人教版电解池金属的腐蚀与防护单元测试

电解池金属的腐蚀与防护（计时：45分钟满分：100分）、选择题（本大题共10小题，每小题5分，共50分）.下列描述中，不符合生产实际的是（ ）A.电解熔融的氧化铝制取金属铝时用铁作阳极B.电解法精炼粗铜时用纯铜作阴极C.电解饱和食盐水制烧碱时用涂银碳钢网作阴极D.在镀件上电镀锌时用锌作阳极解析铁作阳极时，铁发生氧化反应生成Fe2+进入电解液中，在阴极析出铁使铝不纯。答案A.下列有关电化学装置的说法正确的是（ ）图1直流电源h与rz石墨硫酸铜溶液

图2粗铜图1直流电源h与rz石墨硫酸铜溶液

图2粗铜纯铜f干二3硫酸铜溶液图3食耗水图4A.用图1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.用图2装置电解一段时间后，铜电极部分溶解，溶液中铜离子的浓度基本不变C.图3装置中若直流电源的X极为负极，则该装置可实现粗铜

的电解精炼D.图4装置中若M是铜，则该装置能防止铁被腐蚀解析题图1装置中，银器、铝与食盐水构成原电池，银器是正极，银器上的Ag2s发生还原反应生成银，A项正确；题图2装置中，铜电极是阴极，铜不参与电极反应，B项错误；题图3装置中若X极为负极，则粗铜是阴极，电解精炼铜时粗铜应作阳极， C项错误；题图4装置中，铁作负极，铁被腐蚀，D项错误。答案A.如图是模拟电化学反应装置图。下列说法正确的是（ ）A.开关KA.开关K置于N处，则铁电极的电极反应式为:Fe-2e===Fe2.开关K置于N处，可以减缓铁的腐蚀C.开关K置于M处，则铁电极的电极反应式为： 2c「—2e一===C12TD.开关K置于M处，电子从碳棒经开关K流向铁棒解析开关K置于N处，构成电解池，铁电极为阴极，电极反应为2H2。+26一===H2T+2OH，铁的腐蚀减缓；开关K置于M处，构成原电池，铁电极为负极，电极反应式为： Fe-2e===Fe2,电子从铁棒经开关K流向碳棒。答案B.下列关于各图的说法，正确的是（ ）直流电源铜片-电镀铜实验装置③一待械铁制品CuSO4溶液铜片-电镀铜实验装置③一待械铁制品CuSO4溶液CuCl2-<溶液电解CuCI2溶液装置A.①中阴极处能产生使湿润淀粉-KI试纸变蓝的气体B.②中待镀铁制品应与电源正极相连C.③中电子由b极流向a极D.④中的离子交换膜可以避免生成的C12与NaOH溶液反应解析①中阴极处为Cu”放电，析出Cu,A项错；②中待镀铁制品应与电源负极相连，B项错；③中a极为负极，b极为正极，电子由a极经外电路流向b极，C项错；④中的离子交换膜只允许阳离子通过，NaOH在阴极，可以避免阳极生成的C12与NaOH溶液反应，D项对。答案D.某小组用如图装置进行实验，下列说法正确的是（ ）足量 足英^5口mLImol/LFeSO.溶液AgNOj溶液CuS。溶液A.闭合K,外电路电流方向为Fe电极-石墨电极B.盐桥中的电解质可以用KClC.闭合K,石墨电极上只生成铜D.导线中流过0.15mole时，加入5.55gCui2(OH)2CO3,CuSO,溶液可恢复原组成解析左侧两个烧杯构成了一个原电池，Fe为负极，Ag为正极；右侧烧杯为电解池。原电池中电流从正极流向负极，故外电路电流方向为Ag电极-Pt电极，石墨电极-Fe电极，A项错误。KCl中的Cl一与Ag+反应，故盐桥中的电解质不能是KCl,B项错误。闭合K,石墨连接原电池的负极，石墨为阴极，发生还原反应， Cu2+被完全还原成Cu后，H+再被还原生成氢气，C项错误。右侧烧杯中n(CuSO0=0.05LX1mol/L=0.05mol,加入的n[Cu2(OH)2C03]=5.55g或22gmol1=0.025mol。导线中流过0.1mol电子时，发生反应：2CuSO,通电+2HzO=====2Cu+2H2SO4+O2T；再流过0.05mol电子时，发生反通电应：2H2O=====2H2T+O2T；消耗了CuSO4和CO,其中n(CuSO4)=0.05mol,n(H20)=0.05mol+0.025mol=0.075mol;反应后,力口入0.025mol碱式碳酸铜，发生反应Cu2(OH)2CO3+2H2SO4===2CuSO4+3H2O+CO2T,生成的n(CuSO4)=0.05mol,n(H20)=0.075mol,D项正确。答案D.某小组设计电解饱和食盐水的装置如图，通电后两极均有气泡产生且溶液不变蓝，下列叙述正确的是（ ）直流电源17含酚歆的饱和食盐水A.铜电极上发生还原反应B.石墨电极附近溶液呈红色C.溶液中的Na.向石墨电极移动D.铜电极附近观察到黄绿色气体解析通电后两极均有气泡产生且溶液不变蓝， 说明铜不作阳极，而作阴极，H2O在阴极（铜）上发生得电子的还原反应： 2H2。+2e-===H2T+2OH一,A项正确，D项错误；石墨电极作阳极，阳极反应式为2Cl-2e===Cl2T,B项错误；溶液中的阳离子向阴极（铜电极）移动，C项错误。答案A.已知H2O2是一种弱酸，在强碱溶液中主要以HO2形式存在。现以Al—H2O2燃料电池电解尿素［CO（NH2）2］的碱性溶液制备氢气（电解池中隔膜仅阻止气体通过，c、d均为惰性电极）。下列说法正确的是（）

