2015苏教版本高考化学3.6（电解池　金属的电化学腐蚀与防护）一轮随堂练习 6页

电解池　金属的电化学腐蚀与防护 ‎1．下列有关金属的腐蚀与防护的说法中，不正确的是 (　　)‎ A．温度越高，金属腐蚀速率越快 B．在铁管外壁上镀锌可防止其被腐蚀 C．金属被腐蚀的本质是金属发生了氧化反应 D．将钢闸门与直流电源的正极相连可防止其被腐蚀 解析：　温度升高，加快金属的腐蚀速率，A正确；锌比铁活泼，破损后锌被腐蚀而铁被保护，B正确；金属被腐蚀的过程是金属失去电子被氧化的过程，C正确；防止钢闸门被腐蚀应与直流电源的负极相连，D不正确。‎ 答案：　D ‎2．以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是(　　)‎ A．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程 B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系 C．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率 D．镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用 答案：　C ‎3．用石墨做电极电解CuSO4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 解析：　用石墨做电极电解CuSO4溶液的电解方程式为2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑，根据缺什么补什么可知，加入CuO才可与生成的H2SO4反应生成CuSO4和H2O而使电解液恢复到原浓度，故C正确。‎ 答案：　C ‎4．下列各装置中，在铜电极上不能产生气泡的是(　　)‎ 解析：　装置A和C中无外接电源，且符合构成原电池的条件，是原电池装置，铜作正极，放出H2。装置B是电解池装置，铜作阳极，失去电子逐渐溶解，无气体生成。装置D也是电解池装置，铜作阴极，阴极H＋得到电子生成H2。‎ 答案：　B ‎5．用惰性电极电解下列溶液，在阴、阳两极生成气体的体积比为1∶1的是(　　)‎ A．NaCl溶液 B．CuCl2溶液 C．CuSO4溶液 D．KOH溶液 解析：　A项电解方程式为2NaCl＋2H2OCl2↑(阳极)＋H2↑(阴极)＋2NaOH，A正确；B项电解方程式为CuCl2Cu(阴极)＋Cl2↑‎ ‎(阳极)，阴极没有气体生成，B不正确；C项电解方程式为2CuSO4＋2H2O2Cu(阴极)＋O2↑(阳极)＋2H2SO4，阴极没有气体生成，C不正确；D项电解方程式为2H2O2H2↑(阴极)＋O2↑(阳极)，阴、阳两极生成气体的体积比为2∶1，D不正确。‎ 答案：　A ‎6．用下列装置能达到预期目的的是(　　)‎ A．甲图装置可用于电解精炼铝 B．乙图装置可得到持续、稳定的电流 C．丙图装置可达到保护钢闸门的目的 D．丁图装置可达到保护钢闸门的目的 解析：　AlCl3溶液中存在Al3＋、H＋，通电时后者先得电子，故阴极得到的不是铝，而是氢气，A不能达到目的；B中的这种原电池中，电流会迅速衰减，乙装置不能达到目的；丙装置是牺牲阳极的阴极保护法，其中阳极材料要为活泼的金属，故不能达到预期目的。‎ 答案：　D ‎7．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。下列说法中正确的是(　　)‎ A．氯碱工业中，X、Y均为石墨，X附近能得到氢氧化钠 ‎ 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 解析：　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。‎ 答案：　D ‎8．有关下列装置的叙述不正确的是(　　)‎ A．图①铝片发生的电极反应式是：Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O B．图②发生析氢腐蚀，离子反应方程式为：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑‎ C．图③溶液中发生了变化：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3‎ D．图④充电时，阳极反应是：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋SO＋4H＋‎ 解析：　图①中铝片作负极，镁片作正极，铝被氧化；图②发生析氢腐蚀，但醋酸为弱电解质，不能写成离子形式；图③发生吸氧腐蚀，空气中的氧气又把氢氧化亚铁氧化；图④充电时，硫酸铅被氧化为二氧化铅。‎ 答案：　B ‎9．用惰性电极电解一定浓度的CuSO4溶液时，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后，恰好恢复到电解前的浓度和pH(不考虑二氧化碳的溶解)。则电解过程中转移的电子的物质的量为(　　)‎ A．0.4 mol B．0.5 mol C．0.6 mol D．