1、第23课时电解池金属的电化学腐蚀与防护A组基础题组1.(2016北京石景山重点中学期中)下列关于电解的叙述中不正确的是()A.电解池的阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应来源:学科网ZXXKB.电解饱和食盐水时,阳极得到氢氧化钠溶液和氢气C.电解法精炼粗铜,用纯铜作阴极D.在镀件上电镀锌时,用锌作阳极2.(2015黑龙江哈尔滨三中月考,4)下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是()A.在酸性环境下,钢铁只能发生析氢腐蚀B.金属腐蚀的实质是金属失去电子被还原的过程C.轮船的船壳水线以下常装有一些锌块,这是利用了牺牲阳极的阴极保护法D.铜铁接触处,在潮湿的空气中直接发生反应:Fe-3e- Fe3+,继
2、而形成铁锈3.(2015天津理综,4,6分)锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。下列有关叙述正确的是()A.铜电极上发生氧化反应B.电池工作一段时间后,甲池的c(SO42-)减小C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加D.阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡4.(2016黑龙江哈尔滨月考)下图是CO2电催化还原为CH4的工作原理示意图。下列说法不正确的是()A.该过程是电能转化为化学能的过程B.一段时间后,中n(KHCO3)不变C.一段时间后,中溶液的pH 一定下降D.铜电极的电极反应式为CO2+8H+8e- CH4+2H2O5.(201
3、5河北石家庄一模)某小组用下图装置进行实验,下列说法正确的是()A.盐桥中的电解质可以用KClB.闭合K,外电路电流方向为Fe电极石墨电极C.闭合K,石墨电极上只生成铜D.导线中通过0.15 mol e-时,加入5.55 g Cu2(OH)2CO3,CuSO4溶液可恢复原组成6.(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
4、.除去CN-的反应:2CN-+5ClO-+2H+ N2+2CO2+5Cl-+H2O来源:学。科。网Z。X。X。K7.(1)利用下图所示装置从海水中提取CO2,有利于减少环境温室气体含量。结合方程式简述提取CO2的原理:。用该装置产生的物质处理b室排出的海水,合格后排回大海。处理至合格的方法是 。(2)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):写出阳极的电极反应式: 。分析产品室可得到H3PO2的原因 。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
5、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。B组提升题组8.(2015江苏南通期中)下列关于如图所示装置的说法,正确的是()A.装置中阴极处产生的气体能够使湿润KI淀粉试纸变蓝B.装置中待镀铁制品应与电源正极相连C.装置中电子由b极流向a极来源:学科网D.装置中的离子交换膜可以避免生成的Cl2与NaOH溶液反应来源:学_科_网Z_X_X_K9.(2016黑龙江哈尔滨月考)用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的NH4+,模拟装置如图所示,下列说法正确的是()A.阳极室溶液由无色变成棕黄色B.阴极的电极反应式
