作業(yè) 電解池 金屬腐蝕與防護

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1、電解池 金屬腐蝕與防護（11.1） 1. 下列有關鋼鐵腐蝕和防護的說法不正確的是(　　) A．自行車的鋼圈上鍍一層鉻，防止生銹 B．外加直流電源保護鋼閘門時，鋼閘門與電源的負極相連 C．鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕的正極反應：2H2O＋O2＋4e－===4OH－ D．鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕的負極反應：Fe－3e－===Fe3＋ 2. 某興趣小組設計如圖實驗裝置。實驗時，先斷開K2，閉合K1，兩極均有氣泡產 生；一段時間后，斷開K1，閉合K2，發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉。下列有關描述正確的是(　　) A．斷開K2，閉合K1時，銅電極為陽極 B．斷開K2，閉合K1時，石墨電極附近溶液變紅 C．斷開K1

2、，閉合K2時，銅電極發(fā)生還原反應 D．斷開K2，閉合K2時，石墨電極作正極 3. 關于下列裝置的說法正確的是(　　) A．裝置①中鹽橋內的K＋移向CuSO4溶液 B．裝置①將電能轉變?yōu)榛瘜W能 C．若裝置②用于鐵棒鍍銅，則N極為鐵棒 D．若裝置②用于電解精煉銅，則溶液中的Cu2＋濃度保持不變 4. 某小組為研究電化學原理，設計如圖裝置。下列敘述錯誤的是( ) A．a和b不連接時，鐵片質量會增加 B．a和b用導線連接時，正極發(fā)生的電極反應為：Cu2＋＋2e－===Cu C．無論a和b是否用導線連接，鐵片均被腐蝕 D．a和b分別連接電源正、負極時，F(xiàn)e電極發(fā)生的電極

3、反應為：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 5. 用惰性電極電解100 mL CuSO4溶液一段時間后，可以通過添加0.1 mol Cu(OH)2將溶液的量與濃度完全復原，則電解時電路中通過的電子為(　　) A．0.1 mol B．0.2 mol C．0.4 mol D．0.8 mol 6. 納米級Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關注。采用離子交換膜控制電解液中OH－的濃度制備納米級Cu2O的裝置如圖所示，發(fā)生的反應為：2Cu＋＋H2OCu2O＋H2↑。下列說法正確的是(　　) A．鈦電極發(fā)生氧化反應 B．陽極附近溶液的pH逐漸增大 C．離子交換膜應采用陽離子交換

4、膜 D．陽極反應式是：2Cu＋＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O 7. 以KCl和ZnCl2混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅，下列說法正確的是(　　) A．未通電前上述鍍鋅裝置可構成原電池，電鍍過程是該原電池的充電過程 B．因部分電能轉化為熱能，電鍍時通過的電量與鋅的析出量無確定關系 C．電鍍時保持電流恒定，升高溫度不改變電解反應速率 D．鍍鋅層破損后對鐵制品失去保護作用 8. 2012·上海高考卷)用電解法提取氯化銅廢液中的銅，方案正確的是(　　) A．用銅片連接電源的正極，另一電極用鉑片 B．用碳棒連接電源的正極，另一電極用銅片 C．用氫氧化銅溶液吸收陰極產物

5、 D．用帶火星的木條檢驗陽極產物 9. 如圖中，兩電極上發(fā)生的電極反應如下： a極：Cu2＋＋2e－===Cu；b極：Fe－2e－===Fe2＋，則以下說法中不正 確的是(　　) A．該裝置一定是原電池 B．a極上一定發(fā)生還原反應 C．a、b可以是同種電極材料 D．該過程中能量的轉換可以是電能轉化為化學能 班別 姓名 10. 已知鉛蓄電池的工作原理為Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，現(xiàn)用如圖裝置進行電解(電解液足量)，測得當鉛蓄電池中轉移0.4 mol電子時鐵電極的質量減少

6、11.2 g。請回答下列問題。 (1)A是鉛蓄電池的________極，鉛蓄電池正極反應式為________________________________________________ 放電過程中電解液的密度________(填“減小”、“增大”或“不變”)。 (2)Ag電極的電極反應式是_______________________________________ 該電極的電極產物共________g。 (3)Cu電極的電極反應式是_______________________________________ CuSO4溶液的濃度________(填“減小”、“增

