(1)電解：在______作用下，電解質(zhì)在兩個電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程。(2)電解池：______轉(zhuǎn)化為________的裝置。(3)電解池的構(gòu)成①外接______；②兩個______；③電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)；④形成__________。
一、電解原理1.電解和電解池
2.電解池的工作原理 (1)電解原理圖示
(2)電解過程的三個流向①電子流向：電源____極→電解池____極；電解池的____極→電源的____極；②離子流向：陽離子→電解池的____極，陰離子→電解池的____極。③電流方向：電源____極→電解池____極→電解質(zhì)溶液→____極→____極。
(1)陽極產(chǎn)物的判斷①活性電極(除Au、Pt以外的金屬材料作電極)，電極材料失電子，生成金屬陽離子。②惰性電極(Pt、Au、石墨)，要依據(jù)陰離子的放電順序加以判斷。陰離子的放電順序：活潑電極＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根離子。S2－、I－、Br－、Cl－放電，產(chǎn)物分別是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放電，則得到H2O和O2。
(2)陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)陽離子放電順序進(jìn)行判斷。陽離子放電順序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋。①若金屬陽離子(Fe3＋除外)放電，則得到相應(yīng)金屬單質(zhì)；若H＋放電，則得到H2。②放電順序本質(zhì)遵循氧化還原反應(yīng)的優(yōu)先規(guī)律，即得(失)電子能力強(qiáng)的離子先放電。
4.惰性電極電解電解質(zhì)溶液的分析 (1)電解產(chǎn)物
(2)電解質(zhì)溶液的復(fù)原①NaCl溶液：______________；②AgNO3溶液：加__________固體；③CuCl2溶液：加____________固體；④KNO3溶液：加________；⑤CuSO4溶液：加________或____________ [不能加Cu2O、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3]。
(1)電解池工作時(shí)，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)(　　)(2)電解池工作時(shí)，陽離子向陽極移動，陰離子向陰極移動(　　)(3)電解CuCl2溶液，陰極逸出的氣體能夠使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{(lán)色(　　)(4)電解時(shí)，電子的移動方向?yàn)椋弘娫簇?fù)極→陰極→陽極→電源正極(　　)
【判一判】 判斷下列說法是否正確，正確的打“√”，錯誤的打“×”。
(5)電解鹽酸、硫酸等溶液，H＋放電，溶液的pH逐漸增大(　　)(6)用惰性電極電解CuSO4溶液，開始時(shí)的反應(yīng)產(chǎn)物為Cu、O2和H2SO4(　　)答案 (1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)× (6)√
1.氯堿工業(yè) (1)裝置圖示(離子交換膜電解槽)
(2)電極反應(yīng)式、總反應(yīng)方程式陽極反應(yīng)式：_______________________ (______反應(yīng))陰極反應(yīng)式：______________________________ (______反應(yīng))
2Cl－－2e－===Cl2↑
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
2.電鍍銅與電解精煉銅
Cu－2e－===Cu2＋
Cu2＋＋2e－===Cu
2Na＋＋2e－===2Na
6O2－－12e－===3O2↑
4Al3＋＋12e－===4Al
(1)電解飽和食鹽水時(shí)，兩個電極均不能用金屬材料(　　)(2)電解精煉銅時(shí)，同一時(shí)間內(nèi)陽極溶解銅的質(zhì)量比陰極析出銅的質(zhì)量小(　　)(3)在鍍件上電鍍銅時(shí)，鍍件應(yīng)連接電源的正極(　　)(4)電解冶煉鎂、鋁通常電解MgCl2和Al2O3，也可電解MgO和AlCl3(　　)(5)電鍍過程中，溶液中離子濃度不變(　　)(6)電解精煉銅時(shí)，陽極泥可以作為提煉貴重金屬的原料(　　)答案 (1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√ (6)√
三、金屬的腐蝕和防護(hù)1.金屬腐蝕的本質(zhì)　金屬原子__________變?yōu)榻饘訇栯x子，金屬發(fā)生______反應(yīng)。
2.金屬腐蝕的類型 (1)化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕
(2)鋼鐵的析氫腐蝕與吸氧腐蝕
