2024年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)（新高考版） 第7章 第42講　電解池　金屬的腐蝕與防護(hù)

第42講電解池金屬的腐蝕與防護(hù)1.理解電解池的構(gòu)成、工作原理，能書寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式。2.掌握氯堿工業(yè)、電解精煉、電鍍、電冶金等的反應(yīng)原理。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。復(fù)習(xí)目標(biāo)內(nèi)容索引考點(diǎn)一電解池及工作原理考點(diǎn)二電解原理的應(yīng)用考點(diǎn)三金屬的腐蝕與防護(hù)真題演練明確考向課時(shí)精練電解池及工作原理><1.電解與電解池必備知識(shí)歸納整合電流氧化還原反應(yīng)電化學(xué)電源電解質(zhì)熔融電解質(zhì)閉合回路2.構(gòu)建電解池模型(以電解CuCl2溶液為例)3.電解規(guī)律(1)陽極放電規(guī)律①活性電極(除Au、Pt以外的金屬材料作電極)，電極材料失電子，生成金屬陽離子。②惰性電極(Pt、Au、石墨)，要依據(jù)陰離子的放電順序加以判斷。陰離子的放電順序：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根離子。S2－、I－、Br－、Cl－放電，產(chǎn)物分別是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放電，則得到H2O和O2。(2)陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)陽離子放電順序進(jìn)行判斷。陽離子放電順序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋。注意電解水溶液時(shí)，Al3＋、Mg2＋、Na＋、K＋不可能在陰極放電。(3)用惰性電極電解不同類型電解質(zhì)溶液①電解水型實(shí)例電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)溶液濃度復(fù)原方法H2SO4陰極：__________________陽極：________________________總反應(yīng)式：___________2H＋＋2e－===H2↑2H2O－4e－===4H＋＋O2↑增大加水②電解電解質(zhì)型實(shí)例電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)溶液濃度復(fù)原方法HCl陰極：___________________陽極：___________________總反應(yīng)式：_______________CuCl2陰極：________________陽極：__________________總反應(yīng)式：_______________________________2H＋＋2e－===H2↑2Cl－－2e－===Cl2↑Cu2＋＋2e－===Cu2Cl－－2e－===Cl2↑減小通入HCl加CuCl2固體③電解質(zhì)和水均參與電解型實(shí)例電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)溶液濃度復(fù)原方法NaCl、KCl(放H2生堿)陽極：___________________陰極：_________________________

總反應(yīng)式：___________________________________

減小并生成新電解質(zhì)_______________CuSO4、Cu(NO3)2

(放O2生酸)陽極：_________________________陰極：__________________總反應(yīng)式：___________________________________

___________________________2Cl－－2e－===Cl2↑2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－2H2O－4e－===4H＋＋O2↑Cu2＋＋2e－===CuH2↑＋2OH－O2↑＋4H＋通入HCl氣體加CuO減小并生成新電解質(zhì)一、電解過程分析與溶液的復(fù)原方法1.用石墨作電極，電解稀Na2SO4溶液的裝置如圖所示，通電后在石墨電極A和B附近分別滴加一滴石蕊溶液。下列敘述正確的是A.逸出氣體的體積：A電極＜B電極B.一電極逸出無味氣體，另一電極逸出有刺激性氣

味氣體C.A電極附近呈紅色，B電極附近呈藍(lán)色D.電解一段時(shí)間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到同一燒杯中，

充分?jǐn)嚢韬笕芤撼手行躁P(guān)鍵能力專項(xiàng)突破√用惰性電極電解Na2SO4溶液，電極A為陰極，B為陽極。

、OH－移向B電極，在B電極OH－放電，產(chǎn)生O2，B電極附近c(diǎn)(H＋)＞c(OH－)，石蕊溶液變紅，Na＋、H＋移向A電極，在A電極H＋放電產(chǎn)生H2，A電極附近c(diǎn)(OH－)＞c(H＋)，石蕊溶液變藍(lán)，產(chǎn)生H2和O2的體積之比為2∶1，A、C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。2.(2023·武漢檢測)用石墨作電極電解溶有物質(zhì)的量之比為3∶1的NaCl和H2SO4的水溶液。根據(jù)反應(yīng)產(chǎn)物，電解可明顯分為三個(gè)階段，下列敘述不正確的是A.電解的最后階段為電解水B.陽極先逸出氯氣后逸出氧氣C.陰極逸出氫氣D.電解過程中溶液的pH不斷增大，最后pH為7√3.以惰性電極電解100mL0.05mol·L－1CuSO4溶液。(1)陽極產(chǎn)生56mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體時(shí)，所得溶液的pH為____(不考慮溶液體積變化)，要使溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，可加入______g的_____________________物質(zhì)。10.4CuO(或0.62

