天津高考化学复习练习题 电解池金属的腐蚀与防护

天津高考化学专项训练电解池金属的腐蚀与防护基础题1.关于如图装置说法正确的是( )A．装置中电子移动的途径是：负极→Fe→M溶液→石墨→正极B．若M为NaCl溶液，通电一段时间后，溶液中可能有NaClOC．若M为FeCl2溶液，可以实现石墨上镀铁D．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：装置中电子移动的途径是：负极→Fe电极，然后是溶液中的阴离子在阳极(石墨)放电→电源的正极，A错误；若M为NaCl溶液，通电一段时间后，阳极产生Cl2，溶液中的NaOH与阳极产生的Cl2发生反应生成NaCl和NaClO，所以溶液中可能有NaClO，B正确；若M为FeCl2溶液，在阳极，溶液中的Fe2＋失去电子变为Fe3＋，所以不可能实现石墨上镀铁，C 错误；若M是海水，该装置是电解池，是通过外加电流的阴极保护法使铁不被腐蚀，不是通过“牺牲阳极的阴极保护法”，D错误。

答案：B2．研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。

下列有关说法错误的是( )A．d为石墨，铁片腐蚀加快B．d为石墨，石墨上电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．d为锌块，铁片不易被腐蚀D．d为锌块，铁片上电极反应为：2H＋＋2e－===H2↑解析：A项，当d为石墨时，铁片为负极，腐蚀加快，正确；B项，当d为石墨时，石墨为原电池的正极，其电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，正确；C项，当d为锌块时，铁片为原电池的正极而受到保护，称为牺牲阳极的阴极保护法，正确；D项，当d为锌块时，铁片为正极，电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，错误。

答案：D3．下列装置的线路接通后，经过一段时间，溶液的pH值明显下降的是( )解析：A 项，该装置是原电池装置，H ＋放电生成氢气，溶液的pH 增大，错误；B 项，该装置是电解池，Cu ＋2H 2O=====电解Cu(OH)2＋H 2↑，氢氧根离子浓度增大，溶液的pH 增大，错误；C 项，电解食盐水，生成氢氧化钠使溶液的pH 增大，错误；D 项，电解硫酸铜实质是电解水和硫酸铜，水中的氢氧根离子放电使溶液中的氢离子浓度增大，溶液的pH 减小，正确。

答案：D4．下列有关电化学装置的说法正确的是( )A ．用图1装置处理银器表面的黑斑(Ag 2S)，银器表面发生的反应为Ag 2S ＋2e －===2Ag ＋S 2－B ．用图2装置电解一段时间后，铜电极部分溶解，溶液中铜离子的浓度基本不变C ．图3装置中若直流电源的X 极为负极，则该装置可实现粗铜的电解精炼D ．图4装置中若M 是铜，则该装置能防止铁被腐蚀解析：题图1装置中，银器、铝与食盐水构成原电池，银器是正极，银器上的Ag 2S 发生还原反应生成银，A 项正确；题图2装置中，铜电极是阴极，铜不参与电极反应，B 项错误；题图3装置中若X极为负极，则粗铜是阴极，电解精炼铜时粗铜应作阳极，C项错误；题图4装置中，铁作负极，铁被腐蚀，D项错误。

答案：A5．电解法精炼含有Fe、Zn、Ag等杂质的粗铜。

下列叙述正确的是( )A．电解时以硫酸铜溶液作电解液，精铜作阳极B．粗铜与电源负极相连，发生氧化反应C．阴极上发生的反应是Cu2＋＋2e－===CuD．电解后Fe、Zn、Ag等杂质会沉积在电解槽底部形成阳极泥解析：根据精炼池原理，粗铜作阳极，比铜活泼的Zn、Fe等杂质发生氧化反应，在阳极底部沉积比Cu不活泼的金属单质，如Ag、Au等；精铜作阴极，只发生Cu2＋＋2e－===Cu。

答案：C6．用石墨电极完成下列电解实验。

实验一实验二装置现象a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c处无明显变化两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气泡产生；……下列对实验现象的解释或推测不合理的是( )A．a、d处：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－B．b处：2Cl－－2e－===Cl2↑C．c处发生了反应：Fe－2e－===Fe2＋D．根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜解析：A项，a、d处试纸变蓝，说明溶液显碱性，是溶液中的氢离子得到电子生成氢气，氢氧根离子剩余造成的，正确；B项，b处变红，局部褪色，说明是溶液中的氯离子放电生成氯气同时与H2O反应生成HClO和H＋，Cl－－e－＋H2O===HClO＋H＋，错误；C项，c处为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，正确；D项，实验一中ac形成电解池，bd形成电解池，所以实验二中形成3个电解池，n(右面)有气泡生成，为阴极产生氢气，n的另一面(左面)为阳极产生Cu2＋，Cu2＋在m的右面得电子析出铜，正确。

