考點(diǎn)19 電解池（解析版）

學(xué)而優(yōu)教有方考點(diǎn)19電解池電解的原理和應(yīng)用是歷年高考熱點(diǎn)，需要掌握其基礎(chǔ)知識(shí)，達(dá)到靈活運(yùn)用。主要包含金屬的精煉、氯堿工業(yè)、活潑金屬的制取、有關(guān)電解產(chǎn)物的判斷和計(jì)算等內(nèi)容。必須熟悉微粒在各種電極上的放電次序，這樣才能準(zhǔn)確地判斷出相關(guān)的電解產(chǎn)物，然后進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。有關(guān)電解的計(jì)算通?？筛鶕?jù)電解方程式或電極反應(yīng)式列比例求解或是利用各電極、線路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目守恒列等式求解。預(yù)測(cè)2023年高考仍會(huì)考查電解原理在實(shí)際化工生產(chǎn)中的應(yīng)用，結(jié)合物質(zhì)制備、分離和提純等知識(shí)綜合考查，涉及電極反應(yīng)式的書寫、物質(zhì)的提純操作以及電極反應(yīng)產(chǎn)物的判斷等。能多角度、動(dòng)態(tài)地分析電解池中發(fā)生的反應(yīng)，掌握好放電順序，總結(jié)好電解規(guī)律，對(duì)于設(shè)題方式多且靈活多變的實(shí)物圖分析問題，應(yīng)加以關(guān)注。一、電解池的工作原理二、電解原理的應(yīng)用電解池的工作原理1．電解和電解池(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)的過程。(2)電解池：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。(3)電解池的構(gòu)成①有與電源相連的兩個(gè)電極。②電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì))。③形成閉合回路。2．電解池的工作原理(1)電極名稱及電極反應(yīng)式(電解CuCl2溶液為例)總反應(yīng)式：CuCl2eq\o(=,\s\up7(通電))Cu＋Cl2↑(2)電子和離子的移動(dòng)方向①電子：從電源負(fù)極流出后，流向電解池陰極；從電解池的陽(yáng)極流出后流向電源的正極。②離子：陽(yáng)離子移向電解池的陰極，陰離子移向電解池的陽(yáng)極。3．陰陽(yáng)兩極上放電順序(1)陰極：(與電極材料無關(guān))。氧化性強(qiáng)的先放電，放電順序：(2)陽(yáng)極：若是活性電極作陽(yáng)極，則活性電極首先失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。若是惰性電極作陽(yáng)極，放電順序?yàn)樽⒁猓孩訇帢O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最常用、最重要的放電順序?yàn)殛?yáng)極：Cl－>OH－；陰極：Ag＋>Cu2＋>H＋。③電解水溶液時(shí)，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。4．“五類”依據(jù)判斷電解池電極判斷依據(jù)電極電極材料電極反應(yīng)電子流向離子移向電極現(xiàn)象陽(yáng)極與電源正極相連氧化反應(yīng)流出陰離子移向電極溶解或pH減小陰極與電源負(fù)極相連還原反應(yīng)流入陽(yáng)離子移向電極增重或pH增大5．電化學(xué)綜合計(jì)算的三種常用方法(1)根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計(jì)算。(2)根據(jù)電子守恒計(jì)算①用于串聯(lián)電路中陰陽(yáng)兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計(jì)算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。②用于混合溶液中電解的分階段計(jì)算。(3)根據(jù)關(guān)系式計(jì)算根據(jù)得失電子守恒定律建立起已知量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建計(jì)算所需的關(guān)系式。如以通過4mole－為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式：(式中M為金屬，n為其離子的化合價(jià)數(shù)值)該關(guān)系式具有總攬電化學(xué)計(jì)算的作用和價(jià)值，熟記電極反應(yīng)式，靈活運(yùn)用關(guān)系式便能快速解答常見的電化學(xué)計(jì)算問題?！拘≡嚺５丁空?qǐng)判斷下列說法的正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程就是電解質(zhì)溶液被電解的過程()(2)某些不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，通過電解可以實(shí)現(xiàn)()(3)直流電源跟電解池連接后，電子從電源負(fù)極流向電解池陽(yáng)極()(4)電解稀硫酸制H2、O2時(shí)，可用不活潑的銅做陽(yáng)極()(5)電解CuCl2溶液，陰極逸出的氣體能夠使?jié)駶?rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)色()(6)電解鹽酸、硫酸等溶液，H＋放電，溶液的pH均增大()(7)電解時(shí)，電子的移動(dòng)方向?yàn)椋弘娫簇?fù)極→陰極→陽(yáng)極→電源正極()(8)電解鹽酸、硫酸等溶液，H＋放電，溶液的pH逐漸增大()(9)用惰性電極電解CuSO4溶液一段時(shí)間后，加入Cu(OH)2可使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到電解前的情況()答案：(1)√(2)√(3)×(4)×(5)×(6)×(7)×(8)×(9)×【典例】例1用鐵棒和銅棒做電極，模擬在鐵棒上鍍銅，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，下列判斷正確的是()A．溶液中陽(yáng)離子移向b極發(fā)生還原反應(yīng)B．銅棒的材質(zhì)必須用純銅C．電解一段時(shí)間后加Cu(OH)2固體使溶液恢復(fù)原來的濃度D．該實(shí)驗(yàn)過程中電解質(zhì)溶液的pH會(huì)不斷減小【答案】A【解析】A項(xiàng)，電解過程中，a為陽(yáng)極、b為陰極，溶液中陽(yáng)離子移向b極發(fā)生還原反應(yīng)生成銅，故A正確；B項(xiàng)，鍍時(shí)鍍層金屬作陽(yáng)極，即b電極常常用純銅，但也可用混有活潑性大于Cu的金屬的銅合金或用混有活潑性小于Ag的金屬的銅合金等，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，電鍍銅時(shí)，銅在陽(yáng)極失去電子進(jìn)入溶液中，溶液中的銅離子在陰極得電子生成銅，理論上溶液中各離子的種類和濃度不變，電解一段時(shí)間后不需要加Cu(OH)2固體使溶液恢復(fù)原來的濃度，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，該實(shí)驗(yàn)過程中銅在陽(yáng)極失去電子進(jìn)入溶液中，溶液中的銅離子在陰極得電子生成銅，溶液中的各離子的濃度不變，pH不變，故D錯(cuò)誤；故選A。例2(2022·浙江省6月選考)通過電解廢舊鋰電池中的LiMn2O4可獲得難溶性的Li2CO3和MnO2，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。電解過程中溶液的體積變化忽略不計(jì))。下列說法不正確的是()A．電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)B．電極B的電極發(fā)應(yīng)：2H2O+Mn2+-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，可通過調(diào)節(jié)除去Mn2+，再加入Na2CO3溶液以獲得Li2CO3【答案】C【解析】A項(xiàng)，由電解示意圖可知，電極B上Mn2+轉(zhuǎn)化為了MnO2，錳元素化合價(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項(xiàng)，由電解示意圖可知，電極B上Mn2+失電子轉(zhuǎn)化為了MnO2，電極反應(yīng)式為：2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+，B正確；C項(xiàng)，電極A為陰極，LiMn2O4得電子，電極反應(yīng)式為：2LiMn2O4+6e-+16H+=2Li++4Mn2++8H2O，依據(jù)得失電子守恒，電解池總反應(yīng)為：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，反應(yīng)生成了Mn2+，Mn2+濃度增大，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，電解池總反應(yīng)為：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，電解結(jié)束后，可通過調(diào)節(jié)溶液pH將錳離子轉(zhuǎn)化為沉淀除去，然后再加入碳酸鈉溶液，從而獲得碳酸鋰，D正確；故選C。【對(duì)點(diǎn)提升】對(duì)點(diǎn)1用惰性電極進(jìn)行電解，下列說法正確的是()A．電解稀硫酸，實(shí)質(zhì)上是電解水，故溶液pH不變B．電解稀NaOH溶液，要消耗OH-，故溶液pH減小C．電解Na2SO4溶液，在陰極上和陽(yáng)極上生成氣體產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1：2D．電解氯化銅溶液，在陰極上和陽(yáng)極上生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1：1【答案】D【解析】A項(xiàng)，電解稀硫酸時(shí)，實(shí)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，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，電解稀氫氧化鈉溶液時(shí)，實(shí)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，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，電解硫酸鈉溶液時(shí)，實(shí)質(zhì)上是電解水，陰極上氫離子得電子生成氫氣，陽(yáng)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(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2：1，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，電解氯化銅溶液時(shí)，陰極上銅離子得電子生成銅，陽(yáng)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(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1：1，故D正確；故選D。對(duì)點(diǎn)2Cu2O是一種半導(dǎo)體材料，基于綠色化學(xué)理論設(shè)計(jì)的制取Cu2O的電解池示意圖如圖，電解總反應(yīng)為2Cu+H2OCu2O+H2↑。下列說法正確的是()。A．石墨電極上產(chǎn)生氫氣B．銅電極發(fā)生還原反應(yīng)C．銅電極接直流電源的負(fù)極D．當(dāng)有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，有0.1molCu2O生成【答案】A【解析】石墨作陰極，電極反應(yīng)為2H++2e-=H2↑，A項(xiàng)正確；Cu作電解池的陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；陽(yáng)極與電源的正極相連，C項(xiàng)錯(cuò)誤；陽(yáng)極反應(yīng)為2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O，當(dāng)有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，有0.05molCu2O生成，D項(xiàng)錯(cuò)誤?！