【新高考】2021高考化学一轮考评特训：课练20 电解池　金属的腐蚀与防护

【新高考】2021高考化学一轮考评特训：课练20 电解池　金属的腐蚀与防护

www.ks5u.com 课练20　电解池　金属的腐蚀与防护 ‎—————————[狂刷小题　夯基础]————————‎ ‎[练基础]‎ ‎1．用如图所示装置制取纯净的Fe(OH)2，下列说法正确的是(　　)‎ A．a电极一定是铁，电解液c可以是CuCl2溶液 B．电解一段时间，b电极附近pH降低 C．溶液中的Fe2＋向a电极移动 D．在加入苯之前应将电解液c加热煮沸 ‎2．如图用石墨作电极的电解池中，放入某足量蓝色溶液500 mL进行电解，观察到A电极表面有红色固体生成，B电极有无色气体生成；通电一段时间后，取出A电极，洗涤、干燥、称量，A电极增重1.6 g。下列说法正确的是(　　)‎ A．图中B电极同电源负极相连 B．该蓝色溶液可能是Cu(NO3)2或CuCl2溶液 C．电解后溶液的pH约为1(溶液体积变化忽略不计)‎ D．要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则可加入2 g Cu(OH)2‎ ‎3．下列有关电化学在生产、生活中的应用分析正确的是(　　)‎ A．图1：铁钉发生析氢腐蚀 B．图2：可以在铁件上镀铜 C．图3：溶液中c(Cu2＋)保持不变 D．图4：将输油管与电源负极相连可以防止腐蚀 ‎4．1L某溶液中含有的离子如下表：‎ 离子 Cu2＋‎ Al3＋‎ NO Cl－‎ 物质的量浓度/(mol·L－1)‎ ‎1‎ ‎1‎ a ‎1‎ 用惰性电极电解该溶液，当电路中有3 mol e－通过时(‎ 忽略电解时溶液体积的变化及电解产物可能存在的溶解现象)，下列说法正确的是(　　)‎ A．电解后溶液pH＝0 B．阳极生成1.5 mol Cl2‎ C．a＝3 D．阴极析出的金属是铜与铝 ‎5．利用如图所示装置可以模拟铁的电化学腐蚀。下列说法正确的是(　　)‎ A．若X为炭棒，开关K置于M处可以减缓铁的腐蚀 B．若X为铜棒，开关K置于N处可以加快铁的腐蚀 C．若X为炭棒，开关K置于M处，则为牺牲阳极的阴极保护法 D．若X为炭棒，开关K置于N处，则为外加电流的阴极保护法 ‎6．O3是一种常见的绿色氧化剂，可由臭氧发生器电解稀硫酸制得，原理如图。下列说法错误的是(　　)‎ A．电极a为阴极 B．a极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O C．电解一段时间后b极周围溶液的pH下降 D．标准状况下，当有5.6 L O2反应时，收集到O2和O3混合气体4.48 L，O3的体积分数为80%‎ ‎7．下列关于图示四个装置的叙述不正确的是(　　)‎ A．装置甲是可以在铁钉上镀铜的装置 B．若装置乙为电解精炼铜装置，则X电极为精铜 C．装置丙的a端产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 D．装置丁接通电源后可以观察到白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变红褐色 ‎8．(多选)锂锰电池结构如图M所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质迁移入MnO2晶格中生成LiMnO2，c极上产生黄绿色的气体，则下列有关说法正确的是(　　)‎ A．a极电极材料是MnO2，为原电池的正极 B．外电路电流流动方向：a→d，c→b C．b极反应式为MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2‎ D．若M池的a极消耗14 g，则d极产生的气体为22.4 L(标准状况下)‎ ‎[练高考]‎ ‎1．[2017·全国卷]用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是(　　)‎ A．待加工铝质工件为阳极 B．可选用不锈钢网作为阴极 C．阴极的电极反应式为Al3＋＋3e－===Al D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动 ‎2．[2016·全国卷]锌空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2Zn(OH)。下列说法正确的是(　　)‎ A．充电时，电解质溶液中K＋向阳极移动 B．充电时，电解质溶液中c(OH－)逐渐减小 C．放电时，负极反应为：Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH) D．放电时，电路中通过2 mol电子，消耗氧气22.4 L(标准状况)‎ ‎3．[2017·全国卷]支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是(　　)‎ A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零 B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩 C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流 D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整 ‎4．