第31講電解池金屬的腐蝕與防護[復(fù)習(xí)目標]1.認識電能與化學(xué)能相互轉(zhuǎn)化的實際意義及其重要應(yīng)用。2.了解電解池的工作原理，認識電解在實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和儲存能量中的具體應(yīng)用。3.了解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)，知道金屬腐蝕的危害，了解防止金屬腐蝕的措施?？键c一電解原理必備知識夯實1．電解(1)定義：使電流通過電解質(zhì)溶液(或熔融的電解質(zhì))而在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程。在此過程中，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。(2)特點：①電解是不可逆的；②電解質(zhì)導(dǎo)電一定發(fā)生化學(xué)變化。2．電解池的構(gòu)成及工作原理(1)概念：將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。(2)構(gòu)成條件①有外接直流電源。②有與直流電源相連的兩個電極。③形成閉合回路。④電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)。(3)電極名稱及電極反應(yīng)式(以電解CuCl2溶液為例)總反應(yīng)方程式：eq\o(□,\s\up3(10))CuCl2eq\o(=,\s\up15(電解))Cu＋Cl2↑。(4)電解池中電子和離子的移動方向①電子：從電源eq\o(□,\s\up3(11))負極流出后，流向電解池的eq\o(□,\s\up3(12))陰極；從電解池的eq\o(□,\s\up3(13))陽極流向電源的eq\o(□,\s\up3(14))正極。②離子：陽離子移向電解池的eq\o(□,\s\up3(15))陰極，陰離子移向電解池的eq\o(□,\s\up3(16))陽極。3．電解規(guī)律(1)陽極放電規(guī)律①活性電極(除Au、Pt以外的金屬材料作電極)，電極材料失電子，生成金屬陽離子。②惰性電極(Pt、Au、石墨)，要依據(jù)陰離子的放電順序加以判斷。陰離子的放電順序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根離子。S2－、I－、Br－、Cl－放電，產(chǎn)物分別是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放電，則得到H2O和O2。(2)陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)陽離子放電順序進行判斷。陽離子放電順序：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋。注意：電解水溶液時，Al3＋、Mg2＋、Na＋、K＋不可能在陰極放電?！疽族e辨析】正確的打“√”，錯誤的打“×”，錯誤的寫明原因。(1)用Cu作電極電解鹽酸可發(fā)生Cu＋2H＋eq\o(=,\s\up15(電解),\s\do15())Cu2＋＋H2↑(√)(2)用惰性電極電解鹽酸、硫酸等溶液，H＋放電，溶液的pH逐漸增大(×)原因：用惰性電極電解H2SO4溶液時，實際是電解H2O的過程，故溶液中c(H＋)增大，pH減小。(3)用惰性電極電解飽和食鹽水一段時間后，加入鹽酸可使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)(×)原因：應(yīng)通入HCl氣體。(4)電解CuCl2溶液，陰極逸出的氣體能夠使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{色(×)原因：電解CuCl2溶液時陽極產(chǎn)生的Cl2能夠使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{。(5)電解稀硫酸制H2、O2時，可用不活潑的銅作陽極(×)原因：Cu作陽極，優(yōu)先于OH－失去電子生成Cu2＋。(6)用惰性電極電解MgCl2溶液的離子方程式為2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up15(電解))Cl2↑＋2OH－＋H2↑(×)原因：產(chǎn)物中OH－與Mg2＋不能大量共存，而是以Mg(OH)2的形式存在。名師課堂點撥惰性電極電解電解質(zhì)溶液的四種類型類型電極反應(yīng)特點電解質(zhì)溶液電解質(zhì)濃度pH電解質(zhì)溶液復(fù)原電解水型陰極：4H＋＋4e－=2H2↑陽極：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑強堿(NaOH)增大增大加水含氧酸(H2SO4)增大減小加水活潑金屬的含氧酸鹽(Na2SO4)增大不變加水電解電解質(zhì)型電解質(zhì)電離出的陰、陽離子分別在兩極放電無氧酸(HCl)減小增大通入HCl氣體不活潑金屬的無氧酸鹽(CuCl2)減小—加氯化銅放H2生堿型陰極：H2O放H2生成堿陽極：電解質(zhì)陰離子放電活潑金屬的無氧酸鹽(NaCl)生成新電解質(zhì)增大通HCl氣體放O2生酸型陰極：電解質(zhì)陽離子放電陽極：H2O放O2生成酸不活潑金屬的含氧酸鹽(CuSO4)生成新電解質(zhì)減小加氧化銅關(guān)鍵能力提升一、電解原理1．用如圖所示裝置(X、Y是直流電源的兩極)分別進行下列各組實驗，則下表中各項所列對應(yīng)關(guān)系均正確的一項是()選項X極實驗前U形管中液體通電后現(xiàn)象及結(jié)論A正極Na2SO4溶液U形管兩端滴入酚酞后，a管中呈紅色B正極AgNO3溶液b管中電極反應(yīng)式是4OH－－4e－=O2↑＋2H2OC負極CuCl2溶液b管中有氣體逸出D負極NaOH溶液溶液pH降低【解析】電解Na2SO4溶液時，陽極上是OH－發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即a管中OH－放電，酸性增強，酸遇酚酞不變色，即a管中呈無色，A項錯誤；電解AgNO3溶液時，陰極上是Ag＋發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，即b管中電極反應(yīng)是析出金屬Ag的反應(yīng)，B項錯誤；電解CuCl2溶液時，陽極上是Cl－發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即b管中Cl－放電，產(chǎn)生Cl2，C項正確；電解NaOH溶液時，實際上電解的是水，導(dǎo)致NaOH溶液的濃度增大，堿性增強，pH升高，D項錯誤?！