高三化学复习课时跟踪检测题7(2013年)(课时作业(二十五)-电解池-金属的电化学腐蚀与防护)

课时作业(二十五)电解池金属的电化学腐蚀与防护一、选择题1.(2013年高考北京卷)用石墨电极电解CuCl2溶液(见右图)。下列分析正确的是()A．a端是直流电源的负极B．通电使CuCl2发生电离C．阳极上发生的反应：Cu2＋＋2e－=CuD．通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体解析：可利用电解质溶液中离子的移动方向判断出电源的正负极，并写出电极反应式和反应现象。A.铜离子应移向阴极，则a为负极。B.CuCl2发生电离是在水分子的作用下完成的，并非通电才能发生。C.反应Cu2＋＋2e－=Cu应在阴极上发生，阳极上发生的反应应为2Cl－－2e－=Cl2↑。D.通电一段时间后，应在阳极附近观察到黄绿色气体。答案：A2．下列关于电解NaNO3溶液的叙述正确的是()A．随着电解的进行，溶液的pH减小B．OH－向阳极移动，阳极附近溶液呈碱性C．NOeq\o\al(－,3)向阳极移动，Na＋向阴极移动，分别在对应的电极上析出D．阴极上H＋得电子被还原成H2，使阴极附近的溶液呈碱性答案：D3．关于下列装置说法正确的是()A．装置①中，盐桥中的K＋移向CuSO4溶液B．装置②在电解过程中，a极上得到22.4L气体(标准状况)，理论上需要转移NA个电子(NA表示阿伏加德罗常数)C．可以用装置③在铜上镀银，c极为银D．装置④中一段时间后会有Fe(OH)2生成解析：CuSO4溶液中Cu电极为正极，阳离子移向正极，A项正确；B项中生成22.4L氢气(标准状况)转移2NA个电子，B项错误；电镀银时，应用含Ag＋的溶液为电镀液，C项错误；装置④中，Zn活动性强，做原电池的负极，D项错误。答案：A4．下列有关金属腐蚀与防护的说法不正确的是()A．钢铁在弱碱性条件下发生电化学腐蚀的正极反应是：O2＋2H2O＋4e－=4OH－B．当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用C．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法D．可将地下输油钢管与外加直流电源的负极相连以保护它不受腐蚀答案：B5．(2015年青岛质检)电解100mL含c(H＋)＝0.30mol/L的下列溶液，当电路中通过0.04mol电子时，理论上析出金属质量最大的是()A．0.10mol/LAg＋ B．0.20mol/LZn2＋C．0.20mol/LCu2＋ D．0.20mol/LPb2＋答案：C6．下列关于电化学知识说法正确的是()A．电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液，在阴极上依次析出Cu、Fe、AlB．电解CuSO4溶液一段时间后，加入适量Cu(OH)2可以使溶液恢复至原状态C．铅蓄电池在充电时，连接电源正极发生的电极反应为：PbSO4＋2e－=Pb＋SOeq\o\al(2－,4)D．将钢闸门与直流电流的负极相连，可防止钢闸门腐蚀解析：Fe3＋在电极上放电，只能生成Fe2＋，得不到单质铁，A错误；应该加入氧化铜或碳酸铜，B错误；铅蓄电池充电时，连接电源正极发生的电极反应为：PbSO4＋2H2O－2e－=PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)，C错误；被保护的金属与电源的负极相连，做阴极而得到保护，D正确。答案：D7．下列电极反应式与出现的环境相匹配的是()选项电极反应式出现的环境AO2＋2H2O＋4e－=4OH－碱性环境下氢氧燃料电池的负极反应B4OH－－4e－=O2↑＋2H2O酸性环境下钢铁的吸氧腐蚀C2H＋＋2e－=H2↑用铜做电极电解NaOH溶液的阴极反应DH2－2e－=2H＋用惰性电极电解H2SO4溶液的阳极反应答案：C8.用如图所示装置进行实验，下列叙述错误的是()A．K与N连接时，铁被腐蚀B．K与N连接时，石墨电极产生气泡C．K与M连接时，一段时间后溶液的pH增大D．K与M连接时，初始阶段石墨电极的电极反应为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑解析：K与N连接时，形成原电池，为析氢腐蚀的模型，铁被腐蚀，石墨电极产生H2，A、B项均正确；K与M连接时，构成电解池，铁电极的反应为：2H＋＋2e－=H2↑，氢离子浓度减小，溶液的pH增大，故C项正确；初始阶段石墨电极的反应为：2Cl－－2e－=Cl2↑，D项错误。答案：D9．下图所示装置中，已知电子由b极沿导线流向锌。下列判断正确的是()A．该装置中Cu极为阴极B．一段时间后锌片质量减少C．