2019高考一轮全国版备、练课件讲义跟踪检测含2018年模拟题第六章第三节电解池金属电化学腐蚀与防护

[思维流程

考点一

—电

＋Cl2Cl [注意]电极类型：金属活动性顺序中银以前的金属(含银)作电极时，由于金属本身可以参与阳极反应，称为金属电极或活性电极(Zn、Fe、Cu、Ag等)；金属活动性顺序中 如用惰性电极电解食盐水时，阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑(或

电 －＋H↑＋Cl (2)H＋、OH－之后的离子一般不参与放电。(3)Fe3＋Fe2＋Fe。[对点训练CuCl2溶液，阴极逸出的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝(×)(4)pH不变(×)

电 ＋O NaCl22.4LH2(标准状况)NA个电子 选项ABCDa极阳极阴极阳极阴极d极正极正极负极负极Q阳阳阴阴解析选 3.(2018·株洲二中月考)CN－、Cl－废水中的CN－pH9～10ClO－CN－氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是()AC2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－D．除去CN－的反应B项正确；在碱性条件下，水电离出的氢离子在阴极得电子生成氢气，发生还原反应，故C项正确；溶液pH为9～10，呈碱性，反应物中不可能含有大量的H＋，故D误。度pH增大减小不变增大lKCl阴极：H2OH2电电阳极：H2OO2[对点训练4．下列关于电解Na2SO4溶液的叙述正确的是( A．随着电解的进行，溶液的pH升高B．OH－向阳极移动，阳极附近溶液呈碱4DH＋H2，使阴极附近的溶液呈碱性4电 ＋)>c(OH－)，溶液呈酸性，B；在阴、阳极上分别是H＋、OH－放电，C C液生成H2Cl2，电解CuCl2溶液生成CuCl2，电解Ba(OH)2溶液生成H2O2，A不符合；电解NaOHH2SO4溶液均生成H2O2，电解CuSO4溶液则生成CuO2，B不符合；电解NaOH、H2SO4、Ba(OH)2溶液均相当于电解水，均生成H2和O2，C符合；电NaBrBr2H2，D不符合。 装置现象a、d处试纸变蓝；b褪色；c A．a、d处：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－B．bC．cDm解析：Ba、da、d两点都为电解池的阴极，发生的电2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，A选项正确；bb为电解池的阳极，2Cl－－2e－===Cl2↑，氯气溶于水生成盐酸和次氯酸：Cl2＋H2OHCl＋HClO，HCl溶液显酸性，HClO具有漂白性，B选项不正确；c处为阳极，铁失去电子生成亚铁离Fe－2e－===Fe2＋，Cac形成电解池，db形成m、nm处，m处铜D选项正确。错误的是()A．阴极附近溶液呈红 C．阳极附近溶液呈蓝 D．溶液的pH变解析：DKI2KI＋2H2O电解,I2＋H2↑＋pH变大。3．(1)(2017·江苏高考)电解Na2CO3 ，阴极产生的物质A的化学式 (2)(2015·山东高考)利用LiOH和钴氧化物可锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法，钴氧化物可通过处理钴渣获得。利用如图所示装置电解LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液B极区电解液为 阳极电极反应式 ，电解过程中Li＋ (3)(2014·江苏高考)H2S后的溶液加入到如图所示的nn①写出电解时阴极的电极反应式 ②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成 3解析：(1)OH－O2H2OH＋CO2－反应生成HCO－HOH。(2)LiOH3 nnLiOHBLiOH溶液，BA电极应为阳极，阳极LiCl2Cl－－2e－===Cl2↑。电解过程中，阳离子向阴极件下发生歧化反应，生成硫单质和硫化氢气体，离子方程式为S2－＋2H＋===(n－1)S↓＋nnH2S↑答案：(1)4CO2－＋2HO－4e－===4HCO－＋O↑ 2Cl－－2e－===Cl2↑Bn[思维流程

