1、1第 19 讲 电解池 金属的电化学腐蚀与防护考纲要求 1.理解电解池的工作原理，能写出简单电极反应和电池反应方程式。2.认识金属腐蚀的危害，理解金属发生电化学腐蚀的原理，能运用恰当的措施防止铁、铝等金属腐蚀。考点一 电解的原理1.电解和电解池(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：电能转化为化学能的装置。(3)电解池的构成有与电源相连的两个电极。电解质溶液(或熔融电解质)。形成闭合回路。2.电解池的工作原理(1)电极名称及电极反应式(电解 CuCl2溶液为例)总反应式：CuCl 2 CuCl 2= = = = =通 电 (2)电子和离子的移
2、动方向电子：从电源负极流出后，流向电解池阴极；从电解池的阳极流出后流向电源的正极。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.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：(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2注意 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。最常用、最重要的放电顺序为阳极：Cl OH ；阴极：Ag Cu2 H 。电解水溶液时，K Al 3 不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到 K、Ca、Na、Mg、Al等金属。4.用惰性电
3、极电解电解质溶液的规律类型 实例 电极反应特点或反应式 电解产物溶液 pH变化溶液复原含氧酸 H2SO4强碱 NaOH电解水型 活泼金属的含氧酸盐 KNO3溶液中的 H 和 OH 分别在阴阳两极放电：阴极：_阳极：_H2O2无氧酸(氢氟酸除外) HCl H2 Cl 2电解电解质型不活泼金属的无氧酸盐 CuCl2电解质电离的阴阳离子分别在两极放电：阳极：_ Cu Cl 2放氢生碱型活泼金属的无氧酸盐 NaCl阴极水电离的 H 放电，阳极电解质电离的阴离子放电阴极：_阳极：_放氧生酸性不活泼金属的含氧酸盐 AgNO3阳极水电离的 OH 放电，阴极电解质的阳离子放电阴极：_Ag阳极：_答案 4H 4
4、e =2H2 4OH 4e =2H2OO 2 减小 增大 不变 水 2Cl 2e =Cl2 增大 HCl CuCl 2 H 2(或 H2、NaOH) Cl 2 增大 HCl Ag e =Ag O 2 减小 Ag 2O(1)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程()(2)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现()(3)直流电源跟电解池连接后，电子从电源负极流向电解池阳极()(4)电解稀硫酸制 H2、O 2时，可用不活泼的铜作阳极()(5)电解 CuCl2溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色()(6)电解盐酸、硫酸等溶液，H 放电，溶液的 pH 均增大()31.根
5、据金属活动性顺序表，Cu 和稀 H2SO4不反应，怎样根据电化学的原理实现 Cu 和稀 H2SO4反应产生 H2?答案 Cu 作阳极，C 作阴极，稀 H2SO4作电解质溶液，通入直流电就可以实现该反应。电解反 应 式 为 阳 极 ： Cu 2e =Cu2 ， 阴 极 ： 2H 2e =H2 。 总 反 应 式 ： Cu 2HCu2 H 2。= = = = =通 电 2.若用惰性电极电解 CuSO4溶液一段时间后，需加入 98gCu(OH)2固体，才能使电解质溶液复原，则这段时间，整个电路中转移的电子数为多少？答案 4 NA解析 方法一：98gCu(OH) 2的物质的量为 1mol，相当于电解了
6、 1mol 的 CuSO4后，又电解了1mol 的水，所以转移的电子数为 2NA2 NA4 NA。方法二：可以认为整个电路中转移的电子数与 Cu(OH)2的 O2 失电子数相等，共 4NA。题组一 电解规律及电极产物的判断1.用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液，在电解的过程中，溶液的 pH 依次为升高、不变、降低的是( )A.AgNO3 CuCl 2 Cu(NO 3)2 B.KCl Na 2SO4 CuSO 4C.CaCl2 KOH NaNO 3 D.HCl HNO 3 K 2SO4答案 B解析 由电解电解质溶液的四种类型可知：类型 化学物质 pH 变化放 O2生酸型 CuSO4、AgN
