新高考一轮复习 电解池 金属的腐蚀和防护 作业

1、电解池金属的腐蚀和防护.在氯碱工业中，离子交换膜法电解饱和食盐水的示意图如下图。以下说法不正确的选项是（）离子交换膜A.电极A为阳极，发生氧化反响生成氯气B.离子交换膜为阳离子交换膜C.饱和NaCl溶液从a处进，NaOH溶液从d处出D.OH一迁移的数量等于导线上通过电子的数量.新型冠状病毒肺炎疫情期间某同学尝试在家自制含氯消毒剂。用两根铅笔芯（C/UC2）、 电源适配器和水瓶组装如下图的装置。接通电源后观察到：G周围产生细小气泡，C?周 围无明显现象；持续通电段时间后，C?周围产生细小气泡。此时停止通电拔出电极，旋紧 瓶塞，振荡摇匀，制备成功。以下关于该实验的说法不正确的选项是（）UIJBT-

2、和水 塑料管,适配器饱盐UIJBT-和水 塑料管,适配器饱盐A.C,电极附近产生气泡的原因为2H2。+ 2e一 H2 T +2OTB.可以用两根铁钉代替铅笔芯完成实验通电人C.自制消毒剂的总反响为NaCl + H2QNaClQ + H2 T.答案：D解析：Li能与水反响，故铜箔电极为产生锂的电极，即铜箔电极为阴极，催化电极为阳极, 电解池中阳离子移向阴极，故题图中的箭头表示Li+的移动方向，A项错误。铜箔电极上发 生还原反响，电极反响式是Li+e-Li, B项错误。铜箔电极增重14g时，电路中转移电子2m01,由于催化电极发生反响2Cr-2eJT，那么理论上催化电极上能放出Imol黄绿色的氯气

3、，题中没有说明气体处于标准状况下，即不能确定气体的体积为22.4L, C项 -通电人错误。由总反响2LiCl2Li + Cl2 T可知,导线中通过Imol电子时海水中消耗1 molLiCl,即减重42.5g, D项正确。.答案：D解析：结合题图，可知a极上产生发生的反响为水被氧化生成的反响，即a极为阳极，b极为阴极，那么阳极的电极反响式为2H2（）-4e-4H+O2T，阴极的电极反响式为2H+O2+2e-=H2O2o结合上述分析可知，A项正确；电解一段时间后，溶液中H+浓度未变，即阳极室的pH未变，B项正确；电解过程中H卡通过质子交换膜，从a极区向b 极区迁移，C项正确；由阴、阳极的电极反响式

4、，可知电解一段时间后，b极消耗O2的量是a极生成的量的2倍，即a极生成的CD?与b极反响的的量不相等，D项错误。.答案：A解析：根据题干描述，制备环氧乙烷的原理是使用惰性电极电解KC1溶液，C在阳极被氧 化为CU，生成的氯气与水反响生成HC1O和HCL HC10与通入阳极区电解液的乙烯反响 生成HOCH2cH2cl,而生成的HC1没有被消耗，因此在电解过程中阳极区电解液pH逐渐 减小。在阴极区水得电子生成H2和OH，此阴极区电解液变为碱性，电解结束后移去交换 膜，那么OH一与HOCH2cH2。反响生成环氧乙烷。乙烯应通入阳极区与HC10反响，A选项错误；根据反响原理可知，移出交换膜前存在氯气

5、与水的反响，B选项正确使用C交换膜阻止OH一通过，可使Cl2生成区的pH逐渐减小，C 选 项 正 确； 阳 极 区 发 生 的 反 应 为2Cr-2eCl2T Cl2 + H2O7HCIO + HC1 HC1O + CH2 = CH2 HOCH2CH2C1,阴极区发生的反响为2H2O + 2e-H2f+2OH-,两区混合后发生的反响为HOCH2cH2。+ OH- =Cr+ H2O + C2HQ ,将各反响相加可以得到总反响式为H2C = CH2 + H2O = H2 + C2H4O , D 选项正确。.答案：D解析：金属材料中一般含杂质，易在潮湿环境中构成原电池，从而发生电化学腐蚀，故电化 学

