1、1第 3 节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护【考纲要求】理解电解池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反应方程式。了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。考点一 电解原理1电解使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。2电解池(也叫电解槽)(1)概念：把电能转变为化学能的装置。(2)构成条件有与电源相连的两个电极。电解质溶液(或熔融盐)。形成闭合回路。(3)电极名称及电极反应式(以用惰性电极电解 CuCl2溶液为例)总反应方程式：CuCl 2 CuCl 2。= = = = =电 解 (4)电子和离子移动方向电子：从电源的负极流
2、向电解池的阴极；从电解池的阳极流向电源的正极。离子：阳离子移向电解池的阴极；阴离子移向电解池的阳极。3阴、阳两极上的放电顺序阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。离子的放电顺序取决于离子本身的性质即离子得失电子的能力，另外也与离子的浓度及电极材料有关。(1)阴极：阴极上放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。阳离子放电顺序为Ag Fe3 Cu2 H (酸)Fe 2 Zn2 。(在溶液中 Al3 、Mg 2 、Na 、Ca 2 、K 等是不会在阴极上放电的，但在熔融状态下的物质中会放电)(2)阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。若是惰性电极作阳极，则仅是溶液中的
3、阴离子放电，常见离子的放电顺序为 S2 I Br Cl OH 含氧酸根离子。21电解是把电能转变成化学能( )2电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化( )3某些不能自发进行的氧化还原反应，可以通过电解实现( )4电流通过电解质溶液不一定引起氧化还原反应( )5电解过程中，电子从电源正极流向电解池的阳极( )答案：1. 2. 3. 4. 5.题组一 考查电极反应式的书写1按要求书写有关的电极反应式及总反应方程式。(1)用惰性电极电解 AgNO3溶液阳极反应式：_；阴极反应式：_；总反应离子方程式：_。(2)用惰性电极电解 MgCl2溶液阳极反应式：_；阴极反应式：_；总反应离子方程式：_
4、。(3)用铁作电极电解 NaCl 溶液阳极反应式：_；阴极反应式：_；总反应离子方程式：_。(4)用铜作电极电解 HCl 溶液阳极反应式：_；阴极反应式：_；总反应离子方程式：_。(5)用 Al 作电极电解 NaOH 溶液阳极反应式：_；阴极反应式：_；总反应离子方程式：_。(6)用 Al 作阳极，电解 H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜阳极反应式：_；阴极反应式：_；总反应化学方程式：_。3答案：(1)4OH 4e =O22H 2O4Ag 4e =4Ag4Ag 2H 2O 4AgO 24H = = = = =电 解 (2)2Cl 2e =Cl2 2H 2e =H2Mg2 2Cl 2H 2O
5、Mg(OH)2Cl 2H 2= = = = =电 解 (3)Fe2e =Fe2 2H 2e =H2Fe2H 2O Fe(OH)2H 2= = = = =电 解 (4)Cu2e =Cu2 2H 2e =H2Cu2H Cu2 H 2= = = = =电 解 (5)2Al6e 8OH =2AlO 4H 2O 26H2O6e =3H26OH 2Al2H 2O2OH 2AlO 3H 2= = = = =电 解 2(6)2Al6e 3H 2O=Al2O36H 6H 6e =3H22Al3H 2O Al2O33H 2= = = = =电 解 题组二 考查电解的规律2如图所示，x、y 分别是直流电源的两极，通
6、电后发现 a 极板质量增加，b 极板处有无色无味的气体放出，符合这一情况的是( )选项 a 极板 b 极板 x 电极 z 溶液A 锌 石墨 负极 CuSO4B 石墨 石墨 负极 NaOHC 银 铁 正极 AgNO3D 铜 石墨 负极 CuCl2解析：选 A。由题意知 a 极板质量增加，a 应为阴极，则 b 为阳极，x 为电源负极，y 为电源正极，参考各个选项知，A 项符合，电解时，a 极板有 Cu 附着，b 极板有 O2放出；B 项不符合，电解时 a 极板无质量变化；C 项不符合，阳极为 Fe，为活性电极，电解时 Fe 在阳4极放电溶解，无气体生成；D 项不符合，电解时，Cl 在阳极放电生成
