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1、十六 电化学原理的应用题组一：电解法制备物质(建议用时：15 分钟)1(2022蚌埠模拟)邻二溴(氯)化物常用作火焰阻滞剂、杀虫剂等。科研团队从价格低廉且安全友好的双卤代物出发，发展了电化学辅助的“穿梭”反应(即某基团能在两种分子间进行可逆地“穿梭”)，实现了烯烃的双卤化反应。反应原理如下图所示(图中 X 代表卤素原子，本题中为 Br)。下列说法错误的是()Aa 电极为阴极B1，2二溴乙烷生成 Br的同时，会释放乙烯气体，从而为“穿梭”反应提供驱动力，推动新的邻二卤代物生成Cb 极反应为 RCH=CH22Br2e=RCHBrCH2BrD该方法可用于修复被有机氯农药(六氯代环己烷)残留污染的土壤
2、，同时还能生产有价值的化学药品加固训练:一种电化学制备 NH3的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输 H。下列叙述错误的是()APb 电极 b 为阴极B阴极的反应式为 N26H6e=2NH3CH由阳极向阴极迁移D陶瓷可以隔离 N2和 H22(2022南京模拟)甲烷是良好的制氢材料。我国科学家发明了一种 500 时，在含氧离子(O2)的熔融碳酸盐中电解甲烷的方法，实现了无水、零排放的方式生产 H2和 C。反应原理如图所示。下列说法正确的是()AX 为电源的负极BNi 电极上发生的电极反应方程式为 CO234e=C3O2C电解一段时间后熔融盐中 O2的物质的量变多D该条件下，每产生 22.4 L
3、 H2，电路中转移 2 mol 电子3(2022攀枝花模拟)高铁酸盐在环保能源领域有广泛的用途。用镍(Ni)、铁作电极电解浓 NaOH 溶液制备高铁酸盐 Na2FeO4的装置如图所示。下列推断合理的是()AFe 电极是阳极，电极反应式 Fe4H2O6e=FeO248HB电解时电子流向：负极Ni 电极电解液Fe 电极正极C若隔膜为阴离子交换膜，则电解结束后左侧溶液中含有 FeO24D电解时阳极区 pH 减小、阴极区 pH 增大，撤去隔膜，溶液混合后，与原溶液相比，pH 减小(忽略体积变化)【方法规律】“四步法”书写电极反应式的步骤归纳如下：第一步：书写负极(阳极)，还原性微粒ne氧化性产物；正极
4、(阴极)：氧化性微粒ne还原性产物。第二步：标变价算 n 值，n(高价低价)变价原子个数。第三步：根据电池情境用 H、OH、O2、CO23等阴、阳离子配平电荷。第四步：用 H2O 等小分子配平原子。加固训练:工业上常采用吸收电解联合法除去天然气中的 H2S 气体，并转化为可回收利用的单质硫，其装置如图所示。通电前，先通入一段时间含 H2S 的甲烷气，使部分 NaOH 吸收 H2S 转化为 Na2S，再接通电源，继续通入含杂质的甲烷气，并控制好通气速率即可保证装置中反应的连续性。下列说法正确的是()A与电源 a 端相连的碳棒为阳极，气体 A 为 O2B与电源 b 端相连的碳棒上电极反应为 2H2
5、O2e=2OHH2C通电过程中，右池溶液中的 OH通过阴离子交换膜进入左池D在通电前后，右池中的 c(NaOH)与 c(Na2S)之比基本不变4(2022洛阳模拟)H2O2和 O3都是较强的氧化剂，可用于环境消杀。以下电化学装置可协同产生 H2O2和 O3，产生 H2O2和 O3的物质的量之比为 51，下列说法错误的是()AY 电极电势低于 X 电极B膜为质子交换膜C生成双氧水的电极反应式为 O22e2H=H2O2DX 极处可能还存在其他副反应5(1)环戊二烯可用于制备二茂铁Fe(C5H5)2，结构简式为，后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如图所示，其中电解液为溶解有溴化
