（浙江选考）2020版高考化学一轮复习专题六第三单元电解池金属的腐蚀与防护夯基提能作业.docx

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1、1第三单元 电解池 金属的腐蚀与防护1.很多银纪念币材料为铜芯镀银,依据所掌握的电化学原理知识判断,下列说法正确的是( )A.制作这种银纪念币时,纯银作阳极B.银纪念币制作过程中保持电流恒定,升高温度会加快电镀的速率C.电解精炼铜时,电解质溶液中 c(Cu2+)保持不变D.锌、铜、稀硫酸组成的原电池中,放电一段时间后,铜片质量减小答案 A 铜芯上镀银时,应用铜器作阴极、纯银作阳极,A 正确;电镀的速率只与电路中通过电子的速率有关,所以保持电流恒定,升高温度,电镀的速率不变,B 错误;电解精炼铜时,粗铜作阳极,粗铜中的Zn、Fe 等杂质也失电子产生 Zn2+、Fe 2+等,阴极上只析出铜,故溶液

2、中 c(Cu2+)减小,C 错误;铜锌原电池中,铜作正极,其质量不变,D 错误。2.(2017课标,11,6 分)支撑海港码头基础的钢管桩,常用外加电流的阴极保护法进行防腐,工作原理如图所示,其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是( )A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整答案 C 本题考查金属的腐蚀和防护。C 项,高硅铸铁为惰性辅助阳极,不可能损耗,错误。3.四个电解装置都以 Pt作电极,它们分别盛有如下电解质溶液进行电解,电解一段时间后

3、,测定其 pH变化,所记录的结果正确的是( )选项 A B C D电解质溶液 HCl溶液 AgNO3溶液 KOH溶液 BaCl2溶液pH变化 减小 增大 增大 不变答案 C 电解盐酸,溶质 HCl的量会减少,溶剂的量不变,所以酸性减弱,pH 增大,故 A错误;电解硝酸银溶液生成硝酸、金属银和氧气,溶液酸性增强,pH 减小,故 B错误;电解氢氧化钾溶液的实质是电解水,溶质的量不变,溶剂的量减少,碱性增强,pH 增大,故 C正确;电解氯化钡溶液得到的是氢氧化钡、氢气和氯气,溶液碱性增强,pH 增大,故 D错误。24.埋在地下的钢管常用如图所示方法加以保护,使其免受腐蚀。关于此方法,下列说法正确的是

4、( )A.金属棒 X的材料可能为铜B.金属棒 X的材料可能为碳C.钢管附近土壤的 pH可能会上升D.这种方法称为外加电流的阴极保护法答案 C X 必须是比 Fe活泼的金属,A、B 错误;钢管是原电池的正极,所以电极反应为 2H2O+O2+4e- 4OH-,C正确;这种方法没有外加电流,D 错误。5.关于下列各装置图的叙述中,不正确的是( ) A.用装置精炼铜,则 a极为粗铜,电解质溶液为 CuSO4溶液B.装置的总反应是:Cu+2Fe 3+ Cu2+2Fe2+C.装置中钢闸门应与外接电源的负极相连D.装置中的铁钉几乎没被腐蚀答案 B 根据装置中电流的方向可知 a为电解池的阳极,则用来精炼铜时,

5、a 极为粗铜,电解质溶液为CuSO4溶液,故 A正确;铁比铜活泼,为原电池的负极,发生的总反应为 Fe+2Fe3+ 3Fe2+,故 B错误;装置为外加电流的阴极保护法,钢闸门应与外接电源的负极相连,故 C正确;浓硫酸具有吸水性,在干燥的环境中铁难以被腐蚀,故 D正确。6.在常温下用惰性电极电解 1 L pH=6的硝酸银溶液,装置如图所示。关于该电解池,下列叙述中不正确的是( )3A.在电解过程中烧杯中溶液的 pH逐渐减小B.电极增重 216 g,则电极上生成 11.2 L气体C.要使电解后的溶液恢复原状可以加入 Ag2O固体D.溶液中离子的流向为:Ag + 电极,N 电极O-3答案 B 用惰性

6、电极电解硝酸银溶液,总反应为 4AgNO3+2H2O 4Ag+O2+4HNO 3,由于 HNO3的生成,电解过程中溶液的 pH减小,A 正确;根据装置图中电子的流向可知电极作阴极,电极反应为 Ag+e- Ag,电极作阳极,电极反应为 2H2O-4e- 4H+O2,根据得失电子守恒可知 ,n(e-)=n(Ag)= =2 216 g108 g/molmol,n(O2)=0.5 mol,在标准状况下的体积是 11.2 L,B项未指明标准状况下;电解硝酸银溶液过程中析出Ag,放出 O2,故加入 Ag2O固体可使电解后的溶液恢复原状(2Ag 2O+4HNO3 4AgNO3+2H2O),C正确;电解池工作

