【正文】 :甲減小,乙增大,故C正確。 mol電子,甲中生成氣體的物質(zhì)的量為3 mol、乙中生成氣體的物質(zhì)的量為2 mol,所以相同條件下氣體的體積之比為3∶2,故D正確。命題角度2:金屬的防護【典例2】(2020江蘇高考)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 (　　)+【解析】選C。A項,該裝置為原電池,陰極處為正極,參與電極反應(yīng)的可能是O2或是溶液中的H+,錯誤。B項,M比Fe活潑,M將電子轉(zhuǎn)移至Fe處,錯誤。C項,Fe表面有M傳過來的電子,則O2或H+得到的電子不是Fe失去的電子,故Fe被保護,正確。D項,海水中存在電解質(zhì)溶液,所以更容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕,錯誤。人教版選修4教材P86:犧牲陽極法示意圖如圖:教材描述犧牲陽極法通常是在被保護的鋼鐵設(shè)備上安裝若干鎂合金或鋅塊,鎂、鋅比鐵活潑,它們就成為原電池的負(fù)極,不斷遭受腐蝕,而作為正極的鋼鐵設(shè)備就被保護起來。(1)為了減小某水庫的鐵閘門被腐蝕的速率,連接在鐵閘門上的固體材料可以采用　　　　(填寫字母序號)。 　　　　　　　　　　　　(2)如圖所示的方案也可以減小鐵閘門的腐蝕速率,其中鐵閘門應(yīng)該連接在直流電源的　　　　極。 (3)在海洋工程上,通常用鋁合金(AlZnCd)保護海底鋼鐵設(shè)施,其中負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為____________________________________________。在實際應(yīng)用中,用鋁合金而不選用純鋁,純鋁不能很好地起到保護作用,其原因是____________________________________________?！窘馕觥縁e發(fā)生吸氧腐蝕,常見保護方法有犧牲陽極的陰極保護法和外加電流的陰極保護法。答案:(1)C　(2)負(fù)　(3)Al3eAl3+　鋁表面易被氧化,生成一層致密而堅固的氧化物薄膜,使金屬鋁呈現(xiàn)“惰性”判斷金屬腐蝕快慢的方法(1)對同一電解質(zhì)溶液來說,腐蝕的快慢: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)對同一金屬來說,腐蝕的快慢:強電解質(zhì)溶液中弱電解質(zhì)溶液中非電解質(zhì)溶液中。(濃度相同)(3)活潑性不同的兩種金屬,活潑性差異越大,腐蝕越快。(4)對同一種電解質(zhì)溶液來說,電解質(zhì)濃度越大,金屬腐蝕速率越快。命題點1:金屬腐蝕與防護(基礎(chǔ)性考點)1.(雙選)泰山站是中國在南極建設(shè)的第四個科學(xué)考察站。為了延長科學(xué)考察站基礎(chǔ)設(shè)施使用壽命,鋼鐵設(shè)備表面鑲嵌一些金屬塊(M)。下列說法正確的是 ( ),發(fā)生氧化反應(yīng),設(shè)備與電源負(fù)極相連【解析】選B、D。如果金屬塊M是銅,銅與鋼鐵設(shè)備構(gòu)成原電池時,鐵為負(fù)極,腐蝕速率加快,故A錯誤。為了延長科學(xué)考察站基礎(chǔ)設(shè)施使用壽命,鋼鐵設(shè)備表面鑲嵌一些金屬塊(M),M應(yīng)該充當(dāng)原電池的負(fù)極,這種保護方法叫犧牲陽極的陰極保護法,故B正確。科學(xué)考察站里的設(shè)備在潮濕空氣中主要發(fā)生電化學(xué)腐蝕,故C錯誤。若采用外加電流的陰極保護法,鋼鐵設(shè)備應(yīng)該與電源負(fù)極相連,充當(dāng)電解池的陰極,被保護,故D正確。,在鐵帽上加鋅環(huán)能有效防止鐵帽腐蝕,防護原理如圖所示。下列說法錯誤的是 (　　),鋅環(huán)是陽極,發(fā)生氧化反應(yīng),陰極上的電極反應(yīng)為2H2O+2eH2↑+2OH,鋅環(huán)上的電極反應(yīng)為Zn2++2eZn,仍能防止鐵帽被腐蝕【解析】選C。通電時,鋅環(huán)與電源正極相連,作陽極,發(fā)生氧化反應(yīng),A項正確。通電時,鐵帽為陰極,發(fā)生還原反應(yīng):2H2O+2eH2↑+2OH,B項正確。斷電時,形成原電池,鋅環(huán)為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng):Zn2eZn2+,C項錯誤。斷電時,形成原電池,鐵帽為正極,此為犧牲陽極的陰極保護法,仍能防止鐵帽被腐蝕,D項正確。命題點2:金屬的腐蝕試驗探究(綜合性考點),相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示。實驗裝置實驗編號浸泡液pH氧氣體積分?jǐn)?shù)隨時間的變化① molL1NH4Cl5② molL1(NH4)2SO45③ molL1NaCl7④ molL1Na2SO47已知鐵在負(fù)極被氧化的過程由3個步驟構(gòu)成:①Fe+H2OeFe(OH)ads(吸附物)+H+。