2023屆新高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)電解池　金屬的腐蝕與防護(hù)夯基礎(chǔ)

課練20電解池金屬的腐蝕與防護(hù)————————————狂刷小題·夯基礎(chǔ)————————————1.考古發(fā)掘出的古代青銅器（含銅、錫等金屬）表面經(jīng)常出現(xiàn)小孔腐蝕，這是一種電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象。小孔腐蝕的過程及銅腐蝕產(chǎn)物（銅銹）的成分如圖所示：已知：2CuCl＋H2O?Cu2O＋2HCl。下列分析不正確的是（）A.氧氣是正極反應(yīng)物B.銅銹的成分與氧氣濃度、pH有關(guān)C.圖2中，Cl－從小孔內(nèi)向小孔外移動D.青銅中的錫也會發(fā)生電化學(xué)腐蝕2.如圖是電解CuCl2溶液的裝置示意圖，其中c、d為石墨電極。則下列有關(guān)判斷正確的是（）A.a為負(fù)極，b為正極B.a為陽極，b為陰極C.電解過程中，d電極質(zhì)量增加D.電解過程中，氯離子濃度不變3.下列裝置的線路接通后，經(jīng)過一段時間，溶液的pH明顯減小的是（）4.[2021·銀川聯(lián)考]化學(xué)用語是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要工具，下列用來表示物質(zhì)變化的化學(xué)用語正確的是（）A.用銅作陰極，石墨作陽極，電解飽和食鹽水時，陽極的電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑B.鉛蓄電池放電時的正極反應(yīng)式為Pb－2e－＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))=PbSO4C.粗銅精煉時，與電源正極相連的應(yīng)是粗銅，該極發(fā)生的電極反應(yīng)只有Cu－2e－=Cu2＋D.鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的正極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋5.CuI是一種不溶于水的白色固體，它可以由反應(yīng)：2Cu2＋＋4I－=2CuI↓＋I(xiàn)2而得到，如圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時間后，在KI－淀粉溶液中陽極周圍變藍(lán)色，則下列說法正確的是（）A.若a極變紅，則在Pt電極上：2I－－2e－=I2，淀粉遇碘變藍(lán)B.若b極變紅，在Pt電極上：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，O2將I－氧化為I2，淀粉遇碘變藍(lán)C.若a極變紅，在Cu電極上，開始Cu＋I(xiàn)－－e－=CuI；一段時間后2I－－2e－=I2，淀粉遇碘變藍(lán)D.若b極變紅，在Cu極上：Cu－2e－=Cu2＋，溶液顯藍(lán)色6.如圖所示，在一定電壓下用惰性電極電解由等物質(zhì)的量濃度的FeCl2、HCl組成的混合溶液。已知在此電壓下，陰、陽離子根據(jù)放電能力順序，都可能在陽極放電，下列分析正確的是（）A.C1電極上的電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑B.C1電極處溶液首先變黃色C.C2電極上可依次發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe2＋－e－=Fe3＋、2Cl－－2e－=Cl2↑D.當(dāng)C1電極上有2g物質(zhì)生成時，就會有2NA個電子通過溶液發(fā)生轉(zhuǎn)移7.用多孔石墨電極完成下列實(shí)驗(yàn)。下列解釋或推理合理的是（）實(shí)驗(yàn)步驟現(xiàn)象Ⅰ中，a、b兩極均產(chǎn)生氣泡Ⅱ中，a極上析出紅色固體Ⅲ中，a極上析出灰白色固體A.電解Ⅰ一段時間后，c（Na2SO4）一定增大B.由Ⅱ中反應(yīng)H2＋Cu2＋=Cu↓＋2H＋可知用玻璃導(dǎo)管將H2通入CuSO4溶液也會產(chǎn)生紅色沉淀C.Ⅲ中，只可能發(fā)生反應(yīng)2Ag＋＋Cu=Cu2＋＋2AgD.Ⅰ中，a極上既發(fā)生了化學(xué)過程，也發(fā)生了物理過程8.