(天津专用)2020届高考化学一轮复习考点规范练23电解池金属的电化学腐蚀与防护(含解析)

考点规范练23电解池金属的电化学腐蚀与防护(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8个小题,每小题7分,共56分,每小题只有一个选项符合题目要求)(2018天津宝坻高三模拟)下列各组中,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()HCl、CuCl、Ba(OH)22NaOH、CuSO、HSO424NaOH、HSO、Ba(OH)TOC\o"1-5"\h\z242NaBr、HSO、Ba(OH)242(2018天津新华中学高三模拟)某同学进行下列实验:操作现象的食盐水取一块打磨过的生铁片，在其表面滴1滴含酚酞和K[Fe(CN)]的食盐水36::©放置一段时间后，生铁片上出现如图所示“斑痕”，其边缘处为红色,中心区域为蓝色，在两色环父界处出现铁锈TOC\o"1-5"\h\z下列说法不合理的是()a.生铁片发生吸氧腐蚀中心区：Fe-2e-Fe2+边缘处:0+2H0+4e~40H-22交界处:4Fe2++0+10H0—4Fe(0H)+8H+223研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是()d为石墨,铁片腐蚀加快d为石墨，石墨上电极反应为0+2H0+4e-40H-22d为锌块，铁片不易被腐蚀d为锌块，铁片上电极反应为2H++2e-H2f(2018山东荷泽一模)以铬酸钾(KCrO)为原料用电化学法制备KCrO的装置如图,下列说法正确24227的是()

kohwX箱科kohwX箱科离子交换膜a极的电极反应为2HO+2e—2OH-+Hf22电解过程中氢氧化钾溶液的浓度保持不变b极上Cr-发生氧化反应生成Cr2-电解过程中H+从右侧通过离子交换膜迁移到左侧（2018陕西汉中高三月考）根据下图回答,下列说法不正确的是（）含金属桝比剂的多孔电械CuSO^^含金属桝比剂的多孔电械CuSO^^此装置用于电镀铜时,电解一段时间,理论上硫酸铜溶液的浓度不变若a为粗铜,b为纯铜，该装置可用于粗铜的电解精炼燃料电池中负极反应为2H2-4e-+40H-—4H20上述装置在工作过程中Cu2+向a电极移动LiOH常用于制备锂离子电池的正极材料。工业上常利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。下列说法正确的是（）a是电源的负极B极区电解液为LiOH溶液A电极的电极反应式为4OH--4e—2H2O+O2f每产生标准状况下2.24L氢气，就有0.1mol阳离子通过交换膜进入阴极区（2018华中师大附中期末）用惰性电极电解100mL3mol•L-1的Cu（N03）溶液，一段时间后在阳极收集到标准状况下气体1.12L,停止电解,向电解后的溶液中加入足量的铁粉，充分作用后溶液中Fe2+浓度为（设溶液体积不变）（）A.3mol•L-1A.3mol•L-1B.2.75mol•L-1C.2mol•L-iC.2mol•L-iD.3.75mol•L-i（2018广东揭阳高三月考）利用如图所示装置可制取H2,两个电极均为惰性电极,c为阴离子交换膜。下列叙述正确的是（）Pd/TNTAPtNaOH+HiO'CHjCOONa+HiO+NaOHA.a膜。下列叙述正确的是（）Pd/TNTAPtNaOH+HiO'CHjCOONa+HiO+NaOHA.a为电源的正极工作时,0H-向左室迁移右室电极反应为CHOH+H0-4e-—CHCOO-+5H+2523生成H和CHCOONa的物质的量之比为2:123二、非选择题（本题共3个小题,共44分）（2018成都实验外国语学校高三模拟）（16分）电解原理在化学工业中有广泛应用。不仅可以制备物质,还可以提纯和净化。