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金属的电化学腐蚀与防护一、选择题（每小题只有一个正确选项，共10*6 分）1．（2020 江苏高考真题）将金属M 连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。
在题图所示的情境中，下列有关说法正确的是A．阴极的电极反应式为Fe - 2e-= Fe2+B．金属M 的活动性比Fe 的活动性弱C．钢铁设施表面因积累大量电子而被保护D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快【答案】C【解析】该装置为原电池原理的金属防护措施，为牺牲阳极的阴极保护法，金属 M 作负极，钢铁设备作正极。
A.阴极的钢铁设施实际作原电池的正极，正极金属被保护不失电子，故 A 错误；B.阳极金属 M 实际为原电池装置的负极，电子流出，原电池中负极金属比正极活泼，因此 M 活动性比 Fe 的活动性强，故 B 错误；C.金属M 失电子，电子经导线流入钢铁设备，从而使钢铁设施表面积累大量电子，自身金属不再失电子从而被保护，故C 正确；D.海水中的离子浓度大于河水中的离子浓度，离子浓度越大，溶液的导电性越强，因此钢铁设施在海水中的腐蚀速率比在河水中快，故D 错误；故选：C。
2．下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是（）A．当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用B．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法C．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应式Fe-3e-=Fe3+D．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀【答案】B【解析】A、根据金属活动顺序表，铁比 Sn 活泼，镀层破损后，构成原电池，铁作负极，Sn 为正极，加速铁制品腐蚀，故A 错误；B、锌比铁活泼，锌作负极，铁作正极，铁被保护起来，这种方法称为牺牲阳极的3- -2 2 23 阴极保护法，故 B 正确；C 、钢铁发生吸氢腐蚀时，负极反应式为 Fe －2e －=Fe 2＋，故 C 错误；D 、根据电解池的原理，如果活动性金属作阳极，活动性金属先失电子，加速腐蚀，因此输油钢管与外加直流电源的负极相连，故 D 错误；答案选 B 。
第20讲 电解池 金属的电化学腐蚀与防护微考点1 电解池一、电解池1．电解原理及电极反应式的书写(1)使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解；把电能转变为化学能的装置叫做电解池。
在电解池中与直流电源的负极相连的电极是阴极，在阴极上发生还原反应；与直流电源的正极相连的电极是阳极，在阳极上发生氧化反应。
(2)用惰性电极电解CuCl 2溶液时，电极反应式为阳极：2Cl －－2e －===Cl 2↑，阴极：Cu 2＋＋2e －===Cu ，总反应：CuCl 2=====电解Cl 2↑＋Cu 。
2．离子放电顺序及电解产物的判断(1)阳极产物判断：首先看电极，如果是活性电极，电极材料失电子，电极被溶解；如果是惰性电极，则要看溶液中阴离子的还原性。
此时根据阴离子放电顺序加以判断。
阴离子的放电顺序为S 2－＞I －＞Br －＞Cl －＞OH －＞含氧酸根＞F －。
(2)阴极产物的判断：直接根据阳离子的放电顺序判断，常见阳离子的放电顺序是Ag ＋＞Hg 2＋＞Fe3＋＞Cu 2＋＞H ＋＞Pb 2＋＞Sn 2＋＞Fe 2＋＞Zn 2＋＞Al 3＋＞Mg 2＋＞Na ＋＞Ca 2＋＞K ＋。
二、以惰性电极电解的几种类型注意①若阴极为H＋放电，则阴极区c(OH－)增大；若阳极为OH－放电，则阳极区c(H ＋)增大；若阴极、阳极同时有H＋、OH－放电，相当于电解水，电解质浓度增大。
电解时溶液酸碱性“口诀”为氢出碱增，氧出酸增，氢氧共出，“酸”酸、“碱”碱、“中”中。
②若放电的H＋或OH－来自水的电离，则电解方程式要将它们写成“H2O”的形式。
③电解质溶液恢复原状的办法：“少什么加什么”。
微助学一个程序分析电解池问题的一般程序为找电源(或现象)→判两极→写电极反应式→得总反应式。
