2023年高考化学一轮复习讲练测（六） 电解质介质和隔膜在电化学的作用（练）（解析版）.pdf

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1、专 题 讲 座（六）隔膜在电化学的作用第一部分：高考真题感悟1.（2020 海南 高考真题）某燃料电池主要构成要素如图所示，下列说法正确的是A.电池可用于乙醛的制备B.b 电极为正极C.电池工作时，a 电极附近pH 降低D.a 电极的反应式为O2+4e-4H+=2H2O【答案】A【解析】该燃料电池中，乙烯和水发生氧化反应，所以通入乙烯和水的电极是负极，氧气易得电子发生还原反应，所以通入氧气的电极是正极，由图可知负极上乙烯和水生成乙醛和氢离子，氢离子移向正极，正极上氧气和氢离子反应生成水，x 为水。A.该电池将乙烯和水转化为了乙醛，可用于乙醛的制备，故 A符合题意：B.根据分析，a 电极为正极，

2、b 电极为负极，故 B 不符合题意；C.电池工作时，氢离子移向正极，a 电极的反应式为O?+4e-+4H+=2比0,a 电极附近pH 升高，故 C 不符合题意；D.根据分析，a 电极为正极，正极发生还原反应，a 电极的反应式为O2+4er4H+=2H?O,故 D 不符合题意；答案选A。2.（2020.山东 高考真题）微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水（以含CH3coO-的溶液为例）。下列说法错误的是极L 隔膜1艺 隔 膜 2 1机水，有废拟水模海膜物生黑A.负极反应为 CH

3、3COO+2H2O-8e-=2CO,+7HB.隔 膜 1 为阳离子交换膜，隔膜2 为阴离子交换膜C.当电路中转移Im ol电子时，模拟海水理论上除盐58.5gD.电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2:1【答案】B【解析】据图可知a 极上CH3coeT转化为CO2和 H*,C 元素被氧化，所以a 极为该原电池的负极，则 b极为正极。A.a 极为负极，C H 3 c o e T 失电子被氧化成C C h 和 H+,结合电荷守恒可得电极反应式为C H3C O O-+2 H 2 O-8 e-=2 C O 2?+7 H+,故 A正确；B.为了实现海水的淡化，模拟海水中的氯离子需要移向负

4、极，即 a 极，则隔膜1 为阴离子交换膜，钠离子需要移向正极，即 b极，则隔膜2为阳离子交换膜，故 B错误；C.当电路中转移I m o l 电子时，根据电荷守恒可知，海水中会有I m o l C 移向负极，同时有l m o l N a+移向正极，即除去I m o l N a C l,质量为5 8.5 g,故 C正确；D.b极为正极，水溶液为酸性，所以氢离子得电子产生氢气，电极反应式为2 H+2 e=H 2 T，所以当转移8 m o i 电子时，正极产生4 m o i 气体，根据负极反应式可知负极产生2 m o i 气体，物质的量之比为4:2=2:1,故 D正确；故答案为B。3.（2 0 2 0

5、 山东 高考真题）采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是A.阳极反应为2 H Q-4 e =4 H+C）2 fB.电解一段时间后，阳极室的p H 未变C.电解过程中，田 由a 极区向b极区迁移D.电解一段时间后，a 极生成的0 2 与 b极反应的0 2 等量【答案】D【解析】a 极析出氧气，氧元素的化合价升高，做电解池的阳极，b极通入氧气，生成过氧化氢，氧元素的化合价降低，被还原，做电解池的阴极。A.依据分析a 极是阳极，属于放氧生酸性型的电解，所以阳极的反应式是2 H 2 O-4 e =4 H+O 2 f,故 A正确，但

