化学高考总复习19 电解池 金属的腐蚀与防护Word文档下载推荐.docx
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阳极附近的溶液中会溶有少量的Cl2,滴加KI溶液后发生反应:
Cl2+2I-===I2+2Cl-,溶液呈棕色,B正确;
阴极上是H2O电离产生的H+放电产生H2,不是Na+放电生成钠,C错误;
电解后生成NaOH溶液呈碱性,D错误。
答案B
2.如图为某电化学装置的一部分,已知两极反应式分别为a极:
Cu2
++2e-===Cu,b极:
Fe-2e-===Fe2+。
下列说法不正确的是( )
A.a极上发生还原反应
B.a、b可以是同种电极材料
C.该装置一定是原电池装置
D.该装置的电解质溶液中一定含有Cu2+
解析该装置可能是电解池,a为阴极(电极材料可以是铝、铁、铜、石墨等),b为阳极(电极材料是铁);
也可能是原电池,a为正极,b为负极,C错误,A、B、D正确。
答案C
3.关于如图所示①、②两个装置的叙述评价正确的是( )。
选择
叙述
评价
A
装置名称:
①是电解池,②是原电池
错误
B
硫酸浓度变化:
①增大,②减小
正确
C
电极反应式:
①中阳极:
4OH--4e-===2H2O+O2↑
②中正极:
Zn-2e-===Zn2+
D
离子移动方向:
①中H+向阴极方向移动
②中H+向正极方向移动
解析 A项,叙述正确,评价错误;
B项,前者电解H2O,后者消耗H2SO4,叙述正确,评价正确;
C项,①中阳极反应正确,②中正极为H+放电,错误;
D项,叙述正确,评价错误。
答案 B
4.镍锌电池具有绿色环保、大电流、性能好等优点,是电动玩具和数码产品的理想电源,如图是其工作原理示意图。
下列说法正确的是( )。
A.a为电池负极,电池放电时发生还原反应
B.电池放电时,负极附近区域pH升高
C.电池充电时,阳极反应为2Ni(OH)2-2e-+2OH-===2NiOOH+2H2O
D.电池充电时,总反应为Zn+2NiOOH+H2O===ZnO+2Ni(OH)2
解析 电解质溶液为强碱溶液,放电时电池负极反应应为:
Zn-2e-+2OH-===ZnO+H2O,锌被氧化,负极附近溶液pH降低;
正极反应为2NiOOH+2H2O+2e-===2Ni(OH)2+2OH-。
电池充电时,阳极反应为正极的逆反应,阴极反应为负极的逆反应;
D项反应为电池的放电总反应。
答案 C
5.下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是( )。
A.钢管与电源正极连接,钢管可被保护
B.铁遇冷浓硝酸表面钝化,可保护内部不被腐蚀
C.钢管与铜管露天堆放在一起,钢管不易被腐蚀
D.钢铁发生析氢腐蚀时,负极反应是Fe-3e-===Fe3+
解析 在外加电流保护时,被保护的金属要与电源的负极相连,A项错。
铁与铜接触易构成原电池,铁作负极,铁更易被腐蚀,C项错。
铁发生析氢腐蚀时,负极反应是Fe-2e-===Fe2+。
6.用惰性电极电解某溶液时,发现两极只有H2和O2生成。
则电解一段时间后,下列有关该溶液(与电解前同温度)的说法中,正确的有
( )。
①该溶液的pH可能增大 ②该溶液的pH可能减小
③该溶液的pH可能不变 ④该溶液的浓度可能增大 ⑤该溶液的浓度可能不变 ⑥该溶液的浓度可能减小
A.三种B.四种
C.五种D.六种
解析 若电解的是不饱和的强碱(如NaOH)溶液,则电解后溶液的pH增大,浓度增大;
若电解的是不饱和的非还原性的含氧酸(如H2SO4),则对应溶液的pH将降低,浓度增大;
若电解的是活泼金属的含氧酸盐(如Na2SO4)的饱和溶液,则溶液pH保持不变,浓度不变。
7.图中X为电源,Y为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸,滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液,通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。
下列判断正确的是( )。
A.滤纸上c点附近会变红色
B.Cu电极质量减小,Pt电极质量增大
C.Z中溶液的pH先减小,后增大
D.溶液中的SO
向Cu电极定向移动
解析 紫红色斑即MnO
向d端扩散,根据阴离子向阳极移动的原理,可知d端为阳极,即b为正极,a为负极。
c端为阴极,NaCl溶液中H+放电,产生OH-,c点附近会变红色,A正确。
电解硫酸铜溶液时,Pt为阳极,溶液中的OH-放电:
4OH--4e-===O2↑+2H2O,Cu为阴极,溶液中的Cu2+得电子,生成铜,总反应式为2CuSO4+2H2O
2Cu+O2↑+2H2SO4,Pt电极附近生成H+,则SO
向Pt极移动,B、D不正确。
随着电解的进行,Z中溶液变为硫酸溶液,再电解则为电解水,硫酸浓度不断增大,pH不断减小,C不正确。
答案 A
二、非选择题
8.下列四种装置中,①盛200mL0.005mol·
L-1硫酸铜溶液 ②盛200mL0.01mol·
L-1硫酸 ③盛200mL氯化锌溶液 ④盛200mL氯化钾溶液。
(1)上述四种装置中,为电解池的是________(用编号回答),装置①中两电极的电极反应式分别是____________________________________(注明电极名称);
(2)用离子方程式回答:
通电时装置④中的总反应是____________________________,溶液中可能发生的副反应是____________________________;
(3)工作一段时间后,测得导线上均通过0.002mol电子,则上述四种装置中溶液pH最小的是________(用编号回答,溶液体积变化忽略不计);
