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专题九 电解池 基础过关检测
考试时间：70分钟 卷面分值：100分
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
注意事项：
1.答题前，务必将自己的姓名、考号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题时，必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用
橡皮擦擦干净后，再选涂其它答案标号。
3.答非选择题时，必须将答案书写在专设答题页规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上作答。在试题卷上答题无效。
5.考试结束后，只交试卷答题页。
可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 S-32 Cl-35.5
一、选择题(本题含16小题，每题3分，共48分。每题只有一个选项符合题意)
1．（2023秋·上海徐汇·高三上海市西南位育中学校考期末）利用如图装置进行实验(U
形管为耐压试管)，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法正
确的是
A．铁丝的腐蚀速率：a>b
B．a、b管溶液的pH值都增大
C．一段时间后，a管液面低于b管
D．a、b两管中发生相同的电极反应为Fe-3e-=Fe3+
【答案】B
【详解】A．a管电解质溶液为中性，发生吸氧腐蚀，b管电解质溶液为稀硫酸，发生
析氢腐蚀，氢离子浓度大，所以腐蚀速率 ，A错误；
B．a中产生OH-，pH会变大；b中消耗氢离子，pH也会变大，B正确；
C．a发生吸氧腐蚀，吸收氧气，气体体积会减少；b发生析氢腐蚀，产生氢气气体体
积会变大，所以一段时间后，a管液面高于b管液面，C错误；
D．金属的腐蚀，都是金属做负极，失去电子发生氧化反应，所以，a、b两管中负极的电极反应均为 ，D错误；
故选B。
2．（2021秋·山东青岛·高三统考期中）FFC—剑桥法制取高纯硅是以夹有石英片的单
晶硅和石墨作电极、氯化钙熔盐为电解质直接电解，同时产生CO和CO 等气体。下
2
列说法错误的是
A．夹有石英片的单晶硅作阴极，石墨作阳极
B．阴极电极反应为：SiO+4e-=Si+2O2-
2
C．将生成的O 转化为CO和CO 可促进电子的转移
2 2
D．将石英片夹在单晶硅中，可以避免对产物纯度的影响
【答案】C
【分析】根据对应电极及产物描述，可知石墨电极上产生的氧气，把C元素被氧化生
成CO和CO，石墨电极做阳极，SiO 所在电极Si元素被还原生成单晶硅，单晶硅电
2 2
极做阴极，熔融态电解质中Ca2+移向阴极，Cl-移向阳极；
【详解】A．根据分析可知，SiO 中硅元素得电子，石墨中碳元素失电子，电极对应关
2
系正确，不符题意；
B．阴极SiO 中Si得电子生成Si，电极反应式正确，不符题意；
2
C．由题意可知，电解产生CO和CO，说明阳极先发生反应：2O2--4e-=O ↑，然后生成
2 2
的氧气与碳反应生成CO和CO，与电子转移无关，故错误；
2
D．SiO 得电子生成Si单质，SiO 夹在单晶硅层之间，使硅单质生成晶体时避免外界
2 2
离子等成分的干扰，描述正确，不符题意；
综上，本题选C。
3．（2023·安徽黄山·统考一模）电解废旧锂电池中的 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
列说法正确的是
试卷第2页，共23页A．电极A的电极反应为：
B．电极B为阳极，发生还原反应
C．电解结束，溶液的 增大
D．电解一段时间后溶液中 浓度减小
【答案】C
【详解】A．电极A锰元素化合价降低，还原反应，电解时做阴极，电极反应为：
2LiMn O＋6e−+16H+=2Li++4Mn2++8H O，A错误；
2 4 2
B．电极B锰元素化合价升高，氧化反应，电解时做阳极，B错误；
C．２LiMn O+４H+ ２Li++Mn2++３MnO ＋２HO，电解后H+浓度变小，溶液
2 4 ２ 2
的pH增大，C正确；
D．２LiMn O+４H+ ２Li++Mn2++３MnO ＋２HO，电解一段时间后溶液中
