新高考化学二轮复习分层练习第17练 电解原理及其应用 金属腐蚀与防护（2份打包，原卷版+解析版）

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1.熟悉电解池工作原理
电源
2.电解时电极反应式的书写方法
(1)判——判断电解池的阴、阳极
①根据所连接的外加电源判断：与直流电源正极相连的为阳极，与直流电源负极相连的为阴极。
②根据电子流动方向判断：电子流动方向为从电源负极流向阴极，从阳极流向电源正极。
②)根据电解池里电解质溶液中离子的移动方向判断：阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。
(2)看——看清电解池的阳极材料是惰性电极还是活性电极(除Au、Pt外的金属电极一般为活性电极)
（3）写——根据阴离子、阳离子在阴极上的放电顺序，写出电极反应
①阳离子在阴极上的放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞……
②阴离子在阳极上的放电顺序：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子＞……
③当阳极是金属(Au、Pt除外)电极时，溶液中的离子不再放电而是金属失电子生成金属阳离子。
3．电化学计算的常用方法--根据电子守恒计算
①用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、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用于混合溶液中电解的分阶段计算。
4.金属的腐蚀与防护
(1)金属腐蚀快慢的三个规律
①金属腐蚀类型的差异
电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护腐蚀措施的腐蚀。
②电解质溶液的影响
a．对同一金属来说，腐蚀的快慢(浓度相同)：强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。
b．对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，腐蚀越快。
③活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀越快。
(2)两种腐蚀与三种保护
①两种腐蚀：析氢腐蚀、吸氧腐蚀(关键在于电解液的pH)。
②三种保护：电镀保护、牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法。
1．（2023·湖北·校联考模拟预测）科研团队开创了海水原位直接电解制氢的全新技术(如图所示)。该研究的关键点是利用海水侧和电解质侧的水蒸气压力差使海水自发蒸发，并以蒸汽形式通过透气膜扩散到电解质侧重新液化，即“液-气-液”水迁移机制，为电解提供淡水。下列叙述错误的是
A．直接电解海水存在阳极易腐蚀问题
B．液态水、阴离子分别不能通过膜a、膜b
C．铅酸蓄电池做电源时，电极与N电极相连
D．电解过程中，阴极区溶液可能不变
【答案】B
【分析】由图可知，在电解过程中M极OH-放电失去电子生成O2，N极H2O得到电子生成H2，则M为阳极，电极方程式为：4OH--4e-=O2↑+2H2O，N为阴极，电极方程式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阳极区OH-浓度减小，为保证KOH浓度较高形成水蒸气压力差，阴极产生的OH-需要经过离子交换膜b进入阳极，膜b为阴离子交换膜，以此解答。
【详解】A．海洋环境中的盐度、温度、溶解氧等因素会影响金属材料的化学反应，导致其受到腐蚀，直接电解海水存在阳极易腐蚀问题，故A正确；
B．由题意可知，海水自发蒸发，并以蒸汽形式通过透气膜扩散到电解质侧重新液化，液态水不能通过膜a，膜b为阴离子交换膜，阴离子能通过膜b，故B错误；
C．铅酸蓄电池做电源时，Pb为负极，应该与阴极N电极相连，故C正确；
D．电解过程中，阴极区电极方程式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，生成的OH-进入阳极区，阴极区溶液可能不变，故D正确；
故选B。
2．（2023·浙江杭州·浙江省临安中学校联考一模）科学家利用多晶铜高效催化电解制乙烯，原理如图所示。已知：电解前后电解液浓度几乎不变。下列说法正确的是
