2027高考化学一轮复习练习含答案 课时作业34 电解池 金属的腐蚀与防护（教用）

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选择题：1∼2题，每小题3分，3∼9题，每小题4分，共34分。
基础达标练
1．用石墨作电极电解水的方法分析水的组成时，需要加入一些电解质以增强水的导电性，不宜加入的物质是（ ）
A. Na2SO4B. NaNO3C. KOHD. CuSO4
【答案】D
【解析】电解CuSO4溶液时,阴极会析出铜，阳极产生氧气，无法分析水的组成，D符合题意。
2．下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是（ ）
A. 铁锅中残留的水滴内部比边缘更容易生锈
B. 航海船只的船底镶嵌锌块，利用了牺牲阳极法保护金属船体
C. 纯银器长时间暴露在空气中变黑，是因为发生了吸氧腐蚀
D. 保暖贴在发热过程中主要发生了化学腐蚀
【答案】B
【解析】铁锅中残留的水滴内部比边缘溶氧量少，不易发生吸氧腐蚀，不容易生锈，A错误；锌比铁活泼，船底镶嵌锌块，与海水、船构成原电池，锌作负极被消耗，铁作正极被保护，利用的是牺牲阳极法，B正确；纯银器长时间暴露在空气中，会与空气中的H2S、O2反应生成黑色的Ag2S，发生的是化学腐蚀，C错误；保暖贴在发热过程中主要发生了电化学腐蚀——吸氧腐蚀，D错误。
3．（2025·广东湛江模拟）我国嫦娥三号月球探测器应用了众多先进材料和技术，其中镁锂合金材料发挥了重要作用。下列说法错误的是（ ）
A. 电镀镁锂时，镀件接外接电源的负极
B. 电镀镁锂时，用含Mg2+和Li+的水溶液作为电镀液
C. 为防止镁锂合金被腐蚀可在表面进行喷涂处理
D. 锂电池放电时的负极反应式为Li−e−Li+
【答案】B
【解析】电镀时，镀件作阴极，发生还原反应，A正确；锂单质易与水反应，不能用水溶液作电镀液，B错误；喷涂处理是金属防护常用方法之一，C正确；锂电池放电时，锂作负极失电子，电极反应式为Li−e−Li+，D正确。
4．普通电解精炼铜的方法所制备的铜中仍含杂质，利用下面的双膜（阴离子交换膜和过滤膜）电解装置可制备高纯度的Cu。下列说法正确的是（ ）
A. 电极a为精铜，电极b为粗铜
B. 甲膜为过滤膜，可阻止阳极泥及漂浮物杂质进入阴极区
C. 乙膜为阴离子交换膜，可阻止杂质阳离子进入阴极区
D. 当外电路中通过1ml电子时，可生成16g精铜
【答案】A
【解析】由题图可知，电极a是阴极，为精铜，电极b是阳极，为粗铜，A正确；甲膜为阴离子交换膜，可阻止杂质阳离子进入阴极区，乙膜为过滤膜，可阻止阳极泥及漂浮物杂质进入阴极区，B、C错误；阴极的电极反应式为Cu2++2e−Cu，当外电路中通过1ml电子时，可生成0.5ml精铜，其质量为32g，D错误。
5．传统的氯碱工业具有能耗高的缺点，科学家开发了一种叫“氧阴极技术”的新工艺，其与传统工艺相比在于阴极结构不同，新工艺通过向阴极区供应纯氧从而避免H+直接得电子生成H2，这样可以降低电压，从而减少能耗。如图是采用“氧阴极技术”的氯碱工业的装置图。
下列说法错误的是（ ）
A. 阴极的电极反应式为O2+2H2O+4e−4OH−
B. 阳极的电极反应式为2Cl−−2e−Cl2↑
C. 该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过
D. 装置中发生反应的离子方程式为2Cl−+2H2O电解Cl2↑+H2↑+2OH−
【答案】D
【解析】氧气在阴极得到电子发生还原反应，阴极的电极反应式为O2+2H2O+4e−4OH−，A正确；氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，阳极的电极反应式为2Cl−−2e−Cl2↑ ，B正确；题给离子交换膜只允许阳离子通过，不允许阴离子通过，便于在阴极区得到浓NaOH溶液，C正确；反应中没有生成氢气，装置中发生反应的离子方程式为4Cl−+2H2O+O2电解2Cl2+4OH−，D错误。
