清單11電解池金屬的腐蝕與防護（考點清單）（講練）

清單11電解池金屬的腐蝕與防護01電解原理1.電解和電解池（1）電解：使電流通過電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì))而在陽極、陰極引起氧化還原反應(yīng)的過程。（2）電解池：將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置(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.電解氯化銅溶液實驗現(xiàn)象實驗結(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，形成閉合回路電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的過程就是被電解的過程與負極相連的b極上逐漸覆蓋了一層紅色物質(zhì)析出金屬銅陰極：Cu2＋＋2e－Cu(還原反應(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)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{產(chǎn)生了氯氣陽極：2Cl－－2e－Cl2↑(氧化反應(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.電解一段時間后，原料室中溶液的pH會下降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(標準狀況)【答案】D【分析】由于電解含(NH4)2SO4的廢水可制備硫酸和化肥，結(jié)合題圖知，原料室中的和應(yīng)分別移向M室和N室，則a為正極，b為負極，膜1為陰離子交換膜，膜2為陽離子交換膜?！窘馕觥緼.經(jīng)分析知，膜1為陰離子交換膜，膜2為陽離子交換膜，A錯誤；B.(NH4)2SO4屬于強酸弱堿鹽，其溶液顯酸性，電解一段時間后，溶液濃度降低，酸性減弱，pH會升高，B錯誤；C.N室為陰極區(qū)，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式應(yīng)為2H2O+2e=H2↑+2OH—，C錯誤；D.2.8g鋰為0.4mol，由總反應(yīng)2Li+xS=Li2Sx知，當有1molLi參與反應(yīng)，轉(zhuǎn)移1mol電子，現(xiàn)消耗2.8g鋰，轉(zhuǎn)移電子0.4mol，則理論上M室產(chǎn)生的氧氣應(yīng)為0.1mol，標準狀況下為2.24L，D正確；故選D。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，分析陽極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，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?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變化減小增大不變復(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變化增大復(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變化增大減小復(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.【答案】A【解析】A.電解NaOH溶液，實質(zhì)是電解水，溶液體積減小，氫氧化鈉濃度增大，pH增大，故A符合題意；B.電解，實質(zhì)是電解水，溶液體積減小，硫酸濃度增大，pH減小，故B不符合題意；C.電解溶液，實質(zhì)是電解水，溶液體積減小，硫酸鈉濃度增大，由于硫酸鈉溶液呈中性，因此pH不變，故C不符合題意；D.電解溶液，陰極得到銀，陽極得到氧氣和硝酸，pH減小，故D不符合題意；故選A。03電解飽和食鹽水燒堿、氯氣都是重要的化工原料，習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，被氧化成氯氣。陽極：2Cl－－2e－Cl2↑(氧化反應(yīng))。②移向陰極的離子是Na＋、H＋，H＋比Na＋容易得到電子，被還原成氫氣。其中H＋是由水電離產(chǎn)生的。