高优指导高三化学一轮复习 考点规范练18 电解池 金属的腐蚀与防护 新人教版.doc

考点规范练18电解池金属的腐蚀与防护(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分,每小题只有一个选项符合题目要求)1.下列金属防腐的措施中,使用外加电流的阴极保护法的是()a.水中的钢闸门连接电源的负极b.金属护栏表面涂漆c.汽车底盘喷涂高分子膜d.地下钢管连接镁块答案:a解析:形成电解池,被保护的金属作阴极,与电源的负极相连,a选项正确。2.(2015安徽示范高中第一次联考)一定条件下,有关金属腐蚀的下列说法不正确的是()a.为减缓金属腐蚀,可将要保护的金属物件与外电源的正极相连接作阴极b.在ph6的溶液中,金属主要发生析氢腐蚀c.钢铁制品腐蚀时正极反应为o2+2h2o+4e-4oh-d.在金属物件表面涂上机油可防止金属生锈从而使金属保持光泽导学号25730366答案:a解析:要保护的金属物件应与外电源的负极相连作阴极。3.(2015江苏扬州调研)电浮选凝聚法处理污水的原理如图所示。电解过程中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,可加入足量硫酸导学号25730367答案:b解析:可用铝片代替铁片,但不能用铜片代替铁片,a项错;阳极为fe失电子生成fe2+,但由题意知,阳极也会产生少量气体,则可能为o2,b项对;电解过程中h+向阴极移动,c项错。4.(2015安徽蚌埠皖北高考学校第一次月考)下列实验装置,其中按要求设计正确的是()答案:b解析:fe与电源正极相连,为阳极,则阳极不生成氯气,不能利用淀粉-ki溶液检验氯气的生成,显然不合理,故a错误;zn为负极,cu为正极,图中构成cu-zn原电池,产生的电流由正极流向负极,故b正确;电镀银时,ag为阳极,镀件为阴极,电解质溶液为硝酸银溶液,图中电解质溶液为硝酸钠溶液,不合理,故c错误;粗铜精炼时,粗铜为阳极,纯铜为阴极,图中恰好相反,不合理,故d错误。5.(2015山东临沂质检)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ag2s+2e-2ag+s2-b.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”使铁不被腐蚀导学号25730368答案:a解析:a选项,铝作负极,ag2s作正极得电子生成ag,正确;b选项,铜接电源负极,为阴极,质量增加,错误;c选项,电解精炼铜,粗铜作阳极接电源的正极,错误;d选项,“牺牲阳极的阴极保护法”是应用原电池工作原理,此为电解池,错误。6.下图是co2电催化还原为ch4的工作原理示意图。下列说法不正确的是()a.该过程是电能转化为化学能的过程b.铜电极的电极反应式为co2+8h+8e-ch4+2h2oc.一段时间后,池中n(khco3)不变d.一段时间后,池中溶液的ph一定减小答案:c解析:分析工作原理图可知此装置为电解池,铜电极通入co2被还原为ch4,所以铜电极为阴极,发生还原反应co2+8h+8e-ch4+2h2o,铂电极为阳极,oh-放电,发生氧化反应,导致ph减小,同时盐桥中的k+向池中移动,池中溶有co2,故n(khco3)增大,c项错误。7.人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素,原理如图。下列有关说法正确的是()a.a为电源的负极b.电解结束后,阴极室溶液的ph与电解前相比将升高c.阳极室中发生的电极反应为2h+2e-h2d.若两极共收集到气体13.44 l(标准状况),则除去的尿素为7.2 g(忽略气体的溶解)答案:d解析:由图可知,左室电极产物为co2和n2,发生氧化反应,故a为电源的正极,右室电解产物h2,发生还原反应,故b为电源的负极,故a错误;阴极反应为6h2o+6e-6oh-+3h2(或6h+6e-3h2),阳极反应为6cl-6e-3cl2,co(nh2)2+3cl2+h2on2+co2+6hcl,根据上述反应式可以看出在阴、阳极上产生的oh-、h+的数目相等,阳极室中反应产生的h+通过质子交换膜进入阴极室与oh-恰好反应生成水,所以阴极室中电解前后溶液的ph不变,故b、c错误;电解共收集到的13.44 l气体,物质的量为=0.6 mol,由反应co(nh2)2+3cl2+h2on2+co2+6hcl及阴极反应6h2o+6e-6oh-+3h2可知n(n2)=n(co2)=0.6 mol=0.12 mol,可知生成0.12 mol n2所消耗的co(nh2)2的物质的量也为0.12 mol,其质量为mco(nh2)2=0.12 mol60 gmol-1=7.2 g,故d正确。