b极反应的电极反应式为：H2－2e－＋2OH－=2H2OD．当铜极的质量变化为32g时，a极上消耗的O2的体积为5.6L解析：根据题意：电子由b极沿导线流向锌推知，b极为原电池的负极，a极为原电池的正极，Zn极为电解池的阴极，Cu极为电解池的阳极，b极反应为：H2－2e－＋2OH－=2H2O，选项A、B均错误，C正确；选项D状态未知，O2的体积无法计算。答案：C10．(2013年高考天津卷)为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以Al作阳极、Pb作阴极，电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。反应原理如下：电池：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)＋2H2O(l)电解池：2Al＋3H2Oeq\o(=,\s\up14(电解))Al2O3＋3H2↑电解过程中，以下判断正确的是()电池电解池AH＋移向Pb电极H＋移向Pb电极B每消耗3molPb生成2molAl2O3C正极：PbO2＋4H＋＋2e－=Pb2＋＋2H2O阳极：2Al＋3H2O－6e－=Al2O3＋6H＋D解析：原电池中阳离子移向正极，即H＋移向PbO2极，电解池中，阳离子移向阴极，即H＋移向Pb极，A错误；根据电子守恒，电池中每消耗3molPb，则在电解池中生成1molAl2O3，B错误；电池中正极反应为PbO2＋2e－＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)=PbSO4＋2H2O，C错误；电池中Pb失电子转化为难溶的PbSO4，所以Pb电极质量增加，电解池中Pb作阴极，不参与电极反应，因此质量不变，D正确。答案：D二、非选择题11．(1)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、Al2Cleq\o\al(－,7)和AlCleq\o\al(－,4)组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的________极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为___________________________________________________。若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为________。(2)电解NO制备NH4NO3，其工作原理如右图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是________，说明理由：_____________________________________________________________________________________________________________。(3)电化学降解NOeq\o\al(－,3)的原理如图所示。①电源正极为__________(填“A”或“B”)，阴极反应式为________________________________________________________________________。②若电解过程中转移了2mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差(Δm左－Δm右)为________g。解析：电镀时，镀件应作阴极，与电源负极相连，在阴极上发生得电子的还原反应生成铝。由电解液的组成可知阴极电极反应式为4Al2Cleq\o\al(－,7)＋3e－=Al＋7AlCleq\o\al(－,4)；若用AlCl3水溶液作电解液，在阴极上H＋得电子生成H2。(2)由电解NO制备NH4NO3的工作原理图可知，NO在阳极发生氧化反应生成NOeq\o\al(－,3)，电极反应式为5NO＋10H2O－15e－=5NOeq\o\al(－,3)＋20H＋。NO在阴极发生还原反应生成NHeq\o\al(＋,4)，电极反应式为3NO＋18H＋＋15e－=3NHeq\o\al(＋,4)＋3H2O，电池总反应式为8NO＋7H2Oeq\o(=,\s\up14(电解))3NH4NO3＋2HNO3，电解产生的HNO3多，故应补充NH3，使其转化为NH4NO3。(3)①NOeq\o\al(－,3)生成N2发生了还原反应，应在电解池的阴极发生，故A为原电池的正极；阴极发生还原反应，故电极反应式为2NOeq\o\al(－,3)＋6H2O＋10e－=N2↑＋12OH－。