第六章第23讲电解池金属腐蚀与防护

1、课时作业1下列现象与电化学腐蚀无关的是()A 生铁比纯铁易生锈B纯银饰品久置表面变暗C黄铜 ( 铜锌合金 )制品不易产生铜绿D与铜管连接的铁管易生锈解析： A 项，生铁能够构成原电池，所以比纯铁易生锈；B 项，纯银不符合构成原电池的条件，故它表面变暗与电化学腐蚀无关；C 项，铜锌合金能构成原电池，锌做负极被氧化，铜被保护起来，不易被腐蚀；D 项，铜管与铁管连接构成原电池，铁做负极，易被腐蚀。答案： B2相同材质的铁在下列情形下最不易被腐蚀的是()解析： A 、 D 均可由 Fe、 Cu 构成原电池而加速铁的腐蚀；在 B 中，食盐水提供电解质溶液环境，炒锅和铁铲都是铁碳合金， 符合原电池形成的条

2、件， 铁是活泼金属做负极， 碳做正极，易被腐蚀； C 中铜镀层把铁完全覆盖，构不成原电池而不被腐蚀。答案： C3下列说法不正确的是()A. 钢铁表面水膜的酸性很弱或呈中性，发生吸B.钢铁表面水膜的酸性较强，发生析氢腐蚀氧腐蚀C.将锌板换成铜板对钢闸门保护效果更好D. 钢闸门作为阴极而受到保护解析： 根据牺牲阳极的阴极保护法，两个连接的金属，其金属越活泼，越容易失去电子，越易被腐蚀，金属活动性： ZnFeCu ，故将锌板换成铜板对钢闸门没有起到保护作用，且使腐蚀加快， C 不正确。答案： C4.为探究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如图所示装置，下列有关说法错误的是()A 正极的电极反应式为 O2 2H

3、2O4e =4OHB将石墨电极改成 Mg 电极，难以观察到铁锈生成C若向自来水中加入少量 NaCl(s) ，可较快地看到铁锈D分别向铁、石墨电极附近吹入O2，前者铁锈出现得快解析： 铁是负极，失电子被氧化成2，在正极氧气得电子发生还原反应生成，故将FeOH氧气吹向石墨电极，铁锈出现得更快，A 正确， D 错误；若将石墨电极换成Mg 电极，则负极为 Mg ， Fe 被保护，难以看到铁生锈，B 正确；向自来水中加入NaCl(s) ，可使电解质溶液的导电能力增强，加快腐蚀速率，C 正确。答案： D5.全世界每年钢铁因锈蚀造成大量的损失。某城市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

4、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 nC金属棒M 上发生反应： M ne =M解析： 钢铁为铁碳合金， 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， A 项正确；金属棒 M 的材料应该是比铁活泼的金属，不能比镁活泼，比镁活泼的金属能与水快 正确；这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法，D 项正确。答案： B6下列描述不符合生产实际的是()A 电解熔融的氧化铝制取金属铝时用铁做阳极B电解法精炼粗铜时用纯铜做阴极C电解饱和食盐水制烧碱时用涂镍碳钢网做阴极D在镀件上电镀锌时用锌做阳极解析： 铁做阳极时，铁发生氧化反应生成Fe2而进入电解液中，

5、在阴极析出使铝不纯。答案： A7现将氯化铝溶液蒸干灼烧并熔融后用铂电极进行电解，下列有关电极产物的判断正确的是()A 阴极产物是氢气B阳极产物是氧气C阴极产物是铝和氧气D阳极产物只有氯气解析： 将氯化铝溶液蒸干灼烧得到Al 2O3，电解熔融的Al 2O3，阳极为 O2 放电，阳极产物为氧气；阴极为Al 3 放电，阴极产物为铝。答案： B8 (2017 河北冀州中学月考) 下列电解质溶液用惰性电极进行电解时，一段时间后，溶液的pH增大的是()A 稀碳酸钠溶液B硫酸钠溶液C稀硫酸D硫酸铜溶液解析：A项，电解稀碳酸钠溶液，实质是电解水，碳酸钠溶液浓度增大，pH增大，正确；B 项，电解硫酸钠溶液的实质

6、也是电解水，但溶液仍为中性，pH不变，错误；C 项，电解稀硫酸的实质是电解水，硫酸浓度增大，pH 减小，错误；酸、氧气和铜，故pH 减小，错误。答案： A9图中是化学能与电能相互转化的两套装置。下列分析正确的是D 项，电解硫酸铜溶液时生成硫()A 两装置中，铁电极均要消耗C图甲装置铁电极上发生的电极反应为3Fe 3e =FeD随着反应的进行，图甲装置中溶液的pH 增大，图乙装置中溶液的pH 不变解析： 图甲是原电池，较活泼的金属铁做负极，负极上铁失电子生成亚铁离子进入溶液，铁电极逐渐溶解，图乙是电解池，铁做阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，铁不溶解，故A错误；图乙是电解池， 石墨作阳极， 阳极

7、上生成 O2，铁做阴极， H放电生成 H 2，故 B 正确；图甲中 Fe 做负极， 电极反应式为Fe 2e =Fe2 ，故 C 错误；图甲电池的总反应为Fe2H =Fe2 H 2 ，随反应的进行c(H )减小，溶液pH 增大，图乙相当于电解水，H 2SO4 浓度增大，溶液的 pH 减小，故 D 错误。答案： B10.(2017 福建四地六校联考)将等物质的量浓度的Cu(NO 3)2 和 KCl等体积混合后，用石墨电极进行电解，电解过程中，溶液pH 随时间 t 变化的曲线如图所示，则下列说法错误的是()A AB 段阳极只产生 Cl 2，阴极只产生 Cu放电产生了 H 2B BC 段表示在阴极上是

