黑龙江省哈尔滨市高考化学一轮复习7.2电解池金属的电化学腐蚀与防护实战训练

7.2 电解池 金属的电化学腐蚀与防护实战训练
1.[高考集萃]判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

(1)[2015·江苏高考]钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀。

( )
(2)[2014·江苏高考]若在海轮外壳上附着一些铜块，则可以减缓海轮外壳的腐蚀。

( )
(3)[2014·天津高考]铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性。

( )
(4)[2013·江苏高考]电解法精炼铜时，以粗铜作阴极，纯铜作阳极。

( )
(5)[2013·四川高考]用铜作电极电解CuSO 4溶液：2Cu ＋2H 2O=====电解
2Cu ＋O 2↑＋4H ＋。

( )
(6)[2012·江苏高考]镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更容易生锈。

( )
(7)[2012·山东高考]电解NaCl 溶液得到22.4 L H 2(标准状况)，理论上需要转移N A 个电子(N A 表示阿伏加德罗常数的值)。

( )
(8)[2012·广东高考]自行车钢架生锈主要是电化学腐蚀所致。

( )
答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√ (7)× (8)√
解析 (1)当铁作原电池的正极或电解池的阴极时，铁均会受到保护，正确；(2)在海轮外壳上附着一些铜，可形成铁、铜原电池，铁比铜活泼，作为负极被腐蚀，错误；(3)铁表面镀锌，可以形成原电池，锌作负极，增强铁的抗腐蚀能力，正确；(4)电解精炼铜时，粗铜
作阳极，纯铜作阴极，错误；(5)铜作电极电解CuSO 4溶液时，阳极上Cu 失去电子生成Cu
2＋，不会得到O 2，错误；(6)铁、铜形成原电池，铁作负极加快腐蚀，正确；(7)电解NaCl
溶液的阴极反应：2H ＋＋2e －===H 2↑，产生标准状况下22.4 L H 2，可转移2N A 个电子，错
误；(8)为吸氧腐蚀，正确。

2．[2015·福建高考]某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将H 2O 和CO 2转化为O 2和燃料(C 3H 8O)。

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1 mol O 2，有44 g CO 2被还原
D ．a 电极的反应为3CO 2＋18H ＋－18e －===C 3H 8O ＋5H 2O
答案 B
解析 该装置将光能转化为化学能，将电能转化为化学能，A 项错误；该装置工作时，a 极
为阴极，b 极为阳极，H ＋从阳极(b 极)区向阴极(a 极)区迁移，B 项正确；根据电路中通过
的电量相等，由2H 2O ――→失4e －O 2、CO 2――→得6e －13
C 3H 8O 可得：3O 2～2CO 2，则每生成1 mol O 2，被
还原的CO 2的质量为23
mol×44 g/mol＝29.3 g ，C 项错误；a 极上CO 2发生得电子的还原反应转化为C 3H 8O ，D 项错误。

3．[2015·浙江高考]在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H 2O －CO 2混合气体制备H 2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( )
A ．X 是电源的负极
B ．阴极的电极反应式是：
H 2O ＋2e －===H 2＋O 2－ CO 2＋2e －===CO ＋O 2－
C ．总反应可表示为：H 2O ＋CO 2=====通电
H 2＋CO ＋O 2
D ．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1
答案 D
解析 H 2O 和CO 2混合气体转变为H 2和CO 的过程在接电源X 极的电极上完成，说明该电极上发生了还原反应，该电极为阴极，则X 为电源的负极，A 项正确；阴极完成的是
H 2O→H 2，CO 2→CO，对应的电极反应式为H 2O ＋2e －===H 2＋O 2－，CO 2＋2e －===CO ＋O 2－，B 项正
确；制备过程的总反应为H 2O ＋CO 2=====通电
CO ＋H 2＋O 2，C 项正确；阴极与阳极产生的气体，其物质的量之比为2∶1，D 项错误。

4．[2014·广东高考]某同学组装了如图所示的电化学装置。

电极Ⅰ为Al ，其他电极均为Cu ，则( )
A ．电流方向：电极Ⅳ→Ⓐ→电极Ⅰ
B ．电极Ⅰ发生还原反应
C ．电极Ⅱ逐渐溶解
D ．电极Ⅲ的电极反应：Cu 2＋＋2e －===Cu
答案 A
解析本题综合考查原电池与电解池知识，意在考查考生对电化学原理的掌握情况。

首先应根据图示判断左边两池通过盐桥构成原电池，产生电流对右边硫酸铜溶液进行电解(相当于精炼铜)。

电极Ⅰ为负极，电极Ⅱ为正极，所以电流方向：电极Ⅳ→Ⓐ→电极Ⅰ(电流方向与电子流动方向相反)，A正确；电极Ⅰ上铝失电子发生氧化反应，B错；电极Ⅱ上有铜析出，C错；电极Ⅲ的电极反应：Cu－2e－===Cu2＋，D错。

5．[高考集萃]按要求填空。

(1)[2015·山东高考]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。

B极区电解液为________溶液(填化学式)，阳极电极反应式为________，电解过程中Li＋向________电极迁移(填“A”或“B”)。

(2)[2014·课标全国卷Ⅰ]H3PO2也可用电渗析法制备。

“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：
①写出阳极的电极反应式________________。

②分析产品室可得到H3PO2的原因________________。

③早期采用“三室电渗析法”制备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。

其缺点是产品中混有________杂质，该杂质产生的原因是__________________________________ _________________________________________________________。

(3)[2014·福建高考]铁及其化合物与生产、生活关系密切。

如图是实验室研究海水对铁闸不同部分腐蚀情况的剖面示意图。

①该电化腐蚀称为________。

②图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是________(填字母)。

(4)[2014·山东高考]离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。

由有机阳离子、Al2Cl－
7 4组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。

和AlCl－
①钢制品应接电源的________极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为________。

若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为__________________。

②为测定镀层厚度，用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层，当反应转移6 mol电子时，所得还原产物的物质的量为________mol。

答案(1)LiOH 2Cl－－2e－===Cl2↑ B
(2)①2H2O－4e－===O2↑＋4H＋②阳极室的H＋穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO－2穿
2或H3PO2被氧化
过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2③PO3－
4H2PO－
(3)①吸氧腐蚀②B
4H2②3
7＋3e－===Al＋7AlCl－
(4)①负4Al2Cl－
解析(1)产生H2的极为阴极，同时产生OH－，Li＋通过阳离子交换膜进入阴极，阴极区电解液为LiOH溶液。

阳极区电解液为LiCl溶液，Cl－发生失电子的氧化反应生成Cl2。

(2)①阳极为水电离出的OH－放电，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。

②阳极室中的H ＋穿过阳膜进入产品室，原料室中的H
2穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2。

2PO－
4。

③在阳极区H2PO－2或H3PO2可能失电子发生氧化反应，即生成物中会混有PO3－
(3)①在弱酸性或中性条件下，金属所发生的腐蚀是吸氧腐蚀。

②铁闸发生吸氧腐蚀时，正极必须有氧气参与，同时能提供电解质溶液的环境，因此B处生成铁锈最多。

(4)①电镀时，钢制品为镀件，应作阴极，故应与电源的负极相连接。

根据题意，阴极发生得电子的还原反应，应生成金属铝，电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，则Al2Cl－7、AlCl－4参与电极反应，故阴极的电极反应式为4Al2Cl－
7＋3e－===Al＋7AlCl－4。

电解AlCl3水溶液时，阴极为H＋得电子生成H2。

②铝与NaOH溶液的反应中，还原产物为H2，当反应转移6 mol电子时，生成3 mol H2。