2019版高考化学一轮复习 第六章 化学反应与能量 第三讲 电解池 金属腐蚀与防护课后达标训练.doc

第三讲 电解池 金属腐蚀与防护课后达标训练一、选择题1(2018贵阳调研)在世界海运史上曾发生过这样一个悲剧：一艘名叫“阿那吉纳”号的货轮满载着精铜砂，在向日本海岸行驶时突然发生大面积漏水，最终沉没。坚硬的钢制船体为什么会突然漏水呢？事后的事故调查结果表明导致沉船的原因与船上的精铜砂密切相关。下列对此调查结论的理解正确的是()A精铜砂装载过多导致沉船B运输途中铜与空气中的氧气发生氧化反应导致质量增大，超过船的承载能力C在潮湿的环境中，船体与铜构成了原电池，加速了作为负极的船体的腐蚀D在潮湿的环境中，船体与铜构成了电解池，钢制船体作阳极而被氧化腐蚀解析：选C。潮湿环境中，Cu、Fe形成原电池加快了轮船的腐蚀。2某中学学生在高三毕业典礼晚会上设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是()A铅笔端作阳极，发生还原反应B铂片端作阴极，发生氧化反应C铅笔端有少量的氯气产生Da端是负极，b端是正极解析：选D。本题实际是对以铂片、铅笔(石墨)为电极电解NaCl溶液的实验的讨论。在电解时铅笔作阴极连在电源的负极。铅笔这一极的电极反应式为2H2O2e=2OHH2(或2H2e=H2)，这样在铅笔走过的地方就有较多的OH产生，所以会出现红色字迹。3(2018延庆一模)原电池与电解池在生活和生产中有着广泛应用。下列有关判断中错误的是()A装置研究的是电解CuCl2溶液，b电极上有红色固体析出B装置研究的是金属的吸氧腐蚀，铁钉发生的电极反应为Fe2e=Fe2C装置研究的是电解饱和食盐水，B电极发生的反应：2Cl2e=Cl2D三个装置中涉及的主要反应都是氧化还原反应解析：选C。装置中由电源正、负极可知B电极为阴极，发生得电子的还原反应，C选项错误。4用指定材料作电极来电解一定浓度的溶液甲，然后加入物质乙能使溶液恢复为甲溶液原来的浓度，则合适的组合是()选项阳极阴极溶液甲物质乙APtPtNaOHNaOH固体BPtPtH2SO4H2OCCFeNaCl盐酸DCuCCuSO4Cu(OH)2解析：选B。A项中相当于电解的是水，应加入水才能恢复原来状态，错误；B项中相当于电解的是水，加入水后可以恢复原来状态，正确；C项中相当于电解的是HCl，但加入盐酸的同时，也引入了水，不可能恢复原来状态，错误；D项中阳极铜失电子，Cu2在阴极得电子，加入Cu(OH)2不可能恢复原来状态，错误。5(2018广州一模)用电解法可提纯含有某种含氧酸根杂质的粗KOH溶液，其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是()A阳极反应式为4OH4e=2H2OO2B通电后阴极区附近溶液的pH会增大CK通过阳离子交换膜从阴极区移向阳极区D纯净的KOH溶液从b口导出解析：选C。阳极区为粗KOH溶液，阳极上OH失电子发生氧化反应：4OH4e=2H2OO2，A项正确；阴极上H2O得电子发生还原反应：2H2O2e=H22OH，阴极区附近溶液中c(OH)增大，pH增大，B项正确；电解时阳离子向阴极移动，故K通过阳离子交换膜从阳极区移向阴极区，C项错误；阴极区生成KOH，故纯净的KOH溶液从b口导出，D项正确。6.如图中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SO向Cu电极定向移动解析：选A。紫红色斑即MnO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为电源正极，a为电源负极，c为阴极，NaCl溶液中H放电，产生OH，c点附近会变红色，A正确；电解硫酸铜溶液时，Pt为阳极，溶液中的OH放电：4OH4e=2H2OO2，Cu为阴极，溶液中的Cu2得电子，生成铜，总反应式为2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，Pt电极附近生成H，则SO向Pt电极定向移动，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。7常温下，NCl3是一种黄色黏稠状液体，是制备新型水消毒剂ClO2的原料，可以采用如图所示装置制备NCl3。下列说法正确的是()A每生成1 mol NCl3，理论上有4 mol H经质子交换膜右侧向左侧迁移B可用湿润的淀粉KI试纸检验气体MC石墨极的电极反应式为NH3Cl6e=NCl34HD电解过程中，质子交换膜右侧溶液的pH会减小解析：选C。A项，由NHNCl3，根据元素化合价变化知，NH中N由3价升高至3价，每生成1 mol NCl3，理论上有6 mol H由质子交换膜右侧向左侧(阴极区)迁移，错误。B项，M是氢气，不能用湿润的淀粉KI试纸检验，错误。D项，电解过程中，质子交换膜右侧溶液中c(H)减小，溶液pH增大，错误。8.如图所示的A、B两个电解池中的电极均为铂，在A池中加入0.05 molL1的CuCl2溶液，B池中加入0.1 molL1的AgNO3溶液，进行电解。a、b、c、d四个电极上所析出的物质的物质的量之比是()A2241B1121C2111 D2121解析：选A。由电解规律可知：a、c为阴极，b、d为阳极。a极上析出Cu，b极上析出Cl2，c极上析出Ag，d极上析出O2。由得失电子守恒可得出：2eCuCl22AgO2，所以a、b、c、d四个电极上所析出物质的物质的量之比为1122241。9(2018贵阳高三检测)如图表示用酸性氢氧燃料电池为电源进行的电解实验。