厩蓪W(xué)妙記】1．惰性電極電解電解質(zhì)溶液的產(chǎn)物判斷(圖示)2．“串聯(lián)”類裝置的解題流程電解原理的運(yùn)用(1)電解飽和食鹽水電極反應(yīng)：陽(yáng)極：2Cl－－2e－=Cl2↑(氧化反應(yīng))陰極：2H＋＋2e－=H2↑(還原反應(yīng))總反應(yīng)方程式：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑離子方程式：2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2OH－＋H2↑＋Cl2↑應(yīng)用：氯堿工業(yè)制燒堿、氯氣和氫氣。(2)電鍍和電解精煉銅電鍍(Fe上鍍Cu)電解精煉銅陽(yáng)極電極材料鍍層金屬銅粗銅(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等雜質(zhì))電極反應(yīng)Cu－2e－=Cu2＋Cu－2e－=Cu2＋，Zn－2e－=Zn2＋，F(xiàn)e－2e－=Fe2＋，Ni－2e－=Ni2＋陰極電極材料待鍍金屬Fe純銅電極反應(yīng)Cu2＋＋2e－=Cu電解質(zhì)溶液含Cu2＋的鹽溶液電解精煉銅時(shí)，粗銅中的Ag、Au等不反應(yīng)，沉積在電解池底部形成陽(yáng)極泥(3)電冶金利用電解熔融鹽的方法來冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等?？偡匠淌疥?yáng)極、陰極反應(yīng)式冶煉鈉2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑2Cl－－2e－=Cl2↑，2Na＋＋2e－=2Na冶煉鎂MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑2Cl－－2e－=Cl2↑，Mg2＋＋2e－=Mg冶煉鋁2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))4Al＋3O2↑6O2－－12e－=3O2↑，4Al3＋＋12e－=4Al【小試牛刀】請(qǐng)判斷下列說法的正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)在鍍件上電鍍銅時(shí)，也可以用惰性材料做陽(yáng)極，用硫酸銅溶液做電解液()(2)用銅做陰極，石墨做陽(yáng)極，電解飽和食鹽水時(shí)，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑()(3)粗銅精煉時(shí)，與電源正極相連的應(yīng)是粗銅，該極發(fā)生的電極反應(yīng)只有Cu－2e－=Cu2＋()(4)電鍍銅和電解精煉銅時(shí)，電解質(zhì)溶液中c(Cu2＋)均保持不變()(5)電解飽和食鹽水時(shí)，兩個(gè)電極均不能用金屬材料()(6)電解冶煉鎂、鋁通常電解MgCl2和Al2O3，也可以電解MgO和AlCl3()(7)電解精煉時(shí)，陽(yáng)極泥可以作為提煉貴重金屬的原料()(8)用Zn作陽(yáng)極，F(xiàn)e作陰極，ZnCl2作電解質(zhì)溶液，由于放電順序H＋>Zn2＋，不可能在鐵上鍍鋅()答案：(1)√(5)√(3)×(4)×(5)×(6)×(7)√(8)×【典例】例1(2020?浙江1月選考)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)線上通過電子的數(shù)量【答案】D【解析】氯堿工業(yè)中的總反應(yīng)為2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑；電解池中陽(yáng)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，氯堿工業(yè)中Cl2為氧化產(chǎn)物，所以電極A為陽(yáng)極，電極B為陰極。A項(xiàng)，根據(jù)分析可知電極A為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，故A正確；B項(xiàng)，陽(yáng)極發(fā)生的方程式為：2Cl--2e-═Cl2↑，陰極：2H++2e-═H2↑；為了防止生成的氯氣與氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)，氫氧化鈉要從b口流出，所以要防止OH-流向陽(yáng)極即電極A，該離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜，故B正確；C項(xiàng)，根據(jù)B選項(xiàng)的分析可知飽和NaCl從a處進(jìn)，NaOH溶液從d處出，故C正確；D項(xiàng)，由B項(xiàng)知該離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜，OH-沒有發(fā)生遷移，故D錯(cuò)誤；故選D。例2(2021?廣東選擇性考試)鈷(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。如圖為水溶液中電解制備金屬鈷的裝置示意圖。下列說法正確的是()A．工作時(shí)，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大B．生成1molCo，Ⅰ室溶液質(zhì)量理論上減少16gC．移除兩交換膜后，石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)不變D．電解總反應(yīng)：為2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+【解析】由圖可知，該裝置為電解池，石墨電極為陽(yáng)極，水在陽(yáng)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子，電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=O2↑+4H+，Ⅰ室中陽(yáng)離子電荷數(shù)大于陰離子電荷數(shù)，放電生成的氫離子通過陽(yáng)離子交換膜由Ⅰ室向Ⅱ室移動(dòng)，鈷電極為陰極，鈷離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鈷，電極反應(yīng)式為Co2++2e-=Co，Ⅲ室中陰離子電荷數(shù)大于陽(yáng)離子電荷數(shù)，氯離子過陰離子交換膜由Ⅲ室向Ⅱ室移動(dòng)，電解的總反應(yīng)的離子方程式為2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+。A項(xiàng)，放電生成的氫離子通過陽(yáng)離子交換膜由Ⅰ室向Ⅱ室移動(dòng)，使Ⅱ室中氫離子濃度增大，溶液pH減小，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，由分析可知，陰極生成1mol鈷，陽(yáng)極有1mol水放電，則Ⅰ室溶液質(zhì)量減少18g，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，若移除離子交換膜，氯離子的放電能力強(qiáng)于水，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，則移除離子交換膜，石墨電極的電極反應(yīng)會(huì)發(fā)生變化，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由分析可知，電解的總反應(yīng)的離子方程式為2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+，故D正確；故選D?！敬鸢浮緿【對(duì)點(diǎn)提升】對(duì)點(diǎn)1碳酸二甲酯(DMC)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為(CH3O)2CO，其化學(xué)性質(zhì)非?；顫姡瑯O易水解。用電解法制備碳酸二甲酯的模擬裝置如圖所示。下列說法正確的是()。A．左側(cè)電極為陰極，右側(cè)電極為陽(yáng)極B．陽(yáng)極發(fā)生的反應(yīng)：CO-2e-+2CH3OH=(CH3O)2CO+2H+C．質(zhì)子通過交換膜從陰極區(qū)移向陽(yáng)極區(qū)D．離子液體必須是水溶液，目的是傳遞電荷【答案】B【解析】根據(jù)裝置圖可知，通入氧氣的電極上氧氣得電子生成水，則通入氧氣的電極是陰極，通入甲醇和CO的電極是陽(yáng)極，則左側(cè)電極為陽(yáng)極，右側(cè)電極為陰極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；質(zhì)子(H+)在陽(yáng)極區(qū)生成，通過交換膜從陽(yáng)極區(qū)移向陰極區(qū)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；依據(jù)題干信息“碳酸二甲酯(DMC)極易水解”可知，離子液體必須是非水溶液，D項(xiàng)錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)2某二氧化氯復(fù)合消毒劑發(fā)生器的工作原理如圖所示。通電后，產(chǎn)生成分為ClO2、Cl2、O3、H2O2的混合氣體甲，被水吸收后可制得具有更強(qiáng)的廣譜殺菌滅毒能力的二氧化氯復(fù)合消毒劑。下列說法正確的是()A．m端為電源正極，隔膜為陰離子交換膜B．產(chǎn)生ClO2的電極反應(yīng)式為Cl-+5e-+2H2O=ClO2↑+4H+C．通電后d口所在極室pH升高，e口排出NaOH溶液D．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，b口每收集到2.24L氣體乙，電路中轉(zhuǎn)移電子0.4NA【答案】C【解析】左室中氯元素化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽(yáng)極室，故m為電源的正極，n為電源的負(fù)極，右室發(fā)生還原反應(yīng)，水放電生成氫氣與氫氧根離子，離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜，左室中的鈉離子通過離子交換膜進(jìn)入右室，溶液丙為NaOH溶液。A項(xiàng)，左室中氯元素化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽(yáng)極室，故m為電源的正極，n為電源的負(fù)極，右室發(fā)生還原反應(yīng)，水放電生成氫氣與氫氧根離子，離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，Cl-轉(zhuǎn)化為ClO2發(fā)生氧化反應(yīng)，應(yīng)是失去電子，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，右室是水放電生成氫氣與氫氧根離子，右室pH升高，左室中的鈉離子通過離子交換膜進(jìn)入右室，e口排出NaOH溶液，故C正確；D項(xiàng)，標(biāo)準(zhǔn)狀況下，b口每收集到2.24L(0.1mol)氣體乙，電路中轉(zhuǎn)移電子0.2NA，故選C?！厩蓪W(xué)妙記】三”步完勝電極反應(yīng)式的書寫1．用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜，電解質(zhì)溶液一般為H2SO4—H2C2O4混合溶液。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．待加工鋁質(zhì)工件為陽(yáng)極B．可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極C．陰極的電極反應(yīng)式為：Al3＋＋3e－=AlD．硫酸根離子在電解過程中向陽(yáng)極移動(dòng)【答案】C【解析】A對(duì)，該電解池陽(yáng)極發(fā)生的電極反應(yīng)為2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，氧氣將鋁制品表面氧化形成致密的氧化膜，所以待加工鋁質(zhì)工件應(yīng)為陽(yáng)極；B對(duì)，C錯(cuò)，陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑，陰極可選用不銹鋼網(wǎng)作電極；D對(duì)，電解質(zhì)溶液中的陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)。