2020届二轮复习 电解池 金属的腐蚀与防护 作业（浙江专用） 练习

电解池 金属的腐蚀与防护

1.某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池的总反应为：Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋C6(x<1)。下列关于该电池的说法不正确的是(　　)

A.放电时，Li＋在电解质中由负极向正极迁移

B.放电时，负极的电极反应式为LixC6－xe－===xLi＋＋C6

C.充电时，若转移1 mol e－，石墨(C6)电极将增重7x g

D.充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋

解析　放电时，负极反应为：LixC6－xe－===xLi＋＋C6，正极反应为：Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2，A、B正确；充电时，阴极反应为：xLi＋＋C6＋xe－===LixC6，转移1 mol e－时，石墨C6电极将增重 7 g，C项错误；充电时，阳极反应为放电时正极反应的逆反应：LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋，D项正确。

答案　C

2.为了防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是(　　)

A.在精密机床的铁床上安装铜螺钉

B.在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨，一同浸入海水中

C.在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里

D.在地下输油的铸铁管上接直流电源的正极

解析　A.Cu、Fe和电解质溶液构成原电池，Fe易失电子作负极、Cu作正极，所以Fe易被腐蚀，故A不选；B.Fe、石墨和海水构成原电池，Fe易失电子作负极、C作正极，所以Fe易被腐蚀，故B不选；C.Zn、Fe和海水构成原电池，Zn易失电子作负极、Fe作正极，所以Fe被保护，故C选；D.铸铁连接直流电源正极时作电解池阳极，加速被腐蚀，故D不选。

答案　C

3.如图所示，a、b是两根石墨棒。下列叙述正确的是(　　)

A.a是正极，发生还原反应

B.b是阳极，发生氧化反应

C.稀硫酸中硫酸根离子的物质的量不变

D.往滤纸上滴加酚酞试液，a极附近颜色变红

解析　左边装置是能自发进行的氧化还原反应，属于原电池，右边是电解池，锌易失电子作负极，铜作正极，则a是阳极，b是阴极，A.a是阳极，阳极上失电子发生氧化反应，故A错误；B.b是阴极，阴极上得电子发生还原反应，故B错误；C.左边装置中，负极上锌失电子生成锌离子，正极上氢离子得电子生成氢气，所以硫酸根离子不参加反应，则其物质的量不变，故C正确；D.a电极上氯离子放电生成氯气，b电极上氢离子放电生成氢气，同时b电极附近还生成氢氧根离子，导致碱性增强，所以b极附近颜色变红，故D错误。

答案　C

4.(2018·桐乡高级中学)用如图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液pH为9～10，阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确的是(　　)

A.用石墨作阳极，铁作阴极

B.阳极的电极反应式：Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O

C.阴极的电极反应式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－

D.除去CN－的反应：2CN－＋5ClO－＋2H＋===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O

解析　D项，控制溶液pH为9～10，溶液呈碱性，离子方程式应为2CN－＋5ClO－＋H2O===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋2OH－。

答案　D

5.如图是一种蓄电池的示意图。被膜隔开的电解质分别为Na2S2和NaBr3，放电后变为Na2S4和NaBr。已知放电时Na＋由乙池向甲池移动。下面对该装置工作过程中叙述正确的是(　　)

A.放电过程，甲池发生氧化反应

B.放电过程，电池反应：2S＋Br===S＋3Br－

C.充电过程，乙池为阳极室

D.充电过程，当阳极室阴离子增加了2 mol，整个电路中电子转移2 mol

解析　A.放电过程属于原电池，甲池为正极，发生还原反应，电极反应：Br＋2e－===3Br－，故A错误；B.总反应为Na2S2和NaBr3生成Na2S4和NaBr的反应，即2S＋Br===S＋3Br－，故B正确；C.充电时，乙池发生还原反应，为电解池的阴极室，故C错误；D.充电时，阳极发生氧化反应，电极反应为3Br－－2e－===Br，当阳极室阴离子减少2 mol，整个电路中电子转移2 mol，故D错误。

答案　B

6.如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。

(1)腐蚀过程中，负极是________(填图中字母“a”或“b”或“c”)；

(2)环境中的Cl－扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为_________________________________；

