資源簡(jiǎn)介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺(tái)
1．電解定義
在電流作用下，電解質(zhì)在兩個(gè)電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程。
2．能量轉(zhuǎn)化形式
電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。
3．電解池
(1)構(gòu)成條件
①有與電源相連的兩個(gè)電極。
②電解質(zhì)溶液(或熔融鹽)。
③形成閉合回路。
(2)電極名稱及電極反應(yīng)式(如圖)
(3)電子和離子的移動(dòng)方向
4．陰陽兩極上放電順序
陰離子失去電子或陽離子得到電子的過程叫放電。離子的放電順序取決于離子本身的性質(zhì)即離子得失電子的能力，另外也與離子的濃度及電極材料有關(guān)。
(1)陰極：陰極上放電的總是溶液中的陽離子，與電極材料無關(guān)。氧化性強(qiáng)的先放電，放電順序：
(2)陽極：若是活性電極作陽極，則活性電極首先失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。
若是惰性電極作陽極，則僅是溶液中的陰離子放電，常見離子的放電順序是
一般情況下，離子按上述順序放電，但如果離子濃度相差十分懸殊，離子濃度大的也可以先放電。如理論上H＋的放電能力大于Fe2＋、Zn2＋，但在電解濃度大的硫酸亞鐵或硫酸鋅溶液中，由于溶液中c(Fe2＋)或c(Zn2＋)≥c(H＋)，則先在陰極上放電的是Fe2＋或Zn2＋，因此陰極上的主要產(chǎn)物為Fe或Zn；但在水溶液中，Al3＋、Mg2＋、Na＋等是不會(huì)在陰極上放電的。
1.做到“三看”，正確書寫電極反應(yīng)式
(1)一看電極材料，若是金屬(Au、Pt除外)作陽極，金屬一定被電解(注：Fe生成Fe2＋)。
(2)二看介質(zhì)，介質(zhì)是否參與電極反應(yīng)。
(3)三看電解質(zhì)狀態(tài),若是熔融狀態(tài),則一般為金屬的電冶煉。
2.電化學(xué)綜合計(jì)算的三種常用方法
(1)根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算
先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計(jì)算。
(2)根據(jù)電子守恒計(jì)算
①用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計(jì)算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。
②用于混合溶液中電解的分階段計(jì)算。
(3)根據(jù)關(guān)系式計(jì)算
根據(jù)得失電子守恒定律建立起已知量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建計(jì)算所需的關(guān)系式。
如以通過4 mol e－為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式：
(式中M為金屬，n為其離子的化合價(jià)數(shù)值)
該關(guān)系式具有總攬電化學(xué)計(jì)算的作用和價(jià)值，熟記電極反應(yīng)式，靈活運(yùn)用關(guān)系式便能快速解答常見的電化學(xué)計(jì)算問題。
【提醒】　在電化學(xué)計(jì)算中，還常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19 C來計(jì)算電路中通過的電量。
3.用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律
類型 實(shí)例 電極反應(yīng)特點(diǎn) 電解質(zhì) 濃度 溶液pH 電解質(zhì)溶 液復(fù)原
電解水型 NaOH溶液 陰極:4H++4e-2H2↑ 陽極:4OH--4e-2H2O+O2↑ 增大 增大 加水
H2SO4溶液 增大 減小 加水
Na2SO4溶液 增大 不變 加水
電解電解質(zhì)型 HCl溶液 電解質(zhì)電離出的陰、陽離子分別在兩極放電 減小 增大 通氯化氫
CuCl2溶液 減小 — 加氯化銅
放H2生堿型 NaCl溶液 陰極:H2O放H2生堿 陽極:電解質(zhì)陰離子放電 生成新 電解質(zhì) 增大 通氯化氫
放O2生酸型 CuSO4溶液 陰極:電解質(zhì)陽離子放電 陽極:H2O放O2生酸 生成新 電解質(zhì) 減小 加氧化銅
考向1　電解池工作原理
【典例1】（2024·全國(guó)·高三專題練習(xí)）下列有關(guān)電化學(xué)的說法正確的是
A．原電池的金屬負(fù)極質(zhì)量一定減小 B．待充電電池的負(fù)極應(yīng)與電源正極相連
C．電解池的電解質(zhì)溶液質(zhì)量一定減小 D．原電池工作時(shí)在溶液中電流由負(fù)極到正極
【變式練1】（2024·河南·高三校聯(lián)考開學(xué)考試）我國(guó)科學(xué)家采用雙極膜實(shí)現(xiàn)連續(xù)合成氨，電解裝置工作原理如圖所示。圖中的雙極膜中間層中的H2O解離為H+和OH-，并在電流作用下分別向兩極遷移。

下列說法錯(cuò)誤的是
A．催化電極a上的電勢(shì)低于催化電極b
B．工作一段時(shí)間后，右室中c(OH-)不變
C．生成氨氣和氧氣的質(zhì)量比為17∶64
D．若使用鉛酸蓄電池作電源，獲得1molNH3時(shí)，鉛酸蓄電池中有8molH2O生成
【變式練2】（2024·浙江·校聯(lián)考二模）某興趣小組通過鈣熱還原法制備金屬鈦，其工作原理如圖所示，下列說法不正確的是

A．石墨棒a電極為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)
B．石墨棒b電極及其周圍發(fā)生反應(yīng)：，
C．該裝置可能會(huì)產(chǎn)生、等副產(chǎn)物，通入惰性氣體可減少副產(chǎn)物
D．該裝置工作時(shí)，移向陽極且含的熔融鹽中無電流通過
考向2　電解池電極反應(yīng)的書寫
【典例2】（2024·廣西·高三校聯(lián)考階段練習(xí)）酸性廢水中的可在一定條件下利用硝酸鹽菌轉(zhuǎn)化為，再用如圖所示的電化學(xué)裝置除去，下列有關(guān)說法正確的是
A．a(chǎn)端是鉛蓄電池的負(fù)極
B．該裝置把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
C．鉛蓄電池b端電極材料為
D．電解池陰極的電極反應(yīng)式為
【變式練3】（2024·湖南·高三校聯(lián)考階段練習(xí)）含有硝酸鹽和亞硝酸鹽的酸性廢水可導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，引發(fā)環(huán)境污染。如圖是利用電化學(xué)原理處理的原理，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是

A．直流電源為鉛蓄電池時(shí)，極連接X電極
B．Y電極上發(fā)生還原反應(yīng)
C．陽極電極反應(yīng)方程式為
D．當(dāng)產(chǎn)生28g 時(shí)，一定有6 mol 穿過質(zhì)子交換膜
【變式練4】（2024·廣東·高三統(tǒng)考開學(xué)考試）2022年我國(guó)十大科技突破——海水直接電解制，其工作原理如圖，防水透氣膜只能水分子通過。下列說法正確的是

A．a(chǎn)為電解池的陰極
B．b的電極反應(yīng)方程式：
C．去除透氣膜，a極發(fā)生的電極反應(yīng)不變
D．電解池工作時(shí)，海水側(cè)的離子濃度理論上逐漸減小
1．（2024·廣東·高考真題）一種基于氯堿工藝的新型電解池(下圖)，可用于濕法冶鐵的研究。電解過程中，下列說法不正確的是
A．陽極反應(yīng)：
B．陰極區(qū)溶液中濃度逐漸升高
C．理論上每消耗，陽極室溶液減少
D．理論上每消耗，陰極室物質(zhì)最多增加
2．（2023·廣東·統(tǒng)考高考真題）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)大電流催化電解溶液制氨。工作時(shí)，在雙極膜界面處被催化解離成和，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)：
B．每生成，雙極膜處有的解離
C．電解過程中，陽極室中的物質(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
3．（2023·浙江·統(tǒng)考高考真題）氯堿工業(yè)能耗大，通過如圖改進(jìn)的設(shè)計(jì)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：
C．應(yīng)選用陽離子交換膜，在右室獲得濃度較高的溶液
D．改進(jìn)設(shè)計(jì)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
4．（2023·湖北·統(tǒng)考高考真題）我國(guó)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)陽極無生成且KOH溶液的濃度不變，電解生成氫氣的速率為。下列說法錯(cuò)誤的是

A．b電極反應(yīng)式為
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
5．（2023·遼寧·統(tǒng)考高考真題）某無隔膜流動(dòng)海水電解法制的裝置如下圖所示，其中高選擇性催化劑可抑制產(chǎn)生。下列說法正確的是

A．b端電勢(shì)高于a端電勢(shì) B．理論上轉(zhuǎn)移生成
C．電解后海水下降 D．陽極發(fā)生：
6．（2023·全國(guó)·統(tǒng)考高考真題）用可再生能源電還原時(shí)，采用高濃度的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)生在電極上
B．從電極遷移到電極
C．陰極發(fā)生的反應(yīng)有：
D．每轉(zhuǎn)移電子，陽極生成氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
1．氯堿工業(yè)
(1)電極反應(yīng)
陽極反應(yīng)式：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反應(yīng))
陰極反應(yīng)式：2H＋＋2e－===H2↑(還原反應(yīng))
(2)總反應(yīng)方程式
2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
(3)氯堿工業(yè)生產(chǎn)流程圖
2．電鍍
下圖為金屬表面鍍銀的工作示意圖，據(jù)此回答下列問題：
(1)鍍件作陰極，鍍層金屬銀作陽極。
(2)電解質(zhì)溶液是AgNO3溶液等含鍍層金屬陽離子的鹽溶液。
(3)電極反應(yīng)：
陽極：Ag－e－===Ag＋；
陰極：Ag＋＋e－===Ag。
(4)特點(diǎn)：陽極溶解，陰極沉積，電鍍液的濃度不變。
3．電解精煉銅
(1)電極材料：陽極為粗銅；陰極為純銅。
(2)電解質(zhì)溶液：含Cu2＋的鹽溶液。
(3)電極反應(yīng)：
陽極：Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e－===Ni2＋、Cu－2e－===Cu2＋；
陰極：Cu2＋＋2e－===Cu。
4．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。
(1)冶煉鈉
2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
電極反應(yīng)：
陽極：2Cl－－2e－===Cl2↑；陰極：2Na＋＋2e－===2Na。
(2)冶煉鋁
2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑
電極反應(yīng)：
陽極：6O2－－12e－===3O2↑；
陰極：4Al3＋＋12e－===4Al。
1.陰、陽極的判斷方法
(1)根據(jù)外接電源:正極接陽極,負(fù)極接陰極。
(2)根據(jù)電流方向:從陰極流出,從陽極流入。
(3)根據(jù)電子流向:從陽極流出,從陰極流入。
(4)根據(jù)離子移向:陰離子移向陽極,陽離子移向陰極。
(5)根據(jù)電極產(chǎn)物:陽極——電極溶解、逸出O2(或陽極區(qū)酸性增強(qiáng))或Cl2;陰極——析出金屬、逸出H2(或陰極區(qū)堿性增強(qiáng))。
(6)根據(jù)反應(yīng)類型:陽極發(fā)生氧化反應(yīng),陰極發(fā)生還原反應(yīng)。
考向1　電解原理的應(yīng)用
【典例1】（2024·全國(guó)·高三專題練習(xí)）工業(yè)上先后用下列方法制備金屬鈉：
①用石墨作電極電解熔融氫氧化鈉制鈉。
②鐵與熔融氫氧化鈉作用制鈉：。
③電解熔融氯化鈉。
下列有關(guān)說法正確的是
A．電解熔融氫氧化鈉制鈉的反應(yīng)為
B．在電解熔融氯化鈉的電解槽(如圖)中，石墨為陽極，鐵為陰極
C．電解熔融氯化鈉時(shí)，向陽極移動(dòng)
D．方法①與②制得等量的鈉，兩反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)相等
【變式練1】（2024·全國(guó)·高三校聯(lián)考開學(xué)考試）某小組設(shè)計(jì)利用鹽湖水的工業(yè)流程如下圖所示：
下列敘述正確的是
A．根據(jù)物質(zhì)組成分類，純堿和燒堿都屬于堿
B．利用氯化鈉溶解度隨溫度升高而減小提取粗鹽
C．上述制備燒堿的副產(chǎn)品可以用于制備鹽酸
D．工業(yè)制備鈉的尾氣可以直接排入空氣中
【變式練2】（2024·山西·高三統(tǒng)考開學(xué)考試）根據(jù)下列裝置和物質(zhì)，能達(dá)到相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?br/>
A．驗(yàn)證的水解程度比大 B．實(shí)驗(yàn)室制備 C．鐵表面鍍銅 D．演示噴泉實(shí)驗(yàn)
A．A B．B C．C D．D
考向2　與電解有關(guān)的計(jì)算
【典例2】（2024·全國(guó)·高三專題練習(xí)）利用如圖所示裝置，當(dāng)X、Y選用不同材料時(shí)，可將電解原理廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。下列說法中正確的是

A．氯堿工業(yè)中，X、Y均為石墨，X附近能得到氫氧化鈉
B．銅的電解精煉中，X是純銅，Y是粗銅，Z是CuSO4
C．電鍍工業(yè)中，X是待鍍金屬，Y是鍍層金屬
D．外加電流法中，Y是待保護(hù)金屬
【變式練3】（2024·全國(guó)·高三專題練習(xí)）金屬鎳有廣泛的用途，粗鎳中含有Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制得高純度的鎳。下列敘述中正確的是(已知：氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋)
A．陽極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為Ni2＋＋2e－=Ni
B．電解過程中，陽極質(zhì)量的減少量與陰極質(zhì)量的增加量相等
C．電解后，溶液中存在的陽離子只有Fe2＋和Zn2＋
D．電解后，電解槽底部的陽極泥中有Cu和Pt
【變式練4】（2024·全國(guó)·高三專題練習(xí)）普通電解精煉銅的方法所制備的銅中仍含雜質(zhì)，利用下面的雙膜(陰離子交換膜和過濾膜)電解裝置可制備高純度的Cu。下列有關(guān)敘述中正確的是
A．電極a為精銅，電極b為粗銅
B．甲膜為過濾膜，可阻止陽極泥及漂浮物雜質(zhì)進(jìn)入陰極區(qū)
C．乙膜為陰離子交換膜，可阻止雜質(zhì)陽離子進(jìn)入陰極區(qū)
D．當(dāng)電路中通過1 mol電子時(shí)，可生成16 g精銅
1．（2024·江蘇·高考真題）在給定條件下，下列制備過程涉及的物質(zhì)轉(zhuǎn)化均可實(shí)現(xiàn)的是
A．HCl制備：溶液和
B．金屬M(fèi)g制備：溶液
C．純堿工業(yè)：溶液
D．硫酸工業(yè)：
2．（2024·湖南·模擬預(yù)測(cè)）含有硝酸鹽和亞硝酸鹽的酸性廢水可導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，引發(fā)環(huán)境污染。如圖是利用電化學(xué)原理處理的原理，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是

