【淘寶店鋪：向陽百分百】【淘寶店鋪：向陽百分百】專題08電解池金屬的腐蝕與防護目錄考點聚焦：復習要點+知識網絡，有的放矢重點速記：知識點和關鍵點梳理，查漏補缺題型歸納：歸納常考熱點題型，高效解題難點強化：難點內容標注與講解，能力提升學以致用：真題感知+提升專練，全面突破復習要點聚焦1.電解池的構成、工作原理，電極反應式和總反應方程式的書寫。2.氯堿工業、電解精煉、電鍍、電冶金等的反應原理。3.金屬發生電化學腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害以及防止金屬腐蝕的措施。知識網絡聚焦一、電解原理1、實驗探究：電解CuCl2溶液電解裝置電解過程分析通電前存在微粒Cu2＋、Cl－、H＋、OH－微粒運動自由移動通電后微粒運動Cu2＋、H＋移向陰極，Cl－、OH－移向陽極電極反應陰極：Cu2＋＋2e－=Cu陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑電解反應CuCl2eq\o(=,\s\up7(電解),\s\do5())Cu＋Cl2↑實驗現象陰極：覆蓋一層紅色固體陽極：①有氣泡放出；②聞到刺激性的氣味；③濕潤的淀粉碘化鉀試紙變為藍色 2、電解和電解池（1）電解：使電流通過電解質溶液(或熔融電解質)而在陽極、陰極引起氧化還原反應的過程。（2）電解池：將電能轉化為化學能的裝置(也稱電解槽)。（3）電解池的構成條件：①直流電源；②兩個電極；③電解質溶液或熔融電解質；④形成閉合回路。3、電解原理（1）電極反應類型：陽極→氧化反應；陰極→還原反應。（2）電子流向：電源負極→陰極；陽極→電源正極。（3）電流方向：電源正極→陽極；陰極→電源負極。（4）離子流向：陽離子→陰極；陰離子→陽極。二、電解原理的應用1、電解飽和食鹽水的原理（1）通電前：溶液中的離子是Na＋、Cl－、H＋、OH－。（2）通電后：①移向陽極的離子是Cl－、OH－，Cl－比OH－容易失去電子，被氧化成氯氣。（3）陽極：2Cl－－2e－Cl2↑(氧化反應)。（4）移向陰極的離子是Na＋、H＋，H＋比Na＋容易得到電子，被還原成氫氣。其中H＋是由水電離產生的。（5）陰極：2H2O＋2e－H2↑＋2OH－(還原反應)。（6）總反應：化學方程式為2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))H2↑＋Cl2↑＋2NaOH；離子方程式為2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))H2↑＋Cl2↑＋2OH－。2、氯堿工業生產流程（1）陽離子交換膜電解槽（2）陽離子交換膜的作用：只允許Na＋等陽離子通過，不允許Cl－、OH－等陰離子及氣體分子通過，可以防止陰極產生的氫氣與陽極產生的氯氣混合發生爆炸，也能避免氯氣與陰極產生的氫氧化鈉反應而影響氫氧化鈉的產量。3、氯堿工業產品及其應用（1）氯堿工業產品主要有NaOH、Cl2、H2、鹽酸、含氯漂白劑。（2）電解飽和食鹽水為原理的氯堿工業產品在有機合成、造紙、玻璃、肥皂、紡織、印染、農藥、金屬冶煉等領域中廣泛應用。4、電鍍與電解精煉裝置電鍍精煉陽極材料鍍層金屬Cu粗銅(含鋅、銀、金等雜質)陰極材料鍍件金屬Fe純銅陽極反應Cu－2e－Cu2＋Zn－2e－Zn2＋、Cu－2e－Cu2＋等陰極反應Cu2＋＋2e－CuCu2＋＋2e－Cu溶液變化硫酸銅溶液濃度保持不變Cu2＋濃度減小，金、銀等金屬沉積形成陽極泥5、電冶金（1）金屬冶煉的本質：使礦石中的金屬離子獲得電子變成金屬單質的過程。如Mn＋＋ne－M。（2）電解法用于冶煉較活潑的金屬(如鉀、鈉、鎂、鋁等)，但不能電解其鹽溶液，應電解其熔融態。三、金屬的腐蝕1、金屬的腐蝕（1）概念：金屬或合金與周圍的氣體或液體發生氧化還原反應而引起損耗的現象。其實質是金屬原子失去電子變為陽離子，金屬發生氧化反應。（2）根據與金屬接觸的氣體或液體不同，金屬腐蝕可分為兩類：①化學腐蝕：金屬與其表面接觸的一些物質(如O2、Cl2、SO2等)直接反應而引起的腐蝕。腐蝕的速率隨溫度升高而加快。②電化學腐蝕：當不純的金屬與電解質溶液接觸時會發生原電池反應，比較活潑的金屬發生氧化反應而被腐蝕。2、鋼鐵的電化學腐蝕類別項目析氫腐蝕吸氧腐蝕圖形描述條件水膜酸性較強水膜酸性很弱或呈中性負極Fe－2e－Fe2＋正極2H＋＋2e－H2↑O2＋4e－＋2H2O4OH－總反應Fe＋2H＋Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O2Fe(OH)2后續反應最終生成鐵銹(主要成分為Fe2O3·xH2O)，反應如下：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O聯系通常兩種腐蝕同時存在，但后者更普遍3、實驗探究：電化學腐蝕實驗操作實驗現象實驗解釋導管中液面上升裝置中鐵、碳和飽和食鹽水構成原電池，鐵釘發生吸氧腐蝕①試管中產生氣泡的速率快Zn與CuSO4反應生成Cu，Zn、Cu和稀鹽酸構成原電池，形成電化學腐蝕，速率更快四、金屬的防護1、改變金屬材料的組成在金屬中添加其他金屬或非金屬制成性能優異的合金。