2022高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí)講義第6章第31講　電解池　金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)

第31講電解池金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)復(fù)習(xí)目標(biāo)1.理解電解池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用，能書寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式。2.了解電解原理在氯堿工業(yè)、精煉銅、電鍍、電冶金等方面的應(yīng)用；認(rèn)識(shí)電解在實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和儲(chǔ)存能量中的具體應(yīng)用。3.了解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害以及防止金屬腐蝕的措施。考點(diǎn)一電解的原理1．電解原理(1)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(yīng)的過程。②電解池把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置，也叫電解槽。(2)電解池構(gòu)成的條件①與電源相連的兩個(gè)電極：與電源正極相連的電極是陽極，在陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)；與電源負(fù)極相連的電極是陰極，在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)。②電解質(zhì)溶液(或熔融的電解質(zhì))。③形成閉合回路。(3)電解池的工作原理①電極名稱和電極反應(yīng)式總反應(yīng)方程式：CuCl2eq\o(=,\s\up7(電解))Cu＋Cl2↑。②電子流向和離子移動(dòng)方向?qū)Ь€上(外電路)電子從電源的負(fù)極流出，經(jīng)導(dǎo)線流向電解池的陰極。電解池的陽極上產(chǎn)生的電子經(jīng)導(dǎo)線流入電源的正極。溶液中(內(nèi)電路)陰離子移向陽極，陽離子移向陰極。2．電解規(guī)律(1)陽極產(chǎn)物的判斷①活性電極(除Au、Pt以外的金屬材料作電極)，電極材料失電子，生成金屬陽離子。②惰性電極(Pt、Au、石墨)，要依據(jù)陰離子的放電順序加以判斷。陰離子的放電順序：活潑電極＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根離子。S2－、I－、Br－、Cl－放電，產(chǎn)物分別是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放電，則得到H2O和O2。(2)陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)陽離子放電順序進(jìn)行判斷。陽離子放電順序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋。①若金屬陽離子(Fe3＋除外)放電，則得到相應(yīng)金屬單質(zhì)；若H＋放電，則得到H2。②放電順序本質(zhì)遵循氧化還原反應(yīng)的優(yōu)先規(guī)律，即得(失)電子能力強(qiáng)的離子先放電。3．惰性電極電解電解質(zhì)溶液的產(chǎn)物判斷(圖示)4．電解后電解質(zhì)溶液的復(fù)原需加適量的某物質(zhì)，該物質(zhì)可以是陰極與陽極產(chǎn)物的化合物。例如惰性電極電解CuSO4溶液，要恢復(fù)原溶液的濃度，可向電解后的溶液中加入CuO，也可以加入CuCO3，但不能加入Cu(OH)2，因?yàn)镃u(OH)2與生成的H2SO4反應(yīng)后使水量增加。使電解后的溶液恢復(fù)原狀的方法：先讓析出的產(chǎn)物(氣體或沉淀)恰好完全反應(yīng)，再將其化合物投入電解后的溶液中即可。如：①NaCl溶液：通HCl氣體(不能加鹽酸)；②AgNO3溶液：加Ag2O固體(不能加AgOH)；③CuCl2溶液：加CuCl2固體；④KNO3溶液：加H2O；⑤CuSO4溶液：加CuO或CuCO3[不能加Cu2O、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3]。(1)電解CuCl2溶液，陰極逸出的氣體能夠使?jié)駶?rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)色(×)錯(cuò)因：Cl2在陽極生成。(2)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(√)(3)電解鹽酸、硫酸溶液等，H＋放電，溶液的pH逐漸增大(×)錯(cuò)因：電解鹽酸，pH變大；電解硫酸溶液，實(shí)際是電解水，pH變小。(4)用Cu作電極電解鹽酸可發(fā)生Cu＋2H＋eq\o(=,\s\up7(電解))Cu2＋＋H2↑(√)根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表，Cu和稀H2SO4不反應(yīng)，怎樣根據(jù)電化學(xué)的原理實(shí)現(xiàn)Cu和稀H2SO4反應(yīng)產(chǎn)生H2?答案Cu作陽極，C作陰極，稀H2SO4作電解質(zhì)溶液，通入直流電就可以實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)。電解反應(yīng)式為陽極：Cu－2e－=－=eq\o(=,\s\up7(電解))Cu2＋＋H2↑。題組一電解規(guī)律及電極產(chǎn)物的判斷1．(2020·天津市實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三模擬)以石墨為電極，電解KI溶液(含有少量的酚酞和淀粉)。下列說法錯(cuò)誤的是()A．陰極附近溶液呈紅色 B．陰極逸出氣體C．陽極附近溶液呈藍(lán)色 D．溶液的pH變小答案D解析以石墨為電極，電解KI溶液，發(fā)生的反應(yīng)為2KI＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2KOH＋H2↑＋I(xiàn)2(類似于電解飽和食鹽水)，陰極產(chǎn)物是H2和KOH，陽極產(chǎn)物是I2。由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉，所以陽極附近的溶液會(huì)變藍(lán)(淀粉遇碘變藍(lán))，陰極附近的溶液會(huì)變紅(溶液呈堿性)，A、B、C正確；由于電解產(chǎn)物有KOH生成，所以溶液的pH逐漸增大，D錯(cuò)誤。2．