A．铂电极为阳极，产生的气体是和
B．铜电极的电极反应式为
C．通电过程中，溶液中通过阴离子交换膜向右槽移动
D．当电路中通过电子时，理论上能产生
【答案】A
【分析】该电解池的总反应方程式为，铜电极为阴极，该电极的电极方程式为，铂电极为阳极，该电极的电极方程式为
【详解】A. 由分析可知，铂电极为阳极，产生的气体是和，故A正确；
B. 由分析可知，铜电极的电极方程式为，故B错误；
C. 由分析可知，在铂电极发生反应，并且电解前后电解液浓度几乎不变，所以溶液中通过阴离子交换膜向左槽移动，故C错误；
D. 由铜电极电极方程式分析可知，当电路中通过电子时，理论上能产生0.05ml，在标况下，0.05ml的体积为1.12L，该题目没有说明条件为标况，故D错误；
故选A。
3．（2023·山东济南·山东省实验中学校考模拟预测）工业上电解MnSO4溶液制备Mn和MnO2的工作原理如图所示，下列说法错误的是
A．电流由钛电极经MnSO4溶液流向不锈钢电极
B．阳极反应式为Mn2+—2e—+2H2O=MnO2+4H+
C．离子交换膜为阳离子交换膜
D．当电路中有2mle-转移时，生成55gMn
【答案】C
【分析】由图可知，该装置为电解池，与直流电源负极相连的不锈钢电极为阴极，锰离子在阴极得到电子发生还原反应生成锰，电极反应式为Mn2++2e—=Mn，钛电极为阳极，锰离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化锰，电极反应式为Mn2+—2e—+2H2O=MnO2+4H+，溶液中硫酸根离子由阴极区经阴离子交换膜进入阳极区。
【详解】A．由分析可知，不锈钢电极为阴极，钛电极为阳极，则内电路中电流由钛电极经硫酸锰溶液流向不锈钢电极，故A正确；
B．由分析可知，钛电极为阳极，锰离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化锰，电极反应式为Mn2+—2e—+2H2O=MnO2+4H+，故B正确；
C．由分析可知，不锈钢电极为阴极，钛电极为阳极，电解时溶液中硫酸根离子由阴极区经阴离子交换膜进入阳极区，故C错误；
D．由分析可知，不锈钢电极为阴极，锰离子在阴极得到电子发生还原反应生成锰，电极反应式为Mn2++2e—=Mn，则当电路中有2mle-转移时，阴极生成锰质量为1ml×55g/ml=55g，故D正确；
故选C。
4．（2023·湖北·校联考模拟预测）科学工作者提出了一种在室温条件下以和甲醇为原料合成碳酸二甲酯的电化学方案，其原理如图所示。下列说法中错误的是
A．催化电极b连接电源的正极
B．数目在反应过程中减少了
C．阴极的电极反应为
D．电路中转移2ml时，理论上会产生90g碳酸二甲酯
【答案】B
【详解】A．根据催化电极b处转化为，发生氧化反应，可知催化电极b为阳极，催化电极b连接电源的正极，故A正确；
B．和甲醇为原料生成碳酸二甲酯和水，溴离子的数目在反应过程中不发生变化，故B错误：
C．根据图示，阴极(催化电极a)的电极反应为，故C正确；
D．根据，电路中转移2mleˉ时，理论上会产生1ml碳酸二甲酯，其质量为90g，故D正确。
选B。
5．（2023·云南·校联考二模）某课题组利用间接电解法除去空气中的NO，装置如图所示。下列说法不正确的是
A．电极X连接电源的正极，膜选择阴离子交换膜
B．A口中出来的物质是O2和较浓的硫酸
C．阴极的电极反应式为2+2e-+2H+=+2H2O
D．电路中每通过1mle- ，可吸收标况下11. 2L NO
【答案】A
【分析】根据图示，Y电极上得电子生成，Y是阴极、X是阳极。
【详解】A．X是阳极，电极X连接电源的正极，为防止、在阳极放电，膜选择阳离子交换膜，故A错误；
B．X是阳极，阳极反应式为，所以A口中出来的物质是O2和较浓的硫酸，故B正确；
C．Y是阴极，Y电极上得电子生成，电极反应式为2+2e-+2H+= +2H2O，故C正确；
D．NO生成N2，根据得失电子守恒，电路中每通过1mle- ，可吸收0.5mlNO，标况下的体积为11. 2L，故D正确；
选A。
6．（2023·辽宁·校联考一模）利用电化学装置除去工业尾气中的示意图如下。
该装置工作时，下列叙述错误的是
A．b极为电源正极
B．该处理的总反应为
C．工作一段时间后，阴极区溶液浓度不变
D．导线上每通过，溶液中增加
【答案】D
【详解】A．石墨N上I-发生氧化反应，为阳极，则b极为电源正极，A项正确；
