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　第31练　电解原理　金属的腐蚀与防护
高考真题演练
1．(2024·湖北卷)2024年5月8日，我国第三艘航空母舰福建舰顺利完成首次海试。舰体表面需要采取有效的防锈措施，下列防锈措施中不形成表面钝化膜的是(　　)
A．发蓝处理 B．阳极氧化
C．表面渗镀 D．喷涂油漆
2．(2024·甘肃卷)某固体电解池工作原理如图所示，下列说法错误的是(　　)
A．电极1的多孔结构能增大与水蒸气的接触面积
B．电极2是阴极，发生还原反应：O2＋4e－===2O2－
C．工作时O2－从多孔电极1迁移到多孔电极2
D．理论上电源提供2 mol e－能分解1 mol H2O
3．(2024·湖南卷)在KOH水溶液中，电化学方法合成高能物质K4C6N16时，伴随少量O2生成，电解原理如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．电解时，OH－向Ni电极移动
B．生成C6N的电极反应：2C3N8H4＋8OH－－4e－===C6N＋8H2O
C．电解一段时间后，溶液pH升高
D．每生成1 mol H2的同时，生成0.5 mol K4C6N16
4．(2024·山东卷)以不同材料修饰的Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制H2和O2，装置如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．电极a连接电源负极
B．加入Y的目的是补充NaBr
C．电解总反应式为Br－＋3H2OBrO＋3H2↑
D．催化阶段反应产物物质的量之比n(Z)∶n(Br－)＝3∶2
5．(2024·湖北卷)我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化剂，用H2C2O4和NH2OH电化学催化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中H2O解离的H＋和OH－在电场作用下向两极迁移。已知在KOH溶液中，甲醛转化为HOCH2O－，存在平衡HOCH2O－＋OH－[OCH2O]2－＋H2O。Cu电极上发生的电子转移反应为[OCH2O]2－－e－===HCOO－＋H。下列说法错误的是(　　)
A．电解一段时间后阳极区c(OH－)减小
B．理论上生成1 mol H3N＋CH2COOH双极膜中有4 mol H2O解离
C．阳极总反应式为2HCHO＋4OH－－2e－===2HCOO－＋H2↑＋2H2O
D．阴极区存在反应H2C2O4＋2H＋＋2e－===CHOCOOH＋H2O
6．(2023·浙江6月选考)氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是(　　)
A．电极A接电源正极，发生氧化反应
B．电极B的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
C．应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的NaOH溶液
D．改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗
7．(2023·辽宁卷)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如下图所示，其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法正确的是(　　)
A．b端电势高于a端电势
B．理论上转移2 mol e－生成4 g H2
C．电解后海水pH下降
D．阳极发生：Cl－＋H2O－2e－===HClO＋H＋
8．(2023·全国甲卷)用可再生能源电还原CO2时，采用高浓度的K＋抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，装置如下图所示。下列说法正确的是(　　)
A．析氢反应发生在IrOx Ti电极上
B．Cl－从Cu电极迁移到IrOx Ti电极
C．阴极发生的反应有：2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O
D．每转移1 mol电子，阳极生成11.2 L气体(标准状况)
9．(2022·广东高考)为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3% NaCl溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是(　　)
A．加入AgNO3溶液产生沉淀
B．加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现
C．加入KSCN溶液无红色出现
D．加入K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀生成
