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1、版领军高考化学真题透析第3讲电解池金属的电化学腐蚀与防护高效演练第3讲 电解池 金属的电化学腐蚀与防护1（山东师范大学附属中学2019届高考考前模拟）图甲为一种新型污水处理装置，该装置可利用一种微生物将有机废水的化学能直接转化为电能。图乙为电解氯化铜溶液的实验装置的一部分。下列说法中不正确的是Aa极应与X连接BN电极发生还原反应，当N电极消耗11.2 L(标准状况下) O2时，则a电极增重64 gC不论b为何种电极材料，b极的电极反应式一定为2Cl2e=Cl2D若废水中含有乙醛，则M极的电极反应为：CH3CHO3H2O10e=2CO210H【答案】C【解析】根据题给信息知，甲图是将化学能转化为

2、电能的原电池，N极氧气得电子发生还原反应生成水，N极为原电池的正极，M极废水中的有机物失电子发生氧化反应，M为原电池的负极。电解氯化铜溶液，由图乙氯离子移向b极，铜离子移向a极，则a为阴极应与负极相连，即与X极相连，b为阳极应与正极相连，即与Y极相连。A. 根据以上分析，M是负极，N是正极，a为阴极应与负极相连即X极连接，故A正确；B. N是正极氧气得电子发生还原反应，a为阴极铜离子得电子发生还原反应，根据得失电子守恒，则当N电极消耗11.2L(标准状况下)气体时，则a电极增重11.2L22.4L/mol4264g/mol=64g，故B正确；C. b为阳极，当为惰性电极时，则电极反应式为2C1

3、2e=Cl2，当为活性电极时，反应式为电极本身失电子发生氧化反应，故C错误；D. 若有机废水中含有乙醛，图甲中M极为CH3CHO失电子发生氧化反应，发生的电极应为：CH3CHO+3H2Ol0e=2CO2+l0H+，故D正确。2（黑龙江省哈尔滨市第六中学2019届高三冲刺押题卷一）处理烟气中的SO2可以采用碱吸电解法，其流程如左图；模拟过程如右图，下列推断正确的是A膜1为阴离子交换膜，膜2为阳离子交换膜B若用锌锰碱性电池为电源，a极与锌极相连Ca极的电极反应式为2H2O一4e一=4H+O2D若收集22.4L的P（标准状况下），则转移4mol电子【答案】B【解析】A项、电解Na2SO3溶液时，亚硫

4、酸根通过阴离子交换膜进入右室，Na+离子通过阳离子交换膜进入左室，则膜1为阳离子交换膜，膜2为阴离子交换膜，故A错误；B项、a极为阴极，与锌锰碱性电池的负极锌极相连，故B正确；C项、a极为阴极，水在阴极得电子发生还原反应生成氢气，电极反应式为2H2O+2e一=2OH+H2，故C错误；D项、由阴极电极反应式可知，若收集标准状况下22.4L H2，转移2mol电子，故D错误。3（北京市中国人民大学附属中学2019届高三考前热身练习）高能LiFePO4电池，多应用于公共交通。电池中间是聚合物的隔膜, 主要作用是在反应过程中只让Li+通过。结构如图所示。原理如下：(1-x)LiFePO4+xFePO4

5、+LixCnLiFePO4+nC。下列说法不正确的是（ ）A放电时，正极电极反应式：xFePO4+xLi+xe-=xLiFePO4B放电时，电子由负极经导线、用电器、导线到正极C充电时，阴极电极反应式：xLi+xe-+nC=LixCnD充电时，Li+向左移动【答案】D【解析】A. 放电时，FePO4为正极，正极化合价降低得到电子发生还原反应，电极反应式为xFePO4+xLi+xe-=xLiFePO4，故A正确；B. 放电时，作为原电池，电子由负极经导线、用电器、导线到正极，故B正确；C. 充电时，阴极化合价降低得到电子发生还原反应，电极反应式为xLi+xe-+nC=LixCn，故C正确；D.

