高考化學總復習 配餐作業(yè)20 電解池 金屬的電化學腐蝕與防護

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電解池金屬的電化學腐蝕與防護A組全員必做題1.某研究性學習小組用如圖裝置研究不同能量之間的轉(zhuǎn)化問題。下列說法正確的是()A斷開開關S1，閉合開關S2，化學能轉(zhuǎn)化為電能，電能轉(zhuǎn)化為光能等B斷開開關S1，閉合開關S2，此時構(gòu)成的裝置屬于電解池C斷開開關S2，閉合開關S1，此時構(gòu)成的裝置屬于原電池D斷開開關S2，閉合開關S1，化學能轉(zhuǎn)化為電能解析：從裝置圖可知斷開開關S1，閉合開關S2，構(gòu)成原電池，化學能轉(zhuǎn)化為電能，電能轉(zhuǎn)化為光能等，A項正確，B項錯誤；斷開開關S2，閉合開關S1，此時構(gòu)成的裝置屬于電解池，C、D項錯誤。答案：A2糕點包裝中常用的脫氧劑組成為還原性鐵粉、氯化鈉、炭粉等，其脫氧原理與鋼鐵的吸氧腐蝕相同。下列分析正確的是()A脫氧過程是吸熱反應，可降低溫度，延長糕點保質(zhì)期B脫氧過程是鐵作原電池正極，電極反應為Fe3eFe3C脫氧過程中碳作原電池負極，電極反應為2H2OO24e4OHD含有1.12 g鐵粉的脫氧劑，理論上最多能吸收氧氣336 mL(標準狀況)解析：鋼鐵的吸氧腐蝕為放熱反應，A項錯誤。脫氧過程，鐵為負極，電極反應為Fe2e=Fe2；碳作正極，電極反應為2H2OO24e=4OH，B、C項均錯誤。根據(jù)電極反應可得電池反應為2FeO22H2O=2Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2可繼續(xù)被氧化：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，因此可得關系式：4Fe3O2,1.12 g Fe完全反應最多可吸收O2 336 mL(標準狀況)，D項正確。答案：D3(2016湖南岳陽一模)全世界每年鋼鐵因銹蝕造成大量的損失。某城市擬用如圖方法保護埋在酸性土壤中的鋼質(zhì)管道，使其免受腐蝕。關于此方法，下列說法不正確的是()A土壤中的鋼鐵易被腐蝕是因為在潮濕的土壤中形成了原電池B金屬棒M的材料應該是比鎂活潑的金屬C金屬棒M上發(fā)生反應：Mne=MnD這種方法稱為犧牲陽極的陰極保護法解析：金屬棒M只要比鐵活潑即可，太活潑的金屬易與水反應，B選項錯誤。答案：B4(2016武漢調(diào)研)某同學設計如圖所示裝置，探究氯堿工業(yè)原理，下列說法正確的是()A石墨電極與直流電源負極相連B用濕潤淀粉KI試紙在銅電極附近檢驗氣體，試紙變藍色C氫氧化鈉在石墨電極附近產(chǎn)生， Na向石墨電極遷移D銅電極的反應式為：2H 2e=H2 解析：若該裝置是探究氯堿工業(yè)原理，則Cu電極應該與電源的負極連接，石墨電極與直流電源正極相連，A項錯誤；Cu電極為陰極，在陰極發(fā)生反應：2H2e=H2；在陽極C電極上發(fā)生反應：2Cl2e=Cl2；所以用濕潤KI淀粉試紙在碳電極附近檢驗氣體，試紙變藍色，B項錯誤；由于Cu電極為陰極，在陰極發(fā)生反應：2H2e=H2；破壞了附近的水的電離平衡，最終在Cu電極附近氫氧化鈉產(chǎn)生， Na向銅電極遷移，C項錯誤；銅電極的反應式為：2H2e= H2，D項正確。答案：D5(2016天星高三聯(lián)考)據(jù)報道，近日微軟新推出一款諾基亞品牌的功能手機Nokia 230，該款手機使用新型鋰釩氧化物電池，續(xù)航時間可達到27天。已知電池的總反應為V2O5xLiLixV2O5，下列說法正確的是()A電池在放電時，Li向電源負極移動B充電時陽極的反應為LixV2O5xe=V2O5xLiC放電時負極失重7.0g，則轉(zhuǎn)移2mol電子D該電池以Li、V2O5為電極，酸性溶液作介質(zhì)解析：電池在放電時，Li向正極移動，A項錯誤；電池充電時陽極發(fā)生氧化反應，電極反應式是LixV2O5xe=V2O5xLi，B項正確；負極的反應為，每消耗1 mol Li(7.0 g)則轉(zhuǎn)移1 mol電子，C項錯誤；Li是活潑金屬，會與酸性溶液反應產(chǎn)生H2，因而電池介質(zhì)不會是酸性溶液，D項錯誤。答案：B6用石墨作電極電解CuSO4溶液。