2019高考化學一輪復習 基礎課時練20 電解池 金屬的電化學腐蝕與防護.doc

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基礎課時練(二十)　電解池　金屬的電化學腐蝕與防護 1．(2017長春期末)下列關于電化學的敘述正確的是(　　) A．圖①兩極均有氣泡產生，滴加酚酞溶液時石墨一極變紅 B．圖②裝置可以驗證犧牲陽極的陰極保護法 C．圖③可以模擬鋼鐵的吸氧腐蝕，碳棒一極的電極反應式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．上述4個裝置中，圖①、②中Fe腐蝕速率較快，圖③中Fe腐蝕速率較慢 答案：C 2．(2018桂林中學月考)下列各組中，每種電解質溶液用惰性電極電解時只生成氫氣和氧氣的一組是(　　) A．HCl、CuCl2、Ba(OH)2　　 B．NaOH、CuSO4、H2SO4 C．NaOH、H2SO4、Ba(OH)2 D．NaBr、H2SO4、Ba(OH)2 答案：C 3．(2018沈陽二中月考)如圖所示的兩個實驗裝置，溶液的體積均為200 mL。開始時電解質溶液的濃度均為0.1 molL－1，工作一段時間后，測得導線中均通過0.02 mol電子，若不考慮鹽的水解和溶液體積的變化，下列敘述中正確的是(　　) A．產生氣體的體積：①<② B．①中陰極質量增加，②中正極質量減小 C．溶液的pH變化：①減小，②增大 D．電極反應式：①中陽極為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，②中負極為2H＋＋2e－===H2↑ 解析：選C?、僦嘘枠O反應式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，導線中通過0.02 mol電子時，生成0.005 mol O2；②中正極反應式為2H＋＋2e－===H2↑，導線中通過0.02 mol電子時，生成0.01 mol H2，但題目未指明兩種氣體是否處于相同狀況下，故無法比較氣體體積的大小，A錯誤。①中陰極反應為Cu2＋＋2e－===Cu，陰極表面析出Cu，電極質量增加；②中正極表面析出H2，電極質量不變，B錯誤。①中陽極反應也可寫作2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，反應中生成H＋，溶液的酸性增強，則溶液的pH減小；②中正極反應消耗H＋，溶液的酸性減弱，則pH增大，C正確。②中Zn比Cu更活潑，則Zn作負極，電極反應式為Zn－2e－===Zn2＋，D錯誤。 4．(2018山西五校聯考)某研究小組為探究鐵發(fā)生電化學腐蝕的影響因素，將混合均勻的新制鐵粉和炭粉置于錐形瓶底部，塞上瓶塞(如圖甲)。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(結果如圖乙)。下列敘述錯誤的是(　　) A．圖乙中，t2時容器中壓強明顯小于起始壓強是因為鐵粉發(fā)生了吸氧腐蝕 B．炭粉表面的電極反應式只有O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．炭粉表面一定發(fā)生了還原反應 D．圖丙中，發(fā)生腐蝕時電子轉移方向如箭頭所示 解析：選B　滴加醋酸溶液，開始階段鐵粉發(fā)生析氫腐蝕，由于產生H2，裝置內氣體壓強不斷增大，待醋酸消耗完后，鐵粉又發(fā)生了吸氧腐蝕，由于消耗O2，裝置內氣體壓強逐漸減小，A正確；開始階段，炭粉表面的反應為2H＋＋2e－===H2↑，后來炭粉表面發(fā)生的反應為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B錯誤；發(fā)生腐蝕時，炭粉作正極，表面發(fā)生還原反應，C正確；發(fā)生腐蝕時，Fe作負極，炭粉作正極，則電子由鐵粉轉移到炭粉，并在炭粉表面被O2或H＋獲得而發(fā)生還原反應，D正確。 5．(2018溫州十校聯考)下列關于如圖所示實驗裝置說法不正確的是(　　) A．該裝置為鐵的吸氧腐蝕實驗 B．一段時間后，向插入鐵釘的玻璃筒內滴入NaOH溶液，即可觀察到鐵釘附近溶液中有沉淀生成 C．向插入石墨棒的玻璃筒內滴入石蕊試液，可觀察到石墨附近的溶液變紅 D．若將裝置中飽和食鹽水換成稀硫酸，裝置內發(fā)生析氫腐蝕 解析：選C　無銹鐵釘通過導線與石墨棒相連并插入飽和食鹽水中形成原電池，由于NaCl溶液呈中性，故鐵釘發(fā)生吸氧腐蝕，則正極反應式為2H2O＋O2＋4e－===4OH－，A正確；發(fā)生腐蝕時，Fe作負極被氧化，電極反應式為Fe－2e－===Fe2＋，一段時間后，鐵釘附近溶液中含有Fe2＋，滴入NaOH溶液時，先生成Fe(OH)2沉淀，后被氧化生成Fe(OH)3沉淀，B正確；發(fā)生吸氧腐蝕時，石墨棒周圍溶液呈堿性，滴入石蕊試液，溶液變成藍色，C錯誤；將裝置中飽和食鹽水換成稀硫酸，電解質溶液呈酸性，發(fā)生腐蝕時，正極反應式為2H＋＋2e－===H2↑，故發(fā)生析氫腐蝕，D正確。 6．(2018鞍山檢測)以甲醇燃料電池(KOH為電解質)為電源，在實驗室中模擬鋁制品表面“鈍化”處理的過程。實驗中，通電一段時間后可觀察到鋁電極逐漸失去光澤，并出現細小氣泡，裝置如圖所示，下列說法正確的是(　　) A．