10．(2024·重庆卷节选)Pb(CH2CH3)4(四乙基铅)能提高汽油的辛烷值，可电解合成。电解池的阳极为Pb，阴极为碳钢，电解液为溶有格氏试剂(CH3CH2MgClCH3CH＋MgCl＋)的有机体系。
(1)阳极上生成Pb(CH2CH3)4的电极反应式为____________________________________。
(2)为了实现阴极产物的循环利用，电解一段时间后，需在阴极区不断加入适量的CH3CH2Cl，其原理是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)为减少铅污染，Pb(CH2CH3)4被限制使用。(CH3O)2CO是一种潜在替代品，其电解合成的原理如图所示(Pt/C为催化剂)。总反应化学方程式为__________________________________；外电路转移1 mol电子时，理论上可生成(CH3O)2CO的物质的量为________mol。
11．化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语正确的是(　　)
A．用铜作阴极，石墨作阳极，电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑
B．铅酸蓄电池放电时的正极反应式为Pb－2e－＋SO===PbSO4
C．粗铜精炼时，与电源正极相连的应是粗铜，该极发生的电极反应只有Cu－2e－===Cu2＋
D．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
12．下列关于电化学的叙述正确的是(　　)
A．图①两极均有气泡产生，滴加酚酞溶液时石墨一极变红
B．图②装置可以验证牺牲阳极法
C．图③可以模拟钢铁的吸氧腐蚀，碳棒一极的电极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．上述4个装置中，图①、②、④中Fe腐蚀速率较快，图③中Fe腐蚀速率较慢
13．(2023·北京卷)回收利用工业废气中的CO2和SO2，实验原理示意图如下。
下列说法不正确的是(　　)
A．废气中SO2排放到大气中会形成酸雨
B．装置a中溶液显碱性的原因是HCO的水解程度大于HCO的电离程度
C．装置a中溶液的作用是吸收废气中的CO2和SO2
D．装置b中的总反应为SO＋CO2＋H2OHCOOH＋SO
14．(2023·浙江1月选考)在熔融盐体系中，通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi)，电解装置如图，下列说法正确的是(　　)
A．石墨电极为阴极，发生氧化反应
B．电极A的电极反应：8H＋＋TiO2＋SiO2＋8e－===TiSi＋4H2O
C．该体系中，石墨优先于Cl－参与反应
D．电解时，阳离子向石墨电极移动
15．我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应
B．通电时，阴极上的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
C．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀
D．断电时，锌环上的电极反应为Zn2＋＋2e－===Zn
16．考古发掘出的古代青铜器(含铜、锡等金属)表面经常出现小孔腐蚀，这是一种电化学腐蚀现象。小孔腐蚀的过程及铜腐蚀产物(铜锈)的成分如图所示。
已知：2CuCl＋H2OCu2O＋2HCl。
下列分析不正确的是(　　)
A．氧气是正极反应物
B．铜锈的成分与氧气浓度、pH有关
C．图乙中，Cl－从小孔内向小孔外移动
D．青铜中的锡也会发生电化学腐蚀
17．(2025·佛山市高三教学质量检测)如图装置可合成重要的化工中间体乙醛酸，双极膜中的H2O能解离为H＋和OH－，下列说法正确的是(　　)
A．石墨电极也可以用Pb代替
B．双极膜解离出来的H＋向石墨电极移动
C．H2C2O4在Pb电极表面发生反应：HOOC—COOH＋2e－＋2H＋===HOOC—CHO＋H2O
D．当石墨电极上析出1 mol O2，Pb电极附近一定生成2 mol乙醛酸
18．(2024·浙江1月选考)破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成[Zn(NH3)4]2＋和H2，下列说法不正确的是(　　)
A．氨水浓度越大，腐蚀趋势越大
B．随着腐蚀的进行，溶液的pH变大
C．铁电极上发生的电极反应式为2NH3＋2e－===H2↑＋2NH
D．每生成标准状况下224 mL H2，消耗0.010 mol Zn
19．以石墨电极电解200 mL CuSO4溶液，电解过程中转移电子的物质的量n(e－)与产生气体总体积V(标准状况)的关系如图所示，下列说法中正确的是(　　)
A．电解前CuSO4溶液的物质的量浓度为2 mol·L－1
B．忽略溶液体积变化，电解后所得溶液中c(H＋)＝2 mol·L－1
C．当n(e－)＝0.6 mol时，V(H2)∶V(O2)＝2∶1
