2024年高考化学一轮总复习 第8单元 第2讲　电解原理　金属的腐蚀与防护 课件

这是一份2024年高考化学一轮总复习 第8单元 第2讲　电解原理　金属的腐蚀与防护 课件，共60页。PPT课件主要包含了考点一电解原理，氧化还原反应，外接电源，电源相连的两个电极，电解质，熔融电解质，闭合回路，氧化反应，还原反应，失去电子等内容，欢迎下载使用。
第2讲　电解原理　金属的腐蚀与防护
复习目标1．理解电解池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应式和总反应方程式。2.了解电解原理在氯碱工业、精炼铜、电镀、电冶金等方面的应用；认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。3.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。
把电能直接转化为化学能
2Cl－－2e－===Cl2↑
Cu2＋＋2e－===Cu
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
2H＋＋2e－===H2↑
2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
请指出下列各说法的错因(1)电解CuCl2溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。错因：_____________________________(2)电解盐酸、硫酸溶液，H＋放电，溶液的pH逐渐增大。错因： _______________________________________________________________________________(3)电解时，电解液中阳离子移向阳极，发生还原反应。错因：_____________________________
阴极上Cu2＋得电子生成铜单质。
电解H2SO4溶液时，实际是电解H2O的过程，故溶液中c(H＋)增大，pH减小。
电解时，阳离子移向阴极。
电解池中，电子从电源的负极流向电解池的阴极。
Cu作阳极时，阳极反应式为Cu－2e－===Cu2＋。
2．电解产物的判断及有关反应式的书写(1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活性电极。(2)再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组(勿忘水溶液中的H＋和OH－)。
(3)排出阴、阳两极的放电顺序
(4)写出电极反应式，要注意遵循原子守恒、电荷守恒和电子转移守恒。(5)写出电解总反应式在两极转移电子数目相同的前提下，两极反应式相加即可得总反应的化学方程式或离子方程式，注意弱电解质要写化学式。
3．电解后电解质溶液的复原使电解后的溶液恢复原状的方法：先让析出的产物(气体或沉淀)恰好完全反应，再将其化合物投入电解后的溶液中即可。如：①NaCl溶液：通HCl气体(不能加盐酸)；②AgNO3溶液：加Ag2O固体；③CuCl2溶液：加CuCl2固体；④KNO3溶液：加H2O；⑤CuSO4溶液：加CuO或CuCO3[不能加Cu2O、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3]。
角度一　电解池的构成及工作原理1.如图装置中X和Y均为石墨电极，电解液为滴有酚酞的某浓度NaCl溶液，电解一段时间后，X极附近溶液先变红。下列有关说法中正确的是(　　)A．X极连接电源正极B．X极上产生的气体有刺激性气味C．Y极上发生氧化反应D．电子从X极经过溶液流向Y极
2.用如图所示装置(熔融CaF2­CaO作电解质)获得金属钙，并用钙还原TiO2制备金属钛。下列说法正确的是(　　)A．电解过程中，Ca2＋向阳极移动B．阳极的电极反应式为C＋2O2－－4e－===CO2↑C．在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量减少D．若用铅酸蓄电池作该装置的供电电源，“＋”接线柱是Pb电极
解析由题图可知，石墨与外加电源的正极相连，则石墨为阳极，钛网电极作阴极，电解过程中，电解液中Ca2＋向阴极移动，A错误；阴极反应式为2Ca2＋＋4e－===2Ca，Ca还原TiO2的反应方程式为2Ca＋TiO2===2CaO＋Ti，故制备Ti前后，整套装置中CaO的质量不变，C错误；“＋”表示铅酸蓄电池的正极，该接线柱为铅酸蓄电池的PbO2极，D错误。
角度二　电解规律及电解质溶液的复原3．用铂电极电解一定浓度的下列物质的水溶液，在电解后的电解液中加适量水，能使溶液浓度恢复到电解前浓度的是(　　)A．NaBr、CuCl2、Ba(OH)2B．NaOH、H2SO4、CuSO4C．KOH、HNO3、Na2SO4D．NaCl、Cu(NO3)2、MgSO4
4．下列说法错误的是(　　)A．用惰性电极电解Na2SO4溶液，当有2 ml电子转移时，可加入18 g水恢复B．用惰性电极电解1 L 1 ml·L－1 CuSO4溶液，加入1 ml CuO恢复，电路中转移了2 ml电子C．用惰性电极电解含1 ml NaOH的水溶液，溶液的pH不变D．要想实现Cu＋H2SO4(稀)===CuSO4＋H2↑这一反应，需在电解池中进行，且Cu为阳极
