【全程复习方略】（安徽专用）高考化学一轮复习 第9章 第2节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护(A卷)课时提升作业（含解析）新人教版(1).doc

第9章 第2节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护(a卷)课时提升作业（含解析） (45分钟100分)一、选择题(本题包括8小题,每小题7分,共56分)1.(2013阜阳模拟)下列说法中正确的是()a.精炼铜时粗铜作阴极,纯铜作阳极b.工业上利用电解饱和alcl3溶液的方法生产金属铝c.氯碱工业和金属钠的冶炼都用到了nacl,阳极反应都是2cl-2e-=cl2d.钢铁的腐蚀通常为电化学腐蚀,该腐蚀过程中负极反应为fe-3e-=fe3+2.(2012山东高考)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()a.图a中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重b.图b中,开关由m改置于n时,cu-zn合金的腐蚀速率减小c.图c中,接通开关时zn腐蚀速率增大,zn上放出气体的速率也增大d.图d中,zn-mno2干电池自放电腐蚀主要是由mno2的氧化作用引起的3.(2013阜新模拟)某小组为研究电化学原理,设计装置如图。下列叙述不正确的是()a.a和b不连接时,铁片上会有金属铜析出b.a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为cu2+2e-=cuc.无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液从蓝色逐渐变成浅绿色d.a和b分别连接直流电源正、负极,电压足够大时,cu2+向铜电极移动4.(2013宿州模拟)以pt为电极，电解含有0.10 mol m+和0.10 mol n3+(m+、n3+均为金属阳离子)的溶液，阴极析出金属单质或气体的总物质的量(y)与导线中通过电子的物质的量(x)的关系如图。对离子氧化能力的强弱判断正确的是(选项中h+为氢离子)( )a.m+h+n3+b.m+n3+h+c.n3+h+m+d.条件不足，无法确定5.中学阶段介绍的应用电解法制备的物质主要有三种:一是铝的工业制备、二是氯碱工业、三是金属钠或镁的制备。下列关于这三个工业生产的描述中正确的是()a.电解法制镁时一般是电解熔融态的氯化镁,但也可用其相应的盐,如熔融态的碳酸镁b.电解法生产铝时,需对铝土矿进行提纯,在提纯过程中应用了氧化铝或氢氧化铝的两性c.在氯碱工业中,电解池中的阴极产生的是h2,naoh在阳极附近产生d.氯碱工业和金属钠的冶炼都用到了nacl,在电解时它们的阴极都是cl-失电子6.某校活动小组为探究金属腐蚀的相关原理,设计了如图a所示装置,图a的铁棒末段分别连上一块zn片和cu片,并置于含有k3fe(cn)6及酚酞的混合凝胶上。一段时间后发现凝胶的某些区域(如图b所示)发生了变化,已知fe2+可用k3fe(cn)6来检验(呈蓝色)。则下列说法不正确的是()a.甲区发生的电极反应式:fe-2e-=fe2+b.乙区产生zn2+c.丙区呈现红色d.丁区呈现蓝色7.(2013宿州模拟)第三代混合动力车,可以用电动机、内燃机或二者结合作为动力。汽车在刹车或下坡时,电池处于充电状态。混合动力车目前一般使用镍氢电池,该电池中镍的化合物为正极,储氢金属(以m表示)为负极,碱液(主要为koh)为电解质溶液。下图是镍氢电池充放电原理的示意图,其总反应式为h2+2niooh2ni(oh)2。下列说法中正确的是()a.混合动力车上坡或加速时,溶液中的oh-向乙电极移动b.混合动力车刹车或下坡时,乙电极周围溶液的ph增大c.混合动力车上坡或加速时,乙电极的电极反应式为niooh+h2o+e-=ni(oh)2+oh-d.混合动力车刹车或下坡时,甲电极的电极反应式为h2+2oh-+2e-=2h2o8.(2013合肥模拟)用惰性电极电解硫酸铜溶液，整个过程转移电子的物质的量与产生气体的总体积的关系如下图所示(气体体积均在相同状况下测定)，欲使电解质溶液恢复到起始状态，应向溶液中加入( )a.0.1 mol cuob.0.1 mol cuco3c.0.1 mol cu(oh)2d.0.05 mol cu2(oh)2co3二、非选择题(本题包括3小题,共44分)9.(14分).(2012山东高考)(1)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(2)利用反应2cu+o2+2h2so4=2cuso4+2h2o可制备cuso4,若将该反应设计为原电池,其正极电极反应式为_。.(2012福建高考)(1)电镀时,镀件与电源的极连接。