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    这是一份2018高考化学(人教)一轮复习全程构想(检测)-第六章 化学反应与能量 课时作业22 Word版含解析,共7页。

    课时作业22 电解池、金属的腐蚀与防护

    授课提示:对应学生用书第335]

    基础题组]

    1(2017·济南二中月考)下列金属防腐的措施中,使用外加电流的阴极保护法的是(  )

    A.地下钢管连接镁块

    B.金属护拦表面涂漆

    C.汽车底盘喷涂高分子膜

    D.水中的钢闸门连接电源的负极

    解析:镁的活泼性大于铁,用牺牲镁块的方法来保护地下钢管而防止被腐蚀,属于牺牲阳极的阴极保护法,A错误;对金属护栏涂油漆使金属和空气、水等物质隔离而防止生锈,属于外加保护层的保护法,B错误;汽车底盘喷涂高分子膜阻止了铁与空气、水的接触,从而防止金属被腐蚀,属于外加保护层的保护法,C错误;水中的钢闸门连接电源负极,钢闸门作为阴极聚集大量电子而被保护,属于使用外加电流的阴极保护法,D正确。

    答案:D

    2(2017·大连月考)下列有关电化学装置的说法正确的是(  )

    A用图1装置处理银器表面的黑斑(Ag2S),银器表面发生的反应为Ag2S2e===2AgS2

    B.用图2装置电解一段时间后,铜电极部分溶解,溶液中铜离子的浓度基本不变

    C.图3装置中若直流电源的X极为负极,则该装置可实现粗铜的电解精炼

    D.图4装置中若M是铜,则该装置能防止铁被腐蚀

    解析:题图1装置中,银器、铝与食盐水构成原电池,银器是正极,银器上的Ag2S发生还原反应生成银,A项正确;题图2装置中,铜电极是阴极,铜不参与电极反应,B项错误;题图3装置中若X极为负极,则粗铜是阴极,电解精炼铜时粗铜应作阳极,C项错误;题图4装置中,铁作负极,铁被腐蚀,D项错误。

    答案:A

    3(2017·锦州一模)某小组设计电解饱和食盐水的装置如图,通电后两极均有气泡产生,下列叙述正确的是(  )

    A铜电极附近观察到黄绿色气体

    B.石墨电极附近溶液呈红色

    C.溶液中的Na向石墨电极移动

    D.铜电极上发生还原反应

    解析:根据电解饱和食盐水的装置,如果通电两极均有气泡产生,则金属铜一定是阴极,该极上的反应为:2H2O2e===H22OH,石墨为阳极,发生的电极反应为:2Cl2e===Cl2,故石墨电极附近观察到黄绿色气体,铜电极附近溶液呈红色,AB错误;选项CNa应向阴极也就是铜电极移动,故C项错误;选项D,铜电极为阴极,发生还原反应,故D正确。

    答案:D

    4(2017·烟台期末)常温下用惰性电极电解NaHSO4溶液,电解一段时间后,下列有关电解质溶液变化的说法正确的是(  )

    A.电解质溶液的浓度增大,pH减小

    B.电解质溶液的浓度增大,pH增大

    C.电解质溶液的浓度减小,pH减小

    D.电解质溶液的浓度不变,pH不变

    解析:NaHSO4===NaHSO,溶液呈酸性,常温下用惰性电极电解NaHSO4溶液实质是电解水,因此NaHSO4溶液的浓度增大,c(H)增大,pH减小,故A项正确。

    答案:A

    5(2017·长春质检)将等物质的量浓度的Cu(NO3)2KCl等体积混合后,用石墨电极进行电解,电解过程中,溶液pH随时间t变化的曲线如图所示,则下列说法错误的是(  )

