【学霸笔记】高中化学同步周测（教师版）13《电解原理 金属的腐蚀与防护》人教版 选择性必修1
文档属性
| 名称 | 【学霸笔记】高中化学同步周测（教师版）13《电解原理 金属的腐蚀与防护》人教版 选择性必修1 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 497.5KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-09-25 17:56:03 | ||
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文档简介
周测13 电解原理 金属的腐蚀与防护
(时间：60分钟 分值：100分)
一、选择题(本题共13小题，每小题6分，共78分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.利用如图装置可以模拟铁的电化学防护。下列说法错误的是( )
A.若X为锌棒，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀
B.若X为锌棒，开关K置于M处，铁极发生氧化反应
C.若X为碳棒，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀
D.若X为碳棒，开关K置于N处，X极发生氧化反应
答案 B
解析 若X为锌棒，开关K置于M处，形成铁锌原电池，铁为正极，发生还原反应，故选B。
2.利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用。下列说法正确的是( )
A.氯碱工业中，X电极上反应式是2H2O-4e-===4H++O2↑
B.电解精炼铜时，Z溶液中的Cu2+浓度不变
C.在铁片上镀铜时，Y是纯铜
D.制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁
答案 D
解析 氯碱工业中阳极Cl-放电生成Cl2，A错误；电解精炼铜时阳极粗铜溶解，阴极C放电析出Cu，溶液中Cu2+浓度变小，B错误；铁片上镀铜时，阴极应该是铁片，阳极是纯铜，C错误；工业上用电解熔融氯化镁的方式制取金属镁，D正确。
3.某学生设计了一种家用消毒液发生器，装置如图所示。下列说法错误的是( )
A.该消毒液的有效成分是NaClO
B.通电时Cl-发生氧化反应
C.通电时电子从阳极经食盐溶液流向阴极
D.该装置的优点是随制随用
答案 C
解析 电子不能经过电解质溶液，故选C。
4.点蚀又称为孔蚀，是一种集中于金属表面很小的范围并深入到金属内部的腐蚀形态。某铁合金钝化膜破损后的孔蚀如图，则下列说法正确的是( )
A.为防止孔蚀发生可以将外接电源正极与金属相连
B.反应时每吸收2.24 L O2，则此时HCl可以氧化0.2 mol Fe
C.在腐蚀的过程中钝化膜作为负极
D.孔隙中局部可能发生析氢腐蚀
答案 D
解析 与外接电源正极相连作阳极，阳极发生氧化反应，加快金属的腐蚀，故为防止孔蚀发生可以将外接电源负极与金属相连，A错误；未告知O2所处的状态，无法计算2.24 L O2的物质的量，故无法计算此时HCl可以氧化Fe的物质的量，B错误；由图示可知，在腐蚀的过程中钝化膜作为正极，O2在钝化膜上得到电子发生还原反应，C错误；由图可知孔隙中局部可能存在酸性环境，则可能发生析氢腐蚀，D正确。
5.一种生物电化学方法脱除水体中N的原理如图所示。
下列说法正确的是( )
A.装置工作时，化学能转变为电能
B.装置工作时，a极周围溶液pH降低
C.装置内工作温度越高，N脱除率一定越大
D.电极b上发生的反应之一是2N-2e-===N2↑+3O2↑
答案 B
解析 该装置把电能转化为化学能，故A错误；a极为阳极，电极反应为N+2H2O-6e-===N+8H+或N+3H2O-8e-===N+10H+，所以a极周围溶液的pH减小，故B正确；该装置是在细菌生物作用下进行的，所以温度过高，导致细菌死亡，N脱除率会减小，故C错误；b极上反应之一为2N+12H++10e-===N2↑+6H2O，故D错误。
