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选择题突破八　
突破点2　电解原理及应用金属的腐蚀与防护
(选择题每小题3分)
A级夯基达标练
题组1　电解原理及其应用
1.(2025·河南商丘模拟)工业上可用电解法将废水中较高浓度的铬酸钾溶液制成重铬酸钾溶液,其工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.惰性电极N为阳极,Cr被氧化
B.惰性电极M的电极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+
C.惰性电极N的电势低于惰性电极M的电势
D.阳极区溶液中n(K+)由a mol变成b mol时,理论上生成的K2Cr2O7为 mol
2.(2025·贵州铜仁模拟)电有机合成可以缩短传统有机合成路线,以丙烯腈(CH2CHCN)为原料通过如下装置合成己二腈[NC(CH2)4CN]。下列说法正确的是(　　)
A.①室有无色气体产生
B.c电极上发生还原反应
C.d电极发生的反应为2CH2CHCN+2H++2e-NC(CH2)4CN
D.每当b电极消耗22.4 L气体,会有4 mol H+由③室向④室迁移
3.(2025·山东临沂模拟)一种电化学处理氨氮污染废水的装置如图所示。已知:Cl·和HO·为自由基,自由基之间结合生成的分子也可将N氧化为N2。下列说法正确的是(　　)
A.电极电势:a电极B.自由基HO·氧化N的离子方程式为6HO·+2NN2↑+2H++6H2O
C.相同数目的自由基结合生成的分子不同,标准状况下产生N2的体积不同
D.左室溶液pH下降,说明参加反应的Cl-数目大于H2O数目
题组2　金属的腐蚀与防护
4.(2025·广东佛山模拟)按如图装置进行实验。下列预期现象及相应推理均合理的是(　　)
A.胶头滴管中水柱上升,说明发生了析氢腐蚀
B.滤纸1变红,说明生成了Fe3+
C.滤纸2变红,说明生成了H+
D.一段时间后铁钉上出现红色物质,说明生成Fe(Ⅲ)化合物
5.(2025·江苏连云港模拟)暖贴是利用钢铁电化学腐蚀原理制成的,内部结构如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.铁为负极,其电极反应式为Fe-3e-Fe3+
B.暖贴工作时需要与空气中的O2和水蒸气接触
C.暖贴短时间内产生较多的热是因为活性炭被氧化
D.暖贴使用后产生的红色固体成分为Fe(OH)2
B级素能提升练
6.(2025·河北唐山模拟)库伦测硫仪(如图)可测定SO2和SO3混合气体中SO2的含量。检测前,500 mL电解质溶液中保持不变,电解池不工作。待气体进入后,测硫仪立即自动进行电解至又回到原定值。电解结束,库伦测硫仪显示电解过程中转移电子x mol,取100 mL电解池中溶液,滴加足量BaCl2溶液得沉淀m g。(1 mol电子所带电荷量F=96 500 C·mol-1)。下列说法错误的是(　　)
库伦测硫仪
A.右侧Pt电极接电源负极
B.电解池工作时,发生反应SO2++2H2OS+3I-+4H+
C.混合气体中SO2的体积分数为
D.若用电源进行电解,通10 A的电流,则理论上需用时约2.68x小时
7.(2025·广东湛江模拟)点蚀又称小孔腐蚀,是一种极端的局部腐蚀形态,大多数点蚀是由Cl-引起的。曾侯乙青铜编钟发生点蚀的基本原理为PbO+H2O+Sn+4Cl-Pb+2OH-+[SnCl4]2-。下列说法不正确的是(　　)
A.潮湿的空气会加快曾侯乙青铜编钟的腐蚀
B.负极反应为Sn+4Cl--2e-[SnCl4]2-
C.点蚀的过程中化学能转化为电能
D.长江中的轮船比大海中的轮船更容易发生点蚀
8.(2025·河南商丘模拟)某兴趣小组通过数字化实验装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究,测定具支锥形瓶中压强随时间变化关系以及溶液中溶氧量随时间变化关系,实验装置及数据记录如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.整个过程中,正极电极反应式为2H++2e-H2↑
B.pH=2.0的酸溶液中,具支锥形瓶内只发生了析氢腐蚀
C.pH=4.0的酸溶液中,具支锥形瓶内既发生析氢腐蚀也发生吸氧腐蚀,且消耗的氧气量与生成的氢气量基本相当
D.1 L pH=6.0的酸溶液中,到A点整个电化学腐蚀转移的电子数为(0.2×10-3)NA
9.(2025·贵州毕节模拟)一种装载Sn双原子双层带电膜(EM)电极材料可将硝酸盐还原为N2,为低浓度的硝酸盐污染提供高效实用的解决方案,工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.装置工作一段时间后,阳极区pH减小
B.阴极发生的反应为2N+10e-+12H+N2↑+6H2O
C.相同条件下,阴、阳两极产生气体的体积比为5∶2
D.带电膜阳极上的游离氯可将NH3氧化为N2
参考答案
1.D　解析:左侧M为阴极区,发生反应:2H2O+2e-H2↑+2OH-,右侧N为阳极区,发生反应:2H2O-4e-4H++O2↑,2Cr+2H+Cr2+H2O,Cr并未被氧化,A、B错误;阳极电势高于阴极,C错误;总反应的化学方程式为4K2CrO4+4H2O2K2Cr2O7+2H2↑+O2↑+4KOH,由方程式可知,电解一段时间后,阳极区溶液中K+的物质的量由a mol变成b mol时,生成的重铬酸钾的物质的量为 mol,D正确。
