2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第6章 基礎(chǔ)課時(shí)5 電解池、金屬的腐蝕與防護(hù)限時(shí)訓(xùn)練（含解析）

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1、2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第6章 基礎(chǔ)課時(shí)5 電解池、金屬的腐蝕與防護(hù)限時(shí)訓(xùn)練（含解析） 1．(xx·貴陽檢測(cè))化學(xué)與生活、生產(chǎn)有著密切關(guān)系，下列敘述中正確的是 (　　)。 A．鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，H＋得電子釋放出H2，鋼鐵被腐蝕 B．鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，OH－失電子釋放出O2，鋼鐵被腐蝕 C．船底鑲嵌鋅塊，鋅發(fā)生還原反應(yīng)而被消耗，以保護(hù)船體 D．外加電源的正極連接在海水中的鋼鐵閘門上，可保護(hù)閘門 解析　發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)正極反應(yīng)式是O2＋2H2O＋4e－===4OH－，整個(gè)過程是吸收O2而不是釋放出O2，B錯(cuò)誤；選項(xiàng)C中是犧牲陽極的陰極保護(hù)法，金屬鋅發(fā)生氧化反應(yīng)，C錯(cuò)；選項(xiàng)D中

2、是外加電流的陰極保護(hù)法，鋼鐵閘門應(yīng)與外加電源的負(fù)極相連，D錯(cuò)。 答案　A 2．下列關(guān)于電解原理的敘述正確的是 (　　)。 A．為防止輪船腐蝕，將輪船的外殼與外電源的負(fù)極相連 B．在鋅片上鍍銅，用氯化鋅溶液作電鍍液 C．電解氯化鈉溶液制備氫氣和氯氣時(shí)，用鐵作陽極 D．用電解法精煉銅時(shí)，在陰極上可析出鐵 解析　B項(xiàng)，應(yīng)該用氯化銅或硫酸銅溶液作電鍍液，不正確；C項(xiàng)，電解氯化鈉溶液制備氫氣和氯氣時(shí)，應(yīng)該用惰性電極作陽極，不能用鐵作陽極，不正確；D項(xiàng)，電解精煉銅時(shí)，在陰極只析出銅，不會(huì)析出鐵，不正確。 答案　A 3．下列圖示中關(guān)于銅電極的連接錯(cuò)誤的是 (　　)。 解析　在鍍件上

3、鍍銅時(shí)，銅應(yīng)作陽極，與電源正極相連，鍍件應(yīng)作陰極，與電源負(fù)極相連。 答案　C 4．某同學(xué)將電解池工作時(shí)電子、離子流動(dòng)方向及電極種類等信息表示在下圖中，下列有關(guān)分析完全正確的是 (　　)。 A B C D a電極 陽極 陰極 陽極 陰極 d電極 正極 正極 負(fù)極 負(fù)極 Q離子 陽離子 陽離子 陰離子 陰離子 解析　電子由電源的負(fù)極流出，故a是陰極、d是正極，溶液中陽離子移向陰極。 答案　B 5．近日，中美聯(lián)合研究小組通過共同努力，采用廉價(jià)的鈉離子，同時(shí)使用納米氧化錳和鋰材料作電極制造出了鈉離子充電電池，其工作原理示意圖如圖所示。關(guān)于該電池的

4、說法中正確的是 (　　)。 A．放電時(shí)A極作正極 B．放電時(shí)Na＋ 向負(fù)極移動(dòng) C．充電時(shí)是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 D．充電時(shí)B極為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng) 解析　電池放電時(shí)，化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，A極是電子流出的一極，發(fā)生氧化反應(yīng)，作負(fù)極，A錯(cuò)；在原電池中，陽離子向正極移動(dòng)，B錯(cuò)；充電時(shí)是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程，B極為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，C錯(cuò)，D對(duì)。 答案　D 6．(xx·蘇北四市二調(diào))研究發(fā)現(xiàn)，可以用石墨作陽極、鈦網(wǎng)作陰極、熔融的CaF2－CaO作電解質(zhì)，利用如圖所示裝置獲得金屬鈣，并以鈣為還原劑還原二氧化鈦制備金屬鈦。下列說法中，正確的是 (　　)。 A．由TiO2制得1 m

