高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第六章第三節(jié)電解池金屬的腐蝕與防護(hù)課件

第三節(jié)電解池金屬的腐蝕與防護(hù)課標(biāo)要求核心素養(yǎng)1.能分析、解釋電解池的工作原理，能設(shè)計(jì)簡單的電解池。2.能利用電化學(xué)原理解釋金屬腐蝕現(xiàn)象，選擇并設(shè)計(jì)防腐措施。1.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：認(rèn)識化學(xué)變化的本質(zhì)是有新物質(zhì)生成，并伴有能量的轉(zhuǎn)化；能多角度、動(dòng)態(tài)地分析電解池中發(fā)生的反應(yīng)，并運(yùn)用電解池原理解決實(shí)際問題。2.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識：肯定電解原理對社會(huì)發(fā)展的重大貢獻(xiàn)，具有可持續(xù)發(fā)展意識和綠色化學(xué)觀念，能對與電解有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問題作出正確的價(jià)值判斷。[目標(biāo)導(dǎo)航][自主測評]1.易錯(cuò)易混辨析(正確的畫“√”，錯(cuò)誤的畫“×”)。(1)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。()(2)電解時(shí)，電子的移動(dòng)方向：電源負(fù)極→陰極→陽極→電源正極。()()(3)電解鹽酸、硫酸等溶液，H＋放電，溶液的pH逐漸增大。(4)電解精煉時(shí)，陽極泥可以作為提煉貴重金屬的原料。()(5)用Zn作陽極，F(xiàn)e作陰極，ZnCl2

溶液作電解質(zhì)溶液，不可能在鐵上鍍鋅。()(6)電鍍銅和電解精煉銅時(shí)，電解質(zhì)溶液中c(Cu2+)均保持不變。()

答案：(1)×錯(cuò)因：陽極逸出的氣體是Cl2，能夠使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{(lán)色。

(2)×源正極。 (3)×錯(cuò)因：電子的移動(dòng)方向：電源負(fù)極→陰極、陽極→電錯(cuò)因：電解硫酸實(shí)質(zhì)是電解水，所以溶液的pH逐漸減小。 (4)√

(6)×

錯(cuò)因：電解精煉銅時(shí)電解質(zhì)溶液中c(Cu2+)減小。向b電極移動(dòng)，Cl－向c電極運(yùn)動(dòng)2.如圖所示，a、b、c、d均為石墨電極，通電進(jìn)行電解。下列說法正確的是()

A.電路中電子流向：負(fù)極→d→c→b→a→正極

B.a、c兩極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量相等C.SO2-4D.通電后向燒杯中滴入酚酞溶液，d極附近會(huì)變紅答案：D答案：C3.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)法利用了電解池原理B.金屬的化學(xué)腐蝕的實(shí)質(zhì)：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)，負(fù)極的電極反應(yīng)：O2＋4e－＋2H2O===4OH－4.以石墨為電極，電解KI溶液(含有少量的酚酞和淀粉)。下列說法錯(cuò)誤的是()A.陰極附近溶液呈紅色B.陰極逸出氣體C.陽極附近溶液呈藍(lán)色D.溶液的pH變小解析：以石墨為電極，電解KI溶液，發(fā)生的反應(yīng)為2KI＋2H2O2KOH＋H2↑＋I(xiàn)2(類似于電解飽和食鹽水)，陰極產(chǎn)物是H2

和KOH，陽極產(chǎn)物是I2。由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉，所以陽極附近的溶液會(huì)變藍(lán)(淀粉遇碘變藍(lán))，陰極附近的溶液會(huì)變紅(溶液呈堿性)，A、B、C正確；由于電解產(chǎn)物有KOH生成，所以溶液的pH逐漸增大，D錯(cuò)誤。答案：D考點(diǎn)一電解原理及規(guī)律還原陰陽氧化1.電解池工作原理注意：電子不下水，離子不上線。項(xiàng)目電解池原電池能否自發(fā)使“不能”變?yōu)椤澳堋被蚴埂澳堋弊優(yōu)椤耙住蹦茏园l(fā)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化_____能轉(zhuǎn)化為_____能______能轉(zhuǎn)化為____能裝置有外加電源無外加電源電極由外加電源決定陽極：連電源的______；陰極：連電源的______由電極或反應(yīng)物性質(zhì)決定，稱為正極或負(fù)極2.電解池與原電池的比較電化學(xué)化學(xué)電正極負(fù)極項(xiàng)目電解池原電池反應(yīng)類型陽極：____反應(yīng)陰極：____反應(yīng)負(fù)極：____反應(yīng)正極：____反應(yīng)離子移動(dòng)陽離子移向____陰離子移向____陽離子移向____陰離子移向____相同點(diǎn)都是電極上的氧化還原反應(yīng)，都必須有離子導(dǎo)體(續(xù)表)氧化還原氧化還原陰極陽極正極負(fù)極3.電解規(guī)律