[2021·浙江1月]鎳鎘電池是二次電池，其工作原理示意圖如下（L為小燈泡，K1、K2為開關(guān)，a、b為直流電源的兩極）。下列說法不正確的是（）A.斷開K2、合上K1，鎳鎘電池能量轉(zhuǎn)化形式：化學(xué)能→電能B.斷開K1、合上K2，電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)C.電極B發(fā)生氧化反應(yīng)過程中，溶液中KOH濃度不變D.鎳鎘二次電池的總反應(yīng)式：Cd＋2NiOOH＋2H2Oeq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))Cd（OH）2＋2Ni（OH）29.[2021·浙江卷6月]某全固態(tài)薄膜鋰離子電池截面結(jié)構(gòu)如圖所示，電極A為非晶硅薄膜，充電時Li＋得電子成為Li嵌入該薄膜材料中；電極B為LiCoO2薄膜；集流體起導(dǎo)電作用。下列說法不正確的是（）A.充電時，集流體A寫外接電源的負(fù)極相連B.放電時，外電路通過amol電子時，LiPON薄膜電解質(zhì)損失amolLi＋C.放電時，電極B為正極，反應(yīng)可表示為Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－=LiCoO2D.電池總反應(yīng)可表示為LixSi＋Li1－xCoO2eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))Si＋LiCoO210.[2021·全國乙卷]沿海電廠采用海水為冷卻水，但在排水管中生物的附著和滋生會阻礙冷卻水排放并降低冷卻效率。為解決這一問題，通常在管道口設(shè)置一對惰性電極（如圖所示），通入一定的電流。下列敘述錯誤的是（）A.陽極發(fā)生將海水中的Cl－氧化生成Cl2的反應(yīng)B.管道中可以生成氧化滅殺附著生物的NaClOC.陰極生成的H2應(yīng)及時通風(fēng)稀釋安全地排入大氣D.陽極表面形成的Mg（OH）2等積垢需要定期清理11.[2021·全國甲卷]乙醛酸是一種重要的化工中間體，可采用如圖所示的電化學(xué)裝置合成。圖中的雙極膜中間層中的H2O解離為H＋和OH－，并在直流電場作用下分別向兩極遷移。下列說法正確的是（）A.KBr在上述電化學(xué)合成過程中只起電解質(zhì)的作用B.陽極上的反應(yīng)式為：＋2H＋＋2e－→＋H2OC.制得2mol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H＋在外電場作用下向鉛電極方向遷移12.[2021·廣東卷]鈷（Co）的合金材料廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械制造等領(lǐng)域。如圖為水溶液中電解制備金屬鈷的裝置示意圖。下列說法正確的是（）A.工作時，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大B.生成1molCo，Ⅰ室溶液質(zhì)量理論上減少16gC.移除兩交換膜后，石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)不變D.電解總反應(yīng)：2Co2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2Co＋O2↑＋4H＋13.[2022·陜西省咸陽市高三模擬]碳酸二甲酯[（CH3O）2CO]是一種具有發(fā)展前景的“綠色”化工產(chǎn)品。電化學(xué)法合成碳酸二甲酯的工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是（）A.石墨Ⅰ與直流電源正極相連B.H＋由石墨Ⅱ通過質(zhì)子交換膜向石墨Ⅰ移動C.石墨Ⅰ上發(fā)生的電極反應(yīng)為2CH3OH＋CO－2e－=（CH3O）2CO＋2H＋D.電解過程中，陰極和陽極消耗氣體的物質(zhì)的量之比為1∶214.[2022·廣東省佛山市質(zhì)檢]雙極電化學(xué)法（裝置如圖）是在傳統(tǒng)電解裝置中放置了導(dǎo)電性電極BPE，通電時，BPE兩端界面產(chǎn)生電勢差，生成梯度合金。下列有關(guān)說法錯誤的是（）A.m為電源負(fù)極B.BPE的b端比a端的電勢高C.BPE的a端發(fā)生的反應(yīng)為：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－D.BPE的b端到中心的不同位置，能形成組成不同的銅鎳合金15.