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考点3 电解池 金属的腐蚀与防护
1.3 年真题考点分布
年份
卷区
考点分布
电解池原理
电解池的应用
金属的腐蚀与防护
综合应用
2023
广东
√
√
湖北
√
√
湖南
√
辽宁
√
√
浙江
√
√
2022
北京
√
广东
√
√
海南
√
湖南
√
山东
√
浙江
√
√
2021
广东
√
海南
√
√
湖北
√
√
辽宁
√
2.命题规律及备考策略
【命题规律】近3 年新高考卷对于该专题主要考查:
①电解池的工作原理及其应用;
②金属腐蚀与防护;
③电化学计算及综合应用。
【备考策略】电化学类试题主要考查电解池的工作原理及其应用,意在考查考生的变化观念与平衡思想、证据
推理与模型认知的学科素养,及信息获取、理解掌握和知识整合的学科关键能力。
【命题预测】能分析、解释电解池的工作原理,利用电化学原理解释金属腐蚀现象,选择并设计防腐措施。
考法
1 电解池原理及其应用
一、电解的原理
1.电解和电解池
1
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(1)电解:在电流作用下,电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。
(2)电解池:电能转化为化学能的装置。
(3)电解池的构成
①有与电源相连的两个电极。
②电解质溶液(或熔融电解质)。
③形成闭合回路。
2.电解池的工作原理
(1)电极名称及电极反应式(电解CuCl2溶液为例)
总反应式:CuCl2=====Cu+Cl2↑
(2)电子和离子的移动方向
①电子:从电源负极流出后,流向电解池阴极;从电解池的阳极流出后流向电源的正极。
②离子:阳离子移向电解池的阴极,阴离子移向电解池的阳极。
3.阴阳两极上放电顺序
(1)阴极:(与电极材料无关)。氧化性强的先放电,放电顺序:
(2)阳极:若是活性电极作阳极,则活性电极首先失电子,发生氧化反应。
若是惰性电极作阳极,放电顺序为
【特别提醒】①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。②最
常用、最重要的放电顺序为阳极:Cl->OH-;阴极:Ag+>Cu2+>H+。③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、Al 等金属。
4.电解规律
(1)阳极放电规律
①活性电极(除Au、Pt 以外的金属材料作电极),电极材料失电子,生成金属阳离子。
②惰性电极(Pt、Au、石墨),要依据阴离子的放电顺序加以判断。
阴离子的放电顺序:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子。
S2-、I-、Br-、Cl-放电,产物分别是S、I2、Br2、Cl2;若OH-放电,则得到H2O 和O2。
2
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(2)阴极产物的判断
直接根据阳离子放电顺序进行判断。
阳离子放电顺序:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+。
(3)用惰性电极电解不同类型电解质溶液
①电解水型
实例
电极反应式及总反应式
电解质溶液浓度
复原方法
H2SO4
阴极:2H++2e-===H2↑
阳极:2H2O-4e-===4H++O2↑
总反应式:2H2O=====2H2↑+O2↑
增大
加水
②电解电解质型
实例
电极反应式及总反应式
电解质溶液浓度
复原方法
HCl
阴极:2H++2e-===H2↑
阳极:2Cl--2e-===Cl2↑
总反应式:2HCl=====H2↑+Cl2↑
减小
通入HCl
CuCl2
阴极:Cu2++2e-===Cu
阳极:2Cl--2e-===Cl2↑
总反应式:CuCl2=====Cu+Cl2↑
加CuCl2固体
③电解质和水均参与电解型
实例
电极反应式及总反应式
电解质溶液浓度
复原方法
NaCl、
KCl(放H2
生碱)
阳极:2Cl--2e-===Cl2↑
阴极:2H2O+2e-===H2↑+2OH-
总反应式:2Cl-+
2H2O=====Cl2↑+H2↑+2OH-
减小并生成新电
解质
通入
HCl 气体
CuSO4、
Cu(NO3)2
(放O2
生酸)
阳极:2H2O-4e-===4H++O2↑
阴极:Cu2++2e-===Cu
总反应式:2Cu2++
2H2O=====2Cu+O2↑+4H+
减小并生成新电
解质
加CuO
5.金属腐蚀快慢的规律
对同一电解质溶液来
说,腐蚀速率的快慢
电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护