①连电源正极的为阳极，阳极上发生氧化反应；连电源负极的为阴极，阴极上发生还原反应，两电极反应式之和即为电池总反应式。
②电极材料：惰性电极指Pt、Au、石墨；活性电极指除Pt、Au、石墨外的金属材料。
高三化学金属的电化学腐蚀与防护试题答案及解析1.一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下：A．在pH<4溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀B．存pH>6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀C．在pH>14溶液中，碳钢腐蚀的正极反应为O2+4H++4e-=2H2OD．在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓【答案】C【解析】A、酸性条件下，碳钢发生析氢腐蚀，Fe-2e-= Fe2+，正确；B、当pH＞6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀，负极电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，正极上电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，正确；C．在pH＞14溶液中，碳钢腐蚀的正极反应O2+2H2O+4e-=4OH-，错误；D．在煮沸除氧气后的碱性溶液中，正极上氧气生成氢氧根离子速率减小，所以碳钢腐蚀速率会减缓，正确，答案选C。
【考点】考查金属的电化学腐蚀的种类与发生条件的判断2.铜板上铁铆钉长期暴露在潮湿的空气中，形成一层酸性水膜后铁铆钉会被腐蚀，示意图如下。
下列说法不正确的是A．因铁的金属性比铜强，所以铁铆钉被氧化而腐蚀B．若水膜中溶解了SO2，则铁铆钉腐蚀的速率变小C．铜极上的反应是2H+ + 2e- ="=" H2↑，O2+ 4e- + 4H+ ="=" 2H2OD．在金属表面涂一层油脂，能防止铁铆钉被腐蚀【答案】B【解析】A、因铁的金属性比铜强，所以铁铆钉被氧化而腐蚀，正确；B、若水膜中溶解了SO2，使溶液酸性增强，氢离子浓度增大，则铁铆钉腐蚀的速率变大，错误；C、从图中可看出，铁同时发生析氢和吸氧腐蚀，铜极是正极，发生的反应是2H+ + 2e- ="=" H2↑，O2+ 4e- + 4H+ ="="2H2O ，正确；D、在金属表面涂一层油脂，隔绝氧气，能防止铁铆钉被腐蚀，正确，答案选B。
【考点】考查金属腐蚀原理及防护3.下列说法不正确的是：A．通过煤的干馏可获得苯、甲苯等芳香烃B．在海轮外壳装上锌块，可减缓船体的腐蚀速率C．电渗析法、离子交换法中，只有后者可以应用于海水的淡化D．我国城市推广使用清洁燃料是压缩天然气类和液化石油气类【答案】C【解析】A、煤干馏可得煤焦油，煤焦油中含有苯、甲苯等芳香烃，正确；B、在海轮外壳装上锌块，形成原电池时，Zn为负极，Fe为正极，可减缓船体的腐蚀速率，正确；C、电渗析法、离子交换法都可用于海水的淡化，错误；D、压缩天然气类主要成分是甲烷，液化石油气主要成分是丙烷、丙烯、丁烷、丁烯，燃烧时产生污染物较少，是我国城市推广使用的清洁燃料，正确。
高考化学一轮复习第九章第2节电解池金属的电化学腐蚀与防护课时作业（含解析）电解池金属的电化学腐蚀与防护时间：45分钟满分：100分一、选择题(每题8分，共72分)1．铅蓄电池的示意图如图所示。
下列说法正确的是( )A．放电时，N为负极，其电极反应式：PbO2＋SO2－4＋4H＋＋2e－===PbSO4＋2H2OB．放电时，c(H2SO4)不变，两极的质量增加C．充电时，阳极反应式：PbSO4＋2e－===Pb＋SO2－4D．充电时，若N连电源正极，则该极生成PbO2答案 D解析放电时铅是负极，A错误；硫酸参与电极反应，浓度会减小，B错误；充电时，阳极发生氧化反应，失去电子，C错误；充电时正极连接到电源正极上作阳极，生成二氧化铅，D正确。
2．下列关于电化学的叙述正确的是( )A．图①两极均有气泡产生，滴加酚酞溶液时石墨一极变红B．图②装置可以验证牺牲阳极的阴极保护法C．图③可以模拟钢铁的吸氧腐蚀，碳棒一极的电极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．上述4个装置中，图①、②中Fe腐蚀速率较快，图③中Fe腐蚀速率较慢答案 C解析图①阳极为惰性电极石墨，电解时阳极产生Cl2，阴极产生H2，两极均有气泡产生，滴加酚酞溶液时Fe电极附近溶液变红，A错误。
