1、第2节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护时间：45分钟满分：100分一、选择题(每题8分，共72分)1铅蓄电池的示意图如图所示。下列说法正确的是()A放电时，N为负极，其电极反应式：PbO2SO4H2e=PbSO42H2OB放电时，c(H2SO4)不变，两极的质量增加C充电时，阳极反应式：PbSO42e=PbSOD充电时，若N连电源正极，则该极生成PbO2答案D2下列关于电化学的叙述正确的是()A图两极均有气泡产生，滴加酚酞溶液时石墨一极变红B图装置可以验证牺牲阳极的阴极保护法C图可以模拟钢铁的吸氧腐蚀，碳棒一极的电极反应式：O22H2O4e=4OHD上述4个装置中，图、中Fe腐蚀速率较快，图中
2、Fe腐蚀速率较慢答案C解析图阳极为惰性电极石墨，电解时阳极产生Cl2，阴极产生H2，两极均有气泡产生，滴加酚酞溶液时Fe电极附近溶液变红，A错误。牺牲阳极的阴极保护法利用的是原电池原理，将受保护的金属作原电池的正极，而图为电解池，可验证外加电流的阴极保护法，B错误。NaCl溶液呈中性，钢铁发生吸氧腐蚀，碳棒作正极，电极反应式为O22H2O4e=4OH，C正确。图中Fe作负极，腐蚀速率最快；图和中Fe作阴极，图中铁作正极，均受到保护，不易被腐蚀，D错误。3. 研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法正确的是()Ad为石墨，铁片腐蚀减慢Bd为石墨，石墨上电极反应式为O22H2O4e=4OH
3、Cd为锌块，铁片易被腐蚀Dd为锌块，铁片上电极反应式为2H2e=H2答案B解析d为石墨，形成原电池，铁片作负极，海水呈弱碱性，发生铁的吸氧腐蚀，则石墨上电极反应式为O22H2O4e=4OH，B正确。4下图用来研究钢铁制品的腐蚀，装置的气密性良好，且开始时U形管两端的红墨水液面相平。一段时间后能观察到铁钉生锈。下列说法不正确的是()A铁钉表面发生的反应为Fe3e=Fe3B若液体a为稀醋酸，则U形管液面右高左低C若液体a为食盐水，则U形管液面左高右低D若液体a为食用油，则铁钉生锈速率较慢答案A解析铁钉发生电化学腐蚀时形成原电池，Fe作负极被氧化，电极反应式为Fe2e=Fe2，A错误；若液体a为稀醋
4、酸，则铁钉发生析氢腐蚀，正极反应式为2H2e=H2，左侧试管中气体压强增大，则U形管液面右高左低，B正确；若液体a为食盐水，则铁钉发生吸氧腐蚀，正极反应式为O22H2O4e=4OH，左侧试管中气体压强减小，则U形管液面左高右低，C正确；若液体a为食用油，铁钉不易发生电化学腐蚀，则铁钉生锈速率较慢，D正确。5纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。采用离子交换膜控制电解液中OH的浓度制备纳米级Cu2O的装置如图所示，发生的反应为2CuH2OCu2OH2。下列说法正确的是()A钛电极发生氧化反应B阳极区溶液的pH逐渐增大C离子交换膜应采用阳离子交换膜D阳极反应式是2Cu2OH2e=Cu2O
5、H2O答案D解析钛电极为阴极，发生还原反应，A错误；铜作阳极，阳极上铜发生失电子的氧化反应，阳极反应式为2Cu2OH2e=Cu2O H2O，OH由阴极区迁移到阳极区参与反应，离子交换膜应为阴离子交换膜，C错误，D正确；由阴极区迁移过来的OH在阳极全部参与反应，阳极区溶液的pH不变，B错误。6(2019上饶一模)现代工业生产中常用电解氯化亚铁的方法制得氯化铁溶液以吸收有毒的H2S气体。工艺原理如图所示。下列说法中不正确的是()AH从电解池左槽迁移到右槽B左槽中发生的反应为2Cl2e=Cl2C右槽的电极反应式为2H2e=H2DFeCl3溶液可以循环利用答案B解析由图可知，右槽产生H2，则右侧惰性电
