第18講-電解池、金屬的腐蝕與防護(hù)(講義)(解析版)

第18第18講電解池金屬的腐蝕與防護(hù)考綱要求：考綱要求：1．理解電解池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用，能書寫電極反應(yīng)和總反應(yīng)方程式。2．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?？键c(diǎn)一電解原理及規(guī)律1．電解讓直流電通過電解質(zhì)溶液(或熔融的電解質(zhì))而在兩個(gè)電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程。在此過程中，eq\a\vs4\al(電)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。2．電解池(1)概念：電解池是把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。(2)電解池的構(gòu)成條件：①有外接電源；②有與電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)相連的兩個(gè)電極；③形成閉合回路。(3)電極名稱及電極反應(yīng)式(以電解CuCl2溶液為例)總反應(yīng)方程式：CuCl2eq\o(=,\s\up7(通電))Cu＋Cl2↑。(4)電解池中電子和離子的移動(dòng)：①電子：從電源負(fù)極流出后，流向電解池陰極；從電解池的陽極流向電源的正極。②離子：陽離子移向電解池的陰極，陰離子移向電解池的陽極。(5)電子和離子的移動(dòng)方向(惰性電極)【易錯(cuò)警示】：①①金屬活動(dòng)性順序中銀以前的金屬(含銀)作電極時(shí)，由于金屬本身可以參與陽極反應(yīng)，稱為金屬電極或活性電極(如Zn、Fe、Cu、Ag等)；金屬活動(dòng)性順序中銀以后的金屬或非金屬作電極時(shí)，稱為惰性電極，主要有鉑(Pt)、石墨等。②電解時(shí)，在外電路中有電子通過，而在溶液中是靠離子移動(dòng)導(dǎo)電，即電子不通過電解質(zhì)溶液。3．在惰性電極上離子的放電順序微提醒：活潑電極是指除金、鉑等惰性金屬外的其他金屬電極?；A(chǔ)通關(guān)練基礎(chǔ)通關(guān)練1．因鎳與鹽酸反應(yīng)緩慢，工業(yè)上以鎳和鹽酸為原料，利用離子膜電解技術(shù)制取氯化鎳()，其原理如圖。電解過程露不斷往b極區(qū)補(bǔ)充鹽酸。下列說法正確的是A．a(chǎn)接外電源的負(fù)極B．離子交換膜為陽離子交換膜C．總反應(yīng)為：D．電解過程可用溶液代替鹽酸【答案】C【解析】A．a(chǎn)是電解池的陽極，接外電源的正極，A錯(cuò)誤；B．a(chǎn)電極失電子產(chǎn)生Ni2+，溶液中的氯離子在左池與Ni2+結(jié)合生成，所以氯離子要能由右池進(jìn)入左池，則離子交換膜為陰離子交換膜，B錯(cuò)誤；C．a(chǎn)電極失電子產(chǎn)生Ni2+，b為陰極，氫離子得電子生成氫氣，所以總反應(yīng)為：，C正確；D．電解過程若用溶液代替鹽酸則右池水中氫離子放電，產(chǎn)生氫氧根，氫氧根進(jìn)入左池，使Ni2+沉淀，降低產(chǎn)率，D錯(cuò)誤；所以答案為C2．氯化氫回收氯氣技術(shù)近年來為科學(xué)研究的熱點(diǎn)，一種新的氯化氫電解回收氯氣的過程如圖。下列說法正確的是A．石墨電極連接電源正極B．H+透過交換膜從石墨電極向鉑電極移動(dòng)C．石墨電極區(qū)域的電極反應(yīng)為Fe3++e-=Fe2+D．隨著反應(yīng)的進(jìn)行，陰陽兩極電解質(zhì)溶液pH均升高?！敬鸢浮緿【解析】石墨電極中Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+，得電子則在電解池中作為陰極，連接電源的負(fù)極，氧氣將生成的Fe2+氧化為Fe3+；鉑電極為陽極，氯化氫失電子產(chǎn)生氯氣。A．根據(jù)離子轉(zhuǎn)化關(guān)系，石墨電極為陰極，連接電源負(fù)極，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．H+透過交換膜從陽極(鉑電極)向陰極(石墨電極)移動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．該過程Fe3+循環(huán)再生，石墨電極實(shí)際上是氧氣得電子，電極反應(yīng)為4H++O2+4e-=2H2O，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．隨著反應(yīng)的進(jìn)行，陽極氫離子向陰極移動(dòng)，移動(dòng)過來的H+在陰極又參與反應(yīng)生成了水，所以陰陽兩極電解質(zhì)溶液pH均升高，選項(xiàng)D正確；答案選D。3．用如圖裝置完成電解實(shí)驗(yàn)，對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋或推測合理的是（

）A．a(chǎn)處的試紙變紅 B．b電極是正極C．a(chǎn)處發(fā)生的電極反應(yīng)： D．b處發(fā)生的電極反應(yīng)：【答案】D【解析】由圖可知，b處與電源正極相連，b為陽極，a與電源負(fù)極相連，可知鐵棒為陰極，電解飽和食鹽水，陰極生成氫氣，陽極生成氯氣，以此來解答。A．實(shí)驗(yàn)相當(dāng)于電解飽和氯化鈉溶液，a作為陰極，氫離子放電后濃度降低，使氫氧根濃度增大，堿性增強(qiáng)，故使pH試紙變藍(lán)，故A錯(cuò)誤；B．b處與電源正極相連，b為陽極，故B錯(cuò)誤；C．a(chǎn)與電源負(fù)極相連，可知鐵棒為陰極，電解飽和食鹽水，陰極生成氫氣，發(fā)生的電極反應(yīng)：，故C錯(cuò)誤；D．b處與電源正極相連，b為陽極，氯離子放電生成氯氣，發(fā)生的電極反應(yīng)：，故D正確；故答案選：D。4．電解處理垃圾滲液是一項(xiàng)重要的環(huán)保課題，研究小組用圖裝置進(jìn)行滲液(pH=6.5-8)處理，可以實(shí)現(xiàn)其中的和有機(jī)物COD的轉(zhuǎn)化，下列說法錯(cuò)誤的是A．a(chǎn)為電源負(fù)極B．陽極反應(yīng)式為C．電路中每轉(zhuǎn)移一定生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2LD．電解后的廢液pH基本不變【答案】C【解析】電解過程中，碳網(wǎng)極區(qū)反應(yīng)：，則碳網(wǎng)是陽極，b是正極，NH3與羥基自由基生成N2，COD有機(jī)物則生成CO2。A．由于碳網(wǎng)上的反應(yīng)為，發(fā)生氧化反應(yīng)，所以b是正極，a是負(fù)極，A正確；B．陽極失去電子生成，反應(yīng)式為，B正確；C．電路中每轉(zhuǎn)移可以生成，但根據(jù)圖示，可能發(fā)生三種反應(yīng)，所以生成的量不確定，C錯(cuò)誤；D．電解時(shí)陰極反應(yīng)為，陽極發(fā)生的反應(yīng)為，轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同時(shí)，陽極產(chǎn)生和陰極消耗的量相同。