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1、第19讲电解池金属的腐蚀与防护A组基础题组1.(2016山东青岛模拟)下列描述中,不符合生产实际的是()A.电解熔融的氧化铝制取金属铝,用铁作阳极B.电解法精炼粗铜,用纯铜作阴极C.电解饱和食盐水制烧碱,用涂镍碳钢网作阴极D.在镀件上电镀锌,用锌作阳极2.下列说法正确的是()A.钢铁因含杂质而易发生腐蚀,所以合金都不耐腐蚀B.原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因,故不能用其来减缓金属的腐蚀C.金属发生化学腐蚀还是电化学腐蚀的主要区别在于金属的纯度不同D.无论哪种类型的腐蚀,其实质都是金属被氧化3.(2016河南南阳一模)下列叙述正确的是()A.在电解池的阴极和原电池的负极上都发生氧化反应B.镀层
2、破损后,镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀C.用惰性电极电解KOH溶液,阴、阳两极产物的物质的量之比为12D.用惰性电极电解饱和NaCl溶液,若有1 mol电子转移,则生成1 mol NaOH4.(2016吉林模拟)用铅蓄电池电解甲、乙电解池中的溶液。已知铅蓄电池的总反应为:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)+2H2O(l),电解一段时间后向c极和d极附近分别滴加酚酞试剂,c极附近溶液变红,下列说法正确的是()A.d极为阴极B.放电时铅蓄电池负极的电极反应式为:PbO2(s)+4H+(aq)+S(aq)+2e- PbSO4(s)+2H2O(l)C.若利用甲池精炼铜,b
3、极应为粗铜D.若四个电极材料均为石墨,当析出6.4 g Cu时,两池中共产生气体3.36 L(标准状况下)5.(2016江西宜春三模)根据金属活动性顺序,Cu不能发生如下反应:Cu+2H2O Cu(OH)2+H2。但选择恰当的电极材料和电解液进行电解,这个反应就能变为现实。下列四种电极材料和电解液中,能实现该反应最为恰当的是()ABCD阳极石墨CuCuCu阴极石墨石墨FePt电解液CuSO4溶液Na2SO4溶液H2SO4溶液H2O6.(2016天津河东二模)用如图所示装置研究电化学原理,下列分析中错误的是()选项连接电极材料分析abAK1 K2石墨铁模拟铁的吸氧腐蚀BK1 K2锌铁模拟钢铁防护
4、中牺牲阳极的阴极保护法CK1 K3石墨铁模拟电解饱和食盐水DK1 K3铁石墨模拟钢铁防护中外加电流的阴极保护法7.最近有研究人员发现了一种处理高浓度乙醛废水的新方法隔膜电解法,乙醛分别在阴、阳极发生反应,转化为乙醇和乙酸。实验室以一定浓度的乙醛Na2SO4溶液为电解质溶液,模拟乙醛废水的处理过程,其装置如图所示。下列说法正确的是()A.若以CH4空气燃料电池为直流电源,燃料电池的b极应通入空气B.电解过程中,阴极区Na2SO4的物质的量增大C.阳极反应CH3CHO-2e-+2H+ CH3COOH+H2OD.电解过程中,两极除分别生成乙酸和乙醇外,均产生了无色气体,则阳极产生的是O2B组提升题组
5、8.(2016山东淄博三模)利用如图装置进行实验,甲、乙两池均为1 molL-1的AgNO3溶液,A、B均为Ag电极。实验开始先闭合K1,断开K2。一段时间后,断开K1,闭合K2,形成浓差电池,电流计指针偏转(Ag+浓度越大氧化性越强)。下列说法不正确的是()A.闭合K1,断开K2后,A电极增重B.闭合K1,断开K2后,乙池溶液浓度上升C.断开K1,闭合K2后,N向B电极移动D.断开K1,闭合K2后,A电极发生氧化反应9.(2016辽宁沈阳校级模拟)H2O2是一种常用绿色氧化剂,工业上利用电解法制备H2O2的装置如图所示,初始溶液为氢氧化钠溶液。下列说法正确的是()A.a为负极B.通入空气一极
