2022年高考化學(xué)一輪綜合復(fù)習(xí) 第6章 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 課時(shí)3 電解池、金屬的腐蝕與防護(hù)練習(xí)

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1、2022年高考化學(xué)一輪綜合復(fù)習(xí) 第6章 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 課時(shí)3 電解池、金屬的腐蝕與防護(hù)練習(xí) 一、選擇題 1.(2017·貴陽(yáng)調(diào)研)在世界海運(yùn)史上曾發(fā)生過(guò)這樣一個(gè)悲?。阂凰颐小鞍⒛羌{”號(hào)的貨輪滿載著精選銅礦砂,在向日本海岸行駛時(shí)突然發(fā)生大面積漏水,最終沉沒(méi)。堅(jiān)硬的鋼制船體為什么會(huì)突然漏水呢?事后的事故調(diào)查結(jié)果表明導(dǎo)致沉船的原因與船上的精選銅礦砂密切相關(guān)。下列對(duì)此調(diào)查結(jié)論的理解正確的是(  ) A.精銅礦砂裝載過(guò)多導(dǎo)致沉船 B.運(yùn)輸途中銅與空氣中的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)導(dǎo)致質(zhì)量增大,超過(guò)船的承載能力 C.在潮濕的環(huán)境中,船體與銅構(gòu)成了原電池,加速了作為負(fù)極的船體的腐蝕 D.在潮濕的

2、環(huán)境中,船體與銅構(gòu)成了電解池,鋼制船體作陽(yáng)極而被氧化腐蝕 解析 即使在潮濕的環(huán)境中精銅與空氣(O2)的反應(yīng)也很慢,但當(dāng)它與鋼(船體)、水膜(溶解有O2)形成原電池時(shí)會(huì)加速鋼(船體)的腐蝕。 答案 C 2.某溶液中含有Cu2+、Fe2+、Al3+、Cl-、NO,且濃度均為0.1 mol/L,用石墨作電極進(jìn)行電解時(shí),肯定得不到的產(chǎn)物是(  ) A.Cl2   B.Al   C.Cu   D.H2 解析 陰極上Al3+、Fe2+的放電能力弱于H+,而Cu2+的放電能力比水電離出的H+的放電能力強(qiáng),陽(yáng)極上Cl-放電能力強(qiáng)于OH-。 答案 B 3.下列關(guān)于電化學(xué)知識(shí)的說(shuō)法正確的是(  )

3、 A.電解飽和食鹽水在陽(yáng)極得到氯氣,陰極得到金屬鈉 B.電解精煉銅時(shí),陽(yáng)極質(zhì)量的減少不一定等于陰極質(zhì)量的增加 C.電解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液,在陰極上依次析出Al、Fe、Cu D.電解CuSO4溶液一段時(shí)間后(Cu2+未反應(yīng)完),加入適量Cu(OH)2可以使溶液恢復(fù)至原狀態(tài) 解析 A項(xiàng),電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為2NaCl+2H2O+Cl2↑,錯(cuò)誤;B項(xiàng),陽(yáng)極除銅放電外,比銅活潑的金屬如Zn、Fe也放電,但陰極上只有Cu2+放電,正確;C項(xiàng),根據(jù)金屬活動(dòng)性順序可知,陰極上離子的放電順序是Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Al3+,F(xiàn)e2+和Al3+不放電,F(xiàn)

4、e3+得電子生成Fe2+,不會(huì)析出鐵和鋁,在陰極上依次生成的是銅、亞鐵離子、氫氣,錯(cuò)誤;D項(xiàng),電解CuSO4溶液,陰極析出Cu,陽(yáng)極生成氧氣,應(yīng)加入CuO。 答案 B 4.(2017·衡水檢測(cè))如圖所示的電化學(xué)裝置,下列敘述不正確的是(  ) A.a(chǎn)和b用導(dǎo)線連接,電子由鐵經(jīng)過(guò)導(dǎo)線流向碳 B.a(chǎn)和b用導(dǎo)線連接,鐵電極的電極反應(yīng)式為:Fe-2e-===Fe2+ C.a(chǎn)、b分別連接直流電源正、負(fù)極,可以防止鐵被腐蝕 D.a(chǎn)、b分別連接直流電源負(fù)、正極,電壓足夠大時(shí),Na+向鐵電極移動(dòng) 解析 a和b用導(dǎo)線連接構(gòu)成原電池,鐵是負(fù)極,電子由鐵經(jīng)過(guò)導(dǎo)線流向碳,A正確;a和b用導(dǎo)線連接,鐵

