第3讲 电解池 金属的电化学腐蚀与防护
1．（山东师范大学附属中学2019届高考考前模拟）图甲为一种新型污水处理装置，该装置可利用一种微生物将有机废水的化学能直接转化为电能。图乙为电解氯化铜溶液的实验装置的一部分。下列说法中不正确的是
A．a极应与X连接
B．N电极发生还原反应，当N电极消耗11.2 L(标准状况下) O2时，则a电极增重64 g C．不论b为何种电极材料，b极的电极反应式一定为2Cl－2e=Cl2↑
D．若废水中含有乙醛，则M极的电极反应为：CH3CHO＋3H2O－10e－=2CO2↑＋10H＋ 【答案】C
【解析】根据题给信息知，甲图是将化学能转化为电能的原电池，N极氧气得电子发生还原反应生成水，N极为原电池的正极，M极废水中的有机物失电子发生氧化反应，M为原电池的负极。电解氯化铜溶液，由图乙氯离子移向b极，铜离子移向a极，则a为阴极应与负极相连，即与X极相连，b为阳极应与正极相连，即与Y极相连。A. 根据以上分析，M是负极，N是正极，a为阴极应与负极相连即X极连接，故A正确；B. N是正极氧气得电子发生还原反应，a为阴极铜离子得电子发生还原反应，根据得失电子守恒，则当N电极消耗11.2L(标准状况下)气体时，则a电极增重11.2L÷22.4L/mol×4÷
2×64g/mol=64g，故B正确；C. b为阳极，当为惰性电极时，则电极反应式为2C1??2e?=Cl2↑，当为活性电极时，反应式为电极本身失电子发生氧化反应，故C错误；D. 若有机废水中含有乙醛，图甲中M极为CH3CHO失电子发生氧化反应，发生的电极应为：CH3CHO+3H2O?l0e?=2CO2↑+l0H+，故D正确。
2．（黑龙江省哈尔滨市第六中学2019届高三冲刺押题卷一）处理烟气中的SO2可以采用碱吸——电解法，其流程如左图；模拟过程Ⅱ如右图，下列推断正确的是
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A．膜1为阴离子交换膜，膜2为阳离子交换膜 B．若用锌锰碱性电池为电源，a极与锌极相连 C．a极的电极反应式为2H2O一4e一=4H++O2↑
D．若收集22.4L的P（标准状况下），则转移4mol电子 【答案】B
【解析】A项、电解Na2SO3溶液时，亚硫酸根通过阴离子交换膜进入右室，Na离子通过阳离子交换膜进入左室，则膜1为阳离子交换膜，膜2为阴离子交换膜，故A错误；B项、a极为阴极，与锌锰碱性电池的负极锌极相连，故B正确；C项、a极为阴极，水在阴极得电子发生还原反应生成氢气，电极反应式为2H2O+2e一=2OH—+H2↑，故C错误；D项、由阴极电极反应式可知，若收集标准状况下22.4L H2，转移2mol电子，故D错误。
3．（北京市中国人民大学附属中学2019届高三考前热身练习）高能LiFePO4电池，多应用于公共交通。电池中间是聚合物的隔膜, 主要作用是在反应过程中只让Li通过。结构如图所示。
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+
原理如下：(1-x)LiFePO4+xFePO4+LixCn下列说法不正确的是（ ） ．．．
LiFePO4+nC。
A．放电时，正极电极反应式：xFePO4+xLi++xe-===xLiFePO4 B．放电时，电子由负极经导线、用电器、导线到正极 C．充电时，阴极电极反应式：xLi++xe-+nC===LixCn D．充电时，Li+向左移动 【答案】D
【解析】A. 放电时，FePO4为正极，正极化合价降低得到电子发生还原反应，电极反应式为
xFePO4+xLi++xe-===xLiFePO4，故A正确；B. 放电时，作为原电池，电子由负极经导线、用电器、导线到正极，故B正确；C. 充电时，阴极化合价降低得到电子发生还原反应，电极反应式为xLi++xe-+nC===LixCn，故C正确；D. 充电时，作为电解池，阳离子向阴极移动，Li+向右移动，故D错误。
4．（湖南省长沙市雅礼中学2019届高三下学期二模）科学家发现对冶金硅进行电解精炼提纯可降低高纯硅制备成本。相关电解槽装置如左下图所示，用Cu—Si合金作硅源，在950℃下利用三层液熔盐进行电解精炼，并利用某CH4燃料电池(如下图所示)作为电源。下列有关说法不正确的是
A．电极c与b相连，d与a相连 B．左侧电解槽中;Si优先于Cu被氧化 C．a极的电极反应为CH4-8e—+4O2— ===CO2+2H2O
D．相同时间下，通入CH4、O2的体积不同，会影响硅的提纯速率 【答案】A
【解析】A项、甲烷燃料电池中，通入甲烷的a电极为负极，通入氧气的电极b为正极，根据电解池中电子的移动方向可知，c为阴极，与a相连，d为阳极，与b相连，故A错误；B项、由图可知，d为阳极，Si在阳极上失去电子被氧化生成Si，而铜没被氧化，说明硅优先于钢被氧化，故B正确；C项、甲烷燃料电池中，通入甲烷的a电极为负极，甲烷在负极上失电子发生氧化反应生成二氧化碳，电极反应式为CH4-8e—+4O2— =CO2+2H2O，故C正确；D项、相同时间下，通入CH4、O2的的体积不同，反应转移电子的物质的量不同，会造成电流强度不同，影响硅的提纯速率，故D正确。
