2019届人教版电解池金属的电化学腐蚀与防护单元测试

1、电解池金属的电化学腐蚀与防护（时间:45分钟满分：100分）、选择题（本题共8小题，每小题6分，共48分，每小题只有一个选项符合题目要求）1.如图是CO电催化还原为CH的工作原理示意图。下列说法不正确的是（KHCO液K13Q*溶液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（KHCO）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CO+8H+8e-CH+2HO解析：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项正确；在电解池的阴极上发生二氧化碳得电子的还原反应，即CO+8H+8e-CH+2H2O,一段时间后，氢离子浓度减小，氢氧根离子浓度增大，氢氧根

2、离子会和池中的碳酸氢钾反应，所以n（KHCQ）会减小，B项错误；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项正确；铜电极的电极反应式为CO+8+8e-CH+2H2O,D项正确。2.为探究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如图所示装置，下列有关说法中错误的是（）A.正极的电极反应式为Q+2H2O+4e40HB.将石墨电极改成Mg电极，难以观察到铁锈生成C.若向自来水中加入少量NaCl（s）,可较快地看到铁锈D.分别向铁、石墨电极附近吹入Q,前者铁锈出现得快答案:D解析：|铁是负极，失电子被氧化成Fe2+,在正极氧气得电子发生还原反应生成OH,故将氧气吹向石

3、墨电极，铁锈出现得更快,A项正确、D项错误；若将石墨电极换成Mg电极，则负极为Mg,Fe被保护,难以看到铁生锈,B项正确；向自来水中加入NaCl（s）,可使电解质溶液的导电能力增强，加快腐蚀速率，C项正确。3.研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是（）铁片海水一麹一屯械dA.d为石墨,铁片腐蚀加快B.d为石墨，石墨上电极反应为Q+2HO+4e-40HC.d为锌块，铁片不易被腐蚀D.d为锌块，铁片上电极反应为2H+2e-H4答案:D解析：d为石墨，则铁、碳及海水形成原电池，发生铁的吸氧腐蚀，从而加快铁片腐蚀，A项正确;d为石墨时是正极，电极反应为Q+2H2O+4e-4OH,B项

4、正确;d为锌块，则Zn、Fe和海水构成原电池，由于活泼性Zn>Fe,则锌作负极，铁片不易被腐蚀，C项正确；d为锌块时，铁片上的反应为Q+2H2O+4e-4OH,D项错误。4.关于下列装置的说法中正确的是（）CuSOq溶液A.装置中，盐桥中的K+移向ZnSO溶液一端B.装置工作一段时间后,a极附近溶液的pH增大C.用装置精炼铜时，c极为粗铜D.装置中电子在外电路由Zn流向Fe,装置中有Fe2+生成答案:BBF7在装置中,金属锌是负极,金属铜是正极,盐桥中的K+移向CuSO溶液一端，故A项错误；装置是电解池，阴极上是氢离子得电子发生还原反应，氢离子浓度减小，所以a极附近溶液的pH增大，故B项

5、正确；电解精炼铜时，电解池的阳极是粗铜，阴极是精铜，即c极为精铜，故C项错误；在装置中，金属锌是负极，金属铁是正极，电子在外电路从负极Zn流向正极Fe,装置中铁电极上会产生氢气，故D项错误。5.用如图所示装置除去含CN、C废水中的CN时，控制溶液pH为910,阳极产生的ClO-将CN氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确的是（）电源|A.用石墨作阳极，铁作阴极B.阳极的电极反应式：Cl-+20H_2e-ClO一+HOC.阴极的电极反应式：2HzO+2e-H4+2OHD.除去CN的反应：2CN-+5ClO+2lHN4+2COT+5Cl-+H>O答案:D解析：|若铁作阳极,则铁失电子生成Fe

6、2+,则CN无法除去，故铁只能作阴极,A项正确；C要生成ClO-,Cl的化合价升高，故在阳极发生氧化反应，又已知该溶液呈碱性，故B项正确；阳离子在电解池的阴极得电子发生还原反应，碱性条件下，H2O提供阳离子H+,故C项正确；由于溶液呈碱性，故除去CN发生的反应为2CN+5CQ-+HO-N2T+2COT+5Cl-+2OH,D项错误。6.纳米级C&O由于具有优良的催化性能而受到关注。采用离子交换膜控制阳极电解液中OH的浓度制备纳米级C&O的装置如图所示，总反应为2Cu+HO电解C&O+HT。下列说法不正确的是（）离子交换膜A.钛（Ti）电极表面发生氧化反应B.阳极附近溶液的