7、Cl2，Cl 2为黄绿色有刺激气味的气体。3用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液，在电解的过程中，溶液的 pH 依次为升高、不变、降低的是( )AAgNO 3 CuCl 2 Cu(NO 3)2BKCl Na 2SO4 CuSO 4CCaCl 2 KOH NaNO 3DHCl HNO 3 K 2SO4解析：选 B。由电解的工作原理可推知：类型 化学物质 pH 变化放 O2生酸型 CuSO4、AgNO 3、Cu(NO 3)2 降低放 H2生碱型 KCl、CaCl 2 升高CuCl2 电解电解质型HCl 升高NaNO3、Na 2SO4、K 2SO4 不变KOH 升高电解 H2O 型HNO3 降低
8、惰性电极电解电解质溶液的四种类型类型 电极反应特点 电解质溶液电解对象电解质浓度 pH电解质溶液复原强碱(NaOH)水 增大 增大 加水含氧酸(H2SO4)水 增大 减小 加水电解水型阴极：4H 4e =2H2阳极：4OH 4e =2H2OO 2活泼金属的含氧酸盐(Na 2SO4)水 增大 不变 加水无氧酸(HCl) 电解质 减小 增大通入氯化氢气体电解电解质型电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电不活泼金属的无氧酸盐(CuCl2)电解质 减小 加氯化铜放 H2 阴极：H 2O 放 活泼金属的无 电解质 生成 增大 通入氯化5生碱型 H2生成碱阳极：电解质阴离子放电氧酸盐(NaCl) 和水 新
9、电解质氢气体放 O2生酸型阴极：电解质阳离子放电阳极：H 2O 放O2生成酸不活泼金属的含氧酸盐(CuSO4)电解质和水生成新电解质减小 加氧化铜考点二 电解原理的应用1氯碱工业(1)电极反应阳极：2Cl 2e =Cl2(氧化反应)；阴极：2H 2e =H2(还原反应)。(2)总反应方程式：2NaCl2H 2O 2NaOHH 2Cl 2。= = = = =电 解 (3)生产流程图2电镀和电解精炼铜电镀(Fe 表面镀 Cu) 电解精炼铜电极材料 镀层金属铜 粗铜(含 Zn、Fe、Ni、Ag、Au 等杂质)阳极电极反应 Cu2e =Cu2Zn2e =Zn2 、Fe2e =Fe2 、Ni2e =Ni
10、2 、Cu2e =Cu2电极材料 待镀金属铁 纯铜阴极电极反应 Cu2 2e =Cu电解质溶液 含 Cu2 的盐溶液注：电解精炼铜时，粗铜中的 Ag、Au 等不反应，沉积在电解池底部形成阳极泥3.电冶金利用电解熔融盐或氧化物的方法来冶炼活泼金属 Na、Ca、Mg、Al 等。6(1)冶炼钠2NaCl(熔融) 2NaCl 2= = = = =电 解 阳极反应式：2Cl 2e =Cl2；阴极反应式：2Na 2e =2Na。(2)冶炼镁MgCl2(熔融) MgCl 2= = = = =电 解 阳极反应式：2Cl 2e =Cl2；阴极反应式：Mg 2 2e =Mg。(3)冶炼铝2Al2O3(熔融) 4A
11、l3O 2= = = = =电 解 Na3AlF6阳极反应式：6O 2 12e =3O2；阴极反应式：4Al 3 12e = 4Al。1电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料( )2电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中 c(Cu2 )均保持不变( )3电解熔融的氯化钠可以制取烧碱、氯气、氢气( )4电解精炼时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料( )5在镀件上电镀铜，电镀过程中阳极减少的质量等于阴极增加的质量( )6电解冶炼镁、铝通常电解 MgCl2和 Al2O3，也可以电解 MgO 和 AlCl3( )答案：1. 2. 3. 4. 5. 6.题组一 考查电解原理在工业中的应用1利用如图所示装
12、置，当 X、Y 选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是( )A氯碱工业中，X、Y 均为石墨，X 附近能得到氢氧化钠B铜的精炼中，X 是纯铜，Y 是粗铜，Z 是 CuSO4C电镀工业中，X 是待镀金属，Y 是镀层金属7D外加电流的阴极保护法中，Y 是待保护金属解析：选 D。电解饱和食盐水时，阴极区得到 H2和 NaOH。铜的电解精炼时，应用粗铜作阳极、纯铜作阴极。电镀时，应以镀层金属作阳极、待镀金属作阴极。2电解法精炼含有 Fe、Zn、Ag 等杂质的粗铜。下列叙述正确的是( )A电解时以硫酸铜溶液作电解液，精铜作阳极B粗铜与电源负极相连，发生氧化反应C阴极上发生的反应
13、是 Cu 2 2e =CuD电解后 Fe、Zn、Ag 等杂质会沉积在电解槽底部形成阳极泥解析：选 C。根据电解原理，粗铜作阳极，比铜活泼的 Zn、Fe 等杂质发生氧化反应，比 Cu 不活泼的金属单质，如 Ag 等在阳极底部沉积；精铜作阴极，只发生Cu2 2e =Cu。3如图为 EFC 剑桥法用固体二氧化钛(TiO 2)生产海绵钛的装置示意图，其原理是在较低的阴极电位下，TiO 2(阴极)中的氧解离进入熔融盐，阴极最后只剩下纯钛。下列说法中正确的是( )A阳极的电极反应式为 2Cl 2e =Cl2B阴极的电极反应式为 TiO24e =Ti2O 2C通电后，O 2 、Cl 均向阴极移动D石墨电极的
