2019年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 6.3 電解池 金屬的電化學(xué)腐蝕與保護(hù)實(shí)效精練（含解析）.doc

2019年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 6.3 電解池 金屬的電化學(xué)腐蝕與保護(hù)實(shí)效精練（含解析）一、選擇題：本大題共10小題，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1xx全國理綜卷電解法處理酸性含鉻廢水(主要含有Cr2O)時(shí)，以鐵板作陰、陽極，處理過程中存在反應(yīng)Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O，最后Cr3以Cr(OH)3形式除去。下列說法不正確的是()A陽極反應(yīng)為Fe2e=Fe2B電解過程中溶液pH不會變化C過程中有Fe(OH)3沉淀生成D電路中每轉(zhuǎn)移12 mol電子，最多有1 mol Cr2O被還原解析：鐵板作陽極，則陽極上Fe失電子，A項(xiàng)正確；電解過程中有OH生成，所以pH變大，B項(xiàng)錯(cuò)；生成的OH會與Fe3結(jié)合生成Fe(OH)3，C正確；電路中每轉(zhuǎn)移12 mol電子，生成6 mol Fe2，則有1 mol Cr2O被還原，D正確。答案：B2xx浙江理綜卷電解裝置如圖所示，電解槽內(nèi)裝有KI及淀粉溶液，中間用陰離子交換膜隔開。在一定的電壓下通電，發(fā)現(xiàn)左側(cè)溶液變藍(lán)色，一段時(shí)間后，藍(lán)色逐漸變淺。已知：3I26OH=IO5I3H2O下列說法不正確的是()A右側(cè)發(fā)生的電極反應(yīng)式：2H2O2e=H22OHB電解結(jié)束后，右側(cè)溶液中含有IOC電解槽內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的總化學(xué)方程式：KI3H2OKIO33H2D如果用陽離子交換膜代替陰離子交換膜，電解槽內(nèi)發(fā)生的總化學(xué)反應(yīng)不變解析：左側(cè)溶液變藍(lán)，說明I放電生成I2，所以左側(cè)Pt電極為陽極，右側(cè)Pt電極為陰極。A項(xiàng)，右側(cè)為陰極區(qū)，水電離出的H放電。B項(xiàng)，右側(cè)產(chǎn)生的OH可通過陰離子交換膜移向陽極與I2反應(yīng)產(chǎn)生IO，IO也可通過陰離子交換膜進(jìn)入右側(cè)。C項(xiàng)，陽極反應(yīng)：2I2e=I2,3I26OH=IO5I3H2O陰極反應(yīng)：2H2O2e=H22OH，兩式相加可得總反應(yīng)。D項(xiàng)，若用陽離子交換膜，OH無法移向陽極，即無法與陽極處生成的I2反應(yīng)，故總反應(yīng)為2KI2H2OI2H22KOH，故總化學(xué)反應(yīng)不同。答案：D3xx海淀區(qū)高三年級第一學(xué)期期末練習(xí)利用下圖裝置電解硫酸銅溶液，下列說法正確的是()Ab電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B該裝置能將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能C電解質(zhì)溶液中Cu2從b電極向a電極遷移D若a為銅，則a的電極反應(yīng)式為：Cu2e=Cu2解析：由圖可知a為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，b極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；該裝置為電解池，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；電解質(zhì)溶液中Cu2從a極(陽極)向b電極(陰極)遷移，C選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：D4xx黃岡中學(xué)空間實(shí)驗(yàn)室“天宮一號”的供電系統(tǒng)中有再生氫氧燃料電池(RFC)，RFC是一種將水電解技術(shù)與氫氧燃料電池技術(shù)相結(jié)合的可充電電池。