7、pH逐渐减小C.离子交换膜宜采用阴离子交换膜D.阳极表面总反应式是2Cu+20H2e-C&O+HOwa丽可钛(Ti)电极为阴极,氢离子彳#电子，发生还原反应,A项错误；阳极附近溶液的氢氧根离子参加电极反应,pH逐渐减小，B项正确；离子交换膜宜采用阴离子交换膜，氢氧根离子能从阴极区移动到阳极区，C项正确；阳极电极反应式为2Cu+20H2e-CaO+HO,D项正确。7.Li0H常用于制备锂离子电池的正极材料。工业上常利用如图装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。下列说法正确的是()1惰性电摄B阳离子交蝴A.a是电源的负极B.B极区电解液为LiOH溶液C.A电极的

8、电极反应式为4OH-4e-2HaO+OTD.每产生标准状况下2.24L氢气，就有0.1mol阳离子通过交换膜进入阴极区答案:B解析：|根据图示可知,B电极上有氢气生成，则B为电解池阴极,A为阳极,a为正极、b为负极，阴极电极反应式为2H2O+2e-2OH+H仙阳极反应式为2Cl-2e-CI2T。根据以上分析知,A错误;A极是阳极、B极是阴极,B电极反应式为2H2O+2e-2OH+H仙有氢氧根离子生成，所以B极区电解液为LiOH溶液，A极区电解质溶液为LiCl溶液,B正确;A电极上氯离子放电，电极反应式为2Cl-2e-Cl2T,C错误；每产生标准状况下2.24L氢气，就有0.2mol电子转移，根

9、据电荷守恒知，有0.2mol阳离子通过交换膜进入阴极区，D错误。8 .将等物质的量浓度的Cu(NO)2和KCl溶液等体积混合后，用石墨电极进行电解，电解过程中溶液pH随时间t变化的曲线如图所示，则下列说法错误的是()A.AB段阳极只产生Cl2,阴极只产生CuB.BC段表示在阴极上是H+放电产生了H2C.CD段相当于电解水D.阳极先析出Cl2,后析出Q,阴极先产生Cu,后析出hbffnp匹町设Cu（NQ）2和KCl的物质的量各为nmol,在AB段，阳极发生反应2Cl-2e-CI2T,阴极发生反应Cu2+2e-=Cu,阳极nmol氯离子失nmol电子，阴极上nmol铜离子得nmol电子，由于混合后

10、的溶液呈酸性，铜离子浓度逐渐减小，溶液pH逐渐增大,A项正确；在BC,阳极发生反应2H2O-4e=4H+QT,阴极发生反应Cu2+2e=Cu,阴极上nmol铜离子再得nmol电子，溶液中氢离子浓度增大，溶液的pH迅速减小，B项错误；在CD段，阳极发生反应40H4e-2H2O+OT,阴极发生反应2H+2e-H4,实质是电解水，溶液中氢离子浓度逐渐增大,pH减小,C项正确；由上述分析可知，阳极先析出Cl2,后析出Q,阴极先产生Cu,后析出H2,D项正确。二、非选择题（本题共3个小题，共52分）9 .（12分）甲烷和甲醇可以作燃料电池，具有广阔的开发和应用前景。回答下列问题：（1）甲醇燃料电池（简称

11、DMFC由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC工作原理如图甲所示，通入a气体的电极是原电池的极（填“正”或"负”）,其电极反应式为质子交换膜催化剂【电极）催化剂（电的甲（2）某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图乙所示U形管中氯化钠溶液的体积为800mL闭合K后，若每个电池甲烷用量均为0.224L（标准状况）,且反应完全，则理论上通过电解池的电量为（法拉第常数F=9.65X104C-mol-1）,若产生的气体全部逸出，电解后溶液混合均匀，电解后U形管中溶液的pH为。KOH溶液01771KKOH溶

12、液N乙1）负CHOH+l2D-6e'-CQT+6H+(2)7.72X10C13即晅1)由电子流向知，通入a气体的电极为负极，燃料电池中，负极通入燃料，发生氧化反应，被氧化生成二氧化碳。电解(2)电解氯化钠溶液的化学方程式为2NaC1+2H2O2NaOH+HT+CI2%可得关系式1molCH-8mole-8molNaOH,故若每个电池甲烷通入量为0.224L(标准况),生成0.08molNaOHc(NaOH)=0.1mol-L_1,pH=13;电解池通过的电量为x8X9.65X104C-mol-1=7.72X103C(题中虽然有两个燃料电池，但电子的传递量只能用一个电池的甲烷量计算)。1