6.氯碱工业的原理示意图如图。下列说法正确的是( )
A.M为负极
B.通电使氯化钠发生电离
C.出口c收集的物质是氯气
D.通电一段时间后，阴极区pH降低
答案 C
解析 A错，饱和食盐水从a口进入，在出口变为稀食盐水，则可以推出Cl-在左侧电极放电，则该电极为阳极，所以M为电源的正极；B错，氯化钠在水的作用下发生电离，不需要通电；C对，Cl-在左侧放电，所以在出口c收集的物质是Cl2；D错，右侧电极为阴极，该处产生OH-，则通电一段时间后，OH-浓度增大，pH增大。
7.将NaCl溶液滴在一块光亮洁净的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿出现棕色铁锈环(b)，如图所示。下列说法不正确的是( )
A.铁片腐蚀过程发生的总反应为4Fe+6H2O+3O2===4Fe(OH)3
B.液滴之下氧气含量少，铁片作负极，发生还原反应：Fe-2e-===Fe2+
C.液滴边缘是正极区，发生的电极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-
D.铁片腐蚀最严重区域不是生锈最多的区域
答案 B
解析 铁片发生吸氧腐蚀，腐蚀过程发生的总反应为4Fe+6H2O+3O2===4Fe(OH)3，A正确；铁片作负极，发生氧化反应，电极反应为Fe-2e-===Fe2+，B错误；O2在液滴边缘发生还原反应，作正极，电极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-，C正确；铁片腐蚀最严重区域不是生锈最多的区域，而是液滴中心区，D正确。
8.工业上采用电化学法对煤进行脱硫处理，减少硫排放。脱硫原理：将Mn2+氧化成Mn3+，Mn3+再将煤中的含硫物质(主要是FeS2)氧化为Fe3+和S：FeS2+15Mn3++8H2O===Fe3++15Mn2++2S+16H+。模拟装置如图所示。下列说法正确的是( )
A.电极a为负极
B.石墨1上的反应式为Mn3++e-===Mn2+
C.电子流向：a→b，b→石墨2
D.电路上转移1.5 mol电子理论上处理12.0 g FeS2
答案 D
解析 分析可知，电极a为正极，石墨1为电解池的阳极，Mn2+在阳极上失去电子发生氧化反应生成Mn3+，电极反应式为Mn2+-e-===Mn3+，故A、B错误；电子由电源的负极b流向电解池的阴极石墨2，由电解池阳极石墨1流向电源正极a，电池内电路和电解池电解质溶液中无电子流动，故C错误；1 mol FeS2被氧化为Fe3+和S时，失去(1+7×2) mol=15 mol电子，则电路上转移1.5 mol电子理论上处理FeS2的质量为0.1 mol×120 g·mol-1=12.0 g，故D正确。
9.采用电渗析法可以从含NH4H2PO4和(NH4)2HPO4的废水中回收NH3·H2O和H3PO4，电解装置如图所示。下列说法正确的是( )
A.X电极应连电源的正极
B.M口处回收产生的浓氨水
C.隔膜ab为阳离子交换膜，隔膜cd为阴离子交换膜
D.电解一段时间后，产生的NH3·H2O和H3PO4物质的量相等
答案 C
解析 由图示可知，左侧电极室通入稀氨水，说明左侧电极室的产品为NH3·H2O，则废水中的N通过隔膜ab进入左侧电极室，故ab为阳离子交换膜，X电极的电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-，则X电极为阴极，与电源的负极相连，A、B错误；右侧电极室的产品为H3PO4，即废水中的H2P、HP经过隔膜cd进入右侧电极室，即cd为阴离子交换膜，C正确；根据得失电子守恒可知，阴极产生的OH-和阳极产生的H+的数目相等，但由于N+OH-===NH3·H2O、H2P+H+===H3PO4、HP+2H+===H3PO4，故电解一段时间后，产生的NH3·H2O和H3PO4物质的量不相等，D错误。
10.硝酮是重要的有机合成中间体，可采用“成对间接电氧化”法合成。电解槽中水溶液的主要成分及反应过程如图所示。
下列说法错误的是( )