6、钠(电解质)和环戊二烯的 DMF 溶液(DMF 为惰性有机溶剂)。该电解池的阳极为_，总反应为_。电解制备需要在无水条件下进行，原因为_。(2)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如图所示：负极区发生的反应有_(写反应方程式)。电路中转移 1 mol 电子，需消耗氧气_L(标准状况)。加固训练:研究 HCOOH 燃料电池性能的装置如图所示，两电极区间用允许 K、H通过的半透膜隔开。(1)电池负极电极反应式为_；放电过程中需补充的物质 A 为_(填化学式)。(2)如图所示的 HCOOH 燃料电池放电的本质是通过
7、HCOOH 与 O2的反应，将化学能转化为电能，其反应的离子方程式为_。题组二：电镀电冶金(建议用时：15 分钟)1(2022福建三明质检)下列有关铝土矿中提炼铝的说法不正确的是()A铝土矿中的铝元素是以化合态存在的，需用化学方法把铝元素变成游离态B提炼过程中，先将铝土矿净化提取氧化铝，再进行冶炼C可用常见的还原剂把氧化铝中的铝还原出来D冶炼铝的方法同工业冶炼钠、镁相似，可用电解法加固训练:关于金属冶炼的叙述正确的是()A工业上可利用铝热反应大量冶炼金属铁B金属钠、铝和铜都可用还原法制备C电解饱和氯化镁溶液可得金属镁D用足量 CO 还原磁铁矿得到 9 mol 铁时转移 24 mol 电子2.(
8、2022昆明模拟)如图是利用阳离子交换膜和过滤膜制备高纯度的 Cu 的装置示意图，下列有关叙述不正确的是()A电极 A 是粗铜，电极 B 是纯铜B电路中通过 1 mol 电子，生成 32 g 铜C溶液中 SO24向电极 A 迁移D膜 B 是过滤膜，阻止阳极泥及杂质进入阴极区3化学家戴维电解熔融氢氧化钠制得钠：4NaOH(熔融)O24Na2H2O；后来盖吕萨克用铁与熔融氢氧化钠作用也制得钠：3Fe4NaOH=Fe3O42H24Na。下列有关说法正确的是()A戴维法制钠，阳极的电极反应式为 Nae=NaB盖吕萨克法制钠原理是利用铁的金属性比钠的强C若用戴维法与盖吕萨克法制得等量的钠，两方法转移电子
9、总数相等D还可以用电解熔融氯化钠法制钠4中学阶段介绍的电解原理的应用主要有三种：一是氯碱工业、二是电解精炼铜、三是电解冶金。下列关于这三个工业生产的描述中正确的是()A电解精炼铜时，负极反应式：Cu22e=CuB氯碱工业和电解精炼铜中，阳极都是氯离子放电放出氯气C在氯碱工业中，电解池中的阴极产生的是 H2，NaOH 在阳极附近产生D电解精炼铜时，应用粗铜作阳极、精铜作阴极，可溶性铜盐作电解质溶液5(2022临川模拟)某电化学装置如图所示，a、b 分别接直流电源两极。下列说法正确的是()A溶液中电子从 B 极移向 A 极B若 B 为粗铜，A 为精铜，则溶液中 c(Cu2)保持不变C若 A、B 均
10、为石墨电极，则通电一段时间后，溶液 pH 增大D若 B 为粗铜，A 为精铜，则 A、B 两极转移的电子数相等加固训练:下列关于如图装置说法中正确的是()A保护铁时，a 极为铁片，b 极为锌片B电镀铜时，a 极为镀件，b 极为纯铜C精炼铜时，a 极为粗铜，b 极为纯铜D用石墨电解饱和食盐水时，b 极有黄绿色气体产生6.粗银(含 Al、Zn、Pt、Au 等杂质)的精炼如图，其中 b 极有少量无色气体生成，该气体遇空气变红棕色，下列说法不正确的是()A在电解过程中，含有杂质的粗银应是电极 aBb 极生成气体的电极反应式为 NO33e4H=NO2H2OC当纯银片增重 2.16 g 时，电路中通过 0.
