高考化学一轮复习 课时提升作业 二十（B）第六章 化学反应与能量 3 电解池 金属的电化学腐蚀与防护.doc

课时提升作业 二十电解池金属的电化学腐蚀与防护(b)(45分钟100分)一、选择题(本题包括7小题，每小题6分，共42分)1.下列有关电化学原理的说法错误的是()a.氯化铝的熔点比氧化铝低，因此工业上最好采用电解熔融氯化铝来制备单质铝b.电镀时，通常把待镀的金属制品作阴极，把镀层金属作阳极c.冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属，电解法几乎是唯一可行的工业方法d.对大型船舶的外壳进行的“牺牲阳极的阴极保护法”，是应用了原电池原理【解析】选a。氯化铝是共价化合物，工业上采用电解熔融氧化铝来制备单质铝，a错误；电镀时，通常把待镀的金属制品作阴极，把镀层金属作阳极，b正确；钠、钙、镁、铝是活泼的金属，电解法几乎是唯一可行的工业方法，c正确；对大型船舶的外壳连接更活泼的金属，进行的“牺牲阳极的阴极保护法”，是应用了原电池原理，d正确。2.(2016太原模拟)如图是铅蓄电池充、放电时的工作示意图，已知放电时电池反应为pbo2+pb+4h+2so42-2pbso4+2h2o。下列有关说法正确的是()a.k与n相接时，能量由电能转化为化学能b.k与n相接时，h+向负极区迁移c.k与m相接时，所用电源的a极为负极d.k与m相接时，阳极附近的ph逐渐增大【解析】选c。k与n相接时，构成原电池，能量由化学能转化为电能，h+向正极区迁移，a、b错；k与m相接时，构成电解池，电源a极为负极，连接阴极pb，阳极为pbo2，电解槽中的反应为2pbso4+2h2opbo2+pb+4h+2so42-，阳极附近的h+浓度逐渐增大，ph减小，故c对，d错。3.(2016成都模拟)下列叙述正确的是()a.k与m连接时，x为硫酸，一段时间后溶液的ph增大b.k与n连接时，x为氯化钠，石墨电极反应：2h+2e-h2c.k与n连接时，x为硫酸，一段时间后溶液的ph增大d.k与m连接时，x为氯化钠，石墨电极反应：4oh-4e-2h2o+o2【解析】选c。k与m连接时，x为硫酸，该装置是电解池，铁作阴极，氢离子放电生成氢气，石墨作阳极，氢氧根离子放电生成氧气，电解一段时间后溶液的浓度增大，ph减小，a错误；k与n连接时，x为氯化钠，该装置是原电池，铁作负极，石墨作正极，石墨上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为2h2o+o2+4e-4oh-，b错误；k与n连接时，x为硫酸，该装置是原电池，石墨作正极，正极上氢离子放电生成氢气，铁作负极，铁失电子生成+2价铁，溶液的浓度降低，溶液的ph增大，c正确；k与m连接时，x为氯化钠，该装置是电解池，石墨作阳极，铁作阴极，阳极上氯离子放电，所以阳极上的电极反应式为2cl-2e-cl2，d错误。4.(2016宿州模拟)将h2s通入fecl3溶液中，过滤后将反应液加入电解槽中电解(如图所示)，电解后的溶液还可以循环利用。该方法可用于处理石油炼制过程中产生的h2s废气。下列有关说法正确的是()a.过滤得到的沉淀可能是fes和sb.若有0.20 mol的电子转移，一定能得到2.24 l的氢气c.可以用fe与外接电源的a极相连d.与a极相连的电极反应为fe2+-e-fe3+【解析】选d。h2s与fecl3反应生成s、盐酸和氯化亚铁，a错误；没有给出氢气所处的条件，不能求氢气的体积，b错误；根据右边生成氢气知b是负极，a是正极，若此时铁是阳极，则被溶解，c错误，d正确。【加固训练】如图是co2电催化还原为ch4的工作原理示意图。下列说法不正确的是()a.该过程是电能转化为化学能的过程b.一段时间后，池中n(khco3)不变c.一段时间后，池中溶液的ph一定下降d.铜电极的电极反应式为co2+8h+8e-ch4+2h2o【解析】选b。该装置是一个电解池，电解池是将电能转化为化学能的装置，a正确；在电解池的阴极上发生二氧化碳得电子的还原反应，即co2+8h+8e-ch4+2h2o，一段时间后，氢离子浓度减小，氢氧根浓度增大，氢氧根会和池中的碳酸氢钾反应，所以n(khco3)会减小，b错误；在电解池的阳极上，是阴离子氢氧根离子发生失电子的氧化反应，所以酸性增强，ph一定下降，c正确；co2电催化还原为ch4的过程是一个还原反应过程，所以铜电极是电解池的阴极，铜电极的电极反应式为co2+8h+8e-ch4+2h2o，d正确。