專題15電解池與金屬防護(hù)

1、專題15 電解池與金屬防護(hù)山東 劉兆月一、考綱在線1、了解電解池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式2、理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，金屬腐蝕的危害.3、防止金屬腐蝕的措施。二、高考熱點(diǎn)1、電解池的構(gòu)成和電解的基本原理；電極反應(yīng)式的書寫及溶液濃度和PH的變化2、有關(guān)電解的計(jì)算3、電解原理的應(yīng)用4、鋼鐵的吸氧腐蝕和析氫腐蝕的、金屬的防護(hù)方法等三、高考命題常設(shè)誤區(qū)設(shè)誤選項(xiàng)摘錄設(shè)誤角度診斷1.電流通過(guò)KCl溶液，不會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)(2011·大連模擬)認(rèn)為電解不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)2.電解MgCl2溶液所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：2Cl2HCl2H2(2011·濟(jì)寧模擬)只注意電極

2、產(chǎn)物，忽視電解質(zhì)溶液的變化，錯(cuò)誤書寫電解反應(yīng)方程式3右圖電解池在工作中，其陽(yáng)極發(fā)生的反應(yīng)為：2Cl2e=Cl2(2011·徐州模擬)書寫電極反應(yīng)式時(shí)，不注意陽(yáng)極是惰性材料還是活性材料4.用石墨做電極電解CuSO4溶液，通電一段時(shí)間后，欲使電解液恢復(fù)到原狀態(tài)，應(yīng)向溶液中加入適量的Cu(OH)2(2011·安徽高考)對(duì)電解后的溶液恢復(fù)到起始狀態(tài)時(shí)，只注重溶質(zhì)物質(zhì)的量的分析，而不注意溶液體積的變化5.電解精煉銅時(shí)，若陰極得到的電子數(shù)為2NA個(gè)，則陽(yáng)極質(zhì)量減少64 g(2010·四川高考)電解精煉中，忽視陽(yáng)極材料中較活潑金屬的放電，盲目利用電子得失守恒進(jìn)行計(jì)算四、高考重點(diǎn)

3、熱點(diǎn)題型探究熱點(diǎn)1 有關(guān)電解的基本原理的考查【探究1】（ 07，廣東,20）三氧化二鎳（Ni2O3）可用于制造高能電池，其電解法制備過(guò)程如下：用NaOH調(diào)NiCl2溶液pH至7.5，加放適量硫酸鈉后進(jìn)行電解。電解過(guò)程中產(chǎn)生的Cl2在弱堿性條件下生成ClO，把二價(jià)鎳氧化為三價(jià)鎳。以下說(shuō)法正確的是A 可用鐵作陽(yáng)極材料B 電解過(guò)程中陽(yáng)極附近溶液的pH升高C 陽(yáng)極反應(yīng)方程式為：2Cl2eCl2D 1mol二價(jià)鎳全部轉(zhuǎn)化為三價(jià)鎳時(shí)，外電路中通過(guò)了1mol電子思路分析 本題考查電解的基本原理，要熟練寫出電解的電極反應(yīng)并據(jù)此判斷或計(jì)算解析根據(jù)“用NaOH調(diào)NiCl2溶液pH至7.5”，則電解液中含有Ni2+

4、、H+、Na+、Cl、OH，電解時(shí)陽(yáng)極產(chǎn)生Cl2，電極反應(yīng)為2Cl2eCl2，故C對(duì)，陽(yáng)極不可能是活潑性電極如鐵，故A錯(cuò)。陽(yáng)極產(chǎn)生Cl2與堿反應(yīng)，故pH值降低，故B錯(cuò)。由Ni2+e= Ni3+，則1mol二價(jià)鎳全部轉(zhuǎn)化為三價(jià)鎳時(shí)，失去1mol電子，所以D正確?！敬鸢浮緾D【探究2】（08全國(guó)卷）右圖為直流電源電解稀Na2SO4水溶液的裝置，通電后在石墨電極a和b附近分別滴加石蕊溶液，下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象正確的是( ) A逸出氣體的體積：a電極的小于b電極的B電極逸出無(wú)味氣體，另一電極逸出刺激性氣味氣體Ca電極附近呈紅色，b電極附近呈藍(lán)色Da電極附近呈藍(lán)色，b電極附近呈紅色思路分析 本題考查電解時(shí)離子的

5、放電順序，據(jù)此寫出電極反應(yīng)。解析Na2SO4=2NaSO42，H2OHOH，SO42和OH移向b電極，Na和H移向a電極，在b電極 上：4OH-4e =2H2OO2，在a電極上：2H2e =H2，所以產(chǎn)生的氣體體積a電極的大于b電極的；兩種氣體均為無(wú)色無(wú)味的氣體；由于a電極上H放電，所以a電極附近的c(OH)c(H)，滴加石蕊試液a電極附近變藍(lán)色，同理，b電極附近變紅色。【答案】D。abcdACuSO4溶液飽和NaCl溶液甲乙【針對(duì)練習(xí)1】如圖a、b、cd均為石墨電極，通電進(jìn)行電解。下列說(shuō)法正確的是A甲中a的電極反應(yīng)為：4OH-4e-=O2+2H2OB電解時(shí)向乙中滴入酚酞試劑，c電極附近先變紅