(3)若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为________L(标准状况)。

解析　(1)“青铜器的腐蚀”，如图铜为负极被腐蚀生成Cu2＋，正极氧气发生吸氧腐蚀生成OH－。

(2)正极反应产物为OH－，负极反应产物为Cu2＋与Cl－作用生成Cu2(OH)3Cl。

(3)n[Cu2(OH)3Cl]＝＝0.02 mol，所以有0.04 mol Cu被氧化，根据得失电子守恒n(O2)＝＝0.02 mol，标准状况下V(O2)＝0.02 mol×22.4 L·mol－1＝0.448 L。

答案　(1)c

(2)2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓

(3)0.448

7.(2019·浙江余姚3月节选)常温下，NCl3是一种不溶于水的黄色黏稠状液体，是制备新型水消毒剂 ClO2 的原料，可以采用如图装置制备NCl3。

(1)收集到的气体M是________；

(2)写出阳极的电极反应式________________________________________。

解析　(1)Pt是阴极，在阴极上是氢离子得电子的还原反应，电极反应式为：2H＋＋2e－===H2↑，生成的气体M为H2；

(2)石墨电极是阳极，溶液中含有的阳离子是NH和H＋，结合题意中产物是NCl3，在阳极放电的离子应该是NH，因此该电极上发生失电子的氧化反应为：NH＋3Cl－－6e－===NCl3＋4H＋。

答案　(1)H2　(2)NH＋3Cl－－6e－===NCl3＋4H＋

8.(2019·宁波3月模拟)雾霾中含有大量的污染物NO、CO，其中NO可通过“化学－电解”法进行处理。铈元素(Ce)是镧系金属中自然丰度最高的一种，常见有＋3、＋4两种价态。将NO通过含Ce4＋的溶液吸收，生成NO、NO(二者物质的量之比为1∶1)，再采用电解法将上述吸收液中的NO转化为无毒物质，同时再生Ce4＋，其原理如下图所示。

(1)写出含Ce4＋的溶液吸收NO的离子方程式____________________________。

(2)写出阴极的电极反应式________________________________________。

解析　(1)将NO通过含Ce4＋的溶液吸收，生成NO、NO(二者物质的量之比为1∶1)，反应的离子方程式为：4Ce4＋＋2NO＋3H2O===4Ce3＋＋NO＋NO＋6H＋；(2)采用电解法将上述吸收液中的NO转化为无毒物质，阴极上NO得到电子生成氮气，电极反应：2NO＋8H＋＋6e－===N2↑＋4H2O。

答案　(1)4Ce4＋＋2NO＋3H2O===4Ce3＋＋NO＋NO＋6H＋　(2)2NO＋8H＋＋6e－===N2↑＋4H2O

9.(2019·嘉兴丽水3月模拟)实验室模拟“间接电化学氧化法”处理氨氮废水。以硫酸铵和去离子水配制成初始的模拟废水，并以NaCl调剂溶液中氯离子浓度，如图所示进行模拟实验。

(1)阳极反应式为________。

(2)去除NH的离子反应方程式为___________________________________

_____________________________________________________________。

解析　(1)阳极发生氧化反应，氯离子的放电生成氯气，电极反应的方程式为：2Cl－－2e－===Cl2↑；

(2)氯气具有氧化性，而铵根离子中氮是－3价，被氧化成氮气，氯气得电子生成－1价的氯离子，离子反应的方程式为2NH＋3Cl2===8H＋＋N2↑＋6Cl－。

答案　(1)2Cl－－2e－===Cl2↑　(2)2NH＋3Cl2===8H＋＋N2↑＋6Cl－

10.(2019·嘉兴一中高三期末节选)用间接电化学法对大气污染物NO进行无害化处理，其原理示意如图(质子膜允许H＋和H2O通过)，电极Ⅰ发生的电极反应为________。

解析　电极Ⅰ为阴极，阴极上是HSO获得电子生成S2O，在酸性条件下还生成水，电极反应为：2HSO＋2e－＋2H＋===S2O＋2H2O。

答案　2HSO＋2e－＋2H＋===S2O＋2H2O