《高考備考指南 化學(xué) 》課件-第三節(jié)　電解池　金屬的腐蝕與防護

化學(xué)反應(yīng)與能量第六章

第三節(jié)電解池金屬的腐蝕與防護(本節(jié)對應(yīng)系統(tǒng)復(fù)習P171)欄目導(dǎo)航01必備知識關(guān)鍵能力03真題體驗領(lǐng)悟高考02研解素養(yǎng)悟法獵技04配套訓(xùn)練必備知識關(guān)鍵能力1?電解原理知識點11.電解和電解池(1)電解：在________作用下，電解質(zhì)在兩個電極上分別發(fā)生__________和__________的過程。

(2)電解池：______轉(zhuǎn)化為________的裝置。

電流氧化反應(yīng)還原反應(yīng)

電能化學(xué)能

(3)電解池的構(gòu)成。①與________相連的兩個電極。

②電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì))。③形成__________。(4)電解池中電子和離子的移動方向。①電子：從電源______流出后，流向電解池______；從電解池的______流向電源的正極。

②離子：陽離子移向電解池的______，陰離子移向電解池的______。電源

閉合回路負極陰極陽極

陰極陽極

(5)電解池工作原理(以電解CuCl2溶液為例)：

總反應(yīng)式：___________________。陽極氧化反應(yīng)2Cl－－2e－===Cl2↑

陰極還原反應(yīng)Cu2++2e－===Cu

CuCl2Cu+Cl2↑2.電極上離子的放電順序(1)陰極(與電極材料無關(guān))：(2)陽極(與電極材料有關(guān))：（1）不管陰極是什么材料，電極本身都不反應(yīng)，一定是溶液（或熔融電解質(zhì)）中的陽離子放電。不要忘記水溶液中的H+和OH-，不要把H+、OH-誤加到熔融電解質(zhì)中。（2）最常見的放電順序。陽極放電先后順序：活潑金屬（一般指Pt、Au以外的金屬）>Cl->OH-；陰極放電先后順序：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+。3.惰性電極電解電解質(zhì)溶液的四種類型

類型電極反應(yīng)特點電解質(zhì)溶液電解對象電解質(zhì)濃度pH電解質(zhì)溶液復(fù)原電解水型陰極：4H++4e－===2H2↑；陽極：4OH－－4e－===2H2O+O2↑強堿(如NaOH)水增大增大加水含氧酸(如H2SO4)水增大減小加水活潑金屬的含氧酸鹽(如Na2SO4)水增大不變加水類型電極反應(yīng)特點電解質(zhì)溶液電解對象電解質(zhì)濃度pH電解質(zhì)溶液復(fù)原電解電解質(zhì)型電解質(zhì)電離出的陰、陽離子分別在兩極放電無氧酸(如HCl)電解質(zhì)減小增大通HCl不活潑金屬的無氧酸鹽(如CuCl2)電解質(zhì)減小_加CuCl2放H2生堿型陰極：H2O放H2生成堿；陽極：電解質(zhì)陰離子放電活潑金屬的無氧酸鹽(如NaCl)電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)增大通HCl放O2生酸型陰極：電解質(zhì)陽離子放電；陽極：H2O放O2生成酸不活潑金屬的含氧酸鹽(如CuSO4)電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)減小加CuO易錯辨析判斷正誤(正確的畫“√”，錯誤的畫“×”)。(1)電解質(zhì)溶液導(dǎo)電、金屬導(dǎo)電都是物理變化(

)(2)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程就是電解質(zhì)溶液被電解的過程(

)(3)某些不能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)，通過電解可以實現(xiàn)(

)(4)電解CuCl2溶液，陰極逸出的氣體能夠使?jié)駶櫟牡矸?KI試紙變藍(

)(5)電解鹽酸、NaOH溶液，溶液的pH均逐漸增大(

)(6)電解時，電解液中陽離子移向陽極，發(fā)生還原反應(yīng)(

)(7)用惰性電極電解飽和食鹽水，溶液的pH不變(

)(8)用惰性電極電解CuSO4溶液一段時間后，加入Cu(OH)2可使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到電解前的情況(

