第六章化学反应与能量第三节电解池金属的电化学腐蚀与防护

1、第六章化学反应与能量第六章化学反应与能量第三节电解池金属的电化学腐蚀与防护考点一 电解原理教材知识层面1电解使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。2电解池(也叫电解槽)(1)概念：电解池是把电能转变为化学能的装置。(2)构成条件：有与电源相连的两个电极。电解质溶液(或熔融盐)。形成闭合回路。(3)电极名称及电极反应式(如图)：总反应方程式：Cu22ClCuCl2(4)电子和离子移动方向：电子：从电源负极流向电解池的阴极；从电解池的阳极流向电源的正极。离子：阳离子移向电解池的阴极；阴离子移向电解池的阳极。高考考查层面命题点1电解方程式的书写1方法步骤(1)首

2、先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。(2)再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组(勿忘水溶液中的H和OH)。(3)然后排出阴、阳两极的放电顺序。阴极：阳离子放电顺序：Ag>Fe3>Cu2>H(酸)>Fe2>Zn2>H(水)>Al3>Mg2>Na>Ca2>K(水溶液中Al3、Mg2、Na、Ca2、K不放电)。阳极：活泼电极>S2>I>Br>Cl>OH>含氧酸根离子(水溶液中含氧酸根离子不放电)。(4)分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守

3、恒。(5)最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。2注意问题(1)书写电解池中电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式。(2)要确保两极电子转移数目相同，且注明条件“电解”。(3)注意题目信息中提示的离子的放电，如电解法制取KMnO4等。典题示例1按要求书写有关的电极反应式及总方程式。(1)用惰性电极电解AgNO3溶液：阳极反应式：_；阴极反应式：_；总反应离子方程式：_。(2)用惰性电极电解MgCl2溶液阳极反应式：_；阴极反应式：_；总反应离子方程式：_。(3)用铁作电极电解NaCl溶液阳极反应式：_；阴极反应式：_；总化学方程式：_。(4)

4、用铜作电极电解盐酸溶液阳极反应式：_；阴极反应式：_；总反应离子方程式：_。答案：(1)4OH4e=O22H2O4Ag4e=4Ag4Ag2H2O4AgO24H(2)2Cl2e=Cl22H2e=H2Mg22Cl2H2OMg(OH)2Cl2H2(3)Fe2e=Fe22H2e=H2Fe2H2OFe(OH)2H2(4)Cu2e=Cu22H2e=H2Cu2HCu2H22.以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为_。.用Al单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO3溶液作电解液进行电解，生成难溶物R，R受热分解生成化合物Q。写出阳极生成R的电极反应式：_。解析：.依据信息阳极形

5、成的氧化膜一定为Al2O3，Al失电子生成Al2O3，Al2O3中的氧是由水提供的，溶液显酸性，所以有H生成；.Al作阳极，失电子，生成Al3，Al3水解显酸性，溶液中的HCO水解显碱性，两者水解互相促进，生成Al(OH)3和CO2。答案：.2Al6e3H2O=Al2O36H.Al3HCO3e=Al(OH)33CO2命题点2电解质溶液的类型及规律典题示例1.如图是电解饱和NaCl溶液的实验装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关判断中正确的是()Aa为正极、b为负极Bc为阴极、d为阳极C电解过程中，d电极质量增加D电解过程中，氯离子浓度不变解析：选A由电子流向可知，a为正极，b为负极，c为阳极，

6、d为阴极，c极：2Cl2e=Cl2；d极：2H2e=H2，因此，B、C、D项均错。2(2014·海南高考)以石墨为电极，电解KI溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)。下列说法错误的是()A阴极附近溶液呈红色B阴极逸出气体C阳极附近溶液呈蓝色D溶液的pH变小解析：选D以石墨为电极，电解KI溶液的方程式是2KI2H2O通电,I2H22KOH。由于其中含有少量酚酞和淀粉，所以在阳极附近碘单质遇淀粉，溶液变为蓝色；在阴极由于产生氢气，溶液显碱性，遇酚酞，溶液变为红色。因为产生了碱，溶液碱性增强，所以溶液的pH变大。因此选项是D。3用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液，在电解的过程中，溶液的pH

