2018版高考化学一轮总复习(限时训练)第六章第21讲限时训练(有解析)

1、限时训练选题细目表考查知识点1.电解的应用2.电解的工作原理及规律3.电解的相关计算4.金属的腐蚀与防护基础题12、3中档题7、105、864较难题119一、选择题(本题包括7个小题，每小题6分，共42分，每小题仅有一个选项符合题意)1下列有关电化学装置完全正确的是()ABCD铜的精炼铁上镀银防止Fe被腐蚀构成铜锌原电池解析：电解精炼铜时，应该用粗铜作阳极，纯铜作阴极，A错误；铁上镀银时，应该用银作阳极，铁作阴极，B错误；C是外加电流的阴极保护法，正确；铜锌原电池中，锌应插入硫酸锌溶液中，铜应插入硫酸铜溶液中，故D错误。答案：C2烧杯A中盛放0.1molL1的H2SO4溶液，烧杯B中盛放0.1

2、molL1的CuCl2溶液(两种溶液均足量)，组成的装置如图所示。下列说法不正确的是()AA为原电池，B为电解池BA为电解池，B为原电池BC当A烧杯中产生0.1mol气体时，烧杯中产生气体的物质的量也为0.1molD经过一段时间，B烧杯中溶液的pH增大解析：构成A装置的是活泼性不同的两电极，两电极均浸在电解质溶液中，两极形成了闭合回路，所以A装置为原电池装置，且A装置为B装置提供电能。A装置中的电极反应式：正极：2H2e=H2，负极：Fe2e=Fe2。B装置中的电极反应式：阴极：Cu22e=Cu，阳极：2Cl2e=Cl2。装置B是电解氯化铜溶液，铜离子浓度减小，水解程度减小，溶液的pH增大。答

3、案：B3下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是()AHCl、CuCl2、Ba(OH)2BNaOH、CuSO4、H2SO4CNaOH、H2SO4、Ba(OH)2DNaBr、H2SO4、Ba(OH)2解析：考查基本电解原理。电解时只生成氧气和氢气，则电解质所含阳离子在金属活动顺序表位于铜之前，阴离子不是简单离子。答案：C4(2016衡水模拟)一定条件下，碳钢腐蚀情况与溶液pH的关系如下：pH2466.5813.514腐蚀快慢主要产物较快Fe2慢Fe3O4Fe2O3较快2FeO下列说法不正确的是()A在pH6的溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀C在pH14的溶液中，碳钢腐蚀的正极反应为O24

4、H4e=2H2OD在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓B解析：A项，酸性较强条件下，碳钢主要发生析氢腐蚀，正确；项，在pH6的溶液中，酸性较弱，主要发生吸氧腐蚀，正确；C项，碳钢吸氧腐蚀的正极反应为O22H2O4e=4OH，错误；D项，除去溶液中的O2后，腐蚀速率会减缓，正确。答案：C5如下图所示，x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极极板质量增加，b极极板处有无色无味的气体放出，符合这一情况的是()选项ABCDa极板锌石墨银铜b极板石墨石墨铁石墨x电极负极负极正极负极z溶液CuSO4NaOHAgNO3CuCl2解析：由题意知a极板质量增加，a应为阴极，则b为阳极，x为电源的负极

5、，y为电源正极。A选项中a极板为阴极，b极板为阳极，参考各个选项知，A项符合，电解时，a极有Cu附着，b极有O2放出；B项不符合，电解时a极无质量变化；C项阳极为Fe，为活性电极，电解时Fe在阳极放电溶解，无气体生成，故C项不符合；D项电解时，Cl在阳极放电生成Cl2，Cl2为黄绿色有刺激气味的气体，与原题题意不符合。答案：A6(2016泰安模拟)1L某溶液中含有的离子如下表：离子物质的量浓度/(molL1)3Cu2Al3NOCl11a1用惰性电极电解该溶液，当电路中有3mole通过时(忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)。下列说法正确的是()A电解后溶液呈酸性Ba3C阳极生

6、成1.5molCl2D阴极析出的金属是铜与铝解析：1molCu2放电的过程中，另一极Cl和OH各放电1mol，故溶液显酸性，A正确；根据电荷守恒可推知a4，B不正确；Cl的物质的量为1mol，阳极不会产生1.5molCl2，C不正确；铝较活泼，在溶液中Al3不会放电，D不正确。答案：A7铝阳极氧化处理后形成的氧化膜比铝的天然氧化膜耐磨性、耐腐蚀性及装饰性有明显的提高，工业中以铝为阳极，置于硫酸溶液中电解，装置如图所示，下列说法正确的是()A阳极电极方程式为Al3e6OH=Al2O3H2OB随着电解的进行，溶液的pH逐渐增大C当阴极生成气体3.36L(标准状况)时，阳极增重2.4gD电解过程中H

