(全程复习方略)(浙江专用)版高考化学课时提能演练十七62原电池金属的腐蚀与防护

浙江 2019 版化学复习方略课时提能演练 ( 十七 ) 6.2原电池金属的腐蚀与防护（苏教版）（ 45 分钟 100 分）一、选择题 ( 本题包括 10 小题，每小题 6 分，共 60 分)1. 电化学在日常生活中有广泛的应用，下列说法或做法正确的是()A. 暴雨后遭洪水浸泡的铁门生锈是因为发生化学腐蚀B. 白铁皮 ( 铁镀锌 ) 表面有划损时，不能阻止铁被腐蚀C. 废弃的干电池不能随意丢弃，但可以土埋处理D. 不能将铁制自来水管与铜制水龙头连接2. 两种金属A 与 B 组成原电池时，A 是正极。下列有关推断正确的是()A.A 的金属性强于 BB.A 电极上发生的电极反应是还原反应C. 电子不断由A 电极经外电路流向B 电极D.A 在金属活动性顺序表中一定排在氢前面3.(2019 广东高考) 某小组为研究电化学原理，设计装置。下列叙述不正确的是()A.a 和 b 不连接时，铁片上会有金属铜析出B.a 和 b 用导线连接时，铜片上发生的反应为：2Cu 2e =CuC. 无论 a 和 b 是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色D.a 和 b 分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2 向铜电极移动4. 依据氧化还原反应： 2Ag(aq) Cu(s)=Cu2(aq) 2Ag(s) ，设计的原电池如图所示。下列有关说法中错误的是()A. 电解质溶液Y 是 CuSO4溶液B. 电极 X 的材料是CuC. 银电极为电池的正极，其电极反应为Ag e=AgD. 外电路中的电子是从X 电极流向Ag 电极5.(2019 福建高考) 研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢第 - 1 -页板为电极材料，以LiOH 为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是()A. 水既是氧化剂又是溶剂B. 放电时正极上有氢气生成C. 放电时 OH 向正极移动D. 总反应为： 2Li 2H2O=2LiOH H26.(2019 温州模拟) 最近，科学家研制出一种纸质电池，这种“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体，在一边附着锌，在另一边附着二氧化锰。电池总反应式为Zn 2MnO H2O=ZnO 2MnOOH。下列说法不正确的是 ()A. 该电池中 Zn 为负极， MnO为正极2B. 该电池的正极反应式为MnO2e H2O=MnOOHOHC. 导电时外电路电子由Zn 流向 MnO2，内电路电子由MnO2流向 ZnD. 电池工作时水分子和OH 都能通过薄层纸片7.(2019 海南高考 ) 一种充电电池放电时的电极反应为： 2e=2HOH22OHNiO(OH) HO e=Ni(OH) OH22当为电池充电时，与外电源正极连接的电极上发生的反应是()A.H2O的还原B.NiO(OH) 的还原C.H2 的氧化D.Ni(OH) 2 的氧化8.Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为2Li FeS 2e =Li2 SFe。有关该电池的下列说法中正确的是()A.Li-Al 在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为1 价B. 该电池的电池反应式为： 2Li FeS=Li S Fe2C. 负极的电极反应式为 Al 3e =Al3D. 充电时，阴极发生的电极反应式为：Li 2S Fe 2e=2Li FeS9.( 易错题 ) 一种新型环保电池是采用低毒的铝合金( 丢弃的易拉罐 ) ，家庭常用的漂白水，食盐，氢氧化钠( 化学药品店常见试剂 ) 等原料制作的。电池的总反应方程式为H2O。2Al 3ClO 2OH =3Cl 2AlO2下列说法不正确的是A. 该电池的优点是电极材料和电解质用完后可以更换第 - 2 -页B. 该电池发生氧化反应的是金属铝C. 