2021屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第6章化學(xué)反應(yīng)與能量第23講電解池金屬的腐蝕與防護(hù)課件新人教版202103151319

1、1. 理解電解池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用，能寫出電極反應(yīng)和電理解電解池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用，能寫出電極反應(yīng)和電 解反應(yīng)方程式。解反應(yīng)方程式。 2了解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，金屬腐蝕的危害，防止金了解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，金屬腐蝕的危害，防止金 屬腐蝕的措施屬腐蝕的措施 考點(diǎn)一考點(diǎn)二探究高考提升考能考點(diǎn)三微課22 1探究電解規(guī)律(用惰性電極電解) (1)電解水型 試寫出電解下列溶液的電解方程式 稀硫酸：_； NaOH：_； KNO3：_。 分析“電解水型”的電解質(zhì)包括哪些類型? 【答案】含氧酸、強(qiáng)堿和活潑金屬的含氧酸鹽 返回 題目 (2)電解電解質(zhì)型 電解質(zhì)溶液 HBr CuCl2 陰極反

2、應(yīng) 陽極反應(yīng) 電解反應(yīng) 溶液復(fù)原 加_ 加_ 分析“電解電解質(zhì)型”的電解質(zhì)包括哪些類型? 無氧酸(除HF)和不活潑金屬的無氧酸鹽(除氟化物) 2H2e=H2CuCu2 2 2e2e =Cu =Cu 2Br2Br 2e2e =Br =Br2 2 2Cl2Cl 2e2e =Cl =Cl2 2 適量適量HBrHBr適量適量CuClCuCl2 2 【答案】 返回 題目 (3)放 H2生堿型 電解 NaCl 溶液： 陰極反應(yīng)：_； 陽極反應(yīng)：_； 電解反應(yīng)離子方程式_。 電解一段時(shí)間后，NaCl 溶液恢復(fù)原狀的方法：_。 分析“放 H2生堿型”的電解質(zhì)包括哪些類型? 活潑金屬的無氧酸鹽(除氟化物) 【答

3、案】 2H2H 2e2e =H =H2 2 2Cl2Cl 2e2e =Cl =Cl2 2 通通HClHCl 返回 題目 (4)放 O2生酸型 電解 CuSO4溶液 陰極反應(yīng)：_； 陽極反應(yīng)：_； 電解反應(yīng)離子方程式：_； 電解一段時(shí)間后，CuSO4溶液恢復(fù)原狀的方法_。 分析“放 O2生酸型”電解質(zhì)包括哪些類型? 2Cu2Cu2 2 4e4e =2Cu =2Cu 4OH4OH 4e4e =O =O2 22H2H2 2O O 加加CuO(CuO(或或CuCOCuCO3 3) ) 【答案】不活潑金屬的含氧酸鹽 返回 題目 返回 題目 2根據(jù)金屬活動(dòng)順序表，Cu 和稀 H2SO4不反應(yīng)，怎樣根據(jù)電

4、化學(xué)的原理實(shí)現(xiàn) Cu 和稀 H2SO4反應(yīng)產(chǎn)生 H2? 答案： Cu 作陽極，C 作陰極，稀 H2SO4作電解質(zhì)溶液，通入直 流電就可以實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)。電解反應(yīng)式為陽極：Cu2e =Cu2， 陰極：2H 2e=H 2?？偡磻?yīng)式：Cu2H Cu2 H 2 題組一 電解規(guī)律及電極產(chǎn)物的判斷 1用惰性電極電解下列各組中的三種電解質(zhì)溶液，在電解的過程中， 溶液的 pH 依次為升高、不變、降低的是( ) AAgNO3 CuCl2 Cu(NO3)2 BKCl Na2SO4 CuSO4 CCaCl2 KOH NaNO3 DHCl HNO3 K2SO4 B 返回 題目 2(2019天津北辰區(qū)統(tǒng)考)以石墨為電極，電

5、解 KI 溶液(含有少量的 酚酞和淀粉)。下列說法錯(cuò)誤的是( ) A陰極附近溶液呈紅色 B陰極逸出氣體 C陽極附近溶液呈藍(lán)色 D溶液的 pH 變小 D 【解析】 以石墨為電極， 電解 KI 溶液， 發(fā)生的反應(yīng)為 2KI2H2O= 通電 2KOH H2I2(類似于電解飽和食鹽水)，陰極產(chǎn)物是 H2和 KOH，陽極產(chǎn)物是 I2。由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉，所以陽極附近的溶液會(huì)變藍(lán)(淀粉遇 碘變藍(lán))，陰極附近的溶液會(huì)變紅(溶液呈堿性)，A、B、C 正確；由于電解 產(chǎn)物有 KOH 生成，所以溶液的 pH 逐漸增大，D 錯(cuò)誤。 返回 題目 3按要求書寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式： (1)用惰性電極電解

6、 MgCl2溶液 陽極反應(yīng)式：_；陰極反應(yīng)式：_。 總反應(yīng)離子方程式：_。 (2)用 Al 作電極電解 NaOH 溶液 陽極反應(yīng)式：_；陰極反應(yīng)式：_。 總反應(yīng)離子方程式：_。 返回 題目 答案： (1)2Cl 2e=Cl 2 2H 2e=H 2(或 2H2O2e =H 22OH ) Mg2 2Cl2H 2O Mg(OH)2Cl2H2 (2)2Al6e 8OH=2AlO 24H2O 6H2O6e =3H 26OH (或 6H6e=3H 2) 2Al2H2O2OH 2AlO 23H2 返回 題目 4某水溶液中含有等物質(zhì)的量濃度的 Cu(NO3)2和 NaCl，以惰性電極 對(duì)該溶液進(jìn)行電解，分階段