用惰性電極電解下列各組中的三種電解質(zhì)溶液，在電解的過程中，溶液的pH依次為升高、不變、降低的是()A．AgNO3CuCl2Cu(NO3)2B．KClNa2SO4CuSO4C．CaCl2KOHNaNO3D．HClHNO3K2SO4答案B解析AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4溶液隨電解的進(jìn)行，有酸產(chǎn)生，溶液pH降低；KCl、CaCl2溶液隨電解的進(jìn)行，有堿產(chǎn)生，溶液pH升高；CuCl2、HCl電解電解質(zhì)本身，溶液中CuCl2、HCl減少，對(duì)應(yīng)的H＋減少，溶液的pH升高；KOH、HNO3相當(dāng)于電解H2O，電解質(zhì)濃度增大，對(duì)應(yīng)的堿溶液堿性更強(qiáng)，酸溶液酸性更強(qiáng)。3．(2020·鄭州一中月考)用石墨作電極電解溶有物質(zhì)的量之比為3∶1的NaCl和H2SO4的水溶液。根據(jù)反應(yīng)產(chǎn)物，電解可明顯分為三個(gè)階段，下列敘述不正確的是()A．電解的最后階段為電解水B．陽極先逸出氯氣后逸出氧氣C．陰極逸出氫氣D．電解過程中溶液的pH不斷增大，最后pH為7答案D解析根據(jù)離子放電順序可知，電解此混合溶液時(shí)，在陽極，陰離子放電的先后順序?yàn)镃l－、OH－、SOeq\o\al(2－,4)，在陰極，H＋放電，所以整個(gè)電解過程分三個(gè)階段：電解HCl溶液、電解NaCl溶液、電解H2O，最后溶液呈堿性，D錯(cuò)誤。題組二電極反應(yīng)式的書寫與判斷4．按要求書寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式：(1)用惰性電極電解MgCl2溶液陽極反應(yīng)式：___________________________________________________________________；陰極反應(yīng)式：___________________________________________________________________；總反應(yīng)離子方程式：_____________________________________________________________。(2)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：_____________________________________________________________。(3)以鋁材為陽極，電解H2SO4溶液，鋁材表面形成氧化膜陽極反應(yīng)式：__________________________________________________________________；陰極反應(yīng)式：____________________________________________________________________；總反應(yīng)方程式：_________________________________________________________________。答案(1)2Cl－－2e－=Cl2↑Mg2＋＋2H2O＋2e－=H2↑＋Mg(OH)2↓Mg2＋＋2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Mg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑(2)2Al－6e－＋8OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋4H2O6H2O＋6e－=3H2↑＋6OH－(或6H＋＋6e－=3H2↑)2Al＋2H2O＋2OH－eq\o(=,\s\up7(電解))2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑(3)2Al－6e－＋3H2O=Al2O3＋6H＋6H＋＋6e－=3H2↑2Al＋3H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Al2O3＋3H2↑5．整合有效信息書寫電極反應(yīng)式，按要求填空：(1)利用電化學(xué)原理，用惰性電極電解飽和NaHSO4溶液可以制備過硫酸鈉Na2S2O8。已知在陽極放電的離子主要為HSOeq\o\al(－,4)，則陽極反應(yīng)式為_____________________________________。(2)電化學(xué)干法氧化法脫除H2S的原理如圖所示。陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為________________；陰極上COS發(fā)生的電極反應(yīng)為___________________________________________________。答案(1)2HSOeq\o\al(－,4)－2e－=S2Oeq\o\al(2－,8)＋2H＋(2)2S2－－4e－=S2COS＋2e－=S2－＋CO1．分析電解過程的思維程序2．解答電解問題的注意事項(xiàng)(1)書寫電解池的電極反應(yīng)式時(shí)，可以用實(shí)際放電的離子表示，但書寫電解池的總反應(yīng)時(shí)，H2O要寫成分子式。如用惰性電極電解食鹽水時(shí)，陰極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑，總反應(yīng)式為2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2OH－＋H2↑＋Cl2↑。(2)陰極不管是什么材料，電極本身都不反應(yīng)，一定是溶液(或熔融電解質(zhì))中的陽離子放電。(3)電解水溶液時(shí)，K＋～Al3＋不可能在陰極放電，即不可能用電解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金屬。考點(diǎn)二電解原理的應(yīng)用1．氯堿工業(yè)(1)電極反應(yīng)陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑(反應(yīng)類型：氧化反應(yīng))；陰極：2H＋＋2e－=H2↑(反應(yīng)類型：還原反應(yīng))。檢驗(yàn)陽極產(chǎn)物的方法是用濕潤(rùn)的KI-淀粉試紙靠近陽極，若試紙變藍(lán)，證明生成了Cl2。電解時(shí)向食鹽水中滴加酚酞，陰極附近溶液變紅，說明該電極附近產(chǎn)生的物質(zhì)為NaOH。(2)電解方程式化學(xué)方程式：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；離子方程式：2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2OH－＋H2↑＋Cl2↑。