第6章第3讲 电解池 金属的腐蚀与防护.docx
- 文档编号:28633908
- 上传时间:2023-07-19
- 格式:DOCX
- 页数:12
- 大小:167.08KB
第6章第3讲 电解池 金属的腐蚀与防护.docx
《第6章第3讲 电解池 金属的腐蚀与防护.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第6章第3讲 电解池 金属的腐蚀与防护.docx(12页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
第6章第3讲电解池金属的腐蚀与防护
课时规范训练
[单独成册]
1.一定条件下,有关金属腐蚀的下列说法不正确的是( )
A.为减缓金属腐蚀,可将要保护的金属物件与外接电源的正极相连接作阴极
B.在pH<6的溶液中,金属主要发生析氢腐蚀
C.钢铁制品腐蚀时正极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-
D.在金属物件表面涂上机油,可防止金属生锈,从而使金属保持光泽
解析:
选A。
要保护的金属物件应与外接电源的负极相连作阴极。
2.关于如图装置说法正确的是( )
A.装置中电子移动的途径是:
负极→Fe→M溶液→石墨→正极
B.若M为NaCl溶液,通电一段时间后,溶液中可能有NaClO
C.若M为FeCl2溶液,可以实现石墨上镀铁
D.若M是海水,该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”使铁不被腐蚀
解析:
选B。
装置中电子移动的途径是:
负极→Fe电极,然后是溶液中的阴离子在阳极(石墨)放电→电源的正极,A错误;若M为NaCl溶液,通电一段时间后,阳极产生Cl2,溶液中的NaOH与阳极产生的Cl2发生反应生成NaCl和NaClO,所以溶液中可能有NaClO,B正确;若M为FeCl2溶液,在阳极,溶液中的Fe2+失去电子变为Fe3+,所以不可能实现石墨上镀铁,C错误;若M是海水,该装置是电解池,是通过外加电流的阴极保护法使铁不被腐蚀,不是通过“牺牲阳极的阴极保护法”,D错误。
3.下面有关电化学的图示,完全正确的是( )
解析:
选D。
在CuZn原电池中,由于金属活动性:
Zn>Cu,所以Zn作负极,Cu作正极,在正极上发生还原反应生成H2,A错误;粗铜精炼时,粗铜作阳极,精铜作阴极,电极连接不正确,B错误;在Fe片上镀锌时,Fe作阴极,Zn作阳极,电极连接不正确,C错误;电解饱和NaCl溶液时,阳极发生反应:
2Cl--2e-===Cl2↑,Cl2有强氧化性,与KI发生反应:
Cl2+2KI===2KCl+I2,I2使淀粉溶液变为蓝色,阴极发生反应:
2H++2e-===H2↑,由于氢气的密度比空气密度小,所以用向下排空气的方法收集,D正确。
4.用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫,将所得的混合液进行电解循环再生,这种新工艺叫再生循环脱硫法。
其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示,则下列有关说法中正确的是( )
A.X为直流电源的正极,Y为直流电源的负极
B.阳极区pH减小
C.图中的b<a
D.阴极的电极反应为HSO
-2e-+H2O===SO
+3H+和SO
-2e-+H2O===SO
+2H+
解析:
选B。
由图可知,亚硫酸氢根离子向Pt(Ⅱ)极移动,则Pt(Ⅱ)是阳极,则Y是电源的正极,X是电源的负极,A错误;阳极发生氧化反应,则HSO
、SO
失去电子生成SO
和H+,阳极区H+浓度增大,pH减小,B正确;根据以上分析,阳极区HSO
失去电子生成SO
和H+,则图中出来的硫酸的质量分数大于加入的硫酸的质量分数,所以b>a,C错误;阴极发生还原反应,氢离子得到电子生成氢气,D错误。
5.电解降解法可用于治理水体硝酸盐污染,将NO
降解成N2的电解装置如图所示。
下列说法正确的是( )
A.电源的正极为b
B.电解时H+从膜右侧迁移到膜左侧
C.Ag-Pt电极反应为:
2H2O-4e-===4H++O2↑
D.若转移的电子数为1.204×1024,生成N25.6g
解析:
选D。
a为正极,b为负极,电极反应式为:
阴极:
2NO
+10e-+12H+===N2↑+6H2O
阳极:
5H2O-10e-===
O2+10H+,H+从左侧移向右侧,若转移2mole-,则生成N20.2mol其质量为28g·mol-1×0.2mol=5.6g。
6.将H2S通入FeCl3溶液中,过滤后将反应液加入电解槽中电解(如图所示),电解后的溶液还可以循环利用。
