2018届一轮复习苏教版电解池金属的腐蚀与防护学案

2018届一轮复习苏教版电解池金属的腐蚀与防护学案

考点一　电解池的工作原理 一、电解池 ‎1．电解 ‎2．电解池 ‎(1)概念：电解池是将电能转化为化学能的装置。‎ ‎(2)电解池的构成条件 ‎①有外接直流电源。‎ ‎②有与直流电源相连的两个电极。‎ ‎③形成闭合回路。‎ ‎④电解质溶液或熔融电解质。‎ ‎(3)电解池中电子和离子的移动 ‎①电子：从电源负极流出后，流向电解池的阴极；再从电解池的阳极流向电源的正极。‎ ‎②离子：阳离子移向电解池的阴极，阴离子移向电解池的阳极。‎ ‎(4)电解工作原理(以电解CuCl2溶液为例)‎ 总反应方程式：Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑‎ ‎3．在惰性电极上离子的放电顺序 ‎(1)阴极(与电极材料无关)：‎ ‎(2)阳极(与电极材料有关)：‎ ‎[基点小练]‎ ‎1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)任何化学反应都可以设计成电解池反应(×)‎ ‎(2)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程(√)‎ ‎(3)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现(√)‎ ‎(4)电解CuCl2溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色(×)‎ ‎(5)电解时，电解液中阳离子移向阳极，阴离子移向阴极(×)‎ ‎(6)电解时，电子的移动方向为：电源负极→阴极→阳极→电源正极(×)‎ 二、惰性电极电解电解质溶液的四种类型 类型 电解质 类型 电极反应式 及总反应式 电解质溶 液浓度 溶液 pH 电解 水型 含氧酸，如H2SO4‎ 阴极：4H＋＋4e－===2H2↑‎ 阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑‎ 总反应式：2H2O2H2↑＋O2↑‎ 增大 减小 电解 电解 质型 可溶性强碱，‎ 如NaOH 增大 活泼金属 含氧酸盐，如KNO3‎ 不变 无氧酸，如HCl 阴极：2H＋＋2e－===H2↑‎ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑‎ 总反应式：2HClH2↑＋Cl2↑‎ 减小 增大 不活泼金属无氧酸盐，如CuCl2‎ 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑‎ 总反应式：CuCl2Cu＋Cl2↑‎ 放H2‎ 生碱 型 活泼金属无氧酸盐，如NaCl 阴极：2H＋＋2e－===H2↑‎ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑‎ 总反应式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2＋Cl2↑‎ 增大 放O2‎ 阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu 减小 生酸 型 不活泼金属含氧酸盐，如CuSO4‎ 阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑‎ 总反应式：2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑‎ ‎　　[基点小练]‎ ‎2．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)电解盐酸、硫酸等溶液，H＋放电，溶液的pH逐渐增大(×)‎ ‎(2)用惰性电极电解饱和食盐水，溶液的pH不变(×)‎ ‎(3)用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，加入Cu(OH)2可使电解质溶液恢复到电解前的情况(×)‎ ‎(4)用铁作电极电解饱和食盐水时，阴极上Fe失电子变为Fe2＋进入溶液(×)‎ ‎3．用惰性电极电解2 mol·L－1 NaCl和1 mol·L－1 CuSO4的混合溶液，试判断阴、阳两极得到的产物是什么？并写出相应的电极反应式。‎ 提示：电解第一阶段：阳极得到Cl2、阴极得到单质Cu。‎ 电极反应式分别为阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑‎ 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu 电解第二阶段：阳极得到O2、阴极得到H2。‎ 电极反应式分别为阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑‎ 阴极：4H＋＋4e－===2H2↑。‎ 题点(一)　电极反应式、电解总方程式的书写 ‎1．(2016·北京高考)用石墨电极完成下列电解实验。‎ 实验一 实验二 装置 现象 a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c处无明显变化 两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气泡产生……‎ 下列对实验现象的解释或推测不合理的是(　　)‎ A．a、d处：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－‎ B．b处：2Cl－－2e－===Cl2↑‎ C．c处发生了反应：Fe－2e－===Fe2＋‎ D．根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜 解析：‎ 选B　根据a、d处试纸变蓝，可判断a、d两点都为电解池的阴极，发生的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，A选项正确；b处变红，局部褪色，说明b为电解池的阳极，2Cl－－2e－===Cl2↑，氯气溶于水生成盐酸和次氯酸：Cl2＋H2O===HCl＋HClO，HCl溶液显酸性，HClO具有漂白性，B选项不正确；c处为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，发生的电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，C选项正确；实验一中ac形成电解池，db形成电解池，所以实验二中也形成电解池，铜珠的左端为电解池的阳极，铜失电子生成铜离子，m、n是铜珠的右端，为电解池的阴极，开始时产生气体，后来铜离子移到m处，m处铜离子得到电子生成单质铜，故D选项正确。‎ ‎2.(1)(2015·山东高考)利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。‎ 利用如图所示装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为____________溶液(填化学式)，阳极电极反应式为________________________，电解过程中Li＋向________电极迁移(填“A”或“B”)。‎ ‎(2)(2014·江苏高考)将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：‎ S2－－2e－===S　‎ ‎(n－1)S＋S2－===S ‎①写出电解时阴极的电极反应式：_____________________________________。‎ ‎②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)根据电解装置图，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液，B极区产生H2，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，OH－与Li＋结合生成LiOH，所以B极区电解液应为LiOH溶液，B电极为阴极，则A电极应为阳极，阳极区电解液应为LiCl溶液，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑。电解过程中，阳离子向阴极迁移，则Li＋向B电极迁移。(2)由题图知，阴极区的电解质为氢氧化钠，且阴极生成H2，故阴极的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。S在酸性条件下发生歧化反应，生成硫单质和硫化氢气体，离子方程式为S＋2H＋===(n－1)S↓＋H2S↑。‎ 答案：(1)LiOH　2Cl－－2e－===Cl2↑　B ‎(2)①2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－‎ ‎②S＋2H＋===(n－1)S↓＋H2S↑‎ 阴、阳极的判断和电解产物的分析方法 ‎1．阴、阳极的判断方法 ‎(1)根据外接电源：正极连阳极，负极连阴极。‎ ‎(2)根据电流方向：从阴极流出，从阳极流入。‎ ‎(3)根据电子流向：从阳极流出，从阴极流入。‎ ‎(4)根据离子流向：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。‎ ‎(5)根据电极产物：a.阳极：电极溶解、逸出O2(或极区变酸性)或Cl2；b.阴极：析出金属、逸出H2(或极区变碱性)。‎ ‎2．电解产物的分析方法 首先明确阳极材料和溶液中存在的所有离子，然后根据如下规律分析判断。‎ ‎(1)阳极：①金属活性电极：电极材料失电子，生成相应的金属阳离子；②惰性电极：溶液中的阴离子失电子，生成相应的单质或高价化合物(阴离子放电顺序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子)。