通用版高考化学考点题型拓展复习题十四电解池金属的腐蚀与防护含答案

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专题十四　电解池　金属的腐蚀与防护备考方向导航考点1　电解原理及其应用1.[2020全国卷Ⅱ,12,6分]电致变色器件可智能调控太阳光透过率,从而实现节能。下图是某电致变色器件的示意图。当通电时,Ag+注入到无色WO3薄膜中,生成AgxWO3,器件呈现蓝色,对于该变化过程,下列叙述错误的是              (　　)A.Ag为阳极B.Ag+由银电极向变色层迁移C.W元素的化合价升高D.总反应为WO3+xAgAgxWO32.[2020广东佛山质检]双极电化学法是在传统电解装置中放置了双极电极(BPE)。通电时BPE两端产生电势差,可生成梯度合金,某种利用双极电化学法制备铜镍梯度合金的装置如图所示。下列有关说法错误的是              (　　)A.m为电源的负极B.BPE的b端比a端的电势高C.BPE的a端发生的反应为2H2O+2e-H2↑+2OH-D.BPE的b端到中心的不同位置,能形成组成不同的铜镍合金3.[2021广东深圳外国语学校模拟]全钒液流电池充电时间短,续航能力强,其工作原理如图1所示,反应的离子方程式为VO2++V3++H2OV+V2++2H+。以此电池电解Na2SO3溶液(电极材料为石墨),可再生NaOH,同时得到H2SO4,其原理如图2所示。下列说法正确的是              (　　) A.电解Na2SO3溶液时,a极与电池负极相连,图1中H+从右向左迁移B.电解时b极的电极反应式为S+H2O-2e-S+2H+C.电池放电时,负极的电极反应式为V+e-+2H+VO2++H2OD.若电解过程中图2所有液体进出口密闭,则消耗12.6 g Na2SO3,阴极区变化的质量为4.6 g4.[2020江西宜春第二次模拟]电解原理在物质制备、污水处理等领域应用广泛。(1)以甲醇为主要原料,电化学合成碳酸二甲酯的工作原理如图1所示。　       图1                           图2①电源负极为　　　(填“A”或“B”),写出阳极的电极反应式:　　　　　　　。 ②若参加反应的O2为1.12 m3(标准状况),制得的碳酸二甲酯的质量为　　　kg。  (2)高剂量的亚硝酸盐有很大毒性,电化学降解N的原理如图2所示。①阴极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　。 ②若电解过程中转移了3 mol电子,则质子交换膜两侧电解液的质量变化差(Δm左-Δm右)为　　　　g。 考点2　金属的腐蚀与防护5.[2020湖南师大附中模拟]将 NaCl 溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后,发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀变暗,在液滴外沿出现棕色铁锈环(b),如图所示。下列说法不正确的是              (　　)A.铁锈环的主要成分是Fe2O3·xH2O,铁片腐蚀过程发生的总反应为4Fe+6H2O+3O24Fe(OH)3B.液滴之下氧气含量少, 铁片作负极,发生的还原反应为Fe-2e-Fe2+C.液滴边缘是正极区,发生的电极反应为O2+2H2O+4e-4OH-D.铁片腐蚀最严重的区域不是生锈最多的区域6.[2020江苏,11,4分]将金属M连接在钢铁设施表面,可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在如图所示的情境中,下列有关说法正确的是                                                                              (　　)A.阴极的电极反应式为Fe-2e-Fe2+B.金属M的活动性比Fe的活动性弱C.钢铁设施表面因积累大量电子而被保护D.钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快7.