7、O 3、Cu(NO 3)2 降低放 H2生碱型 KCl、CaCl 2 升高CuCl2电解电解质型HCl 升高NaNO3、Na 2SO4、K 2SO4 不变KOH 升高电解 H2O 型HNO3 降低2.以石墨为电极，电解 KI 溶液(含有少量的酚酞和淀粉)。下列说法错误的是( )4A.阴极附近溶液呈红色 B.阴极逸出气体C.阳极附近溶液呈蓝色 D.溶液的 pH 变小答案 D解析 以石墨为电极，电解 KI 溶液，发生的反应为2KI2H 2O 2KOHH 2I 2(类似于电解饱和食盐水)，阴极产物是 H2和= = = = =通 电 KOH，阳极产物是 I2。由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉，所以阳极附
8、近的溶液会变蓝(淀粉遇碘变蓝)，阴极附近的溶液会变红(溶液呈碱性)，A、B、C 正确；由于电解产物有 KOH生成，所以溶液的 pH 逐渐增大，D 错误。3.用石墨作电极，电解稀 Na2SO4溶液的装置如图所示，通电后在石墨电极 A 和 B 附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列有关叙述正确的是( )A.逸出气体的体积：A 电极B 电极B.一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体C.A 电极附近呈红色，B 电极附近呈蓝色D.电解一段时间后，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性答案 D解析 SO 、OH 移向 B 电极，在 B 电极 OH 放电，产生 O2，B 电极附近 c(H ) c
9、(OH )，24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 项错误、D 项正确；A 电极产生的气体体积大于 B 电极，A 项错误；两种气体均为无色无味的气体，B 项错误。题组二 电子守恒在电化学计算中的应用4.(2018宜昌调研)以铅蓄电池为电源，石墨为电极电解 CuSO4溶液，装置如下图。若一段时间后 Y 电极上有 6.4g 红色物质析出，停止电解。下列说法正确的是( )A.a 为铅蓄电池的负极B.电解过程中 SO 向右侧移动245C.电解结束时，左侧溶液质量增重
10、 8gD.铅蓄电池工作时，正极电极反应式为：PbSO 42e =PbSO 24答案 C解析 Y 极有 Cu 析出，发生还原反应，Y 极为阴极，故 b 为负极，a 为正极，A 错误；电解过程中阴离子向阳极移动，B 错误；阴极反应式为 Cu2 2e =Cu，阳极反应式为4OH 4e =O22H 2O，当有 6.4gCu 析出时，转移 0.2mole ，左侧生成 1.6gO2，同时有0.1mol (9.6g) SO 进入左侧，则左侧质量净增加 9.6g1.6g8g，C 正确；铅蓄电池的24负极是 Pb，正极是 PbO2，正极反应式为 PbO22e 4H SO =PbSO42H 2O，D 错误。245
11、.500mLKNO3和 Cu(NO3)2的混合溶液中 c(NO )0.6molL 1 ，用石墨作电极电解此溶液， 3当 通 电 一 段 时 间 后 ， 两 极 均 收 集 到 2.24 L 气 体 (标 准 状 况 下 )， 假 定 电 解 后 溶 液 体 积 仍 为 500 mL， 下列说法正确的是( )A.原混合溶液中 c(K )为 0.2molL1 B.上述电解过程中共转移 0.2mol 电子C.电解得到的 Cu 的物质的量为 0.05mol D.电解后溶液中 c(H )为 0.4molL1答案 AD解析 石墨作电极电解 KNO3和 Cu(NO3)2的混合溶液，阳极反应式为4OH 4e
12、=2H2OO 2，阴极先后发生两个反应：Cu 2 2e =Cu，2H 2e =H2。从收集到 O2为 2.24L 可推知上述电解过程中共转移 0.4mol 电子，而在生成 2.24LH2的过程中转移 0.2mol 电子，所以 Cu2 共得到 0.4mol0.2mol0.2mol 电子，电解前 Cu2 的物质的量和电解得到的 Cu 的物质的量都为 0.1mol。电解前后分别有以下守恒关系： c(K )2 c(Cu2 ) c(NO )， c(K ) c(H ) c(NO )，不难算出：电解前 c(K ) 3 30.2molL 1 ，电解后 c(H )0.4molL 1 。电化学综合计算的三种常用方
13、法(1)根据总反应式计算先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。(2)根据电子守恒计算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。用于混合溶液中电解的分阶段计算。(3)根据关系式计算根据得失电子守恒定律建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。如以通过 4mole 为桥梁可构建如下关系式：64e 22Cl(BrI)O、 24HCuAgMn 阳极产物 阴极产物(式中 M 为金属， n 为其离子的化合价数值)该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题
