2021高考化学一轮复习电解池金属的电化学腐蚀与防护作业

课时作业(二十四)电解池金属的电化学腐蚀与防护1．以下说法错误的选项是()A．铁管镀锌层局部破损后，铁管仍不易生锈B．铁外表镀锌可增强其抗腐蚀性C．钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀D．假设在海轮外壳上附着一些铜块，那么可减缓海轮外壳的腐蚀答案D2．以下各组中，每种电解质溶液用惰性电极电解时只生成氢气和氧气的一组是()A．HCl、CuCl2、Ba(OH)2 B．NaOH、CuSO4、H2SO4C．NaOH、H2SO4、Ba(OH)2 D．NaBr、H2SO4、Ba(OH)2答案C3．(2021·山西孝义模拟)深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐复原菌作用下，能被硫酸根离子腐蚀，其电化学腐蚀原理如下图。以下说法正确的选项是()A．铁管道发生的是吸氧腐蚀B．输送暖气的管道也易发生此类腐蚀C．这种情况下，土壤的pH增大D．管道上刷富铜油漆可以延缓管道的腐蚀C[由图可知，负极反响为Fe－2e－＝Fe2＋，正极反响为SOeq\o\al(2－,4)＋5H2O＋8e－=HS－＋9OH－。A.铁道管的腐蚀过程中，氧气并未参与反响，所以不是吸氧腐蚀，故A错误；B.硫酸盐复原菌是蛋白质，在高温下易变性，失去催化效率，那么输送暖气的管道不易发生此类腐蚀，故B错误；C.由正负极的电极反响可知，铁道管腐蚀过程中，OH－浓度增大，土壤pH增大，故C正确；D.管道上刷富铜油漆，形成Cu—Fe原电池，Fe作为负极，可以加快管道的腐蚀，故D错误。]4．电解法精炼含有Fe、Zn、Ag等杂质的粗铜。以下表达正确的选项是()A．电解时以硫酸铜溶液作电解液，精铜作阳极B．粗铜与电源负极相连，发生氧化反响C．阴极上发生的反响是Cu2＋＋2e－=CuD．电解后Fe、Zn、Ag等杂质会沉积在电解槽底部形成阳极泥答案C5．用惰性电极电解以下溶液一段时间后再参加一定量的某种纯洁物(方括号内的物质)，能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是()A．AgNO3[AgNO3] B．NaOH[H2O]C．KCl[KCl] D．CuSO4[Cu(OH)2]B[A项：4AgNO3＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电),\s\do5())4Ag＋O2↑＋4HNO3，脱离反响体系的物质是4Ag＋O2，相当于2Ag2O，参加适量Ag2O才能复原(参加AgNO3，会使NOeq\o\al(－,3)的量增加)；B项：2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电),\s\do5())2H2↑＋O2↑，脱离反响体系的是2H2＋O2，相当于2H2O，参加适量水可以复原；C项：2KCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电),\s\do5())2KOH＋H2↑＋Cl2↑，脱离反响体系的是H2＋Cl2，相当于2HCl，通入适量HCl气体才能复原(参加盐酸时，同时也增加了水)；D项：2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电),\s\do5())2H2SO4＋2Cu＋O2↑，脱离反响体系的是2Cu＋O2，相当于2CuO，参加适量CuO可以复原。]6．(2021·山东临沂一模)Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理论设计的制取Cu2O的电解池示意图如下，电解总反响为2Cu＋H2Oeq\o(=,\s\up7(通电),\s\do5())Cu2O＋H2↑。以下说法正确的选项是()A．石墨电极上产生氢气B．铜电极发生复原反响C．铜电极接直流电源的负极D．mol电子转移时，molCu2O生成A[由电解总反响可知，Cu参加了反响，所以Cu作电解池的阳极，发生氧化反响，B选项错误；石墨作阴极，电极反响为2H＋＋2e－=H2↑，A选项正确；阳极与电源的正极相连，C选项错误；阳极反响为2Cu＋2OH－－2e－=Cu2O＋H2molCu2O生成，D选项错误。]7．(2021·北京东城区月考)利用如下实验探究铁钉在不同溶液中的吸氧腐蚀。实验装置实验编号浸泡液pH氧气浓度随时间的变化①mol/LNH4Cl5②mol/L(NH4)2SO45③mol/LNaCl7④mol/LNa2SO47以下说法不正确的选项是()A．上述正极反响均为O2＋4e－＋2H2O＝4OH－B．在不同溶液中，Cl－是影响吸氧腐蚀速率的主要因素C．