2 4 ２ 2
Mn2+浓度增加，D错误；
故答案为：C。
4．（2020·河北张家口·一模）由于氯酸钠(NaClO)具有吸湿性，不易保存，因此工业
3
上常采用电渗析法将氯酸钠(NaClO)转化成氯酸钾(KClO)，其工作原理如图所示(a、b
3 3
两电极均为石墨电极，c、d、e依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜、阳离子交换膜），
下列法说不正确的是（ ）
A．a电极连接电源负极
B．左池NaOH溶液出口浓度大于入口浓度
C．该电解池的工作原理实质是电解水
D．制备1molKClO ，a、b两极共产生16.8L气体
3
【答案】D
【分析】氯酸钠浓溶液进入后流出氯酸钠稀溶液，氯酸钾稀溶液进入后流出氯酸钾浓
溶液，说明氯酸根经d膜向右移动，电解池中阴离子流向阳极，所以b电极为阳极，a电极为阴极。
【详解】A．根据分析可知a电极为阴极，与电源负极相连，故A正确；
B．阴极发生反应2HO+2e-=2OH-+H ↑，钠离子经c膜进入左池，所以NaOH溶液出口
2 2
浓度大于入口浓度，故B正确；
C．阴极电离出的氢离子放电产生氢气，阳极氢氧根放电生成氧气，所以该电解池的工
作原理实质是电解水，故C正确；
D．未指明温度和压强，无法计算气体的体积，故D错误；
故答案为D。
5．（2022·全国·高三专题练习）因镍与盐酸反应缓慢，工业上以镍和盐酸为原料，利
用离子膜电解技术制取氯化镍( )，其原理如图。电解过程露不断往b极区补充盐
酸。下列说法正确的是
A．a接外电源的负极
B．离子交换膜为阳离子交换膜
C．总反应为：
D．电解过程可用 溶液代替盐酸
【答案】C
【详解】A．a是电解池的阳极，接外电源的正极，A错误；
B．a电极失电子产生Ni2+，溶液中的氯离子在左池与Ni2+结合生成 ，所以氯离子
要能由右池进入左池，则离子交换膜为阴离子交换膜，B错误；
C．a电极失电子产生Ni2+，b为阴极，氢离子得电子生成氢气，所以总反应为：
，C正确；
试卷第4页，共23页D．电解过程若用 溶液代替盐酸则右池水中氢离子放电，产生氢氧根，氢氧根进
入左池，使Ni2+沉淀，降低产率，D错误；
所以答案为C
6．（2023·四川成都·一模）某种电催化法以 为催化电极合成腈类化合物
和偶氮化合物 ，装置示意图如图。下列说法错误的是
A．左侧电极的电势比右侧的高，且发生氧化反应
B．阴极发生反应：
C． 从右侧经过阴离子交换膜向左侧移动
D．每当合成得到 ，同时合成
【答案】D
【详解】A．右侧电极硝基苯发生还原反应，右侧为阴极、左侧为阳极，所以左侧电
极的电势比右侧的高，且发生氧化反应，故A正确；
B．右侧电极硝基苯发生还原反应，右侧为阴极，阴极发生反应为
，故B正确；
C．右侧为阴极、左侧为阳极， 从右侧经过阴离子交换膜向左侧移动，故C正确；
D．阳极反应式为，R-CHNH -4e-+4OH-=R-CN+4H O，根据得失电子守恒，每当合成
2 2 2
得到 ，同时合成 ，故D错误；
选D。
7．（2021·全国·高三专题练习）如图为CO 电甲烷化的装置图(MEC)，其利用微生物
2
催化驱动工作，该生物电催化技术既有助于降低温室效应，也可处理有机废水。下列说法正确的是
A．b电极为MEC的阳极
B．若b电极转化1.5mol CO ，装置中转移的电子数是15N
2 A
C．MEC工作时，质子将从a电极室向b电极室迁移
D．b电极的反应方程式为CO+8e-+6H O=CH+8OH-
2 2 4
【答案】C
【详解】A．由图示可知有机物在a电极被氧化成二氧化碳，二氧化碳在b电极被还原
成甲烷。则a为阳极，b为阴极，故A错；
B．b电极为二氧化碳得到电子被还原成甲烷，则其反应为：
，则转化1.5mol CO ，装置中转移的电子数是12N ，故
2 A
B错；
C．MEC工作时，阳离子向阴极移动，则质子将从a电极室向b电极室迁移，故选C；
D．在酸性条件下无氢氧根离子生成，则b电极的电极方程式为
，故D错；
答案选C
8．（2020秋·河北张家口·高三张家口市第一中学校考期中）城市地下潮湿的土壤中常
埋有纵横交错的管道和输电线路，当有电流泄漏并与金属管道形成回路时，就会引起
金属管道的腐蚀。原理如图所示，但若电压等条件适宜，钢铁管道也可能减缓腐蚀，
此现象被称为“阳极保护”。下列有关说法不正确的是
试卷第6页，共23页A．该装置能够将电能转化为化学能
