课时数智作业(三十二)
1．D [将氯化钠溶液滴到一块光亮清洁的铁片表面上，铁和碳在氯化钠溶液中构成原电池发生吸氧腐蚀，铁作负极发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式为Fe－2e-===Fe2+，液滴边缘的碳是正极，氧气在正极得到电子，发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e-===4OH-，亚铁离子与氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁极易被氧化为氢氧化铁，氢氧化铁脱水形成了棕色铁锈环(b)，铁片腐蚀过程发生的总反应的化学方程式为4Fe＋nH2O＋3O2===2Fe2O3·nH2O。由分析可知，铁作负极发生氧化反应而被腐蚀，A错误；液滴边缘发生反应：O2＋2H2O＋4e-===4OH-，B错误；铁片腐蚀最严重的区域不是生锈最多的区域，而是液滴覆盖的圆圈中心区，C错误；该现象与氧气含量多少有关，由于液滴之下氧气含量较少，液滴边缘氧气含量较高，边缘处的氧气得到电子形成氢氧根离子，与亚铁离子结合后发生一系列反应最终产生棕色铁锈环，D正确。]
2．C [电子不能进入溶液，正确的电子流向为粗Ga→N极，M极→高纯Ga，C错误。]
3．A [根据题意和题图可知，X极为阳极(a极为正极)，Y极为阴极(b极为负极)，电极反应式分别为2H2O－4e-===O2↑＋4H+、2H2O＋2e-===H2↑＋2OH-，S透过膜1进入左室，Li+透过膜2进入右室，A正确，B、C、D错误。]
4．B [热的NaCl的琼脂水溶液能够让离子自由运动，所以其为离子迁移的通路，A正确；①中变红是因为发生反应O2＋4e-＋2H2O===4OH-，OH-使酚酞溶液变红，B不正确；反应生成的Fe2+遇 K3[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀，使②中铁钉裸露在外的附近区域变蓝，因生成OH-使酚酞溶液变红，而使铜丝附近区域变红，C正确；①中发生的氧化反应为Zn－2e-===Zn2+，②中发生的氧化反应为Fe－2e-===Fe2+，均可表示为M－2e-===M2+(M代表锌或铁)，D正确。]
5．C [a极区溶液为酸性，故a极反应式为N2＋6H2O－10e-===2N＋12H+，A项错误；b极的电极反应式为N2＋8H+＋6e-===2N，b极区的pH增大，B项错误；b极为阴极，a极为阳极，故H+从a极通过质子交换膜转移至b极，C项正确；由电极反应式知，当转移 60 mol e-时，a极消耗6 mol N2，b极消耗 10 mol N2，a、b两极消耗N2的物质的量之比为3∶5，D项错误。]
6．B [在KOH溶液中，HCHO转化为HOCH2O-：HCHO＋OH-―→HOCH2O-，存在平衡HOCH2O-＋OH- [OCH2O]2-＋H2O，Cu电极上发生的电子转移反应为[OCH2O]2-－e-===HCOO-＋H·，H·结合成H2，Cu电极为阳极；PbCu电极为阴极，首先HOOC—COOH在Pb上发生得电子的还原反应转化为OHC—COOH：H2C2O4＋2e-＋2H+===OHC—COOH＋H2O，OHC—COOH与HO—N+H3反应生成HOOC—CH→N—OH：OHC—COOH＋HO—N+H3―→HOOC—CH→N—OH＋H2O＋H+，HOOC—CH→N—OH发生得电子的还原反应转化成H3N+CH2COOH：HOOC—CH→N—OH＋4e-＋5H+===H3N+CH2COOH＋H2O。根据分析可知，电解过程中，阳极区消耗OH-，同时生成H2O，故电解一段时间后阳极区c(OH-)减小，A项正确；根据分析可知，阴极区的总反应为H2C2O4＋HO—N+H3＋6H+＋6e-===H3N+CH2COOH＋3H2O，1 mol H2O解离成1 mol H+和1 mol OH-，故理论上生成1 mol H3N+CH2COOH双极膜中有6 mol H2O解离，B项错误；根据分析可知，结合装置图，阳极总反应为2HCHO＋4OH-－2e-===2HCOO-＋H2↑＋2H2O，C项正确；根据分析可知，阴极区的Pb上发生反应H2C2O4＋2H+＋2e-===OHCCOOH＋H2O，D项正确。]
7．解析：根据题意可知，电极M为阳极，电极反应式为CH3OH－6e-＋H2O===CO2↑＋6H+。反应物为CH3OH、H2O，生成物为CO2、H2，总反应式为CH3OH＋H2OCO2↑＋3H2↑；由题图可知，该过程产生的中间体有CO、；电解过程中会有部分CO2扩散到电极N区，则纯化H2的方法为将混合气体通过碱石灰，使CO2被吸收。
答案：(1)阳 CH3OH－6e-＋H2O===CO2↑＋6H+
(2)CH3OH＋H2OCO2↑＋3H2↑ CO、 将混合气体通过碱石灰
8．解析：(1)根据b极产生H2可知b极为阴极，a极为阳极，电极反应式为N＋3Cl-－6e-===NCl3＋4H+。(3)根据NCl3＋6NaClO2＋3H2O===3NaCl＋3NaOH＋6ClO2↑＋NH3↑，可得关系式：6ClO2~6e-，则生成6.75 g(即0.1 mol) ClO2时，电路中通过的电子为0.1 mol。(4)根据电极上的转化，可知电极N为阴极，电极M为阳极，H+通过膜p进入左室，OH-通过膜q进入右室，故膜p为阳离子交换膜。
