2013届高考化学一轮总复习课时作业 24 电解池 金属的电化学腐蚀与防护 新课标

1 课时作业课时作业 2424 电解池电解池 金属的电化学腐蚀与防护金属的电化学腐蚀与防护 时间 45 分钟 分值 100 分 一 选择题 共 48 分 每小题 4 分 1 下列关于工业冶金的描述中不正确的是 A 电解熔融的氧化铝制取金属铝 阳极反应式为 2O2 4e O2 B 电解法精炼铜 用粗铜作为阴极 C 电解冶炼金属钠与电解饱和食盐水的阳极产物相同 D 在电镀件上电镀锌 用锌盐 如硫酸锌 溶液作为电镀液 答案 B 解析 向熔融氧化铝中通直流电电解时 氧离子在阳极失电子而生成氧气 故 A 正确 电解精炼铜时 粗铜为阳极 粗铜中的铜失电子变为铜离子进入溶液 然后在阴极又得电 子析出铜 故 B 错 电解冶炼金属钠与电解饱和食盐水的阳极反应都是氯离子失电子生成 氯气 故 C 正确 电镀锌的目的是使溶液中的锌离子在镀件上得电子而析出 所以电镀液 需要选用锌盐溶液 2 某同学按如图所示的装置进行电解实验 下列说法不正确的是 A 电解过程中 铜电极上有 H2产生 B 电解初期 总反应方程式为 Cu H2SO4CuSO4 H2 电解 C 电解一定时间后 石墨电极上有铜析出 D 整个电解过程中 H 的浓度不断减小 答案 A 解析 电解的开始阶段 阳极 Cu 放电 Cu 2e Cu2 阴极 2H 2e H2 随着反应的进行 溶液中 Cu2 浓度增大 一段时间后阴极上会发生 Cu2 2e Cu 有铜 析出 且在不断的反应中消耗 H 使 H 浓度不断减小 3 双选 2011 海南 12 根据下图 下列判断中正确的是 2 A 烧杯 a 中的溶液 pH 升高 B 烧杯 b 中发生氧化反应 C 烧杯 a 中发生的反应为 2H 2e H2 D 烧杯 b 中发生的反应为 2Cl 2e Cl2 答案 AB 解析 本题考查了原电池原理的应用 该原电池的实质是金属锌的吸氧腐蚀 负极电 极反应式 b 烧杯中 为 Zn 2e Zn2 正极电极反应式 a 烧杯中 为 O2 4e 2H2O 4OH 4 下列有关电化学的示意图中正确的是 答案 D 解析 A 项 Zn 电极应为负极 B 项中 Zn 应插入 ZnSO4溶液中 Cu 插入 CuSO4溶液中 C 项电解精炼铜 应粗铜作阳极 精铜作阴极 5 将分别盛有熔融的氯化钾 氯化镁 氧化铝的三个电解槽串联 在一定条件下通电 一段时间后 析出钾 镁 铝的物质的量之比为 A 6 3 2 B 6 3 1 C 1 2 3 D 3 2 1 3 答案 A 解析 串联电路通过各电解池的电子总数相等 6 用惰性电极电解 M NO3 x的水溶液 当阴极上增重a g 时 在阳极上同时产生b L 标准状况 氧气 从而可知 M 的相对原子质量是 A B 22 4 ax b 11 2 ax b C D 5 6 ax b 2 5 ax b 答案 C 解析 由题意分析得 阴极 阳极发生的电极反应分别为 阴极 4Mx 4xe 4M 阳极 4xOH 4xe 2xH2O xO2 根据阴 阳两极转移电子的数目相等 设 M 的相对原子质量为M 得关系式 4Mx 4xe xO2 4M g 22 4x L a g b L 则 M a g b L 4M g 22 4x L 5 6ax b 7 在 0 和 1 105Pa 下 用铂电极电解硫酸铜溶液 当阴极产生 6 4 g 铜时 阳极 放出 A 1 12 L 氢气 B 1 12 L 氧气 C 2 24 L 氢气 D 2 24 L 氧气 答案 B 解析 灵活运用离子的放电顺序写两极反应式 电解池中 阳极失去的电子数等 于阴极得到的电子数 8 某溶液中含有两种溶质 NaCl 和 H2SO4 它们的物质的量之比为 3 1 用石墨作电 极电解溶液时 根据电极产物 可明显分为三个阶段 下列叙述不正确的是 A 阴极只析出 H2 B 阳极先析出 Cl2 后析出 O2 C 电解最后阶段为电解水 D 溶液 pH 不断增大 最后为 7 答案 D 解析 电解质溶液中n Na n Cl n H n SO 3 3 2 1 开始电解时 2 4 产生 H2和 Cl2 产生 H2和 Cl2的同时生成的 OH 中和 H2SO4 且 OH 