6、为4OH-4e- 2H2O+O2C.电解一段时间后,阴极室溶液的pH升高D.电解一段时间后,阴极室溶液中的溶质一定是(NH4)3PO4来源:Z+xx+k.Com10.(2015福建理综,11,6分)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示,该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是()A.该装置将化学能转化为光能和电能B.该装置工作时,H+从b极区向a极区迁移C.每生成1 mol O2,有44 g CO2被还原D.a电极的反应为:3CO2+18H+-18e- C3H8O+5H2O来源:学科网ZXXK11.(2015云南二检)电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡
7、化的方法,工作原理如图所示。下列有关说法错误的是()A.阳极可发生电极反应:2Cl-2e- Cl2B.阴极附近溶液的pH减小C.a膜为阴离子交换膜,b膜为阳离子交换膜D.、分别是淡水、浓海水出口12.海洋是一座巨大的宝藏,海水中蕴含 80多种元素,氯碱工业和制备金属镁的原料都可来自海水。来源:学*科*网Z*X*X*K.在氯碱工业中,曾用石棉隔膜电解槽来电解食盐水(如图甲所示)。(1)写出阳极的反应式:。 (2)图甲中流出的b是溶液。 (3)石棉隔膜的作用是。 .随着科技的发展,电解工艺不断革新,电解效率和产品纯度得到提高。20世纪80年代起,隔膜法电解工艺逐渐被离子交换膜电解技术取代。(1)离
8、子交换膜电解槽(如图乙所示)中、分别是、。 (2)已知一个电子的电量是1.60210-19C,用离子膜电解槽电解饱和食盐水,当电路中通过1.929105 C的电量时,生成NaOHg。 来源:学*科*网来源:Zxxk.Com答案全解全析A组基础题组1.B电解饱和食盐水时,阴极得到氢氧化钠溶液和氢气,故B错误。2.CA项,在酸性较强的溶液中钢铁发生析氢腐蚀,在弱酸性条件下可发生吸氧腐蚀,故A错误;B项,失去电子应被氧化,故B错误;C项,锌块作负极,先被腐蚀,利用了牺牲阳极的阴极保护法,故C正确;D项,先发生反应Fe-2e- Fe2+,然后,亚铁离子和正极(吸氧腐蚀)生成的OH-反应先生成Fe(OH
9、)2,Fe(OH)2又被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3,Fe(OH)3会部分分解生成Fe2O3等,这就是生成铁锈(通式为Fe2O3nH2O)的原因,故D错误。3.C题中所述锌铜原电池中,Zn为负极,电极反应式为Zn-2e- Zn2+;Cu为正极,电极反应式为Cu2+2e- Cu,发生还原反应。Zn2+通过阳离子交换膜向正极移动;乙池溶液中消耗的Cu2+与由甲池迁移过来的Zn2+的物质的量相同,则乙池溶液质量增加。溶液中的阴离子无法通过阳离子交换膜。故选C。4.B该装置是一个电解池,电解池是将电能转化为化学能的装置,A项正确;电解池的阴极发生二氧化碳得电子的还原反应,即CO2+8H+8e- C
10、H4+2H2O,一段时间后,氢离子浓度减小,氢氧根离子浓度增大,氢氧根离子会和中的碳酸氢钾反应,所以n(KHCO3)会减小,B项错误,D项正确;在电解池的阳极,氢氧根离子失电子发生氧化反应,溶液酸性增强,pH下降,C项正确。5.D由于KCl能和AgNO3产生沉淀,因此盐桥中的电解质不能用KCl,故A错误;闭合K,铁比银活泼,铁为负极,与铁相连的石墨为阴极,所以外电路电流方向为石墨电极Fe电极,故B错误;闭合K,与铁相连的石墨为阴极,发生还原反应,首先Cu2+2e- Cu,析出Cu,然后2H+2e- H2,放出氢气,故C错误;CuSO4溶液中n(Cu2+)=0.05 mol,完全消耗时转移电子数
11、为0.1 mol,导线中通过0.15 mol e-,说明有H+在阴极放电,电解CuSO4的总反应式为2Cu2+2H2O 2Cu+O2+4H+,溶液中减少的是2Cu和O2(相当于2CuO),需要补充0.05 mol CuO才能使溶液恢复,电解水的总反应式为2H2O 2H2+O2,转移电子数为0.05 mol,因此消耗0.025 mol H2O,Cu2(OH)2CO3可写为2CuOH2OCO2,所以加入0.025 mol222 g/mol=5.55 g Cu2(OH)2CO3,CuSO4溶液可恢复原组成,故D正确。6.DD项,控制溶液pH为910,溶液呈碱性,离子方程式应为2CN-+5ClO-+H