6、。C當(dāng)d電極產(chǎn)生2g氣體時(shí)，b極有32g物質(zhì)析出。D電解后向乙中通入適量HCl氣體，溶液組成可以恢復(fù)到原電解前的狀態(tài)?！踞槍?duì)練習(xí)2】如下圖（a）為持續(xù)電解飽和CaCl2水溶液的裝置（以鉑為電極，A為電流表），電解1小時(shí)后 Cl-放電完畢，圖（b）從1小時(shí)起將CO2連續(xù)通入電解液中，請(qǐng)?jiān)趫D（b）中完成實(shí)驗(yàn)（a）中電流對(duì)時(shí)間的變化關(guān)系圖，并回答有關(guān)問(wèn)題。（1）完成實(shí)驗(yàn)（a）中電流對(duì)時(shí)間的變化關(guān)系圖。（2）電解時(shí)F極發(fā)生 反應(yīng)，電極反應(yīng)式為 ；通CO2前電解的總化學(xué)方程式為 _ 。（3）通CO2前電解池中產(chǎn)生的現(xiàn)象： 。熱點(diǎn)2 電解的有關(guān)計(jì)算【探究3】（08全國(guó)卷）電解100mL含c（H+）0.30

7、mol/L的下列溶液，當(dāng)電路中通過(guò)0.04mol電子時(shí)，理論上析出金屬質(zhì)量最大的是（ ）A0.10mol/LAg+B0.02mol/L Zn2+C0.20mol/L Cu2+D0.20mol/L Pb2+思路分析本題考查電解時(shí)離子的放電順序，據(jù)此寫出電極反應(yīng)進(jìn)行計(jì)算。解析根據(jù)離子的放電順序可知，當(dāng)電路中通過(guò)0.04mol的電子時(shí)，能析出金屬的只有選項(xiàng)A和C，根據(jù)Age-=Ag和Cu22e-=Cu可知，析出的金屬的物質(zhì)的量分別為0.04mol的Ag和0.02mol的Cu，其質(zhì)量分別為4.32g和1.28g。【答案】A?！咎骄?】（08天津卷）下列敘述正確的是（ ）A在原電池的負(fù)極和電解池的陰極上

8、都是發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)B用惰性電極電解Na2SO4溶液，陰陽(yáng)兩極產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1：2C用惰性電極電解飽和NaCl溶液，若有1 mol電子轉(zhuǎn)移，則生成1 molNaOHD鍍層破損后，鍍錫鐵板比鍍鋅鐵板更耐腐蝕思路分析 要根據(jù)電極反應(yīng)進(jìn)行計(jì)算解析選項(xiàng)A中在電解池的陰極是陽(yáng)離子得到電子，發(fā)生的是還原反應(yīng)；選項(xiàng)B中用惰性電極電解Na2SO4溶液，實(shí)際上是電解水，在陰極上：2H2e =H2，在陽(yáng)極上：4OH-4e =2H2OO2，所以陰陽(yáng)兩極產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為21；選項(xiàng)C中2NaCl2H2O2NaOHCl2H2，每生成2mol的NaOH轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2mol，所以轉(zhuǎn)移1mol電子，生成的NaO

9、H就是1mol；選項(xiàng)D中鍍層破損后，鍍錫鐵組成的原電池，F(xiàn)e作負(fù)極而被腐蝕，鍍鋅鐵組成的原電池，Zn作負(fù)極，所以鍍錫鐵板比鍍鋅鐵板更容易腐蝕?！敬鸢浮緾。小結(jié)解答電解計(jì)算題的方法思路(1)首先分析出能在陰陽(yáng)兩極放電的物質(zhì)或離子,排出陰陽(yáng)離子的放電順序,再據(jù)此確定發(fā)生電極反應(yīng)。(2)簡(jiǎn)單裝置中各電極產(chǎn)物間的計(jì)算在一個(gè)裝置中進(jìn)行電解時(shí),各電極產(chǎn)物不同,但各電極反應(yīng)中得到或失去的電子數(shù)相等.根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)可對(duì)各電極產(chǎn)物、溶液中的產(chǎn)物,以及反應(yīng)消耗的物質(zhì)進(jìn)行計(jì)算。(3)復(fù)雜裝置中(指多個(gè)裝置串聯(lián)連接)各電極產(chǎn)物的判斷。在串聯(lián)電解裝置中,各電極電子轉(zhuǎn)移數(shù)相等.據(jù)此可計(jì)算各電極產(chǎn)物,溶液中的氫離子和氫氧根離子

10、的濃度變化?！踞槍?duì)練習(xí)3】如下圖所示的裝置，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極。將電源接通后，向(乙)中滴入酚酞溶液，在F極附近顯紅色。則以下說(shuō)法正確的是 A電源B極是正極B(甲)、(乙)裝置的C、D、E、F電極均有單質(zhì)生成，其物質(zhì)的量之比為1 : 2 : 2 : 2C欲用(丙)裝置給銅鍍銀，H應(yīng)該是Ag，電鍍液是AgNO3溶液D裝置(丁)中Y極附近紅褐色變深，說(shuō)明氫氧化鐵膠粒帶正電荷熱點(diǎn)3 電解原理的應(yīng)用【探究5】（08上海卷）取一張用飽和的NaCl溶液浸濕的pH試紙，兩根鉛筆芯作電極，接通直流電源，一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)a電極與試紙接觸處出現(xiàn)一個(gè)雙色同心圓，內(nèi)圈為白色，外圈呈淺紅色。則下列說(shuō)法錯(cuò)

