【状元之路】高考化学大一轮复习 6.3 电解池 金属的电化学腐蚀与保护实效精练（含解析）.doc

电解池金属的电化学腐蚀与保护一、选择题：本大题共10小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。12013全国理综卷电解法处理酸性含铬废水(主要含有cr2o)时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应cr2o6fe214h=2cr36fe37h2o，最后cr3以cr(oh)3形式除去。下列说法不正确的是()a阳极反应为fe2e=fe2b电解过程中溶液ph不会变化c过程中有fe(oh)3沉淀生成d电路中每转移12 mol电子，最多有1 mol cr2o被还原解析：铁板作阳极，则阳极上fe失电子，a项正确；电解过程中有oh生成，所以ph变大，b项错；生成的oh会与fe3结合生成fe(oh)3，c正确；电路中每转移12 mol电子，生成6 mol fe2，则有1 mol cr2o被还原，d正确。答案：b22013浙江理综卷电解装置如图所示，电解槽内装有ki及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。已知：3i26oh=io5i3h2o下列说法不正确的是()a右侧发生的电极反应式：2h2o2e=h22ohb电解结束后，右侧溶液中含有ioc电解槽内发生反应的总化学方程式：ki3h2okio33h2d如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学反应不变解析：左侧溶液变蓝，说明i放电生成i2，所以左侧pt电极为阳极，右侧pt电极为阴极。a项，右侧为阴极区，水电离出的h放电。b项，右侧产生的oh可通过阴离子交换膜移向阳极与i2反应产生io，io也可通过阴离子交换膜进入右侧。c项，阳极反应：2i2e=i2,3i26oh=io5i3h2o阴极反应：2h2o2e=h22oh，两式相加可得总反应。d项，若用阳离子交换膜，oh无法移向阳极，即无法与阳极处生成的i2反应，故总反应为2ki2h2oi2h22koh，故总化学反应不同。答案：d32014海淀区高三年级第一学期期末练习利用下图装置电解硫酸铜溶液，下列说法正确的是()ab电极上发生氧化反应b该装置能将化学能转变成电能c电解质溶液中cu2从b电极向a电极迁移d若a为铜，则a的电极反应式为：cu2e=cu2解析：由图可知a为阳极，发生氧化反应，b极为阴极，发生还原反应，a选项错误；该装置为电解池，将电能转化为化学能，b选项错误；电解质溶液中cu2从a极(阳极)向b电极(阴极)迁移，c选项错误。答案：d42014黄冈中学空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(rfc)，rfc是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为rfc工作原理示意图，有关说法正确的是()a当有0.1 mol电子转移时，a极产生1.12 l o2(标准状况下)bb极上发生的电极反应是：4h2o4e=2h24ohcd极上发生的电极反应是：o24h4e=2h2odc极上进行还原反应，b中的h可通过隔膜进入a解析：左边为电解水装置，b极为阳极，发生失电子氧化反应，产生o2，a极为阴极，发生得电子还原反应，生成h2，a、b项错误；d极为燃料电池的负极，发生失电子氧化反应，电极反应为h22e=2h，生成的h可透过隔膜进入a，c项错误，d项正确。答案：d5用石墨作电极电解cuso4溶液。通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的()acuso4bh2occuo dcuso45h2o解析：从电解反应入手，2cuso42h2o2cu2h2so4o2，消耗了cuso4h2o，复原则要生成它们，复原的反应是cuoh2so4=cuso4h2o，故选c。答案：c62014豫东、豫北十所名校高中毕业班阶段性测试下列有关金属腐蚀与保护的说法正确的是()a铁上镀锌的保护方法叫牺牲负极的正极保护法b相同条件下，轮船在海水中比在淡水中腐蚀慢c水库里钢闸门与电源负极相连的方法叫做外加电流的阴极保护法d钢铁在潮湿空气中发生吸氧腐蚀，负极反应为fe3e=fe3解析：将铁与锌插入到电解质溶液中用导线连接起来，叫牺牲阳极的阴极保护法，a选项错误；轮船在海水中，海水中有大量电解质溶液，构成原电池，加快轮船的腐蚀，b选项错误；钢铁在潮湿空气中发生吸氧腐蚀，负极反应为fe2e=fe2，d选项错误。