新高考版高考化学一轮复习教师用书：专题十五 电解池 金属的腐蚀与防护

专题十五 电解池 金属的腐蚀与防护

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考点1 电解原理及其应用

1.[2019山东德州高三联考]高氯酸在化工生产中有广泛应用,工业上以NaClO4为原料制备高氯酸的原理如图所示。下列说法正确的是( )

A.装置中,f极为光伏电池的正极 B.阴极的电极反应式为2H2O-4e-4H++O2↑

C.d处得到较浓的NaOH 溶液,c处得到HClO4浓溶液 D.若转移2 mol电子,理论上生成100.5 g HClO4 利用工业上电解制备高氯酸的原理,多角度考查电极名称的判断、电极反应式的书写、电解质溶液中离子的移动方向、简单化 学计算等必备知识,较好地体现了“基础性”“综合性”和“应用性”等高考命题原则。 解题模型:链接考法3命题角度1 2.[2019四川名校第三次联考]一种将燃料电池与电解池组合制备KMnO4的装置如图所示(电极甲、乙、丙、丁均为惰性电极)。该装置工作时,下列说法不正确的是( )

A.电极丁的反应式为

--MnO24-eMnO-4

B.电极乙附近溶液的pH减小

C.KOH溶液中溶质的质量分数:c%>a%>b%

D.导线中流过2 mol电子时,理论上有2 mol K+移入阴极区 本题给出了燃料电池与电解池的组合装置,装置图复杂,信息容量大,需要考生从复杂的信息中提取有效信息,考查了考生接受、吸收、整合化学信息的能力。本题的难点是根据电解池的阴极反应确定气体X及不同位置KOH溶液浓度的大小。 解题模型:链接疑难4

3.[2019福建莆田联考]如图所示甲装置是一种在微生物作用下将有机废水中的尿素[CO(NH2)2]转化为环境友好物质并实现化学能转化为电能的装置,且利用甲、乙两装置可实现在铁上镀铜。下列说法不正确的是( )

A.乙装置中溶液的颜色不变 B.铜电极应与Y相连接

C.M电极的反应式:CO(NH2)2+H2O-6e-CO2↑+N2↑+6H+

D.当N电极消耗0.25 mol气体时,铜电极质量减少16 g 试题在选材上具有正确的价值取向,利用有机废水发电的甲装置(微生物燃料电池)解决“污水净化”和“能源短缺”两大问题,体现“变废为宝”的化学理念。铁上镀铜的乙装置中铜只能作阳极,考查考生思维的敏捷性。 解题模型:链接考法1命题角度3

4.[2019湖北武汉第二次调考]电解原理在物质制备、污水处理等领域应用广泛。 (1)以甲醇为主要原料,电化学合成碳酸二甲酯的工作原理如图1所示。

图1

①电源负极为 (填“A”或“B”),写出阳极的电极反应式: 。 ②若参加反应的O2为1.12 m3(标准状况),制得的碳酸二甲酯的质量为 kg。 (2)高剂量的亚硝酸盐有很大毒性,电化学降解NO-2的原理如图2所示。

图2

①阴极的电极反应式为 。

②若电解过程中转移了3 mol电子,则质子交换膜两侧电解液的质量变化差(Δm左-Δm右)为 g。 利用新型电解槽将有机与无机、定性与定量综合起来,设计了具有较好知识维度和难度梯度的试题,符合高考命题的新趋势。 解题模型:链接考法2命题角度;考法4命题角度3

考点2 金属的腐蚀与防护

5.[2019浙江适应性考试]将 NaCl 溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后,发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀变暗,在液滴外沿出现棕色铁锈环(b),如图所示。下列说法不正确的是( )

A.铁锈环的主要成分是Fe2O3·xH2O,铁片腐蚀过程发生的总反应为4Fe+6H2O+3O2B.液滴之下氧气含量少,铁片作负极,发生的还原反应为Fe-2e-C.液滴边缘是正极区,发生的电极反应为O2+2H2O+4e-D.铁片腐蚀最严重的区域不是生锈最多的区域 本题“细致入微”地考查考生对铁片电化学腐蚀的理解,体现试题设计的基础性。 解题模型:链接考法5命题角度1

4OH-

Fe2+

4Fe(OH)3

6.[2019四川成都第一次模拟]港珠澳大桥设计寿命120年,对桥体钢构件采用了多种防腐方法。下列分析错误的是( )

A.防腐原理主要是避免发生反应:2Fe+O2+2H2O

2Fe(OH)2

B.钢构件表面喷涂环氧树脂涂层,是为了隔绝空气、水等,防止其与钢构件形成原电池 C.采用外加电流的阴极保护时需要外接镁、锌等作辅助阳极 D.钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学腐蚀 以闻名世界的港珠澳大桥为背景,考查钢铁的腐蚀及防护等基础知识,体现“综合性”和“应用性”的高考命题趋势。 解题模型:链接考法5命题角度2

7.[2019江苏,10,2分]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-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 本题结合实验考查电化学腐蚀,体现了“基础性”和“综合性”的高考命题趋势,解答本题需要明确铁发生吸氧腐蚀的本质和条件。 解题模型:链接考法5命题角度1

8.[2017全国卷Ⅰ,11,6分]支撑海港码头基础的钢管桩,常用外加电流的阴极保护法进行防腐,工作原理如图所示,其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是( )

Fe3+

B.铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能

A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零 B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩

C.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流 D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整 本题选取真实情境“支撑海港码头基础的钢管桩,常用外加电流的阴极保护法进行防腐”,考查电化学腐蚀在生活中的具体应用,考查考生的观察、理解能力以及从新情境中提取信息的能力,对电化学原理的实践应用能力。 解题模型:链接考法5命题角度2

考点1 电解原理及其应用

考法1电解原理及其应用

命题角度1 电解池中电极名称的判断

1 [北京高考]用石墨电极电解CuCl2溶液(如图所示)。下列分析正确的是

A.a端是直流电源的负极 B.通电使CuCl2发生电离 C.阳极上发生的反应:Cu2++2e-Cu

D.通电一段时间后,在阴极附近观察到黄绿色气体

根据电解质溶液中Cu2+(阳离子)的移动方向可判断左边的石墨电极为电解池的阴极,再由与电源负极相连的电极为电解池的阴极判断a端是直流电源的负极,选项A正确。离子化合物的电离不需要通电,其电离条件是“溶于水”或“熔融”,选项B错误。电解池中,还原剂在阳极失去电子发生氧化反应2Cl--2e-黄绿色气体,选项D错误。

A

1. [2017海南,10,4分]一种电化学制备NH3的装置如图所示,图中陶瓷在高温时可以传输H+。

下列叙述错误的是( )

Cl2↑,选项C错

误。通电一段时间后,阴极析出金属铜,故在阴极附近可观察到红色固体;阳极放出氯气,故在阳极附近可观察到

A.Pd电极b为阴极

B.阴极的反应式为N2+6H++6e-C.H+由阳极向阴极迁移 D.陶瓷可以隔离N2和H2

2NH3

命题角度2 电解产物的判断