2021版新高考地区选考化学（人教版）一轮复习教师用书：课题22　电解池　金属腐蚀与防护 .doc

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1、课题22电解池金属腐蚀与防护学习任务1电解原理一、电解和电解池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：将电能转化为化学能的装置。3电解池的构成(1)有与电源相连的两个电极。(2)电解质溶液(或熔融电解质)。(3)形成闭合回路。二、电解池的工作原理电子和离子的移动方向(1)电子：从电源的负极流出后，流向电解池的阴极；从电解池的阳极流出后流向电源的正极。(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。三、阴、阳极的判断及电极反应式的书写步骤1阴、阳极的判断(1)根据外接电源的正、负极判断电源正极连接阳极，电源负极连接阴极。(2)根据电极产物判

2、断电极溶解、逸出O2(或电极区变酸性)或逸出Cl2的一极为阳极；析出金属或逸出H2(或电极区变碱性)的一极为阴极。2电极反应式的书写步骤(1)分析电解质水溶液的组成：找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H和OH)。(2)排出阴、阳两极的放电顺序阳极活性电极：金属做阳极(Pt、Au除外)，金属本身被电解；惰性电极(Pt、Au、石墨等)：还原性强的离子先放电，放电顺序为S2IBrClOH含氧酸根离子。阴极(放电顺序与电极材料无关)氧化性强的离子先放电，放电顺序为AgFe3Cu2H(酸中)Fe2Zn2H(水中)。(1)阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放

3、电。(2)最常用、最重要的放电顺序为阳极：ClOH；阴极：AgCu2H。(3)电解水溶液时，KAl3不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。(3)写出两极电极反应式阳极：活性电极失去电子生成相应的金属阳离子；溶液中的阴离子失去电子生成相应的单质或高价态化合物。阴极：溶液中的阳离子得到电子生成相应的单质或低价态化合物。(4)写出电解总反应式在两极转移电子数目相同的前提下，两极反应式相加即可得总反应方程式。活泼阳极失电子后得到的离子可能会与电解质溶液中的离子继续发生复杂的反应，因此最终的氧化产物一般需要根据题目中的信息确定。例如，铁做阳极时，其氧化产物可能

4、是Fe2、Fe(OH)2或FeO等。四、用惰性电极电解电解质溶液的规律类型实例电极反应式和总反应式溶液pH变化溶液复原方法电解水型含氧酸H2SO4阳极：4OH4e=2H2OO2阴极：4H4e=2H2总反应：2H2O2H2O2减小加水强碱NaOH增大活泼金属的含氧酸盐KNO3不变电解电解质型无氧酸(氢氟酸除外)HCl阳极：2Cl2e=Cl2阴极：2H2e=H2总反应：2HClH2Cl2增大通入HCl气体不活泼金属的无氧酸盐CuCl2阳极：2Cl2e=Cl2阴极：Cu22e=Cu总反应：CuCl2CuCl2加CuCl2固体放氢生碱型活泼金属的无氧酸盐NaCl阳极：2Cl2e=Cl2阴极：2H2e=

5、H2总反应：2NaCl2H2OH2Cl22NaOH增大通入HCl气体放氧生酸型不活泼金属的含氧酸盐AgNO3阳极：4OH4e=2H2OO2阴极：4Ag4e=4Ag总反应：4AgNO32H2O4AgO24HNO3减小加入Ag2O固体电解质溶液的复原若要使电解后的溶液恢复到原状态，应遵循“出什么加什么”(即一般加入阴极产物与阳极产物形成的化合物)的原则。如用惰性电极电解盐酸(足量)一段时间后，若要使溶液复原，应通入HCl气体而不能加入盐酸。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程。()(2)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现。()

