2019-2020年高考化学一轮复习 6.3电解池 金属的电化学腐蚀与防护课时作业.doc

2019-2020年高考化学一轮复习 6.3电解池 金属的电化学腐蚀与防护课时作业1. 下列叙述错误的是()A生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱B用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈C在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液D铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀解析：选项A，生铁中的碳和铁可以在铁的表面构成无数微小的原电池，能加速铁的锈蚀；选项B，焊接处铁、锡形成无数微小原电池，加速铁的腐蚀；选项C，电镀时，镀层金属铜作阳极，铁制品作阴极，用铜盐溶液作电镀液；选项D，由于Zn比Fe活泼，故镶嵌锌块的铁管不易被腐蚀。 答案：C2用下列装置能达到预期目的的是()A甲图装置可用于电解精炼铝B乙图装置可得到持续、稳定的电流C丙图装置可达到保护钢闸门的目的D丁图装置可达到保护钢闸门的目的解析：AlCl3溶液中存在Al3、H，通电时后者先得电子，故阴极得到的不是铝，而是氢气，A不能达到目的；B中的这种原电池中，电流会迅速衰减，乙装置不能达到目的；丙装置是牺牲阳极的阴极保护法，其中阳极材料要为比铁活泼的金属，故C不能达到预期目的。答案：D3某小组为研究电化学原理，设计甲、乙、丙三种装置(C1、C2、C3均为石墨)。下列叙述正确的是()A甲、丙中是化学能转化为电能，乙中是电能转化为化学能BC1、C2分别是阳极、阴极，锌片、铁片上都发生氧化反应CC1上和C3上放出的气体相同，铜片上和铁片上放出的气体也相同D甲中溶液的pH逐渐升高，丙中溶液的pH逐渐降低解析：甲为原电池，Zn作负极，发生氧化反应：Zn2e=Zn2，Cu作正极，发生还原反应：2H2e=H2，反应后溶液的pH升高；乙和丙为电解池，乙中C1为阳极，电极反应为2Cl2e=Cl2，C2为阴极，电极反应为Cu22e=Cu；丙中C3为阳极，电极反应为2Cl2e=Cl2，Fe为阴极，电极反应为2H2e=H2，电解后溶液pH升高。综上所述，C正确。答案：C4观察如图装置，下列说法正确的是()A虚线框中接灵敏电流计，该装置可将化学能转化为电能B虚线框中无论是接灵敏电流计还是接电源，铁都会被腐蚀C虚线框中接直流电源，铁极发生反应：Fe2e=Fe2D铁接直流电源的负极是牺牲阳极的阴极保护法解析：A选项，虚线框中接灵敏电流计，形成原电池，该装置可将化学能转化为电能，A正确；B选项，虚线框中接电源，形成电解池，当铁接直流电源的负极时，铁被保护，不发生反应，这是外加电流的阴极保护法，但当铁接直流电源的正极时，铁被腐蚀，铁极发生反应：Fe2e=Fe2，B、C、D错误。答案：A5用惰性电极电解下列溶液，在阴、阳两极生成气体的体积比为11的是()ANaCl溶液BCuCl2溶液CCuSO4溶液 DKOH溶液解析：A项电解方程式为2NaCl2H2OCl2(阳极)H2(阴极)2NaOH，A正确；B项电解方程式为CuCl2Cu(阴极)Cl2(阳极)，阴极没有气体生成，B不正确；C项电解方程式为2CuSO42H2O2Cu(阴极)O2(阳极)2H2SO4，阴极没有气体生成，C不正确；D项电解方程式为2H2O2H2(阴极)O2(阳极)，阴、阳两极生成气体的体积比为21，D不正确。答案：A6研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融的CaF2CaO作电解质，利用如图所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛。下列说法中，正确的是()A由TiO2制得1 mol金属Ti，理论上外电路通过2 mol电子B阳极的电极反应式为C2O24e=CO2C在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量减少D若用铅蓄电池作该装置的供电电源，“”接线柱应连接Pb电极解析：A选项，由TiO2制得1 mol金属Ti，Ti由4价变到0价，理论上外电路通过4 mol电子，A错误；B选项，阳极反应式为C2O24e=CO2，B正确；C选项，制备钛时，发生反应：2CaOC2CaCO2，2CaTiO2Ti2CaO，由此可知，CaO的量不变，C错误；D选项，若用铅蓄电池作该装置的供电电源，“”接线柱应连接PbO2电极，D错误。