2018届一轮复习人教版金属的电化学腐蚀与防护学案

2018届一轮复习人教版金属的电化学腐蚀与防护学案

金属的电化学腐蚀与防护 ‎1.了解电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。‎ ‎2.理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。‎ ‎ ‎ 一、电解原理 ‎1．电解 在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。‎ ‎2．电解池 ‎(1)构成条件 ‎①有与电源相连的两个电极。‎ ‎②电解质溶液(或熔融盐)。‎ ‎③形成闭合回路。‎ ‎(2)电极名称及电极反应式(如图)‎ ‎(3)电子和离子移动方向 ‎①电子：从电源负极流向电解池的阴极；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。‎ ‎3.以惰性电极电解电解质溶液的类型和规律 类型 电极反应特点 实例 电解 对象 电解质溶液浓度 pH 电解质 溶液复原 电解 水型 阴：2H＋＋2e－===H2↑(或2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑)‎ 阳：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑(或2H2O－4e－===4H＋＋O2↑)‎ NaOH 水 增大 增大 加水 H2SO4‎ 水 增大 减小 加水 Na2SO4‎ 水 增大 不变 加水 电解电解质型 电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电 HCl 电解质 减小 增大 通氯化氢 CuCl2‎ 电解质 减小 加氯化铜 放H2生碱型 阴极：H2O放H2生碱 阳极：电解质阴离子放电 NaCl 电解质 和水 生成新 电解质 增大 通氯化氢 放O2生酸型 阴极：电解质阳离子放电 阳极：H2O放O2生酸 CuSO4‎ 电解质和水 生成新 电解质 减小 加氧化铜 或碳酸铜 二、电解原理的应用 ‎1．氯碱工业 ‎(1)概念：用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、H2和Cl2，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为氯碱工业。‎ ‎(2)原理 ‎2．电镀与电解精炼铜 电镀 ‎(Fe上镀Cu)‎ 电解精炼铜 阳极 电极材料 铜 粗铜(含Zn、Fe、Ni、Ag、‎ Au等杂质)‎ 电极反应 Cu－2e－===Cu2＋‎ Cu－2e－===Cu2＋‎ Zn－2e－===Zn2＋‎ Fe－2e===Fe2＋‎ Ni－2e－===Ni2＋‎ 阴极 电极材料 铁 纯铜 电极反应 Cu2＋＋2e－===Cu 电解质溶液 CuSO4溶液 注：电解精炼铜时，粗铜中的Ag、Au等不反应，沉在电解池底部形成阳极泥 ‎3.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。‎ ‎(1)冶炼钠：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑‎ 电极反应：‎ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑；阴极：2Na＋＋2e－===2Na。‎ ‎(2)冶炼铝：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑‎ 电极反应：‎ 阳极：6O2－－12e－===3O2↑；阴极：4Al3＋＋12e－===4Al。(3)冶炼镁：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑‎ 电极反应：‎ 阳极：2Cl－ － 2e－===Cl2↑，阴极：Mg2＋＋2e－===Mg。‎ 三、金属的腐蚀与防护 ‎1．金属腐蚀的本质 金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生氧化反应。‎ ‎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 金属与接触到的干燥气体(如O2、Cl2、SO2等)或非电解质液体(如石油)等接触 不纯金属或合金跟电解质溶液接触 现象 无电流产生 有微弱电流产生 本质 金属被氧化 较活泼金属被氧化 联系 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍 ‎(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀 以钢铁的腐蚀为例进行分析：‎ 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 Fe－2e－===Fe2＋‎ 正极 ‎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。‎ ‎3．金属的防护 ‎(1)电化学防护 ‎①牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理 a．负极：比被保护金属活泼的金属；‎ b．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 a．阴极：被保护的金属设备；‎ b．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。‎ 高频考点一　电解原理和电解规律的考查 例1．下图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实验现象描述正确的是(　　)‎ 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体 C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色 D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色 ‎【答案】　D ‎【变式探究】以石墨为电极分别电解水和饱和食盐水，关于两个电解池反应的说法正确的是(　　)‎ A．