Fe－2e－===Fe2＋
2H＋＋2e－===H2↑
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
3.金屬的防護(hù) (1)電化學(xué)防護(hù)
(2)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成合金、不銹鋼等。(3)加防護(hù)層，如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。
(1)金屬發(fā)生腐蝕就是金屬得電子轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘倩衔锏倪^程(　　)(2)鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，負(fù)極鐵失去電子生成Fe3＋(　　)(3)因空氣中CO2的存在，金屬表面形成一層酸膜，所以大多數(shù)金屬發(fā)生的是析氫腐蝕(　　)(4)鋼鐵水閘可用犧牲陽極或外加電流的陰極保護(hù)法防止其腐蝕(　　)(5)當(dāng)鍍錫鐵制品的鍍層破損時(shí)，鍍層仍能對鐵制品起保護(hù)作用(　　)(6)銅在酸性環(huán)境中易發(fā)生析氫腐蝕(　　)答案 (1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)×
考點(diǎn)二　電解原理的拓展應(yīng)用
考點(diǎn)三　金屬的腐蝕原理及防護(hù)措施
【典例1】 (2021·陜西渭南一模)某研究小組通過低溫熔鹽電化學(xué)還原CaSiO3制備硅納米線獲得了成功。研究人員選擇以硅酸鈣(CaSiO3)為原料，低熔點(diǎn)的三元熔鹽(CaCl2－MgCl2－NaCl)為電解質(zhì)，氧化鈣(CaO)為輔助電解質(zhì)，在相對較低的溫度(650 ℃)下，利用電化學(xué)還原法成功制備出硅納米線。下列有關(guān)說法中不正確的是(　　)
分析電解過程的思維流程
題組一　電極產(chǎn)物的判斷1.(2021·安徽馬鞍山一模)NCl3是一種黃色黏稠狀液體，可用于制備新型消毒劑ClO2，其制備裝置如圖所示。下列說法正確的是(　　)
題組二　電極反應(yīng)式的書寫2.按要求寫出下列反應(yīng)的電極反應(yīng)式：　(1)用惰性電極電解MgCl2溶液　陰極反應(yīng)式： ________________________________________；　(2)用Al作電極電解NaOH溶液　陽極反應(yīng)式： ______________________________________________；　(3)以鋁材為陽極，電解H2SO4溶液，鋁材表面形成氧化膜　陽極反應(yīng)式： _________________________________________；
電解池電極反應(yīng)式的書寫步驟
題組三　電解的相關(guān)計(jì)算3.兩個惰性電極插入500 mL AgNO3溶液中，通電電解。當(dāng)電解液的pH從6.0變?yōu)?.0時(shí)(設(shè)電解過程中陰極沒有H2放出，且電解液在電解前后體積變化可以忽略不計(jì))，電極上析出銀的質(zhì)量最大為(　　)　A.27 mg B.54 mg 　C.108 mgD.216 mg
【典例2】 (2021·四川達(dá)州一診)二氧化氯是一種新型消毒劑，以氯酸鈉為原料采用電解法制備二氧化氯裝置如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
題組一　電解原理的一般應(yīng)用1.如圖為電解飽和食鹽水裝置，下列有關(guān)說法不正確的是(　　)
2.金屬鎳有廣泛的用途，粗鎳中含有Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制得高純度的鎳。下列敘述中正確的是(已知：氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜ Cu2＋)(　　)　A.陽極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為Ni2＋＋2e－===Ni　B.電解過程中，陽極質(zhì)量的減少量與陰極質(zhì)量的增加量相等　C.電解后，溶液中存在的陽離子只有Fe2＋和Zn2＋　D.電解后，電解槽底部的陽極泥中有Cu和Pt
解析　電解時(shí)，陽極Zn、Fe、Ni失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，A項(xiàng)錯誤；因氧化性Ni2＋＞Fe2＋＞Zn2＋，故陰極反應(yīng)式為Ni2＋＋2e－===Ni，可知，陽極質(zhì)量減少是因?yàn)閆n、Fe、Ni溶解，而陰極質(zhì)量增加是因?yàn)镹i析出，B項(xiàng)錯誤；電解后溶液中的陽離子除Fe2＋和Zn2＋外，還有Ni2＋和水中的H＋，C項(xiàng)錯誤。
題組二　電解法制備物質(zhì)3.Klbe法制取乙烯的裝置如圖所示，電極a上的產(chǎn)物為乙烯和碳酸根離子。下列說法中正確的是(　　)
A.該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B.圖中為陽離子交換膜C.陰極周圍溶液的pH不斷減小D.每生成1 ml 乙烯，電路中轉(zhuǎn)移2 ml電子