)×

√

√

×

×

×

×

×

電解規(guī)律及電極產(chǎn)物的判斷1.下列各組中，每種電解質(zhì)溶液電解時只生成氫氣和氧氣的是(

)A.HCl、CuCl2、Ba(OH)2B.NaOH、CuSO4、H2SO4C.NaOH、H2SO4、Ba(OH)2D.NaBr、H2SO4、Ba(OH)2突破一C

【解析】電解鹽酸的方程式為2HClCl2↑+H2↑，A錯誤；電解CuSO4溶液的方程式為2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑，B錯誤；電解NaBr溶液的方程式為2NaBr+2H2O2NaOH+H2↑+Br2，D錯誤。2.用鉑電極電解某溶液一段時間后，該溶質(zhì)濃度增大而溶液pH減小，該溶質(zhì)是(

)A.NaOH

B.CuCl2

C.CuSO4

D.H2SO4D

突破二B4.LiOH和鈷氧化物可用于制備鋰離子電池正極材料。利用如圖裝置電解制備LiOH，兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液。下列說法不正確的是(

)A.B極區(qū)電解液為LiOH溶液B.每產(chǎn)生標準狀況下2.24L氫氣，就有0.1mol陽離子通過交換膜進入陰極區(qū)C.電解過程中Li+向B電極遷移D.陽極電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－===Cl2↑B

【解析】根據(jù)電解裝置圖，兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液，B極區(qū)產(chǎn)生H2，電極反應(yīng)式為2H++2e－===H2↑，剩余OH－與Li+結(jié)合生成LiOH，所以B極區(qū)電解液應(yīng)為LiOH溶液，B電極為陰極，則A電極應(yīng)為陽極，A正確；陽極區(qū)電解液應(yīng)為LiCl溶液，電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－===Cl2↑，電解過程中Li+向B電極遷移，C、D均正確；每產(chǎn)生標準狀況下2.24

L

H2，n(H2)＝0.1

mol，n(H+)＝0.2

mol，就有0.2

mol

Li+通過交換膜進入陰極區(qū)，B錯誤。

突破三

Cl2+2e－===2Cl－

0.02

(4)電化學(xué)干法氧化法脫除H2S的原理如圖所示。陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為______________________；陰極上COS發(fā)生的電極反應(yīng)為____________________________。

2S2－－4e－===S2

COS+2e－===S2－+CO

電極反應(yīng)式書寫的一般步驟（類似氧化還原反應(yīng)方程式的書寫）?

電解原理的應(yīng)用知識點21.電解飽和食鹽水(1)電極反應(yīng)。①陽極反應(yīng)式：2Cl－－2e－===Cl2↑(______反應(yīng))

②陰極反應(yīng)式：2H2O+2e－===H2↑+2OH－(______反應(yīng))

氧化

還原

(2)總反應(yīng)方程式。2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑(或2Cl－+2H2O2OH－+H2↑+Cl2↑)(3)應(yīng)用：氯堿工業(yè)制__________、_________和__________。

燒堿氯氣氫氣

2.電鍍和電解精煉銅

項目電鍍(Fe上鍍Cu)電解精煉銅裝置示意圖

陽極電極材料__________________(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等雜質(zhì))

電極反應(yīng)Cu－2e－===Cu2+Cu－2e－===Cu2+、Zn－2e－===Zn2+、Fe－2e－===Fe2+、Ni－2e－===Ni2+鍍層金屬銅

粗銅

項目電鍍(Fe上鍍Cu)電解精煉銅陰極電極材料_________________電極反應(yīng)Cu2++2e－===Cu電解質(zhì)溶液___________________說明電解精煉銅時，粗銅中的Ag、Au等不反應(yīng)，沉積在電解池底部形成_________待鍍金屬

