《2019版高考化学一轮复习第六章化学反应与能量课时梯级作业十九6.3电解池金属的电化学腐蚀与防护》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019版高考化学一轮复习第六章化学反应与能量课时梯级作业十九6.3电解池金属的电化学腐蚀与防护（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、- 1 -课时梯级作业课时梯级作业 十九电解池十九电解池 金属的电化学腐蚀与防护金属的电化学腐蚀与防护(45(45 分钟分钟 100100 分分) )一、选择题(本题包括 7 小题,每题 6 分,共 42 分)1.(2018赤峰模拟)下列描述中,不符合生产实际的是 ( )A.一元硬币材料为钢芯镀镍,硬币制作时,钢芯应作阴极B.合金的熔点都低于它的成分金属,合金的耐腐蚀性也不一定比其成分金属强C.电解饱和食盐水制烧碱,用涂镍碳钢网作阴极D.铜板上的铁铆钉处在潮湿的空气中直接发生反应:Fe-3e- Fe3+,继而形成铁锈【解析】选 D。钢芯镀镍硬币制作时,镍作阳极,钢芯应作阴极,A 正确;合金的熔
2、点都低于它的成分金属,合金的耐腐蚀性也不一定比其成分金属强,B 正确;电解饱和食盐水用涂镍碳钢网作阴极,C 正确;铜板上的铁铆钉处在潮湿的空气中发生电化学腐蚀:Fe-2e-Fe2+,D 错误。2.(2018吕梁模拟)关于图中装置说法正确的是( )A.装置中电子移动的途径:负极FeM 溶液石墨正极B.若 M 为 NaCl 溶液,通电一段时间后,溶液中可能有 NaClOC.若 M 为 FeCl2溶液,可以实现石墨上镀铁D.若 M 是海水,该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”使铁不被腐蚀【解析】选 B。装置中电子移动的途径:负极Fe 电极,石墨正极,溶液中通过离子导电而不是电子,A 错误;若 M 为
3、 NaCl 溶液,通电一段时间后,阳极产生 Cl2,溶液中的 NaOH 与阳极产生的 Cl2发生反应生成 NaCl和 NaClO,所以溶液中可能有 NaClO,B 正确;若 M 为 FeCl2溶液,在阳极,溶液中的 F失去电子变为 F,所以不可能实现石墨上镀铁,C 错误;若 M 是海水,该装置是电解池,是通过外加电流的阴极保护法使铁不被腐蚀,不是通过“牺牲阳极的阴极保护法”,D 错误。【加固训练】下列有关电化学装置的说法正确的是( )- 2 -A.用图 1 装置处理银器表面的黑斑(Ag2S),银器表面发生的反应为 Ag2S+2e-2Ag+S2-B.用图 2 装置电解一段时间后,铜电极部分溶解,
4、溶液中铜离子的浓度基本不变C.图 3 装置中若直流电源的 X 极为负极,则该装置可实现粗铜的电解精炼D.图 4 装置中若 M 是铜,则该装置能防止铁被腐蚀【解析】选 A。题图 1 装置中,银器、铝与食盐水构成原电池,银器是正极,银器上的 Ag2S 发生还原反应生成银,A 项正确;题图 2 装置中,铜电极是阴极,铜不参与电极反应,B 项错误;题图 3 装置中若 X 极为负极,则粗铜是阴极,电解精炼铜时粗铜应作阳极,C 项错误;题图 4 装置中,铁作负极,铁被腐蚀,D 项错误。3.深埋在潮湿土壤中的铁管道,在硫酸盐还原菌作用下,能被硫酸根腐蚀,其电化学腐蚀原理如图所示,下列与此原理有关的说法错误的
5、是( )A.正极反应为 S+5H2O+8e-HS-+9OH-B.输送暖气的管道不易发生此类腐蚀C.这种情况下,Fe 腐蚀的最终产物为 Fe2O3xH2OD.管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀【解析】选 C。A.原电池的正极发生还原反应,由图示可知发生的电极反应为 S+5H2O+8e-HS-+9OH-,故 A 正确;B.硫酸盐还原菌是蛋白质,在高温下易变性,失去催化效率,则输送暖气的管道不易发生此类腐蚀,故 B 正确;C.由图示可知,Fe 腐蚀的最终产物为 FeO,故 C 错误;D.管道上刷富锌油漆,形成 Zn-Fe原电池,Fe 变为正极,可以延缓管道的腐蚀,故 D 正确。- 3 -4.(201