(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)上遵循氧化還原反應(yīng)的優(yōu)先規(guī)律，即得(失)電子能力強(qiáng)的離子先放電。[方法技巧]電極放電順序(1)陰極：(與電極材料無關(guān))(2)陽極：①活性電極作陽極，活性電極失電子。②惰性電極作陽極，放電順序?yàn)榭键c(diǎn)二電解原理的應(yīng)用1.氯堿工業(yè)(電解飽和食鹽水)(1)陽離子交換膜法電解飽和食鹽水示意圖(2)陽離子交換膜的作用①阻止OH－進(jìn)入陽極室與Cl2發(fā)生副反應(yīng)：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O；②阻止陽極產(chǎn)生的Cl2和陰極產(chǎn)生的H2混合發(fā)生爆炸。(3)電極反應(yīng)陽極：2Cl－－2e－===Cl2↑；陰極：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。類型電鍍(Fe表面鍍Cu)電解精煉銅陽極電極材料鍍層金屬銅______(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等雜質(zhì))電極反應(yīng)Cu－2e－===Cu2+①Zn－2e－===Zn2+；②Fe－2e－===Fe2+；③Ni－2e－===Ni2+；④Cu－2e－===Cu2+2.電鍍和電解精煉銅粗銅類型電鍍(Fe表面鍍Cu)電解精煉銅陰極電極材料待鍍金屬鐵純銅電極反應(yīng)Cu2+＋2e－===Cu電解質(zhì)溶液含Cu2+的鹽溶液注：電解精煉銅時(shí)，粗銅中Ag、Au等不反應(yīng)，沉積在電解池底部形成陽極泥(續(xù)表)物質(zhì)總反應(yīng)化學(xué)方程式陽極、陰極反應(yīng)式鈉2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑陽極：2Cl－－2e－===Cl2↑陰極：2Na＋＋2e－===2Na鎂MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑陽極：2Cl－－2e－===Cl2↑陰極：Mg2+＋2e－===Mg3.電冶金利用電解熔融鹽或氧化物的方法來冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等。物質(zhì)總反應(yīng)化學(xué)方程式陽極、陰極反應(yīng)式鋁2Al2O3(熔融)

4Al＋3O2↑陽極：6O2-－12e－===3O2↑陰極：4Al3+＋12e－===4Al(續(xù)表)注意：冶煉鎂不可用MgO作原料；冶煉鋁不可用AlCl3

作原料?？键c(diǎn)三金屬腐蝕與防護(hù)1.金屬的腐蝕(1)金屬腐蝕的本質(zhì)氧化金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇栯x子，金屬發(fā)生______反應(yīng)。類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬與其表面接觸到的物質(zhì) 直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)不純的金屬接觸到電解質(zhì)溶 液發(fā)生原電池反應(yīng)本質(zhì)M－ne－===Mn＋M－ne－===Mn＋現(xiàn)象金屬被腐蝕較活潑金屬被腐蝕區(qū)別無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生聯(lián)系電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕普遍得多，腐蝕速率更快，危害也更嚴(yán)重(2)金屬腐蝕的類型①化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強(qiáng)(pH≤4.3)水膜酸性很弱或呈中性電極反應(yīng)負(fù)極Fe－2e－===Fe2+正極2H＋＋2e－===H2↑O2＋2H2O＋4e－===4OH－

總反應(yīng)式Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑

2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2

聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍②析氫腐蝕與吸氧腐蝕(以鋼鐵的腐蝕為例)根據(jù)介質(zhì)判斷電化學(xué)腐蝕類型