7、寫出電解反應(yīng)的化學(xué)方程式。 解析： 第一階段 陽極：2Cl2e=Cl2 陰極：Cu22e=Cu 第二階段 陰極：2Cu24e=2Cu 陽極：4OH4e=O22H2O 第三階段 陰極：4H4e=2H2 陽極：4OH4e=O22H2O 將電極反應(yīng)式合并可得電解反應(yīng)的化學(xué)方程式。 返回 題目 答案： 第一階段的反應(yīng)：CuCl2 CuCl2 第二階段的反應(yīng)：2Cu(NO3)22H2O2CuO24HNO3 第三階段的反應(yīng)：2H2O2H2O2 返回 題目 5用石墨電極完成下列電解實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)一 實(shí)驗(yàn)二 裝置 現(xiàn)象 a、d 處試紙變藍(lán)；b 處變紅， 局部褪色；c 處無明顯變化 兩個(gè)石墨電極附近有氣泡產(chǎn) 生；

8、n 處有氣泡產(chǎn)生 返回 題目 下列對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋或推測(cè)不合理的是( ) Aa、d 處：2H2O2e =H 22OH Bb 處：2Cl 2e=Cl 2 Cc 處發(fā)生了反應(yīng)：Fe2e =Fe2 D根據(jù)實(shí)驗(yàn)一的原理，實(shí)驗(yàn)二中 m 處能析出銅 B 解析： 根據(jù) a、d 處試紙變藍(lán)，可判斷 a、d 兩點(diǎn)都為電解池的陰 極，發(fā)生的電極反應(yīng)為 2H2O2e=H22OH，A 選項(xiàng)正確； b 處變紅， 局部褪色， 說明 b 為電解池的陽極， 2Cl2e=Cl2， 氯氣溶于水生成鹽酸和次氯酸：Cl2H2O=HClHClO，HCl 溶液 顯酸性，HClO 具有漂白性，B 選項(xiàng)不正確； 返回 題目 c 處為陽極，鐵

9、失去電子生成亞鐵離子，發(fā)生的電極反應(yīng)為 Fe2e =Fe2，C 選項(xiàng)正確；實(shí)驗(yàn)一中 ac 形成電解池，db 形成電解池，所 以實(shí)驗(yàn)二中也形成電解池，銅珠的左端為電解池的陽極，銅失電子生 成銅離子，m、n 是銅珠的右端，為電解池的陰極，開始時(shí)產(chǎn)生氣體， 后來銅離子移到 m 處，m 處銅離子得到電子生成單質(zhì)銅，故 D 選項(xiàng) 正確。 答案： B 返回 題目 6錳、硫、氮的化合物在人類生產(chǎn)、生活中有重要作用。 (1)MnO2可作超級(jí)電容器材料。用惰性電極電解 MnSO4溶液可制得 MnO2，其陽極的電極反應(yīng)式是_。 MnO2是堿性鋅錳電池的正極材料，已知堿性鋅錳電池的總反應(yīng)為 Zn 2MnO22H2O

10、=2MnO(OH)Zn(OH)2，堿性鋅錳電池放電時(shí)，正 極的電極反應(yīng)式是_。 返回 題目 (2)硫化氫的轉(zhuǎn)化是資源利用和環(huán)境保護(hù)的重要研究課題。 由硫化氫獲得硫單質(zhì)有多種方法。將用燒堿吸收 H2S 后所得的 溶液加入如圖所示的電解池的陽極區(qū)進(jìn)行電解。電解過程中陽 極區(qū)發(fā)生如下反應(yīng)：S2 2e=S (n1)SS2=S2 n 寫出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式：_。 電解后陽極區(qū)的溶液用稀硫酸酸化得到硫單質(zhì)，其離子方程 式可寫成_。 返回 題目 答案： (1)Mn2 2H 2O2e =MnO 24H MnO2H2Oe =MnO(OH)OH (2)2H2O2e =H 22OH S2 n 2H =(n1)S

11、H 2S 返回 題目 題組三 有關(guān)電解的計(jì)算 7將兩個(gè)鉑電極插入 500 mL CuSO4溶液中進(jìn)行電解，通電一定時(shí)間 后，某一電極增重 0.064 g(設(shè)電解時(shí)該電極無氫氣析出，且不考慮水解 和溶液體積變化)，此時(shí)溶液中氫離子濃度約為( ) A410 3 molL1 B2103 molL1 C110 3 molL1 D1107 molL1 A 返回 題目 解析： 根據(jù) 2CuSO42H2O 2Cu2H2SO4O2， 得：n(H)2n(H2SO4)2n(Cu)2 0.064 g 64 gmol10.002 mol， c(H)0.002 mol 0.5 L 4103 molL1。 答案： A 返

12、回 題目 8500 mL KNO3和 Cu(NO3)2的混合溶液中 c(NO 3)0.6 molL 1，用 石墨作電極電解此溶液，當(dāng)通電一段時(shí)間后，兩極均收集到 2.24 L 氣 體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，假定電解后溶液體積仍為 500 mL，下列說法正確的 是( ) A原混合溶液中 c(K )為 0.2 molL1 B上述電解過程中共轉(zhuǎn)移 0.2 mol 電子 C電解得到的 Cu 的物質(zhì)的量為 0.05 mol D電解后溶液中 c(H )為 0.2 molL1 A 返回 題目 解析： 石墨作電極電解 KNO3和 Cu(NO3)2的混合溶液，陽極反應(yīng)式 為：4OH4e=2H2OO2，陰極先后發(fā)生兩個(gè)反

