高考化學(xué)一輪綜合復(fù)習(xí) 第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第22講 電解池 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)練習(xí)

1、第22講電解池金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)考綱要求1.理解電解池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用，能書寫電極反應(yīng)和總反應(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、防止金屬腐蝕的措施?？键c(diǎn)一電解的原理1電解和電解池(1)電解：在電流作用下，電解質(zhì)在兩個電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程。(2)電解池：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。(3)電解池的構(gòu)成有與電源相連的兩個電極。電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì))。形成閉合回路。2電解池的工作原理(1)電極名稱及電極反應(yīng)式(電解cucl2溶液為例)總反應(yīng)式：cucl2cucl2(2)電子和離子的移動方向電子：從電源負(fù)極流出后，流向電解池陰極；從電解池的陽極流出后流

2、向電源的正極。離子：陽離子移向電解池的陰極，陰離子移向電解池的陽極。3陰陽兩極上放電順序(1)陰極：(與電極材料無關(guān))。氧化性強(qiáng)的先放電，放電順序：(2)陽極：若是活性電極作陽極，則活性電極首先失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。若是惰性電極作陽極，放電順序?yàn)樽⒁怅帢O不管是什么材料，電極本身都不反應(yīng)，一定是溶液(或熔融電解質(zhì))中的陽離子放電。最常用、最重要的放電順序?yàn)殛枠O：cl>oh；陰極：ag>cu2>h。電解水溶液時，kal3不可能在陰極放電，即不可能用電解水溶液的方法得到k、ca、na、mg、al等金屬。4用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律類型實(shí)例電極反應(yīng)式電解對象溶液ph變化溶液復(fù)原電

3、解水型含氧酸h2so4陽極：_陰極：_總反應(yīng)：_水強(qiáng)堿naoh活潑金屬的含氧酸鹽kno3電解電解質(zhì)型無氧酸(氫氟酸除外)hcl陽極：_陰極：_總反應(yīng)：_不活潑金屬的無氧酸鹽cucl2陽極：_陰極：_總反應(yīng)：_放氫生堿型活潑金屬的無氧酸鹽nacl陽極：_陰極：_總反應(yīng)：_放氧生酸型不活潑金屬的含氧酸鹽agno3陽極：_陰極：_總反應(yīng)：_答案4oh4e=2h2oo24h4e=2h22h2o2h2o2減小增大不變水2cl2e=cl22h2e=h22hclh2cl2hcl增大hcl2cl2e=cl2cu22e=cucucl2cucl2cucl2cucl22cl2e=cl22h2e=h22nacl2h2

4、oh2cl22naohnacl和h2o增大hcl4oh4e=2h2oo24ag4e=4ag4agno32h2o4ago24hno3agno3和h2o減小ag2o電解基礎(chǔ)知識(1)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程就是電解質(zhì)溶液被電解的過程()(2)某些不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，通過電解可以實(shí)現(xiàn)()(3)電解池的陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)()(4)直流電源跟電解池連接后，電子從電源負(fù)極流向電解池陽極(×)(5)電解稀硫酸制h2、o2時銅作陽極(×)(6)電解cucl2溶液，陰極逸出的氣體能夠使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{(lán)色(×)(7)電解鹽酸、硫酸等溶液，h放電，溶液的ph

5、逐漸增大(×)(8)電解nano3溶液時，隨著電解進(jìn)行，溶液的ph減小(×)1根據(jù)金屬活動順序表，cu和稀h2so4不反應(yīng)，怎樣根據(jù)電化學(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：2h2e=h2?？偡磻?yīng)式：cu2hcu2h2。2若用惰性電極電解cuso4溶液一段時間后，需加入98gcu(oh)2固體，才能使電解質(zhì)溶液復(fù)原，則這段時間，整個電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為多少？答案4na解析方法一：98gcu(oh)2的物質(zhì)的量為1mol，相當(dāng)于電解了1mol的cus

6、o4后，又電解了1mol的水，所以轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2na2na4na。方法二：可以認(rèn)為整個電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)與cu(oh)2的o2失電子數(shù)相等，共4na。題組一電解規(guī)律及電極產(chǎn)物的判斷1(2017·天津市實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三模擬)以石墨為電極，電解ki溶液(含有少量的酚酞和淀粉)。下列說法錯誤的是()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變小答案d解析以石墨為電極，電解ki溶液，發(fā)生的反應(yīng)為2ki2h2o2kohh2i2(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變藍(lán)(淀粉遇碘變藍(lán))，陰極附近