敬鸢浮緾2．用惰性電極進行電解，下列說法正確的是()A．電解稀硫酸，實質(zhì)上是電解水，故溶液pH不變B．電解稀NaOH溶液，要消耗OH－，故溶液pH減小C．電解Na2SO4溶液，在陰極上和陽極上生成氣體產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2D．電解氯化銅溶液，在陰極上和陽極上生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶1【解析】電解稀硫酸時，實質(zhì)上是電解水，溶劑的質(zhì)量減少，溶質(zhì)的質(zhì)量不變，所以溶液的濃度增大，氫離子的濃度增大，溶液的pH變小，A項錯誤；電解稀氫氧化鈉溶液時，實質(zhì)上是電解水，溶劑的質(zhì)量減少，溶質(zhì)的質(zhì)量不變，所以溶液的濃度增大，氫氧根離子的濃度增大，溶液的pH變大，B項錯誤；電解硫酸鈉溶液時，實質(zhì)上是電解水，陰極上氫離子得電子生成氫氣，陽極上氫氧根離子失電子生成氧氣，根據(jù)得失電子守恒，在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2∶1，C項錯誤；電解氯化銅溶液時，陰極上銅離子得電子生成銅，陽極上氯離子失電子生成氯氣，根據(jù)得失電子守恒，在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶1，D項正確?！敬鸢浮緿分析電解過程的思維流程二、電極反應(yīng)式的書寫3．(2024·河南四地市檢測)電解NO制備NH4NO3，其工作原理如圖所示。為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3，需補充物質(zhì)M。下列說法錯誤的是()A．物質(zhì)M是NH4NO3B．補充物質(zhì)M是因為8NO＋7H2Oeq\o(=,\s\up15(通電))3NH4NO3＋2HNO3C．陽極反應(yīng)：NO－3e－＋2H2O=NOeq\o\al(－,3)＋4H＋D．陰極反應(yīng)：NO＋5e－＋6H＋=NHeq\o\al(＋,4)＋H2O【解析】電解池中陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，結(jié)合電解質(zhì)溶液可進行如下分析：由以上分析可知，電解總反應(yīng)為8NO＋7H2Oeq\o(=,\s\up15(通電))3NH4NO3＋2HNO3，因此要使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3，需補充NH3，NH3與HNO3反應(yīng)生成NH4NO3，A項錯誤；B項正確；由上述分析知，C、D項正確?！敬鸢浮緼4．(1)(2024·江蘇鹽城中學(xué)檢測)燃煤煙氣中的NOx、SO2經(jīng)處理后可被吸收。若煙氣主要成分為NO、SO2，可通過電解法除去，其原理如圖1所示。陰極的電極反應(yīng)式為__________________________，陽極的電極反應(yīng)式為__________________________。(2)(2024·重慶八中檢測)天津大學(xué)化學(xué)團隊以CO2與辛胺為原料實現(xiàn)了甲酸和辛腈的高選擇性合成，裝置工作原理如圖2所示。①A極為電源的________(填“正”或“負”)極。②陽極的電極反應(yīng)式為__________________________________________________________________________________________________________________________________________?！窘馕觥?1)題圖1所示裝置為電解池，陰極連電源的負極，由題圖可知陰極NO得電子生成NHeq\o\al(＋,4)，陰極電極反應(yīng)式為NO＋5e－＋6H＋=NHeq\o\al(＋,4)＋H2O；陽極SO2失電子，陽極電極反應(yīng)式為SO2－2e－＋2H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋。(2)①In/In2O3－x電極上CO2發(fā)生還原反應(yīng)生成HCOO－，則該電極為陰極，故A極為電源的負極。②Ni2P電極為陽極，辛胺失去電子生成辛腈，電極反應(yīng)式為CH3(CH2)7NH2－4e－＋4OH－=CH3(CH2)6CN＋4H2O?！敬鸢浮?1)NO＋5e－＋6H＋=NHeq\o\al(＋,4)＋H2OSO2－2e－＋2H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋(2)①負②CH3(CH2)7NH2－4e－＋4OH－=CH3(CH2)6CN＋4H2O電解池中電極反應(yīng)式的書寫步驟考點二電解原理的應(yīng)用必備知識夯實1．氯堿工業(yè)習(xí)慣上把電解飽和食鹽水的工業(yè)生產(chǎn)叫做氯堿工業(yè)。(1)反應(yīng)原理陽極：eq\o(□,\s\up3(1))2Cl－－2e－=Cl2↑(eq\o(□,\s\up3(2))氧化反應(yīng))。陰極：eq\o(□,\s\up3(3))2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－(eq\o(□,\s\up3(4))還原反應(yīng))。總反應(yīng)化學(xué)方程式：eq\o(□,\s\up3(5))2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up15(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑?？偡磻?yīng)離子方程式：eq\o(□,\s\up3(6))2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up15(電解))2OH－＋H2↑＋Cl2↑。注意：電解所用的食鹽要精制。