下圖為RFC工作原理示意圖，有關(guān)說法正確的是()A當(dāng)有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，a極產(chǎn)生1.12 L O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)Bb極上發(fā)生的電極反應(yīng)是：4H2O4e=2H24OHCd極上發(fā)生的電極反應(yīng)是：O24H4e=2H2ODc極上進(jìn)行還原反應(yīng)，B中的H可通過隔膜進(jìn)入A解析：左邊為電解水裝置，b極為陽極，發(fā)生失電子氧化反應(yīng)，產(chǎn)生O2，a極為陰極，發(fā)生得電子還原反應(yīng)，生成H2，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；d極為燃料電池的負(fù)極，發(fā)生失電子氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為H22e=2H，生成的H可透過隔膜進(jìn)入A，C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。答案：D5用石墨作電極電解CuSO4溶液。通電一段時(shí)間后，欲使電解液恢復(fù)到起始狀態(tài)，應(yīng)向溶液中加入適量的()ACuSO4BH2OCCuO DCuSO45H2O解析：從電解反應(yīng)入手，2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2，消耗了CuSO4H2O，復(fù)原則要生成它們，復(fù)原的反應(yīng)是CuOH2SO4=CuSO4H2O，故選C。答案：C6xx豫東、豫北十所名校高中畢業(yè)班階段性測試下列有關(guān)金屬腐蝕與保護(hù)的說法正確的是()A鐵上鍍鋅的保護(hù)方法叫犧牲負(fù)極的正極保護(hù)法B相同條件下，輪船在海水中比在淡水中腐蝕慢C水庫里鋼閘門與電源負(fù)極相連的方法叫做外加電流的陰極保護(hù)法D鋼鐵在潮濕空氣中發(fā)生吸氧腐蝕，負(fù)極反應(yīng)為Fe3e=Fe3解析：將鐵與鋅插入到電解質(zhì)溶液中用導(dǎo)線連接起來，叫犧牲陽極的陰極保護(hù)法，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；輪船在海水中，海水中有大量電解質(zhì)溶液，構(gòu)成原電池，加快輪船的腐蝕，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；鋼鐵在潮濕空氣中發(fā)生吸氧腐蝕，負(fù)極反應(yīng)為Fe2e=Fe2，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：C7將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓周中心區(qū)(a)已被腐蝕而變暗，在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán)(b)，如圖所示。導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣少。下列說法正確的是()A液滴中的Cl由a區(qū)向b區(qū)遷移B液滴邊緣是正極區(qū)，發(fā)生的電極反應(yīng)為：O22H2O4e=4OHC液滴下的Fe因發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕，生成的Fe2由a區(qū)向b區(qū)遷移，與b區(qū)的OH形成Fe(OH)2，進(jìn)一步氧化、脫水形成鐵銹D若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板，在銅鐵接觸處滴加NaCl溶液，則負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為：Cu2e=Cu2解析：本題考查電化學(xué)內(nèi)容中金屬吸氧腐蝕的原理的分析。液滴邊緣O2多，在C粒上發(fā)生正極反應(yīng)：O22H2O4e=4OH，液滴下的Fe發(fā)生負(fù)極反應(yīng)：Fe2e=Fe2，為腐蝕區(qū)(a)。A錯(cuò)誤，Cl由b區(qū)向a區(qū)遷移；B正確；C錯(cuò)誤，液滴下的Fe因發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕；D錯(cuò)誤，Cu更穩(wěn)定，作正極，反應(yīng)為O22H2O4e=4OH。答案：B8在水中加入等物質(zhì)的量的Ag、Ba2、Na、SO、NO、Cl。該溶液放在用惰性材料作電極的電解槽中，通電片刻，則氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的質(zhì)量比為()A35.5108 B16137C81 D10835.5解析：Ag與Cl生成AgCl，Ba2與SO生成BaSO4，電解硝酸鈉溶液實(shí)際上電解水。