浙江省高考化學(xué)考點10 電解原理 金屬的腐蝕與防護（含解析）

考點10電解原理金屬的腐蝕與防護

知識整名

一、電解池

《◎電解使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程。

?電解池(或電解槽)

(1)定義

借助于電流引起氧化還原反應(yīng)的裝置，也就是把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。

(2)陽極與陰極

陽極：與電源正極相連的電極叫陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)。

陰極：與電源負(fù)極相連的電極叫陰極，發(fā)生還原反應(yīng)。

(3)電解池的構(gòu)成條件

與直流電源相連的兩個電極：陽極和陰極；電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì))；形成閉合回路。

(4)電解池的工作原理(以電解CuCk溶液為例)

。電解池和原電池比較

電解池原電池

定義將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置

形成條件①兩個電極與直流電源相連①活潑性不同的兩電極(連接)

②電解質(zhì)溶液②電解質(zhì)溶液

③形成閉合同路③形成閉合同路

④能自發(fā)進行氧化還原反應(yīng)

陽極：與電源正極相連的極負(fù)極：較活潑金屬（電子流出的極）

電極名稱陰極：與電源負(fù)極相連的極正極：較不活潑金屬（或能導(dǎo)電的非

金屬）（電子流入的極）

陽極：溶液中的陰離子失電子，或電極負(fù)極：較活潑電極金屬或陰離子失

金屬失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)電子，發(fā)生氧化反應(yīng)

電極反應(yīng)

陰極：溶液中的陽離子得電子，發(fā)生還正極：溶液中的陽離子或氧氣得電

原反應(yīng)子，發(fā)生還原反應(yīng)

溶液中的離子移向陰離子移向陽極，陽離子移向陰極陰離子移向負(fù)極，陽離子移向正極

電源負(fù)極導(dǎo)線,陰極邈,陽極負(fù)極導(dǎo)線,正極

電子流向

導(dǎo)線1電源正極

實質(zhì)均發(fā)生氧化還原反應(yīng)，兩電極得失電子數(shù)相等

聯(lián)系原電池可以作為電解池的電源，二者共同形成閉合回路

。電解池陰、陽極的判斷

（1）由電源的正、負(fù)極判斷：與電源負(fù)極相連的是電解池的陰極；與電源正極相連的是電解池的陽極。

：2）由電極現(xiàn)象確定：通常情況下，在電解池中某一電極若不斷溶解或質(zhì)量不斷減少，則該電極發(fā)生

氧化反應(yīng)，為陽極；某一電極質(zhì)量不斷增加或電極質(zhì)量不變，則該電極發(fā)生還原反應(yīng)，為陰極。

：3）由反應(yīng)類型判斷：失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)的是陽極：得到電子發(fā)生還原反應(yīng)的是陰極。

C1）陽極產(chǎn)物的判斷

首先看電極，若是活性電極（一般是除Au、Pt外的金屬），則電極材料本身失電子，電極被溶解形成陽

離子進入溶液；若是惰性電極（如石墨、柏、金等），則根據(jù)溶液?中陰離子放電順序加以判斷。

陽極放電順序：

金屬（一般是除Au、Pt外）＞S2，I）Br〉Cl）0H）含氧酸根〉丁。

：2）陰極產(chǎn)物的判斷

直接根據(jù)溶液中陽離子放電順序加以判斷。陽離子放電順序:

Ag'>Hg2，>Fe3，>Cu2，>H(ffi)>Pb2>Sn2，>Fe2，>Zn2>H'(zK)>Al3，>Mg2，>Na'>Ca2*>K\

U）處理有關(guān)電解池兩極產(chǎn)物的問題，一定要先看電極是活性電極還是惰性電極。活性電極在陽極放

電，電極溶解生成相應(yīng)的金屬離子，此時陰離子在陽極不放電。對于惰性電吸，則只需比較溶液中定向移

動到兩極的陰陽離子的放電順序即可。

：2）根據(jù)陽離子放電順序判斷陰極產(chǎn)物時，要注意下列三點：

①陽離子放電順序表中前一個cGT）與其他離子的濃度相近，后一個c（H'）很小，來自水的電離；

②Fe”得電子能力大于Cu。但第一階段只能被還原到Fe。

③Pb"、Sn2\zi?'控制一定條件（即電鍍）時也能在水溶液中放電；Al3\Mg"、Na\Ca2\K*只有

在熔融狀態(tài)下放電。

二、電解原理的應(yīng)用

1.電解飽和食鹽水——氯堿工業(yè)

（1）電極反應(yīng)

陽極：2c「-2e-=Cl2t（反應(yīng)類型：氧化反應(yīng)）。

陰極：2H'+2e-=H2t（反應(yīng)類型：還原反應(yīng)）。

檢驗陽極產(chǎn)物的方法是：用濕潤的KI淀粉試紙靠近陽極附近，若試紙變藍(lán)，證明生成了Cl2o電解時

向食鹽水中加酚酎，陰極附近溶液變紅，說明該電極附近產(chǎn)生的物質(zhì)為NaOH.

