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第23 讲 电解池 金属的腐蚀与防护
（模拟精练+真题演练）
完卷时间：50 分钟
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 Na 23 Cu 64
一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12×5 分）
1．（2023·河南安阳·统考三模）二氧化氯(ClO2 )是一种安全的绿色消毒剂，实验室可用下列方法制备：
①电解NH4Cl 的盐酸溶液制得NCl3(N 元素为-3 价)溶液；②将NCl3溶液与NaClO2溶液混合制得ClO2。
下列说法正确的是
A．①中在电解池的阴极得到NCl3
B．组成①中的电解池除需要有电源、导线和大烧杯等，还必须有两个不同材质的电极
C．②中反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比是6：1
D．②中反应后的溶液中主要存在的阳离子是Na+
2．（2023·浙江·校联考一模）利用电解池原理可将
转化为燃料或者化学品。下图通过将
与辛胺反
应耦合，实现了两电极体系中产物的高选择性合成。
下列说法正确的是
A．装置中b 电极为阴极，发生还原反应
B．电极a 的电极反应可能为：
C．中间的离子交换膜一定是质子交换膜
D．电解过程中，a、b 两极反应物物质的量之比为2∶1
3．（2023·河北·校联考模拟预测）利用
和
废气作原料，通过电化学原理制备光气原料气的装置如
图所示。下列说法错误的是
1
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A．a 为直流电源的负极
B．有机电解液有利于增大
的溶解度
C．若用盐酸代替有机电解液，电极产物可能改变
D．若产生
，理论上左室液体增重
4．（2023·江苏南京·南京师大附中校考模拟预测）科研人员发现利用低温固体质子导体作电解质，催化合
成NH3，与传统的热催化合成氨相比，催化效率较高。其合成原理如图1 所示，电源电压改变与生成NH3
速率的关系如图2 所示，下列说法不正确的是
A．Pt—C 是该合成氨装置的阳极
B．Pt－C3N4电极上发生的反应为N2＋6H＋＋6e－=2NH3
C．若H2的进出口流量差为22.4L/min，则固体质子导体中H＋的流速为2mol/min
D．当电压高于1.2V 时，混合气体中N2和NH3的体积分数之和小于100％
5．（2023·重庆沙坪坝·重庆八中校考二模）我国学者利用双膜三室电解法合成了
，该方法的
优点是能耗低、原料利用率高，同时能得到高利用。价值的副产品，其工作原理如图所示。下列说法错误
的是
2
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A．b 为电源负极，气体X 为
B．膜I、膜Ⅱ依次适合选用阴离子交换膜、阳离子交换膜
C．电解过程中需及时补充NaCl
D．制得
的同时NaOH 溶液质量增加80g
6．（2023·安徽芜湖·统考二模）下图为合成偶氮化合物
的电化学装置，有关说法正确的
是
A．OH-向CoP 极移动
B．合成1mol 该偶氮化合物，要消耗4molRCH2NH2
C．Ni2P 电极反应式为：RCH2NH2-4e-+4OH-=RCN+4H2O
D．该偶氮化合物分子中C 和N 原子的杂化方式不同
7．（2023·浙江宁波·镇海中学校考模拟预测）生活污水中的氮和磷主要以铵盐和磷酸盐形式存在，可用电
解法从溶液中去除，电解装置如图1，除氮的原理如图2，除磷的原理是利用
将
转化为
沉淀。图3 为某含
污水在氮磷联合脱除过程中溶液pH 变化。
下列说法不正确的是
3
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A．产生
的主要过程是：
B．除磷时阴极产物主要是
C．脱氮过程中阳极主要发生的反应为
D．在0-20min 时脱除的元素是氮元素
8．（2023·福建南平·统考三模）西北工业大学推出一种新型
电池。该电池能有效地捕获
，
将其转化为
，再将产生的
电解制氨，过程如图所示。下列说法错误的是
A．d 电极为电解池的阳极
B．
电池总反应式为：
C．c 极区溶液的pH 升高
D．电路中转移
时，理论上能得到
9．（2023·安徽·校联考三模）天津大学化学团队以CO2和辛胺为原料实现了甲酸和辛腈的高选择性合成，
工作原理如图(隔膜a 只允许OH-通过)所示。下列说法错误的是
A．Ni2P 电极的电势比In/In2O3-x电极的高
B．In/In2O3-x电极上可能有副产物H2生成
C．电解过程中，OH-由In/In2O3-x电极区向Ni2P 电极区迁移
D．电路中转移2mol 电子时，阴极区溶液质量增加44g(不考虑气体的溶解)
10．（2023·陕西榆林·统考模拟预测）电解HF 和熔融KHF2的混合物(熔融混合物中常加入少量LiF 或
AlF3)制备单质氟，以电解槽内壁(镍铜合金)和石墨为电极，总反应为2KHF2＝2KF+F2↑+H2↑。下列有关电
解制备单质氟的说法正确的是
4
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A．电解过程中，电解槽内壁与电源的正极相连
B．石墨电极发生的电极反应为2F－ +2e－ ＝F2↑
C．电解过程中加入少量LiF 或AlF3可以降低混合物的熔点，增强导电性
D．电解一段时间后，加入一定量的固体KHF2可还原混合物的组成
11．（2023·湖南长沙·长郡中学校考一模）“乌铜走银”是云南特有的中国传统铜制工艺品。它以铜为胎，
在胎上雕刻各种花纹图案，然后将熔化的银(或金)水填入花纹图案中，完成制作后需经常用汗湿的手摩擦
器物，使铜胎变为乌黑，透出银(或金)纹图案。下列有关该工艺的说法错误的是
A．用铜和少量的贵金属熔炼成的铜胎仍具有金属性能
B．熔化银(或金)时需破坏金属键
C．铜胎变乌黑的原因是汗液中存在氧化性物质使铜变成了氧化铜
D．“乌铜走银”工艺品最终呈现出黑白(或黑黄)分明的装饰效果
12．（2023·辽宁鞍山·鞍山一中校考模拟预测）近日，清华大学王保国教授团队设计出了一种双极膜(将
解离成
和
)电解合成
的反应器，其简化模型如图所示，已知：法拉第常数
C⋅mol
