的化合价降低，得到电子发生还原反应，即N2被还原，A正确；
B．a为阳极，若金属Ag作a的电极材料，则金属Ag优先失去电子，B错误；
C．改变工作电源的电压，电流强度发生改变，反应速率也会改变，C错误；
D．电解过程中，阴极电极反应式为N2+3H2O+6e-=2NH3+3O2-，阳极电极反应式为2O2-+4e-=O2，因此固体氧化物电解质中O2-不会改变，D错误；
答案选A。
5．（2022·北京·高考真题）利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。
装置示意图 序号 电解质溶液 实验现象
① 阴极表面有无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，气体减少。经检验电解液中有
② 阴极表面未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验电解液中无元素
下列说法不正确的是（ ）
A．①中气体减少，推测是由于溶液中减少，且覆盖铁电极，阻碍与铁接触
B．①中检测到，推测可能发生反应：
C．随阴极析出，推测②中溶液减少，平衡逆移
D．②中生成，使得比①中溶液的小，缓慢析出，镀层更致密
答案：C
解析：由实验现象可知，实验①时，铁做电镀池的阴极，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚铁离子、氢气和铜，一段时间后，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜；实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子，使得溶液中铜离子浓度比①中要小，电解速率减慢，铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜，在铁表面得到比实验①更致密的镀层。
A．由分析可知，实验①时，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应，当溶液中氢离子浓度减小，反应和放电生成的铜覆盖铁电极，阻碍氢离子与铁接触，导致产生的气体减少，故A正确；
B．由分析可知，实验①时，铁做电镀池的阴极，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚铁离子、氢气和铜，可能发生的反应为，故B正确；
C．由分析可知，铜离子在阴极得到电子发生还原反应，在阴极析出铜，但阳极发生Cu-2e-=Cu2+的反应，铜离子浓度不变，平衡不移动，故C错误；
D．由分析可知，实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子，使得溶液中铜离子浓度比①中要小，电解速率减慢，铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜，在铁表面得到比实验①更致密的镀层，故D正确；
故选C。
6．（2022·广东·高考真题）科学家基于易溶于的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为： 。下列说法正确的是（ ）
A．充电时电极b是阴极
B．放电时溶液的减小
C．放电时溶液的浓度增大
D．每生成，电极a质量理论上增加
答案：C
解析：A．由充电时电极a的反应可知，充电时电极a发生还原反应，所以电极a是阴极，则电极b是阳极，故A错误；
B．放电时电极反应和充电时相反，则由放电时电极a的反应为可知，NaCl溶液的pH不变，故B错误；
C．放电时负极反应为，正极反应为，反应后Na+和Cl-浓度都增大，则放电时NaCl溶液的浓度增大，故C正确；
D．充电时阳极反应为，阴极反应为，由得失电子守恒可知，每生成1molCl2，电极a质量理论上增加23g/mol2mol=46g，故D错误；
答案选C。
7．（2022·广东·高考真题）以熔融盐为电解液，以含和等的铝合金废料为阳极进行电解，实现的再生。该过程中（ ）
A．阴极发生的反应为 B．阴极上被氧化
C．在电解槽底部产生含的阳极泥 D．阳极和阴极的质量变化相等
答案：C
解析：根据电解原理可知，电解池中阳极发生失电子的氧化反应，阴极发生得电子的还原反应，该题中以熔融盐为电解液，含和等的铝合金废料为阳极进行电解，通过控制一定的条件，从而可使阳极区Mg和Al发生失电子的氧化反应，分别生成Mg2+和Al3+，Cu和Si不参与反应，阴极区Al3+得电子生成Al单质，从而实现Al的再生，据此分析解答。
A．阴极应该发生得电子的还原反应，实际上Mg在阳极失电子生成Mg2+，A错误；
B．Al在阳极上被氧化生成Al3+，B错误；
C．阳极材料中Cu和Si不参与氧化反应，在电解槽底部可形成阳极泥，C正确；
D．因为阳极除了铝参与电子转移，镁也参与了电子转移，且还会形成阳极泥，而阴极只有铝离子得电子生成铝单质，根据电子转移数守恒及元素守恒可知，阳极与阴极的质量变化不相等，D错误；
故选C。
8．（2022·浙江·高考真题）通过电解废旧锂电池中的可获得难溶性的和，电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是（ ）
A．电极A为阴极，发生还原反应
B．电极B的电极发应：
C．电解一段时间后溶液中浓度保持不变
D．电解结束，可通过调节除去，再加入溶液以获得
答案：C
解析：A．由电解示意图可知，电极B上Mn2+转化为了MnO2，锰元素化合价升高，失电子，则电极B为阳极，电极A为阴极，得电子，发生还原反应，A正确；
B．由电解示意图可知，电极B上Mn2+失电子转化为了MnO2，电极反应式为：2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+，B正确；
C．电极A为阴极， LiMn2O4得电子，电极反应式为：2LiMn2O4+6e-+16H+=2Li++4Mn2++8H2O，依据得失电子守恒，电解池总反应为：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，反应生成了Mn2+，Mn2+浓度增大，C错误；
D．电解池总反应为：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，电解结束后，可通过调节溶液pH将锰离子转化为沉淀除去，然后再加入碳酸钠溶液，从而获得碳酸锂，D正确；
答案选C。
9．（2022·河北·高考真题）科学家研制了一种能在较低电压下获得氧气和氢气的电化学装置，工作原理示意图如图。
下列说法正确的是（ ）
A．电极b为阳极
B．隔膜为阴离子交换膜
C．生成气体M与N的物质的量之比为2：1
D．反应器I中反应的离子方程式为4[Fe(CN)6]3—+4OH—4[Fe(CN)6]4—+O2↑+2H2O
答案：BD
解析：由图可知，a电极为阳极，碱性条件下[Fe(CN)6]4—离子在阳极失去电子发生氧化反应生成[Fe(CN)6]3—离子，催化剂作用下，[Fe(CN)6]3—离子与氢氧根离子反应生成[Fe(CN)6]4—离子、氧气和水，b电极为阴极，水分子作用下DHPS在阴极得到电子发生还原反应生成DHPS—2H和氢氧根离子，催化剂作用下，DHPS—2H与水反应生成DHPS和氢气，氢氧根离子通过阴离子交换膜由阴极室向阳极室移动，则M为氧气、N为氢气。
