C．a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小
D．a、b两处具有相同的电极反应式：Fe－2e===Fe 答案 C
解析 根据装置图判断，左边铁丝发生吸氧腐蚀，右边铁丝发生析氢腐蚀，其电极反应为 左边 负极：Fe－2e===Fe 正极：O2＋4e＋2H2O===4OH 右边 负极：Fe－2e===Fe 正极：2H＋2e===H2↑ a、b处的pH均增大，C错误。
2．(2016·浙江江山实验中学高二10月教学质量检测)如图，向还原铁粉中加入少量的炭粉，混合均匀后，撒入内壁用NaCl溶液润湿过的具支试管中，塞紧橡皮塞。几分钟后，打开止水夹，观察到导管中水柱上升。对此过程所做的分析正确的是( )
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A．铁粉在电化学腐蚀过程中作正极 B．炭粉被氧化 C．发生了吸氧腐蚀 D．发生了析氢腐蚀 答案 C
3．下图容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是( )
A．④＞②＞①＞③ C．④＞②＞③＞① 答案 A
解析 根据图知，②、③装置是原电池，在②中，金属铁作负极，③中金属铁作正极被保护，作负极的腐蚀速率快，所以②＞③，④装置是电解池，其中金属铁为阳极，加快腐蚀，腐蚀最
B．②＞①＞③＞④ D．③＞②＞④＞①
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快，所以腐蚀速率是④＞②＞①＞③。故选A。 题组二 金属腐蚀的实验探究
4．铜是人类最早使用的金属，它与人类生产生活关系密切，请运用所学知识解释下列与铜有关的化学现象。
如上图，在硫酸型酸雨地区，不纯的铜制品发生电化学腐蚀，Cu发生__________(填“氧化”或“还原”)反应，写出正极的电极反应式_______________________________________。 答案 氧化 O2＋4H＋4e===2H2O
解析 在硫酸型酸雨地区，不纯的铜制品发生的是吸氧腐蚀，Cu是负极，发生的是氧化反应，正极的电极反应式为O2＋4H＋4e===2H2O。
5．(2017·浙江省名校协作体高二下学期调研)全世界每年被腐蚀损耗的钢铁材料约占全年钢铁产量的十分之一。用压强传感器研究生铁发生腐蚀的装置及得到的图像如下：
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(1)在该电化学腐蚀中正极电极反应式：____________________________________________。 (2)钢铁表面镀铜可以提高抗腐蚀性能，装置示意如下图所示，则与电源正极相连的金属是________(填元素名称)。
答案 (1)O2＋4e＋2H2O===4OH (2)铜
解析 (1)在该电化学腐蚀中溶液显中性，发生吸氧腐蚀，正极电极反应式为O2＋4e＋2H2O===4OH。
(2)电镀时待镀金属作阴极，镀层金属作阳极，所以与电源正极相连的金属是铜。
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课时训练
1．N2O5是一种新型硝化剂。工业上可用N2O4通过电解制备N2O5，阴、阳极室之间用质子交换膜隔开，两极电解液分别为稀硝酸溶液和溶有N2O4的无水硝酸，用惰性电极电解时，生成N2O5极室的电极反应式为________________________________________________。 答案 N2O4－2e＋2HNO3===2N2O5＋2H
2．某化学小组构想将汽车尾气(NOx)转化为重要的化工原料HNO3，其原理如图所示，其中A、B为多孔材料。写出总化学方程式__________________________________________。
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答案 4NOx＋(5－2x)O2＋2H2O===4HNO3
3．利用电化学原理，用铁钉和氢氧化钾溶液为原料可以获得K2FeO4。在制备过程中铁钉作________极，请写出获得FeO4的电极反应式____________________。 答案 阳 Fe－6e＋8OH===FeO4＋4H2O
4．连二亚硫酸钠(Na2S2O4)具有强还原性，废水处理时可在弱酸性条件下加入亚硫酸氢钠电解产生连二亚硫酸根，进而将废水中的HNO2还原成无害气体排放，连二亚硫酸根氧化为原料循环电解。产生连二亚硫酸根的电极反应式为_____________________________________， 连二亚硫酸根与HNO2反应的离子方程式：________________________________________。 答案 2HSO3＋2e＋2H===S2O4＋2H2O 3S2O4＋2HNO2＋2H2O===6HSO3＋N2↑
5．有研究表明，在温度大于70 ℃、催化剂及碱性溶液中，可通过电解法还原氮气得到氨气，写出阴极的电极反应式：_____________________________________________________。 答案 N2＋6H2O＋6e===2NH3＋6OH
6．白色不溶于水的CuCl可以由电解法制得，如图所示：
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(1)装置中用的交换膜为________(填字母)。 A．阳离子交换膜
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B．阴离子交换膜 C．质子交换膜 D．氢氧根离子交换膜
(2)阳极的电极反应式为_______________________________________________。 答案 (1)A (2)Cu＋Cl－e===CuCl
7．科学家从电解冶炼铝的工艺中得到启发，找出了冶炼钛的新工艺——TiO2直接电解法生产钛，电解质为熔融的氯化钙，原理如图所示。
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写出阴极电极反应式____________________________________________________。 答案 TiO2＋4e===Ti＋2O
8．用电解的方法将硫化钠溶液氧化为多硫化物的研究具有重要的实际意义，将硫化物转变为多硫化物是电解法处理硫化氢废气的一个重要内容。下图是电解产生多硫化物的实验装置：
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已知阳极的反应为(x＋1)S===Sx＋S＋2xe，则阴极的电极反应式为_______________。 当反应转移x mol电子时，产生的气体体积为________(标准状况下)。 答案 2H2O＋2e===2OH＋H2↑ 11.2x L
9．若用少量NaOH溶液吸收SO2气体，对产物NaHSO3进一步电解可制得硫酸，电解原理示意图如图所示。电解时阳极的电极反应式为_______________________________________。
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答案 HSO3＋H2O－2e===SO4＋3H
10．多孔Al2O3薄膜可作为催化剂载体、模板合成纳米材料等用途。现以高纯铝片作为阳极，不锈钢作为阴极，一定浓度的磷酸溶液作为电解质进行电解，即可初步制取多孔Al2O3膜。请写出该制取过程的阳极电极反应：
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________________________________________________________________________。 答案 2Al＋3H2O－6e===Al2O3＋6H
11．在载人航天器中应用电化学原理，以Pt为阳极，Pb(CO2的载体)为阴极，KHCO3溶液为电解质溶液，还原消除航天器内的CO2，同时产生O2和新的能源CO，则阴极的电极反应式为__________________。
答案 H2O＋3CO2＋2e===CO＋2HCO3
12．某电解法制氨的装置如下图所示，电解质只允许质子通过，试写出阴极的电极反应式：________________________________________________________________________。
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答案 N2＋6H＋6e===2NH3
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2024-2024版高考化学大一轮复习专题7化学反应与能量变化第三单元电解池金属的腐蚀与防护学案
