2019年高考化学一轮复习 第三板块 专题六 化学反应能量与电化学 跟踪检测（十九）电解池 金属的腐蚀与防护.doc

2019年高考化学一轮复习 第三板块 专题六 化学反应能量与电化学 跟踪检测（十九）电解池 金属的腐蚀与防护1为了防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是()A在精密机床的铁床上安装铜螺钉B在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨，一同浸入海水中C在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里D在地下输油的铸铁管上接直流电源的正极解析：选CA、B中形成的原电池都是铁作负极，加速钢铁腐蚀；D中铸铁管作阳极，加速腐蚀；C中锌比铁活泼，铁作正极。2四个电解装置都以Pt作电极，它们分别装着如下电解质溶液进行电解，电解一段时间后，测定其pH变化，所记录的结果正确的是()选项ABCD电解质溶液HClAgNO3KOHBaCl2pH变化减小增大增大不变3下列有关电化学装置的说法正确的是()A利用图a装置处理银器表面的黑斑Ag2S，银器表面发生的反应为Ag2S2e=2AgS2B图b电解一段时间，铜电极溶解，石墨电极上有亮红色物质析出C图c中的X极若为负极，则该装置可实现粗铜的精炼D图d中若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A形成原电池时，Al为负极被氧化，Ag2S为正极被还原，正极反应式为Ag2S2e=2AgS2，A正确；铜为阴极，发生还原反应，不能溶解，石墨电极上生成氧气，B错误；图c中的X极若为负极，粗铜为阴极，而电解精炼时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，不能进行粗铜的精炼，C错误；该装置有外接电源，属于“有外加电源的阴极保护法”，D错误。4.用惰性电极电解硫酸铜溶液，整个过程转移电子的物质的量与产生气体总体积的关系如图所示(气体体积均在相同状况下测定)。欲使溶液恢复到起始状态，可向溶液中加入()A0.1 mol CuO B0.1 mol CuCO3C0.1 mol Cu(OH)2D0.05 mol Cu2(OH)2CO3解析：选D根据图像和电解原理可知，OP段电解反应的化学方程式为2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，PQ段电解反应的化学方程式为2H2O2H2O2，所以溶液中应加入CuO：0.1 mol，H2O：0.05 mol，分析四个选项，加入0.05 mol Cu2(OH)2CO3合适。5.下列叙述正确的是()AK与M连接时，X为硫酸，一段时间后溶液的pH增大BK与N连接时，X为氯化钠，石墨电极反应：2H2e=H2CK与N连接时，X为硫酸，一段时间后溶液的pH增大DK与M连接时，X为氯化钠，石墨电极反应：4OH4e=2H2OO2解析：选CK与M连接时，X为硫酸，该装置是电解硫酸装置，实质为电解水，硫酸浓度增大，pH减小，A错误；K与N连接时，X为氯化钠，该装置是原电池，铁作负极，石墨作正极，电极反应为2H2OO24e=4OH，B错误；K与N连接时，X为硫酸，该装置是原电池，石墨作正极，电极反应为2H2e=H2，铁作负极，电极反应为Fe2e=Fe2，c(H)降低，pH增大，C正确；K与M连接时，X为氯化钠，该装置是电解池，石墨作阳极，铁作阴极，阳极上电极反应式为2Cl2e=Cl2，D错误。6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下图所示，则下列有关说法中不正确的是()AX为直流电源的负极，Y为直流电源的正极B图中的baC阳极区pH增大D该过程中的产品主要为H2SO4和H2解析：选C由图可判断此装置为电解池，在电解池中，阴离子向Pt()方向移动，Pt()为阳极，与阳极相连的是直流电源的正极，A项正确；阳极发生氧化反应，即将SO和HSO氧化为SO，并使溶液的酸性增强，因此H2SO4浓度增大，B项正确；阳极区酸性增强pH减小，C项错误；Pt()为阴极，阴极区发生的还原反应是2H2e=H2，根据阴阳极产物可判断D项正确。7.