2023年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí)第6章化學(xué)反應(yīng)與能量第3講電解池金屬的腐蝕與防護(hù)課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練

PAGEPAGE2電解池金屬的腐蝕與防護(hù)[單獨(dú)成冊]1．一定條件下，有關(guān)金屬腐蝕的以下說法不正確的選項(xiàng)是()A．為減緩金屬腐蝕，可將要保護(hù)的金屬物件與外接電源的正極相連接作陰極B．在pH＜6的溶液中，金屬主要發(fā)生析氫腐蝕C．鋼鐵制品腐蝕時(shí)正極反響為O2＋2H2O＋4e－=4OH－D．在金屬物件外表涂上機(jī)油，可防止金屬生銹，從而使金屬保持光澤解析：選A。要保護(hù)的金屬物件應(yīng)與外接電源的負(fù)極相連作陰極。2．關(guān)于如圖裝置說法正確的選項(xiàng)是()A．裝置中電子移動的途徑是：負(fù)極→Fe→M溶液→石墨→正極B．假設(shè)M為NaCl溶液，通電一段時(shí)間后，溶液中可能有NaClOC．假設(shè)M為FeCl2溶液，可以實(shí)現(xiàn)石墨上鍍鐵D．假設(shè)M是海水，該裝置是通過“犧牲陽極的陰極保護(hù)法〞使鐵不被腐蝕解析：選B。裝置中電子移動的途徑是：負(fù)極→Fe電極，然后是溶液中的陰離子在陽極(石墨)放電→電源的正極，A錯誤；假設(shè)M為NaCl溶液，通電一段時(shí)間后，陽極產(chǎn)生Cl2，溶液中的NaOH與陽極產(chǎn)生的Cl2發(fā)生反響生成NaCl和NaClO，所以溶液中可能有NaClO，B正確；假設(shè)M為FeCl2溶液，在陽極，溶液中的Fe2＋失去電子變?yōu)镕e3＋，所以不可能實(shí)現(xiàn)石墨上鍍鐵，C錯誤；假設(shè)M是海水，該裝置是電解池，是通過外加電流的陰極保護(hù)法使鐵不被腐蝕，不是通過“犧牲陽極的陰極保護(hù)法〞，D錯誤。3．下面有關(guān)電化學(xué)的圖示，完全正確的選項(xiàng)是()解析：選D。在CuZn原電池中，由于金屬活動性：Zn＞Cu，所以Zn作負(fù)極，Cu作正極，在正極上發(fā)生復(fù)原反響生成H2，A錯誤；粗銅精煉時(shí)，粗銅作陽極，精銅作陰極，電極連接不正確，B錯誤；在Fe片上鍍鋅時(shí)，F(xiàn)e作陰極，Zn作陽極，電極連接不正確，C錯誤；電解飽和NaCl溶液時(shí)，陽極發(fā)生反響：2Cl－－2e－=Cl2↑，Cl2有強(qiáng)氧化性，與KI發(fā)生反響：Cl2＋2KI=2KCl＋I(xiàn)2，I2使淀粉溶液變?yōu)樗{(lán)色，陰極發(fā)生反響：2H＋＋2e－=H2↑，由于氫氣的密度比空氣密度小，所以用向下排空氣的方法收集，D正確。4．用Na2SO3溶液吸收硫酸工業(yè)尾氣中的二氧化硫，將所得的混合液進(jìn)行電解循環(huán)再生，這種新工藝叫再生循環(huán)脫硫法。其中陰、陽離子交換膜組合循環(huán)再生機(jī)理如下圖，那么以下有關(guān)說法中正確的選項(xiàng)是()A．X為直流電源的正極，Y為直流電源的負(fù)極B．陽極區(qū)pH減小C．圖中的b＜aD．陰極的電極反響為HSOeq\o\al(－,3)－2e－＋H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋3H＋和SOeq\o\al(2－,3)－2e－＋H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋解析：選B。由圖可知，亞硫酸氫根離子向Pt(Ⅱ)極移動，那么Pt(Ⅱ)是陽極，那么Y是電源的正極，X是電源的負(fù)極，A錯誤；陽極發(fā)生氧化反響，那么HSOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,3)失去電子生成SOeq\o\al(2－,4)和H＋，陽極區(qū)H＋濃度增大，pH減小，B正確；根據(jù)以上分析，陽極區(qū)HSOeq\o\al(－,3)失去電子生成SOeq\o\al(2－,4)和H＋，那么圖中出來的硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于參加的硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，所以b＞a，C錯誤；陰極發(fā)生復(fù)原反響，氫離子得到電子生成氫氣，D錯誤。