作業(yè)24電解池金屬的腐蝕與防護(hù)

A組基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1.(2024·浙江湖州、衢州、麗水聯(lián)考)海港、碼頭的鋼制管樁會(huì)受到海水的長期侵襲,常用外加電流法對(duì)其進(jìn)行疼惜(如圖所示,其中高硅鑄鐵為惰性幫助電極)。下列有關(guān)敘述中不正確的是()A.a為負(fù)極,b為正極B.高硅鑄鐵是作為損耗陽極材料發(fā)揮作用的C.通電時(shí),海水中的陽離子向鋼制管樁電極移動(dòng)D.通電后使鋼制管樁表面的腐蝕電流接近零2.(2024·浙江嘉興高三統(tǒng)測)下圖是以TiO2、FeO混合粉末壓制的塊體和石墨坩堝分別作電極材料,以CaCl2熔鹽為離子導(dǎo)體(不參加電極反應(yīng))制備鈦鐵合金的裝置示意圖。下列相關(guān)說法正確的是()A.TiO2、FeO混合粉末壓制的塊體為正極B.通入Ar氣主要是為了疼惜石墨坩堝、FeO不被氧化C.TiO2發(fā)生的電極反應(yīng)為TiO2+4e-Ti+2O2-D.每生成16.0gTiFe2時(shí),流出氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為4.48L3.(2024·浙江嘉興高三二模)為實(shí)現(xiàn)碳中和,可通過電解法用CO2制備C2H4,電解裝置如圖,下列說法不正確的是()A.玻碳電極為陽極,發(fā)生氧化反應(yīng)B.鉑電極的電極反應(yīng):2CO2+12e-+12H+C2H4+4H2OC.制得28gC2H4時(shí),產(chǎn)生32gO2D.電解一段時(shí)間后,右池中溶液的pH可能不變4.(2024·浙江回浦中學(xué)檢測)厭氧性硫酸鹽還原菌(SRB)是導(dǎo)致金屬微生物腐蝕最為普遍的菌種,腐蝕過程如圖所示。下列說法正確的是()A.正極的電極反應(yīng)式為8H++8e-8H·(吸附)、SO42-+8H·(吸附)S2-+4HB.正極區(qū)溶液的pH變小C.生成1molFeS,轉(zhuǎn)移6mol電子D.若引入新細(xì)菌,確定會(huì)加速金屬的腐蝕5.(2024·浙江溫州高三一模)利用電化學(xué)富集海水中鋰的電化學(xué)系統(tǒng)如圖所示。該電化學(xué)系統(tǒng)的工作步驟如下:①啟動(dòng)電源1,MnO2所在腔室的海水中的Li+進(jìn)入MnO2結(jié)構(gòu)而形成LixMn2O4;②關(guān)閉電源1和海水通道,啟動(dòng)電源2,使LixMn2O4中的Li+脫出進(jìn)入腔室2。下列說法不正確的是()A.啟動(dòng)電源1時(shí),電極1為陽極,發(fā)生氧化反應(yīng)B.啟動(dòng)電源2時(shí)MnO2電極反應(yīng)式為xLi++2MnO2+xe-LixMn2O4C.電化學(xué)系統(tǒng)提高了腔室2中LiOH的濃度D.啟動(dòng)至關(guān)閉電源1,轉(zhuǎn)化的n(MnO2)與生成的n(O2)之比為20∶3,可得LixMn2O4中的x=1.26.(2024·浙江紹興高三二模)已知電極材料均為石墨材質(zhì),氧化性:LiCoO2>Co2+。設(shè)計(jì)如圖裝置將LiCoO2(s)轉(zhuǎn)化為Co2+,并在甲處回收金屬鈷;工作時(shí)保持厭氧環(huán)境,并定時(shí)將乙室溶液轉(zhuǎn)移至甲室;保持細(xì)菌所在環(huán)境pH穩(wěn)定,借助其降解乙酸鹽生成CO2。下列說法正確的是()A.裝置1為原電池B.乙電極旁邊pH不斷減小C.細(xì)菌所在電極均發(fā)生反應(yīng):CH3COO--8e-+2H2O2CO2↑+7H+D.