正確判斷“介質(zhì)”溶液的酸堿性是分析析氫腐蝕和吸氧腐蝕的關(guān)鍵。潮濕的空氣、酸性很弱或中性的溶液中發(fā)生吸氧腐蝕；NH4Cl溶液、稀硫酸等酸性溶液中發(fā)生析氫腐蝕。

鋼鐵暴露在潮濕空氣中主要發(fā)生的是吸氧腐蝕，鐵銹的形成過程中主要發(fā)生的反應(yīng)為4Fe(OH)2

＋O2

＋2H2O===4Fe(OH)3

，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(鐵銹)＋(3－x)H2O。2.金屬的防護(hù)原電池負(fù)正(1)電化學(xué)保護(hù)法①犧牲陽極法——________原理a.____極：比被保護(hù)金屬活潑的金屬；b.____極：被保護(hù)的金屬設(shè)備。②外加電流法——__________原理a.____極：被保護(hù)的金屬設(shè)備；b.____極：惰性電極。電解池陰陽

(2)改變金屬材料的組成，如制成防腐的合金等。 (3)在金屬表面覆蓋致密的保護(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。

考向1電解池的組成及工作原理分析

1.(2023年鷹潭二模)為探究電解過程中溶液pH的變化。裝置、所得數(shù)據(jù)結(jié)果如圖所示。電解過程中，充分?jǐn)嚢枋谷芤壕鶆颍雎匀芤后w積的變化。下列說法錯(cuò)誤的是()A.0～t1時(shí)：4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3，t1～t2時(shí)：2H2O2H2↑＋O2↑

B.若進(jìn)行到t2

時(shí)刻共有0.224L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)產(chǎn)生，則外電路有0.04mol電子通過 C.若使用氫氧燃料電池為電源，t1

時(shí)，理論上負(fù)極消耗的氣體物質(zhì)的量為0.005mol D.電解到t1

時(shí)刻，加入1.16gAg2O可使溶液復(fù)原解析：銀離子氧化性大于氫離子的氧化性，所以溶液中銀離子先被還原，水電離出的OH－被氧化生成氧氣，0～t1時(shí)：4AgNO3＋2H2O

4Ag＋O2↑＋4HNO3，當(dāng)銀離子被電解完，水電離出來的氫離子被還原生成氫氣，t1～t2時(shí)，2H2O

2H2↑＋O2↑，A正確；進(jìn)行到t1時(shí)銀離子被完全還原，溶液的pH為1，硝酸銀溶液中c(Ag＋)＝0.1mol·L-1，n(Ag＋)＝0.1mol·L-1×0.1L＝0.01mol，由反應(yīng)得消耗0.01molAg＋電子轉(zhuǎn)移0.01mol，設(shè)此過程生成氧氣的物質(zhì)的量為n(O2)，4Ag+~O2

40.01mol

1

，n(O2)

t1

時(shí)，電子轉(zhuǎn)移0.01mol，理論上負(fù)極消耗的氫氣物質(zhì)的量為0.005mol，C正確；電解到t1

時(shí)刻，生成了0.01mol的銀和0.025mol氧氣，0.01mol硝酸，加入1.16gAg2O其物質(zhì)的量為mol＝0.005mol，0.005molAg2O與0.01mol硝酸恰好完全反應(yīng)生成0.01mol硝酸銀和0.005mol水，可使溶液復(fù)原，D正確。若使用氫氧燃料電池為電源，氫氣與通過電子的關(guān)系為H2～2e－，答案：B

2.(熱點(diǎn)情境題)CO2

資源化利用是實(shí)現(xiàn)碳中和的一種有效途徑，如圖是CO2

在電催化下產(chǎn)生合成氣(CO和H2)的一種方法(不考慮CO2的溶解)。下列說法正確的是()答案：D[方法技巧]分析電解過程的思維流程

考向2電解池的電極反應(yīng)式書寫及相關(guān)計(jì)算

3.實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)上用“雙極室成對電解法”生產(chǎn)乙醛酸(HOOC—CHO)，原理如下圖1所示，該裝置中M、N均為惰性電極，兩極室均可產(chǎn)生乙醛酸。直流電源可用普通鋅錳干電池，簡===[Zn(NH3)2]2+＋Mn2O3＋H2O。下列說法正確的是(

