2021版高考化学一轮复习 第6章 化学反应与能量 第21讲 电解池 金属腐蚀与防护课后达标检测 新人教版

1 第第 2121 讲讲 电解池电解池 金属腐蚀与防护金属腐蚀与防护 一 选择题 1 2020 济南高三模拟 四个电解装置都以 pt 做电极 它们分别装有如下电解质溶 液 电解一段时间后 测定其 ph 变化 所记录的结果正确的是 选项 abcd 电解质溶液 hclagno3kohbacl2 ph 变化减小增大增大不变 解析 选 c 电解盐酸 溶质 hcl 的量减少 溶剂的量不变 所以酸性减弱 ph 增大 a 项错误 电解硝酸银溶液生成硝酸 金属银和氧气 溶液酸性增强 ph 减小 b 项错误 电解氢氧化钾溶液的实质是电解水 溶质的量不变 溶剂减少 碱性增强 ph 增大 c 项 正确 电解氯化钡溶液得到氢氧化钡 氢气和氯气 溶液碱性增强 ph 增大 d 项错误 2 2020 哈尔滨高三一模 观察如图装置 下列说法正确的是 a a b 接电流表 该装置一定为原电池 b a b 接直流电源 该装置一定为电解池 c a b 接直流电源 铁可能不易被腐蚀 d a b 接电流表或接直流电源 铁都可能是负极 解析 选 c a 项 a b 接电流表 若液体 c 为非电解质溶液 不满足原电池的构成 条件 不能形成原电池 错误 b 项 若液体 c 为非电解质溶液 溶液不导电 所以不能 发生电解 即不是电解池 错误 c 项 若该装置是电解池 fe 与负极相连时做阴极被保 护 即铁可能不易被腐蚀 正确 d 项 接直流电源时 该装置可能为电解池 fe 可能做 阴极或阳极 错误 3 2020 贵阳高三调研 在世界海运史上曾发生过这样一个悲剧 一艘名叫 阿那吉 纳 号的货轮满载着精铜砂 在向日本海岸行驶时突然发生大面积漏水 最终沉没 坚硬 的钢制船体为什么会突然漏水呢 事后的事故调查结果表明导致沉船的原因与船上的精铜 砂密切相关 下列对此调查结论的理解正确的是 a 精铜砂装载过多导致沉船 b 运输途中铜与空气中的氧气发生氧化反应导致质量增大 超过船的承载能力 c 在潮湿的环境中 船体与铜构成了原电池 加速了作为负极的船体的腐蚀 d 在潮湿的环境中 船体与铜构成了电解池 钢制船体作为阳极而被氧化腐蚀 解析 选 c 在潮湿的环境中 cu fe 形成原电池加快了轮船的腐蚀 4 教材改编题 电解法精炼含有 fe zn ag 等杂质的粗铜 下列叙述正确的是 a 电解时以硫酸铜溶液做电解液 精铜做阳极 2 b 粗铜与电源负极相连 发生氧化反应 c 阴极上发生的反应是 cu2 2e cu d 电解后 fe zn ag 等杂质会沉积在电解槽底部形成阳极泥 解析 选 c a 项 精铜应做阴极 b 项 粗铜应做阳极 与电源正极相连 d 项 fe zn 比 cu 活泼 在阳极先放电 不会形成阳极泥 5 锌元素对婴儿及青少年的智力和身体发育有重要的作用 被称为生命火花 利用恒 电势电解 nabr 溶液间接将葡萄糖 ch2oh choh 4cho 氧化为葡萄糖酸 ch2oh choh 4cooh 进而制取葡萄糖酸锌 装置如图所示 下列说法错误的是 a 钛网与直流电源的正极相连 发生还原反应 b 石墨电极上的电极反应为 2h2o 2e h2 2oh c 电解过程中硫酸钠溶液浓度保持不变 d 生成葡萄糖酸的化学方程式为 ch2oh choh 4cho br2 h2o ch2oh choh 4cooh 2hbr 解析 选 a 根据题意和题图可知 在钛网上 nabr 转化为溴单质 失电子 发生氧化 反应 钛网做阳极 故与电源正极相连 a 错误 石墨电极做阴极 发生还原反应 电极 反应式为 2h2o 2e h2 2oh b 正确 电解过程中左侧发生反应 2br 2e br2 ch2oh choh 4cho br2 h2o ch2oh choh 4cooh 2hbr 右侧发生反应 2h2o 2e h2 2oh 左侧产生的 h 通过质子交换膜不断向右侧提供被消耗的 h 故硫酸钠溶液浓度保持不变 c d 正确 6 2020 沧州高三质量监测 