【高优指导】2017版高三化学一轮复习 考点规范练18 电解池 金属的腐蚀与防护 新人教版
高考总复习-高三化学一轮复习考点优化设计(第四辑)：考点五十八 金属的腐蚀与防护 含解析
聚焦与凝萃1．理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害；2．掌握金属腐蚀的防护措施。
解读与打通常规考点一、金属的腐蚀（1）金属腐蚀:指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。
（2）金属腐蚀的本质：是金属原子失去电子变成阳离子的过程。
可以表示为；M—ne—=M n+即金属腐蚀的过程中，金属发生氧化反应。
（3）金属腐蚀的分类：①化学腐蚀金属跟接触到的物质（如O2、Cl2、SO2等）直接发生化学反应而引起的腐蚀叫做化学腐蚀.这类反应是金属跟氧化剂之间的氧化还原反应.例如，铁跟氯气直接反应而腐蚀；钢管被原油中的含硫化合物腐蚀；铁遇到碘易发生反应（Fe+I2=FeI2) 而被腐蚀等。
②电化学腐蚀不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
例如：钢铁在潮湿空气中所发生的腐蚀a．吸氧腐蚀在潮湿的空气里，钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜，这层水膜里含有少量H+和OH—，还溶解了氧气等气体，结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液，它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池。
在这些原电池里，铁是负极，碳是正极。
铁失去电子而被氧化：负极:2Fe-4e-=2Fe2+正极:2H2O+O2+4e—=4OH-正极吸收了氧气，所以又叫吸氧腐蚀。
电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因.b．析氢腐蚀在潮湿的显酸性的空气中（例CO2、SO2、H2S等），钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜显酸性，则钢铁中的主要成分铁与杂质碳及水膜形成原电池.电极反应式为：负极：Fe—2e—=Fe2+正极：2H++2e—=H2↑总的原电池反应为：Fe+2H+=Fe2++H2↑二、金属的防护：主要是破坏原电池的形成条件，特别是防止发生吸氧腐蚀。
具体方法有：①将金属合金化，改变金属结构，如生成不锈钢；②在金属表面覆加保护层；③金属经钝化处理，形成特殊的保护膜;④对金属进行电化学保护.隐性考点1．判断金属腐蚀快慢的规律不纯的金属或合金,在潮湿的空气中形成微电池发生电化学腐蚀，活泼金属因被腐蚀而损耗，金属被腐蚀得快慢与下列两种因素有关：（1）与构成微电池的材料有关,两极材料的活动性差别越大，电动势越大,氧化还原反应的速率越快，活泼金属被腐蚀的速率就越快。
最新高考一轮总复习化学人教版《第2节 电解池 金属的腐蚀与防护》
4Fe(OH)2+O2+2H2O══4Fe(OH)3、
Fe(OH)3→Fe2O3·xH2O(铁锈)
吸氧腐蚀更普遍
4.金属的保护
电化学 牺牲阳极法利用原电池原理
金属的保护
保护法 外加电流法利用电解池原理
改变金属材料的组成→如制成不锈钢
在金属表面覆盖保护层→如电镀、喷漆、覆膜等
特别提醒(1)纯度越高的金属,腐蚀速率越小。
知识点2
电解原理的应用
知识筛查
1.电解饱和食盐水
2.电解精炼铜
3.电镀铜
4.电冶金
特别提醒电解原理应用的四点注意事项:
(1)阳离子交换膜(以电解NaCl溶液为例),只允许阳离子(Na+)通过,而阻止
阴离子(Cl-、OH-)和分子(Cl2)通过,这样既能防止H2与Cl2混合发生爆炸,又
能避免Cl2与NaOH溶液作用生成NaClO影响烧碱的质量。
(4)电镀时,阳极(镀层金属)失去电子的数目与阴极镀层金属离子得到电
子的数目相等,因此电镀液中电解质的浓度保持不变。
知识巩固
1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)电解饱和食盐水时,两个电极均不能用金属材料。( × )
(2)根据得失电子守恒可知电解精炼铜时,阳极减少的质量和阴极增加的
质量相等。( × )
(2)不纯的金属或合金,在潮湿的空气中腐蚀速率远大于在干燥、隔绝空
气条件下的腐蚀速率。
(3)对于活动性不同的两种金属的合金,通常活动性差别越大,活泼金属腐
蚀得越快。
(4)在同一电解质溶液中,金属腐蚀由快到慢的顺序:电解原理引起的腐蚀
>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>应用原电池原理有保护措施的腐蚀>
