[考綱·考向·素養(yǎng)]
考綱要求
熱點(diǎn)考向
核心素養(yǎng)
(1)理解電解池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用
(2)能書寫電極反應(yīng)式和總方程式
電解池原理及應(yīng)用
宏觀辨識(shí)與微觀探析：從宏觀和微觀相結(jié)合的視角理解電解池的工作原理及電極和電解質(zhì)溶液中發(fā)生的反應(yīng)。
科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任：利用電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能進(jìn)行物質(zhì)的制備、提純和污水的處理等，具有理論聯(lián)系實(shí)際的觀念，有將化學(xué)成果應(yīng)用于生產(chǎn)、生活的意識(shí)，提出制備和處理污水的實(shí)驗(yàn)方案。

1．一念對(duì)錯(cuò)(正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“×”)
(1)電解CuCl2溶液，陰極逸出的氣體能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{(lán)。(×)
(2)電解NaCl溶液得到22.4 L H2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，理論上需要轉(zhuǎn)移NA個(gè)電子。(×)
(3)電解冶煉鎂、鋁通常電解MgCl2和Al2O3，也可以電解MgO和AlCl3。(×)
(4)電解飽和食鹽水時(shí)，兩個(gè)電極均不能用金屬材料。(×)
(5)電解MgCl2溶液所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－。(×)
(6)Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑可以設(shè)計(jì)成電解池，但不能設(shè)計(jì)成原電池。(√)
(7)電解時(shí)，電子流動(dòng)路徑是：負(fù)極→外電路→陰極→溶液→陽極→正極(×)
(8)①電離?、陔娊狻、垭婂儭、茈娪尽、蓦娀瘜W(xué)腐蝕等過程需要通電才能進(jìn)行(×)
(9)用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜，電解質(zhì)溶液一般為H2SO4—H2C2O4混合溶液，待加工鋁質(zhì)工件為陽極。(√)
(10)亞磷酸鈉(Na2HPO3)溶液電滲析法制備H3PO3(亞磷酸)的原理如圖所示，膜①、③均為CM，陽極的電極反應(yīng)式為：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑。(√)

(11)用鉑電極電解100 mL HNO3與AgNO3的混合液，通電一段時(shí)間后，兩極均收集到2.24 L 氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則原混合液中Ag＋的物質(zhì)的量濃度為2 mol/L(√)
2．(1)用惰性電極電解足量CuSO4溶液、NaCl溶液要恢復(fù)至原狀態(tài)需分別加入________、________。
(2)用化學(xué)方程式表示氯堿工業(yè)、Al的制備原理：________________、________________。
(3)電解精煉銅、電鍍銅的陰、陽極材料分別為_______________________________
________________________________________________________________________。
(4)若用該電解裝置原理保護(hù)鐵閘門，應(yīng)將鐵閘門與電源的________相連；若采用犧牲陽極的陰極保護(hù)法保護(hù)鐵閘門，利用的原理是________________________，應(yīng)把鐵閘門作________極。
答案：(1)CuO　HCl
(2)2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑
(3)電解精煉銅的陽極：粗銅；陰極：精銅；電鍍銅的陽極：銅；陰極：鍍件
(4)負(fù)極　原電池原理　原電池的正


考點(diǎn)　電解原理及應(yīng)用
[真題引領(lǐng)]
1．(2018·全國卷Ⅰ)最近我國科學(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。裝置如圖所示，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
解析：C　[該裝置是電解裝置，石墨烯為陽極，接電源正極電勢(shì)高；ZnO@石墨烯為陰極，接電源負(fù)極電勢(shì)低，則石墨烯上的電勢(shì)高于ZnO@石墨烯，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，溶液若為堿性或中性，F(xiàn)e3＋會(huì)生成Fe(OH)3沉淀，正確。由題圖可知，電解時(shí)陰極反應(yīng)為CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O；A正確；將陰、陽兩極反應(yīng)式合并可得總反應(yīng)式為CO2＋H2S===CO＋H2O＋S。B項(xiàng)正確。]
2．(2018·全國Ⅲ，(3))KIO3也可采用“電解法”制備，裝置如圖所示。

①寫出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式___________________________________________。
②電解過程中通過陽離子交換膜的離子主要為________，其遷移方向是________。
③與“電解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之處有________(寫出一點(diǎn))。
解析：①陰極是H2O得電子，電極反應(yīng)式為：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑；②電解時(shí)通過陽離子交換膜的離子是K＋，其遷移方向?yàn)殛枠O區(qū)→陰極區(qū)，即由a→b；③“KClO3氧化法”的不足之處在于產(chǎn)生了污染環(huán)境的有毒氣體Cl2。
答案：①2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑?、贙＋　由a到b　③產(chǎn)生Cl2易污染環(huán)境等
3．(2017·天津高考節(jié)選)某混合物漿液含Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4?？紤]到膠體的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小組利用設(shè)計(jì)的電解分離裝置如圖所示，使?jié){液分離成固體混合物和含鉻元素溶液，并回收利用。