7、的溶液會變紅(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錯誤。2如圖是一個用鉑絲作電極，電解稀的mgso4溶液的裝置，電解液中加有中性紅指示劑，此時溶液呈紅色。(指示劑的ph變色范圍：6.88.0，酸色紅色，堿色黃色，mg(oh)2沉淀的ph9)，接通電源一段時間后a管產(chǎn)生白色沉淀，回答下列問題：(1)下列關(guān)于電解過程中電極附近溶液顏色變化的敘述正確的是_(填編號)。a管溶液由紅變黃b管溶液由紅變黃a管溶液不變色b管溶液不變色(2)寫出a管中發(fā)生的反應(yīng)：_。(3)寫出b管中發(fā)生的反應(yīng)：_。(4)檢驗(yàn)b管中氣體的方法是_。(5)電解一段時間后，切斷電源，將

8、電解液倒入燒杯內(nèi)觀察到的現(xiàn)象是_。答案(1)(2)2h2e=h2、mg22oh=mg(oh)2(或2h2o2emg2=h2mg(oh)2)(3)4oh4e=2h2oo2(或2h2o4e=o24h)(4)用拇指堵住管口，取出試管，放開拇指，將帶有火星的木條伸入試管內(nèi)，木條復(fù)燃(5)溶液呈紅色，白色沉淀溶解解析電解時，陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，導(dǎo)致陽極附近溶液呈酸性；陰極上氫離子放電生成氫氣，同時有氫氧根離子生成，氫氧根離子和鎂離子反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀，溶液呈弱堿性。題組二電極反應(yīng)式的書寫與判斷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mgcl2溶液陽極反應(yīng)式：_；陰極反應(yīng)式：

9、_；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：_。答案(1)2cl2e=cl2mg22h2o2e=h2mg(oh)2mg22cl2h2omg(oh)2cl2h2(2)2al6e8oh=2alo4h2o6h2o6e=3h26oh(或6h6e=3h2)2al2h2o2oh2alo3h24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zn2mno22h2o=2mno(oh)z

10、n(oh)2，堿性鋅錳電池放電時，正極的電極反應(yīng)式是_。(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)：s22e=s(n1)ss2=s寫出電解時陰極的電極反應(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_。(3)電解no制備nh4no3，其工作原理如圖所示，為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為nh4no3，需補(bǔ)充物質(zhì)a，a是_，說明理由：_。答案(1)mn22h2o2e=mno24hmno2h2oe=mno(oh)oh(2)2h2o2e=h22ohs2

11、h=(n1)sh2s(3)nh3根據(jù)總反應(yīng)：8no7h2o3nh4no32hno3，電解產(chǎn)生的hno3多，應(yīng)補(bǔ)充nh3解析(1)mn的化合價從2價升到4價，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則陽極電極反應(yīng)式為mn22h2o2e=mno24h。堿性鋅錳干電池中，mno2作為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為mno2h2oe=mno(oh)oh。(2)電解時，陰極區(qū)溶液中的陽離子放電，即水溶液中的h放電生成h2。由題給反應(yīng)可知，陽極區(qū)生成了s，s可以理解為(n1)ss2，加入稀硫酸生成s單質(zhì)和h2s氣體。(3)根據(jù)電解no制備nh4no3的工作原理示意圖知：陰極反應(yīng)式為3no15e18h=3nh3h2o，陽極反

12、應(yīng)式為5no15e10h2o=5no20h，總反應(yīng)式為8no7h2o3nh4no32hno3，為了使電解產(chǎn)生的hno3全部轉(zhuǎn)化為nh4no3，應(yīng)補(bǔ)充nh3。做到“三看”，正確書寫電極反應(yīng)式(1)一看電極材料，若是金屬(au、pt除外)作陽極，金屬一定被電解(注：fe生成fe2而不是生成fe3)。(2)二看介質(zhì)，介質(zhì)是否參與電極反應(yīng)。(3)三看電解質(zhì)狀態(tài)，若是熔融狀態(tài)，就是金屬的電冶煉。題組三有關(guān)電解的計算5(2018·蘭州質(zhì)檢)將兩個鉑電極插入500mlcuso4溶液中進(jìn)行電解，通電一定時間后，某一電極增重0.064g(設(shè)電解時該電極無氫氣析出，且不考慮水解和溶液體積變化)，此時溶液

13、中氫離子濃度約為()a4×103mol·l1b2×103mol·l1c1×103mol·l1d1×107mol·l1答案a解析根據(jù)2cuso42h2o2cu2h2so4o2，得：n(h)2n(h2so4)2n(cu)2×0.002mol，c(h)4×103mol·l1。6500mlkno3和cu(no3)2的混合溶液中c(no)0.6mol·l1，用石墨作電極電解此溶液，當(dāng)通電一段時間后，兩極均收集到2.24l氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，假定電解后溶液體積仍為500ml，下列說法正確

