高考化学大一轮复习第6章化学反应与能量第3讲电解池金属的腐蚀与防护课时规范训练.pdf

精品教案可编辑电解池金属的腐蚀与防护单独成册 1一定条件下，有关金属腐蚀的下列说法不正确的是()A为减缓金属腐蚀，可将要保护的金属物件与外接电源的正极相连接作阴极B在 pH 6 的溶液中，金属主要发生析氢腐蚀C钢铁制品腐蚀时正极反应为O22H2O4e=4OHD在金属物件表面涂上机油，可防止金属生锈，从而使金属保持光泽解析：选 A。要保护的金属物件应与外接电源的负极相连作阴极。2关于如图装置说法正确的是()A装置中电子移动的途径是：负极Fe M溶液石墨正极B若 M 为 NaCl 溶液，通电一段时间后，溶液中可能有NaClOC若 M 为 FeCl2溶液，可以实现石墨上镀铁D若 M 是海水，该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”使铁不被腐蚀解析：选 B。装置中电子移动的途径是：负极Fe电极，然后是溶液中的阴离子在阳极(石墨)放电电源的正极，A 错误；若 M 为 NaCl 溶液，通电一段时间后，阳极产生Cl2，溶液中的NaOH与阳极产生的Cl2发生反应生成NaCl和 NaClO，所以溶液中可能有NaClO，B 正确；若M 为 FeCl2溶液，在阳极，溶液中的Fe2失去电子变为Fe3，所以不可能实现石墨上镀铁，C 错误；若M 是海水，该装置是电解池，是通过外加电流的阴极保护法使铁不被腐蚀，不是通过“牺牲阳极的阴极保护法”，D 错误。3下面有关电化学的图示，完全正确的是()精品教案可编辑解析：选 D。在 CuZn 原电池中，由于金属活动性：Zn Cu，所以 Zn 作负极，Cu作正极，在正极上发生还原反应生成H2，A 错误；粗铜精炼时，粗铜作阳极，精铜作阴极，电极连接不正确，B 错误；在 Fe 片上镀锌时，Fe 作阴极，Zn 作阳极，电极连接不正确，C错误；电解饱和NaCl溶液时，阳极发生反应：2Cl2e=Cl2，Cl2有强氧化性，与KI 发生反应：Cl22KI=2KClI2，I2使淀粉溶液变为蓝色，阴极发生反应：2H2e=H2，由于氢气的密度比空气密度小，所以用向下排空气的方法收集，D 正确。4用 Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，将所得的混合液进行电解循环再生，这种新工艺叫再生循环脱硫法。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示，则下列有关说法中正确的是()A X 为直流电源的正极，Y 为直流电源的负极B阳极区pH 减小C图中的baD 阴极 的电极反应为HSO3 2e H2O=SO24 3H和SO23 2e精品教案可编辑H2O=SO242H解析：选 B。由图可知，亚硫酸氢根离子向Pt()极移动，则 Pt()是阳极，则 Y 是电源的正极，X 是电源的负极，A 错误；阳极发生氧化反应，则HSO3、SO23失去电子生成SO24和 H，阳极区H浓度增大，pH 减小，B 正确；根据以上分析，阳极区HSO3失去电子生成SO24和 H，则图中出来的硫酸的质量分数大于加入的硫酸的质量分数，所以ba，C 错误；阴极发生还原反应，氢离子得到电子生成氢气，D 错误。5电解降解法可用于治理水体硝酸盐污染，将NO3降解成 N2的电解装置如图所示。下列说法正确的是()A电源的正极为bB电解时H从膜右侧迁移到膜左侧CAg Pt 电极反应为：2H2O4e=4HO2D若转移的电子数为1.204 1024，生成 N2 5.6 g解析：选 D。a 为正极，b 为负极，电极反应式为：阴极：2NO310e12H=N2 6H2O阳极：5H2O10e=52O210H，H从左侧移向右侧，若转移2 mol e，则生成 N2 0.2 mol其质量为28 g mol1 0.2 mol5.6 g。6将 H2S 通入 FeCl3溶液中，过滤后将反应液加入电解槽中电解(如图所示)，电解后的溶液还可以循环利用。该方法可用于处理石油炼制过程中产生的H2S 废气。下列有关说法正确的是()精品教案可编辑A过滤得到的沉淀可能是FeS 和 SB若有 0.20 mol电子转移，一定能得到2.24 L 氢气C可以用Fe 与外接电源的a 极相连D与 a 极相连的电极反应为Fe2e=Fe3解析：选 D。H2S 与 FeCl3反应生成S、盐酸和氯化亚铁，A 错误；没有给出氢气所处的条件，不能求氢气的体积，B 错误；根据右边生成氢气知b 是负极，a 是正极，若铁作阳极，被溶解，C 错误。7一定条件下，利用如图所示装置可实现有机物苯(C6H6)到环己烷(C6H12)的转化。