2024年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第一部分專題11電解池金屬的腐蝕與防護(hù)練習(xí)含解析

PAGE1-專題11電解池金屬的腐蝕與防護(hù)1．(2024·江蘇高考)將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液潮濕后，置于如圖所示裝置中，進(jìn)行鐵的電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)。下列有關(guān)該試驗(yàn)的說(shuō)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(guò)程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能C．活性炭的存在會(huì)加速鐵的腐蝕D．以水代替NaCl溶液，鐵不能發(fā)生吸氧腐蝕答案C解析鐵在中性環(huán)境中發(fā)生吸氧腐蝕，負(fù)極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H2O＋O2＋4e－=4OH－，A、D錯(cuò)誤；鐵的電化學(xué)腐蝕過(guò)程中，化學(xué)能除轉(zhuǎn)化為電能外還有部分轉(zhuǎn)化為熱能，B錯(cuò)誤。2．(2024·北京朝陽(yáng)高三期末)在不同電壓下用惰性電極電解飽和NaCl溶液制備少量NaClO，試驗(yàn)結(jié)果如下：試驗(yàn)①②③電壓U1U2U3現(xiàn)象a極產(chǎn)生少量氣泡，b極無(wú)明顯氣泡a極產(chǎn)生較多氣泡，b極產(chǎn)生少量氣泡a極產(chǎn)生大量氣泡，b極逸出大量黃綠色氣體下列分析不正確的是()A．①、②、③中，a極均發(fā)生了還原反應(yīng)B．①、②、③中均能發(fā)生Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2OC．電解時(shí)OH－由b極向a極移動(dòng)D．不宜采納試驗(yàn)③的電壓制備NaClO答案C解析依據(jù)圖示可知a電極為陰極，溶液中的陽(yáng)離子H＋在陰極上獲得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，A正確；在a電極溶液中的H＋獲得電子，變?yōu)镠2逸出，旁邊溶液中OH－增多陰極產(chǎn)生NaOH，在陽(yáng)極b電極上溶液中陰離子Cl－失去電子變?yōu)镃l2，Cl2與溶液中的NaOH發(fā)生反應(yīng)：Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O，B正確；電解時(shí)陰離子OH－向陽(yáng)極移動(dòng)，即由a極向b極移動(dòng)，C錯(cuò)誤；試驗(yàn)③電壓高，電流大，反應(yīng)速率快，反應(yīng)產(chǎn)生的氯氣未能與NaOH溶液反應(yīng)，就會(huì)從溶液中逸出，所以不能采納該電壓制備NaClO，D正確。3．(2024·重慶市第一中學(xué)高三期中)探討電化學(xué)腐蝕及防護(hù)的裝置如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．d為鋅塊，鐵片不易被腐蝕B．d為鋅塊，鐵片上電極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑C．d為石墨，鐵片腐蝕加快D．d為石墨，石墨上電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－答案B解析若d為鋅塊，由于金屬活動(dòng)性：Zn>Fe，Zn為原電池的負(fù)極，F(xiàn)e為正極，首先被腐蝕的是Zn，鐵得到愛護(hù)，鐵片不易被腐蝕，A正確；d為鋅塊，由于電解質(zhì)為中性環(huán)境，發(fā)生的是吸氧腐蝕，在鐵片上電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，B錯(cuò)誤；鐵、石墨及海水構(gòu)成原電池，比沒(méi)有形成原電池時(shí)的速率快，C正確；d為石墨(正極)，由于是中性電解質(zhì)，所以發(fā)生的是吸氧腐蝕，石墨上氧氣得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，D正確。4.(2024·貴州重點(diǎn)中學(xué)高考教學(xué)質(zhì)量測(cè)評(píng))某試驗(yàn)小組用石墨作電極進(jìn)行如下試驗(yàn)，試驗(yàn)視察到：a、d處試紙變藍(lán)；b處變紅，并局部褪色；c處無(wú)明顯變更。下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A．