1、高考化学一轮复习第一部分专题11电解池金属的腐蚀与防护练习专题11电解池金属的腐蚀与防护1(2019江苏高考) 将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是()A铁被氧化的电极反应式为Fe3e=Fe3B铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C活性炭的存在会加速铁的腐蚀D以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀答案C解析铁在中性环境中发生吸氧腐蚀，负极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为Fe2e=Fe2，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为2H2OO24e=4OH，A、D错误；铁的电化学腐蚀过程中，化学能除转化为电能外还有部
2、分转化为热能，B错误。2(2019北京朝阳高三期末)在不同电压下用惰性电极电解饱和NaCl溶液制备少量NaClO，实验结果如下：实验电压U1U2U3现象a极产生少量气泡，b极无明显气泡a极产生较多气泡，b极产生少量气泡a极产生大量气泡，b极逸出大量黄绿色气体下列分析不正确的是()A、中，a极均发生了还原反应B、中均能发生Cl22NaOH=NaClNaClOH2OC电解时OH由b极向a极移动D不宜采用实验的电压制备NaClO答案C解析根据图示可知a电极为阴极，溶液中的阳离子H在阴极上获得电子，发生还原反应，A正确；在a电极溶液中的H获得电子，变为H2逸出，附近溶液中OH增多阴极产生NaOH，在阳
3、极b电极上溶液中阴离子Cl失去电子变为Cl2，Cl2与溶液中的NaOH发生反应：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，B正确；电解时阴离子OH向阳极移动，即由a极向b极移动，C错误；实验电压高，电流大，反应速率快，反应产生的氯气未能与NaOH溶液反应，就会从溶液中逸出，所以不能采用该电压制备NaClO，D正确。3(2019重庆市第一中学高三期中)研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是()Ad为锌块，铁片不易被腐蚀Bd为锌块，铁片上电极反应为2H2e=H2Cd为石墨，铁片腐蚀加快Dd为石墨，石墨上电极反应为O22H2O4e=4OH答案B解析若d为锌块，由于金属活动性：Zn
4、Fe，Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，A正确；d为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为O22H2O4e=4OH，B错误；铁、石墨及海水构成原电池，比没有形成原电池时的速率快，C正确；d为石墨(正极)，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为O22H2O4e=4OH，D正确。4. (2019贵州重点中学高考教学质量测评)某实验小组用石墨作电极进行如下实验，实验观察到：a、d处试纸变蓝；b处变红，并局部褪色；c处无明显变化。下列说法中错误的是()Aa极为阴极，发生的电极反应为2H
5、2e=H2Bb极为阳极，涉及的反应有2Cle=Cl2、Cl2H2O HClHClOC电解过程中，电子流向：电源负极acdb电源正极D若将铁丝改成铜丝，其余条件相同，电解一段时间后，能发现c处附近变蓝答案C解析a极连接电源负极为阴极，水电离产生的氢离子得电子产生氢气，发生的电极反应为2H2e=H2，A正确；b极连接电源的正极为阳极，溶液中氯离子失电子产生氯气，且产生的氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，涉及的反应有2Cl2e=Cl2、Cl2H2O HClHClO，B正确；电解过程中，电子流向：电源负极a、cd、b电源正极，C错误；c处为阳极，若将铁丝改成铜丝，铜失电子产生铜离子，其余条件相同，电解一段
6、时间后，能发现c处附近变蓝，D正确。5(2019广东重点中学高三期末联考)乙醛酸(HOOCCHO)是有机合成的重要中间体。工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸，原理如图所示，该装置中阴、阳两极为惰性电极，两极室均可产生乙醛酸，其中乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸。下列说法正确的是()AM极与直流电源的负极相连B每得到1 mol乙醛酸将有2 mol H从右室迁移到左室CN电极上的电极反应式：HOOCCOOH2e2H=HOOCCHOH2OD每消耗0.1 mol乙二醛在M电极生成2.24 L气体(标准状况)答案D解析根据质子的移动方向，确定M电极是阳极，M极与直流电源的正极相连，故A错误；2 m
