課時(shí)提升作業(yè)(二十七)第九章 第二節(jié) 電解池 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)(A卷)(人教版)

1、溫馨提示： 此套題為Word版，請(qǐng)按住Ctrl,滑動(dòng)鼠標(biāo)滾軸，調(diào)節(jié)合適的觀看比例，答案解析附后。關(guān)閉Word文檔返回原板塊。課時(shí)提升作業(yè)(二十七) (A卷)(45分鐘100分)一、選擇題(本題包括8小題,每小題7分,共56分)1.(2013·武漢模擬)下列說法中正確的是()A.精煉銅時(shí)粗銅作陰極,純銅作陽極B.工業(yè)上利用電解飽和AlCl3溶液的方法生產(chǎn)金屬鋁C.氯堿工業(yè)和金屬鈉的冶煉都用到了NaCl,陽極反應(yīng)都是2Cl-2e-=Cl2D.鋼鐵的腐蝕通常為電化學(xué)腐蝕,該腐蝕過程中負(fù)極反應(yīng)為Fe-3e-=Fe3+2.(2012·山東高考)下列與金屬腐蝕有關(guān)的說法正確的是()A.

2、圖a中,插入海水中的鐵棒,越靠近底端腐蝕越嚴(yán)重B.圖b中,開關(guān)由M改置于N時(shí),Cu-Zn合金的腐蝕速率減小C.圖c中,接通開關(guān)時(shí)Zn腐蝕速率增大,Zn上放出氣體的速率也增大D.圖d中,Zn-MnO2干電池自放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的3.(2013·阜新模擬)某小組為研究電化學(xué)原理,設(shè)計(jì)裝置如圖。下列敘述不正確的是()A.a和b不連接時(shí),鐵片上會(huì)有金屬銅析出B.a和b用導(dǎo)線連接時(shí),銅片上發(fā)生的反應(yīng)為Cu2+2e-=CuC.無論a和b是否連接,鐵片均會(huì)溶解,溶液從藍(lán)色逐漸變成淺綠色D.a和b分別連接直流電源正、負(fù)極,電壓足夠大時(shí),Cu2+向銅電極移動(dòng)4.鐵鎳蓄電池又稱愛迪生

3、電池,放電時(shí)的總反應(yīng)為Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2下列有關(guān)該電池的說法不正確的是()A.電池的電解液為堿性溶液,正極為Ni2O3,負(fù)極為FeB.電池放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)為Fe+2OH-2e-=Fe(OH)2C.電池充電過程中,陰極附近溶液的pH降低D.電池充電時(shí),陽極反應(yīng)為2Ni(OH)2+2OH-2e-=Ni2O3+3H2O5.中學(xué)階段介紹的應(yīng)用電解法制備的物質(zhì)主要有三種:一是鋁的工業(yè)制備、二是氯堿工業(yè)、三是金屬鈉或鎂的制備。下列關(guān)于這三個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的描述中正確的是()A.電解法制鎂時(shí)一般是電解熔融態(tài)的氯化鎂,但也可用其相應(yīng)的鹽,如熔融態(tài)的碳酸鎂B.電解法生產(chǎn)鋁時(shí),

4、需對(duì)鋁土礦進(jìn)行提純,在提純過程中應(yīng)用了氧化鋁或氫氧化鋁的兩性C.在氯堿工業(yè)中,電解池中的陰極產(chǎn)生的是H2,NaOH在陽極附近產(chǎn)生D.氯堿工業(yè)和金屬鈉的冶煉都用到了NaCl,在電解時(shí)它們的陰極都是Cl-失電子6.某?；顒?dòng)小組為探究金屬腐蝕的相關(guān)原理,設(shè)計(jì)了如圖a所示裝置,圖a的鐵棒末段分別連上一塊Zn片和Cu片,并置于含有K3Fe(CN)6及酚酞的混合凝膠上。一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)凝膠的某些區(qū)域(如圖b所示)發(fā)生了變化,已知Fe2+可用K3Fe(CN)6來檢驗(yàn)(呈藍(lán)色)。則下列說法不正確的是()A.甲區(qū)發(fā)生的電極反應(yīng)式:Fe-2e-=Fe2+B.乙區(qū)產(chǎn)生Zn2+C.丙區(qū)呈現(xiàn)紅色D.丁區(qū)呈現(xiàn)藍(lán)色7.(20