14、的是()a原混合溶液中c(k)為0.2mol·l1b上述電解過程中共轉(zhuǎn)移0.2mol電子c電解得到的cu的物質(zhì)的量為0.05mold電解后溶液中c(h)為0.2mol·l1答案a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)生兩個反應(yīng)：cu22e=cu,2h2e=h2。從收集到o2為2.24l可推知上述電解過程中共轉(zhuǎn)移0.4mol電子，而在生成2.24lh2的過程中轉(zhuǎn)移0.2mol電子，所以cu2共得到0.4mol0.2mol0.2mol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0.1mol。電解前后

15、分別有以下守恒關(guān)系：c(k)2c(cu2)c(no)，c(k)c(h)c(no)，不難算出：電解前c(k)0.2mol·l1，電解后c(h)0.4mol·l1。電化學(xué)綜合計算的三種常用方法(1)根據(jù)總反應(yīng)式計算先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計算。(2)根據(jù)電子守恒計算用于串聯(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算。(3)根據(jù)關(guān)系式計算根據(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)建計算所需的關(guān)系式。如以通過4mole為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式：陽極產(chǎn)物陰極產(chǎn)物(

16、式中m為金屬，n為其離子的化合價數(shù)值)該關(guān)系式具有總攬電化學(xué)計算的作用和價值，熟記電極反應(yīng)式，靈活運(yùn)用關(guān)系式便能快速解答常見的電化學(xué)計算問題?？键c(diǎn)二電解原理的應(yīng)用1氯堿工業(yè)(1)電極反應(yīng)陽極反應(yīng)式：2cl2e=cl2(氧化反應(yīng))陰極反應(yīng)式：2h2e=h2(還原反應(yīng))(2)總反應(yīng)方程式2nacl2h2o2naohh2cl2(3)氯堿工業(yè)生產(chǎn)流程圖2電鍍下圖為金屬表面鍍銀的工作示意圖，據(jù)此回答下列問題：(1)鍍件作陰極，鍍層金屬銀作陽極。(2)電解質(zhì)溶液是agno3溶液等含鍍層金屬陽離子的鹽溶液。(3)電極反應(yīng)：陽極：age=ag；陰極：age=ag。(4)特點(diǎn)：陽極溶解，陰極沉積，電鍍液的濃度不

17、變。3電解精煉銅(1)電極材料：陽極為粗銅；陰極為純銅。(2)電解質(zhì)溶液：含cu2的鹽溶液。(3)電極反應(yīng)：陽極：zn2e=zn2、fe2e=fe2、ni2e=ni2、cu2e=cu2；陰極：cu22e=cu。4電冶金利用電解熔融鹽的方法來冶煉活潑金屬na、ca、mg、al等。(1)冶煉鈉2nacl(熔融)2nacl2電極反應(yīng)：陽極：2cl2e=cl2；陰極：2na2e=2na。(2)冶煉鋁2al2o3(熔融)4al3o2電極反應(yīng)：陽極：6o212e=3o2；陰極：4al312e=4al。有關(guān)電解原理的應(yīng)用(1)在鍍件上電鍍銅時，鍍件與電源的正極連接(×)(2)在鍍件上電鍍銅時，也可

18、以用惰性材料作陽極，用硫酸銅溶液作電解液()(3)電解飽和食鹽水時，兩個電極均不能用金屬材料(×)(4)電鍍銅和電解精煉銅時，電解質(zhì)溶液中c(cu2)均保持不變(×)(5)電解冶煉鎂、鋁通常電解mgcl2和al2o3，也可以電解mgo和alcl3(×)(6)電解精煉時，陽極泥可以作為提煉貴重金屬的原料()(7)用zn作陽極，fe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(×)(1)電解過程中，陽離子交換膜的作用為只允許陽離子通過，阻礙cl2分子、陰離子通過。(2)電解過程中a中cuso4溶液濃度逐漸減小，而b中cuso

19、4溶液濃度基本不變。(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：2al6e6hco=al2o36co23h2o；陰極反應(yīng)式：6h2o6e=3h26oh。題組一應(yīng)用電解原理制備物質(zhì)1下圖為efc劍橋法用固體二氧化鈦(tio2)生產(chǎn)海綿鈦的裝置示意圖，其原理是在較低的陰極電位下，tio2(陰極)中的氧解離進(jìn)入熔融鹽，陰極最后只剩下純鈦。下列說法中正確的是()a陽極的電極反應(yīng)式為2cl2e=cl2b陰極的電極反應(yīng)式為tio24e=ti2o2c通電后，o2、cl均向陰極移動d石墨電極的質(zhì)量不發(fā)生變化答案b解析電解質(zhì)中的陰離子o2、cl向陽極移動，由圖示可知陽極生成o2、co、co2，