向实验④中参加少量(NH4)2SO4固体，吸氧腐蚀速率加快D．在300min内，铁钉的平均吸氧腐蚀速率酸性溶液大于中性溶液答案B8．(2021·北京朝阳区模拟)高铁酸钠(Na2FeO4)是具有紫色光泽的粉末，是一种高效绿色强氧化剂，碱性条件下稳定，可用于废水和生活用水的处理。实验室以石墨和铁钉为电极，以不同浓度的NaOH溶液为电解质溶液，控制一定电压电解制备高铁酸钠，电解装置和现象如下表。以下说法不正确的选项是()c(NaOH)阴极现象阳极现象1mol·L－1产生无色气体产生无色气体，10min内溶液颜色无明显变化10mol·L－1产生大量无色气体产生大量无色气体，3min后溶液变为浅紫红色，随后逐渐加深15mol·L－1产生大量无色气体产生大量无色气体，1min后溶液变为浅紫红色，随后逐渐加深A．a为铁钉，b为石墨B．阴极主要发生反响：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－C．高浓度的NaOH溶液有利于发生Fe－6e－＋8OH－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2OD．制备Na2FeO4时，假设用饱和NaCl溶液，可有效防止阳极产生气体D[以石墨和铁钉为电极，用电解法制备Na2FeO4，Fe发生氧化反响，那么铁钉为阳极，故a为铁钉，b为石墨，A正确。阴极上发生复原反响生成H2，电极反响式为2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，B正确。由表中信息可知，c(NaOH)越大，阳极附近溶液变为浅紫红色的时间越短，那么生成Na2FeO4的速率越快，故高浓度的NaOH溶液有利于发生反响：Fe＋8OH－－6e－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O，C正确。假设用饱和NaCl溶液，溶液中c(Cl－)较大，Cl－在阳极发生反响：2Cl－－2e－=Cl2↑，那么阳极上还产生气体Cl2，D错误。]9．(2021·山东师大附中三诊)甲、乙两个电解池均以Pt为电极且互相串联。甲池盛有AgNO3溶液，乙池盛有一定量的某盐溶液，通电一段时间后，g，g金属，那么乙池中溶质可能是()A．CuSO4 B．MgSO4C．Al(NO3)3 D．Na2SO4A[Pt为惰性电极，电解各种盐溶液时，阳离子在阴极放电，阳离子的放电顺序为Cu2＋>H＋>Al3＋>Mg2＋>Na＋，乙池中的溶质假设为MgSO4、Al(NO3)3或Na2SO4，电解过程中阴极不会析出金属，故乙池中的溶质只能为CuSO4。甲、乙两个电解池串联，通过各个电极的电子数相等。甲、乙两池的阴极分别发生的反响为2Ag＋＋2e－=2Ag、Cu2＋＋2e－=Cu，那么存在关系式：2Ag～2e－～Cu，n(Cu)＝eq\f(1,2)n(Ag)＝eq\f(1,2)×eq\f(g,108g·mol－1)mol，故乙池中析出金属Cu的质量为m(Cu)mol×64g·mol－1gCu，这说明CuSO4的量缺乏，还发生反响：2H＋＋2e－=H2↑。]10．(2021·云南昆明质检)铈(Ce)是镧系金属元素。空气污染物NO通常用含Ce4＋的溶液吸收，生成HNO2、NOeq\o\al(－,3)，再利用电解法将上述吸收液中的HNO2转化为无毒物质，同时生成Ce4＋，其原理如下图。以下说法正确的选项是()A．H＋由右室进入左室B．Ce4＋从电解槽的c口流出，且可循环使用C．阴极的电极反响式：2HNO2＋6H＋＋6e－=N2↑＋4H2OD．假设用甲烷燃料电池作为电源，，理论上可转化HNO22molC[A.根据电解原理，H＋4＋溶液吸收，生成HNO2、NOeq\o\al(－,3)，N的化合价升高，Ce4＋的化合价降低，然后对此溶液进行电解，又产生Ce4＋，根据电解原理，应在阳极上产生，即Ce4＋从a口流出，可循环使用，错误；C.根据电解原理，阴极上得电子，化合价降低，HNO2转化为无毒物质，即转化为N2，阴极电极反响式为2HNO2＋6H＋＋6e－=N2↑＋4H2×mol＝12mol，理论上可转化HNO2的物质的量为12×2/6mol＝4mol，错误。]11．采用电化学法复原CO2是一种使CO2资源化的方法。以下图是利用此法制备ZnC2O4的示意图(电解液不参与反响)。以下说法中正确的选项是()A．Zn与电源的负极相连B．ZnC2O4在交换膜右侧生成C．电解的总反响为2CO2＋Zneq\o(=,\s\up7(电解),\s\do5())ZnC2O4D．LCO2时，mol电子C[电解过程中Zn被氧化，作阳极，所以Zn与电源的正极相连，A错误；Zn2＋透过阳离子交换膜到达左侧与生成的C2Oeq\o\al(2－,4)形成ZnC2O4，B错误；没有给出气体所处的温度和压强，D错误。]