高考化学热点跟踪检测二十一电解池金属的电化学腐蚀与防护.docx

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高考化学热点跟踪检测二十一电解池金属的电化学腐蚀与防护

跟踪检测（二十一）电解池金属的电化学腐蚀与防护

1．（2018·绵阳模拟）下列表述不正确的是（　　）

A

B

C

D

盐桥中的Cl－移向ZnSO4溶液

a极附近产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝

粗铜的电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu

正极反应式为O2＋

4e－＋2H2O===4OH－

解析：

选C　根据原电池的工作原理，锌为负极，铜为正极，阴离子向负极移动，A正确；根据电解原理，a为阳极，其电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，b为阴极，

Cu2＋＋2e－===Cu，因此a极产生的气体能使淀粉碘化钾试纸变蓝，B正确；粗铜作阳极，Cu－2e－===Cu2＋，C错误；发生吸氧腐蚀，正极得电子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D正确。

2．用饱和氯化钠溶液润湿的滤纸分别做甲、乙两个实验，下列判断错误的是（　　）

A．甲是原电池，乙是电解池

B．甲中铁棒比乙中铁棒更易腐蚀

C．d电极上的电极反应是Fe－2e－===Fe2＋

D．b电极上的电极反应是O2＋2H2O＋4e－===4OH－

解析：

选C　据原电池和电解池的构成条件可知，甲是原电池，乙是电解池，A正确；甲中铁为原电池的负极，发生反应Fe－2e－===Fe2＋，乙中Fe为电解池阴极，发生反应2H＋＋2e－===H2↑，Fe被保护，B正确；乙中d为阴极，阴极上电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，C错误；甲中铁发生吸氧腐蚀，b为正极，正极上电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，D正确。

3．（2018·郑州一中月考）用石墨作电极电解溶有物质的量之比为3∶1的NaCl和H2SO4的水溶液。

根据反应产物，电解可明显分为三个阶段，下列叙述不正确的是（　　）

A．电解的最后阶段为电解水

B．阳极先逸出氯气后逸出氧气

C．阴极逸出氢气

D．电解过程中溶液的pH不断增大，最后pH为7

解析：

选D　根据离子放电顺序可知，电解此混合溶液时，在阳极，离子放电的先后顺序为Cl－、OH－、SO，在阴极，离子放电的先后顺序为H＋、Na＋，所以整个电解过程分三个阶段：

电解HCl溶液、电解NaCl溶液、电解H2O，最后溶液呈碱性，D项错误。

4.（2018·汕头月考）在固态金属氧化物电解池中，高温电解H2O、CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。

下列说法不正确的是（　　）

A．阴极的反应式：

H2O＋2e－===H2＋O2－、CO2＋2e－===CO＋O2－

B．X是电源的负极

C．总反应可表示为H2O＋CO2===H2＋CO＋O2

D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1

解析：

选D　电解池阴极发生还原反应，电解H2O、CO2混合气体制备H2和CO，阴极发生的反应有水蒸气中的H得电子生成氢气：

H2O＋2e－===H2＋O2－，二氧化碳中的C得电子生成CO：

CO2＋2e－===CO＋O2－，A项正确；根据图示知，与X相连的电极发生还原反应产生CO和H2，故X为电源的负极，B项正确；根据图示可知，阴极产生H2、CO，阳极产生O2，总反应可表示为H2O＋CO2===H2＋CO＋O2，C项正确；根据总反应可知，阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是2∶1，D项错误。

5.如图是自来水表的常见安装方式。

下列有关说法不正确的是（　　）

A．发生腐蚀过程中，电子从接头流向水表

B．腐蚀时，铁接头发生的是还原反应

C．腐蚀时铜质水表发生的电极反应为

2H2O＋O2＋4e－===4OH－

D．腐蚀过程还涉及到反应：

4Fe（OH）2＋2H2O＋O2===4Fe（OH）3

解析：

选B　构成原电池，腐蚀铁，保护铜，电子从接头流向水表，故A正确；腐蚀时，铁接头是负极，发生的是氧化反应，故B错误；水表发生了吸氧腐蚀，氧气在水表的表面得电子，电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，故C正确；负极放电产生的Fe2＋与正极产生OH－结合成Fe（OH）2，Fe（OH）2被空气中的氧气氧化生成Fe（OH）3，所以腐蚀过程还涉及到反应：

