【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連接在鋼鐵設施表面,可減緩水體中鋼鐵設施的腐蝕。在如圖所示的情境中,下列有關說法正確的是 (　　)+【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極,不斷遭受腐蝕,而作為正極的鋼鐵設備就被保護起來。(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)保護海底鋼鐵設施,其中負極發(fā)生的電極反應為____________________________________________。在實際應用中,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　(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(基礎性考點)1.(雙選)泰山站是中國在南極建設的第四個科學考察站。為了延長科學考察站基礎設施使用壽命,鋼鐵設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,設備與電源負極相連【解析】選B、D。如果金屬塊M是銅,銅與鋼鐵設備構成原電池時,鐵為負極,腐蝕速率加快,故A錯誤。為了延長科學考察站基礎設施使用壽命,鋼鐵設備表面鑲嵌一些金屬塊(M),M應該充當原電池的負極,這種保護方法叫犧牲陽極的陰極保護法,故B正確。科學考察站里的設備在潮濕空氣中主要發(fā)生電化學腐蝕,故C錯誤。若采用外加電流的陰極保護法,鋼鐵設備應該與電源負極相連,充當電解池的陰極,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,陰極上的電極反應為2H2O+2eH2↑+2OH,鋅環(huán)上的電極反應為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,A項正確。通電時,鐵帽為陰極,發(fā)生還原反應:2H2O+2eH2↑+2OH,B項正確。斷電時,形成原電池,鋅環(huán)為負極,發(fā)生氧化反應: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氧氣體積分數(shù)隨時間的變化① molL1NH4Cl5② molL1(NH4)2SO45③ molL1NaCl7④ molL1Na2SO47已知鐵在負極被氧化的過程由3個步驟構成: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,阻礙反應繼續(xù)進行【解析】選B。由題給信息知,鐵釘吸氧腐蝕的負極反應式為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。氧氣體積分數(shù)下降曲線先陡后平,一方面是由于氧氣體積分數(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。陽極電極反應式為xAgxexAg+,陰極電極反應式為WO3+xe+xAg+AgxWO3,兩極電極反應式相加得總反應式為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: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反應生成CO32和H2O,故陽極的電極反應式為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,陰極的電極反應式為2H2O+2e2OH+H2↑,因而電解總反應方程式為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,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,陰極的電極反應為2H2O+2e2OH+H2↑,C說法正確。根據(jù)題中信息,由上述電解總反應方程式可以確定下列反應能夠發(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的基礎上,科學家最近采用碳基電極材料設計了一種新的工藝方案,主要包括電化學過程和化學過程,如下圖所示:負極區(qū)發(fā)生的反應有_________________________________(寫反應方程式)。電路中轉移1 mol電子,需消耗氧氣　　　　L(標準狀況)?！窘馕觥扛鶕?jù)示意圖中H+的流動方向可以判斷電源的正負極情況,左側為負極,右側為正極。根據(jù)示意圖中負極區(qū)物質(zhì)的轉化可以寫出相應的方程式:Fe3++eFe2+,4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O。在反應中,1 mol O2得到4 mol電子,所以轉移1 mol, L。答案:Fe3++eFe2+,4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O　【加固訓練—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,結構簡式為),后者廣泛應用于航天、化工等領域中。二茂鐵的電化學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的電極反應式是________________。②改變開關連接方式,可得O2。③結合①和②中電極3的電極反應式,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,Fe電極為電解池的陽極。由圖可知有H2生成,電解池的總反應為Fe+2+H2↑。中間物Na能與水反應,且水會電解生成OH,與Fe2+反應生成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+,電極反應式為2H2O+2eH2↑+2OH。③制H2時,電極3發(fā)生反應:Ni(OH)2+OHeNiOOH+H2O。制O2時,上述電極反應逆向進行,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+反應生成Fe(OH)2(2)①K1　2H2O+2eH2↑+2OH③制H2時,電極3發(fā)生反應:Ni(OH)2+OHeNiOOH+H2O。制O2時,上述電極反應逆向進行,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——陰離子移向。(2)陰極:外接直流電源負極——流入電子——發(fā)生還原反應——陽離子移向。“4方面”:(1)電解飽和食鹽水的化學方程式為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。