6、充电时，作为电解池，阳离子向阴极移动，Li+向右移动，故D错误。4（湖南省长沙市雅礼中学2019届高三下学期二模）科学家发现对冶金硅进行电解精炼提纯可降低高纯硅制备成本。相关电解槽装置如左下图所示，用CuSi合金作硅源，在950下利用三层液熔盐进行电解精炼，并利用某CH4燃料电池(如下图所示)作为电源。下列有关说法不正确的是A电极c与b相连，d与a相连B左侧电解槽中;Si优先于Cu被氧化Ca极的电极反应为CH4-8e+4O2 =CO2+2H2OD相同时间下，通入CH4、O2的体积不同，会影响硅的提纯速率【答案】A【解析】A项、甲烷燃料电池中，通入甲烷的a电极为负极，通入氧气的电极b为正极，根据

7、电解池中电子的移动方向可知，c为阴极，与a相连，d为阳极，与b相连，故A错误；B项、由图可知，d为阳极，Si在阳极上失去电子被氧化生成Si4+，而铜没被氧化，说明硅优先于钢被氧化，故B正确；C项、甲烷燃料电池中，通入甲烷的a电极为负极，甲烷在负极上失电子发生氧化反应生成二氧化碳，电极反应式为CH4-8e+4O2 =CO2+2H2O，故C正确；D项、相同时间下，通入CH4、O2的的体积不同，反应转移电子的物质的量不同，会造成电流强度不同，影响硅的提纯速率，故D正确。5（福州市2019届高三毕业班第三次质量检测）FFC电解法可由金属氧化物直接电解制备金属单质，西北稀有金属材料研究院利用此法成功电解

8、制备钽粉(Ta)，其原理如图所示。下列说法正确的是A该装置将化学能转化为电能Ba极为电源的正极CTa2O5极发生的电极反应为Ta2O5+10e=2Ta+5O2D石墨电极上生成22.4 L O2，则电路中转移的电子数为46.021023【答案】C【解析】A该装置是电解池，是将电能转化为化学能，故A错误；B电解池工作时O2-向阳极移动，则石墨电极为阳极，电源的b极为正极，a极为电源的负极，故B错误；CTa2O5极为阴极，发生还原反应，其电极反应为Ta2O5+10e=2Ta+5O2，故C正确；D石墨电极上生成的22.4 L O2没有指明是标准状况，则其物质的量不一定是1mol，转移电子数也不一定是4

9、6.021023，故D错误。6（陕西省西北工业大学附属中学2019届高三下学期第十二次适应性训练）人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素CO(NH2)2。下列有关说法正确的是（ ）Aa为电源的负极B电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将升高C除去尿素的反应为：CO(NH2)22Cl2H2O= N2CO24HClD若两极共收集到气体0.6mol，则除去的尿素为0.12mol(忽略气体溶解，假设氯气全部参与反应)【答案】D【解析】A、由图可以知道，左室电极产物为CO2和N2，发生氧化反应，故a为电源的正极，右室电解产物H2，发生还原反应，故b为电源的负极，故A错误；B、阴极反应为6H2

10、O+6e-=6OH-+3H2，阳极反应为6Cl-6e-=3Cl2，CO（NH2）2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl，根据上述反应式可以看出在阴、阳极上产生的OH-、H+的数目相等，阳极室中反应产生的H+，通过质子交换膜进入阴极室与OH-恰好反应生成水，所以阴极室中电解前后溶液的pH不变，故B错误；C、由图可以知道，阳极室首先是氯离子放电生成氯气，氯气再氧化尿素生成氮气、二氧化碳，同时会生成HCl，阳极室中发生的反应依次为6Cl-6e-=3Cl2，CO（NH2）2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl，故C错误；D、如图所示，阴极反应为6H2O+6e-=6OH-+3H2，阳极反应为