純銅

含Cu2+的鹽溶液

陽極泥

續(xù)表

3.電冶金利用電解熔融鹽的方法來冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等。電冶金總方程式陽極、陰極反應(yīng)式冶煉鈉____________________________________________________，___________________________冶煉鎂____________________________________________________，___________________________冶煉鋁_________________________6O2－－12e－===3O2↑，___________________________2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑2Cl－－2e－===Cl2↑2Na++2e－===2NaMgCl2(熔融)

Mg+Cl2↑2Cl－－2e－===Cl2↑Mg2++2e－===Mg2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑4Al3++12e－===4Al易錯辨析判斷正誤(正確的畫“√”，錯誤的畫“×”)。(1)電解冶煉鎂、鋁通常電解MgCl2和Al2O3，也可電解MgO和AlCl3(

)(2)若把Cu+H2SO4===CuSO4+H2↑設(shè)計成電解池，應(yīng)用Cu作陽極(

)(3)電解飽和食鹽水時，兩個電極均不能用金屬材料(

)(4)在鍍件上電鍍銅時，鍍件應(yīng)連接電源的正極(

)(5)電解精煉時，陽極泥可以作為提煉貴重金屬的原料(

)(6)陽離子交換膜(以電解NaCl溶液為例)只允許陽離子(Na+)通過，而阻止陰離子(Cl－、OH－)和分子(Cl2)通過(

)

×

√

×

×

√

√

電解原理的應(yīng)用1.下列關(guān)于電解的知識敘述中，錯誤的是(

)A.用裝置①精煉銅，則a極為粗銅，電解質(zhì)溶液可為CuSO4溶液B.工業(yè)上通過電解氯化鈉溶液的方法制備金屬鈉C.裝置②的鋼閘門應(yīng)與外接電源的負極相連D.向電子元件上鍍上一層銀，常需要電子元件作陰極，金屬銀作陽極突破一B2.如圖所示，a、b為等質(zhì)量的電極，電解槽中盛有1L1.0mol·L－1CuSO4溶液，電解前后溶液體積變化忽略不計。下列有關(guān)敘述正確的是(

)A.電子的流向：負極→b→a→正極B.若為電解精煉銅裝置，則a為粗銅；若為電鍍銅裝置，則b為純銅C.電鍍銅或電解精煉銅，溶液中Cu2+濃度均不變D.若為電鍍銅，當電路中通過的電子為0.2mol時，兩極的質(zhì)量相差12.8gD電鍍銅和電解精煉銅的特點待鍍金屬作陰極，鍍層金屬銅作陽極，含有鍍層金屬Cu2+的溶液作電鍍液，電鍍前后，電鍍液Cu2+的濃度保持不變；而電解精煉銅過程中，粗銅作陽極，純銅作陰極，含有Cu2+的溶液作電解質(zhì)溶液，Cu2+的濃度減少。

突破二D

4.(雙選)(2022·山東卷)設(shè)計如圖裝置回收金屬鈷。保持細菌所在環(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+，工作時保持厭氧環(huán)境，并定時將乙室溶液轉(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。下列說法正確的是(

)A.裝置工作時，甲室溶液pH逐漸增大B.裝置工作一段時間后，乙室應(yīng)補充鹽酸C.乙室電極反應(yīng)式為LiCoO2+2H2O+e－===Li++Co2++4OH－D.若甲室Co2+減少200mg，乙室Co2+增加300mg，則此時已進行過溶液轉(zhuǎn)移BD

教材實驗活動

簡單的電鍍實驗5.(2022·河南鶴壁模擬)假設(shè)圖中原電池產(chǎn)生的電壓、電流強度均能滿足電解、電鍍要求，即為理想化。①~⑧為各裝置中的電極編號。下列說法錯誤的是(

)

A.當K閉合后，B裝置在電路中作電源B.當K閉合后，C裝置中銀片質(zhì)量增加C.當K閉合后，整個電路中電子的流動方向為③→②，①→⑧，⑦→⑥，⑤→④D.當K閉合后，保持溫度不變，A、B裝置pH均變大，D裝置中CuCl2溶液的濃度保持不變

D突破三?金屬的腐蝕與防護知識點31.金屬腐蝕的本質(zhì)金屬原子____________變?yōu)開___________，金屬發(fā)生____________。