【典例3】 某實(shí)驗(yàn)小組利用下列裝置探究電解質(zhì)溶液的濃度對金屬腐蝕的影響：
下列有關(guān)說法正確的是(　　)A.裝置Ⅰ中的鐵片均不會發(fā)生任何腐蝕B.鐵片d上可能發(fā)生的電極反應(yīng)為：Fe－3e－===Fe3＋C.利用K3[Fe(CN)6]溶液可確定裝置Ⅱ中的正、負(fù)極D.鐵片a、c所處的NaCl溶液的濃度相等，二者腐蝕速率相等
解析　裝置Ⅰ中因?yàn)閮蔁蠳aCl溶液的濃度相等，兩邊電勢相等，所以電流計(jì)指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，但鐵片a、b仍可發(fā)生普通的化學(xué)腐蝕，A項(xiàng)錯誤；鐵片c上Fe發(fā)生反應(yīng)生成Fe2＋，B項(xiàng)錯誤；裝置Ⅱ中負(fù)極發(fā)生反應(yīng)：Fe－2e－===Fe2＋，F(xiàn)e2＋遇K3[Fe(CN)6]溶液生成藍(lán)色沉淀，故可利用K3[Fe(CN)6]溶液確定裝置Ⅱ中的正、負(fù)極，C項(xiàng)正確；裝置Ⅱ中明顯產(chǎn)生了電流，電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕要快得多，故鐵片a、c的腐蝕速率不同，D項(xiàng)錯誤。
題組一　金屬腐蝕的原理與探究1.在一塊表面無銹的鐵片上滴食鹽水，放置一段時(shí)間后看到鐵片上有鐵銹出現(xiàn)。鐵片腐蝕過程中發(fā)生反應(yīng)的總化學(xué)方程式：2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2進(jìn)一步被氧氣氧化為Fe(OH)3，再在一定條件下脫水生成鐵銹，其原理如圖所示。
下列說法正確的是(　　)A.鐵片發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕B.鐵片腐蝕生成的鐵銹可以保護(hù)內(nèi)層的鐵不被腐蝕C.鐵片腐蝕過程中負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)：2H2O＋O2＋4e－===4OH－D.鐵片里的鐵和碳與食鹽水形成了無數(shù)微小原電池，發(fā)生了電化學(xué)腐蝕解析　結(jié)合題圖知Fe失電子，化合價(jià)升高，被氧化，A項(xiàng)錯誤；鐵銹結(jié)構(gòu)疏松，不能保護(hù)內(nèi)層金屬，B項(xiàng)錯誤；鐵片腐蝕時(shí)，F(xiàn)e作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)：Fe－2e－===Fe2＋，C項(xiàng)錯誤；鐵片上的NaCl溶液為鐵與碳形成原電池提供了電解質(zhì)溶液，D項(xiàng)正確。
2.一定條件下，某含碳鋼腐蝕情況與溶液pH的關(guān)系如下表：
3.如圖所示，各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕的速率由快到慢的順序?yàn)開_______。
解析　②③④均為原電池，③中Fe為正極，被保護(hù)；②④中Fe為負(fù)極，均被腐蝕，但Fe和Cu的金屬活動性差別大于Fe和Sn的，故Fe－Cu原電池中Fe被腐蝕的較快。⑤是Fe接電源正極作陽極，Cu接電源負(fù)極作陰極的電解池，加快了Fe的腐蝕。⑥是Fe接電源負(fù)極作陰極，Cu接電源正極作陽極的電解池，防止了Fe的腐蝕。根據(jù)以上分析可知，鐵在其中被腐蝕的速率由快到慢的順序?yàn)棰茛堍冖佗邰蕖?br/>金屬腐蝕快慢的判斷?對同一電解質(zhì)溶液來說，腐蝕速率的快慢：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)措施的腐蝕。?對同一金屬來說，在不同溶液中腐蝕速率的快慢：強(qiáng)電解質(zhì)溶液中＞弱電解質(zhì)溶液中＞非電解質(zhì)溶液中。?活動性不同的兩種金屬，活動性差別越大，腐蝕速率越快。?對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)濃度越大，金屬腐蝕越快。
題組二　金屬的防護(hù)4.下列關(guān)于金屬腐蝕和保護(hù)的說法正確的是(　　)
A.犧牲陽極的陰極保護(hù)法利用電解原理B.金屬的化學(xué)腐蝕的實(shí)質(zhì)是：M－ne－===Mn＋，電子直接轉(zhuǎn)移給還原劑C.外加直流電源的陰極保護(hù)法，在通電時(shí)被保護(hù)的金屬表面腐蝕電流降至零或接近于零D.銅碳合金鑄成的銅像在酸雨中發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)正極的電極反應(yīng)為：2H＋＋2e－===H2↑
解析　犧牲陽極的陰極保護(hù)法利用原電池原理，用較活潑的金屬作負(fù)極先被氧化，故A錯誤；金屬的化學(xué)腐蝕的實(shí)質(zhì)是：金屬作還原劑M－ne－===Mn＋，電子直接轉(zhuǎn)移給氧化劑，故B錯誤；外加直流電源的陰極保護(hù)法，在通電時(shí)被保護(hù)的金屬表面腐蝕電流降至零或接近于零，故C正確；銅碳合金鑄成的銅像在酸雨中發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，銅作負(fù)極，碳正極的電極反應(yīng)為：O2＋4e－＋4H＋===2H2O，故D錯誤。