答案：c7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周中心区(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=cu2解析：本题考查电化学内容中金属吸氧腐蚀的原理的分析。液滴边缘o2多，在c粒上发生正极反应：o22h2o4e=4oh，液滴下的fe发生负极反应：fe2e=fe2，为腐蚀区(a)。a错误，cl由b区向a区迁移；b正确；c错误，液滴下的fe因发生氧化反应而被腐蚀；d错误，cu更稳定，作正极，反应为o22h2o4e=4oh。答案：b8在水中加入等物质的量的ag、ba2、na、so、no、cl。该溶液放在用惰性材料作电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物和还原产物的质量比为()a35.5108 b16137c81 d10835.5解析：ag与cl生成agcl，ba2与so生成baso4，电解硝酸钠溶液实际上电解水。答案：c92014石家庄市高中毕业班复习教学质量检测(一)烧过菜的铁锅未及时洗涤，会出现红棕色锈斑。整个过程中，不可能发生的变化为()a2h2oo24e=4ohbfe3e=fe3cfe22oh=fe(oh)2d4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3解析：铁生锈的过程中fe2e=fe2，故b选项不可能发生。答案：b10下列说法正确的是()a以稀硫酸做电解质溶液，锌铜分别作电极构成的原电池中，锌极上有气泡生成b向铁棒上镀铜时，铁做阳极，氯化铜溶液做电解质溶液c工业上以石墨做电极电解熔融的alcl3制取al时，每产生1 molal，阳极就产生标准状况下3.36 l氯气d在潮湿的环境下，黄铜比纯铜更耐腐蚀解析：a选项中zn、cu构成原电池，cu做正极，cu上有h2放出；b选项中镀层金属铜做阳极；alcl3是共价化合物，熔融状态下不导电，不能用来制取铝。答案：d二、非选择题：本大题共4小题，将答案填在题中横线上。112014烟台四校联考利用如图所示装置电解硝酸银溶液和饱和硫酸钠溶液(甲中盛有agno3溶液，乙中盛有饱和na2so4溶液)。(1)通电一段时间，观察到湿润的淀粉ki试纸的_(选填“c”或“d”)端变蓝。(2)装置甲中阳极为_，阴极的电极反应式为_。(3)装置乙中观察到的现象是_。(4)电解一段时间后，装置甲、乙中共收集到气体0.168 l(标准状况下)，而且该时间段内装置乙中析出硫酸钠晶体(na2so410h2o)w g，测得装置甲中溶液的体积为1 l，则装置甲中溶液的ph为_。电解前饱和na2so4溶液的质量分数的计算式为_(计算时忽略电解过程中的其他副反应)。解析：(1)由于d连接电源负极，作阴极，则c极作阳极，发生氧化反应生成i2，故淀粉ki试纸的c端变蓝。(2)装置甲中pt电极作阳极，而fe极发生还原反应，作阴极。(3)装置乙中cu为阳极，发生氧化反应生成cu2，cu极附近溶液中有cu2的颜色，石墨电极上水得电子，发生还原反应，生成氢气，溶液的ph增大，故生成氢氧化铜沉淀。(4)相同时间内，装置甲、乙通过的电子的物质的量相等，装置甲中生成1 mol o2时，装置乙中生成2 mol h2，故0.168 l气体中有1/3是氧气，即氧气为0.056 l，且装置甲中存在关系式：4ho2，故装置甲中n(h)0.01 mol/l，即装置甲中溶液的ph2。对于装置乙，阳极反应式为cu2e=cu2，阴极反应式为2h2e=h2，电解的总反应式为cu2h2ocu(oh)2h2。当阴极析出0.005 mol h2时，耗水0.01 mol，析出的晶体中na2so4的质量除以晶体质量和电解时消耗水的质量之和即为饱和溶液的质量分数。答案：(1)c(2)ptage=ag(3)石墨极有气泡产生，cu极周围变蓝，溶液中出现蓝色沉淀(4)2100%12某课外活动小组用如图装置进行实验，试回答下列问题。(1)若开始时开关k与a连接，则b极的电极反应式为_。(2)若开始时开关k与b连接，则b极的电极反应式为_，总反应的离子方程式为_。有关上述实验，下列说法正确的是(填序号)_ _。溶液中na向a极移动从a极处逸出的气体能使湿润的ki淀粉试纸变蓝反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度若标准状况下b极产生2.24 l气体，则溶液中转移0.2 mol电子(3)该小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。