高中化学电解池金属的腐蚀与防护单元测试(1)

1、名校名 推荐电解池金属的腐蚀与防护1.(2018 湖南长郡中学模拟)下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是 ()a常温下，断开k 时，若 m 溶液为浓硫酸，则铁发生化学腐蚀b关闭 k ，若 m为氯化钠，则铁极的电极反应式为o2 4e2h 2o=4ohc关闭 k ，若 m 为硫酸铵，则石墨极的电极反应式为2h 2e =h 2d关闭 k ，若 m 溶液为海水，石墨换成铜或银，则叫外加电流的阴极保护法解析：选 c常温下， 断开 k 时，若 m 溶液为浓硫酸，金属铁发生钝化，铁受到保护，故 a 项错误；关闭 k 时，若 m 为氯化钠，则发生金属铁的吸氧腐蚀，金属铁是负极，电极反应式为 fe 2e=fe2

2、，故 b 项错误；关闭 k 时，若 m 为硫酸铵，则溶液呈酸性，发生金属铁的析氢腐蚀，金属铁是负极，石墨极的电极反应式为2h 2e =h 2，故 c项正确；关闭 k 时，若 m 溶液为海水，石墨换成铜或银，此时金属铁是负极，会加快金属fe 的腐蚀，且装置中没有外加电流，故d 项错误。2用指定材料作电极来电解一定浓度的溶液甲，然后加入物质乙能使溶液恢复为甲溶液原来的浓度，则合适的组合是()选项阳极阴极溶液甲物质乙aptptnaohnaoh 固体bptpth 2so 4h 2occfenacl盐酸dcuccuso 4cu(oh) 2解析： 选 b a 项中相当于电解的是水，应加入水才能恢复原来状态

3、，错误；b 项中相当于电解的是水，加入水后可以恢复原来状态，正确；c 项中相当于电解的是hcl ，但加入盐酸的同时，也引入了水，不可能恢复原来状态，错误；d 项中阳极铜失电子，cu 2 在阴极得电子，加入cu(oh) 2 不可能恢复原来状态，错误。3下列有关电化学装置的说法正确的是()1名校名 推荐a利用图 a 装置处理银器表面的黑斑ag2s，银器表面发生的反应为ag2s 2e =2ag s2b图 b 电解一段时间，铜电极溶解，石墨电极上有亮红色物质析出c图 c 中的 x 极若为负极，则该装置可实现粗铜的精炼d图 d 中若 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

4、 a形成原电池反应，al 为负极，被氧化，ag 2s 为正极被还原，正极反应式为 ag2s2e=2ag s2 ，故 a 正确；铜为阴极，发生还原反应，不能溶解，石墨电极上生成氧气，故b 错误；图 c 中的 x 极若为负极，粗铜为阴极，而电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，不能进行粗铜的精炼，故c 错误；该装置有外接电源，属于“ 有外加电源的阴极保护法 ” ，故 d 错误。4.利用如图所示装置，当x 、 y 选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是()a氯碱工业中，x 、y 均为石墨， x 附近能得到naohb铜的精炼中，x 是纯铜， y 是粗铜， z 是 cuso

5、4c电镀工业中，x 是待镀金属，y 是镀层金属d外加电流的阴极保护法中， y 是待保护金属解析： 选 d 电解饱和食盐水时，阴极区得到h 2 和 naoh ， a 项错误；电解法精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，b 项错误；电镀时，应以镀层金属作阳极，待镀金属作阴极， c 项错误。5电解法处理酸性含铬废水2)时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存(主要含有 cr 2o 7在反应 cr 2o72 6fe2 14h =2cr 3 6fe3 7h 2o ，最后 cr 3 以 cr(oh) 3 形式除去。下列说法不正确的是()a阳极反应为fe 2e =fe2b电解过程中溶液ph 不会变化c过程中有fe(o

6、h) 3 沉淀生成2名校名 推荐d电路中每转移12 mol 电子，最多有2被还原1 mol cr 2o7解析： 选 b金属铁作阳极，电极本身被氧化，发生反应为fe 2e =fe2 ，a 正确；阴极上，发生反应为2h 2e =h 2 ，产物为 h 2 和 oh ，溶液 ph 变大， b 错误；由题意知 fe2被氧化为 fe3，阴极生成的oh 会与 fe3结合生成 fe(oh) 3， c 正确；电路中每转移 12 mol 电子，生成6 mol fe2 ，则有1 mol cr 2o 72被还原， d 正确。6将两个铂电极插入500 ml cuso 4 溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.