失去電子金屬陽離子氧化反應(yīng)

2.金屬腐蝕的類型(1)化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕。類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬與接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生反應(yīng)不純金屬或合金接觸到電解質(zhì)溶液發(fā)生________反應(yīng)

現(xiàn)象____電流產(chǎn)生

______微弱電流產(chǎn)生

本質(zhì)金屬被_______較活潑金屬被______聯(lián)系兩者往往同時發(fā)生，________腐蝕更普遍

原電池

無

有

氧化

氧化

電化學(xué)

(2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕。以鋼鐵的腐蝕為例進行分析：類型析氫腐蝕吸氧腐蝕水膜性質(zhì)______________________水膜酸性很弱或呈中性電極反應(yīng)負極Fe－2e－===Fe2+__________________________正極2H++2e－===H2↑__________________________總反應(yīng)式Fe+2H+===Fe2++H2↑2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2聯(lián)系________腐蝕更普遍

鐵銹的形成：4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(鐵銹)+(3－x)H2O。水膜酸性較強(pH≤4.3)

Fe－2e－===Fe2+O2+2H2O+4e－===4OH－

吸氧

（1）電解質(zhì)所處環(huán)境決定金屬的腐蝕方式：若電解質(zhì)酸性較強，如NH4Cl、H2SO4等，則發(fā)生析氫腐蝕，相當于金屬與酸構(gòu)成原電池；若電解質(zhì)為弱酸性、中性、弱堿性，則發(fā)生吸氧腐蝕，相當于金屬與氧氣構(gòu)成燃料電池。（2）兩種腐蝕正極的現(xiàn)象不同：析氫腐蝕正極產(chǎn)生H2，氣體壓強變大，pH增大；吸氧腐蝕正極吸收O2，氣體壓強變小，pH增大。3.金屬的防護(1)電化學(xué)保護法。①犧牲陽極法——________原理。

a.____極：比被保護金屬活潑的金屬；

b.____極：被保護的金屬設(shè)備。

②外加電流法——________原理。

a.____極：被保護的金屬設(shè)備；

b.____極：惰性金屬。原電池負

正

電解池陰陽

(2)改變金屬材料的組成，在金屬中添加其他金屬或非金屬可以制成性能優(yōu)異的合金，如制成不銹鋼產(chǎn)品等。(3)在金屬表面覆蓋保護層，如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。易錯辨析判斷正誤(正確的畫“√”，錯誤的畫“×”)。(1)鋼鐵腐蝕以吸氧腐蝕為主(

)(2)Al、Fe、Cu在潮濕的空氣中腐蝕均生成氧化物(

)(3)鋁、鋅制品因鋁、鋅還原性較弱，不能被空氣氧化而能穩(wěn)定存在于空氣中(

)√

×

×

(4)在金屬表面覆蓋保護層，若保護層破損后，就完全失去了對金屬的保護作用(

)(5)要保護船舶外殼，可將銅塊裝在船舶外殼上(

)(6)鋼鐵水閘可用犧牲陽極法或外加電流法防止其腐蝕(

)(7)鐵表面鍍鋅可增強其抗腐蝕性(

)(8)紅熱的鐵絲與水接觸表面形成藍色保護層是利用了原電池原理(

)×

×

√

√

×

金屬腐蝕原理1.下列與金屬腐蝕有關(guān)的說法，正確的是(

)

A.圖1中，鐵釘易被腐蝕B.圖2中，滴加少量K3[Fe(CN)6]溶液，沒有藍色沉淀出現(xiàn)C.圖3中，燃氣灶的中心部位容易生銹，主要是由于高溫下鐵發(fā)生化學(xué)腐蝕D.圖4中，用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊相當于原電池的正極突破一C

金屬腐蝕快慢比較2.如圖所示，各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序為(

)

A.②①③④⑤⑥ B.⑤④③①②⑥C.⑤④②①③⑥ D.⑤③②④①⑥突破二【解析】鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序為⑤＞④＞②＞①＞③＞⑥。C