a(chǎn)極為陰極，發(fā)生的電極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑B．b極為陽(yáng)極，涉及的反應(yīng)有2Cl－－e－=Cl2↑、Cl2＋H2OHCl＋HClOC．電解過(guò)程中，電子流向：電源負(fù)極→a→c→d→b→電源正極D．若將鐵絲改成銅絲，其余條件相同，電解一段時(shí)間后，能發(fā)覺c處旁邊變藍(lán)答案C解析a極連接電源負(fù)極為陰極，水電離產(chǎn)生的氫離子得電子產(chǎn)生氫氣，發(fā)生的電極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑，A正確；b極連接電源的正極為陽(yáng)極，溶液中氯離子失電子產(chǎn)生氯氣，且產(chǎn)生的氯氣與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸，涉及的反應(yīng)有2Cl－－2e－=Cl2↑、Cl2＋H2OHCl＋HClO，B正確；電解過(guò)程中，電子流向：電源負(fù)極→a、c→d、b→電源正極，C錯(cuò)誤；c處為陽(yáng)極，若將鐵絲改成銅絲，銅失電子產(chǎn)生銅離子，其余條件相同，電解一段時(shí)間后，能發(fā)覺c處旁邊變藍(lán)，D正確。5．(2024·廣東重點(diǎn)中學(xué)高三期末聯(lián)考)乙醛酸(HOOC—CHO)是有機(jī)合成的重要中間體。工業(yè)上用“雙極室成對(duì)電解法”生產(chǎn)乙醛酸，原理如圖所示，該裝置中陰、陽(yáng)兩極為惰性電極，兩極室均可產(chǎn)生乙醛酸，其中乙二醛與M電極的產(chǎn)物反應(yīng)生成乙醛酸。下列說(shuō)法正確的是()A．M極與直流電源的負(fù)極相連B．每得到1mol乙醛酸將有2molH＋從右室遷移到左室C．N電極上的電極反應(yīng)式：HOOC—COOH－2e－＋2H＋=HOOC—CHO＋H2OD．每消耗0.1mol乙二醛在M電極生成2.24L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)答案D解析依據(jù)質(zhì)子的移動(dòng)方向，確定M電極是陽(yáng)極，M極與直流電源的正極相連，故A錯(cuò)誤；2molH＋通過(guò)質(zhì)子交換膜，則電池中轉(zhuǎn)移2mol電子，依據(jù)電極反應(yīng)式HOOC—COOH＋2e－＋2H＋=HOOC—CHO＋H2O，可知N極生成1mol乙醛酸，由于兩極均有乙醛酸生成，所以生成的乙醛酸為2mol，故B、C錯(cuò)誤；由左極室發(fā)生反應(yīng)：2Cl－－2e－=Cl2↑、Cl2＋OHC—CHO＋H2O=2Cl－＋OHC—COOH＋2H＋可知，每消耗0.1mol乙二醛轉(zhuǎn)移電子0.2mol，M電極上所得氯氣的物質(zhì)的量為0.1mol，體積為2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，故D正確。6．(2024·長(zhǎng)春外國(guó)語(yǔ)學(xué)校高三期末考試)已知：鋰硫電池的總反應(yīng)為2Li＋xS=Li2Sx。以鋰硫電池為電源，通過(guò)電解含(NH4)2SO4的廢水制備硫酸和化肥的示意圖如圖(不考慮其他雜質(zhì)離子的反應(yīng))。下列說(shuō)法正確的是()A．b為電源的正極B．每消耗32g硫，理論上導(dǎo)線中肯定通過(guò)2mole－C．SOeq\o\al(2－,4)通過(guò)陰膜由原料室移向M室D．N室的電極反應(yīng)式為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋答案C解析由題圖可知M室會(huì)生成硫酸，原料室中的SOeq\o\al(2－,4)通過(guò)陰膜進(jìn)入M室，所以在M室電極上OH－放電，所以該電極為陽(yáng)極，因此b極為負(fù)極，故A錯(cuò)誤；依據(jù)電池的總反應(yīng)式2Li＋xS=Li2Sx，每消耗32xg硫，理論上導(dǎo)線中肯定通過(guò)2mole－，故B錯(cuò)誤；SOeq\o\al(2－,4)為陰離子，陰離子能通過(guò)陰膜移向M室，與氫離子結(jié)合得到硫酸，故C正確；N室中氫離子放電，所以電極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑，故D錯(cuò)誤。7．(2024·西安五校高三聯(lián)考)重鉻酸鉀(K2Cr2O7)具有強(qiáng)氧化性，是一種重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于制革、印染、電鍍等工業(yè)。以鉻酸鉀(K2CrO4)和氫氧化鉀為原料，用電化學(xué)法制備重鉻酸鉀的試驗(yàn)裝置如圖所示。已知水溶液中存在平衡：2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O。