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2022届高考化学一轮复习同步练习：电解池及其工作原理 金属的腐蚀与防护
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这是一份2022届高考化学一轮复习同步练习：电解池及其工作原理 金属的腐蚀与防护，共19页。
A．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色
B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色
C．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
2．(2021·杭州二中选考模拟)能够使反应Cu＋2H2O===Cu(OH)2＋H2↑发生的
是( )
A．用铜片作阴、阳极，电解氯化铜溶液
B．用铜片作阴、阳极，电解硫酸钾溶液
C．铜锌合金在潮湿空气中发生电化学腐蚀
D．铜片和碳棒用导线相连后同时插入一烧杯内的氯化钠溶液中
3．下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是( )
A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护
B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀
C．钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀
D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－3e－===Fe3＋
4．某些无公害免农药果园利用如图所示电解装置，进行果品的安全生产，解决了农药残留所造成的生态及健康危害问题。下列说法正确的是( )
A.a为直流电源的负极，与之相连的电极为阴极
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．“酸性水”具有强氧化性，能够杀菌
D．阴极反应式为H2O＋2e－===H2↑＋O2－
5．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Fe－2e－===Fe2＋
C．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“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
6．钴酸锂电池是目前用量最大的锂离子电池，用它作电源按如图装置进行电解。通电后，a电极上一直有气泡产生；d电极附近先出现白色沉淀(CuCl)，后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)。下列有关叙述正确的是( )
A.已知钴酸锂电池放电时总反应为Li1－xCO2＋LixC6===LiCO2＋6C，则Li1－xCO2作负极，失电子
B．当外电路中转移0.2 ml电子时，电极b处有2.24 L Cl2生成
C．电极d为阴极，电解开始时的电极反应式为Cu＋Cl－－e－===CuCl
D．随着电解的进行，U形管Ⅱ中发生了如下转化CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－
7.如图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中，下列分析正确的是( )
A．K1闭合，铁棒上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑
B．K1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高
C．K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法
D．K2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，两极共产生 0.001 ml气体
8．NaBH4燃料电池具有电压高、能量密度大等优点。以该燃料电池为电源电解精炼铜的装置如图所示。下列说法不正确的是( )
A.离子交换膜应为阳离子交换膜，Na＋由左极室向右极室迁移
B．该燃料电池的负极反应式为BH eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋8OH－－8e－===BO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋6H2O
C．电解池中的电解质溶液可以选择 CuSO4溶液
D．每消耗2.24 L O2(标准状况)时，A电极的质量减轻12.8 g
9．在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2OCO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如下图所示。下列说法不正确的是( )
A.X是电源的负极
B．阴极的电极反应式是H2O＋2e－===H2＋O2－、CO2＋2e－===CO＋O2－
C．总反应可表示为H2O＋CO2 eq \(=====,\s\up7(通电)) H2＋CO＋O2
D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1
10．如图所示，甲池的总反应式为N2H4＋O2===N2＋2H2O。下列说法正确的是( )
A.甲池中负极上的电极反应式为N2H4－4e－===N2＋4H＋
B．乙池中石墨电极上发生的反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
C．甲池溶液pH增大，乙池溶液pH减小
D．甲池中每消耗0.1 ml N2H4乙池电极上则会析出6.4 g固体
11．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)若要用该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______________________________________________________ __________________________________________________________________
________________________，阴极反应式为_____________________________ ___________________________________________。
12.(1)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图如图。
