2019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3 電解池、金屬的腐蝕與防護練習(xí).doc
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課時3 電解池、金屬的腐蝕與防護 課時跟蹤訓(xùn)練 一、選擇題 1.(2017貴陽調(diào)研)在世界海運史上曾發(fā)生過這樣一個悲?。阂凰颐小鞍⒛羌{”號的貨輪滿載著精選銅礦砂,在向日本海岸行駛時突然發(fā)生大面積漏水,最終沉沒。堅硬的鋼制船體為什么會突然漏水呢?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)。下列對此調(diào)查結(jié)論的理解正確的是( ) A.精銅礦砂裝載過多導(dǎo)致沉船 B.運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,加速了作為負極的船體的腐蝕 D.在潮濕的環(huán)境中,船體與銅構(gòu)成了電解池,鋼制船體作陽極而被氧化腐蝕 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)形成原電池時會加速鋼(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,用石墨作電極進行電解時,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,陽極上Cl-放電能力強于OH-。 答案 B 3.下列關(guān)于電化學(xué)知識的說法正確的是( ) A.電解飽和食鹽水在陽極得到氯氣,陰極得到金屬鈉 B.電解精煉銅時,陽極質(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,電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為2NaCl+2H2O+Cl2↑,錯誤;B項,陽極除銅放電外,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,根據(jù)金屬活動性順序可知,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)e3+得電子生成Fe2+,不會析出鐵和鋁,在陰極上依次生成的是銅、亞鐵離子、氫氣,錯誤;D項,電解CuSO4溶液,陰極析出Cu,陽極生成氧氣,應(yīng)加入CuO。 答案 B 4.(2017衡水檢測)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、負極,可以防止鐵被腐蝕 D.a(chǎn)、b分別連接直流電源負、正極,電壓足夠大時,Na+向鐵電極移動 解析 a和b用導(dǎo)線連接構(gòu)成原電池,鐵是負極,電子由鐵經(jīng)過導(dǎo)線流向碳,A正確;a和b用導(dǎo)線連接,鐵電極的電極反應(yīng)式為:Fe-2e-===Fe2+,B正確;a、b分別連接直流電源正、負極,碳棒是陽極,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、正極,碳棒是陰極,鐵電極是陽極,電解池中陽離子Na+向陰極碳電極移動,D錯誤。 答案 D 5.(2017邢臺期末)常溫下用惰性電極電解NaHSO4溶液,電解一段時間后,下列有關(guān)電解質(zhì)溶液變化的說法正確的是( ) 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,常溫下用惰性電極電解NaHSO4溶液實質(zhì)是電解水,因此NaHSO4溶液的濃度增大,c(H+)增大,pH減小,故A項正確。 答案 A 6.用如圖裝置電解K2SO4溶液,同時制備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+進入Ⅰ區(qū) D.Ⅲ區(qū)溶液的pH會升高 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+通過陽離子交換膜進入Ⅰ區(qū),故A、B錯,C對;Ⅲ區(qū)生成H2SO4,溶液pH下降,D錯。 答案 C 7.(2016福建四地六校聯(lián)考)某小組設(shè)計電解飽和食鹽水的裝置如圖,通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 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錯誤,D正確;電解池中,陽離子移向陰極,即移向銅電極,C錯誤。 答案 D 8.(2016太原測評)結(jié)合圖示判斷,下列敘述正確的是( ) A.K與N連接時,X為硫酸,一段時間后溶液的pH增大 B.K與N連接時,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,X為硫酸,一段時間后溶液的pH增大 D.K與M連接時,X為氯化鈉,石墨極電極反應(yīng)式為4OH--4e-===2H2O+O2↑ 解析 A項,K與N連接時形成原電池,X為硫酸時,電池總反應(yīng)式為Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑,溶液pH增大,正確;B項,X為NaCl時,發(fā)生Fe的吸氧腐蝕,石墨是正極,正極反應(yīng)式:O2+4e-+2H2O===4OH-,錯誤;C項,K與M相連時形成電解池,X為硫酸,實質(zhì)是發(fā)生電解水的反應(yīng),H2O被消耗掉,則硫酸濃度增大,pH減小,錯誤;D項,電解NaCl溶液,石墨是陽極,陽極反應(yīng)式:2Cl--2e-===Cl2↑,錯誤。 