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1、2022年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)規(guī)范練18 電解池 金屬的腐蝕與防護(hù) 新人教版
一、選擇題(本題共10小題,每小題7分,共70分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)
1.以KCl和ZnCl2混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅,下列說法正確的是( )
A.若通電前上述鍍鋅裝置構(gòu)成原電池,則電鍍過程是該原電池的充電過程
B.因部分電能轉(zhuǎn)化為熱能,電鍍時(shí)通過的電量與鋅的析出量無確定關(guān)系
C.電鍍時(shí)保持電流恒定,升高溫度不改變電解反應(yīng)速率
D.鍍鋅層破損后即對(duì)鐵制品失去保護(hù)作用
2.(2018四川綿陽模擬)下列表述不正確的是( )
A
B
鹽橋中的Cl-移向ZnSO4溶液
2、a極附近產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{(lán)
C
D
粗銅的電極反應(yīng)式為Cu2++2e-Cu
正極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O4OH-
3.(2018河南天一大聯(lián)考階段檢測(cè))普通電解精煉銅的方法所制備的銅中仍含有雜質(zhì),利用下面的雙膜(陰離子交換膜和過濾膜)電解裝置可制備高純度的Cu。下列有關(guān)敘述正確的是( )
A.電極a為粗銅,電極b為精銅
B.甲膜為過濾膜,可阻止陽極泥及漂浮物雜質(zhì)進(jìn)入陰極區(qū)
C.乙膜為陰離子交換膜,可阻止雜質(zhì)陽離子進(jìn)入陰極區(qū)
D.當(dāng)電路中通過1 mol電子時(shí),可生成32 g精銅
4.(2019湖南湖北八市十二校高三調(diào)研聯(lián)考)寶雞被譽(yù)
3、為“青銅器之鄉(xiāng)”,出土了大盂鼎、毛公鼎、散氏盤等五萬余件青銅器。研究青銅器(含Cu、Sn等)在潮濕環(huán)境中發(fā)生的腐蝕對(duì)于文物保護(hù)和修復(fù)有重要意義。下圖為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原理示意圖,下列說法不正確的是( )
A.青銅器發(fā)生電化學(xué)腐蝕,圖中c作負(fù)極,被氧化
B.正極發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+4e-+2H2O4OH-
C.環(huán)境中的Cl-與正、負(fù)兩極反應(yīng)的產(chǎn)物作用生成a的離子方程式為2Cu2++3OH-+Cl-Cu2(OH)3Cl↓
D.若生成0.2 mol Cu2(OH)3Cl,則理論上消耗的O2體積為4.48 L
5.利用如圖裝置探究鐵在海水中的電化學(xué)防護(hù),下列說法不正
4、確的是( )
A.若X為鋅棒,開關(guān)K置于M處,可減緩鐵的腐蝕
B.若X為鋅棒,開關(guān)K置于M處,鐵電極的反應(yīng)為Fe-2e-Fe2+
C.若X為碳棒,開關(guān)K置于N處,可減緩鐵的腐蝕
D.若X為碳棒,開關(guān)K置于N處,鐵電極的反應(yīng)為2H++2e-H2↑
6.(2018廣東深圳中學(xué)考試)電解法處理酸性含鉻(主要含有Cr2)廢水時(shí),以鐵板作陰、陽極,處理過程中存在反應(yīng)Cr2+6Fe2++14H+2C+6F+7H2O,最后C以Cr(OH)3形式被除去,下列說法不正確的是 ( )
A.陽極反應(yīng)為Fe-2e-Fe2+
B.過程中有Fe(OH)3沉淀生成
C.電解過程中溶液pH不會(huì)變化
5、D.電路中每轉(zhuǎn)移12 mol電子,最多有1 mol Cr2被還原
7.氫氧化鋰是制取鋰和鋰的化合物的原料,用電解法制備氫氧化鋰的工作原理如圖所示。
下列敘述不正確的是( )
A.b極附近溶液的pH增大
B.a極發(fā)生的反應(yīng)為2H2O-4e-O2↑+4H+
C.該法制備LiOH還可得到硫酸和氫氣等產(chǎn)品
