【导与练】高考化学一轮复习 专题6《化学反应与能量变化》第2单元 第2讲 电解池　金属腐蚀与防护课时训练 苏教版(1).doc

第2讲电解池金属腐蚀与防护课时训练 练知能、提成绩 限时测评(时间:40分钟)测控导航表考点易中电极反应式书写2,714电解计算3,610金属腐蚀与防护1,4,5综合考查8,119,12,13基础过关1.(2013山东枣庄模拟)下列关于电化学知识说法正确的是(d)a.电解alcl3、fecl3、cucl2的混合溶液,在阴极上依次析出cu、fe、alb.电解cuso4溶液一段时间后,加入适量cu(oh)2可以使溶液恢复至原状态c.铅蓄电池在充电时,连接电源正极发生的电极反应为:pbso4+2e-pb+so42-d.将钢闸门与直流电流的负极相连,可防止钢闸门腐蚀解析:fe3+在电极上放电,只能生成fe2+,得不到单质铁,a错误;应该加入氧化铜或碳酸铜,b错误;铅蓄电池充电时,连接电源正极发生的电极反应为:pbso4+2h2o-2e-pbo2+4h+so42-,c错误;被保护的金属与电源的负极相连,作阴极而得到保护,d正确。2.(2013宁德高三质检)高铁酸盐在能源、环境保护等有着广泛的用途,可以用电解法制高铁酸盐(已知高铁酸盐在酸性条件下不稳定),总反应式为fe+2h2o+2oh-3h2+feo42-。下列说法正确的是(c)a.铁为阳极,h2so4为电解液b.铁为阴极,浓naoh为电解液c.阳极发生的电极反应为fe+8oh-6e-4h2o+feo42-d.铁失去3 mol电子可以在阴极得到33.6 l氢气解析:由反应式知铁为阳极,电解液为碱性溶液,故a项错误,b项错误;铁失去3 mol电子可以在阴极得到1.5 mol氢气,标准状况下为33.6 l,d项错误。3.(2014内江、广安模拟)推销净水器的商人用自来水做电解实验,一段时间后两极间产生绿色沉淀,并很快变成红褐色,然后用净水器净化后的水做电解实验,两极上只有气体产生,水中并无沉淀,用以证明自来水很“脏”。人们将自来水送检,却是合格的,下列有关说法合理的是(c)a.商人电解自来水时,用石墨作阳极;电解净化水时,用铁作阴极b.电解自来水时,阴极反应式:o2+2h2o+4e-4oh-c.电解净化水时,a、b两极的ph变化如图2所示d.电解自来水实验中,若阴极产生气体为3.36 l(标准状况),则阳极质量减小5.6 g解析:商人电解自来水时,用铁作阳极,铁失电子成为fe2+,在阴极,水中的h+得电子成为氢气,破坏了水的电离平衡生成了oh-,fe2+与oh-生成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁很快被氧化为氢氧化铁,故两极间产生绿色沉淀,并很快变成红褐色;商人电解净化水时,用石墨作阳极,阳极(b极)电极反应为4oh-4e-2h2o+o2,阳极区c(h+)增大,ph降低,阴极(a极)电极反应为2h+2e-h2,阴极区c(oh-)增大,ph升高,故两极上只有气体产生,水中并无沉淀,故a、b项错误,c项正确;电解自来水实验中,若阴极产生气体(h2)为3.36 l(标准状况),则转移的电子的物质的量为3.36 l22.4 lmol-12=0.3 mol,阳极铁失电子成为fe2+,质量减小0.3mol256 gmol-1=8.4 g,d项错误。4.(2013福建三明质检)利用如图装置进行实验,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(a)a.a处溶液的ph增大,b处溶液的ph减小b.一段时间后,a管液面高于b管液面c.a管发生吸氧腐蚀,b管发生析氢腐蚀d.a、b两处具有相同的电极反应式:fe-2e-fe2+解析:左边发生吸氧腐蚀,右边发生析氢腐蚀。a处氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,铁失电子生成二价铁离子,氢氧根离子和二价铁离子反应生成氢氧化亚铁沉淀,所以溶液的ph略变大,b处氢离子发生还原反应生成氢气,溶液的ph增大,故a错误。5.(2012年海南化学)下列叙述错误的是(c)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:a中构成fec原电池抗腐蚀能力减弱;在铁制品上镀铜时,镀件应为阴极,铜作阳极,c项符合题意;铁管上镶嵌锌块,构成的原电池中fe作正极,受到保护。6.(2013安徽东至高三一模)下图所示装置中,已知电子由b极沿导线流向锌。下列判断正确的是(c)a.该装置中cu极为阴极b.一段时间后锌片质量减少c.b极反应的电极反应式为:h2-2e-+2oh-2h2od.