燃料電池b電極上發(fā)生的反應為CH3OH－6e－＋H2O===6H＋＋CO2↑ B．電解池中石墨電極作陰極，發(fā)生的反應為2H＋＋2e－===H2↑ C．電解池中Al電極上發(fā)生的反應為Al－3e－＋3HCO===Al(OH)3＋3CO2↑ D．理論上每生成19.5 g沉淀，標準狀況下a電極上消耗2.1 L O2 解析：選C　由鋁電極發(fā)生失電子的氧化反應可知燃料電池a電極為正極，則燃料電池b電極為負極，發(fā)生氧化反應，因電解質溶液為KOH溶液，則發(fā)生的反應為CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O，故A錯誤；電解池中石墨電極作陰極，電極反應式為2HCO＋2e－===H2↑＋2CO，故B錯誤；電解池中Al為陽極，陽極上發(fā)生的反應為Al－3e－＋3HCO===Al(OH)3＋3CO2↑，生成的氫氧化鋁再轉化成氧化鋁保護膜，故C正確；生成19.5 g Al(OH)3沉淀，其物質的量為＝0.25 mol，則反應中轉移電子的物質的量為0.25 mol3＝0.75 mol，則標準狀況下a電極上消耗O2的體積為22.4 Lmol－1＝4.2 L，故D錯誤。 7．工業(yè)上用電解法處理含鎳酸性廢水并得到單質Ni的原理如圖所示。下列說法不正確的是(　　) 已知：①Ni2＋在弱酸性溶液中發(fā)生水解 ②氧化性：Ni2＋(高濃度)＞H＋＞Ni2＋(低濃度) A．碳棒上發(fā)生的電極反應：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O B．電解過程中，B室中NaCl溶液的物質的量濃度將不斷減小 C．為了提高Ni的產率，電解過程中需要控制廢水pH D．若將圖中陽離子膜去掉，將A、B兩室合并，則電解反應總方程式發(fā)生改變 答案：B 8．(2017北京東城區(qū)期末)氫氧化鋰是制取鋰和鋰的化合物的原料，用電解法制備氫氧化鋰的工作原理如圖所示：下列敘述不正確的是(　　) A．b極附近溶液的pH增大 B．a極發(fā)生的反應為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ C．該法制備LiOH還可得到硫酸和氫氣等產品 D．當電路中通過1 mol 電子時，可得到2 mol LiOH 解析：選D　由圖可知，Li＋向b極移動，則b極為陰極，電極反應式為2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，由于b極生成OH－，故b極附近溶液的pH增大，A正確；a極為陽極，電極反應式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，B正確；SO向a極移動，與a極產生的H＋形成H2SO4，在b極上產生H2和LiOH，C正確；根據陰極反應式可知，電路中通過1 mol電子時，生成1 mol OH－，可得到1 mol LiOH，D錯誤。 9．(2018豫南九校質檢)如圖所示，在一定電壓下用惰性電極電解由等物質的量濃度的FeCl2、HCl組成的混合溶液。已知在此電壓下，陰、陽離子根據放電能力順序，都可能在陽極放電，下列分析正確的是(　　) A．C1電極上的電極反應式為2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ B．C1電極處溶液首先變黃色 C．C2電極上可依次發(fā)生的電極反應為Fe2＋－e－===Fe3＋、2Cl－－2e－===Cl2↑ D．當C1電極上有2 g物質生成時，就會有2NA個電子通過溶液發(fā)生轉移 解析：選C　C1電極與電源的負極相連，作陰極，溶液中的H＋在陰極放電，電極反應式為2H＋＋2e－===H2↑，A錯誤；C1電極上H＋放電生成H2，C2電極與電源的正極相連，作陽極，Fe2＋的還原性強于Cl－，則依次發(fā)生的電極反應為Fe2＋－e－===Fe3＋、2Cl－－2e－===Cl2↑，故C2電極處溶液先變黃色，B錯誤，C正確；電子只能通過導線傳遞，不能通過溶液傳遞，D錯誤。 10．(2018安徽六校聯考)模擬電滲析法淡化海水的工作原理示意圖如下。已知X、Y均為隋性電極，模擬海水中富含Na＋、Cl－、Ca2＋、Mg2＋、SO等離子。下列敘述中不正確的是(　　) A．N是陰離子交換膜 B．Y電極上產生有色氣體 C．X電極區(qū)域有渾濁產生 D．X電極反應式為2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ 解析：選D　Y電極為陽極，電極反應式為2Cl－－2e－===Cl2↑，為保持Y電極附近溶液呈電中性，M、N之間海水中的陰離子需透過離子交換膜N進入右側溶液，則N為陰離子交換膜，A正確；電解時，Y電極上產生的Cl2為有色氣體，B正確；X為陰極，電極反應式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，溶液中c(OH－)增大，易產生Mg(OH)2、Ca(OH)2沉淀而使X電極區(qū)域出現渾濁，C正確；X電極為陰極，發(fā)生還原反應，電極反應式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，D錯誤。 11．(2018西安模擬)如圖所示，甲池的總反應式為N2H4＋O2===N2＋2H2O，下列關于該電池工作時的說法正確的是(　　) A．