如普通鋼加入鎳、鉻制成不銹鋼，鈦合金不僅具有優異的抗腐蝕性能且具有良好的生物相容性。2、在金屬表面覆蓋保護層在金屬表面覆蓋致密的保護層，將金屬制品與周圍物質隔開是一種普遍采用的防護方法。如，在鋼鐵制品表面噴油漆、涂礦物性油脂、覆蓋搪瓷等；電鍍鋅、錫、鉻、鎳等，利用化學方法、離子注入法、表面滲鍍等方式在金屬表面形成穩定的鈍化膜。3、電化學保護法金屬在發生電化學腐蝕時，總是作為原電池負極(陽極)的金屬被腐蝕，作為正極(陰極)的金屬不被腐蝕，如果能使被保護的金屬成為陰極，就不易被腐蝕。（1）犧牲陽極法原理：原電池原理要求：被保護的金屬作正極，活潑性更強的金屬作負極。應用：鍋爐內壁、船舶外殼、鋼鐵閘門安裝鎂合金或鋅塊。題型一電解池概念及組成典例11．（2023上·河北石家莊·高二石家莊一中校考階段練習）下列裝置或過程能實現化學能轉化為電能的是A．銀鋅紐扣電池B．冶煉金屬鈉C．太陽能電池D．天然氣燃燒【答案】A【詳解】A．銀鋅紐扣電池為原電池，是將化學能轉化為電能，A符合題意；B．用電解法冶煉金屬鈉，是電能轉化為化學能，B不符合題意；C．太陽能電池是將太陽能轉化為電能，C不符合題意；D．天然氣燃燒是將化學能轉化為熱能和光能，D不符合題意；故選A。題型二電解原理典例22．（2023上·四川成都·高三石室中學校考階段練習）以柏林綠Fe[Fe(CN)6]為代表的新型可充電鈉離子電池，其放電工作原理如圖所示。下列說法不正確的是A．放電時，Na＋通過交換膜從右室移向左室B．放電時，Mo箔上的電勢比Mg箔上的高C．充電時，Mg箔接電源的負極D．充電時，陰極反應式為Fe[Fe(CN)6]＋2Na＋＋2e－=Na2Fe[Fe(CN)6]【答案】D【分析】根據圖示，放電過程中，Mg變成[Mg2Cl2]2＋，Mg被氧化，所以Mg箔為負極，Mo箔為正極；則充電時，Mg箔上發生還原反應，為陰極，Mo箔為陽極，由此分析解答。【詳解】C．放電時為原電池，Na＋通過交換膜從右室（負極）移向左室（正極），故A正確；B．放電時，Mg箔為負極，Mo箔為正極，Mo箔上的電勢比Mg箔上的高，故B正確；C．充電時為電解池，Mg箔為電解池陰極，與電源的負極相連，故C正確；D．放電時為原電池，Mg箔為負極，發生氧化反應，電極反應式為2Mg＋2Cl??4e?＝[Mg2Cl2]2＋，則充電時Mg箔為陰極，發生得電子的還原反應，陰極反應式為[Mg2Cl2]2＋＋4e?＝2Mg＋4Cl?，故D錯誤；故答案選D。題型三電解飽和食鹽水典例33．實驗室模擬氯堿工業，用石墨電極電解含有酚酞的飽和NaCI溶液，裝置如圖所示，電解過程中b電極附近酚酞溶液變紅，下列說法不正確的是A．a極接電源的正極B．a極發生的電極反應為：2Cl－?2e－=Cl2C．在電場作用下Cl－、OH－向b極移動D．b電極附近酚酞變紅的原因是：H+放電，導致H2OH++OH－正向移動，c(OH－)>c(H+)【答案】C【分析】電解飽和食鹽水時，a為電解池陽極，發生：2Cl﹣－2e-=Cl2↑，b為陰極，發生2H++2e-=H2↑，電解的總反應：2Cl﹣+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-，據此回答。【詳解】A．a為電解池陽極，與電源正極相連，故A正確；B．a為電解池陽極，發生氧化反應：2Cl﹣－2e-=Cl2↑，故B正確；C．電解池中陰離子移向陽極發生氧化反應，則電場作用下Cl﹣、OH-向陽極移動，故C錯誤；D．b極為陰極H+放電，促進電離平衡H2O?H++OH-正向移動，c(OH－)>c(H+)，溶液呈堿性，酚酞變紅，故D正確；故選：C。題型四電鍍典例44．下列描述中正確的是A．電解法制氯氣(氯堿工業)，可用鋼網代替碳棒作陽極增大接觸而積B．電解法制金屬鎂，一般是用熔融態的氯化鎂進行電解，但也可用氯化鎂溶液C．我國第五套人民幣中的一元硬幣材料為鋼芯鍍鎳，在硬幣制作時，鋼芯應做陰極D．用電解法制備高純度的鎳，粗鎳做陰極，精鎳作陽極，陽極質量的減少與陰極質量的增加相等【答案】C【詳解】A．用鋼網代替碳棒作陽極，鐵在陽極被氧化，陰極可能生成鐵，故A錯誤；B．電解氯化鎂溶液陽極生成氧氣，陰極得到氫氣和氫氧化鎂沉淀，不能得到鎂單質，故B錯誤；C．為鋼芯鍍鎳，鍍件金屬為陰極，否則不能為鋼芯鍍鎳，故C正確；D．粗鎳做陽極，精鎳作陰極，陽極質量的減少與陰極質量的增加不相等，故D錯誤；故選：C。題型五金屬的腐蝕典例55．（2021上·北京海淀·高二北京市八一中學校考期中）下圖所示的實驗，能達到實驗目的的是ABCD驗證化學能轉化為電能研究濃度對化學平衡的影響驗證鐵發生析氫腐蝕設計簡易氫氧燃料電池【答案】D【詳解】A．