5、13·成都模擬)第三代混合動(dòng)力車,可以用電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)或二者結(jié)合作為動(dòng)力。汽車在剎車或下坡時(shí),電池處于充電狀態(tài)?；旌蟿?dòng)力車目前一般使用鎳氫電池,該電池中鎳的化合物為正極,儲(chǔ)氫金屬(以M表示)為負(fù)極,堿液(主要為KOH)為電解質(zhì)溶液。下圖是鎳氫電池充放電原理的示意圖,其總反應(yīng)式為H2+2NiOOH2Ni(OH)2。下列說法中正確的是()A.混合動(dòng)力車上坡或加速時(shí),溶液中的OH-向乙電極移動(dòng)B.混合動(dòng)力車剎車或下坡時(shí),乙電極周圍溶液的pH增大C.混合動(dòng)力車上坡或加速時(shí),乙電極的電極反應(yīng)式為NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-D.混合動(dòng)力車剎車或下坡時(shí),甲電極的電極反應(yīng)式為H2

6、+2OH-+2e-=2H2O8.(能力挑戰(zhàn)題)用惰性電極電解一定濃度的硫酸銅溶液,通電一段時(shí)間后,向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后,恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH,則電解過程中轉(zhuǎn)移的電子為()A.0.1 molB.0.2 molC.0.3 molD.0.4 mol二、非選擇題(本題包括3小題,共44分)9.(14分).(2012·山東高考)(1)以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉,下列說法正確的是。a.電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能b.粗銅接電源正極,發(fā)生氧化反應(yīng)c.溶液中Cu2+向陽極移動(dòng)d.利用陽極泥可回收Ag、Pt、Au

7、等金屬(2)利用反應(yīng)2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O可制備CuSO4,若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池,其正極電極反應(yīng)式為_。.(2012·福建高考)(1)電鍍時(shí),鍍件與電源的極連接。(2)化學(xué)鍍的原理是利用化學(xué)反應(yīng)生成金屬單質(zhì)沉積在鍍件表面形成鍍層。若用銅鹽進(jìn)行化學(xué)鍍銅,應(yīng)選用(填“氧化劑”或“還原劑”)與之反應(yīng)。.(2012·重慶高考)尿素CO(NH2)2是首個(gè)由無機(jī)物人工合成的有機(jī)物。人工腎臟可采用間接電化學(xué)方法除去代謝產(chǎn)物中的尿素,原理如圖。(1)電源的負(fù)極為(填“A”或“B”)。(2)陽極室中發(fā)生的反應(yīng)依次為、。(3)電解結(jié)束后,陰極室溶液的pH與電解前相

8、比將;若兩極共收集到氣體13.44 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則除去的尿素為g(忽略氣體的溶解)。10.(16分)(2013·汕頭模擬)最新研究發(fā)現(xiàn),用隔膜電解法處理高濃度乙醛廢水具有工藝流程簡(jiǎn)單、電耗較低等優(yōu)點(diǎn),其原理是使乙醛分別在陰、陽極發(fā)生反應(yīng),轉(zhuǎn)化為乙醇和乙酸,總反應(yīng)為2CH3CHO+H2OCH3CH2OH+CH3COOH實(shí)驗(yàn)室中,以一定濃度的乙醛-Na2SO4溶液為電解質(zhì)溶液,模擬乙醛廢水的處理過程,其裝置示意圖如圖所示。(1)若以甲烷燃料電池為直流電源,則燃料電池中b極應(yīng)通入(填化學(xué)式)氣體。(2)電解過程中,兩極除分別生成乙酸和乙醇外,均產(chǎn)生無色氣體。電極反應(yīng)如下:陽極:4OH-