[2021·西安期末]某?；顒有〗M為探究金屬腐蝕的相關(guān)原理，設(shè)計(jì)了如下裝置（圖a）。圖a的鐵棒末段分別連上一塊Zn片和Cu片，并靜置于含有K3[Fe（CN）6]及酚酞的混合凝膠上，一段時間后發(fā)現(xiàn)凝膠的某些區(qū)域發(fā)生了變化（圖b）。下列說法錯誤的是（）A.甲區(qū)發(fā)生的電極反應(yīng)式：Fe－2e－=Fe2＋B.乙區(qū)產(chǎn)生Zn2＋C.丙區(qū)呈現(xiàn)紅色D.丁區(qū)呈現(xiàn)藍(lán)色16.[2022·廣東省茂名市高三二模]我國科學(xué)家在太陽能可規(guī)模化分解水制氫方面取得新進(jìn)展——率先提出并驗(yàn)證了一種全新的基于粉末納米顆粒光催化劑太陽能分解水制氫的“氫農(nóng)場”策略，其太陽能光催化全分解水制氫的效率創(chuàng)國際最高記錄（示意圖如圖所示，M1、M2為含鐵元素的離子）。下列說法正確的是（）A.制O2裝置中，太陽能轉(zhuǎn)化為電能B.制H2裝置中，交換膜為陰離子交換膜C.系統(tǒng)制得1molH2的同時可制得1molO2D.制H2時陽極可發(fā)生反應(yīng)：[Fe（CN）6]4－－e－=[Fe（CN）6]3－狂刷小題夯基礎(chǔ)[練基礎(chǔ)]1．CA項(xiàng)，在形成銅銹的過程中，Cu為原電池的負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，由于電解質(zhì)溶液呈中性，發(fā)生吸氧腐蝕，正極上氧氣得到電子，變?yōu)镺H－，因此氧氣是正極反應(yīng)物，正確。B項(xiàng)，根據(jù)圖2，在銹蝕小孔外銅銹成分為Cu2（OH）2CO3、Cu2（OH）3Cl，Cu元素化合價為＋2，在小孔附近物質(zhì)是Cu2O，小孔內(nèi)壁物質(zhì)成分是CuCl，Cu元素化合價為＋1，小孔外氧氣濃度大，Cu元素價態(tài)高，小孔內(nèi)氧氣濃度小，Cu元素價態(tài)低，可得銅銹成分與氧氣濃度有關(guān)；在溶液酸性較強(qiáng)時反應(yīng)2CuCl＋H2O?Cu2O＋2HCl的平衡逆向移動，成分主要是CuCl，若溶液酸性減弱，平衡正向移動，成分主要是Cu2O，可見銅銹成分也與溶液的pH有關(guān)，正確。C項(xiàng)，溶液中Cl－總是向“低洼處”流動，因此會從小孔外向小孔內(nèi)移動，在氧氣濃度較小時與＋1價Cu形成難溶性固體CuCl，錯誤；D項(xiàng)，由于Sn是比較活潑的金屬，會與活動性比Sn弱的金屬構(gòu)成原電池，Sn作負(fù)極被氧化而引起電化學(xué)腐蝕，正確。2．C根據(jù)電流方向可判斷出a為正極，b為負(fù)極，c為陽極，d為陰極，則A、B項(xiàng)錯誤。電解CuCl2溶液的過程中陽極（c極）的電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑，c（Cl－）減小，陰極（d極）的電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=Cu，析出的Cu附著在d電極上，使d電極質(zhì)量增加，故C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯誤。3．DA項(xiàng)，該裝置是原電池裝置，H＋放電生成氫氣，溶液的pH增大，錯誤；B項(xiàng)，該裝置是電解池，Cu＋2H2O=Cu（OH）2＋H2↑，OH－濃度增大，溶液的pH增大，錯誤；C項(xiàng)，電解食鹽水，生成氫氧化鈉使溶液的pH增大，錯誤；D項(xiàng)，電解硫酸銅的實(shí)質(zhì)是電解水和硫酸銅，水中的OH－放電使溶液中氫離子的濃度增大，溶液的pH減小，正確。4．A用銅作陰極，石墨作陽極，電解飽和食鹽水時，氯離子的還原性大于氫氧根離子，陽極的電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑，A項(xiàng)正確；鉛蓄電池放電時的正極反應(yīng)式為PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2e－=PbSO4＋2H2O，負(fù)極反應(yīng)式為Pb－2e－＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))=PbSO4，B項(xiàng)錯誤；粗銅精煉時，與電源正極相連的應(yīng)是粗銅，該極發(fā)生的電極反應(yīng)除Cu－2e－=Cu2＋外，還有比銅活潑的雜質(zhì)金屬失電子的反應(yīng)，C項(xiàng)錯誤；鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的負(fù)極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋，D項(xiàng)錯誤。