D．向电解后的溶液中加入16 g CuO，则溶液可恢复到电解前的浓度
20．由乙烯制备2 氯乙醇(HOCH2CH2Cl)的原理为CH2===CH2＋HClO―→HOCH2CH2Cl。用铂(Pt)作电极电解KCl溶液制备2 氯乙醇的装置如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．Y连接电源的负极
B．电解时，K＋通过阳离子交换膜从左侧移向右侧
C．理论上，制取1 mol 2 氯乙醇生成气体b的体积为11.2 L(标准状况)
D．电解时，左侧溶液pH逐渐减小，右侧溶液pH逐渐增大
21．(2025·湛江市高三期末)某小组采用电化学法制备有机物，装置如图所示。双极膜是由阴膜和阳膜组成的，双极膜中水电离出的阴、阳离子在电场中向两极迁移。下列叙述正确的是(　　)
A．a极与电源负极连接
B．制备1 mol时双极膜内质量减少18 g
C．b极的电极反应式为2CO2＋10H＋＋10e－===C2H2＋4H2O
D．每转移1 mol e－，生成、C2H2的物质的量之比为1∶5
22．(2025·哈尔滨市第三中学高三月考)工业上以铬酸钾为原料，采用电化学的方法制备重铬酸钾。制备装置如图所示。若实验开始时在右室中加入38.8 g K2CrO4，t分钟后测得右室中K与Cr的物质的量之比为3∶2。已知M(K2CrO4)＝194 g/mol，下列说法不正确的是(　　)
A．通电后，阳极室产生的现象为惰性电极上有气泡产生，阳极区溶液由黄色变橙色
B．该制备过程，总反应的离子方程式为4CrO＋4H2O===2Cr2O＋4OH－＋2H2↑＋O2↑
C．t分钟时，溶液中K2CrO4和K2Cr2O7的物质的量之比为2∶1
D．t分钟时，阳极室与阴极室溶液质量变化之差为0.7 g(阳极室溶液质量变化的绝对值减去阴极室溶液质量变化的绝对值)
二、非选择题
23．(1)(2025·浙江省新阵地联盟高三联考)科学家近年发明了一种将二氧化碳电化学还原为甲醇的方法，装置示意图如下，电解质溶液1为由KHCO3、吡啶和HCl组成的CO2饱和水溶液，电极为选择性Cu2O/CuO薄膜材料和Pt电极。该装置工作时，阴极反应为__________________________________________。若用铅酸蓄电池代替恒压电源，当消耗标准状况下11.2 L CO2时，正极质量变化为____g。
(2)(2025·遵义市高三适应性考试)CO2的电催化转化也是科学家研究的另一个重要领域。研究成果表明，可以通过在酸性水溶液中电解CO2制备出HCOOH。
①写出生成HCOOH的电极反应式：______________________________________。
②若标准状况下44.8 L CO2参与反应，制备的HCOOH为73.6 g，则电极的电流效率η为________。
24．双极膜由阳离子交换膜、催化剂层和阴离子交换膜组合而成，在直流电场作用下可将水解离，在双极膜的两侧分别得到H＋和OH－，将其与阳离子交换膜(阳膜)、阴离子交换膜(阴膜)组合，可有多种应用。
(1)海水淡化：模拟海水淡化，双极膜组合电解装置示意图如图甲。
①X极是____(填“阴”或“阳”)极。
②电解后可获得较浓的盐酸和较浓的NaOH溶液，图甲中双极膜的右侧得到的是________(填“H＋”或“OH－”)。
(2)钠碱循环法脱除烟气中的SO2，并回收SO2：用pH>8的Na2SO3溶液作吸收液，脱除烟气中的SO2，至pH<6时，吸收液的主要成分为NaHSO3，需再生。
Ⅰ.加热pH<6时的吸收液使其分解，回收SO2并再生吸收液。所得的再生吸收液对SO2的吸收率降低，结合离子方程式解释原因：________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
Ⅱ.双极膜和阴膜组合电渗析法处理pH<6时的吸收液，可直接获得再生吸收液和含较高浓度HSO的溶液，装置示意图如图乙。
①再生吸收液从____(填“A”或“B”)室流出。
②简述含较高浓度HSO的溶液的生成原理：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
　第31练　电解原理　金属的腐蚀与防护（解析版）
高考真题演练
1．(2024·湖北卷)2024年5月8日，我国第三艘航空母舰福建舰顺利完成首次海试。舰体表面需要采取有效的防锈措施，下列防锈措施中不形成表面钝化膜的是(　　)
A．发蓝处理 B．阳极氧化
C．表面渗镀 D．喷涂油漆
答案：D
2．(2024·甘肃卷)某固体电解池工作原理如图所示，下列说法错误的是(　　)
A．电极1的多孔结构能增大与水蒸气的接触面积
B．电极2是阴极，发生还原反应：O2＋4e－===2O2－
C．工作时O2－从多孔电极1迁移到多孔电极2
D．理论上电源提供2 mol e－能分解1 mol H2O
答案：B
解析：多孔电极1上H2O(g)发生得电子的还原反应，多孔电极1为阴极，电极反应为2H2O＋4e－===2H2↑＋2O2－；多孔电极2上O2－发生失电子的氧化反应，多孔电极2为阳极，电极反应为2O2－－4e－===O2↑，B错误。
