第21单元电解金属的腐蚀与防护

1、第21单元 电解 金属的腐蚀与防护一、考纲要求1.了解电解池的工作原理。2.能写出电极反应式和电解总方程式。3.理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害及其防护措施。二、知识梳理1.电解池（1）概念把_能转化为_能的装置。（2）电解原理。电解：使_通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在_引起_的过程。电极名称与电极反应。与电源正极相连的为_，发生_反应；与电源负极相连的为_，发生_反应。电极材料惰性电极：如_。活性电极：如_。工作原理：(以石墨为电极电解CuCl2溶液为例)电极反应式阳极：_阴极：_总式：_电子流向电源_导线电解池_电解池_导线电源_离子移动方向电解质溶液中的阳离子移向_电解

2、质溶液中的阴离子移向_答案：（1）电  化学（2）电流  阴、阳两极  氧化还原反应  阳极  氧化  阴极  还原  石墨、铂  Cu、Zn、Fe  2Cl2e=Cl2  Cu22e="Cu"  CuCl2CuCl2  负极  阴极  阳极  正极  阴极  阳极2.电解的应用（1）氯碱工业电解食盐水制备烧碱、氢气和氯气。阴极反应式：_；阳极反应式：_；电解反应总方程式：_。（2）电镀电镀时，阳

3、极是_，阴极是_，一般用含有_的电解质溶液作电镀液；电镀池工作时，阳极质量_，阴极质量_，电解质溶液浓度_。以电镀铜为例写出电极反应式：阳极反应：_；阴极反应：_。（3）铜的精炼(粗铜中通常含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质)电极名称电极材料电极反应电解质溶液阳极_铜_，_，_，_，_溶液阴极_铜Cu22e=Cu粗铜中比较活泼的金属杂质形成阳离子进入溶液，金属活动性弱于铜的金属(Ag和Au)沉淀在电解槽底部，形成_。（4）电冶金金属冶炼：Mnne=M。电解熔融的氯化钠冶炼金属钠。阳极反应：_；阴极反应：_。总反应：_。电解熔融的氯化镁冶炼金属镁。阳极反应：_；阴极反应：_。总反应：MgCl

4、2(l)MgCl2 。电解熔融的氧化铝冶炼金属铝。阳极反应：_；阴极反应：_。总反应：_ 。答案：（1）2H2e=H2  2Cl2e=Cl2  2NaCl2H2OCl2H22NaOH（2）镀层金属  镀件  镀层金属离子  减小  增大  不变  Cu2e=Cu2  Cu22e=Cu（3）粗  Zn2e=Zn2 Fe2e=Fe2 Ni2e=Ni2 Cu2e=Cu2 纯  CuSO4 阳极泥（4）2Cl2e=Cl2  2Na2e=2Na&

5、#160; 2NaCl(l)2NaCl2  2Cl2e=Cl2   Mg22e="Mg"  6O212e=3O2 4Al312e=4Al 2Al2O34Al3O23.金属的腐蚀与防护（1）化学腐蚀与电化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀定义金属跟接触到的物质(如O2、Cl2、SO2等)_发生_反应而引起的腐蚀不纯金属与电解质溶液接触时，发生_反应，_的金属失电子而被氧化本质_电流产生_电流产生现象金属被_(氧化)_金属被腐蚀(氧化)实例金属与Cl2、O2等物质直接发生化学反应钢铁在潮湿的空气中生锈实质与联系实质都是金属原子_

6、电子被_而损耗；化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍、危害性更大、腐蚀速率更快（2）钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较_水膜酸性_或_正极反应_负极反应_（3）金属的防护改变金属的组成结构。如铁中加入一定比例的铬炼制得铬钢，具有很高的耐腐蚀性。在金属表面覆盖一层_层，使金属与周围具有腐蚀性的气体和电解质溶液隔离，便可保护金属，防止金属腐蚀。如在金属表面上喷漆、电镀或覆盖搪瓷，使表面钝化等。电化学保护法：牺牲阳极保护法：使被保护的金属设备作原电池的_极。外加电流阴极保护法：使被保护的金属设备作电解池_极，与外接电池的负极相连接，用废铁作_极。答案：（1）直接

