（浙江選考）2020版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題六 第三單元 電解池 金屬的腐蝕與防護(hù)夯基提能作業(yè).docx

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第三單元　電解池　金屬的腐蝕與防護(hù) 1.很多銀紀(jì)念幣材料為銅芯鍍銀,依據(jù)所掌握的電化學(xué)原理知識(shí)判斷,下列說法正確的是(　　) A.制作這種銀紀(jì)念幣時(shí),純銀作陽(yáng)極 B.銀紀(jì)念幣制作過程中保持電流恒定,升高溫度會(huì)加快電鍍的速率 C.電解精煉銅時(shí),電解質(zhì)溶液中c(Cu2+)保持不變 D.鋅、銅、稀硫酸組成的原電池中,放電一段時(shí)間后,銅片質(zhì)量減小 答案　A　銅芯上鍍銀時(shí),應(yīng)用銅器作陰極、純銀作陽(yáng)極,A正確;電鍍的速率只與電路中通過電子的速率有關(guān),所以保持電流恒定,升高溫度,電鍍的速率不變,B錯(cuò)誤;電解精煉銅時(shí),粗銅作陽(yáng)極,粗銅中的Zn、Fe等雜質(zhì)也失電子產(chǎn)生Zn2+、Fe2+等,陰極上只析出銅,故溶液中c(Cu2+)減小,C錯(cuò)誤;銅鋅原電池中,銅作正極,其質(zhì)量不變,D錯(cuò)誤。 2.(2017課標(biāo)Ⅰ,11,6分)支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁,常用外加電流的陰極保護(hù)法進(jìn)行防腐,工作原理如圖所示,其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽(yáng)極。下列有關(guān)表述不正確的是(　　) A.通入保護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零 B.通電后外電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁 C.高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽(yáng)極材料和傳遞電流 D.通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整 答案　C　本題考查金屬的腐蝕和防護(hù)。C項(xiàng),高硅鑄鐵為惰性輔助陽(yáng)極,不可能損耗,錯(cuò)誤。 3.四個(gè)電解裝置都以Pt作電極,它們分別盛有如下電解質(zhì)溶液進(jìn)行電解,電解一段時(shí)間后,測(cè)定其pH變化,所記錄的結(jié)果正確的是(　　) 選項(xiàng) A B C D 電解質(zhì)溶液 HCl溶液 AgNO3溶液 KOH溶液 BaCl2溶液 pH變化 減小 增大 增大 不變 答案　C　電解鹽酸,溶質(zhì)HCl的量會(huì)減少,溶劑的量不變,所以酸性減弱,pH增大,故A錯(cuò)誤;電解硝酸銀溶液生成硝酸、金屬銀和氧氣,溶液酸性增強(qiáng),pH減小,故B錯(cuò)誤;電解氫氧化鉀溶液的實(shí)質(zhì)是電解水,溶質(zhì)的量不變,溶劑的量減少,堿性增強(qiáng),pH增大,故C正確;電解氯化鋇溶液得到的是氫氧化鋇、氫氣和氯氣,溶液堿性增強(qiáng),pH增大,故D錯(cuò)誤。 4.埋在地下的鋼管常用如圖所示方法加以保護(hù),使其免受腐蝕。關(guān)于此方法,下列說法正確的是(　　) A.金屬棒X的材料可能為銅 B.金屬棒X的材料可能為碳 C.鋼管附近土壤的pH可能會(huì)上升 D.這種方法稱為外加電流的陰極保護(hù)法 答案　C　X必須是比Fe活潑的金屬,A、B錯(cuò)誤;鋼管是原電池的正極,所以電極反應(yīng)為2H2O+O2+4e- 4OH-,C正確;這種方法沒有外加電流,D錯(cuò)誤。 5.關(guān)于下列各裝置圖的敘述中,不正確的是(　　) 　　　　　　　　　①　　　　　　　　?、? 　　　　　　　 ③　　　　　　　　?、? A.用裝置①精煉銅,則a極為粗銅,電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液 B.裝置②的總反應(yīng)是:Cu+2Fe3+ Cu2++2Fe2+ C.裝置③中鋼閘門應(yīng)與外接電源的負(fù)極相連 D.