2019届高考化学一轮复习课时集训：第20讲 电解池 金属的腐蚀与防护 Word版含解析
2019届一轮复习人教版 电解池 金属的电化学腐蚀与防护 课件(129张)
【解析】 由 2CuSO4＋2H2O
2Cu＋2H2SO4＋O2↑知，
如 CuSO4 未电解完，加 CuO 即可复原，而加入 Cu(OH)2 相当于
加入 CuO·H2O，故 CuSO4 电解完后，还电解了部分水。电解析出
了 0.1 mol Cu，转移电子 0.2 mol，而电解 0.1 mol H2O 转移电子
0.2 mol，故转移的电子的总物质的量为 0.4 mol。
【答案】 B
【方法总结】 (1)阴、阳极的判断
(2)电解时电极产物的判断 ①阳极产物的判断 先看电极，若是活性电极(金属活动性顺序Ag以前)，则材 料失电子变成阳离子；若是惰性电极(Pt、石墨)，则看溶液 中阴离子失电子能力，阴离子放电顺序：S2－＞I－＞Br－＞Cl －＞OH－＞含氧酸根。 ②阴极产物的判断 直接根据阳离子放电顺序进行判断，常见阳离子的放电顺 序为：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋。
Cl2↑。电解过
程中，阳离子向阴极迁移，则 Li＋向 B 电极迁移。(2)由题图知，
阴极区的电解质为氢氧化钠，且阴极生成 H2，故阴极的电极反应
式为 2H2O＋2e－
H2↑＋2OH－。S2n－在酸性条件下发生歧化
反应，生成硫单质和硫化氢气体，离子方程式为 S2n－＋2H＋
(n－1)S↓＋H2S↑。
【答案】 (1)LiOH 2Cl－－2e－
动，阴极与直流电源的负极相连，阳极与直流电源的正极相连，
A 项正确；电解质在溶液中的电离是因为水分子的作用，与通电
无关，B 项错误；电解过程中阳极上发生的反应为氧化反应，阳
极反应为 2Cl－－2e－ 体，C、D 项错误。
Cl2↑，在阳极附近可观察到黄绿色气
【答案】 A
高三化学一轮复习课件：电解池 金属的腐蚀与防护课件
=4Al
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)在镀件上电镀铜时,也可以用惰性材料作阳极,用硫酸铜溶液作电解液 (
(2)电解冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3,也可电解MgO和AlCl3(
×
√
)
)
[解析] MgO熔点很高,一般不用来冶炼Mg;而AlCl3为共价化合物,不存在离子,无法
A极为阴极,因此,a为电源的负极、b为电源的正极,阳极的电极反应式为
SO2+2H2
O-2e-
2−
2−
+
=4H +SO ,阴极的电极反应式为2SO +2e-+4H+
4
3
2−
=S2O4 +2H2O,
+
+
+
+
阳极区生成H ,阴极区消耗H ,阴极的pH增大,故H 向阴极迁移,且迁移来的H 不
足以抵消阴极区消耗的H+,离子交换膜为阳离子交换膜。
+
+
+
石蕊溶液变红,Na 、H 移向A电极,在A电极H 放电产生H2,A电极附近c(OH )
>c(H+),石蕊溶液变蓝,C错误、D正确;
A电极产生的气体体积大于B电极,A错误;
两种气体均为无色无味的气体,B错误。
[方法技能] 判断电解池的阴极和阳极的方法
题组二 电解池电极反应式的书写
1. SO2是主要大气污染物之一,工业上可用如图所示装置吸取转化SO2(A、B 为
子(Cl-、OH-)和分子(Cl2)通过 (
(6)用Zn作阳极,Fe作阴极,ZnCl2
在铁上镀锌(
高考一轮复习化学课件电解池金属的腐蚀与防护
电解池组成
电解池由电解质溶液、阳极、阴 极和外加电源等部分组成。其中 ，阳极和阴极分别发生氧化反应 和还原反应。
电解原理及电极反应
电解原理
电解过程中，电解质溶液中的阴阳离 子分别在阳极和阴极上接受或失去电 子，发生氧化还原反应。
04
电解池在金属防护中应用
电解池在防止金属腐蚀中作用
阴极保护法
01
通过电解池将金属作为阴极，减少或防止金属失去电子而被氧
化，从而达到防腐目的。
外加电流阴极保护法
02
通过外加电流，使金属材料处于阴极状态，从而抑制金属腐蚀
反应的进行。
牺牲阳极保护法
03
利用原电池原理，通过牺牲阳极材料来保护阴极金属材料不被
；与同学交流讨论，共同提高解题能力。
下一阶段复习计划安排
复习时间安排
合理安排时间，保证每天 有一定的复习时间；注意 劳逸结合，提高复习效率 。
复习内容安排
按照教材顺序和考试大纲 要求，有计划地复习各个 知识点；重点突破易错点 和难点。
模拟考试与评估
定期进行模拟考试，检验 复习效果；根据模拟考试 情况调整复习计划和策略 。