[2019江苏,10,2分]将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后,置于如图所示装置中,进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是              (　　)A.铁被氧化的电极反应式为Fe-3e-Fe3+B.铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C.活性炭的存在会加速铁的腐蚀D.以水代替NaCl溶液,铁不能发生吸氧腐蚀 [2017全国卷Ⅰ, 11,6分]支撑海港码头基础的钢管桩,常用外加电流的阴极保护法进行防腐,工作原理如图所示,其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是              (　　)A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整拓展变式1.[2017海南,10,4分]一种电化学制备NH3的装置如图所示,图中陶瓷在高温时可以传输H+。下列叙述错误的是 (　　)A.Pd电极b为阴极B.阴极的反应式为N2+6H++6e-2NH3C.H+由阳极向阴极迁移D.陶瓷可以隔离N2和H22.[2016天津,10(5),5分]化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4。同时获得氢气:Fe+2H2O+2OH-Fe+3H2↑,工作原理如图1所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色Fe,镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。已知:Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。(1)电解一段时间后,c(OH-)降低的区域在　　　　　　　　　(填“阴极室”或“阳极室”)。 (2)电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因为　                                       。 (3)c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2,任选M、N两点中的一点,分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因:　　　　　　　　　　　　。 3.某小组同学利用如图1所示装置对电解氯化铜溶液实验进行了研究。装置现象图1电解一段时间后,阳极石墨表面产生气体,阴极石墨上附着红色物质,烧杯壁变热,溶液由蓝色变为绿色 (1)甲认为电解过程中阳极产生的　　　　是溶液变绿的原因,写出产生该物质的电极反应式:　　　　　　　　。 (2)乙查阅资料,CuCl2溶液中存在平衡:Cu2++4Cl-[CuCl4]2-(黄色)　ΔH>0。据此乙认为:电解过程中,[CuCl4]2-(黄色)浓度增大,与CuCl2蓝色溶液混合呈绿色。乙依据平衡移动原理推测在电解过程中[CuCl4]2-浓度增大的原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)丙改用如图2所示装置,在相同条件下电解CuCl2溶液,对溶液变色现象继续探究。装置现象图2电解相同时间后,阳极石墨表面产生气泡,溶液仍为蓝色;阴极石墨上附着红色物质,溶液由蓝色变为绿色;U形管变热,冷却后阴极附近溶液仍为绿色 丙通过对现象分析证实了甲和乙的观点均不是溶液变绿的主要原因。丙否定甲的依据是　　　　　　　　　　,否定乙的依据是　　　　　　　　　　　　　。 (4)丙继续查阅资料:ⅰ.电解CuCl2溶液时可能产生[CuCl2]-,[CuCl2]-掺杂Cu2+后呈黄色;ⅱ.稀释含[CuCl2]-的溶液生成CuCl白色沉淀。据此丙认为:电解过程中,产生了[CuCl2]-,掺杂Cu2+后呈黄色,与CuCl2蓝色溶液混合呈绿色。丙进行如下实验:a.