2019年高考化学一轮复习精品导学案：专题6.3电解池金属的电化学腐蚀与防护(解析版)

1、专题6. 3电解池 金属的电化学腐蚀与防护(教学案)孝情健读1. 了解电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。、电解原理1 电解在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。2 .电解池(1)构成条件1有与电源相连的两个电极。2电解质溶液(或熔融盐)。3形成闭合回路。(2)电极名称及电极反应式(如图)(3)电子和离子移动方向1电子：从电源负极流向电解池的阴极；从电解池的阳极流向电源的正极。2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.以惰性电极电解电解质溶液的类型和规律类型电极反应特

2、点实例电解对象电解质溶液浓度pH电解质溶液复原电解水型阴:2H+2e=H2f(或 2 缶 0+2e =20H+Hf)阳：40H- 4e-=2H2O + 02f(或 2H2O4e=4H+02f)Na0H水增大增大加水H2SQ水增大减小加水Na2SC4水增大不变加水重点知识电楼書体：mat皿】-亠s I电解电解质电离出的阴、阳离子分HCl电解减小增大通氯化氢t解别在两极放电质质型CuC2电解质减小/加氯化铜放 H生碱型阴极：H2O 放 H2生碱阳极：电解质阴离子放电NaCI电解 质和水生成新电解质增大通氯化氢放 02生酸型阴极：电解质阳离子放电阳极：H2O 放 O2生酸CuSQ电解质和水生成新电解

3、质减小加氧化铜或碳酸铜、电解原理的应用1 .氯碱工业（1）概念：用电解饱和 NaCI 溶液的方法来制取 NaOH、H2和 CL 并以它们为原料生产一系 列化工产品的工业，称为氯碱工业。原理阳极 ：2C 2e=C2氧化反应彳阴极 FE : 2H+ 2e=H 个 还原反应I通电总反应：2NaCI+ 2H2O=NaOH+ H2T+ CI2f2 .电镀与电解精炼铜电镀（Fe 上镀 Cu）电解精炼铜阳极电极材料铜粗铜（含 Zn、Fe、Ni、Ag、Au 等杂质）电极反应Cu 2e =CIJ2+Cu 2e =CuZn 2e =Zn+lcl 2+Fe 2e=FeNi 2e =N2阴极电极材料铁纯铜电极反应Cu

4、2+ 2e =Cu电解质溶液CuSQ 溶液注：电解精炼铜时，粗铜中的Ag、Au 等不反应，沉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。一 通电（1）冶炼钠：2NaCI（熔融）冰晶祐=2Na + CI2f电极反应：阳极：2CI 2e =C2f;阴极：2Na* + 2e =2Na=一 通电（2）冶炼铝：2AbO3（熔融）冰晶石=4AI + 302f电极反应：23通电阳极：60 12e =302f;阴极：4AI+ 12e =4A。（3）冶炼镁：MgCb（熔融）=Mg+ Cbf电极反应：阳极：2CI 2e =C2f,阴极：Mg2+ 2e =M

5、g。三、金属的腐蚀与防护1.金属腐蚀的本质金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生氧化反应。2 .金属腐蚀的类型（1）化学腐蚀与电化学腐蚀类型化学腐蚀电化学腐蚀条件金属与接触到的干燥气体 （如 O2、C2、SQ 等）或非电解质液体（如石油）等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系两者往往冋时发生，电化学腐蚀更普遍（2）析氢腐蚀与吸氧腐蚀以钢铁的腐蚀为例实行分析:类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强（pHW4.3）水膜酸性很弱或呈中性电极反应负极Fe 2e =F(5正极2H+2e =H2fO2+ 2H2O+ 4e =4OH总反应式Fe+2

6、H =Fe+H2f2Fe+ O2+ 2H2O=2Fe(OH2联系吸氧腐蚀更普遍铁锈的形成：4Fe(0Hb+ O2+ 2H2O=4Fe(OH3，2Fe(OHb=FeO3xH2O(铁锈)+ (3 x)H20。3 .金属的防护(1)电化学防护1牺牲阳极的阴极保护法一一原电池原理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。2外加电流的阴极保护法 一一电解原理a.阴极：被保护的金属设备；b 阳极：惰性金属。改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。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。高频考点一电解原理和电解规律的考查例 1 下图为直流电源电解稀NazSQ

7、水溶液的装置。通电后在石墨电极a 和 b 附近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实验现象描述准确的是()bA. 逸出气体的体积，a 电极的小于 b 电极的B. 电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气体C. a 电极附近呈红色，b 电极附近呈蓝色D. a 电极附近呈蓝色，b 电极附近呈红色【答案】D【解析】0H移向b极，在b极0H放电，产生 gb极附近(HCOH-),石蕊溥港变红心ET移向时股在s极H放电产生a极附近c(OHc(H-),石蕊濬液变蓝。所以产生的气体体积a电极的 大于b电极的两种气体均为无色无味的气体勺*民C均错。【变式探究】以石墨为电极分别电解水和饱和食盐水，关于两个电解池反应的说法准确

8、的是()A.阳极反应式相同B.电解结束后所得液体的 pH 相同C. 阴极反应式相同D.通过相同电量时生成的气体总体积相等（同温同压）【答案】C【解析】A 项，以石墨为电极电解水，阳极：40H一 4e=2fO+ O2T，以石墨为电极电解饱和食盐水，阳极：2C一 2e_=C2f,二者阳极电极反应式不同，故A 错误；B 项，电解水溶液的 pH 不变，电解饱和氯化钠溶液生成氢氧化钠、氯气和氢气，pH 变大，所以电解结束后所得液体的 pH 不相同，故 B 错误；C 项，以石墨为电极分别电解水和饱和食盐水阴极 上都是 2H+ 2e=ff,所以阴极电极反应式相同，故 C 准确；D 项，设转移电子数为 4mo