6、腐蚀比化学腐蚀更普遍，A项错误；合金不一定耐腐蚀性差，如不锈钢属于合金，其耐腐蚀，B项错误；钢铁发生吸氧腐蚀时，负极反响是Fe-2eFe2+, C项错误；海轮外壳连接锌块，锌块为负极，保护外壳不受腐蚀，此法为牺牲阳极的阴极保护法，D项正确。.答案：A解析：电化学腐蚀和化学腐蚀过程中都有电子转移，不同之处为电化学腐蚀过程中电子转移 的同时还存在定向移动，形成电流，而化学腐蚀没有电流产生，A错误；电热水器中的内胆 的主要成分是铁，Mg棒作负极铁作正极，形成原电池，Mg棒不断被腐蚀，保护了内胆， 该方法为牺牲阳极的阴极保护法，B正确；生活中的钢铁腐蚀大多为吸氧腐蚀，C正确；船 闸门的防护可以采用外加

7、电流的阴极保护法，可利用惰性材料作阳极，D正确。.答案：C解析：根据题图可知金属M失电子，为原电池的负极（题图所示为阳极），钢铁设施为原电 池的正极（题图所示为阴极），此方法属于牺牲阳极的阴极保护法。该装置中阴极发生还原 反响，A项错误。金属M被氧化，即金属活动性：MFe, B项错误。钢铁设施为原电池的 正极，因外表积累大量电子而被保护，C项正确。海水中含有大量的Na。等电解质，而河 水中电解质较少，故钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的慢，D项错误。.答案:B解析：开关未闭合时，Fe棒上B点同时与空气、应0接触，腐蚀最快，A项正确；假设X为NaCl, K与M连接，形成原电池，Fe棒作负极，

8、电极反响为Fe-2。一一Fe?+, C棒作正极，电极反响为02+4e+ 2H2。-4(汨-，故C棒处pH最大，B项错误；假设X为H2SO4,K与N连接，形成原电池，Fe棒为正极，电极反响为2H+2-H2T, C项正确；假设X为H2soK与N连接时，Fe棒为正极，被保护，K与M连接时，Fe棒为负极，被腐蚀, 故Fe腐蚀情况前者更慢，D项正确。.答案：A解析：由题给修复过程示意图可知，反响均为得电子的还原反响，应在正极发生, A项错误；修复过程中生成的Fe2+可与氧气、氢氧根离子反响生成Fe(OH)3，Fe(OH%为红 褐色物质，B项正确；由题图可知，N0得电子被还原成NH：,故的电极反响式为NO

9、- + 10H+ + 8e- = NH： + 3H?0 , C项正确；三氯乙烯中碳原子的化合价为+1,乙烯中碳原子的化合价为-2,故Imol三氯乙烯完全转化成Imol乙烯，得到6mol电子，D项正确。 1L答案：B解析：由题意知，铁钉在弱酸性、中性条件下发生吸氧腐蚀，那么正极反响式为O2+2H2O + 4e-40H-, A项正确。实验的溶液呈酸性，实验的溶液呈中性，根据题图可知300min内铁钉的平均吸氧腐蚀速率：酸性溶液,中性溶液，D项正确。向实 验中加入少量(NHJSO4固体，浸泡液由中性溶液变成弱酸性溶液，溶液pH下降，那么吸 氧腐蚀速率增大，C项正确。结合所用浸泡液及氧气体积分数随时间

10、的变化图像可知，相同 时间内，实验、的平均吸氧腐蚀速率均相差不大，实验、的平均吸氧腐蚀 速率相差较大，那么C不是影响吸氧腐蚀速率的主要因素，影响吸氧腐蚀速率的主要因素是 pH, B项错误。.答案:D解析：结合题图可知NH3, N?在阴极得电子，发生还原反响，那么a接外加电源的负 极，b接外加电源的正极，A项正确；装置中电解液为碱性，电解时，阴极发生反响： N2 + 6e- + 6H2O = 2NH3 + 6OH-,阳极发生反响：4OH-4e- = O2 T+2H2O ,为维持溶液 呈电中性，左池中0H一向右池移动，那么交换膜为阴离子交换膜，B、C项正确；右池中OPT 发生氧化反响，生成氧气，D