B．管道右端腐蚀比左端快，右端电极反应式为Fe-2e-=Fe2+
C．如果没有外加电源，潮湿的土壤中的钢铁管道比较容易发生吸氧腐蚀
D．钢铁“阳极保护”的实质是在阳极金属表面形成一层耐腐蚀的钝化膜
【答案】B
【详解】A．该装置相当于电解池，能将电能转化为化学能，故A正确；
B．电解池中阳极被腐蚀，左端为阳极，其腐蚀速率较右端快，左端电极反应式为
Fe-2e-═Fe2+，故B错误；
C．如果没有外加电源，潮湿的土壤（接近中性）中的钢铁管道发生原电池反应，所以
发生的是吸氧腐蚀，故C正确；
D．若电压等条件适宜，Fe在阳极失电子生成氧化物薄膜，能防止金属被腐蚀，所以
“阳极保护”实际上是在金属表面形成了一层致密的保护膜，故D正确；
故选：B。
9．（2022·青海海东·校考二模）某科研团队成功合成了具有拉伸应力的超薄多孔Pd纳
米片，以超薄多孔Pd纳米片作阳极，在常温常压下通过电解将氮气直接转化为硝酸根
离子。其工作原理示意图如图所示。已知：Pd会向PdO 发生转化，在极少量PdO 生
2 2
成后开始有硝酸根离子生成，Pd溶于硝酸。下列说法错误的是
A．可采用阴离子交换膜
B．电解过程中，Pd、N 均在阳极附近发生反应
2
C．超薄多孔Pd纳米片有助于其转化为PdO ，提高硝酸根离子的产生效率
2
D．开始产生硝酸根离子时，电解的总反应式为
【答案】D【分析】由通电于 能溶于硝酸，由此可推测电解质溶液为碱性环境，电解方程式为
，据此分析作答。
【命题意图】本题考查电解池的应用、电极反应式的书写等。注重考查学生的分析与
推测能力和归纳与论证能力，体现宏观辨析与微观探析的学科核心素养。
【详解】A．由通电于 能溶于硝酸，由此可推测电解质溶液为碱性环境，电解方程
式为 ， 可通过交换膜进入阳极室，A正确；
B．由题意当 产生 时，开始产生硝酸根离子，说明 先在阳极放电，B正确；
C．超薄多孔增大了反应接触面积，有助于转化为 ，由题意可知开始产生 时，
开始产生硝酸根离子，C正确；
D．由通电于 能溶于硝酸，由此可推测电解质溶液为碱性环境，电解方程式为
， 可通过交换膜进入阳极室，D项错误。
10．（2022·上海崇明·统考二模）我国研发的高效低压电催化还原CO 法居世界领先水
2
平，工作原理如图所示，工作时总反应为NaCl + CO CO + NaClO。a、b均为
2
涂装催化剂的惰性电极。下列说法错误的是
A．工作时，电能转化为化学能
B．工作时，NaClO产生在a极区
C．若用铜-锌原电池作电源，则X极反应为Zn-2e→Zn2+
D．消耗0.05mol CO 时，有0.1mol H+通过质子交换膜
2
试卷第8页，共23页【答案】C
【详解】A．该装置为电解池，工作时，电能转化为化学能，A正确；
B．NaCl →NaClO，Cl化合价升高，发生氧化反应，在阳极区域，根据氢离子移动的
方向可判断b为阴极，a为阳极，所以工作时，NaClO产生在a极区，B正确；
C．结合B选项，a为阳极，所以X为正极，电池的正极应该发生还原反应，而Y电极
应该发生反应：Zn-2e→Zn2+，C错误；
D．CO→CO 2e-，1molCO 参加反应转移电子数为2mol，而转移的电子数等于质子
2 2
交换膜通过的氢离子数，所以耗0.05mol CO 时，有0.1mol H+通过质子交换膜，D正
2
确；
故选C。
11．（2023秋·上海浦东新·高三统考期末）电解氧化法可在铝制品表面形成致密的氧
化膜，从而提高铝制品的耐腐蚀性。电解时以铝制品和石墨为电极， 溶液为
电解液，阴极放出气体。下列叙述正确的是
A．待加工铝制品为阴极 B．阴极放出的气体为氧气
C．电解时阴离子向阴极移动 D．溶液碱性过强可能导致实验失败
【答案】D
【分析】根据题中信息，铝制品为电解池阳极，电极反应为：
，Al(OH) 受热分解生成Al O，在铝制品表面形成致
3 2 3
密的氧化膜；石墨为电解池阴极，电极反应为： ；
【详解】A．待加工铝制品为阳极，A项错误；
B．阴极放出的气体为氢气，B项错误；
C．电解池工作时，阴离子向阳极移动，C项错误；
D．溶液碱性过强会发生反应 ，使Al(OH) 溶解，可能导致
3
实验失败，D项正确；
答案选D。
12．（2022秋·北京海淀·高三清华附中校考阶段练习）CO 资源化利用是实现碳中和的
2
一种有效途径。下图是CO 在电催化下产生合成气(CO和H)的一种方法。下列说法不
2 2
