專題十四　電解池　金屬的腐蝕與防護(hù)備考方向?qū)Ш?/span>考點1　電解原理及其應(yīng)用1.[2020全國卷Ⅱ,12,6分]電致變色器件可智能調(diào)控太陽光透過率,從而實現(xiàn)節(jié)能。下圖是某電致變色器件的示意圖。當(dāng)通電時,Ag+注入到無色WO3薄膜中,生成AgxWO3,器件呈現(xiàn)藍(lán)色,對于該變化過程,下列敘述錯誤的是????????????? (　　)A.Ag為陽極B.Ag+由銀電極向變色層遷移C.W元素的化合價升高D.總反應(yīng)為WO3+xAgAgxWO32.[2020廣東佛山質(zhì)檢]雙極電化學(xué)法是在傳統(tǒng)電解裝置中放置了雙極電極(BPE)。通電時BPE兩端產(chǎn)生電勢差,可生成梯度合金,某種利用雙極電化學(xué)法制備銅鎳梯度合金的裝置如圖所示。下列有關(guān)說法錯誤的是????????????? (　　)A.m為電源的負(fù)極B.BPE的b端比a端的電勢高C.BPE的a端發(fā)生的反應(yīng)為2H2O+2e-H2↑+2OH-D.BPE的b端到中心的不同位置,能形成組成不同的銅鎳合金3.[2021廣東深圳外國語學(xué)校模擬]全釩液流電池充電時間短,續(xù)航能力強(qiáng),其工作原理如圖1所示,反應(yīng)的離子方程式為VO2++V3++H2OV+V2++2H+。以此電池電解Na2SO3溶液(電極材料為石墨),可再生NaOH,同時得到H2SO4,其原理如圖2所示。下列說法正確的是????????????? (　　) A.電解Na2SO3溶液時,a極與電池負(fù)極相連,圖1中H+從右向左遷移B.電解時b極的電極反應(yīng)式為S+H2O-2e-S+2H+C.電池放電時,負(fù)極的電極反應(yīng)式為V+e-+2H+VO2++H2OD.若電解過程中圖2所有液體進(jìn)出口密閉,則消耗12.6 g Na2SO3,陰極區(qū)變化的質(zhì)量為4.6 g4.[2020江西宜春第二次模擬]電解原理在物質(zhì)制備、污水處理等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。(1)以甲醇為主要原料,電化學(xué)合成碳酸二甲酯的工作原理如圖1所示。　       圖1                           圖2①電源負(fù)極為　　　(填“A”或“B”),寫出陽極的電極反應(yīng)式:　　　　　　　。 ②若參加反應(yīng)的O2為1.12 m3(標(biāo)準(zhǔn)狀況),制得的碳酸二甲酯的質(zhì)量為　　　kg。  (2)高劑量的亞硝酸鹽有很大毒性,電化學(xué)降解N的原理如圖2所示。①陰極的電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　。 ②若電解過程中轉(zhuǎn)移了3 mol電子,則質(zhì)子交換膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差(Δm左-Δm右)為　　　　g。 考點2　金屬的腐蝕與防護(hù)5.[2020湖南師大附中模擬]將 NaCl 溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上,一段時間后,發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓周中心區(qū)(a)已被腐蝕變暗,在液滴外沿出現(xiàn)棕色鐵銹環(huán)(b),如圖所示。下列說法不正確的是????????????? (　　)A.鐵銹環(huán)的主要成分是Fe2O3·xH2O,鐵片腐蝕過程發(fā)生的總反應(yīng)為4Fe+6H2O+3O24Fe(OH)3B.液滴之下氧氣含量少, 鐵片作負(fù)極,發(fā)生的還原反應(yīng)為Fe-2e-Fe2+C.液滴邊緣是正極區(qū),發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-4OH-D.鐵片腐蝕最嚴(yán)重的區(qū)域不是生銹最多的區(qū)域6.