2018版高考化学总复习专题六电解池金属的腐蚀与防护课时跟踪训练

A．阳极反应式为4OH－4e===2H2O＋O2↑ B．通电后阴极区附近溶液的pH会增大 C．K通过交换膜从阴极区移向阳极区 D．纯净的KOH溶液从b口导出

解析 阳极区为粗KOH溶液，阳极上OH失电子发生氧化反应：4OH－4e===2H2O＋O2↑，A项正确；阴极上H2O得电子发生还原反应：2H2O＋2e===H2↑＋2OH，阴极区附近溶液中

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＋

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c(OH－)增大，pH增大，B项正确；电解时阳离子向阴极移动，故K＋通过阳离子交换膜从阳

极区移向阴极区，C项错误；阴极区生成KOH，故纯净的KOH溶液从b口导出，D项正确。 答案 C

12．常温下，NCl3是一种黄色黏稠状液体，是制备新型水消毒剂ClO2的原料，可以采用如图所示装置制备NCl3。下列说法正确的是( )

A．每生成1 mol NCl3，理论上有4 mol H经质子交换膜向右侧向左侧迁移 B．可用湿润的淀粉－KI试纸检验气体M

C．石墨极的电极反应式为NH4＋3Cl－6e===NCl3＋4H D．电解过程中，质子交换膜右侧溶液的pH会减小

解析 A项，由NH4→NCl3，根据元素化合价变化知，NH4中N由－3价升高至＋3价，每生成1 mol NCl3，理论上有6 mol H由质子交换膜右侧向左侧(阴极区)迁移，错误。B项，M是氢气，不能用湿润的淀粉－KI试纸检验，错误。C项，石墨电极发生氧化反应，电极反应式为NH4＋3Cl－6e===NCl3＋4H，正确。D项，电解过程中，质子交换膜右侧溶液中

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＋

＋

c(H＋)减小，溶液pH增大，错误。

答案 C 二、填空题

13．(2015·贵阳期末，17)某课外活动小组的同学在学习了电化学相关知识后，用如图装置进行实验，请回答下列问题：

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(1)实验一：将开关K与a连接，则乙为________极，电极反应式为________________________________________________________________。

(2)实验一结束后，该研究小组的同学决定在乙电极表面上镀下列金属中的一种以防止铁被腐蚀，正确的选择是________(填字母编号)。 A．Cu C．Sn

B．Zn D．Ag

(3)实验二：开关K与b连接，则乙________极，总反应的离子方程式为_______________________________________________________________。 (4)对于实验二，下列说法正确的是________(填字母编号)。 A．溶液中Na向甲极移动

B．从甲极处逸出的气体能使湿润的淀粉－KI试纸变蓝 C．反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度 D．反应在结束后，甲电极和乙电极上收集到的气体体积一定相等

(5)该研究小组的同学在进行实验二结束的溶液中滴加酚酞溶液，发现________(填“甲”或“乙”)极附近变红。若标准状况下乙电极产生22.4 mL气体，转移电子的物质的量为________ mol；若剩余溶液体积为200 mL，则该溶液的pH为________。

解析 (1)K与a相连构成原电池，铁作为原电池的负极，失去电子发生氧化反应：Fe－2e

2＋

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＋

===Fe。(2)在Fe上镀的金属必须比铁活泼，所以选择Zn。(3)K与b相连构成电解池，乙与电源负极相连，所以作为电解池的阴极。(4)A项，电解池中阳离子向阴极移动，错误；B项，甲极Cl放电生成Cl2，Cl2可使湿润的淀粉－KI试纸变蓝，正确；C项，两电极生成的是等量的H2和Cl2，应通入HCl，若加入盐酸会引进H2O，使溶液浓度变稀，错误；D项，阴极Cl放电结束后，OH放电得到O2，错误。(5)乙电极是H放电，所以该电极处产生了大量的OH，加入酚酞溶液变红；乙电极反应式为2H＋2e===H2↑，n(e)＝2n(H2)＝

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＋

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n?OH－?n?e－?0.002 mol

2×0.022 4 L÷22.4 L·mol＝0.002 mol c(OH)＝＝＝＝0.01

VV0.2 L

－1

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mol·L，所以pH＝12。

答案 (1)负 Fe－2e===Fe (2)B 电解－－

(3)阴 2Cl＋2H2O――→2OH＋H2↑＋Cl2↑ (4)B (5)乙 0.002 12

－

2＋

－1

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14．如图所示，E为浸过含酚酞的Na2SO4溶液的滤纸。A、B分别为铂片，压在滤纸两端，R、S为电池的电极。M、N是用多微孔的Ni制成的电极，在碱溶液中可视为惰性电极。G为电流计，K为开关。C、D和电解池中都充满浓KOH溶液。若在滤纸中央滴一滴紫色的KMnO4溶液，将开关K打开，接通电源一段时间后，C、D中有气体产生。

