高考化学一轮复习 第六章 化学反应与能量 第3节 电解池金属的电化学腐蚀与防护课时跟踪练.doc

第3节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护课时跟踪练一、选择题1下列事实与电化学原理无关的是()a金属钠与氧气反应生成过氧化钠b铁制器件在潮湿空气中生锈c镀锌铁片比镀锡铁片更耐腐蚀d远洋海轮的外壳连接锌块可保护轮船不受腐蚀解析：金属钠与氧气反应生成过氧化钠，与原电池无关，故a正确；铁在潮湿空气中形成原电池发生吸氧腐蚀，故b错误；镀锌铁发生金属被腐蚀现象时，因zn比fe活泼，zn被腐蚀，镀锡铁破损后发生电化腐蚀，因fe比sn活泼，因而是铁被腐蚀，所以，镀锌铁比镀锡铁耐用，故c错误；原电池中活泼金属做负极，腐蚀锌，保护了锌，故d错误。答案：a2取一张用饱和nacl溶液浸湿的ph试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为白色，外圈呈浅红色。则下列说法错误的是()ab电极是阴极ba电极与电源的正极相连接c电解过程中，水是氧化剂db电极附近溶液的ph变小解析：电解饱和nacl溶液，阳极生成cl2，cl2与水反应生成hclo和hcl，hclo具有漂白性，盐酸具有酸性，可使ph试纸变红色，hclo又可将红色漂白，故内圆为白色，外圈为红色，可推出a为阳极，a正确；a为阳极与电源正极相连，b正确；电解过程中，h2o得电子，为氧化剂，c正确；b电极附近有oh生成，ph增大，d错误。答案：d3下列有关电化学装置完全正确的是()abcd铜的精炼铁上镀银防止fe被腐蚀构成铜锌原电池解析：电解精炼铜时，应该用粗铜作阳极，纯铜作阴极，a错误；铁上镀银时，应该用银作阳极，铁作阴极，b错误；c是外加电流的阴极保护法，正确；铜锌原电池中，锌应插入硫酸锌溶液中，铜应插入硫酸铜溶液中， d错误。答案：c4(2017海南卷)一种电化学制备nh3的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输h。下列叙述错误的是()apd电极b为阴极b阴极的反应式为n26h6e=2nh3ch由阳极向阴极迁移d陶瓷可以隔离n2和h2解析：此装置为电解池，总反应式是n23h2=2nh3，pd电极b上是氢气发生氧化反应，即氢气失去电子化合价升高，pd电极b为阳极，故a错误；根据a选项分析，pd电极a为阴极，反应式为n26h6e=2nh3，故b正确；根据电解池的原理，阳离子在阴极上放电，即有阳极移向阴极，故c正确；根据装置图，陶瓷可以隔离n2和h2，故d正确。答案：a5烧杯a中盛放0.1 moll1的h2so4溶液，烧杯b中盛放0.1 moll1的cucl2溶液(两种溶液均足量)，组成的装置如图所示。下列说法不正确的是()aa为原电池，b为电解池ba为电解池，b为原电池c当a烧杯中产生0.1 mol气体时，b烧杯中产生气体的物质的量也为0.1 mold经过一段时间，b烧杯中溶液的ph增大解析：构成a装置的是活泼性不同的两电极，两电极均浸在电解质溶液中，两极形成了闭合回路，所以a装置为原电池装置，且a装置为b装置提供电能。a装置中的电极反应式：正极：2h2e=h2，负极：fe2e=fe2。b装置中的电极反应式：阴极： cu22e=cu，阳极：2cl2e=cl2。装置b是电解氯化铜溶液，铜离子浓度减小，水解程度减小，溶液的ph增大。答案：b6铝阳极氧化处理后形成的氧化膜比铝的天然氧化膜耐磨性、耐腐蚀性及装饰性有明显的提高，工业中以铝为阳极，置于硫酸溶液中电解，装置如图所示，下列说法正确的是()a阳极电极方程式为al3e6oh=al2o3h2ob随着电解的进行，溶液的ph逐渐增大c当阴极生成气体3.36 l(标准状况)时，阳极增重2.4 gd电解过程中h移向铝电极解析：电解质为硫酸溶液，oh不可能参加反应，a错误；根据原电池装置和题目信息可知电解总反应方程式为2al3h2oal2o33h2，h2o减少，溶液的ph逐渐减小，b错误；阴极反应为2h2e=h2，h2的物质的量为3.36 l22.4 lmol10.15 mol，则转移电子为20.15 mol0.3 mol，阳极反应为al3e=al3。