[2020江蘇,11,4分]將金屬M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                                                                              (　　)A.陰極的電極反應(yīng)式為Fe-2e-Fe2+B.金屬M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7.[2019江蘇,10,2分]將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液濕潤后,置于如圖所示裝置中,進(jìn)行鐵的電化學(xué)腐蝕實驗。下列有關(guān)該實驗的說法正確的是????????????? (　　)A.鐵被氧化的電極反應(yīng)式為Fe-3e-Fe3+B.鐵腐蝕過程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能C.活性炭的存在會加速鐵的腐蝕D.以水代替NaCl溶液,鐵不能發(fā)生吸氧腐蝕 [2017全國卷Ⅰ, 11,6分]支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁,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)整拓展變式1.[2017海南,10,4分]一種電化學(xué)制備NH3的裝置如圖所示,圖中陶瓷在高溫時可以傳輸H+。下列敘述錯誤的是 (　　)A.Pd電極b為陰極B.陰極的反應(yīng)式為N2+6H++6e-2NH3C.H+由陽極向陰極遷移D.陶瓷可以隔離N2和H22.[2016天津,10(5),5分]化工生產(chǎn)的副產(chǎn)氫也是氫氣的來源。電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4。同時獲得氫氣:Fe+2H2O+2OH-Fe+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Fe,鎳電極有氣泡產(chǎn)生。若氫氧化鈉溶液濃度過高,鐵電極區(qū)會產(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。(1)電解一段時間后,c(OH-)降低的區(qū)域在　　　　　　　　　(填“陰極室”或“陽極室”)。 (2)電解過程中,須將陰極產(chǎn)生的氣體及時排出,其原因為　                                       。 (3)c(Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖2,任選M、N兩點中的一點,分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因:　　　　　　　　　　　　。 3.某小組同學(xué)利用如圖1所示裝置對電解氯化銅溶液實驗進(jìn)行了研究。裝置現(xiàn)象圖1電解一段時間后,陽極石墨表面產(chǎn)生氣體,陰極石墨上附著紅色物質(zhì),燒杯壁變熱,溶液由藍(lán)色變?yōu)榫G色 (1)甲認(rèn)為電解過程中陽極產(chǎn)生的　　　　是溶液變綠的原因,寫出產(chǎn)生該物質(zhì)的電極反應(yīng)式:　　　　　　　　。 (2)乙查閱資料,CuCl2溶液中存在平衡:Cu2++4Cl-[CuCl4]2-(黃色)　ΔH>0。據(jù)此乙認(rèn)為:電解過程中,[CuCl4]2-(黃色)濃度增大,與CuCl2藍(lán)色溶液混合呈綠色。乙依據(jù)平衡移動原理推測在電解過程中[CuCl4]2-濃度增大的原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)丙改用如圖2所示裝置,在相同條件下電解CuCl2溶液,對溶液變色現(xiàn)象繼續(xù)探究。裝置現(xiàn)象圖2電解相同時間后,陽極石墨表面產(chǎn)生氣泡,溶液仍為藍(lán)色;陰極石墨上附著紅色物質(zhì),溶液由藍(lán)色變?yōu)榫G色;U形管變熱,冷卻后陰極附近溶液仍為綠色 丙通過對現(xiàn)象分析證實了甲和乙的觀點均不是溶液變綠的主要原因。丙否定甲的依據(jù)是　　　　　　　　　　,否定乙的依據(jù)是　　　　　　　　　　　　　。 (4)丙繼續(xù)查閱資料:ⅰ.電解CuCl2溶液時可能產(chǎn)生[CuCl2]-,[CuCl2]-摻雜Cu2+后呈黃色;ⅱ.稀釋含[CuCl2]-的溶液生成CuCl白色沉淀。據(jù)此丙認(rèn)為:電解過程中,產(chǎn)生了[CuCl2]-,摻雜Cu2+后呈黃色,與CuCl2藍(lán)色溶液混合呈綠色。丙進(jìn)行如下實驗:a.取電解后綠色溶液2 mL,加20 mL水稀釋,靜置5分鐘后溶液中產(chǎn)生白色沉淀。b.另取少量氯化銅晶體和銅粉,向其中加2 mL濃鹽酸,加熱獲得含[CuCl2]-的黃色溶液。c.冷卻后向上述溶液中……d.取c中溶液2 mL,加20 mL水稀釋,靜置5分鐘后溶液中產(chǎn)生白色沉淀。①a的目的是　　　　　　　　　　　　　。 ②寫出b中生成[CuCl2]-的離子方程式:　。 ③補(bǔ)充c中必要的操作及現(xiàn)象:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 丙據(jù)此得出結(jié)論:電解時陰極附近生成[CuCl2]-是導(dǎo)致溶液變綠的原因。4.(1)[2020全國卷Ⅱ,28(3),4分]CH4和CO2都是比較穩(wěn)定的分子,科學(xué)家利用電化學(xué)裝置實現(xiàn)兩種分子的耦合轉(zhuǎn)化,其原理如圖1所示:①陰極上的反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　。 ②若生成的乙烯和乙烷的體積比為2∶1,則消耗的CH4和CO2體積比為　　　　。 (2)[2015四川,4改編]用如圖2所示裝置除去含CN-、Cl-廢水中的CN-時,控制溶液pH為9~10,陽極產(chǎn)生的ClO-將CN-氧化為兩種無污染的氣體。 陽極的電極反應(yīng)式是　　　　　　　　,陰極的電極反應(yīng)式是　　　　　　　　　　　　　　　,除去CN-的反應(yīng)為　　　　　　　　　。 圖2(3)[北京高考]電解NO制備NH4NO3,其工作原理如圖3所示。為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3,需補(bǔ)充物質(zhì)A。A是　　　　,說明理由:　                                      。 圖3(4)[新課標(biāo)全國卷Ⅱ高考]PbO2可由PbO與次氯酸鈉溶液反應(yīng)制得,反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　;PbO2也可以通過石墨為電極,Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液為電解液電解制取。陽極發(fā)生的電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　,陰極上觀察到的現(xiàn)象是　　　　　　　　;若電解液中不加入Cu(NO3)2,陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　,這樣做的主要缺點是　　　　　　　　　　　　。  5.[2020安徽江淮十校聯(lián)考]次磷酸鈷[Co(H2PO2)2]廣泛應(yīng)用于化學(xué)電鍍,工業(yè)上利用電滲析法制取次磷酸鈷的原理如圖所示。已知:①該裝置的電極材料分別為金屬鈷和不銹鋼。②Co(H2PO2)2溶液在強(qiáng)堿性條件下通過自身催化發(fā)生氧化還原反應(yīng)可實現(xiàn)化學(xué)鍍鈷。下列說法錯誤的是????????????? (　　)A.膜Ⅱ、膜Ⅲ均為陰離子交換膜B.M極電極反應(yīng)為Co-2e-+2H2PCo(H2PO2)2C.陰極室中溶液pH增大D.Co(H2PO2)2溶液化學(xué)鍍鈷過程中反應(yīng)可能為Co2++H2P+3OH-Co↓+HP+2H2O6.[雙極膜]某科研小組研究采用BMED膜堆(如圖所示),模擬以濃海水為原料直接制備酸堿。BMED膜堆包括陽離子交換膜、陰離子交換膜和雙極膜(膜A和膜D,在直流電源的作用下,雙極膜中間界面層發(fā)生水的解離,生成H+和OH-)。下列說法錯誤的是????????????? (　　)A.電極a連接電源的正極B.膜B為陽離子交換膜C.