考向21 電解池 金屬的腐蝕與防護(hù)-2023年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)（新高考地區(qū)專用）

考向21電解池金屬的腐蝕與防護(hù)

【2022?湖北卷】含磷有機(jī)物應(yīng)用廣泛。電解法可實(shí)現(xiàn)由白磷直接制備Li[P（CN）J,過(guò)程如圖所示（Me為甲

基）。下列說(shuō)法正確的是

電源

2Me3SiCN+LiOH

O(SiMe3)2-

LiCN+HCN

伯

電

CN-極

Li[P(CN)2]

A.生成lmolLi[P（CN）J,理論上外電路需要轉(zhuǎn)移2moi電子

B.陰極上的電極反應(yīng)為：P4+8CN-4e=4[P（CN）2]'

C.在電解過(guò)程中CN響的電極移動(dòng)

D.電解產(chǎn)生的H?中的氫元素來(lái)自于LiOH

【答案】D

【詳解】

A.石墨電極發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)：P4-Li[P（CN1]化合價(jià)升高發(fā)生氧化反應(yīng)，所以石墨電極為陽(yáng)極，對(duì)應(yīng)的

電極反應(yīng)式為：P,+8CN--4e=4[P（CN）2]',則生成lmolLi[P（CN）2],理論上外電路需要轉(zhuǎn)移hnol電子，A

錯(cuò)誤；

B.陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)該得電子，R+8CN-4e=[P（CN）2j為陽(yáng)極發(fā)生的反應(yīng)，B錯(cuò)誤；

C.有墨電極：P4TLi[P（CN）21發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽(yáng)極，飴電極為陰極，CN-應(yīng)該向陽(yáng)極移動(dòng)，即移向石

墨電極，C錯(cuò)誤;

D.由所給圖示可知HCN在陰極放電，產(chǎn)生CN和H2,而HCN中的H來(lái)自LiOH,則電解產(chǎn)生的H?中的

氫元素來(lái)自于'LiOH,D正確;

故選D,

書寫電極反應(yīng)方法電解原理

?I分析溶液中存在的所杳離子（包括水的電1.電解：使“能電電制?海清曲A冏.陽(yáng)曲徽引起

離）.并分成陽(yáng)離子帽和期寓于蛆.良化電&反感的好樣，叫做電解.

?2根瓶放電現(xiàn)挎?陽(yáng)篇子市陰幡發(fā)發(fā)逢暴發(fā)2.電器池：2—

應(yīng).而朝曲子春陽(yáng)極發(fā)生融化反應(yīng),完成電

.構(gòu)成電解池的條件：

極反取式.（注意將失電不守恒）3

①自通電卷;

?3由陰陽(yáng)兩電極反應(yīng)式.合井將晶反應(yīng)式.。電依機(jī)it的電收為:⑶

（弱電哪般的族保持分于劭式.）②例,。電&

L。電1T底砒的電■為期K

四、電解原理的應(yīng)用V國(guó)電新后需液或餡色電解成：

1.AMU：電解惜和京牝水以制造竣?.N氣和■氣.

電解質(zhì)區(qū)水溶液中放電般律

2Naa*2lkO^a.t4.ILT*2NaOn

[—一—火———

修勺席/放電的因京T、…

2.鈾的電斛精煉

k，的濃險(xiǎn)

以粗陽(yáng)為陽(yáng)極，以純銅為陰極，以CuSOj溶液

陰極第化性總筋關(guān)子先用電子

為電M液進(jìn)行電M?

陽(yáng)極：Zn2c=Zn卜Fc2c=Fc，“?》II.2X”>11?，木戶9"“戶》…〉N?Xa>*>K*

uz■“筋小標(biāo)微的w應(yīng)用nf1化科餐找.

陰極：（u：--!1?（uma：逕原性強(qiáng)的離子先失電子

3、申僖i>S?>1*BrKIHHI（京）?、（?,A、<》/4

'①I"!作陰極②假層金H作用極

電解本質(zhì)

③臺(tái)鍍。:金屬陽(yáng)離f的it溶液作電制液

陽(yáng)假（加版電池JLK相連）：發(fā)生氣化反以

4,電冶金（冶燎活潑金?鈉、徒.鋁等）黑;維意靠喋L線M葬。。次店叮

到電子的逑在叫收電;J

知識(shí)點(diǎn)一電解原理

1.電解與電解池

（1）電解：在電流作用下,電解質(zhì)在兩個(gè)電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過(guò)程。