当铜极的质量变化为32 g时,a极上消耗的o2的体积为5.6 l解析:根据题意:电子由b极沿导线流向锌推知,b极为原电池的负极,a极为原电池的正极,zn极为电解池的阴极,cu极为电解池的阳极,b极反应为:h2-2e-+2oh-2h2o,选项a、b均错误,c正确;选项d状态未知,o2的体积无法计算。7.(2013山东日照二模)用如图所示装置进行实验,下列叙述错误的是(d)a.k与n连接时,铁被腐蚀b.k与n连接时,石墨电极产生气泡c.k与m连接时,一段时间后溶液的ph增大d.k与m连接时,初始阶段石墨电极的电极反应为4oh-4e-2h2o+o2解析:k与n连接时,形成原电池,为析氢腐蚀的模型,铁被腐蚀,石墨电极产生h2,a、b项均正确;k与m连接时,构成电解池,铁电极的反应为:2h+2e-h2,氢离子浓度减小,溶液的ph增大,故c项正确;初始阶段石墨电极的反应为:2cl-2e-cl2,d项错误。 8.(2013福建福州质检)电解加工是利用电解原理使金属在电解液中溶蚀成预定形状的方法。电解加工一铜构件的示意图如图,阳极铜件被溶蚀,而阴极的质量和形状都保持不变,则原始电解液不宜含有大量的(d)a.so42-b.cl-c.na+d.cu2+解析:由题意阴极的质量和形状都保持不变,可判断阴极没有金属析出,故原电解液不宜含有大量的cu2+。9.钢铁工业是国家工业的基础,请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。(1)生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中,当铁锈被除尽后,溶液中发生的化合反应的化学方程式为 。(2)下列哪些装置可防止铁棒被腐蚀。(3)在实际生产中,可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置如图:a电极对应的金属是(写元素名称),b电极的电极反应式是 。若电镀前a、b两金属片质量相同,电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量,两者质量差为5.12 g,则电镀时电路中通过的电子为mol。镀层破损后,镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀,请简要说明原因 。解析:(1)铁锈主要成分为fe2o3h2o,与hcl反应生成fe3+,fe3+具有强氧化性,能够氧化铁:2fe3+fe3fe2+。(2)根据原电池和电解池原理可知,a项铁作负极,加速了铁的腐蚀;b项铁作正极被保护;c项为铁的自然腐蚀;d项铁作阴极,被保护。(3)镀铜时阳极材料应选铜。阳极溶解铜,阴极沉出铜,故在阴极析出铜的质量为:5.12 g2=2.56 g。根据cu2+2e-cu可知转移电子数为0.08 mol。镀铜铁破损,构成原电池,铁为负极,而镀锌铁破损,铁作正极。答案:(1)2fecl3+fe3fecl2(2)bd(3)铜cu2+2e-cu0.08铁比铜活泼,镀层破坏后,在潮湿环境中形成原电池,铁为负极,加速铁的腐蚀(叙述合理即可)10.(2014石家庄质检)“神舟九号”飞船的电源系统共有3种,分别是太阳能电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池。(1)飞船在光照区运动时,太阳能电池帆板将能转化为能,除供给飞船使用外,多余部分用镉镍蓄电池储存起来。其工作原理为cd+2niooh+2h2ocd(oh)2+2ni(oh)2,充电时,阳极的电极反应式为;当飞船运行到地影区时,镉镍蓄电池开始为飞船供电,此时负极附近溶液的碱性(填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)紧急状况下,应急电池会自动启动,工作原理为zn+ag2o+h2o2ag+zn(oh)2,其负极的电极反应式为 。(3)若用上述应急电池电解200 ml含有0.1 moll-1 nacl和0.1 moll-1 cuso4的混合溶液(电极均为惰性电极),当消耗1.3 g锌时,阳极产生的气体为(填化学式),溶液的ph=(假设电解前后溶液的体积不变)。解析:(1)阳极是失电子发生氧化反应的一极,ni(oh)2为阳极;放电时负极反应为cd-2e-+2oh-cd(oh)2,故负极附近的溶液碱性减小。