（江苏专用版）2020版高考化学总复习专题五第3讲电解池金属的腐蚀与防护练习（含解析）.docx

第3讲电解池金属的腐蚀与防护一、单项选择题1.全世界每年钢铁因锈蚀造成大量的损失。某城市拟用如图方法保护埋在酸性土壤中的钢质管道,使其免受腐蚀。关于此方法,下列说法中不正确的是()A.土壤中的钢管易被腐蚀是因为在潮湿的土壤中形成了原电池B.金属棒M的材料应该是比镁活泼的金属C.金属棒M上发生反应:M-ne- Mn+D.这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法答案B金属棒M只要比铁活泼即可,且太活泼的金属易与水反应,B项错误。2.四个电解装置都以Pt作电极,它们分别装着如下电解质的溶液进行电解,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HClAgNO3KOHBaCl2pH变化减小增大增大不变答案C电解盐酸,溶质HCl的量会减小,溶剂量不变,所以酸性减弱,pH增大,A项错误;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项错误;电解氢氧化钾溶液的实质是电解水,溶质的量不变,溶剂减小,碱性增强,pH增大,C项正确;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,D项错误。3.(2019盐城月考)下面是电解饱和食盐水的装置,通电一段时间后下列说法不正确的是()A.阴极附近溶液的pH增大B.阳极产生的气体可用湿润的淀粉碘化钾试纸检验C.若阳极最终收集到气体4.48 L,则反应中转移电子的物质的量为0.4 molD.完全电解后充分混合U形管中物质,所得溶液会含有NaClO答案CA项,阴极生成氢气和氢氧根离子,所以附近溶液的pH增大,正确;B项,阳极产生的气体为氯气,可用湿润的淀粉碘化钾试纸检验,正确;C项,未知气体的温度、压强,不能由体积确定物质的量和电子转移数,错误;D项,电极上生成的氯气会与溶液中另一个电极生成的氢氧化钠反应生成少量的NaClO,正确。4.以石墨为电极分别电解水和饱和食盐水,关于两个电解池反应的说法正确的是()A.阳极反应式相同B.电解结束后所得液体的pH相同C.阴极反应式相同D.通过相同电量时生成的气体总体积相等(同温同压)答案C以石墨为电极电解水阳极反应式为4OH-4e- 2H2O+O2,以石墨为电极电解饱和食盐水阳极反应式为2Cl-2e- Cl2,二者电极反应式不同,A项错误;电解水液体pH不变,电解饱和氯化钠溶液生成氢氧化钠、氯气和氢气,pH变大,所以电解结束后所得液体的pH不相同,B项错误;以石墨为电极分别电解水和饱和食盐水阴极都发生反应:2H+2e- H2,所以阴极反应式相同,C项正确;设转移电子为4 mol,则依据电解方程式2H2O 2H2+O2可知,电解水生成3 mol气体,依据电解方程式2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2+H2可知,电解饱和食盐水生成4 mol气体,D项错误。 二、不定项选择题5.一种钒多卤化物电池结构示意图如图所示,电池和储液罐均存储有反应物和酸性电解质溶液。电池中发生的反应为2VCl2+BrCl2- 2VCl3+Br-。下列说法正确的是()A.VCl2存储在正极储液罐内B.放电时H+从负极区移至正极区C.充电时电池的负极与电源的正极相连D.充电时阳极反应为Br-+2Cl-2e- BrCl2-答案BDA项,放电时原电池发生反应,V由+2价升至+3价,失去电子,作为负极,所以VCl2存储在负极储液罐内,错误;B项,H+移向正极区,正确;C项,充电时,遵循“正接正、负接负”,即电池负极接电源负极,错误;D项,电池的负极反应式为V2+-e- V3+,正极反应式为 BrCl2-+2e- Br-+2Cl-,充电时,阳极反应为Br-+2Cl-2e- BrCl2-,正确。6.在一定条件下,用石墨电极电解0.5 mol/L CuSO4溶液(含H2SO4),监测到阳极附近pH随时间变化关系如下图。下列说法中不正确的是()A.ab段,通电瞬间,阳离子向阴极移动B.电解过程中,阳极发生的电极反应是2H2O-4e- 4H+O2C.bc段,H+向阴极的移动速率大于其在阳极的生成速率D.bc段,pH下降过程中,阴极发生的主要电极反应是Cu2+2e- Cu答案CA项,通电后形成电解池,在电解质溶液中阳离子移向阴极;B项,阳极上H2O失去电子发生氧化反应,电极反应为2H2O-4e- 4H+O2;C项,bc段溶液的pH减小,则c(H+)增大,所以氢离子的生成速率大于移动速率;D项,Cu2+的得电子能力强于H+,所以bc 段阴极主要发生反应Cu2+2e- Cu。7.氢氧化锂是制取锂和锂的化合物的原料,用电解法制备氢氧化锂的工作原理如下图所示:下列叙述不正确的是()A.b极附近溶液的pH增大B.a极发生的反应为2H2O-4e- O2+4H+C.该法制备LiOH还可得到硫酸和氢气等产品D.当电路中通过1 mol电子时,可得到2 mol LiOH答案D根据离子的移动方向可推出石墨a是阳极,石墨b是阴极;a极发生氧化反应,即2H2O-4e- O2+4H+,H+结合SO42-得硫酸;b极H+得电子放出氢气,c(OH-)增大,溶液的pH增大,OH-结合Li+生成LiOH;由得失电子守恒知,电路中通过1 mol电子时,得到1 mol LiOH。8.