B．该处理过程中I-起到催化作用，总反应为，B项正确；
C．阴极区发生，工作一段时间后，阴极区消耗的与从阳极区迁移过来的数量相同，阴极区溶液浓度不变，C项正确；
D．阳极上发生，导线上每通过，理论上溶液中生成，同时会和SO2反应被消耗，D项错误。
答案选D。
7．（2023·湖北武汉·统考模拟预测）科学家近年发明了一种新型光电催化装置，它能将葡萄糖和CO2转化为甲酸盐，如图所示。光照时，光催化电极a产生电子(e-)和空穴(h+)，图中的双极膜中间层中的H2O会解离产生H+和OH-。

下列说法错误的是
A．光催化电极a的反应为C6H12O6+12h++18OH-=6HCOO-+12H2O
B．双极膜中间层中的H+在外电场作用下向催化电极b移动
C．理论上电路中转移4mle-时可生成2mlHCOO-
D．阳极区和阴极区的pH均减小
【答案】C
【分析】科学家近年发明了一种新型光电催化装置，它能将葡萄糖和CO2转化为甲酸盐，光照时，光催化电极a产生电子(e-)和空穴(h+)，电子经过电源到达催化电极b处，则光催化电池a为阳极，催化电极b为阴极，以此解答。
【详解】A．该装置可以将葡萄糖转化为甲酸盐，C6H12O6在电极a处得到空穴(h+)生成HCOO-，方程式为：C6H12O6+12h++18OH-=6HCOO-+12H2O，故A正确；
B．电解池中阳离子向阴极移动，则双极膜中间层中的H+在外电场作用下向催化电极b移动，故B正确；
C．CO2在电极b处得到电子生成HCOO-，电极方程式为：CO2+2e-+H2O= HCOO-+OH-，理论上电路中转移4mle-时可以在催化电极b处得到2ml HCOO-，另外光催化电极a处得到2ml HCOO-，共可生成4mlHCOO-，故C错误；
D．光催化电极a处发生反应C6H12O6+12h++18OH-=6HCOO-+12H2O，氢氧根浓度减小，pH减小，电极b处CO2转化为甲酸，然后甲酸和KHCO3溶液反应使溶液pH减小，故D正确；
故选C。
8．（2023·浙江·校联考一模）利用光伏电池与膜电解法制备Ce(SO4)2溶液的装置如图所示，下列说法不正确的是
A．该光伏电池的P电极为正极
B．电解池中纯铜为阴极，其电极反应式为Cu2+ +2e- =Cu
C．该离子交换膜为阴离子交换膜， 由左池向右池迁移
D．电路中有0.1ml电子通过时，阳极室生成33.2g Ce(SO4)2
【答案】C
【分析】从图示看出，光伏电池内负电荷向N极移动，则N极为负极，P电极为正极，电解池中纯铜为阴极，石墨为阳极，以此解答。
【详解】A．从图示看出，光伏电池内负电荷向N极移动，则N极为负极，P电极为正极，故A正确；
B．由图可知，纯铜为阴极，电极反应式为：Cu2++2e−=Cu，故B正确；
C．Ce3+在石墨极发生反应后变为Ce4+，发生了氧化反应，Ce4+与结合变为Ce(SO4)2而流出，消耗了硫酸根离子，因此右池中的向左池迁移，不断进行补充，故C错误；
D．串联电路中转移电子数相等，石墨极为阳极，发生氧化反应，2Ce3+−2e−=2Ce4+，电路中有0.1ml电子通过时，阳极生成Ce(SO4)20.1ml，质量为332g⋅ml−1×0.1ml=33.2g，故D正确；
故选C。
9．（2023·北京海淀·统考二模）甲、乙同学分别用如图所示装置验证铁的电化学防腐原理，相同时间后继续进行实验。
实验①：甲同学分别向Ⅰ、Ⅱ中Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液，Ⅰ中产生蓝色沉淀，Ⅱ中无沉淀。
实验②：乙同学分别取Ⅰ、Ⅱ中Fe电极附近溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，Ⅰ、Ⅱ中均无沉淀。
下列说法正确的是
A．Ⅰ是牺牲阳极保护法，正极反应式为
B．Ⅱ为外加电流阴极保护法，Fe电极与外接电源的正极相连
C．由实验①中Ⅰ、Ⅱ现象的差异，推测K3[Fe(CN)6]在Ⅰ中氧化性强于Ⅱ
D．由实验可知，两种保护法均能保护，且Ⅱ保护得更好
【答案】D
【详解】A．由图可知，Fe电极是正极，Zn电极是负极，属于牺牲阳极的阴极保护法，由于电解质溶液呈酸性，故正极上氢离子得电子，则正极的反应为：2H++2e-═H2↑，A错误；
B．外加电流阴极保护法中要保护的电极应与外接电源的负极相连，即Fe电极与外接电源的负极相连，B错误；
C．由于Ⅰ中Fe电极与电解质溶液直接接触，会有少量的Fe直接与酸反应生成Fe2+，与K3[Fe(CN)6]在Ⅰ、Ⅱ中的氧化性无关，C错误；
