專題突破卷08化學反應(yīng)與能量（二）

電解池、金屬的腐蝕與防護電化學原理的綜合應(yīng)用多池、多室的電化學裝置

（考試時間：75分鐘試卷滿分：100分）

一、選擇題（本題共15小題，每小題3分，共45分。每小題只有一項是符合題目要求的）

1.湖北省隨州市出土的曾侯乙編鐘，是戰(zhàn)國早期的青銅編鐘，主要由銅錫合金冶煉鑄造而成，保存完好。

下列有關(guān)說法錯誤的是（）

A.錫青銅的熔點比純銅低

B.在自然環(huán)境中，錫青銅中的錫可對銅起保護作用

C.青銅文物在潮濕環(huán)境中的腐蝕比干燥環(huán)境中快

D.錫青銅表面生成CU2（OH）3C1覆蓋物的過程屬于化學腐蝕

【答案】D

【解析】合金的熔點比各組分的熔點都低，所以錫青銅的熔點比純銅低，故A正確；由于錫的金屬性強于

銅，在自然環(huán)境中發(fā)生電化學腐蝕時，錫做負極被損耗，銅做正極被保護，故B正確；青銅文物在潮濕環(huán)

境中會構(gòu)成錫銅原電池，原電池反應(yīng)使反應(yīng)速率加快，所以青銅文物在潮濕環(huán)境中的腐蝕比干燥環(huán)境中快，

故C正確；銅錫合金在潮濕的環(huán)境下會與碳形成原電池，碳作原電池的正極，銅做負極，發(fā)生吸氧腐蝕生

成CU2（OH）3C1,該過程是電化學腐蝕的過程，故D錯誤。

2.下列與金屬腐蝕有關(guān)的說法正確的是（）

鋼鐵輸

經(jīng)酸化的

3%NaCl溶液

A.圖1中，鐵釘易被腐蝕

B.圖2中，滴加少量K3[Fe（CN）6]溶液，沒有藍色沉淀出現(xiàn)

C.圖3中，燃氣灶的中心部位容易生銹，主要是由于高溫下鐵發(fā)生化學腐蝕

D.圖4中，用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵輸水管的腐蝕，鎂塊相當于原電池的正極

【答案】C

【解析】濃硫酸從環(huán)境中吸收水分，使鐵釘周圍的空氣比較干燥，因此鐵釘不易腐蝕，A項錯誤；Fe、Cu

與酸化的3%NaCl溶液構(gòu)成原電池，F(xiàn)e作負極，發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，有Fe?+生成，因此滴加少量

K3[Fe（CN）6]溶液，有藍色沉淀出現(xiàn)，B項錯誤；燃氣灶的中心部位容易生銹，主要是由于高溫下鐵發(fā)生化

學腐蝕，C項正確；用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵輸水管的腐蝕，鎂塊相當于原電池的負極，D項錯誤。

3.硬水除垢可以讓循環(huán)冷卻水系統(tǒng)穩(wěn)定運行。某科研團隊改進了主動式電化學硬水處理技術(shù)，原理如圖

所示（其中R為有機物）。下列說法不正確的是（）

b

電源

錨

?

?

闌

A.b端為電源正極，處理后的水垢沉淀在陽極底部

B.處理過程中C「可循環(huán)利用

2+2+-

C.流程中發(fā)生離子反應(yīng)：HCO?+Ca+OH=CaCO3；+H,0,Mg+2OH=Mg(OH)2；

D.若R為CO(NH2)2，則消耗1molCO(NH2)2生成N2時，伯電極N處產(chǎn)生的H2應(yīng)大于3mol

【答案】A

【解析】硬水中存在鎂離子、鈣離子和碳酸氫根離子，陰極放電產(chǎn)生氫氧根離子，氫氧根離子與鎂離子結(jié)

