近年高考化学一轮复习第六章化学反应与能量第3节电解池金属的电化学腐蚀与防护课时练整理.docx

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近年高考化学一轮复习第六章化学反应与能量第3节电解池金属的电化学腐蚀与防护课时练整理

2019版高考化学一轮复习第六章化学反应与能量第3节电解池金属的电化学腐蚀与防护课时跟踪练

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第3节电解池金属的电化学腐蚀与防护

课时跟踪练

一、选择题

1．下列事实与电化学原理无关的是（　　）

A．金属钠与氧气反应生成过氧化钠

B．铁制器件在潮湿空气中生锈

C．镀锌铁片比镀锡铁片更耐腐蚀

D．远洋海轮的外壳连接锌块可保护轮船不受腐蚀

解析:

金属钠与氧气反应生成过氧化钠，与原电池无关,故A正确；铁在潮湿空气中形成原电池发生吸氧腐蚀，故B错误；镀锌铁发生金属被腐蚀现象时,因Zn比Fe活泼,Zn被腐蚀，镀锡铁破损后发生电化腐蚀,因Fe比Sn活泼，因而是铁被腐蚀，所以，镀锌铁比镀锡铁耐用，故C错误；原电池中活泼金属做负极，腐蚀锌,保护了锌，故D错误.

答案：

A

2．取一张用饱和NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源,一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为白色，外圈呈浅红色.则下列说法错误的是（　　）

A．b电极是阴极

B．a电极与电源的正极相连接

C．电解过程中，水是氧化剂

D．b电极附近溶液的pH变小

解析:

电解饱和NaCl溶液，阳极生成Cl2，Cl2与水反应生成HClO和HCl，HClO具有漂白性，盐酸具有酸性，可使pH试纸变红色，HClO又可将红色漂白，故内圆为白色，外圈为红色，可推出a为阳极，A正确;a为阳极与电源正极相连，B正确;电解过程中,H2O得电子，为氧化剂,C正确；b电极附近有OH－生成，pH增大，D错误。

答案：

D

3．下列有关电化学装置完全正确的是（　　）

A

B

C

D

铜的精炼

铁上镀银

防止Fe被腐蚀

构成铜锌原电池

解析：

电解精炼铜时，应该用粗铜作阳极，纯铜作阴极,A错误；铁上镀银时，应该用银作阳极，铁作阴极，B错误；C是外加电流的阴极保护法，正确;铜锌原电池中,锌应插入硫酸锌溶液中，铜应插入硫酸铜溶液中，D错误。

答案：

C

4．（2017·海南卷）一种电化学制备NH3的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H＋。

下列叙述错误的是（　　）

A．Pd电极b为阴极

B．阴极的反应式为N2＋6H＋＋6e－===2NH3

C．H＋由阳极向阴极迁移

D．陶瓷可以隔离N2和H2

解析：

此装置为电解池，总反应式是N2＋3H2===2NH3,Pd电极b上是氢气发生氧化反应，即氢气失去电子化合价升高，Pd电极b为阳极，故A错误；根据A选项分析，Pd电极a为阴极，反应式为N2＋6H＋＋6e－===2NH3，故B正确；根据电解池的原理，阳离子在阴极上放电，即有阳极移向阴极，故C正确;根据装置图，陶瓷可以隔离N2和H2，故D正确。

答案:

A

5．烧杯A中盛放0。

1mol·L－1的H2SO4溶液，烧杯B中盛放0.1mol·L－1的CuCl2溶液（两种溶液均足量）,组成的装置如图所示。

下列说法不正确的是（　　）

A．A为原电池，B为电解池

B．A为电解池，B为原电池

C．当A烧杯中产生0.1mol气体时,B烧杯中产生气体的物质的量也为0.1mol

D．经过一段时间，B烧杯中溶液的pH增大

解析:

构成A装置的是活泼性不同的两电极，两电极均浸在电解质溶液中,两极形成了闭合回路,所以A装置为原电池装置，且A装置为B装置提供电能.A装置中的电极反应式：

正极:

2H＋＋2e－===H2↑，负极：

Fe－2e－===Fe2＋.B装置中的电极反应式：

阴极：

Cu2＋＋2e－===Cu，阳极：

2Cl－－2e－===Cl2↑。

装置B是电解氯化铜溶液,铜离子浓度减小，水解程度减小，溶液的pH增大。

答案:

B

6．铝阳极氧化处理后形成的氧化膜比铝的天然氧化膜耐磨性、耐腐蚀性及装饰性有明显的提高，工业中以铝为阳极,置于硫酸溶液中电解,装置如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．阳极电极方程式为Al－3e－＋6OH－===Al2O3＋H2O

B．随着电解的进行，溶液的pH逐渐增大

C．当阴极生成气体3。

36L（标准状况）时，阳极增重2.4g

D．电解过程中H＋移向铝电极

解析：

电解质为硫酸溶液,OH－不可能参加反应，A错误；根据原电池装置和题目信息可知电解总反应方程式为2Al＋3H2O

Al2O3＋3H2↑，H2O减少，溶液的pH逐渐减小，B错误；阴极反应为2H＋＋2e－===H2↑，H2的物质的量为3.36L÷22.4L·mol－1＝0.15mol，则转移电子为2×0.15mol＝0。

3mol，阳极反应为Al－3e－===Al3＋。

根据差量法进行计算：

设阳极增重的质量为x.