裝置④中的鐵釘幾乎沒被腐蝕 答案　B　根據(jù)裝置①中電流的方向可知a為電解池的陽(yáng)極,則用來精煉銅時(shí),a極為粗銅,電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液,故A正確;鐵比銅活潑,為原電池的負(fù)極,發(fā)生的總反應(yīng)為Fe+2Fe3+ 3Fe2+,故B錯(cuò)誤;裝置③為外加電流的陰極保護(hù)法,鋼閘門應(yīng)與外接電源的負(fù)極相連,故C正確;濃硫酸具有吸水性,在干燥的環(huán)境中鐵難以被腐蝕,故D正確。 6.在常溫下用惰性電極電解1 L pH=6的硝酸銀溶液,裝置如圖所示。關(guān)于該電解池,下列敘述中不正確的是(　　) A.在電解過程中燒杯中溶液的pH逐漸減小 B.電極Ⅰ增重216 g,則電極Ⅱ上生成11.2 L氣體 C.要使電解后的溶液恢復(fù)原狀可以加入Ag2O固體 D.溶液中離子的流向?yàn)?Ag+ 電極Ⅰ,NO3- 電極Ⅱ 答案　B　用惰性電極電解硝酸銀溶液,總反應(yīng)為4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3,由于HNO3的生成,電解過程中溶液的pH減小,A正確;根據(jù)裝置圖中電子的流向可知電極Ⅰ作陰極,電極反應(yīng)為Ag++e- Ag,電極Ⅱ作陽(yáng)極,電極反應(yīng)為2H2O-4e- 4H++O2↑,根據(jù)得失電子守恒可知,n(e-)=n(Ag)=216 g108 g/mol=2 mol,n(O2)=0.5 mol,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是11.2 L,B項(xiàng)未指明標(biāo)準(zhǔn)狀況下;電解硝酸銀溶液過程中析出Ag,放出O2,故加入Ag2O固體可使電解后的溶液恢復(fù)原狀(2Ag2O+4HNO3 4AgNO3+2H2O),C正確;電解池工作時(shí),溶液中陽(yáng)離子移向陰極,陰離子移向陽(yáng)極,D正確。 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下圖所示: 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 答案　D　根據(jù)離子的移動(dòng)方向可推出石墨a是陽(yáng)極,石墨b是陰極;a極發(fā)生氧化反應(yīng),即2H2O-4e- O2↑+4H+,H+結(jié)合SO42-得硫酸;b極H+得電子放出氫氣,c(OH-)增大,溶液的pH增大,OH-結(jié)合Li+生成LiOH;由得失電子守恒知,電路中通過1 mol電子時(shí),得到1 mol LiOH。 8.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,鐵電極發(fā)生的反應(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):2H++2e- H2↑ 答案　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,氧氣在鐵電極上發(fā)生還原反應(yīng),金屬鐵被保護(hù),可減緩鐵的腐蝕,故A正確、B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,H+在鐵電極上發(fā)生還原反應(yīng),鐵被保護(hù),可減緩鐵的腐蝕,故C、D正確。 9.電解NO制備NH4NO3的工作原理如圖所示,X、Y均為Pt電極,為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3,需補(bǔ)充物質(zhì)A。下列說法正確的是(　　) A.物質(zhì)A為NH3 B.X電極為電解池的陽(yáng)極 C.Y電極上發(fā)生了還原反應(yīng) D.Y電極反應(yīng)式為NO-3e-+4OH- NO3-+2H2O 答案　A　結(jié)合題中電解NO制備NH4NO3的裝置圖可知,陽(yáng)極反應(yīng)為NO-3e-+2H2O NO3-+4H+,陰極反應(yīng)為NO+5e-+6H+ NH4++H2O,由兩電極反應(yīng)可知,總反應(yīng)方程式為8NO+7H2O 3NH4NO3+2HNO3,因此若要使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3,則需補(bǔ)充NH3,A項(xiàng)正確;由于X電極上生成NH4+,故X電極為陰極,Y電極為陽(yáng)極,Y電極發(fā)生氧化反應(yīng),Y電極的反應(yīng)式為NO-3e-+2H2O NO3-+4H+,B、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。 