电解池的原理及应用、金属腐蚀与防护突破训练(二)【解析版】

1、电解池的原理及应用、金属腐蚀与防护突破训练（二）1. 利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用。下列说法正确的是（）A. 氯碱工业中，X电极上反应式是40H 4e=2bm QTB. 电解精炼铜时，Z溶液中的CiT浓度不变C在铁片上镀铜时，Y是纯铜D.制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁【解析】选D氯碱工业中阳极是Cl 放电生成C12;电解精炼铜时阳极粗铜溶解， 阴极CiT放电析出Cu,但是粗铜中含有锌、铁、镍等杂质，使得溶液中Cij +浓度变小；铁片上镀铜时，阴极应该是铁片，阳极是纯铜。2. 金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量 Fe、Zn、Cu Pt等杂质，可用电解法 制备高纯度的镍，下列叙述

2、正确的是（已知：氧化性Fe2+<Ni2+<CiJ +）（）A. 阳极发生还原反应，其电极反应式为 Ni2 + + 2e=NiB. 电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量一定相等C. 电解后，电解槽底部的阳极泥中含有 Cu和PtD. 电解后，溶液中存在的金属阳离子只有和Zn2+【解析】选 C电解法制备高纯度的镍，粗镍作为阳极，金属按还原性顺序Zn>Fe>Ni>Cu>Pt发生氧化反应，电极反应依次为Zn 2e =Zn、Fe 2e =Fe + > Ni 2e =N2+，A项错误；电解过程中，阳极 Zn、Fe、Ni溶解，Cu Pt沉 积到电解槽底部，阴

3、极只析出Ni，结合两极转移的电子数相等，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量不相等，B项错误；Cu和Pt还原性比Ni弱，不能失去 电子，以沉淀的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥，C项正确；电解后，溶液中存在的金属阳离子除了 Fe2+> Zn2+外，还有N广，D项错误。3. 用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一 般为"SQ HC2Q混合溶液。下列叙述错误的是（）A.待加工铝质工件为阳极B. 可选用不锈钢网作为阴极C. 阴极的电极反应式为 Al3 + 3e_ =AID. SO_在电解过程中向阳极移动【解析】选C用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀

4、的氧化膜，则 铝制品为阳极，即待加工铝质工件为阳极，A正确；选用不锈钢网作为阴极不会影响电极反应及总反应，故可选用不锈钢网作为阴极，B正确；阴极的电极反应式为2H+ 2e_ =HT, C不正确；电解过程中，阴离子向阳极移动，故SO_在电解过程中向阳极移动，D正确。4. 用铂电极（惰性）电解下列溶液时，阴极和阳极上的主要产物分别是“和Q的是（）A. 稀NaOH溶液B. HCI溶液C酸性MgC2溶液D.酸性AgNO溶液【解析】选 A 阳极：4OH 4e=OT+ 2HO,阴极：2F2O+ 2e=HT+ 2OH ,阴极和阳极上的主要产物分别是 H2和。2，故A正确；阳极：2CI 2e=C2T,阴极：2

5、H+ + 2e =HT，阴极和阳极上的主要产物分别是 H2和CI2,故B、C错误；阳极：2H2O 4" =OT+ 4H*，阴极：Ag + J=Ag阴极和阳极上的 主要产物分别是Ag和Q,故D错误。5. 利用电化学原理还原CO制取ZnGO的装置如图所示（电解液不参加反应）,下 列说法正确的是（）-电源阳离子交换膜A. 可用HSO溶液作电解液B. 阳离子交换膜的主要作用是增强导电性C.工作电路中每流过0.02 mol电子,Zn电极质量减重0.65 gD.Pb电极的电极反应式是 2CQ2e-C2-1.【解析】选C。如果用HSQ溶液作电解液，溶液中氢离子会在正极得电子生成氢 气，影响2CQ+