陰極：2H2O＋2e－H2↑＋2OH－(還原反應(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NaOH、Cl2、H2、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【答案】D【分析】①是電解池的陽極，裝置中出口①處的物質(zhì)是氯氣，②是電解池的陰極，出口②處的物質(zhì)是氫氣，總反應(yīng)為?！窘馕觥緼.該裝置是電解裝置，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故A正確；B.①是電解池的陽極，裝置中出口①處的物質(zhì)是氯氣，②是電解池的陰極，出口②處的物質(zhì)是氫氣，故B正確；C.裝置中發(fā)生反應(yīng)生成氫氣、氯氣和氫氧化鈉，離子方程式為，故C正確；D.從質(zhì)量守恒的角度，電解產(chǎn)生的氫氣和氯氣的總質(zhì)量與兩者反應(yīng)生成的氯化氫一樣，電解一段時間后，應(yīng)通入一定量的氣體才能使電解后的溶液與原來溶液一樣，故D錯誤；故選D。04電鍍電冶金1.電鍍與電解精煉電鍍是一種利用電解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金屬單質(zhì)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↑。【特別提醒】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。【例4】（2023上·河南鄭州·高二?？计谀┫铝信c金屬銅相關(guān)的敘述正確的是A.在鍍件上鍍銅時，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，用純銅做陽極 D.電解飽和溶液時，用銅做陽極【答案】A【解析】A.在鍍件上鍍銅時，銅做陽極在電極上發(fā)生氧化反應(yīng)補充溶液中的銅離子，A正確；B.用銅做電極的原電池中，銅與鋅做電極，硫酸銅做電解液，銅做正極，銅與銀做電極，硝酸銀做電解液，銅做負極，B錯誤；C.用電解法精煉銅時，用粗銅做陽極，純銅做陰極，C錯誤；D.電解CuCl2飽和溶液時，不能用銅做陽極，若用銅做陽極，銅會發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子形成銅離子，D錯誤；故選A。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)生氧化還原反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象。其實質(zhì)是金屬原子失去電子變?yōu)殛栯x子，金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。（2）根據(jù)與金屬接觸的氣體或液體不同，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加快。②電化學(xué)腐蝕：當不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時會發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕?！咎貏e提醒】金屬腐蝕過程中，電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕同時發(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)腐蝕類別項目析氫腐蝕吸氧腐蝕圖形描述條件水膜酸性較強水膜酸性很弱或呈中性負極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存在，但后者更普遍3.電化學(xué)腐蝕（1）實驗操作實驗現(xiàn)象實驗解釋導(dǎo)管中液面上升裝置中鐵、碳和飽和食鹽水構(gòu)成原電池，鐵釘發(fā)生吸氧腐蝕（2）實驗操作實驗現(xiàn)象實驗解釋①試管中產(chǎn)生氣泡的速率快Zn與CuSO4反應(yīng)生成Cu，Zn、Cu和稀鹽酸構(gòu)成原電池，形成電化學(xué)腐蝕，速率更快【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為：電解池的陽極＞原電池的負極＞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為強電解質(zhì)溶液＞弱電解質(zhì)溶液＞非電解質(zhì)溶液。（3）對同一種電解質(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可能同時發(fā)生析氫腐蝕D.