用惰性電極電解時(shí)，CrO能從漿液中分離出來的原因是________________________，分離后含鉻元素的粒子是________；陰極室生成的物質(zhì)為________(寫化學(xué)式)。
解析：在直流電源的作用下，Na＋移向陰極，CrO通過陰離子膜向陽極室移動(dòng)，脫離漿液；分離后含鉻元素的粒子是CrO和Cr2O；由于陰極是溶液中的H＋得電子生成氫氣，所以陰極室生成的物質(zhì)為NaOH和H2。
答案：在直流電源作用下，CrO通過陰離子膜向陽極室移動(dòng)，脫離漿液　CrO和Cr2O　NaOH和H2

[知能必備]
1．悟透電解池工作原理(陽極為惰性電極)示意圖

2．正確判斷電極產(chǎn)物
(1)陽極產(chǎn)物的判斷
陽極產(chǎn)物的判斷有層次性，第一，要看電極材料，如果是活性電極作陽極，則陽極直接參與反應(yīng)，電極材料失電子。(如電解精煉銅和電鍍)，活潑陽極的氧化產(chǎn)物必須根據(jù)題目的信息確定。
如：①Cu——Cu2＋、CuO、Cu2O等?、贔e——Fe2＋、FeO?、跘l——Al2O3、Al(OH)3、AlO、Al3＋等
第二，如果是惰性電極，取決于陰離子的失電子能力，其放電順序?yàn)镾O＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－
電極反應(yīng)式：
如：①SO＋H2O－2e－===SO＋2H＋
②2Cl－－2e－===Cl2↑
③
(2)陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)陽離子的放電順序進(jìn)行判斷：Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Pb2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)。
電極反應(yīng)式如：①Cu2＋＋2e－===Cu
②
3．“串聯(lián)”類電池的解題方法
(1)

[題組訓(xùn)練]
[題組1]　電解原理
1．用石墨作電極電解KCl和CuSO4混合溶液(等體積混合)，電解過程中溶液pH隨時(shí)間t的變化如圖所示，下列說法正確的是(　　)

A．a(chǎn)b段H＋被還原，溶液的pH增大
B．cd段相當(dāng)于電解水
C．c點(diǎn)時(shí)加入適量CuCl2固體，電解液可恢復(fù)至原來濃度
D．原溶液中KCl和CuSO4的物質(zhì)的量濃度之比為2∶1
解析：B　[用惰性電極電解等體積的KCl和CuSO4混合溶液，陰極上離子放電順序是Cu2＋＞H＋，陽極上離子放電順序是Cl－＞OH－。電解過程分三段：①陽極上電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－===Cl2↑，陰極上電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－===Cu，銅離子濃度減小，水解得到的氫離子濃度減小，溶液pH升高；②陽極上電極反應(yīng)式為2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，陰極發(fā)生反應(yīng)Cu2＋＋2e－===Cu，反應(yīng)中生成硫酸，溶液pH降低；③陽極上電極反應(yīng)式為2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，陰極上電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑，實(shí)質(zhì)是電解水，溶液中硫酸濃度增大，pH繼續(xù)降低。ab段由于銅離子濃度減小，水解得到的氫離子濃度減小，溶液pH升高，銅離子被還原，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由上述分析可知，cd段相當(dāng)于電解水，B項(xiàng)正確；電解至c點(diǎn)時(shí)，溶液中溶質(zhì)為硫酸、硫酸鉀，往電解液中加入適量CuCl2固體，不能使電解液恢復(fù)至原來的濃度，C項(xiàng)錯(cuò)誤；圖像中具體數(shù)量關(guān)系未知，不能計(jì)算原混合溶液中KCl和CuSO4的濃度之比，且若物質(zhì)的量濃度之比為2∶1，則無bc段，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]
[題組2]　利用電解原理制備物質(zhì)
2．C2H4及C2H2等均可用適當(dāng)?shù)聂人猁}采用Kolbe電解法得到。如圖為制取C2H2的電解裝置，該裝置工作時(shí)，下列說法中錯(cuò)誤的是(　　)

