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1、第3講電解池、金屬的腐蝕與防護(hù)【2019備考】最新考綱:1.理解電解池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用。2.能書(shū)寫電極反應(yīng)和總反應(yīng)方程式。3.了解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害以及防止金屬腐蝕的措施。考點(diǎn)一電解原理(頻數(shù):難度:)1電解定義在電流作用下,電解質(zhì)在兩個(gè)電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過(guò)程。2能量轉(zhuǎn)化形式電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。3電解池(1)構(gòu)成條件有與電源相連的兩個(gè)電極。電解質(zhì)溶液(或熔融鹽)形成閉合電路。(2)電極名稱及電極的反應(yīng)式(如圖)(3)電子和離子的移動(dòng)方向(惰性電極)4電解過(guò)程(1)首先判斷陰、陽(yáng)極,分析陽(yáng)極材料是惰性電極還是活潑電極。(2)再分析電解質(zhì)水溶液的組成,找全
2、離子并分陰、陽(yáng)兩組。說(shuō)明不要忘記水溶液中的H和OH,不要把H、OH誤加到熔融電解質(zhì)中。(3)然后排出陰、陽(yáng)兩極的放電順序陰極:陽(yáng)離子放電順序AgFe3Cu2H(酸)Fe2Zn2H(水)Al3Mg2NaCa2K。陽(yáng)極:活潑電極S2IBrClOH含氧酸根離子。說(shuō)明“活潑電極”一般指Pt、Au以外的金屬。最常用的放電順序:陽(yáng)極:活潑金屬ClOH;陰極:AgFe3Cu2H。(4)分析電極反應(yīng),判斷電極產(chǎn)物,寫出電極反應(yīng)式,要注意遵循原子守恒和電荷守恒。(5)最后寫出電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式或離子方程式。名師助學(xué):在掌握放電順序的基礎(chǔ)上,總結(jié)用惰性電極電解電解質(zhì)的規(guī)律,是靈活運(yùn)用電解原理的基礎(chǔ)。1電解水型
3、規(guī)律:H、OH放電,電解質(zhì)形成的陽(yáng)離子要么是H,要么是放電順序排在H之后的活潑性較強(qiáng)的金屬對(duì)應(yīng)的陽(yáng)離子;陰離子要么是OH,要么是放電順序排在OH之后的含氧酸根等。實(shí)例電解質(zhì)(水溶液)電極方程式電解物質(zhì)總化學(xué)方程式電解質(zhì)濃度溶液pH溶液復(fù)原含氧酸(如H2SO4)陽(yáng)極:4OH4e=O22H2O陰極:4H4e=2H2H2O2H2OO22H2增大減小加H2O強(qiáng)堿(如NaOH)增大加H2O活潑金屬的含氧酸鹽(如KNO3、Na2SO4)不變加H2O2.電解電解質(zhì)型規(guī)律:電解質(zhì)形成的陰、陽(yáng)離子放電,電解質(zhì)電離形成的陰、陽(yáng)離子要么是H、OH,要么是放電順序排在H、OH之前的對(duì)應(yīng)離子。實(shí)例:電解質(zhì)(水溶液)電極
4、方程式電解物質(zhì)總化學(xué)方程式電解質(zhì)濃度溶液pH溶液復(fù)原無(wú)氧酸(如HCl),除HF外陽(yáng)極:2Cl2e=Cl2陰極:2H2e=H2酸2HClH2Cl2減小增大通入HCl氣體不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽(如CuCl2),除氟化物外陽(yáng)極:2Cl2e=Cl2陰極:Cu22e=Cu鹽CuCl2CuCl2加CuCl2固體3.電解電解質(zhì)和水型規(guī)律:放電離子分別是水電離形成的H或OH以及電解質(zhì)形成的陰離子或陽(yáng)離子。實(shí)例1放H2生堿型電解質(zhì)(水溶液)電極方程式電解物質(zhì)總化學(xué)方程式電解質(zhì)濃度溶液pH溶液復(fù)原活潑金屬的無(wú)氧酸鹽(如NaCl)陽(yáng)極:2Cl2e=Cl2陰極:2H2e=H2水和鹽2Cl2H2OCl2H22OH生成新電
5、解質(zhì)增大通入HCl氣體實(shí)例2放O2生酸型電解質(zhì)(水溶液)電極方程式電解物質(zhì)總化學(xué)方程式電解質(zhì)濃度溶液pH溶液復(fù)原不活潑金屬的含氧酸鹽(如CuSO4)陽(yáng)極:4OH4e=2H2OO2陰極:2Cu24e=2Cu水和鹽2Cu22H2O2CuO24H生成新電解質(zhì)減小加CuO或CuCO3題組一電解原理的理解及電解規(guī)律的應(yīng)用1下列裝置的線路接通后,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,溶液的pH明顯減小的是()解析A項(xiàng),該裝置是原電池裝置,H放電生成氫氣,溶液的pH增大,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng),陽(yáng)極:Cu2e2OH=Cu(OH)2,陰極:2H2O2e=H22OH,總反應(yīng)為:Cu2H2OCu(OH)2H2,pH增大,B項(xiàng)錯(cuò)誤;電解食鹽水,總
6、反應(yīng)為:2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2,生成氫氧化鈉使溶液的pH增大,C項(xiàng)錯(cuò)誤;電解硫酸銅溶液的總反應(yīng)為:2CuSO42H2O2CuO22H2SO4,溶液的pH減小,D項(xiàng)正確。答案D2(2018宜昌期末)用圖甲裝置電解一定量的CuSO4溶液,M、N為惰性電極。電解過(guò)程實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖乙所示。橫軸表示電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量,縱軸表示電解過(guò)程產(chǎn)生氣體的總體積。下列說(shuō)法不正確的是()AA點(diǎn)所得溶液只需加入一定量的CuO固體就可恢復(fù)到起始狀態(tài)B電解過(guò)程中N電極表面先有紅色物質(zhì)生成,后有氣泡產(chǎn)生CQ點(diǎn)時(shí)M、N兩電極上產(chǎn)生的總氣體在相同條件下體積相同D若M電極材料換成Cu,則電解過(guò)程中CuSO4
