一輪復(fù)習(xí)人教版第21講電解池金屬的腐蝕與防護(hù)學(xué)案

第21講電解池金屬的腐蝕與防護(hù)

內(nèi)容要求

1.了解電解池的工作原理。

2.認(rèn)識電解在實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和儲存能量中的具體應(yīng)用。

3.了解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)。

4.知道金屬腐蝕的危害，了解防止金屬腐蝕的措施。

知識點1電解原理

㈣必備知識梳理

一、電解池

1.概念:將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。

?-r???①直流電源;②陰、陽電極；

③電解質(zhì)（熔融或溶液）；④閉合回路

VF陽極一與電源正極相連,發(fā)生氧化反應(yīng)

J陰極一與電源負(fù)極相連,發(fā)生還原反應(yīng)

U?蠢回二）…陽極—電源正極-電源色極一陰極

陰極＜??子陰離玲＞陽極

二、電解規(guī)律（陽極為惰性電極）

類電解電解質(zhì)溶電解質(zhì)溶

電極反應(yīng)特點實例PH

型物質(zhì)液濃度液復(fù)原

電陰極:4H,+4e-NaOH水增大增大加水

解—2H2↑H2SO1水增大減小加水

水陽極:40H-4e「

Na2SO4水增大不變加水

型=2H20+02I

電電解質(zhì)電離出HCl電解減小增大通氯化氫

解的陰質(zhì)

電陽離子分別在

解兩極電解

CuCl2減小增大加氯化銅

質(zhì)放電質(zhì)

型

放

陰極:放出乩

H2電解

生成堿生成新

生NaCl質(zhì)和增大通氯化氫

陽極：電解質(zhì)電解質(zhì)

堿水

陰離子放電

型

放

陰極：電解質(zhì)

O2電解

陽離子放電生成新

生AgNO3質(zhì)和減小加氧化銀

陽極:0H-放電電解質(zhì)

酸水

生成酸

型

@,\易黃易通］

L電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程就是電解質(zhì)溶液被電解的過程。（）

+

2.利用電解法可以實現(xiàn)2Ag+2H_2Ag+H2t?（）

3.惰性電極電解NaCl溶液,陰極逸出的氣體能夠使?jié)駶櫟牡矸鄣饣?/p>

鉀試紙變藍(lán)色。（)

4.惰性電極電解鹽酸、硫酸溶液等,H’放電,溶液的pH逐漸增大。

2

5.用Cu作電極電解鹽酸可發(fā)生Cu+2H?^Cu+H2↑o（

4溶液一段時間后,加入CU（OH）2或CuO均可使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到電解

前的狀況。（）

2S0,溶液和Na2CO3溶液的過程中PH均不變。（）

答案：1.J2.√3.×4.X5.√6.×7,×

何關(guān)鍵能力提升

題點一電解原理及規(guī)律

1.（2020?浙江7月選考）電解高濃度RCOONa（竣酸鈉）的NaOH溶液，

在陽極RCoo放電可得到R—R（烷燒）。下列說法不正確的是（A）

A.電解總反應(yīng)方程式:2RCoONa+2叢0些R—R+2C（λt+H2↑+2NaOH

在陽極放電,發(fā)生氧化反應(yīng)