答案：B7．电浮选凝聚法处理污水的原理如图所示。

电解过程生成的胶体能使污水中的悬浮物凝聚成团而除去，电解时阳极也会产生少量气体。

下列说法正确的是( )A ．可以用铝片或铜片代替铁片B ．阳极产生的气体可能是O 2C ．电解过程中H ＋向阳极移动D ．若污水导电能力较弱，可加入足量硫酸解析：电解原理是铁作阳极发生氧化反应生成Fe 2＋，阴极水中H ＋放电生成H 2，阳极区生成胶体吸附水中悬浮杂质沉降而净水。

A 项，铜盐无净水作用，错误；B 项，阳极可能有少量OH －放电，正确；C 项，H ＋在阴极放电，错误；D 项，加入的硫酸会与胶体反应，错误。

答案：B8．用Na 2SO 3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，将所得的混合液进行电解循环再生，这种新工艺叫再生循环脱硫法。

其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示，则下列有关说法中正确的是( )A ．X 为直流电源的正极，Y 为直流电源的负极B ．阳极区pH 减小C ．图中的b <aD ．阴极的电极反应为HSO －3－2e －＋H 2O===SO 2－4＋3H ＋和SO 2－3－2e －＋H 2O===SO 2－4＋2H ＋解析：由图可知，亚硫酸氢根离子向Pt(Ⅱ)极移动，则Pt(Ⅱ)是阳极，则Y 是电源的正极，X 是电源的负极，A 错误；阳极发生氧化反应，则HSO －3、SO 2－3失去电子生成SO 2－4和H＋，阳极区H ＋浓度增大，pH 减小，B 正确；根据以上分析，阳极区SO 2－3失去电子生成SO 2－4和H ＋，则图中出来的硫酸的质量分数大于加入的硫酸的质量分数，所以b >a ，C 错误；阴极发生还原反应，氢离子得到电子生成氢气，D 错误。

答案：B9．工业上用电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。

下列说法不正确的是( )已知：①Ni2＋在弱酸性溶液中发生水解②氧化性：Ni2＋(高浓度)>H＋>Ni2＋(低浓度)A．碳棒上发生的电极反应：4OH－－4e－===O2↑＋2H2OB．电解过程中，B室中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减小C．为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水pHD．若将图中阳离子膜去掉，将A、B两室合并，则电解反应总方程式发生改变解析：电极反应式为阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑阴极：Ni2＋＋2e－===Ni2H＋＋2e－===H2↑A项正确；B项，由于C室中Ni2＋、H＋不断减少，Cl－通过阴离子膜从C室移向B室，A 室中OH－不断减少，Na＋通过阳离子膜从A室移向B室，所以B室中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大，错误；C项，由于H＋的氧化性大于Ni2＋(低浓度)的氧化性，所以为了提高Ni 的产率，电解过程需要控制废水的pH，正确；D项，若去掉阳离子膜，在阳极Cl－首先放电生成Cl2，反应总方程式发生改变，正确。

答案：B能力题10.某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，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解析：A 项，该装置是电解池，在电解和光的作用下H 2O 在光催化剂的表面转化为O 2和H ＋，故该装置是将电能和光能转化为化学能，错误；B 项，根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引的原则，该装置工作时，H ＋从阳极b 极区向阴极a 极区迁移，正确；C 项，该电解池的总反应式为：6CO 2＋8H 2O=====电解2C 3H 8O ＋9O 2。

根据总反应方程式可知，每生成1 mol O 2，有23 mol CO 2被还原，其质量为883g ，错误；D 项，a 电极为阴极，发生还原反应，电极反应式为：3CO 2＋18H ＋＋18e －===C 3H 8O ＋5H 2O ，错误。

答案：B11．(1)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。

由有机阳离子、Al 2Cl －7和AlCl －4组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。

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AlCl 3水溶液作电解液，则阴极产物为____________________________________________________。

(2)电解NO 制备NH 4NO 3，其工作原理如下图所示，为使电解产物全部转化为NH 4NO 3，需补充物质A ，A 是________，说明理由：_____________________________________________________。

(3)化工生产的副产氢也是氢气的来源。

电解法制取有广泛用途的Na 2FeO 4，同时获得氢气：Fe ＋2H 2O ＋2OH －=====电解FeO 2－4＋3H 2↑，工作原理如图1所示。

装置通电后，铁电极附近生成紫红色FeO 2－4，镍电极有气泡产生。

若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。

已知：Na 2FeO 4只在强碱性条件下稳定，易被H 2还原。

①电解一段时间后，c (OH －)降低的区域在________(填“阴极室”或“阳极室”)。

②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是_________________________________________________。

③c (Na 2FeO 4)随初始c (NaOH)的变化如图2，任选M 、N 两点中的一点，分析c (Na 2FeO 4)低于最高值的原因：______________________________。

解析：(1)电镀时，镀件作阴极，即钢制品作阴极，接电源负极，根据阴极生成Al 可知反应式为4Al 2Cl －7＋3e －===Al ＋7AlCl －4。