第23講電解池金屬的腐蝕與防護（模擬精練+真題演練）完卷時間：50分鐘可能用到的相對原子質量：H1C12O16Na23Cu64一、選擇題（每小題只有一個正確選項，共12×5分）1．（2023·河南安陽·統考三模）二氧化氯(ClO2)是一種安全的綠色消毒劑，實驗室可用下列方法制備：①電解NH4Cl的鹽酸溶液制得NCl3(N元素為-3價)溶液；②將NCl3溶液與NaClO2溶液混合制得ClO2。下列說法正確的是A．①中在電解池的陰極得到NCl3B．組成①中的電解池除需要有電源、導線和大燒杯等，還必須有兩個不同材質的電極C．②中反應的氧化劑與還原劑的物質的量之比是6：1D．②中反應后的溶液中主要存在的陽離子是Na+2．（2023·浙江·校聯考一模）利用電解池原理可將轉化為燃料或者化學品。下圖通過將與辛胺反應耦合，實現了兩電極體系中產物的高選擇性合成。

下列說法正確的是A．裝置中b電極為陰極，發生還原反應B．電極a的電極反應可能為：C．中間的離子交換膜一定是質子交換膜D．電解過程中，a、b兩極反應物物質的量之比為2∶13．（2023·河北·校聯考模擬預測）利用和廢氣作原料，通過電化學原理制備光氣原料氣的裝置如圖所示。下列說法錯誤的是A．a為直流電源的負極B．有機電解液有利于增大的溶解度C．若用鹽酸代替有機電解液，電極產物可能改變D．若產生，理論上左室液體增重4．（2023·江蘇南京·南京師大附中校考模擬預測）科研人員發現利用低溫固體質子導體作電解質，催化合成NH3，與傳統的熱催化合成氨相比，催化效率較高。其合成原理如圖1所示，電源電壓改變與生成NH3速率的關系如圖2所示，下列說法不正確的是A．Pt—C是該合成氨裝置的陽極B．Pt－C3N4電極上發生的反應為N2＋6H＋＋6e－=2NH3C．若H2的進出口流量差為22.4L/min，則固體質子導體中H＋的流速為2mol/minD．當電壓高于1.2V時，混合氣體中N2和NH3的體積分數之和小于100％5．（2023·重慶沙坪壩·重慶八中校考二模）我國學者利用雙膜三室電解法合成了，該方法的優點是能耗低、原料利用率高，同時能得到高利用。價值的副產品，其工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是

A．b為電源負極，氣體X為B．膜I、膜Ⅱ依次適合選用陰離子交換膜、陽離子交換膜C．電解過程中需及時補充NaClD．制得的同時NaOH溶液質量增加80g6．（2023·安徽蕪湖·統考二模）下圖為合成偶氮化合物

的電化學裝置，有關說法正確的是

A．OH-向CoP極移動B．合成1mol該偶氮化合物，要消耗4molRCH2NH2C．Ni2P電極反應式為：RCH2NH2-4e-+4OH-=RCN+4H2OD．該偶氮化合物分子中C和N原子的雜化方式不同7．（2023·浙江寧波·鎮海中學校考模擬預測）生活污水中的氮和磷主要以銨鹽和磷酸鹽形式存在，可用電解法從溶液中去除，電解裝置如圖1，除氮的原理如圖2，除磷的原理是利用將轉化為沉淀。圖3為某含污水在氮磷聯合脫除過程中溶液pH變化。

下列說法不正確的是A．產生的主要過程是：B．除磷時陰極產物主要是C．脫氮過程中陽極主要發生的反應為D．在0-20min時脫除的元素是氮元素8．（2023·福建南平·統考三模）西北工業大學推出一種新型電池。該電池能有效地捕獲，將其轉化為，再將產生的電解制氨，過程如圖所示。下列說法錯誤的是

A．d電極為電解池的陽極B．電池總反應式為：C．c極區溶液的pH升高D．電路中轉移時，理論上能得到9．（2023·安徽·校聯考三模）天津大學化學團隊以CO2和辛胺為原料實現了甲酸和辛腈的高選擇性合成，工作原理如圖(隔膜a只允許OH-通過)所示。下列說法錯誤的是

A．Ni2P電極的電勢比In/In2O3-x電極的高B．In/In2O3-x電極上可能有副產物H2生成C．電解過程中，OH-由In/In2O3-x電極區向Ni2P電極區遷移D．電路中轉移2mol電子時，陰極區溶液質量增加44g(不考慮氣體的溶解)10．（2023·陜西榆林·統考模擬預測）電解HF和熔融KHF2的混合物(熔融混合物中常加入少量LiF或AlF3)制備單質氟，以電解槽內壁(鎳銅合金)和石墨為電極，總反應為2KHF2＝2KF+F2↑+H2↑。下列有關電解制備單質氟的說法正確的是A．電解過程中，電解槽內壁與電源的正極相連B．石墨電極發生的電極反應為2F－+2e－＝F2↑C．電解過程中加入少量LiF或AlF3可以降低混合物的熔點，增強導電性D．電解一段時間后，加入一定量的固體KHF2可還原混合物的組成11．（2023·湖南長沙·長郡中學校考一模）“烏銅走銀”是云南特有的中國傳統銅制工藝品。它以銅為胎，在胎上雕刻各種花紋圖案，然后將熔化的銀(或金)水填入花紋圖案中，完成制作后需經常用汗濕的手摩擦器物，使銅胎變為烏黑，透出銀(或金)紋圖案。下列有關該工藝的說法錯誤的是A．用銅和少量的貴金屬熔煉成的銅胎仍具有金屬性能B．熔化銀(或金)時需破壞金屬鍵C．銅胎變烏黑的原因是汗液中存在氧化性物質使銅變成了氧化銅D．“烏銅走銀”工藝品最終呈現出黑白(或黑黃)分明的裝飾效果12．（2023·遼寧鞍山·鞍山一中校考模擬預測）近日，清華大學王保國教授團隊設計出了一種雙極膜(將解離成和)電解合成的反應器，其簡化模型如圖所示，已知：法拉第常數C?mol(法拉第常數的物理意義：每摩爾電子攜帶的電荷量)。下列說法錯誤的是A．M極電勢低于N極電勢B．電解合成過程中，N極附近電解質溶液的pH減小C．陰極的電極反應式為D．理論上產生0.02mol時，外電路流過的電量為1930C二、主觀題（共3小題，共40分）13．（14分）鋼鐵工業是國家工業的基礎，鋼鐵生銹現象卻隨處可見，為此每年國家損失大量資金。(1)鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕，該腐蝕過程中的正極電極反應式為：(2)為了降低某水庫的鐵閘門被腐蝕的速率，可以采用圖①所示的方案，其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以采用。A．銅