牺牲阳极的阴极保护法利用的原电池原理，将受保护的金属作原电池的正极，而图②为电解池，可验证外加电流的阴极保护法，B错误。
NaCl溶液呈中性，钢铁发生吸氧腐蚀，碳棒作正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C正确。
图③中Fe作负极，腐蚀速率最快；图①和②中Fe作阴极，图④中铁作正极，均受到保护，不易被腐蚀，D错误。
3.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( )A．d为石墨，铁片腐蚀加快B．d为石墨，石墨上电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．d为锌块，铁片不易被腐蚀D．d为锌块，铁片上电极反应为2H＋＋2e－===H2↑答案 D解析若d为石墨，则形成原电池，铁片为负极，失电子发生氧化反应，腐蚀加快，A 正确；因电解质溶液为海水，因此若d为石墨，则形成原电池，铁发生吸氧腐蚀，在正极(石墨)上O2得电子发生还原反应生成OH－，B正确；若d为锌块，则形成原电池时铁作正极被保护，不易被腐蚀，C正确；若d为锌块，则形成原电池时铁作正极，仍是发生吸氧腐蚀，即铁片上的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D错误。
第3讲 电解池 金属的电化学腐蚀与防护1．下列关于电解的叙述中，正确的是( )①电解是把电能转变成化学能 ②电解是把化学能转变成电能 ③电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化 ④某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现 ⑤任何水溶液电解时，必将导致氧化还原反应A ．②③④B ．①②③④C ．①②④D ．①③④⑤【答案】D【解析】把化学能转变成电能的装置是原电池；只要电解，必将发生氧化还原反应，即一定发生化学变化；一些不能自发进行的氧化还原反应，可以借助电解来实现，故选D 项。
2．下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是( ) A ．HCl 、 CuCl 2、 Ba(OH)2 B ．NaOH 、CuSO 4、 H 2SO 4 C ．NaOH 、H 2SO 4、 Ba(OH)2 D ．NaBr 、 H 2SO 4、 Ba(OH)2 【答案】C【解析】电解时只生成氧气和氢气，则电解质应是强碱、含氧酸或活泼金属的含氧酸盐，C 项符合。
3．如图中x 、y 分别是直流电源的两极，通电后发生a 极板质量增加，b 极板处有无色、无味气体放出，符合这一情况的是( )【答案】A【解析】通电后a 极板增重，表明溶液中金属阳离子在a 极板上放电，发生还原反应，析出了金属单质，因此可确定a 极板是电解池的阴极，与它相连接的直流电源的x 极是负极。
选项C 中x 极为正极，故C 不正确。
A 中电解液为CuSO 4溶液，阴极a 板上析出Cu 而增重，阳极b 板上由于OH －离子放电而放出无色、无味的O 2，故A 正确。
B 中电解液为NaOH 溶液，通电后阴极a 上应放出H 2，a 极板不会增重，故B 不正确。
D 中电解液为CuCl 2溶液，阴极a 板上因析出Cu 而增重，但阳极b 板上因Cl －离子放电，放出黄绿色有刺激性气味的Cl 2，故D 不正确。
4．下列有关电化学装置完全正确的是( )【答案】C【解析】电解精炼铜时，应该用粗铜作阳极，纯铜作阴极，A 错误；铁上镀银时，应该用银作阳极，铁作阴极，B 错误；C 是外加电流的阴极保护法，正确；铜锌原电池中，锌应插入硫酸锌溶液中，铜应插入硫酸铜溶液中，故D 错误。
目夺市安危阳光实验学校第二节 电解池 金属的腐蚀与防护1.了解电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。
(高频)2.理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。
