清單11電解池金屬的腐蝕與防護(hù)（考點(diǎn)清單）（講練）（原卷版）

清單11電解池金屬的腐蝕與防護(hù)01電解原理1.電解和電解池（1）電解：使電流通過而在陽極、陰極引起反應(yīng)的過程。（2）電解池：將轉(zhuǎn)化為的裝置(也稱電解槽)。（3）電解池的構(gòu)成條件①直流電源；②兩個(gè)電極；③電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)；④形成閉合回路。2.電解氯化銅溶液實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論原因分析電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)說明電解質(zhì)溶液導(dǎo)電，形成電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的過程就是被電解的過程與負(fù)極相連的b極上逐漸覆蓋了一層陰極：Cu2＋＋2e－Cu(反應(yīng))與正極相連的a極上有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，能使?jié)駶?rùn)的碘化鉀淀粉試紙陽極：2Cl－－2e－Cl2↑(反應(yīng))【例1】（2023下·四川遂寧·高二統(tǒng)考期末）以鋰硫電池(電池的總反應(yīng)為2Li+xS=Li2Sx)為電源，電解含(NH4)2SO4的廢水制備硫酸和化肥的原理如圖(不考慮其他雜質(zhì)離子的反應(yīng))。下列說法正確的是A.膜1是陽離子交換膜，膜2是陰離子交換膜B.電解一段時(shí)間后，原料室中溶液的pH會(huì)下降C.N室的電極反應(yīng)式為2H2O4e=O2↑+4H＋D.鋰硫電池每消耗2.8g鋰，理論上M室產(chǎn)生2.24L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)02電解規(guī)律1.電解池的分析方法與規(guī)律（1）判斷陰、陽極，分析材料是惰性電極還是活潑電極。（2）分析電解質(zhì)水溶液的全部離子并分為陰、陽兩組。（3）根據(jù)放電順序?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式①陰極(與電極材料無關(guān))：eq\o(→,\s\up7(Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋酸＞Fe2＋＞Zn2＋＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋),\s\do5(得到電子由易到難))②陽極(與電極材料有關(guān))：eq\o(→,\s\up7(活潑電極＞S2－＞I－＞Fe2＋＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根離子＞F－),\s\do5(失去電子由易到難))（4）總化學(xué)方程式或離子方程式書寫反應(yīng)的總離子方程式時(shí)，要注意：若參與電極反應(yīng)的H＋(或OH－)是由水電離出來的，應(yīng)用水的分子式表示?！咎貏e提醒】①“活潑電極”一般指Pt、Au以外的金屬。②最常用的放電順序：陽極：活潑金屬＞Cl－＞OH－；陰極：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋。2.電解后溶液的復(fù)原規(guī)律用惰性電極電解下列酸、堿、鹽溶液，請(qǐng)?zhí)顚懴卤恚海?）電解H2O型電解質(zhì)H2SO4NaOHNa2SO4陽極反應(yīng)式4OH－－4e－O2↑＋2H2O陰極反應(yīng)式4H＋＋4e－2H2↑pH變化復(fù)原加入物質(zhì)加入H2O（2）電解電解質(zhì)型電解質(zhì)HClCuCl2陽極反應(yīng)式2Cl－－2e－Cl2↑陰極反應(yīng)式2H＋＋2e－H2↑Cu2＋＋2e－CupH變化復(fù)原加入物質(zhì)加入HCl加入CuCl2（3）電解質(zhì)和水都發(fā)生電解型電解質(zhì)NaClCuSO4陽極反應(yīng)式2Cl－－2e－Cl2↑2H2O－4e－O2↑＋4H＋陰極反應(yīng)式2H2O＋2e－H2↑＋2OH－2Cu2＋＋4e－2CupH變化復(fù)原加入物質(zhì)加入HCl加入CuO或CuCO3【特別提醒】電解后溶液的復(fù)原，從溶液中放出的氣體和生成的沉淀，按照原子個(gè)數(shù)比組成具體物質(zhì)再加入溶液即可。遵循“少什么加什么，少多少加多少”的原則?！纠?】