A．電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能
B．陰極周圍溶液的pH不斷升高
C．電極a上發(fā)生：－2e－―→HC≡CH↑＋2CO2↑
D．制取乙烯可用CH3COOK溶液作陽極電解液
解析：D　[A.該裝置為電解池，是電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，A正確；B.陰極與電源的負(fù)極相連，電解溶液中的陽離子發(fā)生還原反應(yīng)，故陰極的電極反應(yīng)式為：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，周圍溶液的pH不斷升高，B正確；C.電極a是陽極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，陽極的電極反應(yīng)式為：－2e－―→HC≡CH↑＋2CO2↑，C正確；制取乙烯應(yīng)該用CH2COOKCH2COOK溶液做陽極電解液，D錯(cuò)誤。]
3．電滲析法是一種利用離子交換膜進(jìn)行海水淡化的方法，其原理如圖所示。已知海水中含Na＋、Cl－、Ca2＋、Mg2＋、SO等離子，電極為惰性電極。下列敘述中正確的是(　　)

A．A膜是陽離子交換膜(只允許陽離子通過)
B．通電后，海水中陰離子往b電極處移動(dòng)
C．通電后，a電極的電極反應(yīng)式為4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
D．通電后，b電極上產(chǎn)生無色氣體，溶液中出現(xiàn)少量白色沉淀
解析：D　[由電源正、負(fù)極可知a、b分別為陽、陰極，電解池中陽離子向陰極移動(dòng)，陰離子向陽極移動(dòng)，所以A、B兩項(xiàng)均錯(cuò)誤；陽極是Cl－失電子，C項(xiàng)錯(cuò)誤；陰極發(fā)生反應(yīng)2H＋＋2e－===H2↑，溶液中OH－濃度增大，與Mg2＋反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀，D項(xiàng)正確。]
[題組3]　利用電解原理治理污水
4．工業(yè)酸性廢水中的Cr2O可轉(zhuǎn)化為Cr3＋除去，實(shí)驗(yàn)室用電解法模擬該過程，結(jié)果如下表所示(實(shí)驗(yàn)開始時(shí)溶液體積為50 mL，Cr2O的起始濃度、電壓、電解時(shí)間均相同)。下列說法中，不正確的是(　　)
實(shí)驗(yàn)
①
②
③
電解條件
陰、陽極均為石墨
陰、陽極均為石墨，滴加1 mL濃硫酸
陰極為石墨，陽極為鐵，滴加1 mL濃硫酸
Cr2O的去除率/%
0.922
12.7
57.3
A.對(duì)比實(shí)驗(yàn)①②可知，降低溶液pH可以提高Cr2O的去除率
B．實(shí)驗(yàn)②中，Cr2O在陰極放電的電極反應(yīng)式是Cr2O＋6e－＋14H＋===2Cr3＋＋7H2O
C．實(shí)驗(yàn)③中，Cr2O的去除率提高的原因是陽極產(chǎn)物還原Cr2O
D．實(shí)驗(yàn)③中，理論上電路中每通過3 mol電子，就有0.5 mol Cr2O被還原
解析：D　[對(duì)比實(shí)驗(yàn)①②，這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中只有溶液酸性強(qiáng)弱不同，其他外界因素都相同，則溶液的pH越小，Cr2O的去除率越大，A項(xiàng)正確；實(shí)驗(yàn)②中，Cr2O在陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Cr2O＋6e－＋14H＋===2Cr3＋＋7H2O，B項(xiàng)正確；實(shí)驗(yàn)③中陽極鐵失去電子轉(zhuǎn)化為Fe2＋，Cr2O在陰極上得電子，且溶液中的Fe2＋也能還原Cr2O，離子方程式為Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，所以導(dǎo)致Cr2O的去除率提高，C項(xiàng)正確；實(shí)驗(yàn)③中，Cr2O在陰極上得電子，且溶液中的亞鐵離子也能還原Cr2O，理論上電路中每通過3 mol電子，就有0.5 mol Cr2O在陰極上被還原，根據(jù)得失電子守恒，陽極上鐵失去電子產(chǎn)生1.5 mol Fe2＋，但溶液中還有0.25 mol Cr2O被1.5 mol Fe2＋還原，所以共有0.75 mol Cr2O被還原，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]
5．電-Fenton法是用于水體中有機(jī)污染物降解的高級(jí)氧化技術(shù)，反應(yīng)原理如圖所示。電解產(chǎn)生的H2O2與Fe2＋發(fā)生Fenton反應(yīng)生成的羥基自由基(·OH)能氧化降解有機(jī)污染物。下列說法正確的是(　　)

