2020届高考化学一轮复习 第六章 化学反应与能量 第22讲 电解池 金属的电化学腐蚀与防护

解析：由题意结合电解原理可知，电极a是阴极，为精铜，电极b是阳极，为粗铜，A项错误；甲膜为阴离子交换膜，可阻止杂质阳离子进入阴极区，B项错误；乙膜为过滤膜，可阻止阳极泥及漂浮物杂质进入阴极区，C项错误；当电路中通过1 mol电子时，可生成0.5 mol精铜，其质量为32 g，D项正确。

答案：D

10．厨房垃圾发酵液可通过电渗析法处理，同时得到乳酸的原理如图所示(图中HA表示乳酸分子，A表示乳酸根离子)。下列说法正确的是 ( )

－

A．通电后，阳极附近pH增大 B．电子从负极经电解质溶液回到正极

C．通电后，A通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室 D．当电路中通过2 mol电子的电量时，会有1 mol的O2生成

解析：由图示判断左侧为阳极，右侧为阴极，阳极电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，氢离子浓度增大，pH减小，A错误；电子从电源的负极到电解池的阴极，由阳极回到电源的正极，电子不能进入电解质溶液，电解质溶液中靠离子传递电荷，B错误；氢离子由阳极室进入浓缩室，A－由阴极室进入浓缩室，得到乳酸，C正确；由电极反应式4OH

－－4e－===O

2↑＋2H2O

－

可知，当电路中通过2 mol电子的电量时，会有0.5 mol的O2生成，

D错误。

答案：C

11．采用离子交换膜控制电解液中OH的浓度而制备纳米Cu2O，装置如图所示： 该离子交换膜为________离子交换膜(填“阴”或“阳”)，该电池的阳极反应式为____________，钛极附近的pH值________(填“增大”“减小”或“不变”)。

－

解析：该电解池的阳极发生氧化反应，所以Cu失去电子，与氢氧根离子结合生成氧化亚铜和水，电极反应式是2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O；钛极为阴极，氢离子放电生成氢气，则氢氧根离子浓度增大，所以钛极附近的pH值增大。

答案：阴 2Cu－2e＋2OH===Cu2O＋H2O 增大

12．利用如图所示装置电解制备NCl3(氯的化合价为＋1价)，其原理是NH4Cl＋2HCl=====NCl3＋3H2↑。

电解

－

－

(1)b接电源的________(填“正”或“负”)极。

(2)阳极反应式是__________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)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。

(2)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3Cl－

＋===NCl＋4H＋。 －6e－＋NH43

答案：(1)负

(2)3Cl－6e＋NH4===NCl3＋4H

13．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。

－

－

＋

＋

(1)腐蚀过程中，负极是________(填图中字母“a”“b”或“c”)；

(2)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__________________________________________________

－

________________________________________________________________________； (3)若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为________ L(标准状况)。

解析：(1)“青铜器的腐蚀”，如图铜为负极被腐蚀生成Cu2＋，正极氧气生成OH－。 (2)正极反应产物为OH－，负极反应产物为Cu2＋，与Cl－作用生成Cu2(OH)3Cl。 4.29 g

(3)n[Cu2(OH)3Cl]＝＝0.02 mol，所以有0.04 mol Cu被氧化，根据得失电

214.5 g·mol－1

0.04 mol×2e－

子守恒n(O2)＝＝0.02 mol，标准状况下V(O2)＝0.02 mol×22.4 L·mol－1＝0.448

4e－L。

答案：(1)c

(2)2Cu2＋3OH＋Cl===Cu2(OH)3Cl↓

＋

－

－

(3)0.448

14．H3PO2也可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。

(1)写出阳极的电极反应式：________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)分析产品室可得到H3PO2的原因： _______________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替。并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室，其缺点是产品中混有 ________ 杂质，该杂质产生的原因是______________________________

________________________________________________________________________。 解析：(1)酸性环境中，可认为水失去电子：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。(2)根据“阳膜”性质，H＋通过“阳膜”与H2PO－(3)若撤去“阳膜”，由于H2PO－2结合生成H3PO2。2与H3PO2

3－

具有较强还原性，在阳极失去电子生成PO4。

答案：(1)2H2O－4e===O2↑＋4H

－＋

(2)阳极室的H穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO2穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2

(3)PO34 H2PO2或H3PO2被氧化

－

－

＋－

15．电化学法处理CN。如图装置模拟电化学法处理CN，有关结果见下表。

－－

甲 乙

实验序号 ① ② ③ ④ 电极/X Fe Al Fe Al NaCl溶液浓度/(mol/L) 0.1 0.1 0.1 0.5 甲中石墨表面通入气体 空气 空气 O2 空气 电流计读数/A 1 1.51 21 1.61 (1)若乙池中石墨(Ⅰ)极产生无毒无害的物质，其电极反应式为 ________________________________________________________________________ (2)该实验表明电化学法处理CN时，影响处理速率的因素有

________________________________________________________________________、 ________________________________________________________________________。 解析：(1)乙装置中阳极是发生氧化反应生成无毒无害的氮气和碳酸根离子，电极反应式为2CN－＋12OH－－10e－===2CO2－3＋N2↑＋6H2O；

(2)通过比较表中的数据可知，影响处理速率的因素有负极的金属材料、电解质的浓度及氧气的浓度。

答案：(1)2CN＋12OH－10e===N2↑＋6H2O＋2CO2－3 (2)负极的金属材料，甲中电解质氯化钠的浓度和氧气的浓度

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