取电解后绿色溶液2 mL,加20 mL水稀释,静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。b.另取少量氯化铜晶体和铜粉,向其中加2 mL浓盐酸,加热获得含[CuCl2]-的黄色溶液。c.冷却后向上述溶液中……d.取c中溶液2 mL,加20 mL水稀释,静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。①a的目的是　　　　　　　　　　　　　。 ②写出b中生成[CuCl2]-的离子方程式:　。 ③补充c中必要的操作及现象:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 丙据此得出结论:电解时阴极附近生成[CuCl2]-是导致溶液变绿的原因。4.(1)[2020全国卷Ⅱ,28(3),4分]CH4和CO2都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如图1所示:①阴极上的反应式为　　　　　　　　　　　　。 ②若生成的乙烯和乙烷的体积比为2∶1,则消耗的CH4和CO2体积比为　　　　。 (2)[2015四川,4改编]用如图2所示装置除去含CN-、Cl-废水中的CN-时,控制溶液pH为9~10,阳极产生的ClO-将CN-氧化为两种无污染的气体。 阳极的电极反应式是　　　　　　　　,阴极的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　　　,除去CN-的反应为　　　　　　　　　。 图2(3)[北京高考]电解NO制备NH4NO3,其工作原理如图3所示。为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充物质A。A是　　　　,说明理由:　                                      。 图3(4)[新课标全国卷Ⅱ高考]PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得,反应的离子方程式为　　　　　　　　　;PbO2也可以通过石墨为电极,Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生的电极反应式为　　　　　　　　　　,阴极上观察到的现象是　　　　　　　　;若电解液中不加入Cu(NO3)2,阴极发生的电极反应式为　　　　　　　　　　　　,这样做的主要缺点是　　　　　　　　　　　　。  5.[2020安徽江淮十校联考]次磷酸钴[Co(H2PO2)2]广泛应用于化学电镀,工业上利用电渗析法制取次磷酸钴的原理如图所示。已知:①该装置的电极材料分别为金属钴和不锈钢。②Co(H2PO2)2溶液在强碱性条件下通过自身催化发生氧化还原反应可实现化学镀钴。下列说法错误的是              (　　)A.膜Ⅱ、膜Ⅲ均为阴离子交换膜B.M极电极反应为Co-2e-+2H2PCo(H2PO2)2C.阴极室中溶液pH增大D.Co(H2PO2)2溶液化学镀钴过程中反应可能为Co2++H2P+3OH-Co↓+HP+2H2O6.[双极膜]某科研小组研究采用BMED膜堆(如图所示),模拟以浓海水为原料直接制备酸碱。BMED膜堆包括阳离子交换膜、阴离子交换膜和双极膜(膜A和膜D,在直流电源的作用下,双极膜中间界面层发生水的解离,生成H+和OH-)。下列说法错误的是              (　　)A.电极a连接电源的正极B.膜B为阳离子交换膜C.电解质溶液采用Na2SO4溶液可避免有害气体的产生D.Ⅱ口排出的是淡水7.(1)利用在特定条件下用铂电极(阳极为铂)电解饱和硫酸氢钾溶液的方法制备K2S2O8(过二硫酸钾),如图1所示。电解液中主要含有K+、H+和HS,阳极的电极反应式为　　　　　　,X为　　　　(填“质子”“阳离子”或“阴离子”)交换膜,当电路中有0.2 mol电子转移时,两边溶液的质量之差为　　　　。 　     图1                          图2(2)[2020黄石二中等三校三模]高铁酸钾(K2FeO4)被称为“绿色”净水剂,在酸性或中性条件下不稳定。