7、化学 原电池 比较活泼 无 有微弱 腐蚀 较活泼 失去 氧化（2）强 很弱 呈中性  2H2e=H2  O22H2O4e=4OH  Fe2e=Fe22Fe4e=2Fe2（3）保护 正 阴 阳三、要点精析1.电解原理及其电解方程式书写（1）电解时电极产物的判断（2）电解化学方程式的书写必须在连接号上标明通电或电解。只是电解质被电解，电解化学方程式中只写电解质及电解产物。如电解CuCl2溶液：CuCl2CuCl2。只有水被电解，只写水及电解产物即可。如电解稀硫酸、电解NaOH溶液、电解Na2SO4溶液时，化学方程式应写

8、为：2H2O2H2O2。电解质、水同时被电解，则都要写进化学方程式。如电解饱和食盐水：2NaCl2H2OH2Cl22NaOH。注意事项书写电解池中电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式。要确保两极电子转移数目相同。电解水溶液时，应注意放电顺序中H、OH之后的离子一般不参与放电。2.关键提醒电解时离子放电顺序判断的思路（1）首先判断阴、阳极，分析电极材料，判断是电极材料放电还是溶液中的离子放电。阳极为金属活性电极时，电极材料放电。（2）再分析溶液中的离子种类，根据离子放电顺序，分析电极反应，并判断电极产物，写出电极反应式。3.电解规律及有关计算（1）

9、电解类型比较类型实例电极反应特点电解质浓度pH电解质溶液复原 电解水型NaOH阴：4H4e=2H2阳：4OH4e=2H2OO2增大增大加水 H2SO4增大减小加水 Na2SO4增大不变加水 电解电解质型HCl电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电减小增大通氯化氢 CuCl2减小 加氯化铜 放H2生碱型NaCl阴极：H2O放H2生碱阳极：电解质阴离子放电生成新电解质增大通氯化氢放O2生酸型CuSO4阴极：电解质阳离子放电阳极：H2O放O2生酸生成新电解质减小加氧化铜4.电解计算计算类型：电解池中有关量的计算或判断主要包括以下几

10、方面：根据直流电源提供的电量求产物的量（析出固体的质量、产生气体的体积等）、溶液的pH、相对原子质量或某元素的化合价、化学式等。计算方法：（1）根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、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。（2）根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式计算。关键提醒（1）若阴极为H放电，则阴极区cOH增大；若阳极为OH放电，则阳极区cH增大；若阴极、阳极同时有H、OH放电，相当于电解水，电解质溶液浓度增大。（2）用惰性电极电解电解质溶液时，若要使电解后的溶液恢复到原状态，应遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”的原则

11、，一般加入阴极产物与阳极产物的化合物。（3）电解过程中产生的H或OH，其物质的量等于转移电子的物质的量。5.金属的腐蚀和防护（1）金属腐蚀快慢比较在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢是：电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极。在不同溶液中，金属在电解质溶液中的腐蚀>金属在非电解质溶液中的腐蚀；金属在强电解质溶液中的腐蚀>金属在弱电解质溶液中的腐蚀。对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。由于金属表面一般不会遇到酸性较强的溶液，故吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式，只有在金属活动性顺序表中排在氢以前的金属才可能发生析氢腐蚀，而位

