2019年高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 考點(diǎn)掃描 專題18 電解池 金屬腐蝕與保護(hù)學(xué)案.doc

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專題18 電解池 金屬腐蝕與保護(hù) 【復(fù)習(xí)目標(biāo)】 1.理解電解池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用，能書寫電極反應(yīng)和總反應(yīng)方程式。 2.了解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害、防止金屬腐蝕的措施。 【考情分析】本部分內(nèi)容高考命題注重電解原理的實(shí)質(zhì)，從氧化還原反應(yīng)的角度認(rèn)識(shí)電化學(xué)，注重與元素及其化合物、有機(jī)化學(xué)、電解質(zhì)溶液、化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、新能源等知識(shí)的聯(lián)系。主要考查內(nèi)容有電解池的工作原理，如電解池陽(yáng)、陰極的判斷，電極反應(yīng)式的書寫及溶液pH的變化等；電解規(guī)律及其應(yīng)用，如氯堿工業(yè)、粗銅的精煉、電鍍等；金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因和防止金屬腐蝕的措施。題型有選擇題、填空題。 【考點(diǎn)過(guò)關(guān)】 考點(diǎn)一電解 1.電解的工作原理 定義 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(guò)程，將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置叫電解池 形成條件 兩電極接直流電源 兩電極（一般為惰性電極）同時(shí)插入同一電解質(zhì)溶液 用導(dǎo)線相互連接組成閉合回路 電極判斷 電極反應(yīng) 陽(yáng)極反應(yīng) 陽(yáng)極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng) 若為活性電極：則電極本身失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng) 若為惰性電極，則電極本身不反應(yīng)，溶液中的陰離子失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。陰離子放電順序(還原性強(qiáng)弱順序)：S2―＞I―＞Br―＞Cl―＞OH―＞NO3-＞SO42-＞F－ 陰極反應(yīng) 陰極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng) 電極本身不反應(yīng)，溶液中陽(yáng)離子在陰極上獲得電子，發(fā)生還原反應(yīng)。放電順序：Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+ 2.電解的類型 3.電解的規(guī)律 【考點(diǎn)演練】下列說(shuō)法正確的是 。 ①用電解法精煉粗銅時(shí)，粗銅作陰極 ②電解稀硫酸制H2和O2時(shí)銅做陽(yáng)極 ③可將地下輸油鋼管與外加直流電源的正極相連以保護(hù)它不受腐蝕 ④電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，用鐵作陽(yáng)極 ⑤電解是把電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能 ⑥任何溶液被電解時(shí)，必然導(dǎo)致氧化還原反應(yīng)的發(fā)生 ⑦在海輪外殼連接鋅塊保護(hù)外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法 ⑧與銅質(zhì)水龍頭連接處的鋼質(zhì)水管不易發(fā)生腐蝕 ⑨鋼鐵在潮濕的空氣中不能發(fā)生電化學(xué)腐蝕 ⑩用如圖裝置電解精煉鋁 ?可充電電池在充電的時(shí)候是電解池 ?氯堿工業(yè)中,燒堿在陽(yáng)極區(qū)生成 答案：①⑤⑥? 考點(diǎn)二電解規(guī)律的應(yīng)用 電解制取燒堿 離子交換膜電解槽主要由陽(yáng)極（用金屬鈦網(wǎng)制成，涂有鈦、釕等氧化物涂層）、陰極（由碳鋼網(wǎng)制成，上面涂有鎳涂層）、離子交換膜、電解槽框、導(dǎo)電銅棒等組成。