(3)陽離子交換膜法電解飽和食鹽水示意圖①陽離子交換膜的作用阻止OH－進(jìn)入陽極室與Cl2發(fā)生副反應(yīng)：2NaOH＋Cl2=NaCl＋NaClO＋H2O，阻止陽極產(chǎn)生的Cl2和陰極產(chǎn)生的H2混合發(fā)生爆炸。②a、b、c、d加入或取出的物質(zhì)分別是飽和食鹽水、稀NaOH溶液、稀食鹽水、濃NaOH溶液；X、Y分別為Cl2、H2。2．電鍍應(yīng)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方法。實(shí)例——電鍍銅陽極(銅片)：Cu－2e－=Cu2＋；陰極(待鍍鐵件)：Cu2＋＋2e－=Cu。3．電冶金(1)電解精煉銅①電極材料：陽極為粗銅，陰極為純銅。②電解質(zhì)溶液：含Cu2＋的鹽溶液。③電極反應(yīng)式陽極：Zn－2e－=Zn2＋、Fe－2e－=Fe2＋、Ni－2e－=Ni2＋、Cu－2e－=Cu2＋；陰極：Cu2＋＋2e－=Cu。④陽極泥的形成粗銅中不活潑的雜質(zhì)(金屬活動(dòng)性順序中位于銅之后的銀、金等)在陽極難以失去電子，當(dāng)陽極上的銅失去電子變成離子之后，它們以金屬單質(zhì)的形式沉積于電解槽的底部，成為陽極泥。(2)利用電解熔融鹽(或氧化物)的方法來冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等。總方程式陽極、陰極反應(yīng)式冶煉鈉2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑2Cl－－2e－=Cl2↑、2Na＋＋2e－=2Na冶煉鎂MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑2Cl－－2e－=Cl2↑、Mg2＋＋2e－=Mg冶煉鋁2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))4Al＋3O2↑6O2－－12e－=3O2↑、4Al3＋＋12e－=4Al(1)電解飽和食鹽水時(shí)，兩個(gè)電極均不能用金屬材料(×)錯(cuò)因：金屬材料Pt和Au都是惰性電極，兩極都可用，陰極也可用活潑金屬電極。(2)在鍍件上電鍍銅時(shí)，鍍件應(yīng)連接電源的正極(×)錯(cuò)因：鍍件應(yīng)連接電源的負(fù)極，作電解池的陰極。(3)根據(jù)得失電子守恒可知電解精煉銅時(shí)，陽極減少的質(zhì)量和陰極增加的質(zhì)量相等(×)錯(cuò)因：陽極溶解的金屬還有Zn、Ni、Fe等。(4)電鍍銅和電解精煉銅時(shí)，電解質(zhì)溶液中c(Cu2＋)均保持不變(×)錯(cuò)因：電鍍銅時(shí)c(Cu2＋)保持不變，電解精煉銅時(shí)c(Cu2＋)減小。(5)電解冶煉鎂、鋁通常電解熔融的MgCl2和Al2O3，也可以電解熔融的MgO和AlCl3(×)錯(cuò)因：MgO熔點(diǎn)高，熔融需要能量高；AlCl3是共價(jià)化合物，熔融時(shí)不導(dǎo)電。工業(yè)電解氧化鋁制取金屬鋁時(shí)，常加入冰晶石(Na3AlF6)，其作用是________。電解過程中還需不斷補(bǔ)充陽極(石墨)，其原因是_________________________________________________。答案降低熔化溫度陽極生成的氧氣與石墨電極發(fā)生了反應(yīng)題組一氯堿工業(yè)1．用石墨作電極，電解盛放在U形管的飽和NaCl溶液(滴有酚酞)，如圖，下列敘述正確的是()A．通電后，NaCl才能發(fā)生電離B．通電一段時(shí)間后，陽極附近溶液先變紅C．當(dāng)陽極生成0.1mol氣體時(shí)，整個(gè)電路中轉(zhuǎn)移了0.1mole－D．電解飽和食鹽水的總反應(yīng)式為2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑答案D解析NaCl為強(qiáng)電解質(zhì)，無論是否通電，在溶液中都發(fā)生電離，A錯(cuò)誤；陽極生成氯氣，陰極生成NaOH，則陰極附近溶液先變紅，B錯(cuò)誤；陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑，生成0.1mol氯氣時(shí)，轉(zhuǎn)移電子為0.2mol，C錯(cuò)誤；電解飽和食鹽水，陽極生成氯氣，陰極生成氫氣和氫氧化鈉，總反應(yīng)式為2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，D正確。2．如圖為電解飽和食鹽水裝置，下列有關(guān)說法不正確的是()A．左側(cè)電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．右側(cè)生成的氣體能使?jié)駶?rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)C．電解一段時(shí)間后，B口排出NaOH溶液D．電解飽和食鹽水的離子方程式：2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2OH－＋H2↑＋Cl2↑答案B3．(2020·山東德州模擬)高氯酸在化工生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用，工業(yè)上以NaClO4為原料制備高氯酸的原理如圖所示。下列說法正確的是()A．上述裝置中，f極為光伏電池的正極B．陰極反應(yīng)式為2H2O－4e－=4H＋＋O2↑C．d處得到較濃的NaOH溶液，c處得到HClO4D．若轉(zhuǎn)移2mol電子，理論上生成100.5gHClO4答案C解析電解時(shí)，Na＋移向陰極區(qū)，則f為電源負(fù)極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；電解時(shí)，陽極反應(yīng)式為2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，Na＋移向陰極區(qū)，陽極區(qū)溶液逐漸由NaClO4轉(zhuǎn)化為HClO4；陰極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，陰極區(qū)產(chǎn)生NaOH，B項(xiàng)錯(cuò)誤、C項(xiàng)正確；根據(jù)得失電子守恒，若轉(zhuǎn)移2mol電子，理論上生成201gHClO4，D項(xiàng)錯(cuò)誤。題組二電鍍4．(2020·廣東六校聯(lián)考)下列圖示中關(guān)于銅電極的連接錯(cuò)誤的是()答案C解析A項(xiàng)，鋅比銅活潑，鋅作負(fù)極，銅作正極，連接正確；B項(xiàng)，電解精煉銅，粗銅作陽極，純銅作陰極，連接正確；C項(xiàng)，電鍍時(shí)，鍍件作陰極，鍍層金屬作陽極，連接錯(cuò)誤；D項(xiàng)，電解氯化銅溶液，銅作陰極，石墨作陽極，連接正確。5．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H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．