考点3电解池金属的腐蚀与防护（核心考点）2024年高考化学一轮复习（新高考专用）（教师版）

考点3电解池金属的腐蚀与防护1．3年真题考点分布年份卷区考点分布电解池原理电解池的应用金属的腐蚀与防护综合应用2023广东√√湖北√√湖南√辽宁√√浙江√√2022北京√广东√√海南√湖南√山东√浙江√√2021广东√海南√√湖北√√辽宁√2．命题规律及备考策略【命题规律】近3年新高考卷对于该专题主要考查：①电解池的工作原理及其应用；②金属腐蚀与防护；③电化学计算及综合应用。【备考策略】电化学类试题主要考查电解池的工作原理及其应用，意在考查考生的变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知的学科素养，及信息获取、理解掌握和知识整合的学科关键能力。【命题预测】能分析、解释电解池的工作原理，利用电化学原理解释金属腐蚀现象，选择并设计防腐措施。考法1电解池原理及其应用一、电解的原理(1)电解：在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。(2)电解池：电能转化为化学能的装置。(3)电解池的构成①有与电源相连的两个电极。②电解质溶液(或熔融电解质)。③形成闭合回路。(1)电极名称及电极反应式(电解CuCl2溶液为例)总反应式：CuCl2eq\o(=====,\s\up7(电解))Cu＋Cl2↑(2)电子和离子的移动方向①电子：从电源负极流出后，流向电解池阴极；从电解池的阳极流出后流向电源的正极。②离子：阳离子移向电解池的阴极，阴离子移向电解池的阳极。(1)阴极：(与电极材料无关)。氧化性强的先放电，放电顺序：(2)阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。若是惰性电极作阳极，放电顺序为【特别提醒】①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。②最常用、最重要的放电顺序为阳极：Cl－>OH－；阴极：Ag＋>Cu2＋>H＋。③电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。4.电解规律(1)阳极放电规律①活性电极(除Au、Pt以外的金属材料作电极)，电极材料失电子，生成金属阳离子。②惰性电极(Pt、Au、石墨)，要依据阴离子的放电顺序加以判断。阴离子的放电顺序：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。S2－、I－、Br－、Cl－放电，产物分别是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放电，则得到H2O和O2。(2)阴极产物的判断直接根据阳离子放电顺序进行判断。阳离子放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋。(3)用惰性电极电解不同类型电解质溶液①电解水型实例电极反应式及总反应式电解质溶液浓度复原方法H2SO4阴极：2H＋＋2e－=H2↑阳极：2H2O－4e－=4H＋＋O2↑总反应式：2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))2H2↑＋O2↑增大加水②电解电解质型实例电极反应式及总反应式电解质溶液浓度复原方法HCl阴极：2H＋＋2e－=H2↑阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑总反应式：2HCleq\o(=,\s\up7(通电))H2↑＋Cl2↑减小通入HClCuCl2阴极：Cu2＋＋2e－=Cu阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑总反应式：CuCl2eq\o(=,\s\up7(通电))Cu＋Cl2↑加CuCl2固体③电解质和水均参与电解型实例电极反应式及总反应式电解质溶液浓度复原方法NaCl、KCl(放H2生碱)阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑阴极：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－总反应式：2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))Cl2↑＋H2↑＋2OH－减小并生成新电解质通入HCl气体CuSO4、Cu(NO3)2(放O2生酸)阳极：2H2O－4e－=4H＋＋O2↑阴极：Cu2＋＋2e－=Cu总反应式：2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))2Cu＋O2↑＋4H＋减小并生成新电解质加CuO5.金属腐蚀快慢的规律对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀；外界条件相同时，电解质浓度越大，金属腐蚀越快对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中；活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快二、电解原理的应用阳极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应)阴极反应式：2H＋＋2e－===H2↑(还原反应)总反应方程式：2NaCl＋2H2Oeq\o(=====,\s\up7(电解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑电镀电解精炼铜示意图电极反应阳极Cu－2e－===Cu2＋Zn－2e－===Zn2＋，Cu－2e－===Cu2＋阴极Cu2＋＋2e－===CuCu2＋＋2e－===Cu电解质溶液的浓度变化CuSO4溶液的浓度不变CuSO4溶液的浓度变小电解冶炼冶炼钠冶炼铝电极反应阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑阴极：2Na＋＋2e－===2Na阳极：6O2－－12e－===3O2↑阴极：4Al3＋＋12e－===4Al总反应2NaCl(熔融)eq\o(=====,\s\up7(电解))2Na＋Cl2↑2Al2O3(熔融)eq\o(=====,\s\up7(电解))4Al＋3O2↑【典例1】（湖南省名校联盟2023届高三3月联考）中科院化学研究所开发了一个包括苯酚电催化还原和苯酚电催化氧化两个半反应的综合电化学策略，成功实现了苯酚合成两种重要的化工原料——环己酮和苯醌。下列说法错误的是A．溶液中的的移动方向：电极a→电极bB．阴极区的电极反应式为C．电路中转移2mol时，理论上会消耗苯酚的数目为D．该电化学合成环己酮和苯醌的原子利用率为100%【答案】C【分析】根据电化学装置可判断为电解池装置，a发生氧化反应，是阳极，b发生还原反应，是阴极，据此分析解题。【解析】A．阳离子移向阴极，溶液中的的移动方向：电极a→电极b，A正确；B．阴极得电子，发生还原反应，电极反应式为，B正确；C．阳极区的反应式为，可知电路中转移2mol时，理论上会消耗苯酚(两边均要消耗)的数目为，C错误；D．根据总反应式可知反应物完全转化为目标产物环己酮和苯醌，故原子利用率为100%，D正确；故选C。【典例2】（河北省衡水中学2023届高三素养测评）电化学合成是种环境友好的化学合成方法，以对硝基苯甲酸()为原料，采用电解法合成对氨基苯甲酸(