14、质量不发生变化解析：选 B。电解质中的阴离子 O2 、Cl 向阳极移动，由图示可知阳极生成O2、CO、CO 2，所以电极反应为 2O2 4e =O2，O 2与石墨反应生成 CO、CO 2，石墨电极质量减小，A、C、D 项错误，只有 B 项正确。题组二 考查电解原理在计算中的应用4将两个铂电极插入 500 mL CuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064 g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为( )A410 3 mol/L B210 3 mol/LC110 3 mol/L D110 7 mol/L 解析：选 A。根据电解规律可知
15、，阴极反应：Cu 2 2e =Cu，增重 0.064 g，应是 Cu的质量，根据总反应方程式： 82Cu2 2H 2O 2CuO 24H = = = = =电 解 264 g 4 mol0.064 g x解得 x0.002 mol，c(H ) 410 3 mol/L。0.002 mol0.5 L5用惰性电极电解一定浓度的 CuSO4溶液时，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后恰好恢复到电解前的浓度和 pH(不考虑二氧化碳的溶解)。则电解过程中转移电子的物质的量为( )A0.4 mol B0.5 molC0.6 mol D0.8 mol解析：选 C。电解硫酸
16、铜溶液时，开始发生反应：2CuSO42H 2O 2CuO 22H 2SO4，后来发生反应：= = = = =电 解 2H2O 2H2O 2。如果只按照第一阶段的电解，反应后只需要加入氧化铜= = = = =电 解 或碳酸铜即可恢复原电解质溶液。而题目中加入的是碱式碳酸铜，相当于加入了 0.2 mol 氧化铜和 0.1 mol 水，而 0.1 mol 水是第二阶段的反应所消耗的，该阶段转移了 0.2 mol 电子，第一阶段转移了 0.4 mol 电子，即一共转移了 0.6 mol 电子，C 项正确。6500 mL KNO3和 Cu(NO3)2的混合溶液中 c(NO )0.6 molL1 ，用石墨
17、作电极电解 3此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到 2.24 L 气体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为 500 mL，下列说法正确的是( )A原混合溶液中 c(K )为 0.2 molL1B上述电解过程中共转移 0.2 mol 电子C电解得到的 Cu 的物质的量为 0.05 molD电解后溶液中 c(H )为 0.2 molL1解析：选 A。石墨作电极电解 KNO3和 Cu(NO3)2的混合溶液，阳极反应式为4OH 4e =2H2OO 2，阴极先后发生两个反应：Cu 2 2e =Cu，2H 2e =H2。从收集到 O2为 2.24 L 可推知上述电解过程中共转移 0.4 mol 电子，
18、而在生成 2.24 L H2的过程中转移 0.2 mol 电子，所以 Cu2 共得到 0.4 mol0.2 mol0.2 mol 电子，电解前Cu2 的物质的量和电解得到的 Cu 的物质的量都为 0.1 mol。电解前后分别有以下守恒关系：c(K )2 c(Cu2 ) c(NO )， c(K ) c(H ) c(NO )，不难算出：电解前 c(K )0.2 3 3molL1 ，电解后 c(H )0.4 molL 1 。电解计算中常用的三种方法9(1)根据总反应式计算先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。(2)根据电子守恒计算用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、
19、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。用于混合溶液中电解的分阶段计算。(3)根据关系式计算根据得失电子守恒定律建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。如以通过 4 mol e 为桥梁可构建如下关系式：(式中 M 为金属， n 为其离子的化合价数值)该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。 考点三 金属的腐蚀与防护1化学腐蚀与电化学腐蚀的比较类型 化学腐蚀 电化学腐蚀条件 金属跟干燥气体或非电解质液体接触 不纯金属或合金跟电解质溶液接触现象 无电流产生 有微弱电流产生本质 金属被氧化 较活泼金属被氧化联