答案：(1)阳 N＋3Cl-－6e-===NCl3＋4H+ (2)NCl3＋6NaClO2＋3H2O===3NaCl＋3NaOH＋6ClO2↑＋NH3↑ (3)0.1 (4)阳离子 (5)C2H4－2e-＋2OH-===＋H2O Cr2＋6e-＋14H+===2Cr3+＋7H2O
1/1课时数智作业(三十二) 电解池 金属的腐蚀与防护
(建议用时：40分钟 总分：40分)
(每小题只有一个选项正确，每小题3分，共18分)
1．(2024·武汉模拟)将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁片表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。下列说法正确的是( )
A．铁片发生还原反应而被腐蚀
B．液滴边缘是负极区，发生的电极反应为Fe－2e-===Fe2+
C．铁片腐蚀最严重的区域应该是生锈最多的区域
D．导致现象发生的主要原因是液滴之下的氧气含量比边缘处少
2．镓(Ga)的化学性质与铝相似，电解精炼法提纯镓的原理如图。已知三种金属活动性顺序为Zn>Ga>Fe。下列说法错误的是( )
A．阳极泥的主要成分是铁和铜
B．阴极反应式为[Ga(OH)4]-＋3e-===Ga＋4OH-
C．电子流向为N极→粗Ga→NaOH(aq)→高纯Ga→M极
D．若电压过高，阴极可能会产生H2导致电解效率下降
3．(2025·厦门模拟)LiOH是生产航空航天润滑剂的原料。某大学首创三室膜电解法制备LiOH，其模拟装置如图所示。下列有关说法正确的是( )
A．X极的电极反应式为2H2O－4e-===4H+＋O2↑
B．a极为电源的负极，Y极上发生氧化反应
C．膜1为阳离子交换膜，膜2为阴离子交换膜
D．每转移2 mol电子，理论上生成52 g LiOH
4．下列根据实验操作及现象进行的分析和推断中，不正确的是( )
操 作
现 象 一段时间后：①中，铁钉裸露在外的附近区域变红； ②中……
A．NaCl的琼脂水溶液为离子迁移的通路
B．①中变红是因为发生反应2H+＋2e-===H2↑，促进了水的电离
C．②中可观察到铁钉裸露在外的附近区域变蓝，铜丝附近区域变红
D．①和②中发生的氧化反应均可表示为M－2e-===M2+(M代表锌或铁)
5．电催化氮气制备铵盐和硝酸盐的原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．a极反应式为N2＋12OH-－10e-===2N＋6H2O
B．电解一段时间，a、b两电极区的pH均减小
C．电解过程中H+从a极通过质子交换膜转移至b极
D．相同时间内，a、b两极消耗N2的物质的量之比为5∶3
6．(2024·湖北卷，T14)我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化剂，用H2C2O4和NH2OH电化学催化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中H2O解离的H+和OH-在电场作用下向两极迁移。已知在KOH溶液中，甲醛转化为HOCH2O-，存在平衡HOCH2O-＋OH- [OCH2O]2-＋H2O。Cu电极上发生的电子转移反应为[OCH2O]2-－e-===HCOO-＋H·。下列说法错误的是( )
A．电解一段时间后阳极区c(OH-)减小
B．理论上生成1 mol H3N+CH2COOH双极膜中有4 mol H2O解离
C．阳极总反应式为2HCHO＋4OH-－2e-===2HCOO-＋H2↑＋2H2O
D．阴极区存在反应H2C2O4＋2H+＋2e-===CHOCOOH＋H2O
7．(9分)(2024·邯郸一模，节选)近日，某科研团队在“热电耦合催化——电化学”促进低温高效甲醇蒸汽重整制氢(MSR)方面取得进展，其原理如图所示(图中带“”的微粒代表吸附在电极上)。
(1)电极M为________极，电极反应式为___________________________。(3分)
(2)电催化(HOR)反应的总电解反应式为________________________________，
该过程产生的中间体有______________；电解过程中会有部分CO2扩散到电极N区，则纯化H2的方法为____________________________。(6分)
8．(13分)Ⅰ.工业上可利用电解法制备二氧化氯。某化学课题小组以电解法制备ClO2的流程和装置如下。
(1)a极为________极，电极反应式为___________________________。(3分)
(2)二氧化氯发生器中发生的化学方程式为______________________。(2分)
(3)若生成6.75 g ClO2时，电解池中电路通过的电子为________ mol。(3分)
Ⅱ.我国科研工作者提出通过电解原理联合制备环氧乙烷同时处理酸性含铬废水，其工作原理示意图如图所示。其中双极膜由阳离子交换膜和阴离子交换膜组成，工作时内层H2O解离为H+和OH-，并分别向两极迁移。
(4)膜p为________交换膜。(1分)
(5)电极M、N的电极反应式分别为____________________________________、
___________________________________。(4分)
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