CuCO3)(2)繼續(xù)通電電解，此時(shí)被電解的物質(zhì)為____________，若加入0.1molCu(OH)2可使溶液復(fù)原，則電路中轉(zhuǎn)移的電子為______mol。水(或H2O)0.4繼續(xù)通電電解，電解質(zhì)為H2SO4溶液，故實(shí)際被電解的物質(zhì)為H2O；加入0.1

molCu(OH)2可使溶液復(fù)原，相當(dāng)于加入0.1molCuO和0.1molH2O，故轉(zhuǎn)移電子為(0.1×2＋0.1×2)mol＝0.4mol。(3)通電足夠長時(shí)間，加入0.1molCu2(OH)2CO3可使溶液復(fù)原，則電路中轉(zhuǎn)移電子為______mol。0.6Cu2(OH)2CO3相當(dāng)于2CuO·H2O·CO2，故轉(zhuǎn)移電子為0.2mol×2＋0.1mol×2＝0.6mol。思維建模分析電解過程的思維流程二、電極方程式的書寫4.按要求書寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式：(1)用惰性電極電解MgCl2溶液陽極反應(yīng)式：____________________；陰極反應(yīng)式：_______________________________________；總反應(yīng)離子方程式：_______________________________________________。(2)以鋁材為陽極，電解H2SO4溶液，鋁材表面形成氧化膜陽極反應(yīng)式：________________________________；陰極反應(yīng)式：____________________；總反應(yīng)方程式：______________________________。2Cl－－2e－===Cl2↑Mg2＋＋2H2O＋2e－===H2↑＋Mg(OH)2↓2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋

2H＋＋2e－===H2↑(3)電解MnSO4溶液可制備MnO2，其陽極的電極反應(yīng)式為________________________________________。(4)將用燒堿吸收H2S后所得的溶液加入如圖所示的電解池的陽極區(qū)進(jìn)行電解。電解過程中陽極區(qū)發(fā)生如下反應(yīng)：S2－－2e－===S；(n－1)S＋S2－===。Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2↓＋4H＋①寫出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式：___________________________。②電解后陽極區(qū)的溶液用稀硫酸酸化得到硫單質(zhì)，其離子方程式為______________________________。2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－①Ce4＋從電解槽的_____(填字母)口流出，電極反應(yīng)式：___________________。aCe3＋－e－===Ce4＋Ce4＋在陽極生成，從a口流出。②寫出陰極的電極反應(yīng)式：___________________________________。返回電解原理的應(yīng)用><1.氯堿工業(yè)習(xí)慣上把電解飽和食鹽水的工業(yè)生產(chǎn)叫做氯堿工業(yè)。(1)反應(yīng)原理陽極：___________________(______反應(yīng))。陰極：___________________________(______反應(yīng))?？偡磻?yīng)化學(xué)方程式：_______________________________________?？偡磻?yīng)離子方程式：_____________________________________。注意電解所用的食鹽要精制。必備知識(shí)歸納整合2Cl－－2e－===Cl2↑2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－氧化還原(2)離子交換膜法的生產(chǎn)過程加入或流出的物質(zhì)a、b、c、d分別是_________________、___________________、_______、___________；X、Y分別是____、____。(3)陽離子交換膜的作用阻止______進(jìn)入陽極室與Cl2發(fā)生副反應(yīng)：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O，阻止陽極產(chǎn)生的Cl2和陰極產(chǎn)生的H2混合發(fā)生爆炸。(4)氯堿工業(yè)產(chǎn)品精制飽和NaCl溶液H2O(含少量NaOH)淡鹽水NaOH溶液Cl2H2OH－2.電鍍電解精煉(1)電鍍①概念：利用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的加工工藝。②目的：增強(qiáng)金屬的抗腐蝕能力，增加表面硬度和美觀。鍍層金屬鍍件含有鍍層金屬離子Cu-2e-==Cu2+Cu2++2e-==Cu(2)電解精煉粗銅純銅Cu－2e-==Cu2+、Zn－2e-==Zn2+、Ni－2e-==Ni2+Cu2++2e-==Cu銀、金、鉑等金屬不放電形成_______，在陰極只有Cu2＋放電，鋅、鐵、鎳較活潑的金屬陽離子______________________中，故能夠?qū)㈦s質(zhì)除去。電解過程中，Cu2＋的濃度___________。陽極泥殘留在電解質(zhì)溶液有所下降3.電冶金利用電解熔融鹽或氧化物的方法來冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等。

總反應(yīng)化學(xué)方程式電極反應(yīng)式冶煉鈉

陽極：___________________陰極：___________________冶煉鎂

陽極：___________________陰極：___________________冶煉鋁

陽極：___________________陰極：___________________2Cl－－2e－===Cl2↑2Na＋＋2e－===2Na2Cl－－2e－===Cl2↑Mg2＋＋2e－===Mg6O2－－12e－===3O2↑4Al3＋＋12e－===4Al1.在鍍件上電鍍銅時(shí)，鍍件應(yīng)連接電源的正極(

