新课标2023版高考化学一轮规范练第六单元化学反应与能量考点规范练18电解池金属的电化学腐蚀与防护

精选新课标2023版高考化学一

轮标准练第六单元化学反响与

能量考点标准练18电解池金属

的电化学腐蚀与防护

考点标准练18电解池金属的电化学腐蚀与防护

（时间:45分钟总分值:100分）

一、选择题（此题共8小题,每题6分，共48分。每

题只有一个选项符合题目要求）

1.如图是C02电催化复原为CH4的工作原理示意图。

以下说法不正确的选项是（）

—*电源J

①KHCO3溶液②K2s。4溶液

（溶有CO?）

A.该过程是电能转化为化学能的过程

B.一段时间后,①池中Z?（KHC03）不变

C.一段时间后,②池中溶液的pH一定下降

+

D.铜电极的电极反响式为C02+8H+8e=CH4+2H20

2.为探究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如下图装置,

以下有关说法中错误的选项是（）

A.正极的电极反响式为02+240+4。--40E

B.将石墨电极改成Mg电极,难以观察到铁锈生成

C.假设向自来水中参加少量NaCl（s）,可较快地看到

铁锈

D.分别向铁、石墨电极附近吹入0力前者铁锈出现较

快

3.研究电化学腐蚀及防护的装置如下图。以下有关

说法错误的选项是（）

A.d为石墨,铁片腐蚀加快

--

B.d为石墨,石墨上电极反响为02+2H20+4e=40H

C.d为锌块,铁片不易被腐蚀

+

D.d为锌块,铁片上电极反响为2H+2e=H21

4.关于以下装置的说法中正确的选项是（）

CuSO,溶液经酸化的3%NaCl溶液

③④

A.装置①中,盐桥中的I移向ZnS04溶液一端

B.装置②工作一段时间后,a极附近溶液的pH增大

C.用装置③精炼铜时,c极为粗铜

D.装置④中电子在外电路由Zn流向Fe,装置中有

Fe2+生成

二量刖

5.用如下图装置除去含CN\C「废水中的CN■时,控制

溶液pH为9~10,阳极产生的C1CT将CN■氧化为两种无

污染的气体。以下说法不正确的选项是（）

A.用石墨作阳极,铁作阴极

B.阳极的电极反响式:C「+201r-2e--C10+H20

C.阴极的电极反响式:2H20+2e-—H2t+20H-

D.除去CV的反

响：2CW+5C10-+2H+—N2t+2C02t+5Cr+H20

离子交换膜

6.纳米级Cu20由于具有优良的催化性能而受到关

注。采用离子交换膜控制阳极电解液中0E的浓度制

备纳米级Cu20的装置如下图，总反响为

2CU+H20^CU20+H2to以下说法不正确的选项是

()

A.钛(Ti)电极外表发生氧化反响

B.阳极附近溶液的pH逐渐减小

C.离子交换膜宜采用阴离子交换膜

D.阳极外表总反响式是2Cu+20H-2e=Cu20+H20

ab

气体fI―质蓟

阳离子交换膜

7.LiOH常用于制备锂离子电池的正极材料。工业上

常利用如图装置电解制备LiOH,两电极区电解液分

别为LiOH和LiCl溶液。以下说法正确的选项是

()