（2）電解方程式

化學(xué)方程式：2NaCl+2Ha建工2NaOH+Hzt+Cht

中解

離子方程式：2Cr+2H2。^=201r+出t+C121

2.電解精煉銅

電鍍（Fe表面鍍Cu）電解精煉銅

電極材料鍍層金屬銅粗銅（含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等雜質(zhì)）

Cu-2e==Cu24

陽極Zn-2e^=Zn2'

電極反應(yīng)Cu-2e"=Cu2*

Fe-2e^=Fe2*

Ni-2e=Ni2t

電極材料待鍍金屬鐵純銅

陰極

電極反應(yīng)CU24+2G"==CU

電解質(zhì)溶液含的鹽溶液

注：電解精煉銅時，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.電鍍

利用電解原理，在金屬表面上鍍上一層其它金屬或合金的過程叫電鍍。

①電極的連接：鍍層金屬或惰性電極做陽極，和外加電源的正極相連；鍍件金屬做陰極，和外加電源

的負(fù)極相連。如鐵上鍍銅，銅（或石墨）做陽極，鐵做陰極。

②電鍍液的選擇：選擇含有鍍層金屬離子的溶液做電鍍液，如鐵上鍍銅，選擇硫酸銅溶液做電鍍液。

③電極反應(yīng)：陽極：Cu=Cu2'+2e-,明極:Cu2'+2e-=Cu

④電鍍的特點：若鍍層金屬做陽極，電鍍過程中溶液中陽離子濃度不變；若用情性電極做陽極，電鍍

過程中溶液中陽離子濃度減小。

—碑

電鍍過程中，溶液中離子濃度不變；電解精煉銅時，由于粗銅中含有Zn、Fe、Ni等活潑金屬，反應(yīng)過

程中失去電子形成陽離子存在于溶液中，而陰極上Cu?.被還原，所以電解精煉過程中，溶液中的陽離子濃

度會發(fā)生變化。

4.電冶金

冶煉鈉、鈣、鎂、鋁等活潑金屬，必須用電解法。如電解熔融氯化鈉得到鈉時:

陽極：2C廠-2e-=CkA

電極反應(yīng)

陰極：2N「+2Q-^_

A

總反應(yīng)方程式12\aCl（熔融）—2Na+Cl2

注意：①電解熔融MgCk冶煉鎂，而不能電解熔砸MgO冶煉鎂，因肥0的熔點很高;

②電解熔融AU）3冶煉鋁，而不能電解A1CL冶煉鋁，因A1CL是共價化合物，其熔融態(tài)不導(dǎo)電。

三、金屬的腐蝕與防護

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，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

條件金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸

現(xiàn)象無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生

本質(zhì)金屬被氧化較活潑金屬被氧化

聯(lián)系兩者往往同時發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更普遍

(2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕

以鋼鐵的腐蝕為例進行分析:

鐵銹的形成：4Fe(Oil)2+O2+21LO^=4Fe(OH)3,2Fe(OH)3=Fc2()3?皿0(鐵銹)+(3T)H2。。

3.金屬腐蝕的防護方法

(1)改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)

例如把格、鑲等加入普通鋼里制成不銹鋼，就大大增加了鋼鐵對各種侵饞的抵抗力。

(2)在金屬表面覆蓋保護層

在金屬表面覆蓋致密的保護層，從而使金屬制品跟周圍物質(zhì)隔離開來，這是一種普遍采用的防護方

法。

(3)電化學(xué)防護法

犧牲陽極的陰極保護法外加電流的陰極保護法

依據(jù)原電池原理電解原理

形成原電池時，被保護金屬作正極將被保護的金屬與另一附加電極作為電解池的兩

原理

(陰極)，不反應(yīng)受到保護；活潑金個極，使被保護金屬作陰極，在外加直流電的作

屬作負(fù)極(陽極)，發(fā)生反應(yīng)受到腐用下使陰極得到保護

蝕，陽極要定期予以更換

保護一些鋼鐵設(shè)備，如鍋爐內(nèi)壁、

應(yīng)用保護土壤、海水及水中的金屬設(shè)備

船體外殼等裝上鎂合金或鋅片

實例

示意圖

考向?電解規(guī)律的考查

典例引領(lǐng)

―

典例1用惰性電極電解下列各組中的三種電解質(zhì)溶液，在電解的過程中，溶液的pH依次為升高、不變、

降低的是

A.AgNO3CuCl2CU(N03)2

B.KC1Na2SO.,CuSO.)