D．对比Ⅰ、Ⅱ现象的差异可知，两种保护法均能保护Fe，且电解法保护的更好，即Ⅱ保护得更好，D正确；
故答案为：D。
10．（2023·北京丰台·统考二模）电化学的应用领域非常广泛。下列说法不正确的是
A．电解溶液时，与直流电源负极相连的石墨棒上逐渐覆盖红色的铜
B．铜板上铁铆钉在中性水膜中被腐蚀时，正极发生的电极反应为：
C．电解饱和食盐水的过程中，阴极区碱性不断增强
D．铅蓄电池放电时，电子由通过导线流向
【答案】D
【详解】A．电解溶液时，与直流电源负极相连的石墨棒作阴极，发生反应：，石墨棒上析出铜单质，故A正确；
B．铜板上铁铆钉在中性水膜中发生吸氧腐蚀，正极氧气得电子，电极反应为：，故B正确；
C．电解饱和食盐水的过程中，阴极发生反应：，阴极区氢氧根离子浓度增大，碱性不断增强，故C正确；
D．铅蓄电池放电时，作负极，作正极，电子通过导线由负极Pb流向正极，故D错误；
故选：D。
11．（2023·北京东城·统考二模）用下图所示的实验装置，按下列实验设计不能完成的实验是
A．AB．BC．CD．D
【答案】B
【详解】A．X为石墨棒，溶液含，开关K置于A处，铁棒为阴极，得到保护，可以减缓铁的腐蚀，故A正确；
B．X为锌棒，溶液含，开关K置于B处，锌失去电子是负极，铁作为正极被保护，无法模拟铁的吸氧腐蚀，应该铁作为负极，中性溶液才可以模拟吸氧腐蚀，故B错误；
C．在铁棒上镀铜，铜棒要是阳极，电解质要是含铜离子的溶液，X为铜棒，溶液含，开关K置于A处，符合要求，故C正确；
D．X为铜棒，溶液含，开关K置于B处，铁失去电子，氢离子在铜棒上得到电子产生气泡，可以证明金属铁的活动性大于铜的，故D正确；
故选：B。
12．（2023·北京房山·统考二模）海水中有丰富的锂资源，我国科学家研发出利用太阳能从海水中提取金属锂的技术，提取原理如下图所示：
下列说法不正确的是
A．电极a为阴极
B．金属锂在电极a上生成
C．电解过程中b极附近溶液pH逐渐减小
D．b极仅产生一种气体。反应式为
【答案】D
【详解】A．电子由负极经外电路流入电极a，电极a为阴极，A正确；
B．锂离子透过选择性膜向a极迁移，金属锂在电极a上生成，B正确；
C．电极b发生2Cl- - 2e = Cl2↑，还会发生，使得b极附近溶液pH逐渐减小，C正确；
D．电极b为阳极，发生2Cl- - 2e = Cl2↑，还会发生，有两种气体产生，D错误；
故选D。
13．（2023·四川成都·校联考三模）一种利用电化学原理将海水养殖过程中产生的氨氮污染物(以计)转化为无污染物质的方法如图所示。下列叙述错误的是
A．电源a极为负极
B．Ti电极及附近区域可以产生H2和NH3
C．Ti/TiO2-RuO2-IrO2电极附近发生的反应有：3HClO+2=N2↑+3H2O+5H++3Cl−
D．电解过程中，当处理氨氮污染物1ml时，外电路转移3ml电子
【答案】B
【分析】由图可知，Ti/TiO2-RuO2-IrO2电极上Cl-失去电子生成Cl2，则Ti/TiO2-RuO2-IrO2电极是阳极，电极方程式为：2Cl--2e-=Cl2↑，氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，反应方程式为：Cl2+H2OHCl+HClO，Ti/TiO2-RuO2-IrO2电极附近发生的反应有：3HClO+2=N2↑+3H2O+5H++3Cl-；Ti/TiO2-RuO2-IrO2电极是阳极，则b为正极，a为负极，Ti电极为阴极，海水中的水得电子生成氢气，电极方程式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，据此分析。
【详解】A．由上述分析可知，b为正极，a为负极，故A正确；
B．由上述分析可知，Ti电极为阴极，海水中的水得电子生成氢气，电极方程式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，无NH3产生，故B错误；
C．由图可知，Ti/TiO2-RuO2-IrO2电极附近次氯酸与铵根离子反应生成氮气和氯离子，发生的反应有：3HClO+2=N2↑+3H2O+5H++3Cl-，故C正确；
D．Ti/TiO2-RuO2-IrO2电极附近发生的反应有：3HClO+2=N2↑+3H2O+5H++3Cl-，电解过程中，当处理氨氮污染物1ml时，消耗HClO为1.5ml，氯气与水反应方程式为：Cl2+H2OHCl+HClO，即消耗的Cl2为1.5ml，阳极方程式为：2Cl--2e-=Cl2↑，故外电路转移3ml电子，故D正确；
