2014届高三一轮复习第6章3讲电解池金属电化学腐蚀与防护

[考纲要求]1.了解电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2.理解金属发生电化学考点一Na、Mg、Al4OH4e4H4e水4OH4e4H4e水KNO3、4OH4e4H4e水HCl)HF2Cl2e2H2e酸2Cl2eCu22e盐2Cl2e2H2e2Cl－＋2H2H24OH4eCuO阴极：2Cu2＋O2答案放HH＋OH－O 3．(1)NaCl答案电解质溶液的复原应遵循“从溶液中析出什么补什么”的原则，即从溶液中析出哪种元素答案CuSO4、NaCl(KClAgNO3题组一 答案 答案解析加适量水能使溶液恢复到电解前的浓度，则实际是电解水，故只有B右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加几滴石蕊溶 答案D42解析SO2－、OH－bbOH－O，bc(H＋)>c(OH－422a电极的大于bA、B2题组二 答案(1)4OH－－4e－===O2H 电 4Ag2222 Mg＋2Cl22H＋＋2e－===H↑222＋电 Cu＋2H

5H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为 成化合物Q。写出阳极生成R的电极反应式： 223答案Ⅰ.2Al－6e－＋3HO===AlO223332332332Al2O3，AlAl2O3，Al2O3中的氧是由水提供HCO－Al(OHCO332CuKI2 答案(1)铜电极逐渐溶解，有白色沉淀产生，溶液变为蓝色24CuSO4溶液的电极反应式及总的电解方程式为例。444 4H＋题组三MgSO4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈pH6.8～8.0，酸色—红色，碱色—黄色) ①ABA；④B 答案(1)①④2222↑)222222222222422解析(1)由于MgSO是强酸弱碱盐，在水溶液中存在Mg2＋＋2H 422AH＋Mg2＋的氧化性，H2224的还原性大于242222222222222222b正立，放开拇指，将带有火星的木条试管内，木条复燃。440.01mol·L－1,0.05mol·L－1,0.1mol·L－1,0.5mol·L－1NaCl 取出阴极的石墨棒，发现表面有浅蓝色固体，试设计实验探究此浅蓝色固体的成分： 答案(1)黄绿湿润的淀粉­KI试纸

——解析 －由题目所给信息，Cu2＋Cl－浓度比值逐渐增大，溶液的颜色由黄绿色向蓝绿色转变，故阴极Cu2＋放电后，Cu2＋Cl－浓度比值减小而呈现黄绿色。随着反应的进行，Cu2＋H＋OH－浓度增大，故此浅蓝色Cu(OH)2。 考点二22阴极反应式：2H＋＋2e－===H22 电 离子反应方程式：2Cl

(2)Cu2＋的盐溶液。2NaCl(2222答案阳极产物答案防止H2和Cl2混合，防止Cl2与溶液中的NaOH反应。答案粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金等多种金属杂质，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，ZnFNi所以当阳极的铜等失去电子变成阳离子溶解之后，它们以金属单质的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥。题组训练2CrO2－，会对人类及生态系统产生很大损害，电解法是一种行之有效FeCrO2－Cr(OH)22 A．电解时选用Fe作阳极，石墨棒作阴极B．阴极附近的沉淀只有Cr(OH)3222D．1molCrO2－336gFe2答案27解析FeFe2＋，Fe2＋CrO2－发生氧化还原反应，Fe2＋2727273327Fe3＋、Cr3＋Fe(OH)Cr(OH)，B1molCrO2－3327molFe2＋Fe6molFe336g(1)用惰性电极电解100mL0.1mol·L－1NaCl溶液，若阴阳两极均得到112mL气体(标准 通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的液，设计了如图的装置。 (3)中很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。某同学利用上图装置， 材料是 (用元素符号表示)，总的反应式 答案(1)0.1mol·L－1 Fe解析(1)n(H2)＝n(Cl2)＝0.005moln(NaCl)＝0.01molNaClNaOHn(NaOH)＝n(NaCl)＝0.01mol，c(NaOH)＝0.1mol·L－1。bNaClO、NaCl。222222＋H2 (3)通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因 (4)若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧电池，则电池正极的反应式 答案(1)4OH－－4e－===2HO＋O 2222OH－O：4OH－－4e－===2HO＋OBOA222224222242224444222所以通过阳离子交换膜的离子数大于通过阴离子交换膜的离子数。O2、H2、KOH溶液构成电池时，O在电池正极放电：O4e－＋2HO===4OH－。222考点三4mole－为桥梁可构建如下关系式：AQ＝I·tQ＝n(e－)×N×1.60×10－19CA题组一500mLAgNO3pH6.03.0H2 A．27 B．54 C．106 D．216答案222233(10－3mol·L－1－10－6mol·L－1)×0.5L≈5×10－4mol，m(Ag)＝5×10－4mol×108g·mol－1＝0.054g＝54mg。3100mL0.50mol·L－1AgNO100mL0.253221.9g，电源E 极，F 极A极的电极反应式为 mol。B极的电极反应式为 mL(标准状况)。C极的电极反应式为 mol。D极的电极反应式为 mL(标准状况)。 答案(1)负正(2)4Ag＋＋4e－===4Ag0.025(3)4OH－－4e－===2HO＋O140(4)Cu2＋＋2e－===Cu 22Cl－－2e－===Cl↑2B