(2)離子交換膜法的生產(chǎn)過程加入或流出的物質(zhì)a、b、c、d分別是eq\o(□,\s\up3(7))精制飽和NaCl溶液、eq\o(□,\s\up3(8))H2O(含少量NaOH)、eq\o(□,\s\up3(9))淡鹽水、eq\o(□,\s\up3(10))NaOH溶液；X、Y分別是eq\o(□,\s\up3(11))Cl2、eq\o(□,\s\up3(12))H2。(3)陽離子交換膜的作用阻止eq\o(□,\s\up3(13))OH－進入陽極室與Cl2發(fā)生副反應(yīng)：2NaOH＋Cl2=NaCl＋NaClO＋H2O，阻止陽極產(chǎn)生的Cl2和陰極產(chǎn)生的H2混合發(fā)生爆炸。(4)氯堿工業(yè)產(chǎn)品2．電鍍銅3．電解精煉銅(1)電極材料：陽極為粗銅，陰極為純銅。(2)電解質(zhì)溶液：含Cu2＋的鹽溶液。(3)電極反應(yīng)式陽極(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等雜質(zhì))：Zn－2e－=Zn2＋、Fe－2e－=Fe2＋、Ni－2e－=Ni2＋、Cu－2e－=Cu2＋(主要反應(yīng))。陰極：Cu2＋＋2e－=Cu。4．電冶金利用電解熔融鹽或氧化物的方法來冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等。(1)冶煉鈉2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up15(電解))2Na＋Cl2↑陽極反應(yīng)式：eq\o(□,\s\up3(1))2Cl－－2e－=Cl2↑；陰極反應(yīng)式：eq\o(□,\s\up3(2))2Na＋＋2e－=2Na。(2)冶煉鎂MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up15(電解))Mg＋Cl2↑。(3)冶煉鋁2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up15(電解),\s\do15(Na3AlF6))4Al＋3O2↑。【易錯辨析】正確的打“√”，錯誤的打“×”，錯誤的寫明原因。(1)電解飽和食鹽水時，兩個電極均不能用金屬材料(×)原因：電解飽和食鹽水時，陰極可以用金屬材料作電極。(2)在鍍件上電鍍銅時，鍍件應(yīng)連接電源的正極(×)原因：電鍍銅時，銅應(yīng)連接電源的正極作陽極，鍍件連接電源的負極作陰極。(3)電鍍銅和電解精煉銅時，電解質(zhì)溶液中的c(Cu2＋)均保持不變(×)原因：電解精煉銅時，當開始電解時雜質(zhì)Zn、Fe、Ni等活潑金屬失電子，電解質(zhì)溶液中Cu2＋得電子，造成溶液中c(Cu2＋)減小。(4)電解冶煉鎂、鋁通常電解MgCl2和Al2O3，也可電解MgO和AlCl3(×)原因：不采用電解MgO制金屬鎂，因為MgO熔點高、耗能大，不經(jīng)濟，不能用電解AlCl3制金屬鋁，因為熔融AlCl3不導(dǎo)電。名師課堂點撥電鍍和電解精煉的特點分析(1)電鍍過程中的“一多，一少，一不變”①“一多”指陰極上有鍍層金屬沉積。②“一少”指陽極上有鍍層金屬溶解。③“一不變”指電鍍液(電解質(zhì)溶液)的濃度基本不變。(2)電解精煉過程中的“兩不等”①電解質(zhì)溶液濃度在電解前后不相等。②陰極增加的質(zhì)量和陽極減少的質(zhì)量不相等。關(guān)鍵能力提升一、電解原理的基本應(yīng)用1．如圖為電解飽和食鹽水的裝置，下列有關(guān)說法不正確的是()A．左側(cè)電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．右側(cè)生成的氣體能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{C．電解一段時間后，B口排出NaOH溶液D．電解飽和食鹽水的離子方程式：2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up15(電解))2OH－＋H2↑＋Cl2↑【答案】B2．金屬鎳有廣泛的用途，粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制備高純度的鎳，下列敘述正確的是(已知：氧化性Fe2＋<Ni2＋<Cu2＋)()A．陽極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為Ni2＋＋2e－=NiB．電解過程中，陽極質(zhì)量的減少量與陰極質(zhì)量的增加量一定相等C．電解后，電解槽底部的陽極泥中含有Cu和PtD．電解后，溶液中存在的金屬陽離子只有Fe2＋和Zn2＋【解析】電解法制備高純度的鎳，粗鎳作為陽極，金屬按還原性順序Zn>Fe>Ni>Cu>Pt發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)依次為Zn－2e－=Zn2＋、Fe－2e－=Fe2＋、Ni－2e－=Ni2＋，A項錯誤；電解過程中，陽極Zn、Fe、Ni溶解，Cu、Pt沉積到電解槽底部，陰極只析出Ni，結(jié)合兩極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等，陽極質(zhì)量的減少量與陰極質(zhì)量的增加量不相等，B項錯誤；Cu和Pt還原性比Ni弱，不能失去電子，以沉淀的形式沉積在電解槽底部，形成陽極泥，C項正確；電解后，溶液中存在的金屬陽離子除了Fe2＋、Zn2＋外，還有Ni2＋，D項錯誤。【答案】C二、電解原理在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用3．(2023·上海松江中學(xué)高三期末)電解尿素[CO(NH2)2]是一種能耗很低的制氫方法，其工作原理如圖所示，下列說法錯誤的是()A．b極材料可以用鐵棒B．b電極上發(fā)生失去電子的反應(yīng)C．a(chǎn)極的電極反應(yīng)式為：CO(NH2)2＋8OH－－6e－=COeq\o\al(2－,3)＋N2↑＋6H2OD．總反應(yīng)的離子方程式為：CO(NH2)2＋2OH－eq\o(=,\s\up15(通電))N2↑＋3H2↑＋COeq\o\al(2－,3)【解析】b電極連接外接電源的負極，水得電子生成H2，a極作為陽極，尿素失去電子生成COeq\o\al(2－,3)和N2。