C.CaCl2KOHNaN03

D.HC1HN03K2S0.

【解析】由電解規(guī)律可得

類型化學(xué)物質(zhì)pH變化

放a生酸型CuS04>AgN03>CU(NO3)2降低

放出生堿型KC1、CaCl2升高

CuCl2升高

電解電解質(zhì)型

HC1升高

NaNOs、Na2SO4.K2soi不變

升高

電解H2O型KOH

HNO3降低

【答案】B

變式拓展

S_____

1.用石墨作電極電解CuS(h溶液。通電一段時間后，欲使電解液恢復(fù)到起始狀態(tài)，應(yīng)向溶液中加入適量的

A.CuSOiB.%0

C.CuOI).CuSO(?5H20

用悟性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律

電極反應(yīng)電解質(zhì)

類電解電解質(zhì)溶液

電解質(zhì)特點實例電解方程式溶液的

型陰極陽極對象復(fù)原的方法

變化

電含氧酸H2sol

電科

解可溶性強堿NaOH4H+4e-40H--4e-^=2H2一

水濃度增大加水

水活潑金屬含氧-----2H.2H2O+O21

2H2t+02f

KNO3

型酸鹽

EC電解

電211+ze-----2Cr-2e-^=

無氧酸HC1加HC1

解HtCl2t

2H2t+C121

電

電解質(zhì)濃度減小

―電學(xué)

解K活潑金屬無Ci?'+2e-2Cr-2e-^=

CuCl2加CuCl2

質(zhì)Clt

氟酸鹽Cu2Cu+CLf

型

放

2NaCl+2H20

H2

活潑金屬無氧2H++2e.^=2Cl'-2e'^=電解質(zhì)生成新

電M

生NaCl加HC1

酸鹽H2tCl2t和水電解質(zhì)

堿t+C11

H22

型

放

2，-2CuS0+2H0

不活潑金屬含Cu+2e40H~e-^=t2電解質(zhì)生成新

0CuSO加CuO

2t山=2Cu+

氯酸鹽-----Cu2H2O+O21和水電解質(zhì)

生

酸2H2SO4+O21

型

考向二電解原理的“常規(guī)”應(yīng)用

典例引領(lǐng)

典例1高鐵酸鹽在能源環(huán)保領(lǐng)域有廣泛用途。用銀(\i)、鐵作電極電解濃NaOH溶液制備高鐵酸鈉

(\a2FeOj的裝置如圖所示。下列說法正確的是

I-直流電源—I

Nil---------------IFe

NaOHNaOH

溶液溶液

離了?交換膜

A.鐵是陽極，電極反應(yīng)為Fe—2屋+20H==Fe(0H)2

B.電解一段時間后，銀電極附近溶液的pH減小

C.若離子交換膜為陰離子交換膜，則電解結(jié)束后左側(cè)溶液中含有Fe0「

D.每制得1molNa2FeO),理論上可以產(chǎn)生67.2L氣體

【解析】A.用銀(Ni)、鐵作電極電解濃NaOH溶液制備高鐵酸鈉(NazFeO),鐵失電子生成高鐵酸鈉，

則鐵作陽極，鎮(zhèn)作陰極，電極反應(yīng)式為Fe+80I「-6c—===FcOT+4H故A錯誤；B.銀電極上氫離子放

電生成氫氣，氫離子濃度減小，所以溶液的pH增大，故B錯誤；C.若離子交換膜為陰離子交換膜，則電

解結(jié)束后由于濃度差左側(cè)溶液中會含有FeOf,故C正確；D.溫度和壓強未知，所以無法計算生成氣體體

積，故D錯誤。

【答案】C

變式拓展

2.如圖是工業(yè)電解飽和食鹽水的裝置示意圖，下列有關(guān)說法不正確的是

A.裝置中的離子交換膜屬于陽離子交換膜

B.裝置中①處的物質(zhì)是氫氣，②處的物質(zhì)是氯氣

C.除去雜質(zhì)后的NaOH溶液從出口B處導(dǎo)出

D.轉(zhuǎn)移0.8mol電子時產(chǎn)生H?8.96L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)