A．直流電源為鉛蓄電池時(shí)，極連接X電極
B．Y電極上發(fā)生還原反應(yīng)
C．陽極電極反應(yīng)方程式為
D．當(dāng)產(chǎn)生28g 時(shí)，一定有6 mol 穿過質(zhì)子交換膜
3．（2024·山西·模擬預(yù)測(cè)）室溫鈉-硫電池被認(rèn)為是一種成本低、比能量高的能源存儲(chǔ)系統(tǒng)。一種室溫鈉-硫電池的結(jié)構(gòu)如圖所示。將鈉箔置于聚苯并咪唑膜上作為一個(gè)電極，表面噴涂有硫黃粉末的炭化纖維素紙作為另一電極。工作時(shí)，在硫電極發(fā)生反應(yīng)：，，
下列敘述錯(cuò)誤的是
A．炭化纖維素紙的作用是增強(qiáng)硫電極導(dǎo)電性能
B．放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為：
C．充電時(shí)從硫電極向鈉電極遷移
D．放電時(shí)外電路電子流動(dòng)的方向是
4．（2024·遼寧·統(tǒng)考一模）海水中有豐富的鋰資源，我國(guó)科學(xué)家研發(fā)出利用太陽能從海水中提取金屬鋰的技術(shù)，提取原理如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是

A．該裝置將光能間接轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能
B．a(chǎn)極為陰極，電極上發(fā)生還原反應(yīng)
C．電解過程中可監(jiān)測(cè)到b極附近溶液pH減小
D．固體陶瓷膜允許Li+、H2O等較小微粒通過
5．（2024·福建·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）我國(guó)科學(xué)家經(jīng)過研究發(fā)明了以下裝置從海水中提取鋰單質(zhì)，其工作原理如圖所示。該裝置運(yùn)行期間電極Ⅱ上產(chǎn)生和氣體X。下列說法錯(cuò)誤的是

A．該裝置實(shí)現(xiàn)了“太陽能→電能→化學(xué)能”的轉(zhuǎn)化
B．電極Ⅰ連接太陽能電池的負(fù)極
C．工作時(shí)，電極Ⅱ附近溶液的pH增大
D．實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)氣體X可用濕潤(rùn)的淀粉-KI試紙
6．（2024·福建·統(tǒng)考一模）一種水系的鋅可充電超級(jí)電池放電時(shí)原理如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是
A．放電時(shí)，電解質(zhì)中的保持不變
B．放電時(shí)，電極a為正極
C．充電時(shí)，消耗電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為
D．充電時(shí)，陽極反應(yīng)式：
1．常見的隔膜
隔膜又叫離子交換膜，由高分子特殊材料制成。離子交換膜分三類：
(1)陽離子交換膜，簡(jiǎn)稱陽膜，只允許陽離子通過，即允許H＋和其他陽離子通過，不允許陰離子通過。
(2)陰離子交換膜，簡(jiǎn)稱陰膜，只允許陰離子通過，不允許陽離子通過。
(3)質(zhì)子交換膜，只允許H＋通過，不允許其他陽離子和陰離子通過。
(4)雙極膜，雙極膜亦稱雙極性膜，是特種離子交換膜，它是由一張陽膜和一張陰膜復(fù)合制成的陰、陽復(fù)合膜。該膜的特點(diǎn)是在直流電場(chǎng)的作用下，陰、陽膜復(fù)合層間的H2O解離成H+和OH-并分別通過陰膜和陽膜，作為H+和OH-離子源。
2．隔膜的作用
(1)能將兩極區(qū)隔離，阻止兩極區(qū)產(chǎn)生的物質(zhì)接觸，防止發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
(2)能選擇性的通過離子，起到平衡電荷、形成閉合回路的作用。
解這類問題可以分三步：
第一步，分清隔膜類型。即交換膜屬于陽膜、陰膜或質(zhì)子膜中的哪一種，判斷允許哪種離子通過隔膜。
第二步，寫出電極反應(yīng)式，判斷交換膜兩側(cè)離子變化，推斷電荷變化，根據(jù)電荷平衡判斷離子遷移方向。第三步，分析隔膜作用。在產(chǎn)品制備中，隔膜作用主要是提高產(chǎn)品純度，避免產(chǎn)物之間發(fā)生反應(yīng)，或避免產(chǎn)物因發(fā)生反應(yīng)而造成危險(xiǎn)。
反應(yīng)物相同，不同的交換膜，遷移的離子種類不同；同種交換膜，轉(zhuǎn)移相同的電子數(shù)，如果離子所帶電荷數(shù)不同，遷移離子數(shù)不同。離子遷移依據(jù)電荷平衡，而離子數(shù)目變化量可能不相等。
交換膜隔離兩種電解質(zhì)溶液，避免負(fù)極材料與能發(fā)生反應(yīng)的電解質(zhì)溶液直接接觸，能提高電流效率。在這種裝置中，交換膜起到鹽橋作用，且優(yōu)于鹽橋(鹽橋需要定時(shí)替換或再生)。通過限制離子遷移，使指定離子在溶液中定向移動(dòng)形成閉合回路，完成氧化劑和還原劑在不接觸條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)。
考向1　　提高產(chǎn)品純度
【典例1】（2024·四川·高三校聯(lián)考開學(xué)考試）釩電池具有特殊的電池結(jié)構(gòu)，具有充電迅速、比能量高、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，工作原理如圖所示。酸性溶液中釩通常以、、、等形式存在，離子顏色依次為紫色、綠色、藍(lán)色、黃色。放電過程中，a極電解質(zhì)溶液由紫色變?yōu)榫G色。下列說法錯(cuò)誤的是

A．該電池工作原理為：
B．放電時(shí)，由質(zhì)子交換膜左側(cè)移向右側(cè)
C．充電時(shí)，a極發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)接電源正極
D．充電時(shí)，b極附近溶液黃色加深
【變式練1】（2024·安徽·高三開學(xué)考試）一種可實(shí)現(xiàn)氫氣循環(huán)利用的新型電池的放電工作原理如圖所示，下列說法正確的是
A．放電時(shí)，電子由極經(jīng)外電路到極
B．放電時(shí)，極電極反應(yīng)式為
C．放電過程中由左池通過交換膜向右池移動(dòng)
D．充電時(shí)，電極接電源的負(fù)極
【變式練2】（2024·湖南·高三校聯(lián)考階段練習(xí)）含有硝酸鹽和亞硝酸鹽的酸性廢水可導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，引發(fā)環(huán)境污染。如圖是利用電化學(xué)原理處理的原理，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是

A．直流電源為鉛蓄電池時(shí)，極連接X電極
B．Y電極上發(fā)生還原反應(yīng)
C．陽極電極反應(yīng)方程式為
D．當(dāng)產(chǎn)生28g 時(shí)，一定有6 mol 穿過質(zhì)子交換膜
考向2　　限制離子遷移
【典例2】（2024·重慶·高三開學(xué)考試）鈉離子電池以其快速充放電的特性受到科研工作者的重視，具有廣泛的應(yīng)用前景。某基于有機(jī)電解質(zhì)的鈉離子可充電電池的放電工作原理如圖所示：
下列說法正確的是
A．x>y
B．放電時(shí)，外電路通過0.1mol電子，A電極質(zhì)量減少4.6g
C．充電時(shí)，B電極發(fā)生的反應(yīng)為
D．與鋰離子電池相比，鈉離子電池具有受損后不易燃燒的優(yōu)點(diǎn)
【變式練3】（2024·內(nèi)蒙古·高三統(tǒng)考階段練習(xí)）己二腈是制尼龍-66的原料，利用丙烯腈(，不溶于水)為原料、四甲基溴化銨為鹽溶液制備己二腈的電化學(xué)合成裝置如圖所示，其總反應(yīng)為：。下列說法正確的是

A．電解過程中，向電極b移動(dòng)
B．電極a的電極反應(yīng)為
C．當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移時(shí)，陽極室溶液質(zhì)量增加9g
D．在電化學(xué)合成中作電解質(zhì)，并有利于丙烯腈的溶解
【變式練4】（2024·廣東·高三校聯(lián)考階段練習(xí)）電解法制取Na2FeO4的總反應(yīng)為Fe+2H2O+2OH-=+3H2↑，工作原理如圖所示。已知：Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原。下列敘述正確的是
A．鐵電極做陽極，發(fā)生還原反應(yīng)
B．Ni電極發(fā)生還原反應(yīng)，有H2生成
C．該離子交換膜為陽離子交換膜
D．當(dāng)電路中通過1 mol電子時(shí)，陰極區(qū)有11.2 L H2生成
考向3　　提高電流效率
【典例3】（2024·全國(guó)·高三專題練習(xí)）研究發(fā)現(xiàn)，可以用石墨作陽極、鈦網(wǎng)作陰極、熔融CaF2-CaO作電解質(zhì)，利用圖示裝置獲得金屬鈣，并以鈣為還原劑還原二氧化鈦制備金屬鈦。下列說法正確的是
A．將熔融CaF2-CaO換成Ca(NO3)2溶液也可以達(dá)到相同目的
B．陽極的電極反應(yīng)式為C＋2O2－－4e－=CO2↑
C．在制備金屬鈦前后，整套裝置中CaO的總量減少
D．陰極的電極反應(yīng)式為Ca－2e－=Ca2＋
【變式練5】（2024·廣東·高三統(tǒng)考開學(xué)考試）2022年我國(guó)十大科技突破——海水直接電解制，其工作原理如圖，防水透氣膜只能水分子通過。下列說法正確的是

A．a(chǎn)為電解池的陰極
B．b的電極反應(yīng)方程式：
C．去除透氣膜，a極發(fā)生的電極反應(yīng)不變
D．電解池工作時(shí)，海水側(cè)的離子濃度理論上逐漸減小
【變式練6】（2024·四川·高三階段練習(xí)）某無隔膜流動(dòng)海水電解法制H2的裝置如下圖所示，其中高選擇性催化劑PRT可抑制O2產(chǎn)生。下列說法正確的是
A．a(chǎn)極為電源負(fù)極
B．理論上轉(zhuǎn)移2mole-生成4gH2
C．陽極的(主要)電極反應(yīng)：Cl-+H2O2e-=HClO+H+
D．電解后海水pH下降
1．（2024·浙江·高考真題）金屬腐蝕會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重危害，腐蝕快慢與材料種類、所處環(huán)境有關(guān)。下圖為兩種對(duì)海水中鋼閘門的防腐措施示意圖：
下列說法正確的是
A．圖1、圖2中，陽極材料本身均失去電子
B．圖2中，外加電壓偏高時(shí)，鋼閘門表面可發(fā)生反應(yīng)：
C．圖2中，外加電壓保持恒定不變，有利于提高對(duì)鋼閘門的防護(hù)效果
D．圖1、圖2中，當(dāng)鋼閘門表面的腐蝕電流為零時(shí)，鋼閘門、陽極均不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
2．（2024·福建·統(tǒng)考一模）一種水系的鋅可充電超級(jí)電池放電時(shí)原理如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是
A．放電時(shí)，電解質(zhì)中的保持不變
B．放電時(shí)，電極a為正極
C．充電時(shí)，消耗電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為
D．充電時(shí)，陽極反應(yīng)式：
3．（2024·山西·高三階段練習(xí)）水系有機(jī)液流電池作為大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)可再生能源高效利用方面展現(xiàn)出良好的應(yīng)用潛力。一種新型有機(jī)液流電池的工作原理如圖所示。下列說法正確的是
A．放電時(shí)，多孔碳電極A為負(fù)極，其電極反應(yīng)為
B．離子交換膜為陰離子交換膜
C．充電時(shí)，陰極的電極反應(yīng)為
D．增大泵的功率，能提高液體的流速，但并不能增大電池的電流量
4．（2024·遼寧·高三階段練習(xí)）中科院大連化物所儲(chǔ)能技術(shù)研究部將鋅溴液流電池電堆面容量提高至140mAh/cm2，從而大幅度提高了電池能量密度。其原理如圖所示(已知：絡(luò)合溴為Br、Br等)，下列說法正確的是

A．端電極電勢(shì)比端電極電勢(shì)低
B．放電時(shí)，負(fù)極電極反應(yīng)為
C．充電時(shí)，負(fù)極材料每增重65g，正極發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生160g Br2
D．放電時(shí)，電極表面之間的微孔隔膜阻止了絡(luò)合溴向鋅沉積物的擴(kuò)散，減少了電池的自放電
5．（2024·河南·高三校聯(lián)考開學(xué)考試）我國(guó)科學(xué)家采用雙極膜實(shí)現(xiàn)連續(xù)合成氨，電解裝置工作原理如圖所示。圖中的雙極膜中間層中的H2O解離為H+和OH-，并在電流作用下分別向兩極遷移。

下列說法錯(cuò)誤的是
A．催化電極a上的電勢(shì)低于催化電極b
B．工作一段時(shí)間后，右室中c(OH-)不變
C．生成氨氣和氧氣的質(zhì)量比為17∶64
D．若使用鉛酸蓄電池作電源，獲得1molNH3時(shí)，鉛酸蓄電池中有8molH2O生成
6．（2023·重慶·統(tǒng)考高考真題）電化學(xué)合成是一種綠色高效的合成方法。如圖是在酸性介質(zhì)中電解合成半胱氨酸和煙酸的示意圖。下列敘述錯(cuò)誤的是