待加工鋁質(zhì)工件為陽極B．可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極C．陰極的電極反應(yīng)式為Al3＋＋3e－=AlD．硫酸根離子在電解過程中向陽極移動(dòng)答案C解析A項(xiàng)，根據(jù)電解原理可知，Al要形成氧化膜，化合價(jià)升高失電子，因此鋁為陽極，正確；B項(xiàng)，陰極僅作導(dǎo)體，可選用不銹鋼網(wǎng)，且不銹鋼網(wǎng)接觸面積大，能增加電解效率，正確；C項(xiàng)，陰極應(yīng)為氫離子得電子生成氫氣，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，電解時(shí)，陰離子移向陽極，正確。題組三電冶金6．(2020·云南師范大學(xué)附屬中學(xué)高三月考)如圖是利用陽離子交換膜和過濾膜制備高純度的Cu的裝置示意圖，下列有關(guān)敘述不正確的是()A．電極A是粗銅，電極B是純銅B．電路中通過1mol電子，生成32g銅C．溶液中SOeq\o\al(2－,4)向電極A遷移D．膜B是過濾膜，阻止陽極泥及雜質(zhì)進(jìn)入陰極區(qū)答案D解析精煉銅時(shí)，粗銅作陽極，純銅作陰極，根據(jù)電解原理，電極A為粗銅，電極B為純銅，A項(xiàng)正確；陰極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=Cu，當(dāng)電路中通過1mol電子時(shí)，生成0.5molCu，即生成32gCu，B項(xiàng)正確；根據(jù)電解原理，SOeq\o\al(2－,4)向陽極移動(dòng)，C項(xiàng)正確；膜A為過濾膜，阻止陽極泥及雜質(zhì)進(jìn)入陰極區(qū)，膜B為陽離子交換膜，D項(xiàng)錯(cuò)誤。7．金屬鎳有廣泛的用途，粗鎳中含有Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制得高純度的鎳。下列敘述中正確的是(已知：氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋)()A．陽極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為Ni2＋＋2e－=NiB．電解過程中，陽極質(zhì)量的減少量與陰極質(zhì)量的增加量相等C．電解后，溶液中存在的陽離子只有Fe2＋和Zn2＋D．電解后，電解槽底部的陽極泥中有Cu和Pt答案D＞Zn2＋，故陰極反應(yīng)式為Ni2＋＋2e－=Ni，可見，陽極質(zhì)量減少是因?yàn)閆n、Fe、Ni溶解，而陰極質(zhì)量增加是因?yàn)镹i析出，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電解后溶液中的陽離子除Fe2＋和Zn2＋外，還有Ni2＋和H＋，C項(xiàng)錯(cuò)誤。8．1807年化學(xué)家戴維電解熔融氫氧化鈉制得鈉：4NaOH(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解),\s\do5(1100℃))O2↑＋4Na↑＋2H2O；后來蓋·呂薩克用鐵與熔融氫氧化鈉作用也制得鈉：3Fe＋4NaOH=Fe3O4＋2H2↑＋4Na↑。下列有關(guān)說法正確的是()A．戴維法制鈉，陽極的電極反應(yīng)式為Na＋＋e－=Na↑B．蓋·呂薩克法制鈉原理是利用鐵的金屬性比鈉的強(qiáng)C．若用戴維法與蓋·呂薩克法制得等量的鈉，兩方法轉(zhuǎn)移電子總數(shù)相等D．還可以用電解熔融氯化鈉法制鈉答案D解析A項(xiàng)，陽極應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)；B項(xiàng)，蓋·呂薩克法制鈉原理是根據(jù)鈉的沸點(diǎn)較低、易從反應(yīng)混合物中分離出來，從而使化學(xué)平衡正向移動(dòng)；C項(xiàng)，根據(jù)反應(yīng)方程式可知，用戴維法制取金屬鈉，每產(chǎn)生4mol鈉轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是4mol，而用蓋·呂薩克法制得4mol鈉轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是8mol，因此制取等量的金屬鈉，轉(zhuǎn)移電子總數(shù)不相等；D項(xiàng)，由于NaCl是離子化合物，可用電解熔融氯化鈉的方法制金屬鈉。考點(diǎn)三金屬的腐蝕與防護(hù)1．金屬的腐蝕(1)金屬腐蝕的本質(zhì)金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇栯x子，金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。(2)金屬腐蝕的類型①化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬與接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)不純的金屬接觸到電解質(zhì)溶液發(fā)生原電池反應(yīng)本質(zhì)M－ne－=Mn＋M－ne－=Mn＋現(xiàn)象金屬被腐蝕較活潑金屬被腐蝕區(qū)別無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生聯(lián)系電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕普遍得多，腐蝕速率更快，危害也更嚴(yán)重②析氫腐蝕與吸氧腐蝕(以鋼鐵的腐蝕為例)類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強(qiáng)(pH≤4.3)水膜酸性很弱或呈中性電極反應(yīng)負(fù)極Fe－2e－=Fe2＋正極2H＋＋2e－=H2↑O2＋2H2O＋4e－=4OH－總反應(yīng)式Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍特別提醒鋼鐵暴露在潮濕空氣中主要發(fā)生的是吸氧腐蝕，鐵銹的形成過程中主要發(fā)生的反應(yīng)為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3,2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O(鐵銹)＋(3－x)H2O。2．金屬的防護(hù)(1)電化學(xué)防護(hù)①犧牲陽極的陰極保護(hù)法——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。②外加電流的陰極保護(hù)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)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成防腐的合金等。