2019屆高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 專題6 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第三單元 電解原理 金屬的腐蝕與防護(hù)課后達(dá)標(biāo)檢測(cè) 蘇教版.doc
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第三單元 電解原理 金屬的腐蝕與防護(hù) [課后達(dá)標(biāo)檢測(cè)] 一、選擇題 1.下列說法正確的是( ) A.氯堿工業(yè)中,燒堿在陽極區(qū)生成 B.電解熔融氯化鋁冶煉金屬鋁 C.電鍍時(shí),用鍍層金屬作陽極 D.將鋼閘門與外接電源正極相連,可防止其腐蝕 解析:選C。A項(xiàng),水中的H+在陰極放電,溶液中c(OH-)增大,燒堿在陰極區(qū)生成,錯(cuò)誤;B項(xiàng),氯化鋁是共價(jià)化合物,熔融狀態(tài)不導(dǎo)電,錯(cuò)誤;C項(xiàng),電鍍時(shí),鍍層金屬作陽極,鍍件作陰極,正確;D項(xiàng),將鋼閘門與外接電源負(fù)極相連,作陰極(外加電流陰極保護(hù)法),可防止其腐蝕,錯(cuò)誤。 2. 電滲析法是一種利用A、B離子交換膜進(jìn)行海水淡化的方法,其原理如圖所示。已知海水中含Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO等離子,電極為惰性電極。下列敘述中正確的是( ) A.是原電池裝置,把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 B.是電解裝置,只發(fā)生物理變化 C.左右池中得到淡水 D.A膜是陰離子交換膜,B膜是陽離子交換膜 解析:選D。A項(xiàng),該裝置有外接電源,是電解池,錯(cuò)誤;B項(xiàng),電解過程發(fā)生化學(xué)反應(yīng),錯(cuò)誤;a為陽極,海水中的Cl-、OH-放電,海水中的陰離子透過陰離子交換膜進(jìn)入左池,b為陰極,海水中的H+放電,海水中的陽離子透過陽離子交換膜進(jìn)入右池,所以左右兩池得不到淡水,中間得到的是淡水,C錯(cuò)誤,D正確。 3. 探究電解精煉銅(粗銅含有Ag、Zn、Fe)和電化學(xué)腐蝕裝置如圖,下列敘述正確的是( ) A.精煉銅時(shí),電解質(zhì)為硫酸銅溶液,X電極反應(yīng)為Cu2++2e-===Cu B.精煉銅時(shí),溶液中Ag+、Zn2+、Fe2+濃度增大 C.X電極為石墨,Y電極為Cu,則銅受到保護(hù) D.X電極為Fe,Y電極為Cu,則鐵受到保護(hù) 解析:選C。A項(xiàng),精煉銅時(shí),X為陽極,銅及比銅活潑的金屬失電子,錯(cuò)誤;B項(xiàng),Ag的金屬性弱于銅,不會(huì)在陽極放電,以沉淀形式形成陽極泥,錯(cuò)誤;C項(xiàng),Y為陰極,受到保護(hù),正確;D項(xiàng),X為陽極,鐵作陽極,優(yōu)先失電子,錯(cuò)誤。 4.(2018濟(jì)南高三檢測(cè))如圖所示,X、Y分別是直流電源的兩極,通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加,b極板處有無色、無味氣體放出。符合這一情況的是下表中的( ) 選項(xiàng) a極板 b極板 X Z A 鋅 石墨 負(fù)極 CuSO4 B 石墨 石墨 負(fù)極 NaOH C 銀 鐵 正極 AgNO3 D 銅 石墨 負(fù)極 CuCl2 解析:選A。由題意知,通電后a極板質(zhì)量增加,說明有金屬析出,由此可知,a極為電解池的陰極,則X為電源負(fù)極,B、C均不符合;又b處放出的是無色、無味的氣體,D不符合。 5.(2018山西四校聯(lián)考)500 mL NaNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)=0.3 molL-1,用石墨作電極電解此溶液,當(dāng)通電一段時(shí)間后,兩極均收集到氣體1.12 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),假定電解后溶液體積仍為500 mL,下列說法正確的是( ) A.原混合溶液中c(Na+)=0.2 molL-1 B.電解后溶液中c(H+)=0.2 molL-1 C.上述電解過程中共轉(zhuǎn)移0.4 mol電子 D.電解后得到的Cu的物質(zhì)的量為0.1 mol 解析:選B。陽極是陰離子放電,放電能力:OH->NO,根據(jù)題給信息,陽極一定是OH-放電,生成0.05 mol氧氣,轉(zhuǎn)移0.2 mol電子;陰極離子放電能力:Cu2+>H+>Na+,所以Cu2+先放電,然后是H+放電,陰極生成0.05 mol氫氣時(shí),轉(zhuǎn)移0.1 mol電子,根據(jù)得失電子守恒知,Cu2+轉(zhuǎn)移0.1 mol電子,n(Cu2+)=0.05 mol。所以原溶液中n[Cu(NO3)2]=0.05 mol,又n(NO)=0.3 molL-10.5 L=0.15 mol,則n(NaNO3)=0.05 mol。