6、不符合题意；B.电解时阳极产生氢离子，氢离子是阳离子,通过质子交换膜移向阴极，所以电解一段时间后，阳极室的p H 值不变，故 B正确，但不符合题意；C.有B的分析可知，C正确，但不符合题意；D.电解时，阳极的反应为：2 H 2 O-4 e=4 H+O 2 T，阴极的反应为：O?+2 e-+2 H+=H 2 O 2,总反应为：O 2+2 H 2 O 2 H 2 O 2,要消耗氧气，即是a 极生成的氧气小于b极消耗的氧气,故 D错误，符合题意；故选：D,4.（2 0 2 八天津高考真题）如下所示电解装置中，通电后石墨电极H上有0 2 生成，F e z C h 逐渐溶解，下列判断僧送的是用离子交换膜

7、 覆子交换膜A.a 是电源的负极B.通电一段时间后，向石墨电极n 附近滴加石蕊溶液，出现红色C.随着电解的进行，CuCh溶液浓度变大D.当O.OlmolFezOj完全溶解时，至少产生气体336mL（折合成标准状况下）【答案】C【解析】通电后石墨电极I I 上有02生成，Fe2O3逐渐溶解，说明石墨电极II为阳极，则电源b 为正极，a为负极，石墨电极I 为阴极。A.由分析可知，a 是电源的负极，故 A 正确；B.石墨电极II为阳极，通电一段时间后，产生氧气和氢离子，所以向石墨电极II附近滴加石蕊溶液，出现红色，故 B 正确；C.随着电解的进行，铜离子在阴极得电子生成铜单质，所以CuCh溶液浓度变

8、小，故 C 错误；D.当0.01 mol Fe?。，完全溶解时，消耗氢离子为0.06m oL根据阳极电极反应式2H Q-4e=C）2+4H+,产生氧气为0.015mol,体积为336mL（折合成标准状况下），故 D 正确；故选C。5.（2022 山东高考真题）设计如图装置回收金属钻。保持细菌所在环境pH 稳定，借助其降解乙酸盐生成C O 将废旧锂离子电池的正极材料LiCoOJs）转化为c o ,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。下列说法正确的是A.装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大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

9、 LiCoO2+2Hq+e=Li*+Co2+4OHD.若甲室Co?+减少2 00m g,乙室Co?+增加300m g,则此时已进行过溶液转移【答案】BD【解析】由于乙室中两个电极的电势差比甲室大，所以乙室是原电池，甲室是电解池。A.电池工作时，甲室中细菌上乙酸盐的阴离子失去电子被氧化为CO2气体，同时生成H+,电极反应式为CH3co0 -8 e+2 H2。=2CO2T+7 H+,H+通过阳膜进入阴极室，甲室的电极反应式为Co2+2e=C o,因此，甲室溶液pH逐渐减小，A 错误；B.对于乙室，正极上LiCoCh得到电子，被还原为C。2+,同时得到Li+,其 中 的 与 溶 液 中 的 H*结合

10、氏0,电极反应式为2LiCoO2+2e-+8H+=2Li+2co2+4H2O,负极发生的反应为 CH3COO-8 e-+2 H2O=2CO2T+7 H+,负极产生的中通过阳膜进入正极室，但是乙室的H+浓度仍然是减小的，因此电池工作一段时间后应该补充盐酸，B 正确：C.电解质溶液为酸性，不可能大量存在OH,乙室电极反应式为：LiCoO2+4H+=Li+Co2+2H2O,C 错误：D.若甲室Co?+减少200 m g,则电子转移物质的量为（&）=工,y1X2=.0068mol:若乙定Cc）2+增加300 m g,则转移电子的物质的量为仁尸59g/molbx l=0 0 0 5 1 m o 1由于电

