（課標版）高考化學一輪復(fù)習 核心突破練案（19）電解池 金屬的腐蝕與防護（含解析）新人教版-新人教版高三化學試題

第19講電解池金屬的腐蝕與防護A組基礎(chǔ)必做題1．(2020·山東濟南模擬)四個電解裝置都以Pt作電極，它們分別裝著如下電解質(zhì)溶液進行電解，電解一段時間后，測定其pH變化，所記錄的結(jié)果正確的是(C)選項ABCD電解質(zhì)溶液HClAgNO3KOHBaCl2pH變化減小增大增大不變[解析]電解鹽酸溶質(zhì)HCl的質(zhì)量會減少，溶劑量不變，所以酸性減弱，pH增大，故A錯誤；電解AgNO3溶液生成HNO3、Ag和O2，溶液酸性增強，pH減小，故B錯誤；電解KOH的溶液是電解水，溶質(zhì)的量不變，溶劑減少，堿性增強，pH增大，故C正確；電解BaCl2溶液得到的是Ba(OH)2、H2和Cl2，溶液堿性增強，pH增大；故D錯誤。2．(2017·課標Ⅱ理綜，11,6分)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H2SO4—H2C2O4混合溶液。下列敘述錯誤的是(C)A．待加工鋁質(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)式為：Al3＋＋3e－＝AlD．硫酸根離子在電解過程中向陽極移動[解析]由信息可知，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，則氧化膜為氧化鋁，所以在電解過程中，鋁失電子轉(zhuǎn)化為氧化鋁，所以待加工鋁質(zhì)工件為陽極，A正確；在電解池中，陰極的金屬電極不放電，被保護，所以可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極，B正確；在該電解池中，陰極為氫離子放電生成氫氣，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑，C錯誤；在電解池中，陰離子向陽極移動，所以硫酸根離子在電解過程中向陽極移動，D正確。3．(2020·江西名校3月聯(lián)考，11)利用膜技術(shù)原理和電化學原理制備少量硫酸和綠色硝化劑N2O5，裝置如圖所示，下列說法正確的是(B)A．b電極反應(yīng)式是O2＋4e－＋2H2O=4OH－B．電解后乙裝置d電極附近溶液的pH不變C．c電極反應(yīng)式為N2O4－2e－＋H2O=N2O5＋2H＋D．甲中每消耗1molSO2，乙裝置中有1molH＋通過隔膜[解析]甲裝置為原電池，其中a電極為負極、b電極為正極，正極電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋4H＋=2H2O，A項錯誤；乙裝置是電解池，均采用了惰性電極，d電極為陰極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑，雖然消耗了H＋，但同時有等量的H＋從陽極區(qū)遷移過來，故溶液的pH不變，B項正確；c電極為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)：N2O4－2e－＋2HNO3=2N2O5＋2H＋，C項錯誤；甲裝置中消耗1molSO2轉(zhuǎn)移2mol電子，乙裝置中有2molH＋通過隔膜，D項錯誤。4．(2017·課標Ⅰ理綜，11,6分)支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁，常用外加電流的陰極保護法進行防腐，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(C)A．通入保護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．