[2016·北京卷]用石墨电极完成下列电解实验。‎ 实验一 实验二 装置 现象 a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c处无明显变化 两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气泡产生；……‎ 下列对实验现象的解释或推测不合理的是(　　)‎ A．a、d处：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－‎ B．b处：2Cl－－2e－===Cl2↑‎ C．c处发生了反应：Fe－2e－===Fe2＋‎ D．根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜 ‎5．[2018·全国卷]最近我国科学家设计了一种CO2＋H2S协同转化装置，‎ 实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如下所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：‎ ‎①EDTAFe2＋－e－===EDTAFe3＋‎ ‎②2EDTAFe3＋＋H2S===2H＋＋S＋2EDTAFe2＋‎ 该装置工作时，下列叙述错误的是(　　)‎ A．阴极的电极反应：CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O B．协同转化总反应：CO2＋H2S===CO＋H2O＋S C．石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低 D．若采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTAFe3＋/EDTAFe2＋，溶液需为酸性 ‎[练模拟]‎ ‎1．[2019·成都诊断]港珠澳大桥设计使用寿命为120年，对桥体钢构件采用了多种防腐方法。下列分析错误的是(　　)‎ A．防腐原理主要是避免发生反应：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2‎ B．钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，是为了隔绝空气、水等防止形成原电池 C．采用外加电流的阴极保护法时需外接镁、锌等作辅助阳极 D．钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学腐蚀 ‎2．[2019·昆明调研测试]某研究小组设计如下装置处理pH为5～6的污水。下列说法正确的是(　　)‎ A．阳极的电极反应式为：Fe－3e－===Fe3＋‎ B．正极的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ C．若阴极转移2 mol电子，则负极消耗5.6 L CH4‎ D．污水中最终会产生Fe(OH)3，吸附污染物而形成沉淀 ‎3．(多选)对氨基苯酚(HOC6H4NH2)是一种重要的有机合成中间体，可用硝基苯(C6H5NO2)电解还原制备，装置如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．电解时Pt电极应与直流电源的正极相连 B．电解时Pt电极上有H2放出 C．阴极的电极反应式为C6H5NO2＋4e－＋4H＋===HOC6H4NH2＋H2O D．电解一段时间后，右侧硫酸的pH不变化 ‎4．[2019·辽宁五校联考]高压直流电线路的瓷绝缘子经日晒雨淋容易出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是(　　)‎ A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应 B．通电时，阴极上的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－‎ C．断电时，锌环上的电极反应为Zn2＋＋2e－===Zn D．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀 ‎5．[2019·湖北部分重点中学考试]硼酸(H3BO3)为一元弱酸，已知H3BO3与足量NaOH溶液反应的离子方程式为：H3BO3＋OH－===B(OH)，H3BO3可以通过电解的方法制备。其工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。下列说法正确的是(　　)‎ A．当电路中通过1 mol电子时，可得到1 mol H3BO3‎ B．将电源的正负极反接，工作原理不变 C．阴极室的电极反应式为：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋‎ D．B(OH)穿过阴膜进入阴极室，Na＋穿过阳膜进入产品室 ‎————————[综合测评　提能力]—————————‎ 一、选择题：本题共7小题，每小题2分，共14分。每小题只有一个选项符合题意。‎ ‎1．[2019·河北石家庄期末]用石墨作电极，电解U形管中的饱和NaCl溶液(滴有酚酞溶液)，装置如图。下列叙述正确的是(　　)‎ A．