合生成氫氧化鎂，氫氧根離子與碳酸氫根離子生成碳酸根離子，鈣離子與碳酸根離子結(jié)合生成碳酸鈣，氫

氧化鎂和碳酸鈣主要沉降在陰極附近，故A錯誤；陽極產(chǎn)生氯氣，氯氣與水反應(yīng)生成次氯酸和HC1,HC1O

能將有機物氧化為二氧化碳和水，HC1O自身被還原為氯離子，C「可以循環(huán)利用，故B、C正確；a極反應(yīng)

產(chǎn)生CH氯氣與水反應(yīng)生成次氯酸為可逆反應(yīng)，次氯酸將有機物R如CO(NH2)2氧化生成N2,通過消耗

CO(NH2)2的量計算得到氯氣的量小于反應(yīng)生成的氯氣的量，則消耗1molCO(NH2)2生成N2時，轉(zhuǎn)移6moi

電子，鋁電極N處產(chǎn)生的H2應(yīng)大于3mol,故D正確。

4.利用如圖裝置可以模擬鐵的電化學防護。下列說法錯誤的是()

M

X、鐵

A.若X為鋅棒，開關(guān)K置于M處，可減緩鐵的腐蝕

B.若X為鋅棒，開關(guān)K置于M處，鐵極發(fā)生氧化反應(yīng)

C.若X為碳棒，開關(guān)K置于N處，可減緩鐵的腐蝕

D.若X為碳棒，開關(guān)K置于N處，X極發(fā)生氧化反應(yīng)

【答案】B

【解析】若X為鋅棒，開關(guān)K置于M處時，鋅作負極，鐵作正極被保護，A項正確，B項錯誤；若X為

碳棒，開關(guān)K置于N處，鐵連接電源負極作陰極被保護，C項正確；X連接電源正極作陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，

D項正確。

5.以熔融鹽為電解液，以含Cu、Mg和Si等的鋁合金廢料為陽極進行電解，實現(xiàn)A1的再生。該過程中()

A.陰極發(fā)生的反應(yīng)為Mg—2e-^=Mg2+

B.陰極上Al被氧化

C.在電解槽底部產(chǎn)生含Cu的陽極泥

D.陽極和陰極的質(zhì)量變化相等

【答案】C

【解析】陰極應(yīng)發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，實際上Mg在陽極失電子生成Mg2+,A錯誤；Al在陽極上被氧化

生成AF+,B錯誤；陽極材料中Cu和Si不參與氧化反應(yīng)，在電解槽底部可形成陽極泥，C正確；因為陽

極除了鋁參與電子轉(zhuǎn)移，鎂也參與了電子轉(zhuǎn)移，且還會形成陽極泥，而陰極只有鋁離子得電子生成鋁單質(zhì)，

根據(jù)電子轉(zhuǎn)移數(shù)守恒及元素守恒可知，陽極與陰極的質(zhì)量變化不相等，D錯誤。

6.一種電化學催化制甲酸鹽的裝置如圖所示。下列說法錯誤的是（）

A.充電時，Zn電極作陰極

B.充電時，陽極放出氧氣

C.放電時，OJT向Zn電極移動

D.放電時，正極的電極反應(yīng)式為CO2+e-+H2O=HCOCr+OH「

【答案】D

【解析】由圖中電子流向可知，充電時，Zn電極作陰極，A項正確；充電時，陽極反應(yīng)式為40IT—4e-==O2f

+H2O,B項正確；放電時，Zn電極為負極，原電池中陰離子向負極移動，則OH一向Zn電極移動，C項正

確；放電時，正極的電極反應(yīng)式為CC）2+2e-+H2O=HCOCT+OH-,D項錯誤。

7.可用惰性電極通過電解法制備KMnO4，下列說法正確的是（）

A.圖中離子交換膜為陰離子交換膜

B.X極的電極反應(yīng)為MnO2——1=MnOl

C.Y極區(qū)可以產(chǎn)生O2和較濃的KOH溶液

D.電解一段時間后陰極區(qū)溶液的pH減小

【答案】B

【解析】由分析可知，裝置中的離子交換膜為陽離子交換膜，故A錯誤；與直流電源正極a相連的X電極

為電解池的陽極，錦酸根離子在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成高銃酸根離子，電極反應(yīng)式為MnOF-e