)2.根據(jù)得失電子守恒可知電解精煉銅時(shí)，陽極減少的質(zhì)量和陰極增加的質(zhì)量相等(

)3.電鍍銅和電解精煉銅時(shí)，電解質(zhì)溶液中c(Cu2＋)均保持不變(

)4.電解冶煉鎂、鋁通常電解熔融的MgCl2和Al2O3，也可以電解熔融的MgO和AlCl3

(

)××××一、氯堿工業(yè)1.如圖為電解飽和食鹽水的裝置，下列有關(guān)說法不正確的是A.左側(cè)電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B.右側(cè)生成的氣體能使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{(lán)C.電解一段時(shí)間后，B口排出NaOH溶液關(guān)鍵能力專項(xiàng)突破√2.某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液，通電時(shí)，為使Cl2被完全吸收制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液，設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置，以下對電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是A.a為正極，b為負(fù)極；NaClO和NaClB.a為負(fù)極，b為正極；NaClO和NaClC.a為陽極，b為陰極；HClO和NaClD.a為陰極，b為陽極；HClO和NaCl電解氯化鈉溶液時(shí)，陽極是氯離子失電子生成氯氣的過程，陰極是氫離子得電子生成氫氣的過程，為使Cl2被完全吸收，一定要讓氯氣在d電極產(chǎn)生，所以d電極是陽極，c電極是陰極，即a為負(fù)極，b為正極，氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成的是氯化鈉和次氯酸鈉。√3.氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)，將電解池與燃料電池串聯(lián)組合的新工藝可節(jié)能，裝置圖如圖所示，下列敘述錯(cuò)誤的是(注：假定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為20%)A.X為Cl2，Y為H2B.c%＞a%＞b%C.若生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4LX，則

消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下空氣56LD.兩池中陽離子交換膜均可以換為

陰離子交換膜√B池是燃料電池，電池右邊通入除去CO2后的空氣，發(fā)生還原反應(yīng)為正極，左邊通入H2，發(fā)生氧化反應(yīng)為負(fù)極。燃料電池中正極O2得電子產(chǎn)生OH－，Na＋通過陽離子交換膜從左往右移動(dòng)，反應(yīng)后NaOH濃度增大，即c%>a%，負(fù)極H2失電子生成的H＋消耗OH－，所以a%>b%，則c%>a%>b%，B正確；根據(jù)得失電子守恒可得關(guān)系式：2Cl2～2H2～O2，n(O2)＝0.5n(Cl2)＝0.5mol，所以n(空氣)＝5n(O2)＝2.5mol，則標(biāo)準(zhǔn)狀況下V(空氣)＝2.5mol×22.4L·mol－1＝56L，C正確。A池是電解池，從圖中看出，左邊加入精制飽和NaCl溶液流出稀NaCl溶液，左邊電極放電產(chǎn)生氯氣，是陽極，則右邊電極是陰極，陰極上氫離子放電產(chǎn)生氫氣；二、電鍍、電解精煉與電冶金4.金屬鎳有廣泛的用途，粗鎳中含有Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制得高純度的鎳。下列敘述正確的是(已知氧化性：Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋)A.陽極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為Ni2＋＋2e－===NiB.電解過程中，陽極質(zhì)量的減少量與陰極質(zhì)量的增加量相等C.電解后，溶液中存在的陽離子只有Fe2＋和Zn2＋D.電解后，電解槽底部的陽極泥中有Cu和Pt√電解時(shí)，陽極Zn、Fe、Ni失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；因氧化性：Ni2＋＞Fe2＋＞Zn2＋，故陰極的電極反應(yīng)式為Ni2＋＋2e－===Ni，陽極質(zhì)量減少是因?yàn)閆n、Fe、Ni溶解，而陰極質(zhì)量增加是因?yàn)镹i析出，二者不相等，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電解后溶液中的陽離子除Fe2＋和Zn2＋外，還有Ni2＋和H＋，C項(xiàng)錯(cuò)誤。5.如圖是利用陽離子交換膜和過濾膜制備高純度Cu的裝置示意圖，下列敘述不正確的是A.電極A是粗銅，電極B是純銅B.電路中通過1mol電子，生成32g銅C.溶液中

