高考化学大一轮复习第6章化学反应与能量第3讲电解池金属的腐蚀与防护课时规范训练

到乌蒙山区的昭通;从甘肃中部的定西，到内蒙古边陲的阿尔山，看真贫、知真贫，真扶贫、扶真贫，成为“花的精力最多”的事;“扶贫先扶志”“扶贫必扶智”“实施精准扶贫”电解池 金属的腐蚀与防护单独成册1一定条件下，有关金属腐蚀的下列说法不正确的是()A为减缓金属腐蚀，可将要保护的金属物件与外接电源的正极相连接作阴极B在pH6的溶液中，金属主要发生析氢腐蚀C钢铁制品腐蚀时正极反应为O22H2O4e=4OHD在金属物件表面涂上机油，可防止金属生锈，从而使金属保持光泽解析：选A。要保护的金属物件应与外接电源的负极相连作阴极。2关于如图装置说法正确的是()A装置中电子移动的途径是：负极FeM溶液石墨正极B若M为NaCl溶液，通电一段时间后，溶液中可能有NaClOC若M为FeCl2溶液，可以实现石墨上镀铁D若M是海水，该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”使铁不被腐蚀解析：选B。装置中电子移动的途径是：负极Fe电极，然后是溶液中的阴离子在阳极(石墨)放电电源的正极，A错误；若M为NaCl溶液，通电一段时间后，阳极产生Cl2，溶液中的NaOH与阳极产生的Cl2发生反应生成NaCl和NaClO，所以溶液中可能有NaClO，B正确；若M为FeCl2溶液，在阳极，溶液中的Fe2失去电子变为Fe3，所以不可能实现石墨上镀铁，C错误；若M是海水，该装置是电解池，是通过外加电流的阴极保护法使铁不被腐蚀，不是通过“牺牲阳极的阴极保护法”，D错误。3下面有关电化学的图示，完全正确的是()解析：选D。在CuZn原电池中，由于金属活动性：ZnCu，所以Zn作负极，Cu作正极，在正极上发生还原反应生成H2，A错误；粗铜精炼时，粗铜作阳极，精铜作阴极，电极连接不正确，B错误；在Fe片上镀锌时，Fe作阴极，Zn作阳极，电极连接不正确，C错误；电解饱和NaCl溶液时，阳极发生反应：2Cl2e=Cl2，Cl2有强氧化性，与KI发生反应：Cl22KI=2KClI2，I2使淀粉溶液变为蓝色，阴极发生反应：2H2e=H2，由于氢气的密度比空气密度小，所以用向下排空气的方法收集，D正确。4用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，将所得的混合液进行电解循环再生，这种新工艺叫再生循环脱硫法。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示，则下列有关说法中正确的是()AX为直流电源的正极，Y为直流电源的负极B阳极区pH减小C图中的baD阴极的电极反应为HSO2eH2O=SO3H和SO2eH2O=SO2H解析：选B。由图可知，亚硫酸氢根离子向Pt()极移动，则Pt()是阳极，则Y是电源的正极，X是电源的负极，A错误；阳极发生氧化反应，则HSO、SO失去电子生成SO和H，阳极区H浓度增大，pH减小，B正确；根据以上分析，阳极区HSO失去电子生成SO和H，则图中出来的硫酸的质量分数大于加入的硫酸的质量分数，所以ba，C错误；阴极发生还原反应，氢离子得到电子生成氢气，D错误。5电解降解法可用于治理水体硝酸盐污染，将NO降解成N2的电解装置如图所示。下列说法正确的是()A电源的正极为bB电解时H从膜右侧迁移到膜左侧CAgPt电极反应为：2H2O4e=4HO2D若转移的电子数为1.2041024，生成N2 5.6 g解析：选D。a为正极，b为负极，电极反应式为：阴极：2NO10e12H=N26H2O阳极：5H2O10e=O210H，H从左侧移向右侧，若转移2 mol e，则生成N2 0.2 mol其质量为28 gmol10.2 mol5.6 g。6将H2S通入FeCl3溶液中，过滤后将反应液加入电解槽中电解(如图所示)，电解后的溶液还可以循环利用。该方法可用于处理石油炼制过程中产生的H2S废气。下列有关说法正确的是()A过滤得到的沉淀可能是FeS和SB若有0.20 mol电子转移，一定能得到2.24 L氢气C可以用Fe与外接电源的a极相连D与a极相连的电极反应为Fe2e=Fe3解析：选D。