2023高三化学一轮复习专题6第3单元电解池金属的腐蚀与防护课时分层训练苏教版

PAGEPAGE2电解池金属的腐蚀与防护A组专项根底达标(建议用时：30分钟)1．观察以下几个装置示意图，有关表达正确的选项是()A．装置甲中阳极上析出红色固体B．装置乙中铜片应与电源负极相连C．装置丙中外电路电流方向：b极→a极D．装置丁中阴极反响：2Cl－－2e－=Cl2↑C[A项，阳极上生成Cl2；B项，铜片应作阳极，与电源正极相连；D项，阴极反响应为2H＋＋2e－=H2↑。]2．以下说法中正确的选项是()A．氯碱工业中，X、Y均为石墨，X附近能得到氢氧化钠B．铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4C．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D[电解饱和食盐水时，阴极区得到H2和NaOH。铜的电解精炼时，应用粗铜作阳极、纯铜作阴极。电镀时，应以镀层金属作阳极、待镀金属作阴极。]3．(2022·上海高考)研究电化学腐蚀及防护的装置如下图。以下有关说法错误的选项是()【导学号：37742175】A．d为石墨，铁片腐蚀加快B．d为石墨，石墨上电极反响为O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．d为锌块，铁片不易被腐蚀D．d为锌块，铁片上电极反响为2H＋＋2e－=H2↑D[A.由于活动性：Fe>石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，失去电子被氧化变为Fe2＋进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被复原，比没有形成原电池时的速率快，正确。B.d为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生复原反响，电极反响为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，正确。C.假设d为锌块，那么由于金属活动性：Zn>Fe，Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，正确。D.d为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反响为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，错误。]4.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，装置如下图，以下说法正确的选项是()A．阳极电极方程式为2Al－6e－＋6OH－=Al2O3＋3H2OB．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＋移向铝电极C[A项，硫酸溶液为酸性，阳极反响式为2Al－6e－＋3H2O=Al2O3＋6H＋；B项，阴极反响式为6H＋＋6e－=3H2↑，电解过程中H2O减少，pH减小；D项，电解过程中H＋移向阴极(石墨极)。]5．(2022·太原模拟)如图是铅蓄电池充、放电时的工作示意图，放电时电池反响为PbO2＋Pb＋4H＋＋2SOeq\o\al(2－,4)=2PbSO4＋2H2O。以下有关说法正确的选项是()A．K与N相接时，能量由电能转化为化学能B．K与N相接时，H＋向负极区迁移C．K与M相接时，所用电源的a极为负极D．K与M相接时，阳极附近的pH逐渐增大C[A项，K与N相接时形成原电池，化学能转化为电能；B项，原电池工作时，H＋向正极迁移；D项，K与M相接时，为充电过程，阳极反响式为PbSO4＋2H2O－2e－=PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)，阳极附近的pH减小。]6．(2022·长春模拟)用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的NHeq\o\al(＋,4)，模拟装置如下图。以下说法正确的选项是()A．阳极室溶液由无色变成棕黄色B．阴极的电极反响式为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑C．电解一段时间后，阴极室溶液中的pH升高D．电解一段时间后，阴极室溶液中的溶质一定是(NH4)3PO4C[阳极上Fe发生氧化反响，溶液由无色变为浅绿色，A项错误；阴极上H＋发生复原反响：2H＋＋2e－=H2↑，B项错误；根据阴极上电极反响，阴极消耗H＋，电解一段时间后，阴极室溶液pH升高，C项正确；电解一段时间后，阴极室溶液pH升高，NHeq\o\al(＋,4)与OH－反响生成NH3·H2O，因此阴极室溶液中溶质除(NH4)3PO4外，还可能有NH3·H2O，D项错误。]7．(2022·湖北七市调研)如以下图所示，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。以下有关说法正确的选项是()【导学号：37742176】A．反响一段时间后，乙装置中生成的氢氧化钠在铁极区B．乙装置中铁电极为阴极，电极反响式为Fe－2e－=Fe2＋C．通入氧气的一极为正极，发生的电极反响为O2－4e－＋2H2O=4OH－D．反响一段时间后，丙装置中硫酸铜溶液浓度保持不变A[甲装置为甲醚燃料电池，充入氧气的一极发生复原反响，为电极的正极，充入燃料的一极为电极的负极；乙装置为电解饱和氯化钠溶液的装置，根据串联电池中电子的转移，可知Fe电极为阴极，C极为阳极；丙装置为电解精炼铜的装置，精铜为阴极，粗铜为阳极。]8．(2022·太原模拟)锌溴液流电池是一种新型电化学储能装置(如下图)，电解液为溴化锌水溶液，其在电解质储罐和电池间不断循环。以下说法不正确的选项是()A．放电时负极的电极反响式为Zn－2e－=Zn2＋B．充电时电极a连接电源的负极C．