電解質(zhì)溶液采用Na2SO4溶液可避免有害氣體的產(chǎn)生D.Ⅱ口排出的是淡水7.(1)利用在特定條件下用鉑電極(陽極為鉑)電解飽和硫酸氫鉀溶液的方法制備K2S2O8(過二硫酸鉀),如圖1所示。電解液中主要含有K+、H+和HS,陽極的電極反應(yīng)式為　　　　　　,X為　　　　(填“質(zhì)子”“陽離子”或“陰離子”)交換膜,當(dāng)電路中有0.2 mol電子轉(zhuǎn)移時,兩邊溶液的質(zhì)量之差為　　　　。 　     圖1                          圖2(2)[2020黃石二中等三校三模]高鐵酸鉀(K2FeO4)被稱為“綠色”凈水劑,在酸性或中性條件下不穩(wěn)定。電解法可制備K2FeO4,裝置如圖2所示,若轉(zhuǎn)移6 mol電子則陰離子交換膜右邊溶液質(zhì)量增加　　　　g。  [2020福建漳洲第二次適應(yīng)性考試]我國古代青銅器工藝精湛,有很高的藝術(shù)價值和歷史價值,但出土的青銅器大多受到環(huán)境腐蝕,故對其進(jìn)行修復(fù)和防護(hù)具有重要意義。研究發(fā)現(xiàn),青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原理如圖所示,下列說法正確的是????????????? (　　)A.腐蝕過程中,青銅基體作正極B.CuCl在腐蝕過程中降低了反應(yīng)的焓變C.若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl,則理論上消耗氧氣的體積為448 mLD.將糊狀A(yù)g2O涂在被腐蝕部位,可以防止青銅器進(jìn)一步被腐蝕,Ag2O與催化層發(fā)生了復(fù)分解反應(yīng)9.[2021廣東六校聯(lián)考改編]光電池在光照條件下可產(chǎn)生電壓,如圖所示裝置可以實現(xiàn)光能的充分利用。雙極膜復(fù)合層間的H2O能解離為H+和OH-,且雙極膜能實現(xiàn)H+、OH-的定向通過。下列說法錯誤的是????????????? (　　)A.該裝置將光能最終轉(zhuǎn)化為化學(xué)能并分解水B.雙極膜可控制其兩側(cè)溶液分別呈酸性和堿性C.光照過程中陽極區(qū)溶液中的n(OH-)基本不變 D.再生池中的反應(yīng)為2V2++2H2O2V3++2OH-+H2↑10.[2020天津?qū)嶒炛袑W(xué)第二次檢測] 在某種光電池中,當(dāng)光照在表面涂有氯化銀的銀片上時,發(fā)生反應(yīng)2AgCl(s)Ag(s)+Cl(AgCl)[Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化銀表面],接著發(fā)生反應(yīng)Cl(AgCl)+e-Cl-(aq)+AgCl(s)。如圖為用該光電池電解尿素[CO(NH2)2]的堿性溶液制氫氣的裝置示意圖,下列敘述正確的是????????????? (　　)A.光電池工作時,Ag極為電流流出極,發(fā)生氧化反應(yīng)B.制氫裝置溶液中K+移向A極C.光電池工作時,Pt電極發(fā)生的反應(yīng)為2Cl--2e-Cl2↑D.制氫裝置工作時,A極的電極反應(yīng)式為CO(NH2)2-6e-+8OH-C+6H2O+N2↑答案專題十四　電解池　金屬的腐蝕與防護(hù)備考方向?qū)Ш?/span>1.C　由“當(dāng)通電時,Ag+注入到無色WO3薄膜中”知,通電時,Ag電極上有Ag+生成,Ag電極上發(fā)生氧化反應(yīng),Ag電極為陽極,生成的Ag+經(jīng)固體電解質(zhì)進(jìn)入電致變色層,A、B項正確;該變化過程中WO3轉(zhuǎn)化為AgxWO3,W由+6價降低到+(6-x)價,C項錯誤;該電解池陽極(Ag電極)上發(fā)生的電極反應(yīng)為xAg-xe-=xAg+,陰極上發(fā)生的電極反應(yīng)為WO3+xAg++xe-AgxWO3,故總反應(yīng)為xAg+WO3AgxWO3,D項正確。