①写出阴极CO2还原为HCOO-的电极反应式: _____________________ 。
②电解一段时间后,阳极区的KHCO3溶液浓度降低,其原因是 _______ 。
(2)化工生产的副产物氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4,同时获得氢气:Fe+2H2O+2OH-Fe+3H2↑,工作原理如图1所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色Fe,镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。已知:Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。
①电解一段时间后，c(OH－)降低的区域在______________(填“阴极室”或“阳极室”)。
②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因：________________ ________________________________________________________。
③c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2，任选M、N两点中的一点，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：_________________________________________ _______________________________。
解析
1．关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是( )
A．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色
B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色
C．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
解析：选B。电解食盐水时发生的反应，阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极：2H＋＋2e－===H2↑，总反应：2NaCl＋2H2O eq \(=====,\s\up7(通电)) 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。对照选项分析，A错误；阳极附近的溶液中会溶有少量的Cl2，滴加KI溶液后发生反应：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－，溶液呈棕色，B正确；阴极上是H2O电离产生的H＋放电产生H2，不是Na＋放电生成钠，C错误；电解后生成NaOH溶液呈碱性，D错误。
2．(2021·杭州二中选考模拟)能够使反应Cu＋2H2O===Cu(OH)2＋H2↑发生的
是( )
A．用铜片作阴、阳极，电解氯化铜溶液
B．用铜片作阴、阳极，电解硫酸钾溶液
C．铜锌合金在潮湿空气中发生电化学腐蚀
D．铜片和碳棒用导线相连后同时插入一烧杯内的氯化钠溶液中
解析：选B。金属铜和水之间发生的反应是非自发的氧化还原反应，应设计成电解池，在反应Cu＋2H2O===Cu(OH)2＋H2↑中，失电子的是金属铜，所以必须选择金属铜作阳极材料，其他导电的物质作阴极材料即可，在阴极上应该是水中的氢离子得电子的反应，可以选择硫酸钠等来作电解质。A.用铜片作阴、阳电极，电解氯化铜溶液，阳极失电子生成铜离子，阴极铜离子得到电子析出铜，故A错误；B.用铜片作阴、阳电极，电解硫酸钾溶液，可以实现该反应，故B正确；C.铜锌合金在潮湿的空气中发生电化学腐蚀时，金属锌被腐蚀，铜被保护，故C错误；D.原电池原理不能实现该非自发的氧化还原反应，故D错误。
3．下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是( )
A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护
B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀
C．钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀
D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－3e－===Fe3＋
解析：选B。在外加电流保护时，被保护的金属要与电源的负极相连，A项错误。铁与铜接触易构成原电池，铁作负极，铁更易被腐蚀，C项错误。铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－2e－===Fe2＋，D项错误。
4．某些无公害免农药果园利用如图所示电解装置，进行果品的安全生产，解决了农药残留所造成的生态及健康危害问题。下列说法正确的是( )
A.a为直流电源的负极，与之相连的电极为阴极
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．“酸性水”具有强氧化性，能够杀菌
D．阴极反应式为H2O＋2e－===H2↑＋O2－
解析：选C。由“碱性水”可推知b为直流电源的负极，a为直流电源的正极，A项错误；右侧生成OH－，K＋穿过离子交换膜移到右侧，即该离子交换膜为阳离子交换膜，B项错误；阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，Cl2＋H2O===HCl＋ HClO，故“酸性水”中含HClO，具有强氧化性，能杀菌，C项正确；水溶液中不可能存在O2－，D项错误。
5．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Fe－2e－===Fe2＋
C．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“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
解析：选B。A项，该装置相当于电解池，能将电能转化为化学能，正确；B项，左端是阳极，腐蚀得更快，错误；C项，如果没有外加电源，潮湿的土壤(接近中性)中的钢铁管道发生原电池反应，所以发生的是吸氧腐蚀，正确；D项，根据题意，此种腐蚀较慢，所以“阳极保护”实际上是在金属表面形成了一层致密的保护膜，正确。
6．钴酸锂电池是目前用量最大的锂离子电池，用它作电源按如图装置进行电解。通电后，a电极上一直有气泡产生；d电极附近先出现白色沉淀(CuCl)，后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)。下列有关叙述正确的是( )
A.已知钴酸锂电池放电时总反应为Li1－xCO2＋LixC6===LiCO2＋6C，则Li1－xCO2作负极，失电子