=MnO4,故B正確；與直流電源負極b相連的Y電極是陰極，水在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣

和氫氧根離子，故C錯誤；與直流電源負極b相連的Y電極是陰極，水在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成

氫氣和氫氧根離子，電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2T+2OH,電解過程中陰極區(qū)氫氧根離子濃度增大，溶

液pH增大，故D錯誤。

8.如圖所示，各燒杯中盛海水，鐵在其中被腐蝕的速度由快到慢的順序為（）

A.②①③④⑤⑥B.⑤④③①②⑥

C.⑤④②①③⑥D(zhuǎn).⑤③②④①⑥

【答案】C

【解析】①是Fe為負極，雜質(zhì)碳為正極的原電池腐蝕，是鐵的吸氧腐蝕，腐蝕較慢；②③④均為原電池,

③中Fe為正極，被保護，②④中Fe為負極，均被腐蝕，但Fe和Cu的金屬活動性差別大于Fe和Sn的，

故Fe-Cu原電池中Fe被腐蝕的較快；⑤是Fe接電源正極作陽極，Cu接電源負極作陰極的電解腐蝕，加快

了Fe的腐蝕；⑥是Fe接電源負極作陰極、Cu接電源正極作陽極的電解池，防止了Fe的腐蝕。根據(jù)以上分

析可知鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序為⑤〉④，②〉①，③〉⑥。

9.用惰性電極進行電解，下列說法正確的是（）

A.電解稀硫酸，實質(zhì)上是電解水，故溶液pH不變

B.電解稀NaOH溶液，要消耗OJT,故溶液pH減小

C.電解NazSCU溶液，在陰極上和陽極上生成氣體產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1：2

D.電解氯化銅溶液，在陰極上和陽極上生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1：1

【答案】D

【解析】電解稀硫酸時，實質(zhì)上是電解水，溶劑的質(zhì)量減少，溶質(zhì)的質(zhì)量不變，所以溶液的濃度增大，氫

離子的濃度增大，溶液的pH變小，A項錯誤；電解稀氫氧化鈉溶液時，實質(zhì)上是電解水，溶劑的質(zhì)量減少，

溶質(zhì)的質(zhì)量不變，所以溶液的濃度增大，氫氧根離子的濃度增大，溶液的pH變大，B項錯誤；電解硫酸鈉

溶液時，實質(zhì)上是電解水，陰極上氫離子得電子生成氫氣，陽極上氫氧根離子失電子生成氧氣，根據(jù)得失

電子守恒，在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2：1,C項錯誤；電解氯化銅溶液時，陰極上銅

離子得電子生成銅，陽極上氯離子失電子生成氯氣，根據(jù)得失電子守恒，在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物

質(zhì)的量之比為1：1,D項正確。

10.世界水產(chǎn)養(yǎng)殖協(xié)會網(wǎng)介紹了一種利用電化學原理凈化魚池中水質(zhì)的方法，其裝置如圖所示。下列說法

正確的是（）

BOD、％。、、

x

C02/(.

微生物

A.X為電源負極

B.若該裝置在高溫下進行，則凈化效率將降低

C.若有1molNO,被還原，則有6moiH+通過質(zhì)子膜遷移至陰極區(qū)

D.若BOD為葡萄糖（C6Hl2。6）,則1mol葡萄糖被完全氧化時，理論上電極流出20mol屋

【答案】B

【解析】從裝置圖中可知，X端連接的電極上發(fā)生反應(yīng)是微生物作用下BOD、H2O反應(yīng)生成CO2,Y端連

接的電極上，微生物作用下，硝酸根離子生成了氮氣，氮元素化合價降低，發(fā)生還原反應(yīng)，為電解池的陰

極，則Y為負極，X為正極，結(jié)合電極反應(yīng)和電子守恒計算，質(zhì)子膜允許氫離子通過。

11.中性環(huán)境微生物介導(dǎo)的鐵循環(huán)過程（見圖），是紛繁復(fù)雜的土壤物質(zhì)循環(huán)過程的重要部分。下列說法正確