溶液中的反應(yīng)還有，，都沒有對溶液中濃度產(chǎn)生大的影響，由此分析得出廢液中只有生成會(huì)少量溶解，pH基本不變，D正確；故選C。(1)書寫電解池的電極反應(yīng)式時(shí)，可以用實(shí)際放電的離子表示，但書寫電解池的總反應(yīng)時(shí)，弱電解質(zhì)要寫成分子式。如用惰性電極電解食鹽水時(shí)，陰極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑(或2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－)；總反應(yīng)離子方程式為2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2OH－＋H2↑＋Cl2↑。(2)電解水溶液時(shí)，應(yīng)注意放電順序，位于H＋、OH－之后的離子一般不參與放電。(3)Fe3＋在陰極上放電時(shí)生成Fe2＋而不是得到單質(zhì)Fe。(4)判斷電解產(chǎn)物、書寫電極反應(yīng)式以及分析電解質(zhì)溶液的變化時(shí)首先要注意陽極是活性材料還是惰性材料。(5)書寫電解化學(xué)方程式時(shí)，應(yīng)看清是電解電解質(zhì)的水溶液還是熔融電解質(zhì)。Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋只有在熔融狀態(tài)下才放電。(6)陰極不管是什么材料，電極本身都不反應(yīng)，一定是溶液(或熔融電解質(zhì))中的陽離子放電。(7)最常用、最重要的放電順序是陽極：Cl－＞OH－；陰極：Ag＋＞Cu2＋＞H＋。(8)電解水溶液時(shí)，K＋～Al3＋不可能在陰極放電，即不可能用電解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、A1等金屬。查缺補(bǔ)漏練查缺補(bǔ)漏練5．硬水除垢可以讓循環(huán)冷卻水系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。某科研團(tuán)隊(duì)改進(jìn)了主動(dòng)式電化學(xué)硬水處理技術(shù)，原理如圖(R表示有機(jī)物)所示。下列說法錯(cuò)誤是A．a(chǎn)端為電源正極，處理后的水垢沉積在陰極底部B．處理過程中C1-可以循環(huán)利用C．鉑電極M發(fā)生的電極反應(yīng)式：2Cl-+2e-=Cl2↑；2H2O+4e-=O2↑+4H+D．鉑電極M處產(chǎn)生的H+移向鉑電極N【答案】C【解析】由M極上Cl-失電子生成Cl2可知M為陽極，發(fā)生的電極反應(yīng)式：2Cl--2e-=Cl2↑；2H2O-4e-=O2↑+4H+，N為陰極，電極反應(yīng)式為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-；A．由M極上Cl-失電子生成Cl2可知M為陽極，則a為電源正極，硬水中存在Mg2+、Ca2+和，陰極放電產(chǎn)生OH-，OH-與Mg2+結(jié)合生成Mg(OH)2，OH-與反應(yīng)生成，Ca2+與結(jié)合生成CaCO3，Mg(OH)2和CaCO3主要沉降在陰極附近，故A正確；B．陽極產(chǎn)生氯氣，氯氣與水反應(yīng)生成次氯酸和HCl，HClO能將有機(jī)物氧化為二氧化碳和水，HClO自身被還原為氯離子，Cl-可以循環(huán)利用，故B正確；C．鉑電極M為陽極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，發(fā)生的電極反應(yīng)式：2Cl--2e-=Cl2↑；2H2O-4e-=O2↑+4H+，故C錯(cuò)誤；D．鉑電極M為陽極，N為陰極，陽離子移向陰極，則H+移向鉑電極N，故D正確；故選：C。6．乙醛酸是一種重要的化工中間體，可果用如下圖所示的電化學(xué)裝置合成。圖中的雙極膜中間層中的解離為和，并在直流電場作用下分別向兩極遷移。下列說法不正確的是A．KBr在上述電化學(xué)合成過程中起電解質(zhì)與反應(yīng)物的作用B．陽極上的反應(yīng)式為：C．制得1mol乙醛酸，理論上外電路中遷移了1mol電子D．雙極膜中間層中的在外電場作用下向鉛電極方向遷移【答案】B【解析】如圖電解池，乙二酸轉(zhuǎn)化為乙醛酸發(fā)生還原反應(yīng)，故鉛電極為陰極，反應(yīng)為：+2e-+2H+=+H2O，石墨極為陽極，反應(yīng)為：2Br--2e-=Br2，H+移向鉛電極，OH-移向石墨極；A．KBr中Br-參與陽極反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Br2，后發(fā)生反應(yīng)：+Br2+2OH-=+H2O+2Br-，故在上述電化學(xué)合成過程中起電解質(zhì)與催化劑的作用，A項(xiàng)正確；B．陽極上的反應(yīng)式為：-2e-+2OH-=+H2O，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．設(shè)：陰極區(qū)生成乙醛酸為x，陽極區(qū)生成乙醛酸為y，則x+y=1mol，根據(jù)陰極反應(yīng)，陰極區(qū)生成的乙醛酸與得電子數(shù)之比為1：2，故陰極區(qū)得電子物質(zhì)的量為2x，陽極區(qū)生成的乙醛酸與消耗的Br2之比為1：1，根據(jù)陽極反應(yīng)，陽極區(qū)生成的乙醛酸與陽極區(qū)失電子數(shù)之比為1：2，故陽極區(qū)失電子物質(zhì)的量為2y，根據(jù)得失電子守恒，2x=2y，x=y=0.5mol，故制得1mol乙醛酸理論上外電路中遷移電子的物質(zhì)的量=2×0.5mol=1mol，C項(xiàng)正確；D．陽離子移向陰極，故雙極膜中間層中的在外電場作用下向鉛電極方向遷移，D項(xiàng)正確；答案選B。7．工業(yè)上通過惰性電極電解Na2SO4濃溶液來制備NaOH和H2SO4，a、b為離子交換膜，裝置如圖所示。下列說法正確的是A．c電極與電源負(fù)極相連B．從d口得到H2SO4(aq)C．若生成1molO2，有2molNa+穿過aD．電解總反應(yīng)：2Na2SO4+6H2O2H2SO4+4NaOH+O2↑+2H2↑【答案】D【解析】由圖可知，c極產(chǎn)生氧氣，發(fā)生氧化反應(yīng)，故c極為陽極，則左側(cè)電極為陰極，陽極反應(yīng)式為：2H2O-4e-=O2↑+4H+，陰極反應(yīng)式為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，Na+通過a膜移向陰極室，SO通過b膜移向陽極室，則a膜為陽離子離子交換膜、b膜為陰離子交換膜，以此來解析；A．c極產(chǎn)生氧氣，發(fā)生氧化反應(yīng)，故c極為陽極，c電極連接電源的正極，A錯(cuò)誤；B．左側(cè)溶液生成NaOH，從d口流出NaOH溶液，右室有硫酸生成，硫酸從右室上口流出，B錯(cuò)誤；C．若生成1molO2，電路中轉(zhuǎn)移4mol電子，由電荷守恒可知，將有4molNa+穿過陽離子交換膜，C錯(cuò)誤；D．左室生成氫氧化鈉和氫氣，右室生成氧氣和硫酸，電解總反應(yīng)：2Na2SO4+6H2O2H2SO4+4NaOH+O2↑+2H2↑，D正確；故選D。8．“碳中和”大背景下，一種利用Ag－Cu納米陰極將CO2電化學(xué)轉(zhuǎn)化為C2H4或C2H5OH的裝置如圖所示。