11、誤的是( ) Ab電極是陰極Ba電極與電源的正極相連C電解過(guò)程中水是氧化劑Db電極附近溶液的pH變小思路分析本題考查了電解應(yīng)用之一電解飽和食鹽水.解析a電極與試紙接觸處出現(xiàn)一個(gè)雙色同心圓，內(nèi)圈為白色，外圈呈淺紅色，說(shuō)明a極負(fù)極產(chǎn)生了Cl2，所以a極與電源的正極相連，即a為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為：2Cl-2e =Cl2，b為陰極，2H2O4e =H22OH，所以b極附近的pH增大?！敬鸢浮緿熱點(diǎn)4 鋼鐵的吸氧腐蝕和析氫腐蝕【探究6】（2007·廣東理科基礎(chǔ)，25）鋼鐵在潮濕的空氣中會(huì)被腐蝕，發(fā)生的原電池反應(yīng)為：2Fe+2H2O+O2=2Fe2+4OH。以下說(shuō)法正確的是A負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為：F

12、e2e =Fe2+ B正極發(fā)生的反應(yīng)為：2H2O+O2+2e= 4OHC原電池是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置 D鋼柱在水下部分比在空氣與水交界處更容易腐蝕解析在潮濕的空氣中，鋼鐵表面吸附一層薄薄的水膜，水能電離出少量的H+和OH，同時(shí)空氣中CO2溶解到水膜中，使其中H+增多，故發(fā)生析氫腐蝕，而不是吸氧腐蝕；鐵是負(fù)極，碳是正極，兩極反應(yīng)分別為：Fe2e=Fe2+，2 H+2e =H2?！敬鸢浮緼【針對(duì)練習(xí)4】據(jù)環(huán)保部門測(cè)定，我國(guó)一些大城市的酸雨pH3.5。在酸雨季節(jié)鐵制品極易腐蝕，則在其腐蝕中正極發(fā)生的反應(yīng)是A2H+ + 2e = H2 B2H2O + O2 + 4e = 4OHCFe2e = Fe

13、2+D4OH4e = 2H2O + O2熱點(diǎn)5 金屬的防護(hù)方法【探究7】（07，廣東，20） 為了避免青銅器生成銅綠，以下方法正確的是（ ）A 將青銅器放在銀質(zhì)托盤上 B 將青銅器保存在干燥的環(huán)境中C 將青銅器保存在潮濕的空氣中 D 在青銅器的表面覆蓋一層防滲的高分子膜 思路分析 本題主要考查金屬腐蝕的防護(hù)方法。解析 銅綠是生活中常見現(xiàn)象，反應(yīng)原理為2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2CO3(OH)2，故青銅器應(yīng)保存在干燥的環(huán)境中或表面覆蓋一層防滲的高分子膜防止被腐蝕。A項(xiàng)易形成原電池，銅作負(fù)極，加快了腐蝕；C項(xiàng)易形成原電池?！敬鸢浮?BD【探究8】（08廣東卷）下列有關(guān)金屬腐蝕與防護(hù)的說(shuō)法正

14、確的是（ ）A純銀器表面在空氣中因化學(xué)腐蝕漸漸變暗B當(dāng)鍍錫鐵制品的鍍層破損時(shí)，鍍層仍能對(duì)鐵制品起保護(hù)作用C在海輪外殼連接鋅塊保護(hù)外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法D可將地下輸油鋼管與外加直流電源的正極相連以保護(hù)它不受腐蝕思路分析要記住金屬的防護(hù)方法，特別是兩種電化學(xué)保護(hù)法。解析銀器在空氣中久置會(huì)被O2所氧化變黑，為化學(xué)腐蝕，A正確。當(dāng)鍍層破損時(shí)，Sn-Fe可形成原電池，不再起到保護(hù)作用，B錯(cuò)。與Zn塊形成原電池，Zn作負(fù)極（陽(yáng)極），從而保護(hù)Fe正極（陰極），所以C正確；外加電流保護(hù)法應(yīng)該與直流電源的負(fù)極相連，故D錯(cuò)。【答案】A、C【針對(duì)練習(xí)答案解析】1AD；由圖知，a為陽(yáng)極，電極反應(yīng)為：

15、4OH-4e-=O2+2H2O；同樣c電極為陽(yáng)極，電極反應(yīng)為：2Cl2eCl2；在d電極上2H2e =H2，滴入酚酞試劑，d電極附近先變紅；根據(jù)串聯(lián)電路上通過(guò)電量相等，計(jì)算d電極產(chǎn)生2g H2時(shí)，b極有64gCu析出2.（1）如右圖 （2）氧化2Cl+2e=Cl2；CaCl2+2H2O=Ca(OH)2+Cl2+H2；（3）F極有氣泡產(chǎn)生且能聞到剌激性氣味；E極附近溶液呈紅色且有氣泡冒出；連續(xù)通CO2，溶液中先出現(xiàn)白色沉淀，而后沉淀又逐漸消失。點(diǎn)撥：電解CaCl2時(shí)，陽(yáng)極Cl放電產(chǎn)生Cl2，陰極H放電產(chǎn)生H2，總電極反應(yīng)為CaCl2+2H2O=Ca(OH)2+Cl2+H2；溶液最后變?yōu)镃a(OH