措施的腐蚀;外界条件相同时,电解质浓度越大,金属腐蚀越快
对同一金属来说,在
不同溶液中腐蚀速率
的快慢
强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中;活动性不同
的两种金属,活动性差别越大,腐蚀速率越快
二、电解原理的应用
3
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1.氯碱工业
阳极反应式:2Cl--2e-===Cl2↑(氧化反应)
阴极反应式:2H++2e-===H2↑(还原反应)
总反应方程式:
2NaCl+2H2O=====2NaOH+H2↑+Cl2↑
2.电镀与电解精炼
电镀
电解精炼铜
示意图
电极反应
阳极
Cu-2e-===Cu2+
Zn-2e-===Zn2+,Cu-2e-===Cu2+
阴极
Cu2++2e-===Cu
Cu2++2e-===Cu
电解质溶液的浓度变化
CuSO4溶液的浓度不变
CuSO4溶液的浓度变小
3.电冶金
电解冶炼
冶炼钠
冶炼铝
电极反应
阳极:2Cl--2e-===Cl2↑
阴极:2Na++2e-===2Na
阳极:6O2--12e-===3O2↑
阴极:4Al3++12e-===4Al
总反应
2NaCl(熔融)=====2Na+Cl2↑
2Al2O3(熔融)=====4Al+3O2↑
【典例1】(湖南省名校联盟2023 届高三3 月联考)中科院化学研究所开发了一个包括苯酚电催化还原和苯酚
电催化氧化两个半反应的综合电化学策略,成功实现了苯酚合成两种重要的化工原料——环己酮和苯醌。下列
说法错误的是
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A.溶液中的
的移动方向:电极a→电极b
B.阴极区的电极反应式为
C.电路中转移2mol
时,理论上会消耗苯酚的数目为
D.该电化学合成环己酮和苯醌的原子利用率为100%
【典例2】 (河北省衡水中学2023 届高三素养测评)电化学合成是种环境友好的化学合成方法 ,以对硝基苯
甲酸(
)为原料,采用电解法合成对氨基苯甲酸(
) 的装置如图所
示。下列说法正确的是
A.a 极电势低于b 极电势
B.离子交换膜为阴离子交换膜
C.每生成0.2mol 对氨基苯甲酸,阳极室电解液质量减少10.8 g
D.生成
的 总反应为:
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1.(湖北省名校2023 届高三模拟)科学工作者提出了一种在室温条件下以
和甲醇为原料合成碳酸二甲酯
的电化学方案,其原理如图所示。下列说法中错误的是
A.催化电极b 连接电源的正极
B.
数目在反应过程中减少了
C.阴极的电极反应为
D.电路中转移2mol
时,理论上会产生90g 碳酸二甲酯
2.(福建省福州市2023-2024 学年高三第一次质量检测)我国科学家经过研究发明了以下装置从海水中提取锂
单质,其工作原理如图所示。该装置运行期间电极Ⅱ上产生
和气体X。下列说法错误的是
A.该装置实现了“太阳能→电能→化学能”的转化
B.电极Ⅰ连接太阳能电池的负极
C.工作时,电极Ⅱ附近溶液的pH 增大
D.实验室检验气体X 可用湿润的淀粉-KI 试纸
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考法
2 金属腐蚀与防护
三、金属的腐蚀与防护
1.金属腐蚀的本质
金属原子失去电子变为金属阳离子,金属发生氧化反应。
2.金属腐蚀的类型
(1)化学腐蚀与电化学腐蚀
类型
化学腐蚀
电化学腐蚀
条件
金属跟非金属单质直接接触
不纯金属或合金跟电解质溶液接触
现象
无电流产生
有微弱电流产生
本质
金属被氧化
较活泼金属被氧化
联系
两者往往同时发生,电化学腐蚀更普遍
(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀
以钢铁的腐蚀为例进行分析:
类型
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
水膜酸性较强(pH≤4.3)
水膜酸性很弱或呈中性
电极反应
负极
Fe-2e-===Fe2+
正极
2H++2e-===H2↑
O2+2H2O+4e-===4OH-
总反应式
Fe+2H+===Fe2++H2↑
2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2
联系
吸氧腐蚀更普遍
3.金属的防护
(1)电化学防护
①牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理
a.负极:比被保护金属活泼的金属;
b.正极:被保护的金属设备。
②外加电流的阴极保护法——电解原理
