《2025年高中总复习优化设计高中化学》

例2 金属镍有广泛的用途，粗镍中含有${Fe}$、${Zn}$、${Cu}$、${Pt}$等杂质，可用电解法制得高纯度的镍。下列叙述中正确的是(已知：氧化性${Fe^{2+} ＜ Ni^{2+} ＜ Cu^{2+}}$)(D)

A.阳极发生还原反应，其电极反应式为${Ni^{2+} + 2e^{-}\xlongequal{}Ni}$
B.电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量相等
C.电解后，溶液中存在的阳离子只有${Fe^{2+}}$和${Zn^{2+}}$
D.电解后，电解槽底部的阳极泥中有${Cu}$和${Pt}$

答案： 例2 D　解析：电解时，阳极$Zn$、$Fe$、$Ni$失去电子，发生氧化反应，A项错误；因氧化性$Ni^{2+} ＞ Fe^{2+} ＞ Zn^{2+}$，故阴极反应式为$Ni^{2+} + 2e^- \longrightarrow Ni$，可见，阳极质量减少是因为$Zn$、$Fe$、$Ni$溶解，而阴极质量增加是因为$Ni$析出，B项错误；电解后溶液中的阳离子除$Fe^{2+}$和$Zn^{2+}$外，还有$Ni^{2+}$和$H^+$，C项错误。

对点训练2
以${KCl}$和${ZnCl_{2}}$混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是()

A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程
B.因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系
C.电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率
D.镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用

答案： C

例3 三室式电渗析法处理含${NH_{4}NO_{3}}$废水的原理如图所示，在直流电源的作用下，两膜中间的${NH^{+}_{4}}$和${NO^{-}_{3}}$可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。工作一段时间后，在两极区均得到副产品${NH_{4}NO_{3}}$。下列叙述正确的是()

 

A.a极为电源负极，b极为电源正极
B.c膜是阴离子交换膜，d膜是阳离子交换膜
C.阴极电极反应式为${2NO^{-}_{3} + 12H^{+} + 10e^{-}\xlongequal{}N_{2}↑ + 6H_{2}O}$
D.当电路中通过$2$ $mol$电子的电量时，阳极产生标准状况下的${O_{2}}$ $5.6$ $L$

答案： A

对点训练3
MFC-电芬顿技术不需要外加能量即可发生，通过产生羟基自由基($· OH$)处理有机污染物，可获得高效的废水净化效果。其耦合系统原理示意图如图，下列说法中错误的是()

 

A.标准状况下，乙池中消耗$22.4$ $L$ ${O_{2}}$时，可以产生$2$ $mol$ $· OH$
B.甲池是将化学能转化为电能，其中a极上发生氧化反应
C.电子移动方向为：$a→Y$，$X→b$
D.乙池中生成羟基自由基的反应为${Fe^{2+} + H_{2}O_{2} + H^{+}\xlongequal{}Fe^{3+} + H_{2}O + · OH}$

答案： A

1. 金属的腐蚀
(1) 金属腐蚀的本质
金属原子______电子变为金属______，金属发生______。
(2) 金属腐蚀的类型
① 化学腐蚀与电化学腐蚀

② 析氢腐蚀和吸氧腐蚀(以钢铁的腐蚀为例)

答案： 1.
(1) 失去；阳离子；氧化反应
(2) ① 直接发生化学；电解质溶液；原电池；腐蚀；腐蚀；更快
② Fe - 2e⁻ = Fe²⁺；2H⁺ + 2e⁻ = H₂↑；O₂ + 2H₂O + 4e⁻ = 4OH⁻；Fe + 2H⁺ = Fe²⁺ + H₂↑；2Fe + O₂ + 2H₂O = 2Fe(OH)₂
 

应用示例
 
(1) 若棉团浸有${NH_{4}Cl}$溶液，铁钉发生______腐蚀，正极反应式为______，右试管中现象是______。
(2) 若棉团浸有${NaCl}$溶液，铁钉发生______腐蚀，正极反应式为______，右试管中现象是______。

答案： 应用示例：
(1) 析氢；2H⁺ + 2e⁻ = H₂↑；红墨水沿导管液面上升
(2) 吸氧；O₂ + 2H₂O + 4e⁻ = 4OH⁻；红墨水沿导管液面上升