離子交換膜只允許陽(yáng)離子通過(guò)，而阻止陰極離子和氣體通過(guò) 陽(yáng)極（用石墨） 2Cl― －2e－=Cl2 ↑ 陰極（用Fe） 2 H＋ + 2e－= H2↑ 總反應(yīng)方程式 2NaCl + 2 H2O 2NaOH +H2↑+Cl2↑ 食鹽水的精制 電解前應(yīng)除去食鹽溶液中的Ca2＋、Mg2＋、SO42―等雜質(zhì)離子，加入試劑依次為NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、稀鹽酸（或?qū)aCl2溶液和NaOH溶液的順序互換） 電鍍 利用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過(guò)程 電鍍是一種特殊的電解，要求鍍件必須作陰極，鍍層金屬作陽(yáng)極，含鍍層金屬離子的可溶性鹽溶液作電解質(zhì)溶液（作為電鍍液） 形成條件 電解時(shí)，鍍層金屬作陽(yáng)極，Cu－2e－===Cu2＋ 鍍件作陰極，Cu2＋＋2e－===Cu 含鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液作電鍍液 用直流電源 特征 陽(yáng)極本身放電被氧化 宏觀上看無(wú)新物質(zhì)生成 電解液的總量、濃度、pH均不變 精煉銅 電解精煉銅時(shí)，陽(yáng)極材料是粗銅，陰極材料是精銅，電解質(zhì)溶液是CuSO4溶液(或 Cu(NO3)2溶液) 粗銅中往往含有鋅、鐵、鎳、銀、金等多種雜質(zhì)，當(dāng)含雜質(zhì)的銅在陽(yáng)極不斷溶解時(shí)，位于金屬活動(dòng)性順序銅以前的金屬雜質(zhì)如Zn、Fe、Ni等，也會(huì)同時(shí)放電：Zn－2e－= Zn2+ 、Fe －2e－= Fe2+、Ni－2e－= Ni2+、Cu－2e－= Cu2＋ ，位于金屬活動(dòng)性順序銅之后的金、銀等金屬雜質(zhì)，因?yàn)槭ル娮幽芰Ρ菴u弱，難以在陽(yáng)極失去電子變成陽(yáng)離子溶解下來(lái)，而以陽(yáng)極泥的形式沉積下來(lái)，陽(yáng)極泥可作為提煉金、銀等貴重金屬的原料。長(zhǎng)時(shí)間電解后，電解質(zhì)溶液必須補(bǔ)充 冶煉金屬 Na、Mg、Al等活潑金屬都可用電解它們的熔融鹽或氧化物制得 2NaCl 2Na +Cl2↑(制Na) MgCl2Mg +Cl2↑(制Mg) 2Al2O34Al+3O2↑(制Al) 【考點(diǎn)演練】 （1）電解飽和草酸溶液可以制得高檔香料乙醛酸(H2C2O3),裝置如下圖所示,寫出復(fù)合膜電極的電極反應(yīng)式: 。 （2）解NO制備NH4NO3,其工作原理如下圖所示。為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3,需補(bǔ)充物質(zhì)有A,A是 ,說(shuō)明理由: 。 （3）電解制備Al(OH)3時(shí),電極分別為Al片和石墨,電解總反應(yīng)式為 。 一種可超快充電的新型鋁電池,充放電時(shí)AlCl4—和Al2Cl72—兩種離子在Al電極上相互轉(zhuǎn)化,其他離子不參與電極反應(yīng),放電時(shí)負(fù)極Al的電極反應(yīng)式為 。 （4）電解尿素[CO(NH2)2]的堿性溶液制氫氣的裝置示意圖如圖，電解池中隔膜僅阻止氣體通過(guò)，陰陽(yáng)兩極均為惰性電極，A極為________，電極反應(yīng)式為________，B極為________，電極反應(yīng)式為_______________。 （5）化工生產(chǎn)的副產(chǎn)氫也是氫氣的來(lái)源。電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4，同時(shí)獲得氫氣：Fe＋2H2O＋2OH－FeO42—＋3H2↑，工作原理如圖1所示。裝置通電后，鐵電極附近生成紫紅色FeO42—，鎳電極有氣泡產(chǎn)生。若氫氧化鈉溶液濃度過(guò)高，鐵電極區(qū)會(huì)產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。已知：Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原。電解一段時(shí)間后，c(OH－)降低的區(qū)域在________(填“陰極室”或“陽(yáng)極室”)，電解過(guò)程中，須將陰極產(chǎn)生的氣體及時(shí)排出，其原因是__________________________。 （6）次磷酸(H3PO2)是一種精細(xì)磷化工產(chǎn)品，具有較強(qiáng)還原性， H3PO2也可用電滲析法制備。