（2）電解池：將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。

（3）電解池的構(gòu)成

①有與直流電源相連的兩個(gè)電極;

②電解質(zhì)溶液（或熔融鹽）;

③形成閉合回路。

2.電解池的工作原理

（1）工作原理

還原反應(yīng)|陰極||電解質(zhì)AB||陽(yáng)極|銅1化反應(yīng)

\］熔工或/

\溶于水，

陽(yáng)離A71離子

［示例］用惰性電極電解CuC12溶液

陽(yáng)極反應(yīng)式：2C「一:

陰極反應(yīng)式：Cu2++2e=Cu；

電解

總反應(yīng)式：Cu+CbT。

（2）電子和離子的移動(dòng)方向（惰性電極）

沛？;正就施賀樹(shù)

：流出,流向電解池:

:的陰極；從電解池:

淵極流出，流向電;

:源的正極

3.陰、陽(yáng)兩極上的放電順序

（1）陰極（與電極材料無(wú)關(guān)）

氧化性強(qiáng)的先放電，放電順序：

K\Ca2\Na+、Mg2+^Al3+>Zn2+>Fe2\Sn2\

Pb"、H'（酸）、血電曲和到物g「、Ag'>

（2）陽(yáng)極（與電極材料有關(guān)）

①活性電極作陽(yáng)極（除Au.Pt以外的金屬），則活性電極本身失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。如Cu-2e==Cu2

,Fe_2e=Fe2'?

②惰性電極作陽(yáng)極（Pl、Au、石墨碳棒）

離子的放電順序?yàn)?/p>

S2-、r、Br\cr、0H\含氧酸根離子（NO；、CO；等）、F

放電由易到難

4.分析電解的思維流程

（判斷陰、陽(yáng)極卜-明確陽(yáng)極是惰性電極還是活性電極

分析電解質(zhì)溶找全離子，包括水電離出的H,和0H-,

液的高子組成1并按陰、陽(yáng)離子分組

確定放電離子或_找出陰、陽(yáng)離子在兩極的放電順序，確定

物質(zhì)出優(yōu)先放電的微粒

寫出電極反應(yīng)式判斷電極產(chǎn)物，注意溶液的酸堿性，產(chǎn)物

和電池反應(yīng)式一的溶解性

IT

獻(xiàn)"頌鉛曲頌］_解答題目中有關(guān)離子濃度、pH、電極產(chǎn)物

解答題設(shè)問(wèn)題J-量的變化、溶液復(fù)原等相關(guān)問(wèn)題

5.惰性電極電解電解質(zhì)溶液的產(chǎn)物判斷（圖示）

陰離子

s2-

I

放“生堿型電解電解質(zhì)型

Br

（如NaQ'MgB%等）（如CuCk'HCl等）

Cl-

Fe2+OH陽(yáng)苑子

Na*Mg2*Zn2*H'Cu2*Fe3fAg.

NO;

電解水型

Qn2.放O2生酸型

（如112so4、NaOH、>5（如CiiSO［、AgNO3等:

Na2sO4等）

［示例J用惰性電極電解CuSO4溶液（放O2生酸型）

陽(yáng)極反應(yīng)式：2H2O—4e=O2f+4H*（或40H-4e=2H2O+O2T）

陰極反應(yīng)式：2Ci?++4e=2Cu

電解

電池反應(yīng)式：2CUSO4+2H2O==2C11+O2T+2H2so4

［名師點(diǎn)撥］（1）陰極不管是什么材料，電極本身都不反應(yīng)，一定是溶液（或熔融電解質(zhì)）中的陽(yáng)離子放電。

（2）電解水溶液時(shí)，K+?AF+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。

（3）電解時(shí)，在外電路中有電子通過(guò)，而在溶液中是靠離子移動(dòng)導(dǎo)電。因此，電子和離子的移動(dòng)遵循“電

子不下水，離子不上線

（4）書寫電解池的電極反應(yīng)式時(shí)，可以用實(shí)際放電的離子表示，但書寫電解池的總反應(yīng)時(shí)，比0要寫成

分子式。如用惰性電極電解食鹽水時(shí)，陰極反應(yīng)式為2H++2b=H2T（或2H2。+2/=H2T+20H-）,總反

電解

應(yīng)式為2c「+2比0==20H—+H2T+CI2T。

知識(shí)點(diǎn)二電解原理的應(yīng)用

1.氯堿工業(yè)

