高考化学一轮复习 第20讲《电解池　金属的电化学腐蚀与保护》自检训练.doc

第20讲电解池金属的电化学腐蚀与保护(时间：45分钟满分：100分)考点题号电解原理分析及计算4、5、6、7、8金属的腐蚀与防护2、9电解原理的综合应用1、3、10、11一、选择题(本题共7个小题，每题6分，共42分，每个小题只有一个选项符合题意)1(2013广元联考)化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是()。a用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为2cl2e=cl2b氢氧燃料电池的负极反应式：o22h2o4e=4ohc粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，阳极反应式为cu2e=cu2d钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：fe2e=fe2解析电池的负极发生的是氧化反应，b不对；粗铜精炼时，纯铜应该连接电源的负极，c错；钢铁发生电化学腐蚀时，铁为负极，d错。答案a2(2010北京，6)下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是 ()。a钢管与电源正极连接，钢管可被保护b铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀c钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀d钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是fe3e=fe3解析在外加电流保护时，被保护的金属要与电源的负极相连，a项错。铁与铜接触易构成原电池，铁作负极，铁更易被腐蚀，c项错。铁发生析氢腐蚀时，负极反应是fe2e=fe2。答案b3.铝及铝合金经过阳极氧化，铝表面能生成几十微米厚的氧化铝膜。某研究性学习小组模拟工业法对铝片表面进行氧化处理。分别以铅片、铝片为电极，以硫酸溶液为电解液，按照如图所示装置连接电解池装置，电解40 min后取出铝片，用水冲洗，放在水蒸气中封闭处理2030 min，即可得到更加致密的氧化膜。下列有关说法正确的是 ()。a电解时电子从电源负极导线铝极，铅极导线电源正级b在电解过程中，h向阳极移动，so向阴极移动c电解过程阳极周围溶液的ph下降d电解的总反应为2al6h=2al33h2解析根据装置示意图分析，铝片为阳极，铅片为阴极，所以电解时电子的流向为从电源负极导线铅极，铝极导线电源正极，a项错误；电解过程中，阳离子向阴极移动，阴离子则向阳极移动，b项不正确；根据题意，电解的总反应为：2al3h2oal2o33h2，阳极的电极反应为：2al3h2o6e=al2o36h，阳极周围的ph下降，c项正确，而d项错误。答案c4(2013天津模拟)臭氧是常见的强氧化剂，广泛用于水处理系统。制取臭氧的方法很多，其中高压放电法和电解纯水法原理如下图所示，下列有关说法不正确的是 ()。a高压放电法，反应的原理为3o22o3b高压放电出来的空气中，除含臭氧外还含有氮的氧化物c电解时，电极b周围发生的电极反应有3h2o6e=o36h和2h2o4e=o24hd电解时，h由电极a经聚合固体电解质膜流向电极b解析高压放电法与闪电条件下氧气部分转化为臭氧类似，其反应的原理为：3o22o3，因空气中还含有氮气，放电条件下，氮气也能与氧气反应，故有氮氧化物生成，a、b两项均正确；观察上图电解法制臭氧，可发现有氢气放出，必由水还原生成，发生还原反应，故a为阴极；同理，由水生成氧气和臭氧，发生氧化反应，c项正确；因b为阳极，电解质中的阳离子移向阴极，故d项错误。答案d5(2013大连调研)如图，a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色。下列说法正确的是()。ax极是电源负极，y极是电源正极ba极的电极反应是2cl2e=cl2c电解过程中cuso4溶液的ph逐渐增大dpt极上有6.4 g cu析出时，b极产生2.24 l(标准状况)气体解析由题意知b极为阴极，a极为阳极，a极发生的电极反应为2cl2e=cl2，y为负极，x为正极，故a项错误，b项正确，pt极上的反应为2h2o4e=o24h，溶液的酸性增强，ph减小，pt极上产生o2，cu极上有cu析出，c、d项均错误。答案b6(2013长沙调研)如图所示甲、乙两个装置，所盛溶液体积和浓度均相同且足量，当两装置电路中通过的电子都是1 mol时，下列说法不正确的是()。a溶液的质量变化：甲减小乙增大b溶液ph变化：甲减小乙增大c相同条件下产生气体的体积：v甲v乙d电极反应式：甲中阴极为cu22e=cu，乙中负极为mg2e=mg2解析甲中总反应为2cuso42h2o2cu2h2so4o2，乙中总反应为mg2hcl=mgcl2h2，故甲溶液质量减小，乙溶液质量增大，a对；甲中生成h2so4，ph减小，乙中消耗盐酸，ph增大，b对；当两装置电路中通过的电子都是1 mol时，甲中产生0.25 mol o2，乙中产生0.5 mol h2，故相同条件下，甲乙中产生气体的体积比为12，c错；甲中阴极为cu2放电，电极反应为cu22e=cu，乙中负极为mg放电，电极反应为mg2e=mg2，d对。答案c7(2013成都二模)500 ml kno3和cu(no3)2的混合溶液中c(no)0.6 moll1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到2.24 l气体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500 ml，下列说法正确的是 ()。a原混合溶液中c(k)为0.2 moll1b上述电解过程中共转移0.2 mol电子c电解得到的cu的物质的量为0.05 mold电解后溶液中c(h)为0.2 moll1解析石墨作电极电解kno3和cu(no3)2的混合溶液，阳极反应式为：4oh4e=2h2oo2，阴极先后发生两个反应：cu22e=cu,2h2e=h2。