A．電極a為陰極
B．從電極b移向電極a
C．電極b發(fā)生的反應(yīng)為：
D．生成半胱氨酸的同時(shí)生成煙酸
7．（2023·江蘇·統(tǒng)考高考真題）氫元素及其化合物在自然界廣泛存在且具有重要應(yīng)用。、、是氫元素的3種核素，基態(tài)H原子的核外電子排布，使得H既可以形成又可以形成，還能形成、、、、等重要化合物；水煤氣法、電解水、光催化分解水都能獲得，如水煤氣法制氫反應(yīng)中，與足量反應(yīng)生成和吸收131.3kJ的熱量。在金屬冶煉、新能源開發(fā)、碳中和等方面具有重要應(yīng)用，如在催化劑作用下與反應(yīng)可得到。我國(guó)科學(xué)家在氫氣的制備和應(yīng)用等方面都取得了重大成果。下列化學(xué)反應(yīng)表示正確的是
A．水煤氣法制氫：
B．催化加氫生成的反應(yīng)：
C．電解水制氫的陽極反應(yīng)：
D．與水反應(yīng)：
8．（2023·廣東·統(tǒng)考高考真題）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)大電流催化電解溶液制氨。工作時(shí)，在雙極膜界面處被催化解離成和，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)：
B．每生成，雙極膜處有的解離
C．電解過程中，陽極室中的物質(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
1．金屬腐蝕的本質(zhì)
金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇栯x子，金屬發(fā)生氧化反應(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 金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸 不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸
現(xiàn)象 無電流產(chǎn)生 有微弱電流產(chǎn)生
本質(zhì) 金屬被氧化 較活潑金屬被氧化
聯(lián)系 兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更普遍
(2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕
以鋼鐵的腐蝕為例進(jìn)行分析：
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
3.金屬的防護(hù)
(1)電化學(xué)防護(hù)
①犧牲陽極的陰極保護(hù)法—原電池原理
a．負(fù)極：比被保護(hù)金屬活潑的金屬；
b．正極：被保護(hù)的金屬設(shè)備。
②外加電流陰極保護(hù)法—電解原理
a．陰極：被保護(hù)的金屬設(shè)備；
b．陽極：惰性金屬或石墨。
(2)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成合金、不銹鋼等。
(3)加防護(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。
1．判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律
(1)對(duì)同一電解質(zhì)溶液來說，腐蝕速率的快慢：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(duì)同一金屬來說，在不同溶液中腐蝕速率的快慢：強(qiáng)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(dòng)性不同的兩種金屬，活動(dòng)性差別越大，腐蝕速率越快。
(4)對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大，金屬腐蝕越快。
2．兩種保護(hù)方法的比較
外加電流的陰極保護(hù)法保護(hù)效果大于犧牲陽極的陰極保護(hù)法。
(1)鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，負(fù)極鐵去電子生成Fe2＋，而不是生成Fe3＋。
(2)金屬腐蝕時(shí)，電化學(xué)腐蝕與化學(xué)腐蝕往往同時(shí)存在，但前者更普遍，危害也更嚴(yán)重。
(3)銅暴露在潮濕的空氣中發(fā)生的是化學(xué)腐蝕，而不是電化學(xué)腐蝕，生成銅綠的化學(xué)成分是Cu2(OH)2CO3。
(4)兩種保護(hù)方法的比較
外加電流的陰極保護(hù)法比犧牲陽極的陰極保護(hù)法保護(hù)效果好。
考向1　金屬腐蝕的原理、金屬腐蝕速率快慢的比較
【典例1】（2024·福建·階段練習(xí)）下列有關(guān)金屬腐蝕與防護(hù)的說法正確的是
A．鐵鍋中殘留的水滴內(nèi)部比邊緣更容易生銹
B．海船只的船底鑲嵌鋅塊，利用了犧牲陽極保護(hù)法保護(hù)金屬船體
C．航純銀器長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中變黑，是因?yàn)榘l(fā)生了吸氧腐蝕
D．保暖貼在發(fā)熱過程中主要發(fā)生了化學(xué)腐蝕
【變式練1】（2024·四川·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）研究小組將混合均勻的鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部，塞上瓶塞(如圖1)。從膠頭滴管中滴入一定濃度醋酸溶液，進(jìn)行鐵的電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)，容器中的壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化曲線如圖2。下列說法正確的是
A．0-t1時(shí)壓強(qiáng)增大的原因可能是鐵腐蝕放出熱量
B．鐵被氧化的電極反應(yīng)式為：
C．碳粉上發(fā)生了氧化反應(yīng)
D．鐵腐蝕過程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能
【變式練2】（2024·全國(guó)·高三專題練習(xí)）炒過菜的鐵鍋未及時(shí)洗凈(殘液中含NaCl)，不久便會(huì)因被腐蝕而出現(xiàn)紅褐色銹斑。腐蝕原理如圖所示，下列說法正確的是
A．腐蝕過程中，負(fù)極是C
B．Fe失去電子經(jīng)電解質(zhì)溶液轉(zhuǎn)移給C
C．正極的電極反應(yīng)式為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑
D．C是正極，O2在C表面上發(fā)生還原反應(yīng)
考向2　金屬腐蝕的防護(hù)措施
【典例2】（2024·湖北·高三開學(xué)考試）化學(xué)與生活密切相關(guān)。下列日常生活場(chǎng)景中，相關(guān)措施正確的是
選項(xiàng) A B C D
場(chǎng)景 塑料的老化 食物氧化變質(zhì) 金屬的腐蝕 環(huán)境和物品消毒
措施 生產(chǎn)塑料時(shí)添加增塑劑 用生石灰作脫氧劑 被保護(hù)金屬作原電池負(fù)極 用紫外線照射
A．A B．B C．C D．D
【變式練3】（2024·山東·高三校聯(lián)考開學(xué)考試）化學(xué)改變了生產(chǎn)生活，推動(dòng)了社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展。下列說法正確的是
A．可將地溝油制成生物柴油變廢為寶，生物柴油與柴油成分相同
B．“天宮”空間站使用石墨烯存儲(chǔ)器，石墨烯與金剛石互為同分異構(gòu)體
C．中科院首創(chuàng)用加聚合成可降解塑料聚二氧化碳，有利于實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”
D．采用外加電流陰極保護(hù)法對(duì)金屬防腐，陽極不能為惰性電極
【變式練4】（2024·海南·高三校聯(lián)考期末）化學(xué)與人類生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。下列說法錯(cuò)誤的是
A．電熱水器用鎂棒防止內(nèi)膽被腐蝕，原理是犧牲陽極的陰極保護(hù)法
B．鐵件表面鍍上保護(hù)層后，若鍍件破損，鐵一定易被腐蝕
C．地下鋼鐵管道中嵌入鋅塊，可以減緩管道的腐蝕
D．菜刀表面涂植物油，可防止菜刀生銹
1．（2023·重慶·統(tǒng)考高考真題）下列實(shí)驗(yàn)裝置或操作能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?br/>A B C D

制取 轉(zhuǎn)移溶液 保護(hù)鐵件 收集
A．A B．B C．C D．D
2．（2022·河北·高考真題）下列圖示裝置不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?br/>A．裝置甲用CCl4萃取溴水中的Br2 B．裝置乙除去Cl2中的HCl并干燥
C．裝置丙驗(yàn)證鐵的吸氧腐蝕 D．裝置丁實(shí)驗(yàn)室制備少量NH3
3．（2022·遼寧·統(tǒng)考高考真題）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，振蕩，靜置，液體分層。下列說法正確的是
A．褪色原因?yàn)楸贿€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?yàn)楸谎趸?br/>4．（2022·廣東·高考真題）為檢驗(yàn)犧牲陽極的陰極保護(hù)法對(duì)鋼鐵防腐的效果，將鍍層有破損的鍍鋅鐵片放入酸化的溶液中。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．加入溶液無紅色出現(xiàn) D．加入溶液無藍(lán)色沉淀生成
5．（2021·湖南·統(tǒng)考高考真題）下列說法正確的是
A．糖類、蛋白質(zhì)均屬于天然有機(jī)高分子化合物
B．粉末在空氣中受熱，迅速被氧化成
C．可漂白紙漿，不可用于殺菌、消毒
D．鍍鋅鐵皮的鍍層破損后，鐵皮會(huì)加速腐蝕
6．（2023·遼寧大連·大連八中校考模擬預(yù)測(cè)）某同學(xué)按圖示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，大頭針固定固體，塑料瓶盛放液體試劑。實(shí)驗(yàn)時(shí)先打開止水夾，手指壓緊小孔并擠壓塑料瓶，使液體試劑沿玻璃管上升至完全充滿，排盡玻璃管中空氣，立即關(guān)閉止水夾，一會(huì)兒后，手指堵住小孔，打開止水夾。下列所加液體試劑、對(duì)應(yīng)現(xiàn)象及結(jié)論均正確的是

選項(xiàng) 固體 液體試劑 現(xiàn)象 結(jié)論
A 鈉塊 水 鈉塊熔化成小球并浮在水面上；打開止水夾，點(diǎn)燃?xì)怏w，火焰呈淡藍(lán)色 鈉塊與水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣
B 鋁條 溶液 先有沉淀生成，后沉淀溶解；打開止水夾，點(diǎn)燃?xì)怏w，火焰呈淡藍(lán)色 鋁條與氫氧化鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生氫氣
C 銅絲 稀 產(chǎn)生紅棕色氣體，溶液呈藍(lán)色 銅絲與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生
D 鐵絲 食鹽水 打開止水夾，并松開小孔片刻，關(guān)閉止水夾，發(fā)現(xiàn)塑料瓶中液面下降 鐵絲發(fā)生了析氫腐蝕
A．A B．B C．C D．D
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1．電解定義
在電流作用下，電解質(zhì)在兩個(gè)電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程。
2．能量轉(zhuǎn)化形式
電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。
3．電解池
(1)構(gòu)成條件
①有與電源相連的兩個(gè)電極。
②電解質(zhì)溶液(或熔融鹽)。
③形成閉合回路。
(2)電極名稱及電極反應(yīng)式(如圖)
(3)電子和離子的移動(dòng)方向
4．陰陽兩極上放電順序
陰離子失去電子或陽離子得到電子的過程叫放電。離子的放電順序取決于離子本身的性質(zhì)即離子得失電子的能力，另外也與離子的濃度及電極材料有關(guān)。
(1)陰極：陰極上放電的總是溶液中的陽離子，與電極材料無關(guān)。氧化性強(qiáng)的先放電，放電順序：
(2)陽極：若是活性電極作陽極，則活性電極首先失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。
若是惰性電極作陽極，則僅是溶液中的陰離子放電，常見離子的放電順序是
一般情況下，離子按上述順序放電，但如果離子濃度相差十分懸殊，離子濃度大的也可以先放電。如理論上H＋的放電能力大于Fe2＋、Zn2＋，但在電解濃度大的硫酸亞鐵或硫酸鋅溶液中，由于溶液中c(Fe2＋)或c(Zn2＋)≥c(H＋)，則先在陰極上放電的是Fe2＋或Zn2＋，因此陰極上的主要產(chǎn)物為Fe或Zn；但在水溶液中，Al3＋、Mg2＋、Na＋等是不會(huì)在陰極上放電的。
1.做到“三看”，正確書寫電極反應(yīng)式
(1)一看電極材料，若是金屬(Au、Pt除外)作陽極，金屬一定被電解(注：Fe生成Fe2＋)。
(2)二看介質(zhì)，介質(zhì)是否參與電極反應(yīng)。
(3)三看電解質(zhì)狀態(tài),若是熔融狀態(tài),則一般為金屬的電冶煉。
2.電化學(xué)綜合計(jì)算的三種常用方法
(1)根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算
先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計(jì)算。
(2)根據(jù)電子守恒計(jì)算
①用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計(jì)算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。
②用于混合溶液中電解的分階段計(jì)算。
(3)根據(jù)關(guān)系式計(jì)算
根據(jù)得失電子守恒定律建立起已知量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建計(jì)算所需的關(guān)系式。
如以通過4 mol e－為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式：
(式中M為金屬，n為其離子的化合價(jià)數(shù)值)
該關(guān)系式具有總攬電化學(xué)計(jì)算的作用和價(jià)值，熟記電極反應(yīng)式，靈活運(yùn)用關(guān)系式便能快速解答常見的電化學(xué)計(jì)算問題。
【提醒】　在電化學(xué)計(jì)算中，還常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19 C來計(jì)算電路中通過的電量。
3.用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律
類型 實(shí)例 電極反應(yīng)特點(diǎn) 電解質(zhì) 濃度 溶液pH 電解質(zhì)溶 液復(fù)原
電解水型 NaOH溶液 陰極:4H++4e-2H2↑ 陽極:4OH--4e-2H2O+O2↑ 增大 增大 加水
H2SO4溶液 增大 減小 加水
Na2SO4溶液 增大 不變 加水
電解電解質(zhì)型 HCl溶液 電解質(zhì)電離出的陰、陽離子分別在兩極放電 減小 增大 通氯化氫
CuCl2溶液 減小 — 加氯化銅
放H2生堿型 NaCl溶液 陰極:H2O放H2生堿 陽極:電解質(zhì)陰離子放電 生成新 電解質(zhì) 增大 通氯化氫
放O2生酸型 CuSO4溶液 陰極:電解質(zhì)陽離子放電 陽極:H2O放O2生酸 生成新 電解質(zhì) 減小 加氧化銅
考向1　電解池工作原理
【典例1】（2024·全國(guó)·高三專題練習(xí)）下列有關(guān)電化學(xué)的說法正確的是
A．原電池的金屬負(fù)極質(zhì)量一定減小 B．待充電電池的負(fù)極應(yīng)與電源正極相連
C．電解池的電解質(zhì)溶液質(zhì)量一定減小 D．原電池工作時(shí)在溶液中電流由負(fù)極到正極
【答案】D
【解析】A．原電池放電時(shí)，負(fù)極質(zhì)量可能增大、可能不變也可能減小，如鉛蓄電池中負(fù)極電極反應(yīng)式為Pb-2e-+SO=PbSO4↓，負(fù)極質(zhì)量增加，燃料電池中負(fù)極材料質(zhì)量不變，故A錯(cuò)誤；
B．蓄電池充電時(shí)，其負(fù)極應(yīng)與電源的負(fù)極相連，正極與電源的正極相連，故B錯(cuò)誤；
C．電解池的電解質(zhì)溶液質(zhì)量可能不變，如精煉銅，電解質(zhì)溶液CuSO4的質(zhì)量不變，故C錯(cuò)誤；
D．原電池工作時(shí)，外電路中電流是從正極經(jīng)過導(dǎo)線到負(fù)極，電池內(nèi)部電流從負(fù)極經(jīng)溶液到正極，故D正確；
故選：D。
【變式練1】（2024·河南·高三校聯(lián)考開學(xué)考試）我國(guó)科學(xué)家采用雙極膜實(shí)現(xiàn)連續(xù)合成氨，電解裝置工作原理如圖所示。圖中的雙極膜中間層中的H2O解離為H+和OH-，并在電流作用下分別向兩極遷移。

下列說法錯(cuò)誤的是
A．催化電極a上的電勢(shì)低于催化電極b
B．工作一段時(shí)間后，右室中c(OH-)不變
C．生成氨氣和氧氣的質(zhì)量比為17∶64
D．若使用鉛酸蓄電池作電源，獲得1molNH3時(shí)，鉛酸蓄電池中有8molH2O生成
【答案】B
【解析】由示意圖可知，催化電極a上的電極反應(yīng)為：，電極a為陰極；催化電極b上的電極反應(yīng)為：，電極b為陽極。
A．催化電極a(陰極)上的電勢(shì)低于催化電極b(陽極)，故A正確；
B．當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移8mol時(shí)，右室消耗8mol，同時(shí)生成4mol，且雙極膜會(huì)向右室遷移8mol，因此右室中減小，故B錯(cuò)誤；
C．由電極方程式可知，，因此生成的，故C正確；
D．鉛酸蓄電池放電方程式為：。當(dāng)生成1mol時(shí)，電路中轉(zhuǎn)移8mol，由鉛酸蓄電池的方程式可知鉛酸蓄電池對(duì)應(yīng)生成8mol，故D正確；
故選：B。
【變式練2】（2024·浙江·校聯(lián)考二模）某興趣小組通過鈣熱還原法制備金屬鈦，其工作原理如圖所示，下列說法不正確的是

