1．下列有关甲、乙、丙、丁四个图示的叙述正确的是( )
A．甲中Zn电极失去电子发生氧化反应，电子经过H2SO4溶液后，流向Ag电极
B．乙中阴极反应式为Ag＋＋e－===Ag
C．丙中H＋向Fe电极方向移动
D．丁中电解开始时阳极产生黄绿色气体
2．(2023·连云港模拟)用如图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中各项所列对应关系均正确的是( )
选项 X极 实验前U形管中液体 通电后现象及结论
A 正极 Na2SO4溶液 U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色
B 正极 AgNO3溶液 b管中电极反应式是4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
C 负极 CuCl2溶液 b管中有气体逸出
D 负极 NaOH溶液 溶液pH降低
3．粗银中含有Cu、Pt等杂质，用电解法以硝酸银为电解质提纯银。下列说法正确的是( )
A．粗银与电源负极相连
B．阴极反应式为Ag＋＋e－===Ag
C．Cu、Pt在阳极区中沉积
D．电解液中c(Ag＋)浓度先增大后减小
4．两种金属接触时，接触部位会发生“电偶腐蚀”。金属铁和铜在水和海水中，相同时间发生的腐蚀情况如图。下列有关说法正确的是( )
A．甲图中的介质为海水
B．腐蚀过程中电能转化为化学能
C．铁电极反应式为Fe－3e－===Fe3＋
D．若在金属表面涂油漆，可以减弱铁的腐蚀
5．关于下列装置分析正确的是( )
A．装置甲中阳极上析出红色物质
B．若开始阶段装置甲两极质量相同，电流表中通过0.1 mol电子，则两极质量差为3.2 g
C．若装置乙通电一段时间后，撤去直流电源，电流表指针可能偏转
D．可以将装置乙中的铜片更换为锌片制成镀锌铁
6.如图，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中，下列分析正确的是( )
A．K1闭合，铁棒上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑
B．K1闭合，石墨棒周围溶液pH升高
C．K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法
D．K2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，两极共产生0.001 mol气体
7．(2022·海南，9)一种采用H2O(g)和N2(g)为原料制备NH3(g)的装置示意图如图。
下列有关说法正确的是( )
A．在b电极上，N2被还原
B．金属Ag可作为a电极的材料
C．改变工作电源电压，反应速率不变
D．电解过程中，固体氧化物电解质中O2－不断减少
8.(2024·苏州高三月考)中国科学院长春应用化学研究所模拟实验研究了低合金钢在海水中的局部腐蚀，研究发现缺氧的阳极区腐蚀速率比富氧介质(流动或充气)中钢的腐蚀速率大，验证了宏观氧浓差电池的存在。模拟氧浓差电池的简易装置如图，下列叙述错误的是( )
A．电子从M电极经导线流向N电极
B．N电极的电极反应式为Fe－2e－ === Fe2＋
C．正极区附近溶液的pH增大
D．电路中转移0.01 mol电子时，有0.08 g O2参与反应
9．为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以Al作阳极、Pb作阴极，电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。反应原理如下：
原电池：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)
电解池：2Al＋3H2OAl2O3＋3H2↑
电解过程中，以下判断正确的是( )
原电池 电解池
A H＋移向Pb电极 H＋移向Pb电极
B 每消耗3 mol Pb 生成2 mol Al2O3
C 正极：PbO2＋4H＋＋2e－===Pb2＋＋2H2O 阳极：2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋
D
10．(2022·辽宁，9)如图，c管为上端封口的量气管，为测定乙酸溶液浓度，量取10.00 mL待测样品加入b容器中，接通电源，进行实验。下列说法正确的是( )
A．左侧电极反应：2H2O－4e －===O2↑＋4H＋
B．实验结束时，b中溶液红色恰好褪去
C．若c中收集气体11.20 mL，则样品中乙酸浓度为0.1 mol·L－1
D．把盐桥换为U形铜导线，不影响测定结果
11．氯碱工业的原理改进方法分如图两个阶段进行，下列说法错误的是( )
A．阶段Ⅰ中，电源a为正极、b为负极
B．阶段Ⅱ中阴极的电极反应为Na0.44－xMnO2＋xe－＋xNa＋===Na0.44MnO2
C．比传统氯碱工业减少了阳离子交换膜，避免氢气和氯气混合，且便于提纯NaOH
D．阶段Ⅰ和Ⅱ的反应不能都在饱和食盐水中进行