故选B。
14．（2023·湖北·校联考模拟预测）我国某科研团队设计了一种新型能量存储/转化装置(如图所示)。闭合K2、断开K1时，制氢并储能；断开K2、闭合K1时，供电。已知Zn(OH)2与Al(OH)3的性质相似。下列说法正确的是

A．制氢时，太阳能直接转化为化学能
B．制氢时，每产生1mlH2，X电极的质量增加2g
C．供电时，Zn电极发生的反应为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2
D．供电时，电子流向为：Zn电极→用电器→X电极
【答案】D
【分析】闭合K2、断开K1时，制氢并储能，构成电解池，Pt电极发生还原反应，为阴极，X电极发生氧化反应，为阳极；断开K2、闭合K1时，构成原电池，X电极发生还原反应，为正极，Zn电极发生氧化反应，为负极。
【详解】A．制氢时，太阳能转化为电能，电能再转化为化学能，A错误；
B．制氢时，每生成1mlH2，转移2ml电子，X电极为阳极，反应式为Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O，故每生成1mlH2，X电极的质量减小2g，B错误；
C．供电时，Zn电极发生氧化反应，发生反应Zn-2e-+4OH-=ZnO+2H2O，C错误；
D．供电时，X电极发生还原反应，为正极，Zn电极发生氧化反应，为负极，故电子流向为：Zn电极→用电器→X电极，D正确；
答案为D。
15．（2023·山东临沂·校联考模拟预测）在直流电源作用下，利用双极膜电解池产生羟基自由基(·OH)处理含苯酚废水和含甲醛废水的原理如图。已知：双极膜中间层中的H2O解离为和。下列说法错误的是

A．双极膜将水解离为和的过程是物理变化
B．阴极电极反应式为
C．每处理9.4g苯酚，理论上有透过膜
D．通电一段时间后，苯酚和甲醛转化生成的物质的量之比为7：6
【答案】D
【详解】A．水解离为H+和OH-是个电离过程，为物理过程，A正确；
B．M极上O2得电子生成羟基自由基(·OH)，说明M极为阴极，连接电源的负极，N极为阳极；M为阴极，阴极上O2得电子生成羟基自由基(·OH)，电极反应式为，B正确；
C．每1ml苯酚转化为CO2，转移电子为28ml，则每处理9.4g苯酚(即0.1ml)，理论上有2.8ml电子转移，则有2.8mlOH-透过膜a，C正确；
D．根据电子守恒，则通电一段时间后，苯酚和甲醛转化生成CO2的物质的量之比为6：7，D错误；
故选D。
16．（2023·辽宁·统考高考真题）某无隔膜流动海水电解法制的装置如下图所示，其中高选择性催化剂可抑制产生。下列说法正确的是

A．b端电势高于a端电势B．理论上转移生成
C．电解后海水下降D．阳极发生：
【答案】D
【分析】由图可知，左侧电极产生氧气，则左侧电极为阳极，电极a为正极，右侧电极为阴极，b电极为负极，该装置的总反应产生氧气和氢气，相当于电解水，以此解题。
【详解】A．由分析可知，a为正极，b电极为负极，则a端电势高于b端电势，A错误；
B．右侧电极上产生氢气的电极方程式为：2H++2e-=H2↑，则理论上转移生成，B错误；
C．由图可知，该装置的总反应为电解海水的装置，随着电解的进行，海水的浓度增大，但是其pH基本不变，C错误；
D．由图可知，阳极上的电极反应为：，D正确；
故选D。
17．（2023·全国·统考高考真题）用可再生能源电还原时，采用高浓度的抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，装置如下图所示。下列说法正确的是

A．析氢反应发生在电极上
B．从电极迁移到电极
C．阴极发生的反应有：
D．每转移电子，阳极生成气体(标准状况)
【答案】C
【分析】由图可知，该装置为电解池，与直流电源正极相连的IrOx-Ti电极为电解池的阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O-4e—=O2↑+4H+，铜电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，电极反应式为2CO2+12H++12e−=C2H4+4H2O、2CO2+12H++12e−=C2H5OH+3H2O，电解池工作时，氢离子通过质子交换膜由阳极室进入阴极室。