20、所以電極反應(yīng)為2o24e=o2，o2與石墨反應(yīng)生成co、co2，a、c、d項(xiàng)錯誤，只有b項(xiàng)正確。2(2017·山西質(zhì)檢)采用電化學(xué)法還原co2是一種使co2資源化的方法。下圖是利用此法制備znc2o4的示意圖(電解液不參與反應(yīng))。下列說法中正確的是()azn與電源的負(fù)極相連bznc2o4在交換膜右側(cè)生成c電解的總反應(yīng)為2co2znznc2o4d通入11.2lco2時，轉(zhuǎn)移0.5mol電子答案c解析電解過程中zn被氧化，作陽極，所以zn與電源的正極相連，a錯誤；zn2透過陽離子交換膜到達(dá)左側(cè)與生成的c2o形成znc2o4，b錯誤；沒有給出氣體所處的溫度和壓強(qiáng)，d錯誤。題組二精練和電鍍3

21、電解法精煉含有fe、zn、ag等雜質(zhì)的粗銅。下列敘述正確的是()a電解時以硫酸銅溶液作電解液，精銅作陽極b粗銅與電源負(fù)極相連，發(fā)生氧化反應(yīng)c陰極上發(fā)生的反應(yīng)是cu22e=cud電解后fe、zn、ag等雜質(zhì)會沉積在電解槽底部形成陽極泥答案c解析根據(jù)電解池原理，粗銅作陽極，比銅活潑的zn、fe等雜質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，比cu不活潑的金屬單質(zhì)，如ag、au等在陽極底部沉積；精銅作陰極，只發(fā)生cu22e=cu。4離子液體是一種室溫熔融鹽，為非水體系。由有機(jī)陽離子、al2cl和alcl組成的離子液體作電解液時，可在鋼制品上電鍍鋁。鋼制品應(yīng)接電源的_極，已知電鍍過程中不產(chǎn)生其他離子且有機(jī)陽離子不參與電極反應(yīng)，陰

22、極電極反應(yīng)式為_。若改用alcl3水溶液作電解液，則陰極產(chǎn)物為_。答案負(fù)4al2cl3e=al7alclh2解析電鍍時，鍍件作陰極，即鋼制品作陰極，接電源負(fù)極，根據(jù)陰極生成al可知反應(yīng)式為4al2cl3e=al7alcl。若改為alcl3水溶液作電解液，陰極反應(yīng)為2h2e=h2，產(chǎn)物為h2。題組三應(yīng)用電解原理治理污染5(2018·包頭模擬)電浮選凝聚法處理污水的原理如圖所示。電解過程生成的膠體能使污水中的懸浮物凝聚成團(tuán)而除去，電解時陽極也會產(chǎn)生少量氣體。下列說法正確的是()a可以用鋁片或銅片代替鐵片b陽極產(chǎn)生的氣體可能是o2c電解過程中h向陽極移動d若污水導(dǎo)電能力較弱，可加入足量硫酸

23、答案b解析電解原理是鐵作陽極發(fā)生氧化反應(yīng)生成fe2，陰極水中h放電生成h2，陽極區(qū)生成膠體吸附水中懸浮雜質(zhì)沉降而凈水。a項(xiàng)，銅鹽無凈水作用，錯誤；b項(xiàng)，陽極可能有少量oh放電，正確；c項(xiàng)，h在陰極放電，錯誤；d項(xiàng)，加入的硫酸會與膠體反應(yīng)，錯誤。6用下圖所示裝置除去含cn、cl廢水中的cn時，控制溶液ph為910，cn與陽極產(chǎn)生的clo反應(yīng)生成無污染的氣體，下列說法不正確的是()a用石墨作陽極，鐵作陰極b陽極的電極反應(yīng)式為cl2oh2e=cloh2oc陰極的電極反應(yīng)式為2h2o2e=h22ohd除去cn的反應(yīng)：2cn5clo2h=n22co25clh2o答案d解析陽極產(chǎn)生clo，發(fā)生的反應(yīng)為cl

24、2oh2e=cloh2o，所以陽極一定是石墨電極而不是鐵電極，a、b兩項(xiàng)正確；陰極是h得電子產(chǎn)生h2，c項(xiàng)正確；溶液的ph為910，顯堿性，因而除去cn的反應(yīng)為2cn5clo2oh=n22co5clh2o，d項(xiàng)錯誤。題組四應(yīng)用金屬材料表面處理7以鋁材為陽極，電解h2so4溶液，鋁材表面形成氧化膜陽極反應(yīng)式：_；陰極反應(yīng)式：_；總反應(yīng)方程式：_。答案2al6e3h2o=al2o36h6h6e=3h22al3h2oal2o33h28(2017·全國卷，11)用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜，電解質(zhì)溶液一般為h2so4h2c2o4混合溶液。下列敘述錯誤的是()a待加工鋁

