2020版高考化学一轮复习第九章第2节电解池金属的电化学腐蚀与防护课时作业（含解析）.docx

电解池 金属的电化学腐蚀与防护时间：45分钟满分：100分一、选择题(每题8分，共72分)1铅蓄电池的示意图如图所示。下列说法正确的是()A放电时，N为负极，其电极反应式：PbO2SO4H2e=PbSO42H2OB放电时，c(H2SO4)不变，两极的质量增加C充电时，阳极反应式：PbSO42e=PbSOD充电时，若N连电源正极，则该极生成PbO2答案D解析放电时铅是负极，A错误；硫酸参与电极反应，浓度会减小，B错误；充电时，阳极发生氧化反应，失去电子，C错误；充电时正极连接到电源正极上作阳极，生成二氧化铅，D正确。2下列关于电化学的叙述正确的是()A图两极均有气泡产生，滴加酚酞溶液时石墨一极变红B图装置可以验证牺牲阳极的阴极保护法C图可以模拟钢铁的吸氧腐蚀，碳棒一极的电极反应式：O22H2O4e=4OHD上述4个装置中，图、中Fe腐蚀速率较快，图中Fe腐蚀速率较慢答案C解析图阳极为惰性电极石墨，电解时阳极产生Cl2，阴极产生H2，两极均有气泡产生，滴加酚酞溶液时Fe电极附近溶液变红，A错误。牺牲阳极的阴极保护法利用的原电池原理，将受保护的金属作原电池的正极，而图为电解池，可验证外加电流的阴极保护法，B错误。NaCl溶液呈中性，钢铁发生吸氧腐蚀，碳棒作正极，电极反应式为O22H2O4e=4OH，C正确。图中Fe作负极，腐蚀速率最快；图和中Fe作阴极，图中铁作正极，均受到保护，不易被腐蚀，D错误。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()Ad为石墨，铁片腐蚀加快Bd为石墨，石墨上电极反应为O22H2O4e=4OHCd为锌块，铁片不易被腐蚀Dd为锌块，铁片上电极反应为2H2e=H2答案D解析若d为石墨，则形成原电池，铁片为负极，失电子发生氧化反应，腐蚀加快，A正确；因电解质溶液为海水，因此若d为石墨，则形成原电池，铁发生吸氧腐蚀，在正极(石墨)上O2得电子发生还原反应生成OH，B正确；若d为锌块，则形成原电池时铁作正极被保护，不易被腐蚀，C正确；若d为锌块，则形成原电池时铁作正极，仍是发生吸氧腐蚀，即铁片上的电极反应为O22H2O4e=4OH，D错误。4下图用来研究钢铁制品的腐蚀，装置的气密性良好，且开始时U形管两端的红墨水液面相平。一段时间后能观察到铁钉生锈。下列说法不正确的是()A铁钉表面发生的反应为Fe3e=Fe3B若液体a为稀醋酸，则U形管液面右高左低C若液体a为食盐水，则U形管液面左高右低D若液体a为食用油，则铁钉生锈速率较慢答案A解析铁钉发生电化学腐蚀时形成原电池，Fe作负极被氧化，电极反应式为Fe2e=Fe2，A错误；若液体a为稀醋酸，则铁钉发生析氢腐蚀，正极反应式为2H2e=H2，左侧试管中气体压强增大，则U形管液面右高左低，B正确；若液体a为食盐水，则铁钉发生吸氧腐蚀，正极反应式为O22H2O4e=4OH，左侧试管中气体压强减小，则U形管液面左高右低，C正确；若液体a为食用油，铁钉不易发生电化学腐蚀，则铁钉生锈速率较慢，D正确。5纳米级Cu2O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电解液中OH的浓度制备纳米级Cu2O的装置如图所示，发生的反应为2CuH2OCu2OH2。下列说法正确的是()A钛电极发生氧化反应B阳极区溶液的pH逐渐增大C离子交换膜应采用阳离子交换膜D阳极反应式是2Cu2OH2e=Cu2OH2O答案D解析钛电极为阴极，发生还原反应，A错误；铜作阳极，阳极上铜发生失电子的氧化反应，阳极反应式为2Cu2OH2e=Cu2O H2O，OH由阴极区迁移到阳极区参与反应，离子交换膜应为阴离子交换膜，C错误，D正确；由阴极区迁移过来的OH在阳极全部参与反应， 阳极区溶液的pH不变，B错误。6(2018石家庄高三质检)NaBH4燃料电池具有理论电压高、能量密度大等优点。以该燃料电池为电源电解精炼铜的装置如图所示。下列说法不正确的是()A离子交换膜应为阳离子交换膜，Na由左极室向右极室迁移B该燃料电池的负极反应式为BH8OH8e=BO6H2OC电解池中的电解质溶液可以选择CuSO4溶液D每消耗2.24 L O2(标准状况)时，A电极的质量减轻12.8 g答案D解析燃料电池中，通入燃料的电极为负极，通入氧化剂(O2)的电极为正极，原电池放电时，电解质溶液中阳离子向正极移动，由图可知，左极室中的电极为负极，右极室中的电极为正极，右极室中氢氧化钠浓度增大，则离子交换膜应为阳离子交换膜，Na由左极室向右极室迁移，A项正确；该燃料电池的负极反应式为BH8OH8e=BO6H2O，B项正确；电解精炼铜时用含铜离子的电解质溶液做电解液，CuSO4溶液符合要求，C项正确；电解精炼铜时，粗铜作阳极，与电源正极相连，放电时不只铜放电，杂质铁或锌也会放电，D项错误。