11、子转移的物质的量不等,说明此时已进行过溶液转移,即将乙室部分溶液转移至甲室，D 正确；故合理选项是BD。第二部分：最新模拟精练完卷时间：50分钟一、选 择 题（每小题只有一个正确选项，共 12*5分）1.（2022.广西柳州.模拟预测）科学家近年发明了一种新型Zn-CO?水介质电池。电池示意图如下，电极为金属锌和选择性催化材料。放电时，温室气体CO?被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。下列说法正确的是A.放电时，负极区pH 升高B.放电时，ImolCO?转化为HCOOH,转移的电子数为4moiC.充电时，Z n 电极连电源正极D.充电时，产生22.4L（标准状况下）0

12、”生成的Z n为 130g【答案】D【解析】A.负极上Z n失电子，生成Z B,Z r结合OH生成Zn（OH）f ,消耗了溶液中的氢氧根离子，负极区pH 下降，A 错误；B.放电时，正极反应为CC）2+2H+2e-=HCOOH,ImolCCh转化为HCOOH,转移的电子数为2m。1,B 错误；C.充电时，Z n 电极连接电源负极，阴极反应为Zn（OH）：+2e=Zn+4OH,C 错误：D.充电时总反应式为2Zn（OH）：通 电 2Zn+02 T+40+2H q ,生 成 Imol氧气的同时，生成 Zn2m ol,即生成的Z n为130g,D 正确；故答案选D。2.（2022广西玉林一模）水是鱼

13、类赖以生存的环境，较好的水质能减少鱼类疾病的发生，更有利于鱼类的生长和生存。世界水产养殖协会网介绍了一种利用电化学原理净化鱼池中水质的方法，其装置如图所示。下列说法正确的是X_ _ _ _ _r 电源微生物 微生物质子膜A.Y为电源的正极B.阴极反应式为 2 N O：+1 0 e-+1 2 H+=N 2 T+6 H 2。C.将该装置放置于高温下，可以提高其净化效率D.若 BOD为葡萄糖（C 6 H l 2。6）,则 I m o l 葡萄糖被完全氧化时，理论上电极上流出2 2 m o i【答案】B【解析】从装置图中可知，X电极连接的电极上发生反应是微生物作用下B O D、生成C O 2,Y电极连

14、接电极上，微生物作用下，硝酸根离子生成了氮气，氮元素化合价降低，发生还原反应，为电解池的阴极,则 Y为负极，X为正极。A.Y电极连接电极上，微生物作用下，硝酸根离子生成了氮气，氮元素化合价降低，发生还原反应，为电解池的阴极，则 Y为电源的负极，故 A错误；B.阴极是硝酸根离子生成了氮气，氮元素化合价降低，发生还原反应，阴极反应式为2 N O；+1 0 e +1 2 H+=N 2 T+6 H 2 0,故 B正确；C.若该装置在高温下进行，催化剂微生物被灭活，则净化效率将降低，故 C错误；D.若 BOD为葡萄糖（C 6 H l 2 0 力则 I m o l 葡萄糖被完全氧化时，碳元素化合价。价变化

15、为+4 价，理论上电极上流出电子的物质的量：4 e x 6=2 4 m o l e ,故 D 错误；故选：B。3.（2 0 2 2 河南河南二模）天津大学某科研团队利用电解原理，实现了两电极体系中甲酸和辛精的高选择性合成，其工作原理如下图所示。下列说法正确的是I n/I n 2 0 3 T 质子交换膜 N i 2 PC H3（C H2）6C N 辛懵C H3（C H2）7N H2 辛胺X,_,注：不考虑电极的副反应。A.N i 2 P 电极与直流电源的负极相连B.通电一段时间后，I n/I m C h”电极附近溶液的p H不变C.工作时，每转移2 m o i 电子阴极室和阳极室中溶液的质量变化