b極是得電子的一極，電極作用是電子流入載體，材料可以用鐵棒，A項正確；b電極上發(fā)生得到電子的反應(yīng)，B項錯誤；a極作為陽極，堿性環(huán)境下，電極反應(yīng)式為CO(NH2)2＋8OH－－6e－=COeq\o\al(2－,3)＋N2↑＋6H2O，C項正確；堿性環(huán)境下，陰極是水得電子生成氫氣和OH－，OH－向陽極移動，總反應(yīng)的離子方程式為CO(NH2)2＋2OH－eq\o(=,\s\up15(通電))N2↑＋3H2↑＋COeq\o\al(2－,3)，D項正確?！敬鸢浮緽4．(2024·福建南平中學(xué)期中)電催化還原CO2以制備高附加值化學(xué)品是實現(xiàn)碳中和的有效方法之一。一種采用金屬有機框架(MOF)催化劑電催化還原CO2為CO的裝置原理如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是()A．裝置圖中外電路箭頭方向表示電流的方向B．電極b的電極反應(yīng)式為CO2＋2e－＋H2O=CO＋2OH－C．電極a上生成1molO2時，理論上可還原44.8LCO2D．選用合適的催化劑，利用該裝置也可能將CO2轉(zhuǎn)化為CH4、CH3OH等【解析】由分析可知，A、B項錯誤；根據(jù)得失電子守恒可得關(guān)系式O2～4e－～2CO2，若生成1molO2，則可還原2molCO2，其體積在標準狀況下為44.8L，但題中未注明氣體所處狀況，C項錯誤；不同的催化劑具有不同的選擇性，使用合適的催化劑，利用該裝置也可能將CO2還原為CH4、CH3OH等，D項正確。【答案】D情境創(chuàng)新培優(yōu)一些凈水器推銷商在推銷其產(chǎn)品時，進行所謂的“電解水法”實驗，將純凈水與自來水進行對比。當電解裝置插入純凈水和自來水中通電數(shù)分鐘后，純凈水顏色無變化或略顯黃色，而自來水卻冒出氣泡并生成灰綠色或紅棕色的沉淀。根據(jù)上述現(xiàn)象，下列選項說法正確的是()A．通電時，鋁片作陽極，鐵片作陰極B．生成的氣泡、紅棕色或灰綠色的沉淀都是電解的直接或間接產(chǎn)物C．通過對比，確實能說明自來水中含有大量對人體有毒有害的物質(zhì)D．鐵片的電極反應(yīng)：O2＋2H2O＋4e－=4OH－【解析】通電時，鐵片作陽極，鋁片作陰極，A項錯誤；陰極的水得電子生成的氣泡、陽極的鐵失電子生成亞鐵離子，然后生成灰綠色或紅棕色的沉淀都是電解的直接或間接產(chǎn)物，B項正確；通過對比，能說明自來水中含有大量的離子，但不一定為對人體有毒有害的物質(zhì)，C項錯誤；鐵片作陽極，電極反應(yīng)：Fe－2e－=Fe2＋，D項錯誤。【答案】B考點三金屬的腐蝕與防護必備知識夯實1．金屬腐蝕的本質(zhì)金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇栯x子，金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。2．金屬腐蝕的類型(1)化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬跟干燥氣體(如O2、Cl2、SO2等)或非電解質(zhì)液體(如石油)等直接接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸發(fā)生原電池反應(yīng)現(xiàn)象無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被氧化較活潑金屬被氧化聯(lián)系兩者往往同時發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更普遍(2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕(以鋼鐵的腐蝕為例進行分析)類型析氫腐蝕吸氧腐蝕水膜性質(zhì)水膜呈酸性水膜呈弱酸性或中性負極反應(yīng)Fe－2e－=Fe2＋2Fe－4e－=2Fe2＋正極反應(yīng)eq\o(□,\s\up3(10))2H＋＋2e－=H2↑eq\o(□,\s\up3(11))O2＋4e－＋2H2O=4OH－總反應(yīng)Fe＋2H2O=Fe(OH)2＋H2↑eq\o(□,\s\up3(12))2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2其他反應(yīng)及產(chǎn)物4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O聯(lián)系普遍性：吸氧腐蝕更普遍3.金屬的防護(1)電化學(xué)防護eq\o(□,\s\up3(1))犧牲陽極的陰極保護法——原電池原理負極比被保護金屬活潑的金屬正極被保護的金屬設(shè)備eq\o(□,\s\up3(2))外加電流的陰極保護法——電解原理陰極被保護的金屬設(shè)備陽極惰性金屬(2)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可根據(jù)不同的用途選用不同的金屬或非金屬制成合金。(3)覆蓋保護層可以通過噴油漆、涂油脂、電鍍或表面鈍化等方法使金屬與介質(zhì)隔離?！疽族e辨析】正確的打“√”，錯誤的打“×”，錯誤的寫明原因。(1)金屬的化學(xué)腐蝕比電化學(xué)腐蝕更普遍(×)原因：電化學(xué)腐蝕更普遍。(2)鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時，負極鐵失電子生成Fe3＋(×)原因：負極電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋(3)純銀器表面變黑與鋼鐵生銹原理相同(×)原因：銀器變黑是化學(xué)腐蝕。(4)當鍍錫鐵制品的鍍層破損時，鍍層仍能對鐵制品起保護作用(×)原因：由于鐵比錫活潑，錫層破損后，形成原電池，鐵作負極，腐蝕加快。(5)將水庫中的水閘(鋼板)與外加直流電源的負極相連，可防止水閘被腐蝕(√)(6)鋼閘門吊一塊鋁塊，是利用了犧牲陽極法保護金屬(√)名師課堂點撥1．分析金屬發(fā)生腐蝕的環(huán)境，確定金屬發(fā)生腐蝕的類型及變化2．結(jié)合金屬發(fā)生腐蝕的原理，選擇合適的電化學(xué)防腐方法關(guān)鍵能力提升一、金屬腐蝕的原理及分析1．(2023·湖南雅禮中學(xué)期末)點蝕又稱為孔蝕，是一種集中于金屬表面很小的范圍并深入到金屬內(nèi)部的腐蝕形態(tài)。某鐵合金鈍化膜破損后的孔蝕如圖，則下列說法正確的是()A．為防止孔蝕發(fā)生可以將外接電源正極與金屬相連B．反應(yīng)時每吸收2.24LO2，則此時HCl可以氧化0.2molFeC．在腐蝕的過程中鈍化膜作為負極D．