    AAB段阳极只产生Cl2,阴极只产生Cu

    BBC段表示在阴极上是H放电产生了H2

    CCD段相当于电解水

    D.阳极先析出Cl2,后析出O2,阴极先产生Cu,后逸出H2

    解析:CuSO4KCl的物质的量各为n molAB段:阳极发生2Cl2e===Cl2,阴极发生Cu22e===Cun mol氯离子失n mol电子,阴极上n mol铜离子得n mol电子,由于铜离子水解使溶液呈酸性,铜离子浓度逐渐减小,则溶液pH逐渐增大;BC段:阳极发生2H2O4e===4HO2,阴极发生Cu22e===Cu,阴极上n mol铜离子再得n mol电子,溶液中氢离子浓度增大,溶液的pH迅速减小;CD段:阳极发生4OH4e===2H2OO2,阴极发生2H2e===H2,实质是电解水,溶液中氢离子浓度逐渐增大,pH减小。由上述分析可知,AB段阳极只产生Cl2,阴极只产生CuA正确;BC段表示在阴极上电极反应式为:Cu22e===CuB错误;CD段阴阳两极分别发生2H2e===H24OH4e===2H2OO2,即CD段被电解的物质是水,C正确;由上述分析可知,阳极先逸出Cl2,后逸出O2,阴极先产生Cu,后逸出H2D正确。

    答案:B

    6(2017·兰州模拟)如图所示(1)kb相连时,石墨是________极,铜极上的电极反应式为________

    (2)若停止通入氧气,当ka相连时,该装置开始时发生反应的化学方程式为________________

    (3)ka相连时,若要实现电解精炼铜的目的,对上图要作如下改变;________________。电解结束后原电解质溶液浓度将________(变大变小不变),其原因是________________

    解析:(1)kb相连时,构成原电池,石墨作正极,Cu作负极,铜发生吸氧腐蚀。(2)ka相连时,构成电解池,铜作阳极失去电子而溶解,正极石墨上H得到电子生成H2,从而写出反应的化学方程式。(3)ka相连时,若要构成电解精炼铜的装置,需将石墨电极换为精铜,铜电极换为粗铜,稀硫酸换为CuSO4溶液;阳极粗铜中含有比铜活泼的锌、铁、镍等失去电子,而阴极只有Cu2得电子析出,因此电解结束后溶液中Cu2浓度减小,从而使CuSO4溶液的浓度减小。

    答案:(1)正 Cu2e===Cu2

    (2)CuH2SO4CuSO4H2

    (3)停止充氧气,将石墨电极换成精铜、铜电极换成粗铜、硫酸溶液换成硫酸铜溶液 变小 溶液中增加了锌离子、亚铁离子等,而硫酸根离子不变,铜离子浓度减小或阳极溶解的铜少于阴极析出的铜,从而使溶液中硫酸铜的浓度降低(其他合理答案也可)

    7(2017·保定质检)某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的开关时,观察到电流计的指针发生了偏转。

    请回答下列问题:

    (1)甲池为________(原电池电解池电镀池),通入CH3OH一极的电极反应式为________________________________________________________________________

    ________________________________________________________________________

    (2)乙池中A(石墨)电极的名称为________(正极负极阴极阳极),乙池中发生反应的总电极反应式为________________

    (3)当乙池中B极质量增加5.40 g时,甲池中理论上消耗O2的体积为________ mL(标准状况),丙池中________(“C”“D”)极析出________ g铜。

    (4)若丙池中电极不变,将其中溶液换成NaCl溶液,开关闭合一段时间后,甲池中溶液的pH________(增大减小不变,下同);丙池中溶液的pH________

    解析:(1)甲池为原电池,通入CH3OH的电极为负极发生氧化反应,电极反应式为CH3OH6e8OH===CO6H2O

    (2)乙池为用惰性电极电解AgNO3溶液,总电极反应式为4AgNO32H2O4AgO24HNO3

    (3)根据各电极上转移电子的数目相同得n(Ag)4n(O2)2n(Cu)V(O2)××22.4 L·mol10.28 L280 mLm(Cu)××64 g·mol11.60 g

    (4)若丙池中电极不变,将其溶液换成NaCl溶液,根据总反应式2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2,可知电解一段时间后,溶液的pH将增大,而甲池中总反应为2CH3OH3O24KOH===2K2CO36H2O,电解一段时间后,溶液pH将减小。

    答案:(1)原电池 CH3OH6e8OH===CO6H2O

    (2)阳极 4AgNO32H2O4AgO24HNO3

    (3)280 D 1.60

    (4)减小 增大

    能力题组]

    1(2017·丹东测试)在日常生活中,我们经常看到铁制品生锈、铝制品表面出现白斑等众多金属腐蚀现象。现通过如图所示装置进行实验探究。下列说法正确的是(  )

