2024届高考化学一轮复习 课时分层作业34　电解池　金属的腐蚀与防护 （含答案）

这是一份2024届高考化学一轮复习 课时分层作业34　电解池　金属的腐蚀与防护 （含答案），共10页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
课时分层作业(三十四)　电解池　金属的腐蚀与防护一、选择题(每小题只有一个选项符合题目要求)1．某电化学装置如图所示，a、b分别接直流电源两极。下列说法正确的是(　　)A．溶液中电子从B极移向A极B．若B为粗铜，A为精铜，则溶液中c(Cu2+)保持不变C．若A、B均为石墨电极，则通电一段时间后，溶液pH增大D．若B为粗铜，A为精铜，则A、B两极转移的电子数相等2．沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率，为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示)，通入一定的电流。下列叙述错误的是(　　)A．阳极发生将海水中的Cl－氧化生成Cl2的反应B．管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClOC．阴极生成的H2应及时通风稀释安全地排入大气D．阳极表面形成的Mg(OH)2等积垢需要定期清理3．(2022·唐山模拟)用如图所示装置电解一段时间后，下列叙述错误的是(　　)A．电极Ⅰ、电极Ⅱ均为Fe，A为NaCl溶液，两电极间可能会出现白色沉淀B．电极Ⅰ、电极Ⅱ均为石墨，A为CaCl2溶液，电极Ⅱ附近溶液变成黄绿色C．电极Ⅰ、电极Ⅱ均为Pt，A为饱和Na2SO4溶液，电解质溶液中有晶体析出D．电极Ⅰ、电极Ⅱ均为Al，A为AlCl3溶液，电极Ⅰ质量增加4．(2022·渝中区模拟)一种清洁、低成本的三步法氯碱工艺的工作原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)A．与传统氯碱工艺相比，该方法可避免使用离子交换膜B．第一步中当消耗标况下O2 11.2 L时，右侧电极质量减小46 gC．第二步中，放电结束后，电解质溶液中NaCl的含量增大D．第三步的总反应为2AgCl2Ag＋Cl2↑5．(2022·武汉模拟)某科技小组开发了一套以乙醇为原料制备C6H14O2()的电解装置(如图所示)。下列说法正确的是(　　)A．催化电极的电极电势：b>aB．阴极电极反应式为C2H5OH＋Cl－－2e－===C2H5OCl＋H＋C．电解后溶液的pH会减小(忽略溶液体积变化)　D．每产生1 mol H2需要消耗3 mol C2H5OH二、选择题(每小题有一个或两个选项符合题目要求)6．将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在如图所示的情境中，下列有关说法正确的是(　　)A．阴极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2+B．金属M的活动性比Fe的活动性弱C．钢铁设施表面因积累大量电子而被保护D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快7．(2022·南京模拟)电催化氮气制备铵盐和硝酸盐的原理如图所示。下列说法正确的是(　　)A．a极反应式为N2＋12OH－－10e－===2NO＋6H2OB．电解一段时间，a、b两电极区的pH均减小C．电解过程中H＋从a极通过质子交换膜转移至b极D．相同时间内，a、b两极消耗N2的物质的量之比为5∶38．一种生物电化学方法脱除水体中NH的原理如图所示：下列说法正确的是(　　)A．装置工作时，化学能转变为电能B．装置工作时，a极周围溶液pH降低C．装置内工作温度越高，NH脱除率一定越大D．电极b上发生的反应之一是2NO＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O9．(2022·长沙模拟)锂电池有广阔的应用前景。用“循环电沉积”法处理某种锂电池的过程中，Li2CO3和C在MoS2的催化作用下发生电极反应，反应历程中的能量变化如图。下列说法正确的是(　　)A．此反应在电解池的阴极发生B．反应历程中存在碳碳键、碳氧键的断裂和形成C．该电极反应总历程每生成1 mol气体产物，电极上转移2 mol e－D．此历程中发生了反应CO＋C－2e－===CO2＋CO三、非选择题10．工业上可利用电解法制备二氧化氯。某化学课题小组以电解法制备ClO2的流程和装置如下。(1)a极为________极，电极反应式为________________________________________________________________________________________________________。(2)二氧化氯发生器中发生的化学方程式为___________________________________________________________________________________________________。(3)若生成6.75 g ClO2时，电解池中电路通过的电子为________ mol。11．常温下，用Pt电极电解200 mL足量KCl溶液，当阴极上生成2.24 L(标准状况)气体时，溶液的pH为________(假设电解前后溶液体积不变)。12．(1)以连二亚硫酸盐(S2O)为还原剂脱除烟气中的NO，并通过电解再生，装置如图1所示。阴极的电极反应式为________________________________，电解槽中的隔膜为________(填“阳”或“阴”)离子交换膜。图1图2(2)甲醛超标会危害人体健康，需对甲醛进行含量检测及污染处理。某甲醛气体传感器的工作原理如图2所示，b极的电极反应式为_____________________，当电路中转移4×10-4 mol电子时，传感器内参加反应的甲醛(HCHO)的质量为________ mg。                  