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1、课时提升作业 十九电解池金属的电化学腐蚀与防护(A)(45分钟100分)一、选择题(本题包括7小题，每小题6分，共42分)1.(2016威海模拟)下列描述错误的是()A.从海水中可以制取镁、溴、碘等物质B.电解精炼铜(含少量Fe、Zn、Ag)的电解后溶液中，存在的金属阳离子只有Fe2+、Zn2+C.电解饱和食盐水可以制取烧碱、氯气、氢气D.在镀件上电镀铜，电镀过程中阳极减少的质量等于阴极增加的质量【解析】选B。海水中含有镁、溴、碘等元素，因此从海水中可以制取镁、溴、碘等物质，A正确；电解精炼铜(含少量Fe、Zn、Ag)的电解后溶液中，存在的金属阳离子除了有Fe2+、Zn2+外，还有铜离子，B错
2、误；电解饱和食盐水阳极是氯离子放电，其产物是氯气，阴极是氢离子放电，其产物是氢气和氢氧化钠，C正确；镀铜时，待镀金属作阴极，镀层金属作阳极，含有镀层金属离子的溶液作电镀液，所以在镀件上电镀铜，电镀过程中阳极减少的质量等于阴极增加的质量，D正确。2.(2016铜川模拟)下列有关电化学的示意图中正确的是()【解析】选D。选项A，Zn应为原电池负极，Cu为原电池正极。选项B，盐桥两边的烧杯中盛装的电解质溶液应互换。选项C，粗铜应连接电源正极。选项D，电解饱和NaCl溶液，Cl-在阳极放电产生Cl2，溶液中的H+在阴极获得电子而产生H2，正确。3.(2016衡水模拟)一定条件下，碳钢腐蚀情况与溶液pH
3、的关系如下：pH2466.5813.514腐蚀快慢较快慢较快主要产物Fe2+Fe3O4Fe2O3FeO2-下列说法不正确的是()A.在pH6的溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀C.在pH14的溶液中，碳钢腐蚀的正极反应为O2+4H+4e-2H2OD.在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓【解析】选C。A项，酸性较强条件下，碳钢主要发生析氢腐蚀，正确；B项，在pH6的溶液中，酸性较弱，主要发生吸氧腐蚀，正确；C项，碳钢吸氧腐蚀的正极反应为O2+2H2O+4e-4OH-，错误；D项，除去溶液中的O2后，腐蚀速率会减缓，正确。【加固训练】糕点包装中常用的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱
4、氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是()A.脱氧过程是吸热反应，可降低温度，延长糕点保质期B.脱氧过程中铁作原电池正极，电极反应为Fe-3e-Fe3+C.脱氧过程中碳作原电池负极，电极反应为2H2O+O2+4e-4OH-D.含有1.12 g铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收氧气336 mL(标准状况)【解析】选D。钢铁的吸氧腐蚀为放热反应，A错误。脱氧过程，铁为负极，电极反应为Fe-2e-Fe2+；碳作正极，电极反应为2H2O +O2+4e-4OH-，B、C均错误。根据电极反应可得电池反应为2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2，Fe(OH)2可继续被氧化：4Fe(OH)2+O2+2H2O
5、4Fe(OH)3，因此可得关系式：4Fe3O2，1.12 g Fe完全反应最多可吸收O2336 mL(标准状况)，D正确。4.铝阳极氧化处理后形成的氧化膜比铝的天然氧化膜耐磨性、耐腐蚀性及装饰性有明显的提高，工业中以铝为阳极，置于硫酸溶液中电解，装置如图所示，下列说法正确的是()A.阳极电极方程式为Al-3e-+6OH-Al2O3+H2OB.随着电解的进行，溶液的pH逐渐增大C.当阴极生成气体3.36 L(标准状况)时，阳极增重2.4 gD.电解过程中H+移向铝电极【解析】选C。电解质为硫酸溶液，OH-不可能参加反应，A错误；根据原电池装置和题目信息可知电解总反应方程式为2Al+3H2OAl2
6、O3+3H2，H2O减少，溶液的pH逐渐减小，B错误；阴极反应为2H+2e-H2，H2的物质的量为3.36 L22.4 Lmol-1=0.15 mol，则转移电子为20.15 mol=0.3 mol，阳极反应为Al-3e-Al3+。根据差量法进行计算：设阳极增重的质量为x。2Al+3H2OAl2O3+3H26e-m6 mol 48 g0.3 mol x6mol0.3mol=48 gx，解得x=2.4 g，即阳极增重2.4 g，C正确；根据电流的方向可知，阳离子移向阴极，所以H+移向石墨电极，D错误。5.(2016保定模拟)用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，将所得的混合液进行电解循
7、环再生，这种新工艺叫再生循环脱硫法。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示，下列有关说法中不正确的是()A.X为直流电源的负极，Y为直流电源的正极B.阳极区pH增大C.图中的baD.该过程中的产品主要为H2SO4和H2【解析】选B。由图可知与X电极相连的电极区发生还原反应：2H+2e-H2。所以Pt()为阴极，X为直流电源的负极，Y为直流电源的正极，A正确。在阴极区由于发生反应2H+2e-H2，破坏了附近的水的电离平衡，水继续电离，最终导致阴极区的c(OH-)增大，pH增大，溶液碱性增强；在阳极区，发生反应SO32-2e-+H2OSO42-+2H+。溶液中的c(H+)增大，溶液的酸性增强