答案 A 9.在銅片上鍍銀時,下列敘述正確的是( ) ①將銅片接在電源的正極上 ②將銀片接在電源的正極上?、墼阢~片上發(fā)生的反應(yīng)是:Ag++e-===Ag ④在銀片上發(fā)生的反應(yīng)是:4OH--4e-===O2↑+2H2O?、菪栌昧蛩徙~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,需將銅片接在電源的負極上,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,在銀片上發(fā)生的反應(yīng)是:Ag-e-===Ag+。 答案 B 10.下面兩套實驗裝置,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)過程中只生成NO2氣體 B.裝置Ⅱ開始階段鐵絲只發(fā)生析氫腐蝕 C.裝置Ⅱ在反應(yīng)過程中能產(chǎn)生氫氣 D.裝置Ⅰ在反應(yīng)結(jié)束時溶液中的金屬陽離子只有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,銅作原電池的負極,鐵作正極,反應(yīng)生成紅棕色的NO2,隨著反應(yīng)的進行,濃硝酸變?yōu)橄∠跛?,隨后鐵作負極Cu作正極,稀硝酸發(fā)生還原反應(yīng)生成無色的NO,金屬過量,故反應(yīng)結(jié)束時溶液中既有Fe2+,又有Cu2+。因為裝置Ⅱ中充滿氧氣,一開始發(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)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)說法錯誤的是( ) A.陽極反應(yīng)式為4OH--4e-===2H2O+O2↑ B.通電后陰極區(qū)附近溶液的pH會增大 C.K+通過交換膜從陰極區(qū)移向陽極區(qū) D.純凈的KOH溶液從b口導(dǎo)出 解析 陽極區(qū)為粗KOH溶液,陽極上OH-失電子發(fā)生氧化反應(yīng):4OH--4e-===2H2O+O2↑,A項正確;陰極上H2O得電子發(fā)生還原反應(yīng):2H2O+2e-===H2↑+2OH-,陰極區(qū)附近溶液中c(OH-)增大,pH增大,B項正確;電解時陽離子向陰極移動,故K+通過陽離子交換膜從陽極區(qū)移向陰極區(qū),C項錯誤;陰極區(qū)生成KOH,故純凈的KOH溶液從b口導(dǎo)出,D項正確。 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.可用濕潤的淀粉-KI試紙檢驗氣體M C.石墨極的電極反應(yīng)式為NH+3Cl--6e-===NCl3+4H+ D.電解過程中,質(zhì)子交換膜右側(cè)溶液的pH會減小 解析 A項,由NH→NCl3,根據(jù)元素化合價變化知,NH中N由-3價升高至+3價,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,錯誤。B項,M是氫氣,不能用濕潤的淀粉-KI試紙檢驗,錯誤。C項,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,電解過程中,質(zhì)子交換膜右側(cè)溶液中c(H+)減小,溶液pH增大,錯誤。 答案 C 二、填空題 13.(2015貴陽期末,17)某課外活動小組的同學(xué)在學(xué)習(xí)了電化學(xué)相關(guān)知識后,用如圖裝置進行實驗,請回答下列問題: (1)實驗一:將開關(guān)K與a連接,則乙為________極,電極反應(yīng)式為________________________________________________________________。 (2)實驗一結(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)。 A.Cu B.Zn C.Sn D.Ag (3)實驗二:開關(guān)K與b連接,則乙________極,總反應(yīng)的離子方程式為_______________________________________________________________。 (4)對于實驗二,下列說法正確的是________(填字母編號)。 A.溶液中Na+向甲極移動 B.從甲極處逸出的氣體能使?jié)駶櫟牡矸郏璌I試紙變藍 C.反應(yīng)一段時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)在進行實驗二結(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。若標準狀況下乙電極產(chǎn)生22.4 mL氣體,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為________ mol;若剩余溶液體積為200 mL,則該溶液的pH為________。 解析 (1)K與a相連構(gòu)成原電池,鐵作為原電池的負極,失去電子發(fā)生氧化反應(yīng):Fe-2e-===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,乙與電源負極相連,所以作為電解池的陰極。(4)A項,電解池中陽離子向陰極移動,錯誤;B項,甲極Cl-放電生成Cl2,Cl2可使?jié)駶櫟牡矸郏璌I試紙變藍,正確;C項,兩電極生成的是等量的H2和Cl2,應(yīng)通入HCl,若加入鹽酸會引進H2O,使溶液濃度變稀,錯誤;D項,陰極Cl-放電結(jié)束后,OH-放電得到O2,錯誤。