阳极反应式相同 B．电解结束后所得液体的pH相同 C．阴极反应式相同 D．通过相同电量时生成的气体总体积相等(同温同压)‎ ‎【答案】　C ‎【解析】　A项，以石墨为电极电解水，阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，以石墨为电极电解饱和食盐水，阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑，二者阳极电极反应式不同，故A错误；B项，电解水溶液的pH不变，电解饱和氯化钠溶液生成氢氧化钠、氯气和氢气，pH变大，所以电解结束后所得液体的pH不相同，故B错误；C项，以石墨为电极分别电解水和饱和食盐水阴极上都是2H＋＋2e－===H2↑，所以阴极电极反应式相同，故C正确；D项，设转移电子数为4mol，则依据电解方程式：2H2O2H2↑＋O2↑～4e－，电解水生成3mol 气体；依据电解方程式2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑～2e－，电解食盐水生成4mol气体，故D错误。‎ 高频考点二　电解原理的“常规”应用 例2．利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用。下列说法正确的是(　　)‎ A．氯碱工业中，X电极上反应式是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑‎ B．电解精炼铜时，Z溶液中的Cu2＋浓度不变 C．在铁片上镀铜时，Y是纯铜 D．制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁 ‎【答案】　D ‎【变式探究】使用氯化钠作原料可以得到多种产品。‎ ‎(1)实验室用惰性电极电解100mL0.1mol·L－1NaCl溶液，若阴、阳两极均得到112mL气体(标准状况)，则所得溶液的物质的量浓度是______________(忽略反应前后溶液体积的变化)。‎ ‎(2)某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置。‎ 对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是________(填字母)。‎ A．a为正极，b为负极；NaClO和NaCl B．a为负极，b为正极；NaClO和NaCl C．a为阳极，b为阴极；HClO和NaCl D．a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl ‎(3)实验室中很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2‎ 沉淀。某同学利用上图装置，只更换一个电极，通过电解法制取较纯净的Fe(OH)2沉淀，且较长时间不变色。该同学换上的电解材料是__________(用元素符号表示)，总的反应式是_________________________________________________________。‎ ‎【答案】　(1)0.1mol·L－1　(2)B ‎(3)Fe　Fe＋2H2OFe(OH)2↓＋H2↑‎ 高频考点三　根据总反应式，建立等量关系进行计算 例3．两个惰性电极插入500mLAgNO3溶液中，通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时(设电解过程中阴极没有H2放出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略不计)，电极上析出银的质量最大为(　　)‎ A．27mg B．54mg C．106mg D．216mg ‎【答案】　B ‎【解析】　首先结合离子放电顺序，弄清楚两极的反应：阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O；阴极：4Ag＋＋4e－===4Ag，电解的总反应式为4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3。由电解的总反应式可知，电解过程中生成的n(Ag)＝n(HNO3)＝n(H＋)＝(10－3mol·L－1－10－6mol·L－1)×0.5L≈5×10－4mol，m(Ag)＝5×10－4mol×108g·mol－1＝0.054g＝54mg。‎ ‎【变式探究】将两个铂电极插入500mLCuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064g(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．4×10－3mol·L－1 B．2×10－3mol·L－1‎ C．1×10－3mol·L－1 D．1×10－7mol·L－1‎ ‎【答案】　A ‎【解析】　根据2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑，得：n(H＋)＝2n(H2SO4)＝2n(Cu)＝2×＝0.002mol，c(H＋)＝＝4×10－3mol·L－1。‎ 高频考点四　根据电子守恒，突破电解分阶段计算 例4．500mLKNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)＝0.6mol·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2.24L气体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500mL，下列说法正确的是(　　)‎ A．原混合溶液中c(K＋)为0.2mol·L－1‎ B．上述电解过程中共转移0.2mol电子 C．电解得到的Cu的物质的量为0.05mol D．电解后溶液中c(H＋)为0.2mol·L－1‎ ‎【答案】　A ‎【变式探究】用石墨作电极电解1000mL0.1mol·L－1AgNO3溶液，通电一段时间后关闭电源，测得溶液的质量减少了13.4g。下列有关叙述正确的是(NA代表阿伏加德罗常数的值) (　　)‎ A．电解过程中流经外电路的电子数目为0.1NA B．在标准状况下，两极共产生3.92L气体 C．电解后溶液的pH为2(假设溶液体积不变)‎ D．