优化方案高考化学大一轮复习 第六章 化学反应与能量 第三讲 电解池金属腐蚀与防护课后达标检测.doc

第三讲 电解池金属腐蚀与防护一、选择题1下列叙述错误的是()a生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱 b用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈c在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液d铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀解析：选c。生铁中含有能导电的碳，两者可以作为原电池的两极，加快铁的腐蚀，a对；铁和锡作为原电池的两极，当其腐蚀时，铁会被腐蚀，b对；电镀铜时，镀层金属作阳极，镀件作阴极，c错；锌铁形成原电池，锌被腐蚀，d对。2用下列装置能达到预期目的的是()a甲图装置可用于电解精炼铝b乙图装置可得到持续、稳定的电流c丙图装置可达到保护钢闸门的目的d丁图装置可达到保护钢闸门的目的解析：选d。alcl3溶液中存在al3、h，通电时阴极h得电子，故阴极得到的不是铝，而是氢气，a不能达到目的；b中的这种原电池中，电流会迅速衰减，乙装置不能达到目的；丙装置是牺牲阳极的阴极保护法，其中阳极材料应为比铁活泼的金属，c不能达到预期目的。3观察如图装置，下列说法正确的是()a虚线框中接灵敏电流计，该装置可将化学能转化为电能b虚线框中无论是接灵敏电流计还是接电源，铁都会被腐蚀c虚线框中接直流电源，铁极发生反应：fe2e=fe2d铁接直流电源的负极是牺牲阳极的阴极保护法解析：选a。虚线框中接灵敏电流计，形成原电池，该装置可将化学能转化为电能，a正确；虚线框中接电源，形成电解池，当铁接直流电源的负极时，铁被保护，不发生反应，这是外加电流的阴极保护法，但当铁接直流电源的正极时，铁被腐蚀，发生反应：fe2e=fe2，b、c、d错误。4甲图为一种新型污水处理装置，该装置可利用一种微生物将有机废水的化学能直接转化为电能。乙图是一种家用环保型消毒液发生器，以装置甲为电源，用惰性电极电解饱和食盐水。下列说法中不正确的是()a装置乙的a极要与装置甲的x极连接b装置乙中b极的电极反应式为2cl2e=cl2c若有机废水中主要含有葡萄糖，则装置甲中m极发生的电极反应为c6h12o66h2o24e=6co224hdn电极发生还原反应，当n电极消耗5.6 l(标准状况下)气体时，则有2na个h通过离子交换膜解析：选d。由图甲分析得出m(或x)为负极，n(或y)为正极，由图乙分析得出a为阴极，b为阳极。乙的a极要与甲的x极相连接，a项正确；乙的b极为阳极，氯离子放电，b项正确；因图甲中传递的是质子，葡萄糖在m极放电，故电极反应式为c6h12o66h2o24e=6co224h，c项正确；氧气在n电极得到电子，电极反应式为o24h4e=2h2o，故消耗5.6 l氧气时，转移1 mol电子，即有na个h通过离子交换膜，d项错误。5.利用右图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是()aa管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀b一段时间后，a管液面高于b管液面ca处溶液的ph增大，b处溶液的ph减小da、b两处具有相同的电极反应式：fe2e=fe2解析：选c。根据装置图判断，左边铁丝发生吸氧腐蚀，右边铁丝发生析氢腐蚀，其电极反应分别为左边负极：fe2e=fe2正极：o24e2h2o=4oh右边负极：fe2e=fe2正极：2h2e=h2a、b处溶液的ph均增大，c错误。6研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融的caf2cao作电解质，利用如图所示装置获得金属钙，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由tio2制得1 mol金属ti，理论上外电路通过2 mol电子b阳极的电极反应式为c2o24e=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电极解析：选b。a选项，由tio2制得1 mol金属ti，ti由4价变到0价，理论上外电路通过4 mol电子，a错误；b选项，阳极反应式为c2o24e=co2，b正确；c选项，制备钛时，发生反应：2caoc2caco2，2catio2ti2cao，由此可知，cao的量不变，c错误；d选项，若用铅蓄电池作该装置的供电电源，“”接线柱应连接pbo2电极，d错误。7有关下列装置的叙述不正确的是()a图铝片发生的电极反应式是al4oh3e=alo2h2ob图发生析氢腐蚀，离子反应方程式为fe2h=fe2h2c图烧杯中发生了反应：4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3d图充电时，阳极反应是pbso42h2o2e=pbo2so4h解析：选b。图中铝片作负极，镁片作正极，铝被氧化；图发生析氢腐蚀，但醋酸为弱电解质，不能写成离子形式；图发生吸氧腐蚀，空气中的氧气又把氢氧化亚铁氧化；图充电时，硫酸铅被氧化为二氧化铅。8如图所示，a、b是两根石墨棒。下列叙述正确的是()aa是正极，发生还原反应bb是阳极，发生氧化反应c稀硫酸中硫酸根离子的物质的量不变d往滤纸上滴加酚酞试液，a极附近颜色变红解析：选c。a是阳极，发生氧化反应；b是阴极，发生还原反应；在反应过程中，硫酸根离子没有参与反应，因此稀硫酸中硫酸根离子的物质的量不变；往滤纸上滴加酚酞试液，b极附近颜色变红。9用惰性电极电解一定浓度的cuso4溶液时，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol cu2(oh)2co3后，恰好恢复到电解前的浓度和ph(不考虑二氧化碳的溶解)。则电解过程中转移的电子的物质的量为()a0.4 molb0.5 molc0.6 mol d0.8 mol解析：选c。用惰性电极电解一定浓度的cuso4溶液时，如果硫酸铜没有消耗完或恰好消耗完，这时向电解液中加入氧化铜或碳酸铜就可以恢复到电解前的浓度和ph，而题中加入的是cu2(oh)2co3，说明cuso4消耗完，并且又电解了一部分水。