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文档简介

2014届高三一轮达标作业(有详解)19 电解池 金属的电化学腐蚀与防护一、选择题(本题共10个小题,每小题5分,共50分)1下列关于金属腐蚀的说法正确的是()a金属在潮湿的空气中腐蚀的实质是:mnh2o=m(oh)nn/2h2b金属的化学腐蚀的实质是:mne=mn,电子直接转移给还原剂c金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行d在潮湿的中性环境中金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀解析:金属在潮湿的空气中发生的如果是吸氧腐蚀,则不生成氢气。金属发生化学腐蚀时,电子直接转移给氧化剂。金属的化学腐蚀不一定在酸性条件下进行。答案:d2依据下列甲、乙、丙三图,判断下列叙述不正确的是()a甲是原电池,乙是电镀装置b甲、乙装置中,锌极上均发生氧化反应c乙、丙装置中,阳极均发生氧化反应而溶解d乙、丙装置中,c(cu2)基本不变解析:甲为铜锌原电池,乙为在zn片上镀铜的电镀池,丙为电解精炼铜。答案:b3用惰性电极分别电解下列各物质的水溶液,一段时间后,向剩余电解质溶液中加入适量水能使溶液恢复到电解前的浓度的是()aagno3bna2so4ccucl2dhcl解析:既然电解一段时间后,向剩余溶液中加水,就能使溶液恢复到电解前的浓度,这说明电解过程中消耗的是水,那么,在两个电极上放电的离子分别是h和oh,即溶液中阳离子的放电能力只能小于h;溶液中阴离子的放电能力也只能小于oh。常见的这样的物质有强碱、含氧酸和强碱对应的最高价含氧酸盐。答案:b4将nacl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗,在液滴外沿形成棕色铁锈环(b),如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法正确的是()a液滴中的cl由a区向b区迁移b液滴边缘是正极区,发生的电极反应为:o22h2o4e=4ohc液滴下的fe因发生还原反应而被腐蚀,生成的fe2由a区向b区迁移,与b区的oh形成fe(oh)2,进一步氧化、脱水形成铁锈d若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板,在铜铁接触处滴加nacl溶液,则负极发生的电极反应为:cu2e=cu25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:本题考查电镀,意在考查考生对电镀原理的理解和应用能力。未通电前,题述装置不能构成原电池,a项错误;锌的析出量与通过的电量成正比,b错误;电镀时电解反应速率只与电流大小有关,与温度无关,c项正确;镀锌层破损后,会形成铁锌原电池,铁作正极,得到保护,d项错误。答案:c6铜锌原电池(如下图)工作时,下列叙述正确的是()a正极反应为:zn2e=zn2b电池反应为:zncu2=zn2cuc在外电路中,电子从负极流向正极d盐桥中的k移向znso4溶液解析:zn是负极,故a错;电池总反应和没有形成原电池的氧化还原反应相同,故b正确;根据闭合回路的电流方向,在外电路中,电子由负极流向正极,故c正确;在溶液中,阳离子往正极移动,故d错。答案:bc7某碱性蓄电池在充电和放电时发生的反应为:fenio22h2ofe(oh)2ni(oh)2,下列说法中正确的是()a放电时,负极上发生反应的物质是feb放电时,正极反应是:nio22e2h=ni(oh)2c充电时,阴极反应是:ni(oh)22e2oh=nio22h2od充电时,阳极附近ph增大解析:放电时发生原电池反应,则fe作负极,nio2作正极,负极反应式为fe2oh2e=fe(oh)2,正极反应式为nio22e2h2o=ni(oh)22oh;充电时为电解池反应,阳极为ni(oh)2,阴极为fe(oh)2,阳极反应式为ni(oh)22oh2e=nio22h2o,阴极反应式为fe(oh)22e=fe2oh,阳极区溶液ph减小,阴极区溶液ph增大。