20、系 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍2.析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较以钢铁的腐蚀为例进行分析：类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀条件 水膜酸性较强 水膜酸性很弱或呈中性负极 Fe2e =Fe2电极反应 正极 2H 2e =H2 O22H 2O4e =4OH总反应式 Fe2H =Fe2 H 2 2FeO 22H 2O=2Fe(OH)2联系 吸氧腐蚀更普遍铁锈的形成：4Fe(OH) 2O 22H 2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH) 3=Fe2O3xH2O(铁锈)(3 x)H2O。3金属的防护(1)电化学防护10牺牲阳极的阴极保护法原电池原理a负极：比被保护金属活泼的金属；b正极：被保护的金属设备。外加电流
21、的阴极保护法电解原理a阴极：被保护的金属设备；b阳极：惰性金属。(2)改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。(3)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。1纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样( )2Al、Fe、Cu 在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物( )3铝在空气中易生成氧化膜而被完全腐蚀，该过程属于化学腐蚀( )4钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成 Fe3 ( )5在金属表面覆盖保护层，若保护层破损后，就完全失去了对金属的保护作用( )6外加电流的阴极保护法构成了电解池，牺牲阳极的阴极保护法构成了原电池。二者均能有效地保护金属不容易被腐蚀( )答案：1
22、. 2. 3. 4. 5. 6.题组一 考查电化学腐蚀的实验探究1如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有 pH4 久置的雨水和生铁片。实验时观察到：开始时导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管内液面。下列说法正确的是( )A生铁片中的碳是原电池的阳极，发生还原反应B雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀C红墨水回升时，碳电极的反应式为 O22H 2O4e =4OHD具支试管中溶液 pH 逐渐减小解析：选 C。生铁片中的碳是原电池的正极，A 错误；雨水酸性较强，开始时铁片发生析氢腐蚀，产生氢气，导管内液面下降，一段时间后铁片发生吸氧腐蚀，吸收氧气，导管内液面回升，B 错误；红墨
23、水回升时，铁片发生吸氧腐蚀，碳极为正极，电极反应为O22H 2O4e =4OH ，C 正确；铁片无论是发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，具支试管内溶液pH 均增大，D 错误。112一定条件下，碳钢腐蚀与溶液 pH 的关系如下表。pH 2 4 6 6.5 8 13.5 14腐蚀快慢 较快 慢 较快主要产物 Fe2 Fe3O4 Fe2O3 FeO 2下列说法错误的是( )A当 pH4 时，碳钢主要发生析氢腐蚀B当 pH6 时，碳钢主要发生吸氧腐蚀C当 pH14 时，正极反应为 O2 4H 4e =2H2OD在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓解析：选 C。 当 pH14 时，正极反应为 O24e
24、 2H 2O=4OH 。题组二 考查金属腐蚀的快慢比较3如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速度由快到慢的顺序为( )A BC D解析：选 C。是 Fe 为负极，杂质碳为正极的原电池腐蚀，是铁的吸氧腐蚀，腐蚀较慢。均为原电池，中 Fe 为正极，被保护；中 Fe 为负极，均被腐蚀，但 Fe 和Cu 的金属活泼性差别大于 Fe 和 Sn 的，故 FeCu 原电池中 Fe 被腐蚀的较快。是 Fe 接电源正极作阳极，Cu 接电源负极作阴极的电解腐蚀，Fe 的腐蚀最快。是 Fe 接电源负极作阴极，Cu 接电源正极作阳极的电解腐蚀，Fe 的腐蚀最慢。根据以上分析可知铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为。