过量 最后是电解水 因而最后溶液的 pH 7 阴极只析出 H2 三个阶段分别相当于电解 HCl NaCl H2O 9 双选 1 L 0 1 mol L 1 AgNO3溶液在以 Ag 作阳极 Fe 作阴极的电解槽中电解 4 当阴极上增重 2 16 g 时 下列判断正确的是 设电解按理论进行 溶液不蒸发 A 溶液的浓度变化为 0 08 mol L 1 B 阳极上产生 112 mL O2 标准状况 C 转移的电子数是 1 204 1022个 D 反应中有 0 02 mol 的 Ag 被氧化 答案 CD 解析 运用电解规律解题时 首先注意阳极材料 当阳极材料是金属 非惰性电极 时 在阳极上失去电子的首先是金属 10 如下图所示 按图甲装置进行实验 若图乙的x轴表示流入电极的电子的量 则 y轴不可能表示的是 A c Ag B c NO 3 C 溶液的 pH D 铁片质量 答案 D 解析 由图甲装置可知 铁为电镀装置的阴极 银为电镀装置的阳极 银失电子变为 银离子进入溶液 阳极有多少物质的量的银被氧化 在阴极就有相等物质的量的银单质析 出 故溶液中的银离子浓度不变 硝酸根不参加反应 所以其浓度也不变 通电过程中 水电离出的氢离子和氢氧根离子都没有放电 所以溶液的 pH 没有变化 铁为阴极 银离子 在其上放电而析出 所以铁片的质量增加 11 用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液 电解一段时间后 向电解液加入 0 1 mol 碱式碳酸铜晶体 不含结晶水 恰好使溶液恢复到电解前的浓度和 pH 下列有关叙述不正 确的是 A 电解过程产生的气体体积 在标准状况下 为 5 6 L B 电解过程转移的电子数为 3 612 1023个 C 电解过程只发生了 2CuSO4 2H2O2Cu O2 2H2SO4 电解 D 加入碱式碳酸铜的反应是 Cu2 OH 2CO3 2H2SO4 2CuSO4 CO2 3H2O 5 答案 C 12 现有阳离子交换膜 阴离子交换膜 石墨电极和如图所示的电解槽 用氯碱工业 中的离子交换膜技术原理 可电解 Na2SO4溶液生产 NaOH 溶液和 H2SO4溶液 下列说法中正确的是 A 阳极反应式为 2H 2e H2 B 从 A 口出来的是 H2SO4溶液 C a 是阳离子交换膜 允许 H 通过 D Na2SO4溶液从 E 口加入 答案 B 解析 惰性电极电解 Na2SO4溶液 阳极电解得到 O2和 H 阴极电解得到 H2和 OH 离子交换膜将电解槽分为 3 个区域 Na2SO4溶液从中间区域加入 Na 通过阳离子交换膜 b 移向阴极室 SO通过阴离子交换膜 a 移向阳极室 这样即可得到 NaOH 和 H2SO4 阳极 2 4 室和阴极室在电解开始时只需分别加入少量 H2SO4和 NaOH 溶液 以增强溶液导电性而又不 带入杂质 二 非选择题 共 52 分 13 12 分 在 50 mL 0 2 mol L 1 CuSO4溶液中插入两个电极 通电电解 不考虑水 分蒸发 则 1 若两极均为铜片 电解过程中 CuSO4溶液的浓度 填 增大 减小 或 不 变 2 若阳极为纯锌 阴极为铜片 阳极反应式是 3 若阳极为纯锌 阴极为铜片 如不考虑 H 在阴极上放电 当电路中有 0 04 mol 电子通过时 阴极增重 g 阴极上的电极反应式是 答案 1 不变 2 Zn Zn2 2e 3 1 28 Cu2 2e Cu 解析 1 两极均为铜片 电解液为 CuSO4溶液 这是一个电镀装置 电解过程中电解 质溶液的浓度不变 2 阳极为纯锌 为活泼金属 通电电解时 锌发生氧化反应 Zn Zn2 2e 3 若阳极为纯锌 阴极为铜片 不考虑 H 在阴极上放电 则阴极反应为 Cu2 得电子 6 的还原反应 Cu2 2e Cu 当电路中有 0 04 mol 电子通过时 有 0 04 mol 2 64 g mol 1 1 28 g 铜析出 14 12 分 下图所示装置中 甲 乙 丙三个烧杯依次分别盛放 100g 5 00 的 NaOH 溶液 足量的 CuSO4溶液和 100 g10 00 的 K2SO4溶液 电极均为石墨电极 1 接通电源 经过一段时间后 测得丙中 