2020版高考化學大一輪復習 課時規(guī)范練18 電解池 金屬的腐蝕與防護 新人教版.doc

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課時規(guī)范練18　電解池　金屬的腐蝕與防護 一、選擇題(本題共10小題,每小題7分,共70分。每小題只有一個選項符合題目要求) 1.以KCl和ZnCl2混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅,下列說法正確的是(　　) A.若通電前上述鍍鋅裝置構成原電池,則電鍍過程是該原電池的充電過程 B.因部分電能轉化為熱能,電鍍時通過的電量與鋅的析出量無確定關系 C.電鍍時保持電流恒定,升高溫度不改變電解反應速率 D.鍍鋅層破損后即對鐵制品失去保護作用 2.(2018四川綿陽模擬)下列表述不正確的是(　　) A B 鹽橋中的Cl-移向ZnSO4溶液 a極附近產生的氣體能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{ C D 粗銅的電極反應式為Cu2++2e-Cu 正極反應式為O2+4e-+2H2O4OH- 3.(2018河南天一大聯考階段檢測)普通電解精煉銅的方法所制備的銅中仍含有雜質,利用下面的雙膜(陰離子交換膜和過濾膜)電解裝置可制備高純度的Cu。下列有關敘述正確的是(　　) A.電極a為粗銅,電極b為精銅 B.甲膜為過濾膜,可阻止陽極泥及漂浮物雜質進入陰極區(qū) C.乙膜為陰離子交換膜,可阻止雜質陽離子進入陰極區(qū) D.當電路中通過1 mol電子時,可生成32 g精銅 4.(2019湖南湖北八市十二校高三調研聯考)寶雞被譽為“青銅器之鄉(xiāng)”,出土了大盂鼎、毛公鼎、散氏盤等五萬余件青銅器。研究青銅器(含Cu、Sn等)在潮濕環(huán)境中發(fā)生的腐蝕對于文物保護和修復有重要意義。下圖為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學腐蝕的原理示意圖,下列說法不正確的是(　　) A.青銅器發(fā)生電化學腐蝕,圖中c作負極,被氧化 B.正極發(fā)生的電極反應為O2+4e-+2H2O4OH- C.環(huán)境中的Cl-與正、負兩極反應的產物作用生成a的離子方程式為2Cu2++3OH-+Cl-Cu2(OH)3Cl↓ D.若生成0.2 mol Cu2(OH)3Cl,則理論上消耗的O2體積為4.48 L 5.利用如圖裝置探究鐵在海水中的電化學防護,下列說法不正確的是(　　) A.若X為鋅棒,開關K置于M處,可減緩鐵的腐蝕 B.若X為鋅棒,開關K置于M處,鐵電極的反應為Fe-2e-Fe2+ C.若X為碳棒,開關K置于N處,可減緩鐵的腐蝕 D.若X為碳棒,開關K置于N處,鐵電極的反應為2H++2e-H2↑ 6.(2018廣東深圳中學考試)電解法處理酸性含鉻(主要含有Cr2O72-)廢水時,以鐵板作陰、陽極,處理過程中存在反應Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O,最后Cr3+以Cr(OH)3形式被除去,下列說法不正確的是 (　　) A.陽極反應為Fe-2e-Fe2+ B.過程中有Fe(OH)3沉淀生成 C.電解過程中溶液pH不會變化 D.電路中每轉移12 mol電子,最多有1 mol Cr2O72-被還原 7.氫氧化鋰是制取鋰和鋰的化合物的原料,用電解法制備氫氧化鋰的工作原理如圖所示。 下列敘述不正確的是(　　) A.b極附近溶液的pH增大 B.a極發(fā)生的反應為2H2O-4e-O2↑+4H+ C.該法制備LiOH還可得到硫酸和氫氣等產品 D.當電路中通過1 mol電子時,可得到2 mol LiOH 8.(2018廣東汕頭月考)在固態(tài)金屬氧化物電解池中,高溫電解H2O、CO2混合氣體制備H2和CO是一種新的能源利用方式,基本原理如圖所示。