高考化学总复习 第6章 化学反应与能量 跟踪检测（二十二）电解池 金属的电化学腐蚀与防护 新人教版.doc

跟踪检测（二十二） 电解池 金属的电化学腐蚀与防护1埋在地下的钢管常用如图所示的方法加以保护，使其免受腐蚀。关于此方法，下列说法正确的是()a金属棒x的材料可能为铜b金属棒x的材料可能为钠c钢管附近土壤的ph可能会升高d这种方法属于外加电流的阴极保护法解析：选c金属棒x的材料若为铜，则易腐蚀钢管，a项错误；钠为活泼金属，易发生反应，b项错误；钢管吸氧发生还原反应，产生oh，附近土壤的ph可能会升高，c项正确；该装置没有外接电源，不属于外加电流的阴极保护法，d项错误。2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图a中形成原电池，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；图b中，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；图d装置中有外接电源，属于“有外加电源的阴极保护法”，d错误。3(2017济南模拟)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的量减小，溶剂量不变，所以酸性减弱，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正确；电解氯化钡溶液得到氢氧化钡、氢气和氯气，溶液碱性增强，ph增大，d错误。4(2017石家庄模拟)如图所示装置是一种可充电电池，装置为电解池。离子交换膜只允许na通过，充放电的化学方程式为2na2s2nabr3na2s43nabr。闭合开关k时，b极附近先变红色。下列说法正确的是()a负极反应为4na4e=4nab闭合k后，b电极附近的ph变小c当有0.01 mol na通过离子交换膜时，b电极上析出气体在标准状况体积为112 mld闭合k后，a电极上产生的气体具有漂白性解析：选c当闭合开关k时，b附近溶液先变红，即b附近有oh生成，在b极析出氢气，b极是阴极，a极是阳极，与阴极连接的是原电池的负极，所以b极是负极，a极是正极。闭合k时，负极发生氧化反应，电极反应为2na2s22e=2nana2s4，a错误；闭合开关k时，b极附近先变红色，该极上生成h2和oh，ph增大，b错误；闭合k时，有0.01 mol na通过离子交换膜，说明有0.01 mol电子转移，阴极上生成0.005 mol h2，标准状况下体积为0.005 mol22.4 lmol10.112 l112 ml，c正确；闭合开关k时，a极是阳极，该极上金属铜被氧化，电极反应为cu2e=cu2，没有气体产生，d错误。5.制备二氧化锰的装置如图，阳极以硫酸锰和硫酸混合液为电解液，阴极以稀硫酸为电解液，电解装置中大箭头表示溶液中阳离子移动的方向。下列说法正确的是()an是电源的负极b右侧气孔逸出的气体可能为副产物h2c石墨电极的电极反应式为mn22e2h2o=mno24hd电解过程中阳离子交换膜左侧硫酸浓度基本不变，右侧减小解析：选c阳离子向阴极移动，说明左侧为阴极，则m为电源负极，n为电源正极，a项错误；右侧为阳极，逸出的气体可能是溶液中的氢氧根离子放电生成的氧气，b项错误；石墨电极为阳极，锰离子失去电子生成二氧化锰，c项正确；电解过程中阳离子向左侧移动，左侧溶液中h放电生成h2，硫酸的溶液不变，右侧mnso4电解生成mno2和h2so4，硫酸浓度增加，d项错误。6(2015福建高考)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示，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：选b结合装置图可知该装置为电解装置，模拟“人工树叶”，故为电能转化为化学能，a项错误；b极连接电源的正极，为阳极，在电解池中h向a极(阴极)区移动，b项正确；右侧h2oo2发生的是氧化反应，每生成1 mol o2，转移4 mol电子，c3h8o中碳元素的化合价是2,3co2c3h8o，转移18 mol电子，故生成1 mol o2消耗 mol co2，c项错误；a电极发生的是还原反应：3co218h18e=c3h8o5h2o，d项错误。7(2017深圳模拟)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h2so4，其原理如图所示(电极材料为石墨)。