B．鈉

C．鋅

D．石墨(3)圖②所示的方案也可以降低鐵閘門的腐蝕速率，其中鐵閘門應該連接在直流電源的極。(4)鋼鐵的防護除了用電化學保護方法之外，在鋼鐵制品表面鍍銅也可以有效地防止其腐蝕，電鍍的裝置如圖所示：①電鍍裝置圖的“直流電源”中，填“a”或“b”是正極。Fe電極反應式為；②接通電源前，裝置圖中的銅、鐵兩個電極質量相等，電鍍完成后，將兩個電極取出，用水小心沖洗干凈、烘干，然后稱量，二者質量之差為5.12g，由此計算電鍍過程中電路中通過電子的物質的量為。③上述鐵鍍件破損后，鐵更容易被腐蝕。請簡要說明鍍銅鐵鍍件破損后，鐵更容易被腐蝕的原因：。14．（14分）Ⅰ.高鐵酸鹽在能源、環保等方面有著廣泛的用途。高鐵酸鉀(K2FeO4)不僅是一種理想的水處理劑，而且高鐵電池的研制也在進行中。如圖是高鐵電池的模擬實驗裝置：(1)該電池放電時正極的電極反應式為。(2)鹽橋中盛有飽和KCl溶液，此鹽橋中氯離子向(填“左”或“右”)移動；若用陽離子交換膜代替鹽橋，則鉀離子向(填“左”或“右”)移動。(3)如圖為高鐵電池和常用的高能堿性電池的放電曲線，由此可得出高鐵電池的優點有。Ⅱ.二氧化氯(ClO2)為一種黃綠色氣體，是國際上公認的高效、廣譜、快速、安全的殺菌消毒劑。如圖是目前已開發出用電解法制取ClO2的新工藝。(4)陽極產生ClO2的電極反應式：。(5)當陰極產生標準狀況下112mL氣體時，通過陽離子交換膜離子的物質的量為。15．（12分）根據下列要求回答下列問題。(1)次磷酸鈷[Co(H2PO2)2]廣泛用于化學鍍鈷，以金屬鈷和次磷酸鈉為原料，采用四室電滲析槽電解法制備，原理如圖：則Co的電極反應式為，A、B、C為離子交換膜，其中B為離子交換膜(填“陽”或“陰”)。(2)我國科研人員研制出的可充電“Na-CO2”電池，以鈉箔和多壁碳納米管(MWCNT)為電極材料，總反應方程式為4Na＋3CO22Na2CO3＋C．放電時該電池“吸入”CO2，其工作原理如圖所示：①放電時，正極的電極反應式為。②若生成的Na2CO3和C全部沉積在正極表面，當正極增加的質量為28g時，轉移電子的物質的量為。③可選用高氯酸鈉-四甘醇二甲醚作電解液的理由是。1．（2022·天津·統考高考真題）實驗裝置如圖所示。接通電源后，用碳棒(、)作筆，在浸有飽和NaCl溶液和石蕊溶液的濕潤試紙上同時寫字，端的字跡呈白色。下列結論正確的是A．a為負極B．端的字跡呈藍色C．電子流向為：D．如果將、換成銅棒，與碳棒作電極時的現象相同2．（2022·重慶·統考高考真題）硝酮是重要的有機合成中間體，可采用“成對間接電氧化”法合成。電解槽中水溶液的主要成分及反應過程如圖所示。下列說法錯誤的是A．惰性電極2為陽極 B．反應前后WO/WO數量不變C．消耗1mol氧氣，可得到1mol硝酮 D．外電路通過1mol電子，可得到1mol水3．（2023·浙江·高考真題）在熔融鹽體系中，通過電解和獲得電池材料，電解裝置如圖，下列說法正確的是A．石墨電極為陰極，發生氧化反應B．電極A的電極反應：C．該體系中，石墨優先于參與反應D．電解時，陽離子向石墨電極移動4．（2022·遼寧·統考高考真題）鍍鋅鐵釘放入棕色的碘水中，溶液褪色；取出鐵釘后加入少量漂白粉，溶液恢復棕色；加入，振蕩，靜置，液體分層。下列說法正確的是A．褪色原因為被還原 B．液體分層后，上層呈紫紅色C．鍍鋅鐵釘比鍍錫鐵釘更易生銹 D．溶液恢復棕色的原因為被氧化5．（2023·浙江·統考高考真題）氯堿工業能耗大，通過如圖改進的設計可大幅度降低能耗，下列說法不正確的是

A．電極A接電源正極，發生氧化反應B．電極B的電極反應式為：C．應選用陽離子交