电极的正极反应式为 3H2O 6e=3Cl3ClO 6OHD. 当有 0.1 mol Al完全溶解时，流经电解液的电子个数为231.806 1010.(2019 浙江高考) 将 NaCl 溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区 (a) 已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b) ，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。下列说法正确的是 ()A. 液滴中的 Cl 由 a 区向 b 区迁移B. 液滴边缘是正极区，发生的电极反应为O 2H O4e=4OH22C. 液滴下的 Fe 因发生还原反应而被腐蚀，生成的2由 a 区向 b 区迁移，与形成 Fe(OH) 2，进Feb 区的 OH一步氧化、脱水形成铁锈D. 若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl 溶液，则负极发生的电极反应为2Cu 2e =Cu二、非选择题 ( 本题包括3 小题，共 40 分)11.(12分)(2019 山东高考) 科研、生产中常涉及钠、硫及其化合物。(1) 实验室可用无水乙醇处理少量残留的金属钠，化学反应方程式为_ 。要清洗附着在试管壁上的硫，可用的试剂是_ 。(2) 如图为钠高能电池的结构示意图，该电池的工作温度为320 左右，电池反应为2Na xS=Na2Sx，正极的电极反应式为_ 。M(由 Na2O和 Al 2O3 制得 ) 的两个作用是 _ 。与铅蓄电池相比， 当消耗相同质量的负极活性物质时，钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的_倍。(3)Na 2S 溶液中离子浓度由大到小的顺序为_ ，向该溶液中加入少量固体CuSO4，溶液 pH( 填“增大”、“减小”或“不变”) ，Na2S 溶液长期放置有硫析出，原因为_( 用离子方程式表示) 。12.(12分)(2019 金华模拟) 原电池原理广泛应用于科技、生产和生活，请回答以下问题：(1) 肼 (N2H4) 又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。肼- 空气燃料电池是一种碱性燃料电池，产物无污染，电解质溶液是20% 30%的 KOH溶液。肼 - 空气燃料电池放电时：正极的电极反应式是_；负极的电极反应式是。第 - 3 -页(2) 有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N2、 H2 为电极反应物，以 HCl NH4Cl 为电解质溶液制造新型燃料电池。试写出该电池的正极反应式_ 。23(3) 请运用原电池原理设计实验，验证Cu 、 Fe氧化性的强弱。请画出实验装置图并写出电极反应式。_ 。13.(16分 )( 预测题 ) 第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车轮。汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低汽油的消耗；在刹车或下坡时，电池处于充电状态。(1) 混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属 ( 以 M表示 ) 为负极，碱液 ( 主要为 KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理示意如图，其总反应式为：H22NiOOH放电2Ni(OH) 2充电f根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的pH( 填“增大”、“减小”或“不变” ) ，该电极的电极反应式为_。电解(2)Cu 2O是一种半导体材料，可通过如图的电解装置制取，电解总反应为：2Cu H2OCu2OH2 阴极的电极反应式是_ 。用镍氢电池作为电源进行电解，当蓄电池中有1 mol H 2 被消耗时， Cu2O的理论产量为g。