(通用版)202x版高考化学一轮复习 跟踪检测(十八)电解池 金属的电化学腐蚀与防护(含解析)

跟踪检测（十八）电解池金属的电化学腐蚀与防护1．下列有关金属腐蚀与防护的说法不正确的是( )A．钢铁在弱碱性条件下发生电化学腐蚀的正极反应是O2＋2H2O＋4e－===4OH－B．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C．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D．可将地下输油钢管与外加直流电源的负极相连以保护它不受腐蚀解析：选B 弱碱性条件下，钢铁发生吸氧腐蚀，A正确；当镀层破损时，Sn、Fe可形成原电池，Fe作负极，加快了Fe的腐蚀，B错误；Fe、Zn、海水形成原电池，Zn失去电子作负极，从而保护了Fe，C正确；采用外加电流的阴极保护法时，被保护金属与直流电源的负极相连，D正确。

2．如图两套实验装置，都涉及金属的腐蚀反应，假设其中的金属块和金属丝都是足量的。

下列叙述正确的是( )A．装置Ⅰ在反应过程中只生成NO2气体B．装置Ⅱ开始阶段铁丝只发生析氢腐蚀C．装置Ⅱ在反应过程中能产生氢气D．装置Ⅰ在反应结束时溶液中的金属阳离子只有Cu2＋解析：选C 装置Ⅰ中，铁被浓硝酸钝化，铜与浓硝酸反应，在这种条件下，铜作原电池的负极，铁作正极，反应生成红棕色的NO2，随着反应的进行，浓硝酸变为稀硝酸，随后铁作负极Cu作正极，稀硝酸发生还原反应生成无色的NO，金属过量，故反应结束时溶液中既有Fe2＋又有Cu2＋，A、D错误；因为装置Ⅱ中左边充满氧气，一开始发生吸氧腐蚀，消耗氧气导致左边液面上升，铁与稀硫酸反应产生氢气，发生析氢腐蚀，B错误，C正确。

3.(2019·广元诊断)锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是( )A．锌电极上发生还原反应B．电池工作一段时间后，甲池的c(SO2－4)不变C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量减少D．阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡解析：选B A项，由装置图可知该原电池反应原理为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，故Zn电极为负极，失电子发生氧化反应，Cu电极为正极，得电子发生还原反应，错误；B项，该装置中为阳离子交换膜，只允许阳离子和水分子通过，故两池中c(SO2－4)不变，正确；C项，放电过程中溶液中Zn2＋由甲池通过阳离子交换膜进入乙池，乙池中Cu2＋＋2e－===Cu，故乙池中的Cu2＋逐渐由Zn2＋替代，摩尔质量：M(Zn)>M(Cu)，故乙池溶液的总质量增加，错误；D项，该装置中为阳离子交换膜，只允许阳离子和水分子通过，放电过程中溶液中Zn2＋由甲池通过阳离子交换膜进入乙池保持溶液中电荷平衡，阴离子并不通过交换膜，错误。

4．(2019·安庆六校联考)下列图示中关于铜电极的连接错误的是( )解析：选C A项，锌比铜活泼，锌作负极，铜作正极，连接正确；B项，电解精炼铜，粗铜作阳极，纯铜作阴极，连接正确；C项，电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，连接错误；D项，电解氯化铜溶液，铜作阴极，石墨作阳极，连接正确。

5．下列关于电化学知识的说法正确的是( )A．电解饱和食盐水在阳极得到氯气，阴极得到金属钠B．电解精炼铜时，阳极质量的减少不一定等于阴极质量的增加C．电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液，在阴极上依次析出Al、Fe、CuD．电解CuSO4溶液一段时间后(Cu2＋未反应完)，加入适量Cu(OH)2可以使溶液恢复至原状态解析：选B A项，电解饱和食盐水在阳极Cl－失电子得到Cl2，阴极H＋得电子得到H2和NaOH，错误；B项，阳极除铜放电外，比铜活泼的金属如Zn、Fe也放电，但阴极上只有Cu2＋放电，正确；C项，根据金属活动性顺序可知，阴极上离子的放电顺序是Fe3＋>Cu2＋>H＋>Fe2＋>Al3＋，Fe2＋和Al3＋不放电，Fe3＋得电子生成Fe2＋，不会析出Fe和Al，错误；D项，电解 CuSO4溶液，阴极析出Cu，阳极生成O2，应加入CuO。

6．下列有关电化学装置的说法正确的是( )A．利用图a装置处理银器表面的黑斑Ag2S，银器表面发生的反应为Ag2S＋2e－===2Ag ＋S2－B．图b电解一段时间，铜电极溶解，石墨电极上有亮红色物质析出C．图c中的X极若为负极，则该装置可实现粗铜的精炼D．图d中若M是海水，该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”使铁不被腐蚀解析：选A 形成原电池反应，Ag2S为正极被还原，正极反应式为Ag2S＋2e－===2Ag＋S2－，故A正确；铜为阴极，发生还原反应，不能溶解，石墨电极上生成氧气，故B错误；图c中的X极若为负极，粗铜为阴极，而电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，不能进行粗铜的精炼，故C错误；该装置有外接电源，属于“有外加电源的阴极保护法”，故D 错误。