下列有关叙述不正确的是()a图中a极连接电源的负极ba口放出的物质是氢气，c口放出的物质是氧气cb极电极反应式为so2eh2o=so2hd电解过程中阴极区碱性明显增强解析：选ba项，na移向阴极区，so移向阳极区，所以a极为阴极，应接电源负极，正确；b项，阴极区h放电生成氢气，阴极电极反应式为2h2o2e=h22oh，从a口出来的是氢气，b极应接电源正极，阳极电极反应式为so2eh2o=so2h，从c口流出的是浓度较大的硫酸，错误；c项，b为阳极，so在阳极失去电子变成so，阳极电极反应式为so2eh2o=so2h，正确；d项，阴极电极反应为2h2o2e=h22oh，c(oh)增大，碱性增强，正确。8(2017温州模拟)高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。用镍(ni)、铁作电极电解浓naoh溶液制备高铁酸钠(na2feo4)的装置如图所示。下列说法正确的是()a铁是阳极，电极反应为fe2e2oh=fe(oh)2b电解一段时间后，镍电极附近溶液的ph减小c若离子交换膜为阴离子交换膜，则电解结束后左侧溶液中含有feod每制得1 mol na2feo4，理论上可以产生67.2 l气体解析：选c用镍(ni)、铁作电极电解浓naoh溶液制备高铁酸钠(na2feo4)，铁失电子生成高铁酸钠，则铁作阳极，镍作阴极，电极反应式为fe8oh6e=feo4h2o，a错误；镍电极上h放电生成h2，c(h)减小，溶液的ph增大，b错误；若离子交换膜为阴离子交换膜，feo穿过阴离子交换膜向左侧扩散，左侧溶液中会含有feo，c正确；温度和压强未知，不能计算生成气体体积，d错误。9(2017合肥模拟)如图所示，甲池的总反应式为n2h4o2=n22h2o。下列说法正确的是()a甲池中负极上的电极反应式为n2h44e=n24hb乙池中石墨电极上发生的反应为4oh4e=2h2oo2c甲池溶液ph增大，乙池溶液ph减小d甲池中每消耗0.1 mol n2h4乙池电极上则会析出6.4 g固体解析：选b由图知甲池是燃料电池，乙池是电解池，甲池的电解质溶液是氢氧化钾溶液，则负极不可能生成h，应为n2h44e4oh=n24h2o，a错误；乙池的石墨极是阳极，发生氧化反应，b正确；甲池总反应中生成了水，则koh溶液浓度变小，ph减小，乙池生成cu、o2、h2so4，溶液ph减小，c错误；根据各个电极流过的电量相等知，n2h42cu，甲池消耗0.1 mol n2h4，乙池电极上则会析出12.8 g铜，d错误。10(2017衡水模拟)1 l某溶液中含有的离子如下表：离子cu2al3nocl物质的量浓度(moll1)11a1用惰性电极电解该溶液，当电路中有3 mol电子通过时(忽略电解时溶液体积的变化及电解产物可能存在的溶解现象)，下列说法正确的是()a电解后溶液ph0 ba3 c阳极生成1.5 mol cl2 d阴极析出的金属是铜与铝 解析：选aa项，当电路中有3 mol电子通过时，阳极首先发生2cl2e=cl2，生成0.5 mol cl2，然后发生4oh4e=o22h2o，生成2 mol h，阴极首先发生：cu22e=cu，析出1 mol cu，然后发生2h2e=h2，生成0.5 mol h2，同时生成1 mol oh，最终溶液里得到1 mol h，h的浓度为1 moll1，ph0，正确；b项，由溶液电荷守恒可知2c(cu2)3c(al3)c(no)c(cl)，可求得c(no)4 moll1，即a4，错误；c项，电解时阳极首先发生：2cl2e=cl2，然后发生4oh4e=o22h2o，生成cl2和o2，错误；d项，由于离子放电顺序cu2hal3，没有al生成，错误。11(2017威海模拟)钢铁是目前应用最广泛的金属材料，了解钢铁腐蚀的原因与防护方法具有重要意义，对钢铁制品进行抗腐蚀处理，可适当延长其使用寿命。(1)抗腐蚀处理前，生产中常用盐酸来除铁锈。现将一表面生锈的铁件放入盐酸中，当铁锈除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式为_。(2)利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。若x为碳棒，为减缓铁件的腐蚀，开关k应置于_处。若x为锌，开关k置于m处，该电化学防护法称为_。