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()A过滤得到的沉淀可能是FeS和SB若有0.20 mol的电子转移，一定能得到2.24 L的氢气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DH2S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，不能计算氢气的体积，B错误；根据右边生成氢气知，b是负极，a是正极，若此时铁是阳极，则被溶解，C错误，D正确。8如图，甲为直流电源，乙为用含有酚酞的饱和食盐水浸透的滤纸，丙为电镀槽。断开K后，发现乙上c点附近显红色；闭合K，可实现铁上镀锌，电路中通过0.002NA个电子。以下判断正确的是()Aa为负极Bd上发生还原反应Ce为锌板 Df极的质量增加0.056 g解析：选Cc点附近变红，c为阴极，b为电源负极，a为正极，d上发生氧化反应；当闭合K时，e为阳极，f为阴极，e应为锌板，f极的质量增加0.065 g。9如图甲是CO2电催化还原为碳氢化合物的工作原理示意图，用一种钾盐水溶液作电解液；图乙是用H2还原CO2制备甲醇的工作原理示意图，硫酸为电解质溶液。下列说法不正确的是()图甲图乙A甲中铜片作阴极，K向铜片电极移动B乙中正极发生的电极反应为CO26e6H=CH3OHH2OC乙中H2SO4可以增强溶液的导电性D甲中若CxHy为C2H4，则生成1 mol C2H4的同时生成2 mol O2解析：选D根据图甲电子的移动方向知，铜片作阴极，K向铜片电极移动，A正确；根据图乙通CO2一极的产物判断，通CO2的一极为正极，电极反应为CO26e6H=CH3OHH2O，B正确；由于图乙中的质子膜只允许H通过，所以H2SO4可增强溶液的导电性，C正确；甲中若CxHy为C2H4，则铜片上的电极反应为2CO212e12H=C2H44H2O，根据得失电子守恒，铂片生成O2：3 mol，D错误。10.烧杯A中盛入0.1 molL1的H2SO4溶液，烧杯B中盛放0.1 molL1的CuCl2溶液(两种溶液均足量)，装置如图所示，下列说法不正确的是()AA中Fe极质量减少，C极有气体产生BA为电解池，B为原电池C当A烧杯中产生0.1 mol气体时，B烧杯中产生气体的物质的量也为0.1 molD经过一段时间，B烧杯中溶液的pH增大解析：选B构成A装置的是活动性不同的电极、电解质溶液，两极形成了闭合的回路，所以A为原电池装置，且A为B的电解提供电能。电极反应式分别为(烧杯A中)C正极：2H2e=H2，Fe负极：Fe2e=Fe2。(烧杯B中)阴极：Cu22e=Cu，阳极：2Cl2e=Cl2。烧杯B中电解氯化铜，铜离子浓度减小，水解程度减小，pH增大。11电解法处理含氮氧化物废气，可回收硝酸，具有较高的环境效益和经济效益。实验室模拟电解法吸收NOx的装置如图所示(图中电极均为石墨电极)。若用NO2气体进行模拟电解法吸收实验。(1)写出电解时NO2发生反应的电极反应式：_。(2)若有标准状况下2.24 L NO2被吸收，通过阳离子交换膜(只允许阳离子通过)的H为_mol。解析：由图可知，电解时NO2发生氧化反应可回收HNO3，据电荷守恒和原子个数守恒，结合介质环境可得电极反应式NO2eH2O=NO2H，标准状况下2.24 L NO2即0.1 mol参加反应，转移电子数为0.1 mol，阴极生成H2消耗H为0.1 mol，则通过阳离子交换膜的H为0.1 mol。答案：(1)NO2eH2O=NO2H(2)0.112(1)电解硝酸工业的尾气NO可制备NH4NO3，其工作原理如图。阴极的电极反应式为_。将电解生成的HNO3全部转化为NH4NO3，则通入的NH3与实际参加反应的NO的物质的量之比至少为_。(2)MnSO4是重要微量元素肥料。用惰性电极电解MnSO4溶液可以制得更好活性的MnO2，电解时总反应的离子方程式为_，电解过程中阴极附近的pH_(填“增大”“减小”或“不变”)。解析：(1)由图可知，阴极NO转化成NH，且介质环境为酸性，据电荷守恒和原子个数守恒可得NO5e6H=NHH2O，同理可得阳极电极反应式为NO2H2O3e=NO4H，总反应为8NO7H2O3NH4NO32HNO3,8 mol NO生成2HNO3，生成的2 mol HNO3消耗2 mol NH3，则通入的NH3与实际参加反应的NO的物质的量之比至少为14。