2019年高考化學 專題16 電解池 金屬腐蝕與防護高頻考點專練.doc

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專題16、《電解池、金屬腐蝕與防護》專練 1、 高考真題再現(xiàn) 1、（2018年北京卷-12）驗證犧牲陽極的陰極保護法，實驗如下（燒杯內(nèi)均為經(jīng)過酸化的3%NaCl溶液）。 ① ② ③ 在Fe表面生成藍色沉淀 試管內(nèi)無明顯變化 試管內(nèi)生成藍色沉淀 下列說法不正確的是 A．對比②③，可以判定Zn保護了Fe B．對比①②，K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化 C．驗證Zn保護Fe時不能用①的方法 D．將Zn換成Cu，用①的方法可判斷Fe比Cu活潑 2、（2018年高考天津卷-3）下列敘述正確的是 A．某溫度下，一元弱酸HA的Ka越小，則NaA的Kh(水解常數(shù))越小 B．鐵管鍍鋅層局部破損后，鐵管仍不易生銹 C．反應活化能越高，該反應越易進行 D．不能用紅外光譜區(qū)分C2H5OH和CH3OCH3 3、（2018年高考全國卷I-7）硫酸亞鐵鋰（LiFePO4）電池是新能源汽車的動力電池之一。采用濕法冶金工藝回收廢舊硫酸亞鐵鋰電池正極片中的金屬，其流程如下： 下列敘述錯誤的是 A．合理處理廢舊電池有利于保護環(huán)境和資源再利用 B．從“正極片”中可回收的金屬元素有Al、Fe、Li C．“沉淀”反應的金屬離子為Fe3+ D．上述流程中可用硫酸鈉代替碳酸鈉 4、（2018年高考全國卷III-7）化學與生活密切相關。下列說法錯誤的是 A．泡沫滅火器可用于一般的起火，也適用于電器起火 B．疫苗一般應冷藏存放，以避免蛋白質(zhì)變性 C．家庭裝修時用水性漆替代傳統(tǒng)的油性漆，有利于健康及環(huán)境 D．電熱水器用鎂棒防止內(nèi)膽腐蝕，原理是犧牲陽極的陰極保護法 5、（2018年全國卷III-27-3）KIO3是一種重要的無機化合物，可作為食鹽中的補碘劑?；卮鹣铝袉栴}： KClO3也可采用“電解法”制備，裝置如圖所示。 ①寫出電解時陰極的電極反應式______。 ②電解過程中通過陽離子交換膜的離子主要為_________，其遷移方向是_____________。 ③與“電解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之處有______________（寫出一點）。 6、（2018年年高考全國卷I-27-（3））焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)在醫(yī)藥、橡膠、印染、食品等方面應用廣泛。回答下列問題： 制備Na2S2O5也可采用三室膜電解技術，裝置如圖所示，其中SO2堿吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。陽極的電極反應式為________。電解后，________室的NaHSO3濃度增加。將該室溶液進行結晶脫水，可得到Na2S2O5。 7、（2018年高考全國卷II-26-（4））我國是世界上最早制得和使用金屬鋅的國家。一種以閃鋅礦(ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS雜質(zhì))為原料制備金屬鋅的流程如圖所示： 電解硫酸鋅溶液制備單質(zhì)鋅時，陰極的電極反應式為________________________；沉積鋅后的電解液可返回________工序繼續(xù)使用。 