答案：B7如图所示，a、b是两根石墨棒。下列叙述正确的是()Aa是正极，发生还原反应Bb是阳极，发生氧化反应C稀硫酸中硫酸根离子的物质的量不变D往滤纸上滴加酚酞试液，a极附近颜色变红解析：a是阳极，发生氧化反应；b是阴极，发生还原反应；在反应过程中，硫酸根离子没有参与反应，因此稀硫酸中硫酸根离子的物质的量不变；往滤纸上滴加酚酞试液，b极附近颜色变红。答案：C8甲装置中是物质的量之比为12的CuSO4和NaCl的混合溶液，电解过程中溶液的pH随时间t变化的示意图如乙所示(不考虑电解产物与水的反应)。试分析下列叙述中正确的是()A该混合溶液中的SO导致A点溶液的pH小于B点BAB段与BC段在阴极上发生的反应是相同的，即：Cu22e=CuCBC段阴极产物和阳极产物的体积之比为21D在整个电解的过程中会出现少量淡蓝色的Cu(OH)2沉淀解析：由题意，没有电解前，溶液中的铜离子水解，溶液显酸性，开始时电解CuCl2即AB段，当CuCl2电解完后，溶液是硫酸钠溶液，显中性，这时再电解就是电解水，即BC段，AB段阴极生成铜，BC段阴极生成氢气；BC段电解水，阴极产物氢气和阳极产物氧气的体积之比为21；在整个电解的过程中不会出现淡蓝色的Cu(OH)2沉淀，A、B、D错误，选C。答案：C9用惰性电极电解一定浓度的CuSO4溶液时，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后，恰好恢复到电解前的浓度和pH(不考虑二氧化碳的溶解)。则电解过程中转移的电子的物质的量为()A0.4 mol B0.5 molC0.6 mol D0.8 mol解析：用惰性电极电解一定浓度的CuSO4溶液时，如果硫酸铜没有消耗完或恰好消耗完，这时向电解液中加入氧化铜或碳酸铜就可以恢复到电解前的浓度和pH，而题中加入的是Cu2(OH)2CO3，说明CuSO4消耗完，并且又电解了一部分水。则电解的硫酸铜的物质的量为0.2 mol，电解的水的物质的量为0.1 mol，转移的电子的物质的量为0.2 mol20.1 mol20.6 mol。答案：C10电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，装有电解液a，X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：(1)若X、Y都是惰性电极，a是AgNO3溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴石蕊试液，则：电解池中Y电极上的电极反应式为_，在Y电极附近观察到的实验现象是_，检验该电极反应产物的方法是 _。X电极上的电极反应式为 _。(2)如要用电解方法精炼粗镍，电解液a选用Ni(NO3)2溶液，则：X电极的材料是_，电极反应式为 _。Y电极的材料是_，电极反应式为_。(说明：杂质发生的电极反应不必写出)。解析：(1)用惰性电极电解AgNO3溶液时，阳极反应：2H2O4e=4HO2；阴极反应：4Ag4e=4Ag。与电源正极相连的电极为阳极，反之为阴极。所以X为阴极，Y为阳极。Y电极在反应过程中消耗了H2O电离出的OH，溶液呈酸性，加入石蕊试液显红色，Y电极产生氧气，能使带火星的木条复燃；X电极产生Ag。(2)电解精炼Ni时，用粗镍作阳极，纯镍为阴极。反应过程中阳极上的Ni以及比Ni活泼的金属失去电子，成为离子，进入溶液，活泼性比Ni差的金属形成阳极泥；在阴极只有Ni2能得电子成为单质，其他较活泼的金属对应的离子不能得电子。根据装置图，X为阴极，Y为阳极，所以，X电极的材料是纯镍，电极反应式为Ni22e=Ni；Y电极的材料是粗镍，电极反应式为Ni2e=Ni2。答案：(1)2H2O4e=4HO2有无色气体放出，溶液变红用带火星的木条检验，木条复燃4Ag4e=4Ag(2)纯镍Ni22e=Ni粗镍Ni2e=Ni211工业上电解法处理亚硝酸盐的模拟工艺如图。(1)已知阳极区有气体放出，且溶液变黄色，写出阳极区发生反应的离子方程式：_。(2)若硫酸溶液浓度过大，阴极区会有气体逸出，该气体为_(填化学式)；该现象表明c(H)越大，H的氧化性越_。