2019屆高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 熱點(diǎn)題型專練 專題6.3 電解池+電化學(xué)腐蝕與防護(hù)（含解析）.doc

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電解池+電化學(xué)腐蝕與防護(hù) 1．在世界海運(yùn)史上曾發(fā)生過這樣一個(gè)悲?。阂凰颐小鞍⒛羌{”號的貨輪滿載著精選銅礦砂，在向日本海岸行駛時(shí)突然發(fā)生大面積漏水，最終沉沒。堅(jiān)硬的鋼制船體為什么會突然漏水呢？事后的事故調(diào)查結(jié)果表明導(dǎo)致沉船的原因與船上的精選銅礦砂密切相關(guān)。下列對此調(diào)查結(jié)論的理解正確的是( ) A．精銅礦砂裝載過多導(dǎo)致沉船 B．運(yùn)輸途中銅與空氣中的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)導(dǎo)致質(zhì)量增大，超過船的承載能力 C．在潮濕的環(huán)境中，船體與銅構(gòu)成了原電池，加速了作為負(fù)極的船體的腐蝕 D．在潮濕的環(huán)境中，船體與銅構(gòu)成了電解池，鋼制船體作陽極而被氧化腐蝕 【答案】C 2．某溶液中含有Cu2＋、Fe2＋、Al3＋、Cl－、NO，且濃度均為0.1 mol/L，用石墨作電極進(jìn)行電解時(shí)，肯定得不到的產(chǎn)物是( ) A．Cl2 B．Al C．Cu D．H2 【解析】陰極上Al3＋、Fe2＋的放電能力弱于H＋，而Cu2＋的放電能力比水電離出的H＋的放電能力強(qiáng)，陽極上Cl－放電能力強(qiáng)于OH－。 【答案】B 3．下列關(guān)于電化學(xué)知識的說法正確的是( ) A．電解飽和食鹽水在陽極得到氯氣，陰極得到金屬鈉 B．電解精煉銅時(shí)，陽極質(zhì)量的減少不一定等于陰極質(zhì)量的增加 C．電解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液，在陰極上依次析出Al、Fe、Cu D．電解CuSO4溶液一段時(shí)間后(Cu2＋未反應(yīng)完)，加入適量Cu(OH)2可以使溶液恢復(fù)至原狀態(tài) 【解析】A項(xiàng)，電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為2NaCl＋2H2O＋Cl2↑，錯誤；B項(xiàng)，陽極除銅放電外，比銅活潑的金屬如Zn、Fe也放電，但陰極上只有Cu2＋放電，正確；C項(xiàng)，根據(jù)金屬活動性順序可知，陰極上離子的放電順序是Fe3＋>Cu2＋>H＋>Fe2＋>Al3＋，F(xiàn)e2＋和Al3＋不放電，F(xiàn)e3＋得電子生成Fe2＋，不會析出鐵和鋁，在陰極上依次生成的是銅、亞鐵離子、氫氣，錯誤；D項(xiàng)，電解CuSO4溶液，陰極析出Cu，陽極生成氧氣，應(yīng)加入CuO。 【答案】B 4．如圖所示的電化學(xué)裝置，下列敘述不正確的是( ) A．a(chǎn)和b用導(dǎo)線連接，電子由鐵經(jīng)過導(dǎo)線流向碳 B．a(chǎn)和b用導(dǎo)線連接，鐵電極的電極反應(yīng)式為：Fe－2e－===Fe2＋ C．a(chǎn)、b分別連接直流電源正、負(fù)極，可以防止鐵被腐蝕 D．a(chǎn)、b分別連接直流電源負(fù)、正極，電壓足夠大時(shí)，Na＋向鐵電極移動 【答案】D 5．常溫下用惰性電極電解NaHSO4溶液，電解一段時(shí)間后，下列有關(guān)電解質(zhì)溶液變化的說法正確的是( ) A．電解質(zhì)溶液的濃度增大，pH減小 B．電解質(zhì)溶液的濃度增大，pH增大 C．電解質(zhì)溶液的濃度減小，pH減小 D．電解質(zhì)溶液的濃度不變，pH不變 【解析】NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO，溶液呈酸性，常溫下用惰性電極電解NaHSO4溶液實(shí)質(zhì)是電解水，因此NaHSO4溶液的濃度增大，c(H＋)增大，pH減小，故A項(xiàng)正確。 【答案】A 6．用如圖裝置電解K2SO4溶液，同時(shí)制備H2SO4溶液和KOH溶液，Ⅱ中裝入K2SO4溶液，下列有關(guān)分析正確的是( ) A．Ⅰ區(qū)生成H2SO4 B．a(chǎn)是陰離子交換膜 C．Ⅱ區(qū)的K＋進(jìn)入Ⅰ區(qū) D．Ⅲ區(qū)溶液的pH會升高 【答案】C 7．某小組設(shè)計(jì)電解飽和食鹽水的裝置如圖，通電后兩極均有氣泡產(chǎn)生，下列敘述正確的是( ) A．銅電極附近觀察到黃綠色氣體 B．石墨電極附近溶液呈紅色 C．溶液中的Na＋向石墨電極移動 D．銅電極上發(fā)生還原反應(yīng) 【解析】根據(jù)電解飽和食鹽水的裝置，如果通電后兩極均有氣泡產(chǎn)生，則金屬銅一定是陰極，該極上的反應(yīng)為：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，石墨為陽極，發(fā)生的電極反應(yīng)為：2Cl－－2e－===Cl2↑，故石墨電極附近觀察到黃綠色氣體，銅電極極附近溶液呈紅色，A、B錯誤，D正確；電解池中，陽離子移向陰極，即移向銅電極，C錯誤。 【答案】D 8．結(jié)合圖示判斷，下列敘述正確的是( ) A．K與N連接時(shí)，X為硫酸，一段時(shí)間后溶液的pH增大 B．