13、0 .(20分)(1)用间接电化学法除去NO的过程，如图所示：膜门ot财SSO阴极耿已知电解池的阴极室中溶液的pH在47之间，写出阴极的电极反应式用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理：。(2)目前已开发出电解法制取C1O2的新工艺。精制饱/f后Qr'向o僧少NaCl溶液交换膜量NaOH)用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取C1Q(如图所示)，写出阳极产生C1O2的电极反应式：。电解一段时间,当阴极产生的气体体积为112mL(标准X大况)时，停止电解,通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为mol;用平衡移动原理解释阴极区pH增大的原因：。(3)钢铁锈蚀的图示如图a所示：用箭头表示

14、出图a中电子的运动方向；请你分析高铁铁轨锈蚀的原因是。Fe吗与电解质溶液三三图a就窿B搬A极质子朕(只允许1T通过)图b我国的科技人员为了消除SO的污染，变废为宝，利用原电池原理，设计由SO和Q来制备硫酸。设计装置如图b所示，电极A、B为多孔的材料。A极为(填“正极”或“负极”)。B极的电极反应式是_。凶案:(1)2HS+2e-+2H+G+2Ho2NO+2S+2H2ON2+4HS(2)Cl-5e-+2H2O-C102T+4H+0.01在阴极发生2H+2e-Hd,H+浓度减小，使得HO=OH+H+的平衡向右移动,OH-浓度增大,pH增大Fe-2e-Fe2+;由于电解质溶液中有H2CO溶液，电离出

15、氢离子，2H+2e-,发生析氢腐蚀。电解质溶?中又溶有氧气，O2+4e-+2KO=4OH,发生吸氧腐蚀正极SO+2HaO-2e-S+4H解析：(1)阴极发生还原反应，是亚硫酸氢根离子得电子生成S2,电极反应式为2HS+2e+2H+-S2+2H2O;S2与一氧化氮发生氧化还原反应，生成氮气和亚硫酸氢根，离子反应方程式为2NO+2S+2H2ONb+4HS=(2)由题意可知，氯离子放电生成ClO2,由元素守恒可知，有水参加反应，同时生成氢离子，电极反应式为Cl-5e-+2H2O-C102T+4H+。在阴极发生2HH+2e-H4,氢气的物质的量为=0.005mol,通过阳离子交换膜的阳离子为+1价离子

16、,通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为0.005molX2=0.01mol,电解时阴极浓度减小，使得hb(A=OH+H+的平衡向右移动，溶液的pH增大。(3)钢铁含有铁和碳，铁为负极，碳为正极，电子由负极流向正极，故电子的移动方向可FA兰麻诵派系焉?£££：|晨:叫表示为(回;高铁铁轨锈蚀的原因是铁为负极发生氧化反应Fe-2e"Fe2+。由于电解质溶液中有H2CO,电离出氢离子，2H+2e-H4,发生析氢腐蚀。电解质溶液中又溶有氧气，O2+4e+2H2O4OH,发生吸氧腐蚀。由题意可知原电池目的是用SO和Q来制备硫酸，B极生成硫酸，则通入的气体应为SQ,

17、硫元素由+4价升高到+6价，发生氧化反应，B极为负极，A极为正极。B极SO中硫元素由+4价升高到+6价,发生氧化反应，发生的电极反应式为SO+2HO-2eS+4H。11 .(20分)如图所示的四个容器中分别盛有不同的溶液，除a、b外，其余电极均为石墨电极。甲为铅蓄电池，其工作原理为Pb+PbO+2H2SO羌电2PbSO+2HO,其两个电极的电极材料分另1J为PbO和Pbo闭合K,发现g电极附近的溶液先变红,20min后，将K断开，此日c、d两极上产生的气体体积相同。据此回答：a电极的电极材料是(填“PbQ”或“Pb”)。(2)丙装置中发生电解的总反应方程式为。(3)电解20min时，停止电解，

18、此时要使乙中溶液恢复到原来的状态，需要加入的物质及其物质的量是_。(4)20min后将乙装置与其他装置断开，然后在c、d两极间连接上灵敏电流计，发现电流计指针偏转，则此时c电极为极,d电极上发生反应的电极反应为_。(5)电解后取amL丁装置中的溶液，向其中逐滴加入等物质的量浓度的CHCOOH,当加入bmLCH3COO皤液时，混合溶液的pH恰好等于7(体积变化忽略不计)。已知CHCOOHJ电离平衡常数为1.75X10-5，则=。答案：(1)PbO2(2)2H2*2HT+OJ(3)0.1molCu(OH)2(4)负Q+4H+4e2H2。(5)电解析：|甲池是原电池，作电源，发生的反应为Pb+PbO+2H2SO就2PbSO+2H2。;乙、丙、丁是电解池，闭合K,发现g电极附近的溶液变红，说明g电极是电解池的阴极,h是电解池的阳极，所以a为正极，b为负极；c电极为阴极,d电极为阳极;e电极为阴极,f电极为阳极;20min后，将K断开，此