沒有構成閉合回路，不能形成池，A錯誤；B．由稀釋定律可知，向盛有1mL0.001mol/LFeCl3溶液和1mL0.01mol/LKSCN溶液的混合溶液的試管中加入2mL0.1mol/LKSCN溶液后溶液體積增大，FeCl3溶液濃度降低，KSCN溶液濃度升高，變量不唯一變化，則無法判斷反應物濃度的變化對化學平衡的影響，B錯誤；C．鐵釘插在食鹽水中，由于溶液顯中性，所以發生的是吸氧腐蝕不是析氫腐蝕，C錯誤；D．連電池構成電解池，電解Na2SO4溶液產生氫氣和氧氣，斷開電池連K1，構成原電池，實現簡易燃料電池的設計，D正確；答案選D。題型四金屬的防護典例66．（2023上·北京昌平·高二北京市昌平區第二中學校考期中）用下圖所示的實驗裝置，按下列實驗設計不能完成的實驗是選項實驗目的實驗設計A制備金屬鈉X為石墨棒，水溶液含、，開關K置于A處B減緩鐵的腐蝕X為鋅棒，水溶液含、，開關K置于B處C在鐵棒上鍍銅X為銅棒，水溶液含、，開關K置于A處D比較鐵和銅的金屬活動性強弱X為銅棒，水溶液含H+、，開關K置于B處【答案】A【詳解】A．電解氯化鈉溶液生成氫氧化鈉和氫氣、氯氣，不能生成金屬鈉，不能完成實驗，故A符合題意；B．X為鋅棒，水溶液含、，開關K置于B處，鋅比鐵活潑，鋅做負極、鐵做正極，鐵被保護，能完成實驗，故B不符合題意；C．X為銅棒，水溶液含、，開關K置于A處，銅為陽極發生氧化反應生成銅離子，鐵為陰極，銅離子在陰極發生還原反應生成銅，實現在鐵棒上鍍銅，能完成實驗，故C不符合題意；D．X為銅棒，水溶液含H+、，開關K置于B處，形成原電池，鐵做負極被溶解、銅做正極表面生成氫氣，說明鐵的金屬活動性比銅強，能完成實驗，故D不符合題意；故選A。強化一電解池電極反應式的書寫?步驟?注意事項①書寫電解池的電極反應式時，可以用實際放電的離子表示，但書寫電解池的總反應時，H2O要寫成分子式。如用惰性電極電解食鹽水時，陰極反應式為2H＋＋2e－=H2↑（或2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－），總反應式為2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up12(電解))2OH－＋H2↑＋Cl2↑。②陰極不管是什么材料，電極本身都不反應，一定是溶液（或熔融電解質）中的陽離子放電。③電解水溶液時，K＋～Al3＋不可能在陰極放電，即不可能用電解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金屬。強化二電化學綜合計算的三種常用方法?根據總反應式計算先寫出電極反應式，再寫出總反應式，最后根據總反應式列出比例關系進行計算。?根據電子守恒計算①用于串聯電路中陰陽兩極產物、正負兩極產物、相同電量等類型的計算，其依據是電路中轉移的電子數相等。②用于混合溶液中電解的分階段計算。?根據關系式計算根據得失電子守恒定律建立起已知量與未知量之間的橋梁，構建計算所需的關系式。如以通過4mole－為橋梁可構建如下關系式：（其中M為金屬，n為其離子的化合價數值）該關系式具有總攬電化學計算的作用和價值，熟記電極反應式，靈活運用關系式便能快速解答常見的電化學計算問題。強化三判斷金屬腐蝕快慢的方法?對同一電解質溶液來說，腐蝕的快慢：電解池原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學腐蝕>有防護措施的腐蝕。?對同一金屬來說，腐蝕的快慢：強電解質溶液中>弱電解質溶液中>非電解質溶液中。（濃度相同）?活潑性不同的兩種金屬，活潑性差異越大，腐蝕越快。?對同一種電解質溶液來說，電解質濃度越大，金屬腐蝕速率越快。真題感知1．（2023·廣東·統考高考真題）用一種具有“卯榫”結構的雙極膜組裝電解池(下圖)，可實現大電流催化電解溶液制氨。工作時，在雙極膜界面處被催化解離成和，有利于電解反應順利進行。下列說法不正確的是A．電解總反應：B．每生成，雙極膜處有的解離C．電解過程中，陽極室中的物質的量不因反應而改變D．相比于平面結構雙極膜，“卯榫”結構可提高氨生成速率【答案】B【分析】由信息大電流催化電解溶液制氨可知，在電極a處放電生成，發生還原反應，故電極a為陰極，電極方程式為，電極b為陽極，電極方程式為，“卯榫”結構的雙極膜中的H＋移向電極a，OH－移向電極b。【詳解】A．由分析中陰陽極電極方程式可知，電解總反應為，故A正確；B．每生成，陰極得8mole－，同時雙極膜處有8mol進入陰極室，即有8mol的解離，故B錯誤；C．電解過程中，陽極室每消耗4mol，同時有4mol通過雙極膜進入陽極室，KOH的物質的量不因反應而改變，故C正確；D．相比于平面結構雙極膜，“卯榫”結構具有更大的膜面積，有利于被催化解離成和，可提高氨生成速率，故D正確；故選B。2．（2023·廣東·統考高考真題）利用活性石墨電極電解飽和食鹽水，進行如圖所示實驗。閉合，一段時間后

