（江蘇專用）高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 專題6 第三單元 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 金屬腐蝕及防護(hù)課時(shí)闖關(guān)（含解析）

一、單項(xiàng)選擇題(每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1．(2012·滄州高三質(zhì)檢)如圖所示，銅片、鋅片和石墨棒用導(dǎo)線連接后插入番茄里，電流計(jì)中有電流通過(guò)，則下列說(shuō)法正確的是()A．鋅片是負(fù)極B．兩個(gè)銅片上都發(fā)生氧化反應(yīng)C．石墨是陰極D．兩個(gè)番茄都形成原電池解析：選A。由于番茄汁顯酸性，Zn和Cu的活潑性不同，且Zn能與H＋反應(yīng)，因此左側(cè)為原電池，右側(cè)為電解池。在左側(cè)，Zn作負(fù)極，Cu作正極，在右側(cè)C作陽(yáng)極，Cu作陰極，故A正確。2．查處酒后駕駛采用的“便攜式乙醇測(cè)量?jī)x”以燃料電池為工作原理，在酸性環(huán)境中，理論上乙醇可以被完全氧化為CO2，但實(shí)際乙醇被氧化為X，其中一個(gè)電極的反應(yīng)式為CH3CH2OH－2e－=X＋2H＋。下列說(shuō)法中正確的是()A．電池內(nèi)部H＋由正極向負(fù)極移動(dòng)B．另一極的電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O=4OH－C．乙醇在正極發(fā)生反應(yīng)，電子經(jīng)過(guò)外電路流向負(fù)極D．電池總反應(yīng)式為2CH3CH2OH＋O2=2CH3CHO＋2H2O解析：選D。根據(jù)原電池工作原理、反應(yīng)規(guī)律及質(zhì)量守恒等，可以確定乙醇作原電池的負(fù)極，正極反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－=2H2O，物質(zhì)X的分子式為C2H4O，是乙醇被氧化的產(chǎn)物，為CH3CHO，則電池的總反應(yīng)式為2CH3CH2OH＋O2=2CH3CHO＋2H2O；工作過(guò)程中負(fù)極產(chǎn)生H＋，正極消耗H＋，所以，H＋應(yīng)由負(fù)極向正極移動(dòng)；外電路中的電子應(yīng)由負(fù)極流出，正極流入。3．電解100mL含c(H＋)＝0.30mol/L的下列溶液，當(dāng)電路中通過(guò)0.04mol電子時(shí)，理論上析出金屬質(zhì)量最大的是()A．0.10mol/LAg＋ B．0.02mol/LZn2＋C．0.20mol/LCu2＋ D．0.20mol/LPb2＋解析：選C。根據(jù)離子的放電順序可知，當(dāng)電路中通過(guò)0.04mol的電子時(shí)，能析出金屬的只有選項(xiàng)A和C,100mL溶液中分別含有Ag＋：0.01mol,1.08g；Cu2＋：0.02mol,1.28g可知選C。4.在800～1000℃時(shí)電解TiO2可制得鈦，裝置如圖所示。下列敘述正確的是()A．a(chǎn)為電源的正極B．石墨電極上發(fā)生還原反應(yīng)C．陰極發(fā)生的反應(yīng)為：TiO2＋4e－=Ti＋2O2－D．每生成0.1mol鈦，轉(zhuǎn)移電子0.2mol解析：選C。由O2－移動(dòng)方向可知b為電源正極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；b為電源正極，石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；每生成0.1mol鈦，轉(zhuǎn)移電子0.4mol，D項(xiàng)錯(cuò)誤。5．(2012·北京崇文區(qū)高三統(tǒng)練)16歲時(shí)，美籍華裔科學(xué)家錢永健就憑借一個(gè)“金屬易受硫氰酸鹽腐蝕”的調(diào)查項(xiàng)目，榮獲“美國(guó)西屋科學(xué)天才獎(jiǎng)”。下列敘述正確的是()A．金屬腐蝕就是金屬失去電子被還原的過(guò)程B．將水庫(kù)中的水閘(鋼板)與外加直流電源的負(fù)極相連，正極連接到一塊廢鐵上可防止水閘被腐蝕C．合金的熔點(diǎn)都高于它的成分金屬，合金的耐腐蝕性也都比其成分金屬?gòu)?qiáng)D．銅板上的鐵鉚釘處在潮濕的空氣中直接發(fā)生反應(yīng)：Fe－3e－=Fe3＋，繼而形成鐵銹解析：選B。