13、應(yīng)：Cu2 2e=Cu,2H2e=H2。從收集到 O2為 2.24 L 可推知上 述電解過程中共轉(zhuǎn)移 0.4 mol 電子，而在生成 2.24 L H2的過程中轉(zhuǎn) 移0.2 mol電子， 所以Cu2共得到0.4 mol0.2 mol0.2 mol電子， 電解前 Cu2的物質(zhì)的量和電解得到的 Cu 的物質(zhì)的量都為 0.1 mol。 電解前后分別有以下守恒關(guān)系：c(K)2c(Cu2)c(NO 3 )，c(K) c(H)c(NO 3 )，不難算出：電解前 c(K)0.2 molL1，電解 后 c(H)0.4 molL1。 答案： A 返回 題目 電化學(xué)綜合計(jì)算的三種常用方法 (1)根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算

14、先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比 例式計(jì)算。 (2)根據(jù)電子守恒計(jì)算 用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類 型的計(jì)算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。 用于混合溶液中電解的分階段計(jì)算。 返回 題目 (3)根據(jù)關(guān)系式計(jì)算 根據(jù)得失電子守恒定律建立起已知量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建計(jì)算所需的關(guān)系式。如以 通過 4 mol e為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式： 4e2Cl2(Br2、I2)O22H22Cu4Ag 4 nM 陽極產(chǎn)物 陰極產(chǎn)物 (式中 M 為金屬，n為其離子的化合價(jià)數(shù)值) 該關(guān)系式具有總攬電化學(xué)計(jì)算的作用和價(jià)值，熟記電極反應(yīng)式，靈活運(yùn)用關(guān)系式便能快速 解答

15、常見的電化學(xué)計(jì)算問題。 提示 在電化學(xué)計(jì)算中，還常利用QIt和Qn(e)NA1.601019C 來計(jì)算電路中 通過的電量。 返回 題目 考點(diǎn)二電解原理的應(yīng)用 返回 題組訓(xùn)練解題探究 基礎(chǔ)小練多維思考 1判斷正誤，正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”。 (1)在鍍件上電鍍銅時(shí)，也可以用惰性材料作陽極，用硫酸銅溶液作電 解液( ) (2)電解飽和食鹽水時(shí)，兩個(gè)電極均不能用金屬材料( ) (3)電鍍銅和電解精煉銅時(shí)，電解質(zhì)溶液中 c(Cu2 )均保持不變( ) (4)電解冶煉鎂、鋁通常電解 MgCl2和 Al2O3，也可以電解 MgO 和 AlCl3( ) (5)電解精煉時(shí)，陽極泥可以作為提煉貴重金屬的原料(

16、 ) (6)用 Zn 作陽極，F(xiàn)e 作陰極，ZnCl2作電解質(zhì)溶液，由于放電順序 H Zn2，不可能在鐵上鍍鋅( ) 返回 題目 2(1)氯堿工業(yè)中，陽離子交換膜的作用為_。 (2)電解過程中 A 中 CuSO4溶液濃度逐漸_，而 B 中 CuSO4溶液濃度_。 返回 題目 (3)下圖電解的目的是在鋁表面形成一層致密的氧化膜 陽極反應(yīng)式：_； 陰極反應(yīng)式：_。 返回 題目 答案： (1)只允許陽離子通過，阻礙 Cl2分子、陰離子通過 (2)減小 基本不變 (3)2Al6e 6HCO 3=Al2O36CO23H2O 6H2O6e =3H 26OH 題組一 電解原理的常規(guī)應(yīng)用 1 (2019河北石

17、家莊期末)用石墨作電極， 電解 U 形管中的飽和 NaCl 溶液(滴有酚酞溶液)，裝置如圖。下列敘述正確 的是 ( ) A通電后，NaCl 發(fā)生電離 B通電一段時(shí)間后，陽極附近溶液先變紅 C當(dāng)陽極生成 0.1 mol 氣體時(shí)，整個(gè)電路中轉(zhuǎn) 移 0.1 mol 電子 D電解飽和食鹽水的總反應(yīng)方程式為 2NaCl 2H2O= 通電 2NaOHCl2H2 返回 題目 D 【解析】 NaCl 溶于水時(shí)，在水分子作用下發(fā)生電離，不需要通電，A 錯(cuò) 誤；陽極反應(yīng)式為 2Cl2e=Cl2，產(chǎn)生黃綠色氣體，陽極附近溶液 不變紅，B 錯(cuò)誤；陽極上生成 0.1 mol Cl2時(shí)，電路中轉(zhuǎn)移 0.2 mol 電子，

18、C 錯(cuò)誤；電解飽和食鹽水時(shí)，陽極上析出 Cl2，陽極上析出 H2，總反應(yīng)方程 式為 2NaCl2H2O= 通電 2NaOHCl2H2，D 正確。 返回 題目 2(2019山東濰坊中學(xué)月考)某小組為研究電化學(xué)原理，設(shè)計(jì)如圖所 示裝置，下列敘述正確的是( ) A若 a 和 b 為石墨，通電后 a 極上反應(yīng) 為 2Cl 2e=Cl 2 B若 a 和 b 為石墨，通電后 b 極上發(fā)生 氧化反應(yīng) C若 a 為銅，b 為鐵，通電后 a 極質(zhì)量增 加 D若 a 為鐵，b 為銅，通電后 Cu2 向鐵電極移動(dòng) A 返回 題目 【解析】 石墨是惰性電極，a 極與電源的正極相連，作電解池的陽極，通 電后 a 極上發(fā)