12．按照要求答复以下问题。(1)电解制取KIO3的工业生产中，电解前先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反响：3I2＋6KOH=5KI＋KIO3＋3H2O，将该溶液参加阳极区。另将氢氧化钾溶液参加阴极区，电解槽用水冷却。电解时，阳极上发生反响的电极反响式为________________________；电解过程中阴极附近溶液pH______(填“变大〞“变小〞或“不变〞)。解析阳极附近的阴离子有碘离子、碘酸根离子和氢氧根离子，电解过程中阳极上碘离子失去电子生成碘酸根离子，电极方程式为I－＋6OH－－6e－=IOeq\o\al(－,3)＋3H2O(或2I－－2e－=I2)；阴极上氢离子放电生成氢气，所以阴极附近破坏水的电离平衡，溶液中的氢氧根离子浓度增大，pH变大。答案I－＋6OH－－6e－=IOeq\o\al(－,3)＋3H2O(或2I－－2e－=I2)变大(2)工业上，在强碱性条件下用电解法除去废水中的CN－，装置如下图，依次发生的反响有：ⅰ.CN－－2e－＋2OH－=CNO－＋H2Oⅱ.2Cl－－2e－=Cl2↑ⅲ.3Cl2＋2CNO－＋8OH－=N2＋6Cl－＋2COeq\o\al(2－,3)＋4H2O①a为电源____极②通电过程中溶液pH不断______(填“增大〞“减下〞或“不变〞)。③除去1molCN－，外电路中至少需要转移______mol电子。④为了使电解池连续工作，需要不断补充__________。解析①电解时铁电极作阴极，那么b为电源负极，a为电源正极；②阴极反响式为：2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，根据反响ⅰ、ⅱ、ⅲ及阴极反响式可知，通电过程中消耗OH－的量大于生成OH－的量，故溶液pH不断减小；③反响ⅰ转移2e－，反响ⅲ转移6e－，故除去1molCN－，外电路中至少需要转移2mol＋eq\f(1,2)×6mol＝5mol电子；④通电过程中OH－不断被消耗，且有局部Cl2逸出，为了使电解池连续工作，需要不断补充NaOH和NaCl。答案①正②增大③5④NaOH和NaCl(3)NaClO2是重要的消毒剂和漂白剂，可用如下图装置制备。①b为电源______极。②电极D的反响式为__________________。③L气体时，理论上阴极区溶液质量增加____g。解析①由装置图知，电极D上发生ClO2得电子生成ClOeq\o\al(－,2)的复原反响，那么电极D为阴极，a为电源的负极，b为电源正极；②结合①项分析知，电极D(阴极)发生反响：ClO2＋e－=ClOeq\o\al(－,2)；③LCl2时，转移电子2mol，那么阴极区有2molClO2转化为ClOeq\o\al(－,2)，溶液质量增加135g，同时还有2molNa＋移向阴极，导致溶液增重46g，故阴极区溶液质量增加181g。答案①正②ClO2＋e－=ClOeq\o\al(－,2)③181(4)利用如下图装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2，并用阴极排出的溶液吸收NO2来解决环境污染问题。①阴极的电极反响式为：________________________________________________________________________________________；②阳极的电极反响式为：________________________________________________________________________________________；③电解时，H＋通过阳离子交换膜的方向是__________________。解析由图中信息可知，两电极连接在直流电源上，所以该装置为电解池；二氧化硫被氧化为硫酸，而HSOeq\o\al(－,3)被复原为S2Oeq\o\al(2－,4)。根据电解原理，阳极上发生氧化反响而阴极上发生复原反响，所以通入二氧化硫的为阳极室，另一侧为阴极室，所以a连接电源的正极，b连接电源的负极，电解池中一般溶液中的阳离子向阴极定向移动，而阴离子向阳极定向移动，但是由于电解池使用了阳离子交换膜，所以只有阳离子H＋才可以从阳极室通过阳离子交换膜向阴极室移动。答案①2HSOeq\o\al(－,3)＋2H＋＋2e－=S2Oeq\o\al(2－,4)＋2H2O②SO2＋2H2O－2e－=SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋③由阳极室到阴极室(5)用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生N