加入13.8gAg2CO3可将溶液彻底复原 ‎【答案】　B 高频考点五　根据电子守恒，突破电解池的“串联”计算 例5．甲醇是一种重要的化工原料和新型燃料。‎ 下图是甲醇燃料电池工作的示意图，其中A、B、D均为石墨电极，C为铜电极。工作一段时间后，断开K，此时A、B两极上产生的气体体积相同。‎ ‎(1)甲中负极的电极反应式为________________。‎ ‎(2)乙中A极析出的气体在标准状况下的体积为______。‎ ‎(3)丙装置溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量变化关系如右图，则图中②线表示的是________的变化；反应结束后，要使丙装置中金属阳离子恰好完全沉淀，需要________mL5.0mol·L－1NaOH溶液。‎ ‎【答案】　(1)CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O　(2)2.24L　(3)Fe2＋　280‎ 高频考点六　腐蚀快慢与防护方法的比较 例6．如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速度由快到慢的顺序为(　　)‎ A．②①③④⑤⑥ B．⑤④③①②⑥‎ C．⑤④②①③⑥ D．⑤③②④①⑥‎ ‎【答案】　C ‎【变式探究】某同学利用下图所示装置探究金属的腐蚀与防护条件。(已知Fe2＋遇K3[Fe(CN)6]溶液呈蓝色)。‎ 下列说法不合理的是(　　)‎ A．①区Cu电极上产生气泡，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液后出现蓝色，Fe被腐蚀 B．②区Cu电极附近滴加酚酞后变成红色，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出现蓝色，Fe被腐蚀 C．③区Zn电极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液未出现蓝色，Fe被保护 D．④区Zn电极的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出现蓝色，Fe被腐蚀 ‎【答案】　A ‎【解析】　①区发生吸氧腐蚀，Cu为正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，Cu电极上不产生气泡，A项错误；②区Cu为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，Cu电极附近溶液碱性增强，滴加酚酞后变成红色，Fe为阳极，被腐蚀，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出现蓝色，B项正确；③区Zn为负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，Fe为正极，得到保护，C项正确；④区Zn为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－‎ ‎，Fe作阳极，被腐蚀，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出现蓝色，D项正确。‎ ‎【方法规律】‎ ‎1．判断金属腐蚀快慢的规律 ‎(1)对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀。‎ ‎(2)对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中。‎ ‎(3)活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快。‎ ‎(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。‎ ‎2．两种保护方法的比较 外加电流的阴极保护法保护效果大于牺牲阳极的阴极保护法。‎ ‎3．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。‎ 高频考点七　正确判断析氢腐蚀和吸氧腐蚀 例7．一定条件下，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 ‎【答案】　C ‎【解析】　C项应改为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。‎ ‎【变式探究】利用右图装置进行实验，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＋‎ ‎【答案】　C 高频考点八 电解过程中的定量计算 例8．用惰性电极电解100 mL CuSO4溶液一段时间后，可以通过添加0.1 mol Cu(OH)2将溶液的量与浓度完全复原，则电解时电路中通过的电子为(　　)‎ A．0.1 mol　　　　　　　 B．0.2 mol C．0.4 mol　　 D．0.8 mol ‎【答案】　C ‎【解析】　本题解题关键是通过加入Cu(OH)2将溶液完全复原这一信息，确定该电解过程分为两个过程，分别为电解CuSO4溶液和H2O，可分别进行计算。根据题意知，通过添加0.1 mol Cu(OH)2将溶液的量与浓度完全复原，可知电解时Cu2＋放电完全，且电解了一部分水。由0.1 mol Cu(OH)2可知，电解时阴极产生了0.1 mol Cu和0.1 mol H2，结合电极反应式知，通过的电子为0.4 mol。‎ ‎【变式探究】500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)＝0.6 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‎2.24 L气体(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(K＋)为0.2 mol·L－1‎ B．上述电解过程中共转移0.2 mol电子 C．电解得到的Cu的物质的量为0.05 mol D．电解后溶液中c(H＋)为0.2 mol·L－1‎ ‎【答案】　A ‎ ‎ ‎1．【2016年高考海南卷】某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解溶质溶液。