电解池金属的电化学腐蚀与防护跟踪检测.docx

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电解池金属的电化学腐蚀与防护跟踪检测

电解池金属的电化学腐蚀与防护跟踪检测

1．埋在地下的钢管常用如图所示的方法加以保护，使其免受腐蚀。

关于此方法，下列说法正确的是（　　）

A．金属棒X的材料可能为铜

B．金属棒X的材料可能为钠

C．钢管附近土壤的pH可能会升高

D．这种方法属于外加电流的阴极保护法

解析：

选C　金属棒X的材料若为铜，则易腐蚀钢管，A项错误；钠为活泼金属，易发生反应，B项错误；钢管吸氧发生还原反应，产生OH－，附近土壤的pH可能会升高，C项正确；该装置没有外接电源，不属于外加电流的阴极保护法，D项错误。

2．下列有关电化学装置的说法正确的是（　　）

A．利用图a装置处理银器表面的黑斑Ag2S，银器表面发生的反应为Ag2S＋2e－===2Ag＋S2－

B．图b电解一段时间，铜电极溶解，石墨电极上有亮红色物质析出

C．图c中的X极若为负极，则该装置可实现粗铜的精炼

D．图d中若M是海水，该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”使铁不被腐蚀

解析：

选A　图a中形成原电池，Al为负极被氧化，Ag2S为正极被还原，正极反应式为Ag2S＋2e－===2Ag＋S2－，A正确；图b中，铜为阴极，发生还原反应，不能溶解，石墨电极上生成氧气，B错误；图c中的X极若为负极，粗铜为阴极，而电解精炼时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，不能进行粗铜的精炼，C错误；图d装置中有外接电源，属于“有外加电源的阴极保护法”，D错误。

3．（2017·济南模拟）四个电解装置都以Pt作电极，它们分别装着如下电解质溶液进行电解，电解一段时间后，测定其pH变化，所记录的结果正确的是（　　）

选项

A

B

C

D

电解质溶液

HCl

AgNO3

KOH

BaCl2

pH变化

减小

增大

增大

不变

解析：

选C　电解盐酸，溶质HCl的量减小，溶剂量不变，所以酸性减弱，pH增大，A错误；电解硝酸银溶液生成硝酸、金属银和氧气，溶液酸性增强，pH减小，B错误；电解氢氧化钾溶液的实质是电解水，溶质的量不变，溶剂减小，碱性增强，pH增大，C正确；电解氯化钡溶液得到氢氧化钡、氢气和氯气，溶液碱性增强，pH增大，D错误。

4．（2017·石家庄模拟）如图所示装置Ⅰ是一种可充电电池，装置Ⅱ为电解池。

离子交换膜只允许Na＋通过，充放电的化学方程式为2Na2S2＋NaBr3

Na2S4＋3NaBr。

闭合开关K时，b极附近先变红色。

下列说法正确的是（　　）

A．负极反应为4Na－4e－===4Na＋

B．闭合K后，b电极附近的pH变小

C．当有0.01molNa＋通过离子交换膜时，b电极上析出气体在标准状况体积为112mL

D．闭合K后，a电极上产生的气体具有漂白性

解析：

选C　当闭合开关K时，b附近溶液先变红，即b附近有OH－生成，在b极析出氢气，b极是阴极，a极是阳极，与阴极连接的是原电池的负极，所以B极是负极，A极是正极。

闭合K时，负极发生氧化反应，电极反应为2Na2S2－2e－===2Na＋＋Na2S4，A错误；闭合开关K时，b极附近先变红色，该极上生成H2和OH－，pH增大，B错误；闭合K时，有0.01molNa＋通过离子交换膜，说明有0.01mol电子转移，阴极上生成0.005molH2，标准状况下体积为0.005mol×22.4L·mol－1＝0.112L＝112mL，C正确；闭合开关K时，a极是阳极，该极上金属铜被氧化，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，没有气体产生，D错误。