A．U型管兩側均有氣泡冒出，分別是和 B．a處布條褪色，說明具有漂白性C．b處出現藍色，說明還原性： D．斷開，立刻閉合，電流表發生偏轉【答案】D【分析】閉合，形成電解池，電解飽和食鹽水，左側為陽極，陽極氯離子失去電子生成氯氣，電極反應為2Cl-—2e-=Cl2↑，右側為陰極，陰極電極反應為2H++2e-=H2↑，總反應為2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，據此解答。【詳解】A．根據分析，U型管兩側均有氣泡冒出，分別是和，A錯誤；B．左側生成氯氣，氯氣遇到水生成HClO，具有漂白性，則a處布條褪色，說明HClO具有漂白性，B錯誤；C．b處出現藍色，發生Cl2+2KI=I2+2KCl，說明還原性：，C錯誤；D．斷開，立刻閉合，此時構成氫氯燃料電池，形成電流，電流表發生偏轉，D正確；故選D。3．（2023·北京·統考高考真題）回收利用工業廢氣中的和，實驗原理示意圖如下。

下列說法不正確的是A．廢氣中排放到大氣中會形成酸雨B．裝置a中溶液顯堿性的原因是的水解程度大于的電離程度C．裝置a中溶液的作用是吸收廢氣中的和D．裝置中的總反應為【答案】C【詳解】A．是酸性氧化物，廢氣中排放到空氣中會形成硫酸型酸雨，故A正確；B．裝置a中溶液的溶質為，溶液顯堿性，說明的水解程度大于電離程度，故B正確；C．裝置a中溶液的作用是吸收氣體，與溶液不反應，不能吸收，故C錯誤；D．由電解池陰極和陽極反應式可知，裝置b中總反應為，故D正確；選C。4．（2023·浙江·統考高考真題）氯堿工業能耗大，通過如圖改進的設計可大幅度降低能耗，下列說法不正確的是

