適用于新高考新教材浙江專版2025屆高考化學一輪總復習第6章化學反應與能量作業(yè)24電解池金屬的腐蝕與防護課件新人教版

作業(yè)24電解池金屬的腐蝕與防護1234567891011A組基礎(chǔ)達標1.(2023·浙江湖州、衢州、麗水聯(lián)考)海港、碼頭的鋼制管樁會受到海水的長期侵襲,常用外加電流法對其進行保護(如圖所示,其中高硅鑄鐵為惰性輔助電極)。下列有關(guān)敘述中不正確的是(

)A.a為負極,b為正極B.高硅鑄鐵是作為損耗陽極材料發(fā)揮作用的C.通電時,海水中的陽離子向鋼制管樁電極移動D.通電后使鋼制管樁表面的腐蝕電流接近零B1234567891011解析

由圖可知,該金屬防護法為外加直流電源的陰極保護法,鋼制管樁與直流電源的負極a極相連,作電解池的陰極,高硅鑄鐵與直流電源的正極b極相連,作陽極。被保護金屬與電源的負極相連作為陰極被保護,則鋼制管樁應與電源的負極相連,即a為負極,b為正極,A正確;高硅鑄鐵為惰性輔助電極,作為陽極材料不損耗,B錯誤;電解池中,陽離子向陰極移動,即向鋼制管樁電極移動,C正確;被保護的鋼制管樁作為陰極,從而使得金屬腐蝕發(fā)生的電子遷移得到抑制,使鋼制管樁表面腐蝕電流接近零,避免或減弱電化學腐蝕的發(fā)生,D正確。12345678910112.(2023·浙江嘉興高三統(tǒng)測)下圖是以TiO2、FeO混合粉末壓制的塊體和石墨坩堝分別作電極材料,以CaCl2熔鹽為離子導體(不參與電極反應)制備鈦鐵合金的裝置示意圖。下列相關(guān)說法正確的是(

)A.TiO2、FeO混合粉末壓制的塊體為正極B.通入Ar氣主要是為了保護石墨坩堝、FeO不被氧化C.TiO2發(fā)生的電極反應為TiO2+4e-===Ti+2O2-D.每生成16.0gTiFe2時,流出氣體在標準狀況下的體積為4.48LC1234567891011解析

電解過程中需要Fe2+、Ti4+發(fā)生還原反應,所以二氧化鈦、氧化亞鐵混合粉末壓制的塊體應為陰極,連接電源的負極,A錯誤;Ti、Fe性質(zhì)活潑,容易被生成的氧氣氧化,所以通入Ar氣主要是為了保護鈦鐵合金不被氧化,B錯誤;TiO2得電子發(fā)生還原反應,電極反應為TiO2+4e-===Ti+2O2-,C正確;16.0

g

TiFe2,即

=0.1

mol,需生成0.1

mol

Ti、0.2

mol

Fe,根據(jù)電極反應TiO2+4e-===Ti+2O2-、FeO+2e-===Fe+O2-可知,共轉(zhuǎn)移0.8

mol電子,陽極電極反應為2O2--4e-===O2↑,所以生成0.2

mol氧氣,標準狀況下體積為0.2

mol×22.4

L·mol-1=4.48

L,但同時流出的氣體還有Ar,所以流出氣體在標準狀況下的體積大于4.48

L,D錯誤。12345678910113.(2023·浙江嘉興高三二模)為實現(xiàn)碳中和,可通過電解法用CO2制備C2H4,電解裝置如圖,下列說法不正確的是(

)A.玻碳電極為陽極,發(fā)生氧化反應B.鉑電極的電極反應:2CO2+12e-+12H+===C2H4+4H2OC.制得28gC2H4時,產(chǎn)生32gO2D.電解一段時間后,右池中溶液的pH可能不變C1234567891011解析

H2O在玻碳電極上失去電子生成O2,則玻碳電極為陽極,發(fā)生氧化反應,故A正確;鉑電極為陰極,CO2得電子生成C2H4,電極反應:2CO2+12e-+12H+===C2H4+4H2O,故B正確;制得28

g

C2H4的物質(zhì)的量為

=1

mol,轉(zhuǎn)移12

mol電子,陽極電極反應:2H2O-4e-===O2↑+4H+,則生成3

mol

O2,質(zhì)量為3

mol×32

g·mol-1=96

g,故C錯誤;電解一段時間后,陽極產(chǎn)生的H+通過質(zhì)子交換膜進入陰極,陽極消耗水,若右池中溶液呈中性,則右池中溶液的pH不變,故D正確。12345678910114.(2023·浙江回浦中學檢測)厭氧性硫酸鹽還原菌(SRB)是導致金屬微生物腐蝕最為普遍的菌種,腐蝕過程如圖所示。下列說法正確的是(