6、(3)电解池中，电子从电源的负极流向电解池的阳极。()(4)电解稀硫酸制H2、O2时，可用不活泼的铜做阳极。()(5)电解CuCl2溶液，阴极逸出的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色。()(6)电解盐酸、硫酸等溶液，H放电，溶液的pH均增大。()(7)电解KNO3溶液时，随着电解的进行，溶液的pH逐渐减小。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)22019高考全国卷，28(4)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示：负极区发生的反应有_(写反应方程式)。电路中转移1 mol电子，需消耗氧气_

7、L(标准状况)。解析：负极区发生还原反应Fe3e=Fe2，生成的二价铁又被氧气氧化成三价铁，发生反应4Fe2O24H=4Fe32H2O，由反应可知电路中转移4 mol电子消耗1 mol O2，则转移1 mol电子消耗 mol氧气，其在标准状况下的体积为 mol22.4 Lmol15.6 L。答案：Fe3e=Fe2、4Fe2O24H=4Fe32H2O5.6电解规律及电极产物的判断变化观念1(经典题)用石墨做电极，电解稀Na2SO4溶液的装置如图所示，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相同条件下，逸出气体的体积：A电极B电极B一电极逸出无味气体，另一电极逸出

8、有刺激性气味气体CA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，充分搅拌后溶液呈中性解析：选D。SO、OH移向B电极，在B电极上OH放电产生O2，B电极附近c(H)c(OH)，石蕊溶液变红，Na、H移向A电极，在A电极上H放电产生H2，A电极附近c(OH)c(H)，石蕊溶液变蓝，C项错误；相同条件下，A电极产生的气体体积大于B电极，A项错误；两种气体均为无色无味的气体，B项错误；用惰性电极电解Na2SO4溶液的实质是电解水，电解后的溶液全部转移到同一烧杯中，充分搅拌后，溶质仍为Na2SO4，溶液呈中性，D项正确。2(双选)(改编题)如图所示，在一定电压下用惰

9、性电极电解由等物质的量浓度的FeCl2、HCl组成的混合溶液。已知在此电压下，阴、阳离子根据放电顺序都可能在阳极放电，下列分析正确的是()AC1电极上的电极反应式为2H2e=H2BC1电极处溶液首先变棕黄色CC2电极上可依次发生的电极反应为Fe2e=Fe3、2Cl2e=Cl2D当C1电极上有2 g物质生成时，就会有2NA个电子通过溶液发生转移解析：选AC。C1电极与电源的负极相连，做阴极，溶液中的H在阴极放电，电极反应式为2H2e=H2，A正确；C1电极上H放电生成H2，C2电极与电源的正极相连，做阳极，Fe2的还原性强于Cl，则依次发生的电极反应为Fe2e=Fe3、2Cl2e=Cl2，故C2

10、电极处溶液首先变棕黄色，B错误，C正确；电子只能通过导线传递，不能通过溶液传递，D错误。3若用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，需加入98 g Cu(OH)2固体，才能使电解质溶液复原，则这段时间，整个电路中转移的电子数为_。解析：方法一：98 g Cu(OH)2的物质的量为1 mol，相当于电解了1 mol CuSO4后，又电解了1 mol水，所以转移的电子数为2NA2NA4NA。方法二：可以认为整个电路中转移的电子数与Cu(OH)2中的O2失电子数相等，共4NA。答案：4NA电解池中电极反应式和电解总反应式的书写证据推理与模型认知4按要求书写电极反应式和总反应方程式。(1)用惰性电极电

11、解MgCl2溶液阳极反应式：_；阴极反应式：_；总反应离子方程式：_。(2)用Al做电极电解NaOH溶液阳极反应式：_；阴极反应式：_；总反应离子方程式：_。(3)以铝材为阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜阳极反应式：_；阴极反应式：_；总反应离子方程式：_。答案：(1)2Cl2e=Cl2Mg22H2O2e=H2Mg(OH)2Mg22Cl2H2OMg(OH)2Cl2H2(2)2Al6e8OH=2AlO4H2O6H2O6e=3H26OH2Al2H2O2OH2AlO3H2(3)2Al6e3H2O=Al2O36H6H6e=3H22Al3H2OAl2O33H25整合有效信息书写电极反应式或总

