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题型五 电化学
1.2018·全国Ⅰ卷13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:
①EDTAFe2+-e-EDTAFe3+
②2EDTAFe3++H2S2H++S+2EDTAFe2+该装置工作时下列叙述错误的是 C A.阴极的电极反应:CO2+2H++2e-CO+H2OB.协同转化总反应:CO2+H2SCO+H2O+SC.石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTAFe3+/EDTAFe2+溶液需为酸性解析:由题中信息可知石墨烯电极发生氧化反应为电解池的阳极则ZnO@石墨烯电极为阴极阳极接电源正极电势高阴极接电源负极电势低故石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的高C错误;由题图可知电解时阴极反应式为CO2+2H++2e-CO+H2OA正确
2.2018·全国Ⅱ卷12我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的NaCO2二次电池将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料电池的总反应为:3CO2+4Na2Na2CO3+C下列说法错误的是 D A.放电时Cl向负极移动B.充电时释放CO2放电时吸收CO2C.放电时正极反应为3CO2+4e-2C+CD.充电时正极反应为Na++e-Na解析:根据电池的总反应知放电时负极反应:4Na-4e-4Na+正极反应:3CO2+4e-2C+C;充电时阴负极:4Na++4e-4Na;阳正极:2C+C-4e-3CO2↑放电时Cl向负极移动根据充电和放电时的电极反应式知充电时释放CO2放电时吸收CO
23.2018·全国Ⅲ卷11一种可充电锂—空气电池如图所示当电池放电时O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-xx=0或1下列说法正确的是 D A.放电时多孔碳材料电极为负极B.放电时外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C.充电时电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移D.充电时电池总反应为Li22Li+1-O2解析:由题意知放电时负极反应为Li-e-Li+正极反应为2-xO2+4Li++4e-2Li2O2-xx=0或1电池总反应为1-O2+2LiLi2O2-x该电池放电时金属锂为负极多孔碳材料为正极A错误;该电池放电时外电路电子由锂电极流向多孔碳材料电极B错误;该电池放电时电解质溶液中的Li+向多孔碳材料区迁移充电时电解质溶液中的Li+向锂材料区迁移C错误;充电时的电池总反应与放电时的电池总反应互为逆反应故充电时电池总反应为Li2O2-x2Li+1-O2D正确
4.2017·全国Ⅰ卷11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 C 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解析:支撑海港码头基础的钢管桩应用电解原理防腐钢管桩作为电解池的阴极被保护高硅铸铁作为惰性辅助阳极起传递电流的作用通电后外电路电子从阳极高硅铸铁流出流入直流电源的正极从直流电源的负极流出流入阴极钢管桩通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零通入的保护电流根据环境条件变化进行调整表述不正确的是C选项