3．(2024·湖南卷)在KOH水溶液中，电化学方法合成高能物质K4C6N16时，伴随少量O2生成，电解原理如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．电解时，OH－向Ni电极移动
B．生成C6N的电极反应：2C3N8H4＋8OH－－4e－===C6N＋8H2O
C．电解一段时间后，溶液pH升高
D．每生成1 mol H2的同时，生成0.5 mol K4C6N16
答案：B
解析：由电解原理图可知，Ni电极产生氢气，发生还原反应，作阴极，电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－；Pt电极C3N8H4失去电子生成C6N，作阳极，电极反应为2C3N8H4＋8OH－－4e－===C6N＋8H2O，同时，Pt电极还伴随少量O2生成，电极反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O。由分析可知，Ni电极为阴极，Pt电极为阳极，电解过程中，阴离子向阳极移动，即OH－向Pt电极移动，A错误；由分析可知，总反应主要为2C3N8H4＋4OH－===C6N＋4H2O＋2H2↑，反应消耗OH－，生成H2O，电解一段时间后，溶液pH降低，C错误；根据电解总反应可知，每生成1 mol H2，生成0.5 mol K4C6N16，但Pt电极还伴随少量O2生成，则生成1 mol H2时生成的K4C6N16小于0.5 mol，D错误。
4．(2024·山东卷)以不同材料修饰的Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制H2和O2，装置如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．电极a连接电源负极
B．加入Y的目的是补充NaBr
C．电解总反应式为Br－＋3H2OBrO＋3H2↑
D．催化阶段反应产物物质的量之比n(Z)∶n(Br－)＝3∶2
答案：B
解析：电极b上Br－发生失电子的氧化反应转化成BrO，电极b为阳极，电极反应为Br－－6e－＋3H2O===BrO＋6H＋；则电极a为阴极，电极a的电极反应为6H＋＋6e－===3H2↑；电解总反应式为Br－＋3H2OBrO＋3H2↑；催化循环阶段BrO被还原成Br－循环使用、同时生成O2，实现高效制H2和O2，即Z为O2。根据分析电解过程中消耗H2O和Br－，而催化阶段BrO被还原成Br－循环使用，故加入Y的目的是补充H2O，维持NaBr溶液为一定浓度，B错误。
5．(2024·湖北卷)我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化剂，用H2C2O4和NH2OH电化学催化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中H2O解离的H＋和OH－在电场作用下向两极迁移。已知在KOH溶液中，甲醛转化为HOCH2O－，存在平衡HOCH2O－＋OH－[OCH2O]2－＋H2O。Cu电极上发生的电子转移反应为[OCH2O]2－－e－===HCOO－＋H。下列说法错误的是(　　)
A．电解一段时间后阳极区c(OH－)减小
B．理论上生成1 mol H3N＋CH2COOH双极膜中有4 mol H2O解离
C．阳极总反应式为2HCHO＋4OH－－2e－===2HCOO－＋H2↑＋2H2O
D．阴极区存在反应H2C2O4＋2H＋＋2e－===CHOCOOH＋H2O
答案：B
解析：在KOH溶液中HCHO转化为
HOCH2O－：HCHO＋OH－―→HOCH2O－，存在平衡HOCH2O－＋OH－[OCH2O]2－＋H2O，Cu电极上发生的电子转移反应为[OCH2O]2－－e－===HCOO－＋H·，H·结合成H2，Cu电极为阳极；PbCu电极为阴极，首先HOOC—COOH在Pb上发生得电子的还原反应转化为OHC—COOH：H2C2O4＋2e－＋2H＋===OHC—COOH＋H2O，OHC—COOH与HO—N＋H3反应生成HOOC—CH===N—OH：OHC—COOH＋HO—N＋H3―→HOOC—CH===N—OH＋H2O＋H＋，HOOC—CH===N—OH发生得电子的还原反应转化成H3N＋CH2COOH：HOOC—CH===N—OH＋4e－＋5H＋===H3N＋CH2COOH＋H2O。根据分析，阴极区的总反应为H2C2O4＋HO—N＋H3＋6e－＋6H＋===H3N＋CH2COOH＋3H2O，每转移1 mol e－就有1 mol H2O解离成1 mol H＋和1 mol OH－，故理论上生成1 mol H3N＋CH2COOH双极膜中有6 mol H2O解离，B错误。
6．(2023·浙江6月选考)氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是(　　)
A．电极A接电源正极，发生氧化反应
B．电极B的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