9、l,电解_则依据电解方程式：2H2O=H2f+ O2f4e，电解水生成 3mol 气体；依据电解方程式 2NaCl电解+ 2H2O=NaOH+ CI2f+ H2f2e，电解食盐水生成 4mol 气体，故 D 错误。高频考点二电解原理的常规”应用例 2 利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用。下列说法准确的是（）A. 氯碱工业中，X 电极上反应式是 4OH_ 4e_=2HO+ O2fB. 电解精炼铜时，Z 溶液中的 Cu2+浓度不变C. 在铁片上镀铜时，Y 是纯铜D. 制取金属镁时，Z 是熔融的氯化镁【答案】D【解析】氯碱工业中阳极杲CT放电生成电解精炼铜时阳极粗铜濬解阴极Cu放电析出C

10、u,由于粗铜中 含有锌、铁、镇等杂岳漆液中Cu釘浓度变小铁片上镀铜时，阴极应该是铁片阳极是纯铜。【变式探究】使用氯化钠作原料能够得到多种产品。1（1）实验室用惰性电极电解 100mL0.1mol NaCl 溶液，若阴、阳两极均得到 112mL 气体（标准状况），则所得溶液的物质的量浓度是 _ （忽略反应前后溶液体积的变化）。（2）某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通 电时，为使 Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌水平的消毒液，设计了如图的装置。A. 27mg B. 54mgC. 106mgD. 216mgA. a 为正极， b 为负极； NaClO 和 Na

11、CIB. a 为负极， b 为正极； NaClO 和 NaCIC. a 为阳极， b 为阴极； HClO 和 NaClD. a 为阴极， b 为阳极； HClO 和 NaCl(3)实验室中很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OHb 沉淀。某同学利用上图装置，只更换一个电极，通过电解法制取较纯净的Fe(OH)2沉淀，且较长时间不变色。该同学换上的电解材料是 _ (用元素符号表示)，总的反应式是1【答案】(1)0.1mol (2)B电解(3)Fe Fe+2H2O=Fe(OH)4+H2T【解析】岡 1 珑=岡 0=0 一 00 血儿勤 反应的 n(NaCl)=O Olmcl,说明 Mad

12、恰好电解完毕牆涯为 NaOH潯液，Ji(NaOH)=Nad)=0.0 Imol.尬址比二伽皿匕】。电解饱和咼化钠濬液的总反应:2NaCl+2H2O=2Na0H+H；T+C12T,题目矍求使 6 破完全吸收, 则司气必须在下部的电极上产生，下部的电极是阳极，推出 b 为申源的正极，另一极为员极整生成的口：与阴极区产生的 NaOHM 应：C1：+ 2NaOHNaCI + NaC10+ H;O,则消毒液的主要成分是 NaClO. NaCle(3)题目要求逋过电解法制取 Fe(OH电解质潯滦是 NK：潯液，老须通过电极反应产生 Fg 和根据电极发生反应的特点，选择铁作阳极，铁发生氧化反应产生诺液中的阳

13、离子轴、H7 向阴极移 动，报据放电顺序*阴极 H 我电产主氢气IT 来源于水的电离，反应式：2H：O+2e =H;T + 2OH在 电场作用下，阳极产生的与阴极产生的 OH在定向移动的过程中相遇发生复分解反应生成 F 规 OH)：4沉淙。将 B 嚴反应式、阴极反应式勘口得到总的反应式：F?+ 2H2C=Fe(OH)2! + HZT o高频考点三根据总反应式，建立等量关系实行计算例 3.两个惰性电极插入 500mLAgNQ 溶液中，通电电解。当电解液的 pH 从 6.0 变为 3.0 时(设电解过程中阴极没有 H2放出，且电解液在电解前后体积变化能够忽略不计),电极上析出银的质量最大为()对电

14、源电极名称和消毒液的主要成分判断准确的是_(填字母)。【答案】B【解析】 首先结合离子放电顺序， 弄清楚两极的反应： 阳极：40H 4e=Qf+2H2O;阴极：4Ag+ + 4e =4Ag,电解的总反应式为电解丄亠局4AgNO3+ 2H2O=Ag+ O2T+ 4HNO3。由电解I3一i6-的总反应式可知，电解过程中生成的n(Ag) = n(HNO3)= n(H )= (10 mol L 10 mol L1)x0.5L5xmkfl,m(Ag)=5x104molx108gnol1=0.054g=54mg。【变式探究】将两个铂电极插入500mLCuSQ 溶液中实行电解，通电一定时间后，某一电极增重

15、0.064g(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()31A. 4x10 mol L31C. 1x10 mol L【答案】 A【解析】 根据 2CuSQ+ 2H2O=CU+2H2SQ+ O2T，得：n(H+) = 2n(H2SO4) = 2n(Cu)=0.064g+0.002mol312b4g mog1=0.002mOl，C(H )= T2T =4x 10 mol L。高频考点四 根据电子守恒，突破电解分阶段计算例 4. 500mLKNO3和 Cu(NOj2的混合溶液中 c(NO3)= 0.6mol L二用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极