6、极为阴极，阳离子向阴极移动，则H从电解池左槽迁移到右槽，A正确；左槽惰性电极为阳极，由于还原性：Fe2Cl，则电极反应式为2Fe22e=2Fe3，B错误；右槽惰性电极为阴极，电极产物为H2，则电极反应式为2H2e=H2或2H2O2e=H22OH，C正确；由图可知，左槽电解产生的FeCl3参与反应吸收H2S，同时被还原为FeCl2，再通入左槽重新电解生成FeCl3，故FeCl3溶液可以循环利用，D正确。7(2019北京朝阳高三期末)在不同电压下用惰性电极电解饱和NaCl溶液制备少量NaClO，实验结果如下：实验电压U1U2U3现象a极产生少量气泡，b极无明显气泡a极产生较多气泡，b极产生少量气泡
7、a极产生大量气泡，b极逸出大量黄绿色气体下列分析不正确的是()A、中，a极均发生了还原反应B、中均能发生Cl22NaOH=NaClNaClOH2OC电解时OH由b极向a极移动D不宜采用实验的电压制备NaClO答案C解析用惰性电极电解饱和食盐水，电解的总方程式是：2NaCl2H2OCl2H22NaOH，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，溶液中阳离子向阴极定向移动，阴离子向阳极定向移动，据此分析。根据图示可知a电极为阴极，溶液中的阳离子H在阴极上获得电子，发生还原反应，A正确；在a电极溶液中的H获得电子，变为H2逸出，附近溶液中OH增多，阴极产生NaOH，在阳极b电极上溶液中阴离子Cl失去电子变
8、为Cl2，Cl2与溶液中的NaOH发生反应：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，B正确；电解时阴离子OH向正电荷较多的阳极移动，即会由a极向b极移动，C错误；实验电压高，电流大，反应速率快，反应产生的氯气未能与NaOH溶液反应，就会从溶液中逸出，所以不能采用该电压制备NaClO，D正确。8(2019广东清远高三期末)乙醇钠是有机合成中常用的强碱，下图是通过电解乙醇和氢氧化钠溶液制备乙醇钠的工作示意图。下列说法错误的是()A电极A为阳极，导线a与电源的正极相连接B电解过程中产生的X气体与Y气体的质量之比为18C右极室的反应为：2CH3CH2OH2e=2CH3CH2OH2D若电解过程中转移
9、2 mol电子，则右极室质量增加44 g答案B解析由题中示意图及分析可知阳离子Na由左边通过阳离子交换膜向右边移动，则说明B电极为阴极，导线b与电源负极相连，A电极为阳极，导线a与电源的正极相连，A正确；电解时阳极A上是溶液中的OH失电子发生氧化反应的过程，电极反应式为4OH4e=2H2OO2；在阴极上是乙醇中的羟基氢原子得电子，发生还原反应，即2CH3CH2OH2e=2CH3CH2OH2，根据同一闭合回路中电子转移数目相等，可知反应产生的O2与H2物质的量的比是12，质量比是32481，B错误、C正确；若电解过程中转移2 mol电子，则右极室会有2 mol H放电变为H2逸出，同时有2 mo
10、l Na进入到右极室，所以右极室质量增加：2 mol23 g/mol2 mol1 g/mol44 g，D正确。9(2019西安五校高三联考)重铬酸钾(K2Cr2O7)具有强氧化性，是一种重要的化工原料，广泛应用于制革、印染、电镀等工业。以铬酸钾(K2CrO4)和氢氧化钾为原料，用电化学法制备重铬酸钾的实验装置如图所示。已知水溶液中存在平衡：2CrO2HCr2OH2O。下列说法正确的是()A气体甲和乙分别为O2和H2B该装置中阴极区的pH减小CFe电极反应式4OH4e=O22H2OD当铬酸钾的转化率达到80%时，右池中答案D解析根据制备原理，可知右池中应产生H，使2CrO2HCr2OH2O平衡向