12、于氢之后的金属只能发生吸氧腐蚀。（2）金属的防护一般防护：改变金属内部结构，如制成合金；使金属与空气、水解物质隔离，如电镀、喷油漆等。电化学防护牺牲阳极的阴极保护法原电池保护外加电流的阴极保护法电解保护四、高考真题2.(2014·上海高考·12)如右图所示,将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中。下列分析正确的是()A.K1闭合,铁棒上发生的反应为2H+2e-H2B.K1闭合,石墨棒周围溶液pH逐渐升高C.K2闭合,铁棒不会被腐蚀,属于牺牲阳极的阴极保护法D.K2闭合,电路中通过0.002NA个电子时,两极共产生0.001 mol气体【答案】B【解析】K1闭合形成

13、原电池,铁作负极,失电子被腐蚀,石墨电极是正极,氧气得电子变为OH-,pH逐渐升高,A错误、B正确;K2闭合,铁棒作阴极被保护,不会被腐蚀,属于外加电流的阴极保护法,C错误;K2闭合形成电解池,两极分别产生氯气和氢气,电路中通过0.002NA个电子时,每极上产生0.001 mol气体,共0.002 mol气体,D错误。3.(2014·广东高考·11)某同学组装了如图所示的电化学装置。电极为Al,其他电极均为Cu,则()A.电流方向:电极电极B.电极发生还原反应C.电极逐渐溶解D.电极的电极反应:Cu2+2e-Cu【答案】A【解析】电极是原电池的负极,电极是原电池的正极,电极

14、是电解池的阳极,电极是电解池的阴极,故电流方向:电极电极,A正确;电极发生氧化反应,B错误;电极是原电池的正极,发生还原反应,有单质铜析出,C错误;电极是电解池的阳极,发生氧化反应,电极反应为Cu-2e-Cu2+,D错误。4.(2014·海南高考·3)以石墨为电极,电解KI溶液(其中含有少量酚酞和淀粉),下列说法错误的是()A.阴极附近溶液呈红色 B.阴极逸出气体C.阳极附近溶液呈蓝色D.溶液的pH变小【答案】D【解析】惰性电极电解碘化钾溶液,阴极氢离子得电子生成氢气,同时生成氢氧化钾,因此溶液变红(碱使酚酞变红),A、B说法正确;阳极产生碘单质,碘使淀粉变蓝,C说法正确;

15、阴极氢离子得电子生成氢气,同时生成氢氧化钾,碱性增强,D说法错误。5.(2014·天津高考·1)化学与生产、生活息息相关,下列叙述错误的是()A.铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性B.用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可减少白色污染C.大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的一种重要因素D.含重金属离子的电镀废液不能随意排放【答案】B【解析】铁表面镀锌时,锌作负极失电子,铁作正极被保护,所以可以增强铁的抗腐蚀性,A正确;聚乙烯在自然界中很难分解,可以造成白色污染,B错误;大量燃烧化石燃料会产生烟尘等污染物,造成雾霾天气,C正确;含有重金属离子的电镀废液能造成水污染,不能随意排放,D正确。【解析】A

16、项,原电池中阳离子向正极移动,则锂离子电池放电时,Li+向正极迁移,错误;B项,锂硫电池充电时,锂电极与外接电源的负极相连,锂电极上,Li+得电子发生还原反应,正确;C项,锂硫电池放电时负极为Li,锂离子电池放电时负极为LixC,两种电池锂的变价不同,两种电池的负极材料不同,所以比能量不相同,错误;D项,充电时,正接正,负接负,所以Li电极接C电极,错误。10【2015四川理综化学】用右图所示装置除去含CN、Cl废水中的CN时，控制溶液PH为910，阳极产生的ClO将CN氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是（）A用石墨作阳极，铁作阴极B阳极的电极反应式为：Cl+ 2OH2e= ClO+

17、H2OC阴极的电极反应式为：2H2O + 2e= H2 + 2OHD除去CN的反应：2CN+ 5ClO+ 2H+ = N2 + 2CO2 + 5Cl+ H2O【答案】D 【解析】A、阳极要产生ClO，则铁只能作阴极，不能作阳极，否则就是铁失电子，A正确；B、阳极是Cl失电子产生ClO，电极反应式为：Cl+ 2OH2e= ClO+ H2O，B正确；C、阴极是H+产生H2，碱性溶液，故阴极的电极反应式为：2H2O + 2e= H2 + 2OH，C正确；D、溶液为碱性，方程式应为2CN+5ClO+ H2O =N2+2CO2+5Cl+2OH。选D。13【2015上海化学】研究电化学腐蚀及防护的装置如右