7、大”或“不變”) (4)如圖表示電解進行過程中某個量(縱坐標x)隨時間的變化曲線，則x表示________。 a．各U形管中產生的氣體的體積 b．各U形管中陽極質量的減少量 c．各U形管中陰極質量的增加量 11. 鋼鐵工業(yè)是國家工業(yè)的基礎,請回答鋼鐵腐蝕與防護過程中的有關問題。 (1)生產中可用鹽酸來除鐵銹。現(xiàn)將一生銹的鐵片放入鹽酸中,當鐵銹被除盡后,溶液中發(fā)生的化合反應的化學方程式為　 ______________________________________________________ (2)下列哪些裝置可防止鐵棒被腐蝕　　　　 (

8、3)在實際生產中,可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕。裝置如圖: ①A電極對應的金屬是　　　　(寫元素名稱),B電極的電極反應式是　 。? ②若電鍍前A、B兩金屬片質量相同,電鍍完成后將它們取出洗凈、烘干、稱量,兩者質量差為5.12 g,則電鍍時電路中通過的電子為　　　　__________________mol? ③鍍層破損后,鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕,請簡要說明原因 　 12. (2011·天津高考卷)工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr2O和CrO，

9、它們會對人類及生態(tài)系統(tǒng)產生很大損害，必須進行處理。常用的處理方法之一是電解法。 (1)該法用Fe作電極電解含Cr2O的酸性廢水，隨著電解進行，在陰極附近溶液pH升高，產生Cr(OH)3沉淀。用Fe作電極的原因為: _______ (2)在陰極附近溶液pH升高的原因是(用電極反應解釋): ________ 溶液中同時生成的沉淀還有________ 選擇題： 1 2 3

10、 4 5 6 7 8 9 金屬腐蝕與防護(11.1) 參考答案 1. 解析：鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕的負極反應為Fe－2e－===Fe2＋，D項錯誤。答案：D 2. 解析：由題意斷開K2，閉合K1時，兩極均有氣泡生成，確定電源左側為正極，右側為負極，石墨為陽極，Cu為陰極，陽極的電極反應為2Cl－－2e－===Cl2↑，不能使酚酞變紅，故A、B選項都錯；斷開K1，閉合K2時，形成原電池，Cu為負極，發(fā)生氧化反應，H2－2e－＋2OH－===2H2O，石墨為正極，發(fā)生還原反應，Cl2＋2e－===2Cl－，故C項錯誤，D項正確

11、。答案：D 3. 解析：裝置①為原電池，其將化學能轉變?yōu)殡娔埽\為負極，銅為正極，鹽橋中的K＋移向正極區(qū)，A項正確，B項錯誤；裝置②為電解池，若用于鐵棒鍍銅，則銅應作陽極，即N極為銅棒，C項錯誤；若裝置②用于電解精煉銅，則粗銅應作陽極，粗銅中比銅活潑的金屬也會失電子，以離子形式進入溶液，而比銅不活潑的金屬則形成陽極泥，在陰極只有Cu2＋得電子形成Cu，根據(jù)陽極和陰極轉移電子數(shù)相等可知電解質溶液中Cu2＋濃度減小，D項錯誤。 答案：A 4. 解析： a和b不連接時，F(xiàn)e與溶液中的Cu2＋發(fā)生置換反應，因Fe的相對原子質量比Cu的小，故鐵片質量增加，A項正確；a和b用導線連接時，鐵、銅、硫酸

12、銅溶液構成原電池，正極反應式為Cu2＋＋2e－===Cu，B項正確；a和b用導線連接時，F(xiàn)e作負極而被腐蝕，a和b不連接時，F(xiàn)e與Cu2＋發(fā)生置換反應而被腐蝕，C項正確；a連接電源正極、b連接電源負極時，鐵片作陽極，發(fā)生氧化反應，F(xiàn)e失電子，而不是OH－失電子，D項錯誤。 答案：D 5. 解析：本題解題關鍵是通過加入Cu(OH)2將溶液完全復原這一信息，確定該電解過程分為兩個過程，分別為電解CuSO4溶液和H2O，可分別進行計算。根據(jù)題意知，通過添加0.1 mol Cu(OH)2將溶液的量與濃度完全復原，可知電解時Cu2＋放電完全，且電解了一部分水。由0.1 mol Cu(OH)2可知，電

