1、 1 电解池 金属的腐蚀与防护 (建议用时：35 分钟) 1(2019 绵阳模拟)下列表述不正确的是( ) C 根据原电池的工作原理，锌为负极，铜为正极，阴离子向负极移动，A 正确；根据电解原理，a 为阳极，其电极反应式为 2Cl 2e=Cl 2，b 为阴极， Cu2 2e=Cu，因此 a 极产生的气体能使淀粉碘化钾试纸变蓝，B 正确；粗铜 作阳极，Cu2e =Cu2，C 错误；发生吸氧腐蚀，正极得电子，电极反应式为 O22H2O4e =4OH，D 正确。 2 (2019 广东名校联考)“水”电池是一种利用淡水与海水之间含盐量差别进 行发电的电池，其总反应为 5MnO22Ag2NaCl=Na2
2、Mn5O102AgCl，如图以 “水”电池为电源电解酸性 FeCl2溶液，X 电极附近溶液先变黄，下列有关分析 不正确的是( ) 2 A该装置只涉及两种能量之间的转化 B在线路中安装电压调节装置，可通过现象判断 Fe2 和 Cl的还原性强弱 C“水”电池内 Na 不断向正极移动 D为负极，其电极反应式为 AgCl e=AgCl A “水”电池工作时化学能转化为电能， 同时伴随着热量的变化， A 项错误； 根据 X 电极附近溶液先变黄可知，先是 Fe2 被氧化，后是 Cl被氧化，若在线路 中安装电压调节装置，则可根据电压和现象判断 Fe2 和 Cl的还原性强弱，B 项 正确；“水”电池工作时，阳
3、离子向正极移动，阴离子向负极移动，故 C 项正确； 结合上述分析，可知为“水”电池的负极，负极上 Ag 失电子发生氧化反应，其 电极反应式为 AgCl e=AgCl，D 项正确。 3用如图所示装置电解一段时间后，下列叙述错误的是( ) A电极、电极均为 Fe，A 为 NaCl 溶液，两电极间可能会出现白色沉 淀 B电极、电极均为石墨，A 为 FeCl2溶液，电极附近溶液变成黄绿色 C电极、电极均为 Pt，A 为饱和 Na2SO4溶液，电解质溶液中有晶体析 出 D电极、电极均为 Al，A 为 AlCl3溶液，电极质量增加 D A 项，电极、电极均为 Fe，A 为 NaCl 溶液，则在阳极、阴极分
4、别 生成亚铁离子和氢氧根离子，两电极间可能会出现白色沉淀，正确；B 项，电极 、电极均为石墨，A 为 FeCl2溶液，电极上氯离子失电子变成氯气，而使 其附近溶液变成黄绿色，正确；C 项，电极、电极均为 Pt，A 为饱和 Na2SO4 溶液，电解后水减少，电解质溶液中有晶体析出，正确；D 项，电极、电极 均为 Al，A 为 AlCl3溶液，电极上氢离子得电子生成 H2，电极质量不增加， 错误。 4(2019 三晋质检)一种脱除废水中 NH 4的电化学装置如图所示，下列说法 正确的是( ) 3 A该装置将化学能转变为电能 B该装置工作时，Cl 向阴极移动 CNH 4在阴极上被还原为 N2，阴极周
5、围溶液的 pH 增大 D阳极的电极反应式为 Cl H 2O2e =ClO2H D 该装置为电解池，将电能转变为化学能，故 A 错误；电解池中阴离子向 阳极移动，故 B 错误；用电解法处理含有 NH 4的废水，阴极上是水电离出的氢离 子得电子发生还原反应：2H2O2e =H 22OH ，阳极的电极反应式为 Cl H2O2e =ClO2H， ClO、 H再将 NH 4氧化为 N2， 故 C 错误， D 正确。 5如图所示实验装置，下列说法不正确的是 ( ) A装置为铁的吸氧腐蚀实验 B一段时间后，向插入铁钉的玻璃筒内滴入 NaOH 溶液，即可观察到铁钉 附近的溶液有沉淀 C向插入石墨棒的玻璃筒内滴
6、入石蕊试液，可观察到石墨附近的溶液变红 D若将装置中饱和食盐水换成稀硫酸，装置内发生析氢腐蚀 C 无锈铁钉通过导线与石墨棒相连并插入饱和食盐水中形成原电池，由于 NaCl 溶液呈中性，故铁钉发生吸氧腐蚀，则正极反应式为 2H2OO24e = 4OH ，A 正确；发生腐蚀时，Fe 作负极被氧化，电极反应式为 Fe2e= Fe2 ，一段时间后，铁钉附近溶液中含有 Fe2，滴入 NaOH 溶液时，先生成 Fe(OH)2沉淀，后被氧化生成 Fe(OH)3沉淀，B 正确；发生吸氧腐蚀时，石墨 棒周围溶液呈碱性，滴入石蕊试液，溶液变成蓝色，C 错误；将装置中饱和食盐 水换成稀硫酸，电解质溶液呈酸性，发生腐
