電解池金屬的電化學(xué)腐蝕和防護(hù)

1、如下圖所示，將鐵棒和石墨棒插入盛有飽和NaCl溶液的U型管中。 (1)閉合K2，該裝置為電解裝置，則：陰極反應(yīng)式：_，陽(yáng)極反應(yīng)式：_，如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)該電極產(chǎn)物？_，總反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(2)閉合K2，電解一段時(shí)間后，如何操作才能使電解液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)？_ (3)閉合K1，鐵棒上發(fā)生的電極反應(yīng)式是_，此時(shí)石墨棒周圍溶液pH如何變化？_ _。(4)閉合K2，鐵棒不會(huì)被腐蝕，此種金屬的防護(hù)方法是_。(5)閉合K1，鐵棒被腐蝕，此電化學(xué)腐蝕是析氫腐蝕還是吸氧腐蝕？_，寫(xiě)出其正極反應(yīng)式_。(6)閉合K2，電路中通過(guò)0.002 NA個(gè)電子時(shí)，兩極共產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量是_。1下列關(guān)于電解的敘述中，

2、正確的是()電解是把電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能電解是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化，金屬導(dǎo)電是物理變化某些不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，通過(guò)電解可以實(shí)現(xiàn)任何水溶液電解時(shí)，必將導(dǎo)致氧化還原反應(yīng)ABC D解析：選D把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置是原電池；只要電解，必將發(fā)生氧化還原反應(yīng)，即一定發(fā)生化學(xué)變化；一些不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，可以借助電解來(lái)實(shí)現(xiàn)，故選D項(xiàng)。2下列有關(guān)鋼鐵腐蝕與防護(hù)的說(shuō)法正確的是()A鋼管與電源正極連接，鋼管可被保護(hù)B鐵遇冷濃硝酸表面鈍化，可保護(hù)內(nèi)部不被腐蝕C鋼管與銅管露天堆放在一起，鋼管不易被腐蝕D鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，負(fù)極反應(yīng)是Fe3e=Fe3解析：選BA中鋼管與電源正極連接，

3、成為電解池的陽(yáng)極而溶解，加速了鋼管的腐蝕，A錯(cuò)誤；鐵遇冷濃硝酸表面鈍化，形成了一層致密的氧化物保護(hù)膜，可保護(hù)內(nèi)部不被腐蝕，B正確；鋼管與銅管露天堆放在一起，表面形成電解質(zhì)溶液，銅管為正極，鋼管為負(fù)極，發(fā)生電化學(xué)腐蝕，加速了鋼管的腐蝕，C錯(cuò)誤；鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，負(fù)極反應(yīng)應(yīng)是Fe2e=Fe2，D錯(cuò)誤。3下列各組中，每種電解質(zhì)溶液電解時(shí)只生成氫氣和氧氣的是()AHCl、 CuCl2、 Ba(OH)2BNaOH、CuSO4、 H2SO4CNaOH、H2SO4、 Ba(OH)2DNaBr、 H2SO4、 Ba(OH)2解析：選C電解時(shí)只生成氧氣和氫氣，則電解質(zhì)應(yīng)是強(qiáng)堿、含氧酸或活潑金屬的含氧酸鹽，C項(xiàng)

4、符合。4下列有關(guān)電化學(xué)裝置完全正確的是()ABCD銅的精煉鐵上鍍銀防止Fe被腐蝕構(gòu)成銅鋅原電池解析：選C電解精煉銅時(shí)，應(yīng)該用粗銅作陽(yáng)極，純銅作陰極，A錯(cuò)誤；鐵上鍍銀時(shí)，應(yīng)該用銀作陽(yáng)極，鐵作陰極，B錯(cuò)誤；C是外加電流的陰極保護(hù)法，正確；銅鋅原電池中，鋅應(yīng)插入硫酸鋅溶液中，銅應(yīng)插入硫酸銅溶液中，故D錯(cuò)誤。5(2015·昆明模擬)如圖是模擬電化學(xué)反應(yīng)裝置圖。下列說(shuō)法正確的是()A開(kāi)關(guān)K置于N處，則鐵電極的電極反應(yīng)式為：Fe2e=Fe2B開(kāi)關(guān)K置于N處，可以減緩鐵的腐蝕C開(kāi)關(guān)K置于M處，則鐵電極的電極反應(yīng)式為： 2Cl2e=Cl2D開(kāi)關(guān)K置于M處，電子從碳棒經(jīng)開(kāi)關(guān)K流向鐵棒解析：選B開(kāi)關(guān)K置