NdOH/NaHa也解一1排出液NdOH/NaHa也解一1排出液±=i尿素KOH溶液A.燃料电池的总反应为：2A1+3HO2===2AlO2+2H2。.电解时，Al消耗2.7g,则产生氮气的体积为1.12LC.电极b是负极，且反应后该电极区pH增大D.电解过程中，电子的流向：a—d,Lb解析A1-H2O2燃料电池的总反应为：2A1+3HO2===2AlO2+OH+H2O,A项错误;Al失3e,AlO2、CO(NH2)2失2X3e根据各电极上转移电子数相等知，每消耗0.1molAl,转移0.3mol电子,生成0.05molN2,在标准状况下氮气的体积为1.12L,但B项未标明标准状况，B项错误；根据电解池中c极上发生氧化反应生成史知，c极为阳极，故d极为阴极，所以a极是负极，b极为正极，正极的电极反应式为HO2+H2O+2e===3OH,反应后b极区pH增大，C项错误；a极为负极，b极为正极，c极为阳极，d极为阴极，故电解过程中电子的流向为a-d,c-b,D项正确。答案D8.某同学组装了如图所示的电化学装置，则下列说法正确的是()林桥（装有琼哨-knodQMN5卜溶液AgNQ溶液 某盐溶液（甲池） （乙池）A.图中甲池为原电池装置，Cu电极发生还原反应.实验过程中，甲池左侧烧杯中NO3的浓度不变C.若甲池中Ag电极质量增加5.4g,乙池某电极析出1.6g金属，则乙中的某盐溶液可能是AgNO3溶液D.若用铜制U形物代替“盐桥”，工作一段时间后取出U形物称量，质量会减小解析甲池为原电池装置，Cu是负极，Cu电极发生氧化反应，A项错误；Cu失电子变成Cu2+进入溶液，盐桥中的NO3进入甲池左侧烧杯，使其中的NO3浓度增大，B项错误；若甲池中Ag电极质量增加5.4g,则Ag电极上析出0.05molAg电路中转移0.05mol电子，若乙池中盐溶液为AgNO3溶液，当乙池中AgNO3的量不足时，有可能析出1.6gAg,C项正确；若用铜制U形物代替“盐桥”，U形物质量不变，D项错误。答案C.利用如图所示装置进行实验，开始时，a、b两处的液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是（ ）铁片左a饱和食盐水四铁片左a饱和食盐水四氯化碳a管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀一段时间后，a管的液面高于b管的液面a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小a、b两处具有相同的电极反应式：Fe—2e>===Fe2解析a管发生吸氧腐蚀，a处溶液的pH增大，b管发生析氢腐蚀，b处溶液的c(H+)减小，pH增大，A项正确，C项错误；a处消耗了液面上的氧气，b管有氢气生成，B项正确；电化学腐蚀中铁失去电子变成Fe2+,D项正确。答案C高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。 用银(Ni)、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸盐Na2FeO4的装置如图所示。下列说法合理的是( )隔膜A.铁是阳极，电极反应为Fe-2e+2OH===Fe(OH)2B.电解一段时间后，镇电极附近溶液的 pH减小C.若隔膜为阴离子交换膜，则电解后左侧溶液中含有 FeO4D,每制得1molNa2FeO4,理论上可以产生67.2L气体解析电解反应式为阳极：Fe—6e+8OH===FeO2+4H2。阴极：6H+6e===3H2TA项错误；B项，根据电极反应式，银电极附近溶液的pH应增大;D项，在标准状况下，产生67.2LH2。答案C二、非选择题（本大题共4小题，共50分）（12分）如图所示的装置，接通电源5min后，电极5的质量增加了2.16g。请回答下列问题（烧杯中溶液体积均为100mL）:（1）A是电源 极，丙池是 池，电极1的电极反应式是,电极6的电极反应式是。（2）当装置乙中共收集了224mL气体（标准状况）时，电极3质量增加0.64g,则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为（设电解前后溶液体积无变化）。（3）5min时，甲中溶液的pH是（设电解后溶液体积不变，温度为25C,且NaCl是足量的）。