高考化学二轮复习核心考点逐项突破专题九电解池(专练)(原卷版+解析)

专题九电解池基础过关检测考试时间：70分钟卷面分值：100分学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________注意事项：1.答题前，务必将自己的姓名、考号填写在答题卡规定的位置上。2.答选择题时，必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦擦干净后，再选涂其它答案标号。3.答非选择题时，必须将答案书写在专设答题页规定的位置上。4.所有题目必须在答题卡上作答。在试题卷上答题无效。5.考试结束后，只交试卷答题页。可能用到的相对原子质量：H-1C-12N-14O-16Na-23Mg-24S-32Cl-35.5一、选择题(本题含16小题，每题3分，共48分。每题只有一个选项符合题意)1．（2023秋·上海徐汇·高三上海市西南位育中学校考期末）利用如图装置进行实验(U形管为耐压试管)，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法正确的是A．铁丝的腐蚀速率：a>bB．a、b管溶液的pH值都增大C．一段时间后，a管液面低于b管D．a、b两管中发生相同的电极反应为Fe-3e-=Fe3+2．（2021秋·山东青岛·高三统考期中）FFC—剑桥法制取高纯硅是以夹有石英片的单晶硅和石墨作电极、氯化钙熔盐为电解质直接电解，同时产生CO和CO2等气体。下列说法错误的是A．夹有石英片的单晶硅作阴极，石墨作阳极B．阴极电极反应为：SiO2+4e-=Si+2O2-C．将生成的O2转化为CO和CO2可促进电子的转移D．将石英片夹在单晶硅中，可以避免对产物纯度的影响3．（2023·安徽黄山·统考一模）电解废旧锂电池中的示意图如下(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)。下列说法正确的是A．电极A的电极反应为：B．电极B为阳极，发生还原反应C．电解结束，溶液的增大D．电解一段时间后溶液中浓度减小4．（2020·河北张家口·一模）由于氯酸钠(NaClO3)具有吸湿性，不易保存，因此工业上常采用电渗析法将氯酸钠(NaClO3)转化成氯酸钾(KClO3)，其工作原理如图所示(a、b两电极均为石墨电极，c、d、e依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜、阳离子交换膜），下列法说不正确的是（

