2025版新教材高考化学一轮复习课时评价17电能转化为化学能-电解池金属的腐蚀与防护含解析鲁科版

PAGE6-课时评价17电能转化为化学能——电解池金属的腐蚀与防护(建议用时：40分钟)一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)1．在世界海运史上曾发生过这样一个悲剧：一艘名叫“阿那吉纳”号的货轮满载着精铜砂，在向日本海岸行驶时突然发生大面积漏水，最终沉没。坚硬的钢制船体为什么会突然漏水呢？事后的事故调查结果表明导致沉船的缘由与船上的精铜砂亲密相关。下列对此调查结论的理解正确的是()A．精铜砂装载过多导致沉船B．运输途中铜与空气中的氧气发生氧化反应导致质量增大，超过船的承载实力C．在潮湿的环境中，船体与铜构成了原电池，加速了做为负极的船体的腐蚀D．在潮湿的环境中，船体与铜构成了电解池，钢制船体做为阳极而被氧化腐蚀C解析：在潮湿的环境中，Cu、Fe形成原电池加快了轮船的腐蚀。2．我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是()A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应B．通电时，阴极上的电极反应为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－C．断电时，锌环上的电极反应为Zn2＋＋2e－=ZnD．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀C解析：通电时，锌环与电源的正极相连，为阳极，发生氧化反应，A项正确；断电时，Zn比铁活泼，做负极，电极反应为Zn－2e－=Zn2＋，C项错误。3．电解法处理含铬(六价铬)废水的原理如图所示，阳极区溶液中的离子反应式为Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。下列说法正确的是()A．电解槽中H＋向阳极移动B．阳极的电极反应式：Fe－3e－=Fe3＋C．电解一段时间后，阴极区溶液的pH上升D．阳极的铁板可用石墨代替C解析：A项，电解过程中，H＋向阴极移动，错误；B项，阳极上Fe失电子生成Fe2＋，Fe2＋再发生题给反应，错误；C项，阴极反应为2H＋＋2e－=H2↑，H＋参加反应被消耗，pH上升，正确；D项，石墨代替Fe，无法产生Fe2＋，错误。4．某同学进行下列试验：操作现象取一块打磨过的生铁片，在其表面滴一滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]的食盐水放置一段时间后，生铁片上出现如图所示“斑痕”，其边缘为红色，中心区域为蓝色，在两色环交界处出现铁锈下列说法不正确的是()A．生铁片发生吸氧腐蚀B．中心区的电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋C．边缘处的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－D．交界处发生的反应为4Fe2＋＋O2＋10H2O=4Fe(OH)3＋8H＋D解析：生铁片边缘处为红色，说明生成了OH－，O2＋2H2O＋4e－=4OH－，生铁片发生吸氧腐蚀，故A、C两项正确；依据试验现象，中心区域为蓝色，说明生成了Fe2＋，Fe－2e－=Fe2＋，故B项正确；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成了氢氧化铁，故D项不正确。5．(2024·菏泽模拟)电解法制取K2FeO4的装置如图所示，下列说法正确的是()A．铂极与电源的正极相连B．盐桥中向阴极迁移的主要是H＋C．阳极池与阴极池中OH－浓度均减小D．Fe极上主要反应为Fe＋8OH－－6e－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2OD解析：Pt做阳极时，事实上是电解水，得不到K2FeO4，故A错误；KNO3溶液中H＋浓度微小，盐桥中向阴极迁移的主要是K＋，故B错误；阴极反应为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，阴极池OH－浓度增大，故C错误；Fe做阳极，主要反应为Fe＋8OH－－6e－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O，故D正确。6．(2024·天津模拟)工业上电解NaHSO4溶液制备Na2S2O8(其中阴离子结构为)。其中阴极材料为Pb，阳极材料为Pt。下列说法不正确的是()A．SOeq\o\al(2－,4)向阳极迁移B．阳极可换为铜电极C．阳极反应中S的化合价不变D．阴极电极反应式：2H＋＋2e－=H2↑B解析：A项，电解过程中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，正确；B项，铜若做阳极材料，则铜在阳极失电子的实力比SOeq\o\al(2－,4)失电子的实力强，故阳极不行换为铜，错误；由S2Oeq\o\al(2－,8)的结构可以看出作标记的两个氧原子之间形成过氧键，该氧原子的化合价为－1价，S的化合价为＋6价，阳极反应中S的化合价不变，正确；D项，电解过程中，阴极发生还原反应，溶液中H＋得电子的实力比Na＋强，故阴极电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑，正确。二、不定项选择题(每小题有一个或两个选项符合题意)7．(2024·成海模拟)工业电解Na2CO3溶液的装置如图所示，A、B两极均为惰性电极。下列说法正确的是()A．该装置可用于制备NaHCO3溶液，其中A极发生还原反应B．生成a溶液的电极室中反应为2H2O＋4COeq\o\al(2－,3)－4e－=O2↑＋4HCOeq\o\al(－,3)C．A极还可能有少量CO2产生，A、B两极产生的气体M和R体积比略大于2∶1D．