16、均收集到2.24L 气体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500mL，下列说法准确的是()+ 1A.原混合溶液中 c(K )为 0.2mol L-B.上述电解过程中共转移0.2mol 电子C. 电解得到的 Cu 的物质的量为 0.05mol1D. 电解后溶液中 c(H+)为 0.2mol L一【答案】 A【解析】石墨作电极电解和 CUG6):的混合濬液，阳极反应式为 4OH-4-=2H:O + ChT .阴扱先后发 生两个反脸 Cu 广+ b=Cu2tT +*一 H6 从收集到 6 为昭 4L 这个事实可推知上述电鮮过程中共 转移 0.4mol 电子，而在主成 2 24LH：的过程中转移

17、0 2mol电子，所以 Cu 厂共得到电子为 0.4mOl-0.2mOl =0 一亦叫电解前曲一的物质的量和电解得到的 Cu 的辆质的量者诙前后分别有決下守恒关系: c(K_) + 2c(Cu-T)=tCNOf), c(KJ + niF)二不难算出：电解前 c(K)OL-3；电解后 c(H_)B. 2x10 mol L71D. 1x10 mol L= 0.4molL_;cBCI”I【变式探究】用石墨作电极电解1000mL0.1molTAgNQ 溶液，通电一段时间后关闭电源，测得溶液的质量减少了13.4g。下列相关叙述准确的是（NA代表阿伏加德罗常数的值）（）A.电解过程中流经外电路的电子数目为

18、O.INAB.在标准状况下，两极共产生3.92L 气体C.电解后溶液的 pH 为 2（假设溶液体积不变）D.加入 13.8gAg2CQ 可将溶液彻底复原【答案】B【解A项，用石墨作电极电解1000mL0,lmol L-AgNOs的阴极反应首先是Ag + e-=Ag,假设所有的银亶子O.lmol全咅喩电，转移电子的物质的量为0垃叫贝if析出金J1银的质量为O.lmolxioSg morio.8g?此时阳极放电的电极反应为4OH-4e-=O：T + 2H;O,OJmol电子时生成的氧气的质量是0 025mOlx32g mori = 0.Sg,所以溶港质量减少总量为10.8g + 0.Sg= 11.

19、6gB.4g?接下来阴极放电的是氢禽子，阳按仍星氢氧根放电，相当于此阶段电解水，还要电解掉水的质量为13.4g-ll 6g=18g,电解这些水转移电子的物质的量为0.2moi,所以整个过程韩移电子的总量为0.3moi?个数为03口故人错误；B项，阳按放电的电极反应为4OH-OJ + 2H-O+4C-,当转移03mol电子时，产生氧气的物质的量为0 075mol,即1.6江，阴根上产生氢气，】于+廿一H*当转移0.2mol电子时，产生氢气的物质的量为离子减少了0.2mol,而氢氧根总共减少了03mob所tA最后濬港中FT尸牛严=0罰L3其pH=l,故C错误,D项，-溶液相当于减少了氧化银和水，只

20、剂入為g：C03不能将潯潘彻底复原，故D错误。高频考点五 根据电子守恒，突破电解池的串联”计算例 5 甲醇是一种重要的化工原料和新型燃料。F 图是甲醇燃料电池工作的示意图，其中A、B、D 均为石墨电极，C 为铜电极。工作一段时间后，断开 K,此时 A、B 两极上产生的气体体积相同。0-lmol,即2ML,所以在标准状况下,两极共产生弓勺江气体，故B正确,C项，电解过程中溶液中的氢IlMlmLCuso4i容校KOH濬液IMrnL1 moPL- FeCla. FeCh混合液(1) 甲中负极的电极反应式为 _ 。(2) 乙中 A 极析出的气体在标准状况下的体积为 _0.1 ().2 (t3 0.4(

21、3)丙装置溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量变化关系如右图，则图中线表示的是 _的变化；反应结束后，要使丙装置中金属阳离子恰好完全沉淀，需要1mL5.0mol L- NaOH 溶液。【答案】(1)CH30H 6e+ 8OH=cO+ 6出0 (2) 2.24L (3)Fe2+280【解析】甲酉讖料电池是原电池反应，甲酢在员极失电子发生氧化反应，电极反应为CH：OH-6e- +8OH-C0T+6H工作一段时间后，斷幵陰此时入B两按上产生的气体体积相同，分析电极反应B为阴极，瀋液中铜离子析出，氢离子得到电子生成氢气，设生成气体物质的量为工，瀋港中铜商子物质的量 为0 Imob电极反应为C

22、u;* + ie=Cu,Li.lmol0.2mol2H + 2e2xvA电根为阳极，濬潘中的氢氧根亶子失电子生成氧气电极反应为4OH_-4e_=2H2O + Q2rJta得到0一2+以=斗工，x=0.1mol乙中A极祈出的气休是氧气，物质的量为O.lmol,在标准状况下的体积为2 24L. (3)根据转移电子的 物质的量和金属阳离子的物质的量的变化，可知，铜离子从无到有逐渐增多，铁离子物质的量逐渐减小， 亚铁离子物质的量逐渐増大，为Fe为Cu依据计算得到电子转移为0 4罰，当电wrlHil0.50.4UT30.2OJ子转移为帜妣时， 丙中阳极电极反应Cu-对一生成Cu物质的量为o&g由

23、團像分析可知:反应前， 丙装置中 n(Fe3+)=0.4mol, n(Fe2+)= 0.1mol，当电子转移 0.4mol 时，Fe3+完全反应，生成 0.4molFe2+，则反应结束后，Fe2+的物质的量为 0.5mol, Cu2+的物质的量为 0.2mol，所以1需要加入 NaOH 溶液 1.4mol，所以 NaOH 溶液的体积为 1.4mol - 5molL- = 0.28L= 280mL。高频考点六腐蚀快慢与防护方法的比较例 6 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.C.B.D.【解析】1 1是氏为是氏为员极，杂质碳为正极的原电池腐员极，杂质碳为正极的原电