高三化学高考备考一轮复习专题电解池金属的腐蚀与防护课件(1)
阳极反应式：
2Cl－－2e－===Cl2↑
阴极反应式：
2Na＋＋2e－===2Na
； 。
(2)冶炼镁
MgCl2(熔融)=电==解==Mg＋Cl2↑
阳极反应式： 2Cl－－2e－===Cl2↑ ；
阴极反应式： Mg2＋＋2e－===Mg
。
(3)冶炼铝
2Al2O3(熔融)N=电a=3=A解=l=F64Al＋3O2↑ 阳极反应式： 6O2－－12e－===3O2↑ ；
题组一 电解原理的理解 1.如图所示，x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板
处有无色无味的气体放出，符合这一情况的是( A )
选项 A B C D
a极板 锌 石墨 银 铜
b极板 石墨 石墨 铁 石墨
x电极 负极 负极 正极 负极
z溶液 CuSO4 NaOH AgNO3 CuCl2
(1)阳极产物的判断 ①活性电极(除Au、Pt以外的金属材料作电极)，电极材料失电子，生成金属阳 离子。 ②惰性电极(Pt、Au、石墨)，要依据阴离子的放电顺序加以判断。 阴离子的放电顺序：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。 S2－、I－、Br－、Cl－放电，产物分别是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放电，则得 到H2O和O2。
5.如图中X为电源，Y为浸透饱和食盐水和酚酞溶液的滤纸，滤纸中央滴有一滴
KMnO4溶液，通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。下列判断正确的是( A )
A.滤纸上 c 点附近会变红色 B.Cu 电极质量减小，Pt 电极质量增大 C.Z 中溶液的 pH 先减小，后增大 D.溶液中的 SO42－向 Cu 电极定向移动
反应 类型
离子 移动
相同点
(新课标)2017年高考化学一轮复习考点12原电池、电解池、金属的电化学腐蚀与防护(第23课时)电解池金属的
二、电解原理的应用 1.电解饱和食盐水
2.电解精炼铜
3.电镀(Fe上镀Cu)
4.电解冶炼钠
自测3 金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量杂质Fe、Zn、Cu、Pt,可 用电解法制备高纯度的镍(已知:氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+),下列叙述正确的是 ( ) A.阳极发生还原反应,其电极反应式:Ni2++2e- Ni B.电解过程中,阳极减少的质量与阴极增加的质量相等 C.电解后,溶液中存在的阳离子只有Fe2+和Zn2+ D.电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt
2.电化学腐蚀的分类(钢铁腐蚀)
类型 水膜性质 负极反应 正极反应 其他反应 及产物 联系
析氢腐蚀 水膜呈② 酸性
Fe-2e- Fe2+ ③ 2H++2e- H2↑
吸氧腐蚀 水膜呈弱酸性或中性 2Fe-4e- 2Fe2+ ④ 2H2O+O2+4e- 4OH-
4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3 2Fe(OH)3 Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O
(3)注意运用H+、OH-、H2O进行配平:电解池电极反应中,如果是H+、OH-放 电,不论溶液酸碱性一定写H+、OH-得、 失电子,其他情况下酸性溶液中一定不能大量存在OH-,碱性溶液中一定不 能大量存在H+。
典例1 以铬酸钾为原料,电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下:
下列说法不正确的是 ( )
在复习备考时,一是理解电解池基本 原理。二是重点复习:阴、阳极的判 断;电极反应类型;电极反应式的书写; 电子流向或电流方向。
一、电解的原理
高四化学一轮复习学案——电解池 金属的腐蚀与防护
高四化学一轮复习学案——电解池 金属的腐蚀与防护考纲要求：1.了解电解池的工作原理，能写出电极反应式和电解反应方程式。
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。
考点一| 电解原理[教材知识层面]1．电解使 通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起 的过程。
2．电解池(也叫电解槽)(1)概念：电解池是把 的装置。
(2)构成条件：①有与 相连的两个电极。
② (或熔融盐)。
③形成 。