根据差量法进行计算：设阳极增重的质量为x。2al3h2o=al2o33h26em6 48 0.3 x，解得x2.4 g，即阳极增重2.4 g，c正确；根据电流的方向可知，阳离子移向阴极，所以h移向石墨电极，d错误。答案：c7把物质的量均为0.1 mol的cucl2和h2so4溶于水制成100 ml的混合溶液，用石墨作电极电解，并收集两电极所产生的气体，一段时间后在两极收集到的气体在相同条件下体积相同。则下列描述正确的是()a电路中共转移0.6na个电子b阳极得到的气体中o2的物质的量为0.2 molc阴极质量增加3.2 gd电解后剩余溶液中硫酸的浓度为1 moll1解析：阳极开始产生cl2，后产生o2，阴极开始产生cu，后产生h2，根据题意两极收集到的气体在相同条件下体积相同，则阴极产生0.2 mol h2，阳极产生0.1 mol cl2和0.1 mol o2，则转移电子数为0.6na，a正确、b错误；阴极析出铜0.1 mol，即6.4 g，c错误；电解后溶液的体积未知，故不能计算浓度，d错误。答案：a81 l某溶液中含有的离子如下表：离子cu2al3nocl物质的量浓度/(moll1)11a1用惰性电极电解该溶液，当电路中有3 mol e通过时(忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)，下列说法正确的是()a电解后溶液呈酸性ba3c阳极生成1.5 mol cl2d阴极析出的金属是铜与铝解析：1 mol cu2放电的过程中，另一极cl和oh各放电1 mol，故溶液显酸性，a正确；根据电荷守恒可推知a4，b不正确；cl的物质的量为1 mol，阳极不会产生1.5 mol cl2，c不正确；铝较活泼，在溶液中al3不会放电，d不正确。答案：a9工业上用电解法处理含镍酸性废水并得到单质ni的原理如图所示。下列说法不正确的是()已知：ni2在弱酸性溶液中发生水解；氧化性：ni2(高浓度)hni2(低浓度)。a碳棒上发生的电极反应：4oh4e=o22h2ob电解过程中，b室中nacl溶液的物质的量浓度将不断减小c为了提高ni的产率，电解过程中需要控制废水phd若将图中阳离子膜去掉，将a、b两室合并，则电解反应总方程式发生改变解析：电极反应式为阳极：4oh4e=2h2oo2；阴极：ni22e=ni、2h2e=h2，a项正确；由于c室中ni2、h不断减少，cl通过阴离子膜从c室移向b室，a室中oh不断减少，na通过阳离子膜从a室移向b室，所以b室中nacl溶液的物质的量浓度不断增大，b错误；由于h的氧化性大于ni2(低浓度)的氧化性，所以为了提高ni的产率，电解过程需要控制废水的ph，c正确；若去掉阳离子膜，在阳极cl首先放电生成cl2，反应总方程式发生改变，d正确。答案：b二、非选择题10.如图所示的是探究金属腐蚀条件的实验装置图，请分析实验并回答下列问题：(1)若起始时甲、乙、丙3套装置的导管中液面高度相同，过一段时间后液面最高的是_。(2)通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越_(填“高”或“低”)，钢铁越易腐蚀。(3)乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为_。.利用化学反应：2fecl3cu=2fecl2cucl2，请你选择合适的电极材料和电解质溶液，设计一个原电池。可供选择的电极材料：铁棒、铜棒、石墨棒。可供选择的电解质溶液：cucl2溶液、fecl2溶液、fecl3溶液。请填写下列空白：(1)选择_作正极材料，_作负极材料；选择_作电解质溶液。