11、6Cl-6e-=3Cl2，CO（NH2）2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl，若两极共收集到气体0.6mol，则n(N2)=n(CO2)=0.61/5mol=0.12mol，由反应CO（NH2）2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl可知所消耗的CO（NH2）2的物质的量也为0.12mol，故D正确。7（江西师范大学附属中学2019届高三三模）电渗析法淡化海水装置示意图如下，电解槽中阴离子交换膜和阳离子交换膜相间排列，将电解槽分隔成多个独立的间隔室，海水充满在各个间隔室中。通电后，一个间隔室的海水被淡化，而其相邻间隔室的海水被浓缩，从而实现了淡水和浓缩海水分离。下列说法正确的是（

12、）A离子交换膜b为阳离子交换膜B各间隔室的排出液中，为淡水C通电时，电极l附近溶液的pH比电极2附近溶液的pH变化明显D淡化过程中，得到的浓缩海水没有任何使用价值【答案】B【解析】图中分析可知，电极1为电解池阳极，氯离子放电生成氯气，电极反应为：2Cl-2e-=Cl2，电极2为阴极，溶液中氢离子得到电子生成氢气，电极反应2H+2e-=H2，实线对应的半透膜是阳离子半透膜，虚线是阴离子半透膜。A.分析可知b为阴离子交换膜，A错误；B.实线对应的半透膜是阳离子半透膜，虚线是阴离子半透膜，结合阴阳离子移向可知，各间隔室的排出液中，为淡水，B正确；C.通电时，阳极电极反应：2Cl-2e-=Cl2，阴极

13、电极反应，2H+2e-=H2，电极2附近溶液的pH比电极1附近溶液的pH变化明显，C错误；D.淡化过程中，得到的浓缩海水可以提取氯化钠、镁、溴等，有使用价值，D错误。8（2019届北京市通州区高三年级第三次模拟考试）我国科学家设计二氧化碳熔盐捕获及电化学转化装置，其示意图如下：下列说法不正确的是Ab为电源的正极B中，捕获CO2时碳元素的化合价发生了变化Ca极的电极反应式为2C2O52 4e = 4CO2 + O2D上述装置存在反应：CO2 = C + O2【答案】B【解析】Aa电极反应是2C2O52-4e-4CO2+O2，发生氧化反应，是电解池的阳极，则b为正极，故A正确；B捕获CO2时生成的

14、C2O52-中碳元素的化合价仍为+4价，捕获CO2时生成CO32-时碳元素的化合价仍为+4价，碳元素的化合价均未发生变化，故B错误；C由电解装置示意图可知a电极反应是2C2O52-4e-4CO2+O2，故C正确；D由电解装置示意图可知a电极生成O2，d电极生成C，电解池总反应式为CO2 =C+O2，故D正确。9（湖南省衡阳市2019届高三第三次联考三模）如图所示，电化学原理与微生物工艺相组合的电解脱硝法，可除去引起水华的NO3-原理是将NO3-还原为N2。下列说法正确的是（）A若加入的是溶液，则导出的溶液呈碱性B镍电极上的电极反应式为： C电子由石墨电极流出，经溶液流向镍电极D若阳极生成气体，

15、理论上可除去mol【答案】A【解析】A项、阴极上发生的电极反应式为：2NO3-+6H2O+10e-=N2+12OH-，所以导出的溶液呈碱性，故A正确； B项、镍电极是阴极，是硝酸根离子得电子，而不是镍发生氧化反应，故B错误； C项、电子流入石墨电极，且电子不能经过溶液，故C错误； D项、由电极反应2NO3-+6H2O+10e-=N2+12OH-，生成1mol氮气消耗2mol的硝酸根离子，所以若阳极生成0.1mol气体，理论上可除去0.2 molNO3-，故D错误。10（湖南省长沙市雅礼中学2019届高三下学期一模）科学工作者研发了一种 SUNCAT的系统，借助锂循环可持续，合成其原理如图所示。

16、下列说法不正确的是A过程I得到的Li3N的电子式为B过程生成W的反应为Li3N+3H2O=3LiOH+NH3C过程涉及的阳极反应为4OH-4e-=O2+2H2OD过程I、均为氧化还原反应【答案】D【解析】A. Li3N是离子化合物，Li+与N3-之间通过离子键结合，电子式为，A正确；B.Li3N与水发生反应产生LiOH、NH3，反应方程式为：Li3N+3H2O=3LiOH+NH3，B正确；C.在过程中OH-在阳极失去电子，发生氧化反应，阳极的电极反应为4OH-4e-=O2+2H2O，C正确；D.过程的反应为盐的水解反应，没有元素化合价的变化，不属于氧化还原反应，D错误。11（山东省济南市201