的是（）

Fe（n）（硝酸根依賴、光合型）氧化

Fe(II)礦物Fe(Hl)礦物

FeSFeOOH

FeC()3等FezOs等

Fe（HI）異鐵化還原

A.此環(huán)境下主要發(fā)生析氫腐蝕

B.硝酸根依賴的Fe（II）氧化過程，每生成1mol氮氣轉(zhuǎn)移1mol電子

C.1molFeCO3分解產(chǎn)生22.4LCO2

D.FeOOH具有氧化性

【答案】D

-2+

【解析】A.由題圖可知，鐵在中性環(huán)境下發(fā)生吸氧腐蝕，負極反應(yīng)為Fe-2e=Fe,正極反應(yīng)為02+

4e+2HiO^=4OH,A錯誤；B.根據(jù)關(guān)系式，2NO3?10廣?N2,每生成1mol氮氣轉(zhuǎn)移lOmol電子，

B錯誤；C.沒有給出氣體所處的溫度和壓強，無法計算氣體體積，C錯誤；D.FeOOH中Fe元素的化合

價為+3價，故FeOOH具有氧化性，D正確。

12.一些凈水器推銷商在推銷其產(chǎn)品時，進行所謂的“電解水法”實驗，將純凈水與自來水進行對比。當電解

裝置插入純凈水和自來水中通電數(shù)分鐘后，純凈水顏色無變化或略顯黃色，而自來水卻冒出氣泡并生成灰

綠色或紅棕色的沉淀。根據(jù)上述現(xiàn)象，下列選項說法正確的是（）

A.通電時，鋁片作陽極，鐵片作陰極

B.生成的氣泡、紅棕色或灰綠色的沉淀都是電解的直接或間接產(chǎn)物

C.通過對比，確實能說明自來水中含有大量對人體有毒有害的物質(zhì)

D.鐵片的電極反應(yīng)：Ch+2H2O+4e-=40}T

【答案】B

【解析】通電時，鐵片作陽極，鋁片作陰極，A項錯誤；陰極的水得電子生成的氣泡、陽極的鐵失電子生

成亞鐵離子，然后生成灰綠色或紅棕色的沉淀都是電解的直接或間接產(chǎn)物，B項正確；通過對比，能說明自

來水中含有大量的離子，但不一定為對人體有毒有害的物質(zhì)，C項錯誤；鐵片作陽極，電極反應(yīng)：Fe-2e-

=Fe2+,D項錯誤。

13.（2024.重慶渝西中學高三模擬）利用雙極膜電滲析法（BMED）進行碳吸收，采用雙極膜、陽離子交換膜、

陰離子交換膜，通過隔板分離成鹽室（NaCl溶液）、堿室（O.lmol-LTiNaHCOs溶液）、酸室（O.lmoLI^HC1

溶液）、極室（0.25moi1一Na2sO4溶液），實驗裝置如圖所示。接通電源，調(diào)至實驗設(shè)置電流，開始循環(huán)并

向堿室通入CO?制備Na2c和NaHCOs溶液，忽略各室溶液的體積變化。下列說法錯誤的是

A.M連接電源負極，相同條件下，電極M,N產(chǎn)生氣體的體積比為2：1

B.a膜、b膜、c膜分別為陽離子交換膜、雙極膜、陰離子交換膜

C.極室、鹽室的pH保持不變，酸室pH減小，堿室的pH可能增大

D.當酸室產(chǎn)生0.4molHCl時，雙極膜電離出OIT的數(shù)目為4.816x1（）23

【答案】B

【解析】根據(jù)裝置圖可知，b膜中產(chǎn)生的H+向M電極移動，則M為陰極，連接電源的負極，N為陽極，連

接電源的正極，分析每個室中存在的離子可知，M—b膜之間為極室（Na2sO4溶液），b膜r膜之間為堿室

（NaHCO3溶液），c膜一a膜之間為鹽氧NaCl溶液）,a膜一b膜之間為酸室（HC1溶液），b膜一N之間為極室

（Na2sO4溶液）。根據(jù)分析可知，M為陰極，連接電源的負極，電極反應(yīng)式為：2H2O+2e=H2t+2OH,N

+

為陽極，電極反應(yīng)式為：2H2O-4e=O2T+4H,相同條件下，根據(jù)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)可知，2H2~4e~O2,電

