2023高三化學一輪復習專題6第3單元電解池金屬的腐蝕與防護課時分層訓練蘇教版

PAGEPAGE2電解池金屬的腐蝕與防護A組專項根底達標(建議用時：30分鐘)1．觀察以下幾個裝置示意圖，有關表達正確的選項是()A．裝置甲中陽極上析出紅色固體B．裝置乙中銅片應與電源負極相連C．裝置丙中外電路電流方向：b極→a極D．裝置丁中陰極反響：2Cl－－2e－=Cl2↑C[A項，陽極上生成Cl2；B項，銅片應作陽極，與電源正極相連；D項，陰極反響應為2H＋＋2e－=H2↑。]2．以下說法中正確的選項是()A．氯堿工業(yè)中，X、Y均為石墨，X附近能得到氫氧化鈉B．銅的精煉中，X是純銅，Y是粗銅，Z是CuSO4C．電鍍工業(yè)中，X是待鍍金屬，Y是鍍層金屬D．外加電流的陰極保護法中，Y是待保護金屬D[電解飽和食鹽水時，陰極區(qū)得到H2和NaOH。銅的電解精煉時，應用粗銅作陽極、純銅作陰極。電鍍時，應以鍍層金屬作陽極、待鍍金屬作陰極。]3．(2022·上海高考)研究電化學腐蝕及防護的裝置如下圖。以下有關說法錯誤的選項是()【導學號：37742175】A．d為石墨，鐵片腐蝕加快B．d為石墨，石墨上電極反響為O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．d為鋅塊，鐵片不易被腐蝕D．d為鋅塊，鐵片上電極反響為2H＋＋2e－=H2↑D[A.由于活動性：Fe>石墨，所以鐵、石墨及海水構成原電池，F(xiàn)e為負極，失去電子被氧化變?yōu)镕e2＋進入溶液，溶解在海水中的氧氣在正極石墨上得到電子被復原，比沒有形成原電池時的速率快，正確。B.d為石墨，由于是中性電解質，所以發(fā)生的是吸氧腐蝕，石墨上氧氣得到電子，發(fā)生復原反響，電極反響為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，正確。C.假設d為鋅塊，那么由于金屬活動性：Zn>Fe，Zn為原電池的負極，F(xiàn)e為正極，首先被腐蝕的是Zn，鐵得到保護，鐵片不易被腐蝕，正確。D.d為鋅塊，由于電解質為中性環(huán)境，發(fā)生的是吸氧腐蝕，在鐵片上電極反響為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，錯誤。]4.鋁陽極氧化處理后形成的氧化膜比鋁的天然氧化膜耐磨性、耐腐蝕性及裝飾性有明顯的提高，工業(yè)中以鋁為陽極，置于硫酸溶液中電解，裝置如下圖，以下說法正確的選項是()A．陽極電極方程式為2Al－6e－＋6OH－=Al2O3＋3H2OB．隨著電解的進行，溶液的pH逐漸增大C．當陰極生成氣體3.36L(標準狀況)時，陽極增重2.4gD．電解過程中H＋移向鋁電極C[A項，硫酸溶液為酸性，陽極反響式為2Al－6e－＋3H2O=Al2O3＋6H＋；B項，陰極反響式為6H＋＋6e－=3H2↑，電解過程中H2O減少，pH減??；D項，電解過程中H＋移向陰極(石墨極)。]5．(2022·太原模擬)如圖是鉛蓄電池充、放電時的工作示意圖，放電時電池反響為PbO2＋Pb＋4H＋＋2SOeq\o\al(2－,4)=2PbSO4＋2H2O。以下有關說法正確的選項是()A．K與N相接時，能量由電能轉化為化學能B．K與N相接時，H＋向負極區(qū)遷移C．K與M相接時，所用電源的a極為負極D．K與M相接時，陽極附近的pH逐漸增大C[A項，K與N相接時形成原電池，化學能轉化為電能；B項，原電池工作時，H＋向正極遷移；D項，K與M相接時，為充電過程，陽極反響式為PbSO4＋2H2O－2e－=PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)，陽極附近的pH減小。]6．(2022·長春模擬)用一種陰、陽離子雙隔膜三室電解槽處理廢水中的NHeq\o\al(＋,4)，模擬裝置如下圖。以下說法正確的選項是()A．陽極室溶液由無色變成棕黃色B．陰極的電極反響式為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑C．電解一段時間后，陰極室溶液中的pH升高D．