B．当外电路中转移0.2 ml电子时，电极b处有2.24 L Cl2生成
C．电极d为阴极，电解开始时的电极反应式为Cu＋Cl－－e－===CuCl
D．随着电解的进行，U形管Ⅱ中发生了如下转化CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－
解析：选D。A项，LixC6中C为负价，根据电池总反应，LixC6作负极，则Li1－xCO2作正极，得电子，故A错误；B项，没有说明是否是标准状况，因此无法直接计算生成氯气的体积，故B错误；C项，d电极发生的变化Cu→CuCl是氧化反应，故d极为阳极，d极反应式为Cu＋Cl－－e－=== CuCl，故C错误；D项，d电极先产生白色沉淀(CuCl)，白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)，发生的反应是CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－，故D正确。
7.如图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中，下列分析正确的是( )
A．K1闭合，铁棒上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑
B．K1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高
C．K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法
D．K2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，两极共产生 0.001 ml气体
解析：选B。K1闭合构成原电池，铁棒是负极，铁失去电子，铁棒上发生的反应为Fe－2e－===Fe2＋，石墨棒是正极，溶液中的氧气得到电子转化为OH－，石墨棒周围溶液pH逐渐升高，A不正确，B正确；K2闭合构成电解池，铁棒与电源的负极相连作阴极，不会被腐蚀，属于外加电流的阴极保护法，溶液中的氢离子放电生成氢气，石墨棒是阳极，溶液中的氯离子放电生成氯气，电路中通过0.002NA个电子时，两极均产生0.001 ml气体，共计是0.002 ml气体，C、D不正确。
8．NaBH4燃料电池具有电压高、能量密度大等优点。以该燃料电池为电源电解精炼铜的装置如图所示。下列说法不正确的是( )
A.离子交换膜应为阳离子交换膜，Na＋由左极室向右极室迁移
B．该燃料电池的负极反应式为BH eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋8OH－－8e－===BO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋6H2O
C．电解池中的电解质溶液可以选择 CuSO4溶液
D．每消耗2.24 L O2(标准状况)时，A电极的质量减轻12.8 g
解析：选D。通入O2发生反应O2＋4e－＋2H2O===4OH－，通入O2的一极为正极。Na＋通过交换膜进入右边得到浓NaOH溶液，故离子交换膜允许Na＋通过，是阳离子交换膜，选项A正确；根据图示，负极BH eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 转化为 BO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ，反应式为BH eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋8OH－－8e－===BO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋6H2O，选项B正确；该电解池用于电解精炼铜，电解质溶液可以选择CuSO4溶液，选项C正确；A极连接原电池的正极，作阳极，每消耗2.24 L O2(标准状况)时，转移电子 0.4 ml，但阳极上(A极)为粗铜，不只有Cu参与放电，还有比Cu 活泼的金属放电，故减少质量不一定为 12.8 g，选项D不正确。
9．在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2OCO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如下图所示。下列说法不正确的是( )
A.X是电源的负极
B．阴极的电极反应式是H2O＋2e－===H2＋O2－、CO2＋2e－===CO＋O2－
C．总反应可表示为H2O＋CO2 eq \(=====,\s\up7(通电)) H2＋CO＋O2
D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1
解析：选D。A项，根据图示，X极产物为H2和CO，是H2O与CO2的还原产物，可判断在X极上发生还原反应，由此判断X极为电源的负极，A项正确；B项，根据题意，电解质为固体金属氧化物，可以传导O2－，故在阴极上发生的反应为H2O＋2e－===H2＋O2－、CO2＋2e－===CO＋O2－，B项正确；C项，根据电极产物及B项发生的电极反应可知，该反应的总反应方程式为H2O＋CO2 eq \(=====,\s\up7(通电)) H2＋CO＋O2，C项正确；D项，根据C项的电解总反应方程式可知，阴、阳两极生成的气体的物质的量之比为2∶1，D项错误。
10．如图所示，甲池的总反应式为N2H4＋O2===N2＋2H2O。下列说法正确的是( )
A.甲池中负极上的电极反应式为N2H4－4e－===N2＋4H＋
B．乙池中石墨电极上发生的反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
C．甲池溶液pH增大，乙池溶液pH减小
D．甲池中每消耗0.1 ml N2H4乙池电极上则会析出6.4 g固体
解析：选B。分析图知甲是燃料电池，则乙是电解池，甲的电解质溶液是KOH，则负极不可能生成H＋，应该是N2H4－4e－＋4OH－===N2＋4H2O，A错误；乙的石墨极是阳极，发生氧化反应，B正确；根据甲池总反应生成了水，则KOH溶液浓度变小，pH减小，乙的阴极析出铜，结合B项则乙池的溶液pH减小，C错误；根据各个电极流过的电量相等知N2H4～2Cu，消耗0.1 ml N2H4乙池电极上则会析出12.8 g铜，D错误。
11．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)若要用该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______________________________________________________ __________________________________________________________________