7、溶液的濃度不變解析惰性材料作電極,在陽(yáng)極上H2O先放電,即陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為2H2O4e=O24H,在陰極,Cu2先放電,即陰極的電極反應(yīng)式為Cu22e=Cu,P點(diǎn)后,氣體體積突然增大,說(shuō)明P點(diǎn)Cu2消耗完全,P點(diǎn)后,陰極的電極反應(yīng)式是2H2e=H2,即A點(diǎn)是電解完CuSO4后,又電解了一部分水,應(yīng)加入CuO和H2O或Cu(OH)2,才能恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài),故A說(shuō)法錯(cuò)誤;N極接電源的負(fù)極,N極作陰極,根據(jù)選項(xiàng)A的分析,先有紅色銅析出,然后出現(xiàn)氣體,故B說(shuō)法正確;Q點(diǎn)的氣體來(lái)自兩個(gè)階段,第一階段:陽(yáng)極電極反應(yīng)式為2H2O4e=4HO2,陰極電極反應(yīng)式為Cu22e=Cu,第二階段:陽(yáng)極電極反應(yīng)式為2
8、H2O4e=4HO2,陰極反應(yīng)式為2H2e=H2,P點(diǎn)產(chǎn)生的氣體為氧氣,其體積為b L,從P點(diǎn)到Q點(diǎn),第二階段,陰極產(chǎn)生的氣體體積為2b L,陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體體積為b L,陽(yáng)極氣體總體積為(bb)L2b L,故C說(shuō)法正確;若M電極換成Cu,陽(yáng)極上發(fā)生反應(yīng)Cu2e=Cu2,陰極反應(yīng)式為Cu22e=Cu,因此電解過(guò)程中CuSO4溶液的濃度不變,故D說(shuō)法正確。答案A題組二電解裝置分析及電極方程式書(shū)寫3納米級(jí)Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關(guān)注。采用離子交換膜控制電解液中OH的濃度制備納米級(jí)Cu2O的裝置如圖所示,發(fā)生的反應(yīng)為:2CuH2OCu2OH2。下列說(shuō)法正確的是()A鈦電極發(fā)生氧化反應(yīng)B陽(yáng)極
9、附近溶液的pH逐漸增大C離子交換膜應(yīng)采用陽(yáng)離子交換膜D陽(yáng)極反應(yīng)式是:2Cu2OH2e=Cu2OH2O解析鈦電極為陰極,發(fā)生還原反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;銅作陽(yáng)極,陽(yáng)極上銅發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為2Cu2OH2e=Cu2OH2O,OH由陰極區(qū)遷移到陽(yáng)極區(qū)參與反應(yīng),離子交換膜應(yīng)為陰離子交換膜,C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確;由陰極區(qū)遷移過(guò)來(lái)的OH在陽(yáng)極全部參與反應(yīng),消耗OH,pH值減小,B項(xiàng)錯(cuò)誤。答案D4鉛蓄電池在日常生活中應(yīng)用廣泛。回答下列問(wèn)題:(1)鉛蓄電池放電時(shí)的工作原理為PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O,現(xiàn)用如圖裝置進(jìn)行電解(電解液足量),測(cè)得當(dāng)鉛蓄電池中轉(zhuǎn)移0.4 mol電子時(shí)鐵電極的
10、質(zhì)量減少11.2 g。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:A是鉛蓄電池的_極。Ag電極的電極反應(yīng)式是_,該電極的電極產(chǎn)物共_ g。Cu電極的電極反應(yīng)式是_,CuSO4溶液的濃度_(填“減小”“增大”或“不變”)。(2)鉛蓄電池的PbO2可由PbO與次氯酸鈉溶液反應(yīng)制得,反應(yīng)的離子方程式為_(kāi);PbO2也可以石墨為電極,Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液為電解液制取。陽(yáng)極發(fā)生的電極反應(yīng)式為_(kāi),陰極上觀察到的現(xiàn)象是_;若電解液中不加入Cu(NO3)2,陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為_(kāi),這樣做的主要缺點(diǎn)是_。(3)將Na2S溶液加入如圖所示的電解池的陽(yáng)極區(qū),用鉛蓄電池進(jìn)行電解,電解過(guò)程中陽(yáng)極區(qū)發(fā)生如下反應(yīng):S22e=S
11、,(n1)SS2=S。電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式:_。電解后陽(yáng)極區(qū)的溶液用稀硫酸酸化得到硫單質(zhì),其離子方程式可寫成_。解析(1)因電解過(guò)程中鐵電極質(zhì)量減少,判斷A是電源負(fù)極,B是電源正極。電解時(shí)Ag極作陰極,發(fā)生2H2e=H2,轉(zhuǎn)移0.4 mol電子時(shí),析出氫氣0.4 g。右側(cè)U形管相當(dāng)于電鍍裝置,Zn電極作陰極,電極反應(yīng)式為Cu22e=Cu,銅電極作陽(yáng)極,電極反應(yīng)式為Cu2e=Cu2,電鍍過(guò)程中CuSO4溶液的濃度保持不變。(2)根據(jù)電子得失守恒可得PbOClO=PbO2Cl。用電解法制PbO2,Pb價(jià)態(tài)升高,PbO2應(yīng)為陽(yáng)極產(chǎn)物,即Pb22H2O2e=PbO24H;陰極Cu2放電,在石墨極上析
12、出銅;若不加Cu(NO3)2,則陰極為Pb2放電,損失Pb2,不能有效利用Pb2。(3)陰極只有H得電子生成H2;反應(yīng)物為S、H,產(chǎn)物有S,所以S中S的化合價(jià)既升高也降低,有H2S生成,配平即可。答案(1)負(fù)2H2e=H20.4Cu2e=Cu2不變(2)PbOClO=PbO2ClPb22H2O2e=PbO24H石墨上析出銅Pb22e=Pb不能有效利用Pb2(3)2H2e=H2S2H=(n1)SH2S【易錯(cuò)警示】規(guī)避“四個(gè)”失分點(diǎn)(1)書(shū)寫電解池中電極反應(yīng)式時(shí),要以實(shí)際放電的離子表示,但書(shū)寫總電解反應(yīng)方程式時(shí),弱電解質(zhì)要寫成分子式。(2)要確保兩極電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相同,且注明條件“電解”。(3)電解