16、相差4 6 gD.理论上整个反应过程的原子利用率为1 0 0%【答案】D【解析】有机反应中：加氧去氢为氧化，加氢去氧为还原，左侧In/Im O x电极上是C02加氢生成HCOOH,发生还原反应，故该电极是电解池阴极，右侧Ni2P电极上是CH3（CH2）7NH2去氢生成CH3（CH?）6C N,发生氧化反应，故该电极是电解池阳极；A.根据分析，Ni2P电极是阳极，所以所连直流电源正极，A 错误；B.通电一段时间后，In/Im O x电极附近HCOOH浓度变高，其电离的H+变多，所以溶液pH 变小，B 错误；C.阳极电极反应式为CH3（CH2）7NH2_4e=CH3（CH2）6CN+4H+,阴极电

17、极反应式为CO2+2e+2H+=H C O O H,每转移2moi电子，根据电极反应式可以看到，阴极会有ImolCCh进入结合H+生成HCOOH,增加质量为4 4 g,阳极会生成2moiH+,且 H+会通过阳离子交换膜转移至阴极区，阴极区质量增加2 g,阳极区质量减少2 g,所以两极室质量差是48g,C 错误；D.理论上，电路上每转移2moi电子，阳极损失2moiH+,H+全部转移至阴极区结合CCh生成HCOOH,没有任何材料浪费，所以原子利用率为100%,D 正确；综上，本题选D。4.（2022.江西江西模拟预测）我国学者开发了一种新型高效电解析氢（HER）催化剂，大幅降低了电解所需的电压，

18、同时可将H2s气体变废为宝。其工作原理如图所示，下列说法正确的是Fe自流电源|f=1 3=H 2SO,、J交号 膜 扁 OVFe2（s6；）：J M 节-f SA.Y 电极可选择铁B.X 的电极反应式为2 H q +2e=H,T+20HC.吸收H?S的反应的离子方程式为H2s+2Fe+=2Fe+S J+2H+D.当回收32t硫时，理论上有2x10mol H*通过M 由a 流向b【答案】C【解析】根据图示，左侧氢离子得电子生成氢气，故左侧X 为阴极，右侧Y 为阳极，亚铁离子失去电子生成铁离子，铁离子与H2s发生氧化还原反应得到S。A.Y 为电解池阳极，若选择铁作电极，则电极反应式为Fe-2e-=

19、Fe?+,A 错误；B.X 的电极反应式为2H+2 e.=乩 T,B 错误；C.吸收H2s反应的离子方程式为H2s+2Fe3+=2Fe*+Si+2H+,C 正确：D.当回收32t硫时;S 元素化合价由-2 价升高为0价，转移电子数为：32;-x 2 =2xl06mol,故理论上有2x106mol H+通过M 山b 流向a,D 错误;32g/mol故选C。5.（2022河南开封一模）K-02电池结构如图所示，a 和 b 为两个电极，其中之一为单质钾。关于该电池,下列说法错误的是A.正极反应式为O 2+2 e +K+=K C）2B.隔膜允许K+通过，不允许0 2 通过C.放电时，电流由b电极沿导线

20、流向a电极D.用此电池电解C u C L 溶液，理论上消耗3.9 g K 时，产生3.2 g C u【答案】A【解析】由图可知,a 电极为原电池的负极，钾失去电子发生氧化反应生成钾离子，电极反应式为K-e-=K+,b电极为正极，氧气在钾离子作用下得到电子发生还原反应生成超氧化钾，电极反应式为0 2+e-+K+=K C h。A.由分析可知，b电极为正极，氧气在钾离子作用下得到电子发生还原反应生成超氧化钾，电极反应式为 O 2+e +K+=K C h,故 A错误：B.钾是活泼金属，易与氧气反应，所以电池工作时，隔膜允许钾离子通过，不允许氧气通过，故 B正确；C.由分析可知，放电时，a 电极为原电池

