2022高考一轮轮复习化学-专题第24讲 电解池与金属腐蚀与保护.docx

第24讲 电解池与金属腐蚀与保护【知识梳理】一、电解池的工作原理1定义：将电能转变成化学能的装置。2. 形成条件：两电极接直流电源；两电极（一般为惰性电极）同时插入同一电解质溶液；用导线相互连接组成闭合回路。3电极判断：4. 电极反应：阳极上发生失电子的氧化反应，阴极上发生得电子的还原反应。电子的流向从电源的负极到电解池的阴极，再从电解池的阳极到电源的正极。（1）阳极：若为惰性电极，则电极本身不反应，溶液中的阴离子失去电子，发生氧化反应。阴离子放电顺序(还原性强弱顺序)：S2IBrClOHNO3-SO42-F；若为活性电极：则电极本身失去电子，发生氧化反应。阴极：（2）电极本身不反应，溶液中阳离子在阴极上获得电子，发生还原反应。放电顺序：Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+。5. 电解规律：例题1、下列说法正确的是 。用电解法精炼粗铜时，粗铜作阴极电解稀硫酸制H2和O2时铜做阳极可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极电解是把电能转化成化学能任何溶液被电解时，必然导致氧化还原反应的发生在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀用如图装置电解精炼铝可充电电池在充电的时候是电解池氯碱工业中,烧碱在阳极区生成指点迷津根据阳离子放电顺序判断阴极产物时，要注意下列三点：阳离子放电顺序表中前一个c(H)与其他离子的浓度相近，后一个c(H)很小，来自水的电离；Fe3得电子能力大于Cu2，但第一阶段只能被还原到Fe2；Pb2、Sn2、Fe2、Zn2控制一定条件(即电镀)时也能在水溶液中放电；Al3、Mg2、Na、Ca2、K只有在熔融状态下放电。二、电解规律的应用1.电解饱和食盐水制取烧碱：离子交换膜电解槽主要由阳极（用金属钛网制成，涂有钛、钌等氧化物涂层）、阴极（由碳钢网制成，上面涂有镍涂层）、离子交换膜、电解槽框、导电铜棒等组成。离子交换膜只允许阳离子通过，而阻止阴极离子和气体通过。（1）原理：阳极（用石墨）：2Cl 2e=Cl2 阴极（用Fe）：2 H + 2e= H2 总反应：2NaCl + 2 H2O 2NaOH +H2+Cl2（2）和食盐水的精制：电解前应除去食盐溶液中的Ca2、Mg2、SO42等杂质离子，加入试剂依次为NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、稀盐酸（或将BaCl2溶液和NaOH溶液的顺序互换）。2.电镀：电镀是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。电镀是一种特殊的电解，要求镀件必须作阴极，镀层金属作阳极，含镀层金属离子的可溶性盐溶液作电解质溶液（作为电镀液）。（1）形成条件：电解时，镀层金属作 阳极；镀件作 阴极；含 镀层金属离子的电解质溶液作电镀液；用 直流电源。（2）特征：阳极本身 放电被氧化 ；宏观上看无新物质生成；电解液的总量、浓度、pH均不变。3. 电解精炼粗铜时，阳极材料是粗铜，阴极材料是精铜，电解质溶液是CuSO4溶液(或 Cu(NO3)2溶液)。粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金等多种杂质，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，位于金属活动性顺序铜以前的金属杂质如Zn、Fe、Ni等，也会同时放电：Zn2e= Zn2+ 、Fe 2e= Fe2+、Ni2e= Ni2+、Cu2e= Cu2 ，位于金属活动性顺序铜之后的金、银等金属杂质，因为失去电子能力比Cu弱，难以在阳极失去电子变成阳离子溶解下来，而以阳极泥的形式沉积下来，阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料。长时间电解后，电解质溶液必须补充。4.冶炼活泼金属：Na、Mg、Al等活泼金属都可用电解它们的熔融盐或氧化物制得。