D.當(dāng)電路中通過1 mol電子時(shí),可得到2 mol LiOH
8.(2018廣東汕頭月考)在固態(tài)金屬氧化物電解池中,高溫電解H2O、CO2混合氣體制備H2和CO是一種新的能源利用方式,基本原理如圖所示。下列說法不正確的是 ( )
A.陰極的反應(yīng)式:H2O+2e-H2+O2
6、-、CO2+2e-CO+O2-
B.X是電源的負(fù)極
C.總反應(yīng)可表示為H2O+CO2H2+CO+O2
D.陰、陽兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是1∶1
9.(2018河北衡水模擬)1 L某溶液中含有的離子及其物質(zhì)的量濃度如下表:
離子
Cu2+
A
N
Cl-
物質(zhì)的量濃度/(mol·L-1)
1
1
a
1
用惰性電極電解該溶液,當(dāng)電路中有3 mol e-通過時(shí)(忽略電解時(shí)溶液體積的變化及電解產(chǎn)物可能存在的溶解現(xiàn)象),下列說法正確的是( )
A.電解后溶液pH=0 B.陽極生成1.5 mol Cl2
C.a=3 D.陰極析出的金屬是銅與鋁
10.(20
7、18湖南懷化高三期末)中國首個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室——“天宮一號(hào)”的供電系統(tǒng)中,有再生氫氧燃料電池,工作原理如下圖所示,a、b、c、d均為Pt電極。
下列說法正確的是( )
A.B區(qū)的OH-通過隔膜向a電極移動(dòng),A區(qū)pH增大
B.c是正極,電極上的電極反應(yīng)為2H++2e-H2↑
C.右邊裝置中右管中的OH-通過隔膜向c電極移動(dòng),d電極上發(fā)生氧化反應(yīng)
D.當(dāng)有1 mol電子轉(zhuǎn)移時(shí),標(biāo)準(zhǔn)狀況下,b電極理論上產(chǎn)生氣體Y的體積為11.2 L
二、非選擇題(本題共2小題,共30分)
11.(15分)有如圖所示3套實(shí)驗(yàn)裝置,根據(jù)所學(xué)知識(shí)回答下列問題。
(1)裝置1為鐵的吸氧腐蝕實(shí)驗(yàn)。一段時(shí)
8、間后,向插入鐵釘?shù)牟Ａ矁?nèi)滴入K3[Fe(CN)6]溶液,即可觀察到鐵釘附近的溶液出現(xiàn)藍(lán)色沉淀,表明鐵被 (填“氧化”或“還原”);向插入石墨的玻璃筒內(nèi)滴入酚酞溶液,可觀察到石墨附近的溶液變紅,該電極反應(yīng)式為 。?
(2)裝置2中的石墨作 (填“正”或“負(fù)”)極,該裝置發(fā)生的總反應(yīng)的離子方程式為 ? 。?
(3)裝置3中甲燒杯盛放100 mL 0.2 mol·L-1的NaCl溶液,乙燒杯盛放100 mL 0.5 mol·L-1的CuSO4溶液。反應(yīng)一段時(shí)間后,停止通電。向甲燒杯中滴入幾滴酚酞,觀察到石墨附近溶液首先變紅。
①電源的M端為 極;甲燒杯中
9、鐵極的電極反應(yīng)式為 。?
②乙燒杯中電解反應(yīng)的離子方程式為 。?
③停止通電后,取出Cu電極,洗滌、干燥、稱量,電極增重0.64 g,甲燒杯中產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為 mL。?
12.(2018課標(biāo)全國Ⅲ,27)(15分)KIO3是一種重要的無機(jī)化合物,可作為食鹽中的補(bǔ)碘劑?；卮鹣铝袉栴}:
(1)KIO3的化學(xué)名稱是 。?
(2)利用“KClO3氧化法”制備KIO3工藝流程如下圖所示:
“酸化反應(yīng)”所得產(chǎn)物有KH(IO3)2、Cl2和KCl?！爸餋l2”采用的方法是 ?！盀V液”中的溶質(zhì)主要
10、是 。“調(diào)pH”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ? 。?
(3)KIO3也可采用“電解法”制備,裝置如圖所示。
①寫出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式 。?
②電解過程中通過陽離子交換膜的離子主要為 ,其遷移方向是 。?
③與“電解法”相比,“KClO3氧化法”的主要不足之處有 (寫出一點(diǎn))。?