________________________，阴极反应式为_____________________________ ___________________________________________。
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－=== 2CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋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4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。Y是阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，则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 ml)时电路中转移电子的物质的量为0.005 ml×4＝0.02 ml。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 ml电子时，X极生成0.02 ml H＋，则乙池溶液中c(H＋)＝ eq \f(0.02 ml,0.2 L) ＝0.1 ml·L－1，溶液pH＝1。(2)①在铁表面镀一层金属铜，X极是阳极，要用镀层金属铜作阳极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋。②Y极是阴极，要用待镀件——铁质钥匙作阴极，电极反应式为Cu2＋＋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FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，故阳极的电极反应式为Fe＋8OH－－6e－===FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋4H2O。Cu极与电源的负极相连，作电解池的阴极，发生还原反应析出H2，电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。
答案：(1)①C2H6＋18OH－－14e－===2CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋12H2O
②4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 电极表面产生气泡，附近溶液变蓝 ③Ag＋＋e－===Ag 1
(2)①铜 Cu－2e－===Cu2＋
②铁质钥匙 Cu2＋＋2e－===Cu
(3)Fe＋8OH－－6e－===FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋4H2O
2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
12.(1)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图如图。
①写出阴极CO2还原为HCOO-的电极反应式: _____________________ 。
②电解一段时间后,阳极区的KHCO3溶液浓度降低,其原因是 _______ 。
(2)化工生产的副产物氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4,同时获得氢气:Fe+2H2O+2OH-Fe+3H2↑,工作原理如图1所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色Fe,镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。已知:Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。
①电解一段时间后，c(OH－)降低的区域在______________(填“阴极室”或“阳极室”)。
②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因：________________ ________________________________________________________。
③c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2，任选M、N两点中的一点，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：_________________________________________ _______________________________。
解析：(1)①CO2中的C为＋4价，HCOO－中的C为＋2价，1 ml CO2转化为HCOO－时，得2 ml e－。②阳极上水放电，生成O2和H＋，H＋会与HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 反应使HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 减少，由电荷平衡可知，K＋会移向阴极区，所以KHCO3溶液浓度降低。(2)①根据题意，镍电极有气泡产生是H＋得电子生成H2，发生还原反应，则铁电极上OH－被消耗且无补充，溶液中的OH－减少，因此电解一段时间后，c(OH－)降低的区域在阳极室。②H2具有还原性，根据题意：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。因此，电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，防止Na2FeO4与H2反应使产率降低。③根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，在M点：c(OH－)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢；在N点：c(OH－)过高，铁电极上有Fe(OH)3生成，使Na2FeO4产率降低。
答案：(1)①CO2＋H＋＋2e－===HCOO－(或CO2＋HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋2e－===HCOO－＋
CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )
②阳极产生O2，pH减小，HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 浓度降低；K＋部分迁移至阴极区 (2)①阳极室 ②防止Na2FeO4与H2反应使产率降低 ③M点：c(OH－)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢[或N点：c(OH－)过高，铁电极上有Fe(OH)3生成，使Na2FeO4产率降低]