5．C電解NaCl溶液（滴入酚酞），陰極附近變紅，若a極變紅，則該極上是氫離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，所以a為陰極，b為陽極，Y為電源的正極，X為負(fù)極，則Pt電極為陰極，該極上是氫離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，析出氫氣，故A錯誤；若b極變紅，則該極上是氫離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，所以b為陰極，a為陽極，Y為電源的負(fù)極，X為正極，則Pt電極為陽極，該極上是碘離子發(fā)生失電子生成碘單質(zhì)的氧化反應(yīng)，淀粉遇碘變藍(lán)，故B錯誤；若a極變紅，則X為電源的負(fù)極，Y為正極，故Cu電極為陽極，則發(fā)生反應(yīng)：Cu－2e－=Cu2＋，2Cu2＋＋4I－=2CuI↓＋I(xiàn)2，碘遇淀粉變藍(lán)，故C正確；若b極變紅，則該極上是氫離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，析出氫氣，故D錯誤。6．CC1電極與電源的負(fù)極相連，作陰極，溶液中的H＋在陰極放電，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑，A錯誤；C1電極上H＋放電生成H2，C2電極與電源的正極相連，作陽極，F(xiàn)e2＋的還原性強(qiáng)于Cl－，則依次發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe2＋－e－=Fe3＋、2Cl－－2e－=Cl2↑，故C2電極處溶液先變黃色，B錯誤，C正確；電子只能通過導(dǎo)線傳遞，不能通過溶液傳遞，D錯誤。7．D電解Na2SO4溶液相當(dāng)于電解水，若原Na2SO4溶液為飽和溶液，電解一段時間后消耗一部分水，電解液仍為飽和溶液，此時Na2SO4溶液的濃度不變，A說法錯誤；Ⅱ中出現(xiàn)的現(xiàn)象是因?yàn)樾纬闪嗽姵兀绻貌Ａ?dǎo)管通入H2，無法形成原電池，故無紅色固體現(xiàn)象產(chǎn)生，B說法錯誤；Ⅲ中假如還有氫氣存在的話，還可能發(fā)生氫氣置換銀的反應(yīng)：2Ag＋＋H2=2Ag↓＋2H＋，C說法錯誤；Ⅰ中除電解水的化學(xué)過程外，還存在多孔石墨電極吸附氫氣和氧氣的物理過程，D項(xiàng)說法正確。[練高考]8．C斷開K2、合上K1，發(fā)生的是原電池反應(yīng)，所以能量轉(zhuǎn)化形式為化學(xué)能→電能，A說法正確；斷開K1、合上K2，發(fā)生的是電解池反應(yīng)，電極A與電源負(fù)極相連，為陰極，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，B說法正確；當(dāng)發(fā)生電解反應(yīng)時，電極B是陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2Ni（OH）2＋2OH－－2e－=2NiOOH＋2H2O，根據(jù)電極反應(yīng)式可知溶液中KOH濃度降低，C說法錯誤；根據(jù)題給裝置圖中物質(zhì)的變化過程可得總反應(yīng)式為Cd＋2NiOOH＋2H2Oeq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))Cd（OH）2＋2Ni（OH）2，D說法正確。9．B本題考查電化學(xué)原理。由電池截面結(jié)構(gòu)圖可知，集流體A與電極A相連，由電池分析可知，充電時電極A為陰極，集流體起導(dǎo)電作用，即集流體A與外接電源的負(fù)極相連，A正確；由電池總反應(yīng)可知，放電時，LiPON薄膜電解質(zhì)起傳導(dǎo)Li＋的作用，故沒有Li＋的損失，B錯誤；由電池分析可知，C、D正確。10．