18、图所示。下列有关说法错误的是（ ）Ad为石墨，铁片腐蚀加快Bd为石墨，石墨上电极反应为：O2 + 2H2O + 4e 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【答案】D【解析】由于活动性：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的速率快，正确。B.d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：O2 + 2H2O + 4e 4OH，正确。C.若d为锌块，则由于金属活动性：Zn>F

19、e，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。D. d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：O2 + 2H2O + 4e 4OH，错误。14【2015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。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”、“c”或“d”）（4）KC

20、lO3可以和草酸（H2C2O4）、硫酸反应生成高效的消毒杀菌剂ClO2，还生成CO2和KHSO4等物质。写出该反应的化学方程式。（5）室温下，0.1 mol/L NaClO溶液的pH0.1 mol/L Na2SO3溶液的pH。（选填“大于”、“小于”或“等于”）。浓度均为0.1 mol/L 的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中，SO32、CO32、HSO3、HCO3 浓度从大到小的顺序为。已知：H2SO3Ki1=1.54×10-2Ki2=1.02×10-7HClOKi1=2.95×10-8H2CO3Ki1=4.3×10-7Ki2=5.6×1

21、0-11【答案】（1）2Cl2H2OCl2H22OH。（2）阻止OH-进入阳极室，与Cl2发生副反应：2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O；阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。（3）a；d；（4）2KClO3+ H2C2O4+ 2H2SO4= 2ClO2+2CO2+2KHSO4+2H2O.（5）大于；SO32>CO32>HCO3>HSO3。【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Cl-在阳极失去电子，发生氧化反应。产生Cl2。反应的离子方程式是2Cl2H2OCl2H22OH。（

22、2）图中的离子交换膜只允许阳离子通，是阳离子交换膜，可以允许阳离子通过，不能使阴离子通过，这样就可以阻止阴极溶液中的OH-进入阳极室，与氯气发生反应，阻止Cl-进入阴极室，使在阴极区产生的NaOH纯度更高。同时可以阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。（3）随着电解的进行，溶质NaCl不断消耗，所以应该及时补充。精制饱和食盐水从与阳极连接的图中a位置补充，由于阴极H+不断放电，附近的溶液显碱性，氢氧化钠溶液从图中d位置流出；水不断消耗，所以从b口不断加入蒸馏水，从c位置流出的是稀的NaCl溶液。（4）KClO3有氧化性，H2C2O4有还原性，在酸性条件下KClO3可以和草酸（H2C

23、2O4）生成高效的消毒杀菌剂ClO2，还生成CO2和KHSO4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：2KClO3+ H2C2O4+ 2H2SO4= 2ClO2+2CO2+2KHSO4+2H2O.（5）NaClO、Na2SO3都是强碱弱酸盐，弱酸根离子发生水解反应，消耗水电离产生的H+，破坏了水的电离平衡，当最终达到平衡时，溶液中c(OH-)>c(H+)，所以溶液显碱性。形成盐的酸越弱，盐水解程度就越大。消耗的离子浓度越大，当溶液达到平衡时，剩余的离子浓度就越小。由于H2SO3的Ki2=1.02×10-7；HClO的Ki1=2.95×10-8，所以

24、酸性：HSO3->HClO，因此溶液的pH: NaClO> Na2SO3。由于电离程度：H2SO3> H2CO3>HSO3->HCO3-，浓度均为0.1 mol/L 的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中，水解程度：CO32>SO32，所以离子浓度：SO32>CO32；水解产生的离子浓度：HCO3-> HSO3-。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在。所以在该溶液中SO32、CO32、HSO3、HCO3 浓度从大到小的顺序为SO32>CO32>HCO3>HSO3。五、试题精粹3.（双选）用惰性电极电解下列溶液