A．電源的A極為正極
B．與電源B相連電極的電極反應(yīng)式為H2O＋e－===H＋＋·OH
C．Fenton反應(yīng)為：H2O2＋Fe2＋===Fe(OH)2＋＋·OH
D．每消耗22.4 L O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，整個(gè)電解池中理論上可產(chǎn)生的·OH為2 mol
解析：C　[左側(cè)電極附近Fe3＋→Fe2＋，發(fā)生了還原反應(yīng)，該極為電解池的陰極，與之相連電源的A極為負(fù)極，A錯(cuò)誤；與電源B相連電極為電解池的陽極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，B錯(cuò)誤；雙氧水能夠把 Fe2＋氧化為Fe(OH)2＋，C正確；每消耗1 mol O2，轉(zhuǎn)移4 mol電子，根據(jù)H2O2＋Fe2＋===Fe(OH)2＋＋·OH反應(yīng)看出轉(zhuǎn)移1 mol電子，生成1 mol·OH，所以應(yīng)當(dāng)生成4 mol·OH；D錯(cuò)誤。]
[題組4]　“串聯(lián)”類電池
6．用Na[B(OH)4]溶液可以制備H3BO3，其工作原理如圖，下列敘述不正確的是(　　)

A．a(chǎn)極的電極反應(yīng)式為CH4－8e－＋4O2－===CO2＋2H2O
B．M室發(fā)生的電極反應(yīng)為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
C．理論上每生成1 mol產(chǎn)品，可消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下5.6 L甲烷氣體
D．b膜為陰離子交換膜，產(chǎn)品室發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)原理為強(qiáng)酸制弱酸
解析：C　[根據(jù)圖示，通入甲烷的一極為原電池的負(fù)極，通入氧氣的一極為原電池的正極，因此M室中石墨電極為陽極，N室中鐵電極為陰極。負(fù)極反應(yīng)式為CH4－8e－＋4O2－===CO2＋2H2O，A項(xiàng)正確；M室中石墨電極為陽極，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，B項(xiàng)正確；產(chǎn)品室生成產(chǎn)品的反應(yīng)為B(OH)＋H＋===H3BO3＋H2O，理論上每生成1 mol產(chǎn)品，M室生成1 mol H＋，轉(zhuǎn)移1 mol電子，需0.125 mol即標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.8 L甲烷，C項(xiàng)錯(cuò)誤；a膜為陽離子交換膜，H＋穿過a膜進(jìn)入產(chǎn)品室，b膜為陰離子交換膜，B(OH)穿過b膜進(jìn)入產(chǎn)品室，產(chǎn)品室中H＋與B(OH)發(fā)生反應(yīng)，生成H3BO3和H2O，D項(xiàng)正確。]
7．如圖所示是一套電化學(xué)裝置，下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是(　　)

A．裝置A是原電池，裝置B是電解池
B．反應(yīng)一段時(shí)間后，裝置B中溶液的pH增大
C．若a極消耗1 mol CH4，則d極可產(chǎn)生4 mol氣體
D．a(chǎn)極通入C2H6時(shí)的電極反應(yīng)式為C2H6－14e－＋18OH－===2CO＋12H2O
解析：B　[根據(jù)圖示可以判斷，裝置A為原電池，裝置B為電解池，A項(xiàng)正確；電解H2SO4溶液，實(shí)際上是電解水，所以裝置B中溶液pH減小，B項(xiàng)錯(cuò)誤；若a極消耗1 mol CH4，根據(jù)電荷守恒d極應(yīng)產(chǎn)生4 mol H2，C項(xiàng)正確；a極通入C2H6時(shí)，a為負(fù)極，失去電子，產(chǎn)物為CO和H2O，D項(xiàng)正確。]

1．某小組為研究電化學(xué)原理，設(shè)計(jì)圖示裝置，下列敘述不正確的是(　　)

A．a(chǎn)和b不連接時(shí)，鐵片上會(huì)有金屬銅析出
B．a(chǎn)和b用導(dǎo)線連接時(shí)，銅片上發(fā)生的反應(yīng)為：Cu2＋＋2e－===Cu
C．無論a和b是否連接，鐵片均會(huì)溶解，溶液均從藍(lán)色逐漸變成淺綠色
D．a(chǎn)和b分別連接直流電源正、負(fù)極，電壓足夠大時(shí)，Cu2＋向銅電極移動(dòng)
解析：D　[a和b不連接時(shí)，鐵與CuSO4溶液發(fā)生反應(yīng)：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，A項(xiàng)正確；a和b用導(dǎo)線連接時(shí)，組成了原電池，F(xiàn)e作負(fù)極，Cu作正極，銅片上發(fā)生還原反應(yīng)：Cu2＋＋2e－===Cu，鐵片上發(fā)生氧化反應(yīng)：Fe－2e－===Fe2＋，B項(xiàng)正確；通過以上分析可知，無論a和b是否連接，均發(fā)生反應(yīng)：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，故溶液均從藍(lán)色(Cu2＋的顏色)逐漸變成淺綠色(Fe2＋的顏色)，C項(xiàng)正確；a和b分別連接直流電源正、負(fù)極時(shí)，構(gòu)成電解池，銅片作陽極，鐵片作陰極，Cu2＋應(yīng)向陰極(鐵電極)移動(dòng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]
2．用如圖所示裝置除去含CN－、Cl－廢水中的CN－時(shí)，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。下列說法不正確的是(　　)