極M,N產(chǎn)生氣體的體積比為2：1,A正確；題干中說明向堿室通入CO?制備Na2c和NaHCOs溶液，因

此b膜要產(chǎn)生OH-與CO?反應(yīng)，又可知鹽室（NaCl溶液）中的鈉離子通過c膜移動到堿室，根據(jù)電荷守恒，鹽

室（NaCl溶液）中的氯離子通過a膜移動到酸室，因此a膜、b膜、c膜分別為陰離子交換膜、雙極膜、陽離

子交換膜，B錯誤；極室中的溶質(zhì)為硫酸鈉，電解硫酸鈉實質(zhì)是電解水，因此極室中pH保持不變，同樣氯

化鈉水溶液為中性，離子的移動不影響pH,因此鹽室的pH保持不變，氯離子通過a膜移動到酸室，H+通

過b膜移動到酸室，HC1濃度增大，因此pH減小，同樣堿室中Na2cO3和NaHCC>3濃度增大，則堿性增強，

因此pH可能增大，C正確；當酸室產(chǎn)生0.4molHCl時，根據(jù)電荷守恒可知，b膜產(chǎn)生的O1T為0.4mol,有

2個b膜均產(chǎn)生OH-,左側(cè)的b膜產(chǎn)生進入到堿室，右側(cè)的b膜產(chǎn)生進入到鹽室，因此雙極膜電離出OH-為

0.8mol,數(shù)目為4.816x1（）23,D正確。

14.（2024.山東濟南市模擬）羥基自由基（QH）是自然界中氧化性僅次于氟的氧化劑。我國科學家設(shè)計了一種

能將苯酚氧化為CO2和H2O的原電池一電解池組合裝置，實現(xiàn)了發(fā)電、環(huán)保兩位一體。下列說法錯誤的是

（）

L

復(fù)合導(dǎo)