C．应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的NaOH溶液
D．改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗
答案：B
解析：电极B为阴极，氧气得电子，其电极反应式为2H2O＋4e－＋O2===4OH－，故B错误。
7．(2023·辽宁卷)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如下图所示，其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法正确的是(　　)
A．b端电势高于a端电势
B．理论上转移2 mol e－生成4 g H2
C．电解后海水pH下降
D．阳极发生：Cl－＋H2O－2e－===HClO＋H＋
答案：D
解析：由题图可知，钛箔电极上有H2生成，H2O得电子发生还原反应，则b为电源负极，a为电源正极，a端电势高于b端电势，A错误；钛箔电极上每生成1 mol H2转移2 mol电子，则生成4 g H2理论上转移电子4 mol，B错误；阳极O2的产生被抑制，海水中Cl－发生反应：Cl－＋H2O－2e－===HClO＋H＋，阴极发生反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，结合两极反应可知电解后海水中pH升高，C错误，D正确。
8．(2023·全国甲卷)用可再生能源电还原CO2时，采用高浓度的K＋抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，装置如下图所示。下列说法正确的是(　　)
A．析氢反应发生在IrOx Ti电极上
B．Cl－从Cu电极迁移到IrOx Ti电极
C．阴极发生的反应有：2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O
D．每转移1 mol电子，阳极生成11.2 L气体(标准状况)
答案：C
解析：由题图可知，该装置为电解池，与直流电源正极相连的IrOx Ti电极为电解池的阳极，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋；铜电极为阴极，电极反应式为2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O、2CO2＋12H＋＋12e－===C2H5OH＋3H2O等，电解池工作时，氢离子通过质子交换膜由阳极室进入阴极室。析氢反应为还原反应，应在阴极发生，即在铜电极上发生，A错误；离子交换膜为质子交换膜，只允许氢离子通过，Cl－不能通过，B错误；根据阳极电极反应式知，每转移1 mol电子，生成0.25 mol O2，在标准状况下体积为5.6 L，D错误。
9．(2022·广东高考)为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3% NaCl溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是(　　)
A．加入AgNO3溶液产生沉淀
B．加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现
C．加入KSCN溶液无红色出现
D．加入K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀生成
答案：D
解析：K3[Fe(CN)6]是用于检测Fe2＋的试剂，加入K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀出现，说明溶液中没有亚铁离子，故D能说明铁片没有被腐蚀。
10．(2024·重庆卷节选)Pb(CH2CH3)4(四乙基铅)能提高汽油的辛烷值，可电解合成。电解池的阳极为Pb，阴极为碳钢，电解液为溶有格氏试剂(CH3CH2MgClCH3CH＋MgCl＋)的有机体系。
(1)阳极上生成Pb(CH2CH3)4的电极反应式为____________________________________。
(2)为了实现阴极产物的循环利用，电解一段时间后，需在阴极区不断加入适量的CH3CH2Cl，其原理是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)为减少铅污染，Pb(CH2CH3)4被限制使用。(CH3O)2CO是一种潜在替代品，其电解合成的原理如图所示(Pt/C为催化剂)。总反应化学方程式为__________________________________；外电路转移1 mol电子时，理论上可生成(CH3O)2CO的物质的量为________mol。
答案：(1)Pb－4e－＋4CH3CH===Pb(CH2CH3)4
(2)阴极MgCl＋得到电子发生还原反应生成镁单质：MgCl＋＋2e－===Mg＋Cl－，在阴极区不断加入适量的CH3CH2Cl，发生反应CH3CH2Cl＋Mg===CH3CH2MgCl，实现阴极产物的循环利用　
