2019年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)（人教版）練案19電解池金屬的腐蝕與防護(hù)

練案[19]第六章化學(xué)反應(yīng)與能量第19講電解池金屬的腐蝕與防護(hù)A組基礎(chǔ)必做題1．(2018·湖南岳陽(yáng)模擬)很多銀紀(jì)念幣材料為銅芯鍍銀，依據(jù)所掌握的電化學(xué)原理知識(shí)判斷，下列說法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)50813600)(A)A．制作這種銀紀(jì)念幣時(shí)，純銀作陽(yáng)極B．銀紀(jì)念幣制作過程中保持電流恒定，升高溫度會(huì)加快電鍍的速率C．電解精煉銅時(shí)，電解質(zhì)溶液中c(Cu2＋)保持不變D．鋅、銅、稀硫酸組成的原電池中，放電一段時(shí)間后，銅片質(zhì)量減小[解析]銅芯上鍍銀時(shí)，應(yīng)用銅器作陰極、純銀作陽(yáng)極，A正確；電鍍的速率只與電路中通過電子的速率有關(guān)，所以保持電流恒定，升高溫度，電鍍的速率不變，B錯(cuò)誤；電解精煉銅時(shí)，粗銅作陽(yáng)極，粗銅中的Zn、Fe等雜質(zhì)也失電子產(chǎn)生Zn2＋、Fe2＋等，陰極上只析出銅，故溶液中c(Cu2＋)減小，C錯(cuò)誤；銅鋅原電池中，銅作正極，其質(zhì)量不變，D錯(cuò)誤。2．(2017·廣東惠州第一次調(diào)研)某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖裝置，探究氯堿工業(yè)原理，下列說法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)50813163)(B)A．石墨電極與直流電源的負(fù)極相連B．銅電極的電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑C．氫氧化鈉在石墨電極附近產(chǎn)生，Na＋向石墨電極遷移D．用濕潤(rùn)的淀粉－KI試紙?jiān)阢~電極附近檢驗(yàn)氣體，試紙變藍(lán)色[解析]氯堿工業(yè)的反應(yīng)原理為2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，而Cu為活性電極，故應(yīng)將Cu電極與電源的負(fù)極相連，石墨電極與電源的正極相連，A錯(cuò)誤；Cu電極為陰極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑(或2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－)，B正確；電解池中，電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，則Na＋向Cu電極遷移，在Cu電極上產(chǎn)生H2，石墨電極的反應(yīng)為2Cl－－2e－=Cl2↑，故用濕潤(rùn)的淀粉－KI試紙?jiān)阢~電極附近檢驗(yàn)氣體，試紙不變色，D錯(cuò)誤。3．(2017·河南南陽(yáng)期中評(píng)估)用如圖所示裝置(熔融CaF2－CaO作電解質(zhì))獲得金屬鈣，并用鈣還原TiO2制備金屬鈦。下列說法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)50813164)(B)A．電解過程中，Ca2＋向陽(yáng)極移動(dòng)B．陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為C＋2O2－－4e－=CO2↑C．在制備金屬鈦前后，整套裝置中CaO的總量減少D．若用鉛蓄電池作該裝置的供電電源，“＋”接線柱是Pb電極[解析]由題圖可知，石墨與外加電源的正極相連，則石墨為陽(yáng)極，鈦網(wǎng)電極作陰極，電解過程中，電解液中Ca2＋向陰極移動(dòng)，A錯(cuò)誤；據(jù)題圖可知，陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)生成CO2，則陽(yáng)極反應(yīng)式為C＋2O2－－4e－=CO2↑，B正確；陰極反應(yīng)式為2Ca2＋＋4e－=2Ca，Ca還原TiO2的反應(yīng)方程式為2Ca＋TiO2=2CaO＋Ti，故制備Ti前后，整套裝置中CaO的質(zhì)量不變，C錯(cuò)誤；“＋”表示鉛蓄電池的正極，該接線柱為鉛蓄電池的PbO2極，D錯(cuò)誤。4．(2018·江西靖安模擬)如圖是自來水表的常見安裝方式。下列有關(guān)說法不正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)50813165)(C)A．該安裝方式的水表更容易被腐蝕B．發(fā)生腐蝕過程中，電子從接頭流向水表C．腐蝕時(shí)水表發(fā)生的電極反應(yīng)為2H2O＋O2＋4e－=4OH－D．腐蝕過程還涉及反應(yīng)：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)35．(2018·湖北孝感模擬)某同學(xué)用下圖所示裝置進(jìn)行銅的電解精煉實(shí)驗(yàn)(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eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)50813166)(B)A．a(chǎn)應(yīng)與c相連接，b應(yīng)與d相連接B．電解一段時(shí)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(shí)間，b極附近溶液的pH降低D．電解過程中，Y池中Cu2＋的濃度始終不變[解析]X池中Zn為負(fù)極，接Y池的純銅，X池中Cu為正極，接Y池的粗銅，故A錯(cuò)誤；b極電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑，d極電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=Cu，所以電解一段時(shí)間后，b、d兩極析出物質(zhì)的物質(zhì)的量相同，故B正確；b極電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑，電解后pH升高，故C錯(cuò)誤；Y池中c極電極反應(yīng)式為Zn－2e－=Zn2＋、Fe－2e－=Fe2＋、Cu－2e－=Cu2＋，d極電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=Cu，故D錯(cuò)誤。