/電凝蔽顆粒

高濃度含

茶酚廢水

A.a極1molCnO歹參與反應(yīng)，理論上NaCl溶液中減少的禺子為12NA

B.電池工作時，b極附近pH減小

C.右側(cè)裝置中，c、d兩極產(chǎn)生氣體的體積比（相同條件下）為7：3

D.d極區(qū)苯酚被氧化的化學方程式為C6H5OH+28-OH=6CO2T+17H2。

【答案】A

【解析】a極CnO歹得電子生成Cr（OH）3,所以a是正極、b是負極；又a極反應(yīng)為CnOy+6院+

7H2O=2Cr（OH）3+8OH-,則a極1molCnO歹參與反應(yīng)轉(zhuǎn)移6mol電子，OJT通過陰離子交換膜進入NaCl

溶液中；b是負極，轉(zhuǎn)移6moi電子時有6moiH+通過陽離子交換膜進入NaCl溶液中，OH-、H*反應(yīng)生成

水，理論上NaCl溶液中離子數(shù)不變，A項錯誤；電池工作時，b極反應(yīng)為C6H50H—28e-+llH2O=6CO2T

+28H+,b極附近pH減小，B項正確；右側(cè)為電解裝置，c是陰極，c極反應(yīng)式為2H++2b=H2f,d為

陽極，d極反應(yīng)式為HzO—e-=QH+H+,C6H5OH+28OH=6CO2t+17H2O,轉(zhuǎn)移28moi電子，c極生

成14moi氫氣，d極生成6moi二氧化碳氣體，所以兩極產(chǎn)生氣體的體積比（相同條件下）為7：3,C項正確；

d極區(qū)苯酚被-OH氧化為二氧化碳，反應(yīng)的化學方程式為C6H5OH+28-OH=6CO2T+17H2。，D項正確。

15.（2024.湖南懷化模擬）我國科學家采用雙極膜實現(xiàn)連續(xù)合成氨，電解裝置工作原理如圖所示。圖中的雙極

膜中間層中的H20解離為H+和0H,并在電流作用下分別向兩極遷移。

下列說法錯誤的是（）

A.催化電極a上的電勢低于催化電極b

B.工作一段時間后，右室中c（Oir）不變

C.生成氨氣和氧氣的質(zhì)量比為17:64

D.若使用鉛酸蓄電池作電源，獲得ImolN%時，鉛酸蓄電池中有8molHzO生成

【答案】B

【解析】由示意圖可知，催化電極a上的電極反應(yīng)式為6H2O+NO5+8e-==NH3T+9OH，電極a為陰極；

催化電極b上的電極反應(yīng)式為8OJT—8屋=2。27+4H2。，電極b為陽極。催化電極a（陰極）上的電勢低于

催化電極b（陽極），A項正確；當電路中轉(zhuǎn)移8moi院時，右室消耗8moiOH,同時生成4moiH2O,且雙

極膜會向右室遷移8moiOH,因此右室中c（OfT）減小，B項錯誤；由電極方程式可知，8e-NH3-2O2,

因此生成的/W（NH3）：m（O2）=17：32x2=17：64,C項正確；鉛酸蓄電池放電方程式為Pb+PbO2+

-

2H2SO4=2PbSO4+2H2O~2eo當生成ImolNE時，電路中轉(zhuǎn)移8moie一，由鉛酸蓄電池的方程式可知

鉛酸蓄電池對應(yīng)生成8moiH2O,D項正確。

二、非選擇題（本題包括4小題，共55分）

16.（13分）（2024?陜西部分學校高三5月份高考適應(yīng)性考試）某廢棄合金材料的主要成分為Zn,還含有

Co、Fe、Mn、Cd及其氧化物。從該合金材料中生產(chǎn)高純鋅并分離各種金屬化合物的工藝流程如下：

合金

材料

已知：①25°C下，部分難溶物質(zhì)的溶解平衡常數(shù)如下表:

)))

難溶電解質(zhì)Fe(OH)2Fe(OH3Zn(OH2Mn(OH)2CO(OH)2Cd(OH2

Ksp1.0x10"L0xl(y38l.OxlO-182.0xl()T3l.OxlO-152.5x10-4

②當某離子濃度低于lO^mol/L時，認為溶液中不存在該離子。

回答下列問題：

（1）能提高“溶浸”效率的具體措施為（任寫一條）；

（2）“濾液①”中含有的金屬離子Zn2+、（?+、Mn2+>Cd2+,且離子濃度均不高于O.lOmoblji;

①還原性：Co2+Fe?+（填“>=”或“<”）；

②"濾液①''中pH的范圍為；

（3）若“濾液②”的pH=5,則“氧化除雜”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為；

（4）“電解”工作原理如圖。其中陰極的電極反應(yīng)式為:若陰極區(qū)和陽極區(qū)溶液體積相等，電解過

程中陽極區(qū)的c（NaOH）（填“增加”或“減少”）O.lOmolLJ1,陰極區(qū)__________（填“增加”或“減

【答案】（1）將合金材料粉碎、適當增大硫酸濃度、適當升高溫度、攪拌等（2分）

⑵<（1分）3<pH<5.5(2分)

2++2++

(3)3Mn+2MnO；+2H2O=5MnO2J+4H、3Co+MnO4+4H2O=3CoOOHJ+MnO2J+5H(2分)

2-

(4)[Zn(OH)4]+2e-=Zn+4OH-(2^)減少(1分)增加(1分)0.20mol-LT(2

分)