2NaCl 2Na +Cl2(制Na)MgCl2Mg +Cl2(制Mg)2Al2O34Al+3O2(制Al)例题2、（1）电解饱和草酸溶液可以制得高档香料乙醛酸(H2C2O3),装置如下图所示,写出复合膜电极的电极反应式:。 （2）解NO制备NH4NO3,其工作原理如下图所示。为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充物质有A,A是,说明理由: 。 （3）电解制备Al(OH)3时,电极分别为Al片和石墨,电解总反应式为 。 一种可超快充电的新型铝电池,充放电时AlCl4-和Al2Cl7-两种离子在Al电极上相互转化,其他离子不参与电极反应,放电时负极Al的电极反应式为。 （4）电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液制氢气的装置示意图如图，电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴阳两极均为惰性电极，A极为_，电极反应式为_，B极为_，电极反应式为_。（5）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：Fe2H2O2OHFeO3H2，工作原理如图1所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色FeO，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。电解一段时间后，c(OH)降低的区域在_(填“阴极室”或“阳极室”)，电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是_。（6）次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品，具有较强还原性， H3PO2也可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如下图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：写出阳极的电极反应式：_，分析产品室可得到H3PO2的原因：_。（7）利用下图所示装置电解制备NCl3(氯的化合价为1价)，其原理是NH4Cl2HClNCl33H2，b接电源的 (填“正”或“负”)极，阳极反应式是 。（8）用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如下图所示(电极材料为石墨)。图中a极要连接电源的 (填“正”或“负”)极，C口流出的物质是 ，SO放电的电极反应式为 ，电解过程中阴极区碱性明显增强，用平衡移动原理解释原因 。（9）电化学沉解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解NO的原理如图，电源正极为 (填“A”或“B”)，阴极反应式为 。（10）电解法也可以利用KHCO3使K2CO3溶液再生。其原理如下图所示，KHCO3应进入 (填“阴极”或“阳极”)室。结合方程式简述再生K2CO3的原理是 。三、金属的腐蚀与保护1金属的腐蚀的定义：金属的腐蚀指金属或合金周围接触到气体或液体，失去电子被氧化而消耗进行化学反应而腐蚀损耗的过程。2金属的腐蚀的实质：金属原子失去电子被氧化而消耗的过程。3金属的腐蚀的分类：金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀电化腐蚀一般条件金属直接和强氧化剂接触不纯金属，表面潮湿反应过程氧化还原反应，不形成原电池。因原电池反应而腐蚀有无电流无电流产生有电流产生反应速率电化腐蚀化学腐蚀结果使金属腐蚀使较活泼的金属腐蚀相互关系化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍危害更严重4电化学腐蚀的常见类型：电化学腐蚀常分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀。类型吸氧腐蚀析氢腐蚀条件水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性较强正极反应O2+4e-+2H2O=4OH-2H+2e-=H2负极反应Fe2e-=Fe2+Fe2e-=Fe2+腐蚀作用是主要的腐蚀类型，具有广泛性发生在某些局部区域内5金属的防护：方法措施金属表面覆盖保护层涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷塑料；镀耐腐蚀的金属或合金；用化学方法钝化使金属表面形成一层致密的氧化物膜电化学保护法外加电流的阴极保护法(电解池原理)如钢闸门接低压直流电负极，石墨接电源正极作阳极，浸入水中； 牺牲阳极的阴极保护法(原电池原理)，如船壳上钉上锌块改变金属的内部结构普通钢铁加入铬、镍等转变为不锈钢等6金属腐蚀快慢的规律：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；同种金属的腐蚀在强电解质中>弱电解质中>非电解质中；泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀越快；对同一电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。例题3、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。(1)采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。如将糊状Ag2O涂在被腐蚀部位，Ag2O与有害组分CuCl发生复分解反应，该化学方程式为_。(2)如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。腐蚀过程中，负极是_(填图中字母“a”或“b”或“c”)；环境中的Cl扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为_；若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为_L(标准状况)。【课时练习】1为了防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是（ ）A在精密机床的铁床上安装铜螺钉B在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨，一同浸入海水中C在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里D在地下输油的铸铁管上接直流电源的正极2关于下列各装置图的叙述中，不正确的是（ ） A用装置精炼铜，则a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液B用装置进行电镀，镀件接在b极上C装置的总反应是：Cu2Fe3=Cu22Fe2D装置中的铁钉几乎没被腐蚀3以铜银合金(含少量铁)废料为原料回收银和铜的工艺流程如下：下列说法正确的是A粗铜溶于过量稀硝酸，过滤、低温干燥得纯铜B电解时用粗银作阴极，硝酸银溶液为电解质溶液C用稀硫酸处理渣料时主要发生了氧化还原反应D从滤液B中可以提取绿矾(FeSO4·7H2O)4利用偏铝酸钠（NaA1O2）溶液电解法制备氢氧化铝的简易装置如图所示，其中两电极均为惰性电极。下列说法正确的是（ ）A电极A为阳极B气体b为H2C所得料浆液的pH大于原料NaA1O2溶液的pHD该方法总反应方程式是：4NaA1O2+10H2O4A1(OH)3+4NaOH+O2+2H25“84”消毒液 (主要成分为NaClO)广泛应用于杀菌消毒。某化学学习小组用甲烷燃料电池电解饱和食盐水制备“84”消毒液，装置如图所示，a、b、c、d 均为惰性电极，下列说法正确的是Ac是阳极B甲烷发生的电极反应方程式为CH4-8e-+8OH-=CO2+6H2OC消耗2.24L (标准状况)甲烷，K+通过交换膜向左室移动0.8 molD电解装置中的总反应为NaCl+H2ONaClO+H26如图所示装置中，电极的材料为Al，其他电极均为Cu，盐桥为琼脂饱和K2SO4。