（4）丙装置中不再析出Ag即说明电解结束，这种说法正确吗？像“正确”或“不正确”），原因是解析（1）由电极5的质量增加2.16g知电极5作阴极，溶液中Ag+放电，电极反应式为：Ag+e===Ag,转移电子0.02mol,同时可知电极1、3也是阴极，电极2、4、6是阳极。电源的负极与阴极相连，故A是负极；甲、乙、丙池均为电解池，电极1上是溶液中由水电离出的H+放电，电极6的电极反应是铜电极溶解生成Cu2o通电(2)装置乙中总反应式为： 2CUSO4+2HzO=====2Cu+O2T+2H2SO4,由2CUSO4〜2Cu〜O2〜4e知，当电极3增力口0.64g时，阳极上共得到0.005molO2,在标准状况下的体积为112mL,小于224mL,由此可知此种情况下溶液中 Cu2+已经全部消耗掉，又电解了一部分水，故通电前c(CuSO4)=0.1molL\通电(3)甲装置中NaCl足量，只发生反应2NaCl+2H2O=====2NaOH+H2T+CI2T,根据关系式NaOH〜e一可知，生成的n(NaOH)=0.02mol,c(NaOH)=0.2molL1,即溶液的pH=13.3。(4)丙装置中电解时阳极上的铜不断溶解，转化为 Cu2,当Ag+放电完后Cu"会继续放电，电解仍未结束。答案(1)负电解2H+2e===H2TCu-2e===Cu2_ 1(2)0.1molL1(3)13.3(4)不正确Ag+放电完后，阳极生成的Cu”会继续放电(12分)下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：Pb+PbO2放电+2H2SO4 2PbSO4+2H2O,其两个电极的电极材料分别为充电PbO2和Pb。闭合K,发现g电极附近的溶液先变红，20min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：答案答案(1)PbO2 IIIIIIIITfJT 韭三去聿三 4^聿三 才^聿三 三去聿三V> V---5-J V---5-J 1--二三二二」100mL1null-Ll100mLO.2mul・L1100mL2mol-Ll1mHm匕溶液CuSO1溶液 AIQ口工溶液NjCI溶液（滴有粉献）甲 乙 丙 丁(1)a电极的电极材料是(填“PbO'或“Pb”。)(2)丙装置中发生电解的总反应方程式为(3)电解20min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)20min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)A12(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。2,设两极均产生气体amol,根据得失电子守恒可得：4a=0.1X2+2a,解得a=0.1,即电解过程中析出了0.1molCu、0.1mol也和0.1molO2,要使电解质溶液复原，根据“析出什么补什么:知需要加入0.1molCu(OH)2或0.1molCuO和0.1mol%。。(4)电解20min后，c电极处有出生成，d电极处有。2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：O2+4H++4e===2H2Oo通电(2)2H2O=====2H2T+O2T(3)0.1molCu(OH)2或0.1molCuO和0.1molH2O(4)负O2+4H+4e===2山。(13分)如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中 X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题：KOH溶液饱和氯化钠溶液硫酸铜溶液甲 乙 丙(1)甲烷燃料电池负极反应式是(2)石墨(C)极的电极反应式为(3)若在标准状况下，有2.24L氧气参加反应，则乙装置中铁极上生成的气体体积为L；丙装置中阴极析出铜的质量为(4)某同学利用甲烷燃料电池设计电解法制取漂白液或 Fe(OH)2的实验装置(如图所示)。若用于制漂白液，a为电池的 极，电解质溶液最好用Q若用于制Fe(OH)2,使用硫酸钠作电解质溶液，阳极选用