(3)电极名称及电极反应式(如图)：总反应方程式：Cu 2＋＋2Cl －=====电解Cu ＋Cl 2↑ (4)电子和离子移动方向：①电子：从电源 极流向电解池的 极；从电解池的 极流向电源的 极。
②离子：阳离子移向电解池的 极；阴离子移向电解池的 极。
[高考考查层面]命题点1 电解方程式的书写 1．方法步骤(1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。
(2)再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组(勿忘水溶液中的H ＋和OH －)。
(3)然后排出阴、阳两极的放电顺序。
阴极：阳离子放电顺序：Ag ＋>Fe 3＋>Cu 2＋>H ＋(酸)>Fe 2＋>Zn 2＋>H ＋(水)>Al 3＋>Mg 2＋>Na ＋>Ca 2＋>K＋(水溶液中Al 3＋、Mg 2＋、Na ＋、Ca 2＋、K ＋不放电)。
阳极：活泼电极>S 2－>I －>Br －>Cl －>OH －>含氧酸根离子(水溶液中含氧酸根离子不放电)。
(4)分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。
(5)最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。
2．注意问题(1)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。
(2)要确保两极电子转移数目相同，且注明条件“电解”。
高三化学一轮复——电解池、金属的腐蚀与防护考点精讲
高三化学一轮复——电解池、金属的腐蚀与防护考点精讲2017级教学指导意见核心素养1.了解电解池的构成，理解电解池的工作原理及应用，并能设计简单的电解池。
2．了解金属发生电化学腐蚀的原因并能解释相关现象，了解金属腐蚀的危害，选择、设计相关防腐措施。
1.变化观念与平衡思想：认识化学变化的本质是有新物质生成，并伴有能量的转化；能多角度、动态地分析电解池中发生的反应，并运用电解池原理解决实际问题。
2．科学态度与社会责任：肯定电解原理对社会发展的重大贡献，能对与电解有关的社会热点问题做出正确的价值判断。
考点一电解原理[学在课内]1．电解与电解池[名师点拨]在电解池中反应可自发也可不自发，不自发的反应可发生，自发反应进行更快。
2．构成条件(1)电源或一可作电源的原电池。
(2)形成闭合回路—电极用导线与电源相连后插入电解质溶液中或熔融电解质中。
3．电解池工作原理示意图[名师点拨](1)易错警示内电路中导电微粒为阴、阳离子，导线、电极上导电微粒为电子。
(2)电子和离子的移动方向(惰性电极)4．阴、阳两极上放电顺序(1)阴极：(与电极材料无关)。
氧化性强的先放电，放电顺序：――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――→K ＋、Ca 2＋、Na ＋、Mg 2＋、Al 3＋、Zn 2＋、Fe 2＋、Sn 2＋、Pb 2＋、H ＋、Cu 2＋、Fe 3＋、Ag ＋放电由难到易 注意：①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。
②常用放电顺序阴极：Ag ＋>Fe 3＋>Cu 2＋>H ＋。
(2)阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。
若是惰性电极作阳极，放电顺序为注意：常用放电顺序阳极：活性电极S 2－>I －>Br －>Cl －>OH － 5．以惰性电极电解的几种类型注意：电解时溶液酸碱性口诀：氢出碱增，氧出酸增，氢氧失去，“酸”酸、“碱”碱、“中”中。
2017届高三化学一轮强化训练《金属的电化学腐蚀与防护》能力提升试题卷 Word版含答案
江西宜丰二中2017届高三化学一轮强化训练《金属的电化学腐蚀与防护》能力提升试题卷第I卷选择题一、选择题1、下列有关金属保护方法的说法中正确的是( )A.我们使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用B.白铁(镀锌铁)镀层破损后，铁皮的腐蚀速率很慢C.轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阴极的阳极保护法D.钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青，这是钢铁的电化学保护法2、下列防腐措施中，利用原电池反应使主要金属得到保护的是( )A.用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜B.在金属中加入一些铬或镍制成合金C.在轮船的壳体水线以下部分装上锌锭D.金属表面喷漆3、将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。
