电解池的原理及应用金属腐蚀与防护 突破训练二解析版.docx

1、电解池的原理及应用金属腐蚀与防护 突破训练二解析版电解池的原理及应用、金属腐蚀与防护突破训练（二）1.利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用。下列说法正确的是()A氯碱工业中，X电极上反应式是4OH4e=2H2OO2B电解精炼铜时，Z溶液中的Cu2浓度不变C在铁片上镀铜时，Y是纯铜D制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁【解析】选D氯碱工业中阳极是Cl放电生成Cl2；电解精炼铜时阳极粗铜溶解，阴极Cu2放电析出Cu，但是粗铜中含有锌、铁、镍等杂质，使得溶液中Cu2浓度变小；铁片上镀铜时，阴极应该是铁片，阳极是纯铜。2金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备

2、高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性Fe2Ni2FeNiCuPt发生氧化反应，电极反应依次为Zn2e=Zn2、Fe2e=Fe2、Ni2e=Ni2，A项错误；电解过程中，阳极Zn、Fe、Ni溶解，Cu、Pt沉积到电解槽底部，阴极只析出Ni，结合两极转移的电子数相等，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量不相等，B项错误；Cu和Pt还原性比Ni弱，不能失去电子，以沉淀的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥，C项正确；电解后，溶液中存在的金属阳离子除了Fe2、Zn2外，还有Ni2，D项错误。3用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4H2C2O4混合溶液。下列叙述

3、错误的是()A待加工铝质工件为阳极B可选用不锈钢网作为阴极C阴极的电极反应式为Al33e=AlDSO在电解过程中向阳极移动【解析】选C用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，则铝制品为阳极，即待加工铝质工件为阳极，A正确；选用不锈钢网作为阴极不会影响电极反应及总反应，故可选用不锈钢网作为阴极，B正确；阴极的电极反应式为2H2e=H2，C不正确；电解过程中，阴离子向阳极移动，故SO在电解过程中向阳极移动，D正确。4用铂电极(惰性)电解下列溶液时，阴极和阳极上的主要产物分别是H2和O2的是()A稀NaOH溶液BHCl溶液C酸性MgCl2溶液D酸性 AgNO3溶液【解析】选A阳极：4O

4、H4e=O22H2O，阴极：2H2O2e=H22OH，阴极和阳极上的主要产物分别是 H2 和 O2，故A正确；阳极：2Cl2e=Cl2，阴极：2H2e=H2，阴极和阳极上的主要产物分别是 H2 和Cl2，故B、C错误；阳极：2H2O4e=O24H，阴极：Age=Ag，阴极和阳极上的主要产物分别是Ag和O2，故D错误。5.利用电化学原理还原CO2制取ZnC2O4的装置如图所示(电解液不参加反应),下列说法正确的是 ()A.可用H2SO4溶液作电解液B.阳离子交换膜的主要作用是增强导电性C.工作电路中每流过0.02 mol电子,Zn电极质量减重0.65 gD.Pb电极的电极反应式是2CO2-2e-

5、C2【解析】选C。如果用H2SO4溶液作电解液,溶液中氢离子会在正极得电子生成氢气,影响2CO2+2e-C2反应的发生,A错误;用阳离子交换膜把阳极室和阴极室隔开,它具有选择透过性,它只允许H+透过,其他离子难以透过,B错误;Zn电极为负极,发生氧化反应,Zn-2e-Zn2+;当电路中每流过0.02 mol电子,消耗锌的物质的量为0.01 mol,质量为0.65 g,C正确;Pb电极为正极,发生还原反应,2CO2+2e-C2,D错误。6.据报道，近日微软新推出一款诺基亚品牌的功能手机Nokia 230，该款手机使用新型锂钒氧化物电池，续航时间可达到27天。已知电池的总反应为V2O5xLiLix