(2)用惰性电极电解MnSO4溶液可以制得更好活性的MnO2，可知阳极电极反应式为Mn22H2O2e=MnO24H，阴极电极反应式为2H2O2e=H22OH，可得总反应Mn22H2OMnO2H22H，电解过程中阴极附近的pH增大。答案：(1)NO5e6H=NHH2O14(2)Mn22H2OMnO2H22H增大13能源是国民经济发展的重要基础，我国目前使用的能源主要是化石燃料。(1)熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视。可用熔融的碳酸盐作为电解质，向负极充入燃料气CH4，用空气与CO2的混合气作为正极的助燃气，以石墨为电极材料，制得燃料电池。工作过程中，CO移向_极(填“正”或“负”)，已知CH4发生反应的电极反应式为CH44CO8e=5CO22H2O，则另一极的电极反应式为_。(2)利用上述燃料电池，按图1所示装置进行电解，A、B、C、D均为铂电极，回答下列问题。.甲槽电解的是200 mL一定浓度的NaCl与CuSO4的混合溶液，理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如图2所示(气体体积已换算成标准状况下的体积，电解前后溶液的体积变化忽略不计)。原混合溶液中NaCl的物质的量浓度为_ molL1，CuSO4的物质的量浓度为_ molL1。t2时所得溶液的pH_。.乙槽为200 mL CuSO4溶液，乙槽内电解的总离子方程式：_。当C极析出0.64 g物质时，乙槽溶液中生成的H2SO4为_mol。电解后，若使乙槽内的溶液完全复原，可向乙槽中加入_(填字母)。ACu(OH)2 BCuOCCuCO3 DCu2(OH)2CO3若通电一段时间后，向所得的乙槽溶液中加入0.2 mol的Cu(OH)2才能恰好恢复到电解前的浓度，则电解过程中转移的电子数为_。解析：(1)燃料电池工作过程中，熔融盐中的阴离子向负极移动，即CO移向负极。CH4在负极发生氧化反应生成CO2和H2O，该燃料电池的总反应式为CH42O2=CO22H2O，结合得失电子守恒、负极反应式和电池总反应式推知，正极反应式为O22CO24e=2CO。(2).A、B、C、D均为惰性电极Pt，甲槽电解NaCl和CuSO4的混合液，阳极上离子放电顺序为ClOHSO，阴极上离子放电顺序为Cu2HNa，开始阶段阴极上析出Cu，阳极上产生Cl2，则图中曲线a代表阴极产生气体体积的变化，曲线b代表阳极产生气体体积的变化。阳极上发生的反应依次为2Cl2e=Cl2、4OH4e=2H2OO2，由曲线b可知，Cl放电完全时生成224 mL Cl2，根据Cl原子守恒可知，溶液中c(NaCl)0.1 molL1；阴极上发生的反应依次为Cu22e=Cu、2H2e=H2，由曲线b可知Cu2放电完全时，阳极上产生224 mL Cl2和112 mL O2，则电路中转移电子的物质的量为0.01 mol20.005 mol40.04 mol，据得失电子守恒可知n(Cu2)0.04 mol0.02 mol，故混合液中c(CuSO4)0.1 molL1。0t1时间内相当于电解CuCl2，电解反应式为CuCl2CuCl2，t1t2时间内相当于电解CuSO4，而电解CuSO4溶液的离子反应为2Cu22H2O2CuO24H，则生成H的物质的量为0.005 mol40.02 mol，则有c(H)0.1 molL1，故溶液的pH1。.电解CuSO4 溶液时，Cu2在阴极放电，水电离的OH在阳极放电，电解的总离子方程式为2Cu22H2O2CuO24H。C极为阴极，电极反应式为Cu22e=Cu，析出0.64 g Cu(即0.01 mol)时，生成H2SO4的物质的量也为0.01 mol。电解CuSO4溶液时，阴极析出Cu，阳极上产生O2，故可向电解质溶液中加入CuO、CuCO3等使电解质溶液完全复原。加入0.2 mol Cu(OH)2相当于加入0.2 mol CuO和0.2 mol H2O，则电解过程中转移电子的物质的量为0.2 mol20.2 mol20.8 mol，即0.8NA个电子。答案：(1)负O22CO24e=2CO(2).0.10.11.2Cu22H2O2CuO24H0.01BC0.8NA