2019-2020年高考化學一輪復習 6.3電解池 金屬的電化學腐蝕與防護課時作業(yè).doc

《2019-2020年高考化學一輪復習 6.3電解池 金屬的電化學腐蝕與防護課時作業(yè).doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2019-2020年高考化學一輪復習 6.3電解池 金屬的電化學腐蝕與防護課時作業(yè).doc（6頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

2019-2020年高考化學一輪復習 6.3電解池 金屬的電化學腐蝕與防護課時作業(yè) 1. 下列敘述錯誤的是(　　) A．生鐵中含有碳，抗腐蝕能力比純鐵弱 B．用錫焊接的鐵質器件，焊接處易生銹 C．在鐵制品上鍍銅時，鍍件為陽極，銅鹽為電鍍液 D．鐵管上鑲嵌鋅塊，鐵管不易被腐蝕 解析：　選項A，生鐵中的碳和鐵可以在鐵的表面構成無數(shù)微小的原電池，能加速鐵的銹蝕；選項B，焊接處鐵、錫形成無數(shù)微小原電池，加速鐵的腐蝕；選項C，電鍍時，鍍層金屬銅作陽極，鐵制品作陰極，用銅鹽溶液作電鍍液；選項D，由于Zn比Fe活潑，故鑲嵌鋅塊的鐵管不易被腐蝕。 答案：　C 2．用下列裝置能達到預期目的的是(　　) A．甲圖裝置可用于電解精煉鋁 B．乙圖裝置可得到持續(xù)、穩(wěn)定的電流 C．丙圖裝置可達到保護鋼閘門的目的 D．丁圖裝置可達到保護鋼閘門的目的 解析：　AlCl3溶液中存在Al3＋、H＋，通電時后者先得電子，故陰極得到的不是鋁，而是氫氣，A不能達到目的；B中的這種原電池中，電流會迅速衰減，乙裝置不能達到目的；丙裝置是犧牲陽極的陰極保護法，其中陽極材料要為比鐵活潑的金屬，故C不能達到預期目的。 答案：　D 3．某小組為研究電化學原理，設計甲、乙、丙三種裝置(C1、C2、C3均為石墨)。下列敘述正確的是(　　) A．甲、丙中是化學能轉化為電能，乙中是電能轉化為化學能 B．C1、C2分別是陽極、陰極，鋅片、鐵片上都發(fā)生氧化反應 C．C1上和C3上放出的氣體相同，銅片上和鐵片上放出的氣體也相同 D．甲中溶液的pH逐漸升高，丙中溶液的pH逐漸降低 解析：　甲為原電池，Zn作負極，發(fā)生氧化反應：Zn－2e－===Zn2＋，Cu作正極，發(fā)生還原反應：2H＋＋2e－===H2↑，反應后溶液的pH升高；乙和丙為電解池，乙中C1為陽極，電極反應為2Cl－－2e－===Cl2↑，C2為陰極，電極反應為Cu2＋＋2e－===Cu；丙中C3為陽極，電極反應為2Cl－－2e－===Cl2↑，F(xiàn)e為陰極，電極反應為2H＋＋2e－===H2↑，電解后溶液pH升高。綜上所述，C正確。 答案：　C 4．觀察如圖裝置，下列說法正確的是(　　) A．虛線框中接靈敏電流計，該裝置可將化學能轉化為電能 B．虛線框中無論是接靈敏電流計還是接電源，鐵都會被腐蝕 C．虛線框中接直流電源，鐵極發(fā)生反應：Fe－2e－===Fe2＋ D．鐵接直流電源的負極是犧牲陽極的陰極保護法 解析：　A選項，虛線框中接靈敏電流計，形成原電池，該裝置可將化學能轉化為電能，A正確；B選項，虛線框中接電源，形成電解池，當鐵接直流電源的負極時，鐵被保護，不發(fā)生反應，這是外加電流的陰極保護法，但當鐵接直流電源的正極時，鐵被腐蝕，鐵極發(fā)生反應：Fe－2e－===Fe2＋，B、C、D錯誤。 答案：　A 5．用惰性電極電解下列溶液，在陰、陽兩極生成氣體的體積比為1∶1的是(　　) A．NaCl溶液　　　　　　　 B．CuCl2溶液 C．CuSO4溶液 D．KOH溶液 解析：　A項電解方程式為2NaCl＋2H2OCl2↑(陽極)＋H2↑(陰極)＋2NaOH，A正確；B項電解方程式為CuCl2Cu(陰極)＋Cl2↑(陽極)，陰極沒有氣體生成，B不正確；C項電解方程式為2CuSO4＋2H2O2Cu(陰極)＋O2↑(陽極)＋2H2SO4，陰極沒有氣體生成，C不正確；D項電解方程式為2H2O2H2↑(陰極)＋O2↑(陽極)，陰、陽兩極生成氣體的體積比為2∶1，D不正確。 答案：　A 6．研究發(fā)現(xiàn)，可以用石墨作陽極、鈦網作陰極、熔融的CaF2－CaO作電解質，利用如圖所示裝置獲得金屬鈣，并以鈣為還原劑還原二氧化鈦制備金屬鈦。下列說法中，正確的是(　　) A．