17、9届高三5月模拟考试）海水淡化是解决沿海城市饮用水问题的关键技术。下图是电渗析法淡化海水装置的工作原理示意图(电解槽内部的“”和“”表示不同类型的离子交换膜)。工作过程中b电极上持续产生Cl2。下列关于该装置的说法错误的是A工作过程中b极电势高于a极B“”表示阴离子交换膜，“”表示阳离子交换膜C海水预处理主要是除去Ca2、Mg2等DA口流出的是“浓水”，B口流出的是淡水【答案】D【解析】A电极b为电解池阳极，电极a为电解池的阴极， b极电势高于a极，故A正确；B根据分析， “”表示阴离子交换膜，“”表示阳离子交换膜，故B正确；C为了防止海水中的Ca2、Mg2、SO42等堵塞离子交换膜，影响电解

18、，电解前，海水需要预处理，除去其中的Ca2、Mg2等，故C正确；D根据分析，实线为阳离子交换膜，虚线为阴离子交换膜，钠离子向a移动，氯离子向b移动，各间隔室的排出液中，A口流出的是淡水， B口流出的是“浓水”，故D错误。12（四川省成都市2019届高三下学期第三次诊断性检测）已知某高能锂离子电池的总反应为：2Li+FeS= Fe +Li2S，电解液为含LiPF6SO(CH3)2的有机溶液（Li+可自由通过）。某小组以该电池为电源电解废水并获得单质镍，工作原理如图所示。下列分析正确的是A该锂离子电池正极反应为FeS+2Li+2e-=Fe +Li2SBX与电池的Li电极相连C电解过程中c(BaC1

19、2)保持不变D若去掉阳离子膜将左右两室合并，则X电极的反应不变【答案】A【解析】A. 由上述分析可知，FeS发生还原反应作正极，电极反应式为：FeS+2Li+2e-=Fe +Li2S，故A正确；B. X为阳极，与FeS电极相连，故B错误；C. 电解过程中，阳极发生氧化反应：4OH-4e- =2H2O+O2，阳极区的Ba2+通过阳离子交换膜进入BaCl2溶液中；阴极发生还原反应：Ni2+ +2e-=Ni，溶液中Cl-通过阴离子交换膜进入BaCl2溶液中。故电解过程中，BaCl2的物质的量浓度将不断增大，故C错误；D.若将阳离子交换膜去掉，因BaCl2溶液中含有C1-，故阳极电极反应式为：2C1-

20、2e-=Cl2，故X电极的电极反应发生改变，选项D错误。13（福建省莆田市2019届高三第二次质量检测A卷）下图甲是一种在微生物作用下将废水中的尿素CO(NH2)2转化为环境友好物质，实现化学能转化为电能的装置，并利用甲、乙两装置实现在铁上镀铜。下列说法中不正确的是A乙装置中溶液颜色不变B铜电极应与Y相连接CM电极反应式：CO(NH2)2+H2O-6e-=CO2+N2+6HD当N电极消耗0.25 mol气体时，铜电极质量减少16g【答案】D【解析】甲装置中N极上O2得到电子被还原成H2O，N为正极，M为负极；A.乙装置中Cu2+在Fe电极上获得电子变为Cu单质，阳极Cu失去电子变为Cu2+进入

21、溶液，所以乙装置中溶液的颜色不变，A正确；B.乙装置中铁上镀铜，则铁为阴极应与负极X相连，铜为阳极应与正极Y相连，B正确； C.CO(NH2)2在负极M上失电子发生氧化反应，电极反应式为CO(NH2)2+H2O-6e-=CO2+N2+6H+，C正确；D.N极电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，当N电极消耗0.25 mol氧气时，则转移n(e-)=0.25mol4=1mol电子，Cu电极上的电极反应为Cu-2e-=Cu2+，所以Cu电极减少的质量为m(Cu)= mol64g/mol=32g，D错误。14（宁夏银川一中2019届高三第二次模拟考试）探索二氧化碳在海洋中转移和归宿，是当今海洋

