電解池 金屬的腐蝕與防護(建議用時：60分鐘)一、選擇題(每小題只有一個選項符合題意)1．電解法精煉含有Fe、Zn、Ag等雜質(zhì)的粗銅。下列敘述正確的是(　　)A．電解時以硫酸銅溶液作電解液，精銅作陽極B．粗銅與電源負極相連，發(fā)生氧化反應C．陰極上發(fā)生的反應是 Cu2＋＋2e－===CuD．電解后Fe、Zn、Ag等雜質(zhì)會沉積在電解槽底部形成陽極泥C　解析：根據(jù)電解池原理，粗銅作陽極，比銅活潑的Zn、Fe等雜質(zhì)發(fā)生氧化反應，比Cu不活潑的金屬單質(zhì)，如Ag等在陽極底部沉積；精銅作陰極，只發(fā)生Cu2＋＋2e－===Cu。2．取一張用飽和NaCl溶液浸濕的pH試紙，兩根鉛筆芯作電極，接通直流電源，一段時間后，發(fā)現(xiàn)a電極與試紙接觸處出現(xiàn)一個雙色同心圓，內(nèi)圓為白色，外圈呈淺紅色。則下列說法錯誤的是(　　)A．b電極是陰極B．a(chǎn)電極與電源的正極相連接C．電解過程中，水是氧化劑D．b電極附近溶液的pH變小D　解析：電解飽和NaCl溶液，陽極生成Cl2，Cl2與水反應生成HClO和HCl，鹽酸具有酸性，可使pH試紙變紅色，HClO具有漂白性，又可將紅色漂白，故內(nèi)圓為白色，外圈為紅色，可推出a為陽極，b為陰極，A正確；a為陽極與電源正極相連，B正確；電解過程中，H2O得電子，為氧化劑，C正確；b電極附近有OH－生成，pH增大，D錯誤。3．(2021·泰安模擬)國產(chǎn)航母山東艦已經(jīng)列裝服役，它是采用模塊制造然后焊接組裝而成的，對焊接有著極高的要求。實驗室模擬在海水環(huán)境和河水環(huán)境下對焊接金屬材料使用的影響(如圖)。下列相關(guān)描述中正確的是(　　)A．由圖示的金屬腐蝕情況說明了Sn元素的金屬性強于Fe元素B．由圖示可以看出甲是海水環(huán)境下的腐蝕情況，乙是河水環(huán)境下的腐蝕情況C．兩種環(huán)境下鐵被腐蝕時的電極反應式均為Fe－3e－===Fe3＋D．為了防止艦艇在海水中被腐蝕，可在焊點附近用鋅塊打“補丁”D　解析：Fe元素的金屬性強于Sn元素，A錯誤；海水含大量的鹽，由圖示可以看出乙是海水環(huán)境下的腐蝕情況，B錯誤；鐵被腐蝕時的電極反應式均為Fe－2e－===Fe2＋，C錯誤；焊點附近用鋅塊打“補丁”，可以防止艦艇在海水中被腐蝕，D正確。4．下列有關(guān)電化學裝置完全正確的是(　　)A.銅的精煉B.鐵上鍍銀C.防止Fe被腐蝕D.構(gòu)成銅鋅原電池C　解析：電解精煉銅時，應該用粗銅作陽極，精銅作陰極，A錯誤；鐵上鍍銀時，應該用銀作陽極，鐵作陰極，B錯誤；C是外加電流法，正確；銅鋅原電池中，鋅應插入硫酸鋅溶液中，銅應插入硫酸銅溶液中，D錯誤。5．一定條件下，碳鋼腐蝕與溶液pH的關(guān)系如下，下列說法不正確的是(　　)pH2466.5813.514腐蝕快慢較快慢較快主要產(chǎn)物Fe2＋Fe3O4Fe2O3FeOA．在pH＞14溶液中，碳鋼腐蝕的正極反應為O2＋4H＋＋4e－===2H2OB．在pH＜4溶液中，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕C．在pH＞6溶液中，碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕D．在煮沸除氧氣的堿性溶液中，碳鋼腐蝕速率會減緩A　解析：A項，pH＞14的溶液為堿性，正極反應式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故A錯誤；B項，pH＜4溶液為酸性溶液，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕，正極反應式為2H＋＋2e－===H2↑，故B正確；C項，pH＞6溶液中，碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕，正極反應式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故C正確；D項，在堿性溶液中碳鋼發(fā)生吸氧腐蝕，煮沸除氧氣后，腐蝕速率會減慢，故D正確。6．