12、反应式。(1)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。由硫化氢获得硫单质有多种方法。将用烧碱吸收H2S后所得的溶液加入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：S22e=S；(n1)SS2=S。写出电解时阴极的电极反应式：_。电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式为_。(2)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：_。(3)2019高考全国卷，27(4)环戊二烯()可用于制备二茂铁Fe(C5H5)2，结构简式为，后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所

13、示，其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。该电解池的阳极为_，总反应为_。电解制备需要在无水条件下进行，原因为_。解析：(1)电解时，阴极区溶液中的阳离子放电，即水溶液中的H放电生成H2。由题给反应可知，阳极区生成了S，加入稀硫酸生成S单质和H2S气体。(2)根据电解NO制备NH4NO3的工作原理示意图可知，阴极反应式为3NO15e18H=3NH3H2O，阳极反应式为5NO15e10H2O=5NO20H，总反应式为8NO7H2O3NH4NO32HNO3，为了使电解产生的HNO3全部转化为NH4NO3，应补充NH3。(3)结合图示电解原理可知，Fe电极

14、发生氧化反应，为阳极；在阴极上有H2生成，故电解时的总反应为Fe2=H2或Fe2C5H6=Fe(C5H5)2H2。结合相关反应可知，电解制备需要在无水条件下进行，否则水会阻碍中间产物Na的生成；水会电解生成OH，进一步与Fe2反应生成Fe(OH)2，从而阻碍二茂铁的生成。答案：(1)2H2O2e=H22OHS2H=(n1)SH2S(2)NH3根据总反应：8NO7H2O3NH4NO32HNO3可知，电解产生HNO3，故应补充NH3使其转化为NH4NO3(3)Fe电极Fe2=H2或Fe2C5H6=Fe(C5H5)2H2水会阻碍中间产物Na的生成；水会电解生成OH，进一步与Fe2反应生成Fe(OH)

15、2电化学的计算证据推理与模型认知6(电解的基本计算)两个惰性电极插入500 mL AgNO3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()A27 mg B54 mgC106 mg D216 mg解析：选B。两极反应：阳极2H2O4e=O24H；阴极4Ag4e=4Ag，电解的总反应式为4AgNO32H2O4AgO24HNO3。由电解的总反应式可知，电解过程中生成的n(Ag)n(HNO3)n(H)(103 molL1106 molL1)0.5 L5104 mol，m(Ag)5104 mol1

16、08 gmol10.054 g54 mg。7(双选)(电解的分阶段计算)500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)0.6 molL1，用石墨做电极电解此溶液，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 molL1B上述电解过程中共转移0.4 mol电子C电解得到的Cu的物质的量为0.05 molD电解后溶液中c(H)为0.2 molL1解析：选AB。用石墨做电极电解KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液，阳极反应式为2H2O4e=O24H，阴极先后发生两个反应：Cu22e

17、=Cu，2H2e=H2。从阳极收集到O2的体积为2.24 L可推知上述电解过程中共转移0.4 mol 电子，而阴极在生成2.24 L H2的过程中转移0.2 mol电子，所以Cu2共得到0.4 mol0.2 mol0.2 mol电子，则电解前Cu2的物质的量和电解得到的Cu的物质的量都为0.1 mol。电解前后分别有以下守恒关系：c(K)2c(Cu2)c(NO)，c(K)c(H)c(NO)，则电解前c(K)0.2 molL1，电解后c(H)0.4 molL1。8(原电池与电解池串联)某同学组装了如图所示的电化学装置，电极为Al，其他均为Cu，则下列说法正确的是()A电流方向：电极 电极B电极发