阳离子交换膜可阻止Br2与Zn直接发生反响D．放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大B[由题知电解液为溴化锌水溶液，结合电解装置图分析可知充电时左侧电极上发生氧化反响：2Br－－2e－=Br2，那么左侧电极为阳极，充电时电极a连接电源的正极；充电时右侧电极上发生复原反响：Zn2＋＋2e－=Zn，那么右侧电极为阴极，充电时电极b连接电源的负极，B选项错误。该电池放电时负极反响为充电时阴极反响的逆反响，即为Zn－2e－=Zn2＋，A选项正确。阳离子交换膜只允许阳离子通过，可阻止Br2与Zn直接发生反响，C选项正确。该电池放电时正极反响为充电时阳极反响的逆反响，即为Br2＋2e－=2Br－，放电时作原电池，原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，且该装置使用了阳离子交换膜，其只允许阳离子通过，即左侧电极上生成了Br－，同时Zn2＋不断移向左侧电极区，所以放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大，D选项正确。]9．500mLKNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NOeq\o\al(－,3))＝0.6mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到2.24L气体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500mL，以下说法正确的选项是()A．原混合溶液中c(K＋)为0.2mol·L－1B．上述电解过程中共转移0.2mol电子C．电解得到的Cu的物质的量为0.05molD．电解后溶液中c(H＋)为0.2mol·L－1A[石墨作电极电解KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液，阳极反响式为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，阴极先后发生两个反响：Cu2＋＋2e－=Cu,2H＋＋2e－=H2↑。从收集到O2为2.24L这个事实可推知上述电解过程中共转移0.4mol电子，而在生成2.24LH2的过程中转移0.2mol电子，所以Cu2＋共得到0.4mol－0.2mol＝0.2mol电子，电解前Cu2＋的物质的量和电解得到的Cu的物质的量都为0.1mol。电解前后分别有以下守恒关系：c(K＋)＋2c(Cu2＋)＝c(NOeq\o\al(－,3))，c(K＋)＋c(H＋)＝c(NOeq\o\al(－,3))，不难算出：电解前c(K＋)＝0.2mol·L－1，电解后c(H＋)＝0.4mol·L－1。]10．(2022·合肥质检)如下图，U形管内盛有100mL的溶液，按要求答复以下问题：(1)断开K2，闭合K1，假设所盛溶液为CuSO4溶液，那么A极为________极，B极的电极反响式为_____________________________________________________________。假设所盛溶液为KCl溶液，那么B极的电极反响式为____________________________________________________________________________________________________________________________。(2)断开K1，闭合K2，假设所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液，那么：①A电极附近可以观察到的现象是________，Na＋移向________(填“A〞或“B〞)极。②B电极上的电极反响式为_______________________________________________________________，总反响的化学方程式是_____________________________________________________________。③反响一段时间后断开K2，假设忽略溶液的体积变化和气体的溶解，B极产生气体的体积(标准状况)为11.2mL，将溶液充分混合，溶液的pH约为________。假设要使电解质溶液恢复到原状态，需向U形管内参加或通入一定量的________。[解析](1)断开K2，闭合K1时，该装置是原电池，锌作负极，碳作正极，正极上铜离子得电子生成铜，发生氧化反响，电极反响式为Cu2＋＋2e－=Cu；所盛溶液为KCl溶液时发生吸氧腐蚀，正极(B极)的电极反响式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－；(2)断开K1，闭合K2，假设所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液，①该装置是电解池，碳棒是阳极，锌棒是阴极，电解时，锌棒上氢离子放电生成氢气，同时电极附近生成的氢氧根离子导致溶液呈碱性，参加酚酞溶液后变红；溶液中的Na＋向阴极移动，即向A电极移动；②电解时，阳极B上氯离子放电生成氯气：2Cl－－2e－=Cl2↑，阴极上氢离子放电生成氢气，同时溶液中生成氢氧化钠，所以电池总反响式为2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；③由②可知，B极产生(标准状况)11.2mLCl2，生成0.001molNaOH。故c(OH－)＝0.01mol/L，c(H＋)＝eq\f(Kw,cOH－)＝eq\f(10－14,0.01)mol/L＝10－12mol/L，故pH＝12。两极逸出的气体分别是H2和Cl2，故要使电解质溶液恢复到原状态，需向U形管内通入一定量的HCl气体。