2023屆新高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)電化學(xué)原理的應(yīng)用作業(yè)

電化學(xué)原理的應(yīng)用

考點(diǎn)一：電解法制備物質(zhì)

1.（2022.中山模擬）鄰二濱（氯）化物常用作火焰阻滯劑、殺蟲劑等。科研團(tuán)隊(duì)從價格低廉且安全友好的雙鹵

代物出發(fā)，發(fā)展了電化學(xué)輔助的“穿梭”反應(yīng)（即某基團(tuán)能在兩種分子間進(jìn)行可逆地"穿梭”），實(shí)現(xiàn)了烯燼的

雙鹵化反應(yīng)。反應(yīng)原理如下圖所示（圖中X代表鹵素原子，本題中為Br）。

下列說法錯誤的是（）

A.a電極為陰極

B.1,2二溪乙烷生成Br一的同時，會釋放乙烯氣體，從而為“穿梭”反應(yīng)提供驅(qū)動力，推動新的鄰二鹵代

物生成

C.b極反應(yīng)為R—CH=CH2+2BF+2e=R—CHBrCH2Br

D.該方法可用于修復(fù)被有機(jī)氯農(nóng)藥（六氯代環(huán)己烷）殘留污染的土壤，同時還能生產(chǎn)有價值的化學(xué)藥品

【解析】選C。a電極反應(yīng)B—CHLCH2—Br+2e--CH2=CH2+2B「中，碳元素化合價降低，發(fā)生還

原反應(yīng)，a電極為陰極，A正確；釋放的乙烯氣體具有推動力，可以為該“穿梭”反應(yīng)提供驅(qū)動力，B正確；

b極為陽極，反應(yīng)為

R-CH=CH2+2Br-2e=R—CHBrCH2Br,C錯誤；六氯代環(huán)己烷曾被廣泛用作殺蟲劑，但是它具有

高毒性且不易降解，選取六氯代環(huán)己烷作為實(shí)驗(yàn)對象，在經(jīng)過三次連續(xù)的轉(zhuǎn)移1,2雙氯化反應(yīng)后，生成

了苯和有價值的鄰二氯代物，D正確。

2.（2022?日照模擬）鋁陽極氧化處理后形成的氧化膜比鋁的天然氧化膜耐磨性、耐腐蝕性及裝飾性有明顯的

提高，工業(yè)中以鋁為陽極，置于硫酸溶液中電解，裝置如圖所示，下列說法正確的是（）

A.陽極電極反應(yīng)式為2Al-6e~+6OH-=ALO3+3H2O

B.隨著電解的進(jìn)行，溶液的pH逐漸增大

C.當(dāng)陰極生成氣體3.36L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時，陽極增重2.4g

D.電解過程中H+移向鋁電極

【解析】選C。A項(xiàng)，硫酸溶液顯酸性，陽極反應(yīng)式為2A1—6e+3H2O=Al2O3+6H*；B項(xiàng)，陰極反應(yīng)

式為6H++6e=3H2t，電解過程中HzO減少,pH減小;C項(xiàng),H2的物質(zhì)的量為0.15mol,陽極由Al—AbCh，

增加O元素的質(zhì)量，當(dāng)〃（H2）=0.15mol時"（ALC）3）=0.05mol,皿0）=0.05molx3xl6g-moL=2.4g；D

項(xiàng)，電解過程中H+移向陰極（石墨電極）。

3.（2022.云浮模擬）高鐵酸鹽在環(huán)保能源領(lǐng)域有廣泛的用途。用鍥（Ni）、鐵作電極電解濃NaOH溶液制備高

鐵酸鹽Na2FeC>4的裝置如圖所示。下列推斷合理的是（）

A.Fe電極是陽極，電極反應(yīng)式Fe+4H2O-6e-=FeO:+8H'

