2024高考英语（新人教版）一轮基础训练（20）A、B卷（附答案或解析）
案39 电解池 金属的电化学腐蚀与防护
[考纲要求] 1.了解电解池的工作原理，写出电极反应和电池反应方程式。2.理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。
知识点一 电解池、电解原理
1．电解原理
(1)电解：使________通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在__________引起____________________的过程。
(2)电解池(也叫电解槽)：把____能转化为________能的装置。
(3)电极名称与电极反应：
与电源正极相连的为________，发生________反应；
与电源负极相连的为________，发生________反应。
2．电解CuCl2溶液(如右图所示)
(1)阳极反应：________________________________________________________________________
(2)阴极反应：________________________________________________________________________
(3)总方程式：________________________________________________________________________
问题思考
1．电解质的电离和溶液的导电有什么联系？
2．电解池的阴、阳极与电极材料有什么关系？
知识点二 电解原理的应用
1．电解饱和食盐水
(1)电极反应
阳极反应式：________________________________________________________________________
(________反应)
阴极反应式：________________________________________________________________________
(________反应)
(2)总反应方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
离子反应方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑
(3)应用：氯碱工业制________、________和________。
2．电镀
右图为金属表面镀银的工作示意图，据此回答下列问题：
(1)镀件作____极，镀层金属银作____极。
(2)电解质溶液是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)电极反应：
阳极：________________________________________________________________________；
阴极：________________________________________________________________________。
(4)特点：____极溶解，____极沉积，电镀液的浓度________________________________________________________________________。
3．电解精炼铜
(1)电极材料：阳极为________；阴极为________。
(2)电解质溶液：含Cu2＋的盐溶液。
(3)电极反应：
阳极为________________________________________________________________________；
阴极为________________________________________________________________________。
4．电冶金
利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。
(1)冶炼钠
2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
电极反应：
阳极：________________________________________________________________________，
阴极：________________________________________________________________________。
(2)冶炼铝
2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑
电极反应：
阳极：________________________________________________________________________，
阴极：________________________________________________________________________。
问题思考
3．如何设计实验验证电解饱和食盐水的各种产物？
4．电解过程中放H2生碱型和放O2生酸型的实质是什么？
5．用惰性电极电解，若要使电解后的溶液复原，应怎样操作？
知识点三 金属的腐蚀和防护
1．金属腐蚀的本质
金属原子________变为________，金属发生________。
2．金属腐蚀的类型
(1)化学腐蚀与电化学腐蚀
化学腐蚀 电化学腐蚀条件 金属跟__________接触 不纯金属或合金跟________________接触现象 ____电流产生 ______电流产生
本质 金属被____ 较活泼金属被________
联系 两者往往同时发生，________腐蚀更普遍
(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀
以钢铁的腐蚀为例进行分析：
析氢腐蚀 吸氧腐蚀
条件 负极
正极
联系 ________更普遍
问题思考
6．铁锈是怎样形成的？
3．金属的防护
(1)电化学防护
①牺牲阴极的阳极保护法—________原理
a．________：比被保护金属活泼的金属；
b．________：被保护的金属设备。
②外加电流的阴极保护法—________原理
a．________：被保护的金属设备；
b．________：惰性金属。
(2)改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。
(3)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。
一、电解池的电极及电极产物的判断
1．如何分析电解池中的两极变化？
2．如何判断电解池的电极产物及书写电极反应式和总反应式？
典例导悟1 将含有KCl、CuCl2、Na2SO4三种物质的水溶液用铂电极进行电解，且电解时间足够长。有以下结论：
①溶液中几乎没有Cl－ ②电解质溶液为无色 ③最终溶液显碱性 ④K＋、Na＋、SO的浓度几乎没有变化
正确的是(设全部气体从溶液中出)()
A．①②③ B．仅③ C．①④ D．均正确
听课记录：
二、电解类型及有关计算
1．用惰性电极电解电解质溶液的类型如下表所示：
类型 电极反应特点 实例 电解
对象 电解质
浓度 pH 电解质溶
液复原电解
水型 阴：4H＋＋4e－2H2↑
阳：4OH－－4e－2H2O＋O2↑ NaOH H2SO4 Na2SO4电解
电解
质型 电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电 HCl
CuCl2
放H2
生碱
型 阴极：H2O放H2生碱
阳极：电解质阴离子放电 NaCl
放O2
生酸
型 阴极：电解质阳离
子放电
阳极：H2O放O2生酸 CuSO4
2.电解池中有关量的计算或判断
电解池中有关量的计算或判断主要包括以下方面：根据直流电源提供的电量求产物的量(析出固体的质量、产生气体的体积等)、溶液的pH、相对原子质量或某元素的化合价、化学式等。解题依据是得失电子守恒。
典例导悟2 (1)用惰性电极电解400 mL一定浓度的硫酸铜溶液(不考虑电解过程中溶液体积的变化)，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol CuO后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过程中转移的电子为________ mol。
(2)如果向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过程中转移的电子为________ mol。
(3)如果向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH(不考虑CO2的溶解)，电解过程中转移的电子为________ mol。
3．比较金属腐蚀快慢
判断金属腐蚀快慢的规律
(1)电解池原理引起的腐蚀>__________引起的腐蚀>________腐蚀>有防护措施的腐蚀。