13、水溶液時(shí),應(yīng)注意放電順序中H、OH之后的離子一般不參與放電。(4)當(dāng)電解池的電極材料為活性電極時(shí),則陽(yáng)極為電極本身失電子,不能再用電解規(guī)律。題組三電解過(guò)程中的定量分析5用惰性電極電解一定濃度的CuSO4溶液時(shí),通電一段時(shí)間后,向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH(不考慮二氧化碳的溶解)。則電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為()A0.4 mol B0.5 molC0.6 mol D0.8 mol解析電解硫酸銅時(shí),開(kāi)始硫酸銅和水反應(yīng)生成銅、氧氣和硫酸,后來(lái)電解水生成氫氣與氧氣。如果只按照第一階段的電解,反應(yīng)后只需要加入氧化銅或碳酸銅即可恢復(fù)原電解質(zhì)溶液
14、。而題目中加入的是堿式碳酸銅,相當(dāng)于加入了0.2 mol氧化銅和0.1 mol水,而0.1 mol水是第二階段的反應(yīng)所消耗的,該階段轉(zhuǎn)移了0.2 mol電子,第一階段轉(zhuǎn)移了0.4 mol電子,即一共轉(zhuǎn)移了0.6 mol電子,C項(xiàng)正確。答案C6(2018華中師大附中期末)用惰性電極電解100 mL 3 molL1的Cu(NO3)2溶液,一段時(shí)間后在陽(yáng)極收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體1.12 L,停止電解,向電解后的溶液中加入足量的鐵粉,充分作用后溶液中Fe2濃度為(設(shè)溶液體積不變)()A3 molL1 B2.75 molL1C2 molL1 D3.75molL1解析陽(yáng)極反應(yīng)式為2H2O4e=4HO2,陰極
15、反應(yīng)式為Cu22e=Cu,陽(yáng)極生成的氣體為氧氣,氧氣的物質(zhì)的量為1.12 L22.4 Lmol10.05 mol,則故電解后溶液中生成的HNO3的物質(zhì)的量為0.2 mol。電解后溶液中硝酸銅的物質(zhì)的量為0.1 L3 molL10.1 mol0.2 mol,硝酸與足量的鐵反應(yīng)生成硝酸亞鐵,反應(yīng)方程式為8HNO33Fe=3Fe(NO3)22NO4H2O,故0.2 mol HNO3生成Fe(NO3)2的物質(zhì)的量為0.2 mol3/80.075 mol,硝酸銅與鐵反應(yīng)生成硝酸亞鐵,離子方程式為FeCu2=Fe2Cu,故0.2 mol硝酸銅生成Fe(NO3)2的物質(zhì)的量為0.2 mol,反應(yīng)后溶液中Fe
16、2的物質(zhì)的量為0.2 mol0.075 mol0.275 mol,反應(yīng)后溶液中Fe2濃度為0.275 mol/0.1 L2.75 molL1,選B。答案B【方法規(guī)律】突破電化學(xué)定量計(jì)算的三種方法考點(diǎn)二電解原理的應(yīng)用(頻數(shù):難度:)1電解飽和食鹽水(1)電極反應(yīng)陽(yáng)極反應(yīng)式:2Cl2e=Cl2(氧化反應(yīng))陰極反應(yīng)式:2H2e=H2(還原反應(yīng))(2)總反應(yīng)方程式2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2離子反應(yīng)方程式:2Cl2H2O2OHH2Cl2(3)應(yīng)用:氯堿工業(yè)制燒堿、氫氣和氯氣陽(yáng)極:鈦網(wǎng)(涂有鈦、釕等氧化物涂層)。陰極:碳鋼網(wǎng)。陽(yáng)離子交換膜:只允許陽(yáng)離子通過(guò),能阻止陰離子和氣體通過(guò)。將電解槽隔成
17、陽(yáng)極室和陰極室。2電解精煉銅3電鍍銅4電冶金利用電解熔融鹽的方法來(lái)冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等總方程式陽(yáng)極、陰極反應(yīng)式冶煉鈉2NaCl(熔融)2NaCl22Cl2e=Cl22Na2e=2Na冶煉鎂MgCl2(熔融)MgCl22Cl2e=Cl2Mg22e=Mg冶煉鋁2Al2O3(熔融)4Al3O26O212e=3O24Al312e=4Al由于AlCl3為共價(jià)化合物熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電,所以電解冶煉鋁時(shí),電解的為熔點(diǎn)很高的氧化鋁,為降低熔點(diǎn),加入了助熔劑冰晶石(Na3AlF6);而且電解過(guò)程中,陽(yáng)極生成的氧氣與石墨電極反應(yīng),所以石墨電極需不斷補(bǔ)充。1源于教材電解原理的基本判斷(1)電鍍銅和電解
18、精煉銅時(shí),電解質(zhì)溶液中c(Cu2)均保持不變()(2)電解飽和食鹽水時(shí),兩個(gè)電極均不能用金屬材料()(3)電解冶煉鎂、鋁通常電解MgCl2和Al2O3,也可以電解MgO和AlCl3()(4)電解精煉時(shí),陽(yáng)極泥可以作為提煉貴重金屬的原料()(5)用Zn作陽(yáng)極,F(xiàn)e作陰極,ZnCl2作電解質(zhì)溶液,由于放電順序HZn2,不可能在鐵上鍍鋅()答案(1)(2)(3)(4)(5)2(溯源題)(2017課標(biāo)全國(guó),11)用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜,電解質(zhì)溶液一般為H2SO4H2C2O4混合溶液。判斷下列敘述是否正確(1)待加工鋁質(zhì)工件為陽(yáng)極()(2)可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極()(3)陰
19、極的電極反應(yīng)式為:Al33e=Al()(4)硫酸根離子在電解過(guò)程中向陽(yáng)極移動(dòng)()答案(1)(2)(3)(4)探源:本題源于RJ選修4 P80“電解原理應(yīng)用”及其知識(shí)拓展,對(duì)電解原理的應(yīng)用進(jìn)行了考查。題組一電解原理在物質(zhì)制備中的應(yīng)用1氨是生產(chǎn)氮肥、尿素等物質(zhì)的重要原料。電化學(xué)法是合成氨的一種新方法,其原理如圖所示,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A圖中所示物質(zhì)中,X為H2,Y為N2BY參與的電極反應(yīng)為H22e=2HC當(dāng)有3 mol H通過(guò)質(zhì)子交換膜時(shí),Z的體積為22.4 LD反應(yīng)過(guò)程中左邊區(qū)域溶液pH逐漸升高解析根據(jù)題圖可知,H向左邊電極移動(dòng),則左邊電極為陰極,右邊電極為陽(yáng)極,合成氨的過(guò)程中N2得電子發(fā)