A．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色
B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色
C．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
2．(2021·杭州二中选考模拟)能够使反应Cu＋2H2O===Cu(OH)2＋H2↑发生的
是( )
A．用铜片作阴、阳极，电解氯化铜溶液
B．用铜片作阴、阳极，电解硫酸钾溶液
C．铜锌合金在潮湿空气中发生电化学腐蚀
D．铜片和碳棒用导线相连后同时插入一烧杯内的氯化钠溶液中
3．下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是( )
A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护
B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀
C．钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀
D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－3e－===Fe3＋
4．某些无公害免农药果园利用如图所示电解装置，进行果品的安全生产，解决了农药残留所造成的生态及健康危害问题。下列说法正确的是( )
A.a为直流电源的负极，与之相连的电极为阴极
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．“酸性水”具有强氧化性，能够杀菌
D．阴极反应式为H2O＋2e－===H2↑＋O2－
5．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Fe－2e－===Fe2＋
C．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“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
6．钴酸锂电池是目前用量最大的锂离子电池，用它作电源按如图装置进行电解。通电后，a电极上一直有气泡产生；d电极附近先出现白色沉淀(CuCl)，后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)。下列有关叙述正确的是( )
A.已知钴酸锂电池放电时总反应为Li1－xCO2＋LixC6===LiCO2＋6C，则Li1－xCO2作负极，失电子
B．当外电路中转移0.2 ml电子时，电极b处有2.24 L Cl2生成
C．电极d为阴极，电解开始时的电极反应式为Cu＋Cl－－e－===CuCl
D．随着电解的进行，U形管Ⅱ中发生了如下转化CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－
7.如图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中，下列分析正确的是( )
A．K1闭合，铁棒上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑
B．K1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高
C．K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法
D．K2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，两极共产生 0.001 ml气体
8．NaBH4燃料电池具有电压高、能量密度大等优点。以该燃料电池为电源电解精炼铜的装置如图所示。下列说法不正确的是( )
A.离子交换膜应为阳离子交换膜，Na＋由左极室向右极室迁移
B．该燃料电池的负极反应式为BH eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋8OH－－8e－===BO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋6H2O
C．电解池中的电解质溶液可以选择 CuSO4溶液
D．每消耗2.24 L O2(标准状况)时，A电极的质量减轻12.8 g
9．在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2OCO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如下图所示。下列说法不正确的是( )
A.X是电源的负极
B．阴极的电极反应式是H2O＋2e－===H2＋O2－、CO2＋2e－===CO＋O2－
C．总反应可表示为H2O＋CO2 eq \(=====,\s\up7(通电)) H2＋CO＋O2
D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1
10．如图所示，甲池的总反应式为N2H4＋O2===N2＋2H2O。下列说法正确的是( )
A.甲池中负极上的电极反应式为N2H4－4e－===N2＋4H＋
B．乙池中石墨电极上发生的反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
C．甲池溶液pH增大，乙池溶液pH减小
D．甲池中每消耗0.1 ml N2H4乙池电极上则会析出6.4 g固体
11．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)若要用该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______________________________________________________ __________________________________________________________________
________________________，阴极反应式为_____________________________ ___________________________________________。
12.(1)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图如图。
①写出阴极CO2还原为HCOO-的电极反应式: _____________________ 。
②电解一段时间后,阳极区的KHCO3溶液浓度降低,其原因是 _______ 。