6、V2O5，下列说法正确的是()A电池在放电时，Li向电源负极移动B充电时阳极的反应为LixV2O5xe=V2O5xLiC放电时负极失重7.0g，则转移2mol电子D该电池以Li、V2O5为电极，酸性溶液作介质【解析】电池在放电时，Li向正极移动，A项错误；电池充电时阳极发生氧化反应，电极反应式是LixV2O5xe=V2O5xLi，B项正确；负极的反应为，每消耗1 mol Li(7.0 g)则转移1 mol电子，C项错误；Li是活泼金属，会与酸性溶液反应产生H2，因而电池介质不会是酸性溶液，D项错误。7.锂空气电池能够提供相当于普通锂离子电池10倍的能量，因此它是最有前途的电池之一。下图是锂空气

7、电池放电和充电时的工业原理示意图。下列说法正确的是()图图A图所示电池中电极a为正极，b为负极B图电池中的固体电解质可用NaOH溶液代替C当给图中的锂空气电池充电时，d极应接外接电源的负极D图中d极的电极反应式为4OH4e=2H2OO2【解析】根据题意，A选项，图中a电极为锂，为活泼金属，易失电子，故a极为负极，错误。B选项，锂是较活泼的金属，易与NaOH溶液中的水反应，故不可用其代替。错误。当给图中的锂 空气电池充电时，d极作阳极，应接外接电源的正极，电极反应式为4OH4e=2H2OO2，因此C项错误，D项正确。9某同学设计如图所示装置，探究氯碱工业原理，下列说法正确的是()A石墨电极与直流

8、电源负极相连B用湿润淀粉KI试剂在铜电极附近检验气体，试纸变蓝色C氢氧化钠在石墨电极附近产生， Na向石墨电极迁移D铜电极的反应式为：2H 2e=H2 【解析】若该装置是探究氯碱工业原理，则Cu电极应该与电源的负极连接，石墨电极与直流电源正极相连，A项错误；Cu电极为阴极，在阴极发生反应：2H2e=H2；在阳极C电极上发生反应：2Cl2e=Cl2；所以用湿润KI淀粉试剂在碳电极附近检验气体，试纸变蓝色，B项错误；由于Cu电极为阴极，在阴极发生反应：2H2e=H2；破坏了附近的水的电离平衡，最终在Cu电极附近氢氧化钠产生， Na向铜电极迁移，C项错误；铜电极的反应式为：2H2e= H2，D项正确

9、。10.厨房垃圾发酵液可通过电渗析法处理，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，乳酸的摩尔质量为90 gmol1)，下表有关说法中正确的是()A阳极的电极反应式为4OH4e=2H2OO2BH从阳极通过阳离子交换膜向阴极移动CA通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室D400 mL10 gL1乳酸溶液通电一段时间后，浓度上升为145 gL1(溶液体积变化忽略不计)，阴极上产生的H2在标准状况下的体积约为4.48 L【解析】阳极：2H2O4e=O24H。阴极区A移向浓缩室，阳极区H浓度增大，移向浓缩室，得到浓乳酸溶液，增加的乳酸的物质的量为0.6 mol，所以产生H2的体积(

10、标准状况)为22.4 Lmol16.72 L。11用惰性电极电解如下物质可制得对应金属的是()A电解熔融AlCl3获取金属铝B电解MgCl2溶液获取金属镁C电解CuCl2溶液获取金属铜D电解饱和食盐水来获取金属钠【解析】选C电解熔融的Al2O3才能够制备金属铝，A错误；电解熔融的MgCl2获取金属镁，B错误；电解CuCl2溶液，阴极得到铜，C正确；电解熔融的NaCl才能制备钠，而电解饱和食盐水得到NaOH溶液，D错误。12.某同学设计如图所示装置，探究氯碱工业原理，下列说法正确的是()A石墨电极与直流电源负极相连B用湿润 KI淀粉试纸在铜电极附近检验气体，试纸变蓝色C氢氧化钠在石墨电极附近产生