正極電極電極反應(yīng)為【答案】C【分析】由圖可知，青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕為吸氧腐蝕，銅是原電池的負極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成多孔粉狀銹，比銅活潑性弱的雜質(zhì)做正極，水分子作用下氧氣做正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子?！窘馕觥緼.由分析可知，青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕為吸氧腐蝕，故A正確；B.青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕為吸氧腐蝕，銅是原電池的負極，比銅活潑性弱的雜質(zhì)做正極，則腐蝕過程可用原電池原理解釋，故B正確；C.銅是不活潑金屬，不能與酸反應(yīng)生成氫氣，所以在潮濕酸性環(huán)境中，銅也不能發(fā)生析氫腐蝕，故C錯誤；D.由分析可知，比銅活潑性弱的雜質(zhì)做正極，水分子作用下氧氣做正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為，故D正確；故選C。06金屬的防護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層在金屬表面覆蓋致密的保護層，將金屬制品與周圍物質(zhì)隔開是一種普遍采用的防護方法。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)保護法金屬在發(fā)生電化學(xué)腐蝕時，總是作為原電池負極的金屬被腐蝕，作為正極的金屬不被腐蝕，如果能使被保護的金屬成為陰極，就不易被腐蝕。（1）犧牲陽極法原理：原電池原理要求：被保護的金屬作正極，活潑性更強的金屬作負極。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：被保護的金屬作為陰極，與電源的負極相連應(yīng)用：鋼鐵閘門，高壓線鐵架，地下管道連接直流電源的負極?！纠?】（2023上·山東威海·高二統(tǒng)考期末）下列有關(guān)金屬腐蝕及防護的說法錯誤的是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處促進鐵腐蝕，K置于N處抑制鐵腐蝕D.圖4中，燃氣灶中的鐵在高溫下主要發(fā)生化學(xué)腐蝕【答案】A【解析】A.常溫下鐵遇濃硫酸發(fā)生鈍化，不會發(fā)生析氫腐蝕，A錯誤；B.該裝置中Fe發(fā)生吸氧腐蝕，F(xiàn)e為負極失電子，石墨棒為正極，氧氣得電子結(jié)合水生成氫氧根離子，因此在石墨棒的玻璃筒內(nèi)滴入酚酞試液，溶液變紅，B正確；C.開關(guān)K置于M處形成原電池，鐵做負極加速腐蝕，K置于N處構(gòu)成電解池，鐵為陰極被保護，C正確；D.燃氣灶中的鐵在高溫下容易和氧氣反應(yīng)，鐵發(fā)生化學(xué)腐蝕，D正確；故選A。07電化學(xué)中多池裝置及定量計算1.判斷電池類型①有外接電源時，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)中的定量計算（1）得失電子守恒法計算：用于串聯(lián)電路各極的電量相同等類型的計算。（2）總反應(yīng)式計算：根據(jù)總反應(yīng)式列比例式計算。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)，當溶液中有多種離子放電時，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)系式進行計算?！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)移而獲得電動勢。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，陰離子交換膜右側(cè)溶液的濃度會增大【答案】B【分析】左側(cè)的濃差電池中，Cu（1）電極為正極，電極反應(yīng)為Cu2++2e?=Cu，Cu（2）電極為負極，電極反應(yīng)為Cu2e?=Cu2+；右側(cè)的電解池中，NaOH在a電極處產(chǎn)生，獲得濃NaOH溶液和H2，H2SO4在b電極處產(chǎn)生，獲得較濃的硫酸和O2，則a電極為陰極，電極反應(yīng)式為4H2O+4e=2H2↑+4OH，b電極為陽極，電極反應(yīng)式為2H2O4e=4H++O2↑?！