向電極A遷移D.膜B是過濾膜，阻止陽極泥及雜質(zhì)進(jìn)入陰極區(qū)√精煉銅時(shí)，粗銅作陽極，純銅作陰極，根據(jù)裝置圖可知，電極A為粗銅，電極B為純銅，A項(xiàng)正確；陰極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－===Cu，當(dāng)電路中通過1mol電子時(shí)，生成0.5molCu，即生成32gCu，B項(xiàng)正確；膜A為過濾膜，阻止陽極泥及雜質(zhì)進(jìn)入陰極區(qū)，膜B為陽離子交換膜，D項(xiàng)錯(cuò)誤。6.研究發(fā)現(xiàn)，可以用石墨作陽極、鈦網(wǎng)作陰極、熔融CaF2-CaO作電解質(zhì)，利用圖示裝置獲得金屬鈣，并以鈣為還原劑還原二氧化鈦制備金屬鈦。下列說法正確的是A.將熔融CaF2-CaO換成Ca(NO3)2溶液也可以達(dá)到相同目的B.陽極的電極反應(yīng)式為C＋2O2－－4e－===CO2↑C.在制備金屬鈦前后，整套裝置中CaO的總量減少D.陰極的電極反應(yīng)式為Ca－2e－===Ca2＋√由圖可知，石墨為陽極，其電極反應(yīng)式為C＋2O2－－4e－===CO2↑，鈦網(wǎng)是陰極，其電極反應(yīng)式為Ca2＋＋2e－===Ca。將熔融CaF2-CaO換成Ca(NO3)2溶液，陰極上H＋放電，無法得到金屬Ca；鈣還原二氧化鈦的化學(xué)方程式為2Ca＋TiO2===Ti＋2CaO，制備金屬鈦前后，CaO的總量不變。7.電鍍是材料表面處理中不可或缺的一部分，解答下列問題：(1)鍍銅可防止鐵制品腐蝕，電鍍時(shí)用銅而不用石墨作陽極的原因是__________________________________________________________________。(2)以鋁材為陽極，電解H2SO4溶液，鋁材表面形成氧化膜。陽極反應(yīng)式：______________________________；陰極反應(yīng)式：__________________；總反應(yīng)方程式：_____________________________。(3)用有機(jī)陽離子、

組成的離子液體作電解液時(shí)，可在鋼制品上電鍍鋁。鋼制品應(yīng)接電源的_______極，已知電鍍過程中不產(chǎn)生其他離子且有機(jī)陽離子不參與電極反應(yīng)，陰極反應(yīng)式為_________________________________。若改用AlCl3水溶液作電解液，則陰極產(chǎn)物為________。用銅作陽極可補(bǔ)充溶液中消耗的Cu2＋，保持溶液中Cu2＋濃度恒定2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋6H＋＋6e－===3H2↑負(fù)H2返回金屬的腐蝕與防護(hù)><1.金屬腐蝕的本質(zhì)金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇栯x子，發(fā)生

反應(yīng)。必備知識(shí)歸納整合氧化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或非電解質(zhì)液體直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)不純的金屬接觸到電解質(zhì)溶液發(fā)生原電池反應(yīng)本質(zhì)M－ne－===Mn＋M－ne－===Mn＋現(xiàn)象金屬被腐蝕較活潑的金屬被腐蝕區(qū)別無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生聯(lián)系電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕普遍得多，腐蝕速率更快，危害也更嚴(yán)重(2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕(以鋼鐵的腐蝕為例)類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強(qiáng)水膜酸性很弱或呈中性電極反應(yīng)負(fù)極Fe－2e－===Fe2＋正極_________________________________________總反應(yīng)式________________________________________________聯(lián)系__________更普遍2H＋＋2e－===H2↑O2＋2H2O＋4e－===4OH－吸氧腐蝕Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)23.金屬腐蝕快慢的規(guī)律對同一電解質(zhì)溶液來說，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>有防護(hù)措施的腐蝕；外界條件相同時(shí)，電解質(zhì)濃度越大，金屬腐蝕越快對同一金屬來說，在不同溶液中腐蝕速率的快慢強(qiáng)電解質(zhì)溶液中>弱電解質(zhì)溶液中>非電解質(zhì)溶液中；活動(dòng)性不同的兩種金屬，活動(dòng)性差別越大，腐蝕速率越快如圖所示，各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕的速率由快到慢的順序?yàn)開______________。應(yīng)用舉例⑤④②①③⑥②③④均為原電池，③中Fe為正極，被保護(hù)；②④中Fe為負(fù)極，均被腐蝕，但Fe和Cu的金屬活動(dòng)性差別大于Fe和Sn的，活動(dòng)性差別越大，腐蝕越快，故Fe-Cu原電池中Fe被腐蝕的較快。⑤中Fe接電源正極作陽極，Cu作陰極，加快了Fe的腐蝕。⑥中Fe接電源負(fù)極作陰極，Cu作陽極，防止了Fe的腐蝕。根據(jù)以上分析可知鐵在其中被腐蝕的速率由快到慢的順序?yàn)棰茛堍冖佗邰蕖?.金屬腐蝕的防護(hù)方法負(fù)正陰陽1.干燥環(huán)境下，所有金屬都不能被腐蝕(