角度三　电极反应式的书写5．以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面可形成氧化膜。按要求书写有关的电极反应式及总反应式。阳极反应式：___________________________________________；阴极反应式：___________________________________________；总反应式：____________________________________________。
2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋
6H＋＋6e－===3H2↑
Mn2＋－2e－＋2H2O===MnO2↓＋4H＋
考点二　电解原理的应用
1．氯碱工业——电解饱和食盐水(1)习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业，其装置如下：
含有镀层金属离子的溶液
Cu－2e－===Cu2＋
Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Cu－2e－===Cu2＋
2Na＋＋2e－===2Na
请指出下列各说法的错因(1)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中的c(Cu2＋)均保持不变。错因：_______________________________________(2)电解冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3，也可电解MgO和AlCl3。错因：_________________________________________________________________________________________________________
电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)减小。
不采用电解MgO制金属镁，因为MgO熔点高、耗能大、不经济，不能用电解AlCl3制金属铝，因为熔融AlCl3不导电。
(3)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料。错因：________________________________________________(4)在镀件上电镀铜时，镀件应连接电源的正极。错因：__________________________________________________________________________(5)用电解法冶炼金属时，都可以电解相应化合物的水溶液。错因：____________________________________________________
电解饱和食盐水时，阴极可以用金属材料作电极。
电镀铜时，铜应连接电源的正极作阳极，镀件连接电源的负极作阴极。
电解冶炼金属应电解其熔融化合物，而不是水溶液。
1．电解精炼或电镀时，电极质量减少的电极必为金属电极——阳极；电极质量增加的电极必为阴极，即溶液中的金属阳离子得电子变成金属吸附在阴极上。2．电镀时，阳极(镀层金属)失去电子的数目跟阴极镀层金属离子得到电子的数目相等，因此电镀液的浓度保持不变。电解精炼铜时由于阳极发生多个反应，阴极增重质量不等于阳极减少的质量，故溶液中c(Cu2＋)减小。
3．电解计算破题“三方法”有关电解的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、产物的量与电量关系的计算等。通常有下列三种方法：(1)根据得失电子守恒计算用于串联电路中阴阳两极产物、正负电极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。(2)根据总反应方程式计算先写出电极反应式，再写出总反应方程式，最后根据总反应方程式列出比例式计算。
(3)根据关系式计算根据得失电子守恒定律关系建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。如以通过4 ml e－为桥梁可构建如下关系式：
角度一　电解原理在物质制备中的应用1．如图所示的阴、阳离子交换膜电解槽中，用惰性电极电解Na2SO4溶液可制得硫酸和氢氧化钠溶液。下列说法不正确的是(　　)
解析由H2出口知电极A为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，电极B为阳极，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，A错误。
A．阳极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－B．N为阴离子交换膜C．进口b补充的是稀NaOH溶液D．电解过程中阳极附近的pH不断降低
4．电絮凝的反应原理是以铝、铁等金属为阳极，在直流电的作用下，阳极被溶蚀，产生金属离子，在经一系列水解、聚合及氧化过程，发展成为各种羟基络合物、多核羟基络合物以及氢氧化物，使废水中的胶态杂质、悬浮杂质凝聚沉淀而分离。下列说法不正确的是(　　)
