2023版高考化学一轮复习规范练：-第六单元-化学反应与能量-考点规范练18

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CO2电催化.复原为CH&的工作原理示意图。以下说法不正确的选项是（）

—•电源2

盐桥（含琼脂的

饱和KC1溶液）

铜电极一

①KHCCh溶液②K2sO’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HKHCO3）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+2H2O

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+2任0+40-^=40T

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02,前者铁锈出现较快

铁片•

海水器三第一电极d

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+2lM）+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---H.2f

4.关于以下装置的说法中正确的选项是（）

A.装置①中，盐桥中的K，移向ZnSOa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Fe，+生成

5.用如下图装置除去含CN-C「废水中的CM时，控制溶液pH为9~10,阳极产生的C10一将C2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「+20H--2e--C1O+H2O

C.阴极的电极反响式:2H2+2e^=H2t+20H

D.除去CN一的反响：2CN-+5C1CT+2H+-N2t+2C02t+5Cr+H2O

离子交换膜

6.纳米级Cu2O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0K的浓度

制备纳米级CuzO的装置如下图，总反响为2Cu+HzO更鲤CuzO+H?t。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+2OH=2e--Cu20+H20

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

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随时间力变化的曲线如下图，那么以下说法错误的选项是.（）

A.段阳极只产生CL,阴极只产生Cu

B.欧段表示在阴极上是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,后析出上

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

（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800mLo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49.65X104C-moF

，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

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：

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：—

（2）目前已开发出电解法制取C102的新工艺。

精制饱而1f阳离子'f%0（含少

NaCl溶液交换膜量NaOH）

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112mL（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：

（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a

B极A极

进气

水…

49%硫酸

硫酸一

质子膜（只允许H+通过）

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SO2和来制备硫酸。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”）。

B极的电极反响式是

H.（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

放心

蓄电池,其工作原理为Pb+Pb0?+2压S04鼎2PbS04+2H。其两个电极的电极材料分别为PbO,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：

（Da电极的电极材料是（填“PbO」或"Pb"）0

（2）丙装置中发生电解的总反响方程式为o

（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)20Juin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CH3C00H溶液,当参加bmL

CHsCOOH溶液时,混合溶液的pH恰好等于7(体积变化忽略不计)。CftCOOH的电离平衡常数为

1.75X10-5,那么g。

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C0z+8H++8e—CH4+2H2O,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“(KHCOJ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+2H2O,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0升2压0+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-40H；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K，移向CuSO,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Fe",那么CN「无法除去，故铁只能作阴极,A项正确;CF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GN-

发生的反响为2CN-+5C10「+H20——N2t+2C02f+5CF+20H；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-CU2O+H2O,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>H2t,阳极反响式为2C「-2e「一=CLt。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2Hz0+2e「=~-20H+H2f,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-Cl2f,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(NO3)2和KC1的物质的量各为nmol,在48段,阳极发生反响2CF-2e-Cl2t,阴极发生

反响Cu"+2e「^=Cu,阳极nmol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8C段,阳极发生反响2H2。-

+

4e=-4H+02t,阴极发生反响Cu"+2e「一€u,阴极上;〃mol铜离子再得nmol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+02t,阴极发生反

响2H++2e「一民t,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CL,后析出02,阴极先产生Cu,后析出压,D项正确。

+

9.答案(1)负CH30H+H20-6e-C02t+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。

申解

(2)电解氯化钠溶液的化学方程式为2NaCl+2H20-2NaOH+H2t+CLt,可得关系式1molCH「8mol

e~8molNaOH,故假设每个电池甲烷通入量为0.224L(标准状况)，生成0.08mol

008mol0.224L

NaOH,c(Na0H)=-=0.1mol-L,pH=13;电解池通过的电量为万丁!一不义8X9.65X104

U?.norLrZZ.T-L-11101

C•mor1=7.72X103C(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)。

+2

10.答案(D2HS03+2H+2e^==-S2O4+2H=0

-+

2N0+2s2。23+2H20=N2+4HSO§(2)@Cr+2H20-5e-C102f+4H(2)0.01在阴极发生2H，+2e「

—H2t,H*浓度减小,使得HzOuOH+lT的平衡向右移动,0H一浓度增大,pH增大(3)①

F+W电葡版溶函三三三二

2++

Fe-2e—Fe;由于电解质溶液中有H£()3溶液，电离出氢离子,2H+2e-H2f,发生析氢腐蚀。电解

-2+

质溶液中又溶有氧气,02.+2Hz0+4e「^~■MH,发生吸氧腐蚀②正极S02+2H20-2e-SO4+4H

2

解析(1)阴极发生复原反响,是亚硫酸氢根离子得电子生成S2O4,电极反响式为2HSO3+24+2屋

2

-SQ2k+2H20;S2O4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

2

2N0+2S2O4+2H20=~-N2+4HSO3。

(2)①由题意可知,氯离子放电生成C10“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-C102t+4H\②在阴极发生2H++2人——星f,氢气的物质的量为

0.112L

22.4广。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=0.01mol,电解时阴极H*浓度减小,使得比0=01+11+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

百凝落晟二三三二

『S:叫

I______二_T;高铁铁轨锈蚀的原因是铁为负极发生氧化反响Fe-2e-Fe2+o由于电解质溶

+

液中有H2CO3)电离出氢离子,2H+2e—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SOz与0z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

2

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SO2+2H2O-2e-SO4：+4H\

+

11.答案(l)PbOz(2)2H20-2H2t+02f(3)0.1molCu(0H)2(4)负02+4H+4e-2H20

/、175

⑸病

放鬼

解析甲池是原电池，作电源,发生的反响为Pb+Pb0?+2压S0&蠹2PbS0&+2压0;乙、丙、丁是电解池，闭

合K,发现g电极附近的溶液变红,说明g电极是电解池的阴极,,h是电解池的阳极,所以a为正极,b

为负极;c电极为阴极,d电极为阳极;e电极为阴极,f电极为阳极;20min后,将K断开,此时c、d

两极上产生的气体体积相同。

(Da电极是铅蓄电池的正极,正极.的电极材料是Pb02»

(2)丙中电解硫酸铝溶液,实际上是电解水，电解方程式为2H20-=2H2t+02t„

(3)c>d两极上产生的气体体积相同,c