2019-2020年高考化學(xué)總復(fù)習 6.3電解池 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護課時作業(yè).doc

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2019-2020年高考化學(xué)總復(fù)習 6.3電解池 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護課時作業(yè) 一、選擇題 1.(xx年高考北京卷)用石墨電極電解CuCl2溶液(見右圖)。下列分析正確的是(　　) A．a(chǎn)端是直流電源的負極 B．通電使CuCl2發(fā)生電離 C．陽極上發(fā)生的反應(yīng)：Cu2＋＋2e－===Cu D．通電一段時間后，在陰極附近觀察到黃綠色氣體 解析：可利用電解質(zhì)溶液中離子的移動方向判斷出電源的正負極，并寫出電極反應(yīng)式和反應(yīng)現(xiàn)象。A.銅離子應(yīng)移向陰極，則a為負極。B.CuCl2發(fā)生電離是在水分子的作用下完成的，并非通電才能發(fā)生。C.反應(yīng)Cu2＋＋2e－===Cu應(yīng)在陰極上發(fā)生，陽極上發(fā)生的反應(yīng)應(yīng)為2Cl－－2e－===Cl2↑。D.通電一段時間后，應(yīng)在陽極附近觀察到黃綠色氣體。 答案：A 2．下列關(guān)于電解NaNO3溶液的敘述正確的是(　　) A．隨著電解的進行，溶液的pH減小 B．OH－向陽極移動，陽極附近溶液呈堿性 C．NO向陽極移動，Na＋向陰極移動，分別在對應(yīng)的電極上析出 D．陰極上H＋得電子被還原成H2，使陰極附近的溶液呈堿性 答案：D 3．關(guān)于下列裝置說法正確的是(　　) A．裝置①中，鹽橋中的K＋移向CuSO4溶液 B．裝置②在電解過程中，a極上得到22.4 L氣體(標準狀況)，理論上需要轉(zhuǎn)移NA個電子(NA表示阿伏加德羅常數(shù)) C．可以用裝置③在銅上鍍銀，c極為銀 D．裝置④中一段時間后會有Fe(OH)2生成 解析：CuSO4溶液中Cu電極為正極，陽離子移向正極，A項正確；B項中生成22.4 L氫氣(標準狀況)轉(zhuǎn)移2NA個電子，B項錯誤；電鍍銀時，應(yīng)用含Ag＋的溶液為電鍍液，C項錯誤；裝置④中，Zn活動性強，做原電池的負極，D項錯誤。 答案：A 4．下列有關(guān)金屬腐蝕與防護的說法不正確的是(　　) A．鋼鐵在弱堿性條件下發(fā)生電化學(xué)腐蝕的正極反應(yīng)是：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ B．當鍍錫鐵制品的鍍層破損時，鍍層仍能對鐵制品起保護作用 C．在海輪外殼連接鋅塊保護外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽極的陰極保護法 D．可將地下輸油鋼管與外加直流電源的負極相連以保護它不受腐蝕 答案：B 5．(xx年青島質(zhì)檢)電解100 mL含c(H＋)＝0.30 mol/L的下列溶液，當電路中通過0.04 mol電子時，理論上析出金屬質(zhì)量最大的是(　　) A．0.10 mol/L Ag＋　　　　 B．0.20 mol/L Zn2＋ C．0.20 mol/L Cu2＋ D．0.20 mol/L Pb2＋ 答案：C 6．下列關(guān)于電化學(xué)知識說法正確的是(　　) A．電解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液，在陰極上依次析出Cu、Fe、Al B．電解CuSO4溶液一段時間后，加入適量Cu(OH)2可以使溶液恢復(fù)至原狀態(tài) C．鉛蓄電池在充電時，連接電源正極發(fā)生的電極反應(yīng)為：PbSO4＋2e－===Pb＋SO D．將鋼閘門與直流電流的負極相連，可防止鋼閘門腐蝕 解析：Fe3＋在電極上放電，只能生成Fe2＋，得不到單質(zhì)鐵，A錯誤；應(yīng)該加入氧化銅或碳酸銅，B錯誤；鉛蓄電池充電時，連接電源正極發(fā)生的電極反應(yīng)為：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO，C錯誤；被保護的金屬與電源的負極相連，做陰極而得到保護，D正確。 