a.阴极:被保护的金属设备;
b.阳极:惰性金属或石墨。
(2)改变金属的内部结构,如制成合金、不锈钢等。
(3)加防护层,如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。
4.金属腐蚀快慢的规律
对同一电解质溶液来
说,腐蚀速率的快慢
电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护
措施的腐蚀;外界条件相同时,电解质浓度越大,金属腐蚀越快
对同一金属来说,在
不同溶液中腐蚀速率
的快慢
强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中;活动性不同
的两种金属,活动性差别越大,腐蚀速率越快
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【典例3】(广东省普宁二中实验学校、普宁国贤学校2023 届高三联考)为检验牺牲阳极法对钢铁防腐的效
果,进行了如图所示实验,下列叙述正确的是
A.一段时间后,铁钉底部a、c 处滤纸上均能看到出现蓝色沉淀
B.一段时间后,薄锌片底部b 处能看到滤纸变红色
C.薄锌片两端铁钉均为该原电池的正极
D.薄锌片发生的电极反应式为
【典例4】(湖南省九校联盟2023 届高三第二次联考)某同学利用如图所示装置探究金属的腐蚀与防护,下列
说法不正确的是
A.③区电极电势Cu 高于Fe
B.①区Fe 电极和③区Fe 电极电极反应均为Fe—2e—=Fe2+
C.②区Zn 电极和④区Cu 电极电极反应均为2H2O+2e—=H2↑+2OH—
D.②区Fe 电极和④区Fe 电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液,均会出现蓝色沉淀
1.(辽宁省名校联盟2023 届高考模拟)“北溪”天然气管道至少泄漏8 万吨天然气,近20 年间甲烷的温室效
应率是
的84 倍。已知管道接口处有钢铁材料等,海水的pH 约为8.0。设
为阿伏伽德罗常数的值。下列
有关叙述不正确的是
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A.损坏的钢铁材料在海水中主要发生吸氧腐蚀
B.制造管道时表面涂层能起到抗腐蚀作用
C.
铁在海水中完全发生电化学腐蚀时转移电子数一定为
D.修复管道时在钢管表面镶嵌锌块,这种方法叫牺牲阳极法
2.(重庆市南开中学校2023 届高三模拟)某同学利用下图所示装置探究金属的腐蚀与防护条件。
下列说法不合理的是
A.①区Cu 电极上产生气泡,Fe 电极附近滴加K3Fe(CN)6溶液后出现蓝色,Fe 被腐蚀
B.②区Cu 电极附近滴加酚酞后变成红色,Fe 电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出现蓝色,Fe 被腐蚀
C.③区Zn 电极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,Fe 电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液未出现蓝色,Fe 被保护
D.④区Zn 电极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,Fe 电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出现蓝色,Fe 被腐蚀
考法
3 电化学综合应用
四、电化学综合应用
1.电解池与原电池的比较
电解池
原电池
能否自发
使“不能”变为“能”或使“能”
变为“易”
能自发进行
能量转化
电能转化为化学能
化学能转化为电能
装置
有外加电源
无外加电源
电极
由外加电源决定:
阳极:连电源的正极;
阴极:连电源的负极
由电极或反应物性质决定,称为正
极或负极
反应
类型
阳极:氧化反应;
阴极:还原反应
负极:氧化反应;
正极:还原反应
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离子移动
阳离子移向阴极;
阴离子移向阳极
阳离子移向正极;
阴离子移向负极
相同点
都是电极上的氧化还原反应,都必须有离子导体
2.电解计算中常用的方法
(1)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。
(2)根据得失电子守恒计算
①用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算,其依据是电路中转移的电子数相
等。
②用于混合溶液中电解的分阶段计算。
③根据得失电子守恒定律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:
该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值,熟记电极反应式,灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计
算问题。
【典例5】(广东省汕头市潮阳区2023 届高三三模)一种利用微生物或羟基自由基(
)将苯酚转化为
和
的原电池-电解池组合装置如图所示,已知电极均为惰性电极,下列说法错误的是
A.左池(
)为原电池,右池(
)为电解池
B.a 极区工作一段时间后,溶液的
变小
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C.d 极电极反应为
D.每转移2.8mol
,该组合装置产生CO2>13.44L (标准状况)
【典例6】(山东省济南市历城第二中学2023 届高三模拟)羟基自由基
是自然界中氧化性仅次于氟的氧
化剂。我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为CO2和H2O 的原电池-电解池组合装置,实现了发电、环保两位一
体。下列说法错误的是
A.a 极1 mol Cr2O
参与反应,理论上NaCl 溶液中减少的离子为12NA
B.电池工作时,b 极附近pH 减小
C.右侧装置中,c、d 两极产生气体的体积比(相同条件下)为7:3
D.d 极区苯酚被氧化的化学方程式为
1.(重庆市育才中学校2023 届高三冲刺)利用光伏电池与膜电解法制备Ce(SO4)2溶液的装置如图所示。下列
说法正确的是
A.该光伏电池可将化学能转化为电能
B.该离子交换膜为阴离子交换膜,SO
由左池向右池迁移
C.电解池中阳极发生还原反应,电极反应式为Ce3+-e-=Ce4+
D.电路中有0.2mol 电子通过时,阴极室溶液质量变化为16g
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2.(江苏省南京市2023 届高三模拟)磷及其化合物有着广泛的运用。白磷的结构为
,溶于CS2,
易自燃。其氧化物有P4O6、P4O10。两种氧化物中均只有一种化学环境的P 原子。P4与KOH 溶液共热可制备
PH3。白磷与Cl2反应可生成PCl3和PCl5。固态PCl5中含有PCl 、PCl 两种离子。Ca(H2PO4)2是磷肥的有效成
分。利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2,并得到副产物H2、Cl2等,装置如图所示。下列说法不正确的是
A.a 极反应:CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O
B.L 膜为阳离子交换膜,电解时阴极室中NaOH 溶液的浓度变大
C.可用铁电极替换阴极的石墨电极
D.a 极上通入标况下2.24LCH4,阳极室Ca2+减少0.4mol
【基础过关】
1.(广东省广州市天河区2023 届高三三模)文物的腐蚀是指出土前由于自然的侵蚀、损坏而破坏文物的原
貌,电化学腐蚀也是重要因素之一。三星堆是中华文明的重要组成部分,下列出土文物可能涉及电化学腐蚀的
是
A
B
C
D
青铜神树
玉璋
陶瓷马头
黄金面罩
2.(河北省重点中学2023 届高三二模)考古中出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl 覆盖在其表面。
下列说法正确的是
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A.锡青铜的熔点比纯铜高
B.锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快
C.锡青铜中的锡加速了铜的腐蚀速度
D.生成Cu2(OH)3Cl 覆盖物是电化学腐蚀过程,但不是化学反应过程
3.(广东省重点中学2023 届高三联考)深中通道是集“桥、岛、隧、地下互通”于一体的超级跨海集群工
程,使用了多种新材料。下列关于深中通道的说法错误的是
A.悬索主缆采用的高强耐久2060MPa 钢丝属于合金
B.桥面铺装了耐盐耐高温的环氧沥青,石油分馏可获得沥青
C.隧道沉管之间采用的GINA 橡胶止水带属于有机高分子材料
D.在沉管外部加装了铜管用于保护钢壳沉管,利用了牺牲阳极保护法
4.(河北省沧州市第一中学2023 届高三三模)出土于陕西的两千多年前的越王剑(主要成分为铁),现藏于广州
博物馆,该剑剑格左右侧皆以鸟虫书体铸刻“王戊”二字,剑色为水银古,时至如今,依然锋利。剑脊含铜量
较多,韧性好,不易折断;刃部含锡高,硬度强,可见其性能优异,锻造技术优良。下列叙述错误的是
已知:剑在地下因构成原电池发生了腐蚀,导致生锈(Fe2O3)。