7、移向铝电极解析：电解质为硫酸溶液，OH不可能参加反应，A错误；根据原电池装置和通电题目信息可知电解总反应方程式为2Al3H2O=Al2O33H2，H2O减少，溶液的pH逐渐减小，B错误；阴极反应为2H2e=H2，H2的物质的量为3.36L22.4Lmol10.15mol，则转移电子为20.15mol0.3mol，阳极反应为Al3e=Al3。根据差量法进行计算：设阳极增重的质量为x。2Al3H2O=Al2O33H26em6mol48g0.3molx6mol48g0.3molx，解得x2.4g，即阳极增重2.4g，C正确；根据电流的方向可知，阳离子移向阴极，所以H移向石墨电极，D错误。答案：C二、

8、非选择题(本题包括4个小题，共58分)8(14分)认真观察下列装置，回答下列问题：(1)装置B中PbO2上发生的电极反应方程式为_。连接装置B、C的U形管中装填含有琼脂的KCl饱和溶液，其作用是_。(2)装置A中总反应的离子方程式为_。(3)若装置E的目的是在Cu材料上镀银，则X为_，极板N的材料为_。若装置E的目的是验证金属的电化学防腐，则极板N的材料为_。解析：本题的关键是判断原电池，由盐桥可知B、C构成原电池。Pb作负极：4Pb2eSO24=PbSO4；PbO2作正极：PbO22eSO24H=PbSO42H2O。A池中与PbO2相连的Cu为电解池的阳极：Cu2e=Cu2，Pt电极为阴电解

9、极：2H2e=H2，总反应为Cu2H=Cu2H2。装置E中为电镀。镀层金属作阳极，镀件作阴极，M为阴极，为铜，N为阳极，为银，溶液为AgNO3溶液。2答案：(1)PbO24HSO42e=PbSO42H2O使装置B、C中的溶液连成通路电解(2)Cu2H=Cu2H2(3)AgNO3Ag惰性电极(或石墨等不溶性惰性材料)9(2015重庆卷)(14分)我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值，但出土的青铜器因受到环境腐蚀，欲对其进行修复和防护具有重要意义。(1)采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。如将糊状Ag2O涂在被腐蚀部位，Ag2O与有害组分CuCl发生复分解反应，该化学方程式

10、为_。(2)下图为青铜器在潮湿环境中发生的电化学腐蚀的示意图。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铜锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为_；若生成4.29gCu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为_L(标准状况)。解析：(1)复分解反应为相互交换成分的反应，因此该反应的化学方程式为Ag2O2CuCl=2AgClCu2O。(2)负极发生失电子的反应，铜作负极失电子，因此负极为c。负极反应：Cu2e=Cu2，正极反应：O22H2O4e=4OH。正极产物为OH，负极产物为Cu2，两者与Cl反应生成Cu2(OH)3

11、Cl，其离子方程式为2Cu23OHCl=Cu2(OH)3Cl。4.29gCu2(OH)3Cl的物质的量为0.02mol，由Cu元素守恒知，发生电化腐蚀失电子的Cu单质的物质的量为0.04mol，失去电子0.08mol，根据电子守恒可得，消耗O2的物质的量为0.02mol，所以理论上消耗氧气的体积为0.448L(标准状况)。答案：(1)Ag2O2CuCl=2AgClCu2O(2)c2Cu23OHCl=Cu2(OH)3Cl0.44810(2016青岛模拟)(15分)电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，装有电解液a，X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：(1)若

12、X、Y都是惰性电极，a是AgNO3溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴石蕊试液，则：电解池中Y电极上的电极反应式为_。在Y电极附近观察到的实验现象是_；检验该电极反应产物的方法是_。X电极上的电极反应式为_。(2)如要用电解方法精炼粗镍，电解液a选用Ni(NO3)2溶液，则：X电极的材料是_，电极反应式为_，Y极的材料是_，电极反应式为_(说明：杂质发生的电极反应不必写出)。解析：(1)用惰性电极电解AgNO3溶液时，阳极反应：2H2O4e=4HO2；阴极反应：4Ag4e=4Ag。与电源正极相连的电极为阳极，反之为阴极。所以X为阴极，Y为阳极。Y电极在反应过程中消耗了H2O电离出的OH，生成