18、生还原反应C电极逐渐溶解D电路中每转移0.2 mol电子，电极上析出6.4 g Cu解析：选A。当多个池串联时，两电极材料活泼性相差大的为原电池，其他池为电解池，由此可知，图示中甲、乙组成原电池，电极为负极，电极为正极；丙为电解池，电极为阳极，电极为阴极。A.电子移动方向：电极 电极，电流方向与电子移动方向相反，A正确。B.原电池负极在工作中失去电子，被氧化，发生氧化反应，B错误。C.原电池正极得电子，铜离子在电极上得电子，生成铜单质，该电极质量逐渐增大，C错误。D.电解池中阳极为活性电极时，电极本身失电子，形成离子进入溶液中，电极为电解池的阳极，其电极反应式为Cu2e=Cu2，不会析出Cu，

19、D错误。9(电解池间串联)(2020承德高三质检)如图装置所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。请回答：(1)B极是电源的_，一段时间后，甲中溶液颜色_；丁中X极附近的颜色变浅，Y极附近的颜色变深，这表明_，在电场作用下向Y极移动。(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为_。(3)现用丙装置给铜件镀银，则H应该是_(填“镀层金属”或“镀件”)，电镀液是_溶液。当乙装置中溶液的pH是13时(此时乙装置中溶液体积为500 mL)

20、，丙装置中镀件上析出银的质量为_，甲装置中溶液的pH_(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)若将C电极换为铁，其他装置都不变，则甲装置中发生总反应的离子方程式是_。解析：(1)F极附近呈红色，说明F极是阴极，E极是阳极，则A极为电源的正极，B极为电源的负极。甲装置中因Cu2放电使溶液颜色变浅。丁装置中Y极附近颜色变深，说明Fe(OH)3胶体粒子向阴极移动，即 Fe(OH)3胶体粒子带正电荷。(2)C、D、E、F的电极产物分别为O2、Cu、Cl2、H2，由于电路中通过的电量相等，所以其物质的量之比为1222。(3)乙装置中溶液pH13，生成 n(NaOH)0.1 molL10.5 L0.05

21、mol，电路中通过的电子的物质的量为0.05 mol，所以丙装置中镀件上析出银的质量为0.05 mol108 gmol15.4 g。(4)当活泼金属做阳极时，金属先于溶液中的阴离子放电而溶解，故甲装置中发生总反应的离子方程式为FeCu2Fe2Cu。答案：(1)负极变浅氢氧化铁胶体粒子带正电荷(2)1222(3)镀件AgNO35.4 g变小(4)FeCu2CuFe21电化学的三种计算方法如以电路中通过4 mol e为桥梁可构建以下关系式：(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)该关系式具有总揽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。2常见串联装置模

22、型一原电池与电解池的串联(如图) 显然甲、乙两图中，装置A均为原电池，装置B均为电解池。模型二电解池间的串联(如图)装置A、B为两个串联电解池，相同时间内，各电极得失电子数相等。3串联装置的解题流程学习任务2电解原理的应用1氯碱工业阳极反应式：2Cl2e=Cl2(氧化反应)。阴极反应式：2H2O2e=H22OH(还原反应)。总反应化学方程式：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。2电镀与电解精炼电镀铜电解精炼铜示意图电极材料阳极：镀层金属铜阴极：待镀金属铁阳极：粗铜(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质)阴极：纯铜电极反应阳极Cu2e=Cu2Zn2e=Zn2、Fe2e=Fe2、Ni2e=Ni

23、2、Cu2e=Cu2阴极Cu22e=Cu电解质溶液的浓度变化CuSO4溶液的浓度不变CuSO4溶液的浓度变小注：电解精炼铜时，粗铜中的Ag、Au等不反应，沉积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。总反应化学方程式阳极、阴极反应式冶炼钠2NaCl(熔融)2NaCl2阳极：2Cl2e=Cl2阴极：2Na2e=2Na冶炼镁MgCl2(熔融)MgCl2阳极：2Cl2e=Cl2阴极：Mg22e=Mg冶炼铝2Al2O3(熔融)4Al3O2阳极：6O212e=3O2阴极：4Al312e=4Al冶炼镁不可用MgO做原料；冶炼铝不可用AlCl3做原

