人教版高中化学一轮复习基础练习二十一电解池金属的腐蚀与防护（学生版）

练习二十一电解池金属的腐蚀与防护1.(2023·湖北化学)我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为xmol·h－1。下列说法错误的是()A.惰性电极b反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－B.离子交换膜为阴离子交换膜C.电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜D.海水为电解池补水的速率为2xmol·h－12．(2023·辽宁化学)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如图所示，其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法正确的是()A.b端电势高于a端电势B.理论上转移2mole－生成4gH2C.电解后海水pH下降D.阳极发生：Cl－＋H2O－2e－=HClO＋H＋3．(2023·全国甲卷)用可再生能源电还原CO2时，采用高浓度的K＋抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，装置如图所示。下列说法正确的是()A.析氢反应发生在IrOxTi电极上B.Cl－从Cu电极迁移到IrOxTi电极C.阴极发生的反应有2CO2＋12H＋＋12e－=C2H4＋4H2OD.每转移1mol电子，阳极生成11.2L气体(标准状况)4.(2023·重庆化学)电化学合成是一种绿色高效的合成方法。如图是在酸性介质中电解合成半胱氨酸和烟酸的示意图。下列叙述错误的是()A.电极a为阴极B.H＋从电极b移向电极aC.电极b发生的反应为＋2H2O－6e－=＋6H＋D.生成3mol半胱氨酸的同时生成1mol烟酸5．(2023·浙江6月选考)氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是()A.电极A接电源正极，发生氧化反应B.电极B的电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－C.应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的NaOH溶液D.改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗6．(2022·广东化学)以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，实现Al的再生。该过程中()A.阴极发生的反应为Mg－2e－=Mg2＋B.阴极上Al被氧化C.在电解槽底部产生含Cu的阳极泥D.阳极和阴极的质量变化相等7．(2023·浙江1月选考)在熔融盐体系中，通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi)，电解装置如图，下列说法正确的是()A.石墨电极为阴极，发生氧化反应B.电极A的电极反应：8H＋＋TiO2＋SiO2＋8e－=TiSi＋4H2OC.该体系中，石墨优先于Cl－参与反应D.电解时，阳离子向石墨电极移动8．(2022·湖北化学)含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备Li[P(CN)2]，过程如图所示(Me为甲基)。下列说法正确的是()A.生成1molLi[P(CN)2]，理论上外电路需要转移2mol电子B.阴极上的电极反应为P4＋8CN－－4e－=4[P(CN)2]－C.在电解过程中CN－向铂电极移动D.电解产生的H2中的氢元素来自于LiOH9．(2023·北京化学)回收利用工业废气中的CO2和SO2，实验原理示意图如下。下列说法不正确的是()A.废气中SO2排放到大气中会形成酸雨B.装置a中溶液显碱性的原因是HCOeq\o\al(－,3)的水解程度大于HCOeq\o\al(－,3)的电离程度C.装置a中溶液的作用是吸收废气中的CO2和SO2D.装置b中的总反应为SOeq\o\al(2－,3)＋CO2＋H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))HCOOH＋SOeq\o\al(2－,4)10.(2023·鞍山模拟)点蚀又称孔蚀，是一种集中于金属表面很小的范围并深入到金属内部的腐蚀形态。某铁合金钝化膜破损后的孔蚀如图，下列说法错误的是()A.孔隙中有可能发生析氢腐蚀B.孔蚀中Fe2＋水解导致电解质溶液酸性增强C.为防止孔蚀发生可以将外接电源负极与金属相连D.蚀孔外每吸收2.24LO2，可氧化0.2molFe11．(2024·湖南联考)某同学利用如图所示装置探究金属的腐蚀与防护，下列说法不正确的是()A.③区电极电势Cu高于FeB.①区Fe电极和③区Fe电极电极反应均为Fe－2e－=Fe2＋C.②区Zn电极和④区Cu电极电极反应均为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－D.在②区Fe电极和④区Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液，均会出现蓝色沉淀12．(2023·河北检测)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①H2O7②1.0mol·L－1NH4Cl溶液5③0.5mol·L－1(NH4)2SO4溶液5④1.0mol·L－1NaCl溶液7⑤0.5mol·L－1Na2SO4溶液7下列说法不正确的是()A.①与④⑤比较说明盐溶液可以加快吸氧腐蚀速率B.②与③、④与⑤比较说明吸氧腐蚀速率可能与阴离子种类有关C.向实验⑤溶液中加入少量(NH4)2SO4固体，吸氧腐蚀速率加快D.向实验②溶液中加等体积的0.5mol·L－1(NH4)2SO4溶液，吸氧腐蚀速率一定加快13．(2024·河北部分名校联考)青铜器在地下潮湿区域易生成铜绿[Cu2(OH)2CO3]。下列说法错误的是()A.青铜器在地下潮湿区域主要发生析氢腐蚀B.青铜器发生腐蚀生成铜绿时，铜为负极C.可以用食醋除去青铜器表面的铜绿D.青铜器需保存在干燥通风处14．