5、ol金屬Ti，理論上外電路通過2 mol電子 B．陽極的電極反應(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，“＋”接線柱應(yīng)連接Pb電極 解析　A選項(xiàng)，由TiO2制得1 mol金屬Ti，Ti由＋4價(jià)變到0價(jià)，理論上外電路通過4 mol電子，A錯(cuò)誤；B選項(xiàng)，陽極反應(yīng)式為C＋2O2－－4e－===CO2↑，B正確；C選項(xiàng)，制備鈦時(shí)，發(fā)生反應(yīng)：2CaO＋C2Ca＋CO2↑，2Ca＋TiO2Ti＋2CaO，由此可知，CaO的量不變，C錯(cuò)誤；D選項(xiàng)，若用鉛蓄電池作該裝置的供電電源，“＋”接線柱應(yīng)連接PbO2電極，D錯(cuò)

6、誤。 答案　B 7．(xx·青島一中摸底)用惰性電極電解物質(zhì)的量濃度為 1∶3的CuSO4和NaCl的混合溶液，可能發(fā)生的反應(yīng)有 (　　)。 ①2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑ ②Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑ ③2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ ④2H2O2H2↑＋O2↑ A．①②③　 B．①②④ C．②③④　 D．②④ 解析　用惰性電極電解CuSO4和NaCl的混合溶液時(shí)，在陽極放電順序：Cl－>OH－，在陰極放電順序：Cu2＋>H＋。然后根據(jù)n(Cu2＋)∶n(Cl－)＝1∶3，分析可能發(fā)生的反應(yīng)。 答案　C 8．(xx·濰坊模擬)下列對(duì)如

7、圖所示實(shí)驗(yàn)裝置的判斷中錯(cuò)誤的是 (　　)。 A．若 X 為碳棒，開關(guān) K 置于 A 處可減緩鐵的腐蝕 B．若 X 為鋅棒，開關(guān) K 置于 A 或 B 處均可減緩鐵的腐蝕 C．若 X 為鋅棒，開關(guān) K 置于 B 處時(shí)，為犧牲陽極的陰極保護(hù)法 D．若 X 為碳棒，開關(guān) K 置于 B處時(shí)，鐵電極上發(fā)生的反應(yīng)為2H＋ ＋ 2e－===H2↑ 解析　若 X 為碳棒，開關(guān)K置于A處可減緩鐵的腐蝕，這是外加電流的陰極保護(hù)法，A選項(xiàng)正確；若X為鋅棒，開關(guān) K 置于A處時(shí)形成電解池，F(xiàn)e 作陰極被保護(hù)，置于B處時(shí)形成原電池，這是犧牲陽極的陰極保護(hù)法，B、C選項(xiàng)正確；若 X 為碳棒，開關(guān) K

8、置于B處時(shí)，鐵電極上發(fā)生的反應(yīng)Fe－2e－===Fe2＋，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　D 9．用惰性電極電解下列溶液，在陰、陽兩極生成氣體的體積比為1∶1的是 (　　)。 A．NaCl溶液　 B．CuCl2溶液 C．CuSO4溶液　 D．KOH溶液 解析　A項(xiàng)電解方程式為2NaCl＋2H2OCl2↑(陽極)＋H2↑(陰極)＋2NaOH，且陰、陽兩極生成氣體的體積比為1∶1，正確；B項(xiàng)電解方程式為CuCl2Cu(陰極)＋Cl2↑(陽極)，陰極沒有氣體生成，不正確；C項(xiàng)電解方程式為2CuSO4＋2H2O2Cu(陰極)＋O2↑(陽極)＋2H2SO4，陰極沒有氣體生成，不正確；D項(xiàng)電解方程式為2

