(天津?qū)Ｓ?2020屆高考化學一輪復習考點規(guī)范練23電解池金屬的電化學腐蝕與防護(含解析)

考點規(guī)范練23電解池金屬的電化學腐蝕與防護(時間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共8個小題,每小題7分,共56分,每小題只有一個選項符合題目要求)(2018天津?qū)氎娓呷M)下列各組中,每種電解質(zhì)溶液用惰性電極電解時只生成氫氣和氧氣的一組是()HCl、CuCl、Ba(OH)22NaOH、CuSO、HSO424NaOH、HSO、Ba(OH)TOC\o"1-5"\h\z242NaBr、HSO、Ba(OH)242(2018天津新華中學高三模擬)某同學進行下列實驗:操作現(xiàn)象的食鹽水取一塊打磨過的生鐵片，在其表面滴1滴含酚酞和K[Fe(CN)]的食鹽水36::?放置一段時間后，生鐵片上出現(xiàn)如圖所示“斑痕”，其邊緣處為紅色,中心區(qū)域為藍色，在兩色環(huán)父界處出現(xiàn)鐵銹TOC\o"1-5"\h\z下列說法不合理的是()a.生鐵片發(fā)生吸氧腐蝕中心區(qū)：Fe-2e-Fe2+邊緣處:0+2H0+4e~40H-22交界處:4Fe2++0+10H0—4Fe(0H)+8H+223研究電化學腐蝕及防護的裝置如圖所示。下列有關(guān)說法錯誤的是()d為石墨,鐵片腐蝕加快d為石墨，石墨上電極反應為0+2H0+4e-40H-22d為鋅塊，鐵片不易被腐蝕d為鋅塊，鐵片上電極反應為2H++2e-H2f(2018山東荷澤一模)以鉻酸鉀(KCrO)為原料用電化學法制備KCrO的裝置如圖,下列說法正確24227的是()

kohwX箱科kohwX箱科離子交換膜a極的電極反應為2HO+2e—2OH-+Hf22電解過程中氫氧化鉀溶液的濃度保持不變b極上Cr-發(fā)生氧化反應生成Cr2-電解過程中H+從右側(cè)通過離子交換膜遷移到左側(cè)（2018陜西漢中高三月考）根據(jù)下圖回答,下列說法不正確的是（）含金屬桝比劑的多孔電械CuSO^^含金屬桝比劑的多孔電械CuSO^^此裝置用于電鍍銅時,電解一段時間,理論上硫酸銅溶液的濃度不變?nèi)鬭為粗銅,b為純銅，該裝置可用于粗銅的電解精煉燃料電池中負極反應為2H2-4e-+40H-—4H20上述裝置在工作過程中Cu2+向a電極移動LiOH常用于制備鋰離子電池的正極材料。工業(yè)上常利用如圖裝置電解制備LiOH，兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液。下列說法正確的是（）a是電源的負極B極區(qū)電解液為LiOH溶液A電極的電極反應式為4OH--4e—2H2O+O2f每產(chǎn)生標準狀況下2.24L氫氣，就有0.1mol陽離子通過交換膜進入陰極區(qū)（2018華中師大附中期末）用惰性電極電解100mL3mol?L-1的Cu（N03）溶液，一段時間后在陽極收集到標準狀況下氣體1.12L,停止電解,向電解后的溶液中加入足量的鐵粉，充分作用后溶液中Fe2+濃度為（設溶液體積不變）（）A.3mol?L-1A.3mol?L-1B.2.75mol?L-1C.2mol?L-iC.2mol?L-iD.3.75mol?L-i（2018廣東揭陽高三月考）利用如圖所示裝置可制取H2,兩個電極均為惰性電極,c為陰離子交換膜。下列敘述正確的是（）Pd/TNTAPtNaOH+HiO'CHjCOONa+HiO+NaOHA.a膜。下列敘述正確的是（）Pd/TNTAPtNaOH+HiO'CHjCOONa+HiO+NaOHA.a為電源的正極工作時,0H-向左室遷移右室電極反應為CHOH+H0-4e-—CHCOO-+5H+2523生成H和CHCOONa的物質(zhì)的量之比為2:123二、非選擇題（本題共3個小題,共44分）（2018成都實驗外國語學校高三模擬）（16分）電解原理在化學工業(yè)中有廣泛應用。不僅可以制備物質(zhì),還可以提純和凈化。（1）電解食鹽水是氯堿工業(yè)的基礎(chǔ)。