7、蚀时，正极反应式为 2H 2e= H2，故发生析氢腐蚀，D 正确。 6(2019 沈阳模拟)氯碱工业的原理改进方法如图所示：分两个阶段进行，下 列说法错误的是( ) 4 A在阶段中，a 为电源正极、b 为电源负极 B阶段阴极反应：Na0.44xMnO2xe xNa=Na 0.44MnO2 C该方法比传统氯碱工业减少了阳离子交换膜，避免氢气和氯气混合，便 于 NaOH 提纯 D阶段、的反应不能都在饱和食盐水的条件下进行 A 阶段中，左侧电极的电极反应式为 2H2O2e =H 22OH ， 则该电极为阴极，a 为电源负极，b 为电源正极，A 项错误；阶段中， Na0.44xMnO2在阴极发生还原反
8、应生成 Na0.44MnO2， 其电极反应式为 Na0.44xMnO2 xe xNa=Na 0.44MnO2，B 项正确；和传统氯碱工业相比，该方法减少了阳 离子交换膜，阶段和阶段分别产生 H2和 Cl2，便于 NaOH 提纯，C 项正确； 若阶段在饱和食盐水中进行，则阴极和阳极分别产生 H2和 Cl2，达不到改进目 的，故阶段、的反应不能都在饱和食盐水中进行，D 项正确。 7 (2019 武汉模拟)某化学课外活动小组拟用铅蓄电池进行电絮凝净水的实验 探究，设计的实验装置如图所示，下列叙述正确的是( ) AY 极的电极反应：Pb2e =Pb2 B铅蓄电池工作时 SO2 4向 Y 极移动 C电解
9、池中发生的反应仅有 2Al6H2O= 电解 2Al(OH)33H2 D每消耗 103.5 g Pb，理论上电解池阴极上有 0.5 mol H2生成 D 根据电解池中 Fe 电极上 H2O 转化为 H2，发生还原反应，知 Fe 电极为 阴极，故 X 极为负极，Y 极为正极，Y 极的电极反应为 PbO22e 4HSO2 4 =PbSO42H2O，A 项错误；原电池中阴离子向负极移动，因此铅蓄电池工作时 5 SO2 4向 X 极移动，B 项错误；根据图像可知 Al 电极上既有铝离子生成，又有氧 气放出，说明铝电极上发生的氧化反应有两个：Al3e =Al3、2H 2O4e =O24H ，因此电解池中发
10、生的反应有 2Al6H 2O= 电解 2Al(OH)33H2、 2H2O= 电解 2H2O2，C 项错误。 8 (2019 湖南四校联考)碳呼吸电池被誉为改变世界的创新技术， 用碳呼吸电 池为钠硫电池充电的装置如图所示。下列说法不正确的是( ) Ab 极是多孔碳电极 B充电时，Na 通过固体氧化铝陶瓷向 M 极移动 C随着反应的进行，碳呼吸电池中 C2O2 4浓度不断减小 D充电过程中碳呼吸电池每消耗 1 mol Al，N 极上可生成 1.5x mol S 单质 C 由题图可知，碳呼吸电池为原电池，钠硫电池充电装置为电解池，根据 各电极上物质变化及固体氧化铝陶瓷可传导 Na 进行分析： 电极
11、电极反应 碳呼吸电池 (原电池) Al 电极(负极) 2Al3C2O2 46e =Al2(C2O4)3 多孔碳电极(正极) 2CO22e =C 2O2 4 总反应 2Al6CO2=Al2(C2O4)3 钠硫电池 充电装置 (电解池) M 极(阴极) Na e=Na N 极(阳极) S2 x2e =xS 总反应 Na2Sx=2NaxS 由上述分析知 N 极为阳极，应接外接电源的正极，故 b 极为碳呼吸电池的正 极，即 b 极为多孔碳电极，A 项正确；电解池中，阳离子向阴极移动，即 Na 移 向 M 极，B 项正确；由碳呼吸电池的总反应知，C2O2 4浓度不变，C 项错误；由 各电极上转移电子数相
12、等可知，每消耗 1 mol Al，N 极上可生成 1.5x mol S 单质， D 项正确。 6 9 (2019 惠州模拟)如图是利用甲醇燃料电池进行电化学研究的装置图， 下列 说法正确的是( ) A甲池是化学能转化为电能的装置，总反应式为 2CH3OH3O2=2CO2 4H2O B乙池中的 Ag 不断溶解 C反应一段时间后要使乙池恢复原状，可加入一定量 Cu(OH)2固体 D当甲池中 280 mL(标准状况下)O2参加反应时，乙池中理论上可析出 1.6 g 固体 D 甲池是化学能转化为电能的装置，属于碱性燃料电池，总反应式为 2CH3OH3O24KOH=2K2CO36H2O，A 项错误；乙池