2.C　解析:由题干装置可知,左侧为CH3OCH3燃料电池,a电极为负极,电极反应为CH3OCH3-12e-+16OH-2C+11H2O,b电极为正极,电极反应为O2+4e-+2H2O4OH-,故①室没有无色气体产生,A错误;c与电源正极相连为阳极,则c电极上发生氧化反应,B错误;d为阴极,d电极发生的反应为2CH2CHCN+2H++2e-NC(CH2)4CN,C正确;题干未告知气体所处的状态,无法计算气体的物质的量,D错误。
3.B　解析:由图可知a电极上Cl-转化为Cl·、H2O转化为HO·,均发生失电子的氧化反应,所以a为阳极,b为阴极。电极电势阳极高于阴极,即电极电势:a电极>b电极,A错误;HO·氧化N生成N2,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,离子方程式为6HO·+2NN2↑+2H++6H2O,B正确;2Cl·Cl2、2HO·H2O2,相同数目的Cl2、H2O2氧化N时,生成N2的物质的量相同,即标准状况下体积相同,C错误;左室反应本质为2N-6e-N2↑+8H+,随着反应进行,左室溶液pH下降,但无法判断参加反应的Cl-数目是否大于H2O数目,D错误。
4.D　解析:食盐水浸泡过的铁钉会发生吸氧腐蚀,导致滴管中压强减小,使得胶头滴管中水柱上升,A错误;滤纸1用于检验亚铁离子,而非铁离子,且颜色不是变红,B错误;滤纸2变红,说明生成了氢氧根离子,C错误;一段时间后铁钉上出现红色物质,说明亚铁离子被空气中氧气氧化为Fe(Ⅲ)化合物,D正确。
5.B　解析:暖贴工作时,铁、碳在氯化钠溶液中构成原电池,铁为负极失去电子发生氧化反应生成亚铁离子,电极反应式为Fe-2e-Fe2+,A错误;正极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-,则暖贴工作时需要与空气中的O2和水蒸气接触,B正确;暖贴工作时,铁为负极被消耗,活性炭为正极不被消耗,C错误;负极产生的亚铁离子与正极产生的氢氧根离子生成Fe(OH)2,Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3,Fe(OH)3受热分解生成红色的Fe2O3,D错误。
6.C　解析:由题干电解池装置图可知,左侧Pt电极将I-转化为,电极反应为3I--2e-发生氧化反应,作阳极,右侧Pt电极为H+得到电子生成H2,作阴极,故右侧Pt电极接电源负极,A正确;电解池工作时,二氧化硫在电解池中发生的反应为SO2++2H2OS+3I-+4H+,B正确;由题干数据可知,电解结束,库伦测硫仪显示电解过程中转移电子x mol,则SO2的物质的量为 mol,取100 mL电解池中溶液,滴加足量BaCl2溶液得沉淀m g,则原电解后溶液中含有硫酸根离子的物质的量为 mol,即原混合气体中SO2、SO3的总物质的量为 mol,故混合气体中SO2的体积分数为,C错误;电解结束,库伦测硫仪显示电解过程中转移电子x mol,即通过的电量Q=96 500x C,若用电源进行电解,通10 A的电流,则理论上需用时小时≈2.68x小时,D正确。
7.D　解析:潮湿的空气中有H2O,会加快曾侯乙青铜编钟的腐蚀,A正确;根据电池的总反应可知,负极发生氧化反应,Sn失去电子与Cl-形成[SnCl4]2-,B正确;点蚀的过程中化学能转化为电能,C正确;大海中含有Cl-,会更容易发生点蚀,D错误。
8.C　解析:该装置中Fe、C、酸溶液构成原电池,随着pH的变化发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀,正极的电极反应既有2H++2e-H2↑,也有O2+4H++4e-2H2O,A错误;pH=2.0的酸溶液中,根据溶氧量随时间变化,具支锥形瓶内也发生了吸氧腐蚀,B错误;pH=4.0时,Fe除了发生吸氧腐蚀,还发生了析氢腐蚀,消耗氧气的同时也产生了氢气,且消耗的氧气量与生成的氢气量大致相等,因此具支锥形瓶内压强几乎不变,C正确;1 L pH=6.0的酸溶液中,根据溶氧量判断发生了吸氧腐蚀,但是发生吸氧腐蚀的同时也存在较低程度的析氢腐蚀(图像中pH=6.0和pH=4.0曲线有重叠),无法计算转移的电子数,D错误。
9.C　解析:左侧为阳极,水失去电子被氧化为氧气,电极反应为2H2O-4e-4H++O2↑,工作一段时间后,阳极区溶液酸性增强,pH减小,A正确;阴极硝酸根离子得到电子发生还原反应生成氮气,电极反应为2N+10e-+12H+N2↑+6H2O,B正确;阳极水失去电子被氧化为氧气,右侧EM电极上硝酸盐还原为N2,存在关系:5O2~20e-~2N2,由于带电膜阳极上氨气分子也会被游离氯氧化为N2,则相同条件下,阴、阳两极产生气体的体积比不是5∶2,C错误;带电膜阳极上氨气分子被游离氯氧化为N2,氨气发生氧化反应,D正确。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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