窘馕觥緼.由分析可知，a電極為陰極，電極反應(yīng)式為4H2O+4e=2H2↑+4OH，A正確；B.由分析可知，OH在a電極上產(chǎn)生，并獲得濃NaOH溶液，H+在b電極上產(chǎn)生，并獲得較濃的硫酸，則c、d離子交換膜依次為陽離子交換膜和陰離子交換膜，B錯誤；C.由分析可知，電池放電過程中，Cu（1）電極為正極，電極反應(yīng)為Cu2++2e?=Cu，C正確；D.電池放電過程中，左側(cè)c(Cu2+)逐漸減小，右側(cè)c(Cu2+)逐漸增大，右側(cè)溶液的濃度會增大，D正確；故選B。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.實驗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【答案】D【解析】A.犧牲船體上鑲嵌的鋅塊，是利用鋅的活潑性強于鐵，鐵作正極，被保護，減慢了船體的腐蝕速率，A項不符合題意；B.肉制品制作過程中添加適量的防腐劑，能延長肉制品保質(zhì)期，與速率有關(guān)，B項不符合題意；C.二氧化錳可作為氯酸鉀分解制取氧氣的催化劑，加快了反應(yīng)速率，C項不符合題意；D.侯氏制堿法中，向飽和食鹽水中先通氨氣，再通二氧化碳，是為了提高碳酸氫鈉的濃度，與速率無關(guān)，D項符合題意。故選D。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.①④②③【答案】C【解析】①為電解裝置，F(xiàn)e為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，鐵腐蝕的速率最大。鐵在海水中的腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕，當鐵與活動性比其強的鋅相連時，鋅作負極被腐蝕，鐵被保護，其腐蝕的速率要比④??；比它活動性差的Sn相連時，F(xiàn)e被腐蝕的速率增大，比④大；故選C。3.（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重B.圖2中，往燒杯中鐵棒附近滴加幾滴溶液，生成藍色沉淀C.圖3中，開關(guān)由M改置于N時，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【答案】B【解析】A.插入海水中的鐵棒，越靠近底端，海水中氧氣的濃度越小，越不易腐蝕，故A錯誤；B.由圖可知，鐵和銅在酸化的氯化鈉溶液中構(gòu)成原電池，金屬鐵是負極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成亞鐵離子，亞鐵離子與滴入的鐵氰化鉀溶液反應(yīng)生成藍色沉淀，故B正確；C.由圖可知，開關(guān)由M改置于N時，鋅為原電池的負極，銅鋅合金為正極被保護，則合金的腐蝕速率減慢，故C錯誤；D.由圖可知，保護鋼鐵管道的方法為犧牲陽極的陰極保護法，不是外加直流電源的陰極保護法，故D錯誤；故選B。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溶液濕潤后，置于如圖所示裝置中，進行鐵的電化學(xué)腐蝕實驗，下列有關(guān)該實驗的說法錯誤的是A.活性炭的存在會加速鐵的腐蝕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，鐵會發(fā)生吸氧腐蝕D.鐵被氧化的電極反應(yīng)式為【答案】B【解析】A.鐵和活性炭在氯化鈉溶液中構(gòu)成原電池，原電池反應(yīng)會加快反應(yīng)速率，則活性炭的存在會加速鐵的腐蝕，故A正確；B.由圖可知，鐵腐蝕過程中發(fā)生吸氧腐蝕，化學(xué)能會轉(zhuǎn)化為電能和熱能，不能全部轉(zhuǎn)化為電能，故B錯誤；C.水和氯化鈉溶液都為中性，鐵在中性條件下發(fā)生吸氧腐蝕，故C正確；D.鐵和活性炭在氯化鈉溶液中構(gòu)成原電池，鐵做負極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成亞鐵離子，電極反應(yīng)式為，故D正確；故選B。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，負極發(fā)生的反應(yīng)不相同【答案】C【解析】A.金屬腐蝕的本質(zhì)就是金屬原子失去電子被氧化的過程，A錯誤；B.