答案:a8用惰性电极电解m(no3)x的水溶液,当阴极上增重a g时,在阳极上同时产生b l氧气(标准状况),从而可推知m的相对原子质量为()a.b.c.d.解析:根据电解规律列出物质间的关系式,设m的相对原子质量为mr。mxxeo2mr g22.4 la gb l解得mr答案:c9用惰性电极进行下列电解,有关说法正确的是()电解稀硫酸电解cuso4溶液电解koh溶液电解nacl溶液a电解进行一段时间后四份溶液的ph均增大b中电解一段时间后,向溶液中加入适量的cuo固体可使溶液恢复电解前的情况c中阳极消耗oh,故溶液浓度变小d中阴、阳两极上产物的物质的量之比为21解析:依据惰性电极电解规律,可知为电解水型,为放o2生酸型,为电解水型,为放h2生碱型。答案:b10用下图所示装置通电10分钟后,去掉直流电源,连接成图所示装置,可观察到u形管左端铁电极表面析出白色胶状物质,u形管右端液面上升。下列说法正确的是()a同温、同压下,装置中石墨电极上方得到的气体比铁电极上方得到的气体多b用装置进行实验时铁电极的电极反应为:fe2e2oh=fe(oh)2c用装置进行实验时石墨电极的电极反应为:2h2e=h2d装置通电10分钟后铁电极周围溶液ph降低二、非选择题(本题共4个小题,共50分)11(12分)(2012山东高考)工业上由黄铜矿(主要成分cufes2)冶炼铜的主要流程如下:(1)气体a中的大气污染物可选用下列试剂中的_吸收。a浓h2so4b稀hno3cnaoh溶液d氨水(2)用稀h2so4浸泡熔渣b,取少量所得溶液,滴加kscn溶液后呈红色,说明溶液中存在_(填离子符号),检验溶液中还存在fe2的方法是_(注明试剂、现象)。(3)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为_。(4)以cuso4溶液为电解质溶液进行粗铜(含al、zn、ag、pt、au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是_。a电能全部转化为化学能b粗铜接电源正极,发生氧化反应c溶液中cu2向阳极移动d利用阳极泥可回收ag、pt、au等金属(5)利用反应2cuo22h2so4=2cuso42h2o可制备cuso4,若将该反应设计为原电池,其正极电极反应式为_。解析:(1)焙烧时冰铜中的硫元素转化为so2,所以气体a为so2,应用碱液吸收so2。(2)滴加kscn溶液变红色说明溶液中含有fe3,用kmno4溶液检验含有fe3的溶液中的fe2。(3)高温下泡铜中的cu2o与al发生置换反应。(4)电解精炼粗铜,粗铜接电源的正极,作阳极,发生氧化反应,b对;电解时电解质溶液中的阳离子(cu2)向阴极移动,c错;阳极上比cu活泼的al、zn优先失电子变成离子进入电解质溶液,而比cu不活泼的ag、pt、au则不能参与电极反应,以单质的形式沉积在阳极下方形成阳极泥,d对;电解时有一小部分电能转化为热能,a错。(5)电池反应的总方程式为2cuo24h=2cu22h2o,负极电极反应式为2cu4e=2cu2,将电池反应的总方程式与负极电极反应式相减得正极电极反应式:4ho24e=2h2o。答案:(1)c、d(2)fe3取少量溶液,滴加kmno4溶液,kmno4褪色(3)3cu2o2alal2o36cu(4)b、d(5)4ho24e=2h2o12(12分)如图为相互串联的甲、乙两个电解池,x、y为直流电源的两个电极。电解过程中,发现石墨电极附近先变红。请回答:(1)电源x极为_极(填“正”或“负”),乙池中pt电极上的电极反应式为_。(2)甲池若为电解精炼铜的装置,其阴极增重12.8 g,则乙池中阴极上放出的气体在标准状况下的体积为_,电路中通过的电子为_mol。(3)若乙池剩余溶液的体积仍为400 ml,则电解后所得溶液c(oh)_。解析:(1)由题意得x极为正极,pt电极为电解池的阳极,电极反应式为2cl2e=cl2。(2)甲池的阴极电极反应式:cu22e=cu。