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1、唐玲出品 高中化学学习材料 唐玲出品 课下限时集训 20 电解池金属的电化学腐蚀与防护 限时 45 分钟 一 选择题 1 下列关于电解的叙述中 正确的是 电解是把电能转变成化学能 电解是把化学能转变成电能 电解质溶液导电是 化学变化 金属导电是物理变化 某些不能自发进行的氧化还原反应 通过电解可以实现 任何水溶液电解时 必将导致氧化还原反应 A B C D 2 某中学学生在高三毕业典礼晚会上设计了一个 黑笔写红字 的趣味实验 滤纸先 用氯化钠 无色酚酞的混合液浸湿 然后平铺在一块铂片上 接通电源后 用铅笔在滤纸上 写字 会出现红色字迹 据此 下列叙述正确的是 A 铅笔端作阳极 发生还原反应 B
2、 铂片端作阴极 发生氧化反应 C 铅笔端有少量的氯气产生 D a 点是负极 b 点是正极 3 利用如图所示装置 当X Y选用不同材料时 可将电解原理广泛应用于工业生产 唐玲出品 下列说法中正确的是 A 氯碱工业中 X Y均为石墨 X附近能得到NaOH B 铜的精炼中 X是纯铜 Y是粗铜 Z 是 CuSO4 C 电镀工业中 X是待镀金属 Y是镀层金属 D 外加电流的阴极保护法中 Y是待保护金属 4 用石墨作电极电解CuSO 4溶液 通电一段时间后 欲使电解液恢复到起始状态 应 向溶液中加入适量的 A CuSO4 B H2O C CuO D CuSO4 5H2O 5 2016 泉州模拟 为探究钢铁
3、的吸氧腐蚀原理设计了如图所示的装置 下列有关说 法中错误的是 A 正极的电极反应方程式为O2 2H2O 4e 4OH B 将石墨电极改成Mg电极 难以观察到铁锈生成 C 若向自来水中加入少量NaCl s 可较快地看到铁锈 D 分别向铁 石墨电极附近吹入O2 前者铁锈出现得快 6 2016 安徽芜湖一中联考 LiOH 是制备锂离子电池的材料 可由电解法制备 工业 上利用如图装置电解制备 LiOH 两电极区电解液分别为LiOH和 LiCl溶液 下列说法中正 确的是 A B极区电解液为LiOH溶液 B 电极每产生22 4 L气体 电路中转移2 mol e C 电解过程中Li 移入 B电极区 OH 移
4、入 A电极区 D 电解池中总反应方程式为 2HCl 电解 2H2 Cl2 唐玲出品 7 下列有关电化学装置完全正确的是 A B C D 铜的精炼铁上镀银防止 Fe 被腐蚀构成铜锌原电池 8 图中X 为电源 Y 为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸 滤纸中央滴有一滴KMnO4 溶液 通电后Y中央的紫红色斑向d 端扩散 下列判断正确的是 A 滤纸上c 点附近会变红色 B Cu电极质量减小 Pt 电极质量增大 C Z中溶液的pH先减小 后增大 D 溶液中的SO 2 4向 Cu电极定向移动 9 假设图中原电池产生的电压 电流强度均能满足电解 电镀要求 即为理想化 为各装置中的电极编号 下列说法错误的是 A
5、 当 K闭合时 A装置发生吸氧腐蚀 在电路中作电源 B 当 K断开时 B装置锌片溶解 有氢气产生 C 当 K闭合后 整个电路中电子的流动方向为 D 当 K闭合后 A B装置中 pH变大 C D装置中 pH不变 10 用 a b 两个质量相等的Pt 电极电解AlCl3和 CuSO4的混合溶液 n AlCl 3 n CuSO4 1 9 t1时刻 a 电极得到混合气体 其中Cl2在标准状况下为224 mL 忽略气体的溶解 唐玲出品 t2时刻 Cu全部在电极上析出 下列判断正确的是 A a 电极与电源的负极相连 B t2时刻 两电极的质量相差3 84 g C 电解过程中 溶液的pH不断增大 D t2时