（2023上·浙江湖州·高二統(tǒng)考期末）室溫下，用惰性電極電解下列物質(zhì)的稀溶液，其中pH增大的是A.NaOH B. C. D.03電解飽和食鹽水燒堿、氯氣都是重要的化工原料，習(xí)慣上把電解飽和食鹽水的工業(yè)生產(chǎn)叫做氯堿工業(yè)。1.電解飽和食鹽水的原理通電前：溶液中的離子是Na＋、Cl－、H＋、OH－。通電后：①移向陽極的離子是Cl－、OH－，Cl－比OH－容易失去電子，被氧化成。陽極：2Cl－－2e－Cl2↑(反應(yīng))。②移向陰極的離子是Na＋、H＋，H＋比Na＋容易得到電子，被還原成。其中H＋是由水電離產(chǎn)生的。陰極：2H2O＋2e－H2↑＋2OH－(反應(yīng))。③總反應(yīng)：化學(xué)方程式為2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))H2↑＋Cl2↑＋2NaOH；離子方程式為2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))H2↑＋Cl2↑＋2OH－。2.氯堿工業(yè)生產(chǎn)流程工業(yè)生產(chǎn)中，電解飽和食鹽水的反應(yīng)在離子交換膜電解槽中進(jìn)行。①陽離子交換膜電解槽②陽離子交換膜的作用：只允許Na＋等陽離子通過，不允許Cl－、OH－等陰離子及氣體分子通過，可以防止陰極產(chǎn)生的氫氣與陽極產(chǎn)生的氯氣混合發(fā)生爆炸，也能避免氯氣與陰極產(chǎn)生的氫氧化鈉反應(yīng)而影響氫氧化鈉的產(chǎn)量。3.氯堿工業(yè)產(chǎn)品及其應(yīng)用（1）氯堿工業(yè)產(chǎn)品主要有、鹽酸、含氯漂白劑。（2）電解飽和食鹽水為原理的氯堿工業(yè)產(chǎn)品在有機(jī)合成、造紙、玻璃、肥皂、紡織、印染、農(nóng)藥、金屬冶煉等領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用?！纠?】（2023上·廣西玉林·高二統(tǒng)考期末）如圖是用惰性電極電解足量飽和食鹽水的裝置示意圖，下列有關(guān)說法不正確的是A.該裝置是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B.裝置中出口①處的物質(zhì)是氯氣，出口②處的物質(zhì)是氫氣C.裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為D.電解一段時(shí)間后，再加入一定量的鹽酸能使電解后的溶液與原來溶液一樣04電鍍電冶金1.電鍍與電解精煉電鍍是一種利用原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的加工工藝。電鍍的主要目的是使金屬增強(qiáng)抗腐蝕能力，增加表面硬度和美觀。裝置電鍍精煉陽極材料鍍層金屬Cu粗銅(含鋅、銀、金等雜質(zhì))陰極材料鍍件金屬Fe純銅陽極反應(yīng)Cu－2e－Cu2＋Zn－2e－Zn2＋、Cu－2e－Cu2＋等陰極反應(yīng)Cu2＋＋2e－CuCu2＋＋2e－Cu溶液變化硫酸銅溶液濃度保持不變Cu2＋濃度減小，金、銀等金屬沉積形成陽極泥2.電冶金（1）金屬冶煉的本質(zhì)：使礦石中的金屬離子獲得電子變成的過程。如Mn＋＋ne－M。（2）電解法用于冶煉較活潑的金屬(如鉀、鈉、鎂、鋁等)，但不能電解其鹽溶液，應(yīng)電解其熔融態(tài)。如：電解熔融的氯化鈉可制取金屬鈉的反應(yīng)式：陽極：2Cl－－2e－Cl2↑；陰極：2Na＋＋2e－2Na；總反應(yīng)：2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑?！咎貏e提醒】1電解精煉過程中的“兩不等”：電解質(zhì)溶液濃度在電解前后不相等；陰極增加的質(zhì)量和陽極減少的質(zhì)量不相等。2電鍍過程中的“一多，一少，一不變”：“一多”指陰極上有鍍層金屬沉積；“一少”指陽極上有鍍層金屬溶解；“一不變”指電鍍液電解質(zhì)溶液的濃度不變?！纠?】（2023上·河南鄭州·高二校考期末）下列與金屬銅相關(guān)的敘述正確的是A.在鍍件上鍍銅時(shí)，可用銅做陽極 B.用銅做電極的原電池中，銅電極一定做正極C.用電解法精煉銅時(shí)，用純銅做陽極 D.電解飽和溶液時(shí)，用銅做陽極05金屬的腐蝕1.金屬的腐蝕（1）概念：金屬或合金與周圍的氣體或液體發(fā)生反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象。其實(shí)質(zhì)是金屬原子失去電子變?yōu)殛栯x子，金屬發(fā)生反應(yīng)。（2）根據(jù)與金屬接觸的不同，金屬腐蝕可分為兩類：①化學(xué)腐蝕：金屬與其表面接觸的一些物質(zhì)(如O2、Cl2、SO2等)直接反應(yīng)而引起的腐蝕。