19、生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為 2Cl2e=Cl2?，A 正確；b 極與電源的負(fù)極相連，作電解池的陰極，通電后發(fā)生還原反應(yīng)，B 錯(cuò)誤； Cu 是活性電極，若 a 為銅，通電后 a 極的反應(yīng)式為 Cu2e=Cu2，則 a 極質(zhì)量減小，C 錯(cuò)誤；電解池的電解質(zhì)溶液中，陽離子向陰極移動(dòng)，若 a 為鐵，b 為銅，則通電后 Cu2向 Cu 電極移動(dòng)，D 錯(cuò)誤。 返回 題目 題組二 應(yīng)用電解原理制備新物質(zhì) 3 (2019湖南益陽期末)氧化亞銅可作殺菌劑、 陶瓷和搪瓷的著色劑、 紅色玻璃染色劑，電解法制備氧化亞銅的原理如圖所示，下列說法不 正確的是 ( ) 返回 題目 A理論上，除銅電極外，只需對(duì)電解液補(bǔ)充水，電

20、解便可持續(xù)進(jìn)行 B溶液中生成 Cu2O 的離子方程式為 2CuCl2 3 H2O=Cu2O6Cl 2H CN 極的電極反應(yīng)式為 Cue 3Cl=CuCl2 3 DM 與電源的負(fù)極相連，發(fā)生還原反應(yīng) 返回 題目 【解析】 由圖示可知電解池的總反應(yīng)為 2CuH2O= 通電 Cu2OH2，因 此理論上，除銅電極外，只需對(duì)電解液補(bǔ)充水，電解便可連續(xù)進(jìn)行，A 正 確；溶液中生成 Cu2O 的離子方程式為 2CuCl2 3 2OH=Cu2O6Cl H2O，B 錯(cuò)誤；N 極的電極反應(yīng)式為 Cue3Cl=CuCl2 3 ，C 正確；M 為陰極，與電源負(fù)極相連，發(fā)生還原反應(yīng)，D 正確。 【答案】 B 返回 題目

21、 4利用下圖所示裝置電解制備 NCl3(氯的化合價(jià)為1 價(jià))，其原理是 NH4Cl2HClNCl33H2 (1)b 接電源的_(填“正”或“負(fù)”)極。 (2)陽極反應(yīng)式是_。 答案： (1)負(fù) (2)3Cl 6eNH 4=NCl34H 返回 題目 題組三 應(yīng)用電解原理治理污染 5(2019山東聊城期末)用如圖所示裝置處理含 NO 3的酸性廢水，右 側(cè)電極反應(yīng)式為 2NO 312H 10e=N 26H2O，下列說法正確 的是( ) Aa 端是直流電源的負(fù)極 B該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 C 電解時(shí)， H 通過離子交換膜從右側(cè)移向 左側(cè) D 每轉(zhuǎn)移 1 mol 電子， 左側(cè)電極上產(chǎn)生 8 g O2

22、D 返回 題目 【解析】 NO 3 在右側(cè) Pt 電極被還原生成 N2，則該 Pt 電極是陰極，b 端是 直流電源的負(fù)極， A 錯(cuò)誤； 該裝置是電解池， 將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能， B 錯(cuò)誤； 電解時(shí)，陽離子向陰極移動(dòng)，則 H從左側(cè)向右側(cè)移動(dòng)，C 錯(cuò)誤；左側(cè)電極 是陽極，電極反應(yīng)式為 2H2O4e=4HO2，轉(zhuǎn)移 1 mol 電子時(shí)生成 0.25 mol O2，其質(zhì)量為 0.25 mol32 gmol18 g，D 正確。 返回 題目 6 用 NaOH 溶液吸收煙氣中的 SO2， 將所得的 Na2SO3溶液進(jìn)行電解， 可循環(huán)再生 NaOH，同時(shí)得到 H2SO4，其原理如圖所示(電極 材料為石墨)。 (

23、1)圖中 a 極要連接電源的 _(填“正”或“負(fù)”) 極，C 口流出的物質(zhì)是_。 (2)SO2 3 放電的電極反應(yīng)式為_。 (3)電解過程中陰極區(qū)堿性明顯增強(qiáng)，用平衡移動(dòng)原理解釋原因 _。 返回 題目 解析： 根據(jù) Na、SO2 3 的移向判斷陰、陽極。Na移向陰極區(qū)，a 應(yīng)接電 源負(fù)極，b 應(yīng)接電源正極，其電極反應(yīng)式分別為 陽極：SO2 3 2eH2O=SO2 4 2H 陰極：2H2e=H2 所以從 C 口流出的是 H2SO4， 在陰極區(qū)， 由于 H放電， 破壞水的電離平衡， c(H)減小，c(OH)增大，生成 NaOH，堿性增強(qiáng)，從 B 口流出的是濃度較 大的 NaOH 溶液。 返回 題目