依題孔隙中局部可能發(fā)生析氫腐蝕【解析】與電源正極相連作陽極，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，加快金屬的腐蝕，故為防止孔蝕發(fā)生可以將外接電源負極與金屬相連，A項錯誤；未告知O2所處的狀態(tài)，無法計算2.24LO2的物質(zhì)的量，故無法計算此時HCl可以氧化Fe的物質(zhì)的量，B項錯誤；由圖示可知，在腐蝕的過程中鈍化膜作為正極，O2在鈍化膜上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，C項錯誤；依題孔隙中局部中可能存在酸性環(huán)境，則可能發(fā)生析氫腐蝕，D項正確。【答案】D2．(2024·遼寧六校聯(lián)考)將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液濕潤后，置于如圖所示裝置中，進行鐵的電化學(xué)腐蝕實驗。下列有關(guān)該實驗的說法正確的是()A．鐵被氧化的電極反應(yīng)式為Fe－3e－=Fe3＋B．鐵腐蝕過程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能C．活性炭的存在會加速鐵的腐蝕D．以水代替NaCl溶液，鐵不能發(fā)生吸氧腐蝕【解析】鐵和炭的混合物用NaCl溶液濕潤后構(gòu)成原電池，鐵作負極，鐵失去電子生成Fe2＋，電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋，A項錯誤；鐵腐蝕過程中化學(xué)能除了轉(zhuǎn)化為電能外，還可轉(zhuǎn)化為熱能等，B項錯誤；構(gòu)成原電池后，鐵腐蝕的速率變快，C項正確；用水代替NaCl溶液，F(xiàn)e和炭也可以構(gòu)成原電池，F(xiàn)e失去電子，空氣中的O2得到電子，鐵發(fā)生吸氧腐蝕，D項錯誤?！敬鸢浮緾判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律(1)對同一電解質(zhì)溶液來說，腐蝕由快到慢：電解池原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防護措施的腐蝕。(2)活潑性不同的兩種金屬，活潑性差異越大，較活潑的金屬腐蝕越快。(3)對同一種電解質(zhì)溶液來說，一般電解質(zhì)溶液濃度越大，金屬腐蝕越快。二、金屬腐蝕的防護方法3．支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁，常用外加電流法進行防腐，工作原理如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關(guān)表述不正確的是()A．通入保護電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零B．通電后外電路電子被強制從高硅鑄鐵流向鋼管樁C．高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流D．通入的保護電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進行調(diào)整【解析】鋼管樁接電源的負極，高硅鑄鐵接電源的正極，通電后，外電路中的電子從高硅鑄鐵(陽極)流向正極，從負極流向鋼管樁(陰極)，A、B項均正確；高硅鑄鐵為惰性輔助陽極，在整個過程中不損耗，C項錯誤。通入的保護電流可根據(jù)環(huán)境條件變化進行調(diào)整，D項正確。【答案】C4．利用如圖裝置可以模擬鐵的電化學(xué)防護。下列說法錯誤的是()A．若X為鋅棒，開關(guān)K置于M處，可減緩鐵的腐蝕B．若X為鋅棒，開關(guān)K置于M處，鐵極發(fā)生氧化反應(yīng)C．若X為碳棒，開關(guān)K置于N處，可減緩鐵的腐蝕D．若X為碳棒，開關(guān)K置于N處，X極發(fā)生氧化反應(yīng)【解析】若X為鋅棒，開關(guān)K置于M處時，鋅作負極，鐵作正極被保護，A項正確，B項錯誤；若X為碳棒，開關(guān)K置于N處，鐵連接電源負極作陰極被保護，C項正確；X連接電源正極作陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，D項正確。【答案】B角度一電解原理及其應(yīng)用1．(2023·全國甲卷)用可再生能源電還原CO2時，采用高濃度的K＋抑制酸性電解液中的析氫反應(yīng)可提高多碳產(chǎn)物(乙烯、乙醇等)的生成率，裝置如下圖所示。下列說法正確的是()A．析氫反應(yīng)發(fā)生在IrOx－Ti電極上B．Cl－從Cu電極遷移到IrOx－Ti電極C．陰極發(fā)生的反應(yīng)有：2CO2＋12H＋＋12e－=C2H4＋4H2OD．每轉(zhuǎn)移1mol電子，陽極生成11.2L氣體(標準狀況)【解析】IrOx－Ti電極接電源正極，為陽極，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，故電極反應(yīng)為2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，A項錯誤；質(zhì)子交換膜只允許H＋通過，故左室H＋從IrOx－Ti電極向Cu電極遷移，B項錯誤；Cu電極接電源負極，為陰極，發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，根據(jù)圖中物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系知CO2可發(fā)生反應(yīng)2CO2＋12H＋＋12e－=C2H4＋4H2O，C項正確；由A可知每轉(zhuǎn)移1mol電子，陽極生成0.25mol即5.6L(標準狀況)O2，D項錯誤。【答案】C2．(2022·湖北卷)含磷有機化合物應(yīng)用廣泛。電解法可實現(xiàn)由白磷直接制備Li[P(CN)2]，過程如圖所示(Me為甲基)。下列說法正確的是()A．生成1molLi[P(CN)2]，理論上外電路需要轉(zhuǎn)移2mol電子B．陰極上的電極反應(yīng)式為P4＋8CN－－4e－=4[P(CN)2]－C．在電解過程中CN－向鉑電極移動D．