下列說(shuō)法正確的是()A．氣體甲和乙分別為O2和H2B．該裝置中陰極區(qū)的pH減小C．Fe電極反應(yīng)式4OH－－4e－=O2↑＋2H2OD．當(dāng)鉻酸鉀的轉(zhuǎn)化率達(dá)到80%時(shí)，右池中eq\f(nK,nCr)＝eq\f(6,5)答案D解析依據(jù)制備原理，可知右池中應(yīng)產(chǎn)生H＋，使2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，CrOeq\o\al(2－,4)轉(zhuǎn)化為Cr2Oeq\o\al(2－,7)，則右池中C為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，氣體乙為O2，左池中Fe為陰極，電極反應(yīng)式為：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，氣體甲為H2，A、C項(xiàng)錯(cuò)誤；依據(jù)陰極反應(yīng)式可知，該裝置中陰極區(qū)c(OH－)增大，pH增大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；設(shè)起先時(shí)K2CrO4的物質(zhì)的量是amol，依據(jù)題意列出三段式：2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2Oeq\a\vs4\al(起始物質(zhì),的量/mol)a0eq\a\vs4\al(轉(zhuǎn)化物質(zhì),的量/mol)0.8a0.4aeq\a\vs4\al(某時(shí)刻物質(zhì),的量/mol)0.2a0.4a則陽(yáng)極區(qū)n(K)＝(0.2a×2＋0.4a×2)mol＝1.2amol，n(Cr)＝amol，eq\f(nK,nCr)＝eq\f(1.2a,a)＝eq\f(6,5)，D項(xiàng)正確。8．(2024·北京海淀高三期末)家用暖氣片大多用低碳鋼材料制成，一旦生銹不僅影響美觀，也會(huì)造成平安隱患。下列防止生銹的方法中，存在平安隱患的是()A．在暖氣片表面鍍錫B．在暖氣片表面涂漆C．在暖氣片表面涂鋁粉D．非供暖期在暖氣內(nèi)充溢弱堿性的無(wú)氧水答案A解析依據(jù)金屬活動(dòng)性依次表，鐵比錫活潑，一旦破損后構(gòu)成原電池，鐵作負(fù)極，加速鐵的腐蝕，存在平安隱患，故A符合題意；表面涂漆，避開鐵與空氣接觸，可以防止鐵生銹，不存在平安隱患，故B不符合題意；鋁比鐵活潑，愛護(hù)鐵不生銹，對(duì)鐵起愛護(hù)作用，不存在平安隱患，故C不符合題意；充溢弱堿性的無(wú)氧水，避開構(gòu)成原電池，愛護(hù)鐵不生銹，不存在平安隱患，故D不符合題意。9．(2024·廣東揭陽(yáng)高三期末)電解Na2SO4溶液產(chǎn)生H2SO4和燒堿的裝置如下圖所示，其中陰極和陽(yáng)極均為惰性電極。測(cè)得同溫同壓下，氣體甲與氣體乙的體積比約為1∶2。以下說(shuō)法正確的是(說(shuō)明：陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子通過(guò)，陰離子交換膜只允許陰離子通過(guò))()A．產(chǎn)物丁為H2SO4B．a(chǎn)電極反應(yīng)式：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－C．離子交換膜d為陽(yáng)離子交換膜D．每轉(zhuǎn)移0.2mol電子，產(chǎn)生1.12L氣體甲答案C解析電解硫酸鈉溶液時(shí)，陽(yáng)極上生成氧氣，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，陰極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，測(cè)得同溫同壓下，氣體甲與氣體乙的體積比約為1∶2，則甲是氧氣、乙是氫氣，則a是陽(yáng)極、b是陰極，陽(yáng)極區(qū)域生成產(chǎn)物丙為硫酸、陰極區(qū)域生成產(chǎn)物丁為NaOH，故A、B錯(cuò)誤；產(chǎn)物丁是NaOH，則離子交換膜d是陽(yáng)離子交換膜，故C正確；溫度和壓強(qiáng)未知，無(wú)法確定氣體摩爾體積，則無(wú)法計(jì)算氧氣體積，故D錯(cuò)誤。10．(2024·全國(guó)卷Ⅰ考試大綱調(diào)研卷(二))全世界每年鋼鐵因銹蝕造成大量的損失。某城市擬用如圖所示方法愛護(hù)埋在酸性土壤中的鋼質(zhì)管道，使其免受腐蝕。關(guān)于此方法，下列說(shuō)法不正確的是()A．土壤中的鋼鐵易被腐蝕是因?yàn)樵诔睗竦耐寥乐行纬闪嗽姵谺．金屬棒X的材料應(yīng)當(dāng)是比鎂活潑的金屬C．金屬棒X上發(fā)生反應(yīng)：M－ne－=Mn＋D．