2025版高考化學一輪總復習真題演練第6章化學反應與能量第22講電解池金屬的腐蝕與防護考點三金屬的腐蝕與防護

第22講電解池金屬的腐蝕與防護考點三金屬的腐蝕與防護命題分析近幾年對電化學的考查，主要以生產(chǎn)、生活、科技等中的實際問題為載體，題型以新型二次電池、電解池的新型應用為主，考查原電池和電解池的原理及應用。近幾年高考以電化學裝置為載體，考查單極膜或多極膜，主要考點有膜類型的推斷、離子選擇性以及其遷移方向、電子電量與通過膜離子之間的定量計算等。真題演練1．(2024·北京卷，5,3分)回收利用工業(yè)廢氣中的CO2和SO2，試驗原理示意圖如下。下列說法不正確的是(C)A．廢氣中SO2排放到大氣中會形成酸雨B．裝置a中溶液顯堿性的緣由是HCOeq\o\al(－,3)的水解程度大于HCOeq\o\al(－,3)的電離程度C．裝置a中溶液的作用是吸取廢氣中的CO2和SO2D．裝置b中的總反應為SOeq\o\al(2－,3)＋CO2＋H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))HCOOH＋SOeq\o\al(2－,4)[解析]C項，H2SO3的酸性大于H2CO3，SO2能與NaHCO3溶液反應，但是CO2與NaHCO3溶液不反應，所以裝置a中的溶液不能吸取CO2，錯誤；D項，裝置b中，陽極反應式為SOeq\o\al(2－,3)－2e－＋H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋，陰極反應式為CO2＋2e－＋2H＋=HCOOH，故總反應為SOeq\o\al(2－,3)＋CO2＋H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))SOeq\o\al(2－,4)＋HCOOH，正確。2．(2024·湖北卷，10,3分)我國科學家設計如圖所示的電解池，實現(xiàn)了海水干脆制備氫氣技術的綠色化。該裝置工作時陽極無Cl2生成且KOH溶液的濃度不變，電解生成氫氣的速率為xmol·h－1。下列說法錯誤的是(D)A．b電極反應式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－B．離子交換膜為陰離子交換膜C．電解時海水中動能高的水分子可穿過PTFE膜D．海水為電解池補水的速率為2xmol·h－1[解析]b極為陰極，發(fā)生還原反應，2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，A正確；KOH溶液的濃度不變，OH－由陰極室通過陰離子交換膜移向左側(cè)的陽極室；PTFE膜可透過能量高的水蒸氣分子，故海水中動能高的水分子可穿過PTFE膜為陰極室補充水，B、C均正確；陽極室不產(chǎn)生Cl2，電極反應式為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，故電解時的總反應為2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2H2↑＋O2↑，電解生成H2的速率為xmol·L－1，KOH溶液的濃度不變，海水為電解池補水的速率也為xmol·h－1，D不正確。3．(2024·遼寧卷，9,3分)如圖，c管為上端封口的量氣管，為測定乙酸溶液濃度，量取10.00mL待測樣品加入b容器中，接通電源，進行試驗。下列說法正確的是(A)A．左側(cè)電極反應：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋B．試驗結(jié)束時，b中溶液紅色恰好褪去C．若c中收集氣體11.20mL，則樣品中乙酸濃度為0.1mol·L－1D．把鹽橋換為U形銅導線，不影響測定結(jié)果[解析]要測定乙酸溶液的濃度，通過題圖可知可通過酚酞變紅來指示。右側(cè)電極為陰極，H＋放電，CH3COOH反應完全，酚酞變紅時達到反應終點；左側(cè)Pt電極為陽極，電極反應為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，綜上可知試驗結(jié)束時，b中溶液變紅，則A項正確，B項錯誤；對于C項，未指出O2所處狀態(tài)，無法計算收集氣體的物質(zhì)的量，錯誤；假如換成銅導線，則形成兩個電解池，右側(cè)電解池中Cu為陽極，失電子生成Cu2＋；右側(cè)Pt電極為陰極，陰極上H＋放電生成H2，但一段時間后陰極上Cu2＋可能會放電，會影響測定結(jié)果，D項錯誤。4．(2024·廣東卷，11,3分)為檢驗犧牲陽極的陰極疼惜法對鋼鐵防腐的效果，將鍍層有破損的鍍鋅鐵片放入酸化的3%NaCl溶液中。一段時間后，取溶液分別試驗，能說明鐵片沒有被腐蝕的是(D)A．加入AgNO3溶液產(chǎn)生沉淀B．加入淀粉碘化鉀溶液無藍色出現(xiàn)C．加入KSCN溶液無紅色出現(xiàn)D．加入K3[Fe(CN)6]溶液無藍色沉淀生成[解析]若鐵片被腐蝕，則溶液中含有Fe2＋，在溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液，反應生成藍色的KFe[Fe(CN)6]沉淀，D項正確；A項只能檢驗溶液中含有Cl－，B項只能檢驗溶液中無強氧化性物質(zhì)，C項只能檢驗溶液中無Fe3＋，三者均不能說明鐵片沒有被腐蝕。本講要點速記：1．兩個概念(1)電解：使電流通過電解質(zhì)溶液(或熔融的電解質(zhì))而在陰、陽兩極引起氧化還原反應的過程。(2)電解池：把電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置。2．電解池實質(zhì)的兩個方面：(1)反應本質(zhì)：氧化還原反應。(2)能量轉(zhuǎn)化：電能轉(zhuǎn)化為化學能。3．電化學腐蝕兩種類型的正極反應(1)析氫腐蝕：2H＋＋2e－=H2↑(2)吸氧腐蝕：O2＋2H2O＋4e－=4OH－4．電解池電極推斷的方法：(1)陽極：與電源正極相連的一極，流出電子、發(fā)生氧化反應的一極，陰離子定向移動的一極，往往有氧氣、氯氣、單質(zhì)溴、碘生成或電極質(zhì)量減輕，生成氫離子的一極；(2)陰極：與電源負極相連的一極，流入電子、發(fā)生還原反應的一極，陽離子定向移動的一極、一般有氫氣生成或金屬單質(zhì)析出而質(zhì)量增加，或生成氫氧根離子的一極。5．陰陽兩極的放電依次：(1)陽極eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(活性電極：電極材料本身放電,惰性電極：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>,含氧酸根離子>F－))(2)陰極：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>H＋(H2O)>Al3＋>Mg2＋>Na＋6．電解原理應用的“四方面”(1)電解飽和食鹽水的化學方程式為：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑(2)電鍍