5．電解降解法可用于治理水體硝酸鹽污染，將NOeq\o\al(－,3)降解成N2的電解裝置如下圖。以下說法正確的選項(xiàng)是()A．電源的正極為bB．電解時(shí)H＋從膜右側(cè)遷移到膜左側(cè)C．Ag－Pt電極反響為：2H2O－4e－=4H＋＋O2↑D．假設(shè)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為1.204×1024，生成N25.6g解析：選D。a為正極，b為負(fù)極，電極反響式為：陰極：2NOeq\o\al(－,3)＋10e－＋12H＋=N2↑＋6H2O陽極：5H2O－10e－=eq\f(5,2)O2＋10H＋，H＋從左側(cè)移向右側(cè)，假設(shè)轉(zhuǎn)移2mole－，那么生成N20.2mol其質(zhì)量為28g·mol－1×0.2mol＝5.6g。6．將H2S通入FeCl3溶液中，過濾后將反響液參加電解槽中電解(如下圖)，電解后的溶液還可以循環(huán)利用。該方法可用于處理石油煉制過程中產(chǎn)生的H2S廢氣。以下有關(guān)說法正確的選項(xiàng)是()A．過濾得到的沉淀可能是FeS和SB．假設(shè)有0.20mol電子轉(zhuǎn)移，一定能得到2.24L氫氣C．可以用Fe與外接電源的a極相連D．與a極相連的電極反響為Fe2＋－e－=Fe3＋解析：選D。H2S與FeCl3反響生成S、鹽酸和氯化亞鐵，A錯誤；沒有給出氫氣所處的條件，不能求氫氣的體積，B錯誤；根據(jù)右邊生成氫氣知b是負(fù)極，a是正極，假設(shè)鐵作陽極，被溶解，C錯誤。7．一定條件下，利用如下圖裝置可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物苯(C6H6)到環(huán)己烷(C6H12)的轉(zhuǎn)化。以下表達(dá)錯誤的選項(xiàng)是()A．導(dǎo)線中電子移動方向?yàn)镈→AB．生成目標(biāo)產(chǎn)物的電極反響式為C6H6＋6H＋＋6e－=C6H12C．裝置圖右側(cè)導(dǎo)出的氣體是氧氣D．上述過程中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能解析：選A。根據(jù)題圖可知，左側(cè)發(fā)生苯轉(zhuǎn)化為環(huán)己烷的反響，電極反響式為：C6H6＋6H＋＋6e－=C6H12，B項(xiàng)正確；左側(cè)電極D上發(fā)生復(fù)原反響，電極D為陰極，那么A為電源負(fù)極，導(dǎo)線中電子移動方向?yàn)殡娫簇?fù)極A→電解池陰極D，A項(xiàng)錯誤；右側(cè)電極E上發(fā)生氧化反響：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，導(dǎo)出的氣體為氧氣，C項(xiàng)正確；題中裝置為電解池，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，D項(xiàng)正確。8．假設(shè)圖中原電池產(chǎn)生的電壓、電流強(qiáng)度均能滿足電解、電鍍要求，即為理想化。①～⑧為各裝置中的電極編號。以下說法錯誤的選項(xiàng)是()A．當(dāng)K閉合時(shí)，A裝置發(fā)生吸氧腐蝕，在電路中作電源B．當(dāng)K斷開時(shí)，B裝置鋅片溶解，有氫氣產(chǎn)生C．當(dāng)K閉合后，整個電路中電子的流動方向?yàn)棰佟?；⑦→⑥；⑤→④；③→②D．當(dāng)K閉合后，A、B裝置中pH變大，C、D裝置中pH不變解析：選A。當(dāng)K閉合時(shí)，B裝置構(gòu)成原電池，在電路中作電源，整個電路中電子的流動方向?yàn)棰邸冢虎佟?