6、8娄底模拟)利用如图所示装置进行实验,甲、乙两池均为 1 molL-1的 AgNO3溶液,A、B 均为 Ag电极。实验开始先闭合 K1,断开 K2,一段时间后,断开 K1,闭合 K2,形成浓差电池,电流计指针偏转(Ag+浓度越大,氧化性越强)。下列说法不正确的是( )A.闭合 K1,断开 K2后,A 极质量增大B.闭合 K1,断开 K2后,乙池溶液浓度增大C.断开 K1,闭合 K2后,N向 B 极移动D.断开 K1,闭合 K2后,A 极发生氧化反应【解析】选 C。A 项,闭合 K1,断开 K2后,形成电解池,A 为阴极,Ag+发生还原反应生成银,A 极质量增大,正确;B 项,阳极金属银被氧化,
7、c(Ag+)增大,N向阳极移动,乙池溶液浓度增大,正确;C 项,断开 K1,闭合 K2后,形成浓差电池,由上述分析可知 B 为正极,A 为负极,N向负极移动,错误;D 项,A 为负极,发生氧化反应,正确。5.在微生物作用下电解有机废水(含 CH3COOH ),可获得清洁能源 H2。其原理如图所示。不正确的是 ( )A.通电后,H+通过质子交换膜向右移动,最终右侧溶液 pH 减小B.电源 B 极为负极C.与电源 A 极相连的惰性电极上发生的反应为CH3COOH-8e-+2H2O2CO2+8H+- 4 -D.通电后,若有 0 .1 mol H2生成,则转移 0.2 mol 电子【解析】选 A。在阴
8、极上氢离子得电子生成氢气,但是阳离子氢离子会经过交换膜进入阴极室,阴极室的pH 几乎保持不变,A 错误;右侧产生氢气,说明是阴极,右侧 B 电极是电源的负极,B 正确;在阳极上 CH3COOH失电子生成二氧化碳,电极反应式为 CH3COOH-8e-+2H2O2CO2+8H+,C 正确;在阴极上氢离子得电子生成氢气,即 2H+2e-H2,因此若有 0.1 mol H2生成,则转移 0.2 mol 电子,D 正确。6.(2018宝鸡模拟)铁铬氧化还原液流电池是一种低成本的储能电池,电池结构如图所示,工作原理为Fe3+Cr2+Fe2+Cr3+。下列说法正确的是( )A.电池充电时,b 极的电极反应式
9、为 Cr3+e-Cr2+B.电池充电时,Cl-从 a 极穿过选择性透过膜移向 b 极C.电池放电时,a 极的电极反应式为 Fe3+3e-FeD.电池放电时,电路中每通过 0.1 mol 电子,Fe3+浓度降低 0.1 molL-1【解析】选 A。由图可知,正极(FeCl3/FeCl2+盐酸)、负极(CrCl3/CrCl2),负极反应为 Cr2+-e-Cr3+,正极反应为 Fe3+e-Fe2+。充电时,b 极为阴极,发生还原反应:Cr3+e-Cr2+,A 正确;充电时,为电解池,a极(阳极)反应为 Fe2+-e-Fe3+,Cl-由 b 极移向 a 极,B、C 错误;没有溶液的体积,无法计算浓度变
10、化,D 错误。7.(能力挑战题)用石墨电极完成下列电解实验。实验一实验二装置现象a、d 处试纸变蓝;b 处变红,局部褪色;c 处无明显变化两个石墨电极附近有气泡产生;n处有气泡产生;下列对实验现象的解释或推测不合理的是( )- 5 -A.a、d 处:2H2O+2e-H2+2OH-B.b 处:2Cl-2e-Cl2C.c 处发生了反应:Fe-2e-Fe2+D.根据实验一的原理,实验二中 m 处能析出铜【解析】选 B。a、d 处试纸变蓝,说明溶液显碱性,是溶液中的氢离子得到电子生成氢气,氢氧根离子剩余造成的,故 A 正确;b 处变红,局部褪色,说明是溶液中的 Cl-失去电子生成 Cl2,Cl2溶于水