7、064 g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为 ()a 4 103mol l1b 2 103mol l1 317 1c 1 10mol ld 1 10mol l解析： 选 a阴极反应： cu 2 2e =cu ，增重 0.064 g 应是生成 cu 的质量，设生成的物质的量为x，根据总反应离子方程式：h电解2cu 2 2h 2o= 2cu o 2 4h 2 64 g4 mol0.064 gxx 0.002 molc(h ) 0.002 mol 410 3 mol l1。0.5 l7如图所示装置是一种可充电电池，装置通 为电解池。离子交换膜只允许na

8、过，充放电的化学方程式为2na 2s2nabr 3放电na 2s4 3nabr 。闭合开关 k 时， b 极充电附近先变红色。下列说法正确的是()a负极反应为 4na 4e =4nab闭合 k 后， b 电极附近的 ph 变小通过离子交换膜时，b 电极上析出气体在标准状况下体积为112c当有 0.01 mol namld闭合 k 后， a 电极上产生的气体具有漂白性解析： 选 c 当闭合开关 k 时， b 附近溶液先变红，即b 附近有 oh 生成，在 b 极析出氢气， b 极是阴极， a 极是阳极，与阴极连接的是原电池的负极，3名校名 推荐所以 n 极是负极， m 极是正极。闭合k 时，负极发

9、生氧化反应，电极反应为2na2 s22e=2na na 2s4， a 错误；闭合开关k 时， b 极附近先变红色，该极上生成h 2 和 oh ，通过离子交换膜，说明有0.01 mol 电子转ph 增大， b 错误；闭合 k 时，有 0.01 mol na移，阴极上生成 0.005 mol h 2，标准状况下体积为0.005 mol 22.4 l mol 1 112 0.112 lml ，c 正确；闭合开关 k 时，a 极是阳极， 该极上金属铜被氧化， 电极反应为cu 2e =cu 2，没有气体产生， d 错误。8.图中 x 为电源， y 为浸透饱和食盐水和酚酞溶液的滤纸，滤纸中央滴有一滴kmn

10、o 4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c z 中溶液的 ph 先减小，后增大d溶液中的 so42 向 cu 电极定向移动解析： 选 a 紫红色斑即 mno 4 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 不断放电，破坏了水的电离平衡， c(oh )不断增大， c 点附近会变红色， a 正确；电解 cuso 4 溶液时， pt 为阳极，溶液中的 oh 放电： 4oh 4e =o2 2h 2o ， cu 为阴

11、极，溶液中的cu 2 得电子，生成电解铜，总反应式为 2cuso 4 2h 2o=2cu o 2 2h 2so4，pt 电极附近生成 h，则 so42向 pt 电极移动， b、 d 不正确；随着电解的进行，z 中溶液变为 h 2so4 溶液，继续电解则为电解水， h 2so4 浓度增大， ph 减小， c 不正确。9.下列叙述正确的是 ()a k 与 m 连接时， x 为硫酸，一段时间后溶液的ph 增大bk 与 n 连接时，x 为氯化钠，石墨电极反应： 2h 2e=h 2c k 与 n 连接时， x 为硫酸，一段时间后溶液的ph 增大d k 与 m 连接时， x 为氯化钠，石墨电极反应：4oh

12、 4e =2h 2o o 2解析： 选 c k 与 m 连接时， x 为硫酸，该装置是电解硫酸装置，实质为电解水，硫酸浓度增大， ph 减小， a 错误； k 与 n 连接时， x 为氯化钠， 该装置是原电池，铁作负极，石墨作正极，电极反应为2h 2o o2 4e =4oh ，b 错误； k 与 n 连接时， x 为硫酸，该装置是原电池，石墨作正极，电极反应：2h 2e=h 2 ，铁作负极，电极反应： fe 2e =fe2， c(h )降低， ph 增大， c正确； k 与 m 连接时， x 为氯化钠，该装置是电解池，石墨作阳极，铁作阴极，阳极上电极反应式为2cl 2e=cl 2 ， d 错误

13、。10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()4名校名 推荐a当 k 闭合时，甲装置发生吸氧腐蚀，在电路中作电源b当 k 断开时，乙装置锌片溶解，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，甲、乙装置中ph 变大，丙、丁装置中ph 不变解析： 选 a当 k 闭合时，乙装置构成原电池，在电路中作电源，整个电路中电子的流动方向为 ； ； ； ；乙装置中消耗h ， ph 变大，甲装置中电解饱和食盐水，ph 变大；丙装置中相当于在银上镀铜，ph 不变；丁装置中相当于铜的电解精炼， ph 不变。11钢铁

14、是目前应用最广泛的金属材料，了解钢铁腐蚀的原因与防护方法具有重要意义，对钢铁制品进行抗腐蚀处理，可适当延长其使用寿命。(1)抗腐蚀处理前，生产中常用盐酸来除铁锈。现将一表面生锈的铁件放入盐酸中，当铁锈除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式为_ 。(2) 利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。若 x 为碳棒，为减缓铁件的腐蚀，开关k 应置于 _处。 若x为 锌 ， 开 关k置 于m处 ， 该 电 化 学 防 护 法 称 为_ 。(3) 图中若 x 为粗铜，容器中海水替换为硫酸铜溶液，开关k 置于 n 处，一段时间后，当铁件质量增加3.2 g 时， x 电极溶解的铜的质量_3.2 g(填 “”“