阳极收集到o2为2.24 l这个事实可推知上述电解过程中共转移0.4 mol电子，阴极生成2.24 l h2的过程中转移0.2 mol电子，所以cu2共得到0.4 mol0.2 mol0.2 mol电子，电解前cu2的物质的量和电解得到的cu的物质的量都为0.1 mol。电解前后分别有以下守恒关系：c(k)2c(cu2)c(no)，c(k)c(h)c(no)，不难算出：电解前c(k)0.2 moll1，电解后c(h)0.4 moll1。答案a二、非选择题(本题共4个小题，共58分)8.(14分) (2012绵阳模拟)电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，装有电解液a：x、y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：(1)若x、y都是惰性电极，a是饱和nacl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞溶液，则电解池中x电极上的电极反应式为_，在x电极附近观察到的现象是_。y电极上的电极反应式为_，检验该电极反应产物的方法是_。(2)如用电解方法精炼粗铜，电解液a选用cuso4溶液，则x电极的材料是_，电极反应式为_。y电极的材料是_，电极反应式为_(说明：杂质发生的电极反应不必写出)。答案(1)2h2e=h2放出气体，溶液变红2cl2e=cl2把湿润的淀粉碘化钾试纸放在y电极附近，试纸变蓝色(2)纯铜cu22e=cu粗铜cu2e=cu29(15分)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自然氧化膜，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，最好向槽液中加入下列试剂中的_。anh3 bco2 cnaoh 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_。(3)利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。若x为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关k应置于_处。若x为锌，开关k置于m处，该电化学防护法称为_。解析(1)题中指出在碱洗时有气泡产生，则只有金属铝与碱反应才符合条件，故碱洗过程中发生反应的离子方程式为al2o32ohh2o=2alo、2al2oh4h2o=2alo3h2。碱洗后溶液中含有大量alo，故最好通入co2气体使alo转化为al(oh)3沉淀以回收铝。活泼金属作阳极，阳极材料本身失电子被氧化，其氧化产物为al2o3，由此可得阳极反应式为2al3h2o6e=al2o36h。加入nahco3溶液后，al3与hco发生相互促进的水解反应，离子方程式可表示为al33hco=al(oh)33co2。(2)电镀时若用石墨作阳极，则电解过程中电解液中cu2浓度不断减小，导致铁表面不能镀上均匀的铜。(3)若x为碳棒，则只能用外加电源的阴极保护法，此时开关k应置于n处。若x为zn，k置于m处，其保护原理为牺牲阳极的阴极保护法。答案(1)2al2oh2h2o=2alo3h2b2al3h2o6e=al2o36hhco与al3发生水解相互促进反应，产生al(oh)3沉淀(2)补充溶液中消耗的cu2，保持溶液中cu2浓度恒定(3)n牺牲阳极的阴极保护法10(14分)(2013山西六校联考)硒是制光电池的一种原料，人体缺少硒就会得“克山病”，从电解精炼铜的阳极泥中提取硒的流程如下：请回答下列问题：(1)实验室中电解精炼铜的简易装置如图所示，请在图中标出电极材料和电解液的名称。(2)阳极泥中硒以se、ag2se、cu2se等形式存在，se与浓硫酸反应的化学方程式为_。(3)seo2溶于水得h2seo3(ka13.5103，ka25.0108)，亚硒酸溶液与so2反应制硒的离子方程式为_。电解亚硒酸溶液可制得强酸h2seo4，则电解时的阳极反应式为_。(4)上述硒的提取过程中存在的主要问题是_。解析(1)电解精炼铜时粗铜作阳极，精铜作阴极，cuso4溶液作电解液。(2)根据流程图可知硒的氧化产物为seo2，浓硫酸的还原产物为so2，由此可得出化学方程式。(3)根据题中提示h2seo3是弱酸，在离子方程式中应写化学式。电解亚硒酸溶液时，阳极发生氧化反应生成硒酸。答案(1)左侧：粗铜右侧：精铜电解液：硫酸铜溶液(2)se2h2so4(浓)seo22so22h2o(3)h2seo32so2h2o=se2so4hh2seo32eh2o=seo4h(4)浓硫酸的腐蚀性强焙烧过程中产生大量有毒气体so2，污染环境(其他合理答案亦可)11(15分) (2013资阳模拟)如下图装置所示，c、d、e、f、x、y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，a、b为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，f极附近呈红色。请回答：(1)b极是电源的_，一段时间后，甲中溶液颜色_，丁中x极附近的颜色逐渐变浅，y极附近的颜色逐渐变深，这表明_，在电场作用下向y极移动。(2)若甲、乙装置中的c、d、e、f电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为_。(3)现用丙装置给铜件镀银，则h应该是_(填“镀层金属”或“镀件”)，电镀液是_溶液。当乙中溶液的ph是13时(此时乙溶液体积为500 ml)，丙中镀件上析出银的质量为_，甲中溶液的ph_(填“变大”、“变小”或“不变”)。(4)若将c电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生总反应的离子方程式是_。解析(1)f极附近呈红色，说明f是阴极，e是阳极，则a为正极，b为负极。甲中因cu2放电使溶液颜色变浅。丁中y极附近颜色变深，说明fe(oh)3胶粒向阴极移动，即fe(oh)3胶粒带正电荷。(2)c、d、e、f的电极产物分别为o2、cu、cl2、h2，由于