(2)化工生产的副产物氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4,同时获得氢气:Fe+2H2O+2OH-Fe+3H2↑,工作原理如图1所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色Fe,镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。已知:Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。
①电解一段时间后，c(OH－)降低的区域在______________(填“阴极室”或“阳极室”)。
②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因：________________ ________________________________________________________。
③c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2，任选M、N两点中的一点，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：_________________________________________ _______________________________。
解析
1．关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是( )
A．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色
B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色
C．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
解析：选B。电解食盐水时发生的反应，阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极：2H＋＋2e－===H2↑，总反应：2NaCl＋2H2O eq \(=====,\s\up7(通电)) 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。对照选项分析，A错误；阳极附近的溶液中会溶有少量的Cl2，滴加KI溶液后发生反应：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－，溶液呈棕色，B正确；阴极上是H2O电离产生的H＋放电产生H2，不是Na＋放电生成钠，C错误；电解后生成NaOH溶液呈碱性，D错误。
2．(2021·杭州二中选考模拟)能够使反应Cu＋2H2O===Cu(OH)2＋H2↑发生的
是( )
A．用铜片作阴、阳极，电解氯化铜溶液
B．用铜片作阴、阳极，电解硫酸钾溶液
C．铜锌合金在潮湿空气中发生电化学腐蚀
D．铜片和碳棒用导线相连后同时插入一烧杯内的氯化钠溶液中
解析：选B。金属铜和水之间发生的反应是非自发的氧化还原反应，应设计成电解池，在反应Cu＋2H2O===Cu(OH)2＋H2↑中，失电子的是金属铜，所以必须选择金属铜作阳极材料，其他导电的物质作阴极材料即可，在阴极上应该是水中的氢离子得电子的反应，可以选择硫酸钠等来作电解质。A.用铜片作阴、阳电极，电解氯化铜溶液，阳极失电子生成铜离子，阴极铜离子得到电子析出铜，故A错误；B.用铜片作阴、阳电极，电解硫酸钾溶液，可以实现该反应，故B正确；C.铜锌合金在潮湿的空气中发生电化学腐蚀时，金属锌被腐蚀，铜被保护，故C错误；D.原电池原理不能实现该非自发的氧化还原反应，故D错误。
3．下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是( )
A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护
B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀
C．钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀
D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－3e－===Fe3＋
解析：选B。在外加电流保护时，被保护的金属要与电源的负极相连，A项错误。铁与铜接触易构成原电池，铁作负极，铁更易被腐蚀，C项错误。铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－2e－===Fe2＋，D项错误。
4．某些无公害免农药果园利用如图所示电解装置，进行果品的安全生产，解决了农药残留所造成的生态及健康危害问题。下列说法正确的是( )
A.a为直流电源的负极，与之相连的电极为阴极
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．“酸性水”具有强氧化性，能够杀菌
D．阴极反应式为H2O＋2e－===H2↑＋O2－
解析：选C。由“碱性水”可推知b为直流电源的负极，a为直流电源的正极，A项错误；右侧生成OH－，K＋穿过离子交换膜移到右侧，即该离子交换膜为阳离子交换膜，B项错误；阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，Cl2＋H2O===HCl＋ HClO，故“酸性水”中含HClO，具有强氧化性，能杀菌，C项正确；水溶液中不可能存在O2－，D项错误。
5．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Fe－2e－===Fe2＋
C．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“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
解析：选B。A项，该装置相当于电解池，能将电能转化为化学能，正确；B项，左端是阳极，腐蚀得更快，错误；C项，如果没有外加电源，潮湿的土壤(接近中性)中的钢铁管道发生原电池反应，所以发生的是吸氧腐蚀，正确；D项，根据题意，此种腐蚀较慢，所以“阳极保护”实际上是在金属表面形成了一层致密的保护膜，正确。
6．钴酸锂电池是目前用量最大的锂离子电池，用它作电源按如图装置进行电解。通电后，a电极上一直有气泡产生；d电极附近先出现白色沉淀(CuCl)，后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)。下列有关叙述正确的是( )
A.已知钴酸锂电池放电时总反应为Li1－xCO2＋LixC6===LiCO2＋6C，则Li1－xCO2作负极，失电子
B．当外电路中转移0.2 ml电子时，电极b处有2.24 L Cl2生成
C．电极d为阴极，电解开始时的电极反应式为Cu＋Cl－－e－===CuCl