2．電解飽和食鹽水，若生成4mol的NaOH，(a為飽和食鹽水)，下列說法正確的是()A．在X極生成2molCl2B．在X極生成2molH2C．在Y極生成4molCl2D．NaOH在Y極生成【答案】B【解析】由裝置圖可知Y為電解池的陽(yáng)極，電極反應(yīng)：2Cl－－2e－=Cl2↑，X為陰極，電極反應(yīng)為：2H＋＋2e－=H2↑。A項(xiàng)，X電極為陰極，生成的是氫氣，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，由總反應(yīng)方程式2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))H2↑＋Cl2↑＋2NaOH知，生成4mol的NaOH，同時(shí)生成2molH2，正確；C項(xiàng)，Y電極為電解池陽(yáng)極，由總反應(yīng)方程式2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))H2↑＋Cl2↑＋2NaOH可知，生成4mol的NaOH，同時(shí)生成氯氣2mol，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，陰極附近氫離子放電促進(jìn)水電離，溶液中氫氧根離子濃度增大，NaOH在X極生成，錯(cuò)誤。3．科學(xué)家最近采用石墨烯為電極材料設(shè)計(jì)一種新型綠色處理尾氣中NH3的方案，主要包括電化學(xué)過程和化學(xué)過程，如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()。A．上述裝置工作時(shí)，H+向陰極遷移，陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．陰極區(qū)反應(yīng)包括Fe3++e-=Fe2+、4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2OC．電解總反應(yīng)為4NH3+3O2=2N2+6H2OD．電路上轉(zhuǎn)移0.3mol電子，理論上處理3.4g氨氣【答案】D【解析】在電解池中，陽(yáng)離子向陰極遷移，陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，A項(xiàng)正確；陰極區(qū)發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe3++e-=Fe2+，O2氧化亞鐵離子，4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，B項(xiàng)正確；陽(yáng)極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)為2NH3-6e-=N2+6H+，將陰、陽(yáng)極區(qū)反應(yīng)相加得到總反應(yīng)式，C項(xiàng)正確；轉(zhuǎn)移0.3mol電子，理論上處理0.1molNH3，相當(dāng)于1.7gNH3，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4．用石墨做電極，電解稀Na2SO4溶液的裝置如圖所示，通電后在石墨電極A和B附近分別滴加一滴石蕊溶液。下列有關(guān)敘述正確的是()A．逸出氣體的體積：A電極＜B電極B．一電極逸出無味氣體，另一電極逸出刺激性氣味氣體C．A電極附近呈紅色，B電極附近呈藍(lán)色D．電解一段時(shí)間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到同一燒杯中，充分?jǐn)嚢韬笕芤撼手行浴敬鸢浮緿【解析】SOeq\o\al(2－,4)、OH－移向B電極，在B電極OH－放電，產(chǎn)生O2，B電極附近c(diǎn)(H＋)＞c(OH－)，＋)，石蕊溶液變藍(lán)，C項(xiàng)錯(cuò)誤、D項(xiàng)正確；A電極產(chǎn)生的氣體體積大于B電極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；兩種氣體均為無色無味的氣體，B項(xiàng)錯(cuò)誤。5．某同學(xué)組裝了如圖所示的電化學(xué)裝置，電極Ⅰ為Al，其他均為Cu，則下列說法正確的是()A．電流方向：電極Ⅳ→→電極ⅠB．電極Ⅰ發(fā)生還原反應(yīng)C．電極Ⅱ逐漸溶解D．電極Ⅲ的電極反應(yīng)：Cu2＋＋2e－=Cu【答案】A【解析】當(dāng)多個(gè)電化學(xué)裝置串聯(lián)時(shí)，兩電極材料活潑性相差大的做原電池，其他做電解池，由此可知圖示中左邊兩池組成原電池，右邊組成電解池。A項(xiàng)，電子移動(dòng)方向：電極Ⅰ→→電極Ⅳ，電流方向與電子移動(dòng)方向相反，正確；B項(xiàng)，原電池負(fù)極在工作中失電子，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，原電池正極為得電子一極，銅離子在電極Ⅱ上得電子，生成銅單質(zhì)，該電極質(zhì)量逐漸增大，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，電解池中陽(yáng)極為非惰性電極時(shí)，電極本身失電子，形成離子進(jìn)入溶液中，因?yàn)殡姌OⅡ?yàn)檎龢O，因此電極Ⅲ為電解池的陽(yáng)極，其電極反應(yīng)式為Cu－2e－=Cu2＋，錯(cuò)誤。6．高鐵酸鈉(Na2FeO4)是一種新型綠色水處理劑。工業(yè)上可用電解濃NaOH溶液制備Na2FeO4，其工作原理如圖所示，兩端隔室中離子不能進(jìn)入中間隔室。下列說法錯(cuò)誤的是()A．陽(yáng)極反應(yīng)式：Fe－6e－＋8OH－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2OB．甲溶液可循環(huán)利用C．離子交換膜a是陰離子交換膜D．當(dāng)電路中通過2mol電子的電量時(shí)，會(huì)有1molH2生成【答案】C【解析】A項(xiàng)，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式：Fe－6e－＋8OH－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O，正確；B項(xiàng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，水電離出的氫離子放電生成氫氣和氫氧根，甲溶液為濃的氫氧化鈉溶液，可循環(huán)利用，正確；C項(xiàng)，電解池中陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，通過離子交換膜a的是Na＋，故a為陽(yáng)離子交換膜，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，水電離出的氫離子放電生成氫氣和氫氧根，電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，當(dāng)電路中通過2mol電子的電量時(shí)，會(huì)有1molH2生成，正確。7．用惰性電極電解法制備硼酸[H3BO3或B(OH)3]的工作原理如圖所示(陽(yáng)膜和陰膜分別只允許陽(yáng)離子和陰離子通過)。下列有關(guān)說法正確的是()A．陰極與陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體體積比為1∶2B．b極的電極反應(yīng)式為2H2O－2e－=O2↑＋4H＋C．產(chǎn)品室中發(fā)生的反應(yīng)是B(OH)3＋OH－=B(OH)eq\o\al(－,4)D．每增加1molH3BO3產(chǎn)品，NaOH溶液增重22g【答案】D【解析】由圖可知，b電極為陽(yáng)極，電解時(shí)陽(yáng)極上水失電子生成O2和H＋，a電極為陰極，電解時(shí)陰極上水得電子生成H2和OH－，原料室中的鈉離子通過陽(yáng)膜進(jìn)入a極室，溶液中c(NaOH)增大，原料室中B(OH)eq\o\al(－,4)通過陰膜進(jìn)入產(chǎn)品室，b極室中氫離子通過陽(yáng)膜進(jìn)入產(chǎn)品室，B(OH)eq\o\al(－,4)、H＋發(fā)生反應(yīng)生成H3BO3；a、b電極反應(yīng)式分別為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－、2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，理論上每生成1mol產(chǎn)品，b極生成1molH＋、a極生成0.5molH2。8．某些無公害免農(nóng)藥果園利用如圖所示電解裝置，進(jìn)行果品的安全生產(chǎn)，解決了農(nóng)藥殘留所造成的生態(tài)及健康危害問題。下列說法正確的是()A．a(chǎn)為直流電源的負(fù)極，與之相連的電極為陰極B．離子交換膜為陰離子交換膜C．“酸性水”具有強(qiáng)氧化性，能夠殺菌D．陰極反應(yīng)式為H2O＋2e－=H2↑＋O2－【答案】C【解析】由“堿性水”可推知b為直流電源的負(fù)極，a為直流電源的正極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；右側(cè)生成OH－，K＋穿過離子交換膜移到右側(cè)，即該離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜，B項(xiàng)錯(cuò)誤；陽(yáng)極反應(yīng)為2Cl－－2e－=Cl2↑，Cl2＋H2O=HCl＋HClO，故“酸性水”中含HClO，具有強(qiáng)氧化性，能殺菌，C項(xiàng)正確；水溶液中不可能存在O2－，D項(xiàng)錯(cuò)誤。9．空氣污染物NO通常用含Ce4＋的溶液吸收，生成HNO2、NOeq\o\al(－,3)，再利用電解法將上述吸收液中的HNO2轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)，同時(shí)生成Ce4＋，其原理如圖所示。下列說法正確的是()A．H＋由右室進(jìn)入左室B．Ce4＋從電解槽的c口流出，且可循環(huán)使用C．陰極的電極反應(yīng)式：2HNO2＋6H＋＋6e－=N2↑＋4H2OD．若用甲烷燃料電池作為電源，當(dāng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下33.6L甲烷時(shí)，理論上可轉(zhuǎn)化HNO22mol【答案】C【解析】A項(xiàng)，根據(jù)電解原理，H＋由左室向右室移動(dòng)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，空氣污染物NO通常用含Ce4＋溶液吸收，生成HNO2、NOeq\o\al(－,3)，N的化合價(jià)升高，Ce4＋的化合價(jià)降低，然后對(duì)此溶液進(jìn)行電解，又產(chǎn)生Ce4＋，根據(jù)電解原理，應(yīng)在陽(yáng)極上產(chǎn)生，即Ce4＋從a口流出，可循環(huán)使用，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，根據(jù)電解原理，陰極上得電子，化合價(jià)降低，HNO2轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)，即轉(zhuǎn)化為N2，陰極電極反應(yīng)式為2HNO2＋6H＋＋6e－=N2↑＋4H2O，正確；D項(xiàng)，標(biāo)準(zhǔn)狀況下，33.6L甲烷參與反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為eq\f(33.6×8,22.4)mol＝12mol，理論上可轉(zhuǎn)化HNO2的物質(zhì)的量為eq\f(12×2,6)mol＝4mol，錯(cuò)誤。10．“三室法”制備燒堿和硫酸示意圖如下，下列說法正確的是()A．電極A為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．離子交換膜A為陰離子交換膜C．稀硫酸從c處進(jìn)，濃溶液從b處出，濃Na2SO4溶液從e處進(jìn)D．Na+和SO42-遷移的數(shù)量和等于導(dǎo)線上通過電子的數(shù)量【答案】C【解析】根據(jù)題意和裝置圖，利用“三室法”制備燒堿和硫酸，則兩個(gè)電極一邊產(chǎn)生硫酸，一邊產(chǎn)生燒堿，e處加入的應(yīng)為硫酸鈉溶液，鈉離子與硫酸根離子通過離子交換膜A、B向兩極移動(dòng)，根據(jù)B電極上生成氧氣，即電解質(zhì)溶液中的氧元素，由-2價(jià)變?yōu)?