7、ol H通过质子交换膜，则电池中转移2 mol电子，根据电极反应式HOOCCOOH2e2H=HOOCCHOH2O，可知N极生成1 mol乙醛酸，由于两极均有乙醛酸生成，所以生成的乙醛酸为2 mol，故B、C错误；由左极室发生反应：2Cl2e=Cl2、Cl2OHCCHOH2O=2ClOHCCOOH2H可知，每消耗0.1 mol乙二醛转移电子0.2 mol，M电极上所得氯气的物质的量为0.1 mol，体积为2.24 L(标准状况)，故D正确。6(2019长春外国语学校高三期末考试)已知：锂硫电池的总反应为2LixS=Li2Sx。以锂硫电池为电源，通过电解含(NH4)2SO4的废水制备硫酸和化肥的示
8、意图如图(不考虑其他杂质离子的反应)。下列说法正确的是()Ab为电源的正极B每消耗32 g硫，理论上导线中一定通过2 mol eCSO通过阴膜由原料室移向M室DN室的电极反应式为2H2O4e=O24H答案C解析由题图可知M室会生成硫酸，原料室中的SO通过阴膜进入M室，所以在M室电极上OH放电，所以该电极为阳极，因此b极为负极，故A错误；根据电池的总反应式2LixS=Li2Sx，每消耗32x g硫，理论上导线中一定通过2 mol e，故B错误；SO为阴离子，阴离子能通过阴膜移向M室，与氢离子结合得到硫酸，故C正确；N室中氢离子放电，所以电极反应为2H2e=H2，故D错误。7(2019西安五校高三
9、联考)重铬酸钾(K2Cr2O7)具有强氧化性，是一种重要的化工原料，广泛应用于制革、印染、电镀等工业。以铬酸钾(K2CrO4)和氢氧化钾为原料，用电化学法制备重铬酸钾的实验装置如图所示。已知水溶液中存在平衡：2CrO2H Cr2OH2O。下列说法正确的是()A气体甲和乙分别为O2和H2B该装置中阴极区的pH减小CFe电极反应式4OH4e=O22H2OD当铬酸钾的转化率达到80%时，右池中答案D解析根据制备原理，可知右池中应产生H，使2CrO2H Cr2OH2O平衡向正反应方向移动，CrO转化为Cr2O，则右池中C为阳极，电极反应式为：2H2O4e=O24H，气体乙为O2，左池中Fe为阴极，电极
10、反应式为：2H2O2e=H22OH，气体甲为H2，A、C项错误；根据阴极反应式可知，该装置中阴极区c(OH)增大，pH增大，B项错误；设开始时K2CrO4的物质的量是a mol，根据题意列出三段式：2CrO2H Cr2OH2O a 0 0.8a 0.4a 0.2a 0.4a则阳极区n(K)(0.2a20.4a2) mol1.2a mol，n(Cr)a mol，D项正确。8(2019北京海淀高三期末)家用暖气片大多用低碳钢材料制成，一旦生锈不仅影响美观，也会造成安全隐患。下列防止生锈的方法中，存在安全隐患的是()A在暖气片表面镀锡B在暖气片表面涂漆C在暖气片表面涂铝粉D非供暖期在暖气内充满弱碱性
11、的无氧水答案A解析根据金属活动性顺序表，铁比锡活泼，一旦破损后构成原电池，铁作负极，加速铁的腐蚀，存在安全隐患，故A符合题意；表面涂漆，避免铁与空气接触，可以防止铁生锈，不存在安全隐患，故B不符合题意；铝比铁活泼，保护铁不生锈，对铁起保护作用，不存在安全隐患，故C不符合题意；充满弱碱性的无氧水，避免构成原电池，保护铁不生锈，不存在安全隐患，故D不符合题意。9(2019广东揭阳高三期末)电解Na2SO4溶液产生H2SO4和烧碱的装置如下图所示，其中阴极和阳极均为惰性电极。测得同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为12。以下说法正确的是(说明：阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子
12、通过)()A产物丁为H2SO4Ba电极反应式：2H2O2e=H22OHC离子交换膜d为阳离子交换膜D每转移0.2 mol电子，产生1.12 L气体甲答案C解析电解硫酸钠溶液时，阳极上生成氧气，电极反应式为2H2O4e=O24H，阴极反应式为2H2O2e=H22OH，测得同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为12，则甲是氧气、乙是氢气，则a是阳极、b是阴极，阳极区域生成产物丙为硫酸、阴极区域生成产物丁为NaOH，故A、B错误；产物丁是NaOH，则离子交换膜d是阳离子交换膜，故C正确；温度和压强未知，无法确定气体摩尔体积，则无法计算氧气体积，故D错误。10(2019全国卷考试大纲调研卷(二)全世界
