2020版高考化学课时达标作业20电解池金属的腐蚀与防护.docx

课时达标作业20电解池金属的腐蚀与防护基础题1.关于如图装置说法正确的是()A装置中电子移动的途径是：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：装置中电子移动的途径是：负极Fe电极，然后是溶液中的阴离子在阳极(石墨)放电电源的正极，A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正确；若M为FeCl2溶液，在阳极，溶液中的Fe2失去电子变为Fe3，所以不可能实现石墨上镀铁，C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错误。答案：B2研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是()Ad为石墨，铁片腐蚀加快Bd为石墨，石墨上电极反应为：O22H2O4e=4OHCd为锌块，铁片不易被腐蚀Dd为锌块，铁片上电极反应为：2H2e=H2解析：A项，当d为石墨时，铁片为负极，腐蚀加快，正确；B项，当d为石墨时，石墨为原电池的正极，其电极反应为O22H2O4e=4OH，正确；C项，当d为锌块时，铁片为原电池的正极而受到保护，称为牺牲阳极的阴极保护法，正确；D项，当d为锌块时，铁片为正极，电极反应为：O22H2O4e=4OH，错误。答案：D3下列装置的线路接通后，经过一段时间，溶液的pH值明显下降的是()解析：A项，该装置是原电池装置，H放电生成氢气，溶液的pH增大，错误；B项，该装置是电解池，Cu2H2OCu(OH)2H2，氢氧根离子浓度增大，溶液的pH增大，错误；C项，电解食盐水，生成氢氧化钠使溶液的pH增大，错误；D项，电解硫酸铜实质是电解水和硫酸铜，水中的氢氧根离子放电使溶液中的氢离子浓度增大，溶液的pH减小，正确。答案：D4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：题图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；题图2装置中，铜电极是阴极，铜不参与电极反应，B项错误；题图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；题图4装置中，铁作负极，铁被腐蚀，D项错误。答案：A5电解法精炼含有Fe、Zn、Ag等杂质的粗铜。下列叙述正确的是()A电解时以硫酸铜溶液作电解液，精铜作阳极B粗铜与电源负极相连，发生氧化反应C阴极上发生的反应是Cu22e=CuD电解后Fe、Zn、Ag等杂质会沉积在电解槽底部形成阳极泥解析：根据精炼池原理，粗铜作阳极，比铜活泼的Zn、Fe等杂质发生氧化反应，在阳极底部沉积比Cu不活泼的金属单质，如Ag、Au等；精铜作阴极，只发生Cu22e=Cu。答案：C6用石墨电极完成下列电解实验。实验一实验二装置现象a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c处无明显变化两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气泡产生；下列对实验现象的解释或推测不合理的是()Aa、d处：2H2O2e=H22OHBb处：2Cl2e=Cl2Cc处发生了反应：Fe2e=Fe2D根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜解析：A项，a、d处试纸变蓝，说明溶液显碱性，是溶液中的氢离子得到电子生成氢气，氢氧根离子剩余造成的，正确；B项，b处变红，局部褪色，说明是溶液中的氯离子放电生成氯气同时与H2O反应生成HClO和H，CleH2O=HClOH，错误；C项，c处为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，正确；D项，实验一中ac形成电解池，bd形成电解池，所以实验二中形成3个电解池，n(右面)有气泡生成，为阴极产生氢气，n的另一面(左面)为阳极产生Cu2，Cu2在m的右面得电子析出铜，正确。答案：B7电浮选凝聚法处理污水的原理如图所示。电解过程生成的胶体能使污水中的悬浮物凝聚成团而除去，电解时阳极也会产生少量气体。下列说法正确的是()A可以用铝片或铜片代替铁片B阳极产生的气体可能是O2C电解过程中H向阳极移动D若污水导电能力较弱，可加入足量硫酸解析：电解原理是铁作阳极发生氧化反应生成Fe2，阴极水中H放电生成H2，阳极区生成胶体吸附水中悬浮杂质沉降而净水。A项，铜盐无净水作用，错误；B项，阳极可能有少量OH放电，正确；C项，H在阴极放电，错误；D项，加入的硫酸会与胶体反应，错误。答案：B8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图所示，则下列有关说法中正确的是()AX为直流电源的正极，Y为直流电源的负极 B阳极区pH减小C图中的ba，C错误；阴极发生还原反应，氢离子得到电子生成氢气，D错误。答案：B9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)HNi2(低浓度)A碳棒上发生的电极反应：4OH4e=O22H2OB电解过程中，B室中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减小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：电极反应式为阳极：4OH4e=2H2OO2阴极：Ni22e=Ni2H2e=H2A项正确；B项，由于C室中Ni2、H不断减少，Cl通过阴离子膜从C室移向B室，A室中OH不断减少，Na通过阳离子膜从A室移向B室，所以B室中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首先放电生成Cl2，反应总方程式发生改变，正确。答案：B能力题10.某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是()A该装置将化学能转化为光能和电能B该装置工作时，H从b极区向a极区迁移C每生成1 mol O2，有44 g CO2被还原Da电极的反应为：3CO218H18e=C3H8O5H2O解析：A项，该装置是电解池，在电解和光的作用下H2O在光催化剂的表面转化为O2和H，故该装置是将电能和光能转化为化学能，错误；B项，根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引的原则，该装置工作时，H从阳极b极区向阴极a极区迁移，正确；C项，该电解池的总反应式为：6CO28H2O2C3H8O9O2。