C.陰極的電極反應(yīng)：2HzO+2e_20H+H2↑

3C00Na.CH3CH2COONa和NaOH混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷

解析：COz可與NaoH反應(yīng)，故電解后不能得到C（λ,A項不正確；陽極發(fā)生

失電子的氧化反應(yīng),B項正確；陰極得電子，電極反應(yīng)為2H20+2e—

20H+?↑,C項正確;根據(jù)電解RCOONa的NaOH溶液生成R-R可知，電

解CH3COONa>CH3CH2COONa和NaOH的混合溶液,-CH3.—CH2CH3可結(jié)合

成乙烷、丙烷、丁烷,D項正確。

2.（2020?山東卷）采用惰性電極，以去離子水和氧氣為原料通過電解

法制備雙氧水的裝置如圖所示。忽略溫度變化的影響，下列說法錯誤

的是（D）

20-4e—4H+O2t

B.電解一段時間后，陽極室的pH未變

C.電解過程中,H’由a極區(qū)向b極區(qū)遷移

D.電解一段時間后,a極生成的與b極反應(yīng)的等量

解析:結(jié)合題圖，可知a極上產(chǎn)生O2,發(fā)生的反應(yīng)為水被氧化生成O2的

反應(yīng)，即a極為陽極,b極為陰極，電極反應(yīng)式如表

電極名稱電極反應(yīng)式

a極（陽極）2H20-4e=4H+02t

b極（陰極）2H'+02+2e-H2O2

結(jié)合上述分析可知,A項正確；電解一段時間后,溶液中H*濃度未變，即

陽極室的PH未變,B項正確；電解過程中,H'通過質(zhì)子交換膜,從a極區(qū)

向b極區(qū)遷移,C項正確；由陰、陽極的電極反應(yīng)式可知，電解一段時

間后,b極消耗的量是a極生成O2的量的2倍，即a極生成的與b

極反應(yīng)的的量不相等,D項錯誤。

3.用鐵和石墨作電極電解酸性廢水,可將廢水中的Pot■以FePOM不溶

于水）的形式除去,其裝置如圖所示。

下列說法正確的是（D）

A.若X、Y電極材料連接反了，則仍可將廢水中的PO;除去

B.X極為石墨,該電極上發(fā)生氧化反應(yīng)

D.電解時廢水中會發(fā)生反應(yīng):4Fe2++02+4H'+4PO,—4FePOJ+2?0

解析:根據(jù)題意分析,X電極材料為鐵,Y電極材料為石墨,若X、Y電極

材料連接反了，鐵就不能失電子變?yōu)殡x子,也就不能生成FePObA項錯

誤;Y電極材料為石墨,該電極附近發(fā)生還原反應(yīng),B項錯誤；電解過程

中Y極上發(fā)生的反應(yīng)為2H1+2e=H2↑,H'濃度減小,溶液的PH變大,C

項錯誤;鐵在陽極失電子變?yōu)镕e2+,通入的氧氣把Fe"氧化為Fe3+,Fe3+

與PO,反應(yīng)生成FePO1,D項正確。

題點二電解池電極反應(yīng)式的書寫

4.(1)用惰性電極電解AgNO3溶液

陽極反應(yīng)式：O

陰極反應(yīng)式:O

總反應(yīng)離子方程式:O

⑵用惰性電極電解熔融MgCl2

陽極反應(yīng)式：O

陰極反應(yīng)式:o

總反應(yīng)離子方程式:o

⑶用CU作電極電解CUSOl溶液

陽極反應(yīng)式：O

陰極反應(yīng)式：。

⑷用鐵作電極電解NaCl溶液

陽極反應(yīng)式:°

陰極反應(yīng)式:。

總反應(yīng)化學(xué)方程式:。

(5)用Al作電極電解NaOH溶液

陽極反應(yīng)式:。

陰極反應(yīng)式:。

總反應(yīng)離子方程式:。

(6)用惰性電極電解(MnO1溶液制備KMnO4

陽極反應(yīng)式:。

陰極反應(yīng)式：。

總反應(yīng)離子方程式:________________________________

答案：(l)2H2θ-4e—。2t+4H'

4Ag'+4e—4Ag

t

4Ag+2H20?3*4Ag+02t+4H-

(2)2CΓ-2e=Cl2↑

Mg"+2e「—Mg

2+

Mg+2C1l≡Mg+Cl2↑

(3)Cu-2e-Cu2t

Cu2++2e—Cu

(4)Fe-2e"-=Fe"