    A用图所示装置进行实验,为了更快更清晰地观察到液柱上升,可用酒精灯加热具支试管

    B.图是图所示装置的原理示意图,图所示装置的正极材料是铁

    C.铝制品表面出现白斑的原理可以通过图所示装置进行探究,Cl由活性炭向铝箔表面迁移,并发生电极反应:2Cl2e===Cl2

    D.图所示装置的总反应为4Al3O26H2O===4Al(OH)3,生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑

    解析:A项,加热使具支试管中气体体积增大,部分气体逸出,冷却后,气体体积缩小,导管中形成液柱,并不能证明金属发生吸氧腐蚀,错误;B项,负极材料应为铁,错误;C项,铝箔为负极,活性炭为正极,正极反应为O24e2H2O===4OH,负极反应为Al3e3OH===Al(OH)3,错误;D项,将正极反应式和负极反应式相加可得图所示装置的总反应为4Al3O26H2O===4Al(OH)3,生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑,正确。

    答案:D

    2(2017·包头质检)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是(  )

    Aa中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重

    B.图b中,开关由M改置于N时,CuZn合金的腐蚀速率减小

    C.图c中,接通开关时Zn腐蚀速率增大,Zn上放出气体的速率也增大

    D.图d中,ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的

    解析:a中,铁棒发生电化学腐蚀,靠近底端的部分与氧气接触较少,腐蚀程度较轻,A错误;图b中,开关由M改置于N时,CuZn合金作正极,腐蚀速率减小,B正确;图c中,接通开关时Zn作负极,腐蚀速率增大,但氢气在Pt极上放出,C错误;图d中,ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是由Zn的还原性引起的,D错误。

    答案:B

    3(2017·大同测试)关于下图所示各装置的叙述中,正确的是(  )

    A装置为原电池,总反应是:Cu2Fe3===Cu22Fe2

    B.装置中,铁做负极,电极反应式为:Fe3e===Fe2

    C.装置通电一段时间后石墨电极附近溶液红褐色加深

    D.若用装置精炼铜,则d极为粗铜,c极为纯铜,电解质溶液为CuSO4溶液

    解析:装置为原电池,铁作负极,铜作正极,负极上铁失电子生成亚铁离子,电极反应式为:Fe2e===Fe2,正极上铁离子得电子生成亚铁离子,电极反应式为:2Fe32e===2Fe2,电池总反应为:Fe2Fe3===3Fe2AB错误;氢氧化铁胶粒带正电荷,该装置是电解池,电解池工作时,带正电荷的氢氧化铁胶粒向阴极移动,所以石墨电极附近溶液红褐色加深,C正确;根据电流方向知,a是正极,b是负极,则c是阳极,d是阴极,电解精炼铜时,粗铜作阳极,纯铜作阴极,D错误。

    答案:C

    4(2017·长春测试)

    LiOH是制备锂离子电池的材料,可由电解法制备。工业上利用如图装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOHLiCl溶液,则下列说法中正确的是(  )

    AB极区电解液为LiOH溶液

    B.电极每产生22.4 L气体,电路中转移2 mol e

    C.电解过程中Li迁移入B电极区、OH迁移入A电极区

    D.电解池中总反应方程式为:2HClH2Cl2

    解析:电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOHLiCl溶液,由图可知,右侧生成氢气,则B中氢离子放电,可知B为阴极,A为阳极,在B中生成LiOH,则B极区电解液为LiOH溶液,A正确;A极区电解液为LiCl溶液,氯离子放电生成氯气,则阳极反应式为2Cl2e===Cl2,电极每产生标况下22.4 L气体,电路中转移的电子才是2 molB错误;Li向阴极移动,即由A经过阳离子交换膜向B移动,OH向阳极移动,但是阳离子交换膜不允许氢氧根离子通过进入A电极区,C错误;电解池的阳极上是氯离子失电子,阴极上是氢离子得电子,电解的总反应方程式为:2H2O2LiClH2Cl22LiOHD错误。

    答案:A

    5(2017·日照实验月考)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。采用离子交换膜控制电解液中OH的浓度制备纳米级Cu2O的装置如图所示,发生的反应为:2CuH2OCu2OH2。下列说法正确的是(  )