A．石墨棒a電極為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)
B．石墨棒b電極及其周圍發(fā)生反應(yīng)：，
C．該裝置可能會(huì)產(chǎn)生、等副產(chǎn)物，通入惰性氣體可減少副產(chǎn)物
D．該裝置工作時(shí)，移向陽極且含的熔融鹽中無電流通過
【答案】D
【解析】該裝置可實(shí)現(xiàn)過鈣熱還原法制備金屬鈦，結(jié)合裝置特點(diǎn)可知石墨棒b上應(yīng)生成Ca，然后與二氧化鈦反應(yīng)生成Ti，則石墨棒b作陰極，石墨棒a作負(fù)極，據(jù)此分析解答。
A． 由上述分析可知石墨棒a 為陽極，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，故A正確；
B．由上述分析可知，石墨棒b為陰極，首先發(fā)生電極反應(yīng)：，生成的Ca單質(zhì)與二氧化鈦反應(yīng)生成Ti，反應(yīng)為：，故B正確；
C．該裝置中a電極上生成氧氣，可能與石墨電極a 發(fā)生反應(yīng)生成碳的氧化物，通入惰性氣體可以稀釋生成的氧氣，避免石墨與氧氣的反應(yīng)發(fā)生，故C正確；
D．電池工作時(shí)，熔融鹽中有離子定向移動(dòng)，有電流通過，故D錯(cuò)誤；
故選：D。
考向2　電解池電極反應(yīng)的書寫
【典例2】（2024·廣西·高三校聯(lián)考階段練習(xí)）酸性廢水中的可在一定條件下利用硝酸鹽菌轉(zhuǎn)化為，再用如圖所示的電化學(xué)裝置除去，下列有關(guān)說法正確的是
A．a(chǎn)端是鉛蓄電池的負(fù)極
B．該裝置把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
C．鉛蓄電池b端電極材料為
D．電解池陰極的電極反應(yīng)式為
【答案】D
【解析】圖示的電化學(xué)裝置除去屬于電解裝置，硝酸根轉(zhuǎn)化為氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化應(yīng)該是在陰極上發(fā)生的，所以b是電源的負(fù)極，陰極上的電極反應(yīng)為：2+12H++10e-=N2↑+6H2O，離子交換膜允許氫離子通過，據(jù)此回答。
A．硝酸根轉(zhuǎn)化為氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化應(yīng)該是在陰極上發(fā)生的，所以b是電源的負(fù)極，a是正極，故A錯(cuò)誤；
B．圖示的電化學(xué)裝置除去屬于電解裝置，把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故B錯(cuò)誤；
C．鉛蓄電池中，Pb作負(fù)極、正極為PbO2，根據(jù)分析可知b是電源的負(fù)極，則鉛蓄電池b端電極材料為Pb，故C錯(cuò)誤；
D．硝酸根轉(zhuǎn)化為氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化應(yīng)該是在陰極上發(fā)生的，電極反應(yīng)為：2+12H++10e-=N2↑+6H2O，故D正確。
故選：D。
【變式練3】（2024·湖南·高三校聯(lián)考階段練習(xí)）含有硝酸鹽和亞硝酸鹽的酸性廢水可導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，引發(fā)環(huán)境污染。如圖是利用電化學(xué)原理處理的原理，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是

A．直流電源為鉛蓄電池時(shí)，極連接X電極
B．Y電極上發(fā)生還原反應(yīng)
C．陽極電極反應(yīng)方程式為
D．當(dāng)產(chǎn)生28g 時(shí)，一定有6 mol 穿過質(zhì)子交換膜
【答案】D
【解析】A．在Y電極得到電子轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓碮為陰極，X為陽極，鉛蓄電池極為正極，故A正確；
B．Y為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，故B正確；
C．陽極區(qū)電解質(zhì)為硫酸溶液，故電極反應(yīng)式為，故C正確；
D．由于不能確定參與電極反應(yīng)的中氮元素的具體化合價(jià)，所以轉(zhuǎn)移電子數(shù)無法確定，遷移數(shù)量無法確定，故D錯(cuò)誤；
故選D。
【變式練4】（2024·廣東·高三統(tǒng)考開學(xué)考試）2022年我國(guó)十大科技突破——海水直接電解制，其工作原理如圖，防水透氣膜只能水分子通過。下列說法正確的是

A．a(chǎn)為電解池的陰極
B．b的電極反應(yīng)方程式：
C．去除透氣膜，a極發(fā)生的電極反應(yīng)不變
D．電解池工作時(shí)，海水側(cè)的離子濃度理論上逐漸減小
【答案】B
【解析】由圖示可知，該裝置為電解池，陰離子氫氧根向a極移動(dòng)，故a為電解池的陽極發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，b作電解池陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣。
A．陰離子氫氧根向a極移動(dòng)，故a為電解池的陽極發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，A錯(cuò)誤；
B．b的電極反應(yīng)方程式：，B正確；
C．去除透氣膜，海水中氯離子在陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，故a極發(fā)生的電極反應(yīng)發(fā)生變化，C錯(cuò)誤；
D．電解池工作時(shí)，溶劑水不斷通過透氣膜進(jìn)入a、b兩極發(fā)生反應(yīng)，海水側(cè)的離子濃度理論上逐漸增大，D錯(cuò)誤；
故選B。
1．（2024·廣東·高考真題）一種基于氯堿工藝的新型電解池(下圖)，可用于濕法冶鐵的研究。電解過程中，下列說法不正確的是
A．陽極反應(yīng)：
B．陰極區(qū)溶液中濃度逐漸升高
C．理論上每消耗，陽極室溶液減少
D．理論上每消耗，陰極室物質(zhì)最多增加
【答案】C
【分析】右側(cè)溶液為飽和食鹽水，右側(cè)電極產(chǎn)生氣體，則右側(cè)電極為陽極，放電產(chǎn)生氯氣，電極反應(yīng)為：；左側(cè)電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，在堿性條件下轉(zhuǎn)化為Fe，電極反應(yīng)為：；中間為陽離子交換膜，由陽極向陰極移動(dòng)。
【詳解】A．由分析可知，陽極反應(yīng)為：，A正確；
B．由分析可知，陰極反應(yīng)為：，消耗水產(chǎn)生，陰極區(qū)溶液中濃度逐漸升高，B正確；
C．由分析可知，理論上每消耗，轉(zhuǎn)移6mol電子，產(chǎn)生3mol，同時(shí)有6mol由陽極轉(zhuǎn)移至陰極，則陽極室溶液減少，C錯(cuò)誤；
D．由分析可知，理論上每消耗，轉(zhuǎn)移6mol電子，有6mol由陽極轉(zhuǎn)移至陰極，陰極室物質(zhì)最多增加，D正確；
故選C。
2．（2023·廣東·統(tǒng)考高考真題）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)大電流催化電解溶液制氨。工作時(shí)，在雙極膜界面處被催化解離成和，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)：
B．每生成，雙極膜處有的解離
C．電解過程中，陽極室中的物質(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
【答案】B
【解析】由信息大電流催化電解溶液制氨可知，在電極a處放電生成，發(fā)生還原反應(yīng)，故電極a為陰極，電極方程式為，電極b為陽極，電極方程式為，“卯榫”結(jié)構(gòu)的雙極膜中的H＋移向電極a，OH－移向電極b。
A．由分析中陰陽極電極方程式可知，電解總反應(yīng)為，故A正確；
B．每生成，陰極得8mol e－，同時(shí)雙極膜處有8mol 進(jìn)入陰極室，即有8mol的解離，故B錯(cuò)誤；
C．電解過程中，陽極室每消耗4mol ，同時(shí)有4mol 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，故C正確；
D．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，有利于被催化解離成和，可提高氨生成速率，故D正確；
故選B。
3．（2023·浙江·統(tǒng)考高考真題）氯堿工業(yè)能耗大，通過如圖改進(jìn)的設(shè)計(jì)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：
C．應(yīng)選用陽離子交換膜，在右室獲得濃度較高的溶液
D．改進(jìn)設(shè)計(jì)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
【答案】B
【解析】A．電極A是氯離子變?yōu)槁葰猓蟽r(jià)升高，失去電子，是電解池陽極，因此電極A接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故A正確；
B．電極B為陰極，通入氧氣，氧氣得到電子，其電極反應(yīng)式為：，故B錯(cuò)誤；
C．右室生成氫氧根，應(yīng)選用陽離子交換膜，左邊的鈉離子進(jìn)入到右邊，在右室獲得濃度較高的溶液，故C正確；
D．改進(jìn)設(shè)計(jì)中增大了氧氣的量，提高了電極B處的氧化性，通過反應(yīng)物的氧化性來降低電解電壓，減少能耗，故D正確。
綜上所述，答案為B。
4．（2023·湖北·統(tǒng)考高考真題）我國(guó)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)陽極無生成且KOH溶液的濃度不變，電解生成氫氣的速率為。下列說法錯(cuò)誤的是

A．b電極反應(yīng)式為
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
【答案】D
【解析】由圖可知，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，為電解池的陰極，陰極反應(yīng)為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，陽極反應(yīng)為4OH--4e-=O2↑+2H2O，電池總反應(yīng)為2H2O2H2↑+O2↑，據(jù)此解答。
A．b電極反應(yīng)式為b電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故A正確；
B．該裝置工作時(shí)陽極無Cl2生成且KOH濃度不變，陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為4OH--4e-=O2↑+2H2O，為保持OH-離子濃度不變，則陰極產(chǎn)生的OH-離子要通過離子交換膜進(jìn)入陽極室，即離子交換膜應(yīng)為陰離子交換摸，故B正確；
C．電解時(shí)電解槽中不斷有水被消耗，海水中的動(dòng)能高的水可穿過PTFE膜，為電解池補(bǔ)水，故C正確；
D．由電解總反應(yīng)可知，每生成1molH2要消耗1molH2O，生成H2的速率為，則補(bǔ)水的速率也應(yīng)是，故D錯(cuò)誤；
答案選D。
5．（2023·遼寧·統(tǒng)考高考真題）某無隔膜流動(dòng)海水電解法制的裝置如下圖所示，其中高選擇性催化劑可抑制產(chǎn)生。下列說法正確的是

A．b端電勢(shì)高于a端電勢(shì) B．理論上轉(zhuǎn)移生成
C．電解后海水下降 D．陽極發(fā)生：
【答案】D
【解析】由圖可知，左側(cè)電極產(chǎn)生氧氣，則左側(cè)電極為陽極，電極a為正極，右側(cè)電極為陰極，b電極為負(fù)極，該裝置的總反應(yīng)產(chǎn)生氧氣和氫氣，相當(dāng)于電解水，以此解題。
A．由分析可知，a為正極，b電極為負(fù)極，則a端電勢(shì)高于b端電勢(shì)，A錯(cuò)誤；
B．右側(cè)電極上產(chǎn)生氫氣的電極方程式為：2H++2e-=H2↑，則理論上轉(zhuǎn)移生成，B錯(cuò)誤；
C．由圖可知，該裝置的總反應(yīng)為電解海水的裝置，隨著電解的進(jìn)行，海水的濃度增大，但是其pH基本不變，C錯(cuò)誤；
D．由圖可知，陽極上的電極反應(yīng)為：，D正確；
故選D。
6．（2023·全國(guó)·統(tǒng)考高考真題）用可再生能源電還原時(shí)，采用高濃度的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)生在電極上
B．從電極遷移到電極
C．陰極發(fā)生的反應(yīng)有：
D．每轉(zhuǎn)移電子，陽極生成氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
【答案】C
【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。
A．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，故A錯(cuò)誤；
B．離子交換膜為質(zhì)子交換膜，只允許氫離子通過，Cl-不能通過，故B錯(cuò)誤；
C．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，故C正確；
D．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，故D錯(cuò)誤；
答案選C。
1．氯堿工業(yè)
(1)電極反應(yīng)
陽極反應(yīng)式：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反應(yīng))
陰極反應(yīng)式：2H＋＋2e－===H2↑(還原反應(yīng))
(2)總反應(yīng)方程式
2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
(3)氯堿工業(yè)生產(chǎn)流程圖
2．電鍍
下圖為金屬表面鍍銀的工作示意圖，據(jù)此回答下列問題：
(1)鍍件作陰極，鍍層金屬銀作陽極。
(2)電解質(zhì)溶液是AgNO3溶液等含鍍層金屬陽離子的鹽溶液。
(3)電極反應(yīng)：
陽極：Ag－e－===Ag＋；
陰極：Ag＋＋e－===Ag。
(4)特點(diǎn)：陽極溶解，陰極沉積，電鍍液的濃度不變。
3．電解精煉銅
(1)電極材料：陽極為粗銅；陰極為純銅。
(2)電解質(zhì)溶液：含Cu2＋的鹽溶液。
(3)電極反應(yīng)：
陽極：Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e－===Ni2＋、Cu－2e－===Cu2＋；
陰極：Cu2＋＋2e－===Cu。
4．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。
(1)冶煉鈉
2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
電極反應(yīng)：
陽極：2Cl－－2e－===Cl2↑；陰極：2Na＋＋2e－===2Na。
(2)冶煉鋁
2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑
電極反應(yīng)：
陽極：6O2－－12e－===3O2↑；
陰極：4Al3＋＋12e－===4Al。
1.陰、陽極的判斷方法
(1)根據(jù)外接電源:正極接陽極,負(fù)極接陰極。
(2)根據(jù)電流方向:從陰極流出,從陽極流入。
(3)根據(jù)電子流向:從陽極流出,從陰極流入。
(4)根據(jù)離子移向:陰離子移向陽極,陽離子移向陰極。
(5)根據(jù)電極產(chǎn)物:陽極——電極溶解、逸出O2(或陽極區(qū)酸性增強(qiáng))或Cl2;陰極——析出金屬、逸出H2(或陰極區(qū)堿性增強(qiáng))。
(6)根據(jù)反應(yīng)類型:陽極發(fā)生氧化反應(yīng),陰極發(fā)生還原反應(yīng)。
考向1　電解原理的應(yīng)用
【典例1】（2024·全國(guó)·高三專題練習(xí)）工業(yè)上先后用下列方法制備金屬鈉：
①用石墨作電極電解熔融氫氧化鈉制鈉。
②鐵與熔融氫氧化鈉作用制鈉：。
③電解熔融氯化鈉。
下列有關(guān)說法正確的是
A．電解熔融氫氧化鈉制鈉的反應(yīng)為
B．在電解熔融氯化鈉的電解槽(如圖)中，石墨為陽極，鐵為陰極
C．電解熔融氯化鈉時(shí)，向陽極移動(dòng)
D．方法①與②制得等量的鈉，兩反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)相等
【答案】B
【解析】A．電解熔融氫氧化鈉時(shí)，生成鈉、水和氧氣，電池總反應(yīng)為，故A錯(cuò)誤；
B．電解熔融氯化鈉時(shí)，電解槽的陽極如果用活潑金屬材料，則會(huì)導(dǎo)致電解時(shí)陽極放電而不是電解質(zhì)中的陰離子放電，可用石墨作陽極，故B正確；
C．電解熔融氯化鈉時(shí)，鈉離子向陰極移動(dòng)，氯離子向陽極移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；
D．方法①中只有鈉離子得電子，方法②中不僅有鈉離子還有氫離子得電子，所以制得相等量的鈉，兩反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)不相等，故D錯(cuò)誤；
故選：B。
【變式練1】（2024·全國(guó)·高三校聯(lián)考開學(xué)考試）某小組設(shè)計(jì)利用鹽湖水的工業(yè)流程如下圖所示：
下列敘述正確的是
A．根據(jù)物質(zhì)組成分類，純堿和燒堿都屬于堿
B．利用氯化鈉溶解度隨溫度升高而減小提取粗鹽
C．上述制備燒堿的副產(chǎn)品可以用于制備鹽酸
D．工業(yè)制備鈉的尾氣可以直接排入空氣中
【答案】C
【解析】A．純堿是碳酸鈉的俗稱，屬于鹽類，不屬于堿，故A錯(cuò)誤；
B．氯化鈉的溶解度隨溫度升高而增大，但溶解度隨溫度變化小，故B錯(cuò)誤；
C．由圖可知，制備燒堿的副產(chǎn)品為氫氣和氯氣，氫氣在氯氣中燃燒生成氯化氫，氯化氫溶于水得到與水，所以制備燒堿的副產(chǎn)品可以用于制備鹽酸，故C正確；
D．工業(yè)制備鈉的尾氣為有毒的氯氣，直接排入空氣中會(huì)污染環(huán)境，所以不能直接排入空氣中，故D錯(cuò)誤；
故選C。
【變式練2】（2024·山西·高三統(tǒng)考開學(xué)考試）根據(jù)下列裝置和物質(zhì)，能達(dá)到相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?br/>
A．驗(yàn)證的水解程度比大 B．實(shí)驗(yàn)室制備 C．鐵表面鍍銅 D．演示噴泉實(shí)驗(yàn)
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解析】A．碳酸鈉和碳酸氫鈉的溶解度不同，碳酸鈉飽和溶液和碳酸氫鈉飽和溶液的濃度不相等，由探究實(shí)驗(yàn)的變量唯一原則可知，用測(cè)量飽和溶液濃度pH的方法不能驗(yàn)證碳酸根離子和碳酸氫根離子水解程度的大小，故A錯(cuò)誤；
B．啟普發(fā)生器是用于不溶于水的塊狀固體與液體不加熱制備不溶于水氣體的裝置，亞硫酸鈉為溶于水的固體粉末，且二氧化硫易溶于水，所以不能用啟普發(fā)生器制備二氧化硫，故B錯(cuò)誤；
C．鐵表面鍍銅時(shí)，銅應(yīng)與直流電源正極相連作電鍍池的陽極，鐵制鍍件作陰極，故C錯(cuò)誤；
D．氨氣極易溶于水，通過擠壓膠頭滴管使圓底燒瓶中的氨氣溶于水使得氣體的物質(zhì)的量減小產(chǎn)生內(nèi)外壓強(qiáng)差而形成噴泉，故D正確；
故選D。
考向2　與電解有關(guān)的計(jì)算
【典例2】（2024·全國(guó)·高三專題練習(xí)）利用如圖所示裝置，當(dāng)X、Y選用不同材料時(shí)，可將電解原理廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。下列說法中正確的是