金属与电解质溶液接触，形成原电池 而引起的腐蚀。反应过程中有电流产 生。
常见金属腐蚀类型及特点
全面腐蚀
金属表面均匀地发生腐蚀，使金属逐 渐变薄或形成蚀坑。
应力腐蚀
金属在拉应力和腐蚀介质共同作用下 发生的腐蚀。应力腐蚀会导致金属材 料的突然断裂，具有极大的危险性。
局部腐蚀
金属表面局部区域发生腐蚀，如点蚀 、缝隙腐蚀、晶间腐蚀等。局部腐蚀 具有隐蔽性和突发性，危害较大。
2019年高考化学一轮复习精品资料专题6.3电解池 金属的电化学腐蚀与防护(教学案)含解析
2019年高考化学一轮复习精品资料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。
一、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 －===H 2↑(或2H 2O ＋2e－===2OH －＋H 2↑)阳：4OH －－4e －===2H 2O ＋O 2↑(或2H 2O －4e －===4H ＋＋O 2↑)NaOH 水 增大 增大 加水 H 2SO 4 水 增大 减小 加水 Na 2SO 4 水 增大 不变 加水 电解电电解质电离出的阴、阳离子分别HCl电解质减小增大通氯化氢解质型 在两极放电CuCl 2 电解质 减小 加氯化铜放H 2生碱型 阴极：H 2O 放H 2生碱 阳极：电解质阴离子放电 NaCl 电解质 和水 生成新 电解质 增大 通氯化氢 放O 2生酸型阴极：电解质阳离子放电 阳极：H 2O 放O 2生酸CuSO 4 电解质和水生成新 电解质减小加氧化铜 或碳酸铜二、电解原理的应用 1．氯碱工业(1)概念：用电解饱和NaCl 溶液的方法来制取NaOH 、H 2和Cl 2，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。
(2)原理⎩⎨⎧阳极：2Cl －－2e －===Cl 2氧化反应阴极：2H ＋＋2e －===H 2还原反应总反应：2NaCl ＋2H 2O=====通电2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑2．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 －===Cu 2＋Cu －2e －===Cu 2＋Zn －2e －===Zn 2＋Fe －2e===Fe 2＋Ni －2e －===Ni 2＋阴极电极材料 铁纯铜电极反应 Cu 2＋＋2e －===Cu 电解质溶液CuSO 4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。
高考化学一轮总复习课件电解池金属的腐蚀和防护
组装电解池
将金属试样放入电解池中，加入适量的电解质溶液，连接 电源和导线。
控制实验条件
调整电解池的电压、电流和温度等参数，记录实验数据。
操作注意事项
确保电源稳定，避免电压和电流过大；保持电解池清洁， 避免杂质干扰实验结果；注意安全，防止触电和烫伤等事 故。
实验结果分析和讨论
观察金属试样的变化
记录金属试样在电解过程中的 颜色、光泽、形状等变化，分
金属的防护
为防止金属腐蚀，可以采取多种防护措施，如覆盖保护层、改变金属内部结构、电化学 保护等。
解题思路与技巧分享
分析电解池工作原
理
在解题时，首先要明确电解池的 工作原理，判断阴阳极及电极反 应类型，然后根据电子守恒和电 荷守恒进行计算。
理解金属腐蚀的实
质
金属腐蚀的实质是金属原子失去 电子被氧化的过程，因此解题时 要关注金属在电解质溶液中的氧 化还原反应。
通过控制金属所处环境的温度、湿度、氧 气含量等因素，降低金属的腐蚀速率。
防护措施选择原则
适应性原则
根据金属的种类、使用环境和腐蚀机理选择合适 的防护措施。
可持续性原则
优先选择对环境友好、可回收利用的防护措施， 降低对环境的影响。
ABCD
经济性原则
在满足防护要求的前提下，尽量选择成本低、维 护方便的防护措施。
掌握金属防护的方
法
在解题时，需要根据实际情况选 择合适的金属防护方法，并分析 其防护效果及可能存在的局限性 。
相关领域拓展延伸
新能源电池
随着新能源技术的发展，新型电池如锂离子电池、燃料电池等逐渐进入人们的视野。这些 电池的工作原理与电解池有相似之处，了解电解池原理有助于理解新能源电池的工作原理 。
2019年届高考化学一轮课件：620电解池金属的电化学腐蚀与防护111页语文
阴极反应式：_2_H__＋_＋__2e_－_=_=_=_H__2_↑________________________________； 电解
对点微练一 电极反应式、电解总方程式的书写