目前比較先進的方法是陽離子交換膜法,電解原理如圖所示,圖中的陽離子交換膜只允許陽離子通過,請回答以下問題:圖中A極要連接電源的（填“正”或“負”）極。精制飽和食鹽水從圖中位置補充,氫氧化鈉溶液從圖中位置流出。（填“a”“b”“c”“d”“e”或“f”“a”“b”“c”“d”“e”或“f”)③電解總反應的離子方程式是（2）化學在環(huán)境保護中起著十分重要的作用,電化學降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染,電化學降解N-的原理如圖所示。解N-的原理如圖所示。Hit)質(zhì)子李換膜電源正極為（填“A”或“B”），陰極反應式為若電解過程中轉(zhuǎn)移了5mol電子，則膜左側(cè)電解液的質(zhì)量變化為go10.（14分）（1）用間接電化學法除去NO的過程，如圖所示:已知電解池的陰極室中溶液的pH在4~7之間，寫出陰極的電極反應式:用離子方程式表示吸收池中除去NO的原理:⑵目前已開發(fā)出電解法制取迎的新工藝。悄制嵬和⑵目前已開發(fā)出電解法制取迎的新工藝。悄制嵬和\陽離子^耳織含少N旳榕較交換膜SNaOH）①用石墨作電極,在一定條件下電解飽和食鹽水制取ClO2（如圖所示），寫出陽極產(chǎn)生ClO2的電極反應式：。②電解一段時間，當陰極產(chǎn)生的氣體體積為112mL（標準狀況）時，停止電解，通過陽離子交換膜的陽離子的物質(zhì)的量為mol;用平衡移動原理解釋陰極區(qū)pH增大的原因:A極Q進氣A極Q進氣斗射蹴酸富誇*水刃子関貝允許H迺遡圖b用箭頭表示出圖a中電子的運動方向;請你分析高鐵鐵軌銹蝕的原因是②我國的科技人員為了消除so2的污染，變廢為寶，利用原電池原理,設計由so2和o2來制備硫酸。設計裝置如圖b所示，電極A、B為多孔的材料。A極為(填“正極”或“負極”)。TOC\o"1-5"\h\zB極的電極反應式是。11.(14分)如圖所示的四個容器中分別盛有不同的溶液，除a、b夕卜，其余電極均為石墨電極。甲為鉛蓄電池,其工作原理為Pb+PbO+2HSO2PbS0+2HO,其兩個電極的電極材料分別為PbO和Pb。224422閉合K,發(fā)現(xiàn)g電極附近的溶液先變紅,20min后，將K斷開，此時c、d兩極上產(chǎn)生的氣體體積相同。據(jù)此回答:丙裝置中發(fā)生電解的總反應方程式為。電解20min時，停止電解，此時要使乙中溶液恢復到原來的狀態(tài)，需要加入的物質(zhì)及其物質(zhì)的量是。20min后將乙裝置與其他裝置斷開，然后在c、d兩極間連接上靈敏電流計，發(fā)現(xiàn)電流計指針偏轉(zhuǎn),則此時c電極為極,d電極上發(fā)生反應的電極反應為_。電解后取amL丁裝置中的溶液,向其中逐滴加入等物質(zhì)的量濃度的CH3COOH溶液,當加入bmLCH3COOH溶液時，混合溶液的pH恰好等于7(體積變化忽略不計)。已知CH3COOH的電離平衡常數(shù)為1.75X10-5,貝卜。考點規(guī)范練23電解池金屬的電化學腐蝕與防護C用惰性電極電解時，常見陽離子的放電順序為Ag+〉Cu2+〉H+〉Na+〉K+,常見陰離子的放電順序為I-〉Br-〉Cl-〉OH-〉常見含氧酸根離子。電解HCl溶液生成H和Cl,電解CuCl溶液生成Cu和Cl,電解2222Ba(OH)溶液生成H和0,A項不符合題意；電解NaOH和HSO溶液均生成H和0,電解CuSO溶液生22224224成Cu和0,B項不符合題意；電解NaOH、HSO、Ba(OH)溶液均相當于電解水，均生成H和0,C項符224222合題意；電解NaBr溶液則生成Br?和H2,D項不符合題意。D生鐵片邊緣處為紅色，說明生成了氫氧根離子,O2+2H2O+4e-=4OH-,生鐵片發(fā)生吸氧腐蝕，故A、C兩項合理;根據(jù)實驗現(xiàn)象，中心區(qū)域為藍色,說明生成了亞鐵離子,Fe-2e-=Fe2+，故B項合理;在兩色環(huán)交界處出現(xiàn)鐵銹，是因為生成的氫氧化亞鐵被氧氣氧化生成了氫氧化鐵，故D項不合理。