导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。
下列说法正确的是( )A．液滴中的Cl-由a区向b区迁移B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为O2+2H2O+4e－====4OH-C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b区迁移，与b 区的OH-形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为Cu-2e－====Cu2+4、烧过菜的铁锅未及时洗涤，会出现红棕色锈斑。
整个过程中，不可能发生的变化为( )A．2H2O＋O2＋4e－===4OH－B．Fe－3e－===Fe3＋C．Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2D．4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)35、下列有关金属腐蚀与保护的说法正确的是( )A．铁上镀锌的保护方法叫牺牲负极的正极保护法B．相同条件下，轮船在海水中比在淡水中腐蚀慢C．水库里钢闸门与电源负极相连的方法叫做外加电流的阴极保护法D．钢铁在潮湿空气中发生吸氧腐蚀，负极反应为Fe－3e－===Fe3＋6、关于下列各装置图的叙述中，不正确的是( )A.用装置①精炼铜，则a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液B.装置②的总反应式是Cu+2Fe3+====Cu2++2Fe2+C.装置③中钢闸门应与外接电源的负极相连D.装置④中的铁钉几乎没被腐蚀7、如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管中分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。
高考化学 一轮复习 6.3 电解池 金属的电化学腐蚀与防护
考点一
考点二
3.不同类型的电解与恢复
类型
电极反应特点 实例
电解水型
电解电解 质型
阴极:2H++2e-
NaOH
H2↑;阳 极:4OH--4e-
2H2O+O2↑
H2SO4 Na2SO4
电解质电离出的 HCl
阴、阳离子分别在
两极放电
CuCl2
电解 对象 水 水
水
电解质
电解质
电解质 浓度 增大 增大
增大
减小
减小
pH 增大 减小 不变 增大
—
溶液复原 所需物质 水 水
水
氯化氢
氯化铜
考点一
考点二
类型
电极反应特点 实例
放 H2 生碱 型
阴极:H2O 放 H2 生 碱;阳极:电解质阴 NaCl 离子放电
第三节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护
考查要点
备考指导
1.复习重点: 1.了解电解池的工作原理,能写 (1)电解池的原理、电极反应方程式的书
出电极反应方程式。
写。
2.电解原理的应用。 3.了解金属电化学腐蚀的原理 及防止金属腐蚀的措施。
(2)电解原理的应用,如电解精炼、氯碱工 业等。
(3)金属的腐蚀与防护原理。 2.题型:选择题或非选择题。
电极 负极 Fe-2e- Fe2+
反应 正极 2H++2e总反应式 Fe+2H+
H2↑ Fe2++H2↑
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考点规范练18 电解池金属的腐蚀与防护(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分,每小题只有一个选项符合题目要求)1.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:形成电解池,被保护的金属作阴极,与电源的负极相连,A选项正确。
2.(2015安徽示范高中第一次联考)一定条件下,有关金属腐蚀的下列说法不正确的是( )A.为减缓金属腐蚀,可将要保护的金属物件与外电源的正极相连接作阴极B.在pH<6的溶液中,金属主要发生析氢腐蚀C.钢铁制品腐蚀时正极反应为O2+2H2O+4e-4OH-D.在金属物件表面涂上机油可防止金属生锈从而使金属保持光泽〚导学号25730366〛答案:A解析:要保护的金属物件应与外电源的负极相连作阴极。
3.(2015江苏扬州调研)电浮选凝聚法处理污水的原理如图所示。
电解过程中生成的胶体能使污水中的悬浮物凝聚成团而除去,电解时阳极也会产生少量气体,下列说法正确的是( )A.可以用铝片或铜片代替铁片B.阳极产生的气体可能是O2C.电解过程中H+向阳极移动D.若污水导电能力较弱,可加入足量硫酸〚导学号25730367〛答案:B解析:可用铝片代替铁片,但不能用铜片代替铁片,A项错;阳极为Fe失电子生成Fe2+,但由题意知,阳极也会产生少量气体,则可能为O2,B项对;电解过程中H+向阴极移动,C项错。
