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考点18 电解原理及应用
1．图解电解池的工作原理
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2．正确判断电极产物
(1)阳极产物的判断首先看电极，如果是活性电极做阳极，则电极材料失电子，电极溶解(注意：铁做阳极溶解生成Fe2＋，而不是Fe3＋)；如果是惰性电极，则需看溶液中阴离子的失电子能力，阴离子放电顺序为S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－(水)。
(2)阴极产物直接根据阳离子的放电顺序进行判断：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞Fe2＋＞Zn2＋……
易错提醒：
活泼阳极失电子后得到的离子一般都会继续与电解质溶液中的离子发生复杂的反应，因此最终的氧化产物需要根据试题中的信息确定。
(1)铁阳极
Fe做阳极时其氧化产物可能是Fe2＋、Fe(OH)2或FeO。如用铁电极电解含Cr2O的酸性废水时，阳极反应为Fe－2e－===Fe2＋，生成的Fe2＋会还原废水中的Cr2O，离子反应方程式为Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，由于废水中H＋不断被消耗，溶液的pH增大，碱性增强，Fe3＋和Cr3＋分别转化为Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀除去。再如，用铁电极电解稀NaOH溶液制备Fe(OH)2的阳极反应为Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2；用铁电极电解浓的KOH溶液制备K2FeO4的阳极反应为Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O。
(2)铝阳极
Al做阳极时其氧化产物可能是Al2O3、Al(OH)3、AlO、Al3＋。如给铝制品氧化膜增厚，铝制品做电解池阳极，电解质溶液一般为H2SO4 H2C2O4混合溶液，阳极反应为2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋；若是用铝电极电解烧碱溶液，阳极反应为Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O。
(3)铜阳极
Cu做阳极时其氧化产物可能是Cu2＋或Cu＋(如Cu2O)。如电镀铜或精炼铜的阳极反应为Cu－2e－===Cu2＋；用铜电极电解NaOH溶液制备Cu2O的阳极反应为2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O。
3．电解规律(阳极为惰性电极)
电解类型 电解质实例 使溶液复原加入的物质
电解水 NaOH、H2SO4 、Na2SO4 水
电解电解质 HCl、CuCl2 原电解质
放氢生碱型 NaCl HCl气体
放氧生酸型 CuSO4 、AgNO3 CuO、Ag2O
易错提醒：
电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情况，如用惰性电极电解CuSO4溶液，Cu2＋完全放电之前，可加入CuO或CuCO3复原，而Cu2＋完全放电之后，应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO2 复原。
4．电化学中的离子交换膜
(1)常见的隔膜
隔膜又叫离子交换膜，由高分子特殊材料制成。离子交换膜分三类：
①阳离子交换膜，简称阳膜，只允许阳离子通过，即允许H＋和其他阳离子通过，不允许阴离子通过。
②阴离子交换膜，简称阴膜，只允许阴离子通过，不允许阳离子通过。
③质子交换膜，只允许H＋通过，不允许其他阳离子和阴离子通过。
(2)隔膜的作用
①能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。
②能选择性地允许离子通过，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。
(3)解答步骤
第一步，分清隔膜类型。即交换膜属于阳膜、阴膜、质子膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜。
第二步，写出电极反应式。判断交换膜两侧离子变化，推断电荷变化，根据电荷平衡判断离子迁移方向。
第三步，分析隔膜作用。在产品制备中，隔膜作用主要是提高产品纯度，避免产物之间发生反应，或避免产物因发生反应而造成危险。
1．金属活动性顺序中银以前的金属(含银)作电极时，由于金属本身可以参与阳极反应，称为金属电极或活性电极(如Zn、Fe、Cu、Ag等)；金属活动性顺序中银以后的金属或非金属作电极时，称为惰性电极，主要有铂(Pt)、石墨等。
2．电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是靠离子移动导电，即电子不通过电解质溶液。
3．阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。
4．最常用、最重要的放电顺序是阳极：Cl－＞OH－；阴极：Ag＋＞Cu2＋＞H＋。
5．电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、A1等金属。
6．书写电极反应式应注意的几个问题
(1)书写电解池的电极反应式时，可以用实际放电的离子表示，但书写电解池的总反应时，弱电解质要写成分子式。如用惰性电极电解食盐水时，阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑(或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－)；总反应离子方程式为2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。
(2)电解水溶液时，应注意放电顺序，位于H＋、OH－之后的离子一般不参与放电。
(3)Fe3＋在阴极上放电时生成Fe2＋而不是得到单质Fe。
(4)判断电解产物、书写电极反应式以及分析电解质溶液的变化时首先要注意阳极是活性材料还是惰性材料。
(5)书写电解化学方程式时，应看清是电解电解质的水溶液还是熔融电解质。Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋只有在熔融状态下才放电。
7．电解时及电解后电极及溶液的变化
(1)电解时溶液pH的变化规律。
①若电解时阴极上产生H2，阳极上无O2产生，电解后溶液pH增大；
②若阴极上无H2产生，阳极上产生O2，则电解后溶液pH减小；
③若阴极上有H2产生，阳极上有O2产生，且VH2＝2VO2，则有“酸更酸，碱更碱，中性就不变”，即：
a．如果原溶液是酸溶液，则pH变小；
b．如果原溶液为碱溶液，则pH变大；
c．如果原溶液为中性溶液，则电解后pH不变。
(2)电解质溶液的复原措施。
电解后的溶液恢复到原状态，出什么加什么(即一般加入阴极产物与阳极产物的化合物)。如用惰性电极电解盐酸(足量)一段时间后，若使溶液复原，应通入HCl气体而不能加入盐酸。
8．电解在工业生产中应注意的几个问题
(1)氯碱工业所用的饱和食盐水需要精制，除去NaCl中混有的Ca2＋、Mg2＋、SO。
(2)电镀铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)不变；电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)减小。
(3)电解熔融MgCl2冶炼镁，而不能电解MgO冶炼镁，是因为MgO的熔点很高；电解熔融Al2O3冶炼铝，而不能电解AlCl3冶炼铝，是因为AlCl3是共价化合物，其熔融态不导电。
9．电解原理应用的四点注意事项
(1)阳离子交换膜(以电解NaCl溶液为例)，只允许阳离子(Na＋)通过，而阻止阴离子(Cl－、OH－)和气体分子(Cl2)通过，这样既能防止H2和Cl2混合发生爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液反应生成NaClO而影响烧碱的质量。
(2)电解或电镀时，电极质量减小的电极必为金属电极——阳极；电极质量增加的电极必为阴极，即溶液中的金属阳离子得电子变成金属附着在阴极上。
(3)电解精炼铜，粗铜中含有的Zn、Fe、Ni等活泼金属失去电子，变成金属阳离子进入溶液，其他活泼性弱于铜的杂质以阳极泥的形式沉积。电解过程中电解质溶液中的Cu2＋浓度会逐渐减小。
(4)电镀时，阳极(镀层金属)失去电子的数目与阴极镀层金属离子得到电子的数目相等，因此电镀液中电解质的浓度保持不变。
10．金属腐蚀及防护
(1)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁去电子生成Fe2＋，而不是生成Fe3＋。
(2)金属腐蚀时，电化学腐蚀与化学腐蚀往往同时存在，但前者更普遍，危害也更严重。
(3)铜暴露在潮湿的空气中发生的是化学腐蚀，而不是电化学腐蚀，生成铜绿的化学成分是Cu2(OH)2CO3。
(4)金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀，金属活动顺序表中位于氢前面和氢后面的金属都能发生吸氧腐蚀，但只有在金属活动顺序表中氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀。
(5)两种保护方法的比较
外加电流的阴极保护法比牺牲阳极的阴极保护法保护效果好。
1．金属腐蚀快慢的三个规律
(1)金属腐蚀类型的差异
电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀。
(2)电解质溶液的影响
①对同一金属来说，腐蚀的快慢(浓度相同)：强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。
②对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，腐蚀越快。
(3)活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀越快。
2．两种腐蚀与三种保护
(1)两种腐蚀：析氢腐蚀、吸氧腐蚀(关键在于电解液的pH)。
(2)三种保护：电镀保护、牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法。
3．电解时电极反应式的书写步骤
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4．电解计算破题“三方法”
原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、产物的量与电量关系的计算等。通常有下列三种方法：
(1)根据得失电子守恒计算
用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。
(2)根据总反应式计算
先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。
(3)根据关系式计算
根据得失电子守恒关系建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。　　
如以通过4 mol e－为桥梁可构建如下关系式：