‎ ‎(2)阴极：溶液中的阳离子得电子，生成相应的单质或低价化合物(阳离子放电顺序：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Fe2＋>Zn2＋)。‎ 题点(二)　电解类型及其规律 ‎3．(2014·海南高考)以石墨为电极，电解KI溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)。下列说法错误的是(　　)‎ A．阴极附近溶液呈红色　　 B．阴极逸出气体 C．阳极附近溶液呈蓝色 D．溶液的pH变小 解析：选D　以石墨为电极，电解KI溶液的方程式是2KI＋2H2O通电,I2＋H2↑＋2KOH。由于其中含有少量酚酞和淀粉，所以在阳极附近碘单质遇淀粉，溶液变为蓝色；在阴极由于产生氢气，溶液显碱性，遇酚酞溶液变为红色。因为产生了碱，溶液碱性增强，所以溶液的pH变大。因此选项D错误。‎ ‎4．(2017·哈尔滨模拟)如图是一个石墨作电极，电解稀的Na2SO4溶液的装置，通电后在石墨电极A和B附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列有关叙述正确的是(　　)‎ A．逸出气体的体积，A电极的小于B电极的 B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体 C．A电极附近呈红色，B电极附近呈蓝色 D．电解一段时间后，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶解呈中性 解析：选D　A、B电极反应式分别为4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－、2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，相同温度和压强下，A电极生成气体体积大于B电极，A错误；阳极上生成O2，阴极上生成H2，O2和H2都是无色无味气体，B错误；由电极反应式知，A电极附近溶液呈碱性，B电极附近溶液呈酸性，则A电极溶液呈蓝色，B电极溶液呈红色，C错误；惰性电极电解稀的Na2SO4溶液，实际是电解水，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性，D正确。‎ 考点二　电解原理的应用 ‎1．氯碱工业 ‎2．电解精炼铜 ‎3．电镀铜 ‎4．电冶金 利用电解熔融盐(或氧化物)的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。‎ 总方程式 阳极、阴极反应式 冶炼钠 ‎2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑‎ ‎2Cl－－2e－===Cl2↑、‎ ‎2Na＋＋2e－===2Na 冶炼镁 MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑‎ ‎2Cl－－2e－===Cl2↑、‎ Mg2＋＋2e－===Mg 冶炼铝 ‎2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑‎ ‎6O2－－12e－===3O2↑、‎ ‎4Al3＋＋12e－===4Al ‎[基点小练]‎ ‎1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中的c(Cu2＋)均保持不变(×)‎ ‎(2)电解冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3，也可电解MgO和AlCl3(×)‎ ‎(3)若把Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑设计成电解池，应用Cu作阳极(√)‎ ‎(4)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料(×)‎ ‎(5)在镀件上电镀铜时，镀件应连接电源的正极(×)‎ ‎2．比较下列两种装置有哪些不同？‎ ‎(1)请分析两装置中各电极的质量变化？‎ ‎(2)请分析两装置中电解质溶液浓度的变化？‎ 提示：(1)甲图中铜片质量减小，铁制品质量增加；乙图中粗铜质量减小，精铜质量增加。‎ ‎(2)甲图中CuSO4溶液浓度几乎未变化，因为阳极溶解多少铜，阴极就析出多少铜；乙图中CuSO4溶液浓度逐渐变小，因为粗铜中混有Zn、Fe等杂质，放电后转化成Zn2＋、Fe2＋等离子，此时Cu2＋会转化为Cu，造成CuSO4溶液浓度减小。‎ 题点(一)　电解原理的基本应用 ‎1．(1)电镀时，镀件与电源的________极连接。‎ ‎(2)化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉积在镀件表面形成镀层。‎ ‎①若用铜盐进行化学镀铜，应选用________(填“氧化剂”或“还原剂”)与之反应。‎ ‎②某化学镀铜的反应速率随镀液pH变化如图所示。该镀铜过程中，镀液pH控制在12.5左右。据图中信息，给出使反应停止的方法：____________。‎ 解析：(1)电镀时，镀件与电源的负极相连。‎ ‎(2)①铜盐中，铜化合价降低，作氧化剂，需要选择还原剂；②pH降低，镀铜反应速率降低，pH在8～9之间，反应几乎停止。‎ 答案：(1)负　(2)①还原剂　②调节溶液pH在8～9之间 ‎2.(2015·上海高考节选)氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。如图所示是离子交换膜法电解食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。‎ ‎ 完成下列填空：‎ ‎(1)写出电解饱和食盐水的离子方程式：________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)离子交换膜的作用为_____________________________________________________、‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)精制饱和食盐水从图中________位置补充，NaOH溶液从图中________位置流出。(填“a”、“b”、“c”或“d”)‎ 解析：(1)电解饱和食盐水时，溶液中的H＋在阴极得到电子变为H2逸出，使附近的水溶液显碱性，溶液中的Cl－在阳极失去电子，发生氧化反应产生Cl2，电解反应的离子方程式是2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－。‎ ‎(2)图中的离子交换膜，只允许阳离子通过，不能使阴离子和气体通过，这样就可以阻止阴极溶液中的OH－进入阳极室，与Cl2发生反应，阻止Cl－进入阴极室，使在阴极区产生的NaOH纯度更高。同时可以阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。(3)随着电解的进行，溶质NaCl不断消耗，所以应该及时补充，精制饱和食盐水从与阳极连接的图中a位置补充，由于阴极H＋不断放电，附近的溶液显碱性，NaOH溶液从图中d位置流出；水不断消耗，所以从b口不断加入蒸馏水，从c位置流出的是稀的NaCl溶液。‎ 答案：(1) 2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－‎ ‎(2)阻止OH－进入阳极室，与Cl2发生副反应：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O　阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸　(3)a　d 题点(二)　电解原理的创新应用 应用一　环境治理 ‎3．(2016·全国乙卷)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na＋和SO可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。‎ 下列叙述正确的是(　　)‎ A．通电后中间隔室的SO离子向正极迁移，正极区溶液pH增大 B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品 C．负极反应为2H2O－4e－===O2＋4H＋，负极区溶液pH降低 D．当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.5 mol的O2生成 解析：选B　A项正极区发生的反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，由于生成H＋，正极区溶液中阳离子增多，故中间隔室的SO向正极迁移，正极区溶液的pH减小。B项负极区发生的反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴离子增多，中间隔室的Na＋向负极迁移，故负极区产生NaOH，正极区产生H2SO4。C项由B项分析可知，负极区产生OH－，负极区溶液的pH升高。D项正极区发生的反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，当电路中通过1 mol电子的电量时，生成0.25 mol O2。‎ ‎4.(2017·成都模拟)用如图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－‎ 时，控制溶液pH为9～10，阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体，下列说法正确的是(　　)‎ A．阴极的电极反应式为Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O B．阳极的电极反应式为2CN－＋12OH－－10e－===N2↑＋2CO＋6H2O C．