(3)2CH3OH＋CO2===(CH3O)2CO＋H2O　0.5
解析：(3)由题图及分析可知反应中电子转移存在关系(CH3O)2CO～2e－，则外电路转移1 mol电子时，理论上可生成(CH3O)2CO的物质的量为0.5 mol。
11．化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语正确的是(　　)
A．用铜作阴极，石墨作阳极，电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑
B．铅酸蓄电池放电时的正极反应式为Pb－2e－＋SO===PbSO4
C．粗铜精炼时，与电源正极相连的应是粗铜，该极发生的电极反应只有Cu－2e－===Cu2＋
D．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
答案：A
12．下列关于电化学的叙述正确的是(　　)
A．图①两极均有气泡产生，滴加酚酞溶液时石墨一极变红
B．图②装置可以验证牺牲阳极法
C．图③可以模拟钢铁的吸氧腐蚀，碳棒一极的电极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．上述4个装置中，图①、②、④中Fe腐蚀速率较快，图③中Fe腐蚀速率较慢
答案：C
13．(2023·北京卷)回收利用工业废气中的CO2和SO2，实验原理示意图如下。
下列说法不正确的是(　　)
A．废气中SO2排放到大气中会形成酸雨
B．装置a中溶液显碱性的原因是HCO的水解程度大于HCO的电离程度
C．装置a中溶液的作用是吸收废气中的CO2和SO2
D．装置b中的总反应为SO＋CO2＋H2OHCOOH＋SO
答案：C
解析：装置a中NaHCO3溶液的作用是吸收SO2气体，CO2与NaHCO3溶液不反应，不能吸收CO2，C错误。
14．(2023·浙江1月选考)在熔融盐体系中，通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi)，电解装置如图，下列说法正确的是(　　)
A．石墨电极为阴极，发生氧化反应
B．电极A的电极反应：8H＋＋TiO2＋SiO2＋8e－===TiSi＋4H2O
C．该体系中，石墨优先于Cl－参与反应
D．电解时，阳离子向石墨电极移动
答案：C
解析：石墨电极为阳极，电极反应式为C－2e－＋O2－===CO，A错误；该电解池的电解质为熔融盐，不存在H＋，电极A的电极反应式为TiO2＋SiO2＋8e－===TiSi＋4O2－，B错误；根据阳极上生成CO知，石墨优先于Cl－参与反应，C正确；石墨电极为阳极，阴离子O2－向石墨电极移动，D错误。
15．我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应
B．通电时，阴极上的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
C．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀
D．断电时，锌环上的电极反应为Zn2＋＋2e－===Zn
答案：D
16．考古发掘出的古代青铜器(含铜、锡等金属)表面经常出现小孔腐蚀，这是一种电化学腐蚀现象。小孔腐蚀的过程及铜腐蚀产物(铜锈)的成分如图所示。
已知：2CuCl＋H2OCu2O＋2HCl。
下列分析不正确的是(　　)
A．氧气是正极反应物
B．铜锈的成分与氧气浓度、pH有关
C．图乙中，Cl－从小孔内向小孔外移动
D．青铜中的锡也会发生电化学腐蚀
答案：C
解析：由CuCl是在小孔内壁生成，可知Cl－会从小孔外向小孔内移动，C错误。
17．(2025·佛山市高三教学质量检测)如图装置可合成重要的化工中间体乙醛酸，双极膜中的H2O能解离为H＋和OH－，下列说法正确的是(　　)
A．石墨电极也可以用Pb代替
B．双极膜解离出来的H＋向石墨电极移动
C．H2C2O4在Pb电极表面发生反应：HOOC—COOH＋2e－＋2H＋===HOOC—CHO＋H2O
D．当石墨电极上析出1 mol O2，Pb电极附近一定生成2 mol乙醛酸
答案：C
解析：石墨电极上析出O2，为阳极，发生反应：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，若用Pb代替，则发生反应：Pb－2e－===Pb2＋，因此石墨电极不能用Pb代替，A错误；电解池中阴离子移向阳极，则双极膜解离出来的OH－向石墨电极移动，B错误；Pb电极上H2C2O4转化为
HOOC—CHO，发生反应：HOOC—COOH＋2e－＋2H＋===HOOC—CHO＋H2O，C正确；当石墨电极上析出1 mol O2，转移4 mol电子，Pb电极上发生反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－、HOOC—COOH＋2e－＋2H＋===HOOC—CHO＋H2O，则Pb电极附近生成的乙醛酸少于2 mol，D错误。