电解法可制备K2FeO4,装置如图2所示,若转移6 mol电子则阴离子交换膜右边溶液质量增加　　　　g。  [2020福建漳洲第二次适应性考试]我国古代青铜器工艺精湛,有很高的艺术价值和历史价值,但出土的青铜器大多受到环境腐蚀,故对其进行修复和防护具有重要意义。研究发现,青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理如图所示,下列说法正确的是              (　　)A.腐蚀过程中,青铜基体作正极B.CuCl在腐蚀过程中降低了反应的焓变C.若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl,则理论上消耗氧气的体积为448 mLD.将糊状Ag2O涂在被腐蚀部位,可以防止青铜器进一步被腐蚀,Ag2O与催化层发生了复分解反应9.[2021广东六校联考改编]光电池在光照条件下可产生电压,如图所示装置可以实现光能的充分利用。双极膜复合层间的H2O能解离为H+和OH-,且双极膜能实现H+、OH-的定向通过。下列说法错误的是              (　　)A.该装置将光能最终转化为化学能并分解水B.双极膜可控制其两侧溶液分别呈酸性和碱性C.光照过程中阳极区溶液中的n(OH-)基本不变 D.再生池中的反应为2V2++2H2O2V3++2OH-+H2↑10.[2020天津实验中学第二次检测] 在某种光电池中,当光照在表面涂有氯化银的银片上时,发生反应2AgCl(s)Ag(s)+Cl(AgCl)[Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化银表面],接着发生反应Cl(AgCl)+e-Cl-(aq)+AgCl(s)。如图为用该光电池电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢气的装置示意图,下列叙述正确的是              (　　)A.光电池工作时,Ag极为电流流出极,发生氧化反应B.制氢装置溶液中K+移向A极C.光电池工作时,Pt电极发生的反应为2Cl--2e-Cl2↑D.制氢装置工作时,A极的电极反应式为CO(NH2)2-6e-+8OH-C+6H2O+N2↑答案专题十四　电解池　金属的腐蚀与防护备考方向导航1.C　由“当通电时,Ag+注入到无色WO3薄膜中”知,通电时,Ag电极上有Ag+生成,Ag电极上发生氧化反应,Ag电极为阳极,生成的Ag+经固体电解质进入电致变色层,A、B项正确;该变化过程中WO3转化为AgxWO3,W由+6价降低到+(6-x)价,C项错误;该电解池阳极(Ag电极)上发生的电极反应为xAg-xe-=xAg+,阴极上发生的电极反应为WO3+xAg++xe-AgxWO3,故总反应为xAg+WO3AgxWO3,D项正确。2.C　由题图可知,右侧电极上发生水失去电子生成氧气的氧化反应,为阳极,则n为电源的正极,m为电源的负极,A项正确;整个装置可以看成两个电解池串联,b是阴极、a是阳极、左侧电极为阴极,电势从电源正极→右侧阳极→b阴极→a阳极→左侧阴极→电源负极逐渐减小,所以b端比a端的电势高,B项正确;a端为阳极,发生失电子的氧化反应,电极反应为2H2O-4e-O2↑+4H+,C项错误;b端为阴极,到中心的不同位置时,由于电势不同,电极反应(1-x)Cu2++xNi2++2e-NixCu1-x中x不同,能形成组成不同的铜镍合金,D项正确。3.B　由题图2可知,电解Na2SO3溶液时Na+向左迁移,电解池中阳离子向阴极迁移,则a极为阴极,应与电池负极相连;由VO2++V3++H2OV+V2++2H+得,放电时,VO2+→V,V化合价升高,所以题图1中左侧电极为负极,右侧电极为正极,原电池中阳离子由负极向正极迁移,即题图1中H+从左向右迁移,A错误。电解时S移向b极(阳极),S失电子生成S,B正确。电池放电时,负极上发生失电子的氧化反应,电极反应式为VO2+-e-+H2OV+2H+,C错误。消耗12.6 g Na2SO3 (0.1 mol)时,转移0.2 mol e- ,有0.2 mol Na+移入阴极区,同时0.2 mol H+在阴极得电子生成0.1 mol氢气,即阴极区变化的质量为0.2 mol×23 g/mol-0.1 mol×2 g/mol = 4.4 g,D错误。