電解一段時間后，陰極室溶液中的溶質一定是(NH4)3PO4C[陽極上Fe發(fā)生氧化反響，溶液由無色變?yōu)闇\綠色，A項錯誤；陰極上H＋發(fā)生復原反響：2H＋＋2e－=H2↑，B項錯誤；根據(jù)陰極上電極反響，陰極消耗H＋，電解一段時間后，陰極室溶液pH升高，C項正確；電解一段時間后，陰極室溶液pH升高，NHeq\o\al(＋,4)與OH－反響生成NH3·H2O，因此陰極室溶液中溶質除(NH4)3PO4外，還可能有NH3·H2O，D項錯誤。]7．(2022·湖北七市調研)如以下圖所示，某同學設計了一個燃料電池并探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理，其中乙裝置中X為陽離子交換膜。以下有關說法正確的選項是()【導學號：37742176】A．反響一段時間后，乙裝置中生成的氫氧化鈉在鐵極區(qū)B．乙裝置中鐵電極為陰極，電極反響式為Fe－2e－=Fe2＋C．通入氧氣的一極為正極，發(fā)生的電極反響為O2－4e－＋2H2O=4OH－D．反響一段時間后，丙裝置中硫酸銅溶液濃度保持不變A[甲裝置為甲醚燃料電池，充入氧氣的一極發(fā)生復原反響，為電極的正極，充入燃料的一極為電極的負極；乙裝置為電解飽和氯化鈉溶液的裝置，根據(jù)串聯(lián)電池中電子的轉移，可知Fe電極為陰極，C極為陽極；丙裝置為電解精煉銅的裝置，精銅為陰極，粗銅為陽極。]8．(2022·太原模擬)鋅溴液流電池是一種新型電化學儲能裝置(如下圖)，電解液為溴化鋅水溶液，其在電解質儲罐和電池間不斷循環(huán)。以下說法不正確的選項是()A．放電時負極的電極反響式為Zn－2e－=Zn2＋B．充電時電極a連接電源的負極C．陽離子交換膜可阻止Br2與Zn直接發(fā)生反響D．放電時左側電解質儲罐中的離子總濃度增大B[由題知電解液為溴化鋅水溶液，結合電解裝置圖分析可知充電時左側電極上發(fā)生氧化反響：2Br－－2e－=Br2，那么左側電極為陽極，充電時電極a連接電源的正極；充電時右側電極上發(fā)生復原反響：Zn2＋＋2e－=Zn，那么右側電極為陰極，充電時電極b連接電源的負極，B選項錯誤。該電池放電時負極反響為充電時陰極反響的逆反響，即為Zn－2e－=Zn2＋，A選項正確。陽離子交換膜只允許陽離子通過，可阻止Br2與Zn直接發(fā)生反響，C選項正確。該電池放電時正極反響為充電時陽極反響的逆反響，即為Br2＋2e－=2Br－，放電時作原電池，原電池中陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，且該裝置使用了陽離子交換膜，其只允許陽離子通過，即左側電極上生成了Br－，同時Zn2＋不斷移向左側電極區(qū)，所以放電時左側電解質儲罐中的離子總濃度增大，D選項正確。]9．500mLKNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NOeq\o\al(－,3))＝0.6mol·L－1，用石墨作電極電解此溶液，當通電一段時間后，兩極均收集到2.24L氣體(標準狀況下)，假定電解后溶液體積仍為500mL，以下說法正確的選項是()A．原混合溶液中c(K＋)為0.2mol·L－1B．上述電解過程中共轉移0.2mol電子C．電解得到的Cu的物質的量為0.05molD．電解后溶液中c(H＋)為0.2mol·L－1A[石墨作電極電解KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液，陽極反響式為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，陰極先后發(fā)生兩個反響：Cu2＋＋2e－=Cu,2H＋＋2e－=H2↑。從收集到O2為2.24L這個事實可推知上述電解過程中共轉移0.4mol電子，而在生成2.24LH2的過程中轉移0.2mol電子，所以Cu2＋共得到0.4mol－0.2mol＝0.2mol電子，電解前Cu2＋的物質的量和電解得到的Cu的物質的量都為0.1mol。電解前后分別有以下守恒關系：c(K＋)＋2c(Cu2＋)＝c(NOeq\o\al(－,3))，c(K＋)＋c(H＋)＝c(NOeq\o\al(－,3))，不難算出：電解前c(K＋)＝0.2mol·L－1，電解后c(H＋)＝0.4mol·L－1。]10．