(3)加防護(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。(1)干燥環(huán)境下，所有金屬都不能被腐蝕(×)錯(cuò)因：干燥環(huán)境下，金屬可發(fā)生化學(xué)腐蝕。(2)在潮濕空氣中，鋼鐵表面形成水膜，金屬發(fā)生的一定是吸氧腐蝕(×)錯(cuò)因：水膜酸性較強(qiáng)時(shí)，鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕。(3)銅在酸性環(huán)境下，不易發(fā)生析氫腐蝕(√)(4)在船體外嵌入鋅塊，可以減緩船體的腐蝕，屬于犧牲陰極的保護(hù)法(×)錯(cuò)因：應(yīng)該是犧牲陽極的陰極保護(hù)法——原電池原理。(5)外加電流的陰極保護(hù)法是將被保護(hù)金屬接在直流電源的正極(×)錯(cuò)因：外加電流的陰極保護(hù)法中，被保護(hù)金屬應(yīng)接電源的負(fù)極。題組一金屬腐蝕的類型1．(2019·江蘇，10)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)的說法正確的是()A．鐵被氧化的電極反應(yīng)式為Fe－3e－=Fe3＋B．鐵腐蝕過程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能C．活性炭的存在會(huì)加速鐵的腐蝕D．以水代替NaCl溶液，鐵不能發(fā)生吸氧腐蝕答案C解析D項(xiàng)，用水代替NaCl溶液，F(xiàn)e和炭也可以構(gòu)成原電池，F(xiàn)e失去電子，空氣中的O2得到電子，鐵發(fā)生吸氧腐蝕，錯(cuò)誤。2．利用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，開始時(shí)，a、b兩處液面相平，密封好，放置一段時(shí)間。下列說法不正確的是()A．a(chǎn)處發(fā)生吸氧腐蝕，b處發(fā)生析氫腐蝕B．一段時(shí)間后，a處液面高于b處液面C．a(chǎn)處的溶液pH增大，b處的溶液pH減小D．a(chǎn)、b兩處具有相同的電極反應(yīng)式：Fe－2e－=Fe2＋答案C3．實(shí)驗(yàn)探究(如圖所示)：(1)若棉團(tuán)浸有NH4HSO4溶液，鐵釘發(fā)生________腐蝕，正極反應(yīng)式為___________________，右試管中的現(xiàn)象是______________。(2)若棉團(tuán)浸有NaCl溶液，鐵釘發(fā)生________腐蝕，正極反應(yīng)式為______________________，右試管中的現(xiàn)象是___________________________。答案(1)析氫2H＋＋2e－=H2↑有氣泡冒出(2)吸氧O2＋4e－＋2H2O=4OH－導(dǎo)管內(nèi)液面上升題組二金屬腐蝕的防護(hù)方法4．支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁，常用外加電流的陰極保護(hù)法進(jìn)行防腐，工作原理如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關(guān)表述不正確的是()A．通入保護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零B．通電后外電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁C．高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流D．通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整答案C解析鋼管樁接電源的負(fù)極，高硅鑄鐵接電源的正極，通電后，外電路中的電子從高硅鑄鐵(陽極)流向正極，從負(fù)極流向鋼管樁(陰極)，A、B正確；題給信息高硅鑄鐵為“惰性輔助陽極”不損耗，C錯(cuò)誤。5．(2020·懷化高三月考)利用下圖裝置可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。下列說法錯(cuò)誤的是()A．若X為鋅棒，開關(guān)K置于M處，可減緩鐵的腐蝕B．若X為鋅棒，開關(guān)K置于M處，鐵極發(fā)生氧化反應(yīng)C．若X為碳棒，開關(guān)K置于N處，可減緩鐵的腐蝕D．若X為碳棒，開關(guān)K置于N處，X極發(fā)生氧化反應(yīng)答案B解析若X為鋅棒，開關(guān)K置于M處時(shí)，鋅作負(fù)極，鐵作正極被保護(hù)，A項(xiàng)正確、B項(xiàng)錯(cuò)誤；若X為碳棒，開關(guān)K置于N處，鐵連接電源負(fù)極作陰極被保護(hù)，C項(xiàng)正確；X連接電源正極作陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，D項(xiàng)正確。題組三金屬腐蝕的實(shí)驗(yàn)探究6．(2020·安徽滁州二中、定遠(yuǎn)二中等11校聯(lián)考)某小組同學(xué)用如圖裝置研究鋼鐵在海水中的腐蝕與防腐(①中鐵片為生鐵)。下列說法正確的是()A．①中只發(fā)生化學(xué)腐蝕B．②中只發(fā)生的是析氫腐蝕C．③為犧牲陽極的陰極保護(hù)法D．鋼鐵被腐蝕的速率：②＞①＞③答案D解析①中鐵片為生鐵，生鐵表面形成無數(shù)個(gè)原電池，發(fā)生電化學(xué)腐蝕，A項(xiàng)錯(cuò)誤；②中電解質(zhì)溶液為海水，發(fā)生的是吸氧腐蝕，B項(xiàng)錯(cuò)誤；③為電解池裝置，為外加電流的陰極保護(hù)法，C項(xiàng)錯(cuò)誤；①中主要發(fā)生化學(xué)腐蝕，②中鐵片為負(fù)極發(fā)生吸氧腐蝕，③中鐵片連接外接電源的負(fù)極被保護(hù)，所以鋼鐵被腐蝕的速率為②>①>③，D項(xiàng)正確。7．(2020·河北衡水中學(xué)調(diào)研)一定條件下，某含碳鋼腐蝕情況與溶液pH的關(guān)系如下表：pH2466.5813.514腐蝕快慢較快慢較快主要產(chǎn)物Fe2＋Fe3O4Fe2O3FeOeq\o\al(－,2)下列說法正確的是()A．pH＜4時(shí)，發(fā)生析氫腐蝕B．隨pH的升高，含碳鋼的腐蝕速率逐漸加快C．pH為14時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為2H2O＋Fe－3e－=FeOeq\o\al(－,2)＋4H＋D．