D海水中含有較大濃度的Cl－，通電后Cl－能在陽極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成Cl2，A項(xiàng)正確；電解過程中陰極區(qū)有NaOH生成，陽極上生成的Cl2與陰極區(qū)生成的NaOH反應(yīng)可得到NaClO，B項(xiàng)正確；H2具有可燃性，故應(yīng)及時排入大氣，以免出現(xiàn)意外，C項(xiàng)正確；陰極的電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，生成的OH－與海水中的Mg2＋結(jié)合形成Mg（OH）2，故Mg（OH）2主要在陰極上形成，D項(xiàng)錯誤。11．D根據(jù)圖示，石墨電極一側(cè)發(fā)生反應(yīng)2Br－－2e－=Br2、OHC—CHO＋Br2＋H2O→HOOC—CHO＋2HBr，總反應(yīng)為OHC—CHO－2e－＋H2O=HOOC—CHO＋2H＋，因此石墨電極為陽極，KBr不只是起到電解質(zhì)的作用，A項(xiàng)錯誤，B項(xiàng)錯誤；根據(jù)陽極總反應(yīng)OHC—CHO－2e－＋H2O=HOOC—CHO＋2H＋、陰極反應(yīng)HOOC—COOH＋2e－＋2H＋=HOOC—CHO＋H2O，可得總反應(yīng)式為OHC—CHO＋HOOC—COOH=2HOOC—CHO，故制得2mol乙醛酸，理論上外電路中遷移了2mol電子，C項(xiàng)錯誤；根據(jù)陰極（鉛電極）反應(yīng)，雙極膜中間層中的H＋在外電場作用下向陰極（鉛電極）遷移，D項(xiàng)正確。12．D石墨電極為陽極，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，H＋通過陽離子交換膜由Ⅰ室進(jìn)入Ⅱ室，右側(cè)Co電極為陰極，電極反應(yīng)式為Co2＋＋2e－=Co，Cl－通過陰離子交換膜由Ⅲ室進(jìn)入Ⅱ室，與H＋結(jié)合生成鹽酸。由上述分析知，Ⅰ室中水放電使硫酸濃度增大，Ⅱ室中生成鹽酸，故Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均減小，A錯誤；生成1molCo時，轉(zhuǎn)移2mol電子，Ⅰ室有0.5molO2（即16g）逸出，有2mol（即2g）H＋通過陽離子交換膜進(jìn)入Ⅱ室，則Ⅰ室溶液質(zhì)量理論上減少18g，B錯誤；移除兩交換膜后，石墨電極上的電極反應(yīng)為2Cl－－2e－=Cl2↑，C錯誤；根據(jù)上述分析可知，電解時生成了O2、Co、H＋，則電解總反應(yīng)為2Co2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2Co＋O2↑＋4H＋，D正確。[練模擬]13．B該裝置有外接電源，是電解池，由圖可知甲醇和一氧化碳失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成碳酸二甲酯，則電極石墨Ⅰ為陽極，陽極反應(yīng)為2CH3OH＋CO－2e－=（CH3O）2CO＋2H＋，電極石墨Ⅱ?yàn)殛帢O，陽極產(chǎn)生的氫離子從質(zhì)子交換膜通過移向陰極，氧氣在陰極得電子與氫離子反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)為O2＋4e－＋4H＋=2H2O，據(jù)此解答。石墨Ⅰ為陽極，與直流電源正極相連，故A正確；電解池工作時，陽離子向陰極移動，即H＋由石墨Ⅰ通過質(zhì)子交換膜向石墨Ⅱ移動，故B錯誤；石墨Ⅰ為陽極，陽極上是甲醇和一氧化碳反應(yīng)失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為2CH3OH＋CO－2e－=（CH3O）2CO＋2H＋，故C正確；常溫常壓下甲醇是液體，電解池工作時轉(zhuǎn)移電子守恒，根據(jù)關(guān)系式2CO～4e－～O2可知陰極消耗的氧氣與陽極消耗的一氧化碳物質(zhì)的量之比為1∶2，故D正確；故答案為B。14．C由電解裝置圖可知，n極水發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，則n極為正極，電極反應(yīng)為：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，則溶液中靠近正極的b端電勢高于靠近負(fù)極的a端，則b端得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：（1－x）Cu2＋＋x