2.C　由題圖可知,右側(cè)電極上發(fā)生水失去電子生成氧氣的氧化反應(yīng),為陽極,則n為電源的正極,m為電源的負(fù)極,A項正確;整個裝置可以看成兩個電解池串聯(lián),b是陰極、a是陽極、左側(cè)電極為陰極,電勢從電源正極→右側(cè)陽極→b陰極→a陽極→左側(cè)陰極→電源負(fù)極逐漸減小,所以b端比a端的電勢高,B項正確;a端為陽極,發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),電極反應(yīng)為2H2O-4e-O2↑+4H+,C項錯誤;b端為陰極,到中心的不同位置時,由于電勢不同,電極反應(yīng)(1-x)Cu2++xNi2++2e-NixCu1-x中x不同,能形成組成不同的銅鎳合金,D項正確。3.B　由題圖2可知,電解Na2SO3溶液時Na+向左遷移,電解池中陽離子向陰極遷移,則a極為陰極,應(yīng)與電池負(fù)極相連;由VO2++V3++H2OV+V2++2H+得,放電時,VO2+→V,V化合價升高,所以題圖1中左側(cè)電極為負(fù)極,右側(cè)電極為正極,原電池中陽離子由負(fù)極向正極遷移,即題圖1中H+從左向右遷移,A錯誤。電解時S移向b極(陽極),S失電子生成S,B正確。電池放電時,負(fù)極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為VO2+-e-+H2OV+2H+,C錯誤。消耗12.6 g Na2SO3 (0.1 mol)時,轉(zhuǎn)移0.2 mol e- ,有0.2 mol Na+移入陰極區(qū),同時0.2 mol H+在陰極得電子生成0.1 mol氫氣,即陰極區(qū)變化的質(zhì)量為0.2 mol×23 g/mol-0.1 mol×2 g/mol = 4.4 g,D錯誤。4.(1)①B　2CH3OH+CO-2e-(CH3O)2CO+2H+　②9　(2)①2N+6e-+8H+N2↑+4H2O?、?6【解析】　(1)①由題圖1知,右側(cè)O2得電子被還原,則右側(cè)為陰極室,B為電源負(fù)極,A為電源正極,或根據(jù)H+移向陰極可判斷右側(cè)為陰極室。左側(cè)(陽極室)CO中的C由+2價升高為+4價(),則陽極反應(yīng)式為2CH3OH+CO-2e-(CH3O)2CO+2H+。②陰極反應(yīng)式為4H++O2+4e-2H2O,總反應(yīng)式為4CH3OH+2CO+O22(CH3O)2CO+2H2O,則m[(CH3O)2CO]=2n(O2)×M[(CH3O)2CO]=2××90 g·mol-1=9 000 g=9 kg。(2)①由題圖2知,右側(cè)氮元素的化合價由+3降低到0,發(fā)生還原反應(yīng),據(jù)此判斷右側(cè)為陰極區(qū),則陰極反應(yīng)式為2N+6e-+8H+N2↑+4H2O。②2N+6e-+8H+N2↑+4H2O　Δm 6 mol  28 g 3 mol  14 g轉(zhuǎn)移3 mol電子時,有3 mol H+由左側(cè)穿過質(zhì)子交換膜進(jìn)入右側(cè),Δm右=14 g-3 g=11 g。左側(cè)(陽極區(qū))放氧生酸: 2H2O-4e-O2↑+4H+　Δm 4 mol  32 g 3 mol  24 g轉(zhuǎn)移3 mol電子時,有3 mol H+由左側(cè)穿過質(zhì)子交換膜進(jìn)入右側(cè),Δm左=24 g+3 g=27 g。Δm左-Δm右=27 g-11 g=16 g。5.B　NaCl溶液覆蓋的鐵片主要發(fā)生吸氧腐蝕,正極區(qū)O2在液滴外沿得到電子被還原:2H2O+O2+4e-4OH-;鐵片作負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)為Fe-2e-Fe2+;兩極生成的Fe2+和OH-相互吸引,發(fā)生遷移接觸后生成Fe(OH)2,繼而發(fā)生反應(yīng)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3和2Fe(OH)3Fe2O3·xH2O(鐵銹)+(3-x)H2O,則鐵銹環(huán)的主要成分是Fe2O3·xH2O;鐵片腐蝕過程的總反應(yīng)為4Fe+6H2O+3O24Fe(OH)3;鐵片腐蝕最嚴(yán)重的區(qū)域不是生銹最多的區(qū)域,而是液滴覆蓋的圓周中心區(qū)。