11、，Na向石墨电极迁移D铜电极的反应式为2H2e=H2【解析】选D设计本装置的目的是探究氯碱工业原理，也就是电解NaCl溶液，故Cu电极只能作阴极，连接电源的负极，A不正确；Cu电极周围得到的产物是H2，无法使湿润KI淀粉试纸变蓝色，B不正确；NaOH是Cu电极周围产物，Na向Cu电极迁移，C不正确；Cu电极发生的电极反应为 2H2e=H2，D正确。13.用如图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中各项所列对应关系均正确的一组是()选项X极实验前U形管中液体通电后现象及结论A正极Na2SO4溶液U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色B正极AgNO3溶液b管中电极反应式是4O

12、H4e=O22H2OC负极CuCl2溶液b管中有气体逸出D负极NaOH溶液溶液pH降低【解析】选C电解Na2SO4溶液时，阳极上是OH发生失电子的氧化反应，即a管中OH放电，酸性增强，酸遇酚酞不变色，即a管中呈无色，A错误；电解AgNO3溶液时，阴极上是Ag发生得电子的还原反应，即b管中电极反应是析出金属Ag的反应，B错误；电解CuCl2溶液时，阳极上是Cl发生失电子的氧化反应，即b管中Cl放电，产生Cl2，C正确；电解NaOH溶液时，阴极上是H放电，阳极上是OH放电，实际上电解的是水，导致NaOH溶液的浓度增大，碱性增强，pH升高，D错误。14.四室式电渗析法制备盐酸和NaOH的装置如图所示

13、。a、b、c为阴、阳离子交换膜。已知：阴离子交换膜只允许阴离子透过，阳离子交换膜只允许阳离子透过。下列叙述正确的是()Ab、c分别依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜B通电后室中的Cl透过c迁移至阳极区C、四室中的溶液的pH均升高D电池总反应为4NaCl6H2O4NaOH4HCl2H2O2【解析】由图中信息可知，左边电极与负极相连为阴极，右边电极为阳极，所以通电后，阴离子向右定向移动，阳离子向左定向移动，阳极上H2O放电生成O2和H，阴极上H2O放电生成H2和OH；H透过c，Cl透过b，二者在b、c之间的室形成盐酸，盐酸浓度变大，所以b、c分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜；Na透过a，NaOH的浓

14、度变大，所以a也是阳离子交换膜，故A、B两项均错误；电解一段时间后，中的溶液的c(OH)升高，pH升高，中为NaCl溶液，pH不变，中有HCl生成，故c(H)增大，pH减小，中H移向，H2O放电生成O2，使水的量减小，c(H)增大，pH减小，C不正确。15用电解法制取KIO3的方法是以石墨和铁为电极电解KI溶液，电解反应方程式为KI3H2OKIO33H2。下列说法中正确的是()A电解时石墨作阴极B电解时阳极上产生H2C电解过程中阴极溶液pH升高D阴极电极反应式：I6e3H2O=IO6H【解析】选C电解时，铁作阴极，石墨作阳极，若铁作阳极，则铁放电，A错误；阳极发生氧化反应，I失电子被氧化，电极

15、反应为I6e3H2O=IO6H，B、D两项错误；阴极水放电，2H2O2e=H22OH，溶液的pH升高，C项正确。16.KIO3可采用“电解法”制备，装置如图所示。写出电解时阴极的电极反应式_。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_。(2)(2018全国卷节选)制备Na2S2O5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。【解析】(1)该装置为电解池，电解时阴极电解质为KOH，水中氢离子放电，故电极反应式为2H2O2e=2OHH2；

16、电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为K，在电解池中离子移动方向为阳离子移向阴极，故K由a到b。(2)根据题中的图示，左侧为电解池的阳极，右侧为电解池的阴极，离子交换膜均为阳离子交换膜，只允许阳离子通过，阳极的电解质溶液为硫酸，所以阳极的电极反应式为2H2O4e=4HO2，则阳极的氢离子会透过阳离子交换膜进入a室，与a室中的SO2碱吸收液中含有的Na2SO3发生反应生成NaHSO3，所以a室中的NaHSO3浓度增加。答案(1)2H2O2e=2OHH2Ka到b(2)2H2O4e=4HO2a17某课外活动小组用如图装置进行实验，试回答下列问题。(1)若开始时开关K与a连接，则B极的电极反应式为_。