5、于N處，構(gòu)成電解池，鐵電極為陰極，電極反應(yīng)式為2H2O2e=H22OH，鐵的腐蝕減緩；開(kāi)關(guān)K置于M處，構(gòu)成原電池，鐵電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為：Fe2e=Fe2，電子從鐵棒經(jīng)開(kāi)關(guān)K流向碳棒。6圖中X為電源，Y為浸透飽和食鹽水和酚酞試液的濾紙，濾紙中央滴有一滴KMnO4溶液，通電后Y中央的紫紅色斑向d端擴(kuò)散。下列判斷正確的是()A濾紙上c點(diǎn)附近會(huì)變紅色BCu電極質(zhì)量減小，Pt電極質(zhì)量增大CZ中溶液的pH先減小，后增大D溶液中的SO向Cu電極定向移動(dòng)解析： 選A紫紅色斑即MnO向d端擴(kuò)散，根據(jù)陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)的原理，可知d端為陽(yáng)極，即b為正極，a為負(fù)極，c為陰極，NaCl溶液中H放電，產(chǎn)生OH，c點(diǎn)

6、附近會(huì)變紅色，A正確；電解硫酸銅溶液時(shí)，Pt為陽(yáng)極，溶液中的OH放電：4OH4e=O22H2O，Cu為陰極，溶液中的Cu2得電子，生成銅，總反應(yīng)式為2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，Pt電極附近生成H，則SO向Pt電極移動(dòng)，B、D不正確。隨著電解的進(jìn)行，Z中溶液變?yōu)榱蛩崛芤?，繼續(xù)電解則為電解水，硫酸濃度增大，pH減小，C不正確。7(2015·深圳中學(xué)調(diào)研)下列關(guān)于各圖的說(shuō)法，正確的是()A中陰極處能產(chǎn)生使?jié)駶?rùn)淀粉_KI試紙變藍(lán)的氣體B中待鍍鐵制品應(yīng)與電源正極相連C中電子由b極流向a極D中的離子交換膜可以避免生成的Cl2與NaOH溶液反應(yīng)解析：選D中陰極處為Cu2放電，析出C

7、u，A錯(cuò)；中待鍍鐵制品應(yīng)與電源負(fù)極相連，B錯(cuò)；中a極為負(fù)極，b極為正極，電子由a極經(jīng)外電路流向b極，C錯(cuò)；中的離子交換膜只允許陽(yáng)離子通過(guò)，NaOH在陰極，可以避免陽(yáng)極生成的Cl2與NaOH溶液反應(yīng)，D對(duì)。8(2015·泰安模擬)1 L某溶液中含有的離子如下表：離子Cu2Al3NOCl物質(zhì)的量濃度(mol/L)11a1用惰性電極電解該溶液，當(dāng)電路中有3 mol e通過(guò)時(shí)(忽略電解時(shí)溶液體積的變化及電極產(chǎn)物可能存在的溶解現(xiàn)象)，下列說(shuō)法正確的是()A電解后溶液呈酸性 Ba3C陽(yáng)極生成1.5 mol Cl2 D陰極析出的金屬是銅與鋁解析：選A1 mol Cu2放電的過(guò)程中，另一極Cl和OH