鐵制品的鍍層破損后，在潮濕環(huán)境中可發(fā)生原電池反應(yīng)，白鐵皮（鍍鋅鐵）中鋅比鐵活潑，反應(yīng)時鋅作負極，被氧化而腐蝕，鐵作正極，被保護；馬口鐵（鍍錫鐵）中鐵比錫活潑，鐵作負極，被氧化而腐蝕，B錯誤；C.金屬的電化學(xué)防護方法通常有犧牲陽極法或外加電流法，鋼鐵水閘可用此等方法防止其腐蝕，C正確；D.鋼鐵在發(fā)生析氫腐蝕和吸氣腐蝕時，負極均是鐵失去電子生成亞鐵離子，D錯誤；故選C。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A.A B.B C.C D.D【答案】A【分析】電化學(xué)腐蝕就是金屬和電解質(zhì)組成兩個電極，所以需含有兩種金屬，據(jù)此分析解題?！窘馕觥緼.青銅神樹中含有Sn和Cu，可能涉及電化學(xué)腐蝕，故A符合題意；B.玉璋屬于玉器，主要成分為無機物，不涉及電化學(xué)腐蝕，故B不符合題意；C.陶瓷馬頭以粘土為主要原料制成，不涉及電化學(xué)腐蝕，故C不符合題意；D.黃金面罩由黃金制成，只含有金，不涉及電化學(xué)腐蝕，故D不符合題意；故選A。7.（2023上·海南省·高二?？计谀┳罱覈晨萍紙F隊創(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)水分子擴散C.該裝置需要定期補充D.陽極電極反應(yīng)式為：【答案】C【分析】電解時A極區(qū)OH失電子產(chǎn)生O2，電極A為陽極，B極為陰極，水分子得電子產(chǎn)生氫氣，電解池中陰離子定向移動到陽極，故隔膜為陰離子交換膜；【解析】A.根據(jù)分析可知，電極B為陰極，選項A正確；B.根據(jù)圖中信息可知，防水透氣層只允許海水以氣態(tài)水分子H2O(g)擴散，選項B正確；C.該裝置陽極產(chǎn)生氧氣，陰極產(chǎn)生氫氣，相當于電解水，不需要定期補充，選項C錯誤；D.陽極上OH失電子產(chǎn)生O2，電極反應(yīng)式為：，選項D正確；故選C。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兩個區(qū)，A區(qū)與大氣相通，B區(qū)為封閉體系并有保護。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1mol參與b電極反應(yīng)時，有4mol進入A區(qū)【答案】D【分析】由圖可知，若用導(dǎo)線連接a、c，TiO2電極作催化劑，光照條件下，水在a電極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H2O4e=O2↑+4H+，則a電極為原電池的負極，c電極為正極，酸性條件下，WO3在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成HxWO3，電極反應(yīng)式為WO3+xe+xH+=HxWO3；若用導(dǎo)線連接b、c，b電極為原電池的正極，酸性條件下，空氣中氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)式為O2+4H++4e=2H2O，c電極為負極，HxWO3在負極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成WO3，電極反應(yīng)式為HxWO3—xe=WO3+xH+。據(jù)此分析解答；【解析】A.由圖可知，連接a、c時，a電極上H2O→O2，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，則a電極為負極，電極反應(yīng)式為2H2O4e=O2↑+4H+，生成H+，a電極附近pH減小，故A錯誤；B.由圖可知，連接a、c時，a電極為負極，c電極為正極，正極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為WO3+xH++xe?=HxWO3，故B錯誤；C.用導(dǎo)線連接b、c，b電極發(fā)生O2→H2O，為正極，電極反應(yīng)式為O2+4H++4e?=2H2O，故C錯誤；D.用導(dǎo)線連接b、c，b電極發(fā)反應(yīng)：O2+4H++4e?=2H2O，電路中轉(zhuǎn)移4mol電子，為維持電荷平衡則有4mol進入A區(qū)，故D正確；故選D。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，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【答案】B【分析】由圖示知，左池中在電極上失電子被氧化為，故左池為電解池的陽極室，右池為電解池的陰極室，電源a為正極，b為負極?！