下列说法正确的是（ ）‎ A．Zn为电池的负极 B．正极反应式为2FeO42−+ 10H++6e−=Fe2O3+5H2O C．该电池放电过程中电解质溶液浓度不变 D．电池工作时向负极迁移 ‎【答案】AD ‎【解析】根据化合价升降判断，Zn化合价只能上升，故为负极材料，K2FeO4为正极材料，A正确；KOH 溶液为电解质溶液，则正极反应式为2FeO42− +6e−+8H2O =2Fe(OH)3+10OH−，B错误；该电池放电过程中电 解质溶液浓度减小，C错误；电池工作时阴离子OH−向负极迁移，D正确。‎ ‎2．【2016年高考新课标Ⅲ卷】锌–空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn+O2+4OH–+2H2O===2Zn(OH)。下列说法正确的是（ ）‎ A．充电时，电解质溶液中K+向阳极移动 B．充电时，电解质溶液中逐渐减小 C．放电时，负极反应为：Zn+4OH–-2e–===Zn(OH)‎ D．放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L（标准状况）‎ ‎【答案】C ‎【解析】充电时阳离子向阴极移动，A错误；放电时总反应为：2Zn+O2+4KOH+2H2O===2K2Zn(OH)4,，则充电时生成氢氧化钾，溶液中的增大， B错误；放电时，锌在负极失去电子，C正确；标准状况下22.4L氧气的物质的量为1mol，对应转移4mol电子，D错误。‎ ‎3．【2016年高考天津卷】(14分)氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：‎ ‎（1）与汽油相比，氢气作为燃料的优点是_________(至少答出两点)。但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：____________。‎ ‎（5）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−FeO42−+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的FeO42−，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_______。‎ ‎③c( 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：_____________。‎ ‎【答案】‎ ‎（1）污染小；可再生；来源广；资源丰富；燃烧热值高；H2+2OH--2e-=2H2O ‎（5）①阳极室 ‎②防止Na2FeO4与H2反应使产率降低 ‎③M点：c(OH-)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢(或N点：c(OH-)过高，铁电极上有氢氧化铁生成，使Na2FeO4‎ 产率降低)。‎ ‎ 1．【2015浙江理综化学】在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O—CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。下列说法不正确的是（ ）‎ A．X是电源的负极 B．阴极的反应式是：H2O＋2eˉ＝H2＋O2ˉ‎ CO2＋2eˉ＝CO＋O2ˉ‎ C．总反应可表示为：H2O＋CO2H2＋CO＋O2‎ D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1︰1‎ ‎【答案】D ‎【解析】A、从图示可看出，与X相连的电极发生H2O→H2、CO2→CO的转化，均得电子，应为电解池的阴极，则X为电源的负极，A正确；B、阴极H2O→H2、CO2→CO 均得电子发生还原反应，电极反应式分别为：H2O＋2eˉ＝H2＋O2ˉ、CO2＋2eˉ＝CO＋O2ˉ，B正确；C、从图示可知，阳极生成H2和CO的同时，阴极有O2生成，所以总反应可表示为：H2O＋CO2H2＋CO＋O2，C正确；D、从总反应方程式可知，阴极生成2mol气体(H2、CO各1mol)、阳极生成1mol气体(氧气)，所以阴、阳两极生成的气体物质的量之比2∶1，D不正确。答案选D。‎ ‎2．【2015四川理综化学】用右图所示装置除去含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，下列说法不正确的是（ ）‎ A．用石墨作阳极，铁作阴极 B．阳极的电极反应式为：Cl－ + 2OH－－2e－= ClO－ + H2O C．阴极的电极反应式为：2H2O + 2e－ = H2↑ + 2OH－‎ D．除去CN－的反应：2CN－+ 5ClO－ + 2H+ = N2↑ + 2CO2↑ + 5Cl－+ H2O ‎【答案】D ‎ ‎ 3．【2015福建理综化学】某模拟"人工树叶”电化学实验装置如右图所示，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 + 16H＋-18e－= C3H8O+4H2O ‎【答案】B ‎ 4．【2015上海化学】研究电化学腐蚀及防护的装置如右图所示。下列有关说法错误的是（ ）‎ A．d为石墨，铁片腐蚀加快 B．d为石墨，石墨上电极反应为：O2 + 2H2O + 4e → 4OH–‎ C．d为锌块，铁片不易被腐蚀 D．d为锌块，铁片上电极反应为：2H+ + 2e → H2↑‎ ‎【答案】D ‎【解析】由于活动性：Fe>石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，失去电子被氧化变为Fe2+进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成原电池时的速率快，正确。B.d为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为：O2 + 2H2O + 4e → 4OH–，正确。C.若d为锌块，则由于金属活动性：Zn>Fe，Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，正确。D. d为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为：O2 + 2H2O + 4e → 4OH–，错误。