课堂新概念届高考化学一轮复习28电解池金属的腐蚀与防护练习Word格式.docx

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4．（2013·

浙江高考）电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴

离子交换膜隔开。

在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。

已知：

3I2＋6OH－===IO

＋5I－＋3H2O，下列说法不正确的是（　　）

A．右侧发生的电极反应式：

2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－

B．电解结束时，右侧溶液中含有IO

C．电解槽内发生反应的总化学方程式：

KI＋3H2O

KIO3＋3H2↑

D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学反应不变

【解析】　该电解槽的两极均为惰性电极（Pt），在一定条件下通电，发现左侧溶液变蓝色，说明发生电极反应：

2I－－2e－===I2，由淀粉溶液遇单质碘显蓝色可知，左侧为阳极，右侧为阴极，阴极上溶液中的H＋得电子发生还原反应，电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－（或2H＋＋2e－===H2↑），A项正确。

阴极周围溶液中产生的OH－经阴离子交换膜移向左侧，并与左侧电极上产生的I2发生反应：

＋5I－＋3H2O，一段时间后，蓝色逐渐变浅，电解结束时，左侧溶液中的IO

经阴离子交换膜进入右侧溶液，B项正确。

结合阴、阳极发生的反应及I2与OH－的反应可知，电解槽内总反应为I－＋3H2O

IO

＋3H2↑，C项正确。

若用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内总反应为2I－＋2H2O

I2＋H2↑＋2OH－，D项错。

5.

（2011·

浙江高考）将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区（a）已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环（b），如图所示。

导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。

下列说法正确的是（　　）

A．液滴中的Cl－由a区向b区迁移

B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：

O2＋2H2O＋4e－===4OH－

C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b区迁移，与b区的OH－形成Fe（OH）2，进一步氧化、脱水形成铁锈

D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为：

Cu－2e－===Cu2＋

【解析】　由图可知外围腐蚀速率大于中心腐蚀速率，腐蚀区将逐渐变小，铁锈环逐渐向中心扩展，当水蒸发完时电化学腐蚀结束。

所以液滴中Na＋、Cl－都是随着腐蚀区的减小由b区向a区移动，故A错；

Fe被腐蚀时发生氧化反应，所以C错；

改用嵌有铜螺丝钉的铁板，铁仍为负极而被腐蚀，D错。

【答案】　B

6．（2013·

重庆高考节选）电化学降解NO

的原理如图所示。

（1）电源正极为__________（填“A”或“B”），阴极反应式为___________________________。

（2）若电解过程中转移了2mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差（Δm左－Δm右）为________g。

【解析】　

（1）NO

生成N2发生了还原反应，应在电解池的阴极发生，故A为原电池的正极；

阴极发生还原反应，故电极反应式为2NO

＋6H2O＋10e－===N2↑＋12OH－。

由电极反应式可知，通过2mol电子，溶液减少的质量为5.6g（N2），同时有2molH＋通过质子交换膜进入右侧，故右侧溶液减少3.6g。

（2）正极发生的反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，每通过2mol电子，生成16gO2，同时有2molH＋通过质子交换膜进入右侧，使左侧溶液质量减少18g，故两侧溶液减少的质量差为14.4g。

【答案】　

（1）A　2NO

＋6H2O＋10e－===N2↑＋12OH－　

（2）14.4

课后限时自测（二十八）

（时间：

45分钟　满分：

100分）

一、选择题（每小题5分，共50分）

1.