A.惰性电极2为阳极
B.反应前后W、W数量不变
C.消耗1 mol氧气，可得到1 mol硝酮
D.外电路通过1 mol电子，可得到1 mol水
答案 C
解析 在惰性电极2上Br-被氧化为Br2，为阳极，故A正确；W、W循环反应，反应前后W、W数量不变，故B正确；总反应为氧气把二丁基 N 羟基胺氧化为硝酮，1 mol二丁基 N 羟基胺失去2 mol H原子生成1 mol硝酮，氧气最终生成水，根据氧原子守恒，消耗1 mol氧气，可得到2 mol硝酮，故C错误；外电路通过1 mol电子时生成0.5 mol H2O2，H2O2最终生成水，根据氧原子守恒，可得到1 mol水，故D正确。
11.电解液来源丰富、成本低廉的新型酸碱混合锌铁液流电池的示意图如图，下列说法错误的是( )
A.放电时，电流由B经导线流向A
B.放电时，负极反应式为Zn-2e-+4OH-===[Zn(OH)4]2-
C.离子交换膜a为阳离子交换膜
D.充电时，每转移2 mol电子，参与反应的铁元素质量为56 g
答案 D
解析 放电时，A为负极，其电极反应为Zn-2e-+4OH-===[Zn(OH)4]2-，B为正极，电路中电流由正极流向负极，即电流由B经导线流向A，A、B正确；在原电池中，阳离子向正极移动，则钠离子可以通过交换膜a进入中间室，交换膜a为阳离子交换膜，C正确；充电时，阳极反应式为Fe2+-e-===Fe3+，每转移2 mol电子，参与反应的铁元素质量为112 g，D错误。
12.一种电解法制备Ca(H2PO4)2并得到NaOH等副产物的示意装置如图，下列说法错误的是( )
A.与a、b相连的分别是电源的正极、负极
B.NaOH溶液中石墨电极上的反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-
C.A膜、C膜均为阳离子交换膜，B膜为阴离子交换膜
D.产品室中的C和原料室的Na+物质的量浓度同等程度增大
答案 D
解析 由图分析可知，左侧石墨作阳极，氯离子放电，电极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑，阳极室的C透过A膜进入产品室，A膜为阳离子交换膜，原料室的H2P透过B膜进入产品室与C结合生成Ca(H2PO4)2，B膜为阴离子交换膜，右侧石墨作阴极，电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-，Na+透过C膜进入阴极室，C膜为阳离子交换膜。左侧电极为阳极，应连接电源正极，即a、b相连的分别是电源的正极、负极，A正确；阳极室的C透过A膜进入产品室，产品室中的C浓度增大，原料室的Na+透过C膜进入阴极室，原料室的Na+浓度减小，D错误。
13.如图为通过EFC剑桥法用固体二氧化钛(TiO2)生产海绵钛的装置示意图，其原理是在较低的阴极电位下，TiO2(阴极)中的氧解离进入熔融盐，阴极最后只剩下纯钛。下列说法正确的是( )
A.阳极的电极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑
B.阴极的电极反应式为TiO2+4e-===Ti+2O2-
C.通电后，O2-、Cl-均向阴极移动
D.石墨电极的质量不发生变化
答案 B
解析 电解池的阳极上O2-发生失电子的氧化反应，电极反应式为2O2--4e-===O2↑，A错误；电解池的阴极上发生TiO2得电子的还原反应，电极反应式为TiO2+4e-===Ti+2O2-，B正确；电解池中，电解质里的阴离子O2-、Cl-均移向阳极，C错误；石墨电极会和阳极上产生的O2发生反应，产生CO、CO2气体，电极本身被消耗，质量减小，D错误。
二、非选择题(本题共2小题，共22分)
14.(11分，每空1分)电化学在化学工业中有着广泛应用。
(1)根据图示电化学装置，回答下列问题：
①甲池通入乙烷(C2H6)一极的电极反应式为 。
②乙池中，若X、Y都是石墨，A是Na2SO4溶液，实验开始时，同时在两极附近溶液中各滴入几滴紫色石蕊溶液，X极的电极反应式为 ；一段时间后，在Y极附近观察到的现象是 。