24、 答案： (1)負(fù) 硫酸 (2)SO2 3 2e H 2O=SO2 4 2H (3)H2O? ? H OH，在陰極 H放電生成 H 2，c(H )減小，水的電離平衡 正向移動(dòng)，堿性增強(qiáng) 返回 題目 微課22電化學(xué)中“離子交換膜”的應(yīng)用 微課集訓(xùn) 微課歸納 返回 離子交換膜是一種含有離子基團(tuán)的、對(duì)溶液中的離子具有選擇 透過能力的高分子膜，也稱為離子選擇透過性膜。 1離子交換膜的功能 使離子選擇性定向遷移(目的是平衡整個(gè)溶液的離子濃度或電 荷)。 返回 要點(diǎn) 2離子交換膜在電化學(xué)中的作用 (1)隔離某些物質(zhì)防止發(fā)生反應(yīng)。 (2)用于物質(zhì)的制備。 (3)物質(zhì)分離、提純等。 返回 要點(diǎn) 3離子交換膜的

25、類型 根據(jù)透過的微粒，離子交換膜可以分為多種，在高考試題中主 要出現(xiàn)陽離子交換膜、陰離子交換膜和質(zhì)子交換膜三種。陽離 子交換膜只允許陽離子通過，阻止陰離子和氣體通過，陰離子 交換膜只允許陰離子通過，質(zhì)子交換膜只允許質(zhì)子(H )通過。 可見離子交換膜的功能在于選擇性地通過某些離子和阻止某些 離子來隔離某些物質(zhì)。 返回 要點(diǎn) 集訓(xùn)一 提高電流效率 交換膜隔離兩種電解質(zhì)溶液，避免負(fù)極材料與能發(fā)生反應(yīng)的電 解質(zhì)溶液直接接觸，能提高電流效率。在這種裝置中，交換膜 起到鹽橋作用，且優(yōu)于鹽橋(鹽橋需要定時(shí)替換或再生)。通過 限制離子遷移，使指定離子在溶液中定向移動(dòng)形成閉合回路， 完成氧化劑和還原劑在不接觸條

26、件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)。 返回 集訓(xùn) 1已知：電流效率電路中通過的電子數(shù)與消耗負(fù)極失去電 子總數(shù)之比?，F(xiàn)有兩個(gè)電池、，裝置如圖所示。下列說法 正確的是( ) A和的電池反應(yīng)不相同 B能量轉(zhuǎn)化形式不同 C的電流效率低于的電 流效率 D5 min 后，、中都只含 1 種溶質(zhì) C 返回 集訓(xùn) 解析： 、裝置中電極材料相同，電解質(zhì)溶液部分相同，電池反應(yīng)， 負(fù)極反應(yīng)和正極反應(yīng)式相同，A 項(xiàng)錯(cuò)誤；和裝置的能量轉(zhuǎn)化形式都是 化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，B 項(xiàng)錯(cuò)誤；裝置中銅與氯化鐵直接接觸，會(huì)在銅極 表面發(fā)生反應(yīng)， 導(dǎo)致部分能量損失(或部分電子沒有通過電路)， 導(dǎo)致電流效 率降低。 而裝置采用陰離子交換膜， 銅與氯化銅接

27、觸， 不會(huì)發(fā)生副反應(yīng)， 放電過程中交換膜左側(cè)負(fù)極的電極反應(yīng)式為 Cu2e=Cu2，陽離子增 多；右側(cè)正極的電極反應(yīng)式為 2Fe32e=2Fe2，負(fù)電荷過剩。Cl從 交換膜右側(cè)向左側(cè)遷移， 電流效率高于裝置， C 正確； 放電一段時(shí)間后， 裝置中生成氯化銅和氯化亞鐵，裝置中交換膜左側(cè)生成氯化銅，右側(cè) 生成了氯化亞鐵，可能含氯化鐵，D 項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案： C 返回 集訓(xùn) 集訓(xùn)二 限制離子遷移 反應(yīng)物相同，不同的交換膜，遷移的離子種類不同；同種交換 膜，轉(zhuǎn)移相同的電子數(shù)，如果離子所帶電荷數(shù)不同，遷移離子 數(shù)不同。 離子遷移依據(jù)電荷平衡，而離子數(shù)目變化量可能不 相等。 返回 集訓(xùn) 2 某原電池裝置如圖所

28、示， 電池總反應(yīng)為 2AgCl2=2AgCl。 (1)當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移 a mol e 時(shí)，交換膜左側(cè)溶液中約減少 _mol 離子。交換膜右側(cè)溶液中 c(HCl)_(填“”“”“ (2)1 Cl 右 左 集訓(xùn) 集訓(xùn)三 提高產(chǎn)品純度 解這類問題可以分三步：第一步，分清隔膜類型。 即交換膜 屬于陽膜、陰膜或質(zhì)子膜中的哪一種，判斷允許哪種離子通過 隔膜。第二步，寫出電極反應(yīng)式，判斷交換膜兩側(cè)離子變化， 推斷電荷變化，根據(jù)電荷平衡判斷離子遷移方向。第三步，分 析隔膜作用。在產(chǎn)品制備中，隔膜作用主要是提高產(chǎn)品純度， 避免產(chǎn)物之間發(fā)生反應(yīng)，或避免產(chǎn)物因發(fā)生反應(yīng)而造成危險(xiǎn)。 返回 集訓(xùn) 3工業(yè)上用電解法處理含鎳