窘馕觥緼.通電時，裝置中電子的移動方向為：電源負極(b)→電解池陰極，電解池陽極→電源正極(a)，選項A錯誤；B.由圖示知，陽極反應(yīng)產(chǎn)生，陰極反應(yīng)消耗，則通過離子交換膜由陽極區(qū)移向陰極區(qū)，故X為陽離子交換膜，選項B正確；C.由分析知，左池為陽極，初步確定電極反應(yīng)為：，根據(jù)圖示知可添加調(diào)節(jié)電荷守恒，添加調(diào)節(jié)元素守恒，電極反應(yīng)式為，選項C錯誤；D.電化學(xué)反應(yīng)時，電極上得失電子守恒，則左側(cè)有，右側(cè)有，二氧化碳不能零排放，選項D錯誤；故選B。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行電解的實驗裝置如下圖所示。下列說法正確的是A.燃料電池工作時，正極反應(yīng)為O2+4H+4e=2H2OB.a極是銅，b極是鐵時，能達到鐵上鍍銅的目的C.a極是純銅，b極是粗銅時，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7：2【答案】D【分析】根據(jù)圖示知乙烷燃料電池中左側(cè)電極為電源的正極，右側(cè)電極為電源的負極，a為電解池的陰極，b為電解池的陽極?！窘馕觥緼.根據(jù)圖示知該燃料電池工作時，負極產(chǎn)物為CO2，電解質(zhì)呈酸性，正極反應(yīng)為O2+4H++4e－=2H2O，A錯誤；B.a極是銅，b極是鐵時，鐵作陽極，鐵失電子，銅離子在銅電極得電子生成銅單質(zhì)，不能達到鐵上鍍銅的目的，B錯誤；C.a極是純銅，b極是粗銅時，為銅的電解精煉，a極上有銅析出，b極逐漸溶解，不只銅放電，兩極質(zhì)量變化不相同，C錯誤；C.a、b兩極若是石墨，b極電極反應(yīng)為：2H2O4e－=O2+4H+，原電池中負極電極反應(yīng)為：，根據(jù)電子守恒，當轉(zhuǎn)移等量電子時b極產(chǎn)生的氧氣與電池中消耗乙烷的體積之比為7：2，D正確；故選D。11.（2023上·河南鄭州·高二統(tǒng)考期末）1886年法國化學(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【答案】D【解析】A.a出口的氣體是陽極的生成物，陽極反應(yīng)式為，故A正確；B.因為反應(yīng)中生成氫氣和氟氣，兩者混合會發(fā)生爆炸，因此電解槽需要用特制材料嚴格把陰極和陽極分開，故B正確；C.陰極得到電子產(chǎn)生氫氣，因此陰極的電極反應(yīng)式為：，故C正確；D.不放電，電解過程中和分別在陰、陽兩極放電，故D錯誤。故選D。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.電解時溶液濃度增大【答案】A【分析】通過電解法可知此電池為電解池，由a極生成O2可以判斷出a極為陽極，則b為陰極。陽離子向陰極流動，a極上反應(yīng)為4OH－―4e－＝2H2O＋O2↑，電極b上反應(yīng)為。電解時OH－比更容易失去電子在陽極生成O2，所以電解Na2SO4溶液的實質(zhì)是電解水，溶液中的水發(fā)生消耗，所以Na2SO4溶液的濃度是增大的；【解析】A.由a極生成O2可以判斷出a極為陽極，b為陰極，陽離子向陰極流動。則H+由a極區(qū)向b極區(qū)遷移正確，選項A錯誤；B.電極方程式配平發(fā)生錯誤，電極b上反應(yīng)應(yīng)為，選項B正確；C.通過電解法可知此電池為電解池，所以電解過程中是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，選項C正確；D.電解時OH－比更容易失去電子，所以電解Na2SO4溶液的實質(zhì)是電解水，溶液中的水發(fā)生消耗，所以Na2SO4溶液的濃度是增大的，選項D正確；故選A。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.電解一段時間后陰極區(qū)溶液不變【答案】C【分析】根據(jù)左側(cè)電極上生成，右側(cè)電極上生成，知左側(cè)電極為陽極，發(fā)生反應(yīng)：，右側(cè)電極為陰極，發(fā)生反應(yīng)：；【解析】A.由題意知，左室中隨著H+濃度增大轉(zhuǎn)化為的反應(yīng)是，因此陽極生成的不能通過離子交換膜。由以上分析知，電解時通過離子交換膜的是，選項A錯誤；B.