16、)2溶液，通入CO2，會(huì)變渾濁。而溶液由CaCl2變?yōu)镃a(OH)2（溶解度很小）再變?yōu)镃aCO3過(guò)程中，導(dǎo)電性不斷減弱，通入過(guò)量CO2時(shí)，CaCO3溶解變?yōu)镃a（HCO3）2，溶液的導(dǎo)電性增強(qiáng)。3.BD. 由乙中陰極 2H+2e=H2；陽(yáng)極 2Cl2e=Cl2;向乙中滴入酚酞溶液，在F極附近顯紅色,說(shuō)明F極為陰極,即電源B極是負(fù)極. 甲電解反應(yīng)為2CuSO42H2O2CuO22H2SO4;根據(jù)串聯(lián)電路通過(guò)的電量相等, B對(duì). 鍍銀時(shí)銀應(yīng)為陽(yáng)極,C錯(cuò). 氫氧化鐵膠粒帶正電荷,故向電源負(fù)極移動(dòng).4A鋼鐵的吸氧腐蝕和析氫腐蝕的根本區(qū)別在于鋼鐵表面的水膜的酸堿性。由于在酸雨季節(jié)且已知酸雨pH3.5，

17、所以正極（石墨）上發(fā)生的是析氫反應(yīng)（還原反應(yīng)），即：2H+ + 2e = H2；負(fù)極（Fe）反應(yīng)Fe2e=Fe2+。五、小試身手1下列關(guān)于電解的敘述中，正確的是()電解是把電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能電解是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化，金屬導(dǎo)電是物理 變化某些不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，通過(guò)電解可以實(shí)現(xiàn) 任何水溶液電解時(shí)，必將導(dǎo)致氧化還原反應(yīng)ABC D解析：把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置是原電池；只要電解，必將發(fā)生氧化還原反應(yīng)，即一定發(fā)生化學(xué)變化；一些不能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)，可以借助電解來(lái)實(shí)現(xiàn)，故選D項(xiàng)。答案：D2.(2011·廣東高考)某小組為研究電化學(xué)原理，設(shè)計(jì)如圖裝置。下列敘述不正確的

18、是()Aa 和 b 不連接時(shí)，鐵片上會(huì)有金屬銅析出Ba 和 b 用導(dǎo)線連接時(shí)，銅片上發(fā)生的反應(yīng)為：Cu22e=CuC無(wú)論 a 和 b 是否連接，鐵片均會(huì)溶解，溶液均從藍(lán)色逐漸變成淺綠色Da 和 b 分別連接直流電源正、負(fù)極，電壓足夠大時(shí)，Cu2向銅電極移動(dòng)解析：本題考查電化學(xué)，意在考查考生對(duì)原電池、電解池的電極反應(yīng)、現(xiàn)象和電極反應(yīng)式的書寫等的掌握情況。a、b不連接，未形成原電池，Cu2與Fe在接觸面上直接反應(yīng)，A項(xiàng)正確；a、b用導(dǎo)線連接，銅片作正極，Cu2在該電極上得電子，B項(xiàng)正確；a、b連接與否，溶液中的Cu2均得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Cu，F(xiàn)e均失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Fe2，故溶液均從藍(lán)色逐

19、漸變成淺綠色，C項(xiàng)正確；a與電源正極相連時(shí)，Cu片作陽(yáng)極，Cu2向Fe電極移動(dòng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：D3下列有關(guān)金屬腐蝕與防護(hù)的說(shuō)法不正確的是()A鋼鐵在弱堿性條件下發(fā)生電化學(xué)腐蝕的正極反應(yīng)是：O22H2O4e=4OHB當(dāng)鍍錫鐵制品的鍍層破損時(shí)，鍍層仍能對(duì)鐵制品起保護(hù)作用C在海輪外殼連接鋅塊保護(hù)外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法D可將地下輸油鋼管與外加直流電源的負(fù)極相連以保護(hù)它不受腐蝕解析：弱堿性條件下，鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕，A正確；當(dāng)鍍層破損時(shí)，錫、鐵可形成原電池，鐵作負(fù)極，加快了鐵的腐蝕，B錯(cuò)誤；鐵、鋅、海水形成原電池，鋅失去電子作負(fù)極，從而保護(hù)了鐵，C正確；采用外加電流的陰極保護(hù)法時(shí)，被保

20、護(hù)金屬與直流電源的負(fù)極相連，D正確。答案：B4如圖所示，燒杯中裝有稀硫酸，A、B、C、D分別為銅、鋅、碳棒、碳棒，下列說(shuō)法正確的是()AA、D棒上均產(chǎn)生氣泡BB、C棒上均產(chǎn)生氣泡C電子流動(dòng)方向ADD左邊燒杯中溶液的pH會(huì)降低解析：左邊的裝置是原電池，A為正極，B為負(fù)極；右邊的裝置為電解池，C為陰極，D為陽(yáng)極；A棒上有氫氣產(chǎn)生，C棒上也有氫氣產(chǎn)生，D棒上有氧氣產(chǎn)生，左邊燒杯中有H2生成，c(H)減小，溶液的pH會(huì)升高，右邊燒杯中水被電解，c(H)增大，溶液的pH會(huì)降低。答案：A5(2011·濟(jì)南模擬)在銅片上鍍銀時(shí)，下列敘述正確的是()將銅片接在電源的正極上將銀片接在電源的正極上在銅片

