版江蘇高考化學(xué)總復(fù)習(xí)檢測：專題6 3 第三單元　電解原理　金屬的腐蝕與防護 Word版含解析

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1、 [課后達標檢測] 一、單項選擇題 1.下列說法正確的是(　　) A.氯堿工業(yè)中，燒堿在陽極區(qū)生成 B.電解熔融氯化鋁冶煉金屬鋁 C.電鍍時，用鍍層金屬作陽極 D.將鋼閘門與外接電源正極相連，可防止其腐蝕 解析：選C。A項，水中的H＋在陰極放電，溶液中c(OH－)增大，燒堿在陰極區(qū)生成，錯誤；B項，氯化鋁是共價化合物，熔融狀態(tài)不導(dǎo)電，錯誤；C項，電鍍時，鍍層金屬作陽極，鍍件作陰極，正確；D項，將鋼閘門與外接電源負極相連，作陰極(外加電流陰極保護法)，可防止其腐蝕，錯誤。 2.電滲析法是一種利用A、B離子交換膜進行海水淡化的方法，其原理如圖所示。已知海水中含Na＋、Cl－、C

2、a2＋、Mg2＋、SO等離子，電極為惰性電極。下列敘述中正確的是(　　) A.是原電池裝置，把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 B.是電解裝置，只發(fā)生物理變化 C.左右池中得到淡水 D.A膜是陰離子交換膜，B膜是陽離子交換膜 解析：選D。A項，該裝置有外接電源，是電解池，錯誤；B項，電解過程發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，錯誤；a為陽極，海水中的Cl－、OH－放電，海水中的陰離子透過陰離子交換膜進入左池，b為陰極，海水中的H＋放電，海水中的陽離子透過陽離子交換膜進入右池，所以左右兩池得不到淡水，中間得到的是淡水，C錯誤，D正確。 3.探究電解精煉銅(粗銅含有Ag、Zn、Fe)和電化學(xué)腐蝕裝置如圖，下列敘述正確的是

3、(　　) A.精煉銅時，電解質(zhì)為硫酸銅溶液，X電極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－===Cu B.精煉銅時，溶液中Ag＋、Zn2＋、Fe2＋濃度增大 C.X電極為石墨，Y電極為Cu，則銅受到保護 D.X電極為Fe，Y電極為Cu，則鐵受到保護 解析：選C。A項，精煉銅時，X為陽極，銅及比銅活潑的金屬失電子，錯誤；B項，Ag的金屬性弱于銅，不會在陽極放電，以沉淀形式形成陽極泥，錯誤；C項，Y為陰極，受到保護，正確；D項，X為陽極，鐵作陽極，優(yōu)先失電子，錯誤。 4．如圖，a、b是石墨電極，通電一段時間后，b極附近溶液顯紅色。下列說法正確的是(　　) A．X極是電源負極，Y極是電源正極

4、B．a(chǎn)極的電極反應(yīng)是2H＋＋2e－===H2↑ C．電解過程中CuSO4溶液的pH逐漸減小 D．Pt極上有6.4 g Cu析出時，b極產(chǎn)生2.24 L(標準狀況)氣體 解析：選C。a、b是石墨電極，通電一段時間后，b極附近溶液顯紅色，依據(jù)電解質(zhì)溶液為氯化鈉的酚酞溶液，判斷b電極是陰極，Y為電源負極，X為電源正極，故A錯誤；a電極上氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為2Cl－－2e－===Cl2↑，故B錯誤；電解過程中CuSO4溶液中的氫氧根離子在Pt電極失電子生成氧氣，溶液中銅離子在Cu電極得電子析出銅，溶液中氫離子濃度增大，溶液的pH逐漸減小，故C正確、D錯誤。 5．(2019·濟南

5、高三檢測)如圖所示，X、Y分別是直流電源的兩極，通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加，b極板處有無色、無味氣體放出。符合這一情況的是下表中的(　　) 選項 a極板 b極板 X Z A 鋅 石墨 負極 CuSO4 B 石墨 石墨 負極 NaOH C 銀 鐵 正極 AgNO3 D 銅 石墨 負極 CuCl2 解析：選A。由題意知，通電后a極板質(zhì)量增加，說明有金屬析出，由此可知，a極為電解池的陰極，則X為電源負極，B、C均不符合；又b處放出的是無色、無味的氣體，D不符合。 6．(2019·山西四校聯(lián)考)500 mL NaNO3和Cu(NO3)2的混合