下列說法不正確的是 (　　) A.陰極的反應式:H2O+2e-H2+O2-、CO2+2e-CO+O2- B.X是電源的負極 C.總反應可表示為H2O+CO2H2+CO+O2 D.陰、陽兩極生成的氣體的物質的量之比是1∶1 9.(2018河北衡水模擬)1 L某溶液中含有的離子及其物質的量濃度如下表: 離子 Cu2+ Al3+ NO3- Cl- 物質的量濃度/(molL-1) 1 1 a 1 用惰性電極電解該溶液,當電路中有3 mol e-通過時(忽略電解時溶液體積的變化及電解產物可能存在的溶解現象),下列說法正確的是(　　) A.電解后溶液pH=0 B.陽極生成1.5 mol Cl2 C.a=3 D.陰極析出的金屬是銅與鋁 10.(2018湖南懷化高三期末)中國首個空間實驗室——“天宮一號”的供電系統中,有再生氫氧燃料電池,工作原理如下圖所示,a、b、c、d均為Pt電極。 下列說法正確的是(　　) A.B區(qū)的OH-通過隔膜向a電極移動,A區(qū)pH增大 B.c是正極,電極上的電極反應為2H++2e-H2↑ C.右邊裝置中右管中的OH-通過隔膜向c電極移動,d電極上發(fā)生氧化反應 D.當有1 mol電子轉移時,標準狀況下,b電極理論上產生氣體Y的體積為11.2 L 二、非選擇題(本題共2小題,共30分) 11.(15分)有如圖所示3套實驗裝置,根據所學知識回答下列問題。 (1)裝置1為鐵的吸氧腐蝕實驗。一段時間后,向插入鐵釘的玻璃筒內滴入K3[Fe(CN)6]溶液,即可觀察到鐵釘附近的溶液出現藍色沉淀,表明鐵被　　　　(填“氧化”或“還原”);向插入石墨的玻璃筒內滴入酚酞溶液,可觀察到石墨附近的溶液變紅,該電極反應式為　　　　　　　　　。 (2)裝置2中的石墨作　　　(填“正”或“負”)極,該裝置發(fā)生的總反應的離子方程式為　　。 (3)裝置3中甲燒杯盛放100 mL 0.2 molL-1的NaCl溶液,乙燒杯盛放100 mL 0.5 molL-1的CuSO4溶液。反應一段時間后,停止通電。向甲燒杯中滴入幾滴酚酞,觀察到石墨附近溶液首先變紅。 ①電源的M端為　　　　　　　極;甲燒杯中鐵極的電極反應式為　　　　　　　　　。 ②乙燒杯中電解反應的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ③停止通電后,取出Cu電極,洗滌、干燥、稱量,電極增重0.64 g,甲燒杯中產生的氣體在標準狀況下的體積為　　　　　　　mL。 12.(2018課標全國Ⅲ,27)(15分)KIO3是一種重要的無機化合物,可作為食鹽中的補碘劑。回答下列問題: (1)KIO3的化學名稱是　　　　　　。 (2)利用“KClO3氧化法”制備KIO3工藝流程如下圖所示: “酸化反應”所得產物有KH(IO3)2、Cl2和KCl?！爸餋l2”采用的方法是　　　　　　?！盀V液”中的溶質主要是　　　　　　?！罢{pH”中發(fā)生反應的化學方程式為　　。 (3)KIO3也可采用“電解法”制備,裝置如圖所示。 ①寫出電解時陰極的電極反應式　　　　　　。 ②電解過程中通過陽離子交換膜的離子主要為　　　　　,其遷移方向是　　　　　。 ③與“電解法”相比,“KClO3氧化法”的主要不足之處有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(寫出一點)。  課時規(guī)范練18　電解池　金屬的腐蝕與防護 1.C　電鍍前,Zn與Fe構成原電池,Zn為負極,Fe為正極;電鍍時,Fe為陰極,Zn為陽極;原電池充電時,原電池負極為陰極、正極為陽極,故電鍍過程不屬于原電池的充電過程,A項錯誤;根據電子守恒,通過電子的電量與析出Zn的量成正比,B項錯誤;電流恒定,單位時間通過的電子的物質的量恒定,即電解速率恒定,C項正確;鍍層破損后, Zn與Fe仍能構成原電池,其中Zn為負極被腐蝕,Fe為正極被保護,D項錯誤。 