2024年高考复习方案 化学第25讲.docx

第25讲电解池金属的腐蚀与防护

1.[2021·全国乙卷]沿海电厂采用海水为冷却水,但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率。为解决这一问题,通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示),通入一定的电流。

下列叙述错误的是 (D)

A.阳极发生将海水中的Cl-氧化生成Cl2的反应

B.管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClO

C.阴极生成的H2应及时通风稀释安全地排入大气

D.阳极表面形成的Mg(OH)2等积垢需要定期清理

[解析]电极均为惰性电极,海水中的离子放电。阳极上Cl-放电生成Cl2,Cl2在碱性海水中生成的NaClO具有灭杀附着生物的作用,A、B项正确;阴极生成的H2易燃易爆炸,应及时稀释后排放至大气中,防止爆炸,C项正确;阴极区域OH-增多或碱性增强,产生Mg(OH)2沉淀,D项错误。

2.[2021·广东卷]钴(Co)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。下图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是 (D)

A.工作时,Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大

B.生成1molCo,Ⅰ室溶液质量理论上减少16g

C.移除两交换膜后,石墨电极上发生的反应不变

D.电解总反应:2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+

[解析]阳极是水放电,电极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+,Ⅰ室的H+经阳离子交换膜向Ⅱ室中移动,则工作时,Ⅰ室硫酸浓度增大,Ⅱ室H+浓度增大,Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均减小,A项错误。生成1molCo,则整个电路中转移2mol电子,Ⅰ室溶液质量理论上减少1molO和2molH,共减少18g,B项错误。移除两交换膜后,石墨电极上发生的反应是2Cl--2e-Cl2↑,C项错误。工作时,阳极是水放电,阴极是Co2+放电,其电解总反应为2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+,D项正确。

3.[2021·浙江卷]镍镉电池是二次电池,其工作原理示意图如下(L为小灯泡,K1、K2为开关,a、b为直流电源的两极)。下列说法不正确的是 (C)

A.断开K2、合上K1,镍镉电池能量转化形式:化学能→电能

B.断开K1、合上K2,电极A为阴极,发生还原反应

C.电极B发生氧化反应过程中,溶液中KOH浓度不变

D.镍镉二次电池的总反应式:Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2

[解析]A项,断开K2、合上K1,装置为原电池,能量转化形式为化学能→电能,正确;B项,断开K1、合上K2,则装置为电解池,电极A与电源负极相连,故电极A为阴极,阴极发生还原反应,正确;C项,电极B发生氧化反应,应为电解池阳极发生的反应,有元素化合价升高,失去电子,电极反应式为2Ni(OH)2+2OH――2e-2NiOOH+2H2O,电极A为阴极,得电子,电极反应式为Cd(OH)2+2e-Cd+2OH-,总反应为Cd(OH)2+2Ni(OH)2Cd+2NiOOH+2H2O,反应中生成水,KOH浓度降低,错误;D项,镍镉二次电池的总反应式为Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2,正确。

4.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图所示。忽略温度变化的影响,下列说法错误的是 (D)

A.阳极反应为2H2O-4e-4H++O2↑

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O2与b极反应的O2等量

[解析]由图可知,a电极上产生氧气,则为阳极,b电极上O2转化为H2O2,发生还原反应,则为阴极。阳极失去电子发生氧化反应生成氧气:2H2O-4e-4H++O2↑,A项正确;该装置阳极和阴极之间是通过质子的移动形成闭合回路的,即H+由a极区移向b极区,电路中电子的转移量与H+的迁移量相同,所以阳极区的pH不发生变化,B、C项正确;阳极产生1molO2转移电子4mol,阴极消耗1molO2转移电子2mol,则电解过程中a极生成的O2与b极反应的O2物质的量之比为1∶2,D项错误。

5.验证牺牲阳极法,实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。

①

在Fe表面生成蓝色沉淀

②

试管内无明显变化

③

试管内生成蓝色沉淀

下列说法不正确的是 (D)

A.对比②③,可以判定Zn保护了Fe

B.对比①②,K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化

C.验证Zn保护Fe时不能用①的方法

D.将Zn换成Cu,用①的方法可判断Fe比Cu活泼

[解析]结合实验现象,对比②③可知,连接锌片后,溶液中没有Fe2+,A项正确;对比①②,①中铁表面产生蓝色沉淀,故可能是铁被K3[Fe(CN)6]氧化产生了Fe2+,B项正确;由前面分析可知,