)2.銅在酸性環(huán)境下，不易發(fā)生析氫腐蝕(

)3.純銀器表面變黑和鋼鐵表面生銹腐蝕原理一樣(

)4.Al、Fe、Cu在潮濕的空氣中腐蝕均生成氧化物(

)5.鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，負(fù)極鐵失去電子生成Fe3＋(

)

×√×××1.如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是A.若X為NaCl溶液，K與M連接，F(xiàn)e棒附近溶液pH最大B.開關(guān)K未閉合，F(xiàn)e棒上B點(diǎn)生成鐵銹最多C.若X為H2SO4溶液，K與N連接，F(xiàn)e棒上的電極反應(yīng)式

為2H＋＋2e－===H2↑D.若X為H2SO4溶液，K分別與N、M連接，F(xiàn)e棒腐蝕情

況前者慢關(guān)鍵能力專項(xiàng)突破√若X為NaCl溶液，K與M連接，構(gòu)成原電池，鐵作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋，碳棒作正極，電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－，碳棒附近溶液pH最大，A錯(cuò)誤；開關(guān)K未閉合，F(xiàn)e棒上B點(diǎn)發(fā)生吸氧腐蝕，生成鐵銹最多，B正確；若X為H2SO4溶液，K與N連接，構(gòu)成原電池，鋅作負(fù)極，鐵作正極，正極電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑，C正確；若X為H2SO4溶液，K與N連接，鐵作正極被保護(hù)，K與M連接，鐵作負(fù)極，加快腐蝕，因此Fe棒腐蝕情況前者慢，D正確。2.利用如圖裝置可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。下列說法錯(cuò)誤的是A.若X為鋅棒，開關(guān)K置于M處，可減緩鐵的腐蝕B.若X為鋅棒，開關(guān)K置于M處，鐵極發(fā)生氧化反應(yīng)C.若X為碳棒，開關(guān)K置于N處，可減緩鐵的腐蝕D.若X為碳棒，開關(guān)K置于N處，X極發(fā)生氧化反應(yīng)√若X為鋅棒，開關(guān)K置于M處時(shí)，鋅作負(fù)極，鐵作正極被保護(hù)，A項(xiàng)正確、B項(xiàng)錯(cuò)誤；若X為碳棒，開關(guān)K置于N處，鐵連接電源負(fù)極作陰極被保護(hù)，C項(xiàng)正確；X連接電源正極作陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，D項(xiàng)正確。3.某同學(xué)進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：操作現(xiàn)象

取一塊打磨過的生鐵片，在其表面滴一滴含酚酞和K3[Fe(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”，其邊緣為紅色，中心區(qū)域?yàn)樗{(lán)色，在兩色環(huán)交界處出現(xiàn)鐵銹生鐵片發(fā)生______腐蝕，中心區(qū)的電極反應(yīng)式為___________________，邊緣處的電極反應(yīng)式為_____________________，交界處發(fā)生的反應(yīng)為____________________________________________________________________。吸氧Fe－2e－===Fe2＋2H2O＋O2＋4e－===4OH－4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3、2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O返回真題演練明確考向1.(2022·廣東，10)以熔融鹽為電解液，以含Cu、Mg和Si等的鋁合金廢料為陽極進(jìn)行電解，實(shí)現(xiàn)Al的再生。該過程中A.陰極發(fā)生的反應(yīng)為Mg－2e－===Mg2＋B.陰極上Al被氧化C.在電解槽底部產(chǎn)生含Cu的陽極泥D.陽極和陰極的質(zhì)量變化相等123√45123陰極應(yīng)該發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，Mg在陽極失電子生成Mg2＋，A錯(cuò)誤；Al在陽極上被氧化生成Al3＋，B錯(cuò)誤；陽極材料中的Cu和Si不參與氧化反應(yīng)，在電解槽底部可形成陽極泥，C正確；因?yàn)殛枠O除了鋁參與電子轉(zhuǎn)移，鎂也參與電子轉(zhuǎn)移，且還會(huì)形成陽極泥，而陰極只有鋁離子得電子生成鋁單質(zhì)，陽極與陰極的質(zhì)量變化不相等，D錯(cuò)誤。452.(2020·江蘇，11)將金屬M(fèi)連接在鋼鐵設(shè)施表面，可減緩水體中鋼鐵設(shè)施的腐蝕。在題圖所示的情境中，下列有關(guān)說法正確的是A.陰極的電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋B.金屬M(fèi)的活動(dòng)性比Fe的活動(dòng)性弱C.鋼鐵設(shè)施表面因積累大量電子而被保護(hù)D.鋼鐵設(shè)施在河水中的腐蝕速率比在海水中的快123√45123陰極得電子，A錯(cuò)誤；金屬M(fèi)失電子，其活動(dòng)性應(yīng)比鐵強(qiáng)，B錯(cuò)誤；M失去的電子流入鋼鐵設(shè)施表面，因積累大量電子而被保護(hù)，C正確；海水中所含電解質(zhì)的濃度遠(yuǎn)大于河水中的，因此鋼鐵設(shè)施在海水中腐蝕的速率快，D錯(cuò)誤。451233.(2021·全國乙卷，12)沿海電廠采用海水為冷卻水，但在排水管中生物的附著和滋生會(huì)阻礙冷卻水排放并降低冷卻效率。為解決這一問題，

