2020年高考化学一轮总复习第九章第29讲电解池金属的腐蚀和防护课后作业（含解析）.doc

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1、1电解池 金属的腐蚀和防护建议用时：40 分钟 满分：100 分一、选择题(每题 6 分，共 60 分)1下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是( )A水中的钢闸门连接电源的负极B金属护栏表面涂漆C汽车底盘喷涂高分子膜D地下钢管连接镁块答案 A解析 水中的钢闸门连接电源的负极，钢闸门为阴极，从而得以保护，A 正确；金属护栏表面涂漆的原理是隔绝金属护栏与空气接触，从而减缓金属护栏的腐蚀，B 错误；汽车底盘喷涂高分子膜的原理也是隔绝与空气的接触，C 错误；地下钢管连接镁块形成了原电池，属于牺牲阳极的阴极保护法，D 错误。2下列与金属腐蚀有关的说法正确的是( )A图 a 中，插入海水中的

2、铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B图 b 中，开关由 M 改置于 N 时，CuZn 合金的腐蚀速率减小C图 c 中，接通开关时 Zn 腐蚀速率增大，Zn 上放出气体的速率也增大D图 d 中，ZnMnO 2干电池自放电腐蚀主要是由 MnO2的氧化作用引起的答案 B解析 因液面处氧气的浓度大且与海水接触，故在液面处铁棒腐蚀最严重，A 错误；接通开关后形成原电池，Zn 的腐蚀速率增大，H 在 Pt 电极上放电产生 H2，C 错误；干电池自放电腐蚀主要是由 Zn 的还原作用引起的，D 错误。3以石墨为电极，电解 KI 溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)。下列说法错误的是( )A阴极附近溶液呈红色 B阴极逸出气体

3、C阳极附近溶液呈蓝色 D溶液的 pH 变小答案 D解析 以石墨为电极，电解 KI 溶液的方程式是2KI2H 2O I2H 22KOH。在阴极由于产生氢气，溶液显碱性，遇酚酞溶= = = = =通 电 2液变为红色，A 正确；阴极有 H2生成，B 正确；由于其中含有少量酚酞和淀粉，所以在阳极附近碘单质遇淀粉，溶液变为蓝色，C 正确；因为产生了碱，溶液碱性增强，所以溶液的 pH 变大，D 错误。4.如图是一个石墨作电极，电解稀的 Na2SO4溶液的装置，通电后在石墨电极 A 和 B 附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列有关叙述正确的是( )A逸出气体的体积，A 电极的小于 B 电极的B一电极逸出无味气体

4、，另一电极逸出刺激性气味气体CA 电极附近呈红色，B 电极附近呈蓝色D电解一段时间后，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶解呈中性答案 D解析 A、B 电极反应式分别为 4H2O4e =2H24OH 、2H 2O4e =O24H ，相同温度和压强下，A 电极生成气体体积大于 B 电极，A 错误；阳极上生成 O2，阴极上生成 H2，O 2和 H2都是无色无味气体，B 错误；由电极反应式知，A 电极附近溶液呈碱性，B电极附近溶液呈酸性，则 A 电极溶液呈蓝色，B 电极溶液呈红色，C 错误；惰性电极电解稀的 Na2SO4溶液，实际是电解水，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性，D

5、 正确。5.利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用。下列说法正确的是( )A氯碱工业中，X 电极上反应式是4OH 4e =2H2OO 2B电解精炼铜时，Z 溶液中的 Cu2 浓度不变C在铁片上镀铜时，Y 是纯铜D制取金属镁时，Z 是熔融的氯化镁答案 D解析 氯碱工业中阳极是 Cl 放电生成 Cl2，A 错误；电解精炼铜时阳极粗铜溶解，阴极 Cu2 放电析出 Cu，但是粗铜中含有锌、铁、镍等杂质，使得溶液中 Cu2 浓度变小，B 错误；铁片上镀铜时，阴极应该是铁片，阳极是纯铜，C 错误；D 正确。6.工业上，常用 NCl3制备水的消毒剂 ClO2。利用如图装置电解氯化铵和盐酸的混合溶3液

6、制得 NCl3(已知 NCl3的水溶液具有漂白性)。下列推断正确的是( )A石墨极为正极B铁极附近电解质溶液的 pH 减小C每生成 1 mol NCl3时必转移 3 mol 电子D电解反应为 NH4Cl2HCl NCl33H 2= = = = =通 电 答案 D解析 石墨极为阳极，A 错误；铁为阴极，电极反应式为 2H 2e =H2，故溶液的酸性逐渐减弱，pH 增大，B 错误；每生成 1 mol NCl3，必转移 6 mol 电子，C 错误。7在微电子工业中 NF3常用作氮化硅的蚀刻剂，工业上通过电解含 NH4F 等的无水熔融物生产 NF3，其电解原理如图。下列说法不正确的是( )Aa 电极为