5.2017·全国Ⅱ卷11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H2SO4H2C2O4混合溶液下列叙述错误的是 C 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解析:此电解反应中O3发生氧化反应所以Al作阳极A正确;阴极反应为2H++2e-H2↑所以可用不锈钢网作阴极所以B正确C错误;S带负电所以向阳极移动D正确
1.电化学题型是一个常考不衰的重点题型一般会结合生产实际考查电解及金属防护问题结合新型电池考查原电池原理
2.此类问题的解决主要应该在氧化还原知识基础之上充分运用电化学一般原理来综合处理特别注意读题要仔细要能抓住关键词来分析
3.注意提高新型电池的读图能力考向1 原电池原理及应用对应学生用书第18~19页
1.原电池基本模型
2.解决原电池问题基本流程1分析电池内存在的氧化还原反应若存在多个氧化还原反应还要分析先后顺序2画出双线桥分析“半反应”;根据电极材料电子、电流流动方向离子移动方向或者题目所给图示分析出正负极3综合考虑电极材料、电解质特点以及题目所给的电池构造图写出正负极电极反应式
3.原电池基本解题规律1大部分电池一般先写负极电极反应式燃料电池一般先写正极反应式;然后用总反应离子方程式减去负极燃料电池为正极电极反应式即得正极燃料电池为负极电极反应式2燃料电池常见的四种正极反应式:
①酸性燃料电池:O2+4H++4e-2H2O
②中碱性燃料电池:O2+2H2O+4e-4OH-
③熔融碳酸盐燃料电池:O2+2CO2+4e-2C
④熔融氧化物燃料电池:O2+4e-2O2-3可充电二次电池:先写放电原电池电极反应式把放电电极反应式“颠倒过来”即是充电电解电极反应式4注意近些年一些非常规原电池问题时而有所考查这些电池有浓差电池、温差电池、非氧化还原型原电池等这些电池不符合原电池基本理论高中所学原电池理论是基于自发的氧化还原反应理论遇到此类问题要根据题意进行分析而不能死套我们所学的原电池理论【例1】2017·全国Ⅲ卷11全固态锂硫电池能量密度高、成本低其工作原理如图所示其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料电池反应为:16Li+xS88Li2Sx2≤x≤8下列说法错误的是 D A.电池工作时正极可发生反应:2Li2S6+2Li++2e-3Li2S4B.电池工作时外电路中流过
0.02mol电子负极材料减重
0.14gC.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D.电池充电时间越长电池中Li2S2的量越多精讲精析:据题意本题属于二次电池问题根据上面所述规律应该先分析放电过程且由于此电池不属于“燃料电池”所以一般应先分析“负极”根据电池反应Li失电子作负极所以负极为金属锂电极b电极a掺有石墨烯的S8为正极根据元素化合价变化以及图中所给的Li+的移动可以写出负极反应式:Li-e-Li+由于是“全固态电池”所以Li2Sx应该没有发生电离电离条件是溶于水或受热熔化因此不能“拆”所以电池反应总离子方程式就是题目所给的方程式16Li+xS88Li2Sx2≤x≤8用此方程减去负极反应式16Li-16e-16Li+即得正极反应式为xS8+16Li++16e-8Li2Sx2≤x≤8但根据题目所给图示应该是先产生Li2S8把x换成8得此时的电极反应式为S8+2Li++2e-Li2S8然后Li2S8会陆续转变为Li2S
6、Li2S
4、Li2S2发生一系列电极反应其中之一就是A项中反应所以A正确;根据负极电极反应有如下关系式:Li~e-外电路流过
0.02mol电子负极反应的Li为
0.02mol即
0.14g所以B正确;S8属于比较典型的非金属单质很难导电结合石墨可以导电的事实判断C正确;图中所给的Li2S8→Li2S2一系列电极反应是接“用电器”时即原电池放电的情形而D问的是充电显然应该是逆向转化即Li2S2的量越来越少所以D错误【例2】锌—空气燃料电池可用作电动车动力电源电池的电解质溶液为KOH溶液反应为2Zn+O2+4OH-+2H2O2ZnOH下列说法正确的是 C A.充电时电解质溶液中K+向阳极移动B.充电时电解质溶液中cOH-逐渐减小C.放电时负极反应为Zn+4OH--2e-ZnOHD.放电时电路中通过2mol电子消耗氧气