）A．a电极连接电源负极B．左池NaOH溶液出口浓度大于入口浓度C．该电解池的工作原理实质是电解水D．制备1molKClO3，a、b两极共产生16.8L气体5．（2022·全国·高三专题练习）因镍与盐酸反应缓慢，工业上以镍和盐酸为原料，利用离子膜电解技术制取氯化镍()，其原理如图。电解过程露不断往b极区补充盐酸。下列说法正确的是A．a接外电源的负极B．离子交换膜为阳离子交换膜C．总反应为：D．电解过程可用溶液代替盐酸6．（2023·四川成都·一模）某种电催化法以为催化电极合成腈类化合物和偶氮化合物，装置示意图如图。下列说法错误的是A．左侧电极的电势比右侧的高，且发生氧化反应B．阴极发生反应：C．从右侧经过阴离子交换膜向左侧移动D．每当合成得到，同时合成7．（2021·全国·高三专题练习）如图为CO2电甲烷化的装置图(MEC)，其利用微生物催化驱动工作，该生物电催化技术既有助于降低温室效应，也可处理有机废水。下列说法正确的是A．b电极为MEC的阳极B．若b电极转化1.5molCO2，装置中转移的电子数是15NAC．MEC工作时，质子将从a电极室向b电极室迁移D．b电极的反应方程式为CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH-8．（2020秋·河北张家口·高三张家口市第一中学校考期中）城市地下潮湿的土壤中常埋有纵横交错的管道和输电线路，当有电流泄漏并与金属管道形成回路时，就会引起金属管道的腐蚀。原理如图所示，但若电压等条件适宜，钢铁管道也可能减缓腐蚀，此现象被称为“阳极保护”。下列有关说法不正确的是A．该装置能够将电能转化为化学能B．管道右端腐蚀比左端快，右端电极反应式为Fe-2e-=Fe2+C．如果没有外加电源，潮湿的土壤中的钢铁管道比较容易发生吸氧腐蚀D．钢铁“阳极保护”的实质是在阳极金属表面形成一层耐腐蚀的钝化膜9．（2022·青海海东·校考二模）某科研团队成功合成了具有拉伸应力的超薄多孔Pd纳米片，以超薄多孔Pd纳米片作阳极，在常温常压下通过电解将氮气直接转化为硝酸根离子。其工作原理示意图如图所示。已知：Pd会向PdO2发生转化，在极少量PdO2生成后开始有硝酸根离子生成，Pd溶于硝酸。下列说法错误的是A．可采用阴离子交换膜B．电解过程中，Pd、N2均在阳极附近发生反应C．超薄多孔Pd纳米片有助于其转化为PdO2，提高硝酸根离子的产生效率D．开始产生硝酸根离子时，电解的总反应式为10．（2022·上海崇明·统考二模）我国研发的高效低压电催化还原CO2法居世界领先水平，工作原理如图所示，工作时总反应为NaCl+CO2CO+NaClO。a、b均为涂装催化剂的惰性电极。下列说法错误的是A．工作时，电能转化为化学能B．工作时，NaClO产生在a极区C．若用铜-锌原电池作电源，则X极反应为Zn-2e→Zn2+D．消耗0.05molCO2时，有0.1molH+通过质子交换膜11．（2023秋·上海浦东新·高三统考期末）电解氧化法可在铝制品表面形成致密的氧化膜，从而提高铝制品的耐腐蚀性。电解时以铝制品和石墨为电极，溶液为电解液，阴极放出气体。下列叙述正确的是A．待加工铝制品为阴极 B．阴极放出的气体为氧气C．电解时阴离子向阴极移动 D．溶液碱性过强可能导致实验失败12．（2022秋·北京海淀·高三清华附中校考阶段练习）CO2资源化利用是实现碳中和的一种有效途径。下图是CO2在电催化下产生合成气(CO和H2)的一种方法。下列说法不正确的是A．a电极连接电源的负极 B．从a极区向b极区移动C．b极区中c(CH3COO-)逐渐增大 D．a极区中c()逐渐增大13．（2023秋·安徽·高三校联考期末）石墨烯基电催化转化为等小分子燃料的装置示意图如图所示。下列叙述正确的是A．a电极应该连接电源的负极B．电催化过程溶液中的由Ⅱ室向Ⅰ室迁移C．Ⅱ室中每消耗气体，Ⅰ室生成D．转化为的反应为14．（2023秋·宁夏银川·高三六盘山高级中学校考期末）双盐Mg-CoS2电池因具有高比容量与高安全性而日益受到关注，其充放电过程如图所示：下列说法错误的是A．放电时X电极电势低于Y电极B．充电时X电极接电源正极，发生还原反应C．放电时Y极上电极反应：CoS2+4e-+4Li+=Co+2Li2SD．充电电压是2.75V15．（2022·上海松江·统考一模）利用如图装置探究铁在海水中的电化学防护，下列说法错误的是A．若X为锌棒，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀B．若X为锌棒，开关K置于M处，海水降低C．若X为碳棒，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀D．若X为碳棒，开关K置于N处，碳棒上发生氧化反应16．（2023·湖北·统考一模）1，2-二氯乙烷主要用作聚氯乙烯单体制取过程的中间体，用电有机合成法合成1，2-二氯乙烷的装置如图所示。下列说法中正确的是A．直流电源电极a为负极B．X为阳离子交换膜，Y为阴离子交换膜C．液相反应中，被氧化为1，2-二氯乙烷D．该装置总反应为二、非选择题(本题共5小题，1-3题每题10分，4-5题每题11分，共52分)17．（2023秋·北京西城·高三统考期末）石油中含有有机氯和无机氯(主要以的形式存在)，还含有少量的硫化氢、硫酸盐和碳酸盐等。微库仑滴定法可快速测定石油中的有机氯和无机氯的含量。已知：库仑测氯仪中电解原理示意图如下。检测前，电解质溶液中的保持定值时，电解池不工作。待测物质进入电解池后与反应，测氯仪便立即自动进行电解到又回到原定值，测定结束。通过测定电解消耗的电量可以求出石油中氯的含量。(1)库仑测氯仪电解池中的阳极反应是_______。I.石油中有机氯含量的测定(2)用过量KOH溶液和水除去石油样品中的和无机盐，再通过_______操作分离得到处理后的石油样品。KOH溶液除去的离子方程式是_______。(3)经处理后的石油样品在高温、富氧条件下燃烧，有机氯转化为HCl。在库仑测氯仪中，待测气体通入电解池后与反应的离子方程式是_______。(4)石油样品为ag，电解消耗的电量为x库仑，样品中有机氯的含量(按含氯元素计)为_______mg/g。已知：电解中转移1mol电子所消耗的电量为F库仑II.石油中无机氯含量的测定在极性溶剂存在下加热石油样品，再用水提取其中的无机盐。含盐的待测液体注入库仑测氯仪进行测定。已知：i.样品中存在的和CO不影响测定结果ii.

(5)用离子方程式解释不影响测定结果的原因：_______。(6)石油样品中存在的会影响测定结果。①通过估算说明的存在会影响测定结果：_______。②待测液体注入库仑测氯仪前，可加入_______(填序号)以消除的影响。a.溶液

b.NaOH溶液

c.碘水18．（2019秋·贵州黔东南·高三校考期末）钢铁工业是国家工业的基础，钢铁生锈现象却随处可见，为此每年国家损失大量资金。请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。（1）钢铁的电化学腐蚀原理如图所示：①写出石墨电极的电极反应式______；②将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置，请在如图虚线框内所示位置作出修改，并用箭头标出导线中电子流动方向。______③写出修改后石墨电极的电极反应式______。（2）生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式_____。(3)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如图：①A电极对应的金属是__(写元素名称)，B电极的电极反应式是____。②若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12g，则电镀时电路中通过的电子为___mol。③镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因___。19．（山东日照·统考二模）电化学原理在金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。（1）通常可用图l、图2所示的两种方式减缓海水埘钢闸门A的腐蚀，则图l中材料B通常选择_________(填字母序号)，图2中材料C最好选择_________(填字母序号)。a．钠块

b．铜块

c．锌块

d．石墨则图2中C上发生的主要电极反应式为___________________。（2）镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。图3为“镁—次氯酸盐”燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金。①D为该燃料电池的________极(填“正”或“负”)。E电极上的电极反应式为_______。②镁燃料电池负极容易发生自腐蚀使负极利用率降低，该过程中产生的气体a为_______(填化学式)。（3）乙醇酸(HOOC—CHO)是有机合成的重要中间体。工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸，原理如图4所示，该装置中阴、阳两极为惰性电极，两极室均可产生乙醛酸。①乙二醛(OHC—CHO)与M电极的气体产物反应生成乙醛酸，则反应的化学方程式为____________。②该电解装置工作中若有0.5molH+通过质子交换膜，并完全参与了反应，则该装置中生成的乙醛酸为____________mol。20．（2023秋·北京通州·高三统考期末）氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示：(1)已知：