（2014·

杭州市第一次高考科目教学质量检测）图中实验为研究金属腐蚀的实验。

下列相关说法正确的是（　　）

A．食盐水中有气泡逸出

B．铁表面的反应为Fe－3e－===Fe3＋

C．红色首先在食盐水滴的中心出现

D．该实验研究的是金属的吸氧腐蚀

【解析】　由于电解质溶液为中性，故发生吸氧腐蚀，D项正确；

铁为负极，发生的反应为Fe－2e－===Fe2＋，B项错误；

正极为碳，电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，即碳附近溶液显碱性，先变红，C项错误；

在整个反应过程中没有气体生成，因此A项错误。

2．图中烧杯中盛的是天然水，铁腐蚀的速率由快到慢的顺序是（　　）

A．⑤>

②>

①>

③>

④　　　B．③>

⑤>

④

C．⑤>

④>

①D．③>

①

【解析】　认真观察装置图，分析各图中发生反应的原理，然后才能比较铁腐蚀的速率快慢。

③④是电解池装置，在③池中Fe是阳极，铁失去电子，铁腐蚀最快。

在④池中，Fe是阴极，受到很好的保护，铁腐蚀最慢。

②⑤是原电池装置，在②池中Fe是负极，腐蚀较快（比③慢，比①快）。

在⑤池中Fe是正极，腐蚀较慢（比①②慢，比④快）。

综上所述，铁被腐蚀的速率由快到慢为③>

④。

3．要实现反应：

Cu＋2HCl===CuCl2＋H2↑，设计了下列四个实验，你认为可行的是（　　）

【解析】　铜与盐酸不能直接发生反应，由于不是能自发进行的氧化还原反应，故不能设计成原电池，即A、B选项不符合；

由于铜失去电子，故铜作阳极，与电源的正极相连，选项C符合。

【答案】　C

4．化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是（　　）

A．用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为：

2Cl－－2e－===Cl2↑

B．氢氧燃料电池的负极反应式：

C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，正极反应式为：

D．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：

Fe－2e－===Fe2＋

【解析】　电池的负极发生的是氧化反应，B不对；

粗铜精炼时，纯铜应该连接电源的负极；

钢铁发生电化学腐蚀时，铁为负极。

【答案】　A

5．（2014·

江西吉安二模）下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是（　　）

　　　　　　　　　　经酸化的3%NaCl溶液

　　　　图1　　　　　　　　图2

　图3　　　　　　　　图4）

A．图1中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重

B．图2中，插入溶液中的铁棒容易溶解，主要是发生电化学腐蚀

C．图3中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀

D．图4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的阴极

【解析】　A项，水面附近的铁容易腐蚀，因为既有水，又有空气，错误；

B项，铁在阴极受保护，不容易腐蚀，错误；

C项，高温下铁被氧化，正确；

D项，镁块为原电池的负极，一般用锌块，因为镁容易形成致密氧化膜，错误。

6．用惰性电极电解尿素[CO（NH2）2]的碱性溶液制氢，装置如下图所示，电解池中的隔膜仅阻止气体通过。

电解时总反应为CO（NH2）2＋2OH－

CO

＋N2↑＋3H2↑

以下说法不正确的是（　　）

A．a为阳极，b为阴极

B．电解时，溶液中OH－向b极移动

C．阴极反应：

D．电解后，溶液pH减小

【解析】　氮元素化合价升高，故N2应在阳极生成，H2在阴极生成，即a为阳极，b为阴极，A项正确；

电解时阴离子移向阳极（a极），B项错误；

由电解的总反应看出，电解过程中消耗OH－，D项正确。

7．科学家从电解冶炼铝的工艺中得到启发，找出了冶炼钛的新工艺——TiO2直接电解法生产钛，电解质为熔融的氯化钙，原理如图所示。

下列说法错误的是（　　）

A．阴极获得钛，电极反应式为TiO2＋4e－===Ti＋2O2－

B．阳极的电极反应式是2O2－－4e－===O2↑，生成的部分氧气会将石墨氧化成CO和CO2

C．在工业生产过程中应该不断地更换两极材料

D．该法生产Ti符合绿色环保的要求

【解析】　根据图可知阴、阳两极发生的反应，由于TiO2和石墨不断被消耗，应该不断地更换两电极材料；

由于此工艺消耗较多的能量，且产生污染性气体，该法不符合绿色环保的要求，D错。

8．现有阳离子交换膜、阴离子交换膜、石墨电极和如图所示的电解槽，用氯碱工业中的离子交换膜技术原理，可电解Na2SO4溶液生产NaOH溶液和H2SO4溶液。

下列说法中正确的是（　　）

A．阳极反应为2H＋＋2e－===H2↑

B．从A口出来的是H2SO4溶液

C．a是阳离子交换膜，允许H＋通过

D．Na2SO4溶液从E口加入

【解析】　惰性电极电解Na2SO4溶液，阳极得到O2和H＋，阴极得到H2和OH－。

离子交换膜将电解槽分为3个区域，Na2SO4溶液从中间区域加入，Na＋通过阳离子交换膜b移向阴极室，SO

通过阴离子交换膜a移向阳极室，这样即可得到NaOH和H2SO4。

阳极室和阴极室在电解开始时只需分别加入少量H2SO4和NaOH溶液，以增强溶液导电性而又不带入杂质。

9．电解尿素[CO（NH2）2]的碱性溶液制氢气的装置如图所示（电解池中隔膜仅阻止气体通过，a、b极均为惰性电极）。