6、的电极反应式为O2+2e-+2H+ H2O2C.电解一段时间后,左侧溶液pH升高D.若生成17 g H2O2,则有1 mol H+从左侧向右侧迁移10.(2016河南洛阳模拟)电解硫酸钠溶液联合生产硫酸和烧碱溶液的装置如图所示,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()A.a极与电源的负极相连B.产物丙为硫酸溶液C.离子交换膜d为阴离子交换膜D.a电极反应式:2H2O+2e- H2+2OH-11.(2015四川理综,4,6分)用如图所示装置除去含CN-、Cl-废水中的CN-时,控制溶液pH为910,阳极产生的ClO-将CN-氧化为两种无污染
7、的气体。下列说法不正确的是()A.用石墨作阳极,铁作阴极B.阳极的电极反应式:Cl-+2OH-2e- ClO-+H2OC.阴极的电极反应式:2H2O+2e- H2+2OH-D.除去CN-的反应:2CN-+5ClO-+2H+ N2+2CO2+5Cl-+H2O12.(2016山东青岛模拟)电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池,装有电解液a,X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:(1)若X、Y都是惰性电极,a是AgNO3溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴石蕊试液,则:电解池中Y电极上的电极反应式为。在Y电极附近观察到的实验现象是;检验该电极反应产物的方法是。X
8、电极上的电极反应式为 。(2)如要用电解方法精炼粗镍,电解液a选用Ni(NO3)2溶液,则:X电极的材料是,电极反应式为,Y电极的材料是,电极反应式为。(说明:杂质发生的电极反应不必写出)13.(2014课标,27,节选)次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品,具有较强还原性。H3PO2也可用电渗析法制备,“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过):(1)写出阳极的电极反应式。(2)分析产品室可得到H3PO2的原因。(3)早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2:将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替,并撤去阳极室与产品室之间的阳膜,从而合并了
9、阳极室与产品室。其缺点是产品中混有杂质,该杂质产生的原因是。答案全解全析A组基础题组1.A电解熔融的氧化铝制取金属铝所需温度很高,若用铁作阳极,一则铁失电子被氧化,二则铁在高温条件下可熔化,故实际生产中利用石墨作电极,故选A。2.D金属通过改变其内部结构制成合金可耐腐蚀,A错误;牺牲阳极的阴极保护法是利用原电池反应保护金属制品,B错误;决定金属腐蚀类型的因素是周围的环境,C错误。3.D电解池的阴极发生还原反应,原电池负极发生氧化反应,A错误;铁比锡活泼,镀层破损后,镀锡铁板更易腐蚀,B错误;用惰性电极电解KOH溶液,阴、阳两极产物分别为氢气和氧气,物质的量之比为21,C错误;用惰性电极电解饱和
10、NaCl溶液,发生反应:2NaCl+2H2O H2+Cl2+2NaOH,若有1 mol电子转移,则生成1 mol NaOH, D正确。4.C原电池放电时,正极发生还原反应,电极反应为PbO2+4H+S+2e- 2H2O+PbSO4,负极反应为Pb+S-2e- PbSO4;电解一段时间后,c极和d极附近分别滴加酚酞试剂,c极附近溶液变红,则c是阴极、d是阳极,a是阴极、b是阳极,故A错误;电解精炼粗铜时,粗铜为阳极,所以为b电极,故C正确;电解析出6.4 g Cu,其物质的量是6.4 g64 g/mol=0.1 mol,转移0.2 mol电子,c电极上生成0.1 mol氢气、d电极上生成0.05