25、一段时间后再加入一定量的某种纯物质（括号内物质），能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是AAgNO3（AgNO3）BNaOH（H2O）CKCl（KCl） DCuSO4（CuCO3）【答案】BD【解析】分析电解反应的原理，在两极析出什么物质（固体或气体），相当于什么物质脱离反应体系，就加入什么物质，即可使溶液完全复原。A4AgNO32H2O4AgO24HNO3脱离反应体系的物质是4AgO2，相当于2Ag2O，所以应当加入适量Ag2O才能复原（加入AgNO3，会使NO3-的量增加）。B2H2O2H2O2脱离反应体系的是2H2O2，相当于2H2O，加入适量水可以复原。C2KCl2H2O2KOHH2Cl2

26、脱离反应体系的是H2Cl2，相当于2HCl，应通入适量HCl气体才能复原（加入盐酸时，同时也增加了水）。D2CuSO42H2O2H2SO42CuO2脱离反应体系的是2CuO2，相当于2CuO，加入适量CuO可以复原，CuCO3也可以。4.用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间后，阴极质量增加，电解液的pH下降的是ACuSO4BNaOHCBaCl2DH2SO4【答案】A【解析】符合该题条件的电解质应为不活泼金属的含氧酸盐。5.下列关于电解NaNO3溶液的叙述正确的是A随着电解的进行，溶液的pH减小BOH向阳极移动，阳极附近溶液呈碱性CNO向阳极移动，Na向阴极移动，分别在对应的电极上析出D阴极上H

27、得电子被还原成H2，使得阴极附近的溶液呈碱性【答案】D【解析】电解NaNO3溶液，实际上是电解水，故电解后溶液的pH不变；阳极：4OH4e=2H2OO2，由于OH放电，使阳极附近溶液呈酸性，阴极：2H2e=H2，由于H放电，使阴极附近溶液呈碱性，故选D项。6.按下图所示装置进行实验，并回答下列问题：（1）判断装置的名称：A池为_，B池为_。（2）锌极为_极，电极反应式为_；铜极为_极，电极反应式为_；石墨棒C1为_极，电极反应式为_；石墨棒C2附近发生的实验现象为_。（3）当C2极析出224 mL气体（标准状况）时，锌的质量_（填“增加”或“减少”）_g，CuSO4溶液的质量_（填“增加”或“

28、减少”）_g。【答案】（1）原电池 电解池 （2）负 Zn2e=Zn2 正Cu22e="Cu" 阳 2Cl2e=Cl2 有无色气体产生，附近溶液出现红色 （3）减少 0.65 增加 0.01【解析】A池中Zn、Cu放入CuSO4溶液中构成原电池，B池中两个电极均为石墨电极，在以A为电源的情况下构成电解池，即A原电池带动B电解池。A池中Zn为负极，Cu为正极，B池中C1为阳极，C2为阴极，阴极区析出H2，周围OH富集，酚酞变红，且n（H2）0.01 mol，故电路中转移电子的物质的量为0.01 mol×20.02 mol，根据得失电子守恒，锌极有0.01 mol Z

29、n溶解，即Zn极质量减少0.01 mol×65 g·mol10.65 g，铜极上有0.01 mol Cu析出，即CuSO4溶液增加了0.01 mol×（65 g·mol164 g·mol1）0.01 g。7.如图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。（指示剂的pH变色范围：6.88.0，酸色红色，碱色黄色）回答下列问题：（1）下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是_（填编号）；A管溶液由红变黄；B管溶液由红变黄；A管溶液不变色；B管溶液不变色。（2）写出A管中发生反应的反应式：