【详解】A．析氢反应为还原反应，应在阴极发生，即在铜电极上发生，故A错误；
B．离子交换膜为质子交换膜，只允许氢离子通过，Cl-不能通过，故B错误；
C．由分析可知，铜电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，电极反应式有2CO2+12H++12e−=C2H4+4H2O，故C正确；
D．水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O-4e—=O2↑+4H+，每转移1ml电子，生成0.25mlO2，在标况下体积为5.6L，故D错误；
答案选C。
18．（2023·浙江·高考真题）在熔融盐体系中，通过电解和获得电池材料，电解装置如图，下列说法正确的是
A．石墨电极为阴极，发生氧化反应
B．电极A的电极反应：
C．该体系中，石墨优先于参与反应
D．电解时，阳离子向石墨电极移动
【答案】C
【分析】由图可知，在外加电源下石墨电极上C转化为CO，失电子发生氧化反应，为阳极，与电源正极相连，则电极A作阴极，和获得电子产生电池材料，电极反应为。
【详解】A．在外加电源下石墨电极上C转化为CO，失电子发生氧化反应，为阳极，选项A错误；
B．电极A的电极反应为，选项B错误；
C．根据图中信息可知，该体系中，石墨优先于参与反应，选项C正确；
D．电解池中石墨电极为阳极，阳离子向阴极电极A移动，选项D错误；
答案选C。
19．（2022·重庆·统考高考真题）硝酮是重要的有机合成中间体，可采用“成对间接电氧化”法合成。电解槽中水溶液的主要成分及反应过程如图所示。
下列说法错误的是
A．惰性电极2为阳极B．反应前后WO/WO数量不变
C．消耗1ml氧气，可得到1ml硝酮D．外电路通过1ml电子，可得到1ml水
【答案】C
【详解】A．惰性电极2，Br-被氧化为Br2，惰性电极2为阳极，故A正确；
B．WO/WO循环反应，反应前后WO/WO数量不变，故B正确；
C．总反应为氧气把二丁基-N-羟基胺氧化为硝酮，1ml二丁基-N-羟基胺失去2mlH原子生成1ml硝酮，氧气最终生成水，根据氧原子守恒，消耗1ml氧气，可得到2ml硝酮，故C错误；
D．外电路通过1ml电子，生成0.5mlH2O2，H2O2最终生成水，根据氧原子守恒，可得到1ml水，故D正确；
选C。
20．（2022·辽宁·统考高考真题）如图，c管为上端封口的量气管，为测定乙酸溶液浓度，量取待测样品加入b容器中，接通电源，进行实验。下列说法正确的是
A．左侧电极反应：
B．实验结束时，b中溶液红色恰好褪去
C．若c中收集气体，则样品中乙酸浓度为
D．把盐桥换为U形铜导线，不影响测定结果
【答案】A
【分析】本装置为电解池，左侧阳极析出氧气，右侧阴极析出氢气，据此分析解题。
【详解】A．左侧阳极析出氧气，左侧电极反应：，A正确；
B．右侧电极反应2CH3COOH+2e-=H2+2CH3COO-，反应结束时溶液中存在CH3COO-，水解后溶液显碱性，故溶液为红色，B错误；
C．若c中收集气体，若在标况下，c中收集气体的物质的量为0.5×10-3ml，转移电子量为0.5×10-3ml×4=2×10-3ml，故产生氢气：1×10-3ml，则样品中乙酸浓度为：2×10-3ml ÷10÷10-3=，并且题中未给定气体状态不能准确计算，C错误；
D．盐桥换为U形铜导线则不能起到传递离子使溶液呈电中性的效果，影响反应进行，D错误；
答案选A。
21．（2022·湖北·统考高考真题）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
【答案】D
【详解】A．石墨电极发生反应的物质：P4→化合价升高发生氧化反应，所以石墨电极为阳极，对应的电极反应式为：，则生成，理论上外电路需要转移电子，A错误；
B．阴极上发生还原反应，应该得电子，为阳极发生的反应， B错误；
C．石墨电极：P4→发生氧化反应，为阳极，铂电极为阴极，应该向阳极移动，即移向石墨电极，C错误；
D．由所给图示可知HCN在阴极放电，产生和，而HCN中的H来自，则电解产生的中的氢元素来自于，D正确；
故选D。
22．（2022·海南·统考高考真题）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
【答案】A
【分析】由装置可知，b电极的N2转化为NH3，N元素的化合价降低，得到电子发生还原反应，因此b为阴极，电极反应式为N2+3H2O+6e-=2NH3+3O2-，a为阳极，电极反应式为2O2--4e-=O2，据此分析解答；
