安徽專用版高考化學 課時提能演練二十七 92 電解池 金屬的電化學腐蝕與防護 新人教版含精細解析

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1、【安徽】2019版化學復習方略 課時提能演練(二十七) 9.2 電解池 金屬的電化學腐蝕與防護（人教版） （45分鐘 100分） 一、選擇題(本題包括10小題，每小題6分，共60分) 1.下列有關金屬保護方法的說法中正確的是(　　) A.我們使用的快餐杯表面有一層搪瓷，搪瓷層破損后仍能起到防止鐵生銹的作用 B.白鐵(鍍鋅鐵)鍍層破損后，鐵皮的腐蝕速率很慢 C.輪船的船殼水線以下常裝有一些鋅塊，這是利用了犧牲陰極的陽極保護法 D.鋼鐵制造的暖氣管道外常涂有一層瀝青，這是鋼鐵的電化學保護法 2.下列有關電化學的示意圖中正確的是(　　) 3.如圖所示是探究鐵發(fā)生腐蝕的裝置圖。

2、發(fā)現開始時U形管左端紅墨水水柱下降，一段時間后U形管左端紅墨水水柱又上升。下列說法中不正確的是(　　) A.開始時發(fā)生的是析氫腐蝕 B.一段時間后發(fā)生的是吸氧腐蝕 C.兩種腐蝕負極的電極反應式均為Fe－2e－===Fe2＋ D.析氫腐蝕的總反應式為2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 4.下列說法正確的是(　　) A.(2019·江蘇高考)銅的金屬活潑性比鐵的弱，可在海輪外殼上裝若干銅塊以減緩其腐蝕 B.(2019·江蘇高考)鉛蓄電池放電時的負極和充電時的陽極均發(fā)生還原反應 C.(2019·山東高考)電解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液時陰極上依次析出Cu、

3、Fe、Al D.(2019·濰坊模擬)電解食鹽水一段時間后，可通入一定量的HCl氣體來恢復原溶液 5.(2019·昆明模擬)如圖是模擬電化學反應裝置圖。下列說法正確的是(　　) A.開關K置于N處，則鐵電極的電極反應式為：Fe－2e－===Fe2＋ B.開關K置于N處，可以減緩鐵的腐蝕 C.開關K置于M處，則鐵電極的電極反應式為： 2Cl－－2e－===Cl2↑ D.開關K置于M處，電子從碳棒經開關K流向鐵棒 6.(2019·黃山模擬)高鐵酸鹽在能源、環(huán)境保護等方面有著廣泛的用途，可以用電解法制高鐵酸鹽(已知高鐵酸鹽在酸性條件下不穩(wěn)定)，總反應式為：Fe＋2H2O＋2OH－3H2

4、↑＋FeO。下列說法正確的是(　　) A.鐵為陽極，H2SO4為電解液 B.鐵為陰極，濃NaOH為電解液 C.陽極發(fā)生的電極反應為：Fe＋8OH－－6e－===4H2O＋FeO D.若鐵失去3 mol電子，在陰極可以得到33.6 L氫氣 7.(2019·山東高考)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.未通電前上述鍍鋅裝置可構成原電池，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.鍍鋅層破損后對鐵制品失去保護作用 8.(2019·

5、池州模擬)將質量相等的銀片和鉑片插入硝酸銀溶液(足量)中，銀片與電源正極相連，鉑片與電源負極相連。以電流強度1 A通電10 min，然后反接電源，以電流強度2 A繼續(xù)通電10 min。下列為表示銀電極的質量、鉑電極的質量、電解池中產生氣體的質量和電解時間的關系圖，正確的是(　　) 9.用惰性電極電解下列各組中的三種電解質溶液，在電解的過程中，溶液的pH依次為升高、不變、降低的是(　　) A.AgNO3　CuCl2　Cu(NO3)2 B.KCl　Na2SO4　CuSO4 C.CaCl2　KOH　NaNO3 D.HCl　HNO3　K2SO4 10.(易錯題)圖中X為電源，Y為浸透飽和食