1．按要求书写有关的电极反应式及总方程式。
(1)用惰性电极电解 AgNO3 溶液 阳极反应式：__4_O__H_－_－__4_e_－_=_=_=_O__2↑__＋__2_H__2_O______________________； 阴极反应式：___4_A__g_＋_＋__4_e－_=_=_=__4_A_g_____________________________； 总反应离子方程式：___4_A__g_＋_＋__2_H_2_O_=_电=_=_解=_=_4_A__g_＋__O_2_↑__＋__4_H_＋_________。
一个原则 用惰性电极电解电解质溶液时，若使电解后的溶液恢复原状态，应遵 循“缺什么加什么，缺多少加多少”的原则。一般加入阴极产物与阳极产 物的化合物。
微诊断 判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 1．Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑能设计成电解池。( √ ) 提示 电解池是把电能转化为化学能，所以不论自发、不自发进行的 氧化还原反应理论上均可设计成电解池；如用 Zn 作阳极、惰性电极作阴极， 电解硫酸溶液，电池反应即为上述反应。
电解 总反应离子方程式：__2_A__l＋__2_H__2O__＋__2_O__H_－_=_=_=_=_=__2_A_l_O_－2_＋__3_H__2↑_______。
(6)用 Al 作阳极，电解 H2SO4 溶液，铝材表面形成氧化膜 阳极反应式：_2_A__l－__6_e_－_＋__3_H__2O__=_=_=_A__l2_O_3_＋__6_H__＋__________________； 阴极反应式：___6_H_＋_＋__6_e_－_=_=_=_3_H__2↑______________________________；
高中化学一轮复习讲义(解析版)：电解池、金属的腐蚀与防护
电解池、金属的腐蚀与防护【学习目标】 1. 电解池的工作原理 2. 电解原理的应用及计算 3. 金属的的电化学腐蚀与防护 ◆感知高考1. [2020·新课标Ⅰ]科学家近年发明了一种新型Zn −CO 2水介质电池。
电池示意图如图，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO 2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。
下列说法错误的是A. 放电时，负极反应为24Zn 2e 4OH Zn(OH)----+= B. 放电时，1 mol CO 2转化为HCOOH ，转移的电子数为2 molC. 充电时，电池总反应为24222Zn OH) 2Zn O 4OH O (2H --=+↑++D. 充电时，正极溶液中OH −浓度升高 【答案】D 【解析】A ．放电时，负极上Zn 发生氧化反应，电极反应式为：--2-4Zn-2e +4OH =Zn(OH)，故A 正确，不选；B ．放电时，CO 2转化为HCOOH ，C 元素化合价降低2，则1molCO 2转化为HCOOH 时，转移电子数为2mol ，故B 正确，不选；C ．充电时，阳极上H 2O 转化为O 2，负极上2-4Zn(OH)转化为Zn ，电池总反应为：2--4222Zn(OH)=2Zn+O +4OH +2H O ↑，故C 正确，不选；D ．充电时，正极即为阳极，电极反应式为：-+222H O-4e =4H +O ↑，溶液中H +浓度增大，溶液中c (H +)•c (OH -)=K W ，温度不变时，K W 不变，因此溶液中OH -浓度降低，故D 错误，符合题意；答案选D 。
2. [2020·山东（新高考）13]采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。
忽略温度变化的影响，下列说法错误的是A. 阳极反应222H O 4e 4H O -+-=+↑B. 电解一段时间后，阳极室的pH 未变C. 电解过程中，H +由a 极区向b 极区迁移D. 电解一段时间后，a 极生成的O 2与b 极反应的O 2等量 【答案】D 【解析】A.依据分析a 极是阳极，属于放氧生酸性型的电解，所以阳极的反应式是2H 2O-4e -=4H ++O 2↑，故A 正确，但不符合题意；B.电解时阳极产生氢离子，氢离子是阳离子，通过质子交换膜移向阴极，所以电解一段时间后，阳极室的pH 值不变，故B 正确，但不符合题意；C.有B 的分析可知，C 正确，但不符合题意；D.电解时，阳极的反应为：2H 2O-4e -=4H ++O 2↑，阴极的反应为：O 2+2e -+2H +=H 2O 2，总反应为：O 2+2H 2O=2H 2O 2，要消耗氧气，即是a极生成的氧气小于b极消耗的氧气，故D错误，符合题意；故选：D。