5.(2016西安模拟)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cu2+2e-cu，乙中负极为mg-2e-mg2+【解析】选c。甲中总反应为2cuso4+2h2o2cu+2h2so4+o2，乙中总反应为mg+2hclmgcl2+h2，故甲溶液质量减小，乙溶液质量增大，a正确；甲中生成h2so4，ph减小，乙中消耗盐酸，ph增大，b正确；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错误；甲中阴极为cu2+放电，电极反应为cu2+2e-cu，乙中负极为mg放电，电极反应为mg-2e-mg2+，d正确。6.假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求，即为理想化。为各装置中的电极编号。下列说法错误的是()a.当k闭合时，a装置发生吸氧腐蚀，在电路中作电源b.当k断开时，b装置锌片溶解，有氢气产生c.当k闭合后，整个电路中电子的流动方向为；d.当k闭合后，a、b装置中ph变大，c、d装置中ph不变【解析】选a。当k闭合时，b装置构成原电池，在电路中作电源，整个电路中电子的流动方向为；b装置中消耗h+，ph变大，a装置中相当于电解饱和食盐水，ph变大；c装置中相当于在银上镀铜，ph不变；d装置中相当于铜的电解精炼，ph不变。【互动探究】(1)电镀和电解精炼中，溶液中溶质的浓度都不变吗？提示：不是。电镀中溶液的离子浓度不变，但电解精炼时原溶液的浓度会减小。(2)整个电路中电子的流动方向为吗？提示：不是。电子只能在导线中移动，走“旱路”，在溶液中是阴、阳离子导电，即离子走“水路”。7.(能力挑战题)以纯锌作阴极，以石墨作阳极，电解某浓度的硫酸锌溶液，阴极产物均附在电极上(阴极产物也不再参加反应损耗)，通电一段时间后，关闭电源，迅速撤去电极，若在电解后的溶液中加入4.95 g zn(oh)2固体，则恰好能使溶液恢复到原浓度，则整个电解过程中，所产生的气体体积为(标准状况)()a.0.56 lb.1.12 lc.2.24 ld.3.36 l【解析】选c。加入4.95 g zn(oh)2时恰好能使溶液恢复到原浓度，zn(oh)2从组成上可看成znoh2o，所以电解过程中阴极上析出锌和氢气，4.95 g zn(oh)2的物质的量=4.9599mol=0.05 mol，根据原子守恒知，阳极上析出n(o2)=nzn(oh)2=0.05 mol，阴极上析出n(h2)=nzn(oh)2=0.05 mol，所以析出气体体积=(0.05+0.05)mol22.4 lmol-1=2.24 l。二、非选择题(本题包括4小题，共58分)8.(12分)(2016衡水模拟)如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：序号内容实验现象1常温下将铁丝放在干燥的空气中一个月干燥的铁丝表面依然光亮2常温下将铁丝放在潮湿的空气中一小时铁丝表面依然光亮3常温下将铁丝放在潮湿的空气中一个月铁丝表面已变得灰暗4将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一小时铁丝表面略显灰暗5将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时铁丝表面已变得灰暗6将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时铁丝表面灰暗程度比实验5严重回答以下问题：(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号)_；在电化学腐蚀中，负极反应是_；正极反应是_。(2)由该实验可知，可以影响铁锈蚀速率的因素是_。