(中频)电解原理1．电解、电解池2．电解池的组成和工作原理(电解CuCl2溶液) 总反应方程式：CuCl2=====电解Cu ＋Cl2↑电解原理的应用1．氯碱工业制烧碱、氯气和氢气 2．电镀电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法，也用在金属的精炼上。
如电镀铜或电解精炼铜含锌、铁等杂质时： 3．电冶金冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属，必须用电解法。
如电解熔融氯化钠得到钠时：金属的腐蚀与防护1．化学腐蚀和电化学腐蚀的比较金属腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀条件 金属与接触到的物质直接发生反应 不纯金属接触到电解质溶液发生原电池反应 区别无电流产生有微弱电流产生实质与联系(1)实质都是金属原子失去电子被氧化而损耗；(2)化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍、危害性更大、腐蚀速率更快2.钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 水膜性质 酸性较强 酸性很弱或呈中性负极反应Fe －2e －===Fe2＋ 正极反应2H ＋＋2e －===H2↑2H2O ＋O2＋4e －===4OH － 其他反应及产物 Fe2＋＋2OH －=== Fe(OH)2 2Fe ＋O2＋2H2O===2Fe(OH)24Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)32Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O ＋(3－x)H2O 普遍性吸氧腐蚀更普遍3.金属的防护(1)电化学防护法⎩⎪⎨⎪⎧牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理外加电流的阴极保护法——电解原理(2)其他：改变金属内部结构和金属表面外加保护层 1．易误诊断(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)电解是把电能转变成化学能( ) (2)电解是把化学能转变成电能( )(3)电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化( ) (4)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现( ) (5)镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更容易生锈( )(6)根据得失电子守恒可知电解精炼铜时，阳极减少的质量和阴极增加的质量相等( )(7)在入海口的钢铁闸门上装一定数量的铜块可防止闸门被腐蚀( )(8)外加电流的阴极保护法是将被保护金属接在直流电源的正极( )【答案】(1)√(2)×(3)√(4)√(5)√(6)×(7)×(8)×2.如图所示，甲、乙两试管中各放一枚铁钉，甲试管中为NH4Cl溶液，乙试管中为NaCl溶液，数天后导管中观察到的现象是____________，甲中正极反应为_________________________________，乙中正极反应为____________。
金属的电化学腐蚀与防护知识与技能目标（1）知道金属腐蚀的两种类型（化学腐蚀和电化学腐蚀）。
（2）能解释金属发生电化学腐蚀的原因,认识金属腐蚀的危害。
（3）掌握化学腐蚀与电化学腐蚀的比较 （4）掌握影响金属腐蚀快慢的比较 一、金属的电化学腐蚀 （一）金属腐蚀：1、定义：是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。
2、本质：M – ne- → Mn+（氧化反应）3、类型：化学腐蚀——直接反应 电化学腐蚀——原电池反应 （二）化学腐蚀1、定义：金属与接触到的干燥气体（如 、 、 等）或非电解质液体（如 ）等直接发生化学反应而引起的腐蚀。
如：钢管被原油中的 腐蚀，2、影响因素：与接触物质的氧化性越强、温度越高，化学腐蚀越 。
（三）电化学腐蚀：1、定义：不纯的金属跟电解质溶液接触时。
会发生 反应 的金属失去电子而被 。
如 在潮湿的空气中生锈。
[实验探究]：将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入下图具支试管中，观察导管中2、类型：⑴ 吸氧腐蚀：中性或酸性很弱或碱性条件下，易发生 腐蚀。