电解时使用锂钒氧化物二次电池(V2O5＋xLiLixV2O5)作电源，电池充电时a电极的电极反应式为LixV2O5－xe－===V2O5＋xLi＋‎ D．除去CN－的反应：2CN－＋5ClO－＋2H＋===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O 解析：选C　电解质溶液呈碱性，则阴极上水失电子生成H2和OH－，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，A错误；阳极上Cl－在碱性条件下失电子生成ClO－和H2O，电极反应式为Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O，B错误；电解时a极为电源的正极，充电时a极为阳极，电极反应式为LixV2O5－xe－===V2O5＋xLi＋，C正确；阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体，两种气体为CO2和N2，该反应在碱性条件下不可能存在大量H＋，D错误。‎ 应用二　物质制备 ‎5．(2016·天津高考节选)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气：Fe＋2H2O＋2OH－FeO＋3H2↑，工作原理如图1所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色FeO，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。‎ ‎(1)电解一段时间后，c(OH－)降低的区域在________(填“阴极室”或“阳极室”)。‎ ‎(2)电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是________________________________________________________________________。‎ ‎(3)c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2，任选M、N两点中的一点，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：___________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)根据电解总反应：Fe＋2H2O＋2OH－FeO＋3H2↑，结合阳极发生氧化反应知，阳极反应式为Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O，结合阴极发生还原反应知，阴极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，则阳极室消耗OH－且无补充，故c(OH－)降低。(2)结合题给信息“Na2FeO4易被氢气还原”知，阴极产生的氢气不能接触到Na2FeO4，故需及时排出。(3)图示中随着c(NaOH)增大，c(Na2FeO4)先增大后减小，结合已知信息“Na2FeO4‎ 只在强碱性条件下稳定”知，M点 c(Na2FeO4)低的原因是c(OH－)低，反应速率小且Na2FeO4稳定性差。结合已知信息“若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质”知，N点c(Na2FeO4)低的原因是c(OH－)过高，铁电极上产生Fe(OH)3或Fe2O3，使Na2FeO4产率降低。‎ 答案：(1)阳极室　(2)防止Na2FeO4与H2反应使产率降低　(3)M点：c(OH－)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢；‎ N点：c(OH－)过高，铁电极上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成，使Na2FeO4产率降低 ‎6．(2014·全国卷Ⅰ节选)次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品，具有较强还原性，回答下列问题：‎ H3PO2也可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如下图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：‎ ‎(1)写出阳极的电极反应式：____________________________________。‎ ‎(2)分析产品室可得到H3PO2的原因：___________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替。并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有________杂质。该杂质产生的原因是______________________。‎ 解析：(1)阳极为水电离出的OH－放电，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。(2)阳极室中的H＋穿过阳膜进入产品室，原料室中的H2PO穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2。(3)在阳极区H2PO或H3PO2可能失电子发生氧化反应，即生成物中会混有PO。‎ 答案：(1)2H2O－4e－===O2↑＋4H＋　(2)阳极室的H＋穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2　(3)PO　H2PO或H3PO2被氧化 ‎7．(2014·北京高考节选)电解NO制备NH4NO3，其工作原理如图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是__________，说明理由：______________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：由电解NO制备NH4NO3的工作原理图可知，NO在阳极发生氧化反应生成NO，电极反应式为5NO＋10H2O－15e－===5NO＋20H＋。NO在阴极发生还原反应生成NH，电极反应式为3NO＋18H＋＋15e－===3NH＋3H2O。电池总反应方程式为8NO＋7H2O3NH4NO3＋2HNO3，电解产生的HNO3多，故应补充NH3，使其转化为NH4NO3。‎ 答案：NH3　根据电池总反应：8NO＋7H2O3NH4NO3＋2HNO3，知电解产生的HNO3多，故应补充NH3，使其转化为NH4NO3‎ 考点三　金属的腐蚀与防护 对应学生用书P120‎ 一、透视金属的腐蚀和类型 ‎1．金属腐蚀 金属腐蚀是指金属或合金与周期环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。‎ ‎2．金属腐蚀的类型 ‎(1)化学腐蚀与电化学腐蚀 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀 不纯的金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀 本质 M－ne－===Mn＋‎ M－ne－===Mn＋‎ 现象 金属被腐蚀 较活泼金属被腐蚀 区别 无电流产生 有微弱电流产生 联系 电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多，腐蚀速率更快，危害也更严重 ‎(2)钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜酸性较强(pH≤4.3)‎ 水膜酸性很弱或呈中性 电极 反应 负极 ‎(铁)‎ Fe－2e－===Fe2＋‎ 正极 ‎(碳)‎ ‎2H＋＋2e－===H2↑‎ O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ 总反应式 Fe＋2H＋===‎ Fe2＋＋H2↑‎ ‎2Fe＋O2＋2H2O===‎ ‎2Fe(OH)2‎ 联系 吸氧腐蚀更普遍 ‎　　铁锈的形成：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O。‎ ‎[基点小练]‎ ‎1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)Al、Fe、Cu在潮湿空气中腐蚀均生成氧化物(×)‎ ‎(2)钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe－3e－===Fe3＋(×)‎ ‎(3)镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更容易生锈(√)‎ ‎(4)在潮湿空气中，钢铁表面形成水膜，金属发生的一定是吸氧腐蚀(×)‎ ‎(5)干燥环境下金属不会被腐蚀(×)‎ ‎(6)所有金属纯度越大，越不易被腐蚀(×)‎ ‎2.如图所示，甲、乙两试管中各放一枚铁钉，甲试管中为NH4Cl溶液，乙试管中为NaCl溶液，数天后导管中观察到的现象是________，甲中正极反应为______________________，乙中正极反应为______________________。试管中残留气体平均相对分子质量的变化为甲________；乙________(填“增大”“减小”或“不变”)。‎ 答案：导管中液面左低右高　2H＋＋2e－===H2↑‎ ‎2H2O＋O2＋4e－===4OH－　减小　减小 二、明确金属的防护方法 ‎1．电化学防护 ‎(1)牺牲阳极的保护法——原电池原理 ‎①负极：比被保护金属活泼的金属；‎ ‎②正极：被保护的金属设备。‎ ‎(2)外加电流的阴极保护法——电解原理 ‎①阴极：被保护的金属设备；‎ ‎②阳极：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。‎ 题点(一)　金属腐蚀快慢的判断与防护 ‎1．