課時(shí)規(guī)范練18 電解池 金屬的腐蝕與防護(hù)
1.C 電鍍前,Zn與Fe構(gòu)成原電池,Zn為負(fù)極,Fe為正極;電鍍時(shí),Fe為陰極,Zn為陽極;原電池充電時(shí),原電池負(fù)極為陰極、正極為陽極,故電鍍過程不屬于原電池的充電過程,A項(xiàng)錯(cuò)誤;根
11、據(jù)電子守恒,通過電子的電量與析出Zn的量成正比,B項(xiàng)錯(cuò)誤;電流恒定,單位時(shí)間通過的電子的物質(zhì)的量恒定,即電解速率恒定,C項(xiàng)正確;鍍層破損后, Zn與Fe仍能構(gòu)成原電池,其中Zn為負(fù)極被腐蝕,Fe為正極被保護(hù),D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.C 根據(jù)原電池的工作原理,鋅為負(fù)極,銅為正極,陰離子向負(fù)極移動(dòng),A正確;根據(jù)電解原理,a為陽極,其電極反應(yīng)式為2Cl--2e-Cl2↑,b為陰極,電極反應(yīng)式為Cu2++2e-Cu,因此a極產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{(lán),B正確;粗銅作陽極,Cu-2e-Cu2+,C錯(cuò)誤;發(fā)生吸氧腐蝕時(shí),正極得電子,電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-4OH-,D正確。
3.D 由題
12、意結(jié)合電解原理可知,電極a是陰極,為精銅;電極b是陽極,為粗銅,A項(xiàng)錯(cuò)誤;甲膜為陰離子交換膜,可阻止雜質(zhì)陽離子進(jìn)入陰極區(qū),B項(xiàng)錯(cuò)誤;乙膜為過濾膜,可阻止陽極泥及漂浮物雜質(zhì)進(jìn)入陰極區(qū),C項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)電路中通過1 mol電子時(shí),可生成0.5 mol精銅,其質(zhì)量為32 g,D項(xiàng)正確。
4.D 根據(jù)圖知,氧氣得電子生成氫氧根離子,Cu失電子生成銅離子,發(fā)生吸氧腐蝕,則Cu作負(fù)極被氧化。腐蝕過程中,負(fù)極是c,發(fā)生氧化反應(yīng),A項(xiàng)正確;氧氣在正極得電子生成氫氧根離子,電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O4OH-,B項(xiàng)正確;多孔粉狀銹Cu2(OH)3Cl為固體,故生成Cu2(OH)3Cl的離子方程式為2Cu2+
13、+3OH-+Cl-Cu2(OH)3Cl↓,C項(xiàng)正確;不確定氧氣是否在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,則不能計(jì)算氧氣的體積,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
5.B 若X為鋅棒,開關(guān)K置于M處,形成原電池,此時(shí)金屬鋅為負(fù)極,金屬鐵為正極,金屬鐵被保護(hù),可減緩鐵的腐蝕,故A項(xiàng)正確;若X為鋅棒,開關(guān)K置于M處,形成原電池,此時(shí)金屬鋅為負(fù)極,金屬鐵為正極,氧氣在該極發(fā)生還原反應(yīng),故B項(xiàng)錯(cuò)誤;若X為碳棒,開關(guān)K置于N處,形成電解池,此時(shí)金屬鐵為陰極,鐵被保護(hù),可減緩鐵的腐蝕,故C項(xiàng)正確;若X為碳棒,開關(guān)K置于N處,形成電解池,X極為陽極,發(fā)生氧化反應(yīng),鐵電極為陰極,發(fā)生還原反應(yīng),故D項(xiàng)正確。
6.C Fe板作陽極,為活性電極,Fe失電子,發(fā)
14、生氧化反應(yīng)生成Fe2+,陽極反應(yīng)式為Fe-2e-Fe2+,A項(xiàng)正確;陰極發(fā)生還原反應(yīng),溶液中的H+得到電子生成氫氣,H+濃度減小,鐵離子水解生成Fe(OH)3沉淀,B項(xiàng)正確;由反應(yīng)Cr2+6Fe2++14H+2C+6F+7H2O可知,處理過程中消耗H+,溶液的酸性減弱,溶液pH增大,C項(xiàng)錯(cuò)誤;Fe-2e-Fe2+,則電路中每轉(zhuǎn)移12 mol電子需要消耗6 mol Fe,再根據(jù)處理過程的反應(yīng)方程式,得6Fe~12e-~6Fe2+~Cr2,故被還原的Cr2的物質(zhì)的量為1 mol,D項(xiàng)正確。
7.D 由圖可知,Li+向b極移動(dòng),則b極為陰極,電極反應(yīng)式為2H2O+2e-2OH-+H2↑,由于b極生
15、成OH-,故b極附近溶液的pH增大,A正確;a極為陽極,電極反應(yīng)式為2H2O-4e-O2↑+4H+,B正確;S向a極移動(dòng),與a極產(chǎn)生的H+形成H2SO4,在b極上產(chǎn)生H2和LiOH,C正確;根據(jù)陰極反應(yīng)式可知,電路中通過1 mol電子時(shí),生成1 mol OH-,可得到1 mol LiOH,D錯(cuò)誤。
8.D 電解池陰極發(fā)生還原反應(yīng),電解H2O、CO2混合氣體制備H2和CO,陰極發(fā)生的反應(yīng)有:H2O+2e-H2+O2-、CO2+2e-CO+O2-,A項(xiàng)正確;根據(jù)圖示知,與X相連的電極發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生CO和H2,故X為電源的負(fù)極,B項(xiàng)正確;根據(jù)圖示可知,陰極產(chǎn)生H2、CO,陽極產(chǎn)生O2,總反應(yīng)可表
16、示為H2O+CO2H2+CO+O2,C項(xiàng)正確;根據(jù)總反應(yīng)可知,陰、陽兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是2∶1,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
