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第3节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护
课时跟踪练
一、选择题
1．下列事实与电化学原理无关的是( ) A．金属钠与氧气反应生成过氧化钠 B．铁制器件在潮湿空气中生锈 C．镀锌铁片比镀锡铁片更耐腐蚀
D．远洋海轮的外壳连接锌块可保护轮船不受腐蚀
解析：金属钠与氧气反应生成过氧化钠，与原电池无关，故A正确；铁在潮湿空气中形成原电池发生吸氧腐蚀，故B错误；镀锌铁发生金属被腐蚀现象时，因Zn比Fe活泼，Zn被腐蚀，镀锡铁破损后发生电化腐蚀，因Fe比Sn活泼，因而是铁被腐蚀，所以，镀锌铁比镀锡铁耐用，故C错误；原电池中活泼金属做负极，腐蚀锌，保护了锌，故D错误。
答案：A
2．取一张用饱和NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为白色，外圈呈浅红色。则下列说法错误的是( )
A．b电极是阴极
B．a电极与电源的正极相连接 C．电解过程中，水是氧化剂 D．b电极附近溶液的pH变小
解析：电解饱和NaCl溶液，阳极生成Cl2，Cl2与水反应生成HClO和HCl，HClO具有漂白性，盐酸具有酸性，可使pH试纸变红色，HClO又可将红色漂白，故内圆为白色，外圈为红色，可推出a为阳极，A正确；a为阳极与电源正极相连，B正确；电解过程中，H2O得电子，为氧化剂，C正确；b电极附近有OH生成，pH增大，D错误。
答案：D
3．下列有关电化学装置完全正确的是( )
A B C D －
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铜的精炼 铁上镀银 防止Fe被腐蚀 构成铜锌原电池 解析：电解精炼铜时，应该用粗铜作阳极，纯铜作阴极，A错误；铁上镀银时，应该用银作阳极，铁作阴极，B错误；C是外加电流的阴极保护法，正确；铜锌原电池中，锌应插入硫酸锌溶液中，铜应插入硫酸铜溶液中， D错误。
答案：C
4．(2017·海南卷)一种电化学制备NH3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( )
A．Pd电极b为阴极
B．阴极的反应式为N2＋6H＋6e===2NH3 C．H由阳极向阴极迁移 D．陶瓷可以隔离N2和H2
解析：此装置为电解池，总反应式是N2＋3H2===2NH3，Pd电极b上是氢气发生氧化反应，即氢气失去电子化合价升高，Pd电极b为阳极，故A错误；根据A选项分析，Pd电极a为阴极，反应式为N2＋6H＋6e===2NH3，故B正确；根据电解池的原理，阳离子在阴极上放电，即有阳极移向阴极，故C正确；根据装置图，陶瓷可以隔离N2和H2，故D正确。
答案：A
5．烧杯A中盛放0.1 mol·L的H2SO4溶液，烧杯B中盛放0.1 mol·L的CuCl2溶液(两种溶液均足量)，组成的装置如图所示。下列说法不正确的是( )
－1
－1
＋
－
＋
＋
－
A．A为原电池，B为电解池 B．A为电解池，B为原电池
C．当A烧杯中产生0.1 mol气体时，B烧杯中产生气体的物质的量也为0.1 mol D．经过一段时间，B烧杯中溶液的pH增大
解析：构成A装置的是活泼性不同的两电极，两电极均浸在电解质溶液中，两极形成了闭合回路，所以A装置为原电池装置，且A装置为B装置提供电能。A装置中的电极反应式：正极：2H＋2e===H2↑，负极：Fe－2e===Fe。B装置中的电极反应式：阴极： Cu＋2e
－
＋
－
－
2＋
2＋
===Cu，阳极：2Cl－2e===Cl2↑。装置B是电解氯化铜溶液，铜离子浓度减小，水解程度
－－
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减小，溶液的pH增大。
答案：B
6．铝阳极氧化处理后形成的氧化膜比铝的天然氧化膜耐磨性、耐腐蚀性及装饰性有明显的提高，工业中以铝为阳极，置于硫酸溶液中电解，装置如图所示，下列说法正确的是( )
A．阳极电极方程式为Al－3e＋6OH===Al2O3＋H2O B．随着电解的进行，溶液的pH逐渐增大
C．当阴极生成气体3.36 L(标准状况)时，阳极增重2.4 g D．电解过程中H移向铝电极