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(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)
5．分析电解过程的思维程序：
①首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活性电极。
②再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H＋和OH－)。
③然后排出阴、阳两极的放电顺序：
电解池阴、阳两极的放电顺序
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6．判断电解池阴、阳极的常用方法
判断方法 阳极 阴极
与电源连接 与正极相连 与负极相连
闭合回路 导线中 电子流出 电子流入
电解质溶液中 阳离子移离 阳离子移向
阴离子移向 阴离子移离
电极反应 得失电子 失电子 得电子
化合价 升高 降低
反应类型 氧化反应 还原反应
电极质量 减小或不变 增大或不变
7．用惰性电极电解电解质溶液的类型
类型 电解质特点 实例 电解产物 电极反应特点 电解对象 电解质溶液的变化 电解质溶液的复原
阴极 阳极
电解水型 含氧酸 H2SO4 H2 O2 阴极：4H＋＋4e－===2H2↑阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 水 浓度增大 加H2O
可溶性强碱 NaOH
活泼金属含氧酸盐 KNO3
电解质型 无氧酸 HCl H2 Cl2 电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电 电解质 浓度减小 通HCl
不活泼金属无氧酸盐 CuCl2 Cu Cl2 加CuCl2
放H2生碱型 活泼金属无氧酸盐 NaCl H2 Cl2 阴极：2H＋＋2e－===H2↑阳极：电解质阴离子放电 电解质和水 生成新电解质 通HCl
放O2生酸型 不活泼金属含氧酸盐 CuSO4 Cu O2 阴极：电解质阳离子放电阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 电解质和水 生成新电解质 加CuO
一、电解原理
1．粗银中含有、等杂质，用电解法以硝酸银为电解质提纯银。下列说法正确的是
A．粗银与电源负极相连 B．阴极反应式为：
C．、在阳极区中沉积 D．电解液中浓度先增大后减小
2．关于图中装置说法正确的是
A．装置中电子移动的方向：负极→Fe→M溶液→石墨→正极
B．若M为滴加酚酞的NaCl溶液，通电一段时间后，铁电极附近溶液显红色
C．若M为CuSO4溶液，可以实现在石墨上镀铜
D．若将电源反接，M为NaCl溶液，可以用于制备Fe(OH)2并使其较长时间保持白色
3．一种充电电池放电时的电极反应为；，当为电池充电时，与外电源正极连接的电极上发生的反应是
A．的还原
B．的还原
C．的氧化
D．的氧化
4．酸性废水中的NH可在一定条件下利用硝酸盐菌转化为NO，再用如图所示的电化学装置除去NO，下列有关说法正确的是
A．a端是直流电源的负极
B．该装置把化学能转化为电能
C．图中离子交换膜应为阴离子交换膜
5．NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．标准状况下，1个N2分子的体积为
B．电解溶液后，要加入恢复电解前状态，则电解中转移电子数为0.2NA
C．将溶于稀氨水配成1L溶液，所得溶液呈中性，则溶液中数目为NA
D．合成氨反应中，当2NA个H－H断裂，同时有NA个N－H断裂，则反应达到最大限度
6．将NaCl和CuSO4两种溶液等体积混合后用石墨电极进行电解，电解过程中，溶液pH随时间t变化的曲线如图所示，则下列说法正确的是
A．整个过程中两电极反应2Cl－-2e－=Cl2↑、2H＋2e－＝H2↑不可能同时发生
B．电解至C点时，往电解质溶液中加入适量CuCl2固体，即可使电解质溶液恢复至原来的浓度
C．AB段表示电解过程中H＋被还原，pH增大
D．原混合溶液中NaCl和CuSO4浓度之比恰好为2:1
7．下图装置中X和Y均为石墨电极，电解液为500mL某蓝色溶液，电解一段时间，观察到X 电极表面有红色的固态物质生成，Y 电极有无色气体生成；溶液中原有溶质完全电解后，停止电解，取出X电极， 洗涤、干燥、称量，电极增重1.6g。下列有关说法中错误的是
A．X电极是阴极
B．Y电极产生气体的体积为0.224L
C．电解后溶液的pH=1
D．要使电解后溶液恢复到电解前的状态，需加入一定最的CuO 或CuCO3
二、电解的综合应用
8．某碱性蓄电池工作原理为：。下列说法正确的是
A．空气中的渗入电解液中会缩短电池使用寿命
B．电池工作时，溶液的pH恒定不变
C．放电时，从负极经电解质溶液移向正极
D．充电时，阳极反应式：
9．氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体。利用太阳能电池电解NH3得到高纯H2的装置如图所示。下列说法正确的是
A．该装置工作时，只发生两种形式能量的转化
B．电解过程中OH-由b极区向a极区迁移
C．电解时b极区溶液中n(KOH)减少
D．电解过程中1mol NH3参与反应，得到3×6.02×1023个电子
10．化学创造美好生活。下列生产活动中，没有运用相应化学原理的是
选项 生产活动 化学原理
A 食品中添加适量二氧化硫 SO2可以起到漂白、防腐、抗氧化等作用
B 利用氯碱工业制备氢氧化钠 溶液中Na2CO3与Ca(OH)2反应
C 高炉炼铁 CO高温下还原铁矿石
D 利用冰箱冷藏食物 温度低时，化学反应速率慢
A．A B．B C．C D．D
11．下列说法中正确的是
A．电解熔融状态下的AlCl3或Al2O3均可得到单质铝
B．钢铁、铜在适当条件均可发生吸氧腐蚀、析氢腐蚀
C．向的稀混合液中滴加AgNO3溶液，可确定Ksp(AgCl)、Ksp(AgI)的相对大小
D．BaSO4、BaCO3均难溶于水，故BaCO3不能与Na2SO4溶液反应
12．利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用，下列说法正确的是
A．氯碱工业中，X电极上的反应式是4OH--4e-＝2H2O+O2↑
B．电解精炼铜时，Z溶液中的Cu2+浓度不变
C．在铁片上镀铜时，每转移2mol电子，Y极增重64g
D．制取金属铝时，Z是熔融的氯化铝
13．海水中NaCl质量分数约为2.72%。工业上利用NaCl为原料可制取钠的单质和化合物，转化关系如下图所示。下列说法错误的是
A．反应①的原理是电解饱和食盐水
B．反应②应向饱和食盐水中依次通入过量的和
C．反应③的转化条件可以是加热
D．反应④的副产物为、可用于工业上制盐酸
14．利用下列装置进行实验，能达到实验目的的是
A．用图甲所示装置进行石油分馏
B．用图乙所示装置干燥气体
C．用图丙所示装置验证元素的非金属性：
D．用图丁所示装置在铁上镀铜
15．关于下列各装置图的叙述不正确的是
A．图①装置盐桥中KCl的移向甲烧杯
B．图②装置中钢闸门应与外接电源的负极相连获得保护
C．图③装置中开关由M置于N时，Cu-Zn合金的腐蚀速率减小
D．图④装置精炼铜，a极为精铜，b为粗铜，电解质溶液为溶液
16．某电化学装置如图所示，a、b分别接直流电源两极。下列说法正确的是
A．溶液中电子从B极移向A极
B．若B为粗铜，A为精铜，则溶液中c(Cu2+)保持不变，
C．若A、B均为石墨电极，则通电一段时间后，溶液pH增大
D．若B为粗铜，A为精铜，则A、B两极转移的电子数相等
17．探究电解精炼铜(粗铜含有Ag、Zn、Fe)和电化学腐蚀装置如图，下列叙述正确的是
A．精炼铜时，电解质为硫酸铜溶液，X电极反应为：Cu2＋＋2e-=Cu
B．精炼铜时，溶液中Ag＋、Zn2＋、Fe2＋浓度增大
C．X电极为石墨，Y电极为Cu，则铜受到保护
D．X电极为Fe，Y电极为Cu，则铁受到保护
三、金属腐蚀与防护
18．一定条件下，钢铁腐蚀与溶液pH的关系如下：
pH 2 4 6 6.5 8 13.5 14
腐蚀快慢 较快 慢 较快
主要产物 Fe2+ Fe3O4 Fe2O3 HFeO
下列说法正确的是
A．碱性越强，钢铁腐蚀越困难
B．中性环境中，钢铁较难腐蚀
C．pH>14时正极反应为O2+4H++4e—=2H2O
D．自然界中钢铁腐蚀的产物只有Fe2O3
19．化学与人类生产、生活密切相关，下列说法中错误的是
A．镀锌铁破损后，铁易被腐蚀
B．神州十一号飞船返回舱表面材料氮化硅属于共价晶体
C．冷敷袋俗称冰袋，成分可以是硝酸铵和水
D．红酒中添加适量SO2可以起到杀菌和抗氧化的作用
20．下列措施的目的是为了加快化学反应速率的是
A．含氯消毒剂避光保存 B．谷物酿酒时使用酒曲
C．葡萄酒中添加二氧化硫 D．航海轮船船底镶嵌锌块
21．根据下列实验操作，预测的实验现象和实验结论或解释均正确的是
实验操作 预测实验现象 实验结论或解释
A 相同温度下，同时向①酸性溶液和②酸性溶液中分别加入溶液 ②中溶液先褪色 该实验条件下，浓度越大，反应速率越快
B 向煤炉中灼热的煤炭上洒少量水 产生淡蓝色火焰，煤炭燃烧更旺 加少量水后，可使煤炭燃烧放出更多的热量
C 白铁皮(镀锌铁)出现刮痕后浸泡在饱和食盐水中，一段时间后滴入几滴溶液 无明显现象 该过程未发生原电池反应
D 分别测定室温下等物质的量浓度的与溶液的pH 后者较大 证明非金属性：S>C
A．A B．B C．C D．D
22．化学是以实验为基础的科学。下列实验操作或做法正确且能达到目的是
选项 操作或做法 目的
A 制备氢气时，增加锌粒的用量 加快反应速率
B 实验室制乙酸乙酯时，用水浴加热 提高乙醇的转化率
C 将饱和的FeCl3溶液煮沸 制备Fe(OH)3胶体
D 将除锈的铁钉用食盐水浸泡一下，然后放入试管中 验证铁的吸氧腐蚀
A．A B．B C．C D．D
23．下列方案设计、现象和结论都正确的是
目的 方案设计 现象和结论
探究浓硫酸的特性 将浓硫酸滴到蔗糖表面，固体变黑膨胀，有刺激性气体产生 浓硫酸有脱水性和强氧化性
探究中是否含有 将气体通入溶液 若产生白色沉淀，证明含有
探究碳酸和醋酸酸性强弱 取碳酸钠溶液于试管中，向其中滴加滴稀醋酸溶液 溶液中无明显气泡逸出，说明醋酸的酸性比碳酸的酸性弱
探究钢铁的电化学腐蚀 在铁片上滴一滴含有酚酞的食盐水，一段时间后液滴边缘出现红色 铁片发生析氢腐蚀
A．A B．B C．C D．D．
1．FFC电解法可由金属氧化物直接电解制备金属单质，西北稀有金属材料研究院利用此法成功电解制备钽粉(Ta)，其原理如图所示。下列说法正确的是
A．该装置将化学能转化为电能
B．a极为电源的正极
C．Ta2O5极发生的电极反应为Ta2O5+10e—=2Ta+5O2—
D．石墨电极上生成22.4 L O2，则电路中转移的电子数为4×6.02×1023
2．Na2Cr2O7的酸性水溶液随着H+浓度的增大会转化为CrO3。电解法制备CrO3的原理如图所示。下列说法错误的是
A．电解时只允许H+通过离子交换膜
B．生成O2和H2的质量比为8∶1
C．电解一段时间后阴极区溶液OH-的浓度增大
D．CrO3的生成反应为：Cr2O+2H+=2CrO3+H2O
3．某实验小组模拟海水淡化的同时制备H2、Cl2和NaOH溶液，装置如图所示(两端为惰性电极，阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通过)。下列有关说法错误的是
A．甲室产生的气体能使湿润的淀粉—KI试纸变蓝
B．膜①是阴离子交换膜
C．淡水的出口只有c
D．随着电解的进行，戊室溶液的pH不断增大
4．下列指定反应的离子方程式错误的是