(法拉第常数的物理意义：每摩尔电子携带的电荷量)。下列说法错误的是
A．M 极电势低于N 极电势
B．电解合成过程中，N 极附近电解质溶液的pH 减小
C．阴极的电极反应式为
D．理论上产生0.02mol
时，外电路流过的电量为1930C
二、主观题（共3 小题，共40 分）
13．（14 分）钢铁工业是国家工业的基础，钢铁生锈现象却随处可见，为此每年国家损失大量资金。
(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的正极电极反应式为：
(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图①所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R
可以采用 。
A．铜 B．钠 C．锌 D．石墨
5
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(3)图②所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的 极。
(4)钢铁的防护除了用电化学保护方法之外，在钢铁制品表面镀铜也可以有效地防止其腐蚀，电镀的装置如
图所示：
①电镀装置图的“直流电源”中， 填“a”或“b” 是正极。Fe 电极反应式为 ；
②接通电源前，装置图中的铜、铁两个电极质量相等，电镀完成后，将两个电极取出，用水小心冲洗干净、
烘干，然后称量，二者质量之差为5.12g，由此计算电镀过程中电路中通过电子的物质的量为 。
③上述铁镀件破损后，铁更容易被腐蚀。请简要说明镀铜铁镀件破损后，铁更容易被腐蚀的原因：
。
14．（14 分）Ⅰ.高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处
理剂，而且高铁电池的研制也在进行中。如图是高铁电池的模拟实验装置：
(1)该电池放电时正极的电极反应式为 。
(2)盐桥中盛有饱和KCl 溶液，此盐桥中氯离子向 (填“左”或“右”)移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，
则钾离子向 (填“左”或“右”)移动。
(3)如图为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有 。
Ⅱ.二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。如图是目
前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。
6
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(4)阳极产生ClO2的电极反应式： 。
(5)当阴极产生标准状况下112 mL 气体时，通过阳离子交换膜离子的物质的量为 。
15．（12 分）根据下列要求回答下列问题。
(1)次磷酸钴[Co(H2PO2)2]广泛用于化学镀钴，以金属钴和次磷酸钠为原料，采用四室电渗析槽电解法制备，
原理如图：
则Co 的电极反应式为 ，A、B、C 为离子交换膜，其中B 为 离子交换膜(填“阳”或“阴”)。
(2)我国科研人员研制出的可充电“NaCO2”电池，以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料，总反应方
程式为4Na＋3CO2
2Na2CO3＋C．放电时该电池“吸入”CO2，其工作原理如图所示：
①放电时，正极的电极反应式为 。
②若生成的Na2CO3和C 全部沉积在正极表面，当正极增加的质量为28g 时，转移电子的物质的量为 。
③可选用高氯酸钠四甘醇二甲醚作电解液的理由是 。
1．（2022·天津·统考高考真题）实验装置如图所示。接通电源后，用碳棒(
、
)作笔，在浸有饱和NaCl
溶液和石蕊溶液的湿润试纸上同时写字，
端的字迹呈白色。下列结论正确的是
7
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A．a 为负极
B．
端的字迹呈蓝色
C．电子流向为：
D．如果将
、
换成铜棒，与碳棒作电极时的现象相同
2．（2022·重庆·统考高考真题）硝酮是重要的有机合成中间体，可采用“成对间接电氧化”法合成。电解
槽中水溶液的主要成分及反应过程如图所示。
下列说法错误的是
A．惰性电极2 为阳极
B．反应前后WO
/WO
数量不变
C．消耗1mol 氧气，可得到1mol 硝酮
D．外电路通过1mol 电子，可得到1mol 水
3．（2023·浙江·高考真题）在熔融盐体系中，通过电解
和
获得电池材料
，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：
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C．该体系中，石墨优先于
参与反应
D．电解时，阳离子向石墨电极移动
4．（2022·辽宁·统考高考真题）镀锌铁钉放入棕色的碘水中，溶液褪色；取出铁钉后加入少量漂白粉，溶
液恢复棕色；加入
，振荡，静置，液体分层。下列说法正确的是
A．褪色原因为
被
还原
B．液体分层后，上层呈紫红色
C．镀锌铁钉比镀锡铁钉更易生锈
D．溶液恢复棕色的原因为
被氧化
5．（2023·浙江·统考高考真题）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：
C．应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的
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
6．（2022·湖北·统考高考真题）下列实验装置(部分夹持装置略)或现象错误的是
A．滴入酚酞溶液
B．吸氧腐蚀
C．钠的燃烧
D．石蜡油的热分解
7．（2021·湖南·统考高考真题）下列说法正确的是
A．糖类、蛋白质均属于天然有机高分子化合物
B．
粉末在空气中受热，迅速被氧化成
C．
可漂白纸浆，不可用于杀菌、消毒
D．镀锌铁皮的镀层破损后，铁皮会加速腐蚀
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