下列叙述错误的是()A导线中电子移动方向为DAB生成目标产物的电极反应式为C6H66H6e=C6H12C装置图右侧导出的气体是氧气D上述过程中电能转化为化学能解析：选 A。根据题图可知，左侧发生苯转化为环己烷的反应，电极反应式为：C6H66H6e=C6H12，B 项正确；左侧电极D 上发生还原反应，电极D 为阴极，则A为电源负极，导线中电子移动方向为电源负极A电解池阴极D，A 项错误；右侧电极E上发生氧化反应：2H2O 4e=O2 4H，导出的气体为氧气，C 项正确；题中装置为电解池，电能转化为化学能，D 项正确。精品教案可编辑8假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求，即为理想化。为各装置中的电极编号。下列说法错误的是()A当 K 闭合时，A 装置发生吸氧腐蚀，在电路中作电源B当 K 断开时，B 装置锌片溶解，有氢气产生C当 K 闭合后，整个电路中电子的流动方向为；D当 K 闭合后，A、B 装置中 pH 变大，C、D 装置中 pH 不变解析：选 A。当 K 闭合时，B 装置构成原电池，在电路中作电源，整个电路中电子的流动方向为；B 装置中消耗H，pH 变大，A 装置中相当于电解饱和食盐水，pH 变大；C 装置中相当于在银上镀铜，pH 不变；D 装置中相当于铜的电解精炼，pH 不变。9图中 X 为电源，Y 为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，通电后Y 中央的紫红色斑向d 端扩散。下列判断正确的是()A滤纸上c 点附近会变红色BCu 电极质量减小，Pt 电极质量增大CZ 中溶液的pH 先减小，后增大D溶液中的SO24向 Cu 电极定向移动解析：选 A。紫红色斑即MnO4向 d 端扩散，根据阴离子向阳极移动的原理，可知d端为阳极，即b 为正极，a 为负极，c 为阴极，NaCl 溶液中 H放电，产生OH，c 点附精品教案可编辑近会变红色，A 正确；电解硫酸铜溶液时，Pt 为阳极，溶液中的OH放电：4OH 4e=O2 2H2O，Cu 为阴极，溶液中的Cu2得电子，生成铜，总反应式为2CuSO42H2O=电解2Cu O2 2H2SO4，Pt 电极附近生成H，则 SO24向 Pt 电极移动，B、D不正确。随着电解的进行，Z 中溶液变为硫酸溶液，继续电解则为电解水，硫酸浓度增大，pH 减小，C 不正确。10 用 a、b 两个质量相等的Pt 电极电解 AlCl3和 CuSO4的混合溶液 n(AlCl3)n(CuSO4)1 9。t1时刻 a 电极得到混合气体，其中 Cl2在标准状况下为224 mL(忽略气体的溶解)；t2时刻 Cu 全部在电极上析出。下列判断正确的是()A a 电极与电源的负极相连Bt2时刻，两电极的质量相差3.84 gC电解过程中，溶液的pH 不断增大Dt2时刻后，b 电极的电极反应是4OH4e=2H2OO2解析：选 B。根据 a 电极得到Cl2，即 2Cl2e=Cl2，则电极 a 为阳极，与电源的正极相连，A 错误；根据生成Cl2的体积可求得原混合溶液中含Cl0.02 mol，故 CuSO4为 0.06 mol，t2时刻阴极 b 上 Cu2完全析出，其电极质量增加0.06 mol 64 g mol 13.84 g，B 正确；Cl和 Cu2放电时，溶液pH 不变，当 OH和 Cu2放电时，溶液酸性增强；t2时刻后，a、b 两极分别是OH和 H放电，即电解水。溶液pH 减小，b 电极的电极反应为 2H2e=H2，C、D 错误。11 如图所示，A 为电源，B 为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，C、D 为电解槽，其电极材料及电解质溶液如图。(1)关闭 K1，打开K2，通电后，B 的 KMnO4紫红色液滴向c 端移动，则电源b 端为精品教案可编辑极，通电开始时，滤纸d端的电极反应式是。(2)已知 C 装置中溶液溶质为Cu(NO3)2和 X(NO3)3，且均为0.1 mol，打开 K1，关闭K2，通电一段时间后，阴极析出固体质量m(g)与通过电子的物质的量n(mol)关系如图所示。则 Cu2、X3、H氧化能力由大到小的顺序是；D 装置中溶液是H2SO4，则此装置电极C 端的实验现象是。解析：(1)关闭 K1，打开 K2，通电后，B 的 KMnO4紫红色溶液滴向c 端移动，这说明c 电极是阳极，则电源a 端是正极，b 端为负极。通电开始时，滤纸d 端是阴极，氢离子放电，则电极反应式是2H2e=H2。