；⑦→⑥；⑤→④；B裝置中消耗H＋，pH變大，A裝置中相當(dāng)于電解飽和食鹽水，pH變大；C裝置中相當(dāng)于在銀上鍍銅，pH不變；D裝置中相當(dāng)于銅的電解精煉，pH不變。9．圖中X為電源，Y為浸透飽和食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(kuò)散。以下判斷正確的選項(xiàng)是()A．濾紙上c點(diǎn)附近會變紅色B．Cu電極質(zhì)量減小，Pt電極質(zhì)量增大C．Z中溶液的pH先減小，后增大D．溶液中的SOeq\o\al(2－,4)向Cu電極定向移動解析：選A。紫紅色斑即MnOeq\o\al(－,4)向d端擴(kuò)散，根據(jù)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(fù)極，c為陰極，NaCl溶液中H＋放電，產(chǎn)生OH－，c點(diǎn)附近會變紅色，A正確；電解硫酸銅溶液時(shí)，Pt為陽極，溶液中的OH－放電：4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，Cu為陰極，溶液中的Cu2＋得電子，生成銅，總反響式為2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up12(電解))2Cu＋O2↑＋2H2SO4，Pt電極附近生成H＋，那么SOeq\o\al(2－,4)向Pt電極移動，B、D不正確。隨著電解的進(jìn)行，Z中溶液變?yōu)榱蛩崛芤?，繼續(xù)電解那么為電解水，硫酸濃度增大，pH減小，C不正確。10．用a、b兩個質(zhì)量相等的Pt電極電解AlCl3和CuSO4的混合溶液[n(AlCl3)∶n(CuSO4)＝1∶9]。t1時(shí)刻a電極得到混合氣體，其中Cl2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為224mL(忽略氣體的溶解)；t2時(shí)刻Cu全部在電極上析出。以下判斷正確的選項(xiàng)是()A．a(chǎn)電極與電源的負(fù)極相連B．t2時(shí)刻，兩電極的質(zhì)量相差3.84gC．電解過程中，溶液的pH不斷增大D．t2時(shí)刻后，b電極的電極反響是4OH－－4e－=2H2O＋O2↑解析：選B。根據(jù)a電極得到Cl2，即2Cl－－2e－=Cl2↑，那么電極a為陽極，與電源的正極相連，A錯誤；根據(jù)生成Cl2的體積可求得原混合溶液中含Cl－0.02mol，故CuSO4為0.06mol，t2時(shí)刻陰極b上Cu2＋完全析出，其電極質(zhì)量增加0.06mol×64g·mol－1＝3.84g，B正確；Cl－和Cu2＋放電時(shí)，溶液pH不變，當(dāng)OH－和Cu2＋放電時(shí)，溶液酸性增強(qiáng)；t2時(shí)刻后，a、b兩極分別是OH－和H＋放電，即電解水。溶液pH減小，b電極的電極反響為2H＋＋2e－=H2↑，C、D錯誤。11．如下圖，A為電源，B為浸透飽和食鹽水和酚酞試液的濾紙，濾紙中央滴有一滴KMnO4溶液，C、D為電解槽，其電極材料及電解質(zhì)溶液如圖。(1)關(guān)閉K1，翻開K2，通電后，B的KMnO4紫紅色液滴向c端移動，那么電源b端為極，通電開始時(shí)，濾紙d端的電極反響式是。(2)C裝置中溶液溶質(zhì)為Cu(NO3)2和X(NO3)3，且均為0.1mol，翻開K1，關(guān)閉K2，通電一段時(shí)間后，陰極析出固體質(zhì)量m(g)與通過電子的物質(zhì)的量n(mol)關(guān)系如下圖。那么Cu2＋、X3＋、H＋氧化能力由大到小的順序是；D裝置中溶液是H2SO4，那么此裝置電極C端的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是。解析：(1)關(guān)閉K1，翻開K2，通電后，B的KMnO4紫紅色溶液滴向c端移動，這說明c電極是陽極，那么電源a端是正極，b端為負(fù)極。通電開始時(shí)，濾紙d端是陰極，氫離子放電，那么電極反響式是2H＋＋2e－=H2↑。