第19講電解池金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)

第一部分：高考真題感悟

1.（2022?廣東.高考真題）科學(xué)家基于C12易溶于CCI4的性質(zhì)，發(fā)展了一種無需離子交換膜的新型氯流電池,

+

可作儲(chǔ)能設(shè)備（如圖）。充電時(shí)電極a的反應(yīng)為：NaTi2（PO4）3+2Na+2e-=Na3Ti2（PO4）3o下列說法正確

的是

水電極b水

A.充電時(shí)電極b是陰極

B.放電時(shí)NaCl溶液的pH減小

C.放電時(shí)NaCl溶液的濃度增大

D.每生成ImolCl2,電極a質(zhì)量理論上增加23g

2.（2022?北京?高考真題）利用下圖裝置進(jìn)行鐵上電鍍銅的實(shí)驗(yàn)探究。

序

裝置示意圖電解質(zhì)溶液實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

號

陰極表面有無色氣體，一段時(shí)間后陰極

1表面有紅色固體，氣體減少。經(jīng)檢驗(yàn)電

?O.lmol/LCUSO4+少量H2sO4

解液中有Fe"

Cu—-Fe

陰極表面未觀察到氣體，一段時(shí)間后陰

+過量氨水

贏屆落點(diǎn)i②O.lmol/LCUSO4極表面有致密紅色固體。經(jīng)檢驗(yàn)電解液

中無Fe元素

下列說法不F理的是

A.①中氣體減少，推測是由于溶液中c（H。減少，且Cu覆蓋鐵電極，阻礙H+與鐵接觸

+2+2+2+

B.①中檢測到Fe?+,推測可能發(fā)生反應(yīng)：Fe+2H=Fe+H2,Fe+Cu=Fe+Cu

C.隨陰極析出Cu,推測②中溶液c（C『）減少，C/++4NH3[CU（NH3）4『平衡逆移

D.②中C/+生成[CU（NH3）J+,使得c（Cu"）比①中溶液的小，Cu緩慢析出，鍍層更致密

3.（2022?遼寧?高考真題）某儲(chǔ)能電池原理如圖。下列說法正確的是

循環(huán)回路循環(huán)回路

+

A.放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)：Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na

B.放電時(shí)cr透過多孔活性炭電極向cc：中遷移

C.放電時(shí)每轉(zhuǎn)移Imol電子，理論上CC」吸收0.5molCL

D.充電過程中，NaCl溶液濃度增大

4.（2022?海南?高考真題）一種采用HzO（g）和NZ（g）為原料制備NH3（g）的裝置示意圖如下。

工作電源

固體氧化物電解質(zhì)

下列有關(guān)說法正確的是

A.在b電極上，N?被還原

B.金屬Ag可作為a電極的材料

C.改變工作電源電壓，反應(yīng)速率不變

D.電解過程中，固體氧化物電解質(zhì)中O?一不斷減少

5.（2022.湖北.高考真題）含磷有機(jī)物應(yīng)用廣泛。電解法可實(shí)現(xiàn)由白磷直接制備Li[P（CN）z],過程如圖所

示（Me為甲基）。下列說法正確的是

A.生成lmolLi[P（CN）21，理論上外電路需要轉(zhuǎn)移2moi電子

B.陰極上的電極反應(yīng)為：E,+8CN--4e=4[p（CN）J-

C.在電解過程中CN-向粕電極移動(dòng)

D.電解產(chǎn)生的H2中的氫元素來自于LiOH

第二部分：最新模擬精練

完卷時(shí)間：50分鐘

、選擇題（每小題只有一個(gè)正確選項(xiàng)，共12*5分）

1.（2022?新疆?二模）電解合成1,2二氯乙烷的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。下列說法中不正確的是

ab

A.a為電源正極

電解

B.該裝置總反應(yīng)為CH2=CH2+2NaCl+2H2O^C1CH2cH2cl+2NaOH+H2

C.X、Y依次為陽離子交換膜、陰離子交換膜

D.液相反應(yīng)為CH2=CH2+2CUC12=CICH2CH2CI+2CuCl(s)

2.（2022.江西?三模）“碳中和”大背景下，一種利用Ag-Cu納米陰極將CO2電化學(xué)轉(zhuǎn)化為C2H4或C2H50H

的裝置如圖所示。下列說法正確的是

A.M極應(yīng)與外接電源的正極相連

B.裝置中離子透過膜為陰離子透過膜

C.裝置工作時(shí)，N極區(qū)SO7的濃度不變（N極為石墨電極）

D.M極生成乙醇的電極反應(yīng)式為2co2+12H++12e=C2H5OH+3H2。

3.（2022?甘肅平?jīng)?二模）某科研小組研制了一種通過電解將草酸（HOOCCOOH）轉(zhuǎn)化為羥基乙酸

（HOCH2co0H）的裝置。固體聚合物為兩面分別是以Y2O3為基質(zhì)的陽極和TiCh涂覆的陰極，H+可通過固體

聚合物電解質(zhì)。其裝置如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是

a

I電源P

羥基乙酸O

32

o

P

D固體聚合物

電解質(zhì)