(2)根据图像可知，通电后立即析出固体，且通过 0.2 mol电子后固体质量不再发生变化，这说明电解时X3不放电，析出的固体是铜，所以 Cu2、X3、H氧化能力由大到小的顺序是Cu2HX3；D 装置中铜是阳极失去电子，C 端是阴极，溶液中的氢离子得到电子，随着反应的进行，溶液中的铜离子得到电子，所以装置电极C 端的实验现象是在C 端开始时有无色无味气体产生，一段时间后有红色物质析出。答案：(1)负2H2e=H2(或 2H2O 2e=H2 2OH)(2)Cu2HX3在 C 端开始时有无色无味气体产生，一段时间后有红色物质析出12 如图所示的四个容器中分别盛有不同的溶液，除 a、b 外，其余电极均为石墨电极。甲为铅蓄电池，其工作原理为：PbPbO22H2SO42PbSO42H2O，其两个电极的电极材料分别为PbO2和 Pb。闭合 K，发现 g 电极附近的溶液先变红，20 min后，将 K 断开，此时c、d 两极上产生的气体体积相同。据此回答：精品教案可编辑(1)a 电极的电极材料是(填“PbO2”或“Pb”)。(2)丙装置中发生电解的总反应方程式为。(3)电解 20 min后，停止电解，此时要使乙中溶液恢复到原来的状态，需要加入的物质及其物质的量是。(4)20 min后将乙装置与其他装置断开，然后在c、d 两极间连接上灵敏电流计，发现电流计指针偏转，则此时c 电极为极，d 电极上发生反应的电极反应式为。解析：g 电极附近的溶液先变红，说明g 为阴极，依次可推出h 为阳极，a 为正极，b为负极，c 为阴极，d 为阳极，e 为阴极，f 为阳极。(1)a 为正极，铅蓄电池的正极材料为PbO2。(2)Al2(SO4)3为活泼金属的含氧酸盐，电解其水溶液的实质是电解水。(3)阴极上先析出 Cu，溶液中Cu2反应完后产生H2，阳极上始终产生O2，设两极均产生气体a mol，根据得失电子守恒可得：4a 0.1 22a，解得a0.1，即电解过程中析出了0.1 mol Cu、0.1 mol H2和 0.1 mol O2，要使电解质溶液复原，根据“析出什么补什么”，知需要加入0.1 mol Cu(OH)2或 0.1 mol CuO 和 0.1 mol H2O。(4)电解 20 min 后，c 电极处有H2生成，d 电极处有O2生成，电解质溶液为H2SO4溶液，断开K，c、d 两极间连接上灵敏电流计后形成氢氧燃料电池，c 电极作负极，d 电极上发生还原反应：O24H4e=2H2O。答案：(1)PbO2(2)2H2O=通电2H2 O2(3)0.1 mol Cu(OH)2或 0.1 mol CuO和 0.1 mol H2O精品教案可编辑(4)负O24H4e=2H2O13(1)由黄铜矿(主要成分是CuFeS2)炼制精铜的工艺流程示意图如下：铜矿石 选矿铜精矿砂 焙烧和除渣反射炉冰铜 还原转炉粗铜 精炼电解槽电解铜粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极(填图中的字母)；在电极d 上发生的电极反应式为；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为。(2)H3PO2也可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：写出阳极的电极反应式。分析产品室可得到H3PO2的原因。早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替。并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有杂质，该杂质产生的原因是。解析：(1)粗铜精炼时粗铜作阳极，与电源正极相连，阴极反应是Cu22e=Cu，精品教案可编辑粗铜中含比铜活泼的Fe，Fe2e=Fe2，含不活泼的Au、Ag，则形成阳极泥。(2)阳极发生氧化反应，在反应中OH失去电子，电极反应式为2H2O4e=4HO2。H2O 放电产生H，H进入产品室，原料室中的H2PO2穿过阴膜扩散至产品室，二者发生反应：HH2PO2H3PO2。如果撤去阳膜，H2PO2或 H3PO2可能被氧化。答案：(1)c Cu22e=Cu Au、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方，Fe 以Fe2的形式进入电解液中(2)2H2O4e=O2 4H阳极室的H穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO2穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2 PO34H2PO2或 H3PO2被氧化