通常在管道口設(shè)置一對惰性電極(如圖所示)，通入一定的電流。下列敘述錯(cuò)誤的是A.陽極發(fā)生將海水中的Cl－氧化生成Cl2

的反應(yīng)B.管道中可以生成氧化滅殺附著生物的NaClOC.陰極生成的H2應(yīng)及時(shí)通風(fēng)稀釋安全地排入大氣D.陽極表面形成的Mg(OH)2等積垢需要定期清理45√123根據(jù)題干信息分析可知，陽極區(qū)海水中的Cl－會(huì)優(yōu)先失去電子生成Cl2，發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確；設(shè)置的裝置為電解池原理，陽極區(qū)生成的Cl2與陰極區(qū)生成的OH－在管道中會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成NaCl、NaClO和H2O，其中NaClO具有強(qiáng)氧化性，可氧化滅殺附著的生物，B正確；因?yàn)镠2是易燃性氣體，所以陰極區(qū)生成的H2需及時(shí)通風(fēng)稀釋，安全地排入大氣，以排除安全隱患，C正確；陰極的電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，會(huì)使海水中的Mg2＋沉淀積垢，所以陰極表面會(huì)形成Mg(OH)2等積垢，需要定期清理，D錯(cuò)誤。454.(2022·海南，9)一種采用H2O(g)和N2(g)為原料制備NH3(g)的裝置示意圖如圖。下列有關(guān)說法正確的是A.在b電極上，N2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O2－不斷減少12345√123a為陽極，若金屬Ag作為a的電極材料，則金屬Ag優(yōu)先失去電子，B錯(cuò)誤；改變工作電源的電壓，導(dǎo)致電流大小改變，反應(yīng)速率也會(huì)改變，C錯(cuò)誤；電解過程中，陰極電極反應(yīng)式為2N2＋6H2O＋12e－===4NH3＋6O2－，陽極電極反應(yīng)式為6O2－－12e－===3O2，因此固體氧化物電解質(zhì)中O2－不會(huì)減少，D錯(cuò)誤。45由裝置示意圖可知，b電極上N2轉(zhuǎn)化為NH3，N元素的化合價(jià)降低，得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，因此b為陰極，電極反應(yīng)式為N2＋3H2O＋6e－===2NH3＋3O2－，a為陽極，電極反應(yīng)式為2O2－－4e－===O2，據(jù)此分析解答。由分析可得，在b電極上，N2被還原，A正確；123455.(2022·北京，13)利用下圖裝置進(jìn)行鐵上電鍍銅的實(shí)驗(yàn)探究。裝置示意圖序號(hào)電解質(zhì)溶液實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

①0.1mol·L－1CuSO4＋少量H2SO4陰極表面有無色氣體，一段時(shí)間后陰極表面有紅色固體，氣體減少。經(jīng)檢驗(yàn)電解液中有Fe2＋②0.1mol·L－1CuSO4＋過量氨水陰極表面未觀察到氣體，一段時(shí)間后陰極表面有致密紅色固體。經(jīng)檢驗(yàn)電解液中無Fe元素12345下列說法不正確的是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B.①中檢測到Fe2＋，推測可能發(fā)生反應(yīng)：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑、Fe＋Cu2＋===

Fe2＋＋CuC.隨陰極析出Cu，推測②中溶液c(Cu2＋)減少，Cu2＋＋4NH3

[Cu(NH3)4]2＋平衡逆移D.②中Cu2＋生成[Cu(NH3)4]2＋，使得c(Cu2＋)比①中溶液的小，Cu緩慢析出，鍍層更

致密√123實(shí)驗(yàn)①中，鐵會(huì)先與溶液中的氫離子、銅離子反應(yīng)，當(dāng)溶液中氫離子濃度減小，放電生成的銅覆蓋在鐵電極上，阻礙氫離子與鐵接觸，導(dǎo)致產(chǎn)生的氣體減少，可能發(fā)生的反應(yīng)為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑、Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，故A、B正確；四氨合銅離子在陰極得到電子緩慢發(fā)生還原反應(yīng)生成銅，隨陰極析出銅，四氨合銅離子濃度減小，Cu2＋＋4NH3