A項(xiàng)，金屬失去電子，被氧化；B項(xiàng)正確，用外加電流的陰極保護(hù)法保護(hù)金屬；C項(xiàng)，合金的熔點(diǎn)比其成分金屬的熔點(diǎn)低；D項(xiàng)，應(yīng)為Fe－2e－=Fe2＋。6．關(guān)于下列各裝置圖的敘述中，不正確的是()A．用裝置①精煉銅，則a極為粗銅，電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液B．裝置②的總反應(yīng)式是Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋C．裝置③中鋼閘門應(yīng)與外接電源的負(fù)極相連D．裝置④中的鐵釘幾乎沒有被腐蝕解析：選B。A項(xiàng)，a為陽(yáng)極，精煉銅時(shí)粗銅作陽(yáng)極，對(duì)，B項(xiàng)，F(xiàn)e為負(fù)極，反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋，Cu為正極，反應(yīng)式為Fe3＋＋e－=Fe2＋，總反應(yīng)式為Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，錯(cuò)，C項(xiàng)，鋼閘門作電解裝置的陰極受到保護(hù)，對(duì)；D項(xiàng)，在圖示環(huán)境中，鐵釘處于干燥的環(huán)境下，不易被腐蝕，對(duì)。二、不定項(xiàng)選擇題(每小題只有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題意)7．如圖裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時(shí)間后，b極附近溶液呈紅色。下列說(shuō)法中不正確的是()A．X是正極，Y是負(fù)極B．X是負(fù)極，Y是正極C．CuSO4溶液的pH逐漸變大D．NaCl溶液的pH逐漸變大解析：選BC。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象知道，b極是電解池的陰極，則X是正極，Y是負(fù)極。燒杯內(nèi)電解CuSO4溶液，產(chǎn)物為Cu、O2和H2SO4，電解后溶液酸性增強(qiáng)，U形管電解NaCl溶液，產(chǎn)物為Cl2、H2和NaOH，溶液的堿性增強(qiáng)。8．鉛酸蓄電池是目前應(yīng)用普遍的化學(xué)電池，新型液流式鉛酸蓄電池以可溶的甲基磺酸鉛為電解質(zhì)，電池總反應(yīng)為：Pb＋PbO2＋4H＋2Pb2＋＋2H2O。下列有關(guān)新型液流式鉛酸蓄電池的說(shuō)法正確的是()A．充放電時(shí)，溶液中Pb2＋濃度保持不變B．充放電時(shí)，溶液的導(dǎo)電能力變化不大C．放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)式為：Pb－2e－=Pb2＋D．充電時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)式為：Pb2＋＋4OH－＋2e－=PbO2＋2H2O解析：選BC。A項(xiàng)，充電時(shí)溶液中Pb2＋濃度減小，放電時(shí)溶液中Pb2＋濃度增大，不正確；D項(xiàng)，充電時(shí)陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Pb2＋＋2H2O－2e－=PbO2＋4H＋，故不正確。9．(2012·安徽江南十校聯(lián)考)利用如圖裝置，能完成很多電化學(xué)實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)此裝置的敘述中，不正確的是()A．若X為鋅棒，Y為NaCl溶液，開關(guān)K置于M處，可減緩鐵的腐蝕，這種方法稱為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法B．若X為碳棒，Y為NaCl溶液，開關(guān)K置于N處，可減緩鐵的腐蝕，溶液中的陽(yáng)離子向鐵電極移動(dòng)C．若X為銅棒，Y為硫酸銅溶液，開關(guān)K置于M處，銅棒質(zhì)量將增加，此時(shí)外電路中的電子向銅電極移動(dòng)D．若X為銅棒，Y為硫酸銅溶液，開關(guān)K置于N處，鐵棒質(zhì)量將增加，溶液中銅離子濃度將減小解析：選D。