29、酸性廢水并得到單質(zhì) Ni 的原理如 圖所示。下列說法不正確的是( ) 已知：Ni2 在弱酸性溶液中發(fā)生水 解 氧化性：Ni2 (高濃度)HNi2(低 濃度) A碳棒上發(fā)生的電極反應(yīng)：4OH 4e =O 22H2O B電解過程中，B 室中 NaCl 溶液的物質(zhì)的量濃度將不斷減小 C為了提高 Ni 的產(chǎn)率，電解過程中需要控制廢水 pH D若將圖中陽離子膜去掉，將 A、B 兩室合并，則電解反應(yīng) 總方程式發(fā)生改變 B 返回 集訓(xùn) 4 2014新課標(biāo)全國卷， 27(4)H3PO2也可用電滲析法制備， “四室電滲析法”工作原理如圖所示(陽膜和陰膜分別只允許 陽離子、陰離子通過)： (1)寫出陽極的電極反應(yīng)

30、式_。 (2)分析產(chǎn)品室可得到 H3PO2的原因 _。 (3)早期采用“三室電滲析法”制備 H3PO2： 將“四室電滲析法”中陽極 室的稀硫酸用 H3PO2稀溶液代替。 并撤去陽極室與產(chǎn)品室之間 的陽膜，從而合并了陽極室與產(chǎn)品室。其缺點(diǎn)是產(chǎn)品中混有 _雜質(zhì)，該雜質(zhì)產(chǎn)生的原因是_。 返回 集訓(xùn) 解析：(2)中應(yīng)該從閉合回路的角度，陰、陽離子的流向分析；(3)注 意陽極反應(yīng)生成O2， O2具有氧化性， H3PO2和H2PO 2 均具有還原性， 二者會(huì)被 O2氧化生成 PO3 4 。 返回 答案： (1)2H2O4e =O 24H (2)陽極室的 H 穿過陽膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室，原料室的 H 2PO 2穿

31、過陰膜 擴(kuò)散至產(chǎn)品室，二者反應(yīng)生成 H3PO2 (3)PO3 4 H2PO 2或 H3PO2被氧化 集訓(xùn) 考點(diǎn)三金屬的腐蝕和防護(hù) 返回 題組訓(xùn)練解題探究 基礎(chǔ)小練多維思考 1判斷正誤，正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”。 (1)純銀器表面變黑和鋼鐵表面生銹腐蝕原理一樣( ) (2)Al、Fe、Cu 在潮濕的空氣中腐蝕均生成氧化物( ) (3)鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，負(fù)極鐵失去電子生成 Fe3 ( ) (4)在金屬表面覆蓋保護(hù)層，若保護(hù)層破損后，就完全失去了對(duì)金 屬的保護(hù)作用( ) (5)若在海輪外殼上附著一些銅塊，則可以減緩海輪外殼的腐蝕 ( ) (6)鐵表面鍍鋅可增強(qiáng)其抗腐蝕性( ) 返回 題目 返回

32、 題目 2.(最新原創(chuàng))如圖是實(shí)驗(yàn)室研究海水對(duì)鐵閘不 同部位腐蝕情況的剖面示意圖。 (1)腐蝕最嚴(yán)重的部位是_(用“A”“B”或 “C”回答，下同)。原因_。 (2)形成鐵銹最多的部位是_，原因 _。 返回 題目 答案： (1)C 由于近水面 B 處溶解氧濃度大于 C 處，發(fā)生吸氧腐 蝕時(shí) B 為正極，C 為負(fù)極，C 處 Fe2e =Fe2 (2)B 由于 B 處海水 O2濃度較大，F(xiàn)e2 擴(kuò)散至 B 處附近易發(fā)生 Fe2 2OH=Fe(OH) 2, 4Fe(OH)2O22H2O =4Fe(OH)3, 2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(3x)H2O 題組一 正確判斷析氫腐蝕和吸氧腐蝕 1實(shí)

33、驗(yàn)探究(如圖所示) (1)若棉團(tuán)浸有 NH4Cl 溶液，鐵釘發(fā)生_腐蝕，正極反應(yīng)式為 _，右試管中現(xiàn)象是_。 (2)若棉團(tuán)浸有 NaCl 溶液，鐵釘發(fā)生_腐蝕，正極反應(yīng)式為 _，右試管中現(xiàn)象是_。 返回 題目 答案： (1)析氫 2H 2e=H 2 有氣泡冒出 (2)吸氧 O24e 2H 2O=4OH 導(dǎo)管內(nèi)液面上升 返回 題目 2 (2019山 西 臨 晉 中 學(xué)月 考 )下 列 與 金 屬 腐蝕 有 關(guān) 的 說 法 正 確 的 是 ( ) 返回 題目 A圖 1 中，鐵釘易被腐蝕 B圖 2 中，滴加少量 K3Fe(CN)6溶液，沒有藍(lán)色沉淀出現(xiàn) C圖 3 中，燃?xì)庠畹闹行牟课蝗菀咨P，主要是

34、由于高溫下鐵發(fā)生化學(xué)腐 蝕 D圖 4 中，用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵輸水管的腐蝕，鎂塊相當(dāng) 于原電池的正極 返回 題目 【解析】 濃硫酸從環(huán)境中吸收水分，使鐵釘周圍的空氣比較干燥，因此 鐵釘不易腐蝕，A 項(xiàng)錯(cuò)誤；Fe、Cu 與酸化的 3%NaCl 溶液構(gòu)成原電池，F(xiàn)e 作負(fù)極， 發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)， 有 Fe2生成， 因此滴加少量 K3Fe(CN)6 溶液，有藍(lán)色沉淀出現(xiàn)，B 項(xiàng)錯(cuò)誤；燃?xì)庠畹闹行牟课蝗菀咨P，主要是 由于高溫下鐵發(fā)生化學(xué)腐蝕，C 項(xiàng)正確；用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼 鐵輸水管的腐蝕，鎂塊相當(dāng)于原電池的負(fù)極，D 項(xiàng)錯(cuò)誤。 【答案】 C 返回 題目 題組二 金屬腐蝕快慢比

