（鲁京津琼）2020版高考化学第六章微考点50电解原理在金属腐蚀及防护及废水处理中的应用（含解析）.docx

电解原理在金属腐蚀及防护及废水处理中的应用题型一电解原理在金属腐蚀及防护中的应用1(2018厦门双十中学月考)关于钢铁腐蚀与防护的说法不正确的是()A钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀的负极反应式均为Fe2e=Fe2B钢铁发生吸氧腐蚀时，正极反应式为O22H2O4e=4OHC地下钢管连接镁块是采用牺牲阳极的阴极保护法D用外加电流的阴极保护法防止钢铁腐蚀时，钢铁接电源的正极2图的目的是精炼铜，图的目的是保护钢闸门。下列说法不正确的是()A图中a为纯铜B图中SO向b极移动C图中如果a、b间连接电源，则a连接负极D图中如果a、b间用导线连接，则X可以是铜3(2018邯郸一中模拟)全世界每年钢铁因锈蚀造成大量的损失。某城拟用如图方法保护埋在酸性土壤中的钢质管道，使其免受腐蚀。关于此方法，下列说法不正确的是()A土壤中的钢铁易被腐蚀是因为在潮湿的土壤中形成了原电池B金属棒X的材料应该是比镁活泼的金属C金属棒X上发生反应：Mne=MnD这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法4(2019河北质检)一定条件下，某含碳钢腐蚀情况与溶液pH的关系如下表所示。pH2466.5813.514腐蚀快慢较快慢较快主要产物Fe2Fe3O4Fe2O3FeO下列说法正确的是()A随pH的升高，含碳钢腐蚀速率逐渐加快BpH4，发生析氢腐蚀CpH为14，其负极反应为2H2OFe3e=FeO4HDpH为7时，负极反应为Fe3e=Fe3，生成的Fe3被空气中的氧气氧化为Fe2O35(2018内蒙古部分学校月考)城市地下潮湿的土壤中常埋有纵横交错的管道和输电线路，当有电流泄漏并与金属管道形成回路时，就会引起金属管道的腐蚀。原理如图所示，但若电压等条件适宜，钢铁管道也可能减缓腐蚀，此现象被称为“阳极保护”。下列有关说法不正确的是()A该装置能够将电能转化为化学能B管道右端腐蚀比左端快，右端电极反应式为Fe2e=Fe2C如果没有外加电源，潮湿的土壤中的钢铁管道比较容易发生吸氧腐蚀D钢铁“阳极保护”的实质是阳极金属表面形成一层耐腐蚀的钝化膜题型二电解原理在废水处理中的应用6(2018河南八市重点高中质检)工业上可采用惰性电极处理含Na2SO4的废水，得到其他工业产品。其原理如图所示，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，而两端隔室中的离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述不正确的是()A通电后中间隔室的SO向正极区迁移，电解后正极区pH减小Bab为阳离子交换膜，负极区得到NaOH溶液C负极区反应为2H2O4e=O24H，负极区溶液pH降低D每有1molO2生成，会有4molNa进入负极区7电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH在5.06.0之间，通过电解生成Fe(OH)3。Fe(OH)3胶体有吸附性，可吸附污染物而沉积下来，具有净化水的作用，其原理如图所示。下列说法正确的是()A石墨电极上发生氧化反应B根据图示，物质A为CO2C甲烷燃料电池中CO向通入空气一极移动D为增强污水的导电能力，可向污水中加入适量乙醇8(2018静海一中月考)某工厂采用电解法处理含铬废水，耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，槽中盛放含铬废水，原理示意如图，下列说法不正确的是()Aa为电源正极B阳极区溶液中发生的氧化还原反应为Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2OC若不考虑气体的溶解，当收集到H213.44L(标准状况)时，有0.1molCr2O被还原D阴极区附近溶液pH降低9电解法处理含氮氧化物废气，可回收硝酸，具有较高的环境效益和经济效益。实验室模拟电解法吸收NOx的装置如图所示(图中电极均为石墨电极)。(1)若用NO2气体进行模拟电解法吸收实验。写出电解时NO2发生反应的电极反应式：_。若有标准状况下2.24LNO2被吸收，通过阳离子交换膜(只允许阳离子通过)的H为_mol。(2)某小组在右室装有10L0.2molL1硝酸，用含NO和NO2(不考虑NO2转化为N2O4)的废气进行模拟电解法吸收实验。