10.用圖甲裝置電解一定量的CuSO4溶液,M、N為惰性電極。電解過程實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖乙所示,橫軸表示電解過程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量,縱軸表示電解過程產(chǎn)生氣體的總體積。下列說法不正確的是(　　) A.A點(diǎn)所得溶液只需加入一定量的CuO固體就可恢復(fù)到起始狀態(tài) B.電解過程中N電極表面先有紅色物質(zhì)生成,后有氣泡產(chǎn)生 C.Q點(diǎn)時(shí)M、N兩電極上產(chǎn)生的氣體在相同條件下總體積相同 D.若M電極材料換成Cu,則電解過程中CuSO4溶液的濃度不變 答案　A　惰性材料作電極,陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為2H2O-4e-O2↑+4H+,陰極上Cu2+先放電,即P點(diǎn)前陰極的電極反應(yīng)式為Cu2++2e-Cu,P點(diǎn)后,陰極的電極反應(yīng)式為2H++2e-H2↑,即A點(diǎn)是電解完CuSO4后,又電解了一部分水,只加入CuO不能恢復(fù)到原來的狀態(tài),故A說法錯(cuò)誤;N極接電源的負(fù)極,N極上先有紅色固體銅析出,然后有氣泡產(chǎn)生,故B說法正確;Q點(diǎn)的氣體來自兩個(gè)階段,第一階段:陽(yáng)極電極反應(yīng)式為2H2O-4e-4H++O2↑,陰極電極反應(yīng)式為Cu2++2e-Cu,第二階段:陽(yáng)極電極反應(yīng)式為2H2O-4e-4H++O2↑,陰極反應(yīng)式為2H++2e-H2↑,P點(diǎn)產(chǎn)生的氣體為氧氣,其體積為b L,從P點(diǎn)到Q點(diǎn)為第二階段,陰極產(chǎn)生的氣體體積為2b L,陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體體積為b L,陽(yáng)極氣體總體積為(b+b)L=2b L,故C說法正確;若M電極換成Cu,則陽(yáng)極上發(fā)生反應(yīng)Cu-2e-Cu2+,陰極反應(yīng)式為Cu2++2e-Cu,因此電解過程中CuSO4溶液的濃度不變,故D說法正確。 11.電化學(xué)在日常生活中用途廣泛,圖甲是鎂—次氯酸鈉燃料電池,電池總反應(yīng)為:Mg+ClO-+H2OCl-+Mg(OH)2,圖乙是含Cr2O72-的工業(yè)廢水的處理。下列說法正確的是(　　) A.圖甲中發(fā)生的氧化反應(yīng)是Mg2++ClO-+H2O+2e-Cl-+Mg(OH)2 B.圖乙中惰性電極上有O2放出 C.圖乙中Cr2O72-向惰性電極移動(dòng),與該極附近的OH-結(jié)合轉(zhuǎn)化成Cr(OH)3而被除去 D.若圖甲中3.6 g鎂產(chǎn)生的電量用于圖乙廢水處理,理論上圖乙中有8.4 g陽(yáng)極材料參與反應(yīng) 答案　D　A項(xiàng),所給反應(yīng)為還原反應(yīng),故錯(cuò)誤;B項(xiàng),圖乙中惰性電極為陰極,有H2放出,故錯(cuò)誤;C項(xiàng),圖乙中Cr2O72-向陽(yáng)極(金屬鐵)移動(dòng),故錯(cuò)誤。 12.某可充電電池的原理如圖所示,已知a、b為惰性電極,溶液呈酸性。充電時(shí)右槽溶液顏色由綠色變?yōu)樽仙Ｏ铝袛⑹稣_的是(　　) 注:V2+為紫色,V3+為綠色,VO2+為黃色,VO2+為藍(lán)色 A.放電時(shí),H+從左槽遷移進(jìn)右槽 B.放電過程中,左槽溶液顏色由黃色變?yōu)樗{(lán)色 C.充電時(shí),b極接直流電源正極,a極接直流電源負(fù)極 D.充電過程中,a極的電極反應(yīng)式為VO2++2H++e-VO2++H2O 答案　B　充電時(shí)右槽溶液顏色由綠色變?yōu)樽仙?即V3+V2+,充電時(shí)b作陰極,接直流電源負(fù)極,a極接直流電源正極,C錯(cuò)誤;放電時(shí),b是負(fù)極,a是正極,a極發(fā)生還原反應(yīng),即VO2+VO2+,左槽溶液顏色由黃色變?yōu)樗{(lán)色,H+從右槽遷移進(jìn)左槽,A錯(cuò)誤,B正確;充電過程中,a極是陽(yáng)極,電極反應(yīng)式為VO2+-e-+H2OVO2++2H+,D錯(cuò)誤。 13.