11、项错误。.答案:B解析：由图示可知，电池加热时，电极b上PANI材料失去电子，发生氧化反响，所以b为 负极，a为正极，电子由负极b经过导线流向正极a, A错误；正极的电势比负极的电势高, 那么电极a的电势比电极b高，B确；假设加入NaOH溶液，会与溶液中的Fe?+、Fe?+反响形成 沉淀，使溶液中自由移动的离子浓度降低，导致电解质溶液的导电性减弱，C错误；电极a 为正极，发生的电极反响为Fe3+e-=Fe2+,电池冷却时Fe?+在电极b外表与PANIO反响 可使电池再生，那么冷却时发生反响的方程式为2Fe2+PANIO + 2H+=2Fe3+PANI + HQ , 故电池工作时，不需要补充Fe

12、2+, D错误。.答案：BC解析：电解池中阳离子向阴极移动，故X电极为阴极，电极反响式为2H+2e-=HzT, A 错误；电子不能通过电解质溶液，所以电子流向：电源负极一阴极（X电极）、阳极（Y电 极）一电源正极，B正确；阴极反响为2H+2e-=凡T ,阳极反响为 4OH-4e-=O, T+2HQ,当电路中通过Imol电子时，阴极得到OmolH2,阳极得到 0.25molOo ，两极一共得到0.5mol+0.25mol=0.75mol气体，标准状况下体积为16.8L, C正 确；电解时，溶液中的阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，因此M为阳离子交换膜， A室获得副产品NaOH, N为阴离子交换

13、膜，B室获得副产品HCL假设去掉B室双极膜，那么 C会在阳极失电子生成CL，在阳极室会有C12生成，B室产物发生变化，D错误。.答案：A解析：假设X为食盐水，K未闭合，Fe棒上B点位于水与空气交界处，最易发生腐蚀，铁锈 最多，A错误；假设X为食盐水，K与M连接，那么形成原电池，碳棒为正极，食盐水呈中性, 铁发生吸氧腐蚀，C （碳）电极反响式为（）2+2也0 + 4一 =4OH,那么C （碳）处pH最大， B正确；假设X为稀盐酸，K分别与N、M连接均形成原电池，接N时铁作正极被保护，接 M时铁作负极被加速腐蚀，故接N时Fe腐蚀更慢C正确；假设X为稀盐酸K与M连接，发 生析氢腐蚀，C (碳)上氢离

14、子得电子产生氢气，电极反响式为2H+2。一=也个，D正确。.答案：(1)原电池0.2(3)变大(4)不变；2H2。4。一一。2 T+4H+； Ag2O解析：(1)根据图示，甲池装置为带盐桥的原电池。(2)甲池装置总反响为Cu + 2Ag-=Cu2-+2Ag ,设参加反响的铜的质量为xg ,生成银的质量为ag oCu + 2Ag+Cu2+2Ag TOC o 1-5 h z 64216xgQg竺=理解得”吗Xg 4g64xg + xg = 28g，解得 x = 6.464所以参加反响的铜的质量为6.4g,其物质的量是O.lmol,转移电子的物质的量是0.2mol。(3)甲池中铜作负极，盐桥中阴离子

15、移向负极，所以甲池左侧烧杯中NO的浓度增大。(4)其他条件不变，假设用U形铜棒代替“盐桥”，甲池右侧烧杯变为原电池，U形铜棒作负极，电极反响式为Cu-2e-CJ+；左侧烧杯变为电解池，左侧烧杯中U形铜棒是阴极,电极反响式为Cu2+2e-Cu,所以U形铜棒质量不变。乙池中左侧Pt电极与原电池的 正极相连，为电解池的阳极，电极反响式为2H2。-4e-O2 T+4田，乙池中右侧Pt电极 是阴极，电极反响式是Ag+e Ag,工作一段时间后，假设要使乙池溶液恢复到原来浓 度，可向溶液中加入Ag2。Cd(OH)217.答案：(1) 2NiO(OH) + 2e+ 2H2O2Ni(OH)2+2OH-； Cd