22.4L标准状况精讲精析:由于是燃料电池所以根据前面所述规律应该先写负极电极反应式因为是碱性燃料电池所以负极反应为O2+2H2O+4e-4OH-用总方程式“2Zn+O2+4OH-+2H2O2ZnOH”减掉“负极”得正极反应式为2Zn+8OH--4e-2ZnOH化简即可判断C正确;根据正极反应得关系式:O2~4e-所以通过2mol电子时消耗氧气
0.5mol即标准状况下
11.2L所以D错误;电池反应“颠倒过来”即是充电反应所以充电反应为2ZnOH2Zn+O2↑+4OH-+2H2O显然充电时产生OH-所以其浓度应该不断增大所以B错误;离子移动规律是:
①原电池中“正正负负[即正离子中学一般叫阳离子移向正极负离子中学一般叫阴离子移向负极]”;
②电解池中是“正阴负阳”;据此判断“充电电解池”K+应该移向阴极所以A错误特别提醒:有些所谓的“燃料电池”正极没有使用氧气或空气则不能死搬硬套这一解题规律方法
1.2016·全国Ⅱ卷11MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池下列叙述错误的是 B A.负极反应式为Mg-2e-Mg2+B.正极反应式为Ag++e-AgC.电池放电时Cl-由正极向负极迁移D.负极会发生副反应Mg+2H2OMgOH2+H2↑解析:MgAgCl电池以海水为电解质溶液其负极失电子发生氧化反应:Mg-2e-Mg2+正极得电子发生还原反应:2AgCl+2e-2Cl-+2Ag;电池放电时电子由负极移向正极Cl-则相应地由正极移向负极;负极为Mg失电子发生氧化反应Mg金属活泼性强易与水反应故负极会发生副反应Mg+2H2OMgOH2+H2↑
2.2015·全国Ⅰ卷11微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置其工作原理如图所示下列有关微生物电池的说法错误的是 A A.正极反应中有CO2生成B.微生物促进了反应中电子的转移C.质子通过交换膜从负极区移向正极区D.电池总反应为C6H12O6+6O26CO2+6H2O解析:负极发生氧化反应生成CO2气体A项错误;微生物电池中的化学反应速率较快即微生物促进了反应中电子的转移B项正确;原电池中阳离子向正极移动阴离子向负极移动C项正确;电池总反应是C6H12O6与O2反应生成CO2和H2OD项正确
3.一种熔融碳酸盐燃料电池原理如图所示下列有关该电池的说法正确的是 D A.反应CH4+H2O3H2+CO每消耗1molCH4转移12mol电子B.电极A上H2参与的电极反应为H2+2OH--2e-2H2OC.电池工作时C向电极B移动D.电极B上发生的电极反应为O2+2CO2+4e-2C解析:A项→则该反应中每消耗1molCH4转移6mol电子错误;该电池的传导介质为熔融的碳酸盐所以A电极即负极上H2参与的电极反应为H2+C-2e-CO2+H2O错误;C项原电池工作时阴离子移向负极而B极是正极错误;D项B电极即正极上O2参与的电极反应为O2+2CO2+4e-2C正确【教师用书备用】最新发明的一种有望用在电动汽车上的锂—硫电池装置如图所示用有机聚合物作电解质已知放电时电池反应为Li2S6+10Li6Li2S下列说法正确的是 B A.放电时Li+向负极移动B.充电时阳极质量减小阴极质量增加C.放电时正极的电极反应为-10e-6S2-D.可用LiCl水溶液代替聚合物电解质解析:在原电池中阳离子向正极迁移A项错误;充电时阳极发生氧化反应电极反应式为6S2--10e-阴极发生还原反应电极反应式为Li++e-LiB项正确;放电时正极发生还原反应电极反应式为+10e-6S2-C项错误;由于Li是活泼金属根据元素周期律Na能与水反应Li也应该能与水发生反应则电解质中不能含水D项错误考向2 电解池原理与应用对应学生用书第20~21页