7、依次为升高、不变、降低的是()AAgNO3 CuCl2Cu(NO3)2BKClNa2SO4CuSO4CCaCl2KOHNaNO3DHClHNO3K2SO4解析：选B由电解电解质溶液的四种类型可知：类型化学物质pH变化放O2生酸型CuSO4、AgNO3、Cu(NO3)2降低放H2生碱型KCl、CaCl2升高电解电解质型CuCl2升高HCl升高电解H2O型NaNO3、Na2SO4、K2SO4不变KOH升高HNO3降低方法技巧惰性电极电解电解质溶液的四种类型类型电极反应特点电解质溶液电解对象电解质浓度pH电解质溶液复原电解水型阴极：4H4e=2H2阳极：4OH4e=2H2OO2强碱(如NaOH)水增

8、大增大加水含氧酸(如H2SO4)水增大减小加水活泼金属的含氧酸盐(如Na2SO4)水增大不变加水电解电解质型电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电无氧酸(如HCl)电解质减小增大通入氯化氢气体不活泼金属的无氧酸盐(如CuCl2)电解质减小加氯化铜放H2生碱型阴极：H2O放H2生成碱阳极：电解质阴离子放电活泼金属的无氧酸盐(如NaCl)电解质和水生成新电解质增大通入氯化氢气体放O2生酸型阴极：电解质阳离子放电阳极：H2O放O2生成酸不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4)电解质和水生成新电解质减小加氧化铜考点达标层面1.(2013·浙江高考)电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中

9、间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。已知：3I26OH=IO5I3H2O下列说法不正确的是()A右侧发生的电极反应式：2H2O2e=H22OHB电解结束后，右侧溶液中含有IOC电解槽内发生反应的总化学方程式：KI3H2OKIO33H2D如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学反应不变解析：选D装置图中左侧电极为阳极，I失去电子生成I2，右侧电极为阴极，H2O得到电子生成H2，A、C项正确；电解结束后，左侧溶液中的IO经阴离子交换膜进入右侧，B项正确；D项，如果将阴离子交换膜换为阳离子交换膜，那么阴极产生的OH不会与I2发生反应

10、，故电解槽内发生的总化学反应要变化，D项错误。2如下图所示，x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极极板质量增加，b极极板处有无色无味的气体放出，符合这一情况的是()a极板b极板x电极z溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl2解析：选A由题意知a极板质量增加，a应为阴极，则b为阳极，x为电源的负极，y为电源正极。A选项中a极板为阴极，b极板为阳极，参考各个选项知，A项符合，电解时，a极有Cu附着，b极有O2放出；B项不符合，电解时a极无质量变化；C项阳极为Fe，为活性电极，电解时Fe在阳极放电溶解，无气体生成，故C项不符合；D项电解时，Cl在

11、阳极放电生成Cl2，Cl2为黄绿色有刺激气味的气体，与原题题意不符合。考点二 电解原理的应用教材知识层面1电解饱和食盐水(1)电极反应：阳极：2Cl2e=Cl2(氧化反应)阴极：2H2e=H2(还原反应)(2)总反应方程式：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2离子方程式：2Cl2H2O2OHH2Cl2(3)应用：氯碱工业制烧碱、氯气和氢气。2电镀和电解精炼铜电镀(Fe上镀Cu)电解精炼铜阳极电极材料镀层金属铜粗铜(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质)电极反应Cu2e=Cu2Cu2e=Cu2Zn2e=Zn2Fe2e=Fe2Ni2e=Ni2阴极电极材料待镀金属Fe纯铜电极反应Cu22e=Cu电

12、解质溶液含Cu2的盐溶液电解精炼铜时，粗铜中的Ag、Au等不反应，沉积在电解池底部形成阳极泥3电冶金利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。总方程式阳极、阴极反应式冶炼钠2NaCl(熔融)2NaCl22Cl2e=Cl22Na2e=2Na冶炼镁MgCl2(熔融)MgCl22Cl2e=Cl2Mg22e=Mg冶炼铝2Al2O3(熔融)4Al3O26O212e=3O24Al312e=4Al高考考查层面命题点1电解原理在工业中的应用1利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是()A氯碱工业中，X、Y均为石墨，X附近能得到氢氧化钠B铜的