下列说法正确的是A电极为负极，发生还原反应B盐桥中的向甲烧杯移动C丙烧杯中的能量变化为化学能转化为电能D的电极反应式：4OH-4e-=O2+2H2O7钢铁的电化学腐蚀原理如图所示，下列有关说法中错误的是（ ）A铁片里的铁和碳与食盐水形成无数的微小原电池B铁电极发生氧化反应C负极的电极反应方程式为O24e2H2O=4OHD放置一段时间后，铁片上有铁锈出现8以铅蓄电池为电源将CO2转化为乙烯的装置如图所示，电解所用电极材料均为惰性电极。下列说法不正确的是（ ）Ab为铅蓄电池的正极B每生成1mol乙烯，理论上铅蓄电池中消耗12mol硫酸C电解过程中，阳极区溶液中c(H+)逐渐减小D阴极反应式：2CO2+12H+12e-=C2H4+4H2O9下图是半导体光电化学电池光解水制氢的反应原理示意图。在光照下，电子由价带跃迁到导带后，然后流向对电极。下列说法不正确的是A对电极的电极反应式为：2H+2e=H2B半导体电极发生还原反应C电解质溶液中阳离子向对电极移动D整个过程中实现了太阳能电能化学能的转化10电解法制备磷酸二氢钾(KH2PO4)装置如图所示。下列说法正确的是A与 a 相连接的电源电势比 b 的高B离子交换膜 x、y 分别为阳离 子、阴离子交换膜C电解时，理论上相同时间内通过交换膜的阴、阳离子数相等D当外电路中通过 1mol 电子时，会有ll.2L的Cl2生成11下图装置()是一种可充电电池，装置()为电解池。装置()的离子交换膜只允许Na通过，已知电池充、放电的化学方程式为2Na2S2NaBr3Na2S43NaBr，当闭合开关K时，X电极附近溶液变红。下列说法正确的是A闭合开关K时，Na从右到左通过离子交换膜B闭合开关K时，负极反应式为3NaBr2e=NaBr32NaC闭合开关K时，当有0.1 mol Na通过离子交换膜时，X电极上放出标准状况下气体1.12 LD闭合开关K时，X电极反应式为2Cl2e=Cl212武汉大学肖巍教授课题组设计熔盐捕获及电化学转化装置，其示意图如图所示。下列说法正确的是（ ）Ac为电源的正极Ba极的电极反应式为C当电路中有电子转移时，阳极析出碳D该装置实质上是将分解成了碳和氧气13某兴趣小组利用电解装置，探究“铁作阳极”时发生反应的多样性，实验过程如下。(1)实验1：用KCl作电解质，一定电压下，按图1装置电解，现象如下：石墨电极上迅速产生无色气体，铁电极上无气体生成，铁逐渐溶解。5 min后U型管下部出现灰绿色固体，之后铁电极附近也出现灰绿色固体，10 min后断开K按图2进行实验。石墨电极上的电极反应式是_。确认灰绿色固体中含有Fe2+的实验现象是_。灼烧晶体X，透过蓝色钴玻璃观察到火焰呈紫色。结合平衡移动原理，解释“试管i中析出白色晶体”的原因是_。(2)实验2：其他条件不变时，用图3装置重复实验，10 min后铁电极附近溶液依然澄清，断开K，按图4进行实验结合图1和图2装置中现象的差异说明盐桥的作用是_。对比图2和图4的现象，解释实验1和2中阳极附近实验现象不同的原因是：_。(3)实验3：用KOH作电解质用图1装置电解浓KOH溶液，观察到铁电极上立即有气体生成，附近溶液逐渐变为淡紫色()，没有沉淀产生。铁电极上OH-能够放电的原因是_。阳极生成FeO的总电极反应式是_。某同学推测生成的必要条件是浓碱环境，将图5中的实验方案补充完整，证实推测成立。试剂a：_、现象b：_。(4)根据上述实验，“铁作阳极”时发生反应的多样性与_有关。14苯甲酸可用作食品的防腐剂，实验室用苯乙酮间接电氧化法合成苯甲酸，原理如图所示：实验步骤如下：步骤I：电氧化合成在电解池中加入适量 KI、20mL蒸馏水和20 mL的1，4-二氧六环，搅拌至完全溶解，再加入23.30 mL苯乙酮，连接电化学装置，恒定电流电解3h；步骤II：清洗分离反应停止后，将反应液转移至烧瓶，蒸馏除去反应溶剂；用蒸馏水和二氯甲烷洗涤烧瓶，将洗涤液转移至分液漏斗；用二氯甲烷萃取除去亲油性杂质，分离出水相和有机相；步骤III：制得产品用浓盐酸酸化水相至pH为12，接着加入饱和KHSO3溶液，振荡、抽滤、洗涤、干燥，称量得到产品12.2 g；有关物质的数据如下表所示：物质分子式溶解性沸点()密度(g/cm3)相对分子质量苯乙酮C8H8O难溶于水202.31.03120苯甲酸C7H6O2微溶于水2491.27122二氯甲烷CH2Cl2不溶于水401.3385回答下列问题：(1)步骤I中，阴极的电极反应式为_，阳极I-失去电子后的产物与OH-反应的离子方程式为_。