A．由分析可知，b电极为电解池的阴极，故A错误；
B．由分析可知，氢氧根离子通过阴离子交换膜由阴极室向阳极室移动，则隔膜为阴离子交换膜，故B正确；
C．由分析可知，M为氧气、N为氢气，由得失电子数目守恒可知，氧气和氢气的的物质的量之比为1：2，故C错误；
D．由分析可知，反应器I中发生的反应为催化剂作用下，[Fe(CN)6]3—离子与氢氧根离子反应生成[Fe(CN)6]4—离子、氧气和水，反应的离子方程式为4[Fe(CN)6]3—+4OH—4[Fe(CN)6]4—+O2↑+2H2O，故D正确；
故选BD。
10．（2022·山东·高考真题）设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成，将废旧锂离子电池的正极材料转化为，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是（ ）
A．装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大
B．装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸
C．乙室电极反应式为
D．若甲室减少，乙室增加，则此时已进行过溶液转移
答案：BD
解析：由于乙室中两个电极的电势差比甲室大，所以乙室是原电池，甲室是电解池，然后根据原电池、电解池反应原理分析解答。
A．电池工作时，甲室中细菌上乙酸盐的阴离子失去电子被氧化为CO2气体，同时生成H+，电极反应式为CH3COO--8 e-+2 H2O =2CO2↑+7 H+，H+通过阳膜进入阴极室，甲室的电极反应式为Co2++2e-=Co，因此，甲室溶液pH逐渐减小，A错误；
B．对于乙室，正极上LiCoO2得到电子，被还原为Co2+，同时得到Li+，其中的O2-与溶液中的H+结合H2O，电极反应式为2LiCoO2+2e-+8H+=2Li++2Co2++4H2O，负极发生的反应为CH3COO--8 e-+2 H2O =2CO2↑+7 H+，负极产生的H+通过阳膜进入正极室，但是乙室的H+浓度仍然是减小的，因此电池工作一段时间后应该补充盐酸，B正确；
C．电解质溶液为酸性，不可能大量存在OH-，乙室电极反应式为：LiCoO2+e-+4H+=Li++Co2++2H2O，C错误；
D．若甲室Co2+减少200 mg，则电子转移物质的量为n(e-)= ；若乙室Co2+增加300 mg，则转移电子的物质的量为n(e-)=，由于电子转移的物质的量不等，说明此时已进行过溶液转移，即将乙室部分溶液转移至甲室，D正确；
故合理选项是BD。
二、填空题
11．（2022·北京·高考真题）煤中硫的存在形态分为有机硫和无机硫(、硫化物及微量单质硫等)。库仑滴定法是常用的快捷检测煤中全硫含量的方法。其主要过程如下图所示。
已知：在催化剂作用下，煤在管式炉中燃烧，出口气体主要含。
(1)煤样需研磨成细小粉末，其目的是_________________________。
(2)高温下，煤中完全转化为，该反应的化学方程式为_________________________。
(3)通过干燥装置后，待测气体进入库仑测硫仪进行测定。
已知：库仑测硫仪中电解原理示意图如下。检测前，电解质溶液中保持定值时，电解池不工作。待测气体进入电解池后，溶解并将还原，测硫仪便立即自动进行电解到又回到原定值，测定结束，通过测定电解消耗的电量可以求得煤中含硫量。
①在电解池中发生反应的离子方程式为__________________。
②测硫仪工作时电解池的阳极反应式为__________________。
(4)煤样为，电解消耗的电量为x库仑，煤样中硫的质量分数为___________。
已知：电解中转移电子所消耗的电量为96500库仑。
(5)条件控制和误差分析。
①测定过程中，需控制电解质溶液，当时，非电解生成的使得测得的全硫含量偏小，生成的离子方程式为__________________。
②测定过程中，管式炉内壁上有残留，测得全硫量结果为___________。(填“偏大”或“偏小”)
答案：(1)与空气的接触面积增大，反应更加充分
(2)2CaSO42CaO+2SO2↑+O2↑
(3) SO2+I+2H2O=3I—+SO+4H+ 3I——2e—=I
(4)
(5) I2+I—=I 偏小
解析：（1）煤样研磨成细小粉末后固体表面积增大，与空气的接触面积增大，反应更加充分，故答案为：与空气的接触面积增大，反应更加充分；
（2）由题意可知，在催化剂作用下，硫酸钙高温分解生成氧化钙、二氧化硫和水，反应的化学方程式为2CaSO42CaO+2SO2↑+O2↑，故答案为：2CaSO42CaO+2SO2↑+O2↑；
（3）①由题意可知，二氧化硫在电解池中与溶液中I反应生成碘离子、硫酸根离子和氢离子，离子方程式为SO2+I+2H2O=3I—+SO+4H+，故答案为：SO2+I+2H2O=3I—+SO+4H+；
②由题意可知，测硫仪工作时电解池工作时，碘离子在阳极失去电子发生氧化反应生成碘三离子，电极反应式为3I——2e—=I，故答案为：3I——2e—=I；
（4）由题意可得如下关系：S—SO2—I—2e—，电解消耗的电量为x库仑，则煤样中硫的质量分数为×100%=，故答案为：；
（5）①当pH<1时，非电解生成的碘三离子使得测得的全硫含量偏小说明碘离子与电解生成的碘反应生成碘三离子，导致消耗二氧化硫的量偏小，反应的离子方程式为I2+I—=I，故答案为：I2+I—=I；
②测定过程中，管式炉内壁上有三氧化硫残留说明硫元素没有全部转化为二氧化硫，会使二氧化硫与碘三离子反应生成的碘离子偏小，电解时转移电子数目偏小，导致测得全硫量结果偏低，故答案为：偏小。
一、选择题
1．（2022·河北·霸州市第一中学模拟预测）海水资源的开发利用是自然资源开发利用的重要组成部分。氯碱工业是高耗能产业，某化学学习小组设想将其与氢氧燃料电池相结合可以有效降低能耗，其原理如下(A、B、C、D为惰性电极)。下列说法正确的是（ ）
A．乙池中C电极上的反应为
B．乙池中通过交换膜向C电极移动
C．甲池中每生成2mol ，乙池中便会消耗22.4L
D．甲池中发生的总反应为
答案：D
解析：通入氢气的一极为原电池的负极，通入氧气的一极为原电池的正极，则A为电解池的阳极，B为电解池的阴极，据此解答。
A．乙池C上通入氢气，为原电池的负极，溶液为氢氧化钠溶液，故电极反应为，A错误；
B．原电池中阳离子向正极移动，即钠离子通过钠离子交换膜向D极移动，B错误；
C．甲池中每生成2mol ，转移24mol电子，乙池中便会消耗标况下22.4L ，题汇中未说明标况，C错误；
D．甲池为电解氯化钠溶液，电解方程式为　，D正确；
故选D。
2．（2022·福建泉州·高三阶段练习）2022年北京冬奥会采用绿电制绿氢技术，即用光伏、风能等产生绿电，绿电电解水制得的氢气叫绿氢，实现碳的零排放。下列有关说法正确的是（ ）
A．光伏电池能将太阳能全部转化成电能 B．绿氢在阴极上产生
C．常加入氯化铜溶液增强水的导电性 D．阳极上发生还原反应
答案：B
解析：A．光伏电池能将太阳能大部分转化成电能，一部分转化为热能，而不是全部转化为电能，A错误；
B．绿氢是H+在在阴极上得到电子被还原产生，B正确；