0.8 mol 解析：　用惰性电极电解一定浓度的CuSO4溶液时，如果硫酸铜没有消耗完或恰好消耗完，这时向电解液中加入氧化铜或碳酸铜就可以恢复到电解前的浓度和pH，而题中加入的是Cu2(OH)2CO3，说明CuSO4消耗完，并且又电解了一部分水。则电解的硫酸铜的物质的量为0.2 mol，电解的水的物质的量为0.1 mol，转移的电子的物质的量为0.2 mol×2＋0.1 mol×2＝0.6 mol。‎ 答案：　C ‎10.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向Cu电极定向移动 解析：　紫红色斑即MnO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：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，Cu为阴极，溶液中的Cu2＋得电子，生成铜，总反应式为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，Pt电极附近生成H＋，则SO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，再电解则为电解水，硫酸浓度增大，pH减小，C不正确。‎ 答案：　A ‎11．从H＋、Cu2＋、Na＋、SO、Cl－五种离子中两两恰当地组成电解质，按下列要求进行电解：‎ ‎(1)以碳棒为电极，使电解质质量减少，水量不变进行电解，则采用的电解质是__________。‎ ‎(2)以碳棒为电极，使电解质质量不变，水量减少进行电解，则采用的电解质是______________。‎ ‎(3)以铂为电极，使电解质和水量都减少进行电解，则电解质是____________。‎ 解析：　(1)电解电解质型，水不参与反应，可以是无氧酸或较不活泼金属的无氧酸盐，如HCl、CuCl2。‎ ‎(2)电解水型，电解质不参与反应，只起增强溶液导电性作用，可以是含氧酸，活泼金属的含氧酸盐或强碱，如H2SO4、Na2SO4。‎ ‎(3)电解质和水均参与反应，可以是较不活泼金属的含氧酸盐或活泼金属的无氧酸盐，如CuSO4、NaCl。‎ 答案：　(1)HCl、CuCl2　 (2)H2SO4、Na2SO4 (3)CuSO4、NaCl ‎12．如图所示，A、F为石墨电极，B、E为铁片电极。按要求回答下列问题：‎ ‎(1)打开K2，闭合K1，B为________极，A极的电极反应 式为_________，可观察到的现象是_________。‎ ‎(2)打开K1，闭合K2，E为______极，F极的电极反应式为______； ‎ 检验F极产生气体的方法是___________。‎ ‎(3)若往U形管中滴加酚酞，进行(1)(2)操作时，A、B、E、F电极周围能变红的是__________，原因是_______。‎ 解析：　(1)当打开K2，闭合K1时，铁片、石墨和NaCl溶液构成原电池，负极为铁，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极为石墨，由于电解质溶液呈中性，正极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－；由于Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，所以，可观察到的现象是：溶液中产生白色沉淀，很快变为灰绿色，最终变为红褐色。‎ ‎(2)当打开K1，闭合K2时，铁片、石墨和NaCl溶液构成电解池，阴极为铁，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，阳极为石墨，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑；检验Cl2的方法是：用湿润的淀粉－KI试纸检验，试纸变蓝则说明是氯气。‎ ‎(3)由于A极O2得到电子产生OH－，E极上水放电产生H2和OH－，均导致电极区域呈碱性，所以A、E电极周围遇酚酞变红。‎ 答案：　(1)负　O2＋4e－＋2H2O===4OH－　溶液中产生白色沉淀，很快变为灰绿色，最终变为红褐色 ‎(2)阴　2Cl－－2e－===Cl2↑　用湿润的淀粉－KI试纸检验，试纸变蓝则说明是氯气 ‎(3)A、E　A极上O2放电产生OH－，E极上水放电产生H2和OH－，均导致电极区域呈碱性 ‎13．钢铁工业是国家工业的基础，请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。‎ ‎(1)生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式为___________。‎ ‎(2)下列哪些装置可防止铁棒被腐蚀________。‎ ‎(3) 在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如图：‎ ‎①A电极对应的金属是________(写元素名称)，B电极的电极反应式是__________。‎ ‎②若电镀前A、B两金属片质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为‎5.12 g，则电镀时电路中通过的电子为________mol。‎ ‎③镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因________。