电解池金属的电化学腐蚀与防护.docx

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电解池金属的电化学腐蚀与防护

电解池-金属的电化学腐蚀与防护

课时作业（二十）电解池金属的电化学腐

蚀与防护

一、选择题（本题包括12小题，每小题4分，共48分）

1.（2013陕西宝鸡质检）下列过程需要通电

2•某同学为了使反应2HCI+2Ag===2AgCI

+H2f能进行，设计了如图所示的四个实验，你

]

一三

扌盐咸

）

£r—™sh

A

认为可行的方案是（

3.金属铜是人们最早使用的金属之一，下

列关于铜电极的叙述不正确的是（）

A.在铜锌原电池中是正极

B.用电解法精炼粗铜时，粗铜做阳极

C.在镀件上镀铜时，可用金属铜做阳极

D.电解水制H2、。

2时，铜做阳极

4.（2013河北石家庄质检）相同材质的铁在

下列情形下最不易被腐蚀的是（）

5•现将氯化铝溶液蒸干灼烧并熔融后用铂电极进行电解，下列有关电极产物的判断正确的是（）

A•阴极产物是氢气B•阳极产物是氧

气

C•阴极产物是铝和氧气D•阳极产物

只有氯气

7.（2013江苏东海质检）用下列装置能达到

）

丙T

预期目的的是（

粗铝炖杞

石"I"*7

A•甲图装置可用于电解精炼铝

B.乙图装置可得到持续、稳定的电流C•丙图装置可达到保护钢闸门的目的D•丁图装置可达到保护钢闸门的目的

8如下图所示，X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色、无味气体放出。

符合这一情况的是附表中的（）

a极

板

b极

板

X电

极

Z溶

液

A

锌

石墨

负极

CuSO4

B

石墨

石墨

正极

NaOH

C

银

铁

正极

AgNO3

D

1

铜

石墨

负极

CuC

I2

9.某同学用下图所示装置进行铜的电解精炼实验（粗铜中有锌、铁、镍、银等杂质，部分导线未画出），下列说法正确的是（）

7reilCn粗铜一

一纯撇

于l旃液

A・a应与c相连接，b应与d相连接

B.电解一段时间，b与d两极析出物质的

物质的量相等

C•电解一段时间，b极附近溶液的pH降低

D.电解过程中，Y装置中Cu2+的浓度始终不变

Cu—

■-

•••

"荷按1

L―-

—丿

FeClirw

直流电埠二

①②

L石逼II

Fc（OH）j

③

10.（2013山东济南质检）关于如图所示各装置的叙述中，正确的是（）

A•装置①是原电池，总反应是：

Cu+2Fe3

:

Cu2++2Fe2+

B.装置①中，铁作负极，电极反应式为:

Fe3++e-===Fe2+

C•装置②通电一段时间后石墨H电极附近溶液红褐色加深

D•若用装置③精炼铜，则d极为粗铜，c极为纯铜，电解质溶液为CuS04溶液

11.（2013河南开封质检）模拟铁的电化学防护的实验装置如右图所示，下列说法错误的是

（）

A•若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀

B•若X为锌棒，开关K置于B处时，铁

电极上发生的反应为2H++2e—===H2f

C•若X为锌棒，开关K置于A处或B处均可减缓铁的腐蚀

D•若X为碳棒，开关K置于A处时，铁电极上发生的反应为2H++2e_===H2f

L

M

离子

N

1

［徴主物

1越悅

交换膜

V

壽1

1

1Chb

）

乙

12.（2013江苏南京质检）甲图为一种新型污水处理装置，该装置可利用一种微生物将有机废水的化学能直接转化为电能。

乙图是一种家用环保型消毒液发生器，用惰性电极电解饱和食盐水。

下列说法中不正确的是（

A•装置乙的a极要与装置甲的X极连接

B.装置乙中b极的电极反应式为2C1■-2e—===ci2r

C•若有机废水中主要含有葡萄糖，则装置甲中M极发生的电极反应为C6H12O6+6H2O—24e_===682f+24H+

D・N电极发生还原反应，当N电极消耗5.6L（标况下）气体时，则有2Na个H+通过离子交换膜

二、非选择题（本题包括4小题，共52分）

13.（9分）从H+、Cu2+、Na+、S04—、Cl—五种离子中两两恰当地组成电解质，按下列要求进行电解：

（1）以碳棒为电极，使电解质质量减少，水量不变进行电解，则采用的电解质是。

（2）以碳棒为电极，使电解质质量不变，水量减少进行电解，则采用的电解质是

（3）以铂为电极，使电解质和水量都减少进行电解，则电解质是。

14．（12分）

（1）某同学用碳棒、铜棒和稀硫酸为原材料，实现了在通常条件下不能发生的反应：

Cu+H2SO4（稀）===CuS04+H2T。

请在下边方框内画出能够实现这一反应的实验装置图。

（2）某同学在做铜与稀硫酸的上述反应实验时，看到碳棒和铜棒上都有气泡产生，但铜棒却没有被腐蚀。

请你分析其原因；_此时的电池反应为

15.（15分）（2013安徽合肥质检）第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车辆。

汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低汽油的消耗；在刹车或下坡时，电池处于充电状态。

MH.

ELO:

HJ}

\\曲IS■|

OH-:

OH'

（1）混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属（以M表示）为负极，碱液（主要为KOH）为电解质溶液。

镍氢电池充放电原理示意如图，其总反应式为H2

+2NiOOH放电2Ni（OH）2。

根据所给信息判

断，混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的pH（填“增大”“减小”或“不

变”）,该电极的电极反应式为

（2）CU2O是一种半导体材料，可通过如图所示的电解装置制取，电解总反应式为2Cu+

H2O=====CU2O+H2f,阴极的电极反应式是

用镍氢电池作为电源进行电解，当电池中有

1molH2被消耗时，CU2O的理论产量为

g

（3）远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的蚀。

为防止这种腐蚀，

通常把船体与浸在海水里的Zn块相连，或与像

铅酸蓄电池这样的直流电源的极（填

“正”或“负”）相连。

16.（16分）钢铁工业是国家工业的基础，请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。

（1）生产中可用盐酸来除铁锈。

现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式为

O

Uh

匚迪①溶灌

（2）下列哪些装置可防止铁棒被腐蚀

在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。

装置示意图如右图：

1A电极对应的金属是（写元素名

称），B电极的电极反应式是

2若电镀前A、B两金属片质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12g，则电镀时电路中通过的电子为mol。

3镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因

课时作业（二十）

1．C电离是电解质在水溶液中或熔融状态下离解成阴、阳离子的过程，不需要通电；电化学腐蚀属于原电池反应，是化学能转变为电能的过程，故C项正确。

2．C

3．D在铜锌原电池中，Zn活泼性大于铜，铜是正极，A对。

电解精炼铜时，粗铜作电解池的阳极，B对。

电镀时，应用镀层金属作阳极，C对。

铜是活性电极，作阳极时，Cu—2e「===Cu2＋，溶液中阴离子无法放电，故电解水制H2、O2时，应用惰性电极。

4．CA、D均可由Fe、Cu构成原电池而加速铁的腐蚀，在B中，食盐水提供电解质溶液环境，炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池形成的条件，铁是活泼金属作负极，碳作正极，C中铜镀层把铁完全覆盖，构不成原电池而不被腐蚀。

5．B将氯化铝溶液蒸干灼烧得到Al2O3，电解熔融的AI2O3,阳极为02—放电，阳极产物为氧气；阴极为Al3+放电，阴极产物为AI。

6．B装置A和C中无外接电源，且符合

构成原电池的条件，是原电池装置，铜作正极，

放出H2。

装置B是电解池装置，铜作阳极，失去电子逐渐溶解，无气体生成。

装置D也是电解池装置，铜作阴极，阴极H＋得到电子生成H2。

7.DAICI3溶液中存在Al3*、H十，通电时后者先得电子，故阴极得到的不是铝，而是氢气，A不能达到目的；B中的这种原电池中，电流会迅速衰减，乙装置不能达到目的；丙装置是牺牲阳极的阴极保护法，其中阳极材料要为活泼的金属，故不能达到预期目的。