3.下列幾種金屬制品的鍍層損壞后，金屬腐蝕的速率最快的是(

)A.鍍鋁塑料

B.食品罐頭鐵盒(鍍錫)C.白鐵水桶(鍍鋅) D.鍍銀銅質(zhì)獎?wù)翨判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律（1）對同一電解質(zhì)溶液來說，腐蝕的快慢排序：電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防腐措施的腐蝕。（2）對同一金屬來說，在不同溶液中腐蝕的快慢排序：強電解質(zhì)溶液中>弱電解質(zhì)溶液中>非電解質(zhì)溶液中。（3）活動性不同的兩種金屬，活動性差別越大，腐蝕得越快。（4）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。

金屬腐蝕與防護措施的設(shè)計與選擇4.下列說法中，不正確的是(

)突破三A.圖1，鋼鐵表面水膜的酸性很弱或呈中性，發(fā)生吸氧腐蝕B.圖2，鋼鐵表面水膜的酸性較強，發(fā)生析氫腐蝕C.圖3，將鋅板換成銅板對鋼閘門保護效果更好D.圖4，鋼閘門作為陰極而受到保護圖1

圖2

圖3

圖4C

5.(2022·廣東卷)為檢驗犧牲陽極的陰極保護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質(zhì)量分數(shù)為3%NaCl溶液中。一段時間后，取溶液分別實驗，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]溶液無藍色沉淀生成D研解素養(yǎng)悟法獵技2?

電化學(xué)裝置的創(chuàng)新應(yīng)用核心價值篇該類題目的考查內(nèi)容通常有以下幾個方面：電極的判斷、電極反應(yīng)方程式的書寫、實驗現(xiàn)象的描述、溶液離子的移動、pH的變化及電解質(zhì)溶液的恢復(fù)、運用電子守恒處理相關(guān)數(shù)據(jù)等。面對多個裝置連接圖時，首先要判斷裝置類型，再單個分析其工作原理。題型一利用離子交換膜制備純凈產(chǎn)品及分離提純某些物質(zhì)(2023·湖北武漢統(tǒng)考)科學(xué)家近年發(fā)明了一種新型光電催化裝置，它能將葡萄糖和CO2轉(zhuǎn)化為甲酸鹽，如圖所示。光照時，光催化電極a產(chǎn)生電子(e－)和空穴(h+)，圖中的雙極膜中間層中的H2O會解離產(chǎn)生H+和OH－。下列說法錯誤的是(

)A.光催化電極a的反應(yīng)為C6H12O6+12h++18OH－===6HCOO－+12H2OB.雙極膜中間層中的H+在外電場作用下向催化電極b移動C.理論上電路中轉(zhuǎn)移4mole－時可生成2molHCOO－D.陽極區(qū)和陰極區(qū)的pH均減小C

【解析】該裝置可以將葡萄糖轉(zhuǎn)化為甲酸鹽，C6H12O6在電極a處得到空穴(h+)生成HCOO－，方程式為C6H12O6+12

h++18OH－===6HCOO－+12H2O，A正確；電解池中陽離子向陰極移動，則雙極膜中間層中的H+在外電場作用下向催化電極b移動，B正確；CO2在電極b處得到電子生成HCOO－，電極方程式為CO2+2e－+H2O===HCOO－+OH－，理論上電路中轉(zhuǎn)移4

mol

e－時可以在催化電極b處得到2

mol

HCOO－，另外光催化電極a處得到2

mol

HCOO－，共可生成4

mol

HCOO－，C錯誤；由a處反應(yīng)知，工作中c(OH－)減小，pH減小，電極b處CO2轉(zhuǎn)化為甲酸，然后甲酸和KHCO3溶液反應(yīng)使溶液pH減小，D正確。題型二利用離子交換膜隔離某些物質(zhì)防止發(fā)生反應(yīng)

一種電解法制備高純鉻和硫酸的簡單裝置如圖所示。下列說法正確的是(

)A.a為直流電源的正極B.若有1mol離子通過A膜，理論上陽極生成0.25mol氣體C.工作時，乙池中溶液的pH不變D.陰極反應(yīng)式為2H++2e－===H2↑B題型三“多池組合”電池的綜合分析