該裝置工作時，Ag電極上有氣體生成 B．甲池和乙池中溶液的pH均減小 C．甲池中負極反應式為N2H4－4e－===N2＋4H＋ D．當甲池中消耗0.1 mol N2H4時，乙池中理論上最多產生6.4 g固體 解析：選B　甲池為原電池，通入N2H4的電極為負極，通入O2的電極為正極，負極反應式為N2H4－4e－＋4OH－===N2＋4H2O，正極反應式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－；乙池為電解池，陰極反應式為Cu2＋＋2e－===Cu，陽極反應式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。通入N2H4的電極為原電池的負極，負極與陰極相連，Ag電極為陰極，在該電極銅離子得電子生成銅單質，A項錯誤；甲池生成水，導致溶液中KOH濃度降低，則溶液pH減小，乙池中水電離產生的OH－放電，導致溶液pH減小，B項正確；甲池負極反應式為N2H4－4e－＋4OH－===N2＋4H2O，H＋不能在堿性溶液中出現，C項錯誤；甲池消耗0.1 mol N2H4時，轉移0.4 mol電子，乙池陰極反應式為Cu2＋＋2e－===Cu，銅離子得0.4 mol電子產生0.2 mol銅，質量為12.8 g，D項錯誤。 12．(2018荊州質檢)電解硫酸鈉溶液聯合生產硫酸和燒堿溶液的裝置如圖所示，其中陰極和陽極均為惰性電極。測得同溫同壓下，氣體甲與氣體乙的體積比約為1∶2，以下說法正確的是(　　) A．產物丙為硫酸溶液 B．a極與電源的負極相連 C．離子交換膜d為陰離子交換膜 D．a電極反應式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 解析：選A　電解Na2SO4溶液的實質是電解水，則兩極產生的氣體為H2和O2；測得同溫同壓下，氣體甲和氣體乙的體積比約為1∶2，則甲為O2，乙為H2；所以電極a為陽極，電極反應式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，Na2SO4溶液中的SO透過陰離子交換膜(c)進入左側溶液，則產物丙為H2SO4溶液，A正確；a為陽極，則a極與電源的正極相連，B錯誤；b極為陰極，溶液中陽離子要透過離子交換膜向b極移動，則離子交換膜d為陽離子交換膜，C錯誤；a極為陽極，電極反應式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，D錯誤。 13．某興趣小組的同學用如圖所示裝置研究有關電化學的問題。當閉合該裝置的開關時，觀察到電流計的指針發(fā)生了偏轉。 請回答下列問題： (1)甲池為____________(填“原電池”“電解池”或“電鍍池”)，通入CH3OH一極的電極反應式為________________________________________________________________________。 (2)乙池中A(石墨)電極的名稱為____________(填“正極”、“負極”、“陰極”或“陽極”)，乙池中發(fā)生反應的總電極反應式為________________________________________________________________________。 (3)當乙池中B極質量增加5.40 g時，甲池中理論上消耗O2的體積為____________mL(標準狀況)，丙池中__________(填“C”或“D”)極析出____________g銅。 (4)若丙池中電極不變，將其中溶液換成NaCl溶液，開關閉合一段時間后，甲池中溶液的pH將____________(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)；丙池中溶液的pH將____________。 解析：(1)甲池為原電池，通入CH3OH的電極為負極發(fā)生氧化反應，電極反應式為CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O。 (2)乙池為用惰性電極電解AgNO3溶液，總電極反應式為4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3。 (3)根據各電極上轉移電子的數目相同得n(Ag)＝4n(O2)＝2n(Cu)，V(O2)＝22.4 Lmol－1＝0.28 L＝280 mL，m(Cu)＝64 gmol－1＝1.60 g。 (4)若丙池中電極不變，將其溶液換成NaCl溶液，根據總反應式2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，可知電解一段時間后，溶液的pH將增大，而甲池中總反應為2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O，電解一段時間后，溶液pH將減小。 答案：(1)原電池　CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O (2)陽極　4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3 (3)280　D　1.60 (4)減小　增大