12.(2023·淮安模拟)利用库仑测硫仪测定气体中SO2的体积分数，其原理如图所示。待测气体进入电解池后，SO2将I还原，测硫仪便自动电解，溶液中保持不变。若有标准状况下V mL气体通入电解池(其他气体不反应)，反应结束后消耗x库仑电量(已知：电解转移1 mol电子所消耗的电量为96 500库仑)。下列说法正确的是( )
A．M接电源的负极
B．阳极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
C．反应结束后溶液的pH增大
D．混合气体中SO2的体积分数为×100%
13．氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺，节能超过30%，在此工艺中，物料传输和转化关系如图，其中电极未标出，所用离子交换膜只允许阳离子通过。
(1)分析比较图示中a%与b%的大小：a%_________________________________(填“＞”“＜”或“＝”)b%。
(2)写出燃料电池B中的正极的电极反应：______________________________。
(3)图中Y是__________(填化学式)，若电解产生11.2 L(标准状况)该物质，则至少转移电子_____________________________________________________________________________
mol；X元素的基态原子的电子排布式为_________________________________________。
14．(1)一种用铅蓄电池进行电絮凝净水装置如图所示，回答下列问题：
①装置Ⅰ中Y电极的电极材料是__________________________________________________
(填化学式)，工作时SO向________(填“X”或“Y”)电极移动；Y电极的电极反应式为______________________________________________________________________________。
②装置Ⅱ中Al电极的电极反应式为_______________________________________________。
③每消耗103.5 g Pb，装置的电流效率为80%，则理论上电解池阴极上生成________mol H2。
(2)[2020·全国卷Ⅱ，34(3)]CH4和CO2都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如图所示：
①阴极上的反应式为___________________________________________________________。
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为2∶1，则消耗的CH4和CO2体积比为________。
第38练 电解池 金属的腐蚀与防护
1．B [Zn较Ag活泼，Zn作负极，Zn失电子转化为Zn2＋，电子经导线转移到Ag电极，电子不经过电解质溶液，故A错误；乙为电解池，银离子在阴极得电子生成银单质，电极反应式为Ag＋＋e－===Ag，故B正确；Fe为较活泼电极，作负极，C作正极，电解质溶液中阳离子移向正极，则H＋向C电极方向移动，故C错误；丁为电解池，Pt为阳极、Fe为阴极，失电子能力：I－＞Cl－，阳极上碘离子先失电子发生氧化反应，所以丁中电解开始时阳极生成碘单质，碘单质溶于水形成的碘水为黄色，故D错误。]
2．C [电解Na2SO4溶液时，阳极上是H2O电离出的OH－发生失电子的氧化反应，a管中酸性增强，酸遇酚酞不变色，即a管中呈无色，A错误；电解AgNO3溶液时，阴极上是Ag＋发生得电子的还原反应，即b管中电极反应是析出金属Ag的反应，B错误；电解CuCl2溶液时，阳极上是Cl－发生失电子的氧化反应，即b管中Cl－放电，产生Cl2，C正确；电解NaOH溶液时，实际上电解的是水，导致NaOH溶液的浓度增大，碱性增强，pH升高，D错误。]
3．B [用电解法精炼粗银，银单质失电子生成银离子，发生氧化反应，粗银与电源正极相连，故A错误；由得电子能力：Ag＋>Cu2＋，阴极为Ag＋得电子生成Ag，电极反应为Ag＋＋e－===Ag，故B正确；粗银作阳极，Cu生成Cu2＋，Pt成为阳极泥，故C错误；电解精炼银时，粗银中比银活泼的铜会失电子形成离子进入溶液，则电解液中c(Ag＋)浓度不可能增大，故D错误。]
4．D [铁和铜接触时，遇到电解质溶液会形成原电池，且形成的原电池中，铁作负极，铜作正极，电解质为海水时的腐蚀速率大于水作电解质时的腐蚀速率，因此甲图的介质为水，乙图的介质是海水，且腐蚀的过程中化学能转化为了电能，A、B错误；形成的原电池中，铁作负极，失去电子，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，C错误；在金属表面涂油漆后，能将金属与电解质溶液隔离，不易发生电化学腐蚀，D正确。]
5．B [由图可知，装置甲为电解池，右端石墨为阳极，氯离子发生氧化反应生成氯气，故A错误；装置甲左端析出铜单质，转移0.1 mol电子，会生成3.2 g铜单质，右端无固体析出，两极质量差为3.2 g，故B正确；由图可知，装置乙为电镀池，阳极电极反应式为Cu－2e－===
