第19讲电解池 金属的电化学腐蚀与防护第一部分：高考真题感悟1．（2022·广东·高考真题）科学家基于易溶于的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为：。下列说法正确的是A．充电时电极b是阴极B．放电时溶液的减小C．放电时溶液的浓度增大D．每生成，电极a质量理论上增加2．（2022·北京·高考真题）利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。装置示意图序号电解质溶液实验现象①阴极表面有无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，气体减少。经检验电解液中有②阴极表面未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验电解液中无元素下列说法不正确的是A．①中气体减少，推测是由于溶液中减少，且覆盖铁电极，阻碍与铁接触B．①中检测到，推测可能发生反应：C．随阴极析出，推测②中溶液减少，平衡逆移D．②中生成，使得比①中溶液的小，缓慢析出，镀层更致密3．（2022·辽宁·高考真题）某储能电池原理如图。下列说法正确的是A．放电时负极反应：B．放电时透过多孔活性炭电极向中迁移C．放电时每转移电子，理论上吸收D．充电过程中，溶液浓度增大4．（2022·海南·高考真题）一种采用和为原料制备的装置示意图如下。下列有关说法正确的是A．在b电极上，被还原B．金属Ag可作为a电极的材料C．改变工作电源电压，反应速率不变D．电解过程中，固体氧化物电解质中不断减少5．（2022·湖北·高考真题）含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备，过程如图所示(为甲基)。下列说法正确的是A．生成，理论上外电路需要转移电子B．阴极上的电极反应为：C．在电解过程中向铂电极移动D．电解产生的中的氢元素来自于第二部分：最新模拟精练完卷时间：50分钟一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12*5分）1．（2022·新疆·二模）电解合成1，2-二氯乙烷的实验装置如图所示。下列说法中不正确的是A．a为电源正极B．该装置总反应为CH2=CH2+2NaCl+2H2OClCH2CH2Cl+2NaOH+H2C．X、Y依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜D．液相反应为CH2=CH2+2CuCl2=ClCH2CH2Cl+2CuCl(s)2．（2022·江西·三模）“碳中和”大背景下，一种利用Ag－Cu纳米阴极将CO2电化学转化为C2H4或C2H5OH的装置如图所示。下列说法正确的是A．M极应与外接电源的正极相连B．装置中离子透过膜为阴离子透过膜C．装置工作时，N极区SO的浓度不变(N极为石墨电极)D．M极生成乙醇的电极反应式为2CO2+12H++12e-=C2H5OH+3H2O3．（2022·甘肃平凉·二模）某科研小组研制了一种通过电解将草酸(HOOC-COOH)转化为羟基乙酸(HOCH2COOH)的装置。固体聚合物为两面分别是以Y2O3为基质的阳极和TiO2涂覆的阴极，H+可通过固体聚合物电解质。其装置如图所示，下列说法错误的是A．电源的a极为负极B．电解池工作时，H+通过固体聚合物电解质向右移动C．为增强阳极电解液的导电性，可在水中添加适量Na2SO4D．阴极上的电极反应式为HOOC-COOH+4H++4e-=HOCH2COOH+H2O4．（2022·四川凉山·三模）如图是利用KCl、NaNO3为原料制取KNO3和NaCl的电化学装置，A、C代表不同类别的选择性离子通过膜，M、N为电极，下列有关说法中正确的是A．A为阳离子交换膜，C为阴离子交换膜B．该装置中电子由电极b流向电极N，电极M流向电极aC．电解总反应：KCl+NaNO3KNO3+NaClD．可以用纯铜作为M电极的材料5．（2022·四川雅安·三模）硬水除垢可以让循环冷却水系统稳定运行。某科研团队改进了主动式电化学硬水处理技术，原理如图(R表示有机物)所示。下列说法错误是A．a端为电源正极，处理后的水垢沉积在阴极底部B．处理过程中C1-可以循环利用C．铂电极M发生的电极反应式：2Cl-+2e-=Cl2↑；2H2O+4e-=O2↑+4H+D．铂电极M处产生的H+移向铂电极N6．（2022·安徽师范大学附属中学模拟预测）近日，我国学者在Science报道了一种氯离子介导的电化学合成方法，能将乙烯高效清洁、选择性地转化为环氧乙烷，电化学反应的过程如图所示。在电解结束后，将阴、阳极电解液输出混合，便可反应生成环氧乙烷。下列叙述错误的是A．电解过程中Cl-透过交换膜向左侧移动B．电解结束溶液混合后KCl的浓度与电解前的相等C．每生成1mol环氧乙烷，理论上电路中转移电子数为2NAD．工作过程中Ni电极附近的电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑7．（2022·河南·模拟预测）氯化氢回收氯气技术近年来为科学研究的热点，一种新的氯化氢电解回收氯气的过程如图。下列说法正确的是A．石墨电极连接电源正极B．H+透过交换膜从石墨电极向铂电极移动C．石墨电极区域的电极反应为Fe3++e-=Fe2+D．随着反应的进行，阴阳两极电解质溶液pH均升高。8．（2022·四川省泸县第二中学一模）对氨基苯甲酸()是一种用途广泛的化工产品和医药中间体，以对硝基苯甲酸()为原料，采用电解法合成它的装置如图。下列说法中正确的是A．左边电极电势比右边高B．每转移1mole-时，阳极电解质溶液的质量减少8gC．阴极的主要电极反应式为+6e-+6H+→+2H2OD．反应结束后阳极区pH增大9．