7、时,溶液中阳离子移向阴极,阴离子移向阳极,D 正确。7.氢氧化锂是制取锂和锂的化合物的原料,用电解法制备氢氧化锂的工作原理如下图所示:下列叙述不正确的是( )A.b极附近溶液的 pH增大B.a极发生的反应为 2H2O-4e- O2+4H +C.该法制备 LiOH还可得到硫酸和氢气等产品D.当电路中通过 1 mol电子时,可得到 2 mol LiOH答案 D 根据离子的移动方向可推出石墨 a是阳极,石墨 b是阴极;a 极发生氧化反应,即 2H2O-4e- O2+4H +,H+结合 S 得硫酸;b 极 H+得电子放出氢气,c(OH -)增大,溶液的 pH增大,OH -结合 Li+生成O2-4LiO

8、H;由得失电子守恒知,电路中通过 1 mol电子时,得到 1 mol LiOH。8.利用如图装置探究铁在海水中的电化学防护,下列说法不正确的是( )4A.若 X为锌棒,开关 K置于 M处,可减缓铁的腐蚀B.若 X为锌棒,开关 K置于 M处,铁电极发生的反应为:Fe-2e - Fe2+C.若 X为碳棒,开关 K置于 N处,可减缓铁的腐蚀D.若 X为碳棒,开关 K置于 N处,铁电极的反应:2H +2e- H2答案 B 若 X为锌棒,开关 K置于 M处,形成原电池,此时金属锌为负极,金属铁为正极,氧气在铁电极上发生还原反应,金属铁被保护,可减缓铁的腐蚀,故 A正确、B 错误;若 X为碳棒,开关 K置

9、于 N处,形成电解池,此时金属铁为阴极,H +在铁电极上发生还原反应,铁被保护,可减缓铁的腐蚀,故 C、D 正确。9.电解 NO制备 NH4NO3的工作原理如图所示,X、Y 均为 Pt电极,为使电解产物全部转化为 NH4NO3,需补充物质 A。下列说法正确的是( )A.物质 A为 NH3B.X电极为电解池的阳极C.Y电极上发生了还原反应D.Y电极反应式为 NO-3e-+4OH- N +2H2OO-3答案 A 结合题中电解 NO制备 NH4NO3的装置图可知,阳极反应为 NO-3e-+2H2O N +4H+,阴极反应O-3为 NO+5e-+6H+ N +H2O,由两电极反应可知,总反应方程式为

10、8NO+7H2O 3NH4NO3+2HNO3,因此若要H+4使电解产物全部转化为 NH4NO3,则需补充 NH3,A项正确;由于 X电极上生成 N ,故 X电极为阴极,Y 电极H+4为阳极,Y 电极发生氧化反应,Y 电极的反应式为 NO-3e-+2H2O N +4H+,B、C、D 项错误。O-310.用图甲装置电解一定量的 CuSO4溶液,M、N 为惰性电极。电解过程实验数据如图乙所示,横轴表示电解过程中转移电子的物质的量,纵轴表示电解过程产生气体的总体积。下列说法不正确的是( )5A.A点所得溶液只需加入一定量的 CuO固体就可恢复到起始状态B.电解过程中 N电极表面先有红色物质生成,后有气

11、泡产生C.Q点时 M、N 两电极上产生的气体在相同条件下总体积相同D.若 M电极材料换成 Cu,则电解过程中 CuSO4溶液的浓度不变答案 A 惰性材料作电极,阳极的电极反应式为 2H2O-4e- O2+4H +,阴极上 Cu2+先放电,即 P点前阴极的电极反应式为 Cu2+2e- Cu,P点后,阴极的电极反应式为 2H+2e- H2,即 A点是电解完 CuSO4后,又电解了一部分水,只加入 CuO不能恢复到原来的状态,故 A说法错误;N 极接电源的负极,N 极上先有红色固体铜析出,然后有气泡产生,故 B说法正确;Q 点的气体来自两个阶段,第一阶段:阳极电极反应式为 2H2O-4e- 4H+O

12、2,阴极电极反应式为 Cu2+2e- Cu,第二阶段:阳极电极反应式为 2H2O-4e-4H+O2,阴极反应式为 2H+2e- H2,P 点产生的气体为氧气,其体积为 b L,从 P点到 Q点为第二阶段,阴极产生的气体体积为 2b L,阳极产生的气体体积为 b L,阳极气体总体积为(b+b)L=2b L,故 C说法正确;若 M电极换成 Cu,则阳极上发生反应 Cu-2e- Cu2+,阴极反应式为 Cu2+2e- Cu,因此电解过程中 CuSO4溶液的浓度不变,故 D说法正确。11.电化学在日常生活中用途广泛,图甲是镁次氯酸钠燃料电池,电池总反应为:Mg+ClO -+H2O Cl-+Mg(OH)

