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

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。

8．C【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：2H2O－4e-＝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。 9．B【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。

10．C【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-失电子转化为Cl2，发生氧化反应，则a电极为阴极，与电源正极相连，b电极为阳极，与电源正极相连，H2PO4通过离子交换膜x进入中和室，K+通过离子交换膜y进入中和室，在中和室中生成磷酸二氢钾(KH2PO4)，则离子交换膜x为阴离子交换膜，离子交换膜y为阳离子交换膜，据此分析解答。

A．根据分析，a电极为阴极，与电源正极相连，b电极为阳极，与电源正极相连，原电池中正极的电势高于负极，则与 b相连接的电源电势比a的高，故A错误；

B．根据分析，离子交换膜x为阴离子交换膜，离子交换膜y为阳离子交换膜，故B错误；

C．电解时，H2PO4通过离子交换膜x进入中和室，K+通过离子交换膜y进入中和室，二者都带一个单位的电荷，根据得失电子守恒，理论上相同时间内通过交换膜的阴、阳离子数相等，故C正确；

D．b电极上Cl-失电子转化为Cl2，2Cl--2e-= Cl2，电极反应为：当外电路中通过 2mol 电子时，会有1mol Cl2生成，标准状况下的体积为22.4L，则外电路中通过 1mol 电子时，会有标况下ll.2L的Cl2生成，题中选项未给出气体的状态条件，则生成的氯气体积不一定为11.2L，故D错误；

--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

答案选C。

11．C【解析】当闭合开关K时，X附近溶液先变红，即X附近有氢氧根生成，所以在X极上得电子析出氢气，X极是阴极，Y极是阳极．与阴极连接的是原电池的负极，所以左边是负极，右边是正极。 A、I左边是负极，闭合K时，右边是正极，根据异性电荷相吸原理，所以钠离子从左到右通过离子交换膜，

－＋故A错误；B、闭合K时，A是负极，负极上失电子发生氧化反应，电极反应式为2K2S2-2e═K2S4+2K，

故B错误；C、闭合K时，当有0.1mol钠离子通过离子交换膜，即有0.1mol电子产生，根据氢气与电子的关系式知，生成的氢气体积为1.12L（标况下），故C正确；D、闭合K时，X电极是阴极，在阴极上溶液中的氢离子放电生成氢气，所以电极反应式为 2H＋+2e－=H2↑，故D 错误；故选C。 12．D【解析】A.因为d电极得到电子，作阴极，所以c为负极，A错误；

2??B.a极为阳极，阳极的电极反应为2C2O5?4e?4CO2?O2，故B错误；

C.由CO32-?C可知，d极生成12g碳，每转移4mol电子，电路中转移 阴极析出22.5g碳，7.5mol电子时，故C错误；

CO2分解为碳和氧气，故D正确； D.由图可知该装置实质上是将 故答案：D。

13．（1）①2H++2e-＝H2↑（或2H2O+2e-＝2OH-+H2↑）②试管iii中生成蓝色沉淀，试管v中没有蓝色沉淀③试管i中存在溶解平衡：KCl(s)?K+(aq)+Cl-(aq)，滴加12 mol/L的盐酸，增大c(Cl-)，平衡逆向移动，析出KCl晶体（2）①阻碍OH-向阳极迁移，避免灰绿色固体生成②本实验条件下铁在阳极区的产物主要为Fe2+，Fe2+在碱性条件下更容易被氧化为Fe3+（3）①c(OH-)增大，反应速率加快（更容易放电）（3）①②Fe﹣6e-+8OH-＝FeO4+4H2O③水；紫色消失（4）OH-的浓度

【解析】（1）①石墨电极为阴极，溶液中的氢离子放电生成氢气，电极反应式为：2H++2e﹣＝H2↑或2H2O+2e

﹣

2-＝2OH﹣+H2↑，故答案为：2H++2e﹣＝H2↑（或2H2O+2e﹣＝2OH﹣+H2↑）；②灰绿色固体用盐酸溶解后的溶

液中加入铁氰化钾溶液，生成蓝色沉淀，灰绿色悬浊液过滤后的溶液中加入铁氰化钾溶液，无蓝色沉淀生成，说明灰绿色悬浊液中含有Fe2+，故答案为：试管iii中生成蓝色沉淀，试管v中没有蓝色沉淀； ③灼烧晶体X，透过蓝色钴玻璃观察到火焰呈紫色，说明含有钾元素，是因为试管i中存在溶解平衡：KCl（s）?K+（aq）+Cl﹣（aq），滴加12 mol/L的盐酸，增大c（Cl﹣），平衡逆向移动，析出KCl晶体，白色晶体为氯化钾晶体，故答案为：试管i中存在溶解平衡：KCl（s）?K+（aq）+Cl﹣（aq），滴加12 mol/L的盐酸，增大c（Cl﹣），平衡逆向移动，析出KCl晶体；

（2）①盐桥中的氯离子代替氢氧根离子向阳极移动，避免灰绿色固体生成，故答案为：阻碍OH﹣向阳极迁

移，避免灰绿色固体生成；

②根据实验I中vi、vii与ii～v中的现象比较可知，vii中加入铁氰化钾溶液后生成大量蓝色沉淀，说明在使用盐桥的实验条件下铁在阳极区的产物主要为Fe2+，vi中溶液在加入KSCN溶液后呈浅红色，说明Fe2+在碱性条件下更容易被氧化为Fe3+，故答案为：本实验条件下铁在阳极区的产物主要为Fe2+，Fe2+在碱性条件下更容易被氧化为Fe3+；