草酸H,0

A.電源的a極為負(fù)極

B.電解池工作時(shí)，H+通過固體聚合物電解質(zhì)向右移動(dòng)

C.為增強(qiáng)陽極電解液的導(dǎo)電性，可在水中添加適量Na2s04

+

D.陰極上的電極反應(yīng)式為HOOCCOOH+4H+4e=HOCH2COOH+H2O

4.（2022?四川涼山?三模）如圖是利用KC1、NaNCh為原料制取KN03和NaCl的電化學(xué)裝置，A、C代表

不同類別的選擇性離子通過膜，M、N為電極，下列有關(guān)說法中正確的是

A.A為陽離子交換膜，C為陰離子交換膜

B.該裝置中電子由電極b流向電極N,電極M流向電極a

C.電解總反應(yīng):KCl+NaNO3KNO3+NaCl

D.可以用純銅作為M電極的材料

5.（2022.四川雅安?三模）硬水除垢可以讓循環(huán)冷卻水系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。某科研團(tuán)隊(duì)改進(jìn)了主動(dòng)式電化學(xué)硬

水處理技術(shù)，原理如圖（R表示有機(jī)物）所示。下列說法錯(cuò)誤是

-----------------------------

鉗

鉗

電

電

CO2+H2OH,0

極

極

MMg2+N

Ca2+OH+H/

HCOj

A.a端為電源正極，處理后的水垢沉積在陰極底部

B.處理過程中C1可以循環(huán)利用

+

C.粕電極M發(fā)生的電極反應(yīng)式：2C1+2e=C12T；2H2O+4e=O2T+4H

D.鋁電極M處產(chǎn)生的H+移向鋁電極N

6.（2022?安徽師范大學(xué)附屬中學(xué)模擬預(yù)測）近日，我國學(xué)者在Science報(bào)道了一種氯離子介導(dǎo)的電化學(xué)合

成方法，能將乙烯高效清潔、選擇性地轉(zhuǎn)化為環(huán)氧乙烷，電化學(xué)反應(yīng)的過程如圖所示。在電解結(jié)束后，將

陰、陽極電解液輸出混合，便可反應(yīng)生成環(huán)氧乙烷。下列敘述錯(cuò)誤的是

-

CH2=CH2OH/0\

dCl2THe10-----------?CH2cleH20HH2C—CH2

er

A.電解過程中Cl透過交換膜向左側(cè)移動(dòng)

B.電解結(jié)束溶液混合后KC1的濃度與電解前的相等

C.每生成Imol環(huán)氧乙烷，理論上電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NA

D.工作過程中Ni電極附近的電極反應(yīng)式為2H2O+2e=2OH+H2T

7.（2022.河南.模擬預(yù)測）氯化氫回收氯氣技術(shù)近年來為科學(xué)研究的熱點(diǎn)，一種新的氯化氫電解回收氯氣

B.H+透過交換膜從石墨電極向鉗電極移動(dòng)

C.石墨電極區(qū)域的電極反應(yīng)為Fe3++e=Fe2+

D.隨著反應(yīng)的進(jìn)行，陰陽兩極電解質(zhì)溶液pH均升高。

8.（2022.四川省瀘縣第二中學(xué)一模）對氨基苯甲酸（H2NY"）-COOH）是一種用途廣泛的化工產(chǎn)品和醫(yī)藥

中間體，以對硝基苯甲酸（0則一^"^—COOH）為原料，采用電解法合成它的裝置如圖。下列說法中正

確的是

??—金屬陽極DSA

（不參與電極反應(yīng)）

85%乙醇-水

:??已口2s0八水

H2SO4

對硝基苯甲酸

陽離子交換膜

A.左邊電極電勢比右邊高

B.每轉(zhuǎn)移Imole時(shí)，陽極電解質(zhì)溶液的質(zhì)量減少8g

C.陰極的主要電極反應(yīng)式為HOOcY^—NO?+6e+6H+—+2H20

D.反應(yīng)結(jié)束后陽極區(qū)pH增大

9.（2022?河南河南?模擬預(yù)測）一種采用SOEC共電解H2O/CO2技術(shù)合成CH4的工作原理如圖所示。圖中

三相界面即電子導(dǎo)體相、離子導(dǎo)體相和氣相共存的界面。

三相界面

電解質(zhì)

下列說法正確的是

A.電解時(shí)，M電極與電源的負(fù)極相接

B.電解時(shí)，陰極電極反應(yīng)式之一為CO2+2e=CO+O2

C.若電解過程中生成22.4LCH4,則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目一定為6NA

D.若該裝置能為外界提供電力，則M電極為負(fù)極

10.（2022.廣東廣州?三模）某研究小組為探究弱酸性條件下鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕類型的影響因素，設(shè)計(jì)下表

