2020届高考化学精品练习 6-3电解池、金属的电化学腐蚀与防护 新人教版

第6章 第三节一、选择题1下列关于电解槽的叙述中不正确的是()A与电源正极相连的是电解槽的阴极B与电源负极相连的是电解槽的阴极C在电解槽的阳极发生氧化反应D电子从电源的负极沿导线流入电解槽的阴极解析：本题重点考查电解池电极判断：阳极与电源的正极相连，阴极与电源的负极相连；电极反应：阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。电极流向：负极阴极；阳极正极。答案：A2将质量相等的铜片和铂片插入硫酸铜溶液中，铜片与电源正极相连，铂片与电源负极相连，以电流强度1 A通电10 min，然后反接电源，以电流强度2 A继续通电10 min。下列表示铜电极、铂电极、电解池中产生气体的质量和电解时间的关系图正确的是()解析：开始10 min，阳极反应为：Cu2e=Cu2，阴极反应为Cu22e=Cu，所以铜片质量减少，铂片质量增加，铜片上所溶解的铜与铂片上析出的铜的质量相等。后10 min，电源反接，表面附有铜的铂片成为阳极，铜片成为阴极。又由于电流强度为开始时的2倍，附着在铂征上的铜在第5 min时即可完全溶解，后5 min，阳极的电极反应式为：4OH4e=2H2OO2，此时阳极铂片质量不发生变化。作为阴极的铜片在第5 min时即恢复到开始时的质量，后5 min内质量继续增加。答案：BC3在25时，将两个Pt电极插入一定量的硫酸钠饱和溶液中，进行电解，通电一段时间后，阴极逸出a mol气体，同时有w g NaSO410H2O晶体析出，若温度不变，剩余溶液的溶质质量分数是()A.100%B.100%C.% D.%解析：用Pt电极电解Na2SO4溶液实质是电解水，由2H2O2H2O2，结合题意阴极产生了a mol H2，故电解了a mol H2O，因为析出Na2SO410H2O之后溶液仍为饱和溶液，故Na2SO4溶液溶质的质量分数为：W(Na2SO4)%w/(w18a)100%。答案：D4(2020吉林七校联考)如图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图。下列说法不正确的是()A从E口逸出的气体是H2B从B口加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性C标准状况下每生成22.4 L Cl2，便产生2 mol NaOHD粗盐水中含Ca2、Mg2、Fe3、SO等离子，精制时先加NaCO3溶液解析：由解饱和食盐水的反应方程式为：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。由图中Na向右侧移动可知右侧为电解池的负极，从E口逸出H2。A、B、C选项均正确。而D项，除去粗盐水中的SO需加入过量BaCl2，如果先加Na2CO3溶液，则过量的Ba2无法除去。答案：D5(2020上海十四校联考)甲、乙、丙三个烧杯中分别装有稀硫酸、氯化铜溶液、饱和食盐水，把用导线连接的锌片和铜片插入甲，把分别与直流电流正、负极相连的C1、C2插入乙，把分别与直流电源正、负极相连的C3、铁片插入丙。则下列叙述正确的是()A甲、丙中是化学能转变为电能，乙中是电能转变为化学能BC1、C2分别是阳极、阴极，锌片、铁片上都发生氧化反应CC1和C3放出的气体相同，铜片和铁片放出的气体也相同D甲、乙中溶液的pH值逐渐升高，丙中溶液的pH值逐渐减小解析：如图，可知甲为原电池，乙、丙为电解池，A项错误；C1、C3与电源正极相连为阳极，发生氧化反应(阳极区)，C2、Fe与电源负极相连为阴极，在阴极区发生还原反应，甲中Zn为负极发生氧化反应，Cu为正极，其上发生还原反应，B错误；C1、C3上均放出Cl2，Cu片Fe片上放出H2，C正确。D项，甲中由于H放电，pH升高，乙中pH不变，丙中H放电，pH升高，D项错误。答案：C6(2020平邑阶段测试)用质量均为100 g的铜片作电极，电解AgNO3溶液，电解一段时间后两极质量相差28 g，此时阳极质量为()A121.6 gB93.6 gC89.6 gD88.2 g解析：设电解过程中电子转移n mol，阳极质量减少64g，阴极质量增加108 ng.即108 n6428，n0.2 mol，阳极质量为：100 g64g93.6 g。答案：B7(2020常州模拟)如图为电解饱和食盐水的简易装置，下列有关说法正确的是()A电解一段时间后，往蛋壳中溶液中滴加几滴酚酞，呈红色B蛋壳表面缠绕铁丝发生氧化反应C铁丝表面生成的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝D蛋壳可阻止生成的氯气与氢气、氢氧化钠溶液接触解析：蛋壳中碳棒连接的为电源的正极，为阳极，发生反应2Cl2e=Cl2，铁丝连接电源的负极，为阴极，发生反应2H2e=H2。