13、精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4C电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属D外加电流的阴极保护法中，Y是待保护金属解析：选D电解饱和食盐水时，阴极区得到H2和NaOH。铜的电解精炼时，应用粗铜作阳极、纯铜作阴极；电镀时，应以镀层金属作阳极、待镀金属作阴极。2电化学原理广泛用于工业生产中，如有一种电化学净水法的原理是：在电解过程中将低价金属离子(如Co2)氧化成高价态的离子(Co3)，然后以此高价态的金属离子作氧化剂把废水中的有机物氧化成CO2而净化。实验室用如图装置模拟上述过程，下列说法正确的是()A电极a可以是石墨，电极b可以是铜B电解后阴极附近H浓度不变CCo3氧化甲醇的离子方程式

14、为：6Co3CH3OHH2O=CO26Co26HD当1 mol 甲醇被完全氧化时，阳极应该失去4 mol 电子解析：选C选项A，Cu与电源正极相连时，Cu失去电子而溶解，所以b极不能用Cu，应用石墨等惰性电极。选项B，根据题给信息，阳极是溶液中的Co2失去电子生成Co3：2Co22e=2Co3，阴极是溶液中的H得到电子变为H2：2H2e=H2，所以阴极附近H浓度变小。选项C，CH3OH被氧化为CO2，溶液中的Co3被还原为Co2，再根据得失电子守恒和离子方程式的正误判断方法可知该离子方程式正确。选项D，阳极失去电子的物质的量等于Co3获得电子的物质的量，1 mol CH3OH被氧化，转移6 m

15、ol电子。命题点2电解原理在计算中的应用根据电解原理进行的相关计算主要包括以下几个方面，根据直流电源提供的电量求产物的量(析出固体的质量、产生气体的体积等)、溶液的pH、相对原子质量或某元素的化合价、化学式等。具体解题方法主要有以下三种：典题示例1将两个铂电极插入500 mL CuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064 g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为()A4×103 mol/LB2×103 mol/LC1×103 mol/L D1×107 mol/L解析：选A阴极反应：Cu22e

16、=Cu，增重0.064 g应是Cu的质量，设生成H的物质的量为x，根据总反应方程式： 2Cu22H2O 2CuO24H 2×64 g4 mol 0.064 g xx0.002 molc(H)4×103 mol/L。2(2015·六盘水质检)用惰性电极电解400 mL一定浓度的硫酸铜溶液(不考虑电解过程中溶液体积的变化)，通电一段时间后进行如下操作。(1)如果向所得的溶液中加入0.1 mol CuO后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过程中转移的电子为_mol。(2)如果向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，

17、电解过程中转移的电子为_mol。解析：(1)电解硫酸铜溶液的反应方程式为2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2，从方程式可以看出，电解硫酸铜过程中只析出铜和释放出氧气，加入0.1 mol CuO可以使溶液恢复至原来状态，说明参与反应的硫酸铜只有0.1 mol，转移的电子为0.2 mol。(2)加入0.1 mol Cu(OH)2可以使溶液恢复至原来状态，说明电解过程中不仅硫酸铜被电解，而且有水被电解。0.1 mol Cu(OH)2可以看做是0.1 mol的CuO和0.1 mol的H2O，因此电解过程中有0.1 mol的硫酸铜和0.1 mol的水被电解。 2CuSO42H2O2Cu O22H2

18、SO4 4e2 mol4 mol01 mol 0.2 mol2H2O2H2O24e2 mol4 mol01 mol 0.2 mol所以，共转移电子0.2 mol0.2 mol0.4 mol。答案：(1)0.2(2)0.4考点达标层面1.(2012·福建高考节选)(1)电镀时，镀件与电源的_极连接。(2)化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉积在镀件表面形成的镀层。若用铜盐进行化学镀铜，应选用_(填“氧化剂”或“还原剂”)与之反应。.(2012·全国卷节选)粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极_(填图中的字母)；在电极d上发生的电极反应式为_；若粗