pH為7時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為Fe－3e－=Fe3＋，生成的Fe3＋被空氣中的氧氣氧化為Fe2O3答案A解析pH＜4時(shí)，鋼鐵腐蝕的主要產(chǎn)物為Fe2＋，此時(shí)溶液呈酸性，正極上H＋得電子，生成H2，A正確；由表中信息可知，隨pH的升高，含碳鋼的腐蝕速率先減慢后加快，B錯(cuò)誤；pH為14時(shí)，電解質(zhì)溶液呈堿性，負(fù)極反應(yīng)式為Fe＋4OH－－3e－=FeOeq\o\al(－,2)＋2H2O，C錯(cuò)誤；pH為7時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋，生成的二價(jià)鐵被氧氣氧化，最終生成Fe2O3，D錯(cuò)誤。8．如圖所示，各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕的速率由快到慢的順序?yàn)開_______。答案⑤④②①③⑥解析②③④均為原電池，③中Fe為正極，被保護(hù)；②④中Fe為負(fù)極，均被腐蝕，但Fe和Cu的金屬活動(dòng)性差別大于Fe和Sn的，故Fe-Cu原電池中Fe被腐蝕的較快。⑤是Fe接電源正極作陽極，Cu接電源負(fù)極作陰極的電解池，加快了Fe的腐蝕。⑥是Fe接電源負(fù)極作陰極，Cu接電源正極作陽極的電解池，防止了Fe的腐蝕。根據(jù)以上分析可知，鐵在其中被腐蝕的速率由快到慢的順序?yàn)棰茛堍冖佗邰蕖＝饘俑g的一般規(guī)律(1)在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的速率快慢：電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學(xué)腐蝕＞有防護(hù)措施的腐蝕。(2)在原電池中，電解質(zhì)溶液相同時(shí)，兩極的活潑性差別越大，負(fù)極金屬越易被腐蝕，如Zn－Cu(H2SO4)中的Zn比Zn－Fe(H2SO4)中的Zn腐蝕快。(3)對(duì)由相同正、負(fù)極構(gòu)成的原電池(如Fe－Cu原電池)①電解質(zhì)的氧化能力越強(qiáng)，負(fù)極金屬越易被腐蝕。如：Fe在不同電解質(zhì)溶液中的腐蝕速率是CuSO4溶液＞稀H2SO4＞NaCl溶液。②電解質(zhì)中起氧化作用的離子相同時(shí)，該離子濃度越大，負(fù)極金屬腐蝕速率越快。如腐蝕速率：1mol·L－1鹽酸＞0.1mol·L－1鹽酸＞0.1mol·L－1醋酸＞海水(起氧化作用的H＋濃度逐漸減小)。③溶液的導(dǎo)電能力越強(qiáng)，負(fù)極金屬越易被腐蝕。如腐蝕速率：海水＞淡水＞酒精。(4)一般情況下不純的金屬或合金在潮濕的空氣中腐蝕的速率遠(yuǎn)快于在干燥、隔絕空氣條件下的腐蝕速率。1．(2020·全國(guó)卷Ⅱ，12)電致變色器件可智能調(diào)控太陽光透過率，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能。下圖是某電致變色器件的示意圖。當(dāng)通電時(shí)，Ag＋注入到無色WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈現(xiàn)藍(lán)色，對(duì)于該變化過程，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．Ag為陽極B．Ag＋由銀電極向變色層遷移C．W元素的化合價(jià)升高D．總反應(yīng)為：WO3＋xAg=AgxWO3答案C解析根據(jù)題給信息，通電時(shí)Ag＋注入到無色WO3薄膜中，生成AgxWO3，可得Ag為陽極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag－e－=Ag＋，Ag＋通過固體電解質(zhì)向變色層遷移，總反應(yīng)為WO3＋xAg=AgxWO3，A、B、D正確；WO3得xe－生成WOeq\o\al(x－,3)，W元素的化合價(jià)降低，C錯(cuò)誤。2．(2020·江蘇，11)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。在題圖所示的情境中，下列有關(guān)說法正確的是()A．陰極的電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋B．金屬M(fèi)的活動(dòng)性比Fe的活動(dòng)性弱C．鋼鐵設(shè)施表面因積累大量電子而被保護(hù)D．鋼鐵設(shè)施在河水中的腐蝕速率比在海水中的快答案C解析陰極得電子，A錯(cuò)誤；金屬M(fèi)失電子，其活動(dòng)性應(yīng)比鐵強(qiáng)，B錯(cuò)誤；M失去的電子流入鋼鐵設(shè)施表面，因積累大量電子而被保護(hù)，C正確；海水中所含電解質(zhì)的濃度遠(yuǎn)大于河水中的，因此鋼鐵設(shè)施在海水中被腐蝕的速率快，D錯(cuò)誤。3．(2018·全國(guó)卷Ⅰ，13)最近我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種CO2＋H2S協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣中CO2和H2S的高效去除。示意圖如下所示，其中電極分別為ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應(yīng)為：①EDTA-Fe2＋－e－=EDTA-Fe3＋②2EDTA-Fe3＋＋H2S=2H＋＋S＋2EDTA-Fe2＋該裝置工作時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．陰極的電極反應(yīng)：CO2＋2H＋＋2e－=CO＋H2OB．協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)：CO2＋H2S=CO＋H2O＋SC．石墨烯上的電勢(shì)比ZnO@石墨烯上的低D．若采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTA-Fe3＋/EDTA-Fe2＋，溶液需為酸性答案C解析由題中信息可知，石墨烯電極發(fā)生氧化反應(yīng)，為電解池的陽極，則ZnO@石墨烯電極為陰極。陽極接電源正極，電勢(shì)高，陰極接電源負(fù)極，電勢(shì)低，故石墨烯上的電勢(shì)比ZnO@石墨烯上的高，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由題圖可知，電解時(shí)陰極反應(yīng)式為CO2＋2H＋＋2e－=CO＋H2O，A項(xiàng)正確；將陰、陽兩極反應(yīng)式合并可得總反應(yīng)式為CO2＋H2S=CO＋H2O＋S，B項(xiàng)正確；Fe3＋、Fe2＋只能存在于酸性溶液中，D項(xiàng)正確。4．[2019·全國(guó)卷Ⅲ，28(4)]近年來，隨著聚酯工業(yè)的快速發(fā)展，氯氣的需求量和氯化氫的產(chǎn)出量也隨之迅速增長(zhǎng)。因此，將氯化氫轉(zhuǎn)化為氯氣的技術(shù)成為科學(xué)研究的熱點(diǎn)。