6.C　將金屬M連接在鋼鐵設(shè)施表面,可減緩水體中鋼鐵設(shè)施的腐蝕,說明陰極的鋼鐵設(shè)施被保護(hù)不失電子,故A錯誤;陽極金屬M實際為原電池裝置的負(fù)極,原電池中負(fù)極金屬比正極金屬活潑,因此金屬M的活動性比Fe的活動性強(qiáng),故B錯誤;金屬M失電子,電子經(jīng)導(dǎo)線流向鋼鐵設(shè)施,從而使鋼鐵設(shè)施表面積累大量電子而被保護(hù),故C正確;海水中的離子濃度大于河水中的離子濃度,離子濃度越大,溶液的導(dǎo)電性越強(qiáng),因此鋼鐵設(shè)施在海水中的腐蝕速率比在河水中快,故D錯誤。7.C　A項,鐵和炭的混合物用NaCl溶液濕潤后構(gòu)成原電池,鐵作負(fù)極,鐵失去電子生成Fe2+,電極反應(yīng)式為Fe-2e-Fe2+,錯誤。B項,鐵腐蝕過程中化學(xué)能除了轉(zhuǎn)化為電能外,還可轉(zhuǎn)化為熱能等,錯誤。C項,構(gòu)成原電池后,鐵腐蝕變快,正確。D項,用水代替NaCl溶液,Fe和炭也可以構(gòu)成原電池,Fe失去電子,空氣中的O2得到電子,鐵發(fā)生吸氧腐蝕,錯誤。 8.C　本題的認(rèn)知沖突是考生熟知的“鐵是電解池的活潑陽極”和題給“高硅鑄鐵為惰性輔助陽極”。平時做題時鐵常作電解池的活潑陽極,鐵失去電子被氧化而損耗,本題明確告知實際應(yīng)用過程中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極,就是其中的鐵不失去電子不被損耗,只是傳遞電流,C不正確。“腐蝕電流”是指斷開外加直流電源后,鋼管樁發(fā)生電化學(xué)腐蝕過程中形成的電流,通入保護(hù)電流相當(dāng)于給電池充電,此時腐蝕電流接近于零,A正確。若斷開外加直流電源,鋼管樁發(fā)生電化學(xué)腐蝕時電子流出,通電后電子則被“強(qiáng)制”從高硅鑄鐵流向直流電源正極,再由直流電源負(fù)極流向鋼管樁,B正確。通入的保護(hù)電流要根據(jù)海水中電解質(zhì)的濃度、pH、溫度等環(huán)境條件變化而進(jìn)行調(diào)整,從而有效地保護(hù)鋼管樁,D正確。1.A　用N2和H2合成氨時,N2發(fā)生還原反應(yīng),H2發(fā)生氧化反應(yīng),所以通入N2的一極(Pd電極a)是陰極,通入H2的一極(Pd電極b)是陽極,A項錯誤。陰極上N2得電子,并與通過陶瓷傳輸過來的H+結(jié)合生成NH3,B項正確。電解池中,陽離子由陽極向陰極遷移,C項正確。由題圖可知,陶瓷可以隔離N2和H2,D項正確。 2.(1)陽極室(1分)　(2)防止Na2FeO4與H2反應(yīng)使產(chǎn)率降低(2分)　(3)M點:c(OH-)低,Na2FeO4穩(wěn)定性差,且反應(yīng)慢[或N點:c(OH-)過高,鐵電極上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成,使Na2FeO4產(chǎn)率降低](2分)【解析】　(1)電解時,陽極反應(yīng)式為Fe-6e-+8OH-Fe+4H2O,陰極反應(yīng)式為2H2O+2e-H2↑+2OH-,電解過程中,陽極室消耗OH-,c(OH-)降低。(2)根據(jù)題意知,Na2FeO4易被H2還原,由于陰極產(chǎn)生的氣體為H2,若不及時排出,會將Na2FeO4還原,使其產(chǎn)率降低。(3)根據(jù)題意知,若堿性較弱,則Na2FeO4穩(wěn)定性差,且反應(yīng)慢;若堿性較強(qiáng),則鐵電極區(qū)會產(chǎn)生Fe(OH)3或Fe2O3[Fe(OH)3的分解產(chǎn)物],所以M點和N點的c(Na2FeO4)均低于最高值。 3.(1)Cl2　2Cl--2e-Cl2↑　(2)電解過程放熱導(dǎo)致溫度升高,Cu2++4Cl-[CuCl4]2-正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),平衡正向移動　(3)陽極附近溶液仍為藍(lán)色　U形管冷卻后陰極附近溶液仍為綠色　(4)①證明在上述實驗條件下,電解后的綠色溶液中存在[CuCl2]-?、贑u2++4Cl-+Cu2[CuCl2]-　③加入CuCl2藍(lán)色溶液,直至溶液顏色與電解后綠色溶液基本相同【解析】　(1)氯氣呈黃綠色,故溶液變綠可能是Cl-放電生成Cl2引起的,即2Cl--2e-Cl2↑,Cl2溶于水使溶液變綠。