1.电解原理模型
2.离子放电顺序惰性电极阳极:S2-I-Br-Cl-OH-活泼电极作阳极时放电的是阳极材料本身注意Fe作阳极一般仅能失去2e-;阴极:Ag+Fe3+Cu2+H+酸Sn2+Zn2+Fe2+H+H2OAl3+
3.电解原理应用、常见四种类型电解及电解质溶液复原见一轮复习资料
4.电解原理解题基本流程1先看阳极是否为“惰性电极”若为活泼电极则放电的就是阳极本身直接写出阳极反应式;若为惰性电极则根据阴离子放电顺序写出阳极反应式2根据阳离子放电顺序写出阴极反应式3根据阴阳极反应结合离子方程式书写规律写出总反应方程式4根据电解总方程式以及阴阳极反应式进行相关计算或判断【温馨提示】有些电解需要根据题意具体问题具体分析不能生搬硬套比如Al作阳极有些题目里可以写成Al-3e-Al3+而有些题目说是电解法在酸性介质中使Al表面形成一层氧化层此时则应该写成2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+【例1】2016·全国Ⅰ卷11三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均为离子交换膜在直流电场的作用下两膜中间的Na+和S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 B A.通电后中间隔室的S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1mol电子的电量时会有
0.5mol的O2生成精讲精析:电解池中阴离子向正极移动阳离子向负极移动即S向正极区移动Na+向负极区移动根据离子放电顺序正极区阳极反应:4OH--4e-O2↑+2H2O负极区阴极反应:2H++2e-H2↑由于氢氧根、氢离子均来自H2O离子方程式书写时水不能拆所以把阳极反应变化为:4H2O-4e-O2↑+2H2O+4H+阴极电极反应式变化为4H2O+4e-2H2↑+4OH-然后阴阳极电极反应相叠加得:8H2O2H2↑+O2↑+6H2O化简得:2H2O2H2↑+O2↑也就是此电解类型为“电解水型”S向正极区移动Na+向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产品溶液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产品溶液pH增大故A、C项错误B项正确;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
0.25molO2生成D项错误【例2】2018·湖北黄冈模拟某化学兴趣小组学生对塑料饭盒废弃物的水解液进行电渗析处理同时得到对苯二甲酸原理如图所示H2A表示对苯二甲酸A2-表示对苯二甲酸根离子下列说法正确的是 C A.电极a为阴极电极b产生氧气B.通电一段时间后硫酸溶液pH升高C.A2-通过阴离子交换膜进入浓缩室D.对200mL
8.3g/L的对苯二甲酸溶液通电一段时间后浓度上升到
0.1mol/L阴极产生气体体积为
4.48L精讲精析:首先观察电极材料为惰性电极据图右侧极区含A2-根据浓缩室H2A浓度增大判断A2-从右侧极区经阴离子交换膜进入了浓缩室由于阴离子移向阳极所以a为阳极、b为阴极;根据离子放电顺序阴极电极反应为2H++2e-H2↑阳极反应为4OH--4e-O2↑+2H2O总电解反应为电解水型由以上分析A错误;阳极区氢氧根放电放氧生酸pH降低所以B错误;阴极区氢离子放电导致电荷不守恒多余的A2-通过阴离子交换膜进入浓缩室平衡电荷所以C正确;D项由于没有限定“标准状况”所以
4.48L无意义因此D错误注意:D项如有说明是“标准状况”则应通过计算来判断正误由于此题属于电解水型相当于是溶液浓缩类计算浓缩过程中水减少溶质不变
8.3g/L对苯二甲酸溶液换算成物质的量浓度约为