乙池的阴极电极反应式:2h2e=h2由电子守恒得:cu2eh264 g2 mol22.4 l128 gn(e)v(h2)则:n(e)0.4 mol,v(h2)4.48 l(3)乙池发生反应:2cl2h2o2oh h2cl22 22.4 ln(oh)4.48 ln (oh)0.4 mol电解后所得溶液c(oh)1 moll1答案:(1)正2cl2e=cl2(2)4.48 l0.4(3)1 moll113(12分)请从下图中选用必要的装置进行电解饱和食盐水的实验,要求测定产生氢气的体积(大于25 ml),并检验氯气的氧化性。(1)a极发生的电极反应式是_,b极发生的电极反应式是_。电解饱和食盐水的化学方程式_。(2)电源、电流表与a、b两极的正确连接顺序为:l()()()()m。(3)设计上述气体实验装置时,各接口的正确连接顺序为:_接_、_接a、b接_、_接_。(4)在实验中,盛有ki淀粉溶液的容器中发生反应的离子方程式为_。(5)已知饱和食盐水50 ml,某时刻测得h2体积为5.6 ml(标准状况)。此时溶液ph约为_。解析:(1)要达到电解食盐水的目的,则电解池中铁棒必须接上电源的负极而成为阴极,碳棒则接上电源的正极而成为阳极,反之,铁作阳极则fe2进入溶液,无法实现电解食盐水的目的。(2)电源负极接电解池的铁棒、碳棒接电流计“”端,“”端接电源正极。(3)电解池左边a导管口产生h2,右边b导管口产生cl2,以电解池为中心,则有:hfga,bdec,相应装置的作用:(5)2naohh2 2 mol22.4 l 5.0104 mol5.6103 lc(oh)(5.0104 mol)(50103 l)102 mol/l,c(h)1012 mol/l,phlg101212。答案:(1)2h2e=h22cl2e=cl22nacl2h2o2naohh2cl2(2)abjk(3)hfgdec(4)cl22i=2cli2(5)1214(14分)电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法:保持污水的ph在5.06.0之间,通过电解生成fe(oh)3沉淀。fe(oh)3有吸附性,可吸附污物而沉积下来,具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层,刮去(或撇掉)浮渣层,即起到了浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水,设计装置如图所示:(1)实验时若污水中离子浓度较小,导电能力较差,产生气泡速率缓慢,无法使悬浮物形成浮渣。此时,应向污水中加入适量的_。ah2so4bbaso4cna2so4dnaohech3ch2oh(2)电解池阳极的电极反应分别是_;4oh4e=2h2oo2。(3)电极反应和的生成物反应得到fe(oh)3沉淀的离子方程式是_。(4)熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质,以ch4为燃料,空气为氧化剂,稀土金属材料为电极。已知负极的电极反应是ch44co8e=5co22h2o。正极的电极反应是_。为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定。为此电池工作时必须有部分a物质参加循环。则a物质的化学式是_。(5)实验过程中,若在阴极产生了44.8 l(标准状况)气体,则熔融盐燃料电池消耗ch4_l(标准状况)。解析:(1)通过电解生成fe(oh)3沉淀,不能加酸,a项不符合;baso4难溶于水,b项不符合;na2so4对电解产物没有影响,可以增强导电能力,故c项符合;保持污水的ph在5.06.0之间,naoh显然不符合;ch3ch2oh为非电解质,导电能力差,e项不符合;故答案为c。(2)燃料电池中,通入ch4的一极为负极,通入空气的一极为正极,故烧杯中铁为阳极,电极反应为:fe2e=fe2。(3)电极反应

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