)A.干電池提供的電流很弱時(shí)，可接入電源充電后再使用B.以干電池為電源進(jìn)行粗銅電解精煉時(shí)，金屬鋅質(zhì)量減少6.5g時(shí)，理論上精煉池陽極質(zhì)量減少6.4gC.N電極上的電極反應(yīng)式：HOOC—COOH＋2e－＋2H＋===HOOC－CHO＋H2OD.若有2molH＋通過質(zhì)子交換膜并完全參與反應(yīng)，則電解生成的乙醛酸為1mol裝置中根據(jù)H＋的移向可判斷M電極是陽極，而N電極是陰極；根據(jù)Zn＋2NH＋2MnO2===[Zn(NH3)2]2+＋Mn2O3＋H2O，判斷得解析：電解池中陽離子向陰極移動(dòng)，“雙極室成對電解法”出Zn失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，該電極為負(fù)極，石墨電極上二氧化錳得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，該電極為正極。干電池屬于一次電池，發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)大部分被消耗后，不能再使用，A錯(cuò)誤；金屬鋅質(zhì)量減少6.5g，即減少0.1molZn，轉(zhuǎn)移0.2mol電子，而電解精煉銅時(shí)，陽極上金屬銅和比銅活潑的金屬雜質(zhì)都失去電子，答案：C則消耗的Cu不是0.1mol，陽極質(zhì)量減少不一定是6.4g，B錯(cuò)誤；N電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，即HOOC—COOH得電子生成HOOC—CHO，電極反應(yīng)式為HOOC—COOH＋2e－＋2H＋===HOOC—CHO＋H2O，C正確；根據(jù)電解池的總反應(yīng)OHC—CHO＋HOOC—COOH===2HOOC—CHO可推知，若有2molH＋通過質(zhì)子交換膜并完全參與反應(yīng)時(shí)，電路中有2mole－發(fā)生轉(zhuǎn)移，可生成2mol乙醛酸，D錯(cuò)誤。

4.(2022年山東卷改編)設(shè)計(jì)如圖所示裝置回收金屬鈷。保持細(xì)菌所在環(huán)境pH穩(wěn)定，借助其降解乙酸鹽生成CO2，將廢舊鋰離子電池的正極材料LiCoO2(s)轉(zhuǎn)化為Co2+，工作時(shí)保持厭氧環(huán)境，并定時(shí)將乙室溶液轉(zhuǎn)移至甲室。已知電極材料均為石墨材質(zhì)，右側(cè)裝置為原電池。下列說法錯(cuò)誤的是()C.乙室電極反應(yīng)式為LiCoO2＋2H2O＋e－===Li＋＋Co2+＋4OH－A.裝置工作時(shí)，甲室溶液pH逐漸減小B.裝置工作一段時(shí)間后，乙室應(yīng)補(bǔ)充鹽酸

D.若甲室Co2+減少200mg，乙室Co2+增加300mg，則此時(shí)已

進(jìn)行過溶液轉(zhuǎn)移

解析：由于乙室中兩個(gè)電極的電勢差比甲室大，所以乙室是原電池，甲室是電解池，然后根據(jù)原電池、電解池反應(yīng)原理分析解答。電池工作時(shí)，甲室中細(xì)菌上乙酸鹽的陰離子失去電子被氧化為CO2氣體，同時(shí)生成H＋，電極反應(yīng)式為CH3COO－－8e－＋2H2O===2CO2↑＋7H＋，H＋通過陽膜進(jìn)入陰極室，甲室的電極反應(yīng)式為Co2+＋2e－===Co，因此，甲室溶液pH逐漸減小，A正確；對于乙室，正極上LiCoO2得到電子，被還原為Co2+，同時(shí)得到Li＋，其中的O2-與溶液中的H＋結(jié)合H2O，電極反應(yīng)式為2LiCoO2＋2e－＋8H＋===2Li＋＋2Co2+＋4H2O，負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為CH3COO－－8e－＋2H2O===2CO2↑＋7H＋，負(fù)極產(chǎn)生的H＋通過陽膜進(jìn)入正極室，但是乙室的H＋濃度仍然是減小的，因此電池工作一段時(shí)答案：C[思維建模]1.電解池中電極反應(yīng)式的書寫