6、鹽水和酚酞試液的濾紙，濾紙中央滴有一滴KMnO4溶液，通電后Y中央的紫紅色斑向d端擴散。下列判斷正確的 是(　　) A.濾紙上c點附近會變紅色 B.Cu電極質量減小，Pt電極質量增大 C.Z中溶液的pH先減小，后增大 D.溶液中的SO向Cu電極定向移動 二、非選擇題(本題包括3小題，共40分) 11.(12分)(2019·宿州模擬)“水”電池是利用淡水與海水之間含鹽量的差別進行發(fā)電的一種新型電池。 (1)研究表明，電池用二氧化錳納米棒為正極材料可提高發(fā)電效率，這是利用納米材料具有______________________的特性，使之能與鈉離子充分接觸。 (2)“水”電池總反

7、應可表示為：5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl，該電池的負極反應式為。 (3)利用電解實驗可以制得純凈的Fe(OH)2白色沉淀，如圖所示，已知兩電極的材料分別為石墨和鐵。 ①若圖中的電池為“水”電池，則其與a極相連的電極是由下列物質中的制成。 A.MnO2B.Ag　C.NaCl D.Na2Mn5O10E.AgCl ②a極的電極反應式為______________________________________________。 ③電解液c可以是__________________________________________________。 A

8、.純水　　　　　　B.Na2SO4溶液 C.H2SO4溶液 D.CuCl2溶液 ④當生成1 mol Fe(OH)2白色沉淀時將消耗MnO2 mol。 12.(15分)(探究題)請分析下列有關鋁鹽溶液電解時的變化情況。 (1)用石墨作電極，用如圖裝置電解AlCl3溶液，兩極均產生氣泡，陰極區(qū)有沉淀生成。持續(xù)電解，在陰極附近的溶液中還可觀察到的現象是，解釋此現象的離子方程式是____________________________________________ ______________________________________________________________

9、____。 (2)若用石墨作電極電解NaCl和Al2(SO4)3的混合溶液，混合溶液中二者的物質的量濃度分別為3 mol·L－1、0.5 mol·L－1，則下列表示電解過程的曲線正確的是________________________________________________________________。 13.(13分)(預測題)已知鉛蓄電池的工作原理為Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，現用如圖裝置進行電解(電解液足量)，測得當鉛蓄電池中轉移0.4 mol 電子時鐵電極的質量減少11.2 g。請回答下列問題。 (1)A是鉛蓄電池的極，鉛蓄電池正極反應式為__

10、__________________ ，放電過程中電解液的密度(填“減小”、“增大”或“不變”)。 (2)Ag電極的電極反應式是，該電極的電極產物共g。 (3)Cu電極的電極反應式是，CuSO4溶液的濃度(填“減小”、“增大”或“不變”)。 (4)如圖表示電解進行過程中某個量(縱坐標x)隨時間的變化曲線，則x表示。 a.各U形管中產生的氣體的體積 b.各U形管中陽極質量的減少量 c.各U形管中陰極質量的增加量 答案解析 1.【解析】選B 。A項中搪瓷層破損后，鐵直接暴露在空氣中，因而搪瓷層破損后不能起到防止鐵生銹的作用；B項中鍍層破損后，由于鋅的金屬活潑性比鐵的強，與鐵構成原

11、電池，鋅作負極，保護鐵不被腐蝕；C選項是犧牲陽極的陰極保護法；D項中是用瀝青作涂層的涂層保護法。 2.【解析】選D。A中Zn為負極；B中左池應為ZnSO4溶液，右池應為CuSO4溶液；C中粗銅應作陽極，精銅應作陰極。 3.【解析】選D。在酸性條件下發(fā)生析氫腐蝕：2H＋＋2e－===H2↑，產生的氫氣使試管內壓強增大，造成U形管左端紅墨水水柱下降，A項正確。發(fā)生析氫腐蝕一段時間后，溶液中的c(H＋)逐漸減小，在酸性很弱或中性條件下則發(fā)生吸氧腐蝕：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，反應中消耗氧氣使試管內壓強減小，造成U形管左端紅墨水水柱上升，B項正確。無論是析氫腐蝕還是吸氧腐蝕，負極都是鐵