(3)阳极上阴离子放电:2cl-2e-cl2,4oh-4e-o2+2h2o;1.3 g zn转移电子:1.3652 mol=0.04 mol,由n(nacl)=0.1 moll-10.2 l=0.02 mol和n(cuso4)=0.1 moll-10.2 l=0.02 mol推知,阴极只有cu2+放电,故消耗n(oh-)=0.04 mol-0.02 mol=0.02 mol,即产生n(h+)=0.02 mol,c(h+)=0.020.2 moll-1=0.1 moll-1。答案:(1)太阳电ni(oh)2-e-+oh-niooh+h2o减小(2)zn-2e-+2oh-zn(oh)2(3)cl2、o21能力提升11.(2013龙岩联考)某工厂利用如图所示装置处理含铬酸性废水,原理是cr2o72-+6fe2+14h+2cr3+6fe3+7h2o,cr3+3oh-cr(oh)3。下列说法不正确的是(d)a.x为电源正极b.铁电极不能用惰性电极替换c.氯化钠作用是增强溶液导电能力d.惰性电极上产生氯气解析:根据处理含铬酸性废水的方程式可知,金属铁电极需产生还原性离子(fe2+),故铁电极为电解池的阳极,x为电源正极,a正确;若铁电极用惰性电极代替后将不能产生还原性离子(fe2+),b正确;nacl是强电解质,加入后能增强溶液的导电性,c正确;惰性电极为电解池的阴极,溶液中的h+在电极上得电子生成氢气,d错误。12.(2013年天津理综)为增强铝的耐腐蚀性,现以铅蓄电池为外电源,以al作阳极、pb作阴极,电解稀硫酸,使铝表面的氧化膜增厚。反应原理如下:电池:pb(s)+pbo2(s)+2h2so4(aq)2pbso4(s)+2h2o(l)电解池:2al+3h2oal2o3+3h2电解过程中,以下判断正确的是(d)电池电解池ah+移向pb电极h+移向pb电极b每消耗3 mol pb生成2 mol al2o3c正极:pbo2+4h+2e-pb2+2h2o阳极:2al+3h2o-6e-al2o3+6h+d解析:原电池中阳离子移向正极,即h+移向pbo2极,电解池中,阳离子移向阴极,即h+移向pb极,a错误;根据电子守恒,电池中每消耗3 mol pb,则在电解池中生成1 mol al2o3,b错误;电池中正极反应为pbo2+2e-+4h+so42-pbso4+2h2o,c错误;电池中pb失电子转化为难溶的pbso4,所以pb电极质量增加,电解池中pb作阴极,不参与电极反应,因此质量不变,d正确。13.(2013郑州质检)重铬酸钾又名红矾钾,是化学实验室中的一种重要分析试剂。工业上以铬酸钾(k2cro4)为原料,采用电化学法制备重铬酸钾(k2cr2o7)。制备装置如图所示(阳离子交换膜只允许阳离子透过):制备原理:2cro42-(黄色)+2h+cr2o72-(橙色)+h2o。(1)通电后阳极室产生的现象为 ;其电极反应式是 。(2)该制备过程总反应的离子方程式可表示为4cro42-+4h2o2cr2o72-+4oh-+2h2+o2,若实验开始时在右室中加入38.8 g k2cro4,t分钟后测得右室中k与cr的物质的量之比为32,则溶液中k2cro4和k2cr2o7的物质的量之比为;此时电路中转移电子的物质的量为。解析:(1)阳极发生的反应为:4oh-4e-o2+2h2o,oh-放电生成h+,使2cro42-(黄色)+2h+cr2o72-(橙色)+h2o向右移动。(2)直接设两物质的物质的量分别为x、y,则钾原子的物质的量为2x+2y,铬原子物质的量为x+2y,依据两原子个数比为32,可求出两物质的物质的量之比为21;根据铬酸钾的质量可求出铬原子总物质的量为0.2 mol,又t min后两物质的物质的量之比为21,则铬酸钾为0.1 mol,重铬酸钾为0.05 mol,根据化学方程式可知,生成0.05 mol的重铬酸钾的反应中转移电子为 0.05 mol42=0.1 mol。答案:(1)阳极产生无色气体,溶液由黄色逐渐变为橙色2h2o-4e-o2+4h+(或4oh-4e-o2+2h2o)(2)210.1 mol14.(2014甘肃张掖模拟)某课外活动小组同学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a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)该小组同学模拟工业上用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。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)k与a连接则构成原电池,活泼金属作负极,即铁是负极,石墨是正极,因此是铁的吸氧腐蚀,所以a极电极反应式为2h2o+o2+4e-4oh-。