9、H2O2H2↑(陰極)＋O2↑(陽極)，陰、陽兩極生成氣體的體積比為2∶1，不正確。 答案　A 10．(xx·金華十校聯(lián)考)工業(yè)上采用的一種污水處理方法如下：保持污水的pH在5.0～6.0之間，通過電解生成Fe(OH)3。Fe(OH)3具有吸附性，可吸附污物而沉積下來，有凈化水的作用。某科研小組用該原理處理污水，設(shè)計(jì)的裝置如圖所示。下列說法正確的是 (　　)。 A．為了增加污水的導(dǎo)電能力，應(yīng)向污水中加入適量的H2SO4溶液 B．甲裝置中Fe電極的反應(yīng)為Fe－3e－===Fe3＋ C．為了使燃料電池乙長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，電池的電解質(zhì)組成應(yīng)保持穩(wěn)定，電池工作時(shí)，循環(huán)的物質(zhì)A為CO2

10、D．當(dāng)乙裝置中有1.6 g CH4參加反應(yīng)時(shí)，C電極理論上生成氣體的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為4.48 L 解析　A選項(xiàng)加入硫酸，不利于Fe(OH)3的生成，錯(cuò)誤；B選項(xiàng)，F(xiàn)e電極的反應(yīng)為Fe－2e－===Fe2＋，錯(cuò)誤；D選項(xiàng)1.6 g CH4參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移0.8 mol電子，則C電極理論上生成0.4 mol H2，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為8.96 L，錯(cuò)誤。 答案　C 11．(高考題組合)(1)[xx·四川，11(4)（5）]①M(fèi)nO2可作超級(jí)電容器材料。用惰性電極電解MnSO4溶液可制得MnO2，其陽極的電極反應(yīng)式是________________________________________

11、________________________ _______________________________________________________________。 ②MnO2是堿性鋅錳電池的正極材料。堿性鋅錳電池放電時(shí)，正極的電極反應(yīng)式是_________________________________________________________。 (2)[(xx·江蘇，20(1)]硫化氫的轉(zhuǎn)化是資源利用和環(huán)境保護(hù)的重要研究課題。 由硫化氫獲得硫單質(zhì)有多種方法。 將燒堿吸收H2S后的溶液加入到如上圖所示的電解池的陽極區(qū)進(jìn)行電解。電解過程中陽極區(qū)發(fā)生如下反應(yīng)：

12、 S2－－2e－===S (n－1)S＋S2－===S ①寫出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式：___________________________________。 ②電解后陽極區(qū)的溶液用稀硫酸酸化得到硫單質(zhì)，其離子方程式可寫成________________________________________________________________。 (3)[xx·重慶，11(4)]一定條件下，如圖所示裝置可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的電化學(xué)儲(chǔ)氫(忽略其他有機(jī)物)。 ①導(dǎo)線中電子移動(dòng)方向?yàn)開_______。 (用A、D表示) ②生成目標(biāo)產(chǎn)物的電極反應(yīng)式為________。 ③該儲(chǔ)氫裝置的電流

13、效率η＝________(η＝×100%，計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后1位) 解析　(1)①根據(jù)Mn的化合價(jià)，從＋2價(jià)→＋4價(jià)，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則陽極電極反應(yīng)式為Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋。②堿性鋅錳干電池中，MnO2作為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式MnO2＋H2O＋e－===MnO(OH)＋OH－。 (2)①電解時(shí)，陰極溶液中的陽離子放電，即水溶液中的H＋放電生成H2和 OH－。②由題給反應(yīng)可知，陽極區(qū)生成了S，S可以理解為(n－1)S＋S2－，加入稀硫酸生成S單質(zhì)同時(shí)還有H2S氣體。 (3)①由于從到發(fā)生了得電子的還原反應(yīng)，故D為陰極，E為陽極，A為負(fù)極，B為