正确的是A．a电极连接电源的负极 B． 从a极区向b极区移动
C．b极区中c(CHCOO-)逐渐增大 D．a极区中c( )逐渐增大
3
【答案】C
【分析】从图中可以看出，在a电极，CO、HO得电子生成CO、H，所以a为阴极，
2 2 2
b为阳极。
【详解】A．由分析可知，a电极为阴极，则连接电源的负极，A正确；
B． 为阴离子，应从阴极向阳极移动，所以从a极区向b极区移动，B正确；
C．b极为阳极， -2e-+2CH COO-= +2CH COOH，则溶
3 3
液中c(CHCOO-)逐渐减小，C不正确；
3
D．a极为阴极，CO+2e-+2 =CO+2 +H O，2 +2e-=H ↑+2 ，所以c(
2 2 2
)逐渐增大，D正确；
故选C。
13．（2023秋·安徽·高三校联考期末）石墨烯基电催化 转化为 等小分子燃料
的装置示意图如图所示。下列叙述正确的是
试卷第10页，共23页A．a电极应该连接电源的负极
B．电催化过程溶液中的 由Ⅱ室向Ⅰ室迁移
C．Ⅱ室中每消耗 气体，Ⅰ室生成
D． 转化为 的反应为
【答案】D
【详解】A．a电极上 转化为 ，O元素失电子化合价升高，则a为阳极，正极
连接阳极，则a电极应该连接电源的正极，故A错误；
B．电解池中阳离子由阳极移向阴极，则溶液中的 由Ⅰ室向Ⅱ室迁移，故B错误；
C．Ⅱ室中 转化为 、 、 等，不是只生成 ，则每消耗 气
体，转移电子不等于 ，则无法确定生成 的物质的量，故C错误；
D．b极 转化为 ，C元素化合价降低，电极反应式为
，故D正确；
故答案为：D。
14．（2023秋·宁夏银川·高三六盘山高级中学校考期末）双盐Mg-CoS 电池因具有高
2
比容量与高安全性而日益受到关注，其充放电过程如图所示：下列说法错误的是
A．放电时X电极电势低于Y电极
B．充电时X电极接电源正极，发生还原反应
C．放电时Y极上电极反应：CoS+4e-+4Li+=Co+2Li S
2 2
D．充电电压是2.75 V
【答案】B
【详解】A．根据图示可知：放电时Mg失去电子变为Mg2+，所以Mg所在电极X为负
极，Y电极为正极，负极电势比正极的电势低，A正确；
B．放电时Mg所在电极为负极，则充电时X电极接电源负极，得到电子发生还原反应，
B错误；
C．根据图示可知：放电时Y极上CoS 得到电子被还原产生Co，图示产生LiS，则Y
2 2
电极的电极电极反应为：CoS+4e-+4Li+=Co+2Li S，C正确；
2 2
D．根据图示可知充电时充电电压为2.75 V，D正确；
故合理选项是B。
15．（2022·上海松江·统考一模）利用如图装置探究铁在海水中的电化学防护，下列说
法错误的是
A．若X为锌棒，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀
B．若X为锌棒，开关K置于M处，海水 降低
C．若X为碳棒，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀
试卷第12页，共23页D．若X为碳棒，开关K置于N处，碳棒上发生氧化反应
【答案】B
【分析】若开关K置于M处时，形成原电池；若开关K置于N处时，形成电解池。
【详解】A．若X为锌棒，开关K置于M处，形成原电池，铁得电子做正极被保护，
A正确；
B．若X为锌棒，开关K置于M处，形成原电池，总方程式为
2Zn+O +2H O=2Zn(OH) ↓，海水pH几乎不变，B错误；
2 2 2
C．若X为碳棒，开关K置于N处，形成电解池，铁作阴极，被保护，可减缓铁的腐
蚀，C正确；
D．若X为碳棒，开关K置于N处，形成电解池，碳棒做阳极，失去电子发生氧化反
应，D正确；
故答案为：B。
16．（2023·湖北·统考一模）1，2-二氯乙烷主要用作聚氯乙烯单体制取过程的中间体，
用电有机合成法合成1，2-二氯乙烷的装置如图所示。下列说法中正确的是
A．直流电源电极a为负极
B．X为阳离子交换膜，Y为阴离子交换膜
C．液相反应中， 被氧化为1，2-二氯乙烷
D．该装置总反应为
【答案】C
【分析】由电解池装置图可知，左侧亚铜离子失去电子生成二价铜离子，为电解池的
阳极，则a为电源正极，溶液中的氯离子经过阴离子交换膜X移向阳极，右侧氢离子
得到电子生成氢气，为阴极，则b为电源的负极，溶液中的钠离子经过阳离子交换膜
Y移向阴极，同时生成氢氧化钠。液相反应中氯化铜与乙烯反应生成1，2—二氯乙烷和氯化亚铜，据此解答。