實(shí)驗(yàn)。將混合均勻的新制鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部，塞上瓶塞。從膠頭滴管中一次性滴入醋酸溶液，同

時(shí)測量容器中的壓強(qiáng)變化。下列說法不正確的是

編號實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶挤?g鐵粉/g醋酸/%醋酸/mL

?為以下實(shí)驗(yàn)作參照0.52.090.02.0

②醋酸濃度的影響0.5a36.02.0

③M0.22.090.02.0

A.a=2.0

B.M為“碳粉質(zhì)量的影響”

C.該實(shí)驗(yàn)一共探究了4種影響因素

D.鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕負(fù)極反應(yīng)為Fe-2e-=Fe"

11.（2022?湖北?天門市教育科學(xué)研究院模擬預(yù)測）我國力爭2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。

某高校研究團(tuán)隊(duì)提出，利用TiCh基催化劑光催化還原CO2轉(zhuǎn)化為甲醇，并利用產(chǎn)生的電能進(jìn)一步電解制備

新型高效凈水劑NazFeCU其原理如圖所示。下列說法正確的是

A.電極c為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)。

+

B.電極d的電極反應(yīng)式為2H2O+4e=O2?+4H

C.Fe電極的電勢高于Cu電極的電勢

D.離子交換膜n、m分別為陰、陽離子交換膜

12.（2022?江西撫州.模擬預(yù)測）含可鈍化金屬的工業(yè)管道或反應(yīng)器，由于會(huì)被內(nèi)部溶液腐蝕，通過外接電

源而鈍化，稱之為陽極保護(hù)法。下圖是某金屬外接電勢與電流密度的變化關(guān)系，有關(guān)說法正確的是

>

記

霜

出

鞘

女

A.陽極保護(hù)法中受保護(hù)的金屬外接電源的負(fù)極

B.電流密度越大，金屬受保護(hù)程度越好

C.CFD區(qū)，金屬受到保護(hù)

D.外接電勢越高，對金屬保護(hù)性越有效

二、主觀題（共3小題，共40分）

13.（2021?北京?模擬預(yù)測）（14分）電化學(xué)普遍應(yīng)用于生活和生產(chǎn)中，前途廣泛，是科研的重點(diǎn)方向。

（1）為處理銀器表面的黑斑（Ag?S）,將銀器置于鋁制容器里的食鹽水中并與鋁接觸，Ag2s可轉(zhuǎn)化為Ag。食

鹽水的作用為。

⑵用原電池原理可以除去酸性廢水中的三氯乙烯和AsO-,其原理如圖所示（導(dǎo)電殼內(nèi)部為納米鐵）。

FeQd導(dǎo)電殼）

①正極電極反應(yīng)式為：=

②在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，當(dāng)電路中有0.4mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，就會(huì)有L乙烷生成。

（3）一種鉀離子電池的工作原理如圖所示。

②充電時(shí)，陽極的電極反應(yīng)式為：o

（4）已知雙極膜是一種復(fù)合膜，在電場作用下雙極膜中間界面內(nèi)水解離為H+和。H-并實(shí)現(xiàn)其定向通過。用下

圖所示的電化學(xué)裝置合成重要的化工中間體乙醛酸。

r電源

0O00

IIIIH—C—U—HBr2

鉛HO—C—C—H

/（乙醛酸）（乙二醛）

電（

極0O2J-

X0O

IIIIIIII2Br

HO—C—C—OHHO—C—C—H

（乙二酸）（乙醛酸）

\

飽和乙二酸溶液雙極膜乙二醛+KBr酸溶液

①陰極電極反應(yīng)式為

②其中Br?的作用是o

③制得2moi乙醛酸，理論上外電路中遷移了___________mol電子。

14.（2021?北京?模擬預(yù)測）（16分）電化學(xué)方法是化工生產(chǎn)及生活中常用的一種方法?；卮鹣铝袉栴}:

（1）二氧化氯（C1O2）為一種黃綠色氣體，是國際上公認(rèn)的高效、廣譜、快速、安全的殺菌消毒劑。目前已開發(fā)

出用電解法制取C102的新工藝如圖所示:

量NaOH）交換膜NaCl溶液

①圖中用石墨作電極，在一定條件下電解飽和食鹽水制取C1O2。產(chǎn)生C1O2的電極應(yīng)連接電源的

（填“正極”或“負(fù)極”），對應(yīng)的電極反應(yīng)式為=

②a極區(qū)pH（填“增大”“減小”或"不變'）。

③圖中應(yīng)使用（填“陰”或“陽”滴子交換膜。

（2）電解KzMnCU溶液制備KMnCU。工業(yè)上，通常以軟鎰礦（主要成分是MnCh）與KOH的混合物在鐵用埸（熔

融池）中混合均勻，小火加熱至熔融，即可得到綠色的KzMnCU,