21、的负极，b电极为正极，电流由正极b电极沿导线流向负极a 电极，故 C正确；D.由得失电子数目守恒可知，用此电池电解氯化铜溶3 9。I液，理论上消耗3.9g 钾时，阴极产生铜的质量为39。/oi x 1 x 6 4g/mol=3.2 g,故 D正确：故选A.6.（2 0 2 2 河南焦作 一模）磷酸铁锂（L i F e P O。电池因特别适于作动力方面的应用，故称作磷酸铁锂动力电池。磷酸铁锂电池的内部结构如图所示，充电时总反应是C 6+L i F e P O 4=L i i*F e P O 4+L i x C 6,下列说法中错误的是A.L i F e P C h作为电池的正极，与铝箔相连B.聚合

22、物隔膜将正、负极隔开，可使电子通过C.放电时，正极反应式为 L M x F e P O 4+x L i+x e-=L i F e P O 4D.放电时，L i+从负极移向正极【答案】B【解析】充电时总反应是c6+L i F e P O 4=L i!-x F e P O 4+L ixC6,放电时总反应是L i i F e P C U +L i x C e=C6+L i F e P O4.负极反应式为：L i x C 6-x e =C 6+x L i+,正极反应式为L i i”e P C）4+x L i+x e-=L i F e P C 4；A.由图及电极反应式分析可知，L i F e P 0 4

23、作为电池的正极，与铝箔相连，故A正确；B.电池放电时为原电池，负极中的L i+通过聚合物隔膜向正极迁移,电子不能通过聚合物隔膜，故B错误：C.由电池总反应可知，正极上L i qF e P O得电子发生还原反应，所以正极电极反应式为L i i-F e P O 4+x L i+x e-=L i F e P C）4,故C正确；D.磷酸铁锂电池不含重金属和稀有金属，是一种安全无毒无污染的绿色环保电池，故D正确；故答案选B。7 .（2 0 2 2 安徽池州模拟预测）我国科学家最近研发出一种新型纳米硅锂电池，可反复充电3万次，电池充电A.电池放电时，L i+由N极移向M极B.电池放电时，电池正极反应式为L

24、 i i rTi O 2+x L i+x e =L i Ti O 2C.精制的饱和食盐水通入阳极室D.负极质量减轻7 g时，理论上最多可制得40 g N aO H【答案】A【解析】电池反应式为L i i Ti C h+L i x S i、器 、L i Ti C h+S i,M极为负极，电极反应式为L ixS i-x e =x L i+S i,N极为正极，电极反应式L i i“Ti O 2+x L i+x e-=L i Ti O 2,电解池中，左侧为阳极，电极反应式为2 c r-2 e-=C b T，右侧电极为2 H 2 O+2 e-=H 2 f+2 O H。A.电池放电时，阳离子向正极N移动，

25、故A错误；B.电池放电时,N极为正极，电池正极反应式为L i L x Ti O 2+x L i+x e =L i Ti C h,故B正确；C.电解池中左侧电极为阳极，电极反应式为2 C r-2 e-=C 1 2 f,故阳极室通入精制的饱和食盐水，故C正确；D.负极质量减轻7 g时，转19移 电 f一;-;x l=l m o L电解池中转移I mol电子生成I m o l N a O H,即生成1 mol x 40 g/mol=40 g,故D正ig l mol确；故选：A。8.（2 0 2 2 湖南模拟预测）“四室电渗析法”可用来制备某些化工产品，原理如图所示，阳极室中电解质溶液为稀硫酸，阴极室

26、中电解质溶液为稀NaOH溶液。下列说法正确的是阳极室 产品室 原料室 阴极室A.阴极材料起导电作用，也可以换成铜、铁、铝锂等金属材料B.若原料室加入浓Nai溶液，产品室每得到1 mol H L 阳极室溶液减少9 gC.该装置的优点之一为电解后在阴极一定可以得到较浓的氢氧化钠溶液D.若原料室加入浓NaH2P02溶液，阳极室电解质溶液用H3P02溶液代替稀硫酸，并撤去阳极室与产品室间的阳膜，会更有利于制备H3P02【答案】B【解析】由电池装置图可知，该电池为电解池，左侧石墨电极为阳极，水失去电子生成氧气和氢离子，右侧石墨电极为阴极，水得到电子生成氢气和氢氧根离子。A.铝会和NaOH反应，锂会与水反