這種方法稱為犧牲陽(yáng)極的陰極愛護(hù)法答案B解析鋼鐵在潮濕的酸性土壤中能形成原電池因而易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，金屬鐵是負(fù)極，易被腐蝕，A正確；金屬棒X的材料若是比鎂活潑的金屬鉀、鈣、鈉時(shí)，能和水之間發(fā)生猛烈的反應(yīng)，它們不能做電極材料，B錯(cuò)誤；金屬棒X極的活潑性強(qiáng)于金屬鐵，作負(fù)極，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，C正確；原電池的負(fù)極被腐蝕，正極被愛護(hù)的方法稱為犧牲陽(yáng)極的陰極愛護(hù)法，D正確。11．(2024·資陽(yáng)市高三其次次診斷性考試)在電鍍車間的含鉻酸性廢水中，鉻的存在形式有Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)兩種，其中以Cr(Ⅵ)的毒性最大。電解法處理含鉻廢水原理如圖所示，鉻最終以Cr(OH)3沉淀除去。下列說(shuō)法正確的是()A．Fe為陽(yáng)極，反應(yīng)為Fe－2e－=Fe2＋B．陰極反應(yīng)為Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋7H2O＋6e－=2Cr(OH)3↓＋8OH－C．陽(yáng)極每轉(zhuǎn)移3mol電子，可處理Cr(Ⅵ)物質(zhì)的量為1molD．離子交換膜為質(zhì)子交換膜，只允許H＋穿過(guò)答案A解析Fe棒與電源正極相連，作陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)生成亞鐵離子，電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋，故A正確；Cr2Oeq\o\al(2－,7)在陽(yáng)極區(qū)被Fe2＋還原為Cr3＋，陰極上水放電生成氫氣和OH－，電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，故B錯(cuò)誤；陽(yáng)極每轉(zhuǎn)移3mol電子，有1.5molFe2＋生成，由Cr2Oeq\o\al(2－,7)～6Fe2＋，1.5molFe2＋還原0.25molCr2Oeq\o\al(2－,7)，即可處理Cr(Ⅵ)物質(zhì)的量為0.5mol，故C錯(cuò)誤；Cr2Oeq\o\al(2－,7)在陽(yáng)極區(qū)與Fe2＋反應(yīng)生成Cr3＋和Fe3＋，陰極區(qū)水放電生成氫氣和OH－，Cr3＋和Fe3＋通過(guò)離子交換膜進(jìn)入陰極區(qū)，與OH－反應(yīng)生成氫氧化物沉淀，該離子交換膜不是質(zhì)子交換膜而是陽(yáng)離子交換膜，故D錯(cuò)誤。12．(2024·江西宜春高三期末)現(xiàn)以CO、O2、熔融鹽Z(Na2CO3)組成的燃料電池，采納電解法處理CO同時(shí)制備N2O5，裝置如圖所示，其中Y為CO2。下列說(shuō)法不合理的是()A．若甲池消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氧氣2.24L，則乙池中產(chǎn)生氫氣0.2molB．石墨Ⅰ是原電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)C．乙池中左端Pt極電極反應(yīng)式：N2O4－2e－＋2H2O=2N2O5＋4H＋D．甲池中的COeq\o\al(2－,3)向石墨Ⅰ極移動(dòng)答案C解析依據(jù)裝置圖，甲池為燃料電池，乙池為電解池，通CO一極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為CO－2e－＋COeq\o\al(2－,3)=2CO2，通O2一極為正極，電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2CO2=2COeq\o\al(2－,3)，乙池左端Pt連接電源的正極，即左端Pt為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為N2O4＋2HNO3－2e－=2N2O5＋2H＋，乙池右端Pt為陰極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑，故C錯(cuò)誤。13．(2024·成都市高三診斷)港珠澳大橋設(shè)計(jì)運(yùn)用壽命為120年，對(duì)橋體鋼構(gòu)件采納了多種防腐方法。下列分析錯(cuò)誤的是()A．防腐原理主要是避開發(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．采納外加電流的陰極愛護(hù)法時(shí)需外接鎂、鋅等作協(xié)助陽(yáng)極D．