)的装置如图所示。下列说法正确的是A．a极电势低于b极电势B．离子交换膜为阴离子交换膜C．每生成0.2mol对氨基苯甲酸，阳极室电解液质量减少10.8gD．生成的总反应为：【答案】C【解析】A．根据装置示意图可知，碘单质在N极得电子生成碘离子，故N极为阴极，b极为负极，则a极电势高于b极电势，A错误；B．对硝基苯甲酸转化成对氨基苯甲酸需要氢离子，故离子交换膜为阳离子交换膜，B错误；+,根据电极反应式I2+2e=2I可知电路中要转移1.2mol电子，阳极发生反应2H2O4e=O2↑+4H+2+，阳极室电解质液质量减少10.8g，C正确；D．生成对氨基苯甲酸的总反应为：+6I+6H+=+3I2+2H2O，D错误；故选C。1．（湖北省名校2023届高三模拟）科学工作者提出了一种在室温条件下以和甲醇为原料合成碳酸二甲酯的电化学方案，其原理如图所示。下列说法中错误的是A．催化电极b连接电源的正极B．数目在反应过程中减少了C．阴极的电极反应为D．电路中转移2mol时，理论上会产生90g碳酸二甲酯【答案】B【解析】A．根据催化电极b处转化为，发生氧化反应，可知催化电极b为阳极，催化电极b连接电源的正极，故A正确；B．和甲醇为原料生成碳酸二甲酯和水，溴离子的数目在反应过程中不发生变化，故B错误：C．根据图示，阴极(催化电极a)的电极反应为，故C正确；D．根据，电路中转移2moleˉ时，理论上会产生1mol碳酸二甲酯，其质量为90g，故D正确。故选B。2．（福建省福州市20232024学年高三第一次质量检测）我国科学家经过研究发明了以下装置从海水中提取锂单质，其工作原理如图所示。该装置运行期间电极Ⅱ上产生和气体X。下列说法错误的是A．该装置实现了“太阳能→电能→化学能”的转化B．电极Ⅰ连接太阳能电池的负极C．工作时，电极Ⅱ附近溶液的pH增大D．实验室检验气体X可用湿润的淀粉KI试纸【答案】C【分析】由图可知，锂离子向电极I迁移，则电极I为阴极，电极反应式：；电极II为阳极，该装置运行期间电极Ⅱ上产生和气体X，则电极反应式：、；【解析】A．根据该装置示意图可知，实现了太阳能→电能→化学能的转化，故A正确；B．根据分析可知，电极I为阴极，连接太阳能电池负极，故B正确；C．根据分析可知，电极II为阳极，电极反应式：、，则工作时，电极Ⅱ附近溶液的pH减小，故C错误；D．根据分析可知X气体为，可用湿润的淀粉KI试纸检验，故D正确；故选C。考法2金属腐蚀与防护三、金属的腐蚀与防护金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生氧化反应。(1)化学腐蚀与电化学腐蚀类型化学腐蚀电化学腐蚀条件金属跟非金属单质直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触现象无电流产生有微弱电流产生本质金属被氧化较活泼金属被氧化联系两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀以钢铁的腐蚀为例进行分析：类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强(pH≤4.3)水膜酸性很弱或呈中性电极反应负极Fe－2e－===Fe2＋正极2H＋＋2e－===H2↑O2＋2H2O＋4e－===4OH－总反应式Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2联系吸氧腐蚀更普遍(1)电化学防护①牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理a.负极：比被保护金属活泼的金属；b.正极：被保护的金属设备。②外加电流的阴极保护法——电解原理a.阴极：被保护的金属设备；b.阳极：惰性金属或石墨。(2)改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。(3)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。4.金属腐蚀快慢的规律对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀；外界条件相同时，电解质浓度越大，金属腐蚀越快对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中；活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快【典例3】（广东省普宁二中实验学校、普宁国贤学校2023届高三联考）为检验牺牲阳极法对钢铁防腐的效果，进行了如图所示实验，下列叙述正确的是A．一段时间后，铁钉底部a、c处滤纸上均能看到出现蓝色沉淀B．一段时间后，薄锌片底部b处能看到滤纸变红色C．薄锌片两端铁钉均为该原电池的正极D．薄锌片发生的电极反应式为【答案】C【分析】该装置形成了一个原电池，锌片作负极，电极反应式为Zn2e=Zn2+，两端铁钉作正极，电极反应式为O2+2H2O+4e=4OH，从而达到牺牲阳极保护阴极的目的，达到实验目的。本装置中，NaCl溶液为了提供吸氧腐蚀的环境，K3[Fe(CN)6]为了检验亚铁离子生成，若生成亚铁离子，会产生蓝色沉淀，酚酞为了检验氢氧根离子的生成。【解析】A．由分析可知，锌片作负极，所以铁不会参加反应更不会生成亚铁离子，故无法看到蓝色沉淀生成，A错误；B．根据分析，锌片作负极发生氧化反应生成Zn2+，两端铁钉作正极，电极反应式为O2+2H2O+4e=4OH，应在铁钉底部看到滤纸变红，B错误；C．由分析可知薄锌片两端铁钉均为该原电池的正极，C正确；D．根据分析，此电极方程式为吸氧腐蚀的正极发生的反应，所以应发生在铁钉处，D错误；故选C。【典例4】（湖南省九校联盟2023届高三第二次联考）某同学利用如图所示装置探究金属的腐蚀与防护，下列说法不正确的是A．③区电极电势Cu高于FeB．①区Fe电极和③区Fe电极电极反应均为Fe—2e—=Fe2+C．②区Zn电极和④区Cu电极电极反应均为2H2O+2e—=H2↑+2OH—D．②区Fe电极和④区Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液，均会出现蓝色沉淀【答案】B【分析】由图可知，①区和③区为原电池，②区和④区构成电解池，①区中锌为负极、铁为正极，③区中铁为负极、铜为正极，②区中与与直流电源正极相连的铁为电解池的阳极、锌为阴极，④区中与直流电源正极相连的铁为电解池的阳极、铜为阴极。