價(jià)，化合價(jià)升高失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，則電極B為陽(yáng)極，硫酸根離子通過離子交換膜B向電極B移動(dòng)，陽(yáng)極反應(yīng)為2H2O-4e-=O2↑+4H+，則c處加入的為稀硫酸，d處流出的為濃硫酸；電極A為陰極，Na+透過離子交換膜A向電極A移動(dòng)，a加入的為稀氫氧化鈉溶液，b流出的為濃氫氧化鈉溶液，電極反應(yīng)為2H2O+2e-=2OH-+H2↑。A項(xiàng)，根據(jù)分析，電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，Na+透過離子交換膜A向電極A移動(dòng)，則離子交換膜A為陽(yáng)離子交換膜，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，稀硫酸從c處進(jìn)，濃NaOH溶液從b處出，濃Na2SO4溶液從e處進(jìn)，故C正確；D項(xiàng)，一個(gè)電子帶一個(gè)單位的負(fù)電荷，Na+帶一個(gè)單位的正電荷，硫酸根離子帶兩個(gè)單位的負(fù)電荷，Na+遷移的數(shù)量等于導(dǎo)線上通過電子的數(shù)量，導(dǎo)線上通過電子的數(shù)量等于硫酸根離子遷移數(shù)量的兩倍，故D錯(cuò)誤；故選C。11．H2O2和O3都是較強(qiáng)的氧化劑，可用于環(huán)境消殺。以下電化學(xué)裝置可協(xié)同產(chǎn)生H2O2和O3，產(chǎn)生H2O2和O3的物質(zhì)的量之比為5：1，下列說法錯(cuò)誤的是()A．Y電極電勢(shì)低于X電極B．膜為質(zhì)子交換膜C．生成雙氧水的電極反應(yīng)式為O2+2e-+2H+=H2O2D．X極處可能還存在其他副反應(yīng)【答案】A【解析】Y極O元素從-2價(jià)升至0價(jià)，是陽(yáng)極，電極反應(yīng)式：2H2O-4e-=O2+4H+，3H2O-6e-=O3+6H+，X極是陰極，電極反應(yīng)式為：O2+2e-+2H+=H2O2；A項(xiàng)，Y是陽(yáng)極，X極是陰極，Y電極電勢(shì)比X電極高，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，H+由Y極向X極移動(dòng)，則膜為質(zhì)子交換膜，B正確；C項(xiàng)，X極是陰極，生成雙氧水的電極反應(yīng)式為O2+2e-+2H+=H2O2，C正確；D項(xiàng)，Y極還可能發(fā)生的電極反應(yīng)式為3H2O-6e-=O3+6H+，則H2O2和O3的物質(zhì)的量之比為3：1，故應(yīng)有其他副反應(yīng)生成H2O2，才會(huì)有5：1，D正確；故選A。12．電化學(xué)原理在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大的作用。Na2FeO4是制造高鐵電池的重要原料，同時(shí)也是一種新型的高效凈水劑。在工業(yè)上通常利用如圖裝置生產(chǎn)Na2FeO4，下列說法正確的是()A．陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2OB．右側(cè)的離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜C．陰極區(qū)a%>b%D．陰極產(chǎn)生的氣體是氧氣【答案】A【解析】A項(xiàng)，由圖所示，F(xiàn)e為陽(yáng)極，故發(fā)生氧化反應(yīng)生成FeO42-，電極反應(yīng)式為Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O，A正確；B項(xiàng)，陽(yáng)極反應(yīng)消耗陰離子氫氧根離子，向右側(cè)陽(yáng)極移動(dòng)，故右側(cè)交換膜為能使陰離子通過的陰離子交換膜，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，陰極區(qū)水被電解產(chǎn)生H2和OH-，故產(chǎn)出的NaOH濃度變大，a%<b%，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，陰極區(qū)為水被電解發(fā)生還原反應(yīng)得到電子，生成氫氣，D錯(cuò)誤；故選A。13．近日，電催化固氮領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，利用雙功能催化劑可實(shí)現(xiàn)室溫條件下電催化氮?dú)膺€原制備氨氣、氧化制備硝酸鹽。裝置如圖所示：下列說法錯(cuò)誤的是()A．工作時(shí)，電子流入a極B．陽(yáng)極區(qū)的電極反應(yīng)為：N2+6H2O-10e-=2NO3-+12H+C．陽(yáng)極區(qū)和陰極區(qū)消耗的N2的質(zhì)量之比為5：3D．該離子交換膜應(yīng)使用質(zhì)子交換膜【答案】C【解析】A項(xiàng)，由圖可知，a極N2生成NH3，發(fā)生還原反應(yīng)，為陰極，電子由電源負(fù)極流入陰極，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，由圖可知，陽(yáng)極是N2反應(yīng)生成HNO3，失去電子，電極反應(yīng)為：N2+6H2O-10e-=2NO3-+12H+，B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，由圖可知，a極N2→2NH3，得到6e-，b極N2→2NO3-，失去10e-，根據(jù)電子得失相等計(jì)算，陽(yáng)極區(qū)和陰極區(qū)消耗的N2的質(zhì)量之比為3：5，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，陽(yáng)極反應(yīng)為N2+6H2O-10e-=2NO3-+12H+，生成H+，陰極反應(yīng)為N2+6H++6e-=2NH3，消耗H+，該離子交換膜應(yīng)使用質(zhì)子交換膜，D項(xiàng)正確；故選C。14．國(guó)內(nèi)某動(dòng)力電池研究院運(yùn)用FFC劍橋工藝實(shí)現(xiàn)熔鹽電解SiO2制備硅材料，裝置如圖。下列說法中錯(cuò)誤的是A．陽(yáng)極反應(yīng)為C-4e-+2O2-=CO2↑B．SiO2電極減重60g時(shí)，生成CO2體積為22.4LC．電解過程，熔鹽中Ca2+移向SiO2所在電極的方向D．若用其他情性電極代替石墨，可能會(huì)生成O2、Cl2【答案】B【解析】A項(xiàng)，石墨電極生成二氧化碳，所以石墨電極為陽(yáng)極，陽(yáng)極反應(yīng)為C-4e-+2O2-=CO2↑，故A正確；B項(xiàng)，SiO2電極減重60g時(shí)，消耗1molSiO2，陽(yáng)極生成1molCO2，非標(biāo)準(zhǔn)狀況下，體積不一定為22.4L，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，電解過程，陽(yáng)離子移向陰極，SiO2所在的電極為陰極，所以熔鹽中Ca2+移向SiO2所在電極的方向，故C正確；D項(xiàng)，若用其他情性電極代替石墨作陽(yáng)極，可能是O2-、Cl-失電子生成生成O2、Cl2，故D正確；故選B。15．己知Fe2+與H2O2溶液混合發(fā)生Fenton反應(yīng)生成氧化性很強(qiáng)的羥基自由基(?OH)，可將CN-氧化為低毒的CNO-，實(shí)現(xiàn)廢水處理的目的。三維電極電解-Fenton反應(yīng)處理廢水的原理如圖所示，多孔焦炭電極將整個(gè)電解槽變成了許多微電解池。下列說法錯(cuò)誤的是A．鈦合金電極反應(yīng)式為2H2O-2e-=2H++2?OHB．陰極電極反應(yīng)式為O2+2H++2e-=H2O2C．焦炭電極表面能產(chǎn)生?OH使廢水處理效率提高D．Fe(OH)2+能在鈦合金電極實(shí)現(xiàn)再生循環(huán)利用【答案】D【解析】由圖示知，鈦合金電極連接電源正極，作電解的陽(yáng)極，H2O在電極表面放電生成·OH和H+，電極反應(yīng)為：2H2O-2e-=2H++2·OH，石墨電極為電解的陰極，O2在電極表面得電子生成H2O2，電極反應(yīng)為：O2+2e-+2H+=H2O2。A項(xiàng)，由分析知，A正確；B項(xiàng)，由分析知，B正確；C項(xiàng)，多孔焦炭電極將整個(gè)電解槽變成許多微電解池，其作陽(yáng)極的部分對(duì)應(yīng)電極反應(yīng)與鈦合金電極相同，也可產(chǎn)生·OH，使廢水處理效率提高，C正確；D項(xiàng)，F(xiàn)e(OH)2+中Fe元素為+3價(jià)，變回Fe2+需得電子，故可在石墨電極(陰極)上再生循環(huán)，D錯(cuò)誤；故選D。16．工業(yè)吸收H2S氣體后的FeCl3溶液的再生過程可降解酸性污水中的硝酸鹽，其工作原理如圖所示。下列說法正確的是()A．溶液M中的溶質(zhì)為FeCl2B．電極a為陰極C．電極b上的反應(yīng)為：2NO3-+6H2O+10e-=N2↑+12OH-D．隨電解的進(jìn)行，陰極區(qū)溶液pH增大【答案】D【解析】A項(xiàng)，溶液M為吸收H2S氣體后的FeCl3溶液，硫化氫與氯化鐵反應(yīng)生成硫單質(zhì)、氯化亞鐵和HCl，同時(shí)還有剩余的氯化鐵，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，由裝置可知b電極的反應(yīng)為硝酸根轉(zhuǎn)變成氮?dú)?，得電子的電極應(yīng)為陰極，則a為陽(yáng)極，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，電解質(zhì)溶液呈酸性，電極b上的反應(yīng)為：2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由b電極的反應(yīng)可知，反應(yīng)消耗氫離子，氫離子濃度減小，pH值增大，故D正確；故選D。17．NCl3是一種黃色黏稠狀液體，可用于制備新型消毒劑ClO2，其制備裝置如圖所示。下列說法正確的是()A．Pt極發(fā)生氧化反應(yīng)，可用淀粉-KI試紙檢驗(yàn)MB．石墨極的反應(yīng)式為NH4++3Cl-+6e-=NCl3+4H+C．電解過程中，質(zhì)子交換膜右側(cè)溶液pH會(huì)增大D．每生成1molNCl3，會(huì)生成67.2L氣體M【答案】C【解析】由裝置可知，石墨電極是陽(yáng)極，該電極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)NH4++3Cl-+6e-=NCl3+4H+，Pt是陰極，在陰極上是氫離子得電子的還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：2H++2e-=H2↑，氣體M為氫氣，質(zhì)子交換膜只讓氫離子通過，且向陰極移動(dòng)。A項(xiàng)，Pt是陰極，在陰極上是氫離子得電子的還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H++2e=H2↑，不可用濕潤(rùn)的淀粉KI試紙檢驗(yàn)氫氣，故A不符合題意；B項(xiàng)，由圖可知，石墨電極是陽(yáng)極，該電極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)為NH4++3Cl--6e-=NCl3+4H+，故B不符合題意；C項(xiàng)，電解過程中，質(zhì)子交換膜右側(cè)電極上發(fā)生的電極反應(yīng)NH4++3Cl--6e-=NCl3+4H+，每生產(chǎn)1molNCl3同時(shí)生成4molH+，理論上有6molH+經(jīng)質(zhì)子交換膜由右側(cè)向左側(cè)遷移，右側(cè)溶液的c(H+)減小，pH增大，故C符合題意；D項(xiàng)，每生成1molNCl3，由于氣體所處的狀態(tài)未知，無法計(jì)算氫氣的體積，故D不符合題意；故選C。18．用小粒徑零價(jià)鐵(ZVI)的電化學(xué)腐蝕處理三氯乙烯(C2HCl3)，進(jìn)行水體修復(fù)的過程如圖所示。H+、O2、NO3-等共存物的存在會(huì)影響水體修復(fù)效果。定義單位時(shí)間內(nèi)ZVI釋放電子的物質(zhì)的量為n，其中用于有效腐蝕的電子的物質(zhì)的量為ne。下列說法錯(cuò)誤的是()A．反應(yīng)①②③④均在正極發(fā)生B．④的電極反應(yīng)式為NH4++3H2O+8e-=NH4++3H2OC．單位時(shí)間內(nèi)，三氯乙烯脫去a