0.05mol/L浓度提高一倍则溶液体积减小一半近似认为溶液体积减少就是水的体积所以电解掉的水为100mL即100g再根据总电解方程式:2H2O2H2↑+O2↑生成H2的物质的量为≈
5.6mol氢气
5.6molH2标准状况下体积为
125.44L这里要特别提醒选择题里一般不会出现特别复杂的计算如果发现某个选项需要特别复杂的计算一般可以不予考虑该选项通常会有比较简单的方法排除该选项
1.2018·安徽宿州模拟如图为光伏发电电解甲基肼[CH3—NH—NH2]制氢的装置示意图电解池中交换膜仅阻止气体通过a、b极均为惰性电极下列叙述中正确的是 D A.N型半导体为正极P型半导体为负极B.制氢装置溶液中电子从a极流向b极C.工作时产生的N
2、H2体积比为1∶3同温同压D.工作时a极的电极反应式为CH3—NH—NH2+12OH--10e-C+N2↑+9H2O解析:a极发生氧化反应放出氮气所以a是阳极则P型半导体为正极故A错误;电解质溶液中没有电子流动故B错误;根据阳极反应式:CH3—NH—NH2+12OH--10e-C+N2↑+9H2O生成1mol氮气转移10mol电子生成1mol氢气转移2mol电子根据得失电子守恒产生的N
2、H2体积比为1∶5故C错误;工作时a极是阳极电极反应式为CH3—NH—NH2+12OH--10e-C+N2↑+9H2O故D正确
2.2018·甘肃靖远模拟利用电化学原理还原CO2制取ZnC2O4的装置如图所示电解液不参加反应下列说法正确的是 D A.可用H2SO4溶液作电解液B.阳离子交换膜的主要作用是增强导电性C.Pb电极的电极反应式是2CO2-2e-C2D.工作电路中每流过
0.02mol电子Zn电极质量减轻
0.65g解析:锌在阳极失电子发生Zn-2e-Zn2+;Pb电极上二氧化碳得电子发生还原反应:2CO2+2e-C2;金属锌可以和硫酸反应离子交换膜允许部分离子通过根据电极反应式并结合电子守恒来回答问题如果用硫酸溶液作电解液溶液中氢离子会在阴极得电子生成氢气影响2CO2+2e-C2反应的发生A错误;用阳离子交换膜把阳极室和阴极室隔开它具有选择透过性只允许氢离子透过其他离子难以透过B错误;Pb电极为阴极发生还原反应:2CO2+2e-C2C错误;锌电极为阳极发生氧化反应:Zn-2e-Zn2+当电路中每流过
0.02mol电子消耗锌的量为
0.01mol质量为
0.65gD正确
3.2018·吉林实验中学模拟某镍冶炼车间排放的漂洗废水中含有一定浓度的Ni2+和Cl-图甲是双膜三室电沉积法回收废水中的Ni2+的示意图图乙描述的是实验中阴极液pH与镍回收率之间的关系下列说法不正确的是 D A.交换膜a为阳离子交换膜B.阳极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+C.阴极液pH=1时镍的回收率低主要是有较多的H2生成D.浓缩室得到1L
0.5mol/L的盐酸时阴极回收得到
11.8g镍解析:阳极区域是稀硫酸阳极氢氧根离子失电子生成氧气氢离子通过交换膜a进入浓缩室所以交换膜a为阳离子交换膜故A正确;阳极反应式为2H2O-4e-O2+4H+故B正确;阴极发生还原反应酸性强时主要是氢离子发生还原反应生成氢气酸性弱时主要是Ni2+发生还原反应生成Ni故C正确;浓缩室得到1L
0.5mol/L的盐酸时转移电子
0.4mol阴极生成镍和氢气所以阴极回收得到镍小于
11.8g故D不正确【教师用书备用】臭氧是常见的强氧化剂广泛用于水处理系统制取臭氧的方法很多其中高压放电法和电解纯水法原理如图所示下列有关说法不正确的是 D A.高压放电法反应的原理为3O22O3B.高压放电出来的空气中除含臭氧外还含有氮的氧化物C.电解纯水时电极b周围发生的电极反应有6OH--6e-O3↑+3H2O和4OH--4e-O2↑+2H2OD.电解水时H+由电极a经聚合电解质薄膜流向电极b解析:由高压放电法原理图可知氧气在放电的条件下生成臭氧高压放电法反应的原理为3O22O3故A正确;空气中含有氮气与氧气在高压放电条件下可以反应生成NO等故B正确;由电解纯水法原理图可知b电极发生氧化反应生成氧气、臭氧同时有氢离子生成电极b周围发生的电极反应有3H2O-6e-O3+6H+或6OH--6e-O3↑+3H2O2H2O-4e-O2↑+4H+或4OH--4e-O2↑+2H2O故C正确;a电极生成氢气H+在a电极放电H+由电极b经聚合固体电解质膜流向电极a故D不正确考向3 电化学原理综合应用对应学生用书第21~23页