(2)步骤II蒸馏过程中，需要使用到的下图玻璃仪器有_(填字母)，除下图外完成蒸馏操作还需的玻璃仪器_(填仪器名称)。(3)步骤II分液过程中，应充分振荡，静置分层后_(填字母)。A依次将有机相、水相从分液漏斗的上口倒出B依次将有机相、水相从分液漏斗的下口放出C先将有机相从分液漏斗的下口放出，再将水相从下口放出D先将有机相从分液漏斗的下口放出，再将水相从上口倒出(4)步骤III中，加入浓盐酸的目的是_。(5)步骤III中，加入饱和NaHSO3溶液，水相中的颜色明显变浅，说明过量的I2被还原为I-，其离子方程式为_。(6)本实验的产率是_。15对硝基苯甲酸（）是一种广泛用于医药、染料、感光材料等的重要精细化工中间体。工业上以对硝基甲苯（）、Cr（SO）3等物质为主要原料，通过间接电合成法制备对硝基苯甲酸，生产工艺流程如下：已知：对硝基甲苯：黄色晶体，熔点为51.7，沸点为238.5，不溶于水，易溶于乙醇、乙醚、氯仿和苯。对硝基苯甲酸：黄色晶体，熔点为242，沸点为359，微溶于水，溶于乙醇，能升华。回答下列问题：（1）电解制备Cr2O72:用H型隔膜电解槽电解制备Cr2O72，装置如下图1所示。外接电源的负极为_（填“A”或“B”），反应II的离子方程式为_。（2）氧化制备对硝基苯甲酸:用上图2所示装置制备对硝基苯甲酸，具体过程如下：步骤1：向250 mL三颈烧瓶中依次加入一定量含Cr2O72的电解液、对硝基甲苯，搅拌、水浴升温到设定温度，恒温下进行反应，直至反应液由棕红色变为墨绿色时为止。步骤2：待反应混合物冷却至室温后，与适量冰水充分混合，抽滤。滤液返回电解槽中重新电解。步骤3：把步骤2中抽滤所得固体溶于5%的热NaOH溶液中（约60），待温度降到50时，抽滤，向滤液中加入过量2 mol/L H2SO4，析出黄色沉淀，再抽滤，并用冷水洗涤，然后在低于80的条件下烘干，可得粗产品。仪器X的名称是_，冷却水应从_口进入（填“a”或“b”）。步骤2中，抽滤所得固体的主要成分是_。步骤3中，用NaOH溶液处理后，需待温度降到50时进行抽滤的原因是_。制得的粗产品需要进一步纯化，根据对硝基苯甲酸的有关性质可知，对其进行纯化还可以采用_法完成。该合成技术的优点是实现了_（填化学式）的循环利用，绿色环保。（3）测定对硝基苯甲酸的纯度:称取1.670 g粗产品，配成100 mL溶液，取25.00 mL溶液，用0.1000 mol·L1 KOH溶液滴定，重复滴定四次，每次消耗KOH溶液的体积如下表所示。已知：对硝基苯甲酸的摩尔质量为167.0 g·mol1，则对硝基苯甲酸的纯度为_。第一次第二次第三次第四次体积( mL)23.0023.1021.4022.9016某小组电解K2Cr2O7溶液，研究过程如下：实验一 电压不同时，用石墨电极电解硫酸酸化的pH2.5的饱和K2Cr2O7 溶液，实验现象如下：电压/V实验现象2.0阳极缓慢产生少量气泡，阴极没有气泡3.0阳极产生较多气泡，阴极产生少量气泡5.0两极均快速产生大量气泡，阴极产生气泡的速率约为阳极的2倍(1)阳极产生的气体是_。(2)电压为2.0 V时，阴极区检出Cr3+，结合实验现象判断在阴极放电的主要离子是_。(3)电压高于5.0 V时，被电解的主要物质是_。实验二 探究其他因素对电解K2Cr2O7溶液的影响。用相同强度的稳恒电流（单位时间内转移的电子数始终相同），分别电解3份500 mL相同浓度的K2Cr2O7溶液，电解时间均为30 min。实验结果如下：实验序号电极材料阴极：石墨阳极：石墨阴极：石墨阳极：石墨阴极：石墨阳极：铁加入的物质1 mL浓硫酸1 mL浓硫酸、少量硫酸铁1 mL浓硫酸电极表面是否产生气泡两极均产生气泡两极均产生气泡阴极：产生气泡阳极：无明显气泡产生Cr2O72还原率/%12.720.857.3阴极变化实验结束后取出电极，仅中阴极上附着银白色固体，经检验为金属Cr(4)对比、可知，阴极表面是否析出金属Cr，以及中Cr2O72的还原率提高均与_填离子符号）有关。(5)中Cr2O72还原率较、有较大提高，分析其原因：阳极区：阳极反应：_，进而使Cr2O72被还原。阴极区：由于_，进而促进了Cr2O72在阴极区被还原，依据的实验现象是_。