5．（福州市2019届高三毕业班第三次质量检测）FFC电解法可由金属氧化物直接电解制备金属单质，西北稀有金属材料研究院利用此法成功电解制备钽粉(Ta)，其原理如图所示。下列说法正确的是
4+
A．该装置将化学能转化为电能 B．a极为电源的正极
C．Ta2O5极发生的电极反应为Ta2O5+10e—=2Ta+5O2—
D．石墨电极上生成22.4 L O2，则电路中转移的电子数为4×6.02×1023
【答案】C
【解析】A．该装置是电解池，是将电能转化为化学能，故A错误；B．电解池工作时O2-向阳极移动，则石墨电极为阳极，电源的b极为正极，a极为电源的负极，故B错误；C．Ta2O5极为阴极，发生还原反应，其电极反应为Ta2O5+10e=2Ta+5O，故C正确；D．石墨电极上生成的22.4 L O2没有指明是标准状况，则其物质的量不一定是1mol，转移电子数也不一定是4×6.02×10，故D错误。
6．（陕西省西北工业大学附属中学2019届高三下学期第十二次适应性训练）人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素[CO(NH2)2]。下列有关说法正确的是（ ）
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2—
A．a为电源的负极
B．电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将升高 C．除去尿素的反应为：CO(NH2)2＋2Cl2＋H2O==N2＋CO2＋4HCl
D．若两极共收集到气体0.6mol，则除去的尿素为0.12mol(忽略气体溶解，假设氯气全部参与反应) 【答案】D
【解析】A、由图可以知道，左室电极产物为CO2和N2，发生氧化反应，故a为电源的正极，右室电解产物H2，发生还原反应，故b为电源的负极，故A错误；B、阴极反应为6H2O+6e-=6OH-+3H2↑，阳极反应为6Cl--6e-=3Cl2↑，CO（NH2）2+3Cl2+H2O=N2+
CO2+6HCl，根据上述反应式可以看出在阴、阳极上产生的OH-、H+的数目相等，阳极室中反应产生的H+，通过质子交换膜进入阴极室与OH-恰好反应生成水，所以阴极室中电解前后溶液的pH不变，故B错误；C、由图可以知道，阳极室首先是氯离子放电生成氯气，氯气再氧化尿素生成氮气、二氧化碳，同时会生成HCl，阳极室中发生的反应依次为6Cl--6e-=3Cl2↑，CO（NH2）2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl，故C错误；D、如图所示，阴极反应为6H2O+6e=6OH+3H2↑，阳极反应为6Cl-6e=3Cl2↑，CO（NH2）2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl，若两极共收集到气体0.6mol，则n(N2)=n(CO2)=0.6×1/5mol=0.12mol，由反应CO（NH2）2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl可知所消耗的CO（NH2）2的物质的量也为0.12mol，故D正确。
7．（江西师范大学附属中学2019届高三三模）电渗析法淡化海水装置示意图如下，电解槽中阴离子交换膜和阳离子交换膜相间排列，将电解槽分隔成多个独立的间隔室，海水充满在各个间隔室中。通电后，一个
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间隔室的海水被淡化，而其相邻间隔室的海水被浓缩，从而实现了淡水和浓缩海水分离。下列说法正确的是（ ）
A．离子交换膜b为阳离子交换膜 B．各间隔室的排出液中，①③⑤⑦为淡水
C．通电时，电极l附近溶液的pH比电极2附近溶液的pH变化明显 D．淡化过程中，得到的浓缩海水没有任何使用价值 【答案】B
【解析】图中分析可知，电极1为电解池阳极，氯离子放电生成氯气，电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，电极2为阴极，溶液中氢离子得到电子生成氢气，电极反应2H+2e=H2↑，实线对应的半透膜是阳离子半透膜，虚线是阴离子半透膜。A.分析可知b为阴离子交换膜，A错误；B.实线对应的半透膜是阳离子半透膜，虚线是阴离子半透膜，结合阴阳离子移向可知，各间隔室的排出液中，①③⑤⑦为淡水，B正确；C.通电时，阳极电极反应：2Cl--2e-=Cl2↑，阴极电极反应，2H++2e-=H2↑，电极2附近溶液的pH比电极1附近溶液的pH变化明显，C错误；D.淡化过程中，得到的浓缩海水可以提取氯化钠、镁、溴等，有使用价值，D错误。 8．（2019届北京市通州区高三年级第三次模拟考试）我国科学家设计二氧化碳熔盐捕获及电化学转化装置，其示意图如下：
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下列说法不正确的是 ．．．
2020版领军高考化学真题透析第3讲电解池金属的电化学腐蚀与防护(高效演练)