20、生還原反應(yīng),H2失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),故X為N2,Y為H2,Z為NH3,A項(xiàng)錯(cuò)誤。H2在陽(yáng)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為H22e=2H,B項(xiàng)錯(cuò)誤。未指明溫度與壓強(qiáng),無(wú)法計(jì)算氣體體積,C項(xiàng)錯(cuò)誤。N2在陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為N26H6e=2NH3,故左邊區(qū)域溶液中H濃度逐漸降低,溶液pH逐漸升高,D項(xiàng)正確。答案D2在電解液不參與反應(yīng)的情況下,采用電化學(xué)法還原CO2可制備ZnC2O4,原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A電解結(jié)束后電解液中c(Zn2)增大B電解液應(yīng)為ZnSO4溶液CPt極反應(yīng)式為2CO22e=C2OD當(dāng)通入44 g CO2時(shí),溶液中轉(zhuǎn)移1 mol電子解析因?yàn)橛沂?/p>
21、Zn失去電子生成Zn2,溶液中的Zn2通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入左室,根據(jù)電荷守恒,陰離子濃度不變,c(Zn2)不變,A項(xiàng)錯(cuò)誤;右室生成的Zn2通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入左室與生成的C2O結(jié)合為ZnC2O4,因此,電解液為稀的ZnC2O4溶液,不含雜質(zhì),電解液只要是含Zn2的易溶鹽溶液即可,B項(xiàng)錯(cuò)誤;Pt極反應(yīng)式為2CO22e=C2O,C項(xiàng)正確;當(dāng)通入44 g CO2時(shí),外電路中轉(zhuǎn)移1 mol電子,溶液中不發(fā)生電子轉(zhuǎn)移,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案C題組二電解原理在環(huán)境治理中的應(yīng)用3用Na2SO3溶液吸收硫酸工業(yè)尾氣中的二氧化硫,將所得的混合液進(jìn)行電解循環(huán)再生,這種新工藝叫再生循環(huán)脫硫法。其中陰、陽(yáng)離子交換膜組合循環(huán)再
22、生機(jī)理如圖所示,下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是()AX為直接電源的負(fù)極,Y為直流電源的正極B陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為4OH4e=2H2OO2C圖中的baD該過(guò)程中的產(chǎn)品主要為H2SO4和H2解析根據(jù)Na和SO、HSO的移動(dòng)方向可知Pt()為陰極,電極反應(yīng)式為2H2e=H2,Pt()為陽(yáng)極,電極反應(yīng)式為SO2eH2O=SO2H。答案B4(2017南師附中模擬)電化學(xué)降解法治理水中硝酸鹽的污染原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()AB為電源正極B電解過(guò)程中H向陽(yáng)極移動(dòng)C陰極反應(yīng)式為2NO6H2O10e=N212OHD理論上電解過(guò)程中陰、陽(yáng)兩極產(chǎn)生的氣體在同溫同壓下體積比為25解析A項(xiàng),從圖中看,NO轉(zhuǎn)化成N2,N由
23、5價(jià)降為0價(jià),得電子,應(yīng)為陰極,則B為負(fù)極,錯(cuò)誤;B項(xiàng),電解過(guò)程中,H移向陰極,錯(cuò)誤;C項(xiàng),陽(yáng)極為OH放電,留下H,H移向陰極參與電極反應(yīng)2NO12H10e=NO26H2O,錯(cuò)誤;D項(xiàng),陰極:10eN2,陽(yáng)極:4eO2,兩者轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等,則在同溫同壓下生成的氣體體積比為25,正確。答案D題組三電解原理在物質(zhì)分離、提純中的應(yīng)用5(2018廣州綜合測(cè)試)用電解法可提純含有某種含氧酸根雜質(zhì)的粗KOH溶液,其工作原理如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A陽(yáng)極反應(yīng)式為4OH4e=2H2OO2B通電后陰極區(qū)溶液pH會(huì)增大CK通過(guò)交換膜從陰極區(qū)移向陽(yáng)極區(qū)D純凈的KOH溶液從b口導(dǎo)出解析陽(yáng)極區(qū)為粗KOH溶液,
24、陽(yáng)極上OH失電子發(fā)生氧化反應(yīng):4OH4e=2H2OO2,A項(xiàng)正確;陰極上H2O得電子發(fā)生還原反應(yīng):2H2O2e=H22OH,陰極區(qū)附近溶液中c(OH)增大,pH增大,B項(xiàng)正確;電解時(shí)陽(yáng)離子向陰極移動(dòng),故K通過(guò)陽(yáng)離子交換膜從陽(yáng)極區(qū)移向陰極區(qū),C項(xiàng)錯(cuò)誤;陰極區(qū)生成KOH,故純凈的KOH溶液從b口導(dǎo)出,D項(xiàng)正確。答案C考點(diǎn)三金屬的腐蝕與防護(hù)(頻數(shù):難度:)1金屬腐蝕的本質(zhì)金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇?yáng)離子,金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。2金屬腐蝕的類型(1)化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬與接觸到的干燥氣體(如O2、Cl2、SO2等)或非電解質(zhì)液體(如石油)等接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象