高考化学一轮总复习课件-电解池金属的电化学腐蚀与防护
(2)写出A管中发生的反应： 2H＋＋2e－===H2↑、Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ _(或_2H_2_O＋_2_e－_＋_M_g_2＋_==_=H_2↑_＋_M_g_(O_H_)2_↓_) _______________ _____ 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑(或2H2O－4e－===O2↑＋4H＋) ____________________________________ ____。 用拇指堵住管口，取出试管，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内，木条复燃
3．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： 6.8～8.0，酸色—红色，碱色—黄色，Mg(OH)2 沉淀的pH＝9)，接通电源一段时间后A管产生 白色沉淀，回答下列问题：
①④
(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变
电化学计算的三种常见方法
1．计算类型 有关原电池和电解池的计算包括两极产物的 定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿 伏加德罗常数的计算、产物的量与电量关系的 计算等。 2．三种方法 (1)根据总反应式计算
(2)根据电子守恒计算
①用于串联电路中阴阳两极产物、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。
无氧酸 CuCl2 C_u__2＋_＋__2_e_－_=_=_=_C__u__
_H__C_l__ _C__u_C_l_2
盐
总反应：
C_u_C__l2_=_=电_=_解=_=_C__u_＋__C_l_2_↑
溶液 pH 变化 ___增__大____
溶液复原 _H__C_l____
__C_u_C__l2__
阳极反应式 __________________________。
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第20讲电解池金属的腐蚀与防护课时集训测控导航表1.(2018·河北邢台期末)常温下用惰性电极电解NaHSO4溶液,电解一段时间后,下列有关电解质溶液变化的说法正确的是( A )A.电解质溶液的浓度增大,pH减小B.电解质溶液的浓度增大,pH增大C.电解质溶液的浓度减小,pH减小D.电解质溶液的浓度不变,pH不变解析:NaHSO4Na++H++S,溶液呈酸性,常温下用惰性电极电解NaHSO4溶液实质是电解水,因此NaHSO4溶液的浓度增大,c(H+)增大,pH 减小,故A项正确。
2.(2017·山东滕州月考)金属镍有广泛的用途,粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍,下列叙述正确的是(已知:氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+)( D )A.阳极发生还原反应,其电极反应式:Ni2++2e-NiB.电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C.电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+D.电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt解析:根据电解原理,阳极上失去电子,化合价升高,发生氧化反应, 故A错误;根据电解原理,阳极是活性电极,则在阳极失电子的金属有Zn、Fe、Ni,而在阴极析出的只有Ni,故B错误;提纯Ni,电解质为含Ni2+的溶液,电解后,溶液中有Zn2+、Fe2+、Ni2+,故C错误;由于活动性:Ni>Cu>Pt,所以阳极泥为铜和铂,故D正确。
3.(2017·安徽安庆六校联考)下列图示中关于铜电极的连接错误的是( C )解析:锌比铜活泼,锌作负极,铜作正极,连接正确,故A正确;精炼铜,粗铜作阳极,精铜作阴极,故B正确;电镀时,镀件作阴极,镀层金属作阳极,连接错误,故C错误;电解氯化铜,铜作阴极,石墨作阳极,连接正确,故D正确。