C．若加入CuCl2溶液时，在阳极上Cl-失去电子变为Cl2；Cu2+在阴极上得到电子被还原产生Cu单质，而不能产生H2。一般是通过加入活泼金属的含氧酸盐，如加入Na2CO3等溶液方法来增强水的导电性，C错误；
D．电解时阳极上发生氧化反应，在阴极上发生还原反应，D错误；
故合理选项是B。
3．（2022·福建泉州·高三阶段练习）一款高压无阳极配置可充电钠电池，其充电过程的原理如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．b为正极，电极c上发生氧化反应
B．用此电池做电解水实验，当消耗水0.9g时，理论上c极消耗钠2.3g
C．放电时，由3A沸石分子筛膜的右侧向左侧迁移
D．通电时，电路中每迁移2mol电子，理论上两极质量差46g
答案：D
解析：由图可知，充电时，a极为阴极，电极反应式为Na＋＋e =Na，b为阳极，放电时，c极为负极，d极为正极，据此作答。
A．a和b为电源电极，为电解过程，b为阴极，故A错误；
B．用此电池做电解水实验时，不参与电极反应，故B错误；
C．放电时，阴离子向负极，阳离子向正极，由3A沸石分子筛膜的侧左向右侧迁移，故C错误；
D．充电时，a极为阴极，电极反应式为Na＋＋e =Na，电路中每迁移2mol电子，理论上a极净增重2mol×23g/mol＝46g，故D正确；
故答案选D。
4．（2022·黑龙江·大庆市东风中学高三阶段练习）三室式电渗析法处理含废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的和可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是（ ）
A．通电后中间隔室的离子向正极迁移，正极区溶液pH增大
B．该法在处理含废水时可以得到和产品
C．负极反应为，负极区溶液pH降低
D．当电路中通过1电子的电量时，会有0.5的生成
答案：B
解析：根据电解原理，阴极区电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，Na+向阴极区移动，ab交换膜允许Na+通过，生成NaOH；阳极区电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，向阳极区移动，生成H2SO4；
A．阳极区电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，向阳极区移动，生成H2SO4，阳极区溶液的pH减小，故A错误；
B．阴极区电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，Na+向阴极区移动，ab交换膜允许Na+通过，生成NaOH，阳极区电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，SO42-向阳极区移动，生成H2SO4，可以得到NaOH和H2SO4产品，故B正确；
C．根据选项B分析，阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阴极区溶液的pH增大，故C错误；
D．根据分析，电路中通过1mol电子时，会有0.25mol的O2生成，故D错误；
故选B。
5．（2022·贵州·贵阳市南湖实验中学高三阶段练习）下列说法正确的是（ ）
A．铁与碘反应易生成碘化铁 B．电解CuSO4溶液可以得到Cu
C．SO2通入BaCl2溶液中生成BaSO3沉淀 D．用石灰沉淀富镁海水中的Mg2+，生成碳酸镁
答案：B
解析：A．I2氧化性比较弱，与变价金属Fe在加热时反应产生FeI2，A错误；
B．电解CuSO4溶液时，在阴极上Cu2+得到电子被还原产生Cu单质，因此可以制得Cu，B正确；
C．由于酸性：HCl＞H2SO3，所以SO2通入BaCl2溶液中不能发生反应生成BaSO3沉淀，C错误；
D．用石灰沉淀富镁海水中的Mg2+，生成Mg(OH)2沉淀，D错误；
故合理选项是B。
6．（2022·四川雅安·模拟预测）某微生物电化学法制甲烷是将电化学法和生物还原法有机结合，装置如图所示。有关说法错误的是（ ）
A．该离子交换膜可为质子交换膜
B．右侧电极为阴极，发生还原反应
C．阳极附近溶液减小
D．每生成，有8NA电子通过离子交换膜
答案：D
解析：据图分析，CO2得电子生成甲烷，故b为负极，a为正极。阴极电极方程式为：CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O。
A．据分析可知，左侧电极为阳极，右侧电极为阴极，H+穿过离子交换膜到阴极参与反应，故该离子交换膜为质子交换膜，A正确；
B．据分析，右侧为阴极，发生还原反应，B正确；
C．阳极电极方程式：CH3COO--8e-+2H2O=2CO2↑+7H+，阳极附近pH降低，C正确；
D．据分析可知，每生成1molCH4，则有8mol质子通过离子交换膜，D错误；
答案选D。
7．（2022·上海市育才中学高三阶段练习）我国科学家实现了以CO2还原合成葡萄糖的实验研究，实验流程如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．天然气为副产物
B．总反应为：6CO2+6H2O→C6H12O6+6O2-Q，且Q＞0
C．该反应符合绿色化学思想，原子利用率达100%
D．葡萄糖和醋酸都能与金属钠反应
答案：C
解析：电解CO2水溶液，阳极生成O2、阴极生成CO；继续电解CO、H2O，阳极生成O2、阴极生成CH3COOH和CH4；醋酸在生物反应器中转化为葡萄糖。
A．由图可以看出，第二次电解的主产物为CH3COOH，天然气为副产物，A正确；
B．起始反应物为CO2和H2O，最终生成物为C6H12O6、O2，使用电解条件，则反应需要吸收热量，所以总反应为：6CO2+6H2O→C6H12O6+6O2-Q，且Q＞0，B正确；
C．该反应符合绿色化学思想，但由于产物中还有O2生成，所以原子利用率没有达到100%，C错误；
D．葡萄糖分子中含有5个醇羟基，醋酸分子中含有羧基，所以都能与金属钠反应，D正确；
故选C。
8．（2022·河南驻马店·高三期中）设NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是（ ）
A．1LpH=1的硫酸溶液中含有的数目为0.2NA
B．标准状况下，中含有的质子数为10NA
C．一定条件下，1molFe分别在足量的氧气、氯气中燃烧，转移电子数均为3NA
D．用惰性电极电解足量溶液时，若阴极增重12.8g，则理论上阳极产生的气体分子数为0.2NA
答案：D
解析：
A．1LpH=1的硫酸溶液中含有的数目为0.1NA，A错误；
B．标准状况下，不是气态，B错误；
C．铁在氧气中燃烧生成，1molFe在足量的氧气气中燃烧，转移电子数均为NA，C错误；
D．甲池A为电解池的阴极，电极反应为，增重的铜物质的量为，转移电子物质的量为；乙池石墨极为电解池的阳极，电极反应为：，依据电子守恒，生成氯气，气体分子数为0.2NA，D正确；
故选D。
9．（2022·河北衡水·高三阶段练习）硫酸盐还原菌SRB分布很广泛，在水体中会促使许多金属及合金发生腐蚀，其腐蚀的机理如图所示。对于该反应机理相关分析正确的是（ ）
A．在SRB作用下，铁合金发生吸氧腐蚀
B．与的反应可表示为
C．在SRB作用下，Fe合金腐蚀后最终会生成
D．当转化为时，理论上正极反应会消耗4mol水