離子交換膜的作用

陽離子交換膜(以電解NaCl溶液為例)，只允許陽離子(NI)通過，而阻止陰離子(C「、0H)和分子(Ck)

通過，這樣既能防止H?和Ck混合爆炸，又能避免CL和NaOH溶液作用生成NaClO影響燒堿質(zhì)量，由此可推

知，陰離子交換膜只允許陰離子通過，質(zhì)子(H)交換膜只允許質(zhì)子(H')通過。

考向三電解原理的“創(chuàng)新”應(yīng)用

典例引領(lǐng)

典例1國內(nèi)某科技研究小組首次提出一種新型的電池體系，該體系正極采用含有「、的水溶液，負(fù)

極采用固態(tài)有機聚合物，電解質(zhì)溶液采用LiNOs溶液，聚合物離子交換膜作為隔膜將液態(tài)正極和固態(tài)

負(fù)極分隔開(原理示意圖如圖)。下列有關(guān)判斷正確的是

A.圖甲是原電池工作原理圖，圖乙是電池充電原理圖

B.放電時，正極液態(tài)電解質(zhì)溶液的顏色加深

C.充電時，Li.從右向左通過聚合物離子交換膜

D.放電時，負(fù)極的電極反應(yīng)式為C2H4^~

-2ne+2/?Li'

【解析】本題考查電化學(xué)知識，意在考查考生對電化學(xué)知識的理解與應(yīng)用能力。由“負(fù)極采用固態(tài)有機

聚合物”知，固態(tài)有機聚合物在負(fù)極失電子，電極反應(yīng)式為

千⑺/-2雁一#&一卬￡

+2〃Li',故圖乙是原電池工作原理圖，則圖甲是電池

充電原理圖，A錯誤，D正確；放電時，E極的電極反應(yīng)式為I；+2e--3「I,被還原為無色的「電解質(zhì)

溶液顏色變淺，B錯誤；充電過程即為電解過程，陽離子從陽極移向陰極，故充電時，Li'從左向右通過聚

合物離子交換膜，C錯誤。

【答案】D

變式拓展

3.現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中常用電解氯化亞鐵溶液的方法制得氯化鐵溶液吸收有毒的硫化氫氣體。工藝原理如圖所

示,下列說法中不正確的是

3

FeCl)溶液Fe*質(zhì)子交換膜

惰

惰

反

性

性

應(yīng)

電

電

池

極

極

He_f|I溶液t電解池

的淀

A.左槽中發(fā)生的反應(yīng)為2C「Ne-~CLt

B.右槽中的反應(yīng)式：2H'+2e--H2t

C.H'從電解池左槽遷移到右槽

D.FeCh溶液可以循環(huán)利用

考向四根據(jù)電子守恒計算

典例引領(lǐng)

典例1用惰性電極電解200磯?定濃度的硫酸銅溶液，實驗裝置如圖所示，如果向所得的溶液中加入0.1

molCu(0H)z后，使溶液恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH,電解過程中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為

A.0.2molB.0.4molC.0.6molI）.0.8mol

【解析】由圖可知，電流由正極流向負(fù)極，則b為陽極，a為陰極，用惰性電極電解一定濃度的硫酸銅

用*

溶液，發(fā)生反應(yīng)：2CUS0.,+2H20==2CU+02t+2H2S04：一段時間后，加入0.1molCu（OH）,后恰好恢復(fù)

到電解前的濃度和pH,說明電解過程中不僅有硫酸銅被電解，還有水被電解，2乩0=5±=出1+04，0.1

molC」（0H）2可以看作是0.1molCuO和0.1molH20,則轉(zhuǎn)移的電子共有0.4moK

【答案】B

變式拓展

4.電解法處理含氮氧化物廢氣，可回收硝酸，具有較高的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。實驗室模擬電解法吸收N0,

的裝置如圖所示（圖中電極均為石墨電極）。

（1）若用N02氣體進行模擬電解法吸收實驗。

①寫出電解時而2發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式：o

②若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下有2.24LNO?被吸收，通過陽離子交換膜（只允許陽離子通過）的H.為—mol。

（2）某小組在右室裝有10L0.2mol?L硝酸溶液，用含N0和NO?（不考慮NQ轉(zhuǎn)化為弗0,）的廢氣進行

模擬電解法吸收實驗。

①實驗前，配制10L0.2mol?『硝酸溶液需量取mL、密度為1.4g-mL\質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