反应I的热化学方程式：_______。(2)反应I所得产物的溶液在碘过量时会自发分成两层。分离两层溶液的实验操作是_______。(3)研究发现，通过电解方法实现反应I，既可减少碘的加入量，也可减少溶液后续纯化过程的能耗。写出通过电解法实现反应I时，阳极的电极反应式：_______。(4)碘硫循环过程中反应I所制备出的HI浓度较低，必须对HI溶液进行浓缩。电解电渗析浓缩HI溶液的原理如下图所示，初始时阳极液和阴极液相同，溶液组成均为n(HI)：n(H2O)：n(I2)=1：6.8：2。①电渗析过程中，阳极液中I2的浓度会_______(填“增大”或“减小”)。②结合化学用语，解释阴极区进行HI浓缩的原理_______。(5)某科研小组采用双极膜电渗析法制备高浓度氢碘酸，工作原理如下图所示。已知：双极膜在直流电场作用下可将水解离，在双极膜的两侧分别得到H+和OH-。①X极是_______(填“阳极”或“阴极”)。②电解后，_______室获得较浓的氢碘酸(填“a”、“b”或“c”)。21．（2023秋·天津河西·高三天津市新华中学校考期末）含SO2、NOx的烟气必须经过处理才可排放。回答下列问题：(1)若烟气主要成分为SO2、NO，可通过电解法除去，其原理如图所示。阳极的电极反应式为_______。标准状况下，22.4LNO完全反应转移电子数约为_______。(2)若烟气主要成分为SO2，可以用氨水将SO2转化为NH4HSO3，再氧化成(NH4)2SO4，已知H2SO3的Ka1=1.3×10-2、Ka2=6.2×10-8，NH3·H2O的Kb=1.75×10-5。则常温下，NH4HSO3溶液的pH_______7(填“<”“>”或“=”)。(3)若烟气主要成分为NO，O3能有效地氧化NO。①O3分子的空间结构与水分子的相似，O3是_______(填“极性”“非极性”)分子。②已知：2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)

△H1=-114kJ/mol-12O3(g)=3O2(g)

△H2=-284.2kJ/mol-1(活化能Ea=119.2kJ/mol-1)NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g)

△H3=-119.1kJ/mol-1(活化能Ea=3.2kJ/mol-1)NO可经O3处理后再用碱液吸收而实现脱除。为分析氧化时温度对NO脱除率的影响，将NO与O3混合反应一段时间，再用碱液吸收氧化后的气体。其他条件相同时，NO脱除率随NO与O3混合反应时温度变化情况为：温度在50~150℃时，随着温度升高，NO脱除率无明显变化；温度超过150℃时，随着温度升高，NO脱除率下降，其可能原因是_______。(4)若烟气主要成分为NO2，用O3氧化NO2时，使用催化剂可提高氧化效率。研究发现NO2在某催化剂表面被O3氧化时反应机理如图所示，反应过程中，氮氧化物[M]与NO2按物质的量1：1反应生成N2O5，[M]的化学式为_______。该催化氧化过程总反应的化学方程式为_______。专题九电解池基础过关检测考试时间：70分钟卷面分值：100分学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________注意事项：1.答题前，务必将自己的姓名、考号填写在答题卡规定的位置上。2.答选择题时，必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦擦干净后，再选涂其它答案标号。3.答非选择题时，必须将答案书写在专设答题页规定的位置上。4.所有题目必须在答题卡上作答。在试题卷上答题无效。5.考试结束后，只交试卷答题页。可能用到的相对原子质量：H-1C-12N-14O-16Na-23Mg-24S-32Cl-35.5一、选择题(本题含16小题，每题3分，共48分。每题只有一个选项符合题意)1．（2023秋·上海徐汇·高三上海市西南位育中学校考期末）利用如图装置进行实验(U形管为耐压试管)，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法正确的是A．铁丝的腐蚀速率：a>bB．a、b管溶液的pH值都增大C．一段时间后，a管液面低于b管D．a、b两管中发生相同的电极反应为Fe-3e-=Fe3+【答案】B【详解】A．a管电解质溶液为中性，发生吸氧腐蚀，b管电解质溶液为稀硫酸，发生析氢腐蚀，氢离子浓度大，所以腐蚀速率，A错误；B．a中产生OH-，pH会变大；b中消耗氢离子，pH也会变大，B正确；C．a发生吸氧腐蚀，吸收氧气，气体体积会减少；b发生析氢腐蚀，产生氢气气体体积会变大，所以一段时间后，a管液面高于b管液面，C错误；D．金属的腐蚀，都是金属做负极，失去电子发生氧化反应，所以，a、b两管中负极的电极反应均为，D错误；故选B。2．（2021秋·山东青岛·高三统考期中）FFC—剑桥法制取高纯硅是以夹有石英片的单晶硅和石墨作电极、氯化钙熔盐为电解质直接电解，同时产生CO和CO2等气体。下列说法错误的是A．夹有石英片的单晶硅作阴极，石墨作阳极B．阴极电极反应为：SiO2+4e-=Si+2O2-C．将生成的O2转化为CO和CO2可促进电子的转移D．将石英片夹在单晶硅中，可以避免对产物纯度的影响【答案】C【分析】根据对应电极及产物描述，可知石墨电极上产生的氧气，把C元素被氧化生成CO和CO2，石墨电极做阳极，SiO2所在电极Si元素被还原生成单晶硅，单晶硅电极做阴极，熔融态电解质中Ca2+移向阴极，Cl-移向阳极；【详解】A．根据分析可知，SiO2中硅元素得电子，石墨中碳元素失电子，电极对应关系正确，不符题意；B．阴极SiO2中Si得电子生成Si，电极反应式正确，不符题意；C．由题意可知，电解产生CO和CO2，说明阳极先发生反应：2O2--4e-=O2↑，然后生成的氧气与碳反应生成CO和CO2，与电子转移无关，故错误；D．SiO2得电子生成Si单质，SiO2夹在单晶硅层之间，使硅单质生成晶体时避免外界离子等成分的干扰，描述正确，不符题意；综上，本题选C。3．（2023·安徽黄山·统考一模）电解废旧锂电池中的示意图如下(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)。下列说法正确的是A．电极A的电极反应为：B．电极B为阳极，发生还原反应C．电解结束，溶液的增大D．电解一段时间后溶液中浓度减小【答案】C【详解】A．电极A锰元素化合价降低，还原反应，电解时做阴极，电极反应为：2LiMn2O4＋6e−+16H+=2Li++4Mn2++8H2O，A错误；B．电极B锰元素化合价升高，氧化反应，电解时做阳极，B错误；C．２LiMn2O4+４H+２Li++Mn2++３MnO２＋２H2O，电解后H+浓度变小，溶液的pH增大，C正确；D．２LiMn2O4+４H+２Li++Mn2++３MnO２＋２H2O，电解一段时间后溶液中Mn2+浓度增加，D错误；故答案为：C。4．（2020·河北张家口·一模）由于氯酸钠(NaClO3)具有吸湿性，不易保存，因此工业上常采用电渗析法将氯酸钠(NaClO3)转化成氯酸钾(KClO3)，其工作原理如图所示(a、b两电极均为石墨电极，c、d、e依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜、阳离子交换膜），下列法说不正确的是（