24、池腐蚀，蚀，是铁的吸氧屬是铁的吸氧屬蚀，蚀，. .腐蚀较慢；其电极反应式腐蚀较慢；其电极反应式：员极员极 2 氏氏 正正 2Hz0+O： + 4e-=+OH7o均为原电池，均为原电池，中欣为中欣为正极，被保护；正极，被保护；中中 F 亡亡 为员为员极，均被腐蚀，但庇和极，均被腐蚀，但庇和 Cu 的金属活动，性差别大于氏和的金属活动，性差别大于氏和 Sn的的，故，故 Fe-CuJ电池中电池中 Fe被腐独的较快被腐独的较快。是庇是庇接电源接电源正极作正极作阳极，阳极，Oi 接电源接电源员极作阴极的员极作阴极的电解屬电解屬蚀，蚀，加快了加快了 Fe的腐性的腐性。是是氏氏接电源接电源员员极极作阴作阴

25、极，极，Cu 接电源正极作阳极的电解腐蚀，防止了接电源正极作阳极的电解腐蚀，防止了 F亡的亡的腐蚀。根据汉上分析可知铁在其中被屬蚀腐蚀。根据汉上分析可知铁在其中被屬蚀由快到慢的顺由快到慢的顺 序为序为海海二二O【变式探究】下列与金属腐蚀相关的说法，准确的是()ZnnFFe紹議比的TtNatllffift图丸图4A. 图 1 中，铁钉易被腐蚀B. 图 2 中，滴加少量 K3Fe(CN)6溶液，没有蓝色沉淀出现C. 图 3 中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是因为高温下铁发生化学腐蚀D. 图 4 中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的正极【答案】C【解析】A项，图1中，铁

26、钉处于干燥环境不易被腐蚀；B项，员按反应为Fe-2e-=F占与K,Fe(CN)s反应生成KF亡FHCN)d蓝色沉淀BD项为牺牲阳极的阴极保护送，钱块相当于原电池的员痂【方法规律】1 判断金属腐蚀快慢的规律或中性溶液发生吸氧腐蚀；NH4CI 溶液、稀 H2SQ 等酸性溶液发生析氢腐蚀。高频考点七准确判断析氢腐蚀和吸氧腐蚀例 7 一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH 的关系如下表。pH2466.5813.514腐蚀快慢较快慢较快主要产物Fe2+Fe3O4Fe2QFeO2下列说法错误的是()A. 当 pHV4 时，碳钢主要发生析氢腐蚀B. 当 pH 6 时，碳钢主要发生吸氧腐蚀C. 当 pH 14 时，正

27、极反应为 O2+ 4H+ 4e=2H0D. 在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓(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 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，电解质浓度越大，金属腐蚀越快。2 .两种保护方法的比较外加电流的阴极保护法保护效果大于牺牲阳极的阴极保护法。3根据介质判断析氢腐蚀和吸氧腐蚀准确判断 介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键。原电池原理引起的弱电解质溶液中潮湿的空气、酸性很

28、弱【答案】C【解析】 C 项应改为 02+ 4e_+ 2H2O=4OH。【变式探究】利用右图装置实行实验，开始时，a、b 两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不准确的是（）A. a 管发生吸氧腐蚀，b 管发生析氢腐蚀B. 段时间后，a 管液面高于 b 管液面C. a 处溶液的 pH 增大，b 处溶液的 pH 减小_ 2+D.a、b 两处具有相同的电极反应式：Fe 2e =Fe【答案】C【解析】 根据装置團判断，左边铁丝发生吸氧脩蚀，右边钱丝发生析氢腐蚀，其电根反应为左边负极；FL2水一F宵正极：O2 + 4e_+ 2H：O40H-右边员极：純-矽=F占正极：2H- + 2e-H：Ta、

29、匕灶的pH均増大C错误.1.【2019 年高考海南卷】某电池以 K2FeO4和 Zn 为电极材料，KOH 溶液为电解溶质溶液。 F 列说法准确的是（）A. Zn 为电池的负极2-+-B. 正极反应式为 2FeO4+ 10H+6e =FGSO3+5H2OC. 该电池放电过程中电解质溶液浓度不变kD. 电池工作时 OH 一向负极迁移【答案】AD【解析】根据化合价升降判断， Zn 化合价只能上升，故为负极材料，K2FeO4为正极材料,A 准确；KOH电解一段时间后，c(OH-)降低的区域在(填阴极室”或阳极室”。溶液为电解质溶液，则正极反应式为2FeO42-+6e-+8H2O =2Fe(OH10OH

30、-, B 错误；该电池放电过程中电解质溶液浓度减小，C 错误；电池工作时阴离子 OH 向负极迁移，D 准确。2 .【2019 年高考新课标川卷】锌 -空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为 KOH 溶液，反应为 2Zn+O2+4OH +2H2O=2Zn(0H)4_。下列说法准确的是()A. 充电时，电解质溶液中 Q 向阳极移动B. 充电时，电解质溶液中C(OH J逐渐减小_ 一2C.放电时，负极反应为：Zn+4OH -2e =Zn(OH)4D. 放电时，电路中通过 2mol 电子，消耗氧气 22.4L (标准状况)【答案】C【解析】充电时阳离子向阴极移动，A错误！放电时总反应为：

