第六章第23講電解池金屬腐蝕與防護

1、課時作業(yè)1下列現象與電化學腐蝕無關的是()A 生鐵比純鐵易生銹B純銀飾品久置表面變暗C黃銅 ( 銅鋅合金 )制品不易產生銅綠D與銅管連接的鐵管易生銹解析： A 項，生鐵能夠構成原電池，所以比純鐵易生銹；B 項，純銀不符合構成原電池的條件，故它表面變暗與電化學腐蝕無關；C 項，銅鋅合金能構成原電池，鋅做負極被氧化，銅被保護起來，不易被腐蝕；D 項，銅管與鐵管連接構成原電池，鐵做負極，易被腐蝕。答案： B2相同材質的鐵在下列情形下最不易被腐蝕的是()解析： A 、 D 均可由 Fe、 Cu 構成原電池而加速鐵的腐蝕；在 B 中，食鹽水提供電解質溶液環(huán)境，炒鍋和鐵鏟都是鐵碳合金， 符合原電池形成的條

2、件， 鐵是活潑金屬做負極， 碳做正極，易被腐蝕； C 中銅鍍層把鐵完全覆蓋，構不成原電池而不被腐蝕。答案： C3下列說法不正確的是()A. 鋼鐵表面水膜的酸性很弱或呈中性，發(fā)生吸B.鋼鐵表面水膜的酸性較強，發(fā)生析氫腐蝕氧腐蝕C.將鋅板換成銅板對鋼閘門保護效果更好D. 鋼閘門作為陰極而受到保護解析： 根據犧牲陽極的陰極保護法，兩個連接的金屬，其金屬越活潑，越容易失去電子，越易被腐蝕，金屬活動性： ZnFeCu ，故將鋅板換成銅板對鋼閘門沒有起到保護作用，且使腐蝕加快， C 不正確。答案： C4.為探究鋼鐵的吸氧腐蝕原理設計了如圖所示裝置，下列有關說法錯誤的是()A 正極的電極反應式為 O2 2H

3、2O4e =4OHB將石墨電極改成 Mg 電極，難以觀察到鐵銹生成C若向自來水中加入少量 NaCl(s) ，可較快地看到鐵銹D分別向鐵、石墨電極附近吹入O2，前者鐵銹出現得快解析： 鐵是負極，失電子被氧化成2，在正極氧氣得電子發(fā)生還原反應生成，故將FeOH氧氣吹向石墨電極，鐵銹出現得更快，A 正確， D 錯誤；若將石墨電極換成Mg 電極，則負極為 Mg ， Fe 被保護，難以看到鐵生銹，B 正確；向自來水中加入NaCl(s) ，可使電解質溶液的導電能力增強，加快腐蝕速率，C 正確。答案： D5.全世界每年鋼鐵因銹蝕造成大量的損失。某城市擬用如圖方法保護埋在酸性土壤中的鋼質管道，使其免受腐蝕。關

4、于此方法，下列說法不正確的是()A 土壤中的鋼鐵易被腐蝕是因為在潮濕的土壤中形成了原電池 nC金屬棒M 上發(fā)生反應： M ne =M解析： 鋼鐵為鐵碳合金， 土壤中的鋼鐵易被腐蝕是因為在潮濕的土壤中形成了原電池， A 項正確；金屬棒 M 的材料應該是比鐵活潑的金屬，不能比鎂活潑，比鎂活潑的金屬能與水快 正確；這種方法稱為犧牲陽極的陰極保護法，D 項正確。答案： B6下列描述不符合生產實際的是()A 電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁時用鐵做陽極B電解法精煉粗銅時用純銅做陰極C電解飽和食鹽水制燒堿時用涂鎳碳鋼網做陰極D在鍍件上電鍍鋅時用鋅做陽極解析： 鐵做陽極時，鐵發(fā)生氧化反應生成Fe2而進入電解液中，

