(化學(xué))(二輪復(fù)習)2015屆【全程復(fù)習方略】：課時提升作業(yè)(二十七) 92電解池 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護

1、溫馨提示： 此套題為Word版，請按住Ctrl,滑動鼠標滾軸，調(diào)節(jié)合適的觀看比例，答案解析附后。關(guān)閉Word文檔返回原板塊。課時提升作業(yè)（二十七）電解池金屬的電化學(xué)腐蝕與防護 (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.(2013沈陽模擬)某研究性學(xué)習小組用如圖裝置研究不同能量之間的轉(zhuǎn)化問題。下列說法正確的是()A.斷開開關(guān)S1,閉合開關(guān)S2,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,電能轉(zhuǎn)化為光能等B.斷開開關(guān)S1,閉合開關(guān)S2,此時構(gòu)成的裝置屬于電解池C.斷開開關(guān)S2,閉合開關(guān)S1,此時構(gòu)成的裝置屬于原電池D.斷開開關(guān)S2,閉合開關(guān)S1,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能2.(2013上海高考)糕點

2、包裝中常用的脫氧劑組成為還原性鐵粉、氯化鈉、炭粉等,其脫氧原理與鋼鐵的吸氧腐蝕相同。下列分析正確的是()A.脫氧過程是吸熱反應(yīng),可降低溫度,延長糕點保質(zhì)期B.脫氧過程中鐵作原電池正極,電極反應(yīng)為Fe-3e-Fe3+C.脫氧過程中碳作原電池負極,電極反應(yīng)為2H2O+O2+4e-4OH-D.含有1.12 g鐵粉的脫氧劑,理論上最多能吸收氧氣336 mL(標準狀況)3.用惰性電極電解某溶液時,發(fā)現(xiàn)兩極只有H2和O2生成。則電解一段時間后,下列有關(guān)該溶液(與電解前同溫度)的說法中,正確的有()該溶液的pH可能增大該溶液的pH可能減小該溶液的pH可能不變該溶液的濃度可能增大該溶液的濃度可能不變該溶液的濃

3、度可能減小A.3種B.4種C.5種D.6種4.(2014寧波模擬)電解原理在化學(xué)工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。圖甲表示一個電解池,裝有電解液a;X、Y是兩塊電極板,通過導(dǎo)線與直流電源相連。則下列說法不正確的是()A.若此裝置用于電解精煉銅,則X為純銅、Y為粗銅,電解的溶液a可以是硫酸銅或氯化銅溶液B.按圖甲裝置用惰性電極電解AgNO3溶液,若圖乙橫坐標x表示流入電極的電子的物質(zhì)的量,則E可表示反應(yīng)生成硝酸的物質(zhì)的量,F表示電解生成氣體的物質(zhì)的量C.按圖甲裝置用惰性電極電解一定濃度的硫酸銅溶液,通電一段時間后,加入0.5 mol的碳酸銅剛好恢復(fù)到通電前的濃度和pH,則電解過程中轉(zhuǎn)移的電子為2.0 mol

4、D.若X、Y為鉑電極,a溶液為500 mL KCl和KNO3的混合液,經(jīng)過一段時間后,兩極均得到標準狀況下11.2 L氣體,則原混合液中KCl的物質(zhì)的量濃度至少為2.0 molL-15.(2013秦皇島模擬)臭氧是常見的強氧化劑,廣泛用于水處理系統(tǒng)。制取臭氧的方法很多,其中高壓放電法和電解純水法原理如圖所示,下列有關(guān)說法不正確的是()A.高壓放電法,反應(yīng)的原理為3O22O3B.高壓放電出來的空氣中,除含臭氧外還含有氮的氧化物C.電解純水時,電極b周圍發(fā)生的電極反應(yīng)有6OH-6e-=O3+3H2O和4OH-4e-=O2+2H2OD.電解水時,H+由電極a經(jīng)聚合電解質(zhì)薄膜流向電極b6.(2014上