下列說法正確的是A．M極應(yīng)與外接電源的正極相連B．裝置中離子透過膜為陰離子透過膜C．裝置工作時(shí)，N極區(qū)SO的濃度不變(N極為石墨電極)D．M極生成乙醇的電極反應(yīng)式為2CO2+12H++12e-=C2H5OH+3H2O【答案】D【解析】該裝置為電解池裝置，M極二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)橐蚁?、乙醇等，發(fā)生還原反應(yīng)，故M極為陰極，N極為陽極。陰極反應(yīng)：2CO2+12H++12e-=C2H5OH+3H2O、2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O；陽極為水失電子生成氧氣和氫離子，故氫離子通過交換膜向左移動(dòng)，為陽離子交換膜。A．M極為陰極，與外接電源的負(fù)極相連，A錯(cuò)誤；B．由分析可知，為陽離子交換膜，B錯(cuò)誤；C．陽極水失電子，氫離子向左遷移，水減少了，硫酸根離子濃度增大，C錯(cuò)誤；D．由分析可知生成乙醇的電極反應(yīng)為2CO2+12H++12e-=C2H5OH+3H2O，D正確；故選D。一、惰性電極電解電解質(zhì)溶液的四種類型類型電解質(zhì)特點(diǎn)實(shí)例電解產(chǎn)物電極反應(yīng)特點(diǎn)電解對象電解質(zhì)溶液的變化電解質(zhì)溶液的復(fù)原陰極陽極電解水型含氧酸H2SO4H2O2陰極：4H＋＋4e－=2H2↑陽極：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑水濃度增大加H2O可溶性強(qiáng)堿NaOH活潑金屬含氧酸鹽KNO3電解質(zhì)型無氧酸HClH2Cl2電解質(zhì)電離出的陰、陽離子分別在兩極放電電解質(zhì)濃度減小通HCl不活潑金屬無氧酸鹽CuCl2CuCl2加CuCl2放H2生堿型活潑金屬無氧酸鹽NaClH2Cl2陰極：2H＋＋2e－=H2↑陽極：電解質(zhì)陰離子放電電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)通HCl放O2生酸型不活潑金屬含氧酸鹽CuSO4CuO2陰極：電解質(zhì)陽離子放電陽極：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)加CuO二、陰、陽極的判斷和電解產(chǎn)物的分析方法1．陰、陽極的判斷方法判斷方法陽極陰極與電源連接與正極相連與負(fù)極相連閉合回路導(dǎo)線中電子流出電子流入電解質(zhì)溶液中陽離子移離陽離子移向陰離子移向陰離子移離電極反應(yīng)得失電子失電子得電子化合價(jià)升高降低反應(yīng)類型氧化反應(yīng)還原反應(yīng)電極質(zhì)量減小或不變增大或不變2.電解產(chǎn)物的分析方法首先明確陽極材料和溶液中存在的所有離子，然后根據(jù)如下規(guī)律分析判斷。(1)陽極：①金屬活性電極：電極材料失電子，生成相應(yīng)的金屬陽離子；②惰性電極：溶液中的陰離子失電子，生成相應(yīng)的單質(zhì)或高價(jià)化合物(陰離子放電順序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根離子)。(2)陰極：溶液中的陽離子得電子，生成相應(yīng)的單質(zhì)或低價(jià)化合物(陽離子放電順序：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Fe2＋>Zn2＋)。(3)分析電解過程的思維程序：①首先判斷陰、陽極，分析陽極材料是惰性電極還是活性電極。②再分析電解質(zhì)水溶液的組成，找全離子并分陰、陽兩組(不要忘記水溶液中的H＋和OH－)。③然后排出陰、陽兩極的放電順序：電解池陰、陽兩極的放電順序3．電解池電極反應(yīng)式的書寫步驟與方法4．電解時(shí)溶液pH的變化規(guī)律。①若電解時(shí)陰極上產(chǎn)生H2，陽極上無O2產(chǎn)生，電解后溶液pH增大；②若陰極上無H2產(chǎn)生，陽極上產(chǎn)生O2，則電解后溶液pH減??；③若陰極上有H2產(chǎn)生，陽極上有O2產(chǎn)生，且VH2＝2VO2，則有“酸更酸，堿更堿，中性就不變”，即：a．如果原溶液是酸溶液，則pH變??；b．如果原溶液為堿溶液，則pH變大；c．如果原溶液為中性溶液，則電解后pH不變。5．電解質(zhì)溶液的復(fù)原措施。電解后的溶液恢復(fù)到原狀態(tài)，出什么加什么(即一般加入陰極產(chǎn)物與陽極產(chǎn)物的化合物)。如用惰性電極電解鹽酸(足量)一段時(shí)間后，若使溶液復(fù)原，應(yīng)通入HCl氣體而不能加入鹽酸。能力提升練能力提升練9．我國力爭2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。某高校研究團(tuán)隊(duì)提出，利用TiO2基催化劑光催化還原CO2轉(zhuǎn)化為甲醇，并利用產(chǎn)生的電能進(jìn)一步電解制備新型高效凈水劑Na2FeO4其原理如圖所示。下列說法正確的是A．電極c為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)。B．電極d的電極反應(yīng)式為2H2O+4e-=O2↑+4H+C．Fe電極的電勢高于Cu電極的電勢D．離子交換膜n、m分別為陰、陽離子交換膜【答案】C【解析】電極c上CO2轉(zhuǎn)化為甲醇其中C元素化合價(jià)降低，則c為正極，電極d上水轉(zhuǎn)化為氧氣，O元素化合價(jià)升高，則d為負(fù)極，與電源負(fù)極相連的是電解池的陰極，則Cu為陰極，F(xiàn)e為陽極；A．電極c上CO2轉(zhuǎn)化為甲醇其中C元素化合價(jià)降低，c為正極，A錯(cuò)誤；B．電極d上水轉(zhuǎn)化為氧氣，O元素化合價(jià)升高，則d為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=O2↑+4H+，B錯(cuò)誤；C．與電源負(fù)極相連的是電解池的陰極，則Cu為陰極，F(xiàn)e為陽極，則Fe電極的電勢高于Cu電極的電勢，C正確；D．電解池中陽離子移向陰極，陰離子移向陽極，則鈉離子移向Cu極，n為陽離子交換膜，D錯(cuò)誤；故選：C。10．電解含ClO2的NaCl溶液可以獲得消毒劑NaClO2，該工藝尾氣吸收時(shí)的反應(yīng)為2ClO2+2NaOH+H2O2=2NaClO2+O2+2H2O。下列有關(guān)說法正確的是A．電解時(shí)，化學(xué)能會(huì)轉(zhuǎn)化為電能和熱能B．電解時(shí)，ClO2轉(zhuǎn)化為ClO的反應(yīng)發(fā)生在陽極C．尾氣吸收生成11.2LO2時(shí)，H2O2失去1mol電子D．2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g)