17、(2)若开始时开关K与b连接，则B极的电极反应式为_，总反应的离子方程式为_。有关上述实验，下列说法正确的是(填序号)_。溶液中Na向A极移动从A极处逸出的气体能使湿润的淀粉KI试纸变蓝反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度若标准状况下B极产生2.24 L气体，则溶液中转移0.2 mol电子(3)该小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。该电解槽的阳极反应式为_。此时通过阴离子交换膜的离子数_(填“大于”“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。制得的氢氧化钾溶液从出口(填写“A”“B”“C”或

18、“D”)_导出。通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因_。若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的电极反应式为_。【解析】(1)开关K与a相连，装置构成原电池，Fe失去电子为原电池负极。(2)开关K与b相连，装置构成电解NaCl溶液的电解池，B为电解池的阴极，溶液中的H在B极放电生成H2。电解过程中Na应该向阴极B移动；A极产生的气体为Cl2，Cl2能将I氧化为I2，I2遇淀粉变蓝；根据电解反应：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，电解一段时间后若加入盐酸会增加H2O的质量，应通入HCl气体使其恢复到电解前电解质的浓度；若标准状况下B极产生2.24 L气体

19、，即0.1 mol H2，则有0.2 mol电子发生转移，但在溶液中转移的不是电子，而是离子。(3)溶液中的OH在阳极失电子产生O2：4OH4e=2H2OO2，所以在B口放出O2，从A口导出H2SO4。溶液中的H在阴极得到电子产生H2：2H2e=H2，则从C口放出H2，从D口导出KOH溶液。因SO所带电荷数大于K所带电荷数，SO通过阴离子交换膜，K通过阳离子交换膜，所以通过阳离子交换膜的离子数大于通过阴离子交换膜的离子数。O2、H2、KOH溶液构成燃料电池时，O2在电池正极放电：O24e2H2O=4OH。答案：(1)Fe2e=Fe2(2)2H2e=H22Cl2H2O2OHH2Cl2(3)4OH

20、4e=2H2OO2小于DH在阴极附近放电，引起水的电离平衡向右移动，使c(OH)c(H)O22H2O4e=4OH18某课外活动小组准备用如图所示的装置进行实验。现有甲、乙、丙三位同学分别选择了如下电极材料和电解质溶液：A电极B电极X溶液甲CuZnH2SO4乙PtPtCuCl2丙FeCu？(1)甲同学在实验中将开关K5闭合，Zn电极上的电极反应式为_。(2)乙同学准备进行电解CuCl2溶液的实验，则电解时的总反应式为_。实验时应闭合的开关组合是_。(从下列五项中选择所有可能的开关组合，第三小题也在这五项中选择)AK1和K2BK1和K3CK1和K4DK2和K3EK2和K4(3)丙同学准备在Fe上镀Cu，选择了某种盐来配制电镀液，则该盐的化学式为_，实验时，应闭合的开关组合是_(选项如上)。【解析】(1)甲同学在实验中将开关K5闭合，装置为原电池，较活泼的Zn为原电池的负极，电极反应式为Zn2e=Zn2。(2)乙同学用惰性电极电解CuCl2溶液，电解时的总方程式为CuCl2CuCl2，实验时应闭合K1和K4或闭合K2和K3。(3)丙同学准备在Fe上镀Cu，则Fe为电镀池阴极，接电源负极，Cu为电镀池阳极，接电源正极，实验时应闭合K2和K3。应选择含Cu2的电解质溶液为电解液。答案：(1)Zn2e=Zn2(2)CuCl2CuCl2CD(3)CuCl2或CuSO4D