“四室電滲析法”工作原理如下圖所示(陽(yáng)膜和陰膜分別只允許陽(yáng)離子、陰離子通過(guò))：寫出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式：_________________________________________，分析產(chǎn)品室可得到H3PO2的原因：______________________________________。 （7）利用下圖所示裝置電解制備NCl3(氯的化合價(jià)為＋1價(jià))，其原理是NH4Cl＋2HClNCl3＋3H2↑，b接電源的 (填“正”或“負(fù)”)極，陽(yáng)極反應(yīng)式是 。 （8）用NaOH溶液吸收煙氣中的SO2，將所得的Na2SO3溶液進(jìn)行電解，可循環(huán)再生NaOH，同時(shí)得到H2SO4，其原理如下圖所示(電極材料為石墨)。圖中a極要連接電源的 (填“正”或“負(fù)”)極，C口流出的物質(zhì)是 ，SO32—放電的電極反應(yīng)式為 ，電解過(guò)程中陰極區(qū)堿性明顯增強(qiáng)，用平衡移動(dòng)原理解釋原因 。 （9）電化學(xué)沉解法可用于治理水中硝酸鹽的污染。電化學(xué)降解NO3—的原理如圖，電源正極為 (填“A”或“B”)，陰極反應(yīng)式為 。 （10）電解法也可以利用KHCO3使K2CO3溶液再生。其原理如下圖所示，KHCO3應(yīng)進(jìn)入 (填“陰極”或“陽(yáng)極”)室。結(jié)合方程式簡(jiǎn)述再生K2CO3的原理是 。 —。（4）H2產(chǎn)生是因?yàn)镠2O電離的H＋在陰極上得電子，即6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－，所以B極為陰極，A極為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為CO(NH2)2－6e－＋8OH－===N2↑＋CO32—＋6H2O，陽(yáng)極反應(yīng)式容易錯(cuò)寫成4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。（5）根據(jù)電解總反應(yīng)：Fe＋2H2O＋2OH－FeO42—＋3H2↑，結(jié)合陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)知，陽(yáng)極反應(yīng)式為Fe－6e－＋8OH－=== FeO42—＋4H2O，結(jié)合陰極發(fā)生還原反應(yīng)知，陰極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，則陽(yáng)極室消耗OH－且無(wú)補(bǔ)充，故c(OH－)降低。結(jié)合題給信息“Na2FeO4易被氫氣還原”知，陰極產(chǎn)生的氫氣不能接觸到Na2FeO4，故需及時(shí)排出。（6）陽(yáng)極為水電離出的OH－放電，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，陽(yáng)極室中的H＋穿過(guò)陽(yáng)膜進(jìn)入產(chǎn)品室，原料室中的H2PO2—穿過(guò)陰膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室，二者反應(yīng)生成H3PO2。（7）b電極，H＋得電子生成H2，發(fā)生還原反應(yīng) ，所以b電極為陰極，連接電源的負(fù)極。陽(yáng)極反應(yīng)物為NH4Cl，生成物為NCl3，題目中給出氯的化合價(jià)為＋1價(jià)，所以氯失電子，化合價(jià)升高，氮、氫不變 答案：（1）H2C2O4+2e-+2H+=H2C2O3+H2O（2）NH3 根據(jù)反應(yīng)8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3,電解產(chǎn)生的HNO3多（3）2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2↑ Al-3e-+7AlCl4—=4Al2 Cl7—（4）陽(yáng)極 CO(NH2)2＋8OH－－6e－=N2↑＋CO32—＋6H2O 陰極 6H2O＋6e－=3H2↑＋6OH－（5）陽(yáng)極室 防止Na2FeO4與H2反應(yīng)使產(chǎn)率降低（6）2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ ，陽(yáng)極室的H＋穿過(guò)陽(yáng)膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室，原料室的H2PO2—穿過(guò)陰膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室，二者反應(yīng)生成H3PO2（7）負(fù) 