作業(yè) 電解池 金屬腐蝕與防護(hù)

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1、電解池 金屬腐蝕與防護(hù)（11.1） 1. 下列有關(guān)鋼鐵腐蝕和防護(hù)的說(shuō)法不正確的是(　　) A．自行車的鋼圈上鍍一層鉻，防止生銹 B．外加直流電源保護(hù)鋼閘門時(shí)，鋼閘門與電源的負(fù)極相連 C．鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕的正極反應(yīng)：2H2O＋O2＋4e－===4OH－ D．鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕的負(fù)極反應(yīng)：Fe－3e－===Fe3＋ 2. 某興趣小組設(shè)計(jì)如圖實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先斷開(kāi)K2，閉合K1，兩極均有氣泡產(chǎn) 生；一段時(shí)間后，斷開(kāi)K1，閉合K2，發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)。下列有關(guān)描述正確的是(　　) A．?dāng)嚅_(kāi)K2，閉合K1時(shí)，銅電極為陽(yáng)極 B．?dāng)嚅_(kāi)K2，閉合K1時(shí)，石墨電極附近溶液變紅 C．?dāng)嚅_(kāi)K1

2、，閉合K2時(shí)，銅電極發(fā)生還原反應(yīng) D．?dāng)嚅_(kāi)K2，閉合K2時(shí)，石墨電極作正極 3. 關(guān)于下列裝置的說(shuō)法正確的是(　　) A．裝置①中鹽橋內(nèi)的K＋移向CuSO4溶液 B．裝置①將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能 C．若裝置②用于鐵棒鍍銅，則N極為鐵棒 D．若裝置②用于電解精煉銅，則溶液中的Cu2＋濃度保持不變 4. 某小組為研究電化學(xué)原理，設(shè)計(jì)如圖裝置。下列敘述錯(cuò)誤的是( ) A．a(chǎn)和b不連接時(shí)，鐵片質(zhì)量會(huì)增加 B．a(chǎn)和b用導(dǎo)線連接時(shí)，正極發(fā)生的電極反應(yīng)為：Cu2＋＋2e－===Cu C．無(wú)論a和b是否用導(dǎo)線連接，鐵片均被腐蝕 D．a(chǎn)和b分別連接電源正、負(fù)極時(shí)，F(xiàn)e電極發(fā)生的電極

3、反應(yīng)為：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 5. 用惰性電極電解100 mL CuSO4溶液一段時(shí)間后，可以通過(guò)添加0.1 mol Cu(OH)2將溶液的量與濃度完全復(fù)原，則電解時(shí)電路中通過(guò)的電子為(　　) A．0.1 mol B．0.2 mol C．0.4 mol D．0.8 mol 6. 納米級(jí)Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關(guān)注。采用離子交換膜控制電解液中OH－的濃度制備納米級(jí)Cu2O的裝置如圖所示，發(fā)生的反應(yīng)為：2Cu＋＋H2OCu2O＋H2↑。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．鈦電極發(fā)生氧化反應(yīng) B．陽(yáng)極附近溶液的pH逐漸增大 C．離子交換膜應(yīng)采用陽(yáng)離子交換

4、膜 D．陽(yáng)極反應(yīng)式是：2Cu＋＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O 7. 以KCl和ZnCl2混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．未通電前上述鍍鋅裝置可構(gòu)成原電池，電鍍過(guò)程是該原電池的充電過(guò)程 B．因部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，電鍍時(shí)通過(guò)的電量與鋅的析出量無(wú)確定關(guān)系 C．電鍍時(shí)保持電流恒定，升高溫度不改變電解反應(yīng)速率 D．鍍鋅層破損后對(duì)鐵制品失去保護(hù)作用 8. 2012·上海高考卷)用電解法提取氯化銅廢液中的銅，方案正確的是(　　) A．用銅片連接電源的正極，另一電極用鉑片 B．用碳棒連接電源的正極，另一電極用銅片 C．用氫氧化銅溶液吸收陰極產(chǎn)物

5、 D．用帶火星的木條檢驗(yàn)陽(yáng)極產(chǎn)物 9. 如圖中，兩電極上發(fā)生的電極反應(yīng)如下： a極：Cu2＋＋2e－===Cu；b極：Fe－2e－===Fe2＋，則以下說(shuō)法中不正 確的是(　　) A．該裝置一定是原電池 B．a(chǎn)極上一定發(fā)生還原反應(yīng) C．a(chǎn)、b可以是同種電極材料 D．該過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)換可以是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 班別 姓名 10. 已知鉛蓄電池的工作原理為Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，現(xiàn)用如圖裝置進(jìn)行電解(電解液足量)，測(cè)得當(dāng)鉛蓄電池中轉(zhuǎn)移0.4 mol電子時(shí)鐵電極的質(zhì)量減少