A．向NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至中性：H＋＋OH-=H2O
B．酸性KMnO4溶液滴加少量双氧水，溶液紫色褪去：2MnO＋5H2O2＋6H+ =2Mn2＋＋5O2 ↑＋8H2O
C．NaHCO3溶液加入少量的Ca(OH)2溶液：Ca2＋＋2OH-＋2HCO=CaCO3 ↓＋CO＋2H2O
D．用惰性电极电解MgBr2溶液，阴极的电极反应式：2H2O＋Mg2＋＋2e- =H2↑＋Mg(OH )2 ↓
5．MFC-电芬顿技术不需要外加能量即可发生，通过产生羟基自由基(·OH)处理有机污染物，可获得高效的废水净化效果，其耦合系统原理示意图如图，下列说法错误的是
A．甲池中H+移动的方向从M室到N室
B．电子移动方向为a→Y，X→b
C．乙池的可在酸性较弱的环境中使用
D．Y 电极上得到双氧水的反应为 O2 + 2e- + 2H+ =H2O2
6．用多孔石墨电极完成下列实验，下列解释或推断不合理的是（ ）
实验
现象 （i）中a、b两极均有气泡产生 （ii）中b极上析出红色固体 （iii）中b极上析出灰白色固体
A．（i）中，a电极上既发生了化学变化，也发生了物理变化
B．电解一段时间后，（i）中溶液浓度不一定会升高
C．（ii）中发生的反应为H2+Cu2+=2H++Cu↓
D．（iii）中发生的反应只可能是2Ag+Cu=2Ag++Cu2+
7．KIO3是食用碘盐的添加剂，工业上制取KIO3的方法之一如图所示，其中阳（阴）离子隔膜只允许阳（阴）离子通过，下列有关说法中正确的是
A．可用铁作阳极、石墨作阴极
B．装置中的隔膜为阳离子隔膜
C．当外电路中通过2 mole-时，阴极上会有22.4LH2生成
D．阳极电极反应式为：I--6e-+6OH-=IO3-+3H2O
8．用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得溶液中加入0.1molCu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。则电解过程中转移的电子数为
A．0.1mol B．0.2mol C．0.3mol D．0.4mol
9．用惰性电极电解1L的某浓度的氯化钠溶液,一段时间后,停止电解。此时若加入100g36.5%的浓盐酸，所得溶液恰好与原溶液完全相同。下列说法正确的是
A．电解过程中,阴阳两极产生的气体体积相同(同温同压时)
B．电解后的溶液中c(NaOH)=1mol/L
C．电解过程中,转移电子的物质的量约为8mol
D．原溶液中含有117g NaCl
10．H2是一种绿色能源，如图装置电解水（添加少量烧碱）制备H2和O2。下列说法错误的是
A．关闭K1时，电极1收集H2且电极1附近NaOH溶液浓度减小；
B．关闭K2时，阴极反应为NiOOH＋H2O＋e－＝Ni（OH）2＋OH－
C．NaOH增强导电性，可以用稀硫酸（或盐酸）替代烧碱
D．若电极2收集到11200 mL气体（标准状况），则转移2 mol电子
11．近日，我国学者在Science报道了一种氯离子介导的电化学合成方法，能将乙烯高效清洁、选择性地转化为环氧乙烷，电化学反应的具体过程如图所示。在电解结束后，将阴、阳极电解液输出混合，便可反应生成环氧乙烷。下列说法错误的是
A．Ni电极与电源负极相连
B．工作过程中阴极附近pH增大
C．电解结束后，输出混合过程前两极电解液KCl浓度相同
D．该过程的总反应为
12．某研究机构使用 Li-SO2Cl2 电池电解制备 Ni(H2PO2)2，其工作原理如图所示。已知电池反应为 2Li+SO2Cl2=2LiCl+SO2↑，下列说法不正确的是
A．该制备过程还能得到副产物浓 NaOH 溶液
B．e 接口连接h，f 接口连接g
C．膜a、c 是阳离子交换膜，膜 b 是阴离子交换膜
D．Li 电极的电极反应式为 Li-e-=Li+；LiAlCl4 介质也可用 LiCl 水溶液替代
13．用石墨电极完成下列电解实验。
实验装置 实验现象
a处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c处无明显变化；d处试纸变蓝
下列对实验现象的解释或推测不合理的是
A．a为电解池的阴极 B．b处有氯气生成，且与水反应生成了盐酸和次氯酸
C．c处发生了反应：Fe-3e－ = Fe3+ D．d处：2H2O+2e－=H2↑+2OH－
14．下图为直流电源，为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，为电镀槽，接通电路后发现上的c点显红色，为实现铁上镀锌，接通后，使c、d两点短路，下列叙述正确的是（ ）
A．a为直流电源的负极
B．f电极为锌板
C．c极发生的反应为2H＋＋2e－＝H2↑
D．e极发生还原反应
15．普通电解精炼铜的方法所制备的铜中仍含杂质，利用下面的双膜( 阴离子交换膜和过滤膜)电解装置可制备高纯度的Cu。下列有关叙述正确的是
A．电极a为粗铜,电极b为精铜
B．甲膜为过滤膜,可阻止阳极泥及漂浮物杂质进入阴极区
C．乙膜为阴离子交换膜,可阻止杂质阳离子进入阴极区
D．当电路中通过1mol电子时,可生成32g精铜
16．利用燃料电池电解制备并得到副产物、、，装置如图所示(、、、极均为惰性电极)。下列说法正确的是
A．极、极分别为阴极、阳极
B．膜、膜均为阳离子交换膜，膜为阴离子交换膜
C．极上的反应为
D．理论上，极消耗甲烷，极产生
17．下列关于金属防护的说法中正确的是
A．当镀锌铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用
B．地下输油钢管与外加直流电源的正极相连可保护其不受腐蚀
C．在轮船船体四周镶嵌锌块保护船体不受腐蚀的方法叫阳极电化学保护法
D．不锈钢有较强的抗腐蚀能力是因为在钢铁表面镀上了铬
18．验证牺牲阳极的阴极保护法，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
19．结合图判断，下列叙述正确的是
A．I和II中正极均被保护
B．I和II中负极反应均是Fe-2e-=Fe2+
C．I和II中正极反应均是O2+2H2O+4e-=4OH-
D．I和II中分别加入少量氯水和KSCN溶液均变红色
20．2020年化学科学家用微生物燃料电池作电源进行模拟消除酸性工业废水中的重铬酸根离子(Cr2O72-)的示意图如图所示，反应一段时间后，在装置②中得到Fe(OH)3和Cr(OH)3两种沉淀。已知6Fe2++ Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O。下列说法错误的是（ ）
A．装置①中，a极的电极反应为HS--8e-+4H2O=SO42-+9H+
B．向装置②中加入适量Na2SO4，其主要作用是增强溶液的导电性
C．装置①中，b极上消耗的n(O2)与装置②中惰性电极上生成的n(生成物)相等
D．当装置①中有0.6mol H+通过质子交换膜时，装置②中产生0.4mol沉淀
一轮再回顾
易错点精析
二轮热点难点突破
针对训练
突破提升
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考点18 电解原理及应用
1．图解电解池的工作原理
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2．正确判断电极产物
(1)阳极产物的判断首先看电极，如果是活性电极做阳极，则电极材料失电子，电极溶解(注意：铁做阳极溶解生成Fe2＋，而不是Fe3＋)；如果是惰性电极，则需看溶液中阴离子的失电子能力，阴离子放电顺序为S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－(水)。
(2)阴极产物直接根据阳离子的放电顺序进行判断：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞Fe2＋＞Zn2＋……
易错提醒：
活泼阳极失电子后得到的离子一般都会继续与电解质溶液中的离子发生复杂的反应，因此最终的氧化产物需要根据试题中的信息确定。
(1)铁阳极
Fe做阳极时其氧化产物可能是Fe2＋、Fe(OH)2或FeO。如用铁电极电解含Cr2O的酸性废水时，阳极反应为Fe－2e－===Fe2＋，生成的Fe2＋会还原废水中的Cr2O，离子反应方程式为Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，由于废水中H＋不断被消耗，溶液的pH增大，碱性增强，Fe3＋和Cr3＋分别转化为Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀除去。再如，用铁电极电解稀NaOH溶液制备Fe(OH)2的阳极反应为Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2；用铁电极电解浓的KOH溶液制备K2FeO4的阳极反应为Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O。
(2)铝阳极
Al做阳极时其氧化产物可能是Al2O3、Al(OH)3、AlO、Al3＋。如给铝制品氧化膜增厚，铝制品做电解池阳极，电解质溶液一般为H2SO4 H2C2O4混合溶液，阳极反应为2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋；若是用铝电极电解烧碱溶液，阳极反应为Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O。
(3)铜阳极
Cu做阳极时其氧化产物可能是Cu2＋或Cu＋(如Cu2O)。如电镀铜或精炼铜的阳极反应为Cu－2e－===Cu2＋；用铜电极电解NaOH溶液制备Cu2O的阳极反应为2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O。
3．电解规律(阳极为惰性电极)
电解类型 电解质实例 使溶液复原加入的物质
电解水 NaOH、H2SO4 、Na2SO4 水
电解电解质 HCl、CuCl2 原电解质
放氢生碱型 NaCl HCl气体
放氧生酸型 CuSO4 、AgNO3 CuO、Ag2O
易错提醒：
电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情况，如用惰性电极电解CuSO4溶液，Cu2＋完全放电之前，可加入CuO或CuCO3复原，而Cu2＋完全放电之后，应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO2 复原。
4．电化学中的离子交换膜
(1)常见的隔膜
隔膜又叫离子交换膜，由高分子特殊材料制成。离子交换膜分三类：
①阳离子交换膜，简称阳膜，只允许阳离子通过，即允许H＋和其他阳离子通过，不允许阴离子通过。
②阴离子交换膜，简称阴膜，只允许阴离子通过，不允许阳离子通过。
③质子交换膜，只允许H＋通过，不允许其他阳离子和阴离子通过。
(2)隔膜的作用
①能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。
②能选择性地允许离子通过，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。
(3)解答步骤
第一步，分清隔膜类型。即交换膜属于阳膜、阴膜、质子膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜。
第二步，写出电极反应式。判断交换膜两侧离子变化，推断电荷变化，根据电荷平衡判断离子迁移方向。