A．氯堿工業(yè)中，X、Y均為石墨，X附近能得到氫氧化鈉
B．銅的電解精煉中，X是純銅，Y是粗銅，Z是CuSO4
C．電鍍工業(yè)中，X是待鍍金屬，Y是鍍層金屬
D．外加電流法中，Y是待保護(hù)金屬
【答案】D
【解析】A．氯堿工業(yè)上，用惰性電極電解飽和氯化鈉溶液，陰極附近得到氫氧化鈉，即Y附近能得到氫氧化鈉，故A錯(cuò)誤；
B．銅的精煉中，粗銅作陽極X，純銅作陰極Y，硫酸銅溶液作電解質(zhì)溶液，故B錯(cuò)誤；
C．電鍍工業(yè)上，陰極Y是待鍍金屬，陽極X是鍍層金屬，故C錯(cuò)誤；
D．外加電流的陰極保護(hù)法中，陰極Y是待保護(hù)金屬，故D正確；
故選D。
【變式練3】（2024·全國(guó)·高三專題練習(xí)）金屬鎳有廣泛的用途，粗鎳中含有Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制得高純度的鎳。下列敘述中正確的是(已知：氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋)
A．陽極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為Ni2＋＋2e－=Ni
B．電解過程中，陽極質(zhì)量的減少量與陰極質(zhì)量的增加量相等
C．電解后，溶液中存在的陽離子只有Fe2＋和Zn2＋
D．電解后，電解槽底部的陽極泥中有Cu和Pt
【答案】D
【解析】A．電解時(shí)，陽極Zn、Fe、Ni失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
B．因氧化性Ni2＋＞Fe2＋＞Zn2＋，故陰極反應(yīng)式為Ni2＋＋2e－=Ni，可見，陽極質(zhì)量減少是因?yàn)閆n、Fe、Ni溶解，而陰極質(zhì)量增加是因?yàn)镹i析出，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；
C．電解后溶液中的陽離子除Fe2＋和Zn2＋外，還有Ni2＋和H＋，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；
D．Cu和Pt金屬性較弱，電解后，電解槽底部的陽極泥中有Cu和Pt，選項(xiàng)D正確；
答案選D。
【變式練4】（2024·全國(guó)·高三專題練習(xí)）普通電解精煉銅的方法所制備的銅中仍含雜質(zhì)，利用下面的雙膜(陰離子交換膜和過濾膜)電解裝置可制備高純度的Cu。下列有關(guān)敘述中正確的是
A．電極a為精銅，電極b為粗銅
B．甲膜為過濾膜，可阻止陽極泥及漂浮物雜質(zhì)進(jìn)入陰極區(qū)
C．乙膜為陰離子交換膜，可阻止雜質(zhì)陽離子進(jìn)入陰極區(qū)
D．當(dāng)電路中通過1 mol電子時(shí)，可生成16 g精銅
【答案】A
【解析】由圖可知，電極a與電源負(fù)極相連，為陰極，電極b與電源正極相連，為陽極，電解精煉銅過程中，陰極為精銅，電極方程式為：Cu2++2e-=Cu，陽極為粗銅，電極方程式為：Cu-2e-=Cu2+，甲膜為陰離子交換膜，可阻止雜質(zhì)離子陽離子進(jìn)入陰極區(qū)，乙膜為過濾膜，可阻止陽極泥及漂浮物雜質(zhì)進(jìn)入陰極區(qū)，以此解答。
A．由題意結(jié)合電解原理可知，電極a是陰極，為精銅；電極b陽極，為粗銅，故A正確；
B．甲膜為陰離子交換膜，可阻止雜質(zhì)離子陽離子進(jìn)入陰極區(qū)，故B錯(cuò)誤；
C．乙膜為過濾膜，可阻止陽極泥及漂浮物雜質(zhì)進(jìn)入陰極區(qū)，故C錯(cuò)誤；
D．電解精煉Cu的裝置中，陰極電極方程式為：Cu2++2e-=Cu，當(dāng)電路中通過1mol電子時(shí)，可生成0.5mol精銅，其質(zhì)量為32g，故D錯(cuò)誤；
故選A。
1．（2024·江蘇·高考真題）在給定條件下，下列制備過程涉及的物質(zhì)轉(zhuǎn)化均可實(shí)現(xiàn)的是
A．HCl制備：溶液和
B．金屬M(fèi)g制備：溶液
C．純堿工業(yè)：溶液
D．硫酸工業(yè)：
【答案】A
【詳解】A．電解氯化鈉溶液可以得到H2和Cl2，H2和Cl2點(diǎn)燃反應(yīng)生成HCl，故A的轉(zhuǎn)化可以實(shí)現(xiàn)；
B．氫氧化鎂和鹽酸反應(yīng)可以得到氯化鎂溶液，但是電解氯化鎂溶液不能得到Mg，電解熔融MgCl2才能得到金屬鎂單質(zhì)，故B的轉(zhuǎn)化不能實(shí)現(xiàn)；
C．純堿工業(yè)是在飽和食鹽水中通入NH3和CO2先得到NaHCO3，然后NaHCO3受熱分解為Na2CO3，故C的轉(zhuǎn)化不能實(shí)現(xiàn)；
D．工業(yè)制備硫酸，首先黃鐵礦和氧氣反應(yīng)生成SO2，但是SO2和水反應(yīng)生成H2SO3，不能得到H2SO4，故D的轉(zhuǎn)化不能實(shí)現(xiàn)；
故選A。
2．（2024·湖南·模擬預(yù)測(cè)）含有硝酸鹽和亞硝酸鹽的酸性廢水可導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，引發(fā)環(huán)境污染。如圖是利用電化學(xué)原理處理的原理，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是

A．直流電源為鉛蓄電池時(shí)，極連接X電極
B．Y電極上發(fā)生還原反應(yīng)
C．陽極電極反應(yīng)方程式為
D．當(dāng)產(chǎn)生28g 時(shí)，一定有6 mol 穿過質(zhì)子交換膜
【答案】D
【解析】A．在Y電極得到電子轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓碮為陰極，X為陽極，鉛蓄電池極為正極，故A正確；
B．Y為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，故B正確；
C．陽極區(qū)電解質(zhì)為硫酸溶液，故電極反應(yīng)式為，故C正確；
D．由于不能確定參與電極反應(yīng)的中氮元素的具體化合價(jià)，所以轉(zhuǎn)移電子數(shù)無法確定，遷移數(shù)量無法確定，故D錯(cuò)誤；
故選D。
3．（2024·山西·模擬預(yù)測(cè)）室溫鈉-硫電池被認(rèn)為是一種成本低、比能量高的能源存儲(chǔ)系統(tǒng)。一種室溫鈉-硫電池的結(jié)構(gòu)如圖所示。將鈉箔置于聚苯并咪唑膜上作為一個(gè)電極，表面噴涂有硫黃粉末的炭化纖維素紙作為另一電極。工作時(shí)，在硫電極發(fā)生反應(yīng)：，，
下列敘述錯(cuò)誤的是
A．炭化纖維素紙的作用是增強(qiáng)硫電極導(dǎo)電性能
B．放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為：
C．充電時(shí)從硫電極向鈉電極遷移
D．放電時(shí)外電路電子流動(dòng)的方向是
【答案】B
【解析】鈉-硫電池中鈉作負(fù)極，電極反應(yīng)式為：Na-e-=Na+，表面噴涂有硫磺粉末的炭化纖維素紙作正極，電極反應(yīng)式為：S8+e-→S，S+e-→S，2Na++S+2(1-)e-→Na2Sx，充電時(shí)，鈉電極作陰極，電極反應(yīng)式為：Na++e-=Na，據(jù)此分析。
A．炭化纖維素紙具有導(dǎo)電性，其作用是增強(qiáng)硫電極導(dǎo)電性能，故A正確；
B．鈉-硫電池中鈉作負(fù)極，電極反應(yīng)式為：Na-e-=Na+，故B錯(cuò)誤；
C．由分析知，充電時(shí)Na電極作為陰極，陽離子移向陰極，因此充電時(shí)Na+從硫電極向鈉電極遷移，故C正確；
D．放電時(shí)，電子由負(fù)極流向正極，由分析知，a為負(fù)極，b為正極，因此放電時(shí)外電路電子流動(dòng)的方向是a→b，故D正確；
故選B。
4．（2024·遼寧·統(tǒng)考一模）海水中有豐富的鋰資源，我國(guó)科學(xué)家研發(fā)出利用太陽能從海水中提取金屬鋰的技術(shù)，提取原理如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是

A．該裝置將光能間接轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能
B．a(chǎn)極為陰極，電極上發(fā)生還原反應(yīng)
C．電解過程中可監(jiān)測(cè)到b極附近溶液pH減小
D．固體陶瓷膜允許Li+、H2O等較小微粒通過
【答案】D
【解析】本裝置利用太陽能從海水中提取金屬鋰，由于鋰能與水發(fā)生反應(yīng)，所以Li應(yīng)在電極a生成，從而得出電極a為陰極，電極b為陽極。
A．該裝置是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，然后電解海水制取鋰，則將光能間接轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，A正確；
B．由分析可知，a極為陰極，電極上Li+得電子生成Li，發(fā)生還原反應(yīng)，B正確；
C．電解過程中，b極Cl-失電子生成Cl2，Cl2溶于水后有一部分與水反應(yīng)生成HCl和HClO，所以電極附近溶液pH減小，C正確；
D．海水中的Li+通過固體陶瓷膜進(jìn)入電極a，得電子生成Li，若H2O也進(jìn)入電極a附近，則生成的Li與H2O發(fā)生反應(yīng)，所以固體陶瓷膜允許Li+通過，但不允許H2O等較小微粒通過，D錯(cuò)誤；
故選D。
5．（2024·福建·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）我國(guó)科學(xué)家經(jīng)過研究發(fā)明了以下裝置從海水中提取鋰單質(zhì)，其工作原理如圖所示。該裝置運(yùn)行期間電極Ⅱ上產(chǎn)生和氣體X。下列說法錯(cuò)誤的是