A．电解时，b极发生氧化反应

B．溶液中OH－逐渐向b极移动

C．电解时a极的电极反应式为CO（NH2）2＋8OH－－6e－===CO

＋N2↑＋6H2O

D．若在b极产生标况下224mLH2，则消耗尿素2g

【解析】　H＋→H2发生还原反应，b极产生氢气是阴极，A项错误；

电解池中阴离子（OH－）向阳极（a极）移动，B项错误；

图中尿素进入电解装置后通过隔膜到达阳极发生氧化反应：

CO（NH2）2＋8OH－－6e－===CO

＋N2↑＋6H2O，C项正确；

标况下，224mLH2的物质的量是0.01mol，转移电子0.02mol，需要消耗

molCO（NH2）2，其质量为0.2g。

10.

山东枣庄高三期中）如图Ⓐ为直流电源，Ⓑ为浸透饱和NaCl溶液和酚酞试液的滤纸，Ⓒ为电镀槽，接通电路后发现Ⓑ上的c点显红色，为实现铁上镀铜，接通

后，使c、d两点短路，下列叙述中正确的是（　　）

A．a为直流电源的负极

B．c极上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑

C．f电极为铜板

D．e极发生还原反应

【解析】　电解氯化钠溶液，c点变红，说明该极为阴极，发生的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，则b为电源的负极，a为电源的正极，A项错误，B项正确；

电镀时镀层金属应为阳极，连接电源的正极（a）故应为e极，发生氧化反应，C、D项错误。

二、非选择题（共50分）

11．（12分）钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一。

（1）钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式为__________________________。

（2）为了降低某水库铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用________。

（填写字母序号）

A．铜　　　B．钠

C．锌　　　D．石墨

（3）图乙所示的方案也可以减慢铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的________极。

【解析】　

（1）发生吸氧腐蚀时，负极上Fe失电子，正极上O2得电子。

（2）铁闸门上连接一块比铁活泼的金属如锌，则锌会失去电子而溶解，Fe被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法。

（3）属于外加电流的阴极保护法，需把被保护的铁闸门连接在直流电源的负极。

【答案】　

（1）2Fe－4e－===2Fe2＋（负极），O2＋2H2O＋4e－===4OH－（正极）

（2）C　（3）负

12．（12分）（2013·

海口一中质检）电解原理在化学工业中有广泛应用。

下图表示一个电解池，其中a为电解质溶液，X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。

请回答以下问题：

方案

X

Y

a溶液

A

银

石墨

AgNO3

B

铁

C

Fe（NO3）3

D

（1）X的电极名称是________（填“阳极”或“阴极”）。

（2）若X、Y都是惰性电极，a是饱和食盐水，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，一段时间后________极附近变红（填“X”或“Y”），Y极上的电极反应式为_________________________________________。

（3）若X、Y都是惰性电极，a是CuSO4溶液，电解一段时间后，阳极上产生气体的体积为0.224L（标准状况下），则阴极上析出金属的质量为________g。

（4）若要用该装置电解精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则Y电极的材料是________。

（5）若要用电镀方法在铁表面镀一层金属银，应该选择的方案是________。

（填字母编号）

【解析】　

（1）X电极与电源的负极相连，为阴极。

（2）Y电极连接电源的正极，故为电解池的阳极，发生氧化反应：

2Cl－－2e－===Cl2↑。

（3）阳极反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，生成0.224L氧气，失电子的物质的量为

×

4＝0.04mol，阴极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，根据电子守恒，析出铜的质量为

64g·

mol－1＝1.28g。

（4）电解精炼粗铜时，粗铜为阳极连接电源的正极，即为Y电极。

（5）电镀时，镀件为阴极，A、B项错误；

镀层金属为阳极，C、D项合理，而含镀层金属离子的溶液为电镀液，C项错误，D项正确。

【答案】　

（1）阴极

（2）X　2Cl－－2e－===Cl2↑

（3）1.28　（4）粗铜　（5）D

13．（12分）如图所示，甲、乙是电化学实验装置，请回答下列问题：

（1）若甲、乙两个烧杯中均盛放饱和NaCl溶液。

①甲中石墨棒上的电极反应式是___________________________________________。

②将湿润的淀粉KI试纸放在乙烧杯的上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为电解生成的某种气体A氧化了I－生成了I2。