廚房垃圾發(fā)酵液可通過電滲析法處理，同時得到乳酸的原理如圖所示(圖中HA表示乳酸分子，A－表示乳酸根離子)。下列說法正確的是(　　)A．通電后，陽極附近pH增大B．電子從負極經(jīng)電解質(zhì)溶液回到正極C．通電后，A－通過陰離子交換膜從陰極進入濃縮室D．當電路中通過2 mol電子的電量時，會有 1 mol 的O2生成C　解析：由圖示判斷左側(cè)為陽極，右側(cè)為陰極，陽極電極反應式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，氫離子濃度增大，pH減小，A錯誤；電子從電源的負極到電解池的陰極，由陽極回到電源的正極，電子不能進入電解質(zhì)溶液，電解質(zhì)溶液中靠離子傳遞電荷，B錯誤；氫離子由陽極室進入濃縮室，A－由陰極室進入濃縮室，得到乳酸，C正確；由電極反應式2H2O－4e－===O2↑＋4H＋可知，當電路中通過 2 mol電子的電量時，會有0.5 mol的O2生成，D錯誤。二、不定項選擇題(每小題有一個或兩個選項符合題意)7．硼酸(H3BO3)為一元弱酸，已知H3BO3與足量NaOH溶液反應的離子方程式為H3BO3＋OH－===B(OH)，H3BO3可以通過電解的方法制備。其工作原理如下圖所示(陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過)。下列說法錯誤的是(　　)A．陽極的電極反應式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋B．反應一段時間以后，陰極室NaOH溶液濃度減小C．當電路中通過3 mol電子時，可得到1 mol H3BO3D．B(OH)穿過陰膜進入產(chǎn)品室，Na＋穿過陽膜進入陰極室BC　解析：電解時陽極a上OH－失電子生成O2，電極反應式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，A正確；陰極電極反應式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，Na＋穿過陽膜進入陰極室，所以陰極室NaOH溶液濃度增大，B錯誤；陽極電極反應式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，電路中通過3 mol電子時有3 mol H＋生成，硼酸(H3BO3)為一元弱酸，生成1 mol硼酸需要1 mol H＋，所以電路中通過 3 mol電子時，可得到3 mol H3BO3，C錯誤；陽離子會經(jīng)過陽膜進入陰極室，陰離子會經(jīng)過陰膜進入產(chǎn)品室，B(OH)穿過陰膜進入產(chǎn)品室，Na＋穿過陽膜進入陰極室，D正確。8．高鐵酸鈉(Na2FeO4)是一種新型綠色水處理劑。工業(yè)上可用電解濃NaOH溶液制備Na2FeO4，其工作原理如圖所示，兩端隔室中離子不能進入中間隔室。下列說法錯誤的是(　　)A．陽極反應式：Fe＋8OH－－6e－===FeO＋4H2OB．甲溶液可循環(huán)利用C．離子交換膜a是陰離子交換膜D．當電路中通過2 mol電子的電量時，會有22.4 L H2生成CD　解析：A項，陽極發(fā)生氧化反應，電極反應式為Fe＋8OH－－6e－===FeO＋4H2O，正確；B項，陰極發(fā)生還原反應，水電離出的氫離子放電生成氫氣和氫氧根離子，甲溶液為濃的氫氧化鈉溶液，可循環(huán)利用，正確；C項，電解池中陽離子向陰極移動，通過離子交換膜a的是Na＋，故a為陽離子交換膜，錯誤；D項，陰極發(fā)生還原反應，水電離出的氫離子放電生成氫氣和氫氧根離子，電極反應式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，當電路中通過 2 mol電子的電量時，會有1 mol H2生成，沒注明標準狀況，體積不一定是22.4 L，錯誤。9．在潮濕的深層土壤中鋼管主要發(fā)生厭氧腐蝕，有關(guān)厭氧腐蝕的機理有多種，其中一種理論認為厭氧細菌可促使SO與H2反應生成S2－，加速鋼管的腐蝕，其反應原理如圖所示。下列說法正確的是(　　)A．正極反應式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－B．