11、生成 HCl 和 HClO,使溶液呈酸性,pH 试纸变红,HClO 具有漂白性,使试纸局部褪色,因此 b 处发生的反应有:2Cl-2e-Cl2,Cl2+H2OHClO+H+Cl-,故 B 错误;c 处为阳极,铁失去电子生成亚铁离子,故 C 正确;实验一中 a、c形成电解池,d、b 形成电解池,所以实验二中相当于形成三个电解池(一个球两面为不同的两极),m 为电解池的阴极,另一球朝 m 的一面为阳极(n 的背面),相当于电镀,即 m 上有铜析出,故 D 项正确。【易错提醒】(1)由实验一的现象,推理可知 a、b、c、d 分别为阴极、阳极、阳极、阴极。(2)通过实验一、二的现象可以分析出这是多个“
12、串联电路的电解池”,实验一的图可以表示如下:二、非选择题(本题包括 4 小题,共 58 分)8.(12 分)以 H2、O2、熔融盐 Na2CO3组成燃料电池,采用电解法制备 Fe(OH)2,装置如图所示,其 P 端通入CO2。(1)石墨电极上的电极反应式为_。 (2)通电一段时间后,右侧玻璃管中产生大量的白色沉淀,且较长时间不变色,则下列说法中正确的是_(填序号)。 A.X、Y 两端都必须用铁作电极- 6 -B.可以用 NaOH 溶液作电解液C.阴极发生的反应是 2H+2e-H2D.白色沉淀只能在阳极上产生(3)若将所得 Fe(OH)2沉淀暴露在空气中,则其颜色变化为_,该反应的化学方程式为_
13、 _。 【解析】(1)石墨电极为负极,H2发生氧化反应,且 C向负极移动参与反应。(2)电解法制备 Fe(OH)2,阳极(Y)必须用 Fe 作电极,阴极(X)可以不用 Fe 作电极,A 错误;电解质溶液可以为碱溶液,B 正确;阴极上 H+发生还原反应,C 正确;白色沉淀不一定在阳极区生成,D 错误。(3)Fe(OH)2暴露在空气中,会被空气中的氧气氧化为 Fe(OH)3,现象为白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色。答案:(1)H2-2e-+CCO2+H2O(2)B、C(3)白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)39.(15 分)(2018景德镇模
14、拟)(1)用间接电化学法除去 NO 的过程,如图所示:已知电解池的阴极室中溶液的 pH 在 47 之间,写出阴极的电极反应式:_。 用离子方程式表示吸收池中除去 NO 的原理:_。 (2)目前已开发出电解法制取 ClO2的新工艺。- 7 -用石墨作电极,在一定条件下电解饱和食盐水制取 ClO2(如图所示),写出阳极产生 ClO2的电极反应式:_。 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:_。 【解析】(1)阴极发生还原反应,是亚硫酸氢根离子得电子生成 S2,电极反应式
15、为 2HS+2e-+2H+S2+2H2O; S2与一氧化氮发生氧化还原反应,生成氮气和亚硫酸氢根,离子反应方程式为2NO+2S2+2H2ON2+4HS。(2)由题意可知,氯离子放电生成 ClO2,由元素守恒可知,有水参加反应,同时生成氢离子,电极反应式为Cl-5e-+2H2OClO2+4H+。在阴极发生 2H+2e-H2,氢气的物质的量为 0.005 mol,通过阳离子交换膜的阳离子为+1 价离子,通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为 0.005 mol2=0.01 mol,电解时阴极 H+浓度减小,使得 H2OOH-+H+的平衡向右移动,溶液的 pH 增大。答案:(1)2HS+2e-+2H+S2+2H2O2NO+2S2+2H2ON2+4HS(2)Cl-5e-+2H2OClO2+4H+0.01 在阴极发生 2H+2e-H2,H+浓度减小,使得 H2OOH-+H+的平衡向右移动,OH-浓度增大,pH 增大10.(15 分)利用电化学原理,将 NO2、O2和熔融 KNO3制成燃料电池,模拟工业电解法来处理含 Cr2废水,如图所示;电解过程中溶液发生反应:Cr2+6Fe2+14H+2Cr3+6Fe3+7H2O。- 8 -(1)甲池工作时,NO2转变成绿色硝化剂 Y,Y 是 N2O5,可循环使用。则石墨是电池的_