27、应，不可以作阴极，A 项错误：B.阳极电极反应：2H9-4e=02f+4H+,产品室得到Im olH I,则 有 Imol氢离子通过阳膜转移到产品室，即阳极转移Im ol电子，生成氧气8 g 同时转移氢离子1 g,阳极室溶液减少9g,B 项正确：C.阴极要得到浓的氧氧化钠溶液，原料室加入的溶液必须为钠盐，C 项错误：D.撤掉阳极与产品室的阳膜，H3P02或 H3Poz在阳极可能会失电子被氧化成P 0：,不利于制备H3P02,D 项错误；故答案选 B。9.（2022吉林吉林模拟预测）利用如图HCOOH燃料电池装置，获得电能的同时还可以得到KHCCh、K2s04。下列说法错误的是A.通入02的电极

28、为电池正极B.放电过程中需补充的物质X 为 H2s04C.负极电极反应式为HCOO+2OH-2e=HCO；+H2OD.每生成1 mol KHCO3,有 1 mol K卡 通过阳离子膜【答案】D【解析】A.燃料电池中燃料失电子作负极，氧气得电子作正极，A 正确；B.由图示可知，放电过程中正极有K2sCU生成，因此需补充的物质X 为 H2s04,B 正确；C.由图示可知，负极HCOOH失电子生成HCOj,负极电极反应式为：HC00+20H -2e=HCOj+H2O,C 正确；D.每生成1 mol KHCO3,转移2moi电子，则有2 moi K 通过阳离子膜，D 错误；答案选D。10.（2022陕

29、西西安中学模拟预测）乙醛酸是一种重要的化工中间体，可采用如下图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H+和 O H;并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法不正确的是电源-铅电极一0 0II I IH O-C-C-H,（乙醛酸）2+4 H+,B错误；C.阴极区若p H 过低，即溶液中c（H+）过大，则阴极可能发生反应2 H+2 e-=H z T,则镐的产率降申解低，C正确：D.电解总反应为Z M n S O s+Z H q =M n +MnO z+ZH J CV所以电解过程中，每有个电子通过，可产生9.8 g H2 s 0 4，D错误；故选C。1 2.（2 0 2 2 宁夏

30、石嘴山模拟预测）电渗析法是海水淡化的常用方法之一、一种利用微生物对有机废水进行处理的电化学装置如图所示，该装置在废水处理的同时还可以进行海水淡化。下列说法正确的是A.该装置工作时，化学能转化为电能，M 为正极B.X为阴离子交换膜，Y为阳离子交换膜C.M 极电极反应式为 C H3 C HO+1 OOH-1 0 e-2 C O2 T+7 H2 OD.当 有 l m o l N a+通过离子交换膜时，N极消耗的空气体积约为2 6.7 L【答案】B【解析】A.由图可知，该装置为原电池，是将化学能转化为电能，电极N中氧气发生还原反应，作正极;电极M 甲醛发生氧化反应做负极；故 A项错误；B.电极N中氧气

31、发生还原反应，电极反应式为5 0 2+2 0e +1 0 H2O =2 0 OH-,生成阴离子，故钠离子向N极移动，Y为阳离子交换膜，电极M 甲醛发生氧化反应，电极反应式为C H3 c HO+3 H2 c M 0 e =2 C O2 f+1 0 H+,X为阴离子交换膜，故 B项正确；C.电极M 甲醛发生氧化反应，电极反应式为2 c H3 C HO+6H2 O-2 0 e-=4 C O2 廿2 0 H+,故 C项错误；D.N电极反应式为5。2+2 0e +1 0 H2O =2 0 OH-，当有2 0 m o i N a+通过离子交换膜时,标准状况消耗氧气的体积为5 x 2 2.4 L/m o l