4.(2017·湖南长沙长郡中学检测)下列有关金属腐蚀与保护的说法正确的是( C )A.常温下,断开K时,若M溶液为浓硫酸,则铁发生化学腐蚀B.关闭K,若M为氯化钠,则铁极的电极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-C.关闭K,若M为硫酸铵,则石墨极的电极反应式为2H++2e-H2↑D.关闭K,若M溶液为海水,石墨换成铜或银,则叫外加电流的阴极保护法解析:常温下,断开K时,若M溶液为浓硫酸,金属铁被钝化,铁受到保护,故A错误;关闭K时,若M为氯化钠,则发生金属铁的吸氧腐蚀,金属铁是负极,铁电极的电极反应式为Fe-2e-Fe2+,故B错误;关闭K时,若M为硫酸铵,其溶液显酸性,发生金属铁的析氢腐蚀,金属铁是负极,石墨极的电极反应式为2H++2e-H2↑,故C正确;关闭K时,若M溶液为海水,石墨换成铜或银,此时金属铁是负极,会加快金属Fe的腐蚀速率,故D错误。
识后,用如图装置进行实验,请回答下列问题:(1)实验一:将开关K与a连接,则乙为极,电极反应式为。
(2)实验一结束后,该研究小组的同学决定在乙电极表面上镀下列金属中的一种以防止铁被腐蚀,正确的选择是(填字母编号)。
a.Cub.Znc.Snd.Ag(3)实验二:开关K与b连接,则乙为极,总反应的离子方程式为。
(4)对于实验二,下列说法正确的是(填字母编号)。
a.溶液中Na+向甲极移动b.从甲极处逸出的气体能使湿润的淀粉KI试纸变蓝c.反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度d.反应在结束后,甲电极和乙电极上收集到的气体体积一定相等(5)该研究小组的同学在实验二结束的溶液中滴加酚酞溶液,发现(填“甲”或“乙”)极附近变红。
若标准状况下乙电极产生22.4 mL气体,转移电子的物质的量为 mol;若剩余溶液体积为200 mL,则该溶液的pH为。
解析:(1)K与a相连构成原电池,铁作为原电池的负极,失去电子发生氧化反应:Fe-2e-Fe2+。
(2)防止铁被腐蚀,则在Fe上镀的金属应比铁活泼,所以选择Zn。
(3)K与b相连构成电解池,乙与电源负极相连,所以作为电解池的阴极。
(4)电解池中阳离子向阴极移动,a错误;甲极Cl-放电生成Cl2,Cl2可使湿润的淀粉KI试纸变蓝,b正确;两电极生成的是等量的H2和Cl2,应通入HCl,若加入盐酸会引进H2O,使溶液浓度变稀,c错误;阴极Cl-放电结束后,OH-放电得到O2,d错误。
(5)乙电极是H+放电,所以该电极处产生了大量的OH-,加入酚酞溶液变红;乙电极反应式为2H++2e-H2↑,n(e-)=2n(H2)=2×(0.022 4 L÷22.4 L·mol-1)=0.002 mol,c(OH-)====0.01 mol·L-1,所以pH=12。
答案:(1)负Fe-2e-Fe2+(2)b (3)阴2Cl-+2H 2O2OH-+H2↑+Cl2↑(4)b (5)乙0.002 126.(2017·湖北恩施一中模拟)实验室用铅蓄电池电解饱和食盐水制取氯气,已知铅蓄电池放电时发生如下反应,负极:Pb+S-2e-PbSO4,正极:PbO2+4H++S+2e-PbSO4+2H2O,今若制得0.050 mol Cl2,这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是( C )A.0.025 molB.0.050 molC.0.10 molD.0.20 mol解析:设生成0.050 mol氯气需转移的电子为x mol,2Cl--2e-Cl2↑2 mol 1 molx mol 0.050 mol解得x=0.1,设消耗硫酸的物质的量为y mol,放电时铅蓄电池的电池反应式为:PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O 转移电子2 mol 2 moly mol 0.1 moly=0.1,所以消耗硫酸0.1 mol ;故选C。
7.(2018·河北衡水中学测试)在日常生活中,我们经常看到铁制品生锈、铝制品表面出现白斑等众多的金属腐蚀现象。
可以通过下列装置所示实验进行探究。