考点二电总反应方程式：2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

电 －＋H↑＋Cl↑ 应用：①只允许阳离子通过，能阴离子和气体通 (2)Cu2＋的盐溶液。电2Cl－－2e－===Cl2↑电MgCl2(熔融2Cl－－2e－===Cl2↑电2Al2O3(熔融6O2－－12e－===3O2↑ 电解质溶液一般为H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是( ①由题干中铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，可推Al→Al2O3，故铝发生失电等)A、B两项均正确；A、BH＋H2，故阴极电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，C误，符合题意；在电解过程中电解质溶液D项正确。[答案 [对点训练 A．氯碱工业中，XB．电解精炼铜时，ZCu2＋浓度不变C．在铁片上镀铜时，Y是纯铜D．金属镁时，Z是熔融的氯化解析：选D 氯碱工业中阳极是Cl－放电生成Cl2；电解精炼铜时阳极粗铜溶解，阴极7池总反应为Mg＋ClO－＋H2O===Cl－＋Mg(OH)2↓，图乙是含Cr2O2－的工业废水的处理7置。下列说法正确的是 BO2放出7C．图乙中Cr2O2－向惰性电极移动，与该极附近溶液中的OH－结合转化成Cr(OH)37去7解析：选D该原电池中，镁作负极，负极上镁失去电子发生氧化反应，负极反应为得电子发生还原反应，则总反应减去负极反应可得正极反应(还原反应)为Mg2＋＋ClO－＋H2O＋2e－===Cl－＋Mg(OH)2↓A错误；图乙中惰性电极为阴极，Fe电极为阳极，惰性电极附近溶液中的H＋得电子发生还原反应生成H2，故B错误图乙中惰性电极为阴极，OH－Cr(OH)3C7 3.6g ＝0.15molFe0.15mol×56g·mol－1＝8.4g，D下列叙述不正确的是 A．bpHB．aC．该法LiOH还可得到硫酸和氢气等产D1mol2mol解析：D由图可知，Li＋bb4===2OH－＋H2↑，由于b极生成OH－b极附近溶液的pH增大，A正确；a极为阳极，1molOH－1molLiOH，D错误。4[验收 NaFeO，同时获得氢气：Fe＋2H

—电

2－＋3H1

4装置通电后，铁电极附近生成紫红色FeO2－，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过4电解一段时间后，c(OH－)降低的区域 解析：(1)根据电解总反应：Fe＋2H

—电

2－＋3H↑ 2OH Fe－6e－＋8OH－===FeO2－＋4HO 阴极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，则阳极室消耗OH－且无补充c(OH－)降低结合题给信息“Na2FeO4易被氢气还原”Na2FeO4，故需及时排出。(3)图示中随着c(NaOH)增大，c(Na2FeO4)先增大后减小，结合已知信息Na2FeO4稳定性差。结合已知信息“若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐Na2FeO4产率降低。(1)阳极室反应使产率降低c(OH－)Na2FeO4 离子交换膜的作用 精制饱和食盐水从图 NaOH 解析：(1)H＋H2逸出，使附近的水溶液显碱性，溶液中的Cl－在阳极失去电子，发生氧化反应产生Cl2，电解反应的离子方

电 ↑＋H↑＋2OH－。(2)图中的离子交换膜，只允许阳离子通过 不能使阴离子和气体通过，这样就可以阴极溶液中的OH－进入阳极室，与Cl2发生反应，Cl－进入阴极室，使在阴极区产生的NaOH纯度更高。同时可以阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生。(3)随着电解的进行，溶质NaCl不断消耗，所以应该及时补充，精制饱和食盐水从与阳极连接的图中a位置补充，由于阴极H＋不断放电，附近的溶液显碱性，NaOHdb口不断加入蒸馏水，cNaCl溶液。答案：(1)

电 ↑＋H (2)OH－进入阳极室与Cl2发生副反应2NaOH＋Cl2=NaCl＋NaClO＋H2O 止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生(3)a 只允许阳离子、阴离子通过写出阳极的电极反应式 分析产品室可得到H3PO2的原因 早期采用“三室电渗析法”H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替。并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其 22阳极室中的H＋穿过阳膜进入产品室，原料室中的H2PO－穿过阴膜扩散至产品室，二者反应H3PO2。(3)H2PO－H3PO2224PO3－42H＋H2PO－2 HPO－HPO [思维流程