注意：①陰極只起導(dǎo)電作用，本身不參與反應(yīng)，一般是溶液(或熔融電解質(zhì))中的陽離子放電。②最常用、最重要的放電順序?yàn)锳l3+不可能在陰極放電，即不可能用電解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金屬。陽極：Cl－>OH－；陰極：Ag＋>Cu2+>H＋。③電解水溶液時(shí)，K＋～2.電解池相關(guān)計(jì)算的“3

個(gè)方法”

考向3金屬的腐蝕與防護(hù)

5.(2023年天津一中模擬)2023年天津一中化學(xué)組開設(shè)了“傳感器實(shí)驗(yàn)”選修課，其中幾位同學(xué)利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)進(jìn)行鐵的電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)探究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示，以下說法中正確的是()A.pH＝2.0時(shí)，體系壓強(qiáng)增大的主要原因是反應(yīng)放熱B.整個(gè)過程中，鐵是負(fù)極，參與反應(yīng)生成鐵離子C.pH＝4.0時(shí)，只發(fā)生析氫腐蝕，不發(fā)生吸氧腐蝕D.pH＝6.0時(shí)，正極可能發(fā)生的電極反應(yīng)為O2＋4e－＋4H＋===2H2O原反應(yīng)生成水O2＋4e－＋4H＋===2H2O，D正確。

解析：pH＝2.0時(shí)，溶液酸性較強(qiáng)，鐵發(fā)生析氫腐蝕生成氫氣，體系壓強(qiáng)增大的主要原因是反應(yīng)放出氫氣，A錯(cuò)誤。整個(gè)過程中，鐵失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成亞鐵離子，是負(fù)極，B錯(cuò)誤。析氫腐蝕生成氫氣，導(dǎo)致壓強(qiáng)變大；吸氧腐蝕，消耗氧氣導(dǎo)致壓強(qiáng)變?。唤Y(jié)合圖像可知，pH＝4.0時(shí)，裝置中壓強(qiáng)幾乎不變，故同時(shí)發(fā)生析氫腐蝕、吸氧腐蝕，C錯(cuò)誤。pH＝6.0時(shí)，裝置中壓強(qiáng)減小，溶解氧減小，則正極可能發(fā)生的電極反應(yīng)為氧氣得到電子發(fā)生還答案：D

6.(2022年廣東卷)為檢驗(yàn)犧牲陽極的陰極保護(hù)法對鋼鐵防腐的效果，將鍍層有破損的鍍鋅鐵片放入酸化的3%NaCl溶液中。)一段時(shí)間后，取溶液分別實(shí)驗(yàn)，能說明鐵片沒有被腐蝕的是( A.加入AgNO3

溶液產(chǎn)生沉淀 B.加入淀粉碘化鉀溶液無藍(lán)色出現(xiàn) C.加入KSCN溶液無紅色出現(xiàn) D.加入K3[Fe(CN)6]溶液無藍(lán)色沉淀生成

解析：鍍層有破損的鍍鋅鐵片被腐蝕，則將其放入到酸化的3%NaCl溶液中，會(huì)構(gòu)成原電池，由于鋅比鐵活潑，作原電池的負(fù)極，而鐵片作正極，溶液中破損的位置會(huì)變大，鐵也會(huì)繼續(xù)和酸化的氯化鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，溶液中會(huì)有亞鐵離子生成。氯化鈉溶液中始終存在氯離子，所以加入硝酸銀溶液后，不管鐵片是否被腐蝕，均會(huì)出現(xiàn)白色沉淀，A不符合題意；淀粉碘化鉀溶液可檢測氧化性物質(zhì)，但不論鐵片是否被腐蝕，均無氧化性物質(zhì)與碘化鉀發(fā)生反應(yīng)，B不符合題意；KSCN溶液可檢測鐵離子的存在，上述現(xiàn)象中不會(huì)出現(xiàn)鐵離子，所以無論鐵片是否被腐蝕，加入KSCN溶液后，均無紅色出現(xiàn)，C不符合題意；K3[Fe(CN)6]是用于檢測Fe2+的試劑，若鐵片沒有被腐蝕，則溶液中不會(huì)生成亞鐵離子，則加入K3[Fe(CN)6]溶液就不會(huì)出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，D符合題意。答案：D[方法技巧]金屬電化學(xué)保護(hù)的兩種方法