13、每年钢铁因锈蚀造成大量的损失。某城市拟用如图所示方法保护埋在酸性土壤中的钢质管道，使其免受腐蚀。关于此方法，下列说法不正确的是()A土壤中的钢铁易被腐蚀是因为在潮湿的土壤中形成了原电池B金属棒X的材料应该是比镁活泼的金属C金属棒X上发生反应：Mne=MnD这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法答案B解析钢铁在潮湿的酸性土壤中能形成原电池因而易发生电化学腐蚀，金属铁是负极，易被腐蚀，A正确；金属棒X的材料若是比镁活泼的金属钾、钙、钠时，能和水之间发生剧烈的反应，它们不能做电极材料，B错误；金属棒X极的活泼性强于金属铁，作负极，发生失电子的氧化反应，C正确；原电池的负极被腐蚀，正极被保护的方法称为牺牲阳
14、极的阴极保护法，D正确。11(2019资阳市高三第二次诊断性考试)在电镀车间的含铬酸性废水中，铬的存在形式有Cr()和Cr()两种，其中以Cr()的毒性最大。电解法处理含铬废水原理如图所示，铬最终以Cr(OH)3沉淀除去。下列说法正确的是()AFe为阳极，反应为Fe2e=Fe2B阴极反应为Cr2O7H2O6e=2Cr(OH)38OHC阳极每转移3 mol电子，可处理Cr()物质的量为1 molD离子交换膜为质子交换膜，只允许H穿过答案A解析Fe棒与电源正极相连，作阳极，发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式为Fe2e=Fe2，故A正确；Cr2O在阳极区被Fe2还原为Cr3，阴极上水放电生成氢气和
15、OH，电极反应式为2H2O2e=H22OH，故B错误；阳极每转移3 mol电子，有1.5 mol Fe2生成，由Cr2O6Fe2，1.5 mol Fe2还原0.25 mol Cr2O，即可处理Cr()物质的量为0.5 mol，故C错误；Cr2O在阳极区与Fe2反应生成Cr3和Fe3，阴极区水放电生成氢气和OH，Cr3和Fe3通过离子交换膜进入阴极区，与OH反应生成氢氧化物沉淀，该离子交换膜不是质子交换膜而是阳离子交换膜，故D错误。12(2019江西宜春高三期末)现以CO、O2、熔融盐Z(Na2CO3)组成的燃料电池，采用电解法处理CO同时制备N2O5，装置如图所示，其中Y为CO2。下列说法不合
16、理的是()A若甲池消耗标准状况下的氧气2.24 L，则乙池中产生氢气0.2 molB石墨是原电池的负极，发生氧化反应C乙池中左端Pt极电极反应式：N2O42e2H2O=2N2O54HD甲池中的CO向石墨极移动答案C解析根据装置图，甲池为燃料电池，乙池为电解池，通CO一极为负极，电极反应式为CO2eCO=2CO2，通O2一极为正极，电极反应式为O24e2CO2=2CO，乙池左端Pt连接电源的正极，即左端Pt为阳极，电极反应式为N2O42HNO32e=2N2O52H，乙池右端Pt为阴极，电极反应式为2H2e=H2，故C错误。13(2019成都市高三诊断)港珠澳大桥设计使用寿命为120年，对桥体钢构
17、件采用了多种防腐方法。下列分析错误的是()A防腐原理主要是避免发生反应：2FeO22H2O=2Fe(OH)2B钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，是为了隔绝空气、水等防止形成原电池C采用外加电流的阴极保护法时需外接镁、锌等作辅助阳极D钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学腐蚀答案C解析采用牺牲阳极的阴极保护法时需外接镁、锌等作辅助阳极，C项错误。14(2019江西师大附中高三期末考试)在500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中，c(NO)6 mol/L，用石墨电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4 L气体(标准状况)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是()A电
18、解得到的Cu的物质的量为0.5 molB向电解后的溶液中加入98 g的Cu(OH)2可恢复为原溶液C原混合溶液中c(K)4 mol/LD电解后溶液中c(H)2 mol/L答案B解析石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4 L气体(标准状况)，n(O2)1 mol，阳极发生4OH4e=O22H2O，生成1 mol氧气转移4 mol电子，阴极发生Cu22e=Cu、2H2e=H2，生成1 mol氢气，转移2 mol电子，因此还要转移2 mol电子生成1 mol铜，电解得到的Cu的物质的量为1 mol，故A错误；根据电解原理和原子守恒，溶液中减少的原子有铜、氧、氢，向电解后的溶液中