下列说法正确的是( D )A.按图Ⅰ装置实验,为了更快更清晰地观察到液柱上升,可采用下列方法:用酒精灯加热具支试管B.图Ⅱ是图Ⅰ所示装置的原理示意图,图Ⅱ中负极材料是碳,正极材料是铁C.铝制品表面出现白斑可以通过图Ⅲ装置进行探究,Cl-由活性炭区向铝箔表面区迁移,并发生电极反应:2Cl--2e-Cl2↑D.图Ⅲ装置的总反应为4Al+3O2+6H2O4Al(OH)3,生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑解析:具支试管内气体受热体积膨胀,导管口会有气泡冒出,无法观察到液柱上升,A错误;负极材料是铁,正极材料是碳,B错误;负极电极反应式为Al-3e-Al3+,C错误;正极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-,总反应方程式为4Al+3O2+6H2O4Al(OH)3,生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑,D正确。
8.(2017·山东滕州二中月考)如图所示装置中,已知电子由b极沿导线流向锌。
下列判断正确的是( C )A.该装置中Cu极为阴极B.一段时间后锌片质量减少C.b极反应的电极反应式为H2-2e-+2OH-2H2OD.当铜极的质量变化为32 g时,a极上消耗的O2的体积为5.6 L解析:左侧装置为原电池,右侧为电解池,通氢气一极为负极,通氧气一极为正极,铜跟原电池的正极相连,铜为阳极,A错误;锌跟原电池的负极相连,为阴极,其电极反应式为:Cu2++2e-Cu,B错误;原电池中电解质是碱,负极电极反应式为H2+2OH--2e-2H2O,C正确;没有说明条件是否是标准状况下,则O2的体积不能计算,D错误。
9.(2017·山东潍坊三中检测)下列说法正确的是( D )A.图(a)中,随着电解的进行,溶液中H+的浓度越来越小B.图(b)中,Mg电极作电池的负极C.图(c)中,发生的反应为Co+Cd2+Cd+Co2+D.图(d)中,K分别与M、N连接时,Fe电极均受到保护解析:图(a)中,有外界电源,是电解池,电解硫酸溶液实质上是电解水,硫酸浓度增大,溶液中H+的浓度越来越大,A错误;(b)图装置是原电池,Al和NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,Mg与NaOH溶液不反应,则Al电极是电池的负极,Mg电极作电池的正极,B错误;图(c)是原电池,据图可知,Cd为负极,失去电子,Co2+在正极得电子发生还原反应,则发生的反应为Cd+Co2+Cd2++Co,C错误;图(d)中,K与M连接时构成电解池,Fe与电源负极相连得到保护,K与N相连时形成原电池,Zn比Fe活泼,Fe作原电池的正极得到保护,D正确。
10.(2017·浙江温州中学月考)将等物质的量浓度的CuSO4溶液和NaCl溶液等体积混合后,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,则下列说法正确的是( C )A.阳极产物一定是Cl2,阴极产物一定是CuB.BC段表示在阴极上是H+放电产生了H2C.AB、BC段阴极反应都为Cu2++2e-CuD.CD段表示阳极上OH-放电破坏了水的电离平衡,产生了H+解析:设CuSO4和NaCl各n mol,电解分3个阶段,AB段:阳极n mol Cl-失n mol电子,阴极:n mol Cu2+得n mol电子,由于Cu2+水解使溶液酸性减弱,铜离子浓度逐渐减小,溶液pH逐渐增大;BC段:阳极n mol OH-失n mol电子(来源于水的电离),阴极n mol Cu2+再得n mol电子,由于OH-消耗,溶液中H+浓度增大,溶液的pH迅速减小;CD段:阳极OH-失去电子,阴极H+得到电子,开始电解水,溶液中氢离子浓度逐渐增大,pH减小。
电解开始时,阳极先发生2Cl--2e-Cl2↑,后发生4OH--4e-2H2O+O2↑,阴极先发生Cu2++2e-Cu,后发生2H++2e-H2↑,A错误;BC段阴极发生的电极反应是Cu2++2e-Cu,阴极Cu2+得到电子,生成铜单质,B错误;AB、BC段阴极反应都为Cu2++2e-Cu,C正确;CD段发生2H++2e-H2↑、4OH--4e-2H2O+O2↑,即CD段电解的物质是水,D错误。
11.(2018·江西师大附中期末)工业上采用惰性电极电解锰酸钾(K2MnO4)溶液制取高锰酸钾,试写出该电解反应的化学方程式:。
提出改进方法:可用阳离子交换膜分隔两极区进行电解(如图)。
图中A口加入的溶液最好为。
使用阳离子交换膜可以提高Mn元素利用率的原因是。
解析:惰性电极电解锰酸钾溶液制取高锰酸钾,Mn在阳极失电子生成Mn,溶液中氢离子在阴极得到电子生成氢气,溶液中氢氧根离子+2H2O2KMnO4+H2↑+2KOH;根据图中浓度增大,化学方程式为2K阳离子移动方向可知左边电极为阳极,右边冒气泡的电极为阴极,根据电解的总反应,A口最好加入氢氧化钾溶液;阳离子交换膜可以防止Mn进入阴极区被还原。