内容正文:
专题11 电解池 金属的腐蚀与防护
1.(2019·江苏高考) 将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后,置于如图所示装置中,进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是( )
A.铁被氧化的电极反应式为Fe-3e-===Fe3+
B.铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能
C.活性炭的存在会加速铁的腐蚀
D.以水代替NaCl溶液,铁不能发生吸氧腐蚀
答案 C
解析 铁在中性环境中发生吸氧腐蚀,负极上铁失电子发生氧化反应,电极反应式为Fe-2e-===Fe2+,正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为2H2O+O2+4e-===4OH-,A、D错误;铁的电化学腐蚀过程中,化学能除转化为电能外还有部分转化为热能,B错误。
2.(2019·北京朝阳高三期末)在不同电压下用惰性电极电解饱和NaCl溶液制备少量NaClO,实验结果如下:
实验
①
②
③
电压
U1
U2
U3
现象
a极产生少量气泡,b极无明显气泡
a极产生较多气泡,b极产生少量气泡
a极产生大量气泡,b极逸出大量黄绿色气体
下列分析不正确的是( )
A.①、②、③中,a极均发生了还原反应
B.①、②、③中均能发生Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
C.电解时OH-由b极向a极移动
D.不宜采用实验③的电压制备NaClO
答案 C
解析 根据图示可知a电极为阴极,溶液中的阳离子H+在阴极上获得电子,发生还原反应,A正确;在a电极溶液中的H+获得电子,变为H2逸出,附近溶液中OH-增多阴极产生NaOH,在阳极b电极上溶液中阴离子Cl-失去电子变为Cl2,Cl2与溶液中的NaOH发生反应:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,B正确;电解时阴离子OH-向阳极移动,即由a极向b极移动,C错误;实验③电压高,电流大,反应速率快,反应产生的氯气未能与NaOH溶液反应,就会从溶液中逸出,所以不能采用该电压制备NaClO,D正确。
3.(2019·重庆市第一中学高三期中)研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是( )
A.d为锌块,铁片不易被腐蚀
B.d为锌块,铁片上电极反应为2H++2e-===H2↑
C.d为石墨,铁片腐蚀加快
D.d为石墨,石墨上电极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-
答案 B
解析 若d为锌块,由于金属活动性:Zn>Fe,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,A正确;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-,B错误;铁、石墨及海水构成原电池,比没有形成原电池时的速率快,C正确;d为石墨(正极),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-,D正确。
4. (2019·贵州重点中学高考教学质量测评)某实验小组用石墨作电极进行如下实验,实验观察到:a、d处试纸变蓝;b处变红,并局部褪色;c处无明显变化。下列说法中错误的是( )
A.a极为阴极,发生的电极反应为2H++2e-===H2↑
B.b极为阳极,涉及的反应有2Cl--e-===Cl2↑、Cl2+H2O((HCl+HClO
C.电解过程中,电子流向:电源负极→a→c→d→b→电源正极
D.若将铁丝改成铜丝,其余条件相同,电解一段时间后,能发现c处附近变蓝
答案 C
解析 a极连接电源负极为阴极,水电离产生的氢离子得电子产生氢气,发生的电极反应为2H++2e-===H2↑,A正确;b极连接电源的正极为阳极,溶液中氯离子失电子产生氯气,且产生的氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,涉及的反应有2Cl--2e-===Cl2↑、Cl2+H2O((HCl+HClO,B正确;电解过程中,电子流向:电源负极→a、c→d、b→电源正极,C错误;c处为阳极,若将铁丝改成铜丝,铜失电子产生铜离子,其余条件相同,电解一段时间后,能发现c处附近变蓝,D正确。
5.(2019·广东重点中学高三期末联考)乙醛酸
(HOOC—CHO)是有机合成的重要中间体。工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸,原理如图所示,该装置中阴、阳两极为惰性电极,两极室均可产生乙醛酸,其中乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸。下列说法正确的是( )
A.M极与直流电源的负极相连
B.每得到1 mol乙醛酸将有2 mol H+从右室迁移到左室
C.N电极上的电极反应式:HOOC—COOH-2e-+2H+===HOOC—CHO+H2O
D.每消耗0.1 mol乙二醛在M电极生成2.24 L气体(标准状况)
答案 D
解析 根据质子的移动方向,确定M电极是阳极,M极与直流电源的正极相连,故A错误