第三步，分析隔膜作用。在产品制备中，隔膜作用主要是提高产品纯度，避免产物之间发生反应，或避免产物因发生反应而造成危险。
1．金属活动性顺序中银以前的金属(含银)作电极时，由于金属本身可以参与阳极反应，称为金属电极或活性电极(如Zn、Fe、Cu、Ag等)；金属活动性顺序中银以后的金属或非金属作电极时，称为惰性电极，主要有铂(Pt)、石墨等。
2．电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是靠离子移动导电，即电子不通过电解质溶液。
3．阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。
4．最常用、最重要的放电顺序是阳极：Cl－＞OH－；阴极：Ag＋＞Cu2＋＞H＋。
5．电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、A1等金属。
6．书写电极反应式应注意的几个问题
(1)书写电解池的电极反应式时，可以用实际放电的离子表示，但书写电解池的总反应时，弱电解质要写成分子式。如用惰性电极电解食盐水时，阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑(或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－)；总反应离子方程式为2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。
(2)电解水溶液时，应注意放电顺序，位于H＋、OH－之后的离子一般不参与放电。
(3)Fe3＋在阴极上放电时生成Fe2＋而不是得到单质Fe。
(4)判断电解产物、书写电极反应式以及分析电解质溶液的变化时首先要注意阳极是活性材料还是惰性材料。
(5)书写电解化学方程式时，应看清是电解电解质的水溶液还是熔融电解质。Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋只有在熔融状态下才放电。
7．电解时及电解后电极及溶液的变化
(1)电解时溶液pH的变化规律。
①若电解时阴极上产生H2，阳极上无O2产生，电解后溶液pH增大；
②若阴极上无H2产生，阳极上产生O2，则电解后溶液pH减小；
③若阴极上有H2产生，阳极上有O2产生，且VH2＝2VO2，则有“酸更酸，碱更碱，中性就不变”，即：
a．如果原溶液是酸溶液，则pH变小；
b．如果原溶液为碱溶液，则pH变大；
c．如果原溶液为中性溶液，则电解后pH不变。
(2)电解质溶液的复原措施。
电解后的溶液恢复到原状态，出什么加什么(即一般加入阴极产物与阳极产物的化合物)。如用惰性电极电解盐酸(足量)一段时间后，若使溶液复原，应通入HCl气体而不能加入盐酸。
8．电解在工业生产中应注意的几个问题
(1)氯碱工业所用的饱和食盐水需要精制，除去NaCl中混有的Ca2＋、Mg2＋、SO。
(2)电镀铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)不变；电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)减小。
(3)电解熔融MgCl2冶炼镁，而不能电解MgO冶炼镁，是因为MgO的熔点很高；电解熔融Al2O3冶炼铝，而不能电解AlCl3冶炼铝，是因为AlCl3是共价化合物，其熔融态不导电。
9．电解原理应用的四点注意事项
(1)阳离子交换膜(以电解NaCl溶液为例)，只允许阳离子(Na＋)通过，而阻止阴离子(Cl－、OH－)和气体分子(Cl2)通过，这样既能防止H2和Cl2混合发生爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液反应生成NaClO而影响烧碱的质量。
(2)电解或电镀时，电极质量减小的电极必为金属电极——阳极；电极质量增加的电极必为阴极，即溶液中的金属阳离子得电子变成金属附着在阴极上。
(3)电解精炼铜，粗铜中含有的Zn、Fe、Ni等活泼金属失去电子，变成金属阳离子进入溶液，其他活泼性弱于铜的杂质以阳极泥的形式沉积。电解过程中电解质溶液中的Cu2＋浓度会逐渐减小。
(4)电镀时，阳极(镀层金属)失去电子的数目与阴极镀层金属离子得到电子的数目相等，因此电镀液中电解质的浓度保持不变。
10．金属腐蚀及防护
(1)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁去电子生成Fe2＋，而不是生成Fe3＋。
(2)金属腐蚀时，电化学腐蚀与化学腐蚀往往同时存在，但前者更普遍，危害也更严重。
(3)铜暴露在潮湿的空气中发生的是化学腐蚀，而不是电化学腐蚀，生成铜绿的化学成分是Cu2(OH)2CO3。
(4)金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀，金属活动顺序表中位于氢前面和氢后面的金属都能发生吸氧腐蚀，但只有在金属活动顺序表中氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀。
(5)两种保护方法的比较
外加电流的阴极保护法比牺牲阳极的阴极保护法保护效果好。
1．金属腐蚀快慢的三个规律
(1)金属腐蚀类型的差异
电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀。
(2)电解质溶液的影响
①对同一金属来说，腐蚀的快慢(浓度相同)：强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。
②对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，腐蚀越快。
(3)活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀越快。
2．两种腐蚀与三种保护
(1)两种腐蚀：析氢腐蚀、吸氧腐蚀(关键在于电解液的pH)。
(2)三种保护：电镀保护、牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法。
3．电解时电极反应式的书写步骤
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4．电解计算破题“三方法”
原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、产物的量与电量关系的计算等。通常有下列三种方法：
(1)根据得失电子守恒计算
用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。
(2)根据总反应式计算
先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。
(3)根据关系式计算
根据得失电子守恒关系建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。　　
如以通过4 mol e－为桥梁可构建如下关系式：
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(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)
5．分析电解过程的思维程序：
①首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活性电极。
②再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H＋和OH－)。
③然后排出阴、阳两极的放电顺序：
电解池阴、阳两极的放电顺序
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6．判断电解池阴、阳极的常用方法
判断方法 阳极 阴极
与电源连接 与正极相连 与负极相连
闭合回路 导线中 电子流出 电子流入
电解质溶液中 阳离子移离 阳离子移向
阴离子移向 阴离子移离
电极反应 得失电子 失电子 得电子
化合价 升高 降低
反应类型 氧化反应 还原反应
电极质量 减小或不变 增大或不变
7．用惰性电极电解电解质溶液的类型
类型 电解质特点 实例 电解产物 电极反应特点 电解对象 电解质溶液的变化 电解质溶液的复原
阴极 阳极
电解水型 含氧酸 H2SO4 H2 O2 阴极：4H＋＋4e－===2H2↑阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 水 浓度增大 加H2O
可溶性强碱 NaOH
活泼金属含氧酸盐 KNO3
电解质型 无氧酸 HCl H2 Cl2 电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电 电解质 浓度减小 通HCl
不活泼金属无氧酸盐 CuCl2 Cu Cl2 加CuCl2
放H2生碱型 活泼金属无氧酸盐 NaCl H2 Cl2 阴极：2H＋＋2e－===H2↑阳极：电解质阴离子放电 电解质和水 生成新电解质 通HCl
放O2生酸型 不活泼金属含氧酸盐 CuSO4 Cu O2 阴极：电解质阳离子放电阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 电解质和水 生成新电解质 加CuO
一、电解原理
1．粗银中含有、等杂质，用电解法以硝酸银为电解质提纯银。下列说法正确的是
A．粗银与电源负极相连 B．阴极反应式为：
C．、在阳极区中沉积 D．电解液中浓度先增大后减小
【答案】B
【分析】
电解法精炼粗银，粗银做阳极，Ag失电子生成Ag+、Cu生成Cu2+，Pt为惰性金属成为阳极泥，由得电子能力：Ag+> Cu2+，阴极为Ag+得电子生成Ag；
【解析】
A．用电解法精炼粗银，银单质失电子生成银离子，发生氧化反应，粗银与电源正极相连，故A错误；
B．由得电子能力：Ag+> Cu2+，阴极为Ag+得电子生成Ag，阴极电极反应为，故B正确；
C．粗银做阳极Cu生成Cu2+，Pt为惰性金属成为阳极泥，故C错误；
D．电解精炼银时，粗银中比银活泼的铜会失电子形成离子进入溶液，则电解液中浓度不可能增大，故D错误；
故选：B。
2．关于图中装置说法正确的是
A．装置中电子移动的方向：负极→Fe→M溶液→石墨→正极
B．若M为滴加酚酞的NaCl溶液，通电一段时间后，铁电极附近溶液显红色
C．若M为CuSO4溶液，可以实现在石墨上镀铜
D．若将电源反接，M为NaCl溶液，可以用于制备Fe(OH)2并使其较长时间保持白色
【答案】B
【解析】
A．电子不能进入电解质溶液中，离子不能进入电路中，A错误；
B．由图可知铁电极为阴极，水电离出的氢离子在阴极得电子生成氢气，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阴极附近OH-浓度增大，碱性增强，使酚酞溶液变红，B正确；
C．若M为CuSO4溶液，Cu在铁电极表面析出，C错误；
D．若将电源反接，铁作阳极，则铁失电子生成Fe2+，石墨作阴极，水电离出的氢离子在阴极得到电子生成氢气，溶液中的OH-浓度增大，Fe2+和OH-反应生成氢氧化亚铁沉淀，但是溶液中的氧气能够将氢氧化亚铁氧化为红褐色的氢氧化铁沉淀，则氢氧化亚铁不能较长时间保持白色，D错误；
答案为：B。
3．一种充电电池放电时的电极反应为；，当为电池充电时，与外电源正极连接的电极上发生的反应是
A．的还原
B．的还原
C．的氧化
D．的氧化
【答案】D
【解析】
充电电池放电时正极发生反应为：，电池充电时，电池的正极接电源的正极，电池的负极接电源的负极，则电池充电时，电极反应式是电池放电时电极反应式的逆过程，即Ni(OH)2被氧化；