D．随着电解的进行，U形管Ⅱ中发生了如下转化CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－
解析：选D。A项，LixC6中C为负价，根据电池总反应，LixC6作负极，则Li1－xCO2作正极，得电子，故A错误；B项，没有说明是否是标准状况，因此无法直接计算生成氯气的体积，故B错误；C项，d电极发生的变化Cu→CuCl是氧化反应，故d极为阳极，d极反应式为Cu＋Cl－－e－=== CuCl，故C错误；D项，d电极先产生白色沉淀(CuCl)，白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)，发生的反应是CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－，故D正确。
7.如图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中，下列分析正确的是( )
A．K1闭合，铁棒上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑
B．K1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高
C．K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法
D．K2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，两极共产生 0.001 ml气体
解析：选B。K1闭合构成原电池，铁棒是负极，铁失去电子，铁棒上发生的反应为Fe－2e－===Fe2＋，石墨棒是正极，溶液中的氧气得到电子转化为OH－，石墨棒周围溶液pH逐渐升高，A不正确，B正确；K2闭合构成电解池，铁棒与电源的负极相连作阴极，不会被腐蚀，属于外加电流的阴极保护法，溶液中的氢离子放电生成氢气，石墨棒是阳极，溶液中的氯离子放电生成氯气，电路中通过0.002NA个电子时，两极均产生0.001 ml气体，共计是0.002 ml气体，C、D不正确。
8．NaBH4燃料电池具有电压高、能量密度大等优点。以该燃料电池为电源电解精炼铜的装置如图所示。下列说法不正确的是( )
A.离子交换膜应为阳离子交换膜，Na＋由左极室向右极室迁移
B．该燃料电池的负极反应式为BH eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋8OH－－8e－===BO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋6H2O
C．电解池中的电解质溶液可以选择 CuSO4溶液
D．每消耗2.24 L O2(标准状况)时，A电极的质量减轻12.8 g
解析：选D。通入O2发生反应O2＋4e－＋2H2O===4OH－，通入O2的一极为正极。Na＋通过交换膜进入右边得到浓NaOH溶液，故离子交换膜允许Na＋通过，是阳离子交换膜，选项A正确；根据图示，负极BH eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 转化为 BO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ，反应式为BH eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋8OH－－8e－===BO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋6H2O，选项B正确；该电解池用于电解精炼铜，电解质溶液可以选择CuSO4溶液，选项C正确；A极连接原电池的正极，作阳极，每消耗2.24 L O2(标准状况)时，转移电子 0.4 ml，但阳极上(A极)为粗铜，不只有Cu参与放电，还有比Cu 活泼的金属放电，故减少质量不一定为 12.8 g，选项D不正确。
9．在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2OCO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如下图所示。下列说法不正确的是( )
A.X是电源的负极
B．阴极的电极反应式是H2O＋2e－===H2＋O2－、CO2＋2e－===CO＋O2－
C．总反应可表示为H2O＋CO2 eq \(=====,\s\up7(通电)) H2＋CO＋O2
D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1
解析：选D。A项，根据图示，X极产物为H2和CO，是H2O与CO2的还原产物，可判断在X极上发生还原反应，由此判断X极为电源的负极，A项正确；B项，根据题意，电解质为固体金属氧化物，可以传导O2－，故在阴极上发生的反应为H2O＋2e－===H2＋O2－、CO2＋2e－===CO＋O2－，B项正确；C项，根据电极产物及B项发生的电极反应可知，该反应的总反应方程式为H2O＋CO2 eq \(=====,\s\up7(通电)) H2＋CO＋O2，C项正确；D项，根据C项的电解总反应方程式可知，阴、阳两极生成的气体的物质的量之比为2∶1，D项错误。
10．如图所示，甲池的总反应式为N2H4＋O2===N2＋2H2O。下列说法正确的是( )
A.甲池中负极上的电极反应式为N2H4－4e－===N2＋4H＋
B．乙池中石墨电极上发生的反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
C．甲池溶液pH增大，乙池溶液pH减小
D．甲池中每消耗0.1 ml N2H4乙池电极上则会析出6.4 g固体
解析：选B。分析图知甲是燃料电池，则乙是电解池，甲的电解质溶液是KOH，则负极不可能生成H＋，应该是N2H4－4e－＋4OH－===N2＋4H2O，A错误；乙的石墨极是阳极，发生氧化反应，B正确；根据甲池总反应生成了水，则KOH溶液浓度变小，pH减小，乙的阴极析出铜，结合B项则乙池的溶液pH减小，C错误；根据各个电极流过的电量相等知N2H4～2Cu，消耗0.1 ml N2H4乙池电极上则会析出12.8 g铜，D错误。
11．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)若要用该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______________________________________________________ __________________________________________________________________