22、科学研究的前沿领域。研究表明，溶于海水的二氧化碳主要以无机碳形式存在，其中HCO3-占95%。科学家利用下图所示装置从海水中提取CO2，有利于减少环境温室气体含量。下列说法不正确的是Aa室中OH-在电极板上被氧化Bb室发生反应的离子方程式为：H+ + HCO3- = CO2 + H2OC电路中每有0.2mol 电子通过时，就有0.2mol阳离子从c室移至b室D若用氢氧燃料电池供电，则电池负极可能发生的反应为：H2 + 2OH- - 2e- =2H2O【答案】C【解析】A. a室是阳极室，OH-在电极板上失电子被氧化生成氧气，故A正确；B. a室中生成的氢离子移入b室， b室发生反应的离子方程式

23、为：H+ + HCO3-CO2 + H2O，故B正确；C. 阳离子由阳极移向阴极，所以阳离子从b室移至c室，故C错误；D. 碱性氢氧燃料电池的负极反应为：H2 + 2OH- - 2e-2H2O，故D正确。15（辽宁省葫芦岛协作校2019届高三下学期第二次模拟考试）一种新型的“电池的正极采用含有的水溶液，负极采用固体有机聚合物用An， (Ali)n表示，电解质溶液采用溶液，聚合物离子交换膜作为隔膜将液态正极和固态负极分隔开(原理示意图如图)。已知含的溶液呈棕黄色，下列有关判断正确的是A图甲是原电池工作原理图，图乙是电池充电原理图B放电时，正极液态电解质溶液的颜色变浅C放电时，从右向左通过聚合物离

24、子交换膜D放电时，负极的电极反应式为： 【答案】B【解析】A. 甲图是电子传向固体有机聚合物，电子传向负极材料，则图甲是电池充电原理图，图乙是原电池工作原理图，A项错误；B. 放电时，正极液态电解质溶液的I2也会得电子生成I-，故电解质溶液的颜色变浅，B项正确；C. 放电为原电池工作原理，向负极移动，从左向右通过聚合物离子交换膜，C项错误；D. 放电时，负极发生失电子的氧化过程，故负极的电极反应式为：，D项错误。16（四川省绵阳市2019届高三第三次诊断性考试）锌电池是一种极具前景的电化学储能装置。VS2/Zn扣式可充电电池组成示意图如下。Zn2+可以在VS2晶体中可逆地嵌入和脱除，总反应为V

25、S2xZnZnxVS2。下列说法错误的是A放电时不锈钢箔为正极，发生还原反应B放电时负极的反应为Zn2e= Zn2+C充电时锌片与电源的负极相连D充电时电池正极上的反应为：ZnxVS22xexZn2+=VS22xZn【答案】D【解析】A. 根据上述分析，放电时不锈钢箔为正极，发生还原反应，故A正确；B. 放电时，锌为负极，发生氧化反应，负极的反应为Zn2e= Zn2+，故B正确；C. 充电时，原电池的负极接电源的负极充当阴极，因此锌片与电源的负极相连，故C正确；D. 充电时，原电池的正极接电源的正极充当阳极，失去电子，发生氧化反应，故D错误。17（四川省遂宁市2019届高三第三次诊断性考试）微

26、生物燃料电池的一种重要应用就是废水处理中实现碳氮联合转化为CO2和N2，如图所示，1、2为厌氧微生物电极，3为阳离子交换膜，4为好氧微生物反应器。下列有关叙述错误的是（ ）A协同转化总方程式：4CH3COONH4+11O2=8CO2+2N2+14H2OB电极1的电势比电极2上的低C温度越高，装置的转化效率越高D正极的电极反应：2NO3+10e+12H=N2+6H2O【答案】C【解析】根据上述分析可知，A. 结合A、B极反应式可知，总反应为CH3COONH4被氧气氧化转化为CO2和N2的过程，其化学方程式为：4CH3COONH4+11O2=8CO2+2N2+14H2O，A项正确；B. 微生物燃料