B.電解時電子流向：負(fù)極-Ni電極一電解液一Fe電極一正極

C.若隔膜為陰離子交換膜，則電解結(jié)束后左側(cè)溶液中含有FeOf

D.電解時陽極區(qū)pH減小、陰極區(qū)pH增大，撤去隔膜，溶液混合后，與原溶液相比，pH減?。ê雎泽w積

變化）

【解析1選D。利用該電解裝置制備Na2FeC>4，F(xiàn)e電極與直流電源的正極相連，則Fe電極是陽極，由于

電解質(zhì)溶液是NaOH溶液，故陽極反應(yīng)式為Fe—6b+80H==FeO「+4H2O,A項(xiàng)錯誤；電子只在電極

和導(dǎo)線上流動，不能進(jìn)入電解質(zhì)溶液，B項(xiàng)錯誤：陰極反應(yīng)式為2H20+2e=2OH+H2t，若隔膜為陰

離子交換膜，為維持電解質(zhì)溶液呈電中性，陰極產(chǎn)生的OFT通過隔膜向右側(cè)移動，故電解結(jié)束后右側(cè)溶液

中含有FeOf，C項(xiàng)錯誤；電解時陽極消耗OH\陰極生成OH,則陽極區(qū)pH減小、陰極區(qū)pH增大；

據(jù)得失電子守恒可知，轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等時，陽極消耗OH一比陰極生成OPT要多，撤去隔膜，溶液混合后,

溶液的堿性減弱，則與原溶液相比，pH減小，D項(xiàng)正確。

4.（2022?廣州模擬）H2O2和。3都是較強(qiáng)的氧化劑，可用于環(huán)境消殺。以下電化學(xué)裝置可協(xié)同產(chǎn)生H2O2和

03,產(chǎn)生H2O2和。3的物質(zhì)的量之比為5：1,下列說法錯誤的是（）

A.Y電極電勢低于X電極

B.膜為質(zhì)子交換膜

C.生成雙氧水的電極反應(yīng)式為O2+2e-+2H'=H2O2

D.X極處可能還存在其他副反應(yīng)

【解析】選A。Y極氧元素從一2價升至0價，是陽極，電極反應(yīng)式：2H20—4e=Ch+4H+,3H2O-6e

+

=O3+6H,X極是陰極，電極反應(yīng)式為O?+2e+2H=H2O2;Y極是陽極，X極是陰極，Y電極電

勢比X電極高，A錯誤；H+由Y極向X極移動，則膜為質(zhì)子交換膜，B正確；X極是陰極，生成雙氧水

的電極反應(yīng)式為O2+2e+2H+=H2O2,C正確；Y極可能發(fā)生的電極反應(yīng)式為3H61=Ch+6H+,

則H2O2和O3的物質(zhì)的量之比為3：1,故應(yīng)有其他副反應(yīng)生成H2O2,才會有5：1,D正確。

O

Fe

5.(1)環(huán)戊二烯可用于制備二茂鐵［Fe(C5H5)2,結(jié)構(gòu)簡式為O］，后者廣泛應(yīng)用于航天、化工等領(lǐng)域中。

二茂鐵的電化學(xué)制備原理如圖所示，其中電解液為溶解有澳化鈉(電解質(zhì))和環(huán)戊二烯的DMF溶液(DMF為

惰性有機(jī)溶劑)。

電解制備需要在無水條件下進(jìn)行，原因?yàn)?/p>

(2)在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術(shù)的基礎(chǔ)上，科學(xué)家最近采用碳基電極材料設(shè)計(jì)了一種新的工藝方案,

主要包括電化學(xué)過程和化學(xué)過程，如圖所示:

負(fù)極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)有(寫反應(yīng)方程式)。電路中轉(zhuǎn)移1mol電子，需消耗