（1）电解食盐水是氯碱工业的基础。目前比较先进的方法是阳离子交换膜法,电解原理如图所示,图中的阳离子交换膜只允许阳离子通过,请回答以下问题:图中A极要连接电源的（填“正”或“负”）极。精制饱和食盐水从图中位置补充,氢氧化钠溶液从图中位置流出。（填“a”“b”“c”“d”“e”或“f”“a”“b”“c”“d”“e”或“f”)③电解总反应的离子方程式是（2）化学在环境保护中起着十分重要的作用,电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染,电化学降解N-的原理如图所示。解N-的原理如图所示。Hit)质子李换膜电源正极为（填“A”或“B”），阴极反应式为若电解过程中转移了5mol电子，则膜左侧电解液的质量变化为go10.（14分）（1）用间接电化学法除去NO的过程，如图所示:已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间，写出阴极的电极反应式:用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理:⑵目前已开发出电解法制取迎的新工艺。悄制嵬和⑵目前已开发出电解法制取迎的新工艺。悄制嵬和\阳离子^耳织含少N旳榕较交换膜SNaOH）①用石墨作电极,在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2（如图所示），写出阳极产生ClO2的电极反应式：。②电解一段时间，当阴极产生的气体体积为112mL（标准状况）时，停止电解，通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为mol;用平衡移动原理解释阴极区pH增大的原因:A极Q进气A极Q进气斗射蹴酸富誇*水刃子関貝允许H迺遡图b用箭头表示出图a中电子的运动方向;请你分析高铁铁轨锈蚀的原因是②我国的科技人员为了消除so2的污染，变废为宝，利用原电池原理,设计由so2和o2来制备硫酸。设计装置如图b所示，电极A、B为多孔的材料。A极为(填“正极”或“负极”)。TOC\o"1-5"\h\zB极的电极反应式是。11.(14分)如图所示的四个容器中分别盛有不同的溶液，除a、b夕卜，其余电极均为石墨电极。甲为铅蓄电池,其工作原理为Pb+PbO+2HSO2PbS0+2HO,其两个电极的电极材料分别为PbO和Pb。224422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:丙装置中发生电解的总反应方程式为。电解20min时，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。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为_。电解后取amL丁装置中的溶液,向其中逐滴加入等物质的量浓度的CH3COOH溶液,当加入bmLCH3COOH溶液时，混合溶液的pH恰好等于7(体积变化忽略不计)。已知CH3COOH的电离平衡常数为1.75X10-5,贝卜。考点规范练23电解池金属的电化学腐蚀与防护C用惰性电极电解时，常见阳离子的放电顺序为Ag+〉Cu2+〉H+〉Na+〉K+,常见阴离子的放电顺序为I-〉Br-〉Cl-〉OH-〉常见含氧酸根离子。电解HCl溶液生成H和Cl,电解CuCl溶液生成Cu和Cl,电解2222Ba(OH)溶液生成H和0,A项不符合题意；电解NaOH和HSO溶液均生成H和0,电解CuSO溶液生22224224成Cu和0,B项不符合题意；电解NaOH、HSO、Ba(OH)溶液均相当于电解水，均生成H和0,C项符224222合题意；电解NaBr溶液则生成Br?和H2,D项不符合题意。