8、，pH减小，B错误。根据B的分析可知在阳极区由于不断产生硫酸，所以产生的硫酸的浓度比加入的硫酸的浓度要大，C正确。在反应的过程中，阳极区不断产生H2SO4，阴极区不断产生H2，吸收了SO2的Na2SO3溶液则循环使用，因此该过程中的产品主要为H2SO4和H2，D正确。6.用石墨作电极电解0.2 molL-1的NaCl和0.1 molL-1的MgSO4混合溶液时，下列曲线合理的是()【解析】选D。依据2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2，MgSO4+2NaOHMg(OH)2+Na2SO4，溶液起始及最终的pH均接近于7，沉淀量从起始至最终应是先逐渐增加，后保持不变，故D项正确。【互动探究
9、】(1)若将MgSO4改为Al2(SO4)3，则选_项。提示：D。根据Al3+3OHAl(OH)3知，Al3+不能完全沉淀，故沉淀变化图象为D；由于Al2(SO4)3水解溶液显酸性，随Al2(SO4)3浓度的减小，酸性减弱，A、B错误。(2)若将MgSO4改为H2SO4，画出pH变化的曲线。提示：根据放电顺序，开始阳极发生2Cl-2e-Cl2，阴极发生2H+2e-H2，最后溶质为Na2SO4，再电解水，pH变化图象为7.(能力挑战题)把物质的量均为0.1 mol的CuCl2和H2SO4溶于水制成100 mL的混合溶液，用石墨作电极电解，并收集两电极所产生的气体，一段时间后在两极收集到的气体在相
10、同条件下体积相同。则下列描述正确的是()A.电路中共转移0.6NA个电子B.阳极得到的气体中O2的物质的量为0.2 molC.阴极质量增加3.2 gD.电解后剩余溶液中硫酸的浓度为1 molL-1【解析】选A。阳极开始产生Cl2，后产生O2，阴极开始产生Cu，后产生H2，根据题意两极收集到的气体在相同条件下体积相同，则阴极产生0.2 mol H2，阳极产生0.1 mol Cl2和0.1 mol O2，则转移电子数为0.6NA，A正确、B错误；阴极析出铜0.1 mol，即6.4 g，C错；电解后溶液的体积未知，故不能计算浓度，D错误。【方法规律】解答电解题目的思路和方法(1)分电极(判断阴、阳极
11、)。(2)析溶液(分析电解质溶液中含有哪些离子)。(3)断微粒(确定在两极上反应的各是什么微粒)。(4)写电极(书写电极反应方程式)。(5)写方程(书写电解质电解的化学方程式)。(6)算遵恒(计算要遵循电子守恒)。二、非选择题(本题包括4小题，共58分)8.(12分)(2016安康模拟).如图所示的是探究金属腐蚀条件的实验装置图，请分析实验并回答下列问题：(1)若起始时甲、乙、丙3套装置的导管中液面高度相同，过一段时间后液面最高的是_。(2)通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越_(填“高”或“低”)，钢铁越易腐蚀。(3)乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为_。.利用化学反应：2FeC
12、l3+Cu2FeCl2+CuCl2，请你选择合适的电极材料和电解质溶液，设计一个原电池。可供选择的电极材料：铁棒、铜棒、石墨棒。可供选择的电解质溶液：CuCl2溶液、FeCl2溶液、FeCl3溶液。请填写下列空白：(1)选择_作正极材料，_作负极材料；选择_作电解质溶液。(2)写出有关的电极反应式：正极：_；负极：_。【解析】.(1)甲、乙、丙3套装置中的乙装置形成了原电池，铁作负极失电子，碳作正极，氧气得电子，使试管内压强降低，所以乙中导管中液面上升最高。(2)通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越高，越易形成原电池造成钢铁的腐蚀。(3)乙装置形成了原电池，碳作正极，氧气得电子，电极反应式
13、：2H2O+O2+4e-4OH。.把氧化还原反应2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2拆成两个半反应：2Fe3+2e2Fe2+，还原反应，是正极的反应式；Cu-2eCu2+，氧化反应，是负极的反应式；含Fe3+的溶液作电解液，活泼性不同的金属或非金属作两极，其中铜棒作负极。答案：.(1)乙(2)高(3)2H2O+O2+4e4OH.(1)石墨棒铜棒FeCl3溶液(2)2Fe3+2e-2Fe2+Cu-2e-Cu2+9.(14分)(2016青岛模拟)电解原理在化学工业中有广泛应用。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都是惰性
14、电极，a是AgNO3溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴石蕊试液，则：电解池中Y电极上的电极反应式为_。在Y电极附近观察到的实验现象是_；检验该电极反应产物的方法是_。X电极上的电极反应式为_。(2)如要用电解方法精炼粗镍，电解液a选用Ni(NO3)2溶液，则：X电极的材料是_，电极反应式为_，Y极的材料是_，电极反应式为_。(说明：杂质发生的电极反应不必写出)【解析】(1)用惰性电极电解AgNO3溶液时，阳极反应：2H2O-4e-4H+O2；阴极反应：4Ag+4e-4Ag。与电源正极相连的电极为阳极，反之为阴极。所以X为阴极，Y为阳极。Y电极在反应过程中消耗了H2O电离出的OH-，生成了H+，溶液呈酸性，加入石蕊试液显红色，Y电极产生氧气，能使带火星的木条复燃；X电极产生Ag。(2)电解精炼Ni时，用粗镍作阳极，纯镍为阴极。反应过程中阳极上的N