19、铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为_。.(2012·山东高考节选)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是_。a电能全部转化为化学能b粗铜接电源正极，发生氧化反应c溶液中Cu2向阳极移动d利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属解析：.(1)电镀池中，镀件就是待镀金属制品，作阴极，与电源的负极相连；镀层金属为阳极，与电源正极相连。(2)要把铜从铜盐中置换出来，用铁即可，铁作还原剂，所以应加入还原剂。.粗铜的电解精炼时，粗铜作阳极与电源正极相连，所以粗铜板是图中电极c，d是阴极，发生的反应是Cu22

20、e=Cu，Au、Ag不如铜活泼，以单质的形式沉积在c(阳极)下方，Fe比铜活泼，以Fe2的形式进入电解质溶液中。.粗铜的电解精炼时，电能不可能全部转化为化学能，a错误；粗铜作阳极与电源正极相连，发生氧化反应，b正确；溶液中的Cu2向阴极移动，c错误；不活泼金属Ag、Pt、Au等金属在阳极沉积，可以回收。答案：.(1)负(2)还原剂. cCu22e=CuAu、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方，Fe以Fe2的形式进入电解质溶液中.bd2(2015·铜川联考)在下图中，甲烧杯中盛有100 mL0.50 mol·L1AgNO3溶液，乙烧杯中盛有100 mL 0.25 mol&#

21、183;L1CuCl2溶液，A、B、C、D均为质量相同的石墨电极，如果电解一段时间后，发现A极比C极重1.9 g，则(1)电源E为_极，F为_极。(2)A极的电极反应式为_，析出物质_mol。(3)B极的电极反应式为_，析出气体_mL(标准状况)。(4)C极的电极反应式为_，析出物质_mol。(5)D极的电极反应式为_，析出气体_mL(标准状况)。(6)甲烧杯中滴入石蕊试液，_附近变红，如果继续电解，在甲烧杯中最终得到_溶液。解析：本题是以电解知识为依托的综合性较强的题目。由于有外接直流电源，所以装置甲、乙均为电解池，两个电解池的关系为串联。电解一段时间后，A极比C极重。故A极上必有Ag析出，

22、由于Ag在A极上获得电子发生了还原反应，故A极为电解池的阴极，在电解池中阴极与外接直流电源的负极相连，故E极为负极，F极为正极。根据电解池甲、乙的串联关系，可进一步得出A、B、C、D依次为阴极、阳极、阴极、阳极。电极反应依次为：A极：4Ag4e=4Ag，B极：4OH4e=2H2OO2，C极：2Cu24e=2Cu，D极：4Cl4e=2Cl2，由于串联时各电极上流过的电量是相同的，假设电路中均通过4 mol电子，则A极上生成4 mol Ag，B极上生成1 mol O2，C极上生成2 mol Cu，D极上生成2 mol Cl2，这样便可得出一个关系式：4e4AgO22Cu2Cl2，A极比C极重4 m

23、ol×108 g· mol12 mol×64 g·mol1304 g，根据A极比C极重1.9 g，可列出比例式求出反应生成的Ag和Cu的物质的量：n(Ag)×4 mol0.025 mol，n(Cu)0.012 5 mol，n(O2)0.006 25 mol, n(Cl2)0.012 5 mol。电解时甲池随着B极附近水电离产生的OH的不断消耗，H的物质的量逐渐增大，所以滴入石蕊试液后B极附近变红，而A极上Ag不断得到电子析出Ag，故在甲烧杯中最终得到HNO3溶液。答案：(1)负正(2)Age=Ag0.025(3)4OH4e=2H2OO2140(

24、4)Cu22e=Cu0.012 5(5)2Cl2e=Cl2280(6)BHNO3考点三 金属的腐蚀与防护教材知识层面1化学腐蚀与电化学腐蚀的比较类型化学腐蚀电化学腐蚀条件金属跟非金属单质直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触现象无电流产生有微弱电流产生本质金属被氧化较活泼金属被氧化联系两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍2析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较(以钢铁的腐蚀为例)类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强(pH4.3)水膜酸性很弱或呈中性电极反应负极Fe2e=Fe2正极2H2e=H2O22H2O4e=4OH总反应式Fe2H=Fe2H22FeO22H2O=2Fe(OH)2联系吸氧腐蚀更普遍铁锈的形成：