mol

Cl時(shí)ne

=a

molD．過程中有可能形成Fe(OH)3【答案】C【解析】A項(xiàng)，由修復(fù)過程示意圖中反應(yīng)前后元素化合價(jià)變化可知，反應(yīng)①②③④均為化合價(jià)降低得電子的反應(yīng)，所以應(yīng)在正極發(fā)生，故A正確；B項(xiàng)，由示意圖及N元素的化合價(jià)變化可寫出如下轉(zhuǎn)化NO3-~8e-~NH4+，由于生成物中有NH4+所以只能用H+和H2O來配平該反應(yīng)，所以

④的電極反應(yīng)式為NH4++3H2O+8e-=NH4++3H2O，故B正確；C項(xiàng)，三氯乙烯C2HCl3中C原子化合價(jià)為+1價(jià)，乙烯中C原子化合價(jià)為-2價(jià)，1

mol

C2HCl3轉(zhuǎn)化為1

molC2H4時(shí)，得到6

mol電子，脫去3

mol氯原子，所以脫去a

mol

Cl時(shí)ne

=2a

mol，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由修復(fù)過程示意圖可知，生成的二價(jià)鐵與氧氣、氫氧根結(jié)合可能產(chǎn)生Fe(OH)3，故D正確；故選C。19．對(duì)氨基苯甲酸()是一種用途廣泛的化工產(chǎn)品和醫(yī)藥中間體，以對(duì)硝基苯甲酸()為原料，采用電解法合成對(duì)氨基苯甲酸的裝置如圖。下列說法不正確的是()A．電子由金屬陽(yáng)極DSA經(jīng)導(dǎo)線流入直流電源B．陰極的主要電極反應(yīng)式為C．每轉(zhuǎn)移1mole－時(shí)，陽(yáng)極電解質(zhì)溶液的質(zhì)量減少9gD．反應(yīng)結(jié)束后陽(yáng)極區(qū)pH增大【答案】D【解析】A項(xiàng)，該電解池右側(cè)為陽(yáng)極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則電子由金屬陽(yáng)極DSA經(jīng)導(dǎo)線流入直流電源，故A正確；B項(xiàng)，陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氨基苯甲酸，則陰極的主要電極反應(yīng)式為+6e-+6H+→+2H2O，故B正確；C項(xiàng)，陽(yáng)極發(fā)生反應(yīng)2H2O-4e-=O2↑+4H+，氫離子移動(dòng)向陰極，當(dāng)轉(zhuǎn)移4mole－時(shí)，陽(yáng)極電解質(zhì)溶液減少2mol水，則每轉(zhuǎn)移1mole－時(shí)，陽(yáng)極電解質(zhì)溶液減少0.5mol水，質(zhì)量為9g，故C正確；D項(xiàng)，陽(yáng)極發(fā)生反應(yīng)2H2O-4e-=O2↑+4H+，氫離子移動(dòng)向陰極，則反應(yīng)結(jié)束后陽(yáng)極區(qū)硫酸濃度會(huì)增大，pH減小，故D錯(cuò)誤；故選A。20．某二氧化氯復(fù)合消毒劑發(fā)生器的工作原理如圖所示。通電后，產(chǎn)生成分為ClO2、Cl2、O3、H2O2的混合氣體甲，被水吸收后可制得具有更強(qiáng)的廣譜殺菌滅毒能力的二氧化氯復(fù)合消毒劑。下列說法正確的是()A．m端為電源正極，隔膜為陰離子交換膜B．產(chǎn)生ClO2的電極反應(yīng)式為Cl-+5e-+2H2O=ClO2↑+4H+C．通電后d口所在極室pH升高，e口排出NaOH溶液D．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，b口每收集到2.24L氣體乙，電路中轉(zhuǎn)移電子0.4NA【答案】C【解析】左室中氯元素化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽(yáng)極室，故m為電源的正極，n為電源的負(fù)極，右室發(fā)生還原反應(yīng)，水放電生成氫氣與氫氧根離子，離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜，左室中的鈉離子通過離子交換膜進(jìn)入右室，溶液丙為NaOH溶液。A項(xiàng)，左室中氯元素化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽(yáng)極室，故m為電源的正極，n為電源的負(fù)極，右室發(fā)生還原反應(yīng)，水放電生成氫氣與氫氧根離子，離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，Cl-轉(zhuǎn)化為ClO2發(fā)生氧化反應(yīng)，應(yīng)是失去電子，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，右室是水放電生成氫氣與氫氧根離子，右室pH升高，左室中的鈉離子通過離子交換膜進(jìn)入右室，e口排出NaOH溶液，故C正確；D項(xiàng)，標(biāo)準(zhǔn)狀況下，b口每收集到2.24L(0.1mol)氣體乙，電路中轉(zhuǎn)移電子0.2NA，故選C。21．電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。(1)如圖表示一個(gè)電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過導(dǎo)線與直流電源相連.請(qǐng)回答以下問題：①若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，同時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則Y電極上的電極反應(yīng)式為____________