2H20+2e=H2t+20H

Fe+2H201≡Fe(0H)2+H2↑

⑸2Al-6e+8OH-2A102+4H20

6H20+6e-3H2↑+60H

2A1+2?O+2OH?^2A1O2÷3H2t

(6)2Mn0f-2e_2MnO；

2?0+2e-H2t+2OH

2Mn0f+2H20?≤2MnOi+H2↑+2OH

曲歸納鞋電解池電極反應(yīng)式的書寫步驟

-

一；判斷電解池的陰陽極，與直流電源負(fù)極相連的為陰極,

?判：與直流電源正極相連的為陽極

二「番蒲富籍?一??而募?i?二二更??避瓦凝至桂正菽

?看i（除Au、Pt外的金屬為活性電極）

-?tt??7??????？；?'???'???Λ?^落M

陽：二≡二≡二≡二≡

:情性電極：陰離子失電子,生成相應(yīng)的單質(zhì)或高價

極T化合物（陰離子放電順序:Sfl->Br->Cr>OH->含

——:氧酸根離子>F）

寫陰：陽離子得電子,生成相應(yīng)的單質(zhì)或低價化合物[陽

離子放電順序:Ag+>Fe">Cu2?>lΓ（酸）>Fe”>ZιΛ>

極：W（水）>Al5+>Mgl+>Na4>Ca2*>IC]

知識點2電解原理的應(yīng)用

㈣必備知識梳理

一、電解飽和食鹽水

（1）電極反應(yīng)

陽極:2C「-2eC12t（反應(yīng)類型：氧化反應(yīng)）;

陰極:2昂0+2看一乩t+20田（反應(yīng)類型:還原反應(yīng)）o

（2）電解方程式

化學(xué)方程式:2NaCI+2昂0螃2NaOH+FLf+Cl2t;

離子方程式:2C1+2H2O?^2OH+H2↑+Cl2to

陽離子交換膜:①只允許陽離子通過,能阻止陰離子和氣體通過;②將

電解槽隔成陽極室和陰極室。

、電鍍銅與電解精煉銅

陽極邈

兩極材料

陰極:鑲件

ι?含鍍層金屬陽離子（Cu,的電解質(zhì)

鍍

陽極:CU-常Cu"

電極反應(yīng)!一［

陰極：CJg--Cu

、L陽極:粗銅

畫孤陰極:還

「陽極（含2%用68611等雜質(zhì)）

q兩極反應(yīng)｝Zn-2e=Zn”Ni-2√=Ni”

生三/（主要反應(yīng)）

-陰極：Cu"+2e-=Cu

說明：（1）電解或電鍍時，電極質(zhì)量減少的電極必為金屬電極——陽極;

電極質(zhì)量增加的電極必為陰極,即溶液中的金屬陽離子得電子變成金

屬沉積在陰極上。

⑵電鍍的特點是“一多、一少、一不變”：一多是指陰極上有鍍層金

屬沉積,一少是指陽極上有鍍層金屬溶解,一不變是指電解質(zhì)溶液的

濃度不變。

⑶電解精煉銅時由于陽極發(fā)生多個反應(yīng)，陰極增重質(zhì)量不等于陽極

減少的質(zhì)量,并且溶液中C（CUj）減小。

三、電冶金

總反應(yīng)方程式陽極、陰極反應(yīng)式

2C1-2e-Cb（、

冶煉鈉2NaCl（熔融）處2Na+Cbf

2Na'+2e_2Na

2C1-2e-Cb（、

冶煉鎂MgCl2（熔融）處Mg+Cbt

Mg2'+2e——Mg

6O2^-12e_30t?