微專題20　離子交換膜在電化學(xué)中的功能【知識進(jìn)階】 1.離子交換膜　一種含離子基團(tuán)的、對溶液里的離子具有選擇透過能力的高分子膜。 2.離子交換膜的作用　(1)能將兩極區(qū)隔離，阻止兩極區(qū)產(chǎn)生的物質(zhì)接觸，防止發(fā)生化學(xué)反應(yīng)?！?2)能選擇性的通過離子，起到平衡電荷、形成閉合回路的作用。
3.離子交換膜的類型4.離子交換膜選擇的依據(jù)　離子定向移動的方向。
【專題精練】 1.連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)俗稱保險(xiǎn)粉，是一種強(qiáng)還原劑。工業(yè)常用惰性電極電解亞硫酸氫鈉的方法制備連二亞硫酸鈉，原理及裝置如圖所示，下列說法正確的是(　　)
2.(2021·江西上饒一模)用間接電化學(xué)法對大氣污染物 NO進(jìn)行無害化處理，其原理示意如圖所示，質(zhì)子膜允許H＋和H2O通過。有關(guān)說法正確的是(　　)
解析　電極Ⅰ中HSO→S2O得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，故為陰極，電解池中沒有負(fù)極，A錯誤；電極Ⅰ是陰極，電極Ⅱ是陽極，電解池中陽離子向陰極移動，所以質(zhì)子的移動方向是：右室→質(zhì)子膜→左室，B錯誤；電極Ⅱ是陽極，水電離出的氫氧根被氧化生成氧氣，發(fā)生的反應(yīng)為：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，C正確；吸收塔中處理1 ml NO，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2 ml，則生成O2為0.5 ml，標(biāo)準(zhǔn)狀況下為11.2 L，但選項(xiàng)沒有注明溫度和壓強(qiáng)，D錯誤。
3.(2021·河南漯河高三上學(xué)期期末)利用雙離子交換膜電解法可以從含硝酸銨的工業(yè)廢水中生產(chǎn)硝酸和氨，原理如圖所示。下列敘述正確的是(　　)
4.(2021·山東濟(jì)南一模)雙極膜(BP)為復(fù)合膜，可在直流電的作用下，將膜間的水分子解離，提供H＋、OH－。利用雙極膜與離子交換膜組合可以實(shí)現(xiàn)含硫酸鈉工業(yè)廢水的凈化和資源回收，原理如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A.BP可有效阻隔Na＋和 的通過B.A為陽離子交換膜，C為陰離子交換膜C.X為H2SO4溶液、Y為NaOH溶液D.一段時(shí)間后，陰、陽極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為2∶1
1.(2021·全國甲卷)乙醛酸是一種重要的化工中間體，可采用如下圖所示的電化學(xué)裝置合成。圖中的雙極膜中間層中的H2O解離為H＋和OH－，并在直流電場作用下分別向兩極遷移。下列說法正確的是(　　)
解析　由題圖可知，在鉛電極乙二酸變成乙醛酸是去氧的過程，發(fā)生還原反應(yīng)，則鉛電極是電解裝置的陰極，石墨電極發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)為2Br－－2e－===Br2，是電解裝置的陽極。由上述分析可知，Br－起到還原劑的作用，A錯誤；陽極上的反應(yīng)式為2Br－－2e－===Br2，B錯誤；制得2 ml乙醛酸，實(shí)際上是左、右兩側(cè)各制得1 ml乙醛酸，共轉(zhuǎn)移2 ml電子，故理論上外電路中遷移的電子為2 ml，C錯誤；電解裝置中，陽離子移向陰極(即鉛電極)，D正確。
A.陽極發(fā)生將海水中的Cl－氧化生成Cl2的反應(yīng)B.管道中可以生成氧化滅殺附著生物的NaClOC.陰極生成的H2應(yīng)及時(shí)通風(fēng)稀釋安全地排入大氣D.陽極表面形成的Mg(OH)2等積垢需要定期清理
2.(2021·全國乙卷)沿海電廠采用海水為冷卻水，但在排水管中生物的附著和滋生會阻礙冷卻水排放并降低冷卻效率。為解決這一問題，通常在管道口設(shè)置一對惰性電極(如圖所示)，通入一定的電流。下列敘述錯誤的是(　　)
解析　海水中存在大量的Cl－，在陽極Cl－放電生成Cl2，A敘述正確；陰極H2O放電生成H2和OH－，OH－與Cl2反應(yīng)生成ClO－，因此管道中存在一定量的NaClO，B敘述正確；因?yàn)镠2為可燃性氣體，所以陰極生成的H2應(yīng)及時(shí)通風(fēng)稀釋，安全地排入大氣，C敘述正確；陰極產(chǎn)生OH－，因此會在陰極表面形成Mg(OH)2等積垢，需定期清理以保持良好的導(dǎo)電性，D敘述錯誤。
3.(2021·廣東卷)鈷(C)的合金材料廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械制造等領(lǐng)域。如圖為水溶液中電解制備金屬鈷的裝置示意圖。下列說法正確的是(　　)