6、刻后 b 电极的电极反应是4OH 4e 2H 2O O2 二 非选择题 11 如图甲 乙是电化学实验装置 请回答下列问题 1 若两池中均盛放饱和NaCl 溶液 甲池中铁棒的电极反应式 将湿润的淀粉碘化钾试纸放在乙烧杯上方 发现试纸先变蓝后褪色 这是因为电解生 成的某种气体A氧化了生成的碘 已知反应中A气体和 I2的物质的量之比为 5 1 且生成 两种酸 该反应的化学方程式为 2 若两池中均盛放CuSO4溶液 反应一段时间后 甲池中石墨棒上的电极反应式为 如果起始时乙池盛有200 mL pH 5 的 CuSO4溶液 25 一段时间后溶液蓝色变浅 测定其pH 变为1 不考虑体积变化 若要使溶液恢复
7、到电解前的状态 可向溶液中加入 填写物质的化学式 g 12 如图表示一个电解池 装有电解液a X Y是两块电极板 通过导线与直流电源相 连 请回答以下问题 1 若 X Y是惰性电极 a 是饱和 NaCl 溶液 实验开始时 同时在两边各滴入几滴酚 酞 则 唐玲出品 电解池中X极上的电极反应式是 在 X极附近观察到的现象是 Y电极上的电极反应式是 检验该电极反应产物的方法是 2 若用电解方法精炼粗铜 电解液a 选用 CuSO4溶液 则 X电极的材料是 电极反应式是 Y电极的材料是 电极反应式是 说明 杂质发生的电极反应不必写出 当电路中有0 04 mol电子通过时 阴极增重 g 13 1 二氧化氯
8、 ClO2 为一种黄绿色气体 是国际上公认的高效 广谱 快速 安全 的杀菌消毒剂 目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺 图中用石墨作电极 在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2 则阳极产生ClO2的电 极反应式为 电解一段时间 当阴极产生的气体体积为112 mL 标准状况 时 停止电解 通过阳 离子交换膜的阳离子的物质的量为 mol 用平衡移动原理解释阴极区pH 增大的原 因 2 为提高甲醇燃料的利用率 科学家发明了一种燃料电池 电池的一个电极通入空气 另一个电极通入甲醇气体 电解质是掺入了Y2O3的 ZrO2晶体 在高温下它能传导O 2 电池 工作时正极反应式为 若以该电池为电源 用石墨
9、作电极电解100 mL 含有以下离子的溶液 离子Cu 2 H Cl SO 2 4 c mol L 1 1 4 4 1 电解一段时间后 当两极收集到相同体积 相同条件 的气体时 忽略溶液体积的变化及 电极产物可能存在的溶解现象 阳极上收集到氧气的物质的量为 mol 唐玲出品 参考答案与解析 1 解析 选 D 把化学能转变成电能的装置是原电池 只要电解 必将发生氧化还原反 应 即一定发生化学变化 一些不能自发进行的氧化还原反应 可以借助电解来实现 故选 D项 2 解析 选D 本题实际是对以铂片 铅笔 石墨 为电极电解NaCl 的实验的讨论 在 电解时铅笔作阴极连在电源的负极 铅笔这一极的电极反应式
10、为2H2O 2e 2OH H2 或 2H 2e H 2 这样在铅笔走过的地方就有较多的OH 产生 所以会出现红色字迹 3 解析 选D 电解饱和食盐水时 阴极区得到H2和 NaOH 铜的电解精炼时 应用粗 铜作阳极 纯铜作阴极 电镀时 应以镀层金属作阳极 待镀金属作阴极 4 解析 选C 用石墨作电极电解CuSO4溶液的电解方程式是2CuSO4 2H2O 电解 2H2SO4 2Cu O2 根据缺什么补什么的原则 知C正确 5 解析 选D 铁是负极 失电子被氧化成Fe 2 在正极 O2得电子发生还原反应生成 OH 故将 O2吹向石墨电极的腐蚀速率比吹向铁电极快 向自来水中加入NaCl s 可使电 解
11、质溶液的导电能力增强 加快腐蚀速率 但若将石墨电极换成Mg电极 则负极为Mg Fe 被保护 难以看到铁生锈 6 解析 选A 电解制备LiOH 两电极区电解液分别为LiOH 和 LiCl溶液 由图可知 右侧生成氢气 则B中 H 放电 B为阴极 在 B中制备 LiOH B极区电解液为LiOH溶液 故 A正确 A中为 LiCl溶液 Cl 放电生成 Cl2 则阳极反应式为2Cl 2e Cl 2 电极 每产生标准状况下22 4 L 气体 电路中转移2 mol e 故 B错误 Li 向阴极移动 即由 A 透过阳离子交换膜向B移动 OH 向阳极移动 但是 OH 不能透过阳离子交换膜 故 C错误 电解池的阳极