通电后，NaCl发生电离 B．通电一段时间后，阳极附近溶液先变红 C．当阳极生成0.1 mol气体时，整个电路中转移0.1 mol电子 D．电解饱和食盐水的总反应方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑‎ ‎2．[2019·贵州贵阳三模]某实验小组模拟光合作用，采用电解CO2和H2O的方法制备CH3CH2OH和O2，装置如图所示。下列说法不正确的是(　　)‎ A．铂极为阳极，发生氧化反应 B．电解过程中，H＋由交换膜左侧向右侧迁移 C．阴极的电极反应式为2CO2＋12H＋＋12e－===CH3CH2OH＋3H2O D．电路中转移2 mol电子时，铂极产生11.2 L O2(标准状况)‎ ‎3．[2019·湖南益阳期末]氧化亚铜可作杀菌剂、陶瓷和搪瓷的着色剂、红色玻璃染色剂，电解法制备氧化亚铜的原理如图所示，下列说法不正确的是(　　)‎ A．理论上，除铜电极外，只需对电解液补充水，电解便可连续进行 B．溶液中生成Cu2O的离子方程式为2CuCl＋H2O===Cu2O↓＋6Cl－＋2H＋‎ C．N极的电极反应式为Cu－e－＋3Cl－===CuCl D．M与电源的负极相连，发生还原反应 ‎4．某可充电电池的工作原理如图所示。已知a、b为惰性电极，溶液呈酸性。充电时右槽溶液颜色由绿色变为紫色。下列叙述不正确的是(　　)‎ 注：V2＋为紫色，V3＋为绿色 VO2＋为蓝色，VO为黄色 A．充电时，b极接直流电源负极，a极接直流电源正极 B．充电过程中，a极的电极反应式为：VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O C．放电时，H＋从右槽迁移进左槽 D．放电过程中，左槽溶液颜色由黄色变为蓝色 ‎5．验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。‎ ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ 在Fe表面生成蓝色沉淀 试管内无明显变化 试管内生成蓝色沉淀 下列说法不正确的是(　　)‎ A．对比②③，可以判定Zn保护了Fe B．对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化 C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法 D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼 ‎6．在潮湿的深层土壤中钢管主要发生厌氧腐蚀，有关厌氧腐蚀的机理有多种，其中一种理论认为厌氧细菌可促使SO与H或H2反应生成S2－，加速钢管的腐蚀，其反应原理如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ B．钢管腐蚀的产物中含有FeS、Fe(OH)2等 C．SO与H2反应可表示为4H2＋SO－8e－S2－＋4H2O D．向钢中加入Cu制成合金可减缓钢管的腐蚀 ‎7．[2019·合肥调研检测]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，图乙是一种用惰性电极电解饱和食盐水的消毒液发生器。下列说法不正确的是(　　)‎ A．图甲的X点要与图乙中的a极连接 B．图乙中b极的电极反应式为：2Cl－－2e－===Cl2↑‎ C．当N极消耗1 mol气体时，有2 mol H＋通过离子交换膜 D．若有机废水中主要含有淀粉，则图甲中M极反应为：(C6H10O5)n＋7nH2O－24ne－===6nCO2↑＋24nH＋‎ 二、选择题：本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题有一个或两个选项符合题意，全部选对得4分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。‎ ‎8．惰性电极电解尿素的碱性溶液制取N2和H2的装置如图所示(电解池中的隔膜仅阻止气体通过)。下列说法错误的是(　　)‎ A．A电极上发生氧化反应，当该电极生成2.24 L气体(标准状况)时，导线上转移了0.6NA电子 B．阳极气体产物与阴极气体产物的物质的量之比为3:1‎ C．若起始时加入电解池的原料配比＝5，完全反应后，电解排出液中＝3:1‎ D．B电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－‎ ‎9．SO2是主要的大气污染物，工业上用Na2SO3吸收SO2生成NaHSO3，再电解NaHSO3制取H2SO4，下列有关说法正确的是(　　)‎ A．B极是阴极 B．阴极的电极反应为2HSO＋2e－===H2↑＋2SO C．阳极的电极反应为HSO＋H2O－2e－===3H＋＋SO D．a是阴离子交换膜，b是阳离子交换膜 ‎10．以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]水溶液为原料，通过电解法可以制备四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]，装置如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．阳离子移向N电极 B．