(3)若电解时电路中有0.6 mol电子转移，则消耗NaNO2_mol。(4)如果把铁电极换成铜电极，能否起到相同的作用_(填“能”或“否”)，并且说明理由_。解析：(1)由题给信息和装置图可知，阳极区发生反应：2NO8H6Fe2=N26Fe34H2O；(2)如果硫酸浓度过大，氢离子得电子生成氢气，说明氢离子浓度越大，氢离子的氧化性越强；(3)电解时电路中有0.6 mol电子转移，根据阳极反应Fe2e=Fe2可知，生成了0.3 mol Fe2，则根据(1)中离子方程式可知，消耗NaNO2 0.1 mol；(4)本题是利用铁作阳极，生成二价铁离子，Fe2具有还原性，亚硝酸具有氧化性，故而二者会发生氧化还原反应，从而把亚硝酸盐除掉，如果用铜作阳极，则因为生成的铜离子没有还原性而无法达到目的。答案：(1)2NO8H6Fe2=N26Fe34H2O(2)H2强(3)0.1(4)否因为铜离子没有还原性，不能还原亚硝酸根离子12原电池、电解池原理在工业生产、日常生活中应用广泛。(1)LiSOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为4Li2SOCl2=4LiClSSO2。请回答下列问题。电池的负极反应式为_。电池的正极反应式为_。(2)钢铁生锈的现象随处可见，钢铁的电化学腐蚀原理如图所示。写出石墨电极的电极反应式：_。将该装置进行简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置，请在图中虚线框内所示位置进行修改，并用箭头标出导线中电子流动的方向。写出修改后石墨电极的电极反应式_。解析：(1)分析反应中各元素的化合价变化，可知Li为还原剂，SOCl2为氧化剂。负极材料为Li(还原剂)，负极反应式为Lie=Li。正极反应式为2SOCl24e=4ClSSO2。(2)钢铁的吸氧腐蚀中石墨作正极，电极反应式为2H2OO24e=4OH。利用外加电流的阴极保护法，将钢铁与直流电源的负极相连接，可以保护钢铁不被腐蚀。修改后的装置为电解池，石墨电极作阳极，Cl放电，电极反应式为2Cl2e=Cl2。答案：(1)Lie=Li2SOCl24e=4ClSSO2(2)2H2OO24e=4OHCl2e=Cl213用惰性电极按下图中装置完成实验，其中A、B两烧杯分别盛放200 g 10% NaOH溶液和足量CuSO4溶液。通电一段时间后，c极上有Cu析出，又测得A烧杯溶液中NaOH的质量分数为10.23%。试回答下列问题：(1)电源的P极为_极。(2)b极产生气体的体积为_L(标准状况)。(3)c极上析出沉淀的质量为 _g。(4)d极上所发生的电极反应为_。解析：m(NaOH)200 g10%20 g。电解后溶液的质量为195.5 g。被电解的水的质量为200 g195.5 g4.5 g，其物质的量为0.25 mol。由此可知，b极产生的O2为0.125 mol，其在标准状况下的体积为2.8 L。根据电子得失守恒得：0.125 mol4n(Cu)2，解得n(Cu)0.25 mol，则m(Cu)16 g。答案：(1)负(2)2.8(3)16(4)2H2O4e=O24H14按下图所示装置进行实验，并回答下列问题：(1)判断装置的名称：A池为_，B池为_。(2)锌极为_极，电极反应式为_；铜极为_极，电极反应式为_；石墨棒C1为_极，电极反应式为_；石墨棒C2附近发生的实验现象为_。(3)当C2极析出224 mL气体(标准状况)时，锌的质量变化为(增加或减少)_g。CuSO4溶液的质量变化为(增加或减少)_g。解析：A池中Zn、Cu与CuSO4溶液构成原电池，则B池为电解池。A池中Zn为负极，Cu为正极，B池中C1为阳极，C2为阴极，阴极生成H2，溶液中OH富集，酚酞变红。n(H2)0.01 mol，所以电路中转移的电子的物质的量为0.01 mol20.02 mol，根据电子得失守恒可知锌极有0.01 mol Zn溶解，即Zn极质量减少0.01 mol65 gmol10.65 g，铜极上有0.01 mol Cu析出，即CuSO4溶液增加了0.01 mol(65 gmol164 gmol1)0.01 g。答案：(1)原电池电解池(2)负Zn2e=Zn2正Cu22e=Cu阳2Cl2e=Cl2有无色气体产生，溶液出现红色(3)减少0.65增加0.01