24、料。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)在镀件上电镀铜时，镀件与电源的正极连接。()(2)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料。()(3)冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3，也可以电解MgO和AlCl3。()(4)电解精炼铜时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料。()(5)用Zn做阳极，Fe做阴极，ZnCl2溶液做电解质溶液，由于放电顺序HZn2，不可能在铁上镀锌。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)2(教材改编题)完成下列各小题：(1)电解饱和食盐水过程中，阳离子交换膜的作用为_。(2)电解过程中A中CuSO4溶液浓度_，而B中CuSO4溶液浓度_。(3)如图电解的

25、目的是在铝表面形成一层致密的氧化膜。阳极反应式：_；阴极反应式：_。答案：(1)只允许阳离子通过，阻碍Cl2分子、阴离子通过，防止Cl2和NaOH反应(2)逐渐减小基本不变(3)2Al6e6HCO=Al2O36CO23H2O6H2O6e=3H26OH(1)电解或电镀时，电极质量减少的电极必为金属电极阳极；电极质量增加的电极必为阴极，即溶液中的金属阳离子得电子变成金属吸附在阴极上。(2)在电解原理的几个常见应用中，电镀铜和电解精炼铜比较相似，但注意区别：电镀铜过程中，溶液中离子浓度不变；电解精炼铜过程中，由于粗铜中含有Zn、Fe、Ni等活泼金属，反应过程中失去电子形成阳离子存在于溶液中，而阴极上

26、只有Cu2被还原，所以溶液中的阳离子浓度会发生变化，同时阴、阳两极的质量的变化值也不相等。 电解原理的常规应用变化观念1利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用。下列说法正确的是()A氯碱工业中，X电极上的反应式是4OH4e=2H2OO2B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是熔融的氯化镁解析：选D。氯碱工业中，阳极上Cl放电生成Cl2；电解精炼铜时，阳极上粗铜中的Zn、Fe、Ni、Cu放电而溶解，阴极上只有Cu2放电析出Cu，电解质溶液中Cu2浓度变小；在铁片上镀铜时，阴极(Y)应该是铁片，阳极(X)是纯铜。2(教材改编题)金属镍有广泛的用

27、途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性Fe2Ni2Cu2)()A阳极发生还原反应，其电极反应式为Ni22e=NiB电解过程中，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等C电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2和Zn2D电解后，电解槽底部的阳极泥中有Cu和Pt解析：选D。阳极发生氧化反应，A错；Fe、Zn的还原性大于Ni，阳极的电极反应为Zn2e=Zn2、Fe2e=Fe2、Ni2e=Ni2，阴极的电极反应为Ni22e=Ni，比较两电极反应，因Fe、Zn、Ni的相对原子质量不相等，当两极通过的电量相等时，阳极减少的质量与阴极增加的质量不相

28、等，B错；电解法制备高纯镍，以含有Ni2的溶液做电解质溶液，因Ni2的氧化性大于Fe2和Zn2，所以电解后溶液中的金属阳离子有Fe2、Zn2和Ni2，C错；Cu、Pt还原性小于Ni，所以不反应，D正确。利用电解原理制备物质变化观念3(2020山东等级考模拟)工业上电解NaHSO4溶液制备Na2S2O8。电解时，阴极材料为Pb；阳极(铂电极)电极反应式为2HSO2e=S2O2H。下列说法正确的是()A阴极电极反应式为PbHSO2e=PbSO4HB阳极反应中S的化合价升高CS2O中既存在非极性键又存在极性键D可以用铜电极做阳极解析：选C。Na2S2O8的结构为，由此结构可以判断出以下信息：S2O中