5、電極的電極反應(yīng)式為:Fe-2e-===Fe2+,B正確;a、b分別連接直流電源正、負(fù)極,碳棒是陽(yáng)極,鐵電極是陰極,可以防止鐵被腐蝕,C正確;a、b分別連接直流電源負(fù)、正極,碳棒是陰極,鐵電極是陽(yáng)極,電解池中陽(yáng)離子Na+向陰極碳電極移動(dòng),D錯(cuò)誤。 答案 D 5.(2017·邢臺(tái)期末)常溫下用惰性電極電解NaHSO4溶液,電解一段時(shí)間后,下列有關(guān)電解質(zhì)溶液變化的說(shuō)法正確的是(  ) A.電解質(zhì)溶液的濃度增大,pH減小 B.電解質(zhì)溶液的濃度增大,pH增大 C.電解質(zhì)溶液的濃度減小,pH減小 D.電解質(zhì)溶液的濃度不變,pH不變 解析 NaHSO4===Na++H++SO,溶液呈酸性,常

6、溫下用惰性電極電解NaHSO4溶液實(shí)質(zhì)是電解水,因此NaHSO4溶液的濃度增大,c(H+)增大,pH減小,故A項(xiàng)正確。 答案 A 6.用如圖裝置電解K2SO4溶液,同時(shí)制備H2SO4溶液和KOH溶液,Ⅱ中裝入K2SO4溶液,下列有關(guān)分析正確的是(  ) A.Ⅰ區(qū)生成H2SO4 B.a(chǎn)是陰離子交換膜 C.Ⅱ區(qū)的K+進(jìn)入Ⅰ區(qū) D.Ⅲ區(qū)溶液的pH會(huì)升高 解析?、駞^(qū)是陰極區(qū),溶液中的H+放電,故Ⅰ區(qū)生成的是堿,K+通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入Ⅰ區(qū),故A、B錯(cuò),C對(duì);Ⅲ區(qū)生成H2SO4,溶液pH下降,D錯(cuò)。 答案 C 7.(2016·福建四地六校聯(lián)考)某小組設(shè)計(jì)電解飽和食鹽水的裝置如圖,通

7、電后兩極均有氣泡產(chǎn)生,下列敘述正確的是(  ) A.銅電極附近觀察到黃綠色氣體 B.石墨電極附近溶液呈紅色 C.溶液中的Na+向石墨電極移動(dòng) D.銅電極上發(fā)生還原反應(yīng) 解析 根據(jù)電解飽和食鹽水的裝置,如果通電后兩極均有氣泡產(chǎn)生,則金屬銅一定是陰極,該極上的反應(yīng)為:2H2O+2e-===H2↑+2OH-,石墨為陽(yáng)極,發(fā)生的電極反應(yīng)為:2Cl--2e-===Cl2↑,故石墨電極附近觀察到黃綠色氣體,銅電極極附近溶液呈紅色,A、B錯(cuò)誤,D正確;電解池中,陽(yáng)離子移向陰極,即移向銅電極,C錯(cuò)誤。 答案 D 8.(2016·太原測(cè)評(píng))結(jié)合圖示判斷,下列敘述正確的是(  ) A.K與