11、 mol氧气,b电极上生成0.1 mol氯气,所以标准状况下生成气体体积=(0.1+0.05+0.1)mol22.4 L/mol=5.6 L,故D错误。5.BA项,电解硫酸铜溶液,阳极上氢氧根离子失电子发生氧化反应,阴极上铜离子得到电子析出铜,总反应为2CuSO4+2H2O 2Cu+O2+2H2SO4,故A不符合;B项,阳极是铜失电子,阴极是水电离出的氢离子得到电子发生还原反应,总反应为Cu+2H2O Cu(OH)2+H2,故B符合;C项,阳极是铜失电子,阴极是溶液中的氢离子得到电子发生还原反应,总反应为Cu+2H+ Cu2+H2,故C不符合;D项,阳极是铜失电子,纯水中氢离子浓度很小,所以水
12、的导电能力小,反应非常缓慢,故D不符合。6.D在中性条件下,铁作负极失电子,石墨作正极,正极上氧气得电子生成氢氧根离子,则Fe发生吸氧腐蚀,故A正确;Zn、Fe形成原电池,Zn作负极被腐蚀,Fe作正极被保护,属于牺牲阳极的阴极保护法,故B正确;Fe作阴极,阴极上氢离子得电子,石墨作阳极,阳极上氯离子失电子,电解氯化钠溶液生成氢气、氯气和氢氧化钠,故C正确;Fe与正极相连,Fe作阳极,失电子,被腐蚀,故D错误。7.D连接电解池阴极的是原电池负极,负极上燃料失电子发生氧化反应,该燃料电池中燃料是甲烷,所以b极通入的是CH4,A错误;钠离子和硫酸根离子不参与电极反应,物质的量不变,B错误;质量不守恒
13、,应为CH3CHO-2e-+H2O CH3COOH+2H+,C错误;阳极发生4OH-4e- O2+2H2O、CH3CHO-2e-+H2O CH3COOH+2H+,阴极发生4H+4e- 2H2、CH3CHO+2e-+2H2O CH3CH2OH+2OH-,则两极除分别生成乙酸和乙醇外,均产生了无色气体,阳极产生的是O2,D正确。B组提升题组8.C闭合K1,断开K2后,A为阴极,发生还原反应生成银,质量增大,故A正确;闭合K1,断开K2后,阳极金属银被氧化,阴极析出银,N向阳极移动,乙池浓度增大,甲池浓度减小,故B正确;断开K1,闭合K2后,形成浓差电池,电流计指针偏转(Ag+浓度越大氧化性越强),
14、可知B为正极,A为负极,N向负极移动,故C错误;断开K1,闭合K2后,A为负极,发生氧化反应,故D正确。9.D由题给信息氧气在阴极被还原得到H2O2和稀碱的混合物,知b为负极,a为正极,故A错误;通入空气的电极发生还原反应,电极反应式为O2+2e-+2H2O H2O2+2OH-,故B错误;左侧氢氧根离子放电,生成水和氧气,氢氧根离子浓度降低,故左侧溶液pH降低,故C错误;若生成17 g H2O2,转移1 mol电子,有1 mol H+从左侧向右侧迁移,故D正确。10.B由装置图分析可知是电解装置,电解硫酸钠溶液,实质是电解水,气体甲与气体乙的体积比约为12,气体甲为氧气,气体乙为氢气,阳极生成
15、氧气,电极反应为2H2O-4e- 4H+O2,阴极生成氢气,电极反应为4H2O+4e- 4OH-+2H2,气体体积比为12,所以判断a电极是阳极,b电极是阴极,在阳极室得到硫酸,在阴极室得到氢氧化钠溶液,则c为阴离子交换膜,d为阳离子交换膜。11.DD项,控制溶液pH为910,溶液呈碱性,离子方程式应为2CN-+5ClO-+H2O N2+2CO2+5Cl-+2OH-。12.答案(1)2H2O-4e- 4H+O2有无色气体放出,溶液变红用带火星的木条检验,木条复燃4Ag+4e- 4Ag(2)纯镍Ni2+2e- Ni粗镍Ni-2e- Ni2+解析(1)用惰性电极电解AgNO3溶液时,阳极反应式为:2