实验前，配制10L0.2molL1硝酸溶液需量取_mL密度为1.4gmL1、质量分数为63%的浓硝酸。电解过程中，有部分NO转化为HNO2。实验结束时，测得右室溶液中含3 mol HNO3、0.1molHNO2，同时左室收集到标准状况下28LH2。计算原气体中NO和NO2的体积比(假设尾气不含氮氧化物，写出计算过程)。10(2018山东省实验中学月考)氨对人类的生产生活具有重要影响。(1)氨的制备与利用。工业合成氨的化学方程式是_。氨催化氧化生成一氧化氮反应的化学方程式是_。(2)氨的定量检测。水体中氨气和铵根离子(统称氨氮)总量的检测备受关注。利用氨气传感器检测水体中氨氮含量的示意图如图1：利用平衡原理分析含氨氮水样中加入NaOH溶液的作用：_若利用氨气传感器将1 L水样中的氨氮完全转化为N2时，转移电子的物质的量为6104mol，则水样中氨氮(以氨气计)含量为_mgL1。(3)氨的转化与去除。微生物燃料电池(MFC)是一种现代化氨氮去除技术，图2为MFC碳氮联合同时去除的氮转化系统原理示意图。A极的电极反应式为_，A、B两极生成CO2和N2的物质的量之比为_。用化学用语简述NH去除的原理：_。答案精析1D在电解池中，阴极本身不参与电极反应，故用外加电流的阴极保护法防止钢铁腐蚀时，钢铁应作电解池的阴极，接电源的负极，D项错误。2D由图可知，a为阴极，b为阳极，为粗铜的精炼，其中粗铜作阳极，纯铜作阴极，所以阴极a为纯铜，A项正确；电解时，电解质溶液中阴离子向阳极移动，所以图中SO向阳极(b电极)移动，B项正确；外加电流的阴极保护法中，被保护的金属连接原电池负极，所以图中如果a、b间连接电源，则a连接负极，C项正确；牺牲阳极的阴极保护法中，被保护的金属作原电池正极，图中如果a、b间用导线连接，则X应作负极，其活泼性应大于铁，D项错误。3B4.B5B该装置相当于电解池，能将电能转化为化学能，A正确；左端是阳极，腐蚀得更快，B错误；如果没有外加电源，潮湿的土壤(接近中性)中的钢铁管道发生原电池反应，所以发生的是吸氧腐蚀，C正确；根据题意，此种腐蚀较慢，所以“阳极保护”实际上是在金属表面形成了一层致密的保护膜，D正确。6C电解时阴离子向阳极移动，故SO向正极区迁移，电解时阳极上OH发生氧化反应：4OH4e=2H2OO2，c(OH)减小，故电解后正极区pH减小，A项正确；负极区H放电，c(H)减小，Na向负极区移动，故ab为阳离子交换膜，负极区得到NaOH溶液，B项正确；负极区H放电，发生反应：2H2e=H2，c(H)减小，pH增大，C项错误；每有1molO2生成，转移4mol电子，根据各电极上转移电子数相同，故有4molNa进入负极区，D项正确。7B甲烷发生氧化反应，所在电极为电源的负极，故石墨为阴极，发生还原反应，A项错误；甲烷在负极的反应为CH48e4CO=5CO22H2O，A为CO2，B项正确；CO在工作过程中向负极移动，通入空气的一极为电源的正极，C项错误；乙醇为非电解质，不能增强水溶液的导电能力，D项错误。8D根据图示，a作阳极，b作阴极，电极反应式为阳极：Fe2e=Fe2，阴极：2H2e=H2，然后Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O，由于在阴极区c(H)减小，pH增大。根据6H26Fe2Cr2O得，当有13.44L(标准状况)H2放出时，应有0.1molCr2O被还原。9(1)NO2H2Oe=NO2H0.1(2)142.9根据原子守恒：n(NO)n(NO2)3mol0.2molL110L0.1mol1.1mol根据得失电子守恒：0.1mol1n(NO)0.1 mol3n(NO2)12解得，n(NO)0.8moln(NO2)0.3molV(NO)V(NO2)n(NO)n(NO2)0.8mol0.3mol8310(1)N23H22NH34NH35O24NO6H2O(2)c(OH)增大，使NHOHNH3H2ONH3H2O平衡正向移动，利于生成氨气，被空气吹出3.4(3)CH3COO8e2H2O=2CO27H52NH在好氧微生物反应器中转化为NO：NH2O2=NO2HH2O，NO在MFC电池正极转化为N2：2NO12H10e=N26H2O解析(2)在氨氮水样中存在平衡：NHOHNH3H2ONH3H2O，加入NaOH溶液，OH浓度增大，平衡正向移动，有利于生成NH3而被空气吹出。水样中N元素的化合价为3价，则1 L水样中1 mol氮原子被氧化为N2转移3