(3) 远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的腐蚀。为防止这种腐蚀，通常把船体与浸在海水里的Zn 块相连，或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的极 ( 填“正”或“负” ) 相连。答案解析1. 【解析】 选 D。被洪水浸泡的铁门发生的是电化学腐蚀，A 项错；白铁皮表面有划损时，腐蚀的是表面的锌，能阻止铁被腐蚀，B 项错；废弃的干电池会对土壤、地下水造成重金属污染，不能土埋处理，C 项第 - 4 -页错；铁和铜是两种活泼性不同的金属，易形成原电池，会加速铁制自来水管的腐蚀，D 项正确。2. 【解析】 选 B。A 项， A 是正极，说明A 的金属性弱于B，A 错误； C 项，因 B 电极为负极，电子由B 电极经外电路流向A 电极， C 错误； D项， A 不一定排在氢前，如铜或石墨也可作原电池的正极。3. 【解析】 选 D。a 和 b 不连接时，铁比铜活泼，从溶液中置换出铜，A 项正确； a 和 b 连接时，形成原电池，铁作为负极而溶解，铜作为正极，溶液中的Cu2 得到电子被还原成铜单质，所以B 项正确；无论 a 和b 是否连接，装置中都发生Fe Cu2 =Cu Fe2 的反应，溶液会由蓝色逐渐变为浅绿色，C 项正确；如果a 和 b 分别连接直流电源正、负极，该装置为电解池，Cu为阳极， Fe 为阴极，则溶液中的阳离子向阴极移动，即 Cu2向铁电极移动，D 项不正确，故选D。4. 【解题指南】 解答本题时应注意以下两点：(1) 由氧化还原反应拆成两个半反应可知，Cu 作原电池负极；(2) 根据得电子的离子选取电解质溶液。【解析】 选 A。由电极反应可知，电解质溶液须为AgNO3溶液而不是CuSO4溶液。5. 【解题指南】 解答本题要注意以下两点：(1) 原电池电解质溶液中的阳离子移向正极得到电子，发生还原反应；(2) 金属锂是一种活泼的碱金属，容易和水反应放出氢气。【解析】 选 C。金属锂比铁活泼，作原电池的负极，电极反应式为：Li e=Li， LiOH 溶液中的阳离子有 Li=H，由于和 H ，由于氧化性H Li，所以正极反应是： 2H 2e2H 来自于水的电离，所以H 放电的同时溶液中产生了，即该反应的总反应为：2Li 2H2O=2LiOHH2，水既是氧化剂又是溶剂。在原电池的放电过程中，OH阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以OH 向负极移动， C选项错误。6. 【解析】 选 C。原电池反应中Zn 失电子、 MnO得电子，因此该电池负极为Zn，正极为 MnO。由电池总22反应式减去负极反应式Zn2e 2OH =ZnO H2O即得正极反应式MnO2 e H2O=MnOOHOH 。电子只能由 Zn 经外电路流向MnO，而不能通过内电路。27. 【解题指南】 解答本题要注意以下两点：(1)与正极相连的电极是电解池的阳极；(2)化合价升高的物质发生氧化反应。【解析】 选 D。由题意知，电池总反应为H2 2NiO(OH)放电2Ni(OH) 2。可充电电池在充电时，实际上充电起一个电解池的作用，与外电源正极连接的电极是阳极，发生氧化反应，与放电时的正极反应相反，可知Ni(OH) 2 在反应中失电子被氧化，发生氧化反应。第 - 5 -页【方法技巧】可充电电池的反应规律(1) 可充电电池有充电和放电两个过程，放电时是原电池，充电时是电解池。(2) 放电时的负极反应和充电时的阴极反应，放电时的正极反应和充电时的阳极反应在形式上可逆。即将正 ( 负 ) 极反应改变方向即得阳 ( 阴 ) 极反应式。(3) 原电池充电时，负极作电解池的阴极，跟外接电源负极相连，正极作电解池的阳极，跟外接电源正极相连。(4) 放电总反应和充电总反应在形式上互逆，但不是可逆反应。8. 【解题指南】 解答本题时应注意以下两点：(1) 两电极反应式的和就是电池的总反应式；(2) 可充电电池充电时，正极接外接电源的正极，负极接外接电源的负极。【解析】 选 B。