③乙池中，若X、Y都是石墨，A是足量AgNO3溶液，体积为0.2 L，则Y极的电极反应式为 ；电解一段时间后，甲池消耗112 mL O2(标准状况下)，则乙池溶液的pH为 (忽略溶液体积的变化)。
(2)若要用(1)中装置在铁质钥匙表面镀一层金属铜，CuSO4溶液作电解液，则乙池中：
①X极的材料是 ，电极反应式为 。
②Y极的材料是 ，电极反应式为 。
(3)工业上通过电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4，其工作原理如图所示，则阳极的电极反应式为 ，阴极的电极反应式为 。
答案 (1)①C2H6+18OH--14e-===2C+12H2O ②2H2O-4e-===4H++O2↑ 电极表面产生气泡，附近溶液变蓝 ③Ag++e-===Ag 1 (2)①铜 Cu-2e-===C ②铁质钥匙 C+2e-===Cu (3)Fe+8OH--6e-===Fe+4H2O 2H2O+2e-===2OH-+H2↑
解析 (1)①甲池中乙烷(C2H6)通入左侧电极发生氧化反应，则左侧Pt电极为负极，电解质溶液为KOH溶液，故负极反应式为C2H6+18OH--14e-===2C+12H2O。②乙池中，若X、Y都是石墨，A是Na2SO4溶液，则X是阳极，发生氧化反应，电极反应式为2H2O-4e-===O2↑+4H+；Y是阴极，电极反应式为2H2O+2e-===2OH-+H2↑，则一段时间后，Y极附近观察到的现象是电极表面产生气泡，附近溶液变蓝。③甲池中右侧Pt电极发生的反应为O2+2H2O+4e-===4OH-，消耗标准状况下112 mL O2(即0.005 mol)时电路中转移电子的物质的量为0.005 mol×4=0.02 mol，乙池中，若X、Y都是石墨，A是足量AgNO3溶液，Y极是阴极，电极反应式为Ag++e-===Ag，X极是阳极，电极反应式为2H2O-4e-===4H++O2↑，据得失电子守恒可知，电路中转移0.02 mol电子时，X极生成0.02 mol H+，则乙池溶液中c(H+)==0.1 mol·L-1，溶液pH=1。(2)①在铁质钥匙表面镀一层金属铜，X极是阳极，镀层金属铜作阳极，电极反应式为Cu-2e-===C。②Y极是阴极，待镀件——铁质钥匙作阴极，电极反应式为C+2e-===Cu。(3)由图可知，Fe电极与电源正极相连，作电解池的阳极，Fe被氧化生成Fe，故阳极的电极反应式为Fe+8OH--6e-===Fe+4H2O；Cu极与电源的负极相连，作电解池的阴极，电极反应式为2H2O+2e-===2OH-+H2↑。
15.(11分)目前，液流电池是电化学储能领域的一个研究热点，优点是储能容量大、使用寿命长，一种简单钒液流电池的电解液存储在储液罐中，放电时的结构及工作原理如图：
回答下列问题：
(1)放电时，导线中电流方向为 (填“从A到B”或“从B到A”，下同)，质子通过质子交换膜的方向为 。
(2)用该电池作为电源电解饱和食盐水，电解反应的总化学方程式为 ；若欲利用电解所得产物制取含149 kg NaClO的消毒液用于环境消毒，理论上电解过程中至少需通过 mol电子。
(3)(3分)若将该电池电极连接电源充电，则A极连接电源的 极，发生的电极反应为 。
答案 (1)从A到B 从B到A (2)2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑ 4×103 (3)正 VO2+-e-+H2O===V+2H+
解析 题图为钒液流电池放电时的工作原理，由题图可知，A极上V转化为VO2+，V元素化合价降低，得电子，被还原，则A极为正极，电极反应为V+2H++e-===VO2++H2O，B极为负极，V2+失电子，被氧化，电极反应为V2+-e-===V3+。