）A．a电极连接电源负极B．左池NaOH溶液出口浓度大于入口浓度C．该电解池的工作原理实质是电解水D．制备1molKClO3，a、b两极共产生16.8L气体【答案】D【分析】氯酸钠浓溶液进入后流出氯酸钠稀溶液，氯酸钾稀溶液进入后流出氯酸钾浓溶液，说明氯酸根经d膜向右移动，电解池中阴离子流向阳极，所以b电极为阳极，a电极为阴极。【详解】A．根据分析可知a电极为阴极，与电源负极相连，故A正确；B．阴极发生反应2H2O+2e-=2OH-+H2↑，钠离子经c膜进入左池，所以NaOH溶液出口浓度大于入口浓度，故B正确；C．阴极电离出的氢离子放电产生氢气，阳极氢氧根放电生成氧气，所以该电解池的工作原理实质是电解水，故C正确；D．未指明温度和压强，无法计算气体的体积，故D错误；故答案为D。5．（2022·全国·高三专题练习）因镍与盐酸反应缓慢，工业上以镍和盐酸为原料，利用离子膜电解技术制取氯化镍()，其原理如图。电解过程露不断往b极区补充盐酸。下列说法正确的是A．a接外电源的负极B．离子交换膜为阳离子交换膜C．总反应为：D．电解过程可用溶液代替盐酸【答案】C【详解】A．a是电解池的阳极，接外电源的正极，A错误；B．a电极失电子产生Ni2+，溶液中的氯离子在左池与Ni2+结合生成，所以氯离子要能由右池进入左池，则离子交换膜为阴离子交换膜，B错误；C．a电极失电子产生Ni2+，b为阴极，氢离子得电子生成氢气，所以总反应为：，C正确；D．电解过程若用溶液代替盐酸则右池水中氢离子放电，产生氢氧根，氢氧根进入左池，使Ni2+沉淀，降低产率，D错误；所以答案为C6．（2023·四川成都·一模）某种电催化法以为催化电极合成腈类化合物和偶氮化合物，装置示意图如图。下列说法错误的是A．左侧电极的电势比右侧的高，且发生氧化反应B．阴极发生反应：C．从右侧经过阴离子交换膜向左侧移动D．每当合成得到，同时合成【答案】D【详解】A．右侧电极硝基苯发生还原反应，右侧为阴极、左侧为阳极，所以左侧电极的电势比右侧的高，且发生氧化反应，故A正确；B．右侧电极硝基苯发生还原反应，右侧为阴极，阴极发生反应为，故B正确；C．右侧为阴极、左侧为阳极，从右侧经过阴离子交换膜向左侧移动，故C正确；D．阳极反应式为，R-CH2NH2-4e-+4OH-=R-CN+4H2O，根据得失电子守恒，每当合成得到，同时合成，故D错误；选D。7．（2021·全国·高三专题练习）如图为CO2电甲烷化的装置图(MEC)，其利用微生物催化驱动工作，该生物电催化技术既有助于降低温室效应，也可处理有机废水。下列说法正确的是A．b电极为MEC的阳极B．若b电极转化1.5molCO2，装置中转移的电子数是15NAC．MEC工作时，质子将从a电极室向b电极室迁移D．b电极的反应方程式为CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH-【答案】C【详解】A．由图示可知有机物在a电极被氧化成二氧化碳，二氧化碳在b电极被还原成甲烷。则a为阳极，b为阴极，故A错；B．b电极为二氧化碳得到电子被还原成甲烷，则其反应为：，则转化1.5molCO2，装置中转移的电子数是12NA，故B错；C．MEC工作时，阳离子向阴极移动，则质子将从a电极室向b电极室迁移，故选C；D．在酸性条件下无氢氧根离子生成，则b电极的电极方程式为，故D错；答案选C8．（2020秋·河北张家口·高三张家口市第一中学校考期中）城市地下潮湿的土壤中常埋有纵横交错的管道和输电线路，当有电流泄漏并与金属管道形成回路时，就会引起金属管道的腐蚀。原理如图所示，但若电压等条件适宜，钢铁管道也可能减缓腐蚀，此现象被称为“阳极保护”。下列有关说法不正确的是A．该装置能够将电能转化为化学能B．管道右端腐蚀比左端快，右端电极反应式为Fe-2e-=Fe2+C．如果没有外加电源，潮湿的土壤中的钢铁管道比较容易发生吸氧腐蚀D．钢铁“阳极保护”的实质是在阳极金属表面形成一层耐腐蚀的钝化膜【答案】B【详解】A．该装置相当于电解池，能将电能转化为化学能，故A正确；B．电解池中阳极被腐蚀，左端为阳极，其腐蚀速率较右端快，左端电极反应式为Fe-2e-═Fe2+，故B错误；C．如果没有外加电源，潮湿的土壤（接近中性）中的钢铁管道发生原电池反应，所以发生的是吸氧腐蚀，故C正确；D．若电压等条件适宜，Fe在阳极失电子生成氧化物薄膜，能防止金属被腐蚀，所以“阳极保护”实际上是在金属表面形成了一层致密的保护膜，故D正确；故选：B。9．（2022·青海海东·校考二模）某科研团队成功合成了具有拉伸应力的超薄多孔Pd纳米片，以超薄多孔Pd纳米片作阳极，在常温常压下通过电解将氮气直接转化为硝酸根离子。