答案选D。
4．酸性废水中的NH可在一定条件下利用硝酸盐菌转化为NO，再用如图所示的电化学装置除去NO，下列有关说法正确的是
A．a端是直流电源的负极
B．该装置把化学能转化为电能
C．图中离子交换膜应为阴离子交换膜
D．阴极的电极反应式为2NO+12H++10e-=N2↑+6H2O
【答案】D
【分析】
电解池中，与电源正极相连的电极是阳极，电子从阳极流出，电子沿着导线流向电源正极，与电源负极相连的电极是阴极，电源负极上电子流出，电子沿着导线流向电解池的阴极，阴极上氧化剂得到电子发生还原反应，由图知，Ag-Pt电极上NO转变为N2，则Ag-Pt为阴极，内电路中阴离子移向阳极、阳离子移向阴极，据此分析；
【解析】
A．据分析、Ag-Pt为阴极，则Pt为阳极，a端是直流电源的正极，A错误；
B． 该装置为电解池，把电能转化为化学能，B错误；
C． 若图中为阴离子交换膜，只允许阴离子通过，则硝酸根离子会由右侧区域向左侧区域移动、影响去除硝酸根离子的效果。若为阳离子交换膜，只允许阳离子通过，阳极反应，则产生的及酸性废水中氢离子会由左侧区域向右侧区域移动、参与阴极反应而除去硝酸根离子和氢离子，达到使用目的，故图中离子交换膜应为阳离子交换膜，C错误。
D．据分析Ag-Pt为阴极，Ag-Pt电极上NO得电子被还原为N2、电解质为酸性废水，则阴极的电极反应式为2NO+12H++10e-=N2↑+6H2O，D正确；
答案选D。
5．NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．标准状况下，1个N2分子的体积为
B．电解溶液后，要加入恢复电解前状态，则电解中转移电子数为0.2NA
C．将溶于稀氨水配成1L溶液，所得溶液呈中性，则溶液中数目为NA
D．合成氨反应中，当2NA个H－H断裂，同时有NA个N－H断裂，则反应达到最大限度
【答案】C
【解析】
A． 气体的体积不是气体分子所占的真实体积，无法通过标准状况下的气体摩尔体积计算1个N2分子的体积，A错误；
B． 电解溶液后，需加入即0.1mol Cu(OH)2才能恢复电解前状态，则说明阳极上析出的是0.1mol氧气，阴极上析出的是0.1mol铜和0.1mol氢气，故转移0.4mol电子即0.4NA个，B错误；
C． 将溶于稀氨水配成1L溶液，则溶液中存在铵离子、硝酸根离子、氢离子和氢氧根离子，溶液呈电中性，，所得溶液呈中性，，则，，即溶液中数目为NA，C正确；
D． 合成氨反应中，当NA个H－H断裂，同时有2NA个N－H断裂，即正逆反应速率相等、反应达到最大限度，D错误；
答案选C。
6．将NaCl和CuSO4两种溶液等体积混合后用石墨电极进行电解，电解过程中，溶液pH随时间t变化的曲线如图所示，则下列说法正确的是
A．整个过程中两电极反应2Cl－-2e－=Cl2↑、2H＋2e－＝H2↑不可能同时发生
B．电解至C点时，往电解质溶液中加入适量CuCl2固体，即可使电解质溶液恢复至原来的浓度
C．AB段表示电解过程中H＋被还原，pH增大
D．原混合溶液中NaCl和CuSO4浓度之比恰好为2:1
【答案】A
【分析】
KCl和CuSO4两种溶液等体积混合后，用石墨电极进行电解，电解分3个阶段：
[第一阶段]相当于电解氯化铜，阳极：氯离子失电子，阴极：铜离子得电子，因为铜离子水解使溶液显酸性，随着电解的进行，铜离子的浓度降低，酸性减弱，pH将增大；
[第二阶段]阳极：氢氧根离子失电子(来源于水的电离)，阴极：仍然为铜离子得电子，因为氢氧根离子消耗，使水溶液中氢离子浓度增大，pH迅速减小；
[第三阶段]阳极：氢氧根离子失电子，阴极：氢离子得电子，它们都来源于水的电离，实质是电解水，导致溶液的体积减小，使溶液中氢离子浓度增大，pH继续减小，以此解答本题。
【解析】
A．根据以上分析，氯离子反应完，铜离子还剩，所以整个过程中两电极反应：2Cl 2e ═Cl2↑，2H++2e ═H2↑不可能同时出现，故A正确；
B．根据以上分析，电解至C点时，在电解液中应加入CuCl2固体和CuO固体，故B错误；
C．根据以上分析，因为铜离子水解使溶液显酸性，随着电解的进行，铜离子的浓度降低，酸性减弱，pH将增大，故C错误；
D．因为由第二阶段阳极氢氧根离子失电子的同时，阴极仍然为铜离子得电子，所以原混合溶液中KCl和CuSO4的浓度之比不是2:1，故D错误；
故答案为：A。
7．下图装置中X和Y均为石墨电极，电解液为500mL某蓝色溶液，电解一段时间，观察到X 电极表面有红色的固态物质生成，Y 电极有无色气体生成；溶液中原有溶质完全电解后，停止电解，取出X电极， 洗涤、干燥、称量，电极增重1.6g。下列有关说法中错误的是
A．X电极是阴极
B．Y电极产生气体的体积为0.224L
C．电解后溶液的pH=1
D．要使电解后溶液恢复到电解前的状态，需加入一定最的CuO 或CuCO3
【答案】B
【解析】
蓝色溶液中可能含有Cu2＋，并且在电解过程中析出红色固体，进一步验证析出的是铜，X电极是阴极；Y是阳极，电极上析出无色气体，应该是O2，电解离子方程式：2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋。根据电解离子方程式得：n(H＋)＝2n(Cu2＋)＝2×＝0.05 mol，故溶液中c(H＋)＝＝0.1 mol·L－1，溶液的pH＝1。要使溶液恢复到以前，可以加入CuO或CuCO3。根据电解离子方程式得：n(O2)＝×n(Cu)＝0.0125 mol，在标准状况下的体积V(O2)＝22.4 L·mol－1×0.0125 mol＝0.28 L。所以选项B是错误的，其余都是正确的，答案选B。
二、电解的综合应用
8．某碱性蓄电池工作原理为：。下列说法正确的是
A．空气中的渗入电解液中会缩短电池使用寿命
B．电池工作时，溶液的pH恒定不变
C．放电时，从负极经电解质溶液移向正极
D．充电时，阳极反应式：
【答案】A
【解析】
A．空气中的渗入电解液中能氧化单质铁，所以会缩短电池使用寿命，A正确；
B．电池工作时会产生氢氧化亚铁和氢氧化镍，所以溶液的pH增大，B错误；
C．原电池中阴离子向负极移动，则放电时，从正极经电解质溶液移向负极，C错误；
D．充电时，阳极发生失去电子的氧化反应，则反应式为：，D错误；
答案选A
9．氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体。利用太阳能电池电解NH3得到高纯H2的装置如图所示。下列说法正确的是
A．该装置工作时，只发生两种形式能量的转化
B．电解过程中OH-由b极区向a极区迁移
C．电解时b极区溶液中n(KOH)减少
D．电解过程中1mol NH3参与反应，得到3×6.02×1023个电子
【答案】B
【解析】
A．装置中有：太阳能转为电能，电能转为化学能，有3种能量的转化，A错误；
B．a处，NH3转化为N2，N的化合价升高，失去电子，则电极a为阳极，OH－移向阳极，B正确；
C．阳极反应式为：2NH3－6e－＋6OH－= N2↑＋6H2O，阴极反应式为：2H＋＋2e－=H2↑或2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，b极区溶液中n(KOH)增大，C错误；
D．1mol NH3转化为N2时，失去3mol e－，D错误。
答案选B。
10．化学创造美好生活。下列生产活动中，没有运用相应化学原理的是
选项 生产活动 化学原理
A 食品中添加适量二氧化硫 SO2可以起到漂白、防腐、抗氧化等作用
B 利用氯碱工业制备氢氧化钠 溶液中Na2CO3与Ca(OH)2反应
C 高炉炼铁 CO高温下还原铁矿石
D 利用冰箱冷藏食物 温度低时，化学反应速率慢
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【解析】
A．食品中添加适量二氧化硫，是因为SO2可以起到漂白、防腐、抗氧化等作用，故A正确；
B．氯碱工业制备氢氧化钠，是电解饱和食盐水制备，2NaCl+2H2O2NaOH +H2↑ + Cl2↑，故B错误；
C．高炉炼铁是利用CO高温下还原铁矿石，故C正确；
D．利用冰箱冷藏食物，温度低时，化学反应速率慢，延缓食物变质的速率，故D正确；
选B。
11．下列说法中正确的是
A．电解熔融状态下的AlCl3或Al2O3均可得到单质铝
B．钢铁、铜在适当条件均可发生吸氧腐蚀、析氢腐蚀
C．向的稀混合液中滴加AgNO3溶液，可确定Ksp(AgCl)、Ksp(AgI)的相对大小
D．BaSO4、BaCO3均难溶于水，故BaCO3不能与Na2SO4溶液反应
【答案】C
【解析】
A．AlCl3是共价化合物，熔融状态下不能电离出离子，A错误；
B．铜的活泼性位于氢之后，不能发生析氢腐蚀，B错误；
C．由于起始Cl-、I-浓度相等，故通过观察先生成沉淀的颜色可以比较Ksp(AgCl)、Ksp(AgI)的相对大小，C正确；
D．Ksp(BaSO4)与Ksp(BaCO3)的相差不大，通过控制浓度可实现转化，D错误；
故答案选C。
12．利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用，下列说法正确的是
A．氯碱工业中，X电极上的反应式是4OH--4e-＝2H2O+O2↑
B．电解精炼铜时，Z溶液中的Cu2+浓度不变
C．在铁片上镀铜时，每转移2mol电子，Y极增重64g
D．制取金属铝时，Z是熔融的氯化铝
【答案】C
【解析】
A．由图可知，X电极跟电源的正极相连，X为电解池的阳极，氯离子在阳极失电子发生氧化反应生成氯气，电极反应式为2Cl-－2e-＝Cl2↑，A项错误；
B．精炼铜时，电解液为含Cu2＋的溶液，粗铜除含有Cu外，还含有比铜活泼的锌、铁等杂质，锌、铁和铜在阳极发生氧化反应生成离子，而阴极上只有Cu2＋得电子发生还原反应生成铜，则Z溶液中的Cu2+浓度减小，B项错误；
C．由图可知，Y电极与电源的负极相连，Y为电解池的阴极。在铁片上镀铜时，铁片作阴极，铜作阳极，CuSO4溶液作电镀液。阴极发生还原反应：Cu2++2e-＝Cu。当转移2mol电子时，根据电极反应式可知，此时阴极生成1molCu，即Y电极上增重64g。C项正确；
D．氯化铝为共价化合物，熔融时不导电，制取金属铝，采用的是电解熔融氧化铝的方法，故制取金属铝时，Z是熔融的氧化铝。D项错误；
答案选C。
13．海水中NaCl质量分数约为2.72%。工业上利用NaCl为原料可制取钠的单质和化合物，转化关系如下图所示。下列说法错误的是
A．反应①的原理是电解饱和食盐水
B．反应②应向饱和食盐水中依次通入过量的和
C．反应③的转化条件可以是加热
D．反应④的副产物为、可用于工业上制盐酸
【答案】A
【解析】
A．反应①是由NaCl生产Na，其原理应为电解熔融NaCl而不是电解饱和食盐水，A错误；
B．反应②是侯氏制碱法的主要反应，向饱和食盐水中依次通入过量的和，使溶解度较小的从溶液中析出，反应的化学方程式为，B正确；
C．反应③是将加热分解生成，C正确；
D．反应④是电解饱和食盐水，反应的化学方程式为，生成NaOH的同时获得副产物、，二者相互反应得HCl，溶于水可制取盐酸，D正确；
故答案为：A。
14．利用下列装置进行实验，能达到实验目的的是
A．用图甲所示装置进行石油分馏
B．用图乙所示装置干燥气体
C．用图丙所示装置验证元素的非金属性：
D．用图丁所示装置在铁上镀铜
【答案】B
【解析】
A．用图甲所示装置进行石油分馏时，需要收集不同温度范围内的馏分，因此需要温度计测量蒸气的温度，本装置缺少温度计，A不符合；
B．浓硫酸具有吸水性，与二氧化硫不反应，可用图乙所示装置干燥气体，B符合；
C．盐酸不是氯元素的最高价含氧酸，且生成的二氧化碳中含有挥发出的氯化氢，碳酸和盐酸均能与硅酸钠反应，不能验证碳酸的酸性大于硅酸，不能用图丙所示装置验证元素的非金属性：，C不符合；