答案：B
解析：A．根据示意图可判断硫酸盐还原菌(SRB)对金属的腐蚀作用是在无氧环境下进行的，A错误；
B．由图可知，与反应生成水和硫离子，该反应的方程式为：，B正确；
C．由图可知，在硫酸盐还原菌(SRB)作用下，Fe腐蚀后最终会生成FeS，C错误；
D．当1mol在SRB的作用下转化为硫离子时需要8mol[H]，lmol水能产生Imol[H], 所以理论上正极反应会消耗8 mol水，D错误；
故选B。
10．（2022·湖北·高三阶段练习）下图装置利用一种微生物将废水中的有机物(如淀粉)和含CO的废气的化学能直接转化为电能，并利用此电能模拟氯碱工业电解饱和食盐水，下列说法中一定正确的是（ ）
A．电解饱和食盐水时，阳极产生氧气
B．若a为碳电极、b为铁电极，b应与Y相连
C．当废气中有28g CO被吸收转化为甲醇时，a电极上产生气体为44.8L
D．当电路中有1mol电子转移时，电池装置左端质量减少12g
答案：D
解析：左侧为原电池装置，CO被还原为甲醇，为正极区，X为负极，Y为正极，据此分析。
A．阳极产生氯气，A错误；
B．若a为碳电极、b为铁电极，b应与X相连，B错误；
C．未指明标准状况，C错误；
D．当电路中有1mol电子转移时，电池装置左端生成和，穿过质子交换膜移向右端，故左端质量共减少12g，D正确；
故选D。
二、填空题
11．（2022·甘肃·高台县第一中学高三阶段练习）根据所学知识，回答下列问题。
(1)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下。电池工作时，外电路上电流的方向应从电极___________(填“A”或“B”)流向用电器。内电路中，向电极___________(填“A”或“B”)移动，电极A上CO参与的电极反应为___________。
(2)将两铂片插入KOH溶液中作为电极，在两极区分别通入甲烷和氧气构成燃料电池，则通入甲烷气体的电极是原电池的___________极，该极的电极反应式是_______________，如果电池工作时消耗甲烷160g，假设化学能完全转化为电能，则转移电子的数目为___________(表示阿伏加德罗常数的值)。
(3)铅蓄电池在放电时发生的电池反应为。铅蓄电池放电时正极是___________(填物质化学式)。若电解液体积为2L(反应过程溶液体积变化忽略不计)，放电过程中外电路中转移3mol电子，则硫酸浓度由下降到___________。
答案：(1) B A CO-2e-+CO =2CO2
(2) 负 CH4+10OH--8e-= CO+7H2O 80NA
(3) PbO2 3.5
解析：（1）由该燃料电池原理示意图可知，燃料由电极A通入，氧气和二氧化碳由电极B通入，则A为负极、B为正极，电流从正极流向负极，所以电池工作时，外电路上电流的方向应从电极B流向用电器。内电路中，向负极（电极A）移动，电极A上CO参与的电极反应，CO失电子发生氧化反应生成CO2，该电极反应为CO-2e-+CO =2CO2，故答案为：B；A；CO-2e-+CO =2CO2；
（2）将两铂片插入KOH溶液中作为电极，在两极区分别通入甲烷和氧气构成燃料电池，则通入甲烷气体的电极是原电池的负极，该极的电极反应式是CH4+10OH--8e-= CO+7H2O。
160g甲烷的物质的量为10mol，根据负极电极反应式可知，消耗10mol甲烷要转移80mol电子，则转移电子的数目为80，故答案为：负；CH4+10OH--8e-= CO+7H2O；80NA；
（3）放电时的总反应为，Pb失去电子化合价升高作负极，PbO2得到电子发生还原反应作正极。该原电池中，负极反应为Pb-2e-+SO =PbSO4，正极反应为PbO2+2e-+4H+= PbSO4+2H2O，可得消耗硫酸和转移电子数之间的关系式：H2SO4~e-，转移电子的物质的量为3mol，最后硫酸溶液的浓度= =3.5，故答案为：PbO2；3.5。
12．（2022·河北邢台·高三阶段练习）回答下列问题
(1)已知完全燃烧ag乙炔(C2H2)气体时生成1molCO2和H2O(l)，同时放出热量bkJ，则表示乙炔燃烧热的热化学方程式：_____。
(2)某课外科学兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。图中是两个串联的甲烷燃料电池做电源对乙池丙池进行电解实验(各溶液溶质均足量)，当闭合该装置的电键时，观察到电流表的指针发生了偏转。
①A电极上发生的电极反应式为：___________________。
②电解过程中丙池中发生的总反应方程式为：_____________。
③当两个燃料电池共消耗甲烷2240mL(标况)，乙池中某极上析出Ag的质量为_____g。
(3)如图所示是一种可实现氢气循环利用的新型电池的放电工作原理。
若以此新型电池为电源，用惰性电极电解制备硼酸[H3BO3或B(OH)3]，其工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子和阴离子通过)。
①新型电池放电时，负极电极反应式为：_____________。
②两池工作时，电池的电极M应与电解池的____(填a或b)极相连接；1、2、3膜为阳膜的是：____。
③产品室中发生的离子反应为：_____________。
答案：(1)C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) △H=-2bkJ mol-1
(2) CH4+10OH--8e-=CO+7H2O Fe+2H2O2Fe(OH)2+H2↑ 43.2
(3) H2+2OH--2e-=2H2O b 1、3 B(OH)+H+=H3BO3+H2O
解析：由图可知，通入甲烷的电极发生还原反应为原电池的负极，通入氧气的电极为正极，则乙池和丙池为电解池，注意其中丙池中的铁电极为活泼电极，以此解题。
（1）ag乙炔燃烧放出热量bkJ，则1mol乙炔燃烧放出热量-2bkJ，故表示乙炔燃烧热的热化学方程式为：C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) △H=-2bkJ mol-1；
（2）①通入甲烷的电极，甲烷失去电子发生氧化反应，故此电极为负极，电极反应式为：CH4+10OH--8e-=CO+7H2O；
②丙池中是铁做阳极的电解氯化钠溶液的反应，铁在阳极失去电子，水电离的氢离子离子在铂电极得到电子生成氢气，同时注意阳极生成的二价铁会和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，总反应方程式为：Fe+2H2O2Fe(OH)2+H2↑；
③体积为2240mL(标况)的甲烷其物质的量为0.1mol，每个燃料电池消耗0.05mol甲烷，共失去电子0.4mol，则乙池中某电极上析出Ag也为0.4mol，其质量为43.2g；
（3）①由图可知，氢气在N电极失去电子，发生还原反应，则N电极为负极，电极反应为：H2+2OH--2e-=2H2O；
②通过①问分析可知，M为正极，通过图示可知，原料室中的钠离子向左移动，b极附近的氢离子向左移动，则a电极为阴极，b电极为阳极，则M应该与b电极连接；同时1、3为阳膜；
③在产品室中应该是原料室中的B(OH)向右进入产品室，和b极区进入产品室中的氢离子反应生成产品H3BO3，相应的离子反应为：B(OH)+H+=H3BO3+H2O。