作电极。解析(1)甲烷燃料电池负极上发生氧化反应，即甲烷在负极上被氧化。在KOH溶液中甲烷被氧化的产物为碳酸钾，负极反应式为CH4-8e+10OH===CO3+7H2Oo(2)原电池的负极与电解池的阴极相接，铁极为阴极，则C极为阳极，在C极上发生氧化反应，电极反应式为2Cl—2e===Cl2f。Oz+4e2.24LOz+4e⑶n(O2)=22.4Lmol1=0.1mol，甲池中正极反应式为+2H2O===4OH,由电子守恒知，经过甲、乙、丙装置的电子的总物质的量为0.4mol。乙池中的铁极与甲池的负极相连，铁极为阴极，发生还原反应，电极反应式为 2H2O+2e===2OH+H2f,n(Hz)=丙池中精0.4mol2 =丙池中精0.4mol2 =(4)负饱和氯化钠溶液或食盐水 铁(13分)钢铁工业是国家工业的基础，钢铁生锈现象却随处可见，为此每年国家损失大量资金。请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。(1)钢铁的电化学腐蚀原理如图所示。①写出石墨电极的电极反应式：②将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置，请在图中虚线框内所示位置作出修改，并用箭头标出导线中电子流动方向。③写出修改后石墨电极的电极反应式：(2)生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中，当

铁锈被除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式为O(3)防止钢铁腐蚀可以延长钢铁制品的使用寿命。在钢铁制品表面镀铜可以有效地防止其腐蚀，电镀的装置如图所示：直流电源CuSO4CuSO4溶液Cu①电镀装置图的“直流电源”中，(填"a或"b”曷正极。Fe电极反应式为 ②接通电源前，装置图中的铜、铁两个电极质量相等，电镀完成后，将两个电极取出，用蒸储水小心冲洗干净、烘干，然后称量，二者质量之差为5.12g,由此计算电镀过程中电路中通过电子的物质的量为。③上述铁镀件破损后，铁更容易被腐蚀。请简要说明镀铜铁镀件破损后，铁更容易被腐蚀的原因：2由此可推知镀便一种金属)铁镀件在破损时铁不易被腐蚀。解析(1)在中性溶液中发生吸氧腐蚀，将虚线框中改为直流电源，这属于外加电流的阴极保护法，外加电源后石墨电极为阳极，氯离子失电子生成氯气。(2)铁锈的主要成