8.A由题意知，通电后a极板质量增加，说明有金属析出，由此可知，a极为电解池的阴极，则X为电源负极，B、C均不符合；又b极放出的是无色无味的气体，可淘汰D。

9.Ba为负极，应与纯铜即与d极相连，b为正极，应与粗铜即与c极相连，A错误。

b极析出H2，而d极析出Cu，B正确。

b极附近溶液的pH升高，C错误。

电解过程中，d极析出Cu，c极溶解的不仅有Cu，还有各种金属杂质，因而Y装置中Cu2+的浓度是减小的，D错误。

10.CA项Fe比Cu活泼，总反应为Fe

+2Fe3+===3Fe2+;B项Fe为负极，发生的电极反应为Fe－2e－===Fe2＋；C项电泳时，Fe（OH）3胶粒带正电移向石墨n电极；D项根据电流方向，c极为粗铜，d极为纯铜。

11．B开关K置于A处时，铁棒接电源的负极，受到保护，可减缓铁的腐蚀，A项正确;开关K置于B处时，锌棒、铁棒和食盐水形成原电池，溶液呈中性，铁电极上的反应式为O2

＋4e－＋2H2O===4OH－，B项错误;若X为锌棒，开关K置于A处时，铁棒接电源的负极，受到保护，开关K置于B处时，锌的活泼性比铁的强，锌失去电子作负极，保护铁棒，C项正确;若X为碳棒，开关K置于A处时，H*在阴极上得电子形成H2，D项正确。

12.D由图甲分析得出M（或X）为负极，N（或Y）为正极，由图乙分析得出a为阴极，b为阳极。

乙的a极要与甲的X极相连接，A项正确;乙的b极为阳极，氯离子放电，B项正确;因图甲中传递的是质子，葡萄糖在M极放电，故电极反应式为C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2T+24H+，C项正确；氧气在N电极得到电子，电极反应式为O2＋4H＋＋4e－

===2出0，故消耗5.6L氧气时，转移1mol电子，即有Na个H+通过离子交换膜，D项错误。

13．解析：

（1）电解电解质型，水不参与反应，可以是无氧酸或较不活泼金属的无氧酸盐，如HCl、CuCl2。

（2）电解水型，电解质不参与反应，只起增强溶液导电性作用，可以是含氧酸，活泼金属的含氧酸盐或强碱，如H2SO4、Na2SO4。

（3）电解质和水均参与反应，可以是较不活泼金属的含氧酸盐或活泼金属的无氧酸盐，如CuSO4、NaCl。

答案：

（1）HCl、CuCl2

（2）H2SO4、Na2SO4（3）CuSO4、NaCl

14．解析：

（1）由于铜的活泼性弱于氢，故通常条件下反应Cu+H2SO4（稀）===CuSO4+Hzf不能发生，但若设计成电解池，Cu作阳极，碳棒作阴极，则可实现上述反应。

（2）若将上述装置的电源接反，亦即碳棒为阳极，铜棒作阴极，则实际为电解水，两极均有气泡产生。

答案：

（1）

（2）将上述装置中的电源接反

铜棒（阴极）：

4H++4e「===2出匸

碳棒（阳极）：

4OH「—4e「===2出0+。

2匸

15.解析：

（1）混合动力车上坡或加速时需要动力，故反应为原电池放电反应，即乙电极为正极，发生反应NiOOH+H2O+e—===Ni（OH）2+OH-,故乙电极周围溶液的pH增大。

（2）电解池的阴极发生还原反应，即2H++2e-===H21°当电池中有1molH2被消耗时有2mol电子转移，根据电子守恒可知Cu2O的理论产量为144go

（3）钢铁船体在海水中发生吸氧腐蚀，可利用牺牲阳极保护法或外加电源阴极保护法防止其

被腐蚀。

答案：

（1）增大NiOOH+H2O+e—===Ni（OH）2+OH—

（2）2H++2e—===H2?

144（3）吸氧负

16.解析：

（1）铁锈的主要成分为氧化铁的水合物，与盐酸反应后生成了三价铁离子，而后铁与三价铁离子会化合生成亚铁离子。

（2）B中锌比铁活动性强，为牺牲阳极的阴极保护法，D为外加电流的阴极保护法。

A、C均易使铁棒腐蚀。

（3）为在铁表面镀铜需将铁作阴极、铜作阳极，当析出1mol铜时两电极的质量差为64＋64=128（g）,转移2mol电子，当质量差为5.12g时，电路中通过的电子为0.08mol;镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，因为镀铜铁的镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀。

答案：

（1）2FeCl3＋Fe===3FeCl2

（2）B、D

（3）①铜Cu2++2e"===Cu②0.08

③铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀（其他答案合理也可）