9、4e-=O2+2H2O  陰極:  CH3CHO+2e-+2H2O=CH3CH2OH+2OH-(3)電解過程中,陰極區(qū)Na2SO4的物質(zhì)的量(填“增大”“減小”或“不變”)。(4)已知:乙醛、乙醇的沸點(diǎn)分別為20.8、78.4。從電解后陰極區(qū)的溶液中分離出乙醇粗品的方法是 。(5)在實(shí)際工藝處理中,陰極區(qū)乙醛的去除率可達(dá)60%。若在兩極區(qū)分別注入1 m3乙醛的含量為3 000 mg·L-1的廢水,可得到乙醇kg(計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后1位)。11.(14分)(能力挑戰(zhàn)題)已知鉛蓄電池的工作原理為Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,現(xiàn)用如圖裝置進(jìn)行電解

10、(電解液足量),測(cè)得當(dāng)鉛蓄電池中轉(zhuǎn)移0.4 mol電子時(shí)鐵電極的質(zhì)量減少11.2 g。請(qǐng)回答下列問題:(1)A是鉛蓄電池的極,鉛蓄電池正極反應(yīng)式為,放電過程中電解液的密度(填“減小”“增大”或“不變”)。(2)Ag電極的電極反應(yīng)式是,該電極的電極產(chǎn)物共g。(3)Cu電極的電極反應(yīng)式是,CuSO4溶液的濃度(填“減小”“增大”或“不變”)。(4)如圖表示電解進(jìn)行過程中某個(gè)量(縱坐標(biāo)x)隨時(shí)間的變化曲線,則x表示。a.各U形管中產(chǎn)生的氣體的體積b.各U形管中陽極質(zhì)量的減少量c.各U形管中陰極質(zhì)量的增加量答案解析1.【解析】選C。精煉銅時(shí)純銅作陰極,粗銅作陽極,A項(xiàng)錯(cuò)誤;工業(yè)上利用電解熔融的Al2O

11、3的方法生產(chǎn)金屬鋁,B項(xiàng)錯(cuò)誤;氯堿工業(yè)和金屬鈉的冶煉都用到了NaCl,陽極反應(yīng)都是2Cl-2e-=Cl2,C項(xiàng)正確;鋼鐵的腐蝕通常為電化學(xué)腐蝕,該腐蝕過程中負(fù)極反應(yīng)為Fe-2e-=Fe2+,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)理解原電池的工作原理,知道電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕的快慢不同的原因。【解析】選B。A項(xiàng),因溶液具有均一性,燒杯底端的溶液的濃度與上端相同,故腐蝕速率相同,A錯(cuò)誤;B項(xiàng),由M改置于N后,鋅作原電池的負(fù)極,Cu-Zn合金應(yīng)充當(dāng)原電池的正極,明顯受到了一定的保護(hù),腐蝕速率減小,B正確;C項(xiàng),接通開關(guān)時(shí),鋅作原電池的負(fù)極,腐蝕速率變大,但是氣體不在鋅(負(fù)極)上產(chǎn)生,而是在鉑(正極)

12、上產(chǎn)生,C錯(cuò)誤;D項(xiàng),Zn-MnO2干電池發(fā)生放電反應(yīng),導(dǎo)致Zn被腐蝕,主要原因是鋅發(fā)生氧化反應(yīng),體現(xiàn)了鋅的還原性,D錯(cuò)誤。3.【解析】選D。a和b不連接時(shí),鐵比銅活潑,從溶液中置換出銅,A項(xiàng)正確;a和b連接時(shí),形成原電池,鐵作為負(fù)極而溶解,銅作為正極,溶液中的Cu2+得到電子被還原成銅單質(zhì),B項(xiàng)正確;無論a和b是否連接,裝置中都發(fā)生Fe+Cu2+=Cu+Fe2+的反應(yīng),溶液會(huì)從藍(lán)色逐漸變?yōu)闇\綠色,C正確;如果a和b分別連接直流電源正、負(fù)極,該裝置為電解池,Cu為陽極,Fe為陰極,則溶液中的陽離子向陰極移動(dòng),即向鐵電極移動(dòng),D項(xiàng)不正確,故選D。4.【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意電池放電時(shí)為原電池