(1)原电池中阳离子向正极移动，则质子通过质子交换膜的方向为从B到A。(2)149 kg NaClO的物质的量为=2 000 mol，根据反应的化学方程式为Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O可知，消耗氯气的物质的量为2 000 mol，电解时，阳极电极反应为2Cl--2e-===Cl2↑，则理论上电解过程中至少需通过2 000 mol×2=4×103 mol电子。(3)若将该电池电极连接电源充电，该装置为电解装置，则A极由正极变为阳极，连接电源的正极，发生的电极反应为正极时电极反应的逆过程，则电极反应为VO2+-e-+H2O===V+2H+。
(时间：60分钟 分值：100分)
一、选择题(本题共13小题，每小题6分，共78分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.利用如图装置可以模拟铁的电化学防护。下列说法错误的是( )
A.若X为锌棒，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀
B.若X为锌棒，开关K置于M处，铁极发生氧化反应
C.若X为碳棒，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀
D.若X为碳棒，开关K置于N处，X极发生氧化反应
答案 B
解析 若X为锌棒，开关K置于M处，形成铁锌原电池，铁为正极，发生还原反应，故选B。
2.利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用。下列说法正确的是( )
A.氯碱工业中，X电极上反应式是2H2O-4e-===4H++O2↑
B.电解精炼铜时，Z溶液中的Cu2+浓度不变
C.在铁片上镀铜时，Y是纯铜
D.制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁
答案 D
解析 氯碱工业中阳极Cl-放电生成Cl2，A错误；电解精炼铜时阳极粗铜溶解，阴极C放电析出Cu，溶液中Cu2+浓度变小，B错误；铁片上镀铜时，阴极应该是铁片，阳极是纯铜，C错误；工业上用电解熔融氯化镁的方式制取金属镁，D正确。
3.某学生设计了一种家用消毒液发生器，装置如图所示。下列说法错误的是( )
A.该消毒液的有效成分是NaClO
B.通电时Cl-发生氧化反应
C.通电时电子从阳极经食盐溶液流向阴极
D.该装置的优点是随制随用
答案 C
解析 电子不能经过电解质溶液，故选C。
4.点蚀又称为孔蚀，是一种集中于金属表面很小的范围并深入到金属内部的腐蚀形态。某铁合金钝化膜破损后的孔蚀如图，则下列说法正确的是( )
A.为防止孔蚀发生可以将外接电源正极与金属相连
B.反应时每吸收2.24 L O2，则此时HCl可以氧化0.2 mol Fe
C.在腐蚀的过程中钝化膜作为负极
D.孔隙中局部可能发生析氢腐蚀
答案 D
解析 与外接电源正极相连作阳极，阳极发生氧化反应，加快金属的腐蚀，故为防止孔蚀发生可以将外接电源负极与金属相连，A错误；未告知O2所处的状态，无法计算2.24 L O2的物质的量，故无法计算此时HCl可以氧化Fe的物质的量，B错误；由图示可知，在腐蚀的过程中钝化膜作为正极，O2在钝化膜上得到电子发生还原反应，C错误；由图可知孔隙中局部可能存在酸性环境，则可能发生析氢腐蚀，D正确。
5.一种生物电化学方法脱除水体中N的原理如图所示。
下列说法正确的是( )
A.装置工作时，化学能转变为电能
B.装置工作时，a极周围溶液pH降低
C.装置内工作温度越高，N脱除率一定越大
D.电极b上发生的反应之一是2N-2e-===N2↑+3O2↑
答案 B
解析 该装置把电能转化为化学能，故A错误；a极为阳极，电极反应为N+2H2O-6e-===N+8H+或N+3H2O-8e-===N+10H+，所以a极周围溶液的pH减小，故B正确；该装置是在细菌生物作用下进行的，所以温度过高，导致细菌死亡，N脱除率会减小，故C错误；b极上反应之一为2N+12H++10e-===N2↑+6H2O，故D错误。
6.氯碱工业的原理示意图如图。下列说法正确的是( )
A.M为负极
B.通电使氯化钠发生电离
C.出口c收集的物质是氯气
D.通电一段时间后，阴极区pH降低
答案 C