如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为(　　)‎ A．②①③④⑤⑥　　　　　B．⑤④③①②⑥‎ C．⑤④②①③⑥ D．⑤③②④①⑥‎ 解析：选C　①是Fe为负极，杂质为正极的原电池腐蚀，是钢铁的吸氧腐蚀，腐蚀较慢；②、③、④实质均为原电池装置，③中Fe为正极，被保护，②、④中Fe为负极，被腐蚀，但Fe和Cu的金属活泼性差别比Fe和Sn的大，故FeCu原电池中Fe被腐蚀较快；⑤是Fe接电源正极作阳极，Cu接电源负极作阴极，加快了Fe的腐蚀；⑥Fe接电源负极作阴极，Cu接电源正极作阳极，防止了Fe的腐蚀。根据以上分析可知，铁被腐蚀由快到慢的顺序为⑤＞④＞②＞①＞③＞⑥。‎ ‎2．下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是(　　)‎ A．水中的钢闸门连接电源的负极 B．金属护栏表面涂漆 C．汽车底盘喷涂高分子膜 D．地下钢管连接镁块 解析：选A　水中的钢闸门连接电源的负极，钢闸门为阴极，从而得以保护，A项正确；金属护栏表面涂漆的原理是隔绝金属护栏与空气接触，从而减缓金属护栏的腐蚀，B项错误；汽车底盘喷涂高分子膜的原理也是隔绝与空气的接触，C项错误；地下钢管连接镁块形成了原电池，属于牺牲阳极的阴极保护法，D项错误。‎ ‎3.(2016·天津津南区模拟)在城市中地下常埋有纵横交错的管道和输电线路，有些地面上还铺有地铁或城铁的铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道或铁轨形成回路时，就会引起后者的腐蚀。原理简化如图所示。则下列有关说法不正确的是(　　)‎ A．原理图可理解为两个串联电解装置 B．溶液中铁丝被腐蚀时，左侧有无色气体产生，附近产生少量白色沉淀，随后变为灰绿色 C．溶液中铁丝左端电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋‎ D．地下管线被腐蚀，不易发现，维修也不便，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等)‎ 解析：选C　原理图可理解为两个串联的电解装置，如图所示，A项正确。左侧铁棒为阳极，铁失电子生成亚铁离子，铁丝左侧为阴极，氢离子在阴极放电生成氢气，同时有OH ‎－生成，亚铁离子与OH－结合，产生少量白色沉淀，随后被氧化为灰绿色，B项正确、C项错误。‎ ‎4．(2015·重庆高考节选)我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值。但出土的青铜器大多受到环境腐蚀，故对其进行修复和防护具有重要意义。‎ ‎(1)采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。如将糊状Ag2O涂在被腐蚀部位，Ag2O与有害组分CuCl发生复分解反应，该化学方程式为________________________________________________________________________。‎ ‎(2)如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。‎ ‎①腐蚀过程中，负极是________(填图中字母“a”或“b”或“c”)；‎ ‎②环境中的Cl－扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为________________________________________；‎ ‎③若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为________L(标准状况)。‎ 解析：(1)复分解反应为相互交换成分的反应，因此该反应的化学方程式为Ag2O＋2CuCl===2AgCl＋Cu2O。‎ ‎(2)①负极发生失电子的反应，铜作负极失电子，因此负极为c。负极反应：Cu－2e－===Cu2＋，正极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－；②正极产物为OH－，负极产物为Cu2＋，两者与Cl－反应生成Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓；③4.29 g Cu2(OH)3Cl的物质的量为0.02 mol，由Cu元素守恒知，发生电化腐蚀失电子的Cu单质的物质的量为0.04 mol，失去电子0.08 mol，根据电子守恒可得，消耗O2的物质的量为0.02 mol，所以理论上消耗氧气的体积为0.448 L(标准状况)。‎ 答案：(1)Ag2O＋2CuCl===2AgCl＋Cu2O ‎(2)①c　②2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓‎ ‎③0.448‎ 判断金属腐蚀快慢的规律 ‎(1)对同一电解质溶液来说，腐蚀由快到慢：电解池原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。‎ ‎(2)对同一金属来说，腐蚀由快到慢：强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中(浓度相同)。‎ ‎(3)活泼性不同的两种金属，活泼性差异越大，腐蚀越快。‎ ‎(4)对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀越快。‎ 题点(二)　明辨析氢腐蚀和吸氧腐蚀 ‎5．利用如图所示装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是(　　)‎ A．a管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀 B．一段时间后，a管液面高于b管液面 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－===Fe2＋‎ 解析：选C　a管发生吸氧腐蚀，a处溶液的pH增大，b管发生析氢腐蚀，b处溶液的c(H＋)减小pH增大，C项错误。‎ ‎6. (2014·安徽高考)某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。‎ 图1‎ ‎(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)：‎ 编号 实验目的 碳粉/g 铁粉/g 醋酸/%‎ ‎①‎ 为以下实验作参照 ‎0.5‎ ‎2.0‎ ‎90.0‎ ‎②‎ 醋酸浓度的影响 ‎0.5‎ ‎36.0‎ ‎③‎ ‎0.2‎ ‎2.0‎ ‎90.0‎ ‎ (2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2 时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了________腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了________(填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是________________________________________________________________________。‎ ‎(3)该小组对图2中O～t1时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二：‎ 假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；‎ 假设二：_____________________________________________________；‎ ‎……‎ ‎(4)为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含有H2的方案。请你再设计一个实验方案验证假设一，写出实验步骤和结论。‎ 实验步骤和结论(不要求写具体操作过程)：‎ 解析：(1)实验②中碳粉的质量与实验①相同，醋酸的浓度与实验①不同，所以铁粉的质量应与实验①相同，即2.0 g；实验③中碳粉质量与实验①不同，铁粉质量和醋酸浓度均与实验①相同，显然实验③目的是探究碳粉含量对腐蚀类型的影响。(2)t2时，容器中压强明显小于起始压强，说明容器中气体减少，所以铁发生的是吸氧腐蚀，腐蚀过程中，铁为负极，发生氧化反应，生成Fe2＋，碳为正极，发生还原反应：2H2O＋O2＋4e－===4OH－(或4H＋＋O2＋4e－===2H2O)。(3)O～t1时压强增大，应从两方面考虑，一是生成气体，二是温度升高，则由假设一内容可得假设二应是：此反应是放热反应，温度升高。‎ 答案：(1)②2.0　③碳粉含量的影响 ‎(2)吸氧　如图所示　‎ 还原　2H2O＋O2＋4e－===4OH－(或4H＋＋O2＋4e－===2H2O)　(3)反应放热，温度升高 ‎(4)‎ 根据介质判断析氢腐蚀和吸氧腐蚀 正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键。潮湿的空气、酸性很弱或中性溶液发生吸氧腐蚀；NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液发生析氢腐蚀。‎ 考点四　电化学定量计算与“多池组合”电池 电化学中的定量计算 电化学的反应是氧化还原反应，各电极上转移电子的物质的量相等，无论是单一电池还是串联电解池，均可抓住电子守恒计算。‎ ‎1．解题关键 ‎(1)电极名称要区分清楚；‎ ‎(2)电极产物要判断准确；‎ ‎(3)各产物间量的关系遵循电子得失守恒。‎ ‎2．三种计算方法 ‎‎ 如以通过4 mol e－为桥梁可构建如下关系式：‎ ‎(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)‎ 该关系式具有总览电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。