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第17讲 电解池（原卷版）
1．理解电解池的构成、工作原理及应用。
2．能书写电极反应和总反应方程式。
3．能根据电子守恒规律，对电解池进行计算。
4．了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。
考点一：电解池
1．电解与电解池
(1)示例探究(电解CuCl2溶液)
总反应方程式：CuCl2 Cu＋Cl2↑。
总反应离子方程式：Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑。
(2)电解池工作原理
①电解：使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。在此过程中，电能转化为化学能。
②电解池：电能转化为化学能的装置，其构成条件：a.外接电源；b.电极插入电解质溶液或熔融电解质；c.闭合回路。
③电解池工作原理示意图
总结
①电子流向：电源负极→阴极，阳极→电源正极
②离子移动方向：阳离子移向阴极，阴离子移向阳极
③电流闭合：电源正极→阳极→溶液→阴极→电源负极
2．电极上离子放电顺序
(1)阴极：与电极材料无关。氧化性强的先放电，放电顺序：
(2)阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。若是惰性电极作阳极，放电顺序：
总结
①放电指的是电极上的得、失电子。
②活性电极指的是除去Au、Pt以外的金属，惰性电极指的是Pt、Au、C电极，不参与电极反应。
③阴极材料若为金属电极，一般是增强导电性但不参与反应。
3．惰性电极电解电解质溶液的四种类型
(1)电解溶剂水
电解质类型 电极反应式及总反应式 电解质 溶液浓度 溶液 pH 电解质 溶液复原
含氧酸，如H2SO4 阴极：4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－ 阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 总反应式：2H2O2H2↑＋O2↑ 增大 减小 加水
可溶性强碱，如NaOH 增大
活泼金属含氧酸盐，如KNO3 不变
(2)电解溶质
电解质类型 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 溶液pH 电解质溶液复原
无氧酸，如HCl 阴极：2H＋＋2e－===H2↑ 阳极：2Cl－－2e－=== Cl2↑ 总反应式：2HClH2↑＋Cl2↑ 减小 增大 通入HCl气体
不活泼金属无氧酸盐，如CuCl2 阴极：Cu2＋＋2e－=== Cu 阳极：2Cl－－2e－=== Cl2↑ 总反应式：CuCl2 Cu＋Cl2↑ 加入CuCl2固体
(3)电解溶质和溶剂水，生成H2和碱
电解质(水溶液) 电极反应式及总反应式 电解质浓度 溶液pH 溶液复原
活泼金属的无氧酸盐 (如NaCl) 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 总反应式： 2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－ 生成新电解质 增大 通入HCl气体
(4)电解溶质和溶剂水，生成O2和酸
电解质(水溶液) 电极反应式及总反应式 电解质浓度 溶液pH 溶液复原
不活泼金属的 含氧酸盐[如CuSO4] 阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu 总反应式： 2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋ 生成新电解质 减小 加CuO或CuCO3
总结
电解后电解质溶液复原遵循“少什么补什么”原则，如电解NaCl溶液少的H和Cl，通入HCl复原，电解CuSO4溶液少的是Cu和O，补CuO复原等。
4.电极反应式和电解方程式的书写要点
(1)做到“三看”，正确书写电极反应式
①一看电极材料，若是金属(Au、Pt除外)作阳极，金属一定被电解(注：Fe生成Fe2＋)。
②二看电解质，电解质是否参与电极反应。
③三看电解质状态，是熔融状态，还是水溶液。
(2)规避“两个”失分点
①书写电解池中电极反应式时，可以以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式，且注明“电解”条件。
②电解水溶液时，应注意放电顺序中H＋、OH－之后的离子一般不参与放电。
【典例1】如图所示，x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无味的气体放出，符合这一情况的是(　　)
选项 a极板 b极板 x电极 z溶液
A 锌 石墨 负极 CuSO4
B 石墨 石墨 负极 NaOH
C 银 铁 正极 AgNO3
D 铜 石墨 负极 CuCl2
【典例2】将两个铂电极插入500 mL CuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064 g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为(　　)
A．4×10－3 mol·L－1 B．2×10－3 mol·L－1 C．1×10－3 mol·L－1 D．1×10－7 mol·L－1
【典例3】按要求书写电极反应式和总反应方程式：
(1)用惰性电极电解MgCl2溶液
阳极反应式：________________________________________________；
阴极反应式：________________________________________________；
总反应离子方程式：__________________________________________。
(2)用Al作电极电解NaOH溶液
阳极反应式：_____________________________________________；
阴极反应式：_____________________________________________；
总反应离子方程式：________________________________________。
(3)以铝材为阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜
阳极反应式：_________________________________________；
阴极反应式：__________________________________________；
总反应方程式：________________________________________。
【典例4】焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题：
制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为_________________，电解后，________室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。