13、2,图乙是含 Cr2 的工业废水的处理。下列说法正确的是( )O2-7A.图甲中发生的氧化反应是 Mg2+ClO-+H2O+2e- Cl-+Mg(OH)2B.图乙中惰性电极上有 O2放出C.图乙中 Cr2 向惰性电极移动,与该极附近的 OH-结合转化成 Cr(OH)3而被除去O2-7D.若图甲中 3.6 g镁产生的电量用于图乙废水处理,理论上图乙中有 8.4 g阳极材料参与反应答案 D A 项,所给反应为还原反应,故错误;B 项,图乙中惰性电极为阴极,有 H2放出,故错误;C 项,图乙中 Cr2 向阳极(金属铁)移动,故错误。O2-7612.某可充电电池的原理如图所示,已知 a、b 为惰性电极

14、,溶液呈酸性。充电时右槽溶液颜色由绿色变为紫色。下列叙述正确的是( )注:V 2+为紫色,V 3+为绿色,V 为黄色,VO 2+为蓝色O+2A.放电时,H +从左槽迁移进右槽B.放电过程中,左槽溶液颜色由黄色变为蓝色C.充电时,b 极接直流电源正极,a 极接直流电源负极D.充电过程中,a 极的电极反应式为 V +2H+e- VO2+H2OO+2答案 B 充电时右槽溶液颜色由绿色变为紫色,即 V3+ V2+,充电时 b作阴极,接直流电源负极,a 极接直流电源正极,C 错误;放电时,b 是负极,a 是正极,a 极发生还原反应,即 V VO2+,左槽溶液颜色由O+2黄色变为蓝色,H +从右槽迁移进左

15、槽,A 错误,B 正确;充电过程中,a 极是阳极,电极反应式为 VO2+-e-+H2OV +2H+,D错误。O+213.人类活动产生的 CO2长期积累,威胁到生态环境,其减排问题受到全世界关注。(1)工业上常用高浓度的 K2CO3 溶液吸收 CO2,得到溶液 X,再利用电解法使 K2CO3 溶液再生,其装置示意图如图 1,在阳极区发生的反应包括 和 H+HC H2O+CO2。 O-3图 1(2)已知某种甲醇燃料电池中,电解质溶液呈酸性,示意图如图 2,工作结束后,B 电极室溶液的 pH与工作前相比将 (填 “增大” “减小”或“不变”,溶液体积变化忽略不计)。A 电极附近甲醇发生的电极反应式为

16、 。 7图 2答案 (1)4OH -4e- 2H2O+O2(2)不变 CH 3OH+H2O-6e- 6H+CO2解析 (1)阳极上氢氧根离子放电生成氧气和水,电极反应式为 4OH-4e- 2H2O+O2 。(2)电池的总反应为 2CH3OH+3O2 2CO2+4H2O,因溶液体积变化忽略不计且 H+没有净消耗,所以 B电极室溶液 pH不变;A电极上甲醇失去电子发生氧化反应,电极反应式为 CH 3OH+H2O-6e- 6H+CO2。14.(2017江苏单科,16,12 分)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为 Al2O3,含 SiO2和 Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下:注:

17、SiO 2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为 。 (2)向“过滤”所得滤液中加入 NaHCO3溶液,溶液的 pH (填“增大”“不变”或“减小”)。 (3)“电解”是电解熔融 Al2O3,电解过程中作阳极的石墨易消耗,原因是 。 (4)“电解”是电解 Na2CO3溶液,原理如图所示。阳极的电极反应式为 ,阴极产生的物质 A的化学式为 。 (5)铝粉在 1 000 时可与 N2反应制备 AlN。在铝粉中添加少量 NH4Cl固体并充分混合,有利于 AlN的制备,其主要原因是 。 答案 (1)Al 2O3+2OH- 2Al +H2OO-28(2)减小(3)石墨

18、电极被阳极上产生的 O2氧化(4)4C +2H2O-4e- 4HC +O2 H 2O2-3 O-3(5)NH4Cl分解产生的 HCl能够破坏 Al表面的 Al2O3薄膜解析 (1)Al 2O3是两性氧化物,能与强碱反应生成 Al 和 H2O。O-2(2)“碱溶”时,NaOH 溶液应过量,则在“过滤”所得滤液中一定含有过量的 NaOH,当加入 NaHCO3溶液时,HC +OH- C +H2O,使 c(OH-)减小,故 pH减小。O-3 O2-3(3)电解熔融 Al2O3时,阳极反应式为:2O 2-4e- O2,O 2会与石墨发生化学反应,从而消耗石墨。(4)阳极应是 H2O电离出的 OH-放电,生成 O2和 H+,在 Na2CO3溶液充足的条件下,H +与 C 反应生成 HCO2-3,故阳极的电极反应式为:4C +2H2O-4e- 4HC +O2;阴极的电极反应式为:4H 2O+4e- O-3 O2-3 O-32H2+4OH -,所以物质 A为 H2。(5)铝粉表面有 Al2O3薄膜,阻碍反应的进行,而添加少量 NH4Cl固体,NH 4Cl分解生成的 HCl能与 Al2O3反应,破坏 Al2O3薄膜,有利于 Al和 N2反应。