25、無(wú)電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被氧化較活潑金屬被氧化聯(lián)系兩者往往同時(shí)發(fā)生,電化學(xué)腐蝕更普遍(2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕以鋼鐵的腐蝕為例進(jìn)行分析:類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強(qiáng)(pH43)水膜酸性很弱或呈中性電極材料及反應(yīng)負(fù)極Fe:Fe2e=Fe2正極C:2H2e=H2C:O22H2O4e=4OH總反應(yīng)式Fe2H=Fe2H22FeO22H2O=2Fe(OH)2聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍3.金屬的防護(hù)(1)電化學(xué)防護(hù)犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法原電池原理a負(fù)極:比被保護(hù)金屬活潑的金屬;b正極:被保護(hù)的金屬設(shè)備。外加電流的陰極保護(hù)法電解原理a陰極:被保護(hù)的金屬設(shè)備;b陽(yáng)極:惰性金屬。(2)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成
26、,如制成合金、不銹鋼等。(3)加防護(hù)層,如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。教材圖解LK選修4P21銅鋅原電池裝置(2)示意圖RJ選修4P86犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法示意圖以上教材中的兩個(gè)圖示中所說(shuō)的陽(yáng)極是指原電池的負(fù)極。1判斷正誤(RJ選修4P886改編)(1)黃銅(銅鋅合金)制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠()(2)生鐵比純鐵容易生銹()(3)鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件,在接觸處易生鐵銹()(4)用錫焊接的鐵質(zhì)器件,焊接處易生銹()答案(1)(2)(3)(4)2依據(jù)教材內(nèi)容寫出鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生吸氧腐蝕生成鐵銹的原理。答案鐵銹的形成負(fù)極:2Fe4e=2Fe2正極:O24e2H2O=4O
27、H2FeO22H2O=2Fe(OH)24Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(鐵銹)(3x)H2O3(溯源題)(2017課標(biāo)全國(guó),11)支撐海港碼頭基礎(chǔ)的防腐技術(shù),常用外加電流的陰極保護(hù)法進(jìn)行防腐,工作原理如圖所示,其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽(yáng)極。判斷下列有關(guān)表述是否正確(1)通入保護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零()(2)通電后外電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁()(3)高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽(yáng)極材料和傳遞電流()(4)通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整()答案(1)(2)(3)(4)探源:本題源于教材RJ選修4 P84“金屬的電化學(xué)腐蝕
28、”P86“金屬的電化學(xué)防護(hù)”對(duì)金屬腐蝕類型及常見(jiàn)的防腐方法進(jìn)行了考查。題組一金屬腐蝕原理分析1(2018鄭州高三模擬)一定條件下,碳鋼腐蝕與溶液pH的關(guān)系如下表:pH2466.5813.514腐蝕快慢較快慢較快主要產(chǎn)物Fe2Fe3O4Fe2O3FeO下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A當(dāng)pH6時(shí),碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕C當(dāng)pH14時(shí),正極反應(yīng)為O24H4e=2H2OD在煮沸除氧氣后的堿性溶液中,碳鋼腐蝕速率會(huì)減緩解析C項(xiàng)正極反應(yīng)為O24e2H2O=4OH。答案C2某同學(xué)進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn):操作現(xiàn)象取一塊打磨過(guò)的生鐵片,在其表面滴1滴含酚酞和K3Fe(CN)6的食鹽水放置一段時(shí)間后,生鐵片上出現(xiàn)如圖所示“斑痕”。其邊
29、緣處為紅色,中心區(qū)域?yàn)樗{(lán)色,在兩色環(huán)交界處出現(xiàn)鐵銹下列說(shuō)法不合理的是()A生鐵片發(fā)生吸氧腐蝕B中心區(qū):Fe2e=Fe2C邊緣處:O22H2O4e=4OHD交界處:4Fe2O210H2O=4Fe(OH)38H解析生鐵片邊緣處為紅色,說(shuō)明生成了氫氧根離子,O22H2O4e=4OH,生鐵片發(fā)生吸氧腐蝕,故A、C合理;根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,中心區(qū)域?yàn)樗{(lán)色,說(shuō)明生成了亞鐵離子,F(xiàn)e2e=Fe2,故B合理;在兩色環(huán)交界處出現(xiàn)鐵銹,是因?yàn)樯傻臍溲趸瘉嗚F被氧氣氧化生成了氫氧化鐵,故D不合理。答案D3(2018河南羅山模擬)某學(xué)生為探究銅生銹的過(guò)程設(shè)計(jì)如圖所示裝置,下列選項(xiàng)正確的是()A一段時(shí)間后C棒上有氣泡冒出,附
30、近的溶液變?yōu)榧t色B一段時(shí)間后溶液中會(huì)有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生CCu棒為正極,電極反應(yīng)式:Cu2e=Cu2DC棒為正極,電極反應(yīng)式:2H2e=H2解析由于銅的金屬活動(dòng)性比氫弱,在電解質(zhì)溶液中發(fā)生吸氧腐蝕,負(fù)極:Cu2e=Cu2,正極:O24e2H2O=4OH,溶液中,Cu22OH=Cu(OH)2,所以B選項(xiàng)正確。答案B題組二常見(jiàn)金屬防護(hù)措施4下列做法有利于金屬防護(hù)的是()A在鋼鐵零件表面涂油漆B將鋼鐵制成的閘門與直流電源正極相連C菜刀切菜后不洗凈就放回刀架D埋在地下的鋼管與銅塊相連解析一般鋼鐵容易生銹,如果在鋼鐵零件的表面涂油漆,就能大大增強(qiáng)抗腐蝕能力,延長(zhǎng)使用壽命,A項(xiàng)正確;鋼鐵制成的閘門與直流電源的正