31、2Zn-O;-IKOH2H;O=2K;Zn(OH)4T ?贝悅电 时生成氢氧化钾异容液中的増大，B错误；放电时，锌在员极失去电子.C正确；标准状况下22AL氧气的物质的量为lmZ,对应蒔移 畑 E 电子，D错误&3.【2019 年高考天津卷】(14 分)氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：(1)_ 与汽油相比，氢气作为燃料的优点是(至少答出两点)。但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：_。(5)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得通电2氢气：Fe+2H2O+2OH

32、-FeO4-+3H2f，工作原理如图 1 所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色的 FeO42-,镍电极有气泡产生。 若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：Na2FeQ 只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。2电解过程中，须将阴极产生的气体即时排出，其原因是 _。3c( Na2FeO4)随初始 c(NaOH)的变化如图 2,任选 M、N 两点中的一点，分析 c(Na2FeQ)低于最高值的原因： _ 。【答案】(1 )污染小；可再生；来源广；资源丰富；燃烧热值高；H2+2OH-2e-=2H2O(5 阳极室2防止 NazFeQ 与出反应使产率降低3M 点：c(OH-)低，NazFe

33、Q 稳定性差，且反应慢(或 N 点：c(OH-)过高，铁电极上有氢氧化铁生成，使 NazFeQ 产率降低)。【解析】1)与汽油相比，氢气作为燃料的优点有污染小；可再生；来源广；资源丰冨；燃烧热值高等，碱性 氮氧喔料电池的员极反应式为氐竝OH-血上址0,故答案为；污染小；可再生；来源广；资源丰富孑燃烧热 值高；二2比0(2)H：(e)+ACl)=B(l) AK,0&)+B議+HA 氐 两反应的根据生山-T勺因为均为两反应自发反应，因此ZkH均小于 5 将+O得：比)+0&)二HA的厶H=AHI+AH0,故答案为：C(3)皿H3,该反应属于气依的物质的量发生变化的反应。a平衡时气体

34、 的物质的量不变，压强不变，正确；该反应为可逆反应，吸收ymolH.需要犬于1盹1的祖，错误；c,降 ft度，平衝同正反应方向移动，平衡常数増大，正确j山向容器内通入少量氢气，相当于増大压强 平衝正向移动讥放氮)f+5CI + H2O【答案】D【解析】A.阳极婪产生C10-,则铁只能作阴极，不能作阳极，否则就是铁失电子，A正确；阳极是C厂失 电子产生C1CT,电极反应式知CTJOfT kJGCT -H：6 B正确,C阴极罡十产生吐，碱性濬 海 故阴按的电根反应式为：2HLO-2r =H：T-2OH-fC正确；D、滚液为碱性，方程式应対2OT-5C10二HQwN打TOO：卜5GT+2OHJ选D。

35、3.【2019 福建理综化学】某模拟”人工树叶”电化学实验装置如 右图所示，该装置能将H2O 和 CO2转化为。2和燃料（GH8O）。下列说法准确的是（）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 02，有 44 g CC2被还原D . a 电极的反应为：3CC2+ 16H+-18e= C3H8O+4H2O【答案】B【解析】A.根据图示可知，该装置将电能和光能转化为化学能，错误。B.根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，该装置工作时，J 从正电荷较多的阳极 b 极区向负电荷较多的阴极 a 极区迁移，准确。C.该反应的总方

36、程式是：6CQ+8H2O=2QH8O+9O2。根据 反应方程式可知，每生成 1mol O2,有 2/3moICO2被还原，其质量是 88/3 g,错误。D .根据图 示可知与电源负极连接的 a 电极为阴极，发生还原反应，电极的反应式为：3CQ + 18H*+18e= C3H8O+5H2O，错误。4.【2019 上海化学】研究电化学腐蚀及防护的装置如右图所示。下列相关说法错误的是A.d 为石墨，铁片腐蚀加快B.d 为石墨，石墨上电极反应为:C. d 为锌块，铁片不易被腐蚀D. d 为锌块，铁片上电极反应为:【答案】D【解析】由于活动性：FQ石墨，所以铁、石墨及;掾水构成原电池，F 亡为员极，失去

37、电子被氧化变 Fe24SA溶液谣解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成廂电池时的速率快，正确为石由于捷中性电解质，所臥发生的是囉网性，石墨上戦汽得到电子发生还原反应，电极反应为：6 十2H：O-4e4OH-,正确C 若 d 为锌块，则由于金属活动性：吐 gZn 为原电池的员极，F 亡为正极， 首先襪腐蝕的是加铁得到保护，铁片不易被腐蚀，正确D.d 为锌块，宙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：5 亠 2H2O -牠-4OH错误。.【2019 上海化学】(本题共 12 分)氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。

38、下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图，图中的离 子交换膜只允许阳离子通过。完成下列填空：(1 )写出电解饱和食盐水的离子方程式。 _(2)_ 离子交换膜的作用为： _ 、。(3 )精制饱和食盐水从图中 _ 位置补充，氢氧化钠溶液从图中 _ 位置流 出。(选填“ a” “ b、 “ (或 “ d)(4) KCIQ 能够和草酸(H2QO4)、硫酸反应生成高效的消毒杀菌剂CIO?，还生成 C02和02+ 2H2O + 4eT40H+木2H + 2eTH2f(5)KHSQ 等物质。写出该反应的化学方程式(5)室温下，0.1 mol/L NaCIO 溶液的 pH_0.1 mol/L NazSQ 溶液的