【详解】A．根据分析，直流电源电极a为正极，A错误；
B．由分析可知，X为阴离子交换膜，Y为阳离子交换膜，B错误；
C．液相反应中，C H 与CuCl 反应生成1，2-二氯乙烷时碳元素化合价升高，发生氧
2 4 2
化反应，应为C H 被CuCl 氧化为1，2-二氯乙烷，C正确；
2 4 2
D．以NaCl溶液和乙烯为原料合成1，2-二氯乙烷中， CuCl循环使用，其实质是
NaCl、HO与 CH=CH 反应，所以总反应为CH=CH +2H O+2NaCl
2 2 2 2 2 2
H↑+2NaOH+ClCH CHCl，D错误；
2 2 2
故答案选C。
二、非选择题 (本题共5小题，1-3题每题10分，4-5题每题11分，共52分)
17．（2023秋·北京西城·高三统考期末）石油中含有有机氯和无机氯(主要以 的形
式存在)，还含有少量的硫化氢、硫酸盐和碳酸盐等。微库仑滴定法可快速测定石油中
的有机氯和无机氯的含量。
已知：库仑测氯仪中电解原理示意图如下。检测前，电解质溶液中的 保持定值
时，电解池不工作。待测物质进入电解池后与 反应，测氯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出石油中氯的含
量。
(1)库仑测氯仪电解池中的阳极反应是_______。
I.石油中有机氯含量的测定
(2)用过量KOH溶液和水除去石油样品中的 和无机盐，再通过_______操作分离得
试卷第14页，共23页到处理后的石油样品。KOH溶液除去 的离子方程式是_______。
(3)经处理后的石油样品在高温、富氧条件下燃烧，有机氯转化为HCl。在库仑测氯仪
中，待测气体通入电解池后与 反应的离子方程式是_______。
(4)石油样品为ag，电解消耗的电量为x库仑，样品中有机氯的含量(按含氯元素计)为
_______mg/g。
已知：电解中转移1mol电子所消耗的电量为F库仑
II.石油中无机氯含量的测定
在极性溶剂存在下加热石油样品，再用水提取其中的无机盐。含盐的待测液体注入库
仑测氯仪进行测定。
已知：i.样品中存在的 和CO 不影响测定结果
ii.
(5)用离子方程式解释 不影响测定结果的原因：_______。
(6)石油样品中存在的 会影响测定结果。
①通过估算说明 的存在会影响测定结果：_______。
②待测液体注入库仑测氯仪前，可加入_______(填序号)以消除 的影响。
a. 溶液 b.NaOH溶液 c.碘水
【答案】(1)
(2) 分液
(3)
(4)
(5)
(6) 偏大 a
【分析】检测前，电解质溶液中的 保持定值时，电解池不工作。待测物质进入电解池后与 反应， 浓度减小，测氯仪便立即自动进行电解，阳极Ag失电子，
生成 ，到 又回到原定值，电极反应式为 ，根据电解消耗的电
量可以求出石油中氯的含量；
【详解】（1）库仑测氯仪电解池中的阳极反应是 ；
（2）用过量KOH溶液和水除去石油样品中的 和无机盐，石油和水溶液不互溶，
可以通过分液操作分离；KOH溶液除去 的离子方程式是 ；
（3）HCl与 反应的离子方程式是 ；
（4）电解消耗的电量为x库仑，即 mol电子，n(Cl-)= n(Ag+)= n(e-)= mol，样品中
有机氯的含量为 = mg/g；
（5）碳酸银可溶于醋酸， 不影响测定结果，离子方程式为
;
（6）①硫化银的K 很小， 电离出的S2-会与Ag+反应生成硫化银沉淀，使溶液中
sp
Ag+浓度减小，电解消耗电量增多，使测定结果偏大；
②待测液体注入库仑测氯仪前，可加入能与 反应，消除S2-的试剂；
a． 溶液与 反应生成硫单质和水，溶液中没有S2-，a符合；
b．NaOH溶液与 反应生成硫化钠和水，溶液中仍然存在S2-，b不符合；
c．碘水与 反应生成硫单质和碘化氢，溶液中存在I-，会生成碘化银沉淀影响测定
结果，c不符合；
故选a。
18．（2019秋·贵州黔东南·高三校考期末）钢铁工业是国家工业的基础，钢铁生锈现
试卷第16页，共23页象却随处可见，为此每年国家损失大量资金。请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问
题。
（1）钢铁的电化学腐蚀原理如图所示：
①写出石墨电极的电极反应式______；
②将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置，请在如图虚线框内所示位置