通入的保護電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進行調(diào)整[解析]由圖可知，高硅鑄鐵與直流電源的正極相連，作電解池的陽極，鋼管樁與直流電源的負極相連，作電解池的陰極，通入保護電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零，鋼管樁得到保護，A正確；通電后，外電路中電子由高硅鑄鐵經(jīng)導線流向正極，再由電源的負極經(jīng)導線流向鋼管樁，故通電后外電路中電子被強制從高硅鑄鐵流向鋼管樁，B正確；高硅鑄鐵為惰性輔助陽極，只起到傳遞電流作用，不會被損耗，C錯誤；通入的保護電流要根據(jù)海水中電解質(zhì)的濃度、溫度等環(huán)境條件變化進行調(diào)整，從而有效保護鋼管樁，D正確。5．(2020·廣東惠州第一次調(diào)研)某同學設(shè)計如圖裝置，探究氯堿工業(yè)原理，下列說法正確的是(B)A．石墨電極與直流電源的負極相連B．銅電極的電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑C．氫氧化鈉在石墨電極附近產(chǎn)生，Na＋向石墨電極遷移D．用濕潤的淀粉－KI試紙在銅電極附近檢驗氣體，試紙變藍色[解析]氯堿工業(yè)的反應(yīng)原理為2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，而Cu為活性電極，故應(yīng)將Cu電極與電源的負極相連，石墨電極與電源的正極相連，A錯誤；Cu電極為陰極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑(或2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－)，B正確；電解池中，電解質(zhì)溶液中的陽離子向陰極移動，則Na＋向Cu電極遷移，在Cu電極上產(chǎn)生H2，石墨電極的反應(yīng)為2Cl－－2e－=Cl2↑，故用濕潤的淀粉－KI試紙在銅電極附近檢驗氣體，試紙不變色，D錯誤。6．(2020·湖北孝感模擬)某同學用下圖所示裝置進行銅的電解精煉實驗(粗銅中有鋅、鐵、鎳、銀等雜質(zhì)，部分導線未畫出)，下列說法正確的是(B)A．a(chǎn)應(yīng)與c相連接，b應(yīng)與d相連接B．電解一段時間，b與d兩極析出物質(zhì)的物質(zhì)的量相等C．電解一段時間，b極附近溶液的pH降低D．電解過程中，Y池中Cu2＋的濃度始終不變[解析]X池中Zn為負極，接Y池的純銅，X池中Cu為正極，接Y池的粗銅，故A錯誤；b極電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑，d極電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=Cu，所以電解一段時間后，b、d兩極析出物質(zhì)的物質(zhì)的量相同，故B正確；b極電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑，電解后pH升高，故C錯誤；Y池中c極電極反應(yīng)式為Zn－2e－=Zn2＋、Fe－2e－=Fe2＋、Cu－2e－=Cu2＋，d極電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=Cu，故D錯誤。7．(2020·山東普通高中學業(yè)水平等級考試模擬卷)工業(yè)上電解NaHSO4溶液制備Na2S2O8。電解時，陰極材料為Pb；陽極(鉑電極)電極反應(yīng)式為2HSOeq\o\al(－,4)－2e－=S2Oeq\o\al(2－,8)＋2H＋。下列說法正確的是(C)A．陰極電極反應(yīng)式為Pb＋HSOeq\o\al(－,4)－2e－=PbSO4＋H＋B．陽極反應(yīng)中S的化合價升高C．S2Oeq\o\al(2－,8)中既存在非極性鍵又存在極性鍵D．可以用銅電極作陽極[解析]Na2S2O8的結(jié)構(gòu)為，由此結(jié)構(gòu)可以判斷出以下信息：S2Oeq\o\al(2－,8)中含硫氧極性鍵和氧氧非極性鍵；S的化合價仍為＋6價，中間的兩個O均為－1價，其他的O均為－2價；電解時陽極的HSOeq\o\al(－,4)中O失去電子，S未變價；陰極電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑；若用銅作陽極，則陽極反應(yīng)為Cu－2e－=Cu2＋，綜上所述，答案為C。