解析在产生1 ml O2的同时，金属电极也溶解失去电子，故电池中理论上转移电子数应大于4NA，A错误。
A．每产生1 ml O2，整个电解池中理论上转移电子数为4NAB．阴极电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－C．若铁为阳极，则阳极电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋和2H2O－4e－===O2↑＋4H＋D．若铁为阳极，则在处理废水的过程中阳极附近会发生：4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O
考点三　金属的腐蚀与防护
其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)
Fe－2e－===Fe2＋
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
请指出下列各说法的错因(1)金属的化学腐蚀比电化学腐蚀更普遍。错因：_________________________________(2)生铁浸泡在食盐水中发生析氢腐蚀。错因：_______________________________________(3)当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用。错因：___________________________________________________________________________
金属的电化学腐蚀更普遍。
食盐水为中性溶液，生铁发生吸氧腐蚀。
由于铁比锡活泼，锡层破损后，形成原电池，铁作负极，腐蚀加快。
(4)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失电子生成Fe3＋。错因：________________________(5)纯银器表面变黑与钢铁生锈原理相同。错因： ___________________________________________________(6)将水库中的水闸(钢板)与外加直流电源的正极相连，可防止水闸被腐蚀。错因： ___________________________________________________
铁失电子生成Fe2＋。
纯银器表面变黑发生化学腐蚀，钢铁生锈发生电化学腐蚀。
外加电流法是把被保护的器件作阴极，与外加电源负极相连。
1．金属防护效果比较：外加电流法防腐＞牺牲阳极法防腐＞有一般防护条件的防腐。2．纯度越高的金属，腐蚀得越慢。3．不纯的金属或合金，在潮湿空气中的腐蚀速率远大于在干燥、隔绝空气条件下的腐蚀速率。
角度一　金属腐蚀的类型1．利用如图装置进行实验，开始时，左右两管液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法正确的是(　　)A．左管中O2得到电子，右管中H＋得到电子B．一段时间后，左管液面低于右管液面C．a、b两处具有相同的电极反应式：Fe－3e－===Fe3＋D．a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小
A．图Ⅱ中钢管附近土壤的pH可能会上升B．图Ⅰ中钢管腐蚀的含铁产物只有FeSC．图Ⅱ中金属棒X可能为铜，可使钢管表面腐蚀电流接近于零D．图Ⅱ中金属棒X的作用是作为损耗正极材料和传递电流
解析题图Ⅱ中没有外加电源，采用的是牺牲阳极法，根据原电池原理，金属棒X应作负极，金属棒X的活泼性应大于铁，才能保护钢管，使其免受腐蚀，若金属棒X是铜，则形成Fe­Cu原电池，会加速铁的腐蚀；题图Ⅱ中钢管作正极，正极上H2O发生还原反应生成H2，电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，故钢管附近土壤中的c(OH－)会增大，pH可能会上升，A正确，C错误；题图Ⅰ钢管腐蚀的过程中，负极上Fe失去电子发生氧化反应生成的Fe2＋与正极周围的S2－和OH－反应分别生成FeS和Fe(OH)2，B错误；由上述分析可知，金属棒X应作负极，D错误。
角度二　金属的防护3．港珠澳大桥设计寿命120年，对桥体钢构件采用了多种防腐方法。下列分析错误的是(　　)A．防腐原理主要是避免发生反应：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2B．构件表面喷涂环氧树脂涂层，是为了隔绝空气、水等，防止形成原电池C．采用外加电流法时需外接镁、锌等作辅助阳极D．钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学腐蚀
4．钢铁在潮湿的空气中会形成原电池而被腐蚀，下列说法正确的是(　　)A．原电池的正极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－B．原电池的负极反应为：Fe－3e－===Fe3＋C．钢铁设备上连接铜块可以防止腐蚀D．钢铁与外加直流电源的正极相连可以防止腐蚀