【详解】A．由分析可得，b电极上N2转化为NH3，N元素的化合价降低，得到电子发生还原反应，即N2被还原，A正确；
B．a为阳极，若金属Ag作a的电极材料，则金属Ag优先失去电子，B错误；
C．改变工作电源的电压，电流强度发生改变，反应速率也会改变，C错误；
D．电解过程中，阴极电极反应式为N2+3H2O+6e-=2NH3+3O2-，阳极电极反应式为2O2-+4e-=O2，因此固体氧化物电解质中O2-不会改变，D错误；
答案选A。
23．（2022·浙江·统考高考真题）通过电解废旧锂电池中的可获得难溶性的和，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：
C．电解一段时间后溶液中浓度保持不变
D．电解结束，可通过调节除去，再加入溶液以获得
【答案】C
【详解】A．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，则电极B为阳极，电极A为阴极，得电子，发生还原反应，A正确；
B．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；
C．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；
D．电解池总反应为：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，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；
答案选C。
24．（2021·江苏·高考真题）通过下列方法可分别获得H2和O2：①通过电解获得NiOOH和H2(如图)；②在90℃将NiOOH与H2O反应生成Ni(OH)2并获得O2。下列说法正确的是
A．电解后KOH溶液的物质的量浓度减小
B．电解时阳极电极反应式：Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O
C．电解的总反应方程式：2H2O2H2↑+O2↑
D．电解过程中转移4ml电子，理论上可获得22.4LO2
【答案】B
【详解】A．阴极水电离的氢离子得电子生成氢气，阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH，电解过程总反应为，电解后KOH溶液的物质的量浓度不变，故A错误；
B．电解时阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH，电极反应式为Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O，故B正确；
C．阴极水电离的氢离子得电子生成氢气，阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH，电解过程总反应为，故C错误；
D．电解过程中转移4ml电子，生成4mlNiOOH，根据，生成1ml氧气，非标准状况下的体积不一定是22.4L，故D错误；
选B。
25．（2021·湖北·统考高考真题）Na2Cr2O7的酸性水溶液随着H+浓度的增大会转化为CrO3。电解法制备CrO3的原理如图所示。下列说法错误的是
A．电解时只允许H+通过离子交换膜
B．生成O2和H2的质量比为8∶1
C．电解一段时间后阴极区溶液OH-的浓度增大
D．CrO3的生成反应为：Cr2O+2H+=2CrO3+H2O
【答案】A
【分析】根据左侧电极上生成，右侧电极上生成，知左侧电极为阳极，发生反应：，右侧电极为阴极，发生反应：；由题意知，左室中随着浓度增大转化为，因此阳极生成的不能通过离子交换膜。
【详解】A．由以上分析知，电解时通过离子交换膜的是，A项错误；
B．根据各电极上转移电子数相同，由阳极反应和阴极反应，知生成和的物质的量之比为1∶2，其质量比为8∶1，B项正确；
C．根据阴极反应知，电解一段时间后阴极区溶液的浓度增大，C项正确：
D．电解过程中阳极区的浓度增大，转化为，D项正确。
故选A。
选项
实验目的
实验设计
A
减缓铁的腐蚀
X为石墨棒，溶液含，开关K置于A处
B
模拟铁的吸氧腐蚀
X为锌棒，溶液含，开关K置于B处
C
在铁棒上镀铜
X为铜棒，溶液含，开关K置于A处
D
比较铁和铜的金属活动性强弱
X为铜棒，溶液含，开关K置于B处