由TiO2制得1 mol金屬Ti，理論上外電路通過2 mol電子 B．陽極的電極反應式為C＋2O2－－4e－===CO2↑ C．在制備金屬鈦前后，整套裝置中CaO的總量減少 D．若用鉛蓄電池作該裝置的供電電源，“＋”接線柱應連接Pb電極 解析：　A選項，由TiO2制得1 mol金屬Ti，Ti由＋4價變到0價，理論上外電路通過4 mol電子，A錯誤；B選項，陽極反應式為C＋2O2－－4e－===CO2↑，B正確；C選項，制備鈦時，發(fā)生反應：2CaO＋C2Ca＋CO2↑，2Ca＋TiO2Ti＋2CaO，由此可知，CaO的量不變，C錯誤；D選項，若用鉛蓄電池作該裝置的供電電源，“＋”接線柱應連接PbO2電極，D錯誤。 答案：　B 7．如圖所示，a、b是兩根石墨棒。下列敘述正確的是(　　) A．a是正極，發(fā)生還原反應 B．b是陽極，發(fā)生氧化反應 C．稀硫酸中硫酸根離子的物質的量不變 D．往濾紙上滴加酚酞試液，a極附近顏色變紅 解析：　a是陽極，發(fā)生氧化反應；b是陰極，發(fā)生還原反應；在反應過程中，硫酸根離子沒有參與反應，因此稀硫酸中硫酸根離子的物質的量不變；往濾紙上滴加酚酞試液，b極附近顏色變紅。 答案：　C 8．甲裝置中是物質的量之比為1∶2的CuSO4和NaCl的混合溶液，電解過程中溶液的pH隨時間t變化的示意圖如乙所示(不考慮電解產物與水的反應)。試分析下列敘述中正確的是(　　) A．該混合溶液中的SO導致A點溶液的pH小于B點 B．AB段與BC段在陰極上發(fā)生的反應是相同的，即：Cu2＋＋2e－===Cu C．BC段陰極產物和陽極產物的體積之比為2∶1 D．在整個電解的過程中會出現(xiàn)少量淡藍色的Cu(OH)2沉淀 解析：　由題意，沒有電解前，溶液中的銅離子水解，溶液顯酸性，開始時電解CuCl2即AB段，當CuCl2電解完后，溶液是硫酸鈉溶液，顯中性，這時再電解就是電解水，即BC段，AB段陰極生成銅，BC段陰極生成氫氣；BC段電解水，陰極產物氫氣和陽極產物氧氣的體積之比為2∶1；在整個電解的過程中不會出現(xiàn)淡藍色的Cu(OH)2沉淀，A、B、D錯誤，選C。 答案：　C 9．用惰性電極電解一定濃度的CuSO4溶液時，通電一段時間后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后，恰好恢復到電解前的濃度和pH(不考慮二氧化碳的溶解)。則電解過程中轉移的電子的物質的量為(　　) A．0.4 mol B．0.5 mol C．0.6 mol D．0.8 mol 解析：　用惰性電極電解一定濃度的CuSO4溶液時，如果硫酸銅沒有消耗完或恰好消耗完，這時向電解液中加入氧化銅或碳酸銅就可以恢復到電解前的濃度和pH，而題中加入的是Cu2(OH)2CO3，說明CuSO4消耗完，并且又電解了一部分水。則電解的硫酸銅的物質的量為0.2 mol，電解的水的物質的量為0.1 mol，轉移的電子的物質的量為0.2 mol2＋0.1 mol2＝0.6 mol。 答案：　C 10．電解原理在化學工業(yè)中有廣泛應用。如圖表示一個電解池，裝有電解液a，X、Y是兩塊電極板，通過導線與直流電源相連。請回答以下問題： (1)若X、Y都是惰性電極，a是AgNO3溶液，實驗開始時，同時在兩邊各滴入幾滴石蕊試液，則： ①電解池中Y電極上的電極反應式為 ________________________________________________________________________， 在Y電極附近觀察到的實驗現(xiàn)象是 ________________________________________________________________________， 檢驗該電極反應產物的方法是 ________________________________________________________________________。 ②X電極上的電極反應式為 ________________________________________________________________________。 (2)如要用電解方法精煉粗鎳，電解液a選用Ni(NO3)2溶液，則：①X電極的材料是________________________________________________________________________， 電極反應式為 ________________________________________________________________________。 ②Y電極的材料是 ________________________________________________________________________， 電極反應式為 ________________________________________________________________________。 (說明：雜質發(fā)生的電極反應不必寫出)。 解析：　(1)用惰性電極電解AgNO3溶液時，陽極反應：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑；陰極反應：4Ag＋＋4e－===4Ag。 與電源正極相連的電極為陽極，反之為陰極。所以X為陰極，Y為陽極。Y電極在反應過程中消耗了H2O電離出的OH－，溶液呈酸性，加入石蕊試液顯紅色，Y電極產生氧氣，能使帶火星的木條復燃；X電極產生Ag。(2)電解精煉Ni時，用粗鎳作陽極，純鎳為陰極。反應過程中陽極上的Ni以及比Ni活潑的金屬失去電子，成為離子，進入溶液，活潑性比Ni差的金屬形成陽極泥；在陰極只有Ni2＋能得電子成為單質，其他較活潑的金屬對應的離子不能得電子。根據裝置圖，X為陰極，Y為陽極，所以，X電極的材料是純鎳，電極反應式為Ni2＋＋2e－===Ni；Y電極的材料是粗鎳，電極反應式為Ni－2e－===Ni2＋。 答案：　(1)①2H2O－4e－===4H＋＋O2↑　有無色氣體放出，溶液變紅　用帶火星的木條檢驗，木條復燃 ②4Ag＋＋4e－===4Ag (2)純鎳　Ni2＋＋2e－===Ni　粗鎳　Ni－2e－===Ni2＋ 11．工業(yè)上電解法處理亞硝酸鹽的模擬工藝如圖。 (1)已知陽極區(qū)有氣體放出，且溶液變黃色，寫出陽極區(qū)發(fā)生反應的離子方程式：________________________________________________________________________。 (2)若硫酸溶液濃度過大，陰極區(qū)會有氣體逸出，該氣體為____________(填化學式)；該現(xiàn)象表明c(H＋)越大，H＋的氧化性越__________。 (3)若電解時電路中有0.6 mol電子轉移，則消耗NaNO2__________mol。 (4)如果把鐵電極換成銅電極，能否起到相同的作用________(填“能”或“否”)，并且說明理由__________________________________________________________________。 解析：　(1)由題給信息和裝置圖可知，陽極區(qū)發(fā)生反應：2NO＋8H＋＋6Fe2＋===N2↑＋6Fe3＋＋4H2O；(2)如果硫酸濃度過大，氫離子得電子生成氫氣，說明氫離子濃度越大，氫離子的氧化性越強；(3)電解時電路中有0.6 mol電子轉移，根據陽極反應Fe－2e－===Fe2＋可知，生成了0.3 mol Fe2＋，則根據(1)中離子方程式可知，消耗NaNO2 0.1 mol；(4)本題是利用鐵作陽極，生成二價鐵離子，F(xiàn)e2＋具有還原性，亞硝酸具有氧化性，故而二者會發(fā)生氧化還原反應，從而把亞硝酸鹽除掉，如果用銅作陽極，則因為生成的銅離子沒有還原性而無法達到目的。 答案：　(1)2NO＋8H＋＋6Fe2＋===N2↑＋6Fe3＋＋4H2O (2)H2　強 (3)0.1 (4)否　因為銅離子沒有還原性，不能還原亞硝酸根離子 12．原電池、電解池原理在工業(yè)生產、日常生活中應用廣泛。 (1)Li－SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4－SOCl2。電池的總反應可表示為4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。請回答下列問題。 ①電池的負極反應式為 ________________________________________________________________________。 ②電池的正極反應式為 ________________________________________________________________________。 (2)鋼鐵生銹的現(xiàn)象隨處可見，鋼鐵的電化學腐蝕原理如圖所示。 ①寫出石墨電極的電極反應式： ________________________________________________________________________。 ②將該裝置進行簡單修改即可成為鋼鐵電化學防護的裝置，請在圖中虛線框內所示位置 進行修改，并用箭頭標出導線中電子流動的方向。 ③寫出修改后石墨電極的電極反應式 ________________________________________________________________________。 解析：　(1)分析反應中各元素的化合價變化，可知Li為還原劑，SOCl2為氧化劑。①負極材料為Li(還原劑)，負極反應式為Li－e－===Li＋。②正極反應式為2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑。(2)①鋼鐵的吸氧腐蝕中石墨作正極，電極反應式為2H2O＋O2＋4e－===4OH－。②利用外加電流的陰極保護法，將鋼鐵與直流電源的負極相連接，可以保護鋼鐵不被腐蝕。③修改后的裝置為電解池，石墨電極作陽極，Cl－放電，電極反應式為2Cl－－2e－===Cl2↑。 答案：　(1)①Li－e－===Li＋　②2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑ (2)①2H2O＋O2＋4e－===4OH－ ② ③Cl－－2e－===Cl2↑ 13．用惰性電極按下圖中裝置完成實驗，其中A、B兩燒杯分別盛放200 g 10% NaOH溶液和足量CuSO4溶液。通電一段時間后，c極上有Cu析出，又測得A燒杯溶液中NaOH的質量分數(shù)為10.23%。試回答下列問題： (1)電源的P極為________極。 (2)b極產生氣體的體積為________L(標準狀況)。 (3)c極上析出沉淀的質量為 ________g。 (4)d極上所發(fā)生的電極反應為 ________________________________________________________________________。 解析：　m(NaOH)＝200 g10%＝20 g。電解后溶液的質量為195.5 g。被電解的水的質量為200 g－195.5 g＝4.5 g，其物質的量為0.25 mol。由此可知，b極產生的O2為0.125 mol，其在標準狀況下的體積為2.8 L。根據電子得失守恒得：0.125 mol4＝n(Cu)2，解得n(Cu)＝0.25 mol，則m(Cu)＝16 g。 答案：　(1)負　(2)2.8　(3)16 (4)2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 14．按下圖所示裝置進行實驗，并回答下列問題： (1)判斷裝置的名稱：A池為__________，B池為__________。 (2)鋅極為__________極，電極反應式為__________；銅極為__________極，電極反應式為__________；石墨棒C1為__________極，電極反應式為__________；石墨棒C2附近發(fā)生的實驗現(xiàn)象為__________。 (3)當C2極析出224 mL氣體(標準狀況)時，鋅的質量變化為(增加或減少)__________g。CuSO4溶液的質量變化為(增加或減少)__________g。 解析：　A池中Zn、Cu與CuSO4溶液構成原電池，則B池為電解池。A池中Zn為負極，Cu為正極，B池中C1為陽極，C2為陰極，陰極生成H2，溶液中OH－富集，酚酞變紅。n(H2)＝0.01 mol，所以電路中轉移的電子的物質的量為0.01 mol2＝0.02 mol，根據電子得失守恒可知鋅極有0.01 mol Zn溶解，即Zn極質量減少0.01 mol65 gmol－1＝0.65 g，銅極上有0.01 mol Cu析出，即CuSO4溶液增加了0.01 mol(65 gmol－1－64 gmol－1)＝0.01 g。 答案：　(1)原電池　電解池 (2)負　Zn－2e－===Zn2＋　正　Cu2＋＋2e－===Cu　陽　2Cl－－2e－===Cl2↑　有無色氣體產生，溶液出現(xiàn)紅色 (3)減少0.65　增加0.01