ΔH＜0過程中的能量變化如圖所示【答案】D【解析】A．電解時(shí)是電解池，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和熱能，故A錯(cuò)誤；B．電解時(shí)，ClO2轉(zhuǎn)化為ClO的反應(yīng)是化合價(jià)降低的反應(yīng)，發(fā)生還原反應(yīng)，發(fā)生在陰極，故B錯(cuò)誤；C．尾氣吸收生成11.2LO2時(shí)，由于沒有給出具體的溫度和壓強(qiáng)，無法算出物質(zhì)的量，無法計(jì)算失去的電子的物質(zhì)的量，故C錯(cuò)誤；D．圖象中反應(yīng)物得總能量高于生成物的總能量，是放熱反應(yīng)，2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g)ΔH＜0，反應(yīng)放出熱量，符合圖象，故D正確；答案選D。11．通過電解廢舊鋰電池中的可獲得難溶性的和，電解示意圖如下(其中濾布的作用是阻擋固體顆粒，但離子可自由通過。電解過程中溶液的體積變化忽略不計(jì))。下列說法不正確的是A．電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)B．電極B的電極發(fā)應(yīng)：C．電解一段時(shí)間后溶液中濃度保持不變D．電解結(jié)束，可通過調(diào)節(jié)除去，再加入溶液以獲得【答案】C【解析】A．由電解示意圖可知，電極B上Mn2+轉(zhuǎn)化為了MnO2，錳元素化合價(jià)升高，失電子，則電極B為陽極，電極A為陰極，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，A正確；B．由電解示意圖可知，電極B上Mn2+失電子轉(zhuǎn)化為了MnO2，電極反應(yīng)式為：2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+，B正確；C．電極A為陰極，LiMn2O4得電子，電極反應(yīng)式為：2LiMn2O4+6e-+16H+=2Li++4Mn2++8H2O，依據(jù)得失電子守恒，電解池總反應(yīng)為：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，反應(yīng)生成了Mn2+，Mn2+濃度增大，C錯(cuò)誤；D．電解池總反應(yīng)為：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，電解結(jié)束后，可通過調(diào)節(jié)溶液pH將錳離子轉(zhuǎn)化為沉淀除去，然后再加入碳酸鈉溶液，從而獲得碳酸鋰，D正確；答案選C。12．用惰性電極電解下列溶液一段時(shí)間后再加入一定量的某種物質(zhì)(方括號內(nèi)物質(zhì))，能夠使溶液恢復(fù)到原來的成分和濃度的是A．AgNO3[AgNO3] B．NaOH[H2O]C．NaCl[NaCl] D．CuSO4[Cu(OH)2]【答案】B【解析】A．電解硝酸銀溶液，總電極反應(yīng)式為4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3，恢復(fù)到原來的成分和濃度，需要加入Ag2O，故A錯(cuò)誤；B．電解NaOH溶液，實(shí)質(zhì)上電解水，恢復(fù)到原來的成分和濃度，需要加入一定的水，故B正確；C．電解NaCl溶液，總電極反應(yīng)式為2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，恢復(fù)到原來的成分和濃度，需要通入一定量的HCl氣體，故C錯(cuò)誤；D．電解硫酸銅溶液，總電極反應(yīng)式為2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，恢復(fù)到原來的成分和濃度，需要加入一定量的CuO或CuCO3，故D錯(cuò)誤；答案為B?？键c(diǎn)二電解原理的應(yīng)用1．電解飽和食鹽水(1)電極反應(yīng)陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑(反應(yīng)類型：氧化反應(yīng))，陰極：2H＋＋2e－=H2↑(反應(yīng)類型：還原反應(yīng))。(2)總反應(yīng)方程式①化學(xué)方程式：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。②離子方程式：2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2OH－＋H2↑＋Cl2↑。(3)應(yīng)用：氯堿工業(yè)制燒堿、氫氣和氯氣陽極鈦網(wǎng)(涂有鈦、釕等氧化物涂層)陰極碳鋼網(wǎng)陽離子交換膜①只允許陽離子通過，能阻止陰離子和氣體通過②將電解槽隔成陽極室和陰極室③既能阻止H2和Cl2混合爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成的NaClO影響燒堿質(zhì)量2．電鍍和電解精煉銅（1）電解精煉銅—eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(—兩極材料—\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(—陽極：__粗銅__,—陰極：__精銅__)),—\a\vs4\al(兩極,反應(yīng))—\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(—陽極設(shè)Zn、Fe雜質(zhì)：,Zn－2e－=Zn2＋,Fe－2e－=Fe2＋,__Cu－2e－=Cu2＋__,主要反應(yīng),—陰極：__Cu2＋＋2e－=Cu__)),—應(yīng)用：電解精煉銅))注意：電解精煉銅時(shí)，陽極質(zhì)量減小，陰極質(zhì)量增加，溶液中的Cu2＋濃度減小。（2）電鍍銅—eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(—兩極材料—\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(—陽極：__精銅__,—陰極：__待鍍金屬__)),—電鍍液：含__Cu2＋__的電解質(zhì)溶液。,—\a\vs4\al(兩極,反應(yīng))—\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(—陽極：__Cu－2e－=Cu2＋__,—陰極__Cu2＋＋2e－=Cu__,—應(yīng)用：鐵上鍍銅等。)),—\a\vs4\al(特點(diǎn))\a\vs4\al(陽極質(zhì)量__減小__，陰極,質(zhì)量__增加__)\a\vs4\al(溶液中的離子濃度__不變__)))電鍍(鐵制品上鍍Cu)電解精煉銅陽極電極材料鍍層金屬銅粗銅(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等雜質(zhì))電極反應(yīng)Cu－2e－=Cu2＋Cu－2e－=Cu2＋、Zn－2e－=Zn2＋、Fe－2e－=Fe2＋、Ni－2e－=Ni2＋陰極電極材料待鍍鐵制品精銅電極反應(yīng)Cu2＋＋2e－=Cu電解質(zhì)溶液含Cu2＋的鹽溶液電解精煉銅時(shí)，粗銅中的Ag、Au等不反應(yīng)，沉積在電解池底部形成陽極泥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?？