A.陰極的電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋B.金屬M(fèi)的活動性比Fe的活動性弱C.鋼鐵設(shè)施表面因積累大量電子而被保護(hù)D.鋼鐵設(shè)施在河水中的腐蝕速率比在海水中的快
4.(2020·江蘇卷)將金屬M(fèi)連接在鋼鐵設(shè)施表面，可減緩水體中鋼鐵設(shè)施的腐蝕。在如圖所示的情境中，下列有關(guān)說法正確的是(　　)
解析　根據(jù)圖示可知金屬M(fèi)失電子，為原電池的負(fù)極(圖示為陽極)，鋼鐵設(shè)施為原電池的正極(圖示為陰極)，此方法屬于犧牲陽極的陰極保護(hù)法。該裝置中陰極發(fā)生還原反應(yīng)，A項(xiàng)錯誤；金屬M(fèi)被氧化，即金屬活動性：M>Fe，B項(xiàng)錯誤；鋼鐵設(shè)施為原電池的正極，表面積累大量電子而被保護(hù)，C項(xiàng)正確；海水中含有大量的NaCl等電解質(zhì)，而河水中電解質(zhì)較少，故鋼鐵設(shè)施在河水中的腐蝕速率比在海水中的慢，D項(xiàng)錯誤。
1.下列描述不符合生產(chǎn)實(shí)際的是(　　)
A.電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁時(shí)用鐵做陽極B.電解法精煉粗銅時(shí)用純銅做陰極C.電解飽和食鹽水制燒堿時(shí)用涂鎳碳鋼網(wǎng)做陰極D.在鍍件上電鍍鋅時(shí)用鋅做陽極解析　鐵做陽極時(shí)，鐵發(fā)生氧化反應(yīng)生成Fe2＋，在陰極析出使鋁不純。
2.港珠澳大橋設(shè)計(jì)使用壽命為120年，對橋體鋼構(gòu)件采用了多種防腐方法。下列分析錯誤的是(　　)
A.防腐原理主要是避免發(fā)生反應(yīng)：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2B.鋼構(gòu)件表面噴涂環(huán)氧樹脂涂層，是為了隔絕空氣、水等防止形成原電池C.采用外加電流的陰極保護(hù)法時(shí)需外接鎂、鋅等作輔助陽極D.鋼構(gòu)件可采用不銹鋼材料以減緩電化學(xué)腐蝕
解析　該橋體鋼構(gòu)件主要發(fā)生吸氧腐蝕，吸氧腐蝕的總反應(yīng)為2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2，防腐原理主要是避免發(fā)生該反應(yīng)，A正確；鋼構(gòu)件表面噴涂環(huán)氧樹脂涂層，目的是將鋼構(gòu)件與空氣、水等隔絕，防止形成原電池，發(fā)生吸氧腐蝕，B正確；采用犧牲陽極的陰極保護(hù)法時(shí)需外接鎂、鋅等作輔助陽極，C錯誤；鋼構(gòu)件采用不銹鋼，可以減緩電化學(xué)腐蝕，D正確。
3.某研究小組在探究電化學(xué)原理時(shí)，如圖將鹽橋換成n型彎鐵絲，當(dāng)接通直流電源后，石墨①附近溶液變紅。下列判斷或預(yù)測錯誤的是(　　)
A.A為電源的負(fù)極B.鐵絲左端③附近出現(xiàn)灰綠色沉淀C.電子移動方向?yàn)椋篈→石墨①→鐵絲→石墨②→BD.石墨棒②電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－===Cl2↑
解析　鹽橋換成n型彎鐵絲，當(dāng)接通直流電源后，石墨①附近溶液變紅，說明石墨①是陰極，A為負(fù)極，B為正極，石墨②為陽極，故A正確；鐵絲左端③為陽極，F(xiàn)e－2e－===Fe2＋，F(xiàn)e2＋與陰極產(chǎn)生的OH－結(jié)合生成Fe(OH)2，很快被氧化呈灰綠色，鐵絲左端③附近出現(xiàn)灰綠色沉淀，故B正確；電子不能在溶液中移動，故C錯誤；石墨棒②為陽極，氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－===Cl2↑，故D正確。
4.研究發(fā)現(xiàn)，可以用石墨作陽極、鈦網(wǎng)作陰極、熔融CaF2—CaO作電解質(zhì)，利用圖示裝置獲得金屬鈣，并以鈣為還原劑還原二氧化鈦制備金屬鈦。下列說法中正確的是(　　)
A.將熔融CaF2—CaO換成Ca(NO3)2溶液也可以達(dá)到相同目的B.陽極的電極反應(yīng)式為：C＋2O2－－4e－===CO2↑C.在制備金屬鈦前后，整套裝置中CaO的總量減少D.石墨為陰極
解析　電解Ca(NO3)2溶液，陰極上生成H2，而不是金屬鈣，A錯誤；由圖可知，石墨為陽極，陽極上的電極反應(yīng)式為C＋2O2－－4e－===CO2↑，B正確，D錯誤；鈦網(wǎng)電極是陰極，陰極上的電極反應(yīng)式為：2Ca2＋＋4e－===2Ca，鈣還原二氧化鈦反應(yīng)方程式為：2Ca＋TiO2===Ti＋2CaO，由電子守恒、鈣原子守恒知CaO的總量不變，C錯誤。
5.利用電解法將CO2轉(zhuǎn)化為CH4的原理如圖所示。下列說法正確的是(　　)
6.四室式電滲析法制備鹽酸和NaOH的裝置如圖所示。a、b、c為陰、陽離子交換膜。已知：陰離子交換膜只允許陰離子透過，陽離子交換膜只允許陽離子透過。下列敘述正確的是(　　)
