高考化学 专题16 电解池 金属腐蚀与防护高频考点专练.docx

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高考化学专题16电解池金属腐蚀与防护高频考点专练

专题16、《电解池、金属腐蚀与防护》专练

1、高考真题再现

1、（2018年北京卷-12）验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下（烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液）。

①

②

③

在Fe表面生成蓝色沉淀

试管内无明显变化

试管内生成蓝色沉淀

下列说法不正确的是

A．对比②③，可以判定Zn保护了Fe

B．对比①②，K3[Fe（CN）6]可能将Fe氧化

C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法

D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼

2、（2018年高考天津卷-3）下列叙述正确的是

A．某温度下，一元弱酸HA的Ka越小，则NaA的Kh（水解常数）越小

B．铁管镀锌层局部破损后，铁管仍不易生锈

C．反应活化能越高，该反应越易进行

D．不能用红外光谱区分C2H5OH和CH3OCH3

3、（2018年高考全国卷I-7）硫酸亚铁锂（LiFePO4）电池是新能源汽车的动力电池之一。

采用湿法冶金工艺回收废旧硫酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如下：

下列叙述错误的是

A．合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用

B．从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li

C．“沉淀”反应的金属离子为Fe3+

D．上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠

4、（2018年高考全国卷III-7）化学与生活密切相关。

下列说法错误的是

A．泡沫灭火器可用于一般的起火，也适用于电器起火

B．疫苗一般应冷藏存放，以避免蛋白质变性

C．家庭装修时用水性漆替代传统的油性漆，有利于健康及环境

D．电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法

5、（2018年全国卷III-27-3）KIO3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。

回答下列问题：

KClO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。

①写出电解时阴极的电极反应式______。

②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_________，其迁移方向是_____________。

③与“电解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之处有______________（写出一点）。

6、（2018年年高考全国卷I-27-（3））焦亚硫酸钠（Na2S2O5）在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。

回答下列问题：

制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。

阳极的电极反应式为________。

电解后，________室的NaHSO3浓度增加。

将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。

7、（2018年高考全国卷II-26-（4））我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。

一种以闪锌矿（ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：

电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为________________________；沉积锌后的电解液可返回________工序继续使用。

2、专项练习

1、如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH＝4的雨水和生铁片。

观察到：

开始导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管液面。

以下有关解释合理的是（　　）

A．生铁片中的碳是原电池的负极，发生还原反应

B．雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀

C．墨水回升时，碳极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－

D．具支试管中溶液pH逐渐减小

2、下列关于金属的防护方法的说法不正确的是（　　）

A．我们使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用

B．给铁件通入直流电，把铁件与电池负极相连接

C．轮船在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．钢铁制造的暖气管管道外常涂有一层较厚的沥青

3、下列对如图所示的实验装置的判断中错误的是（　　）

A．若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀

B．若X为锌棒，开关K置于A或B处均可减缓铁的腐蚀

C．若X为锌棒，开关K置于B处时，为牺牲阳极的阴极保护法

D．若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为2H＋＋2e－===H2¡ü

4、下列关于金属腐蚀的说法正确的是（　　）

A．金属在潮湿空气中腐蚀的实质是M＋nH2O===M（OH）n＋

H2¡ü

B．金属化学腐蚀的实质是M－ne－===Mn＋，电子直接转移给氧化剂

C．金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行

D．钢铁在自然环境中主要发生化学腐蚀

5、下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是（　　）

A．图1中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重

B．图2中，插入溶液中的铁棒容易溶解，主要是发生电化学腐蚀

C．图3中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀

D．图4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的阴极

6．下列说法中正确的是（　　）

¢Ù镀层破损后，白铁（镀锌的铁）比马口铁（镀锡的铁）更易被腐蚀　¢Ú钢铁表面常易锈蚀生成Fe2O3¡¤xH2O¢Û锌和铁构成原电池时，铁作负极　¢Ü铅蓄电池中铅作负极，PbO2作正极，两极浸到稀H2SO4中