8、各放電1 mol，故溶液顯酸性，A正確；根據(jù)電荷守恒可推知a4，B不正確；Cl的物質(zhì)的量為1 mol，陽(yáng)極不會(huì)產(chǎn)生1.5 mol Cl2，C不正確；鋁較活潑，在溶液中Al3不會(huì)放電，D不正確。9一定條件下，碳鋼腐蝕與溶液pH的關(guān)系如下：pH2466.5813.514腐蝕快慢較快慢較快主要產(chǎn)物Fe2Fe3O4Fe2O3FeO下列說(shuō)法不正確的是()A在pH4溶液中，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕B在pH6溶液中，碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕C在pH14溶液中，碳鋼腐蝕的正極反應(yīng)為O24H4e=2H2OD在煮沸除氧氣后的堿性溶液中，碳鋼腐蝕速率會(huì)減緩解析：選CA項(xiàng)，酸性較強(qiáng)條件下，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕，正確；B項(xiàng)，在

9、pH6的溶液中，酸性較弱，主要發(fā)生吸氧腐蝕，正確；C項(xiàng)，碳鋼腐蝕的正極反應(yīng)為O22H2O4e=4OH，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，除O2后，腐蝕速率減緩，正確。10(2015·陜西二模)用惰性電極電解一定濃度的CuSO4溶液時(shí)，通電一段時(shí)間后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后，恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH(不考慮二氧化碳的溶解)。則電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為()A0.4 mol B0.5 molC0.6 mol D0.8 mol解析：選C用惰性電極電解一定濃度的CuSO4溶液時(shí)，如果硫酸銅沒(méi)有消耗完或恰好消耗完，這時(shí)向電解液中加入氧化銅或碳酸銅就可以恢復(fù)到電解前的濃度

10、和pH，而題中加入的是Cu2(OH)2CO3，說(shuō)明CuSO4消耗完，并且又電解了一部分水。則電解的硫酸銅的物質(zhì)的量為0.2 mol，電解的水的物質(zhì)的量為0.1 mol，轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.2 mol×20.1 mol×20.6 mol。11(2015·中山模擬)如圖甲、乙是電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)若兩池中均盛放飽和NaCl溶液。甲池中鐵棒的電極反應(yīng)式_。將濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙放在乙燒杯上方，發(fā)現(xiàn)試紙先變藍(lán)后褪色，這是因?yàn)殡娊馍傻哪撤N氣體A氧化了生成的碘，已知反應(yīng)中A氣體和I2的物質(zhì)的量之比為51，且生成兩種酸，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。(2)若

11、兩池中均盛放CuSO4溶液，反應(yīng)一段時(shí)間后：甲池中石墨棒上的電極反應(yīng)式為_(kāi)。如果起始時(shí)乙池盛有200 mL pH5的CuSO4溶液(25 )，一段時(shí)間后溶液藍(lán)色變淺，測(cè)定其pH變?yōu)?(不考慮體積變化)，若要使溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，可向溶液中加入_(填寫(xiě)物質(zhì)的化學(xué)式)_g。解析：甲為原電池，乙為電解池。當(dāng)溶液均為NaCl溶液時(shí)甲池發(fā)生吸氧腐蝕，乙池為電解飽和NaCl溶液，生成氫氣、氯氣和氫氧化鈉。氯氣氧化碘可根據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒確定生成的酸為碘酸和鹽酸。當(dāng)溶液均為CuSO4溶液時(shí)，甲池中Fe為負(fù)極，石墨為正極，石墨極上發(fā)生銅離子得電子的還原反應(yīng)，乙池電解后銅離子仍有剩余，故根據(jù)電解的總方程

12、式可知加入的氧化銅的物質(zhì)的量為氫離子的0.5倍，由于生成的酸性變化較大，可忽略原有酸性，直接根據(jù)電解后的溶液進(jìn)行計(jì)算：m(CuO)×80 g/mol0.8 g(或 1.24 g CuCO3)。答案：(1)Fe2e=Fe25Cl2I26H2O=10HCl2HIO3(2)Cu22e=CuCuO(或CuCO3)0.8(或1.24)12(2013·山東高考)金屬冶煉與處理常涉及氧化還原反應(yīng)。(1)由下列物質(zhì)冶煉相應(yīng)金屬時(shí)采用電解法的是_。aFe2O3 BNaClcCu2S DAl2O3(2)輝銅礦(Cu2S)可發(fā)生反應(yīng)：2Cu2S2H2SO45O2=4CuSO42H2O，該反應(yīng)的還