6、2e-C2；?反应的发生,A错误；用阳离子交换膜把阳极室和阴极 室隔开,它具有选择透过性,它只允许H透过,其他离子难以透过,B错误;Zn电极 为负极,发生氧化反应，Zn-2e -Zn2+;当电路中每流过0.02 mol电子，消耗锌的 物质的量为0.01 mol,质量为0.65 g,C正确;Pb电极为正极，发生还原反应，2CQ+2e,D 错误。6. 据报道，近日微软新推出一款诺基亚品牌的功能手机Nokia 230,该款手机使用新型锂钒氧化物电池，续航时间可达到27天。已知电池的总反应为 MQ +放电xLi 充电 LixVO,下列说法正确的是（）A. 电池在放电时，Li +向电源负极移动B. 充电

7、时阳极的反应为LixVO xe- =VO+xLi +C. 放电时负极失重7.0g，贝U转移2mol电子D. 该电池以Li、MQ为电极，酸性溶液作介质【解析】电池在放电时，Li +向正极移动，A项错误；电池充电时阳极发生氧化 反应，电极反应式是 LixMQ xe=VO5+ xLi +， B项正确；负极的反应为，每 消耗1 mol Li（7.0 g） 则转移1 mol电子，C项错误；Li是活泼金属，会与酸性 溶液反应产生H，因而电池介质不会是酸性溶液，D项错误。7. 锂一空气电池能够提供相当于普通锂离子电池 10倍的能量，因此它是最有前 途的电池之一。下图是锂一空气电池放电和充电时的工业原理示意图

8、。 下列说法 正确的是（ ）充电专用电极金 属 锂有机电诂液水芯电解质曲如 固体电解质惟化刑山源 充电专用电极金属徵图UA. 图I所示电池中电极a为正极，b为负极B. 图I电池中的固体电解质可用 NaOH溶液代替C. 当给图U中的锂一空气电池充电时，d极应接外接电源的负极D. 图U中d极的电极反应式为4OH 4e_ =2HO+ QT【解析】根据题意，A选项，图I中a电极为锂，为活泼金属，易失电子，故 a 极为负极，错误。B选项，锂是较活泼的金属，易与 NaOH容液中的水反应，故 不可用其代替°错误。当给图II中勺勺锂 空记电;也充电时 d极作阳极，应接外 接电源的正极，电极反应式为

9、4OH 4e=2HO+ QT,因此C项错误，D项正 确。9. 某同学设计如图所示装置，探究氯碱工业原理，下列说法正确的是（）电源CuJLC _,-亲A. 石墨电极与直流电源负极相连B. 用湿润淀粉-KI试剂在铜电极附近检验气体，试纸变蓝色C氢氧化钠在石墨电极附近产生，Na +向石墨电极迁移D.铜电极的反应式为：2H+ + 2e =HT【解析】若该装置是探究氯碱工业原理，则 Cu电极应该与电源的负极连接，石 墨电极与直流电源正极相连，A项错误；Cu电极为阴极，在阴极发生反应：2H+ + 2e =HT;在阳极 C电极上发生反应：2Cl 2e =C2 T ;所以用湿润 KI 淀粉试剂在碳电极附近检验

10、气体，试纸变蓝色，B项错误；由于Cu电极为阴极，在阴极发生反应：2H+ + 2e =HT ;破坏了附近的水的电离平衡，最终在 Cu电 极附近氢氧化钠产生，Na +向铜电极迁移，C项错误；铜电极的反应式为：2H+ + 2"= HT，D项正确。10. 厨房垃圾发酵液可通过电渗析法处理，同时得到乳酸的原理如图所示（图中90 g mol1），下表HA表示乳酸分子，人表示乳酸根离子，乳酸的摩尔质量为有关说法中正确的是（）t鸚/浓 缩 室0.1 molL-'HA落液 垃圾发酵液H2SO4溶液（含A. 阳极的电极反应式为4OH 4e_=2HO+ QTB. 从阳极通过阳离子交换膜向阴极移动C

11、. 人通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室浓HA溶液惰性电极D. 400 mL10 g L1乳酸溶液通电一段时间后，浓度上升为145 g L1（溶液体积变化忽略不计），阴极上产生的H2在标准状况下的体积约为4.48 L【解析】阳极：2H2O 4e =OT+ 4。阴极区A移向浓缩室，阳极区 浓度 增大，移向浓缩室，得到浓乳酸溶液，增加的乳酸的物质的量为0.4 L X 145 g L1 0.4 L X 10 g L1190 g mol0.6 mol i准状况）为 2 X 22.4 L mol = 6.72 L。gg = 0.6 mol，所以产生H2的体积（标11 用惰性电极电解如下物质可制得对应金属的