考点三金属的电化学腐蚀与防护类型条件应本质金属失电子变成金属阳离子而被氧化现象区别无电有微弱电联系水膜酸性较强反应极式[注意 铁锈的形成：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(锈)＋(3－x)H2O可以通过喷油漆、涂油脂、电镀或表面钝化等方法使金属与介质理负极正极阴极阳极 关表述不正确的是 为了保护桩不受海水腐蚀应作阴极，而高硅铸铁为阳极，且不参与电极反应由图可得桩为阴极，高硅铸铁为阳极，且为惰性阳极，海水为电解质溶液，其阳4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。不容易失去电子，A项正确；阳极上发生氧化反应，失去电子，电子经外电路流向阴极，B惰性辅助阳极不被损耗，C误；根据海水对桩的腐蚀情况，增大或减小电流强度，D项正确[答案 [对点训练 D4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3Al(OH)3进一步脱水解析：选D 误；在铁腐蚀的原电池反应中，铁作负极，B误；负极电极反应式为Al－3e－===Al3＋，正极电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，总反应方程式为4Al＋3O2＋ SO2－＋5H C．这种情况下，FeFe2O3·xH2O D正确。[验收原子序数为29的铜元素位于元素周期表中 周期某青铜器中Sn、Pb的质量分别为119g、20.7g，则该青铜器中Sn和Pb原子的数 A．降低了反应的活化 降低了反应的焓 采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。如将糊状Ag2O涂在被腐蚀部位，Ag2O 与有害组分CuCl 发生复分解反应，该化学方程式为 ①腐蚀过程中，负极 ②环境中的Cl－扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈 ③若生成4.29gCu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积 119gSn1mol,20.7gPb0.1molSnPb原子的10∶1。A、B正确。复分解反应为相互交换成分的反应，因此该反应的化学方程式为Ag2O2CuCl===2AgCl＋Cu2O②正极产物为OH－，负极产物为Cu2＋，两者与Cl－反应生成Cu2(OH)3Cl，其离子方程2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓。Cu0.04mol0.08molO2的0.02mol0.448L(标准状况)。答案：(1)四 考点四4mole－(M为金属，n为其离子的化合价数值[注意 在电化学计算中，还常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19C来计算[题点全练以Pt为电极，电解含有0.10mol＋和0.10mol3＋＋、N3＋均为金属阳离子)的溶液，阴极析出金属单质或气体的总物质的量(与导线中通过电子的物质的量(的关系如图对离子氧化能力的强弱判断正确的是选项中＋为氢离子( ) 解析：A0.1mol0.1mol，证明X3＋不放电，M＋H＋M＋>H＋>N3＋。100mLc(H＋)＝0.30mol·L－10.04mol电子时，理论上析出金属质量最大的是()A．0.10mol·L－1 B．0.20mol·L－1C．0.20mol·L－1 D．0.20mol·L－1解析：CH＋(酸电离)，电解时阴极是先析出金属它们的离子与H＋共存时，首先被还原的是Cu2＋Ag＋PbZn的活动性顺序在H的前面它们的离子与H＋共存时首先被还原的是H＋所以电解含有Zn2＋Pb2＋的溶液时，0.04mol－0.03mol＝0.01molZn、Pb0.005mol，其质g·mol－1＝1.08gCu2＋0.2mol·L－1×0.1L×64＝1.28g，C500mLCuSO4溶液中进行电解，通电一段时间后，某一电极增0.064g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为()A．4×10－3 B．2×10－3C．1×10－3 D．1×10－7 H＋的物质的量为x，根据总反应离子方程式

电 ＋O 2×64 40.064 x＝0.002

0.002

— ＝0.5

mol·L34．(2017·七中阶段检测)500mLKNO3Cu(NO3)2的混合溶液中，c(NO－)＝6mol·L－122.4L气体(标准状况)500mL，下列说法正确的是()3A．电解得到的Cu的物质的量为0.5molB98gCu(OH)2Cc(K＋)＝4Dc(H＋)＝2解析选 石墨作电极电解此溶液当通电一段时间后两极均收集到22.4L气体(＝准状况)，n(O 22.4 ＝1mol，阳极发生2HO－4e－===O↑＋4H＋，生成1＝ 22.4 4molCu2＋＋2e－===Cu、2H＋＋2e－===H2↑1mol氢气，转移2mol2mol电子生成1molCu的物质的量为1mol，故A错误；根据电解原理和原子守恒，溶液中减少的原子有铜、氧、氢，向电解后的溶液Cu(OH)21molCu(OH)298gB正确；c(Cu2 1

＝0.5L＝2mol·L

)6mol·L－2mol·L＝2mol·L－1C

4mol－2

4mol·L－1D[综合演练提能

0.5 解析：选B A项，金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更常见；B项，铝质铆钉、铁板、潮湿的空气构成了原电池，铝质铆钉作负极，容易被腐蚀，铁板得到保护；C项，因钢铁生锈需要氧气、水，在干燥空气中不易被腐蚀；D项，锌块、船身(铁)、海水构成了原电池，图1是电解饱和氯化钠溶液示意图。图2中，x轴表示实验时流入阴极的电子的物质的量，y轴表示( 解析：选