14、。题组三 电极反应式的书写与判断6.按要求书写电极反应式和总反应方程式：(1)用惰性电极电解 MgCl2溶液阳极反应式：_；阴极反应式：_；总反应离子方程式：_。(2)用 Al 作电极电解 NaOH 溶液阳极反应式：_；阴极反应式：_；总反应离子方程式：_。(3)以铝材为阳极，电解 H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜阳极反应式：_；阴极反应式：_；总反应方程式：_。(4)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、Al 2Cl 和 AlCl 组成的离 7 4子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的_极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极反应式为_
15、。若改用 AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为_。答案 (1)2Cl 2e =Cl2 Mg 2 2H 2O2e =H2Mg(OH) 2 Mg 2 2Cl 2H 2OMg(OH)2Cl 2H 2= = = = =通 电 (2)2Al6e 8OH =2AlO 4H 2O 6H 2O6e =3H26OH (或 6H 6e =3H2) 22Al2H 2O2OH 2AlO 3H 2= = = = =通 电 2(3)2Al6e 3H 2O=Al2O36H 6H 6e =3H2 2Al3H 2O Al2O33H 2= = = = =通 电 (4)负 4Al 2Cl 3e =Al7AlCl H 2 7 47
16、解析 (4)电镀时，镀件作阴极，即钢制品作阴极，接电源负极，根据阴极生成 Al 可知反应式为 4Al2Cl 3e =Al7AlCl 。若改用 AlCl3水溶液作电解液，阴极反应为 7 42H 2e =H2，产物为 H2。7.电解 NO 制备 NH4NO3，其工作原理如图所示，为使电解产物全部转化为 NH4NO3，需补充物质 A，A 是_，说明理由：_。答案 NH 3 根据总反应：8NO7H 2O 3NH4NO32HNO 3，电解产生的 HNO3多，= = = = =电 解 应补充 NH3解析 根据电解 NO 制备 NH4NO3的工作原理示意图知：阴极反应式为3NO15e 18H =3NH 3H
17、 2O，阳极反应式为 5NO15e 10H 2O=5NO 20H ，总反 4 3应式为 8NO7H 2O 3NH4NO32HNO 3，为了使电解产生的 HNO3全部转化为= = = = =通 电 NH4NO3，应补充 NH3。做到“三看” ，正确书写电极反应式(1)一看电极材料，若是金属(Au、Pt 除外)作阳极，金属一定被电解(注：Fe 生成 Fe2 而不是生成 Fe3 )。(2)二看介质，介质是否参与电极反应。(3)三看电解质状态，若是熔融状态，就是金属的电冶炼。考点二 电解原理的应用1.氯碱工业阳极反应式：2Cl 2e =Cl2(氧化反应)8阴极反应式：2H 2e =H2(还原反应)总反
18、应方程式：2NaCl2H 2O 2NaOHH 2Cl 2= = = = =通 电 2.电镀与电解精炼电镀 电解精炼铜示意图阳极 Cu2e =Cu2 Zn2e =Zn2 ，Cu2e =Cu2电极反应阴极 Cu2 2e =Cu Cu2 2e =Cu电解质溶液的浓度变化 CuSO4溶液的浓度不变 CuSO4溶液的浓度变小3.电冶金电解冶炼 冶炼钠 冶炼铝电极反应阳极：2Cl 2e =Cl2阴极：2Na 2e =2Na阳极：6O 2 12e =3O2阴极：4Al 3 12e =4Al总反应2NaCl(熔融)2NaCl 2= = = = =通 电 2Al2O3(熔融)4Al3O 2= = = = =通
19、电 (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)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料()(3)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中 c(Cu2 )均保持不变()(4)电解冶炼镁、铝通常电解 MgCl2和 Al2O3，也可以电解 MgO 和 AlCl3()(5)电解精炼时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料()(6)用 Zn 作阳极，Fe 作阴极，ZnCl 2作电解质溶液，由于放电顺序 H Zn2 ，不可能在铁上镀锌()题组一 电解原理的常规应用1.金属镍有广泛的用途，粗镍中含有 Fe、Zn、Cu、Pt 等杂质，可用电解法制得高纯度的镍。下列叙述中正确的是(已