答案：D 7．下列電極反應(yīng)式與出現(xiàn)的環(huán)境相匹配的是(　　) 選項 電極反應(yīng)式 出現(xiàn)的環(huán)境 A O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 堿性環(huán)境下氫氧燃料電池的負極反應(yīng) B 4OH－－4e－=== O2↑＋2H2O 酸性環(huán)境下鋼鐵的吸氧腐蝕 C 2H＋＋2e－===H2↑ 用銅做電極電解NaOH溶液的陰極反應(yīng) D H2－2e－===2H＋ 用惰性電極電解H2SO4溶液的陽極反應(yīng) 答案：C 8.用如圖所示裝置進行實驗，下列敘述錯誤的是(　　) A．K與N連接時，鐵被腐蝕 B．K與N連接時，石墨電極產(chǎn)生氣泡 C．K與M連接時，一段時間后溶液的pH增大 D．K與M連接時，初始階段石墨電極的電極反應(yīng)為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 解析：K與N連接時，形成原電池，為析氫腐蝕的模型，鐵被腐蝕，石墨電極產(chǎn)生H2，A、B項均正確；K與M連接時，構(gòu)成電解池，鐵電極的反應(yīng)為：2H＋＋2e－===H2↑，氫離子濃度減小，溶液的pH增大，故C項正確；初始階段石墨電極的反應(yīng)為：2Cl－－2e－===Cl2↑，D項錯誤。 答案：D 9．下圖所示裝置中，已知電子由b極沿導(dǎo)線流向鋅。下列判斷正確的是(　　) A．該裝置中Cu極為陰極 B．一段時間后鋅片質(zhì)量減少 C．b極反應(yīng)的電極反應(yīng)式為：H2－2e－＋2OH－===2H2O D．當銅極的質(zhì)量變化為32 g時，a極上消耗的O2的體積為5.6 L 解析：根據(jù)題意：電子由b極沿導(dǎo)線流向鋅推知，b極為原電池的負極，a極為原電池的正極，Zn極為電解池的陰極，Cu極為電解池的陽極，b極反應(yīng)為：H2－2e－＋2OH－===2H2O，選項A、B均錯誤，C正確；選項D狀態(tài)未知，O2的體積無法計算。 答案：C 10．(xx年高考天津卷)為增強鋁的耐腐蝕性，現(xiàn)以鉛蓄電池為外電源，以Al作陽極、Pb作陰極，電解稀硫酸，使鋁表面的氧化膜增厚。反應(yīng)原理如下： 電池：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l) 電解池：2Al＋3H2OAl2O3＋3H2↑ 電解過程中，以下判斷正確的是(　　) 電池 電解池 A H＋移向Pb電極 H＋移向Pb電極 B 每消耗3 mol Pb 生成2 mol Al2O3 C 正極：PbO2＋4H＋＋2e－===Pb2＋＋2H2O 陽極：2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋ D 解析：原電池中陽離子移向正極，即H＋移向PbO2極，電解池中，陽離子移向陰極，即H＋移向Pb極，A錯誤；根據(jù)電子守恒，電池中每消耗3 mol Pb，則在電解池中生成1 mol Al2O3，B錯誤；電池中正極反應(yīng)為PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O，C錯誤；電池中Pb失電子轉(zhuǎn)化為難溶的PbSO4，所以Pb電極質(zhì)量增加，電解池中Pb作陰極，不參與電極反應(yīng)，因此質(zhì)量不變，D正確。 答案：D 二、非選擇題 11．(1)離子液體是一種室溫熔融鹽，為非水體系。由有機陽離子、Al2Cl和AlCl組成的離子液體作電解液時，可在鋼制品上電鍍鋁。 鋼制品應(yīng)接電源的________極，已知電鍍過程中不產(chǎn)生其他離子且有機陽離子不參與電極反應(yīng)，陰極電極反應(yīng)式為___________________________________________________。 若改用AlCl3水溶液作電解液，則陰極產(chǎn)物為________。 (2)電解NO制備NH4NO3，其工作原理如右圖所示，為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3，需補充物質(zhì)A，A是________，說明理由：_____________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)電化學(xué)降解NO的原理如圖所示。 ①電源正極為__________(填“A”或“B”)，陰極反應(yīng)式為 ________________________________________________________________________。 ②若電解過程中轉(zhuǎn)移了2 mol電子，則膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差(Δm左－Δm右)為________g。 解析：電鍍時，鍍件應(yīng)作陰極，與電源負極相連，在陰極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)生成鋁。由電解液的組成可知陰極電極反應(yīng)式為4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl；若用AlCl3水溶液作電解液，在陰極上H＋得電子生成H2。 (2)由電解NO制備NH4NO3的工作原理圖可知，NO在陽極發(fā)生氧化反應(yīng)生成NO，電極反應(yīng)式為5NO＋10H2O－15e－===5NO＋20H＋。NO在陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成NH，電極反應(yīng)式為3NO＋18H＋＋15e－===3NH＋3H2O，電池總反應(yīng)式為8NO＋7H2O3NH4NO3＋2HNO3，電解產(chǎn)生的HNO3多，故應(yīng)補充NH3，使其轉(zhuǎn)化為NH4NO3。 (3)①NO生成N2發(fā)生了還原反應(yīng)，應(yīng)在電解池的陰極發(fā)生，故A為原電池的正極；陰極發(fā)生還原反應(yīng)，故電極反應(yīng)式為2NO＋6H2O＋10e－===N2↑＋12OH－。②由電極反應(yīng)式可知，通過2 mol電子，右側(cè)溶液減少的質(zhì)量為5.6 g(N2)，同時有2 mol H＋通過質(zhì)子交換膜進入右側(cè)，故右側(cè)溶液減少3.6 g。正極發(fā)生的反應(yīng)為4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，每通過2 mol電子，生成16 g O2，同時有2 mol H＋通過質(zhì)子交換膜進入右側(cè)，使左側(cè)溶液質(zhì)量減少18 g，故兩側(cè)溶液減少的質(zhì)量差為14.4 g。 答案：負　4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl　H2 (2)NH3　根據(jù)反應(yīng)：8NO＋7H2O3NH4NO3＋2HNO3，電解產(chǎn)生的HNO3多 (3)①A　2NO＋6H2O＋10e－===N2↑＋12OH－ ②14.4 12．用石墨作電極電解1 L 0.1 molL－1的CuSO4溶液(假定電解前后溶液體積不變)。 (1)電路通過0.1 mol電子時，溶液的pH為________，欲恢復(fù)電解前狀態(tài)應(yīng)加入________的質(zhì)量是________g。 (2)當電路中通過0.3 mol電子時，欲恢復(fù)電解前狀態(tài)，可加入下列的________。 a．Cu　 B．CuO　　 c．Cu(OH)2　 D．Cu2(OH)2CO3 (3)電路中通過0.4 mol電子時，欲恢復(fù)原狀態(tài)，可加入________，質(zhì)量是________。 (4)用惰性電極電解一定量的硫酸銅溶液，實驗裝置如下圖甲。電解過程中的實驗數(shù)據(jù)如下圖乙，橫坐標表示電解過程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量，縱坐標表示電解過程中產(chǎn)生氣體的總體積(標準狀況)。則下列說法不正確的是________。 A．電解過程中，a電極表面先有紅色物質(zhì)析出，后有氣泡產(chǎn)生 B．b電極上發(fā)生的反應(yīng)方程式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ C．