A．只有¢Ú¢ÜB．只有¢Ù¢Û

C．¢Ù¢Ú¢ÛD．¢Ù¢Ú¢Û¢Ü

7、如下图所示，装置中都盛有0.1mol·L－1的NaCl溶液，放置一段时间后，装置中的四块相同的锌片腐蚀速率由快到慢的正确顺序是（　　）

A．¢Ù¢Ú¢Û¢ÜB．¢Ù¢Ú¢Ü¢Û

C．¢Û¢Ù¢Ü¢ÚD．¢Ú¢Ù¢Ü¢Û

8、某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞（如图1）。

从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。

（1）请完成以下实验设计表（表中不要留空格）：

编号

实验目的

碳粉/g

铁粉/g

醋酸/%

¢Ù

为以下实验作参照

0.5

2.0

90.0

¢Ú

醋酸浓度的影响

0.5

36.0

¢Û

0.2

2.0

90.0

（2）编号¢Ù实验测得容器中压强随时间变化如图2。

t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了________腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了________（填¡°氧化¡±或¡°还原¡±）反应，其电极反应式是______________________________。

（3）该小组对图2中0～t1时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二：

假设一：

发生析氢腐蚀产生了气体；

假设二：

________________________________________________________________________；

¡¡

参考答案

1、高考真题再现

1、【答案】D

【解析】A.②中铁没有被腐蚀，而③铁腐蚀，可说明铁连接锌后，锌保护了铁，故A正确；

B.①②相比较，可知铁棒表面被氧化，但溶液中没有亚铁离子，可能的原因为

将Fe氧化，故B正确；C.对比①②，①在铁电极附近的溶液中

溶液，出现蓝色沉淀，说明有

，这些

可能是铁腐蚀生成的，也可能是金属铁被

氧化生成的，不能用①的方法证明锌对铁的保护作用，故C正确；D.实验①可说明铁被氧化，说明方法存在缺陷，不能比较金属的活泼性，则换成铜，也不能证明金属的活泼性，故D错误；

2、【答案】B

3、【答案】D

【解析】：

A项，废旧电池中有重金属等会污染环境，有部分金属可以回收利用，合理处理有利于保护环境和资源利用，正确。

B项，从流程图可知，正极片中有金属铝、铁、锂，正确。

C项，硝酸会把二价铁氧化为三价铁，正确。

4、【答案】A。

【解析】本题考查的是化学知识在具体的生产生活中的应用，进行判断时，应该先考虑清楚对应化学物质的成分，再结合题目说明判断该过程的化学反应或对应物质的性质即可解答。

详A．泡沫灭火器中加入的主要是碳酸氢钠和硫酸铝溶液，两者混合的时候发生双水解反应，生成大量的二氧化碳气体泡沫，该泡沫喷出进行灭火。

但是，喷出的二氧化碳气体泡沫中一定含水，形成电解质溶液，具有一定的导电能力，可能导致触电或电器短路，A错误。

B．疫苗是指用各类病原微生物制作的用于预防接种的生物制品。

由于疫苗对温度比较敏感，温度较高时，会因为蛋白质变性，而失去活性，所以疫苗一般应该冷藏保存，B正确。

C．油性漆是指用有机物作为溶剂或分散剂的油漆；水性漆是指用水作为溶剂或分散剂的油漆，使用水性漆可以减少有机物的挥发对人体健康和室内环境造成的影响，C正确。

D．电热水器内胆连接一个镁棒，就形成了原电池，因为镁棒比较活泼所以应该是原电池的负极，从而对正极的热水器内胆（多为不锈钢或铜制）起到了保护作用，这种保护方法为：

牺牲阳极的阴极保护法，D正确。

点睛：

本题是一道比较传统的化学与生产生活相关的问题，需要学生能够熟悉常见化学物质的性质和用途，同时能用化学原理解释生产生活中的某些过程。

需要指出的是，选项D中的牺牲阳极的阴极保护法，实际指的是形成原电池的保护方法。

5、【答案】①2H2O+2e-=2OH-+H2

 ②K+；离子移动方向为从a到b ③产生氯气污染环境

【解析】①阴极室中电解质溶液为KOH，故为H2O 放电，电极方程为2H2O+2e-=2OH-+H2

 。

阳极室中在电解前先发生2I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O，通电后，开始电解过程，阳极反应为2I--2e-=I2（或