角度三　金属腐蚀快慢比较5．某小组同学用如图装置研究钢铁在海水中的腐蚀与防腐(①中铁片为生铁)。下列说法正确的是(　　)A．①中只发生化学腐蚀B．②中只发生析氢腐蚀C．③为牺牲阳极法D．钢铁被腐蚀的速率：②>①>③
判断金属腐蚀快慢的规律(1)对同一电解质溶液来说，腐蚀由快到慢：电解池原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀。(2)活泼性不同的两种金属，活泼性差异越大，较活泼的金属腐蚀越快。(3)对同一种电解质溶液来说，一般电解质溶液浓度越大，金属腐蚀越快。
核心素养　科学探究与创新意识——离子交换膜在电化学中的应用
[素养要求]　离子交换膜是一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。因它对离子具有选择透过性，且电化学性能优良，在涉及电化学的工业生产中广泛应用。由于离子交换膜能将工业生产与化学知识有机的融合，实现资源的最优配置，考查学生学以致用的能力，故近几年的电化学高考试题中年年涉及。
1．电化学中的离子交换膜(1)离子交换膜的种类及作用
(2)离子交换膜的功能选择性透过离子，平衡电荷，形成闭合回路。(3)离子交换膜的应用①隔离某些物质，防止发生反应。②用于物质的制备(电解后溶液阴极区或阳极区得到所制备的物质)。③物质分离、提纯。
2．含膜电解池装置分析(1)两室电解池工业上利用如图两室电解装置制备烧碱阳极室中电极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极室中的电极反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴极区H＋放电，破坏了水的电离平衡，使OH－浓度增大，阳极区Cl－放电，使溶液中的c(Cl－)减小，为保持电荷守恒，阳极室中的Na＋通过阳离子交换膜与阴极室中生成的OH－结合，得到浓的NaOH溶液。利用这种方法制备物质，纯度较高，基本没有杂质。
3.离子交换膜类型的判断方法(1)首先写出阴、阳两极上的电极反应。(2)依据电极反应确定该电极附近哪种离子剩余。(3)根据电极附近溶液呈电中性，从而判断出离子移动的方向。(4)根据离子移动的方向，确定离子交换膜的类型。4．有“膜”条件下离子定向移动方向的判断方法
3．(2022·岳阳市高三教学质量监测)双极膜是由一张阳膜和一张阴膜制成的复合膜，在直流电场作用下能将中间层中的H2O解离成H＋和OH－。利用双极膜和维生素C的钠盐(C6H7O6Na)制备维生素C(C6H8O6)，装置如下图所示。已知维生素C具有弱酸性和还原性，下列说法正确的是(　　)
A．X离子是H＋，Ⅱ区出口处的NaOH浓度减小B．M极的电势高于N极，电解刚开始时阳极区附近溶液的pH变大C．将Ⅰ区的Na2SO4溶液替换成C6H7O6Na，可以提高维生素C的产率D．当M极生成2.24 L(标准状况下)O2时，Ⅳ区溶液的质量增加8.8 g
1．(2022·湖北高考)含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备Li[P(CN)2]，过程如图所示(Me为甲基)。下列说法正确的是(　　)A．生成1 ml Li[P(CN)2]，理论上外电路需要转移2 ml电子B．阴极上的电极反应为：P4＋8CN－－4e－===4[P(CN)2]－C．在电解过程中CN－向铂电极移动D．电解产生的H2中的氢元素来自于LiOH
解析石墨电极发生反应的物质P4转化为Li[P(CN)2]，化合价升高发生氧化反应，所以石墨电极为阳极，电极反应式为P4＋8CN－－4e－===4[P(CN)2]－，则生成1 ml Li[P(CN)2]，理论上外电路需要转移1 ml电子，A、B错误；CN－应该向阳极移动，即移向石墨电极，C错误；由所给图示可知HCN在阴极放电，产生CN－和H2，而HCN中的H来自LiOH，则电解产生的H2中的氢元素来自于LiOH，D正确。
2．(2022·山东高考改编)设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成CO2，将废旧锂离子电池的正极材料LiCO2(s)转化为C2＋，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法不正确的是(　　)A．装置工作时，甲室溶液pH逐渐减小B．装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸C．乙室电极反应式为LiCO2＋2H2O＋e－===Li＋＋C2＋＋4OH－D．若甲室C2＋减少200 mg，乙室C2＋增加300 mg，则此时已进行过溶液转移
3．(2022·浙江6月选考)通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4可获得难溶性的Li2CO3和MnO2，电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是(　　)A．电极A为阴极，发生还原反应B．电极B的电极反应：2H2O＋Mn2＋－2e－===MnO2＋4H＋C．电解一段时间后溶液中Mn2＋浓度保持不变D．电解结束，可通过调节pH除去Mn2＋，再加入Na2CO3溶液以获得Li2CO3