4Fe（OH）2＋2H2O＋O2===4Fe（OH）3，故D正确。

6．（2018·青岛模拟）假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求，即为理想化。

①～⑧为各装置中的电极编号。

下列说法错误的是（　　）

A．当K闭合时，装置A发生吸氧腐蚀，在电路中作电源

B．当K断开时，装置B锌片溶解，有氢气产生

C．当K闭合后，整个电路中电子的流动方向为①→⑧，⑦→⑥，⑤→④，③→②

D．当K闭合后，装置A、B中溶液的pH均变大

解析：

选A　当K闭合时，装置B能自发进行氧化还原反应，所以装置B为原电池，则装置A、C、D都是电解池，装置B中Zn失去电子作负极、Cu作正极，所以装置A中C（石墨）、装置C中Cu、装置D中粗Cu都作阳极。

装置A中Fe、装置C中Ag、装置D中纯Cu都作阴极；当K断开时，装置B不能形成闭合回路，所以不能构成原电池，则锌和稀硫酸发生化学腐蚀。

当K闭合时，装置B能自发进行氧化还原反应，为原电池，在电路中作电源，装置A为电解池，A项符合题意；当K断开时，装置B不能构成原电池，锌片和稀硫酸发生化学腐蚀而溶解，有氢气产生，B项不符合题意；当K闭合后，装置B为原电池，装置A、C、D为电解池，电子从负极流向阴极，再从阳极流向阴极，所以整个电路中电子的流动方向为①→⑧，⑦→⑥，⑤→④，③→②，电子不进入电解质溶液，C项不符合题意；当K闭合后，装置A中阴极上H＋放电，阳极上Cl－放电，导致溶液中OH－浓度增大，溶液的pH增大；装置B中正极上H＋放电导致溶液中H＋浓度减小，溶液的pH增大，D项不符合题意。

7．（2018·武汉调研）厨房垃圾发酵液通过电渗析法处理，同时得到乳酸的原理如图所示（图中HA表示乳酸分子，A－表示乳酸根离子）。

下列说法正确的是（　　）

A．通电后，阳极附近pH增大

B．电子从负极经电解质溶液回到正极

C．通电后，A－通过阴离子交换膜从阴极区进入浓缩室

D．当电路中通过2mol电子的电量时，会有1molO2生成

解析：

选C　由题图可知，阳极上电解水产生H＋和O2，所以通电后，阳极附近pH减小，A项错误；电子不进入电解质溶液，电解质溶液导电是通过带电离子的定向移动，B项错误；电解池中，阴离子向阳极方向移动，故通电后，A－通过阴离子交换膜从阴极区进入浓缩室，C项正确；根据阳极的电极反应式2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，当电路中通过2mol电子的电量时，会有0.5molO2生成，D项错误。

8.在城市中，地下常埋有纵横交错的管道和输电线路，有些地面上还铺有地铁或城铁的铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道或铁轨形成回路时，就会引起金属管道、铁轨的腐蚀，原理简化如图所示，则下列有关说法不正确的是（　　）

A．原理图可理解为两个串联的电解装置

B．溶液中铁丝被腐蚀时，左侧有无色气体产生，附近产生少量白色沉淀，随后变为灰绿色

C．地下管道被腐蚀，不易发现，也不便维修，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜（或油漆等）

D．溶液中铁丝左侧的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋

解析：

选D　由图可知，左侧Fe电极与电源的正极相连为阳极，铁丝左侧为阴极，形成电解池；铁丝右侧为阳极，右侧Fe电极与电源负极相连为阴极，形成电解池，故该装置可看作两个串联的电解装置，A正确。