氧氣L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。

【解析】(1)由電解原理示意圖可知，電解后鐵變?yōu)?2價，由此可判斷鐵作電解池的陽極，陽極的電極反

應(yīng)式為Fe-2e=Fe2+,陰極的電極反應(yīng)為2c+2e=ztO+lhT，由此可得總反應(yīng)方程式為Fe

O

Fe

+2()=0+142〃電解時如果有水，水會與鈉反應(yīng)，阻礙C)的生成，而且電解時會產(chǎn)生OH,

0H一會與Fe?+反應(yīng)生成Fe(0H)2沉淀。

(2)由題圖知，左端的電極反應(yīng)為Fe3++e=Fe2+,應(yīng)為陰極，接電源負(fù)極，右端的電極反應(yīng)為2HC1—2e

-+

=C12+2H,應(yīng)為陽極，接電源正極，負(fù)極產(chǎn)生的Fe?+進(jìn)一步被02氧化生成Fe3+,則4Fe2++C)2+4H+

=4Fe31+2H2O；由此可知，每消耗ImolCh，需轉(zhuǎn)移4moi電子，則轉(zhuǎn)移

1mol電子時，應(yīng)消耗［molCh,標(biāo)準(zhǔn)狀況下，；molCh的體積為!molx22.4Lmor1=5.6Lo

o

Fe

答案：（l）Fe電極Fe+2'O?=Oi+H2T［或Fe+2C5H6=Fe（C5H5）2+H2■r］水會與Na反應(yīng)，阻礙中

間物的生成；水會電解生成0H,進(jìn)一步與Fe?+反應(yīng)生成Fe（0H）2

（2）Fe3++e=Fe2+,4Fe2'+O2+4H'=4Fe3'+2H2

考點(diǎn)二：電鍍電冶金

1.（2022?江門模擬）下列有關(guān)鋁土礦中提煉鋁的說法不正確的是（）

A.鋁土礦中的鋁元素是以化合態(tài)存在的，需用化學(xué)方法把鋁元素變成游離態(tài)

B.提煉過程中，先將鋁土礦凈化提取氧化鋁，再進(jìn)行冶煉

C.可用常見的還原劑把氧化鋁中的鋁還原出來

D.冶煉鋁的方法同工業(yè)冶煉鈉、鎂相似，可用電解法

【解析】選C。鋁是活潑金屬，常見的還原劑不能還原AI2O3,只能用電解熔融氧化鋁實(shí)現(xiàn)。

2.（2022.昆明模擬）如圖是利用陽離子交換膜和過濾膜制備高純度的Cu的裝置示意圖，下列有關(guān)敘述不正

確的是（）

電極A-極B

膜」…膜B

濃CuSO」溶液

A.電極A是粗銅，電極B是純銅

B.電路中通過1mol電子，生成16g銅

C.溶液中SOf向電極A遷移

D.膜A是過濾膜，阻止陽極泥及雜質(zhì)進(jìn)入陰極區(qū)

【解析】選B。精煉銅時，粗銅作陽極，純銅作陰極，根據(jù)電解原理，電極A為粗銅，電極B為純銅，A

項(xiàng)正確；陰極反應(yīng)式為Cu2++2e-=Cu,當(dāng)電路中通過1mol電子時，生成0.5molCu,即生成32gCu,

B項(xiàng)錯誤；根據(jù)電解原理，SOf向陽極移動，C項(xiàng)正確；膜A為過濾膜，阻止陽極泥及雜質(zhì)進(jìn)入陰極區(qū)，

膜B為陽離子交換膜，D項(xiàng)正確。

電解

3.化學(xué)家戴維電解熔融氫氧化鈉制得鈉：4NaOH（熔融）1100rO2t+4Nat+2H2O；后來蓋?呂薩克用鐵

與熔融氫氧化鈉作用也制得鈉：3Fe+4NaOH=Fe3O4+2H2f+4Nat?下列有關(guān)說法正確的是（）

A.戴維法制鈉，陽極的電極反應(yīng)式為Na++e==NaT

B.蓋?呂薩克法制鈉原理是利用鐵的金屬性比鈉的強(qiáng)

C.若用戴維法與蓋?呂薩克法制得等量的鈉，兩方法轉(zhuǎn)移電子總數(shù)相等

D.還可以用電解熔融氯化鈉法制鈉

【解析】選D。A項(xiàng)，陽極應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)；B項(xiàng)，蓋?呂薩克法制鈉原理是根據(jù)鈉的沸點(diǎn)較低、易從反應(yīng)

混合物中分離出來；C項(xiàng)，根據(jù)反應(yīng)方程式可知，用戴維法制取金屬鈉，每產(chǎn)生4moi鈉轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)

的量是4mol,而用蓋?呂薩克法制得4moi鈉轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是8mol,因此制取等量的金屬鈉，轉(zhuǎn)移