该电解槽的阳极反应式为_。此时通过阴离子交换膜的离子数_(填“大于”“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。制得的氢氧化钾溶液从出口(填写“a”“b”“c”或“d”)_导出。通电开始后，阴极附近溶液ph会增大，请简述原因_ _。若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的电极反应式为_。解析：(1)开关k与a相连，装置构成原电池，fe失去电子为原电池负极。(2)开关k与b相连，装置构成电解nacl溶液的电解池，b为电解池的阴极，溶液中的h在b极放电生成h2。电解过程中na应该向阴极b移动；a极产生的气体为cl2，cl2能将i氧化为i2，i2遇淀粉变蓝；根据电解反应：2nacl2h2o2naohh2cl2，电解一段时间后若加入盐酸会增加h2o的质量，应通入hcl气体使其恢复到电解前电解质的浓度；若标准状况下b极产生2.24 l气体，即0.1 mol h2，则有0.2 mol电子发生转移，但在溶液中转移的不是电子，而是离子。(3)溶液中的oh在阳极失电子产生o2：4oh4e=2h2oo2，所以在b口放出o2，从a口导出h2so4。溶液中的h在阴极得到电子产生h2：2h2e=h2，则从c口放出h2，从d口导出koh溶液。因so所带电荷数大于k所带电荷数，so通过阴离子交换膜，k通过阳离子交换膜，所以通过阳离子交换膜的离子数大于通过阴离子交换膜的离子数。o2、h2、koh溶液构成燃料电池时，o2在电池正极放电：o24e2h2o=4oh。答案：(1)fe2e=fe2(2)2h2e=h22cl2h2o2ohh2cl2(3)4oh4e=2h2oo2小于dh在阴极附近放电，引起水的电离平衡向右移动，使c(oh)c(h)o22h2o4e=4oh13某课外活动小组准备用如图所示的装置进行实验。现有甲、乙、丙三位同学分别选择了如下电极材料和电解质溶液：a电极b电极x溶液甲cuznh2so4乙ptptcucl2丙fecu？(1)甲同学在实验中将开关k5闭合，zn电极上的电极反应式为_。(2)乙同学准备进行电解cucl2溶液的实验，则电解时的总反应式为_。实验时应闭合的开关组合是_。(从下列五项中选择所有可能的开关组合，第三小题也在这五项中选择)ak1和k2bk1和k3ck1和k4dk2和k3ek2和k4(3)丙同学准备在fe上镀cu，选择了某种盐来配制电镀液，则该盐的化学式为_，实验时，应闭合的开关组合是_(选项如上)。解析：(1)甲同学在实验中将开关k5闭合，装置为原电池，较活泼的zn为原电池的负极，电极反应式为zn2e=zn2。(2)乙同学用惰性电极电解cucl2溶液，电解时的总方程式为cucl2cucl2，实验时应闭合k1和k4或闭合k2和k3。(3)丙同学准备在fe上镀cu，则fe为电镀池阴极，接电源负极，cu为电镀池阳极，接电源正极，实验时应闭合k2和k3。应选择含cu2的电解质溶液为电解液。答案：(1)zn2e=zn2(2)cucl2cucl2cd(3)cucl2或cuso4d142014自贡诊断某中学课外兴趣小组用惰性电极电解饱和食盐水(含少量ca2、mg2)作系列探究，装置如下图所示：(1)电解时，甲同学发现电极a附近溶液出现浑浊，请用离子方程式表示原因_ _。(2)一段时间后，你认为c中溶液可能出现的现象是_，请用离子方程式表示原因_ _。(3)实验结束后，乙同学将a中的物质冷却后加入到h2s溶液中发现有气泡出现，但加入到稀盐酸中却没有任何现象。请用化学方程式和简要的文字解释原因：_。(4)随着反应的进行，兴趣小组的同学们都特别注意到d中溶液红色逐渐褪去。他们对溶液红色褪去的主要原因提出了如下假设，请你完成假设二。假设一：b中逸出气体与水反应生成的物质有强氧化性，使红色逐渐褪去；假设二：_ _。(5)请你设计实验验证上述假设一，写出实验步骤及结论_。解析：电解饱和食盐水产生的气体为氢气和氯气，氯气具有强氧化性，而氢气在加热条件下具有较强还原性，根据装置图可知a、b分别阴极和阳极，a极产生的氢气将氧化银还原为单质银，而b极产生的氯气可氧化硫化钠。过量的氯气通入含酚酞的naoh溶液中，溶液褪色的原因可能为h中和了oh，也可能是氯气与水反应生成的次氯酸的强氧化性所致。答案：(1)2h2e=h2，mg22oh=mg(oh)2(2)有淡黄色沉淀cl2s2=2cls(3)ag与h2s的反应