2019版高考化学一轮复习第三板块专题六化学反应能量与电化学跟踪检测十九电解池金属的腐蚀与防护243170.doc

跟踪检测（十九） 电解池 金属的腐蚀与防护1为了防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是()A在精密机床的铁床上安装铜螺钉B在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨，一同浸入海水中C在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里D在地下输油的铸铁管上接直流电源的正极解析：选CA、B中形成的原电池都是铁作负极，加速钢铁腐蚀；D中铸铁管作阳极，加速腐蚀；C中锌比铁活泼，铁作正极。2四个电解装置都以Pt作电极，它们分别装着如下电解质溶液进行电解，电解一段时间后，测定其pH变化，所记录的结果正确的是()选项ABCD电解质溶液HClAgNO3KOHBaCl2pH变化减小增大增大不变解析：选C电解盐酸，溶质HCl的量会减小，溶剂量不变，c(H)减小，pH增大，A错误；电解硝酸银溶液生成硝酸、金属银和氧气，溶液酸性增强，pH减小，B错误；电解氢氧化钾的实质是电解水，溶质的量不变，溶剂减小，碱性增强，pH增大，C正确；电解氯化钡溶液得到的是氢氧化钡、氢气和氯气，溶液碱性增强，pH增大，故D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形成原电池时，Al为负极被氧化，Ag2S为正极被还原，正极反应式为Ag2S2e=2AgS2，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，B错误；图c中的X极若为负极，粗铜为阴极，而电解精炼时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，不能进行粗铜的精炼，C错误；该装置有外接电源，属于“有外加电源的阴极保护法”，D错误。4.用惰性电极电解硫酸铜溶液，整个过程转移电子的物质的量与产生气体总体积的关系如图所示(气体体积均在相同状况下测定)。欲使溶液恢复到起始状态，可向溶液中加入()A0.1 mol CuO B0.1 mol CuCO3C0.1 mol Cu(OH)2D0.05 mol Cu2(OH)2CO3解析：选D根据图像和电解原理可知，OP段电解反应的化学方程式为2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，PQ段电解反应的化学方程式为2H2O2H2O2，所以溶液中应加入CuO：0.1 mol，H2O：0.05 mol，分析四个选项，加入0.05 mol Cu2(OH)2CO3合适。5.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，电极反应为2H2e=H2，铁作负极，电极反应为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。6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下图所示，则下列有关说法中不正确的是()AX为直流电源的负极，Y为直流电源的正极B图中的baC阳极区pH增大D该过程中的产品主要为H2SO4和H2解析：选C由图可判断此装置为电解池，在电解池中，阴离子向Pt()方向移动，Pt()为阳极，与阳极相连的是直流电源的正极，A项正确；阳极发生氧化反应，即将SO和HSO氧化为SO，并使溶液的酸性增强，因此H2SO4浓度增大，B项正确；阳极区酸性增强pH减小，C项错误；Pt()为阴极，阴极区发生的还原反应是2H2e=H2，根据阴阳极产物可判断D项正确。7.将H2S通入FeCl3溶液中，过滤后将反应液加入电解槽中电解(如图所示)，电解后的溶液还可以循环利用。该方法可用于处理石油炼制过程中产生的H2S废气。下列有关说法正确的是()A过滤得到的沉淀可能是FeS和SB若有0.20 mol的电子转移，一定能得到2.24 L的氢气C可以用Fe与外接电源的a极相连D与a极相连的电极反应为Fe2e=Fe3解析：选DH2S与FeCl3反应生成S、盐酸和氯化亚铁，A错误；没有给出氢气所处的条件，不能计算氢气的体积，B错误；根据右边生成氢气知，b是负极，a是正极，若此时铁是阳极，则被溶解，C错误，D正确。8如图，甲为直流电源，乙为用含有酚酞的饱和食盐水浸透的滤纸，丙为电镀槽。断开K后，发现乙上c点附近显红色；闭合K，可实现铁上镀锌，电路中通过0.002NA个电子。以下判断正确的是()Aa为负极Bd上发生还原反应Ce为锌板 Df极的质量增加0.056 g解析：选Cc点附近变红，c为阴极，b为电源负极，a为正极，d上发生氧化反应；当闭合K时，e为阳极，f为阴极，e应为锌板，f极的质量增加0.065 g。9如图甲是CO2电催化还原为碳氢化合物的工作原理示意图，用一种钾盐水溶液作电解液；图乙是用H2还原CO2制备甲醇的工作原理示意图，硫酸为电解质溶液。下列说法不正确的是()图甲图乙A甲中铜片作阴极，K向铜片电极移动B乙中正极发生的电极反应为CO26e6H=CH3OHH2OC乙中H2SO4可以增强溶液的导电性D甲中若CxHy为C2H4，则生成1 mol C2H4的同时生成2 mol O2解析：选D根据图甲电子的移动方向知，铜片作阴极，K向铜片电极移动，A正确；根据图乙通CO2一极的产物判断，通CO2的一极为正极，电极反应为CO26e6H=CH3OHH2O，B正确；由于图乙中的质子膜只允许H通过，所以H2SO4可增强溶液的导电性，C正确；甲中若CxHy为C2H4，则铜片上的电极反应为2CO212e12H=C2H44H2O，根据得失电子守恒，铂片生成O2：3 mol，D错误。