11、正反应方向移动，CrO转化为Cr2O，则右池中C为阳极，电极反应式为：2H2O4e=O24H，气体乙为O2，左池中Fe为阴极，电极反应式为：2H2O2e=H22OH，气体甲为H2，A、C项错误；根据阴极反应式可知，该装置中阴极区c(OH)增大，pH增大，B项错误；设开始时K2CrO4的物质的量是a mol，根据题意列出三段式： 2CrO2HCr2OH2O起始物质的量/mol a 0转化物质的量/mol 0.8a 0.4a某时刻物质的量/mol 0.2a 0.4a则阳极区n(K)(0.2a20.4a2) mol1.2a mol，n(Cr)a mol，D项正确。二、非选择题(共28分)10(14分
12、)A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子为Na、Ag、NO、SO、Cl，在如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A、B、C三种溶液，电极均为石墨电极。接通电源，经过一段时间后，测得乙烧杯中c电极质量增加了10.8 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图所示。据此回答下列问题：(1)M为电源的_极(填“正”或“负”)，甲、乙两个烧杯中的电解质分别为_、_(填写化学式)。(2)计算电极f上生成气体的物质的量为_mol。(3)写出乙烧杯中的电解反应方程式：_。答案(1)负NaClAgNO3(2)0.025(3)4AgNO32H2O4AgO24HNO3解析根据电解一段
13、时间后，c电极质量增加了10.8 g，判断出c为阴极，则连接阴极的电极M是电源的负极。电解时，甲装置中溶液的pH增大，说明阴极上是水电离出的H放电，阳极上是放电能力大于OH的Cl放电，Cl与Ag不能共存，故甲中的电解质溶液为NaCl溶液；电解时，乙装置中pH减小，说明阳极上是水电离出的OH放电，溶液中含有的离子是含氧酸根离子，阴极上析出金属，所以含有Ag，该电解质溶液是AgNO3溶液；丙装置中溶液的pH不变，说明丙装置中是Na2SO4溶液，则f电极反应为4OH4e=2H2OO2。根据乙中反应：4AgNO32H2O4Ag4HNO3O2可知，n(O2)n(Ag)0.025 mol。11(14分)如
14、图所示，E为蘸有Na2SO4溶液的滤纸，并滴上几滴酚酞。A、B分别为Pt片，压在滤纸两端，R、S为电源的电极。M、N是多微孔的Ni电极，在碱溶液中可以视为惰性电极。G为电流计，K为开关。C、D和电解池中都充满浓KOH溶液。若在滤纸中央点上一滴紫色的KMnO4溶液，K断开，接通电源一段时间后，C、D中有气体产生。(1)外电源的R极为_极。(2)A极附近的现象是_，B极的电极反应式为_。(3)滤纸上的紫色点向_(填“A”或“B”)极移动。(4)当C、D里的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，经过一段时间，C、D中气体逐渐减少，主要因为_；C极的电极反应式为_。答案(1)负 (2)变红4OH
15、4e=O22H2O(3)B(4)H2、O2与KOH溶液构成氢氧燃料电池H22OH2e=2H2O解析(1)电解KOH溶液，阴极的电极反应式为2H2O2e=H22OH，阳极的电极反应式为4OH4e=2H2OO2，通过相同的电量，阴极上产生气体的体积是阳极上产生气体体积的2倍，通过题图可知M为阴极，N为阳极，根据电解原理，R为负极，S为正极。(2)A接电源的负极，B接电源的正极，A为阴极，电极反应式为2H2O2e=H22OH，因此A极附近的现象是变红，B极的电极反应式为4OH4e=O22H2O。(3)根据电解原理，阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动，因此MnO移向B极，即滤纸上的紫色点向B极移动。(4)切断电源后，H2、O2与KOH溶液构成氢氧燃料电池，C为负极，电极反应式为H22OH2e=2H2O。