電解產(chǎn)生的H2中的氫元素來自LiOH【解析】石墨電極為陽極，電極反應(yīng)式為P4＋8CN－－4e－=4[P(CN)2]－，則生成1molLi[P(CN)2]，理論上外電路需要轉(zhuǎn)移1mol電子，A項錯誤；陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2HCN＋2e－=2CN－＋H2↑，B項錯誤；陰離子向陽極移動，則CN－向石墨電極移動，C項錯誤；由所給圖示可知，HCN在陰極放電，產(chǎn)生CN－和H2，而HCN中的H來自LiOH，故電解產(chǎn)生H2中的氫元素來自LiOH，D項正確?！敬鸢浮緿角度二金屬的腐蝕和防護3．(2020·江蘇卷)將金屬M連接在鋼鐵設(shè)施表面，可減緩水體中鋼鐵設(shè)施的腐蝕。在如圖所示的情境中，下列有關(guān)說法正確的是()A．陰極的電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋B．金屬M的活動性比Fe的活動性弱C．鋼鐵設(shè)施表面因積累大量電子而被保護D．鋼鐵設(shè)施在河水中的腐蝕速率比在海水中的快【解析】陰極處發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，A錯誤；M比Fe活潑，M失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，失去的電子轉(zhuǎn)移至Fe處，B錯誤；Fe表面得到電子被保護，C正確；海水中存在大量的電解質(zhì)，故更容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，D錯誤。【答案】C課后作業(yè)(三十一)電解池金屬的腐蝕與防護[A組基礎(chǔ)鞏固]1．(2024·江西宜春模擬)化學(xué)與人類生產(chǎn)、生活密切相關(guān)，下列說法錯誤的是()A．“暖寶寶”工作時將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能B．在鐵中添加一定量的鎳制成的金屬硬幣不易被腐蝕C．海輪船殼上鑲?cè)脘\塊，利用的防護方法是外接電流法D．銅、鋁電線連接起來使用易出現(xiàn)斷電現(xiàn)象【解析】“暖寶寶”的工作原理是利用原電池加快氧化反應(yīng)速度，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，A項正確；在鐵中添加一定量的鎳改變了內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使得制成的金屬硬幣不易被腐蝕，B項正確；在海輪船殼上鑲?cè)脘\塊，此時鋅作負極，鐵作為原電池的正極而被保護，不易腐蝕，是利用了犧牲陽極的陰極保護法，C項錯誤；銅、鋁電線連接起來使用，接頭在潮濕空氣中形成原電池，鋁線表面被氧化而不導(dǎo)電，出現(xiàn)斷電現(xiàn)象，D項正確?！敬鸢浮緾2．用惰性電極進行電解，下列說法正確的是()A．電解稀硫酸，實質(zhì)上是電解水，故溶液的pH不變B．電解稀NaOH溶液，要消耗OH－，故溶液的pH減小C．電解NaNO3溶液，在陰極上和陽極上生成氣體產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2D．電解CuCl2溶液，在陰極上和陽極上生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶1【解析】電解稀硫酸，實質(zhì)上是電解水，溶劑的質(zhì)量減小，溶質(zhì)的質(zhì)量不變，所以溶液的濃度增大，H＋的濃度增大，溶液的pH變小，A項錯誤；電解稀NaOH溶液，實質(zhì)上是電解水，溶劑的質(zhì)量減小，溶質(zhì)的質(zhì)量不變，所以溶液的濃度增大，OH－的濃度增大，溶液的pH變大，B項錯誤；電解NaNO3溶液，實質(zhì)上是電解水，陰極上H＋得電子生成氫氣，陽極上OH－失電子生成氧氣，根據(jù)得失電子守恒，在陰極上和陽極上生成氣體產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2∶1，C項錯誤；電解CuCl2溶液時，陰極上Cu2＋得電子生成銅，陽極上Cl－失電子生成氯氣，根據(jù)得失電子守恒，在陰極上和陽極上生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶1，D項正確。【答案】D3．(2023·福建龍巖模擬)如圖是氯堿工業(yè)離子交換膜法電解飽和食鹽水的示意圖，圖中陽離子交換膜只允許Na＋等通過，不允許OH－、Cl－等陰離子及氣體分子通過，下列有關(guān)說法錯誤的是()A．陰極發(fā)生的反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－B．使用的陽離子交換膜阻止陰離子OH－和氣體通過，使生成的NaOH更純C．e處出來的氣體主要是O2D．b處通入的原料是NaOH的稀溶液【解析】根據(jù)題意可知，陰極發(fā)生的反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，A項正確；根據(jù)題干信息，陽離子交換膜不允許OH－、Cl－等陰離子及氣體分子通過，可使生成的NaOH更純，B項正確；根據(jù)題意，陽極產(chǎn)生的氣體為Cl2，C項錯誤；b處通入的原料是NaOH的稀溶液，可增強導(dǎo)電性，D項正確?！敬鸢浮緾4．(2023·陜西漢中模擬)一種電化學(xué)催化制甲酸鹽的裝置如圖所示。下列說法錯誤的是()A．充電時，Zn電極作陰極B．充電時，陽極放出氧氣C．放電時，OH－向Zn電極移動D．放電時，正極的電極反應(yīng)式為CO2＋e－＋H2O=HCOO－＋OH－【解析】由圖中電子流向可知，充電時，Zn電極作陰極，A項正確；充電時，陽極反應(yīng)式為4OH－－4e－=O2↑＋H2O，B項正確；放電時，Zn電極為負極，原電池中陰離子向負極移動，則OH－向Zn電極移動，C項正確；放電時，正極的電極反應(yīng)式為CO2＋2e－＋H2O=HCOO－＋OH－，D項錯誤?！敬鸢浮緿5．(2024·河北滄州一模)利用甲烷燃料電池作電源，可以通過電化學(xué)方法將有害氣體NO、SO2分別轉(zhuǎn)化為NHeq\o\al(＋,4)和SOeq\o\al(2－,4)，裝置如圖所示。下列說法不正確的是()A．通過甲進入的氣體是甲烷B．b極的電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．d電極反應(yīng)式是NO＋6H＋＋5e－=NHeq\o\al(＋,4)＋H2OD．