2Al＋3H2O===Al2O3＋3H2～6e－　　　Δm

　　　　　　　　　6　　　　　　　48

　　　　　　　　　0。

3　　　　　　x

＝

解得x＝2.4g，即阳极增重2。

4g，C正确；根据电流的方向可知，阳离子移向阴极，所以H＋移向石墨电极，D错误.

答案：

C

7．把物质的量均为0.1mol的CuCl2和H2SO4溶于水制成100mL的混合溶液，用石墨作电极电解,并收集两电极所产生的气体，一段时间后在两极收集到的气体在相同条件下体积相同。

则下列描述正确的是（　　）

A．电路中共转移0。

6NA个电子

B．阳极得到的气体中O2的物质的量为0.2mol

C．阴极质量增加3。

2g

D．电解后剩余溶液中硫酸的浓度为1mol·L－1

解析：

阳极开始产生Cl2，后产生O2，阴极开始产生Cu，后产生H2，根据题意两极收集到的气体在相同条件下体积相同，则阴极产生0.2molH2，阳极产生0.1molCl2和0.1molO2,则转移电子数为0。

6NA,A正确、B错误；阴极析出铜0。

1mol，即6。

4g，C错误;电解后溶液的体积未知，故不能计算浓度，D错误。

答案：

A

8．1L某溶液中含有的离子如下表：

离　子

Cu2＋

Al3＋

NO

Cl－

物质的量浓度/（mol·L－1）

1

1

a

1

用惰性电极电解该溶液，当电路中有3mole－通过时（忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象）,下列说法正确的是（　　）

A．电解后溶液呈酸性

B．a＝3

C．阳极生成1。

5molCl2

D．阴极析出的金属是铜与铝

解析：

1molCu2＋放电的过程中，另一极Cl－和OH－各放电1mol，故溶液显酸性，A正确；根据电荷守恒可推知a＝4，B不正确；Cl－的物质的量为1mol，阳极不会产生1.5molCl2，C不正确；铝较活泼，在溶液中Al3＋不会放电，D不正确。

答案：

A

9．工业上用电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。

下列说法不正确的是（　　）

已知：

①Ni2＋在弱酸性溶液中发生水解；

②氧化性：

Ni2＋（高浓度）＞H＋＞Ni2＋（低浓度）。

A．碳棒上发生的电极反应：

4OH－－4e－===O2↑＋2H2O

B．电解过程中，B室中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减小

C．为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水pH

D．若将图中阳离子膜去掉，将A、B两室合并,则电解反应总方程式发生改变

解析：

电极反应式为阳极:

4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；阴极：

Ni2＋＋2e－===Ni、2H＋＋2e－===H2↑，A项正确；由于C室中Ni2＋、H＋不断减少,Cl－通过阴离子膜从C室移向B室，A室中OH－不断减少，Na＋通过阳离子膜从A室移向B室，所以B室中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大，B错误;由于H＋的氧化性大于Ni2＋（低浓度）的氧化性，所以为了提高Ni的产率，电解过程需要控制废水的pH，C正确；若去掉阳离子膜，在阳极Cl－首先放电生成Cl2，反应总方程式发生改变，D正确。

答案:

B

二、非选择题

10．Ⅰ。

如图所示的是探究金属腐蚀条件的实验装置图，请分析实验并回答下列问题：

（1）若起始时甲、乙、丙3套装置的导管中液面高度相同，过一段时间后液面最高的是________.

（2）通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越________（填“高”或“低”），钢铁越易腐蚀。

（3）乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为

______________________________________________________。

Ⅱ。

利用化学反应：

2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2,请你选择合适的电极材料和电解质溶液,设计一个原电池.可供选择的电极材料：

铁棒、铜棒、石墨棒。

可供选择的电解质溶液：

CuCl2溶液、FeCl2溶液、FeCl3溶液.

请填写下列空白：

（1）选择________作正极材料,________作负极材料；选择________作电解质溶液。

（2）写出有关的电极反应式：

正极：

_______________________________________________；

负极：

________________________________________________。

解析:

Ⅰ。

（1）甲、乙、丙3套装置中的乙装置形成了原电池，铁作负极失电子，碳作正极，氧气得电子，使试管内压强降低，所以乙中导管中液面上升最高.