5.制备二氧化锰的装置如图，阳极以硫酸锰和硫酸混合液为电解液，阴极以稀硫酸为电解液，电解装置中大箭头表示溶液中阳离子移动的方向。

下列说法正确的是（　　）

A．N是电源的负极

B．右侧气孔逸出的气体可能为副产物H2

C．石墨电极的电极反应式为Mn2＋－2e－＋2H2O===MnO2＋4H＋

D．电解过程中阳离子交换膜左侧硫酸浓度基本不变，右侧减小

解析：

选C　阳离子向阴极移动，说明左侧为阴极，则M为电源负极，N为电源正极，A项错误；右侧为阳极，逸出的气体可能是溶液中的氢氧根离子放电生成的氧气，B项错误；石墨电极为阳极，锰离子失去电子生成二氧化锰，C项正确；电解过程中阳离子向左侧移动，左侧溶液中H＋放电生成H2，硫酸的溶液不变，右侧MnSO4电解生成MnO2和H2SO4，硫酸浓度增加，D项错误。

6．（2015·福建高考）某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料（C3H8O）。

下列说法正确的是（　　）

A．该装置将化学能转化为光能和电能

B．该装置工作时，H＋从b极区向a极区迁移

C．每生成1molO2，有44gCO2被还原

D．a电极的反应为3CO2＋18H＋－18e－===C3H8O＋5H2O

解析：

选B　结合装置图可知该装置为电解装置，模拟“人工树叶”，故为电能转化为化学能，A项错误；b极连接电源的正极，为阳极，在电解池中H＋向a极（阴极）区移动，B项正确；右侧H2O→O2发生的是氧化反应，每生成1molO2，转移4mol电子，C3H8O中碳元素的化合价是－2,3CO2―→C3H8O，转移18mol电子，故生成1molO2消耗

molCO2，C项错误；a电极发生的是还原反应：

3CO2＋18H＋＋18e－===C3H8O＋5H2O，D项错误。

7．（2017·深圳模拟）用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如图所示（电极材料为石墨）。

下列有关叙述不正确的是（　　）

A．图中a极连接电源的负极

B．A口放出的物质是氢气，C口放出的物质是氧气

C．b极电极反应式为SO

－2e－＋H2O===SO

＋2H＋

D．电解过程中阴极区碱性明显增强

解析：

选B　A项，Na＋移向阴极区，SO

移向阳极区，所以a极为阴极，应接电源负极，正确；B项，阴极区H＋放电生成氢气，阴极电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，从A口出来的是氢气，b极应接电源正极，阳极电极反应式为SO

－2e－＋H2O===SO

＋2H＋，从C口流出的是浓度较大的硫酸，错误；C项，b为阳极，SO

在阳极失去电子变成SO

，阳极电极反应式为SO

－2e－＋H2O===SO

＋2H＋，正确；D项，阴极电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，c（OH－）增大，碱性增强，正确。

8．（2017·温州模拟）高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。

用镍（Ni）、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸钠（Na2FeO4）的装置如图所示。

下列说法正确的是（　　）

A．铁是阳极，电极反应为Fe－2e－＋2OH－===Fe（OH）2

B．电解一段时间后，镍电极附近溶液的pH减小

C．若离子交换膜为阴离子交换膜，则电解结束后左侧溶液中含有FeO

D．每制得1molNa2FeO4，理论上可以产生67.2L气体

解析：

选C　用镍（Ni）、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸钠（Na2FeO4），铁失电子生成高铁酸钠，则铁作阳极，镍作阴极，电极反应式为Fe＋8OH－－6e－===FeO