原混合溶液中c(Na+)=0.1 molL-1,A項(xiàng)錯(cuò)誤;結(jié)合以上分析及電解總方程式Cu2++2H2OCu+H2↑+O2↑+2H+可知,生成0.05 mol Cu、0.05 mol O2、0.05 mol H2和0.1 mol H+,電解后溶液中c(H+)==0.2 molL-1,B項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤;上述電解過程中共轉(zhuǎn)移0.2 mol電子,C項(xiàng)錯(cuò)誤。 6.如圖所示為用固體二氧化鈦(TiO2)生產(chǎn)海綿鈦的裝置示意圖,其原理是TiO2中的氧解離進(jìn)入熔融鹽中而得到純鈦。下列說法中正確的是( ) A.a(chǎn)極是正極,石墨極是陰極 B.反應(yīng)后,石墨電極的質(zhì)量不發(fā)生變化 C.電解過程中,O2-、Cl-均向a極移動(dòng) D.陰極的電極反應(yīng)式為TiO2+4e-===Ti+2O2- 解析:選D。TiO2發(fā)生還原反應(yīng)得到純鈦,故加入高純TiO2的電極是電解池的陰極,a極是電源的負(fù)極,石墨極是陽極,A項(xiàng)錯(cuò)誤;O2-在陽極發(fā)生氧化反應(yīng)生成O2,高溫下,石墨與O2反應(yīng)生成CO、CO2,導(dǎo)致石墨質(zhì)量減小,B項(xiàng)錯(cuò)誤;電解過程中,陰離子向陽極(石墨極)移動(dòng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;TiO2中的氧解離進(jìn)入熔融鹽而得到純鈦,發(fā)生了還原反應(yīng),生成了Ti和O2-,D項(xiàng)正確。 7.(2018慶陽高三一診)一定條件下,利用如圖所示裝置可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的儲(chǔ)氫,下列有關(guān)說法正確的是( ) A.外電路電子的移動(dòng)方向:A→電源→B B.氣體X在反應(yīng)中通常體現(xiàn)還原性 C.電極D為惰性電極,E為活潑電極 D.電極D的電極反應(yīng)式為C6H6+6H++6e-===C6H12 解析:選D。苯→環(huán)己烷,相當(dāng)于加氫,為還原反應(yīng),所以電極D為陰極,電極E為陽極,A為負(fù)極,B為正極。A項(xiàng),電子由A極→電極D,電極E→B極,錯(cuò)誤;B項(xiàng),陽極OH-放電生成氧氣,X氣體為氧氣,通常表現(xiàn)氧化性,錯(cuò)誤;C項(xiàng),E為陽極,若活潑電極為陽極,優(yōu)先失電子,無氣體X生成,錯(cuò)誤。 8.某同學(xué)組裝了如圖所示的電化學(xué)裝置,電極Ⅰ為Al,其他均為Cu,則下列說法正確的是( ) A.電流方向:電極Ⅳ→A→電極Ⅰ B.電極Ⅰ發(fā)生還原反應(yīng) C.電極Ⅱ逐漸溶解 D.電極Ⅲ的電極反應(yīng):Cu2++2e-===Cu 解析:選A。當(dāng)多個(gè)池串聯(lián)時(shí),兩電極材料活潑性相差大的作原電池,其他池作電解池,由此可知圖示中左邊兩池組成原電池,右邊組成電解池。A項(xiàng),電子移動(dòng)方向:電極Ⅰ→A→電極Ⅳ,電流方向與電子移動(dòng)方向相反,正確。B項(xiàng),原電池負(fù)極在工作中失去電子,被氧化,發(fā)生氧化反應(yīng),錯(cuò)誤。C項(xiàng),原電池正極得電子,銅離子在電極Ⅱ上得電子,生成銅單質(zhì),該電極質(zhì)量逐漸增大,錯(cuò)誤。D項(xiàng),電解池中陽極為活性電極時(shí),電極本身失電子,形成離子進(jìn)入溶液中,因?yàn)殡姌OⅡ?yàn)檎龢O,因此電極Ⅲ為電解池的陽極,其電極反應(yīng)式為Cu-2e-===Cu2+,錯(cuò)誤。 9.(2016高考北京卷)用石墨電極完成下列電解實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)一 實(shí)驗(yàn)二 裝置 現(xiàn)象 a、d處試紙變藍(lán);b處變紅,局部褪色;c處無明顯變化 兩個(gè)石墨電極附近有氣泡產(chǎn)生;n處有氣泡產(chǎn)生;…… 下列對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋或推測(cè)不合理的是( ) A.a(chǎn)、d處:2H2O+2e-===H2↑+2OH- B.b處: 2Cl--2e-===Cl2↑ C.c處發(fā)生了反應(yīng):Fe-2e-===Fe2+ D.根據(jù)實(shí)驗(yàn)一的原理,實(shí)驗(yàn)二中m處能析出銅 解析:選B。由于有外接電源,所以實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二均為電解池裝置。實(shí)驗(yàn)一中,鐵絲中的電流方向?yàn)閺膁到c,電子移動(dòng)方向?yàn)閺腸到d,所以實(shí)驗(yàn)一的裝置是比較復(fù)雜的電解池,其中a為陰極,c為陽極,d為陰極,b為陽極。