（2）通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越高，越易形成原电池造成钢铁的腐蚀.（3）乙装置形成了原电池，碳作正极，氧气得电子,电极反应式：

2H2O＋O2＋4e－===4OH－。

Ⅱ。

把氧化还原反应2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2拆成两个半反应：

2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，还原反应，是正极的反应式；Cu－2e－===Cu2＋,氧化反应，是负极的反应式；含Fe3＋的溶液作电解液，活泼性不同的金属或非金属作两极，其中铜棒作负极。

答案：

Ⅰ。

（1）乙　

（2）高　（3）2H2O＋O2＋4e－===4OH－

Ⅱ。

（1）石墨棒　铜棒　FeCl3溶液　

（2）2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋　Cu－2e－===Cu2＋

11．电解原理在化学工业中有广泛应用。

如图表示一个电解池，装有电解液a,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：

（1）若X、Y都是惰性电极,a是AgNO3溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴石蕊试液，则：

①电解池中Y电极上的电极反应式为_____________________

______________________________________________________.

在Y电极附近观察到的实验现象是_____________________

_____________________________________________________；

检验该电极反应产物的方法是_____________________________

______________________________________________________。

②X电极上的电极反应式为_____________________________。

（2）如要用电解方法精炼粗镍，电解液a选用Ni（NO3）2溶液，则：

①X电极的材料是_________，电极反应式为________________,②Y极的材料是________，电极反应式为_________________（说明：

杂质发生的电极反应不必写出）.

解析：

（1）用惰性电极电解AgNO3溶液时，阳极反应：

2H2O－4e－===4H＋＋O2↑；阴极反应:

4Ag＋＋4e－===4Ag。

与电源正极相连的电极为阳极,反之为阴极。

所以X为阴极，Y为阳极。

Y电极在反应过程中消耗了H2O电离出的OH－，生成了H＋,溶液呈酸性，加入石蕊试液显红色,Y电极产生氧气，能使带火星的木条复燃；X电极产生Ag。

（2）电解精炼Ni时，用粗镍作阳极，纯镍为阴极。

反应过程中阳极上的Ni以及比Ni活泼的金属失去电子,成为离子，进入溶液，活泼性比Ni差的金属形成阳极泥；在阴极只有Ni2＋能得电子成为单质，其他较活泼的金属对应的离子不能得电子。

根据装置图，X为阴极，Y为阳极，所以，X电极的材料是纯镍，电极反应式为Ni2＋＋2e－===Ni；Y电极的材料是粗镍，电极反应式为Ni－2e－===Ni2＋。

答案:

（1）①2H2O－4e－===4H＋＋O2↑　有无色气体放出，溶液变红　用带火星的木条检验，木条复燃　②4Ag＋＋4e－===4Ag

（2）①纯镍　Ni2＋＋2e－===Ni

②粗镍　Ni－2e－===Ni2＋

12．

（1）电化学沉解法可用于治理水中硝酸盐的污染。

电化学降解NO

的原理如图，电源正极为________（填“A”或“B”）,阴极反应式为_________________________________________

______________________________________________________。

（2）如图是一种用电解原理来制备H2O2，并用产生的H2O2处理废氨水的装置.

①为了不影响H2O2的产量，需要向废氨水中加入适量HNO3调节溶液的pH约为5,则所得溶液中c（NH

）________（填“>"“＜”或“＝”）c（NO

）.

②Ir－Ru惰性电极吸附O2生成H2O2，其电极反应式为

_______________________________________________________

______________________________________________________。

③理论上电路中每转移3mole－，最多可以处理废氨水中溶质（以NH3计）的质量是________g.

（3）电解法也可以利用KHCO3使K2CO3溶液再生。

其原理如下图所示,KHCO3应进入________（填“阴极”或“阳极"）室。

结合方程式简述再生K2CO3的原理是_____________________________

______________________________________________________。

解析：

（1）由题给原理图可知，Ag－Pt电极上NO

发生还原反应生成氮气，因此Ag－Pt电极为阴极，电极反应式为2NO

＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O，则B为负极，A为电源正极.

（2）①溶液呈现电中性，c（NH

）＋c（H＋）＝c（NO

）＋c（OH－），pH约为5呈酸性，即c（H＋）>c（OH－），则c（NH

）＜c（NO

）；②Ir－Ru惰性电极有吸附氧气作用，氧气得电子发生还原反应，O2＋2H＋＋2e－===H2O2；③4NH3＋3O2===2N2＋6H2O中，4mol氨气转移12mol电子，因此转移3mol电子，最多可以处理NH3·H2O的物质的量为1mol，其质量为17g。

（3）电解法也可以使K2CO3溶液再生。

根据题图可知，水电离产生的H＋在阴极获得电子变为氢气逸出,水产生的OH－在阳极失去电子变为O2，产生的OH－和HCO

反应生成CO

，使得K2CO3再生。

答案：

（1）A　2NO

＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O

（2）①＜　②O2＋2H＋＋2e－===H2O2　③17

（3）阴极　水电离出H＋在阴极得电子生成H2，使水的平衡正向移动，产生的OH－和HCO

反应生成CO

，使得K2CO3再生