用NaOH溶液吸收烟气中的SO2,将所得的Na2SO3溶液进行电解,可循环再生NaOH,同时得到某种副产物,其原理如图所示(电极材料为石墨)。下列说法中不正确的是()A.b电极上的主反应是SO32-2e-+H2O SO42-+2H+B.若D是混合气体,则可能含有SO2、O2等成分C.a电极发生还原反应,当有1 mol Na+通过阳离子交换膜时,a电极生成11.2 L气体D.A是稀NaOH溶液,作用是增强溶液的导电性;C是较浓的硫酸溶液答案C由题图可知a电极的电极反应式为2H2O+2e- H2+2OH-,b电极的电极反应式为SO32-2e-+H2O SO42-+2H+,A项正确;b电极区,SO32-失电子的同时,水电离出的OH-也有可能失电子,产生O2,另外,SO32-也可能与H+直接反应生成SO2,B项正确;当有1 mol Na+通过阳离子交换膜时,电路中通过1 mol电子,a电极生成0.5 mol气体,但未说明是否为标准状况,体积不一定是11.2 L,C项错误;为了不引入杂质,a电极区为增强溶液的导电性,只能注入稀NaOH溶液,b电极区可生成H2SO4,故C为较浓的硫酸溶液,D项正确。三、非选择题9.(2018苏北四市高三一模)如图是某同学设计的一组应用燃料电池来探究电解原理的装置图。请回答下列问题:(1)甲池中负极的电极反应式为。(2)闭合开关K后,该装置工作一段时间后甲池溶液的pH将(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)若用乙池装置精炼铜,则电极A的材料为(填“粗铜”或“纯铜”)。(4)若乙池中A和B均为惰性电极,电解质溶液为CuSO4溶液,工作一段时间后,向所得溶液中加入0.2 mol CuO粉末,恰好使CuSO4溶液恢复到电解前的浓度和pH,则电解过程中转移电子的物质的量为。答案(1)CH3OH-6e-+8OH-CO32-+6H2O(2)减小(3)粗铜(4)0.4 mol解析甲池是原电池,乙池是电解池,甲池中通氧气的一极为正极,则乙池中A为阳极,B为阴极。(1)负极上甲醇在碱性条件下失去电子,电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-CO32-+6H2O。(2)放电时甲池中KOH逐渐转化为K2CO3,溶液的pH减小。(3)电解精炼铜时粗铜作阳极,故电极A的材料为粗铜。(4)加入0.2 mol CuO粉末,恰好使CuSO4溶液恢复到电解前的浓度和pH,由电解的总反应方程式:2H2O+2CuSO4 2Cu+O2+2H2SO4可知,转移电子的物质的量为加入的CuO的物质的量的2倍,故电解过程中转移电子的物质的量为0.4 mol。10.氮是空气中含量最多的元素,是组成生命体的基本元素之一。NOx(NO和NO2)是大气污染物中的主要气体。.某分子筛类催化剂(H+交换沸石)催化NH3脱除NO、NO2的反应机理如图1所示。图1步骤生成1 mol N2时,转移电子的物质的量为。按图1反应机理,完全消耗2 mol NH3时,脱除的NO、NO2在标准状况下的总体积为。.用间接电化学法除去NO的原理如图2所示。电解池的阴极室中,溶液的pH在47之间,则阴极的电极反应式为。吸收池中除去NO的离子方程式为。图2答案.3 mol44.8 L.2HSO3-+2e-+2H+ S2O42-+2H2O2NO+2S2O42-+2H2O N2+4HSO3-解析(N-3H4)(HN+3O2)+ N2,转移3 mol电子时可生成1 mol N2;依据循环图,反应物为NH3、NO2、NO,生成物为N2和H2O,故反应的化学方程式为2NH3+NO2+NO 2N2+3H2O,消耗2 mol NH3时,脱除的NO2和NO共为2 mol,在标准状况下的体积为44.8 L。据图2可知,HSO3-在阴极转化为S2O42-,溶液呈酸性,故电极反应式为2HSO3-+2e-+2H+ S2O42-+2H2O;吸收池中NO和S2O42-反应生成N2和HSO3-,离子方程式为2NO+2S2O42-+2H2O N2+4HSO3-。11.某课外小组分别用下图所示装置对原电池和电解原理进行实验探究。请回答:.用图1所示装置进行第一组实验。(1)在保证电极反应不变的情况下,不能替代Cu作电极的是(填字母序号)。A.铝B.石墨C.银D.铂(2)N极的电极反应式为。(3)实验过程中,SO42-(填“从左向右”“从右向左”或“不”)移动;滤纸上能观察到的现象是。.用图2所示装置进行第二组实验。实验过程中,两极均有气体产生,Y极区溶液逐渐变成紫红色;停止实验,铁电极明显变细,电解液仍然澄清。查阅资料发现高铁酸根(FeO42-)在溶液中呈紫红色。(4)电解过程中,X极区溶液的pH(填“增大”“减小”或“不变”)。(5)电解过程中,Y极发生的电极反应为Fe-6e-+8OH- FeO42-+4H2O和4OH-4e- 2H2O+O2,若在X极收集到 1 344 mL 气体,在Y极收集到168 mL气体(均已折算为标准状况时的气体体积),则Y电极(铁电极)质量减少g。答案.(1)A(2)2H2O+2e- H2+2OH-(或2H+2e- H2)(3)从右向左有红褐色斑点产生.(4)增大(5)0.84解析.(1)由图1可知,左边装置是原电池,要保证电极反应不变,代替铜电极的只能是比锌不活泼的金属或导电的非金属,铝比锌活泼,故A不可以。(2)N极连接原电池的负极,则N极为电解池的阴极,其电极反应式为2H2O+2e- H2+2OH-(或2H+2e- H2)。(3)原电池中,阴离子向负极移动,故SO42