6．利用如圖所示裝置模擬電解原理在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用。下列說法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)50813167)(D)A．氯堿工業(yè)中，X電極上反應(yīng)式是4OH－－4e－=2H2O＋O2↑B．電解精煉銅時(shí)，Z溶液中的Cu2＋濃度不變C．在鐵片上鍍銅時(shí)，Y是純銅D．制取金屬鎂時(shí)，Z是熔融的氯化鎂[解析]氯堿工業(yè)中陽(yáng)極是Cl－放電生成Cl2；電解精煉銅時(shí)陽(yáng)極粗銅溶解，陰極Cu2＋放電析出Cu，由于粗銅中含有鋅、鐵、鎳等雜質(zhì)，溶液中Cu2＋濃度變?。昏F片上鍍銅時(shí)，陰極應(yīng)該是鐵片，陽(yáng)極是純銅。7．(2018·天津河?xùn)|區(qū)檢測(cè))用如圖裝置研究電化學(xué)原理，下列分析中錯(cuò)誤的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)50813168)(D)選項(xiàng)連接電極材料分析abAK1K2石墨鐵模擬鐵的吸氧腐蝕BK1K2鋅鐵模擬鋼鐵防護(hù)中犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法CK1K3石墨鐵模擬電解飽和食鹽水DK1K3鐵石墨模擬鋼鐵防護(hù)中外加電流的陰極保護(hù)法[解析]在中性條件，鐵作負(fù)極失電子，石墨作正極，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子，則Fe發(fā)生吸氧腐蝕，故A正確；Zn、Fe形成原電池，Zn作負(fù)極被腐蝕，F(xiàn)e作正極被保護(hù)，屬于犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法，故B正確，F(xiàn)e作陰極，陰極上氫離子得電子，石墨作陽(yáng)極，陽(yáng)極上氯離子失電子，電解氯化鈉溶液生成氫氣、氯氣和氫氧化鈉，故C正確；Fe與正極相連，F(xiàn)e作陽(yáng)極，F(xiàn)e失電子，被腐蝕，F(xiàn)e不能被保護(hù)，故D錯(cuò)誤。8．(2018·河南信陽(yáng)模擬)若A溶液的焰色反應(yīng)為紫色。試根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象完成下列問題：eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)50813169)(1)A的化學(xué)式為__KCl__，E的名稱為__硫化亞鐵__。(2)I和F反應(yīng)的離子方程式是__2Fe3＋＋H2S=2Fe2＋＋S↓＋2H＋__。(3)若將電解裝置中的陽(yáng)極換成鐵棒，則在U形管底部可觀察到的現(xiàn)象是__產(chǎn)生白色絮狀沉淀__，陽(yáng)極的電極反應(yīng)為__Fe－2e－=Fe2＋__，陰極的電極反應(yīng)式為__2H＋＋2e－=H2↑__，電解的化學(xué)方程式為__Fe＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Fe(OH)2↓＋H2↑__。B組能力提升題9．(2018·河南中原名校聯(lián)考)用石墨作電極電解0.1mol·L－1的NaCl溶液，通電一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)兩極收集的氣體體積之比為4∶3(不考慮氣體的溶解)，下列說法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)50813170)(D)A．在電解后溶液中注入一定量的鹽酸可以使溶液恢復(fù)到原始狀態(tài)B．在電解質(zhì)溶液中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48L的氯化氫氣體并注入0.1C．陰極產(chǎn)生的氣體的物質(zhì)的量是陽(yáng)極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量的0.75倍D．陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體的平均摩爾質(zhì)量為58[解析]分析電解NaCl溶液過程。陰極產(chǎn)生Cl2陰極產(chǎn)生H2，而由得失電子守恒可知生成的Cl2和H2的體積應(yīng)該相等，現(xiàn)兩極收集的氣體體積之比為4∶3，說明發(fā)生了過度電解，Cl－完全放電后OH－放電生成O2，假設(shè)電解過程中生成了amolH2、bmolO2、cmolCl2，則a∶(b＋c)＝4∶3，再由得失電子守恒可知：2a＝4b＋2c，解得：a＝4b＝2c，則可認(rèn)為電解消耗的n(HCl)∶n(H2O)＝2∶l。當(dāng)n(HCl)∶n(H2O)＝2∶1時(shí)，w(HCl)＝eq\f(2×36.5,2×36.5＋1×18)×100%≈80.2%，遠(yuǎn)大于濃鹽酸的最大濃度，A錯(cuò)誤；只能知道HCl與H2O對(duì)應(yīng)的比值關(guān)系，但無(wú)法知道確定值，B錯(cuò)誤：用陰極生成H2，陽(yáng)極生成Cl2和O2，陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體的物質(zhì)的量是陰極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量的0.75倍，C錯(cuò)誤；由于n(Cl2)∶n(O2)＝c∶b＝2∶1，所以混合氣體的平均摩爾質(zhì)量eq\x\to(M)＝eq\f(1×32＋2×71,2＋1)g/mol＝58g/mol，D正確。