负极：2Fe - 4e- = 2Fe 2+正极：O 2 + 2H 2O + 4e-= 4OH -电池反应：2Fe+ O 2 +2 H 2O =2Fe(OH)2 进一步反应：4Fe(OH)2 +O 2 + 2H 2O = 4 Fe(OH)32Fe(OH)3+ x H 2O =Fe 2O 3·xH 2O+3 H 2O ⑵析氢腐蚀：当钢铁处于酸性环境中 负极：Fe - 2e - = Fe 2+正极：2H ++ 2e- =H 2↑电池反应：Fe + 2H +=Fe 2++ H 2↑食盐水 浸泡过 的铁钉⑶析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条 件 水膜呈 水膜呈负极（Fe 极）电极反应正极（C 极）总反应联系3、化学腐蚀与电化学腐蚀的比较：例1、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：⑴若液面上升，则溶液呈 性， 发生 腐蚀，电极反应式为：负极： 正极：⑵若液面下降，则溶液呈 性，发生 腐蚀， 电极反应式为：负极： 正极：例2、钢铁在锈蚀过程中，下列5种变化可能发生的是 （ ） ①Fe 由+2价转化为+3价 ②O 2被还原 ③产生H 2 ④F e (O H )3失水形成Fe 2O 3·H 2O ⑤杂质碳被氧化除去A . ①②B . ③④C . ①②③④D . ①②③④⑤ 二、金属的电化学防护 1、牺牲阳极的阴极保护法原电池的负极（阳极）的金属被腐蚀原电池的正极（阴极）的金属被保护⑴原理：形成原电池反应时，让被保护金属做 极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。
1.(2018年合肥调研)下列做法有利于金属防护的是( )。
A.钢铁零件表面进行烤蓝处理B.将钢铁制成的闸门与直流电源正极相连C.菜刀切菜后不洗净就放回刀架D.埋在地下的钢管与铜块相连一般钢铁容易生锈,如果将钢铁零件的表面进行烤蓝处理,就能大大增强抗腐蚀能力,延长使用寿命,A项正确;钢铁制成的闸门与直流电源的正极相连,闸门成为电解池的阳极,会加快腐蚀,B项错误;菜刀切菜后不洗净,容易发生吸氧腐蚀,C项错误;铁比铜活泼,当埋在地下的钢管与铜块相连时,钢管成为原电池的负极,加快了腐蚀,应该使钢管与锌块相连,D项错误。
A2.用铁铆钉固定两个铜质零件的示意图如图所示,若将该零件置于潮湿的空气中,下列说法正确的是( )。
A.发生电化学腐蚀,铜为负极,铜极产生H2B.铜易被腐蚀,铜极上发生还原反应,吸收O2C.铁易被腐蚀,铁发生氧化反应:Fe-2e-Fe2+D.发生化学腐蚀:Fe+Cu2+Cu+Fe2+解析A项,铜应为正极,电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-;B项,铁易被腐蚀;D项,发生的是电化学腐蚀。
C3.利用如图所示装置,可以完成很多电化学实验。
下列有关此装置的叙述中,正确的是( )。
A.若X为锌棒,Y为NaCl溶液,开关K置于M处,可减缓铁的腐蚀,这种方法称为牺牲阴极保护法B.若X为碳棒,Y为NaCl溶液,开关K置于N处,可减缓铁的腐蚀,溶液中的阴离子向铁电极移动C.若X为铜棒,Y为硫酸铜溶液,开关K置于M处,铜棒质量将增加,此时外电路中的电子向铜电极移动D.若X为铜棒,Y为硫酸铜溶液,开关K置于N处,铁棒质量将增加,溶液中铜离子浓度将减小解析若X为锌棒,Y为NaCl溶液,开关K置于M处,则构成了锌-铁原电池,由于锌比铁活泼,所以可以防止铁被腐蚀,而锌被腐蚀,该方法称为牺牲阳极的阴极保护法,故A项错误;若X为碳棒,Y为NaCl溶液,开关K置于N处,则组成了一个电解池,X为阳极,铁为阴极,同样可以减缓铁的腐蚀,铁电极上发生的电极反应为2H2O+2e-2OH-+H2↑,所以溶液中的阴离子向碳电极移动,故B项错误;若X为铜棒,Y为硫酸铜溶液,开关K置于M处,则构成了铁-铜原电池,在铜极上析出铜,所以铜棒的质量将增加,此时外电路中的电子向铜电极移动,故C项正确;若X为铜棒,Y为硫酸铜溶液,开关K置于N处,则构成了电解池,这时铜电极溶解,铁电极上有铜生成,所以铁棒质量将增加,但是溶液中铜离子浓度不变,故D项错误。
C4.已知四个电解装置都以Pt作电极,分别电解如下电解质溶液,一段时间后,测定其溶液pH 的变化,所记录的结果正确的是( )。