25、4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O(铁锈)(3x)H2O。3金属的防护(1)电化学防护牺牲阳极的保护法原电池原理a负极：比被保护金属活泼的金属；B正极：被保护的金属设备。外加电流的阴极保护法电解原理a阴极：被保护的金属设备；b阳极：惰性金属。(2)改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。(3)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。高考考查层面命题点1析氢腐蚀与吸氧腐蚀的分析判断1.(2015·潍坊模拟)利用右图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是(

26、)Aa管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀B一段时间后，a管液面高于b管液面Ca处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小Da、b两处具有相同的电极反应式：Fe2e=Fe2解析：选Ca管发生吸氧腐蚀，a处溶液的pH增大，b管发生析氢腐蚀，b处溶液的H减小pH增大，故C项错。2(2015·资阳联考)如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH4久置的雨水和生铁片。实验时观察到：开始时导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管内液面。下列说法正确的是()A生铁片中的碳是原电池的阳极，发生还原反应B雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀C墨水回升时，碳电极反应式为O22H2O4e=4OH

27、D具支试管中溶液pH逐渐减小解析：选C生铁片中的碳是原电池的正极，A错误；雨水酸性较强，开始时铁片发生化学腐蚀和析氢腐蚀，产生氢气，导管内液面下降，一段时间后铁片发生吸氧腐蚀，吸收氧气，导管内液面回升，B错误；墨水回升时，铁片发生吸氧腐蚀，碳极为正极，电极反应为O22H2O4e=4OH，C正确；铁片无论是发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，具支试管内溶液的pH均增大，D错误。命题点2金属腐蚀快慢的比较金属腐蚀速率快慢的判断方法不纯的金属或合金，在潮湿的空气中形成原电池发生电化学腐蚀，活泼金属因被腐蚀而损耗。金属腐蚀的快慢与下面两种因素有关：(1)与构成原电池的材料有关，两极材料的活泼性差别越大，氧化还原

28、反应的速率越快，活泼金属被腐蚀的速度就越快。(2)与金属所接触电解质的强弱有关，活泼金属在电解质溶液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀，在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀。一般来说，可用下列原则判断：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防护措施的腐蚀。典题示例1如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为()A BC D解析：选C是Fe为负极，杂质为正极的原电池腐蚀，是钢铁的吸氧腐蚀，腐蚀较慢。其电极反应式为：负极：2Fe4e=2Fe2，正极：2H2OO24e=4OH。、实质均为原电池装置。中Fe为正极，被保护；、中Fe为负极，均被腐蚀，但Fe和Cu的金

29、属活泼性差别比Fe和Sn的大，故FeCu原电池中Fe被腐蚀较快；是Fe接电源正极作阳极，Cu接电源负极作阴极的电解腐蚀，加快了Fe的腐蚀；Fe接电源负极作阴极，Cu接电源正极作阳极，防止了Fe的腐蚀。根据以上分析可知：铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为。2相同材质的铁在下图中各情形下最不易被腐蚀的是()解析：选CA中，食醋作电解质溶液，铁勺和铜盆是相互接触的两个金属极，形成原电池，铁是活泼金属作负极；B中，食盐水作电解质溶液，铁炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池形成条件，铁是活泼金属作负极，碳作正极；C中，铜镀层将铁球覆盖，使铁被保护，所以铁不易被腐蚀；D中，酸雨作电解质溶液，铁铆钉和铜板分别作负

30、极、正极，形成原电池。命题点3金属的防护1为了避免青铜器生成铜绿，以下方法正确的是()A将青铜器放在银质托盘上B将青铜器与直流电源的正极相连C将青铜器保存在潮湿的空气中D在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜解析：选DA、C两项易构成原电池，且铜作负极，会加快铜的腐蚀；B项，青铜器作电解池的阳极，腐蚀最快；在青铜器的表面覆盖防渗的高分子膜，防止了原电池的形成，避免了金属的腐蚀，D正确。2(2012·海南高考)下列叙述错误的是()A生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱B用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈C在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液D铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀解析：选CA、B

31、选项，都是原电池原理，铁做负极，使铁更易腐蚀；D是牺牲阳极的阴极保护法。考点达标层面1(2012·山东高考)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()A图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B图b中，开关由M改置于N时，Cu­Zn合金的腐蚀速率减小C图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大D图d中，Zn­MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的解析：选B图a中，铁棒发生电化学腐蚀，靠近底端的部分与氧气接触少，腐蚀程度较轻， 选项A错误；图b中开关置于M时，Cu­Zn合金作负极，由M改置于N时，Cu­Zn合