该方法可用于处理石油炼制过程中产生的H2S废气。
下列有关说法正确的是( )
A.过滤得到的沉淀可能是FeS和S
B.若有0.20mol电子转移,一定能得到2.24L氢气
C.可以用Fe与外接电源的a极相连
D.与a极相连的电极反应为Fe2+-e-===Fe3+
解析:
选D。
H2S与FeCl3反应生成S、盐酸和氯化亚铁,A错误;没有给出氢气所处的条件,不能求氢气的体积,B错误;根据右边生成氢气知b是负极,a是正极,若铁作阳极,被溶解,C错误。
7.一定条件下,利用如图所示装置可实现有机物苯(C6H6)到环己烷(C6H12)的转化。
下列叙述错误的是( )
A.导线中电子移动方向为D→A
B.生成目标产物的电极反应式为C6H6+6H++6e-===C6H12
C.装置图右侧导出的气体是氧气
D.上述过程中电能转化为化学能
解析:
选A。
根据题图可知,左侧发生苯转化为环己烷的反应,电极反应式为:
C6H6+6H++6e-===C6H12,B项正确;左侧电极D上发生还原反应,电极D为阴极,则A为电源负极,导线中电子移动方向为电源负极A→电解池阴极D,A项错误;右侧电极E上发生氧化反应:
2H2O-4e-===O2↑+4H+,导出的气体为氧气,C项正确;题中装置为电解池,电能转化为化学能,D项正确。
8.假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求,即为理想化。
①~⑧为各装置中的电极编号。
下列说法错误的是( )
A.当K闭合时,A装置发生吸氧腐蚀,在电路中作电源
B.当K断开时,B装置锌片溶解,有氢气产生
C.当K闭合后,整个电路中电子的流动方向为①→⑧;⑦→⑥;⑤→④;③→②
D.当K闭合后,A、B装置中pH变大,C、D装置中pH不变
解析:
选A。
当K闭合时,B装置构成原电池,在电路中作电源,整个电路中电子的流动方向为③→②;①→⑧;⑦→⑥;⑤→④;B装置中消耗H+,pH变大,A装置中相当于电解饱和食盐水,pH变大;C装置中相当于在银上镀铜,pH不变;D装置中相当于铜的电解精炼,pH不变。
9.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:
选A。
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电极移动,B、D不正确。
随着电解的进行,Z中溶液变为硫酸溶液,继续电解则为电解水,硫酸浓度增大,pH减小,C不正确。
10.用a、b两个质量相等的Pt电极电解AlCl3和CuSO4的混合溶液[n(AlCl3)∶n(CuSO4)=1∶9]。
t1时刻a电极得到混合气体,其中Cl2在标准状况下为224mL(忽略气体的溶解);t2时刻Cu全部在电极上析出。
下列判断正确的是( )
A.a电极与电源的负极相连
B.t2时刻,两电极的质量相差3.84g
C.电解过程中,溶液的pH不断增大
D.t2时刻后,b电极的电极反应是4OH--4e-===2H2O+O2↑
解析:
选B。
根据a电极得到Cl2,即2Cl--2e-===Cl2↑,则电极a为阳极,与电源的正极相连,A错误;根据生成Cl2的体积可求得原混合溶液中含Cl-0.02mol,故CuSO4为0.06mol,t2时刻阴极b上Cu2+完全析出,其电极质量增加0.06mol×64g·mol-1=3.84g,B正确;Cl-和Cu2+放电时,溶液pH不变,当OH-和Cu2+放电时,溶液酸性增强;t2时刻后,a、b两极分别是OH-和H+放电,即电解水。
溶液pH减小,b电极的电极反应为2H++2e-===H2↑,C、D错误。
11.如图所示,A为电源,B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,C、D为电解槽,其电极材料及电解质溶液如图。
(1)关闭K1,打开K2,通电后,B的KMnO4紫红色液滴向c端移动,则电源b端为极,通电开始时,滤纸d端的电极反应式是。
(2)已知C装置中溶液溶质为Cu(NO3)2和X(NO3)3,且均为0.1mol,打开K1,关闭K2,通电一段时间后,阴极析出固体质量m(g)与通过电子的物质的量n(mol)关系如图所示。
则Cu2+、X3+、H+氧化能力由大到小的顺序是;D装置中溶液是H2SO4,则此装置电极C端的实验现象是
。
解析:
(1)关闭K1,打开K2,通电后,B的KMnO4紫红色溶液滴向c端移动,这说明c电极是阳极,则电源a端是正极,b端为负极。
通电开始时,滤纸d端是阴极,氢离子放电,则电极反应式是2H++2e-===H2↑。