【解析】A．由分析可知，③区中铁为负极、铜为正极，则③区电极电势正极铜高于负极铁，故A正确；B．由分析可知，①区中铁为正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2+4e—+2H2O=4OH—，故B错误；C．由分析可知，②区锌电极和④区铜电极均为电解池的的阴极，电极反应式均为2H2O+2e—=H2↑+2OH—，故C正确；D．由分析可知，②区铁电极和④区铁电极均为电解池的的阳极，电极反应式均为Fe—2e—=Fe2+，放电生成的亚铁离子均能与铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀，故D正确；故选B。1．（辽宁省名校联盟2023届高考模拟）“北溪”天然气管道至少泄漏8万吨天然气，近20年间甲烷的温室效应率是的84倍。已知管道接口处有钢铁材料等，海水的pH约为8.0。设为阿伏伽德罗常数的值。下列有关叙述不正确的是A．损坏的钢铁材料在海水中主要发生吸氧腐蚀B．制造管道时表面涂层能起到抗腐蚀作用C．铁在海水中完全发生电化学腐蚀时转移电子数一定为D．修复管道时在钢管表面镶嵌锌块，这种方法叫牺牲阳极法【答案】C【解析】A．钢铁在弱碱性环境中主要发生吸氧腐蚀，A项正确；B．表面涂层能防止钢铁管道和水、O2等物质接触，从而起到抗腐蚀作用，B项正确；C．钢铁腐蚀时负极电极反应式为，铁在海水中完全发生电化学腐蚀时转移电子数为，后续发生，不属于电化学腐蚀，C项错误；D．锌比铁活泼，在海水中构成原电池，锌为负极，铁为正极，这种保护钢铁的方法叫牺牲阳极法，D项正确。故选C。2．（重庆市南开中学校2023届高三模拟）某同学利用下图所示装置探究金属的腐蚀与防护条件。下列说法不合理的是A．①区Cu电极上产生气泡，Fe电极附近滴加K3Fe(CN)6溶液后出现蓝色，Fe被腐蚀B．②区Cu电极附近滴加酚酞后变成红色，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出现蓝色，Fe被腐蚀C．③区Zn电极的电极反应式为Zn2e=Zn2+，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液未出现蓝色，Fe被保护D．④区Zn电极的电极反应式为2H2O+2e=H2↑+2OH，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出现蓝色，Fe被腐蚀【答案】A【解析】A．①区构成原电池，Fe是负极，发生氧化反应，电极反应式是Fe2e=Fe2+，Fe被腐蚀，Cu是正极，发生还原反应，电极反应式是：O2+4e+2H2O=4OH，发生的是吸氧腐蚀，无气泡产生，故A错误；B．②是电解池，Cu电极为阴极，电极反应式为2H2O+2e=H2↑+2OH，附近水溶液显碱性，滴加酚酞后变成红色，Fe电极发生反应：Fe2e=Fe2+，Fe被腐蚀，附近滴加K3［Fe(CN)6］出现蓝色，故B正确；C．③区构成原电池，由于金属活动性Zn>Fe，所以Zn电极是负极，电极反应式为Zn－2e－=Zn2+，Fe电极为正极，发生反应：O2+4e+2H2O=4OH，由于没有Fe2+生成，因此附近滴加K3［Fe(CN)6］未出现蓝色，Fe被保护，故C正确；D．④是电解池，Zn电极为阴极，电极反应式为2H2O+2e=H2↑+2OH，Fe电极是阳极，电极发生反应：Fe2e=Fe2+，附近滴加K3［Fe(CN)6］出现蓝色，Fe被腐蚀，故D正确。故选A。考法3电化学综合应用四、电化学综合应用1．电解池与原电池的比较电解池原电池能否自发使“不能”变为“能”或使“能”变为“易”能自发进行能量转化电能转化为化学能化学能转化为电能装置有外加电源无外加电源电极由外加电源决定：阳极：连电源的正极；阴极：连电源的负极由电极或反应物性质决定，称为正极或负极反应类型阳极：氧化反应；阴极：还原反应负极：氧化反应；正极：还原反应离子移动阳离子移向阴极；阴离子移向阳极阳离子移向正极；阴离子移向负极相同点都是电极上的氧化还原反应，都必须有离子导体2.电解计算中常用的方法(1)根据总反应式计算先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。(2)根据得失电子守恒计算①用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。②用于混合溶液中电解的分阶段计算。③根据得失电子守恒定律建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。如以通过4mole－为桥梁可构建如下关系式：该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。【典例5】（广东省汕头市潮阳区2023届高三三模）一种利用微生物或羟基自由基()将苯酚转化为和的原电池电解池组合装置如图所示，已知电极均为惰性电极，下列说法错误的是A．左池()为原电池，右池()为电解池B．a极区工作一段时间后，溶液的变小C．d极电极反应为，该组合装置产生CO2＞13.44L(标准状况)【答案】B【解析】A．图中右侧主要产生羟基自由基（），由H2O产生()非自发进行。需要通电电解水，所以左池()为原电池，右池()为电解池，故A正确；B．a极的电极反应式，生成OH－，故pH变大；b极C6H5OH失去电子被氧化成为CO2，周围环境为NaCl溶液，所以b极的电极反应式为，生成H＋，导致酸性增强，pH变小，故B错误；C．d极是H2O失去电子变成和H＋，电极反应为，故C正确；D．该组合装置产生CO2的地方为b极和d极区苯酚被氧化。由B可知b极的电极反应式，b极转移2.8mole－、生成0.6molCO2，d极区苯酚被氧化的化学方程式为，每转移28mole－，生成6molCO2，即转移2.8mole－，d极区生成0.6molCO2，则转移28mole－2，标准状况下，该组台装置生成CO2的体积为V=n×Vm=1.2mol×22.4L/mol=26.88L>13.44L(标准状况)，故D正确；故选B。【典例6】（山东省济南市历城第二中学2023届高三模拟）羟基自由基是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为CO2和H2O的原电池电解池组合装置，实现了发电、环保两位一体。下列说法错误的是A．a极1molCr2O参与反应，理论上NaCl溶液中减少的离子为12NAB．电池工作时，b极附近pH减小C．右侧装置中，c、d两极产生气体的体积比(相同条件下)为7：3D．d极区苯酚被氧化的化学方程式为【答案】A【分析】由图示结合题意分析可知左侧为原电池装置，右侧为电解池装置，且a极反应为，b极反应为，据此回答。【解析】A．