32、金作正极，腐蚀速率减小，选项B正确；图c中接通开关时Zn作负极，腐蚀速率增大，但氢气在Pt极上放出，选项C错误；图d中Zn­MnO2干电池自放电腐蚀主要是由Zn的氧化反应引起的，选项D错误。2下列有关金属腐蚀与防护的说法不正确的是()A钢铁在弱碱性条件下发生电化学腐蚀的正极反应是：O22H2O4e=4OHB当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用C在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法D可将地下输油钢管与外加直流电源的负极相连以保护它不受腐蚀解析：选B弱碱性条件下，钢铁发生吸氧腐蚀，A正确；当镀层破损时，锡、铁可形成原电池，铁作负极，加快了铁的腐蚀

33、，B错误；铁、锌、海水形成原电池，锌失去电子作负极，从而保护了铁，C正确；采用外加电流的阴极保护法时，被保护金属与直流电源的负极相连，D正确。以“饱和食盐水的电解”为载体串联电解原理及金属的腐蚀与防护的相关知识高考载体(2014·上海高考T12)如下图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U型管中。知识串联设计(1)闭合K2，该装置为电解装置，则：阴极反应式：_，阳极反应式：_，如何通过实验检验该电极产物？_，总反应的化学方程式：_。(2)闭合K2，电解一段时间后，如何操作才能使电解液恢复到电解前的状态？_。(3)闭合K1，铁棒上发生的电极反应式是_，此时石墨棒周围溶液pH如

34、何变化？_。(4)闭合K2，铁棒不会被腐蚀，此种金属的防护方法是_。(5)闭合K1，铁棒被腐蚀，此电化学腐蚀是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀？_，写出其正极反应式_。(6)闭合K2，电路中通过0.002 NA个电子时，两极共产生气体的物质的量是_。答案：(1)2H2e=H22Cl2e=Cl2将湿润的KI_淀粉试纸置于U形管右侧管口，若试纸变蓝，说明产生的气体是Cl22NaCl2H2O2NaOHH2Cl2(2)通入HCl气体(3)Fe2e=Fe2升高(4)外加电流的阴极保护法(5)吸氧腐蚀2H2OO24e=4OH(6)0.002 mol1下列关于电解的叙述中，正确的是()电解是把电能转变成化学能电解是把化

35、学能转变成电能电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现任何水溶液电解时，必将导致氧化还原反应ABC D解析：选D把化学能转变成电能的装置是原电池；只要电解，必将发生氧化还原反应，即一定发生化学变化；一些不能自发进行的氧化还原反应，可以借助电解来实现，故选D项。2下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是()A钢管与电源正极连接，钢管可被保护B铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀C钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀D钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe3e=Fe3解析：选BA中钢管与电源正极连接，成为电解池的阳极而溶解，加速了钢管的腐蚀，A错

36、误；铁遇冷浓硝酸表面钝化，形成了一层致密的氧化物保护膜，可保护内部不被腐蚀，B正确；钢管与铜管露天堆放在一起，表面形成电解质溶液，铜管为正极，钢管为负极，发生电化学腐蚀，加速了钢管的腐蚀，C错误；钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应应是Fe2e=Fe2，D错误。3下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是()AHCl、 CuCl2、 Ba(OH)2BNaOH、CuSO4、 H2SO4CNaOH、H2SO4、 Ba(OH)2DNaBr、 H2SO4、 Ba(OH)2解析：选C电解时只生成氧气和氢气，则电解质应是强碱、含氧酸或活泼金属的含氧酸盐，C项符合。4下列有关电化学装置完全正确的是()AB