1.金属腐蚀与防护1金属腐蚀本质:金属没有负价所以金属腐蚀本质就是金属失电子被氧化的过程:M-xe-Mx+2金属腐蚀类型:
①化学腐蚀;
②电化学腐蚀又分为原电池腐蚀、电解原理腐蚀3金属防腐原理:
①涂覆保护层:原理是隔离氧化剂与还原剂金属;
②电化学保护:根据原电池、电解池原理知原电池负极发生氧化反应、电解池阳极发生氧化反应据此我们知道金属原电池腐蚀是因为被腐蚀金属作了负极电解腐蚀是因为被腐蚀金属作了阳极电化学保护原理也就是让金属作原电池正极或作电解池阴极即可其中利用原电池原理防护方法称牺牲阳极保护法利用电解池原理防护方法称阴极电保护法;
③加入Ni、Cr把铁制成不锈钢改变金属内部结构
2.原电池、电解池串并联装置:这类题目要充分运用物理学科中的思想进行分析
3.电化学综合计算1注意串联的原电池或电解池各个电极放电量相等的基本等量关系2注意能量与电量的不同转移电量相同不代表消耗或释放能量相同因为I=q/t所以W=I2Rt=R电量q一定时电功多少与时间t有关3电化学计算一般比较复杂耗时较多所以遇到此类问题时可把选项暂时放一放或利用排除法进行筛选【例1】2018·江西南昌模拟下列装置由甲、乙两部分组成如图所示甲是将废水中乙二胺[H2NCH22NH2]氧化为环境友好物质形成的化学电源;乙是利用装置甲模拟工业电解法来处理含Cr2废水电解过程中溶液发生反应:Cr2+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O当电池工作时下列说法错误的是 B A.甲中H+透过质子交换膜由左向右移动B.乙池中Fe棒应与甲池中的M极相连C.M极电极反应式:H2NCH22NH2+4H2O-16e-2CO2↑+N2↑+16H+D.若溶液中减少了
0.01molCr2则电路中至少转移了
0.06mol电子精讲精析:根据图知N电极上氧气得电子生成水该电极上得电子发生还原反应为正极M为负极电解质溶液中阳离子向正极移动即甲中H+透过质子交换膜由左向右移动A正确;根据方程式知乙中Fe失电子生成亚铁离子则Fe作阳极C作阴极阴极连接原电池负极阳极连接原电池正极则Fe与N极相连B错误;根据图知M电极上生成氢离子甲是将废水中乙二胺氧化为环境友好物质形成的化学电源生成含有N元素的物质是氮气生成含有C元素的物质是二氧化碳因此电极反应式为H2NCH22NH2+4H2O-16e-2CO2↑+N2↑+16H+C正确;Cr2+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O中以Fe元素计算转移电子数=6×3-2=6即消耗1molCr2电路中至少转移了6mol电子所以溶液中减少了
0.01molCr2则电路中至少转移了
0.06mol电子D正确注意:D需要计算可以先不考虑该项从三个选项中加以考虑筛选这样可以提高解题速度【例2】2018·广东东莞模拟近年来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下列说法正确的是 B A.阴极电极反应为4OH--4e-O2↑+2H2OB.阳极电极反应为Zn-2e-Zn2+C.该装置为牺牲阳极的阴极保护法D.绝缘子表面产生的OH-向阴极移动精讲精析:阴极电极反应为2H2O+2e-H2↑+2OH-选项A错误;阳极锌失电子产生锌离子电极反应为Zn-2e-Zn2+选项B正确;该装置为外加电源的阴极保护法选项C错误;电解池中绝缘子表面产生的OH-向阳极移动选项D错误金属腐蚀与防护类型题目较为简单做好此类题的关键是细心四个选项都要仔细比对权衡后作出最有把握的判断绝不能匆匆一看就作出解答不能轻视