‎ ‎[注意]　在电化学计算中，还常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19 C来计算电路中通过的电量。‎ ‎[对点演练]‎ ‎1．将两个铂电极插入500 mL CuSO4溶液中进行电解，通电一段时间后，某一电极增重0.064 g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为(　　)‎ A．4×10－3 mol·L－1　　　 　B．2×10－3 mol·L－1‎ C．1×10－3 mol·L－1 D．1×10－7 mol·L－1‎ 解析：选A　阴极反应：Cu2＋＋2e－===Cu，增重0.064 g应是生成Cu的质量，设生成H＋的物质的量为x，根据总反应离子方程式： ‎ ‎2Cu2＋＋2H2O 2Cu＋O2↑＋4H＋‎ ‎　　　　　　2×64 g　　　4 mol ‎　　　　　　0.064 g　　　x x＝0.002 mol c(H＋)＝＝4×10－3 mol·L－1。‎ ‎2．500 mL NaNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)＝0.3 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1.12 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＋)＝0.2 mol·L－1‎ B．电解后溶液中c(H＋)＝0.2 mol·L－1‎ C．上述电解过程中共转移0.4 mol电子 D．电解后得到的Cu的物质的量为0.1 mol 解析：选B　阳极离子放电能力：OH－>NO，根据题给信息，阳极一定是OH－放电，生成0.05 mol氧气，转移0.2 mol电子；阴极离子放电能力：Cu2＋>H＋>Na＋，所以Cu2＋先放电，然后是H＋放电，阴极生成0.05 mol氢气时，转移0.1 mol电子，根据得失电子守恒知，Cu2＋得到0.1 mol电子，n(Cu2＋)＝0.05 mol，所以原溶液中n[Cu(NO3)2]＝0.05 mol，n(NO)＝0.3 mol·L－1×0.5 L＝0.15 mol，n(NaNO3)＝0.05 mol。原混合溶液中c(Na＋)＝0.1 mol·L－1，A项错误；结合以上分析及电解总方程式Cu2＋＋2H2OCu＋H2↑＋O2↑＋2H＋可知，生成0.05 mol Cu、0.05 mol O2、0.05 mol H2和0.1 mol H＋，电解后溶液中c(H＋)＝＝0.2 mol·L－1，B项正确，D项错误；上述电解过程中共转移0.2 mol电子，C项错误。‎ ‎3．(2017·大连模拟)用惰性电极电解一定浓度的CuSO4溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后恰好恢复到电解前的浓度和pH(不考虑二氧化碳的溶解)。则电解过程中转移电子的物质的量为(　　)‎ A．0.4 mol B．0.5 mol C．0.6 mol D．0.8 mol 解析：选C　Cu2(OH)2CO3可改写为2CuO·H2O·CO2，因反应后生成的CO2离开溶液，所以加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3相当于加入0.2 mol CuO、0.1 mol H2O，根据 ‎2Cu　　～　O2　～　　4e－‎ ‎2 mol　　　　　　　　4 mol ‎0．2　　　　　　　　0.4 mol ‎2H2O　～　O2　～　　4e－‎ ‎2　　　　　　　　　　4 mol ‎0．1　　　　　　　　0.2 mol 转移电子的物质的量＝0.4 mol＋0.2 mol＝0.6 mol。‎ ‎4．将1 L一定浓度的CuSO4溶液，用a、b两个石墨电极电解，当a极上产生22.4 L(标准状况下)气体时，b极上只有固体析出。然后将a、b两极反接，继续通直流电，b极上又产生22.4 L(标准状况下)气体，溶液质量共减少227 g。‎ ‎(1)a极上产生22.4 L(标准状况下)气体时，b极增加的质量为________。‎ ‎(2)原溶液中CuSO4的物质的量浓度为________。‎ 解析：(1)电解方程式：2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑。a极即阳极上产生O2：m(O2)＝×32 g·mol－1＝32 g，b极即阴极质量增加的是生成Cu的质量：m(Cu)＝2n(O2)×M(Cu)＝2 mol×64 g·mol－1＝128 g，溶液质量减少160 g。‎ ‎(2)电源反接后，b为阳极，Cu先放电，然后OH－放电，a为阴极，Cu2＋先放电，然后H＋放电。电解过程可分为三个阶段：①电镀铜，此阶段溶液质量变化Δm1＝0。②电解CuSO4溶液：‎ ‎2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑‎ ‎2 2 1‎ ‎2n1(O2) 2n1(O2) n1(O2)‎ 此阶段，溶液质量减少160n1(O2) g。‎ ‎③电解H2SO4溶液，其本质是电解水：‎ ‎2H2O　 2H2　＋　O2↑‎ ‎2 2 1‎ ‎2n2(O2) 2n2(O2) n2(O2)‎ 此阶段，溶液质量减少36n2(O2) g。‎ 则有，‎ 解得：n1(O2)＝0.25 mol，n2(O2)＝0.75 mol，所以原溶液中c(CuSO4)＝＝2.5 mol·L－1。‎ 答案：(1)128 g　(2)2.5 mol·L－1‎ ‎“多池组合”电池的综合分析 ‎1．电池类型的判断方法 ‎(1)直接判断：非常直观明显的装置，如燃料电池、铅蓄电池等在电路中，则其他装置为电解池。如图所示：A为原电池，B为电解池。‎ ‎(2)根据电池中的电池材料和电解质溶液判断：‎ 原电池一般是两种不同的金属电极或一种金属电极一个碳棒做电极；而电解池则一般都是两个惰性电极，如两个铂电极或两个碳棒。原电池中的电极材料和电解质溶液之间能发生自发的氧化还原反应，电解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应。如图所示：B为原电池，A为电解池。‎ ‎(3)根据电极反应现象判断：‎ 在某些装置中根据电极反应或反应现象可判断电极，并由此判断电池类型。如图所示：若C极溶解，D极上析出Cu，B极附近溶液变红，A极上放出黄绿色气体，则可知乙是原电池，D是正极，C是负极；甲是电解池，A是阳极，B是阴极。B、D极发生还原反应，A、C极发生氧化反应。‎ ‎2．相关计算 计算原则是电路中得失电子守恒，常用方法是关系式法。‎ ‎[对点演练]‎ ‎5. (2014·广东高考)某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其他均为Cu，则(　　)‎ A．电流方向：电极 Ⅳ→→电极Ⅰ B．电极Ⅰ发生还原反应 C．电极Ⅱ逐渐溶解 D．电极Ⅲ的电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu 解析：选A　带盐桥的①、②装置构成原电池，Ⅰ为负极，Ⅱ为正极，装置③为电解池。A项，电子移动方向：电极Ⅰ→→电极Ⅳ，电流方向与电子移动方向相反，正确；B项，原电池负极在工作中发生氧化反应，错误；C项，原电池正极上发生还原反应，Cu2＋‎ 在电极Ⅱ上得电子，生成铜单质，该电极质量逐渐增大，错误；D项，电解池中阳极为活性电极时，电极本身被氧化，生成的离子进入溶液中，因为电极Ⅱ为正极，因此电极Ⅲ为电解池的阳极，其电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，错误。‎ ‎6.如图所示的A、B两个电解池中的电极均为铂，在A池中加入0.05 mol·L－1的CuCl2溶液，B池中加入0.1 mol·L－1的AgNO3溶液，进行电解。a、b、c、d四个电极上所析出的物质的物质的量之比是(　　)‎ A．2∶2∶4∶1　　　　　　B．1∶1∶2∶1‎ C．2∶1∶1∶1 D．2∶1∶2∶1‎ 解析：选A　由电解规律可知：a、c为阴极，b、d为阳极。a极上析出Cu，b极上析出Cl2，c极上析出Ag，d极上析出O2。由电子守恒可得出：2e－～Cu～Cl2～2Ag～O2，所以a、b、c、d四个电极上所析出物质的物质的量之比1∶1∶2∶＝2∶2∶4∶1。‎ ‎7．某同学按下图所示的装置进行实验。A、B为两种常见金属，它们的硫酸盐可溶于水，当K闭合时，Y极上产生黄绿色气体。下列分析正确的是(　　)‎ A．溶液中c(A2＋)减小 B．B极的电极反应：B－2e－===B2＋‎ C．Y电极上有Cl2产生，发生还原反应 D．反应初期，X电极周围出现白色胶状沉淀 解析：选D　根据Y极有黄绿色气体生成，Y极电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，即Y为电解池的阳极，B为原电池的正极，A为原电池的负极。故A极的电极反应为A－2e－===A2＋，溶液中c(A2＋)增大，A错误；B极为正极，发生还原反应，B错误；右边U形管中最初为电解AlCl3溶液，X电极为H＋放电，c(H＋)减小，c(OH－)增大，且Al3＋移向X极，因此会产生Al(OH)3白色胶状沉淀，D正确。‎ ‎8．某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)甲池为________(填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH电极的电极反应式为_____________________________________________________________。‎ ‎(2)乙池中A(石墨)电极的名称为________(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，总反应式为_______________________________________________________________。