3Cl－－6e－＋NH4+=NCl3＋4H＋（8）負(fù) 硫酸 S O32—－2e－＋H2O=S O42—＋2H＋ H2O H＋＋OH－，在陰極H＋放電生成H2，c(H＋)減小，水的電離平衡正向移動(dòng)，堿性增強(qiáng)（9）A 2NO3—＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O （10）陰極 水電離出H＋在陰極得電子生成H2，使水的平衡正移，產(chǎn)生的OH－和HCO3—反應(yīng)生成CO32—，使得K2CO3再生 考點(diǎn)三金屬的腐蝕與保護(hù) 1.金屬的腐蝕 定義 金屬的腐蝕指金屬或合金周圍接觸到氣體或液體，失去電子被氧化而消耗進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過(guò)程 實(shí)質(zhì) 金屬原子失去電子被氧化而消耗的過(guò)程 分類 化學(xué)腐蝕 金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸，金屬被氧化，無(wú)電流產(chǎn)生 電化學(xué)腐蝕 不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸，較活潑金屬被氧化，有微弱電流產(chǎn)生 兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更普遍 快慢 電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防護(hù)腐蝕措施的腐蝕 同種金屬的腐蝕在強(qiáng)電解質(zhì)中>弱電解質(zhì)中>非電解質(zhì)中； 活潑性不同的兩金屬，活潑性差別越大，腐蝕越快 對(duì)同一電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō)，電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快 2.電化學(xué)腐蝕 類型 吸氧腐蝕 析氫腐蝕 條件 水膜酸性很弱或呈中性 水膜酸性較強(qiáng) 正極反應(yīng) O2+4e-+2H2O==4OH- 2H++2e-==H2↑ 負(fù)極反應(yīng) Fe－2e-==Fe2+ Fe－2e-==Fe2+ 腐蝕作用 是主要的腐蝕類型，具有廣泛性 發(fā)生在某些局部區(qū)域內(nèi) 3.金屬的防護(hù) 方法 措施 金屬表面覆蓋保護(hù)層 涂礦物性油脂、油漆或覆蓋搪瓷塑料；鍍耐腐蝕的金屬或合金；用化學(xué)方法鈍化使金屬表面形成一層致密的氧化物膜 電化學(xué)保護(hù)法 外加電流的陰極保護(hù)法(電解池原理)如鋼閘門接低壓直流電負(fù)極，石墨接電源正極作陽(yáng)極，浸入水中； 犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法(原電池原理)，如船殼上釘上鋅塊 改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 普通鋼鐵加入鉻、鎳等轉(zhuǎn)變?yōu)椴讳P鋼等 【考點(diǎn)演練】我國(guó)古代青銅器工藝精湛，有很高的藝術(shù)價(jià)值和歷史價(jià)值。但出土的青銅器大多受到環(huán)境腐蝕，故對(duì)其進(jìn)行修復(fù)和防護(hù)具有重要意義。 (1)采用“局部封閉法”可以防止青銅器進(jìn)一步被腐蝕。如將糊狀A(yù)g2O涂在被腐蝕部位，Ag2O與有害組分CuCl發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，該化學(xué)方程式為______________________。 (2)如圖為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原理示意圖。 ①腐蝕過(guò)程中，負(fù)極是________(填圖中字母“a”或“b”或“c”)； ②環(huán)境中的Cl－擴(kuò)散到孔口，并與正極反應(yīng)產(chǎn)物和負(fù)極反應(yīng)產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹Cu2(OH)3Cl，其離子方程式為_______________________________________________； ③若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl，則理論上耗氧體積為________L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。 