7、电解池的阳极B阳极的电极反应式：NH 3F 6e =NF34H 4CH 由 b 极移向 a 极，并参与电极反应D电解过程中可能还会生成少量氧化性极强的气体单质，该气体的分子式是 F2答案 C解析 由图示可知 H 在阴极(b)得到电子生成 H2，则 a 电极是电解池的阳极，A 正确；阳极是 NH 失去电子生成 NF3和 H ，B 正确；阳离子(H )由阳极(a)流向阴极(b)，并参 4与电极反应，C 错误；电解过程中，F 可能在阳极失去电子生成氧化性极强的 F2，D 正确。8电解法处理酸性含铬(主要含有 Cr2O )废水时，以铁板作阴、阳极，处理过程中27存在反应 Cr2O 6Fe 2 14H

8、=2Cr3 6Fe 3 7H 2O，最后 Cr3 以 Cr(OH)3形式被除去，27下列说法不正确的是( )A阳极反应为 Fe2e =Fe2B过程中有 Fe(OH)3沉淀生成4C电解过程中溶液 pH 不会变化D电路中每转移 12 mol 电子，最多有 1 mol Cr2O 被还原27答案 C解析 Fe 板作阳极，为活性电极，Fe 失电子，发生氧化反应生成 Fe2 ，阳极反应为Fe2e =Fe2 ，A 项正确；阴极发生还原反应，溶液中的 H 得到电子生成氢气，H 浓度减小，铁离子水解生成 Fe(OH)3沉淀，B 项正确；由反应Cr2O 6Fe 2 14H =2Cr3 6Fe 3 7H 2O 可知

9、，处理过程中消耗 H ，溶液的酸性减27弱，溶液 pH 增大，C 项错误；Fe2e =Fe2 ，则电路中每转移 12 mol 电子需要消耗 6 mol Fe，再根据处理过程的反应方程式，得 6Fe12e 6Fe 2 Cr 2O ，故被还原的27Cr2O 的物质的量为 1 mol，D 项正确。279(2018青岛模拟)假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求，即为理想化。为各装置中的电极编号。下列说法错误的是( )A当 K 闭合时，装置 A 发生吸氧腐蚀，在电路中作电源B当 K 断开时，装置 B 锌片溶解，有氢气产生C当 K 闭合后，整个电路中电子的流动方向为，D当 K 闭合后，

10、装置 A、B 中溶液的 pH 均变大答案 A解析 当 K 闭合时，装置 B 能自发进行氧化还原反应，所以装置 B 为原电池，则装置A、C、D 都是电解池，A 项错误；当 K 断开时，装置 B 不能构成原电池，锌片和稀硫酸发生化学腐蚀而溶解，有氢气产生，B 项正确；当 K 闭合后，装置 B 为原电池，装置 A、C、D为电解池，电子从负极流向阴极，再从阳极流向阴极，所以整个电路中电子的流动方向为，C 项正确；当 K 闭合后，装置 A 中阴极上 H 放电，阳极上 Cl 放电，导致溶液中 OH 浓度增大，溶液的 pH 增大，装置 B 中正极上 H 放电导致溶液中 H 浓度减小，溶液的 pH 增大，D

11、项正确。10(2018武汉调研)厨房垃圾发酵液通过电渗析法处理，同时得到乳酸的原理如图所示(图中 HA 表示乳酸分子，A 表示乳酸根离子)。下列说法正确的是( )A通电后，阳极附近 pH 增大B电子从负极经电解质溶液回到正极5C通电后，A 通过阴离子交换膜从阴极区进入浓缩室D当电路中通过 2 mol 电子的电量时，会有 1 mol O2生成答案 C解析 由题图可知，阳极上电解水产生 H 和 O2，所以通电后，阳极附近 pH 减小，A项错误；电子不进入电解质溶液，电解质溶液导电是通过带电离子的定向移动，B 项错误；电解池中，阴离子向阳极方向移动，故通电后，A 通过阴离子交换膜从阴极区进入浓缩室，