35、較 3(2019山東濟(jì)南萊蕪區(qū)質(zhì)檢)如圖所示，在水槽中裝入蒸餾水后， 鐵塊腐蝕速率的大小順序正確的是( ) A B C D B 返回 題目 【解析】 FeC 與水形成原電池，F(xiàn)e 發(fā)生吸氧腐蝕，F(xiàn)e 為負(fù)極，F(xiàn)e 腐蝕 速率較快；FeAl 與水形成原電池，Al 為負(fù)極，F(xiàn)e 被保護(hù)；Fe 在水中發(fā)生 化學(xué)腐蝕，腐蝕速率較低，故腐蝕速率，B 項(xiàng)正確。 返回 題目 4相同材質(zhì)的鐵在下列情形下最不易被腐蝕的是( ) C 返回 題目 【解析】 A、D 均可由 Fe、Cu 構(gòu)成原電池而加速鐵的腐蝕；在 B 中，食 鹽水提供電解質(zhì)溶液環(huán)境，炒鍋和鐵鏟都是鐵碳合金，符合原電池形成的 條件，鐵是活潑金屬作負(fù)極

36、，碳作正極，F(xiàn)e 易被腐蝕；C 中銅鍍層把鐵完 全覆蓋，構(gòu)不成原電池而不被腐蝕。 返回 題目 題組三 金屬腐蝕防護(hù)措施的設(shè)計(jì)與選擇 5(2019四川成都檢測(cè))港珠澳大橋設(shè)計(jì)使用壽命為 120 年，對(duì)橋體 鋼構(gòu)件采用了多種防腐方法。下列分析錯(cuò)誤的是( ) A防腐原理主要是避免發(fā)生反應(yīng)：2FeO22H2O=2Fe(OH)2 B鋼構(gòu)件表面噴涂環(huán)氧樹脂涂層，是為了隔絕空氣、水等防止形成 原電池 C采用外加電流的陰極保護(hù)法時(shí)需外接鎂、鋅等作輔助陽極 D鋼構(gòu)件可采用不銹鋼材料以減緩電化學(xué)腐蝕 C 返回 題目 【解析】 該橋體鋼構(gòu)件主要發(fā)生吸氧腐蝕， 吸氧腐蝕的總反應(yīng)為 2Fe2H2O O2=2Fe(OH)

37、2，防腐原理主要是避免發(fā)生該反應(yīng)，A 項(xiàng)正確；鋼構(gòu)件表 面噴涂環(huán)氧樹脂涂層， 目的是將鋼構(gòu)件與空氣、 水隔絕， 防止形成原電池， 發(fā)生吸氧腐蝕，B 項(xiàng)正確；采用犧牲陽極的陰極保護(hù)法時(shí)需外接鎂、鋅等 作輔助陽極，C 項(xiàng)錯(cuò)誤；鋼構(gòu)件采用不銹鋼，可以減緩電化學(xué)腐蝕，D 項(xiàng) 正確。 返回 題目 6利用如圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。 為減緩鐵的腐蝕： (1)若開關(guān) K 置于 N 處，則 X 應(yīng)為_，該電化學(xué)防護(hù)法為 _。 (2)若開關(guān) K 置于 M 處，則 X 應(yīng)為_，該電化學(xué)防護(hù)法稱為 _。 返回 題目 答案： (1)碳棒或 Pt 等惰性電極 外加電流的陰極保護(hù)法 (2)比鐵 活潑的金屬 Zn 等

38、 犧牲陽極的陰極保護(hù)法 返回 題目 名師助學(xué)名師助學(xué) (1)判斷析氫腐蝕與吸氧腐蝕的依據(jù)：正確判斷“介質(zhì)”溶液的酸堿 性是分析析氫腐蝕和吸氧腐蝕的關(guān)鍵。潮濕的空氣、中性溶液發(fā)生 吸氧腐蝕；NH4Cl 溶液、稀 H2SO4等酸性溶液發(fā)生析氫腐蝕。 (2)對(duì)同一電解質(zhì)溶液來說， 腐蝕速率的快慢： 電解原理引起的腐蝕 原電池原理引起的腐蝕化學(xué)腐蝕有防腐措施的腐蝕。 (3)外加電流的陰極保護(hù)法保護(hù)效果大于犧牲陽極的陰極保護(hù)法。 返回 題目 題目 返回 1(2019江蘇，10)將鐵粉和活性炭的混合物用 NaCl 溶液濕潤后， 置于如圖所示裝置中， 進(jìn)行鐵的電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)。 下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的 說法正確的是

39、( ) A鐵被氧化的電極反應(yīng)式為 Fe3e =Fe3 B鐵腐蝕過程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能 C活性炭的存在會(huì)加速鐵的腐蝕 D以水代替 NaCl 溶液，鐵不能發(fā)生吸氧腐蝕 C 【解析】鐵作負(fù)極，F(xiàn)e2e=Fe2，A 不正確；電化學(xué)腐蝕過程中化學(xué) 能不可能全部轉(zhuǎn)化為電能，還有部分轉(zhuǎn)化為熱能，B 不正確；活性炭的存 在構(gòu)成了原電池，加快了負(fù)極鐵的腐蝕，C 正確；以水代替 NaCl 溶液，鐵 仍然能發(fā)生吸氧腐蝕，只是吸氧腐蝕的速率會(huì)減慢，D 不正確。 題目 返回 2(2018北京，12)驗(yàn)證犧牲陽極的陰極保護(hù)法，實(shí)驗(yàn)如下(燒杯內(nèi)均 為經(jīng)過酸化的 3%NaCl 溶液)。 在 Fe 表面生成 藍(lán)色沉淀 試管