A.铁与铜、锡构成原电池时,铁为负极
B.铁发生的电极反应为Fe-3e-=Fe3+
C.酸性环境下剑腐蚀的过程中会产生氢气
D.生成80gFe2O3时理论上转移3mol 电子
5.(山东省潍坊市2023 届高三二模)地下管道表面附着的硫酸盐会促进钢铁发生厌氧腐蚀,为减少腐蚀的发
生,可使钢管与外接电源相连,使其表面形成致密的
。下列说法错误的是
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A.钢管应与电源的负极相连
B.电压过高有可能会加剧腐蚀
C.发生厌氧腐蚀会使土壤碱性增强
D.厌氧腐蚀过程中有
生成
6.(浙江省乐清市知临中学2023 届高三模拟)电化学原理(如图所示)治理硝酸盐污水中
,下列说法不正
确是
A.直流电源电极:
为正极、
为负极
B.电解过程,溶液中质子从
电极向
电极移动
C.在阳极发生的电极反应:
D.当转移
电子时,阴极室质量减少
7.(浙江省十校联盟2023 届高三联考)含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备
,过
程如图所示
为甲基。下列说法不正确的是
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A.石墨电极与电源正极相连,发生氧化反应
B.铂电极上的电极反应为:
C.在电解过程中
向石墨电极移动
D.生成
,理论上外电路需要转移
电子
8.(江苏南京师范大学附属中学2022-2023 学年高三一模)电催化氮气制备铵盐和硝酸盐的原理如图所示。下
列说法正确的是
A.a 极反应式为N2+12OH--10e-=2NO +6H2O
B.电解一段时间,a、b 两电极区的pH 均减小
C.电解过程中H+从a 极通过质子交换膜转移至b 极
D.相同时间内,a、b 两极消耗N2的物质的量之比为5 3∶
【能力提升】
9.(山东省济宁市2023 届高三二模)可用电化学原理进行氮的氧化物脱除,下图装置可同时吸收
和
NO(已知连二亚硫酸稀
)。
下列说法错误的是
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A.N 为直流电源的负极
B.装置中P 为阳离子交换膜
C.左室的电极反应式为:
D.吸收池中的反应为:
10.(湖南省娄底市2023 届高三模拟)近日,湘潭大学丁锐教授课题组设计了一种新型的A 位K/Na 掺杂Ni-
Co-Zn-Mn 钙钛矿氟化物(K/Na-NCZMF)电极材料,并构建了先进的水系锌基电池,如图所示(注明:0.1M 代表
)。下列叙述错误的是
A.充电时,N 极附近溶液pH 升高
B.放电时,M 极上能生成
、
、
C.放电时,N 极反应式为
D.充电时,电解质溶液中KOH、LiOH 浓度一定不变
11.(辽宁省名校联盟2023 届高三模拟)镍离子(
)和钴离子(
)性质相似,可用如图所示装置实现二者
分离。图中的双极膜中间层中的
解离为
和
,并在直流电场作用下分别向两极迁移;
与乙酰丙
酮不反应。下列说法正确的是
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A.石墨M 电极上的电势低于石墨N 电极上的电势
B.石墨M 电极的电极反应式为
。
C.水解离出的
可以抑制Ⅱ室中的转化反应
D.导线中流过
,Ⅰ室与Ⅲ室溶液质量变化之差约为130g
12.(江苏省徐州市2023 届高三模拟)利用电化学原理控制反应条件能将
电催化还原为HCOOH,电解过
程中还伴随着析氢反应,反应过程原理的示意图如图。下列有关说法正确的是
A.玻碳电极发生还原反应
B.铂电极发生的电极反应为
C.电池工作时,电流由玻碳电极经电解质溶液到铂电极
D.当电路中转移1mol
时,阳极室溶液的质量减少8g
13.(河北省保定市定州中学2023 届高三模拟)双极膜是由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成的,其内层
为水层,装置工作时水层中的H2O 解离成H+和OH-,分别向两侧发生迁移。CO2电化学还原法制备甲醇的电解
原理如图所示。该装置工作时,下列说法正确的是
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A.催化电极上发生氧化反应
B.石墨电极区溶液pH 不变
C.H+穿过b 膜进入右室溶液
D.电解一段时间后,右室HCO 的物质的量减少
14.(广东省深圳市高级中学2023 届高三模拟)我国科学家以CO2与辛胺[CH3(CH2)7NH2]为原料能够高选择性
的合成甲酸和辛腈[CH3(CH2)6CN],实现了CO2的再利用,有益于解决全球变暖问题。其工作原理如图,已知右
池反应过程中无气体生成。下列说法不正确的是