阴极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑‎ C．收集产品的区域是d D．离子交换膜为质子交换膜 三、非选择题：本题共3小题。‎ ‎11．(11分)[2019·山东平阴、商河等县区联考]如图所示，A、B、C、D均为石墨电极，E、F分别为短周期相邻两种活泼金属元素中的一种单质，且E能与NaOH溶液反应。按图示接通电路，反应一段时间。‎ ‎(1)甲池是________(填“原电池”或“电解池”)装置，电极A的名称是________。‎ ‎(2)C极为________(填“阴极”或“阳极”)，电极反应式为________________________________。‎ ‎(3)烧杯中溶液会变蓝的是________(填“a”或“b”)。‎ ‎(4)F极的名称是________，电极反应式为________________________________________________________________________。‎ ‎(5)甲池中总反应的离子方程式为________________________________________________________________________。‎ ‎12．(14分)[2019·山东邹城一中月考]知识的梳理和感悟是有效学习的方法之一。某学习小组将有关“电解饱和食盐水”的相关内容进行梳理，形成如下问题(电极均为石墨)。‎ ‎(1)图甲中，X电极的反应式为__________________；电解一段时间后，气球b中的气体是________(填化学式)，U形管________(填“左”或“右”)边的溶液变红。‎ ‎(2)利用图乙制作一种环保型消毒液发生器，电解可制备“84”消毒液的有效成分，则X极的电极反应式为________________________；该发生器中电解总反应的离子方程式为________________________________________________________________________。‎ ‎(3)氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与氢氧燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上。该工艺的相关物质传输与转化关系如图丙所示(其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过)。‎ ‎①燃料电池B中的电极反应式分别为负极：__________________，正极：‎ ‎__________________。‎ ‎②分析图丙可知，氢氧化钠的质量分数a%、b%、c%由大到小的顺序为______________________。‎ ‎13．(12分)[2019·山东淄博实验中学月考]肼(N2H4)空气碱性燃料电池放电效率高，以该电池为电源模拟工业制烧碱，装置如图所示：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)乙装置的能量转化形式主要是________。‎ ‎(2)乙装置中离子交换膜的类型是________(填序号)。‎ A．质子交换膜 B．阳离子交换膜 C．阴离子交换膜 ‎(3)铂电极的名称是________(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)。‎ ‎(4)写出铜电极的电极反应式：________________________________________________________________________‎ ‎(5)电解过程中，石墨电极附近溶液的pH减小，其原因是________________________________________________(用化学用语和必要的文字说明)。‎ ‎(6)若铂电极上有4.48 L O2(标准状况)发生反应，装置的电流效率为80%，理论上制备纯度为96%的烧碱________g(结果保留1位小数)。‎ 课练20　电解池　金属的腐蚀与防护 ‎[狂刷小题　夯基础]‎ ‎[练基础]‎ ‎1．D　A项，若电解液为CuCl2溶液，电解的总反应为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，‎ 无法得到Fe(OH)2，错误；B项，要得到Fe(OH)2，阴极即b电极是H2O电离出的H＋放电，H＋浓度减小，促进H2O的电离，使得溶液中OH－浓度增大，故pH升高，错误；C项，电解质溶液中Fe2＋在a电极产生，应向b电极移动，错误；D项，加入苯之前应将电解液c加热煮沸，以赶出溶解在其中的O2，防止Fe(OH)2被氧化，正确。‎ ‎2．C　根据现象判断蓝色溶液可为硫酸铜或硝酸铜溶液。电解时铜在阴极析出，氧气在阳极产生，根据A电极表面有红色固体生成，B电极有无色气体生成知B电极与电源的正极相连，A项错误；若电解CuCl2溶液，阳极产生黄绿色气体，B项错误；根据电路中通过电子数相等，阴极析出铜单质1.6 g÷64 g·mol－1＝0.025 mol，知阳极生成0.012 5 mol O2，同时产生0.05 mol H＋，c(H＋)＝0.1 mol·L－1，C项正确；电解时产生铜和氧气，应加入m(CuO)＝1.6 g÷64 g·moL－1×80 g·mol－1＝2 g，而不是加入Cu(OH)2，D错误。