(2)写出有关的电极反应式：正极：_；负极：_。解析：.(1)甲、乙、丙3套装置中的乙装置形成了原电池，铁作负极失电子，碳作正极，氧气得电子，使试管内压强降低，所以乙中导管中液面上升最高。(2)通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越高，越易形成原电池造成钢铁的腐蚀。(3)乙装置形成了原电池，碳作正极，氧气得电子，电极反应式：2h2oo24e=4oh。.把氧化还原反应2fecl3cu=2fecl2cucl2拆成两个半反应：2fe32e=2fe2，还原反应，是正极的反应式；cu2e=cu2，氧化反应，是负极的反应式；含fe3的溶液作电解液，活泼性不同的金属或非金属作两极，其中铜棒作负极。答案：.(1)乙(2)高(3)2h2oo24e=4oh.(1)石墨棒铜棒fecl3溶液(2)2fe32e=2fe2cu2e=cu211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agno3溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴石蕊试液，则：电解池中y电极上的电极反应式为_。在y电极附近观察到的实验现象是_；检验该电极反应产物的方法是_。x电极上的电极反应式为_。(2)如要用电解方法精炼粗镍，电解液a选用ni(no3)2溶液，则：x电极的材料是_，电极反应式为_，y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)。解析：(1)用惰性电极电解agno3溶液时，阳极反应：2h2o4e=4ho2；阴极反应：4ag4e=4ag。与电源正极相连的电极为阳极，反之为阴极。所以x为阴极，y为阳极。y电极在反应过程中消耗了h2o电离出的oh，生成了h，溶液呈酸性，加入石蕊试液显红色，y电极产生氧气，能使带火星的木条复燃；x电极产生ag。(2)电解精炼ni时，用粗镍作阳极，纯镍为阴极。反应过程中阳极上的ni以及比ni活泼的金属失去电子，成为离子，进入溶液，活泼性比ni差的金属形成阳极泥；在阴极只有ni2能得电子成为单质，其他较活泼的金属对应的离子不能得电子。根据装置图，x为阴极，y为阳极，所以，x电极的材料是纯镍，电极反应式为ni22e=ni；y电极的材料是粗镍，电极反应式为ni2e=ni2。答案：(1)2h2o4e=4ho2有无色气体放出，溶液变红用带火星的木条检验，木条复燃4ag4e=4ag(2)纯镍ni22e=ni粗镍ni2e=ni212(1)电化学沉解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解no的原理如图，电源正极为_(填“a”或“b”)，阴极反应式为_。(2)如图是一种用电解原理来制备h2o2，并用产生的h2o2处理废氨水的装置。为了不影响h2o2的产量，需要向废氨水中加入适量hno3调节溶液的ph约为5，则所得溶液中c(nh)_(填“”“”或“”)c(no)。irru惰性电极吸附o2生成h2o2，其电极反应式为_。理论上电路中每转移3 mol e，最多可以处理废氨水中溶质(以nh3计)的质量是_g。(3)电解法也可以利用khco3使k2co3溶液再生。其原理如下图所示，khco3应进入_(填“阴极”或“阳极”)室。结合方程式简述再生k2co3的原理是_。解析：(1)由题给原理图可知，agpt电极上no发生还原反应生成氮气，因此agpt电极为阴极，电极反应式为2no12h10e=n26h2o，则b为负极，a为电源正极。(2)溶液呈现电中性，c(nh)c(h)c(no)c(oh)，ph约为5呈酸性，即c(h)c(oh)，则c(nh)c(no)；irru惰性电极有吸附氧气作用，氧气得电子发生还原反应，o22h2e=h2o2；4nh33o2=2n26h2o中，4 mol