39、pH。(选填 大于”、小于”或等于”)。浓度均为 0.1 mol/L 的 NazSQ 和 NazCQ 的混合溶液中，SQ2-、CQ2-、HSO3-HCQ-浓度从大到小的顺序为 _。已知：H2SQK1=1.54X10Ki2=1.02X10HCIOK1=2.95X10H2CQKi1=4.3X1-0K2=5.6X101【答案】(1) 2C通电+2H2OCbf+H2f +2OH。(2)阻止 OH-进入阳极室，与 Ch 发生副反应：2NaOH+C2=NaCI+NaCIO+HO;阻止阳极产 生的CI2和阴极产生的 H2混合发生爆炸。(3) a； d;(4) 2KCIQ+ H2C2O4+ 2H2SQ= 2C

40、IC2+2CC2+2KHSQ+2H2O.(5)大于；SO3CO3HCO3HSC3。【解析】(1)电解饱和食盐水时，溶液中的阳离子H+在阴极得到电子变为 H2逸出，使附近的水溶液显碱性，溶液中的阴离子C在阳极失去电子，发生氧化反应。产生C2。反应的离子方程通电式是 2CI + 2H2O-Cl2f+H2f+ 2OH。(2) 图中的离子交换膜只允许阳离子通，是阳离子交换膜，能够允许阳离子通过，不能使阴离子通过，这样就能够阻止阴极溶液中的OH 进入阳极室，与氯气发生反应，阻止 C进入阴极室，使在阴极区产生的NaOH 纯度更高。同时能够阻止阳极产生的CI2和阴极产生的 出混合发生爆炸。(3 )随着电解的

41、实行，溶质 NaCI 持续消耗，所以应该即时补充。精制饱和食盐水从与阳 极连接的图中 a 位置补充，因为阴极 H+持续放电，附近的溶液显碱性， 氢氧化钠溶液从图中 d 位置流出；水持续消耗，所以从 b 口持续加入蒸馏水，从 c 位置流出的是稀的 NaCI 溶液。(4) KCIQ 有氧化性，H2C2O4有还原性，在酸性条件下 KCIQ 能够和草酸(H2C2O4)生成 高效的消毒杀菌剂 CIO2，还生成 CO2和 KHSQ 等物质。则根据电子守恒及原子守恒， 可得该反 应的化学方程式是： 2KCIC3+ H2C2O4+ 2H2SQ= 2CIQ+2CQ+2KHSQ+2H2O.(3)NadO. Na2

42、SO.都是强砸弱酸盐，弱酸根高子发生水解反应，消耗水电离产生的破坏了水的电离 平衡，当最终达到平衡时，溶港中所臥濬液显喊性，册成盐的峻越弱盐水解程度就越犬。 消耗的离子浓度越大，当滚港达到平衡时，剩余的离子浓度就越小。由于的-1.02x10-, HC1O 的 Ki=2.55xl0-3,所以酸性：HSOiHClO,因此濬液的 pH:NaC10Na;SO 由于电离程度：H;SO： H HSOs-o 但是盐水解程度总的来说很小，主要 以盐电离产生的离子存 E 所以在该请液中0 尹、CO 不 HSOr. HCXY 戒度从大到小的顺序为【2019 海南化学】(9 分)银是一种贵金属，古代常用于制造钱币及

43、装饰器皿，现代在电池和照明器材等领域亦有广泛应用。回答下列问题。(1)_久存的银制器皿表面会变黑， 失去银白色的光泽，原因是 _。(2) 已知 (AgCpI. 8X100,若向 50mL0. 018mol L-1的 AgNOs溶液中加入50mL0. 020mol L-1的盐酸，混合后溶液中的 Ag+的浓度为_mol L-1, pH 为_(3)AgNO3溶液光照易分解，生成 Ag 和红棕色气体等物质，其光照分解的化学方程式为_。(4)_ 右图所示原电池正极的反应式为。电渡汁【答案】(1) Ag 与空气中氧及含硫化合物反应生成黑色硫化银;(2) 1.8Xol/L;2光昭2AgNO3=2=Ag+2N

44、O2f+C2f(4)Ag+e-=Ag【解析】(1 根据金属的羁蚀可知Ag变黑是发生了化学腐蚀乜与空气中氧顶含硫化合物反应生成黑色硫化银；(2)根据反应中HCI和硝酸银的物质的量可知HG过量.则计算剩余的氯鳥子的物质的量浓度为(0.02-0.01S) molL2=0.001molL,根据須Cl的濬度枳的表达式计算即可*因为该反应中氢离子未彗加反 应，所以濬液的体积变为lOOmL时，氢离子的浓度为O.OlmolL,则pHf(3)根据氧化还原反应理论，硝釀银分解生成A吕和二氧化氮气休，无元素化合价升高的，所次该反 应中有氧气生成(4 该煤电池的实质是Cu与银离子发生蚤换反应生成Ag单质，所获正极是生

45、成Ag单质的还原反应。7.【2019 新课标H卷理综化学】(14 分)酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是碳粉，MnO2, ZnC2和 NH4CI 等组成的糊状填充物，该电池在放电过程产生 MnOOH,回收处理该废电池可得到多种化工原料，相关数据下表所示：溶解度/(g/100g 水)温度/ C化合物020406080100NH4CI29.337.245.855.365.677.3ZnC2343395452488541614化合物Zn (OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp 近似值-1710-1710-3910回答下列问题：(1 )该电池的正极反应式为 _ ，电