(2)化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉积在镀件表面形成镀层。若用铜盐进行化学镀铜,应选用(填“氧化剂”或“还原剂”)与之反应。.(2012重庆高考)尿素co(nh2)2是首个由无机物人工合成的有机物。人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素,原理如图。(1)电源的负极为(填“a”或“b”)。(2)阳极室中发生的反应依次为、。(3)电解结束后,阴极室溶液的ph与电解前相比将;若两极共收集到气体13.44 l(标准状况),则除去的尿素为g(忽略气体的溶解)。10.(16分)(2013宣城模拟)最新研究发现,用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水具有工艺流程简单、电耗较低等优点,其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应,转化为乙醇和乙酸,总反应为2ch3cho+h2och3ch2oh+ch3cooh实验室中,以一定浓度的乙醛-na2so4溶液为电解质溶液,模拟乙醛废水的处理过程,其装置示意图如图所示。(1)若以甲烷燃料电池为直流电源,则燃料电池中b极应通入(填化学式)气体。(2)电解过程中,两极除分别生成乙酸和乙醇外,均产生无色气体。电极反应如下:阳极:4oh-4e-=o2+2h2o 阴极: ch3cho+2e-+2h2o=ch3ch2oh+2oh-(3)电解过程中,阴极区na2so4的物质的量(填“增大”“减小”或“不变”)。(4)已知:乙醛、乙醇的沸点分别为20.8、78.4。从电解后阴极区的溶液中分离出乙醇粗品的方法是 。(5)在实际工艺处理中,阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入1 m3乙醛的含量为3 000 mgl-1的废水,可得到乙醇kg(计算结果保留小数点后1位)。11.(14分)(能力挑战题)已知铅蓄电池的工作原理为pb+pbo2+2h2so42pbso4+2h2o,现用如图装置进行电解(电解液足量),测得当铅蓄电池中转移0.4 mol电子时铁电极的质量减少11.2 g。请回答下列问题:(1)a是铅蓄电池的极,铅蓄电池正极反应式为,放电过程中电解液的密度(填“减小”“增大”或“不变”)。(2)ag电极的电极反应式是,该电极的电极产物共g。(3)cu电极的电极反应式是,cuso4溶液的浓度(填“减小”“增大”或“不变”)。(4)如图表示电解进行过程中某个量(纵坐标x)随时间的变化曲线,则x表示。a.各u形管中产生的气体的体积b.各u形管中阳极质量的减少量c.各u形管中阴极质量的增加量答案解析1.【解析】选c。精炼铜时纯铜作阴极,粗铜作阳极,a项错误;工业上利用电解熔融的al2o3的方法生产金属铝,b项错误;氯碱工业和金属钠的冶炼都用到了nacl,阳极反应都是2cl-2e-=cl2,c项正确;钢铁的腐蚀通常为电化学腐蚀,该腐蚀过程中负极反应为fe-2e-=fe2+,d项错误。2.【解题指南】解答本题时应理解原电池的工作原理,知道电化学腐蚀和化学腐蚀的快慢不同的原因。【解析】选b。a项,因溶液具有均一性,烧杯底端的溶液的浓度与上端相同,故腐蚀速率相同,a错误;b项,由m改置于n后,锌作原电池的负极,cu-zn合金应充当原电池的正极,明显受到了一定的保护,腐蚀速率减小,b正确;c项,接通开关时,锌作原电池的负极,腐蚀速率变大,但是气体不在锌(负极)上产生,而是在铂(正极)上产生,c错误;d项,zn-mno2干电池发生放电反应,导致zn被腐蚀,主要原因是锌发生氧化反应,体现了锌的还原性,d错误。3.【解析】选d。a和b不连接时,铁比铜活泼,从溶液中置换出铜,a项正确;a和b连接时,形成原电池,铁作为负极而溶解,铜作为正极,溶液中的cu2+得到电子被还原成铜单质,b项正确;无论a和b是否连接,装置中都发生fe+cu2+=cu+fe2+的反应,溶液会从蓝色逐渐变为浅绿色,c正确;如果a和b分别连接直流电源正、负极,该装置为电解池,cu为阳极,fe为阴极,则溶液中的阳离子向阴极移动,即向铁电极移动,d项不正确,故选d。4.【解析】选a。由图示可知，当通过0.1 mol电子时，阴极上析出产物为0.1 mol，应是m单质，当通过0.3 mol电子时，阴极产物又增加0.1 mol，应是h2，由此可知离子放电顺序为m+、h+，n3+不放电，故离子氧化能力的强弱关系为m+h+n3+。5.【解析】选b。a中碳酸镁高温分解;c中naoh是在阴极附近产生;d中在电解时它们的阳极都是cl-失电子。6.【解题指南】解答本题需注意以下2点:(1)分析图a装置正负极材料;(2)正负电极反应式。【解析】选a。