29、含硫氧极性键和氧氧非极性键；S的化合价为6价，中间的两个O均为1价，其他的O均为2价；电解时阳极上HSO中O失去电子，S未变价；阴极电极反应式为2H2e=H2；若用铜电极做阳极，则阳极反应为Cu2e=Cu2。综上所述，C项正确。4高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色水处理剂。工业上可用电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4，其工作原理如图所示，两端隔室中离子不能进入中间隔室。下列说法错误的是()A阳极反应式：Fe6e8OH=FeO4H2OB甲溶液可循环利用C离子交换膜a是阴离子交换膜D当电路中通过2 mol电子的电量时，会有1 mol H2生成解析：选C。由题意知Cu是阴极，Fe是阳极。A项

30、，阳极发生氧化反应，电极反应式：Fe6e8OH=FeO4H2O，正确；B项，阴极发生还原反应，水电离出的氢离子放电生成氢气和氢氧根离子，甲溶液为浓的氢氧化钠溶液，可循环利用，正确；C项，电解池中阳离子向阴极移动，通过离子交换膜a的是Na，故a为阳离子交换膜，错误；D项，阴极发生还原反应，水电离出的氢离子放电生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为2H2O2e=H22OH，当电路中通过2 mol电子的电量时，会有1 mol H2生成，正确。利用电解原理治理污染科学态度与社会责任5某些无公害免农药果园利用如图所示电解装置，进行果品的安全生产，解决了农药残留所造成的生态及健康危害问题。下列说法正确的是()

31、Aa为直流电源的负极，与之相连的电极为阴极B离子交换膜为阴离子交换膜C酸性水具有强氧化性，能够杀菌D阴极反应式为H2O2e=H2O2解析：选C。由题图可推知b为直流电源的负极，a为直流电源的正极，与a相连的电极为阳极，A项错误；右侧生成OH，K穿过离子交换膜移到右侧，即该离子交换膜为阳离子交换膜，B项错误；阳极反应为2Cl2e=Cl2，生成的Cl2与水反应：Cl2H2OHClHClO，故酸性水中含HClO，具有强氧化性，能够杀菌，C项正确；水溶液中不可能存在O2，应生成OH，D项错误。6(双选)SO2和NOx是主要大气污染物，利用下图装置可同时吸收SO2和NO。下列有关说法错误的是()Aa为直

32、流电源的正极，与其相连的电极发生氧化反应B阴极得到2 mol电子时，通过阳离子交换膜的H为2 molC吸收池中发生反应的离子方程式为2NO2S2O2H2O=N24HSOD阳极的电极反应式为SO22e2H2O=SO4H解析：选AD。A项，阴极发生还原反应，HSO得电子生成S2O，a是直流电源的负极，错误；B项，阴极发生还原反应，电极反应式为2HSO2e2H=S2O2H2O，阴极得到2 mol电子时，通过阳离子交换膜的H为2 mol，正确；C项，吸收池中S2O与NO发生氧化还原反应生成N2和HSO，离子方程式为2NO2S2O2H2O=N24HSO，正确；D项，阳极发生失去电子的氧化反应，电极反应式

33、为SO22e2H2O=SO4H，错误。学习任务3金属的腐蚀与防护一、金属腐蚀的本质金属原子失去电子变为金属阳离子，发生氧化反应。二、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)等直接发生化学反应不纯金属或合金跟电解质溶液接触，发生原电池反应现象无电流产生有微弱电流产生本质金属原子失去电子而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水膜酸性很弱或呈中性电极反应负极Fe2e=Fe2正极2H2e=H2O22H2O4e=4OH

34、总反应式Fe2H=Fe2H22FeO22H2O=2Fe(OH)2(1)钢铁的吸氧腐蚀更普遍。(2)铁锈的形成：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(铁锈)(3x)H2O。三、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负极：比被保护金属活泼的金属；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阴极：被保护的金属设备；阳极：惰性金属或石墨。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。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)(2018高考天津卷)铁管

