1、课时3电解池、金属的腐蚀与防护电解原理分析1(安徽理综)某兴趣小组设计如图所示的微型实验装置。实验时,先断开K2,闭合K1,两极均有气泡产生;一段时间后,断开K1,闭合K2,发现电流表A指针偏转。下列有关描述正确的是()A断开K2,闭合K1时,总反应的离子方程式为:2H2ClCl2H2B断开K2,闭合K1时,石墨电极附近溶液变红C断开K1,闭合K2时,铜电极上的电极反应式为:Cl22e=2ClD断开K1,闭合K2时,石墨电极作正极解析本题综合考查电化学知识,意在考查考生对原电池、电解池原理的理解。断开K2,闭合K1时,该装置为电解池,由两极均有气泡产生可知铜电极为阴极,总反应的离子方程式为2C
2、l2H2OCl2H22OH,A项错;由此可知铜电极附近溶液中因有OH生成,溶液变红色,B项错;断开K1,闭合K2时,装置为原电池,铜极上产生的氢气发生氧化反应,电极反应式为H22e2OH=2H2O,C项错;由此可知铜电极为负极,石墨电极为正极,故D项正确。答案D2(2014广东理综,11)某同学组装了如图所示的电化学装置,电极为Al,其他均为Cu,则()A电流方向:电极电极B电极发生还原反应C电极逐渐溶解D电极的电极反应:Cu22e=Cu解析分析图可知:左侧两个烧杯的装置形成原电池,且为负极,为正极,而最右边的装置为电解池,因此,该装置中电子流向:电极电极,则电流方向:电极A电极,A正确;电极
3、发生氧化反应,B错误;电极的电极反应为Cu22e=Cu,有铜析出,C错误;电极为电解池的阳极,其电极反应为Cu2e=Cu2,D错误。答案A电解原理在工农业生产中的应用3(2015四川理综,4)用下图所示装置除去含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:Cl2OH2e=ClOH2OC阴极的电极反应式:2H2O2e=H22OHD除去CN的反应:2CN5ClO2H=N22CO25ClH2O解析Cl在阳极发生氧化反应生成ClO,水电离出的H在阴极发生还原反应生成H2,又由于电解质溶液
4、呈碱性,故A、B、C项正确;D项,溶液呈碱性,离子方程式中不能出现H,正确的离子方程式为2CN5ClOH2O=N22CO25Cl2OH,错误。答案D4(2015上海化学,24节选)氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图,图中的离子交换膜只允许阳离子通过。完成下列填空:(1)写出电解饱和食盐水的离子方程式_。(2)离子交换膜的作用为:_、_。(3)精制饱和食盐水从图中_位置补充,氢氧化钠溶液从图中_位置流出。(选填“a”、“b”、“c”或“d”)答案(1)2Cl2H2OCl2H22OH(2)阻止OH进入阳极室,与C
5、l2发生副反应:2NaOHCl2=NaClNaClOH2O阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸(3)ad5(1)2016浙江理综,28(5)研究证实,CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,则生成甲醇的反应发生在_极,该电极反应式是_。(2)2016天津理综,10(5)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4,同时获得氢气:Fe2H2O2OHFeO3H2,工作原理如图1所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色FeO,镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。已知:Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。电解一段时间后,
6、c(OH)降低的区域在_(填“阴极室”或“阳极室”)。电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因为_。c( Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2,任选M、N两点中的一点,分析c( Na2FeO4)低于最高值的原因:_。解析(1)根据题意,二氧化碳在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,CO2中C呈4价,CH3OH中C呈2价,结合反应前后碳元素化合价变化,可知碳元素的化合价降低,得到电子,故该电极为阴极,电极反应式为CO26H6e=CH3OHH2O。(2)电解时,阳极反应式为Fe6e8OH=FeO4H2O,阴极电极反应式为:2H2O2e=H22OH,电解过程中,阳极室消耗OH,c(OH)
7、降低。H2具有还原性,根据题意:Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。因此,电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,防止Na2FeO4与H2反应使产率降低。根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,在M点:c(OH)低,Na2FeO4稳定性差,且反应慢;在N点:c(OH)过高,铁电极上有Fe(OH)3生成,使Na2FeO4产率降低。答案(1)阴CO26H6e=CH3OHH2O(2)阳极室 防止Na2FeO4与H2反应使产率降低M点:c(OH)低,Na2FeO4稳定性差,且反应慢或N点:c(OH)过高,铁电极上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成,使Na2FeO4产率降低 金属的腐
8、蚀与防护6下列关于金属的腐蚀与防护的说法正确的是()A金属发生吸氧腐蚀时,被腐蚀的速率与氧气浓度无关(2016天津理综,3B)B验证铁的吸氧腐蚀,可以将铁钉放入试管中,用盐酸浸没(2015福建理综,8D)C钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀(2015江苏,11C)D钢铁发生析氢腐蚀时,负极反应Fe3e=Fe3(2010北京理综,10D)答案C7(山东理综改编)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()A图a中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重B图b中,开关由M改置于N时,CuZn合金的腐蚀速率减小C图c中,接通开关时Zn腐蚀速率增大,Zn上放出气体的速率也增大D图d中,钢铁轮
9、船外壳连接一块金属A(铜块)可以减缓船体外壳腐蚀速度解析A项,插入海水中的铁棒,和空气接界处腐蚀最严重;C项,接通开关时,Zn作负极,腐蚀速率增大,Pt上放出H2;D项,连接的金属A应比铁的活泼性大,如Zn。答案B8(2014福建理综,24节选)铁及其化合物与生产、生活关系密切。右图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。(1)该电化学腐蚀称为_。(2)图中A、B、C、D四个区域,生成铁锈最多的是_(填字母)。解析(1)海水接近于中性,则铁闸发生的是吸氧腐蚀。(2)表面海水中O2浓度较大,腐蚀得较快,故B处产生的铁锈最多。答案(1)吸氧腐蚀(2)B揭秘:电解原理及其应用是高考的高频考点,因其与氧化还原反应、离子反应,电解质溶液、元素化合物性质等知识联系密切而成为高考的重点和热点。而金属的腐蚀与防护考查则集中在基础知识判断上。由于电解原理在工业上的应用更加广泛,预测2018年高考,仍会联系化学工艺过程对电解原理的应用进行考查。应给予高度关注!