‎ ‎3．D　图1，电解质溶液若呈酸性，则铁钉发生析氢腐蚀，电解质溶液若呈碱性或中性，则铁钉发生吸氧腐蚀，A项错误；图2，在铁件上镀铜，铜片作阳极，应与电源正极相连，待镀铁件作阴极，应与电源负极相连，B项错误；图3，电解精炼铜时，阳极上锌先放电，铜后放电，而阴极上是Cu2＋放电，故电解质溶液中c(Cu2＋)减小，C项错误；图4采用外加电流的阴极保护法，将输油管与电源负极相连，输油管作阴极，可以防止腐蚀，D项正确。‎ ‎4．A　当电路中有3 mol e－通过时，阳极首先发生反应2Cl－－2e－===Cl2↑，生成0.5 mol Cl2，然后发生反应2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，生成2 mol H＋，阴极首先发生反应Cu2＋＋2e－===Cu，析出1 mol Cu，然后发生反应2H＋＋2e－===H2↑，消耗1 mol H＋，生成0.5 mol H2，最终溶液里得到1 mol H＋，H＋的浓度为1 mol·L－1，pH ＝0，故A正确，B错误；由溶液中电荷守恒可知：2c(Cu2＋)＋3c(Al3＋)＝c(NO)＋c(Cl－)，可求得c(NO)＝4 mol·L－1，即a＝4，故C错误；离子放电顺序Cu2＋＞H＋＞Al3＋，没有Al生成，故D错误。‎ ‎5．D　K置于M处是原电池，X为炭棒，铁比碳活泼，作负极，铁失去电子，加速铁的腐蚀，A错误；K置于N处是电解池，铁作阴极被保护，可以减缓铁的腐蚀，B错误；K置于M处是原电池，Fe比碳活泼，铁作负极失去电子被腐蚀，这不是牺牲阳极的阴极保护法，若X为比铁活泼的金属，则铁作正极被保护，才是牺牲阳极的阴极保护法，C错误；开关K置于N处是电解池，铁作阴极被保护，这是外加电流的阴极保护法，D正确。‎ ‎6．D　电极b上生成O2和O3，则电极b上发生失电子的氧化反应，则电极b为阳极，电极a为阴极，A项正确；电极a的电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，B项正确；电极b上H2O失去电子，发生氧化反应生成O2、O3和H＋，故电解一段时间后b极周围溶液的pH下降，C项正确；标准状况下，当有5.6 L氧气参加反应时，转移电子1 mol，设收集到氧气x mol，臭氧y mol，则有x＋y＝0.2,4x＋6y＝1，解得x＝y＝0.1，故O3的体积分数为50%，D项错误。‎ ‎7．D　电镀时，镀层金属作阳极，待镀金属作阴极，电镀液为含有镀层金属阳离子的溶液，所以装置甲可实现在铁钉上镀铜，A正确；电解精炼铜时，纯铜作阴极，粗铜作阳极，乙装置X电极为阴极，用精铜作阴极，B正确；丙装置中a端接电源正极，为阳极，氯离子放电生成氯气，氯气能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，C正确；该装置有外接电源，铁为阴极，铁不溶解，D错误。‎ ‎8．CD　根据题意知，M池为原电池，N池为电解池，c极产生的黄绿色气体为Cl2，则c电极为阳极，则M池中a极为负极，电极材料为Li，b极为正极，电极材料为MnO2。A项，a极为负极，电极材料为金属锂，错误；B项，Li为负极，MnO2为正极，原电池工作时，外电路的电流方向从正极到负极，即从b→c，d→a，错误；C项，b极为正极，电极材料MnO2被还原，电极反应式为MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2，正确；D项，a极Li失电子，14 g Li→2 mol e－，d极反应为2H＋＋2e－===H2↑，H2体积为 22.4 L(标准状况下)，正确。‎ ‎[练高考]‎ ‎1．C　A项，电解氧化法可以在铝的表面形成致密的Al2O3薄膜，即Al被氧化，故待加工铝质工件作阳极，正确；B项，电解质溶液显酸性，因此阴极材料可选用不易被酸腐蚀且能导电的不锈钢网，正确；C项，电解质溶液呈酸性，阴极是H＋放电生成H2，错误；D项，电解时，电解池中阴离子向阳极移动，正确。‎ ‎2．C　A项，充电时，作为电解池分析，溶液中的阳离子移向阴极，错误；B项，题干中的反应为原电池反应，将其颠倒即为电解池反应，所以电解过程中有OH－生成，c(OH－)变大，错误；C项，负极为物质失去电子，即为Zn失去电子生成＋2价的Zn2＋，‎ 结合总反应可知生成Zn(OH)，正确；D项，总反应中，每通过4 mol e－时，消耗1 mol O2，所以通过2 mol e－时，消耗标准状况下氧气11.2 L，错误。‎ ‎3．C　A项，外加电流抑制金属电化学腐蚀产生的电流，故腐蚀电流接近于0，正确；B项，被保护的钢管桩作阴极，高硅铸铁作阳极，通电后，在电压作用下，电子被强制流向被保护的钢管桩，正确，C项，高硅铸铁作为惰性辅助阳极，不损耗，错误；D项，外加电流抑制金属电化学腐蚀产生的电流，不同环境条件下，金属受腐蚀程度不同，由于电化学腐蚀产生的电流不同，故通入的保护电流应根据环境条件变化进行调整，正确。‎ ‎4．