8、N連接時(shí),X為硫酸,一段時(shí)間后溶液的pH增大 B.K與N連接時(shí),X為氯化鈉,石墨極電極反應(yīng)式為2H++2e-===H2↑ C.K與M連接時(shí),X為硫酸,一段時(shí)間后溶液的pH增大 D.K與M連接時(shí),X為氯化鈉,石墨極電極反應(yīng)式為4OH--4e-===2H2O+O2↑ 解析 A項(xiàng),K與N連接時(shí)形成原電池,X為硫酸時(shí),電池總反應(yīng)式為Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑,溶液pH增大,正確;B項(xiàng),X為NaCl時(shí),發(fā)生Fe的吸氧腐蝕,石墨是正極,正極反應(yīng)式:O2+4e-+2H2O===4OH-,錯(cuò)誤;C項(xiàng),K與M相連時(shí)形成電解池,X為硫酸,實(shí)質(zhì)是發(fā)生電解水的反應(yīng),H2O被消耗掉,則硫酸濃度增大

9、,pH減小,錯(cuò)誤;D項(xiàng),電解NaCl溶液,石墨是陽(yáng)極,陽(yáng)極反應(yīng)式:2Cl--2e-===Cl2↑,錯(cuò)誤。 答案 A 9.在銅片上鍍銀時(shí),下列敘述正確的是(  ) ①將銅片接在電源的正極上?、趯y片接在電源的正極上 ③在銅片上發(fā)生的反應(yīng)是:Ag++e-===Ag?、茉阢y片上發(fā)生的反應(yīng)是:4OH--4e-===O2↑+2H2O ⑤需用硫酸銅溶液為電鍍液?、扌栌孟跛徙y溶液為電鍍液 A.①③⑥   B.②③⑥   C.①④⑤   D.②③④⑥ 解析 在銅片上鍍銀時(shí),需將銅片接在電源的負(fù)極上,將銀片接在電源的正極上,用硝酸銀溶液作電鍍液。在銅片上發(fā)生的反應(yīng)是:Ag++e-===Ag,在銀片上

10、發(fā)生的反應(yīng)是:Ag-e-===Ag+。 答案 B 10.下面兩套實(shí)驗(yàn)裝置,都涉及金屬的腐蝕反應(yīng),假設(shè)其中的金屬塊和金屬絲都是足量的。下列敘述正確的是(  ) A.裝置Ⅰ在反應(yīng)過(guò)程中只生成NO2氣體 B.裝置Ⅱ開(kāi)始階段鐵絲只發(fā)生析氫腐蝕 C.裝置Ⅱ在反應(yīng)過(guò)程中能產(chǎn)生氫氣 D.裝置Ⅰ在反應(yīng)結(jié)束時(shí)溶液中的金屬陽(yáng)離子只有Cu2+ 解析 裝置Ⅰ中,鐵被濃硝酸鈍化,銅與濃硝酸反應(yīng),在這種條件下,銅作原電池的負(fù)極,鐵作正極,反應(yīng)生成紅棕色的NO2,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,濃硝酸變?yōu)橄∠跛?,隨后鐵作負(fù)極Cu作正極,稀硝酸發(fā)生還原反應(yīng)生成無(wú)色的NO,金屬過(guò)量,故反應(yīng)結(jié)束時(shí)溶液中既有Fe2+,又有Cu2

11、+。因?yàn)檠b置Ⅱ中充滿氧氣,一開(kāi)始發(fā)生吸氧腐蝕,消耗氧氣導(dǎo)致左邊液面上升,鐵與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,發(fā)生析氫腐蝕。 答案 C 11.(2016·廣州一測(cè))用電解法可提純含有某種含氧酸根雜質(zhì)的粗KOH溶液,其工作原理如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(  ) A.陽(yáng)極反應(yīng)式為4OH--4e-===2H2O+O2↑ B.通電后陰極區(qū)附近溶液的pH會(huì)增大 C.K+通過(guò)交換膜從陰極區(qū)移向陽(yáng)極區(qū) D.純凈的KOH溶液從b口導(dǎo)出 解析 陽(yáng)極區(qū)為粗KOH溶液,陽(yáng)極上OH-失電子發(fā)生氧化反應(yīng):4OH--4e-===2H2O+O2↑,A項(xiàng)正確;陰極上H2O得電子發(fā)生還原反應(yīng):2H2O+2e-===H2