(4)若将装置④中的外加电源拆去,用导线将两个电极连接,则Fe极上发生的反应是________________________,C极上发生的反应是___________________________________________________________。
解析
(1)电解池的标志是有外加电源,①③④中都有直流电源,①③④是电解池。
(2)装置④中就是惰性电极电解氯化钾溶液,生成氢气、氯气、KOH,其中Cl2与KOH会发生氧化还原反应。
(3)工作一段时间后,①②③溶液呈现酸性,④中呈碱性,通过0.002mol电子时,①中生成H+为0.002mol,H+浓度为0.01mol·
L-1;
②中消耗H+为0.002mol,剩余H+为0.01mol·
L-1×
2×
200×
10-3L-0.002mol=0.002mol,同时溶液中的硫酸锌也会水解;
③中为氯化锌溶液,其酸性是由Zn2+水解所得,酸性较弱,所以②中酸性最强,pH最小。
(4)若将装置④中的外加电源拆去,用导线将两个电极连接,因为氯化钾溶液是中性溶液,所以装置④就成了电化学腐蚀中的吸氧腐蚀。
答案
(1)①③④ 阴极:
2Cu2++4e-===2Cu
4OH--4e-===O2↑+2H2O
(2)2Cl-+2H2O
H2↑+Cl2↑+2OH- Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
(3)② (4)2Fe-4e-===2Fe2+ O2+2H2O+4e-===4OH-
9.在如图所示的装置中,若通入直流电5min时,铜电极质量增加2.16
g,试回答:
(1)电源电极X名称为_____________________________________________________。
(2)pH变化:
(填“增大”、“减小”或“不变”)A________,B________,C_______。
(3)通电5min时,B中共收集224mL气体(标准状况),溶液体积为200mL。
则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为________(设电解前后溶液体积无变化)。
(4)若A中KCl溶液的体积也是200mL,电解后,溶液的pH为________(设电解前后溶液体积无变化)。
解析
(1)C装置的铜电极质量增加,说明铜极上有金属析出,即溶液中的银离子被还原生成银单质,故铜极为阴极,由此可确定X极为负极。
(2)A装置是电解KCl溶液,阴极析出氢气,阳极析出氯气,溶液中氢氧根离子浓度增大。
B装置阴极上先析出铜,当铜离子消耗完后析出氢气,而阳极上析出氧气,溶液中氢离子浓度增大。
C装置阴极析出银单质,阳极上的银失去电子变成银离子,理论上溶液的物质的量浓度不变。
(3)B装置两极上电子转移的数目与C装置中转移的电子数目相同。
C装置中转移的电子数目为
=0.02mol。
经判断,B装置两极上的反应为:
Cu2++2e-===Cu,2H++2e-===H2↑
根据题意可得:
2n(H2)+2n(Cu)=4n(O2)=0.02mol,n(H2)+n(O2)=
,解得n(Cu)=0.005mol,CuSO4溶液的物质的量浓度为:
0.005mol/0.2L=0.025mol/L
(4)A装置的反应为:
2KCl+2H2O
2KOH+H2↑+Cl2↑
即反应中电子转移的物质的量与生成的氢氧根离子的物质的量相等,为0.02mol。
c(OH-)=
=0.1mol/L,故pH=13。
答案
(1)负极
(2)增大 减小 不变 (3)0.025mol/L (4)13
10.钢铁工业是国家工业的基础,钢铁生锈现象却随处可见,为此每年国家损失大量资金。
请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。
(1)钢铁的电化学腐蚀原理如图所示。
①写出石墨电极的电极反应式:
____________________________________________________________________________________________________。
②将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置,请在图中虚线框内所示位置作出修改,并用箭头标出导线中电子流动方向。
③写出修改后石墨电极的电极反应式:
______________________________________________________________________________。
(2)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________________________________________________________________________。
(3)防止钢铁腐蚀可以延长钢铁制品的使用寿命。
在钢铁制品表面镀铜可以有效地防止其腐蚀,电镀的装置如图所示:
①电镀装置图的“直流电源”中,________(填“a”或“b”)是正极。
Fe电极反应式为______________________________________________________________________________________________________________________。
②接通电源前,装置图中的铜、铁两个电极质量相等,电镀完成后,将两个电极取出,用蒸馏水小心冲洗干净、烘干,然后称量,二者质量之差为5.12g,由此计算电镀过程中电路中通过电子的物质的量为________。
③上述铁镀件破损后,铁
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