25、4相同材质的铁在下图中各情形下最不易被腐蚀的是( )12解析：选 C。A 中，食醋作电解质溶液，铁勺和铜盆是相互接触的两个金属电极，形成原电池，铁是活泼金属作负极；B 中，食盐水作电解质溶液，铁炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池形成条件，铁是活泼金属作负极，碳作正极；C 中，铜镀层将铁球覆盖，使铁被保护，所以铁不易被腐蚀；D 中，酸雨作电解质溶液，铁铆钉和铜板分别作负极、正极，形成原电池。判断金属腐蚀快慢的规律(1)对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀。(2)对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中弱电解质溶液中
26、非电解质溶液中。(3)活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快。(4)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀越快。 题组三 考查金属的防护5为了避免青铜器生成铜绿，以下方法正确的是( )A将青铜器放在银质托盘上B将青铜器与直流电源的正极相连C将青铜器保存在潮湿的空气中D在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜解析：选 D。A、C 两项易构成原电池，且铜作负极，会加快铜的腐蚀；B 项，青铜器作电解池的阳极，腐蚀最快；在青铜器的表面覆盖防渗的高分子膜，防止了原电池的形成，避免了金属的腐蚀，D 正确。6下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是( )A钢管与电源正极连接，钢管可被保护B
27、铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀C钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀D钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是 Fe3e =Fe3解析：选 B。A 中钢管与电源正极连接，成为电解池的阳极而溶解，加速了钢管的腐蚀，13A 错误；铁遇冷浓硝酸表面钝化，形成了一层致密的氧化物保护膜，可保护内部不被腐蚀，B 正确；钢管与铜管露天堆放在一起，潮湿的空气作为电解质溶液，铜管为正极、钢管为负极，发生电化学腐蚀，加速了钢管的腐蚀，C 错误；钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe2e =Fe2 ，D 错误。1(2017高考全国卷，11，6 分)用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般
28、为 H2SO4H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是( )A待加工铝质工件为阳极B可选用不锈钢网作为阴极C阴极的电极反应式为 Al3 3e =AlD硫酸根离子在电解过程中向阳极移动解析：选 C。利用电解氧化法在铝制品表面形成致密的 Al2O3薄膜，即待加工铝质工件作阳极，A 项正确；阴极与电源负极相连，对阴极电极材料没有特殊要求，可选用不锈钢网等，B 项正确；电解质溶液呈酸性，阴极上应是 H 放电，C 项错误；在电解过程中，电解池中的阴离子向阳极移动，D 项正确。2(2017高考全国卷，11，6 分)支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰
29、性辅助阳极。下列有关表述不正确的是( )A通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整解析：选 C。依题意，钢管桩为阴极，电子流向阴极，阴极被保护，钢管桩表面腐蚀电流是指铁失去电子形成的电流，接近于 0，铁不容易失去电子，A 项正确；阳极上发生氧化反应，失去电子，电子经外电路流向阴极，B 项正确；高硅铸铁作阳极，阳极上发生氧化反应，阳极上主要是海水中的水被氧化生成氧气，惰性辅助阳极不被损耗，C 项错误；根据海水对钢管桩的腐蚀情况，增大或减小电流强度，D 项正确。3(2
30、017高考海南卷)一种电化学制备 NH3的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输 H 。下列叙述错误的是( )14APd 电极 b 为阴极B阴极的反应式为 N26H 6e =2NH3CH 由阳极向阴极迁移D陶瓷可以隔离 N2和 H2解析：选 A。此装置为电解池，总反应是 N23H 2 2NH3，Pd 电极 b 上是= = = = =电 解 氢气失去电子化合价升高，Pd 电极 b 为阳极，故 A 说法错误；根据 A 选项分析，Pd 电极 a为阴极，反应式为 N26H 6e =2NH3，故 B 说法正确；H 在阴极上与 N2反应，则 H 由阳极移向阴极，故 C 说法正确；根据装置图，陶瓷可以隔离