13、了H，溶液呈酸性，加入石蕊试液显红色，Y电极产生氧气，能使带火星的木条复燃；X电极产生Ag。(2)电解精炼Ni时，用粗镍作阳极，纯镍为阴极。反应过程中阳极上的Ni以及比Ni活泼的金属失去电子，成为离子，进入溶液，活泼性比Ni差的金属形成阳极泥；在阴极只有Ni2能得电子成为单质，其他较活泼的金属对应的离子不能得电子。根据装置图，X为阴极，Y为阳极，所以，X电极的材料是纯镍，电极反应式为Ni22e=Ni；Y电极的材料是粗镍，电极反应式为Ni2e=Ni2。答案：(1)2H2O4e=4HO2有无色气体放出，溶液变红用带火星的木条检验，木条复燃4Ag4e=4Ag(2)纯镍Ni22e=Ni粗镍Ni2e=N

14、i211.(2017广州一模)(15分)碱性锌锰电池是日常生活中消耗量最大的电池，其构造如图所示。放电时总反应为Zn2H2O2MnO2=Zn(OH)22MnOOH，从废旧碱性锌锰电池中回收Zn和MnO2的工艺如下：回答下列问题：(1)MnOOH中，Mn元素的化合价为_。(2)“还原焙烧”过程中，高价金属化合物被还原为低价氧化物或金属单质(其中MnOOH、MnO2被还原成MnO)，主要原因是“粉料”中含有_。(3)“净化”是为了除去浸出液中的Fe2，方法：加入_(填化学式)溶液将Fe2氧化为Fe3，再调节pH使Fe3完全沉淀。已知浸出液中Mn2、Zn2的浓度约为0.1molL1，根据下列数据计算

15、，调节pH的合理范围是_至_。化合物Ksp近似值Mn(OH)21013Zn(OH)21017Fe(OH)31038浓度为1038mol/L1011mol/L，即pH3，因为氢氧化锌的溶度积小(离子浓度小于1105molL1即为沉淀完全)(4)“电解”时，阳极的电极反应式为_。本工艺中应循环利用的物质是_(填化学式)。(5)若将“粉料”直接与盐酸共热反应后过滤，滤液的主要成分是ZnCl2和MnCl2。“粉料”中的MnOOH与盐酸反应的化学方程式为_。(6)某碱性锌锰电池维持电流强度0.5A(相当于每秒通过5106mol电子)，连续工作80分钟即接近失效。如果制造一节电池所需的锌粉为6g，则电池失

16、效时仍有_%的金属锌未参加反应。解析：(1)氢氧根为1价，氧为2价，根据化合物中各元素化合价代数和为0的原则，可知MnOOH中锰元素的化合价为3价。(2)根据锌锰电池的构造可知，锌锰电池中含有C，C具有还原性，能将高价金属化合物还原为低价氧化物或金属单质。(3)在浸出液中加入的氧化剂不能影响下一步电解产生锌和二氧化锰，过氧化氢与亚铁离子反应生成水和铁离子，不影响电解产物生成，高锰酸钾与亚铁离子反应生成二价锰离子和铁离子，虽然引入了新杂质钾离子，但是由于钾离子不会影响下一步电解产物的生成，因此也可选用高锰酸钾来氧化亚铁离子；在除掉铁离子的同时不能损失锰离子和锌离子，根据表中所给信息，铁离子完全沉淀时溶液中氢氧根3（1105）于氢氧化锰，所以同浓度下锌离子比锰离子先生成沉淀，锌离子开始沉淀时溶液中氢氧根浓度为2101701mol/L108mol/L，即pH6，因此调节pH的合理范围效时反应的锌为mol65g/mol0.78g，因此失效时仍有为3至6。(4)电解时阳极失电子，观察电解产物可知锰元素的化合价升高，因此阳极发生电极反应为锰离子失电子生成二氧化锰，电极方程式为Mn22e2H2O=MnO24H；电解过程中会生成氢离子，因此最终得到的废电解液中主要成分为硫酸，回收硫酸可再次用于浸出锰离子、锌离子等，因此本工艺中应循环利用的物质是硫酸。(5)锰元素反应后化合价由3价变