13、原劑是_。當(dāng)1 mol O2發(fā)生反應(yīng)時(shí)，還原劑所失電子的物質(zhì)的量為_(kāi)mol。向CuSO4溶液中加入鎂條時(shí)有氣體生成，該氣體是_。(3)右圖為電解精煉銀的示意圖，_(填“a”或“b”)極為含有雜質(zhì)的粗銀，若b極有少量紅棕色氣體產(chǎn)生，則生成該氣體的電極反應(yīng)式為_(kāi)。(4)為處理銀器表面的黑斑(Ag2S)，將銀器浸于鋁質(zhì)容器里的食鹽水中并與鋁接觸，Ag2S轉(zhuǎn)化為Ag，食鹽水的作用是_。解析：(1)Na、Al的金屬活動(dòng)性較強(qiáng)，冶煉時(shí)選擇電解法。(2)該反應(yīng)中Cu、S的化合價(jià)升高，因此還原劑為Cu2S。反應(yīng)中O2中O由0價(jià)變?yōu)?價(jià)，1 mol O2發(fā)生反應(yīng)，得4 mol電子，根據(jù)得失電子守恒，則還原劑失電

14、子為4 mol。CuSO4溶液中由于Cu2水解顯酸性，加入鎂條，產(chǎn)生的氣體為H2。(3)電解精煉銀時(shí)，粗銀作陽(yáng)極，與電源正極相連。b極產(chǎn)生的紅棕色氣體為NO2，電極反應(yīng)式為NOe2H=NO2 H2O。(4)食鹽水的作用是做電解質(zhì)溶液，形成原電池。答案：(1)b、d(2)Cu2S4H2(3)aNO2He=NO2 H2O(4)做電解質(zhì)溶液(或?qū)щ?13如圖所示三套實(shí)驗(yàn)裝置，分別回答下列問(wèn)題。(1)裝置1為鐵的吸氧腐蝕實(shí)驗(yàn)。一段時(shí)間后，向插入鐵釘?shù)牟Ａ矁?nèi)滴入NaOH溶液，即可觀察到鐵釘附近的溶液有沉淀，表明鐵被_(填“氧化”或“還原”); 向插入石墨棒的玻璃筒內(nèi)滴入酚酞溶液，可觀察到石墨棒附近的溶

15、液變紅，該電極反應(yīng)式為_(kāi)。(2)裝置2中的石墨是_極(填“正”或“負(fù)”)，該裝置發(fā)生總反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。(3)裝置3中甲燒杯盛放100 mL 0.2 mol·L1的NaCl溶液，乙燒杯盛放100 mL 0.5 mol·L1的CuSO4溶液。反應(yīng)一段時(shí)間后，停止通電。向甲燒杯中滴入幾滴酚酞，觀察到石墨電極附近首先變紅。電源的M端為_(kāi)極；甲燒杯中鐵電極的電極反應(yīng)式為_(kāi)。乙燒杯中電解反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。停止電解，取出Cu電極，洗滌、干燥、稱量，電極增重0.64 g，甲燒杯中產(chǎn)生的氣體標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_(kāi)mL。解析：(1)裝置1，由石墨棒附近的溶液變紅可知，石墨棒作正極，電極反應(yīng)式為O24e2H2O=4OH，鐵釘作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)。(2)由裝置2兩電極活潑性強(qiáng)弱得Cu是負(fù)極，總反應(yīng)的離子方程式即該裝置中自發(fā)的氧化還原反應(yīng)：2Fe3Cu=2Fe2Cu2。(