1.2018·北京卷12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
①②③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 D A.对比
②③可以判定Zn保护了FeB.对比
①②K3[FeCN6]可能将Fe氧化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活泼解析:实验
②中加入K3[FeCN6]溶液无明显变化说明溶液中没有Fe2+;实验
③中加入K3[FeCN6]生成蓝色沉淀说明溶液中有Fe2+A正确;对比
①②可知
①中K3[FeCN6]可能将Fe氧化成Fe2+Fe2+再与K3[FeCN6]反应生成蓝色沉淀B正确;由以上分析可知验证Zn保护Fe时可以用
②③做对比实验不能用
①的方法C正确;K3[FeCN6]可将单质铁氧化为Fe2+Fe2+与K3[FeCN6]生成蓝色沉淀附着在Fe表面无法判断铁比铜活泼D不正确
2.2018·北京东城区模拟利用如下实验探究铁钉在不同溶液中的吸氧腐蚀实验装置实验编号浸泡液pH
①
1.0mol/LNH4Cl5
②
0.5mol/LNH42SO45
③
1.0mol/LNaCl7
④
0.5mol/LNa2SO47氧气浓度随时间的变化下列说法不正确的是 B A.上述正极反应均为O2+2H2O+4e-4OH-B.在不同溶液中Cl-是影响吸氧腐蚀速率的主要因素C.向实验
④中加入少量NH42SO4固体吸氧腐蚀速率加快D.在300min内铁钉的平均吸氧腐蚀速率酸性溶液大于中性溶液解析:铁钉发生电化学吸氧腐蚀的正极反应为O2+2H2O+4e-4OH-故A正确;通过图像中曲线对比可以看出N的存在是影响吸氧腐蚀速率的主要因素氯离子对吸氧腐蚀速率影响不大故B不正确;根据图像N存在会加快吸氧腐蚀速率所以向实验
④中加入少量NH42SO4固体吸氧腐蚀速率加快故C正确;N水解溶液显酸性结合图像可知酸性溶液中铁钉的平均吸氧腐蚀速率大于中性溶液故D正确
3.2018·山东济南模拟为实现节能减排氯碱工业中相关物料的传输与转化关系如图所示电极均为惰性电极图中未标出下列说法中正确的是 C A.A1区域为阴极区电解过程中溶液pH增大B.B2区域中发生的电极反应为O2+4H++4e-2H2OC.若两池中所用离子膜类型相同则abD.利用整套装置最终获得的产品是氢气、氧气和烧碱解析:在电解池中生成的物质只能是氢氧化钠、氢气和氯气由图示得到Y要进入燃料电池所以Y为氢气X为氯气则A1区域为电解池的阳极区选项A错误;燃料电池的电解质溶液为氢氧化钠溶液所以正极上应该是氧气得电子生成氢氧根离子的反应选项B错误;电解饱和食盐水应该用阳离子交换膜所以燃料电池中也是阳离子交换膜在B装置中就是Na+透过阳离子交换膜由左向右进入装置B2区域中同时B2中应该是氧气得电子生成氢氧根离子所以B2区域中氢氧化钠浓度会增大选项C正确;整套装置中的氢气在燃料电池中被消耗了所以氢气不是最终产物选项D错误【教师用书备用】利用电化学原理将有机废水中的乙二胺[H2NCH22NH2]转化为无毒物质的原理示意图如图1所示同时利用该装置再实现镀铜工艺示意图如图2所示当电池工作时下列说法正确的是 C A.图1中H+透过质子交换膜由右向左移动B.工作一段时间后图2中CuSO4溶液浓度减小C.当Y电极消耗
0.5molO2时铁电极增重64gD.X电极反应式:H2NCH22NH2+4H2O+16e-2CO2↑+N2↑+16H+解析:图1是原电池Y电极上氧气被还原生成水所以Y是正极氢离子移向正极H+透过质子交换膜由左向右移动故A错误;图2是电镀池CuSO4溶液浓度不变故B错误;当Y电极消耗
0.5molO2时转移电子2mol根据转移电子数铁电极生成1mol铜电极增重64g故C正确;X是负极失电子发生氧化反应电极反应式是H2NCH22NH2+4H2O-16e-2CO2↑+N2↑+16H+故D错误。