明白各反应后可轻易判断出A、B、C均不正确。【答案】D8(2020南京阶段检测)如图所示，a、b、c均为石墨电极，d为碳钢电极，通电进行电解。假设在电解过程中产生的气体全部逸出，下列说法正确的是()A甲烧杯中溶液的pH降低B乙烧杯中c的电极反应式为2Cl2e=Cl2C当电解一段时间后，将甲、乙两溶液混合，一定会沉淀D当b极增重5.4 g时，d极产生的气体为2.24 L(标准状况)答案：AB9(2020湖北师大一附中期中)有两只串联的电解池，甲池盛有CuSO4溶液，乙池盛有某硝酸盐溶液，用惰性电极电解，当甲池的阴极上析出1.6 g Cu时，乙池的阴极上析出0.6 g固体，则乙池的溶质可能是()ANH4NO3 BAl(NO3)3CCu(NO3)2 DMg(NO3)2答案：C10(2020长春模拟)已知蓄电池在充电时作电解池，放电时作原电池。铅蓄电池上有两个接线柱，一个接线柱旁标有“”，另一个接线柱旁标有“”。关于标有“”的接线柱，下列说法中正确的是()A充电时作阳极，放电时作正极B充电时作阳极，放电时作负极C充电时作阴极，放电时作负极D充电时作阴极，放电时作正极【答案】A11(2020山东省枣庄市高三第一学期期末检测)下列关于实验现象的描述不正确的是()A用锌片做阳极，铁片做阴极，电解氯化锌溶液，铁片表面出现一层锌B把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铁片表面出现气泡，铜片表面无气泡C把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快D把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁答案：BD12(2020广东)钢铁生锈过程发生如下反应：2FeO22H2O=2Fe(OH)2；4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3；2Fe(OH)3=Fe2O33H2O。下列说法正确的是()A反应中电子转移数目相等B反应中氧化剂是氧气和水C与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀D钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀解析：反应中均为O2，故转移电子数相等。C、D中因形成原电池而易发生电化学腐蚀。答案：A13(2020北京)下列叙述不正确的是()A铁表面镀锌，铁作阳极B船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀C钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O22H2O4e=4OHD工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2Cl2e=Cl2解析：电镀时镀件作阴极，镀层金属作阳极。答案：A14(2020上海化学)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：根据题意，a电极产生Cl2，为阳极，与电源正极相连，则b为阴极。D项中b电极上H放电，附近OH浓度增大，pH变大。答案：D15(2020山东省英雄山中学高三第一学期期末考试)如下图所示的装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色。则以下说法不正确的是()A电源B极是负极B甲、乙装置的C、D、E、F电极均有单质生成，其物质的量之比为1222C欲用丙装置给铜镀银，H应是Ag，电镀渡是AgNO3溶液D装置丁中Y极附近红褐色变深，说明氢氧化铁胶粒带正电荷【答案】C16(2020安庆模拟)如图所示，将两烧杯用导线如图相连，Pt、Cu、Zn、C分别为四个电极，当闭合开关后，以下叙述正确的是()ACu极附近OH浓度增大BCu极为原电池负极C电子流向是由C极流向Pt极D当C极上有4 mol电子转移时，Pt极上有1 mol O2生成解析：从反应的自发性程度判断左池为电解池，右池为原电池，Zn为负极，C为正极，Pt为阳极，Cu为阴极。Cu极上反应式：2H2e=H2，使OH浓度增大，故A项正确，B项不正确；电子从Pt流向C，故C项不正确；Pt有4 mol电子转移时生成2 mol Cl2，故D项不正确。