D生铁片边缘处为红色，说明生成了氢氧根离子,O2+2H2O+4e-=4OH-,生铁片发生吸氧腐蚀，故A、C两项合理;根据实验现象，中心区域为蓝色,说明生成了亚铁离子,Fe-2e-=Fe2+，故B项合理;在两色环交界处出现铁锈，是因为生成的氢氧化亚铁被氧气氧化生成了氢氧化铁，故D项不合理。Dd为石墨，则铁、碳及海水形成原电池，发生铁的吸氧腐蚀，从而加快铁片腐蚀,A项正确;d为石墨时是正极，电极反应为O2+2H2O+4e-—4OH-,B项正确;d为锌块，则Zn、Fe和海水构成原电池，由于活泼性Zn>Fe,则锌作负极，铁片不易被腐蚀,C项正确;d为锌块时，铁片上的反应为O2+2H2O+4e-——4OH-,D项错误。A阳极材料是石墨，为惰性电极，所以被电解的物质一定是水,阳极上的电极反应为2H2O-4e—O2f+4H+,一段时间后酸性明显增强，发生2Cr-+2H+=Cr2-+H2O,a极为阴极，阴极电极反应为4H2O+4e—2H2f+4OH-,A项正确；电解过程中,K+从右侧通过离子交换膜迁移到左侧，结合左侧电极上有OH-生成，所以氢氧化钾溶液的浓度变大,B项错误；由Cr-—Cr2-,Cr的化合价不变，未发生氧化还原反应,C项错误；电解过程中K+从右侧通过离子交换膜迁移到左侧，若H+从右侧通过离子交换膜迁移到左侧则无法发生反应2Cr-+2H+=Cr2-+H2O,D项错误。D电镀铜时，阳极为铜，电解质溶液为硫酸铜溶液,阳极反应式为Cu-2e-——CU2+,阴极反应式为Cu2++2e-—Cu,理论上硫酸铜溶液的浓度不变，故A项正确;a与电源正极相连，为阳极,b与电源负极相连,为阴极，该装置可用于粗铜的电解精炼，故B项正确;通入H2的电极是负极,电解质呈碱性，负极反应为2H2-4e-+4OH-—4屯。,故C项正确；电解池中阳离子移向阴极,b是阴极,Cw+向b电极移动，故D项错误。B根据图示可知,B电极上有氢气生成，则B为电解池阴极,A为阳极,a为正极、b为负极，阴极电极反应式为2H2O+2e—2OH-+H2f,阳极反应式为2Cl--2e—Cl2f。根据以上分析知,A项错误;A极是阳极、B极是阴极,B电极反应式为2H2O+2e—2OH-+H2f,有氢氧根离子生成，所以B极区电解液为LiOH溶液,A极区电解质溶液为LiCl溶液,B项正确;A电极上氯离子放电,电极反应式为2Cl--2e—Cl2f,C项错误;每产生标准状况下2.24L氢气，就有0.2mol电子转移，根据电荷守恒知，有0.2mol阳离子通过交换膜进入阴极区,D项错误。B阳极反应式为2HO-4e-4H++Of,阴极反应式为Cw++2e-Cu,阳极生成的气体为O,O的2222物质的量为1.10LF.4L•mol-i=0.05mol,根据电解的总反应式：2Cu(NO)+2HO2Cu；+Of+4HNO322230.1mol0.05mol0.2mol电解后溶液中生成的HNO的物质的量为0.2mol。3电解后溶液中Cu(NO)的物质的量为0.1LX3mol•L-i-0.1mol=0.2mol,HN0与足量的Fe反应生成TOC\o"1-5"\h\z323Fe(NO),反应的化学方程式为8HNO+3Fe——3Fe(N0)+2NOf+4HO,故0.2molHNO与Fe反应生成3233223Fe(NO3)2的物质的量为0.2molX-=0.075mol,Cu(N03)2与Fe反应生成硝酸亚铁,离子方程式为Fe+Cu2+——Fe2++Cu,故0.2molCu(N0)与Fe反应生成Fe(NO)的物质的量为0.2mol,反应后溶液中3232Fe2+的物质的量为0.2mol+0.075mol=0.275mol,反应后溶液中Fe2+浓度为=2.75mol•L-1,选B1L项。