[Cu(NH3)4]2＋平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故C錯(cuò)誤。返回45課時(shí)精練1234567891.用如圖所示裝置(X、Y是直流電源的兩極)分別進(jìn)行下列各組實(shí)驗(yàn)，則下表中各項(xiàng)對應(yīng)關(guān)系均正確的是選項(xiàng)X極實(shí)驗(yàn)前U形管中液體通電后現(xiàn)象及結(jié)論A正極Na2SO4溶液U形管兩端滴入酚酞后，a管中溶液呈紅色B正極AgNO3溶液b管中電極反應(yīng)式是2H2O－4e－===4H＋＋O2↑C負(fù)極CuCl2溶液b管中有氣體逸出D負(fù)極NaOH溶液溶液pH降低√123456789X極為正極，則與X相連的石墨作陽極，電解Na2SO4溶液時(shí)，陽極上是OH－發(fā)生氧化反應(yīng)，即a管中OH－放電，溶液酸性增強(qiáng)，遇酚酞不變色，即a管中溶液呈無色，A錯(cuò)誤；X極為正極，則與Y相連的石墨作陰極，電解AgNO3溶液時(shí)，陰極上是Ag＋得電子被還原，即b管中是析出金屬Ag的反應(yīng)，B錯(cuò)誤；X為負(fù)極，則與Y相連的石墨作陽極，電解CuCl2溶液時(shí)，陽極上是Cl－發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即b管中Cl－放電，產(chǎn)生Cl2，C正確；電解NaOH溶液時(shí)，陰極上是H＋放電，陽極上是OH－放電，實(shí)質(zhì)上電解的是水，導(dǎo)致NaOH溶液的濃度增大，堿性增強(qiáng)，溶液pH升高，D錯(cuò)誤。2.關(guān)于研究生鐵的銹蝕實(shí)驗(yàn)，下列分析不正確的是123456789序號(hào)①②③實(shí)驗(yàn)

現(xiàn)象8小時(shí)未觀察到明顯銹蝕8小時(shí)未觀察到明顯銹蝕1小時(shí)觀察到明顯銹蝕A.①中，NaCl溶液中溶解的O2不足以使生鐵片明顯銹蝕B.②中，生鐵片未明顯銹蝕的原因之一是缺少H2OC.③中正極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－D.對比①②③，說明苯能隔絕O2√123456789①是密閉體系，NaCl溶液中溶解的O2較少，不足以使生鐵片明顯銹蝕，A項(xiàng)正確；苯屬于非電解質(zhì)，②中無電解質(zhì)溶液，不滿足電化學(xué)腐蝕的條件，B項(xiàng)正確；根據(jù)③中現(xiàn)象，鐵在中性環(huán)境下發(fā)生吸氧腐蝕，正極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－，C項(xiàng)正確；根據(jù)現(xiàn)象可知，③中發(fā)生吸氧腐蝕，③中觀察到明顯銹蝕，說明苯不能隔絕O2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所模擬實(shí)驗(yàn)研究了低合金鋼在海水中的局部腐蝕，研究發(fā)現(xiàn)缺氧的陽極區(qū)腐蝕速率比富氧介質(zhì)(流動(dòng)或充氣)中鋼的腐蝕速率大，驗(yàn)證了宏觀氧濃差電池的存在。模擬氧濃差電池的簡易裝置如圖，下列敘述錯(cuò)誤的是A.電子從M電極經(jīng)導(dǎo)線流向N電極B.N電極的電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋C.正極區(qū)附近溶液的pH增大D.電路中轉(zhuǎn)移0.01mol電子時(shí)，有0.08gO2參與反應(yīng)123456789√123456789M電極為正極，N電極為負(fù)極，電子從N電極經(jīng)導(dǎo)線流向M電極，A錯(cuò)誤；正極的電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－

===4OH－，因此正極區(qū)附近溶液的pH增大，C正確；1234567894.關(guān)于下列裝置分析正確的是A.裝置甲中陽極上析出紅色物質(zhì)B.若開始階段兩極質(zhì)量相同，電流表中通