31、極相連,閘門成為電解池的陽(yáng)極,能加速腐蝕,B項(xiàng)錯(cuò)誤;菜刀切菜后不洗凈,容易發(fā)生吸氧腐蝕,C項(xiàng)錯(cuò)誤;鐵比銅活潑,當(dāng)埋在地下的鋼管與銅塊相連時(shí),鋼管成為原電池的負(fù)極,加快了腐蝕,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案A5利用如圖裝置,可完成很多電化學(xué)實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)此裝置的敘述不正確的是()A若X為鋅棒,Y溶液為NaCl溶液,開(kāi)關(guān)K置于M處,可減緩鐵的腐蝕,這種方法稱為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法B若X為碳棒,Y溶液為NaCl溶液,開(kāi)關(guān)K置于N處,可減緩鐵的腐蝕,溶液中的陰離子向碳極移動(dòng)C若X為銅棒,Y溶液為硫酸銅溶液,開(kāi)關(guān)K置于M處,銅棒質(zhì)量將增加,此時(shí)外電路中的電子向銅極移動(dòng)D若X為銅棒,Y溶液為硫酸銅溶液,開(kāi)關(guān)K置于N處,鐵
32、棒質(zhì)量將增加,溶液中銅離子濃度將減小解析A項(xiàng),該裝置為原電池,鐵作正極,可減緩鐵的腐蝕,這種方法稱為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法,A項(xiàng)正確;B項(xiàng),該裝置為電解池,鐵作陰極,可減緩鐵的腐蝕,溶液中的陰離子向碳極移動(dòng),B項(xiàng)正確;C項(xiàng),該裝置為原電池,鐵棒作負(fù)極,銅棒作正極,銅棒質(zhì)量將增加,此時(shí)外電路中的電子向銅極移動(dòng),C項(xiàng)正確;D項(xiàng),開(kāi)關(guān)K置于N處,該裝置為電鍍裝置,鐵棒質(zhì)量將增加,溶液中銅離子濃度不變,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案D【練后歸納】1判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律(1)對(duì)同一電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō),腐蝕速率的快慢:電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕化學(xué)腐蝕有防腐措施的腐蝕。(2)對(duì)同一金屬來(lái)說(shuō),在不同溶液中腐蝕速率的
33、快慢:強(qiáng)電解質(zhì)溶液中弱電解質(zhì)溶液中非電解質(zhì)溶液中。(3)活動(dòng)性不同的兩種金屬,活動(dòng)性差別越大,腐蝕速率越快。(4)對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō),電解質(zhì)溶液濃度越大,金屬腐蝕越快。2兩種保護(hù)方法的比較外加電流的陰極保護(hù)法保護(hù)效果大于犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法。 試題分析(2016全國(guó)卷,11)三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示,采用惰性電極,ab、cd均為離子交換膜,在直流電場(chǎng)的作用下,兩膜中間的Na和SO可通過(guò)離子交換膜,而兩端隔室中離子被阻擋不能進(jìn)入中間隔室。下列敘述正確的是()A通電后中間隔室的SO離子向正極遷移,正極區(qū)溶液pH增大B該法在處理含Na2SO4廢水時(shí)可以得到NaOH和H2
34、SO4產(chǎn)品C負(fù)極反應(yīng)為2H2O4e=O24H,負(fù)極區(qū)溶液pH降低D當(dāng)電路中通過(guò)1 mol電子的電量時(shí),會(huì)有0.5 mol的O2生成解題思路:我的答案:考查意圖:該題以三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水為背景,考查了電解池的工作原理。題目涉及電極產(chǎn)物、溶液的酸堿性和陰陽(yáng)離子移動(dòng)方向的判斷、電極反應(yīng)式的書(shū)寫、電化學(xué)的簡(jiǎn)單計(jì)算等知識(shí)點(diǎn);要求考生準(zhǔn)確讀取圖示信息,運(yùn)用邏輯思維能力去辯證地分析與解決電化學(xué)問(wèn)題;題目兼有“對(duì)立統(tǒng)一”和“模型”思想方法的考查。題目從多角度考查了電化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí),有一定的迷惑性。在今后的教學(xué)中要加強(qiáng)電化學(xué)基礎(chǔ)教學(xué),提高學(xué)生獲取信息的能力,注意引導(dǎo)學(xué)生靈活掌握知識(shí)。該題難度適
35、中,本題抽樣統(tǒng)計(jì)難度為0.56。解題思路:電解池中陰離子向陽(yáng)極移動(dòng),陽(yáng)離子向陰極移動(dòng),即SO離子向正極區(qū)移動(dòng),Na向負(fù)極區(qū)移動(dòng),正極區(qū)水電離的OH發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣,H留在正極區(qū),該極得到 H2SO4產(chǎn)品,溶液pH減小,負(fù)極區(qū)水電離的H發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣,OH留在負(fù)極區(qū),該極得到NaOH產(chǎn)品,溶液pH增大,故A、C項(xiàng)錯(cuò)誤,B正確;該電解池相當(dāng)于電解水,根據(jù)電解水的方程式可計(jì)算出當(dāng)電路中通過(guò)1 mol電子的電量時(shí),會(huì)有0.25 mol的O2生成,D錯(cuò)誤。正確答案:B真題演練1(安徽理綜)某興趣小組設(shè)計(jì)如圖所示的微型實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí),先斷開(kāi)K2,閉合K1,兩極均有氣泡產(chǎn)生;一段時(shí)間后,斷開(kāi)K1
36、,閉合K2,發(fā)現(xiàn)電流表A指針偏轉(zhuǎn)。下列有關(guān)描述正確的是()A斷開(kāi)K2,閉合K1時(shí),總反應(yīng)的離子方程式為:2H2ClCl2H2B斷開(kāi)K2,閉合K1時(shí),石墨電極附近溶液變紅C斷開(kāi)K1,閉合K2時(shí),銅電極上的電極反應(yīng)式為:Cl22e=2ClD斷開(kāi)K1,閉合K2時(shí),石墨電極作正極解析本題綜合考查電化學(xué)知識(shí),意在考查考生對(duì)原電池、電解池原理的理解。斷開(kāi)K2,閉合K1時(shí),該裝置為電解池,由兩極均有氣泡產(chǎn)生可知銅電極為陰極,總反應(yīng)的離子方程式為2Cl2H2OCl2H22OH,A項(xiàng)錯(cuò);由此可知銅電極附近溶液中因有OH生成,溶液變紅色,B項(xiàng)錯(cuò);斷開(kāi)K1,閉合K2時(shí),裝置為原電池,銅極上產(chǎn)生的氫氣發(fā)生氧化反應(yīng),電