‎ ‎5．【2015上海化学】（本题共12分）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。下图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，氢氧化钠溶液从图中 位置流出。（选填“a”、“b”、“c”或“d”）‎ ‎（4）KClO3可以和草酸（H2C2O4）、硫酸反应生成高效的消毒杀菌剂ClO2，还生成CO2和KHSO4等物质。写出该反应的化学方程式 。‎ ‎（5）室温下，0.1 mol/L NaClO溶液的pH 0.1 mol/L Na2SO3溶液的pH。（选填“大于”、“小于”或“等于”）。浓度均为0.1 mol/L 的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中，SO32–、CO32–、HSO3–、HCO3– 浓度从大到小的顺序为 。‎ 已知： H2SO3 Ki1=1.54×10-2 Ki2=1.02×10-7‎ ‎ HClO Ki1=2.95×10-8‎ ‎ H2CO3 Ki1=4.3×10-7 Ki2=5.6×10-11‎ ‎【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；‎ ‎（4）2KClO3+ H2C2O4+ 2H2SO4= 2ClO2+2CO2+2KHSO4+2H2O.‎ ‎（5）大于；SO32–>CO32–>HCO3–>HSO3–。‎ ‎ 6．【2015海南化学】（9分）银是一种贵金属，古代常用于制造钱币及装饰器皿，现代在电池和照明器材等领域亦有广泛应用。回答下列问题。‎ ‎（1）久存的银制器皿表面会变黑，失去银白色的光泽，原因是 。‎ ‎（2）已知Ksp(AgCl)=1．8×10-10,若向50mL0．018mol·L-1的AgNO3溶液中加入50mL0．020mol·L-1的盐酸，混合后溶液中的Ag+的浓度为 mol·L-1，pH为 。‎ ‎（3）AgNO3溶液光照易分解，生成Ag和红棕色气体等物质，其光照分解的化学方程式为 。‎ ‎（4）右图所示原电池正极的反应式为 。‎ ‎【答案】（1）Ag与空气中氧及含硫化合物反应生成黑色硫化银；‎ ‎ （2）1.8×10-7mol/L；2‎ ‎ （3）2AgNO3Ag+2NO2 ↑+O2 ↑‎ ‎（4）Ag++e-=Ag ‎ 7．【2015新课标Ⅱ卷理综化学】（14分）酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是碳粉，MnO2，ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物，该电池在放电过程产生MnOOH，回收处理该废电池可得到多种化工原料，有关数据下表所示：‎ 溶解度/(g/100g水)‎ ‎ 温度/℃‎ 化合物 ‎0‎ ‎20‎ ‎40‎ ‎60‎ ‎80‎ ‎100‎ NH4Cl ‎29.3‎ ‎37.2‎ ‎45.8‎ ‎55.3‎ ‎65.6‎ ‎77.3‎ ZnCl2‎ ‎343‎ ‎395‎ ‎452‎ ‎488‎ ‎541 ‎ ‎614‎ 化合物 Zn(OH)2‎ Fe(OH)2‎ Fe(OH)3‎ Ksp近似值 ‎10-17‎ ‎10-17‎ ‎10-39‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）该电池的正极反应式为 ，电池反应的离子方程式为： ‎ ‎（2）维持电流强度为0.5A，电池工作五分钟，理论上消耗Zn g。（已经F＝96500C/mol）‎ ‎（3）废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通过____分离回收；滤渣的主要成分是MnO2、______和 ，欲从中得到较纯的MnO2，最简便的方法是 ，其原理是 。‎ ‎（4）用废电池的锌皮制备ZnSO4·7H2O的过程中，需去除少量杂质铁，其方法是：加稀硫酸和H2O2溶解，铁变为_____，加碱调节至pH为 时，铁刚好完全沉淀（离子浓度小于1×10-5mol/L时，即可认为该离子沉淀完全）；继续加碱调节至pH为_____时，锌开始沉淀（假定Zn2＋浓度为0.1mol/L）。若上述过程不加H2O2后果是 ，原因是 。‎ ‎【答案】（1）MnO2＋e—＋H＋＝MnOOH；Zn＋2MnO2＋2H＋＝Zn2＋＋2MnOOH （2）0.05g ‎（3）加热浓缩、冷却结晶；铁粉、MnOOH；在空气中加热；碳粉转变为CO2，MnOOH氧化为MnO2 （4）Fe3＋；2.7；6；Zn2＋和Fe2＋分离不开；Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近 ‎（3）废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有氯化锌和氯化铵。根据表中数据可知氯化锌的溶解度受温度影响较大，因此两者可以通过结晶分离回收，即通过蒸发浓缩、冷却结晶实现分离。二氧化锰、铁粉、MnOOH均难溶于水，因此滤渣的主要成分是二氧化锰、碳粉、MnOOH。由于碳燃烧生成CO2，MnOOH能被氧化转化为二氧化锰，所以欲从中得到较纯的二氧化锰，最简便的方法是在空气中灼烧。‎ ‎（4）双氧水具有强氧化性，能把铁氧化为铁离子，因此加入稀硫酸和双氧水，溶解后铁变为硫酸铁。根据氢氧化铁的溶度积常数可知，当铁离子完全沉淀时溶液中铁离子浓度为10—5mol/L，则溶液中氢氧根的浓度＝，所以氢离子浓度是2×10—3mol/L，pH＝2.7，因此加碱调节pH为2.7‎ 时铁刚好完全沉淀。Zn2＋浓度为0.1mol/L，根据氢氧化锌的溶度积常数可知开始沉淀时的氢氧根浓度为＝＝10—8mol/L，氢离子浓度是10—6mol/L，pH＝6，即继续加碱调节pH为6时锌开始沉淀。如果不加双氧水，则铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁，由于氢氧化亚铁和氢氧化锌的溶度积常数接近，因此在沉淀锌离子的同时亚铁离子也沉淀，导致生成的氢氧化锌不纯，无法分离开Zn2＋和Fe2＋。‎ ‎1．(2014·广东理综，11)某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其他电极均为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 ‎【答案】　A ‎ 2．