13、 Ag 电极上 Cu2 放电，Ag 不溶解，B 项错误；根据乙池中总反应知，要使乙池恢复原状，可加入 一定量 CuO，C 项错误；甲池中消耗 280 mL(标准状况下)O2时转移电子 0.05 mol，根据各电极上转移电子数相等知，乙池中理论上生成 0.025 mol Cu，所 以析出固体的质量0.025 mol 64 gmol 11.6 g，D 项正确。 10(2019 合肥质检)如图所示，U 形管内盛有 100 mL 的溶液，按要求回答 下列问题： (1)断开 K2，闭合 K1，若所盛溶液为 CuSO4溶液，则 A 极为_极，B 极的电极反应式为_ _。 若所盛溶液为 KCl 溶液，则 B
14、 极的电极反应式为_ _。 (2)断开 K1，闭合 K2，若所盛溶液为滴有酚酞的足量 NaCl 溶液，则： 7 A 电极附近可以观察到的现象是_， Na 移向_(填“A”或“B”) 极。 B 电极上的电极反应式为_， 总反应的化学方程式是_。 反应一段时间后断开 K2，若忽略溶液的体积变化和气体的溶解，B 极产生 气体的体积(标准状况)为 11.2 mL，将溶液充分混合，常温下溶液的 pH 约为 _。若要使电解质溶液恢复到原状态，需向 U 形管内加入或通入一定量的 _。 解析 (1)断开 K2，闭合 K1时，该装置是原电池，锌作负极，碳作正极， 正极上铜离子得电子生成铜，发生还原反应，电极反应
15、式为 Cu2 2e=Cu；所 盛溶液为 KCl 溶液时发生吸氧腐蚀，正极(B 极)的电极反应式为 O22H2O4e =4OH 。(2)断开 K 1，闭合 K2，若所盛溶液为滴有酚酞的 NaCl 溶液，该装置是 电解池。碳棒是阳极，锌棒是阴极，电解时，锌棒上氢离子放电生成氢气，同 时电极附近生成的氢氧根离子导致溶液呈碱性，加入酚酞溶液后变红；溶液中的 Na 向阴极移动，即向 A 电极移动；电解时，阳极 B 上氯离子放电生成氯气： 2Cl 2e=Cl 2，阴极上氢离子放电生成氢气，同时溶液中生成氢氧化钠，所 以电池总反应式为 2NaCl2H2O= 电解 2NaOHH2Cl2；由可知，B 极 产生(
16、标准状况)11.2 mL Cl2，生成 0.001 mol NaOH。故 c(OH )0.01 mol L 1，c(H) Kw cOH 10 14 0.01 mol L 11012 mol L1，故 pH12。两极逸出 的气体分别是 H2和 Cl2，故要使电解质溶液恢复到原状态，需向 U 形管内通入一 定量的 HCl 气体。 答案 (1)负 Cu2 2e=Cu O 22H2O4e =4OH (2)溶液变红 A 2Cl 2e=Cl 2 2NaCl2H2O= 电解 2NaOH Cl2H2 12 HCl 11(2019 唐山模拟)某科研小组将含硫化氢的工业废气进行了资源化利用， 将获得的电能用于制取
17、“84”消毒液。 已知： 2H2S(g)O2(g)=S2(s)2H2O(l) H 632 kJ mol 1。下图为该小组设计的原理图。下列说法正确的是( ) 8 A电极 a 为燃料电池正极 B电极 b 上发生的电极反应为 O24e 2H 2O=4OH C电路中每流过 4 mol 电子，电池内部释放热能小于 632 kJ Da 极每增重 32 g，导气管 e 将收集到气体 11.2 L(标准状况) C 电极 a 上 H2S 转化为 S2， 发生氧化反应， 为燃料电池的负极， A 项错误； 电极 b 上 O2转化为 H2O，电极反应为 O24e 4H=2H 2O，B 项错误；电路 中每流过 4 m
18、ol 电子，消耗 1 mol O2，但该装置将化学能转化为电能，电池内部 基本上不放出热量，故释放热能小于 632 kJ，C 项正确；a 极为负极，电极反应为 2H2S4e =4HS 2，电极 c 为阴极，电极反应为 2H 2e=H 2，根据各 电极上转移电子数目相等，可得关系式：S22H2，故导气管 e 收集到的 H2在标 准状况下的体积为 32 g 64 g mol 1222.4 L mol 122.4 L，D 项错误。 教师用书独具 某同学进行下列实验： 操作 现象 取一块打磨过的生铁片，在其表面滴 1 滴含酚酞和 K3Fe(CN)6的食盐水 放置一段时间后，生铁片上出现 如图所示“斑痕