②Fe(OH)ads(吸附物)eFeOH+。③FeOH++H+Fe2++H2O。下列說法錯誤的是 (　　)++4e+4H+2H2O min內(nèi),鐵釘?shù)钠骄醺g速率:酸性溶液中性溶液,阻礙反應(yīng)繼續(xù)進行【解析】選B。由題給信息知,鐵釘吸氧腐蝕的負(fù)極反應(yīng)式為Fe2eFe2+,故A正確。吸氧腐蝕是在中性或弱酸性環(huán)境中發(fā)生的,故正極反應(yīng)式均為O2+4e+2H2O4OH,故B錯誤。①②溶液顯酸性,③④溶液顯中性,根據(jù)圖象可知,鐵釘?shù)钠骄醺g速率:酸性溶液大于中性溶液,故C正確。氧氣體積分?jǐn)?shù)下降曲線先陡后平,一方面是由于氧氣體積分?jǐn)?shù)降低后使腐蝕速率變慢,另一方面也可能是由于溶液堿性增強促進氫氧化物的生成,氫氧化物覆蓋在鐵釘表面阻礙反應(yīng)繼續(xù)進行,故D正確。1.(2020全國Ⅱ卷)電致變色器件可智能調(diào)控太陽光透過率,從而實現(xiàn)節(jié)能。如圖是某電致變色器件的示意圖。當(dāng)通電時,Ag+注入無色WO3薄膜中,生成AgxWO3,器件呈現(xiàn)藍色,對于該變化過程,下列敘述錯誤的是 (　　)+由銀電極向變色層遷移:WO3+xAgAgxWO3【解析】選C。由外加電源可知該裝置為電解裝置。由“通電時,Ag+注入無色WO3薄膜中,生成AgxWO3”可知,Ag為陽極,Ag+由銀電極向變色層(陰極)遷移,A、B正確。WO3生成AgxWO3,W的化合價降低x價,C錯誤。陽極電極反應(yīng)式為xAgxexAg+,陰極電極反應(yīng)式為WO3+xe+xAg+AgxWO3,兩極電極反應(yīng)式相加得總反應(yīng)式為WO3+xAgAgxWO3。2.(2020浙江7月選考)電解高濃度RCOONa(羧酸鈉)的NaOH溶液,在陽極RCOO放電可得到R—R(烷烴)。下列說法不正確的是 (　　):2RCOONa+2H2OR—R+2CO2↑+H2↑+2NaOH,發(fā)生氧化反應(yīng):2H2O+2e2OH+H2↑、CH3CH2COONa和NaOH混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷【解析】選A。因為陽極RCOO放電可得到R—R(烷烴)和生成CO2,在強堿性環(huán)境中,CO2會與OH反應(yīng)生成CO32和H2O,故陽極的電極反應(yīng)式為2RCOO2e+4OHR—R+2CO32+2H2O,陰極上H2O電離產(chǎn)生的H+放電生成H2,同時生成OH,陰極的電極反應(yīng)式為2H2O+2e2OH+H2↑,因而電解總反應(yīng)方程式為2RCOONa+2NaOHR—R+2Na2CO3+H2↑,A說法不正確。RCOO在陽極放電,電極反應(yīng)式為2RCOO2e+4OHR—R+2CO32+2H2O,—COO中碳元素的化合價由+3價升高為+4價,發(fā)生氧化反應(yīng),烴基—R中元素的化合價沒有發(fā)生變化,B說法正確。陰極上H2O電離產(chǎn)生的H+放電生成H2,同時生成OH,陰極的電極反應(yīng)為2H2O+2e2OH+H2↑,C說法正確。根據(jù)題中信息,由上述電解總反應(yīng)方程式可以確定下列反應(yīng)能夠發(fā)生:2CH3COONa+2NaOHCH3—CH3+2Na2CO3+H2↑,2CH3CH2COONa+2NaOHCH3CH2—CH2CH3+2Na2CO3+H2↑,CH3COONa+CH3CH2COONa+2NaOHCH3—CH2CH3+2Na2CO3+H2↑。因此,電解CH3COONa、CH3CH2COONa和NaOH混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷,D說法正確。3.(2019全國Ⅲ卷)在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術(shù)的基礎(chǔ)上,科學(xué)家最近采用碳基電極材料設(shè)計了一種新的工藝方案,主要包括電化學(xué)過程和化學(xué)過程,如下圖所示:負(fù)極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)有_________________________________(寫反應(yīng)方程式)。電路中轉(zhuǎn)移1 mol電子,需消耗氧氣　　　　L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。【解析】根據(jù)示意圖中H+的流動方向可以判斷電源的正負(fù)極情況,左側(cè)為負(fù)極,右側(cè)為正極。根據(jù)示意圖中負(fù)極區(qū)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化可以寫出相應(yīng)的方程式:Fe3++eFe2+,4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O。