偡匠淌疥枠O、陰極反應(yīng)式冶煉鈉2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(通電))2Na＋Cl2↑陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑陰極：2Na＋＋2e－=2Na冶煉鎂MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(通電))Mg＋Cl2↑陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑陰極：Mg2＋＋2e－=Mg冶煉鋁2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(通電))4Al＋3O2↑陽極：6O2－－12e－=3O2↑陰極：4Al3＋＋12e－=4Al4．金屬的腐蝕(1)金屬腐蝕的本質(zhì)：金屬原子失去電子變成金屬陽離子，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物質(zhì)直接反應(yīng)不純金屬接觸到電解質(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水膜酸性__酸性較強(qiáng)____酸性較弱或中性__負(fù)極反應(yīng)__Fe－2e－=Fe2＋__正極反應(yīng)__2H＋＋2e－=H2↑____O2＋2H2O＋4e－=4OH－__總反應(yīng)__Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑__2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2__其他反應(yīng)__4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3__Fe(OH)3→Fe2O3·xH2O(鐵銹)腐蝕速率較快，一般極少較慢，非常普遍普遍性__吸氧__腐蝕更普遍聯(lián)系往往兩種腐蝕交替發(fā)生，但吸氧腐蝕更普遍，兩種過程都有微弱電流產(chǎn)生。5．金屬電化學(xué)腐蝕規(guī)律(1)對同一種金屬來說，在不同溶液中腐蝕的快慢：強(qiáng)電解質(zhì)溶液__＞__弱電解質(zhì)溶液__＞__非電解質(zhì)溶液。(2)活動(dòng)性不同的兩金屬：活動(dòng)性差別越大，活動(dòng)性強(qiáng)的金屬腐蝕越__快__。(3)對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快，且氧化劑的濃度越高，氧化性越強(qiáng)，腐蝕越快。(4)對同一電解質(zhì)溶液來說。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。6．金屬的防護(hù)(1)電化學(xué)防護(hù)①犧牲陽極保護(hù)法——原電池原理負(fù)極：比被保護(hù)金屬活潑的金屬；正極：被保護(hù)的金屬設(shè)備。②外加電流陰極保護(hù)法——電解原理陰極：被保護(hù)的金屬設(shè)備；陽極：廢鐵。(2)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成合金、不銹鋼等。(3)加防護(hù)層，保護(hù)層可以是耐腐蝕的油漆，搪瓷、陶瓷、瀝青、塑料、橡膠等非金屬材料，也可以是通過電鍍而覆蓋于被保護(hù)金屬表面的耐腐蝕性較強(qiáng)的金屬或合金，也可以運(yùn)用電化學(xué)方法使金屬表面鈍化?；A(chǔ)通關(guān)練基礎(chǔ)通關(guān)練1．利用下圖裝置進(jìn)行鐵上電鍍銅的實(shí)驗(yàn)探究。裝置示意圖序號電解質(zhì)溶液實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①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②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)電解液中無元素下列說法不正確的是A．①中氣體減少，推測是由于溶液中減少，且覆蓋鐵電極，阻礙與鐵接觸B．①中檢測到，推測可能發(fā)生反應(yīng)：C．隨陰極析出，推測②中溶液減少，平衡逆移D．②中生成，使得比①中溶液的小，緩慢析出，鍍層更致密【答案】C【解析】由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，實(shí)驗(yàn)①時(shí)，鐵做電鍍池的陰極，鐵會(huì)先與溶液中的氫離子、銅離子反應(yīng)生成亞鐵離子、氫氣和銅，一段時(shí)間后，銅離子在陰極失去電子發(fā)生還原反應(yīng)生成銅；實(shí)驗(yàn)②中銅離子與過量氨水反應(yīng)生成四氨合銅離子，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，在鐵表面得到比實(shí)驗(yàn)①更致密的鍍層。A．由分析可知，實(shí)驗(yàn)①時(shí)，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，反應(yīng)和放電生成的銅覆蓋鐵電極，阻礙氫離子與鐵接觸，導(dǎo)致產(chǎn)生的氣體減少，故A正確；B．由分析可知，實(shí)驗(yàn)①時(shí)，鐵做電鍍池的陰極，鐵會(huì)先與溶液中的氫離子、銅離子反應(yīng)生成亞鐵離子、氫氣和銅，可能發(fā)生的反應(yīng)為，故B正確；C．由分析可知，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，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D．由分析可知，實(shí)驗(yàn)②中銅離子與過量氨水反應(yīng)生成四氨合銅離子，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，在鐵表面得到比實(shí)驗(yàn)①更致密的鍍層，故D正確；故選C。2．氧化亞銅是殺菌劑、陶瓷和搪瓷的著色劑以及紅色玻璃染色劑，利用如圖所示裝置制備氧化亞銅和精煉銅，已知粗銅中含有鐵、碳鋅、銀等雜質(zhì)。下列說法錯(cuò)誤的是A．乙池中電解后X極附近形成的陽極泥的主要成分是銀和碳B．電壓過高時(shí)，乙中可能會(huì)產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體，將CuCl2溶液換成CuSO4溶液可避免產(chǎn)生該氣體C．若該裝置的能量轉(zhuǎn)化率為80%，則當(dāng)外電路有1.93×105C電量通過(法拉第常數(shù)F=9.65×104C·mol-1)時(shí)可制得115.2g的Cu2OD．由圖可知裝置甲中制備Cu2O的總反應(yīng)方程式為2Cu+H2OCu2O+H2↑【答案】A【解析】C電極上H2O→H2，發(fā)生還原反應(yīng)，則C電極為陰極，Cu電極為陽極，X電極為陰極，Y電極為陽極，b為電源正極，a為電源負(fù)極。A．X電極為陰極，Y電極為陽極，電解精煉銅時(shí)，粗銅作陽極，純銅作陰極，所以乙池中電解后Y極附近形成的陽極泥的主要成分是銀和碳，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．電壓過高時(shí)，Cl-會(huì)在陽極放電生成Cl2，而不會(huì)放電，將CuCl2溶液換成CuSO4溶液可避免產(chǎn)生該氣體，B項(xiàng)正確；C．