A．用石墨作陽極，鐵作陰極
B．陽極的電極反應(yīng)式：Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O
C．陰極的電極反應(yīng)式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
D．除去CN－的反應(yīng)：2CN－＋5ClO－＋2H＋===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O
解析：D　[若鐵作陽極，則鐵失電子生成Fe2＋，則CN－無法除去，故鐵只能作陰極，A項(xiàng)正確；Cl－要生成ClO－，Cl的化合價(jià)升高，故在陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，又已知該溶液為堿性條件，故B項(xiàng)正確；陽離子在電解池的陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，堿性條件下，H2O提供陽離子H＋，故C項(xiàng)正確；由于溶液是堿性條件，故除去CN－發(fā)生的反應(yīng)為2CN－＋5ClO－＋H2O===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋2OH－，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]
3．1807年化學(xué)家戴維電解熔融氫氧化鈉制得鈉：4NaOH(熔融)O2↑＋4Na＋2H2O；后來蓋·呂薩克用鐵與熔融氫氧化鈉作用也制得鈉：3Fe＋4NaOH===Fe3O4＋2H2↑＋4Na↑。下列有關(guān)說法正確的是(　　)
A．戴維法制鈉，陽極的電極反應(yīng)式為：Na＋＋e－===Na↑
B．蓋·呂薩克法制鈉原理是利用鐵的金屬性比鈉的強(qiáng)
C．若用戴維法與蓋·呂薩克法制得等量的鈉，兩方法轉(zhuǎn)移電子總數(shù)相等
D．還可以用電解熔融氯化鈉法制鈉
解析：D　[A.戴維法制鈉，陰極的電極反應(yīng)式為：Na＋＋e－===Na↑，陽極上OH－失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，A錯(cuò)誤；B.金屬性Na強(qiáng)于Fe。蓋·呂薩克法制鈉原理是根據(jù)鈉的沸點(diǎn)較低、易從反應(yīng)混合物中分離出來，從而使化學(xué)平衡向正向移動(dòng)，B錯(cuò)誤；C.根據(jù)反應(yīng)方程式可知用戴維法制取金屬鈉，反應(yīng)每產(chǎn)生4 mol Na轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是4 mol，而用蓋·呂薩克法制得4 mol的鈉，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是8 mol，因此制取等量的金屬鈉，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量不相等，C錯(cuò)誤；D.由于NaCl是離子化合物，NaCl在自然界含量豐富，因此在工業(yè)上可用電解熔融氯化鈉的方法制金屬鈉，D正確。]
4．臭氧是常見的強(qiáng)氧化劑，廣泛用于水處理系統(tǒng)。制取臭氧的方法很多，其中高壓放電法和電解純水法原理如圖所示，下列有關(guān)說法不正確的是(　　)

A．高壓放電法，反應(yīng)的原理為3O22O3
B．高壓放電出來的空氣中，除含臭氧外還含有氮的氧化物
C．電解純水時(shí)，電極b周圍發(fā)生的電極反應(yīng)有6OH－－6e－===O3↑＋3H2O和4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
D．電解水時(shí)，H＋由電極a經(jīng)聚合電解質(zhì)薄膜流向電極b
解析：D　[A.由高壓放電法原理圖可知，氧氣在放電的條件下生成臭氧，高壓放電法反應(yīng)的原理為：3O22O3，A正確；B.空氣中含有氮?dú)馀c氧氣，在高壓放電條件下可以反應(yīng)生成NO等，B正確；C.由電解純水法原理圖可知，b電極發(fā)生氧化反應(yīng)，生成氧氣、臭氧，同時(shí)有氫離子生成，電極b周圍發(fā)生的電極反應(yīng)有：3H2O－6e－===O3＋6H＋或6OH－－6e－===O3↑＋3H2O；2H2O－4e－===O2＋4H＋或4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，C正確；D.a電極生成氫氣，H＋在a電極放電，H＋由電極b經(jīng)聚合固體電解質(zhì)膜流向電極a，D錯(cuò)誤。]
5．苯酚具有微弱的酸性，可利用電場(chǎng)促使C6H5O－定向移動(dòng)、脫離廢水，并富集回收。電滲析裝置示意圖如下。下列說法不正確的是(　　)