電解2

冶煉鋁2ALα（熔融）'冰晶石NAl+3θ2t

4Al"+12e,4Al

說明：⑴由于AICI3為共價化合物,熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電,所以電解法冶

煉鋁時一，電解的為熔點很高的氧化鋁。

⑵為降低AbG的熔化溫度,加入了助熔劑冰晶石（Na3AlF6）o

⑶電解過程中，陽極生成的氧氣與石墨電極反應(yīng),所以石墨電極需不

斷補(bǔ)充。

易錯易混

1.電解飽和食鹽水時,兩個電極均不能用金屬材料。（）

進(jìn)入陽極室與Cb發(fā)生副反應(yīng)。（）

3.電解精煉銅時，陽極泥可以作為提煉貴重金屬的原料。（）

4.在鍍件上電鍍銀時,鍍件與電源的正極連接。（）

5.電鍍銅和電解精煉銅時一，電解質(zhì)溶液中C（CU2+）均保持不變。（）

答案：1.X2.-J3.-J4.X5.X

呵關(guān)鍵能力提升

題點一金屬冶煉、電鍍

1.用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜，電解

質(zhì)溶液一般為HZSOIHCO混合溶液。下列敘述錯誤的是（C）

3+

+3e=A1

解析：由信息可知,用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕

的氧化膜,則氧化膜為氧化鋁,所以在電解過程中，鋁失電子轉(zhuǎn)化為氧

化鋁,待加工鋁制工件為陽極,A正確；在電解池中，陰極的金屬電極不

放電,被保護(hù),所以可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極,B正確;在該電解池中，

t

陰極為氫離子放電生成氫氣，電極反應(yīng)式為2H+2e=H2↑,C錯誤;在

電解池中，陰離子向陽極移動，所以硫酸根離子在電解過程中向陽極

移動,D正確。

2.金屬鎮(zhèn)有廣泛的用途。粗鎂中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，

可用電解法制備高純度的銀。下列敘述正確的是（已知：氧化性

Fe2+<Ni2+<Cu2+）（D）

A.陽極發(fā)生還原反應(yīng),其電極反應(yīng)式:Ni"+2e-Ni

B.電解過程中，陽極減少的質(zhì)量與陰極增加的質(zhì)量相等

C.電解后,溶液中存在的金屬陽離子只有Fe"和Zn2t

D.電解后，電解槽底部的陽極泥中只有Cu和Pt

解析：陽極應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng),Ni-2e=Ni2+,A錯誤；由于Fe、Zn的還原

性大于鎮(zhèn),所以陽極同時還存在反應(yīng)Zn-2e=Zn2?Fe-2e_Fe",比

較兩電極反應(yīng)，因Fe、Zn、Ni的相對原子質(zhì)量不相等，當(dāng)兩極通過的

電量相等時一，陽極減少的質(zhì)量與陰極增加的質(zhì)量不相等,B錯誤；電解

后,溶液中存在的金屬陽離子有Fe*、Z心和Ni”,C錯誤;Cu、Pt還原

性小于鎮(zhèn),所以不反應(yīng),D正確。

題點二利用電解制備物質(zhì)

3.利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成，電池工作時MV2VMVt

在電極與酶之間傳遞電子，示意圖如下所示。下列說法錯誤的是

(B)

I區(qū)1I

交換膜

A.相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨,該方法條件溫和，同時還可提供電能

2+4

B.陰極區(qū),在氫化酶作用下發(fā)生反應(yīng)H2+2MV-2H+2MV

C.正極區(qū)，固氮酶為催化劑,NZ發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3

解析：由生物燃料電池負(fù)極通入燃料可知，左室電極為負(fù)極,?-2e-

2H+,MV”在氫化酶上結(jié)合電子生成MV；MV在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)

生成MV",電極反應(yīng)式為MV-e,MV",右室電極為燃料電池的正

極,MV”在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成MT,MV,在固氮酶的作用下轉(zhuǎn)

++

移電子與岫反應(yīng)生成NH3和MV2反應(yīng)的方程式為N2+6H+6MV-

2+

6MV+2NH3,電池工作時一，氫離子通過交換膜由負(fù)極向正極移動。相比

現(xiàn)有工業(yè)合成氨,該方法選用酶作催化劑,條件溫和，同時可提供電能,

故A正確；左室為負(fù)極區(qū),MV在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成MV2+,電

極反應(yīng)式為MVt-e=MV2+,生成的MV?.在氫化酶的作用下結(jié)合電子與

2,,

乩反應(yīng)生成H',反應(yīng)的方程式為H2+2MV=2H+2MV,故B錯誤。

4.以氫氧化鉀和碘單質(zhì)為原料,用電化學(xué)法制備KI03的實驗裝置如圖

所示：

下列說法不正確的是（B）

20+2e—20H+H2↑

B.惰性電極a是陽極,發(fā)生還原反應(yīng)

：其遷移方向是由a到b

D.理論上，陽極區(qū)每生成2molKIo3,陰極區(qū)生成5mol氫氣

解析:A.陰極處為氫氧化鉀溶液，電極反應(yīng)式為2?0+2e-20H+電?