D．用图丁所示装置在铁上镀铜时，铁应该与电源的负极相连，作阴极，镀层金属铜应该与电源的正极相连，作阳极，D不符合；
答案选B。
15．关于下列各装置图的叙述不正确的是
A．图①装置盐桥中KCl的移向甲烧杯
B．图②装置中钢闸门应与外接电源的负极相连获得保护
C．图③装置中开关由M置于N时，Cu-Zn合金的腐蚀速率减小
D．图④装置精炼铜，a极为精铜，b为粗铜，电解质溶液为溶液
【答案】D
【解析】
A．图①装置Zn化合价升高，失去电子，作原电池负极，根据“同性相吸”原则，盐桥中KCl的移向甲烧杯，故A正确；
B．根据外接电源的阴极保护法，得到图②装置中钢闸门应与外接电源的负极相连获得保护，故B正确；
C．图③装置中开关由M置于N时，Zn作负极，Cu Zn合金作正极，因此Cu Zn合金的腐蚀速率减小，故C正确；
D．图④装置精炼铜，根据电流移动方向，得到a为阳极，b为阴极，因此a极为粗铜，b为纯铜，电解质溶液为溶液，故D错误。
综上所述，答案为D。
16．某电化学装置如图所示，a、b分别接直流电源两极。下列说法正确的是
A．溶液中电子从B极移向A极
B．若B为粗铜，A为精铜，则溶液中c(Cu2+)保持不变，
C．若A、B均为石墨电极，则通电一段时间后，溶液pH增大
D．若B为粗铜，A为精铜，则A、B两极转移的电子数相等
【答案】D
【解析】
A．电解质溶液通过离子移动导电，电解质溶液中没有电子移动，故A错误；
B．若B为粗铜，A为精铜，电解质溶液是硫酸铜，该装置为电解精炼铜，溶液中c(Cu2+)略减小，故B错误；
C．若A、B均为石墨电极，电解方程式是，则通电一段时间后，溶液pH减小，故C错误；
D．根据电子守恒，阴极、阳极转移电子数一定相等，若B为粗铜，A为精铜，则A、B两极转移的电子数相等，故D正确；
故选D。
17．探究电解精炼铜(粗铜含有Ag、Zn、Fe)和电化学腐蚀装置如图，下列叙述正确的是
A．精炼铜时，电解质为硫酸铜溶液，X电极反应为：Cu2＋＋2e-=Cu
B．精炼铜时，溶液中Ag＋、Zn2＋、Fe2＋浓度增大
C．X电极为石墨，Y电极为Cu，则铜受到保护
D．X电极为Fe，Y电极为Cu，则铁受到保护
【答案】C
【解析】
A．精炼铜时，X为阳极，铜及比铜活泼的金属失电子，错误；
B．Ag的金属性弱于铜，不会在阳极放电，以沉淀形成阳极泥，错误；
C．Y为阴极，受到保护，正确；
D．X为阳极，铁作阳极，优先失电子，错误；
故选C。
三、金属腐蚀与防护
18．一定条件下，钢铁腐蚀与溶液pH的关系如下：
pH 2 4 6 6.5 8 13.5 14
腐蚀快慢 较快 慢 较快
主要产物 Fe2+ Fe3O4 Fe2O3 HFeO
下列说法正确的是
A．碱性越强，钢铁腐蚀越困难
B．中性环境中，钢铁较难腐蚀
C．pH>14时正极反应为O2+4H++4e—=2H2O
D．自然界中钢铁腐蚀的产物只有Fe2O3
【答案】B
【解析】
A．由表格数据可知，溶液pH小于4或溶液pH大于8时，钢铁腐蚀都较快，而溶液pH在6~8之间，钢铁腐蚀慢，说明碱性越强，钢铁腐蚀越容易，故A错误；
B．由表格数据可知，溶液pH在6~8之间，钢铁腐蚀慢，说明中性环境中，钢铁较难腐蚀，故B正确；
C．溶液pH>14时，钢铁发生吸氧腐蚀，氧气在正极上得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2+4e-+2H2O =4OH-，故C错误；
D．自然界中溶液的pH在6.5左右，由表格数据可知，钢铁腐蚀的产物可能为四氧化三铁或氧化铁，故D错误；
故选B。
19．化学与人类生产、生活密切相关，下列说法中错误的是
A．镀锌铁破损后，铁易被腐蚀
B．神州十一号飞船返回舱表面材料氮化硅属于共价晶体
C．冷敷袋俗称冰袋，成分可以是硝酸铵和水
D．红酒中添加适量SO2可以起到杀菌和抗氧化的作用
【答案】A
【解析】
A．Zn比Fe金属活动性强，故镀锌铁板镀层破损，浸泡在电解质溶液中，依然是Zn失电子做负极，Fe依然受保护，描述错误，符合题意；
B．氮化硅中每个氮原子连接三个硅原子，每个硅原子连接四个氮原子，直接连接构成化合物，无分子边际，属于共价晶体，描述正确，不符题意；
C．硝酸铵溶于水会吸收大量的热，使周围温度下降，描述正确，不符题意；
D．SO2有还原性，溶于水形成酸可以使蛋白质变性，所以红酒中一定范围的低浓度存在可以达到选项描述作用，描述正确，不符题意；
综上，本题选A。
20．下列措施的目的是为了加快化学反应速率的是
A．含氯消毒剂避光保存 B．谷物酿酒时使用酒曲
C．葡萄酒中添加二氧化硫 D．航海轮船船底镶嵌锌块
【答案】B
【解析】
A．含氯消毒剂避光保存是为了防止次氯酸见光分解，而造成含氯消毒剂失效，A不合题意；
B．酒曲是催化葡萄糖分解为酒精的催化剂，可以加快谷物酿酒的速率，B符合题意；
C．葡萄酒中添加二氧化硫是利用SO2的还原性来延长葡萄酒的保质期，即减慢葡萄酒变质的速率，C不合题意；
D．由于锌比铁活泼，航海轮船船底镶嵌锌块是为了延缓船体钢铁的腐蚀速率，D不合题意；
故答案为：B。
21．根据下列实验操作，预测的实验现象和实验结论或解释均正确的是
实验操作 预测实验现象 实验结论或解释
A 相同温度下，同时向①酸性溶液和②酸性溶液中分别加入溶液 ②中溶液先褪色 该实验条件下，浓度越大，反应速率越快
B 向煤炉中灼热的煤炭上洒少量水 产生淡蓝色火焰，煤炭燃烧更旺 加少量水后，可使煤炭燃烧放出更多的热量
C 白铁皮(镀锌铁)出现刮痕后浸泡在饱和食盐水中，一段时间后滴入几滴溶液 无明显现象 该过程未发生原电池反应
D 分别测定室温下等物质的量浓度的与溶液的pH 后者较大 证明非金属性：S>C
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【解析】
A．相同温度下，同时向①4mL0.1mol·L-1KMnO4酸性溶液和②4mL0.2mol·L-1KMnO4酸性溶液中，分别加入4mL1mol·L-1H2C2O4溶液，根据影响化学反应速率的因素，增大反应物的浓度，化学反应速率加快，所以②中溶液先褪色，故A正确；
B．向煤炉中灼热的煤炭上洒少量水，发生了C+H2OCO+H2，产物均为可燃性气体，燃烧时产生淡蓝色火焰，根据盖斯定律煤炭放出的热量不会改变，故B错误；
C．白铁皮(镀锌铁)出现刮痕后浸泡在饱和食盐水中，形成原电池后，锌作负极，锌被腐蚀，所以一段时间后滴入几滴溶液检验不到亚铁离子，无明显现象，故C错误；
D．最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强，Na2SO3的S不是最高价，则室温下等物质的量浓度的Na2SO3与Na2CO3溶液的pH后者较大，不能证明非金属性S＞C，故D错误；
所以本题答案：A。
22．化学是以实验为基础的科学。下列实验操作或做法正确且能达到目的是
选项 操作或做法 目的
A 制备氢气时，增加锌粒的用量 加快反应速率
B 实验室制乙酸乙酯时，用水浴加热 提高乙醇的转化率
C 将饱和的FeCl3溶液煮沸 制备Fe(OH)3胶体
D 将除锈的铁钉用食盐水浸泡一下，然后放入试管中 验证铁的吸氧腐蚀
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解析】
A．锌粒为固体，增加锌粒的用量并不能加快反应速率，A错误；
B．酯化反应为放热，水浴加热不能提高乙醇的转化率，B错误；
C．将饱和的FeCl3溶液煮沸，得到的是氢氧化铁沉淀，C错误；
D．食盐水显中性，且为电解质溶液，除锈后的铁钉会发生吸氧腐蚀，D正确；
综上所述答案为D。
23．下列方案设计、现象和结论都正确的是
目的 方案设计 现象和结论
探究浓硫酸的特性 将浓硫酸滴到蔗糖表面，固体变黑膨胀，有刺激性气体产生 浓硫酸有脱水性和强氧化性
探究中是否含有 将气体通入溶液 若产生白色沉淀，证明含有
探究碳酸和醋酸酸性强弱 取碳酸钠溶液于试管中，向其中滴加滴稀醋酸溶液 溶液中无明显气泡逸出，说明醋酸的酸性比碳酸的酸性弱
探究钢铁的电化学腐蚀 在铁片上滴一滴含有酚酞的食盐水，一段时间后液滴边缘出现红色 铁片发生析氢腐蚀
A．A B．B C．C D．D．
【答案】A
【解析】
A．浓硫酸使蔗糖脱水后，碳与浓硫酸反应生成二氧化硫，固体变黑膨胀，有刺激性气体产生，可知浓硫酸有脱水性和强氧化性，故A正确；
B．氯气、均与硝酸银溶液反应生成沉淀，由操作和现象不能证明含，故B错误；
C．醋酸少量，与碳酸钠反应生成碳酸氢钠，由现象不能比较醋酸、碳酸的酸性强弱，故C错误；
D．食盐水为中性，铁发生吸氧腐蚀，则正极附近溶液显碱性，遇酚酞变红，故D错误；
答案选A。
1．FFC电解法可由金属氧化物直接电解制备金属单质，西北稀有金属材料研究院利用此法成功电解制备钽粉(Ta)，其原理如图所示。下列说法正确的是
A．该装置将化学能转化为电能
B．a极为电源的正极
C．Ta2O5极发生的电极反应为Ta2O5+10e—=2Ta+5O2—
D．石墨电极上生成22.4 L O2，则电路中转移的电子数为4×6.02×1023
【答案】C
【分析】
电解池工作时O2-向阳极移动，则石墨电极为阳极，电源的b极为正极，电解池的阴极发生还原反应，据此分析解题。
【解析】
A．该装置是电解池，是将电能转化为化学能，故A错误；B．电解池工作时O2-向阳极移动，则石墨电极为阳极，电源的b极为正极，a极为电源的负极，故B错误；C．Ta2O5极为阴极，发生还原反应，其电极反应为Ta2O5+10e—=2Ta+5O2—，故C正确；D．石墨电极上生成的22.4 L O2没有指明是标准状况，则其物质的量不一定是1mol，转移电子数也不一定是4×6.02×1023，故D错误；故答案为C。
2．Na2Cr2O7的酸性水溶液随着H+浓度的增大会转化为CrO3。电解法制备CrO3的原理如图所示。下列说法错误的是
A．电解时只允许H+通过离子交换膜
B．生成O2和H2的质量比为8∶1
C．电解一段时间后阴极区溶液OH-的浓度增大
D．CrO3的生成反应为：Cr2O+2H+=2CrO3+H2O
【答案】A
【分析】
根据左侧电极上生成，右侧电极上生成，知左侧电极为阳极，发生反应：，右侧电极为阴极，发生反应：；由题意知，左室中随着浓度增大转化为，因此阳极生成的不能通过离子交换膜。
【解析】
A．由以上分析知，电解时通过离子交换膜的是，A项错误；
B．根据各电极上转移电子数相同，由阳极反应和阴极反应，知生成和的物质的量之比为1∶2，其质量比为8∶1，B项正确；
C．根据阴极反应知，电解一段时间后阴极区溶液的浓度增大，C项正确：
D．电解过程中阳极区的浓度增大，转化为，D项正确。
故选A。
3．某实验小组模拟海水淡化的同时制备H2、Cl2和NaOH溶液，装置如图所示(两端为惰性电极，阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通过)。下列有关说法错误的是
A．甲室产生的气体能使湿润的淀粉—KI试纸变蓝
B．膜①是阴离子交换膜
C．淡水的出口只有c
D．随着电解的进行，戊室溶液的pH不断增大
【答案】C
【解析】
A．甲室为阳极室，电极反应式为，能使湿润的淀粉试纸变蓝，A正确；
B．反应过程中丙室中通过膜②到丁室，通过膜①到乙室；膜①是阴离子交换膜，膜②是阳离子交换膜，B正确；
C．淡水的出口为a和c，C错误；
D．戊室的电极反应式为，随电解的进行，溶液的pH不断增大，D正确。
故选C。
4．下列指定反应的离子方程式错误的是
A．向NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至中性：H＋＋OH-=H2O
B．酸性KMnO4溶液滴加少量双氧水，溶液紫色褪去：2MnO＋5H2O2＋6H+ =2Mn2＋＋5O2 ↑＋8H2O
C．NaHCO3溶液加入少量的Ca(OH)2溶液：Ca2＋＋2OH-＋2HCO=CaCO3 ↓＋CO＋2H2O