则电解的硫酸铜的物质的量为0.2 mol，电解的水的物质的量为0.1 mol，转移的电子的物质的量为0.2 mol20.1 mol20.6 mol。二、非选择题10按下图所示装置进行实验，并回答下列问题：(1)判断装置的名称：a池为_，b池为_。(2)锌极为_极，电极反应式为_；铜极为_极，电极反应式为_；石墨棒c1为_极，电极反应式为_；石墨棒c2附近的实验现象为_。(3)当c2极析出224 ml气体(标准状况)时，锌的质量_(填“增加”或“减少”)_g，cuso4溶液的质量_(填“增加”或“减少”)_g。解析：(1)a池中zn、cu放入cuso4溶液中构成原电池，b池中两个电极均为石墨电极，在以a为电源的情况下构成电解池，即a(原电池)为b(电解池)的电源。(2)a池中zn为负极，cu为正极，b池中c1为阳极，c2为阴极，阴极区析出h2，周围oh富集，使酚酞变红。(3)n(h2)0.224 l/ 22.4 lmol10.01 mol，故电路中转移电子的物质的量为0.01 mol20.02 mol，根据得失电子守恒，锌极有 0.01 mol zn溶解，即zn极质量减少0.01 mol65 gmol10.65 g，铜极上有 0.01 mol cu析出，即 cuso4 溶液增加了0.01 mol65 gmol10.01 mol64 gmol10.01 g。答案：(1)原电池电解池(2)负zn2e=zn2正cu22e=cu阳2cl2e=cl2有无色气体产生，附近溶液出现红色(3)减少0.65增加0.0111对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。(1)以下为铝材表面处理的一种方法：碱洗的目的是除去铝材表面的氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是_(用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入或通入下列试剂中的_。anh3 bco2cnaoh dhno3以铝材为阳极，在h2so4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为_。取少量废电解液，加入nahco3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是_。(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是_。解析：(1)冒气泡的原因是al与naoh溶液反应，离子方程式为2al2oh2h2o=2alo3h2；使alo生成沉淀，最好是通入co2，若加hno3，过量时沉淀容易溶解。阳极是al发生氧化反应，要生成氧化膜，还必须有h2o参加反应，故电极反应式为2al3h2o6e=al2o36h；加入nahco3溶液后产生气泡和白色沉淀，是由于废电解液中含al3，hco消耗h，使溶液ph不断升高，生成al(oh)3沉淀。(2)电镀时，阳极cu可以发生氧化反应生成cu2，以补充溶液中的cu2。答案：(1)2al2oh2h2o=2alo3h2b2al3h2o6e=al2o36h废电解液中含al3，hco消耗h，c(h)减小，c(oh)增大，生成al(oh)3沉淀(2)阳极cu可以发生氧化反应生成cu2，以补充溶液中的cu212原电池、电解池原理在工业生产、日常生活中应用广泛。(1)lisocl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是lialcl4socl2。电池的总反应可表示为4li2socl2=4liclsso2。电池的负极反应式为_。电池的正极反应式为_。(2)钢铁生锈的现象随处可见，钢铁的电化学腐蚀原理如图所示。写出石墨电极的电极反应式：_。将该装置进行简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置，请在图中虚线框内所示位置进行修改，并用箭头标出导线中电子流动的方向。写出修改后石墨电极的电极反应式：_。解析：(1)分析反应中各元素的化合价变化，可知li为还原剂，socl2为氧化剂。负极材料为li(还原剂)，负极反应式为lie=li。正极反应式为2socl24e=4clsso2。(2)钢铁的吸氧腐蚀中石墨作正极，电极反应式为2h2oo24e=4oh。利用外加电流的阴极保护法，将钢铁与直流电源的负极相连接，可以保护钢铁不被腐蚀。修改后的装置为电解池，石墨电极作阳极，cl放电，电极反应式为2cl2e=cl2。答案：(1)lie=li2socl24e=4clsso2(2)2h2oo24e=4oh2cl2e=cl213某课外小组分别用下图所示装置对原电池和电解原理进行实验探究。请回答：.用图1所示装置进行第一组实验。(1)在保证电极反应不变的情况下，不能替代cu作电极的是_(填字母序号)。a铝 b石墨c银 d铂(2)n极发生反应的电极反应式为_。(3)实验过程中，so_(填“从左向右”“从右向左”或“不”)移动；滤纸上能观察到的现象有_。.用图2所示装置进行第二组实验。实验过程中，两极均有气体产生，y极区溶液逐渐变成紫红色；停止实验，铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料发现高铁酸根(feo)在溶液中呈紫红色。(4)电解过程中，x极区溶液的ph_(填“增大”“减小”或“不变”)。(5)电解过程中，y极发生的电极反应为fe6e8oh=feo4h2o和4oh4e=2h2oo2，若在x极收集到1 344 ml气体，在y极收集到168 ml气体(均已折算为标准状况时气体体积)，则y电极(铁电极)质量减少_g。解析：.(1)由图1可知，左边装置是原电池，要保证电极反应不变，代替铜电极的要比锌不活泼才可以，铝比锌活泼，故a不可以。(2)n极连接原电池的负极锌，则n极为电解池的阴极，其电解的是naoh溶液(实质是电解水)，电极反应为2h2o2e=h22oh。(3)原电池中，阴离子向负极移动，故so从右向左移动。m极铁作电解池的阳极，失电子生成fe2，fe2与oh结合生成fe(oh)2，fe(oh)2被空