a、d處發(fā)生反應(yīng)2H2O+2e-===H2↑+2OH-,A項(xiàng)正確;若b處發(fā)生反應(yīng)2Cl--2e-===Cl2↑,不足以解釋b處“變紅”和“褪色”現(xiàn)象,B項(xiàng)錯(cuò)誤;c處鐵作陽極,發(fā)生反應(yīng)Fe-2e-===Fe2+,由于生成的Fe2+濃度較小,且pH試紙本身有顏色,故顏色上無明顯變化,C項(xiàng)正確;實(shí)驗(yàn)二是一個(gè)更加復(fù)雜的電解池裝置,兩個(gè)銅珠的左端均為陽極,右端均為陰極,初始時(shí)兩個(gè)銅珠的左端(陽極)均發(fā)生反應(yīng)Cu-2e-===Cu2+,右端(陰極)均發(fā)生反應(yīng)2H++2e-===H2↑,一段時(shí)間后,Cu2+移動(dòng)到m處,m處附近Cu2+濃度增大,發(fā)生反應(yīng)Cu2++2e-===Cu,m處能生成銅,D項(xiàng)正確。 二、非選擇題 10.Zn-MnO2干電池應(yīng)用廣泛,其電解質(zhì)溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。 (1)該電池的負(fù)極材料是________,電池工作時(shí),電子流向________(填“正極”或“負(fù)極”)。 (2)若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有雜質(zhì)Cu2+,會(huì)加速某電極的腐蝕。其主要原因是__________________________________。欲除去Cu2+,最好選用下列試劑中的________(填代號(hào))。 a.NaOH b.Zn c.Fe d.NH3H2O (3)MnO2的生產(chǎn)方法之一是以石墨為電極,電解酸化的MnSO4溶液。陰極的電極反應(yīng)式是______________。若電解電路中通過2 mol電子,MnO2的理論產(chǎn)量為________。 解析:(1)還原性較強(qiáng)的Zn作負(fù)極,電子由負(fù)極經(jīng)外電路流向正極。(2)除雜原則是加入的物質(zhì)要過量(以除盡雜質(zhì))且不能引入新雜質(zhì),故選Zn將Cu2+置換而除去。(3)陰極上應(yīng)是H+得電子。由關(guān)系式知:MnSO4~MnO2~2e-,電路中通過2 mol電子產(chǎn)生1 mol MnO2,即87 g。 答案:(1)Zn 正極 (2)鋅與還原出來的Cu構(gòu)成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕 b (3)2H++2e-===H2↑ 87 g 11.如圖所示為相互串聯(lián)的甲、乙兩電解池,試回答: (1)若甲池利用電解原理在鐵上鍍銀,則A是________、________(填電極材料和電極名稱),電極反應(yīng)式是________________;B是__________、__________(要求同A),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(shí)間,鐵極附近呈________色。 (3)電解完畢,若甲槽陰極增重43.2 g,則乙槽中陽極上放出的氣體在標(biāo)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______。 解析:(2)Fe極附近H+放電,破壞了附近水的電離平衡,使c(OH-)增大,顯堿性,遇酚酞試液呈紅色。 (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。 答案:(1)鐵 陰極 Ag++e-===Ag 銀 陽極 Ag-e-===Ag+ AgNO3溶液 (2)紅 (3)4 480 (4)1 14 12.如圖所示三套實(shí)驗(yàn)裝置,分別回答下列問題。 (1)裝置1為鐵的吸氧腐蝕實(shí)驗(yàn)。一段時(shí)間后,向插入鐵釘?shù)牟A矁?nèi)滴入NaOH溶液,即可觀察到鐵釘附近的溶液有沉淀,表明鐵被________(填“氧化”或“還原”);向插入石墨棒的玻璃筒內(nèi)滴入酚酞溶液,可觀察到石墨棒附近的溶液變紅,該電極反應(yīng)式為__________________________________。 (2)裝置2中的石墨是______極(填“正”或“負(fù)”),該裝置發(fā)生總反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________。 (3)裝置3中甲燒杯盛放100 mL 0.2 molL-1的NaCl溶液,乙燒杯盛放100 mL 0.5 molL-1的CuSO4溶液。反應(yīng)一段時(shí)間后,停止通電。向甲燒杯中滴入幾滴酚酞,觀察到石墨電極附近首先變紅。 ①電源的M端為________極;甲燒杯中鐵電極的電極反應(yīng)式為_________。 ②乙燒杯中電解反應(yīng)的離子方程式為________________________________。 ③停止電解,取出Cu電極,洗滌、干燥、稱量,電極增重0.64 g,甲燒杯中產(chǎn)生的氣體標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為________mL。 解析:(1)裝置1,由石墨棒附近的溶液變紅可知,石墨棒作正極,電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O===4OH-,鐵釘作負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng)。 (2)由裝置2兩電極活潑性強(qiáng)弱得Cu是負(fù)極,總反應(yīng)的離子方程式,即該裝置中自發(fā)的氧化還原反應(yīng):2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+。 (3)①由甲中石墨電極附近首先變紅可知該極H+放電,即該極為陰極,F(xiàn)e為陽極,電極反應(yīng)式為Fe-2e-===Fe2+,由此可知,電源M端為正極;②因電源M端為正極,則N端為負(fù)極,乙中Cu為陰極,石墨為陽極,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+; ③兩池中的對(duì)應(yīng)關(guān)系:Cu~2e-~H2↑ 64 g 1 mol 0.64 g 0.01 mol 即H2體積為224 mL。 答案:(1)氧化 O2+4e-+2H2O===4OH- (2)正 2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+ (3)①正 Fe-2e-===Fe2+ ②2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+ ③224 13.電浮選凝聚法是工業(yè)上采用的一種污水處理方法:保持污水的pH在5.0 ~6.0之間,通過電解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性,可吸附污物而沉積下來,具有凈化水的作用。陰極產(chǎn)生的氣泡把污水中懸浮物帶到水面形成浮渣層,刮去(或撇掉)浮渣層,即起到了浮選凈化的作用。某科研小組用電浮選凝聚法處理污水,設(shè)計(jì)如圖所示裝置示意圖。 (1)實(shí)驗(yàn)時(shí)若污水中離子濃度較小,導(dǎo)電能力較差,產(chǎn)生氣泡速率緩慢,無法使懸浮物形成浮渣。此時(shí),應(yīng)向污水中加入適量的________。 A.BaSO4 B.CH3CH2OH C.Na2SO4 D.NaOH (2)電解池陽極發(fā)生了兩個(gè)電極反應(yīng),其中一個(gè)反應(yīng)生成一種無色氣體,則陽極的電極反應(yīng)式分別是Ⅰ.____________________________;Ⅱ.______________________ ________。 (3)電極反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ的生成物反應(yīng)得到Fe(OH)3沉淀的離子方程式是________________________________________________________________________。 (4)該燃料電池是以熔融碳酸鹽為電解質(zhì),CH4為燃料,空氣為氧化劑,稀土金屬材料作電極。為了使該燃料電池長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行,電池的電解質(zhì)組成應(yīng)保持穩(wěn)定,電池工作時(shí)必須有部分A物質(zhì)參加循環(huán)(見上圖)。A物質(zhì)的化學(xué)式是____________。 解析:(1)為了增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性,因此可選用易溶性強(qiáng)電解質(zhì)溶液,排除A和B,考慮到題中要求電解時(shí)保持污水的pH在5.0~6.0之間,因此不能添加NaOH。 (2)電解時(shí)鐵作陽極,因此主要發(fā)生Fe-2e-===Fe2+,同時(shí)也發(fā)生副反應(yīng),即水中的OH-失電子被氧化生成O2。 (3)根據(jù)得失電子守恒和電荷守恒即可得離子方程式。 (4)由于原電池的負(fù)極產(chǎn)物有水生成,所以負(fù)極必有CO參加反應(yīng),同時(shí)根據(jù)碳元素守恒可知A必為CO2,負(fù)極反應(yīng)式可表示為CH4+4CO-8e-===5CO2+2H2O。 答案:(1)C (2)Fe-2e-===Fe2+ 4OH--4e-===2H2O+O2↑ (3)4Fe2++10H2O+O2===4Fe(OH)3↓+8H+ (4)CO2- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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