若A气体和I2按物质的量之比为5∶1反应，且生成两种酸，该反应的化学方程式为___________________。

③如果不考虑气体产物与烧杯中溶液之间的反应，当乙反应有0.01mol电子转移后停止实验，烧杯中溶液的体积为100mL，则溶液混匀后的pH＝________。

（2）若甲、乙两烧杯中均盛放CuSO4溶液。

①甲中铁棒上的电极反应式为______________________________________。

②乙中总反应的离子方程式为_____________________________________。

③如果起始时乙中盛放100mLpH＝5的CuSO4溶液（25℃），一段时间后溶液的pH变为1，若要使溶液恢复到起始时的浓度（忽略溶液体积的变化），可向溶液中加入________（填写物质的化学式）________g。

【解析】　

（1）①甲为原电池，铁作负极，石墨作正极，石墨棒上电极反应是O2＋4e－＋2H2O===4OH－。

②根据题意，A气体是氯气，结合氯气和I2的物质的量之比为5∶1，结合质量守恒定律，可得5Cl2＋I2＋6H2O===10HCl＋2HIO3。

③乙为电解池，根据氯化钠电解的化学反应方程式：

2NaCl＋2H2O

2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，n（e－）＝0.01mol，n（OH－）＝n（NaOH）＝n（e－）＝0.01mol，c（OH－）＝

＝0.1mol/L，pH＝13。

（2）①甲为原电池，铁作负极其电极反应为Fe－2e－===Fe2＋。

②乙为电解池，其总反应为2Cu2＋＋2H2O

2Cu＋4H＋＋O2↑。

③电解一段时间后铜析出、氧气放出，所以只需要补充CuO或者CuCO3，根据pH＝1，得c（H＋）＝0.1mol/L，n（H＋）＝0.1mol/L×

0.1L＝0.01mol，结合2Cu2＋＋2H2O

2Cu＋4H＋＋O2↑，计算得出需加入0.4克CuO或者0.62克CuCO3。

【答案】　

（1）①O2＋4e－＋2H2O===4OH－

②5Cl2＋I2＋6H2O===10HCl＋2HIO3

③13

（2）①Fe－2e－===Fe2＋

②2Cu2＋＋2H2O

2Cu＋4H＋＋O2↑

③CuO（或CuCO3）　0.4（或0.62）

14．（14分）已知铅蓄电池的工作原理为Pb＋PbO2＋2H2SO4

2PbSO4＋2H2O，现用如图装置进行电解（电解液足量），测得当铅蓄电池中转移0.4mol电子时铁电极的质量减少11.2g。

请回答下列问题。

（1）A是铅蓄电池的________极，铅蓄电池正极反应式为___________________________，

放电过程中电解液的密度________（填“减小”、“增大”或“不变”）。

（2）Ag电极的电极反应式是____________________________________________，

该电极的电极产物共________g。

（3）Cu电极的电极反应式是_______________________________________，

CuSO4溶液的浓度________（填“减小”、“增大”或“不变”）。

（4）如图表示电解进行过程中某个量（纵坐标x）随时间的变化曲线，则x表示________。

a．各U形管中产生的气体的体积

b．各U形管中阳极质量的减少量

c．各U形管中阴极质量的增加量

【解析】　根据在电解过程中铁电极质量的减少可判断A是电源的负极，B是电源的正极，电解时Ag极作阴极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，Fe作阳极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，左侧U形管中总反应式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。

右侧U形管相当于电镀装置，Zn电极作阴极，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，铜电极作阳极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，电镀过程中CuSO4溶液的浓度保持不变，根据上述分析可得答案。

【答案】　

（1）负　PbO2＋4H＋＋SO

＋2e－===PbSO4＋2H2O　减小

（2）2H＋＋2e－===H2↑　0.4

（3）Cu－2e－===Cu2＋　不变

（4）b