‎ ‎(3)当乙池中B极质量增加5.40 g时，甲池中理论上消耗O2的体积为________mL(标准状况下)，丙池中_______极析出________g铜。‎ ‎(4)若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，甲中溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”)；丙中溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”)。‎ 解析：(1)甲池为原电池，通入CH3OH的电极为负极，电极反应式为CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O。‎ ‎(2)乙池中为用惰性电极电解AgNO3溶液，其中A作阳极，B作阴极，总反应式为4AgNO3＋2H2O电解,4Ag＋O2↑＋4HNO3。(3)根据各电极上转移的电子相同，得 n(Ag)＝4n(O2)＝2n(Cu)，故V(O2)＝××22.4 L＝0.28 L＝280 mL，m(Cu)＝××64 g＝1.60 g。(4)若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，根据丙中总反应2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，则溶液pH增大，而甲中总反应为2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O，使溶液pH减小。‎ 答案：(1)原电池 　 CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O ‎(2)阳极　4AgNO3＋2H2O电解,4Ag＋O2↑＋4HNO3 ‎ ‎(3)280　D　1.6　(4)减小　增大 ‎[课堂巩固练]‎ ‎1．(2017·绵阳模拟)下列表述不正确的是(　　)‎ A B C D 盐桥中的Cl－移向ZnSO4溶液 a极附近产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 粗铜的电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu 正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－‎ 解析：选C　根据原电池的工作原理，锌为负极，铜为正极，阴离子向负极移动，A正确；根据电解原理，a为阳极，其电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，b为阴极，Cu2＋＋2e－===Cu，因此a极产生的气体能使淀粉碘化钾试纸变蓝，B正确；粗铜作阳极，Cu－2e－‎ ‎===Cu2＋，C错误；发生吸氧腐蚀，正极得电子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D正确。‎ ‎2.利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是(　　)‎ A．氯碱工业中，X、Y均为石墨，X附近能得到NaOH B．铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4‎ C．电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属 D．外加电流的阴极保护法中，Y是待保护金属 解析：选D　电解饱和食盐水时，阴极区得到H2和NaOH。电解法精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极；电镀时，应以镀层金属作阳极，待镀金属作阴极。‎ ‎3．(2017·兰州模拟)下列有关金属腐蚀与防护的说法不正确的是(　　)‎ A．纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗 B．当镀锡铁制品的镀层破损时，镀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负极相连以保护它不受腐蚀 解析：选B　A项，发生电化学腐蚀时，金属不纯，则纯银器主要发生化学腐蚀，正确；B项，铁比锡活泼，当镀锡铁制品的镀层破损时，铁易被腐蚀，错误；C项，海轮外壳连接锌块，锌为负极，保护外壳不受腐蚀，为牺牲阳极的阴极保护法，正确；D项，防止金属被氧化，金属应连接电源的负极，如连接正极，加剧腐蚀，正确。‎ ‎4．工业上可利用下图所示电解装置吸收和转化SO2(A、B均为惰性电极)。下列说法正确的是(　　)‎ A．A电极接电源的负极 B．A极区溶液的碱性逐渐增强 C．本装置中使用的是阴离子交换膜 D．B极的电极反应式为SO2＋2e－＋2H2O===SO＋4H＋‎ 解析：选AB　A项，由SO生成S2O，发生还原反应，A应为负极，正确；B项，阴极的电极反应式为2SO＋2e－＋2H2O===S2O＋4OH－，碱性增强，正确；C项，阳极的电极反应式为SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋，阴极的电极反应式为2SO＋2e－＋2H2O===S2O＋4OH－，离子交换膜应使H＋移动，应为阳离子交换膜，错误；D项，B为阳极，发生SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋，错误。‎ ‎5．一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下表：‎ pH ‎2‎ ‎4‎ ‎6‎ ‎6.5‎ ‎8‎ ‎13.5‎ ‎14‎ 腐蚀快慢 较快 慢 较快 主要产物 Fe2＋‎ Fe3O4‎ Fe2O3‎ FeO 下列说法错误的是(　　)‎ A．当pH<4时，碳钢主要发生析氢腐蚀 B．当pH>6时，碳钢主要发生吸氧腐蚀 C．当pH>14时，正极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O D．在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓 解析：选C　当pH<4时，溶液呈酸性，碳钢主要发生析氢腐蚀，A正确；当pH>6时，溶液的酸性较弱，碳钢主要发生吸氧腐蚀，B正确；在pH>14时，溶液呈碱性，碳钢主要发生吸氧腐蚀，碳钢腐蚀的正极反应O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C错误；在煮沸除氧气后的碱性溶液中，正极上氧气生成氢氧根离子速率减小，所以碳钢腐蚀速率会减缓，D正确。‎ ‎6．(2015·江苏高考)下列说法正确的是(　　)‎ A．若H2O2分解产生1 mol O2，理论上转移的电子数约为4×6.02×1023‎ B．室温下，pH＝3的CH3COOH溶液与pH＝11的NaOH溶液等体积混合，溶液pH＞7‎ C．钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀 D．一定条件下反应N2＋3H22NH3达到平衡时，3v正(H2)＝2v逆(NH3)‎ 解析：选C　A选项，双氧水中的O为－1价，氧气中的O为0价，每生成1个O2失去2个电子，因此当产生1 mol氧气时，转移2 mol电子，错误；B选项，两者混合后，醋酸过量，因此溶液应呈酸性，溶液pH＜7，错误；C选项，可采取牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止钢铁的腐蚀，正确；D选项，反应达到平衡时，2v正(H2)＝3v逆(NH3)，错误。‎ ‎7．(2017·黄石模拟)如图为相互串联的甲、乙两电解池。‎ 试回答：‎ ‎(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置，则A是________极，材料是________，电极反应为____________________，电解质溶液为________。当一极有1 mol 纯铜析出时，另一极溶解的铜________ 1 mol(填“大于”“小于”或“等于”)。‎ ‎(2)乙池中若滴入少量酚酞溶液，电解一段时间后Fe电极附近呈________色，电极反应式为________________________________________________________________________。‎ ‎(3)若甲池中阴极增重12.8‎ ‎ g，则乙池中阳极放出的气体在标准状况下的体积为________L，若此时乙池剩余液体为400 mL，则电解后溶液的pH为________。‎ 解析：(1)与电源负极相连的极是电解池的阴极，与电源正极相连的极是电解池的阳极。由图示装置知甲池中A为阴极，B为阳极，乙池中Fe为阴极，C(碳棒)为阳极。‎ 甲池若为精炼铜的装置，则A极材料是纯铜，电板反应为Cu2＋＋2e－===Cu，电解质溶液为CuSO4溶液。阳极材料为粗铜，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋、Zn－2e－===Zn2＋、Ni－2e－===Ni2＋，根据电极反应和电子守恒知阴极有1 mol纯铜析出时，阳极溶解的铜小于1 mol。‎ ‎(2)乙池中是电解NaCl溶液，C为阳极，放出Cl2，Fe为阴极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴极区溶液呈碱性，若滴入少量酚酞溶液，电解一段时间后Fe极附近呈红色。‎ ‎(3)若甲池为电解精炼铜，阴极增重12.8 g，生成铜的质量为12.8 g，物质的量为0.2 mol，转移电子的物质的量为0.4 mol，根据电子守恒知乙池中阳极放出氯气的物质的量为0.2 mol，在标准状况下的体积为4.48 L；根据2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－知生成OH－的物质的量为0.4 mol，溶液的体积为0.4 L，c(OH－)＝1 mol·L－1，pH＝14。