(2)对同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。
(3)活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，活泼性强的金属腐蚀越________。
(4)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度________________________________________________________________________，
腐蚀越快。
典例导悟3 下面各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是()
A．④>②>①>③B．②>①>③>④
C．④>②>③>①
D．③>②>④>①
题组一 电解原理及其应用
1．(2011·上海，16)用电解法提取氯化铜废液中的铜，方案正确的是()
A．用铜片连接电源的正极，另一电极用铂片
B．用碳棒连接电源的正极，另一电极用铜片
C．用氢氧化钠溶液吸收阴极产物
D．用带火星的木条检验阳极产物
2．(2010·海南，9改编)利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是()
A．电解时以精铜作阳极
B．电解时阴极发生氧化反应
C．粗铜连接电源负极，其电极反应是Cu－2e－Cu2＋
D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥
3.(2010·全国理综Ⅱ，29)
右图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色范围：6.8～8.0，酸色—红色，碱色—黄色)
回答下列问题：
(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是________(填编号)；
①A管溶液由红变黄 ② B管溶液由红变黄 ③A管溶液不变色 ④B管溶液不变色
(2)写出A管中发生反应的反应式：________________________________________________________________________；
(3)写出B管中发生反应的反应式：________________________________________________________________________；
(4)检验a管中气体的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(5)检验b管中气体的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(6)电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内观察到的现象是________________________________________________________________________。
题组二 金属的电化学腐蚀和防护
4．(2011·北京理综，8)结合下图判断，下列叙述正确的是()
A．Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护
B．Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－Fe2＋
C．Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－4OH－
D．Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，均有蓝色沉淀
5．(2011·山东理综，15)以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是()
A．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程
B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系
C．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率
D．镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用
6．(2011·浙江理综，10)将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，
在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如右图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法正确的是()
A．液滴中的Cl－由a区向b区迁移
B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为O2＋2H2O＋4e－4OH－
C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b区迁移，与b区的OH－形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈
D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为Cu－2e－Cu2＋
7．(2010·北京理综，6)下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是()
A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护
B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀
C．钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀
D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－3e－Fe3＋
题号 1 2 4 5 6 7
答案
题组三 电解的规律及有关计算
8．(2009·全国理综Ⅰ，28)下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100 g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。
(1)接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4质量分数为10.47%，乙中c电极质量增加。据此回答问题：
①电源的N端为________极；
②电极b上发生的电极反应为________________________________________________________________________；
③列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积。
④电极c的质量变化是__________g；
⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：
甲溶液________________________________________________________________________；
乙溶液________________________________________________________________________；
丙溶液________________________________________________________________________；
(2)如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？
题组一 电解原理及其应用
1．(2011·大同质检)如图a、b、c、d均为石墨电极，通电进行电解(电解液足量)。下列说法正确的是()
A．甲中a的电极反应式为4OH－－4e－O2↑＋2H2O
B．电解时向乙中滴入酚酞溶液，c电极附近变红
C．向乙中加入适量盐酸，溶液组成可以恢复
D．当b极有64 g Cu析出时，c电极产生2 g气体
题组二 电解的规律及有关计算
2．500 mL NaNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)＝6 mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到气体22.4 L(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是()
A．原混合溶液中c(Na＋)＝6 mol·L－1
B．电解后溶液中c(H＋)＝4 mol·L－1
C．上述电解过程中共转移8 mol电子