A項(xiàng)中鋅的活潑性比鐵強(qiáng)，可減緩鐵的腐蝕，這種方法的名稱也正確，正確；B項(xiàng)是外加電流的陰極保護(hù)法，可減緩鐵的腐蝕，溶液中的陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，正確；C項(xiàng)是原電池，銅是正極，質(zhì)量將增加，鐵是負(fù)極，此時(shí)外電路中的電子由負(fù)極向正極移動(dòng)，正確；D項(xiàng)是在鐵棒上鍍銅，鐵棒質(zhì)量將增加，但溶液中各離子濃度都不發(fā)生變化，錯(cuò)誤。10．500mLKNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NOeq\o\al(－,3))＝5.0mol/L，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11.2L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，假定電解后溶液體積仍為500mL，下列說(shuō)法不正確的是()A．原混合溶液中c(K＋)為3mol/LB．上述電解過(guò)程中共轉(zhuǎn)移1mol電子C．電解得到的Cu的物質(zhì)的量為0.5molD．電解后溶液中c(H＋)為2mol/L解析：選B。陽(yáng)極反應(yīng)為：4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，根據(jù)氣體的量可知轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol，陰極反應(yīng)為：Cu2＋＋2e－=Cu，Cu2＋放電結(jié)束后H＋放電，2H＋＋2e－=H2↑，H＋放電時(shí)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1mol，說(shuō)明Cu2＋放電時(shí)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1mol，則n(Cu)＝0.5mol，c(Cu2＋)＝1mol/L，根據(jù)電荷守恒得：c(K＋)＋2c(Cu2＋)＝c(NOeq\o\al(－,3))，求得c(K＋)為3mol/L。B選項(xiàng)錯(cuò)誤。三、非選擇題11．鋼鐵工業(yè)是國(guó)家工業(yè)的基礎(chǔ)，請(qǐng)回答鋼鐵腐蝕與防護(hù)過(guò)程中的有關(guān)問(wèn)題。(1)生產(chǎn)中可用鹽酸來(lái)除鐵銹?，F(xiàn)將一生銹的鐵片放入鹽酸中，當(dāng)鐵銹被除盡后，溶液中發(fā)生的化合反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。(2)下列哪些裝置可防止鐵棒被腐蝕________。(3)在實(shí)際生產(chǎn)中，可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕。裝置示意如圖：①A電極對(duì)應(yīng)的金屬是________(寫元素名稱)，B電極的電極反應(yīng)式是________________________________________________________________________。②若電鍍前A、B兩金屬片質(zhì)量相同，電鍍完成后將它們?nèi)〕鱿磧?、烘干、稱量，二者質(zhì)量差為5.12g，則電鍍時(shí)電路中通過(guò)的電子為________mol。③鍍層破損后，鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕，請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明原因________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)鐵銹的主要成分為氧化鐵的水合物，與鹽酸反應(yīng)后生成了三價(jià)鐵離子，而后鐵與三價(jià)鐵離子會(huì)化合生成亞鐵離子。(2)B中鋅比鐵活動(dòng)性強(qiáng)，為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法，D為外加電流的陰極保護(hù)法。A、C均易使鐵棒腐蝕。(3)為在鐵表面鍍銅需將鐵作陰極、銅作陽(yáng)極，當(dāng)析出1mol銅時(shí)，兩電極的質(zhì)量差為64＋64＝128g，轉(zhuǎn)移2mol電子，當(dāng)質(zhì)量差為5.12g時(shí)，電路中通過(guò)的電子為0.08mol。答案：(1)2FeCl3＋Fe=3FeCl2(2)BD(3)①銅Cu2＋＋2e－=Cu②0.08③鐵比銅活潑，鍍層破壞后，在潮濕環(huán)境中形成原電池，鐵為負(fù)極，加速鐵的腐蝕，而鍍鋅鐵鍍層破壞后，鋅作負(fù)極鐵作正極，鐵不易腐蝕(其他答案合理也可)12．