曲線0～P段表示O2的體積變化 D．Q點時溶液中H＋的物質(zhì)的量為0.4 mol 解析：(1)n(Cu2＋)＝0.1 mol，當電路中n(e－)≤0.2 mol時，只有CuSO4溶液被電解，由 CuSO4～2e－～2H＋～Cu～CuO 生成H＋為0.1 mol，c(H＋)＝0.1 molL－1，pH＝1，應(yīng)加入CuO 0.05 mol，即4 g才能恢復(fù)原狀態(tài)。 (2)當通過0.3 mol e－時，有0.1 mol e－電解水，被電解的水為0.05 mol，需加入0.1 mol CuO與0.05 mol H2O，此時n(Cu)∶n(H)＝1∶1應(yīng)加入Cu2(OH)2CO3 (3)通過0.4 mol電子時，有0.2 mol電子電解水，需加入0.1 mol CuO和0.1 mol H2O， n(Cu)∶n(H)＝1∶2應(yīng)加入0.1 mol Cu(OH)2，質(zhì)量為9.8 g。 (4)由電流方向可知，b電極為陽極，電解過程中，a電極表面先有紅色物質(zhì)析出，后有氣泡產(chǎn)生；b電極上發(fā)生的反應(yīng)方程式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；曲線0～P段是陰極產(chǎn)生銅，陽極產(chǎn)生O2，曲線P～Q段是陰極產(chǎn)生H2，陽極產(chǎn)生O2，故A、B、C正確。0～P段產(chǎn)生1.12 L(標準狀況)O2，轉(zhuǎn)移電子0.2 mol，消耗0.2 mol OH－，積累0.2 mol H＋，P～Q段電解水，n(H＋)不變，D不正確。 答案：(1)1　CuO　4 g　(2)d (3)Cu(OH)2　9.8 g　(4)D 13．Ⅰ.(xx年潮州模擬)如圖為相互串聯(lián)的甲、乙兩個電解池，試回答： (1)若甲池利用電解原理在鐵上鍍銀，則A是________、________(依次填電極材料和電極名稱)，電極反應(yīng)式是________；B(要求同A)是________、________，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，C極附近呈________色。 (3)若甲槽陰極增重43.2 g，則乙槽中陽極上放出的氣體在標準狀況下的體積是________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________molL－1，pH等于________。 Ⅱ.將等物質(zhì)的量的KI和CuCl2溶于水，用惰性電極電解，該電解反應(yīng)可分為________個階段(填表不一定填滿)。 階段 相當于電解液 離子方程式 ① ② ③ ④ ⑤ 畫出過程中溶液pH值隨時間變化的曲線(假定生成的Cl2全部逸出)。 解析：Ⅰ.(2)鐵極附近H＋放電，OH－聚集，顯堿性，遇酚酞呈紅色，C極附近Cl－放電，不顯堿性，遇酚酞呈無色。 (3)甲槽陰極析出銀：n(Ag)＝＝0.4 mol，乙槽中陽極上放出的氣體是氯氣：n(Cl2)＝0.2 mol，V(Cl2)＝0.2 mol22 400 mLmol－1＝4 480 mL。 (4)由2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑可知： n(NaOH)＝0.2 mol2＝0.4 mol， c(NaOH)＝＝1 molL－1，pH＝14。 Ⅱ.開始電解時陽極是I－失電子，陰極是Cu2＋得電子；當I－完全反應(yīng)時，Cu2＋有被還原，此時陽極變成Cl－失電子，相當于電解CuCl2溶液；當Cu2＋完全反應(yīng)時，Cl－有被氧化；以后陰極是H2O電離的H＋得電子，此段相當于電解KCl溶液；當Cl－完全反應(yīng)后，最后相當于電解KOH溶液。 答案：Ⅰ(1)鐵　陰極　Ag＋＋e－===Ag　銀　陽極 Ag－e－===Ag＋　AgNO3溶液 (2)紅　無 (3)4 480 (4)1　14 Ⅱ.4?、貱uI2　Cu2＋＋2I－Cu＋I2 ②CuCl2　Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑ ③KCl　2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－ ④KOH　2H2O2H2↑＋O2↑