2.C　根據原電池的工作原理,鋅為負極,銅為正極,陰離子向負極移動,A正確;根據電解原理,a為陽極,其電極反應式為2Cl--2e-Cl2↑,b為陰極,電極反應式為Cu2++2e-Cu,因此a極產生的氣體能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{,B正確;粗銅作陽極,Cu-2e-Cu2+,C錯誤;發(fā)生吸氧腐蝕時,正極得電子,電極反應式為O2+2H2O+4e-4OH-,D正確。 3.D　由題意結合電解原理可知,電極a是陰極,為精銅;電極b是陽極,為粗銅,A項錯誤;甲膜為陰離子交換膜,可阻止雜質陽離子進入陰極區(qū),B項錯誤;乙膜為過濾膜,可阻止陽極泥及漂浮物雜質進入陰極區(qū),C項錯誤;當電路中通過1 mol電子時,可生成0.5 mol精銅,其質量為32 g,D項正確。 4.D　根據圖知,氧氣得電子生成氫氧根離子,Cu失電子生成銅離子,發(fā)生吸氧腐蝕,則Cu作負極被氧化。腐蝕過程中,負極是c,發(fā)生氧化反應,A項正確;氧氣在正極得電子生成氫氧根離子,電極反應式為O2+4e-+2H2O4OH-,B項正確;多孔粉狀銹Cu2(OH)3Cl為固體,故生成Cu2(OH)3Cl的離子方程式為2Cu2++3OH-+Cl-Cu2(OH)3Cl↓,C項正確;不確定氧氣是否在標準狀況下,則不能計算氧氣的體積,D項錯誤。 5.B　若X為鋅棒,開關K置于M處,形成原電池,此時金屬鋅為負極,金屬鐵為正極,金屬鐵被保護,可減緩鐵的腐蝕,故A項正確;若X為鋅棒,開關K置于M處,形成原電池,此時金屬鋅為負極,金屬鐵為正極,氧氣在該極發(fā)生還原反應,故B項錯誤;若X為碳棒,開關K置于N處,形成電解池,此時金屬鐵為陰極,鐵被保護,可減緩鐵的腐蝕,故C項正確;若X為碳棒,開關K置于N處,形成電解池,X極為陽極,發(fā)生氧化反應,鐵電極為陰極,發(fā)生還原反應,故D項正確。 6.C　Fe板作陽極,為活性電極,Fe失電子,發(fā)生氧化反應生成Fe2+,陽極反應式為Fe-2e-Fe2+,A項正確;陰極發(fā)生還原反應,溶液中的H+得到電子生成氫氣,H+濃度減小,鐵離子水解生成Fe(OH)3沉淀,B項正確;由反應Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O可知,處理過程中消耗H+,溶液的酸性減弱,溶液pH增大,C項錯誤;Fe-2e-Fe2+,則電路中每轉移12 mol電子需要消耗6 mol Fe,再根據處理過程的反應方程式,得6Fe~12e-~6Fe2+~Cr2O72-,故被還原的Cr2O72-的物質的量為1 mol,D項正確。 7.D　由圖可知,Li+向b極移動,則b極為陰極,電極反應式為2H2O+2e-2OH-+H2↑,由于b極生成OH-,故b極附近溶液的pH增大,A正確;a極為陽極,電極反應式為2H2O-4e-O2↑+4H+,B正確;SO42-向a極移動,與a極產生的H+形成H2SO4,在b極上產生H2和LiOH,C正確;根據陰極反應式可知,電路中通過1 mol電子時,生成1 mol OH-,可得到1 mol LiOH,D錯誤。 8.D　電解池陰極發(fā)生還原反應,電解H2O、CO2混合氣體制備H2和CO,陰極發(fā)生的反應有:H2O+2e-H2+O2-、CO2+2e-CO+O2-,A項正確;根據圖示知,與X相連的電極發(fā)生還原反應產生CO和H2,故X為電源的負極,B項正確;根據圖示可知,陰極產生H2、CO,陽極產生O2,總反應可表示為H2O+CO2H2+CO+O2,C項正確;根據總反應可知,陰、陽兩極生成的氣體的物質的量之比是2∶1,D項錯誤。 