21、上發(fā)生的反應(yīng)是：Age=Ag在銀片上發(fā)生的反應(yīng)是：4OH4e=O22H2O需用硫酸銅溶液為電渡液需用硝酸銀溶液為電鍍液A BC D解析：在銅片上鍍銀時(shí)，需將銅片接在電源的負(fù)極上，將銀片接在電源的正極上，用硝酸銀溶液作電鍍液。在銅片上發(fā)生的反應(yīng)是：Age=Ag，在銀片上發(fā)生的反應(yīng)是：Age=Ag。答案：B6.如圖所示，A、F為石墨電極，B、E為鐵片電極。按要求回答下列問(wèn)題。(1)打開K2，閉合K1，B為_極，A的電極反應(yīng)式為：_，可觀察到的現(xiàn)象是_。(2)打開K1，閉合K2，E為_極，F(xiàn)極的電極反應(yīng)式為：_；檢驗(yàn)F極產(chǎn)生氣體的方法是_。(3)若往U形管中滴加酚酞，進(jìn)行(1)(2)操作時(shí)，A、B、

22、E、F電極周圍能變紅的是_，原因是_。解析：(1)當(dāng)打開K2，閉合K1時(shí)，鐵片、石墨和NaCl溶液構(gòu)成原電池，負(fù)極為鐵，電極反應(yīng)式為：Fe2e=Fe2，正極為石墨，由于電解質(zhì)溶液呈中性，正極的電極反應(yīng)式為：O24e2H2O=4OH；由于Fe22OH=Fe(OH)2，4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，所以，可觀察到的現(xiàn)象是：溶液中產(chǎn)生白色沉淀，然后變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色。(2)當(dāng)打開K1，閉合K2時(shí)，鐵片、石墨和NaCl溶液構(gòu)成電解池，陰極為鐵，電極反應(yīng)式為：2H2e=H2，陽(yáng)極為石墨，電極反應(yīng)式為：2Cl2e=Cl2；檢驗(yàn)Cl2的方法是：用濕潤(rùn)的淀粉KI試紙檢驗(yàn)，試紙變藍(lán)則說(shuō)

23、明是氯氣。(3)由于A極O2得到電子產(chǎn)生OH，E極上水放電產(chǎn)生H2和OH，均導(dǎo)致電極區(qū)域呈堿性，所以A、E電極周圍遇酚酞變紅。答案：(1)負(fù)O24e2H2O=4OH溶液中產(chǎn)生白色沉淀，然后變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色(2)陰2Cl2e=Cl2用濕潤(rùn)的淀粉KI試紙檢驗(yàn)，試紙變藍(lán)則說(shuō)明是氯氣(3)A、EA極上O2放電產(chǎn)生OH，E極上水放電產(chǎn)生H2和OH，均導(dǎo)致電極區(qū)域呈堿性六、鞏固強(qiáng)化，自我檢測(cè)一、選擇題(本題包括10小題，每小題5分，共50分)1(2011·廣東質(zhì)檢)下列說(shuō)法正確的是()A鉛蓄電池放電時(shí)鉛電極發(fā)生還原反應(yīng)B電解飽和食鹽水在陽(yáng)極得到氯氣，陰極得到金屬鈉C給鐵釘鍍銅可采用Cu

24、SO4作電鍍液D生鐵浸泡在食鹽水中發(fā)生析氫腐蝕解析：鉛蓄電池放電時(shí)鉛電極作負(fù)極，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，A錯(cuò)誤；電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為2NaCl2H2OCl2；生鐵浸泡在食鹽水中發(fā)生吸氧腐蝕。答案：C2(2011·東城模擬)下列有關(guān)電化學(xué)的示意圖中正確的是 ()解析：選項(xiàng)A，Zn應(yīng)為原電池的負(fù)極，Cu為原電池的正極。選項(xiàng)B，鹽橋兩邊的燒杯中盛裝的電解質(zhì)溶液應(yīng)互換。選項(xiàng)C，粗銅應(yīng)連接電源正極。選項(xiàng)D，電解飽和NaCl溶液，Cl在陽(yáng)極放電產(chǎn)生Cl2，溶液中的H在陰極獲得電子而產(chǎn)生H2，正確。答案：D3.(2011·連云港模擬)某化學(xué)興趣小組的同學(xué)用如圖所示裝置研究電化學(xué)問(wèn)題。當(dāng)