6、11.2 g。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。 (1)A是鉛蓄電池的________極，鉛蓄電池正極反應(yīng)式為_(kāi)_______________________________________________ 放電過(guò)程中電解液的密度________(填“減小”、“增大”或“不變”)。 (2)Ag電極的電極反應(yīng)式是_______________________________________ 該電極的電極產(chǎn)物共________g。 (3)Cu電極的電極反應(yīng)式是_______________________________________ CuSO4溶液的濃度________(填“減小”、“增

7、大”或“不變”) (4)如圖表示電解進(jìn)行過(guò)程中某個(gè)量(縱坐標(biāo)x)隨時(shí)間的變化曲線，則x表示________。 a．各U形管中產(chǎn)生的氣體的體積 b．各U形管中陽(yáng)極質(zhì)量的減少量 c．各U形管中陰極質(zhì)量的增加量 11. 鋼鐵工業(yè)是國(guó)家工業(yè)的基礎(chǔ),請(qǐng)回答鋼鐵腐蝕與防護(hù)過(guò)程中的有關(guān)問(wèn)題。 (1)生產(chǎn)中可用鹽酸來(lái)除鐵銹。現(xiàn)將一生銹的鐵片放入鹽酸中,當(dāng)鐵銹被除盡后,溶液中發(fā)生的化合反應(yīng)的化學(xué)方程式為　 ______________________________________________________ (2)下列哪些裝置可防止鐵棒被腐蝕　　　　 (

8、3)在實(shí)際生產(chǎn)中,可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕。裝置如圖: ①A電極對(duì)應(yīng)的金屬是　　　　(寫元素名稱),B電極的電極反應(yīng)式是　 。? ②若電鍍前A、B兩金屬片質(zhì)量相同,電鍍完成后將它們?nèi)〕鱿磧?、烘干、稱量,兩者質(zhì)量差為5.12 g,則電鍍時(shí)電路中通過(guò)的電子為　　　　__________________mol? ③鍍層破損后,鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕,請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明原因 　 12. (2011·天津高考卷)工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr2O和CrO，

9、它們會(huì)對(duì)人類及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大損害，必須進(jìn)行處理。常用的處理方法之一是電解法。 (1)該法用Fe作電極電解含Cr2O的酸性廢水，隨著電解進(jìn)行，在陰極附近溶液pH升高，產(chǎn)生Cr(OH)3沉淀。用Fe作電極的原因?yàn)? _______ (2)在陰極附近溶液pH升高的原因是(用電極反應(yīng)解釋): ________ 溶液中同時(shí)生成的沉淀還有________ 選擇題： 1 2 3

10、 4 5 6 7 8 9 金屬腐蝕與防護(hù)(11.1) 參考答案 1. 解析：鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕的負(fù)極反應(yīng)為Fe－2e－===Fe2＋，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：D 2. 解析：由題意斷開(kāi)K2，閉合K1時(shí)，兩極均有氣泡生成，確定電源左側(cè)為正極，右側(cè)為負(fù)極，石墨為陽(yáng)極，Cu為陰極，陽(yáng)極的電極反應(yīng)為2Cl－－2e－===Cl2↑，不能使酚酞變紅，故A、B選項(xiàng)都錯(cuò)；斷開(kāi)K1，閉合K2時(shí)，形成原電池，Cu為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，H2－2e－＋2OH－===2H2O，石墨為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，Cl2＋2e－===2Cl－，故C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確

11、。答案：D 3. 解析：裝置①為原電池，其將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，鋅為負(fù)極，銅為正極，鹽橋中的K＋移向正極區(qū)，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；裝置②為電解池，若用于鐵棒鍍銅，則銅應(yīng)作陽(yáng)極，即N極為銅棒，C項(xiàng)錯(cuò)誤；若裝置②用于電解精煉銅，則粗銅應(yīng)作陽(yáng)極，粗銅中比銅活潑的金屬也會(huì)失電子，以離子形式進(jìn)入溶液，而比銅不活潑的金屬則形成陽(yáng)極泥，在陰極只有Cu2＋得電子形成Cu，根據(jù)陽(yáng)極和陰極轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等可知電解質(zhì)溶液中Cu2＋濃度減小，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：A 4. 解析： a和b不連接時(shí)，F(xiàn)e與溶液中的Cu2＋發(fā)生置換反應(yīng)，因Fe的相對(duì)原子質(zhì)量比Cu的小，故鐵片質(zhì)量增加，A項(xiàng)正確；a和b用導(dǎo)線連接時(shí)，鐵、銅、硫酸

12、銅溶液構(gòu)成原電池，正極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－===Cu，B項(xiàng)正確；a和b用導(dǎo)線連接時(shí)，F(xiàn)e作負(fù)極而被腐蝕，a和b不連接時(shí)，F(xiàn)e與Cu2＋發(fā)生置換反應(yīng)而被腐蝕，C項(xiàng)正確；a連接電源正極、b連接電源負(fù)極時(shí)，鐵片作陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，F(xiàn)e失電子，而不是OH－失電子，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：D 5. 解析：本題解題關(guān)鍵是通過(guò)加入Cu(OH)2將溶液完全復(fù)原這一信息，確定該電解過(guò)程分為兩個(gè)過(guò)程，分別為電解CuSO4溶液和H2O，可分別進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)題意知，通過(guò)添加0.1 mol Cu(OH)2將溶液的量與濃度完全復(fù)原，可知電解時(shí)Cu2＋放電完全，且電解了一部分水。由0.1 mol Cu(OH)2可知，電