A.a是电源的负极

B.B极区电解液为LiOH溶液

C.A电极的电极反响式为40H--4e=2H20+02t

D.每产生标准状况下2.24L氢气,就有0.1mol阳

离子通过交换膜进入阴极区

pHB

A\

D

a

8.将等物质的量浓度的Cu（N03）2和KC1溶液等体积混

合后,用石墨电极进行电解，电解过程中,溶液pH随

时间方变化的曲线如下图，那么以下说法错误的选项

是（）

A.四段阳极只产生Cl2,阴极只产生Cu

B.回段表示在阴极上是H+放电产生了H2

C.切段相当于电解水

D.阳极先析出Cl2,后析出02,阴极先产生Cu,后析出

H2

二、非选择题（此题共3个小题,共52分）

9.（12分）甲烷和甲醇可以作燃料电池,具有广阔的

开发和应用前景。答复以下问题：

（1）甲醇燃料电池（简称DMFC）由于结构简单、能量转

化率高、对环境无污染,可作为常规能源的替代品而

越来越受到关注。DMFC工作原理如图甲所示,通入a

气体的电极是原电池的（填“正〃或”负〃）

极,其电极反响式

为______________________________

（2）某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电

源,进行饱和氯化钠溶液电解实验,如图乙所示U形

管中氯化钠溶液的体积为800mL。闭合K后,假设每

个电池甲烷用量均为0.224L（标准状况），且反响完

全,那么理论上通过电解池的电量为

（法拉第常数足9.65X104C-moF1）,假设产生的气

体全部逸出，电解后溶液混合均匀，电解后U形管中

溶液的pH为o

%0—

KOH溶液KOH溶液NaCl饱和溶液

乙

10.（20分）（1）用间接电化学法除去N0的过程,如下

图：

s2or

电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间,写出阴极

的电极反响式:_。

用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理：—

_____O

（2）目前已开发出电解法制取CIO2的新工艺。

精制饱4f阳离子含少

NaCl溶液交换膜fiNaOH）

①用石墨作电极,在一定条件下电解饱和食盐水制

取C102（如下图），写出阳极产生C102的电极反响式：

②电解一段时间，当阴极产生的气体体积为112

mL（标准状况）时，停止电解,通过阳离子交换膜的阳

离子•的物质的量为mol；用平衡移动原理

解释阴极区pH增大的原因:—

O

（3）（2023北京顺义区一模）①钢铁锈蚀的图示如图a

所示：

用箭头表示出图a中电子的运动方向;请你分析高铁

铁轨锈蚀的原因是

图b

②我国的科技人员为了消除SO2的污染,变废为宝,利

用原电池原理,设计由SO?和。2来制备硫酸。设计装

置如图b所示,电极A、B为多孔的材料。

A极为（填”正极〃或"负极〃）o

B极的电极反响式是。

IL(20分)如下图的四个容器中分别盛有不同的溶

液，除a、b外，其余电极均为石墨电极。甲为铅蓄电

池,其工作原理为Pb+Pb02+2H2S04S2PbS04+2H20,其两

个电极的电极材料分别为PbOz和Pb。闭合K,发现g

电极附近的溶液先变红,20min后，将K断开,此时c、

d两极上产生的气体体积相同。据此答复:

"g?ifyh

<

溶液100mL100mL100mL

30%H2s0,-1

1mol•L_10.2mobL",2mol,L

溶液

CuSO,溶液Al^SO）溶液NaCl

（滴有酚歆溶液）

甲乙丙T

(l)a电极的电极材料是(填“Pb(V或

“Pb〃）o

⑵丙装置中发生电解的总反响方程式

为________________________________________

(3)电解20min时，停止电解,此时要使乙中溶液恢

复到原来的状态,需要参加的物质及其物质的量

是o

(4)20min后将乙装置与其他装置断开，然后在c、d

两极间连接上灵敏电流计,发现电流计指针偏转,那

么此时C电极为极,d电极上发生反响的

电极反响为_。

（5）电解后取amL丁装置中的溶液,向其中逐滴参加

等物质的量浓度的CLCOOH溶液,当参加6mLeACOOH

溶液时,混合溶液的pH恰好等于7（体积变化忽略不

5

计）。CH3COOH的电离平衡常数为1.75X10,那么

参考答案

考点标准练18电解池金属的

电化学腐蚀与防护

1.B该装置是一个电解池，电解池是将电能转化为

化学能的装置,A项正确;在电解池的阴极上发生二

氧化碳得电子的复原反响，即C02+8H++8d—CH4+2H2（）,

一段时间后,氢离子浓度减小,氢氧根离子浓度增大,

氢氧根离子会和①池中的碳酸氢钾反响,所以

HKHC03）会减小,B项错误;在电解池的阳极上,是阴

离子（氢氧根离子）发生失电子的氧化反响,所以酸

性增强,pH一定下降,C项正确;铜电极的电极反响式

+

为C02+8H+8e=CH4+2H20,D项正确。

2.D铁是负极，失电子被氧化成Fe2+,在正极氧气得

电子发生复原反响生成0H；故将氧气吹向石墨电极,

铁锈出现得更快,A项正确、D项错误;假设将石墨电

极换成Mg电极,那么负极为Mg,Fe被保护,难以看到

铁生锈,B项正确；向自来水中参加NaCl（s）,可使电

解质溶液的导电能力增强,加快腐蚀速率,C项正确。

3.Dd为石墨，那么铁、碳及海水形成原电池，发生

铁的吸氧腐蚀,从而加快铁片腐蚀,A项正确;d为石

-

墨时是正极，电极反响为02+2H20+4e=40H；B项正

确;d为锌块,那么Zn、Fe和海水构成原电池，由于活

泼性Zn>Fe,那么锌作负极,铁片不易被腐蚀,C项正

-

确;d为锌块时,铁片上的反响为02+2H20+4e=40IT,D

项错误。

4.B在装置①中,金属锌是负极,金属铜是正极,盐

桥中的I移向CuS04溶液一端,故A项错误;装置②是

电解池,阴极上是氢离子得电子发生复原反响,氢离

子浓度减小,所以a极附近溶液的pH增大,故B项正

确；电解精炼铜时，电解池的阳极是粗铜，阴极是精

铜,即c极为精铜,故C项错误;在装置④中,金属锌

是负极,金属铁是正极,电子在外电路从负极Zn流向

正极Fe,装置中铁电极上会产生氢气,故D项错误。

5.D假设铁作阳极，那么铁失电子生成Fe2；那么

CN•无法除去,故铁只能作阴极,A项正确;要生成

CIO；Cl的化合价升高,故在阳极发生氧化反响,又该

溶液呈碱性,故B项正确；阳离子在电解池的阴极得

+

电子发生复原反响,碱性条件下,H20提供阳离子H,

故C项正确；由于溶液呈碱性,故除去CN■发生的反响

为2CW+5C10+H2。-N2t+2C02t+5C1+2OIT,D项错误。

6.A钛(Ti)电极为阴极,氢离子得电子，发生复原

反响,A项错误;阳极附近溶液的氢氧根离子参加电

极反响,pH逐渐减小,B项正确;离子交换膜宜采用阴

离子交换膜,氢氧根离子能从阴极区移动到阳极

区,C项正确；阳极电极反响式为

2Cu+20H-2e=Cu20+H20,D项正确。

7.B根据图示可知,B电极上有氢气生成，那么B为

电解池阴极,A为阳极,a为正极、b为负极,阴极电极

反响式为2H20+2e=20H-+H2f,阳极反响式为

2Cr-2e-=Cl21o根据以上分析知,A项错误;A极是

阳极、B极是阴极,B电极反响式为

2H20+2e=20H+H21,有氢氧根离子生成,所以B极区

电解液为LiOH溶液,A极区电解质溶液为LiCl溶

液,B项正确;A电极上氯离子放电，电极反响式为

-

2Cr-2e=Cl21,C项错误;每产生标准状况下2.24L