35、镀锌层局部破损后，铁管仍不易生锈。()(2)(2017高考江苏卷)地下钢铁管道用导线连接锌块可以减缓管道的腐蚀。()(3)因空气中CO2的存在，金属表面形成一层酸膜，所以大多数金属发生的是析氢腐蚀。()(4)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。()(5)若在海轮外壳上附着一些铜块，则可以减缓海轮外壳的腐蚀。()(6)自行车钢架生锈主要是电化学腐蚀所致。()(7)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2. (2019高考江苏卷)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关

36、该实验的说法正确的是()A铁被氧化的电极反应式为Fe3e=Fe3B铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C活性炭的存在会加速铁的腐蚀D以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀解析：选C。A项，铁和炭的混合物用NaCl溶液湿润后构成原电池，铁做负极，铁失去电子生成Fe2，电极反应式为Fe2e=Fe2，错误；B项，铁腐蚀过程中化学能除了转化为电能外，还有少部分转化为热能等，错误；C项，构成原电池后，铁腐蚀的速率变快，正确；D项，用水代替NaCl溶液，Fe和炭也可以构成原电池，Fe失去电子，空气中的O2得到电子，铁发生吸氧腐蚀，错误。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

37、氧腐蚀的关键。潮湿的空气、酸性很弱或中性溶液中发生吸氧腐蚀；NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液中发生析氢腐蚀。 金属腐蚀的原理及腐蚀快慢的比较变化观念1(2020武汉高三质检)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()A图1中，铁钉易被腐蚀B图2中，滴加少量K3Fe(CN)6溶液，没有蓝色沉淀出现C图3中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀D图4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的正极解析：选C。A项，题图1中，铁钉处于干燥环境中，不易被腐蚀；B项，负极反应为Fe2e=Fe2，Fe2与K3Fe(CN)6反应生成Fe3Fe(CN)62蓝色沉淀；D项

38、为牺牲阳极的阴极保护法，镁块相当于原电池的负极。2(双选)(2020济南高三一模)为了减少钢管因锈蚀造成的损失，某城市拟用如图方法保护埋在酸性土壤中的钢管。下列有关说法中错误的是()A在潮湿的酸性土壤中，钢管主要发生析氢腐蚀B在潮湿的酸性土壤中，电子由钢管通过导线流向金属棒MC在潮湿的酸性土壤中，H向金属棒M移动，抑制H与铁的反应D金属棒M与钢管用导线连接后可使钢管表面的腐蚀电流接近于零解析：选BC。在潮湿的酸性土壤中，钢管主要发生析氢腐蚀，A项正确；在潮湿的酸性土壤中，金属棒M做负极，可以保护钢管不被腐蚀，电子由负极金属棒M通过导线流向正极钢管，B项错误；在潮湿的酸性土壤中，H向正极钢管移动

39、，H在正极得电子产生氢气，C项错误；金属棒M与钢管用导线连接后保护埋在酸性土壤中的钢管，可使钢管表面的腐蚀电流接近于零，D项正确。3(经典题)如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速率由快到慢的顺序为()ABC D解析：选C。是Fe为负极，杂质碳为正极的原电池腐蚀，是铁的吸氧腐蚀，腐蚀较慢。均为原电池，中 Fe为正极，被保护；中Fe为负极，均被腐蚀，但Fe和Cu的金属活动性差别大于Fe和Sn的，故FeCu原电池中Fe被腐蚀的速率较快。是Fe接电源正极做阳极，Cu接电源负极做阴极的电解腐蚀，Fe被腐蚀的速率最快。是Fe接电源负极做阴极，Cu接电源正极做阳极的电解腐蚀，Fe被保护，且保护效果比好。根据以上分析可知，铁在其中被腐蚀的速率由快到慢的顺序为 。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，一般电解质溶液浓度越大，金属腐蚀速率越快