63%的濃硝酸。

②電解過程中，有部分NO轉(zhuǎn)化為HNQ。實驗結(jié)束時，測得右室溶液中含3mol州。3、0.1molHN02,

同時左室收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下28LH?。計算原氣體中NO和NO?的體積匕（假設(shè)尾氣不含氮氧化物，寫

出計算過程）。

T/

電化學(xué)定量計算的三種方法

U）根據(jù)電子守恒

用于串聯(lián)電路中電解池陰陽兩極產(chǎn)物、原電池正負(fù)兩極產(chǎn)物、通過的電量等類型的計算，其依據(jù)是電

路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。

：2）根據(jù)總反應(yīng)式

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)式列出比例式計算。

：3）根據(jù)關(guān)系式

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)建計算所需的關(guān)系式。

考向五電化學(xué)組合裝置的問題

典例引領(lǐng)

典例1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）中滴入酚麟溶液，在

F極附近顯紅色，則以下說法正確的是

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)的量比為1：2：2：2

C.欲用（丙）裝置給銅鍍銀，H應(yīng)該是Ag,電鍍液是AgNOs溶液

D.裝置（丁）中X極附近紅褐色變深，說明氫氧化鐵膠粒帶負(fù)電荷

【解析】根據(jù)圖知，該裝置是電解池，將電源接通后，向（乙）中滴入酚酣溶液，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，A錯誤：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銅時需要2nol電子，生成1mol氯氣時

需要2mol電子，生成1mol氫氣時需要2mol電子，所以轉(zhuǎn)移相同物質(zhì)的置的電子時生成單質(zhì)的物質(zhì)的

量之比為1：2：2：2,B正確；若用（丙）裝置給銅鍍銀，G應(yīng)該是Ag,H是銅，電鍍液是AgN（h溶液，C錯

誤；丁裝置中Y電極是陰極，如果Y極附近紅褐色變深，說明氫氧化鐵膠粒芍正電荷，D錯誤。

【答案】B

變式拓展

5.某同學(xué)組裝了如圖所示的電化學(xué)裝置，則下列說法正確的是

A.圖中甲池為原電池裝置，Cu電極發(fā)生還原反應(yīng)

B.實驗過程中，甲池左側(cè)燒杯中的濃度不變

C.若甲池中Ag電極質(zhì)量增加5.4g時，乙池某電極析出1.6g金屬，則乙池中的某鹽溶液可能是足量

AgNOs溶液

D.若用銅制U形物代替“鹽橋”，工作一段時間后取出U形物稱量，質(zhì)量不變

申聯(lián)裝置圖比較

圖甲中無外接電源，兩者必有一個裝置是原電池（相當(dāng)于發(fā)電裝置），為電解池裝置提供電能，其中兩

個電極活動性差異大者為原電池裝置，即左圖為原電池裝置，右圖為電解池裝置。圖乙中有外接電源，兩

燒杯均作電解池，且串聯(lián)電解，通過的電流相等。

考向六金屬的腐蝕快慢與防護方法的比較

典例引領(lǐng)

典例1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為

A.②①③④⑤⑥B.⑤?③①②⑥C.⑤?②①③⑥D(zhuǎn).⑤③②@@@

【解析】當(dāng)鐵作為電解池的陽極時，其腐蝕的速度是最快的，當(dāng)作為電解池的陰極時，其腐蝕速率是

最慢的，當(dāng)鐵與金屬構(gòu)成原電池時，鐵作為負(fù)極時，兩者金屬的活動性相差越大，鐵的腐蝕速率就越大，

但鐵作為正極時，鐵的腐蝕速率就會減慢。根據(jù)圖知，②③④裝置是原電池.在②④中，金屬鐵做負(fù)極，

且Fe、Cu兩者金屬的活動性比Fe、Sn的相差大，③中金屬鐵作正極，做負(fù)極的腐蝕速率快，所以④下②

>③，并且原電池原理引起的腐蝕〉化學(xué)腐蝕，所以②>①，⑤⑥裝置是電解池，⑤中金屬鐵為陽極，⑥

中金屬鐵為陰極，陽極金屬被腐蝕速率快，陰極被保護，即⑤〉⑥，根據(jù)電解原理引起的腐蝕〉原電池原

理引起的腐蝕,化學(xué)腐蝕,有防護腐蝕措施的腐蝕，并且原電池的正極金屬腐蝕速率快于電解池的陰極金

屬腐蝕速率，即⑤??①③⑥，故答案為D。

【答案】C

變式拓展

6.利用如圖裝置探究鐵在海水中的電化學(xué)防護，下列說法不正確的是

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，鐵電極的反應(yīng)：FeN/

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，鐵電極的反應(yīng)：2H'+2e-^=H"