(2022·合肥質檢)如下圖，U形管內盛有100mL的溶液，按要求答復以下問題：(1)斷開K2，閉合K1，假設所盛溶液為CuSO4溶液，那么A極為________極，B極的電極反響式為_____________________________________________________________。假設所盛溶液為KCl溶液，那么B極的電極反響式為____________________________________________________________________________________________________________________________。(2)斷開K1，閉合K2，假設所盛溶液為滴有酚酞的NaCl溶液，那么：①A電極附近可以觀察到的現(xiàn)象是________，Na＋移向________(填“A〞或“B〞)極。②B電極上的電極反響式為_______________________________________________________________，總反響的化學方程式是_____________________________________________________________。③反響一段時間后斷開K2，假設忽略溶液的體積變化和氣體的溶解，B極產(chǎn)生氣體的體積(標準狀況)為11.2mL，將溶液充分混合，溶液的pH約為________。假設要使電解質溶液恢復到原狀態(tài)，需向U形管內參加或通入一定量的________。[解析](1)斷開K2，閉合K1時，該裝置是原電池，鋅作負極，碳作正極，正極上銅離子得電子生成銅，發(fā)生氧化反響，電極反響式為Cu2＋＋2e－=Cu；所盛溶液為KCl溶液時發(fā)生吸氧腐蝕，正極(B極)的電極反響式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－；(2)斷開K1，閉合K2，假設所盛溶液為滴有酚酞的NaCl溶液，①該裝置是電解池，碳棒是陽極，鋅棒是陰極，電解時，鋅棒上氫離子放電生成氫氣，同時電極附近生成的氫氧根離子導致溶液呈堿性，參加酚酞溶液后變紅；溶液中的Na＋向陰極移動，即向A電極移動；②電解時，陽極B上氯離子放電生成氯氣：2Cl－－2e－=Cl2↑，陰極上氫離子放電生成氫氣，同時溶液中生成氫氧化鈉，所以電池總反響式為2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；③由②可知，B極產(chǎn)生(標準狀況)11.2mLCl2，生成0.001molNaOH。故c(OH－)＝0.01mol/L，c(H＋)＝eq\f(Kw,cOH－)＝eq\f(10－14,0.01)mol/L＝10－12mol/L，故pH＝12。兩極逸出的氣體分別是H2和Cl2，故要使電解質溶液恢復到原狀態(tài)，需向U形管內通入一定量的HCl氣體。[答案](1)負Cu2＋＋2e－=CuO2＋2H2O＋4e－=4OH－(2)①溶液變紅A②2Cl－－2e－=Cl2↑2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2NaOH＋Cl2↑＋H2↑③12HCl11．某興趣小組的同學用以下圖所示裝置研究有關電化學的問題。當閉合該裝置的電鍵時，觀察到電流計的指針發(fā)生了偏轉。請答復以下問題：(1)甲池為________(填“原電池〞“電解池〞或“電鍍池〞)，通入CH3OH電極的電極反響式為____________________________________________________________________________________________________________________________。(2)乙池中A(石墨)電極的名稱為________(填“正極〞“負極〞“陰極〞或“陽極〞)，總反響式為____________________________________________________________________________________________________________________________。(3)當乙池中B極質量增加5.40g時，甲池中理論上消耗O2的體積為________mL(標準狀況)，丙池中________極析出________g銅。