考点二：电解原理的应用
1．电解饱和食盐水
(1)电极反应
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(反应类型：氧化反应)，
阴极：2H2O＋2e－===H2↑+2OH-(反应类型：还原反应)。
(2)总反应方程式
①化学方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
②离子方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。
(3)应用：氯碱工业——制Cl2、H2和NaOH
①阳离子交换膜的作用
阻止OH－进入阳极室与Cl2发生副反应：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O，阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。
②a、b、c、d加入或取出的物质分别是精制饱和NaCl溶液、含少量NaOH的水、淡盐水、NaOH溶液；X、Y分别是Cl2、H2。
2．电镀和电解精炼铜
电镀(铁制品上镀Cu) 电解精炼铜
阳极 电极材料 镀层金属铜 粗铜(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质)
电极反应 Cu－2e－===Cu2＋ Cu－2e－===Cu2＋、 Zn－2e－===Zn2＋、 Fe－2e－===Fe2＋、 Ni－2e－===Ni2＋
阴极 电极材料 待镀铁制品 精铜
电极反应 Cu2＋＋2e－===Cu
电解质溶液 含Cu2＋的盐溶液
电解精炼铜时，粗铜中的Ag、Au等不反应，沉积在电解池底部形成阳极泥
总结
电镀Cu时，电镀液CuSO4浓度不变，电解精炼Cu时，电解液浓度变小。
3．电冶金
本质为Mn＋＋ne－===M，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↑ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2Na＋＋2e－===2Na
冶炼镁 MgCl2(熔融) Mg＋Cl2↑ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：Mg2＋＋2e－===Mg
冶炼铝 2Al2O3(熔融) 4Al＋3O2↑ 阳极：6O2－－12e－===3O2↑ 阴极：4Al3＋＋12e－===4Al
总结
①工业上不能电解熔融MgO、AlCl3制Mg和Al。
②冶炼Al时用冰晶石作Al2O3的溶剂。
【典例1】金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性Fe2＋A．阳极发生还原反应，其电极反应式为Ni2＋＋2e－===Ni
B．电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量一定相等
C．电解后，电解槽底部的阳极泥中含有Cu和Pt
D．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋
【典例2】一种新型的电解废水处理技术是以活性炭为电极板和粒子凝胶颗粒填充的电解装置(如图所示)。该装置电解过程中产生的羟基自由基(·OH)氧化能力极强，能氧化苯酚生成CO2、H2O。下列说法错误的是(　　)
A．阳极电极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
B．H＋通过离子交换膜向阴极移动
C．苯酚被氧化的化学方程式为C6H5OH＋28·OH===6CO2↑＋17H2O
D．每转移0.7 mol e－两极室共产生气体体积为11.2 L(标准状况)
【典例3】氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下：
依据上图，完成下列填空：
(1)在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生反应的电极反应式为___________，与电源负极相连的电极附近，溶液pH________(选填“不变”“升高”或“下降”)。
(2)为有效除去工业食盐中含Ca2＋、Mg2＋、SO杂质，加入试剂的合理顺序为________(多选)。
A．先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂
B．先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3
C．先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3
考点三：金属的腐蚀与防护
1．金属的腐蚀
(1)金属腐蚀的本质
金属原子失去电子变成金属阳离子，金属发生氧化反应。
(2)金属腐蚀的类型
①化学腐蚀与电化学腐蚀
类型 化学腐蚀 电化学腐蚀
条件 金属与接触到的物质直接反应 不纯金属接触到电解质溶液发生原电池反应
本质 M－ne－===Mn＋ M－ne－===Mn＋
现象 金属被腐蚀 较活泼金属被腐蚀
区别 无电流产生 有微弱电流产生
联系 电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多，腐蚀速率更快，危害也更严重
②析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以钢铁的腐蚀为例)
类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀
条件 水膜酸性较强(pH≤4.3) 水膜酸性很弱或呈中性
电极反应 负极 Fe－2e－===Fe2＋
正极 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－
总反应式 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
联系 吸氧腐蚀更普遍
铁锈的形成：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，
2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O。
2．金属的防护
(1)改变金属材料的组成：制成合金(如不锈钢)。
(2)在金属表面覆盖保护层：①喷涂油漆、矿物性油脂或覆盖搪瓷、塑料等；②电镀一层金属；③发蓝处理；④阳极氧化处理铝制品，形成钝化膜等。
(3)电化学保护法
①牺牲阳极法：原电池原理，外接活泼金属作极(阳极)使被保护金属作极(阴极)。
②外加电流法：电解原理，被保护金属作极，用惰性电极作辅助极。通电后强制电子流向被保护的金属设备，使金属表面腐蚀电流降至零或接近零。从而使金属受到保护。
方法技巧
判断金属腐蚀快慢的方法
(1)对同一电解质溶液来说，腐蚀的快慢：电解池原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
(2)对同一金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中。(浓度相同)