當(dāng)外電路有1.93×105C電量通過時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為=2mol，該裝置的能量轉(zhuǎn)化率為80%，即有2mol80%=1.6mol的電子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，則生成Cu2O的物質(zhì)的量為0.8mol，其質(zhì)量為115.2g，C項(xiàng)正確；D．裝置甲中制備Cu2O的總反應(yīng)方程式為2Cu+H2OCu2O+H2↑，D項(xiàng)正確；答案選A。3．如圖所示的裝置，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極。將電源接通后，向(乙)中滴入酚酞溶液，在F極附近顯紅色。則以下說法正確的A．電源B極是正極B．(甲)、(乙)裝置的C、D、E、F電極均有單質(zhì)生成，其物質(zhì)的量之比為1：1：2：2C．欲用(丙)裝置給銅鍍銀，H應(yīng)該是Ag，電鍍液是AgNO3溶液D．裝置(丁)中Y極附近紅褐色變深，說明氫氧化鐵膠粒帶正電荷【答案】D【解析】根據(jù)圖片知，該裝置是電解池，將電源接通后，向(乙)中滴入酚酞溶液，在F極附近顯紅色，說明F極附近有大量氫氧根離子，由此得出F極上氫離子放電生成氫氣，所以F極是陰極，則電源B極是負(fù)極，A極是正極，據(jù)此解答。A．根據(jù)以上分析可知，電源B極是負(fù)極，A極是正極，故A錯(cuò)誤；B．甲裝置中C電極上氫氧根離子放電生成氧氣，D電極上銅離子放電生成銅單質(zhì)，E電極上氯離子放電生成氯氣，F(xiàn)電極上氫離子放電生成氫氣，所以(甲)、(乙)裝置的C、D、E、F電極均有單質(zhì)生成；生成1mol氧氣需要4mol電子，生成1mol銅時(shí)需要2mol電子，生成1mol氯氣時(shí)需要2mol電子，生成1mol氫氣時(shí)需要2mol電子，所以轉(zhuǎn)移相同物質(zhì)的量的電子時(shí)生成單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為1：2：2：2，故B錯(cuò)誤；C．若用(丙)裝置給銅鍍銀，G應(yīng)該是Ag，H是銅，電鍍液是AgNO3溶液，故C錯(cuò)誤；D．丁裝置中Y電極是陰極，如果Y極附近紅褐色變深，說明氫氧化鐵膠粒帶正電荷，故D正確；故選：D。4．下列有關(guān)電化學(xué)的裝置與闡述正確的是A．圖A是新型可充電Na-Zn雙離子電池，充電時(shí)陰極區(qū)溶液pH增大B．圖B是驗(yàn)證NaCl溶液(含酚酞)的電解產(chǎn)物C．圖C是外加電流法保護(hù)鐵管道D．圖D是電解熔融氯化鋁制備金屬鋁【答案】A【解析】A．充電時(shí)，a極為陰極，電極反應(yīng)式為[Zn(OH)4]-+4e-=Zn+4OH-，陰極區(qū)溶液的pH增大，故A正確；B．該裝置目的為用碘化鉀淀粉溶液檢驗(yàn)生成的氯氣，用小試管收集并檢驗(yàn)生成的氫氣，左側(cè)電極附近溶液變紅檢驗(yàn)生成的氫氧化鈉，因此左側(cè)鐵棒應(yīng)作陰極，右側(cè)電極作陽極，電流方向：陽極→陰極，圖示裝置電流方向有誤，故B錯(cuò)誤；C．形成電解池，鐵管道連接電源正極做陽極，鐵失電子鐵管道被腐蝕，故C錯(cuò)誤；D．氯化鋁為共價(jià)化合物，熔融態(tài)不導(dǎo)電，電解熔融的氯化鋁無法冶煉鋁，工業(yè)電解熔融的氧化鋁制取鋁，故D錯(cuò)誤；故選：A。(1)氯堿工業(yè)所用的飽和食鹽水需要精制，除去NaCl中混有的Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)。(2)電鍍銅時(shí)，電解質(zhì)溶液中c(Cu2＋)不變；電解精煉銅時(shí)，電解質(zhì)溶液中c(Cu2＋)減小。(3)電解熔融MgCl2冶煉鎂，而不能電解MgO冶煉鎂，是因?yàn)镸gO的熔點(diǎn)很高；電解熔融Al2O3冶煉鋁，而不能電解AlCl3冶煉鋁，是因?yàn)锳lCl3是共價(jià)化合物，其熔融態(tài)不導(dǎo)電。(4)電解精煉銅時(shí)，陽極減少的質(zhì)量與陰極增加的質(zhì)量不相等，電解質(zhì)溶液中Cu2＋的濃度減小。(5)粗銅中不活潑的雜質(zhì)(金屬活動(dòng)性順序中位于銅之后的銀、金等)，在陽極難以失去電子，當(dāng)陽極上的銅失去電子變成離子之后，它們以金屬單質(zhì)的形式沉積于電解槽的底部，成為陽極泥。(6)陽離子交換膜(以電解NaCl溶液為例)，只允許陽離子(Na＋)通過，而阻止陰離子(Cl－、OH－)和氣體分子(Cl2)通過，這樣既能防止H2和Cl2混合發(fā)生爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液反應(yīng)生成NaClO而影響燒堿的質(zhì)量。(7)電解或電鍍時(shí)，電極質(zhì)量減小的電極必為金屬電極——陽極；電極質(zhì)量增加的電極必為陰極，即溶液中的金屬陽離子得電子變成金屬附著在陰極上。(8)電解精煉銅，粗銅中含有的Zn、Fe、Ni等活潑金屬失去電子，變成金屬陽離子進(jìn)入溶液，其他活潑性弱于銅的雜質(zhì)以陽極泥的形式沉積。電解過程中電解質(zhì)溶液中的Cu2＋濃度會(huì)逐漸減小。(9)電鍍時(shí)，陽極(鍍層金屬)失去電子的數(shù)目與陰極鍍層金屬離子得到電子的數(shù)目相等，因此電鍍液中電解質(zhì)的濃度保持不變。(10)鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，負(fù)極鐵去電子生成Fe2＋，而不是生成Fe3＋。(11)金屬腐蝕時(shí)，電化學(xué)腐蝕與化學(xué)腐蝕往往同時(shí)存在，但前者更普遍，危害也更嚴(yán)重。(12)銅暴露在潮濕的空氣中發(fā)生的是化學(xué)腐蝕，而不是電化學(xué)腐蝕，生成銅綠的化學(xué)成分是Cu2(OH)2CO3。(13)兩種保護(hù)方法的比較：外加電流的陰極保護(hù)法比犧牲陽極的陰極保護(hù)法保護(hù)效果好。查缺補(bǔ)漏練查缺補(bǔ)漏練5．如下圖所示，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)燃料電池并探究“精煉銅原理”和“電鍍原理”。下列說法正確的是A．一段時(shí)間后，甲裝置中溶液pH升高B．丙裝置中實(shí)現(xiàn)鐵片上鍍銅，b應(yīng)為鐵片C．一段時(shí)間后，乙、丙中溶液濃度均不變D．甲中消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12L氧氣時(shí)，理論上粗銅質(zhì)量減少6.4g【答案】B【解析】A．甲裝置為氫氣燃料電池，電解質(zhì)顯堿性，總反應(yīng)為2H2+O2=2H2O，反應(yīng)過程中生成水，堿性減弱，pH減小，A錯(cuò)誤；B．電鍍時(shí)，鍍層金屬陽離子在陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成金屬單質(zhì)，所以丙裝置中實(shí)現(xiàn)鐵片上鍍銅，b應(yīng)為鐵片，B正確；C．電解精煉銅時(shí)，陰極反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu，而陽極除了Cu反應(yīng)還有比Cu活潑的金屬如Zn、Fe等反應(yīng)，所以乙裝置中CuSO4溶液的濃度會(huì)發(fā)生改變，C錯(cuò)誤；D．