18．(2024·浙江1月选考)破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成[Zn(NH3)4]2＋和H2，下列说法不正确的是(　　)
A．氨水浓度越大，腐蚀趋势越大
B．随着腐蚀的进行，溶液的pH变大
C．铁电极上发生的电极反应式为2NH3＋2e－===H2↑＋2NH
D．每生成标准状况下224 mL H2，消耗0.010 mol Zn
答案：C
解析：Zn生成[Zn(NH3)4]2＋，发生氧化反应，作负极，则Fe作正极，正极上水解离出来的H＋得电子生成氢气，结合电解液为氨水知Fe电极上发生的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，C错误。
19．以石墨电极电解200 mL CuSO4溶液，电解过程中转移电子的物质的量n(e－)与产生气体总体积V(标准状况)的关系如图所示，下列说法中正确的是(　　)
A．电解前CuSO4溶液的物质的量浓度为2 mol·L－1
B．忽略溶液体积变化，电解后所得溶液中c(H＋)＝2 mol·L－1
C．当n(e－)＝0.6 mol时，V(H2)∶V(O2)＝2∶1
D．向电解后的溶液中加入16 g CuO，则溶液可恢复到电解前的浓度
答案：B
解析：电解CuSO4溶液时，阳极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，阴极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，若阴极上没有氢离子放电，则图中气体体积与转移电子物质的量的关系曲线是直线，而题图中是折线，说明阴极上还发生反应：2H＋＋2e－===H2↑。当转移0.4 mol电子时，Cu2＋恰好完全析出，n(Cu2＋)＝＝0.2 mol，根据铜原子守恒得，c(CuSO4)＝c(Cu2＋)＝＝1 mol·L－1，A错误；当转移0.4 mol电子时，生成n(H2SO4)＝0.2 mol，随后相当于电解水，因为忽略溶液体积变化，所以电解后所得溶液中c(H＋)＝＝2 mol·L－1，B正确；当n(e－)＝0.6 mol时，发生反应：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4、2H2O2H2↑＋O2↑，n(H2)＝0.1 mol，n(O2)＝0.1 mol＋0.05 mol＝0.15 mol，所以V(H2)∶V(O2)＝0.1 mol∶0.15 mol＝2∶3，C错误；因电解后从溶液中析出Cu、O2、H2，所以只加入CuO不能使溶液恢复到电解前的浓度，D错误。
20．由乙烯制备2 氯乙醇(HOCH2CH2Cl)的原理为CH2===CH2＋HClO―→HOCH2CH2Cl。用铂(Pt)作电极电解KCl溶液制备2 氯乙醇的装置如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．Y连接电源的负极
B．电解时，K＋通过阳离子交换膜从左侧移向右侧
C．理论上，制取1 mol 2 氯乙醇生成气体b的体积为11.2 L(标准状况)
D．电解时，左侧溶液pH逐渐减小，右侧溶液pH逐渐增大
答案：C
解析：根据题述装置图可知，用铂(Pt)作电极电解KCl溶液，左侧氯离子失电子被氧化为氯气，氯气溶于水生成盐酸和次氯酸，次氯酸与乙烯反应来制备2 氯乙醇，所以X电极为电解池的阳极，Y电极为阴极，水得电子生成氢气和氢氧根离子，溶液中钾离子通过阳离子交换膜进入右侧，则推知气体b为氢气，溶液a为KOH溶液。理论上，当制取1 mol 2 氯乙醇时，消耗1 mol HClO，而生成1 mol HClO理论上需要1 mol Cl2，所以电路中电子转移为2 mol，则生成氢气的物质的量为1 mol，即为22.4 L(标准状况)，C错误。
21．(2025·湛江市高三期末)某小组采用电化学法制备有机物，装置如图所示。双极膜是由阴膜和阳膜组成的，双极膜中水电离出的阴、阳离子在电场中向两极迁移。下列叙述正确的是(　　)
A．a极与电源负极连接
B．制备1 mol时双极膜内质量减少18 g
C．b极的电极反应式为2CO2＋10H＋＋10e－===C2H2＋4H2O
D．每转移1 mol e－，生成、C2H2的物质的量之比为1∶5
答案：C
解析：由题图可知CO2转化为C2H2，碳元素化合价降低，发生还原反应，b极为阴极，则a极为阳极，应连接电源正极，故A错误；阳极的电极反应式为＋2OH－－2e－―→＋H2O，制备1 mol氧化产物，双极膜内向左侧迁移2 mol OH－，向右侧迁移2 mol H＋，质量共减少36 g，故B错误；根据得失电子守恒可知，每转移1 mol e－，生成0.5 mol、0.1 mol C2H2，其物质的量之比为5∶1，故D错误。
22．(2025·哈尔滨市第三中学高三月考)工业上以铬酸钾为原料，采用电化学的方法制备重铬酸钾。制备装置如图所示。若实验开始时在右室中加入38.8 g K2CrO4，t分钟后测得右室中K与Cr的物质的量之比为3∶2。已知M(K2CrO4)＝194 g/mol，下列说法不正确的是(　　)
A．通电后，阳极室产生的现象为惰性电极上有气泡产生，阳极区溶液由黄色变橙色