27、电池中氢离子移向电极2，说明电极1为原电池的负极，即电极1的电势比电极2 上的低，B项正确；C. 微生物存活需要最适温度，不是温度越高活性越好，C项错误；D. 电极2为正极，NO3-得电子被还原成N2，其电极反应式为2NO3-+10e-+12H+=N2+6H2O，D项正确。18（宁夏石嘴山市第三中学2019届高三下学期三模考试）我国科研人员借助太阳能，将光解水制H2与脱硫结合起来，既能大幅度提高光解水制H2的效率，又能脱除SO2，工作原理如图所示。下列说法不正确的是（ ）A该装置在太阳光下分解水，实现太阳能转化为化学能B催化剂b附近溶液的pH增大C催化剂a表面H2O发生还原反应，产生H2D吸收

28、1molSO2，理论上能产生1molH2【答案】B【解析】A.由图可知，该装置可将太阳能转化为化学能，A正确；B.催化剂b为负极，SO2失电子生成硫酸根发生氧化反应，电极反应为4OH-+SO2-2e-=SO42-+2H2O，由于不断消耗OH-，c(OH-)减小，则附近的溶液pH减小，B错误； C.由电子移动方向可知，催化剂a为正极，氢离子得电子生成氢气发生还原反应，C正确；D.由原电池中两个电极上得失电子守恒可知，吸收1molSO2，理论上能产生1molH2，D正确。19（天津市部分区2019年高三质量调查试题二）电化学降解的原理如图所示。下列说法不正确的是A铅蓄电池的负极反应为：Pb - 2

29、e+ SO42- =PbSO4B电解一段时间后，若不考虑溶液体积变化，交换膜左侧溶液酸性增强，右侧溶液酸性减弱C该电解池的阴极反应式为2NO3-+12H+10e=N2+6H2OD若电解过程中转移2mole，则质子交换膜左侧电解液的质量减少m(左) =18.0g【答案】B【解析】A. 铅蓄电池的负极，铅失电子生产的铅离子与溶液中的硫酸根离子反应生成PbSO4，电极反应为：Pb - 2e+ SO42- =PbSO4，A正确；B.交换膜左侧Pt电极上电极反应为2H2O-4e-=O2+4H+，产生的氢离子通过质子交换膜向右池移动，AgPt电极上电极反应为2NO3-+12H+10e=N2+6H2O，根据

30、阴阳极上得失电子守恒，电解一段时间后，若不考虑溶液体积变化，交换膜左侧溶液酸性不变，右侧溶液酸性减弱，B错误；C. 该电解池的阴极上硝酸根离子得电子被还原成氮气，电极反应式为2NO3-+12H+10e=N2+6H2O，C正确；D. 交换膜左侧Pt电极上电极反应为2H2O-4e-=O2+4H+，产生的氢离子通过质子交换膜向右池移动，若电解过程中转移2mole，参与反应的水为1mol，电解液的质量减少m(左) 1mol18g/mol=18.0g，D正确。20（广东省揭阳市2019届高三第二次模拟考试）用间接电化学法可对大气污染物NO进行无害化处理，其工作原理如图所示。下列说法正确的是A电极I为阴极，电极反应式为2H2O+2e一=2OH+H2B电解时H+由电极I向电极II迁移C吸收塔中的反应为2NO+2S2O42+2H2O=N2+4HSO3D每处理1molNO，可同时得到32gO2【答案】C【解析】从图示中，可知在吸收塔中NO变成了N2，N的化合价降低，S2O42变成了HSO3，S的化合价从3升高到了4，化合价升高。在电解池中，HSO3变成了S2O42，S的化合价从4降低到3，得到电子，电极为阴极，而在电极附近有氧气生成，为H2O失去电子生成O2，为阳极。 A在电解池中，HSO3变成了S2O42，S的化合价从4降低到3，得到电子，电极为阴极， 电极方程式为2HSO32e2H