25、閉合該裝置的電鍵時(shí)，觀察到電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是()A甲裝置是原電池，乙裝置是電解池B當(dāng)甲中產(chǎn)生0.1 mol氣體時(shí)，乙中析出固體的質(zhì)量為6.4 gC實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間后，甲燒杯中溶液的pH增大D將乙中的C電極換成銅電極，則乙裝置可變成電鍍裝置解析：Zn、Cu電極和稀硫酸構(gòu)成原電池，其中Zn作負(fù)極，Cu作正極；乙裝置是電解池，C為陰極，Pt為陽(yáng)極，A正確；當(dāng)甲中產(chǎn)生0.1 mol H2時(shí)，電路轉(zhuǎn)移0.2 mol 電子，乙中電解得到0.1 mol Cu，質(zhì)量為6.4 g，B正確；實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間后，甲燒杯的溶液中c(H)減小，pH增大，C正確；乙中的C電極是陰極，將其換成銅電極，該裝

26、置不是電鍍裝置，D錯(cuò)誤。答案：D4.(2011·溫州質(zhì)檢)如圖為直流電源電解稀Na2SO4水溶液的裝置。通電后在石墨電極a和b附近分別滴加一滴石蕊溶液。下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中正確的是()A逸出氣體的體積：a電極的小于b電極的B一電極逸出無(wú)味氣體，另一電極逸出刺激性氣味氣體Ca電極附近呈紅色，b電極附近呈藍(lán)色Da電極附近呈藍(lán)色，b電極附近呈紅色解析：Na2SO4=2NaSO，H2OHOH，SO和OH移向b電極，Na和H移向a電極，在b電極上：4OH2H2OO24e，在a電極上：4H4e2H2，所以逸出氣體的體積：a電極的大于b電極的；兩種氣體均為無(wú)色無(wú)味的氣體；由于a電極上H放電，所以a電極附

27、近的c(OH)c(H)，滴加石蕊溶液后，a電極附近變藍(lán)色，同理，b電極附近變紅色。答案：D5(2011·山東高考)以KCl和ZnCl2 混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅，下列說(shuō)法正確的是()A未通電前上述鍍鋅裝置可構(gòu)成原電池，電鍍過(guò)程是該原電池的充電過(guò)程B因部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，電鍍時(shí)通過(guò)的電量與鋅的析出量無(wú)確定關(guān)系C電鍍時(shí)保持電流恒定，升高溫度不改變電解反應(yīng)速率D鍍鋅層破損后即對(duì)鐵制品失去保護(hù)作用解析：本題考查電鍍，意在考查考生對(duì)電鍍?cè)淼睦斫夂蛻?yīng)用能力。未通電前，題述裝置不能構(gòu)成原電池，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鋅的析出量與通過(guò)的電量成正比，B錯(cuò)誤；電鍍時(shí)電解反應(yīng)速率只與電流大小有關(guān)，與溫度無(wú)關(guān)，C項(xiàng)

28、正確；鍍鋅層破損后，會(huì)形成鐵鋅原電池，鐵作正極，得到保護(hù)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：C6.(2011·濟(jì)南三模)電化學(xué)原理廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)中，如有一種電化學(xué)凈水法的原理是：在電解過(guò)程中將低價(jià)金屬離子(如Co2)氧化成高價(jià)態(tài)的離子(Co3)，然后以此高價(jià)態(tài)的金屬離子作氧化劑把廢水中的有機(jī)物氧化成CO2而凈化。實(shí)驗(yàn)室用如圖裝置模擬上述過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是()A電極a可以是石墨，電極b可以是銅B電解后陰極附近H濃度不變CCo3氧化甲醇的離子方程式為：6Co3CH3OHH2O=CO26Co26HD當(dāng)1 mol 甲醇被完全氧化時(shí)，陽(yáng)極應(yīng)該失去4 mol電子解析：選項(xiàng)A，Cu與電源正極相連時(shí)，Cu失去電

29、子而溶解，所以b極不能用Cu，應(yīng)用石墨等惰性電極。選項(xiàng)B，根據(jù)題給信息，陽(yáng)極是溶液中的Co2失去電子生成Co32Co22e=2Co3，陰極是溶液中的H得到電子變?yōu)镠2：2H2e=H2，所以陰極附近H濃度變小。選項(xiàng)C，CH3OH被氧化為CO2，溶液中的Co3被還原為Co2，再根據(jù)得失電子守恒和離子方程式的正誤判斷方法可知該離子方程式正確。選項(xiàng)D，陽(yáng)極失去電子的物質(zhì)的量等于Co3獲得電子的物質(zhì)的量，1 mol CH3OH被氧化，轉(zhuǎn)移6 mol電子。答案：C7(2011·鹽城三模)用惰性電極電解某溶液時(shí)，發(fā)現(xiàn)兩極只有H2和O2生成。則電解一段時(shí)間后，下列有關(guān)該溶液(與電解前同溫度)的說(shuō)法中

30、，正確的有()該溶液的pH值可能增大該溶液的pH值可能減小該溶液的pH值可能不變?cè)撊芤旱臐舛瓤赡茉龃笤撊芤旱臐舛瓤赡懿蛔冊(cè)撊芤旱臐舛瓤赡軠p小A三種 B四種C五種 D六種解析：若電解的是不飽和的強(qiáng)堿(如NaOH)溶液，則電解后溶液的pH增大，濃度增大；若電解的是不飽和的非還原性的含氧酸(如H2SO4)，則對(duì)應(yīng)溶液的pH將降低，濃度增大；若電解的是活潑金屬的含氧酸鹽(如Na2SO4)的飽和溶液，則溶液pH保持不變，濃度不變。答案：C8(2011·東北高三聯(lián)考)用下圖所示裝置通電10分鐘后，去掉直流電源，連接成圖所示裝置，可觀察到U形管左端鐵電極表面析出白色膠狀物質(zhì)，U形管右端液面上升。下