2、 專項練習 1、如圖裝置中，小試管內(nèi)為紅墨水，具支試管內(nèi)盛有pH＝4的雨水和生鐵片。觀察到：開始導管內(nèi)液面下降，一段時間后導管內(nèi)液面回升，略高于小試管液面。以下有關解釋合理的是(　　) A．生鐵片中的碳是原電池的負極，發(fā)生還原反應 B．雨水酸性較強，生鐵片僅發(fā)生析氫腐蝕 C．墨水回升時，碳極反應式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．具支試管中溶液pH逐漸減小 2、下列關于金屬的防護方法的說法不正確的是(　　) A．我們使用的快餐杯表面有一層搪瓷，搪瓷層破損后仍能起到防止鐵生銹的作用 B．給鐵件通入直流電，把鐵件與電池負極相連接 C．輪船在船殼水線以下常裝有一些鋅塊，這是利用了犧牲陽極的陰極保護法 D．鋼鐵制造的暖氣管管道外常涂有一層較厚的瀝青 3、下列對如圖所示的實驗裝置的判斷中錯誤的是(　　) A．若X為碳棒，開關K置于A處可減緩鐵的腐蝕 B．若X為鋅棒，開關K置于A或B處均可減緩鐵的腐蝕 C．若X為鋅棒，開關K置于B處時，為犧牲陽極的陰極保護法 D．若X為碳棒，開關K置于B處時，鐵電極上發(fā)生的反應為2H＋＋2e－===H2↑ 4、下列關于金屬腐蝕的說法正確的是(　　) A．金屬在潮濕空氣中腐蝕的實質(zhì)是M＋nH2O===M(OH)n＋H2↑ B．金屬化學腐蝕的實質(zhì)是M－ne－===Mn＋，電子直接轉(zhuǎn)移給氧化劑 C．金屬的化學腐蝕必須在酸性條件下進行 D．鋼鐵在自然環(huán)境中主要發(fā)生化學腐蝕 5、下列與金屬腐蝕有關的說法，正確的是(　　) A．圖1中，插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴重 B．圖2中，插入溶液中的鐵棒容易溶解，主要是發(fā)生電化學腐蝕 C．圖3中，燃氣灶的中心部位容易生銹，主要是由于高溫下鐵發(fā)生化學腐蝕 D．圖4中，用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊相當于原電池的陰極 6．下列說法中正確的是(　　) ①鍍層破損后，白鐵(鍍鋅的鐵)比馬口鐵(鍍錫的鐵)更易被腐蝕　②鋼鐵表面常易銹蝕生成Fe2O3xH2O ③鋅和鐵構成原電池時，鐵作負極?、茔U蓄電池中鉛作負極，PbO2作正極，兩極浸到稀H2SO4中 A．只有②④ B．只有①③ C．①②③ D．①②③④ 7、如下圖所示，裝置中都盛有0.1 molL－1的NaCl溶液，放置一段時間后，裝置中的四塊相同的鋅片腐蝕速率由快到慢的正確順序是(　　) A．①②③④ B．①②④③ C．③①④② D．②①④③ 8、某研究小組為探究弱酸性條件下鐵發(fā)生電化學腐蝕類型的影響因素，將混合均勻的新制鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部，塞上瓶塞(如圖1)。從膠頭滴管中滴入幾滴醋酸溶液，同時測量容器中的壓強變化。 (1)請完成以下實驗設計表(表中不要留空格)： 編號 實驗目的 碳粉/g 鐵粉/g 醋酸/% ① 為以下實驗作參照 0.5 2.0 90.0 ② 醋酸濃度的影響 0.5 36.0 ③ 0.2 2.0 90.0 (2)編號①實驗測得容器中壓強隨時間變化如圖2。