课时分层作业（三十四）1．D　[电解质溶液通过离子移动导电，电解质溶液中没有电子移动，故A错误；若B为粗铜，A为精铜，电解质溶液是硫酸铜溶液，该装置为电解精炼铜装置，溶液中c(Cu2+)减小，故B错误；若A、B均为石墨电极，电解总反应式为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，则通电一段时间后，溶液pH减小，故C错误；根据得失电子守恒，阴极、阳极转移电子数一定相等，若B为粗铜，A为精铜，则A、B两极转移的电子数相等，故D正确。]2．D　[海水中存在大量的Cl－，在阳极Cl－放电生成Cl2，A叙述正确；阴极H2O放电生成H2和OH－，OH－与Cl2反应生成ClO－，因此管道中存在一定量的NaClO，B叙述正确；因为H2为可燃性气体，所以阴极生成的H2应及时通风稀释安全地排入大气，C叙述正确；阴极产生OH－，因此会在阴极表面形成Mg(OH)2等积垢，需定期清理以保持良好的导电性，D叙述错误。]3．D　[A项，电极Ⅰ、电极Ⅱ均为Fe，A为NaCl溶液，则在阳极、阴极分别生成亚铁离子和氢氧根离子，两电极间可能会出现白色沉淀，正确；B项，电极Ⅰ、电极Ⅱ均为石墨，A为CaCl2溶液，电极Ⅱ上氯离子失电子变成氯气，使其附近溶液变成黄绿色，正确；C项，电极Ⅰ、电极Ⅱ均为Pt，A为饱和Na2SO4溶液，电解后水减少，电解质溶液中有晶体析出，正确；D项，电极Ⅰ、电极Ⅱ均为Al，A为AlCl3溶液，电极Ⅰ上氢离子得电子生成H2，电极Ⅰ质量不增加，错误。]4．C　[第二步中，放电结束后，Na0.44－xMnO2―→Na0.44MnO2，Ag―→AgCl，电解质溶液中NaCl的含量降低，故C错误。]5．D　[电解池中阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，由电解装置图可知，催化电极a为阳极，其电极反应式为C2H5OH＋Cl－－2e－===C2H5OCl＋H＋，催化电极b为阴极，其电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，在电解液中发生反应C2H5OCl―→CH3CHO＋Cl－＋H＋、CH3CHO＋2C2H5OH―→C6H14O2＋H2O，该装置内的总反应为3C2H5OH―→C6H14O2＋H2O＋H2↑。  催化电极a为阳极，催化电极b为阴极，阳极的电极电势高于阴极，A项错误；阳极电极反应式为C2H5OH＋Cl－－2e－===C2H5OCl＋H＋，B项错误；由总反应3C2H5OH―→C6H14O2＋H2O＋H2↑可知，电解后溶液的pH不会减小，且每产生1 mol H2，共消耗3 mol C2H5OH，C项错误，D项正确。]6．C　[该装置中阴极发生还原反应，A项错误；金属M被氧化，即金属活动性：M>Fe，B项错误；钢铁设施为原电池的正极，表面积累大量电子而被保护，C项正确；海水中含有大量的NaCl等电解质，而河水中电解质较少，故钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的慢，D项错误。]7．C　[电解质溶液为酸性，故a极反应式为N2－10e－＋6H2O===2NO＋12H＋，A项错误；b极的电极反应式为N2＋6e－＋8H＋===2NH，b极区的pH增大，B项错误；b极为阴极，a极为阳极，故H＋从a极移向b极，C项正确；由电极反应式知，当转移60 mol e－时，a极消耗6 mol N2，b极消耗10 mol N2，两极消耗N2的物质的量之比为3∶5，D项错误。]8．BD　[该装置把电能转化为化学能，故A错误；a极为阳极，电极反应为NH＋2H2O－6e－===NO＋8H＋或NH＋3H2O－8e－===NO＋10H＋，所以a极周围溶液的pH降低，故B正确；该装置是在细菌生物作用下进行的，所以温度过高，导致细菌死亡，NH脱除率会减小，故C错误；b极上发生的反应之一为2NO＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O，故D正确。]9．BD　[由题图分析可知，此反应为2CO＋C－4e－===3CO2，是一个氧化反应，故应该在电解池的阳极上发生，A错误；由A项分析可知，该电极反应总历程的总反应为2CO＋C－4e－===3CO2，故每生成1 mol气体产物，电极上转移 mol e－，C错误。]10．解析：(1)根据b极产生H2可知b为阴极，a为阳极，电极反应式为NH＋3Cl－－6e－===NCl3＋4H＋。(3)根据NCl3＋6NaClO2＋3H2O===3NaCl＋3NaOH＋6ClO2＋NH3，n(ClO2)＝6n(NCl3)，n(NCl3)＝× mol＝×0.1 mol，n(e－)＝0.1 mol。答案：(1)阳　NH＋3Cl－－6e－===NCl3＋4H＋　(2)NCl3＋6NaClO2＋3H2O===3NaCl＋3NaOH＋6ClO2＋NH3↑　(3)0.111．解析：n(H2)＝0.1 mol，n(OH－)＝0.2 mol，c(OH－)＝ mol·L-1＝1 mol·L-1，pOH＝0，pH＝14。答案：1412．解析：(1)阴极上亚硫酸根离子得电子生成S2O，电极反应式为2SO＋4H＋＋2e－===S2O＋2H2O，阳极上水失电子生成氧气和氢离子，右侧的氢离子通过离子交换膜进入左侧，所以电解池中的隔膜为阳离子交换膜。(2)由图可知，甲醛气体传感器为原电池原理，b极为负极，甲醛发生氧化反应生成CO2，电极反应式为HCHO－4e－＋H2O===CO2＋4H＋；由反应式可知，当电路中转移4×10-4 mol电子时，传感器内参加反应的甲醛(HCHO)的质量为×30 g·mol-1＝3×10-3 g＝3 mg。答案：(1)2SO＋4H＋＋2e－===S2O＋2H2O　阳　(2)HCHO－4e－＋H2O===CO2＋4H＋　3