電解池的原理及應(yīng)用、金屬腐蝕與防護(hù)突破訓(xùn)練(二)【解析版】

1、電解池的原理及應(yīng)用、金屬腐蝕與防護(hù)突破訓(xùn)練（二）1. 利用如圖所示裝置模擬電解原理在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。下列說(shuō)法正確的是（）A. 氯堿工業(yè)中，X電極上反應(yīng)式是40H 4e=2bm QTB. 電解精煉銅時(shí)，Z溶液中的CiT濃度不變C在鐵片上鍍銅時(shí)，Y是純銅D.制取金屬鎂時(shí)，Z是熔融的氯化鎂【解析】選D氯堿工業(yè)中陽(yáng)極是Cl 放電生成C12;電解精煉銅時(shí)陽(yáng)極粗銅溶解， 陰極CiT放電析出Cu,但是粗銅中含有鋅、鐵、鎳等雜質(zhì)，使得溶液中Cij +濃度變??；鐵片上鍍銅時(shí)，陰極應(yīng)該是鐵片，陽(yáng)極是純銅。2. 金屬鎳有廣泛的用途，粗鎳中含有少量 Fe、Zn、Cu Pt等雜質(zhì)，可用電解法 制備高純度的鎳，下列敘述

2、正確的是（已知：氧化性Fe2+<Ni2+<CiJ +）（）A. 陽(yáng)極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為 Ni2 + + 2e=NiB. 電解過(guò)程中，陽(yáng)極質(zhì)量的減少量與陰極質(zhì)量的增加量一定相等C. 電解后，電解槽底部的陽(yáng)極泥中含有 Cu和PtD. 電解后，溶液中存在的金屬陽(yáng)離子只有和Zn2+【解析】選 C電解法制備高純度的鎳，粗鎳作為陽(yáng)極，金屬按還原性順序Zn>Fe>Ni>Cu>Pt發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)依次為Zn 2e =Zn、Fe 2e =Fe + > Ni 2e =N2+，A項(xiàng)錯(cuò)誤；電解過(guò)程中，陽(yáng)極 Zn、Fe、Ni溶解，Cu Pt沉 積到電解槽底部，陰

3、極只析出Ni，結(jié)合兩極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等，陽(yáng)極質(zhì)量的減少量與陰極質(zhì)量的增加量不相等，B項(xiàng)錯(cuò)誤；Cu和Pt還原性比Ni弱，不能失去 電子，以沉淀的形式沉積在電解槽底部，形成陽(yáng)極泥，C項(xiàng)正確；電解后，溶液中存在的金屬陽(yáng)離子除了 Fe2+> Zn2+外，還有N廣，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3. 用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜，電解質(zhì)溶液一 般為"SQ HC2Q混合溶液。下列敘述錯(cuò)誤的是（）A.待加工鋁質(zhì)工件為陽(yáng)極B. 可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極C. 陰極的電極反應(yīng)式為 Al3 + 3e_ =AID. SO_在電解過(guò)程中向陽(yáng)極移動(dòng)【解析】選C用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕

4、的氧化膜，則 鋁制品為陽(yáng)極，即待加工鋁質(zhì)工件為陽(yáng)極，A正確；選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極不會(huì)影響電極反應(yīng)及總反應(yīng)，故可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極，B正確；陰極的電極反應(yīng)式為2H+ 2e_ =HT, C不正確；電解過(guò)程中，陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)，故SO_在電解過(guò)程中向陽(yáng)極移動(dòng)，D正確。4. 用鉑電極（惰性）電解下列溶液時(shí)，陰極和陽(yáng)極上的主要產(chǎn)物分別是“和Q的是（）A. 稀NaOH溶液B. HCI溶液C酸性MgC2溶液D.酸性AgNO溶液【解析】選 A 陽(yáng)極：4OH 4e=OT+ 2HO,陰極：2F2O+ 2e=HT+ 2OH ,陰極和陽(yáng)極上的主要產(chǎn)物分別是 H2和。2，故A正確；陽(yáng)極：2CI 2e=C2T,陰極：2