31、N2和 H2，故 D 说法正确。4(2016高考全国卷，11，6 分)三室式电渗析法处理含 Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd 均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的 Na 和 SO可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是( )24A通电后中间隔室的 SO 离子向正极迁移，正极区溶液 pH 增大24B该法在处理含 Na2SO4废水时可以得到 NaOH 和 H2SO4产品C负极反应为 2H2O4e =O24H ，负极区溶液 pH 降低D当电路中通过 1 mol 电子的电量时，会有 0.5 mol 的 O2生成解析：选 B。该装置为电
32、解池。H 2O 在正(阳)极区放电，生成 O2和 H ，正(阳)极区溶液pH 减小，中间隔室中的阴离子 SO 通过 cd 离子交换膜移向正(阳)极，故正(阳)极区得到24H2SO4；当电路中通过 1 mol 电子时生成 0.25 mol O2；H 2O 在负(阴)极区放电，生成 OH 和H2，负(阴)极区溶液 pH 增大，中间隔室中的阳离子 Na 通过 ab 离子交换膜移向负(阴)极，故负(阴)极区可得到 NaOH；A、C、D 项错误，B 项正确。5(2015高考四川卷)用如图所示装置除去含 CN 、Cl 废水中的 CN 时，控制溶液pH 为 910，阳极产生的 ClO 将 CN 氧化为两种无
33、污染的气体，下列说法不正确的是( )15A用石墨作阳极，铁作阴极B阳极的电极反应式：Cl 2OH 2e =ClO H 2OC阴极的电极反应式：2H 2O2e =H22OH D除去 CN 的反应：2CN 5ClO 2H =N22CO 25Cl H 2O解析：选 D。A由题干信息可知 Cl 在阳极放电生成 ClO ，则阳极应为惰性电极，A项正确；BCl 在阳极放电生成 ClO ，Cl 的化合价升高，故在阳极发生氧化反应，又已知该溶液呈碱性，B 项正确；C阳离子在电解池的阴极得电子发生还原反应，在碱性条件下，H2O 提供阳离子(H )，C 项正确；D由于溶液是碱性条件，故除去 CN 发生的反应为2C
34、N 5ClO H 2O=N2 2CO25Cl 2OH ，D 项错误。6(2015高考福建卷)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将H2O 和 CO2转化为 O2和燃料(C 3H8O)。下列说法正确的是( )A该装置将化学能转化为光能和电能B该装置工作时，H 从 b 极区向 a 极区迁移C每生成 1 mol O2，有 44 g CO2被还原Da 电极的反应为 3CO218H 18e =C3H8O5H 2O解析：选 B。该装置为电解装置，模拟“人工树叶” ，故为电能转化为化学能，A 项错误；b 极连接电源的正极，为阳极，H 为阳离子，在电解池中向 a 极(阴极)区移动，B 项正确；右
35、侧 H2OO 2发生的是氧化反应，每生成 1 mol O2，转移 4 mol 电子，C 3H8O 中碳元素的化合价是2，3CO 2C 3H8O，转移 18 mol 电子，故生成 1 mol O2消耗 2/3 mol CO 2，C 项错误；a 电极发生的是还原反应：3CO 218H 18e =C3H8O5H 2O，D 项错误。7(2015高考上海卷)研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是( )16Ad 为石墨，铁片腐蚀加快Bd 为石墨，石墨上电极反应为 O22H 2O4e =4OHCd 为锌块，铁片不易被腐蚀Dd 为锌块，铁片上电极反应为 2H 2e =H2解析：选 D。A由于
36、活动性：Fe石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe 为负极，失去电子被氧化变为 Fe2 进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成原电池时铁片的腐蚀速率快，正确。Bd 为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为O22H 2O4e =4OH ，正确。 C若 d 为锌块，则由于金属活动性：ZnFe，Zn 为原电池的负极，Fe 为正极，首先被腐蚀的是 Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，正确。Dd 为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为O22H 2O4e =4OH ，错误。 8.(2015高考重庆卷