如圖所示，某同學(xué)設(shè)計了一個燃料電池并探究銅的精煉原理和電鍍原理，下列說法正確的是(

)A.一段時間后，甲裝置中溶液pH升高B.電解一段時間后，乙、丙裝置中CuSO4溶液的濃度均不變C.通入氧氣的一極為正極，發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+4e－+4H+===2H2OD.丙裝置中實現(xiàn)鐵片上鍍銅，b應(yīng)為鐵片D

BD

1.(2022·廣東惠州龍門摸底測試)如圖為CO2電甲烷化的裝置圖(MEC)，其利用微生物催化驅(qū)動工作，該生物電催化技術(shù)既有助于減少溫室效應(yīng)，也可處理有機廢水。下列說法正確的是(

)A.b電極為MEC的陽極B.若b電極轉(zhuǎn)化1.5molCO2，裝置中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是15NAC.MEC工作時，質(zhì)子將從a電極室向b電極室遷移D.b電極的反應(yīng)方程式為CO2+8e－+6H2O===CH4+8OH－C

A

A

4.(2023·浙江)氯堿工業(yè)能耗大，通過如圖改進的設(shè)計可大幅度降低能耗。下列說法不正確的是(

)A.電極A接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)B.電極B的電極反應(yīng)式為2H2O+2e－===H2↑+2OH－C.應(yīng)選用陽離子交換膜，在右室獲得濃度較高的NaOH溶液D.改進設(shè)計中通過提高電極B上反應(yīng)物的氧化性來降低電解電壓，減少能耗B真題體驗領(lǐng)悟高考31.(2022·廣東卷)以熔融鹽為電解液，以含Cu、Mg和Si等的鋁合金廢料為陽極進行電解，實現(xiàn)Al的再生。該過程中(

)A.陰極發(fā)生的反應(yīng)為Mg－2e－===Mg2+B.陰極上Al被氧化C.在電解槽底部產(chǎn)生含Cu的陽極泥D.陽極和陰極的質(zhì)量變化相等C2.(2022·湖北卷)含磷有機物應(yīng)用廣泛。電解法可實現(xiàn)由白磷直接制備Li[P(CN)2]，過程如圖所示(Me為甲基)。下列說法正確的是(

)A.生成1molLi[P(CN)2]，理論上外電路需要轉(zhuǎn)移2mol電子B.陰極上的電極反應(yīng)為P4+8CN－－4e－===4[P(CN)2]－C.在電解過程中CN－向鉑電極移動D.電解產(chǎn)生的H2中的氫元素來自于LiOHD

【解析】陽極反應(yīng)為P4+8CN－－4e－===4[P(CN)2]－，則生成1

mol

Li[P(CN)2]，理論上外電路需要轉(zhuǎn)移1

mol電子，A錯誤；陽極反應(yīng)式為P4+8CN－－4e－===4[P(CN)2]－，陰極反應(yīng)式為2HCN+2e－===H2↑+2CN－，B錯誤；電解池中，石墨電極為陽極，鉑電極為陰極，則電解過程中CN－移向石墨電極，C錯誤；電極產(chǎn)生的H2中的氫元素來源于HCN，生成HCN的反應(yīng)為2Me3SiCN+LiOH===O(SiMe3)2+LiCN+HCN，則電解產(chǎn)生的H2中的氫元素來源于LiOH，D正確。3.(2022·北京卷)利用下圖裝置進行鐵上電鍍銅的實驗探究。下列分析不正確的是(