5、H+ + 2e =HT，陰極和陽(yáng)極上的主要產(chǎn)物分別是 H2和CI2,故B、C錯(cuò)誤；陽(yáng)極：2H2O 4" =OT+ 4H*，陰極：Ag + J=Ag陰極和陽(yáng)極上的 主要產(chǎn)物分別是Ag和Q,故D錯(cuò)誤。5. 利用電化學(xué)原理還原CO制取ZnGO的裝置如圖所示（電解液不參加反應(yīng)）,下 列說(shuō)法正確的是（）-電源陽(yáng)離子交換膜A. 可用HSO溶液作電解液B. 陽(yáng)離子交換膜的主要作用是增強(qiáng)導(dǎo)電性C.工作電路中每流過(guò)0.02 mol電子,Zn電極質(zhì)量減重0.65 gD.Pb電極的電極反應(yīng)式是 2CQ2e-C2-1.【解析】選C。如果用HSQ溶液作電解液，溶液中氫離子會(huì)在正極得電子生成氫 氣，影響2CQ+

6、2e-C2；?反應(yīng)的發(fā)生,A錯(cuò)誤；用陽(yáng)離子交換膜把陽(yáng)極室和陰極 室隔開(kāi),它具有選擇透過(guò)性,它只允許H透過(guò),其他離子難以透過(guò),B錯(cuò)誤;Zn電極 為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng)，Zn-2e -Zn2+;當(dāng)電路中每流過(guò)0.02 mol電子，消耗鋅的 物質(zhì)的量為0.01 mol,質(zhì)量為0.65 g,C正確;Pb電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，2CQ+2e,D 錯(cuò)誤。6. 據(jù)報(bào)道，近日微軟新推出一款諾基亞品牌的功能手機(jī)Nokia 230,該款手機(jī)使用新型鋰釩氧化物電池，續(xù)航時(shí)間可達(dá)到27天。已知電池的總反應(yīng)為 MQ +放電xLi 充電 LixVO,下列說(shuō)法正確的是（）A. 電池在放電時(shí)，Li +向電源負(fù)極移動(dòng)B. 充電

7、時(shí)陽(yáng)極的反應(yīng)為L(zhǎng)ixVO xe- =VO+xLi +C. 放電時(shí)負(fù)極失重7.0g，貝U轉(zhuǎn)移2mol電子D. 該電池以Li、MQ為電極，酸性溶液作介質(zhì)【解析】電池在放電時(shí)，Li +向正極移動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；電池充電時(shí)陽(yáng)極發(fā)生氧化 反應(yīng)，電極反應(yīng)式是 LixMQ xe=VO5+ xLi +， B項(xiàng)正確；負(fù)極的反應(yīng)為，每 消耗1 mol Li（7.0 g） 則轉(zhuǎn)移1 mol電子，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Li是活潑金屬，會(huì)與酸性 溶液反應(yīng)產(chǎn)生H，因而電池介質(zhì)不會(huì)是酸性溶液，D項(xiàng)錯(cuò)誤。7. 鋰一空氣電池能夠提供相當(dāng)于普通鋰離子電池 10倍的能量，因此它是最有前 途的電池之一。下圖是鋰一空氣電池放電和充電時(shí)的工業(yè)原理示意圖

8、。 下列說(shuō)法 正確的是（ ）充電專用電極金 屬 鋰有機(jī)電詁液水芯電解質(zhì)曲如 固體電解質(zhì)惟化刑山源 充電專用電極金屬徵圖UA. 圖I所示電池中電極a為正極，b為負(fù)極B. 圖I電池中的固體電解質(zhì)可用 NaOH溶液代替C. 當(dāng)給圖U中的鋰一空氣電池充電時(shí)，d極應(yīng)接外接電源的負(fù)極D. 圖U中d極的電極反應(yīng)式為4OH 4e_ =2HO+ QT【解析】根據(jù)題意，A選項(xiàng)，圖I中a電極為鋰，為活潑金屬，易失電子，故 a 極為負(fù)極，錯(cuò)誤。B選項(xiàng)，鋰是較活潑的金屬，易與 NaOH容液中的水反應(yīng)，故 不可用其代替°錯(cuò)誤。當(dāng)給圖II中勺勺鋰 空記電;也充電時(shí) d極作陽(yáng)極，應(yīng)接外 接電源的正極，電極反應(yīng)式為