A．苯酚的電離方程式為：
B．A、B分別為離子交換膜，其中A是陰離子交換膜
C．電解過程中，陽極室的pH增大
D．當(dāng)通過線路中的電子數(shù)目為0.1 NA時(shí)，有含0.1mol C6H5O－的廢水被處理
解析：C　[A.苯酚具有微弱的酸性，電離方程式為：，A正確；B.在電場(chǎng)中，陰離子向陽極移動(dòng)，因此離子交換膜A需要能夠使C6H5O－通過，是陰離子交換膜，B正確；C.電解過程中，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，溶液中的氫氧根離子在陽極失去電子，使得陽極室的氫離子濃度增大，溶液的pH減小，C錯(cuò)誤；D.當(dāng)通過線路中的電子數(shù)目為0.1 NA，即0.1 mol時(shí)，陽極室生成0.1 mol氫離子，有0.1mol C6H5O－移向陽極室，D正確。]
6．利用食鹽水制取ClO2的工業(yè)流程如圖所示，裝置①中的反應(yīng)：NaCl＋3H2O NaClO3＋3H2↑，裝置②中的反應(yīng)：2NaClO3＋4HCl2ClO2＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O。下列關(guān)于該流程說法不正確的是(　　)

A．該流程中Cl2、NaCl都可以循環(huán)利用
B．裝置①中H2是陰極產(chǎn)物
C．裝置②發(fā)生的反應(yīng)中，Cl2是氧化產(chǎn)物，NaCl是還原產(chǎn)物
D．為了使H2完全轉(zhuǎn)化為HCl，需要向裝置③中補(bǔ)充Cl2
解析：C　[A.電解食鹽水得到氫氣、氯氣和氫氧化鈉溶液，氫氣和氯氣反應(yīng)生成氯化氫得到濃鹽酸，制得NaClO3和濃鹽酸加熱反應(yīng)生成ClO2,2NaClO3＋4HCl(濃)===2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O＋2NaCl，該流程中Cl2、NaCl都可以循環(huán)利用，A正確；B.裝置①是電解食鹽水，溶液中氫離子在陰極得到電子生成氫氣，是陰極產(chǎn)物，B正確；C.電解食鹽水得到氯酸鈉(NaClO3)和H2，NaClO3和鹽酸發(fā)生歧化反應(yīng)，生成NaCl、2ClO2、Cl2、H2O，化學(xué)方程式為：2NaClO3＋4HCl===2NaCl＋2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O，氯氣是氧化產(chǎn)物，氯化鈉中氯元素化合價(jià)不變，是鹽酸中氯元素生成，C錯(cuò)誤；D.電解飽和食鹽水生成的氫氣，為了使H2完全轉(zhuǎn)化為HCl，需要向裝置③中補(bǔ)充Cl2，D正確。]
7．微生物燃料電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。某微生物燃料電池的工作原理如圖所示，下列說法不正確的是(　　)

A．HS－在硫氧化菌作用下轉(zhuǎn)化為SO的反應(yīng)為：HS－＋4H2O－8e－===SO＋9H＋
B．電子從a流出，經(jīng)外電路流向b
C．如果將反應(yīng)物直接燃燒，能量的利用率不變
D．若該電池電路中有0.4 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則有0.4 mol H＋通過質(zhì)子交換膜
解析：C　[A項(xiàng)，圖中，硫氧化菌將HS－轉(zhuǎn)化為SO，硫元素失電子從－2價(jià)升至＋6價(jià)(電極a為負(fù)極)，所需氧原子由水提供，電極反應(yīng)式為HS－＋4H2O－8e－===SO＋9H＋，A正確；B項(xiàng)，圖中，O2在電極b(正極)上得電子，電極反應(yīng)為O2＋4e－＋4H＋===2H2O。故電子從a流出，經(jīng)外電路流向b，B正確；C項(xiàng)，反應(yīng)物直接燃燒，其能量利用率比形成原電池時(shí)小，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，從正極反應(yīng)O2＋4e－＋4H＋===2H2O較易分析，電路中有0.4 mol電子轉(zhuǎn)移，則有0.4 mol H＋通過質(zhì)子交換膜，才能使正極溶液呈電中性，D正確。]
8．微生物燃料電池的一種重要應(yīng)用就是廢水處理中實(shí)現(xiàn)碳氮聯(lián)合轉(zhuǎn)化為CO2和N2，如圖所示，1、2為厭氧微生物電極，3為陽離子交換膜，4為好氧微生物反應(yīng)器。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)