H2S与FeCl3反应生成S、盐酸和氯化亚铁，A错误；没有给出氢气所处的条件，不能求氢气的体积，B错误；根据右边生成氢气知b是负极，a是正极，若铁作阳极，被溶解，C错误。7一定条件下，利用如图所示装置可实现有机物苯(C6H6)到环己烷(C6H12)的转化。下列叙述错误的是()A导线中电子移动方向为DAB生成目标产物的电极反应式为C6H66H6e=C6H12C装置图右侧导出的气体是氧气D上述过程中电能转化为化学能解析：选A。根据题图可知，左侧发生苯转化为环己烷的反应，电极反应式为：C6H66H6e=C6H12，B项正确；左侧电极D上发生还原反应，电极D为阴极，则A为电源负极，导线中电子移动方向为电源负极A电解池阴极D，A项错误；右侧电极E上发生氧化反应：2H2O4e=O24H，导出的气体为氧气，C项正确；题中装置为电解池，电能转化为化学能，D项正确。8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，A装置发生吸氧腐蚀，在电路中作电源B当K断开时，B装置锌片溶解，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，A、B装置中pH变大，C、D装置中pH不变解析：选A。当K闭合时，B装置构成原电池，在电路中作电源，整个电路中电子的流动方向为；B装置中消耗H，pH变大，A装置中相当于电解饱和食盐水，pH变大；C装置中相当于在银上镀铜，pH不变；D装置中相当于铜的电解精炼，pH不变。9图中X为电源，Y为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。下列判断正确的是()A滤纸上c点附近会变红色BCu电极质量减小，Pt电极质量增大CZ中溶液的pH先减小，后增大D溶液中的SO向Cu电极定向移动解析：选A。紫红色斑即MnO向d端扩散，根据阴离子向阳极移动的原理，可知d端为阳极，即b为正极，a为负极，c为阴极，NaCl溶液中H放电，产生OH，c点附近会变红色，A正确；电解硫酸铜溶液时，Pt为阳极，溶液中的OH放电：4OH4e=O22H2O，Cu为阴极，溶液中的Cu2得电子，生成铜，总反应式为2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，Pt电极附近生成H，则SO向Pt电极移动，B、D不正确。随着电解的进行，Z中溶液变为硫酸溶液，继续电解则为电解水，硫酸浓度增大，pH减小，C不正确。10用a、b两个质量相等的Pt电极电解AlCl3和CuSO4的混合溶液n(AlCl3)n(CuSO4)19。t1时刻a电极得到混合气体，其中Cl2在标准状况下为224 mL(忽略气体的溶解)；t2时刻Cu全部在电极上析出。下列判断正确的是()Aa电极与电源的负极相连Bt2时刻，两电极的质量相差3.84 gC电解过程中，溶液的pH不断增大Dt2时刻后，b电极的电极反应是4OH4e=2H2OO2解析：选B。根据a电极得到Cl2，即2Cl2e=Cl2，则电极a为阳极，与电源的正极相连，A错误；根据生成Cl2的体积可求得原混合溶液中含Cl 0.02 mol，故CuSO4为0.06 mol，t2时刻阴极b上Cu2完全析出，其电极质量增加0.06 mol64 gmol13.84 g，B正确；Cl和Cu2放电时，溶液pH不变，当OH和Cu2放电时，溶液酸性增强；t2时刻后，a、b两极分别是OH和H放电，即电解水。溶液pH减小，b电极的电极反应为2H2e=H2，C、D错误。11如图所示，A为电源，B为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，C、D为电解槽，其电极材料及电解质溶液如图。(1)关闭K1，打开K2，通电后，B的KMnO4紫红色液滴向c端移动，则电源b端为 极，通电开始时，滤纸d端的电极反应式是 。(2)已知C装置中溶液溶质为Cu(NO3)2和X(NO3)3，且均为0.1 mol，打开K1，关闭K2，通电一段时间后，阴极析出固体质量m(g)与通过电子的物质的量n(mol)关系如图所示。