解析由电解示意图可知，电极B上Mn2＋转化为了MnO2，锰元素化合价升高，失电子，电极B为阳极，则电极A为阴极，得电子，发生还原反应，A正确；由电解示意图可知，电极B上Mn2＋失电子转化为了MnO2，电极反应式为2H2O＋Mn2＋－2e－===MnO2＋4H＋，B正确；电极A为阴极，LiMn2O4得电子，电极反应式为2LiMn2O4＋6e－＋16H＋===2Li＋＋4Mn2＋＋8H2O，依据得失电子守恒，电解池总反应为2LiMn2O4＋4H＋===2Li＋＋Mn2＋＋3MnO2＋2H2O，反应生成了Mn2＋，Mn2＋浓度增大，C错误；由分析可知，电解结束后，可通过调节溶液pH将锰离子转化为沉淀除去，然后再加入碳酸钠溶液，从而获得碳酸锂，D正确。
4．(2022·广东高考)为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3% NaCl溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是(　　)A．加入AgNO3溶液产生沉淀B．加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现C．加入KSCN溶液无红色出现D．加入K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀生成
解析氯化钠溶液中有氯离子，所以加入硝酸银溶液后，不管铁片是否被腐蚀，均会出现白色沉淀，故A不能说明铁片没有被腐蚀；淀粉碘化钾溶液可检测氧化性物质，但不论铁片是否被腐蚀，均无氧化性物质可与碘化钾发生反应，故B不能说明铁片没有被腐蚀；KSCN溶液可检测铁离子的存在，所以无论铁片是否被腐蚀，加入KSCN溶液后，均无红色出现，故C不能说明铁片没有被腐蚀；K3[Fe(CN)6]是用于检测Fe2＋的试剂，加入K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀出现，说明溶液中没有亚铁离子，故D能说明铁片没有被腐蚀。
5．(2021·全国乙卷)沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率。为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示)，通入一定的电流。下列叙述错误的是(　　)A．阳极发生将海水中的Cl－氧化生成Cl2的反应B．管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClOC．阴极生成的H2应及时通风稀释安全地排入大气D．阳极表面形成的Mg(OH)2等积垢需要定期清理
解析海水中除了水，还含有大量的Na＋、Cl－、Mg2＋等，根据题干信息可知，装置的原理是利用惰性电极电解海水，阴极的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，会使海水中的Mg2＋沉淀积垢，所以阴极表面会形成Mg(OH)2等积垢，需定期清理，D错误。
8．(2020·全国卷Ⅱ节选)(1)氯气是制备系列含氯化合物的主要原料，可采用如图所示的装置来制取。装置中的离子膜只允许________离子通过，氯气的逸出口是________(填标号)。
(2)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，其原理如下图所示：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________。
CO2＋2e－===CO＋O2－
解析 (2)②令生成的乙烯和乙烷分别为2体积和1体积，根据阿伏加德罗定律：同温同压下，气体体积比等于物质的量之比，再根据得失电子守恒，得到发生的总反应为：6CH4＋5CO2===2C2H4＋C2H6＋5H2O＋5CO，即消耗CH4和CO2的体积比为6∶5。
课时作业建议用时：40分钟
2．下列关于电化学的叙述正确的是(　　)A．图①两极均有气泡产生，滴加酚酞溶液时石墨一极变红B．图②装置可以验证牺牲阳极法C．图③可以模拟钢铁的吸氧腐蚀，碳棒一极的电极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．上述4个装置中，图①、②中Fe腐蚀速率较快，图③中Fe腐蚀速率较慢
解析根据总反应知，该装置消耗0.1 ml Cl－时，转移0.2 ml电子，则有0.2 ml H＋通过质子交换膜，D错误。
5.我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是(　　)A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应B．通电时，阴极上的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－C．断电时，锌环上的电极反应为Zn2＋＋2e－===ZnD．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀
6．考古发掘出的古代青铜器(含铜、锡等金属)表面经常出现小孔腐蚀，这是一种电化学腐蚀现象。小孔腐蚀的过程及铜腐蚀产物(铜锈)的成分如图所示。
