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2020版高考化学复习课时规范练18电解池金属的腐蚀与防护苏教版_高考_高中教育_教育专区

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2020版高考化学复习课时规范练18电解池金属的腐蚀与防护苏教版_高考_高中教育_教育专区。课时规范练 18 电解池 金属的腐蚀与防护 ) 一、选择题(本题共 10 小题,每小题 7 分,共 70 分。每小题只有一个选项符合题目要求) 1.以 KCl 和 ZnCl2 混合液为电镀液在铁


课时规范练 18 电解池 金属的腐蚀与防护 ) 一、选择题(本题共 10 小题,每小题 7 分,共 70 分。每小题只有一个选项符合题目要求) 1.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.若通电前上述镀锌装置构成原电池,则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 2.(2018 四川绵阳模拟)下列表述不正确的是( B ) 盐桥中的 Cl 移向 ZnSO4 溶液 C - a 极附近产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 D 粗铜的电极反应式为 Cu +2e 2+ - Cu 正极反应式为 O2+4e +2H2O - 4OH - 3.(2018 河南天一大联考阶段检测)普通电解精炼铜的方法所制备的铜中仍含有杂质,利用下面的双 膜(阴离子交换膜和过滤膜)电解装置可制备高纯度的 Cu。下列有关叙述正确的是( ) A.电极 a 为粗铜,电极 b 为精铜 B.甲膜为过滤膜,可阻止阳极泥及漂浮物杂质进入阴极区 C.乙膜为阴离子交换膜,可阻止杂质阳离子进入阴极区 D.当电路中通过 1 mol 电子时,可生成 32 g 精铜 4.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 Fe2O3·xH2O D.管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀 5.利用如图装置探究铁在海水中的电化学防护,下列说法不正确的是( ) A.若 X 为锌棒,开关 K 置于 M 处,可减缓铁的腐蚀 B.若 X 为锌棒,开关 K 置于 M 处,铁电极的反应为 Fe-2e C.若 X 为碳棒,开关 K 置于 N 处,可减缓铁的腐蚀 D.若 X 为碳棒,开关 K 置于 N 处,铁电极的反应为 2H +2e + - Fe 2+ H2↑ )废水时,以铁板作阴、阳极,处 以 Cr(OH)3 形式被除去,下列说 6.(2018 广东深圳中学考试)电解法处理酸性含铬(主要含有 Cr2 理过程中存在反应 Cr2 法不正确的是 A.阳极反应为 Fe-2e ( - +6Fe +14H ) Fe 2+ 2+ + 2C +6F +7H2O,最后 C B.过程中有 Fe(OH)3 沉淀生成 C.电解过程中溶液 pH 不会变化 D.电路中每转移 12 mol 电子,最多有 1 mol Cr2 被还原 7.氢氧化锂是制取锂和锂的化合物的原料,用电解法制备氢氧化锂的工作原理如图所示。 下列叙述不正确的是( A.b 极附近溶液的 pH 增大 ) B.a 极发生的反应为 2H2O-4e - O2↑+4H + C.该法制备 LiOH 还可得到硫酸和氢气等产品 D.当电路中通过 1 mol 电子时,可得到 2 mol LiOH 8.(2018 广东汕头月考)在固态金属氧化物电解池中,高温电解 H2O、CO2 混合气体制备 H2 和 CO 是一 种新的能源利用方式,基本原理如图所示。下列说法不正确的是 ( ) A.阴极的反应式:H2O+2e B.X 是电源的负极 - H2+O 、CO2+2e 2- - CO+O 2- C.