12、是 （）A. 电解熔融AlCl 3获取金属铝B. 电解MgC2溶液获取金属镁C电解CuCb溶液获取金属铜D. 电解饱和食盐水来获取金属钠【解析】选C电解熔融的AbQ才能够制备金属铝，A错误；电解熔融的MgCJ 获取金属镁，B错误；电解CuCl2溶液，阴极得到铜，C正确；电解熔融的NaCl 才能制备钠，而电解饱和食盐水得到 NaOH溶液，D错误。12. 某同学设计如图所示装置，探究氯碱工业原理，下列说法正确匚錘比的是（）辱卜A. 石墨电极与直流电源负极相连饱和伐盐水B. 用湿润KI淀粉试纸在铜电极附近检验气体，试纸变蓝色C氢氧化钠在石墨电极附近产生，”&+向石墨电极迁移D.铜电极的反应式

13、为2H* + 2"=HT【解析】选D设计本装置的目的是探究氯碱工业原理，也就是电解 NaCl溶液， 故Cu电极只能作阴极，连接电源的负极，A不正确；Cu电极周围得到的产物是 H2,无法使湿润KI淀粉试纸变蓝色，B不正确；NaOH是 Cu电极周围产物， 向Cu电极迁移，C不正确；Cu电极发生的电极反应为2H + + 2e=HT, D正确。宜流电源13. 用如图所示装置（X、Y是直流电源的两极）分别进行下列各组 实验，则下表中各项所列对应关系均正确的一组是（）选项X极实验前U形管中液体通电后现象及结论A正极NaSQ溶液U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色B正极AgNQ溶液b管中电极反应式是

14、4QH 4e =QT +2HQC负极CuCb溶液b管中有气体逸出D负极NaQH溶液溶液pH降低【解析】选C电解NaSQ溶液时，阳极上是 0H发生失电子的氧化反应，即 a 管中QH放电，酸性增强，酸遇酚酞不变色，即a管中呈无色，A错误；电解AgNQ 溶液时，阴极上是Ag+发生得电子的还原反应，即b管中电极反应是析出金属 Ag 的反应，B错误；电解CuCb溶液时，阳极上是C发生失电子的氧化反应，即b 管中C放电，产生CI2，C正确；电解NaQH溶液时，阴极上是放电，阳极上 是QH放电，实际上电解的是水，导致 NaQH溶液的浓度增大，碱性增强，pH升 高，D错误。14. 四室式电渗析法制备盐酸和 N

15、aQH勺装置如图所示。a、b、c为阴、阳离子交 换膜。已知：阴离子交换膜只允许阴离子透过，阳离子交换膜只允许阳离子透过。 下列叙述正确的是（）NiiOH (aq) NaCl(aq) ICI(aq) H2SO4ta(l)|11 14n亠IIIIV-4L浓 fK'l(aq)A. b、c分别依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜B通电后川室中的C透过c迁移至阳极区C. I、U、M、W四室中的溶液的 pH均升高D. 电池总反应为 4NaCI+ 6HQ=S=NaQH 4HCI+ 2Hd + Q T【解析】由图中信息可知，左边电极与负极相连为阴极，右边电极为阳极，所以通电后，阴离子向右定向移动，阳离子向

16、左定向移动，阳极上HHO放电生成Q和HT,阴极上HQ放电生成H2和QH; HT透过c, C透过b,二者在b、c之间 的川室形成盐酸，盐酸浓度变大，所以 b、c分别为阴离子交换膜和阳离子交换 膜；Na透过a，NaQH勺浓度变大，所以a也是阳离子交换膜，故 A B两项均错 误；电解一段时间后，1中的溶液的 c(OFT)升高，pH升高，U中为NaCl溶液， pH不变，川中有HCI生成，故c(H +)增大，pH减小，W中H移向叭 H2Q放电生 成Q，使水的量减小，c(H+)增大，pH减小，C不正确。15用电解法制取KIQ的方法是以石墨和铁为电极电解 KI溶液，电解反应方程 由解式为KI + 3HQ=I