Cu2＋，阴极电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，所以电解池工作一段时间后，铁表面镀上一层铜，撤去直流电源无法形成原电池，电流表指针不会偏转，故C错误；将铜片更换为锌片，阳极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，氧化性：Zn2＋
7．A [由装置示意图可知，b电极上N2转化为NH3，N元素的化合价降低，得到电子发生还原反应，因此b为阴极，A正确；a为阳极，若金属Ag作为a的电极材料，则金属Ag优先失去电子，B错误；改变工作电源的电压，导致电流大小改变，反应速率也会改变，C错误；电解过程中，阴极电极反应式为2N2＋6H2O＋12e－===4NH3＋6O2－，阳极电极反应式为6O2－－12e－===3O2，因此固体氧化物电解质中O2－不会减少，D错误。]
8．A [M电极为正极，N电极为负极，电子从N电极经导线流向M电极，A错误；正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－ ===4OH－，因此正极区附近溶液的pH增大，C正确；电路中转移0.01 mol电子时，有＝0.002 5 mol氧气反应，质量为0.002 5 mol×32 g·mol－1＝0.08 g，D正确。]
9．D [原电池中，Pb为负极：Pb－2e－＋SO===PbSO4，PbO2为正极：PbO2＋2e－＋SO＋4H＋===PbSO4＋2H2O，所以H＋向PbO2极移动。电解池中，Pb为阴极：2H＋＋2e－===H2↑，Al为阳极：3H2O＋2Al－6e－===Al2O3＋6H＋，所以H＋向Pb电极移动，A、C错误；每消耗3 mol Pb时转移6 mol e－，每生成2 mol Al2O3时，转移12 mol e－，B错误；原电池中随时间增长，Pb变为PbSO4，质量增加，电解池中Pb极产生H2，Pb电极质量不变，D正确。]
10．A [本装置为电解池，左侧为阳极，右侧为阴极，左侧电极反应：2H2O－4e －===O2↑＋4H＋，A正确；右侧电极反应：2CH3COOH＋2e－===H2↑＋2CH3COO－，实验结束时溶液中存在CH3COO－，水解后溶液呈碱性，故溶液为红色，B错误；题中未给定气体状态，不能进行计算，C错误；把盐桥换为U形铜导线，不能起到传递离子使溶液呈电中性的效果，影响反应进行及测定结果，D错误。]
11．A [阶段Ⅰ中阴极上H2O→H2，阳极上Na0.44MnO2→Na0.44－xMnO2，则电源a为负极、b为正极，A项错误；阶段Ⅰ中阴极生成H2，阶段Ⅱ中阳极生成Cl2，避免氢气和氯气混合，且有利于提纯NaOH，C项正确；若阶段Ⅰ在饱和食盐水中进行，则阴极和阳极分别产生H2和Cl2，达不到改进目的，D项正确。]
12．D [由图可知，在M电极I－转化为I，发生氧化反应，则M电极为阳极，N电极为阴极，M接电源的正极，A错误；阳极反应式为3I－－2e－===I，B错误；二氧化硫在电解池中与溶液中的I反应，离子方程式为SO2＋I＋2H2O===3I－＋SO＋4H＋，此时转移2个电子，同时生成4个氢离子，而在阴极转移2个电子时消耗2个氢离子，则溶液中氢离子浓度增大，pH减小，C错误；由关系式：SO2～I～2e－，电解消耗x库仑电量，则二氧化硫的体积分数为×100%＝×100%，D正确。]
13．(1)＜ (2)O2＋4e－＋2H2O===4OH－ (3)H2 1 1s22s22p63s23p5
解析 (1)燃料电池中，通入Y气体的电极为负极，电解饱和食盐水生成的Y为氢气，X为Cl2，由于燃料电池正极发生反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，燃料电池中的离子膜只允许阳离子通过，而燃料电池中正极氧气得到电子产生OH－，所以反应后氢氧化钠的浓度升高，即a%＜b%。(3)根据以上分析可知图中Y是H2，若电解产生11.2 L(标准状况)该物质，氢气的物质的量是0.5 mol，则至少转移电子1.0 mol。
14．(1)①PbO2 X PbO2＋SO＋4H＋＋2e－===PbSO4＋2H2O ②Al－3e－＋3H2O===Al(OH)3(胶体)＋3H＋、2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ ③0.4
(2)①CO2＋2e－===CO＋O2－ ②6∶5
解析 (1)③消耗103.5 g(0.5 mol)Pb，转移电子的物质的量为1 mol，装置的电流效率为80%，故装置Ⅱ阴极上参与反应的电子为0.8 mol，阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，即产生0.4 mol H2。(2)①由图示可知，阴极上CO2―→CO，且固体电解质能传导O2－，则阴极反应式为CO2＋2e－===CO＋O2－。②假设生成的乙烯和乙烷的物质的量分别为2 mol和1 mol，由2CH4―→C2H4＋2H2、2CH4―→C2H6＋H2知，生成2 mol乙烯和1 mol乙烷时，共脱去5 mol H2，转移10 mol e－，根据电子转移数目守恒可知，此时消耗的CO2为5 mol，消耗的CH4为6 mol，即消耗的CH4和CO2的体积比为6∶5。