13、,失去電子的為負(fù)極反應(yīng);充電時(shí)為電解池,失去電子的為陽極反應(yīng)。【解析】選C?？沙潆婋姵刂谢顫娊饘偈ル娮?為負(fù)極,得到電子的Ni2O3為正極,因?yàn)榉烹姇r(shí)電極產(chǎn)物為氫氧化物,可以判斷電解液為堿性溶液,A項(xiàng)正確;放電時(shí),負(fù)極鐵失去電子生成Fe2+,因?yàn)殡娊庖簽閴A性溶液,所以電極反應(yīng)為Fe+2OH-2e-=Fe(OH)2,B項(xiàng)正確;充電時(shí),陰極發(fā)生還原反應(yīng):Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH-,所以電極附近pH增大,C項(xiàng)錯(cuò)誤;電池充電時(shí),陽極發(fā)生氧化反應(yīng),由Ni(OH)2轉(zhuǎn)化為Ni2O3,反應(yīng)方程式為2Ni(OH)2+2OH-2e-=Ni2O3+3H2O,D項(xiàng)正確。5.【解析】選B。A中碳酸鎂高溫

14、分解;C中NaOH是在陰極附近產(chǎn)生;D中在電解時(shí)它們的陽極都是Cl-失電子。6.【解題指南】解答本題需注意以下2點(diǎn):(1)分析圖a裝置正負(fù)極材料;(2)正負(fù)電極反應(yīng)式?！窘馕觥窟xA。鐵棒末段連上Zn片時(shí),Zn片端(乙區(qū))作負(fù)極,乙區(qū)發(fā)生的電極反應(yīng)式:Zn-2e-=Zn2+;鐵棒另一端(甲區(qū))作正極,甲區(qū)發(fā)生的電極反應(yīng)式:O2+2H2O+4e-=4OH-。鐵棒末段連上Cu片時(shí),Cu片端(丙區(qū))作正極,丙區(qū)發(fā)生的電極反應(yīng)式:O2+2H2O+4e-=4OH-,溶液呈堿性,酚酞變紅;鐵棒另一端(丁區(qū))作負(fù)極,丁區(qū)發(fā)生的電極反應(yīng)式:Fe-2e-=Fe2+,遇K3Fe(CN)6呈現(xiàn)藍(lán)色,綜上,A錯(cuò)誤。7.

15、【解析】選C。汽車在剎車或下坡時(shí),電池處于充電狀態(tài),則混合動(dòng)力車上坡或加速時(shí),電池處于放電狀態(tài)。充電相當(dāng)于電解池,放電相當(dāng)于原電池。A和C相當(dāng)于原電池,原電池中負(fù)極失去電子,電子經(jīng)導(dǎo)線傳遞到正極,所以溶液中的陽離子向正極移動(dòng),則陰離子向負(fù)極移動(dòng)。根據(jù)題意可知?dú)錃馐秦?fù)極,即甲是負(fù)極,乙是正極,所以A不正確,C正確。B和D相當(dāng)于電解池,此時(shí)甲是陰極,乙是陽極,電極反應(yīng)式分別為2H2O+2e-=H2+2OH-、2Ni(OH)2+2OH-2e-=2NiOOH+2H2O。所以B和D錯(cuò)誤。8.【解析】選D。Cu(OH)2從組成上可看成CuO·H2O,加入0.1 mol Cu(OH)2后,恰好恢復(fù)

16、到電解前的濃度和pH,即電解生成了0.1 mol H2SO4,并消耗0.1 mol H2O,由電解的總反應(yīng)式:2H2O+2CuSO42Cu+O2+2H2SO4,2H2O2H2+O2,知:2H2SO44e-,2H2O4e-,所以電解過程中轉(zhuǎn)移電子為0.2 mol+0.2 mol=0.4 mol。【誤區(qū)警示】本題易忽視水的電解,而直接按生成0.1 mol Cu,轉(zhuǎn)移0.2 mol電子計(jì)算,導(dǎo)致錯(cuò)選B的結(jié)果。9.【解析】.(1)在電解過程中,會(huì)有一部分電能損失轉(zhuǎn)化為熱能,因此電能不可能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,a錯(cuò)誤;c項(xiàng),溶液中的Cu2+應(yīng)向陰極(精銅)移動(dòng),c錯(cuò)誤;正確答案為b、d。(2)本題可采取兩種