a极得电子生成，所以a是正极、b是负极；又a极反应，则a极参与反应转移6mol电子，OH通过阴离子交换膜进入NaCl溶液中；b是负极，转移6mol电子时有6molH+通过阳离子交换膜进入NaCl溶液中，HO、H+反应生成水，理论上NaCl溶液中离子数不变，A错误；B．电池工作时，b极反应为，b极附近pH减小，B正确；C．右侧为电解装置，c是阴极，c极反应式为，d为阳极，d极反应式为，，转移28mol电子，c极生成14mol氢气，d极生成6mol二氧化碳气体，所以两极产生气体的体积比(相同条件下)为7∶3，C正确；D．d极区苯酚被·OH氧化为二氧化碳，反应的化学方程式为，D正确；故选A。1．（重庆市育才中学校2023届高三冲刺）利用光伏电池与膜电解法制备Ce(SO4)2溶液的装置如图所示。下列说法正确的是A．该光伏电池可将化学能转化为电能B．该离子交换膜为阴离子交换膜，SO由左池向右池迁移C．电解池中阳极发生还原反应，电极反应式为Ce3+e=Ce4+D．电路中有0.2mol电子通过时，阴极室溶液质量变化为16g【答案】D【分析】由图可知，左侧装置为原电池，电子向N极移动，故N极为负极，P极为正极，右侧为电解池，纯铜为阴极，电极反应式为Cu2++2e═Cu,石墨为阳极，电极反应式为Ce3+e═Ce4+，据此作答。【解析】A．光伏电池可将太阳能转化为电能，故A错误；B．电解池右侧正电荷减少，左侧正电荷增加，硫酸根离子由右池向左池迁移，故该离子交换膜为阴离子交换膜，故B错误；C．石墨为阳极发生氧化反应，电极反应式为Ce3+e═Ce4+，故C错误；D．纯铜为阴极，电极反应式为Cu2++2e═Cu,电路中有0.2mol电子通过时，析出Cu质量为×64g/mol=6.4g,同时有0.1mol硫酸根离子由右池向左池迁移，质量减少0.1mol×96g/mol=9.6g,阴极室溶液质量共减少6.4g+9.6g=16g,故D正确；故选D。2．（江苏省南京市2023届高三模拟）磷及其化合物有着广泛的运用。白磷的结构为

，溶于CS2，易自燃。其氧化物有P4O6、P4O10。两种氧化物中均只有一种化学环境的P原子。P4与KOH溶液共热可制备PH3。白磷与Cl2反应可生成PCl3和PCl5。固态PCl5中含有PCl、PCl两种离子。Ca(H2PO4)2是磷肥的有效成分。利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2，并得到副产物H2、Cl2等，装置如图所示。下列说法不正确的是A．a极反应：CH48e+4O2=CO2+2H2OB．L膜为阳离子交换膜，电解时阴极室中NaOH溶液的浓度变大C．可用铁电极替换阴极的石墨电极4，阳极室Ca2+【答案】B【分析】甲烷燃料电池中a极CH4变为CO2发生氧化反应为负极，而O2发生还原反应为正极。阳极室Cl优先放电得到Cl2，阴极室H2O放电产生H2和OH。【解析】A．a极CH4变为CO2发生氧化反应，反应为CH48e+4O2=CO2+2H2O，A项正确；B．要制备Ca(H2PO4)2，Ca2+经K膜进入产品室与从L膜进入的磷酸二氢根结合，所以L膜为阴离子交换膜。阴极室H2O放电产生OH与从原料室进入的Na+结合为NaOH，所以NaOH浓度更大，B项错误；C．阴极电极不参与反应，可以换成铁，C项正确；D．由电子守恒和电荷守恒得到关系式为CH4~8e~4Ca2+，即1molCH4消耗时，阳极室Ca2+4为0.1mol，阳极室Ca2+减少0.4mol，D项正确；故选B。【基础过关】1．（广东省广州市天河区2023届高三三模）文物的腐蚀是指出土前由于自然的侵蚀、损坏而破坏文物的原貌，电化学腐蚀也是重要因素之一。三星堆是中华文明的重要组成部分，下列出土文物可能涉及电化学腐蚀的是ABCD青铜神树玉璋陶瓷马头黄金面罩【答案】A【解析】A．青铜神树中含有Sn和Cu，可能涉及电化学腐蚀，故A符合题意；B．玉璋属于玉器，主要成分为无机物，不涉及电化学腐蚀，故B不符合题意；C．陶瓷马头以粘土为主要原料制成，不涉及电化学腐蚀，故C不符合题意；D．黄金面罩由黄金制成，只含有金，不涉及电化学腐蚀，故D不符合题意；故选A。2．（河北省重点中学2023届高三二模）考古中出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是A．锡青铜的熔点比纯铜高B．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快C．锡青铜中的锡加速了铜的腐蚀速度D．生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程【答案】B【解析】A．锡青铜是合金，合金的熔点比纯金属的熔点都低，故A不符合题意；B．在潮湿环境中，锡青铜易形成原电池而发生电化学腐蚀，所以在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快，故B符合题意；C．锡青铜中的锡比铜活泼，所以形成原电池时，锡作负极，则铜被保护，故C不符合题意；D．生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但属于化学反应，故D不符合题意；故选B。3．（广东省重点中学2023届高三联考）深中通道是集“桥、岛、隧、地下互通”于一体的超级跨海集群工程，使用了多种新材料。下列关于深中通道的说法错误的是A．悬索主缆采用的高强耐久2060MPa钢丝属于合金B．桥面铺装了耐盐耐高温的环氧沥青，石油分馏可获得沥青C．隧道沉管之间采用的GINA橡胶止水带属于有机高分子材料D．在沉管外部加装了铜管用于保护钢壳沉管，利用了牺牲阳极保护法【答案】D【解析】A．钢丝是铁合金，故A正确；B．沥青是石油分馏获得的产品之一，故B正确；C．橡胶属于有机高分子材料，故C正确；D．牺牲阳极保护法应与化学性质比铁活泼的金属相连比如锌，而铜的活泼性比铁弱，故D错误；故选D。4．（河北省沧州市第一中学2023届高三三模）出土于陕西的两千多年前的越王剑(主要成分为铁)，现藏于广州博物馆，该剑剑格左右侧皆以鸟虫书体铸刻“王戊”二字，剑色为水银古，时至如今，依然锋利。剑脊含铜量较多，韧性好，不易折断；刃部含锡高，硬度强，可见其性能优异，锻造技术优良。下列叙述错误的是已知：剑在地下因构成原电池发生了腐蚀，导致生锈(Fe2O3)。A．铁与铜、锡构成原电池时，铁为负极B．铁发生的电极反应为Fe3e=Fe3+C．酸性环境下剑腐蚀的过程中会产生氢气D．生成80gFe2O3时理论上转移3mol电子【答案】B【解析】A．铁与铜、锡构成原电池时，铁的活泼性强于铜和锡，铁作负极，A正确；B．铁电极反应为Fe2e=Fe2+，B错误；C．酸性环境下剑腐蚀的过程为析氢腐蚀，正极会产生氢气：2H++2e=H2，C正确；D．生成Fe2O3时理论上转移电子3mol，D正确；故选B。5．（山东省潍坊市2023届高三二模）地下管道表面附着的硫酸盐会促进钢铁发生厌氧腐蚀，为减少腐蚀的发生，可使钢管与外接电源相连，使其表面形成致密的。