A．電極A接電源正極，發生氧化反應B．電極B的電極反應式為：C．應選用陽離子交換膜，在右室獲得濃度較高的溶液D．改進設計中通過提高電極B上反應物的氧化性來降低電解電壓，減少能耗【答案】B【詳解】A．電極A是氯離子變為氯氣，化合價升高，失去電子，是電解池陽極，因此電極A接電源正極，發生氧化反應，故A正確；B．電極B為陰極，通入氧氣，氧氣得到電子，其電極反應式為：，故B錯誤；C．右室生成氫氧根，應選用陽離子交換膜，左邊的鈉離子進入到右邊，在右室獲得濃度較高的溶液，故C正確；D．改進設計中增大了氧氣的量，提高了電極B處的氧化性，通過反應物的氧化性來降低電解電壓，減少能耗，故D正確。綜上所述，答案為B。5．（2023·重慶·統考高考真題）電化學合成是一種綠色高效的合成方法。如圖是在酸性介質中電解合成半胱氨酸和煙酸的示意圖。下列敘述錯誤的是

A．電極a為陰極B．從電極b移向電極aC．電極b發生的反應為：

D．生成半胱氨酸的同時生成煙酸【答案】D【分析】該裝置是電解池，電極b上3-甲基吡啶轉化為煙酸過程中‘加氧少氫’，發生氧化反應，則b為陽極，a為陰極，陰極電極反應式為

+2e-+2H+=2

；【詳解】A．a極上硫元素化合價升高，a為陰極，A正確；B．電解池中陽離子移向陰極，則H+移向a電極，B正確；C．電極b上3-甲基吡啶轉化為煙酸過程中發生氧化反應，在酸性介質中電極反應式為：

，C正確；D．根據電子守恒可得關系式：

~6e-~6

，因此生成6mol半胱氨酸的同時生成煙酸，D錯誤；故選：D。【點睛】6．（2023·重慶·統考高考真題）下列實驗裝置或操作能夠達到實驗目的的是ABCD

制取轉移溶液保護鐵件收集【答案】B【詳解】A．氯化銨受熱分解為氨氣和氯化氫，兩者遇冷又會生成氯化銨，不適合制取氨氣，A不符合題意；B．轉移溶液時玻璃棒應該伸入容量瓶刻度線以下，正確，B符合題意；C．保護鐵件應該連接比鐵更活潑的金屬使得鐵被保護，而不是連接惰性電極石墨，C不符合題意；D．NO會與空氣中氧氣反應，不適合排空氣法收集，D不符合題意；故選B。7．（2023·遼寧·統考高考真題）某無隔膜流動海水電解法制的裝置如下圖所示，其中高選擇性催化劑可抑制產生。下列說法正確的是

A．b端電勢高于a端電勢 B．理論上轉移生成C．電解后海水下降 D．陽極發生：【答案】D【分析】根據圖示，鈦網上海水中Cl-、H2O發生失電子的氧化反應生成HClO、O2，鈦網為陽極，電極反應式為Cl-+H2O-2e-=HClO+H+，鈦箔上生成H2，鈦箔上生成H2的電極反應為2H++2e-=H2↑，鈦箔為陰極，高選擇性催化劑PRT可抑制O2產生，電解的主要總反應為Cl-+2H2OHClO+H2↑+OH-，以此解題。【詳解】A．由分析可知，a為正極，b電極為負極，則a端電勢高于b端電勢，A錯誤；B．右側電極上產生氫氣的電極方程式為：2H++2e-=H2↑，則理論上轉移生成，B錯誤；C．由分析可知，電解的主要總反應為Cl-+2H2OHClO+H2↑+OH-，電解后海水中OH-濃度增大，pH上升，C錯誤；D．由圖可知，陽極上的電極反應為：，D正確；故選D。8．（2023·全國·統考高考真題）用可再生能源電還原時，采用高濃度的抑制酸性電解液中的析氫反應來提高多碳產物(乙烯、乙醇等)的生成率，裝置如下圖所示。下列說法正確的是

A．析氫反應發生在電極上B．從電極遷移到電極C．陰極發生的反應有：D．每轉移電子，陽極生成氣體(標準狀況)【答案】C【分析】由圖可知，該裝置為電解池，與直流電源正極相連的IrOx-Ti電極為電解池的陽極，水在陽極失去電子發生氧化反應生成氧氣和氫離子，電極反應式為2H2O-4e—=O2↑+4H+，銅電極為陰極，酸性條件下二氧化碳在陰極得到電子發生還原反應生成乙烯、乙醇等，電極反應式為2CO2+12H++12e?=C2H4+4H2O、2CO2+12H++12e?=C2H5OH+3H2O，電解池工作時，氫離子通過質子交換膜由陽極室進入陰極室。【詳解】A．析氫反應為還原反應，應在陰極發生，即在銅電極上發生，故A錯誤；B．離子交換膜為質子交換膜，只允許氫離子通過，Cl-不能通過，故B錯誤；C．由分析可知，銅電極為陰極，酸性條件下二氧化碳在陰極得到電子發生還原反應生成乙烯、乙醇等，電極反應式有2CO2+12H++12e?=C2H4+4H2O，故C正確；D．水在陽極失去電子發生氧化反應生成氧氣和氫離子，電極反應式為2H2O-4e—=O2↑+4H+，每轉移1mol電子，生成0.25molO2，在標況下體積為5.6L，故D錯誤；答案選C。9．（2022·遼寧·統考高考真題）如圖，c管為上端封口的量氣管，為測定乙酸溶液濃度，量取待測樣品加入b容器中，接通電源，進行實驗。下列說法正確的是A．左側電極反應：B．實驗結束時，b中溶液紅色恰好褪去C．若c中收集氣體，則樣品中乙酸濃度為D．把鹽橋換為U形銅導線，不影響測定結果【答案】A【分析】本裝置為電解池，左側陽極析出氧氣，右側陰極析出氫氣，據此分析解題。【詳解】A．左側陽極析出氧氣，左側電極反應：，A正確；B．右側電極反應2CH3COOH+2e-=H2+2CH3COO-，反應結束時溶液中存在CH3COO-，水解后溶液顯堿性，故溶液為紅色，B錯誤；C．若c中收集氣體，若在標況下，c中收集氣體的物質的量為0.5×10-3mol，轉移電子量為0.5×10-3mol×4=2×10-3mol，故產生氫氣：1×10-3mol，則樣品中乙酸濃度為：2×10-3mol÷10÷10-3=，并且題中未給定氣體狀態不能準確計算，C錯誤；D．鹽橋換為U形銅導線則不能起到傳遞離子使溶液呈電中性的效果，影響反應進行，D錯誤；答案選A。10．（2023·江蘇·統考高考真題）空氣中含量的控制和資源利用具有重要意義。(1)燃煤煙氣中的捕集可通過如下所示的物質轉化實現。