作出修改，并用箭头标出导线中电子流动方向。______
③写出修改后石墨电极的电极反应式______。
（2）生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后，溶
液中发生的化合反应的化学方程式_____。
(3)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如图：
①A电极对应的金属是__(写元素名称)，B电极的电极反应式是____。
②若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二
者质量差为5.12g，则电镀时电路中通过的电子为___ mol。
③镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因___。
【答案】 O＋4e－＋2HO=4OH－ 2Cl－－2e－
2 2
=Cl↑ 2FeCl ＋Fe=3FeCl 铜 Cu2＋＋2e－=Cu 0.08 铁比铜活泼，镀
2 3 2
层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀
【分析】(1)中性条件下，钢铁发生吸氧腐蚀，铁作负极，石墨作正极，正极上氧气得
电子发生还原反应，要保护钢铁不受腐蚀，可以把铁设计成电解池的阴极，与电源负
极相连接，设计成电解池后，石墨作阳极，阳极上氯离子放电；
(2)氧化铁可以和盐酸之间反应生成氯化铁和水，金属铁可以和氯化铁之间反应得到氯
化亚铁；
(3)①在铁件的表面镀铜时，金属铜必须是阳极材料，金属铁为阴极，根据电解池的工
作原理来回答；②电镀时，电镀时，镀层连接正极，镀件连接电源负极，镀层作阳极，镀件作阴极，
电解质溶液中含有镀层金属元素，阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应，根据
金属质量和转移电子之间的关系式计算；
③在原电池中，负极金属易被腐蚀，正极上的金属被保护。
【详解】(1)①中性条件下，钢铁发生吸氧腐蚀，该电池反应为
2Fe+2H O+O═2Fe(OH)，铁作负极，石墨作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，
2 2 2
正极反应为O+2H O+4e-=4OH-；
2 2
②要保护钢铁不受腐蚀，可以把铁设计成电解池的阴极，与电源负极相连接，设计成
电解池后，石墨作阳极，阳极上氯离子放电，即虚线框内所示位置作出的修改以及导
线中电子流动的方向如下图： ；
③修改后石墨电极为阳极，氯离子放电，则电极反应式为2Cl-+2e-=Cl↑；
2
(2)氧化铁可以和盐酸之间反应生成氯化铁和水，当铁锈除净后，金属铁可以和氯化铁
之间反应得到氯化亚铁，即2FeCl +Fe=3FeCl ；
3 2
(3)①在铁件的表面镀铜，金属铜必须是阳极材料，发生电极本身失电子的氧化反应，
且金属铁为阴极，发生电极反应：Cu2++2e-=Cu；
②阳极上铜质量减少，阴极上铜质量增加，二者质量差为5.12g时，阴极上析出铜的质
量为2.56g，根据铜和转移电子之间的关系式知，转移电子的物质的量=
×2=0.08mol；
③镀铜铁中由于铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加
速铁的腐蚀，但是镀锌的铁镀层破损后，金属Zn为负极，金属铁为正极，正极金属被
保护。
19．（2015·山东日照·统考二模）电化学原理在金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面
应用广泛。
试卷第18页，共23页（1）通常可用图l、图2所示的两种方式减缓海水埘钢闸门A的腐蚀，则图l中材料B
通常选择_________(填字母序号)，图2 中材料C最好选择_________(填字母序号)。
a．钠块 b．铜块 c．锌块 d．石墨
则图2中C上发生的主要电极反应式为___________________。
（2）镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。图3为“镁
—次氯酸盐”燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金。