2IO3-10e-5H2,即陽極區(qū)每生成2molKIO3,陰極區(qū)生成5mol氫氣,

正確。

題點三電解法治理污染

5.某實驗小組用鋰離子電池電解氧化苯酚廢水，電解槽兩極為惰性電

極,采用質(zhì)子交換膜,苯酚在陽極生成CO2,該鋰離子電池用石墨烯（C）

和LiCO為電極材料。下列說法不正確的是（C）

質(zhì)子交換膜

B.陽極的電極反應(yīng):C6H5OH+IIH2O-28e_6C()2↑+28H+

*放電，電解后陰極的電解液PH增大

D.電流方向：LiCoo2fa-*b-*石墨烯-*LiCoO2

解析:A.由電解池可知,苯酚在陽極生成CO26H5OH+

HH20-28e-6C02t+28Ir得電子生成氫氣，苯酚在陽極不斷放電生成

氫離子,通過質(zhì)子交換膜進(jìn)入陰極區(qū)，在陰極放電生成氫氣，電解后陰

極的PH保持不變，錯誤；D.a為陽極，b為陰極，

LiCOO2為電源正極,石墨烯為電源負(fù)極,所以電流方向為LiCo02->a->

b->石墨烯LiCoO2,正確。

2S,其中電化學(xué)膜的主要材料是碳和熔融的碳酸鹽。下列說法錯誤的

是（A）

尾氣凈化氣

NhSa

B.a電極為陰極,發(fā)生還原反應(yīng)

2的目的是將生成的Sz從電極表面及時帶出

2含量明顯增加可知,尾氣處理過程中電化學(xué)膜有損耗,需定期更換

解析:A.根據(jù)圖示可知,在a電極上H2S得到電子變?yōu)镠2,隨凈化后的

空氣逸出，由于H22S得到電子被還原為H2,所以a電極為陰極,發(fā)生還

原反應(yīng),正確;C.b電極為陽極,Sz失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)變?yōu)镾2,通入

弗的目的是將生成的S22含量明顯增加，不是電化學(xué)膜中的碳被氧化生

成的,而是HzS與電化學(xué)膜中的碳酸鹽反應(yīng)產(chǎn)生的，因此電化學(xué)膜有損

耗,需定期更換,正確。

知識點3金屬的腐蝕與防護(hù)

㈣必備知識梳理

一、金屬腐蝕的類型

類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕

金屬與其表面接觸的一

不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時會

些物質(zhì)（如。2、CI2、SO2

條件發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬

等）直接反應(yīng)而引起的

發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕

腐蝕

現(xiàn)象無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生

本質(zhì)金屬原子失去電子而被氧化

聯(lián)系兩者往往同時發(fā)生,電化學(xué)腐蝕更普遍

以鋼鐵的腐蝕為例進(jìn)行分析:

類型析氫腐蝕吸氧腐蝕

條件水膜酸性較強(qiáng)水膜酸性很弱

(pH≤4.3)或呈中性

電極材負(fù)極Fe:Fe-2eFe2+

料及

正極C:2H'+2e-H2↑C:02+2H20+4e~—40H^

反應(yīng)

2+

總反應(yīng)式Fe+2H'-Fe+H2t2Fe+O2+2H2O_2Fe(OH)2

聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍

二、金屬的防護(hù)

⑴犧牲陽極法一一原電池原理

a.負(fù)極：比被保護(hù)金屬活潑的金屬；

b?正極:被保護(hù)的金屬設(shè)備。

⑵外加電流法——電解原理

a.陰極:被保護(hù)的金屬設(shè)備；

b?陽極:惰性電極。

2.改變金屬材料的組成,如制成合金、不銹鋼等。

3.在金屬表面覆蓋保護(hù)層，如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴

鍍或表面鈍化等方法。

（?］易錯易混.