②由电极反应式可知，通过2mol电子，右侧溶液减少的质量为5.6g(N2)，同时有2molH＋通过质子交换膜进入右侧，故右侧溶液减少3.6g。正极发生的反应为4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，每通过2mol电子，生成16gO2，同时有2molH＋通过质子交换膜进入右侧，使左侧溶液质量减少18g，故两侧溶液减少的质量差为14.4g。答案：负4Al2Cleq\o\al(－,7)＋3e－=Al＋7AlCleq\o\al(－,4)H2(2)NH3根据反应：8NO＋7H2Oeq\o(=,\s\up14(电解))3NH4NO3＋2HNO3，电解产生的HNO3多(3)①A2NOeq\o\al(－,3)＋6H2O＋10e－=N2↑＋12OH－②14.412．用石墨作电极电解1L0.1mol·L－1的CuSO4溶液(假定电解前后溶液体积不变)。(1)电路通过0.1mol电子时，溶液的pH为________，欲恢复电解前状态应加入________的质量是________g。(2)当电路中通过0.3mol电子时，欲恢复电解前状态，可加入下列的________。a．Cu B．CuOc．Cu(OH)2 D．Cu2(OH)2CO3(3)电路中通过0.4mol电子时，欲恢复原状态，可加入________，质量是________。(4)用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，实验装置如下图甲。电解过程中的实验数据如下图乙，横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积(标准状况)。则下列说法不正确的是________。A．电解过程中，a电极表面先有红色物质析出，后有气泡产生B．b电极上发生的反应方程式为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑C．曲线0～P段表示O2的体积变化D．Q点时溶液中H＋的物质的量为0.4mol解析：(1)n(Cu2＋)＝0.1mol，当电路中n(e－)≤0.2mol时，只有CuSO4溶液被电解，由CuSO4～2e－～2H＋～Cu～CuO生成H＋为0.1mol，c(H＋)＝0.1mol·L－1，pH＝1，应加入CuO0.05mol，即4g才能恢复原状态。(2)当通过0.3mole－时，有0.1mole－电解水，被电解的水为0.05mol，需加入0.1molCuO与0.05molH2O，此时n(Cu)∶n(H)＝1∶1应加入Cu2(OH)2CO3(3)通过0.4mol电子时，有0.2mol电子电解水，需加入0.1molCuO和0.1molH2O，n(Cu)∶n(H)＝1∶2应加入0.1molCu(OH)2，质量为9.8g。(4)由电流方向可知，b电极为阳极，电解过程中，a电极表面先有红色物质析出，后有气泡产生；b电极上发生的反应方程式为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑；曲线0～P段是阴极产生铜，阳极产生O2，曲线P～Q段是阴极产生H2，阳极产生O2，故A、B、C正确。0～P段产生1.12L(标准状况)O2，转移电子0.2mol，消耗0.2molOH－，积累0.2molH＋，P～Q段电解水，n(H＋)不变，D不正确。答案：(1)1CuO4g(2)d(3)Cu(OH)29.8g(4)D13．Ⅰ.(2014年潮州模拟)如图为相互串联的甲、乙两个电解池，试回答：(1)若甲池利用电解原理在铁上镀银，则A是________、________(依次填电极材料和电极名称)，电极反应式是________；B(要求同A)是________、________，电极反应式是________________________________________________________________________，应选用的电解质溶液是________。(2)乙池中若滴入少量酚酞试液，开始电解一段时间，铁极附近呈________色，C极附近呈________色。(3)若甲槽阴极增重43.2g，则乙槽中阳极上放出的气体在标准状况下的体积是________mL。(4)若乙槽中剩余溶液仍为400mL，则电解后所得溶液的物质的量浓度为________mol·L－1，pH等于________。Ⅱ.将等物质的量的KI和CuCl2溶于水，用惰性电极电解，该电解反应可分为________个阶段(填表不一定填满)。阶段相当于电解液离子方程式①②③④⑤画出过程中溶液pH值随时间变化的曲线(假定生成的Cl2全部逸出)。解析：Ⅰ.(2)铁极附近H＋放电，OH－聚集，显碱性，遇酚酞呈红色，C极附近Cl－放电，不显碱性，遇酚酞呈无色。(3)甲槽阴极析出银：n(Ag)＝eq\