19、加入Cu(OH)2，可恢复为原溶液，需要1 mol Cu(OH)2，质量为98 g，故B正确；c(Cu2)2 mol/L，由电荷守恒可知，原混合溶液中c(K)为6 mol/L2 mol/L22 mol/L，故C错误；电解后溶液中c(H)为4 mol/L，故D错误。15(2019山西孝义高三期末)深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌作用下，能被硫酸根离子腐蚀，其电化学腐蚀原理如图所示。下列说法正确的是()A铁管道发生的是吸氧腐蚀B输送暖气的管道也易发生此类腐蚀C这种情况下，土壤的pH增大D管道上刷富铜油漆可以延缓管道的腐蚀答案C解析由图可知，负极反应为Fe2e=Fe2，正极反应为SO5H2O
20、8e=HS9OH。铁管道的腐蚀过程中，氧气并未参与反应，所以不是吸氧腐蚀，故A错误；硫酸盐还原菌是蛋白质，在高温下易变性，失去催化效率，则输送暖气的管道不易发生此类腐蚀，故B错误；由正负极的电极反应可知，铁管道腐蚀过程中，OH浓度增大，土壤pH增大，故C正确；管道上刷富铜油漆，形成CuFe原电池，Fe作负极，可以加快管道的腐蚀，故D错误。16(2019安徽池州高三期末)工业上用Na2SO3溶液处理硫酸厂的废气SO2得NaHSO3溶液，然后用惰性电极电解NaHSO3废水(原理如图所示)使吸收液再生，两膜中间的Na和HSO可通过离子交换膜。下列叙述正确的是()A通电后中间隔室的HSO通过C膜向左侧
21、迁移，左侧电极室溶液pH增大B图中A连接电源的正极，B连接电源的负极C阳极反应为HSOH2O2e=SO3H，阳极区溶液pH降低D当电路中通过1 mol电子时，会有0.5 mol的Na2SO3生成答案C解析电解池中阴离子向阳极区移动，因此通电后中间隔室的HSO通过D膜向右侧迁移，左侧阴极区氢离子放电，产生氢氧根离子，然后结合亚硫酸氢根离子生成亚硫酸根离子，所以阴极区溶液pH增大，A错误；左侧氢离子放电，发生还原反应为阴极，所以A连接电源的负极，B连接电源的正极，B错误；阳极区亚硫酸氢根离子失去电子生成硫酸，使溶液中c(H)增大，所以阳极区溶液pH降低，C正确；阴极区发生的总反应：2HSO2e=H
22、22SO，当电路中通过1 mol电子时，会生成1 mol的Na2SO3，D错误。17(2019湖南邵东创新实验学校高三月考)用石墨作电极电解1000 mL 0.1 mol/L CuSO4溶液，通电一段时间后关闭电源，测得溶液的质量减少了9.8 g。下列有关叙述正确的是(NA代表阿伏加德罗常数)()A电解过程中流经外电路的电子个数为0.2NAB在标准状况下，两极共产生4.48 L气体C电解后溶液的pH为1(溶液体积不变)D加入11.1 g Cu2(OH)2 CO3可将溶液彻底复原答案B解析用石墨作电极电解1000 mL 0.1 molL1 CuSO4溶液的阴极反应首先是Cu22e=Cu，假设所有
23、的铜离子0.1 mol全部放电，转移电子的物质的量为0.2 mol，则析出金属铜的质量为：0.1 mol64 g/mol6.4 g，此时阳极放电的电极反应式为：4OH4e=O22H2O，转移0.2 mol电子时生成的氧气的质量是：0.05 mol32 g/mol1.6 g，所以溶液质量减少总量为6.4 g1.6 g8 g9.8 g，接下来阴极放电的是氢离子，阳极仍是氢氧根离子放电，相当于此阶段电解水，还要电解掉水的质量为9.8 g8 g1.8 g，电解掉这些水转移电子的物质的量为0.2 mol，所以整个过程转移电子的总量为0.4 mol，个数为0.4NA，故A错误；阳极放电的电极反应式为：4O
24、H4e=O22H2O，当转移0.4 mol电子时，产生的氧气物质的量为0.1 mol，即2.24 L，阴极上产生氢气，2H2e=H2，当转移0.2 mol电子时，产生的氢气物质的量为0.1 mol，即2.24 L，所以在标准状况下，两极共产生4.48 L气体，故B正确；电解过程中溶液中的氢离子减少了0.2 mol，而氢氧根离子总共减少了0.4 mol，所以最后溶液中c(H)0.2 mol1 L0.2 mol/L，其pHa%。 两者装置通过的电量相等，即转移的电量是46.0210231.61019 C1.93105 C。 20(2019湖北省鄂州市、黄冈市高三调研)化学电源在日常生活和工业生产中有着重要的应用。.如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题：(1)甲烷燃料电池负极反应式是_。(2)石墨(C)极的电极反应式为_。(3)若在标准状况下，有2.24 L氧气参加反应，则乙装置中铁极上生成的气体体积为_L；丙装置中阴极析出铜的质量为_g，一段时间后烧杯中c(Cu2)_(填“增大”“减小”或“不变”)。