12、失去電子，即：Fe－2e－===Fe2＋，C項正確。析氫腐蝕，負極：Fe－2e－===Fe2＋，正極：2H＋＋2e－===H2↑，總反應式為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，D項錯誤。 4.【解析】選D。A項，在海輪上裝銅塊，海輪外殼(含鐵)、銅和溶有電解質的海水，形成原電池，鐵的腐蝕加快，A項錯；B項，鉛蓄電池放電時的負極和充電時的陽極均發(fā)生氧化反應，B項錯誤；C項，因氧化性：Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞ Fe2＋＞Al3＋，故電解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液時陰極上Fe3＋首先生成 Fe2＋，然后析出銅，最后能生成H2，但不能析出鋁和鐵，故C錯誤；D項，電解食鹽水消耗

13、的是HCl，通入HCl可使溶液復原，D正確。 5.【解析】選B。開關K置于N處，構成電解池，鐵電極為陰極，電極反應為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，鐵的腐蝕減緩；開關K置于M處，構成原電池，鐵電極為負極，電極反應式為：Fe－2e－===Fe2＋，電子從鐵棒經開關K流向碳棒。 6.【解析】選C。由總反應式和題意可知，電解過程中，Fe作陽極，被氧化，電解液應是強堿溶液，A、B項錯誤；Fe生成FeO時失去6 mol電子，C項正確；若Fe失去3 mol電子，則陰極上可生成1.5 mol H2，但不說明溫度和壓強，無法判斷H2的體積，D項錯誤。 7.【解題指南】解答本題時要注意以下兩點：

14、 (1)電池的充、放電過程必須是可逆過程； (2)電解時電路中通過的電量與反應物有定量關系，與能量的轉化形式無關。 【解析】選C。A項，未通電前上述鍍鋅裝置可構成原電池，原電池反應為吸氧腐蝕反應，而電鍍時所發(fā)生的反應為Zn2＋＋2e－===Zn，它們是不同的兩個反應，故電鍍過程不是該原電池的充電過程，A錯誤；B項，電解過程中確實存在電能轉化成熱能的情況，但電鍍時通過的電量與析出的鋅的量存在確定的關系，與能量的轉化形式無關，B錯誤；C項，電解速率與電流強度有關，與溫度無關，C正確；D項，鍍鋅層破損后，能形成鋅鐵原電池，鐵為正極，鋅為負極，同樣起到保護鐵的作用，D錯誤。 8.【解析】選C。通

15、電前10 min，陽極(銀片)上發(fā)生氧化反應：Ag－e－===Ag＋，銀電極質量減輕，陰極(鉑片)發(fā)生還原反應：Ag＋＋e－===Ag，鉑電極質量增加。當電源反接后，由于電流強度是原來的2倍，故先考慮前5 min的情況，此時附有Ag的鉑片作陽極：電極反應式為Ag－e－===Ag＋，通電5 min后，前一過程析出的銀全部溶解，陰極反應式為Ag＋＋e－===Ag，前一過程溶解的銀又復原，銀電極又恢復為原來的質量。通電的后5 min，陽極(鉑片)上溶液中的氫氧根離子放電生成O2，而陰極(銀片)上繼續(xù)析出銀，且析出銀的質量和溶解的銀的質量相等。對照圖像得只有選項C符合題意。 9.【解析】選B。由電解