由正极的电极反应式知，在负极上Li 失去电子被氧化，所以Li-Al在电池中为负极材料，该材料中 Li 的化合价为 0 价，故 A 项错误；负极的电极反应式为：2Li 2e=2Li ，故 C项错误；该电池的电池反应式为正、负电极的电极反应式之和：2Li FeS=Li2SFe，故 B 项正确；由于充电时阴极发生还原反应，所以阴极的电极反应式为：2Li 2e =2Li ，故 D 项错误。9. 【解析】 选 D。该电池所用材料都是生活中常见的，电极材料和电解质用完后可以更换，A 项正确；金属铝是原电池的负极发生氧化反应，B 正确；在正极上，发生还原反应，电极反应为：3ClO 3H2O 6eD 不正确。=3Cl6OH ， C 正确；电子只能流经导线，不能流经电解液，10. 【解析】 选 B。液滴边缘 O 多，发生正极反应O 2H O 4e=4OH。液滴下的 Fe 发生负极反应 Fe2222e =Fe2 ，为腐蚀区 (a) 。 A 项错误， Cl 由 b 区向 a 区迁移； C项错误，液滴下的Fe 因发生氧化反应而被腐蚀； D项错误， Cu 不如 Fe 活泼，作正极，负极反应为Fe 2e=Fe2 。【误区警示】液滴下的铁发生的是氧化反应而不是还原反应，容易误判。在液滴中溶氧量不同，边缘溶氧要多于液滴内部。故液滴边缘是正极区。11. 【解题指南】 解答本题时应注意以下两点：(1)M 的作用：一是导电，二是因钠与硫易反应，它起到隔离作用；(2) 消耗相同质量的负极活性物质时，钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的倍数，就是等质量的钠与铅失电子数的倍数。【解析】 (2) 正极的电极反应式为： xS 2e=Sx 2- ， M的作用：一是导电，二是因钠与硫易反应，故它起到隔离作用；钠高能电池中负极为钠，有23 g 钠消耗释放1 mol e ，则 207 g 钠消耗时转移207/23 mole ，铅蓄电池的电极反应为：PbPbO2 2H2SO4=2PbSO4 2H2O，铅蓄电池中铅是负极，207 g 铅消耗时转第 - 6 -页移 2 mol e，故钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的(207/23) 2 4.5倍。(3) 根据电离与水解的知识可判断：c(Na ) c(S 2 ) c(OH ) c(HS ) c(H ) ，加入少量固体CuSO4后，溶液中发生离子反应：2222Cu S=CuS，由于 c(S) 降低，故由 S 水解产生的 OH量减小， c(OH ) 变小，c(H ) 变大，溶液的pH 减小； Na2S 溶液长期放置所发生的化学反应方程式为2Na2S O2 2H2O=4NaOH2S，故离子方程式为222S O 2HO=4OH 2S。答案： (1)2CH 3CH2OH 2Na 2CH3CH2ONa H2CS2( 或热的 NaOH溶液 )(2)xS 2e2-( xS 2e=NaS )导电和隔离钠与硫4.5=Sx或 2Na2 x(3)c(Na) c(S2)减小22) c(OH c(HS ) c(H2S O 2HO=4OH 2S12. 【解析】 (1) 氧气在正极上发生还原反应生成氢氧根，肼在负极上被氧化转化为无污染的氮气。(2) 相当于氮气和氢气先合成氨，然后结合盐酸生成氯化铵。(3) 三价铁离子能够氧化铜生成铜离子，从而设计成原电池证明该结论。答案： (1)O2 2H2O 4e=4OHN H=N 4H O4OH 4e2422 6e(2)N 2 8H=2NH4(3)正极反应：2Fe3 2e2=2Fe ，负极反应：Cu2e2=Cu13. 【解析】 (1)从题意可知，混合动力车上坡或加速时，电池应处于放电状态，故负极反应式为：H2 2OH 2e=2HO，则正极反应可由总电极反应式减去负极反应式得到，即，NiOOHH2 O e=Ni(OH)2 OH由于在放电时，生成了pH 增大。OH ，故乙电极周围溶液的(2) 结合装置图及总电极反应式可以得知，H 在阴极放电，故阴极反应式为2H 2e =H2；由总电极反应式可求得，1 mol H 2 被消耗时，同时生成1 mol Cu 2O，其质量为 144 g 。答案：(1) 增大NiOOH H O e =Ni(OH) OH22(2)2H 2e=H 1442(3) 吸氧负第 - 7 -页