通電一段時間后，欲使電解液恢復到起始狀態(tài)，應向溶液中加入適量的()ACuSO4BH2OCCuO DCuSO45H2O解析：從電解反應入手，2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2，消耗了CuSO4H2O，復原則要生成它們，復原的反應是CuOH2SO4=CuSO4H2O，故選C項。答案：C7(2016安徽示范高中聯(lián)考)一定條件下，有關金屬腐蝕的下列說法不正確的是()A為減緩金屬腐蝕，可將要保護的金屬物件與外電源的正極相連接做陽極B在pHc(H)O22H2O4e=4OHB組重點選做題13.某課外活動小組準備用如圖所示的裝置進行實驗?，F(xiàn)有甲、乙、丙三位同學分別選擇了如下電極材料和電解質(zhì)溶液：A電極B電極X溶液甲CuZnH2SO4乙PtPtCuCl2丙FeCu？(1)甲同學在實驗中將開關K5閉合，Zn電極上的電極反應式為_。(2)乙同學準備進行電解CuCl2溶液的實驗，則電解時的總反應式為_。實驗時應閉合的開關組合是_。(從下列五項中選擇所有可能的開關組合，第三小題也在這五項中選擇)AK1和K2BK1和K3CK1和K4DK2和K3EK2和K4(3)丙同學準備在Fe上鍍Cu，選擇了某種鹽來配制電鍍液，則該鹽的化學式為_，實驗時，應閉合的開關組合是_(選項如上)。解析：(1)甲同學在實驗中將開關K5閉合，裝置為原電池，較活潑的Zn為原電池的負極，電極反應式為Zn2e=Zn2。(2)乙同學用惰性電極電解CuCl2溶液，電解時的總方程式為CuCl2CuCl2，實驗時應閉合K1和K4或閉合K2和K3。(3)丙同學準備在Fe上鍍Cu，則Fe為電鍍池陰極，接電源負極，Cu為電鍍池陽極，接電源正極，實驗時應閉合K2和K3。應選擇含Cu2的電解質(zhì)溶液為電解液。答案：(1)Zn2e=Zn2(2)CuCl2CuCl2CD(3)CuCl2或CuSO4D14(2015河北衡水二中測試)鋼鐵工業(yè)是國家工業(yè)的基礎，鋼鐵生銹現(xiàn)象卻隨處可見，為此每年國家損失大量資金。請回答鋼鐵腐蝕與防護過程中的有關問題：甲乙(1)鋼鐵的電化學腐蝕原理：在酸性環(huán)境中發(fā)生析氫腐蝕，在中性或堿性環(huán)境中發(fā)生吸氧腐蝕。分別寫出圖甲中鐵電極和石墨電極的電極反應式：_，_。將該裝置作簡單修改即可成為鋼鐵電化學防護的裝置，請在圖甲虛線框內(nèi)所示位置作出修改，并用箭頭標出導線中電子流動方向。寫出修改后石墨電極的電極反應式：_。(2)工業(yè)上常用鹽酸除去鐵銹?，F(xiàn)將一生銹的鐵片放入鹽酸中，溶液中可能發(fā)生的化學反應的化學方程式有_。(3)在實際生產(chǎn)中，可在鐵制品的表面鍍銅防止鐵被腐蝕。裝置示意如圖乙：A電極對應的金屬是_(寫出元素名稱)，B電極的電極反應式是_。若電鍍前鐵、銅兩片金屬質(zhì)量相同，電鍍完成后將它們?nèi)〕鱿磧簟⒑娓?、稱量，二者質(zhì)量差為5.12 g，則電鍍時電路中通過的電子為_ mol。鍍層破損后，鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕，請簡要說明原因：_。解析：(1)圖甲為原電池，F(xiàn)e作負極，電極反應式為Fe2e=Fe2，石墨作正極，電極反應式為O24e2H2O=4OH。利用外加電流的陰極保護法，在虛線框內(nèi)添加外接電源，使鐵作陰極，電子流動方向與電流方向相反。修改后石墨為陽極，氯離子放電：2Cl2e=Cl2。(2)鐵銹成分為Fe2O3，可與鹽酸反應：Fe2O36HCl=2FeCl33H2O，F(xiàn)eCl3與Fe反應：2FeCl3Fe=3FeCl2，鐵與鹽酸反應：Fe2HCl=FeCl2H2。(3)鐵制品表面鍍銅，則鐵作陰極，銅作陽極，A電極是陽極，應為銅，B電極上Cu2得電子被還原為Cu。二者質(zhì)量差為5.12 g，說明陽極上有2.56 g銅被氧化，陰極上生成2.56 g銅，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為20.08 mol。鍍銅鐵中鐵比銅活潑，鍍層破損后在潮濕環(huán)境中形成原電池，鐵為負極，加速鐵的腐蝕，而鍍鋅鐵中，鋅比鐵活潑，鍍層破損后在潮濕環(huán)境中形成原電池，鋅為負極，被腐蝕，鐵被保護。答案：(1)Fe2e=Fe2O24e2H2O=4OH2Cl2e=Cl2(2)Fe2O36HCl=2FeCl33H2O、Fe2HCl=FeCl2H2、2FeCl3Fe=3FeCl2(3)銅Cu22e=Cu0.08鐵比銅活潑，鍍層破壞后，在潮濕環(huán)境中形成原電池，鐵為負極，加速鐵的腐蝕