(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)=20.022 4 L22.4 Lmol-1=0.002 mol c(OH-)====0.01 molL-1,所以pH=12。 答案 (1)負 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,K為開關(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,將開關(guān)K打開,接通電源一段時間后,C、D中有氣體產(chǎn)生。 請回答下列問題: (1)R為________(填“正”或“負”)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_____________________________________。 (3)濾紙上的紫色點向________(填“A”或“B”)方向移動。 (4)當(dāng)C、D中的氣體產(chǎn)生到一定量時,切斷外電源并接通開關(guān)K,經(jīng)過一段時間后,C、D中的氣體逐漸減少,C中的電極為________(填“正”或“負”)極,電極反應(yīng)式為_______________________________________________。 解析 電解KOH溶液就是電解水,兩極分別產(chǎn)生H2和O2,因為相同條件下產(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是電源的負極。 (2)B是電解池的陽極,A是電解池的陰極。電解Na2SO4溶液也是電解水,電解時H+移動到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向陽極移動。 (4)當(dāng)C、D中的氣體產(chǎn)生到一定量時,切斷外電源并接通開關(guān)K,此時裝置變?yōu)槿剂想姵?。?jīng)過一段時間,C、D中的氣體逐漸減少,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 (2)溶液變紅 4OH--4e-===2H2O+O2↑ (3)B (4)負 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,為了減緩海水對鋼閘門A的腐蝕,材料B可以選擇________(填字母序號)。 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:_____________________________________________________________。 (2)圖2中,鋼閘門C作________極。若用氯化鈉溶液模擬海水進行實驗,D為石墨塊,則D上的電極反應(yīng)式為__________________________________,檢測該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是______________________________________。 (3)鎂燃料電池在可移動電子設(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”)。F電極上的電極反應(yīng)式為_______________________________________________________________。 ②鎂燃料電池負極容易發(fā)生自腐蝕產(chǎn)生氫氣,使負極利用率降低,用化學(xué)用語解釋其原因:___________________________________________________。 (4)乙醛酸()是有機合成的重要中間體。工業(yè)上用“雙極室成對電解法”生產(chǎn)乙醛酸,原理如圖4所示,該裝置中陰、陽兩極為惰性電極,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_____________________________________。 ②若有2 mol H+通過質(zhì)子交換膜,并完全參與了反應(yīng),則該裝置中生成的乙醛酸為________ mol。 解析 根據(jù)電化學(xué)原理,材料B對應(yīng)的金屬的活潑性應(yīng)強于被保護的金屬,所以材料B可以為鋅板。(2)圖2為外加電流的陰極保護法,被保護的金屬應(yīng)與電源負極相連,作陰極,則D作陽極,Cl-在陽極發(fā)生失電子反應(yīng)生成Cl2??梢杂脻駶櫟牡矸鄣饣浽嚰埢虻矸鄣饣浫芤簛頇z驗Cl2。(3)①鎂具有較強的還原性,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為負極。次氯酸根離子具有強氧化性,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,同時在陽極產(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↑ 將濕潤的淀粉碘化鉀試紙放在陽極附近,試紙變藍,證明生成氯氣(或取陽極附近溶液滴加淀粉KI溶液,變藍) (3)①負 ClO-+2e-+H2O===Cl-+2OH- ②Mg+2H2O===Mg(OH)2+H2↑ (4)①HOOC—COOH+2e-+2H+===HOOC—CHO+H2O?、?- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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