【解析】該工藝流程原料為廢棄合金材料，主要成分為Zn,還含有Co、Fe、Mn、Cd及其氧化物，目的為

生產(chǎn)高純鋅并分離各種金屬化合物，合金成分與硫酸反應(yīng)生成硫酸鹽，加入Hq?氧化F』+后沉鐵生成

2+2+

Fe(OH)3,“濾液①”中含有的金屬離子Zn"、Co>Mn"、Cd,加入KMnO4氧化除雜，得到MnO2、CoOOH,

“濾液②”中含有的金屬離子Zn2+、Cd?+,加入鋅粉還原除雜得到Cd,“濾液③”中含有a2+,加入NaOH轉(zhuǎn)

化為[Zn(OH)4丁，電解制得Zn。(1)能提高溶浸效率的具體措施為將合金材料粉碎、適當增大硫酸濃度、

適當升高溫度、攪拌等。(2)加入雙氧水沉鐵得到Fe(OH)3,說明將既2+氧化，未將C.2+氧化，所以還原

性：Co2+<Fe2+;流程需要將金屬化合物分離，所以沉鐵時其他金屬離子未沉淀，F(xiàn)e3+沉淀完全需要控制

3

溶液c(OH-)>L1.0x]0Tmol/L,故pH>3,根據(jù)各個金屬離子對應(yīng)K%,

Ksp[Zn(OH)J更小，說明其他金屬不沉淀需要計算Z1+開始沉淀溶液pH,

,、K」Zn(OH)1h0x1018

c(OH)W,\z：2+)=10：；=l0*mol/L,算得pHW5.5,所以“濾液①”中pH的范圍為

3<pH<5.5o(3)“濾液①”加入KM11O4氧化除雜，得到跖J。?、CoOOH,若“濾液②”的pH=5,說明溶

+

液呈酸性，貝『'氧化除雜”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為3腸戶+2MnO；+2HQ=5MnO2J+4H和

2++

3CO+MnO-+4H2O=3CoOOHI+MnO21+5Ho(4)根據(jù)“電解”工作原理圖可知，其中左側(cè)為陰極，電

解制得Zn,故電極反應(yīng)式為[Za(O8)4『+2-=Zw+4O/T；

若陰極區(qū)和陽極區(qū)溶液體積相等，電解過程中陽極區(qū)發(fā)生40H--46-=2凡0+。2個，消耗OH-,故c(MzOH)

會降低，所以是減少Q(mào)lOmoLLl陰極區(qū)發(fā)生[Zn(OH)J+2e-=Zn+4OH-,生成。H一，故會增

大，由電路中轉(zhuǎn)移電子相同，陽極區(qū)與陰極區(qū)c(NaOH)變化為1：2,故陰極區(qū)增加的c(M/0")=0.20molL\

17.(14分)(2024?青島高三檢測)我國力爭在2030年前實現(xiàn)碳達峰，2060年前實現(xiàn)碳中和。

(1)在稀硫酸中利用電催化可將CO2同時轉(zhuǎn)化為多種燃料，其原理如圖甲所示。

①陽極的電極反應(yīng)為=

②銅電極上產(chǎn)生CH4的電極反應(yīng)為，若銅電極上只生成5.6gCO,則銅極區(qū)溶液

質(zhì)量變化了_____________________________g。

③若銅電極上只生成0.3molCH3CHO和0.4molHCOOH,則電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為moL

（2）我國科學家報道了機理如圖乙所示的電化學過程。

?Ni電極為，電極反應(yīng)為?