8.(2015湖北武昌模拟)研究发现,可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融caf2-cao作电解质,利用图示装置获得金属钙,并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛。下列说法中正确的是()a.将熔融caf2-cao换成ca(no3)2溶液也可以达到相同目的b.阳极的电极反应式为c+2o2-4e-co2c.在制备金属钛前后,整套装置中cao的总量减少d.若用铅蓄电池作该装置的供电电源,“+”接线柱应连接pb电极导学号25730369答案:b解析:由装置图可以看出,石墨为阳极,发生的反应为c+2o2-4e-co2;钛网为阴极,发生的反应为ca2+2e-ca、2ca+tio2ti+2cao。由反应式可知,电解质应为caf2-cao熔融物,不能换成ca(no3)2溶液;在制备金属钛前后,整套装置中cao的总量基本不变。若用铅蓄电池作该装置的供电电源,“+”接线柱应连接pbo2电极。9.(2016安徽合肥一中、芜湖一中等六校联考)lioh是制备锂离子电池的材料,可由电解法制备。工业上利用如图装置电解制备lioh,两电极区电解液分别为lioh和licl溶液。下列说法正确的是()a.b极区电解液为lioh溶液b.电极每产生22.4 l气体,电路中转移2 mol e-c.电解过程中li+迁移入b电极区、oh-迁移入a电极区d.电解池中总反应方程式为2hcl2h2+cl2答案:a解析:电解制备lioh,两电极区电解液分别为lioh和licl溶液,由图可知,右侧生成氢气,则b中氢离子放电,可知b为阴极,在b中制备lioh,b极区电解液为lioh溶液,故a正确;a极区为licl溶液,cl-放电生成氯气,则阳极电极反应式为2cl-2e-cl2,电极每产生标准状况下22.4 l气体,电路中转移2 mol e-,故b错误;li+向阴极移动,即由a经过阳离子交换膜向b移动,oh-向阳极移动,但是阳离子交换膜不允许oh-移入a电极区,故c错误;电解池的阳极上是cl-失电子,阴极上是h+得电子,电解的总反应方程式为2h2o+2liclh2+cl2+2lioh,故d错误。10.(2015东北三省四市教研联合体二模)用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的n,模拟装置如图所示。下列说法正确的是()a.阳极室溶液由无色变成棕黄色b.阴极的电极反应式为4oh-4e-2h2o+o2c.电解一段时间后,阴极室溶液中的ph升高d.电解一段时间后,阴极室溶液中的溶质一定是(nh4)3po4答案:c解析:a项,由题给装置图知fe作电解池的阳极,发生氧化反应,电极反应式为fe-2e-fe2+,阳极室溶液由无色变为浅绿色,故a错误;b项,阴极为溶液中h+得电子发生还原反应,电极反应式为2h+2e-h2,故b错误;c项,阴极的电极反应式为2h+2e-h2,电解一段时间后,阴极室溶液中的ph升高,故c正确;d项,电解一段时间后,阴极室溶液中的溶质不一定是磷酸铵,还可能是磷酸二氢铵、磷酸一氢铵等,故d错误。二、非选择题(本题共3个题,共50分)11.(16分)(1)(2015江西南昌高考化学零模)如图所示,用某甲醇燃料电池作电源电解饱和食盐水。写出电极n发生的反应式:。若食盐水体积为300 ml,电解过程溶液体积变化忽略不计,常温下测得ph=13时,理论上消耗甲醇质量为 g。(2)(2015湖南师大附中模拟)有学者设想如图所示装置用电化学原理将co2、so2分别转化为重要化工原料。若a为co2,b为h2,c为ch3oh,则正极的电极反应式为。