；②如用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO4溶液，則X電極的材料是_________，Y電極反應(yīng)式為__________________(說明：雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出)。(2)NOx、SO2的大量排放是造成大氣污染的主要原因，研究其處理方法，將其變廢為寶越來越受到人們的重視，按要求回答下列問題。①富集廢氣中的SO2，并使其與O2反應(yīng)可制備硫酸，裝置如圖所示，X、Y均為多孔電極材料。Ⅰ氣體A是_______，X極的電極反應(yīng)式為___________________________。Ⅱ消耗5.6L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體B時(shí)，通過質(zhì)子交換膜的H+的個(gè)數(shù)為__________。②SO2也可用于制備Na2S2O3，但產(chǎn)品常含有雜質(zhì)。某SO2制得的此產(chǎn)品，為測(cè)其純度，準(zhǔn)確稱取Wg該產(chǎn)品，用適量蒸餾水溶解，配成100ml溶液，取20mL，以淀粉作指示劑，用0.2000mol?L-1碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。反應(yīng)原理為：2S2O32-+I2=S4O62-+2I-。滴定至終點(diǎn)時(shí)，溶液顏色的變化：_______________________________。消耗碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液體積為20.00mL。求產(chǎn)品的純度為(設(shè)Na2S2O3相對(duì)分子質(zhì)量為M)____________________。【答案】(1)①2Cl--2e-=Cl2②精銅Cu-2e-=Cu2+(2)①SO2SO2-2e-+2H2O=SO42-+4H+NA(或6.02×1023)②滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液，溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色色，且30秒不恢復(fù)4MW【解析】(1)①和電源的正極相連的電極Y極是陽(yáng)極，該電極上氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，即2Cl--2e-=Cl2↑；②電解方法精煉粗銅，陽(yáng)極材料是粗銅，陰極材料是精銅，電解質(zhì)溶液必須是含有銅離子的鹽溶液，可以是硫酸銅溶液，故X電極是陰極，該電極材料應(yīng)該是精銅；Y電極是陽(yáng)極，該電極材料是粗銅，電極反應(yīng)為：Cu-2e-=Cu2+；(2)①氣體A是SO2；X極為負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，故電極反應(yīng)方程式為SO2-2e-+2H2O=SO42-+4H+；②正極的電極反應(yīng)方程式O2+4H++4e-=2H2O22.4L4NA5.6LNA則N(H+)=NA(或6.02×1023)；②滴定至終點(diǎn)時(shí)，溶液顏色的變化為滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液，溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色色，且30秒不恢復(fù)；根據(jù)2S2O32-+I2=S4O62-+2I-可知，產(chǎn)品的純度為0.2000mol22．氯堿工業(yè)是以電解飽和食鹽水為基礎(chǔ)的基本化學(xué)工業(yè)，回答下列問題：(1)工業(yè)電解飽和NaCl溶液的化學(xué)方程式為_______。(2)氯堿工業(yè)中采取膜技術(shù)，若陽(yáng)離子交換膜損傷會(huì)造成陽(yáng)極能檢測(cè)到O2，產(chǎn)生O2的電極反應(yīng)式為_______。下列生產(chǎn)措施有利于提高Cl2產(chǎn)量、降低陽(yáng)極O2含量的是_______。a．定期檢查并更換陽(yáng)離子交換膜b．向陽(yáng)極區(qū)加入適量鹽酸c．使用Cl-濃度高的精制飽和食鹽水為原料d．停產(chǎn)一段時(shí)間后，繼續(xù)生產(chǎn)(3)氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)，按下圖將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節(jié)(電)能30%以上，且相關(guān)物料的傳輸與轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(電極未標(biāo)出)。①圖中裝置I和裝置II中屬于原電池的是_______(選填裝置編號(hào))。②X的化學(xué)式為_______；Y在裝置II中發(fā)生的電極反應(yīng)為_______。③圖中氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)大小關(guān)系為a%_______b%。(選填“>”、“=”或“＜”)【答案】(1)2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑(2)4OH－－4e－＝2H2O+O2↑abc(3)①裝置II②Cl2H2－2e－+2OH-＝2H2O③＜【解析】裝置I是電解池，電解飽和食鹽水，裝置I右端產(chǎn)生NaOH溶液，說明右端電極是陰極，發(fā)生反應(yīng)為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，因此Y是氫氣，裝置I的左端是陽(yáng)極，發(fā)生反應(yīng)：2Cl--2e-=Cl2↑，X為Cl2，氯氣和NaOH溶液的反應(yīng)的離子方程式為：2OH-+Cl2=ClO-+Cl-+H2O，裝置II中通氧氣的一極為正極，環(huán)境是NaOH溶液，因此正極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e-=4OH-，產(chǎn)生的NaOH濃溶液。(1)工業(yè)電解飽和NaCl溶液生成氫氧化鈉、氯氣、氫氣，化學(xué)方程式為2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；(2)氯堿工業(yè)中采取膜技術(shù)，若陽(yáng)離子交換膜損傷會(huì)造成陽(yáng)極能檢測(cè)到O2，陽(yáng)極，氫氧根離子失電子得到氧氣，產(chǎn)生O2的電極反應(yīng)式為4OH－－4e－＝2H2O+O2↑。下列生產(chǎn)措施有利于提高Cl2產(chǎn)量、降低陽(yáng)極O2含量的是：a．定期檢查并更換陽(yáng)離子交換膜，減少陽(yáng)極產(chǎn)生氧氣的機(jī)會(huì)，故a選；b．向陽(yáng)極區(qū)加入適量鹽酸，降低氫氧根離子的濃度，故b選；c．使用Cl-濃度高的精制飽和食鹽水為原料，提高氯離子濃度，故c選；d．停產(chǎn)一段時(shí)間后，繼續(xù)生產(chǎn)，對(duì)產(chǎn)物沒有影響，故d不選；故選abc；(3)①圖中裝置I是電解池，電解飽和食鹽水，裝置II是燃料電池，Y是氫氣，屬于原電池的是裝置II(選填裝置編號(hào))；②裝置I的左端是陽(yáng)極，發(fā)生反應(yīng)：2Cl--2e-=Cl2↑，X的化學(xué)式為Cl2；裝置II是燃料電池，Y是氫氣，氫氣在裝置II中發(fā)生氧化反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)為H2－2e－+2OH-＝2H2O；③裝置II中通氧氣的一極為正極，環(huán)境是NaOH溶液，因此正極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e-=4OH-，產(chǎn)生的NaOH濃溶液，圖中氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)大小關(guān)系為a%＜b%。1．(2022·北京市北大附中三模)近期，天津大學(xué)化學(xué)團(tuán)隊(duì)以CO2與辛胺為原料實(shí)現(xiàn)了甲酸和辛腈的高選擇性合成，裝置工作原理如圖。下列說法不正確的是()A．Ni2P電極與電源正極相連B．在In/In2O3-x電極上發(fā)生的反應(yīng)為：CO2+H2O+2e-=HCOO-+OH-C．In/In2O3-x電極上可能有副產(chǎn)物H2生成D．一段時(shí)間后，右側(cè)電極室內(nèi)溶液pH顯著降低【答案】A【解析】該裝置為電解池，左側(cè)二氧化碳得電子生成甲酸根，電極反應(yīng)為CO2+H2O+2e-=HCOO-+OH-，左側(cè)電極為陰極，右側(cè)為陽(yáng)極，接電源正極，電極反應(yīng)為。A項(xiàng)，左側(cè)電極為陰極，Ni2P電極與電源負(fù)極相連，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，根據(jù)分析，在左側(cè)電極發(fā)生的反應(yīng)正確，B正確；C項(xiàng)，左側(cè)電極為陰極，水可能得電子生成氫氣，故可能有副產(chǎn)物H2生成，C正確；D項(xiàng)，右側(cè)電極為陽(yáng)極，從陽(yáng)極電極方程式可以看出，當(dāng)電路中有2mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，氫氧根遷移過來的物質(zhì)的量也是2mol，最終被消耗生成水，辛胺濃度降低，溶液的pH降低，D正確；故選A。2．(2022·廣東省東莞市高三期末)電化學(xué)修復(fù)技術(shù)是近年迅速發(fā)展的一種污染土壤綠色原位修復(fù)技術(shù)。處理土壤重金屬污染時(shí)，在污染土壤區(qū)域插入電極(下圖)，土壤中污染物定向遷移，富集在電極區(qū)域，再通過其他方法(電鍍、沉淀/共沉淀、抽出、離子交換樹脂等)去除。下列說法正確的是()A．H+在陽(yáng)極區(qū)反應(yīng)B．土壤中膠體粒子不帶電C．陰極區(qū)抽提物發(fā)生的是陰離子交換D．金屬離子在堿性區(qū)域去除【答案】D【解析】A項(xiàng)，H+在陰極區(qū)得電子產(chǎn)生氫氣，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，土壤中污染物定向遷移，說明土壤中膠體粒子帶電，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，陽(yáng)離子定向移動(dòng)到了有極區(qū)，故陰極區(qū)抽提物發(fā)生的是陽(yáng)離子交換，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，金屬離子在堿性區(qū)域產(chǎn)生氫氧化物而去除，D正確；故選D。3．(2022·河北省神州智達(dá)省級(jí)高三第五次聯(lián)測(cè))鐵鉻液流電池是一種在酸性介質(zhì)中，正、負(fù)極活性物質(zhì)均為液體的電池，其工作原理如圖所示，已知：氧化性：Fe3+>Cr3+。下列說法錯(cuò)誤的是()A．放電時(shí)，電子由a電極經(jīng)負(fù)載流向b電極B．放電時(shí)，電池的總反應(yīng)為：Cr2++Fe3+=Cr3++Fe2+C．充電時(shí)，陰極電極反應(yīng)式為：Cr3++e—=Cr2+D．充電時(shí)，H+由左側(cè)電極室經(jīng)交換膜移向右側(cè)【答案】A【解析】由離子的氧化性強(qiáng)弱順序可知，電池放電時(shí)，a為原電池的正極，鐵離子在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成亞鐵離子，電極反應(yīng)式為Fe3++e—=Fe2+，b為負(fù)極，Cr2+在負(fù)極失去失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cr3+，電極反應(yīng)式為Cr2+—e—=Cr3+；充電時(shí)，a與直流電源的正極相連，是電解池的陽(yáng)極，b與負(fù)極相連，是陰極。A項(xiàng)，由離子的氧化性強(qiáng)弱順序可知，電池放電時(shí)，a為原電池的正極，電子由b電極經(jīng)負(fù)載流向a電極，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，由離子的氧化性強(qiáng)弱順序可知，電池的總反應(yīng)為Cr2+與Fe3+反應(yīng)生成Cr3+和Fe2+，總反應(yīng)方程式為Cr2++Fe3+=Cr3++Fe2+，故B正確；C項(xiàng)，充電時(shí)，b與直流電源的負(fù)極相連，是電解池的陰極，Cr3+在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Cr2+，電極反應(yīng)式為Cr3++e-=Cr2+，故C正確；D項(xiàng)，充電時(shí)，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，則H+由左側(cè)電極室經(jīng)交換膜移向右側(cè)，故D正確；故選A。4．(2022·上海松江·高三期末)電解尿素[CO(NH2)2]是一種能耗很低的制氫方法，其工作原理如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是()A．b極材料可以用鐵棒B．b電極上發(fā)生失去電子的反應(yīng)C．a(chǎn)極的電極反應(yīng)式為：CO(NH2)2+8OH--6e-→CO32-+N2↑+6H2OD．總反應(yīng)的離子方程式為：CO(NH2)2+2OH-N2↑+3H2↑+CO32-【答案】B【解析】b電極連接外接電源的負(fù)極，水得電子生成H2，a極作為陽(yáng)極，尿素失去電子生成CO32-和N2。A項(xiàng)，b極是得電子一極，電極作用是電子流入載體，材料可以用鐵棒，A正確；B項(xiàng)，b電極上發(fā)生得到電子的反應(yīng)，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，a極作為陽(yáng)極，堿性環(huán)境下，電極反應(yīng)式為：CO(NH2)2+8OH--6e-→CO32-+N2↑+6H2O，C正確；D項(xiàng)，堿性環(huán)境下，陰極是水得電子生成氫氣和OH-，OH-向陽(yáng)極移動(dòng)，總反應(yīng)的離子方程式為：CO(NH2)2+2OH-N2↑+3H2↑+CO32-，D正確；故選B。5．(2022·內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰高三模擬預(yù)測(cè))中科院最新研發(fā)出的以KOH溶液為電解液，CoP和Ni2P納米片為催化電極材料，電催化合成苯胺的裝置如下圖所示。下列說法正確的是()A．陽(yáng)極區(qū)溶液的pH不斷增大B．若用鉛蓄電池作為電源，Ni2P極應(yīng)連接鉛蓄電池的Pb極C．CoP極的電極反應(yīng)式為C6H5NO2+6e-+4H2O=C6H5NH2+6OH-D．電解液可換成稀硫酸溶液【答案】C【解析】Ni2P電極C6H12O6變?yōu)镃O32-發(fā)生了氧化反應(yīng)，在電解池的陽(yáng)極，該極與電源的正極相連。而CoP這一極為陰極，與電源的負(fù)極相連。陰極的反應(yīng)為C6H5NO2+6e-

+4H2O=C6H5NH2+6OH-，陽(yáng)極反應(yīng)為C6H12O6-24e-

+36OH-=6CO32-+24H2O。A項(xiàng)，根據(jù)電極反應(yīng)陽(yáng)極區(qū)消耗OH-導(dǎo)致pH降低，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，鉛蓄電池的Pb為負(fù)極應(yīng)該與CoP相連，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，已知分析，電極反應(yīng)為C6H5NO2+6e-