选项 A B C D电解质溶液HClAgNO3KOH BaCl2pH变化减小增大增大不变电解盐酸,溶质HCl的量减少,溶剂量不变,所以酸性减弱,pH增大,A项错误;电解硝酸银溶液生成硝酸、银单质和氧气,溶液酸性增强,pH减小,B项错误;电解氢氧化钾溶液的实质是电解水,溶质的量不变,溶剂的量减少,碱性增强,pH增大,C项正确;电解氯化钡溶液得到氢氧化钡、氢气和氯气,溶液碱性增强,pH增大,D项错误。
C5.某电解池装置如图所示:下列说法正确的是( )。
A.装置中电子移动的途径:负极→Fe→M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,可以实现在石墨上镀铁D.若M是海水,该装置是通过牺牲阳极的阴极保护法使铁不被腐蚀装置中电子通过导线从铁电极移向石墨电极,A项错误;若M为NaCl溶液,通电一段时间后,阳极产生Cl2,溶液中的NaOH与阳极产生的Cl2发生反应生成NaCl和NaClO,所以溶液中可能有NaClO,B项正确;若M为FeCl2溶液,在阳极,溶液中的Fe2+失去电子变为Fe3+,所以不可能实现在石墨上镀铁,C项错误;若M是海水,该装置是电解池,是通过外加电流的阴极保护法使铁不被腐蚀,不是通过牺牲阳极的阴极保护法,D项错误。
B6.如图所示,某同学设计了一种燃料电池来探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,乙装置中X 为阳离子交换膜。
下列有关说法正确的是( )。
A.反应一段时间后,乙装置中生成的氢氧化钠在铁极区B.乙装置中铁电极为阴极,电极反应式为Fe-2e-Fe2+C.通入氧气的一极为负极,发生的电极反应为O2+4e-+2H2O4OH-D.反应一段时间后,丙装置中硫酸铜溶液浓度保持不变解析甲装置为甲醚燃料电池,投放氧气的一极发生还原反应,为正极,投放甲醚的一极为负极;乙装置为电解饱和氯化钠溶液的装置,根据串联电池中电子的转移,可知Fe电极为阴极,C电极为阳极,丙装置为电解精炼铜的装置,粗铜为阳极,纯铜为阴极。
乙装置中铁电极的电极反应为2H++2e-H2↑,所以反应一段时间后,装置中生成的氢氧化钠在铁极区,A项正确,B项错误;通入氧气的一极发生还原反应,为原电池的正极,发生的电极反应为O2+2H2O+4e-4OH-,C项错误;丙装置中,粗铜电极除了铜发生氧化反应外,活动性强于铜的金属也要反应,但是在纯铜电极,除铜离子被还原外,没有其他离子被还原,根据得失电子相等可知,硫酸铜溶液浓度减小,D项错误。
A7.25 ℃时,用两个质量相同的铜棒作电极,电解500 mL 0.1 mol·L-1H2SO4溶液,电解过程中,电解液的pH变化如表所示(假定溶液温度保持不变)。
电解2 h后,取出电极,对电极进行干燥,并称量,测得两电极的质量差为9.6 g。
已知25 ℃时,0.1 mol·L-1 CuSO4溶液的pH为4.17。
时间/h 0.5 1 1.5 2pH 1.3 2.4 3.0 3.0(1)实验刚开始阶段,电解池的阴极所发生的电极反应为。
(2)电解进行到1.5 h后,电解质溶液的pH不再发生变化的原因是;0.1 mol·L-1 CuSO4溶液的pH为4.17的原因是(用离子方程式表示)。
(3)电解进行到2 h时,转移电子的总物质的量(填“<”“=”或“>”)0.15 mol。
(4)欲使所得电解质溶液恢复到500 mL 0.1 mol·L-1 H2SO4溶液,应对溶液进行的处理是。
解析由题中信息可知,电解刚开始阶段,阳极反应式为Cu-2e-Cu2+,阴极反应式为2H++2e-H2↑;随着电解的继续,溶液中Cu2+的浓度增大,此时阳极反应不变,阴极反应则变成Cu2++2e-Cu;若电解过程中只有电镀铜的过程,则阳极溶解的铜与阴极生成的铜质=4.8 g,转移电子的物质的量为量应相同,溶液的组成保持不变,则阳极铜减少的质量为9.6g20.15 mol,而实际上先有H2产生,后有电镀铜的过程,故实际转移电子的物质的量大于0.15 mol;要使电解后的溶液恢复到原溶液,则需要通入H2S:H2S+CuSO4CuS↓+H2SO4。
答案(1)2H++2e-H2↑(2)电解过程发生转变,阳极反应式为Cu-2e-Cu2+,阴极反应式为Cu2++2e-Cu,电解质溶液的组成、浓度不再发生变化,溶液的pH也不再发生变化;Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+(3)>(4)向溶液中通入约0.05 mol H2S8.某学习小组将“电解饱和食盐水”的相关内容进行梳理,形成如下问题(电极材料均为石墨)。