(3)图中若x为粗铜，容器中海水替换为硫酸铜溶液，开关k置于n处，一段时间后，当铁件质量增加3.2 g时，x电极溶解的铜的质量_3.2 g(填“”或“”)。(4)图中若x为铜，容器中海水替换为fecl3溶液，开关k置于m处，铜电极发生的反应是_，若将开关k置于n处，发生的总反应是_。解析：(1)铁锈的成分为fe2o3，能和盐酸反应生成fecl3和水，当铁锈除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式为fe2fecl3=3fecl2。(2)若x为碳棒，由于fe比较活泼，为减缓铁的腐蚀，应使fe为电解池的阴极即连接电源的负极，故k连接n处。若x为锌，开关k置于m处，zn为阳极被腐蚀，fe为阴极被保护，该防护法称为牺牲阳极的阴极保护法。(3)若x为粗铜，容器中海水替换为硫酸铜溶液，开关k置于n处，一段时间后，当铁件质量增加3.2 g时，由于粗铜中有杂质参加反应，所以x电极溶解的铜的质量3.2 g。(4)若x为铜，容器中海水替换为fecl3溶液，开关k置于m处，此时构成原电池装置，铜电极为正极，发生的反应是2fe32e=2fe2；若将开关k置于n处，此时构成电解池装置，铜为阳极，铜本身被氧化而溶解，阴极铁离子被还原，发生的总反应是：cu2fe2=2fe3cu2。答案：(1)fe2fecl3=3fecl2(2)n牺牲阳极的阴极保护法(3)(4)2fe32e=2fe2cu2fe2=2fe3cu212某蓄电池的反应为nio2fe2h2ofe(oh)2ni(oh)2(1)该蓄电池充电时，发生还原反应的物质是_(填选项字母)。放电时生成fe(oh)2的质量为18 g，则外电路中转移的电子数是_。anio2bfecfe(oh)2 dni(oh)2(2)为防止远洋轮船的钢铁船体在海水中发生电化学腐蚀，通常在船体上镶嵌zn块，或与该蓄电池的_(填“正”或“负”)极相连。(3)以该蓄电池作电源，用如图所示的装置在实验室模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中，发现溶液逐渐变浑浊，原因是_(用相关的电极反应式和离子方程式表示)。(4)精炼铜时，粗铜应与直流电源的_(填“正”或“负”)极相连。精炼过程中，电解质溶液中的c(fe2)、c(zn2)会逐渐增大而影响进一步电解。甲同学设计如下除杂方案：已知：沉淀物fe(oh)3fe(oh)2cu(oh)2zn(oh)2开始沉淀时的ph2.37.55.66.2完全沉淀时的ph3.99.76.48.0则加入h2o2的目的是_。乙同学认为应将方案中的ph调节到8，你认为此观点_(填“正确”或“不正确”)，理由是_。解析：(1)该蓄电池充电时反应逆向进行，发生还原反应的电极为阴极，物质为所含元素的化合价降低的物质，为fe(oh)2。放电时fefe(oh)2，电极反应式为fe2e2oh=fe(oh)2，每生成1 mol fe(oh)2，转移2 mol电子，18 g fe(oh)2的物质的量为0.2 mol，故转移0.4 mol电子。(2)外接电源的阴极保护法中，船体应与蓄电池的负极相连。(3)铝制品发生钝化时，在铝表面形成致密的氧化膜，也会有al3进入溶液中与hco发生反应al33hco=al(oh)33co2，使溶液变浑浊。(4)精炼铜时，粗铜应与电源的正极相连。处理电解质溶液时加入h2o2将fe2氧化为fe3，然后调节溶液的ph为4，可以使fe3以fe(oh)3的形式除去。若将溶液的ph调节到8，cu2也沉淀完全。答案：(1)c0.4na或2.4081023(2)负(3)al3e=al3，al33hco=al(oh)33co2(4)正将fe2氧化为fe3不正确同时会使cu2生成沉淀而除去13(2017仙桃模拟)利用电化学原理，将no2、o2和熔融kno3制成燃料电池，模拟工业电解法来处理含cr2o废水，如下图所示；电解过程中溶液发生反应：cr2o6fe214h=2cr36fe37h2o。(1)甲池工作时，no2转变成绿色硝化剂y，y是n2o5，可循环使用。则石墨是电池的_极；石墨附近发生的电极反应式为_。(2)工作时，甲池内的no向_极移动(填“石墨”或“石墨”)；在相同条件下，消耗的o2和no2的体积比为_。(3)乙池中fe()棒上发生的电极反应为_。(4)若溶液中减少了0.01 mol cr2o，则电路中至少转移了_mol电子。(5)向完全还原为cr3的乙池工业废水中滴加naoh溶液，可将铬以cr(oh)3沉淀的形式除