其工作原理示意图如图所示。已知：Pd会向PdO2发生转化，在极少量PdO2生成后开始有硝酸根离子生成，Pd溶于硝酸。下列说法错误的是A．可采用阴离子交换膜B．电解过程中，Pd、N2均在阳极附近发生反应C．超薄多孔Pd纳米片有助于其转化为PdO2，提高硝酸根离子的产生效率D．开始产生硝酸根离子时，电解的总反应式为【答案】D【分析】由通电于能溶于硝酸，由此可推测电解质溶液为碱性环境，电解方程式为，据此分析作答。【命题意图】本题考查电解池的应用、电极反应式的书写等。注重考查学生的分析与推测能力和归纳与论证能力，体现宏观辨析与微观探析的学科核心素养。【详解】A．由通电于能溶于硝酸，由此可推测电解质溶液为碱性环境，电解方程式为，可通过交换膜进入阳极室，A正确；B．由题意当产生时，开始产生硝酸根离子，说明先在阳极放电，B正确；C．超薄多孔增大了反应接触面积，有助于转化为，由题意可知开始产生时，开始产生硝酸根离子，C正确；D．由通电于能溶于硝酸，由此可推测电解质溶液为碱性环境，电解方程式为，可通过交换膜进入阳极室，D项错误。10．（2022·上海崇明·统考二模）我国研发的高效低压电催化还原CO2法居世界领先水平，工作原理如图所示，工作时总反应为NaCl+CO2CO+NaClO。a、b均为涂装催化剂的惰性电极。下列说法错误的是A．工作时，电能转化为化学能B．工作时，NaClO产生在a极区C．若用铜-锌原电池作电源，则X极反应为Zn-2e→Zn2+D．消耗0.05molCO2时，有0.1molH+通过质子交换膜【答案】C【详解】A．该装置为电解池，工作时，电能转化为化学能，A正确；B．NaCl→NaClO，Cl化合价升高，发生氧化反应，在阳极区域，根据氢离子移动的方向可判断b为阴极，a为阳极，所以工作时，NaClO产生在a极区，B正确；C．结合B选项，a为阳极，所以X为正极，电池的正极应该发生还原反应，而Y电极应该发生反应：Zn-2e→Zn2+，C错误；D．CO2→CO2e-，1molCO2参加反应转移电子数为2mol，而转移的电子数等于质子交换膜通过的氢离子数，所以耗0.05molCO2时，有0.1molH+通过质子交换膜，D正确；故选C。11．（2023秋·上海浦东新·高三统考期末）电解氧化法可在铝制品表面形成致密的氧化膜，从而提高铝制品的耐腐蚀性。电解时以铝制品和石墨为电极，溶液为电解液，阴极放出气体。下列叙述正确的是A．待加工铝制品为阴极 B．阴极放出的气体为氧气C．电解时阴离子向阴极移动 D．溶液碱性过强可能导致实验失败【答案】D【分析】根据题中信息，铝制品为电解池阳极，电极反应为：，Al(OH)3受热分解生成Al2O3，在铝制品表面形成致密的氧化膜；石墨为电解池阴极，电极反应为：；【详解】A．待加工铝制品为阳极，A项错误；B．阴极放出的气体为氢气，B项错误；C．电解池工作时，阴离子向阳极移动，C项错误；D．溶液碱性过强会发生反应，使Al(OH)3溶解，可能导致实验失败，D项正确；答案选D。12．（2022秋·北京海淀·高三清华附中校考阶段练习）CO2资源化利用是实现碳中和的一种有效途径。下图是CO2在电催化下产生合成气(CO和H2)的一种方法。下列说法不正确的是A．a电极连接电源的负极 B．从a极区向b极区移动C．b极区中c(CH3COO-)逐渐增大 D．a极区中c()逐渐增大【答案】C【分析】从图中可以看出，在a电极，CO2、H2O得电子生成CO、H2，所以a为阴极，b为阳极。【详解】A．由分析可知，a电极为阴极，则连接电源的负极，A正确；B．为阴离子，应从阴极向阳极移动，所以从a极区向b极区移动，B正确；C．b极为阳极，-2e-+2CH3COO-=+2CH3COOH，则溶液中c(CH3COO-)逐渐减小，C不正确；D．a极为阴极，CO2+2e-+2=CO+2+H2O，2+2e-=H2↑+2，所以c()逐渐增大，D正确；故选C。13．（2023秋·安徽·高三校联考期末）石墨烯基电催化转化为等小分子燃料的装置示意图如图所示。下列叙述正确的是A．a电极应该连接电源的负极B．电催化过程溶液中的由Ⅱ室向Ⅰ室迁移C．Ⅱ室中每消耗气体，Ⅰ室生成D．转化为的反应为【答案】D【详解】A．a电极上转化为，O元素失电子化合价升高，则a为阳极，正极连接阳极，则a电极应该连接电源的正极，故A错误；B．电解池中阳离子由阳极移向阴极，则溶液中的由Ⅰ室向Ⅱ室迁移，故B错误；C．Ⅱ室中转化为、、等，不是只生成，则每消耗气体，转移电子不等于，则无法确定生成的物质的量，故C错误；D．b极转化为，C元素化合价降低，电极反应式为，故D正确；故答案为：D。14．