电 －＋H↑＋Cl↑。A项 H＋放电，n(Na＋)不变；BCl－n(Cl－)减小；C DAg、Pt解析：选D电解精炼铜时，粗铜作阳极，A误；电解时阴极发生还原反应，B项错误；粗铜连接电源正极，其主要的电极反应是Cu－2e－===Cu2＋，C误；由于Ag、PtCu活泼，电解时不能失电子，最终以阳极泥的形式沉积下来，D项正确。77 中学考试)电解法处理酸性含铬(主要含有Cr2O2－)废水时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应Cr2O2－＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，最后Cr3＋以Cr(OH)3形式被除去，下列说法不正确的是( 77ACpH7D12mol1molCr2O2－7解析：选C 7＋Fe(OH)3沉淀，BCr2O2－＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2OH＋pH增大，C误；Fe－2e－===Fe2＋12mol6molFe7程的反应方程式6Fe～12e－～6Fe2＋～Cr2O2－，故被还原的Cr2O2－的物质的量为1 DH＋。下列叙述错误的是 A．PdbD．陶瓷可以N2和H2解析：AN2＋3H2===2NH3，Pdb上是氢气发生氧化反应，即氢气失去电子化合价升高，PdbAA选项分析，PdaN2＋6H＋＋6e－===2NH3B说法正确；根据电解池的原理，阳离子在阴极上放电，即H＋由阳极移向阴极，故C说法正确；根据装置图，陶瓷可以N2和H2，故D说法正确。6100g5%NaOHCuSO4100g10%K2SO4接通电源，一段时间后，测得丙中K2SO4溶液的质量分数为10.47%，乙中c电极质①电源的N端 极②电极b上发生的电极反应 ③计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积 ④电解前后丙中溶液的 解析：(1)①接通电源一段时间后，乙中c电极质量增加，说明c电极表面析出Cu，则M端为电源的负极，N②bNaOHOH－放电生成O24OH－－4e－===O2↑＋2H2O。 4.5 中消耗水的物质的量 18××生成的O2在标准状况下的体积为V(O2)＝0.5 22.4L·mol－1＝2.8L××4pH不变。CuSO4答案：(1)①正 ④不(2)能CuSO4H2SO4H2SO4 ABCDZnSO4溶液a极附近产生的Cu2＋＋2e－解析：选C根据原电池的工作原理，锌为负极，铜为正极，阴离子向负极移动，AD正确。 B．甲棒比乙棒更易腐蚀C．dD．b解析：选C ＋＋e－H2↑eBD DpHpH4解析：选D根据离子放电顺序可知，电解此混合溶液时，在阳极，离子放电的先后分三个阶段：电解HCl溶液、电解NaCl溶液、电解H2O，最后溶液呈碱性，D误。4CO2混合气体H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。下列说法不正确的是()AH2O＋2e－===H2＋O2－、B．XH2O＋CO2===H2＋CO＋O2D1∶1解析：选D电解池阴极发生还原反应，电解H2O、CO2混合气体H2和CO，阴H得电子生成氢气：H2O＋2e－===H2＋O2－CCO：CO2＋2e－===CO＋O2－，AX相连的电极发生COH2X为电源的负极，BH2、COO2H2O＋CO2===H2＋CO＋O2，C项正确；根据总反应可知，阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是2∶1，D误。 解析：BA正确；腐蚀B错误；水表发生了吸氧腐蚀，氧气在水表的2H2O＋O2＋4e－===4OH－CFe2＋与正极产生OH－结合成Fe(OH)2，Fe(OH)2被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，所以腐蚀过程还涉及到反应：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3D正确。即为理想化。①～⑧为各装置中的电极编号。下列说法错误的是()KAKBKKA、BpH解析：选A 当K闭合时，装置B能自发进行氧化还原反应，所以装置B为原电池，则装置A、C、D都是电解池，装置B中Zn失去电子作负极、Cu作正极，所以装置A中C(石墨)、装置C中Cu、装置D中粗Cu都作阳极。装置A中Fe、装置C中Ag、装置D中纯Cu都作阴极；当K断开时，装置B不能形成闭合回路，所以不能构成原电池，则锌和稀硫酸发生化学腐蚀。当K闭合时，装置B能自发进行氧化还原反应，为原电池，在电路中作电源，装置A为电解池，A项符合题意；当K断开时，装置B不能构成原电池，锌片和稀硫酸发生化学腐蚀而溶解，有氢气产生，B项不符合题意；当K闭合后，装置B为原电池，装置A、C、D为电解池，电子从负极流向阴极，再从阳极流向阴极，所以整个电路中电子的流动方向为①→⑧，⑦→⑥，⑤→④，③→②，电子不进入电解质溶液，C项不符合题意；当K闭合后，装置A中阴极上H＋放电，阳极上Cl－放电，导致溶液中OH－浓度增大，溶液的pH增大；装置B中正极上H＋放电导致溶液中H＋浓度减小，溶液的pH增大，D项不符合题意。 通电后，阳极附近pH增大D2mol1molO2解析：CH＋O2pH减小，A误；电子不进入电解质溶液，电解质溶液导电是通过带电离子的定向移动，B入浓缩室C项正确根据阳极的电极反应式2H2O－4e－O2↑＋4H＋当电路中通过2mol电子的电量时，会有0.5molO2生成，D误。在城市中，常埋有交错的管道和输电线路，有()膜(或油漆等溶液丝左侧的电极反应式为解析：DFe电极与电源的正极相连为阳极，铁丝左侧为阴极，形绿色，B正确，D错误。埋在的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等)，可减缓金属管道的腐蚀，C正确。 连接abA石墨铁B锌铁C石墨铁D铁石墨解析：DK1、K2连接，a为石墨，b为铁，该装置形成原电池，由于饱和食盐水呈中性，此时铁发生吸氧腐蚀，AK1、K2连接，a为锌，b为铁，该装置形成原电池，Zn的活泼性强于FeZn作负极发生氧化反应而被腐蚀，Fe作正极受到保护，属于牺牲阳极的阴极保，B正确；若K1、K3连接，a为石墨，b为铁，该装置形成电解池，a极与电源的正极相连，ba极为阳极，b