腐蝕的速率隨溫度升高而。②電化學(xué)腐蝕：當(dāng)?shù)慕饘倥c電解質(zhì)溶液接觸時(shí)會(huì)發(fā)生反應(yīng)，比較的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕。【特別提醒】金屬腐蝕過程中，電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕同時(shí)發(fā)生，但絕大多數(shù)屬于電化學(xué)腐蝕，且比化學(xué)腐蝕的速率大得多。2.鋼鐵的電化學(xué)腐蝕類別項(xiàng)目析氫腐蝕吸氧腐蝕圖形描述條件水膜酸性較強(qiáng)水膜酸性很弱或呈中性負(fù)極Fe－2e－Fe2＋正極2H＋＋2e－H2↑O2＋4e－＋2H2O4OH－總反應(yīng)Fe＋2H＋Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O2Fe(OH)2后續(xù)反應(yīng)最終生成鐵銹(主要成分為Fe2O3·xH2O)，反應(yīng)如下：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O聯(lián)系通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但后者更普遍3.電化學(xué)腐蝕（1）實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)解釋導(dǎo)管中裝置中鐵、碳和飽和食鹽水構(gòu)成原電池，鐵釘發(fā)生腐蝕（2）實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)解釋①試管中產(chǎn)生氣泡的速率Zn與CuSO4反應(yīng)生成Cu，Zn、Cu和稀鹽酸構(gòu)成原電池，形成腐蝕，速率更【方法技巧】金屬腐蝕快慢的判斷方法（1）在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕由快到慢的順序?yàn)椋弘娊獬氐年枠O＞原電池的負(fù)極＞化學(xué)腐蝕＞原電池的正極>電解池的陰極。（2）同一種金屬在不同介質(zhì)中腐蝕由快到慢的順序?yàn)閺?qiáng)電解質(zhì)溶液＞弱電解質(zhì)溶液＞非電解質(zhì)溶液。（3）對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大，金屬腐蝕越快。（4）金屬活潑性差別越大，活潑性強(qiáng)的金屬腐蝕越快。【例5】（2023下·四川綿陽·高二統(tǒng)考期末）青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原理如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是A.該腐蝕過程屬于吸氧腐蝕B.腐蝕過程可用原電池原理解釋C.若為潮濕酸性環(huán)境，Cu可能同時(shí)發(fā)生析氫腐蝕D.正極電極電極反應(yīng)為06金屬的防護(hù)1.改變金屬材料的組成在金屬中添加其他金屬或非金屬制成性能優(yōu)異的合金。如普通鋼加入鎳、鉻制成不銹鋼，鈦合金不僅具有優(yōu)異的抗腐蝕性能且具有良好的生物相容性。2.在金屬表面覆蓋保護(hù)層在金屬表面覆蓋致密的保護(hù)層，將金屬制品與周圍物質(zhì)隔開是一種普遍采用的防護(hù)方法。如，在鋼鐵制品表面噴油漆、涂礦物性油脂、覆蓋搪瓷等；電鍍鋅、錫、鉻、鎳等，利用化學(xué)方法、離子注入法、表面滲鍍等方式在金屬表面形成穩(wěn)定的鈍化膜。3.電化學(xué)保護(hù)法金屬在發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，總是作為原電池的金屬被腐蝕，作為的金屬不被腐蝕，如果能使被保護(hù)的金屬成為陰極，就不易被腐蝕。（1）犧牲陽極法原理：原電池原理要求：被保護(hù)的金屬作正極，活潑性更強(qiáng)的金屬作負(fù)極。應(yīng)用：鍋爐內(nèi)壁、船舶外殼、鋼鐵閘門安裝鎂合金或鋅塊（2）外加電流法原理：電解池原理要求：被保護(hù)的金屬作為陰極，與電源的負(fù)極相連應(yīng)用：鋼鐵閘門，高壓線鐵架，地下管道連接直流電源的負(fù)極。【例6】（2023上·山東威?！じ叨y(tǒng)考期末）下列有關(guān)金屬腐蝕及防護(hù)的說法錯(cuò)誤的是A.圖1中，鐵釘發(fā)生析氫腐蝕B.圖2中，鐵釘發(fā)生吸氧腐蝕，向插石墨棒的玻璃筒內(nèi)滴入酚酞試液，溶液變紅C.