答案：C9xx石家莊市高中畢業(yè)班復(fù)習(xí)教學(xué)質(zhì)量檢測(一)燒過菜的鐵鍋未及時(shí)洗滌，會出現(xiàn)紅棕色銹斑。整個(gè)過程中，不可能發(fā)生的變化為()A2H2OO24e=4OHBFe3e=Fe3CFe22OH=Fe(OH)2D4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3解析：鐵生銹的過程中Fe2e=Fe2，故B選項(xiàng)不可能發(fā)生。答案：B10下列說法正確的是()A以稀硫酸做電解質(zhì)溶液，鋅銅分別作電極構(gòu)成的原電池中，鋅極上有氣泡生成B向鐵棒上鍍銅時(shí)，鐵做陽極，氯化銅溶液做電解質(zhì)溶液C工業(yè)上以石墨做電極電解熔融的AlCl3制取Al時(shí)，每產(chǎn)生1 molAl，陽極就產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下3.36 L氯氣D在潮濕的環(huán)境下，黃銅比純銅更耐腐蝕解析：A選項(xiàng)中Zn、Cu構(gòu)成原電池，Cu做正極，Cu上有H2放出；B選項(xiàng)中鍍層金屬銅做陽極；AlCl3是共價(jià)化合物，熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電，不能用來制取鋁。答案：D二、非選擇題：本大題共4小題，將答案填在題中橫線上。11xx煙臺四校聯(lián)考利用如圖所示裝置電解硝酸銀溶液和飽和硫酸鈉溶液(甲中盛有AgNO3溶液，乙中盛有飽和Na2SO4溶液)。(1)通電一段時(shí)間，觀察到濕潤的淀粉KI試紙的_(選填“C”或“D”)端變藍(lán)。(2)裝置甲中陽極為_，陰極的電極反應(yīng)式為_。(3)裝置乙中觀察到的現(xiàn)象是_。(4)電解一段時(shí)間后，裝置甲、乙中共收集到氣體0.168 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，而且該時(shí)間段內(nèi)裝置乙中析出硫酸鈉晶體(Na2SO410H2O)w g，測得裝置甲中溶液的體積為1 L，則裝置甲中溶液的pH為_。電解前飽和Na2SO4溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算式為_(計(jì)算時(shí)忽略電解過程中的其他副反應(yīng))。解析：(1)由于D連接電源負(fù)極，作陰極，則C極作陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)生成I2，故淀粉KI試紙的C端變藍(lán)。(2)裝置甲中Pt電極作陽極，而Fe極發(fā)生還原反應(yīng)，作陰極。(3)裝置乙中Cu為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cu2，Cu極附近溶液中有Cu2的顏色，石墨電極上水得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，生成氫氣，溶液的pH增大，故生成氫氧化銅沉淀。(4)相同時(shí)間內(nèi)，裝置甲、乙通過的電子的物質(zhì)的量相等，裝置甲中生成1 mol O2時(shí)，裝置乙中生成2 mol H2，故0.168 L氣體中有1/3是氧氣，即氧氣為0.056 L，且裝置甲中存在關(guān)系式：4HO2，故裝置甲中n(H)0.01 mol/L，即裝置甲中溶液的pH2。對于裝置乙，陽極反應(yīng)式為Cu2e=Cu2，陰極反應(yīng)式為2H2e=H2，電解的總反應(yīng)式為Cu2H2OCu(OH)2H2。當(dāng)陰極析出0.005 mol H2時(shí)，耗水0.01 mol，析出的晶體中Na2SO4的質(zhì)量除以晶體質(zhì)量和電解時(shí)消耗水的質(zhì)量之和即為飽和溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。答案：(1)C(2)PtAge=Ag(3)石墨極有氣泡產(chǎn)生，Cu極周圍變藍(lán)，溶液中出現(xiàn)藍(lán)色沉淀(4)2100%12某課外活動(dòng)小組用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，試回答下列問題。(1)若開始時(shí)開關(guān)K與a連接，則B極的電極反應(yīng)式為_。(2)若開始時(shí)開關(guān)K與b連接，則B極的電極反應(yīng)式為_，總反應(yīng)的離子方程式為_。有關(guān)上述實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是(填序號)_ _。