17、方法書寫:一是直接法,通過化學(xué)反應(yīng)可以看出,O2發(fā)生還原反應(yīng),正極反應(yīng)物一定為O2,其對(duì)應(yīng)的還原產(chǎn)物為H2O,故正極的電極反應(yīng)式為O2+4e-+4H+=2H2O;二是先寫出負(fù)極電極反應(yīng):銅作為負(fù)極反應(yīng)物,氧化產(chǎn)物為CuSO4,故其電極反應(yīng)式為Cu-2e-+S=CuSO4,在電量相同的前提下,設(shè)轉(zhuǎn)移4 mol電子用總反應(yīng)式減去該電極反應(yīng)式,可得正極的電極反應(yīng)式為O2+4e-+4H+=2H2O。.(1)電鍍時(shí),鍍層金屬作電解池的陽極,鍍件作電解池的陰極,與電源的負(fù)極相連。(2)鍍銅是將Cu2+變成Cu,需要加入還原劑與之反應(yīng)。.(1)圖像中產(chǎn)生氯氣的電極為陽極,與陽極相連的電極為正極;(2)根據(jù)圖

18、像信息,陽極上先產(chǎn)生氯氣,氯氣具有氧化性,尿素中的氮原子為-3價(jià),具有還原性,兩者相遇發(fā)生氧化還原反應(yīng)。(3)反應(yīng)過程中實(shí)際上發(fā)生兩個(gè)反應(yīng)(條件略去):2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2+H2CO(NH2)2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl兩方程式相加消去中間產(chǎn)物可得總反應(yīng)方程式:CO(NH2)2+H2O=N2+CO2+3H2由此可知反應(yīng)的最終結(jié)果是沒有酸或者堿生成,陰極室的酸堿性不會(huì)發(fā)生改變;兩極產(chǎn)生的氣體是氫氣、氮?dú)夂投趸?根據(jù)反應(yīng)方程式,若設(shè)氫氣的物質(zhì)的量為x,氮?dú)夂投趸几鳛閤/3,x=0.36 mol,求出x的值后根據(jù)尿素和氯氣的反應(yīng)方程式可計(jì)算出尿素的量。答案:

19、.(1)b、d(2)4H+O2+4e-=2H2O.(1)負(fù)(2)還原劑.(1)B(2)2Cl-2e-=Cl2CO(NH2)2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl(3)不變7.210.【解析】(1)這是關(guān)于燃料電池電極的知識(shí),燃料電池中一般還要用到助燃劑,一般為O2(或空氣),而氧氣就作為電池的正極,加入的燃料比如甲烷之類的就從原電池的負(fù)極充入,本題中燃料電池中b極接電解池的陰極,也就是說b極應(yīng)是燃料電池的負(fù)極,所以b極應(yīng)通入甲烷氣體。(2)這是電解池電極反應(yīng)式的寫法,按照電極放電順序,可知道這個(gè)電解實(shí)際上相當(dāng)于電解水,陽極:4OH-4e-=O2+2H2O,那么陰極:就是4H+4e-=2H

20、2;陽極:的電極反應(yīng)式就必須用總反應(yīng)2CH3CHO+H2O=CH3CH2OH+CH3COOH減去陰極CH3CHO-2e-+2H2O=CH3CH2OH+2OH-,但是要注意陰極要換成H+,所以陽極:的電極反應(yīng)式為CH3CHO-2e-+H2O=CH3COOH+2H+。(3)從以上(2)中談到的這個(gè)電解實(shí)際上是電解水,所以陰極區(qū)Na2SO4的物質(zhì)的量不變。(4)題目給出了沸點(diǎn)不同,而且沸點(diǎn)相差比較大,很容易想到利用蒸餾方法分離。(5)1 m3相當(dāng)于1 000 L,兩極區(qū)分別注入1 m3乙醛的含量為3 000 mg·L-1的廢水,那么總共注入乙醛的量為2×1 000 L×3 000 mg·L-1=6 0