16、- 2e- + 2OH-(2) B； A； CO 2e+CO；2CO,(3)负;CH4 + 10OH- -8e-+ 7H2O ； CH4 + 2O2 + 2OH-+ 3H2O ； 80%;448解析：(1)由电池的总反响可知，该电池放电时，镉在负极上被氧化生成氢氧化镉，Ni (OH) 在正极上被还原生成 Ni(OH)2 , 故正极反响式是2NiO(OH) + 2e + 2H2O = 2Ni(OH)2 + 2OH-, 负 极 反 应 式 是Cd - 2e一 + 20H- Cd(OH)2。(2)由燃料电池原理示意图可知，燃料通入电极A,氧气和二氧化碳通入电极B,那么电极 A作负极，电极B作正极，电

17、池工作时，外电路上电流的方向应从正极流向负极，即从电 极B-用电器-电极A。内电路中，CO；向负极(电极A)移动，由原理知，CO反响后生成CO2,那么电极A上CO参与的电极反响为CO - 2e- + CO1 -2CO2 o(3)将两铝片插入KOH溶液中作为电极，在两极区分别通入甲烷和氧气构成燃料电池， 那么通入甲烷气体的电极是原电池的负极，该极的电极反响式是CH4 + 10OH- - 8e- =CO- + 7H2O ,电池工作时总反响的离子方程式是CH4 + 202 + 2OH- -CO + 3H2O o 160g甲烷的物质的量为lOmol,根据负极的电极反响式可知，消耗lOmol甲烷要转移8

18、0moi电子，那么转移电子的数目为80以，需要消耗氧气的 物质的量为10molx2=20mol,这些氧气在标准状况下的体积为20moi x22.4Lmo=448L。18.答案：(1)变小；CO2 + 2H+ + 2e- - HCOOH ；46（2 ）2H2O-4e =O2 T +4田；小于；D ；水放电使OFT浓度增大；H2-2e+2OH-2H2O ； 571.6解析：（1）电池工作过程中，Pt电极上小。转化为0小发生氧化反响，为阳极，电极反 应式为2H2。-4eO2 T+4H+,故Pt电极附近溶液的pH变小；阴极上CO?得电子被还原，结合氢离子转化为HCOOH,电极反响式为CO? +2H+

19、+2eHCOOH。每转移2mol电子，有2moiH+穿过交换膜，结合阴极电极反响式CO2+2H+2e-HCOOH可知，生 成ImolHCOOH,阴极室溶液质量增加46g。（2 ）电解时，阳极上失电子发生氧化反响，阳极的电极反响式为 2H2O-4e-=O2T+4H+；每转移2moie,有Imol硫酸根离子通过阴离子交换膜向阳极 移动，有2moi钠离子通过阳离子交换膜向阴极移动，故电解过程中通过阴离子交换膜的离 子数小于通过阳离子交换膜的离子数。阴极上水放电，生成H,和OH,制得的氢氧化钠 浓溶液从出口 D导出。电解过程中水在阴极得电子发生还原反响 2H2O + 2e-H2T+2OH-,阴极附近溶

20、液中氢氧根离子浓度增大，溶液pH升高。氢气、 氧气和氢氧化钠溶液组合为氢氧燃料电池，负极上氢气失去电子，负极反响式为 H2-2e+2OH-=2H2O； H2 的燃 烧热为 285.8kJ . moP1 , 那么2H2（g） + C）2（g）-2H2。H = -57L6kJmo，该燃料电池工作产生36g液态H?。， n（H2O）= 36g= 2mol,由H2燃烧的热化学方程式可知，生成2mol液态HQ时放出18g mol571.6kJ的热量，即理论上有571.6kJ的能量转化为电能。D.实验过程中要注意控制电压、开窗通风、导出氢气，确保平安3.如下图是我国科学家设计的一种从海水中提取金属锂的太阳