30、_；（3）写出B管中发生反应的反应式：_；（4）检验a管中气体的方法是_；（5）检验b管中气体的方法是_。【答案】（1）（2）2H2e=H2（或2H2O2e=2OHH2）Mg22OH=Mg（OH）2（3）4OH4e=2H2OO2（或2H2O4e=4HO2）（4）用拇指按住管口，取出试管，管口靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有淡蓝色火焰（5）用拇指按住管口，取出试管正立，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内会复燃【解析】（1）由于MgSO4是强酸弱碱盐，在水溶液中存在Mg22H2O=Mg（OH）22H水解平衡，因此水溶液呈酸性，电解前A、B管均显红色。铂丝是惰性电极，电解池中阴离子在阳极发生氧

31、化反应，阳离子在阴极发生还原反应，在A管溶液中，铂丝作阴极，由于H的氧化性大于Mg2的氧化性，H先得电子被还原为H2，Mg2与OH生成Mg（OH）2沉淀，酸性减弱，随着水的电解，OH浓度增大，颜色由红变黄。而在B管溶液中铂丝作阳极，OH的还原性大于SO42，OH失电子，随着电解的进行，酸性增大，溶液不变色（始终为红色）。（2）（3）由（1）可知，在A管中发生：2H2e=H2（或2H2O2e=2OHH2）Mg22OH=Mg（OH）2在B管中：4OH4e=2H2OO2（或2H2O4e=4HO2）（4）（5）H2的常用检验方法是“爆鸣”法，即用拇指按住管口，取出试管a，管口靠近火焰，放开拇指，有爆鸣

32、声，管口有淡蓝色火焰；O2的常用检验方法是木条复燃法，用拇指按住管口，取出试管b正立，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内，木条复燃。8.要实现反应：Cu2HCl=CuCl2H2，设计了下列四个实验，你认为可行的是【答案】C【解析】铜与盐酸不能直接发生反应，由于不是能自发进行的氧化还原反应，故不能设计成原电池，即A、B选项不符合；由于铜失去电子，故铜作阳极，与电源的正极相连，选项C符合。9.化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是A用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为：2Cl2e=Cl2B氢氧燃料电池的负极反应式：O22H2O4e=4OHC粗铜精炼时，

33、与电源正极相连的是纯铜，正极反应式为：Cu2e=Cu2D钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe2e=Fe2【答案】A【解析】电池的负极发生的是氧化反应，B不对；粗铜精炼时，纯铜应该连接电源的负极；钢铁发生电化学腐蚀时，铁为负极。11.现有阳离子交换膜、阴离子交换膜、石墨电极和如图所示的电解槽，用氯碱工业中的离子交换膜技术原理，可电解Na2SO4溶液生产NaOH溶液和H2SO4溶液。下列说法中正确的是A阳极反应为2H2e=H2B从A口出来的是H2SO4溶液Ca是阳离子交换膜，允许H通过DNa2SO4溶液从E口加入【答案】B【解析】惰性电极电解Na2SO4溶液，阳极得到O2和H，阴极得到H2和OH。

34、离子交换膜将电解槽分为3个区域，Na2SO4溶液从中间区域加入，Na通过阳离子交换膜b移向阴极室，SO42通过阴离子交换膜a移向阳极室，这样即可得到NaOH和H2SO4。阳极室和阴极室在电解开始时只需分别加入少量H2SO4和NaOH溶液，以增强溶液导电性而又不带入杂质。13.（2014·山东枣庄高三期中）如图为直流电源，为浸透饱和NaCl溶液和酚酞试液的滤纸，为电镀槽，接通电路后发现上的c点显红色，为实现铁上镀铜，接通后，使c、d两点短路，下列叙述中正确的是Aa为直流电源的负极Bc极上发生的反应为2H2e=H2Cf电极为铜板De极发生还原反应【答案】B【解析】电解氯化钠溶液，c点变红