15、” )。(4) 图中若 x 为铜，容器中海水替换为 fecl3 溶液， 开关 k 置于 m 处，铜电极发生的反应 是 _ ， 若 将 开 关 k 置 于 n 处 ， 发 生 的 总 反 应 是_ 。解析： (1)铁锈的成分为fe2o 3，能和盐酸反应生成 fecl 3 和水，当铁锈除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式为fe 2fecl 3=3fecl 2。 (2) 若 x 为碳棒，由于 fe 比较活泼，为减缓铁的腐蚀， 应使 fe 为电解池的阴极即连接电源的负极，故 k 连接 n 处。 若 x为锌，开关 k 置于 m 处， zn 为负极被腐蚀， fe 为正极被保护，该防护法称为牺牲阳极的阴

16、极保护法。 (3)若 x 为粗铜，容器中海水替换为硫酸铜溶液，开关k 置于 n 处，一段时间后，当铁件质量增加 3.2 g 时，由于粗铜中有杂质参加反应，所以 x 电极溶解的铜的质量 3.2g。(4) 若 x 为铜，容器中海水替换为 fecl3 溶液， 开关 k置于 m 处，此时构成原电池装置，5名校名 推荐铜电极为正极，发生的反应是2fe3=2fe 2e2 ；若将开关 k 置于 n 处，此时构成电解池装置，铜为阳极，铜本身被氧化而溶解，阴极铁离子被还原，发生的总反应式cu 2fe3 =2fe2 cu2 。答案： (1)fe 2fecl 3=3fecl 2(2) n牺牲阳极的阴极保护法(3)3

17、2cu 2fe32 cu2(4)2fe 2e=2fe=2fe12 .用图 1 所示装置实验，u 形管中 a 为 25 ml cuso 4 溶液， x 、 y 为电极。(1) 若 x 为铁， y 为纯铜，则该装置所示意的是工业上常见的_池，阳极反应式为 _ 。(2) 若 x 为纯铜， y 为含有 zn 、 ag、 c 等杂质的粗铜，则该图所示意的是工业上常见的 _装置。反应过程中， a 溶液的浓度 _发生变化 (填“会”或“不会” )。 .现代氯碱工业常用阳离子交换膜将电解槽隔成两部分，以避免电解产物之间发生二次反应。图2 为电解槽示意图。(3) 阳离子交换膜，只允许溶液中的 _通过 (填下列微

18、粒的编号 )。 h 2 cl 2 h cl na oh (4)写出阳极的电极反应式：_ 。(5)已知电解槽每小时加入10% 的氢氧化钠溶液10 kg，每小时能收集到标准状况下氢气 896 l，而且两边的水不能自由流通。则理论上： 电 解 后 流 出 的 氢 氧 化 钠 溶 液 中 溶 质 的 质 量 分 数 为_ 。通过导线的电量为_。 (已知na 6.02 1023 mol1 ，电子电荷为191.60 10 c)解析： .(3)阳离子交换膜，只允许阳离子通过，所以h 、 na可以通过。6名校名 推荐(5) m(naoh) 原 10 kg 10% 1 kg在阴极区， h放出，但又有na 移来，

19、引起阴极区增重，所以有2h 2o h2 2naoh 增重 2(na h) 转移 2e22.4 l 240 g 222 g896 lm naoh 生成m 溶液 增 2 6.02 1023 1.6 10 19 cq解得： m(naoh) 生成 3 200 g 3.2 kgm(溶液 )增 1 760 g 1.76 kgq 7.71 106 c故 w (naoh) m naoh 原 m naoh 生成 m 溶液 原 m 溶液 增 100% 1 kg 3.2 kg 100% 35.7% 。 10 kg 1.76 kg答案： .(1)电镀cu 2e =cu 2(2) 铜的电解精炼会 .(3) (4)2cl

20、 2e=cl 2 (5) 35.7% 7.71 106 c13如图装置所示，c、 d、 e、 f 、 x 、 y 都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同 (假设通电前后溶液体积不变)， a、 b 为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，f 极附近呈红色。请回答：(1)b 极是电源的 _，一段时间后，甲中溶液颜色_，丁中 x 极附近的颜色逐渐变浅，y极附近的颜色逐渐变深，这表明_ ，在电场作用下向y 极移动。(2) 若甲、乙装置中的 c 、d 、 e、 f 电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为 _ 。(3) 现用丙装置给铜件镀银，则h 应是 _(填“镀层金属”或“镀件” )，电镀液是 _溶液。当乙中溶液的ph 是 13 时 (此时乙溶液体积为500 ml) ，丙中镀件上析出银的质量为_，甲中溶液的ph_( 填“变大”“变小”或“不变”)。7名校名 推荐(4) 若将 c 电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生的总反应的离子方程式为_ 。解析