（2022·河南河南·模拟预测）一种采用SOEC共电解H2O/CO2技术合成CH4的工作原理如图所示。图中三相界面即电子导体相、离子导体相和气相共存的界面。下列说法正确的是A．电解时，M电极与电源的负极相接B．电解时，阴极电极反应式之一为CO2+2e-=CO+O2-C．若电解过程中生成22.4LCH4，则转移电子的数目一定为6NAD．若该装置能为外界提供电力，则M电极为负极10．（2022·广东广州·三模）某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，设计下表实验。将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞。从胶头滴管中一次性滴入醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。下列说法不正确的是编号实验目的碳粉/g铁粉/g醋酸/醋酸/①为以下实验作参照0.52.090.02.0②醋酸浓度的影响0.5a36.02.0③M0.22.090.02.0A．B．M为“碳粉质量的影响”C．该实验一共探究了4种影响因素D．铁发生电化学腐蚀负极反应为11．（2022·湖北·天门市教育科学研究院模拟预测）我国力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。某高校研究团队提出，利用TiO2基催化剂光催化还原CO2转化为甲醇，并利用产生的电能进一步电解制备新型高效净水剂Na2FeO4其原理如图所示。下列说法正确的是A．电极c为负极，发生还原反应。B．电极d的电极反应式为2H2O+4e-=O2↑+4H+C．Fe电极的电势高于Cu电极的电势D．离子交换膜n、m分别为阴、阳离子交换膜12．（2022·江西抚州·模拟预测）含可钝化金属的工业管道或反应器，由于会被内部溶液腐蚀，通过外接电源而钝化，称之为阳极保护法。下图是某金属外接电势与电流密度的变化关系，有关说法正确的是A．阳极保护法中受保护的金属外接电源的负极B．电流密度越大，金属受保护程度越好C．CFD区，金属受到保护D．外接电势越高，对金属保护性越有效二、主观题（共3小题，共40分）13．（2021·北京·模拟预测）（14分）电化学普遍应用于生活和生产中，前途广泛，是科研的重点方向。(1)为处理银器表面的黑斑()，将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触，可转化为Ag。食盐水的作用为___________。(2)用原电池原理可以除去酸性废水中的三氯乙烯和，其原理如图所示(导电壳内部为纳米铁)。①正极电极反应式为：___________。②在标准状况下，当电路中有0.4mol电子转移时，就会有___________L乙烷生成。(3)一种钾离子电池的工作原理如图所示。①放电时通过阳离子交换膜向___________电极移动(填“石墨”或“”)。②充电时，阳极的电极反应式为：___________。(4)已知双极膜是一种复合膜，在电场作用下双极膜中间界面内水解离为和并实现其定向通过。用下图所示的电化学装置合成重要的化工中间体乙醛酸。①阴极电极反应式为___________。②其中的作用是___________。③制得2mol乙醛酸，理论上外电路中迁移了___________mol电子。14．（2021·北京·模拟预测）（16分）电化学方法是化工生产及生活中常用的一种方法。回答下列问题：(1)二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺如图所示：①图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。产生ClO2的电极应连接电源的___________(填“正极”或“负极”)，对应的电极反应式为_____________________。②a极区pH___________(填“增大”“减小”或“不变”)。③图中应使用___________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。(2)电解K2MnO4溶液制备KMnO4。工业上，通常以软锰矿(主要成分是MnO2)与KOH的混合物在铁坩埚(熔融池)中混合均匀，小火加热至熔融，即可得到绿色的K2MnO4，化学方程式为___________。用镍片作阳极(镍不参与反应)，铁板为阴极，电解K2MnO4溶液可制备KMnO4。上述过程用流程图表示如下：则D的化学式为___________；阳极的电极反应式为___________；阳离子迁移方向是___________。(3)电解硝酸工业的尾气NO可制备NH4NO3，其工作原理如图所示：①阴极的电极反应式为___________。②将电解生成的HNO3全部转化为NH4NO3，则通入的NH3与实际参加反应的NO的物质的量之比至少为___________。15．（2022·重庆·三模）（10分）回答下列问题：(1)我国某科研团队设计了一种电解装置，将CO2和NaCl高效转化为CO和NaClO，原理如图1所示：通入CO2气体的一极为_______(填“阴极”、“阳极”、“正极”或“负极”)，写出该极的电极反应式：_______。(2)全钒液流电池是利用不同价态的含钒离子在酸性条件下发生反应，其电池结构如图2所示。已知酸性溶液中钒以VO(黄色)、V2+(紫色)、VO2+(蓝色)、V3+(绿色)的形式存在。放电过程中，电池的正极反应式为________，右侧储液罐中溶液颜色变化为_______。(3)如果用全钒液流电池作为图1电解装置的电源，则催化电极b应与该电池的_______极(填“X’或“Y’)相连；若电解时电路中转移0.4mol电子，则理论上生成NaClO的质量为_______g；