1.干燥環(huán)境下,所有金屬都不能被腐蝕。（）

2.Fe、CU在潮濕的空氣中腐蝕均可以發(fā)生析氫腐蝕。（）

3.鐵管鍍鋅層局部破損后,鐵管仍不易生銹。（）

4.地下鋼鐵管道用導(dǎo)線連接鋅塊可以減緩管道的腐蝕。（）

2的存在,金屬表面形成一層酸膜,所以大多數(shù)金屬發(fā)生的是析氫腐蝕。

6.鋼鐵水閘可用犧牲陽極法或外加電流法防止其腐蝕。（）

答案：1.X2.×3.√4.√5.×6.√

何關(guān)鍵能力提升

題點一金屬的電化學(xué)腐蝕

1.如圖所示裝置中,U形管內(nèi)為紅墨水,a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和

氯化鏤溶液,各加入一塊生鐵塊,放置一段時間。下列有關(guān)描述正確的

是（C）

-Fe2+

D.a試管中發(fā)生了析氫腐蝕,b試管中發(fā)生了吸氧腐蝕

解析:生鐵是鐵碳合金,發(fā)生腐蝕時形成原電池,碳是原電池的正極,A

錯誤;a試管中盛有食鹽水,生鐵塊發(fā)生吸氧腐蝕,正極發(fā)生的反應(yīng)為

02+2H20+4e-40H,反應(yīng)中消耗02,a試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小,b試管中盛

有氯化鍍?nèi)芤海捎贜Hl發(fā)生水解反應(yīng)而使溶液呈酸性,生鐵塊發(fā)生

+

析氫腐蝕,正極反應(yīng)式為2H+2e_H2↑,反應(yīng)中生成H2,b試管內(nèi)氣體

壓強(qiáng)增大,紅墨水右側(cè)壓強(qiáng)大于左側(cè)壓強(qiáng)，故兩邊的液面出現(xiàn)左高右

低,B錯誤;生鐵塊發(fā)生吸氧腐蝕或析氫腐蝕時,Fe均作負(fù)極，電極反

應(yīng)式為Fe-2e=Fe2+,C正確；由B項分析可知,a試管中發(fā)生吸氧腐

蝕,b試管中發(fā)生析氫腐蝕,D錯誤。

2.(2021?紹興一中適應(yīng)性測試)在一塊表面無銹的鐵片上滴食鹽水,

放置一段時間后看到鐵片上有鐵銹出現(xiàn),鐵片腐蝕過程中發(fā)生的總化

學(xué)方程式為2Fe+2H20+02=2Fe(OH)2,Fe(OH)2進(jìn)一步被氧氣氧化為

Fe(OH)3,再在一定條件下脫水生成鐵銹,其原理如圖。

下列說法正確的是(D)

C.鐵片腐蝕中負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng):2H20+02+4e—40H

D.鐵片里的鐵和碳與食鹽水形成無數(shù)微小原電池,發(fā)生了電化學(xué)腐蝕

解析:A.鐵作負(fù)極,發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，錯誤;B.鐵片負(fù)極區(qū)域腐

蝕最嚴(yán)重，由于離子的移動，在正極區(qū)域生成鐵銹最多，錯誤;C.鐵作

負(fù)極,發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即FeHe-Fe",錯誤;D.在一塊表面無

銹的鐵片上滴食鹽水,鐵片里的鐵和碳與食鹽水形成無數(shù)微小原電池,

發(fā)生了電化學(xué)腐蝕,鐵作負(fù)極,碳作正極,正確。

題點二金屬的防護(hù)

3.研究金屬橋墩腐蝕及防護(hù)是跨海建橋的重要課題。下列有關(guān)判斷中

正確的是(C)

e^

鋼

鐵

橋

墩

A.用裝置①模擬研究時未見a上有氣泡,說明鐵沒有被腐蝕

B.②中橋墩與外加電源正極連接,能確保橋墩不被腐蝕

C.③中采用了犧牲陽極法保護(hù)橋墩

D.①②③中海水均是實現(xiàn)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的電解質(zhì)