7(2018吉林长春高三联考)用如图所示的实验装置进行电化学实验，下列判断中正确的是()A若X为铝片，Y为镁片，Z为NaOH，将开关K置于B处，则镁为原电池的负极B若X为锌片，Y为铁片，Z为NaCl，将开关K置于A或B处均可减缓铁的腐蚀C若X为铁片，Y为铜片，Z为CuSO4，将开关K置于A处可实现在铁片上镀铜D若X、Y均为碳棒，Z为Na2SO4，开关K置于A处，X极发生的反应为2H2e=H2答案B解析Al能与NaOH溶液反应，Mg不能，在Mg、Al、NaOH溶液构成的原电池中，Al是负极，A错误；若X为锌片，开关K置于A或B处时，铁为阴极或正极，铁片上均发生还原反应，均可减缓铁的腐蚀，B正确；在铁片上镀铜时，应用铜作阳极，铁作阴极，即X应为铜片，Y为铁片，C错误；用惰性电极电解Na2SO4溶液时，阳极(X)发生氧化反应：4OH4e=2H2OO2，D错误。8(2018重庆市高三调研)SO2是主要大气污染物之一，工业上可用如下装置吸收转化SO2(A、B为惰性电极)。下列说法正确的是()A电子流动方向为BbaABa、A极上均发生氧化反应C离子交换膜为阳离子交换膜DB极上的电极反应式为SO22e2H2O=SO4H答案C解析根据图示可知，SO2H2SO4，硫元素化合价升高，发生氧化反应，故B为电解池的阳极，b为电源的正极，A为电解池的阴极，a为电源的负极。电子由负极流向正极，且不会进入溶液，因此电子流动方向为aA，Bb，A项错误；a为电源的负极，发生氧化反应，A为电解池的阴极，发生还原反应，B项错误；该电解池中阴极发生还原反应：2SO2e4H=S2O2H2O，阳极发生氧化反应：SO22e2H2O=4HSO，氢离子要从阳极区移向阴极区，因此离子交换膜为阳离子交换膜，C项正确；B为电解池的阳极，失电子：SO22e2H2O=4HSO，D项错误。9现代工业生产中常用电解氯化亚铁溶液的方法制得氯化铁溶液吸收有毒的硫化氢气体。工艺原理如图所示。下列说法中不正确的是()A左槽中发生的反应为2Cl2e=Cl2B右槽中的反应式：2H2e=H2CH从电解池左槽迁移到右槽DFeCl3溶液可以循环利用答案A解析根据装置图可知Fe2在电解池的左槽中被氧化生成Fe3，则左槽是电解池的阳极，右槽是电解池的阴极。阳极(左槽)的电极反应式为Fe2e=Fe3，A错误；阴极(右槽)的电极反应式为2H2e=H2，B正确；电解池中阳离子H从电解池阳极(左槽)迁移到阴极(右槽)，C正确；反应池中的反应为2FeCl3H2S=2FeCl22HClS，故FeCl3溶液可以循环利用，D正确。二、非选择题(共28分)10(14分)A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子为Na、Ag、NO、SO、Cl，在如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A、B、C三种溶液，电极均为石墨电极。接通电源，经过一段时间后，测得乙烧杯中c电极质量增加了10.8 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图所示。据此回答下列问题：(1)M为电源的_极(填“正”或“负”)，甲、乙两个烧杯中的电解质分别为_、_(填写化学式)。(2)计算电极f上生成气体的物质的量为_mol。(3)写出乙烧杯中的电解反应方程式：_。答案(1)负NaClAgNO3(2)0.025(3)4AgNO32H2O4AgO24HNO3解析根据电解一段时间后，c电极质量增加了10.8 g，判断出c为阴极，则连接阴极的电极M是电源的负极。电解时，甲装置中溶液的pH增大，说明阴极上是水电离出的H放电，阳极上是放电能力大于OH的Cl放电，Cl与Ag不能共存，故甲中的电解质溶液为NaCl溶液；电解时，乙装置中pH减小，说明阳极上是水电离出的OH放电，溶液中含有的离子是含氧酸根离子，阴极上析出金属，所以含有Ag，该电解质溶液是AgNO3溶液；丙装置中溶液的pH不变，说明丙装置中是Na2SO4溶液，则f电极反应为4OH4e=2H2OO2。根据乙中反应：4AgNO32H2O4Ag4HNO3O2可知，n(O2)n(Ag)0.025 mol。11(14分)(1)使用石墨电极电解KI溶液，阳极的电极反应式为_，阴极的电极反应式为_，电解方程式为_；用铜电极电解K2SO4溶液，阳极的电极反应式为_，阴极的电极反应式为_，电解方程式为_。(2)我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值。但出土的青铜器大多受到环境腐蚀，故对其进行修复和防护具有重要意义。如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。腐蚀过程中，负极是_(填图中字母“a”“b”或“c”)。环境中的Cl扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为_。若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为_L(标准状况)。答案(1)2I2e=I22H2e=H22KI2H2OH2I22KOHCu2e=Cu22H2e=H2Cu2H2OCu(OH)2H2(2)c2Cu23OHCl=Cu2(OH)3Cl0.448解析 (1)放电顺序IClOH，故电解KI溶液时，在阳极放电的是I而不是OH；电解池中的阳极如果不是惰性电极，则电解时是金属失电子而不是溶液中的离子失电子。(2)在青铜器被腐蚀过程中，Cu失去电子为