①D为该燃料电池的________极(填“正”或“负”)。E电极上的电极反应式为
_______。
②镁燃料电池负极容易发生自腐蚀使负极利用率降低，该过程中产生的气体a为
_______(填化学式)。
（3）乙醇酸(HOOC—CHO)是有机合成的重要中间体。工业上用“双极室成对电解
法”生产乙醛酸，原理如图4所示，该装置中阴、阳两极为惰性电极，两极室均可产
生乙醛酸。
①乙二醛(OHC—CHO)与M电极的气体产物反应生成乙醛酸，则反应的化学方程式为
____________。
②该电解装置工作中若有0.5molH+通过质子交换膜，并完全参与了反应，则该装置中
生成的乙醛酸为____________mol。
【答案】 c d 2Cl－－2e－=== Cl ↑ 负 ClO－＋2e－＋HO ===
2 2
Cl－＋2OH－ H OHC－CHO＋Cl＋HO === HOOC－CHO＋2HCl 0. 5
2 2 2
【详解】试题分析：（1）图1采用牺牲阳极的阴极保护法，用比被保护金属活泼的金属作负极，被保护的金属作正极，推出B为c，图2是外加电流的阴极保护法，阴极是
被保护的金属，阳极是惰性金属或石墨，推出材料C为d，电解质为海水，主要溶质
是NaCl，材料C作阳极，反应式：2Cl－－2e－=Cl↑；（2）①D是镁合金，根据图3，
2
D电极上Mg→Mg(OH) 化合价升高，根据原电池的工作原理，D作负极，E电极上
2
ClO－→Cl－，化合价由＋1价→－1价，发生的电极反应式：ClO－－2e－→Cl－，因为D
电极上产生氢氧化镁，因此在E电极上产生OH－，推出电极反应式：ClO－＋2e－＋
HO === Cl－＋2OH－；②镁燃料电池作负极的是Mg，Mg＋2HO=Mg(OH)＋2H↑，产
2 2 2 2
生的气体a为H；（3）①根据图4M电极上产生的气体是Cl，OHC－CHO＋
2 2
Cl→OHC－COOH＋2Cl－，根据氧化还原反应的缺项配平以及离子反应方程式所带电
2
荷数守恒，推出反应方程式：OHC－CHO＋Cl＋HO === HOOC－CHO＋2HCl；②N
2 2
极电极反应式：HOOC－COOH＋2e－＋2H＋=HOOC－CHO＋HO，M极电极反应式：
2
OHC－CHO－2e－＋HO=HOOC－CHO＋2H＋，当0.5molH+通过质子交换膜，并完全
2
参与了反应，共生成乙醛酸0.5mol。
考点：考查金属腐蚀的防护、原电池工作原理、电解池工作原理及电极反应式的书写
等知识。
20．（2023秋·北京通州·高三统考期末）氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太
阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如
下图所示：
(1)已知：
反应I的热化学方程式：_______。
(2)反应I所得产物的溶液在碘过量时会自发分成两层。分离两层溶液的实验操作是
_______。
(3)研究发现，通过电解方法实现反应I，既可减少碘的加入量，也可减少溶液后续纯
化过程的能耗。写出通过电解法实现反应I时，阳极的电极反应式：_______。
(4)碘硫循环过程中反应I所制备出的HI浓度较低，必须对HI溶液进行浓缩。电解电
试卷第20页，共23页渗析浓缩HI溶液的原理如下图所示，初始时阳极液和阴极液相同，溶液组成均为
n(HI)：n(H O)：n(I)=1：6.8：2。
2 2
①电渗析过程中，阳极液中I 的浓度会_______(填“增大”或“减小”)。
2
②结合化学用语，解释阴极区进行HI浓缩的原理_______。
(5)某科研小组采用双极膜电渗析法制备高浓度氢碘酸，工作原理如下图所示。
已知：双极膜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-。
①X极是_______(填“阳极”或“阴极”)。
②电解后，_______室获得较浓的氢碘酸(填“a”、“b”或“c”)。
【答案】(1)
(2)分液
(3)
(4) 增大 阴极： ，H+通过质子交换膜由阳极区进入阴极区，阴
极区HI的浓度增大
(5) 阴 c
【详解】（1）反应①反应②
反应③
按盖斯定律，反应Ⅰ=- ×①-②- ×③，反应Ⅰ的 =- - - ，则反应I
的热化学方程式为： 。
（2）反应I所得产物溶液在碘过量时会自发分成两层，则为互不相溶的两层液体，分
离两层溶液的实验操作是分液。
