发布时间 : 星期五 文章(人教版)2020年高考化学一轮综合复习 第六章 第22讲 电解池 金属的电化学腐蚀与防护练习更新完毕开始阅读9be4a0ab53e79b89680203d8ce2f0066f5336495
现有两个电池Ⅰ、Ⅱ，装置如图所示。
下列说法正确的是( ) A．Ⅰ和Ⅱ的电池反应不相同 B．能量转化形式不同
C．Ⅰ的电流效率低于Ⅱ的电流效率 D．5min后，Ⅰ、Ⅱ中都只含1种溶质 答案 C
解析 装置Ⅰ中铜与氯化铁直接接触，会在铜极表面发生反应，导致部分能量损失(或部分电子没有通过电路)，导致电流效率降低。而装置Ⅱ采用阴离子交换膜，铜与氯化铜接触，不会发生副反应，电流效率高于装置Ⅰ。放电一段时间后，装置Ⅰ中生成氯化铜和氯化亚铁，装置Ⅱ中交换膜左侧生成氯化铜，右侧生成了氯化亚铁，可能含氯化铁。
2．(提高产品纯度)(2017·太原市第五中学高三检测)工业上用电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。下列说法不正确的是( )
已知：①Ni在弱酸性溶液中发生水解； ②氧化性：Ni(高浓度)＞H＞Ni(低浓度)。 A．碳棒上发生的电极反应：4OH－4e===O2↑＋2H2O B．电解过程中，B室中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减小 C．为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水的pH
D．若将图中阳离子膜去掉，将A、B两室合并，则电解反应总方程式发生改变 答案 B
解析 电极反应式为
阳极：4OH－4e===2H2O＋O2↑
阴极：Ni＋2e===Ni、2H＋2e===H2↑
A项正确；B项，由于C室中Ni、H不断减少，Cl通过阴离子膜从C室移向B室，A室中OH
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不断减少，Na通过阳离子膜从A室移向B室，所以B室中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大，
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错误；C项，由于H的氧化性大于Ni(低浓度)的氧化性，所以为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水的pH，正确；D项，若去掉阳离子膜，在阳极Cl首先放电生成Cl2，反应总方程式发生改变，正确。
3．(限制离子迁移)某原电池装置如下图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2===2AgCl。
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＋2＋
(1)当电路中转移amole时，交换膜左侧溶液中约减少________mol离子。交换膜右侧溶液中
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c(HCl)________(填“＞”“＜”或“＝”)1mol·L(忽略溶液体积变化)。
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(2)若质子交换膜换成阴离子交换膜，其他不变。若有11.2L氯气(标准状况)参与反应，则必有________mol________(填离子符号)由交换膜________侧通过交换膜向________侧迁移。交换膜右侧溶液中c(HCl)______(填“＞”“＜”或“＝”)1mol·L(忽略溶液体积变化)。 答案 (1)2a ＞ (2)1 Cl 右 左 ＝
解析 (1)正极的电极反应式为Cl2＋2e===2Cl，负极的电极反应式为Ag－e＋Cl===AgCl，隔膜只允许氢离子通过，转移amol电子，必有amolCl沉淀。为了维持电荷平衡，交换膜左侧溶液中必有amolH向交换膜右侧迁移，故交换膜左侧共减少2amol离子(amolCl＋amolH)。交换膜右侧溶液中氯化氢浓度增大。
(2)n(Cl2)＝0.5mol，n(Cl)＝1mol。正极的电极反应式为Cl2＋2e===2Cl，n(e)＝1mol，Ag－e＋Cl===AgCl，交换膜右侧溶液中增加了1mol负电荷(或增加了1molCl)，左侧减少了1mol负电荷(或减少了1molCl)。如果质子交换膜换成阴离子交换膜，只允许阴离子(Cl)通过交换膜，不允许H通过。为了维持电荷平衡，必有1molCl从交换膜右侧溶液中通过交换膜向左侧迁移，氯离子迁移之后，两侧溶液中盐酸浓度保持不变。
解这类问题可以分三步：第一步，分清隔膜类型。即交换膜属于阳膜、阴膜或质子膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜。第二步，写出电极反应式，判断交换膜两侧离子变化，推断电荷变化，根据电荷平衡判断离子迁移方向。第三步，分析隔膜作用。充当盐桥的作用，除起导电作用外，还能起到隔离作用，避免电极与电解质溶液或产物之间发生反应，避免产物因发生反应而造成危险等。
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考点三 金属的腐蚀与防护
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1．金属腐蚀的本质
金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生氧化反应。 2．金属腐蚀的类型 (1)化学腐蚀与电化学腐蚀
类型 条件 现象 本质 联系
(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀 以钢铁的腐蚀为例进行分析：
类型 条件 电极反应 负极 正极 ＋－化学腐蚀 金属跟非金属单质直接接触 无电流产生 金属被氧化 电化学腐蚀 不纯金属或合金跟电解质溶液接触 有微弱电流产生 较活泼金属被氧化 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍 析氢腐蚀 水膜酸性较强(pH≤4.3) －吸氧腐蚀 水膜酸性很弱或呈中性 2＋Fe－2e===Fe 2H＋2e===H2↑ Fe＋2H===Fe＋H2↑ ＋2＋O2＋2H2O＋4e===4OH 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 －－总反应式 联系
3．金属的防护 (1)电化学防护
吸氧腐蚀更普遍 ①牺牲阳极的阴极保护法—原电池原理 a．负极：比被保护金属活泼的金属； b．正极：被保护的金属设备。 ②外加电流的阴极保护法—电解原理 a．阴极：被保护的金属设备； b．阳极：惰性金属或石墨。
(2)改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。
(3)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。
(1)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样(×) (2)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物(×) (3)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe(×)
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(4)在金属表面覆盖保护层，若保护层破损后，就完全失去了对金属的保护作用(×) (5)若在海轮外壳上附着一些铜块，则可以减缓海轮外壳的腐蚀(×) (6)钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀(√) (7)铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性(√) (8)自行车钢架生锈主要是电化学腐蚀所致(√)
(1)A、B两装置长时间露置于空气中，A发生析氢腐蚀，B发生吸氧腐蚀。
(2)利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。
为减缓铁的腐蚀
①若开关K置于N处，则X应为碳棒或Pt等惰性电极，该电化学防护法为外加电流的阴极保护法。
②若开关K置于M处，则X应为比铁活泼的金属Zn等，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法。
题组一 腐蚀快慢与防护方法的比较
1．如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速率由快到慢的顺序为( )
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