陽(yáng)極反應(yīng)式：2cl—2e」=CLT（氧化反應(yīng)）

陰極反應(yīng)式：2凡0+23=玨#+20?。ɑ?H卜+2屋=1{#）（還原反應(yīng)）

中解

總反應(yīng)方程式：2NaCl+2H2。叁些ZNaOH+Haf+CLT

裝置離子交換膜電解槽

陽(yáng)極鈦網(wǎng)（涂有鈦、釘?shù)妊趸锿繉樱?/p>

陰極碳鋼網(wǎng)

①只允許叫離子通過(guò)，能阻止血離子和氣體通過(guò)

陽(yáng)離子交換膜

②將電解槽隔成陽(yáng)極室和陰極室

2.

3.電冶金

利用電解熔融鹽（或氧化物）的方法來(lái)冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等。

總方程式陽(yáng)極、陰極反應(yīng)式

-

2Cr-2e=Cl2t>2Na'+2e"

冶煉鈉2NaCl（熔融）里曼2Na+C12f

=2Na

2cl-2e一+2任一

冶煉鎂MgCb（熔融）里堡Mg+CLT

=Mg

602-]2e=30，t、4A產(chǎn)+

冶煉鋁2Al2。3(熔融)空鯉4A1+302T

12e----4Al

［名師點(diǎn)撥］(1)電解精煉銅時(shí)，陽(yáng)極減少的質(zhì)量與陰極增加的質(zhì)量不相等，電解質(zhì)溶液的濃度減小。

(2)粗銅中不活潑的雜質(zhì)(金屬活動(dòng)性順序中位于銅之后的銀、金等)，在陽(yáng)極難以失去電子，當(dāng)陽(yáng)極上的

銅失去電子變成離子之后，它們以金屬單質(zhì)的形式沉積于電解槽的底部，成為陽(yáng)極泥。

(3)由于AlCb為共價(jià)化合物，熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電，所以電解冶煉鋁時(shí)，電解的為熔點(diǎn)很高的氧化鋁，為

降低熔化溫度，加入了助熔劑冰晶石(NaaAlFQ；而且電解過(guò)程中，陽(yáng)極生成的氧氣會(huì)與石墨電極反應(yīng)，所

以石墨電極需不斷補(bǔ)充。

知識(shí)點(diǎn)三金屬的腐蝕與防護(hù)

1.金屬腐蝕的本質(zhì)

金屬原子失去電子變成金屬陽(yáng)離子，金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。

2.金屬腐蝕的類型

(1)化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕

類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕

金屬與接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生不純的金屬接觸到電解質(zhì)溶液

條件

反應(yīng)發(fā)生原電池反應(yīng)

①實(shí)質(zhì)都是金屬原子失去電子

被氧化而損耗；

實(shí)質(zhì)與聯(lián)系

②化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕往往

同時(shí)發(fā)生，但電化學(xué)腐蝕更普遍

(2)鋼鐵的析氫腐蝕與吸氧腐蝕

類型析氫腐蝕吸氧腐蝕

水膜性質(zhì)酸性酸性很弱或者呈中性

負(fù)極反應(yīng)①氏一20:=Fe"

正極反應(yīng)②2H++2e-=H2T③2Hq+O2+4e~=4OH-

總反應(yīng)④Fe+2H+=Fe2++H2T⑤2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)?

3.金屬腐蝕的快慢規(guī)律

(1)對(duì)同一電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō)，腐蝕速率的快慢：電解原理引起的腐蝕〉原電池原理引起的腐蝕〉化學(xué)腐蝕〉

有防腐措施的腐蝕。

(2)對(duì)同一金屬來(lái)說(shuō)，在不同溶液中腐蝕速率的快慢：強(qiáng)電解質(zhì)溶液中〉弱電解質(zhì)溶液中〉非電解質(zhì)溶液

中。

(3)活動(dòng)性不同的兩種金屬，活動(dòng)性差別越大，活動(dòng)性強(qiáng)的金屬腐蝕速率越快。

(4)對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō)，一般電解質(zhì)溶液濃度越大，金屬腐蝕速率越快。