過關(guān)秘籍

(1)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》有防腐措施的腐蝕。

②對同一金屬來說，在不同溶液中腐蝕速率的快慢：強電解質(zhì)溶液中〉弱電解質(zhì)溶液中》非電解質(zhì)溶

液中。

③活動性不同的兩種金屬，活動性差別越大，腐蝕速率越快。

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。

(2)兩種保護方法的比較

外加電流的陰極保護法保護效果大于犧牲陽極的陰極保護法。

考向七析氫腐蝕和吸氧腐蝕

典例引領(lǐng)

S________r

典例1將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上，一段時間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓周中心區(qū)(a)已被腐蝕

市變暗，在液滴外沿棕色鐵銹環(huán)(b),如圖所示，導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣

少。下列說法正確的是

鐵銹環(huán)(b)

(腐蝕區(qū)(a)

A.液滴中的C「由a區(qū)向b區(qū)遷移

B.液滴邊緣是正極區(qū)，發(fā)生的電極反應(yīng)為：024-2H204-4e-===40ir

C.液滴下的Fe因發(fā)生還原反應(yīng)而被裔蝕，生成的Fe2+由a區(qū)向b區(qū)遷移，與b區(qū)的0曠形成Fe(0H)2,

進一步氧化、脫水形成鐵銹

D.若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板，在銅鐵接觸處滴加NaCl溶液，則負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為Cu—2屋

===Cu2+

【解析JA項，根據(jù)在原電池中，陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極的規(guī)律，C1一應(yīng)由b區(qū)向a區(qū)遷移，

故A錯誤；B項，&在液滴外沿反應(yīng)，正極電極反應(yīng)為：02+2H20+4e--M0H-(發(fā)生還原反應(yīng))，故B正

確；C項，液滴下的Fe因發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕，故C錯誤；D項，若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板，在銅

鐵接觸處滴加NaCl溶液,由于Fe的金屬活動性比銅強,Fe仍為負(fù)極,負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為：Fe-2e-

==Fe!+,故D錯誤。

【答案】B

變式拓展

7.銅板上鐵制釘長期暴露在潮濕的空氣中，形成一層酸性水膜后鐵鉀釘會被腐蝕，示意圖如圖所示。下列

說法不正確的是

A.因鐵的金屬性比銅強，所以鐵鉀釘被氧化而腐蝕

B.若水膜中溶解了S02,則鐵鉀釘腐但的速率變小

-

C.銅極上的反應(yīng)是2H42e-^=H"、02+4e+4H-^=2H20

D.在金屬表面涂一層油脂，能防止鐵獅釘被腐蝕

.亨點沖兗也

1.下列有關(guān)金屬腐蝕與防護的說法不正確的是

-

A.鋼鐵在弱堿性條件下發(fā)生電化學(xué)腐蝕的正極反應(yīng)是02+2H,0+4e--MCiH

B.當(dāng)鍍錫鐵制品的鍍層破損時，鍍層仍能對鐵制品起保護作用

C.在海輪外殼連接鋅塊保護外殼不受耨蝕是采用了犧牲陽極的陰極保護法

D.可將地下輸油鋼管與外加直流電源的負(fù)極相連以保護它不受腐蝕

2.下列各組中，每種電解質(zhì)溶液用惰性電極電解時只生成氫氣和氧氣的一組是

A.HC1、CuCLBa(OH)2B.NaOH、CuSO」、H2soi

C.NaOH、H2S0MBa(0H)2D.NaBr、H2S0,>Ba(0H)2

3.利用控制〃OLS)：〃依5)=1：2反應(yīng)得到的產(chǎn)物再用電解法制氫，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)的

說法錯誤的是

微X陽離了?交換膜

FeCl,溶液-

惰

惰

性

性

電

反電

極

應(yīng)極

池ab

A.惰性電極a發(fā)生氧化反應(yīng)

