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1、2022年高考化學總復習 9.2電解池金屬的電化學腐蝕與防護高效演練
1.(xx·北京高考)下列金屬防腐的措施中,使用外加電流的陰極保護法的是
( )
A.水中的鋼閘門連接電源的負極
B.金屬護欄表面涂漆
C.汽車底盤噴涂高分子膜
D.地下鋼管連接鎂塊
【解析】選A。水中的鋼閘門連接電源的負極之后,作電解池的陰極,被保護起來,所以采用的是外加電流的陰極保護法;金屬護欄表面涂漆、汽車底盤噴涂高分子膜均使用的是覆蓋保護層法的保護措施;地下鋼管連接鎂塊,鎂作負極,被腐蝕從而起到保護鋼管的作用,所以使用的是犧牲陽極的陰極保護法。
2.常溫下,電解某溶液X只生成H2和O2,下列有關電解
2、過程的敘述正確的是(均在常溫下討論)( )
①X溶液濃度可能增大?、赬溶液濃度可能減小?、踃溶液濃度可能不變?、躕溶液pH可能增大?、軽溶液pH可能減小 ⑥X溶液pH可能不變
A.①②③④⑤⑥ B.①③④⑤⑥
C.①②④⑤⑥ D.②③④⑤⑥
【解析】選B。由題意知電解過程實質為電解水,當電解質溶液為Na2SO4時,水減少,濃度增大,①正確;因實質是電解水,所以可能為含氧酸、強堿、活潑金屬的含氧酸鹽或水,溶劑減少了,故濃度不可能減小,②錯誤;當X是水時,濃度不變,③正確;X為NaOH時pH增大,④正確;X為H2SO4時,pH減小,⑤正確;X為Na2SO4時,pH不
3、變,⑥正確。
【方法規(guī)律】判斷電解質溶液離子濃度的變化
(1)若陰極為H+放電,則陰極區(qū)c(OH-)增大;
(2)若陽極為OH-放電,則陽極區(qū)c(H+)增大;
(3)若陰、陽兩極同時有H+、OH-放電,相當于電解水,溶質離子的濃度增大。
3.(xx·南寧模擬)載人空間站的生態(tài)系統(tǒng)中,要求分離人呼出的二氧化碳,同時需要提供氧氣。某電化學裝置利用太陽能轉化的電能可以實現(xiàn)上述要求,同時還有燃料一氧化碳生成,該電化學裝置中得電子的電極發(fā)生的反應是2CO2+4e-+2H2O2CO+4OH-。下列判斷錯誤的是( )
A.上述電化學裝置相當于電解池
B.上述裝置進行的總反應為2CO22CO+
4、O2
C.反應結束后該電化學裝置中的電解質溶液pH增大
D.失電子的電極發(fā)生的反應是4OH--4e-2H2O+O2↑
【解析】選C。根據題目提示“太陽能轉化的電能可以實現(xiàn)上述要求”可知該電化學裝置相當于電解池,A正確;根據提示的反應物與生成物可以寫出反應的總反應式為2CO22CO+O2,B正確;陰極反應生成的OH-在陽極完全反應,故反應前后溶液的pH并不變化,C錯誤;由總反應減去陰極反應,可以得到陽極反應為4OH--4e-2H2O+O2↑,D正確。
4.下列電極反應式與出現(xiàn)的環(huán)境相匹配的是( )
選項
電極反應式
出現(xiàn)的環(huán)境
A
O2+2H2O+4e-4OH-
堿
5、性環(huán)境下氫氧燃料電池的負極反應
B
4OH--4e-O2↑+2H2O
酸性環(huán)境下鋼鐵的吸氧腐蝕
C
2H++2e-H2↑
用銅作電極電解NaOH溶液的陰極反應
D
H2-2e-2H+
用惰性電極電解H2SO4溶液的陽極反應
【解析】選C。A項為氫氧燃料電池的正極反應式,錯誤;在酸性環(huán)境下,鋼鐵主要發(fā)生析氫腐蝕,B項錯誤;用惰性電極電解H2SO4溶液的陽極反應為4OH--4e-O2↑+2H2O,D項錯誤。
【易錯提醒】書寫電極反應式要注意溶液的影響
(1)在酸性環(huán)境中,氫元素的存在形式有H+、H2O、H2三種形式,不會出現(xiàn)OH-形式。
(2)在堿性環(huán)境中,氫元素的存在形
6、式為OH-、H2O、H2三種形式,不會出現(xiàn)H+形式。
(3)在酸性環(huán)境中,氧元素的存在形式有H2O一種形式,不會出現(xiàn)OH-、O2-兩種形式。
5.(xx·大慶模擬)下圖所示的電解池Ⅰ和Ⅱ中,a、b、c和d均為Pt電極。電解過程中,電極b和d上沒有氣體逸出,但質量均增大,且增重b>d。符合上述實驗結果的鹽溶液是( )
選項
X
Y
A
AgNO3
Cu(NO3)2
B
MgSO4
CuSO4
C
FeSO4
Al2(SO4)3
D
CuSO4
AgNO3
【解析】選A。依據裝置圖分析電極名稱a為陽極,b為陰極,c為陽極,d為陰極,結合電解原理、溶液中離子
7、放電順序分析判斷電極反應,電極b和d上沒有氣體逸出,但質量均增大,說明溶液中金屬離子在陰極析出金屬單質,且增重b>d。對選項A分析判斷:X為AgNO3,陰極電極反應為溶液中銀離子放電,電極反應為Ag++e-Ag,Y為Cu(NO3)2,陰極是溶液中銅離子析出,電極反應為Cu2++2e-Cu,依據電子守恒Cu~2Ag,增重b>d,符合題意。
6.(xx·廈門模擬)認真觀察下列裝置,回答下列問題:
(1)裝置B中PbO2上發(fā)生的電極反應方程式為___________________________。
(2)裝置A中總反應的離子方程式為____________________________
8、__。
(3)若裝置E的目的是在Cu材料上鍍銀,則X為________,極板N的材料為__________。
(4)當裝置A中Cu電極質量改變6.4 g時,裝置D中產生的氣體體積為______L(標準狀況下)。
【解析】(1)PbO2為正極,電極反應式為PbO2+4H++S+2e-PbSO4+2H2O。(2)A裝置是以Cu為陽極電解鹽酸,總反應的離子方程式為Cu+2H+Cu2++H2↑。
(3)電鍍時應以鍍件作陰極,鍍層金屬為陽極,則極板N為銅,電鍍液為AgNO3溶液。(4)根據關系式:Cu~2e-可知電路中轉移電子0.2 mol,D中n(NaCl)=0.1 mol,通電時陰極產生H20.1 mol,陽極產生Cl20.05 mol,產生O20.025 mol,共產生氣體0.175 mol,體積為0.175 mol×22.4 L·mol-1=3.92 L。
答案:(1)PbO2+4H++S+2e-PbSO4+2H2O
(2)Cu+2H+Cu2++H2↑ (3)AgNO3 Cu
(4)3.92