解析：(1)復(fù)分解反應(yīng)為相互交換成分的反應(yīng)，因此該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ag2O＋2CuCl= 2AgCl＋Cu2O。(2)①負(fù)極發(fā)生失電子的反應(yīng)，銅作負(fù)極失電子，因此負(fù)極為c。負(fù)極反應(yīng)：Cu－2e－=Cu2＋，正極反應(yīng)：O2＋2H2O＋4e－=4OH－；②正極產(chǎn)物為OH－，負(fù)極產(chǎn)物為Cu2＋，兩者與Cl－反應(yīng)生成Cu2(OH)3Cl，其離子方程式為2Cu2＋＋3OH－＋Cl－=Cu2(OH)3Cl↓；③4.29 g Cu2(OH)3Cl的物質(zhì)的量為0.02 mol，由Cu元素守恒知，發(fā)生電化腐蝕失電子的Cu單質(zhì)的物質(zhì)的量為0.04 mol，失去電子0.08 mol，根據(jù)電子守恒可得，消耗O2的物質(zhì)的量為0.02 mol，所以理論上消耗氧氣的體積為0.448 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。 答案：(1)Ag2O＋2CuCl===2AgCl＋Cu2O(2)①c ②2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓ ③0.448 【過(guò)關(guān)練習(xí)】 1.（2018年高考全國(guó)卷Ⅰ）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)，下列敘述錯(cuò)誤的是 A. 陰極的電極反應(yīng)：CO2+2H++2e-＝CO+H2O B. 協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)：CO2+H2S＝CO+H2O+S C. 石墨烯上的電勢(shì)比ZnO石墨烯上的低 D. 若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+，溶液需為酸性 式為：CO2+H2S= CO+H2O+S，B正確；石墨烯與光伏電池的正極相連，ZnO石墨烯與光伏電池的負(fù)極相連，則石墨烯上的電勢(shì)比ZnO石墨烯上的高，C錯(cuò)誤；因Fe3+在pH為3.4的溶液中會(huì)轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，所以若采用Fe3+/ Fe2+替代EDTA—Fe3+/ EDTA—Fe2，溶液必修為酸性，D正確。答案：C 2.（2017年高考全國(guó)卷Ⅰ）支持海港碼頭基礎(chǔ)的防腐技術(shù)，常用外加電流的陰極保護(hù)法進(jìn)行防腐，工作原理如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽(yáng)極。下列有關(guān)表述不正確的是 A.通入保護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零 B.通電后外電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁 C.高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽(yáng)極材料和傳遞電流 D.通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整 3.（莆田市2018屆高三下學(xué)期3月教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)）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，其工作原理如右圖所示，兩端隔室中離子不能進(jìn)入中間隔室。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 A. 電解時(shí)，銅電極連接電源負(fù)極 B. 甲溶液可回用于該電解池 C. 離子交換膜a是陰離子交換膜 D. 陽(yáng)極電極反應(yīng)式：Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O 解析：A. 工業(yè)上用電解濃NaOH溶液制備Na2FeO4，說(shuō)明Fe溶解進(jìn)入溶液，則Fe電極為陽(yáng)極連接電源的正極，Cu電極為陰極連接電源的負(fù)極，故A正確；B. 