解析青铜器中含铜、锡等金属，也含有其他金属及非金属杂质，由于物质金属性不同，周围存在电解质溶液，形成了原电池，且电解质溶液显中性，发生吸氧腐蚀，正极上氧气发生得电子的还原反应生成OH－，因此氧气是正极反应物，A正确；
7．(2022·武汉高三起点质量检测)硬水结垢是循环冷却水系统中广泛存在的一种现象，西安交通大学徐浩团队改进了主动式电化学硬水处理技术，原理示意图如图(R代表有机物)。下列说法错误的是(　　)A．处理后的水垢主要沉降在阴极附近B．处理过程中Cl－可以循环利用C．若将b电极换成铁电极，处理过程不受影响D．若R为CO(NH2)2，消耗1 ml CO(NH2)2生成无污染的气体，则产生3 ml H2
解析由图中物质转化可知，a电极为阳极，b电极为阴极，电解时，阴极上水放电生成氢气和OH－，氢氧根离子结合碳酸氢根离子生成碳酸根离子，碳酸根离子结合钙离子形成碳酸钙沉淀，镁离子结合氢氧根离子形成氢氧化镁沉淀，A正确；氯离子在阳极失电子生成氯气，氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸与有机物发生氧化还原反应又生成氯离子，故氯离子可循环使用，B正确；b电极为阴极，将其换成铁电极，Fe不参加反应，处理过程不受影响，C正确；CO(NH2)2与HClO发生反应CO(NH2)2＋3HClO===CO2↑＋N2↑＋2H2O＋3HCl，结合2Cl－～2e－～Cl2～HClO可知，消耗1 ml CO(NH2)2时，阳极上Cl－失去6 ml e－，但阳极上水也能放电，故阳极失去的电子多于6 ml，阴极产生的H2多于3 ml，D错误。
8.以石墨电极电解200 mL CuSO4溶液，电解过程中转移电子的物质的量n(e－)与产生气体总体积V(标准状况)的关系如图所示，下列说法中正确的是(　　)A．电解前CuSO4溶液的物质的量浓度为2 ml·L－1B．忽略溶液体积变化，电解后所得溶液中c(H＋)＝2 ml·L－1C．当n(e－)＝0.6 ml时，V(H2)∶V(O2)＝2∶1D．向电解后的溶液中加入16 g CuO，则溶液可恢复到电解前的浓度
9．(2022·黑龙江省八校高三期末联考)天津大学化学团队以CO2和辛胺为原料实现了甲酸和辛腈的高选择性合成，装置工作原理如图(隔膜a只允许OH－通过)。下列说法错误的是(　　)A．In/In2O3－x电极与电源负极相连B．电解过程中，OH－由In/In2O3－x电极区向Ni2P电极区迁移C．每消耗x ml的CO2理论上通过隔膜a的OH－也为x mlD．Ni2P电极上发生的反应：CH3(CH2)7NH2＋4OH－－4e－===CH3(CH2)6CN＋4H2O
解析由图中In/In2O3－x电极上CO2→HCOO－可知，CO2得电子发生还原反应，In/In2O3－x电极为阴极，Ni2P电极为阳极，辛胺在阳极上发生失电子的氧化反应生成辛腈，电极反应为CH3(CH2)6CH2NH2＋4OH－－4e－===CH3(CH2)6CN＋4H2O。阴极反应为CO2＋2e－＋H2O===HCOO－＋OH－，则每消耗x ml的CO2理论上转移2x ml电子，根据电子转移守恒，通过隔膜a的OH－应为2x ml，C错误。
10．某研究团队用HCl­CuCl2混合溶液作腐蚀液，处理工业废铜，提升经济效益，其方法如图所示，水在BDD电极上生成一种具有强氧化性的羟基自由基(HO·)，下列有关说法错误的是(　　)A．X为盐酸B．BDD电极反应式：H2O－e－===HO·＋H＋C．蚀铜槽中发生的反应：CuCl2＋Cu＋4HCl===2H2CuCl3D．当SS电极生成32 g Cu时，将交换1 ml Cl－到BDD电极区域
解析阳极(BDD电极)上发生反应：H2O－e－===H＋＋HO·，羟基自由基与H2CuCl3发生反应：H2CuCl3＋HO·===CuCl2＋H2O＋HCl，CuCl2进入蚀刻液中发生反应：CuCl2＋Cu＋4HCl===2H2CuCl3；阴极(SS电极)上发生反应：H2CuCl3＋e－===Cu＋2H＋＋3Cl－，产物中部分Cl－通过阴离子交换膜由阴极向阳极移动，HCl进入蚀铜槽中循环利用。由上述分析知，A、B、C正确；根据SS电极的电极反应可知，SS电极生成32 g Cu时，转移电子0.5 ml，因此将交换0.5 ml Cl－到BDD电极区域，D错误。
11．(2022·长沙市新高考适应性考试)高铁酸钾是常用的工业废水和城市生活污水的处理剂，工业上通过甲图装置电解KOH浓溶液制备K2FeO4。已知：甲图中A电极为石墨电极，B电极为铁电极，乙图装置工作时左杯中产生红褐色沉淀。下列说法正确的是(　　)
双极膜由阳离子交换膜、催化剂层和阴离子交换膜组合而成，在直流电场作用下可将水解离，在双极膜的两侧分别得到H＋和OH－，将其与阳离子交换膜(阳膜)、阴离子交换膜(阴膜)组合，可有多种应用。(1)海水淡化：模拟海水淡化，双极膜组合电解装置示意图如图甲。
①X极是______ (填“阴”或“阳”)极。②电解后可获得较浓的盐酸和较浓的NaOH溶液，图甲中双极膜的右侧得到的是________(填“H＋”或“OH－”)。(2)钠碱循环法脱除烟气中的SO2，并回收SO2：用pH>8的Na2SO3溶液作吸收液，脱除烟气中的SO2，至pH