6、溶液中c(NO)＝0.3 mol·L－1，用石墨作電極電解此溶液，當(dāng)通電一段時間后，兩極均收集到氣體1.12 L(標準狀況)，假定電解后溶液體積仍為500 mL，下列說法正確的是(　　) A．原混合溶液中c(Na＋)＝0.2 mol·L－1 B．電解后溶液中c(H＋)＝0.2 mol·L－1 C．上述電解過程中共轉(zhuǎn)移0.4 mol電子 D．電解后得到的Cu的物質(zhì)的量為0.1 mol 解析：選B。陽極是陰離子放電，放電能力：OH－>NO，根據(jù)題給信息，陽極一定是OH－放電，生成0.05 mol氧氣，轉(zhuǎn)移0.2 mol電子；陰極離子放電能力：Cu2＋>H＋>Na＋，所以Cu2＋先放電，然

7、后是H＋放電，陰極生成0.05 mol氫氣時，轉(zhuǎn)移0.1 mol電子，根據(jù)得失電子守恒知，Cu2＋轉(zhuǎn)移0.1 mol電子，n(Cu2＋)＝0.05 mol。所以原溶液中n[Cu(NO3)2]＝0.05 mol，又n(NO)＝0.3 mol·L－1×0.5 L＝0.15 mol，則n(NaNO3)＝0.05 mol。原混合溶液中c(Na＋)＝0.1 mol·L－1，A項錯誤；結(jié)合以上分析及電解總方程式Cu2＋＋2H2OCu＋H2↑＋O2↑＋2H＋可知，生成0.05 mol Cu、0.05 mol O2、0.05 mol H2和0.1 mol H＋，電解后溶液中c(H＋)＝＝0.2 mol·L－1

8、，B項正確，D項錯誤；上述電解過程中共轉(zhuǎn)移0.2 mol電子，C項錯誤。 7．用石墨電極完成下列電解實驗。 實驗一 實驗二 裝置 現(xiàn)象 a、d處試紙變藍；b處變紅，局部褪色；c處無明顯變化 兩個石墨電極附近有氣泡產(chǎn)生；n處有氣泡產(chǎn)生；…… 下列對實驗現(xiàn)象的解釋或推測不合理的是(　　) A．a(chǎn)、d處：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ B．b處： 2Cl－－2e－===Cl2↑ C．c處發(fā)生了反應(yīng)：Fe－2e－===Fe2＋ D．根據(jù)實驗一的原理，實驗二中m處能析出銅 解析：選B。由于有外接電源，所以實驗一和實驗二均為電解池裝置。實驗一中，鐵絲中的電流方

9、向為從d到c，電子移動方向為從c到d，所以實驗一的裝置是比較復(fù)雜的電解池，其中a為陰極，c為陽極，d為陰極，b為陽極。a、d處發(fā)生反應(yīng)2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，A項正確；若b處發(fā)生反應(yīng)2Cl－－2e－===Cl2↑，不足以解釋b處“變紅”和“褪色”現(xiàn)象，B項錯誤；c處鐵作陽極，發(fā)生反應(yīng)Fe－2e－===Fe2＋，由于生成的Fe2＋濃度較小，且pH試紙本身有顏色，故顏色上無明顯變化，C項正確；實驗二是一個更加復(fù)雜的電解池裝置，兩個銅珠的左端均為陽極，右端均為陰極，初始時兩個銅珠的左端(陽極)均發(fā)生反應(yīng)Cu－2e－===Cu2＋，右端(陰極)均發(fā)生反應(yīng)2H＋＋2e－===H2↑，一段

10、時間后，Cu2＋移動到m處，m處附近Cu2＋濃度增大，發(fā)生反應(yīng)Cu2＋＋2e－===Cu，m處能生成銅，D項正確。 二、不定項選擇題 8．如圖所示為用固體二氧化鈦(TiO2)生產(chǎn)海綿鈦的裝置示意圖，其原理是TiO2中的氧解離進入熔融鹽中而得到純鈦。下列說法中正確的是(　　) A．a(chǎn)極是正極，石墨極是陰極 B．反應(yīng)后，石墨電極的質(zhì)量不發(fā)生變化 C．電解過程中，O2－、Cl－均向石墨極移動 D．陰極的電極反應(yīng)式為TiO2＋4e－===Ti＋2O2－ 解析：選CD。TiO2發(fā)生還原反應(yīng)得到純鈦，故加入高純TiO2的電極是電解池的陰極，a極是電源的負極，石墨極是陽極，A項錯誤；O2－