“吸收”后所得的溶液與石灰乳反應的化學方程式為；載人航天器內，常用LiOH固體而很少用KOH固體吸收空氣中的，其原因是。(2)合成尿素[]是利用的途徑之一。尿素合成主要通過下列反應實現反應Ⅰ：反應Ⅱ：①密閉體系中反應Ⅰ的平衡常數(K)與溫度的關系如圖甲所示，反應Ⅰ的(填“=0”或“>0”或“<0”)。

②反應體系中除發生反應Ⅰ、反應Ⅱ外，還發生尿素水解、尿素縮合生成縮二脲[]和尿素轉化為氰酸銨()等副反應。尿素生產中實際投入和的物質的量之比為，其實際投料比值遠大于理論值的原因是。(3)催化電解吸收的KOH溶液可將轉化為有機物。在相同條件下，恒定通過電解池的電量，電解得到的部分還原產物的法拉第效率()隨電解電壓的變化如圖乙所示。

其中，，n表示電解生成還原產物X所轉移電子的物質的量，F表示法拉第常數。①當電解電壓為時，電解過程中含碳還原產物的為0，陰極主要還原產物為(填化學式)。②當電解電壓為時，陰極由生成的電極反應式為。③當電解電壓為時，電解生成的和的物質的量之比為(寫出計算過程)。【答案】(1)相同質量的LiOH固體可吸收更多二氧化碳(2)<0適當抑制副反應的發生，尿素中氮碳比小于副產物中縮二脲的氮碳比，氨氣與二氧化碳的投料比越大，二氧化碳轉化率越高(3)H2或每生成1mol轉移12mole-，每生成1mol轉移2mole-，故電解生成的和的物質的量之比為【詳解】（1）由圖可知“吸收”后所得的溶液與石灰乳反應生成碳酸鈣用于煅燒產生二氧化碳，產物KOH可回收利用，故化學方程式為。載人航天器內，常用LiOH固體而很少用KOH固體吸收空氣中的的原因為相同質量的LiOH固體可吸收更多二氧化碳。（2）由圖可知升高溫度反應Ⅰ的lgK減小，說明溫度升高平衡逆向移動，故正反應為放熱反應，其<0。實際投料比值遠大于理論值的原因是適當抑制副反應的發生，尿素中氮碳比小于副產物中縮二脲的氮碳比，氨氣與二氧化碳的投料比越大，二氧化碳轉化率越高。（3）當電解電壓為時，電解過程中含碳還原產物的為0，說明二氧化碳為得電子，為氫離子得電子變成氫氣。當電解電壓為時，根據得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒可知堿性條件下陰極由生成的電極反應式為或。當電解電壓為時，電解過程中還原產物的為24%，還原產物的為8%，每生成1mol轉移12mole-，每生成1mol轉移2mole-，故電解生成的和的物質的量之比為。提升專練1．（2023上·江蘇泰州·高二泰州中學校考期中）電催化氮氣制備銨鹽和硝酸鹽的原理如圖所示。下列說法正確的是A．a極反應式為B．電解一段時間，a、b兩電極區的pH均減小C．相同時間內，a、b兩極消耗N2的物質的量之比為5：3D．電解過程中H?從a極通過質子交換膜轉移至b極【答案】D【詳解】A．a極上，發生氧化反應，a為陽極，電極反應式為，A錯誤；B．b為陰極，陰極反應式為，電解一段時間，陰極區消耗H+，溶液pH增大，B錯誤；C．根據化合價升降守恒，6n陰極(N2)=10n陽極(N2)，電解一段時間，a極、b極消耗N2的物質的量之比為3∶5，C錯誤；D．根據化合價變化，a為陽極，b為陰極，電解過程中H+從a極通過質子交換膜轉移至b極，D正確；答案選D。2．（2023上·河北衡水·高二衡水市第二中學校考期中）用惰性電極電解一定量的溶液，實驗裝置如圖甲。電解過程中的實驗數據如圖乙，橫坐標表示電解過程中轉移電子的物質的量，縱坐標表示電解過程中產生氣體的總體積(標準狀況下)。下列說法錯誤的是A．a極為電解池的陰極，b極為電解池的陽極B．曲線0~P段表示的體積變化，曲線P~Q段表示和混合氣體的體積變化C．從0~Q過程中收集到的混合氣體的平均摩爾質量為D．電解完成后，要想使電解液恢復原來的濃度和體積，可加入【答案】D【分析】電路中電子流動方向與電流方向相反，由圖甲可知，b為陽極，a為陰極，用惰性電極電解一定量的硫酸銅溶液，首先發生2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，Cu消耗完全后，發生2H2O2H2↑+O2↑。【詳解】A．