第24讲 电解池与金属腐蚀与保护-2021年高考化学一轮复习名师精讲练

①结合图1和图2装置中现象的差异说明盐桥的作用是_____。

②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(FeO4)，没有沉淀产生。

①铁电极上OH-能够放电的原因是_____。 ②阳极生成FeO4的总电极反应式是_____。

③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：

2?2-

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1~2，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 苯乙酮 苯甲酸 分子式 溶解性 C8H8O 沸点(℃) 密度(g/cm3) 相对分子质量 1.03 1.27 1.33 120 122 85 难溶于水 202.3 C7H6O2 微溶于水 249 二氯甲烷 CH2Cl2 不溶于水 40 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（工业上以对硝基甲苯（甲酸，生产工艺流程如下：

）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。）、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

已知：①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。②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。

①仪器X的名称是_____，冷却水应从___口进入（填“a”或“b”）。 ②步骤2中，抽滤所得固体的主要成分是_____。

③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______。

④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。

⑤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·L

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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·mol－1，则对硝基苯甲酸的纯度为_____。 体积( mL) 第一次 23.00 第二次 23.10 第三次 21.40 第四次 22.90 16．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pH＝2.5的饱和K2Cr2O7 溶液，实验现象如下： 电压/V 2.0 3.0 ＞5.0 实验现象 阳极缓慢产生少量气泡，阴极没有气泡 阳极产生较多气泡，阴极产生少量气泡 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 Ⅰ 阴极：石墨 电极材料 阳极：石墨 1 mL浓硫酸 加入的物质 电极表面是否产两极均产生气泡 生气泡 Cr2O72?还原率/% 12.7 20.8 两极均产生气泡 阳极：无明显气泡产生 57.3 少量硫酸铁 阴极：产生气泡 阳极：石墨 1 mL浓硫酸、 阳极：铁 Ⅱ 阴极：石墨 Ⅲ 阴极：石墨 1 mL浓硫酸 实验结束后取出电极，仅Ⅰ中阴极上附着银白色固体，经检验为金属阴极变化 Cr (4)对比Ⅰ、Ⅱ可知，阴极表面是否析出金属Cr，以及Ⅱ中Cr2O72?的还原率提高均与______填离子符号）有