37、極反應(yīng)式為H22e2OH=2H2O,C項(xiàng)錯(cuò);由此可知銅電極為負(fù)極,石墨電極為正極,故D項(xiàng)正確。答案D2(2015四川理綜,4)用下圖所示裝置除去含CN、Cl廢水中的CN時(shí),控制溶液pH為910,陽(yáng)極產(chǎn)生的ClO將CN氧化為兩種無(wú)污染的氣體。下列說(shuō)法不正確的是()A用石墨作陽(yáng)極,鐵作陰極B陽(yáng)極的電極反應(yīng)式:Cl2OH2e=ClOH2OC陰極的電極反應(yīng)式:2H2O2e=H22OHD除去CN的反應(yīng):2CN5ClO2H=N22CO25ClH2O解析Cl在陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)生成ClO,水電離出的H在陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成H2,又由于電解質(zhì)溶液呈堿性,故A、B、C項(xiàng)正確;D項(xiàng),溶液呈堿性,離子方程式中不能出現(xiàn)
38、H,正確的離子方程式為2CN5ClOH2O=N22CO25Cl2OH,錯(cuò)誤。答案D3(2015上?;瘜W(xué),14)研究電化學(xué)腐蝕及防護(hù)的裝置如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()Ad為石墨,鐵片腐蝕加快Bd為石墨,石墨上電極反應(yīng)為:O22H2O4e4OHCd為鋅塊,鐵片不易被腐蝕Dd為鋅塊,鐵片上電極反應(yīng)為:2H2eH2解析A項(xiàng),由于活動(dòng)性:Fe石墨,所以鐵、石墨及海水構(gòu)成原電池,F(xiàn)e為負(fù)極,失去電子被氧化變?yōu)镕e2進(jìn)入溶液,溶解在海水中的氧氣在正極石墨上得到電子被還原,比沒(méi)有形成原電池時(shí)的速率快,正確;B項(xiàng),d為石墨,由于是中性電解質(zhì),所以發(fā)生的是吸氧腐蝕,石墨上氧氣得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)
39、為O22H2O4e4OH,正確;C項(xiàng),若d為鋅塊,則由于金屬活動(dòng)性:ZnFe,Zn為原電池的負(fù)極,F(xiàn)e為正極,首先被腐蝕的是Zn,鐵得到保護(hù),鐵片不易被腐蝕,正確;D項(xiàng),d為鋅塊,由于電解質(zhì)為中性環(huán)境,發(fā)生的是吸氧腐蝕,在鐵片上電極反應(yīng)為O22H2O4e4OH,錯(cuò)誤。答案D42014新課標(biāo)全國(guó),27(4)H3PO2也可用電滲析法制備。 “四室電滲析法”工作原理如圖所示(陽(yáng)膜和陰膜分別只允許陽(yáng)離子、陰離子通過(guò)):寫出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式_。分析產(chǎn)品室可得到H3PO2的原因_。早期采用“三室電滲析法”制備H3PO2將 “四室電滲析法”中陽(yáng)極室的稀硫酸用 H3PO2稀溶液代替。并撤去陽(yáng)極室與產(chǎn)品室之間的
40、陽(yáng)膜,從而合并了陽(yáng)極室與產(chǎn)品室。 其缺點(diǎn)是產(chǎn)品中混有_雜質(zhì)。該雜質(zhì)產(chǎn)生的原因是:_。解析陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),由于OH的放電性大于SO,則在反應(yīng)中OH失去電子,電極反應(yīng)式為2H2O4e=4HO2。陽(yáng)極室H2O放電產(chǎn)生H,H進(jìn)入產(chǎn)品室,原料室中的H2PO穿過(guò)陰膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室,兩者發(fā)生反應(yīng):HH2POH3PO2。如果撤去陽(yáng)膜,H2PO或H3PO2可能被氧化為PO。答案2H2O4e=O24H陽(yáng)極室的H穿過(guò)陽(yáng)膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室,原料室的H2PO穿過(guò)陰膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室,二者反應(yīng)生成H3PO2POH2PO或H3PO2被氧化52017天津理綜,7(4)某混合物漿液含Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4??紤]到
41、膠體的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出,某研究小組利用設(shè)計(jì)的電解分離裝置(見(jiàn)下圖),使?jié){液分離成固體混合物和含鉻元素溶液,并回收利用?;卮鹣铝袉?wèn)題。用惰性電極電解時(shí),CrO能從漿液中分離出來(lái)的原因是_,分離后含鉻元素的粒子是_;陰極室生成的物質(zhì)為_(kāi)(寫化學(xué)式)。解析電解一段時(shí)間后陽(yáng)極室生成O2和H、移動(dòng)過(guò)來(lái)的CrO,在酸性條件下2CrO2HCr2OH2O,所以分離后含鉻元素的粒子是CrO和Cr2O,陰極室生成的物質(zhì)為NaOH和H2。答案在直流電場(chǎng)作用下,CrO通過(guò)陰離子交換膜向陽(yáng)極室移動(dòng),脫離漿液CrO和Cr2ONaOH和H2一、選擇題1下列防止金屬腐蝕的做法不可行的是()A軍事演習(xí)期
42、間給坦克的履帶上刷上油漆以防止生銹B地下鋼管道每隔一段距離就連接一定數(shù)量鎂塊C在輪船外殼水線以下部分裝上一定數(shù)量的鋅塊D洗衣機(jī)的滾筒采用不銹鋼材料,既耐磨又耐腐蝕解析油漆經(jīng)不住高溫,軍事演習(xí)期間,坦克高速行駛履帶會(huì)發(fā)熱,油漆很快脫落,故A項(xiàng)錯(cuò);B、C項(xiàng)均屬于犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法,正確;D項(xiàng)滾筒采用的不銹鋼材料既耐磨又耐腐蝕,正確。答案A2以石墨為電極分別電解水和飽和食鹽水,關(guān)于兩個(gè)電解池反應(yīng)的說(shuō)法正確的是()A陽(yáng)極反應(yīng)式相同B電解結(jié)束后所得液體的pH相同C陰極反應(yīng)式相同D通過(guò)相同電量時(shí)生成的氣體總體積相等(同溫同壓)解析A項(xiàng),以石墨為電極電解水,陽(yáng)極:4OH4e=2H2OO2,以石墨為電極電解