8．(2020·山東濱州檢測)如圖所示，A、B、C、D均為石墨電極，E、F分別為短周期相鄰兩種活潑金屬元素中的一種單質(zhì)，且E能與NaOH溶液反應(yīng)。按圖示接通電路，反應(yīng)一段時間。(1)甲池是電解池(填“原電池”或“電解池”)裝置，電極A的名稱是陽極。(2)C極為陽極(填“陰極”或“陽極”)，電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑。(3)燒杯中溶液會變藍的是a(填“a”或“b”)(4)F極的名稱是正極，電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－。(5)甲池中總反應(yīng)的離子方程式為2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2Cu＋O2↑＋4H＋。[解析]E、F分別為短周期相鄰兩種活潑金屬元素中的一種單質(zhì)，且E能與NaOH溶液反應(yīng)，則E為Al，F(xiàn)為Mg。(1)Al、Mg、NaOH溶液組成的原電池中，Al失去電子被氧化生成AlOeq\o\al(－,2)，則E(Al)電極為負極，F(xiàn)(Mg)電極為正極；甲池和中間U形管均形成電解池，根據(jù)電極的連接方式可知，電極A為陽極。(2)U形管是電解池裝置，D極連接Al電極(負極)，作陰極，故電極C為陽極，Cl－在陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cl2，電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑。(3)電極C上Cl－發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cl2，Cl2通過導管進入淀粉－KI溶液，發(fā)生反應(yīng)：2KI＋Cl2=2KCl＋I2，反應(yīng)生成的I2使淀粉溶液變藍，故a燒杯中溶液會變藍。(4)F電極為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－。(5)甲池中A、B電極材料均為石墨，是惰性電極，電解CuSO4溶液時，陰極上Cu2＋放電生成Cu，陽極上OH－放電生成O2，故電池總反應(yīng)為2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2Cu＋O2↑＋4H＋。B組能力提升題9．(2020·北京海淀檢測)用石墨電極完成下列電解實驗。實驗一實驗二裝置現(xiàn)象a、d處試紙變藍；b處變紅，局部褪色；c處無明顯變化兩個石墨電極附近有氣泡產(chǎn)生；n處有氣泡產(chǎn)生；……下列對實驗現(xiàn)象的解釋或推測不合理的是(B)A．a(chǎn)、d處：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－B．b處：2Cl－－2e－=Cl2↑C．c處發(fā)生了反應(yīng)：Fe－2e－=Fe2＋D．根據(jù)實驗一的原理，實驗二中m處能析出銅[解析]a、d處試紙變藍，說明溶液顯堿性，是溶液中的氫離子得到電子生成氫氣，氫氧根離子剩余造成的，故A正確；b處變紅，局部褪色，說明是溶液中的氫氧根離子和氯離子同時放電，分別產(chǎn)生氧氣和氯氣，氫離子濃度增大，酸性增強，氯氣與水反應(yīng)生成的次氯酸具有漂白性，故B錯誤；c處為陽極，鐵失去電子生成亞鐵離子，故C正確；實驗一中a、c形成電解池，d、b形成電解池，所以實驗二中相當于形成三個電解池(一個球兩面為不同的兩極)，m為電解池的陰極，另一球朝m的一面為陽極(n的背面)，相當于電鍍，即m上有銅析出，故D項正確。10．(2020·試題調(diào)研)下列有關(guān)化學裝置的說法正確的是(A)A．用圖1裝置處理銀器表面的黑斑(Ag2S)，銀器表面發(fā)生的反應(yīng)為Ag2S＋2e－=2Ag＋S2－B．用圖2裝置電解一段時間后，銅電極部分溶解，溶液中銅離子的濃度基本不變C．