（3）①c（OH﹣）增大，反应速率加快，使得铁电极上OH﹣能够放电，故答案为：c（OH﹣）增大，反应速率加快（更容易放电）；

②阳极上生成的氧气能够将亚铁离子氧化生成FeO4，反应的总电极反应式为：Fe﹣6e﹣+8OH﹣＝FeO4+4H2O，故答案为：Fe﹣6e﹣+8OH﹣＝FeO4+4H2O；

③要推测生成FeO4的必要条件是浓碱环境，只需要改变溶液的碱性，看是否仍然生成FeO4即可，实验方案为：将淡紫色（FeO42﹣）溶液加入水中稀释，使溶液的碱性减弱，则发生反应4FeO4+10H2O?4Fe（OH）

3↓+8OH

﹣

2?2?2?2?2?2?+3O2↑，看到紫色消失，生成红褐色沉淀和无色气体，说明生成FeO4的必要条件是浓碱环境，故

2?答案为：水；紫色消失；

（4）根据上述实验可知，“铁作阳极”时发生反应的多样性与OH﹣的浓度有关，故答案为：OH﹣的浓度。 14．（1）H2O＋2e-=H2↑＋2OH-（或2H+＋2e-=H2↑），I2＋2OH-= I-＋IO-＋H2O（2）a、c、d、e、g；冷凝管（3）D（4）将苯甲酸盐转化为苯甲酸（5）HSO3＋I2＋H2O =SO4＋3H＋＋2I-（6）50.0%

【解析】根据图示，结合阴极得电子发生还原反应，阳极失电子发生氧化反应写出电极反应式和阳极产物与OH-反应的离子方程式；根据蒸馏装置判断所选仪器和所缺仪器；根据分液操作规定先从下口放出下层液体、后从上口倒出上层液体；由强酸制弱酸原理解释加入盐酸的目的；根据反应现象，判断反应产物，写出离子方程式；根据题中给出的苯乙酮的量，算出苯甲酸的理论产量，求出产率。

（1）根据装置图可知，右边电极为阴极，氢离子得电子发生还原反应生成H2，或H2O得电子发生还原反应生成H2和OH-，电极反应是2H++2e-═H2↑或2H2O+2e-=H2+2OH-，左边电极为电解池的阳极，I-失电子发生氧化反应，电极反应式是2I--2e-═I2，阳极I-失去电子后的产物I2与OH-反应的离子方程式为I2+2OH-═I-+IO-+H2O，答案为2H++2e-═H2↑或2H2O+2e-=H2+2OH-，I2+2OH-═I-+IO-+H2O。

-2-

（2）根据蒸馏装置从下到上，从左到右分别需要酒精灯、蒸馏烧瓶、温度

计、冷凝管、尾接管、锥形瓶等玻璃仪器，在上述仪器上选取a、c、d、e、g，还需要冷凝管；答案为a、c、d、e、g，冷凝管。

（3）步骤II分液过程中，应充分振荡，根据表中数据，萃取剂二氯甲烷的密度大于1，比水重，静置分层后，水相在上层，有机相在下层，分液时为防止上下层液体的相互污染，先从下口放出下层液体、后从上口倒出上层液体，D符合，答案为D。

（4）水相中含有苯甲酸盐，加入浓盐酸，苯甲酸盐和浓盐酸反应生成弱酸苯甲酸，因而步骤Ⅲ中，加入浓盐酸的目的是将苯甲酸盐转化为苯甲酸；答案为将苯甲酸盐转化为苯甲酸。

（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-，HSO3-被I2氧化为SO42-，其离子方程式为HSO3-+I2+H2O=SO42-+3H++2I-；答案为HSO3-+I2+H2O=SO42-+3H++2I-。

（6）根据反应，1mol苯乙酮生成1mol苯甲酸，

23.3mL苯乙酮的质量是m=23.3mL×1.03g/mL=24.0g，苯乙酮的物质的量是n=

24.0g=0.2mol，理论上

120g/mol生成苯甲酸的物质的量是0.2mol，质量是0.2mol×122g/mol=24.4g，产率=×100%=50.0%；答案为50.0%。

12.2g实际产量?100%=

24.4g理论产量15．（1）A；3S2O82-+2Cr3++7H2O=6SO42-+Cr2O72-+14H+(2)①冷凝管；b②对硝基苯甲酸③使未反应的对硝基甲苯凝固析出④升华⑤Cr2(SO4)3、(NH4)2SO4、H2SO4(3)92.00%

【解析】用图1装置电解Cr2(SO4)3、(NH4)2SO4、H2SO4的混合液，获得Cr2O72的电解液，其中阳极区发生

－

氧化反应，然后将含Cr2O72的电解液浓缩并加硫酸酸化，再在氧化装置内将对硝基甲苯氧化为对硝基苯甲

－

酸，将反应混合物冷却至室温后，与适量冰水充分混合，抽滤，所得所得固体溶于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，可得对硝基苯甲酸粗产品，据此分析解题。

(1)电解槽中阳极周围阴离子发生氧化反应，反应Ⅰ是SO42-氧化为S2O82-，则右侧电极为阳极，B为外接电