35、，说明该极为阴极，发生的电极反应为2H2e=H2，则b为电源的负极，a为电源的正极，A项错误，B项正确；电镀时镀层金属应为阳极，连接电源的正极（a）故应为e极，发生氧化反应，C、D项错误。14.（12分）（2013·海口一中质检）电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解池，其中a为电解质溶液，X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：方案XYa溶液A银石墨AgNO3B银铁AgNO3C铁银Fe（NO3）3D铁银AgNO3（1）X的电极名称是_（填“阳极”或“阴极”）。（2）若X、Y都是惰性电极，a是饱和食盐水，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，一段时间

36、后_极附近变红（填“X”或“Y”），Y极上的电极反应式为_。（3）若X、Y都是惰性电极，a是CuSO4溶液，电解一段时间后，阳极上产生气体的体积为0.224 L（标准状况下），则阴极上析出金属的质量为_g。（4）若要用该装置电解精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则Y电极的材料是_。（5）若要用电镀方法在铁表面镀一层金属银，应该选择的方案是_。（填字母编号）【答案】（1）阴极（2）X 2Cl2e=Cl2（3）1.28 （4）粗铜 （5）D【解析】（1）X电极与电源的负极相连，为阴极。（2）Y电极连接电源的正极，故为电解池的阳极，发生氧化反应：2Cl2e=Cl2。（3）阳极反应为4OH4e=O

37、22H2O，生成0.224 L氧气，失电子的物质的量为×40.04 mol，阴极反应为Cu22e=Cu，根据电子守恒，析出铜的质量为×64 g·mol11.28 g。（4）电解精炼粗铜时，粗铜为阳极连接电源的正极，即为Y电极。（5）电镀时，镀件为阴极，A、B项错误；镀层金属为阳极，C、D项合理，而含镀层金属离子的溶液为电镀液，C项错误，D项正确。15.（12分）如图所示，甲、乙是电化学实验装置，请回答下列问题：（1）若甲、乙两个烧杯中均盛放饱和NaCl溶液。甲中石墨棒上的电极反应式是_。将湿润的淀粉KI试纸放在乙烧杯的上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为电解生成的

38、某种气体A氧化了I生成了I2。若A气体和I2按物质的量之比为51反应，且生成两种酸，该反应的化学方程式为_。如果不考虑气体产物与烧杯中溶液之间的反应，当乙反应有0.01 mol电子转移后停止实验，烧杯中溶液的体积为100 mL，则溶液混匀后的pH_。（2）若甲、乙两烧杯中均盛放CuSO4溶液。甲中铁棒上的电极反应式为_。乙中总反应的离子方程式为_。如果起始时乙中盛放100 mL pH5的CuSO4溶液（25 ），一段时间后溶液的pH变为1，若要使溶液恢复到起始时的浓度（忽略溶液体积的变化），可向溶液中加入_（填写物质的化学式）_g。【答案】（1）O24e2H2O=4OH5Cl2I26H2O=1

39、0HCl2HIO313（2）Fe2e=Fe22Cu22H2O2Cu4HO2CuO（或CuCO3） 0.4（或0.62）【解析】（1）甲为原电池，铁作负极，石墨作正极，石墨棒上电极反应是O24e2H2O=4OH。根据题意，A气体是氯气，结合氯气和I2的物质的量之比为51，结合质量守恒定律，可得5Cl2I26H2O=10HCl2HIO3。乙为电解池，根据氯化钠电解的化学反应方程式：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，n（e）0.01 mol，n（OH）n（NaOH）n（e）0.01 mol，c（OH）0.1 mol/L，pH13。（2）甲为原电池，铁作负极其电极反应为Fe2e=Fe2。乙为电解