(2)根据图像可知,通电后立即析出固体,且通过0.2mol电子后固体质量不再发生变化,这说明电解时X3+不放电,析出的固体是铜,所以Cu2+、X3+、H+氧化能力由大到小的顺序是Cu2+>H+>X3+;D装置中铜是阳极失去电子,C端是阴极,溶液中的氢离子得到电子,随着反应的进行,溶液中的铜离子得到电子,所以装置电极C端的实验现象是在C端开始时有无色无味气体产生,一段时间后有红色物质析出。
答案:
(1)负 2H++2e-===H2↑(或2H2O+2e-===H2↑+2OH-)
(2)Cu2+>H+>X3+ 在C端开始时有无色无味气体产生,一段时间后有红色物质析出
12.如图所示的四个容器中分别盛有不同的溶液,除a、b外,其余电极均为石墨电极。
甲为铅蓄电池,其工作原理为:
Pb+PbO2+2H2SO4
2PbSO4+2H2O,其两个电极的电极材料分别为PbO2和Pb。
闭合K,发现g电极附近的溶液先变红,20min后,将K断开,此时c、d两极上产生的气体体积相同。
据此回答:
(1)a电极的电极材料是(填“PbO2”或“Pb”)。
(2)丙装置中发生电解的总反应方程式为。
(3)电解20min后,停止电解,此时要使乙中溶液恢复到原来的状态,需要加入的物质及其物质的量是。
(4)20min后将乙装置与其他装置断开,然后在c、d两极间连接上灵敏电流计,发现电流计指针偏转,则此时c电极为极,d电极上发生反应的电极反应式为
。
解析:
g电极附近的溶液先变红,说明g为阴极,依次可推出h为阳极,a为正极,b为负极,c为阴极,d为阳极,e为阴极,f为阳极。
(1)a为正极,铅蓄电池的正极材料为PbO2。
(2)Al2(SO4)3为活泼金属的含氧酸盐,电解其水溶液的实质是电解水。
(3)阴极上先析出Cu,溶液中Cu2+反应完后产生H2,阳极上始终产生O2,设两极均产生气体amol,根据得失电子守恒可得:
4a=0.1×2+2a,解得a=0.1,即电解过程中析出了0.1molCu、0.1molH2和0.1molO2,要使电解质溶液复原,根据“析出什么补什么”,知需要加入0.1molCu(OH)2或0.1molCuO和0.1molH2O。
(4)电解20min后,c电极处有H2生成,d电极处有O2生成,电解质溶液为H2SO4溶液,断开K,c、d两极间连接上灵敏电流计后形成氢氧燃料电池,c电极作负极,d电极上发生还原反应:
O2+4H++4e-===2H2O。
答案:
(1)PbO2
(2)2H2O
2H2↑+O2↑
(3)0.1molCu(OH)2或0.1molCuO和0.1molH2O
(4)负 O2+4H++4e-===2H2O
13.
(1)由黄铜矿(主要成分是CuFeS2)炼制精铜的工艺流程示意图如下:
粗铜的电解精炼如图所示。
在粗铜的电解过程中,粗铜板应是图中电极(填图中的字母);在电极d上发生的电极反应式为;若粗铜中还含有Au、Ag、Fe,它们在电解槽中的存在形式和位置为
。
(2)H3PO2也可用电渗析法制备。
“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过):
①写出阳极的电极反应式。
②分析产品室可得到H3PO2的原因。
③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2:
将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替。
并撤去阳极室与产品室之间的阳膜,从而合并了阳极室与产品室。
其缺点是产品中混有杂质,该杂质产生的原因是。
解析:
(1)粗铜精炼时粗铜作阳极,与电源正极相连,阴极反应是Cu2++2e-===Cu,粗铜中含比铜活泼的Fe,Fe-2e-===Fe2+,含不活泼的Au、Ag,则形成阳极泥。
(2)①阳极发生氧化反应,在反应中OH-失去电子,电极反应式为2H2O-4e-===4H++O2↑。
②H2O放电产生H+,H+进入产品室,原料室中的H2PO
穿过阴膜扩散至产品室,二者发生反应:
H++H2PO
H3PO2。
③如果撤去阳膜,H2PO
或H3PO2可能被氧化。
答案:
(1)c Cu2++2e-===Cu Au、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方,Fe以Fe2+的形式进入电解液中
(2)①2H2O-4e-===O2↑+4H+
②阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室,原料室的H2PO
穿过阴膜扩散至产品室,二者反应生成H3PO2
③PO
H2PO
或H3PO2被氧化
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第6章第3讲 电解池 金属的腐蚀与防护 金属 腐蚀 防护