9.A　當電路中有3 mol e-通過時,陽極首先發(fā)生反應2Cl--2e-Cl2↑,有0.5 mol Cl2生成,后發(fā)生反應4OH--4e-O2↑+2H2O,生成2 mol H+,陰極首先發(fā)生Cu2++2e-Cu,析出1 mol Cu,后發(fā)生2H++2e-H2↑,此時溶液中生成1 mol OH-,最終溶液里得到1 mol H+,則c(H+)=1 molL-1,pH=0,故A正確,B錯誤;由溶液中電荷守恒可知:2c(Cu2+)+3c(Al3+)=c(NO3-)+c(Cl-),可求得c(NO3-)=4 molL-1,即a=4,故C錯誤;根據陽離子放電順序Cu2+>H+>Al3+,可知沒有Al生成,故D錯誤。 10.D　依據圖示知左邊裝置是電解池,右邊裝置是原電池,a、b電極是電解池的電極,由電源判斷a為陽極產生的氣體是氧氣,b為陰極產生的氣體是氫氣;c、d電極是原電池的正負極,c是負極,d是正極;電解池中的電極反應為:a電極為陽極失電子發(fā)生氧化反應:4OH--4e-2H2O+O2↑;b電極為陰極得到電子發(fā)生還原反應:4H++4e-2H2↑;原電池中是堿性溶液,電極反應為:c為負極失電子發(fā)生氧化反應:2H2-4e-+4OH-4H2O;d電極為正極得到電子發(fā)生還原反應:O2+2H2O+4e-4OH-。a為陽極,電解時陰離子向陽極移動,發(fā)生反應4OH--4e-2H2O+O2↑,促進水的電離生成H+,pH減小,故A項錯誤;根據上述分析,c是負極,故B項錯誤;右邊裝置中右管中的OH-通過隔膜向負極移動,即向c電極移動,d為正極,發(fā)生還原反應,故C項錯誤;b為陰極,當有1 mol電子轉移時生成0.5 mol氫氣,標準狀況下的體積為11.2 L,故D項正確。 11.答案 (1)氧化　O2+4e-+2H2O4OH- (2)正　Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+ (3)①正　Fe-2e-Fe2+　②2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+?、?24 解析 (1)鐵發(fā)生吸氧腐蝕,鐵被氧化生成Fe2+,正極發(fā)生還原反應,氧氣得到電子被還原生成OH-,電極反應式為O2+4e-+2H2O4OH-。(2)銅可被Fe3+氧化,發(fā)生反應Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+,形成原電池時,銅為負極,發(fā)生氧化反應,石墨為正極。(3)由題意知,甲池中石墨極為陰極,則鐵極為陽極,乙池中銅作陰極,石墨作陽極。①鐵極為陽極,電極反應式為Fe-2e-Fe2+,則M端為正極;②乙燒杯中用銅作陰極、石墨作陽極來電解硫酸銅溶液,陽極上氫氧根離子放電生成氧氣,陰極上銅離子放電析出銅,電解方程式為2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+;③取出Cu電極,洗滌、干燥、稱量,電極增重0.64 g,則生成Cu的物質的量為0.64 g64 gmol-1=0.01 mol,轉移電子的物質的量為0.01 mol2=0.02 mol,甲燒杯中,陽極鐵被氧化,陰極產生氫氣, 2H2O+2e-2OH-+H2↑ 2 mol 22.4 L 0.02 mol V V=22.4 L0.02mol2mol=0.224 L,即224 mL。 12.答案 (1)碘酸鉀 (2)加熱　KCl　KH(IO3)2+KOH2KIO3+H2O(或HIO3+KOHKIO3+H2O) (3)①2H2O+2e-2OH-+H2↑?、贙+　由a到b?、郛a生Cl2易污染環(huán)境等 解析 (2)溫度升高氣體溶解度減小;Cl2被逐出,KH(IO3)2結晶析出,“濾液”中溶質主要是KCl;“調pH”目的是生成KIO3,所以選用KOH溶液,發(fā)生反應的化學方程式為KH(IO3)2+KOH2KIO3+H2O(或HIO3+KOHKIO3+H2O)。 (3)①陰極區(qū)電解質是KOH,被電解的是H2O:2H2O+2e-2OH-+H2↑; ②電解時,陽離子向陰極區(qū)移動,故K+由a向b遷移; ③“KClO3氧化法”中產生有毒氣體Cl2,易污染環(huán)境。