（2023秋·宁夏银川·高三六盘山高级中学校考期末）双盐Mg-CoS2电池因具有高比容量与高安全性而日益受到关注，其充放电过程如图所示：下列说法错误的是A．放电时X电极电势低于Y电极B．充电时X电极接电源正极，发生还原反应C．放电时Y极上电极反应：CoS2+4e-+4Li+=Co+2Li2SD．充电电压是2.75V【答案】B【详解】A．根据图示可知：放电时Mg失去电子变为Mg2+，所以Mg所在电极X为负极，Y电极为正极，负极电势比正极的电势低，A正确；B．放电时Mg所在电极为负极，则充电时X电极接电源负极，得到电子发生还原反应，B错误；C．根据图示可知：放电时Y极上CoS2得到电子被还原产生Co，图示产生Li2S，则Y电极的电极电极反应为：CoS2+4e-+4Li+=Co+2Li2S，C正确；D．根据图示可知充电时充电电压为2.75V，D正确；故合理选项是B。15．（2022·上海松江·统考一模）利用如图装置探究铁在海水中的电化学防护，下列说法错误的是A．若X为锌棒，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀B．若X为锌棒，开关K置于M处，海水降低C．若X为碳棒，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀D．若X为碳棒，开关K置于N处，碳棒上发生氧化反应【答案】B【分析】若开关K置于M处时，形成原电池；若开关K置于N处时，形成电解池。【详解】A．若X为锌棒，开关K置于M处，形成原电池，铁得电子做正极被保护，A正确；B．若X为锌棒，开关K置于M处，形成原电池，总方程式为2Zn+O2+2H2O=2Zn(OH)2↓，海水pH几乎不变，B错误；C．若X为碳棒，开关K置于N处，形成电解池，铁作阴极，被保护，可减缓铁的腐蚀，C正确；D．若X为碳棒，开关K置于N处，形成电解池，碳棒做阳极，失去电子发生氧化反应，D正确；故答案为：B。16．（2023·湖北·统考一模）1，2-二氯乙烷主要用作聚氯乙烯单体制取过程的中间体，用电有机合成法合成1，2-二氯乙烷的装置如图所示。下列说法中正确的是A．直流电源电极a为负极B．X为阳离子交换膜，Y为阴离子交换膜C．液相反应中，被氧化为1，2-二氯乙烷D．该装置总反应为【答案】C【分析】由电解池装置图可知，左侧亚铜离子失去电子生成二价铜离子，为电解池的阳极，则a为电源正极，溶液中的氯离子经过阴离子交换膜X移向阳极，右侧氢离子得到电子生成氢气，为阴极，则b为电源的负极，溶液中的钠离子经过阳离子交换膜Y移向阴极，同时生成氢氧化钠。液相反应中氯化铜与乙烯反应生成1，2—二氯乙烷和氯化亚铜，据此解答。【详解】A．根据分析，直流电源电极a为正极，A错误；B．由分析可知，X为阴离子交换膜，Y为阳离子交换膜，B错误；C．液相反应中，C2H4与CuCl2反应生成1，2-二氯乙烷时碳元素化合价升高，发生氧化反应，应为C2H4被CuCl2氧化为1，2-二氯乙烷，C正确；D．以NaCl溶液和乙烯为原料合成1，2-二氯乙烷中，CuCl循环使用，其实质是NaCl、H2O与CH2=CH2反应，所以总反应为CH2=CH2+2H2O+2NaClH2↑+2NaOH+ClCH2CH2Cl，D错误；故答案选C。二、非选择题(本题共5小题，1-3题每题10分，4-5题每题11分，共52分)17．（2023秋·北京西城·高三统考期末）石油中含有有机氯和无机氯(主要以的形式存在)，还含有少量的硫化氢、硫酸盐和碳酸盐等。微库仑滴定法可快速测定石油中的有机氯和无机氯的含量。已知：库仑测氯仪中电解原理示意图如下。检测前，电解质溶液中的保持定值时，电解池不工作。待测物质进入电解池后与反应，测氯仪便立即自动进行电解到又回到原定值，测定结束。通过测定电解消耗的电量可以求出石油中氯的含量。(1)库仑测氯仪电解池中的阳极反应是_______。I.石油中有机氯含量的测定(2)用过量KOH溶液和水除去石油样品中的和无机盐，再通过_______操作分离得到处理后的石油样品。KOH溶液除去的离子方程式是_______。(3)经处理后的石油样品在高温、富氧条件下燃烧，有机氯转化为HCl。在库仑测氯仪中，待测气体通入电解池后与反应的离子方程式是_______。(4)石油样品为ag，电解消耗的电量为x库仑，样品中有机氯的含量(按含氯元素计)为_______mg/g。已知：电解中转移1mol电子所消耗的电量为F库仑II.石油中无机氯含量的测定在极性溶剂存在下加热石油样品，再用水提取其中的无机盐。含盐的待测液体注入库仑测氯仪进行测定。已知：i.样品中存在的和CO不影响测定结果ii.