解析:裝置①發(fā)生吸氧腐蝕,a極是正極,氧氣得電子生成氫氧根離子,

而鐵是負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),生成亞鐵離子,鐵被腐蝕,A項錯誤;金屬

作電解池的陰極時被保護(hù)，而②中橋墩與電源正極相連,是陽極,發(fā)生

氧化反應(yīng),B項錯誤;鋅比鐵活潑,鋅失電子,所以③中采用了犧牲陽極

法保護(hù)橋墩,C項正確；海水是混合物，既不是電解質(zhì)，也不是非電解

質(zhì)，D項錯誤。

4.（2020?江蘇卷）將金屬M(fèi)連接在鋼鐵設(shè)施表面,可減緩水體中鋼鐵

設(shè)施的腐蝕。在如圖所示的情境中，下列有關(guān)說法正確的是（C）

=Fe2+

解析:題給裝置中陰極發(fā)生還原反應(yīng),A項錯誤;金屬M(fèi)被氧化,即金屬

活動性M>Fe,B項錯誤;鋼鐵設(shè)施為原電池的正極,表面積累大量電子

而被保護(hù),C項正確;海水中含有大量的NaCl等電解質(zhì)，而河水中電解

質(zhì)較少，故鋼鐵設(shè)施在河水中的腐蝕速率比在海水中的慢,D項錯誤。

?勰融法金屬電化學(xué)腐蝕快慢的比較方法

當(dāng)堂檢測

1.（2021?全國乙卷）沿海電廠采用海水為冷卻水,但在排水管中生物

的附著和滋生會阻礙冷卻水排放并降低冷卻效率。為解決這一問題,

通常在管道口設(shè)置一對惰性電極（如圖所示），通入一定的電流。下列

敘述錯誤的是（D）

/陽極

海水

「氧化生成Cb的反應(yīng)

2應(yīng)及時通風(fēng)稀釋安全地排入大氣

D.陽極表面形成的Mg（OH）2等積垢需要定期清理

解析:海水中存在大量的Cl,在陽極Cl放電生成CbA敘述正確；陰

極H2O放電生成乩和OH,OH與Ck反應(yīng)生成ClO,因此管道中存在一

定量的NaClO,B敘述正確；因為也為可燃性氣體,所以陰極生成的H2

應(yīng)及時通風(fēng)稀釋安全地排入大氣,C敘述正確；陰極產(chǎn)生OH,因此會在

陰極表面形成Mg（OH）2等積垢，需要定期清理以保持良好的導(dǎo)電性,D

敘述錯誤。

2.（2021?全國甲卷）乙醛酸是一種重要的化工中間體,可采用如圖所

示的電化學(xué)裝置合成。圖中的雙極膜中間層中的H2O解離為H'和OH,

并在直流電場作用下分別向兩極遷移。下列說法正確的是（D）

----------------------

OO

H

HO-C-C-Hb

鉛*（乙醛酸）I

電H

00V

極O

H

HO-C-C-OHI

（乙二酸）

飽和乙二酸溶液雙極膜乙二醛+KBr溶液

0000

+

HO-C-C-oπ+2H+2e^—*HO-C-c—H+H20

C.制得2mol乙醛酸,理論上外電路中遷移了1mol電子

在外電場作用下向鉛電極方向遷移

解析：由題圖可知,在鉛電極乙二酸變成乙醛酸是去氧的過程,發(fā)生還

原反應(yīng),則鉛電極是電解裝置的陰極,石墨電極發(fā)生氧化反應(yīng),反應(yīng)為

2Br-2e=Br2,是電解裝置的陽極。由上述分析可知,Br起到還原劑

的作用,A錯誤；陽極上的反應(yīng)式為2Br-2e=—Br2,B錯誤;制得2mol

乙醛酸,實際上是左、右兩側(cè)各制得1mol乙醛酸,共轉(zhuǎn)移2mol電子,

故理論上外電路中遷移的電子為2mol,C錯誤；電解裝置中，陽離子移

向陰極（即鉛電極），D正確。

3.（2021?嘉興教學(xué)測試）電解法對煤進(jìn)行脫硫處理的基本原理如圖

所示,利用電極反應(yīng)將Mrf轉(zhuǎn)化成Mn3+,Mrf再將煤中的含硫物質(zhì)（主要

是FeSz）氧化為FT和SO已

下列說法不正確的是（D）

A.混合液中發(fā)生反應(yīng)：FeS2+15Mn>+8H2θ-Fe"+15Mn"+2S0f+16H+

2*在陽極放電,發(fā)生氧化反應(yīng)