12、C 项正确；根据阳极的电极反应式 2H2O4e =O24H ，当电路中通过 2 mol 电子的电量时，会有 0.5 mol O2生成，D 项错误。二、非选择题(共 40 分)11(20 分)某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题：(1)甲池为_(填“原电池” “电解池”或“电镀池”)，通入 CH3OH 电极的电极反应式为_。(2)乙池中 A(石墨)电极的名称为_(填“正极” “负极” “阴极”或“阳级”)，总反应方程式为_。(3)当乙池中 B 极质量增加 5.40 g 时，甲池中理论上消耗 O2的体积为_mL(标准

13、状况下)，丙池中_极析出_g 铜。(4)若丙中电极不变，将其溶液换成 NaCl 溶液，电键闭合一段时间后，甲中溶液的 pH将_(填“增大” “减小”或“不变”)；丙中溶液的 pH 将_(填“增大” “减小”或“不变”)。答案 (1)原电池 CH 3OH6e 8OH =CO 6H 2O23(2)阳极 4AgNO 32H 2O 4AgO 24HNO 3= = = = =电 解 (3)280 D 1.60 (4)减小 增大解析 (1)甲池为原电池，通入 CH3OH 的电极为负极，电极反应式为CH3OH6e 8OH =CO 6H2O。23(2)乙池中为用惰性电极电解 AgNO3溶液，其中 A 作阳极，

14、B 作阴极，总反应式为：4AgNO32H 2O 4AgO 24HNO 3。= = = = =电 解 (3)根据各电极上转移的电子相同，得 n(Ag)4 n(O2)2 n(Cu)，故 V(O2)6L0.28 L280 mL， m(Cu) g1.60 g。(145.4010822.4) (125.4010864)(4)若丙中电极不变，将其溶液换成 NaCl 溶液，根据丙中总反应 2NaCl2H 2O2NaOHH 2Cl 2，则溶液 pH 增大，而甲中总反应为= = = = =电 解 2CH3OH3O 24KOH= =2K2CO3 6H2O，溶液 pH 减小。12(20 分)如图装置甲是某可充电电池

15、的示意图，该电池放电的化学方程式为2K2S2KI 3=K2S43KI，图中的离子交换膜只允许 K 通过，C、D、F 均为石墨电极，E 为铜电极。工作一段时间后，断开 K，此时 C、D 两电极产生的气体体积相同，E 电极质量减少 1.28 g。(1)装置甲的 A 电极为电池的_极，电解质中的 K 从离子交换膜的_(填“左侧”或“右侧” ，下同)向离子交换膜的_迁移；B 电极的电极反应式为_。(2)装置乙 D 电极析出的气体是_，体积为_ mL(标准状况)。(3)若将装置丙中的 NaCl 溶液改换成 FeCl2和 FeCl3的混合溶液。从反应初始至反应结束，丙装置溶液中金属阳离子物质的量浓度与转移

16、电子的物质的量的变化关系如图所示。.图中表示的是_(填金属离子符号)的变化曲线。.反应结束后，若用 0.5 molL1 NaOH 溶液沉淀丙装置溶液中的金属阳离子(设溶液体积为 100 mL)，则至少需要 0.5 molL1 NaOH 溶液_ mL。答案 (1)负 左侧 右侧 I 2e =3I 3(2)H2(或氢气) 224 (3).Fe 2 .28解析 (1)由 E 电极(铜)的质量减少可知 E 为阳极，则 F 为阴极，A 为负极，B 为正极，C 为阳极，D 为阴极。原电池中阳离子从负极移向正极，即 K 由左侧透过离子交换膜移向右侧。根据电池放电的化学方程式知，I 在正极得电子发生还原反应，

17、生成 I 。 3(2)D 电极上首先发生反应 Cu2 2e =Cu，当 Cu2 消耗尽时，发生反应2H 2e =H2，根据得失电子守恒，该电极析出的 H2的体积(标准状况下)为：722400 mLmol1 224 mL。1.28 g64 gmol 12 0.1 L0.1 molL 122(3).若将装置丙中的 NaCl 溶液改换成 FeCl2和 FeCl3的混合溶液，则电解时，阳极(E 电极)发生反应 Cu2e =Cu2 ，阴极(F 电极)发生反应 Fe3 e =Fe2 ，故、分别表示 Fe3 、Fe 2 、Cu 2 的变化曲线。.由题图中曲线可以看出，反应后溶液中 c(Cu2 )210 2 molL1 ， c(Fe2 )510 2 molL1 ， c(Fe3 ) 0 molL1 ，要使溶液中的金属阳离子完全沉淀，需要 n(NaOH) n(Cu2 ) n(Fe2 )2(0.02 molL1 0.05 molL1 )0.1 L20.014 mol， V(NaOH)0.028 L，即 28 mL。0.014 mol0.5 molL 18