解析 A错，饱和食盐水从a口进入，在出口变为稀食盐水，则可以推出Cl-在左侧电极放电，则该电极为阳极，所以M为电源的正极；B错，氯化钠在水的作用下发生电离，不需要通电；C对，Cl-在左侧放电，所以在出口c收集的物质是Cl2；D错，右侧电极为阴极，该处产生OH-，则通电一段时间后，OH-浓度增大，pH增大。
7.将NaCl溶液滴在一块光亮洁净的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿出现棕色铁锈环(b)，如图所示。下列说法不正确的是( )
A.铁片腐蚀过程发生的总反应为4Fe+6H2O+3O2===4Fe(OH)3
B.液滴之下氧气含量少，铁片作负极，发生还原反应：Fe-2e-===Fe2+
C.液滴边缘是正极区，发生的电极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-
D.铁片腐蚀最严重区域不是生锈最多的区域
答案 B
解析 铁片发生吸氧腐蚀，腐蚀过程发生的总反应为4Fe+6H2O+3O2===4Fe(OH)3，A正确；铁片作负极，发生氧化反应，电极反应为Fe-2e-===Fe2+，B错误；O2在液滴边缘发生还原反应，作正极，电极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-，C正确；铁片腐蚀最严重区域不是生锈最多的区域，而是液滴中心区，D正确。
8.工业上采用电化学法对煤进行脱硫处理，减少硫排放。脱硫原理：将Mn2+氧化成Mn3+，Mn3+再将煤中的含硫物质(主要是FeS2)氧化为Fe3+和S：FeS2+15Mn3++8H2O===Fe3++15Mn2++2S+16H+。模拟装置如图所示。下列说法正确的是( )
A.电极a为负极
B.石墨1上的反应式为Mn3++e-===Mn2+
C.电子流向：a→b，b→石墨2
D.电路上转移1.5 mol电子理论上处理12.0 g FeS2
答案 D
解析 分析可知，电极a为正极，石墨1为电解池的阳极，Mn2+在阳极上失去电子发生氧化反应生成Mn3+，电极反应式为Mn2+-e-===Mn3+，故A、B错误；电子由电源的负极b流向电解池的阴极石墨2，由电解池阳极石墨1流向电源正极a，电池内电路和电解池电解质溶液中无电子流动，故C错误；1 mol FeS2被氧化为Fe3+和S时，失去(1+7×2) mol=15 mol电子，则电路上转移1.5 mol电子理论上处理FeS2的质量为0.1 mol×120 g·mol-1=12.0 g，故D正确。
9.采用电渗析法可以从含NH4H2PO4和(NH4)2HPO4的废水中回收NH3·H2O和H3PO4，电解装置如图所示。下列说法正确的是( )
A.X电极应连电源的正极
B.M口处回收产生的浓氨水
C.隔膜ab为阳离子交换膜，隔膜cd为阴离子交换膜
D.电解一段时间后，产生的NH3·H2O和H3PO4物质的量相等
答案 C
解析 由图示可知，左侧电极室通入稀氨水，说明左侧电极室的产品为NH3·H2O，则废水中的N通过隔膜ab进入左侧电极室，故ab为阳离子交换膜，X电极的电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-，则X电极为阴极，与电源的负极相连，A、B错误；右侧电极室的产品为H3PO4，即废水中的H2P、HP经过隔膜cd进入右侧电极室，即cd为阴离子交换膜，C正确；根据得失电子守恒可知，阴极产生的OH-和阳极产生的H+的数目相等，但由于N+OH-===NH3·H2O、H2P+H+===H3PO4、HP+2H+===H3PO4，故电解一段时间后，产生的NH3·H2O和H3PO4物质的量不相等，D错误。
10.硝酮是重要的有机合成中间体，可采用“成对间接电氧化”法合成。电解槽中水溶液的主要成分及反应过程如图所示。
下列说法错误的是( )
A.惰性电极2为阳极
B.反应前后W、W数量不变
C.消耗1 mol氧气，可得到1 mol硝酮
D.外电路通过1 mol电子，可得到1 mol水
答案 C