圖3裝置中若直流電源的X極為負極，則該裝置可實現(xiàn)粗銅的電解精煉D．圖4裝置中若M溶液是海水，則該裝置是通過“犧牲陽極的陰極保護法”防止鐵被腐蝕[解析]本題考查電化學知識，意在考查考生對電化學知識的應(yīng)用能力及讀圖識圖能力。題圖1裝置中，銀器、鋁與食鹽水構(gòu)成原電池，銀器是正極，銀器上的As2S發(fā)生還原反應(yīng)生成銀，A項正確；題圖2裝置中，銅電極是陰極，銅不參與電極反應(yīng)，B項錯誤；題圖3裝置中若X極為負極，則粗銅是陰極，電解精煉銅時粗銅應(yīng)作陽極，C項錯誤；題圖4裝置中，鐵作陰極被保護，應(yīng)是“外加電流的陰極保護法”，D項錯誤。11．(2020·河南洛陽質(zhì)檢)如圖是一種正投入生產(chǎn)的大型蓄電系統(tǒng)。放電前，被膜隔開的電解質(zhì)為Na2S2和NaBr3，放電后分別變?yōu)镹a2S4和NaBr。下列敘述正確的是(C)A．放電時，負極反應(yīng)為3NaBr－2e－=NaBr3＋2Na＋B．充電時，陽極反應(yīng)為2Na2S2－2e－=Na2S4＋2Na＋C．放電時，Na＋經(jīng)過離子交換膜由b池移向a池D．用該電池電解飽和食鹽水，產(chǎn)生2.24LH2時，b池生成17.40gNa2S4[解析]放電時，負極上Na2S2被氧化生成Na2S4，電極反應(yīng)式為2Na2S2－2e－=Na2S4＋2Na＋，A錯誤；充電時，陽極上NaBr失電子被氧化生成NaBr3，電極反應(yīng)式為3NaBr－2e－=NaBr3＋2Na＋，B錯誤；放電時，陽離子向正極移動，故Na＋經(jīng)過離子交換膜，由b池移向a池，C正確；題目未指明2.24LH2是否處于標準狀況下，無法計算b池中生成Na2S4的質(zhì)量，D錯誤。12．(2020·云南昆明調(diào)研)某研究小組設(shè)計如圖所示裝置處理pH為5～6的污水，下列說法中正確的是(D)A．陽極的電極反應(yīng)式為Fe－3e－=Fe3＋B．正極的電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．若陰極轉(zhuǎn)移2mol電子，則負極消耗5.6LCH4D．污水中最終會產(chǎn)生Fe(OH)3，吸附污物而形成沉淀[解析]由圖可知，乙池形成甲烷燃料電池，空氣通入電極N，甲烷通入電極M，則電極M是負極，電極N是正極；C電極與電極M相連，F(xiàn)e電極與電極N相連，則C電極是陰極，F(xiàn)e電極為陽極，陽極電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋，A錯誤；甲烷燃料電池中電解質(zhì)為熔融碳酸鹽，O2在正極發(fā)生還原反應(yīng)，則電極反應(yīng)式為O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)，B錯誤；負極上CH4發(fā)生氧化反應(yīng)生成CO2，C元素由－4價升高到＋4價，據(jù)得失電子守恒可知，陰極轉(zhuǎn)移2mol電子，負極上消耗CH4的物質(zhì)的量為0.25mol，在標準狀況下的體積為0.25mol×22.4L·mol－1＝5.6L，題目未指明5.6LCH4是否處于標準狀況下，無法計算其物質(zhì)的量，C錯誤；甲池中陽極上生成的Fe2＋易被氧化生成Fe3＋，陰極上產(chǎn)生H2，污水的酸性減弱，pH增大，F(xiàn)e3＋轉(zhuǎn)化生成的Fe(OH)3吸附污物而形成沉淀，D正確。13．(2019·黑龍江齊齊哈爾期末)如圖所示裝置中，U形管內(nèi)為紅墨水，a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨溶液，各加入一塊生鐵塊，放置一段時間。下列有關(guān)描述正確的是(C)A．生鐵塊中的碳是原電池的負極B．紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋逤．兩試管中相同的電極反應(yīng)式是Fe－2e－=Fe2＋D．