31、列說(shuō)法正確的是()A同溫、同壓下，裝置中石墨電極上方得到的氣體比鐵電極上方得到的氣體多B用裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)鐵電極的電極反應(yīng)為Fe2e2OH=Fe(OH)2C用裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)石墨電極的電極反應(yīng)為2H2e=H2D裝置通電10分鐘后鐵電極周圍溶液pH降低解析：裝置是電解10% NaCl溶液的裝置，石墨連接到電源的正極，溶液中的Cl在該極失去電子產(chǎn)生Cl2：2Cl2e=Cl2，鐵電極上產(chǎn)生H2：2H2O2e=H22OH，由于有OH生成，故溶液的pH升高。因Cl2能溶解在水中，且與H2O發(fā)生反應(yīng)：Cl2H2OHClHClO，而H2不溶于水，故石墨電極上方得到的氣體比鐵電極上方得到的氣體少。裝置是原電池裝置

32、，F(xiàn)e為負(fù)極，失去電子產(chǎn)生Fe2，F(xiàn)e2再與溶液中的OH反應(yīng)生成Fe(OH)2：Fe2e2OH=Fe(OH)2，正極為Cl2得到電子，故石墨電極的電極反應(yīng)為：Cl22e=2Cl(或HClOH2e=ClH2O)。綜合上述，只有選項(xiàng)B正確。答案：B9.(2011·浙江高考)將 NaCl 溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓圈中心區(qū)(a)已被腐蝕而變暗，在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán)(b)，如圖所示。導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣處少。下列說(shuō)法正確的是()A液滴中的 Cl由 a 區(qū)向 b 區(qū)遷移 B液滴邊緣是正極區(qū)，發(fā)生的電極反應(yīng)為：O22H2O4e=4OH

33、C液滴下的 Fe 因發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕，生成的 Fe2由 a 區(qū)向 b 區(qū)遷移，與 b 區(qū)的OH形成 Fe(OH)2，進(jìn)一步氧化、脫水形成鐵銹D若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板，在銅鐵接觸處滴加 NaCl 溶液，則負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為：Cu2e=Cu2解析：本題考查金屬的腐蝕，意在考查考生運(yùn)用電化學(xué)原理分析金屬腐蝕過(guò)程的能力。鐵板為鐵和碳的合金，滴上 NaCl 溶液，形成原電池，顯然 a 區(qū)為負(fù)極，溶液中 Cl由 b區(qū)向a區(qū)遷移，A錯(cuò)誤；液滴邊緣為正極區(qū)，溶解在溶液中的 O2 放電，電極反應(yīng)為：O22H2O4e=4OH，B 正確；液滴下的 Fe 因發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕，C 錯(cuò)誤；改用嵌有銅螺絲釘?shù)?/p>

34、鐵板，則鐵為負(fù)極，D 錯(cuò)誤。 答案：B10用惰性電極電解一定濃度的硫酸銅溶液，通電一段時(shí)間后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后，恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH，則電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子為()A0.1 mol B0.2 molC0.3 mol D0.4 mol解析：Cu(OH)2從組成上可看成CuO·H2O，加入0.1 mol Cu(OH)2后，恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH，即電解生成了0.1 mol H2SO4，并消耗0.1 mol H2O，由電解的總反應(yīng)式：2H2O2CuSO42CuO22H2SO4，2H2O2H2O2，知：2H2SO44e，2H2O4e，所以電解過(guò)程

35、中轉(zhuǎn)移電子為0.2 mol0.2 mol0.4 mol。答案：D二、非選擇題(本題包括4小題，共50分)11(12分)(2010·山東高考)對(duì)金屬制品進(jìn)行抗腐蝕處理，可延長(zhǎng)其使用壽命。(1)以下為鋁材表面處理的一種方法：堿洗的目的是除去鋁材表面的自然氧化膜，堿洗時(shí)常有氣泡冒出，原因是_(用離子方程式表示)。為將堿洗槽液中的鋁以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列試劑中的_。aNH3bCO2cNaOHdHNO3以鋁材為陽(yáng)極，在H2SO4溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽(yáng)極電極反應(yīng)式為_。取少量廢電解液，加入NaHCO3溶液后產(chǎn)生氣泡和白色沉淀，產(chǎn)生沉淀的原因是_。(2)鍍銅可防止鐵制品腐

36、蝕，電鍍時(shí)用銅而不用石墨作陽(yáng)極的原因是_。(3)利用右圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關(guān)K應(yīng)置于_處。若X為鋅，開關(guān)K置于M處，該電化學(xué)防護(hù)法稱為_。解析：本題以金屬鋁和電化學(xué)知識(shí)為載體，意在考查考生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。(1)題中指出在堿洗時(shí)有氣泡產(chǎn)生，則只有金屬鋁和堿反應(yīng)才符合條件，故堿洗過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Al2O32OH=2AlOH2O、2Al2OH2H2O=2AlO3H2。堿洗后溶液中含有大量AlO，故最好通入CO2氣體使AlO轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀以回收鋁?；顫娊饘僮麝?yáng)極，陽(yáng)極材料本身失電子被氧化，其氧化產(chǎn)物為Al2O3，由此可得陽(yáng)極反應(yīng)式為2

