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第 17 讲 电解池 金属的腐蚀与防护
1．港珠澳大桥设计寿命为120年，对桥体钢制构件采用了多种防腐措施，下列防腐措施错误的是(
)
A．用导线与石墨相连
B．用导线与电源负极相连
C．钢制构件上焊接锌块
D．表面喷涂分子涂层
2．如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速度由快到慢的顺序为( )
A．②①③④⑤⑥ B．⑤④③①②⑥
C．⑤④②①③⑥ D．⑤③②④①⑥
3．四个电解装置都以Pt作电极，它们分别装有如下电解质溶液，电解一段时间后，测定其pH变化，
所记录的结果正确的是( )
选项 A B C D
电解质溶液 HCl AgNO KOH BaCl
3 2
pH变化 减小 增大 增大 不变
4．利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正
确的是( )A．氯碱工业中，X、Y均为石墨，X附近能得到氢氧化钠
B．铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO
4
C．电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属
D．外加电流法中，Y是待保护金属
5．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－===Fe3＋
B．铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能
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
6．采用电化学法还原CO 是一种使CO 资源化的方法。如图是利用此法制备ZnC O 的示意图(电解液
2 2 2 4
不参与反应)。下列说法中正确的是( )
A．Zn与电源的负极相连
B．ZnC O 在交换膜右侧生成
2 4
C．电解的总反应为2CO＋Zn=====ZnC O
2 2 4D．通入11.2 L CO 时，转移0.5 mol电子
2
7．某电化学装置如图所示，a、b分别接直流电源两极。下列说法正确的是( )
A．溶液中电子从B极移向A极
B．若B为粗铜，A为精铜，则溶液中c(Cu2＋)保持不变
C．若A、B均为石墨电极，则通电一段时间后，溶液pH增大
D．若B为粗铜，A为精铜，则A、B两极转移的电子数相等
8．用惰性电极电解一定浓度的CuSO 溶液时，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol
4
Cu (OH) CO 后恰好恢复到电解前的浓度和pH(不考虑二氧化碳的溶解)。则电解过程中转移电子的物质的
2 2 3
量为( )
A．0.4 mol B．0.5 mol
C．0.6 mol D．0.8 mol
9．一种电化学制备NH 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( )
3
A．Pd电极b为阴极
B．阴极的反应式为N＋6H＋＋6e－===2NH
2 3
C．H＋由阳极向阴极迁移
D．陶瓷可以隔离N 和H
2 2
10．载人空间站的生态系统中，要求分离人呼出的二氧化碳，同时需要提供氧气。某电化学装置利用
太阳能转化的电能可以实现上述要求，同时还有燃料一氧化碳生成，该电化学装置中得电子的电极发生的
反应是2CO＋4e－＋2HO===2CO＋4OH－。下列判断错误的是( )
2 2
A．上述电化学装置相当于电解池
B．上述装置进行的总反应式为2CO===2CO＋O
2 2
C．反应结束后该电化学装置中的电解质溶液碱性增强D．失电子的电极发生的反应是4OH－－4e－===2H O＋O↑
2 2
1．如图所示，x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无味的气体
放出，符合这一情况的是( )
选项 a极板 b极板 x电极 z溶液
A 锌 石墨 负极 CuSO
4
B 石墨 石墨 负极 NaOH
C 银 铁 正极 AgNO
3
D 铜 石墨 负极 CuCl
2
2．将两个铂电极插入500 mL CuSO 溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064 g(设电解
4
时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为( )
A．4×10－3 mol·L－1
B．2×10－3 mol·L－1
C．1×10－3 mol·L－1
D．1×10－7 mol·L－1
3．如图为EFC剑桥法用固体二氧化钛(TiO )生产海绵钛的装置示意图，其原理是在较低的阴极电位下，
2
TiO (阴极)中的氧解离进入熔融盐，阴极最后只剩下纯钛。下列说法中正确的是( )
2
A．阳极的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl↑
2
B．阴极的电极反应式为TiO ＋4e－===Ti＋2O2－
2C．通电后，O2－、Cl－均向阴极移动
D．石墨电极的质量不发生变化
4．用如图所示装置处理含NO的酸性工业废水，某电极反应式为2NO＋12H＋＋10e－===N ↑＋6HO，
2 2
则下列说法错误的是( )
A．电源正极为A，电解过程中有气体放出
B．电解时H＋从质子交换膜左侧向右侧移动
C．电解过程中，右侧电解液pH保持不变
D．电解池一侧生成5.6 g N ，另一侧溶液质量减少18 g
2
5．研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是( )
A．d 为石墨，铁片腐蚀加快
B．d为石墨，石墨上电极反应为O＋2HO＋4e－===4OH－
2 2
