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)下列过程需要通电才能进行的是( )
①电离 ②电解 ③电镀 ④电泳 ⑤电化学腐蚀
A.① B.②
C.②③④D.全部
2.某同学为了使反应2HCl+2Ag===2AgCl+H2↑能进行,设计了如图所示的四个实验,你认为可行的方案是( )
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、O2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
6.下列各装置中,在铜电极上不能产生气泡的是( )
7.(2013·江苏东海质检)用下列装置能达到预期目的的是( )
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
铜
石墨
负极
CuCl2
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( )
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
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Ⅱ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CuSO4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-===H2↑
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-===H2↑
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2Cl--2e-===Cl2↑
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-===6CO2↑+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+、SO
、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)===CuSO4+H2↑。
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。
(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
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+H2↑,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________腐蚀。
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
________________________________________________________________________。
(2)下列哪些装置可防止铁棒被腐蚀________。
(3)
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.C A、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Al2O3,阳极为O2-放电,阳极产物为氧气;阴极为Al3+放电,阴极产物为Al。
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.D AlCl3溶液中存在Al3+、H+,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.B a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.C A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Ⅱ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-===6CO2↑+24H+,C项正确;氧气在N电极得到电子,电极反应式为O2+4H++4e-===2H2O,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+H2↑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
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- 电解池 金属 电化学 腐蚀 防护