46、池反应的离子方程式为： _(2 )维持电流强度为 0.5A，电池工作五分钟， 理论上消耗 Zn_g。(已经 F= 96500C/moI)(3)废电池糊状填充物加水处理后，_ 过滤，滤液中主要有 ZnC2和 NH4CI,二者可通过分离回收；滤渣的主要成分是MnO2、_ 和_，欲从中得到较纯的 MnO2,最简便的方法是_，其原理是 _。(4) 用废电池的锌皮制备 ZnSC47H2O 的过程中，需去除少量杂质铁，其方法是：加稀硫酸和 H2O2溶解，铁变为 _ ，加碱调节至 pH 为时，铁刚好完全沉淀(离子浓度小于1X10mol/L 时，即可认为该离子沉淀完全)；继续加碱调节至 pH 为_时，锌开始沉

47、淀(假定 Zn2+浓度为 0. 1mol/L )。若上述过程不加 H2O2后果是_ ，原因是_。【答案】(1) MnO2+ e+ H+= MnOOH; Zn+2MnO2+ 2H+= Zn2+ 2MnOOH(2) 0.05g(3)加热浓缩、冷却结晶；铁粉、MnOOH;在空气中加热； 碳粉转变为CQ, MnOOH氧化为 Mn。？(4) Fe3+； 2.7; 6; Zn2+和 Fe2+分离不开；Fe(OHb 和 Zn(OH)2的 Ksp 相近【解析】酸性锌猛干电池罡一种一；欠电池，外壳为金属锌锌是活泼的金属，锌是负极电解质显酸性， 则负极电极反应式为Zn-2e-=Zno中间是碳棒，碳棒杲正极，其中二

48、氧化猛得到电子转化为MnOOH,则正极电根反应式为MnCh+厂+H-=NlnOOH,所以总反应式为Zn+ 2MnO:+ 2tT=Zn+2MnOOHo 维持电洗强度为0.5A,电池工作五分钟，则通过的电5 0.5x300=150,因此通过电子的物质的1503量S-=1554xl0-nol?锌在反应中失去2个电子，则理论消耗Zn的质量是96500-:- x65g mol =0.05g。4(3)废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有氯化锌和氯化铵。根据表中数据可 知氯化锌的溶解度受温度影响较大，所以两者能够通过结晶分离回收，即通过蒸发浓缩、冷 却结晶实现分离。二氧化锰、铁粉、MnOOH 均难

49、溶于水，所以滤渣的主要成分是二氧化锰、碳粉、MnOOH。因为碳燃烧生成 CO2, MnOOH 能被氧化转化为二氧化锰，所以欲从中得到较 纯的二氧化锰，最简便的方法是在空气中灼烧。(4) 双氧水具有强氧化性，能把铁氧化为铁离子，所以加入稀硫酸和双氧水，溶解后铁 变为硫酸铁。根据氢氧化铁的溶度积常数可知，当铁离子完全沉淀时溶液中铁离子浓度为2X13mol/L , pH= 2.7,所以加碱调节 pH 为 2.7 时铁刚好完全沉淀。Zn2+浓度为 0.1mol/L ,根度是 10mol/L , pH = 6,即继续加碱调节 pH 为 6 时锌开始沉淀。如果不加双氧水，则铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁，因为

50、氢氧化亚铁和氢氧化锌的溶度积常数接近，所以在沉淀锌离子105mol/L ,则溶液中氢氧根的浓度=mol/L， 所以据氢氧化锌的溶度积常数可知开始沉淀时的氢氧根浓度为=8mol/L ,氢离子浓3聘十。-12的同时亚铁离子也沉淀，导致生成的氢氧化锌不纯，无法分离开Zn2+和 Fe2*。1. (2019 广东理综，11)某同学组装了如图所示的电化学装置，电极I为Al，其他电极均NaCl 溶液的浓度是molL1。B. 电极I发生还原反应C. 电极n逐渐溶解2+D. 电极川的电极反应：Cu + 2e =Cu【答案】A【解析】电极 I 为崗其也电极均为 Cu,可利断，【是原电池的负按II 是厲电池的正极，

51、山是电解池的阳极 IV 是电解池的阴极，A 项，外电路电溢方向是从正极湊向员根，即电极囚一电极 I ,正确；B 项，员极 发生氧化反应错误扌 C 项，正极上的电极反应为 CV-+2e-=Cu,电极 II 有 Cu 析出逐渐加直，错误；D 项，阳极的电极反应为 Cu-推一一 Cu，错误。.（2019 北京理综，28）用 FeC3酸性溶液脱除 H?S 后的溶液，通过控制电压电解得以再生。某 同学使用石墨电极，在不同电压（x）下电解 pH= 1 的 0.1 mol L1的 FeC2溶液，研究废液再生机理。记录如下（a、b、c 代表电压数值）:序号电压/V阳极现象检验阳极产物Ixa电极附近出现黄色，有

52、气泡产生有 Fe3+、有 Cl2nax 纣）电极附近出现黄色，无气泡产生有 Fe3+、无 Cl2出bx0无明显变化无 Fe3+、无 Cl2（1） 用 KSCN 溶 液 检 验 出Fe3+的 现 象 是I中，Fe3+产生的原因可能是 C在阳极放电，生成的 CI2将 Fe2+氧化。写出相关反应:（3）_ 由n推测，Fe3+产生的原因还可能是 Fe2+在阳极放电，原因是 Fe2+具有_ 性。（4）n中虽未检验出 Cl2,但 C在阳极是否放电仍需进一步验证。电解pH= 1 的 NaCl 溶液做对照实验，记录如下：序号电压N阳极现象检验阳极产物ax 死无明显变化有 Cl2Vcx 为无明显变化无 C2A.