请回答下列问题：

(1)R为________(填“正”或“负”)极。

(2)A附近溶液的现象是_________________________________________， B附近发生的电极反应式为_____________________________________。 (3)滤纸上的紫色点向________(填“A”或“B”)方向移动。

(4)当C、D中的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，经过一段时间后，C、D中的气体逐渐减少，C中的电极为________(填“正”或“负”)极，电极反应式为_______________________________________________。

解析 电解KOH溶液就是电解水，两极分别产生H2和O2，因为相同条件下产生H2的体积是O2体积的两倍，所以C管中收集到的是H2，D管中收集到的是O2。 (1)H2是在阴极产生的，所以M是阴极，与之相连的R是电源的负极。

(2)B是电解池的阳极，A是电解池的阴极。电解Na2SO4溶液也是电解水，电解时H移动到A极，得电子被还原为H2，破坏了A极附近水的电离平衡，导致A极附近的溶液显碱性，使酚酞溶液变红。B极上OH被氧化生成O2。 (3)KMnO4溶液中，紫红色的MnO4向阳极移动。

(4)当C、D中的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，此时装置变为燃料电池。经过一段时间，C、D中的气体逐渐减少，H2和O2反应生成水，在碱性条件下，C中H2发生氧化反应。

答案 (1)负 (2)溶液变红 4OH－4e===2H2O＋O2↑ (3)B (4)负 2H2＋4OH－4e===4H2O

15．(2016·海淀期末)电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。

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(1)图1中，为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀，材料B可以选择________(填字母序号)。 a．碳棒 b．锌板 c．铜板 用电化学原理解释材料

B

需定期拆换的原因：

_____________________________________________________________。

(2)图2中，钢闸门C作________极。若用氯化钠溶液模拟海水进行实验，D为石墨块，则D上的电极反应式为_____________________________________，检测该电极反应产物的方法是_________________________________________。

(3)镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。图3为“镁—次氯酸盐”燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金。

①E为该燃料电池的________极(填“正”或“负”)。F电极上的电极反应式为_______________________________________________________________。

②镁燃料电池负极容易发生自腐蚀产生氢气，使负极利用率降低，用化学用语解释其原因：___________________________________________________。

(4)乙醛酸()是有机合成的重要中间体。工业上用“双极室成对电解法”生

产乙醛酸，原理如图4所示，该装置中阴、阳两极为惰性电极，两极室均可产生乙醛酸，其中乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸。

①N电极上的电极反应式为_____________________________________。

②若有2 mol H通过质子交换膜，并完全参与了反应，则该装置中生成的乙醛酸为________ mol。

解析 根据电化学原理，材料B对应的金属的活泼性应强于被保护的金属，所以材料B可以为锌板。(2)图2为外加电流的阴极保护法，被保护的金属应与电源负极相连，作阴极，则D作阳极，Cl在阳极发生失电子反应生成Cl2。可以用湿润的淀粉碘化钾试纸或淀粉碘化钾溶液来检验Cl2。(3)①镁具有较强的还原性，且由图示可知Mg转化为Mg(OH)2，发生失电子的氧化反应，故E为负极。次氯酸根离子具有强氧化性，且由图示可知在F电极(正

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＋

极)ClO转化为Cl，发生得电子的还原反应。②镁可与水缓慢反应生成氢气(与热水反应较快)，即发生自腐蚀现象。(4)①由H的迁移方向可知N为阴极，发生得电子的还原反应，结合题意“两极室均可产生乙醛酸”，可知N电极为乙二酸发生得电子的还原反应生成乙醛酸。②1 mol乙二酸在阴极得到2 mol电子，与2 mol H反应生成1 mol乙醛酸和1 mol H2O，同时在阳极产生的1 mol Cl2能将1 mol乙二醛氧化成1 mol乙醛酸，两极共产生2 mol乙醛酸。

答案 (1)b 锌等作原电池的负极，(失电子，Zn－2e===Zn)不断遭受腐蚀，需定期拆换

(2)阴 2Cl－2e===Cl2↑ 将湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近，试纸变蓝，证明生成氯气(或取阳极附近溶液滴加淀粉KI溶液，变蓝) (3)①负 ClO＋2e＋H2O===Cl＋2OH ②Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑

(4)①HOOC—COOH＋2e＋2H===HOOC—CHO＋H2O ②2

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2＋＋

＋

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