A.Ni2P 电极的电势高于In/In2O3-x电极
B.In/In2O3-x电极上可能有副产物H2生成
C.阴极上的电极反应:CO2 + H2O +2e-=
+OH-
D.标准状况下,33.6L CO2参与反应时,Ni2P 电极有1.5 mol 辛腈生成
15.(湖南四大名校2024 届高三第一次联考)含有硝酸盐和亚硝酸盐的酸性废水可导致水体富营养化,引发环
境污染。如图是利用电化学原理处理
的原理,下列有关叙述错误的是
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A.直流电源为铅蓄电池时,
极连接X 电极
B.Y 电极上发生还原反应
C.阳极电极反应方程式为
D.当产生28g
时,一定有6 mol
穿过质子交换膜
16.(重庆市巴蜀中学校2023 学年高三模拟)电有机合成相对于传统有机合成具有显著优势,利用如图所示装
置实现电催化合成呋喃二甲酸。下列说法错误的是
A.催化电极能降低电极反应的活化能
B.
在催化电极a 放电可得到
呋喃二甲酸
C.阴极反应为
D.电路中每转移
,阳极区与阴极区质量变化的差为
【真题感知】
1.(2023·广东卷第13 题)利用活性石墨电极电解饱和食盐水,进行如图所示实验。闭合
,一段时间后
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A. U 型管两侧均有气泡冒出,分别是
和
B. a 处布条褪色,说明
具有漂白性
C. b 处出现蓝色,说明还原性:
D. 断开
,立刻闭合
,电流表发生偏转
2.(2023·广东卷第16 题)用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(下图),可实现大电流催化电解
溶液制氨。工作时,
在双极膜界面处被催化解离成
和
,有利于电解反应顺利进行。下列说法不正
确的是
A. 电解总反应:
B. 每生成
,双极膜处有
的
解离
C. 电解过程中,阳极室中
的物质的量不因反应而改变
D. 相比于平面结构双极膜,“卯榫”结构可提高氨生成速率
3.(2023·浙江选考1 月第11 题)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( )
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A. 石墨电极为阴极,发生氧化反应
B. 电极A 的电极反应:
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
4.(2023·辽宁卷第7 题)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
可抑制
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
生成
C. 电解后海水
下降 D. 阳极发生:
5.(2023·湖北卷第10 题)我国科学家设计如图所示的电解池,实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置
工作时阳极无
生成且KOH 溶液的浓度不变,电解生成氢气的速率为
。下列说法错误的是( )
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A. b 电极反应式为
B. 离子交换膜为阴离子交换膜
C. 电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE 膜
D. 海水为电解池补水的速率为
6.(2023·湖南卷第8 题)葡萄糖酸钙是一种重要的补钙剂,工业上以葡萄糖、碳酸钙为原料,在溴化钠溶液中
采用间接电氧化反应制备葡萄糖酸钙,其阳极区反应过程如下:
下列说法错误的是
A. 溴化钠起催化和导电作用
B. 每生成
葡萄糖酸钙,理论上电路中转移了
电子
C. 葡萄糖酸能通过分子内反应生成含有六元环状结构的产物
D. 葡萄糖能发生氧化、还原、取代、加成和消去反应
7.(2023·浙江卷6 月第13 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
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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
8. (2022·广东卷)以熔融盐为电解液,以含
和
等的铝合金废料为阳极进行电解,实现
的再
生。该过程中
A. 阴极发生的反应为
B. 阴极上
被氧化
C. 在电解槽底部产生含
的阳极泥
D. 阳极和阴极的质量变化相等