鋼構(gòu)件可采納不銹鋼材料以減緩電化學(xué)腐蝕答案C解析采納犧牲陽(yáng)極的陰極愛護(hù)法時(shí)需外接鎂、鋅等作協(xié)助陽(yáng)極，C項(xiàng)錯(cuò)誤。14．(2024·江西師大附中高三期末考試)在500mLKNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中，c(NOeq\o\al(－,3))＝6mol/L，用石墨電極電解此溶液，當(dāng)通電一段時(shí)間后，兩極均收集到22.4L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，假定電解后溶液體積仍為500mL，下列說(shuō)法正確的是()A．電解得到的Cu的物質(zhì)的量為0.5molB．向電解后的溶液中加入98g的Cu(OH)2可復(fù)原為原溶液C．原混合溶液中c(K＋)＝4mol/LD．電解后溶液中c(H＋)＝2mol/L答案B解析石墨作電極電解此溶液，當(dāng)通電一段時(shí)間后，兩極均收集到22.4L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，n(O2)＝eq\f(22.4L,22.4L/mol)＝1mol，陽(yáng)極發(fā)生4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，生成1mol氧氣轉(zhuǎn)移4mol電子，陰極發(fā)生Cu2＋＋2e－=Cu、2H＋＋2e－=H2↑，生成1mol氫氣，轉(zhuǎn)移2mol電子，因此還要轉(zhuǎn)移2mol電子生成1mol銅，電解得到的Cu的物質(zhì)的量為1mol，故A錯(cuò)誤；依據(jù)電解原理和原子守恒，溶液中削減的原子有銅、氧、氫，向電解后的溶液中加入Cu(OH)2，可復(fù)原為原溶液，須要1molCu(OH)2，質(zhì)量為98g，故B正確；c(Cu2＋)＝eq\f(1mol,0.5L)＝2mol/L，由電荷守恒可知，原混合溶液中c(K＋)為6mol/L－2mol/L×2＝2mol/L，故C錯(cuò)誤；電解后溶液中c(H＋)為eq\f(4mol－2mol,0.5L)＝4mol/L，故D錯(cuò)誤。15．(2024·山西孝義高三期末)深埋在潮濕土壤中的鐵管道，在硫酸鹽還原菌作用下，能被硫酸根離子腐蝕，其電化學(xué)腐蝕原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A．鐵管道發(fā)生的是吸氧腐蝕B．輸送暖氣的管道也易發(fā)生此類腐蝕C．這種狀況下，土壤的pH增大D．管道上刷富銅油漆可以延緩管道的腐蝕答案C解析由圖可知，負(fù)極反應(yīng)為Fe－2e－=Fe2＋，正極反應(yīng)為SOeq\o\al(2－,4)＋5H2O＋8e－=HS－＋9OH－。鐵管道的腐蝕過(guò)程中，氧氣并未參與反應(yīng)，所以不是吸氧腐蝕，故A錯(cuò)誤；硫酸鹽還原菌是蛋白質(zhì)，在高溫下易變性，失去催化效率，則輸送暖氣的管道不易發(fā)生此類腐蝕，故B錯(cuò)誤；由正負(fù)極的電極反應(yīng)可知，鐵管道腐蝕過(guò)程中，OH－濃度增大，土壤pH增大，故C正確；管道上刷富銅油漆，形成Cu-Fe原電池，F(xiàn)e作負(fù)極，可以加快管道的腐蝕，故D錯(cuò)誤。16．(2024·安徽池州高三期末)工業(yè)上用Na2SO3溶液處理硫酸廠的廢氣SO2得NaHSO3溶液，然后用惰性電極電解NaHSO3廢水(原理如圖所示)使汲取液再生，兩膜中間的Na＋和HSOeq\o\al(－,3)可通過(guò)離子交換膜。下列敘述正確的是()A．通電后中間隔室的HSOeq\o\al(－,3)通過(guò)C膜向左側(cè)遷移，左側(cè)電極室溶液pH增大B．圖中A連接電源的正極，B連接電源的負(fù)極C．陽(yáng)極反應(yīng)為HSOeq\o\al(－,3)＋H2O－2e－=SOeq\o\al(2－,4)＋3H＋，陽(yáng)極區(qū)溶液pH降低D．當(dāng)電路中通過(guò)1mol電子時(shí)，會(huì)有0.5mol的Na2SO3生成答案C解析電解池中陰離子向陽(yáng)極區(qū)移動(dòng)，因此通電后中間隔室的HSOeq\o\al(－,3)通過(guò)D膜向右側(cè)遷移，左側(cè)陰極區(qū)氫離子放電，產(chǎn)生氫氧根離子，然后結(jié)合亞硫酸氫根離子生成亞硫酸根離子，所以陰極區(qū)溶液pH增大，A錯(cuò)誤；左側(cè)氫離子放電，發(fā)生還原反應(yīng)為陰極，所以A連接電源的負(fù)極，B連接電源的正極，B錯(cuò)誤；陽(yáng)極區(qū)亞硫酸氫根離子失去電子生成硫酸，使溶液中c(H＋)增大，所以陽(yáng)極區(qū)溶液pH降低，C正確；陰極區(qū)發(fā)生的總反應(yīng)：2HSOeq\o\al(－,3)＋2e－=H2↑＋2SOeq\o\al(2－,3)，當(dāng)電路中通過(guò)1mol電子時(shí)，會(huì)生成1mol的Na2SO3，D錯(cuò)誤。