‎ 答案：(1)阴　纯铜　Cu2＋＋2e－===Cu　CuSO4溶液(其他合理答案也可以)　小于 ‎(2)红　2H＋＋2e－===H2↑或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－　(3)4.48　14‎ ‎[课下提能练]‎ 一、单项选择题 ‎1．埋在地下的钢管常用如图所示的方法加以保护，使其免受腐蚀。关于此方法，下列说法正确的是(　　)‎ A．金属棒X的材料可能为铜 B．金属棒X的材料可能为钠 C．钢管附近土壤的pH可能会升高 D．这种方法属于外加电流的阴极保护法 解析：选C　金属棒X的材料若为铜，则易腐蚀钢管，A项错误；钠为活泼金属，易发生反应，B项错误；钢管吸氧发生还原反应，产生OH－，附近土壤的pH可能会升高，C项正确；该装置没有外接电源，不属于外加电流的阴极保护法，D项错误。‎ ‎2．下列有关电化学装置的说法正确的是(　　)‎ A．利用图a装置处理银器表面的黑斑Ag2S，银器表面发生的反应为Ag2S＋2e－===2Ag＋S2－‎ B．图b电解一段时间，铜电极溶解，石墨电极上有亮红色物质析出 C．图c中的X极若为负极，则该装置可实现粗铜的精炼 D．图d中若M是海水，该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”使铁不被腐蚀 解析：选A　图a中形成原电池，Al为负极被氧化，Ag2S为正极被还原，正极反应式为Ag2S＋2e－===2Ag＋S2－，A正确；图b中，铜为阴极，发生还原反应，不能溶解，石墨电极上生成氧气，B错误；图c中的X极若为负极，粗铜为阴极，而电解精炼时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，不能进行粗铜的精炼，C错误；图d装置中有外接电源，属于“有外加电源的阴极保护法”，D错误。‎ ‎3．(2017·济南模拟)四个电解装置都以Pt作电极，它们分别装着如下电解质溶液进行电解，电解一段时间后，测定其pH变化，所记录的结果正确的是(　　)‎ 选项 A B C D 电解质溶液 HCl AgNO3‎ KOH BaCl2‎ pH变化 减小 增大 增大 不变 解析：选C　电解盐酸，溶质HCl的量减小，溶剂量不变，所以酸性减弱，pH增大，A错误；电解硝酸银溶液生成硝酸、金属银和氧气，溶液酸性增强，pH减小，B错误；电解氢氧化钾溶液的实质是电解水，溶质的量不变，溶剂减小，碱性增强，pH增大，C正确；电解氯化钡溶液得到氢氧化钡、氢气和氯气，溶液碱性增强，pH增大，D错误。‎ ‎4．(2017·石家庄模拟)如图所示装置Ⅰ是一种可充电电池，装置Ⅱ为电解池。离子交换膜只允许Na＋通过，充放电的化学方程式为2Na2S2＋NaBr3Na2S4＋3NaBr。闭合开关K时，b极附近先变红色。下列说法正确的是(　　)‎ A．负极反应为4Na－4e－===4Na＋‎ B．闭合K后，b电极附近的pH变小 C．当有0.01 mol Na＋通过离子交换膜时，b电极上析出气体在标准状况体积为112 mL D．闭合K后，a电极上产生的气体具有漂白性 解析：选C　当闭合开关K时，b附近溶液先变红，即b附近有OH－生成，在b极析出氢气，b极是阴极，a极是阳极，与阴极连接的是原电池的负极，所以B极是负极，A极是正极。闭合K时，负极发生氧化反应，电极反应为2Na2S2－2e－===2Na＋＋Na2S4，A错误；闭合开关K时，b极附近先变红色，该极上生成H2和OH－，pH增大，B错误；闭合K时，有0.01 mol Na＋通过离子交换膜，说明有0.01 mol电子转移，阴极上生成0.005 mol H2，标准状况下体积为0.005 mol×22.4 L·mol－1＝0.112 L＝112 mL，C正确；闭合开关K时，a极是阳极，该极上金属铜被氧化，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，没有气体产生，D错误。‎ ‎5．(2015·福建高考)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是(　　)‎ A．该装置将化学能转化为光能和电能 B．该装置工作时，H＋从b极区向a极区迁移 C．每生成1 mol O2，有44 g CO2被还原 D．a电极的反应为3CO2＋18H＋－18e－===C3H8O＋5H2O 解析：选B　结合装置图可知该装置为电解装置，模拟“人工树叶”，故为电能转化为化学能，A项错误；b极连接电源的正极，为阳极，在电解池中H＋向a极(阴极)区移动，B项正确；右侧H2O→O2发生的是氧化反应，每生成1 mol O2，转移4 mol电子，C3H8O中碳元素的化合价是－2,3CO2―→C3H8O，转移18 mol电子，故生成1 mol O2消耗 mol CO2，C项错误；a电极发生的是还原反应：3CO2＋18H＋＋18e－===C3H8O＋5H2O，D项错误。‎ ‎6．(2017·深圳模拟)用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如图所示(电极材料为石墨)。下列有关叙述不正确的是(　　)‎ A．图中a极连接电源的负极 B．A口放出的物质是氢气，C口放出的物质是氧气 C．b极电极反应式为SO－2e－＋H2O===SO＋2H＋‎ D．电解过程中阴极区碱性明显增强 解析：选B　A项，Na＋移向阴极区，SO移向阳极区，所以a极为阴极，应接电源负极，正确；B项，阴极区H＋放电生成氢气，阴极电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，从A口出来的是氢气，b极应接电源正极，阳极电极反应式为SO－2e－＋H2O===SO＋2H＋，从C口流出的是浓度较大的硫酸，错误；C项，b为阳极，SO在阳极失去电子变成SO，阳极电极反应式为SO－2e－＋H2O===SO＋2H＋，正确；D项，阴极电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，c(OH－)增大，碱性增强，正确。‎ ‎7．(2017·温州模拟)高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。用镍(Ni)、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸钠(Na2FeO4)的装置如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．铁是阳极，电极反应为Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2‎ B．电解一段时间后，镍电极附近溶液的pH减小 C．若离子交换膜为阴离子交换膜，则电解结束后左侧溶液中含有FeO D．每制得1 mol Na2FeO4，理论上可以产生67.2 L气体 解析：选C　用镍(Ni)、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸钠(Na2FeO4)，铁失电子生成高铁酸钠，则铁作阳极，镍作阴极，电极反应式为Fe＋8OH－－6e－===FeO＋4H2O，A错误；镍电极上H＋放电生成H2，c(H＋)减小，溶液的pH增大，B错误；若离子交换膜为阴离子交换膜，FeO穿过阴离子交换膜向左侧扩散，左侧溶液中会含有FeO，C正确；温度和压强未知，不能计算生成气体体积，D错误。‎ 二、不定项选择题 ‎8．如图所示，甲池的总反应式为N2H4＋O2===N2＋2H2O。下列说法正确的是(　　)‎ A．甲池中负极上的电极反应式为N2H4－4e－===N2＋4H＋‎ B．乙池中石墨电极上发生的反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑‎ C．甲池溶液pH增大，乙池溶液pH减小 D．甲池中每消耗0.1 mol N2H4乙池电极上则会析出6.4 g固体 解析：选B　由图知甲池是燃料电池，乙池是电解池，甲池的电解质溶液是氢氧化钾溶液，则负极不可能生成H＋，应为N2H4－4e－＋4OH－===N2＋4H2O，A错误；乙池的石墨极是阳极，发生氧化反应，B正确；甲池总反应中生成了水，则KOH溶液浓度变小，pH减小，乙池生成Cu、O2、H2SO4，溶液pH减小，C错误；根据各个电极流过的电量相等知，N2H4～2Cu，甲池消耗0.1 mol N2H4，乙池电极上则会析出12.8 g铜，D错误。‎ ‎9.(2016·南京三模)如图装置可处理乙醛废水，乙醛在阴、阳极发生反应，分别转化为乙醇和乙酸。下列说法正确的是(　　)‎ A．b电极为负极 B．电解过程中，阴极区Na2SO4的物质的量增大 C．阳极电极反应式为CH3CHO－2e－＋H2O===CH3COOH＋2H＋‎ D．电解过程中，两极均有少量气体产生，则阳极产生的是H2‎ 解析：选AC　与电源负极相连的电极为阴极，A正确；在电解过程中，Na＋通过阳离子交换膜进入阴极区，但SO既不能反应，也不能通过阳离子交换膜，故Na2SO4的物质的量不变，B错；在阳极上乙醛失电子生成乙酸，C正确；电解过程中阳极上少量的阴离子放电，故为OH－失电子生成O2，而不是H2，D错误。‎ ‎10．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，RFC工作原理如图。下列有关说法正确的是(　　)‎ A．当有0.1 mol电子转移时，a电极产生1.12 L O2(标准状况下)‎ B．b电极上发生的电极反应是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑‎ C．d电极上发生的电极反应是O2＋4H＋＋4e－===2H2O D．