9、4OH 4e=2HO+ QT,因此C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正 確。9. 某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示裝置，探究氯堿工業(yè)原理，下列說(shuō)法正確的是（）電源CuJLC _,-親A. 石墨電極與直流電源負(fù)極相連B. 用濕潤(rùn)淀粉-KI試劑在銅電極附近檢驗(yàn)氣體，試紙變藍(lán)色C氫氧化鈉在石墨電極附近產(chǎn)生，Na +向石墨電極遷移D.銅電極的反應(yīng)式為：2H+ + 2e =HT【解析】若該裝置是探究氯堿工業(yè)原理，則 Cu電極應(yīng)該與電源的負(fù)極連接，石 墨電極與直流電源正極相連，A項(xiàng)錯(cuò)誤；Cu電極為陰極，在陰極發(fā)生反應(yīng)：2H+ + 2e =HT;在陽(yáng)極 C電極上發(fā)生反應(yīng)：2Cl 2e =C2 T ;所以用濕潤(rùn) KI 淀粉試劑在碳電極附近檢驗(yàn)

10、氣體，試紙變藍(lán)色，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由于Cu電極為陰極，在陰極發(fā)生反應(yīng)：2H+ + 2e =HT ;破壞了附近的水的電離平衡，最終在 Cu電 極附近氫氧化鈉產(chǎn)生，Na +向銅電極遷移，C項(xiàng)錯(cuò)誤；銅電極的反應(yīng)式為：2H+ + 2"= HT，D項(xiàng)正確。10. 廚房垃圾發(fā)酵液可通過(guò)電滲析法處理，同時(shí)得到乳酸的原理如圖所示（圖中90 g mol1），下表HA表示乳酸分子，人表示乳酸根離子，乳酸的摩爾質(zhì)量為有關(guān)說(shuō)法中正確的是（）t鸚/濃 縮 室0.1 molL-'HA落液 垃圾發(fā)酵液H2SO4溶液（含A. 陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為4OH 4e_=2HO+ QTB. 從陽(yáng)極通過(guò)陽(yáng)離子交換膜向陰極移動(dòng)C

11、. 人通過(guò)陰離子交換膜從陰極進(jìn)入濃縮室濃HA溶液惰性電極D. 400 mL10 g L1乳酸溶液通電一段時(shí)間后，濃度上升為145 g L1（溶液體積變化忽略不計(jì)），陰極上產(chǎn)生的H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積約為4.48 L【解析】陽(yáng)極：2H2O 4e =OT+ 4。陰極區(qū)A移向濃縮室，陽(yáng)極區(qū) 濃度 增大，移向濃縮室，得到濃乳酸溶液，增加的乳酸的物質(zhì)的量為0.4 L X 145 g L1 0.4 L X 10 g L1190 g mol0.6 mol i準(zhǔn)狀況）為 2 X 22.4 L mol = 6.72 L。gg = 0.6 mol，所以產(chǎn)生H2的體積（標(biāo)11 用惰性電極電解如下物質(zhì)可制得對(duì)應(yīng)金屬的

12、是 （）A. 電解熔融AlCl 3獲取金屬鋁B. 電解MgC2溶液獲取金屬鎂C電解CuCb溶液獲取金屬銅D. 電解飽和食鹽水來(lái)獲取金屬鈉【解析】選C電解熔融的AbQ才能夠制備金屬鋁，A錯(cuò)誤；電解熔融的MgCJ 獲取金屬鎂，B錯(cuò)誤；電解CuCl2溶液，陰極得到銅，C正確；電解熔融的NaCl 才能制備鈉，而電解飽和食鹽水得到 NaOH溶液，D錯(cuò)誤。12. 某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示裝置，探究氯堿工業(yè)原理，下列說(shuō)法正確匚錘比的是（）辱卜A. 石墨電極與直流電源負(fù)極相連飽和伐鹽水B. 用濕潤(rùn)KI淀粉試紙?jiān)阢~電極附近檢驗(yàn)氣體，試紙變藍(lán)色C氫氧化鈉在石墨電極附近產(chǎn)生，”&+向石墨電極遷移D.銅電極的反應(yīng)式

13、為2H* + 2"=HT【解析】選D設(shè)計(jì)本裝置的目的是探究氯堿工業(yè)原理，也就是電解 NaCl溶液， 故Cu電極只能作陰極，連接電源的負(fù)極，A不正確；Cu電極周圍得到的產(chǎn)物是 H2,無(wú)法使?jié)駶?rùn)KI淀粉試紙變藍(lán)色，B不正確；NaOH是 Cu電極周圍產(chǎn)物， 向Cu電極遷移，C不正確；Cu電極發(fā)生的電極反應(yīng)為2H + + 2e=HT, D正確。宜流電源13. 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)所列對(duì)應(yīng)關(guān)系均正確的一組是（）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NaSQ溶液U形管兩端滴入酚酞后，a管中呈紅色B正極AgNQ溶液b管中電極反應(yīng)式是