5、饒模擬)某同學(xué)用下圖所示裝置進行銅的電解精煉實驗(粗銅中有鋅、鐵、鎳、銀等雜質(zhì),部分導(dǎo)線未畫出),下列說法正確的是()A.a應(yīng)與c相連接,b應(yīng)與d相連接B.電解一段時間,b與d兩極析出物質(zhì)的物質(zhì)的量相等C.電解一段時間,b極附近溶液的pH降低D.電解過程中,Y裝置中Cu2+的濃度始終不變7.粗銅中一般含有鋅、鐵、銀、金等雜質(zhì)。在如圖所示的裝置中,甲池的總反應(yīng)方程式為2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O,接通電路一段時間后,純銅電極質(zhì)量增加了3.2 g。在此過程中,下列說法正確的是()A.甲池是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置,乙池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置B.甲池中理論上消耗標準狀況下空

6、氣的體積是2.8 L(空氣中O2體積分數(shù)以20%計算)C.乙池中CuSO4溶液的濃度不變D.甲池通入CH3OH一極的電極反應(yīng)為CH3OH-6e-+2H2O=C+8H+8.(2014濟南模擬)用惰性電極電解硫酸銅溶液,整個過程轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量與產(chǎn)生氣體總體積的關(guān)系如圖所示(氣體體積均在相同狀況下測定)。欲使溶液恢復(fù)到起始狀態(tài),可向溶液中加入()A.0.1 mol CuO B.0.1 mol CuCO3C.0.1 mol Cu(OH)2 D.0.05 mol Cu2(OH)2CO39.(2013揚州模擬)如圖所示,Na-S電池是當前開發(fā)的一種高性能可充電電池,它所貯存的能量為常用鉛蓄電池的5倍(

7、按相同質(zhì)量計),電池反應(yīng)為2Na(l)+S8(l)Na2Sn,下列說法不正確的是()A.外室熔融硫中添加石墨粉主要是為了增強導(dǎo)電性B.放電時Na+向正極移動C.充電時陽極反應(yīng)式為8-16e-=nS8D.用該電池電解飽和食鹽水時陰極產(chǎn)物只有H210.(2014蘭州模擬)將等物質(zhì)的量濃度的CuSO4和NaCl等體積混合后,用石墨電極進行電解,電解過程中,溶液pH隨時間t變化的曲線如圖所示,則下列說法錯誤的是()A.陽極先逸出Cl2,后逸出O2,陰極先產(chǎn)生Cu,后逸出H2B.AB段陽極只產(chǎn)生Cl2,陰極只產(chǎn)生CuC.BC段表示在陰極上是H+放電產(chǎn)生了H2D.CD段相當于電解水二、非選擇題(本題包括3

8、小題,共40分)11.(10分)(2014西安模擬)如圖所示,用石墨電極電解氯化銅溶液。查閱資料可知CuC顯黃色,氯化銅溶液顯藍綠色或黃綠色。請回答下列問題:(1)陽極上的氣體呈色,檢驗該氣體可用_。(2)寫出電解的離子方程式:_。(3)為什么要設(shè)計連接后面的裝置?_。12.(14分)(能力挑戰(zhàn)題)已知鉛蓄電池的工作原理為Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,現(xiàn)用如圖裝置進行電解(電解液足量),測得當鉛蓄電池中轉(zhuǎn)移0.4 mol電子時鐵電極的質(zhì)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(yīng)式為_,放電過程中電解液的密度(填“減小”“增大”或“不變”)

9、。(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(chǎn)生的氣體的體積b.各U形管中陽極質(zhì)量的減少量c.各U形管中陰極質(zhì)量的增加量13.(16分)(能力挑戰(zhàn)題)(1)對鋁制品進行抗腐蝕處理,可延長其使用壽命。以處理過的鋁材為陽極,在H2SO4溶液中電解,鋁材表面形成氧化膜,陽極反應(yīng)式為。(2)最近一些科學(xué)家研究采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷(能傳遞H+)實驗氮的固定電解法合成氨,大大提高了氮氣和氫氣的轉(zhuǎn)化率,總反應(yīng)式為N2

10、(g)+3H2(g)2NH3(g),則在電解法合成氨的過程中,應(yīng)將H2不斷地通入_極(填“陰”或“陽”);向另一電極通入N2,該電極的反應(yīng)式為_。(3)用如圖所示裝置電解尿素CO(NH2)2的堿性溶液可以制取N2、H2(注:電解池中隔膜僅阻止氣體通過)。上述電解池的陽極反應(yīng)式為_。答案解析1.【解析】選A。從裝置圖可知斷開開關(guān)S1,閉合開關(guān)S2,構(gòu)成原電池,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,電能轉(zhuǎn)化為光能等,A正確,B錯誤;斷開開關(guān)S2,閉合開關(guān)S1,此時構(gòu)成的裝置屬于電解池,C、D錯誤。2.【解析】選D。鋼鐵的吸氧腐蝕為放熱反應(yīng),A錯誤。脫氧過程,鐵為負極,電極反應(yīng)為Fe-2e-=Fe2+;碳作正極,電極反