D．用惰性电极电解MgBr2溶液，阴极的电极反应式：2H2O＋Mg2＋＋2e- =H2↑＋Mg(OH )2 ↓
【答案】A
【解析】
A．向NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至中性时，氢离子反应完，部分铵根也与氢氧根反应生成一水合氨，A错误；
B．酸性KMnO4溶液滴加少量双氧水，过氧化氢被酸性高锰酸钾溶液氧化，反应的离子方程式为2MnO＋5H2O2＋6H+ =2Mn2＋＋5O2 ↑＋8H2O，B正确；
C．Ca(OH)2少量，钙离子和氢氧根离子按1:2反应，反应的离子方程式为Ca2＋＋2OH-＋2HCO=CaCO3 ↓＋CO＋2H2O，C正确；
D．用惰性电极电解MgBr2溶液，氢离子的放电顺序在镁离子之前，则阴极为水电离子的氢离子放电，反应的离子方程式为2H2O＋Mg2＋＋2e- =H2↑＋Mg(OH )2 ↓，D正确；
选A。
5．MFC-电芬顿技术不需要外加能量即可发生，通过产生羟基自由基(·OH)处理有机污染物，可获得高效的废水净化效果，其耦合系统原理示意图如图，下列说法错误的是
A．甲池中H+移动的方向从M室到N室
B．电子移动方向为a→Y，X→b
C．乙池的可在酸性较弱的环境中使用
D．Y 电极上得到双氧水的反应为 O2 + 2e- + 2H+ =H2O2
【答案】C
【解析】
A．甲池为燃料电池，a电极燃料失去电子，为负极，H+由负极向正极运动，即从M室到N室移动，A项正确；
B．甲为燃料电池，燃料失去电子，电子移动a→Y，X电极作阳极，失去电子，电子移动X→b，B项正确；
C．乙池中，酸性较弱时，Fe3+易水解生成沉淀，C项错误；
D．Y 为阴极，氧气得到电子，发生还原反应，电极方程式为：O2 + 2e– + 2H+ =H2O2，D项正确；
答案选C。
6．用多孔石墨电极完成下列实验，下列解释或推断不合理的是（ ）
实验
现象 （i）中a、b两极均有气泡产生 （ii）中b极上析出红色固体 （iii）中b极上析出灰白色固体
A．（i）中，a电极上既发生了化学变化，也发生了物理变化
B．电解一段时间后，（i）中溶液浓度不一定会升高
C．（ii）中发生的反应为H2+Cu2+=2H++Cu↓
D．（iii）中发生的反应只可能是2Ag+Cu=2Ag++Cu2+
【答案】D
【解析】
A．阴极b极反应：2H++2e-=H2↑产生氢气发生了化学过程，氢气又被吸附在多孔石墨电极中发生了物理变化，故A正确；
B．(i)为电解池，a、b两极均产生气泡即相当于电解水，如果原溶液是饱和溶液则电解一段时间后c(NaNO3)不变，如果原溶液是不饱和溶液，则电解一段时间后c(NaNO3)增大，故B正确；
C．取出b放到(ii)中即硫酸铜溶液中析出红色固体，说明b产生的氢气吸附在多孔石墨电极中将铜置换出来，反应为：Cu2++H2=Cu+2H+，故C正确；
D．(ii)中取出b，则b表面已经有析出的铜，所以放到(iii)中析出白色固体即Ag，可能是铜置换的、也可能是b产生的氢气吸附在多孔石墨电极中置换，则可能发生反应为：2Ag++Cu=Cu2++2Ag和2Ag++H2=2Ag+2H+，故D错误；
故答案为D。
7．KIO3是食用碘盐的添加剂，工业上制取KIO3的方法之一如图所示，其中阳（阴）离子隔膜只允许阳（阴）离子通过，下列有关说法中正确的是
A．可用铁作阳极、石墨作阴极
B．装置中的隔膜为阳离子隔膜
C．当外电路中通过2 mole-时，阴极上会有22.4LH2生成
D．阳极电极反应式为：I--6e-+6OH-=IO3-+3H2O
【答案】D
【解析】
由题意知以碘化钾为原料采用电解法制取碘酸钾，就是把-1价碘氧化为+5价碘的过程，所以阳极上的电极反应为I--6e-+6OH-=IO3-+3H2O，因此阳极只能用惰性电极而不能用铁作阳极，D正确、A不正确；阴极上水电离的氢离子放电生成氢气，电极反应式为2H++2e-=H2↑，理论上每转移2mole-，可生成1molH2，在标准状况下所占的体积为22.4L，C不正确；只有使用阴离子交换膜，才能保证阴极区的碘离子定向移动到阳极区被氧化为碘酸根从而提高原料的转化率，同时阴极区可得到副产品氢氧化钾，所以B不正确。
8．用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得溶液中加入0.1molCu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。则电解过程中转移的电子数为
A．0.1mol B．0.2mol C．0.3mol D．0.4mol
【答案】D
【解析】
因为Cu2+→Cu～2e-、H2O→H2～2e-，阴极得到0.1mol Cu、0.1mol H2．所以阴极转移电子数为2n(Cu)+2n(H2)=2×0.1mol+2×0.1mol=0.4mol；[或2H2O→O2～4e-，阳极转移电子数为4n(O2)=4×0.1mol=0.4 mol，故答案为D。
9．用惰性电极电解1L的某浓度的氯化钠溶液,一段时间后,停止电解。此时若加入100g36.5%的浓盐酸，所得溶液恰好与原溶液完全相同。下列说法正确的是
A．电解过程中,阴阳两极产生的气体体积相同(同温同压时)
B．电解后的溶液中c(NaOH)=1mol/L
C．电解过程中,转移电子的物质的量约为8mol
D．原溶液中含有117g NaCl
【答案】C
【分析】
电解反应为: 2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+ H2↑；如果纯粹电解NaCl,那么应该补充纯粹的HCl气体即可,而现在加入的是100g36.5%的浓盐酸,其中含HCl为100×36.5%/36.5=1mol, 含水为100×36.5%/18=3.5mol, 由此知还应该有水的电解,即2H2O=2H2+O2，则阴极产生的是只有H2,阳极产生的是Cl2和O2，且阴极所得的气体体积比阳极多,根据电解过程中溶质变化计算氢氧化钠溶液浓度,由此可确定A、B选项；1molCl转移1mol电子，1molH2O转移2mo电子,转移电子的总数是1×1+3.5×2=8mol, 由此可确定C选项；原某浓度的NaCl溶液中溶有1mol的Cl-离子,则NaCl的物质的量也是1mol, 可得原某浓度的NaCl溶液中溶有（23+35.5）×1=58.5gNaCl ,由此可确定D选项。
【解析】
A、如果纯粹电解NaCl,那么应该补充纯粹的HCl气体即可,而现在加入的是100g36.5%的浓盐酸,其中含HCl为100×36.5%/36.5=1mol,相当于电解HCl即2HCl=H2+Cl2，含水为100×36.5%/18=3.5mol,由此知还应该有水的电解,即2H2O=2H2+O2；根据反应: 2HCl=H2+Cl2可知，1mol HCl发生分解，生成0.5mol氢气和0.5mol氯气；根据反应: 2H2O=2H2+O2，3.5mol水发生电解，生成氢气3.5mol，氧气1.75mol；阳极生成的气体为:0.5+1.75=2.25mol；阴极产生的气体为:0.5+0.35=4mol,两极产生的气体体积不相等,故A错误；
B、阴极产生的是H2,物质的量为4mol,阳极产生的是Cl2和O2,物质的量为2.25mol,电解过程是电解氯化钠和水,生成氢氧化钠物质的量为1mol,溶液的体积小于1L,浓度大于1mol/L,故B错误；
C、1molCl转移1mol电子,1molH2O转移2mol电子,转移电子的总数是1×1+3.5×2=8mol,所以C选项是正确的；
D、原某浓度的NaCl溶液中溶有1mol的Cl-离子,则NaCl的物质的量也是1mol,可得原某浓度的NaCl溶液中溶有（23+35.5）×1=58.5gNaCl,故D错误；
综上所述，本题正确选项C。
10．H2是一种绿色能源，如图装置电解水（添加少量烧碱）制备H2和O2。下列说法错误的是
A．关闭K1时，电极1收集H2且电极1附近NaOH溶液浓度减小；
B．关闭K2时，阴极反应为NiOOH＋H2O＋e－＝Ni（OH）2＋OH－
C．NaOH增强导电性，可以用稀硫酸（或盐酸）替代烧碱
D．若电极2收集到11200 mL气体（标准状况），则转移2 mol电子
【答案】C
【解析】
A．关闭K1时，电极1为阴极，水电离的H+被还原生成H2，阳极电极反应式为Ni(OH)2+OH- -e-=NiOOH+H2O，水量增多，则电极1附近NaOH溶液浓度减小，故A正确；
B．关闭K2时，电极2为阳极，阴极发生还原反应，则阴极反应为NiOOH＋H2O＋e－＝Ni(OH)2＋OH－，故B正确；
C．Ni(OH)2、NiOOH均能与酸反应，且可能在阳极发生氧化反应，故C错误；
D．电极2收集O2，电极反应式为4OH- -4e-=O2↑+2H2O，收集0.5molO2转移2mol电子，故D正确；
故答案为C。
11．近日，我国学者在Science报道了一种氯离子介导的电化学合成方法，能将乙烯高效清洁、选择性地转化为环氧乙烷，电化学反应的具体过程如图所示。在电解结束后，将阴、阳极电解液输出混合，便可反应生成环氧乙烷。下列说法错误的是
A．Ni电极与电源负极相连
B．工作过程中阴极附近pH增大
C．电解结束后，输出混合过程前两极电解液KCl浓度相同
D．该过程的总反应为
【答案】C
【分析】
结合题意和电解池装置知，制备环氧乙烷的原理为：氯离子在阳极表面被氧化成氯气，后者与水发生歧化反应生成HCl和HClO，HClO与通入电解液的乙烯反应生成氯乙醇，而HCl没有被消耗，因此在电解过程中阳极电解液变成酸性。在阴极表面，水得到电子生成氢气和氢氧根离子，因此在电解结束时，阴极电解液变为碱性。在电解结束后，将阳极电解液和阴极电解液输出混合，氢氧根离子与氯乙醇反应生成环氧乙烷。同时，在阴极处生成的氢氧根离子也可以中和阳极电解液山的HCl，据此分析解答。
【解析】
A． 由反应流程可知，Pt电极区要将Cl-转化为Cl2，发生氧化反应，故Pt为阳极，Ni电极为阴极，故与电源负极相连，A正确；
B． 工作过程中阴极区的反应为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，故阴极附近pH增大，B正确；
C． 在电解结束后，将阴、阳极电解液输出混合，便可反应生成环氧乙烷，则可知左侧阳极得到氯乙醇，右侧生成KOH，阴极区的反应为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，Cl-移动向左侧，，则右侧KCl浓度减小，右侧氯离子被消耗，同时有等量的Cl-移动向左侧，则左侧KCl浓度几乎不变，C错误；
D． 根据阳极的反应历程和阴极区的反应2H2O+2e-=2OH-+H2↑，可知该过程的总反应为：CH2=CH2+H2O→+H2，D正确；
故选C。
12．某研究机构使用 Li-SO2Cl2 电池电解制备 Ni(H2PO2)2，其工作原理如图所示。已知电池反应为 2Li+SO2Cl2=2LiCl+SO2↑，下列说法不正确的是
A．该制备过程还能得到副产物浓 NaOH 溶液
B．e 接口连接h，f 接口连接g
C．膜a、c 是阳离子交换膜，膜 b 是阴离子交换膜
D．Li 电极的电极反应式为 Li-e-=Li+；LiAlCl4 介质也可用 LiCl 水溶液替代
【答案】D
【分析】
根据电池反应为2Li+SO2Cl2=2LiCl+SO2↑可知，放电时Li元素化合价由0价变为+1价，失去电子，所以Li电极是负极，反应式为2Li-2e-═2Li+，则碳棒是正极，正极是SO2Cl2中+6价的硫得电子、发生还原反应，电极反应式为SO2Cl2+2e-=2Cl-+SO2↑，电解池中，Ni电极失去电子生成Ni2+，通过膜a进入产品室II室，所以g电极为阳极、与锂-磺酰氯（Li-SO2Cl2）电池的正极C棒相接，H2PO2-由原料室III室通过膜b进入产品室II室，与Ni2+生成Ni(H2PO2)2，h电极为阴极，与原电池的e电极相接，H2O或H+发生得电子的还原反应，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑，Na+通过膜c进入IV室，形成闭合回路，所以膜a、c是阳离子交换膜，膜b是阴离子交换膜，据此分析解答。