在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術(shù)的基礎(chǔ)上，科學(xué)家最近采用碳基電極材料設(shè)計(jì)了一種新的工藝方案，主要包括電化學(xué)過程和化學(xué)過程，如圖所示：負(fù)極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)有___________________________________(寫反應(yīng)方程式)。電路中轉(zhuǎn)移1mol電子，需消耗氧氣____L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。答案Fe3＋＋e－=Fe2＋，4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O5.6解析負(fù)極區(qū)發(fā)生還原反應(yīng)Fe3＋＋e－=Fe2＋，生成的二價(jià)鐵又被氧氣氧化成三價(jià)鐵，發(fā)生反應(yīng)4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O，由反應(yīng)可知電路中轉(zhuǎn)移4mol電子消耗1molO2，則轉(zhuǎn)移1mol電子消耗氧氣eq\f(1,4)mol，其在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為eq\f(1,4)mol×22.4L·mol－1＝5.6L。5．[2019·全國(guó)卷Ⅱ，27(4)]環(huán)戊二烯()是重要的有機(jī)化工原料，廣泛用于農(nóng)藥、橡膠、塑料等生產(chǎn)。環(huán)戊二烯可用于制備二茂鐵[Fe(C5H5)2，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為]，后者廣泛應(yīng)用于航天、化工等領(lǐng)域中。二茂鐵的電化學(xué)制備原理如下圖所示，其中電解液為溶解有溴化鈉(電解質(zhì))和環(huán)戊二烯的DMF溶液(DMF為惰性有機(jī)溶劑)。該電解池的陽極為________，總反應(yīng)為__________________________。電解制備需要在無水條件下進(jìn)行，原因?yàn)開______________________________。答案Fe電極Fe＋2＋H2↑[或Fe＋2C5H6=Fe(C5H5)2＋H2↑]水會(huì)阻礙中間物Na的生成，且水會(huì)電解生成OH－，進(jìn)一步與Fe2＋反應(yīng)生成Fe(OH)2解析結(jié)合圖示電解原理可知，F(xiàn)e電極發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽極；在陰極上有H2生成，故電解時(shí)的總反應(yīng)為Fe＋2＋H2↑或Fe＋2C5H6=Fe(C5H5)2＋H2↑。結(jié)合相關(guān)反應(yīng)可知，電解制備需在無水條件下進(jìn)行，否則水會(huì)阻礙中間產(chǎn)物Na的生成，水電解生成OH－，OH－會(huì)進(jìn)一步與Fe2＋反應(yīng)生成Fe(OH)2，從而阻礙二茂鐵的生成。1．用如圖所示裝置(X、Y是直流電源的兩極)分別進(jìn)行下列各組實(shí)驗(yàn)，則下表中各項(xiàng)所列對(duì)應(yīng)關(guān)系均正確的一項(xiàng)是()選項(xiàng)X極實(shí)驗(yàn)前U形管中液體通電后現(xiàn)象及結(jié)論A正極Na2SO4溶液U形管兩端滴入酚酞后，a管中呈紅色B正極AgNO3溶液b管中電極反應(yīng)式是4OH－－4e－=O2↑＋2H2OC負(fù)極CuCl2溶液b管中有氣體逸出D負(fù)極NaOH溶液溶液pH降低答案C解析電解Na2SO4溶液時(shí)，陽極上是OH－發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即a管中OH－放電，酸性增強(qiáng)，酚酞遇酸不變色，即a管中呈無色，A錯(cuò)誤；電解AgNO3溶液時(shí)，陰極上是Ag＋得電子發(fā)生還原反應(yīng)，即b管中電極反應(yīng)是析出金屬Ag的反應(yīng)，B錯(cuò)誤；電解CuCl2溶液時(shí)，陽極上是Cl－失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，即b管中Cl－放電，產(chǎn)生Cl2，C正確；電解NaOH溶液時(shí)，陰極上是H＋放電，陽極上是OH－放電，實(shí)際上電解的是水，導(dǎo)致NaOH溶液的濃度增大，堿性增強(qiáng)，pH升高，D錯(cuò)誤。2．(2019·貴州遵義航天高中月考)關(guān)于圖中裝置說法正確的是()A．裝置中電子移動(dòng)的方向：負(fù)極→Fe→M溶液→石墨→正極B．若M為滴加酚酞的NaCl溶液，通電一段時(shí)間后，鐵電極附近溶液顯紅色C．若M為CuSO4溶液，可以實(shí)現(xiàn)在石墨上鍍銅D．若將電源反接，M為NaCl溶液，可以用于制備Fe(OH)2并使其較長(zhǎng)時(shí)間保持白色答案B解析電子不能進(jìn)入溶液中，A錯(cuò)誤；由圖可知鐵電極為陰極，水電離出的氫離子在陰極得電子生成氫氣，電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，陰極附近OH－濃度增大，堿性增強(qiáng)，使酚酞溶液變紅，B正確；若M為CuSO4溶液，Cu在鐵電極表面析出，C錯(cuò)誤；若將電源反接，鐵作陽極，則鐵失電子生成Fe2＋，石墨作陰極，水電離出的氫離子在陰極得到電子生成氫氣，溶液中的OH－濃度增大，F(xiàn)e2＋和OH－反應(yīng)生成氫氧化亞鐵沉淀，但是溶液中的氧氣能夠?qū)溲趸瘉嗚F氧化為紅褐色的氫氧化鐵沉淀，則氫氧化亞鐵不能較長(zhǎng)時(shí)間保持白色，D錯(cuò)誤。3．利用如圖所示裝置模擬電解原理在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。下列說法正確的是()A．氯堿工業(yè)中，X電極上反應(yīng)式是4OH－－4e－=2H2O＋O2↑B．電解精煉銅時(shí)，Z溶液中的Cu2＋濃度不變C．在鐵片上鍍銅時(shí)，Y是純銅D．制取金屬鎂時(shí)，Z是熔融的氯化鎂答案D解析氯堿工業(yè)中陽極是Cl－放電生成Cl2；電解精煉銅時(shí)陽極粗銅溶解，陰極Cu2＋放電析出Cu，但是粗銅中含有鋅、鐵、鎳等雜質(zhì)，使得溶液中Cu2＋濃度變?。昏F片上鍍銅時(shí)，陰極應(yīng)該是鐵片，陽極是純銅。4．下列說法正確的是()A．圖①：通電一段時(shí)間后，攪拌均勻，溶液的pH增大B．圖②：此裝置可實(shí)現(xiàn)銅的精煉C．圖③：鹽橋中的K＋移向FeCl3溶液D．