12、↑+2OH-,陰極區(qū)附近溶液中c(OH-)增大,pH增大,B項(xiàng)正確;電解時(shí)陽(yáng)離子向陰極移動(dòng),故K+通過(guò)陽(yáng)離子交換膜從陽(yáng)極區(qū)移向陰極區(qū),C項(xiàng)錯(cuò)誤;陰極區(qū)生成KOH,故純凈的KOH溶液從b口導(dǎo)出,D項(xiàng)正確。 答案 C 12.常溫下,NCl3是一種黃色黏稠狀液體,是制備新型水消毒劑ClO2的原料,可以采用如圖所示裝置制備NCl3。下列說(shuō)法正確的是(  ) A.每生成1 mol NCl3,理論上有4 mol H+經(jīng)質(zhì)子交換膜向右側(cè)向左側(cè)遷移 B.可用濕潤(rùn)的淀粉-KI試紙檢驗(yàn)氣體M C.石墨極的電極反應(yīng)式為NH+3Cl--6e-===NCl3+4H+ D.電解過(guò)程中,質(zhì)子交換膜右側(cè)溶液的

13、pH會(huì)減小 解析 A項(xiàng),由NH→NCl3,根據(jù)元素化合價(jià)變化知,NH中N由-3價(jià)升高至+3價(jià),每生成1 mol NCl3,理論上有6 mol H+由質(zhì)子交換膜右側(cè)向左側(cè)(陰極區(qū))遷移,錯(cuò)誤。B項(xiàng),M是氫氣,不能用濕潤(rùn)的淀粉-KI試紙檢驗(yàn),錯(cuò)誤。C項(xiàng),石墨電極發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為NH+3Cl--6e-===NCl3+4H+,正確。D項(xiàng),電解過(guò)程中,質(zhì)子交換膜右側(cè)溶液中c(H+)減小,溶液pH增大,錯(cuò)誤。 答案 C 二、填空題 13.(2015·貴陽(yáng)期末,17)某課外活動(dòng)小組的同學(xué)在學(xué)習(xí)了電化學(xué)相關(guān)知識(shí)后,用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)實(shí)驗(yàn)一:將開(kāi)關(guān)K與a連接,則

14、乙為_(kāi)_______極,電極反應(yīng)式為_(kāi)_______________________________________________________________。 (2)實(shí)驗(yàn)一結(jié)束后,該研究小組的同學(xué)決定在乙電極表面上鍍下列金屬中的一種以防止鐵被腐蝕,正確的選擇是________(填字母編號(hào))。 A.Cu   B.Zn   C.Sn   D.Ag (3)實(shí)驗(yàn)二:開(kāi)關(guān)K與b連接,則乙________極,總反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______________________________________________________________。 (4)對(duì)于實(shí)驗(yàn)二,下列說(shuō)法正確的

15、是________(填字母編號(hào))。 A.溶液中Na+向甲極移動(dòng) B.從甲極處逸出的氣體能使?jié)駶?rùn)的淀粉-KI試紙變藍(lán) C.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 D.反應(yīng)在結(jié)束后,甲電極和乙電極上收集到的氣體體積一定相等 (5)該研究小組的同學(xué)在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)二結(jié)束的溶液中滴加酚酞溶液,發(fā)現(xiàn)________(填“甲”或“乙”)極附近變紅。若標(biāo)準(zhǔn)狀況下乙電極產(chǎn)生22.4 mL氣體,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_(kāi)_______ mol;若剩余溶液體積為200 mL,則該溶液的pH為_(kāi)_______。 解析 (1)K與a相連構(gòu)成原電池,鐵作為原電池的負(fù)極,失去電子發(fā)生氧化反應(yīng):Fe-2e-=