【解析】
A．根据上述分析，IV室中NaOH 溶液浓度增大，所以该制备过程还能得到副产物浓 NaOH 溶液，故A正确；
B．原电池中Li电极为负极，C电极为正极，电解池中，Ni电极失去电子生成Ni2+，即g电极为阳极，则h电极为阴极，与原电池的负极Li电极e相接，故B正确；
C．电解池中，Ni电极失去电子生成Ni2+，通过膜a进入产品室II室，在产品室II室中与Ni2+生成Ni（H2PO2）2，Na+通过膜c进入IV室，形成闭合回路，所以膜a、c都是阳离子交换膜，H2PO2-由原料室III室通过膜b进入产品室II室，膜b是阴离子交换膜，故C正确；
D．Li 电极的电极反应式为 Li-e-=Li+；Li可以与水反应，不能用LiCl 水溶液替代，故D错误；
故选D。
13．用石墨电极完成下列电解实验。
实验装置 实验现象
a处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c处无明显变化；d处试纸变蓝
下列对实验现象的解释或推测不合理的是
A．a为电解池的阴极 B．b处有氯气生成，且与水反应生成了盐酸和次氯酸
C．c处发生了反应：Fe-3e－ = Fe3+ D．d处：2H2O+2e－=H2↑+2OH－
【答案】C
【解析】
A．a处试纸变蓝，为阴极，生成OH-，电极方程式为2H2O+2e-═H2↑+2OH-，故A正确；
B．b处变红，局部褪色，是因为Cl2+H2O=HCl+HClO，HCl的酸性使溶液变红，HClO的漂白性使局部褪色，故B正确；
C．Fe为c阳极，处发生了反应：Fe-2e－ = Fe2+，故C错误；
D．d处试纸变蓝，为阴极，生成OH-，电极方程式为2H2O+2e-═H2↑+2OH-，故D正确；
答案为C。
14．下图为直流电源，为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，为电镀槽，接通电路后发现上的c点显红色，为实现铁上镀锌，接通后，使c、d两点短路，下列叙述正确的是（ ）
A．a为直流电源的负极
B．f电极为锌板
C．c极发生的反应为2H＋＋2e－＝H2↑
D．e极发生还原反应
【答案】C
【解析】
接通电路后发现上的c点显红色，c点溶液呈碱性，OH-浓度增大，H +浓度减小，说明H+在c处得到电子发生还原反应：2H＋＋2e－＝H2↑，故c为的阴极，所以b为直流电源的负极，a为正极。
A 、根据上面分析可知a 为直流电源的正极，A错误。B、连接，c、d两点短路，为电解池，f极与电源的负极连接，所以f 为阴极，e为阳极；铁上镀锌，必须铁做阴极，锌做阳极，f应该为铁片，B错误。C 、由上可知c为阴极H+得到电子发生还原反应：2H＋＋2e－＝H2↑，C正确。D、e为阳极失去电子发生氧化反应，D错误。正确答案为C
15．普通电解精炼铜的方法所制备的铜中仍含杂质，利用下面的双膜( 阴离子交换膜和过滤膜)电解装置可制备高纯度的Cu。下列有关叙述正确的是
A．电极a为粗铜,电极b为精铜
B．甲膜为过滤膜,可阻止阳极泥及漂浮物杂质进入阴极区
C．乙膜为阴离子交换膜,可阻止杂质阳离子进入阴极区
D．当电路中通过1mol电子时,可生成32g精铜
【答案】D
【解析】
A. 由题意结合电解原理可知，电极a是阴极，为精铜；电极b阳极，为粗铜，A不正确；B. 甲膜为阴离子交换膜，可阻止杂质离子阳离子进入阴极区，B不正确；C. 乙膜为过滤膜，可阻止阳极泥及漂浮物杂质进入阴极区，C不正确；D. 当电路中通过1mol电子时，可生成0.5mol精铜，其质量为32g ，D正确。本题选D。
16．利用燃料电池电解制备并得到副产物、、，装置如图所示(、、、极均为惰性电极)。下列说法正确的是
A．极、极分别为阴极、阳极
B．膜、膜均为阳离子交换膜，膜为阴离子交换膜
C．极上的反应为
D．理论上，极消耗甲烷，极产生
【答案】B
【分析】
由装置图知左边装置：甲烷燃料电池装置，属于原电池
极为负极，电极反应为
极为正极，电极反应为
右边装置：电解池装置
极为阳极，电极反应为
极为阴极，电极反应为
【解析】
A．由可知，极与燃料电池正极相连，为电解池的阳极，极为阴极，A错误；
B．由上述分析可知，通过膜向产品室移动，原料室中的通过膜向阴极室移动，通过膜向产品室移动，所以，膜、膜均为阳离子交换膜，膜为阴离子交换膜，B正确；
C．极为负极，电极反应为，C错误；
D．题中未说明温度、压强，无法计算甲烷的物质的量(若题目中说明为标准状况下的气体，则甲烷是，整个电路中通过的电子数目相等，消耗甲烷时，电路中通过电子，极得到)，D错误；
故选B。
17．下列关于金属防护的说法中正确的是
A．当镀锌铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用
B．地下输油钢管与外加直流电源的正极相连可保护其不受腐蚀
C．在轮船船体四周镶嵌锌块保护船体不受腐蚀的方法叫阳极电化学保护法
D．不锈钢有较强的抗腐蚀能力是因为在钢铁表面镀上了铬
【答案】A
【分析】
A.锌比铁活泼，易被腐蚀；
B.在电解池中，阳极金属易被腐蚀；
C.海轮外壳连接锌块，锌为负极；
D.不锈钢有较强的抗腐蚀能力是因为改变了金属的结构。
【解析】
A.锌比铁活泼，当镀锌铁制品的镀层破损时，锌做负极，易被腐蚀，铁被保护，A正确；
B.地下输油钢管与外加直流电源的正极相连，在该电解池中，阳极金属铁易被腐蚀，B错误；
C.海轮外壳连接锌块，锌为负极，保护外壳不受腐蚀，为牺牲阳极的阴极保护法，C错误；
D.生产中通常用铬、镍等金属熔合在铁中制成不锈钢，改变其组成和结构，达到防止铁制品生锈的目的，D错误；
故合理选项是A。
18．验证牺牲阳极的阴极保护法，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】
分析：A项，对比②③，②Fe附近的溶液中加入K3[Fe（CN）6]无明显变化，②Fe附近的溶液中不含Fe2+，③Fe附近的溶液中加入K3[Fe（CN）6]产生蓝色沉淀，③Fe附近的溶液中含Fe2+，②中Fe被保护；B项，①加入K3[Fe（CN）6]在Fe表面产生蓝色沉淀，Fe表面产生了Fe2+，对比①②的异同，①可能是K3[Fe（CN）6]将Fe氧化成Fe2+；C项，对比①②，①也能检验出Fe2+，不能用①的方法验证Zn保护Fe；D项，由实验可知K3[Fe（CN）6]可能将Fe氧化成Fe2+，将Zn换成Cu不能用①的方法证明Fe比Cu活泼。
解析：A项，对比②③，②Fe附近的溶液中加入K3[Fe（CN）6]无明显变化，②Fe附近的溶液中不含Fe2+，③Fe附近的溶液中加入K3[Fe（CN）6]产生蓝色沉淀，③Fe附近的溶液中含Fe2+，②中Fe被保护，A项正确；B项，①加入K3[Fe（CN）6]在Fe表面产生蓝色沉淀，Fe表面产生了Fe2+，对比①②的异同，①可能是K3[Fe（CN）6]将Fe氧化成Fe2+，B项正确；C项，对比①②，①加入K3[Fe（CN）6]在Fe表面产生蓝色沉淀，①也能检验出Fe2+，不能用①的方法验证Zn保护Fe，C项正确；D项，由实验可知K3[Fe（CN）6]可能将Fe氧化成Fe2+，将Zn换成Cu不能用①的方法证明Fe比Cu活泼，D项错误；答案选D。
19．结合图判断，下列叙述正确的是
A．I和II中正极均被保护
B．I和II中负极反应均是Fe-2e-=Fe2+
C．I和II中正极反应均是O2+2H2O+4e-=4OH-
D．I和II中分别加入少量氯水和KSCN溶液均变红色
【答案】A
【解析】
A．题给装置I、II都是原电池，活泼金属作负极，首先被腐蚀，不活泼金属作正极，被保护，故A正确；B．锌比铁活泼，为原电池的负极，电极方程式为Zn-2e-=Zn2+，故B错误；C．I溶液显中性，其电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，而II溶液显酸性，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，故C错；D．I中没有Fe2+，加入少量氯水和KSCN溶液不变红色，故D错误；答案为A。
点睛：准确理解原电池原理是解题关键，锌比铁活泼，装置Ⅰ中锌做负极，负极反应为：Zn-2e-=Zn2+，铁做正极，溶液呈中性，发生吸氧腐蚀，正极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-；装置Ⅱ中Zn为负极，电解质溶液呈酸性，所以正极的反应式为2H++2e-=H2↑，负极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，以此解答该题。
20．2020年化学科学家用微生物燃料电池作电源进行模拟消除酸性工业废水中的重铬酸根离子(Cr2O72-)的示意图如图所示，反应一段时间后，在装置②中得到Fe(OH)3和Cr(OH)3两种沉淀。已知6Fe2++ Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O。下列说法错误的是（ ）
A．装置①中，a极的电极反应为HS--8e-+4H2O=SO42-+9H+
B．向装置②中加入适量Na2SO4，其主要作用是增强溶液的导电性
C．装置①中，b极上消耗的n(O2)与装置②中惰性电极上生成的n(生成物)相等
D．当装置①中有0.6mol H+通过质子交换膜时，装置②中产生0.4mol沉淀
【答案】C
【解析】
A．根据装置图可知，在a电极上HS-失去电子被氧化产生SO42-，由于电解质溶液为酸性，所以a电极反应式为：HS--8e-+4H2O=SO42-+9H+，A正确；
B．在装置②中，Fe电极连接电源正极，作阳极，失去电子发生氧化反应，Fe-2e-=Fe2+，Fe2+具有强的还原性，与废水中的Cr2O72-发生氧化还原反应：6Fe2++ Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O；惰性电极连接电源负极，作阴极，发生还原反应：2H++2e-=H2↑，氢离子放电变为氢气逸出，使溶液碱性增强，溶液中的Fe3+、Cr3+变为Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀，可见，Na2SO4电离产生的离子不参加化学反应，其主要作用是增强溶液的导电性，B正确；
C．在装置①中，每产生1mol O2转移4mol电子，在装置②惰性电极上产生的气体为H2，每反应产生1mol H2转移2mol电子，由于同一闭合回路中电子转移数目相等，所以b极上消耗的n(O2)与装置②中惰性电极上生成的n(生成物)不等，C错误；
D．当装置①中有0.6mol H+通过质子交换膜时，转移0.6mol电子，根据同一闭合回路中电子转移数目相等，装置②中由Fe-2e-=Fe2+可知反应产生0.3mol Fe2+，Fe2+再发生反应：6Fe2++ Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，根据物质转化关系可知0.3mol Fe2+反应转化为0.3mol Fe3+，同时得到0.1mol Cr3+，0.3mol Fe3+产生0.3mol Fe(OH)3沉淀，0.1mol Cr3+产生0.1mol Cr(OH)3沉淀，故装置②中共产生0.4mol沉淀，D正确；
故合理选项是C。
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