总反应可表示为 H2O+CO2 H2+CO+O2 D.阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是 1∶1 9.(2018 河北衡水模拟)1 L 某溶液中含有的离子及其物质的量浓度如下表: 离子 -1 Cu 2+ A 1 N Cl 1 - 物质的量浓度/ (mol·L ) 1 a 用惰性电极电解该溶液,当电路中有 3 mol e 通过时(忽略电解时溶液体积的变化及电解产物可能 存在的溶解现象),下列说法正确的是( ) - A.电解后溶液 pH=0 B.阳极生成 1.5 mol Cl2 C.a=3 D.阴极析出的金属是铜与铝 10.(2018 湖南怀化高三期末)中国首个空间实验室——“天宫一号”的供电系统中,有再生氢氧燃 料电池,工作原理如下图所示,a、b、c、d 均为 Pt 电极。 下列说法正确的是( - ) A.B 区的 OH 通过隔膜向 a 电极移动,A 区 pH 增大 B.c 是正极,电极上的电极反应为 2H +2e + - H2↑ C.右边装置中右管中的 OH 通过隔膜向 c 电极移动,d 电极上发生氧化反应 D.当有 1 mol 电子转移时,标准状况下,b 电极理论上产生气体 Y 的体积为 11.2 L 二、非选择题(本题共 2 小题,共 30 分) 11.(15 分)有如图所示 3 套实验装置,根据所学知识回答下列问题。 (1)装置 1 为铁的吸氧腐蚀实验。一段时间后,向插入铁钉的玻璃筒内滴入 K3[Fe(CN)6]溶液,即可观 察到铁钉附近的溶液出现蓝色沉淀,表明铁被 (填“氧化”或“还原”);向插入石墨的玻 璃筒内滴入酚酞溶液,可观察到石墨附近的溶液变红,该电极反应式 为 。 。 (3)装置 3 中甲烧杯盛放 100 mL 0.2 mol·L 的 NaCl 溶液,乙烧杯盛放 100 mL 0.5 mol·L 的 CuSO4 溶液。反应一段时间后,停止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞,观察到石墨附近溶液首先变 红。 ①电源的 M 端为 极;甲烧杯中铁极的电极反应式为 。 。 -1 -1 ②乙烧杯中电解反应的离子方程式为 ③停止通电后,取出 Cu 电极,洗涤、干燥、称量,电极增重 0.64 g,甲烧杯中产生的气体在标准状况 下的体积为 mL。 12.(2018 课标全国Ⅲ,27)(15 分)KIO3 是一种重要的无机化合物,可作为食盐中的补碘剂。回答下列 问题: (1)KIO3 的化学名称是 。 (2)利用“KClO3 氧化法”制备 KIO3 工艺流程如下图所示: “酸化反应”所得产物有 KH(IO3)2、Cl2 和 KCl。“逐 Cl2”采用的方法是 中的溶质主要是 。“调 pH”中发生反应的化学方程式为 。 。“滤液” (3)KIO3 也可采用“电解法”制备,装置如图所示。 ①写出电解时阴极的电极反应式 。 ,其迁移方向是 。 ②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为 ③与“电解法”相比,“KClO3 氧化法”的主要不足之处有 (写出一点)。 课时规范练 18 电解池 金属的腐蚀与防护 1.C 电镀前,Zn 与 Fe 构成原电池,Zn 为负极,Fe 为正极;电镀时,Fe 为阴极,Zn 为阳极;原电池充电 时,原电池负极为阴极、正极为阳极,故电镀过程不属于原电池的充电过程,A 项错误;根据电子守恒, 通过电子的电量与析出 Zn 的量成正比,B 项错误;电流恒定,单位时间通过的电子的物质的量恒定, 即电解速率恒定,C 项正确;镀层破损后,Zn 与 Fe 仍能构成原电池,其中 Zn 为负极被腐蚀,Fe 为正极 被保护,D 项错误。 2.C 根据原电池的工作原理,锌为负极,铜为正极,阴离子向负极移动,A 正确;根据电解原理,a 为 阳极,其电极反应式为 2Cl -2e - Cl2↑,b 为阴极,电极反应式为 Cu +2e 2+ 2+ - Cu,因此 a 极产生的气 体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,B 正确;粗铜作阳极,Cu-2e 极得电子,电极反应式为 O2+2H2O+4e - Cu ,C 错误;发生吸氧腐蚀时,正 4OH ,D 正确。 - 3.D 由题意结合电解原理可知,电极 a 是阴极,为精铜;电极 b 是阳极,为粗铜,A 项错误;甲膜为阴 离子交换膜,可阻止杂质阳离子进入阴极区,B 项错误;乙膜为过滤膜,可阻止阳极泥及漂浮物杂质进 入阴极区,C 项错误;当电路中通过 1 mol 电子时,可生成 0.5 mol 精铜,其质量为 32 g,D 项正确。 4.C 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;硫酸盐还原菌是蛋白质,在高温下易变性,会失去催化活性,则输送暖气的管道不易发生此类腐 蚀,故 B 正确;由图示可知,Fe 腐蚀的最终产物不会是 Fe2O3·xH2O,故 C 错误;管道上刷富锌油漆,可 形成 Zn-Fe 原电池,Fe 作为正极,可以延缓管道的腐蚀,故 D 正确。 5.B 若 X 为锌棒,开关 K 置于 M 处,形成原电池,此时金属锌为负极,金属铁为正极,金属铁被保护, 可减缓铁的腐蚀,故 A 项正确;若 X 为锌棒,开关 K 置于 M 处,形成原电池,此时金属锌为负极,金属 铁为正极,氧气在该极发生还原反应,故 B 项错误;若 X 为碳棒,开关 K 置于 N 处,形成电解池,此时 金属铁为阴极,铁被保护,可减缓铁的腐蚀,故 C 项正确;若 X 为碳棒,开关 K 置于 N 处,形成电解 池,X 极为阳极,发生氧化反应,铁电极为阴极,发生还原反应,故 D 项正确。 6.C Fe 板作阳极,为活性电极,Fe 失电子,发生氧化反应生成 Fe ,阳极反应式为 Fe-2e + + 2+ - Fe ,A 2+ 项正确;阴极发生还原反应,溶液中的 H 得到电子生成氢气,H 浓度减小,铁离子水解生成 Fe(OH)3 沉 淀,B 项正确;由反应 Cr2 +6Fe +14H 2+ + 2C 2+ +6F +7H2O 可知,处理过程中消耗 H ,溶液的酸性减 + 弱,溶液 pH 增大,C 项错误;Fe-2e Fe ,则电路中每转移 12 mol 电子需要消耗 6 mol Fe,再根据 2+ 处理过程的反应方程式,得 6Fe~12e ~6Fe ~Cr2 确。 ,故被还原的 Cr2 的物质的量为 1 mol,D 项正 7.D 由图可知,Li 向 b 极移动,则 b 极为阴极,电极反应式为 2H2O+2e - + - 2OH +H2↑,由于 b 极生成 - - OH ,故 b 极附近溶液的 pH 增大,A 正确;a 极为阳极,电极反应式为 2H2O-4e + O2↑+4H ,B 正确;S + 向 a 极移动,与 a 极产生的 H 形成 H2SO4,在 b 极上产生 H2 和 LiOH,C 正确;根据阴极反应式可知,电路 中通过 1 mol 电子时,生成 1 mol OH ,可得到 1 mol LiOH,D 错误。 - 8.D 电解池阴极发生还原反应,电解 H2O、CO2 混合气体制备 H2 和 CO,阴极发生的反应有:H2O+2e H2+O 、CO2+2e 22- - CO+O ,A 项正确;根据图示知,与 X 相连的电极发生还原反应产生 CO 和 H2,故 X 为电源的负极,B 项正确;根据图示可知,阴极产生 H2、CO,阳极产生 O2,总反应可表示为 H2O+CO2 错误。 9.A 当电路中有 3 mol e 通过时,阳极首先发生反应 2Cl -2e 生反应 4OH -4e 2H +2e + + - H2+CO+O2,C 项正确;根据总反应可知,阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是 2∶1,D 项 Cl2↑,有 0.5 mol Cl2 生成,后发 - O2↑+2H2O,生成 2 mol H ,阴极首先发生 Cu +2e - 2+ Cu,析出 1 mol Cu,后发生 + + -1 H2↑,此时溶液中生成 1 mol OH ,最终溶液里得到 1 mol H ,则 c(H )=1 mol·L ,pH=0,故 2+ A 正确,B 错误;由溶液中电荷守恒可知:2c(Cu )+3c(A -1 2+ + )=c(N )+c(Cl ),可求得 c(N - )=4 mol·L ,即 a=4,故 C 错误;根据阳离子放电顺序 Cu >H >A ,可知没有 Al 生成,故 D 错误。 