(2014·北京理综，28)用FeCl3酸性溶液脱除H2S后的溶液，通过控制电压电解得以再生。某同学使用石墨电极，在不同电压(x)下电解pH＝1的0.1 mol·L－1的FeCl2溶液，研究废液再生机理。记录如下(a、b、c代表电压数值)：‎ 序号 电压/V 阳极现象 检验阳极产物 Ⅰ x≥a 电极附近出现黄色，有气泡产生 有Fe3＋、有Cl2‎ Ⅱ a>x≥b 电极附近出现黄色，无气泡产生 有Fe3＋、无Cl2‎ Ⅲ b>x>0‎ 无明显变化 无Fe3＋、无Cl2 ‎ ‎(1)用KSCN溶液检验出Fe3＋的现象是_______________________________________________。‎ ‎(2)Ⅰ中，Fe3＋产生的原因可能是Cl－在阳极放电，生成的Cl2将Fe2＋氧化。写出有关反应：________________________________________________________________________。‎ ‎(3)由Ⅱ推测，Fe3＋产生的原因还可能是Fe2＋在阳极放电，原因是Fe2＋具有________性。 ‎ ‎(4)Ⅱ中虽未检验出Cl2，但Cl－在阳极是否放电仍需进一步验证。电解pH＝1的NaCl 溶液做对照实验，记录如下： ‎ 序号 电压/V 阳极现象 检验阳极产物 Ⅳ a>x≥c 无明显变化 有Cl2‎ Ⅴ c>x≥b 无明显变化 无Cl2‎ ‎①NaCl溶液的浓度是________mol·L－1。‎ ‎②Ⅳ中检测Cl2的实验方法___________________________________________________。‎ ‎③与Ⅱ对比，得出的结论(写出两点)：______________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎【答案】　(1)溶液变红 (2)2Cl－－2e－===Cl2↑、Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋ (3)还原 ‎(4)①0.2 ②取少量阳极附近的溶液，滴在淀粉KI试纸上，试纸变蓝 ‎③通过控制电压，证实了产生Fe3＋的两种原因都成立；通过控制电压，验证了Fe2＋先于Cl－放电 ‎ 3．[2014·全国新课标Ⅰ，27(4)]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 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎【答案】　①2H2O－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　③PO　H2PO或H3PO2被氧化 ‎【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＋穿过阳膜进入至产品室，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。‎ ‎4．[2014·山东理综，30(1)(2)]离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、Al2Cl和AlCl组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。‎ ‎(1)钢制品应接电源的________极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为______________。若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为________。‎ ‎(2)为测定镀层厚度，用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层，当反应转移6 mol电子时，所得还原产物的物质的量为________ mol。‎ ‎【答案】　(1)负　4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl　H2 (2)3‎ ‎ 6．[2014·福建理综，24(1)]右图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。‎ ‎(1)该电化腐蚀称为________。‎ ‎(2)图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是________(填字母)。‎ ‎【答案】　(1)吸氧腐蚀　(2)B ‎【解析】　(1)在弱酸性、中性或碱性条件下，金属所发生的腐蚀是吸氧腐蚀。(2)铁闸发生吸氧腐蚀时，正极反应必须有氧气参与，因此与空气接触较多的B处生成铁锈最多。‎ ‎6．(2013·北京理综，7)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 ‎【答案】　A ‎【解析】　A项，水中钢闸门连接电源的负极，即作为电化学保护装置的阴极，使其不发生失电子反应而被保护，正确；B项和C项都属于外加防护层的防腐方法，B、C两项不符合题意，错误；D 项，属于牺牲阳极的阴极保护法，错误。‎ ‎7. (2013·浙江理综，11)电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。‎ 已知：3I2＋6OH－===IO＋5I－＋3H2O 下列说法不正确的是(　　)。‎ A．右侧发生的电极反应式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－‎ B．电解结束时，右侧溶液中含IO C．电解槽内发生反应的总化学方程式：KI＋3H2OKIO3＋3H2↑‎ D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学反应不变 ‎【答案】　D ‎ ‎ ‎1．在世界海运史上曾发生过这样一个悲剧：一艘名叫“阿那吉纳”号的货轮满载着精选铜矿砂，在向日本海岸行驶时突然发生大面积漏水，最终沉没。坚硬的钢制船体为什么会突然漏水呢？事后的事故调查结果表明导致沉船的原因与船上的精选铜矿砂密切相关。下列对此调查结论的理解正确的是(　　)‎ A．精铜矿砂装载过多导致沉船 B．