14、正極，導(dǎo)線中電子移動(dòng)方向?yàn)锳→D。②由①知D電極生成目標(biāo)產(chǎn)物的電極反應(yīng)式為＋6H＋＋6e－===。③由①知，E電極反應(yīng)為2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，則生成2.8 mol O2轉(zhuǎn)移的電子為2.8 mol×4＝11.2 mol，電解過程中通過陰、陽極的電子數(shù)目相等，即陰極得到電子也為11.2 mol，陰極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為C6H6＋6H＋＋6e－===C6H12,2H＋＋2e－===H2↑，設(shè)參加反應(yīng)的苯的物質(zhì)的量為x，其轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為6x，生成的H2為 mol，依題意得×100%＝10%，x＝1.2。生成目標(biāo)產(chǎn)物消耗的電子為1.2 mol×6＝7.2 mol，電流效率η＝×10

15、0%≈64.3%。 答案　(1)①M(fèi)n2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋ ②MnO2＋H2O＋e－===MnO(OH)＋OH－ (2)①2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ ②S＋2H＋===(n－1)S↓＋H2S↑ (3)①A→D?、贑6H6＋6H＋＋6e－===C6H12 ③64.3% 12．某課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)了如圖所示裝置，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，在電流強(qiáng)度適中的情況下用其進(jìn)行緩慢電解NaCl溶液及相關(guān)實(shí)驗(yàn)(此時(shí)，打開止水夾a，關(guān)閉止水夾b)。由于粗心，實(shí)驗(yàn)并未達(dá)到預(yù)期目的，但也看到了令人高興的現(xiàn)象。請(qǐng)幫助他們分析并回答下列問題(圖中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過

16、)： (1)寫出B裝置中的電極反應(yīng)式： Pt極_________________________________________________________； Fe極____________________________________________________________。 (2)寫出觀察到的A裝置中的現(xiàn)象： ①_________________________________________________________； ②__________________________________________________________； ③____

17、_______________________________________________________。 (3)當(dāng)觀察到A裝置中的現(xiàn)象后，他們關(guān)閉止水夾a，打開止水夾b，再觀察C裝置。若無現(xiàn)象，說明理由；若有現(xiàn)象，請(qǐng)寫出有關(guān)反應(yīng)方程式________________________________________________________________ _______________________________________________________________。 (4)若想達(dá)到電解NaCl溶液的目的，應(yīng)如何改進(jìn)裝置，請(qǐng)?zhí)岢瞿愕囊庖奯___________

18、____________________________________________________。 解析　(2)打開止水夾a、關(guān)閉止水夾b時(shí)，生成的氫氣進(jìn)入燒瓶，壓強(qiáng)增大，將氨氣壓出，氨氣將導(dǎo)管內(nèi)空氣排出后，與燒杯中水接觸而開始溶解，引起A裝置燒杯中的H2O倒吸進(jìn)燒瓶并產(chǎn)生紅色噴泉；但由于氫氣不溶于水，故燒瓶中液面上升到高于左側(cè)導(dǎo)管口一定程度后又逐漸下落至與導(dǎo)管口相平；最終燒杯中溶液呈紅色，導(dǎo)管口有氣泡(氫氣)逸出。(3)關(guān)閉止水夾a、打開止水夾b，Pt極產(chǎn)生的氫氣，會(huì)將電解質(zhì)溶液壓入燒杯C中，發(fā)生反應(yīng)：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===

19、4Fe(OH)3[或4Fe2＋＋8OH－＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3↓]。(4)若想達(dá)到電解NaCl溶液的目的，應(yīng)把Fe電極換成C、Pt等惰性電極或?qū)⒀b置中兩電極調(diào)換位置等。 答案　(1)2H＋＋2e－===H2↑(或2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑)　Fe－2e－=== Fe2＋ (2)①A裝置燒杯中的H2O倒吸進(jìn)燒瓶并產(chǎn)生紅色噴泉　②燒瓶中液面上升到高于左側(cè)導(dǎo)管口一定程度后又逐漸下落至與導(dǎo)管口相平?、圩罱K燒杯中溶液呈紅色，導(dǎo)管口有氣泡逸出 (3)Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3[或4Fe2＋＋8OH－＋