根據電流方向可知a極為電解池的陰極，b極為電解池的陽極，故A正確；B．從開始到P點收集到0.05mol氧氣，轉移電子數為0.05mol×4=0.2mol，P點到Q點收集到0.1mol氫氣和0.05mol氧氣，轉移電子數為0.1mol×2=0.2mol，曲線0-P段表示O2的體積變化，曲線P-Q段表示H2和O2混合氣體的體積變化，故B正確；C．從開始到P點收集到的氣體是氧氣，為0.05mol，P點到Q點收集到的是氫氣和氧氣，共（4.48-1.12）L=3.36L，為0.15mol，由于氫氣和氧氣的物質的量之比為2：1，則氫氣為0.1mol，氧氣為0.05mol，從開始到Q點時收集到的混合氣體為氫氣和氧氣，兩者的物質的量均為0.1mol，則混合氣體的平均摩爾質量為g/mol=17g/mol，故C正確；D．用惰性電極電解一定量的CuSO4溶液，陽極氫氧根離子失電子發生氧化反應，反應式為：4OH--4e-=2H2O+O2↑，陰極為銅離子得電子發生還原反應，反應式為Cu2++2e-=Cu，減少的為CuO，所以應加入一定量的CuO，溶液可能恢復到原來的濃度，甲中電解時的化學反應方程式為2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，加入0.2molCu（OH）2，相當于加入0.2molCuO和0.4molH2O，多加了水的量，故D錯誤；故選：D。3．（2023上·河北衡水·高二衡水市第二中學校考期中）用下列裝置進行相應實驗，能達到實驗目的的是①②③④A．裝置①可用于電解飽和食鹽水制備氯氣和氫氣B．裝置②可用于構成銅鋅原電池C．裝置③可用于模擬鋼棒上鍍銀D．裝置④可用于電解精煉銅，且溶液濃度不變【答案】C【詳解】A．Cu作陽極，Cu放電生成Cu2+，不能生成氯氣，裝置①不能用于電解飽和食鹽水制備氯氣和氫氣，A錯誤B．應該左側放入硫酸鋅溶液，右側放入硫酸銅溶液，B錯誤；C．銀在陽極失去電子生成Ag+，溶液中的Ag+在陰極得到電子生成Ag，裝置③可用于模擬鋼棒上鍍銀，C正確；D．電解精煉時，粗銅作陽極，純銅作陰極，由于粗銅含有其它放電的雜質，溶液中銅離子濃度降低，D錯誤；故選C。4．（2023上·浙江臺州·高二路橋中學校考期中）電致變色材料的光學屬性在外加電場的作用下呈現出可逆的光學性能轉換特征，放電時透明度增強，工作原理如圖所示。下列說法正確的是A．放電時，在正極上得電子被還原B．放電時，b極的電極反應式：C．充電時，a極接外電源的負極D．充電時，從左往右移動【答案】C【分析】放電時透明度增強，則b電極發生→轉變，則b電極得到電子，故b電極放電時是正極，則a電極是負極，充放電過程是由的移動完成的，據此分析解答。【詳解】A．放電時，b電極是正極，移向正極，發生→反應，得電子發生還原反應，并不是，故A錯誤；B．放電時，b電極是正極，→，則電極反應式為，故B錯誤；C．a電極是負極，則充電時和電源負極相連，故C正確；D．充電時，a電極是陰極，發生Li4Ti5O12→Li7Ti5O12反應，從右往左移動，故D錯誤；答案C。5．（2024上·河北邢臺·高二河北省博野中學校聯考期末）電滲析法可以富集鹽湖鹵水中的鋰，原理如圖所示，其中料液中主要含有。下列說法錯誤的是A．石墨電極a上的電極反應式為B．電解過程中，己室增大C．富集室為乙室和丁室D．每轉移電子，經過C交換膜的離子小于【答案】B【分析】由題干圖示信息可知，電極a與電源負極相連，為陰極，電極反應為：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，石墨b與電源正極相連，是陽極，電極反應為：2H2O-4e-=4H++O2↑，電解池中陽離子由陽極移向陰極，陰離子由陰極移向陽極，即甲室中的硫酸根移向乙室，丙室中陽離子移向乙室，陰離子移向丁室，戊室中陽離子移向丁室，陰離子移向己室，據此分析解題。【詳解】A．由分析可知，電極a與電源負極相連，為陰極，電極反應為：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，A正確；B．