在反應(yīng)中,1 mol O2得到4 mol電子,所以轉(zhuǎn)移1 mol, L。答案:Fe3++eFe2+,4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O　【加固訓(xùn)練—拔高】1.(2018北京高考)驗證犧牲陽極的陰極保護法,實驗如下(燒杯內(nèi)均為經(jīng)過酸化的 3% NaCl 溶液)。①②③在Fe表面生成藍色沉淀試管內(nèi)無明顯變化試管內(nèi)生成藍色沉淀下列說法不正確的是 (　　)②③,可以判定Zn保護了Fe①②,K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化①的方法,用①的方法可判斷Fe比Cu活潑【解析】選D。根據(jù)實驗②的現(xiàn)象可知,在酸化的3%NaCl溶液中Fe電極未溶解,根據(jù)實驗③的現(xiàn)象可知,Fe在酸化的3%NaCl溶液生成了Fe2+,兩者對照,可以判定Zn保護了Fe,A正確。根據(jù)實驗②取出Fe附近的溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,無明顯變化,可知Fe電極附近未生成Fe2+,而實驗①中Fe表面變藍,說明K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化,B、C正確。將Zn換成Cu,用①的方法K3[Fe(CN)6]可將Fe氧化,Fe表面也會生成藍色沉淀,不能根據(jù)電化學(xué)原理判斷Fe比Cu活潑。2.(1)(2019全國Ⅱ卷)環(huán)戊二烯()可用于制備二茂鐵(Fe(C5H5)2,結(jié)構(gòu)簡式為),后者廣泛應(yīng)用于航天、化工等領(lǐng)域中。二茂鐵的電化學(xué)制備原理如下圖所示,其中電解液為溶解有溴化鈉(電解質(zhì))和環(huán)戊二烯的DMF溶液(DMF為惰性有機溶劑)。該電解池的陽極為__________________________________________,總反應(yīng)為__________________________________________________。電解制備需要在無水條件下進行,原因為____________________________。(2)(2019北京高考)可利用太陽能光伏電池電解水制高純氫,工作示意圖如下。通過控制開關(guān)連接K1或K2,可交替得到H2和O2。①制H2時,連接　　　　。產(chǎn)生H2的電極反應(yīng)式是________________。②改變開關(guān)連接方式,可得O2。③結(jié)合①和②中電極3的電極反應(yīng)式,說明電極3的作用:_________?！窘馕觥?1)由原理圖可知,Fe電極的鐵生成Fe2+,發(fā)生氧化反應(yīng),Fe電極為電解池的陽極。由圖可知有H2生成,電解池的總反應(yīng)為Fe+2+H2↑。中間物Na能與水反應(yīng),且水會電解生成OH,與Fe2+反應(yīng)生成Fe(OH)2,故電解制備需要在無水條件下進行。(2)①電極生成H2時,根據(jù)電極放電規(guī)律可知H+得到電子變?yōu)闅錃?因而電極須連接負(fù)極,因而制取H2時,連接K1,該電池在堿性溶液中,由H2O提供H+,電極反應(yīng)式為2H2O+2eH2↑+2OH。③制H2時,電極3發(fā)生反應(yīng):Ni(OH)2+OHeNiOOH+H2O。制O2時,上述電極反應(yīng)逆向進行,使電極3得以循環(huán)使用。答案:(1)Fe電極　Fe+2+H2↑(Fe+2C5H6Fe(C5H5)2+H2↑)水會阻礙中間物Na的生成。水會電解生成OH,進一步與Fe2+反應(yīng)生成Fe(OH)2(2)①K1　2H2O+2eH2↑+2OH③制H2時,電極3發(fā)生反應(yīng):Ni(OH)2+OHeNiOOH+H2O。制O2時,上述電極反應(yīng)逆向進行,使電極3得以循環(huán)使用“3條件”:(1)外接電源。(2)電解質(zhì)溶液。(3)閉合回路?！?順序”(惰性電極):(1)陽極:S2IBrClOH。(2)陰極:Ag+Fe3+Cu2+H+(酸)Sn2+Fe2+Zn2+H+(H2O)Al3+。、陽極“4特點”:(1)陽極:外接直流電源正極——流出電子——發(fā)生氧化反應(yīng)——陰離子移向。(2)陰極:外接直流電源負(fù)極——流入電子——發(fā)生還原反應(yīng)——陽離子移向?！?方面”:(1)電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。(2)電鍍時,待鍍的金屬制品作陰極,鍍層金屬作陽極,用含鍍層金屬離子的溶液作電鍍液。(3)電解精煉銅時,用純銅作陰極,粗銅作陽極,用CuSO4溶液作電解液。(4)電解熔融Al2O3制取鋁,電解熔融氯化鈉制取鈉,電解熔融MgCl2制取鎂。:(1)兩種腐蝕:析氫腐蝕、吸氧腐蝕(關(guān)鍵在于電解液的pH)。(2)三種保護:電鍍保護、犧牲陽極的陰極保護法、外加電流的陰極保護法。