［名師點(diǎn)撥］(1)鐵銹的形成過(guò)程：

4Fe(OH)2+02+2H2O=4Fe(OH)3

2Fe(OH)3=Fe2O3/H2O(鐵銹)+(3-X)H2O

(2)金屬越活潑就越易失去電子而被腐蝕，金屬活動(dòng)性順序中位于氫前面和氫后面的金屬都能發(fā)生吸氧

腐蝕，但只有在金屬活動(dòng)性順序中排在氫前面的金屬才可發(fā)生析氫腐蝕。

4.金屬的防護(hù)

犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法

_利用原電池原理

一外加電流的陰極保護(hù)法

H一利川電解原理

|金屬的防護(hù)|改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)|f如制成不銹鋼

一加保護(hù)層，如電鍍、噴漆、覆膜等

1.某同學(xué)將電解池工作時(shí)電子、離子流動(dòng)方向及電極種類等信息表示在下圖中，下列有關(guān)分析完全正

確的是（）

當(dāng)直流電源F二

選項(xiàng)ABCD

a電極陽(yáng)極陰極陽(yáng)極陰極

d電極正極正極負(fù)極負(fù)極

Q離子陽(yáng)離子陽(yáng)離子陰離子陰離子

2.我國(guó)多條高壓直流電線路的瓷絕緣子出現(xiàn)鐵帽腐蝕現(xiàn)象，在鐵帽上加鋅環(huán)能有效防止鐵帽的腐蝕,

防護(hù)原理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）-

直

流T

▲

電1

方

向,

A.通電時(shí)，鋅環(huán)是陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)

B.通電時(shí)，陰極上的電極反應(yīng)為2H2O+2e=H2T+20H

C.斷電時(shí)，鋅環(huán)上的電極反應(yīng)為Zn2++2e-=Zn

D.斷電時(shí)，仍能防止鐵帽被腐蝕

3.如圖是某課題組設(shè)計(jì)的一種利用電解原理制取H2O2并用來(lái)處理工業(yè)廢氨水的裝置。為了不影響H2O2

的產(chǎn)量，需向廢氨水中加入適量硝酸調(diào)節(jié)溶液的pH約為5。下列說(shuō)法正確的是（）

A.陰極的電極反應(yīng)式為2H2O—4e-=4H'+O2T

B.陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為O2+2H++2e--H2Ch

C.處理廢氨水的過(guò)程中所發(fā)生的反應(yīng)為

3H2O2+2NH3H2O=8H2O+N2T

D.工作過(guò)程中陽(yáng)極附近溶液的pH逐漸增大

4.科學(xué)家采用碳基電極材料設(shè)計(jì)了一種制取氯氣的新工藝方案，裝置如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

)

電源

A.反應(yīng)過(guò)程中需要不斷補(bǔ)充Fe2

B.陽(yáng)極反應(yīng)式是2HCl-2e-=CLT+2H+

C.電路中轉(zhuǎn)移1mol電子，消耗標(biāo)況下氧氣5.6L

電解

D.電解總反應(yīng)可看作是4HCl（g）+O2（g）=2C12（g）+2H2O（g）

5.我國(guó)研制出非貴金屬銀鋁基高效電催化劑，實(shí)現(xiàn)電解富尿素廢水低能耗制HK裝置如圖）?？偡磻?yīng)為

CO（NH2）2+H2O=3H2t+N2T+CO2t?下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）

反應(yīng)物B反應(yīng)物A

A.a為陽(yáng)極，CO（NH2）2發(fā)生氧化反應(yīng)

B.b電極反應(yīng)為2H2O+2e=H2T+2OH

C.每轉(zhuǎn)移6moi電子，a電極產(chǎn)生1molN?

D.電解一段時(shí)間，a極區(qū)溶液pH升高

1.（河北省唐山市2022屆高三普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試）某科研小組用堿性甲烷燃料電池制備

CO（H2PO2）2,其工作原理如圖所示（已知電解裝置的電極材料分別為金屬鉆和不銹鋼）：

燃料電池

“

h股

，?C

氣

X

化

產(chǎn)品室：原料室瞿

溶

液

NaH、PO,溶液

i￡

下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.N電極為不銹鋼

B.電極n處電極反應(yīng)式為：CH4-8e+8OH--CO2+6H2O

C.電解一段時(shí)間后，N極區(qū)溶液pH增大

D.膜a、膜c均為陽(yáng)離子交換膜

2.（江西省新余市2022屆高三第二次模擬考試）科學(xué)家采用碳基電極材料設(shè)計(jì)「一種新的電解氯化氫回

收氯氣的工藝方案，原理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

電源

A.b極是電源的正極

B.陰極的電極反應(yīng)式為：Fe3++e=Fe2+

C.電路中每轉(zhuǎn)移Imole-理論上可以回收氯氣11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）