20、知：氧化性 Fe2 Ni 2 Cu 2 )( )A.阳极发生还原反应，其电极反应式为 Ni2 2e =Ni9B.电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量相等C.电解后，溶液中存在的阳离子只有 Fe2 和 Zn2D.电解后，电解槽底部的阳极泥中有 Cu 和 Pt答案 D解析 电 解 时 ， 阳 极 Zn、 Fe、 Ni 失 去 电 子 ， 发 生 氧 化 反 应 ， A 项 错 误 ； 因 氧 化 性Ni2 Fe2 Zn 2 ，故阴极反应式为 Ni2 2e =Ni，可见，阳极质量减少是因为Zn、Fe、Ni 溶解，而阴极质量增加是因为 Ni 析出，B 项错误；电解后溶液中的阳离子除Fe2 和
21、 Zn2 外，还有 Ni2 和 H ，C 项错误。2.利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用。下列说法正确的是( )A.氯碱工业中，X 电极上的反应式是：4OH 4e =2H2OO 2B.电解精炼铜时，Z 溶液中的 Cu2 浓度不变C.在铁片上镀铜时，X 是纯铜D.制取金属镁时，Z 是熔融的氯化镁答案 CD解析 氯碱工业中阳极是 Cl 放电生成 Cl2；电解精炼铜时阳极上粗铜溶解，阴极上 Cu2 放电析出 Cu，由于粗铜中含有锌、铁、镍等杂质，电解质溶液中 Cu2 浓度变小；铁片上镀铜时，阴极应该是铁片，阳极是纯铜。3.(2017全国卷，11)用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐
22、蚀的氧化膜，电解质溶液一般为 H2SO4H 2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是( )A.待加工铝质工件为阳极B.可选用不锈钢网作为阴极C.阴极的电极反应式为 Al3 3e =AlD.硫酸根离子在电解过程中向阳极移动答案 C解析 A 项，根据电解原理可知，Al 要形成氧化膜，化合价升高失电子，因此铝为阳极，正确；B 项，阴极仅作导体，可选用不锈钢网，且不锈钢网接触面积大，能增加电解效率，正确；C 项，阴极应为氢离子得电子生成氢气，错误；D 项，电解时，阴离子移向阳极，正确。题组二 应用电解原理制备新物质4.(2018连云港模拟)高铁酸钠(Na 2FeO4)是一种新型绿色水处理剂。工业上可用电解
23、浓10NaOH 溶液制备 Na2FeO4，其工作原理如图所示，两端隔室中离子不能进入中间隔室。下列说法错误的是( )A.阳极反应式：Fe6e 8OH =FeO 4H 2O24B.甲溶液可循环利用C.离子交换膜 a 是阴离子交换膜D.当电路中通过 2mol 电子的电量时，会有 1molH2生成答案 C解析 A 项，阳极发生氧化反应，电极反应式：Fe6e 8OH =FeO 4H 2O，正确；B24项，阴极发生还原反应，水电离出的氢离子放电生成氢气和氢氧根，甲溶液为浓的氢氧化钠溶液，可循环利用，正确；C 项，电解池中阳离子向阴极移动，通过离子交换膜 a 的是Na ，故 a 为阳离子交换膜，错误；D
24、项，阴极发生还原反应，水电离出的氢离子放电生成氢气和氢氧根，电极反应式为 2H2O2e =H22OH ，当电路中通过 2mol 电子的电量时，会有 1molH2生成，正确。5.用惰性电极电解法制备硼酸H 3BO3或 B(OH)3的工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子和阴离子通过)。下列有关说法正确的是( )A.阴极与阳极产生的气体体积比为 12B.b 极的电极反应式为 2H2O2e =O24H C.产品室中发生的反应是 B(OH)3OH =B(OH) 4D.每增加 1molH3BO3产品，NaOH 溶液增重 22g答案 D解析 由图可知，b 电极为阳极，电解时阳极上水失电子生成 O2和
25、 H ，a 电极为阴极，电解时阴极上水得电子生成 H2和 OH ，原料室中的钠离子通过阳膜进入 a 极室，溶液中c(NaOH)增大，原料室中 B(OH) 通过阴膜进入产品室，b 极室中氢离子通过阳膜进入产品室， 4B(OH) 、H 发生反应生成 H3BO3；a、b 电极反应式分别为 42H2O2e =H22OH 、2H 2O4e =O24H ，理论上每生成 1mol 产品，b 极生成111molH 、a 极生成 0.5molH2。6.采用电化学法还原 CO2是一种使 CO2资源化的方法。如图是利用此法制备 ZnC2O4的示意图(电解液不参与反应)。下列说法中正确的是( )A.Zn 与电源的正极
26、相连B.ZnC2O4在交换膜右侧生成C.电解的总反应为 2CO2Zn ZnC2O4= = = = =通 电 D.通入 11.2LCO2时，转移 0.5mol 电子答案 AC解析 电解过程中 Zn 被氧化，作阳极，所以 Zn 与电源的正极相连，A 正确；Zn 2 透过阳离子交换膜到达左侧与生成的 C2O 形成 ZnC2O4，B 错误；没有给出气体所处的温度和压强，24D 错误。题组三 应用电解原理治理污染7.某些无公害免农药果园利用如图所示电解装置，进行果品的安全生产，解决了农药残留所造成的生态及健康危害问题。下列说法正确的是( )A.a 为直流电源的负极，与之相连的电极为阴极B.离子交换膜为阴