甲中消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12L氧氣時(shí)，轉(zhuǎn)移電子=0.2mol，根據(jù)電子守恒，粗銅轉(zhuǎn)移電子數(shù)也應(yīng)為0.2mol，但粗銅除了Cu反應(yīng)還有比Cu活潑的金屬如Zn、Fe等反應(yīng)，故減少的質(zhì)量不確定，D錯(cuò)誤；綜上所述答案為B。6．下列實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)完全正確且能達(dá)到目的的是A．用圖1裝置在鐵件上鍍銅B．用圖2裝置尾氣處理氨氣并防倒吸C．用圖3裝置探究鐵的吸氧腐蝕D．用圖4裝置測定H2O2生成O2的速率【答案】C【解析】A．在鐵件上鍍銅需將銅作陽極，鍍件作陰極，故圖1裝置陰極和陽極接反了，A錯(cuò)誤；B．NH3極易溶于水和硫酸中，用圖2裝置可以尾氣處理氨氣，但不能防倒吸，B錯(cuò)誤；C．可以用圖3裝置探究鐵的吸氧腐蝕，發(fā)生的現(xiàn)象為紅墨水上升形成倒吸，C正確；D．由于長頸漏斗下端未形成液封，產(chǎn)生的H2可以從長頸漏斗中逸出，故不能用圖4裝置測定H2O2生成O2的速率，D錯(cuò)誤；故答案為：C。7．電解精煉銅的陽極泥中提取硒(Se)的主要原理如下：反應(yīng)1：反應(yīng)2：下列說法錯(cuò)誤的是A．反應(yīng)1中產(chǎn)生時(shí)，轉(zhuǎn)移B．由反應(yīng)2可知氧化性：C．電解精煉銅時(shí)，溶液作電解質(zhì)溶液D．反應(yīng)1的產(chǎn)物經(jīng)水溶、過濾，將所得濾液酸化后，可得到含的溶液【答案】A【解析】A．反應(yīng)1：中氧由0價(jià)降為-2價(jià)，共變8價(jià)，標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生1molCO2時(shí)，轉(zhuǎn)移，沒有指明狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；B．由反應(yīng)2：氧化劑是亞硒酸，氧化產(chǎn)物是硫酸，可知氧化性：，故B正確；C．電解精煉銅時(shí)，溶液作電解質(zhì)溶液，故C正確；D．反應(yīng)1的產(chǎn)物經(jīng)水溶、過濾，除去氧化銅，將所得濾液酸化后，可得到含的溶液，故D正確；故選A。8．厭氧腐蝕是指在缺乏氧氣的深層潮濕土壤中，存在的硫酸鹽還原菌會(huì)附著在鋼管表面促進(jìn)鋼鐵的腐蝕，其反應(yīng)原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是。A．厭氧腐蝕屬于化學(xué)腐蝕B．負(fù)極的電極反應(yīng)式：Fe-2e-=Fe2+C．每生成1molFeS，最終轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為8NAD．鍍鋅鋼管破損后仍能減緩鋼管的腐蝕【答案】A【解析】A．鋼管中含有碳元素，鐵、碳與潮濕的土壤形成原電池，則厭氧腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．根據(jù)圖像可知，鐵失去電子生成亞鐵離子，發(fā)生氧化反應(yīng)，作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe-2e-=Fe2+，B項(xiàng)正確；C．硫酸根離子變?yōu)榱螂x子時(shí)，轉(zhuǎn)移8個(gè)電子，則每生成1molFeS，最終轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為8NA，C項(xiàng)正確；D．鍍鋅的鋼管破損后鋅比鐵活潑，鋅作負(fù)極，保護(hù)鐵不被腐蝕，D項(xiàng)正確；答案選A。一、判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律(1)對同一電解質(zhì)溶液來說，腐蝕由快到慢：電解池原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防護(hù)措施的腐蝕。(2)對同一金屬來說，腐蝕由快到慢：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(濃度相同)。(3)活潑性不同的兩種金屬，活潑性差異越大，腐蝕越快。(4)對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)濃度越大，金屬腐蝕越快。二、電化學(xué)的計(jì)算技巧原電池和電解池的相關(guān)計(jì)算，主要包括兩極產(chǎn)物的定量計(jì)算、相對原子質(zhì)量的計(jì)算、阿伏加德羅常數(shù)測定的計(jì)算、溶液pH的計(jì)算，根據(jù)產(chǎn)物的量求轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量及根據(jù)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量求產(chǎn)物的量等。在進(jìn)行有關(guān)計(jì)算時(shí)，可運(yùn)用以下基本方法：(1)根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算。先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計(jì)算。(2)根據(jù)電子守恒計(jì)算。①用于串聯(lián)電路中陰、陽兩極產(chǎn)物或正、負(fù)兩極產(chǎn)物在相同電量時(shí)的計(jì)算，其依據(jù)是各電極上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。②用于混合溶液中電解的分階段計(jì)算。(3)根據(jù)關(guān)系式計(jì)算。根據(jù)得失電子守恒關(guān)系建立起已知量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建計(jì)算所需的關(guān)系式。如以通過4mole－為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式：(式中M為金屬，n為金屬離子的化合價(jià)數(shù)值)該關(guān)系式具有總攬電化學(xué)計(jì)算的作用，熟記電極反應(yīng)式，靈活運(yùn)用關(guān)系式便能快速解答常見的電化學(xué)計(jì)算問題。提示：在電化學(xué)計(jì)算中，還常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19C來計(jì)算電路中通過的電量。能力提升練能力提升練9．2018年10月23日，全球最長跨海大橋——港珠澳大橋正式開通。港珠澳大橋全長近50?km，除去隧道部分，海中橋梁長度約為23?km，由將近1500根鋼管復(fù)合樁支撐起來。下列說法正確的是A．鋼管樁在海水中主要發(fā)生析氫腐蝕B．鋼管樁在海水中的腐蝕速率比在河水中的慢C．在海水區(qū)安裝鋁塊做犧牲陽極，可以保護(hù)泥下區(qū)鋼管D．鋼管表面的環(huán)氧樹脂涂料屬于新型無機(jī)非金屬材料【答案】C【解析】A．