1n(Ag)，1082＝1.9－64 ＝1.9

n(Ag)＝0.025mol2222222A、C0.025mol0.0125mol；BO20.0062mol×22.4L·mol－1＝0.14L＝140mL；DCl0.0125mol×22.42＝0.28L＝280mL题组二33233．500mLKNOCu(NOc(NO－)＝0.6mol·L－13323 c(K＋0.20.2molCu0.05c(H＋0.2mol·L－1答案A332223322222222述电解过共转移0.4mol电子，而在生成2.24LH的过转移0.2mol电子，所以20.4mol－0.2mol＝0.2molCu2＋Cu c(K＋)＝0.2mol·L－1c(H＋)＝0.4mol·L－1将等物质的量浓度的CuSO4和NaCl等体积混合后，用石墨 A．阳极先析出Cl2，后析出O2，阴极先产生Cu，后析出2D．CD2答案CuSO41mol3：1mol1mol0.5mol1mol降低，酸性减弱，pH：1mol1molpH离，实质是电解水，导致溶液的体积减小，使溶液中氢离子浓度增大，pH5．(1)用惰性电极电解400mL一定浓度的硫酸铜溶液(不考虑电解过溶液体积的变化)，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1molCuO后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过 mol。如果向所得的溶液中加入0.1molCu(OH)2后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过 mol。如果向所得的溶液中加入0.1molCu2(OH)2CO3后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH(不考虑CO2的溶解)，电解过转移的电子为 mol。答案(1)0.2(2)0.4出，电解硫酸铜过只析出铜和释放出氧气，加入0.1molCuO可以使溶液恢复至原来状态，液恢复至原来状态，说明电解过不仅硫酸铜被电解，而且有水被电解。0.1molCu(OH)2可以0.1molCuO0.1molH2O，0.4mol。(30.1molCu2(OH)2CO3可0.2molCuO、0.1molH2O0.1molCO20.2mol0.1mol0.6mol考点四无电有微弱电2O＋2H 2 答案DA (ABCD答案B题组一如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速度由快到慢的顺序为( 答案C2222 (答案解析A属作负极；B题组二 22答案(1)吸氧2HO＋O 222(2)析氢2H＋＋2e－===H↑Fe－2e－===Fe2＋22解析(1)2H2O＋O2＋溶液。(2)试管中的液面下降，表明发生了析氢腐蚀，极反应式为2H＋＋2e－===H↑，负极反Fe－2e－===Fe2＋；此时需要酸性电解质溶液，如稀硫酸等。2 答案C22A产生氢气，导管内液面下降，一段时间后铁片发生吸氧腐蚀，吸收氧气，导管内液面回升，BO＋2HO＋4e－===4OH－，C22 D．dZn­MnO2MnO2的氧化作用引起的答案BABM ()答案C，电镀时，镀层金属铜作阳极，铁制品D，ZnFe A．a、b不可能是同种材料的电极答案ABZn，另一电极的ZnC、D 2222442222C． 2答案222224222224427227 CrO2－＋HO，H＋CrO2－427227 正确20αα 22－2α则有 5．(2012·理综，11)某小组设计如下微型实验装置。实验时，先断开K2，闭合K1，两极均K1K2A A．K2，闭合K1 2H＋2ClB．K2，闭合K1122C．KKCl122D．K1，闭合K2时，石墨电极作正极答案DCuK2K1时为 ③电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将 答案①B②2Cl－－2e－===ClCO(NH＋3ClHO===N＋CO③不变