B　A项，a处电极连电源的负极，作阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，铁丝中有电流通过，即b、d电极形成电解池，a、c电极形成电解池，d电极作阴极，发生的反应也为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，正确；B项，b电极作阳极，发生的电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，同时还发生反应Cl2＋H2OHCl＋HClO，而使b处变红，且局部褪色，错误；C项，c极作阳极，铁失去电子生成Fe2＋，正确；D项，根据实验一原理，实验二形成3个电解池，电解一段时间后，溶液中Cu2＋浓度增大，m处作阴极，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，正确。‎ ‎5．C　A项，由图中可知，阴极上在酸性条件下CO2―→CO，发生还原反应，故电极反应式为CO2＋2e－＋2H＋===CO＋H2O，正确；B项，阳极上H2S―→S，结合两个已知反应，可得两极协同转化总反应为CO2＋H2S===CO＋H2O＋S，正确；C项，由图可知ZnO@石墨烯电极上发生还原反应，故该极为阴极，接光伏电池的负极，石墨烯极为阳极，接光伏电池的正极，由于正极电势高于负极，故石墨烯上的电势更高，错误；D项，由于Fe3＋和Fe2＋在碱性条件下不能存在，故必须为酸性环境，正确。‎ ‎[练模拟]‎ ‎1．C　该桥体钢构件主要发生吸氧腐蚀，吸氧腐蚀的总反应为2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2，防腐原理主要是避免发生该反应，A项正确；钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，目的是将钢构件与空气、水隔绝，防止形成原电池，发生吸氧腐蚀，B项正确；采用牺牲阳极的阴极保护法时需外接镁、锌等作辅助阳极，C项错误；钢构件采用不锈钢，可以减缓电化学腐蚀，D项正确。‎ ‎2．D　阳极上Fe失去两个电子生成Fe2＋，A项错误；由于燃料电池中的电解质为熔融碳酸盐，故正极反应式应为O2＋2CO2＋4e－===2CO，B项错误；若阴极得到2 mol电子，则整个电路中通过2 mol电子，根据负极反应式：CH4－8e－＋4CO===5CO2＋2H2O可知负极消耗0.25 mol CH4，但题中没有给出CH4所处的状况，无法确定其体积，C项错误；电解池中阴极上H＋放电产生OH－，污水中OH－与阳极生成的Fe2＋反应生成Fe(OH)2，Fe(OH)2被污水中溶解的O2氧化成Fe(OH)3，吸附污染物而形成沉淀，D项正确。‎ ‎3．AC　根据对氨基苯酚用硝基苯(C6H5NO2)电解还原制备，则硝基苯发生还原反应，而电解时阴极发生还原反应，则Pb合金电极为阴极，与直流电源负极相连，故Pt电极为阳极，与直流电源正极相连，A项正确；Pt电极为阳极，阳极上水电离出的OH－发生氧化反应，故Pt电极上有O2放出，B项错误；阴极上硝基苯发生还原反应，H＋通过阳离子交换膜向阴极移动参与反应，电极反应式为C6H5NO2＋4e－＋4H＋===HOC6H4NH2＋H2O，C项正确；电解一段时间后，阳极区OH－浓度减小，H＋向阴极区移动，阳极区溶剂水不断减少，硫酸的pH减小，D项错误。‎ ‎4．C　通电时，锌环与电源正极相连，作阳极，发生氧化反应，A项正确；通电时，铁帽为阴极，发生还原反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，B项正确；断电时，形成原电池，锌环为负极，发生氧化反应：Zn－2e－===Zn2＋，C项错误；断电时，形成原电池，铁帽为正极，此为牺牲阳极的阴极保护法，仍能防止铁帽被腐蚀，D项正确。‎ ‎5．A　电解时，左侧石墨电极为阳极，右侧石墨电极为阴极，阳极上H2O失电子生成O2和H＋，即2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，阴极上H2O得电子生成H2和OH－，即2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，当电路中通过1 mol电子时，阳极生成1 mol H＋，H＋通过阳膜进入产品室，与通过阴膜进入产品室的B(OH)反应生成1 mol H3BO3，A项正确；电源正负极反接后，左侧石墨电极为阴极，阴极反应式为：2H＋＋2e－===H2↑，H＋被消耗，无法移向产品室，不能生成H3BO3，B项错误；结合上述分析可知，阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，C项错误；电解时原料室中Na＋穿过阳膜进入阴极室，B(OH)穿过阴膜进入产品室，D项错误。‎ ‎[综合测评　提能力]‎ ‎1．D　本题考查电解饱和NaCl溶液的装置及工作原理。NaCl溶于水时，在水分子作用下发生电离，不需要通电，A错误；阳极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，产生黄绿色气体，阳极附近溶液不变红，B错误；阳极上生成0.1 mol Cl2时，电路中转移0.2 mol电子，C错误；电解饱和食盐水时，阳极上析出Cl2，阴极上析出H2，总反应方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑，D正确。‎ ‎2．B　本题考查电解原理及其应用。由图可知，铂极与电源的正极相连，则铂极是阳极，发生氧化反应，A正确；电解时，阳离子向阴极移动，则H＋由交换膜右侧向左侧迁移，B错误；阴极上CO2被还原生成CH3CH2OH，电极反应式为2CO2＋12H＋＋12e－===CH3CH2OH＋3H2O，C正确；铂极是阳极，电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，转移2 mol电子时生成0.5 mol O2，在标准状况下的体积为11.2 L，D正确。