通過丙出口出去的物質(zhì)只有硫酸銨的濃溶液【解析】根據(jù)c電極通入的SO2氣體轉(zhuǎn)化為SOeq\o\al(2－,4)，可知該電極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，是電解池的陽極，則b是燃料電池的正極，通入的是氧氣，甲通入的是甲烷，A項正確；由于電解液是氫氧化鉀溶液，通入氧氣的b極的電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，B項正確；d電極NO轉(zhuǎn)化為NHeq\o\al(＋,4)，是電解池陰極得電子，可知電極反應(yīng)式為NO＋6H＋＋5e－=NHeq\o\al(＋,4)＋H2O，C項正確；c電極是SO2轉(zhuǎn)化為SOeq\o\al(2－,4)，電解池陽極失電子，電極反應(yīng)式為2H2O＋SO2－2e－=SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋，所以在電解池中總反應(yīng)方程式為2NO＋8H2O＋5SO2eq\o(=,\s\up15(電解))(NH4)2SO4＋4H2SO4，電解過程中消耗水，生成硫酸銨和硫酸，則通過丙出口出去的物質(zhì)有硫酸銨的濃溶液和H2SO4，D項錯誤?！敬鸢浮緿6．炒過菜的鐵鍋未及時洗凈(殘液中含NaCl)，不久便會因被腐蝕而出現(xiàn)紅褐色銹斑。腐蝕原理如圖所示，下列說法正確的是()A．腐蝕過程中，負極是CB．Fe失去電子經(jīng)電解質(zhì)溶液轉(zhuǎn)移給CC．正極的電極反應(yīng)式為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑D．C是正極，O2在C表面上發(fā)生還原反應(yīng)【解析】鐵鍋中含有的Fe、C和電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，活潑金屬為負極，故負極是Fe，A項錯誤；原電池中電子由負極Fe經(jīng)外電路向正極C移動，在電解質(zhì)溶液中依靠離子的移動導(dǎo)電，B項錯誤；該原電池中，C為正極，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，C項錯誤；該原電池中，C為正極，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，D項正確。【答案】D7．(2023·廣東佛山市模擬)2022年我國十大科技突破——海水直接電解制H2，其工作原理如圖，防水透氣膜只能水分子通過。下列說法正確的是()A．a(chǎn)為電解池的陰極B．b的電極反應(yīng)方程式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－C．去除透氣膜，a極的電極反應(yīng)不變D．電解池工作時，海水側(cè)的離子濃度理論上逐漸減小【解析】由圖示可知，該裝置為電解池，陰離子氫氧根向a極移動，故a為電解池的陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，b作電解池陰極，發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，A項錯誤；b的電極反應(yīng)方程式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，B項正確；去除透氣膜，海水中氯離子在陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，故a極的電極反應(yīng)發(fā)生變化，C項錯誤；電解池工作時，溶劑水不斷通過透氣膜進入a、b兩極發(fā)生反應(yīng)，海水側(cè)的離子濃度理論上逐漸增大，D項錯誤。【答案】B8．(2023·遼寧鞍山一模)海水中有豐富的鋰資源，我國科學(xué)家研發(fā)出利用太陽能從海水中提取金屬鋰的技術(shù)，提取原理如圖所示，下列說法錯誤的是()A．該裝置將光能間接轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B．a(chǎn)極為陰極，電極上發(fā)生還原反應(yīng)C．電解過程中可監(jiān)測到b極附近溶液的pH減小D．固體陶瓷膜允許Li＋、H2O等較小微粒通過【解析】該裝置利用太陽能從海水中提取金屬鋰，由于鋰能與水發(fā)生反應(yīng)，所以Li應(yīng)在電極a生成，從而得出電極a為陰極，電極b為陽極。該裝置是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，然后電解海水制取鋰，則將光能間接轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，A項正確；由以上分析可知，a極為陰極，電極上Li＋得電子生成Li，發(fā)生還原反應(yīng)，B項正確；電解過程中，b極Cl－失電子生成Cl2，Cl2溶于水后有一部分與水反應(yīng)生成HCl和HClO，所以電極b附近溶液的pH減小，C項正確；海水中的Li＋通過固體陶瓷膜進入電極a，得電子生成Li，若H2O也進入電極a附近，則生成的Li與H2O發(fā)生反應(yīng)，所以固體陶瓷膜允許Li＋通過，但不允許H2O等較小微粒通過，D項錯誤?！敬鸢浮緿9．(2024·四川南充模擬)某研究小組將混合均勻的鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部，塞上瓶塞(如圖1)。從膠頭滴管中滴入一定濃度醋酸溶液，進行鐵的電化學(xué)腐蝕實驗，容器中的壓強隨時間的變化曲線如圖2。下列說法正確的是()A．0～t1時壓強增大的原因可能是鐵腐蝕放出熱量B．鐵被氧化的電極反應(yīng)式為Fe－3e－=Fe3＋C．碳粉上發(fā)生了氧化反應(yīng)D．鐵腐蝕過程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能【解析】根據(jù)PV＝nRT,0～t1時壓強增大的原因可能是鐵腐蝕放出熱量，A項正確；鐵被氧化的電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋，B項錯誤；鐵發(fā)生氧化反應(yīng)，碳粉上發(fā)生還原反應(yīng)，C項錯誤；鐵腐蝕過程中化學(xué)能部分轉(zhuǎn)化為電能，還有轉(zhuǎn)化成熱能的部分，D項錯誤。