2020届高考化学一轮总复习第六章第22讲电解池金属的电化学腐蚀与防护练习（含解析）.docx

电解池 金属的电化学腐蚀与防护1下列现象与电化学腐蚀无关的是()A生铁比纯铁易生锈B纯银饰品久置表面变暗C黄铜(铜锌合金)制品不易产生铜绿D与铜管连接的铁管易生锈解析：A项，生铁能够构成原电池，所以比纯铁易生锈；B项，纯银不符合构成原电池的条件，故它表面变暗与电化学腐蚀无关；C项，铜锌合金能构成原电池，锌做负极被氧化，铜被保护起来，不易被腐蚀；D项，铜管与铁管连接构成原电池，铁做负极，易被腐蚀。答案：B2相同材质的铁在下列情形下最不易被腐蚀的是()解析：A、D均可由Fe、Cu构成原电池而加速铁的腐蚀；在B中，食盐水提供电解质溶液环境，炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池形成的条件，铁是活泼金属做负极，碳做正极，易被腐蚀；C中铜镀层把铁完全覆盖，构不成原电池而不被腐蚀。答案：C3下列描述不符合生产实际的是()A电解熔融的氧化铝制取金属铝时用铁做阳极B电解法精炼粗铜时用纯铜做阴极C电解饱和食盐水制烧碱时用涂镍碳钢网做阴极D在镀件上电镀锌时用锌做阳极解析：铁做阳极时，铁发生氧化反应生成Fe2而进入电解液中，在阴极析出使铝不纯。答案：A4以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是()A未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程B因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系C电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率D镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用解析：电镀前，Zn与Fe构成原电池，Zn为负极，Fe为正极，电镀时，Fe为阴极，Zn为阳极，原电池充电时，原电池负极为阴极、正极为阳极，故不属于原电池的充电过程，A错误；根据得失电子守恒，通过电子的电量与析出Zn的量成正比，B错误；电流恒定，单位时间通过的电子的物质的量恒定，即电解速率恒定，C正确；镀层破损后，Zn与Fe仍能构成原电池，其中Zn为负极被腐蚀，Fe为正极被保护，D错误。答案：C5下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()A图1中，铁钉易被腐蚀B图2中，滴加少量K3Fe(CN)6溶液，没有蓝色沉淀出现C图3中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀D图4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的正极解析：A项，图1中，铁钉处于干燥环境，不易被腐蚀；B项，负极反应为Fe2e=Fe2，Fe2与K3Fe(CN)6反应生成Fe3Fe(CN)62蓝色沉淀；D项，为牺牲阳极的阴极保护法，镁块相当于原电池的负极。答案：C6图中是化学能与电能相互转化的两套装置。下列分析正确的是()A两装置中，铁电极均要消耗B图乙装置中两极均有气泡产生C图甲装置铁电极上发生的电极反应为Fe3e=Fe3D随着反应的进行，图甲装置中溶液的pH增大，图乙装置中溶液的pH不变解析：图甲是原电池，较活泼的金属铁做负极，负极上铁失电子生成亚铁离子进入溶液，铁电极逐渐溶解，图乙是电解池，铁做阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，铁不溶解，故A错误；图乙是电解池，石墨做阳极，阳极上生成O2，铁做阴极，H放电生成H2，故B正确；图甲中Fe做负极，电极反应式为Fe2e=Fe2，故C错误；图甲电池的总反应为Fe2H=Fe2H2，随反应的进行c(H)减小，溶液pH增大，图乙相当于电解水，H2SO4浓度增大，溶液的pH减小，故D错误。答案：B7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电解的总反应为2CO2ZnZnC2O4D通入11.2 L CO2时，转移0.5 mol电子解析：电解过程中Zn被氧化，做阳极，所以Zn与电源的正极相连，A错误；Zn2透过阳离子交换膜到达左侧与生成的C2O形成ZnC2O4，B错误；电解的总反应为2CO2ZnZnC2O4，C正确；没有给出气体所处的温度和压强，D错误。答案：C8(2018广东惠州调研)全钒氧化还原电池是一种新型可充电电池，不同价态的含钒离子作为正极和负极的活性物质，分别储存在各自的酸性电解液储罐中。其结构原理如图所示，该电池放电时，右槽中的电极反应为V2e=V3，下列说法中正确的是 ()A放电时，右槽发生还原反应B放电时，左槽的电极反应式为VO2He=VO2H2OC充电时，每转移1 mol电子，n(H)的变化量为1 molD充电时，阴极电解液pH升高解析：已知电池放电时右槽中的电极反应式为V2e=V3，V2失去电子，做电池的负极，发生氧化反应，A项错误；放电时左槽做电池的正极，溶液中的H向正极移动，结合VO和VO2中V的化合价，可得其电极反应式为VO2He=VO2H2O，B项正确；由放电时的正极反应式知，充电时每转移1 mol电子，H的物质的量改变2 mol，C项错误；根据充电、放电原理可知，充电时的阳极反应式为VO2H2Oe=VO2H，所以阳极电解液的pH降低，H从左槽(阳极)通过离子交换膜进入右槽(阴极)，所以阴极电解液的pH也降低，D项错误。