12、上是Cl 失电子 阴极上是 H 得电子 电解的总反应方程式为 2H2O 2LiCl 电解 H2 Cl2 2LiOH 故 D错误 7 解析 选 C 电解精炼铜时 应该用粗铜作阳极 纯铜作阴极 A错误 铁上镀银时 应该用银作阳极 铁作阴极 B错误 C是外加电流的阴极保护法 正确 铜锌原电池中 锌应插入硫酸锌溶液中 铜应插入硫酸铜溶液中 D错误 8 解析 选 A 紫红色斑即MnO 4向 d 端扩散 根据阴离子向阳极移动的原理 可知d 端为阳极 即b 为正极 a 为负极 c 为阴极 NaCl 溶液中 H 放电 产生 OH c 点附近会 变红色 A正确 电解硫酸铜溶液时 Pt 为阳极 溶液中的OH 放电
13、 4OH 4e O 2 唐玲出品 2H2O Cu 为阴极 溶液中的Cu 2 得电子 生成铜 总反应式为 2CuSO4 2H2O 电解 2Cu O2 2H2SO4 Pt 电极附近生成H 则 SO2 4向 Pt 电极移动 B D 不正确 随着电解的进行 Z 中溶液变为硫酸溶液 继续电解则为电解水 硫酸浓度增大 pH减小 C不正确 9 解析 选A 当 K闭合时 B装置构成原电池 在电路中作电源 整个电路中电子的 流动方向为 B装置中消耗H pH变大 A装置中相当于 电解饱和食盐水 pH变大 C装置中相当于在银上镀铜 pH不变 D装置中相当于铜的电解 精炼 pH不变 10 解析 选B 根据 a 电极得
14、到Cl2 即 2Cl 2e Cl 2 则电极a 为阳极 与电 源的正极相连 A错误 根据生成Cl2的体积可求得原混合溶液中含Cl 0 02 mol 故 CuSO 4 为 0 06 mol t2时刻阴极b 上 Cu 2 完全析出 其电极质量增加 0 06 mol 64 g mol 1 3 84 g B正确 Cl 和 Cu2 放电时 溶液 pH不变 当 OH 和 Cu2 放电时 溶液酸性增强 t2时刻 后 a b 两极分别是OH 和 H 放电 即电解水 溶液pH减小 b 电极的电极反应为2H 2e H2 C D错误 11 解析 甲为原电池 乙为电解池 当溶液均为NaCl 溶液时甲池发生吸氧腐蚀 乙
15、池 为电解饱和NaCl 溶液 生成H2 Cl2和 NaOH 氯气氧化碘可根据氧化还原反应电子守恒确 定生成的酸为碘酸和盐酸 当溶液均为CuSO4溶液时 甲池中Fe 为负极 石墨为正极 石 墨极上发生铜离子得电子的还原反应 乙池电解后铜离子仍有剩余 故根据电解的总方程式 可知加入的氧化铜的物质的量为氢离子的0 5 倍 由于生成的酸性变化较大 可忽略原有酸 性 直接根据电解后的溶液进行计算 m CuO 0 1 mol L 1 0 2 L 2 80 g mol 1 0 8 g 或 1 24 g CuCO 3 答案 1 Fe 2e Fe2 5Cl2 I2 6H2O 10HCl 2HIO3 2 Cu 2
16、 2e Cu CuO 或 CuCO 3 0 8 或 1 24 12 解析 1 电解池中X极是阴极 发生还原反应 电极反应式为2H 2e H 2 可以看到电极上有气泡产生 且由于 H 放电使 X极附近溶液中 OH 浓度增大 使酚酞溶液变 红色 Y电极上是Cl 放电 电极反应式为 2Cl 2e Cl 2 2 电解精炼粗铜 阳极 用粗铜 阴极用纯铜 根据反应 电路中通过 2 mol 电子 阴极析出1 mol Cu 故当电路 中通过 0 04 mol电子时 析出0 02 mol Cu 阴极增重1 28 g 唐玲出品 答案 1 2H 2e H 2 有气泡产生 溶液变红色 2Cl 2e Cl2 将湿 润的淀粉 KI 试纸置于c 口处 试纸变蓝 2 纯铜Cu 2 2e Cu 粗铜Cu 2e Cu2 1 28 13 解析 1 阳极失去电子发生氧化反应 水电离产生的H 在阴极上放电产生 H2 转移电子的物质的量n e 2n H 2 2 0 112 L 22 4 L mol 1 0 01 mol 则在内电路中移动的 电荷为 0 01 mol 每个 Na 带一个单位的正电荷 则通过的 Na 为 0 01 m