B.Fc(0H)3膠體中滴加溶液X,先有沉淀后沉淀溶解

C.溶液Y加熱蒸發(fā)灼燒最終得到Fe203

D.電解池總反應(yīng)的離子方程式為2羥2++2/屋02也3++比t

4.按如圖所示裝置進行下列不同的操作，其中不正確的是

NaCl溶液

A.鐵腐蝕的速率由快到慢的順序：只閉合K〉只閉合K。都斷開》只閉合電

B.只閉合除正極的電極反應(yīng)式：2H：0+02+4e-===40H

C.先只閉合K”一段時間后，漏斗內(nèi)液面上升，然后只閉合及，漏斗內(nèi)液面上升

D.只閉合L,U形管左、右兩端液面均下降

5.某同學(xué)利用下圖所示裝置探究金屬的腐蝕與防護條件。

下列說法不合理的是

A.①區(qū)Cu電極上產(chǎn)生氣泡，F(xiàn)e電極附近滴加

K：Fe(CN)6溶液后出現(xiàn)藍(lán)色，F(xiàn)e被腐蝕

B.②區(qū)Cu電極附近滴加酚猷后變成紅色，F(xiàn)e電極附近滴加KjFe(CN”］溶液出現(xiàn)藍(lán)色，F(xiàn)e被腐蝕

C.③區(qū)Zn電極的電極反應(yīng)式為ZnNe^-Zn2t,Fe電極附近滴加RjFeOXh］溶液未出現(xiàn)藍(lán)色，F(xiàn)e被保

護

D.④區(qū)Zn電極的電極反應(yīng)式為2H9+2e--H3+20H，F(xiàn)e電極附近滴加AlFelCN，］溶液出現(xiàn)藍(lán)色，F(xiàn)e

被腐蝕

6.下列與金屬腐蝕有關(guān)的說法，正確的是

3%Na。溶液

圖1圖2

圖3圖4

A.圖1中，鐵釘易被腐蝕

B.圖2中，滴加少量K31Fe(CN)6］溶液，沒有藍(lán)色沉淀出現(xiàn)

C.圖3中，燃?xì)庠畹闹行牟课蝗菀咨P，主要是由于高溫下鐵發(fā)生化學(xué)腐蝕

D.圖4中，用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊相當(dāng)于原電池的正極

7.四甲基氫氧化錢［(CH3N0H］常用作電子工業(yè)清洗劑，以四甲基氯化錢［(CHJ,NCI］為原料，采用電滲析法

A.N為正極

B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下制備0.75/M(CH35I0H,a、b兩極共產(chǎn)生16.8L氣體

C.c、e均為陽離子交換膜

--

D.b極電極反應(yīng)式：40H-4e===02t+2H20

8.某同學(xué)做了如下實驗：

下列說法中正確的是

A.加熱鐵片I所在燒杯，電流表指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)

B.用KSCN溶液檢驗鐵片川、IV附近溶液，可判斷電池的正、負(fù)極

C.鐵片I、III的腐蝕速率相等

D.“電流計指針未發(fā)生偏轉(zhuǎn)”，說明鐵片I、鐵片II均未被腐蝕

9.MnO2常用于電池工業(yè)，現(xiàn)電解含MnSOi的某工業(yè)廢液來制備Mn和麗。2,裝置如圖，下列說法不正確的是

離子交換膜

電

電

極__極

a--------------------b

-pH=7.5--pH=4二二

7（Mn24）=----------c（MM"二-

~0.73mol,L_1''1mol,L-1

.的MnSO,溶液二的MnSO,溶液

A.電極b發(fā)生氧化反應(yīng)

B.電極a、b均可用石墨作電極，且通電一段時間后，左、右兩邊溶液的pH均減小

C.通電時，溶液中的S02,通過離子交換膜向右移動

2，

D.電極b的電極反應(yīng)式為：Mn-2e+2H20-----MnO2+4H'

10.乙醛酸(HOOC-CHO)是有機合成的重要中間體。某同學(xué)組裝了下圖所示的電化學(xué)裝置，電極材料I?

IV均為石墨，左池為氫氧燃料電池，右池為用“雙極室成對電解法”生產(chǎn)乙醛酸，關(guān)閉K后，兩極室均

可產(chǎn)生乙醛酸，其中乙二醛與ni電極的產(chǎn)物反應(yīng)生成乙醛酸。下列說法不正確的是

氣體b隔膜

KOH溶液乙二醛溶液乙二酸溶液

濃鹽酸

A.電極II上的電極反應(yīng)式：02+4e-+2H20===40H-

B.電極IV上的電極反應(yīng)式：HOOC-COOH+2e-+2H+===HOOC-CHO+H2（）

C.乙二醛與III電極的產(chǎn)物反應(yīng)生成乙醛酸的化學(xué)方程式：Cl2+OHC-CHO+H20===2HCl+H00C-CH0

D.若有2molH'通過質(zhì)子交換膜并完全參與反應(yīng)，則該裝置中生成的乙醛酸為1mol

11.500mLKNO,和Cu（NO,的混合溶液中,c（NO；）=6.0mol/L用石黑作電極電解此溶液,當(dāng)通電一段

時間后，兩極都收集到22.4L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。假設(shè)電解后溶液的體積仍為500mLo下列說法正確的