铁丝左侧为阴极，发生还原反应：

2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，左侧Fe电极生成的Fe2＋与OH－结合生成Fe（OH）2白色沉淀，随后被氧化变成灰绿色，B正确，D错误。

埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜（或油漆等），可减缓金属管道的腐蚀，C正确。

9．用如图所示装置研究电化学原理，下列分析中错误的是（　　）

选项

连接

电极材料

分析

a

b

A

K1K2

石墨

铁

模拟铁的吸氧腐蚀

B

K1K2

锌

铁

模拟钢铁防护中牺牲阳极的阴极保护法

C

K1K3

石墨

铁

模拟电解饱和食盐水

D

K1K3

铁

石墨

模拟钢铁防护中外加电流的阴极保护法

解析：

选D　若K1、K2连接，a为石墨，b为铁，该装置形成原电池，由于饱和食盐水呈中性，此时铁发生吸氧腐蚀，A正确；若K1、K2连接，a为锌，b为铁，该装置形成原电池，Zn的活泼性强于Fe，则Zn作负极，发生氧化反应而被腐蚀，Fe作正极受到保护，属于牺牲阳极的阴极保护法，B正确；若K1、K3连接，a为石墨，b为铁，该装置形成电解池，a极与电源的正极相连，b极与电源的负极相连，则a极为阳极，b极为阴极，电解的总反应为2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑，C正确；若K1、K3连接，a为铁，b为石墨，该装置形成电解池，则Fe作阳极，发生氧化反应而被腐蚀，而外加电流的阴极保护法中，被保护的金属应与电源的负极相连，D错误。

10.按如图所示装置进行下列不同的操作，其中不正确的是（　　）

A．铁腐蚀的速率由快到慢的顺序：

只闭合K3>只闭合K1>都断开>只闭合K2

B．只闭合K3，正极的电极反应式：

2H2O＋O2＋4e－===4OH－

C．先只闭合K1，一段时间后，漏斗内液面上升，然后只闭合K2，漏斗内液面上升

D．只闭合K2，U形管左、右两端液面均下降

解析：

选A　金属腐蚀速率：

电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极，闭合K3，是原电池，铁作负极；闭合K2，是电解池，铁作阴极；闭合K1，铁作阳极，因此腐蚀速率由快到慢的顺序：

只闭合K1>只闭合K3>都断开>只闭合K2，故A说法错误。

只闭合K3，构成原电池，铁棒发生吸氧腐蚀，正极反应式：

O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故B说法正确。

先只闭合K1，铁作阳极，阳极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，U形管中气体压强增大，因此漏斗中液面上升；然后只闭合K2，铁作阴极，阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，阳极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，U形管中气体压强增大，漏斗中液面上升，故C说法正确。

根据选项C的分析，只闭合K2，两极均有气体放出，气体压强增大，左、右两端液面均下降，故D说法正确。

11．

（1）研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量的差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl，“水”电池在放电时：

①该电池负极的电极反应为______________________________________________。

②Na＋不断向“水”电池的________极移动。

③每有1mol电子转移，生成________molNa2Mn5O10。

（2）如图所示，将该“水”电池与某装置相连。

①若X、Y为石墨，a为2L一定物质的量浓度的KCl溶液，电解一段时间发现Y极附近产生了黄绿色气体，写出电解总反应的化学方程式：

__________________________________________________。

②若X、Y分别为铁、铜，a为CuCl2和Na2SO4的混合溶液，电池与X、Y的连接方式与①相同，Y极的电极反应为

________________________________________________________________________。

解析：

（1）①根据电池总反应可判断出Ag为该电池的负极，电极反应为Ag＋Cl－－e－===AgCl。

②在原电池中，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，故Na＋移向正极。

③根据电池总反应和得失电子守恒知，生成1molNa2Mn5O10的同时生