4.(1)①B　2CH3OH+CO-2e-(CH3O)2CO+2H+　②9　(2)①2N+6e-+8H+N2↑+4H2O　②16【解析】　(1)①由题图1知,右侧O2得电子被还原,则右侧为阴极室,B为电源负极,A为电源正极,或根据H+移向阴极可判断右侧为阴极室。左侧(阳极室)CO中的C由+2价升高为+4价(),则阳极反应式为2CH3OH+CO-2e-(CH3O)2CO+2H+。②阴极反应式为4H++O2+4e-2H2O,总反应式为4CH3OH+2CO+O22(CH3O)2CO+2H2O,则m[(CH3O)2CO]=2n(O2)×M[(CH3O)2CO]=2××90 g·mol-1=9 000 g=9 kg。(2)①由题图2知,右侧氮元素的化合价由+3降低到0,发生还原反应,据此判断右侧为阴极区,则阴极反应式为2N+6e-+8H+N2↑+4H2O。②2N+6e-+8H+N2↑+4H2O　Δm 6 mol  28 g 3 mol  14 g转移3 mol电子时,有3 mol H+由左侧穿过质子交换膜进入右侧,Δm右=14 g-3 g=11 g。左侧(阳极区)放氧生酸: 2H2O-4e-O2↑+4H+　Δm 4 mol  32 g 3 mol  24 g转移3 mol电子时,有3 mol H+由左侧穿过质子交换膜进入右侧,Δm左=24 g+3 g=27 g。Δm左-Δm右=27 g-11 g=16 g。5.B　NaCl溶液覆盖的铁片主要发生吸氧腐蚀,正极区O2在液滴外沿得到电子被还原:2H2O+O2+4e-4OH-;铁片作负极,发生氧化反应,电极反应为Fe-2e-Fe2+;两极生成的Fe2+和OH-相互吸引,发生迁移接触后生成Fe(OH)2,继而发生反应4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3和2Fe(OH)3Fe2O3·xH2O(铁锈)+(3-x)H2O,则铁锈环的主要成分是Fe2O3·xH2O;铁片腐蚀过程的总反应为4Fe+6H2O+3O24Fe(OH)3;铁片腐蚀最严重的区域不是生锈最多的区域,而是液滴覆盖的圆周中心区。6.C　将金属M连接在钢铁设施表面,可减缓水体中钢铁设施的腐蚀,说明阴极的钢铁设施被保护不失电子,故A错误;阳极金属M实际为原电池装置的负极,原电池中负极金属比正极金属活泼,因此金属M的活动性比Fe的活动性强,故B错误;金属M失电子,电子经导线流向钢铁设施,从而使钢铁设施表面积累大量电子而被保护,故C正确;海水中的离子浓度大于河水中的离子浓度,离子浓度越大,溶液的导电性越强,因此钢铁设施在海水中的腐蚀速率比在河水中快,故D错误。7.C　A项,铁和炭的混合物用NaCl溶液湿润后构成原电池,铁作负极,铁失去电子生成Fe2+,电极反应式为Fe-2e-Fe2+,错误。B项,铁腐蚀过程中化学能除了转化为电能外,还可转化为热能等,错误。C项,构成原电池后,铁腐蚀变快,正确。D项,用水代替NaCl溶液,Fe和炭也可以构成原电池,Fe失去电子,空气中的O2得到电子,铁发生吸氧腐蚀,错误。 8.C　本题的认知冲突是考生熟知的“铁是电解池的活泼阳极”和题给“高硅铸铁为惰性辅助阳极”。平时做题时铁常作电解池的活泼阳极,铁失去电子被氧化而损耗,本题明确告知实际应用过程中高硅铸铁为惰性辅助阳极,就是其中的铁不失去电子不被损耗,只是传递电流,C不正确。“腐蚀电流”是指断开外加直流电源后,钢管桩发生电化学腐蚀过程中形成的电流,通入保护电流相当于给电池充电,此时腐蚀电流接近于零,A正确。若断开外加直流电源,钢管桩发生电化学腐蚀时电子流出,通电后电子则被“强制”从高硅铸铁流向直流电源正极,再由直流电源负极流向钢管桩,B正确。通入的保护电流要根据海水中电解质的浓度、pH、温度等环境条件变化而进行调整,从而有效地保护钢管桩,D正确。1.A　用N2和H2合成氨时,N2发生还原反应,H2发生氧化反应,所以通入N2的一极(Pd电极a)是阴极,通入H2的一极(Pd电极b)是阳极,A项错误。阴极上N2得电子,并与通过陶瓷传输过来的H+结合生成NH3,B项正确。电解池中,阳离子由阳极向阴极迁移,C项正确。由题图可知,陶瓷可以隔离N2和H2,D项正确。 