在Cu電極上，水電離的H+放電使陰極區(qū)c(OH－)增大，Na+通過(guò)陽(yáng)離子交換膜a進(jìn)入陰極區(qū)，使陰極區(qū)c(NaOH)增大，則甲溶液為NaOH，可以回用于該電解池，故B正確；C. 根據(jù)B項(xiàng)分析可知，因Na+要通過(guò)離子交換膜a從中間隔室進(jìn)入陰極區(qū)，所以離子交換膜a是陽(yáng)離子交換膜，故C錯(cuò)誤；D. Fe電極溶解生成FeO42－進(jìn)入溶液，電極反應(yīng)式為：Fe－6e－+8OH－=FeO42－+4H2O，故D正確。答案：C 4.（河南省2018屆高三4月普通高中畢業(yè)班高考適應(yīng)性考試）工業(yè)上電解NO制備NH4NO3，其工作原理如圖所示(圖中電極均為石墨電極)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 A. a 極連接電源的負(fù)極 B. 陽(yáng)極反應(yīng)為NO+5e-+6H+=NH4++H2O C. 總反應(yīng)方程式為8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3 D. 為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3，需補(bǔ)充物質(zhì)A，A 是NH3 5.（六安市皖西省示范高中聯(lián)盟2018屆高三上學(xué)期期末） 電化學(xué)在日常生活中用途廣泛，下圖①是鎂、次氯酸鈉燃料電池的示意圖，電池總反應(yīng)式為：Mg+ClO-+H2O═Cl-+Mg(OH)2↓，圖②是電解法除去工業(yè)廢水中的Cr2O72-．下列說(shuō)法正確的是 A. 圖②中Cr2O72-離子向鐵電極移動(dòng)，與該極附近的OH-結(jié)合轉(zhuǎn)化成Cr（OH）3除去 B. 圖②中陽(yáng)極上的電極反應(yīng)式為：Fe-3e-═Fe3+ C. 圖①中發(fā)生的氧化反應(yīng)是：ClO-+H2O+2e-═Cl-+2（OH）- D. 若圖①中7.2g鎂溶解產(chǎn)生的電量用以圖②廢水處理，理論可除去Cr2O72-的物質(zhì)的量為0.05mol 解析：A．圖②中惰性電極為陰極，F(xiàn)e電極為陽(yáng)極，則Cr2O72-離子向金屬鐵電極移動(dòng)，與亞鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成的金屬陽(yáng)離子與惰性電極附近的OH-結(jié)合轉(zhuǎn)化成Cr（OH）3除去，A錯(cuò)誤；B．圖②中陽(yáng)極上的電極反應(yīng)式為：Fe-2e-＝Fe2+，B錯(cuò)誤；C．該原電池中，鎂作負(fù)極，負(fù)極上鎂失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，C錯(cuò)誤；D．n（Mg）=7.2g24g/mol=0.3mol，由電子守恒可知6Mg～6Fe2+～Cr2O72-，因此理論可除去Cr2O72-的物質(zhì)的量為0.3mol6＝0.05mol，D正確。答案：D 6.（赤峰二中2018屆高三下學(xué)期第一次月考）現(xiàn)在污水治理越來(lái)越引起人們重視，可以通過(guò)膜電池除去廢水中的乙酸鈉和對(duì)氯苯酚，同時(shí)利用此裝置的電能在鐵上鍍銅，下列說(shuō)法正確的是 A. 當(dāng)外電路中有0.2mole-轉(zhuǎn)移時(shí)，A極區(qū)增加的H+的個(gè)數(shù)為0.2NA B. A極的電極反應(yīng)式為 C. 鐵電極應(yīng)與Y相連接 D. 反應(yīng)過(guò)程中甲中右邊區(qū)域溶液pH逐漸升高 生氧化反應(yīng)，發(fā)生的電極反應(yīng)為，生成H+，溶液的pH應(yīng)該逐漸減小，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。綜上所述，答案：C 7.（河南省2018屆普通高中畢業(yè)班高考適應(yīng)性測(cè)試） 一種處理高濃度乙醛廢水的方法——隔膜電解法，其原理如圖所示，電解質(zhì)溶液為一定濃度含乙醛的Na2SO4溶液，電解后乙醛在兩個(gè)電極分別轉(zhuǎn)化為乙醇和乙酸。下列說(shuō)法正確的是 A. a電極為陰極，b電極為陽(yáng)極 B. 陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為CH3CHO-2e-+H2O=CH3COOH+2H+ C. 設(shè)電解時(shí)溶液體積不變，則陰極區(qū)Na2SO4的物質(zhì)的量增大 D. 