37、Al3H2O=Al2O36H6e。加入NaHCO3溶液后，Al3與HCO發(fā)生水解相互促進(jìn)反應(yīng)，離子方程式可表示為Al33HCO=Al(OH)33CO2。(2)電鍍時(shí)若用石墨作陽(yáng)極，則電解過(guò)程中電解液中Cu2濃度不斷減小，導(dǎo)致鐵表面不能鍍上均勻的銅。(3)若X為碳棒，則只能用外加電源的陰極保護(hù)法，此時(shí)開關(guān)K應(yīng)置于N處。若X為Zn，K置于M處，其保護(hù)原理稱為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法。答案：(1)2Al2OH2H2O=2AlO3H2b2Al3H2O=Al2O36H6eHCO與電解液中的Al3發(fā)生了水解互相促進(jìn)反應(yīng)，產(chǎn)生Al(OH)3沉淀(2)補(bǔ)充溶液中消耗的Cu2，保持溶液中Cu2濃度恒定(3)N犧牲陽(yáng)

38、極的陰極保護(hù)法(或：犧牲陽(yáng)極保護(hù)法)12(12分)(2011·德州模擬)鋼鐵工業(yè)是國(guó)家工業(yè)的基礎(chǔ)，鋼鐵生銹現(xiàn)象卻隨處可見，為此每年國(guó)家損失大量資金。請(qǐng)回答鋼鐵腐蝕與防護(hù)過(guò)程中的有關(guān)問(wèn)題。(1)鋼鐵的電化學(xué)腐蝕原理如圖所示：寫出石墨電極的電極反應(yīng)式_；將該裝置作簡(jiǎn)單修改即可成為鋼鐵電化學(xué)防護(hù)的裝置，請(qǐng)?jiān)谟覉D虛線框內(nèi)所示位置作出修改，并用箭頭標(biāo)出導(dǎo)線中電子流動(dòng)方向。寫出修改后石墨電極的電極反應(yīng)式_。(2)生產(chǎn)中可用鹽酸來(lái)除鐵銹?，F(xiàn)將一生銹的鐵片放入鹽酸中，當(dāng)鐵銹被除盡后，溶液中發(fā)生的化合反應(yīng)的化學(xué)方程式_。(3)在實(shí)際生產(chǎn)中，可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕。裝置示意圖如下：A電極對(duì)應(yīng)的金

39、屬是_(寫元素名稱)，B電極的電極反應(yīng)式是_。若電鍍前鐵、銅兩片金屬質(zhì)量相同，電鍍完成后將它們?nèi)〕鱿磧簟⒑娓?、稱量，二者質(zhì)量差為5.12 g，則電鍍時(shí)電路中通過(guò)的電子為_ mol。鍍層破損后，鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕，請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明原因_。解析：(1)在中性溶液中鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕，將虛線中改為直流電源，這屬于外加電源的陰極保護(hù)法，外加電源后石墨電極為陽(yáng)極，氯離子失電子生成氯氣。(2)鐵銹的主要成分為氧化鐵的水合物，與鹽酸反應(yīng)后生成了Fe3，而后Fe與Fe3會(huì)化合生成Fe2。(3)為在鐵表面鍍銅需將鐵作陰極、銅作陽(yáng)極，當(dāng)析出1 mol銅時(shí)兩電極的質(zhì)量差為6464128 (g)，轉(zhuǎn)移2 mol電子，

40、當(dāng)質(zhì)量差為5.12 g，電路中通過(guò)的電子為0.08 mol；鍍層破損后，鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕，因?yàn)殄儗悠茐暮?，在潮濕環(huán)境中形成原電池，鐵為負(fù)極，加速鐵的腐蝕。答案：(1)O24e2H2O=4OH如圖所示2Cl2e=Cl2(2)2FeCl3Fe=3FeCl2(3)銅Cu22e=Cu0.08鐵比銅活潑，鍍層破壞后，在潮濕環(huán)境中形成原電池，鐵為負(fù)極，加速鐵的腐蝕(其他答案合理也正確)13(13分)(2011·臨沂模擬)如下圖裝置所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極，甲、乙中溶液的體積和濃度都相同(假設(shè)通電前后溶液體積不變)，A、B為外接直流電源的兩極。將直流電源接通后，F(xiàn)極附近呈紅色。請(qǐng)回答：(1)B極是電源的_，一段時(shí)間后，甲中溶液顏色_，丁中X極附近的顏色逐漸變淺，Y極附近的顏色逐漸變深，這表明_，在電場(chǎng)作用下向Y極移動(dòng)。(2)若甲、乙裝置中的C、D、E、F電極均只有一種單質(zhì)生成時(shí)，對(duì)應(yīng)單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為_。(3)現(xiàn)用丙裝置給銅件鍍銀，則H應(yīng)是_(填“鍍層金屬”或“鍍件”)，電鍍液是_溶液。當(dāng)乙中溶液的pH是1