53、电流方向：电极W盐桥【答案】 2H2O 4e=Qf+ 4H+阳极室的 穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO2穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2P&H2PO或 H3PO2被氧化2W中检测 Cl2的实验方法 _3与n对比， 得出 的结论(写出两点)【答案】(1)溶液变红(2)2C 2e=C2f、CI2+ 2Fe2+=2Cl + 2Fe3+还原(4)0.2取少量阳极附近的溶液，滴在淀粉KI 试纸上，试纸变蓝通过控制电压，证实了产生FeT 的两种原因都成立；通过控制电压，验证了Fe2+先于C放电【解析】用KSCN濬液检验FbE寸濬液娈红。根据题意可知z阳极反应式为2Q-2e-=C；

54、T；生成的的离子方程式为C1汁Fb一F尹，可却具有还原性*(4)由干电解pH=l的NaCl濬席与电解pH=l的0_1ml二 tFeCL：港液俶对照灾验卫.1 moi-Li F V溶液中含CT的浓 度为0.2 mol-L-1,故pH= L的Nad濬港中CT浓度也应为fl.2 mol IT】，则NaCl濬濟的浓度为0.2cwl检测 6 的实验方法为：取少量阳极附近的瀋海WE淀粉禺试纸上/若试字驍盘 则说明有 6 生亦 通过实验V和HI对比可以证明FF先于 U放电，通过实验W和n对比可決证明产生F尹的两种原因都可能 成立3.2019 全国新课标I,27(4)次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品，

55、具有较强还原性。回答 下列问题：H3PO2也可用电渗析法制备。四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过 ):阴膜阳械室 产品室 恵料电阴战电1写出阳极的电极反应式 _。2分析产品室可得到 H3PQ 的原因_3早期采用 三室电渗析法”制备 H3PO2:将 四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PQ稀溶液代替，并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有 _ 杂质，该杂质产生的原因是【解析】稀硫敲H3PO2稀溶液NaH2FO3Nal阳极为水电离出的Otr放电电极反应式为2H;O-4e-0：+ 4HJ阳极室中的IT穿过阳 膜进入至产品室，原

56、料室中的HPQT穿过阴膜扩歆至产品室，二者反应生成比FO：*在阳极区H*还或H：P6确跌电子发生氧化反应.即生成物中会混有POT*4. 2019 山东理综，30(1)(2)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、AI2CI7和 AICI4组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。(1)钢制品应接电源的_ 极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为 _。若改用 AICI3水溶液作电解液，则阴极产物为(2)为测定镀层厚度，用 NaOH 溶液溶解钢制品表面的铝镀层，当反应转移6 moI 电子时，所得还原产物的物质的量为 _moI。【答案】 负 4AI

57、2CI7+ 3e=AI+ 7AIC4H2(2)3【解析】(1)电镀时，镀件作阴极，与电源负极相连，发生还原反应。若改用AICI3水溶液作电解液，阴极电极反应式应为2H* + 2e_=H2f。电镀过程中有机阳离子不参与反应且不产生其他离子，故阴极的电极反应式应为4ADC7+ 3e =AI+ 7AICI4。(2)2AI + 2NaOH + 2H2O=2NaAIQ+ 3 战f,反应转移 6 mol 电子时，还原产物 Hz的 物质的量为 3 moI。6. 2019 福建理综，24(1)右图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。(1) 该电化腐蚀称为 _。(2) 图中 A、B、C D 四个

58、区域，生成铁锈最多的是 _ (填字母)。【答案】(1)吸氧腐蚀(2)B【解析】(1)在弱酸性、中性或碱性条件下，金属所发生的腐蚀是吸氧腐蚀。(2)铁闸发生吸氧腐蚀时，正极反应必须有氧气参与，所以与空气接触较多的B 处生成铁锈最多。6. (2019 北京理综，7)下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是()。A. 水中的钢闸门连接电源的负极B. 金属护栏表面涂漆C. 汽车底盘喷涂高分子膜D. 地下钢管连接镁块【答案】 A【解析】国 a图hA 项，水中钢闸门连接电源的员极，即作再电化学保护装置的阴极，使其不发生失电子反应而被保护, 正确：B 项和C 项都厲于外加防护层的防腐万法，B.（:

59、两项不符合题慧,错 i 熟 D 项属于牺牲阳根的阴 极保护法，错误。（2019 浙江理综，11）电解装置如图所示，电解槽内装有KI 及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。已知：3I2+ 6OH=|Q + 5+ 3H2OF列说法不准确的是（）。A.右侧发生的电极反应式:2H2O+ 2e =Hd + 2OHB.电解结束时，右侧溶液中含IO3C.电解槽内发生反应的总化学方程式:通电KI+3H2O=KIO3+3H2fD.如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学反应不变【答案】D【解析】 左侧变蓝，说明左侧是阳极，在阳极放电

60、，被氧化生成 I2，因而右侧是阴极，只能是水电离的 H 放电被还原生成 H2,其电极反应为 2H2O + 2e =Hf+ 2OH , A 项准确； OH通过阴离子交换膜进入左侧与I2反应生成 IO3, IO3又通过阴离子交换膜进入右侧，B 项准确；电解 KI 的过程发生如下两个反应：-通电12I + 2 出 0=!?+ 2OH + 出匸；23” 6OH=|Q + 5+ 3H2O;X3即得总方程式，C 项准确；如果将阴离子交换膜换成阳离子交换膜，阴极产生的OH将不能到达阳极区，I2与 OH无法反应生成 IO3，因而 D 项错。押题专练1.下列与金属腐蚀相关的说法准确的是（）N MIUc图dA. 图 a 中，插入海水中的铁棒，越靠近