t2時，容器中壓強明顯小于起始壓強，其原因是鐵發(fā)生了________腐蝕，請在圖3中用箭頭標出發(fā)生該腐蝕時電子流動方向；此時，碳粉表面發(fā)生了________(填“氧化”或“還原”)反應，其電極反應式是______________________________。 (3)該小組對圖2中0～t1時壓強變大的原因提出了如下假設，請你完成假設二： 假設一：發(fā)生析氫腐蝕產(chǎn)生了氣體； 假設二：________________________________________________________________________； …… 參考答案 1、 高考真題再現(xiàn) 1、【答案】D 【解析】A. ②中鐵沒有被腐蝕，而③鐵腐蝕，可說明鐵連接鋅后，鋅保護了鐵，故A正確； B. ①②相比較，可知鐵棒表面被氧化，但溶液中沒有亞鐵離子，可能的原因為將Fe氧化，故B正確；C. 對比①②，①在鐵電極附近的溶液中溶液，出現(xiàn)藍色沉淀，說明有，這些可能是鐵腐蝕生成的，也可能是金屬鐵被氧化生成的，不能用①的方法證明鋅對鐵的保護作用，故C正確；D. 實驗①可說明鐵被氧化，說明方法存在缺陷，不能比較金屬的活潑性，則換成銅，也不能證明金屬的活潑性，故D錯誤； 2、【答案】B 3、【答案】D 【解析】：A 項，廢舊電池中有重金屬等會污染環(huán)境，有部分金屬可以回收利用，合理處理有利于保護環(huán)境和資源利用，正確。B項，從流程圖可知，正極片中有金屬鋁、鐵、鋰，正確。C項，硝酸會把二價鐵氧化為三價鐵，正確。 4、【答案】A。 【解析】本題考查的是化學知識在具體的生產(chǎn)生活中的應用，進行判斷時，應該先考慮清楚對應化學物質(zhì)的成分，再結合題目說明判斷該過程的化學反應或?qū)镔|(zhì)的性質(zhì)即可解答。 詳A．泡沫滅火器中加入的主要是碳酸氫鈉和硫酸鋁溶液，兩者混合的時候發(fā)生雙水解反應，生成大量的二氧化碳氣體泡沫，該泡沫噴出進行滅火。但是，噴出的二氧化碳氣體泡沫中一定含水，形成電解質(zhì)溶液，具有一定的導電能力，可能導致觸電或電器短路，A錯誤。 B．疫苗是指用各類病原微生物制作的用于預防接種的生物制品。由于疫苗對溫度比較敏感，溫度較高時，會因為蛋白質(zhì)變性，而失去活性，所以疫苗一般應該冷藏保存，B正確。 C．油性漆是指用有機物作為溶劑或分散劑的油漆；水性漆是指用水作為溶劑或分散劑的油漆，使用水性漆可以減少有機物的揮發(fā)對人體健康和室內(nèi)環(huán)境造成的影響，C正確。 D．電熱水器內(nèi)膽連接一個鎂棒，就形成了原電池，因為鎂棒比較活潑所以應該是原電池的負極，從而對正極的熱水器內(nèi)膽（多為不銹鋼或銅制）起到了保護作用，這種保護方法為：犧牲陽極的陰極保護法，D正確。 點睛：本題是一道比較傳統(tǒng)的化學與生產(chǎn)生活相關的問題，需要學生能夠熟悉常見化學物質(zhì)的性質(zhì)和用途，同時能用化學原理解釋生產(chǎn)生活中的某些過程。需要指出的是，選項D中的犧牲陽極的陰極保護法，實際指的是形成原電池的保護方法。 5、【答案】①2H2O+2e-=2OH-+H2②K+；離子移動方向為從a到b ③產(chǎn)生氯氣污染環(huán)境 【解析】①陰極室中電解質(zhì)溶液為KOH，故為H2O放電，電極方程為2H2O+2e-=2OH-+H2。陽極室中在電解前先發(fā)生2I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O，通電后，開始電解過程，陽極反應為2I--2e-=I2(或) ②K+；離子移動方向為從a到b 。 ③過程中會產(chǎn)生氯氣，會污染環(huán)境。 6、【答案】　2H2O－4e－===4H＋＋O2↑　a 【解析】(3)陽極發(fā)生氧化反應：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，陽極室H＋向a室遷移，a室中的Na2SO3轉(zhuǎn)化成NaHSO3。陰極發(fā)生還原反應，析出H2，OH－增多，Na＋由a室向b室遷移，則b室中Na2SO3濃度增大。 7、【答案】　(4)Zn2＋＋2e－===Zn(2分)　溶浸(2分) 【解析】結合圖示可知電解ZnSO4溶液時生成Zn，即電解時Zn2＋在陰極被還原，電極反應式為Zn2＋＋2e－===Zn。沉積Zn后的電解液中主要含有H2SO4，可返回溶浸工序中繼續(xù)使用。 2、 專項練習 1、【答案】C 2、【答案】A 【解析】A項中搪瓷層破損后金屬鐵直接暴露在空氣中，搪瓷層已不能再對破損部位形成有效的保護；B項中利用的是外加電流的陰極保護法，從而保護鐵不被腐蝕；C項是犧牲陽極的陰極保護法；D項是用瀝青作涂層的涂層保護法。 3、【答案】D 【解析】若X為碳棒，開關K置于A處，F(xiàn)e作電解池的陰極，屬外加電流的陰極保護法，A項正確；若X為碳棒，開關K置于B處，F(xiàn)e作原電池的負極，電極反應為Fe－2e－===Fe2＋，D項不正確；若X為鋅棒，K置于A處，F(xiàn)e作電解池的陰極，屬外加電流的陰極保護法，K置于B處時，F(xiàn)e作原電池的正極，屬犧牲陽極的陰極保護法，B項和C項均正確。 4、【答案】B 【解析】金屬在潮濕的環(huán)境中易發(fā)生析氫腐蝕和吸氧腐蝕兩種電化學腐蝕，主要發(fā)生吸氧腐蝕，其腐蝕的本質(zhì)都是金屬失電子，即M－ne－===Mn＋，所以A項不正確，B正確；金屬的化學腐蝕是金屬直接接觸到化學物質(zhì)如酸、Cl2等發(fā)生腐蝕，所以C項不正確；鋼鐵在自然環(huán)境中主要發(fā)生電化學腐蝕，所以D項不正確。 5、【答案】C 【解析】　A項，水面附近的鐵接觸的氧氣多，容易腐蝕，錯誤；B項，鐵作為陰極受保護，不容易腐蝕，錯誤；C項，高溫下鐵被氧化，正確；D項，鎂塊為原電池的負極，一般用鋅塊，因為鎂容易形成致密氧化膜，錯誤。 6、【答案】A 7、【答案】D 【解析】金屬腐蝕快慢順序是電解池陽極＞原電池負極＞化學腐蝕＞原電池正極＞電解池陽極，①中鋅發(fā)生電化學腐蝕，金屬鋅是負極，加快鋅的腐蝕，②中鋅作電解池的陽極，被腐蝕，③中鋅作電解池的陰極，被保護，④Zn發(fā)生化學腐蝕，所以腐蝕速率由快到慢的順序是②①④③。故選D。 8、【解析】(1)本題采用“控制變量法”進行研究，即保持其他條件相同，只考慮其中一個因素對實驗的影響。探究醋酸濃度對電化學腐蝕的影響時，應保證碳粉和鐵粉的質(zhì)量與參照實驗相同，因此實驗②中鐵粉為2.0 g；對比實驗①和③可知，鐵粉的質(zhì)量及醋酸的濃度相同，而碳粉的質(zhì)量不同，顯然探究的是碳粉的含量對鐵的電化學腐蝕的影響。 (2)當鐵發(fā)生析氫腐蝕時，由于生成H2，容器的壓強不斷增大，而發(fā)生吸氧腐蝕時，由于消耗O2，容器的壓強不斷減小，t2時容器的壓強明顯小于起始壓強，說明鐵發(fā)生了吸氧腐蝕，此時Fe作負極，失去電子發(fā)生氧化反應；碳粉作正極，O2在其表面得到電子發(fā)生還原反應，電極反應式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－。 (3)Fe發(fā)生電化學腐蝕時，放出熱量，使體系的溫度升高。