解析　由圖中信息可知，左邊電極與負(fù)極相連為陰極，右邊電極為陽極，所以通電后，陰離子向右定向移動，陽離子向左定向移動，陽極上H2O放電生成O2和H＋，陰極上H2O放電生成H2和OH－；H＋透過c，Cl－透過b，二者在b、c之間的Ⅲ室形成鹽酸，鹽酸濃度變大，所以b、c分別為陰離子交換膜和陽離子交換膜；Na＋透過a，NaOH的濃度變大，所以a是陽離子交換膜，故A、B兩項(xiàng)均錯誤；電解一段時(shí)間后，Ⅰ中的溶液的c(OH－)升高，pH升高，Ⅱ中為NaCl溶液，pH不變，Ⅲ中有HCl生成，故c(H＋)增大，pH減小，Ⅳ中H＋移向Ⅲ，H2O放電生成O2，使水的量減小，c(H＋)增大，pH減小，C 錯誤。
8.(2021·江西南昌高三摸底)利用質(zhì)子傳導(dǎo)型固體氧化物電解池將乙烷轉(zhuǎn)化為乙烯，示意圖如圖。下列說法正確的是(　　)
A.電極a與電源的負(fù)極相連B.固體電解質(zhì)中質(zhì)子向a極移動C.電極b的電極反應(yīng)式是CO2＋2e－＋2H＋===CO＋H2OD.電路中每通過2 ml 電子時(shí)理論上可產(chǎn)生22.4 L乙烯
解析　C2H6→C2H4，C的化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，故電極a為陽極，與電源的正極相連，A項(xiàng)錯誤；電解池中陽離子向陰極移動，即質(zhì)子向b極移動，B項(xiàng)錯誤；未指明標(biāo)準(zhǔn)狀況，無法求得乙烯的體積，D項(xiàng)錯誤。
9.(2022·山東青島質(zhì)檢)微生物電化學(xué)產(chǎn)甲烷法是將電化學(xué)法和生物還原法有機(jī)結(jié)合，裝置如圖所示[其中電源為(CH3)2NNH2－KOH－O2清潔燃料電池]。下列說法正確的是(　　)
A.氫離子可通過離子交換膜自右室移向左室B.溫度越高，產(chǎn)甲烷效率越高C.電源放電過程中會產(chǎn)生N2D.a電極反應(yīng)為CH3COO－－6e－＋2H2O===2CO2↑＋7H＋
解析　根據(jù)a電極上CH3COO－轉(zhuǎn)化為CO2，C元素化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，知a電極為陽極，則b電極為陰極，氫離子通過離子交換膜由陽極室(左室)進(jìn)入陰極室(右室)，A項(xiàng)錯誤；該裝置中有產(chǎn)電菌、產(chǎn)甲烷菌參與，溫度過高，微生物的蛋白質(zhì)變性，產(chǎn)甲烷效率降低，B項(xiàng)錯誤；根據(jù)電源為(CH3)2NNH2－KOH－O2清潔燃料電池，知其放電過程中產(chǎn)生N2，C項(xiàng)正確；a電極反應(yīng)為CH3COO－－8e－＋2H2O===2CO2↑＋7H＋，D項(xiàng)錯誤。
10.(2022·廣東四校聯(lián)考)我國科學(xué)家合成了一種新型的Fe－SnO2催化劑，用該催化劑修飾電極，可實(shí)現(xiàn)在室溫條件下電催化氮?dú)庵苽滗@鹽和硝酸鹽。下列說法錯誤的是(　　)
(2)電解制備KMnO4的裝置如圖乙所示。①b與電源的________(填“正”或“負(fù)”)極相連，電解液中最好選擇________(填“陽”或“陰”)離子交換膜。②電解時(shí)，陽極反應(yīng)式為________________________________________________。
12.某興趣小組的同學(xué)用如圖所示裝置研究有關(guān)電化學(xué)的問題。當(dāng)閉合該裝置的電鍵時(shí)，觀察到電流表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。
請回答下列問題：(1)甲池為________(填“原電池”“電解池”或“電鍍池”)，通入CH3OH電極的電極反應(yīng)式為_________________________________________________。
13.(2021·湖北卷)Na2Cr2O7的酸性水溶液隨著H＋濃度的增大會轉(zhuǎn)化為CrO3。電解法制備CrO3的原理如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
14.(2022·湖北武漢部分學(xué)校質(zhì)檢)硬水結(jié)垢是循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中廣泛存在的一種現(xiàn)象，西安交通大學(xué)徐浩團(tuán)隊(duì)改進(jìn)了主動式電化學(xué)硬水處理技術(shù)，原理示意圖如圖(R代表有機(jī)物)。下列說法錯誤的是(　　)
A.處理后的水垢主要沉降在陰極附近B.處理過程中Cl－可以循環(huán)利用C.若將b電極換成鐵電極，處理過程不受影響D.若R為CO(NH2)2，消耗1 ml CO(NH2)2生成無污染的氣體，則產(chǎn)生3 ml H2
解析　由圖中物質(zhì)轉(zhuǎn)化可知，a電極為陽極，b電極為陰極，電解時(shí)，陰極上水放電生成氫氣和OH－，氫氧根離子結(jié)合碳酸氫根離子生成碳酸根離子，碳酸根離子結(jié)合鈣離子形成碳酸鈣沉淀，鎂離子結(jié)合氫氧根離子形成氫氧化鎂沉淀，A項(xiàng)正確；氯離子在陽極失電子生成氯氣，氯氣與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸，次氯酸與有機(jī)物發(fā)生氧化還原反應(yīng)又生成氯離子，故氯離子可循環(huán)使用，B項(xiàng)正確；b電極為陰極，將其換成鐵電極，F(xiàn)e不參加反應(yīng)，處理過程不受影響，C項(xiàng)正確；CO(NH2)2與HClO發(fā)生反應(yīng)CO(NH2)2＋3HClO===CO2↑＋N2↑＋2H2O＋3HCl，結(jié)合2Cl－～2e－～Cl2～HClO可知，消耗1 ml CO(NH2)2時(shí)，陽極上Cl－失去6 ml e－，但陽極上水也能放電，故陽極失去的電子多于6 ml，陰極產(chǎn)生的H2多于3 ml，D項(xiàng)錯誤。