17．(2024·湖南邵東創(chuàng)新試驗(yàn)學(xué)校高三月考)用石墨作電極電解1000mL0.1mol/LCuSO4溶液，通電一段時(shí)間后關(guān)閉電源，測(cè)得溶液的質(zhì)量削減了9.8g。下列有關(guān)敘述正確的是(NA代表阿伏加德羅常數(shù))()A．電解過(guò)程中流經(jīng)外電路的電子個(gè)數(shù)為0.2NAB．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，兩極共產(chǎn)生4.48L氣體C．電解后溶液的pH為1(溶液體積不變)D．加入11.1gCu2(OH)2CO3可將溶液徹底復(fù)原答案B解析用石墨作電極電解1000mL0.1mol·L－1CuSO4溶液的陰極反應(yīng)首先是Cu2＋＋2e－=Cu，假設(shè)全部的銅離子0.1mol全部放電，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.2mol，則析出金屬銅的質(zhì)量為：0.1mol×64g/mol＝6.4g，此時(shí)陽(yáng)極放電的電極反應(yīng)式為：4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，轉(zhuǎn)移0.2mol電子時(shí)生成的氧氣的質(zhì)量是：0.05mol×32g/mol＝1.6g，所以溶液質(zhì)量削減總量為6.4g＋1.6g＝8g<9.8g，接下來(lái)陰極放電的是氫離子，陽(yáng)極仍是氫氧根離子放電，相當(dāng)于此階段電解水，還要電解掉水的質(zhì)量為9.8g－8g＝1.8g，電解掉這些水轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.2mol，所以整個(gè)過(guò)程轉(zhuǎn)移電子的總量為0.4mol，個(gè)數(shù)為0.4NA，故A錯(cuò)誤；陽(yáng)極放電的電極反應(yīng)式為：4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，當(dāng)轉(zhuǎn)移0.4mol電子時(shí)，產(chǎn)生的氧氣物質(zhì)的量為0.1mol，即2.24L，陰極上產(chǎn)生氫氣，2H＋＋2e－=H2↑，當(dāng)轉(zhuǎn)移0.2mol電子時(shí)，產(chǎn)生的氫氣物質(zhì)的量為0.1mol，即2.24L，所以在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，兩極共產(chǎn)生4.48L氣體，故B正確；電解過(guò)程中溶液中的氫離子削減了0.2mol，而氫氧根離子總共削減了0.4mol，所以最終溶液中c(H＋)＝0.2mol÷1L＝0.2mol/L，其pH<1，故C錯(cuò)誤；加入11.1gCu2(OH)2CO3即0.05molCu2(OH)2CO3，相當(dāng)于加入0.05molH2O和0.1molCuO，共8.9g，少于溶液質(zhì)量削減的量，故D錯(cuò)誤。18．(2024·北京高考節(jié)選)氫能源是最具應(yīng)用前景的能源之一，高純氫的制備是目前的探討熱點(diǎn)。(2)可利用太陽(yáng)能光伏電池電解水制高純氫，工作示意圖如下。通過(guò)限制開關(guān)連接K1或K2，可交替得到H2和O2。①制H2時(shí)，連接________。產(chǎn)生H2的電極反應(yīng)式是____________________。②變更開關(guān)連接方式，可得O2。③結(jié)合①和②中電極3的電極反應(yīng)式，說(shuō)明電極3的作用：__________________________________________________________________。答案(2)①K12H2O＋2e－=H2↑＋2OH－③制H2時(shí)，電極3發(fā)生反應(yīng)：Ni(OH)2＋OH－－e－=NiOOH＋H2O。制O2時(shí)，上述電極反應(yīng)逆向進(jìn)行，使電極3得以循環(huán)運(yùn)用解析(2)①電解時(shí)，陰極產(chǎn)生H2，即電極1產(chǎn)生H2，此時(shí)開關(guān)連接K1，陰極H2O得電子生成H2，電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－。③連接K1時(shí)，電極3反應(yīng)為Ni(OH)2－e－＋OH－=NiOOH＋H2O；當(dāng)連接K2制O2時(shí)，電極3反應(yīng)為NiOOH＋e－＋H2O=Ni(OH)2＋OH－。由以上電極反應(yīng)可看出，不同的連接方式，可使電極3循環(huán)運(yùn)用。19．(2024·山東師大附中高三模擬)氯堿工業(yè)是以電解飽和食鹽水為基礎(chǔ)的基本化學(xué)工業(yè)。