第19讲 电解原理1．下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是( )A．纯银器表面在空气中因电化学腐蚀渐渐变暗B．当镀锡铁制品的镀层破损时，镶层仍能对铁制品起保护作用C．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法D．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀2．(双选)已知蓄电池在放电时起原电池的作用，充电时起电解池的作用。铅蓄电池在放电和充电时发生的化学反应可用下式表示：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。据此判断下列叙述正确的是( )A．放电时负极电极反应式为Pb－2e－===Pb2＋B．充电时阴极电极反应式为PbSO4＋2e－===Pb＋SOC．充电时，若要使1molPbSO4转变为Pb和PbO2，则需要通过4mol电子D．放电时，H＋向正极移动3．(双选)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．电解时阴极发生还原反应C．粗铜连接电源负极，其电极反应是Cu－2e－===Cu2＋D．电解结束，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥4．下面有关电化学的图示，完全正确的是( )图K19－15．下列说法正确的是( )A．铅蓄电池放电时铅电极发生还原反应6\nB．电解饱和食盐水在阳极得到氯气，阴极得到金属钠C．给铁钉镀铜可采用CuSO4作电镀液D．生铁浸泡在食盐水中发生析氢腐蚀6．若要在铜片上镀银时，下列叙述中错误的是( )①将铜片接在电源的正极 ②将银片接在电源的正极 ③在铜片上发生的反应是：Ag＋＋e－===Ag ④在银片上发生的反应是：4OH－－4e－===O2＋2H2O ⑤可用CuSO4溶液作电解质溶液 ⑥可用AgNO3溶液作电解质溶液A．①③⑥ B．②③⑥C．①④⑤D．②③④⑥7．镍镉(Ni—Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd＋2NiOOH＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2。有关该电池的说法正确的是( )A．充电时阳极反应：Ni(OH)2－e－＋OH－===NiOOH＋H2OB．充电过程是化学能转化为电能的过程C．放电时负极附近溶液的碱性不变D．放电时电解质溶液中的OH－向正极移动8．[2022·潮州模拟]关于下列装置说法正确的是( )图K19－2A．装置①中，盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液B．装置②在电解开始阶段，b极附近溶液的pH增大C．可以用装置③在铜上镀银，c极为铜D．装置④中一段时间后会有Fe(OH)2生成9．[2022·佛山质检]图K19－3是化学能与电能相互转换的两套装置。对此两套装置进行的实验分析正确的是( )图K19－3A．图2装置将化学能转化为电能B．两装置中石墨电极上产生的气体都是H26\nC．图1装置中的铁电极发生氧化反应D．两装置的原理都可以在现实生活中用来防止铁被腐蚀10．[2022·黄冈中学]空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC)，RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。图K19－4为RFC工作原理示意图，有关说法正确的是( )图K19－4A．当有0.1mol电子转移时，a极产生1.12LO2(标准状况下)B．b极上发生的电极反应是：4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－C．d极上发生的电极反应是：O2＋4H＋＋4e－===2H2OD．c极上进行还原反应，B中的H＋可以通过隔膜进入A11．某学生欲完成反应2HCl＋2Ag===2AgCl↓＋H2↑而设计了下列四个实验，你认为可行的( )图K19－512．某课外活动小组准备用如图K19－6所示的装置进行实验。现有甲、乙、丙三位同学分别选择了如下电极材料和电解质溶液： A电极B电极X溶液甲CuZnH2SO4乙PtPtCuCl2丙FeCu？(1)甲同学在实验中将开关K5闭合，Zn电极上的电极反应式为________________________________________________________________________。(2)乙同学准备进行电解CuCl2溶液的实验，则电解时的总反应式为________________________________________________________________________；实验时应闭合的开关组合是________。(从下列五项中选择所有可能的开关组合，第三小题也在这五项中选择)A．K1和K2 B．K1和K3 C．K1和K4D．K2和K3E．K2和K4(3)丙同学准备在Fe上镀Cu，选择了某种盐来配制电镀液，则该盐的化学式为________，实验时，应闭合的开关组合是________(选项如上)。6\n13．[2022·自贡诊断]某中学课外兴趣小组用惰性电极电解饱和食盐水(含少量Ca2＋、Mg2＋)作系列探究，装置如图K19－7所示：图K19－7(1)电解时，甲同学发现电极a附近溶液出现浑浊，请用离子方程式表示原因________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)一段时间后，你认为C中溶液可能出现的现象是________________________________________________________________________，请用离子方程式表示原因________________________________________________________________________。(3)实验结束后，乙同学将A中的物质冷却后加入到H2S溶液中发现有气泡出现，但加入到稀盐酸中却没有任何现象。请用化学方程式和简要的文字解释原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)随着反应的进行，兴趣小组的同学们都特别注意到D中溶液红色逐渐褪去。