(3)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是_(答两种方法)。【解析】由实验现象(铁丝表面变灰暗)得出发生了电化学腐蚀的实验为3、4、5、6，负极fe失电子变成fe2+被腐蚀，正极均为o2放电。从能否构成原电池的条件等方面来回答问题(2)。从改变物质的内部结构方面，从覆盖保护层、原电池原理等方面进行思考来回答问题(3)。答案：(1)3、4、5、6fe-2e-fe2+(或2fe-4e-2fe2+)2h2o+o2+4e-4oh-(2)湿度、温度、o2的浓度、电解质存在(3)电镀、发蓝等表面覆盖保护层，牺牲阳极的阴极保护法(合理即可)9.(14分)(2016芜湖模拟)下图是一个化学过程的示意图。(1)图中甲池是_装置(填“电解池”或“原电池”)，其中oh-移向_一极(填“ch3oh”或“o2”)。(2)写出通入ch3oh的电极的电极反应式：_。(3)向乙池两电极附近滴加适量紫色石蕊试液，附近变红的电极为_极(填“a”或“b”)，并写出此电极的反应式：_。(4)乙池中总反应的离子方程式为_。(5)当乙池中b(ag)极的质量增加5.40 g时，乙池的ph是_(若此时乙池中溶液的体积为500 ml)；此时丙池某电极析出1.60 g某金属，则丙中的某盐溶液可能是_(填序号)。a.mgso4b.cuso4c.nacld.agno3【解析】(1)(2)分析图中装置，甲池是碱性条件下的甲醇燃料电池，用于发电，甲醇所在电极作负极，o2所在电极为正极，在碱性条件下甲醇的氧化产物为co32-，由此写出电极反应式：ch3oh-6e-+8oh-co32-+6h2o，原电池工作时溶液中的阴离子向负极移动。(3)(4)碳电极(a极)与原电池装置中通入o2的电极相连，则作阳极，电极反应式为4oh-4e-o2+2h2o，银电极(b极)与原电池装置中通入甲醇的电极相连，则作阴极，电极反应式为ag+e-ag，电解过程的总反应式为4ag+2h2o4ag+o2+4h+，因此当向乙池两电极附近滴加适量紫色石蕊试液时，附近变红的电极为a电极。(5)当乙池中b(ag)电极的质量增加5.40 g时，即析出ag的物质的量为0.05 mol，则生成h+的物质的量为0.05 mol，由此可得溶液的ph=1。根据放电规律，本题首先排除选项a和选项c。当乙池中b(ag)电极的质量增加5.40 g时，此时转移的电子数为0.05 mol，当丙池中电极上析出1.60 g金属铜时，正好转移0.05 mol电子，因此选项b正确。当丙装置中为agno3溶液，且agno3溶液足量时，可知析出金属的质量也应为5.40 g，若agno3溶液不足时，析出金属的质量必小于5.40 g，故选项d也有可能。答案：(1)原电池ch3oh(2)ch3oh-6e-+8oh-co32-+6h2o(3)a4oh-4e-o2+2h2o(4)4ag+2h2o4ag+o2+4h+(5)1b、d10.(16分)认真观察下列装置，回答下列问题：(1)装置b中pbo2上发生的电极反应方程式为_。连接装置b、c的u形管中装填含有琼脂的kcl饱和溶液，其作用是_(2)装置a中总反应的离子方程式为_。(3)若装置e的目的是在cu材料上镀银，则x为_，极板n的材料为_。若装置e的目的是验证金属的电化学防腐，则极板n的材料为_。【解析】本题的关键是判断原电池，由盐桥可知b、c构成原电池。pb作负极：pb-2e-+so42-pbso4；pbo2作正极：pbo2+2e-+so42-+4h+pbso4+2h2o。a池中与pbo2相连的cu为电解池的阳极：cu-2e-cu2+，pt电极为阴极：2h+2e-h2，总反应为cu+2h+cu2+h2。装置e中为电镀。镀层金属作阳极，镀件作阴极，m为阴极，为铜，n为阳极，为银，溶液为agno3溶液。答案：(1)pbo2+4h+so42-+2e-pbso4+2h2o使装置b、c中的溶液连成通路(2)cu+2h+cu2+h2(3)agno3ag惰性电极(或石墨等不溶性惰性材料)11.(能力挑战题)(16分)已知铅蓄电池的工作原理为pb+pbo2+2h2so4 2pbso4+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