B．该制备过程，总反应的离子方程式为4CrO＋4H2O===2Cr2O＋4OH－＋2H2↑＋O2↑
C．t分钟时，溶液中K2CrO4和K2Cr2O7的物质的量之比为2∶1
D．t分钟时，阳极室与阴极室溶液质量变化之差为0.7 g(阳极室溶液质量变化的绝对值减去阴极室溶液质量变化的绝对值)
答案：D
解析：电解时阳极电极反应：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，阴极电极反应：4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－，阳极区酸性增强，2CrO(黄色)＋2H＋Cr2O(橙色)＋H2O正向移动生成Cr2O，溶液由黄色变橙色，过程总反应的离子方程式为4CrO＋4H2O===2Cr2O＋4OH－＋2H2↑＋O2↑，A、B正确。38.8 g K2CrO4的物质的量为0.2 mol，钾离子的物质的量为0.4 mol，电解过程中Cr的物质的量不变，钾离子向阴极移动，已知t分钟后测得右室中K与Cr的物质的量之比为3∶2，即钾离子的物质的量为0.3 mol，2n(K2CrO4)＋2n(K2Cr2O7)＝0.3 mol，n(K2CrO4)＋2n(K2Cr2O7)＝0.2 mol，可得n(K2CrO4)＝0.1 mol，n(K2Cr2O7)＝0.05 mol，溶液中K2CrO4和K2Cr2O7的物质的量之比为2∶1，根据钾离子的物质的量的改变，反应中转移电子为0.1 mol，此时阳极产生0.8 g氧气，减少3.9 g钾离子，阳极室溶液质量变化(减小)为(0.8＋3.9) g＝4.7 g；阴极产生0.1 g氢气，增加3.9 g钾离子，阴极室溶液质量变化(增加)为3.9 g－0.1 g＝3.8 g，则阳极室与阴极室溶液质量变化之差为4.7 g－3.8 g＝0.9 g，C正确，D错误。
二、非选择题
23．(1)(2025·浙江省新阵地联盟高三联考)科学家近年发明了一种将二氧化碳电化学还原为甲醇的方法，装置示意图如下，电解质溶液1为由KHCO3、吡啶和HCl组成的CO2饱和水溶液，电极为选择性Cu2O/CuO薄膜材料和Pt电极。该装置工作时，阴极反应为__________________________________________。若用铅酸蓄电池代替恒压电源，当消耗标准状况下11.2 L CO2时，正极质量变化为____g。
(2)(2025·遵义市高三适应性考试)CO2的电催化转化也是科学家研究的另一个重要领域。研究成果表明，可以通过在酸性水溶液中电解CO2制备出HCOOH。
①写出生成HCOOH的电极反应式：______________________________________。
②若标准状况下44.8 L CO2参与反应，制备的HCOOH为73.6 g，则电极的电流效率η为________。
答案：(1)CO2＋6H＋＋6e－===CH3OH＋H2O　96
(2)①CO2＋2e－＋2H＋===HCOOH　
②80.0%
解析：(2)②根据CO2＋2e－＋2H＋===HCOOH，标准状况下44.8 L CO2参与反应，理论上制备的HCOOH为2 mol，质量为92 g，实际产生甲酸质量为73.6 g，则电极的电流效率为η＝×100%＝80.0%。
24．双极膜由阳离子交换膜、催化剂层和阴离子交换膜组合而成，在直流电场作用下可将水解离，在双极膜的两侧分别得到H＋和OH－，将其与阳离子交换膜(阳膜)、阴离子交换膜(阴膜)组合，可有多种应用。
(1)海水淡化：模拟海水淡化，双极膜组合电解装置示意图如图甲。
①X极是____(填“阴”或“阳”)极。
②电解后可获得较浓的盐酸和较浓的NaOH溶液，图甲中双极膜的右侧得到的是________(填“H＋”或“OH－”)。
(2)钠碱循环法脱除烟气中的SO2，并回收SO2：用pH>8的Na2SO3溶液作吸收液，脱除烟气中的SO2，至pH<6时，吸收液的主要成分为NaHSO3，需再生。
Ⅰ.加热pH<6时的吸收液使其分解，回收SO2并再生吸收液。所得的再生吸收液对SO2的吸收率降低，结合离子方程式解释原因：________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
Ⅱ.双极膜和阴膜组合电渗析法处理pH<6时的吸收液，可直接获得再生吸收液和含较高浓度HSO的溶液，装置示意图如图乙。
①再生吸收液从____(填“A”或“B”)室流出。
②简述含较高浓度HSO的溶液的生成原理：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)①阳　②H＋
(2)Ⅰ.加热pH<6时的吸收液，分解的过程中还发生反应：2SO＋O2===2SO，2HSO＋O2===2SO＋2H＋，且加热加快化学反应速率，造成再生吸收液中c(SO)降低，使SO2的吸收率降低
Ⅱ.①B　②B室中的SO和HSO在电场作用下通过阴膜进入A室，A室中通过双极膜的H＋和溶液中的SO反应生成HSO，提高HSO的浓度
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