12、2O N2+2CO2+5Cl-+2OH-。7.答案(1)a室:2H2O-4e- O2+4H+,H+通过阳离子膜进入b室,发生反应:HCO3-+H+ CO2+H2Oc室的反应:2H2O+2e- 2OH-+H2,用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调至接近装置入口海水的pH(2)2H2O-4e- O2+4H+阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室,原料室的H2PO2-穿过阴膜扩散至产品室,二者反应生成H3PO2PO43-H2PO2-或H3PO2被氧化来源:Zxxk.Com解析(1)a室为阳极室,H2O放电生成的H+可通过阳离子膜进入b室与HCO3-反应产生CO2;c室为阴极室,H2O放电生成OH-使c
13、室溶液呈碱性,故用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调至接近装置入口海水的pH后,再将其排回大海。 (2)由题给装置可知阳极反应式为2H2O-4e- 4H+O2。阳极生成的H+穿过阳膜扩散至产品室,与从原料室穿过阴膜扩散至产品室的H2PO2-反应生成H3PO2。若取消阳极室与产品室之间的阳膜,合并阳极室和产品室,阳极生成的O2可将H3PO2或从原料室扩散来的H2PO2-氧化,造成产品中混入PO43-杂质。B组提升题组8.D装置是电解池,阴极应是铜离子得到电子生成铜,故A错误;装置中待镀铁制品和电源负极相连作电解池的阴极,故B错误;装置是原电池,电子是从负极经导线流向正极,即从a极流向b极,故
14、C错误;装置中的离子交换膜允许离子通过,氯气不能通过,可以避免生成的Cl2与NaOH溶液反应,故D正确。9.CA项,由题图可知Fe为阳极,阳极电极反应式为Fe-2e- Fe2+,所以溶液由无色变为浅绿色,错误;B项,阴极上H+放电生成H2,错误;C项,电解时阴极上H+放电生成H2,溶液中c(OH-)增大,溶液pH升高,正确;D项,阴极室溶液中溶质不一定是(NH4)3PO4,错误。10.B由模拟“人工树叶”电化学实验装置可知,该装置将光能和电能转化为化学能,故A错误;在电解池内部,阳离子向阴极迁移,故H+从b极区向a极区迁移,B正确;阴极上:3CO2C3H8O18e-,阳极上:2H2OO24e-
15、,根据得失电子守恒可知,当阳极生成1 mol O2时,阴极被还原的CO2的质量为:4mol644 g/mol29.3 g,故C错误;a电极的反应为:3CO2+18H+18e- C3H8O+5H2O,故D错误。11.B阳极发生氧化反应,所以阳极可发生电极反应:2Cl-2e- Cl2,故A正确;阴极附近是水电离出的氢离子放电,氢氧根离子浓度增大,所以阴极附近溶液的pH增大,故B错误;a膜为氯离子透过的膜,而b膜为阳离子通过的膜,所以a膜为阴离子交换膜,b膜为阳离子交换膜,故C正确;是淡水出口,是浓海水出口,故D正确。12.答案.(1)2Cl-2e- Cl2 (2)NaOH和NaCl(3)阻止Cl2
16、与NaOH溶液反应.(1)NaOH溶液Na+(2)80解析.(1)阳极上氯离子放电生成氯气,电极反应式为2Cl-2e- Cl2。(2)阴极上氢离子放电,导致阴极附近生成NaOH,溶液中还有部分氯化钠,所以流出的b是NaOH和NaCl的混合溶液。(3)Cl2和NaOH溶液接触会发生反应:2NaOH+Cl2 NaClO+NaCl+H2O,石棉隔膜的作用是阻止Cl2与NaOH溶液反应。.(1)电解饱和食盐水,电解槽离子交换膜允许阳离子通过,不允许阴离子通过;阴极是氢离子放电生成氢气,同时生成氢氧化钠,所以为氢氧化钠溶液,为Na+。(2)一个电子的电量是1.60210-19C,当电路中通过 1.929105C的电量时,电子的个数=1.929105C1.60210-19C=1.2041024,电子的物质的量=1.20410246.021023mol=2 mol,根据转移电子和氢氧化钠的关系式得NaOH的质量为2 mol40 gmol-1=80 g。