16、==Fe2+。(2)在Fe上鍍的金屬必須比鐵活潑,所以選擇Zn。(3)K與b相連構(gòu)成電解池,乙與電源負(fù)極相連,所以作為電解池的陰極。(4)A項(xiàng),電解池中陽(yáng)離子向陰極移動(dòng),錯(cuò)誤;B項(xiàng),甲極Cl-放電生成Cl2,Cl2可使?jié)駶?rùn)的淀粉-KI試紙變藍(lán),正確;C項(xiàng),兩電極生成的是等量的H2和Cl2,應(yīng)通入HCl,若加入鹽酸會(huì)引進(jìn)H2O,使溶液濃度變稀,錯(cuò)誤;D項(xiàng),陰極Cl-放電結(jié)束后,OH-放電得到O2,錯(cuò)誤。(5)乙電極是H+放電,所以該電極處產(chǎn)生了大量的OH-,加入酚酞溶液變紅;乙電極反應(yīng)式為2H++2e-===H2↑,n(e-)=2n(H2)=2×0.022 4 L÷22.4 L·mol-1=0.

17、002 mol c(OH-)====0.01 mol·L-1,所以pH=12。 答案 (1)負(fù) Fe-2e-===Fe2+ (2)B (3)陰 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ (4)B (5)乙 0.002 12 14.如圖所示,E為浸過(guò)含酚酞的Na2SO4溶液的濾紙。A、B分別為鉑片,壓在濾紙兩端,R、S為電池的電極。M、N是用多微孔的Ni制成的電極,在堿溶液中可視為惰性電極。G為電流計(jì),K為開(kāi)關(guān)。C、D和電解池中都充滿濃KOH溶液。若在濾紙中央滴一滴紫色的KMnO4溶液,將開(kāi)關(guān)K打開(kāi),接通電源一段時(shí)間后,C、D中有氣體產(chǎn)生。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)R為_(kāi)__

18、_____(填“正”或“負(fù)”)極。 (2)A附近溶液的現(xiàn)象是_________________________________________, B附近發(fā)生的電極反應(yīng)式為_(kāi)____________________________________。 (3)濾紙上的紫色點(diǎn)向________(填“A”或“B”)方向移動(dòng)。 (4)當(dāng)C、D中的氣體產(chǎn)生到一定量時(shí),切斷外電源并接通開(kāi)關(guān)K,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,C、D中的氣體逐漸減少,C中的電極為_(kāi)_______(填“正”或“負(fù)”)極,電極反應(yīng)式為_(kāi)______________________________________________。 解析 電

19、解KOH溶液就是電解水,兩極分別產(chǎn)生H2和O2,因?yàn)橄嗤瑮l件下產(chǎn)生H2的體積是O2體積的兩倍,所以C管中收集到的是H2,D管中收集到的是O2。 (1)H2是在陰極產(chǎn)生的,所以M是陰極,與之相連的R是電源的負(fù)極。 (2)B是電解池的陽(yáng)極,A是電解池的陰極。電解Na2SO4溶液也是電解水,電解時(shí)H+移動(dòng)到A極,得電子被還原為H2,破壞了A極附近水的電離平衡,導(dǎo)致A極附近的溶液顯堿性,使酚酞溶液變紅。B極上OH-被氧化生成O2。 (3)KMnO4溶液中,紫紅色的MnO向陽(yáng)極移動(dòng)。 (4)當(dāng)C、D中的氣體產(chǎn)生到一定量時(shí),切斷外電源并接通開(kāi)關(guān)K,此時(shí)裝置變?yōu)槿剂想姵?。?jīng)過(guò)一段時(shí)間,C、D中的氣體

20、逐漸減少,H2和O2反應(yīng)生成水,在堿性條件下,C中H2發(fā)生氧化反應(yīng)。 答案 (1)負(fù) (2)溶液變紅 4OH--4e-===2H2O+O2↑ (3)B (4)負(fù) 2H2+4OH--4e-===4H2O 15.(2016·海淀期末)電化學(xué)原理在防止金屬腐蝕、能量轉(zhuǎn)換、物質(zhì)合成等方面應(yīng)用廣泛。 (1)圖1中,為了減緩海水對(duì)鋼閘門A的腐蝕,材料B可以選擇________(填字母序號(hào))。 a.碳棒      b.鋅板      c.銅板 用電化學(xué)原理解釋材料B需定期拆換的原因:________________________________________________________