11、應(yīng)為2H2O +O2+4e-=4OH-,B、C均錯誤。根據(jù)電極反應(yīng)可得電池反應(yīng)為2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2,Fe(OH)2可繼續(xù)被氧化:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,因此可得關(guān)系式:4Fe3O2,1.12 g Fe完全反應(yīng)最多可吸收O2336 mL(標準狀況),D正確?！炯庸逃?xùn)練】下列說法正確的是()A.鍍銅鐵制品鍍層受損后,鐵制品比受損前更容易生銹B.銅的金屬活潑性比鐵弱,可在海輪外殼上裝若干銅塊以減緩鐵腐蝕C.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(yīng)D.鉛蓄電池在放電過程中,負極質(zhì)量減小,正極質(zhì)量增加【解析】選A。A項,鍍層是銅,當鍍層破壞時,易

12、形成電化學(xué)腐蝕而使相對活潑的金屬被腐蝕,即鐵的腐蝕會加劇;B項,在海輪外殼上應(yīng)裝上比鐵活潑的鋅,不能用銅,否則會加快鐵的腐蝕,錯誤;C項,鉛蓄電池放電時的負極反應(yīng)、充電時的陽極反應(yīng)均發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),錯誤;D項,鉛蓄電池負極反應(yīng)為Pb-2e-+S=PbSO4,PbSO4不溶于水,負極質(zhì)量增加,錯誤。3.【解題指南】正確解答本題,需明確:只有水被電解時,不要誤認為溶液的pH不變化或一定變化。要分析水減少后,溶液中c(H+)或c(OH-)怎樣變化。【解析】選C。若電解的是不飽和的強堿(如NaOH)溶液,則電解后溶液的pH增大,濃度增大;若電解的是不飽和的非還原性的含氧酸(如H2SO4),則對應(yīng)

13、溶液的pH將減小,濃度增大;若電解的是活潑金屬的含氧酸鹽(如Na2SO4)的飽和溶液,則溶液pH保持不變,濃度不變。4.【解析】選C。電解精煉銅時,陽極為粗銅,陰極為純銅,電解質(zhì)溶液為可溶性銅鹽溶液,A項正確;惰性電極電解AgNO3溶液時的反應(yīng)為4AgNO3+2H2O4HNO3+4Ag+O2,故B項正確;利用電解CuSO4溶液的反應(yīng)式2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2可知,若電解一段時間CuSO4溶液后加入0.5 mol的碳酸銅剛好恢復(fù)到通電前的濃度和pH,則電解過程中轉(zhuǎn)移的電子為1.0 mol,C項錯;D項,陰極析出氫氣,陽極先析出氯氣,后析出氧氣,因此若兩極氣體體積相等則陽極

14、產(chǎn)生的氣體只能是氯氣,利用氯原子守恒可知混合液中c(KCl)至少為1 mol0.5 L=2.0 molL-1。5.【解析】選D。高壓放電法與閃電條件下氧氣部分轉(zhuǎn)化為臭氧類似,其反應(yīng)的原理為3O22O3,因空氣中還含有氮氣,放電條件下,氮氣也能與氧氣反應(yīng),故有氮氧化物生成,A、B兩項均正確;觀察題圖電解純水法,可發(fā)現(xiàn)有氫氣放出,必由水發(fā)生還原反應(yīng)生成,故a為陰極;同理,由水生成氧氣和臭氧,發(fā)生氧化反應(yīng),C項正確;因b為陽極,電解質(zhì)中的陽離子移向陰極,故D項錯誤。6.【解析】選B。a為負極,應(yīng)與純銅即與d極相連,b為正極,應(yīng)與粗銅即與c極相連,A項錯誤。b極析出H2,而d極析出Cu,B項正確。b極