考向4通過電化學(xué)法利用離子交換膜除雜B.陽極發(fā)生的電極反應(yīng)是2H2O－4e－===4H＋＋O2↑A.陰極室生成的物質(zhì)為NaOH和H2C.a離子交換膜為陽離子交換膜D.當(dāng)外電路中轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí)，陽極室可生成1molCr2O答案：D

8.(2023年遼寧模擬)工業(yè)上，常用電滲析法淡化海水。某小組模擬淡化海水原理，設(shè)計(jì)如圖所示裝置。鋰電池反應(yīng)為xLi＋Li1－xMn2O4===LiMn2O4。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)B.鋰電池放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為Li－e－＝Li＋A.M極為陽極，膜2為陽離子交換膜C.基態(tài)錳原子中有15種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子D.N極收集到11.2L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí)理論上轉(zhuǎn)移1mol電子

解析：由題干信息可知，電極M與鋰離子電池的正極相連，是陽極，電極反應(yīng)為：2Cl－－2e－===Cl2↑，電極N與鋰離子電池的負(fù)極相連，是陰極，電極反應(yīng)為：2H＋＋2e－===H2↑，陽離子由M極移向N極，陰離子由N極移向M極，即膜1為陰離子交換膜，膜2為陽離子交換膜。由分析可知，M極為陽極，膜2為陽離子交換膜，A正確；由題干信息可知，鋰電池反應(yīng)為：xLi＋Li1－xMn2O4＝LiMn2O4，故放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為：Li－e－===Li＋，B正確；已知Mn是25號元素，其核外有25個(gè)電子，答案：C

考向5通過電化學(xué)法利用離子交換膜制備物質(zhì)9.(2023年廣東卷)用一種具有“卯榫”結(jié)構(gòu)的雙極膜組裝電解池(下圖)，可實(shí)現(xiàn)大電流催化電解KNO3溶液制氨。工作時(shí)，H2O在雙極膜界面處被催化解離成H＋和OH－，有利于電解反應(yīng)順利進(jìn)行。下列說法不正確的是(

)A.電解總反應(yīng)：KNO3＋3H2O===NH3·H2O＋2O2↑＋KOHB.每生成1molNH3·H2O，雙極膜處有9mol的H2O解離C.電解過程中，陽極室中KOH的物質(zhì)的量不因反應(yīng)而改變D.相比于平面結(jié)構(gòu)雙極膜，“卯榫”結(jié)構(gòu)可提高氨生成速率

解析：由信息大電流催化電解KNO3

溶液制氨可知，在電極a處KNO3放電生成NH3·H2O，發(fā)生還原反應(yīng)，故電極a為陰極，電極方程式為NO＋8e－＋9H＋===NH3·H2O＋2H2O，電極b為陽極，電極方程式為4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，“卯榫”結(jié)構(gòu)的雙極膜中的H＋移向電極a，OH－移向電極b。由分析中陰、陽極電極方程式可知，電解總反應(yīng)為KNO3＋3H2O===NH3·H2O＋2O2↑＋KOH，A正確；每生成1molNH3·H2O，陰極得8mole－，同時(shí)雙極膜處有8molH＋進(jìn)入陰極室，即有8mol的H2O解離，答案：BB錯(cuò)誤；電解過程中，陽極室每消耗4molOH－，同時(shí)有4molOH－通過雙極膜進(jìn)入陽極室，KOH的物質(zhì)的量不因反應(yīng)而改變，C正確；相比于平面結(jié)構(gòu)雙極膜，“卯榫”結(jié)構(gòu)具有更大的膜面積，有利于H2O被催化解離成H＋和OH－，可提高氨生成速率，D正確。

10.(2023年長沙一中模擬)四甲基氫氧化銨[(CH3)4NOH]常用作電子工業(yè)清洗劑，下圖為以四甲基氯化銨[(CH3)4NCl]為原料，利用光伏并網(wǎng)發(fā)電裝置采用電滲析法合成(CH3)4NOH，下列敘述正確的是()A.a極電極反應(yīng)式：2(CH3)4N＋＋2H2O－2e－===2(CH3)4NOH＋H2↑B.制備0.4mol(CH3)4NOH時(shí)，兩極共產(chǎn)生6.72L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)C.c為陽離子交換膜，d，e均為陰離子交換膜D.保持電流恒定，升高溫度可以加快合成(CH3)4NOH的反應(yīng)速率