37、CD铜的精炼铁上镀银防止Fe被腐蚀构成铜锌原电池解析：选C电解精炼铜时，应该用粗铜作阳极，纯铜作阴极，A错误；铁上镀银时，应该用银作阳极，铁作阴极，B错误；C是外加电流的阴极保护法，正确；铜锌原电池中，锌应插入硫酸锌溶液中，铜应插入硫酸铜溶液中，故D错误。5(2015·昆明模拟)如图是模拟电化学反应装置图。下列说法正确的是()A开关K置于N处，则铁电极的电极反应式为：Fe2e=Fe2B开关K置于N处，可以减缓铁的腐蚀C开关K置于M处，则铁电极的电极反应式为： 2Cl2e=Cl2D开关K置于M处，电子从碳棒经开关K流向铁棒解析：选B开关K置于N处，构成电解池，铁电极为阴极，电极反应式为

38、2H2O2e=H22OH，铁的腐蚀减缓；开关K置于M处，构成原电池，铁电极为负极，电极反应式为：Fe2e=Fe2，电子从铁棒经开关K流向碳棒。6图中X为电源，Y为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。下列判断正确的是()A滤纸上c点附近会变红色BCu电极质量减小，Pt电极质量增大CZ中溶液的pH先减小，后增大D溶液中的SO向Cu电极定向移动解析： 选A紫红色斑即MnO向d端扩散，根据阴离子向阳极移动的原理，可知d端为阳极，即b为正极，a为负极，c为阴极，NaCl溶液中H放电，产生OH，c点附近会变红色，A正确；电解硫酸铜溶液时，Pt为

39、阳极，溶液中的OH放电：4OH4e=O22H2O，Cu为阴极，溶液中的Cu2得电子，生成铜，总反应式为2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，Pt电极附近生成H，则SO向Pt电极移动，B、D不正确。随着电解的进行，Z中溶液变为硫酸溶液，继续电解则为电解水，硫酸浓度增大，pH减小，C不正确。7(2015·深圳中学调研)下列关于各图的说法，正确的是()A中阴极处能产生使湿润淀粉_KI试纸变蓝的气体B中待镀铁制品应与电源正极相连C中电子由b极流向a极D中的离子交换膜可以避免生成的Cl2与NaOH溶液反应解析：选D中阴极处为Cu2放电，析出Cu，A错；中待镀铁制品应与电源负极相连，B错；

40、中a极为负极，b极为正极，电子由a极经外电路流向b极，C错；中的离子交换膜只允许阳离子通过，NaOH在阴极，可以避免阳极生成的Cl2与NaOH溶液反应，D对。8(2015·泰安模拟)1 L某溶液中含有的离子如下表：离子Cu2Al3NOCl物质的量浓度(mol/L)11a1用惰性电极电解该溶液，当电路中有3 mol e通过时(忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)，下列说法正确的是()A电解后溶液呈酸性 Ba3C阳极生成1.5 mol Cl2 D阴极析出的金属是铜与铝解析：选A1 mol Cu2放电的过程中，另一极Cl和OH各放电1 mol，故溶液显酸性，A正确；根据电

41、荷守恒可推知a4，B不正确；Cl的物质的量为1 mol，阳极不会产生1.5 mol Cl2，C不正确；铝较活泼，在溶液中Al3不会放电，D不正确。9一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下：pH2466.5813.514腐蚀快慢较快慢较快主要产物Fe2Fe3O4Fe2O3FeO下列说法不正确的是()A在pH4溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀B在pH6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀C在pH14溶液中，碳钢腐蚀的正极反应为O24H4e=2H2OD在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓解析：选CA项，酸性较强条件下，碳钢主要发生析氢腐蚀，正确；B项，在pH6的溶液中，酸性较弱，主要发生吸氧腐蚀，正

42、确；C项，碳钢腐蚀的正极反应为O22H2O4e=4OH，错误；D项，除O2后，腐蚀速率减缓，正确。10(2015·陕西二模)用惰性电极电解一定浓度的CuSO4溶液时，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后，恰好恢复到电解前的浓度和pH(不考虑二氧化碳的溶解)。则电解过程中转移的电子的物质的量为()A0.4 mol B0.5 molC0.6 mol D0.8 mol解析：选C用惰性电极电解一定浓度的CuSO4溶液时，如果硫酸铜没有消耗完或恰好消耗完，这时向电解液中加入氧化铜或碳酸铜就可以恢复到电解前的浓度和pH，而题中加入的是Cu2(OH)2CO3，