解析 在惰性电极2上Br-被氧化为Br2，为阳极，故A正确；W、W循环反应，反应前后W、W数量不变，故B正确；总反应为氧气把二丁基 N 羟基胺氧化为硝酮，1 mol二丁基 N 羟基胺失去2 mol H原子生成1 mol硝酮，氧气最终生成水，根据氧原子守恒，消耗1 mol氧气，可得到2 mol硝酮，故C错误；外电路通过1 mol电子时生成0.5 mol H2O2，H2O2最终生成水，根据氧原子守恒，可得到1 mol水，故D正确。
11.电解液来源丰富、成本低廉的新型酸碱混合锌铁液流电池的示意图如图，下列说法错误的是( )
A.放电时，电流由B经导线流向A
B.放电时，负极反应式为Zn-2e-+4OH-===[Zn(OH)4]2-
C.离子交换膜a为阳离子交换膜
D.充电时，每转移2 mol电子，参与反应的铁元素质量为56 g
答案 D
解析 放电时，A为负极，其电极反应为Zn-2e-+4OH-===[Zn(OH)4]2-，B为正极，电路中电流由正极流向负极，即电流由B经导线流向A，A、B正确；在原电池中，阳离子向正极移动，则钠离子可以通过交换膜a进入中间室，交换膜a为阳离子交换膜，C正确；充电时，阳极反应式为Fe2+-e-===Fe3+，每转移2 mol电子，参与反应的铁元素质量为112 g，D错误。
12.一种电解法制备Ca(H2PO4)2并得到NaOH等副产物的示意装置如图，下列说法错误的是( )
A.与a、b相连的分别是电源的正极、负极
B.NaOH溶液中石墨电极上的反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-
C.A膜、C膜均为阳离子交换膜，B膜为阴离子交换膜
D.产品室中的C和原料室的Na+物质的量浓度同等程度增大
答案 D
解析 由图分析可知，左侧石墨作阳极，氯离子放电，电极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑，阳极室的C透过A膜进入产品室，A膜为阳离子交换膜，原料室的H2P透过B膜进入产品室与C结合生成Ca(H2PO4)2，B膜为阴离子交换膜，右侧石墨作阴极，电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-，Na+透过C膜进入阴极室，C膜为阳离子交换膜。左侧电极为阳极，应连接电源正极，即a、b相连的分别是电源的正极、负极，A正确；阳极室的C透过A膜进入产品室，产品室中的C浓度增大，原料室的Na+透过C膜进入阴极室，原料室的Na+浓度减小，D错误。
13.如图为通过EFC剑桥法用固体二氧化钛(TiO2)生产海绵钛的装置示意图，其原理是在较低的阴极电位下，TiO2(阴极)中的氧解离进入熔融盐，阴极最后只剩下纯钛。下列说法正确的是( )
A.阳极的电极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑
B.阴极的电极反应式为TiO2+4e-===Ti+2O2-
C.通电后，O2-、Cl-均向阴极移动
D.石墨电极的质量不发生变化
答案 B
解析 电解池的阳极上O2-发生失电子的氧化反应，电极反应式为2O2--4e-===O2↑，A错误；电解池的阴极上发生TiO2得电子的还原反应，电极反应式为TiO2+4e-===Ti+2O2-，B正确；电解池中，电解质里的阴离子O2-、Cl-均移向阳极，C错误；石墨电极会和阳极上产生的O2发生反应，产生CO、CO2气体，电极本身被消耗，质量减小，D错误。
二、非选择题(本题共2小题，共22分)
14.(11分，每空1分)电化学在化学工业中有着广泛应用。
(1)根据图示电化学装置，回答下列问题：
①甲池通入乙烷(C2H6)一极的电极反应式为 。
②乙池中，若X、Y都是石墨，A是Na2SO4溶液，实验开始时，同时在两极附近溶液中各滴入几滴紫色石蕊溶液，X极的电极反应式为 ；一段时间后，在Y极附近观察到的现象是 。
③乙池中，若X、Y都是石墨，A是足量AgNO3溶液，体积为0.2 L，则Y极的电极反应式为 ；电解一段时间后，甲池消耗112 mL O2(标准状况下)，则乙池溶液的pH为 (忽略溶液体积的变化)。
(2)若要用(1)中装置在铁质钥匙表面镀一层金属铜，CuSO4溶液作电解液，则乙池中：
①X极的材料是 ，电极反应式为 。