電子總數(shù)不相等；D項(xiàng)，由于NaCl是離子化合物，可用電解熔融氯化鈉的方法制金屬鈉。

4.中學(xué)階段介紹的電解原理的應(yīng)用主要有三種：一是氯堿工業(yè)、二是電解精煉銅、三是電解冶金。下列

關(guān)于這三個工業(yè)生產(chǎn)的描述中正確的是（）

A.電解精煉銅時，負(fù)極反應(yīng)式：Cu2++2e-=Cu

B.氯堿工業(yè)和電解精煉銅中，陽極都是氯離子放電放出氯氣

C.在氯堿工業(yè)中，電解池中的陰極產(chǎn)生的是H?,NaOH在陽極附近產(chǎn)生

D.電解精煉銅時，應(yīng)用粗銅作陽極、精銅作陰極，可溶性銅鹽作電解質(zhì)溶液

【解析】選D。電解精煉銅時，兩極分別是陰、陽極，陰極電極反應(yīng)為Cu2++2e「=Cu,A項(xiàng)錯誤；在氯

堿工業(yè)中，陽極是C「放電生成氯氣，電解精煉銅時，陽極是粗銅失電子，生成Cu?+,B項(xiàng)錯誤；水中存

+

在H2O^H+OH,在氯堿工業(yè)中，電解池的陰極氫離子放電生成氫氣，水的電離平衡向右移動，Na+與

OIF結(jié)合生成NaOH,C項(xiàng)錯誤；電解精煉銅時，應(yīng)用粗銅作陽極、精銅作陰極，可溶性銅鹽作電解質(zhì)溶

液，D項(xiàng)正確。

5.（2022?珠海模擬）某電化學(xué)裝置如圖所示，a、b分別接直流電源兩極。下列說法正確的是（）

B.若B為粗銅，A為精銅，則溶液中c（CF+）保持不變

C.若A、B均為石墨電極，則通電一段時間后，溶液pH增大

D.若B為粗銅，A為精銅，則A、B兩極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等

【解析】選D。電解質(zhì)溶液通過離子移動導(dǎo)電，電解質(zhì)溶液中沒有電子移動，故A錯誤；若B為粗銅，A

為精銅，電解質(zhì)溶液是硫酸銅，該裝置為電解精煉銅，溶液中c（Cu2，）略減小，故B錯誤；若A、B均為

石墨電極，電解方程式是2C11SO4+2H2O迪里2Cu+ChT+2H2sCU,則通電一段時間后，溶液pH減小，

故C錯誤；根據(jù)電子守恒，陰極、陽極轉(zhuǎn)移電子數(shù)一定相等，故D正確。

6.粗銀（含Al、Zn、Pt、Au等雜質(zhì)）的精煉如圖，其中b極有少量無色氣體生成，該氣體遇空氣變紅棕色,

下列說法不正確的是（）

AgNCh-HNCh溶液

A.在電解過程中，含有雜質(zhì)的粗銀應(yīng)是電極a

B.b極生成氣體的電極反應(yīng)式為NO3+35+4H+=N0T+2H2。

C.當(dāng)純銀片增重2.16g時，電路中通過0.02mol電子

D.電解后Pt、Au以單質(zhì)的形式沉積在a極下方

【解析】選C。電解時.，粗銀為陽極，接電源正極，A項(xiàng)正確；b電極生成NO,該氣體是NO；得電子發(fā)

生還原反應(yīng)產(chǎn)生的，B項(xiàng)正確；陽極上Ag發(fā)生氧化反應(yīng)，Al、Zn也發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極上Ag+發(fā)生還原

反應(yīng)，NO3也發(fā)生還原反應(yīng)，故純銀片增重2.16g時，電路中通過的電子大于0.02mol,C項(xiàng)錯誤；Pt、

Au不能發(fā)生氧化反應(yīng)，D項(xiàng)正確。

7.（改編題）鋰銳氧化物二次電池成本較低，且對環(huán)境無污染，其充放電的反應(yīng)方程式為V2O5+

放電

xLi無電LiN95。如圖為用該電池電解含銀酸性廢水制取單質(zhì)銀的裝置。下列說法正確的是（）

鋰帆輒化物二次電池

—

陽

陰鍍銀

碳棒

離

1離

—

子

子鐵棒

膜

膜

環(huán)5加I;目三l%NaCI斗量Ni”Cl-4

ENaOH溶液三一二-1容液-三三-二-二酸性溶液-三

A.該電池充電時，負(fù)極的電極反應(yīng)式為LLV2O5—^=V2O5+XL「

B.該電池可以用LiCl水溶液作電解質(zhì)溶液

C.當(dāng)電池中有14gLi參與放電時，能得到29.5gNi

D.電解過程中，NaCl溶液的濃度會不斷增大

【解析】選D。鋰機(jī)氧化物二次電池充電時，負(fù)極連接外加電源的負(fù)極作電解池的陰極，發(fā)生的電極反應(yīng)