13、解時(shí)陽(yáng)極產(chǎn)生了0.1 mol Cu和0.1 mol H2，由電極反應(yīng)式知，通過(guò)電子為0.4 mol。 答案：C 6. 解析：鈦電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；銅作陽(yáng)極，陽(yáng)極上銅發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，陽(yáng)極反應(yīng)式為2Cu＋＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O，OH－由陰極區(qū)遷移到陽(yáng)極區(qū)參與反應(yīng)，離子交換膜應(yīng)為陰離子交換膜，C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確；由陰極區(qū)遷移過(guò)來(lái)的OH－在陽(yáng)極全部參與反應(yīng)，陽(yáng)極附近溶液的pH不變，B項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：D 7. 解析：解答本題時(shí)要注意以下兩點(diǎn)：(1)電池的充、放電過(guò)程必須是可逆過(guò)程；(2)電解時(shí)電路中通過(guò)的電量與反應(yīng)物有定量關(guān)系，與能量的轉(zhuǎn)化形式無(wú)關(guān)。答案：C

14、 8. 解析：A項(xiàng)是在鉑上電鍍銅，無(wú)法提取銅，錯(cuò)誤。利用電解法提取CuCl2溶液中的銅，陰極應(yīng)發(fā)生反應(yīng)：Cu2＋＋2e－===Cu，陽(yáng)極可以用碳棒等惰性材料作電極，B項(xiàng)正確。電解時(shí)陰極產(chǎn)生銅，無(wú)法用NaOH溶液吸收，C項(xiàng)錯(cuò)誤。陽(yáng)極反應(yīng)：2Cl－－2e－===Cl2↑，無(wú)法用帶火星的木條檢驗(yàn)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：B 9. 解析：A項(xiàng)該裝置不一定是原電池，可以是原電池也可以是電解池；B項(xiàng)根 據(jù)已知條件，a極上發(fā)生Cu2＋＋2e－===Cu反應(yīng)，一定是還原反應(yīng)；C項(xiàng)，a、b可以是同種電極材料，如用鐵電極電解硫酸銅溶液；D項(xiàng)該過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)換可以是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，也可以是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電

15、能。 答案：A 10. 解析：根據(jù)在電解過(guò)程中鐵電極質(zhì)量的減少可判斷A是電源的負(fù)極，B是 電源的正極，電解時(shí)Ag極作陰極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑，F(xiàn)e作陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋，左側(cè)U形管中總反應(yīng)式為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。右側(cè)U形管相當(dāng)于電鍍裝置，Zn電極作陰極，電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－===Cu，銅電極作陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為Cu－2e－===Cu2＋，電鍍過(guò)程中CuSO4溶液的濃度保持不變，根據(jù)上述分析可得答案。 答案：(1)負(fù)　PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O　減小 (2)2H＋＋2e－===H2↑　

16、0.4 (3)Cu－2e－===Cu2＋　不變　(4)b 11. 解析:(1)鐵銹主要成分為Fe2O3·H2O,與HCl反應(yīng)生成Fe3+,Fe3+具有強(qiáng)氧化性,能夠氧化鐵:2Fe3++Fe3Fe2+。 (2)根據(jù)原電池和電解池原理可知,A項(xiàng)鐵作負(fù)極,加速了鐵的腐蝕;B項(xiàng)鐵作正極被保護(hù);C項(xiàng)為鐵的自然腐蝕;D項(xiàng)鐵作陰極,被保護(hù)。 (3)①鍍銅時(shí)陽(yáng)極材料應(yīng)選銅。②陽(yáng)極溶解銅,陰極沉出銅,故在陰極析出銅的質(zhì)量為:=2.56 g。根據(jù)Cu2++2e-Cu可知轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.08 mol。 ③鍍銅鐵破損,構(gòu)成原電池,鐵為負(fù)極,而鍍鋅鐵破損,鐵作正極。 答案:(1)2FeCl3+Fe3FeCl2 (2)BD (3)①銅　Cu2++2e-Cu?、?.08 ③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(fù)極,加速鐵的腐蝕 12. 解析：明確本題的電解原理：用鐵作陽(yáng)極，產(chǎn)生的亞鐵離子將Cr2O還原為 Cr3＋，再轉(zhuǎn)化為氫氧化鉻沉淀。 答案：(1)陽(yáng)極反應(yīng)2Fe－4e－===2Fe2＋，提供還原劑Fe2＋(2)2H＋＋2e－===H2↑　Fe(OH)3 6