27、离子交换膜C.“酸性水”具有强氧化性，能够杀菌D.阴极反应式为 H2O2e =H2O 2答案 C解析 由“碱性水”可推知 b 为直流电源的负极，a 为直流电源的正极，A 项错误；右侧生成 OH ，K 穿过离子交换膜移到右侧，即该离子交换膜为阳离子交换膜，B 项错误；阳极反应为 2Cl 2e =Cl2，Cl 2H 2O=HClHClO，故“酸性水”中含 HClO，具有强氧化性，能杀菌，C 项正确；水溶液中不可能存在 O2 ，D 项错误。8.(2019重庆调研)用铁和石墨作电极电解酸性废水，可将废水中的 PO 以 FePO4(不溶3412于水)的形式除去，其装置如图所示。下列说法中正确的是( )A
28、.若 X、Y 电极材料连接反了，则仍可将废水中的 PO 除去34B.X 极为石墨，该电极上发生氧化反应C.电解过程中 Y 极周围溶液的 pH 减小D.电解时废水中会发生反应：4Fe 2 O 24H 4PO =4FePO42H 2O34答案 D解析 根据题意分析，X 电极材料为铁，Y 电极材料为石墨，若 X、Y 电极材料连接反了，铁就不能失电子变为离子，也就不能生成 FePO4，A 项错误；Y 电极材料为石墨，该电极发生还原反应，B 项错误；电解过程中 Y 极上发生的反应为 O24e 4H =2H2O，氢离子浓度减小，溶液的 pH 变大，C 项错误；铁在阳极失电子变为 Fe2 ，通入的氧气把 F
29、e2 氧化为Fe3 ，Fe 3 与 PO 反应生成 FePO4，D 项正确。349.SO2和 NOx是主要大气污染物，利用下图装置可同时吸收 SO2和 NO。下列有关说法错误的是( )A.a 极为直流电源的负极，与其相连的电极发生还原反应B.阴极得到 2mol 电子时，通过阳离子交换膜的 H 为 2molC.吸收池中发生反应的离子方程式为：2NO2S 2O 2H 2O=N24HSO24 3D.阳极发生的反应式为：SO 22e 2H 2O=SO 4H 24答案 D解析 A 项，阴极发生还原反应，亚硫酸氢根离子得电子生成硫代硫酸根离子，a 是直流电源的负极，正确；B 项，阴极发生还原反应，电极反应
30、式为：2HSO 2e 2H =S2O 2H 2O，阴极得到 2mol 电子时，通过阳离子交换膜的 H 为 3 242mol，正确；C 项，硫代硫酸根离子与一氧化氮发生氧化还原反应，生成氮气，离子反应方程式为：2NO2S 2O 2H 2O=N24HSO ，正确；D 项，阳极发生失去电子的氧化反应，24 313错误。考点三 金属的腐蚀与防护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 化学腐蚀 电化学腐蚀条件 金属跟非金属单质直接接触 不纯金属或合金跟电解质溶液接触现象 无电流产生 有微弱电流产生本质 金属被氧化 较活泼金属被
31、氧化联系 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀以钢铁的腐蚀为例进行分析：类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀条件 水膜酸性较强(pH4.3) 水膜酸性很弱或呈中性负极 Fe2e =Fe2电极反应正极 2H 2e =H2 O22H 2O4e =4OH总反应式 Fe2H =Fe2 H 2 2FeO 22H 2O=2Fe(OH)2联系 吸氧腐蚀更普遍3.金属的防护(1)电化学防护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。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
32、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。14(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 Fe3 ()(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)铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性()实验探究(如图所示)(1)若棉团浸有 NH4Cl 溶液，铁钉发生_腐蚀，正极反应式为_，右试管中现象是_。(2)若棉团浸有 NaCl 溶液，铁钉发生_腐蚀，正极反应式为_，右