37、)如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。(1)腐蚀过程中，负极是_(填图中字母“a”或“b”或“c”)；(2)环境中的 Cl 扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为_；(3)若生成 4.29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为_L(标准状况)。解析：(1)负极发生失电子的反应，铜作负极失电子，因此负极为 c。负极反应：Cu2e =Cu2 ，正极反应： O22H 2O4e =4OH 。(2)正极反应产物为 OH ，负极反应产物为 Cu2 ，两者与 Cl 反应生成 Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为 2Cu2 3O
38、H Cl =Cu2(OH)3Cl。(3)4.29 g Cu2(OH)3Cl 的物质的量为 0.02 mol，由 Cu 元素守恒知，发生电化学腐蚀失电子的 Cu 单质的物质的量为 0.04 mol，失去电子 0.08 mol，根据电子守恒可得，消耗 O2的物质的量为 0.02 mol，所以理论上消耗氧气的体积为 0.448 L(标准状况)。答案：(1)c(2)2Cu2 3OH Cl =Cu2(OH)3Cl17(3)0.448一、选择题1取一张用饱和 NaCl 溶液浸湿的 pH 试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现 a 电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为白色，外圈呈浅红色
39、。则下列说法错误的是( )Ab 电极是阴极Ba 电极与电源的正极相连接C电解过程中，水是氧化剂Db 电极附近溶液的 pH 变小解析：选 D。电解饱和 NaCl 溶液，阳极生成 Cl2，Cl 2与水反应生成 HClO 和 HCl，盐酸具有酸性，可使 pH 试纸变红色，HClO 具有漂白性，又可将红色漂白，故内圆为白色，外圈为红色，可推出 a 为阳极，b 为阴极，A 正确；a 为阳极与电源正极相连，B 正确；电解过程中，H 2O 得电子，为氧化剂，C 正确；b 电极附近有 OH 生成，pH 增大，D 错误。2下列有关电化学装置完全正确的是( )A B C D铜的精炼 铁上镀银 防止 Fe 被腐蚀
40、构成铜锌原电池解析：选 C。电解精炼铜时，应该用粗铜作阳极，精铜作阴极，A 错误；铁上镀银时，应该用银作阳极，铁作阴极，B 错误；C 是外加电流的阴极保护法，正确；铜锌原电池中，锌应插入硫酸锌溶液中，铜应插入硫酸铜溶液中，D 错误。3烧杯 A 中盛放 0.1 mol/L 的 H2SO4溶液，烧杯 B 中盛放 0.1 mol/L 的 CuCl2溶液(两种溶液均足量)，组成的装置如图所示。下列说法不正确的是( )AA 为原电池，B 为电解池BA 为电解池，B 为原电池18C当 A 烧杯中产生 0.1 mol 气体时，B 烧杯中产生气体的物质的量也为 0.1 molD经过一段时间，B 烧杯中溶液溶质
41、的浓度减小解析：选 B。构成 A 装置的是活泼性不同的两电极，两电极均浸在电解质溶液中，两极形成了闭合回路，所以 A 装置为原电池装置，且 A 装置为 B 装置提供电能，B 装置为电解池。A 装置中的电极反应式为正极：2H 2e =H2，负极：Fe2e =Fe2 。B 装置中的电极反应式为阴极：Cu 2 2e =Cu，阳极：2Cl 2e =Cl2。B 装置是电解氯化铜溶液，放出 Cl2并析出 Cu，溶液溶质的浓度减小。4载人空间站的生态系统中，要求分离人呼出的二氧化碳，同时需要提供氧气。某电化学装置利用太阳能转化的电能可以实现上述要求，同时还有燃料一氧化碳生成，该电化学装置中得电子的电极发生的
42、反应是 2CO24e 2H 2O=2CO4OH 。下列判断错误的是( )A上述电化学装置相当于电解池B上述装置进行的总反应为 2CO2=2COO 2C反应结束后该电化学装置中的电解质溶液碱性增强D失电子的电极发生的反应是 4OH 4e =2H2OO 2解析：选 C。A该电池是利用化学能转化为电能，符合电解池原理，所以上述电化学装置相当于电解池，故 A 正确；B该电池中，阴极上电极反应式为2CO24e 2H 2O=2CO4OH ，阳极上氢氧根离子失电子生成氧气，得失电子相同条件下将两个电极反应式相加即得电池总反应式为 2CO2=2COO 2，故 B 正确；C阴极反应生成的 OH 在阳极完全反应，
43、电池总反应式为 2CO2=2COO 2，所以反应结束后该电化学装置中的电解质溶液碱性不变，故 C 错误；D阳极上氢氧根离子失电子生成氧气供给呼吸，电极反应式为 4OH 4e =2H2OO 2，故 D 正确。5如图中 X 为电源，Y 为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴 KMnO4溶液，通电后 Y 中央的紫红色斑向 d 端扩散。下列判断正确的是( )A滤纸上 c 点附近会变红色 BCu 电极质量减小，Pt 电极质量增大CZ 中溶液的 pH 先减小，后增大D溶液中的 SO 向 Cu 电极定向移动24解析：选 A。紫红色斑即 MnO 向 d 端扩散，根据阴离子向阳极移动的原理，可知 d 端 419为阳极，即 b 为正极，a 为负极，c 为阴极，NaCl 溶液中