+4H2O=C6H5NH2+6OH-，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，電解質(zhì)換成稀硫酸兩電極的反應(yīng)發(fā)生變化，陰極無法產(chǎn)生OH-而陽(yáng)極也無法產(chǎn)生CO32-，D項(xiàng)錯(cuò)誤；故選C。6．(2022·重慶一中模擬預(yù)測(cè))汞曾被用于氯堿工業(yè)，如圖所示。水銀電解室中石墨與底部循環(huán)流動(dòng)的水銀分別為兩極，電解過程中形成鈉汞齊(N·H，即鈉汞合金)。下列說法錯(cuò)誤的是()A．水銀電解室中石墨為陰極B．解汞室產(chǎn)生的氣體b為H2、C為NaOHC．可在溶液中放電生成鈉單質(zhì)并溶于汞D．電解室總反應(yīng)為2Na++2Cl-+2HN·HCl2↑【答案】A【解析】水銀電解室中間為石墨電極，底部循環(huán)流動(dòng)的水銀為陰極，從新鮮鹽水進(jìn)入生成淡鹽水知該水銀電解室消耗NaCl，失電子生成氯氣，則解汞室上面進(jìn)水被消耗，得電子生成b氣體H2；水銀電解室中發(fā)生總反應(yīng)的離子方程式為：2Na++2Cl-+2HN·HCl2↑。A項(xiàng)，水銀電解室消耗NaCl，失電子生成氯氣，電極反應(yīng)式為：2Cl--2e-=Cl2↑，則水銀電解室中石墨為陽(yáng)極，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，解汞室上面進(jìn)水被消耗，得電子生成b氣體H2，水銀法陰極的電極反應(yīng)式為：2H2O+2e-═H2↑+2OH-，C為NaOH，故B正確；C項(xiàng)，電解過程中，Na+可在溶液中放電生成鈉單質(zhì)并溶于汞形成鈉汞齊(N·H)，故C正確；D項(xiàng)，水銀電解室中發(fā)生總反應(yīng)的離子方程式為：2Na++2Cl-+2HN·HCl2↑，故D正確；故選A。7．(2022·河南省豫南省級(jí)示范高中聯(lián)盟高三三模)最近我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種CO2+H2S協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣中CO2和H2S的高效去除。示意圖如圖所示，其中電極分別為ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應(yīng)為：①EDTA-Fe2+-e-=EDTA-Fe3+；②2EDTA-Fe3++H2S=2H++S+2EDTA-Fe2+。該裝置工作時(shí)，下列敘述不正確的是()A．協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)：CO2+H2S=CO+H2O+SB．ZnO@石墨烯電極的反應(yīng)：CO2+2e-+2H+=CO+H2OC．石墨烯上的電勢(shì)比ZnO@石墨烯上的低D．整個(gè)過程中主要能量轉(zhuǎn)化：光能→電能→化學(xué)能【答案】C【解析】由圖可知這是一個(gè)利用光伏電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，繼而在通電條件下，兩極周圍發(fā)生氧化還原反應(yīng)的電解過程。由石墨烯電極區(qū)發(fā)生①反應(yīng)可知右側(cè)石墨烯流出電子作陽(yáng)極，CO2得電子的左側(cè)ZnO@石墨烯為陰極。A項(xiàng)，由圖可知協(xié)同總反應(yīng)是將CO2和H2S轉(zhuǎn)化為CO和S，故總反應(yīng)為CO2+H2S=CO+H2O+S，A正確；B項(xiàng)，ZnO@石墨烯為陰極，電極反應(yīng)式為CO2+2e-+2H+=CO+H2O，B正確；C項(xiàng)，石墨烯作陽(yáng)極，ZnO@石墨烯作陰極，陽(yáng)極電動(dòng)勢(shì)高于陰極，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，整個(gè)過程的主要能量變化形式為：光能→電能→化學(xué)能，D正確；故選C。8．(2022·山東省高三大聯(lián)考)使用交替排列的單價(jià)選擇性陽(yáng)離子交換膜和陰離子交換膜的電滲析過程如圖所示。電滲析分離離子的原理是單價(jià)陽(yáng)離子(例如：Li+、Na+、K+)通過單價(jià)選擇性陽(yáng)離子交換膜遷移到濃縮室，而二價(jià)陽(yáng)離子(例如：Ca2+、Mg2+)被阻擋，留在脫鹽室，達(dá)到富集鋰的目的。下列說法錯(cuò)誤的是()A．電極W連接電源正極，電極N連接電源負(fù)極B．X口流出的是富Li+鹽水，Y口流出的是貧Li+鹽水C．選擇性離子交換膜是電滲析技術(shù)應(yīng)用于鹽湖鹵水提鋰的關(guān)鍵D．該電滲析過程總的電解方程式為2H2O2H2↑+O2↑【答案】B【解析】A項(xiàng)，由圖可知，Cl-向W電極方向移動(dòng)，Li+向N電極方向移動(dòng)，則W極是和電源正極相連的陽(yáng)極，N極是和電源負(fù)極相連的陰極，故A正確；B項(xiàng)，X口流出鹽水所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)交換膜之間，所含的Li+通過單價(jià)選擇性陽(yáng)離子交換膜移向右邊隔壁的兩個(gè)膜之間，則X口流出的是貧Li+鹽水，而Y口流出鹽水所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)交換膜之間，則多了左邊兩個(gè)膜之間滲透移動(dòng)過來的Li+，則Y口流出的是富Li+鹽水，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，通過對(duì)圖分析，從鹽湖鹵水提鋰，可利用圖中的單價(jià)選擇性陽(yáng)離子交換膜和陰離子交換膜通過電滲析法使鹽湖鹵水中所含的鋰離子富集起來，然后再提取鋰，故C正確；D項(xiàng)，從W電極和N電極的產(chǎn)物結(jié)合電解池電極離子的放電順序可知，W電極是OH-放電，N電極是H+放電，而OH-和H+均來自水分子的電離，則整個(gè)電滲析過程中，被電解的是水，故D正確；故選B。9．(2022·山東省威海市二模)工業(yè)上用石墨和鉛作電極，用雙極膜電解葡萄糖溶液制備甘露醇和葡萄糖酸鹽。已知在直流電場(chǎng)作用下，雙極膜將水解離為H+和OH-并實(shí)現(xiàn)其定向通過，電解過程如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．b極材料為石墨，接電源正極B．通電后雙極膜中產(chǎn)生的OH-向b極定向移動(dòng)C．生成葡萄糖酸鹽的反應(yīng)為：+BBD．理論上若生成1mol甘露醇，則可生成1mol葡萄糖酸鹽【答案】C【解析】圖示原理為電解葡萄糖溶液制備甘露醇和葡萄糖酸鹽。根據(jù)b電極反應(yīng)可知溴離子失去電子變成溴酸根，故b為陽(yáng)極，電極反應(yīng)為BB，在陽(yáng)極區(qū)溴酸根和葡萄糖反應(yīng)生成葡萄糖酸鹽和溴離子，離子反應(yīng)為：3+BB，1mol溴酸根生成溴離子轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6mol，故1mol葡萄糖生成葡萄糖酸鹽轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2mol，雙極膜中產(chǎn)生的氫氧根向b電極移動(dòng)。A項(xiàng)，b極為陽(yáng)極，電極材料不參與反應(yīng)，故材料為石墨，接電源正極，A正確；B項(xiàng)，通電后雙極膜中產(chǎn)生的OH-向b極(陽(yáng)極)定向移動(dòng)，B正確；C項(xiàng)，生成生成葡萄糖酸鹽的反應(yīng)為：3+BB，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，陰極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)為葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)楦事洞?，理論上若生?mol甘露醇，需消耗1mol葡萄糖，轉(zhuǎn)移2mol電子，在陽(yáng)極區(qū)可生成1mol葡萄糖酸鹽，D正確；故選C。10．(2022·山東師范大學(xué)附中模擬預(yù)測(cè))天津大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)以KOH溶液為電解質(zhì)，CoP和Ni2P納米片為催化電極材料，電催化合成偶氮化合物()的裝置如圖所示(R代表烴基)。下列說法不正確的是()A．若用鉛蓄電池作為電源，CoP極連接鉛蓄電池的鉛電極B．離子交換膜是陰離子交換膜C．偶氮化合物具有順反異構(gòu)體，合成1mol物質(zhì)，需轉(zhuǎn)移4mol電子D．Ni2P電極反應(yīng)式為RCH2NH2—4e—+4OH—=RCN+4H2O【答案】C【解析】由圖可知，該裝置為電解池，與直流電源負(fù)極相連的CoP電極為電解池的陰極，在水分子作用下硝基苯在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成和氫氧根離子，電極反應(yīng)式為2+8e—+4H2O=+8OH—，Ni2P電極為陽(yáng)極，堿性條件下RCH2NH2在陽(yáng)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成RCN和水，電極反應(yīng)式為RCH2NH2—4e—+4OH—=RCN+4H2O，電解過程中氫氧根離子通過陰離子交換膜從左側(cè)陰極室向右側(cè)陽(yáng)極室移動(dòng)。A項(xiàng)，該裝置為電解池，與直流電源負(fù)極相連的CoP電極為電解池的陰極，則若用鉛蓄電池作為電源，CoP極連接鉛蓄電池的負(fù)極鉛電極，故A正確；B項(xiàng)，裝置中的離子交換膜是陰離子交換膜，故B正確；C項(xiàng)，由結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知，偶氮化合物中不飽和氮原子上只連有苯環(huán)1個(gè)取代基，不可能存在順反異構(gòu)體，由分析可知，合成1mol偶氮化合物，需轉(zhuǎn)移8mol電子，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，Ni2P電極為陽(yáng)極，堿性條件下RCH2NH2在陽(yáng)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成RCN和水，電極反應(yīng)式為RCH2NH2—4e—+4OH—=RCN+4H2O，故D正確；故選C。11．(2022·山東省淄博市高三三模)為適應(yīng)不同發(fā)電形式產(chǎn)生的波動(dòng)性，我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種電化學(xué)裝置，其原理如圖所示。當(dāng)閉合K1和K3、打開K2時(shí)，裝置處于蓄電狀態(tài)；當(dāng)打開K1和K3、閉合K2時(shí)，裝置處于放電狀態(tài)。放電時(shí)，雙極膜中間層中的H2O解離為H+和OH-并分別向兩側(cè)遷移。下列說法錯(cuò)誤的是()A．蓄電時(shí)，碳錳電極的電極反應(yīng)式為Mn2++2H2O-MnO2+4H+B．蓄電時(shí)，右側(cè)電解池發(fā)生的總反應(yīng)為2Z2↑C．放電時(shí)，每消耗1molMnO2，理論上有4molH+由雙極膜向碳錳電極遷移D．理論上，該電化學(xué)裝置運(yùn)行過程中需要補(bǔ)充H2SO4和KOH【答案】D【解析】A項(xiàng)，蓄電時(shí)，左側(cè)為電解池，碳錳電極為電解池的陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為Mn2++2H2O-MnO2+4H+，A正確；B項(xiàng)，右側(cè)裝置也是電解池，電解池發(fā)生的總反應(yīng)為2Z2↑，B正確；C項(xiàng)，放電時(shí)，裝置組合成原電池，碳錳電極為原電池的正極，電極反應(yīng)為MnO2+4H++Mn2++2H2O，每有1molMnO2消耗，理論上有4molH+由雙極膜向碳錳電極遷移，C正確；D項(xiàng)，該電化學(xué)裝置運(yùn)行過程中SO42-、K+均沒有參與反應(yīng)，只需要補(bǔ)充H2O，無需要補(bǔ)充H2SO4和KOH，D錯(cuò)誤；故選D。12．(2022·福建省寧德市高三模擬)某實(shí)驗(yàn)小組通過以下實(shí)驗(yàn)，探究鍍件表面鍍銅的最佳條件?！静殚嗁Y料】①Cu2++2P2O74-[Cu(P2O7)2]6-K=1×109②Cu+在溶液中不穩(wěn)定，容易發(fā)生歧化?！緦?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】用CuSO4·5H2O、Na4P2O7·10H2O(焦磷酸鈉)、添加劑配制一定濃度的電鍍液，分別用純銅和鍍件作為兩極材料，探究電鍍液的pH、電流密度、電極板間距對(duì)層的影響。(1)要配制一定體積40g/L的CuSO4溶液，以下儀器不需要用到的是_______(填儀器名稱)。(2)鍍件表面的油污可用_______清洗。(3)電鍍時(shí)陰極上發(fā)生的主要反應(yīng)的電極反應(yīng)式為_______?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析】ⅰ.其他條件不變時(shí)，電位10min，pH對(duì)電鍍的影響如下表：實(shí)驗(yàn)信號(hào)pH值鍍膜質(zhì)量/g鍍層外觀130.0136表面斑駁270.0258光亮，不光滑38.50.0356光亮，光滑4100.0216表面部分斑駁(4)實(shí)驗(yàn)3中，銅鍍層的沉積速率v(Cu)=_______mol/min(保留兩位有效數(shù)字)。(5)實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)4中，酸性或堿性較強(qiáng)時(shí)，鍍層出現(xiàn)斑駁的可能原因是_______。ⅱ.電流密度、電極板間距與鍍膜質(zhì)量的關(guān)系(6)電流密度小于0.50A/dm2時(shí)鍍膜質(zhì)量隨電流密度增大而增大的原因是_______。(7)本實(shí)驗(yàn)電鍍的最佳條件是pH為8.5、_______、_______。(8)使用最佳條件電鍍時(shí)，在陽(yáng)極附近的電鍍液中出現(xiàn)紅色固體沉積物，其可能原因用離子方程式表示為_______，通空氣攪拌可防止紅色固體沉積物形成?！敬鸢浮?1)圓底燒瓶(2)熱NaOH溶液(Na2CO3溶液)(3)[Cu(P2O7)2]6-+Cu+2P2O74-(4)5.6×10-5(5)酸性強(qiáng)H+放電產(chǎn)生氫氣，堿性強(qiáng)易生成Cu(OH)2沉淀均影響鍍件上銅的沉積(6)電流密度越大，單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)移電子數(shù)目越多，電鍍銅沉積速率越快，故鍍膜質(zhì)量越大(7)