11、在陽極發(fā)生氧化反應(yīng)生成O2，高溫下，石墨與O2反應(yīng)生成CO、CO2，導(dǎo)致石墨質(zhì)量減小，B項錯誤；電解過程中，陰離子向陽極(石墨極)移動，C項正確；TiO2中的氧解離進入熔融鹽而得到純鈦，發(fā)生了還原反應(yīng)，生成了Ti和O2－，D項正確。 9．(2019·鹽城高三一診)一定條件下，利用如圖所示裝置可實現(xiàn)有機物的儲氫，下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．外電路電子的移動方向：A→電源→B B．氣體X在反應(yīng)中通常體現(xiàn)還原性 C．電極D為惰性電極，E為活潑電極 D．電極D的電極反應(yīng)式為C6H6＋6H＋＋6e－===C6H12 解析：選D。苯→環(huán)己烷，相當(dāng)于加氫，為還原反應(yīng)，所以電極D為陰極，

12、電極E為陽極，A為負極，B為正極。A項，電子由A極→電極D，電極E→B極，錯誤；B項，陽極OH－放電生成氧氣，X氣體為氧氣，通常表現(xiàn)氧化性，錯誤；C項，E為陽極，若活潑電極為陽極，優(yōu)先失電子，無氣體X生成，錯誤。 10．(2019·揚州模擬)H3BO3可以通過電解NaB(OH)4溶液的方法制備，其工作原理如圖。下列敘述錯誤的是(　　) A．M室發(fā)生的電極反應(yīng)式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ B．N室中：a%>b% C．Ⅱ膜為陰膜，產(chǎn)品室發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)原理為強酸制弱酸 D．理論上每生成1 mol產(chǎn)品，陰極室可生成標準狀況下5.6 L氣體 解析：選BD。A項，M室為陽極室，

13、發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，正確；B項，N室為陰極室，H2O得電子發(fā)生還原反應(yīng)，生成H2和OH－，溶液中OH－濃度增大，即a%

14、___(填“正極”或“負極”)。 (2)若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有雜質(zhì)Cu2＋，會加速某電極的腐蝕。其主要原因是____________________________。欲除去Cu2＋，最好選用下列試劑中的________(填代號)。 a．NaOH　　　　　　　　 b．Zn c．Fe d．NH3·H2O (3)MnO2的生產(chǎn)方法之一是以石墨為電極，電解酸化的MnSO4溶液。陰極的電極反應(yīng)式是______________。若電解電路中通過2 mol電子，MnO2的理論產(chǎn)量為________。 解析：(1)還原性較強的Zn作負極，電子由負極經(jīng)外電路流向正極。(2)除雜原則

15、是加入的物質(zhì)要過量(以除盡雜質(zhì))且不能引入新雜質(zhì)，故選Zn將Cu2＋置換而除去。(3)陰極上應(yīng)是H＋得電子。由關(guān)系式知：MnSO4～MnO2～2e－，電路中通過2 mol電子產(chǎn)生1 mol MnO2，即87 g。 答案：(1)Zn　正極 (2)鋅與還原出來的Cu構(gòu)成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕　b (3)2H＋＋2e－===H2↑　87 g 12．如圖所示為相互串聯(lián)的甲、乙兩電解池，試回答： (1)若甲池利用電解原理在鐵上鍍銀，則A是________、________(填電極材料和電極名稱)，電極反應(yīng)式是________________；B是__________、__________

16、(要求同A)，電極反應(yīng)式是__________________________，應(yīng)選用的電解質(zhì)溶液是________。 (2)乙池中若滴入少量酚酞試液，開始電解一段時間，鐵極附近呈________色。 (3)電解完畢，若甲槽陰極增重43.2 g，則乙槽中陽極上放出的氣體在標況下的體積是________mL。 (4)若乙槽中剩余溶液仍為400 mL，則電解后所得溶液的物質(zhì)的量濃度為______mol·L－1，pH等于______。 解析：(2)Fe極附近H＋放電，破壞了附近水的電離平衡，使c(OH－)增大，顯堿性，遇酚酞試液呈紅色。 (3)甲槽陰極析出銀：n(Ag)＝＝0.4 mol，