10.烧杯A中盛入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。11电解法处理含氮氧化物废气，可回收硝酸，具有较高的环境效益和经济效益。实验室模拟电解法吸收NOx的装置如图所示(图中电极均为石墨电极)。若用NO2气体进行模拟电解法吸收实验。(1)写出电解时NO2发生反应的电极反应式：_。(2)若有标准状况下2.24 L NO2被吸收，通过阳离子交换膜(只允许阳离子通过)的H为_mol。解析：由图可知，电解时NO2发生氧化反应可回收HNO3，据电荷守恒和原子个数守恒，结合介质环境可得电极反应式NO2eH2O=NO2H，标准状况下2.24 L NO2即0.1 mol参加反应，转移电子数为0.1 mol，阴极生成H2消耗H为0.1 mol，则通过阳离子交换膜的H为0.1 mol。答案：(1)NO2eH2O=NO2H(2)0.112(1)电解硝酸工业的尾气NO可制备NH4NO3，其工作原理如图。阴极的电极反应式为_。将电解生成的HNO3全部转化为NH4NO3，则通入的NH3与实际参加反应的NO的物质的量之比至少为_。(2)MnSO4是重要微量元素肥料。用惰性电极电解MnSO4溶液可以制得更好活性的MnO2，电解时总反应的离子方程式为_，电解过程中阴极附近的pH_(填“增大”“减小”或“不变”)。解析：(1)由图可知，阴极NO转化成NH，且介质环境为酸性，据电荷守恒和原子个数守恒可得NO5e6H=NHH2O，同理可得阳极电极反应式为NO2H2O3e=NO4H，总反应为8NO7H2O3NH4NO32HNO3,8 mol NO生成2HNO3，生成的2 mol HNO3消耗2 mol NH3，则通入的NH3与实际参加反应的NO的物质的量之比至少为14。(2)用惰性电极电解MnSO4溶液可以制得更好活性的MnO2，可知阳极电极反应式为Mn22H2O2e=MnO24H，阴极电极反应式为2H2O2e=H22OH，可得总反应Mn22H2OMnO2H22H，电解过程中阴极附近的pH增大。答案：(1)NO5e6H=NHH2O14(2)Mn22H2OMnO2H22H增大13能源是国民经济发展的重要基础，我国目前使用的能源主要是化石燃料。(1)熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视。可用熔融的碳酸盐作为电解质，向负极充入燃料气CH4，用空气与CO2的混合气作为正极的助燃气，以石墨为电极材料，制得燃料电池。工作过程中，CO移向_极(填“正”或“负”)，已知CH4发生反应的电极反应式为CH44CO8e=5CO22H2O，则另一极的电极反应式为_。(2)利用上述燃料电池，按图1所示装置进行电解，A、B、C、D均为铂电极，回答下列问题。.甲槽电解的是200 mL一定浓度的NaCl与CuSO4的混合溶液，理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如图2所示(气体体积已换算成标准状况下的体积，电解前后溶液的体积变化忽略不计)。原混合溶液中NaCl的物质的量浓度为_ molL1，CuSO4的物质的量浓度为_ molL1。t2时所得溶液的pH_。.乙槽为200 mL CuSO4溶液，乙槽内电解的总离子方程式：_。当C极析出0.64 g物质时，乙槽溶液中生成的H2SO4为_mol。电解后，若使乙槽内的溶液完全复原，可向乙槽中加入_(填字母)。ACu(OH)2 BCuOCCuCO3 DCu2(OH)2CO3若通电一段时间后，向所得的乙槽溶液中加入0.2 mol的Cu(OH)2才能恰好恢复到电解前的浓度，则电解过程中转移的电子数为_。解析：(1)燃料电池工作过程中，熔融盐中的阴离子向负极移动，即CO移向负极。CH4在负极发生氧化反应生成CO2和H2O，该燃料电池的总反应式为CH42O2=CO22H2O，结合得失电子守恒、负极反应式和电池总反应式推知，正极反应式为O22CO24e=2CO。(2).A、B、C、D均为惰性电极Pt，甲槽电解NaCl和CuSO4的混合液，阳极上离子放电顺序为ClOHSO，阴极上离子放电顺序为Cu2HNa，开始阶段阴极上析出Cu，阳极上产生Cl2，则图中曲线a代表阴极产生气体体积的变化，曲线b代表阳极产生气体体积的变化。阳极上发生的反应依次为2Cl2e=Cl2、4OH4e=2H2OO2，由曲线b可知，Cl放电完全时生成224 mL Cl2，根据Cl原子守恒可知，溶液中c(NaCl)0.1 molL1；阴极上发生的反应依次为Cu22e=Cu、2H2e=H2，由曲线b可知Cu2放电完全时，阳极上产生224 mL Cl2和112 mL O2，则电路中转移电子的物质的量为0.01 mol20.005 mol40.04 mol，据得失电子守恒可知n(Cu2)0.04 mol0.02 mol，故混合液中c(CuSO4)0.1 molL1。0t1时间内相当于电解CuCl2，电解反应式为CuCl2CuCl2，t1t2时间内相当于电解CuSO4，而电解CuSO4溶液的离子反应为2Cu22H2O2CuO24H，则生成H的物质的量为0.005 mol40.02 mol，则有c(H)0.1 molL1，故溶液的pH1。.电解CuSO4 溶液时，Cu2在阴极放电，水电离的OH在阳极放电，电解的总离子方程式为2Cu22H2O2CuO24H。C极为阴极，电极反应式为Cu