下列说法错误的是A．钢管应与电源的负极相连 B．电压过高有可能会加剧腐蚀C．发生厌氧腐蚀会使土壤碱性增强 D．厌氧腐蚀过程中有生成【答案】A【解析】A．钢管表面形成，失去电子，作为阳极，应与正极相连，故A错误；B．电压过高，内层金属可能会继续失电子被氧化，加剧腐蚀，故B正确；C．厌氧腐蚀中氢离子浓度减小，氢氧根离子增大，碱性增强，故C正确；D．铁失电子生成Fe2+，与S2生成，故D正确；故选A。6．（浙江省乐清市知临中学2023届高三模拟）电化学原理(如图所示)治理硝酸盐污水中，下列说法不正确是A．直流电源电极：为正极、为负极B．电解过程，溶液中质子从电极向电极移动C．在阳极发生的电极反应：D．当转移电子时，阴极室质量减少【答案】D【分析】根据图像知，硝酸根离子得电子发生还原反应，则AgPt作阴极，Pt电极为阳极。【解析】A．连接阳极Pt的电极A为电源正极，B为电源负极，故A正确；B．电解质溶液中质子向阴极移动，所以电解过程中质子从Pt电极向AgPt电极移动，故B正确；C．阳极上失电子发生氧化反应，电极反应式为2H2O4e=O2+4H+，故C正确；D．阳极反应为2H2O4e=O2+4H+，当转移2mol电子时，阳极消耗1mol水，产生2molH+进入阴极室，阳极质量减少18g,阴极上电极反应式为2+12H++10e=N2↑+6H222质量为5.6g，同时有2molH+质量为2g进入，因此，阴极室质量减少3.6g,故D错误；故选D。7．（浙江省十校联盟2023届高三联考）含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备，过程如图所示为甲基。下列说法不正确的是A．石墨电极与电源正极相连，发生氧化反应B．铂电极上的电极反应为：C．在电解过程中向石墨电极移动D．生成，理论上外电路需要转移电子【答案】D【分析】由图可知，石墨电极上P4转化为Li[P(CN)2]，P元素化合价升高，发生氧化反应，故石墨电极为阳极，连接外电源正极，铂电极为阴极，连接外电源负极，据此分析作答。【解析】A．根据分析可知，石墨电极与电源正极相连，发生氧化反应，故A正确；B．根据分析可知，铂电极为阴极，电极反应为：，故B正确；C．由图可知，在电解过程中由铂电极向石墨电极移动，故C正确；D．在化合物中，元素为价，生成，理论上外电路需要转移电子，故D错误；故选D。8．（江苏南京师范大学附属中学20222023学年高三一模）电催化氮气制备铵盐和硝酸盐的原理如图所示。下列说法正确的是A．a极反应式为N2+12OH10e=2NO+6H2OB．电解一段时间，a、b两电极区的pH均减小C．电解过程中H+从a极通过质子交换膜转移至b极D．相同时间内，a、b两极消耗N2的物质的量之比为5∶3【答案】C【解析】A．由图示可知，a极氮气失电子变为硝酸根离子，电解质溶液呈酸性，电极反应式为：N2+6H2O10e=2NO+12H+，A错误；B．由图示可知，a极为阳极，失电子，电极反应式为：N2+6H2O10e=2NO+12H+，b极为阴极，得电子，电极反应式为：N2+6e+8H+=2NH，则阳极区酸性增强、pH减小，阴极区酸性减弱、pH增大，B错误；C．a极为阳极、b极为阴极，电解过程中H+从a极通过质子交换膜转移至b极，C正确；D．a极电极反应式为：N2+6H2O10e=2NO+12H+，b极电极反应式为：N2+6e+8H+=2NH，依据得失电子守恒，转移30mol电子时阴极、阳极消耗氮气的物质的量分别为5mol、3mol，即a、b两极消耗N2的物质的量之比为3:5，D错误；故选C。【能力提升】9．（山东省济宁市2023届高三二模）可用电化学原理进行氮的氧化物脱除，下图装置可同时吸收和NO(已知连二亚硫酸稀)。下列说法错误的是A．N为直流电源的负极B．装置中P为阳离子交换膜C．左室的电极反应式为：D．吸收池中的反应为：【答案】D【分析】由图可知，在右边电极上发生还原反应生成H2S2O4，则右边电极为阴极，电极反应为2+2e+4H+=H2S2O4+2H2O；在左边电极上SO2发生氧化反应生成H2SO4，左边电极为阳极，电极反应为；结合电解原理分析解答。【解析】A．由图可知，在右边电极上发生还原反应生成H2S2O4，则右边为电解池的阴极，N极为直流电源的负极，故A正确；B．电解过程中阳极区生成的氢离子通过离子交换膜向阴极区移动，因此装置中P为阳离子交换膜，故B正确；C．由图可知，在左边电极上SO2发生氧化反应生成H2SO4，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：，故C正确；D．由图可知，吸收池中NO和H2S2O4反应生成N2和，H2S2O4是弱酸在离子方程式中不能拆，故D错误；故选D。10．（湖南省娄底市2023届高三模拟）)。下列叙述错误的是A．充电时，N极附近溶液pH升高B．放电时，M极上能生成、、C．放电时，N极反应式为D．充电时，电解质溶液中KOH、LiOH浓度一定不变【答案】D【解析】A．充电时，N极为阴极，析出锌，生成碱，溶液pH升高，A项正确；B．放电时，M极为正极，发生还原反应，镍、钴、锰的化合价降低，M极上能生成、、，B项正确；C．放电时，N极为负极，发生氧化反应，生成了，反应式为，C项正确；D．充电时生成了NiOOH、CoOOH、MnOOH固体，水参与反应，电解质的浓度可能发生改变，D项错误；故选D。11．（辽宁省名校联盟2023届高三模拟）镍离子()和钴离子()性质相似，可用如图所示装置实现二者分离。图中的双极膜中间层中的解离为和，并在直流电场作用下分别向两极迁移；与乙酰丙酮不反应。下列说法正确的是A．石墨M电极上的电势低于石墨N电极上的电势B．石墨M电极的电极反应式为。C．水解离出的可以抑制Ⅱ室中的转化反应D．导线中流过，Ⅰ室与Ⅲ室溶液质量变化之差约为130g【答案】D【解析】A．由图分析，向石墨N电极方向移动，则石墨N电极为阴极、石墨M电极为阳极，石墨M电极上的电势更高，A项错误；B．石墨M电极上由失电子，电极反应式为，B项错误；C．由原子守恒和电荷守恒知，Ⅱ室中的转化反应生成，故水解离出的可以促进Ⅱ室中的转化反应，C项错误；D．由原理可知，导线中流过，Ⅰ室移入Ⅱ室的和的总物质的量为1mol，同时有生成，质量减少，Ⅲ室中阴极反应消耗的由水解离出的等量补充，溶液质量不变，故两室溶液质量变化之差约为，D项正确；故选D。12．（江苏省徐州市2023届高三模拟）利用电化学原理控制反应条件能将电催化还原为HCOOH，电解过程中还伴随着析氢反应，反应过程原理的示意图如图。下列有关说法正确的是A．玻碳电极发生还原反应B．铂电极发生的电极反应为C．电池工作时，电流由玻碳电极经电解质溶液到铂电极D．当电路中转移1mol时，阳极室溶液的质量减少8g【答案】C【分析】分析该装置，H2O转化为O2，O失去电子发生氧化反应，则玻碳电极为阳极，铂电极为阴极，据此解答。【解析】A．玻碳电极为阳极，发生氧化反应，A错误；B．铂电极发生的电极反应为CO2+2H++2e=HCOOH、，B错误；C．