根据总反应方程式可知，每生成1 mol O2，有 mol CO2被还原，其质量为 g，错误；D项，a电极为阴极，发生还原反应，电极反应式为：3CO218H18e=C3H8O5H2O，错误。答案：B11(1)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、Al2Cl和AlCl组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的_极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为_。若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为_。(2)电解NO制备NH4NO3，其工作原理如下图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是_，说明理由：_。(3)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气：Fe2H2O2OHFeO3H2，工作原理如图1所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色FeO，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。电解一段时间后，c(OH)降低的区域在_(填“阴极室”或“阳极室”)。电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是_。c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2，任选M、N两点中的一点，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：_。解析：(1)电镀时，镀件作阴极，即钢制品作阴极，接电源负极，根据阴极生成Al可知反应式为4Al2Cl3e=Al7AlCl。若改为AlCl3水溶液作电解液，阴极反应为2H2e=H2，产物为H2。(2)根据电解NO制备NH4NO3的工作原理图知：阴极反应式为3NO15e18H=3NH3H2O，阳极反应式为5NO15e10H2O=5NO20H，总反应式为：8NO7H2O3NH4NO32HNO3为了使电解产生的HNO3全部转化为NH4NO3应补充NH3。(3)根据题意，镍电极有气泡产生是H得电子生成H2，发生还原反应，则铁电极上OH参加反应，溶液中的OH减少，因此电解一段时间后，c(OH)降低的区域在阳极室。H2具有还原性，根据题意：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。因此，电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，防止Na2FeO4与H2反应使产率降低。根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，在M点：c(OH)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢；在N点：c(OH)过高，铁电极上有Fe(OH)3生成，使Na2FeO4产率降低。答案：(1)负4Al2Cl3e=Al7AlClH2(2)NH3根据反应：8NO7H2O3NH4NO32HNO3，电解产生的HNO3多(3)阳极室防止Na2FeO4与H2反应使产率降低M点：c(OH)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢或N点：c(OH)过高，铁电极上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成，使Na2FeO4产率降低12某混合物浆液含Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置(如图所示)，使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。回答和中的问题。固体混合物分离利用的流程图.固体混合物的分离和利用(流程图中的部分分离操作和反应条件未标明)(1)反应所加试剂NaOH的电子式为_，BC的反应条件为_，CAl的制备方法称为_。(2)该小组探究反应发生的条件。D与浓盐酸混合，不加热，无变化；加热有Cl2生成，当反应停止后，固体有剩余，此时滴加硫酸，又产生Cl2。由此判断影响该反应有效进行的因素有(填序号)_。a温度bCl的浓度c溶液的酸度(3)0.1 mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2xH2O的液态化合物，放热4.28 kJ，该反应的热化学方程式为_。.含铬元素溶液的分离和利用(4)用惰性电极电解时，CrO能从浆液中分离出来的原因是_，分离后含铬元素的粒子是_；阴极室生成的物质为_(写化学式)。解析：由电解装置分析及题目信息可知：阳极电极反应式为4OH4e=2H2OO2，阴极电极反应式为4H4e=2H2。混合物浆液中的Na向阴极移动，CrO向阳极移动，最终混合物浆液中剩余固体混合物Al(OH)3、MnO2。(1)向固体混合物Al(OH)3、MnO2中加入足量NaOH(其电子式为)，Al(OH)3与NaOH反应生成偏铝酸钠，所以溶液A中含有的溶质为偏铝酸钠和NaOH，再通入CO2得到的沉淀B为Al(OH)3，Al(OH)3受热分解可得到固体C(Al2O3)，电解熔融的Al2O3可得到Al；固体D为MnO2，MnO2可与浓盐酸在加热的条件下生成Cl2。所以反应所加试剂NaOH的电子式为。BC的反应条件为加热(或煅烧)，CAl的制备方法称为电解法。(2)由题意“反应发生的条件。D与浓盐酸混合，不加热，无变化，加热有Cl2生成”说明温度对反应有影响；由反应的离子方程式MnO24H2ClMn2Cl22H2O可知，当反应停止后，固体有剩余时仍有Cl剩余，H浓度减小至反应停止，此时滴加硫酸，提供H，H浓度增大，故反应又开始产生Cl2。由此判断H对反应有影响。综上所述，故选ac。(3)由所给数据不难计算，该反