溶液中Na向A極移動(dòng)從A極處逸出的氣體能使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍(lán)反應(yīng)一段時(shí)間后加適量鹽酸可恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度若標(biāo)準(zhǔn)狀況下B極產(chǎn)生2.24 L氣體，則溶液中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子(3)該小組同學(xué)認(rèn)為，如果模擬工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的方法，那么可以設(shè)想用如圖裝置電解硫酸鉀溶液來制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鉀。該電解槽的陽極反應(yīng)式為_。此時(shí)通過陰離子交換膜的離子數(shù)_(填“大于”“小于”或“等于”)通過陽離子交換膜的離子數(shù)。制得的氫氧化鉀溶液從出口(填寫“A”“B”“C”或“D”)_導(dǎo)出。通電開始后，陰極附近溶液pH會增大，請簡述原因_ _。若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鉀溶液組合為氫氧燃料電池，則電池正極的電極反應(yīng)式為_。解析：(1)開關(guān)K與a相連，裝置構(gòu)成原電池，F(xiàn)e失去電子為原電池負(fù)極。(2)開關(guān)K與b相連，裝置構(gòu)成電解NaCl溶液的電解池，B為電解池的陰極，溶液中的H在B極放電生成H2。電解過程中Na應(yīng)該向陰極B移動(dòng)；A極產(chǎn)生的氣體為Cl2，Cl2能將I氧化為I2，I2遇淀粉變藍(lán)；根據(jù)電解反應(yīng)：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，電解一段時(shí)間后若加入鹽酸會增加H2O的質(zhì)量，應(yīng)通入HCl氣體使其恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度；若標(biāo)準(zhǔn)狀況下B極產(chǎn)生2.24 L氣體，即0.1 mol H2，則有0.2 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，但在溶液中轉(zhuǎn)移的不是電子，而是離子。(3)溶液中的OH在陽極失電子產(chǎn)生O2：4OH4e=2H2OO2，所以在B口放出O2，從A口導(dǎo)出H2SO4。溶液中的H在陰極得到電子產(chǎn)生H2：2H2e=H2，則從C口放出H2，從D口導(dǎo)出KOH溶液。因SO所帶電荷數(shù)大于K所帶電荷數(shù)，SO通過陰離子交換膜，K通過陽離子交換膜，所以通過陽離子交換膜的離子數(shù)大于通過陰離子交換膜的離子數(shù)。O2、H2、KOH溶液構(gòu)成燃料電池時(shí)，O2在電池正極放電：O24e2H2O=4OH。答案：(1)Fe2e=Fe2(2)2H2e=H22Cl2H2O2OHH2Cl2(3)4OH4e=2H2OO2小于DH在陰極附近放電，引起水的電離平衡向右移動(dòng)，使c(OH)>c(H)O22H2O4e=4OH13某課外活動(dòng)小組準(zhǔn)備用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)有甲、乙、丙三位同學(xué)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(xué)在實(shí)驗(yàn)中將開關(guān)K5閉合，Zn電極上的電極反應(yīng)式為_。(2)乙同學(xué)準(zhǔn)備進(jìn)行電解CuCl2溶液的實(shí)驗(yàn)，則電解時(shí)的總反應(yīng)式為_。實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)閉合的開關(guān)組合是_。(從下列五項(xiàng)中選擇所有可能的開關(guān)組合，第三小題也在這五項(xiàng)中選擇)AK1和K2BK1和K3CK1和K4DK2和K3EK2和K4(3)丙同學(xué)準(zhǔn)備在Fe上鍍Cu，選擇了某種鹽來配制電鍍液，則該鹽的化學(xué)式為_，實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)閉合的開關(guān)組合是_(選項(xiàng)如上)。解析：(1)甲同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中將開關(guān)K5閉合，裝置為原電池，較活潑的Zn為原電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn2e=Zn2。