‎ ‎3．B　本题考查电解法制备氧化亚铜的原理。由图示可知电解池的总反应为2Cu＋H2OCu2O＋H2↑，因此理论上，除铜电极外，只需对电解液补充水，电解便可连续进行，A正确；溶液中生成Cu2O的离子方程式为2CuCl＋2OH－===Cu2O＋6Cl－＋H2O，B错误；N极的电极反应式为Cu－e－＋3Cl－===CuCl，C正确；M为阴极，与电源负极相连，发生还原反应，D正确。‎ ‎4．B　“充电时右槽溶液颜色由绿色变为紫色”说明充电时右槽发生反应：V3＋＋e－===V2＋，为还原反应，因此右槽为阴极区，b极接电源负极，A项正确；充电时左槽发生氧化反应：VO2＋－e－＋H2O===VO＋2H＋，B项错误；放电时，左槽反应为VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O，溶液颜色由黄色变蓝色，H＋从右槽进入左槽，C、D项正确。‎ ‎5．D　②中Zn作负极，发生氧化反应生成Zn2＋，Fe作正极被保护，所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，试管内无明显变化。但③中没有Zn保护Fe，Fe在酸性环境中发生析氢腐蚀，Fe作负极被氧化生成Fe2＋，所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，生成蓝色沉淀，对比②③可知Zn保护了Fe，A项正确；①与②的区别在于：前者是将铁氰化钾溶液直接滴入烧杯中，而后者是在取出的少量Fe附近的溶液中滴加铁氰化钾溶液，①中出现了蓝色沉淀，说明有Fe2＋生成，对比分析可知，可能是铁氰化钾氧化Fe生成了Fe2＋，B项正确；通过上述分析可知，验证Zn保护Fe时不能用①的方法，C项正确；若将Zn换成Cu，铁氰化钾仍会将Fe氧化为Fe2＋，在铁的表面同样会生成蓝色沉淀，所以无法判断Fe2＋是不是负极产物，即无法判断Fe与Cu的活泼性，D项错误。‎ ‎6．B　根据题中所给信息，潮湿的深层土壤中钢管发生厌氧腐蚀，则正极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，A项错误；负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，厌氧细菌促使SO与H或H2反应生成S2－，S2－及正极上生成的OH－与Fe2＋可分别生成FeS、Fe(OH)2，B项正确；SO与H2反应可表示为4H2＋SOS2－＋4H2O，C项错误；向钢中加入铜，发生电化学腐蚀时，铜作正极，Fe作负极，从而加速钢管的腐蚀，D项错误。‎ ‎7．C　图甲中N极上O2转化为H2O，发生还原反应，则N极为正极，M极为负极，图乙通过电解饱和食盐水获得消毒液，则a极析出H2，b极析出Cl2，a极为阴极，b极为阳极，电解池的阳极与电源正极相连，电解池的阴极与电源负极相连，故X点与a极相连，A项正确；图乙中b极析出氯气，电极反应式为：2Cl－－2e－===Cl2↑，B项正确；根据O2＋4e－＋4H＋===2H2O，当N极消耗1 mol气体时，转移4 mol电子，故有4 mol H＋通过离子交换膜，C项错误；若有机废水中主要含有淀粉，则图甲中M极上淀粉转化为CO2，电极反应为：(C6H10O5)n＋7nH2O－24ne－===6nCO2↑＋24nH＋，D项正确。‎ ‎8．B　电解时，根据氮元素和氢元素的化合价变化可知，A电极为阳极，发生氧化反应，阳极反应式为CO(NH2)2＋8OH－－6e－===CO＋N2↑＋6H2O；B电极为阴极，发生还原反应，阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，根据阳极反应式可知，当该极生成2.24 L气体(标准状况)即0.1 mol N2时，转移0.6NA个电子，A、D正确；结合阴、阳极反应式与得失电子守恒可知，阳极气体产物与阴极气体产物的物质的量之比为1:3，B错误；‎ 若起始时加入电解池的原料配比＝5，则1 mol尿素与2 mol KOH反应，生成1 mol CO，剩余3 mol OH－，所以排出液＝3:1，C正确。‎ ‎9．BC　由图可知，阴极的电极反应为2HSO＋2e－===H2↑＋2SO，A为阴极，电解池中间为NaHSO3溶液，a为阳离子交换膜，Na＋通过a膜从中间向左迁移，B为阳极，阳极的电极反应为HSO＋H2O－2e－===3H＋＋SO，HSO通过b膜从中间向右迁移。故选BC。‎ ‎10．AC　从题干获得信息，该装置为电解池，根据电解知识，判断产生氢气的一极为阴极，推断出N电极为阴极，M电极为阳极。阳离子向阴极即N电极移动，A项正确；2Cl－－2e－===Cl2↑为阳极反应，阴极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，B项错误；原料应从a口进入，从d口出，因此收集产品应从d区域，C项正确；本题中采用阳离子交换膜，使阳极[(CH3)4N]＋移向阴极与OH－结合，得到产物，D项错误。‎ ‎11．