(4)假設丙池中電極不變，將其溶液換成NaCl溶液，電鍵閉合一段時間后，甲中溶液的pH將________(填“增大〞“減小〞或“不變〞)；丙中溶液的pH將________(填“增大〞“減小〞或“不變〞)，假設將丙中溶液復原，需參加________。[解析](1)甲池為原電池，通入CH3OH的電極為負極，電極反響式為CH3OH－6e－＋8OH－=COeq\o\al(2－,3)＋6H2O。(2)乙池中為用惰性電極電解AgNO3溶液，其中A作陽極，B作陰極，總反響式為4AgNO3＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))4Ag＋O2↑＋4HNO3。(3)根據(jù)各電極上轉移的電子相同，那么n(Ag)＝4n(O2)＝2n(Cu)，故V(O2)＝eq\f(1,4)×eq\f(5.40,108)×22.4L＝0.28L＝280mL，m(Cu)＝eq\f(1,2)×eq\f(5.40,108)×64g＝1.6g。(4)假設丙池中電極不變，將其溶液換成NaCl溶液，根據(jù)丙中總反響式為2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，溶液pH增大，而甲中總反響式為2CH3OH＋3O2＋4KOH=2K2CO3＋6H2O，溶液pH減小。[答案](1)原電池CH3OH－6e－＋8OH－=COeq\o\al(2－,3)＋6H2O(2)陽極4AgNO3＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))4Ag＋O2↑＋4HNO3(3)280D1.6(4)減小增大HClB組專項能力提升(建議用時：15分鐘)12．假設圖中原電池產(chǎn)生的電壓、電流強度均能滿足電解、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是()【導學號：37742177】A．當K閉合時，A裝置發(fā)生吸氧腐蝕，在電路中作電源B．當K斷開時，B裝置鋅片溶解，有氫氣產(chǎn)生C．當K閉合后，整個電路中電子的流動方向為③→②；①→⑧；⑦→⑥；⑤→④D．當K閉合后，A、B裝置中pH變大，C裝置中pH不變A[當K閉合時，形成閉合電路，B中Zn-Cu形成的原電池比A中Fe-C形成的原電池產(chǎn)生的電壓大，A為電解池，B為原電池。]13．某實驗小組同學對電化學原理進行了一系列探究活動。(1)如圖為某實驗小組依據(jù)氧化復原反響：(用離子方程式表示)_______________________________________________________________設計的原電池裝置，反響前，電極質量相等，一段時間后，兩電極質量相關12g，導線中通過________mol電子。(2)其他條件不變，假設將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液，石墨電極反響式為_______________________________________________________________，這是由于NH4Cl溶液顯________(填“酸性〞、“堿性〞或“中性〞)，用離子方程式表示溶液顯此性的原因______________________________________________________________________________________________________________________________，用吸管吸出鐵片附近溶液少許置于試管中，向其中滴加少量新制飽和氯水，寫出發(fā)生反響的離子方程式____________________________________________________________________________________________________________________________。(3)如圖其他條件不變，假設將鹽橋換成彎銅導線與石墨相連成n型，如下圖。一段時間后，在甲裝置銅絲附近滴加酚酞試液，現(xiàn)象是_______________________________________________________________，