33、试管中现象是_。答案 (1)析氢 2H 2e =H2 有气泡冒出(2)吸氧 O 24e 2H 2O=4OH 导管内液面上升根据介质判断析氢腐蚀和吸氧腐蚀正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键。潮湿的空气、酸性很弱或中性溶液发生吸氧腐蚀；NH 4Cl 溶液、稀 H2SO4等酸性溶液发生析氢腐蚀。题组一 金属腐蚀的原理1.炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含 NaCl)，不久便会因被腐蚀而出现红褐色锈斑。腐蚀原理如图所示，下列说法正确的是( )A.腐蚀过程中，负极是 FeB.Fe 失去电子经电解质溶液转移给 CC.正极的电极反应式为 4OH 4e =2H2OO 2D.C 是正极，O
34、 2在 C 表面上发生还原反应答案 AD15解析 A 项，铁锅中含有的 Fe、C，和电解质溶液构成原电池，活泼金属作负极，Fe 易失电子，故腐蚀过程中，负极是 Fe，正确；B 项，原电池中电子由负极 Fe 经外电路向正极 C 流动，在电解质溶液中依靠离子的移动导电，错误；C 项，该原电池中，C 作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为 O22H 2O4e =4OH ，错误；D 项，C 是正极，O 2在 C 表面上发生还原反应，正确。2.下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是( )A.图 1 中，铁钉易被腐蚀B.图 2 中，滴加少量 K3Fe(CN)6溶液，没有蓝色沉淀出现C.图 3 中，
35、燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀D.图 4 中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的正极答案 C解析 A 项，图 1 中，铁钉处于干燥环境，不易被腐蚀；B 项，负极反应为Fe2e =Fe2 ，Fe 2 与 K3Fe(CN)6反应生成 Fe3Fe(CN)62蓝色沉淀；D 项为牺牲阳极的阴极保护法，镁块相当于原电池的负极。题组二 金属腐蚀快慢比较3.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( )A.B. C.D.答案 C解析 均为原电池，中 Fe 为正极，被保护；中 Fe 为负极，均被腐蚀，但 Fe和 Cu 的金属活动性差别大
36、于 Fe 和 Sn 的，故 FeCu 原电池中 Fe 被腐蚀的较快。是 Fe 接16电源正极作阳极，Cu 接电源负极作阴极的电解腐蚀，加快了 Fe 的腐蚀。是 Fe 接电源负极作阴极，Cu 接电源正极作阳极的电解腐蚀，防止了 Fe 的腐蚀。根据以上分析可知铁在其中被腐蚀的速率由快到慢的顺序为。4.一定条件下，碳钢腐蚀与溶液 pH 的关系如下，下列说法不正确的是( )pH 2 4 6 6.5 8 13.5 14腐蚀快慢 较快 慢 较快主要产物 Fe2 Fe3O4 Fe2O3 FeO 2A.在 pH14 溶液中，碳钢腐蚀的正极反应为 O24H 4e =2H2OB.在 pH4 溶液中，碳钢主要发生析
37、氢腐蚀C.在 pH6 溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀D.在煮沸除氧气的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会加快答案 AD解析 A 项，pH14 的溶液为碱性，正极反应式为 O22H 2O4e =4OH ，故 A 符合题意；B 项，pH4 溶液为酸性溶液，碳钢主要发生析氢腐蚀，正极反应式为 2H 2e =H2，故 B 不符合题意；C 项，pH6 溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀，正极反应式为O22H 2O4e =4OH ，故 C 不符合题意；D 项，在碱性溶液中碳钢发生吸氧腐蚀，煮沸除氧气后，腐蚀速率会减慢，故 D 符合题意。判断金属腐蚀快慢的规律(1)对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：电解原理引起的腐蚀原
38、电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防护措施的腐蚀。(2)对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中弱电解质溶液中非电解质溶液中。(3)活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快。(4)对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀越快。题组三 金属腐蚀防护措施的设计与选择5.(2018徐州调研)某同学进行下列实验操作 现象取一块打磨过的生铁片，在其表面滴一放置一段时间后，生铁片上出现如图所示“斑痕” ，其边缘为红色，中心区域为蓝色，在两色17滴含酚酞和 K3Fe(CN)6的食盐水 环交界处出现铁锈下列说法不合理的是( )A.生铁片发生吸氧腐蚀B.中心区的电极反应式为 Fe2
