2020届高考化学总复习专题六电解池金属的腐蚀与防护课时作业（含解析）苏教版.docx

电解池 金属的腐蚀与防护1.(2018湖南长郡中学模拟)下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是()A常温下，断开K时，若M溶液为浓硫酸，则铁发生化学腐蚀B关闭K，若M为氯化钠，则铁极的电极反应式为O24e2H2O=4OHC关闭K，若M为硫酸铵，则石墨极的电极反应式为2H2e=H2D关闭K，若M溶液为海水，石墨换成铜或银，则叫外加电流的阴极保护法解析：选C常温下，断开K时，若M溶液为浓硫酸，金属铁发生钝化，铁受到保护，故A项错误；关闭K时，若M为氯化钠，则发生金属铁的吸氧腐蚀，金属铁是负极，电极反应式为Fe2e=Fe2，故B项错误；关闭K时，若M为硫酸铵，则溶液呈酸性，发生金属铁的析氢腐蚀，金属铁是负极，石墨极的电极反应式为2H2e=H2，故C项正确；关闭K时，若M溶液为海水，石墨换成铜或银，此时金属铁是负极，会加快金属Fe的腐蚀，且装置中没有外加电流，故D项错误。2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BA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。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形成原电池反应，Al为负极，被氧化，Ag2S为正极被还原，正极反应式为Ag2S2e=2AgS2，故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，故B错误；图c中的X极若为负极，粗铜为阴极，而电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，不能进行粗铜的精炼，故C错误；该装置有外接电源，属于“有外加电源的阴极保护法”，故D错误。4.利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是()A氯碱工业中，X、Y均为石墨，X附近能得到NaOHB铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4C电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属D外加电流的阴极保护法中，Y是待保护金属解析：选D电解饱和食盐水时，阴极区得到H2和NaOH，A项错误；电解法精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，B项错误；电镀时，应以镀层金属作阳极，待镀金属作阴极，C项错误。5电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O)时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O，最后Cr3以Cr(OH)3形式除去。下列说法不正确的是()A阳极反应为Fe2e=Fe2B电解过程中溶液pH不会变化C过程中有Fe(OH)3沉淀生成D电路中每转移12 mol电子，最多有1 mol Cr2O被还原解析：选B金属铁作阳极，电极本身被氧化，发生反应为Fe2e=Fe2，A正确；阴极上，发生反应为2H2e=H2，产物为H2和OH，溶液pH变大，B错误；由题意知Fe2被氧化为Fe3，阴极生成的OH会与Fe3结合生成Fe(OH)3 ，C正确；电路中每转移12 mol电子，生成6 mol Fe2，则有1 mol Cr2O被还原，D正确。6将两个铂电极插入500 mL CuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064 g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为()A4103 molL1B2103 molL1C1103 molL1D1107 molL1解析：选A阴极反应：Cu22e=Cu，增重0.064 g应是生成Cu的质量，设生成H的物质的量为x，根据总反应离子方程式： 2Cu22H2O 2CuO24H 264 g4 mol 0.064 g xx0.002 molc(H)4103 molL1。7如图所示装置是一种可充电电池，装置 为电解池。离子交换膜只允许Na通过，充放电的化学方程式为2Na2S2NaBr3Na2S43NaBr。闭合开关K时，b极附近先变红色。下列说法正确的是()A负极反应为4Na4e=4NaB闭合K后，b电极附近的pH变小C当有0.01 mol Na通过离子交换膜时，b电极上析出气体在标准状况下体积为112 mLD闭合K后，a电极上产生的气体具有漂白性解析：选C当闭合开关K时，b附近溶液先变红，即b附近有OH生成，在b极析出氢气，b极是阴极，a极是阳极，与阴极连接的是原电池的负极，所以N极是负极，M极是正极。闭合K时，负极发生氧化反应，电极反应为2Na2S22e=2NaNa2S4，A错误；闭合开关K时，b极附近先变红色，该极上生成H2和OH，pH增大，B错误；闭合K时，有0.01 mol Na通过离子交换膜，说明有0.01 mol电子转移，阴极上生成0.005 mol H2，标准状况下体积为0.005 mol22.4 Lmol10.112 L112 mL，C正确；闭合开关K时，a极是阳极，该极上金属铜被氧化，电极反应为Cu2e=Cu2，没有气体产生，D错误。8.图中X为电源，Y为浸透饱和食盐水和酚酞溶液的滤纸，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为正极，a为负极，c为阴极，NaCl溶液中H不断放电，破坏了水的电离平衡，c(OH)不断增大，c点附近会变红色，A正确；电解CuSO4溶液时，Pt为阳极，溶液中的OH放电：4OH4e=O22H2O，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电极移动，B、D不正确；随着电解的进行，Z中溶液变为H2SO4溶液，继续电解则为电解水，H2SO4浓度增大，pH减小，C不正确。9.