電解過(guò)程中，M 池溶液的pH 變大，N 池溶液的pH 變小 8. (2017屆威海模擬)鋼鐵是目前應(yīng)用最廣泛的金屬材料，了解鋼鐵腐蝕的原因與防護(hù)方法具有重要意義，對(duì)鋼鐵制品進(jìn)行抗腐蝕處理，可適當(dāng)延長(zhǎng)其使用壽命。 (1)抗腐蝕處理前，生產(chǎn)中常用鹽酸來(lái)除鐵銹?，F(xiàn)將一表面生銹的鐵件放入鹽酸中，當(dāng)鐵銹除盡后，溶液中發(fā)生的化合反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________。 (2)利用如圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。 ①若X為碳棒，為減緩鐵件的腐蝕，開關(guān)K應(yīng)置于________處。 ②若X為鋅，開關(guān)K置于M處，該電化學(xué)防護(hù)法稱為________________。 (3)圖中若X為粗銅，容器中海水替換為硫酸銅溶液，開關(guān)K置于N處，一段時(shí)間后，當(dāng)鐵件質(zhì)量增加3.2 g時(shí)，X電極溶解的銅的質(zhì)量________3.2 g(填“<”“>”或“＝”)。 (4)圖中若X為銅，容器中海水替換為FeCl3溶液，開關(guān)K置于M處，銅電極發(fā)生的反應(yīng)是________________，若將開關(guān)K置于N處，發(fā)生的總反應(yīng)是______________。 答案：(1)Fe＋2FeCl3===3FeCl2(2)①N ②犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法 (3)<(4)2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ Cu＋2Fe2＋===2Fe3＋＋Cu2＋ 9. (2017屆仙桃模擬)利用電化學(xué)原理，將NO2、O2和熔融KNO3制成燃料電池，模擬工業(yè)電解法來(lái)處理含Cr2O72—廢水，如下圖所示；電解過(guò)程中溶液發(fā)生反應(yīng)：Cr2O72—＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。 (1)甲池工作時(shí)，NO2轉(zhuǎn)變成綠色硝化劑Y，Y是N2O5，可循環(huán)使用。則石墨Ⅱ是電池的________極；石墨Ⅰ附近發(fā)生的電極反應(yīng)式為________________________________。 (2)工作時(shí)，甲池內(nèi)的NO3—向________極移動(dòng)(填“石墨Ⅰ”或“石墨Ⅱ”)；在相同條件下，消耗的O2和NO2的體積比為________。 (3)乙池中Fe(Ⅰ)棒上發(fā)生的電極反應(yīng)為___________________________________。 (4)若溶液中減少了0.01 mol Cr2O72—，則電路中至少轉(zhuǎn)移了________mol電子。 (5)向完全還原為Cr3＋的乙池工業(yè)廢水中滴加NaOH溶液，可將鉻以Cr(OH)3沉淀的形式除去，已知Cr(OH)3存在以下溶解平衡：Cr(OH)3(s)Cr3＋(aq)＋3OH－(aq)，常溫下Cr(OH)3的溶度積Ksp＝c(Cr3＋)c3(OH－)＝1.010－32，要使c(Cr3＋)降至10－5 molL－1，溶液的pH應(yīng)調(diào)至________。 解析：(1)根據(jù)圖示知甲池為燃料電池，電池工作時(shí)，石墨Ⅰ附近NO2轉(zhuǎn)變成N2O5，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為NO2＋NO3—－e－===N2O5；石墨Ⅱ是電池的正極，O2得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2N2O5===4N NO3—。(2)電池工作時(shí)，電解質(zhì)溶液中的陰離子移向負(fù)極，即甲池內(nèi)的N NO3—向石墨Ⅰ極移動(dòng)；根據(jù)兩極的電極反應(yīng)式NO2＋N NO3—－e－===N2O5、O2＋4e－＋2N2O5===4N NO3—，根據(jù)得失電子守恒知，在相同條件下，消耗O2和NO2的體積比為1∶4。(3)乙池為電解池，F(xiàn)e(Ⅰ)棒為電解池的陽(yáng)極，發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe－2e－===Fe2＋。(4)根據(jù)反應(yīng)Cr2O72—＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O知，若溶液中減少了0.01 mol Cr2O72—，則參加反應(yīng)的Fe2＋為0.06 mol，根據(jù)電極反應(yīng)：Fe－2e－===Fe2＋知電路中至少轉(zhuǎn)移了0.12 mol電子。