過0.1mol電子，則裝置甲兩極質(zhì)量差為

3.2gC.若裝置乙通電一段時(shí)間后，撤去直流電源，電流表指針可能偏轉(zhuǎn)D.可以將裝置乙中的銅片更換為鋅片制成鍍鋅鐵√123456789由圖可知，裝置甲為電解池，右端石墨為陽極，氯離子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，故A錯(cuò)誤；裝置甲左端析出銅單質(zhì)，轉(zhuǎn)移0.1mol電子，會(huì)生成3.2g銅單質(zhì)，右端無固體析出，兩極質(zhì)量差為3.2g，故B正確；123456789將銅片更換為鋅片，陽極的電極反應(yīng)式為Zn－2e－===Zn2＋，氧化性：Zn2＋<Cu2＋，放電順序Cu2＋優(yōu)先，故無法實(shí)現(xiàn)鐵上鍍鋅，故D錯(cuò)誤。由圖可知，裝置乙為電鍍池，陽極電極反應(yīng)式為Cu－2e－===Cu2＋，陰極電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－===Cu，所以電解池工作一段時(shí)間后，鐵表面鍍上一層銅，撤去直流電源無法形成原電池，電流表指針不會(huì)偏轉(zhuǎn)，故C錯(cuò)誤；5.1825年丹麥化學(xué)家奧斯特用電解法以鉀汞齊還原無水氯化鋁得到鋁，從而發(fā)現(xiàn)了鋁。模擬裝置如圖所示(電極為惰性材料)。已知：電子由a極流向X極。下列說法錯(cuò)誤的是A.b極為正極B.Cl－向Y極遷移C.Y極的電極反應(yīng)式為K(Hg)n－e－===K＋＋nHgD.轉(zhuǎn)移1mol電子，理論上析出18g鋁123456789√123456789在電解裝置中，電子由電源的負(fù)極流入陰極，所以a極為負(fù)極，X極為陰極，Y極為陽極，b極為正極，A正確；在電解池中，陰離子向陽極(Y極)遷移，B正確；Y極上鉀汞齊發(fā)生氧化反應(yīng)，C正確；析出1mol鋁時(shí)轉(zhuǎn)移3mol電子，即轉(zhuǎn)移1mol電子理論上析出9gAl，D錯(cuò)誤。1234567896.(2020·全國卷Ⅱ，12)電致變色器件可智能調(diào)控太陽光透過率，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能。下圖是某電致變色器件的示意圖。當(dāng)通電時(shí)，Ag＋注入到無色WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈現(xiàn)藍(lán)色，對于該變化過程，下列敘述錯(cuò)誤的是A.Ag為陽極B.Ag＋由銀電極向變色層遷移C.W元素的化合價(jià)升高D.總反應(yīng)為：WO3＋xAg===AgxWO3√123456789根據(jù)題給信息，通電時(shí)Ag＋注入到無色WO3薄膜中，生成AgxWO3，可知Ag為陽極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)：Ag－e－===Ag＋，Ag＋通過固體電解質(zhì)向變色層遷移，總反應(yīng)為WO3＋xAg===AgxWO3，A、B、D正確；7.(2022·貴州遵義月考)某實(shí)驗(yàn)小組為了探究電解原理，設(shè)計(jì)了如圖所示裝置。通電后，石墨(2)上發(fā)生氧化反應(yīng)，Cu2(OH)2CO3逐漸溶解。下列說法正確的是已知：電解質(zhì)溶液足量。A.在石墨(1)上方放一塊濕潤的淀粉-KI試

紙，試紙變藍(lán)B.石墨(2)上的電極反應(yīng)式為2H2O－4e－

===4H＋＋O2↑C.電解過程中，n(K2SO4)增大D.當(dāng)0.01molCu2(OH)2CO3完全溶解時(shí)，石墨(1)上有0.02mol離子參與反應(yīng)√123456789123456789電解過程中，K2SO4溶液中是OH－失電子生成氧氣，n(K2SO4)不變，C錯(cuò)誤；陽極產(chǎn)生的H＋通過質(zhì)子交換膜與Cu2(OH)2CO3反應(yīng)：Cu2(OH)2CO3＋4H＋===2Cu2＋＋3H2O＋CO2↑，0.01molCu2(OH)2CO3完全溶解時(shí)，消耗0.04molH＋，則轉(zhuǎn)移0.04mol電子，有0.04mol鐵離子參與反應(yīng)，故D錯(cuò)誤。通電后，石墨(2)上發(fā)生氧化反應(yīng)，則石墨(2)為陽極，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，石墨(1)為陰極，電極反應(yīng)式為Fe3＋＋e－===Fe2＋，A錯(cuò)誤、B正確；8.用圖甲裝置電解一定量的CuSO4溶液，M、N為惰性電極。電解過程實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖乙所示。橫軸表示電解過程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量，縱軸表示電解過程中產(chǎn)生氣體的總體積。下列說法不正確的是A.P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.電解過程中N電極表面始終有紅色物質(zhì)

生成，無氣泡產(chǎn)生C.P→Q電解過程為電解水，N極產(chǎn)生H2，M極產(chǎn)生O2D.若M電極材料換成Cu，則電解過程中CuSO4溶液的濃度不變√123456789123456789123456789N極為陰極，先有紅色銅析出，析出完全