以铅蓄电池为电源 通过电解法制备酒石酸 c4h6o6 简 写为 rh2 的原理如图所示 a b 为惰性电极 a b 为离子交换膜 下列叙述不正确的是 3 a n 极的电极反应式为 pbo2 2e so 4h pbso4 2h2o 2 4 b b 为阴离子交换膜 c 阴极反应为 2h2o 2e h2 2oh 阴极区溶液 ph 增大 d 铅蓄电池中消耗 2 mol h2so4时 理论上生成 2 mol rh2 解析 选 d 电解的目的为制备 rh2 则装置右侧为产品室 若原料室中的 r2 通过阴 离子交换膜进入产品室与 h 结合 则可制得 rh2 所以电极 b 上应为 h2o 电离出的 oh 放 电 生成 o2和 h 即电极 b 为阳极 电极反应为 2h2o 4e o2 4h b 为阴离子交 换膜 n 为正极 m 为负极 电极 a 为阴极 n 为铅蓄电池正极 电极反应为 pbo2 2e so 4h pbso4 2h2o a 项正确 根据上述分析可知 b 为阴离子交换 2 4 膜 b 项正确 阴极应为 h2o 电离出的 h 放电 生成 h2和 oh 故电极反应为 2h2o 2e h2 2oh oh 浓度增大 ph 增大 c 项正确 铅蓄电池放电时总反应为 pb pbo2 2h2so4 2pbso4 2h2o 当电池中消耗 2 mol h2so4时 电路中转移 2 mol e 根据电极 b 上的电极反应 2h2o 4e o2 4h 可知 转移 2 mol e 产品室有 2 mol h 生成 又 r2 2h rh2 所以理论上可生成 1 mol rh2 d 项错误 7 经典题 下列关于如图所示装置说法正确的是 a 装置中电子移动的途径是负极 fe m 溶液 石墨 正极 b 若 m 为 nacl 溶液 通电一段时间后 溶液中可能有 naclo c 若 m 为 fecl2溶液 可以实现石墨上镀铁 d 若 m 是海水 该装置是通过牺牲阳极的阴极保护法使铁不被腐蚀 解析 选 b 装置中电子移动的途径是负极 fe 石墨 正极 电子不能在溶液中传 递 a 错误 若 m 为 nacl 溶液 通电一段时间后 阴极产生的 naoh 与阳极产生的 cl2发生 反应生成 nacl 和 naclo 所以溶液中可能有 naclo b 正确 若 m 为 fecl2溶液 石墨为阳 极 发生氧化反应 不可能实现石墨上镀铁 c 错误 若 m 是海水 该装置是电解池 是 通过外加电流的阴极保护法使铁不被腐蚀 而不是牺牲阳极的阴极保护法 d 错误 8 2020 德州高三模拟 高氯酸在化工生产中有广泛应用 工业上以 naclo4为原料 制备高氯酸的原理如图所示 下列说法正确的是 4 a 装置中 f 极为光伏电池的正极 b 阴极的电极反应为 2h2o 4e 4h o2 c d 处得到较浓的 naoh 溶液 c 处得到 hclo4浓溶液 d 若转移 2 mol 电子 理论上生成 100 5 g hclo4 解析 选 c 根据内电路中 阴阳相吸 判断 电解池中阳离子 na 向阴极移动 即 右侧为阴极区 f 极为光伏电池的负极 a 错误 阳极 放氧生酸 电极反应为 2h2o 4e 4h o2 得到 hclo4浓溶液 阴极 放氢生碱 电极反应为 4h2o 4e 4oh 2h2 得到较浓的 naoh 溶液 b 错误 c 正确 由阳极反应式知 转 移 2 mol 电子时 生成 2 mol hclo4 质量为 201 g d 错误 9 2020 天星高三联考 锂钒氧化物电池的能量密度远远超过其他材料电池 其成本 低 便于大量推广 且对环境无污染 已知电池的总反应为 v2o5 xlilixv2o5 下 放电 充电 列说法正确的是 a 放电时 li 向负极移动 b 充电时 阳极的电极反应式为 lixv2o5 xe v2o5 xli c 放电时 负极失重 7 0 g 则转移 2 mol 电子 d 该电池以 li v2o5为电极 酸性溶液做介质 解析 选 b 放电时 li 向正极移动 a 项错误 充电时 阳极发生氧化反应 电极 反应式是 lixv2o5 