5、在陰極析出使鋁不純。答案： A7現將氯化鋁溶液蒸干灼燒并熔融后用鉑電極進行電解，下列有關電極產物的判斷正確的是()A 陰極產物是氫氣B陽極產物是氧氣C陰極產物是鋁和氧氣D陽極產物只有氯氣解析： 將氯化鋁溶液蒸干灼燒得到Al 2O3，電解熔融的Al 2O3，陽極為 O2 放電，陽極產物為氧氣；陰極為Al 3 放電，陰極產物為鋁。答案： B8 (2017 河北冀州中學月考) 下列電解質溶液用惰性電極進行電解時，一段時間后，溶液的pH增大的是()A 稀碳酸鈉溶液B硫酸鈉溶液C稀硫酸D硫酸銅溶液解析：A項，電解稀碳酸鈉溶液，實質是電解水，碳酸鈉溶液濃度增大，pH增大，正確；B 項，電解硫酸鈉溶液的實質

6、也是電解水，但溶液仍為中性，pH不變，錯誤；C 項，電解稀硫酸的實質是電解水，硫酸濃度增大，pH 減小，錯誤；酸、氧氣和銅，故pH 減小，錯誤。答案： A9圖中是化學能與電能相互轉化的兩套裝置。下列分析正確的是D 項，電解硫酸銅溶液時生成硫()A 兩裝置中，鐵電極均要消耗C圖甲裝置鐵電極上發(fā)生的電極反應為3Fe 3e =FeD隨著反應的進行，圖甲裝置中溶液的pH 增大，圖乙裝置中溶液的pH 不變解析： 圖甲是原電池，較活潑的金屬鐵做負極，負極上鐵失電子生成亞鐵離子進入溶液，鐵電極逐漸溶解，圖乙是電解池，鐵做陰極，陰極上氫離子得電子生成氫氣，鐵不溶解，故A錯誤；圖乙是電解池， 石墨作陽極， 陽極

7、上生成 O2，鐵做陰極， H放電生成 H 2，故 B 正確；圖甲中 Fe 做負極， 電極反應式為Fe 2e =Fe2 ，故 C 錯誤；圖甲電池的總反應為Fe2H =Fe2 H 2 ，隨反應的進行c(H )減小，溶液pH 增大，圖乙相當于電解水，H 2SO4 濃度增大，溶液的 pH 減小，故 D 錯誤。答案： B10.(2017 福建四地六校聯(lián)考)將等物質的量濃度的Cu(NO 3)2 和 KCl等體積混合后，用石墨電極進行電解，電解過程中，溶液pH 隨時間 t 變化的曲線如圖所示，則下列說法錯誤的是()A AB 段陽極只產生 Cl 2，陰極只產生 Cu放電產生了 H 2B BC 段表示在陰極上是

8、 HC CD 段相當于電解水D陽極先析出 Cl 2，后析出 O2，陰極先產生Cu，后析出 H2解析： 設 Cu(NO 3)2 和 KCl的物質的量各為n mol ，在 AB 段，陽極發(fā)生反應：2Cl 2e=Cl 2 ，陰極發(fā)生反應：Cu21 2e=Cu，陽極上 n mol 氯離子失 n mol 電子，陰極上 n2mol 銅離子得 n mol 電子，由于銅離子水解使溶液酸性增強，銅離子濃度逐漸減小，溶液 pH逐漸增大，故 A 正確；在 BC 段，陽極發(fā)生反應： O2 ，陰極發(fā)生反2H2O 4e =4H應： Cu2 2e =Cu，陰極上 12n mol 銅離子再得n mol 電子，溶液中氫離子濃度

9、增大，溶液的 pH 迅速減小，故B 錯誤；在CD 段，陽極發(fā)生反應：4OH 4e=2H 2O O2，陰極發(fā)生反應： 2H 2e =H2，實質是電解水，溶液中氫離子濃度逐漸增大，pH 減小，故 C 正確；由上述分析可知，陽極先析出Cl 2，后析出 O2，陰極先產生 Cu，后析出 H 2，故D 正確。答案： B11二氧化氯 (ClO 2)是一種黃綠色易溶于水的氣體，常用作飲用水消毒。實驗室通過如下過程制備二氧化氯。下列說法正確的是 ()A 電解時發(fā)生反應的離子方程式為3Cl 通電NH4 =2H 2 NCl 3B溶液 X 中大量存在的陰離子有Cl 、 OH C可用飽和食鹽水除去ClO 2 中的 NH