通電

D.該工藝涉及的總反應(yīng)為4HC1+O22CL+2H2O

Fe3+

3.（遼寧省遼南協(xié)作體2022屆高三第二次模擬考試）目前可采用“雙極膜組”電滲析法淡化海水，同時(shí)獲得

副產(chǎn)品A和B。其模擬工作原理如圖所示。M和N為離子交換膜，在直流電作用下，雙極陰陽(yáng)膜（BP）復(fù)合

層間的H2O解離成H+和OH\作為H+和OH的離子源。下列說(shuō)法正確的是

/體?SU

A.X電極為陰極，電極反應(yīng)式為2H2O+2e=2OH-+H2T

B.M為陽(yáng)離子交換膜，N為陰離子交換膜，BP膜作用是選擇性通過(guò)C1-和Na+

C.電路中每生成標(biāo)況5.6L氣體a,理論上獲得副產(chǎn)品A和B各1mol

D.“雙極膜組”電滲析法也可應(yīng)用于從鹽溶液(MX)制備相應(yīng)的酸(HX)和堿(MOH)

4.(廣東省深圳市普通高中2022屆高三下學(xué)期第一次調(diào)研)利用電化學(xué)原理可對(duì)海水(主要成分NaCl和

H2O,還含有少量微生物)進(jìn)行消毒，并能清除殘留的含氯消毒物質(zhì)(工作原理如圖，其中電極均為惰性電極)。

已知：工作時(shí)，先斷開(kāi)K2,閉合K|,一段時(shí)間后，斷開(kāi)K|,閉合K2

下列說(shuō)法不正確的是

含Na，的

“機(jī)電解液

儲(chǔ)水雄

通FH

A.閉合Ki后的總反應(yīng)為2C1+2H2。g上CLT+H2T+2OH-

B.閉合K2后，Na+通過(guò)離子交換膜從II室遷移至III室

C.工作完成后，H室中有金屬Na剩余

D.殘留的含氯消毒物質(zhì)在III室放電被脫除

5.(廣東省韶關(guān)市2021-2022學(xué)年高三上學(xué)期綜合測(cè)試(一))某鋰離子電池的總反應(yīng)為：2Li+FeS=Fe+Li2S,

某小組以該電池為電源電解處理含Ba(0H)2廢水和含Ni2+、C「的酸性廢水，并分別獲得BaCh溶液和單質(zhì)保。

電解處理的工作原理如下圖所示［LiPF6-SO(CH3)2為鋰離子電池的電解質(zhì)］。下列說(shuō)法正確的是

ab

A.X與鋰離子電池的Li電極相連

B.a室的電極反應(yīng)式為：2H2O_4e-=O2f+4H+

C.離子膜M為陽(yáng)離子交換膜，離子膜N為陰離子交換膜

D.若去掉離子膜M將a、b兩室合并，則X電極的反應(yīng)不變

J真題練小7

1.（2022?浙江卷）通過(guò)電解廢舊鋰電池中的口乂%04可獲得難溶性的LiQO,和MnO?,電解示意圖如下（其

中濾布的作用是阻擋固體顆粒，但離子可自由通過(guò)。電解過(guò)程中溶液的體積變化忽略不計(jì)）。下列說(shuō)法不生

硬的是

A.電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)

2t

B.電極B的電極發(fā)應(yīng)：2H2O+Mn-2e=MnO2+4H*

C.電解一段時(shí)間后溶液中Mn2+濃度保持不變

D.電解結(jié)束，可通過(guò)調(diào)節(jié)pH除去Mn"，再加入Na2cO3溶液以獲得Li2cO,

2.（2022北京）利用下圖裝置進(jìn)行鐵上電鍍銅的實(shí)驗(yàn)探究。

序

裝置示意圖電解質(zhì)溶液實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

號(hào)