下圖是某氯堿工業(yè)生產(chǎn)原理示意圖：(1)A裝置所用食鹽水由粗鹽水精制而成。精制時(shí)，為除去食鹽水中的Mg2＋和Ca2＋，要加入的試劑分別為________、________。(2)寫出裝置A在通電條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________。(3)氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)，按上圖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，且相關(guān)物料的傳輸與轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示，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圖中Y是________(填化學(xué)式)；X與稀NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式是____________________________。②分析比較圖示中氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)a%與b%的大?。篲_________。③若用B裝置作為A裝置的協(xié)助電源，每當(dāng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的體積為11.2L時(shí)，則B裝置可向A裝置供應(yīng)的電量約為______________(一個(gè)e－的電量為1.60×10－19C答案(1)NaOH溶液Na2CO3溶液(2)2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up8(通電))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑(3)①H22OH－＋Cl2=ClO－＋Cl－＋H2O②b%＞a%③1.93×105C解析(1)除去雜質(zhì)不能引入新的雜質(zhì)，即除去Mg2＋用NaOH溶液，除去Ca2＋用Na2CO3溶液。(3)①裝置A的右端產(chǎn)生NaOH溶液，說(shuō)明右端電極是陰極，發(fā)生2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，因此Y是氫氣，裝置A的左端是陽(yáng)極，發(fā)生2Cl－－2e－=Cl2↑，X為Cl2，和NaOH溶液的離子方程式為Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O。②裝置B中通氧氣的一極為正極，環(huán)境是NaOH，因此正極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，產(chǎn)生NaOH，因此b%>a%。③兩者裝置通過(guò)的電量相等，即轉(zhuǎn)移的電量是eq\f(11.2,22.4)×4×6.02×1023×1.6×10－19C≈1.93×105C。20．(2024·湖北省鄂州市、黃岡市高三調(diào)研)化學(xué)電源在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用。Ⅰ.如圖所示，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)燃料電池并探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理，其中乙裝置中X為陽(yáng)離子交換膜。請(qǐng)按要求回答相關(guān)問(wèn)題：(1)甲烷燃料電池負(fù)極反應(yīng)式是____________________________。(2)石墨(C)極的電極反應(yīng)式為____________________________。(3)若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，有2.24L氧氣參與反應(yīng)，則乙裝置中鐵極上生成的氣體體積為________L；丙裝置中陰極析出銅的質(zhì)量為________g，一段時(shí)間后燒杯中c(Cu2＋)________(填“增大”“減小”或“不變”)。Ⅱ.“長(zhǎng)征”火箭放射運(yùn)用的燃料是液態(tài)偏二甲肼(C2H8N2)，并運(yùn)用四氧化二氮作為氧化劑，這種組合的兩大優(yōu)點(diǎn)是既能在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生巨大能量將火箭送上太空，產(chǎn)物又不污染空氣(產(chǎn)物都是空氣成分)。某校外探討性學(xué)習(xí)小組擬將此原理設(shè)計(jì)為原電池，如圖