玻碳电极为阳极，铂电极为阴极，电池工作时，电流由玻碳电极经电解质溶液到铂电极，C正确；D．当电路中转移1mol时，同时有1mol氢离子通过质子交换膜进入左侧，阳极室溶液的质量减少，D错误；故选C。13．（河北省保定市定州中学2023届高三模拟）双极膜是由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成的，其内层为水层，装置工作时水层中的H2O解离成H+和OH，分别向两侧发生迁移。CO2电化学还原法制备甲醇的电解原理如图所示。该装置工作时，下列说法正确的是A．催化电极上发生氧化反应B．石墨电极区溶液pH不变C．H+穿过b膜进入右室溶液D．电解一段时间后，右室HCO的物质的量减少【答案】C【解析】A．催化电极上CO2转化为甲醇，碳元素化合价降低，发生还原反应，A错误；B．石墨电极上电极反应式为，水层中的H2O解离成H+和OH，OH通过a膜向阳极(石墨电极)移动,石墨电极消耗的OH与迁移过来的OH数目相等，石墨电极区溶液中OH物质的量不变，但电解过程中石墨电极区生成了水，溶液的pH减小，B错误；C．水电离的H+通过b膜向阴极移动，进入右室溶液，C正确；D．催化电极上的电极反应式为，通过b膜迁移过来的H+与反应生成，故的物质的量不变，D错误；故选C。14．（广东省深圳市高级中学2023届高三模拟）我国科学家以CO2与辛胺[CH3(CH2)7NH2]为原料能够高选择性的合成甲酸和辛腈[CH3(CH2)6CN]，实现了CO2的再利用，有益于解决全球变暖问题。其工作原理如图，已知右池反应过程中无气体生成。下列说法不正确的是A．Ni2P电极的电势高于In/In2O3x电极B．In/In2O3x电极上可能有副产物H2生成C．阴极上的电极反应：CO2+H2O+2e－＝+OH－D．标准状况下，33.6LCO2参与反应时，Ni2P电极有1.5mol辛腈生成【答案】D【分析】CO2在In电极转化为HCOO发生还原反应，该极为电解池的阴极与电源负极相连。而Ni2P为阳极与电源的正极相连。【解析】A．阳极的电势高于阴极，A项正确；B．H+可能在In电极发生还原反应产生H2，B项正确；C．CO2在In电极转化为HCOO发生还原反应，反应为：CO2+H2O+2e－＝HCOO−+OH－，C项正确；D．33.6LCO2标况下物质的量为1.5mol。按照得失电子守恒2CO2~CH3(CH2)62产生0.75mol辛腈，D项错误；故选D。15．（湖南四大名校2024届高三第一次联考）含有硝酸盐和亚硝酸盐的酸性废水可导致水体富营养化，引发环境污染。如图是利用电化学原理处理的原理，下列有关叙述错误的是A．直流电源为铅蓄电池时，极连接X电极B．Y电极上发生还原反应C．阳极电极反应方程式为D．当产生28g时，一定有6mol穿过质子交换膜【答案】D【解析】A．在Y电极得到电子转化为氮气，即Y为阴极，X为阳极，铅蓄电池极为正极，故A正确；B．Y为阴极，发生还原反应，故B正确；C．阳极区电解质为硫酸溶液，故电极反应式为，故C正确；D．由于不能确定参与电极反应的中氮元素的具体化合价，所以转移电子数无法确定，迁移数量无法确定，故D错误；故选D。16．（重庆市巴蜀中学校2023学年高三模拟）电有机合成相对于传统有机合成具有显著优势，利用如图所示装置实现电催化合成呋喃二甲酸。下列说法错误的是A．催化电极能降低电极反应的活化能B．在催化电极a放电可得到呋喃二甲酸C．阴极反应为

D．电路中每转移，阳极区与阴极区质量变化的差为【答案】D【分析】由图可知，a极上镍离子失去电子发生氧化反应，为阳极，则b为阴极；【解析】A．催化剂能降低电极反应的活化能，加快反应速率，A正确；B．由图示可知，在催化电极a放电生成1molNiO(OH)，然后发生反应6NiO(OH)+

+12H+=6Ni2++

+10H2O，则在催化电极a放电可得到呋喃二甲酸，B正确；C．阴极反应为分子中硝基被还原为氨基的过程，反应为

，C正确；D．反应时阳离子向阴极迁移，电路中每转移，会有1mol氢离子从阳极区进入阴极去，导致阳极区减小1g、阴极区增加1g，质量变化的差为2g，D错误；故选D。【真题感知】1.（2023·广东卷第13题）利用活性石墨电极电解饱和食盐水，进行如图所示实验。闭合，一段时间后A.U型管两侧均有气泡冒出，分别是和 B.a处布条褪色，说明具有漂白性C.b处出现蓝色，说明还原性： D.断开，立刻闭合，电流表发生偏转【答案】D【解析】闭合K1，形成电解池，电解饱和食盐水，左侧为阳极，阳极氯离子失去电子生成氯气，电极反应为2Cl—2e=Cl2↑，右侧为阴极，阴极电极反应为2H++2e=H2↑，总反应为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，据此解答。根据分析，U型管两侧均有气泡冒出，分别是Cl2和H2，A错误；左侧生成氯气，氯气遇到水生成HClO，具有漂白性，则a处布条褪色，说明HClO具有漂白性，B错误；b处出现蓝色，发生Cl2+2KI=I2+2KCl，说明还原性：，C错误；断开K1，立刻闭合K2，此时构成氢氯燃料电池，形成电流，电流表发生偏转，D正确；故选D。2.（2023·广东卷第16题）用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(下图)，可实现大电流催化电解溶液制氨。工作时，在双极膜界面处被催化解离成和，有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是A.电解总反应：B.每生成，双极膜处有的解离C.电解过程中，阳极室中的物质的量不因反应而改变D.相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构可提高氨生成速率【答案】B【解析】由信息大电流催化电解KNO3溶液制氨可知，在电极a处KNO3放电生成NH3，发生还原反应，故电极a为阴极，电极方程式为，电极b为阳极，电极方程式为，“卯榫”结构的双极膜中的H＋移向电极a，OH－移向电极b。由分析中阴阳极电极方程式可知，电解总反应为，故A正确；每生成，阴极得8mole－，同时双极膜处有8molH+进入阴极室，即有8mol的H2O解离，故B错误；电解过程中，阳极室每消耗4molOH，同时有4molOH通过双极膜进入阳极室，KOH的物质的量不因反应而改变，故C正确；相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构具有更大的膜面积，有利于H2O被催化解离成H+和OH，可提高氨生成速率，故D正确；故选B。3.（2023·浙江选考1月第11题）在熔融盐体系中，通过电解TiO2和SiO2获得电池材料（TiSi），电解装置如图，下列说法正确的是（）A.石墨电极为阴极，发生氧化反应B.电极A的电极反应：C.该体系中，石墨优先于Cl参与反应D.