如圖所示，A、F為石墨電極，B、E為鐵片電極。按要求回答下列問(wèn)題。(1)打開K2，閉合K1時(shí)。B為________極，A的電極反應(yīng)為________________，最終可觀察到的現(xiàn)象是________________________，涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式有：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)打開K1，閉合K2時(shí)。E為________極，F(xiàn)極的電極反應(yīng)為__________________________，檢驗(yàn)F極產(chǎn)生氣體的方法是________________________________________________________________________。(3)若往U形管中滴加酚酞試液，進(jìn)行(1)(2)操作時(shí)，A、B、E、F電極周圍能變紅的是________。解析：(1)當(dāng)打開K2，閉合K1時(shí)，剛好形成原電池，較活潑的Fe作負(fù)極，A作正極，在正極溶液中O2得電子發(fā)生還原反應(yīng)，即發(fā)生吸氧腐蝕，生成Fe(OH)2，進(jìn)一步被氧化為紅褐色的Fe(OH)3。(2)打開K1，閉合K2，形成電解池，故E為電解池的陰極，F(xiàn)為電解池的陽(yáng)極，在陽(yáng)極Cl－失電子生成Cl2。(3)A、E兩極都生成了OH－，故遇酚酞試液會(huì)變紅。答案：(1)負(fù)O2＋2H2O＋4e－=4OH－溶液中有紅褐色沉淀生成2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2；4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3(2)陰2Cl－－2e－=Cl2↑用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙靠近F，若試紙變藍(lán)，則產(chǎn)生的氣體是Cl2(3)A、E13．如下圖所示，某同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)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(yáng)離子交換膜。根據(jù)要求回答相關(guān)問(wèn)題：(1)通入氧氣的電極為________(填“正極”或“負(fù)極”)，寫出負(fù)極的電極反應(yīng)式________________________________________________________________________。(2)鐵電極為________(填“陽(yáng)極”或“陰極”)，石墨電極(C)的電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________。(3)反應(yīng)一段時(shí)間后，乙裝置中生成氫氧化鈉主要在________(填“鐵極”或“石墨極”)區(qū)，簡(jiǎn)述理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)如果粗銅中含有鋅、銀等雜質(zhì)，丙裝置中陽(yáng)極上電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________，反應(yīng)一段時(shí)間，硫酸銅溶液濃度將________(填“增大”、“減小”或“不變”)。(5)若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，有2.24L氧氣參加反應(yīng)，則乙裝置中鐵電極上生成的氣體的分子數(shù)為________；丙裝置中陰極析出銅的質(zhì)量為________。解析：甲裝置中甲醚(CH3OCH3)與氧氣反應(yīng)，甲醚被氧化，氧氣被還原，故在正極通入氧氣，在負(fù)極通入甲醚。甲醚在堿溶液中最終生成COeq\o\al(2－,3)和H2O。乙裝置中鐵極與負(fù)極相連，鐵極為陰極，石墨(C)極為陽(yáng)極；丙裝置中粗銅為陽(yáng)極，與甲的正極相連，精銅為陰極。由于粗銅中含有鋅等比銅活潑的金屬，Zn2＋得電子能力比Cu2＋弱，根據(jù)電子守恒，陽(yáng)極銅、鋅失去電子總數(shù)等于陰極上析出的銅得電子總數(shù)，故硫酸銅溶液濃度會(huì)降低。n(O2)＝0.1mol，O2＋2H2O＋4e－=4OH－，n(e－)＝0.