鋼管腐蝕的產(chǎn)物中含有FeS、Fe(OH)2等C．SO與H2的反應可表示為4H2＋SO－8e－S2－＋4H2OD．向鋼中加入Cu制成合金可減緩鋼管的腐蝕B　解析：根據(jù)題中所給信息，潮濕的深層土壤中鋼管發(fā)生厭氧腐蝕，則正極反應式為2H＋＋2e－===H2↑，A錯誤；負極反應式為Fe－2e－===Fe2＋，厭氧細菌促使SO與H2反應生成S2－，S2－及正極上生成的OH－與Fe2＋可分別生成FeS、Fe(OH)2，B正確；SO與H2的反應可表示為4H2＋SOS2－＋4H2O，C錯誤；向鋼中加入銅，發(fā)生電化學腐蝕時，銅作正極，F(xiàn)e作負極，從而加速鋼管的腐蝕，D錯誤。三、非選擇題10．知識的梳理和感悟是有效學習的方法之一。某學習小組將有關(guān)“電解飽和食鹽水”的相關(guān)內(nèi)容進行梳理，形成如下問題(顯示的電極均為石墨)。     圖1　　　　　　圖2(1)圖1中，電解一段時間后，氣球b中的氣體是________(填化學式)，U形管________(填“左”或“右”)邊的溶液變紅。(2)利用圖2制作一種環(huán)保型消毒液發(fā)生器，電解可制備84消毒液的有效成分，則c為電源的__________極；該發(fā)生器中反應的總離子方程式為____________________________________________________________________________。(3)氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)，一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節(jié)(電)能30%以上。該工藝的相關(guān)物質(zhì)運輸與轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖3所示(其中的電極未標出，所用的離子膜都只允許陽離子通過)。圖3①燃料電池B中的電極反應式分別為負極__________________________________________________________，正極___________________________________________________________。②分析圖3可知，氫氧化鈉的質(zhì)量分數(shù)為a%、b%、c%，由大到小的順序為________。解析：(1)圖1中，根據(jù)電子流向知，左邊電極是電解池陽極，右邊電極是電解池陰極，陽極上氯離子放電生成氯氣，陰極上氫離子放電生成氫氣，所以氣球a中氣體是氯氣，氣球b中的氣體是氫氣，同時陰極附近有NaOH生成，溶液呈堿性，無色酚酞遇堿變紅色，所以U形管右邊溶液變紅色。(2)利用圖2制作一種環(huán)保型消毒液發(fā)生器，陽極上氯離子放電生成氯氣，陰極上氫離子放電生成氫氣，同時陰極有NaOH生成，氯氣和氫氧化鈉反應生成NaClO，次氯酸鈉具有漂白性，為了使反應更充分，則下邊電極生成氯氣，上邊電極附近有NaOH生成，上邊電極生成氫氣，為陰極，則c為負極，d為正極，其電池反應式為Cl－＋H2OClO－＋H2↑。(3)①B是燃料電池，右邊電池中通入空氣，左邊原電池中通入氣體Y，則Y是氫氣，則電解池中左邊電極是陽極，右邊電極是陰極，陽極上氯離子放電，陰極上氫離子放電；燃料電池中通入氧化劑的電極是正極，通入氫氣的電極是負極，正極上氧氣得電子和水反應生成氫氧根離子，負極上氫氣失電子和氫氧根離子反應生成水，負極、正極反應式分別為2H2＋4OH－－4e－===4H2O、O2＋2H2O＋4e－===4OH－。②圖3電解池中加入NaOH目的是增大溶液導電性，通入電解池后生成氫氧化鈉，所以加入的NaOH濃度小于出來的NaOH濃度；原電池中，正極上生成氫氧化鈉，且其濃度大于加入的氫氧化鈉，所以氫氧化鈉濃度大小順序是b%>a%>c%。答案：(1)H2　右　(2)負　Cl－＋H2OClO－＋H2↑(3)①2H2＋4OH－－4e－===4H2O　O2＋2H2O＋4e－===4OH－　②b%>a%>c%  

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