则Cu2、X3、H氧化能力由大到小的顺序是 ；D装置中溶液是H2SO4，则此装置电极C端的实验现象是 。解析：(1)关闭K1，打开K2，通电后，B的KMnO4紫红色溶液滴向c端移动，这说明c电极是阳极，则电源a端是正极，b端为负极。通电开始时，滤纸d端是阴极，氢离子放电，则电极反应式是2H2e=H2。(2)根据图像可知，通电后立即析出固体，且通过0.2 mol电子后固体质量不再发生变化，这说明电解时X3不放电，析出的固体是铜，所以Cu2、X3、H氧化能力由大到小的顺序是Cu2HX3；D装置中铜是阳极失去电子，C端是阴极，溶液中的氢离子得到电子，随着反应的进行，溶液中的铜离子得到电子，所以装置电极C端的实验现象是在C端开始时有无色无味气体产生，一段时间后有红色物质析出。答案：(1)负2H2e=H2(或2H2O2e=H22OH)(2)Cu2HX3在C端开始时有无色无味气体产生，一段时间后有红色物质析出12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：PbPbO22H2SO42PbSO42H2O，其两个电极的电极材料分别为PbO2和Pb。闭合K，发现g电极附近的溶液先变红，20 min后，将K断开，此时c、d两极上产生的气体体积相同。据此回答：(1)a电极的电极材料是 (填“PbO2”或“Pb”)。(2)丙装置中发生电解的总反应方程式为 。(3)电解20 min后，停止电解，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)20 min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式为 。解析：g电极附近的溶液先变红，说明g为阴极，依次可推出h为阳极，a为正极，b为负极，c为阴极，d为阳极，e为阴极，f为阳极。(1)a为正极，铅蓄电池的正极材料为PbO2。(2)Al2(SO4)3为活泼金属的含氧酸盐，电解其水溶液的实质是电解水。(3)阴极上先析出Cu，溶液中Cu2反应完后产生H2，阳极上始终产生O2，设两极均产生气体a mol，根据得失电子守恒可得：4a0.122a，解得a0.1，即电解过程中析出了0.1 mol Cu、0.1 mol H2和0.1 mol O2，要使电解质溶液复原，根据“析出什么补什么”，知需要加入0.1 mol Cu(OH)2或0.1 mol CuO和0.1 mol H2O。(4)电解20 min后，c电极处有H2生成，d电极处有O2生成，电解质溶液为H2SO4溶液，断开K，c、d两极间连接上灵敏电流计后形成氢氧燃料电池，c电极作负极，d电极上发生还原反应：O24H4e=2H2O。答案：(1)PbO2(2)2H2O2H2O2(3)0.1 mol Cu(OH)2或0.1 mol CuO和0.1 mol H2O(4)负O24H4e=2H2O13(1)由黄铜矿(主要成分是CuFeS2)炼制精铜的工艺流程示意图如下：粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极 (填图中的字母)；在电极d上发生的电极反应式为 ；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为 。(2)H3PO2也可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：写出阳极的电极反应式 。分析产品室可得到H3PO2的原因 。早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替。并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有 杂质，该杂质产生的原因是 。解析：(1)粗铜精炼时粗铜作阳极，与电源正极相连，阴极反应是Cu22e=Cu，粗铜中含比铜活泼的Fe，Fe2e=Fe2，含不活泼的Au、Ag，则形成阳极泥。(2)阳极发生氧化反应，在反应中OH失去电子，电极反应式为2H2O4e=4HO2。H2O放电产生H，H进入