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：2H2e=H2，铁作负极，电极反应：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。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，甲装置发生吸氧腐蚀，在电路中作电源B当K断开时，乙装置锌片溶解，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，甲、乙装置中pH变大，丙、丁装置中pH不变解析：选A当K闭合时，乙装置构成原电池，在电路中作电源，整个电路中电子的流动方向为；乙装置中消耗H，pH变大，甲装置中电解饱和食盐水，pH变大；丙装置中相当于在银上镀铜，pH不变；丁装置中相当于铜的电解精炼，pH不变。11钢铁是目前应用最广泛的金属材料，了解钢铁腐蚀的原因与防护方法具有重要意义，对钢铁制品进行抗腐蚀处理，可适当延长其使用寿命。(1)抗腐蚀处理前，生产中常用盐酸来除铁锈。现将一表面生锈的铁件放入盐酸中，当铁锈除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式为_。(2)利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁件的腐蚀，开关K应置于_处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为_。(3)图中若X为粗铜，容器中海水替换为硫酸铜溶液，开关K置于N处，一段时间后，当铁件质量增加3.2 g时，X电极溶解的铜的质量_3.2 g(填“”或“”)。(4)图中若X为铜，容器中海水替换为FeCl3溶液，开关K置于M处，铜电极发生的反应是_，若将开关K置于N处，发生的总反应是_。解析：(1)铁锈的成分为Fe2O3，能和盐酸反应生成FeCl3和水，当铁锈除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式为Fe2FeCl3=3FeCl2。(2)若X为碳棒，由于Fe比较活泼，为减缓铁的腐蚀，应使Fe为电解池的阴极即连接电源的负极，故K连接N处。若X为锌，开关K置于M处，Zn为负极被腐蚀，Fe为正极被保护，该防护法称为牺牲阳极的阴极保护法。(3)若X为粗铜，容器中海水替换为硫酸铜溶液，开关K置于N处，一段时间后，当铁件质量增加3.2 g时，由于粗铜中有杂质参加反应，所以X电极溶解的铜的质量3.2 g。(4)若X为铜，容器中海水替换为FeCl3溶液，开关K置于M处，此时构成原电池装置，铜电极为正极，发生的反应是2Fe32e=2Fe2；若将开关K置于N处，此时构成电解池装置，铜为阳极，铜本身被氧化而溶解，阴极铁离子被还原，发生的总反应式Cu2Fe3=2Fe2Cu2。答案：(1)Fe2FeCl3=3FeCl2(2)N牺牲阳极的阴极保护法(3)(4)2Fe32e=2Fe2Cu2Fe3=2Fe2Cu212.用图1所示装置实验，U形管中a为25 mL CuSO4溶液，X、Y为电极。(1)若X为铁，Y为纯铜，则该装置所示意的是工业上常见的_池，阳极反应式为_。(2)若X为纯铜，Y为含有Zn、Ag、C等杂质的粗铜，则该图所示意的是工业上常见的_装置。反应过程中，a溶液的浓度_发生变化(填“会”或“不会”)。.现代氯碱工业常用阳离子交换膜将电解槽隔成两部分，以避免电解产物之间发生二次反应。图2为电解槽示意图。(3)阳离子交换膜，只允许溶液中的_通过(填下列微粒的编号)。H2Cl2HClNaOH(4)写出阳极的电极反应式：_。(5)已知电解槽每小时加入10%的氢氧化钠溶液10 kg，每小时能收集到标准状况下氢气896 L，而且两边的水不能自由流通。则理论上：电解后流出的氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为_。通过导线的电量为_。(已知NA 6.021023 mol1，电子电荷为1.601019 C)解析：.(3)阳离子交换膜，只允许阳离子通过，所以H、Na可以通过。(5)m(NaOH)原10 kg10%1 kg在阴极区，H放出，但又有Na移来，引起阴极区增重，所以有2H2OH22NaOH增重2(NaH)转移2e解得：m(NaOH)生成3 200 g3.2 kgm(溶液)增1 760 g1.76 kgQ7.71106 C故w(NaOH) 100%100%35.7%。答案：.(1)电镀Cu2e=Cu2(2)铜的电解精炼会.(3)(4)2Cl2e=Cl2(5)35.7%7.71106 C13如图装置所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。请回答：(1)B极是电源的_，一段时间后，甲中溶液颜色_，丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这表明_，在电场作用下向Y极移动。(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为_。(3)现用丙装置给铜件镀银，则H应是_(填“镀层金属”或“镀件”)，电镀液是_溶液。当乙中溶液的pH是13时(此时乙溶液体积为500 mL)，丙中镀件上析出银的质量为_，甲中溶液的pH_(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)若将C电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生的总反应的离子方程式为_。解析：(1)由装置图知，直流电源与各电解池串联；由“F极附近呈红色”知，F极为阴极，则E极为阳极、D极为阴极、C极为阳极、G极为阳极、H极为阴极、X极为阳极、Y极为阴极、A极为正极、B极为负极。甲装置是用惰性电极电解CuSO4溶液，由于Cu2放电，导致 c(Cu2)降低，溶液颜色逐渐变浅；丁装置是胶体的电泳实验，由于X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，说明氢氧化铁胶粒带正电荷。(2)当甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，C、D、E、F电极的产物分别为O2、Cu、Cl2、H2，根据各电极转移电子数相同，则对应单质的物质的量之比为1222。(3)给铜件镀银，根据电镀原理