10．(2018·試題調(diào)研)下列有關(guān)化學(xué)裝置的說法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)50813171)(A)A．用圖1裝置處理銀器表面的黑斑(Ag2S)，銀器表面發(fā)生的反應(yīng)為Ag2S＋2e－=2Ag＋S2－B．用圖2裝置電解一段時(shí)間后，銅電極部分溶解，溶液中銅離子的濃度基本不變C．圖3裝置中若直流電源的X極為負(fù)極，則該裝置可實(shí)現(xiàn)粗銅的電解精煉D．圖4裝置中若M溶液是海水，則該裝置是通過“犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法”防止鐵被腐蝕[解析]本題考查電化學(xué)知識(shí)，意在考查考生對(duì)電化學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力及讀圖識(shí)圖能力。題圖1裝置中，銀器、鋁與食鹽水構(gòu)成原電池，銀器是正極，銀器上的As2S發(fā)生還原反應(yīng)生成銀，A項(xiàng)正確；題圖2裝置中，銅電極是陰極，銅不參與電極反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；題圖3裝置中若X極為負(fù)極．則粗銅是陰極，電解精煉銅時(shí)粗銅應(yīng)作陽(yáng)極，C項(xiàng)錯(cuò)誤；題圖4裝置中，鐵作陰極被保護(hù)，應(yīng)是“外加電流的陰極保護(hù)法”，D項(xiàng)錯(cuò)誤。11．(2018·山東淄博檢測(cè))利用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，甲、乙兩池均為1mol·L－1的AgNO3溶液，A、B均為Ag電極。實(shí)驗(yàn)開始先閉合K1，斷開K2，一段時(shí)間后，斷開K1，閉合K2，形成濃差電池，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)(Ag＋濃度越大氧化性越強(qiáng))。下列說法不正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)50813172)(C)A．閉合K1，斷開K2后，A電極增重B．閉合K1，斷開K2后，乙池溶液濃度增大C．?dāng)嚅_K1，閉合K2后，NOeq\o\al(－,3)向B電極移動(dòng)D．?dāng)嚅_K1，閉合K2后，A電極發(fā)生氧化反應(yīng)[解析]閉合K1，斷開K2后，A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)生成銀。質(zhì)量增大，故A正確；閉合K1，斷開K2后，陽(yáng)極金屬銀被氧化，陰極析出銀，NOeq\o\al(－,3)向陽(yáng)極移動(dòng)，乙池溶液濃度增大，甲池溶液濃度減小，故B正確；斷開K1，閉合K2后，形成濃差電池，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)(Ag＋濃度越大氧化性越強(qiáng))，可知B為正極，A為負(fù)極，NOeq\o\al(－,3)向負(fù)極移動(dòng)，故C不正確；斷開K1，閉合K2后，A為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故D正確。12．(2017·課標(biāo)1,11)(雙選)支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁，常用外加電流的陰極保護(hù)法進(jìn)行防腐，工作原理如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽(yáng)極。下列有關(guān)表述不正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)50813173)(C)A．通入保護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零B．通電后外電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁C．高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽(yáng)極材料和傳遞電流D．通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整[解析]依題意，鋼管樁為陰極，電子流向陰極，陰極被保護(hù)，鋼管樁表面腐蝕電流是指鐵失去電子形成的電流，接近于0，鐵不容易失去電子，A項(xiàng)正確；陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子，電子經(jīng)外電路流向陰極，B項(xiàng)正確；高硅鑄鐵作陽(yáng)極，陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，陽(yáng)極上主要是海水中的水被氧化生成氧氣，惰性輔助陽(yáng)極不被損耗，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)海水對(duì)鋼管樁的腐蝕情況，增大或減小電流強(qiáng)度，D項(xiàng)正確。13．(2017·江蘇單科，12雙選)下列說法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)50813174)(BC)A．反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的ΔH<0，ΔS>0B．地下鋼鐵管道用導(dǎo)線連接鋅塊可以減緩管道的腐蝕C．常溫下，Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12，pH＝10的含Mg2＋溶液中，c(Mg2＋)≤5.6×10－4mol·L－1D．