解析：电解质为硫酸溶液，OH不可能参加反应，A错误；根据原电池装置和题目信息
通电
可知电解总反应方程式为2Al＋3H2O=====Al2O3＋3H2↑，H2O减少，溶液的pH逐渐减小，B错误；阴极反应为2H＋2e===H2↑，H2的物质的量为3.36 L÷22.4 L·mol＝0.15 mol，则转移电子为2×0.15 mol＝0.3 mol，阳极反应为Al－3e===Al。根据差量法进行计算：设阳极增重的质量为x。
2Al＋3H2O===Al2O3＋3H2～6e Δm 6 48 0.3 x
6 mol48 g
＝，解得x＝2.4 g，即阳极增重2.4 g，C正确；根据电流的方向可知，
0.3 molx阳离子移向阴极，所以H移向石墨电极，D错误。
答案：C
7．把物质的量均为0.1 mol的CuCl2和H2SO4溶于水制成100 mL的混合溶液，用石墨作电极电解，并收集两电极所产生的气体，一段时间后在两极收集到的气体在相同条件下体积相同。则下列描述正确的是( )
A．电路中共转移0.6NA个电子
B．阳极得到的气体中O2的物质的量为0.2 mol C．阴极质量增加3.2 g
D．电解后剩余溶液中硫酸的浓度为1 mol·L
解析：阳极开始产生Cl2，后产生O2，阴极开始产生Cu，后产生H2，根据题意两极收集到的气体在相同条件下体积相同，则阴极产生0.2 mol H2，阳极产生0.1 mol Cl2和0.1 mol
－1
＋
－
－
3＋
＋
－
－1
－
＋
－
－
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O2，则转移电子数为0.6NA，A正确、B错误；阴极析出铜0.1 mol，即6.4 g，C错误；电解后溶液的体积未知，故不能计算浓度，D错误。
答案：A
8．1 L某溶液中含有的离子如下表：
离 子 物质的量浓度/(mol·L) －1Cu 1 －2＋Al 1 3＋NO3 －Cl 1 －a 用惰性电极电解该溶液，当电路中有3 mol e通过时(忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)，下列说法正确的是( )
A．电解后溶液呈酸性 B．a＝3
C．阳极生成1.5 mol Cl2 D．阴极析出的金属是铜与铝
解析：1 mol Cu放电的过程中，另一极Cl和OH各放电1 mol，故溶液显酸性，A正确；根据电荷守恒可推知a＝4，B不正确；Cl的物质的量为1 mol，阳极不会产生1.5 mol Cl2，C不正确；铝较活泼，在溶液中Al不会放电，D不正确。
答案：A
9．工业上用电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。下列说法不正确的是( )
3＋
－
2＋
－
－
已知：①Ni在弱酸性溶液中发生水解； ②氧化性：Ni(高浓度)＞H＞Ni(低浓度)。 A．碳棒上发生的电极反应：4OH－4e===O2↑＋2H2O B．电解过程中，B室中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减小 C．为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水pH
D．若将图中阳离子膜去掉，将A、B两室合并，则电解反应总方程式发生改变 解析：电极反应式为阳极：4OH－4e===2H2O＋O2↑；阴极：Ni＋2e===Ni、2H＋2e
－
－
－
2＋
－
＋
－
－
2＋
＋
2＋
2＋
===H2↑，A项正确；由于C室中Ni、H不断减少，Cl通过阴离子膜从C室移向B室，A
－
＋
2＋＋－
室中OH不断减少，Na通过阳离子膜从A室移向B室，所以B室中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大，B错误；由于H的氧化性大于Ni(低浓度)的氧化性，所以为了提高Ni的产率，电解过程需要控制废水的pH，C正确；若去掉阳离子膜，在阳极Cl首先放电生成Cl2，反应总方程式发生改变，D正确。
金戈铁制卷
＋2＋
－
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