21、能驱动装置，以下说法正确 的是（）有机电解质三口一固体陶瓷膜海水（含LT、C等） 催化电极A.图中箭头表示C的移动方向B.铜箔电极的电极反响式是Cu- 2e- - Cu2+C.铜箔电极增重14g时，理论上催化电极逸出22.4L无色气体D.导线中通过Imol电子时，理论上海水减重42.5g4.采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图。忽略温 度变化的影响，以下说法错误的选项是（）A.阳极反响为2H2O-4e-4H+TB.电解一段时间后，阳极室的pH未变C.电解过程中，H+由a极区向b极区迁移D.电解一段时间后，a极生成的与b极反响的02等量5,环氧乙烷（C2HQ）常用

22、于医用消毒，一种制备方法为使用惰性电极电解KC1溶液，用C 交换膜将电解液分为阴极区和阳极区，其中一区持续通入乙烯；电解结束，移出交换膜，两cr + H2O4-c2H4Oo以下说法错误的选项是（）cr + H2O4-c2H4Oo以下说法错误的选项是（）区混合发生反响：HOCH2CH2C1 + OH-A.乙烯应通入阴极区B.移出交换膜前存在反响CI2 + H2QtHCl + HC1OC使用C交换膜阻止OH一通过，可使Cl2生成区的pH逐渐减小D.制备过程的总反响为H2c = CH2 + H2O = H2 + C2H4O,以下有关金属腐蚀和防护的说法正确的选项是（）A.金属发生的化学腐蚀比电化学腐

23、蚀要普遍得多B.因为合金在潮湿的空气中易形成原电池，所以合金耐腐蚀性都比拟差C钢铁发生吸氧腐蚀时，负极反响是Fe-3e Fe3+D.在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法.以下有关电化学原理的说法不正确的选项是（）A.电化学腐蚀与化学腐蚀的不同之处在于是否有电子转移.电热水器用镁棒防止内胆被腐蚀，此法为牺牲阳极的阴极保护法C.生活中钢铁的腐蚀大多属于吸氧腐蚀D.船闸门的防护可以采用外加电流的阴极保护法，可用惰性材料作阳极.将金属M连接在钢铁设施外表，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在如下图的情境中, 以下有关说法正确的选项是（）金属M （阳极）水体 钢铁设施 （阴极）A.阴

24、极的电极反响式为Fe- 2e-=Fe2+B.金属M的活动性比Fe的活动性弱C.钢铁设施外表因积累大量电子而被保护D.钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快.如下图，以下表达错误的选项是（） A B二二二二二二二二.U： X溶液.一口一口.丁/C Zn FeA.开关未闭合时，Fe棒上B点腐蚀最快B.假设X为NaCL K与M连接，Fe棒处pH最大C.假设X为H2so-K与N连接，Fe电极上发生反响：2H+2e -H2TD.假设X为H2SO4, K分别与N、M连接，Fe腐蚀情况前者更慢10.利用小粒径零价铁（ZVI）的电化学腐蚀处理三氯乙烯，进行水体修复的过程如下图,H CT2、NO；等共存物会影

25、响修复效果。以下说法错误的选项是（A.反响均在负极发生B.修复过程中可能产生红褐色物质C.的电极反响式为NO- +10H+ + 8e- NH： + 3H2OD.lmol三氯乙烯完全转化为乙烯时，转移电子6moi11 .利用如下实验探究铁钉在不同溶液中的吸氧腐蚀:实验装置实验编号浸泡液PH氧气体积分数随时间的变化III铁钉#: 浸泡液均LOmoLUNH4cl 溶液5(1 M) 120 180 240 300 时 IM/mifi0.5molL-(NH4)2SO4 溶液5LOmol UNaCl 溶液70.5molINa2so4 溶液7以下说法错误的选项是（）A.上述四组实验中，正极反响式均为02 +

26、4。一 + 2H2（）-4OH-B.在不同溶液中，CT是影响吸氧腐蚀速率的主要因素C.向实验中加入少量（NHJ2SO4固体，吸氧腐蚀速率增大D.在300min内，铁钉的平均吸氧腐蚀速率：酸性溶液,中性溶液.电化学合成氨法实现了氨的常温常压合成，一种碱性介质下的工作原理如下图。以下 说法错误的选项是（）外加电源 a b外加电源 a bA.b接外加电源的正极B.交换膜为阴离子交换膜C左池的电极反响式为N2 + 6H2O + 6e- = 2NH3 + 6OH-D.右池中水发生还原反响生成氧气石星烯和PtPANI.某种新型热激活电池的结构与工作原理如下图。以下说法正确的选项是（）PANl-2e-型&3

