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第27 讲 电化学的综合应用
1．下列关于金属的腐蚀及防腐说法错误的是( )
A．马口铁(镀锡铁)镀层破损铁的腐蚀速率加快
B．为了防止钢铁设备腐蚀，利用外加电流的阴极保护法，应另附加一惰性电极，惰性电极作阴极
C．可以采用改变金属组成或结构的方法防止金属腐蚀
D．为保护海轮的船壳，利用牺牲阳极的阴极保护法，常在船壳上镶入锌块
2．关于下列各装置图的叙述中，不正确的是（ ）
A．用装置①精炼铜，则a 极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液
B．装置②的总反应是Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
C．装置③中钢闸门应与外接电源的负极相连
D．装置④中的铁钉几乎没被腐蚀
3．某混合物浆液中含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水
浸出，某研究小组设计了利用石墨电极电解的分离装置(如图所示)，使浆液分离成固体混合物和含铬元素
的溶液，并回收利用。下列说法错误的是( )
A．a 极室的电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
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B．上述装置中a 极室的电极可换成金属铁
C．电解后，b 极室得到Na2SO4和Na2CrO4的混合液
D．若电解后b 极室溶液含铬元素0.52 g，则电路中通过0.02 mol e－
4．电解法常用于分离提纯物质，某混合物浆液含Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4。考虑到胶体的吸附作用
使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置(如图)，使浆液分离成固体混合物和含
铬元素溶液进行回收利用(已知：2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O)，下列说法不正确的是( )
A．阴极室生成的物质为NaOH 和H2
B．阳极的电极反应式是2H2O－4e－===4H＋＋O2↑
C．a 离子交换膜为阳离子交换膜
D．当外电路中转移2 mol 电子时，阳极室可生成1 mol Cr2O
5．用电解法可提纯含有某种含氧酸根杂质的粗KOH 溶液，其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是(
)
A．阳极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
B．通电后阴极区溶液pH 会增大
C．K＋通过阳离子交换膜从阴极区移向阳极区
D．纯净的KOH 溶液从b 口导出
6．用惰性电极电解法制备硼酸[H3BO3或B(OH)3]的工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子和阴
离子通过)。下列有关说法正确的是( )
A．阴极与阳极产生的气体体积比为1∶2
B．b 极的电极反应式为2H2O－2e－===O2↑＋4H＋
C．产品室中发生的反应是B(OH)3＋OH－===B(OH)
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D．每增加1 mol H3BO3产品，NaOH 溶液增重22 g
7．铁铬液流电池是一种在酸性介质中，正、负极活性物质均为液体的电池，其工作原理如图所示，已知：
氧化性：Fe3+>Cr3+。下列说法错误的是( )
A．放电时，电子由a 电极经负载流向b 电极
B．放电时，电池的总反应为：Cr2++Fe3+=Cr3++Fe2+
C．充电时，阴极电极反应式为：Cr3++e—=Cr2+
D．充电时，H+由左侧电极室经交换膜移向右侧
8．电—Fenton 法是用于水体中有机污染物降解的高级氧化技术，反应原理如图所示。电解产生的H2O2与
Fe2＋发生反应生成的羟基自由基(·OH)能氧化降解有机污染物。下列说法错误的是( )
A．电源的A 极为负极
B．与电源B 极相连电极的电极反应式为H2O－e－===H＋＋·OH
C．Fenton 反应为H2O2＋Fe2＋===Fe(OH)2＋＋·OH
D．每消耗2.24 L O2(标准状况)，整个电解池中理论上可产生的·OH 为0.2 mol
9．某钠—空气水电池的充、放电过程原理示意图如图所示，下列说法正确的是( )
A．放电时，电子由钠箔经非水系溶液流向碳纸
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B．放电时，NaOH 溶液浓度变大
C．充电时，当有0.1 mol e－通过导线时，则钠箔减重2.3 g
D．充电时，碳纸与电源负极相连，电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
10．按要求回答下列问题。
(1)有人研究了用电化学方法把CO2转化为CH3OH，其原理如图1 所示：
则图中A 电极接电源________极。已知B 电极为惰性电极，则在水溶液中，该极的电极反应式为
_______________________________________________________________________________。
(2)以连二亚硫酸盐(S2O)为还原剂脱除烟气中的NO，并通过电解再生，装置如图2 所示。阴极的电极反应
式为___________________________________________________________，
电解槽中的隔膜为____________(填“阳”或“阴”)离子交换膜。
(3)甲醛超标会危害人体健康，需对甲醛进行含量检测及污染处理。某甲醛气体传感器的工作原理如图3 所
示，b 极的电极反应式为_____________________________________________，
当电路中转移4×10－4 mol 电子时，传感器内参加反应的甲醛(HCHO)为________mg。