32、；标准状况,当有l m o l N a+通过离子交换膜时,N极消耗的空气体积约为5 x 5 x，x 2 2.4 =2 8 L,选项无标准状况这一前提,故 D项错误。故答案选B。二、主 观 题（共 3小题，共 4 0 分）1 3.（2 0 2 0.河北.磁县第二中学模拟预测）（1 4 分）钢铁工业是国家工业的基础，钢铁生锈现象却随处可见，为此每年国家损失大量资金。(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的正极电极反应式为：(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用。A.铜 B.钠 C.锌 D.石墨(3)图所示的方案也可以降低铁闸门的腐

33、蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的 极。(4)钢铁的防护除了用电化学保护方法之外，在钢铁制品表面镀铜也可以有效地防止其腐蚀，电镀的装置如图所示：电镀装置图的“直流电源”中，(填“a”或b”)是正极。Fe电极反应式为；接通电源前，装置图中的铜、铁两个电极质量相等，电镀完成后，将两个电极取出，用水小心冲洗干净、烘干，然后称量，二者质量之差为5.12g,由 此 计 算 电 镀 过 程 中 电 路 中 通 过 电 子 的 物 质 的 量 为。上述铁镀件破损后，铁更容易被腐蚀。请简要说明镀铜铁镀件破损后，铁更容易被腐蚀的原因：。【答案】(1)O2+2H2O+4e-=4OH(2)C(3)负(4)a C

34、u2+2e=Cu 0.08mol 铁比铜活泼，铁与铜构成原电池的两个电极，铁作负极，更易被腐蚀【详解】(I)钢铁腐蚀的吸氧腐蚀，是金属吸收空气中的氧气发生的反应，正极得电子，化合价降低，故吸氧腐蚀过程中的正极电极反应式为：Ch+2H2O+4e-=4OH；(2)图所示的方案为牺牲阳极的阴极保护法，故添加的物质应该比铁更活泼，但钠易与水发生剧烈反应，不安全，故焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用锌，答案选C；(3)图所示的方案是外加电源的阴极保护法，故铁闸门应该连接在直流电源的负极，做阴极，答案为:负；(4)电镀时电源正极连接的电极为阳极，故a为正极；铁连接负极，故Fe电极发生的电极反应为：Cu2+

35、2e=Cu；阳极溶解的铜的质量等于阴极上析出的铜的质量，故阳极溶解的铜为2.56 g,即0.04 mol,故电镀过程中电路中通过的电子的物质的量为0.08 m o l；镀件镀层破损后，镀层金属与镀件金属在周围环境中形成原电池,活泼性较强的金属更容易被腐蚀；故答案为：a；C u 2+2 e=C u；0.08 m o l；铁比铜活泼,铁与铜构成原电池的两个电极，铁作负极，更易被腐蚀。1 4.(2 02 1.北京.模拟预测)(1 2 分)回答下列问题(1)氢碘酸也可以用“电解法”制备，装置如图所示。其中双极膜(B P M)是阴、阳复合膜，在直流电的作用下,阴、阳膜复合层间的H 2 O 解离成H+和

36、O H-：AB为离子交换膜。H2SO4 H2SO4 Nai H2O H2SO4B膜最佳应选择。阳极的电极反应式是 o少量的因浓度差通过BPM膜，若撤去A膜，其缺点是 o(2)利用电化学高级氧化技术可以在电解槽中持续产生QH,使处理含苯酚(C 6 H5 O H)废水更加高效，装置如下图所示。已知a 极主要发生的反应是0 2 生成H2 O 2,然后在电解液中产生0H 并迅速与苯酚反应.。电源O含苯酚废水(p H=3)b 极连接电源的 极(填“正”或 负”)。a 极的电极反应式为 o除电极反应外，电 解 液 中 主 要 发 生 的 反 应 方 程 式 有.【答案】(l)N a+交换膜 2 H2 O