20、2H2O＋O2===4Fe(OH)3↓] (4)把Fe電極換成C、Pt等惰性電極(或?qū)⒀b置中兩電極調(diào)換位置等) 13．(xx·浙江名校聯(lián)考)某化學(xué)興趣小組對(duì)電化學(xué)問題進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。 Ⅰ.利用如圖所示裝置探究金屬的防護(hù)措施，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是鋅電極不斷溶解，鐵電極表面有氣泡產(chǎn)生。 (1)寫出負(fù)極的電極反應(yīng)________ ________________________________________________________________。 (2)某學(xué)生認(rèn)為，鐵電極可能參與反應(yīng)，并對(duì)產(chǎn)物作出假設(shè)。 假設(shè) 1 ：鐵參與反應(yīng)，被氧化生成Fe2＋； 假設(shè) 2 ：鐵參與反應(yīng)，被氧

21、化生成Fe3＋； 假設(shè) 3 ：________________________________________________________。 (3)為了探究假設(shè)1 、2，他采取如下操作： ①取0.01 mol·L－1 FeCl3溶液 2 mL于試管中，加入過量鐵粉； ②取操作①試管的上層清液加入2滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍(lán)色沉淀； ③取少量正極附近溶液加入2滴 K3[Fe(CN)6]溶液，未見藍(lán)色沉淀生成； ④取少量正極附近溶液加入2滴 KSCN 溶液，未見溶液變紅。 據(jù)②、③、④現(xiàn)象得出的結(jié)論是__________________ ________________

22、_____________________。 (4)該實(shí)驗(yàn)原理可應(yīng)用于防護(hù)鋼鐵腐蝕，請(qǐng)?jiān)倥e一例防護(hù)鋼鐵腐蝕的措施：_________________________________________________________________。 Ⅱ.利用如圖所示裝置做電解 50 mL 0.5 mol·L－1的 CuCl2 溶液實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)記錄： A．陽極上有黃綠色氣體產(chǎn)生，該氣體使?jié)駶櫟牡矸?碘化鉀試紙先變藍(lán)后褪色(提示：Cl2 的氧化性強(qiáng)于IO)； B．電解一段時(shí)間以后，陰極表面除吸附有銅外，還出現(xiàn)了少量氣泡和淺藍(lán)色固體。 (1)分析實(shí)驗(yàn)記錄 A 中試紙顏色的變化，用離子

23、方程式解釋：①________________②______________。 (2)分析實(shí)驗(yàn)記錄 B 中淺藍(lán)色固體可能是_____________________________ (寫化學(xué)式)，試分析生成該物質(zhì)的原因：________________________________ ________________________________________________________________。 解析?、? (3)從②分析得出①的試管中含有Fe2＋；③現(xiàn)象說明不含F(xiàn)e2＋；④現(xiàn)象說明不含F(xiàn)e3＋；故可得出的結(jié)論是正極附近溶液不含F(xiàn)e2＋和Fe3＋。(4)防護(hù)鋼鐵腐蝕的

24、措施有油漆、電化學(xué)保護(hù)法等。Ⅱ. (1) 陽極上有氯氣產(chǎn)生，由于2I－ ＋ Cl2===I2 ＋ 2CI－，該氣體使?jié)駶櫟牡矸?碘化鉀試紙變藍(lán)；當(dāng)氯氣過量時(shí)，會(huì)發(fā)生反應(yīng) 5Cl2 ＋ I2 ＋ 6H2O===10Cl－ ＋ 2IO ＋ 12H＋，顏色褪去。 答案　 Ⅰ.(1)Zn－2e－===Zn2＋　(2)鐵參與反應(yīng)，被氧化生成Fe2＋和 Fe3＋　 (3)正極附近溶液不含F(xiàn)e2＋和 Fe3＋　(4)油漆(其他合理答案均可) Ⅱ.(1)2I－ ＋ Cl2===I2＋2Cl－ 　5Cl2＋I(xiàn)2＋6H2O===10Cl－＋2IO＋12H＋ (2)Cu(OH)2　電解一段時(shí)間后，Cu2＋濃度下降，H＋開始放電，溶液 pH 增大，Cu2＋轉(zhuǎn)化為Cu(OH)2