K與N連接時(shí)，X為氯化鈉，石墨極電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑ C．K與M連接時(shí)，X為硫酸，一段時(shí)間后溶液的pH增大 D．K與M連接時(shí)，X為氯化鈉，石墨極電極反應(yīng)式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 【答案】A 9．在銅片上鍍銀時(shí)，下列敘述正確的是( ) ①將銅片接在電源的正極上 ②將銀片接在電源的正極上 ③在銅片上發(fā)生的反應(yīng)是：Ag＋＋e－===Ag ④在銀片上發(fā)生的反應(yīng)是：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O ⑤需用硫酸銅溶液為電鍍液 ⑥需用硝酸銀溶液為電鍍液 A．①③⑥ B．②③⑥ C．①④⑤ D．②③④⑥ 【解析】在銅片上鍍銀時(shí)，需將銅片接在電源的負(fù)極上，將銀片接在電源的正極上，用硝酸銀溶液作電鍍液。在銅片上發(fā)生的反應(yīng)是：Ag＋＋e－===Ag，在銀片上發(fā)生的反應(yīng)是：Ag－e－===Ag＋。 【答案】B 10．下面兩套實(shí)驗(yàn)裝置，都涉及金屬的腐蝕反應(yīng)，假設(shè)其中的金屬塊和金屬絲都是足量的。下列敘述正確的是( ) A．裝置Ⅰ在反應(yīng)過程中只生成NO2氣體 B．裝置Ⅱ開始階段鐵絲只發(fā)生析氫腐蝕 C．裝置Ⅱ在反應(yīng)過程中能產(chǎn)生氫氣 D．裝置Ⅰ在反應(yīng)結(jié)束時(shí)溶液中的金屬陽離子只有Cu2＋ 【答案】C 11．用電解法可提純含有某種含氧酸根雜質(zhì)的粗KOH溶液，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)說法錯誤的是( ) A．陽極反應(yīng)式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ B．通電后陰極區(qū)附近溶液的pH會增大 C．K＋通過交換膜從陰極區(qū)移向陽極區(qū) D．純凈的KOH溶液從b口導(dǎo)出 【解析】陽極區(qū)為粗KOH溶液，陽極上OH－失電子發(fā)生氧化反應(yīng)：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，A項(xiàng)正確；陰極上H2O得電子發(fā)生還原反應(yīng)：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，陰極區(qū)附近溶液中c(OH－)增大，pH增大，B項(xiàng)正確；電解時(shí)陽離子向陰極移動，故K＋通過陽離子交換膜從陽極區(qū)移向陰極區(qū)，C項(xiàng)錯誤；陰極區(qū)生成KOH，故純凈的KOH溶液從b口導(dǎo)出，D項(xiàng)正確。 18．納米級Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關(guān)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(yīng)為2Cu＋H2OCu2O＋H2↑。下列說法正確的是( ) A．鈦電極發(fā)生氧化反應(yīng) B．陽極附近溶液的pH逐漸增大 C．離子交換膜應(yīng)采用陽離子交換膜 D．陽極反應(yīng)式是2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O 【解析】選D 鈦極與電源負(fù)極相連是陰極發(fā)生氫離子得電子的還原反應(yīng)，故A錯誤；根據(jù)總反應(yīng)，則陽極反應(yīng)為2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O，消耗氫氧根，pH值減小，故B錯誤；根據(jù)總反應(yīng)，則陽極反應(yīng)為2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O，所以離子交換膜應(yīng)采用陰離子交換膜，故C錯誤；在電解池中，當(dāng)陽極是活潑電極時(shí)，該電極本身發(fā)生失電子的還原反應(yīng)，在堿性環(huán)境下，金屬銅失去電子的電極反應(yīng)為2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O，故D正確。 19．電解硫酸鈉溶液聯(lián)合生產(chǎn)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．a(chǎn)極與電源的負(fù)極相連 B．產(chǎn)物丙為硫酸溶液 C．離子交換膜d為陰離子交換膜 D．a(chǎn)電極反應(yīng)式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 20．如圖所示，E為浸過含酚酞的Na2SO4溶液的濾紙。A、B分別為鉑片，壓在濾紙兩端，R、S為電池的電極。M、N是用多微孔的Ni制成的電極，在堿溶液中可視為惰性電極。G為電流計(jì)，K為開關(guān)。C、D和電解池中都充滿濃KOH溶液。若在濾紙中央滴一滴紫色的KMnO4溶液，將開關(guān)K打開，接通電源一段時(shí)間后，C、D中有氣體產(chǎn)生。 請回答下列問題： (1)R為________(填“正”或“負(fù)”)極。 (2)A附近溶液的現(xiàn)象是_____________________________________________________， B附近發(fā)生的電極反應(yīng)式為_________________________________________________。 (3)濾紙上的紫色點(diǎn)向________(填“A”或“B”)方移動。 (4)當(dāng)C、D中的氣體產(chǎn)生到一定量時(shí)，切斷外電源并接通開關(guān)K，經(jīng)過一段時(shí)間后，C、D中的氣體逐漸減少，C中的電極為__________(填“正”或“負(fù)”)極，電極反應(yīng)式為 ________________________________________________________________________。 【答案】(1)負(fù) (2)溶液變紅 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ (3)B (4)負(fù) 2H2＋4OH－－4e－===4H2O 21．某蓄電池的反應(yīng)為NiO2＋Fe＋2H2O放電Fe(OH)2＋Ni(OH)2 (1)該蓄電池充電時(shí)，發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)是________(填選項(xiàng)字母)。放電時(shí)生成Fe(OH)2的質(zhì)量為18 g，則外電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是________________。 A．NiO2 B．Fe C．Fe(OH)2 D．Ni(OH)2 (2)為防止遠(yuǎn)洋輪船的鋼鐵船體在海水中發(fā)生電化學(xué)腐蝕，通常在船體上鑲嵌Zn塊，或與該蓄電池的________(填“正”或“負(fù)”)極相連。 (3)以該蓄電池作電源，用如圖所示的裝置在實(shí)驗(yàn)室模擬鋁制品表面“鈍化”處理的過程中，發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁，原因是____________(用相關(guān)的電極反應(yīng)式和離子方程式表示)。 (4)精煉銅時(shí)，粗銅應(yīng)與直流電源的________(填“正”或“負(fù)”)極相連。精煉過程中，電解質(zhì)溶液中的c(Fe2＋)、c(Zn2＋)會逐漸增大而影響進(jìn)一步電解。甲同學(xué)設(shè)計(jì)如下除雜方案： 已知： 沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Cu(OH)2 Zn(OH)2 開始沉淀時(shí)的pH 2.3 7.5 5.6 6.2 完全沉淀時(shí)的pH 3.9 9.7 6.4 8.0 則加入H2O2的目的是_____________________________________________________。 乙同學(xué)認(rèn)為應(yīng)將方案中的pH調(diào)節(jié)到8，你認(rèn)為此觀點(diǎn)________(填“正確”或“不正確”)，理由是___________________________________________________________。 【答案】(1)C 0.4NA或2.4081023 (2)負(fù) (3)Al－3e－===Al3＋，Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑ (4)正 將Fe2＋氧化為Fe3＋ 不正確 同時(shí)會使Cu2＋生成沉淀而除去 22．Ⅰ.用圖1所示裝置實(shí)驗(yàn)，U形管中a為25 mL CuSO4溶液，X、Y為電極。 (1)若X為鐵，Y為純銅，則該裝置所示意的是工業(yè)上常見的________池，陽極反應(yīng)式為________________________________________________________________________。 (2)若X為純銅，Y為含有Zn、Ag、C等雜質(zhì)的粗銅，則該圖所示意的是工業(yè)上常見的________裝置。反應(yīng)過程中，a溶液的濃度________發(fā)生變化(填“會”或“不會”)。 Ⅱ.現(xiàn)代氯堿工業(yè)常用陽離子交換膜將電解槽隔成兩部分，以避免電解產(chǎn)物之間發(fā)生二次反應(yīng)。圖2為電解槽示意圖。 (1)陽離子交換膜，只允許溶液中的________通過(填下列微粒的編號)。 ①H2 ②Cl2 ③H＋ ④Cl－ ⑤Na＋ ⑥OH－ (2)寫出陽極的電極反應(yīng)式：_________________________________________________。 (3)已知電解槽每小時(shí)加入10%的氫氧化鈉溶液10 kg，每小時(shí)能收集到標(biāo)況下氫氣896 L，而且兩邊的水不能自由流通。則理論上： ①電解后流出的氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____________。 ②通過導(dǎo)線的電量為________________。(已知NA ＝ 6.021023 mol－1，電子電荷為1.6010－19 C) m(溶液)增＝1 760 g＝1.76 kg Q＝ 7.71106 C 故w(NaOH) ＝100%＝100%＝35.7%。 【答案】Ⅰ.(1)電鍍 Cu－2e－===Cu2＋ (2)銅的電解精煉 會 Ⅱ.(1)③⑤ (2)2Cl－－2e－===Cl2↑ (3)①35.7% ②7.71106 C