    A钛电极发生氧化反应

    B.阳极附近溶液的pH逐渐增大

    C.离子交换膜应采用阳离子交换膜

    D.阳极反应式是:2Cu2OH2e===Cu2OH2O

    解析:钛电极为阴极,发生还原反应,A项错误;铜作阳极,阳极上铜发生失电子的氧化反应,阳极反应式为2Cu2OH2e===Cu2OH2OOH由阴极区迁移到阳极区参与反应,离子交换膜应为阴离子交换膜,C项错误,D项正确;由阴极区迁移过来的OH在阳极全部参与反应;阳极附近溶液的pH不变,B项错误。

    答案:D

    6(2017·烟台质检)等物质的量的BaCl2K2SO4AgNO3溶于水形成混合溶液,用石墨电极电解此溶液,经过一段时间后,阴、阳两极收集到的气体体积之比为32。下列说法正确的是(  )

    A.阴极反应为:Age===Ag

    B.阳极始终发生反应:2Cl2e===Cl2

    C.两极共生成三种气体

    D.向电解后溶液中通入适量的HCl可使溶液恢复到电解前的状态

    解析:三种物质溶于水后,发生反应Ba2SO===BaSO4AgCl===AgCl,则混合溶液的溶质为KClKNO3。由题意,阴、阳两极收集到的气体体积之比为32,所以阴极反应为:2H2e===H2,阳极反应为:2Cl2e===Cl24OH4e===O22H2O,阴、阳两极共生成氢气、氯气和氧气三种气体,要使电解质溶液复原,需要通入适量的HCl,还需要加入适量的水。

    答案:C

    7(2017·西安质检)某蓄电池的反应为NiO2Fe2H2OFe(OH)2Ni(OH)2

    (1)该蓄电池充电时,发生还原反应的物质是________(填选项字母)。放电时生成Fe(OH)2的质量为18 g,则外电路中转移的电子数是________

    ANiO2  BFe

    CFe(OH)2  DNi(OH)2

    (2)为防止远洋轮船的钢铁船体在海水中发生电化学腐蚀,通常在船体上镶嵌Zn块,或与该蓄电池的________()极相连。

    (3)以该蓄电池作电源,用如图所示的装置在实验室模拟铝制品表面钝化处理的过程中,发现溶液逐渐变浑浊,原因是________________(用相关的电极反应式和离子方程式表示)

    (4)精炼铜时,粗铜应与直接电源的________()极相连。精炼过程中,电解质溶液中的c(Fe2)c(Zn2)会逐渐增大而影响进一步电解。甲同学设计如下除杂方案:

    已知:

    沉淀物

    Fe(OH)3

    Fe(OH)2

    Cu(OH)2

    Zn(OH)2

    开始沉淀时的pH

    2.3

    7.5

    5.6

    6.2

    完全沉淀时的 pH

    3.9

    9.7

    6.4

    8.0

    则加入H2O2的目的是________________。乙同学认为应将方案中的pH调节到8,你认为此观点________(正确不正确),理由是________________

    解析:(1)该蓄电池充电时反应逆向进行,发生还原反应的电极为阴极,电极反应式为Fe(OH)22e===Fe2OH。放电时FeFe(OH)2,电极反应式为Fe2e2OH===Fe(OH)2,每生成1 mol Fe(OH)2,转移2 mol电子,18 g Fe(OH)2的物质的量为0.2 mol,故转移0.4 mol电子。

    (2)外接电源的阴极保护法中,船体应与蓄电池的负极相连。

    (3)铝制品发生钝化时,在铝表面形成致密的氧化膜,也会有Al3进入溶液中与HCO发生反应Al33HCO===Al(OH)33CO2,使溶液变浑浊。

    (4)精炼铜时,粗铜应与电源的正极相连。处理电解质溶液时加入H2O2Fe2转化为Fe3,然后调节溶液的pH4,可以使Fe3Fe(OH)3的形式除去。若将溶液的pH调节到8Cu2也沉淀完全。

    答案:(1)C 0.4NA2.408×1023

    (2)

    (3)Al3e===Al3Al33HCO===Al(OH)33CO2

    (4)正 将Fe2氧化为Fe3 不正确 同时会使Cu2生成沉淀而除去

     

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