)A.①中氣體減少，推測是由于溶液中c(H+)減小，且Cu覆蓋鐵電極，阻礙H+與鐵接觸B.①中檢測到Fe2+，推測可能發(fā)生反應(yīng)：Fe+2H+===Fe2++H2↑、Fe+Cu2+===Fe2++CuC.隨陰極析出銅，推測②中溶液c(Cu2+)減小，Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+平衡逆向移動D.②中Cu2+生成[Cu(NH3)4]2+，使得c(Cu2+)比①中溶液的小，Cu緩慢析出，鍍層更致密裝置序號電解質(zhì)溶液實驗現(xiàn)象①0.1mol·L－1CuSO4+少量H2SO4溶液陰極表面產(chǎn)生無色氣體，一段時間后陰極表面有紅色固體，氣體減少。經(jīng)檢驗，電解液中有Fe2+②0.1mol·L－1CuSO4+過量氨水陰極表面未觀察到氣體，一段時間后陰極表面有致密紅色固體。經(jīng)檢驗，電解液中無Fe元素C

【解析】Fe與氫離子反應(yīng)生成氫氣，當陰極Cu2+放電生成Cu覆蓋鐵電極時，阻礙H+與鐵接觸，氣體減少，A正確；Fe能與氫離子和銅離子反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為Fe+2H+===Fe2++H2↑，F(xiàn)e+Cu2+===Fe2++Cu，B正確；銅離子與過量氯水反應(yīng)生成[Cu(NH3)4]2+，[Cu(NH3)4]2+在陰極得電子生成Cu，但陽極發(fā)生反應(yīng)Cu－2e－===Cu2+，Cu2+濃度不變，平衡不移動，C錯誤；銅離子與過量氨水反應(yīng)生成[Cu(NH3)4]2+，[Cu(NH3)4]2+在陰極得電子生成Cu，使得c(Cu2+)比①中溶液的小，Cu緩慢析出，鍍層更致密，D正確。4.(2023·廣東卷)利用活性石墨電極電解飽和食鹽水，進行如圖所示實驗。閉合K1，一段時間后(

)A.U型管兩側(cè)均有氣泡冒出，分別是Cl2和O2B.a處布條褪色，說明Cl2具有漂白性C.b處出現(xiàn)藍色，說明還原性：Cl－＞I－D.斷開K1，立刻閉合K2，電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn)

D

5.如圖所示，某同學(xué)設(shè)計了一個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為陽離子交換膜。下列有關(guān)說法正確的是(

)A.反應(yīng)一段時間后，乙裝置中生成的氫氧化鈉在鐵極區(qū)B.乙裝置中鐵電極為陰極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2+C.通入氧氣的一極為正極，發(fā)生的電極反應(yīng)為O2－4e－+2H2O===4OH－D.反應(yīng)一段時間后，丙裝置中硫酸銅溶液濃度保持不變A

【解析】甲池甲醚電極為負極，O2為正極，故乙池Fe為陰極、C為陽極，丙池精銅為陰極、粗銅為陽極。反應(yīng)一段時間后，乙裝置中陰極反應(yīng)為2H2O+2e－===2OH－+H2↑，因此生成的氫氧化鈉在鐵極區(qū)，A正確，B錯誤；通入氧氣的一極為正極，發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+4e－+2H2O===4OH－，C錯誤；反應(yīng)一段時間后，丙裝置粗銅中比銅活潑的金屬形成離子進入溶液中，故硫酸銅溶液的濃度減小，D錯誤。配套訓(xùn)練4

D2.(2022·遼寧卷)鍍鋅鐵釘放入棕色的碘水中，溶液褪色；取出鐵釘后加入少量漂白粉，溶液恢復(fù)棕色；加入CCl4，振蕩，靜置，液體分層。下列說法正確的是(

)A.褪色原因為I2被Fe還原B.液體分層后，上層呈紫紅色C.鍍鋅鐵釘比鍍錫鐵釘更易生銹D.溶液恢復(fù)棕色的原因為I－被氧化D

A

D

【解析】由于鎂的還原性強于Bi，故放電時電極Ⅱ是負極、電極Ⅰ是正極，正極電勢比負極電勢高，A項正確；電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能為充電過程，結(jié)合圖中信息知B項正確；充電時電極Ⅰ接電源正極發(fā)生氧化反應(yīng)，Bi轉(zhuǎn)化為BiF3，C項正確；放電時電極Ⅱ中電極反應(yīng)式為Mg－2e－+2F－===MgF2，當電極增加38

g時，表明有2

mol電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移，D項錯誤。5.(2022·浙江卷6月)通過電解廢舊鋰電池中的LiMn2O4可獲得難溶性的Li2CO3和MnO2，電解示意圖如下(其中濾布的作用是阻擋固體顆粒，但離子可自由通過。電解過程中溶液的體積變化忽略不計)。下列說法不正確的是(