14、4QH 4e =QT +2HQC負(fù)極CuCb溶液b管中有氣體逸出D負(fù)極NaQH溶液溶液pH降低【解析】選C電解NaSQ溶液時(shí)，陽(yáng)極上是 0H發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即 a 管中QH放電，酸性增強(qiáng)，酸遇酚酞不變色，即a管中呈無(wú)色，A錯(cuò)誤；電解AgNQ 溶液時(shí)，陰極上是Ag+發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，即b管中電極反應(yīng)是析出金屬 Ag 的反應(yīng)，B錯(cuò)誤；電解CuCb溶液時(shí)，陽(yáng)極上是C發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即b 管中C放電，產(chǎn)生CI2，C正確；電解NaQH溶液時(shí)，陰極上是放電，陽(yáng)極上 是QH放電，實(shí)際上電解的是水，導(dǎo)致 NaQH溶液的濃度增大，堿性增強(qiáng)，pH升 高，D錯(cuò)誤。14. 四室式電滲析法制備鹽酸和 N

15、aQH勺裝置如圖所示。a、b、c為陰、陽(yáng)離子交 換膜。已知：陰離子交換膜只允許陰離子透過(guò)，陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子透過(guò)。 下列敘述正確的是（）NiiOH (aq) NaCl(aq) ICI(aq) H2SO4ta(l)|11 14n亠IIIIV-4L濃 fK'l(aq)A. b、c分別依次為陽(yáng)離子交換膜、陰離子交換膜B通電后川室中的C透過(guò)c遷移至陽(yáng)極區(qū)C. I、U、M、W四室中的溶液的 pH均升高D. 電池總反應(yīng)為 4NaCI+ 6HQ=S=NaQH 4HCI+ 2Hd + Q T【解析】由圖中信息可知，左邊電極與負(fù)極相連為陰極，右邊電極為陽(yáng)極，所以通電后，陰離子向右定向移動(dòng)，陽(yáng)離子向

16、左定向移動(dòng)，陽(yáng)極上HHO放電生成Q和HT,陰極上HQ放電生成H2和QH; HT透過(guò)c, C透過(guò)b,二者在b、c之間 的川室形成鹽酸，鹽酸濃度變大，所以 b、c分別為陰離子交換膜和陽(yáng)離子交換 膜；Na透過(guò)a，NaQH勺濃度變大，所以a也是陽(yáng)離子交換膜，故 A B兩項(xiàng)均錯(cuò) 誤；電解一段時(shí)間后，1中的溶液的 c(OFT)升高，pH升高，U中為NaCl溶液， pH不變，川中有HCI生成，故c(H +)增大，pH減小，W中H移向叭 H2Q放電生 成Q，使水的量減小，c(H+)增大，pH減小，C不正確。15用電解法制取KIQ的方法是以石墨和鐵為電極電解 KI溶液，電解反應(yīng)方程 由解式為KI + 3HQ=I

17、Q+ 3HT。下列說(shuō)法中正確的是()A. 電解時(shí)石墨作陰極B. 電解時(shí)陽(yáng)極上產(chǎn)生HC. 電解過(guò)程中陰極溶液pH升高D. 陰極電極反應(yīng)式：丨一6e-+ 3H2Q=IQ+ 6H+【解析】選C電解時(shí)，鐵作陰極，石墨作陽(yáng)極，若鐵作陽(yáng)極，則鐵放電，A錯(cuò)誤；陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，I 一失電子被氧化，電極反應(yīng)為I 一一6e_ + 3F2Q=I(一 + 6H+，B D兩項(xiàng)錯(cuò)誤；陰極水放電，2HC+ 2e一=HT + 2QH,溶液的pH升高， C項(xiàng)正確。極反16.KIQ3可采用“ 電解過(guò)程中通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的離子主要為 ，其遷移方向是00(2)(2018 全國(guó)卷I節(jié)選)制備NqSO可采用三室膜電解技術(shù)，裝置如圖所