37、4 e-=C h T+4 H 会在阳极失电子得到碘单质，沉积在阳极表面，损伤阳极板正 O2+2 e+2 H+=H2O 2 C6H6 O+2 8 O H=6 C O2t +1 7 H2O【解析】从图上看，右端的B PM 膜和B 膜之间产生N aO H,B PM 膜提供O H B 膜最好是N a 交换膜；阳极附近溶液为硫酸溶液，水电离出的氢氧根离子失电子，故阳极的电极反应式为2 H?0 4 片=0 2 丁+4 H ；A膜应为阳离子交换膜，阳极产生的H 透过A膜和少量的反应得到少量的HI,若撤去A膜,会在阳极失电子得到碘单质，沉积在阳极表面，损伤阳极板。(2)a 极主要发生的反应是0 2 生成H2

38、O 2,。元素化合价降低、得到电子、发生还原反应，则 a 电极为阴极、与电源负极相接，所以b 电极为阳极、与电源正极相接；a 电极为阴极，C h 得到电子生成H2 O 2,电解质溶液显酸性，电极反应式为C h+2 e +2 H+=H2 C h；H2 O 2 分解产生-0 H,化学方程式为H2O2=2 O H,0 H除去苯酚生成无毒的氧化物，该氧化物为C O 2,反应的化学方程式为C 6 H6 O+2 8 Q H=6 C O 2 T +1 7 H o1 5.（2 0 2 2 重庆三模）（1 4 分）回答下列问题：我国某科研团队设计了一种电解装置，将 C C h 和 N aC l 高效转化为CO和

39、 N aC l O,原理如图1 所示：NaCl溶液 NaCl溶液pH=4.5图1通入C 0 2 气 体 的 一 极 为（填“阴极”、“阳极”、“正极”或 负极”），写出该极的电极反应式：。（2）全锐液流电池是利用不同价态的含钢离子在酸性条件下发生反应，其电池结构如图2所示。已知酸性溶液中钿以V0；（黄色）、V 2+（紫色）、V 0 2+（蓝色）、V 3+（绿色）的形式存在。放电过程中，电池的正极反应式为,右侧储液罐中溶液颜色变化为 o（3）如果用全机液流电池作为图1 电解装置的电源,则催化电极b应与该电池的 极（填 X，或 Y，）相连;若电解时电路中转移0.4m o l 电子，则理论上生成N

40、a C l O 的质量为 g；电池左储液罐溶液中n（H+）的 变 化 量 为。【答案】阴极 2H+C O 2+2e=C O+H 2。（2）2H+V O；+e=V O 2+H 2O 溶液由紫色变为绿色（3）X 1 4.9 0.4m o l【解析】（1）该装置为电解池，C 0 2 T C 0,碳元素化合价降低，发生还原反应，则通入C C h 气体的一极为阴极，电极反应式：2H+C C h+2e-=C O+H 2O；（2）由电子流入的一极为正极，则 X为正极，放电时正极上反应式：2H+V O；+e=V O 2+H 2O；放电过程中,右罐为负极，反应式：V 2+-e=V 3+,则溶液颜色逐渐由紫色变为

41、绿色;(3)图 2 是原电池，Y 极电子流出，则 Y 为负极，X 为正极，图 1 是电解池，催化电极b 是阳极，由电解池的阳极接原电池的正极，则催化电极b 应与该电池的X 极，催化电极b 的电极反应式为：H20+Cr-2e-HC10+H+,电路中转移0.4mol电子，则理论上生成0.2mol N aC lO,质量为m=nM=0.2molx74.5g/mol=14.9g,充电时，左槽正极上反应式:2H+VO；+e=VO2+H2O,若转移电子 0.4mol,消耗氢离子为0.8m ol,通过交换膜定向移动通过0.4mol电子，则左槽溶液中n(H+)的变化量为0.8mol-0.4mol=0.4mol()