陰極表面有無(wú)色氣體，一段時(shí)間后陰極

表面有紅色固體，氣體減少。經(jīng)檢驗(yàn)電

①O.lmol/LCUSO4+少量H2s04

1"JL解液中有Fe*

Cu—J—■-Fc

：u二匕二mi陰極表面未觀察到氣體，一段時(shí)間后陰

i

0.1mol/LCUSO+過(guò)量氨水

n1幀被溶用②4極表面有致密紅色固體。經(jīng)檢驗(yàn)電解液

中無(wú)Fe元素

下列說(shuō)法不無(wú)現(xiàn)的是

A.①中氣體減少，推測(cè)是由于溶液中c(H)減少，且Cu覆蓋鐵電極，阻礙H+與鐵接觸

B.①中檢測(cè)到Fe",推測(cè)可能發(fā)生反應(yīng)：Fe+2H+=Fe"+H?、Fe+Cu2+=Fe2++Cu

C.隨陰極析出Cu,推測(cè)②中溶液c(Cu2)減少，CU2++4NH,.[CU(NHJ4廠平衡逆移

D.②中Cu"生成[CU(NH3)J+,使得c(Cj)比①中溶液的小，Cu緩慢析出，鍍層更致密

3.(2022.全國(guó)乙卷)Li-O,電池比能量高，在汽車、航天等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。近年來(lái)科學(xué)家研究

了一種光照充電Li-O2電池(如圖所示)。光照時(shí)，光催化電極產(chǎn)生電子(e)和空穴(廣)，驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)

(Li++e=Li)和陽(yáng)極反應(yīng)(Li2O2+2h+=2Li++O2)對(duì)電池進(jìn)行充電。下列敘述錯(cuò)誤的是

金

充

屬

電

鋰

弓

也

、

A.充電時(shí)，電池的總反應(yīng)Liq2=2Li+C>2

B.充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)

C.放電時(shí)，Li+從正極穿過(guò)離子交換膜向負(fù)極遷移

D.放電時(shí)，正極發(fā)生反應(yīng)O2+2Li++2e-=Liq2

4.（2021廣東卷）鉆（Co）的合金材料廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械制造等領(lǐng)域。圖5為水溶液中電解制備

金屬鉆的裝置示意。下列說(shuō)法正確的是

A.工作時(shí)，I室和H室溶液的pH均增大

B.生成1molCo,I室溶液質(zhì)量理論上減少16g

C.移除兩交換膜后，石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)不變通電

D.電解總反應(yīng)：2CO2++2H2O2Co+02T+4H+

5.（2020浙江高考真題）在氯堿工業(yè)中，離子交換膜法電解飽和食鹽水示意圖如下，下列說(shuō)法不正確的是

()

離子交換膜

A.電極A為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣

B.離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜

C.飽和NaCl從a處進(jìn)，NaOH溶液從d處出

D.OH遷移的數(shù)量等于導(dǎo)線上通過(guò)電子的數(shù)量

基礎(chǔ)練

1.【答案】B

【解析】電子從電源的負(fù)極流出，故a是陰極，d是正極，溶液中的陽(yáng)離子Q移向陰極a。

2.【答案】C

【解析】鋅環(huán)與電源的正極相連,為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，A項(xiàng)正確；斷電時(shí)，Zn比鐵活潑，作負(fù)極,

電極反應(yīng)為Zn—2/C項(xiàng)錯(cuò)誤。

3.【答案】C

【解析】根據(jù)題給裝置圖可知，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為2H2。-4e=4H+O2T，陰極的電極反應(yīng)式為

02+2酎+2廣=&。2，故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤。根據(jù)題圖可知，出。2可將NH3-H2。氧化為N2,C項(xiàng)正確。根據(jù)

電極反應(yīng)式可知，工作過(guò)程中陽(yáng)極上生成氫離子，所以陽(yáng)極附近溶液的pH逐漸減小，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

4.【答案】A

【解析】HC1在陽(yáng)極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，生成Ck和H+,Fe3+在陰極得電子，還原成Fe2+,Fe2\

H'、O2反應(yīng)生成Fe3+和H2O,Fe2\Fe3+在陰極循環(huán)，A錯(cuò)誤；HC1在陽(yáng)極失電子生成Cb和H.,電極反

應(yīng)式為2Ho—2e-=C12T+2H*,B正確；根據(jù)電子得失守恒有。2?4e「，電路中轉(zhuǎn)移1mol電子，消耗0.25

mol氧氣，標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為5.6L,C正確；由圖可知，反應(yīng)物為HCl(g)和02(g),生成物為此0色)和Cl2(g).