15、附近溶液的pH升高,C項錯誤。電解過程中,d極析出Cu,c極溶解的不僅有Cu,還有各種金屬雜質(zhì),因而Y裝置中Cu2+的濃度是減小的,D項錯誤。7.【解析】選B。根據(jù)裝置圖的特點可知甲池為原電池,乙池為電解池,再根據(jù)電子得失守恒進行相關(guān)的計算。C項中因粗銅含鋅、鐵,比銅更易失電子,當陽極溶解鋅、鐵時,陰極析出銅,故銅離子濃度減小。D項溶液為堿性,不能生成氫離子。8.【解析】選D。觀察圖像中曲線的斜率可知,OP段和PQ段氣體的成分不同。由于陽極始終是OH-放電,所以可以推斷出,OP段只有陽極產(chǎn)生O2(陰極無氣體生成),PQ段陰、陽兩極都產(chǎn)生氣體。因此,整個過程發(fā)生的反應(yīng)為2CuSO4+2H2O2C

16、u+2H2SO4+O2和2H2O2H2+O2。結(jié)合圖像中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量,可計算出反應(yīng)析出0.1 mol Cu和0.05 mol O2,反應(yīng)消耗0.05 mol H2O。根據(jù)“出什么加什么,出多少加多少”的原則,欲使溶液恢復(fù)到起始狀態(tài),應(yīng)向溶液中加入0.1 mol CuO和0.05 mol H2O。而0.05 mol Cu2(OH)2CO3恰好相當于0.1 mol CuO和0.05 mol H2O(生成0.05 mol CO2無影響),故D正確。9.【解析】選D。由于硫是絕緣體,故在外室填充石墨粉以保證良好的導(dǎo)電性,A正確;在原電池中,陽離子向正極移動,陰離子向負極移動,B正確;充電時陽極發(fā)

17、生氧化反應(yīng),C正確;用該電池電解飽和食鹽水時,H2O電離出的H+在陰極放電產(chǎn)生H2,同時也生成NaOH,D錯。【方法技巧】充電電池的電極與反應(yīng)(1)“正正負負”即原電池的正極充電時要與外接電源的正極相連,原電池的負極充電時要與外接電源的負極相連。(2)“顛顛倒倒”即原電池的正極反應(yīng)倒過來,就是充電時電解池的陽極反應(yīng)式。原電池的負極反應(yīng)倒過來,就是充電時電解池的陰極反應(yīng)式。10.【解析】選C。由于兩種溶液的體積相等,物質(zhì)的量濃度也相等,即溶質(zhì)的物質(zhì)的量相等,設(shè)CuSO4和NaCl的物質(zhì)的量各1 mol,電解分3個階段:第一階段陽極:1 mol氯離子失1 mol電子,陰極:0.5 mol銅離子得1

18、 mol電子,因為銅離子水解使溶液顯酸性,隨著電解的進行,銅離子的濃度降低,酸性減弱,pH將增大。第二階段陽極:1 mol氫氧根離子失1 mol電子(來源于水的電離),陰極:0.5 mol銅離子再得1 mol電子,因為氫氧根離子消耗,使水溶液中氫離子濃度增大,pH迅速減小。第三階段陽極:氫氧根離子失電子,陰極:氫離子得電子,它們都來源于水的電離,實質(zhì)是電解水,導(dǎo)致溶液的體積減小,使溶液中氫離子濃度增大,pH繼續(xù)減小,故C項錯誤。11.【解析】(1)陽極是陰離子放電,即Cl-放電產(chǎn)生Cl2,故顏色為黃綠色;檢驗Cl2可用濕潤的淀粉KI試紙,若試紙變藍,則確定為氯氣。(2)電解氯化銅的離子方程式為

19、Cu2+2Cl-Cu+Cl2。(3)電解氯化銅時產(chǎn)生的氯氣有毒,故后面連接裝置既可用于檢驗電解產(chǎn)生的氣體,又可用于吸收該有毒氣體。答案:(1)黃綠濕潤的淀粉KI試紙(2)Cu2+2Cl-Cu+Cl2(3)因為陽極產(chǎn)生的氯氣為有毒氣體,故后面連接裝置可以用于檢驗與吸收12.【解析】根據(jù)在電解過程中鐵電極質(zhì)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(yīng)式為2H+2e-=H2,Fe作陽極,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,銅電極作陽極,電極反應(yīng)式