乙室得到的Co2+全部轉(zhuǎn)移至甲室,恰好能補(bǔ)充甲室消耗的Co2+的物質(zhì)的量7.(2024·浙江1月選考)在熔融鹽體系中,通過電解TiO2和SiO2獲得電池材料(TiSi),電解裝置如圖,下列說法正確的是()A.石墨電極為陰極,發(fā)生氧化反應(yīng)B.電極A的電極反應(yīng):8H++TiO2+SiO2+8e-TiSi+4H2OC.該體系中,石墨優(yōu)先于Cl-參加反應(yīng)D.電解時(shí),陽離子向石墨電極移動(dòng)B組綜合提升8.(2024·浙江溫州高三二模)利用廢料Ce2O3制備Ce(SO4)2的工作原理如圖,下列說法不正確的是()A.電極b為陰極,發(fā)生還原反應(yīng)B.電解總方程式:Ce2O3+8H+2Ce4++3H2O+H2↑C.離子交換膜為陰離子交換膜D.X可以是H2SO4溶液9.(2024·浙江杭州外國語學(xué)校月考)某混合物漿液含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4?？紤]到膠體的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出,某探討小組利用如圖電解分別裝置使?jié){液分別成固體混合物和含鉻元素溶液,并回收利用。下列說法錯(cuò)誤的是()A.用惰性電極電解時(shí),CrO42-B.通電后陰極電極反應(yīng)式為2H2O+2e-H2↑+2OH-C.分別后含鉻元素的粒子是CrOD.通電后,相同條件下陰陽兩極產(chǎn)生氣體體積之比為2∶110.雙極膜電解法制巰基乙酸(HSCH2COOH)和高純NaOH溶液原理如圖所示,其中a、b為離子交換膜,雙極膜在直流電壓下可解離出H+和OH-。下列說法正確的是()A.膜a和膜b均為陽離子交換膜B.雙極膜解離出的H+在雙極膜的右側(cè)C.堿室1和堿室2的NaOH溶液可以循環(huán)運(yùn)用,電解過程不產(chǎn)生其他副產(chǎn)物D.若將鹽室的原料換成Na2SO4溶液,當(dāng)外電路通過2mol電子時(shí),可生成2molH2SO411.(2024·浙江文成中學(xué)月考)可用以下方法將氣態(tài)廢棄物中的H2S氣體間接氧化為S而加以利用:以K4[Fe(CN)6]和KHCO3的混合液為電解質(zhì)溶液,限制電壓通電,惰性電極d旁邊有H2產(chǎn)生,惰性電極c旁邊無氣體生成。一段時(shí)間后將H2S通入溶液中發(fā)生反應(yīng)。下列說法不正確的是()A.電解過程中,[Fe(CN)6]4-向惰性電極c移動(dòng)B.電解過程中,惰性電極d旁邊的pH上升C.當(dāng)外電路流過1mol電子時(shí),理論上可制備16gSD.該過程中須要不斷補(bǔ)充K4[Fe(CN)6]和KHCO3作業(yè)24電解池金屬的腐蝕與防護(hù)1.B由圖可知,該金屬防護(hù)法為外加直流電源的陰極疼惜法,鋼制管樁與直流電源的負(fù)極a極相連,作電解池的陰極,高硅鑄鐵與直流電源的正極b極相連,作陽極。被疼惜金屬與電源的負(fù)極相連作為陰極被疼惜,則鋼制管樁應(yīng)與電源的負(fù)極相連,即a為負(fù)極,b為正極,A正確;高硅鑄鐵為惰性幫助電極,作為陽極材料不損耗,B錯(cuò)誤;電解池中,陽離子向陰極移動(dòng),即向鋼制管樁電極移動(dòng),C正確;被疼惜的鋼制管樁作為陰極,從而使得金屬腐蝕發(fā)生的電子遷移得到抑制,使鋼制管樁表面腐蝕電流接近零,避開或減弱電化學(xué)腐蝕的發(fā)生,D正確。