铁棒末段连上zn片时,zn片端(乙区)作负极,乙区发生的电极反应式:zn-2e-=zn2+;铁棒另一端(甲区)作正极,甲区发生的电极反应式:o2+2h2o+4e-=4oh-。铁棒末段连上cu片时,cu片端(丙区)作正极,丙区发生的电极反应式:o2+2h2o+4e-=4oh-,溶液呈碱性,酚酞变红;铁棒另一端(丁区)作负极,丁区发生的电极反应式:fe-2e-=fe2+,遇k3fe(cn)6呈现蓝色,综上,a错误。电解电解7.【解析】选c。汽车在刹车或下坡时,电池处于充电状态,则混合动力车上坡或加速时,电池处于放电状态。充电相当于电解池,放电相当于原电池。a和c相当于原电池,原电池中负极失去电子,电子经导线传递到正极,所以溶液中的阳离子向正极移动,则阴离子向负极移动。根据题意可知氢气是负极,即甲是负极,乙是正极,所以a不正确,c正确。b和d相当于电解池,此时甲是阴极,乙是阳极,电极反应式分别为2h2o+2e-=h2+2oh-、2ni(oh)2+2oh-2e-=2niooh+2h2o。所以b和d错误。8.【解析】选d。观察图像中曲线的斜率可知，0p段和pq段气体的成分不同。由于阳极始终是oh-放电，所以可以推断，0p段只有阳极产生o2(阴极无气体生成)，pq段阴、阳两极都产生气体。因此，整个过程发生的反应为：2cuso4+2h2o=2cu+2h2so4+o2和2h2o=2h2+o2。结合图像中转移电子的物质的量，可计算出反应析出0.1 mol cu和0.05 mol o2，反应消耗0.05 mol h2o。根据“出什么加什么，出多少加多少”的原则，欲使电解质溶液恢复到起始状态，应向溶液中加入0.1 mol cuo和0.05 mol h2o。而0.05 mol cu2(oh)2co3恰好相当于0.1 mol cuo和0.05 mol h2o(生成0.05 mol co2无影响)，故d正确。9.【解析】.(1)在电解过程中,会有一部分电能损失转化为热能,因此电能不可能全部转化为化学能,a错误;c项,溶液中的cu2+应向阴极(精铜)移动,c错误;正确答案为b、d。(2)本题可采取两种方法书写:一是直接法,通过化学反应可以看出,o2发生还原反应,正极反应物一定为o2,其对应的还原产物为h2o,故正极的电极反应式为o2+4e-+4h+=2h2o;二是先写出负极电极反应:铜作为负极反应物,氧化产物为cuso4,故其电极反应式为cu-2e-+so42-=cuso4,在电量相同的前提下,设转移4 mol电子用总反应式减去该电极反应式,可得正极的电极反应式为o2+4e-+4h+=2h2o。.(1)电镀时,镀层金属作电解池的阳极,镀件作电解池的阴极,与电源的负极相连。(2)镀铜是将cu2+变成cu,需要加入还原剂与之反应。.(1)图像中产生氯气的电极为阳极,与阳极相连的电极为正极;(2)根据图像信息,阳极上先产生氯气,氯气具有氧化性,尿素中的氮原子为-3价,具有还原性,两者相遇发生氧化还原反应。(3)反应过程中实际上发生两个反应(条件略去):2nacl+2h2o2naoh+cl2+h2co(nh2)2+3cl2+h2o=n2+co2+6hcl两方程式相加消去中间产物可得总反应方程式:co(nh2)2+h2o=n2+co2+3h2由此可知反应的最终结果是没有酸或者碱生成,阴极室的酸碱性不会发生改变;两极产生的气体是氢气、氮气和二氧化碳,根据反应方程式,若设氢气的物质的量为x,氮气和二氧化碳各为x/3,x=0.36 mol,求出x的值后根据尿素和氯气的反应方程式可计算出尿素的量。答案:.(1)b、d(2)4h+o2+4e-=2h2o.(1)负(2)还原剂.(1)b(2)2cl-2e-=cl2co(nh2)2+3cl2+h2o=n2+co2+6hcl(3)不变7.210.【解析】(1)这是关于燃料电池电极的知识,燃料电池中一般还要用到助燃剂,一般为o2(或空气),而氧气就作为电池的正极,加入的燃料比如甲烷之类的就从原电池的负极充入,本题中燃料电池中b极接电解池的阴极,也就是说b极应是燃料电池的负极,所以b极应通入甲烷气体。(2)这是电解池电极反应式的写法,按照电极放电顺序,可知道这个电解实际上相当于电解水,阳极:4oh-4e-=o2+2h2o,那么阴极:就是4h+4e-=2h2;阳极:的电极反应式就必须用总反应2ch3cho+h2o=ch3ch2oh+ch3cooh减去阴极ch3cho-2e-+2h2o=ch3ch2oh+2oh-,但是要注意阴极要换成h+,所以阳极:的电极反应式为ch3cho-2e-+h2o=ch3cooh+2h+。(3)从以上(2)中谈到的这个电解实际上是电解水,所以阴极区na2so4的物质的量不变。(4)题目给出了沸点不同,而且沸点相差比较大,很容易想到利用蒸馏方法分离。(5)1 m3相当于1 000 l,两极区分别注入1 m3乙醛的含量为3 000 mgl-1的废水,那么总共注入乙醛的量为21 000 l3 000 mgl-1=6 000