电解时，阳离子向石墨电极移动【答案】C【解析】由图可知，在外加电源下石墨电极上C转化为CO，失电子发生氧化反应，为阳极，与电源正极相连，则电极A作阴极，TiO2和SiO2获得电子产生电池材料（TiSi），电极反应为。在外加电源下石墨电极上C转化为CO，失电子发生氧化反应，为阳极，A错误；电极A的电极反应为，B错误；根据图中信息可知，该体系中，石墨优先于Cl参与反应，C正确；电解池中石墨电极为阳极，阳离子向阴极电极A移动，D错误；故选C。4.（2023·辽宁卷第7题）某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如下图所示，其中高选择性催化剂可抑制产生。下列说法正确的是（）A.b端电势高于a端电势B.理论上转移生成C.电解后海水下降D.阳极发生：【答案】D【解析】由图可知，左侧电极产生氧气，则左侧电极为阳极，电极a为正极，右侧电极为阴极，b电极为负极，该装置的总反应产生氧气和氢气，相当于电解水，以此解题。由分析可知，a为正极，b电极为负极，则a端电势高于b端电势，A错误；右侧电极上产生氢气的电极方程式为：2H++2e=H2↑，则理论上转移生成，B错误；由图可知，该装置的总反应为电解海水的装置，随着电解的进行，海水的浓度增大，但是其pH基本不变，C错误；由图可知，阳极上的电极反应为：，D正确；故选D。5.（2023·湖北卷第10题）我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为。下列说法错误的是（）A.b电极反应式为B.离子交换膜为阴离子交换膜C.电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜D.海水为电解池补水的速率为【答案】D【解析】由图可知，该装置为电解水制取氢气的装置，a电极与电源正极相连，为电解池的阳极，b电极与电源负极相连，为电解池的阴极，阴极反应为2H2O+2e=H2↑+2OH，阳极反应为4OH4e=O2↑+2H2O，电池总反应为2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))2H2↑+O2↑，据此解答。b电极反应式为b电极为阴极，发生还原反应，电极反应为2H2O+2e=H2↑+2OH，故A正确；该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH浓度不变，阳极发生的电极反应为4OH4e=O2↑+2H2O，为保持OH离子浓度不变，则阴极产生的OH离子要通过离子交换膜进入阳极室，即离子交换膜应为阴离子交换摸，故B正确；电解时电解槽中不断有水被消耗，海水中的动能高的水可穿过PTFE膜，为电解池补水，故C正确；由电解总反应可知，每生成1molH2要消耗1molH2O，生成H2的速率为，则补水的速率也应是，故D错误；故选D。6.（2023·湖南卷第8题）葡萄糖酸钙是一种重要的补钙剂，工业上以葡萄糖、碳酸钙为原料，在溴化钠溶液中采用间接电氧化反应制备葡萄糖酸钙，其阳极区反应过程如下：下列说法错误的是A.溴化钠起催化和导电作用B.每生成葡萄糖酸钙，理论上电路中转移了电子C.葡萄糖酸能通过分子内反应生成含有六元环状结构的产物D.葡萄糖能发生氧化、还原、取代、加成和消去反应【答案】B【解析】由图中信息可知，溴化钠是电解装置中的电解质，其电离产生的离子可以起导电作用，且Br在阳极上被氧化为Br2，然后Br2与H2O反应生成HBrO和Br，HBrO再和葡萄糖反应生成葡萄糖酸和Br，溴离子在该过程中的质量和性质保持不变，因此，溴化钠在反应中起催化和导电作用，A说法正确；由A中分析可知，2molBr在阳极上失去2mol电子后生成1molBr2，1molBr2与H2O反应生成1molHBrO，1molHBrO与1mol葡萄糖反应生成1mol葡萄糖酸，1mol葡萄糖酸与足量的碳酸钙反应可生成0.5mol葡萄糖酸钙，因此，每生成1mol葡萄糖酸钙，理论上电路中转移了4mol电子，B说法不正确；葡萄糖酸分子内既有羧基又有羟基，因此，其能通过分子内反应生中六元环状结构的酯，C说法正确；葡萄糖分子中的1号C原子形成了醛基，其余5个C原子上均有羟基和H；醛基上既能发生氧化反应生成羧基，也能在一定的条件下与氢气发生加成反应生成醇，该加成反应也是还原反应；葡萄糖能与酸发生酯化反应，酯化反应也是取代反应；羟基能与其相连的C原子的邻位C上的H（）发生消去反应；综上所述，葡萄糖能发生氧化、还原、取代、加成和消去反应，D说法正确；综上所述，本题选B。7.（2023·浙江卷6月第13题）氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是A.电极A接电源正极，发生氧化反应B.电极B的电极反应式为：C.应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的NaOH溶液D.改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗【答案】B【解析】电极A是氯离子变为氯气，化合价升高，失去电子，是电解池阳极，因此电极A接电源正极，发生氧化反应，故A正确；电极B为阴极，通入氧气，氧气得到电子，其电极反应式为：，故B错误；右室生成氢氧根，应选用阳离子交换膜，左边的钠离子进入到右边，在右室获得浓度较高的NaOH溶液，故C正确；改进设计中增大了氧气的量，提高了电极B处的氧化性，通过反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗，故D正确。综上所述，答案为B。8.（2022·广东卷）以熔融盐为电解液，以含和等的铝合金废料为阳极进行电解，实现的再生。该过程中A.阴极发生的反应为 B.阴极上被氧化C.在电解槽底部产生含的阳极泥 D.阳极和阴极的质量变化相等【答案】C【解析】根据电解原理可知，电解池中阳极发生失电子的氧化反应，阴极发生得电子的还原反应，该题中以熔融盐为电解液，含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，通过控制一定的条件，从而可使阳极区Mg和Al发生失电子的氧化反应，分别生成Mg2+和Al3+，Cu和Si不参与反应，阴极区Al3+得电子生成Al单质，从而实现Al的再生，据此分析解答。阴极应该发生得电子的还原反应，实际上Mg在阳极失电子生成Mg2+，A错误；Al在阳极上被氧化生成Al3+，B错误；阳极材料中Cu和Si不参与氧化反应，在电解槽底部可形成阳极泥，C正确；因为阳极除了铝参与电子转移，镁也参与了电子转移，且还会形成阳极泥，而阴极只有铝离子得电子生成铝单质，根据电子转移数守恒及元素守恒可知，阳极与阴极的质量变化不相等，D错误；故选C。9.（2022·广东卷）为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是A.加入溶液产生沉淀B.加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现C.