[答案](1)负Cu2＋＋2e－=CuO2＋2H2O＋4e－=4OH－(2)①溶液变红A②2Cl－－2e－=Cl2↑2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))2NaOH＋Cl2↑＋H2↑③12HCl11．某兴趣小组的同学用以下图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转。请答复以下问题：(1)甲池为________(填“原电池〞“电解池〞或“电镀池〞)，通入CH3OH电极的电极反响式为____________________________________________________________________________________________________________________________。(2)乙池中A(石墨)电极的名称为________(填“正极〞“负极〞“阴极〞或“阳极〞)，总反响式为____________________________________________________________________________________________________________________________。(3)当乙池中B极质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2的体积为________mL(标准状况)，丙池中________极析出________g铜。(4)假设丙池中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，甲中溶液的pH将________(填“增大〞“减小〞或“不变〞)；丙中溶液的pH将________(填“增大〞“减小〞或“不变〞)，假设将丙中溶液复原，需参加________。[解析](1)甲池为原电池，通入CH3OH的电极为负极，电极反响式为CH3OH－6e－＋8OH－=COeq\o\al(2－,3)＋6H2O。(2)乙池中为用惰性电极电解AgNO3溶液，其中A作阳极，B作阴极，总反响式为4AgNO3＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))4Ag＋O2↑＋4HNO3。(3)根据各电极上转移的电子相同，那么n(Ag)＝4n(O2)＝2n(Cu)，故V(O2)＝eq\f(1,4)×eq\f(5.40,108)×22.4L＝0.28L＝280mL，m(Cu)＝eq\f(1,2)×eq\f(5.40,108)×64g＝1.6g。(4)假设丙池中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，根据丙中总反响式为2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，溶液pH增大，而甲中总反响式为2CH3OH＋3O2＋4KOH=2K2CO3＋6H2O，溶液pH减小。[答案](1)原电池CH3OH－6e－＋8OH－=COeq\o\al(2－,3)＋6H2O(2)阳极4AgNO3＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))4Ag＋O2↑＋4HNO3(3)280D1.6(4)减小增大HClB组专项能力提升(建议用时：15分钟)12．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。①～⑧为各装置中的电极编号。以下说法错误的选项是()【导学号：37742177】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③→②；①→⑧；⑦→⑥；⑤→④D．当K闭合后，A、B装置中pH变大，C装置中pH不变A[当K闭合时，形成闭合电路，B中Zn­Cu形成的原电池比A中Fe­C形成的原电池产生的电压大，A为电解池，B为原电池。]13．某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。(1)如图为某实验小组依据氧化复原反响：(用离子方程式表示)_______________________________________________________________设计的原电池装置，反响前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相关12g，导线中通过________mol电子。(2)其他条件不变，假设将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，石墨电极反响式为_______________________________________________________________，这是由于NH4Cl溶液显________(填“酸性〞、“碱性〞或“中性〞)，用离子方程式表示溶液显此性的原因______________________________________________________________________________________________________________________________，用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中，向其中滴加少量新制饱和氯水，写出发生反响的离子方程式____________________________________________________________________________________________________________________________。(3)如图其他条件不变，假设将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，如下图。一段时间后，在甲装置铜丝附近滴加酚酞试液，现象是_______________________________________________________________，