6．（2026·湖南长沙模拟）电镀铜的过程中，待镀制品上常会伴有H2逸出，从而导致铜的淀积效果较差，但是若溶液中存在NO3−就可以防止H+被还原，并且产生的NH4+不会在待镀制品上淀积，也不会影响铜镀层的性质。下列说法错误的是（ ）
A. a极为直流电源的正极
B. 需要定期向电镀液中添加含NO3−的电镀液
C. NO3−参与的电极反应式为NO3−+10H++8e−NH4++3H2O
D. 导线上每通过0.5mle−，待镀制品质量增加16g
【答案】D
【解析】电镀时，镀层金属（铜片）作阳极，连接直流电源正极，题图中铜片连接a极，则a极为正极，b极为负极，待镀制品作阴极。由分析可知，a极为直流电源的正极，A正确；NO3−在阴极被还原为NH4+而被消耗，为持续防止H+被还原生成H2逸出，需定期添加含NO3−的电镀液，B正确；NO3−在阴极得电子被还原为NH4+，电极反应式为NO3−+10H++8e−NH4++3H2O，C正确；待镀制品作阴极，阴极上Cu2+得电子生成Cu、NO3−得电子生成NH4+，导线上通过0.5mle−时，生成Cu的物质的量小于0.25ml，故待镀制品增加的质量小于16g，D错误。
能力强化练
7．（2025·湖北武汉一模）某课题组提出碱性条件下的两极制氢方案，其工作示意图如图所示。
下列说法错误的是（ ）
A. CuO电极的电势高于Pt电极
B. 装置工作时Pt电极附近pH升高
C. 阳极反应式为2DAT+2OH−−2e−→DAAT+2H2O+H2↑
D. Pt电极上每消耗1mlH2O，共制得2mlH2
【答案】D
【解析】根据题图可知，水在Pt电极表面发生反应产生H2，因此Pt电极接电源负极，CuO电极接电源正极，CuO电极为阳极，Pt电极为阴极，则CuO电极的电势高于Pt电极，A正确；碱性条件下Pt电极发生的电极反应为2H2O+2e−H2↑+2OH−，Pt电极附近OH−浓度增加，pH增大，B正确；根据题图可知，阳极的电极反应式为2DAT+2OH−−2e−→DAAT+2H2O+H2↑ ，C正确；根据反应2H2O+2e−H2↑+2OH−,每消耗1mlH2O,转移1ml电子，生成0.5mlH2,同时反应2DAT+2OH−−2e−→DAAT+2H2O+H2↑ 生成0.5mlH2,共制得1mlH2，D错误。
8．（2025·广东广州模拟）利用活性石墨电极电解饱和食盐水，进行如图所示实验，M为直流电源。闭合K1，一段时间后a处布条褪色，下列说法正确的是（ ）
A. a处布条褪色，说明Cl2具有漂白性
B. b处溶液变蓝，主要发生的反应是ClO−+2I−+2H+Cl−+I2+H2O
C. c处可以使用浸有饱和NaCl溶液的棉花吸收尾气
D. 一段时间后断开K1，立刻闭合K2，电流表发生偏转
【答案】D
【解析】M为直流电源，闭合K1，形成电解池，电解饱和食盐水，根据题干信息，一段时间后a处布条褪色，说明产生了Cl2，因此左侧为阳极，电极反应式为2Cl−−2e−Cl2↑ ，右侧为阴极，电极反应式为2H2O+2e−H2↑+2OH−，总反应为2NaCl+2H2O电解H2↑+2NaOH+Cl2↑ ，据此分析解题。左侧生成Cl2，Cl2遇到水生成HClO和HCl，HClO具有漂白性，则a处布条褪色，说明HClO具有漂白性，A错误；b处溶液变蓝，说明生成了碘单质，主要发生的反应是Cl2+2I−2Cl−+I2 ，B错误；饱和NaCl溶液无法吸收Cl2，应该使用浸有浓NaOH溶液的棉花吸收Cl2，C错误；电解时，阳极产生了Cl2，阴极产生了H2，断开K1，立刻闭合K2，此时构成燃料电池，产生电流，电流表发生偏转，D正确。
9．（2025·河北沧州模拟）生物电芬顿系统是将生物（电活性微生物，在弱酸、中性条件下活性高）电化学系统与芬顿氧化工艺耦合的新兴水处理技术，产生的活性中间体⋅OH在废水处理领域具有良好的应用前景。现用生物电芬顿系统处理含CN−废水，工作原理如图，下列叙述错误的是（ ）
