电解池、金属的电化学腐蚀与防护高考真题汇编

电解池、金属的电化学腐蚀与防护高考真题汇编

1.[2018·全国卷Ⅰ]最近我国科学家设计了一种CO2＋H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如下图所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为： ①EDTA-Fe2＋－e－===EDTA-Fe3＋

②2EDTA-Fe3＋＋H2S===2H＋＋S＋2EDTA-Fe2＋

该装置工作时，下列叙述错误的是( )

A．阴极的电极反应：CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O B．协同转化总反应：CO2＋H2S===CO＋H2O＋S C．石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低

D．若采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTA-Fe3＋/EDTA-Fe2＋，溶液需为酸性 答案 C

解析 CO2在ZnO@石墨烯电极上转化为CO，发生得到电子的还原反应，为阴极，电极反应式为CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O，A正确；根据石墨烯电极上发生的电极反应可知①×2＋②即得到H2S－2e－===2H＋＋S，然后与阴极电极反应式相加得总反应式为CO2＋H2S===CO＋H2O＋S，B正确；石墨烯电极为阳极，与电源的正极相连，因此石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯电极上的高，C错误；由于铁离子、亚铁离子均易水解，所以如果采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTA-Fe3＋/EDTA-Fe2＋，溶液需为酸性，D正确。

2.[2017·全国卷Ⅰ]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( ) 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 答案 C

解析 A对：外加强大的电流可以抑制金属电化学腐蚀产生的电流。B对：被保护的钢管桩作阴极，高硅铸铁作阳极，电解池中外电路电子由阳极流向阴极，即从高硅铸铁流向钢管桩。C错：高硅铸铁为惰性辅助阳极，其主要作用是传递电流，而不是作为损耗阳极。D对：保护电流要抑制金属电化学腐蚀产生的电流，应根据环境条件变化进行调整。

3．[2017·全国卷Ⅱ]用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4-H2C2O4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－===Al D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动 答案 C

解析 C错：阴极发生的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑。 4．[2017·江苏高考](双选)下列说法正确的是( ) A．反应N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)的ΔH<0，ΔS>0

B．地下钢铁管道用导线连接锌块可以减缓管道的腐蚀

C．常温下，Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12，pH＝10的含Mg2＋溶液中，c(Mg2＋)≤5.6×10－4mol·L－1 D．常温常压下，锌与稀H2SO4反应生成11.2 L H2，反应中转移的电子数为6.02×1023 答案 BC

解析 A错：反应N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)的ΔS<0。B对：地下钢铁管道用导线连接锌块，从

而形成原电池，属于牺牲阳极的阴极保护法，因此可以减缓钢铁管道的腐蚀。C对：常温下，pH＝5.6×10－12K[Mg?OH?]sp210的溶液中，c(H＋)＝1.0×10－10mol·L－1，因此c(OH－)＝1.0×10－4mol·L－1。2＝

c?OH－??1.0×10－4?2＝5.6×10－4mol·L－1，若c(Mg2＋)＞5.6×10－4mol·L－1，则溶液中形成Mg(OH)2沉淀，因此该溶液中

c(Mg2＋)≤5.6×10－4mol·L－1。D错：在标准状况下，锌与稀硫酸反应生成11.2 L H2，转移的电子数为6.02×1023。

5．[2016·全国卷Ⅰ]三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均

2－

为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na＋和SO4可通过离子交换膜，而两端隔室中

离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SO24离子向正极迁移，正极区溶液pH增大

B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品 C．负极反应为2H2O－4e－===O2＋4H＋，负极区溶液pH降低 D．当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.5 mol的O2生成 答案 B

解析 负极区(阴极)电极反应为：4H＋＋4e－===2H2↑，正极区(阳极)电极反应为：4OH－－4e－

－===2H2O＋O2↑。通电后SO2正极区OH－放电，溶液酸性增强，pH减小，A错误；4向正极移动，

负极区反应为4H＋＋4e－===2H2↑，溶液pH增大，C错误；由正极区电极反应知，该反应中转移电子数为4，则当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.25 mol O2生成，D错误。 6．[2016·北京高考]用石墨电极完成下列电解实验。

实验一 实验二 装置 现象 a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪两个石墨电极附近有气泡产生；n处色；c处无明显变化 有气泡产生；…… 下列对实验现象的解释或推测不合理的是( ) A．a、d处：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ B．b处：2Cl－－2e－===Cl2↑ C．c处发生了反应：Fe－2e－===Fe2＋

D．根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜 答案 B

解析 实验一中，a为阴极，c为阳极，d为阴极，b为阳极，a、d处发生反应2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，A正确；若b处发生反应2Cl－－2e－===Cl2↑，不足以解释b处“变红”和“褪色”现象，B错误；c处铁作阳极，发生反应Fe－2e－===Fe2＋，由于生成的Fe2＋浓度较小，且pH试纸本身有颜色，故颜色上无明显变化，C正确；实验二中，两个铜珠的左端均为阳极，右端均为阴极，初始时两个铜珠的左端(阳极)均发生反应Cu－

2e－===Cu2＋，右端(阴极)均发生反应2H＋＋2e－===H2↑，一段时间后，Cu2＋移动到m和n处，m、n处附近Cu2＋浓度增大，发生反应Cu2＋＋2e－===Cu，m、n处能生成铜，D正确。

7．[2015·浙江高考]在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O－CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。下列说法不正确的是( )