25、質(zhì)工件為陽極b可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極c陰極的電極反應(yīng)式：al33e=ald硫酸根離子在電解過程中向陽極移動答案c解析a項(xiàng)，根據(jù)電解原理可知，al要形成氧化膜，化合價升高失電子，因此鋁為陽極，正確；b項(xiàng)，陰極僅作導(dǎo)體，可選用不銹鋼網(wǎng)，且不銹鋼網(wǎng)接觸面積大，能增加電解效率，正確；c項(xiàng)，陰極應(yīng)為氫離子得電子生成氫氣，錯誤；d項(xiàng)，電解時，陰離子移向陽極，正確。微專題隔膜在電化學(xué)中的功能1常見的隔膜隔膜又叫離子交換膜，由高分子特殊材料制成。離子交換膜分三類：(1)陽離子交換膜，簡稱陽膜，只允許陽離子通過，即允許h和其他陽離子通過，不允許陰離子通過。(2)陰離子交換膜，簡稱陰膜，只允許陰離子通過，不允許陽

26、離子通過。(3)質(zhì)子交換膜，只允許h通過，不允許其他陽離子和陰離子通過。2隔膜的作用(1)能將兩極區(qū)隔離，阻止兩極區(qū)產(chǎn)生的物質(zhì)接觸，防止發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。(2)能選擇性的通過離子，起到平衡電荷、形成閉合回路的作用。專題訓(xùn)練1(提高電流效率)已知：電流效率電路中通過的電子數(shù)與消耗負(fù)極材料失去電子總數(shù)之比?，F(xiàn)有兩個電池、，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d5min后，、中都只含1種溶質(zhì)答案c解析裝置中銅與氯化鐵直接接觸，會在銅極表面發(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

27、接觸，不會發(fā)生副反應(yīng)，電流效率高于裝置。放電一段時間后，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。2(提高產(chǎn)品純度)(2017·太原市第五中學(xué)高三檢測)工業(yè)上用電解法處理含鎳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)：4oh4e=o22h2ob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的phd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)生改變答案b

28、解析電極反應(yīng)式為陽極：4oh4e=2h2oo2陰極：ni22e=ni、2h2e=h2a項(xiàng)正確；b項(xiàng)，由于c室中ni2、h不斷減少，cl通過陰離子膜從c室移向b室，a室中oh不斷減少，na通過陽離子膜從a室移向b室，所以b室中nacl溶液的物質(zhì)的量濃度不斷增大，錯誤；c項(xiàng)，由于h的氧化性大于ni2(低濃度)的氧化性，所以為了提高ni的產(chǎn)率，電解過程中需要控制廢水的ph，正確；d項(xiàng)，若去掉陽離子膜，在陽極cl首先放電生成cl2，反應(yīng)總方程式發(fā)生改變，正確。3(限制離子遷移)某原電池裝置如下圖所示，電池總反應(yīng)為2agcl2=2agcl。(1)當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移amole時，交換膜左側(cè)溶液中約減少_mol離

29、子。交換膜右側(cè)溶液中c(hcl)_(填“”“”或“”)1mol·l1(忽略溶液體積變化)。(2)若質(zhì)子交換膜換成陰離子交換膜，其他不變。若有11.2l氯氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況)參與反應(yīng)，則必有_mol_(填離子符號)由交換膜_側(cè)通過交換膜向_側(cè)遷移。交換膜右側(cè)溶液中c(hcl)_(填“”“”或“”)1mol·l1(忽略溶液體積變化)。答案(1)2a(2)1cl右左解析(1)正極的電極反應(yīng)式為cl22e=2cl，負(fù)極的電極反應(yīng)式為agecl=agcl，隔膜只允許氫離子通過，轉(zhuǎn)移amol電子，必有amolcl沉淀。為了維持電荷平衡，交換膜左側(cè)溶液中必有amolh向交換膜右側(cè)遷移，故交換膜

30、左側(cè)共減少2amol離子(amolclamolh)。交換膜右側(cè)溶液中氯化氫濃度增大。(2)n(cl2)0.5mol，n(cl)1mol。正極的電極反應(yīng)式為cl22e=2cl，n(e)1mol，agecl=agcl，交換膜右側(cè)溶液中增加了1mol負(fù)電荷(或增加了1molcl)，左側(cè)減少了1mol負(fù)電荷(或減少了1molcl)。如果質(zhì)子交換膜換成陰離子交換膜，只允許陰離子(cl)通過交換膜，不允許h通過。為了維持電荷平衡，必有1molcl從交換膜右側(cè)溶液中通過交換膜向左側(cè)遷移，氯離子遷移之后，兩側(cè)溶液中鹽酸濃度保持不變。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

