2017高考化学一轮复习 第7章 电化学基础 第2节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护规范特训

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6分，共60分)

1．[2015·海淀期末]下列与金属腐蚀有关的说法中，不正确的是

( )

A．钢铁在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀

B．电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀

C．金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化

D．铝具有很强的抗腐蚀能力，是因为其不易与氧气发生反应

答案　D

解析　钢铁中含有碳，在潮湿的空气中易形成Fe－C原电池而被腐

蚀，A项正确；金属在酸性较强的环境中发生析氢腐蚀，在酸性极弱或

中性或弱碱性环境中发生吸氧腐蚀，析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学

腐蚀，B项正确；金属被腐蚀的本质是金属被氧化，C项正确；铝具有

很强的抗腐蚀能力是因为铝的表面易形成一层致密的氧化物，从而阻止

了铝进一步被氧化，D项错误。2．[2015·浙江六校模拟]利用上图装置，可完成很多电化学实验。

下列有关叙述正确的是( )

A．若X为锌棒，开关K置于A处，可减缓铁的腐蚀，这种方法称为

牺牲阴极的阳极保护法

B．若X为铜棒，开关K置于A处，装置中发生的总反应为2NaCl＋

2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑

C．若X为碳棒，开关K置于B处，在铁棒附近滴入硫氰化钾溶液可

看到溶液变红色

D．若X为碳棒，开关K置于B处，向食盐水中滴入酚酞溶液可看到

碳棒附近先变红

答案　D

解析　若X为锌棒，开关K置于A处，则构成电解池，铁作阴极，可

减缓铁的腐蚀，这种方法称为外加电流的阴极保护法，A项不正确；若

X为铜棒，开关K置于A处，则构成电解池，铜作阳极，失去电子，发生

反应Cu－2e－===Cu2＋，B项不正确；若X为碳棒，开关K置于B处，则

构成原电池，铁作负极，失去电子生成亚铁离子，因此在铁棒附近滴入

硫氰化钾溶液看不到溶液变红色，C项不正确；若X为碳棒，开关K置于

B处，则构成原电池，铁作负极，碳棒作正极，正极反应为2H2O＋O2

＋4e－===4OH－，因此向食盐水中滴入酚酞溶液可看到碳棒附近先变

红，D项正确。

3．[2015·石家庄一模]某小组用下图装置进行实验，下列说法正确

的是( )

A．闭合K，外电路电流方向为Fe电极→石墨电极

B．盐桥中的电解质可以用KCl

C．闭合K，石墨电极上只生成铜

D．导线中流过0.15 mol e－时，加入5.55 g Cu2(OH)2CO3，CuSO4溶液可恢复原组成

答案　D

解析　左侧两个烧杯构成了一个原电池，Fe为负极，Ag为正极；

右侧烧杯为电解池。原电池中电流从正极流向负极，故外电路电流方向

为Ag电极→Pt电极，石墨电极→Fe电极，A项错误。KCl中的Cl－与Ag＋反应，会导致中间烧杯中的电解质减少，故盐桥中的电解质不能是

KCl，B项错误。闭合K，石墨连接原电池的负极，石墨为阴极，发生还

原反应，Cu2＋被完全还原成Cu后，电解生成的硫酸所电离出的H＋再

被还原生成氢气，C项错误。右侧烧杯中n(CuSO4)＝0.05 L×1 mol/L＝0.05 mol，加入的n[Cu2(OH)2CO3]＝5.55 g÷222 g·mol－1＝0.025 mol。

导线中流过0.1 mol电子时，发生反应：2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋

O2↑；再流过0.05 mol电子时，发生反应：2H2O2H2↑＋O2↑；消耗了

CuSO4和H2O，其中n(CuSO4)＝0.05 mol，n(H2O)＝0.05 mol＋0.025

mol＝0.075 mol；反应后，加入0.025 mol碱式碳酸铜，发生反应

Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋3H2O＋CO2↑，生成的n(CuSO4)

＝0.05 mol，n(H2O)＝0.075 mol，D项正确。

4．[2015·衡水二模]工业上电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni

的原理如图所示。下列说法不正确的是( )

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)

A．碳棒上发生的电极反应：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O

B．电解过程中，B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pH

D．若将图中阳离子膜去掉，将A、B两室合并，则电解总反应式发生改变

答案　B

解析　由题图知，碳棒与电源正极相连，是电解池的阳极，电极反

应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；镀镍铁棒与电源负极相连，是电解

池的阴极，电极反应为Ni2＋＋2e－===Ni。电解过程中为平衡A、C中

的电荷，A中的Na＋和C中的Cl－分别通过阳离子膜和阴离子膜移向B

中，这使B中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大。因Ni2＋在弱酸性溶

液中易发生水解，且氧化性：Ni2＋(高浓度)>H＋>Ni2＋(低浓度)，故为

了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水pH。若将题图中阳离子膜

去掉，由于放电顺序Cl－>OH－，则Cl－移向阳极放电：2Cl－－2e－===Cl2↑，电解总反应式会发生改变。

5．[2015·日照调研]纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关

注。采用离子交换膜控制电解液中OH－的浓度制备纳米级Cu2O的装置

如图所示，发生的反应为2Cu＋H2OCu2O＋H2↑。下列说法正确的是

( )A．钛电极发生氧化反应

B．阳极附近溶液的pH逐渐增大

C．离子交换膜应采用阳离子交换膜

D．阳极反应式是2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O

答案　D

解析　钛电极为阴极，发生还原反应，A项错误；铜作阳极，阳极

上铜发生失电子的氧化反应，阳极反应式为2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋ H2O，OH－由阴极区迁移到阳极区参与反应，离子交换