13、解時陽極產生了0.1 mol Cu和0.1 mol H2，由電極反應式知，通過電子為0.4 mol。 答案：C 6. 解析：鈦電極為陰極，發(fā)生還原反應，A項錯誤；銅作陽極，陽極上銅發(fā)生失電子的氧化反應，陽極反應式為2Cu＋＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O，OH－由陰極區(qū)遷移到陽極區(qū)參與反應，離子交換膜應為陰離子交換膜，C項錯誤，D項正確；由陰極區(qū)遷移過來的OH－在陽極全部參與反應，陽極附近溶液的pH不變，B項錯誤。 答案：D 7. 解析：解答本題時要注意以下兩點：(1)電池的充、放電過程必須是可逆過程；(2)電解時電路中通過的電量與反應物有定量關系，與能量的轉化形式無關。答案：C

14、 8. 解析：A項是在鉑上電鍍銅，無法提取銅，錯誤。利用電解法提取CuCl2溶液中的銅，陰極應發(fā)生反應：Cu2＋＋2e－===Cu，陽極可以用碳棒等惰性材料作電極，B項正確。電解時陰極產生銅，無法用NaOH溶液吸收，C項錯誤。陽極反應：2Cl－－2e－===Cl2↑，無法用帶火星的木條檢驗，D項錯誤。 答案：B 9. 解析：A項該裝置不一定是原電池，可以是原電池也可以是電解池；B項根 據(jù)已知條件，a極上發(fā)生Cu2＋＋2e－===Cu反應，一定是還原反應；C項，a、b可以是同種電極材料，如用鐵電極電解硫酸銅溶液；D項該過程中能量的轉換可以是電能轉化為化學能，也可以是化學能轉化為電

15、能。 答案：A 10. 解析：根據(jù)在電解過程中鐵電極質量的減少可判斷A是電源的負極，B是 電源的正極，電解時Ag極作陰極，電極反應式為2H＋＋2e－===H2↑，F(xiàn)e作陽極，電極反應式為Fe－2e－===Fe2＋，左側U形管中總反應式為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。右側U形管相當于電鍍裝置，Zn電極作陰極，電極反應式為Cu2＋＋2e－===Cu，銅電極作陽極，電極反應式為Cu－2e－===Cu2＋，電鍍過程中CuSO4溶液的濃度保持不變，根據(jù)上述分析可得答案。 答案：(1)負　PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O　減小 (2)2H＋＋2e－===H2↑　

16、0.4 (3)Cu－2e－===Cu2＋　不變　(4)b 11. 解析:(1)鐵銹主要成分為Fe2O3·H2O,與HCl反應生成Fe3+,Fe3+具有強氧化性,能夠氧化鐵:2Fe3++Fe3Fe2+。 (2)根據(jù)原電池和電解池原理可知,A項鐵作負極,加速了鐵的腐蝕;B項鐵作正極被保護;C項為鐵的自然腐蝕;D項鐵作陰極,被保護。 (3)①鍍銅時陽極材料應選銅。②陽極溶解銅,陰極沉出銅,故在陰極析出銅的質量為:=2.56 g。根據(jù)Cu2++2e-Cu可知轉移電子數(shù)為0.08 mol。 ③鍍銅鐵破損,構成原電池,鐵為負極,而鍍鋅鐵破損,鐵作正極。 答案:(1)2FeCl3+Fe3FeCl2 (2)BD (3)①銅　Cu2++2e-Cu?、?.08 ③鐵比銅活潑,鍍層破壞后,在潮濕環(huán)境中形成原電池,鐵為負極,加速鐵的腐蝕 12. 解析：明確本題的電解原理：用鐵作陽極，產生的亞鐵離子將Cr2O還原為 Cr3＋，再轉化為氫氧化鉻沉淀。 答案：(1)陽極反應2Fe－4e－===2Fe2＋，提供還原劑Fe2＋(2)2H＋＋2e－===H2↑　Fe(OH)3 6