故電解總反應(yīng)可看作是4Ho(g)+Ch(g)里曼2Ch(g)+2H2O(g).D正確。

5.【答案】D

【解析】電解池工作時(shí)，CO(NH2)2失去電子，a為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確：陰極水得電子生

成H2，則陰極反應(yīng)式為2H2。+2l=201<+氏3B正確；陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為CO(NH2)2-6e-+

+

H2O=CO2t+N2T+6H,若電路中通過(guò)6moi電子，陽(yáng)極產(chǎn)生N2的物質(zhì)的量為〃(N2)=6moi=1mol,

C正確；a極反應(yīng)式為CO(NH2)2—6e+H2O=CChT+N2T+6H+,則a極區(qū)溶液中氫離子濃度增大，溶液

的pH降低，D錯(cuò)誤。

提升綠

1.【答案】B

【分析】

根據(jù)圖示，M電極所在為陽(yáng)極室，M電極為陽(yáng)極，N電極為陰極，則堿性甲烷燃料電池中m電極為正極，

n電極為負(fù)極；據(jù)此分析作答。

【詳解】

A.該裝置用于制備Co(H2Po2)2,M電極為陽(yáng)極，則M電極為金屬Co,M電極的電極反應(yīng)為Co-2e-=Co2+,

N電極為不銹鋼，A正確；

B.n電極為堿性甲烷燃料電池的負(fù)極，n電極通入CH4,電極反應(yīng)式為CH4-8e+10OH=CO；+7H2O,B錯(cuò)

誤；

C.N電極為陰極，N電極電極反應(yīng)為2H2O+2e-=H2f+2OH;電解一段時(shí)間后，N極區(qū)堿性增強(qiáng)，溶液的

pH增大，C正確；

D.陽(yáng)極室中的Co?+通過(guò)膜a進(jìn)入產(chǎn)品室，膜a為陽(yáng)離子交換膜，原料室中通過(guò)膜b進(jìn)入產(chǎn)品室，膜

b為陰離子交換膜，則原料室中Na+通過(guò)膜c進(jìn)入陰極室，膜c為陽(yáng)離子交換膜，D正確；

答案選B。

2.【答案】A

【分析】

HCl(g)-Ch(g),Cl元素失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則與a電極相連的電極為電解池的陽(yáng)極，從而得出a極為正

極。

【詳解】

A.由分析可知，a極是電源的正極，則b極是電源的負(fù)極，A錯(cuò)誤；

B.在陰極，F(xiàn)e3+得電子生成Fe?+,則電極反應(yīng)式為：Fe3++e=Fe2+,B正確；

C.陽(yáng)極發(fā)生的電極反應(yīng)為2HCL2e=Cb+2H+,則電路中每轉(zhuǎn)移Imole:理論上可以回收氯氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的

體枳為0.5moIx22.4L/mol=11.2L,C正確；

D.該工藝涉及的反應(yīng)為4HCl-4e-=2Cb+4H+、4Fe3++4e-=4Fe2\4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2。，總反應(yīng)為

通電

4HC1+O22cl2+2H2O,D正確;

Fe“

故選A。

3.【答案】D

【分析】

由BP雙極膜中H+、OH-移動(dòng)方向可知：X電極為電解池的陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為：2Cr-2e=ChT；Y電極為

電解

陰極，電極反應(yīng)式為：2H++2-比3電解總反應(yīng)為2H2O+2C1--CLT+H2f+201十。精制鹽水中Na+經(jīng)過(guò)M

離子交換膜移向產(chǎn)品A室，與BP雙極膜中轉(zhuǎn)移過(guò)來(lái)的OH結(jié)合生成NaOH,所以M膜為陽(yáng)離子交換膜，

鹽室中C卜經(jīng)過(guò)N離子交換膜移向產(chǎn)品B室，與BP雙極膜中轉(zhuǎn)移過(guò)來(lái)的H+結(jié)合生成HC1,所以N膜為陰

離子交換膜，據(jù)此分析解答。

【詳解】

A.由以上分析知，X電極為電解池的陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為：2Cl-2e-=C12T；Y電極為陰極，電極反應(yīng)式為:

2H++2e=H2f,A錯(cuò)誤：

B.由題意可知：精制鹽水中Na+經(jīng)過(guò)M離子交換膜移向產(chǎn)品A室，與BP雙極膜中轉(zhuǎn)移過(guò)來(lái)的OH結(jié)合生

成NaOH,所以M膜為陽(yáng)離子交換膜，鹽室中Ct經(jīng)過(guò)N離子交換膜移向產(chǎn)品B室，與BP雙極膜中轉(zhuǎn)移過(guò)