(5)用离子方程式解释不影响测定结果的原因：_______。(6)石油样品中存在的会影响测定结果。①通过估算说明的存在会影响测定结果：_______。②待测液体注入库仑测氯仪前，可加入_______(填序号)以消除的影响。a.溶液

b.NaOH溶液

c.碘水【答案】(1)(2)

分液

(3)(4)(5)(6)

偏大

a【分析】检测前，电解质溶液中的保持定值时，电解池不工作。待测物质进入电解池后与反应，浓度减小，测氯仪便立即自动进行电解，阳极Ag失电子，生成，到又回到原定值，电极反应式为，根据电解消耗的电量可以求出石油中氯的含量；【详解】（1）库仑测氯仪电解池中的阳极反应是；（2）用过量KOH溶液和水除去石油样品中的和无机盐，石油和水溶液不互溶，可以通过分液操作分离；KOH溶液除去的离子方程式是；（3）HCl与反应的离子方程式是；（4）电解消耗的电量为x库仑，即mol电子，n(Cl-)=n(Ag+)=n(e-)=mol，样品中有机氯的含量为=mg/g；（5）碳酸银可溶于醋酸，不影响测定结果，离子方程式为;（6）①硫化银的Ksp很小，电离出的S2-会与Ag+反应生成硫化银沉淀，使溶液中Ag+浓度减小，电解消耗电量增多，使测定结果偏大；②待测液体注入库仑测氯仪前，可加入能与反应，消除S2-的试剂；a．溶液与反应生成硫单质和水，溶液中没有S2-，a符合；b．NaOH溶液与反应生成硫化钠和水，溶液中仍然存在S2-，b不符合；c．碘水与反应生成硫单质和碘化氢，溶液中存在I-，会生成碘化银沉淀影响测定结果，c不符合；故选a。18．（2019秋·贵州黔东南·高三校考期末）钢铁工业是国家工业的基础，钢铁生锈现象却随处可见，为此每年国家损失大量资金。请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。（1）钢铁的电化学腐蚀原理如图所示：①写出石墨电极的电极反应式______；②将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置，请在如图虚线框内所示位置作出修改，并用箭头标出导线中电子流动方向。______③写出修改后石墨电极的电极反应式______。（2）生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式_____。(3)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如图：①A电极对应的金属是__(写元素名称)，B电极的电极反应式是____。②若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12g，则电镀时电路中通过的电子为___mol。③镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因___。【答案】