17、乙槽中陽極上放出的氣體是氯氣：n(Cl2)＝0.2 mol，V(Cl2)＝0.2 mol×22 400 mL·mol－1＝4 480 mL。 (4)由2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑可知： n(NaOH)＝0.2 mol×2＝0.4 mol，c(NaOH)＝＝1 mol·L－1，pH＝14。 答案：(1)鐵　陰極　Ag＋＋e－===Ag　銀　陽極　Ag－e－===Ag＋　AgNO3溶液 (2)紅　(3)4 480　(4)1　14 13．(1)電解硝酸工業(yè)的尾氣NO可制備NH4NO3，其工作原理如圖。 ①陰極的電極反應(yīng)式為____________________

18、________________________。 ②將電解生成的HNO3全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3，則通入的NH3與實際參加反應(yīng)的NO的物質(zhì)的量之比至少為________。 (2)由甲醇、氧氣和NaOH溶液構(gòu)成的新型手機電池，可使手機連續(xù)使用一個月才充一次電。 ①該電池負極的電極反應(yīng)式為______________________________________________。 ②若以該電池為電源，用石墨作電極電解200 mL含有如下離子的溶液。 離子 Cu2＋ H＋ Cl－ SO c/(mol·L－1) 0.5 2 2 0.5 電解一段時間后，當(dāng)兩極收集到相

19、同體積(相同條件下)的氣體時(忽略溶液體積的變化及電極產(chǎn)物可能存在的溶解現(xiàn)象)，陽極上收集到氧氣的質(zhì)量為________。 ③電解水蒸氣和CO2產(chǎn)生合成氣(H2＋CO)。較高溫度下(700～1 000 ℃)，在SOEC兩側(cè)電極上施加一定的直流電壓，H2O和CO2在氫電極發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生O2－，O2－穿過致密的固體氧化物電解質(zhì)層到達氧電極，在氧電極發(fā)生氧化反應(yīng)得到純O2。由下圖可知A為直流電源的________(填“正極”或“負極”)，請寫出以H2O為原料生成H2的電極反應(yīng)式：___________________________________________________________

20、_____________ ________________________________________________________________________。 (3)用如圖裝置電解MnSO4溶液制MnO2時，a極為____________，電解MnSO4溶液制MnO2的化學(xué)方程式為 ________________________________________________________________________。 電解一段時間后，溶液的pH將________(填“增大”“減小”或“不變”)。 解析：(1)①工業(yè)上電解NO制備NH4NO3，由裝置圖

21、可知陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，NO被氧化生成NO，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，NO被還原生成NH，陽極反應(yīng)為5NO－15e－＋10H2O===5NO＋20H＋，陰極反應(yīng)為3NO＋15e－＋18H＋===3NH＋3H2O。②總反應(yīng)方程式為8NO＋7H2O3NH4NO3＋2HNO3，生成的硝酸和反應(yīng)的NO的物質(zhì)的量之比為2∶8＝1∶4，通入的NH3的物質(zhì)的量至少應(yīng)與生成的硝酸的物質(zhì)的量相等，因此通入的NH3與實際參加反應(yīng)的NO的物質(zhì)的量之比至少為1∶4。 (3)a為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Mn2＋－2e－＋2H2O===MnO2＋4H＋；電解MnSO4溶液制MnO2的化學(xué)方程式為MnSO4＋2H2OMnO

22、2＋H2↑＋H2SO4；反應(yīng)產(chǎn)生了硫酸，氫離子濃度增大，酸性增強，pH將減小。 答案：(1)①NO＋5e－＋6H＋===NH＋H2O?、?∶4 (2)①CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O ②3.2 g?、圬摌O　H2O＋2e－===H2＋O2－ (3)陽極　MnSO4＋2H2OMnO2＋H2↑＋H2SO4　減小 14．如圖所示三套實驗裝置，分別回答下列問題。 (1)裝置1為鐵的吸氧腐蝕實驗。一段時間后，向插入鐵釘?shù)牟Ａ矁?nèi)滴入NaOH溶液，即可觀察到鐵釘附近的溶液有沉淀，表明鐵被________(填“氧化”或“還原”)；向插入石墨棒的玻璃筒內(nèi)滴入酚酞溶液，可觀察到石