运输途中铜与空气中的氧气发生氧化反应导致质量增大，超过船的承载能力 C．在潮湿的环境中，船体与铜构成了原电池，加速了作为负极的船体的腐蚀 D．在潮湿的环境中，船体与铜构成了电解池，钢制船体作阳极而被氧化腐蚀 ‎【答案】　C ‎【解析】　即使在潮湿的环境中精铜与空气(O2)的反应也很慢，但当它与钢(船体)、水膜(溶解有O2)形成原电池时会加速钢(船体)的腐蚀。‎ ‎2．某溶液中含有Cu2＋、Fe2＋、Al3＋、Cl－、NO，且浓度均为0.1 mol/L，用石墨作电极进行电解时，肯定得不到的产物是(　　)‎ A．Cl2　　 B．Al　　‎ C．Cu　　 D．H2‎ ‎【答案】　B ‎【解析】　阴极上Al3＋、Fe2＋的放电能力弱于H＋，而Cu2＋的放电能力比水电离出的H＋的放电能力强，阳极上Cl－放电能力强于OH－。‎ ‎3．下列关于电化学知识的说法正确的是(　　)‎ A．电解饱和食盐水在阳极得到氯气，阴极得到金属钠 B．电解精炼铜时，阳极质量的减少不一定等于阴极质量的增加 C．电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液，在阴极上依次析出Al、Fe、Cu D．电解CuSO4溶液一段时间后(Cu2＋未反应完)，加入适量Cu(OH)2可以使溶液恢复至原状态 ‎【答案】　B 出Cu，阳极生成氧气，应加入CuO。‎ ‎4．如图所示的电化学装置，下列叙述不正确的是(　　)‎ A．a和b用导线连接，电子由铁经过导线流向碳 B．a和b用导线连接，铁电极的电极反应式为：Fe－2e－===Fe2＋‎ C．a、b分别连接直流电源正、负极，可以防止铁被腐蚀 D．a、b分别连接直流电源负、正极，电压足够大时，Na＋向铁电极移动 ‎【答案】　D ‎ 5．常温下用惰性电极电解NaHSO4溶液，电解一段时间后，下列有关电解质溶液变化的说法正确的是(　　)‎ A．电解质溶液的浓度增大，pH减小 B．电解质溶液的浓度增大，pH增大 C．电解质溶液的浓度减小，pH减小 ‎ D．电解质溶液的浓度不变，pH不变 ‎【答案】　A ‎【解析】　NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO，溶液呈酸性，常温下用惰性电极电解NaHSO4溶液实质是电解水，因此NaHSO4溶液的浓度增大，c(H＋)增大，pH减小，故A项正确。‎ ‎6．用如图装置电解K2SO4溶液，同时制备H2SO4溶液和KOH溶液，Ⅱ中装入K2SO4溶液，下列有关分析正确的是(　　)‎ A．Ⅰ区生成H2SO4‎ B．a是阴离子交换膜 C．Ⅱ区的K＋进入Ⅰ区 D．Ⅲ区溶液的pH会升高 ‎【答案】　C ‎【解析】　Ⅰ区是阴极区，溶液中的H＋放电，故Ⅰ区生成的是碱，K＋通过阳离子交换膜进入Ⅰ区，故A、B错，C对；Ⅲ区生成H2SO4，溶液pH下降，D错。‎ ‎7．某小组设计电解饱和食盐水的装置如图，通电后两极均有气泡产生，下列叙述正确的是(　　)‎ A．铜电极附近观察到黄绿色气体 B．石墨电极附近溶液呈红色 C．溶液中的Na＋向石墨电极移动 D．铜电极上发生还原反应 ‎【答案】　D ‎ 8．结合图示判断，下列叙述正确的是(　　)‎ A．K与N连接时，X为硫酸，一段时间后溶液的pH增大 B．K与N连接时，X为氯化钠，石墨极电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑‎ C．K与M连接时，X为硫酸，一段时间后溶液的pH增大 D．K与M连接时，X为氯化钠，石墨极电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑‎ ‎【答案】　A ‎ 9．在铜片上镀银时，下列叙述正确的是(　　)‎ ‎①将铜片接在电源的正极上　②将银片接在电源的正极上　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需用硫酸铜溶液为电镀液　⑥需用硝酸银溶液为电镀液 A．①③⑥　　 B．②③⑥　　‎ C．①④⑤　　 D．②③④⑥‎ ‎【答案】　B ‎【解析】　在铜片上镀银时，需将铜片接在电源的负极上，将银片接在电源的正极上，用硝酸银溶液作电镀液。在铜片上发生的反应是：Ag＋＋e－===Ag，在银片上发生的反应是：Ag－e－===Ag＋。‎ ‎10．下面两套实验装置，都涉及金属的腐蚀反应，假设其中的金属块和金属丝都是足量的。下列叙述正确的是(　　)‎ A．装置Ⅰ在反应过程中只生成NO2气体 B．装置Ⅱ开始阶段铁丝只发生析氢腐蚀 C．装置Ⅱ在反应过程中能产生氢气 D．装置Ⅰ在反应结束时溶液中的金属阳离子只有Cu2＋‎ ‎【答案】　C ‎【解析】　装置Ⅰ中，铁被浓硝酸钝化，铜与浓硝酸反应，在这种条件下，铜作原电池的负极，铁作正极，反应生成红棕色的NO2，随着反应的进行，浓硝酸变为稀硝酸，随后铁作负极Cu作正极，稀硝酸发生还原反应生成无色的NO，金属过量，故反应结束时溶液中既有Fe2＋，又有Cu2＋。因为装置Ⅱ中充满氧气，一开始发生吸氧腐蚀，消耗氧气导致左边液面上升，铁与稀硫酸反应产生氢气，发生析氢腐蚀。‎ ‎11．用电解法可提纯含有某种含氧酸根杂质的粗KOH溶液，其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是(　　)‎ A．阳极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑‎ B．通电后阴极区附近溶液的pH会增大 C．K＋通过交换膜从阴极区移向阳极区 D．纯净的KOH溶液从b口导出 ‎【答案】　C ‎ 12．常温下，NCl3是一种黄色黏稠状液体，是制备新型水消毒剂ClO2的原料，可以采用如图所示装置制备NCl3。下列说法正确的是(　　)‎ A．每生成1 mol NCl3，理论上有4 mol H＋经质子交换膜向右侧向左侧迁移 B．可用湿润的淀粉－KI试纸检验气体M C．石墨极的电极反应式为NH＋3Cl－－6e－===NCl3＋4H＋‎ D．电解过程中，质子交换膜右侧溶液的pH会减小 ‎【答案】　C ‎ 13．某课外活动小组的同学在学习了电化学相关知识后，用如图装置进行实验，请回答下列问题：‎ ‎(1)实验一：将开关K与a连接，则乙为________极，电极反应式为________________________。‎ ‎(2)实验一结束后，该研究小组的同学决定在乙电极表面上镀下列金属中的一种以防止铁被腐蚀，正确的选择是________(填字母编号)。‎ A．Cu　　 B．Zn　　‎ C．