O2＋4e－＋2H2O=4OH－

2Cl－－2e－=Cl2↑

2FeCl3＋Fe=3FeCl2

铜

Cu2＋＋2e－=Cu

0.08

铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀【分析】(1)中性条件下，钢铁发生吸氧腐蚀，铁作负极，石墨作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，要保护钢铁不受腐蚀，可以把铁设计成电解池的阴极，与电源负极相连接，设计成电解池后，石墨作阳极，阳极上氯离子放电；(2)氧化铁可以和盐酸之间反应生成氯化铁和水，金属铁可以和氯化铁之间反应得到氯化亚铁；(3)①在铁件的表面镀铜时，金属铜必须是阳极材料，金属铁为阴极，根据电解池的工作原理来回答；②电镀时，电镀时，镀层连接正极，镀件连接电源负极，镀层作阳极，镀件作阴极，电解质溶液中含有镀层金属元素，阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应，根据金属质量和转移电子之间的关系式计算；③在原电池中，负极金属易被腐蚀，正极上的金属被保护。【详解】(1)①中性条件下，钢铁发生吸氧腐蚀，该电池反应为2Fe+2H2O+O2═2Fe(OH)2，铁作负极，石墨作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-；②要保护钢铁不受腐蚀，可以把铁设计成电解池的阴极，与电源负极相连接，设计成电解池后，石墨作阳极，阳极上氯离子放电，即虚线框内所示位置作出的修改以及导线中电子流动的方向如下图：；③修改后石墨电极为阳极，氯离子放电，则电极反应式为2Cl-+2e-=Cl2↑；(2)氧化铁可以和盐酸之间反应生成氯化铁和水，当铁锈除净后，金属铁可以和氯化铁之间反应得到氯化亚铁，即2FeCl3+Fe=3FeCl2；(3)①在铁件的表面镀铜，金属铜必须是阳极材料，发生电极本身失电子的氧化反应，且金属铁为阴极，发生电极反应：Cu2++2e-=Cu；②阳极上铜质量减少，阴极上铜质量增加，二者质量差为5.12g时，阴极上析出铜的质量为2.56g，根据铜和转移电子之间的关系式知，转移电子的物质的量=×2=0.08mol；③镀铜铁中由于铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀，但是镀锌的铁镀层破损后，金属Zn为负极，金属铁为正极，正极金属被保护。19．（2015·山东日照·统考二模）电化学原理在金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。（1）通常可用图l、图2所示的两种方式减缓海水埘钢闸门A的腐蚀，则图l中材料B通常选择_________(填字母序号)，图2中材料C最好选择_________(填字母序号)。a．钠块

b．铜块

c．锌块

d．石墨则图2中C上发生的主要电极反应式为___________________。（2）镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。图3为“镁—次氯酸盐”燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金。①D为该燃料电池的________极(填“正”或“负”)。E电极上的电极反应式为_______。②镁燃料电池负极容易发生自腐蚀使负极利用率降低，该过程中产生的气体a为_______(填化学式)。（3）乙醇酸(HOOC—CHO)是有机合成的重要中间体。工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸，原理如图4所示，该装置中阴、阳两极为惰性电极，两极室均可产生乙醛酸。①乙二醛(OHC—CHO)与M电极的气体产物反应生成乙醛酸，则反应的化学方程式为____________。②该电解装置工作中若有0.5molH+通过质子交换膜，并完全参与了反应，则该装置中生成的乙醛酸为____________mol。【答案】

c

d

2Cl－－2e－===Cl2↑

负

ClO－＋2e－＋H2O===Cl－＋2OH－

H2

OHC－CHO＋Cl2＋H2O===HOOC－CHO＋2HCl

0.5【详解】试题分析：（1）图1采用牺牲阳极的阴极保护法，用比被保护金属活泼的金属作负极，被保护的金属作正极，推出B为c，图2是外加电流的阴极保护法，阴极是被保护的金属，阳极是惰性金属或石墨，推出材料C为d，电解质为海水，主要溶质是NaCl，材料C作阳极，反应式：2Cl－－2e－=Cl2↑；（2）①D是镁合金，根据图3，D电极上Mg→Mg(OH)2化合价升高，根据原电池的工作原理，D作负极，E电极上ClO－→Cl－，化合价由＋1价→－1价，发生的电极反应式：ClO－－2e－→Cl－，因为D电极上产生氢氧化镁，因此在E电极上产生OH－，推出电极反应式：ClO－＋2e－＋H2O===Cl－＋2OH－；②镁燃料电池作负极的是Mg，Mg＋2H2O=Mg(OH)2＋2H2↑，产生的气体a为H2；（3）①根据图4M电极上产生的气体是Cl2，OHC－CHO＋Cl2→OHC－COOH＋2Cl－，根据氧化还原反应的缺项配平以及离子反应方程式所带电荷数守恒，推出反应方程式：OHC－CHO＋Cl2＋H2O===HOOC－CHO＋2HCl；②N极电极反应式：HOOC－COOH＋2e－＋2H＋=HOOC－CHO＋H2O，M极电极反应式：OHC－CHO－2e－＋H2O=HOOC－CHO＋2H＋，当0.5molH+通过质子交换膜，并完全参与了反应，共生成乙醛酸0.5mol。考点：考查金属腐蚀的防护、原电池工作原理、电解池工作原理及电极反应式的书写等知识。20．（2023秋·北京通州·高三统考期末）氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示：(1)已知：

反应I的热化学方程式：_______。(2)反应I所得产物的溶液在碘过量时会自发分成两层。分离两层溶液的实验操作是_______。(3)研究发现，通过电解方法实现反应I，既可减少碘的加入量，也可减少溶液后续纯化过程的能耗。写出通过电解法实现反应I时，阳极的电极反应式：_______。(4)碘硫循环过程中反应I所制备出的HI浓度较低，必须对HI溶液进行浓缩。电解电渗析浓缩HI溶液的原理如下图所示，初始时阳极液和阴极液相同，溶液组成均为n(HI)：n(H2O)：n(I2)=1：6.8：2。①电渗析过程中，阳极液中I2的浓度会_______(填“增大”或“减小”)。②结合化学用语，解释阴极区进行HI浓缩的原理_______。(5)某科研小组采用双极膜电渗析法制备高浓度氢碘酸，工作原理如下图所示。已知：双极膜在直流电场作用下可将水解离，在双极膜的两侧分别得到H+和OH-。①X极是_____