40、池，其总反应为2Cu22H2O2Cu4HO2。电解一段时间后铜析出、氧气放出，所以只需要补充CuO或者CuCO3，根据pH1，得c（H）0.1 mol/L，n（H）0.1 mol/L×0.1 L0.01 mol，结合2Cu22H2O2Cu4HO2，计算得出需加入0.4克CuO或者0.62克CuCO3。16.（14分）已知铅蓄电池的工作原理为PbPbO22H2SO42PbSO42H2O，现用如图装置进行电解（电解液足量），测得当铅蓄电池中转移0.4 mol电子时铁电极的质量减少11.2 g。请回答下列问题。（1）A是铅蓄电池的_极，铅蓄电池正极反应式为_，放电过程中电解液的密度_（填“

41、减小”、“增大”或“不变”）。（2）Ag电极的电极反应式是_，该电极的电极产物共_g。（3）Cu电极的电极反应式是_，CuSO4溶液的浓度_（填“减小”、“增大”或“不变”）。（4）如图表示电解进行过程中某个量（纵坐标x）随时间的变化曲线，则x表示_。a各U形管中产生的气体的体积b各U形管中阳极质量的减少量c各U形管中阴极质量的增加量【答案】（1）负 PbO24HSO422e=PbSO42H2O 减小（2）2H2e=H2 0.4（3）Cu2e=Cu2 不变（4）b【解析】根据在电解过程中铁电极质量的减少可判断A是电源的负极，B是电源的正极，电解时Ag极作阴极，电极反应式为2H2e=H2，Fe作

42、阳极，电极反应式为Fe2e=Fe2，左侧U形管中总反应式为Fe2H=Fe2H2。右侧U形管相当于电镀装置，Zn电极作阴极，电极反应式为Cu22e=Cu，铜电极作阳极，电极反应式为Cu2e=Cu2，电镀过程中CuSO4溶液的浓度保持不变，根据上述分析可得答案。17.（2015·河南省商丘市一模）双隔膜电解池的结构示意简图如图所示，利用该装置可以电解硫酸钠溶液以制取硫酸和氢氧化钠，并得到氢气和氧气。对该装置及其原理判断正确的是Aa气体为氢气，b气体为氧气BA溶液为氢氧化钠，B溶液为硫酸Cc隔膜为阳离子交换膜、d隔膜为阴离子交换膜D该电解反应的总方程式可以表示为：2Na2SO46H2O2H

43、2SO44NaOHO22H2【答案】D【解析】电解硫酸钠溶液的阴极反应为：2H+2e-=H2，该极区水的电离被破坏，生成NaOH（B溶液），阳极反应为：4OH4e-=2H2O+O2，总反应方程式为：2Na2SO46H2O2H2SO44NaOHO22H2，A、B项错误，D项正确；电解过程中，阳离子向阴极区移动，c膜应为阴离子交换膜，C项错误。18.（2015·广东省广州市一模）某同学组装了下图所示的电化学装置，电极材料均为石墨，闭合K后，下列叙述正确的是A电子方向：电极B电极电极反应：O2+2H2O+4e-4OH-C电极发生还原反应D电极附近观察到黄绿色气体【答案】B【解析】该电化学装

44、置属于原电池与电解池的串联装置，其中燃料电池作为原电池供电，I为负极，II为正极，对应的III为阳极，IV为阴极。所以，I为负极，失电子流向IV电极，A项错误；III为阳极发生氧化反应，C项错误；阴极应当为H+得电子转化为H2，氯气在阳极产生，D项错误。24.（2014·江西吉安二模）下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是A图1中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B图2中，插入溶液中的铁棒容易溶解，主要是发生电化学腐蚀C图3中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于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阴极【答案】C【解析】A项，水面附近的铁容易腐蚀，因为既有水，又有空气，错误；B项，铁在阴极受保护，不容易腐蚀，错误；C项，高温下铁被氧化，正确；D项，镁块为原电池的负极，一般用锌块，因为镁容易形成致密氧化膜，错误。25.（12分）钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一。（1）钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式为_。（2）为了降低某水库铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用_。（填写字母序号）A铜B钠C锌D石墨（3）图乙所示的方案也可以减慢铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的_极。【答案