C.陰極的電極反應(yīng):2H,+2e_叢t

D.電解過程中，混合液中的物質(zhì)的量濃度將變小

解析:根據(jù)圖示可知,M∕在陽極失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng)，陽極的電極

反應(yīng)式為MnJe-Mn=H*在陰極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，陰極的電

3+

極反應(yīng)式為2H42e-一H2t,混合液中發(fā)生反應(yīng)FeS2+15Mn+8H20-

Fe3t+15Mn++2SOf+16H,A.根據(jù)分析可知，混合液中發(fā)生反應(yīng)

FeS2+i5Mn*+8H2O--Fe*+15Mn"+2S0f+16H—在陰極得至IJ電子，發(fā)生還

+

原反應(yīng)，陰極的電極反應(yīng)式為2H+2e-H2t,正確;D.由分析可知，電

解過程中，混合液中H-的物質(zhì)的量濃度將變大,錯誤。

4.某同學(xué)利用如圖所示裝置探究金屬的腐蝕與防護(hù)條件（已知Fe"遇

K3[Fe（CN）61溶液呈藍(lán)色）。

沒有飽和食鹽水的泄紙浸有飽和食鹽水的濾紙

下列說法不合理的是(A)

A.①區(qū)CU電極上產(chǎn)生氣泡,Fe電極附近滴加及[Fe(CN)I溶液后出現(xiàn)

藍(lán)色,Fe被腐蝕

B.②區(qū)CU電極附近滴加酚醐后變成紅色,Fe電極附近滴加L[Fe(CN)J

溶液出現(xiàn)藍(lán)色,Fe被腐蝕

C.③區(qū)Zn電極的電極反應(yīng)式為Zn-2e—Zn2,Fe電極附近滴加

K/Fe(CN)61溶液未出現(xiàn)藍(lán)色,Fe被保護(hù)

D.④區(qū)Zn電極的電極反應(yīng)式為2H2O+2e-H2f+20H,Fe電極附近滴

加L[Fe(CN)J溶液出現(xiàn)藍(lán)色,Fe被腐蝕

解析：①區(qū)發(fā)生吸氧腐蝕,Cu為正極，電極反應(yīng)式為02+2H20+4e=

40H,Cu電極上不產(chǎn)生氣泡,A項錯誤;②區(qū)Cu為陰極，電極反應(yīng)式為

2H20+2e=H2↑+20H,Cu電極附近溶液堿性增強(qiáng)，滴加酚配后變成紅

色,Fe為陽極,被腐蝕，電極反應(yīng)式為Fe-2e=Fe21,Fe電極附近滴加

”[Fe(CN)6]溶液出現(xiàn)藍(lán)色,B項正確;③區(qū)Zn為負(fù)極，電極反應(yīng)式為

Zn-2e=Zn2?Fe為正極,被保護(hù),C項正確;④區(qū)Zn為陰極，電極反應(yīng)

式為2HzO+2e=H2↑+20H,Fe作陽極,被腐蝕，電極反應(yīng)式為Fe-2e=

2t

Fe,Fe電極附近滴加K3[Fe(CN)61溶液出現(xiàn)藍(lán)色,D項正確。

5.(1)(2021?湖南卷節(jié)選)利用電解原理,將氨轉(zhuǎn)化為高純氫氣,其裝

置如圖所示。

陰

離

子

交

換

膜

O

為

應(yīng)式

極反

的電

陽極

)=

(CO

2)：n

為n(H

轉(zhuǎn)化

和HO

將C02

導(dǎo)Ob

池(傳

電解

化物

體氧

⑵固

2

式:o

反應(yīng)

陰極

解池

出電

度寫

高純

聯(lián)產(chǎn)

氣并

合成

1的

，電極

條件

堿性

結(jié)合

生成M

化反應(yīng)

發(fā)生氧

失電子

上NH

陽極

：(1)

解析

0

+6H

_N

60H