(3)活泼性不同的两种金属，活泼性差异越大，腐蚀越快。
(4)对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀速率越快。
【典例1】钢铁防护方法有多种，图中的方法描述正确的是(　　)
A．b为电源负极
B．该方法是牺牲阳极法
C．电子流向：a→钢铁闸门→辅助电极→b→a
D．电源改用导线连接进行防护时，辅助电极发生氧化反应
【典例2】验证牺牲阳极法，实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。
① ② ③
在Fe表面生成蓝色沉淀 试管内无明显变化 试管内生成蓝色沉淀
下列说法不正确的是(　　)
A．对比②③，可以判定Zn保护了Fe
B．对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化
C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法
D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼
【典例3】某化学小组通过手持技术探究铁钉在4种溶液中的吸氧腐蚀实验，相关数据如表所示。
实验装置 实验 编号 浸泡液 pH 氧气体积分数 随时间的变化
① 1.0 mol·L－1 NH4Cl 5
② 0.5 mol·L－1 (NH4)2SO4 5
③ 1.0 mol·L－1 NaCl 7
④ 0.5 mol·L－1 Na2SO4 7
已知铁在负极被氧化的过程由3个步骤构成：
①Fe＋H2O－e－===Fe(OH)ads(吸附物)＋H＋；
②Fe(OH)ads(吸附物)－e－===FeOH＋；
③FeOH＋＋H＋===Fe2＋＋H2O。
下列说法错误的是(　　)
A．铁钉吸氧腐蚀的负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
B．上述实验的正极反应式均为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
C．300 min内，铁钉的平均吸氧腐蚀速率：弱酸性溶液<中性溶液
D．曲线先陡后平可能是由于溶液碱性增强促进氢氧化物生成，阻碍反应继续进行
一、选择题
1．（2022·辽宁·高考真题）如图，c管为上端封口的量气管，为测定乙酸溶液浓度，量取待测样品加入b容器中，接通电源，进行实验。下列说法正确的是（ ）
A．左侧电极反应：
B．实验结束时，b中溶液红色恰好褪去
C．若c中收集气体，则样品中乙酸浓度为
D．把盐桥换为U形铜导线，不影响测定结果
2．（2022·湖北·高考真题）含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备，过程如图所示(为甲基)。下列说法正确的是（ ）
A．生成，理论上外电路需要转移电子
B．阴极上的电极反应为：
C．在电解过程中向铂电极移动
D．电解产生的中的氢元素来自于
3．（2022·辽宁·高考真题）某储能电池原理如图。下列说法正确的是（ ）
A．放电时负极反应：
B．放电时透过多孔活性炭电极向中迁移
C．放电时每转移电子，理论上吸收
D．充电过程中，溶液浓度增大
4．（2022·海南·高考真题）一种采用和为原料制备的装置示意图如下。
下列有关说法正确的是（ ）
A．在b电极上，被还原
B．金属Ag可作为a电极的材料
C．改变工作电源电压，反应速率不变
D．电解过程中，固体氧化物电解质中不断减少
5．（2022·北京·高考真题）利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。
装置示意图 序号 电解质溶液 实验现象
① 阴极表面有无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，气体减少。经检验电解液中有
② 阴极表面未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验电解液中无元素
下列说法不正确的是（ ）
A．①中气体减少，推测是由于溶液中减少，且覆盖铁电极，阻碍与铁接触
B．①中检测到，推测可能发生反应：
C．随阴极析出，推测②中溶液减少，平衡逆移
D．②中生成，使得比①中溶液的小，缓慢析出，镀层更致密
6．（2022·广东·高考真题）科学家基于易溶于的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为： 。下列说法正确的是（ ）
A．充电时电极b是阴极
B．放电时溶液的减小
C．放电时溶液的浓度增大
D．每生成，电极a质量理论上增加
7．（2022·广东·高考真题）以熔融盐为电解液，以含和等的铝合金废料为阳极进行电解，实现的再生。该过程中（ ）
A．阴极发生的反应为 B．阴极上被氧化
C．在电解槽底部产生含的阳极泥 D．阳极和阴极的质量变化相等
8．（2022·浙江·高考真题）通过电解废旧锂电池中的可获得难溶性的和，电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是（ ）
A．电极A为阴极，发生还原反应
B．电极B的电极发应：
C．电解一段时间后溶液中浓度保持不变
D．电解结束，可通过调节除去，再加入溶液以获得
9．（2022·河北·高考真题）科学家研制了一种能在较低电压下获得氧气和氢气的电化学装置，工作原理示意图如图。
下列说法正确的是（ ）
A．电极b为阳极
B．隔膜为阴离子交换膜
C．生成气体M与N的物质的量之比为2：1
D．反应器I中反应的离子方程式为4[Fe(CN)6]3—+4OH—4[Fe(CN)6]4—+O2↑+2H2O
10．（2022·山东·高考真题）设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成，将废旧锂离子电池的正极材料转化为，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是（ ）
A．装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大
B．装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸
C．乙室电极反应式为
D．若甲室减少，乙室增加，则此时已进行过溶液转移
二、填空题
11．（2022·北京·高考真题）煤中硫的存在形态分为有机硫和无机硫(、硫化物及微量单质硫等)。库仑滴定法是常用的快捷检测煤中全硫含量的方法。其主要过程如下图所示。
已知：在催化剂作用下，煤在管式炉中燃烧，出口气体主要含。
(1)煤样需研磨成细小粉末，其目的是_________________________。
(2)高温下，煤中完全转化为，该反应的化学方程式为_________________________。
(3)通过干燥装置后，待测气体进入库仑测硫仪进行测定。
已知：库仑测硫仪中电解原理示意图如下。检测前，电解质溶液中保持定值时，电解池不工作。待测气体进入电解池后，溶解并将还原，测硫仪便立即自动进行电解到又回到原定值，测定结束，通过测定电解消耗的电量可以求得煤中含硫量。
①在电解池中发生反应的离子方程式为__________________。