(2)根據(jù)圖像可知，通電后立即析出固體，且通過0.2mol電子后固體質(zhì)量不再發(fā)生變化，這說明電解時(shí)X3＋不放電，析出的固體是銅，所以Cu2＋、X3＋、H＋氧化能力由大到小的順序是Cu2＋＞H＋＞X3＋；D裝置中銅是陽極失去電子，C端是陰極，溶液中的氫離子得到電子，隨著反響的進(jìn)行，溶液中的銅離子得到電子，所以裝置電極C端的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是在C端開始時(shí)有無色無味氣體產(chǎn)生，一段時(shí)間后有紅色物質(zhì)析出。答案：(1)負(fù)2H＋＋2e－=H2↑(或2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－)(2)Cu2＋＞H＋＞X3＋在C端開始時(shí)有無色無味氣體產(chǎn)生，一段時(shí)間后有紅色物質(zhì)析出12．如下圖的四個容器中分別盛有不同的溶液，除a、b外，其余電極均為石墨電極。甲為鉛蓄電池，其工作原理為：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，其兩個電極的電極材料分別為PbO2和Pb。閉合K，發(fā)現(xiàn)g電極附近的溶液先變紅，20min后，將K斷開，此時(shí)c、d兩極上產(chǎn)生的氣體體積相同。據(jù)此答復(fù)：(1)a電極的電極材料是(填“PbO2”(2)丙裝置中發(fā)生電解的總反響方程式為。(3)電解20min后，停止電解，此時(shí)要使乙中溶液恢復(fù)到原來的狀態(tài)，需要參加的物質(zhì)及其物質(zhì)的量是。(4)20min后將乙裝置與其他裝置斷開，然后在c、d兩極間連接上靈敏電流計(jì)，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，那么此時(shí)c電極為極，d電極上發(fā)生反響的電極反響式為。解析：g電極附近的溶液先變紅，說明g為陰極，依次可推出h為陽極，a為正極，b為負(fù)極，c為陰極，d為陽極，e為陰極，f為陽極。(1)a為正極，鉛蓄電池的正極材料為PbO2。(2)Al2(SO4)3為活潑金屬的含氧酸鹽，電解其水溶液的實(shí)質(zhì)是電解水。(3)陰極上先析出Cu，溶液中Cu2＋反響完后產(chǎn)生H2，陽極上始終產(chǎn)生O2，設(shè)兩極均產(chǎn)生氣體amol，根據(jù)得失電子守恒可得：4a＝0.1×2＋2a，解得a＝0.1，即電解過程中析出了0.1molCu、0.1molH2和0.1molO2，要使電解質(zhì)溶液復(fù)原，根據(jù)“析出什么補(bǔ)什么〞，知需要參加0.1molCu(OH)2或0.1molCuO和0.1molH2O。(4)電解20min后，c電極處有H2生成，d電極處有O2生成，電解質(zhì)溶液為H2SO4溶液，斷開K，c、d兩極間連接上靈敏電流計(jì)后形成氫氧燃料電池，c電極作負(fù)極，d電極上發(fā)生復(fù)原反響：O2＋4H＋＋4e－=2H2O。答案：(1)PbO2(2)2H2Oeq\o(=,\s\up12(通電))2H2↑＋O2↑(3)0.1molCu(OH)2或0.1molCuO和0.1molH2O(4)負(fù)O2＋4H＋＋4e－=2H2O13．(1)由黃銅礦(主要成分是CuFeS2)煉制精銅的工藝流程示意圖如下：eq\x(銅礦石)eq\o(→,\s\up12(選礦))eq\x(銅精礦砂)eq\o(→,\s\up12(焙燒和除渣),\s\do12(反射爐))eq\x(冰銅)eq\o(→,\s\up12(復(fù)原),\s\do12(轉(zhuǎn)爐))eq\x(粗銅)eq\o(→,\s\up12(精煉),\s\do12(電解槽))eq\x(電解銅)粗銅的電解精煉如下圖。在粗銅的電解過程中，粗銅板應(yīng)是圖中電極(填圖中的字母)；在電極d上發(fā)生的電極反響式為；假設(shè)粗銅中還含有Au、Ag、Fe，它們在電解槽中的存在形式和位置為。(2)H3PO2也可用電滲析法制備。“四室電滲析法〞工作原理如下圖(陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過)：①寫出陽極的電極反響式