(2)乙同學(xué)用惰性電極電解CuCl2溶液，電解時(shí)的總方程式為CuCl2CuCl2，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)閉合K1和K4或閉合K2和K3。(3)丙同學(xué)準(zhǔn)備在Fe上鍍Cu，則Fe為電鍍池陰極，接電源負(fù)極，Cu為電鍍池陽極，接電源正極，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)閉合K2和K3。應(yīng)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CuSO4D14xx自貢診斷某中學(xué)課外興趣小組用惰性電極電解飽和食鹽水(含少量Ca2、Mg2)作系列探究，裝置如下圖所示：(1)電解時(shí)，甲同學(xué)發(fā)現(xiàn)電極a附近溶液出現(xiàn)渾濁，請用離子方程式表示原因_ _。(2)一段時(shí)間后，你認(rèn)為C中溶液可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是_，請用離子方程式表示原因_ _。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，乙同學(xué)將A中的物質(zhì)冷卻后加入到H2S溶液中發(fā)現(xiàn)有氣泡出現(xiàn)，但加入到稀鹽酸中卻沒有任何現(xiàn)象。請用化學(xué)方程式和簡要的文字解釋原因：_。(4)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，興趣小組的同學(xué)們都特別注意到D中溶液紅色逐漸褪去。他們對溶液紅色褪去的主要原因提出了如下假設(shè)，請你完成假設(shè)二。假設(shè)一：B中逸出氣體與水反應(yīng)生成的物質(zhì)有強(qiáng)氧化性，使紅色逐漸褪去；假設(shè)二：_ _。(5)請你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述假設(shè)一，寫出實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)論_。解析：電解飽和食鹽水產(chǎn)生的氣體為氫氣和氯氣，氯氣具有強(qiáng)氧化性，而氫氣在加熱條件下具有較強(qiáng)還原性，根據(jù)裝置圖可知a、b分別陰極和陽極，a極產(chǎn)生的氫氣將氧化銀還原為單質(zhì)銀，而b極產(chǎn)生的氯氣可氧化硫化鈉。過量的氯氣通入含酚酞的NaOH溶液中，溶液褪色的原因可能為H中和了OH，也可能是氯氣與水反應(yīng)生成的次氯酸的強(qiáng)氧化性所致。答案：(1)2H2e=H2，Mg22OH=Mg(OH)2(2)有淡黃色沉淀Cl2S2=2ClS(3)Ag與H2S的反應(yīng)式為2AgH2S=Ag2SH2，表明Ag2S的溶解度比AgCl小很多(4)可能是H中和了OH造成褪色(5)取少量D中褪色后的溶液于試管中，滴加12滴酚酞溶液，如果又顯紅色，則假設(shè)一正確。創(chuàng)新試題教師備選教學(xué)積累資源共享氯堿工業(yè)原理在化學(xué)與技術(shù)模塊中還要出現(xiàn)，此題沒有涉及該模塊中內(nèi)容，教師可根據(jù)學(xué)生選學(xué)的模塊情況適當(dāng)將此題進(jìn)行拓展。1如圖是工業(yè)上采用離子交換膜法電解足量飽和食鹽水的示意圖。下列有關(guān)說法中不正確的是()A從E中逸出的是氫氣B向B口中加入含少量NaOH的溶液以增強(qiáng)導(dǎo)電性C標(biāo)準(zhǔn)狀況下每生成22.4 L Cl2，便產(chǎn)生2 mol NaOHD向電解后的陽極室溶液中加入適量鹽酸，各物質(zhì)可以恢復(fù)到電解前的濃度解析：由于Cl在a電極上放電且Na通過離子交換膜進(jìn)入電解池的右室(陰極室)，故應(yīng)向電解后的陽極室溶液中加入適量氯化鈉固體，才能使各物質(zhì)恢復(fù)到電解前的濃度，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：D電鍍沒有出現(xiàn)在例題中，本題可作為例題的補(bǔ)充試題。2電解CuSO4溶液時(shí)，若要求達(dá)到以下三點(diǎn)要求：陽極質(zhì)量減小陰極質(zhì)量增加電解質(zhì)溶液中Cu2濃度不變，則可選用的電極是()A含Zn、Ag的銅合金作陽極，純銅作陰極B純銅作陽極，含Zn、Ag的銅合金作陰極C用純鐵作陽極，用純銅作陰極D用石墨作陽極，用惰性電極(Pt)作陰極解析：題目中的三點(diǎn)要求正好符合了電鍍時(shí)的三個(gè)特點(diǎn)。由于電解液為CuSO4溶液，故需用純銅作陽極，陰極材料可任選，正確答案為B。答案：B