(2024·丹东模拟)如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究“精炼铜原理”和“电镀原理”。下列说法正确的是()A.一段时间后，甲装置中溶液pH升高B.丙装置中实现铁片上镀铜，b应为铁片C.一段时间后，乙、丙中CuSO4溶液浓度均不变D.甲中消耗标准状况下1.12L氧气时，理论上粗铜质量减少6.4g15．(2024·聊城模拟)利用氢氧燃料电池可实现由白磷电解法制备Li[P(CN)2]，并能实现H2的循环利用，其工作原理如图所示。已知：Me为甲基；电极均为石墨电极。下列说法正确的是()A.电池工作时电极a连接电极cB.当生成9gLi[P(CN)2]时，电极a消耗H2的体积(标准状况)为2.24LC.通电一段时间后，若隔膜e为阴离子交换膜，则c(KOH)减小D.电极c的电极反应式为P4－4e－＋8LiCN=4Li[P(CN)2]＋4Li＋16．(2023·云南模拟)我国科学家设计了一种CO2捕获和利用一体化装置，利用含NOeq\o\al(－,3)的废水和CO2制备甲酸铵(HCOONH4)，其原理过程示意图如图。有关说法错误的是()A.NOeq\o\al(－,3)参与的电极反应为NOeq\o\al(－,3)＋8e－＋6H2O=NH3↑＋9OH－B.生成HCOO－的电极反应为HCOeq\o\al(－,3)＋H2O－2e－=HCOO－＋2OH－C.装置Ⅱ中OH－穿过阴离子交换膜由左向右迁移D.空气的作用是作为载气将含NH3的气体吹出反应器17．(2024·天津模拟)制造尼龙66的原料己二腈[NC(CH2)4CN]用量很大，现代工业常用电合成丙烯腈法制备，总反应是4CH2=CHCN＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2NC(CH2)4CN＋O2↑，装置如图，下列说法正确的是()A.电子从电源a极流出，经溶液流回b极B.CH2=CHCN中C原子的杂化方式均为sp2C.阴极电极反应为2CH2=CHCN＋2H＋＋2e－=NC(CH2)4CND.当生成2.24LO2时，电路中通过4mol电子18．(2024·长春检测)羟基自由基(·OH)具有极强的氧化能力，它能有效地氧化降解废水中的有机污染物。在直流电源作用下，利用双极膜电解池产生羟基自由基(·OH)处理含苯酚废水和含甲醛废水，原理如图所示。已知：双极膜中间层中的H2O解离为H＋和OH－。下列说法错误的是()A.M极为阴极，电极反应式：O2＋2e－＋2H＋=2·OHB.双极膜中H2O解离出的OH－透过膜a向N极移动C.每处理6.0g甲醛，理论上有0.4molH＋透过膜bD.通电一段时间后，理论上苯酚和甲醛转化生成CO2物质的量之比为6∶719．(2024·佛山质检)过硫酸铵[(NH4)2S2O8]可用作氧化剂、漂白剂。利用电解法在两极分别生产过硫酸铵和过氧化氢的装置如图所示。下列说法错误的是()A.a为外接电源的负极B.电解总反应：O2＋2H＋＋2SOeq\o\al(2－,4)eq\o(=,\s\up7(电解))H2O2＋S2Oeq\o\al(2－,8)C.阴离子交换膜可用阳离子交换膜替代D.电解池工作时，Ⅰ室溶液质量理论上逐渐减小20．(2023·吉林模拟)己二腈[NC(CH2)4CN]是工业制造尼龙66的原料，利用丙烯腈(CH2=CHCN，不溶于水)为原料、四甲基溴化铵[(CH3)4NBr]为盐溶液制备己二腈的电有机合成装置如图所示。下列说法不正确的是()A.(CH3)4NBr在电化学合成中作电解质，并有利于丙烯腈的溶解B.阴极区的电极反应为2CH2=CHCN＋2e－＋2H＋=NC(CH2)4CNC.当电路中转移1mole－时，阳极室溶液质量减少8gD.交换膜为阳离子交换膜21．(2023·北京化学)近年研究发现，电催化CO2和含氮物质(NOeq\o\al(－,3)等)在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的KNO3溶液通CO2至饱和，在电极上反应生成CO(NH2)2，电解原理如图所示。(1)电极b是电解池的________极。(2)电解过程中生成尿素的电极反应式是_________________________。22．(2022·湖南化学)一种脱除和利用水煤气中CO2方法的示意图如下：(1)某温度下，吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后，c(COeq\o\al(2－,3))∶c(HCOeq\o\al(－,3))＝1∶2，则该溶液的pH＝________(该温度下H2CO3的Ka1＝4.6×10－7，Ka2＝5.0×10－11)。(2)再生塔中产生CO2的离子方程式为________________________________。(3)利用电化学原理，将CO2电催化还原为C2H4，阴极反应式为___________________。23．以惰性电极电解100mL0.05mol·L－1CuSO4溶液。(1)阳极产生56mL(标准状况下)气体时，所得溶液的pH为________(不考虑溶液体积变化)，要使溶液恢复到电解前的状态，可加入________g的________物质。(2)继续通电电解，此时被电解的物质为________，若加入0.1molCu(OH)2可使溶液复原，则电路中转移的电子为________mol。(3)通电足够长时间，加入0.1molCu2(OH)2CO3可使溶液复原，则电路中转移电子为________mol。24．(2023·山东模拟)电解在工农业生产中应用广泛，回答下列问题。(1)用间接电化学法除去NO的过程，如图甲所示：甲①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：________________。②用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理：_________________________________。(2)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种高效多功能水处理剂，在强碱性条件下稳定，易被H2还原。以铁合金、Ni为电极，电解NaOH溶液制取Na2FeO4的装置如图乙所示。乙①电解时所发生总反应的化学方程式为_________________________________________。②电解槽使用阳离子交换膜的作用：______________