9.A 當(dāng)電路中有3 mol e-通過時(shí),陽極首先發(fā)生反應(yīng)2Cl--2e-Cl2↑,有0.5 mol Cl2生成,后發(fā)生反應(yīng)4OH--4e-O2↑+2H2O,生成2 mol H+,陰極首先發(fā)生Cu2++2e-Cu,析出1 mol Cu,后發(fā)生2H++2e-H2↑,此時(shí)溶液中生成1 mol OH-,最終溶液里得到1 mol H+,則c(H+)=1 mol·L-1,pH=0,故A正確,B錯(cuò)誤;由溶液中電荷守恒可知:2c(Cu2+)+3c(A)=c(N)+c(Cl-),可求得c(N
17、)=4 mol·L-1,即a=4,故C錯(cuò)誤;根據(jù)陽離子放電順序Cu2+>H+>A,可知沒有Al生成,故D錯(cuò)誤。
10.D 依據(jù)圖示知左邊裝置是電解池,右邊裝置是原電池,a、b電極是電解池的電極,由電源判斷a為陽極產(chǎn)生的氣體是氧氣,b為陰極產(chǎn)生的氣體是氫氣;c、d電極是原電池的正負(fù)極,c是負(fù)極,d是正極;電解池中的電極反應(yīng)為:a電極為陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng):4OH--4e-2H2O+O2↑;b電極為陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng):4H++4e-2H2↑;原電池中是堿性溶液,電極反應(yīng)為:c為負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng):2H2-4e-+4OH-4H2O;d電極為正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng):O2+2H2O+4e
18、-4OH-。a為陽極,電解時(shí)陰離子向陽極移動(dòng),發(fā)生反應(yīng)4OH--4e-2H2O+O2↑,促進(jìn)水的電離生成H+,pH減小,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)上述分析,c是負(fù)極,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;右邊裝置中右管中的OH-通過隔膜向負(fù)極移動(dòng),即向c電極移動(dòng),d為正極,發(fā)生還原反應(yīng),故C項(xiàng)錯(cuò)誤;b為陰極,當(dāng)有1 mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)生成0.5 mol氫氣,標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2 L,故D項(xiàng)正確。
11.答案 (1)氧化 O2+4e-+2H2O4OH-
(2)正 Cu+2FCu2++2Fe2+
(3)①正 Fe-2e-Fe2+?、?Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+ ③224
解析 (1)鐵發(fā)生吸氧腐蝕,鐵被氧化
19、生成Fe2+,正極發(fā)生還原反應(yīng),氧氣得到電子被還原生成OH-,電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O4OH-。(2)銅可被F氧化,發(fā)生反應(yīng)Cu+2FCu2++2Fe2+,形成原電池時(shí),銅為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),石墨為正極。(3)由題意知,甲池中石墨極為陰極,則鐵極為陽極,乙池中銅作陰極,石墨作陽極。①鐵極為陽極,電極反應(yīng)式為Fe-2e-Fe2+,則M端為正極;②乙燒杯中用銅作陰極、石墨作陽極來電解硫酸銅溶液,陽極上氫氧根離子放電生成氧氣,陰極上銅離子放電析出銅,電解方程式為2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+;③取出Cu電極,洗滌、干燥、稱量,電極增重0.64 g,則生成Cu的物質(zhì)的量為=0.
20、01 mol,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.01 mol×2=0.02 mol,甲燒杯中,陽極鐵被氧化,陰極產(chǎn)生氫氣,
2H2O+2e-2OH-+H2↑
2 mol 22.4 L
0.02 mol V
V==0.224 L,即224 mL。
12.答案 (1)碘酸鉀
(2)加熱 KCl KH(IO3)2+KOH2KIO3+H2O(或HIO3+KOHKIO3+H2O)
(3)①2H2O+2e-2OH-+H2↑?、贙+ 由a到b ③產(chǎn)生Cl2易污染環(huán)境等
解析 (2)溫度升高氣體溶解度減小;Cl2被逐出,KH(IO3)2結(jié)晶析出,“濾液”中溶質(zhì)主要是KCl;“調(diào)pH”目的是生成KIO3,所以選用KOH溶液,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為KH(IO3)2+KOH2KIO3+H2O(或HIO3+KOHKIO3+H2O)。
(3)①陰極區(qū)電解質(zhì)是KOH,被電解的是H2O:2H2O+2e-2OH-+H2↑;
②電解時(shí),陽離子向陰極區(qū)移動(dòng),故K+由a向b遷移;
③“KClO3氧化法”中產(chǎn)生有毒氣體Cl2,易污染環(huán)境。
2022年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)規(guī)范練18 電解池 金屬的腐蝕與防護(hù) 新人教版