________________________，阴极反应式为_____________________________ ___________________________________________。
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－=== 2CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋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4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。Y是阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，则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 ml)时电路中转移电子的物质的量为0.005 ml×4＝0.02 ml。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 ml电子时，X极生成0.02 ml H＋，则乙池溶液中c(H＋)＝ eq \f(0.02 ml,0.2 L) ＝0.1 ml·L－1，溶液pH＝1。(2)①在铁表面镀一层金属铜，X极是阳极，要用镀层金属铜作阳极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋。②Y极是阴极，要用待镀件——铁质钥匙作阴极，电极反应式为Cu2＋＋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FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，故阳极的电极反应式为Fe＋8OH－－6e－===FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋4H2O。Cu极与电源的负极相连，作电解池的阴极，发生还原反应析出H2，电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。
答案：(1)①C2H6＋18OH－－14e－===2CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋12H2O
②4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 电极表面产生气泡，附近溶液变蓝 ③Ag＋＋e－===Ag 1
(2)①铜 Cu－2e－===Cu2＋
②铁质钥匙 Cu2＋＋2e－===Cu
(3)Fe＋8OH－－6e－===FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋4H2O
2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
12.(1)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图如图。
①写出阴极CO2还原为HCOO-的电极反应式: _____________________ 。
②电解一段时间后,阳极区的KHCO3溶液浓度降低,其原因是 _______ 。
(2)化工生产的副产物氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4,同时获得氢气:Fe+2H2O+2OH-Fe+3H2↑,工作原理如图1所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色Fe,镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。已知:Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。
①电解一段时间后，c(OH－)降低的区域在______________(填“阴极室”或“阳极室”)。
②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因：________________ ________________________________________________________。
③c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2，任选M、N两点中的一点，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：_________________________________________ _______________________________。
解析：(1)①CO2中的C为＋4价，HCOO－中的C为＋2价，1 ml CO2转化为HCOO－时，得2 ml e－。②阳极上水放电，生成O2和H＋，H＋会与HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 反应使HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 减少，由电荷平衡可知，K＋会移向阴极区，所以KHCO3溶液浓度降低。(2)①根据题意，镍电极有气泡产生是H＋得电子生成H2，发生还原反应，则铁电极上OH－被消耗且无补充，溶液中的OH－减少，因此电解一段时间后，c(OH－)降低的区域在阳极室。②H2具有还原性，根据题意：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。因此，电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，防止Na2FeO4与H2反应使产率降低。③根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，在M点：c(OH－)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢；在N点：c(OH－)过高，铁电极上有Fe(OH)3生成，使Na2FeO4产率降低。
答案：(1)①CO2＋H＋＋2e－===HCOO－(或CO2＋HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋2e－===HCOO－＋
CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )
②阳极产生O2，pH减小，HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 浓度降低；K＋部分迁移至阴极区 (2)①阳极室 ②防止Na2FeO4与H2反应使产率降低 ③M点：c(OH－)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢[或N点：c(OH－)过高，铁电极上有Fe(OH)3生成，使Na2FeO4产率降低]
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