海水呈中性，鋼管在海水中主要發(fā)生吸氧腐蝕，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．與河水相比，海水中的電解質(zhì)(如NaCl)濃度較大，金屬腐蝕速率更快，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．鋁比鐵活潑，安裝在海水區(qū)能和鋼管構(gòu)成原電池，鋁塊為負(fù)極，鋼管為正極，則鋼管受到保護(hù)，C項(xiàng)正確；D．環(huán)氧樹脂涂料屬于有機(jī)物，不是新型無機(jī)非金屬材料，D項(xiàng)錯(cuò)誤；答案選C。10．“國之重器”之一—曾侯乙編鐘，是戰(zhàn)國早期的青銅編鐘，主要由銅錫合金冶煉鑄造而成，保存完好。下列有關(guān)說法不正確的是A．錫青銅的熔點(diǎn)比純銅低B．在自然環(huán)境中，錫青銅中的銅可對錫起保護(hù)作用C．青銅文物在潮濕環(huán)境中的腐蝕比干燥環(huán)境中快D．錫青銅表面生成覆蓋物的過程屬于電化學(xué)腐蝕【答案】B【解析】A．錫青銅屬于合金根據(jù)合金的特性，熔點(diǎn)比任何一種純金屬的低，故A正確；B．由于錫比銅活潑，故在發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，錫失電子保護(hù)銅，故B錯(cuò)誤；C．潮濕的環(huán)境將會(huì)加快金屬的腐蝕速率，故C正確；D．青銅是銅錫合金，在潮濕的環(huán)境下形成原電池，錫做負(fù)極，銅做正極，故生成Cu2(OH)3Cl是電化學(xué)腐蝕的過程，故D正確；故選：B。11．如圖所示，各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕的速度由快到慢的順序?yàn)锳．②①③④⑤⑥ B．⑤④③①②⑥C．⑤④②①③⑥ D．⑤③②④①⑥【答案】C【解析】由裝置圖可知，②③④是原電池，裝置②④中鐵為負(fù)極，且兩個(gè)電極金屬活潑性相差越大，負(fù)極金屬腐蝕的速度越快，因此④>②，裝置③中鐵作正極，被保護(hù)，所以④>②>③，裝置⑤⑥是電解池，⑤中鐵作陽極，⑥中鐵作陰極，陽極金屬腐蝕速度快，陰極被保護(hù)，因此⑤>⑥，又因電解池引起的腐蝕速度>原電池引起的腐蝕速度>化學(xué)腐蝕速度>有防護(hù)措施的腐蝕速度，因此可得鐵被腐蝕的速度大小關(guān)系為：⑤④②①③⑥，答案選C。12．科學(xué)家最近采用石墨烯為電極材料設(shè)計(jì)一種新型綠色處理尾氣中NH3的方案，主要包括電化學(xué)過程和化學(xué)過程，如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是。A．上述裝置工作時(shí)，H+向陰極遷移，陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．陰極區(qū)反應(yīng)包括Fe3++e-=Fe2+、4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2OC．電解總反應(yīng)為4NH3+3O2=2N2+6H2OD．電路上轉(zhuǎn)移0.3mol電子，理論上處理3.4g氨氣【答案】D【解析】Fe3+得電子生成Fe2+，發(fā)生還原反應(yīng)，在電解池的陰極，F(xiàn)e2+被O2氧化又生成Fe3+和H2O；NH3失去電子生成N2，發(fā)生氧化反應(yīng)，在電解池的陽極。A．在電解池中，陽離子向陰極遷移，故H+向陰極遷移，陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)，A項(xiàng)正確；B．據(jù)分析，陰極區(qū)發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe3++e-=Fe2+，O2氧化亞鐵離子，4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，B項(xiàng)正確；C．陽極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)為2NH3-6e-=N2+6H+，結(jié)合B項(xiàng)詳解，將陰、陽極區(qū)反應(yīng)相加得到總反應(yīng)式，C項(xiàng)正確；D．根據(jù)2NH3~N2~6e-，轉(zhuǎn)移0.3mol電子，理論上處理0.1molNH3，相當(dāng)于1.7gNH3，D項(xiàng)錯(cuò)誤；故選D。多池組合電池類型的判斷方法1．有外接電源電極類型的判斷方法有外接電源的各電池均為電解池，若電池陽極材料與電解質(zhì)溶液中的陽離子相同，則該電池為電鍍池。如：則甲為電鍍池，乙、丙均為電解池。2．無外接電源電池類型的判斷方法(1)直接判斷非常直觀明顯的裝置，如燃料電池、鉛蓄電池等在電路中，則其他裝置為電解池。如圖所示：A為原電池，B為電解池。(2)根據(jù)電池中的電極材料和電解質(zhì)溶液判斷原電池一般是兩種活潑性不同的金屬電極或一種金屬電極和一個(gè)碳棒作電極；而電解池則一般都是兩個(gè)惰性電極，如兩個(gè)鉑電極或兩個(gè)碳棒。原電池中的電極材料和電解質(zhì)溶液之間能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，電解池的電極材料一般不能和電解質(zhì)溶液自發(fā)反應(yīng)。如圖所示：B為原電池，A為電解池。(3)根據(jù)電極反應(yīng)現(xiàn)象判斷在某些裝置中根據(jù)電極反應(yīng)或反應(yīng)現(xiàn)象可判斷電極，并由此判斷電池類型。如圖所示：若C極溶解，D極上析出Cu，B極附近溶液變紅，A極上放出黃綠色氣體，則可知乙是原電池，D是正極，C是負(fù)極；甲是電解池，A是陽極，B是陰極。B、D極發(fā)生還原反應(yīng)，A、C極發(fā)生氧化反應(yīng)。學(xué)霸高手練學(xué)霸高手練13．某研究小組將兩個(gè)甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源，進(jìn)行電解飽和NaCl溶液的實(shí)驗(yàn)，裝置如下圖所示，下列說法正確的是A．甲烷燃料電池工作時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)為：B．電極b上得到的是Cl2C．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，每個(gè)電池通入且完全反應(yīng)，理論上最多能得到D．若將電極a的石墨棒換成Fe棒，NaCl溶液中發(fā)生的總反應(yīng)式為：【答案】A【解析】燃料電池中通入燃料一極為負(fù)極，通入O2一極為正極，與負(fù)極相連的b為電解池陰極，正極相連的a為電解池陽極，據(jù)此可分析解答。A．甲烷燃料電池工作時(shí)，負(fù)極甲烷失電子被氧化，電極反應(yīng)為：CH4?8e?+10OH?=7H2O+，A選項(xiàng)正確；B．b連接通入CH4的燃料電池的負(fù)極，b為陰極，H2O中H+在此得電子被還原為H2，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；C．根據(jù)電子得失守恒可知CH4~~8e-~4H2，所以標(biāo)準(zhǔn)狀況下，每個(gè)電池通入1LCH4且完全反應(yīng)，理論上最多能得到4LH