1．用“吸收—电解”循环法脱除烟气中的SO2，可减少对大气的污染。室温下，电解液K 再生的装置如图
所示，其中电解液的pH 随n(SO)∶n(HSO)变化的关系见下表，下列对此判断正确的是( )
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电解液
n(SO)∶n(HSO)
pH
K
9∶91
6.2
L
1∶1
7.2
M
91∶9
8.2
A.当电解液呈中性时溶液中：c(Na＋)>c(SO)>c(HSO)>c(OH－)
B．再生液M 吸收SO2主要反应的离子方程式为SO2＋OH－===HSO
C．HSO 在b 极发生的电极反应式为HSO＋H2O－2e－===SO＋3H＋
D．若产生标准状况下2.24 L 气体N，则d 膜上共通过0.2 mol 阳离子
2.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
3．实验小组用锂电池作电源，用石墨和汞作电极电解饱和食盐水(如图)，下列说法正确的是( )
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A．电子沿石墨→a→b→Hg 路径流动
B．石墨电极上发生还原反应
C．汞电极发生主要反应的电极方程式：
D．电解过程中转移0.2mol 的电子，阳极产生2.24L 的Cl2
4．天津大学研究团队以KOH 溶液为电解质，CoP 和Ni2P 纳米片为催化电极材料，电催化合成偶氮化合物
(
)的装置如图所示(R 代表烃基)。下列说法正确的是( )
A．若用铅蓄电池作为电源，CoP 极连接铅蓄电池的正极
B．Ni2P 电极反应式为RCH2NH2-4e-+4OH-=RCN+4H2O
C．合成1mol 偶氮化合物，需转移4mol 电子
D．离子交换膜是阳离子交换膜
5．碳酸二甲酯[(CH3O)2CO]是一种具有发展前景的“绿色”化工产品。电化学法合成碳酸二甲酯的工作原
理如图所示。下列说法错误的是( )
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A．石墨Ⅰ与直流电源正极相连
B．H＋由石墨Ⅱ通过质子交换膜向石墨Ⅰ移动
C．石墨Ⅰ上发生的电极反应为2CH3OH＋CO－2e－===(CH3O)2CO＋2H＋
D．电解过程中，阴极和阳极消耗气体的物质的量之比为1∶2
6．我国科学家研制一种新型化学电池成功实现废气的处理和能源的利用，用该新型电池电解CuSO4溶液，
装置如图(H2R 和R 都是有机物)所示。下列说法正确的是( )
A．b 电极反应式为R＋2H＋＋2e－===H2R
B．电池工作时，负极区要保持呈碱性
C．工作一段时间后，正极区的pH 变大
D．若消耗标准状况下112 mL O2，则电解后的CuSO4溶液pH 约为2
7． 2021 年3 月5 日，李克强总理在国务院政府报告中指出，扎实做好碳达峰、碳中和各项工作。科研工
作者通过开发新型催化剂，利用太阳能电池将工业排放的CO2转化为CO，实现节能减排的目标。如图所
示，下列有关说法正确的是( )
A．N 极为阴极
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．阳极的电极反应式为CO2＋2e－＋2H＋===CO＋H2O
D．理论上该装置在工作时，H3PO4与KH2PO4缓冲溶液的pH 保持不变
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8．双极膜(CM/AM)在电场作用下能将水解离为H+和OH-，用双极膜电解槽电解糠醛(
)溶液
制备糠醇(
)和糠酸盐(
)，电解时MnO2/MnOOH 在电极与糠醛之间传递电子，
电解过程如图所示。下列说法正确的( )
A．通电时双极膜将水解离为H+和OH-，OH-向X 电极方向移动
B．X 接直流电源负极，糠醛在阴极表面得到电子被氧化为糠醇
C．电解时，阳极反应为MnOOH-e-+OH-=MnO2+H2O
D．生成糠酸盐的反应为
+MnO2+H2O→
+MnOOH
9．某工厂采用电解法处理含铬废水，耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，原理示意图如下。经过一段时间后，
有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀随废水排出，从而使废水中铬含量低于排放标准。下列说法不正确的是( )
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A．阴极区发生的电极反应包括：2H++2e-=H2↑
B．还原Cr2O7
2-的主要方式是：Cr2O7
2-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
C．废水的pH 过高或过低均会降低铬的去除率
D．电解槽工作时，Cr2O7
2-通过阴离子交换膜从阳极室进入阴极室
10．利用电化学原理，将NO2、O2和熔融KNO3制成燃料电池，模拟工业电解法来处理含Cr2O 的废水，如
图所示；电解过程中溶液发生反应：Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋
＋7H2O。
(1)甲池工作时，NO2转变成绿色硝化剂Y，Y 是N2O5，可循环使用。则石墨Ⅱ是电池的____(填“正”或
“负”)极；石墨Ⅰ附近发生的电极反应式为_________________________________。
(2)工作时，甲池内的NO 向________(填“石墨Ⅰ”或“石墨Ⅱ”)极移动；在相同条件下，消耗的O2和
NO2的体积比为__________。
(3)乙池中Fe(Ⅰ)棒上发生的电极反应为____________________________________________
______________________________________________________________________________。
(4)若溶液中减少了0.01 mol Cr2O，则电路中至少转移了________ mol 电子。
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