‎ 解析：　(1)铁锈的主要成分为氧化铁的水合物，与盐酸反应后生成了三价铁离子，而后铁与三价铁离子会化合生成亚铁离子。‎ ‎(2)B中锌比铁活动性强，为牺牲阳极的阴极保护法，D为外加电流的阴极保护法。A、C均易使铁棒腐蚀。‎ ‎(3)为在铁表面镀铜需将铁作阴极、铜作阳极，当析出1 mol铜时两电极的质量差为64＋64＝128 (g)，转移2 mol电子，当质量差为‎5.12 g时，电路中通过的电子为0.08 mol；镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，因为镀铜铁的镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀。‎ 答案：　(1)2FeCl3＋Fe===3FeCl2　(2)B、D ‎(3)①铜　Cu2＋＋2e－===Cu ‎②0.08　③铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀(其他答案合理也可)‎ ‎14．人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如图所示。‎ ‎(1)电源的负极为________(填“A”或“B”)。‎ ‎(2)阳极室中发生的反应依次为________、________。‎ ‎(3)电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将________；若两极共收集到气体‎13.44 L(标准状况)，则除去的尿素为________g(忽略气体的溶解)。‎ 解析：　(1)由图产生Cl2极为阳极知A为正极，B为负极。‎ ‎(2)阳极室发生的反应依次为2Cl－－2e－===Cl2↑。由产物CO2、N2知CO(NH2)2在此室反应被氧化，CO(NH2)2―→CO2＋N2，发生还原反应的为Cl2。故方程式为CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O===N2＋CO2＋6HCl。‎ ‎(3)阴极室2H＋＋2e－===H2↑。阳极室产生的H＋通过质子交换膜进入阴极室，从而使阴极室H＋浓度保持不变。pH与电解前相比不变。两极共收集到的气体n(气体)＝＝0.6 mol 阳极 阴极 ‎(N2＋CO2)～3H2～6e－～CO(NH2)2 　　‎ ‎5 mol ‎‎60 g ‎ 　 　0.6 mol m[CO(NH2)2]‎ m[CO(NH2)2]＝＝‎‎7.2 g 答案：　(1)B (2)2Cl－－2e－===Cl2↑ CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O===N2＋CO2＋6HCl (3)不变　7.2‎ ‎15．某课外活动小组设计了如下图所示的装置，调节滑动变阻器，控制电流强度适中的情况下用其进行缓慢电解NaCl溶液及相关实验(此时，打开止水夹a，关闭止水夹b)。由于粗心，实验并未达到预期目的，但也看到了令人很高兴的现象。请帮助他们分析并回答下列问题(图中阳离子交换膜只允许阳离子和水通过)：‎ ‎(1)写出B装置中的电极反应式：Pt极________；Fe极________。‎ ‎(2)观察到A装置中的现象为①__________；②__________；③__________。‎ ‎(3)当观察到A装置中的现象后，他们关闭止水夹a，打开止水夹b，再观察C装置。若无现象，说明理由；若有现象，请写出有关反应式：____________。‎ ‎(4)若想达到电解NaCl溶液的目的，应改进装置，请提出你的意见：__________。‎ 解析：　Pt极是阴极，发生反应为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑；Fe极是阳极，发生反应为Fe－2e－===Fe2＋。打开止水夹a、关闭止水夹b时，氢气进入烧瓶，压强增大，将氨气排出，氨气溶于烧杯中的水引起烧杯中的水倒吸并产生红色喷泉，烧瓶中液面上升到高于左侧导管一定程度后，由于氢气的产生，液面又逐渐下落至与导管相平，最后烧杯中溶液呈红色，导管有气泡逸出。关闭止水夹a、打开止水夹b时，氢气将U形管中溶液压入C装置，发生反应Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3。若想达到电解NaCl溶液的目的，应把Fe电极换成C、Pt等惰性电极或将装置中两电极调换位置或将电源反接等。‎ 答案：　(1)2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑(或2H＋＋2e－===H2↑)　Fe－2e－===Fe2＋‎ ‎(2)①烧杯中的水倒吸并产生红色喷泉 ‎②烧瓶中液面上升到高于左侧导管一定程度后又逐渐下落至与A中左侧导管口相平 ‎③最后烧杯中溶液呈红色，导管有气泡逸出 ‎(3)Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3[或4Fe2＋＋8OH－＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3↓]‎ ‎(4)把Fe电极换成C、Pt等惰性电极或将装置中两极调换位置或将电源反接等