a(chǎn)試管中發(fā)生了析氫腐蝕，b試管中發(fā)生了吸氧腐蝕[解析]生鐵是鐵、碳合金，發(fā)生腐蝕時形成原電池，碳是原電池的正極，A錯誤；a試管中盛有食鹽水，生鐵塊發(fā)生吸氧腐蝕，正極發(fā)生的反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，反應(yīng)中消耗O2，a試管內(nèi)氣體壓強減??；b試管中盛有氯化銨溶液，由于NHeq\o\al(＋,4)發(fā)生水解反應(yīng)而使溶液呈酸性，生鐵塊發(fā)生析氫腐蝕，正極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑，反應(yīng)中生成H2，b試管內(nèi)氣體壓強增大，紅墨水右側(cè)壓強大于左側(cè)壓強，故兩邊的液面出現(xiàn)左高右低，B錯誤；生鐵塊發(fā)生吸氧腐蝕或析氫腐蝕時，F(xiàn)e均作負極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋，C正確；由B項分析可知，a試管中發(fā)生吸氧腐蝕，b試管中發(fā)生析氫腐蝕，D錯誤。14．(2020·山東青島模擬)下列說法不正確的是(C)A．鋼鐵表面水膜的酸性很弱或呈中性，發(fā)生吸氧腐蝕B．鋼鐵表面水膜的酸性較強，發(fā)生析氫腐蝕C．將鋅板換成銅板對鋼閘門保護效果更好D．鋼閘門作為陰極而受到保護[解析]當鋼鐵表面的水膜酸性很弱或顯中性時，鐵在負極放電，氧氣在正極上放電，發(fā)生的是鋼鐵的吸氧腐蝕，A正確；當鋼鐵表面的水膜酸性較強時，鐵在負極放電，水膜中的氫離子在正極放電生成氫氣，發(fā)生的是析氫腐蝕，B正確；在原電池中，正極被保護，當將鋅板換成銅板后，銅作正極被保護，鋼閘門作負極被腐蝕，起不到對鋼閘門的保護作用，C錯誤；在電解池中，陰極被保護，故要保護鋼閘門，就要將鋼閘門與電池負極相連接作電解池的陰極，D正確。15．(2020·海南檢測)某同學做如下實驗：裝置現(xiàn)象電流計指針未發(fā)生偏轉(zhuǎn)電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)下列說法正確的是(C)A．“電流計指針未發(fā)生偏轉(zhuǎn)”，說明鐵片Ⅰ、鐵片Ⅱ均未發(fā)生任何腐蝕B．鐵片Ⅳ的電極反應(yīng)式可能為Fe－3e－=Fe3＋C．用K3[Fe(CN)6]溶液檢驗鐵片Ⅲ、Ⅳ附近溶液，可判斷裝置的正、負極D．鐵片Ⅰ、Ⅲ所處的電解質(zhì)溶液濃度相同，所以二者的腐蝕速率相等[解析]鐵片Ⅰ、Ⅱ均被腐蝕，“電流計指針未發(fā)生偏轉(zhuǎn)”的原因是兩溶液中c(NaCl)相等，腐蝕速率相等，則電流計指針未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，A錯誤；“電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)”說明發(fā)生了電化學腐蝕，故鐵片Ⅳ的電極反應(yīng)式可能為Fe－2e－=Fe2＋，B錯誤；用K3[Fe(CN)6]溶液檢驗鐵片Ⅲ、Ⅳ附近溶液中是否存在Fe2＋，進一步判斷該電池的正、負極，C正確；鐵片Ⅰ、Ⅲ所處的電解質(zhì)溶液濃度相同，但第二個裝置中明顯產(chǎn)生電流，故鐵片Ⅲ的腐蝕速率比鐵片Ⅰ的腐蝕速率快，D錯誤。16．(2020·山東濰坊檢測)如圖裝置所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極，甲、乙中溶液的體積和濃度都相同(假設(shè)通電前后溶液體積不變)，A、B為外接直流電源的兩極。將直流電源接通后，F(xiàn)極附近呈紅色。請回答下列問題：(1)B極是電源的負極，一段時間后，甲中溶液顏色逐漸變淺，丁中X極附近的顏色逐漸變淺，Y極附近的顏色逐漸變深，這表明氫氧化鐵膠粒帶正電荷，在電場作用下向Y極移動。(2)若甲、乙裝置中的C、D、E、F電極均只有一種單質(zhì)生成時，對應(yīng)單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為1﹕2﹕2﹕2。(3)現(xiàn)用丙裝置