40、內(nèi)無明顯變化 試管內(nèi)生成 藍(lán)色沉淀 題目 返回 下列說法不正確的是( ) A對(duì)比，可以判定 Zn 保護(hù)了 Fe B對(duì)比，K3Fe(CN)6可能將 Fe 氧化 C驗(yàn)證 Zn 保護(hù) Fe 時(shí)不能用的方法 D將 Zn 換成 Cu，用的方法可判斷 Fe 比 Cu 活潑 解析： 中 Zn 作負(fù)極， 發(fā)生氧化反應(yīng)生成 Zn2， Fe 作正極被保護(hù)， 所以取出的少量 Fe 附近的溶液中滴入鐵氰化鉀溶液， 試管內(nèi)無明顯 變化。但中沒有 Zn 保護(hù) Fe，F(xiàn)e 在酸性環(huán)境中發(fā)生析氫腐蝕，F(xiàn)e 作負(fù)極被氧化生成 Fe2， 所以取出的少量 Fe 附近的溶液中滴入鐵氰 化鉀溶液，生成藍(lán)色沉淀，對(duì)比可知 Zn 保護(hù)了

41、Fe，A 項(xiàng)正確； D 題目 返回 與的區(qū)別在于：前者是將鐵氰化鉀溶液直接滴入燒杯中，而后 者是在取出的少量 Fe 附近的溶液中滴加鐵氰化鉀溶液， 中出現(xiàn)了 藍(lán)色沉淀，說明有 Fe2生成。對(duì)比分析可知，可能是鐵氰化鉀氧化 Fe 生成了 Fe2，B 項(xiàng)正確；通過上述分析可知，驗(yàn)證 Zn 保護(hù) Fe 時(shí)不能用的方法，C 項(xiàng)正確；若將 Zn 換成 Cu，鐵氰化鉀仍會(huì)將 Fe 氧化為 Fe2，在鐵的表面同樣會(huì)生成藍(lán)色沉淀，所以無法判斷 Fe2是不是負(fù)極產(chǎn)物，即無法判斷 Fe 與 Cu 的活潑性，D 項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案： D 題目 返回 與的區(qū)別在于：前者是將鐵氰化鉀溶液直接滴入燒杯中，而后 者是在取出的少

42、量 Fe 附近的溶液中滴加鐵氰化鉀溶液， 中出現(xiàn)了 藍(lán)色沉淀，說明有 Fe2生成。對(duì)比分析可知，可能是鐵氰化鉀氧化 Fe 生成了 Fe2，B 項(xiàng)正確；通過上述分析可知，驗(yàn)證 Zn 保護(hù) Fe 時(shí)不能用的方法，C 項(xiàng)正確；若將 Zn 換成 Cu，鐵氰化鉀仍會(huì)將 Fe 氧化為 Fe2，在鐵的表面同樣會(huì)生成藍(lán)色沉淀，所以無法判斷 Fe2是不是負(fù)極產(chǎn)物，即無法判斷 Fe 與 Cu 的活潑性，D 項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案： D 題目 返回 3(2017全國卷，11)支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁，常用外 加電流的陰極保護(hù)法進(jìn)行防腐，工作 原理如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性 輔助陽極。下列有關(guān)表述不正確的是 ( ) A 通

43、入保護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電 流接近于零 B通電后外電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁 C高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流 D通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整 C 題目 返回 解析： A 對(duì)：外加強(qiáng)大的電流可以抑制金屬電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生的電 流。B 對(duì)：被保護(hù)的鋼管樁作陰極，高硅鑄鐵作陽極，電解池中外 電路電子由陽極流向陰極，即從高硅鑄鐵流向鋼管樁。C 錯(cuò)：高硅 鑄鐵為惰性輔助陽極，其主要作用是傳遞電流，而不是作為損耗陽 極。D 對(duì)：保護(hù)電流要抑制金屬電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生的電流，應(yīng)根據(jù)環(huán) 境條件變化進(jìn)行調(diào)整。 答案： C 題目 返回 4(2018全國卷，13)最近我國科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種

44、 CO2H2S 協(xié)同 轉(zhuǎn)化裝置， 實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣中 CO2和 H2S 的高效 去除。 示意圖如圖所示， 其中電極分別為 ZnO 石墨烯(石墨烯包裹的 ZnO)和石墨烯，石墨烯 電極區(qū)發(fā)生反應(yīng)為： EDTAFe2 e=EDTAFe3 2EDTAFe3 H 2S=2H S2EDTAFe2 該裝置工作時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是( ) 題目 返回 A陰極的電極反應(yīng)：CO22H 2e=COH 2O B協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)：CO2H2S=COH2OS C石墨烯上的電勢(shì)比 ZnO石墨烯上的低 D若采用 Fe3 /Fe2取代 EDTAFe3/EDTAFe2，溶液需為酸性 題目 返回 解析： 由題中信息可知，石墨烯電極發(fā)生氧化反應(yīng)，為電解池的 陽極，則 ZnO石墨烯電極為陰極。C