2.C電解過程中須要Fe2+、Ti4+發(fā)生還原反應(yīng),所以二氧化鈦、氧化亞鐵混合粉末壓制的塊體應(yīng)為陰極,連接電源的負(fù)極,A錯(cuò)誤;Ti、Fe性質(zhì)活潑,簡潔被生成的氧氣氧化,所以通入Ar氣主要是為了疼惜鈦鐵合金不被氧化,B錯(cuò)誤;TiO2得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)為TiO2+4e-Ti+2O2-,C正確;16.0gTiFe2,即16g160g·mol-1=0.1mol,需生成0.1molTi、0.2molFe,依據(jù)電極反應(yīng)TiO2+4e-Ti+2O2-、FeO+2e-Fe+O2-可知,共轉(zhuǎn)移0.8mol電子,陽極電極反應(yīng)為2O2--4e-O2↑,所以生成0.2mol氧氣,標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為0.2mol×22.4L·mol3.CH2O在玻碳電極上失去電子生成O2,則玻碳電極為陽極,發(fā)生氧化反應(yīng),故A正確;鉑電極為陰極,CO2得電子生成C2H4,電極反應(yīng):2CO2+12e-+12H+C2H4+4H2O,故B正確;制得28gC2H4的物質(zhì)的量為28g28g·mol-1=1mol,轉(zhuǎn)移12mol電子,陽極電極反應(yīng):2H2O-4e-O2↑+4H+,則生成3molO2,質(zhì)量為3mol×32g4.A依據(jù)示意圖可知,正極上發(fā)生了2個(gè)電極反應(yīng),分別為8H++8e-8H·(吸附)、SO42-+8H·(吸附)S2-+4H5.B由題意知,啟動(dòng)電源1,使海水中Li+進(jìn)入MnO2結(jié)構(gòu)形成LiMn2O4,可知MnO2為陰極,電極反應(yīng)式為2MnO2+xLi++xe-LixMn2O4,電極1為陽極,連接電源正極;關(guān)閉電源1和海水通道,啟動(dòng)電源2,使LixMn2O4中的Li+脫出進(jìn)入腔室2,可知此時(shí)MnO2是陽極。由分析知,啟動(dòng)電源1時(shí),電極1為陽極,發(fā)生氧化反應(yīng),A正確;啟動(dòng)電源2時(shí)MnO2作陽極,電極反應(yīng)式:LixMn2O4-xe-xLi++2MnO2,B錯(cuò)誤;啟動(dòng)電源2,使LixMn2O4中的Li+脫出進(jìn)入腔室2,所以電化學(xué)系統(tǒng)提高了腔室2中LiOH的濃度,C正確;啟動(dòng)至關(guān)閉電源1,MnO2電極反應(yīng)式為2MnO2+xLi++xe-LixMn2O4,電極1電極反應(yīng)式為2H2O-4e-O2↑+4H+,由得失電子守恒得:8MnO2~xO2~4xe-,轉(zhuǎn)化的n(MnO2)與生成的n(O2)之比為20∶3,即8∶x=20∶3,解得x=1.2,D正確。6.C氧化性:LiCoO2>Co2+,則將LiCoO2(s)轉(zhuǎn)化為Co2+為自發(fā)的反應(yīng),裝置將LiCoO2(s)轉(zhuǎn)化為Co2+,并在甲處回收金屬鈷,則乙處LiCoO2(s)發(fā)生還原反應(yīng)得到Co2+,乙為正極,裝置2為原電池;甲處Co2+發(fā)生還原反應(yīng)生成鈷單質(zhì),甲為陰極,裝置1為電解池。由分析可知,裝置1為電解池,A錯(cuò)誤;乙電極為正極,反應(yīng)為LiCoO2(s)+e-+4H+Li++Co2++2H2O,則c(H+)減小,旁邊pH不斷增大,B錯(cuò)誤;細(xì)菌所在電極旁邊乙酸鹽均發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳,故均發(fā)生反應(yīng):CH3COO--8e-+2H2O2CO2↑+7H+,C正確;甲處Co2+發(fā)生還原反應(yīng)生成鈷單質(zhì),Co2++2e-Co,依據(jù)電子守恒可知,轉(zhuǎn)移2mol電子甲消耗1molCo2+,而乙處得到2molCo2+,D錯(cuò)誤。