4.(2015安徽蚌埠皖北高考学校第一次月考)下列实验装置,其中按要求设计正确的是( )答案:B解析:Fe与电源正极相连,为阳极,则阳极不生成氯气,不能利用淀粉-KI溶液检验氯气的生成,显然不合理,故A错误;Zn为负极,Cu为正极,图中构成Cu-Zn原电池,产生的电流由正极流向负极,故B 正确;电镀银时,Ag为阳极,镀件为阴极,电解质溶液为硝酸银溶液,图中电解质溶液为硝酸钠溶液,不合理,故C错误;粗铜精炼时,粗铜为阳极,纯铜为阴极,图中恰好相反,不合理,故D错误。
5.(2015山东临沂质检)下列有关电化学装置的说法正确的是( )A.利用图a装置处理银器表面的黑斑Ag2S,银器表面发生的反应为Ag2S+2e-2Ag+S2-B.图b电解一段时间,铜电极溶解,石墨电极上有亮红色物质析出C.图c中的X极若为负极,则该装置可实现粗铜的精炼D.图d中若M是海水,该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”使铁不被腐蚀〚导学号25730368〛答案:A解析:A选项,铝作负极,Ag2S作正极得电子生成Ag,正确;B选项,铜接电源负极,为阴极,质量增加,错误;C选项,电解精炼铜,粗铜作阳极接电源的正极,错误;D选项,“牺牲阳极的阴极保护法”是应用原电池工作原理,此为电解池,错误。
6.下图是CO2电催化还原为CH4的工作原理示意图。
下列说法不正确的是( )A.该过程是电能转化为化学能的过程B.铜电极的电极反应式为CO2+8H++8e-CH4+2H2OC.一段时间后,①池中n(KHCO3)不变D.一段时间后,②池中溶液的pH一定减小答案:C解析:分析工作原理图可知此装置为电解池,铜电极通入CO2被还原为CH4,所以铜电极为阴极,发生还原反应CO2+8H++8e-CH4+2H2O,铂电极为阳极,OH-放电,发生氧化反应,导致pH减小,同时盐桥中的K+向①池中移动,①池中溶有CO2,故n(KHCO3)增大,C项错误。
7.人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素,原理如图。
下列有关说法正确的是( )A.a为电源的负极B.电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将升高C.阳极室中发生的电极反应为2H++2e-H2↑D.若两极共收集到气体13.44 L(标准状况),则除去的尿素为7.2 g(忽略气体的溶解)答案:D解析:由图可知,左室电极产物为CO2和N2,发生氧化反应,故a为电源的正极,右室电解产物H2,发生还原反应,故b为电源的负极,故A错误;阴极反应为6H2O+6e-6OH-+3H2↑(或6H++6e-3H2↑),阳极反应为6Cl--6e-3Cl2↑,CO(NH2)2+3Cl2+H2O N2+CO2+6HCl,根据上述反应式可以看出在阴、阳极上产生的OH-、H+的数目相等,阳极室中反应产生的H+通过质子交换膜进入阴极室与OH-恰好反应生成水,所以阴极室中电解前后溶液的pH不变,故B、C错误;电解共收集到的13.44 L气体,物质的量为=0.6 mol,由反应CO(NH2)2+3Cl2+H2O N2+CO2+6HCl及阴极反应6H2O+6e-6OH-+3H2↑可知n(N2)=n(CO2)=0.6 mol×=0.12 mol,可知生成0.12 mol N2所消耗的CO(NH2)2的物质的量也为0.12 mol,其质量为m[CO(NH2)2]=0.12 mol×60 g·mol-1=7.2 g,故D正确。
8.(2015湖北武昌模拟)研究发现,可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质,利用图示装置获得金属钙,并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛。
下列说法中正确的是( )A.将熔融CaF2-CaO换成Ca(NO3)2溶液也可以达到相同目的B.阳极的电极反应式为C+2O2--4e-CO2↑C.在制备金属钛前后,整套装置中CaO的总量减少D.若用铅蓄电池作该装置的供电电源,“+”接线柱应连接Pb电极〚导学号25730369〛答案:B解析:由装置图可以看出,石墨为阳极,发生的反应为C+2O2--4e-CO2↑;钛网为阴极,发生的反应为Ca2++2e-Ca、2Ca+TiO2Ti+2CaO。
由反应式可知,电解质应为CaF2-CaO熔融物,不能换成Ca(NO3)2溶液;在制备金属钛前后,整套装置中CaO的总量基本不变。
若用铅蓄电池作该装置的供电电源,“+”接线柱应连接PbO2电极。