來(lái)的H+結(jié)合牛.成HC1,所以N膜為陰離子交換膜，BP膜作用是選擇性通過(guò)H+和OH\B錯(cuò)誤；

C.陽(yáng)極反應(yīng)式為電極反應(yīng)式為：2Cl-2e=ChT，電路中每生成標(biāo)況5.6L氣體Cb,其物質(zhì)的量是0.25mol,

轉(zhuǎn)移電子0.5mol,理論上獲得副產(chǎn)品A（NaOH溶液）和B（HC1溶液）各0.5mol,C錯(cuò)誤：

D.“雙極膜組”電滲析法從NaCI溶液獲得酸（HCI）和堿（NaOH）,由此推知：也可從MX溶液制備相應(yīng)的

酸（HX）和堿（MOH）,D正確;

故合理選項(xiàng)是D。

4.【答案】A

【詳解】

A.閉合Ki后為電解池，陽(yáng)極海水中的。一被氧化為氯氣，陰極為含Na+的有機(jī)電解液，所以應(yīng)是Na+被還

原生成Na單質(zhì)，總反應(yīng)為2Cl+2Na+通電Cbf+Na,A錯(cuò)誤；

B.閉合K2后為原電池，H室中Na單質(zhì)被氧化為Na+,所以為負(fù)極，HI室為正極，原電池中陽(yáng)離子流向正

極，所以Na+通過(guò)離子交換膜從H室遷移至HI室，B正確；

C.閉合Ki時(shí)在1室生成的氯氣與水反應(yīng)生成HC1O（含氯消毒物質(zhì)），假設(shè)此過(guò)程生成1mol氯氣，則生成

ImolHClO,根據(jù)電子守恒可知生成2moi鈉單質(zhì)；HCIO可以氧化微生物，進(jìn)行消毒，未反應(yīng)的HC1O在閉

合K2后的in室中被還原，由于部分HCIO是被微生物還原，所以在ni室中被還原的HCIO的物質(zhì)的量小于

Imol,則消耗的鈉單質(zhì)小于2mol,所以有金屬Na剩余，C正確；

D.閉合Ki時(shí)在I室生成的氯氣與水反應(yīng)生成含氯消毒物質(zhì)，含氯消毒物質(zhì)可以氧化微生物，進(jìn)行消毒，

閉合K2后III室為正極，剩余的氯消毒物質(zhì)被還原，D正確；

綜上所述答案為A.

5.【答案】C

【分析】

由方程式可知，鋰為鋰離子電池的負(fù)極，F(xiàn)eS為正極，由圖可知，X電極與FeS電極相連，為電解池的陽(yáng)極,

氫氧根離子在陽(yáng)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和水，電極反應(yīng)式為4OH——4e-=。2?+2H2。，a室中溶

液中鋼離子通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入b室；Y電極與鋰電極相連，為電解池的陰極，銀離子在陰極得到電子發(fā)

生還原反應(yīng)生成銀，電極反應(yīng)式為Ni2++2e—=Ni,c室中氯離子通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入b室，則離子膜M為

陽(yáng)離子交換膜，離子膜N為陰離子交換膜。

【詳解】

A.由分析可知，X電極與FeS電極相連，為電解池的陽(yáng)極，故A錯(cuò)誤；

B.由分析可知，X電極與FeS電極相連，為電解池的陽(yáng)極，氫氧根離子在陽(yáng)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成

氧氣和水，a室的電極反應(yīng)式為40H——4e—=ChT+2H20,故B錯(cuò)誤；

C.由分析可知，離子膜M為陽(yáng)離子交換膜，離子膜N為陰離子交換膜，故C正確；

D.若去掉離子膜M將a、b兩室合并，放電能力強(qiáng)于氫氧根離子的氯離子會(huì)在陽(yáng)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)

生成氯氣，電極反應(yīng)式為2cL—2e-=Cbf,故D錯(cuò)誤；

故選C。

真題練

1.【答案】C

【解析】A.由電解示意圖可知，電極B上MM+轉(zhuǎn)化為了MnCh,鎰元素化合價(jià)升高，失電子，則電極B

為陽(yáng)極，電極A為陰極，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，A正確；

B.由電解示意圖可知，電極B上M/+失電子轉(zhuǎn)化為了MnCh,電極反應(yīng)式為：2H2O+Mn2+-2e=MnC)2+4H+,

B正確；

C.電極A為陰極，LiMm