A．該裝置實(shí)現(xiàn)了“太陽能→電能→化學(xué)能”的轉(zhuǎn)化
B．電極Ⅰ連接太陽能電池的負(fù)極
C．工作時(shí)，電極Ⅱ附近溶液的pH增大
D．實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)氣體X可用濕潤(rùn)的淀粉-KI試紙
【答案】C
【解析】由圖可知，鋰離子向電極I遷移，則電極I為陰極，電極反應(yīng)式：；電極II為陽極，該裝置運(yùn)行期間電極Ⅱ上產(chǎn)生和氣體X，則電極反應(yīng)式：、；
A．根據(jù)該裝置示意圖可知，實(shí)現(xiàn)了太陽能→電能→化學(xué)能的轉(zhuǎn)化，故A正確；
B．根據(jù)分析可知，電極I為陰極，連接太陽能電池負(fù)極，故B正確；
C．根據(jù)分析可知，電極II為陽極，電極反應(yīng)式：、，則工作時(shí)，電極Ⅱ附近溶液的pH減小，故C錯(cuò)誤；
D．根據(jù)分析可知X氣體為，可用濕潤(rùn)的淀粉-KI試紙檢驗(yàn)，故D正確；
答案選C。
6．（2024·福建·統(tǒng)考一模）一種水系的鋅可充電超級(jí)電池放電時(shí)原理如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是
A．放電時(shí)，電解質(zhì)中的保持不變
B．放電時(shí)，電極a為正極
C．充電時(shí)，消耗電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為
D．充電時(shí)，陽極反應(yīng)式：
【答案】A
【解析】由圖可知，放電時(shí)，Zn化合價(jià)升高失電子，故電極b作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn-2e-+4OH-=，電極a為正極，電極反應(yīng)式為MX(OH)+e-=MX+OH-，充電時(shí)，電極b作陰極，電極反應(yīng)式為 +2e-=Zn+4OH-，電極a作陽極，電極反應(yīng)式為MX+OH--e-=MX(OH)，據(jù)此作答。
A．放電時(shí)，由兩極反應(yīng)可知，電池總反應(yīng)為Zn+2MX(OH)+2OH-=+2MX，故電解質(zhì)中的c(OH-)減小，故A錯(cuò)誤；
B．放電時(shí)，Zn化合價(jià)升高失電子，故電極b作負(fù)極，電極a為正極，故B正確；
C．充電時(shí)，電極b作陰極，電極反應(yīng)式為+2e-=Zn+4OH-，消耗1mol電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NA，故C正確；
D．充電時(shí)，電極a作陽極，電極反應(yīng)式為MX+OH--e-=MX(OH)，故D正確；
故選：A。
1．常見的隔膜
隔膜又叫離子交換膜，由高分子特殊材料制成。離子交換膜分三類：
(1)陽離子交換膜，簡(jiǎn)稱陽膜，只允許陽離子通過，即允許H＋和其他陽離子通過，不允許陰離子通過。
(2)陰離子交換膜，簡(jiǎn)稱陰膜，只允許陰離子通過，不允許陽離子通過。
(3)質(zhì)子交換膜，只允許H＋通過，不允許其他陽離子和陰離子通過。
(4)雙極膜，雙極膜亦稱雙極性膜，是特種離子交換膜，它是由一張陽膜和一張陰膜復(fù)合制成的陰、陽復(fù)合膜。該膜的特點(diǎn)是在直流電場(chǎng)的作用下，陰、陽膜復(fù)合層間的H2O解離成H+和OH-并分別通過陰膜和陽膜，作為H+和OH-離子源。
2．隔膜的作用
(1)能將兩極區(qū)隔離，阻止兩極區(qū)產(chǎn)生的物質(zhì)接觸，防止發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
(2)能選擇性的通過離子，起到平衡電荷、形成閉合回路的作用。
解這類問題可以分三步：
第一步，分清隔膜類型。即交換膜屬于陽膜、陰膜或質(zhì)子膜中的哪一種，判斷允許哪種離子通過隔膜。
第二步，寫出電極反應(yīng)式，判斷交換膜兩側(cè)離子變化，推斷電荷變化，根據(jù)電荷平衡判斷離子遷移方向。第三步，分析隔膜作用。在產(chǎn)品制備中，隔膜作用主要是提高產(chǎn)品純度，避免產(chǎn)物之間發(fā)生反應(yīng)，或避免產(chǎn)物因發(fā)生反應(yīng)而造成危險(xiǎn)。
反應(yīng)物相同，不同的交換膜，遷移的離子種類不同；同種交換膜，轉(zhuǎn)移相同的電子數(shù)，如果離子所帶電荷數(shù)不同，遷移離子數(shù)不同。離子遷移依據(jù)電荷平衡，而離子數(shù)目變化量可能不相等。
交換膜隔離兩種電解質(zhì)溶液，避免負(fù)極材料與能發(fā)生反應(yīng)的電解質(zhì)溶液直接接觸，能提高電流效率。在這種裝置中，交換膜起到鹽橋作用，且優(yōu)于鹽橋(鹽橋需要定時(shí)替換或再生)。通過限制離子遷移，使指定離子在溶液中定向移動(dòng)形成閉合回路，完成氧化劑和還原劑在不接觸條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)。
考向1　　提高產(chǎn)品純度
【典例1】（2024·四川·高三校聯(lián)考開學(xué)考試）釩電池具有特殊的電池結(jié)構(gòu)，具有充電迅速、比能量高、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，工作原理如圖所示。酸性溶液中釩通常以、、、等形式存在，離子顏色依次為紫色、綠色、藍(lán)色、黃色。放電過程中，a極電解質(zhì)溶液由紫色變?yōu)榫G色。下列說法錯(cuò)誤的是

A．該電池工作原理為：
B．放電時(shí)，由質(zhì)子交換膜左側(cè)移向右側(cè)
C．充電時(shí)，a極發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)接電源正極
D．充電時(shí)，b極附近溶液黃色加深
【答案】C
【解析】放電過程中，a極電解質(zhì)溶液由紫色變?yōu)榫G色，可知失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成，則a是負(fù)極、b是正極。
A．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為 、正極發(fā)生還原反應(yīng)，該電池工作原理為：，故A正確；
B．放電時(shí)，a是負(fù)極、b是正極，陽離子向正極移動(dòng)，由質(zhì)子交換膜左側(cè)移向右側(cè)，故B正確；
C．放電時(shí)，a是負(fù)極、b是正極，充電時(shí)，a極發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)接電源負(fù)極，故C錯(cuò)誤；
D．充電時(shí)，b極為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，失電子生成，附近溶液藍(lán)色變?yōu)辄S色，故D正確；
選C。
【變式練1】（2024·安徽·高三開學(xué)考試）一種可實(shí)現(xiàn)氫氣循環(huán)利用的新型電池的放電工作原理如圖所示，下列說法正確的是
A．放電時(shí)，電子由極經(jīng)外電路到極
B．放電時(shí)，極電極反應(yīng)式為
C．放電過程中由左池通過交換膜向右池移動(dòng)
D．充電時(shí)，電極接電源的負(fù)極
【答案】B
【解析】A．根據(jù)圖示，放電時(shí)，氫氣流入N極，N極氫氣失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，N是負(fù)極、M是正極，電子由N極經(jīng)外電路到M極，故A錯(cuò)誤；
B．放電時(shí)，氫氣流入N極，N極氫氣失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，極電極反應(yīng)式為，故B正確；
C．N是負(fù)極、M是正極，放電過程中由右池通過交換膜向左池移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；
D．放電時(shí)，N是負(fù)極、M是正極，充電時(shí)，電極接電源的正極，故D錯(cuò)誤；
選B。
【變式練2】（2024·湖南·高三校聯(lián)考階段練習(xí)）含有硝酸鹽和亞硝酸鹽的酸性廢水可導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，引發(fā)環(huán)境污染。如圖是利用電化學(xué)原理處理的原理，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是

A．直流電源為鉛蓄電池時(shí)，極連接X電極
B．Y電極上發(fā)生還原反應(yīng)
C．陽極電極反應(yīng)方程式為
D．當(dāng)產(chǎn)生28g 時(shí)，一定有6 mol 穿過質(zhì)子交換膜
【答案】D
【解析】A．在Y電極得到電子轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓碮為陰極，X為陽極，鉛蓄電池極為正極，故A正確；
B．Y為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，故B正確；
C．陽極區(qū)電解質(zhì)為硫酸溶液，故電極反應(yīng)式為，故C正確；
D．由于不能確定參與電極反應(yīng)的中氮元素的具體化合價(jià)，所以轉(zhuǎn)移電子數(shù)無法確定，遷移數(shù)量無法確定，故D錯(cuò)誤；
故選D。
考向2　　限制離子遷移
【典例2】（2024·重慶·高三開學(xué)考試）鈉離子電池以其快速充放電的特性受到科研工作者的重視，具有廣泛的應(yīng)用前景。某基于有機(jī)電解質(zhì)的鈉離子可充電電池的放電工作原理如圖所示：
下列說法正確的是
A．x>y
B．放電時(shí)，外電路通過0.1mol電子，A電極質(zhì)量減少4.6g
C．充電時(shí)，B電極發(fā)生的反應(yīng)為
D．與鋰離子電池相比，鈉離子電池具有受損后不易燃燒的優(yōu)點(diǎn)
【答案】A
【解析】放電時(shí)，鈉電極為負(fù)極，A電極反應(yīng)式為：Na-e-=Na+，B電極為正極，電極反應(yīng)式為；
A．由放電時(shí)B電極的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，x>y，故A正確；
B．放電時(shí)，外電路通過0.1mol電子，A電極上Na失去電子生成Na+，消耗0.1mol Na，A電極質(zhì)量減少了2.3g，故B錯(cuò)誤；
C．充電時(shí)，B電極發(fā)生的反應(yīng)為，故C錯(cuò)誤；
D．Na比Li活潑，受損后更易燃燒，故D錯(cuò)誤；
故選：A。
【變式練3】（2024·內(nèi)蒙古·高三統(tǒng)考階段練習(xí)）己二腈是制尼龍-66的原料，利用丙烯腈(，不溶于水)為原料、四甲基溴化銨為鹽溶液制備己二腈的電化學(xué)合成裝置如圖所示，其總反應(yīng)為：。下列說法正確的是

A．電解過程中，向電極b移動(dòng)
B．電極a的電極反應(yīng)為
C．當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移時(shí)，陽極室溶液質(zhì)量增加9g
D．在電化學(xué)合成中作電解質(zhì)，并有利于丙烯腈的溶解
【答案】D
【解析】由圖結(jié)合總反應(yīng)可知，a極丙烯腈得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成己二腈：，則a為陰極，則b為陽極，b極中水失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣：2H2O- 4e- =4H++O2↑
A．電解過程中陽離子向陰極移動(dòng)，故向電極a移動(dòng)，A錯(cuò)誤；
B．a(chǎn)極丙烯腈得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成己二腈：，B錯(cuò)誤；
C．當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移時(shí)，陽極室生成氧氣0.25mol，質(zhì)量為8g，同時(shí)有1mol氫離子（質(zhì)量為1g）進(jìn)入陰極區(qū)，故溶液質(zhì)量減少9g，C錯(cuò)誤；
D．丙烯腈為有機(jī)物，在電化學(xué)合成中作電解質(zhì)，并有利于丙烯腈的溶解，D正確；
故選D。
【變式練4】（2024·廣東·高三校聯(lián)考階段練習(xí)）電解法制取Na2FeO4的總反應(yīng)為Fe+2H2O+2OH-=+3H2↑，工作原理如圖所示。已知：Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原。下列敘述正確的是
A．鐵電極做陽極，發(fā)生還原反應(yīng)
B．Ni電極發(fā)生還原反應(yīng)，有H2生成
C．該離子交換膜為陽離子交換膜
D．當(dāng)電路中通過1 mol電子時(shí)，陰極區(qū)有11.2 L H2生成
【答案】B
【解析】制備高鐵酸鹽較好的方法為電解法：Fe+2H2O+2OH +3H2↑，電解過程中Fe做電解池的陽極，Ni做陰極，堿性溶液中陽極電極反應(yīng)為：Fe-6e-+8OH-═+4H2O，陰極電極反應(yīng)：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，據(jù)此分析解題。
A．由題干圖示信息可知，鐵電極與電源正極相連，做陽極，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，A錯(cuò)誤；
B．由題干圖示信息可知，Ni電極與電源負(fù)極相連，是陰極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，有H2生成，B正確；
C．電解池中陽離子由陽極移向陰極，陰離子由陰極移向陽極，又知Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原，故陰極產(chǎn)生的OH-經(jīng)過離子交換膜移向陽極，以保證陽極區(qū)呈堿性，故該離子交換膜為陰離子交換膜，C錯(cuò)誤；
D．由分析可知，陰極電極反應(yīng)：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，則當(dāng)電路中通過1 mol電子時(shí)，陰極區(qū)有0.5molH2生成，題干未告知標(biāo)準(zhǔn)狀況故無法計(jì)算H2的體積，D錯(cuò)誤；
故答案為：B。
考向3　　提高電流效率
【典例3】（2024·全國(guó)·高三專題練習(xí)）研究發(fā)現(xiàn)，可以用石墨作陽極、鈦網(wǎng)作陰極、熔融CaF2-CaO作電解質(zhì)，利用圖示裝置獲得金屬鈣，并以鈣為還原劑還原二氧化鈦制備金屬鈦。下列說法正確的是
A．將熔融CaF2-CaO換成Ca(NO3)2溶液也可以達(dá)到相同目的
B．陽極的電極反應(yīng)式為C＋2O2－－4e－=CO2↑
C．在制備金屬鈦前后，整套裝置中CaO的總量減少
D．陰極的電極反應(yīng)式為Ca－2e－=Ca2＋
【答案】B
【解析】由圖可知，石墨為陽極，其電極反應(yīng)式為C＋2O2－－4e－=CO2↑，鈦網(wǎng)是陰極，其電極反應(yīng)式為Ca2＋＋2e－=Ca。
A．將熔融CaF2-CaO換成Ca(NO3)2溶液，陰極上H＋放電，無法得到金屬Ca，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
B．由圖可知，石墨為陽極，其電極反應(yīng)式為C＋2O2－－4e－=CO2↑，選項(xiàng)B正確；
C．鈦網(wǎng)是陰極，其電極反應(yīng)式為Ca2＋＋2e－=Ca，鈣還原二氧化鈦的化學(xué)方程式為2Ca＋TiO2=Ti＋2CaO，制備金屬鈦前后，CaO的總量不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；
D．鈦網(wǎng)是陰極，其電極反應(yīng)式為Ca2＋＋2e－=Ca，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；
答案選B。
【變式練5】（2024·廣東·高三統(tǒng)考開學(xué)考試）2022年我國(guó)十大科技突破——海水直接電解制，其工作原理如圖，防水透氣膜只能水分子通過。下列說法正確的是