)A.電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)B.電極B的電極反應(yīng)式：2H2O+Mn2+－2e－===MnO2+4H+C.電解一段時間后，溶液中的Mn2+濃度保持不變D.電解結(jié)束后，可通過調(diào)節(jié)pH除去Mn2+，再加入Na2CO3溶液以獲得Li2CO3C6.圖1是電解飽和氯化鈉溶液示意圖。圖2中，x軸表示實驗時流入陰極的電子的物質(zhì)的量，則y軸表示(

)A.n(Na+) B.n(Cl－)C.c(OH－) D.c(H+)C

7.(2023·廣東肇慶北大附中月考)關(guān)于下列裝置的說法正確的是(

)A.裝置①中鹽橋內(nèi)的K+移向CuSO4溶液B.裝置①將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能C.若裝置②用于鐵棒鍍銅，則N極為鐵棒D.若裝置②用于電解精煉銅，溶液中的Cu2+濃度保持不變A

【解析】裝置①是原電池，Zn是負極，Cu是正極，K+移向CuSO4溶液，A正確、B錯誤；裝置②是電解池，N是陽極，M是陰極，鐵棒鍍銅時M極應(yīng)為鐵棒，C錯誤；電解精煉銅時，溶液中的Cu2+濃度降低，D錯誤。

A

[B組·提高練習]9.利用電化學(xué)裝置可以實現(xiàn)甲烷、二氧化碳兩種分子的耦合轉(zhuǎn)化，其原理如下圖所示。下列說法不正確的是(

)A.陰極上的反應(yīng)式為CO2+2e－===CO+O2－B.若生成的乙烯和乙烷的體積比為2∶1，則消耗的CH4和CO2的體積比為6∶5C該裝置中電子轉(zhuǎn)移方向：電源負極→電極A→電極B→電源正極D.甲烷在電極B上存在碳氫鍵的斷裂和碳碳鍵的形成C10.(2024·河南鄭州聯(lián)考)KMnO4是一種重要的化學(xué)試劑，電解K2MnO4的堿性溶液可得到KMnO4、KOH，其工作原理如下圖所示(電極材料是鐵與鉑)，電解中M電極周圍溶液逐漸變成紫紅色，下列說法錯誤的是(

)A.電極電勢：a＞bB.N電極反應(yīng)式：2H2O+2e－===2OH－+H2↑C.當電路中有2mol電子轉(zhuǎn)移時，就會有78g離子通過X膜

D.M電極是鐵、N電極是鉑D

11.(2023·河南洛陽羅山高中摸底)如圖1所示，A為新型高效的甲烷燃料電池，采用鉑為電極材料，兩電極上分別通入CH4和O2，電解質(zhì)為KOH溶液。B為浸透飽和硫酸鈉和酚酞試液的濾紙，濾紙中央滴有一滴KMnO4溶液，C、D裝置為電解槽，其電極材料、電解質(zhì)溶液見下圖。(1)甲烷燃料電池負極的電極反應(yīng)式為________________________________。

(2)關(guān)閉K1，打開K2，通電后，B的KMnO4紫紅色液滴向d端移動，則電源a端為____極，通電一段時間后，觀察到濾紙c端出現(xiàn)的現(xiàn)象是____________。

圖1

圖2

負試紙變紅

(3)D裝置中有200mL一定濃度的NaCl與CuSO4的混合溶液，理論上兩極所得氣體的體積隨時間變化的關(guān)系如圖2所示(氣體體積已換算成標準狀況下的體積，電解前后溶液的體積變化關(guān)系忽略不計)，原混合溶液中NaCl的物質(zhì)的量濃度＝______