【答案】A10．關(guān)于下列裝置分析正確的是()A．裝置甲中陽極上析出紅色物質(zhì)B．若開始階段兩極質(zhì)量相同，電流表中通過0.1mol電子，則裝置甲兩極質(zhì)量差為3.2gC．若裝置乙通電一段時間后，撤去直流電源，電流表指針可能偏轉(zhuǎn)D．可以將裝置乙中的銅片更換為鋅片制成鍍鋅鐵【解析】由圖可知，裝置甲為電解池，右端石墨為陽極，氯離子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，A項錯誤；裝置甲左端析出銅單質(zhì)，轉(zhuǎn)移0.1mol電子，會生成3.2g銅單質(zhì)，右端無固體析出，兩極質(zhì)量差為3.2g，B項正確；由圖可知，裝置乙為電鍍池，陽極電極反應(yīng)式為Cu－2e－=Cu2＋，陰極電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=Cu，所以電解池工作一段時間后，鐵表面鍍上一層銅，撤去直流電源無法形成原電池，電流表指針不會偏轉(zhuǎn)，C項錯誤；將銅片更換為鋅片，陽極的電極反應(yīng)式為Zn－2e－=Zn2＋，氧化性：Zn2＋<Cu2＋，放電順序Cu2＋優(yōu)先，故無法實現(xiàn)鐵上鍍鋅，D項錯誤?！敬鸢浮緽[B組能力提升]11．(2024·河北保定月考)雙極膜是由陽離子交換膜和陰離子交換膜復(fù)合而成的，其內(nèi)層為水層，裝置工作時水層中的H2O解離成H＋和OH－，分別向兩側(cè)發(fā)生遷移。CO2電化學(xué)還原法制備甲醇的電解原理如圖所示。該裝置工作時，下列說法正確的是()A．催化電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．石墨電極區(qū)溶液的pH不變C．H＋穿過b膜進入右室溶液D．電解一段時間后，右室HCOeq\o\al(－,3)的物質(zhì)的量減少【解析】催化電極上的CO2轉(zhuǎn)化為甲醇，碳元素化合價降低，發(fā)生還原反應(yīng)，A項錯誤；石墨電極上電極反應(yīng)式為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，水層中的H2O解離成H＋和OH－，OH－通過a膜向陽極(石墨電極)移動，石墨電極消耗的OH－與遷移過來的OH－數(shù)目相等，石墨電極區(qū)溶液中OH－物質(zhì)的量不變，但電解過程中石墨電極區(qū)生成了水，溶液的pH減小，B項錯誤；水電離的H＋通過b膜向陰極移動，進入右室溶液，C項正確；催化電極上的電極反應(yīng)式為CO2＋6HCOeq\o\al(－,3)＋6e－=CH3OH＋6COeq\o\al(2－,3)＋H2O，通過b膜遷移過來的H＋與COeq\o\al(2－,3)反應(yīng)生成HCOeq\o\al(－,3)，故HCOeq\o\al(－,3)的物質(zhì)的量不變，D項錯誤?！敬鸢浮緾12．載人空間站的生態(tài)系統(tǒng)中，要求分離人呼出的二氧化碳，同時需要提供氧氣。某電化學(xué)裝置利用太陽能轉(zhuǎn)化的電能可以實現(xiàn)上述要求，同時還有燃料一氧化碳生成，該電化學(xué)裝置中得電子的電極發(fā)生的反應(yīng)是2CO2＋4e－＋2H2O=2CO＋4OH－。下列判斷錯誤的是()A．上述電化學(xué)裝置相當于電解池B．上述裝置進行的總反應(yīng)為2CO2=2CO＋O2C．反應(yīng)結(jié)束后該電化學(xué)裝置中的電解質(zhì)溶液堿性增強D．失電子的電極發(fā)生的反應(yīng)是2H2O－4e－=O2↑＋4H＋【解析】該電化學(xué)裝置將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，符合電解池原理，所以題述電化學(xué)裝置相當于電解池，A項正確；該電化學(xué)裝置中，陰極的電極反應(yīng)為2CO2＋4e－＋2H2O=2CO＋4OH－，陽極的電極反應(yīng)為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，則總反應(yīng)為2CO2=2CO＋O2，B項正確；該電化學(xué)裝置中，總反應(yīng)為2CO2=2CO＋O2，所以反應(yīng)結(jié)束后該電化學(xué)裝置中的電解質(zhì)溶液堿性不變，C項錯誤；由以上分析可知，失電子的電極發(fā)生的反應(yīng)是2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，D項正確?！敬鸢浮緾13．(2023·河北邢臺模擬)利用濃差電池制備高鐵電池的重要材料Na2FeO4，反應(yīng)原理如圖所示。下列說法錯誤的是()A．a(chǎn)<bB．c為陽離子交換膜，當Cu電極產(chǎn)生1mol氣體時，有2molNa＋通過陽離子交換膜C．濃差電池放電過程中，Cueq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1))電極上的電極反應(yīng)式為Cu－2e－=Cu2＋D．Fe電極的電極反應(yīng)式為Fe＋8OH－－6e－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O【解析】左側(cè)為陰極室，Cu電極上的電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，當Cu電極上生成1mol氣體時，同時產(chǎn)生2molOH－，此時中部有2molNa＋通過陽離子交換膜進入陰極室平衡電荷，陰極室NaOH濃度變大，a<b，A、B項正確；Cueq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1))為原電池的正極，電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=Cu，Cueq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2))為原電池的負極，電極反應(yīng)式為Cu－2e－=Cu2＋，C項錯誤；Fe電極為陽極，其電極反應(yīng)式為Fe＋8OH－－6e－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O，D項正確?！敬鸢浮緾14．(1)目前已開發(fā)出電解法制取ClO2的新工藝。①用石墨作電極，在一定條件下電解飽和食鹽水制取C