＋4H2O，A错误；镍电极上H＋放电生成H2，c（H＋）减小，溶液的pH增大，B错误；若离子交换膜为阴离子交换膜，FeO

穿过阴离子交换膜向左侧扩散，左侧溶液中会含有FeO

，C正确；温度和压强未知，不能计算生成气体体积，D错误。

9．（2017·合肥模拟）如图所示，甲池的总反应式为N2H4＋O2===N2＋2H2O。

下列说法正确的是（　　）

A．甲池中负极上的电极反应式为N2H4－4e－===N2＋4H＋

B．乙池中石墨电极上发生的反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

C．甲池溶液pH增大，乙池溶液pH减小

D．甲池中每消耗0.1molN2H4乙池电极上则会析出6.4g固体

解析：

选B　由图知甲池是燃料电池，乙池是电解池，甲池的电解质溶液是氢氧化钾溶液，则负极不可能生成H＋，应为N2H4－4e－＋4OH－===N2＋4H2O，A错误；乙池的石墨极是阳极，发生氧化反应，B正确；甲池总反应中生成了水，则KOH溶液浓度变小，pH减小，乙池生成Cu、O2、H2SO4，溶液pH减小，C错误；根据各个电极流过的电量相等知，N2H4～2Cu，甲池消耗0.1molN2H4，乙池电极上则会析出12.8g铜，D错误。

10．（2017·衡水模拟）1L某溶液中含有的离子如下表：

离子

Cu2＋

Al3＋

NO

Cl－

物质的量浓度（mol·L－1）

1

1

a

1

用惰性电极电解该溶液，当电路中有3mol电子通过时（忽略电解时溶液体积的变化及电解产物可能存在的溶解现象），下列说法正确的是（　　）

A．电解后溶液pH＝0

B．a＝3

C．阳极生成1.5molCl2

D．阴极析出的金属是铜与铝

解析：

选A　A项，当电路中有3mol电子通过时，阳极首先发生2Cl－－2e－===Cl2↑，生成0.5molCl2，然后发生4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，生成2molH＋，阴极首先发生：

Cu2＋＋2e－===Cu，析出1molCu，然后发生2H＋＋2e－===H2↑，生成0.5molH2，同时生成1molOH－，最终溶液里得到1molH＋，H＋的浓度为1mol·L－1，pH＝0，正确；B项，由溶液电荷守恒可知2c（Cu2＋）＋3c（Al3＋）＝c（NO

）＋c（Cl－），可求得c（NO

）＝4mol·L－1，即a＝4，错误；C项，电解时阳极首先发生：

2Cl－－2e－===Cl2↑，然后发生4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，生成Cl2和O2，错误；D项，由于离子放电顺序Cu2＋＞H＋＞Al3＋，没有Al生成，错误。

11．（2017·威海模拟）钢铁是目前应用最广泛的金属材料，了解钢铁腐蚀的原因与防护方法具有重要意义，对钢铁制品进行抗腐蚀处理，可适当延长其使用寿命。

（1）抗腐蚀处理前，生产中常用盐酸来除铁锈。

现将一表面生锈的铁件放入盐酸中，当铁锈除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式为___________________________。

（2）利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。

①若X为碳棒，为减缓铁件的腐蚀，开关K应置于________处。

②若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为________________。

（3）图中若X为粗铜，容器中海水替换为硫酸铜溶液，开关K置于N处，一段时间后，当铁件质量增加3.2g时，X电极溶解的铜的质量________3.2g（填“<”“>”或“＝”）。

（4）图中若X为铜，容器中海水替换为FeCl3溶液，开关K置于M处，铜电极发生的反应是__________________，若将开关K置于N处，发生的总反应是________________________________________________________________________。

解析：

（1）铁锈的成分为Fe2O3，能和盐酸反应生成FeCl3和水，当铁锈除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式为Fe＋2FeCl3===3FeCl2。

（2）①若X为碳棒，由于Fe比较活泼，为减缓铁的腐蚀，应使Fe为电解池的阴极即连接电源的负极，故K连接N处。

②若X为锌，开关K置于M处，Zn为阳极被腐蚀，Fe为阴极被保护，该防护法称为牺牲阳极的阴极保护法。

（3）若X为粗铜，容器中海水替换为硫酸铜溶液，开关K置于N处，一段时间后，当铁件质量增加3.2g时，由于粗铜中有杂质参加反应，所以X电极溶解的铜的质量<3.2g。

（4）若X为