答案：B9(2018河南天一大联考阶段检测五)普通电解精炼铜的方法所制备的铜中仍含杂质，利用下面的双膜(阴离子交换膜和过滤膜)电解装置可制备高纯度的Cu。下列有关叙述中正确的是 ()A电极a为粗铜，电极b为精铜B甲膜为过滤膜，可阻止阳极泥及漂浮物杂质进入阴极区C乙膜为阴离子交换膜，可阻止杂质阳离子进入阴极区D当电路中通过1 mol电子时，可生成32 g精铜解析：由题意结合电解原理可知，电极a是阴极，为精铜，电极b是阳极，为粗铜，A项错误；甲膜为阴离子交换膜，可阻止杂质阳离子进入阴极区，B项错误；乙膜为过滤膜，可阻止阳极泥及漂浮物杂质进入阴极区，C项错误；当电路中通过1 mol电子时，可生成0.5 mol精铜，其质量为32 g，D项正确。答案：D10厨房垃圾发酵液可通过电渗析法处理，同时得到乳酸的原理如图所示(图中HA表示乳酸分子，A表示乳酸根离子)。下列说法正确的是 ()A通电后，阳极附近pH增大B电子从负极经电解质溶液回到正极C通电后，A通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室D当电路中通过2 mol电子的电量时，会有1 mol的O2生成解析：由图示判断左侧为阳极，右侧为阴极，阳极电极反应式为4OH4e=O22H2O，氢离子浓度增大，pH减小，A错误；电子从电源的负极到电解池的阴极，由阳极回到电源的正极，电子不能进入电解质溶液，电解质溶液中靠离子传递电荷，B错误；氢离子由阳极室进入浓缩室，A由阴极室进入浓缩室，得到乳酸，C正确；由电极反应式4OH4e=O22H2O可知，当电路中通过2 mol电子的电量时，会有0.5 mol的O2生成，D错误。答案：C11采用离子交换膜控制电解液中OH的浓度而制备纳米Cu2O，装置如图所示：该离子交换膜为_离子交换膜(填“阴”或“阳”)，该电池的阳极反应式为_，钛极附近的pH值_(填“增大”“减小”或“不变”)。解析：该电解池的阳极发生氧化反应，所以Cu失去电子，与氢氧根离子结合生成氧化亚铜和水，电极反应式是2Cu2e2OH=Cu2OH2O；钛极为阴极，氢离子放电生成氢气，则氢氧根离子浓度增大，所以钛极附近的pH值增大。答案：阴2Cu2e2OH=Cu2OH2O增大12利用如图所示装置电解制备NCl3(氯的化合价为1价)，其原理是NH4Cl2HClNCl33H2。(1)b接电源的_(填“正”或“负”)极。(2)阳极反应式是_。解析：(1)b电极，H得电子生成H2，发生还原反应，所以b电极为阴极，连接电源的负极。(2)阳极反应物为NH4Cl，生成物为NCl3，题目中给出氯的化合价为1价，所以氯失电子，化合价升高，氮、氢不变价，然后根据电荷守恒配平方程式，则阳极反应式是3Cl6eNH=NCl34H。答案：(1)负(2)3Cl6eNH=NCl34H13如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。(1)腐蚀过程中，负极是_(填图中字母“a”“b”或“c”)；(2)环境中的Cl扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为_；(3)若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为_ L(标准状况)。解析：(1)“青铜器的腐蚀”，如图铜为负极被腐蚀生成Cu2，正极氧气生成OH。(2)正极反应产物为OH，负极反应产物为Cu2，与Cl作用生成Cu2(OH)3Cl。(3)nCu2(OH)3Cl0.02 mol，所以有0.04 mol Cu被氧化，根据得失电子守恒n(O2)0.02 mol，标准状况下V(O2)0.02 mol22.4 Lmol10.448 L。答案：(1)c(2)2Cu23OHCl=Cu2(OH)3Cl(3)0.44814H3PO2也可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。(1)写出阳极的电极反应式：_。(2)分析产品室可得到H3PO2的原因： _。(3)早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替。并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室，其缺点是产品中混有 _ 杂质，该杂质产生的原因是_。解析：(1)酸性环境中，可认为水失去电子：2H2O4e=O24H。(2)根据“阳膜”性质，H通过“阳膜”与H2PO结合生成H3PO2。(3)若撤去“阳膜”，由于H2PO与H3PO2具有较强还原性，在阳极失去电子生成PO。答案：(1)2H2O4e=O24H(2)阳极室的H穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2(3)POH2PO或H3PO2被氧化15电化学法处理CN。如图装置模拟电化学法处理CN，有关结果见下表。甲乙实验序号电极/XNaCl溶液浓度/(mol/L)甲中石墨表面通入气体电流计读数/AFe0.1空气1Al0.1空气1.51Fe0.1O221Al0.5空气1.61(1)若乙池中石墨(