②测硫仪工作时电解池的阳极反应式为__________________。
(4)煤样为，电解消耗的电量为x库仑，煤样中硫的质量分数为___________。
已知：电解中转移电子所消耗的电量为96500库仑。
(5)条件控制和误差分析。
①测定过程中，需控制电解质溶液，当时，非电解生成的使得测得的全硫含量偏小，生成的离子方程式为__________________。
②测定过程中，管式炉内壁上有残留，测得全硫量结果为___________。(填“偏大”或“偏小”)
一、选择题
1．（2022·河北·霸州市第一中学模拟预测）海水资源的开发利用是自然资源开发利用的重要组成部分。氯碱工业是高耗能产业，某化学学习小组设想将其与氢氧燃料电池相结合可以有效降低能耗，其原理如下(A、B、C、D为惰性电极)。下列说法正确的是（ ）
A．乙池中C电极上的反应为
B．乙池中通过交换膜向C电极移动
C．甲池中每生成2mol ，乙池中便会消耗22.4L
D．甲池中发生的总反应为
2．（2022·福建泉州·高三阶段练习）2022年北京冬奥会采用绿电制绿氢技术，即用光伏、风能等产生绿电，绿电电解水制得的氢气叫绿氢，实现碳的零排放。下列有关说法正确的是（ ）
A．光伏电池能将太阳能全部转化成电能 B．绿氢在阴极上产生
C．常加入氯化铜溶液增强水的导电性 D．阳极上发生还原反应
3．（2022·福建泉州·高三阶段练习）一款高压无阳极配置可充电钠电池，其充电过程的原理如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．b为正极，电极c上发生氧化反应
B．用此电池做电解水实验，当消耗水0.9g时，理论上c极消耗钠2.3g
C．放电时，由3A沸石分子筛膜的右侧向左侧迁移
D．通电时，电路中每迁移2mol电子，理论上两极质量差46g
4．（2022·黑龙江·大庆市东风中学高三阶段练习）三室式电渗析法处理含废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的和可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是（ ）
A．通电后中间隔室的离子向正极迁移，正极区溶液pH增大
B．该法在处理含废水时可以得到和产品
C．负极反应为，负极区溶液pH降低
D．当电路中通过1电子的电量时，会有0.5的生成
5．（2022·贵州·贵阳市南湖实验中学高三阶段练习）下列说法正确的是（ ）
A．铁与碘反应易生成碘化铁 B．电解CuSO4溶液可以得到Cu
C．SO2通入BaCl2溶液中生成BaSO3沉淀 D．用石灰沉淀富镁海水中的Mg2+，生成碳酸镁
6．（2022·四川雅安·模拟预测）某微生物电化学法制甲烷是将电化学法和生物还原法有机结合，装置如图所示。有关说法错误的是（ ）
A．该离子交换膜可为质子交换膜
B．右侧电极为阴极，发生还原反应
C．阳极附近溶液减小
D．每生成，有8NA电子通过离子交换膜
7．（2022·上海市育才中学高三阶段练习）我国科学家实现了以CO2还原合成葡萄糖的实验研究，实验流程如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．天然气为副产物
B．总反应为：6CO2+6H2O→C6H12O6+6O2-Q，且Q＞0
C．该反应符合绿色化学思想，原子利用率达100%
D．葡萄糖和醋酸都能与金属钠反应
8．（2022·河南驻马店·高三期中）设NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是（ ）
A．1LpH=1的硫酸溶液中含有的数目为0.2NA
B．标准状况下，中含有的质子数为10NA
C．一定条件下，1molFe分别在足量的氧气、氯气中燃烧，转移电子数均为3NA
D．用惰性电极电解足量溶液时，若阴极增重12.8g，则理论上阳极产生的气体分子数为0.2NA
9．（2022·河北衡水·高三阶段练习）硫酸盐还原菌SRB分布很广泛，在水体中会促使许多金属及合金发生腐蚀，其腐蚀的机理如图所示。对于该反应机理相关分析正确的是（ ）
A．在SRB作用下，铁合金发生吸氧腐蚀
B．与的反应可表示为
C．在SRB作用下，Fe合金腐蚀后最终会生成
D．当转化为时，理论上正极反应会消耗4mol水
10．（2022·湖北·高三阶段练习）下图装置利用一种微生物将废水中的有机物(如淀粉)和含CO的废气的化学能直接转化为电能，并利用此电能模拟氯碱工业电解饱和食盐水，下列说法中一定正确的是（ ）
A．电解饱和食盐水时，阳极产生氧气
B．若a为碳电极、b为铁电极，b应与Y相连
C．当废气中有28g CO被吸收转化为甲醇时，a电极上产生气体为44.8L
D．当电路中有1mol电子转移时，电池装置左端质量减少12g
二、填空题
11．（2022·甘肃·高台县第一中学高三阶段练习）根据所学知识，回答下列问题。
(1)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下。电池工作时，外电路上电流的方向应从电极___________(填“A”或“B”)流向用电器。内电路中，向电极___________(填“A”或“B”)移动，电极A上CO参与的电极反应为___________。
(2)将两铂片插入KOH溶液中作为电极，在两极区分别通入甲烷和氧气构成燃料电池，则通入甲烷气体的电极是原电池的___________极，该极的电极反应式是_______________，如果电池工作时消耗甲烷160g，假设化学能完全转化为电能，则转移电子的数目为___________(表示阿伏加德罗常数的值)。
(3)铅蓄电池在放电时发生的电池反应为。铅蓄电池放电时正极是___________(填物质化学式)。若电解液体积为2L(反应过程溶液体积变化忽略不计)，放电过程中外电路中转移3mol电子，则硫酸浓度由下降到___________。
12．（2022·河北邢台·高三阶段练习）回答下列问题
(1)已知完全燃烧ag乙炔(C2H2)气体时生成1molCO2和H2O(l)，同时放出热量bkJ，则表示乙炔燃烧热的热化学方程式：_____。
(2)某课外科学兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。图中是两个串联的甲烷燃料电池做电源对乙池丙池进行电解实验(各溶液溶质均足量)，当闭合该装置的电键时，观察到电流表的指针发生了偏转。
①A电极上发生的电极反应式为：___________________。
②电解过程中丙池中发生的总反应方程式为：_____________。
③当两个燃料电池共消耗甲烷2240mL(标况)，乙池中某极上析出Ag的质量为_____g。
(3)如图所示是一种可实现氢气循环利用的新型电池的放电工作原理。
若以此新型电池为电源，用惰性电极电解制备硼酸[H3BO3或B(OH)3]，其工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子和阴离子通过)。
①新型电池放电时，负极电极反应式为：_____________。
②两池工作时，电池的电极M应与电解池的____(填a或b)极相连接；1、2、3膜为阳膜的是：____。
③产品室中发生的离子反应为：_____________。
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