圖3中，開關(guān)K置于M處促進(jìn)鐵腐蝕，K置于N處抑制鐵腐蝕D.圖4中，燃?xì)庠钪械蔫F在高溫下主要發(fā)生化學(xué)腐蝕07電化學(xué)中多池裝置及定量計(jì)算1.判斷電池類型①有外接電源時(shí)，各電池均為電解池。②無外接電源，如燃料電池、鉛蓄電池在電池中作電源，其他均為電解池。③無外接電源，有活潑性不同電極的為原電池，活潑性相同或均為惰性電極的為電解池。④根據(jù)電極反應(yīng)現(xiàn)象判斷。2.電化學(xué)中的定量計(jì)算（1）得失電子守恒法計(jì)算：用于串聯(lián)電路各極的電量相同等類型的計(jì)算。（2）總反應(yīng)式計(jì)算：根據(jù)總反應(yīng)式列比例式計(jì)算。式。3.常用解題步驟（1）正確書寫電極反應(yīng)式，注意陽極是否發(fā)生反應(yīng)，當(dāng)溶液中有多種離子放電時(shí)，注意離子放電的階段性。（2）根據(jù)得失電子守恒，串聯(lián)電路中各電極轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)相等，列出關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算?！纠?】（2023上·陜西渭南·高二統(tǒng)考期末）同金屬在其不同濃度鹽溶液中可形成濃差電池。它是通過一種物質(zhì)從高濃度狀態(tài)向低濃度狀態(tài)的轉(zhuǎn)移而獲得電動(dòng)勢(shì)。如圖所示裝置是利用濃差電池電解溶液(a、b電極均為石墨電極)，可以制得、、和。下列說法不正確的是A.a電極的電極反應(yīng)為B.c、d離子交換膜依次為陰離子交換膜和陽離子交換膜C.電池放電過程中，電極上的電極反應(yīng)為D.電池從開始工作時(shí)，陰離子交換膜右側(cè)溶液的濃度會(huì)增大1.（2023上·河南平頂山·高二統(tǒng)考期末）下列做法或措施與反應(yīng)速率無關(guān)的是A.船體上鑲嵌鋅塊，避免船體遭受腐蝕B.肉制品制作過程中添加適量的防腐劑C.實(shí)驗(yàn)室利用氯酸鉀和二氧化錳的混合物加熱制取氧氣D.侯氏制堿法：向飽和食鹽水中先通氨氣，再通二氧化碳2.（2023上·黑龍江齊齊哈爾·高二統(tǒng)考期末）如圖所示的各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕速率由大到小的順序A.④②①③ B.③①②④ C.①③④② D.①④②③3.（2023上·浙江金華·高二統(tǒng)考期末）下列與金屬腐蝕有關(guān)的說法正確的是A.圖1中，插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴(yán)重B.圖2中，往燒杯中鐵棒附近滴加幾滴溶液，生成藍(lán)色沉淀C.圖3中，開關(guān)由M改置于N時(shí)，CuZn合金的腐蝕速率增大D.圖4中，采用外加電流法防止地下鋼鐵管道的腐蝕4.（2023上·廣東廣州·高二統(tǒng)考期末）將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液濕潤(rùn)后，置于如圖所示裝置中，進(jìn)行鐵的電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)，下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說法錯(cuò)誤的是A.活性炭的存在會(huì)加速鐵的腐蝕B.鐵腐蝕過程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能C.以水代替NaCl溶液，鐵會(huì)發(fā)生吸氧腐蝕D.鐵被氧化的電極反應(yīng)式為5.（2023上·貴州貴陽·高二統(tǒng)考期末）下列說法正確的是A.金屬腐蝕的本質(zhì)就是金屬原子失去電子被還原的過程B.鍍層破損后，白鐵皮(鍍鋅鐵)比馬口鐵(鍍錫鐵)更易腐蝕C.鋼鐵水閘可用犧牲陽極法或外加電流法等方法防止其腐蝕D.鋼鐵在發(fā)生析氫腐蝕和吸氧腐蝕時(shí)，負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)不相同6.（2023上·廣東廣州·高二統(tǒng)考期末）文物的腐蝕是指出土前由于自然的侵蝕、損壞而破壞文物的原貌，電化學(xué)腐蝕也是重要因素之一。三星堆是中華文明的重要組成部分，下列出土文物可能涉及電化學(xué)腐蝕的是ABCD青銅神樹玉璋陶瓷馬頭黃金面罩7.（2023上·海南省·高二?？计谀┳罱覈?guó)某科技團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性地開創(chuàng)了海水原位電解制氫的全新原理與技術(shù)。