27、aNI0（氧化态 R21r ：Fe冷却电池再生A.电池加热时，电子由电极a经过导线流向电极bB.电池加热口寸，电极a的电势比电极b的高C.可加入适量NaOH溶液使电解质溶液的导电性增大D.为了保证电池持久工作，理论上应不断地向电解质中补充Fe?+14.目前海水淡化可采用双极膜电液析法，同时获得副产品，其模拟工作原理如下图。其中双极膜（BP）是阴、阳复合膜，在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的H?O解离成H 和OH-,作为H+和OH一离子源。M、N为离子交换膜。以下说法正确的选项是（）X电极淡水Y电极盐室A.X电极为电解池的阴极，该电极反响式为2H+ -2e- =H? TB.电子流向：电源负极t

28、X电极，Y电极电源正极C.电路中每转移Imol电子，X、Y两极共得到标准状况下16.8L的气体D.M为阳离子交换膜，A室获得副产品NaOH；假设去掉B室双极膜，B室产物不变.如图是模拟金属电化学腐蚀与防护原理的示意图。以下表达不正确的选项是（）C Zn FeA.假设X为食盐水，K未闭合，Fe棒上C点铁锈最多B.假设X为食盐水K与M连接，C （碳）处pH最大C.假设X为稀盐酸，K分别与N、M连接，前者Fe腐蚀得更慢D.假设X为稀盐酸K与M连接，C （碳）上电极反响式为2H+2已一=凡丁.某实验小组同学利用如图装置对电化学原理进行了一系列探究活动。2 Ax.2 Ax.（1）甲池装置为 （填“原电池

29、”或“电解池（2）甲池反响前，两电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差28g,导线中通过 mol电子。（3）实验过程中，甲池左侧烧杯中NO；的浓度 （填“变大”“变小”或“不变”）。（4）其他条件不变，假设用U形铜棒代替“盐桥”，工作一段时间后取出U形铜棒称量，质量 （填“变大变小或不变）。假设乙池中的某盐溶液是足量AgNC）3溶液，那么乙池中左 侧Pt电极的电极反响式为,工作一段时间后，假设要使乙池溶液恢复到原来浓度， 可向溶液中加入 （填化学式）。.回答以下问题：（1 ）目前常用的镇（Ni ）镉（Cd ）电池，其电池总反响可表示为 Cd + 2NiO（OH） + 2H2O -2Ni（OH

30、）2 + Cd（OH）2 , Ni（OH）2 和 CcKOH方 均难溶于水 但能溶于酸。放电时，正极反响式是 O负极反响式是 O（2） 一种熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如下图。电池工作时，外电路上电流的方向应 从电极 （填或B”）流向用电器。内电路中，CO：向电极 （填或“B”）移动，电极A上CO参与的电极反响为 o用电器（3）将两箱片插入KOH溶液中作为电极，在两极区分别通入甲烷和氧气构成燃料电池， 那么通入甲烷气体的电极是原电池的 极，该极的电极反响式是,电池工作时总反响的离子方程式是o如果消耗甲烷160g,假设化学能完全转化为电能，那么转移电子的数目为 （设乂,为阿伏加德罗常数的值），需要消耗标准状况下氧气的 体积为 L。18.回答以下问题：（1）利用铜基配合物1, 10-phenanthroline-Cu催化剂电催化CO?还原制备碳基燃料（包括CO、烷烧和酸等）是减少CO,在大气中累积和实现可再生能源有效利用的关键手段之一，其装置原理如图甲所示。质子交换膜HCOOH酸性电解质溶液甲01,阴高于阳离子丫HQ交换膑交换膜也0（含少-HiSOJ（含少量、aOH）电池工作过程中，图中Pt电极附近溶液的pH（填变大”或“变小”），阴极的电极反乙应式为每转移2moi电子，阴极室溶液质量增加每转移2moi电子，阴极室溶液质