xe v2o5 xli b 项正确 放电时 负极的电极反应式为 li e li 每消耗 1 mol li 7 0 g 转移 1 mol 电子 c 项错误 li 是活泼金属 会 与酸性溶液反应产生 h2 因而该电池介质不能是酸性溶液 d 项错误 10 2020 广东五校诊断 如图甲是一种利用微生物将废水中的尿素 h2nconh2 的化 学能直接转化为电能 并生成环境友好物质的装置 同时利用此装置的电能在铁上镀铜 下列说法中正确的是 a 乙装置中溶液颜色会变浅 b 铁电极应与 y 相连接 c m 电极反应式 h2nconh2 h2o 6e co2 n2 6h d 当 n 电极消耗 0 25 mol 气体时 铜电极质量减少 16 g 解析 选 c 乙装置为电镀装置 电镀液的浓度不变 因此溶液颜色不变 a 项错误 电镀时 待镀金属做阴极 与电源负极相连 而 n 电极上 o2转化为 h2o 发生还原反应 n 5 电极为正极 b 项错误 m 电极为负极 发生氧化反应 h2nconh2 h2o 6e co2 n2 6h c 项正确 根据 n 电极反应式 o2 4h 4e 2h2o 以及铜电极反应式 cu 2e cu2 各电极上转移电子数相等 可得关系式 o2 2cu 则当 n 电极消耗 0 25 mol o2时 铜电极质量减少 0 25 mol 2 64 g mol 1 32 g d 项错误 二 非选择题 11 知识的梳理和感悟是有效学习的方法之一 某学习小组将有关 电解饱和食盐水 的相关内容进行梳理 形成如下问题 显示的电极均为石墨 1 图 1 中 电解一段时间后 气球 b 中的气体是 填化学式 u 形管 填 左 或 右 边的溶液变红 2 利用图 2 制作一种环保型消毒液发生器 电解可制备 84 消毒液的有效成分 则 c 为电源的 极 该发生器中反应的总离子方程式为 3 二氧化氯 clo2 为一种黄绿色气体 是国际上公认的高效 广谱 快速 安全的杀 菌消毒剂 下图是目前已开发出用电解法制取 clo2的新工艺 阳极产生 clo2的电极反应式 当阴极产生标准状况下 112 ml 气体时 通过阳离子交换膜的离子的物质的量为 解析 1 图 1 中 根据电子流向知 左边电极是电解池阳极 右边电极是电解池阴极 阳极上氯离子放电生成氯气 阴极上氢离子放电生成氢气 同时阴极附近产生 naoh 2 要制取 84 消毒液 应创造氯气和氢氧化钠反应生成 naclo 的环境 为了使反应 更充分 则下面电极生成氯气 上面电极附近有 naoh 生成 上面电极生成氢气 为阴极 则 c 为负极 d 为正极 6 3 依据题干信息 阳极上 cl 被氧化为 clo2 根据电子守恒和电荷守恒 写出电极 反应式 电极上得到或失去一个电子 电解质溶液中必然有一个阳离子通过阳离子交换 膜 答案 1 h2 右 2 负 cl h2oclo h2 电解 3 cl 5e 2h2o clo2 4h 0 01 mol 12 高铁酸盐在能源 环保等方面有着广泛的用途 高铁酸钾 k2feo4 不仅是一种 理想的水处理剂 而且高铁电池的研制也在进行中 图 1 是高铁电池的模拟实验装置 1 该电池放电时正极的电极反应式为 2 盐桥中盛有饱和 kcl 溶液 此盐桥中氯离子向 填 左 或 右 移动 若用阳离子交换膜代替盐桥 则钾离子向 填 左 或 右 移动 3 图 2 为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线 由此可得出高铁电池的优点有 电解制取 kio3 电解前 先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液 溶解时发生反应 3i2 6koh 5ki kio3 3h2o 将该溶液加入阳极区 另将氢氧化钾溶液加入阴极区 电 解槽用水冷却 电解时 阳极上发生反应的电极反应式为 电解过程中阴极附近溶液 ph 填 变大 变小 或 不变 解析 1 根据题图 1 可知 该电池中 c 做正极 正极上 feo发生还原反应 2 4 f