A．a(chǎn)為電解池的陰極
B．b的電極反應(yīng)方程式：
C．去除透氣膜，a極發(fā)生的電極反應(yīng)不變
D．電解池工作時(shí)，海水側(cè)的離子濃度理論上逐漸減小
【答案】B
【解析】A．陰離子氫氧根向a極移動(dòng)，故a為電解池的陽極發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，A錯(cuò)誤；
B．b的電極反應(yīng)方程式：，B正確；
C．去除透氣膜，海水中氯離子在陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，故a極發(fā)生的電極反應(yīng)發(fā)生變化，C錯(cuò)誤；
D．電解池工作時(shí)，溶劑水不斷通過透氣膜進(jìn)入a、b兩極發(fā)生反應(yīng)，海水側(cè)的離子濃度理論上逐漸增大，D錯(cuò)誤；
故選B。
【變式練6】（2024·四川·高三階段練習(xí)）某無隔膜流動(dòng)海水電解法制H2的裝置如下圖所示，其中高選擇性催化劑PRT可抑制O2產(chǎn)生。下列說法正確的是
A．a(chǎn)極為電源負(fù)極
B．理論上轉(zhuǎn)移2mole-生成4gH2
C．陽極的(主要)電極反應(yīng)：Cl-+H2O2e-=HClO+H+
D．電解后海水pH下降
【答案】C
【解析】A．鈦網(wǎng)為陽極，鈦網(wǎng)與電源的a極相連，則a極為電源正極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；
B．鈦箔上生成H2的電極反應(yīng)為2H++2e-=H2↑，理論上轉(zhuǎn)移2mole-生成1molH2，生成H2的質(zhì)量為2g，B項(xiàng)錯(cuò)誤；
C．高選擇性催化劑PRT可抑制O2產(chǎn)生，則陽極的(主要)電極反應(yīng)為海水中Cl-發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成HClO，電極反應(yīng)式為Cl-+H2O-2e-=HClO+H+，C項(xiàng)正確；
D．電解的主要總反應(yīng)為H++Cl-+H2OHClO+H2↑，電解后海水中H+濃度減小，pH上升，D項(xiàng)錯(cuò)誤；
答案選C。
1．（2024·浙江·高考真題）金屬腐蝕會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重危害，腐蝕快慢與材料種類、所處環(huán)境有關(guān)。下圖為兩種對(duì)海水中鋼閘門的防腐措施示意圖：
下列說法正確的是
A．圖1、圖2中，陽極材料本身均失去電子
B．圖2中，外加電壓偏高時(shí)，鋼閘門表面可發(fā)生反應(yīng)：
C．圖2中，外加電壓保持恒定不變，有利于提高對(duì)鋼閘門的防護(hù)效果
D．圖1、圖2中，當(dāng)鋼閘門表面的腐蝕電流為零時(shí)，鋼閘門、陽極均不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
【答案】B
【詳解】A．圖1為犧牲陽極的陰極甕中保護(hù)法，犧牲陽極一般為較活潑金屬，其作為原電池的負(fù)極，其失去電子被氧化；圖2為外加電流的陰極保護(hù)法，陽極材料為輔助陽極，其通常是惰性電極，其本身不失去電子，電解質(zhì)溶液中的陰離子在其表面失去電子，如海水中的，A不正確；
B．圖2中，外加電壓偏高時(shí)，鋼閘門表面積累的電子很多，除了海水中的放電外，海水中溶解的也會(huì)競(jìng)爭(zhēng)放電，故可發(fā)生，B正確；
C．圖2為外加電流的陰極保護(hù)法，理論上只要能對(duì)抗鋼閘門表面的腐蝕電流即可，當(dāng)鋼閘門表面的腐蝕電流為零時(shí)保護(hù)效果最好；腐蝕電流會(huì)隨著環(huán)境的變化而變化，若外加電壓保持恒定不變，則不能保證抵消腐蝕電流，不利于提高對(duì)鋼閘門的防護(hù)效果，C不正確；
D．圖1、圖2中，當(dāng)鋼閘門表面的腐蝕電流為零時(shí)，說明從犧牲陽極或外加電源傳遞過來的電子阻止了的發(fā)生，鋼閘門不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但是犧牲陽極和發(fā)生了氧化反應(yīng)，輔助陽極上也發(fā)生了氧化反應(yīng)，D不正確；
綜上所述，本題選B。
2．（2024·福建·統(tǒng)考一模）一種水系的鋅可充電超級(jí)電池放電時(shí)原理如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是
A．放電時(shí)，電解質(zhì)中的保持不變
B．放電時(shí)，電極a為正極
C．充電時(shí)，消耗電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為
D．充電時(shí)，陽極反應(yīng)式：
【答案】A
【解析】由圖可知，放電時(shí)，Zn化合價(jià)升高失電子，故電極b作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn-2e-+4OH-=，電極a為正極，電極反應(yīng)式為MX(OH)+e-=MX+OH-，充電時(shí)，電極b作陰極，電極反應(yīng)式為 +2e-=Zn+4OH-，電極a作陽極，電極反應(yīng)式為MX+OH--e-=MX(OH)，據(jù)此作答。
A．放電時(shí)，由兩極反應(yīng)可知，電池總反應(yīng)為Zn+2MX(OH)+2OH-=+2MX，故電解質(zhì)中的c(OH-)減小，故A錯(cuò)誤；
B．放電時(shí)，Zn化合價(jià)升高失電子，故電極b作負(fù)極，電極a為正極，故B正確；
C．充電時(shí)，電極b作陰極，電極反應(yīng)式為+2e-=Zn+4OH-，消耗1mol電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NA，故C正確；
D．充電時(shí)，電極a作陽極，電極反應(yīng)式為MX+OH--e-=MX(OH)，故D正確；
故選：A。
3．（2024·山西·高三階段練習(xí)）水系有機(jī)液流電池作為大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)可再生能源高效利用方面展現(xiàn)出良好的應(yīng)用潛力。一種新型有機(jī)液流電池的工作原理如圖所示。下列說法正確的是
A．放電時(shí)，多孔碳電極A為負(fù)極，其電極反應(yīng)為
B．離子交換膜為陰離子交換膜
C．充電時(shí)，陰極的電極反應(yīng)為
D．增大泵的功率，能提高液體的流速，但并不能增大電池的電流量
【答案】C
【解析】A．根據(jù)圖示，放電時(shí)，多孔碳電極A發(fā)生還原反應(yīng)，A為正極，其電極反應(yīng)為，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)圖示，充放電時(shí)，左右兩側(cè)的陰離子沒有混合，為平衡電荷，通過陽離子移動(dòng)導(dǎo)電，所以離子交換膜為陽離子交換膜，故B錯(cuò)誤；
C．充電時(shí)，多孔碳電極B為陰極，陰極的電極反應(yīng)為，故C正確；
D．增大泵的功率，能提高液體的流速，即能提高氧化劑、還原劑的流速，單位時(shí)間內(nèi)可轉(zhuǎn)移更多的電子，所以可以增大電池的電流量，故D錯(cuò)誤；
選C。
4．（2024·遼寧·高三階段練習(xí)）中科院大連化物所儲(chǔ)能技術(shù)研究部將鋅溴液流電池電堆面容量提高至140mAh/cm2，從而大幅度提高了電池能量密度。其原理如圖所示(已知：絡(luò)合溴為Br、Br等)，下列說法正確的是

A．端電極電勢(shì)比端電極電勢(shì)低
B．放電時(shí)，負(fù)極電極反應(yīng)為
C．充電時(shí)，負(fù)極材料每增重65g，正極發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生160g Br2
D．放電時(shí)，電極表面之間的微孔隔膜阻止了絡(luò)合溴向鋅沉積物的擴(kuò)散，減少了電池的自放電
【答案】D
【解析】A．端為電池正極，端為電池負(fù)極，則端電極電勢(shì)比端電極電勢(shì)高，故A錯(cuò)誤；
B．放電時(shí)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為，故B錯(cuò)誤；
C．充電時(shí)，正極作陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；
D．放電時(shí)，Br、Br離子形式從正極向負(fù)極擴(kuò)散，擴(kuò)散到負(fù)極附近，沉積的鋅與之發(fā)生反應(yīng)，會(huì)造成自放電，電極表面之間的微孔隔膜阻止了絡(luò)合溴向鋅沉積物的擴(kuò)散，從而減少了電池的自放電，故D正確；
故選D。
5．（2024·河南·高三校聯(lián)考開學(xué)考試）我國(guó)科學(xué)家采用雙極膜實(shí)現(xiàn)連續(xù)合成氨，電解裝置工作原理如圖所示。圖中的雙極膜中間層中的H2O解離為H+和OH-，并在電流作用下分別向兩極遷移。

下列說法錯(cuò)誤的是
A．催化電極a上的電勢(shì)低于催化電極b
B．工作一段時(shí)間后，右室中c(OH-)不變
C．生成氨氣和氧氣的質(zhì)量比為17∶64
D．若使用鉛酸蓄電池作電源，獲得1molNH3時(shí)，鉛酸蓄電池中有8molH2O生成
【答案】B
【解析】由示意圖可知，催化電極a上的電極反應(yīng)為：，電極a為陰極；催化電極b上的電極反應(yīng)為：，電極b為陽極。
A．催化電極a(陰極)上的電勢(shì)低于催化電極b(陽極)，故A正確；
B．當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移8mol時(shí)，右室消耗8mol，同時(shí)生成4mol，且雙極膜會(huì)向右室遷移8mol，因此右室中減小，故B錯(cuò)誤；
C．由電極方程式可知，，因此生成的，故C正確；
D．鉛酸蓄電池放電方程式為：。當(dāng)生成1mol時(shí)，電路中轉(zhuǎn)移8mol，由鉛酸蓄電池的方程式可知鉛酸蓄電池對(duì)應(yīng)生成8mol，故D正確；
故選：B。
6．（2023·重慶·統(tǒng)考高考真題）電化學(xué)合成是一種綠色高效的合成方法。如圖是在酸性介質(zhì)中電解合成半胱氨酸和煙酸的示意圖。下列敘述錯(cuò)誤的是