A．協(xié)同轉(zhuǎn)化總方程式：4CH3COONH4＋11O2===8CO2＋2N2＋14H2O
B．電極1的電勢(shì)比電極2上的低
C．溫度越高，裝置的轉(zhuǎn)化效率越高
D．正極的電極反應(yīng)：2NO＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O
解析：C　[圖示分析可知微生物燃料電池中氫離子移向電極2，說明電極1為原電池的負(fù)極，根據(jù)圖示電極2為NO得電子被還原成N2，其電極反應(yīng)式為2NO＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O，CH3COO－在原電池負(fù)極失電子生成二氧化碳?xì)怏w，發(fā)生氧化反應(yīng)，環(huán)境為酸性介質(zhì)，則電極1的電極反應(yīng)式為CH3COO－－8e－＋2H2O===2CO2＋7H＋，NH在好氧微生物反應(yīng)器中轉(zhuǎn)化為NO，NH＋2O2===NO＋2H＋＋H2O，根據(jù)上述分析可知，A.結(jié)合A、B極反應(yīng)式可知，總反應(yīng)為CH3COONH4被氧氣氧化轉(zhuǎn)化為CO2和N2的過程，其化學(xué)方程式為：4CH3COONH4＋11O2===8CO2＋2N2＋14H2O，A項(xiàng)正確；B.微生物燃料電池中氫離子移向電極2，說明電極1為原電池的負(fù)極，即電極1的電勢(shì)比電極2上的低，B項(xiàng)正確；C.微生物存活需要最適溫度，不是溫度越高活性越好，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D.電極2為正極，NO得電子被還原成N2，其電極反應(yīng)式為2NO＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O，D項(xiàng)正確。]
9．鋰硫電池是一種新型儲(chǔ)能電池，放電時(shí)的總反應(yīng)為2Li＋xS===Li2Sx。以該電池為電源制備甲烷的原理如圖所示。下列說法正確的是(　　)

A．b為鋰硫電池的負(fù)極
B．鋰硫電池的正極反應(yīng)式為Li－e－===Li＋
C．陽極反應(yīng)式為CO＋3CO＋2H2O－2e－===4HCO
D．該裝置工作時(shí)溶液中的c(CO)增大
解析：C　[與b相連的電極上為CO轉(zhuǎn)化為CO2，碳元素化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，為電解池的陽極，故b為鋰硫電池的正極，A錯(cuò)誤；原電池正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，鋰硫電池的負(fù)極反應(yīng)式為Li－e－===Li＋，B錯(cuò)誤；陽極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，由圖可知陽極反應(yīng)式為CO＋3CO＋2H2O－2e－===4HCO，C正確；根據(jù)陽極反應(yīng)，CO參與反應(yīng)轉(zhuǎn)化為HCO，故溶液中的c(CO)減小，D錯(cuò)誤。]
10．下圖是CO2電催化還原為CH4的工作原理示意圖。下列說法不正確的是(　　)

A．該過程是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程
B．一段時(shí)間后，①池中n(KHCO3)不變
C．一段時(shí)間后，②池中溶液的pH一定下降
D．銅電極的電極反應(yīng)式為9CO2＋6H2O＋8e－===CH4＋8HCO
解析：B　[該裝置為電解池，CO2電催化還原為CH4的過程中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，A正確；CO2在銅電極上被還原為CH4，則銅電極為陰極，電極反應(yīng)式為9CO2＋6H2O＋8e－===CH4＋8HCO，故①池中n(KHCO3)增大，B錯(cuò)誤，D正確；鉑電極為陽極，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液中c(H＋)增大，則溶液中pH減小，C正確。]
11．一種鋰銅可充電電池，工作原理如圖。在該電池中，非水系電解液和水系電解液被鋰離子固體電解質(zhì)陶瓷片(LISICON)隔開。下列說法不正確的是(　　)