他们对溶液红色褪去的主要原因提出了如下假设，请你完成假设二。假设一：B中逸出气体与水反应生成的物质有强氧化性，使红色逐渐褪去；假设二：________________________________________________________________________。(5)请你设计实验验证上述假设一，写出实验步骤及结论________________________________________________________________________________。6\n1．C [解析]纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗，不能形成原电池，故A错；Sn作正极，Fe作负极，被腐蚀，故B错；Zn作负极，Fe作正极，被保护，故C正确；Fe作阳极，被腐蚀，因此将地下输油钢管与外加直流电源的负极相连，可保护它不受腐蚀，故D错。2．BD [解析]放电时负极电极反应式为Pb－2e－＋SO===PbSO4，故A错；2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4～2e－，则1molPbSO4反应时转移1mol电子，故C错。3．BD [解析]粗铜作阳极，与电源正极相连，先后发生氧化反应：Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Cu－2e－===Cu2＋，而Ag、Pt等金属不能放电形成阳极泥；精铜作阴极，与电源负极相连，发生还原反应：Cu2＋＋2e－===Cu。4．D [解析]A项，Zn是负极，Cu是正极；B项，精铜是阴极，与电源负极相连，粗铜是阳极，与电源正极相连；C项，铁片作阴极，与电源负极相连，锌片作阳极，与电源正极相连；D项，碳棒作阳极，Cl－移向阳极并在碳棒上失去电子被氧化为能使KI淀粉溶液变蓝的氯气，铁棒是阴极，H＋移向阴极并在铁棒上得到电子被还原为氢气，阴极附近酚酞溶液变红，故D正确。5．C [解析]铅蓄电池放电时为原电池，Pb作负极，发生氧化反应：Pb－2e－＋SO===PbSO4,PbO2作正极，发生还原反应：PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O，故A错；用惰性电极电解饱和食盐水时，2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，故B错；电镀时待镀的铁钉作阴极，发生还原反应：Cu2＋＋2e－===Cu，镀层金属铜作阳极，发生氧化反应：Cu－2e－===Cu2＋，含Cu2＋的电解质溶液作电镀液，故C正确；NaCl是强酸强碱盐，食盐水呈中性，生铁只能发生吸氧腐蚀，故D错。6．C [解析]根据电镀池的构成条件可知，在铜片上镀银，阳极为银片，银片接电源的正极，电极反应为Ag－e－===Ag＋；阴极为铜片，铜片接电源的负极，电极反应为Ag＋＋e－===Ag；电解质溶液为AgNO3溶液，答案为C。7．A [解析]充电时阳极发生氧化反应，所含元素化合价升高，失去电子，电荷和原子守恒，故A正确；放电过程是化学能转化为电能的过程，充电过程是电能转化为化学能的过程，故B错；放电时负极发生氧化反应：Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2，消耗OH－导致附近溶液碱性减弱，故C错；放电时阴离子移向负极，阳离子移向正极，故D错。8．C [解析]①中Zn是负极，Cu是正极，阳离子向正极定向移动，故A错；②中a是阴极，b是阳极，阳极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，则阴极附近溶液的pH增大，故B错；在铜上镀银时，Cu作阴极，Ag作阳极，阳极反应式为Ag－e－===Ag＋，Ag＋的氧化性比Cu2＋强，则阴极反应式为Ag＋＋e－===Ag，故C正确；④中Zn是负极，Fe是正极，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，酸性溶液中不能大量存在Fe(OH)2，故D错。9．C [解析]图1、2分别是原电池、电解池，分别是将化学能转化为电能、电能转化为化学能的装置，故A错；石墨在图1、2中分别是正极、阳极，前者产生氢气，后者产生氧气，故B错；图1中铁是负极，发生氧化反应而被腐蚀，故C正确；图2是外加电流的阴极保护法，图1中石墨更换为镁块或锌块后，才是牺牲阳极的阴极保护法，故D错。10．D [解析]左边为电解水装置，b极为阳极，发生失电子氧化反应，产生O2，a极为阴极，发生得电子还原反应，生成H2，A、B项错误；d极为燃料电池的负极，发生失电子氧化反应，电极反应为H2－2e－===2H＋，生成的H＋可透过隔膜进入A，C项错误，D项正确。11．C [解析]反应2HCl＋2Ag===2AgCl↓＋H2↑是非自发的氧化还原反应，要使该反应发生必须设计成电解池，且Ag作阳极，电解质溶液选盐酸，选项C符合要求。12．(1)Zn－2e－===Zn2＋(2)CuCl2Cu＋Cl2↑ CD(3)CuCl2或CuSO4 D6\n[解析](1)甲同学在实验中将开关K5闭合，装置为原电池，较活泼的Zn为原电池的负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋。(2)乙同学用惰性电极电解CuCl2溶液，电解时的总方程式为CuCl2Cu＋Cl2↑，实验时应闭合K1和K4或闭合K2和K3。(3)丙同学准备在Fe上镀Cu，则Fe为电镀池阴极，接电源负极，Cu为电镀池阳极，接电源正极，实验时应闭合K2和K3。应选择含Cu2＋的电解质溶液为电解液。13．(1)2H＋＋2e－===H2↑，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓(2)有淡黄色沉淀 Cl2＋S2－===2Cl－＋S↓(3)Ag与H2S的反应式为2Ag＋H2S===Ag2S＋H2，表明Ag2S的溶解度比AgCl小很多(4)可能是H＋中和了OH－造成褪色(5)取少量D中褪色后的溶液于试管中，滴加1～2滴酚酞溶液，如果又显红色，则假设一正确[解析]电解饱和食盐水产生的气体为氢气和氯气，氯气具有强氧化性，而氢气在加热条件下具有较强还原性，根据装置图可知a、b分别阴极和阳极，a极产生的氢气将氧化银还原为单质银，而b极产生的氯气可氧化硫化钠。过量的氯气通入含酚酞的NaOH溶液中，溶液褪色的原因可能为H＋中和了OH－，也可能是氯气与水反应生成的次氯酸的强氧化性所致。6