31、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。充當(dāng)鹽橋的作用，除起導(dǎo)電作用外，還能起到隔離作用，避免電極與電解質(zhì)溶液或產(chǎn)物之間發(fā)生反應(yīng)，避免產(chǎn)物因發(fā)生反應(yīng)而造成危險等?？键c(diǎn)三金屬的腐蝕與防護(hù)1金屬腐蝕的本質(zhì)金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇栯x子，金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。2金屬腐蝕的類型(1)化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被氧化較活潑金屬被氧化聯(lián)系兩者往往同時發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更普遍(2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕

32、以鋼鐵的腐蝕為例進(jìn)行分析：類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強(qiáng)(ph4.3)水膜酸性很弱或呈中性電極反應(yīng)負(fù)極fe2e=fe2正極2h2e=h2o22h2o4e=4oh總反應(yīng)式fe2h=fe2h22feo22h2o=2fe(oh)2聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍3金屬的防護(hù)(1)電化學(xué)防護(hù)犧牲陽極的陰極保護(hù)法原電池原理a負(fù)極：比被保護(hù)金屬活潑的金屬；b正極：被保護(hù)的金屬設(shè)備。外加電流的陰極保護(hù)法電解原理a陰極：被保護(hù)的金屬設(shè)備；b陽極：惰性金屬或石墨。(2)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成合金、不銹鋼等。(3)加防護(hù)層，如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。(1)純銀器表面變黑和鋼鐵表面生銹腐蝕

33、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，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)鋼鐵水閘可用犧牲陽極或外加電流的陰極保護(hù)法防止其腐蝕()(7)鐵表面鍍鋅可增強(qiáng)其抗腐蝕性()(8)自行車鋼架生銹主要是電化學(xué)腐蝕所致()(1)a、b兩裝置長時間露置于空氣中，a發(fā)生析氫腐蝕，b發(fā)生吸氧腐蝕。(2)利用如圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。為減緩鐵的腐蝕若開關(guān)k

34、置于n處，則x應(yīng)為碳棒或pt等惰性電極，該電化學(xué)防護(hù)法為外加電流的陰極保護(hù)法。若開關(guān)k置于m處，則x應(yīng)為比鐵活潑的金屬zn等，該電化學(xué)防護(hù)法稱為犧牲陽極的陰極保護(hù)法。題組一腐蝕快慢與防護(hù)方法的比較1如圖所示，各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕的速率由快到慢的順序?yàn)?)abcd答案c解析均為原電池，中fe為正極，被保護(hù)；中fe為負(fù)極，均被腐蝕，但fe和cu的金屬活動性差別大于fe和sn的，故fecu原電池中fe被腐蝕的較快。是fe接電源正極作陽極，cu接電源負(fù)極作陰極的電解腐蝕，加快了fe的腐蝕。是fe接電源負(fù)極作陰極，cu接電源正極作陽極的電解腐蝕，防止了fe的腐蝕。根據(jù)以上分析可知鐵在其中被腐

35、蝕的速率由快到慢的順序?yàn)?gt;>>>>。2(2017·長沙質(zhì)檢)下列與金屬腐蝕有關(guān)的說法，正確的是()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管道的腐蝕，鎂塊相當(dāng)于原電池的正極答案c解析a項(xiàng)，圖1中，鐵釘處于干燥環(huán)境，不易被腐蝕；b項(xiàng)，負(fù)極反應(yīng)為fe2e=fe2，fe2與k3fe(cn)6反應(yīng)生成fe3fe(cn)62藍(lán)色沉淀；d項(xiàng)為犧牲陽極的陰極保護(hù)法，鎂塊相當(dāng)于原電池的負(fù)極。1判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律(1)對同一

36、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。(2)對同一金屬來說，在不同溶液中腐蝕速率的快慢：強(qiáng)電解質(zhì)溶液中>弱電解質(zhì)溶液中>非電解質(zhì)溶液中。(3)活動性不同的兩種金屬，活動性差別越大，腐蝕速率越快。(4)對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)濃度越大，金屬腐蝕越快。2兩種保護(hù)方法的比較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。3根據(jù)介質(zhì)判斷析氫腐蝕和吸氧腐蝕正確判斷“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、酸性很弱或中性溶液發(fā)生吸氧腐蝕；nh4cl溶液、稀h2so4等酸性溶液發(fā)生

37、析氫腐蝕。題組二金屬腐蝕與防護(hù)3(2015·上海，14)研究電化學(xué)腐蝕及防護(hù)的裝置如下圖所示。下列有關(guān)說法錯誤的是()ad為石墨，鐵片腐蝕加快bd為石墨，石墨上電極反應(yīng)為o22h2o4e4ohcd為鋅塊，鐵片不易被腐蝕dd為鋅塊，鐵片上電極反應(yīng)為2h2eh2答案d解析a項(xiàng)，由于活動性：fe>石墨，所以鐵、石墨及海水構(gòu)成原電池，fe為負(fù)極，失去電子被氧化變?yōu)閒e2進(jìn)入溶液，溶解在海水中的氧氣在正極石墨上得到電子被還原，比沒有形成原電池時的速率快，正確；b項(xiàng)，d為石墨，由于是中性電解質(zhì)，所以發(fā)生的是吸氧腐蝕，石墨上氧氣得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為o22h2o4e4oh，正確；