答案：A二、非选择题17甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒(如图)。请回答下列问题：(1)若两池中均盛放CuSO4溶液，反应一段时间后：有红色物质析出的是：甲池中的_棒；乙池中的_棒。在乙池中阳极的电极反应式是_。(2)若两池中均盛放饱和NaCl溶液。写出乙池中发生总反应的离子方程式_。将湿润的淀粉KI试纸放在乙池附近，发现试纸变蓝，待一段时间后又发现蓝色褪去，这是因为过量的Cl2将生成的I2氧化。若反应的Cl2和I2的物质的量之比为51，且生成两种酸。该反应的化学方程式为_。解析：甲为原电池，乙为电解池。(1)两池均盛放CuSO4溶液时，甲中Fe为负极，Fe2e=Fe2，C为正极，Cu22e=Cu，故C棒上会析出红色物质铜。乙中由电子流向可知，Fe为阴极，其电极反应式：Cu22e=Cu，C为阳极其电极反应式：4OH4e=2H2OO2。即在铁棒上会析出红色物质铜。(2)若两池中均盛放饱和NaCl溶液，则乙池中发生总反应的离子方程式为：2Cl2H2OH2Cl22OH。由Cl2和I2反应的物质的量之比为51，故I被氧化为5价的酸，应为HIO3。所以该反应的化学方程式为5Cl2I26H2O=10HCl2HIO3。答案：(1)CFe4OH4e=2H2OO2(2)2Cl2H2OH2Cl22OH5Cl2I26H2O=10HCl2HIO318(2020全国卷)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100g 10.00%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，简述其原因是：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？_解析：(1)据装置图可知：此图为串联电路，在甲、丙中实质为电解水，乙中电解CuSO4溶液(2CuSO42H2O2CuO22H2SO4)，因乙中c电极质量增加(有Cu析出)，则c为阴极，d为阳极。丙中e为阴极，f为阳极，电源N端为正极；由于b为阳极，其电极反应为4OH4e=2H2OO2。在丙中，由于水的电解使K2SO4的浓度由10%10.47%，设电解的水质量(减少的水)为x，则有100g10.00%(100gx)10.47%，解出x100g95.5g4.5g，甲、乙电解的水质量相等，2H2O2H2O22 mol22.4 LV(O2)V(O2)2.8 L。电极c上反应为Cu22e=Cu，质量变化为464 gmol116 g。在电解前后，甲溶液因NaOH溶液浓度增大，碱性增强；(2)乙中铜全部析出后，溶液为稀H2SO4，可继续电解。答案：(1)正4OH4e=2H2OO2水减少的质量：100g(1)4.5g，生成O2的体积：22.4 Lmol12.8 L16碱性增强，因为电解后，水量减少溶液中NaOH浓度增大酸性增强，因为阳极上OH生成O2，溶液中H离子浓度增加酸碱性强弱没有变化，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。19某研究小组对铁生锈进行研究。(1)甲同学设计了A、B、C一组实验如图，探究铁生锈的条件。经过较长时间后，甲同学观察到的现象是：A中铁钉生锈；B中铁钉不生锈；C中铁钉不生锈。通过上述实验现象分析，可得出铁生锈的外部条件是_；铁钉发生电化腐蚀的正极电极反应式为_；实验B所用的水要经过_处理；植物油的作用是_；实验C中碱石灰的作用是_。(2)乙同学为了达到同样目的，设计了实验D如图，发现一段时间后，试管中的液面升高，其原因是_，该实验_(填“能”或“不能”)说明水对铁钉生锈产生影响。(3)丙同学为了探究铁锈(Fe2O3nH2O)的组成，将甲同学实验产生的铁锈刮下来，称取1.96 g这种铁锈，按如图所示装置进行实验。充分反应后，称得B装置的质量增加0.36 g，C装置的质量增加1.32 g，则根据实验数据，推断铁锈的化学式中n值为_。(4)为了保证实验安全，实验开始时应先点燃_(填“A”或“E”)处的酒精灯。解析：(3)B装置中0.36 g水即n(H2O)0.02 mol，C装置中1.32 g CO2即n(CO2)0.03 mol，可推知Fe2O3中含n(O)0.03 mol即n(Fe2O3)0.01 mol。所以n(Fe2O3) n(H2O)0.010.0212，故答案可知。答案：(1)有水(或电解质溶液)和氧气(或空气)O24e2H2O=4OH煮沸(或“除去氧气”)，写“加热”不得分隔绝空气(或“防止氧气与铁接触”)吸收水蒸气(或“干燥”、“保持试管内干燥环境”)(2)铁的腐蚀要吸收氧气(或“氧气