(6)工业上处理含Cr2O72的废水，用铁作阳极，控制一定的电压，初始pH为34，将Cr2O72最终转化为难溶的Cr(OH)3除去，结合上述实验，电压不宜过高、pH不宜过小的目的，除节约成本和防止腐蚀设备外，还有_。参考答案例题1、【解析】电解精炼铜时，粗铜中的铜失去电子，做阳极，错误；电解稀硫酸时，铜做阳极，失电子的是铜而不是溶液中的OH，因而得不到氧气，错误；外加直流电源保护器件时，必须连接电源负极，错误；电解熔融的氧化铝制取金属铝，是用石墨作阳极，错误；从能量角度看，电解是把电能转化成化学能的过程，正确；电解质溶液的导电过程，必然伴随着两个电极上氧化、还原反应的发生，同时生成新的物质，正确；与Zn块形成原电池，Zn作负极（阳极），从而保护Fe正极（阴极），正确；铜和钢构成原电池，腐蚀速度加快，错误；钢铁是铁和碳的混合物，在潮湿的空气的中易发生吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，错误；电解氯化铝溶液无法制得金属铝，错误；可充电电池在放电时是原电池，充电的时候是电解池，正确；氯碱工业中,阴极区水中H+放电,促使水的电离平衡正向移动,产生OH-,因而NaOH在阴极区产生，错误。例题2、（1）H2C2O4+2e-+2H+=H2C2O3+H2O（2）NH3根据反应8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3,电解产生的HNO3多（3）2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2 Al-3e-+7AlCl4-=4Al2Cl7-（4）阳极CO(NH2)28OH6e=N2CO6H2O 阴极6H2O6e=3H26OH（5）阳极室防止Na2FeO4与H2反应使产率降低（6）2H2O4e=O24H，阳极室的H穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2（7）负3Cl6eNH=NCl34H（8）负硫酸 SO2eH2O=SO2H H2O HOH，在阴极H放电生成H2，c(H)减小，水的电离平衡正向移动，碱性增强（9）A2NO12H10e=N26H2O（10）阴极水电离出H在阴极得电子生成H2，使水的平衡正移，产生的OH和HCO反应生成CO，使得K2CO3再生【解析】（1）因为电解饱和草酸溶液可以制得高档香料乙醛酸(H2C2O3),所以复合膜电极的电极反应是还原反应。（2）根据工作原理装置图,可以确定阳极为NO失去电子转变为NO3-,阴极为NO得到电子转变为NH4+,书写电极反应式为；阳极NO-3e-+2H2ONO3-+4H+，阴极NO+5e-+6H+NH4+H2O，然后根据得失电子守恒,硝酸根离子物质的量比铵根离子物质的量多,所以需要向溶液中加入的物质为NH3。（3）Al在阳极放电,溶液中的H+在阴极放电,破坏了水的电离平衡,溶液中的OH-浓度增大,与产生的Al3+结合生成Al(OH)3,总反应式为2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2。根据题意,充电和放电时AlCl4-和Al2Cl2-两种离子在Al电极上相互转化,放电时负极Al失去电子变为Al3+,与溶液中的AlCl4-结合产生Al2Cl7-,电极反应式为Al-3e-+7AlCl4-4Al2Cl7-。（4）H2产生是因为H2O电离的H在阴极上得电子，即6H2O6e=3H26OH，所以B极为阴极，A极为阳极，电极反应式为CO(NH2)26e8OH=N2CO6H2O，阳极反应式容易错写成4OH4e=2H2OO2。（5）根据电解总反应：Fe2H2O2OHFeO3H2，结合阳极发生氧化反应知，阳极反应式为Fe6e8OH=FeO4H2O，结合阴极发生还原反应知，阴极反应式为2H2O2e=2OHH2，则阳极室消耗OH且无补充，故c(OH)降低。结合题给信息“Na2FeO4易被氢气还原”知，阴极产生的氢气不能接触到Na2FeO4，故需及时排出。（6）阳极为水电离出的OH放电，电极反应式为2H2O4e=O24H，阳极室中的H穿过阳膜进入产品室，原料室中的H2PO穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2。