（3）反应I为 ，电解法实现反应I时，阳极二氧化硫失去
电子被氧化转变为硫酸根，阳极的电极反应式： 。
（4）①通过电解电渗析浓缩HI溶液，电渗析过程中，阳极碘离子失去电子被氧化转
变为碘单质，则阳极液中I 的浓度会增大。
2
②结合化学用语，解释阴极区进行HI浓缩的原理为：阴极电极反应为 ，
H+通过质子交换膜由阳极区进入阴极区，阴极区HI的浓度增大。
（5）①采用双极膜电渗析法制备高浓度氢碘酸，X电极上水提供的氢离子转变为氢气，
是还原反应，则X极是阴极。
②Y为阳极，进入b中碘离子通过阴离子交换膜进入c室，右侧双极膜在直流电场作用
下可将水解离产生的H+在c室、OH-在阳极Y放电产生氧气，则电解后，c室获得较浓
的氢碘酸。
21．（2023秋·天津河西·高三天津市新华中学校考期末）含SO 、NO 的烟气必须经过
2 x
处理才可排放。回答下列问题：
(1)若烟气主要成分为SO 、NO，可通过电解法除去，其原理如图所示。阳极的电极反
2
应式为_______。标准状况下，22.4LNO完全反应转移电子数约为_______。
试卷第22页，共23页(2)若烟气主要成分为SO ，可以用氨水将SO 转化为NH HSO ，再氧化成(NH )SO ，
2 2 4 3 4 2 4
已知HSO 的K =1.3×10-2、K =6.2×10-8，NH ·H O的K=1.75×10-5。则常温下，
2 3 a1 a2 3 2 b
NH HSO 溶液的pH_______7(填“<”“>”或“=”)。
4 3
(3)若烟气主要成分为NO，O 能有效地氧化NO。
3
①O 分子的空间结构与水分子的相似，O 是_______(填“极性”“非极性”)分子。
3 3
②已知：2NO(g)+O (g)=2NO (g) △H=-114kJ/mol-1
2 2 1
2O(g)=3O(g) △H=-284.2kJ/mol-1(活化能Ea=119.2kJ/mol-1)
3 2 2
NO(g)+O (g)=NO (g)+O(g) △H=-119.1kJ/mol-1(活化能Ea=3.2kJ/mol-1)
3 2 2 3
NO可经O 处理后再用碱液吸收而实现脱除。为分析氧化时温度对NO脱除率的影响，
3
将NO与O 混合反应一段时间，再用碱液吸收氧化后的气体。其他条件相同时，NO
3
脱除率随NO与O 混合反应时温度变化情况为：温度在50~150℃时，随着温度升高，
3
NO脱除率无明显变化；温度超过150℃时，随着温度升高，NO脱除率下降，其可能
原因是_______。
(4)若烟气主要成分为NO ，用O 氧化NO 时，使用催化剂可提高氧化效率。研究发现
2 3 2
NO 在某催化剂表面被O 氧化时反应机理如图所示，反应过程中，氮氧化物[M]与NO
2 3 2
按物质的量1：1反应生成NO，[M]的化学式为_______。该催化氧化过程总反应的化
2 5
学方程式为_______。
【答案】(1) 3.01×1024
(2)<(3) 极性 与 反应的活化能低， 分解的活化能高， 时
分解速率慢， 与 反应速率快，高于 时， 分解速率加快，影响了与
的反应
(4)
【详解】（1）阳极发生氧化反应，SO 在阳极被氧化为 ，根据得失电子守恒和原
2
子守恒配平电极方程式为： ；NO在阴极被还原成 ，
转移5个电子，标况下22.4LNO的物质的量为1mol，故完全反应时，转移电子数为5
6.02 1023=3.01 1024，故答案为： ；3.01×1024；
（2）NH HSO 溶液中存在铵根的水解，水解平衡常数为
4 3
， 存在第二步电离K =6.2×10-8，同时存在水解平
a2
衡，平衡常数 ，由平衡常数越大反应越完全，则
的电离程度较大溶液呈酸性，则溶液的pH<7，故答案为：<；
（3）① 分子的空间结构与水分子的相似，为极性分子，故答案为：极性；
②由 <0可知该反应是放热反应， 与 反应的
活化能低， 分解的活化能高， 时 分解速率慢， 与 反应速率快，
高于 时， 分解速率加快，影响了与 的反应，故答案为： 与 反应的
活化能低， 分解的活化能高， 时 分解速率慢， 与 反应速率快，
高于 时， 分解速率加快，影响了与 的反应；
试卷第24页，共23页（4）由图可知，O+NO [M]，故[M]为NO ，总反应物为NO 、O，生成物为O、
2 3 2 3 2
NO，故总反应为： ，故答案为： ；
2 5
。试卷第26页，共23页