2.(1)阳极室(1分)　(2)防止Na2FeO4与H2反应使产率降低(2分)　(3)M点:c(OH-)低,Na2FeO4稳定性差,且反应慢[或N点:c(OH-)过高,铁电极上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成,使Na2FeO4产率降低](2分)【解析】　(1)电解时,阳极反应式为Fe-6e-+8OH-Fe+4H2O,阴极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-,电解过程中,阳极室消耗OH-,c(OH-)降低。(2)根据题意知,Na2FeO4易被H2还原,由于阴极产生的气体为H2,若不及时排出,会将Na2FeO4还原,使其产率降低。(3)根据题意知,若碱性较弱,则Na2FeO4稳定性差,且反应慢;若碱性较强,则铁电极区会产生Fe(OH)3或Fe2O3[Fe(OH)3的分解产物],所以M点和N点的c(Na2FeO4)均低于最高值。 3.(1)Cl2　2Cl--2e-Cl2↑　(2)电解过程放热导致温度升高,Cu2++4Cl-[CuCl4]2-正反应为吸热反应,平衡正向移动　(3)阳极附近溶液仍为蓝色　U形管冷却后阴极附近溶液仍为绿色　(4)①证明在上述实验条件下,电解后的绿色溶液中存在[CuCl2]-　②Cu2++4Cl-+Cu2[CuCl2]-　③加入CuCl2蓝色溶液,直至溶液颜色与电解后绿色溶液基本相同【解析】　(1)氯气呈黄绿色,故溶液变绿可能是Cl-放电生成Cl2引起的,即2Cl--2e-Cl2↑,Cl2溶于水使溶液变绿。(2)烧杯壁变热,说明电解过程放热,而Cu2++4Cl-[CuCl4]2-正反应为吸热反应,温度升高,该平衡正向移动,[CuCl4]2-浓度增大。(3)若按照甲的推测,阳极生成氯气,则阳极附近溶液应为绿色,而实验现象却是阳极附近溶液为蓝色,故甲的观点错误。若按照乙的推测,电解冷却后,平衡逆向移动,阴极应恢复蓝色,而U形管冷却后阴极附近溶液仍为绿色,故乙的观点错误。(4)①通过a实验,证明在上述实验条件下,电解后的绿色溶液中确实存在[CuCl2]-。②由题给的反应物和生成物可知,该反应的离子方程式为Cu2++4Cl-+Cu2[CuCl2]-。③冷却后,应向所得的溶液中加入蓝色CuCl2溶液,直至溶液颜色与电解后绿色溶液基本相同,由此可证明丙的观点正确。4.(1)①CO2+2e-CO+O2-(2分)　②6∶5(2分)　(2)Cl-+2OH--2e-ClO-+H2O　2H2O+2e-H2↑+2OH- 　2CN-+ 5ClO-+H2O5Cl-+2CO2↑+N2↑+2OH-　(3)NH3　根据反应8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3,电解产生的HNO3多　(4)PbO+ClO-PbO2+Cl-　Pb2++2H2O-2e-PbO2+4H+　石墨上包上红色镀层　Pb2++2e-Pb　不能有效利用Pb2+【解析】　(1)①结合题图1可知CO2在阴极发生还原反应生成CO,即阴极上的反应式为CO2+2e-CO+O2-。②设生成C2H4和C2H6的物质的量分别为2 mol和1 mol,则反应中转移电子的物质的量为4 mol×2+2 mol×1=10 mol,根据碳原子守恒,可知反应的CH4为6 mol;则由CO2→CO转移10 mol电子,需消耗5 mol CO2,则反应中消耗CH4和CO2的体积比为6∶5。(2) 由题目信息提示,溶液中的离子为CN-和Cl-,而阳极产生ClO-,故其反应物一定是Cl-,即Cl-在阳极被氧化为ClO-,阳极的电极反应式为Cl-+2OH--2e-ClO-+H2O;阴极为水得电子生成氢气的反应,阴极的电极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-。根据题目信息提示,除去CN-的反应为2CN-+ 5ClO-+H2O5Cl-+2CO2↑+N2↑+2OH-。(3)由题图3知,阴极的NO被还原为N,阳极的NO被氧化为N,阳极反应式为NO-3e-+2H2ON+4H+,阴极反应式为NO+5e-+6H+N+H2O。