②理論上，每有1molCO2與-結(jié)合，電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為（用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值）。

【答案】⑴①2H2。-4屋=4由+02T（2分）

②CO2+81+8H+=CH4+2H2O（2分）3.6（2分）③3.8（2分）

⑵①陰極（2分）COf+4e*=C+3O2^（2分）②4NA（2分）

【解析】（1）①陽極為柏電極，電極反應(yīng)為2H2。一4e-—4H++O2b②銅電極為陰極，其中生成甲烷的電

極反應(yīng)為CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O,若銅電極上只生成CO,則電極反應(yīng)為CO2

+

+2e+2H=CO+H2O,當有1molCO生成時，銅極區(qū)溶液的質(zhì)量變化為44g+2g—28g=18g,故有

5.6g即0.2molCO生成時，銅極區(qū)溶液質(zhì)量變化了3.6g=③銅電極上每生成1molCH3CHO,轉(zhuǎn)移10mol

電子，每生成1molHCOOH,轉(zhuǎn)移2mol電子，若只生成0.3molCH3CHO和0.4molHCOOH,則電路中轉(zhuǎn)

移電子的物質(zhì)的量為3.8mol。（2）①Ni電極上COf轉(zhuǎn)化為C和。2-，為陰極，電極反應(yīng)為COf+4屋==C

+3。2,②理論上，每有1molCO2與—結(jié)合生成1molCO,，電路中有4moi電子轉(zhuǎn)移，故電路中轉(zhuǎn)

移電子數(shù)為4NA。

18.（18分）電化學在化學工業(yè)中有著廣泛應(yīng)用。

⑴根據(jù)圖示電化學裝置，回答下列問題：

①甲池通入乙烷（C2H6）一極的電極反應(yīng)式為O

②乙池中，若X、Y都是石墨，A是Na2s。4溶液，實驗開始時，同時在兩極附近溶液中各滴入幾滴紫色石

蕊溶液，X極的電極反應(yīng)式為；一段時間后，在Y極附近觀察到的現(xiàn)象是

③乙池中，若X、Y都是石墨,A是足量AgNO3溶液,體積為0.2L,則Y極的電極反應(yīng)式為；

電解一段時間后，甲池消耗112mL02（標準狀況下），則乙池溶液的pH為一（忽略溶液體積的變化）。

（2）若要用該裝置在鐵質(zhì)鑰匙表面鍍一層金屬銅，CuSO4溶液作電解液，則乙池中：

①X極的材料是—，電極反應(yīng)式為。

②Y極的材料是—，電極反應(yīng)式為o

（3）工業(yè)上通過電解濃NaOH溶液制備Na2FeO4,其工作原理如圖所示，則陽極的電極反應(yīng)式為，

陰極反應(yīng)式為。

A溶液里配史魁gFeO,溶液

「八+交換膜交換膜I小

__/________

廣一

^H2OOH------?-）

___tUI

（含少量NaOH）濃NaOH溶液

【答案】（1）①C2H6+18OH——141=2CO1+12氏0（2分）

②4OIT-4/=2印0+。2?（2分）電極表面產(chǎn)生氣泡，附近溶液變藍③Ag++e「=Ag（2分）1（2

分）

⑵①銅（1分）Cu-2e-=Cu2+（2分）

②鐵質(zhì)鑰匙（1分）Cu2++2e「=Cu（2分）

（3）Fe+8OH--6e-=FeO/+4H2。（2分）

-

2H2O+2e=2OH~+H2t（2分）

【解析】（1）①甲池中乙烷（C2H6）通入左側(cè)電極發(fā)生氧化反應(yīng)，則左側(cè)Pt電極為負極，電解質(zhì)溶液為KOH溶

液，故負極反應(yīng)式為C2H6+18OIT—14屋=2CO/+：12H20。②乙池中，若X、Y都是石墨，A是Na2s。4

溶液，則X是陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為40H-4e=2H2O+O2foY是陰極，電極反應(yīng)式為

2H2O+2e=20H+H2t，則Y極附近觀察到的現(xiàn)象是電極表面產(chǎn)生氣泡，附近溶液變藍。③甲池中右側(cè)

Pt電極發(fā)生的反應(yīng)為。2+2氏0+4鼠=4OH，消耗標準狀況下112mL。2（即0.005mol）時電路中轉(zhuǎn)移電子

的物質(zhì)的量為0.005molx4=0.02mol。乙池中，若X、Y都是石墨，A是足量AgNCh溶液