9. (2022·广东卷)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
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
溶液产生沉淀 B. 加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现
C. 加入
溶液无红色出现 D. 加入
溶液无蓝色沉淀生成
10.(2022·海南卷)一种采用
和
为原料制备
的装置示意图如下。
下列有关说法正确的是
A. 在b 电极上,
被还原 B. 金属Ag 可作为a 电极的材料
C. 改变工作电源电压,反应速率不变 D. 电解过程中,固体氧化物电解质中
不断减少
11. (2022·湖北卷)含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备
,过程如图所示(
为
甲基)。下列说法正确的是
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A. 生成
,理论上外电路需要转移
电子
B. 阴极上的电极反应为:
C. 在电解过程中
向铂电极移动
D. 电解产生的
中的氢元素来自于
12. (2022·山东卷)设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH 稳定,借助其降解乙酸盐生成
,将
废旧锂离子电池的正极材料
转化为
,工作时保持厌氧环境,并定时将乙室溶液转移至甲室。
已知电极材料均为石墨材质,右侧装置为原电池。下列说法正确的是
A. 装置工作时,甲室溶液pH 逐渐增大
B. 装置工作一段时间后,乙室应补充盐酸
C. 乙室电极反应式为
D. 若甲室
减少
,乙室
增加
,则此时已进行过溶液转移
13. (2022·北京卷)利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。
装置示意图
序
号
电解质溶液
实验现象
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①
阴极表面有无色气体,一段时间后阴
极表面有红色固体,气体减少。经检
验电解液中有
②
阴极表面未观察到气体,一段时间后
阴极表面有致密红色固体。经检验电
解液中无
元素
下列说法不正确的是
A. ①中气体减少,推测是由于溶液中
减少,且
覆盖铁电极,阻碍
与铁接触
B. ①中检测到
,推测可能发生反应:
C. 随阴极析出
,推测②中溶液
减少,
平衡逆移
D. ②中
生成
,使得
比①中溶液的小,
缓慢析出,镀层更致密
14.(2022·浙江卷)通过电解废旧锂电池中的
可获得难溶性的
和
,电解示意图如下(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)。下列说法不正确的
是
A.电极A 为阴极,发生还原反应
B.电极B 的电极发应:
C.电解一段时间后溶液中
浓度保持不变
D.电解结束,可通过调节
除去
,再加入
溶液以获得
15. (2021·广东卷)钴(Co)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属
钴的装置示意图。下列说法正确的是
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A. 工作时,Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH 均增大 B. 生成 1molCo,Ⅰ室溶液质量理论上减少16g
C. 移除两交换膜后,石墨电极上发生的反应不变 D. 电解总反应:2Co2++2H2O
2 Co +O2↑+4H+
16.(2021·海南卷)液氨中存在平衡:2NH3NH4
++NH2
-。如图所示为电解池装置,以
的液氨溶液为电解
液,电解过程中a、b 两个惰性电极上都有气泡产生。下列有关说法正确的是
A.b 电极连接的是电源的负极 B.a 电极的反应为
C.电解过程中,阴极附近K+浓度减小 D.理论上两极产生的气体物质的量之比为1:1
17.(2021·湖北卷)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
18.(2021·辽宁卷)利用
(Q)与
电解转化法从烟气中分离
的原理如图。已知
气体可选择性通过膜电极,溶液不能通过。下列说法错误的是
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A.a 为电源负极
B.溶液中Q 的物质的量保持不变
C.
在M 极被还原
D.分离出的
从出口2 排出
1.
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