(5)常溫下Cr(OH)3的溶度積Ksp＝c(Cr3＋)c3(OH－)＝1.010－32，c(Cr3＋)＝10－5 molL－1，則c3(OH－)＝1.010－27，c(OH－)＝1.010－9 molL－1，c(H＋)＝10－5 molL－1，溶液的pH應(yīng)調(diào)至5。 答案：(1)正 NO2＋N NO3—－e－===N2O5 (2)石墨Ⅰ 1∶4 (3)Fe－2e－===Fe2＋ (4)0.12 (5)5 10. (2016屆石景山上學(xué)期期末)知識(shí)的梳理和感悟是有效學(xué)習(xí)的方法之一。某學(xué)習(xí)小組將有關(guān)“電解飽和食鹽水”的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行梳理，形成如下問(wèn)題(顯示的電極均為石墨)。 (1)圖1中，電解一段時(shí)間后，氣球b中的氣體是 (填化學(xué)式)，U形管 (填“左”或“右”)邊的溶液變紅。 (2)利用圖2制作一種環(huán)保型消毒液發(fā)生器，電解可制備“84”消毒液的有效成分，則c為電源的 極；該發(fā)生器中反應(yīng)的總離子方程式為 。 (3)氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)，一種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。該工藝的相關(guān)物質(zhì)運(yùn)輸與轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖3所示(其中的電極未標(biāo)出，所用的離子膜都只允許陽(yáng)離子通過(guò))。 ①燃料電池B中的電極反應(yīng)式分別為：負(fù)極 ，正極 。 ②分析圖3可知，氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a%、b%、c%，由大到小的順序?yàn)? 。 答案：(1)H2 右(2)負(fù) Cl－＋H2OClO－＋H2↑(3)①2H2－4e－＋4OH－===4H2O O2＋4e－＋2H2O===4OH－②b%>a%>c% 11. (1)利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料。LiOH可由電解法制備，鈷氧化物可通過(guò)處理鈷渣獲得。利用如圖裝置電解制備LiOH，兩電極區(qū)電解液分別為L(zhǎng)iOH和LiCl溶液。B極區(qū)電解液為 (填化學(xué)式)溶液，陽(yáng)極電極反應(yīng)式為 ， 電解過(guò)程中Li＋向 (填“A”或“B”)電極遷移。 (2)離子液體是一種室溫熔融鹽，為非水體系。由有機(jī)陽(yáng)離子、Al2Cl7—和AlCl4—組成的離子液體作電解液時(shí)，可在鋼制品上電鍍鋁。鋼制品應(yīng)接電源的 極，已知電鍍過(guò)程中不產(chǎn)生其他離子且有機(jī)陽(yáng)離子不參與電極反應(yīng)，陰極電極反應(yīng)式為 。 若改用AlCl3水溶液作電解液，則陰極產(chǎn)物為 。 （3）電解硫酸亞鐵和硫酸鋁溶液得到液體聚合硫酸鋁鐵[AlaFeb(OH)m(SO4)n]。裝置如圖所示(陰離子交換膜只允許陰離子通過(guò)，電極為惰性電極)： ①陰極室的電極反應(yīng)式是 。 ②電解過(guò)程陽(yáng)極室溶液pH的變化是 (填“增大”、“減小”或“不變”)。 ③簡(jiǎn)述在反應(yīng)室中生成液體聚合硫酸鋁鐵的原理 。 （4）如圖是一種用電解原理來(lái)制備H2O2，并用產(chǎn)生的H2O2處理廢氨水的裝置。 ①為了不影響H2O2的產(chǎn)量，需要向廢氨水中加入適量HNO3調(diào)節(jié)溶液的pH約為5，則所得溶液中c(NH4+) (填“>”、“＜”或“＝”)c(NO3—)。 ②Ir－Ru惰性電極吸附O2生成H2O2，其電極反應(yīng)式為 。 ③理論上電路中每轉(zhuǎn)移3 mol e－，最多可以處理廢氨水中溶質(zhì)(以NH3計(jì))的質(zhì)量是 g。 答案：(1)LiOH 2Cl－－2e－===Cl2↑ B(2)負(fù) 4Al2Cl7—＋3e－===Al＋7AlCl4— H2（3）①2H＋＋2e－===H2↑ ②減小 ③電解過(guò)程中反應(yīng)室中的SO42—通過(guò)陰離子交換膜進(jìn)入陽(yáng)極室，陰極室中的OH－通過(guò)陰離子交換膜進(jìn)入反應(yīng)室，生成聚合硫酸鋁鐵（4）①＜ ②O2＋2H＋＋2e－===H2O2 ③17