16、規(guī)律可得： 類　型 化學物質 pH變化 放O2生酸型 CuSO4、AgNO3、Cu(NO3)2 降低 放H2生堿型 KCl、CaCl2 升高 電解電解質型 CuCl2 升高 HCl 升高 電解H2O型 NaNO3、Na2SO4、K2SO4 不變 KOH 升高 HNO3 降低 故選B。 10.【解析】選A。紫紅色斑即MnO向d端擴散，根據陰離子向陽極移動的原理，可知d端為陽極，即b為正極，a為負極，c為陰極，NaCl溶液中H＋放電，產生OH－，c點附近會變紅色，A正確；電解硫酸銅溶液時，Pt為陽極，溶液中的OH－放電：4OH－－4e－===O2↑＋2

17、H2O，Cu為陰極，溶液中的Cu2＋得電子，生成銅，總反應式為2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，Pt電極附近生成H＋，則SO向Pt電極移動，B、D不正確。隨著電解的進行，Z中溶液變?yōu)榱蛩崛芤?，再電解則為電解水，硫酸濃度增大，pH減小，C不正確。 11.【解題指南】解答本題要注意兩點： (1)由水電池的總反應式判斷正、負極反應； (2)電解制備Fe(OH)2的電極反應和對電解液的要求。 【解析】(1)納米材料顆粒小，表面積大，有較強的吸附能力。 (2)該電池負極材料是銀，發(fā)生氧化反應生成AgCl。 (3)①圖中與a極連接的是電池的正極，電極材料是MnO2納米棒。

18、②a極是電解池的陽極，電極材料應是Fe，電極反應式為Fe－2e－===Fe2＋。 ③純水不能作電解液，為制備Fe(OH)2，電解液不能用酸性溶液，也不能用CuCl2溶液，故選B。 ④水電池的正極反應為5MnO2＋2e－===Mn5O，電解池的陽極反應為Fe－2e－＋ 2OH－===Fe(OH)2得Fe(OH)2～5MnO2。 答案：(1)較強吸附能力(或較大表面積) (2)Ag＋Cl－－e－===AgCl (3)①A　②Fe－2e－===Fe2＋③B?、? 12.【解析】(1)用惰性電極電解AlCl3溶液，起始時總反應方程式可表示為2AlCl3＋6H2O2Al(OH)3↓＋3Cl

19、2↑＋3H2↑，陰極區(qū)產物為Al(OH)3和H2，故陰極區(qū)有白色沉淀Al(OH)3生成，隨著電解的進行，AlCl3消耗完，這時相當于電解水，陰極上H＋放電，導致陰極區(qū)堿性增強，之前生成的Al(OH)3又慢慢溶解，離子方程式可表示為Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。 (2)本題是對混合溶液的電解，可對4種離子進行重新組合，由題知，電解NaCl和Al2(SO4)3的混合溶液相當于電解1 mol·L－1 AlCl3溶液，電解過程中總反應式可表示為2AlCl3＋6H2O2Al(OH)3↓＋3H2↑＋3Cl2↑，由此可知選項A、D正確。 答案：(1)白色沉淀逐漸溶解至消失 Al(OH)

20、3＋OH－===AlO＋2H2O (2)A、D 13.【解析】根據在電解過程中鐵電極質量的減少可判斷A是電源的負極，B是電源的正極，電解時Ag極作陰極，電極反應式為2H＋＋2e－===H2↑，Fe作陽極，電極反應式為Fe－2e－===Fe2＋，左側U形管中總反應式為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。右側U形管相當于電鍍裝置，Zn電極作陰極，電極反應式為Cu2＋＋2e－===Cu，銅電極作陽極，電極反應式為Cu－2e－===Cu2＋，電鍍過程中CuSO4溶液的濃度保持不變，根據上述分析可得答案。 答案：(1)負　PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O　減小 (2)2H＋＋2e－===H2↑　0.4 (3)Cu－2e－===Cu2＋　不變　(4)b 內容總結 （1）析氫腐蝕，負極：Fe－2e－===Fe2＋，正極：2H＋＋2e－===H2↑，總反應式為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，D項錯誤 （2）B項，電解過程中確實存在電能轉化成熱能的情況，但電鍍時通過的電量與析出的鋅的量存在確定的關系，與能量的轉化形式無關，B錯誤