若a为so2,b为o2,c为h2so4,则负极的电极反应式为;当电路中有1 mol e-流过时,负极区溶液中的h+的物质的量的变化量n(h+)= mol。答案:(1)o2+4e-+4h+2h2o0.16(2)co2+6h+6e-ch3oh+h2oso2-2e-+2h2os+4h+1解析:(1)n区是质子流入的一极,应是原电池的正极,发生还原反应,电极反应式为o2+4e-+4h+2h2o。用惰性电极电解饱和食盐水的总反应方程式为2cl-+2h2oh2+cl2+2oh-,ph变为13时,c(oh-)=0.1 moll-1,n(oh-)=0.1 moll-1300 ml10-3 lml-1=0.03 mol,由方程式ch3oh-6e-+h2oco2+6h+和2cl-+2h2oh2+cl2+2oh-,可知ch3oh6e-6oh-32 g6 molm(ch3oh)0.03 mol则m(ch3oh)=32 g0.03 mol/6 mol=0.16 g。(2)燃料电池在工作时,正极上发生的是co2得电子的还原反应。so2在负极发生氧化反应:so2-2e-+2h2os+4h+。当电路中有1 mol e-流过时,生成2 mol h+,向正极移动1 mol h+,n(h+)=1 mol。12.(16分)(1)h3po2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):写出阳极的电极反应:。分析产品室可得到h3po2的原因:。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。(2)纳米级cu2o具有优良的催化性能,制备cu2o的方法有:加热条件下用液态肼(n2h4)还原新制cu(oh)2制备纳米级cu2o,同时放出n2。该制法的化学方程式为。用阴离子交换膜控制电解溶液中oh-的浓度制备纳米cu2o,反应为2cu+h2ocu2o+h2,如图所示。该电解池的阳极反应式为。答案:(1)2h2o-4e-o2+4h+阳极室的h+穿过阳膜扩散至产品室,原料室的h2p穿过阴膜扩散至产品室,二者反应生成h3po2ph2p或h3po2被氧化(2)4cu(oh)2+n2h42cu2o+n2+6h2o2cu-2e-+2oh-cu2o+h2o解析:(1)中应该从闭合回路的角度及阴、阳离子的流向进行分析;注意阳极反应生成o2,o2具有氧化性,h3po2和h2p均具有还原性,二者会被o2氧化生成p。(2)根据文字信息,反应物有n2h4、cu(oh)2,生成物有cu2o、n2,根据得失电子守恒、原子守恒,则有:4cu(oh)2+n2h42cu2o+n2+6h2o。由阴离子交换膜控制oh-浓度,可知只允许oh-通过,阳极失电子,化合价升高:2cu-2e-+2oh-cu2o+h2o。13.(2015江西南昌高三一模)(18分).硫在地壳中主要以硫化物、硫酸盐等形式存在,其单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用,但硫的氧化物直接排放到大气中会造成污染。(1)一种以铜作催化剂脱硫的工艺有如下两个过程:在铜的作用下完成工业尾气中部分so2的催化氧化,发生反应:2so2+2ncu+(n+1)o2+(2-2n)h2o2ncuso4+(2-2n)h2so4该反应中的还原剂为;每吸收标准状况下11.2 l so2,被so2还原的o2的质量为 g。利用如图所示电化学装置吸收另一部分so2,并完成cu的再生。写出装置内所发生反应的离子方程式:。(2)碘循环工艺不仅能吸收so2降低环境污染,同时又能制得氢气,具体流程如下:用离子方程式表示反应器中发生的反应:。用化学平衡移动的原理分析,在hi分解反应中使用膜反应器分离出h2的目的是。.汽车尾气是造成雾霾天气的重要原因之一。已知氮的氧化物是汽车尾气的污染物,用如图装置可监测其含量,电池中每转移0.4 mol e-,pt电极消耗 l氧气(标准状况下);该装置负极反应式为。答案:.(1)cu和so28so2+2h2o+cu2+4h+s+cu(2)so2+i2+2h2os+2i-+4h+hi分解为可逆反应,及时分离出产物h2,有利于反应正向进行.2.24no-2e-+o2-no2解析:.(1)在氧化还原反应中,二氧化硫中硫的化合价由+4价升高到+