2020高考化学一轮复习限时规范训练第六章第3讲电解池金属的电化学腐蚀与防护（含解析）新人教版.docx

电解池 金属的电化学腐蚀与防护A组(20分钟)1对如图装置(铁的防护)的分析正确的是()A甲装置是牺牲阳极的阴极保护法B乙装置是牺牲阳极的阴极保护法C一段时间后甲、乙装置中pH均增大D甲、乙装置中铁电极的电极反应式均为2H2e=H2解析：选B。A项，甲装置中C为阳极，阳极上氯离子失电子，Fe为阴极，阴极上氢离子得电子，属于外加电流的阴极保护法，错误；B项，乙装置中Zn为负极，Fe为正极，正极上氧气得电子，Fe不参加反应，Fe被保护，所以是牺牲阳极的阴极保护法，正确；C项，乙装置中负极Zn失电子，正极氧气得电子，最终生成氢氧化锌，溶液的pH几乎不变，错误；D项，乙中正极上氧气得电子生成氢氧根离子，所以Fe电极上没有氢气生成，错误。2若用如图装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中所列各项对应关系均正确的一组是 ()选项电源X极实验前U形管中液体混合溶液通电后现象或结论A正极Na2SO4U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色B正极AgNO3溶液b管中电极反应式是4OH4e=2H2OO2C负极KCl和CuCl2相同条件下，a、b两管中产生的气体总体积可能相等D负极Fe(OH)3胶体b管中液体颜色加深解析：选C。A项，电解Na2SO4溶液，a为阳极，OH失电子破坏水的电离平衡，阳极周围呈酸性，不会使酚酞变红，错误；B项，电解硝酸银溶液，a为阳极，电极反应式为4OH4e=2H2OO2，错误；C项，电解KCl和CuCl2的混合溶液，先电解CuCl2，再电解KCl，随着反应的进行，继续电解则为电解水，阳极依次生成Cl2、O2，阴极依次生成Cu和H2，两极产生气体的总体积可能相等，正确；D项，为电泳，Fe(OH)3胶粒带正电，向阴极移动，a管颜色加深，错误。3用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液，在电解的过程中，溶液的pH依次为升高、不变、降低的是()AAgNO3CuCl2Cu(NO3)2BKClNa2SO4CuSO4CCaCl2KOHNaNO3DHClHNO3K2SO4解析：选B。A.溶液的pH依次为降低、不变、降低，故A错误；B.溶液的pH依次为升高、不变、降低，故B正确；C.溶液的pH依次为升高、升高、不变，故C错误；D.溶液的pH依次为升高、降低、不变，故D错误。4(2018山东潍坊三模)用惰性电极电解FeSO4溶液制备高纯铁的原理如图所示。下列说法错误的是()A阳极主要发生反应：Fe2e=Fe3B可用高纯铁电极作阴极C电解液中的SO由右向左通过阴离子交换膜D电解法制备髙纯铁总反应：3Fe2Fe2Fe3解析：选C。根据图中信息可知，阳极亚铁离子失电子产生铁离子，发生的电极反应为Fe2e=Fe3，A项正确；可用高纯铁电极作阴极，阴极上亚铁离子得电子产生铁单质析出在高纯铁电极上，B项正确；电解池中阴离子SO定向移动到阳极，故由左向右通过阴离子交换膜，C项错误；电解法制备高纯铁阳极电极反应式为2Fe22e=2Fe3，阴极电极反应式为Fe22e=Fe，总反应为3Fe2Fe2Fe3，D项正确。5(2019山西吕梁模拟)关于图中装置说法正确的是()A装置中电子移动的途径：负极FeM溶液石墨正极B若M为NaCl溶液，通电一段时间后，溶液中可能有NaClOC若M为FeCl2溶液，可以实现石墨上镀铁D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B。装置中电子移动的途径：负极Fe电极，石墨正极，溶液中通过离子导电电子不通过溶液，A项错误；若M为NaCl溶液，通电一段时间后，阳极产生Cl2，溶液中的NaOH与阳极产生的Cl2发生反应生成NaCl和NaClO，所以溶液中可能有NaClO，B项正确；若M为FeCl2溶液，在阳极，溶液中的Cl失去电子生成Cl2，所以不可能实现石墨上镀铁，C项错误；若M是海水，该装置是电解池，是通过外加电流的阴极保护法使铁不被腐蚀，不是通过“牺牲阳极的阴极保护法”，D项错误。6烧杯A中盛放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(不考虑Cl2溶于水)。7等物质的量的BaCl2、K2SO4和AgNO3溶于水形成混合溶液，用石墨电极电解此溶液，经过一段时间后，阴、阳两极收集到的气体体积之比为32。