是

A.原混合溶液中K+的濃度為1mol/L

B.上述電解過程中共轉(zhuǎn)移4mol電子

C.電解得到的Cu的物質(zhì)的量為0.5ml

D.電解后溶液中H+的濃度為2moi/L

12.一種將燃料電池與電解池組合制備KMnOi的裝置如圖所示（電極甲、乙、丙、丁均為惰性電極）。該裝

置工作時，下列說法不正確的是

c%KOH溶液6%KOH溶液

A.電極丁的反應(yīng)式為\ln0T-e-===MnK

B.電極乙附近溶液的pH減小

C.KOH溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：點＞點＞為

D.導(dǎo)線中流過2mol電子時，理論上有2molK.移入陰極區(qū)

13.下圖所示甲、乙是電化學(xué)實驗裝置。

電源

（1）若甲、乙兩燒杯中均盛有NaCl溶液。

①甲中石墨棒上的電極反應(yīng)式為o

②乙中總反應(yīng)的離子方程式為°

③將濕潤的淀粉KI試紙放在乙燒杯上方，發(fā)現(xiàn)試紙先變藍(lán)后褪色，這是因為過量的Ck氧化了生成的12。

若反應(yīng)中Cb和12的物質(zhì)的量之比為5：1,且生成兩種酸，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

（2）若甲、乙兩燒杯中均盛有CuSO#容液。

①甲中鐵棒上的電極反應(yīng)式為o

②如果起始時乙中盛有200mLpH=5的CuSOi溶液（25C）,一段時間后溶液的pH變?yōu)?,若要使溶液

恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，可向溶液中加入（填寫物質(zhì)的化學(xué)式）go

14.電化學(xué)原理在金屬防腐、能量轉(zhuǎn)換、物質(zhì)合成等方面應(yīng)用廣泛。

（：）通常可用圖1、圖2所示的兩種方式減緩海水對鋼閘門A的腐蝕，則圖1中B通常選擇（填

字母），圖2中C最好選擇（填字母）。

a.鈉塊b.銅塊c.鋅塊d.石墨

圖2中C極上發(fā)生的電極反應(yīng)為

CIO-^H2O

圖3圖4

（2）鎂燃料電池在可移動電子設(shè)備電源和備用電源等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。圖3為“鎂一次氯酸

鹽”燃料電池的原理示意圖，電極為鎂合金和銷合金。

①D為該燃料電池的極（填“正”或“負(fù)”）。E電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為。

②鎂燃料電池的負(fù)極容易發(fā)生自腐蝕使負(fù)極利用率降低，該過程中產(chǎn)生的氣體a為（埴化學(xué)式）。

（3）乙醛酸（HOOC—CHO）是有機合成中的重要中間體。工業(yè)上用“雙極室成對電解法”生產(chǎn)乙醛酸，原

理如圖4所示，該裝置中陰、陽兩極為惰性電極，兩極室均可產(chǎn)生乙醛酸，

①乙二醛（OHC—CHO）與M電極的氣體產(chǎn)物反應(yīng)生成乙醛酸，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

②該電解裝置工作中若有0.5molH*通過質(zhì)子交換膜并完全參與反應(yīng)，則該裝置中生成的乙醛酸的物質(zhì)

的量為_______moIo

直通高考

浙江真題題組

1.［2919?4月浙江選考，節(jié)選］（4）以伯陽極和石墨陰極設(shè)計電解池，通過電解NHIHSOI溶液產(chǎn)生（NH.J2s2。8,

再與水反應(yīng)得到H202,其中生成的NH正SOi可以循環(huán)使用。

①陽極的電極反應(yīng)式是o

②制備HA的總反應(yīng)方程式是。

2.［2018?11月浙江選考，節(jié)選］（二）高鐵酸鉀（LFeO」）可用作水處理劑。某同學(xué)通過“化學(xué)他解法”

探究的合成，其原理如圖所示。接通電源，調(diào)節(jié)電壓，將一定量Ch通入KOH溶液，然后滴入含的溶

液，控制溫度，可制