Sn　　 D．Ag ‎(3)实验二：开关K与b连接，则乙________极，总反应的离子方程式为_________________________。‎ ‎(4)对于实验二，下列说法正确的是________(填字母编号)。‎ A．溶液中Na＋向甲极移动 B．从甲极处逸出的气体能使湿润的淀粉－KI试纸变蓝 C．反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度 D．反应在结束后，甲电极和乙电极上收集到的气体体积一定相等 ‎(5)该研究小组的同学在进行实验二结束的溶液中滴加酚酞溶液，发现________(填“甲”或“乙”)极附近变红。若标准状况下乙电极产生22.4 mL气体，转移电子的物质的量为________ mol；若剩余溶液体积为200 mL，则该溶液的pH为________。‎ ‎【答案】　(1)负　Fe－2e－===Fe2＋　(2)B ‎(3)阴　2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑‎ ‎(4)B　(5)乙　0.002　12‎ ‎ 14．如图所示，E为浸过含酚酞的Na2SO4溶液的滤纸。A、B分别为铂片，压在滤纸两端，R、S为电池的电极。M、N是用多微孔的Ni制成的电极，在碱溶液中可视为惰性电极。G为电流计，K为开关。C、D和电解池中都充满浓KOH溶液。若在滤纸中央滴一滴紫色的KMnO4溶液，将开关K打开，接通电源一段时间后，C、D中有气体产生。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)R为________(填“正”或“负”)极。‎ ‎(2)A附近溶液的现象是_________________________________________，‎ B附近发生的电极反应式为_____________________________________。‎ ‎(3)滤纸上的紫色点向________(填“A”或“B”)方向移动。‎ ‎(4)当C、D中的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，经过一段时间后，C、D中的气体逐渐减少，C中的电极为________(填“正”或“负”)极，电极反应式为_________________________。‎ ‎【答案】　(1)负　(2)溶液变红　4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　(3)B　(4)负　2H2＋4OH－－4e－===4H2O ‎【解析】　电解KOH溶液就是电解水，两极分别产生H2和O2，因为相同条件下产生H2的体积是O2体积的两倍，所以C管中收集到的是H2，D管中收集到的是O2。‎ ‎(1)H2是在阴极产生的，所以M是阴极，与之相连的R是电源的负极。‎ ‎(2)B是电解池的阳极，A是电解池的阴极。电解Na2SO4溶液也是电解水，电解时H＋移动到A极，得电子被还原为H2，破坏了A极附近水的电离平衡，导致A极附近的溶液显碱性，使酚酞溶液变红。B极上OH－被氧化生成O2。‎ ‎(3)KMnO4溶液中，紫红色的MnO向阳极移动。‎ ‎(4)当C、D中的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，此时装置变为燃料电池。经过一段时间，C、D中的气体逐渐减少，H2和O2反应生成水，在碱性条件下，C中H2发生氧化反应。‎ ‎15．电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。‎ ‎(1)图1中，为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀，材料B可以选择________(填字母序号)。‎ a．碳棒　　　　　　b．锌板　　　　　　c．铜板 用电化学原理解释材料B需定期拆换的原因：_________________________________________。‎ ‎(2)图2中，钢闸门C作________极。若用氯化钠溶液模拟海水进行实验，D为石墨块，则D上的电极反应式为____________________________，检测该电极反应产物的方法是_____________________。‎ ‎(3)镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。图3为“镁—次氯酸盐”燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金。‎ ‎①E为该燃料电池的________极(填“正”或“负”)。F电极上的电极反应式为_______________________________________________________________。‎ ‎②镁燃料电池负极容易发生自腐蚀产生氢气，使负极利用率降低，用化学用语解释其原因：___________________________________________________。‎ ‎(4)乙醛酸()是有机合成的重要中间体。工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸，原理如图4所示，该装置中阴、阳两极为惰性电极，两极室均可产生乙醛酸，其中乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸。‎ ‎①N电极上的电极反应式为_____________________________________。‎ ‎②若有2 mol H＋通过质子交换膜，并完全参与了反应，则该装置中生成的乙醛酸为________ mol。‎ ‎【答案】　(1)b　锌等作原电池的负极，(失电子，Zn－2e－===Zn2＋)不断遭受腐蚀，需定期拆换 ‎(2)阴　2Cl－－2e－===Cl2↑　将湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近，试纸变蓝，证明生成氯气(或取阳极附近溶液滴加淀粉KI溶液，变蓝)‎ ‎(3)①负　ClO－＋2e－＋H2O===Cl－＋2OH－‎ ‎②Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑‎ ‎(4)①HOOC—COOH＋2e－＋2H＋===HOOC—CHO＋H2O　②2‎ ‎ ‎