10、 3D可用明礬除去飲用水中殘留的NaClO 2解析： 電荷不守恒，應是2H3Cl通電NH4=3H2 NCl 3，A 錯誤；由題圖可知， NCl 3和 NaClO 2 按一定的物質的量之比混合，恰好生成了 ClO 2 和 NH 3，由氫元素守恒可知， 有水參與反應， 1 mol NCl 3 轉化為 1 mol NH3，由 NaClO 2 和 ClO 2 中氯原子和氧原子個數之比為1 2，結合得失電子守恒和電荷守恒可知，反應還生成了NaCl 和 NaOH ，故溶液 X 中大量存在的陰離子為 Cl 和 OH ， B 正確； ClO 2 是一種黃綠色易溶于水的氣體，不能用飽和食鹽水除去ClO2 中的

11、NH 3 ，C 錯誤；明礬不與NaClO 2 反應，明礬水解生成的 Al(OH) 3 膠體也不能吸附NaClO 2，故D 錯誤。答案： B12.(1) 鋼鐵銹蝕圖示如圖甲所示：用箭頭畫出圖甲中電子的運動方向；請你分析高鐵鐵軌銹蝕的原因是_ 。(2) 某學生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨做電極電解飽和氯化鈉溶液，通電時，為使 Cl 2 被完全吸收，制得有較強殺菌能力的消毒液，設計了如圖乙的裝置。對電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是_(填字母 )。aa 為正極， b 為負極； NaClO 和 NaClb a 為負極， b 為正極； NaClO 和 NaClca 為陽極， b 為陰

12、極； HClO 和 NaCld a 為陰極， b 為陽極； HClO 和 NaCl答案： (1) Fe 2e=Fe2；由于電解質溶液中有 H 2CO3，電離出氫離子， 2H 2e=H 2，發(fā)生析氫腐蝕；電解質中又溶于氧氣，O2 4e 2H 2O=4OH ，發(fā)生吸氧腐蝕(2)b13 (2017 北京昌平診斷 )NO x、 SO2 的大量排放是造成霧霾天氣的主要原因，研究其處理方法變廢為寶越來越受到人們重視。按要求回答下列問題：(1) 用間接電化學法除去 NO 的過程，如圖甲所示：已知電解池的陰極室中溶液的pH 在 4 7 之間，寫出陰極的電極反應式：_ 。用離子方程式表示吸收池中除去NO 的原理

13、：_ 。(2) 富集廢氣中 SO2，并使其與 O2 反應制備硫酸，裝置使用多孔電極材料，如圖乙所示。 X 極的電極反應式為_ 。消耗 11.2 L(標準狀況 )氣體 B 時，通過質子交換膜的H 的個數為 _。(3) 工業(yè)上，可電解 NO 制備 NH 4NO 3，其工作原理如圖丙所示，為使電解產物全部轉化為NH 4NO3，需補充物質M 。寫出陽極的電極反應式：_ 。M 是 _，說明理由：_ 。總化學方程式為_ 。解析： (2) 分析物質流向知， 氣體 A 為 SO2，氣體 B 為 O2，X 極是負極， 電極反應式為 SO2 2e 2H 2O=SO24 4H ；Y 極為正極， 電極反應式為 O2 4e 2H2O=4OH 。 n(O2)11.2 L22.41 0.5 mol ，生成的 n(OH ) 0.5 mol 42 mol ，為了維持溶液中電荷平衡，L mol應有 2 molH 從左側通過質子交換膜向右側遷移。(3)由圖丙可知，陽極區(qū)NO 發(fā)生氧化反應生成，陰極區(qū) NO 發(fā)生還原反應生成，陽極反應式為 5NO 15eNO3NH 4 10H2O=20H 5NO3 ，陰極反應式為3NO 15e 18H=3NH 4 3H 2O，電解過程中陽極產生的 NO3的物質的量大于陰極產生的NH 4 的物質的量，為使電解產物全部轉化成硝