)1234567891011S2-+4H2OB.正極區(qū)溶液的pH變小C.生成1molFeS,轉(zhuǎn)移6mol電子D.若引入新細菌,一定會加速金屬的腐蝕答案

A1234567891011解析

根據(jù)示意圖可知,正極上發(fā)生了2個電極反應,分別為8H++8e-===8H·(吸附)、

,故A正確;正極區(qū)消耗氫離子,所以溶液的pH變大,而不是減小,故B錯誤;由A可知,生成1

mol

FeS,轉(zhuǎn)移8

mol電子,故C錯誤;若引入新的菌種,不一定能參與電極反應,故不一定會加速金屬的腐蝕,故D錯誤。12345678910115.(2024·浙江溫州高三一模)利用電化學富集海水中鋰的電化學系統(tǒng)如圖所示。該電化學系統(tǒng)的工作步驟如下:①啟動電源1,MnO2所在腔室的海水中的Li+進入MnO2結(jié)構(gòu)而形成LixMn2O4;②關(guān)閉電源1和海水通道,啟動電源2,使LixMn2O4中的Li+脫出進入腔室2。下列說法不正確的是(

)1234567891011A.啟動電源1時,電極1為陽極,發(fā)生氧化反應B.啟動電源2時MnO2電極反應式為xLi++2MnO2+xe-===LixMn2O4C.電化學系統(tǒng)提高了腔室2中LiOH的濃度D.啟動至關(guān)閉電源1,轉(zhuǎn)化的n(MnO2)與生成的n(O2)之比為20∶3,可得LixMn2O4中的x=1.2答案

B1234567891011解析

由題意知,啟動電源1,使海水中Li+進入MnO2結(jié)構(gòu)形成LiMn2O4,可知MnO2為陰極,電極反應式為2MnO2+xLi++xe-===LixMn2O4,電極1為陽極,連接電源正極;關(guān)閉電源1和海水通道,啟動電源2,使LixMn2O4中的Li+脫出進入腔室2,可知此時MnO2是陽極。由分析知,啟動電源1時,電極1為陽極,發(fā)生氧化反應,A正確;啟動電源2時MnO2作陽極,電極反應式:LixMn2O4-xe-===xLi++2MnO2,B錯誤;啟動電源2,使LixMn2O4中的Li+脫出進入腔室2,所以電化學系統(tǒng)提高了腔室2中LiOH的濃度,C正確;啟動至關(guān)閉電源1,MnO2電極反應式為2MnO2+xLi++xe-===LixMn2O4,電極1電極反應式為2H2O-4e-===O2↑+4H+,由得失電子守恒得:8MnO2~xO2~4xe-,轉(zhuǎn)化的n(MnO2)與生成的n(O2)之比為20∶3,即8∶x=20∶3,解得x=1.2,D正確。12345678910116.(2023·浙江紹興高三二模)已知電極材料均為石墨材質(zhì),氧化性:LiCoO2>Co2+。設(shè)計如圖裝置將LiCoO2(s)轉(zhuǎn)化為Co2+,并在甲處回收金屬鈷;工作時保持厭氧環(huán)境,并定時將乙室溶液轉(zhuǎn)移至甲室;保持細菌所在環(huán)境pH穩(wěn)定,借助其降解乙酸鹽生成CO2。下列說法正確的是(

)A.裝置1為原電池B.乙電極附近pH不斷減小C.細菌所在電極均發(fā)生反應:CH3COO--8e-+2H2O===2CO2↑+7H+D.乙室得到的Co2+全部轉(zhuǎn)移至甲室,恰好能補充甲室消耗的Co2+的物質(zhì)的量C1234567891011解析