膜应为阴离子交换膜，C项错误，D项正确；由阴极区迁移过来的OH－

在阳极全部参与反应， 阳极附近溶液的pH不变，B错误。

6．[2015·深圳中学调研]下列关于各图的说法，正确的是( )

A．①中阴极处能产生使湿润淀粉KI试纸变蓝的气体

B．②中待镀铁制品应与电源正极相连

C．③中钢闸门应与外接电源的正极相连

D．④中的离子交换膜可以避免生成的Cl2与NaOH溶液反应

答案　D

解析　①中阴极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，不会生成Cl2，故A

错；②中待镀铁制品应与电源的负极相连，故B错；③中钢闸门应与外

接电源的负极相连，故C错。

7．[2015·成都测试]如图所示，X、Y、Q、W都是惰性电极，将电

源接通后，W极附近颜色逐渐加深。下列说法中不正确的是( )

A．电池的M极为正极

B．甲装置中溶液的pH减小

C．甲装置的两个电极上都有单质生成且物质的量之比为1∶1

D．欲用乙装置给铜镀银，U极应该是Ag，电镀液选择AgNO3溶液

答案　C

解析　W极附近颜色逐渐加深，说明通电时氢氧化铁胶粒移向该电

极，即W连接电源的负极，则M为正极，N为负极，A正确；通电时，

甲装置中总反应为2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑，甲装置中溶液

的pH减小，n(O2)∶n(Cu)＝1∶2，B正确，C错误；电镀时镀层金属作

阳极，即U极应该是Ag，电镀液为AgNO3溶液，D正确。

8．500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)＝0.6 mol·L－1，

用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到2.24 L气

体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是

( )

A．原混合溶液中c(K＋)为0.2 mol·L－1

B．上述电解过程中共转移0.2 mol电子

C．电解得到的Cu的物质的量为0.05 mol

D．电解后溶液中c(H＋)为0.2 mol·L－1答案　A

解析　石墨作电极电解KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液，阳极反应式

为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极先后发生两个反应：Cu2＋＋2e

－===Cu,2H＋＋2e－===H2↑。从收集到O2为2.24 L这个事实可推知上

述电解过程中共转移0.4 mol电子，而在生成2.24 L H2的过程中转移0.2

mol电子，所以Cu2＋共得到0.4 mol－0.2 mol＝0.2 mol电子，电解前Cu2

＋的物质的量和电解得到的Cu的物质的量都为0.1 mol。电解前后分别

有以下守恒关系：c(K＋)＋2c(Cu2＋)＝c(NO)，c(K＋)＋c(H＋)

＝c(NO)，不难算出：电解前c(K＋)＝0.2 mol·L－1，电解后c(H＋)＝0.4

mol·L－1。

9．[2015·杭州模拟]假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满

足电解、电镀要求，即为理想化。①～⑧为各装置中的电极编号。下列

说法错误的是( )

A．当K闭合时，A装置发生吸氧腐蚀，在电路中作电源

B．当K断开时，B装置锌片溶解，有氢气产生

C．当K闭合后，整个电路中电子的流动方向为①→⑧；⑦→⑥；

⑤→④；③→②

D．当K闭合后，A、B装置中pH变大，C、D装置中pH不变

答案　A

解析　当K闭合时，B装置构成原电池，在电路中作电源，整个电

路中电子的流动方向为③→②；①→⑧；⑦→⑥；⑤→④；B装置中消

耗H＋，pH变大，A装置中电解饱和食盐水，pH变大；C装置中相当于在银上镀铜，pH不变；D装置中相当于铜的电解精炼，pH几乎不变。

10．[2015·安徽涡阳月考]电化学原理在生产生活中应用广泛，下列

叙述不正确的是( )

A．用惰性电极电解硫酸铜溶液一段时间后(阴极无气体放出)。可

加入CuO使溶液复原

B．如图：若X为铜棒，开关K置于A或B处均可加快铁的腐蚀

C．在总反应为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2的原电池中，正极材料为

石墨，稀硝酸或稀盐酸均可以用作电解质溶液

D．将反应2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O设计成原电池，

则正极电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O

答案　C

解析　本题考查电化学的综合知识。惰性电极电解硫酸铜溶液时一

极析出铜，一极析出氧气，加入氧化铜可复原，A正确；开关置于A处

时组成电解池，阳极腐蚀加快，开关置于B处时组成原电池，负极腐蚀

加快，B正确；在上述的总反应中，电解质溶液不能选取稀硝酸，C错

误；上述反应设计成原电池时，发生吸氧腐蚀，正极反应式正确，D正

确。

二、非选择题(共40分)