下列说法正确的是 ()A阴极反应为Age=AgB阳极始终发生反应：2Cl2e= Cl2C两极共生成三种气体D向电解后溶液中通入适量的HCl可使溶液恢复到电解前的状态解析：选C。三种物质溶于水后，发生反应Ba2SO=BaSO4、AgCl=AgCl，则混合溶液的溶质为KCl和KNO3。由题意，阴、阳两极收集到的气体体积之比为32，所以阴极反应为2H2e=H2，阳极反应为2Cl2e=Cl2和4OH4e=O22H2O，阴、阳两极共生成氢气、氯气和氧气三种气体，要使电解质溶液复原，需要通入适量的HCl，还需要加入适量的水。8下列有关电化学装置的说法正确的是()A用图1装置处理银器表面的黑斑(Ag2S)，银器表面发生的反应为Ag2S2e=2AgS2B用图2装置电解一段时间后，铜电极部分溶解，溶液中铜离子的浓度基本不变C图3装置中若直流电源的X极为负极，则该装置可实现粗铜的电解精炼D图4装置中若M是铜，则该装置能防止铁被腐蚀解析：选A。图1装置中，银器、铝与食盐水构成原电池，银器是正极，银器上的Ag2S发生还原反应生成银，A项正确；图2装置中，铜电极是阴极，铜不参与电极反应，B项错误；图3装置中若X极为负极，则粗铜是阴极，电解精炼铜时粗铜应作阳极，C项错误；图4装置中，铁作负极，铁被腐蚀，D项错误。9铁制品生锈、铜表面形成铜绿等都是金属腐蚀现象。下列说法正确的是()A图装置， 为了更快更清晰地观察到液柱上升，可采用下列方法：用酒精灯加热具支试管B图是图所示装置的原理示意图，图的正极材料是铁C铝制品表面出现白斑可以通过图装置进行探究，Cl由活性炭区向铝箔表面区迁移，并发生电极反应：2Cl2e=Cl2D图装置的总反应为4Al3O26H2O=4Al(OH)3，生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑解析：选D。加热具支试管，试管内的气体受热膨胀，不能更快更清晰地观察到液柱上升，A项错误；铁腐蚀中铁作负极，B项错误；负极：Al失电子，C项错误；图装置的总反应为4Al3O26H2O=4Al(OH)3，生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑，D项正确。10采用电化学法还原CO2是一种使CO2资源化的方法，如图是利用此法制备ZnC2O4的示意图(电解液不参与反应)。下列说法正确的是()AZn与电源的负极相连BZnC2O4在交换膜右侧生成C电解的总反应：2CO2ZnZnC2O4D通入11.2 L CO2时，转移0.5 mol电子解析：选C。锌化合价升高被氧化，连接电源正极，A项错误；阳离子交换膜只允许阳离子通过，所以ZnC2O4在交换膜左侧生成，B项错误；电解的总反应：2CO2ZnZnC2O4，C项正确；没有给出气体状况11.2 L CO2的物质的量不一定是0.5 mol，转移电子不一定是0.5 mol，D项错误。11以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成燃料电池，采用电解法制备Fe(OH)2，装置如图所示，其P端通入CO2。(1)石墨电极上的电极反应式为 _。(2)通电一段时间后，右侧玻璃管中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色，则下列说法中正确的是_(填序号)。AX、Y两端都必须用铁作电极B可以用NaOH溶液作电解液C阴极发生的反应是2H2e=H2D白色沉淀只能在阳极上产生(3)若将所得Fe(OH)2沉淀暴露在空气中，则其颜色变化为_，该反应的化学方程式为_。解析：(1)石墨电极为负极，H2发生氧化反应，且CO向负极移动参与反应。(2)电解法制备Fe(OH)2，阳极(Y)必须用Fe作电极，阴极(X)可以不用Fe作电极，A项错误；电解质溶液可以为碱溶液，B项正确；阴极上H发生还原反应，C项正确；白色沉淀不一定在阳极区生成，D项错误。(3)Fe(OH)2暴露在空气中，会被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3，现象为白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。答案：(1)H22eCO=CO2H2O(2)B、C(3)白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3B组(30分钟)12电溶氧化法回收铼(Re)是美国矿务局为解决低品位钼矿中铼的利用而研究出来的方法，其原理如图所示，下列说法正确的是()A该装置将化学能转化为电能Ba为电源的负极C铂电极发生的电极反应为ReO8H7e=Re4H2OD当电路中转移0.4 mol电子时，甘汞电极上产生标准状况下4.48 L H2解析：选C。