2

解析Cl2A，B222保持不变。pH213.4422.4

－1＝0.660g×0.6 5 ＝7.2的电解过，粗铜板应是图中电极 电极d上发生的电极反应式为 ；若粗铜中还含有Au、 答案cCu2＋＋2e－===CuAu、Agc(阳极)下方，FeFe2＋的形式进入电解解析电解精炼时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，CuSO4溶液作电解液，比铜活泼的金属失电子生成8．[2011·理综，26(5)]按右图电解NaCl的饱和溶液， 答案NaCl＋H2ONaClO＋H2↑酚酞试液先变解析由于阳极是惰性电极，则电解饱和氯化钠溶液的方程式为9．(2012·海南，16)新型高效的甲烷电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实 闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生，其中b电极上得到的是 若每个电池甲烷通入量为1L(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为 (法拉第常数F＝9.65×104C·mol1列式计算)，最多能产生的氯气体积为 22答案(1)O＋2H22432432 22.4L·mol－1×8×9.65×10＝3.45×104C243解析(1)甲 2432243222432 电NaOH

Cl2 1 ×8×9.65×10C·mol 22.4C 答案BA保护，B正确；C中的方法叫牺牲阳极的阴极保，C错误。的 (XKN，X答案B组成原电池，铁是原电池的正极，受到保护；BXKMXKN腐蚀，XC、D 图一中若开始实验时开关Kb图二中若开始实验时开关K与a连接，电解液的浓度保持不变D．Kb，AB答案D2NaCl＋222NaOH＋H↑＋C2可使电解液恢复到电解前的浓度，BKaFe＋2AgNO3===Fe(NO3)2＋2Ag，电解液的浓度减小，CKbD ABCD答案AD 2222D．电解过b电极附近溶液的pH减小答案B3222 3222 ()B．t23.84 答案22解析根据aCl2Cl－－2e－===Cla22242ClCl－0.02molCuSO0.06mol，tb24222＋0.06mol×64g·mol－1＝3.84g，B；Cl－Cu2＋放电时，溶pH，b2H＋＋2e－===H221.6gCu0.45g( 答案Al(NO3)2、NH4NO3、Mg(NO3)2的溶液时，阴极都不会析出Cu(NO3)2溶液时才会在阴极析出铜。mgNa2SO4·10H2O m

C.161m＋18a

m＋9a答案解析0.5amol

pH4～5，Cu2＋Fe3＋几乎完全水解。某同学拟用电解硫酸铜溶液的方法测定铜的相对原子质量。该同学向pH＝3.8的含有硫酸铁杂质的硫酸铜溶液中加入过量的黑色粉末X，充分搅拌后将滤液用如图所示装置电解，agVmL。下列说法正确的是 黑色粉末X 22 答案解析利用铁离子水解提纯硫酸铜，应向溶液中加入氧化铜，AB

×2

11

22

113232 A．0.75 B．3C．4mol·L－1 D．3.75mol·L－1答案DCu(NO3)20.2mol、0.3mol0.075mol，后者与足量的铁0.3mol 石墨棒C1为 石墨棒C2附近发生的实验现象为 CuSO4溶液的质量 答案(1)原电池电解池2(2)负 正Cu2＋＋2e－===Cu阳2Cl－－2e－===Cl↑有无色气体产生，附2溶液出现红色(3)减少0.65增加解析AZn、CuCuSO4溶液中构成原电池，BA(H 0.224L ＝0.01(H 22.440.01mol×2＝0.02mol，0.01molZnZn0.01mol×65g·mol－1＝0.65g0.01molCuCuSO0.01mol×(65g·mol－1－64g·mol－1)＝0.01g。4X(填“正”或“负”)极相连，氢气从(填“A”、“B”、“C” N 式 若在标准状况下，制得11.2L

22答案(1)正C(2)阴离子阳离子(3)H－2e－＋2OH－===2HO(4)49g224OH－在阳极发生氧化反应，使左边溶液中H＋SO2－MMXBA含KOH的水，说明右边KOH溶液，H＋在Y极发生还原反应，说明Y极为阴极，与电源负极相OH－K＋向右迁移，NCDKOH(3O24222222222222222424H＋1mol0.5molHSOm(HSO＝49g2424

0.4mol11.2gA是铅蓄电池的 (填“正”或“负”)极，铅蓄电池的正极反应式 Ag电极上的反应式为 个量x最有可能表示的是 答案(1)负PbO＋4H＋＋SO2－＋2e－===PbSO＋2H 22H＋＋2e－===H↑2 不变2解析根据在电解过铁电极质