氢气,就有0.2mol电子转移,根据电荷守恒知,有

0.2mol阳离子通过交换膜进入阴极区,D项错误。

8.B设Cu(N03)2和KC1的物质的量各为27moi，在四

段,阳极发生反响2Cr-2e-=Cl2t,阴极发生反响

Cu2++2e-=Cu,阳极〃mol氯离子失nmol电子，阴极

上%mol铜离子得nmol电子，由于混合后的溶液呈

酸性,铜离子浓度逐渐减小,溶液pH逐渐增大,A项正

+

确;在段,阳极发生反响2H20-4e=4H+02t,阴极

发生反响Cu2++2e-=Cu,阴极上%mol铜离子再得n

mol电子,溶液中氢离子浓度增大,溶液的pH迅速减

小,B项错误;在切段,阳极发生反响

+

40H-4e^2H20+021,阴极发生反响2H+2e=H2t,实

质是电解水,溶液中氢离子浓度逐渐增大,pH减小,C

项正确；由上述分析可知，阳极先析出Cl2,后析出02,

阴极先产生Cu,后析出H2,D项正确。

+

9.答案(1)负CH30H+H20-6e=C021+6H

(2)7.72X103C13

解析(1)由电子流向知，通入a气体的电极为负极，

燃料电池中,负极通入燃料,发生氧化反响,被氧化

生成二氧化碳。

⑵电解氯化钠溶液的化学方程式为

2NaCl+2H2。妊2NaOH+H2t+C121,可得关系式1mol

CH/8mole-~8molNaOH,故假设每个电池甲烷通入

量为0.224L(标准状况)，生成0.08mol

NaOH,c(NaOH)笔1mol•L,pH=13;电解池通过

3

的电量为JZnX8X9.65Xl()4C.mor=7.72X10

C(题中虽然有两个燃料电池,但电子的传递量只能

用一个电池的甲烷量计算)。

+

10.答案(1)2HS°3+2H+2e=S20"+2H20

2N0+2S2°"+2H20=N2+4HS°3(2)①

+

Cr+2H20-5e=C102f+4H②0.01在阴极发生

+

2H+2e=H2t,H+浓度减小,使得H20=0H+H+的平衡向

F/言电注版溶褊三二三二

右移动,Of浓度增大,pH增大(3)①(一二J

Fe-2e「一Fe2+;由于电解质溶液中有H2c。3溶液，电离出

+

氢离子,2H+2e=H21,发生析氢腐蚀。电解质溶液中

又溶有氧气,0,+2H20+4e=40H；发生吸氧腐蚀②正

+

极S02+2H20-2e=S°'+4H

解析(D阴极发生复原反响,是亚硫酸氢根离子得

电子生成S2°\电极反响式为

+2

2HS°3+2H+2e=S2°<+2H20;S?*与一氧化氮发生氧化

复原反响,生成氮气和亚硫酸氢根,离子反响方程式

为2N0+2S2°"+2H20=N2+4HS°3o

(2)①由题意可知,氯离子放电生成CIO2,由元素守恒

可知,有水参加反响，同时生成氢离子，电极反响式

+

为Cr+2H20-5e=C1021+4HO②在阴极发生

+

2H+2e=H21,氢气的物质的量为之黑=0.005mol,

通过阳离子交换膜的阳离子为+1价离子,通过阳离

子交换膜的阳离子的物质的量为0.005molX2=0.01

mol,电解时阴极IT浓度减小,使得上0-0上+1的平衡

向右移动,溶液的pH增大。

(3)①钢铁含有铁和碳,铁为负极,碳为正极,电子由

负极流向正极,故电子的移动方向可表示为

FeQ三土瓶正寂£££££-

『S:好

i一二高铁铁轨锈蚀的原因是铁为负极发生氧

化反响Fe-2e—Fe?+。由于电解质溶液中有H2cO3,电

离出氢离子,2H++2e「一H2t,发生析氢腐蚀。电解质溶

液中又溶有氧气,02+2H20+4e^40H；发生吸氧腐蚀。

②由题意可知原电池目的是用SO?与。2反响来制备硫

酸,B极生成硫酸,那么通入的气体应为S02,硫元素

由+4价升高到+6价,发生氧化反响,B极为负极,A极

为正极。B极S02中硫元素由+4价升高到+6价,发生

氧化反响,发生的电极反响式为

+

S02+2H20-2e=S°"+4Ho

11.答案(DPbOz(2)240期2H21+02t(3)0.1

+

molCu(OH)2(4)负02+4H+4e=2H20(5)裳

解析甲池是原电池，作电源,发生的反响为

Pb+PbO2+2H2SO>2PbSO4+2H2O;丙、丁是电解池，

闭合K,发现g电极附近的溶液变红,说明