D根据图知,Pt电极上有氢气生成，说明Pt电极上发生还原反应,Pt为阴极，则Pd/TNTA为阳极,连接阴极的电极为电源负极，所以a为负极、b为正极，故A项错误;Pd/TNTA为阳极，工作时，电解质溶液中OH-向阳极移动,OH-向右室迁移，故B项错误;右室中电解质溶液呈碱性，所以不能有H+生成,乙醇失电子和OH-反应生成CHCOO-和水，电极反应式为CH0H+50H--4e-—CHCOO-+4H0,故C项错误;32532生成1mol氢气转移2mol电子，生成ImolCHCOONa转移4mol电子，所以生成H和CHCOONa的物质323的量之比为2:1,故D项正确。答案(1)①正②ad③2Cl-+2H^^Clf+Hf+2OH-(2)①A2N-+10e-+12H+——Nf+6HO22222②45解析(1)①由电解食盐水装置图可知，钠离子移向右边,则左边A为阳极，所以A极要连接电源的正极。左边A为阳极，电极反应式为2Cl--2e-^=Cl2f,所以精制饱和食盐水从图中a位置补充;右边B为阴极，电极反应式为2H2O+2e-—H2f+2OH-或2H++2e-=H2f,则生成的氢氧化钠溶液从图中d位置流出。电解总反应的离子方程式是2Cl-+2H2O—Cl2f+H2f+2OH-o(2)①由图示知在Ag-Pt电极上N-发生还原反应，因此Ag-Pt电极为阴极，则B为电源负极,A为电源正极;在阴极反应是N-得电子发生还原反应生成％,装置中采用质子交换膜，应只允许H+通过，则H+参与阴极反应且有H2O生成,阴极反应式为2N-+10e-+12H+—%f+6^。。②阳极反应为2H2O-4e-=O2f+4H+,转移5mol电子时，阳极消耗2.5molH2O,产生的5molH+进入阴极室，阳极室质量减少45g。答案(1)2HS-+2H++2e-=S-+2HO222NO+2S-+2H^—N+4HS-(2)①C1-+2HO-5e^—ClOf+4H+②0.01在阴极发生2H++2e-—22222H2f,H+浓度减小，使得H2O—OH-+H+的平衡向右移动,OH-浓度增大,pH增大

FP主取解质髀潘FP主取解质髀潘Fe-2e—Fe2+;由于电解质溶液中有HCO,电离出氢离子,2H++2e-=Hf,发生析氢腐蚀。电解质溶232液中又溶有氧气,02+2H20+4e-—40H-，发生吸氧腐蚀②正极SO2+2H2O-2e-=S-+4H+解析(1)阴极发生还原反应，是亚硫酸氢根离子得电子生成S2-,电极反应式为2HS-+2H++2e—S2-+2H2O;S2-与一氧化氮发生氧化还原反应,生成氮气和亚硫酸氢根,离子反应方程式为2NO+2S-+2HO——N+4HS-。222(2)①由题意可知，氯离子放电生成ClO2,由原子守恒可知,有水参加反应，同时生成氢离子，电极反应式为Cl-+2H2O-5e—ClO2f+4H+。②在阴极发生2H++2e-=屯f,氢气的物质的量为°°110L=0.005mol,通过阳离子交换膜的阳离子为+1价离子，通过阳离子交换膜的阳离子的物质的0000L・-1量为0.005molX2=0.01mol,电解时阴极H+浓度减小，使得屯0—'0H-+H+的平衡向右移动,溶液的pH增大。①钢铁含有铁和碳，铁为负极,C为正极，电子由负极流向正极，故电子的移动方向可表示为;高铁铁轨锈蚀的原因是铁为负极发生氧化反应Fe-2e-—Fe2+。由于电解质溶液中有H2CO3,电离出氢离子，2H++2e—也f,发生析氢腐蚀。电解质溶液中又溶有氧气O2+2H2O+4e-—4OH-,发生吸氧腐蚀。②由题意可知原电池目的是用SO2与02反应来制备硫酸,B极生成硫酸，则通入的气体应为SO2,硫元素由+4价升高到+6价,发生氧化反应SO2+2H2O-2e—S-+4H+,B极为负极,A极为正极。电蔣答案(1)PbO(2)2HO2Hf+Of2222(3)0.1molCu(OH)(4)负0+4H++4e-—2H0(5)」222i解析甲池是原电池，作电源,发生的反应为Pb+PbO+2HSO'2PbSO+2HO;乙、丙、丁是电解池，闭22442合K,发现g电极附近的溶液