19、”。其边缘处为 红色，中心区域为蓝色，在两色 环交界处出现铁锈 下列说法不合理的是 ( ) A生铁片发生吸氧腐蚀 B中心区：Fe2e =Fe2 C边缘处：O22H2O4e =4OH D交界处：4Fe2 O 210H2O=4Fe(OH)38H D 生铁片边缘处为红色，说明生成了氢氧根离子，O22H2O4e 9 =4OH ，生铁片发生吸氧腐蚀，故 A、C 合理；根据实验现象，中心区域为 蓝色，说明生成了亚铁离子，Fe2e =Fe2，故 B 合理；在两色环交界处出 现铁锈，是因为生成的氢氧化亚铁被氧气氧化生成了氢氧化铁，故 D 不合理。 12(2019 试题调研)爱迪生蓄电池在充电和放电时发生的反应
20、为 FeNiO2 2H2O 放电 充电 Fe(OH)2Ni(OH)2。用其电解 NaOH 浓溶液制备高铁酸钠(Na2FeO4) 的装置如图所示。下列说法正确的是( ) A放电时，蓄电池 Fe 电极上的电极反应式为 Fe2H2O2e =Fe(OH) 2 2H BX 极为 NiO2极，Ni 电极发生还原反应 C离子交换膜为阳离子交换膜 D当生成 1.66 g Na2FeO4时，通过离子交换膜的 OH 为 0.06 mol D 放电时蓄电池为原电池，由方程式可知此电池为碱性电池，铁电极不能 生成 H ，负极反应式为 Fe2e2OH=Fe(OH) 2，A 项错误；制备 Na2FeO4， 需由 Fe 作
21、阳极失去电子，则 Y 极是正极，所以 X 极是负极，而蓄电池中 Fe 失电 子，故 Fe 作负极，因此 X 极为 Fe 极，发生氧化反应，Ni 电极为阴极，发生还原 反应， B项错误； 电解池中， 铁电极是阳极， 电极反应式为Fe6e 8OH=FeO2 4 4H2O，Ni 电极上氢离子放电，电极反应式为 2H2O2e =H 22OH ，图 中的离子交换膜为阴离子交换膜，C 项错误；生成 1.66 g 即 0.01 mol Na2FeO4， 失去 0.06 mol 电子，为保持电荷守恒，通过离子交换膜的 OH 为 0.06 mol，D 项 正确。 13电解法制取有广泛用途的 Na2FeO4，同时
22、获得氢气：Fe2H2O2OH = 电解 FeO2 43H2，工作原理如图 1 所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红 色 FeO2 4，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐 色物质。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被 H2还原。 10 (1)电解一段时间后，c(OH )降低的区域在_(填“阴极室”或“阳极 室”)。阳极反应式为_ _。 (2)电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是_。 (3)c(Na2FeO4)随初始 c(NaOH)的变化如图 2，任选 M、N 两点中的一点，分 析 c(Na2FeO4)低于最高值的原因： _ _ _。 解析 (1)根
23、据电解总反应： Fe2H2O2OH = 电解 FeO2 43H2， 结合阳 极发生氧化反应知，阳极反应式为 Fe6e 8OH=FeO2 44H2O，结合阴极 发生还原反应知，阴极反应式为 2H2O2e =2OHH 2，则阳极室消耗 OH 且无补充，故 c(OH )降低。(2)结合题给信息“Na 2FeO4易被氢气还原”知，阴极 产生的氢气不能接触到 Na2FeO4，故需及时排出。(3)图示中随着 c(NaOH)增大， c(Na2FeO4)先增大后减小，结合已知信息“Na2FeO4只在强碱性条件下稳定”知， M 点 c(Na2FeO4)低的原因是 c(OH )低，反应速率小且 Na 2FeO4稳定性差。结合已 知信息“若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质”知，N 点 c(Na2FeO4)低的原因是 c(OH )过高，铁电极上产生 Fe(OH) 3或 Fe2O3，使 Na2FeO4 产率降低。 答案 (1)阳极室 Fe6e 8OH=FeO2 44H2O (2)防止 Na2FeO4与 H2反应使产率降低 (3)M 点：c(OH )低，Na 2FeO4稳定性差，且反应慢；N 点： c(OH )过高，铁电极上有 Fe(OH) 3(或 Fe2O3)生成，使 Na2FeO4产率降低