A．電極a為陰極
B．從電極b移向電極a
C．電極b發(fā)生的反應(yīng)為：
D．生成半胱氨酸的同時(shí)生成煙酸
【答案】D
【解析】該裝置是電解池，電極b上3-甲基吡啶轉(zhuǎn)化為煙酸過程中‘加氧少氫’，發(fā)生氧化反應(yīng)，則b為陽極，a為陰極，陰極電極反應(yīng)式為 +2e-+2H+=2 ；
A．a(chǎn)極上硫元素化合價(jià)升高，a為陰極，A正確；
B．電解池中陽離子移向陰極，則H+移向a電極，B正確；
C．電極b上3-甲基吡啶轉(zhuǎn)化為煙酸過程中發(fā)生氧化反應(yīng)，在酸性介質(zhì)中電極反應(yīng)式為： ，C正確；
D．根據(jù)電子守恒可得關(guān)系式： ~6e-~6 ，因此生成6mol半胱氨酸的同時(shí)生成煙酸，D錯(cuò)誤；
故選：D。
7．（2023·江蘇·統(tǒng)考高考真題）氫元素及其化合物在自然界廣泛存在且具有重要應(yīng)用。、、是氫元素的3種核素，基態(tài)H原子的核外電子排布，使得H既可以形成又可以形成，還能形成、、、、等重要化合物；水煤氣法、電解水、光催化分解水都能獲得，如水煤氣法制氫反應(yīng)中，與足量反應(yīng)生成和吸收131.3kJ的熱量。在金屬冶煉、新能源開發(fā)、碳中和等方面具有重要應(yīng)用，如在催化劑作用下與反應(yīng)可得到。我國(guó)科學(xué)家在氫氣的制備和應(yīng)用等方面都取得了重大成果。下列化學(xué)反應(yīng)表示正確的是
A．水煤氣法制氫：
B．催化加氫生成的反應(yīng)：
C．電解水制氫的陽極反應(yīng)：
D．與水反應(yīng)：
【答案】B
【解析】A．水煤氣法制氫的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，其熱化學(xué)方程式為 ，A錯(cuò)誤；
B．由題意可知在催化劑作用下與反應(yīng)可得到，根據(jù)原子守恒可得離子方程式為，B正確；
C．電解水制氫的陽極反應(yīng)為，C錯(cuò)誤；
D．與水反應(yīng)化學(xué)方程式為，中H原子不守恒，D錯(cuò)誤。
故選B。
8．（2023·廣東·統(tǒng)考高考真題）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)大電流催化電解溶液制氨。工作時(shí)，在雙極膜界面處被催化解離成和，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)：
B．每生成，雙極膜處有的解離
C．電解過程中，陽極室中的物質(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
【答案】B
【解析】由信息大電流催化電解溶液制氨可知，在電極a處放電生成，發(fā)生還原反應(yīng)，故電極a為陰極，電極方程式為，電極b為陽極，電極方程式為，“卯榫”結(jié)構(gòu)的雙極膜中的H＋移向電極a，OH－移向電極b。
A．由分析中陰陽極電極方程式可知，電解總反應(yīng)為，故A正確；
B．每生成，陰極得8mol e－，同時(shí)雙極膜處有8mol 進(jìn)入陰極室，即有8mol的解離，故B錯(cuò)誤；
C．電解過程中，陽極室每消耗4mol ，同時(shí)有4mol 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，故C正確；
D．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，有利于被催化解離成和，可提高氨生成速率，故D正確；
故選B。
1．金屬腐蝕的本質(zhì)
金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇栯x子，金屬發(fā)生氧化反應(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 金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸 不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸
現(xiàn)象 無電流產(chǎn)生 有微弱電流產(chǎn)生
本質(zhì) 金屬被氧化 較活潑金屬被氧化
聯(lián)系 兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更普遍
(2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕
以鋼鐵的腐蝕為例進(jìn)行分析：
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
3.金屬的防護(hù)
(1)電化學(xué)防護(hù)
①犧牲陽極的陰極保護(hù)法—原電池原理
a．負(fù)極：比被保護(hù)金屬活潑的金屬；
b．正極：被保護(hù)的金屬設(shè)備。
②外加電流陰極保護(hù)法—電解原理
a．陰極：被保護(hù)的金屬設(shè)備；
b．陽極：惰性金屬或石墨。
(2)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成合金、不銹鋼等。
(3)加防護(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。
1．判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律
(1)對(duì)同一電解質(zhì)溶液來說，腐蝕速率的快慢：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(duì)同一金屬來說，在不同溶液中腐蝕速率的快慢：強(qiáng)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(dòng)性不同的兩種金屬，活動(dòng)性差別越大，腐蝕速率越快。
(4)對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大，金屬腐蝕越快。
2．兩種保護(hù)方法的比較
外加電流的陰極保護(hù)法保護(hù)效果大于犧牲陽極的陰極保護(hù)法。
(1)鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，負(fù)極鐵去電子生成Fe2＋，而不是生成Fe3＋。
(2)金屬腐蝕時(shí)，電化學(xué)腐蝕與化學(xué)腐蝕往往同時(shí)存在，但前者更普遍，危害也更嚴(yán)重。
(3)銅暴露在潮濕的空氣中發(fā)生的是化學(xué)腐蝕，而不是電化學(xué)腐蝕，生成銅綠的化學(xué)成分是Cu2(OH)2CO3。
(4)兩種保護(hù)方法的比較
外加電流的陰極保護(hù)法比犧牲陽極的陰極保護(hù)法保護(hù)效果好。
考向1　金屬腐蝕的原理、金屬腐蝕速率快慢的比較
【典例1】（2024·福建·階段練習(xí)）下列有關(guān)金屬腐蝕與防護(hù)的說法正確的是
A．鐵鍋中殘留的水滴內(nèi)部比邊緣更容易生銹
B．海船只的船底鑲嵌鋅塊，利用了犧牲陽極保護(hù)法保護(hù)金屬船體
C．航純銀器長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中變黑，是因?yàn)榘l(fā)生了吸氧腐蝕
D．保暖貼在發(fā)熱過程中主要發(fā)生了化學(xué)腐蝕
【答案】B
【解析】A．水滴內(nèi)部比邊緣溶氧量少，不易發(fā)生吸氧腐蝕，不容易生銹，A錯(cuò)誤；
B．鋅比鐵活潑，船底鑲嵌鋅塊，與海水、船構(gòu)成原電池，鋅作負(fù)極被消耗，鐵作正極被保護(hù)，利用的是犧牲陽極保護(hù)法，B正確；
C．純銀器長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中，會(huì)與空氣中的H2S、O2反應(yīng)生成黑色的Ag2S，發(fā)生的是化學(xué)腐蝕，C錯(cuò)誤；
D． 保暖貼在發(fā)熱過程中主要發(fā)生了電化學(xué)腐蝕——吸氧腐蝕，D錯(cuò)誤；
故選B。
【變式練1】（2024·四川·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）研究小組將混合均勻的鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部，塞上瓶塞(如圖1)。從膠頭滴管中滴入一定濃度醋酸溶液，進(jìn)行鐵的電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)，容器中的壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化曲線如圖2。下列說法正確的是
A．0-t1時(shí)壓強(qiáng)增大的原因可能是鐵腐蝕放出熱量
B．鐵被氧化的電極反應(yīng)式為：
C．碳粉上發(fā)生了氧化反應(yīng)
D．鐵腐蝕過程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能
【答案】A
【解析】A. 根據(jù)，0-t1時(shí)壓強(qiáng)增大的原因可能是鐵腐蝕放出熱量使壓強(qiáng)增大，故A正確；
B. 鐵被氧化的電極反應(yīng)式為：，故B錯(cuò)誤；
C. 鐵發(fā)生氧化反應(yīng)，碳粉上發(fā)生還原反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；
D. 鐵腐蝕過程中化學(xué)能部分轉(zhuǎn)化為電能，還有轉(zhuǎn)化成熱能的部分，故D錯(cuò)誤；
故答案選A。
【變式練2】（2024·全國(guó)·高三專題練習(xí)）炒過菜的鐵鍋未及時(shí)洗凈(殘液中含NaCl)，不久便會(huì)因被腐蝕而出現(xiàn)紅褐色銹斑。腐蝕原理如圖所示，下列說法正確的是
A．腐蝕過程中，負(fù)極是C
B．Fe失去電子經(jīng)電解質(zhì)溶液轉(zhuǎn)移給C
C．正極的電極反應(yīng)式為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑
D．C是正極，O2在C表面上發(fā)生還原反應(yīng)
【答案】D
【解析】A．鐵鍋中含有的Fe、C和電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，活潑金屬為負(fù)極，故負(fù)極是Fe，A項(xiàng)錯(cuò)誤；
B．原電池中電子由負(fù)極Fe經(jīng)外電路向正極C移動(dòng)，在電解質(zhì)溶液中依靠離子的移動(dòng)導(dǎo)電，B項(xiàng)錯(cuò)誤；
C．該原電池中，C為正極，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，C項(xiàng)錯(cuò)誤；
D．該原電池中，C為正極，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，故D正確；
故選D。
考向2　金屬腐蝕的防護(hù)措施
【典例2】（2024·湖北·高三開學(xué)考試）化學(xué)與生活密切相關(guān)。下列日常生活場(chǎng)景中，相關(guān)措施正確的是
選項(xiàng) A B C D
場(chǎng)景 塑料的老化 食物氧化變質(zhì) 金屬的腐蝕 環(huán)境和物品消毒
措施 生產(chǎn)塑料時(shí)添加增塑劑 用生石灰作脫氧劑 被保護(hù)金屬作原電池負(fù)極 用紫外線照射
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解析】A．防止塑料的老化應(yīng)該添加防老劑，不是增塑劑，A錯(cuò)誤；
B．生石灰能夠吸水防潮，不能作脫氧劑，B錯(cuò)誤；
C．被保護(hù)金屬作原電池正極，可保護(hù)金屬不被腐蝕，C錯(cuò)誤；
D．紫外線可以是蛋白質(zhì)發(fā)生變性，故可用紫外線照射進(jìn)行環(huán)境和物品消毒，D正確；
故答案為：D。
【變式練3】（2024·山東·高三校聯(lián)考開學(xué)考試）化學(xué)改變了生產(chǎn)生活，推動(dòng)了社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展。下列說法正確的是
A．可將地溝油制成生物柴油變廢為寶，生物柴油與柴油成分相同
B．“天宮”空間站使用石墨烯存儲(chǔ)器，石墨烯與金剛石互為同分異構(gòu)體
C．中科院首創(chuàng)用加聚合成可降解塑料聚二氧化碳，有利于實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”
D．采用外加電流陰極保護(hù)法對(duì)金屬防腐，陽極不能為惰性電極
【答案】C
【解析】A．用地溝油生產(chǎn)的生物柴油屬于酯類，組成元素為C、H、O，柴油是含碳原子數(shù)目不同的烴組成的混合物，組成元素為，二者成分不同，A錯(cuò)誤；
B．石墨烯與金剛石為碳元素的不同單質(zhì)、互為同素異形體，B錯(cuò)誤；
C．用合成可降解塑料聚二氧化碳，實(shí)現(xiàn)了碳的回收和循環(huán)利用，有利于實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”，C正確；
D．采用外加電流陰極保護(hù)法保護(hù)金屬，被保護(hù)金屬與直流電源負(fù)極相連作陰極，陽極可以是惰性電極，D錯(cuò)誤；
故選C。
【變式練4】（2024·海南·高三校聯(lián)考期末）化學(xué)與人類生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。下列說法錯(cuò)誤的是
A．電熱水器用鎂棒防止內(nèi)膽被腐蝕，原理是犧牲陽極的陰極保護(hù)法
B．鐵件表面鍍上保護(hù)層后，若鍍件破損，鐵一定易被腐蝕
C．地下鋼鐵管道中嵌入鋅塊，可以減緩管道的腐蝕
D．菜刀表面涂植物油，可防止菜刀生銹
【答案】B
【解析】A．電熱水器內(nèi)膽連接鎂棒，形成了原電池，因鎂比較活潑而作原電池的負(fù)極，從而對(duì)正極的熱水器內(nèi)膽起到了保護(hù)作用，故A正確；
B．鐵件表面鍍上保護(hù)層后，若鍍件破損，鐵不一定易被腐蝕，例如如果鍍的是金屬鋅，破損后形成原電池，鋅是負(fù)極，鐵是正極，鐵仍然被保護(hù)，故B錯(cuò)誤；
C．金屬性鋅強(qiáng)于鐵，地下鋼鐵管道中嵌入鋅塊，構(gòu)成原電池，鋅是負(fù)極，鐵是正極，可以減緩管道的腐蝕，故C正確；
D．菜刀表面涂植物油，避免與空氣的接觸，可防止菜刀生銹，故D正確。
故選：B。
1．（2023·重慶·統(tǒng)考高考真題）下列實(shí)驗(yàn)裝置或操作能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?br/>A B C D

制取 轉(zhuǎn)移溶液 保護(hù)鐵件 收集
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【解析】A．氯化銨受熱分解為氨氣和氯化氫，兩者遇冷又會(huì)生成氯化銨，不適合制取氨氣，A不符合題意；
B．轉(zhuǎn)移溶液時(shí)玻璃棒應(yīng)該伸入容量瓶刻度線以下，正確，B符合題意；
C．保護(hù)鐵件應(yīng)該連接比鐵更活潑的金屬使得鐵被保護(hù)，而不是連接惰性電極石墨，C不符合題意；
D．NO會(huì)與空氣中氧氣反應(yīng)，不適合排空氣法收集，D不符合題意；
故選B。
2．（2022·河北·高考真題）下列圖示裝置不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?br/>A．裝置甲用CCl4萃取溴水中的Br2 B．裝置乙除去Cl2中的HCl并干燥
C．裝置丙驗(yàn)證鐵的吸氧腐蝕 D．裝置丁實(shí)驗(yàn)室制備少量NH3
【答案】D
【解析】A．四氯化碳和水不互溶，溴在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度，則裝置甲能達(dá)到用用四氯化碳萃取溴水中溴的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模蔄不符合題意；
B．濃鹽酸具有揮發(fā)性，制得的氯氣中混有氯化氫和水蒸氣，盛有的飽和食鹽水的洗氣瓶能用于除去氯化氫氣體，盛有的濃硫酸的洗氣瓶能用于干燥氯氣，則裝置乙能達(dá)到除去氯氣中的氯化氫氣體并干燥的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模蔅不符合題意；
C．鐵絲網(wǎng)在氯化鈉溶液中發(fā)生吸氧腐蝕會(huì)使試管內(nèi)氣體的物質(zhì)的量減小，氣體壓強(qiáng)減小，紅墨水會(huì)進(jìn)入導(dǎo)氣管中形成一段液柱，則裝置丙能達(dá)到驗(yàn)證鐵的吸氧腐蝕的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模蔆不符合題意；
D．由圖可知，裝置丁的向下排空氣法收集氨氣的試管中沒有排出氣體的出口，則裝置丁不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)室制備少量氨氣的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模蔇符合題意；
故選D。
3．（2022·遼寧·統(tǒng)考高考真題）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，振蕩，靜置，液體分層。下列說法正確的是
A．褪色原因?yàn)楸贿€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?yàn)楸谎趸?br/>【答案】D
【解析】A．比活潑，更容易失去電子，還原性更強(qiáng)，先與發(fā)生氧化還原反應(yīng)，故溶液褪色原因?yàn)楸贿€原，A項(xiàng)錯(cuò)誤；
B．液體分層后，在層，的密度比水大，則下層呈紫紅色，B項(xiàng)錯(cuò)誤；
C．若鍍層金屬活潑性大于，則不易生銹，反之，若活潑性大于鍍層金屬，則更易生銹，由于活潑性：，則鍍錫鐵釘更易生銹，C項(xiàng)錯(cuò)誤；
D．漂白粉的有效成分為，其具有強(qiáng)氧化性，可將氧化，D項(xiàng)正確；
答案選D。
4．（2022·廣東·高考真題）為檢驗(yàn)犧牲陽極的陰極保護(hù)法對(duì)鋼鐵防腐的效果，將鍍層有破損的鍍鋅鐵片放入酸化的溶液中。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．加入溶液無紅色出現(xiàn) D．加入溶液無藍(lán)色沉淀生成
【答案】D
【解析】A．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，故A不符合題意；
B．淀粉碘化鉀溶液可檢測(cè)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)，故B不符合題意；
C．KSCN溶液可檢測(cè)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)，故C不符合題意；
D．K3[Fe(CN)6]是用于檢測(cè)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，故D符合題意。
綜上所述，答案為D。
5．（2021·湖南·統(tǒng)考高考真題）下列說法正確的是
A．糖類、蛋白質(zhì)均屬于天然有機(jī)高分子化合物
B．粉末在空氣中受熱，迅速被氧化成
C．可漂白紙漿，不可用于殺菌、消毒
D．鍍鋅鐵皮的鍍層破損后，鐵皮會(huì)加速腐蝕
【答案】B
【解析】A．糖類分為單糖、二糖和多糖，其中屬于多糖的淀粉、纖維素的相對(duì)分子質(zhì)量上萬，屬于天然高分子化合物，蛋白質(zhì)也屬于天然有機(jī)高分子化合物，而單糖和二糖相對(duì)分子質(zhì)量較小，不屬于天然高分子化合物，A錯(cuò)誤；
B．氧化亞鐵具有較強(qiáng)的還原性，在空氣中受熱容易被氧氣氧化為穩(wěn)定的四氧化三鐵，B正確；
C．二氧化硫除了具有漂白作用，可漂白紙漿、毛和絲等，還可用于殺菌消毒，例如，在葡萄酒釀制過程中可適當(dāng)添加二氧化硫，起到殺菌、抗氧化作用，C錯(cuò)誤；
D．鍍鋅的鐵皮鍍層破損后構(gòu)成原電池，鋅作負(fù)極，鐵作正極被保護(hù)，鐵皮不易被腐蝕，D錯(cuò)誤；
故選B。
6．（2023·遼寧大連·大連八中校考模擬預(yù)測(cè)）某同學(xué)按圖示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，大頭針固定固體，塑料瓶盛放液體試劑。實(shí)驗(yàn)時(shí)先打開止水夾，手指壓緊小孔并擠壓塑料瓶，使液體試劑沿玻璃管上升至完全充滿，排盡玻璃管中空氣，立即關(guān)閉止水夾，一會(huì)兒后，手指堵住小孔，打開止水夾。下列所加液體試劑、對(duì)應(yīng)現(xiàn)象及結(jié)論均正確的是

選項(xiàng) 固體 液體試劑 現(xiàn)象 結(jié)論
A 鈉塊 水 鈉塊熔化成小球并浮在水面上；打開止水夾，點(diǎn)燃?xì)怏w，火焰呈淡藍(lán)色 鈉塊與水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣
B 鋁條 溶液 先有沉淀生成，后沉淀溶解；打開止水夾，點(diǎn)燃?xì)怏w，火焰呈淡藍(lán)色 鋁條與氫氧化鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生氫氣
C 銅絲 稀 產(chǎn)生紅棕色氣體，溶液呈藍(lán)色 銅絲與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生
D 鐵絲 食鹽水 打開止水夾，并松開小孔片刻，關(guān)閉止水夾，發(fā)現(xiàn)塑料瓶中液面下降 鐵絲發(fā)生了析氫腐蝕
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【解析】A．若固體是鈉塊，液體試劑為水，鈉塊熔化成小球并浮在水面上，說明鈉熔點(diǎn)低，且產(chǎn)生了氣體，打開止水夾，點(diǎn)燃?xì)怏w，火焰呈淡藍(lán)色，說明產(chǎn)生了氫氣，可以證明鈉塊與水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，選項(xiàng)A正確；
B．若固體是鋁條，液體試劑為氫氧化鈉溶液，鋁單質(zhì)與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成四羥基合鋁酸鈉，不會(huì)產(chǎn)生沉淀，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；
C．若固體是銅絲，液體試劑為稀硝酸，銅單質(zhì)與稀硝酸反應(yīng)生成一氧化氮， 選項(xiàng)C錯(cuò)誤；
D．若固體是鐵絲，液體試劑為食鹽水，食鹽水呈中性，鐵絲發(fā)生了吸氧腐蝕，打開止水夾，并松開小孔片刻，關(guān)閉止水夾，發(fā)現(xiàn)玻璃管中液面.上升，但由于塑料瓶直徑較大，較難觀察其液面變化，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；
答案選A。
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁(yè) （共 2 頁(yè)）
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