2021版高考化学一轮复习课时提升作业十八电解池的工作原理及应用金属的腐蚀与防护含解析苏教版 练习

电解池的工作原理及应用　金属的腐蚀与防护

1.厨房垃圾发酵液可通过电渗析法处理,同时得到乳酸的原理如图所示(图中HA表示乳酸分子,A-表示乳酸根离子)。下列说法正确的是 (　　)

A.通电后,阳极附近pH增大
B.电子从负极经电解质溶液回到正极
C.通电后,A-通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室
D.当电路中通过2 mol电子的电量时,会有1 mol的O2生成
【解析】选C。由图示判断左侧为阳极,右侧为阴极,阳极电极反应式为4OH--4e-O2↑+2H2O,氢离子浓度增大,pH减小,A错误;电子从电源的负极到电解池的阴极,由电解池的阳极回到电源的正极,电子不进入电解质溶液,电解质溶液中靠离子传递电荷,B错误;氢离子由阳极室进入浓缩室,A-由阴极室进入浓缩室,得到乳酸,C正确;由电极反应式4OH--4e-O2↑+2H2O可知,当电路中通过2 mol电子的电量时,会有0.5 mol O2生成,D错误。
2.四个电解装置都以Pt作电极,它们分别装着如下电解质溶液进行电解,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
AgNO3
KOH
BaCl2
pH变化
减小
增大
增大
不变
【解析】选C。电解盐酸,溶质HCl的量减小,溶剂量不变,所以酸性减弱,pH增大,A项错误;电解硝酸银溶液生成硝酸、金属银和氧气,溶液酸性增强,pH减小,B项错误;电解氢氧化钾溶液的实质是电解水,溶质的量不变,溶剂减少,碱性增强,pH增大,C项正确;电解氯化钡溶液得到氢氧化钡、氢气和氯气,溶液碱性增强,pH增大,D项错误。
【加固训练】
　　某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4,它们的物质的量之比为3∶1。滴入几滴石蕊溶液后,用石墨作电极电解该混合溶液,根据电极产物,电解过程可明显分为三个阶段。下列叙述错误的是 (　　)
A.阴极自始至终只产生H2
B.电解过程中,溶液颜色呈现红色→紫色→蓝色的变化
C.电解过程中,Na+和S的物质的量浓度保持不变
D.第一阶段中阴、阳两极产生的气体混合引燃后,恰好完全反应得到HCl
【解析】选C。阴极一直是2H++2e-H2↑,A正确;随电解的进行,溶液由酸性变为中性,最终变为碱性,B正确;电解的最后阶段实质是电解水,Na+和S的浓度均变大,C错误;第一个阶段分别是H+、Cl-放电,据电子守恒知,生成的氢气和氯气物质的量相等,引燃恰好完全反应生成氯化氢,D正确。
3.据报道,中国生产的首艘国产航母“山东”号已经下水。为保护航母、延长服役寿命可采用两种电化学方法。方法1:舰体镶嵌一些金属块;方法2:航母舰体与电源相连。下列有关说法正确的是 (　　)
A.方法1叫外加电流的阴极保护法
B.方法2叫牺牲阳极的阴极保护法
C.方法1中金属块可能是锌、锡和铜
D.方法2中舰体连接电源的负极
【解析】选D。舰体是由钢板做的。方法1,舰体镶嵌一些金属块,必须是比铁活泼的金属,如锌等(锡和铜不行),这种方法叫牺牲阳极的阴极保护法;方法2,航母舰体与电源相连,必须与电源负极相连,这种方法叫外加电流的阴极保护法。
【加固训练】
　　全世界每年钢铁因锈蚀造成大量的损失。某城市拟用如图方法保护埋在酸性土壤中的钢质管道,使其免受腐蚀。关于此方法,下列说法不正确的是 (　　)

A.土壤中的钢铁易被腐蚀是因为在潮湿的土壤中形成了原电池
B.金属棒M的材料应该是比镁活泼的金属
C.金属棒M上发生反应:M-ne-Mn+
D.这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法
【解析】选B。金属棒M只要比铁活泼即可,太活泼的金属易与水反应,B项错误。
4.(2020·湛江模拟)下面列出了电解不同物质的电极反应式,其中错误的是 (　　)
A.电解饱和食盐水,阴极:Na++e-Na
B.电解CuCl2溶液,阳极:2Cl--2e-Cl2↑
C.电解熔融NaCl,阴极:Na++e-Na
D.电解NaOH溶液,阳极:4OH--4e-2H2O+O2↑
【解析】选A。电解食盐水时,因放电能力H+>Na+,所以阴极反应为2H++2e-H2↑,故A错。
5.工业上用惰性电极电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7。下列说法错误的是 (　　)

A.右侧电极连接电源的正极
B.阴极区溶液的pH增大
C.阳极电极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-
D.在阳极区域发生2Cr+2H+Cr2+H2O
【解析】选C。据NaOH溶液浓度变化及Na+交换膜知,左侧为阴极区,右侧为阳极区,则右侧连接电源的正极,A正确;阴极2H2O+2e-H2↑+2OH-,c(OH-)增大,pH增大,B正确;阳极4OH--4e-O2↑+2H2O,C错误;由于阳极附近的OH-不断放电,所以阳极区域呈酸性,发生2Cr+2H+Cr2+H2O,D正确。
6.(1)有学者想以如图所示装置用原电池原理将SO2转化为重要的化工原料。其负极反应式为______________________________________________________, 
当有0.25 mol SO2被吸收,则通过质子(H+)交换膜的H+的物质的量为________mol。 

(2)某小组运用工业上离子交换膜法制烧碱的原理,用如下图所示装置电解K2SO4溶液。

①该电解槽中通过阴离子交换膜的离子数________(填“>”“