圖④：若觀察到甲燒杯中石墨電極附近先變紅，則乙燒杯中銅電極為陽極答案C解析電解硫酸溶液，實(shí)質(zhì)是電解其中的水，電解一段時(shí)間后，溶劑水減少，溶液中硫酸濃度增加，整體溶液的pH減小，A錯(cuò)誤；電解精煉銅時(shí)，粗銅應(yīng)與電源正極相連，純銅與電源負(fù)極相連，B錯(cuò)誤；此原電池中銅電極為負(fù)極，石墨電極為正極，陽離子K＋向正極移動(dòng)，C正確；甲燒杯中石墨電極附近先變紅，說明甲燒杯中石墨電極附近有OH－生成，則此電極為陰極，鐵電極為陽極，所以直流電源M為正極，N為負(fù)極，與N負(fù)極相連的銅電極為陰極，D錯(cuò)誤。5．(2020·北京朝陽區(qū)模擬)在不同電壓下，用惰性電極電解飽和NaCl溶液制備少量NaClO，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：實(shí)驗(yàn)①②③電壓U1U2U3現(xiàn)象a極產(chǎn)生少量氣泡，b極無明顯氣泡a極產(chǎn)生較多氣泡，b極產(chǎn)生少量氣泡a極產(chǎn)生大量氣泡，b極逸出大量黃綠色氣體下列分析不正確的是()A．①②③中，a極均發(fā)生了還原反應(yīng)B．①②③中均能發(fā)生Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2OC．電解時(shí)，OH－由b極向a極移動(dòng)D．不宜采用實(shí)驗(yàn)③的電壓制備NaClO答案C解析本題考查電解飽和NaCl溶液制備NaClO的原理。實(shí)驗(yàn)①～③中a極是陰極，均發(fā)生還原反應(yīng)，A正確；實(shí)驗(yàn)①～③中，b極是陽極，電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑，陰極反應(yīng)產(chǎn)生NaOH，Cl2與NaOH反應(yīng)生成NaCl、NaClO和H2O，B正確；電解時(shí)，陰離子向陽極移動(dòng)，則OH－由a極向b極移動(dòng)，C錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)③中產(chǎn)生大量黃綠色氣體，說明電解速率過快，產(chǎn)生的Cl2并未與NaOH反應(yīng)，故不宜采用該實(shí)驗(yàn)的電壓制備NaClO，D正確。6．我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)了二氧化碳的熔鹽捕獲及電化學(xué)轉(zhuǎn)化裝置，其示意圖如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．b為電源的正極B．①②中，捕獲CO2時(shí)碳元素的化合價(jià)發(fā)生了變化C．a(chǎn)極的電極反應(yīng)式為2C2Oeq\o\al(2－,5)－4e－=4CO2↑＋O2↑D．上述裝置的總反應(yīng)式為CO2eq\o(=,\s\up7(電解))C＋O2答案B解析a電極上C2Oeq\o\al(2－,5)轉(zhuǎn)化為O2，失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)2C2Oeq\o\al(2－,5)－4e－=4CO2↑＋O2↑，為電解池的陽極，則b為電源的正極；d電極上COeq\o\al(2－,3)轉(zhuǎn)化為C，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，為電解池的陰極，則c為電源的負(fù)極。根據(jù)題干“熔鹽”和圖中的“O2－”可知，電解質(zhì)中自由移動(dòng)的陰離子為O2－，陰極反應(yīng)為COeq\o\al(2－,3)＋4e－=C＋3O2－，①②的反應(yīng)分別為4CO2＋2O2－=2C2Oeq\o\al(2－,5)、CO2＋O2－=COeq\o\al(2－,3)，故總反應(yīng)為CO2eq\o(=,\s\up7(電解))C＋O2。7．(2019·南陽高三模擬)某同學(xué)進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：操作現(xiàn)象取一塊打磨過的生鐵片，在其表面滴一滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]的食鹽水放置一段時(shí)間后，生鐵片上出現(xiàn)如圖所示“斑痕”，其邊緣為紅色，中心區(qū)域?yàn)樗{(lán)色，在兩色環(huán)交界處出現(xiàn)鐵銹下列說法不合理的是()A．生鐵片發(fā)生吸氧腐蝕B．中心區(qū)的電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋C．邊緣處的電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－D．交界處發(fā)生的反應(yīng)為4Fe2＋＋O2＋10H2O=4Fe(OH)3＋8H＋答案D解析生鐵片邊緣處為紅色，說明生成了OH－，O2＋2H2O＋4e－=4OH－，生鐵片發(fā)生吸氧腐蝕，故A、C選項(xiàng)合理；根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，中心區(qū)域?yàn)樗{(lán)色，說明生成了Fe2＋(Fe2＋遇K3[Fe(CN)6]變藍(lán))，F(xiàn)e－2e－=Fe2＋，故B項(xiàng)合理；在兩色環(huán)交界處出現(xiàn)鐵銹，是因?yàn)樯傻臍溲趸瘉嗚F被氧氣氧化成了氫氧化鐵，故D項(xiàng)不合理。8．在一塊表面無銹的鐵片上滴食鹽水，放置一段時(shí)間后看到鐵片上有鐵銹出現(xiàn)。鐵片腐蝕過程中發(fā)生的總反應(yīng)化學(xué)方程式：2Fe＋2H2O＋O2=2Fe(OH)2，F(xiàn)e(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()A．鐵片發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕B．鐵片腐蝕最嚴(yán)重區(qū)域應(yīng)該是生銹最多的區(qū)域C．鐵片腐蝕中負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)：2H2O＋O2＋4e－=4OH－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)腐蝕答案D解析A項(xiàng)，在鐵的吸氧腐蝕過程中，鐵片發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕；B項(xiàng)，鐵片負(fù)極腐蝕最嚴(yán)重，由于離子的移動(dòng)，在正極區(qū)域生成鐵銹最多；C項(xiàng)，鐵片腐蝕中負(fù)極反應(yīng)式應(yīng)為Fe－2e－=Fe2＋。9．電解是最強(qiáng)有力的氧化還原手段，在化工生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用。請(qǐng)回答下列問題：(1)以銅為陽極，石墨為陰極，用NaCl溶液作電解液進(jìn)行電解，得到半導(dǎo)體材料Cu2O和一種清潔能源，則陽