电 －＋Cl↑＋H↑，C正确；若K、K连接，a为铁 中，被保护的金属应与电源的负极相连，D错误。 K3>K1>都断开>只K2先只闭合K1，一段时间后，漏斗内液面上升，然后只闭合K2，漏斗内液面上K2，U解析：A金属腐蚀速率：电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极，闭合K3，是原电池，铁作负极；闭合K2，是电解池，铁作阴极；闭合K1，铁作阳极，因此腐蚀速率由快到慢的顺序：只闭合K1>只闭合K3>都断开>只闭合K2，故K3＋22＋4－=4OH体压强增大，漏斗中液面上升，故C说法正确。根据选项C的分析，只闭合K2，两极均有D说法正确。的差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋①该电池负极的电极反应 ②Na＋不断向“水”电池 极移动③每有1mol电子转移，生成 molNa2Mn5O10。 ②若X、Y分别为铁、铜，aCuCl2Na2SO4的混合溶液，电池X、Y的连接方式与①相同，Y极的电极反应为 解析：(1)①Ag据电池总反应和得失电子守恒知生成1molNa2Mn5O10的同时生成2molAgCl转移2molH2Cl2Y电铁作阴极，铜作阳极，故阳极金属铜放电，阳极反应为Cu－2e－===Cu2＋答案 ②正电12．金属铝在现产和日常生活中应用广泛电在实际生产中通过加入助熔剂冰晶石(Na3AlF6)得到熔融体反应方程式为＋3O2↑ ②由于电解产生的氧气全部与石墨电极反应生成CO和CO2气体，因此在电解过程中 以铝片为阳极在H2SO4溶液中电解可使铝片表面形成氧化膜， 中，阴极附近溶液的 “863”计划和“”支持的环境友好型铝－碘电池已研制成功电解质为AlI3溶液，已知电池总反应式为2Al3I2===2AlI3。该电池负极的电极反应式为 当负极质量减少27g时，在导线中有 电极反应式为Al3＋＋3e－===Al；O2－在阳极发生氧化反应生成O2，电极反应式为－===O2↑②根据电解总反应式可知，生成agAl即amol时，生成 a

据O原子守恒可得：n(CO)2n(CO2)＝2

mol；据C原子守恒可得：n(CO)]×12g·mol－1＝bg

mol，n(CO

＝ 2＝H2SO4Al2O3，则阳极反2H＋＋2e－===H2↑H＋c(H＋)pH增大。分析铝－碘电池总反应可知，AlAl3＋Al