7.(2019·建邺区模拟)H2S废气资源化利用途径之一是回收能量并得到单质硫。

反应原理为2H2S(g)＋O2(g)===S2(s)＋2H2O(l)ΔH＝－632 kJ·mol－1。

如图为质子膜H2S燃料电池的示意图。

下列说法正确的是( )A．电极a为电池的正极B．电极b上发生的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．电路中每流过4 mol电子，电池内部释放632 kJ热能D．每17 g H2S参与反应，有1 mol H＋经质子膜进入正极区解析：选D 由2H2S＋O2===S2＋2H2O得出负极H2S失电子发生氧化反应，则a为电池的负极，故A错误；正极O2得电子发生还原反应，所以电极b上发生的电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，故B错误；电路中每流过4 mol电子，则消耗1 mol氧气，但该装置将化学能转化为电能，所以电池内部几乎不放出热能，故C错误；每17 g即17 g34 g·mol－1＝0.5 molH2S 参与反应，则消耗0.25 mol氧气，则根据O2＋4H＋＋4e－===2H 2O 可知，有1 mol H ＋经质子膜进入正极区，故D 正确。

8.按如图所示装置进行下列不同的操作，其中不正确的是( )A ．铁腐蚀的速率由快到慢的顺序：只闭合K 3>只闭合K 1>都断开>只闭合K 2B ．只闭合K 3，正极的电极反应式：2H 2O ＋O 2＋4e －===4OH －C ．先只闭合K 1，一段时间后，漏斗内液面上升，然后只闭合K 2，漏斗内液面上升D ．只闭合K 2，U 形管左、右两端液面均下降解析：选A 金属腐蚀速率：电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极，闭合K 3，是原电池，铁作负极；闭合K 2，是电解池，铁作阴极；闭合K 1，铁作阳极，因此腐蚀速率由快到慢的顺序：只闭合K 1>只闭合K 3>都断开>只闭合K 2，故A 错误；只闭合K 3，构成原电池，铁棒发生吸氧腐蚀，正极反应式：O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH －，故B 正确；先只闭合K 1，铁作阳极，阳极反应式为Fe －2e －===Fe 2＋，阴极反应式为2H ＋＋2e －===H 2↑，U 形管中气体压强增大，因此漏斗中液面上升；然后只闭合K 2，铁作阴极，阴极反应式为2H ＋＋2e －===H 2↑，阳极反应式为2Cl －－2e －===Cl 2↑，U 形管中气体压强增大，漏斗中液面上升，故C 正确；根据选项C 的分析，只闭合K 2，两极均有气体放出，气体压强增大，左、右两端液面均下降，故D 正确。

9．(2019·合肥模拟)如图所示，甲池的总反应式为N 2H 4＋O 2===N 2＋2H 2O 。

下列说法正确的是( )A ．甲池中负极上的电极反应式为N 2H 4－4e －===N 2＋4H ＋B ．乙池中石墨电极上发生的反应为4OH －－4e －===2H 2O ＋O 2↑C ．甲池溶液pH 增大，乙池溶液pH 减小D ．甲池中每消耗0.1 mol N 2H 4，乙池理论上最多产生 6.4 g 固体解析：选B 由图知甲池是燃料电池，乙池是电解池，甲池的电解质溶液是KOH 溶液，则负极不可能生成H ＋，应为N 2H 4－4e －＋4OH －===N 2＋4H 2O ，A 错误；乙池的石墨电极是阳极，发生氧化反应，B 正确；甲池总反应中生成了水，则KOH 溶液浓度变小，pH 减小，乙池生成Cu 、O 2、H 2SO 4，溶液pH 减小，C 错误；根据各个电极流过的电量相等知，N 2H 4～2Cu ，甲池每消耗0.1 mol N 2H 4，乙池理论上会析出12.8 g 铜，D 错误。

10．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。

下列有关说法正确的是( )A ．反应一段时间后，乙装置中在铁电极区生成氢氧化钠B ．乙装置中铁电极为阴极，电极反应式为Fe －2e －===Fe 2＋C ．通入氧气的一极为正极，发生的电极反应为O 2－4e －＋2H 2O===4OH －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：选A 甲装置为甲醚燃料电池，充入氧气的一极发生还原反应，为电极的正极，充入甲醚的一极为电极的负极；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 极为阳极；丙装置为电解精炼铜的装置，精铜为阴极，粗铜为阳极。

乙装置中铁电极发生的反应为2H ＋＋2e －===H 2↑，根据电荷守恒知Na ＋移向阴极，在铁电极处生成氢氧化钠，A 正确，B 错误；正极发生还原反应，反应式为O 2＋4e －＋2H 2O===4OH －，C 错误；粗铜极除了铜发生氧化反应外，活动性在铜前面的杂质金属也会反应，但在精铜极，只有Cu 2＋被还原，根据电荷守恒，硫酸铜溶液浓度减小，D 错误。

11．四甲基氢氧化铵[(CH 3)4NOH]常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化铵[(CH 3)4NCl]为原料，采用电渗析法合成(CH 3)4NOH ，其工作原理如图所示(a 、b 为石墨电极，c 、d 、e 为离子交换膜)，下列说法不正确的是( )A ．N 为正极B ．标准状况下制备0.75N A (CH 3)4NOH ，a 、b 两极共产生16.8 L 气体C ．c 、e 均为阳离子交换膜D ．b 极电极反应式：4OH －－4e －===O 2↑＋2H 2O解析：选B 电解后左侧(CH 3)4NOH 溶液由稀变浓，说明a 极发生还原反应，2H 2O ＋2e－===H 2↑＋2OH －，据此判断a 为阴极，b 为阳极，所以N 为正极，故A 正确；b 极为OH －放电生成O 2：4OH －－4e －===O 2↑＋2H 2O ，标准状况下制备0.75N A (CH 3)4NOH ，需要阴极提供0.75 molOH －，转移电子0.75 mol ，a 、b 两极共产生0.754＋0.752mol×22.4 L·mol －1＝12.6 L 气体，故B 错误，D 正确；(CH＋穿过c膜，c膜是阳离子交换膜，NaCl溶液由稀变3)4NOH溶液由稀变浓，说明(CH3)4N浓，说明Na＋穿过e膜，e膜是阳离子交换膜，故C正确。