由分析可知，石墨b與電源正極相連，是陽極，電極反應為：2H2O-4e-=4H++O2↑，即電解過程中，己室H+濃度增大，pH減小，B錯誤；C．由分析可知，丙室中陽離子移向乙室，陰離子移向丁室，戊室中陽離子移向丁室，陰離子移向己室，故Li+富集室為乙室和丁室，C正確；D．由題干圖示信息可知，C膜為陰離子交換膜，陰離子中含有，根據電荷守恒可知，每轉移電子，經過C交換膜的離子小于，D正確；故答案為：B。6．（2024上·河北邢臺·高二河北省博野中學校聯考期末）電化學“大氣固碳”方法是我國科學家研究發現的，相關裝置如圖所示。下列說法錯誤的是A．根據金屬鋰具有導熱性、導電性。可推測鋰晶體中有自由移動的電子B．充電時的移動方向是從電極B移向電極AC．充電時，電極B上發生的反應是D．該電池可實現的捕捉與釋放【答案】C【分析】放電時，A為負極，電極反應為，B為正極，電極反應為，充電時，A為陰極，電極反應式為，B為陽極，電極反應為，據此分析。【詳解】A．根據金屬鋰具有導熱性、導電性。可推測鋰晶體中有自由移動的電子，A正確；B．充電時，陽離子移向陰極，則的移動方向是從電極B移向電極A，B正確；C．充電時，B為陽極，電極反應為，C錯誤；D．該電池放電時二氧化碳參加反應，沖電時生成二氧化碳，因此可實現CO2的捕捉與釋放，D正確；故選C。7．（2023上·河北衡水·高二衡水市第二中學校考期中）在生產、生活中金屬腐蝕所帶來的損失非常嚴重，下列有關金屬腐蝕與防護的說法正確的是A．生鐵浸泡在食鹽水中會發生析氫腐蝕B．鋼鐵發生吸氧腐蝕的正極的電極反應式為C．在輪船的底部鑲嵌不易腐蝕的銅塊，可以提高船體的使用壽命，利用了犧牲陽極法D．將鋼鐵閘門與電源正極相連的防腐措施屬于外加電流法【答案】B【詳解】A．食鹽水顯中性，生鐵浸泡在中性溶液中易發生吸氧腐蝕，故A錯誤；B．鋼鐵發生吸氧腐蝕的正極反應式為：，故B正確；C．在鐵船殼上鑲嵌銅塊，Fe比Cu活潑構成原電池時，Fe作負極加快其腐蝕，故C錯誤；D．鋼鐵閘門應與電源負極相連通過還原反應保護，屬于外加電流保護法，不是正極，故D錯誤；故選：B。8．（2023上·浙江臺州·高二路橋中學校考期中）鋼鐵是用量最大的合金，防止鋼鐵腐蝕有利用于節約資源。下列防止鋼鐵腐蝕的方法不正確的是A．水里的鐵閘與直流電源的正極相連 B．家用鐵鍋用完及時將水擦干C．鐵質欄桿外面涂刷一層油漆 D．輪船表面焊接鋅塊【答案】A【詳解】A．水里的鐵閘與直流電源的正極相連，鐵作電解池中的陽極失電子加速腐蝕，A符合題意；B．家用鐵鍋用完及時將水擦干，缺少電解質溶液，可防止發生吸氧腐蝕，B不符合題意；C．鐵質欄桿外面涂刷一層油漆隔絕了空氣和水分，可防止鐵腐蝕，C不符合題意；D．輪船表面焊接鋅塊，鋅-鐵-海水構成原電池，鋅活潑作負極、鐵作正極，采用犧牲陽極的陰極保護法，D不符合題意；故答案選A。9．I．作為化石燃料燃燒產生的廢氣，是主要的溫室氣體之一，使用電化學方法能夠對進行吸收。利用活潑金屬與二氧化碳的反應，能夠構建金屬-電池，其中一種電池的模型如下圖所示：(圖中是固體)(1)下列有關該原電池的說法中，正確的是___________。A．該原電池工作時，電子由正極向負極移動B．在該原電池中，石墨作為負極C．原電池工作時，陽離子一定向正極方向移動D．原電池工作時，b電極發生氧化反應(2)寫出該原電池的正極反應以及總反應，正極：；總反應：。(3)原電池中每轉移電子，能夠吸收。II．利用電解池，通過電化學還原，能夠被還原為低價碳化合物。一種電化學還原二氧化碳的裝置能夠將二氧化碳還原為甲酸，該裝置中，石墨作為陽極，單質銀作為陰極，電解質溶液是硫酸溶液。(4)在該裝置中，應該向極(填“陰”或“陽”)附近通入氣體。(5)寫出在該電極上反應的電極反應式：。(6)當電極上生成5.6L(標準狀況)的氧氣時，生成甲酸的質量為g。【答案】(1)C(2)3CO2+4e—+4Li+=C+2Li2CO33CO2+4Li=2Li2CO3+C(3)0.75(4)陰(5)CO2+2e—+2H+=HCOOH(6)23【分析】由圖可知，a電極為原電池的負極，鋰在負極失去電子發生氧化反應生成鋰離子，石墨電極為正極，鋰離子作用下，二氧化碳在正極得到電子發生還原反