8、 HC CD 段相当于电解水D阳极先析出 Cl 2，后析出 O2，阴极先产生Cu，后析出 H2解析： 设 Cu(NO 3)2 和 KCl的物质的量各为n mol ，在 AB 段，阳极发生反应：2Cl 2e=Cl 2 ，阴极发生反应：Cu21 2e=Cu，阳极上 n mol 氯离子失 n mol 电子，阴极上 n2mol 铜离子得 n mol 电子，由于铜离子水解使溶液酸性增强，铜离子浓度逐渐减小，溶液 pH逐渐增大，故 A 正确；在 BC 段，阳极发生反应： O2 ，阴极发生反2H2O 4e =4H应： Cu2 2e =Cu，阴极上 12n mol 铜离子再得n mol 电子，溶液中氢离子浓度

9、增大，溶液的 pH 迅速减小，故B 错误；在CD 段，阳极发生反应：4OH 4e=2H 2O O2，阴极发生反应： 2H 2e =H2，实质是电解水，溶液中氢离子浓度逐渐增大，pH 减小，故 C 正确；由上述分析可知，阳极先析出Cl 2，后析出 O2，阴极先产生 Cu，后析出 H 2，故D 正确。答案： B11二氧化氯 (ClO 2)是一种黄绿色易溶于水的气体，常用作饮用水消毒。实验室通过如下过程制备二氧化氯。下列说法正确的是 ()A 电解时发生反应的离子方程式为3Cl 通电NH4 =2H 2 NCl 3B溶液 X 中大量存在的阴离子有Cl 、 OH C可用饱和食盐水除去ClO 2 中的 NH

10、 3D可用明矾除去饮用水中残留的NaClO 2解析： 电荷不守恒，应是2H3Cl通电NH4=3H2 NCl 3，A 错误；由题图可知， NCl 3和 NaClO 2 按一定的物质的量之比混合，恰好生成了 ClO 2 和 NH 3，由氢元素守恒可知， 有水参与反应， 1 mol NCl 3 转化为 1 mol NH3，由 NaClO 2 和 ClO 2 中氯原子和氧原子个数之比为1 2，结合得失电子守恒和电荷守恒可知，反应还生成了NaCl 和 NaOH ，故溶液 X 中大量存在的阴离子为 Cl 和 OH ， B 正确； ClO 2 是一种黄绿色易溶于水的气体，不能用饱和食盐水除去ClO2 中的

11、NH 3 ，C 错误；明矾不与NaClO 2 反应，明矾水解生成的 Al(OH) 3 胶体也不能吸附NaClO 2，故D 错误。答案： B12.(1) 钢铁锈蚀图示如图甲所示：用箭头画出图甲中电子的运动方向；请你分析高铁铁轨锈蚀的原因是_ 。(2) 某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨做电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使 Cl 2 被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图乙的装置。对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是_(填字母 )。aa 为正极， b 为负极； NaClO 和 NaClb a 为负极， b 为正极； NaClO 和 NaClca 为阳极， b 为阴

12、极； HClO 和 NaCld a 为阴极， b 为阳极； HClO 和 NaCl答案： (1) Fe 2e=Fe2；由于电解质溶液中有 H 2CO3，电离出氢离子， 2H 2e=H 2，发生析氢腐蚀；电解质中又溶于氧气，O2 4e 2H 2O=4OH ，发生吸氧腐蚀(2)b13 (2017 北京昌平诊断 )NO x、 SO2 的大量排放是造成雾霾天气的主要原因，研究其处理方法变废为宝越来越受到人们重视。按要求回答下列问题：(1) 用间接电化学法除去 NO 的过程，如图甲所示：已知电解池的阴极室中溶液的pH 在 4 7 之间，写出阴极的电极反应式：_ 。用离子方程式表示吸收池中除去NO 的原理

13、：_ 。(2) 富集废气中 SO2，并使其与 O2 反应制备硫酸，装置使用多孔电极材料，如图乙所示。 X 极的电极反应式为_ 。消耗 11.2 L(标准状况 )气体 B 时，通过质子交换膜的H 的个数为 _。(3) 工业上，可电解 NO 制备 NH 4NO 3，其工作原理如图丙所示，为使电解产物全部转化为NH 4NO3，需补充物质M 。写出阳极的电极反应式：_ 。M 是 _，说明理由：_ 。总化学方程式为_ 。解析： (2) 分析物质流向知， 气体 A 为 SO2，气体 B 为 O2，X 极是负极， 电极反应式为 SO2 2e 2H 2O=SO24 4H ；Y 极为正极， 电极反应式为 O2 4e 2H2O=4OH 。 n(O2)11.2 L22.41 0.5 mol ，生成的 n(OH ) 0.5 mol 42 mol ，为了维持溶液中电荷平衡，L mol应有 2 molH 从左侧通过质子交换膜向右侧迁移。(3)由图丙可知，阳极区NO 发生氧化反应生成，阴极区 NO 发生还原反应生成，阳极反应式为 5NO 15eNO3NH 4 10H2O=20H 5NO3 ，阴极反应式为3NO 15e 18H=3NH 4 3H 2O，电解过程中阳极产生的 NO3的物质的量大于阴极产生的NH 4 的物质的量，为使电解产物全部转化成硝