(2)燒杯壁變熱,說明電解過程放熱,而Cu2++4Cl-[CuCl4]2-正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),溫度升高,該平衡正向移動,[CuCl4]2-濃度增大。(3)若按照甲的推測,陽極生成氯氣,則陽極附近溶液應(yīng)為綠色,而實驗現(xiàn)象卻是陽極附近溶液為藍(lán)色,故甲的觀點錯誤。若按照乙的推測,電解冷卻后,平衡逆向移動,陰極應(yīng)恢復(fù)藍(lán)色,而U形管冷卻后陰極附近溶液仍為綠色,故乙的觀點錯誤。(4)①通過a實驗,證明在上述實驗條件下,電解后的綠色溶液中確實存在[CuCl2]-。②由題給的反應(yīng)物和生成物可知,該反應(yīng)的離子方程式為Cu2++4Cl-+Cu2[CuCl2]-。③冷卻后,應(yīng)向所得的溶液中加入藍(lán)色CuCl2溶液,直至溶液顏色與電解后綠色溶液基本相同,由此可證明丙的觀點正確。4.(1)①CO2+2e-CO+O2-(2分)?、?∶5(2分)　(2)Cl-+2OH--2e-ClO-+H2O　2H2O+2e-H2↑+2OH- 　2CN-+ 5ClO-+H2O5Cl-+2CO2↑+N2↑+2OH-　(3)NH3　根據(jù)反應(yīng)8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3,電解產(chǎn)生的HNO3多　(4)PbO+ClO-PbO2+Cl-　Pb2++2H2O-2e-PbO2+4H+　石墨上包上紅色鍍層　Pb2++2e-Pb　不能有效利用Pb2+【解析】　(1)①結(jié)合題圖1可知CO2在陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成CO,即陰極上的反應(yīng)式為CO2+2e-CO+O2-。②設(shè)生成C2H4和C2H6的物質(zhì)的量分別為2 mol和1 mol,則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為4 mol×2+2 mol×1=10 mol,根據(jù)碳原子守恒,可知反應(yīng)的CH4為6 mol;則由CO2→CO轉(zhuǎn)移10 mol電子,需消耗5 mol CO2,則反應(yīng)中消耗CH4和CO2的體積比為6∶5。(2) 由題目信息提示,溶液中的離子為CN-和Cl-,而陽極產(chǎn)生ClO-,故其反應(yīng)物一定是Cl-,即Cl-在陽極被氧化為ClO-,陽極的電極反應(yīng)式為Cl-+2OH--2e-ClO-+H2O;陰極為水得電子生成氫氣的反應(yīng),陰極的電極反應(yīng)式為2H2O+2e-H2↑+2OH-。根據(jù)題目信息提示,除去CN-的反應(yīng)為2CN-+ 5ClO-+H2O5Cl-+2CO2↑+N2↑+2OH-。(3)由題圖3知,陰極的NO被還原為N,陽極的NO被氧化為N,陽極反應(yīng)式為NO-3e-+2H2ON+4H+,陰極反應(yīng)式為NO+5e-+6H+N+H2O。由得失電子守恒可得總反應(yīng)為8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3,補(bǔ)充適量NH3可以使電解產(chǎn)生的HNO3轉(zhuǎn)化為NH4NO3。(4)由題意知,PbO作還原劑,NaClO作氧化劑,反應(yīng)的離子方程式為PbO+ClO-PbO2+Cl-;根據(jù)陽極發(fā)生氧化反應(yīng)知,陽極反應(yīng)式為Pb2++2H2O-2e-PbO2+4H+,陰極發(fā)生還原反應(yīng),Cu2+放電生成Cu,現(xiàn)象為石墨上包上紅色鍍層。若電解液中不加入Cu(NO3)2,則溶液中的Pb2+放電:Pb2++2e-Pb。這樣Pb2+就不能很好地轉(zhuǎn)化為PbO2,導(dǎo)致Pb2+的利用率降低。5.B　該裝置為電解池,M極為陽極,電極材料應(yīng)為金屬鈷,鈷失電子生成鈷離子,鈷離子通過膜Ⅰ進(jìn)入產(chǎn)品室,原料室中的H2P通過膜Ⅲ、膜Ⅱ進(jìn)入產(chǎn)品室與鈷離子結(jié)合生成Co(H2PO2)2,膜Ⅱ、膜Ⅲ均為陰離子交換膜,A項正確;Co(H2PO2)2在產(chǎn)品室生成,不是在陽極生成,陽極的電極反應(yīng)為Co-2e-Co2+,B項錯誤;陰極發(fā)生得電子的還原反應(yīng),電極反應(yīng)為4H2O+4e-2H2↑+4OH-,有OH-生成,pH增大,C項正確;Co(H2PO2)2溶液化學(xué)鍍鈷過程中應(yīng)有鈷單質(zhì)的生成,發(fā)生的反應(yīng)可能為Co2++H2P+3OH-Co↓+HP+2H2O,D項正確。