15.某研究小組為探究弱酸性條件下鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的影響因素，將混合均勻的新制鐵粉和炭粉置于錐形瓶底部，塞上瓶塞(如圖1)。從膠頭滴管中滴入幾滴醋酸溶液，同時(shí)測量容器中的壓強(qiáng)變化?！?1)請完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表(表中不要留空格)：
(2)編號①實(shí)驗(yàn)測得容器中壓強(qiáng)隨時(shí)間變化如圖2。t2時(shí)，容器中壓強(qiáng)明顯小于起始壓強(qiáng)，其原因是鐵發(fā)生了________腐蝕，請?jiān)趫D3中用箭頭標(biāo)出發(fā)生該腐蝕時(shí)電子流動方向；此時(shí)，炭粉表面發(fā)生了________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，其電極反應(yīng)式是________________________________________。
(3)該小組對圖2中0～t1時(shí)壓強(qiáng)變大的原因提出了如下假設(shè)，請你完成假設(shè)二：假設(shè)一：發(fā)生析氫腐蝕產(chǎn)生了氣體；假設(shè)二： __________________________________________________。 (4)該小組在探究金屬腐蝕的相關(guān)原理，設(shè)計(jì)了如圖4所示裝置，圖中的鐵棒末端分別連上一塊Zn片和Cu片，并靜置于含有K3[Fe(CN)6]及酚酞的混合凝膠上。一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)凝膠的某些區(qū)域(如圖5所示)發(fā)生了變化。已知：3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓(藍(lán)色)。
①乙區(qū)是________極，該區(qū)發(fā)生的電極反應(yīng)式是________________________。 ②丙區(qū)呈________色，丁區(qū)呈__________________________色。
解析　(1)探究醋酸濃度對電化學(xué)腐蝕的影響時(shí)，應(yīng)保證炭粉和鐵粉的質(zhì)量與參照實(shí)驗(yàn)相同，因此實(shí)驗(yàn)②中鐵粉為2.0 g；對比實(shí)驗(yàn)①和③可知，鐵粉的質(zhì)量及醋酸的濃度相同，而炭粉的質(zhì)量不同，顯然探究的是炭粉的含量對鐵的電化學(xué)腐蝕的影響。(2)當(dāng)鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，由于生成H2，容器的壓強(qiáng)不斷增大，而發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，由于消耗O2，容器的壓強(qiáng)不斷減小，t2時(shí)容器的壓強(qiáng)明顯小于起始壓強(qiáng)，說明鐵發(fā)生了吸氧腐蝕，此時(shí)Fe作負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)；炭粉作正極，O2在其表面得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極
反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－。(3)Fe發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，放出熱量，使體系的溫度升高。(4)①鐵棒末端連上Zn片時(shí)，Zn片端(乙區(qū))作負(fù)極，乙區(qū)的電極反應(yīng)為Zn－2e－===Zn2＋，因此乙區(qū)產(chǎn)生Zn2＋；鐵棒另一端(甲區(qū))作正極，甲區(qū)的電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－。②鐵棒末端連上Cu片時(shí)，Cu片端(丙區(qū))作正極，丙區(qū)的電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，溶液呈堿性，酚酞變紅；鐵棒另一端(丁區(qū))作負(fù)極，丁區(qū)的電極反應(yīng)為Fe－2e－===Fe2＋，遇K3[Fe(CN)6]呈藍(lán)色。
熱點(diǎn)強(qiáng)化練11　電解原理在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