21、_____。 (2)圖2中,鋼閘門C作________極。若用氯化鈉溶液模擬海水進(jìn)行實(shí)驗(yàn),D為石墨塊,則D上的電極反應(yīng)式為_(kāi)_________________________________,檢測(cè)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是______________________________________。 (3)鎂燃料電池在可移動(dòng)電子設(shè)備電源和備用電源等方面應(yīng)用前景廣闊。圖3為“鎂—次氯酸鹽”燃料電池原理示意圖,電極為鎂合金和鉑合金。 ①E為該燃料電池的________極(填“正”或“負(fù)”)。F電極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)_______________________________________

22、_______________________。 ②鎂燃料電池負(fù)極容易發(fā)生自腐蝕產(chǎn)生氫氣,使負(fù)極利用率降低,用化學(xué)用語(yǔ)解釋其原因:___________________________________________________。 (4)乙醛酸()是有機(jī)合成的重要中間體。工業(yè)上用“雙極室成對(duì)電解法”生產(chǎn)乙醛酸,原理如圖4所示,該裝置中陰、陽(yáng)兩極為惰性電極,兩極室均可產(chǎn)生乙醛酸,其中乙二醛與M電極的產(chǎn)物反應(yīng)生成乙醛酸。 ①N電極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)____________________________________。 ②若有2 mol H+通過(guò)質(zhì)子交換膜,并完全參與了反應(yīng),則該裝置

23、中生成的乙醛酸為_(kāi)_______ mol。 解析 根據(jù)電化學(xué)原理,材料B對(duì)應(yīng)的金屬的活潑性應(yīng)強(qiáng)于被保護(hù)的金屬,所以材料B可以為鋅板。(2)圖2為外加電流的陰極保護(hù)法,被保護(hù)的金屬應(yīng)與電源負(fù)極相連,作陰極,則D作陽(yáng)極,Cl-在陽(yáng)極發(fā)生失電子反應(yīng)生成Cl2??梢杂脻駶?rùn)的淀粉碘化鉀試紙或淀粉碘化鉀溶液來(lái)檢驗(yàn)Cl2。(3)①鎂具有較強(qiáng)的還原性,且由圖示可知Mg轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2,發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),故E為負(fù)極。次氯酸根離子具有強(qiáng)氧化性,且由圖示可知在F電極(正極)ClO-轉(zhuǎn)化為Cl-,發(fā)生得電子的還原反應(yīng)。②鎂可與水緩慢反應(yīng)生成氫氣(與熱水反應(yīng)較快),即發(fā)生自腐蝕現(xiàn)象。(4)①由H+的遷移方向可

24、知N為陰極,發(fā)生得電子的還原反應(yīng),結(jié)合題意“兩極室均可產(chǎn)生乙醛酸”,可知N電極為乙二酸發(fā)生得電子的還原反應(yīng)生成乙醛酸。②1 mol乙二酸在陰極得到2 mol電子,與2 mol H+反應(yīng)生成1 mol乙醛酸和1 mol H2O,同時(shí)在陽(yáng)極產(chǎn)生的1 mol Cl2能將1 mol乙二醛氧化成1 mol乙醛酸,兩極共產(chǎn)生2 mol乙醛酸。 答案 (1)b 鋅等作原電池的負(fù)極,(失電子,Zn-2e-===Zn2+)不斷遭受腐蝕,需定期拆換 (2)陰 2Cl--2e-===Cl2↑ 將濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙放在陽(yáng)極附近,試紙變藍(lán),證明生成氯氣(或取陽(yáng)極附近溶液滴加淀粉KI溶液,變藍(lán)) (3)①負(fù) ClO-+2e-+H2O===Cl-+2OH- ②Mg+2H2O===Mg(OH)2+H2↑ (4)①HOOC—COOH+2e-+2H+===HOOC—CHO+H2O?、?

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