11、02 mol 电子D电解后 Pt、Au 以单质的形式沉积在 a 极下方7(改编题)锂钒氧化物二次电池成本较低，且对环境无污染，其充放电的反应方程式为 V2O5xLiLixV2O5。如图为用该电池电解含镍酸性废水制取单质镍的装置。下列说法正确的是()A该电池充电时，负极的电极反应式为 LixV2O5xe=V2O5xLiB该电池可以用 LiCl 水溶液作电解质溶液C当电池中有 7 g Li 参与放电时，能得到 29.5 g NiD电解过程中，NaCl 溶液的浓度会不断减小【互动探究】(1)该电池放电时正极的电极反应式是怎样的？(2)电解过程中，为什么阴极区 Cl透过阴离子膜向 NaCl 溶液中迁移
12、？阳极区Na透过阳离子膜向 NaCl 溶液中迁移？题组三：金属的腐蚀与防护(建议用时：15 分钟)1(2022德州模拟)如图是钢铁在海水中锈蚀过程的模型，若有 0.2 mol 电子发生转移，下列说法正确的是()A该金属腐蚀过程为析氢腐蚀B有 2.8 g 铁被腐蚀C钢铁表面出现气体D消耗气体体积约为 1.12 L(标准状况)加固训练:近年来，我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀。下列说法正确的是()A阴极的电极反应式为 4OH4e=O22H2OB阳极的电极反应式为 Zn2e=Zn2C通电时，该装置为牺牲阳极保护法D断电时，锌环失去保护作用2某小组同
13、学用如图装置研究钢铁在海水中的腐蚀与防护。下列说法正确的是()A图 1 中铁片为负极，石墨为正极B图 2 中发生的是析氢腐蚀C图 3 为外加电流法D钢铁被腐蚀的速率：图 3图 2图 1【方法规律】钢铁的防腐措施性能比较3城市地下潮湿的土壤中常埋有纵横交错的管道和输电线路，当有电流泄漏并与金属管道形成回路时，就会引起金属管道的腐蚀。原理如图所示，但若电压等条件适宜，钢铁管道也可能减缓腐蚀，此现象被称为“阳极保护”。下列有关说法不正确的是()A该装置能够将电能转化为化学能B管道右端腐蚀比左端快，右端电极反应式为 Fe2e=Fe2C如果没有外加电源，潮湿的土壤中的钢铁管道比较容易发生吸氧腐蚀D钢铁“
14、阳极保护”的实质是在阳极金属表面形成一层耐腐蚀的钝化膜4.(改编题)下列关于如图装置说法正确的是()A装置中电子移动的途径是负极FeM 溶液石墨正极B若 M 为 NaCl 溶液，通电一段时间后，溶液中可能有 NaClOC若 M 为 FeCl2溶液，可以实现石墨上镀铁D若 M 是海水，该装置是通过“牺牲阳极法”使铁不被腐蚀加固训练:用如图装置研究电化学原理，下列分析中错误的是()选项连接电极材料分析abAK1K2石墨铁模拟铁的吸氧腐蚀BK1K2锌铁模拟钢铁防护中牺牲阳极法CK1K3石墨铁模拟电解饱和食盐水DK1K3铁石墨模拟钢铁防护中外加电流法5(2022阜阳模拟)下列关于金属腐蚀与防护的说法不正确的是()A图，放置于干燥空气中的铁钉不会生锈B图，若断开电源，钢闸门将发生吸氧腐蚀C图，若将钢闸门与电源的正极相连，可防止钢闸门腐蚀D图，若金属 M 比 Fe 活泼，可防止输水管腐蚀