6.B　根據(jù)H+和OH-移動方向可知,電極a是陽極,連接電源的正極,A正確;濃海水中的陰離子通過膜B向左移動,與H+結(jié)合生成酸,陽離子通過膜C向右移動,與OH-結(jié)合生成堿,則膜B為陰離子交換膜,Ⅱ口排出的是淡水,B錯誤,D正確;電解質(zhì)溶液采用Na2SO4溶液,電解生成H2和O2,可避免有害氣體的生成,C正確。7.(1)2HS-2e-S2+2H+　質(zhì)子　0.2 g　(2)158【解析】　(1)電解飽和硫酸氫鉀溶液制備過二硫酸鉀,陽極反應(yīng)式為2HS-2e-S2+2H+;陰極反應(yīng)式為2H++2e-H2↑。當(dāng)電路中有0.2 mol電子轉(zhuǎn)移時,陽極區(qū)向陰極區(qū)轉(zhuǎn)移0.2 mol H+,同時陰極區(qū)消耗0.2 mol H+產(chǎn)生氫氣,陰極區(qū)溶液質(zhì)量不變,陽極區(qū)溶液質(zhì)量減少0.2 g。(2)由題意知,堿性條件下Fe失電子轉(zhuǎn)化為Fe,Fe電極為陽極,電極反應(yīng)式為Fe+8OH--6e-Fe+4H2O,若轉(zhuǎn)移6 mol電子,則有6 mol OH-從陰極區(qū)遷移至陽極區(qū),且陽極區(qū)中有1 mol Fe溶解,即右邊溶液質(zhì)量增加1 mol×56 g/mol +6 mol×17 g/mol=158 g。8.D　根據(jù)題圖知,O2得電子生成OH-,Cu失電子生成Cu2+,Cu發(fā)生吸氧腐蝕,則青銅基體作負(fù)極,A項錯誤。催化劑只能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,不能改變反應(yīng)的焓變,B項錯誤。沒有指明反應(yīng)條件為標(biāo)準(zhǔn)狀況,C項錯誤。Ag2O與催化劑CuCl發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),化學(xué)方程式為Ag2O+2CuCl2AgCl+Cu2O,D項正確。9.D　在光照條件下光電池將光能轉(zhuǎn)化為電能,電解池中電能又轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,由題圖可知,電解過程中的總反應(yīng)是2H2O2H2↑+O2↑,A項正確;雙極膜復(fù)合層間的H2O能解離為H+和OH-,且雙極膜能實現(xiàn)H+、OH-的定向通過,故雙極膜可控制其兩側(cè)溶液分別呈酸性和堿性,B項正確;右側(cè)電極反應(yīng)式為4OH--4e-O2↑+2H2O,根據(jù)溶液呈電中性可知陽極放電消耗的OH-與從雙極膜中進(jìn)入右側(cè)的OH-數(shù)目相等,C項正確;放電后溶液中含有V2+和H+,在催化劑作用下H+將V2+氧化為V3+,從而實現(xiàn)V3+的再生,即發(fā)生反應(yīng)2V2++2H+2V3++H2↑,D項錯誤。10.D　根據(jù)題意知,左邊裝置為原電池,右邊裝置為電解池,原電池中當(dāng)光照在表面涂有氯化銀的銀片上時,發(fā)生反應(yīng)2AgCl(s)Ag(s)+Cl(AgCl),接著發(fā)生反應(yīng)Cl(AgCl)+e-Cl-(aq)+AgCl(s),得電子,發(fā)生還原反應(yīng),Ag極為正極,Pt極為負(fù)極,電子流入Ag極,A項錯誤。連接Ag極的A極為陽極,連接Pt極的B極為陰極,電解池中陽離子向陰極移動,所以K+移向B極,B項錯誤。光電池工作時,Pt極上Cu+放電生成Cu2+,電極反應(yīng)式為Cu+-e-Cu2+,C項錯誤。右側(cè)裝置工作時,A極為陽極,在堿性條件下尿素失電子生成碳酸根離子和氮氣、水,電極反應(yīng)式為CO(NH2)2-6e-+8OH-C+6H2O+N2↑,D項正確。

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