7.C由圖可知,在外加電源下石墨電極上C轉(zhuǎn)化為CO,失電子發(fā)生氧化反應(yīng),為陽極,與電源正極相連,則電極A作陰極,TiO2和SiO2獲得電子產(chǎn)生電池材料(TiSi),電極反應(yīng)為TiO2+SiO2+8e-TiSi+4O2-。在外加電源下石墨電極上C轉(zhuǎn)化為CO,失電子發(fā)生氧化反應(yīng),為陽極,A錯(cuò)誤;電極A的電極反應(yīng)為TiO2+SiO2+8e-TiSi+4O2-,B錯(cuò)誤;依據(jù)圖中信息可知,該體系中,石墨優(yōu)先于Cl-參加反應(yīng),C正確;電解池中石墨電極為陽極,陽離子向陰極電極A移動(dòng),D錯(cuò)誤。8.C由圖可知,電極a為陽極,酸性條件下三氧化二鈰在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Ce4+和水,電極b為陰極,H+在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成H2,則X為硫酸溶液,Ce4+通過陽離子交換膜由陽極室移向陰極室,電解的總反應(yīng)方程式為Ce2O3+8H+2Ce4++3H2O+H2↑。電極b為陰極,H+在陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣,A正確;電解的總反應(yīng)方程式為Ce2O3+8H+2Ce4++3H2O+H2↑,B正確;電解時(shí),鈰離子通過陽離子交換膜由陽極室移向陰極室,C錯(cuò)誤;X為硫酸溶液,D正確。9.C用惰性電極電解時(shí),在直流電場作用下,CrO42-通過陰離子交換膜向陽極室移動(dòng),脫離漿液,從而使CrO42-從漿液中分別出來,A正確;陰極溶液為Na2SO4溶液,通電后陰極H2O得到電子生成H2,電極反應(yīng)為2H2O+2e-H2↑+2OH-,B正確;由A可知,CrO42-通過陰離子交換膜向陽極室移動(dòng),陽極H2O失電子生成O2和H+,CrO42-和H+發(fā)生反應(yīng)2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O,分別后含鉻元素的粒子是CrO42-和Cr2O710.A依據(jù)裝置圖,該裝置為電解池裝置,依據(jù)電解原理,左邊電極為陰極,電極反應(yīng)式為2H2O+2e-H2↑+2OH-,HSCH2COONa中Na+向陰極移動(dòng),膜a為陽離子交換膜,右邊電極為陽極,電極反應(yīng)式為4OH--4e-O2↑+2H2O,堿室2中Na+向左移,膜b為陽離子交換膜,據(jù)此分析。依據(jù)上述分析,膜a、b均為陽離子交換膜,A說法正確;依據(jù)上述分析,雙極膜解離出的H+在雙極膜的左側(cè),B說法錯(cuò)誤;依據(jù)上述分析,堿室1的NaOH溶液可循環(huán)運(yùn)用,副產(chǎn)品還有氫氣和氧氣,C說法錯(cuò)誤;外電路有2mol電子通過,鹽室中有2molNa+移向堿室1,雙極膜中有2molH+移向鹽室,即得到1molH2SO4,D說法錯(cuò)誤。11.D限制電壓通電,惰性電極d旁邊有H2產(chǎn)生,電極反應(yīng)為2HCO3-+2e-H2↑+2CO32-,惰性電極d為陰極,惰性電極c為陽極,電極反應(yīng)為[Fe(CN)6]4--e-[Fe(CN)6]3-,一段時(shí)間后將H2S通入溶液中,K3[Fe(CN)6]將H2S轉(zhuǎn)化為S,離子方程式為2CO32-+2[Fe(CN)6]3-+H2S2[Fe(CN