当c2＝1mol·L－1、c1＝9mol·L－1时，另一室理论上可制备4mol溶质a(假设右室溶液体积为0.5L)BD解析：电解池中阳离子移向阴极，依据Na＋的移动方向可知B为阴极，阴极上水电离出的H＋放电生成H2，所以流出NaOH溶液的浓度变大；A为阳极，阳极上水电离出的OH－放电生成O2，同时电离出的H＋与碳酸根离子结合生成碳酸氢根离子，a溶液为碳酸氢钠溶液。依据分析可知A极为阳极，发生氧化反应，故A错误；依据分析可知A极上的电极反应式为2H2O＋4COeq\o\al(2－,3)－4e－=O2↑＋4HCOeq\o\al(－,3)，故B正确；气体M为O2，R为H2，依据得失电子守恒可知，理论上生成1molO2的同时生成2molH2，A极还可能有少量CO2产生，所以A、B两极产生的气体M和R体积比应略大于1∶2，故C错误；若c2＝1mol·L－1、c1＝9mol·L－1，则电解过程中阴极生成的OH－浓度为8mol·L－1，右室溶液体积为0.5L，则反应转移的电子的物质的量为4mol，依据阳极的电极反应式可知，生成4mol碳酸氢钠，故D正确。8．三室式电渗析法处理含NH4NO3废水的原理如图所示，在直流电场的作用下，两膜中间的NHeq\o\al(＋,4)和NOeq\o\al(－,3)可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室，工作一段时间后，在两极区均得到副产品NH4NO3。下列叙述正确的是()A．a极为电源负极，b极为电源正极B．c膜是阴离子交换膜，d膜是阳离子交换膜C．阴极反应式为2H＋＋2e－=H2↑D．当电路中通过1mol电子的电量时，会有5.6LO2生成AC解析：结合题图装置可知，工作一段时间后，在两极区均得到副产品NH4NO3，则Ⅱ室中的阳离子NHeq\o\al(＋,4)、H＋向Ⅰ室移动与Ⅰ室中的NOeq\o\al(－,3)生成了硝酸铵，则c膜为阳离子交换膜，Ⅰ室中石墨为阴极，a极为电源负极，阴极反应式为2H＋＋2e－=H2↑；Ⅱ室中的阴离子NOeq\o\al(－,3)、OH－向Ⅲ室移动与Ⅲ室中的NHeq\o\al(＋,4)生成硝酸铵，则d膜为阴离子交换膜，Ⅲ室中石墨为电解池阳极，b极为电源正极，阳极反应式为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋。依据上述分析A、C正确，B错误；D选项中未指明气体状况条件，无法用气体摩尔体积公式计算体积，则D错误。9．我国科技工作者首次提出一种新型的Li＋电池，该电池正极为含有I－、Li＋的水溶液，负极为固态有机聚合物，电解质溶液为LiNO3溶液，聚合物离子交换膜作为隔膜将液态正极和固态负极隔开，其工作原理如图所示。下列有关推断正确的是()A．甲是原电池工作原理图，乙是电池充电原理图B．放电时，液态电解质溶液的颜色加深C．充电时，Li＋穿过隔膜从右侧移向左侧D．放电时，负极反应式为D解析：“负极为固态有机聚合物”，即放电时，固态有机聚合物在负极失电子，电极反应式为，故乙是原电池工作原理图，A错误、D正确；放电时，正极电极反应式为Ieq\o\al(－,3)＋2e－=3I－，Ieq\o\al(－,3)被还原为I－，液态电解质溶液颜色变浅，B错误；充电过程为电解过程，阳离子从阳极移向阴极，即甲中Li＋从左侧移向右侧，C错误。三、非选择题10．如图，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，A、B为电源。将电源接通后，向(乙)中滴入酚酞溶液，在F极旁边显红色。(1)若用CO、氧气燃料电池做电源，电解质溶液为KOH溶液，则A为________极，A电极上的电极反应式为__________________，B电极上的电极反应式为_______________________________。(2)若甲中装有100mL1mol·L－1的硫酸铜溶液，工作一段时间后，停止通电，此时C、D两极上产生的气体体积相同，甲中D极产生的气体在标准状况下的体积为________L，欲使溶液复原到起始状态，可向溶液中加入________(填标号)。A．CuO B．Cu2(OH)2CO3C．Cu(OH)2 D．CuCO3(3)通电后乙中反应的化学方程式：_____________________。(4)欲用(丙)装置给铜镀银，反应一段时间后(用CO、氧气燃料电池做电源)铜制品质量增加43.2g，理论上消耗氧气的质量是________g。(5)工作一段时间后，丁中X极旁边的颜色渐渐变浅，Y极旁边的颜色渐渐变深，这说明____________________________在电场作用下向Y极移动。解析：(1)电解食盐水时F极旁边显红色，说明F为阴极，则对应的B为负极，A为正极。若用CO、氧气燃料电池做电源，则氧气在正极反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－；一氧化碳在负极反应，电极反应式为CO＋4OH－－2e－=COeq\o\al(2－,3)＋2H2O。(2)若甲中装有100mL1mol·L－1的硫酸铜溶液，首先电解硫酸铜生成铜、氧气和硫酸，然后电解水生成氢气和氧气，0.1mol硫酸铜完全电解生成0.05mol氧气，则假设电解水有xmol氧气生成，则同时生成2xmol氢气，由2x＝x＋0.05，解得x＝0.05mol，则D上产生0.1mol氢气，标准状况下体积为2.24L。要想复原原来的溶液浓度可加入0.1mol氧化铜和0.1mol水，或对应的物质，故选C。(3)通电后乙中为电解食盐水，生成氯气、氢气和氢氧化钠，化学方程式为2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up10(通电))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。(4)欲用(丙)装置给铜镀银，反应一段时间后(用CO、氧气燃料电池做电源)铜制品质量增加43.2g，则说明析出43.2g银，即eq\f(43.2g,108g·mol－1)＝0.