39、e =Fe2C.边缘处的电极反应式为 O22H 2O4e =4OHD.交界处发生的反应为 4Fe2 O 210H 2O=4Fe(OH)38H 答案 D解析 生铁片边缘处为红色，说明生成了 OH ，O 22H 2O4e =4OH ，生铁片发生吸氧腐蚀 ， 故 A、 C 两 项 合 理 ； 根 据 实 验 现 象 ， 中 心 区 域 为 蓝 色 ， 说 明 生 成 了 Fe2 ， Fe 2e =Fe2 ，故 B 项合理；在两色环交界处出现铁锈，是因为生成的氢氧化亚铁被氧气氧化成了氢氧化铁，不是 4Fe2 O 210H 2O=4Fe(OH)38H ，故 D 项不合理。6.利用下图装置可以模拟铁的电化
40、学防护。下列说法错误的是( )A.若 X 为锌棒，开关 K 置于 M 处，可减缓铁的腐蚀B.若 X 为锌棒，开关 K 置于 M 处，铁极发生氧化反应C.若 X 为碳棒，开关 K 置于 N 处，可减缓铁的腐蚀D.若 X 为碳棒，开关 K 置于 N 处，X 极发生氧化反应答案 B解析 若 X 为锌棒，开关 K 置于 M 处时，锌作负极，铁作正极被保护，A 项正确、B 项错误；若 X 为碳棒，开关 K 置于 N 处，铁连接电源负极作阴极被保护，C 项正确；X 连接电源正极作阳极被氧化，D 项正确。7.我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所
41、示。下列说法错误的是( )A.通电时，锌环是阳极，发生氧化反应B.通电时，阴极上的电极反应为 2H2O2e =H22OH C.断电时，锌环上的电极反应为 Zn2 2e =Zn18D.断电时，仍能防止铁帽被腐蚀答案 C解析 锌环与电源的正极相连，为阳极，A 项正确；断电时，Zn 比铁活泼，作负极，电极反应为 Zn2e =Zn2 ，C 项错误。1.2018江苏，20(2)用稀硝酸吸收 NOx，得到 HNO3和 HNO2的混合溶液，电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式：_。答案 HNO 22e H 2O=3H NO 3解析 由题给信息可知，反应物为 HNO2(弱酸)，生成物为
42、HNO3，因此阳极反应式为HNO22e H 2O=3H NO 。 32.2014江苏，20(1)将烧碱吸收 H2S 后的溶液加入如图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：S2 2e =S ( n1)SS 2 =S2n写出电解时阴极的电极反应式：_。电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成_。答案 2H 2O2e =H22OH S 2H =(n1)SH 2S2n解析 在阴极电解质溶液是 NaOH，同时图示显示产生了 H2，因此阴极发生的电极反应为2H2O2e =H22OH 。加入 H2SO4后，H 与 S 反应生成 S 和 H2S。2n3.三室式电渗析法
43、处理含 Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd 均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的 Na 和 SO 可通过离子交换膜，而两端隔室中离24子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是( )A.通电后中间隔室的 SO 离子向正极迁移，正极区溶液 pH 增大24B.该法在处理含 Na2SO4废水时可以得到 NaOH 和 H2SO4产品19C.负极反应为 2H2O4e =O24H ，负极区溶液 pH 降低D.当电路中通过 1mol 电子的电量时，会有 0.5mol 的 O2生成答案 B解析 电解池中阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动，即 SO 离子向正极区移动，Na 24向
44、负极区移动，正极区水电离的 OH 发生氧化反应生成氧气，H 留在正极区，该极得到H2SO4，溶液 pH 减小，负极区水电离的 H 发生还原反应生成氢气，OH 留在负极区，该极得到 NaOH，溶液 pH 增大，故 A、C 错误，B 正确；该电解池相当于电解水，根据电解水的方程式可计算出当电路中通过 1mol 电子的电量时，会有 0.25mol 的 O2生成，D 错误。一、单项选择题1.化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语正确的是( )A.用铜作阴极，石墨作阳极，电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为 2Cl 2e =Cl2B.铅蓄电池放电时的正极反应式为 Pb2e SO =