人類活動(dòng)產(chǎn)生的CO2長(zhǎng)期積累,威脅到生態(tài)環(huán)境,其減排問題受到全世界關(guān)注。 (1)工業(yè)上常用高濃度的K2CO3 溶液吸收CO2,得到溶液X,再利用電解法使K2CO3 溶液再生,其裝置示意圖如圖1,在陽(yáng)極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)包括　　　　　　　　　　　　　和H++HCO3- H2O+CO2↑。 圖1 (2)已知某種甲醇燃料電池中,電解質(zhì)溶液呈酸性,示意圖如圖2,工作結(jié)束后,B電極室溶液的pH與工作前相比將　　　　(填 “增大” “減小”或“不變”,溶液體積變化忽略不計(jì))。A電極附近甲醇發(fā)生的電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　　　　。 圖2 答案　(1)4OH--4e- 2H2O+O2↑ (2)不變　CH3OH+H2O-6e- 6H++CO2↑ 解析　(1)陽(yáng)極上氫氧根離子放電生成氧氣和水,電極反應(yīng)式為4OH--4e- 2H2O+O2↑ 。(2)電池的總反應(yīng)為2CH3OH+3O2 2CO2+4H2O,因溶液體積變化忽略不計(jì)且H+沒有凈消耗,所以B電極室溶液pH不變;A電極上甲醇失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為 CH3OH+H2O-6e- 6H++CO2↑。 14.(2017江蘇單科,16,12分)鋁是應(yīng)用廣泛的金屬。以鋁土礦(主要成分為Al2O3,含SiO2和Fe2O3等雜質(zhì))為原料制備鋁的一種工藝流程如下: 注:SiO2在“堿溶”時(shí)轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀。 (1)“堿溶”時(shí)生成偏鋁酸鈉的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　。 (2)向“過濾Ⅰ”所得濾液中加入NaHCO3溶液,溶液的pH　　　　　(填“增大”“不變”或“減小”)。 (3)“電解Ⅰ”是電解熔融Al2O3,電解過程中作陽(yáng)極的石墨易消耗,原因是　　　　　　　　　　　　　。 (4)“電解Ⅱ”是電解Na2CO3溶液,原理如圖所示。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　　,陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學(xué)式為　　　　　。 (5)鋁粉在1 000 ℃時(shí)可與N2反應(yīng)制備AlN。在鋁粉中添加少量NH4Cl固體并充分混合,有利于AlN的制備,其主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(1)Al2O3+2OH-2AlO2-+H2O (2)減小 (3)石墨電極被陽(yáng)極上產(chǎn)生的O2氧化 (4)4CO32-+2H2O-4e-4HCO3-+O2↑　H2 (5)NH4Cl分解產(chǎn)生的HCl能夠破壞Al表面的Al2O3薄膜 解析　(1)Al2O3是兩性氧化物,能與強(qiáng)堿反應(yīng)生成AlO2-和H2O。 (2)“堿溶”時(shí),NaOH溶液應(yīng)過量,則在“過濾Ⅰ”所得濾液中一定含有過量的NaOH,當(dāng)加入NaHCO3溶液時(shí),HCO3-+OH- CO32-+H2O,使c(OH-)減小,故pH減小。 (3)電解熔融Al2O3時(shí),陽(yáng)極反應(yīng)式為:2O2--4e- O2↑,O2會(huì)與石墨發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而消耗石墨。 (4)陽(yáng)極應(yīng)是H2O電離出的OH-放電,生成O2和H+,在Na2CO3溶液充足的條件下,H+與CO32-反應(yīng)生成HCO3-,故陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為:4CO32-+2H2O-4e- 4HCO3-+O2↑;陰極的電極反應(yīng)式為:4H2O+4e- 2H2↑+4OH-,所以物質(zhì)A為H2。 (5)鋁粉表面有Al2O3薄膜,阻礙反應(yīng)的進(jìn)行,而添加少量NH4Cl固體,NH4Cl分解生成的HCl能與Al2O3反應(yīng),破壞Al2O3薄膜,有利于Al和N2反應(yīng)。