电解池是将电能转化为化学能的装置，A项错误；铂电极上ReO转化为Re，发生还原反应，电极反应式为ReO8H7e=Re4H2O，铂电极为阴极，则a为电源的正极，B项错误，C项正确；甘汞电极为阳极，产生O2，D项错误。13工业上用电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。下列说法不正确的是 ()已知：Ni2在弱酸性溶液中发生水解氧化性：Ni2(高浓度)H Ni2(低浓度)A碳棒上发生的电极反应：4OH4e=O22H2OB电解过程中，B中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减少C为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水pHD若将图中阳离子膜去掉，将A、B两室合并，则电解反应总方程式发生改变解析：选B。电极反应式为阳极：4OH4e=2H2OO2阴极：Ni22e=Ni2H2e=H2，A项正确；B项，由于C中Ni2、H不断减少，Cl通过阴离子膜从C移向B，A中OH不断减少，Na通过阳离子膜从A移向B，所以B中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大，错误；C项，由于H的氧化性大于Ni2(低浓度)的氧化性，所以为了提高Ni的产率，电解过程需要控制废水的pH，正确；D项，若去掉阳离子膜，在阳极Cl放电生成Cl2，反应总方程式发生改变，正确。14四甲基氢氧化铵(CH3)4NOH常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化铵(CH3)4NCl为原料，采用电渗析法合成(CH3)4NOH，其工作原理如图所示(a、b为石墨电极，c、d、e为离子交换膜)，下列说法不正确的是()AN为电源正极B标况下制备0.75NA(CH3)4NOH，a、b两极共产生16.8 L气体Cc、e均为阳离子交换膜Db极电极反应式：4OH4e=O22H2O解析：选B。电解后左侧四甲基氢氧化铵(CH3)4NOH稀溶液转化为浓溶液，说明a极发生还原反应，2H2O2e=H22OH，据此判断a为阴极，M为电源负极，N为电源正极，A项正确；b为电解池阳极，电极反应为4OH4e=O22H2O，制备0.75NA(CH3)4NOH，需要阴极产生0.75NAOH，转移电子0.75 mol，阴、阳极共生成气体22.4 L12.6 L，B项错误，D项正确；阴极c(OH)不断增大，中间原料室的四甲基氯化铵(CH3)4NCl电离出的(CH3)4N穿过c膜进入左侧阴极室，c膜为阳离子交换膜；原料室的氯化钠稀溶液转化为浓溶液，表明右侧阳极室的钠离子穿过e膜进入原料室，故e膜为阳离子交换膜，C正确。15铝石墨双离子电池是一种全新的低成本高效电池。原理为AlLiCx(PF6)AlxCLiPF，电池结构如图所示。下列说法正确的是()A放电时，外电路中电子向铝锂电极移动B放电时，正极反应为Cx(PF6)e=xCPFC充电时，应将铝石墨电极与电源负极相连D充电时，若电路中转移1 mol电子，阴极质量增加9 g解析：选B。放电时，铝锂电极中锂失电子作负极，外电路中电子由负极(铝锂电极)向正极(铝石墨电极)移动，A项错误；放电时，正极铝石墨电极上Cx(PF6)得电子产生PF，电极反应为Cx(PF6)e=xCPF，B项正确；充电时，铝石墨电极为阳极，应与电源正极相连，C项错误；充电时，根据电极反应LiAle=AlLi可知，若电路中转移1 mol电子，阴极质量增加7 g，D项错误。16电解原理在物质制备、污水处理等领域应用广泛。(1)以甲醇为主要原料，电化学合成碳酸二甲酯的工作原理如图1所示：电源负极为_(填“A”或“B”)，写出阳极的电极反应式：_。若参加反应的O2为1.12 m3(标准状况)，制得碳酸二甲酯的质量为_kg。(2)高剂量的亚硝酸盐有很大毒性，电化学降解NO的原理如图2所示：阴极反应式为_。若电解过程中转移了3 mol电子，则膜两侧电解液的质量变化(m左m右)为_g。(3)H3BO3也可以通过电解的方法制备。工作原理如图3所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：写出阳极的电极反应式：_。分析产品室可得到H3BO3的原因：_。写出产品室发生反应的离子方程式：_。解析：(1)右侧O2得电子被还原，则右侧为阴极室，B为电源负极，A为电源正极，或根据阳离子(H)移向阴极可判断右侧为阴极室。左侧阳极CO中2价的C失电子被氧化为4价的C,2CH3OHCO2