（7）b电极，H得电子生成H2，发生还原反应 ，所以b电极为阴极，连接电源的负极。阳极反应物为NH4Cl，生成物为NCl3，题目中给出氯的化合价为1价，所以氯失电子，化合价升高，氮、氢不变价，然后根据电荷守恒配平方程式，则阳极反应式是3Cl6eNH=NCl34H。（8）根据Na、SO的移向判断阴、阳极。Na移向阴极区，a应接电源负极，b应接电源正极，其电极反应式分别为：阳极SO2eH2O=SO2H，阴极2H2e=H2，所以从C口流出的是H2SO4，在阴极区，由于H放电，破坏水的电离平衡，c(H)减小，c(OH)增大，生成NaOH，碱性增强，从B口流出的是浓度较大的NaOH溶液。（9）由题给原理图可知，AgPt电极上NO发生还原反应生成氮气，因此AgPt电极为阴极，电极反应式为2NO12H10e=N26H2O，则B为负极，A为电源正极。（9）由题给原理图可知，AgPt电极上NO发生还原反应生成氮气，因此AgPt电极为阴极，电极反应式为2NO12H10e=N26H2O，则B为负极，A为电源正极。（10）电解法也可以使K2CO3溶液再生。根据图所示，可知水电离产生的H在阴极获得电子变为氢气逸出，水产生的OH在阳极失去电子变为O2，产生的OH和HCO反应生成CO，使得K2CO3再生。例题3、(1)Ag2O2CuCl=2AgClCu2O(2)c2Cu23OHCl=Cu2(OH)3Cl0.448【解析】(1)复分解反应为相互交换成分的反应，因此该反应的化学方程式为Ag2O2CuCl=2AgClCu2O。(2)负极发生失电子的反应，铜作负极失电子，因此负极为c。负极反应：Cu2e=Cu2，正极反应：O22H2O4e=4OH；正极产物为OH，负极产物为Cu2，两者与Cl反应生成Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为2Cu23OHCl=Cu2(OH)3Cl；4.29 g Cu2(OH)3Cl的物质的量为0.02 mol，由Cu元素守恒知，发生电化腐蚀失电子的Cu单质的物质的量为0.04 mol，失去电子0.08 mol，根据电子守恒可得，消耗O2的物质的量为0.02 mol，所以理论上消耗氧气的体积为0.448 L(标准状况)。课时练习1C【解析】A. 在精密机床的铁床上安装铜螺钉，Fe、Cu、水膜形成原电池，Fe作负极，加速腐蚀，A不正确；B. 在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨，一同浸入海水中，形成原电池，Fe作负极，加速腐蚀，B不正确；C. 在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里，形成的原电池中，铁作正极，受到保护，C正确；D. 在地下输油的铸铁管上接直流电源的正极，铁作阳极，加速腐蚀，D不正确。故选C。2C【解析】装置中，b极是阴极，发生还原反应，生成铜，故A、B选项正确；D、浓硫酸有强氧化性，可以使铁钝化，故D正确；C、装置中，由于铁比铜活泼，铁作为负极与氯化铁溶液反应，故C错误；答案选C。3D【解析】A、由流程可知，粗铜中含有少量铁，铁和铜都能溶于过量的稀硝酸中，过滤后低温干燥得不到纯铜，选项A错误；B、电解时，粗银作阳极，纯银作阴极，选项B错误；C、渣料的主要成分为氧化铜，还含有少量的氧化铁，两种金属氧化物均能与稀硫酸反应，元素化合价均没有发生变化，没有发生氧氧化还原反应，选项C错误；D、滤液B中的溶质是硫酸亚铁，采用蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥，可得到绿矾，选项D正确。答案选D。4D【解析】电解NaA1O2溶液制备氢氧化铝，阳极A1O2-失去电子，发生氧化反应，电极反应式为：4A1O2-4e-+6H2O=O2+ 4A1(OH)3，阴极H+得到电子，发生还原反应，电极反应式为：4H2O+4e-=2H2+4OH-，总反应为：4NaA1O2+10H2O4A1(OH)3+4NaOH+O2+2H2。A. 