23、墨棒附近的溶液變紅，該電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________ ________________。 (2)裝置2中的石墨是______極(填“正”或“負”)，該裝置發(fā)生總反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________。 (3)裝置3中甲燒杯盛放100 mL 0.2 mol·L－1的NaCl溶液，乙燒杯盛放100 mL 0.5 mol·L－1的CuSO4溶液。反

24、應(yīng)一段時間后，停止通電。向甲燒杯中滴入幾滴酚酞，觀察到石墨電極附近首先變紅。 ①電源的M端為________極；甲燒杯中鐵電極的電極反應(yīng)式為__________________。 ②乙燒杯中電解反應(yīng)的離子方程式為_________________________________________ ____________________________。 ③停止電解，取出Cu電極，洗滌、干燥、稱量，電極增重0.64 g，甲燒杯中產(chǎn)生的氣體標準狀況下的體積為________mL。 解析：(1)裝置1，由石墨棒附近的溶液變紅可知，石墨棒作正極，電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O===4OH

25、－，鐵釘作負極，發(fā)生氧化反應(yīng)。 (2)由裝置2兩電極活潑性強弱得Cu是負極，總反應(yīng)的離子方程式，即該裝置中自發(fā)的氧化還原反應(yīng)：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。 (3)①由甲中石墨電極附近首先變紅可知該極H＋放電，即該極為陰極，F(xiàn)e為陽極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋，由此可知，電源M端為正極；②因電源M端為正極，則N端為負極，乙中Cu為陰極，石墨為陽極，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋； ③兩池中的對應(yīng)關(guān)系：Cu～2e－～H2↑ 64 g 1 mol 0.64 g 0.01 mol 即H2體積為224 mL。

26、 答案：(1)氧化　O2＋4e－＋2H2O===4OH－ (2)正　2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ (3)①正　Fe－2e－===Fe2＋ ②2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋?、?24 15．電浮選凝聚法是工業(yè)上采用的一種污水處理方法：保持污水的pH在5.0 ～6.0之間，通過電解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉積下來，具有凈化水的作用。陰極產(chǎn)生的氣泡把污水中懸浮物帶到水面形成浮渣層，刮去(或撇掉)浮渣層，即起到了浮選凈化的作用。某科研小組用電浮選凝聚法處理污水，設(shè)計如圖所示裝置示意圖。 (1)實驗時若污水中離子濃度較小，導(dǎo)電

27、能力較差，產(chǎn)生氣泡速率緩慢，無法使懸浮物形成浮渣。此時，應(yīng)向污水中加入適量的________。 A．BaSO4 　 B．CH3CH2OH C．Na2SO4 　 D．NaOH (2)電解池陽極發(fā)生了兩個電極反應(yīng)，其中一個反應(yīng)生成一種無色氣體，則陽極的電極反應(yīng)式分別是Ⅰ.__________________；Ⅱ.___________________________。 (3)電極反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ的生成物反應(yīng)得到Fe(OH)3沉淀的離子方程式是________________________________________________________________________。 (

28、4)該燃料電池是以熔融碳酸鹽為電解質(zhì)，CH4為燃料，空氣為氧化劑，稀土金屬材料作電極。為了使該燃料電池長時間穩(wěn)定運行，電池的電解質(zhì)組成應(yīng)保持穩(wěn)定，電池工作時必須有部分A物質(zhì)參加循環(huán)(見上圖)。A物質(zhì)的化學(xué)式是____________。 解析：(1)為了增強溶液的導(dǎo)電性，因此可選用易溶性強電解質(zhì)溶液，排除A和B，考慮到題中要求電解時保持污水的pH在5.0～6.0之間，因此不能添加NaOH。 (2)電解時鐵作陽極，因此主要發(fā)生Fe－2e－===Fe2＋，同時也發(fā)生副反應(yīng)，即水中的OH－失電子被氧化生成O2。 (3)根據(jù)得失電子守恒和電荷守恒即可得離子方程式。 (4)由于原電池的負極產(chǎn)物有水生成，所以負極必有CO參加反應(yīng)，同時根據(jù)碳元素守恒可知A必為CO2，負極反應(yīng)式可表示為CH4＋4CO－8e－===5CO2＋2H2O。 答案：(1)C　(2)Fe－2e－===Fe2＋　4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　(3)4Fe2＋＋10H2O＋O2===4Fe(OH)3↓＋8H＋　(4)CO2