常溫常壓下，鋅與稀H2SO4反應(yīng)生成11.2LH2，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為6.02×[解析]該反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，即ΔS<0，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鋅比鐵活潑，與鐵相連可以保護(hù)鐵，為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法，B項(xiàng)正確；pH＝10時(shí)，c(OH－)＝10－4mol·L－1，達(dá)到沉淀溶解平衡時(shí)，c(Mg2＋)＝Ksp[Mg(OH)2]/c2(OH－)＝5.6×10－12/(10－4)2＝5.6×10－4mol·L－1，C項(xiàng)正確；常溫常壓下，11.2LH2不是0.514．(2018·湖北八校聯(lián)考)下圖所示的四個(gè)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＋2H2SO4eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))2PbSO4＋2H2O，兩個(gè)電極的電極材料分別為PbO2和Pb。閉合開關(guān)K，發(fā)現(xiàn)g電極附近的溶液先變紅色，20min后，將K斷開，此時(shí)c、d兩極上產(chǎn)生的氣體體積相同。eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)50813175)請(qǐng)回答下列問題。(1)a電極的電極材料是__PbO2__(填“PbO2”或“Pb”(2)丙裝置中發(fā)生電解的總反應(yīng)方程式為__2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2H2↑＋O2↑__。(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)，需加入的物質(zhì)及其物質(zhì)的量是__0.1_mol_Cu(OH)2或0.1_mol_CuO和0.1_mol_H2O__。(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)，則此時(shí)c電極為__負(fù)__極，d電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為__O2＋4H＋＋4e－=2H2O__。(5)電解后冷卻至常溫，取amL丁裝置中的溶液，向其中逐滴加入等物質(zhì)的量濃度的CH3COOH溶液，當(dāng)加入bmLCH3COOH溶液時(shí)，混合溶液的pH恰好等于7(體積變化忽略不計(jì))。已知CH3COOH的電離平衡常數(shù)為1.75×10－5，則eq\f(a,b)＝__eq\f(175,176)__。[解析]本題主要考查了電解原理及溶液中離子平衡的相關(guān)計(jì)算等；s電極附近的溶液先變紅色，說明g為陰極，依次可推出h為陽(yáng)極，a為正極，b為負(fù)極，c為陰極，d為陽(yáng)極，e為陰極，f為陽(yáng)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＋反應(yīng)完后，陰極上開始產(chǎn)生H2，陽(yáng)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，需要加入0.1molCu(OH)2或0.1molCuO和0.1molH(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電極作正極，發(fā)生的電極反應(yīng)為O2＋4H＋＋4e－=2H2O。(5)電解過程中共轉(zhuǎn)移了0.4mol電子，電解后丁裝置中的溶液為NaOH溶液。加入bmLCH3COOH溶液時(shí)，混合溶液的pH＝7，則溶液中c(OH－)＝c(H＋)，根據(jù)電荷守恒有c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(H＋)＋c(Na＋)，故c(CH3COO－)＝c(Na＋)。K＝1.75×10－5＝eq\f(cCH3COO－·cH＋,cCH3COOH)，c(H＋)＝1×10－7mol·L－1，則c(CH3COOH)＝eq\f(1,175)c(CH3COO－)，混合溶液中eq\f(cNa＋,cCH3COOH＋cCH3COO－)＝eq\f(cCH3COO－,\f(1,175)cCH3COO－＋cCH3COO－)＝eq\f(175,176)，由于NaOH溶液與CH3COOH溶液等濃度混合，故eq\f(a,b)＝eq\f(175,176)。15．(2018·北京西城區(qū)檢測(cè))電解法處理含氮氧化物廢氣，可回收硝酸，具有較高的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。實(shí)驗(yàn)室模擬電解法吸收NOx的裝置如圖所示(圖中電極均為石墨電極)。eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)50813176)(1)若用NO2氣體進(jìn)行模擬電解法吸收實(shí)驗(yàn)。①寫出電解時(shí)NO2發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式：__NO2－e－＋H2O=NOeq\o\al(－,3)＋2H＋__。②若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下有2.24LNO2被吸收，通過陽(yáng)離子交換膜(只允許陽(yáng)離子通過)的H＋為__0.1__(2)某小組在右室裝有10L0.2mol·L－1硝酸溶液，用含NO和NO2(不考慮NO2轉(zhuǎn)化為N2O4)①實(shí)驗(yàn)前，配制10L0.2mol·L－1硝酸溶液需量取__143__mL、密度為1.4g·mL②電解過程中，有部分NO轉(zhuǎn)化為HNO2。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，測(cè)得右室溶液中含3molHNO3、0.1moIHNO2，同時(shí)左室收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下28LH2