c电极上进行还原反应，B池中的H＋可以通过隔膜进入A池 解析：选BD　a为阴极，阴极发生还原反应：4H＋＋4e－===2H2↑，当有0.1 mol电子转移时，有0.05 mol H2生成，A项错误；b极为阳极，电极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，B项正确；a极产生的气体X为H2，充入H2的d极为原电池的负极，负极反应为H2－2e－===2H＋，C项错误；电解池的阳极产生的气体为O2，即Y为O2，充入O2的c极为原电池的正极，正极发生还原反应，原电池中，阳离子移向正极，即H＋通过隔膜进入A池，D项正确。‎ 三、非选择题 ‎11．(2017·威海模拟)钢铁是目前应用最广泛的金属材料，了解钢铁腐蚀的原因与防护方法具有重要意义，对钢铁制品进行抗腐蚀处理，可适当延长其使用寿命。‎ ‎(1)抗腐蚀处理前，生产中常用盐酸来除铁锈。现将一表面生锈的铁件放入盐酸中，当铁锈除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式为________________________________________________________________________。‎ ‎(2)利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。‎ ‎①若X为碳棒，为减缓铁件的腐蚀，开关K应置于________处。‎ ‎②若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为________________。‎ ‎(3)图中若X为粗铜，容器中海水替换为硫酸铜溶液，开关K置于N处，一段时间后，当铁件质量增加3.2 g时，X电极溶解的铜的质量________3.2 g(填“<”“>”或“＝”)。‎ ‎(4)图中若X为铜，容器中海水替换为FeCl3溶液，开关K置于M处，铜电极发生的反应是__________________，若将开关K置于N处，发生的总反应是________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)铁锈的成分为Fe2O3，能和盐酸反应生成FeCl3和水，当铁锈除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式为Fe＋2FeCl3===3FeCl2。‎ ‎(2)①若X为碳棒，由于Fe比较活泼，为减缓铁的腐蚀，应使Fe为电解池的阴极即连接电源的负极，故K连接N处。②若X为锌，开关K置于M处，Zn为阳极被腐蚀，Fe为阴极被保护，该防护法称为牺牲阳极的阴极保护法。‎ ‎(3)若X为粗铜，容器中海水替换为硫酸铜溶液，开关K置于N处，一段时间后，当铁件质量增加3.2 g时，由于粗铜中有杂质参加反应，所以X电极溶解的铜的质量<3.2 g。‎ ‎(4)若X为铜，容器中海水替换为FeCl3溶液，开关K置于M处，此时构成原电池装置，铜电极为正极，发生的反应是2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋；若将开关K置于N处，此时构成电解池装置，铜为阳极，铜本身被氧化而溶解，阴极铁离子被还原，发生的总反应是：Cu＋2Fe2＋===2Fe3＋＋Cu2＋。‎ 答案：(1)Fe＋2FeCl3===3FeCl2‎ ‎(2)①N　②牺牲阳极的阴极保护法　(3)<‎ ‎(4)2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋　Cu＋2Fe2＋===2Fe3＋＋Cu2＋‎ ‎12．电解原理在污水处理过程中有广泛的应用。‎ ‎(1)某工业废水中含有毒性较大的CN－，可用电解法将其转变为N2，装置如图1所示。气体甲是________(填化学式)，电解池中生成N2的电极反应式为________________________________________________________________________。‎ ‎(2)电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解NO的原理如图2所示。‎ ‎①电源正极为________(填“A”或“B”)，阳极反应式为____________________________。‎ ‎②若电解过程中转移了2 mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差(Δm左－Δm右)为________。‎ ‎(3)将含＋6价铬的废水放入电解槽内，用铁作阳极，加入适量的氯化钠进行电解。阳极区生成的Fe2＋和Cr2O发生反应，生成的Fe3＋和Cr3＋在阴极区与OH－结合成氢氧化物沉淀而除去。‎ ‎①写出阳极的电极反应式：______________________________________________。‎ ‎②电解法中加入氯化钠的作用是_____________________________________________。‎ ‎(4)甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：通电后，将Co2＋氧化成Co3＋，然后以Co3＋作氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2‎ 而净化。实验室用图3装置模拟上述过程，写出阳极电极反应式：____________________。‎ ‎(5)将有机污水去除氧气后加入到如图4所示的微生物电解池内，可以实现污水处理和二氧化碳还原制甲醇。写出电解时阴极的电解反应式：______________________。‎ 解析：(1)根据电解质溶液中OH－的移动方向可知，生成N2的电极为阳极，故生成气体甲的电极为阴极，在阴极上是H＋得电子生成H2；在CN－中，C为＋2价，N为－3价，故1 mol CN－失去5 mol电子生成CO和N2，由此可写出电极反应式为2CN－－10e－＋12OH－===2CO＋N2↑＋6H2O。‎ ‎(2)根据图示，B所连接的电极上NO变成了N2，得电子，发生了还原反应，则该电极是阴极，B是负极，A是正极。阳极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，阴极反应式为2NO＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O，转移了2 mol电子，阳极消耗1 mol H2O，生成2 mol H＋，进入阴极室，阳极室质量减少18 g；阴极放出0.2 mol N2(5.6 g)，同时有2 mol H＋进入阴极室，阴极室质量减少3.6 g，故膜两侧电解液的质量变化差(Δm左－Δm右)＝18 g－3.6 g＝14.4 g。‎ ‎(3)用铁作阳极，则阳极反应为Fe－2e－===Fe2＋。‎ ‎(4)通电后，将Co2＋氧化成Co3＋，电解池中阳极失电子发生氧化反应，电极反应为Co2＋－e－===Co3＋。‎ ‎(5)阴极得电子发生还原反应，根据图示，CO2转化为CH3OH，得6个电子，酸性介质，结合H＋生成H2O，配平即可。‎ 答案：(1)H2　2CN－－10e－＋12OH－===2CO＋N2↑＋6H2O ‎(2)①A　2H2O－4e－===O2↑＋4H＋　②14.4 g ‎(3)①Fe－2e－===Fe2＋　②增强溶液导电性 ‎(4)Co2＋－e－===Co3＋‎ ‎(5)CO2＋6H＋＋6e－===CH3OH＋H2O ‎13．(2017·仙桃模拟)利用电化学原理，将NO2、O2和熔融KNO3制成燃料电池，模拟工业电解法来处理含Cr2O废水，如下图所示；电解过程中溶液发生反应：Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。‎ ‎(1)甲池工作时，NO2转变成绿色硝化剂Y，Y是N2O5，可循环使用。则石墨Ⅱ是电池的________极；石墨Ⅰ附近发生的电极反应式为_____________________________________。‎ ‎(2)工作时，甲池内的NO 向________极移动(填“石墨Ⅰ”或“石墨Ⅱ”)；在相同条件下，消耗的O2和NO2的体积比为________。‎ ‎(3)乙池中Fe(Ⅰ)棒上发生的电极反应为________________________________。‎ ‎(4)若溶液中减少了0.01 mol Cr2O，则电路中至少转移了________mol电子。‎ ‎(5)向完全还原为Cr3＋的乙池工业废水中滴加NaOH溶液，可将铬以Cr(OH)3沉淀的形式除去，已知Cr(OH)3存在以下溶解平衡：Cr(OH)3(s)Cr3＋(aq)＋3OH－(aq)，常温下Cr(OH)3的溶度积Ksp＝c(Cr3＋)·c3(OH－)＝1.0×10－32，要使c(Cr3＋)降至10－5 mol·L－1，溶液的pH应调至________。‎ 解析：(1)根据图示知甲池为燃料电池，电池工作时，石墨Ⅰ附近NO2转变成N2O5，发生氧化反应，电极反应式为NO2＋NO－e－===N2O5；石墨Ⅱ是电池的正极，O2得电子发生还原反应，电极反应式为O2＋4e－＋2N2O5===4NO。‎ ‎(2)电池工作时，电解质溶液中的阴离子移向负极，即甲池内的NO向石墨Ⅰ极移动；根据两极的电极反应式NO2＋NO－e－===N2O5、O2＋4e－＋2N2O5===4NO，根据得失电子守恒知，在相同条件下，消耗O2和NO2的体积比为1∶4。‎ ‎(3)乙池为电解池，Fe(Ⅰ)棒为电解池的阳极，发生的电极反应为Fe－2e－===Fe2＋。‎ ‎(4)根据反应Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O知，若溶液中减少了0.01 mol Cr2O，则参加反应的Fe2＋为0.06 mol，根据电极反应：Fe－2e－===Fe2＋知电路中至少转移了0.12 mol电子。‎ ‎(5)常温下Cr(OH)3的溶度积Ksp＝c(Cr3＋)·c3(OH－)＝1.0×10－32，c(Cr3＋)＝10－5 mol·L－1，则c3(OH－)＝1.0×10－27，c(OH－)＝1.0×10－9 mol·L－1，c(H＋)＝10－5 mol·L－1，溶液的pH应调至5。‎ 答案：(1)正　NO2＋NO－e－===N2O5　(2)石墨Ⅰ ‎1∶4　(3)Fe－2e－===Fe2＋　(4)0.12　(5)5‎