18、示，其中SO堿吸收液中含有NaHSO和NaSO。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為 。電解后， 的NaHSO)濃度增加。將該室溶液進(jìn)行結(jié)晶脫水，可得到NaSQ。陽(yáng)離了交換虺【解析】(1)該裝置為電解池，電解時(shí)陰極電解質(zhì)為KOH水中氫離子放電,故電極反應(yīng)式為2H2O+ 2e=2OH+ H4;電解過(guò)程中通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的離 子主要為K+，在電解池中離子移動(dòng)方向?yàn)殛?yáng)離子移向陰極，故K+由a到b。(2)根據(jù)題中的圖示，左側(cè)為電解池的陽(yáng)極，右側(cè)為電解池的陰極，離子交換膜均為 陽(yáng)離子交換膜，只允許陽(yáng)離子通過(guò)，陽(yáng)極的電解質(zhì)溶液為硫酸，所以陽(yáng)極的電極 反應(yīng)式為2H2O- 4e_=4H + Q T，貝U陽(yáng)極的氫離子會(huì)透過(guò)陽(yáng)離子

19、交換膜進(jìn)入 a室，與a室中的SO堿吸收液中含有的NaSO發(fā)生反應(yīng)生成NaHSQ所以a室中 的NaHSO濃度增加。答案 2H.O+ 2e- =2OH+ Hd K a 到 b (2)2H2O- 4e- =4H+ + QT17某課外活動(dòng)小組用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，試回答下列問(wèn)題鐵B若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與a連接，則B極的電極反應(yīng)式為(2)若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與b連接，則B極的電極反應(yīng)式為 總反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)有關(guān)上述實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是(填序號(hào)）。 溶液中Na*向A極移動(dòng) 從A極處逸出的氣體能使?jié)駶?rùn)的淀粉 KI試紙變藍(lán) 反應(yīng)一段時(shí)間后加適量鹽酸可恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度 若標(biāo)準(zhǔn)狀況下B極產(chǎn)生2.24 L氣體，則溶

20、液中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子（3）該小組同學(xué)認(rèn)為，如果模擬工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的方法，那么可 以設(shè)想用如圖裝置電解硫酸鉀溶液來(lái)制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鉀。 該電解槽的陽(yáng)極反應(yīng)式為 。此時(shí)通過(guò)陰離子交換膜的離子數(shù)（填“大于” “小于”或“等于”）通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的離子數(shù)。 制得的氫氧化鉀溶液從出口 （填寫(xiě)“ A” “ B” “ C'或“D”）導(dǎo)出。 通電開(kāi)始后，陰極附近溶液pH會(huì)增大，請(qǐng)簡(jiǎn)述原因 若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鉀溶液組合為氫氧燃料電池， 則電池正極 的電極反應(yīng)式為【解析】（1）開(kāi)關(guān)K與a相連，裝置構(gòu)成原電池，F(xiàn)e失去電子為原電池負(fù)極。 開(kāi)關(guān)K與b相連，裝置構(gòu)成電解Na

21、Cl溶液的電解池，B為電解池的陰極， 溶液中的H在B極放電生成H。電解過(guò)程中Nsf應(yīng)該向陰極B移動(dòng)；A極產(chǎn)生的 氣體為Cl2,Cl2能將氧化為丨2,丨2遇淀粉變藍(lán)；根據(jù)電解反應(yīng)：2NaCI+ 2HO辿解= 2NaOH-HJ+ CI2T,電解一段時(shí)間后若加入鹽酸會(huì)增加 HO的質(zhì)量，應(yīng)通入HCI 氣體使其恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度；若標(biāo)準(zhǔn)狀況下B極產(chǎn)生2.24 L氣體，即0.1 mol H 2,則有0.2 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，但在溶液中轉(zhuǎn)移的不是電子，而是離 子。（3）溶液中的OH在陽(yáng)極失電子產(chǎn)生 Q: 4OH 4e=2H+ QT,所以在 B 口放出O，從A 口導(dǎo)出H2SQ。溶液中的H+在陰極得到電子產(chǎn)生Hk 2H+ 2e=HT,則從C 口放出H,從D 口導(dǎo)出KOH容液。因sO所帶電荷數(shù)大于 所 帶電荷數(shù)，SO_通過(guò)陰離子交換膜，Q通過(guò)陽(yáng)離子交換膜，所以通過(guò)陽(yáng)離子交換 膜的離子數(shù)大于通過(guò)陰離子交換膜的離子數(shù)。Q、H2、KOH溶液構(gòu)成燃料電池時(shí)，Q在電池正極放電：Q + 4e