9.(2016安徽合肥一中、芜湖一中等六校联考)LiOH是制备锂离子电池的材料,可由电解法制备。
工业上利用如图装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。
下列说法正确的是( )A.B极区电解液为LiOH溶液B.电极每产生22.4 L气体,电路中转移2 mol e-C.电解过程中Li+迁移入B电极区、OH-迁移入A电极区D.电解池中总反应方程式为2HCl2H2↑+Cl2↑答案:A解析:电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液,由图可知,右侧生成氢气,则B中氢离子放电,可知B为阴极,在B中制备LiOH,B极区电解液为LiOH溶液,故A正确;A极区为LiCl溶液,Cl-放电生成氯气,则阳极电极反应式为2Cl--2e-Cl2↑,电极每产生标准状况下22.4 L气体,电路中转移2 mol e-,故B错误;Li+向阴极移动,即由A经过阳离子交换膜向B移动,OH-向阳极移动,但是阳离子交换膜不允许OH-移入A电极区,故C错误;电解池的阳极上是Cl-失电子,阴极上是H+得电子,电解的总反应方程式为2H2O+2LiCl H2↑+Cl2↑+2LiOH,故D错误。
10.(2015东北三省四市教研联合体二模)用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的N,模拟装置如图所示。
下列说法正确的是( )A.阳极室溶液由无色变成棕黄色B.阴极的电极反应式为4OH--4e-2H2O+O2↑C.电解一段时间后,阴极室溶液中的pH升高D.电解一段时间后,阴极室溶液中的溶质一定是(NH4)3PO4答案:C解析:A项,由题给装置图知Fe作电解池的阳极,发生氧化反应,电极反应式为Fe-2e-Fe2+,阳极室溶液由无色变为浅绿色,故A错误;B项,阴极为溶液中H+得电子发生还原反应,电极反应式为2H++2e-H2↑,故B错误;C项,阴极的电极反应式为2H++2e-H2↑,电解一段时间后,阴极室溶液中的pH升高,故C正确;D项,电解一段时间后,阴极室溶液中的溶质不一定是磷酸铵,还可能是磷酸二氢铵、磷酸一氢铵等,故D错误。
二、非选择题(本题共3个题,共50分)11.(16分)(1)(2015江西南昌高考化学零模)如图所示,用某甲醇燃料电池作电源电解饱和食盐水。
①写出电极N发生的反应式:。
②若食盐水体积为300 mL,电解过程溶液体积变化忽略不计,常温下测得pH=13时,理论上消耗甲醇质量为 g。
(2)(2015湖南师大附中模拟)有学者设想如图所示装置用电化学原理将CO2、SO2分别转化为重要化工原料。
①若A为CO2,B为H2,C为CH3OH,则正极的电极反应式为。
②若A为SO2,B为O2,C为H2SO4,则负极的电极反应式为; 当电路中有1 mol e-流过时,负极区溶液中的H+的物质的量的变化量Δn(H+)= mol。
答案:(1)①O2+4e-+4H+2H2O ②0.16(2)①CO2+6H++6e-CH3OH+H2O ②SO2-2e-+2H2O S+4H+ 1解析:(1)①N区是质子流入的一极,应是原电池的正极,发生还原反应,电极反应式为O2+4e-+4H+2H2O。
②用惰性电极电解饱和食盐水的总反应方程式为2Cl-+2H2O H2↑+Cl2↑+2OH-,pH变为13时,c(OH-)=0.1 mol·L-1,n(OH-)=0.1 mol·L-1×300 mL×10-3L·mL-1=0.03 mol,由方程式CH3OH-6e-+H2O CO2+6H+和2Cl-+2H2O H2↑+Cl2↑+2OH-,可知CH3OH~6e-~6OH-32 g 6 molm(CH3OH) 0.03 mol则m(CH3OH)=32 g×0.03 mol/6 mol=0.16 g。
(2)①燃料电池在工作时,正极上发生的是CO2得电子的还原反应。
②SO2在负极发生氧化反应:SO2-2e-+2H2O S+4H+。
当电路中有1 mol e-流过时,生成2 mol H+,向正极移动1 molH+,Δn(H+)=1 mol。
12.(16分)(1)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):①写出阳极的电极反应:。
②分析产品室可得到H3PO2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H3PO2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。
(2)纳米级Cu2O具有优良的催化性能,制备Cu2O的方法有:①加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2制备纳米级Cu2O,同时放出N2。