43、说明CuSO4消耗完，并且又电解了一部分水。则电解的硫酸铜的物质的量为0.2 mol，电解的水的物质的量为0.1 mol，转移的电子的物质的量为0.2 mol×20.1 mol×20.6 mol。11(2015·中山模拟)如图甲、乙是电化学实验装置。请回答下列问题：(1)若两池中均盛放饱和NaCl溶液。甲池中铁棒的电极反应式_。将湿润的淀粉碘化钾试纸放在乙烧杯上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为电解生成的某种气体A氧化了生成的碘，已知反应中A气体和I2的物质的量之比为51，且生成两种酸，该反应的化学方程式为_。(2)若两池中均盛放CuSO4溶液，反应一段时间后：甲

44、池中石墨棒上的电极反应式为_。如果起始时乙池盛有200 mL pH5的CuSO4溶液(25 )，一段时间后溶液蓝色变浅，测定其pH变为1(不考虑体积变化)，若要使溶液恢复到电解前的状态，可向溶液中加入_(填写物质的化学式)_g。解析：甲为原电池，乙为电解池。当溶液均为NaCl溶液时甲池发生吸氧腐蚀，乙池为电解饱和NaCl溶液，生成氢气、氯气和氢氧化钠。氯气氧化碘可根据氧化还原反应电子守恒确定生成的酸为碘酸和盐酸。当溶液均为CuSO4溶液时，甲池中Fe为负极，石墨为正极，石墨极上发生铜离子得电子的还原反应，乙池电解后铜离子仍有剩余，故根据电解的总方程式可知加入的氧化铜的物质的量为氢离子的0.5倍

45、，由于生成的酸性变化较大，可忽略原有酸性，直接根据电解后的溶液进行计算：m(CuO)×80 g/mol0.8 g(或 1.24 g CuCO3)。答案：(1)Fe2e=Fe25Cl2I26H2O=10HCl2HIO3(2)Cu22e=CuCuO(或CuCO3)0.8(或1.24)12(2013·山东高考)金属冶炼与处理常涉及氧化还原反应。(1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是_。aFe2O3 BNaClcCu2S DAl2O3(2)辉铜矿(Cu2S)可发生反应：2Cu2S2H2SO45O2=4CuSO42H2O，该反应的还原剂是_。当1 mol O2发生反应时，还原剂

46、所失电子的物质的量为_mol。向CuSO4溶液中加入镁条时有气体生成，该气体是_。(3)右图为电解精炼银的示意图，_(填“a”或“b”)极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体产生，则生成该气体的电极反应式为_。(4)为处理银器表面的黑斑(Ag2S)，将银器浸于铝质容器里的食盐水中并与铝接触，Ag2S转化为Ag，食盐水的作用是_。解析：(1)Na、Al的金属活动性较强，冶炼时选择电解法。(2)该反应中Cu、S的化合价升高，因此还原剂为Cu2S。反应中O2中O由0价变为2价，1 mol O2发生反应，得4 mol电子，根据得失电子守恒，则还原剂失电子为4 mol。CuSO4溶液中由于Cu2水解

47、显酸性，加入镁条，产生的气体为H2。(3)电解精炼银时，粗银作阳极，与电源正极相连。b极产生的红棕色气体为NO2，电极反应式为NOe2H=NO2 H2O。(4)食盐水的作用是做电解质溶液，形成原电池。答案：(1)b、d(2)Cu2S4H2(3)aNO2He=NO2 H2O(4)做电解质溶液(或导电)13如图所示三套实验装置，分别回答下列问题。(1)装置1为铁的吸氧腐蚀实验。一段时间后，向插入铁钉的玻璃筒内滴入NaOH溶液，即可观察到铁钉附近的溶液有沉淀，表明铁被_(填“氧化”或“还原”); 向插入石墨棒的玻璃筒内滴入酚酞溶液，可观察到石墨棒附近的溶液变红，该电极反应式为_。(2)装置2中的石墨是_极(填“正”或“负”)，该装置发生总反应的离子方程式为_。(3)装置3中甲烧杯盛放100 mL 0.2 mol·L1的NaCl溶液，乙烧杯盛放100 mL 0.5 mol·L1的CuSO4溶液。反应一段时间后，停止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞，观察到石墨