②Y极的材料是 ，电极反应式为 。
(3)工业上通过电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4，其工作原理如图所示，则阳极的电极反应式为 ，阴极的电极反应式为 。
答案 (1)①C2H6+18OH--14e-===2C+12H2O ②2H2O-4e-===4H++O2↑ 电极表面产生气泡，附近溶液变蓝 ③Ag++e-===Ag 1 (2)①铜 Cu-2e-===C ②铁质钥匙 C+2e-===Cu (3)Fe+8OH--6e-===Fe+4H2O 2H2O+2e-===2OH-+H2↑
解析 (1)①甲池中乙烷(C2H6)通入左侧电极发生氧化反应，则左侧Pt电极为负极，电解质溶液为KOH溶液，故负极反应式为C2H6+18OH--14e-===2C+12H2O。②乙池中，若X、Y都是石墨，A是Na2SO4溶液，则X是阳极，发生氧化反应，电极反应式为2H2O-4e-===O2↑+4H+；Y是阴极，电极反应式为2H2O+2e-===2OH-+H2↑，则一段时间后，Y极附近观察到的现象是电极表面产生气泡，附近溶液变蓝。③甲池中右侧Pt电极发生的反应为O2+2H2O+4e-===4OH-，消耗标准状况下112 mL O2(即0.005 mol)时电路中转移电子的物质的量为0.005 mol×4=0.02 mol，乙池中，若X、Y都是石墨，A是足量AgNO3溶液，Y极是阴极，电极反应式为Ag++e-===Ag，X极是阳极，电极反应式为2H2O-4e-===4H++O2↑，据得失电子守恒可知，电路中转移0.02 mol电子时，X极生成0.02 mol H+，则乙池溶液中c(H+)==0.1 mol·L-1，溶液pH=1。(2)①在铁质钥匙表面镀一层金属铜，X极是阳极，镀层金属铜作阳极，电极反应式为Cu-2e-===C。②Y极是阴极，待镀件——铁质钥匙作阴极，电极反应式为C+2e-===Cu。(3)由图可知，Fe电极与电源正极相连，作电解池的阳极，Fe被氧化生成Fe，故阳极的电极反应式为Fe+8OH--6e-===Fe+4H2O；Cu极与电源的负极相连，作电解池的阴极，电极反应式为2H2O+2e-===2OH-+H2↑。
15.(11分)目前，液流电池是电化学储能领域的一个研究热点，优点是储能容量大、使用寿命长，一种简单钒液流电池的电解液存储在储液罐中，放电时的结构及工作原理如图：
回答下列问题：
(1)放电时，导线中电流方向为 (填“从A到B”或“从B到A”，下同)，质子通过质子交换膜的方向为 。
(2)用该电池作为电源电解饱和食盐水，电解反应的总化学方程式为 ；若欲利用电解所得产物制取含149 kg NaClO的消毒液用于环境消毒，理论上电解过程中至少需通过 mol电子。
(3)(3分)若将该电池电极连接电源充电，则A极连接电源的 极，发生的电极反应为 。
答案 (1)从A到B 从B到A (2)2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑ 4×103 (3)正 VO2+-e-+H2O===V+2H+
解析 题图为钒液流电池放电时的工作原理，由题图可知，A极上V转化为VO2+，V元素化合价降低，得电子，被还原，则A极为正极，电极反应为V+2H++e-===VO2++H2O，B极为负极，V2+失电子，被氧化，电极反应为V2+-e-===V3+。
(1)原电池中阳离子向正极移动，则质子通过质子交换膜的方向为从B到A。(2)149 kg NaClO的物质的量为=2 000 mol，根据反应的化学方程式为Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O可知，消耗氯气的物质的量为2 000 mol，电解时，阳极电极反应为2Cl--2e-===Cl2↑，则理论上电解过程中至少需通过2 000 mol×2=4×103 mol电子。(3)若将该电池电极连接电源充电，该装置为电解装置，则A极由正极变为阳极，连接电源的正极，发生的电极反应为正极时电极反应的逆过程，则电极反应为VO2+-e-+H2O===V+2H+。