17、Q+ 3HT。下列说法中正确的是()A. 电解时石墨作阴极B. 电解时阳极上产生HC. 电解过程中阴极溶液pH升高D. 阴极电极反应式：丨一6e-+ 3H2Q=IQ+ 6H+【解析】选C电解时，铁作阴极，石墨作阳极，若铁作阳极，则铁放电，A错误；阳极发生氧化反应，I 一失电子被氧化，电极反应为I 一一6e_ + 3F2Q=I(一 + 6H+，B D两项错误；阴极水放电，2HC+ 2e一=HT + 2QH,溶液的pH升高， C项正确。极反16.KIQ3可采用“ 电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为 ，其迁移方向是00(2)(2018 全国卷I节选)制备NqSO可采用三室膜电解技术，装置如图所

18、示，其中SO碱吸收液中含有NaHSO和NaSO。阳极的电极反应式为 。电解后， 的NaHSO)浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到NaSQ。阳离了交换虺【解析】(1)该装置为电解池，电解时阴极电解质为KOH水中氢离子放电,故电极反应式为2H2O+ 2e=2OH+ H4;电解过程中通过阳离子交换膜的离 子主要为K+，在电解池中离子移动方向为阳离子移向阴极，故K+由a到b。(2)根据题中的图示，左侧为电解池的阳极，右侧为电解池的阴极，离子交换膜均为 阳离子交换膜，只允许阳离子通过，阳极的电解质溶液为硫酸，所以阳极的电极 反应式为2H2O- 4e_=4H + Q T，贝U阳极的氢离子会透过阳离子

19、交换膜进入 a室，与a室中的SO碱吸收液中含有的NaSO发生反应生成NaHSQ所以a室中 的NaHSO浓度增加。答案 2H.O+ 2e- =2OH+ Hd K a 到 b (2)2H2O- 4e- =4H+ + QT17某课外活动小组用如图装置进行实验，试回答下列问题铁B若开始时开关K与a连接，则B极的电极反应式为(2)若开始时开关K与b连接，则B极的电极反应式为 总反应的离子方程式为_有关上述实验，下列说法正确的是(填序号）。 溶液中Na*向A极移动 从A极处逸出的气体能使湿润的淀粉 KI试纸变蓝 反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度 若标准状况下B极产生2.24 L气体，则溶

20、液中转移0.2 mol电子（3）该小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可 以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。 该电解槽的阳极反应式为 。此时通过阴离子交换膜的离子数（填“大于” “小于”或“等于”）通过阳离子交换膜的离子数。 制得的氢氧化钾溶液从出口 （填写“ A” “ B” “ C'或“D”）导出。 通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因 若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池， 则电池正极 的电极反应式为【解析】（1）开关K与a相连，装置构成原电池，Fe失去电子为原电池负极。 开关K与b相连，装置构成电解Na

21、Cl溶液的电解池，B为电解池的阴极， 溶液中的H在B极放电生成H。电解过程中Nsf应该向阴极B移动；A极产生的 气体为Cl2,Cl2能将氧化为丨2,丨2遇淀粉变蓝；根据电解反应：2NaCI+ 2HO辿解= 2NaOH-HJ+ CI2T,电解一段时间后若加入盐酸会增加 HO的质量，应通入HCI 气体使其恢复到电解前电解质的浓度；若标准状况下B极产生2.24 L气体，即0.1 mol H 2,则有0.2 mol电子发生转移，但在溶液中转移的不是电子，而是离 子。（3）溶液中的OH在阳极失电子产生 Q: 4OH 4e=2H+ QT,所以在 B 口放出O，从A 口导出H2SQ。溶液中的H+在阴极得到电子产生Hk 2H+ 2e=HT,则从C 口放出H,从D 口导出KOH容液。因sO所带电荷数大于 所 带电荷数，SO_通过阴离子交换膜，Q通过阳离子交换膜，所以通过阳离子交换 膜的离子数大于通过阴离子交换膜的离子数。Q、H2、KOH溶液构成燃料电池时，Q在电池正极放电：Q + 4e