10.D 依据图示知左边装置是电解池,右边装置是原电池,a、b 电极是电解池的电极,由电源判断 a 为阳极产生的气体是氧气,b 为阴极产生的气体是氢气;c、d 电极是原电池的正负极,c 是负极,d 是 正极;电解池中的电极反应为:a 电极为阳极失电子发生氧化反应:4OH -4e 极得到电子发生还原反应:4H +4e 氧化反应:2H2-4e +4OH + - 2H2O+O2↑;b 电极为阴 2H2↑;原电池中是碱性溶液,电极反应为:c 为负极失电子发生 - 4H2O;d 电极为正极得到电子发生还原反应:O2+2H2O+4e + 4OH 。a 为阳极, - 电解时阴离子向阳极移动,发生反应 4OH -4e 2H2O+O2↑,促进水的电离生成 H ,pH 减小,故 A 项错 - 误;根据上述分析,c 是负极,故 B 项错误;右边装置中右管中的 OH 通过隔膜向负极移动,即向 c 电极 移动,d 为正极,发生还原反应,故 C 项错误;b 为阴极,当有 1 mol 电子转移时生成 0.5 mol 氢气,标 准状况下的体积为 11.2 L,故 D 项正确。 11.答案 (1)氧化 O2+4e +2H2O (2)正 Cu+2F (3)①正 Fe-2e 2+ - 4OH - Cu +2Fe Fe 2+ 2+ 2+ ②2Cu +2H2O 2+ 2Cu+O2↑+4H + ③224 - 解析 (1)铁发生吸氧腐蚀,铁被氧化生成 Fe ,正极发生还原反应,氧气得到电子被还原生成 OH ,电 极反应式为 O2+4e +2H2O - 4OH 。(2)铜可被 F - 氧化,发生反应 Cu+2F Cu +2Fe ,形成原电池 2+ 2+ 时,铜为负极,发生氧化反应,石墨为正极。(3)由题意知,甲池中石墨极为阴极,则铁极为阳极,乙池 中铜作阴极,石墨作阳极。①铁极为阳极,电极反应式为 Fe-2e - Fe ,则 M 端为正极;②乙烧杯中 2+ 用铜作阴极、石墨作阳极来电解硫酸铜溶液,阳极上氢氧根离子放电生成氧气,阴极上铜离子放电 析出铜,电解方程式为 2Cu +2H2O 0.64 g,则生成 Cu 的物质的量为 甲烧杯中,阳极铁被氧化,阴极产生氢气, 2H2O+2e 2+ 2Cu+O2↑+4H ;③取出 Cu 电极,洗涤、干燥、称量,电极增重 =0.01 mol,转移电子的物质的量为 0.01 mol×2=0.02 mol, + 2OH +H2↑ 2 mol 22.4 L - 0.02 mol V V= 12.答案 (1)碘酸钾 (2)加热 =0.224 L,即 224 mL。 KCl KH(IO3)2+KOH - 2KIO3+H2O(或 HIO3+KOH + KIO3+H2O) (3)①2H2O+2e 2OH +H2↑ ②K 由 a 到 b ③产生 Cl2 易污染环境等 解析 (2)温度升高气体溶解度减小;Cl2 被逐出,KH(IO3)2 结晶析出,“滤液”中溶质主要是 KCl;“调 pH”目的是生成 KIO3,所以选用 KOH 溶液,发生反应的化学方程式为 KH(IO3)2+KOH HIO3+KOH KIO3+H2O)。 - 2KIO3+H2O(或 (3)①阴极区电解质是 KOH,被电解的是 H2O:2H2O+2e + 2OH +H2↑; - ②电解时,阳离子向阴极区移动,故 K 由 a 向 b 迁移; ③“KClO3 氧化法”中产生有毒气体 Cl2,易污染环境。
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