答案：(1)电解池　阳极 ‎(2)阳极　2Cl－－2e－===Cl2↑‎ ‎(3)a ‎(4)正极　2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－‎ ‎(5)2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋‎ 解析：E、F分别为短周期相邻两种活泼金属元素中的一种单质，且E能与NaOH溶液反应，则E为Al，F为Mg。‎ ‎(1)Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池中，Al失去电子被氧化生成AlO，则E(Al)电极为负极，F(Mg)电极为正极；甲池和中间U形管均形成电解池，根据电极的连接方式可知，电极A为阳极。‎ ‎(2)U形管是电解池装置，D极连接Al电极(负极)，作阴极，故电极C为阳极，Cl－在阳极上发生氧化反应生成Cl2，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑。‎ ‎(3)电极C上Cl－发生氧化反应生成Cl2，Cl2通过导管进入淀粉－KI溶液，发生反应：2KI＋Cl2===2KCl＋I2，反应生成的I2使淀粉溶液变蓝，故a烧杯中溶液会变蓝。‎ ‎(4)F电极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。‎ ‎(5)甲池中A、B电极材料均为石墨，是惰性电极，电解CuSO4溶液时，阴极上Cu2＋放电生成Cu，阳极上OH－放电生成O2，故电池总反应为2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋。‎ ‎12．答案：(1)2Cl－－2e－===Cl2↑　H2　右 ‎(2)2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑　Cl－＋H2OClO－＋H2↑‎ ‎(3)①2H2＋4OH－－4e－===4H2O　O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ ‎②b%＞a%＞c%‎ 解析：本题考查原电池、电解池中电极和电池反应式的书写等。‎ ‎(1)根据电子移动方向可知，X是阳极，Cl－发生氧化反应生成Cl2，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑。Y是阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，反应生成OH－，则Y极附近呈碱性，溶液变成红色。‎ ‎(2)图乙装置上端管与大气相通，X电极应产生无毒的H2，则X电极是阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。阳极产生Cl2，并与阴极产生的NaOH反应生成NaClO，故该发生器中电解总反应为Cl－＋H2OClO－＋H2↑。‎ ‎(3)①A为电解饱和NaCl溶液装置，则Y为H2，B为氢氧燃料电池，其中电解质溶液是NaOH溶液，H2在负极发生氧化反应，O2在正极发生还原反应，故负极反应式为2H2＋4OH－－4e－===4H2O，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。‎ ‎②图丙中，氢氧燃料电池的负极消耗OH－，则NaOH浓度：a%＞c%。氢氧燃料电池中，正极上生成NaOH，则NaOH浓度：b%＞a%，故NaOH的质量分数：b%＞a%＞c%。‎ ‎13．答案：(1)电能转化为化学能　(2)B　(3)正极 ‎(4)N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O ‎(5)石墨电极发生反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，Cl2与水发生反应：Cl2＋H2OHCl＋‎ HClO，溶液的酸性增强 ‎(6)26.7‎ 解析：本题考查燃料电池的原理和电解原理的应用。‎ ‎(1)装置甲是肼(N2H4)空气碱性燃料电池，则装置乙是电解池，能量转化形式主要是电能转化为化学能。‎ ‎(2)N2H4在铜电极被氧化生成N2，则铜电极是负极，根据电极连接方式可知，铁是阴极，石墨是阳极。铁电极(阴极)反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，阴极产生OH－，石墨电极(阳极)反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，阳极消耗Cl－，为保持溶液呈电中性且制取烧碱，Na＋应透过离子交换膜向左侧迁移，阴极室中得到NaOH溶液，故离子交换膜是阳离子交换膜。‎ ‎(5)电解过程中，石墨电极(阳极)上生成Cl2，Cl2与水发生反应：Cl2＋H2OHCl＋HClO，则石墨电极附近溶液的酸性增强，pH减小。‎ ‎(6)铂电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，铂电极上有4.48 L O2(标准状况)发生反应，即消耗0.2 mol O2，电路中转移0.8 mol电子，装置的电流效率为80%，则电子的有效利用量为0.8 mol×80%＝0.64 mol。制取1 mol NaOH时理论上转移电子的物质的量为1 mol，则制取的NaOH的物质的量为0.64 mol，故理论上制备纯度为96%的烧碱的质量为≈26.7 g。‎