43、飽和食鹽水,陽(yáng)極:2Cl2e=Cl2,二者陽(yáng)極電極反應(yīng)式不同,故A錯(cuò)誤;B項(xiàng),電解水溶液的pH不變,電解飽和氯化鈉溶液生成氫氧化鈉、氯氣和氫氣,pH變大,所以電解結(jié)束后所得液體的pH不相同,故B錯(cuò)誤;C項(xiàng),以石墨為電極分別電解水和飽和食鹽水陰極上都是2H2e=H2,所以陰極電極反應(yīng)式相同,故C正確;D項(xiàng),設(shè)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4NA,則依據(jù)電解方程式:2H2O2H2O24e,電解水生成3 mol氣體,依據(jù)電解方程式2NaCl2H2O2NaOHCl2H22e,電解飽和食鹽水生成4 mol氣體,故D錯(cuò)誤。答案C3(2018天津質(zhì)檢)用含有少量銀和鋅的粗銅作陽(yáng)極,純銅作陰極,硫酸銅溶液作電解液,通電一段時(shí)間
44、后,陽(yáng)極質(zhì)量減輕了6.4 g,下列說(shuō)法正確的是()A電解質(zhì)溶液質(zhì)量增加6.4 gB陰極質(zhì)量增加6.4 gC陰極質(zhì)量增加的質(zhì)量小于6.4 gD溶液中Cu2濃度保持不變解析陽(yáng)極金屬放電,使電解質(zhì)溶液質(zhì)量增加,同時(shí)Cu2在陰極放電,使電解質(zhì)溶液質(zhì)量減小,A錯(cuò)誤;在陽(yáng)極上有鋅與銅兩種單質(zhì)放電,而在陰極只有Cu2放電,且鋅的摩爾質(zhì)量大于銅的摩爾質(zhì)量,B錯(cuò)誤、C正確;電解質(zhì)溶液中c(Cu2)減小,D錯(cuò)誤。答案C4下列實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)正確的是()解析電解飽和食鹽水,鐵作陽(yáng)極,鐵失去電子,而不是溶液中的氯離子失去電子,A項(xiàng)錯(cuò)誤;原電池中鋅作負(fù)極,銅作正極,鋅和硫酸銅分開(kāi),用導(dǎo)線和鹽橋構(gòu)成閉合回路,B項(xiàng)正確;電鍍銀
45、,銀作陽(yáng)極連接電源的正極,電解質(zhì)溶液應(yīng)為硝酸銀,C項(xiàng)錯(cuò)誤;電解精煉銅時(shí),粗銅連接電源的正極作陽(yáng)極,精銅連接電源的負(fù)極作陰極,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案B5(2018杭州一模)電滲析法是一種利用離子交換膜進(jìn)行海水淡化的方法,其原理如圖所示。已知海水中含Na、Cl、Ca2、Mg2、SO等離子,電極為惰性電極。下列敘述中正確的是()AB膜是陰離子交換膜B通電后,海水中陽(yáng)離子往a電極處運(yùn)動(dòng)C通電后,a電極的電極反應(yīng)式為4OH4e=O22H2OD通電后,b電極區(qū)周圍會(huì)出現(xiàn)少量白色沉淀解析根據(jù)海水中離子成分及離子放電順序知,通電后陽(yáng)極是氯離子放電,陰極是氫離子放電,電解過(guò)程中,海水中陽(yáng)離子通過(guò)B膜進(jìn)入陰極區(qū),所以B膜
46、是陽(yáng)離子交換膜(海水中陰離子通過(guò)A膜進(jìn)入陽(yáng)極區(qū)),b電極(陰極)區(qū)周圍OH濃度增大,與鎂離子反應(yīng)生成白色沉淀。答案D6下列與金屬腐蝕有關(guān)的說(shuō)法正確的是()A圖a中,插入海水中的鐵棒,越靠近底端腐蝕越嚴(yán)重B圖b中,開(kāi)關(guān)由M改置于N時(shí),F(xiàn)e的腐蝕速率減小C圖c中,接通開(kāi)關(guān)時(shí)Zn腐蝕速率增大,Zn上放出氣體的速率也增大D圖d中,ZnMnO2干電池自放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的解析圖a中,海水與空氣的交界面處腐蝕嚴(yán)重,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;圖b中,開(kāi)關(guān)由M改置于N時(shí),形成原電池,Zn電極為負(fù)極,F(xiàn)e為正極,腐蝕速率減小,B選項(xiàng)正確;圖c中,接通開(kāi)關(guān)時(shí),形成原電池,Zn為原電池的負(fù)極,Zn腐蝕速率增大
47、,Pt上放出氣體的速率增大,C選項(xiàng)錯(cuò)誤;圖d中,ZnMnO2干電池中Zn作負(fù)極,干電池自放電腐蝕主要是由Zn的還原作用引起的,D選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案B7早在1807年化學(xué)家戴維用電解熔融氫氧化鈉制得鈉,反應(yīng)原理為:4NaOH(熔融)4NaO22H2O;后來(lái)蓋呂薩克用鐵與熔融氫氧化鈉作用也制得鈉,反應(yīng)原理為:3Fe4NaOHFe3O42H24Na。下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是()A電解熔融氫氧化鈉制鈉,陽(yáng)極發(fā)生的電極反應(yīng)為:Nae=NaB蓋呂薩克法制鈉原理是利用鐵的還原性比鈉強(qiáng)C若戴維法與蓋呂薩克法制得等量的鈉,則兩反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)之比為21D工業(yè)上常用電解熔融氯化鈉法制鈉(如圖),電解槽中石墨極為陽(yáng)極,鐵為陰極解析由4NaOH(熔融)4NaO22H2O可知,陽(yáng)極氫氧根離子放電生成氧氣和水:4OH4e=O22H2O,A錯(cuò)誤;蓋呂薩克法中生成鈉蒸氣,有利于反應(yīng)正向移動(dòng),但鈉的還原性比鐵強(qiáng),B錯(cuò)誤;戴維法生成4 mol鈉轉(zhuǎn)移4 mol電子,蓋呂薩克法生成4 mol鈉轉(zhuǎn)移8 mol電子,則轉(zhuǎn)移電子總數(shù)之比為12,C錯(cuò)誤;電解熔融氯化鈉法制鈉時(shí),石墨極為陽(yáng)極,Cl放電生成氯氣,在陰極Na放電生成Na,D正確。答案D8用電化學(xué)法制備LiOH的實(shí)驗(yàn)裝置如圖,采用惰性電極,a口導(dǎo)入LiCl溶液,b口導(dǎo)入LiOH溶液,下列敘述正確的是()A通電后陽(yáng)極區(qū)溶
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