由得失电子守恒可得总反应为8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3,补充适量NH3可以使电解产生的HNO3转化为NH4NO3。(4)由题意知,PbO作还原剂,NaClO作氧化剂,反应的离子方程式为PbO+ClO-PbO2+Cl-;根据阳极发生氧化反应知,阳极反应式为Pb2++2H2O-2e-PbO2+4H+,阴极发生还原反应,Cu2+放电生成Cu,现象为石墨上包上红色镀层。若电解液中不加入Cu(NO3)2,则溶液中的Pb2+放电:Pb2++2e-Pb。这样Pb2+就不能很好地转化为PbO2,导致Pb2+的利用率降低。5.B　该装置为电解池,M极为阳极,电极材料应为金属钴,钴失电子生成钴离子,钴离子通过膜Ⅰ进入产品室,原料室中的H2P通过膜Ⅲ、膜Ⅱ进入产品室与钴离子结合生成Co(H2PO2)2,膜Ⅱ、膜Ⅲ均为阴离子交换膜,A项正确;Co(H2PO2)2在产品室生成,不是在阳极生成,阳极的电极反应为Co-2e-Co2+,B项错误;阴极发生得电子的还原反应,电极反应为4H2O+4e-2H2↑+4OH-,有OH-生成,pH增大,C项正确;Co(H2PO2)2溶液化学镀钴过程中应有钴单质的生成,发生的反应可能为Co2++H2P+3OH-Co↓+HP+2H2O,D项正确。6.B　根据H+和OH-移动方向可知,电极a是阳极,连接电源的正极,A正确;浓海水中的阴离子通过膜B向左移动,与H+结合生成酸,阳离子通过膜C向右移动,与OH-结合生成碱,则膜B为阴离子交换膜,Ⅱ口排出的是淡水,B错误,D正确;电解质溶液采用Na2SO4溶液,电解生成H2和O2,可避免有害气体的生成,C正确。7.(1)2HS-2e-S2+2H+　质子　0.2 g　(2)158【解析】　(1)电解饱和硫酸氢钾溶液制备过二硫酸钾,阳极反应式为2HS-2e-S2+2H+;阴极反应式为2H++2e-H2↑。当电路中有0.2 mol电子转移时,阳极区向阴极区转移0.2 mol H+,同时阴极区消耗0.2 mol H+产生氢气,阴极区溶液质量不变,阳极区溶液质量减少0.2 g。(2)由题意知,碱性条件下Fe失电子转化为Fe,Fe电极为阳极,电极反应式为Fe+8OH--6e-Fe+4H2O,若转移6 mol电子,则有6 mol OH-从阴极区迁移至阳极区,且阳极区中有1 mol Fe溶解,即右边溶液质量增加1 mol×56 g/mol +6 mol×17 g/mol=158 g。8.D　根据题图知,O2得电子生成OH-,Cu失电子生成Cu2+,Cu发生吸氧腐蚀,则青铜基体作负极,A项错误。催化剂只能降低化学反应的活化能,不能改变反应的焓变,B项错误。没有指明反应条件为标准状况,C项错误。Ag2O与催化剂CuCl发生复分解反应,化学方程式为Ag2O+2CuCl2AgCl+Cu2O,D项正确。9.D　在光照条件下光电池将光能转化为电能,电解池中电能又转化为化学能,由题图可知,电解过程中的总反应是2H2O2H2↑+O2↑,A项正确;双极膜复合层间的H2O能解离为H+和OH-,且双极膜能实现H+、OH-的定向通过,故双极膜可控制其两侧溶液分别呈酸性和碱性,B项正确;右侧电极反应式为4OH--4e-O2↑+2H2O,根据溶液呈电中性可知阳极放电消耗的OH-与从双极膜中进入右侧的OH-数目相等,C项正确;放电后溶液中含有V2+和H+,在催化剂作用下H+将V2+氧化为V3+,从而实现V3+的再生,即发生反应2V2++2H+2V3++H2↑,D项错误。10.D　根据题意知,左边装置为原电池,右边装置为电解池,原电池中当光照在表面涂有氯化银的银片上时,发生反应2AgCl(s)Ag(s)+Cl(AgCl),接着发生反应Cl(AgCl)+e-Cl-(aq)+AgCl(s),得电子,发生还原反应,Ag极为正极,Pt极为负极,电子流入Ag极,A项错误。连接Ag极的A极为阳极,连接Pt极的B极为阴极,电解池中阳离子向阴极移动,所以K+移向B极,B项错误。光电池工作时,Pt极上Cu+放电生成Cu2+,电极反应式为Cu+-e-Cu2+,C项错误。右侧装置工作时,A极为阳极,在碱性条件下尿素失电子生成碳酸根离子和氮气、水,电极反应式为CO(NH2)2-6e-+8OH-C+6H2O+N2↑,D项正确。