A. 离子交换膜为质子交换膜
B. 电解过程中a极区pH增大
C. b极电极反应式为O2+2H++2e−H2O2，还伴随反应：Fe2++H2O2+H+Fe3++⋅OH+H2O
D. 若处理1mlCN−，不考虑其他副反应，理论上电路中通过10mle−
【答案】B
【解析】由题图可知，甲烷在a极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，a极为阳极，生成的氢离子通过质子交换膜由阳极区进入阴极区，b极为阴极，酸性条件下氧气在阴极得到电子发生还原反应生成过氧化氢，反应生成的过氧化氢与Fe2+反应生成羟基自由基，羟基自由基与溶液中的CN−反应生成氮气和二氧化碳，据此分析解题。由分析可知，离子交换膜为质子交换膜，A正确；a极的电极反应式为CH4+2H2O−8e−CO2+8H+，反应中消耗水，电解过程中a极区pH减小，B错误；由分析可知，b极为阴极，电极反应式为O2+2H++2e−H2O2，反应生成的过氧化氢与Fe2+反应生成羟基自由基，反应的离子方程式为Fe2++H2O2+H+Fe3++⋅OH+H2O，C正确；由分析可知，b极为阴极，羟基自由基与溶液中的CN−反应生成氮气和二氧化碳，反应的离子方程式为2CN−+10⋅OH+2H+2CO2↑+N2↑+6H2O，由方程式可得如下转化关系：CN−∼5⋅OH∼5H2O2∼10e−，则处理1mlCN−时，不考虑其他副反应，理论上电路中通过电子的物质的量为10ml，D正确。
10．（2025·湖南长沙三模）（16分）铜是人类生产、生活中一种重要的有色金属，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造等领域。如图是以黄铜矿（主要成分为CuFeS2）为原料冶炼精铜的工艺流程。回答下列问题：
（1） Cu位于元素周期表的_ _ _ _ _ _ 区。
（2） 矿石“熔炼”时要将其粉碎，其目的是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） “冰铜”是Cu2S与FeS的混合物，写出黄铜矿“熔炼”时发生的主要反应的化学方程式：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（4） 变废为宝是工业上处理副产物的一种重要思路，写出“烟气”的一种用途：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（5） “吹炼”时含铜化合物会发生如下反应：2Cu2S+3O2高温2Cu2O+2SO2、2Cu2O+Cu2S高温6Cu+SO2↑ ，每得到1mlCu，转移的电子数目约为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（6） 某研究小组利用如图所示的装置进行精铜锭的电解精炼。
① 甲池中Y是_ _ _ _ _ _ _ _ （填化学式），乙池中电极A的材料是_ _ _ _ （填“精铜”或“粗铜”）。
② 甲池中石墨电极Ⅰ发生的电极反应式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） ds
（2） 增大固体反应物接触面积，加快反应速率，充分反应（合理即可）
（3） 2CuFeS2+O2高温Cu2S+2FeS+SO2
（4） 制硫酸（合理即可）
（5） 1.806×1024（或3×6.02×1023）
（6） ① N2O5；粗铜
② NO2+NO3−−e−N2O5
【解析】
（6） 装置甲为原电池，装置乙为电解池，通入氧气的一极为正极，则石墨Ⅰ为负极，石墨Ⅱ为正极，电解池中电极A为阳极，电极B为阴极，NO2在负极失去电子被氧化生成N2O5，发生的电极反应式为NO2+NO3−−e−N2O5，故Y为N2O5，乙池中电极A为阳极，材料为粗铜。