38、c項(xiàng)，若d為鋅塊，則由于金屬活動性：zn>fe，zn為原電池的負(fù)極，fe為正極，首先被腐蝕的是zn，鐵得到保護(hù)，鐵片不易被腐蝕，正確；d項(xiàng)，d為鋅塊，由于電解質(zhì)為中性環(huán)境，發(fā)生的是吸氧腐蝕，在鐵片上電極反應(yīng)為o22h2o4e4oh，錯誤。4(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)整答案c解析鋼

39、管樁接電源的負(fù)極，高硅鑄鐵接電源的正極，通電后，外電路中的電子從高硅鑄鐵(陽極)流向正極，從負(fù)極流向鋼管樁(陰極)，a、b正確；c項(xiàng)，題給信息高硅鑄鐵為“惰性輔助陽極”不損耗，錯誤。微專題串聯(lián)電池的兩大模型1常見串聯(lián)裝置圖模型一外接電源與電解池的串聯(lián)(如圖)a、b為兩個串聯(lián)電解池，相同時間內(nèi)，各電極得失電子數(shù)相等。模型二原電池與電解池的串聯(lián)(如圖)圖乙顯然兩圖中，a均為原電池，b均為電解池。2“串聯(lián)”類電池的解題流程專題訓(xùn)練1某同學(xué)組裝了如圖所示的電化學(xué)裝置，電極為al，其他均為cu，則()a電流方向：電極電極b電極發(fā)生還原反應(yīng)c電極逐漸溶解d電極的電極反應(yīng)：cu22e=cu答案a解析當(dāng)多個電

40、化學(xué)裝置串聯(lián)時，兩電極材料活潑性相差大的作原電池，其他作電解池，由此可知圖示中左邊兩池組成原電池，右邊組成電解池。a項(xiàng)，電子移動方向：電極電極，電流方向與電子移動方向相反，正確；b項(xiàng)，原電池負(fù)極在工作中失電子，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，錯誤；c項(xiàng)，原電池正極為得電子一極，銅離子在電極上得電子，生成銅單質(zhì)，該電極質(zhì)量逐漸增大，錯誤；d項(xiàng)，電解池中陽極為非惰性電極時，電極本身失電子，形成離子進(jìn)入溶液中，因?yàn)殡姌O為正極，因此電極為電解池的陽極，其電極反應(yīng)式為cu2e=cu2，錯誤。2(2018·牡丹江一中月考)下圖裝置中a、b、c、d均為pt電極。電解過程中，電極b和d上沒有氣體逸出，但質(zhì)量均

41、增大，且增重b>d。符合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果的鹽溶液是()選項(xiàng)xyamgso4cuso4bagno3pb(no3)2cfeso4al2(so4)3dcuso4agno3答案b解析a項(xiàng)，當(dāng)x為mgso4時，b極上生成h2，電極質(zhì)量不增加，錯誤；c項(xiàng)，x為feso4，y為al2(so4)3，b、d極上均產(chǎn)生氣體，錯誤；d項(xiàng)，b極上析出cu，d極上析出ag，其中d極增加的質(zhì)量大于b極增加的質(zhì)量，錯誤。3某興趣小組的同學(xué)用如圖所示裝置研究有關(guān)電化學(xué)的問題。當(dāng)閉合該裝置的電鍵時，觀察到電流表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。請回答下列問題：(1)甲池為_(填“原電池”“電解池”或“電鍍池”)，通入ch3oh電極的電極反應(yīng)

42、式為_。(2)乙池中a(石墨)電極的名稱為_(填“正極”“負(fù)極”“陰極”或“陽極”)，總反應(yīng)式為_。(3)當(dāng)乙池中b極質(zhì)量增加5.40g時，甲池中理論上消耗o2的體積為_ml(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，丙池中_極析出_g銅。(4)若丙中電極不變，將其溶液換成nacl溶液，電鍵閉合一段時間后，甲中溶液的ph將_(填“增大”“減小”或“不變”)；丙中溶液的ph將_(填“增大”“減小”或“不變”)。答案(1)原電池ch3oh6e8oh=co6h2o(2)陽極4agno32h2o4ago24hno3(3)280d1.60(4)減小增大解析(1)甲池為原電池，通入ch3oh的電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為ch3oh6e8