其技術(shù)原理如下圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是A.電極B為陰極B.防水透氣層只允許海水以氣態(tài)水分子擴(kuò)散C.該裝置需要定期補(bǔ)充D.陽極電極反應(yīng)式為：8.（2023上·山西太原·高二校考期末）“太陽水”電池裝置如圖所示，該裝置由三個(gè)電極組成，其中a為電極，b為Pt電極，c為電極，電解質(zhì)溶液為pH=3的溶液。鋰離子交換膜將裝置分為A、B兩個(gè)區(qū)，A區(qū)與大氣相通，B區(qū)為封閉體系并有保護(hù)。下列說法正確的是A.若用導(dǎo)線連接a、c，則a電極附近pH增大B.若用導(dǎo)線連接a、c，則c電極的電極反應(yīng)式為：C.若用導(dǎo)線連接b、c，則b電極的電極反應(yīng)式為D.若用導(dǎo)線連接b、c，當(dāng)1mol參與b電極反應(yīng)時(shí)，有4mol進(jìn)入A區(qū)9.（2023上·山西晉中·高二?？计谀㈦娀瘜W(xué)法和生物還原法有機(jī)結(jié)合，利用微生物電化學(xué)方法可生產(chǎn)甲烷，裝置如圖所示。下列說法正確的是A.通電時(shí)，電子由b→電解池陰極→電解液→電解池陽極→aB.X為陽離子交換膜C.陽極的電極反應(yīng)式為，陽極區(qū)溶液的pH減小D.該技術(shù)能助力“碳中和”(二氧化碳“零排放”)的戰(zhàn)略愿景10.（2023下·安徽阜陽·高二統(tǒng)考期末）以乙烷燃料電池為電源進(jìn)行電解的實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示。下列說法正確的是A.燃料電池工作時(shí)，正極反應(yīng)為O2+4H+4e=2H2OB.a極是銅，b極是鐵時(shí)，能達(dá)到鐵上鍍銅的目的C.a極是純銅，b極是粗銅時(shí)，a極上有銅析出，b極逐漸溶解，兩極質(zhì)量變化相同D.a、b兩極若是石墨，在同溫同壓下b極產(chǎn)生的氣體與電池中消耗乙烷的體積之比為7：211.（2023上·河南鄭州·高二統(tǒng)考期末）1886年法國(guó)化學(xué)家莫桑從電解氟氫化鉀()的無水氟化氫溶液中制備出了，裝置如圖所示。下列說法不正確的是A.a出口的氣體為B.電解槽需要用特制材料嚴(yán)格把陰極和陽極分開C.陰極的電極反應(yīng)式為：D.電解過程中和分別在陰、陽兩極放電12.（2023上·湖南衡陽·高二統(tǒng)考期末）利用電解法將轉(zhuǎn)化為的原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A.電解過程中，由b極區(qū)向a極區(qū)遷移B.電極b上反應(yīng)為C.電解過程中電能能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能D.電解時(shí)溶液濃度增大13.（2023下·云南·高二統(tǒng)考期末）的酸性水溶液隨著濃度的增大會(huì)轉(zhuǎn)化為。電解法制備的原理如圖所示。下列說法正確的是A.電解時(shí)只允許通過離子交換膜B.生成和的物質(zhì)的量之比為2∶1C.的生成反應(yīng)為D.電解一段時(shí)間后陰極區(qū)溶液不變14.（2023下·河南安陽·高二統(tǒng)考期末）雙極膜是電驅(qū)動(dòng)膜的一種，主要作用是在電場(chǎng)力下提供H+和OH。通過電滲析法獲得八鉬酸銨[(NH4)4Mo8O26]的工作原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A.a區(qū)有氧氣生成B.生成Mo8O的反應(yīng)為C.雙極膜附近的OH進(jìn)入b區(qū)D.電解一段時(shí)間后，a區(qū)和b區(qū)溶液的pH都減小15.（2023下·河北唐山·高二?？计谀┠撤N利用垃圾滲透液實(shí)現(xiàn)發(fā)電的裝置示意圖如下。當(dāng)該裝置工作時(shí)，下列說法不正確的是A.鹽橋中向Y極移動(dòng)B.電路中流過7.5mol電子時(shí)，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為16.8LC.電流由Y極沿導(dǎo)線流向X極D.Y極發(fā)生的反應(yīng)為，Y極周圍pH增大16.（2023上·湖南長(zhǎng)沙·高二統(tǒng)考期末）鍍鉻工業(yè)廢水中的可利用微生物電池催化還原，其工作原理如圖所示(中間虛線表示離子交換膜)。下列說法不正確的是A.若