C．d为锌块，铁片不易被腐蚀
D．d为锌块，铁片上电极反应为2H＋＋2e－===H ↑
2
6．利用电解法将CO 转化为CH 的原理如图所示。下列说法正确的是( )
2 4
A．电解过程中，H＋由a极区向b极区迁移
B．电极b上反应为CO＋8HCO－8e－===CH ＋CO＋2HO
2 4 2
C．电解过程中化学能转化为电能
D．电解时NaSO 溶液浓度保持不变
2 47．三室式电渗析法处理含NH NO 废水的原理如图所示，在直流电源的作用下，两膜中间的NH和
4 3
NO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。工作一段时间后，在两极区均得到
副产品NH NO 。下列叙述正确的是( )
4 3
A．a极为电源负极，b极为电源正极
B．c膜是阴离子交换膜，d膜是阳离子交换膜
C．阴极电极反应式为2NO＋12H＋＋10e－===N ↑＋6HO
2 2
D．当电路中通过2 mol电子的电量时，阳极产生标准状况下的O 5.6 L
2
8．HBO 可以通过电解NaB(OH) 溶液的方法制备，其工作原理如图。下列叙述错误的是( )
3 3 4
A．M室发生的电极反应式为2HO－4e－===O ↑＋4H＋
2 2
B．N室中：a%<b%
C．Ⅱ膜为阴膜，产品室发生反应的化学原理为强酸制弱酸
D．理论上每生成1 mol产品，阴极室可生成标准状况下5.6 L 气体
9．双极膜在电渗析中应用广泛，它是由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成。双极膜内层为水层，
工作时水层中的HO解离成H＋和OH－，并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移。如图为NaBr溶液的电渗
2
析装置示意图。
下列说法正确的是( )A．出口2的产物为HBr溶液
B．出口5的产物为硫酸溶液
C．Br－可从盐室最终进入阳极液中
D．阴极电极反应式为2H＋＋2e－===H ↑
2
10.(双选)如图所示，在一定电压下用惰性电极电解由等物质的量浓度的 FeCl、HCl组成的混合溶液。已知
2
在此电压下，阴、阳离子根据放电顺序都可能在阳极放电，下列分析正确的是( )
A．C 电极上的电极反应式为2H＋＋2e－===H↑
1 2
B．C 电极处溶液首先变棕黄色
1
C．C 电极上可依次发生的电极反应为Fe2＋－e－===Fe3＋、2Cl－－2e－===Cl↑
2 2
D．当C 电极上有2 g物质生成时，就会有2N 个电子通过溶液发生转移
1 A
1.(2018·北京卷)验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下(烧杯内均为经过酸化的
3%NaCl溶液)。
① ② ③
在Fe表面生成蓝色沉淀 试管内无明显变化 试管内生成蓝色沉淀
下列说法不正确的是( )
A．对比②③，可以判定Zn保护了Fe
B．对比①②，K[Fe(CN) ]可能将Fe氧化
3 6
C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法
D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼
2.(2018·全国卷Ⅰ，13)最近我国科学家设计了一种CO＋HS协同转化装置，实现对天然气中CO 和
2 2 2
HS的高效去除。示意图如下所示，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
2
极区发生反应为：
①EDTA-Fe2＋－e－===EDTA-Fe3＋②2EDTA-Fe3＋＋HS===2H＋＋S＋2EDTA-Fe2＋
2
该装置工作时，下列叙述错误的是( )
A.阴极的电极反应：CO＋2H＋＋2e－===CO＋HO
2 2
B.协同转化总反应：CO＋HS===CO＋HO＋S
2 2 2
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
3.[2019·北京节选]氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。可利用太阳
能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如下。通过控制开关连接K 或K，可交替得到H 和O。
1 2 2 2
①制H 时，连接_______________。产生H 的电极反应式是_______________________。
2 2
②改变开关连接方式，可得O。
2
③结合①和②中电极3的电极反应式，说明电极3的作用：________________________。
4.[2019·江苏卷]CO 的资源化利用能有效减少CO 排放，充分利用碳资源。电解法转化CO 可实现CO
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资源化利用。电解CO 制HCOOH的原理示意图如下。
2①写出阴极CO 还原为HCOO−的电极反应式： 。
2
②电解一段时间后，阳极区的KHCO 溶液浓度降低，其原因是 。
3
5.[2019新课标Ⅲ节选]近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅
速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：
在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，
主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示：
负极区发生的反应有____________________（写反应方程式）。电路中转移1 mol电子，需消耗氧气
__________L（标准状况）。