43、oh=co6h2o。(2)乙池中電解agno3溶液，其中c作陽極，ag作陰極，總反應(yīng)式為4agno32h2o4ago24hno3。(3)根據(jù)各電極上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同，得n(ag)4n(o2)2n(cu)，故v(o2)××22.4l0.28l280ml，m(cu)××64g1.60g。(4)若丙中電極不變，將其溶液換成nacl溶液，根據(jù)丙中總反應(yīng)2nacl2h2o2naohh2cl2，則溶液ph增大，而甲中總反應(yīng)為2ch3oh3o24koh=2k2co36h2o，使溶液ph減小。1(2016·全國卷，11)三室式電滲析法處理含na2so4廢水的原

44、理如圖所示，采用惰性電極，ab、cd均為離子交換膜，在直流電場的作用下，兩膜中間的na和so可通過離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進(jìn)入中間隔室。下列敘述正確的是()a通電后中間隔室的so離子向正極遷移，正極區(qū)溶液ph增大b該法在處理含na2so4廢水時可以得到naoh和h2so4產(chǎn)品c負(fù)極反應(yīng)為2h2o4e=o24h，負(fù)極區(qū)溶液ph降低d當(dāng)電路中通過1mol電子的電量時，會有0.5mol的o2生成答案b解析電解池中陰離子向陽極移動，陽離子向陰極移動，即so離子向正極區(qū)移動，na向負(fù)極區(qū)移動，正極區(qū)水電離的oh發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，h留在正極區(qū)，該極得到h2so4產(chǎn)品，溶液ph減小，負(fù)極區(qū)

45、水電離的h發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，oh留在負(fù)極區(qū)，該極得到naoh產(chǎn)品，溶液ph增大，故a、c錯誤，b正確；該電解池相當(dāng)于電解水，根據(jù)電解水的方程式可計算出當(dāng)電路中通過1mol電子的電量時，會有0.25mol的o2生成，d錯誤。2(2015·福建理綜，11)某模擬“人工樹葉”電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，該裝置能將h2o和co2轉(zhuǎn)化為o2和燃料(c3h8o)。下列說法正確的是()a該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能和電能b該裝置工作時，h從b極區(qū)向a極區(qū)遷移c每生成1molo2，有44gco2被還原da電極的反應(yīng)為3co218h18e=c3h8o5h2o答案b解析a項(xiàng)，該裝置是電解池，在電解和光的作用

46、下h2o在光催化劑的表面轉(zhuǎn)化為o2和h，故該裝置是將電能和光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，錯誤；b項(xiàng)，該裝置工作時，h從陽極b極區(qū)向陰極a極區(qū)遷移，正確；c項(xiàng)，該電解池的總反應(yīng)式為6co28h2o2c3h8o9o2，根據(jù)總反應(yīng)方程式可知，每生成1molo2，有molco2被還原，其質(zhì)量為g，錯誤；d項(xiàng)，a電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為3co218h18e=c3h8o5h2o，錯誤。32016·天津理綜，10(5)化工生產(chǎn)的副產(chǎn)氫也是氫氣的來源。電解法制取有廣泛用途的na2feo4，同時獲得氫氣：fe2h2o2ohfeo3h2，工作原理如圖1所示。裝置通電后，鐵電極附近生成紫紅色feo，鎳電

47、極有氣泡產(chǎn)生。若氫氧化鈉溶液濃度過高，鐵電極區(qū)會產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。已知：na2feo4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定，易被h2還原。電解一段時間后，c(oh)降低的區(qū)域在_(填“陰極室”或“陽極室”)。電解過程中，須將陰極產(chǎn)生的氣體及時排出，其原因?yàn)開。c(na2feo4)隨初始c(naoh)的變化如圖2，任選m、n兩點(diǎn)中的一點(diǎn)，分析c(na2feo4)低于最高值的原因：_。答案陽極室防止na2feo4與h2反應(yīng)使產(chǎn)率降低m點(diǎn)：c(oh)低，na2feo4穩(wěn)定性差，且反應(yīng)慢或n點(diǎn)：c(oh)過高，鐵電極上有fe(oh)3(或fe2o3)生成，使na2feo4產(chǎn)率降低解析根據(jù)題意，鎳電極有氣泡產(chǎn)生是h得電子生成h2，發(fā)生還原反應(yīng)，則鐵電極上oh被消耗且無補(bǔ)充，溶液中的oh減少，因此電解一段時間后，c(oh)降低的區(qū)域在陽極室。h2具有還原性，根據(jù)題意：na2feo4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定，易被h2還原。因此，電解過程中，須將陰極產(chǎn)生的氣體及時排出，防止na2feo4與h2反應(yīng)使產(chǎn)率降低。根據(jù)題意na2feo4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定，在m點(diǎn)：c(oh)低，na2feo4穩(wěn)定性差，且反