下列说法中正确的是()A燃料电池工作时，正极反应为O22H2O4e=4OHBa极是铁，b极是铜时，b极逐渐溶解，a极上有铜析出Ca极是粗铜，b极是纯铜时，a极逐渐溶解，b极上有铜析出Da、b两极均是石墨时，a极上产生的O2与电池中消耗的H2体积比为21解析：选C。因为是酸性氢氧燃料电池，所以正极反应为O24e4H=2H2O，A项错误；a极与电池的正极相连，为电解池的阳极，所以铁失电子逐渐溶解，b极上有铜析出，B项错误；a极是粗铜，b极是纯铜时，形成电解精炼铜的装置，C项正确；a极上产生1 mol O2时转移4 mol电子，转移4 mol电子时消耗2 mol H2，则相同条件下，生成的氧气与消耗的H2的体积比为12，D项错误。10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。二、非选择题11认真观察下列装置，回答下列问题：(1)装置B中PbO2上发生的电极反应式为_。连接装置B、C的U形管中装填含有琼脂的KCl饱和溶液，其作用是_。(2)装置A中总反应的离子方程式为_。(3)若装置E的目的是在Cu材料上镀银，则X为_，极板N的材料为_。解析：本题的关键是判断原电池，由盐桥可知B、C构成原电池。Pb作负极：Pb2eSO=PbSO4，PbO2作正极：PbO22eSO4H=PbSO42H2O。A池中与PbO2相连的Cu电极为电解池的阳极：Cu2e=Cu2，Pt电极为阴极：2H2e=H2，总反应为Cu2HCu2H2。装置E中为电镀，镀层金属作阳极，镀件作阴极，M为阴极，为铜，N为阳极，为银，溶液为AgNO3溶液。答案：(1)PbO24HSO2e=PbSO42H2O使装置B、C中的溶液连成通路，平衡电荷(2)Cu2HCu2H2(3)AgNO3Ag12电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。(1)图1中，为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀，材料B可以选择_(填字母序号)。a碳棒b锌板c铜板用电化学原理解释材料B需定期拆换的原因：_。(2)图2中，钢闸门C作_极。用氯化钠溶液模拟海水进行实验，D为石墨块，则D上的电极反应式为_，检测该电极反应产物的方法是_。(3)镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。图3为“镁次氯酸盐”燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金。E电极为该燃料电池的_极(填“正”或“负”)。F电极上的电极反应式为_。镁燃料电池负极容易发生自腐蚀产生氢气，使负极利用率降低，用化学方程式解释其原因：_。解析：(1)形成原电池时，Fe作正极被保护，则要选择活泼性比Fe强的金属作负极，所以选锌；锌的活泼性比Fe强，作负极，不断遭受腐蚀，需定期拆换。(2)Fe作阴极被保护，则钢闸门C作阴极；电解氯化钠溶液时阳极上氯离子失电子生成氯气，其电极反应式为2Cl2e=Cl2，检验氯气用湿润的淀粉碘化钾试纸。(3)“镁次氯酸盐”燃料电池中失电子的为负极，则Mg为负极；正极上ClO得电子生成氯离子，则正极的电极反应式为ClO2eH2O=Cl2OH；Mg的活泼性较强能与水反应生成氢气，其反应为Mg2H2O=Mg(OH)2H2。答案：(1)b锌作原电池的负极(失电子：Zn2e=Zn2)，不断遭受腐蚀，需定期拆换(2)阴2Cl2e=Cl2将湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近，试纸变蓝，证明生成氯气(3)负ClO2eH2O=Cl2OHMg2H2O=Mg(OH)2H213(2018重庆模拟)某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题：(1)甲池为_(填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH电极的电极反应式为_。(2)乙池中A(石墨)电极的名称为_(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，总反应式为_。(3)当乙池中B极质量增加5.40 g时，甲池中理论上消耗O2的体积为_mL(标准状况)，丙池中_(填字母)极析出_g铜。(4)若丙池中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，甲中溶液的pH将_(填“增大”“减小”或“不变”，下同)；丙中溶液的pH将_。解析：(1)甲池为原电池，通入CH3OH的电极为负极，电极反应式为CH3OH6e8OH=CO6H2O。(2)乙池中为用惰性电极电解AgNO3溶液，其中A作阳极，B作阴极，总反应式为4AgNO32H2O4AgO24HNO3。(3)根据各电极上转移的电子相同，得n(Ag)4n(O2)2n(Cu)，故V(O2)22.4 Lmol10.28 L280 mL，m(Cu)64 gmol11.60 g。(4)若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，根据丙中总反应2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，则溶液pH增大，而甲中总反应为2CH3OH3O24KOH=2K2CO36H2O，则溶液pH减小。答案：(1)原电池CH3OH6e8OH=CO6H2O(2)阳极4AgNO32H2O4AgO24HNO3(3)280D1.60(4)减小增大