K2SO4浓度为 10 47 乙中 c 电极质量增加 据此回答问题 电源的 N 端为 极 电极 b 上发生的电极反应为 列式计算电极 b 上生成的气体在标准状况下的体积 电极 c 的质量变化是 g 电解前后各溶液的酸 碱性大小是否发生变化 简述其原因 甲溶液 乙溶液 丙溶液 2 如果电解过程中铜全部析出 此时电解能否继续进行 为什么 答案 1 正 4OH 4e 2H2O O2 水减少的质量 100g 1 4 5g 10 00 10 47 生成 O2体积 22 4L mol 1 2 8L 4 5g 18g mol 1 1 2 16 碱性增大 因为电解后 水量减少 溶液中 NaOH 浓度增大 酸性增大 因为阳极上 OH 生成 O2 溶液中 H 离子浓度增加 酸碱性大小没有变化 因为 K2SO4是强酸强碱盐 浓度增加不影响溶液的酸碱性 2 能继续进行 因为 CuSO4溶液已转变为 H2SO4溶液 反应也就变为水的电解反应 7 解析 本题全面考查了电化学知识 包括电极的判断 电极反应式的书写和计算 首 先判断电极 应利用 c 极质量增加是因为发生了 Cu2 2e Cu 故 c 为阴极 则电源的 M 极为负极 N 极为正极 其余依次解答即可 15 14 分 如下图所示 A 为直流电源 B 为渗透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸 C 为电镀槽 接通电路后 发现 B 上的 c 点显红色 请填空 1 电源 A 的 a 为 极 2 滤纸 B 上发生的总反应方程式为 3 欲在电镀槽中实现铁上镀锌 接通 K 点 使 c d 两点短路 则电极 e 上发生的反 应为 电极 f 上发生的反应为 槽 中盛放的电镀液可以是 或 只要求填两种电解质溶液 答案 1 正 2 2NaCl 2H2O2NaOH H2 Cl2 电解 3 Zn 2e Zn2 Zn2 2e Zn ZnSO4溶液 ZnCl2溶液 解析 电解饱和氯化钠溶液时发生的电解反应为 2NaCl 2H2O2NaOH H2 Cl2 根据 B 上的 c 点显红色 可以判断 c 电解 电极为阴极 为 H 放电 故 b 为直流电源负极 a 为直流电源正极 在电镀槽中实现铁上 镀锌 则锌为阳极 e 电极 发生的反应为 Zn 2e Zn2 铁为阴极 f 电极 发生的 反应为 Zn2 2e Zn 电解液为含有 Zn2 的可溶性盐溶液 16 14 分 2011 天津 10 工业废水中常含有一定量的 Cr2O和 CrO 它们会 2 72 4 对人类及生态系统产生很大损害 必须进行处理 常用的处理方法有两种 方法 1 还原沉淀法 该法的工艺流程为 其中第 步存在平衡 2CrO 黄色 2H Cr2O 橙色 H2O 2 42 7 8 1 若平衡体系的 pH 2 则溶液显 色 2 能说明第 步反应达平衡状态的是 a Cr2O和 CrO的浓度相同 2 72 4 b 2v Cr2O v CrO 2 72 4 c 溶液的颜色不变 3 第 步中 还原 1mol Cr2O 离子 需要 mol 的 FeSO4 7H2O 2 7 4 第 步生成的 Cr OH 3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡 Cr OH 3 s Cr3 aq 3OH aq 常温下 Cr OH 3的溶度积Ksp c Cr3 c3 OH 10 32 要使c Cr3 降至 10 5 mol L 溶液的 pH 应调至 方法 2 电解法 该法用 Fe 作电极电解含 Cr2O的酸性废水 随着电解进行 在阴极附近溶液 pH 升 2 7 高 产生 Cr OH 3沉淀 5 用 Fe 作电极的原因为 6 在阴极附近溶液 pH 升高的原因是 用电极反应解释 溶液中同时生成的沉淀还有 答案 1 橙 2 c 3 6 4 5 5 阳极反应为 Fe 2e Fe2 提供还原剂 Fe2 6 2H 2e H2 Fe OH 3 解析 本题以工业废水处理为命题点 将平衡移动及电解原理等融合在一起考查 方 法 1 1 pH 2 溶液呈酸性 促使平衡正向移动 溶液为橙色 2 平衡时 Cr2O 和 CrO的浓度不一定相同 a 错误 b 未指明速率