阴极上H+得到电子，发生还原反应，其电极反应式为：4H2O+4e-=2H2+4OH-，碱性增强，有图像可知，电极A附近稀NaOH变为浓NaOH，碱性增强，则电极A为阴极，A错误；B. 电极A为阴极，电极B为阳极，阳极上A1O2-失去电子，发生氧化反应，其电极反应式为：4A1O2-4e-+6H2O=O2+ 4A1(OH)3，气体b为O2，B错误；C. 电极B上生成料浆液，电极B为阳极，阳极上A1O2-失去电子，发生氧化反应，其电极反应式为：4A1O2-4e-+6H2O=O2+ 4A1(OH)3，pH小于原料NaA1O2溶液的pH，C错误；D. 该电解池总反应方程式是：4NaA1O2+10H2O4A1(OH)3+4NaOH+O2+2H2，D正确；故答案为：D。5D【解析】利用甲烷燃料电池电解饱和食盐水制备漂白液的原理是阴极上产生氢气和氢氧化钠，在阳极上产生氯气，电解生成的氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠和水，总反应方程式为NaCl+H2ONaClO+H2，所以电极d处产生的是氯气，电极c 处产生的是氢气，a电极为负极，b电极为正极。Ab电极为正极，与正极b相连的电极d为阳极，A错误； B甲烷在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根，电极反应式为CH48e+10OH=CO32+ 7H2O，B 错误；C原电池中阳离子移向正极，则燃料电池中b为正极，所以K通过交换膜向右室移动， C错误；D由分析可知，电解装置中的总反应为NaCl+H2ONaClO+H2，D正确； 答案选D。6B【解析】甲、乙两个容器构成了原电池，电极是Al，乙中的电解质溶液是CuSO4溶液，自发进行的反应是2Al3Cu2=2Al33Cu；Al失去电子，作负极，电极上Cu2得到电子，作正极，因此电极是阳极，电极是阴极。由于电极的材料Cu，是活性电极，Cu失去电子，电极方程式为Cu2e=Cu2；在阴极，溶液中的Cu2得到电子，电极方程式为Cu22e=Cu。A根据分析，电极失去电子发生氧化反应，Al3e=Al3，作负极，A错误；B在原电池中，阴离子向负极移动，甲池中电极作负极，因此SO42向甲烧杯移动，B正确；C丙装置相当于电解池，将化学能转化为电能，C错误；D电极是阴极，电极反应式为Cu22e=Cu，D错误；答案选B。7C【解析】A.在一块表面无锈的铁片上滴食盐水，由于电极活动性Fe>C，所以铁作负极，碳作正极，铁片里的铁和碳与食盐水形成无数微小原电池，发生了电化学腐蚀，A正确；B.在原电池中，负极发生氧化反应，所以铁电极发生氧化反应，B正确；C.铁作负极，发生失电子的氧化反应，即Fe-2e-=Fe2+，C错误；D.铁失去电子生成氢氧亚铁，氢氧化亚铁被氧化生成氢氧化铁，氢氧化铁失水生成氧化铁，因此放置一段时间后，铁片上有铁锈出现，D正确；故合理选项是C。8C【解析】A、右边通入二氧化碳在电极上得电子产生乙烯，则电极为阴极，连接的电极a为负极，故b为正极，选项A正确；B、根据电极反应式：2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O，每生成1mol乙烯，转移电子12mol，铅蓄电池工作的电极总反应为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，每转移12mol电子，消耗12mol硫酸，选项B正确；C、电解过程中，阳极电极反应式为：2H2O4e-4H+O2，阳极区溶液中c(H+)逐渐增大，选项C不正确；D、阴极反应式：2CO2+12H+12e-=C2H4+4H2O，选项D正确。答案选C。9B【解析】A. 图示分析可以知道在对电极上发生的反应是水电离出的氢离子得到电子生成氢气，电极反应为: 2H+2e=H2,A正确；B. 在光照下,电子由价带跃迁到导带后,然后流向对电极，所以半导体电极为负极，发生氧化反应，B错误；C. 阳离子向阴极移动，对电极为阴极，因此电解质溶液中阳离子向对电极移动，C正确；D. 过程分析可以知道,该装置是光能转化为电能,电能转化为化学能的过程,整个过程中实现了太阳能向电能化学能等的转化,D正确；正确选项B。10C【解析】根据图示，通电的条件下，a电极上H+得电子变为H2，发生还原反应，b电极上Cl-