(1)图1中,电解一段时间后,气球b中的气体是(填化学式),U形管(填“左”或“右”)边的溶液变红。
(2)利用图2制作一种环保型消毒液发生器,通过电解可制备“84”消毒液的有效成分,则c 为电源的极;该发生器中反应的总离子方程式为。
(3)二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体,是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。
如图所示是目前已开发出的用电解法制取ClO2的新工艺。
①阳极产生ClO2的电极反应式为。
②当阴极产生标准状况下112 mL气体时,通过阳离子交换膜的离子的物质的量为。
(1)图1中,根据电子流向知,左边电极是电解池阳极,右边电极是电解池阴极,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气,同时阴极附近产生NaOH。
(2)要制取“84”消毒液,应创造氯气和氢氧化钠反应生成NaClO的环境,为了使反应更充分,则下边电极生成氯气,上边电极附近有NaOH生成,上边电极生成氢气,为阴极,则c为负极,d为正极。
(3)①依据题干信息,阳极Cl-被氧化为ClO2,根据电子守恒和电荷守恒,写出电极反应式。
②电极上每得到或失去一个电子,电解质溶液中必然有一个阳离子通过阳离子交换膜。
(1)H2;右(2)负;Cl-+H2O ClO-+H2↑(3)①Cl--5e-+2H2O ClO2↑+4H+②0.01 mol9.工业上用电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。
已知:①Ni2+在弱酸性溶液中发生水解。
②氧化性:Ni2+(高浓度)>H+>Ni2+(低浓度)。
的是( )。
下列说法不正确．．．A.碳棒上发生的电极反应为4OH--4e-O2↑+2H2OB.电解过程中,B室中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减小C.为了提高Ni的产率,电解过程中需要控制废水的pHD.若将图中阳离子膜去掉,将A、B两室合并,则电解反应的总方程式将发生改变解析阳极反应式为4OH--4e-2H2O+O2↑,阴极反应式为Ni2++2e-Ni、2H++2e-H2↑,因此A项正确;B项,由于C室中Ni2+、H+不断减少,Cl-通过阴离子膜从C 室移向B室,A室中OH-不断减少,Na+通过阳离子膜从A室移向B室,所以B室中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大,错误;C项,由于H+的氧化性大于Ni2+(低浓度)的氧化性,所以为了提高Ni的产率,电解过程需要控制废水的pH,正确;D项,若去掉阳离子膜,则阳极为Cl-放电生成Cl2,反应的总方程式将发生改变,正确。
B10.H2O2是一种弱酸,在强碱溶液中主要以H O2-的形式存在。
已知:Al-H2O2碱性燃料电池的总反应为2Al+3NaHO22NaAlO2+NaOH+H2O。
以Al-H2O2燃料电池电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制备氢气(电解池中隔膜仅阻止气体通过,c、d均为惰性电极)的装置如图所示。
下列说法不正确的是( )。
．．．A.电极a发生的反应为Al+4OH--3e-Al O2-+2H2OB.电极b是正极,且反应后该电极区的pH增大C.电解过程中,电子的流向为a→b→c→dD.电解时,消耗2.7 g Al,则产生标准状况下的氮气1.12 L解析a为负极,电极反应为Al+4OH--3e-Al O2-+2H2O。
b为正极,电极反应可由总反应-负极反应得到,所以b极反应为3H O2-+6e-+3H2O9OH-。
反应后溶液的pH增大,A、B两项正确;C项,根据上述分析,a为负极,故电子流向为a→d,c→b,错误;D项,由CO(NH2)2→N2,可知每生成1 mol N2,转移6 mol电子,需要消耗2 mol Al,故消耗2.7 g (0.1 mol)Al时,转移0.3 mol电子,生成0.05 mol N2,换算成标准状况下的体积为1.12 L,正确。
