2025版高考化学一轮总复习真题演练第6章化学反应与能量第22讲电解池金属的腐蚀与防护考点三金属的腐蚀与防护

第22讲电解池金属的腐蚀与防护考点三金属的腐蚀与防护命题分析近几年对电化学的考查，主要以生产、生活、科技等中的实际问题为载体，题型以新型二次电池、电解池的新型应用为主，考查原电池和电解池的原理及应用。近几年高考以电化学装置为载体，考查单极膜或多极膜，主要考点有膜类型的推断、离子选择性以及其迁移方向、电子电量与通过膜离子之间的定量计算等。真题演练1．(2024·北京卷，5,3分)回收利用工业废气中的CO2和SO2，试验原理示意图如下。下列说法不正确的是(C)A．废气中SO2排放到大气中会形成酸雨B．装置a中溶液显碱性的缘由是HCOeq\o\al(－,3)的水解程度大于HCOeq\o\al(－,3)的电离程度C．装置a中溶液的作用是吸取废气中的CO2和SO2D．装置b中的总反应为SOeq\o\al(2－,3)＋CO2＋H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))HCOOH＋SOeq\o\al(2－,4)[解析]C项，H2SO3的酸性大于H2CO3，SO2能与NaHCO3溶液反应，但是CO2与NaHCO3溶液不反应，所以装置a中的溶液不能吸取CO2，错误；D项，装置b中，阳极反应式为SOeq\o\al(2－,3)－2e－＋H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋，阴极反应式为CO2＋2e－＋2H＋=HCOOH，故总反应为SOeq\o\al(2－,3)＋CO2＋H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))SOeq\o\al(2－,4)＋HCOOH，正确。2．(2024·湖北卷，10,3分)我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水干脆制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为xmol·h－1。下列说法错误的是(D)A．b电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－B．离子交换膜为阴离子交换膜C．电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜D．海水为电解池补水的速率为2xmol·h－1[解析]b极为阴极，发生还原反应，2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，A正确；KOH溶液的浓度不变，OH－由阴极室通过阴离子交换膜移向左侧的阳极室；PTFE膜可透过能量高的水蒸气分子，故海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜为阴极室补充水，B、C均正确；阳极室不产生Cl2，电极反应式为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，故电解时的总反应为2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2H2↑＋O2↑，电解生成H2的速率为xmol·L－1，KOH溶液的浓度不变，海水为电解池补水的速率也为xmol·h－1，D不正确。3．(2024·辽宁卷，9,3分)如图，c管为上端封口的量气管，为测定乙酸溶液浓度，量取10.00mL待测样品加入b容器中，接通电源，进行试验。下列说法正确的是(A)A．左侧电极反应：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋B．试验结束时，b中溶液红色恰好褪去C．若c中收集气体11.20mL，则样品中乙酸浓度为0.1mol·L－1D．把盐桥换为U形铜导线，不影响测定结果[解析]要测定乙酸溶液的浓度，通过题图可知可通过酚酞变红来指示。右侧电极为阴极，H＋放电，CH3COOH反应完全，酚酞变红时达到反应终点；左侧Pt电极为阳极，电极反应为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，综上可知试验结束时，b中溶液变红，则A项正确，B项错误；对于C项，未指出O2所处状态，无法计算收集气体的物质的量，错误；假如换成铜导线，则形成两个电解池，右侧电解池中Cu为阳极，失电子生成Cu2＋；右侧Pt电极为阴极，阴极上H＋放电生成H2，但一段时间后阴极上Cu2＋可能会放电，会影响测定结果，D项错误。4．(2024·广东卷，11,3分)为检验牺牲阳极的阴极疼惜法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3%NaCl溶液中。一段时间后，取溶液分别试验，能说明铁片没有被腐蚀的是(D)A．加入AgNO3溶液产生沉淀B．加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现C．加入KSCN溶液无红色出现D．加入K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀生成[解析]若铁片被腐蚀，则溶液中含有Fe2＋，在溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液，反应生成蓝色的KFe[Fe(CN)6]沉淀，D项正确；A项只能检验溶液中含有Cl－，B项只能检验溶液中无强氧化性物质，C项只能检验溶液中无Fe3＋，三者均不能说明铁片没有被腐蚀。本讲要点速记：1．两个概念(1)电解：使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。(2)电解池：把电能转化为化学能的装置。2．电解池实质的两个方面：(1)反应本质：氧化还原反应。(2)能量转化：电能转化为化学能。3．电化学腐蚀两种类型的正极反应(1)析氢腐蚀：2H＋＋2e－=H2↑(2)吸氧腐蚀：O2＋2H2O＋4e－=4OH－4．电解池电极推断的方法：(1)阳极：与电源正极相连的一极，流出电子、发生氧化反应的一极，阴离子定向移动的一极，往往有氧气、氯气、单质溴、碘生成或电极质量减轻，生成氢离子的一极；(2)阴极：与电源负极相连的一极，流入电子、发生还原反应的一极，阳离子定向移动的一极、一般有氢气生成或金属单质析出而质量增加，或生成氢氧根离子的一极。5．阴阳两极的放电依次：(1)阳极eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(活性电极：电极材料本身放电,惰性电极：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>,含氧酸根离子>F－))(2)阴极：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>H＋(H2O)>Al3＋>Mg2＋>Na＋6．电解原理应用的“四方面”(1)电解饱和食盐水的化学方程式为：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑(2)电镀