根據(jù)各電極上轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同，由陽極反應(yīng)和陰極反應(yīng)，知生成和的物質(zhì)的量之比為1∶2，選項B錯誤；C.電解過程中陽極區(qū)的濃度增大，轉(zhuǎn)化為的反應(yīng)是，選項C正確；D.根據(jù)陰極反應(yīng)知，電解一段時間后陰極區(qū)溶液的濃度增大，增大，選項D錯誤；故選C。14.（2023下·河南安陽·高二統(tǒng)考期末）雙極膜是電驅(qū)動膜的一種，主要作用是在電場力下提供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進入b區(qū)D.電解一段時間后，a區(qū)和b區(qū)溶液的pH都減小【答案】D【分析】由圖可知d為陰極，水放電生成氫氣和氫氧根離子，則a為陽極，水放電生成氧氣和氫離子，雙極膜釋放的氫離子向陰極移動和反應(yīng)生成，據(jù)此分析解答；【解析】A.a為陽極，水放電生成氧氣和氫離子，故A正確；B.雙極膜釋放的氫離子向陰極移動和反應(yīng)生成，反應(yīng)為，故B正確；C.雙極膜附近的OH向陽極移動，進入b區(qū)，故C正確；D.雙極膜中OH進入b區(qū)，b區(qū)pH增大，故D錯誤；故選D。15.（2023下·河北唐山·高二?？计谀┠撤N利用垃圾滲透液實現(xiàn)發(fā)電的裝置示意圖如下。當該裝置工作時，下列說法不正確的是A.鹽橋中向Y極移動B.電路中流過7.5mol電子時，產(chǎn)生標準狀況下的體積為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【答案】B【分析】由圖可知，X極氮元素價態(tài)升高失電子，故X極為負極，Y極為正極，電極反應(yīng)式為2+10e+6H2O═N2↑+12OH，電池總反應(yīng)為5NH3+3=4N2↑+6H2O+3OH?！窘馕觥緼.Y極為正極，電極反應(yīng)式為2+10e+6H2O═N2↑+12OH，負電荷增加，故鉀離子向Y極移動，選項A正確；B.電池總反應(yīng)為5NH3+3=4N2↑+6H2O+3OH，生成4mol氮氣時，轉(zhuǎn)移15mol電子，故電路中流過7.5mol電子時，生成氮氣2mol，標況下體積為2mol×22.4L/mol=44.8L，選項B錯誤；C.電池工作時，電子由負極（X極）沿導(dǎo)線流向正極（Y極），電流由Y極沿導(dǎo)線流向X極，選項C正確；D.Y極為正極，電極反應(yīng)式為2+10e+6H2O═N2↑+12OH，生成氫氧根離子，周圍pH增大，選項D正確；故選B。16.（2023上·湖南長沙·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.若采用該電池電解飽和食鹽水，與a極相連的電極將產(chǎn)生黃綠色氣體B.a極反應(yīng)式為C.該電池工作時，應(yīng)使用質(zhì)子交換膜D.a極每產(chǎn)生33.6L(標準狀況下)時，b極將電室將收集到206g固體【答案】A【分析】由圖可知，a極失去電子為負極，乙酸發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳，電極反應(yīng)式為：CH3COOH+2H2O8e=2CO2↑+8H+，b極為正極，電極反應(yīng)式為+6e+14H+=2Cr3++7H2O，生成的鉻離子水解生成氫氧化鉻，Cr3++3H2O=Cr（OH）3↓+3H+，電子由負極流向正極，據(jù)此分析解答?！窘馕觥緼.a極為負極，若采用該電池電解飽和食鹽水，與a極相連的電極為陰極，陰極電極反應(yīng)式為2H2O+2e=H2↑+2OH，陰極產(chǎn)物為H2、NaOH，不會產(chǎn)生黃綠色氯氣，故A錯誤；B.a極為負極，電極反應(yīng)式為：CH3COOH+2H2O8e=2CO2↑+8H+，故B正確；C.由兩極反應(yīng)式可知，負極區(qū)產(chǎn)生氫離子，正極區(qū)消耗氫離子，故氫離子透過交換膜由左側(cè)向右側(cè)遷移，交換膜為質(zhì)子交換膜，故C正確；D.a極反應(yīng)式為：CH3COOH+2H2O8e=2CO2↑+8H+，每產(chǎn)生33.6L（標準狀況下）CO2，即=1.5molCO2時，轉(zhuǎn)移1.5mol×=6mol電子，b極反應(yīng)式為+6e+14H+=2Cr3++7H2O，生成的鉻離子水解生成氫氧化鉻，Cr3++3H2O=Cr（OH）3↓+3H+，故b極室將收集到×6mol×103g/mol=206g固體