1.(2021·福建莆田模擬)高氯酸在化工生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用，工業(yè)上以NaClO4為原料制備高氯酸的原理如圖所示。下列說法正確的是(　　)　A.上述裝置中，f極為光伏電池的正極　B.陰極的電極反應(yīng)為2H2O－4e－===4H＋＋O2↑　C.d處得到較濃的NaOH 溶液，c處得到HClO4 　D.若轉(zhuǎn)移2 ml 電子，理論上生成100.5 g HClO4
解析　電解池中陽離子向陰極移動，f為電源的負(fù)極，故A錯誤；陰極上陽離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，故B錯誤；陽極的電極反應(yīng)為2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，陰極反應(yīng)式為4H2O＋4e－===4OH－＋2H2↑，根據(jù)電極反應(yīng)式可知，電池放電過程是電解水的過程，即在陽極水失去電子，所以在陽極得到高氯酸的濃溶液，在陰極得到濃的NaOH溶液，故C正確；根據(jù)陽極電極反應(yīng)式可知，轉(zhuǎn)移2 ml 電子時(shí)，生成HClO4 2 ml，理論上生成HClO4 201 g，故D錯誤。
3.(2021·山西晉中二模)工業(yè)電解Na2CO3溶液的裝置如圖所示，X、Y兩極均為惰性電極，已知c2＞c1。下列說法正確的是(　　)
A.X極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)B.裝置中離子交換膜為陰離子交換膜C.X、Y兩極產(chǎn)生的氣體M和R體積比略大于2∶1D.若Na2CO3溶液足量，在電解前期，當(dāng)通過相同電量時(shí)，理論上可制備等物質(zhì)的量的NaHCO3和NaOH
4.(2021·湖南汨羅高三檢測)處理煙氣中的SO2可以采用堿吸——電解法，其流程如圖1；模擬過程Ⅱ如圖2，下列推斷正確的是(　　)
A.膜1為陰離子交換膜，膜2為陽離子交換膜B.若用鋅錳堿性電池為電源，a極與鋅極相連C.a極的電極反應(yīng)式為2H2O－4e－===4H＋＋O2↑D.若收集22.4 L的P(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，則轉(zhuǎn)移4 ml 電子
5.利用電解法制取 Na2FeO4 的裝置圖如圖所示，下列說法正確的是(電解過程中溫度保持不變，溶液體積變化忽略不計(jì))(　　)
A.Y是外接電源的正極，F(xiàn)e電極上發(fā)生還原反應(yīng)B.Ni 電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為：2H2O－4e－=== O2↑＋4H＋C.若隔膜為陰離子交換膜，則電解過程中OH－由B室進(jìn)入A室D.電解后，撤去隔膜，充分混合，電解液的pH比原來小
6.電絮凝的反應(yīng)原理是以鋁、鐵等金屬為陽極，在直流電的作用下，陽極被溶蝕，產(chǎn)生金屬離子，在經(jīng)一系列水解、聚合及氧化過程，發(fā)展成為各種羥基絡(luò)合物、多核羥基絡(luò)合物以及氫氧化物，使廢水中的膠態(tài)雜質(zhì)、懸浮雜質(zhì)凝聚沉淀而分離。下列說法不正確的是(　　)
A.每產(chǎn)生1 ml O2，整個電解池中理論上轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4NAB.陰極電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－C.若鐵為陽極，則陽極電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋和2H2O－4e－===O2↑＋4H＋D.若鐵為陽極，則在處理廢水的過程中陽極附近會發(fā)生：4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O
解析　由裝置圖可知，陽極電極方程式有M－ne－===Mn＋(M代表金屬)和2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，所以每產(chǎn)生1 ml O2，整個電解池中理論上轉(zhuǎn)移電子數(shù)大于4NA，A錯誤；陰極H2O得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，B正確；由裝置圖可知，若鐵為陽極，則陽極電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋和2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，C正確；若鐵為陽極，陽極電極方程式為Fe－2e－===Fe2＋和2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，在處理廢水的過程中二價(jià)鐵還被放出的氧氣氧化成三價(jià)鐵，離子方程式為：4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，D正確。

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