式為Li++e==Li,A項(xiàng)錯誤：Li是活潑金屬，能與水反應(yīng)，故該鋰銳氧化物二次電池不能用LiCl水溶

液作電解質(zhì)溶液，B項(xiàng)錯誤；該電池放電時，負(fù)極反應(yīng)式為Li—鼠==口+,有7gLi（即1mol）參與放電時,

電路中轉(zhuǎn)移1mol電子；鍍銀鐵棒發(fā)生的反應(yīng)為Ni2^+2e-^=Ni,通過1mol電子時析出0.5molNi,其質(zhì)

量為0.5molx59g-mo「】=29.5g,C項(xiàng)錯誤；電解過程中，陰極區(qū)C「透過陰離子膜向NaCl溶液中遷移，

陽極區(qū)Na+透過陽離子膜向NaCl溶液中遷移，故NaCl溶液的濃度不斷增大，D項(xiàng)正確。

考點(diǎn)三：金屬的腐蝕與防護(hù)

1.（2022?廣州模擬）如圖是鋼鐵在海水中銹蝕過程的模型，若有0.2mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，下列說法正確的是

)

B.有5.6g鐵被腐蝕

C.鋼鐵表面出現(xiàn)氣體

D.消耗氣體體積約為2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）

【解析】選B。從題圖中看出，空氣中的氧氣在正極放電，所以發(fā)生了吸氧腐蝕，A項(xiàng)錯誤；原電池中，

鐵失電子為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為Fe—2e-==Fe2+,所以有0.2mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時，有5.6g

鐵被腐蝕，B項(xiàng)正確；鐵失電子為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)生成Fe2’，所以鋼鐵表面不會出現(xiàn)氣體，C項(xiàng)錯誤；

吸氧腐蝕時，氧氣在正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為O2+2H2O+4e=4OH,所以有0.2mol

電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況的氣體體積約為竽molx22.4L-moir=1.12L,D項(xiàng)錯誤。

2.某小組同學(xué)用如圖裝置研究鋼鐵在海水中的腐蝕與防護(hù)。下列說法正確的是（)

鐵片舟石墨鐵片1%石墨

鐵片nn石墨

海水海水海水

圖1圖2圖3

A.圖1中鐵片為負(fù)極，石墨為正極

B.圖2中發(fā)生的是析氫腐蝕

C.圖3為外加電流法

D.鋼鐵被腐蝕的速率：圖3＞圖2＞圖1

【解析】選C。圖1中鐵片和石墨未用導(dǎo)線連接，不能形成原電池，A項(xiàng)錯誤；圖2鐵片和石墨用導(dǎo)線連

接，插入海水中，海水呈弱堿性，鐵片發(fā)生吸氧腐蝕，B項(xiàng)錯誤；圖3中有外加直流電源，鐵片與電源的

負(fù)極相連，該保護(hù)方法是外加電流法，C項(xiàng)正確；圖2中鐵片作原電池的負(fù)極，腐蝕速率最快，圖3中鐵

片作陰極，受保護(hù)，腐蝕最慢，故鋼鐵被腐蝕的速率：圖2＞圖1＞圖3,D項(xiàng)錯誤。

3.城市地下潮濕的土壤中常埋有縱橫交錯的管道和輸電線路，當(dāng)有電流泄漏并與金屬管道形成回路時，就

會引起金屬管道的腐蝕。原理如圖所示，但若電壓等條件適宜，鋼鐵管道也可能減緩腐蝕，此現(xiàn)象被稱為

“陽極保護(hù)下列有關(guān)說法不正確的是（）

A.該裝置能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為化學(xué)能

B.管道右端腐蝕比左端快，右端電極反應(yīng)式為Fe—2b=Fe2+

C.如果沒有外加電源，潮濕的土壤中的鋼鐵管道比較容易發(fā)生吸氧腐蝕

D.鋼鐵“陽極保護(hù)”的實(shí)質(zhì)是在陽極金屬表面形成一層耐腐蝕的鈍化膜

【解析】選B。該裝置相當(dāng)于電解池，能將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，A正確：左端是陽極，腐蝕更快，B錯誤;

如果沒有外加電源，潮濕的土壤（接近中性）中的鋼鐵管道發(fā)生原電池反應(yīng)，所以發(fā)生的是吸氧腐蝕，C正

確；根據(jù)題意可知“陽極保護(hù)”實(shí)質(zhì)上是在金屬表面形成了一層致密的保護(hù)膜，D