電流密度為0.5A·dm-2(或0.5~0.75A·dm-2之間)

電極板間距為1.5cm(8)2Cu++2H2O=Cu2O+2H+或2Cu++2OH-=Cu2O+H2O或2Cu+=Cu+Cu2+【解析】(1)配制一定體積40g/L的CuSO4溶液，需要用托盤天平稱取一定質(zhì)量的硫酸銅固體，需要量筒量取一定體積的蒸餾水，需要在燒杯中配制，故不需要的儀器為：圓底燒瓶；(2)油污在堿性條件下容易水解生成易溶于水的物質(zhì)，故鍍件表面的油污可用熱NaOH溶液(Na2CO3溶液)清洗；(3)電鍍時(shí)陰極上析出單質(zhì)銅，主要的電極反應(yīng)式為：[Cu(P2O7)2]6-+Cu+2P2O74-；(4)實(shí)驗(yàn)3中，銅鍍層的沉積速率v(Cu)=；(5)pH較低時(shí)氫離子也可以在陰極得到電子生成氫氣，從而影響銅離子得到電子，pH較高時(shí)，容易生成氫氧化銅沉淀，也會(huì)影響銅離子得到電子，從而出現(xiàn)斑駁，故鍍層出現(xiàn)斑駁的可能原因是：酸性強(qiáng)H+放電產(chǎn)生氫氣，堿性強(qiáng)易生成Cu(OH)2沉淀均影響鍍件上銅的沉積；(6)銅離子得到電子形成單質(zhì)銅，吸附到鍍件上，形成鍍膜，電流密度越大單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)移電子數(shù)目越多，形成的單質(zhì)銅越多，鍍膜越厚，故鍍膜質(zhì)量隨電流密度增大而增大的原因是：電流密度越大，單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)移電子數(shù)目越多，電鍍銅沉積速率越快，故鍍膜質(zhì)量越大；(7)電鍍時(shí)鍍膜質(zhì)量越大效果越好，由表格中的數(shù)據(jù)和圖中信息可知本實(shí)驗(yàn)電鍍的最佳條件是pH為8.5、電流密度為電流密度為0.5A·dm-2(或0.5~0.75A·dm-2之間)、電極板間距為1.5cm時(shí)鍍膜質(zhì)量較大；(8)銅為陽(yáng)極材料，在陽(yáng)極可能出現(xiàn)銅失去電子形成+1價(jià)銅和水失去電子形成的氫氧根結(jié)合形成了紅色的氧化亞銅，或者單質(zhì)銅；也可能是+1價(jià)銅發(fā)生的歧化反應(yīng)生成的單質(zhì)銅，相關(guān)的方程式為：2Cu++2H2O=Cu2O+2H+或2Cu++2OH-=Cu2O+H2O或2Cu+=Cu+Cu2+。13．(2022·四川省德陽(yáng)市三模)鋁的陽(yáng)極氧化是一種重要的表面處理技術(shù)，其原理是用電化學(xué)方法處理鋁件表面，優(yōu)化氧化膜結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)鋁件的抗腐蝕性，同時(shí)便于表面著色。取鋁片模擬該實(shí)驗(yàn)，并測(cè)定氧化膜厚度，操作步驟如下：(1)鋁片預(yù)處理鋁片表面除去油垢后，用2mol/LNaOH溶液在60～70℃下洗滌，除去鋁表面薄氧化膜，離子方程式為：_______；再用10％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的HNO3溶液對(duì)鋁片表面進(jìn)行化學(xué)拋光。若取一定體積68％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的濃硝酸配制該化學(xué)拋光液，需要用到的玻璃儀器有_______、_______、玻璃棒和膠頭滴管。(2)電解氧化取預(yù)處理過的鋁片和鉛做電極，控制電流恒定為0.06A，用直流電源在5～6mol/L硫酸中電解。其中鋁片接電源_______極，產(chǎn)生氧化膜的電極反應(yīng)式為氧化膜的生長(zhǎng)過程可大致分為A、B、C三個(gè)階段(如圖所示)，C階段多孔層產(chǎn)生孔隙的離子反應(yīng)方程式為_____，A階段電壓逐漸增大的原因是_____。(3)氧化膜質(zhì)量檢驗(yàn)取出陽(yáng)極氧化并封閉處理過的鋁片，洗凈、干燥，在鋁片表面滴一滴氧化膜質(zhì)量檢查液(3gK2Cr2O7+75mL水+25mL濃硫酸)，用秒表測(cè)定表面顏色變?yōu)榫G色(產(chǎn)生Cr3+)所需時(shí)間，可判斷氧化膜的耐腐蝕性。寫出該變色反應(yīng)的離子方程式：_______。(4)氧化膜厚度測(cè)定①取氧化完畢的鋁片，測(cè)得表面積為4.0cm2，洗凈吹干，稱得質(zhì)量為0.7654g；②將鋁片浸于60℃的溶膜液中煮沸10分鐘進(jìn)行溶膜處理；③取出鋁片，洗凈吹干，稱得除膜后鋁片質(zhì)量為0.7442g。已知氧化膜的密度為2.7g/cm3，可以計(jì)算得出氧化膜厚度為_____μm(1μm=1×10-4cm)?！敬鸢浮?1)

Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O

燒杯

量筒(2)

正

2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+、Al2O3+6H+=Al3++3H2O

電流不變時(shí)，氧化膜覆蓋陽(yáng)極表面，電阻增大(3)2Al+Cr2O72-+14H+=2Cr3++2Al3++7H2O(4)19.6【解析】(1)鋁片表面除去油垢后，用2mol/LNaOH溶液在60～70℃下洗滌，除去鋁表面薄氧化膜，即Al2O3與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為：Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O，用濃硝酸配制一定量的10％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的HNO3溶液，需要的實(shí)驗(yàn)步驟為：計(jì)算、量取、稀釋、裝瓶，需要用到的玻璃儀器有量筒、燒杯、玻璃棒和膠頭滴管；(2)本電解的目的是將鋁片電解氧化生成致密的氧化物保護(hù)膜，電解池中陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，則其中鋁片接電源正極，產(chǎn)生氧化膜的電極反應(yīng)式為氧化膜的生長(zhǎng)過程可大致分為A、B、C三個(gè)階段(如圖所示)，C階段多孔層產(chǎn)生孔隙即生成有Al2O3保護(hù)膜，同時(shí)又被生成的H+消耗掉一部分Al2O3，從而形成多孔層產(chǎn)生空隙，該過程的離子反應(yīng)方程式為2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+、Al2O3+6H+=Al3++3H2O，隨著電解的進(jìn)行氧化膜覆蓋陽(yáng)極表面厚度加厚，電阻增大，則為了保持電流不變，則A階段電壓需逐漸增大；(3)該變色反應(yīng)即K2Cr2O7轉(zhuǎn)化為了Cr3+，被還原，即Al參與該反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Al3+，根據(jù)氧化還原反應(yīng)配平可得，該反應(yīng)的離子方程式為：2Al+Cr2O72-+14H+=2Cr3++2Al3++7H2O；(4)由題干可知，氧化膜的質(zhì)量為：0.7654g-0.7442g=0.0212g，則氧化膜的體積為：=0.00785cm3，則氧化膜的厚度為：=0.00196cm=19.6μm。14．(2022·重慶市高三模擬預(yù)測(cè))甲醇(CH3OH)是重要的化工原料。回答下列問題：I.制備甲醇有Ag3PO4光催化CO2轉(zhuǎn)化法、水煤氣合成法和CuO-ZnO催化CO2氫化法。(1)Ag3PO4光催化CO2轉(zhuǎn)化法制甲醇的總反應(yīng)是：2CO2+4H2O2CH3OH+3O2，