）②K+ ；离子移动方向为从a到b。

③过程中会产生氯气，会污染环境。

6、【答案】　2H2O－4e－===4H＋＋O2¡ü　a

【解析】（3）阳极发生氧化反应：

2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，阳极室H＋向a室迁移，a室中的Na2SO3转化成NaHSO3。

阴极发生还原反应，析出H2，OH－增多，Na＋由a室向b室迁移，则b室中Na2SO3浓度增大。

7、【答案】　（4）Zn2＋＋2e－===Zn（2分）　溶浸（2分）

【解析】结合图示可知电解ZnSO4溶液时生成Zn，即电解时Zn2＋在阴极被还原，电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn。

沉积Zn后的电解液中主要含有H2SO4，可返回溶浸工序中继续使用。

2、专项练习

1、【答案】C

2、【答案】A

【解析】A项中搪瓷层破损后金属铁直接暴露在空气中，搪瓷层已不能再对破损部位形成有效的保护；B项中利用的是外加电流的阴极保护法，从而保护铁不被腐蚀；C项是牺牲阳极的阴极保护法；D项是用沥青作涂层的涂层保护法。

3、【答案】D

【解析】若X为碳棒，开关K置于A处，Fe作电解池的阴极，属外加电流的阴极保护法，A项正确；若X为碳棒，开关K置于B处，Fe作原电池的负极，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，D项不正确；若X为锌棒，K置于A处，Fe作电解池的阴极，属外加电流的阴极保护法，K置于B处时，Fe作原电池的正极，属牺牲阳极的阴极保护法，B项和C项均正确。

4、【答案】B

【解析】金属在潮湿的环境中易发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀两种电化学腐蚀，主要发生吸氧腐蚀，其腐蚀的本质都是金属失电子，即M－ne－===Mn＋，所以A项不正确，B正确；金属的化学腐蚀是金属直接接触到化学物质如酸、Cl2等发生腐蚀，所以C项不正确；钢铁在自然环境中主要发生电化学腐蚀，所以D项不正确。

5、【答案】C

【解析】　A项，水面附近的铁接触的氧气多，容易腐蚀，错误；B项，铁作为阴极受保护，不容易腐蚀，错误；C项，高温下铁被氧化，正确；D项，镁块为原电池的负极，一般用锌块，因为镁容易形成致密氧化膜，错误。

6、【答案】A

7、【答案】D

【解析】金属腐蚀快慢顺序是电解池阳极＞原电池负极＞化学腐蚀＞原电池正极＞电解池阳极，①中锌发生电化学腐蚀，金属锌是负极，加快锌的腐蚀，②中锌作电解池的阳极，被腐蚀，③中锌作电解池的阴极，被保护，④Zn发生化学腐蚀，所以腐蚀速率由快到慢的顺序是②①④③。

故选D。

8、【解析】

（1）本题采用¡°控制变量法¡±进行研究，即保持其他条件相同，只考虑其中一个因素对实验的影响。

探究醋酸浓度对电化学腐蚀的影响时，应保证碳粉和铁粉的质量与参照实验相同，因此实验②中铁粉为2.0g；对比实验①和③可知，铁粉的质量及醋酸的浓度相同，而碳粉的质量不同，显然探究的是碳粉的含量对铁的电化学腐蚀的影响。

（2）当铁发生析氢腐蚀时，由于生成H2，容器的压强不断增大，而发生吸氧腐蚀时，由于消耗O2，容器的压强不断减小，t2时容器的压强明显小于起始压强，说明铁发生了吸氧腐蚀，此时Fe作负极，失去电子发生氧化反应；碳粉作正极，O2在其表面得到电子发生还原反应，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。

（3）Fe发生电化学腐蚀时，放出热量，使体系的温度升高。