加入溶液无红色出现D.加入溶液无蓝色沉淀生成【答案】D【解析】镀层有破损的镀锌铁片被腐蚀，则将其放入到酸化的3%NaCl溶液中，会构成原电池，由于锌比铁活泼，作原电池的负极，而铁片作正极，溶液中破损的位置会变大，铁也会继续和酸化的氯化钠溶液反应产生氢气，溶液中会有亚铁离子生成，据此分析解答。氯化钠溶液中始终存在氯离子，所以加入硝酸银溶液后，不管铁片是否被腐蚀，均会出现白色沉淀，故A不符合题意；淀粉碘化钾溶液可检测氧化性物质，但不论铁片是否被腐蚀，均无氧化性物质可碘化钾发生反应，故B不符合题意；KSCN溶液可检测铁离子的存在，上述现象中不会出现铁离子，所以无论铁片是否被腐蚀，加入KSCN溶液后，均无红色出现，故C不符合题意；K3[Fe(CN)6]是用于检测Fe2+的试剂，若铁片没有被腐蚀，则溶液中不会生成亚铁离子，则加入K3[Fe(CN)6]溶液就不会出现蓝色沉淀，故D符合题意。综上所述，答案为D。10.（2022·海南卷）一种采用和为原料制备的装置示意图如下。下列有关说法正确的是A.在b电极上，被还原B.金属Ag可作为a电极的材料C.改变工作电源电压，反应速率不变D.电解过程中，固体氧化物电解质中不断减少【答案】A【解析】由装置可知，b电极的N2转化为NH3，N元素的化合价降低，得到电子发生还原反应，因此b为阴极，电极反应式为N2+3H2O+6e=2NH3+3O2，a为阳极，电极反应式为2O2+4e=O2，据此分析解答；由分析可得，b电极上N2转化为NH3，N元素的化合价降低，得到电子发生还原反应，即N2被还原，A正确；a为阳极，若金属Ag作a的电极材料，则金属Ag优先失去电子，B错误；改变工作电源的电压，反应速率会加快，C错误；电解过程中，阴极电极反应式为N2+3H2O+6e=2NH3+3O2，阳极电极反应式为2O2+4e=O2，因此固体氧化物电解质中O2不会改变，D错误；故选A。11.（2022·湖北卷）含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备，过程如图所示(为甲基)。下列说法正确的是A.生成，理论上外电路需要转移电子B.阴极上的电极反应为：C.在电解过程中向铂电极移动D.电解产生的中的氢元素来自于【答案】D【解析】石墨电极发生反应的物质：P4→化合价升高发生氧化反应，所以石墨电极为阳极，对应的电极反应式为：，则生成，理论上外电路需要转移电子，A错误；阴极上发生还原反应，应该得电子，为阳极发生反应，B错误；石墨电极：P4→发生氧化反应，为阳极，铂电极为阴极，应该向阳极移动，即移向石墨电极，C错误；由所给图示可知HCN在阴极放电，产生和，而HCN中的H来自，则电解产生的中的氢元素来自于，D正确；故选D。12.（2022·山东卷）设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成，将废旧锂离子电池的正极材料转化为，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是A.装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大B.装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸C.乙室电极反应式为D.若甲室减少，乙室增加，则此时已进行过溶液转移【答案】BD【解析】由于乙室中两个电极的电势差比甲室大，所以乙室是原电池，甲室是电解池，然后根据原电池、电解池反应原理分析解答。电池工作时，甲室中细菌上乙酸盐的阴离子失去电子被氧化为CO2气体，Co2+在另一个电极上得到电子，被还原产生Co单质，CH3COO失去电子后，Na+通过阳膜进入阴极室，溶液变为NaCl溶液，溶液由碱性变为中性，溶液pH减小，A错误；对于乙室，正极上LiCoO2得到电子，被还原为Co2+，同时得到Li+，其中的O与溶液中的H+结合H2O，因此电池工作一段时间后应该补充盐酸，B正确；电解质溶液为酸性，不可能大量存在OH，乙室电极反应式为：LiCoO2+e+4H+=Li++Co2++2H2O，C错误；若甲室Co2+减少200mg，电子转移物质的量为n(e)=，乙室Co2+增加300mg，转移电子的物质的量为n(e)=，说明此时已进行过溶液转移，D正确；故选BD。13.(2022·北京卷)利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。装置示意图序号电解质溶液实验现象①阴极表面有无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，气体减少。经检验电解液中有②阴极表面未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验电解液中无元素下列说法不正确的是A.①中气体减少，推测是由于溶液中减少，且覆盖铁电极，阻碍与铁接触B.①中检测到，推测可能发生反应：C.随阴极析出，推测②中溶液减少，平衡逆移D.②中生成，使得比①中溶液的小，缓慢析出，镀层更致密【答案】C【解析】由实验现象可知，实验①时，铁做电镀池的阴极，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚铁离子、氢气和铜，一段时间后，铜离子在阴极失去电子发生还原反应生成铜；实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子，四氨合铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜，在铁表面得到比实验①更致密的镀层。由分析可知，实验①时，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应，当溶液中氢离子浓度减小，反应和放电生成的铜覆盖铁电极，阻碍氢离子与铁接触，导致产生的气体减少，故A正确；由分析可知，实验①时，铁做电镀池的阴极，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚铁离子、氢气和铜，可能发生的反应为，故B正确；由分析可知，四氨合铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜，随阴极析出铜，四氨合铜离子浓度减小，平衡向正反应方向移动，故C错误；由分析可知，实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子，四氨合铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜，在铁表面得到比实验①更致密的镀层，故D正确；故选C。14.（2022·浙江卷）通过电解废旧锂电池中的可获得难溶性的和，电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)