A．陶瓷片允許Li＋通過，不允許水分子通過
B．放電時(shí)，N為電池的正極
C．充電時(shí)，陰極反應(yīng)式為Li＋＋e－===Li
D．充電時(shí)，接線柱A應(yīng)與外接電源的正極相連
解析：D　[Li是一種非?；顫姷慕饘?，遇水發(fā)生反應(yīng)，故隔開電解液的陶瓷片允許Li＋通過但不允許水分子通過，A正確；由金屬活動(dòng)性順序知放電時(shí)Li作負(fù)極，Cu作正極，B正確；充電時(shí)陰極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，即Li＋＋e－===Li，C正確；放電時(shí)原電池的負(fù)極即為充電時(shí)的陰極，故接線柱A應(yīng)與外接電源的負(fù)極相連，D錯(cuò)誤。]
12．完成下列各題
(1)SO2在一定條件下可與氧氣構(gòu)成原電池。如圖是利用該電池在鐵表面鍍銅的裝置示意圖。

①寫出該電池的負(fù)極反應(yīng)：____________________________________________；
②當(dāng)甲中消耗2.24 L O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí)，乙中________(填“a”或“b”)質(zhì)量增加________g。
(2)工業(yè)上用Li2CO3粗品制備高純Li2CO3可采用如下方法：
將Li2CO3溶于鹽酸，加入如圖所示的電解槽，電解后向LiOH溶液中加入稍過量的NH4HCO3溶液，過濾、烘干得到高純Li2CO3。

①電解槽中陽極的電極反應(yīng)式是________________________________________。
②向LiOH溶液中加入稍過量的NH4HCO3溶液時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)納米級(jí)氧化亞銅(Cu2O)常作催化劑。工業(yè)上可用電解法制備，裝置如圖所示。

①a極名稱是________；陽極的反應(yīng)式為__________________________________。
②若電解過程中有1 mol離子通過交換膜，則制備Cu2O的質(zhì)量為________g。
(4)硫氧化物和氮氧化物是常見的大氣污染物，利用如圖所示裝置(電極均為惰性電極)可吸收SO2，并用陰極排出的溶液吸收NO2。

①電極A的電極反應(yīng)式為______________________________________________。
②在堿性條件下，用陰極排出的溶液吸收NO2，使其轉(zhuǎn)化為無害氣體，同時(shí)有SO生成。該反應(yīng)離子方程式為__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)①負(fù)極是SO2失電子生成SO，負(fù)極反應(yīng)式是SO2－2e－＋2H2O===4H＋＋SO；②乙是在鐵表面鍍銅的裝置，a與電源負(fù)極相連，a是陰極，陰極反應(yīng)式是Cu2＋＋2e－===Cu；b是陽極，陽極反應(yīng)式是Cu－2e－===Cu2＋；所以乙中a極質(zhì)量增加，當(dāng)甲中消耗2.24 L O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí)，轉(zhuǎn)移0.4 mol電子，根據(jù)Cu2＋＋2e－===Cu，a極生成0.2 mol銅，其質(zhì)量是12.8 g。
(2)①電解槽中，陽極是惰性電極A，Cl－在陽極放電生成Cl2，則陽極的電極反應(yīng)式是2Cl－－2e－===Cl2↑。②向LiOH溶液中加入稍過量的NH4HCO3溶液時(shí)，反應(yīng)生成Li2CO3和(NH4)2CO3，化學(xué)方程式為2NH4HCO3＋2LiOH===Li2CO3↓＋(NH4)2CO3＋2H2O。
(3)①由題意知，銅被氧化生成納米級(jí)Cu2O，則銅電極為陽極，b為電源正極，a為電源負(fù)極；陽極的反應(yīng)式為2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O。
②由陽極的電極反應(yīng)式可知，電路中通過2 mol電子時(shí)，有2 mol離子通過離子交換膜，可以生成1 mol Cu2O，故電解過程中有1 mol離子通過交換膜時(shí)，可以制備0.5 mol Cu2O，其質(zhì)量為72 g。
(4)①由圖可知，HSO在電極B上被還原生成S2O，則電極B為陰極，電極A為陽極，陽極上SO2被氧化生成H2SO4，電極反應(yīng)式為SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋。②電極B為陰極，電極反應(yīng)式為2HSO＋2e－===S2O＋2OH－；陰極排出液中含有S2O、OH－，在堿性條件下，用陰極排出的溶液吸收NO2，使其轉(zhuǎn)化為無害氣體，同時(shí)有SO生成，則該氣體為N2，結(jié)合得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒寫出離子方程式：4S2O＋2NO2＋8OH－===8SO＋N2＋4H2O。
答案：(1)①SO2－2e－＋2H2O===4H＋＋SO?、赼　12.8
(2)①2Cl－－2e－===Cl2↑
②2NH4HCO3＋2LiOH===Li2CO3↓＋(NH4)2CO3＋2H2O
(3)①負(fù)極　2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O?、?2
(4)①SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋
②4S2O＋2NO2＋8OH－===8SO＋N2＋4H2O

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