解析：根據(jù)de池中濃度變化得出，鈉離子從b極池通過e膜，氯離子從cd池通過d膜，由電解池中陽離子向陰極移動(dòng)，陰離子向陽極移動(dòng)，則a為陰極，b為陽極，a與N型半導(dǎo)體相連，b與P型半導(dǎo)體相連，所以N型半導(dǎo)體為負(fù)極，P型半導(dǎo)體為正極。由題中信息可知，a為陰極，發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為2(CH3)4N＋＋2H2O＋2e－===2(CH3)4NOH＋H2↑，A錯(cuò)誤；a極電極反應(yīng)式為2(CH3)4N＋＋2H2O＋2e－===2(CH3)4NOH＋H2↑，收集氫氣0.2mol，轉(zhuǎn)移電子為0.4mol，b極電極反應(yīng)式為4OH－－答案：B4e－===O2↑＋2H2O，收集氧氣為0.1mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下兩極可得氣體體積為0.3mol×22.4L/mol＝6.72L，B正確；由題中圖示信息可知，Na＋離子通過e膜，Cl－通過d膜，(CH3)4N＋通過c膜，所以c、e膜為陽離子交換膜，d為陰離子交換膜，C錯(cuò)誤；保持電流恒定，則單位時(shí)間a極得到的電子數(shù)目是恒定的，升高溫度，電極反應(yīng)2(CH3)4N＋＋2H2O＋2e－===2(CH3)4NOH＋H2↑的速率不變，D錯(cuò)誤。1.(2023年全國甲卷)用可再生能源電還原CO2時(shí)，采用高濃度的K＋抑制酸性電解液中的析氫反應(yīng)來提高多碳產(chǎn)物(乙烯、乙醇等)的生成率，裝置如下圖所示。下列說法正確的是(

)A.析氫反應(yīng)發(fā)生在IrOx-Ti電極上B.Cl－從Cu電極遷移到IrOx-Ti電極C.陰極發(fā)生的反應(yīng)有：2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2OD.每轉(zhuǎn)移1mol電子，陽極生成11.2L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)

解析：由圖可知，該裝置為電解池，與直流電源正極相連的IrOx－Ti電極為電解池的陽極，水在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，銅電極為陰極，酸性條件下二氧化碳在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成乙烯、乙醇等，電極反應(yīng)式為2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O、2CO2＋12H＋＋12e－===C2H5OH＋3H2O，電解池工作時(shí)，氫離子通過質(zhì)子交換膜由陽極室進(jìn)入陰極室。析氫反應(yīng)為還原反應(yīng)，應(yīng)在陰極發(fā)生，即在銅電極上發(fā)生，A錯(cuò)誤；離子交換膜為答案：C質(zhì)子交換膜，只允許氫離子通過，Cl－不能通過，B錯(cuò)誤；由分析可知，銅電極為陰極，酸性條件下二氧化碳在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成乙烯、乙醇等，電極反應(yīng)式有2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O，C正確；水在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，每轉(zhuǎn)移1mol電子，生成0.25molO2，在標(biāo)況下體積為5.6L，D錯(cuò)誤。

2.(2023年湖北卷)我國科學(xué)家設(shè)計(jì)如圖所示的電解池，實(shí)現(xiàn)了海水直接制備氫氣技術(shù)的綠色化。該裝置工作時(shí)陽極無Cl2

生成且KOH溶液的濃度不變，電解生成氫氣的速率為xmol·h-1。下列說法錯(cuò)誤的是()A.b電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－B.離子交換膜為陰離子交換膜C.電解時(shí)海水中動(dòng)能高的水分子可穿過PTFE膜D.海水為電解池補(bǔ)水的速率為2xmol·h-1

解析：由題圖可知，該裝置為電解水制取氫氣的裝置，a電極與電源正極相連，為電解池的陽極，b電極與電源負(fù)極相連，為電室，即離子