氧化性:LiCoO2>Co2+,則將LiCoO2(s)轉(zhuǎn)化為Co2+為自發(fā)的反應,裝置將LiCoO2(s)轉(zhuǎn)化為Co2+,并在甲處回收金屬鈷,則乙處LiCoO2(s)發(fā)生還原反應得到Co2+,乙為正極,裝置2為原電池;甲處Co2+發(fā)生還原反應生成鈷單質(zhì),甲為陰極,裝置1為電解池。由分析可知,裝置1為電解池,A錯誤;乙電極為正極,反應為LiCoO2(s)+e-+4H+===Li++Co2++2H2O,則c(H+)減小,附近pH不斷增大,B錯誤;細菌所在電極附近乙酸鹽均發(fā)生氧化反應生成二氧化碳,故均發(fā)生反應:CH3COO--8e-+2H2O===2CO2↑+7H+,C正確;甲處Co2+發(fā)生還原反應生成鈷單質(zhì),Co2++2e-===Co,根據(jù)電子守恒可知,轉(zhuǎn)移2

mol電子甲消耗1

mol

Co2+,而乙處得到2

mol

Co2+,D錯誤。12345678910117.(2023·浙江1月選考)在熔融鹽體系中,通過電解TiO2和SiO2獲得電池材料(TiSi),電解裝置如圖,下列說法正確的是(

)A.石墨電極為陰極,發(fā)生氧化反應B.電極A的電極反應:8H++TiO2+SiO2+8e-===TiSi+4H2OC.該體系中,石墨優(yōu)先于Cl-參與反應D.電解時,陽離子向石墨電極移動C1234567891011解析

由圖可知,在外加電源下石墨電極上C轉(zhuǎn)化為CO,失電子發(fā)生氧化反應,為陽極,與電源正極相連,則電極A作陰極,TiO2和SiO2獲得電子產(chǎn)生電池材料(TiSi),電極反應為TiO2+SiO2+8e-===TiSi+4O2-。在外加電源下石墨電極上C轉(zhuǎn)化為CO,失電子發(fā)生氧化反應,為陽極,A錯誤;電極A的電極反應為TiO2+SiO2+8e-===TiSi+4O2-,B錯誤;根據(jù)圖中信息可知,該體系中,石墨優(yōu)先于Cl-參與反應,C正確;電解池中石墨電極為陽極,陽離子向陰極電極A移動,D錯誤。1234567891011B組綜合提升8.(2023·浙江溫州高三二模)利用廢料Ce2O3制備Ce(SO4)2的工作原理如圖,下列說法不正確的是(

)A.電極b為陰極,發(fā)生還原反應B.電解總方程式:Ce2O3+8H+2Ce4++3H2O+H2↑C.離子交換膜為陰離子交換膜D.X可以是H2SO4溶液C1234567891011解析

由圖可知,電極a為陽極,酸性條件下三氧化二鈰在陽極失去電子發(fā)生氧化反應生成Ce4+和水,電極b為陰極,H+在陰極得到電子發(fā)生還原反應生成H2,則X為硫酸溶液,Ce4+通過陽離子交換膜由陽極室移向陰極室,電解的總反應方程式為Ce2O3+8H+2Ce4++3H2O+H2↑。電極b為陰極,H+在陰極得電子發(fā)生還原反應生成氫氣,A正確;電解的總反應方程式為Ce2O3+8H+2Ce4++3H2O+H2↑,B正確;電解時,鈰離子通過陽離子交換膜由陽極室移向陰極室,C錯誤;X為硫酸溶液,D正確。12345678910119.(2023·浙江杭州外國語學校月考)某混合物漿液含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4?？紤]到膠體的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出,某研究小組利用如圖電解分離裝置使?jié){液分離成固體混合物和含鉻元素溶液,并回收利用。下列說法錯誤的是(

)1234567891011答案

C1234567891011123456789101110.雙極膜電解法制巰基乙酸(HSCH2COOH)和高純NaOH溶液原理如圖所示,其中a、b為離子交換膜,雙極膜在直流電壓下可解離出H+和OH-。下列說法正確的是(

)A.膜a和膜b均為陽離子交換膜B.雙極膜解離出的H+在雙極膜的右側(cè)C.堿室1和堿室2的NaOH溶液可以循環(huán)使用,電解過程不產(chǎn)生其他副產(chǎn)物D.若將鹽室的原料換成Na2SO4溶液,當外電路通過2mol電子時,可生成2molH2SO4A1234567891011解析

根據(jù)裝置圖,該裝置為電解池裝置,根據(jù)電解原理,左邊電極為陰極,電極反應式為2H2O+2e-===H2↑+2OH-,HSCH2COONa中Na+向陰極移動,膜a為陽離子交換膜,右邊電極