Dd為石墨，則鐵、碳及海水形成原電池，發(fā)生鐵的吸氧腐蝕，從而加快鐵片腐蝕,A項正確;d為石墨時是正極，電極反應為O2+2H2O+4e-—4OH-,B項正確;d為鋅塊，則Zn、Fe和海水構(gòu)成原電池，由于活潑性Zn>Fe,則鋅作負極，鐵片不易被腐蝕,C項正確;d為鋅塊時，鐵片上的反應為O2+2H2O+4e-——4OH-,D項錯誤。A陽極材料是石墨，為惰性電極，所以被電解的物質(zhì)一定是水,陽極上的電極反應為2H2O-4e—O2f+4H+,一段時間后酸性明顯增強，發(fā)生2Cr-+2H+=Cr2-+H2O,a極為陰極，陰極電極反應為4H2O+4e—2H2f+4OH-,A項正確；電解過程中,K+從右側(cè)通過離子交換膜遷移到左側(cè)，結(jié)合左側(cè)電極上有OH-生成，所以氫氧化鉀溶液的濃度變大,B項錯誤；由Cr-—Cr2-,Cr的化合價不變，未發(fā)生氧化還原反應,C項錯誤；電解過程中K+從右側(cè)通過離子交換膜遷移到左側(cè)，若H+從右側(cè)通過離子交換膜遷移到左側(cè)則無法發(fā)生反應2Cr-+2H+=Cr2-+H2O,D項錯誤。D電鍍銅時，陽極為銅，電解質(zhì)溶液為硫酸銅溶液,陽極反應式為Cu-2e-——CU2+,陰極反應式為Cu2++2e-—Cu,理論上硫酸銅溶液的濃度不變，故A項正確;a與電源正極相連，為陽極,b與電源負極相連,為陰極，該裝置可用于粗銅的電解精煉，故B項正確;通入H2的電極是負極,電解質(zhì)呈堿性，負極反應為2H2-4e-+4OH-—4屯。,故C項正確；電解池中陽離子移向陰極,b是陰極,Cw+向b電極移動，故D項錯誤。B根據(jù)圖示可知,B電極上有氫氣生成，則B為電解池陰極,A為陽極,a為正極、b為負極，陰極電極反應式為2H2O+2e—2OH-+H2f,陽極反應式為2Cl--2e—Cl2f。根據(jù)以上分析知,A項錯誤;A極是陽極、B極是陰極,B電極反應式為2H2O+2e—2OH-+H2f,有氫氧根離子生成，所以B極區(qū)電解液為LiOH溶液,A極區(qū)電解質(zhì)溶液為LiCl溶液,B項正確;A電極上氯離子放電,電極反應式為2Cl--2e—Cl2f,C項錯誤;每產(chǎn)生標準狀況下2.24L氫氣，就有0.2mol電子轉(zhuǎn)移，根據(jù)電荷守恒知，有0.2mol陽離子通過交換膜進入陰極區(qū),D項錯誤。B陽極反應式為2HO-4e-4H++Of,陰極反應式為Cw++2e-Cu,陽極生成的氣體為O,O的2222物質(zhì)的量為1.10LF.4L?mol-i=0.05mol,根據(jù)電解的總反應式：2Cu(NO)+2HO2Cu；+Of+4HNO322230.1mol0.05mol0.2mol電解后溶液中生成的HNO的物質(zhì)的量為0.2mol。3電解后溶液中Cu(NO)的物質(zhì)的量為0.1LX3mol?L-i-0.1mol=0.2mol,HN0與足量的Fe反應生成TOC\o"1-5"\h\z323Fe(NO),反應的化學方程式為8HNO+3Fe——3Fe(N0)+2NOf+4HO,故0.2molHNO與Fe反應生成3233223Fe(NO3)2的物質(zhì)的量為0.2molX-=0.075mol,Cu(N03)2與Fe反應生成硝酸亞鐵,離子方程式為Fe+Cu2+——Fe2++Cu,故0.2molCu(N0)與Fe反應生成Fe(NO)的物質(zhì)的量為0.2mol,反應后溶液中3232Fe2+的物質(zhì)的量為0.2mol+0.075mol=0.275mol,反應后溶液中Fe2+濃度為=2.75mol?L-1,選B1L項。D根據(jù)圖知,Pt電極上有氫氣生成，說明Pt電極上發(fā)生還原反應,Pt為陰極，則Pd/TNTA為陽極,連接陰極的電極為電源負極，所以a為負極、b為正極，故A項錯誤;Pd/TNTA為陽極，工作時，電解質(zhì)溶液中OH-向陽極移動,OH-向右室遷移，故B項錯誤;右室中電解質(zhì)溶液呈堿性，所以不能有H+生成,乙醇失電子和OH-反應生成CHCOO-和水，電極反應式為CH0H+50H--4e-—CHCOO-+4H0,故C項錯誤;32532生成1mol氫氣轉(zhuǎn)移2mol電子，生成ImolCHCOONa轉(zhuǎn)移4mol電子，所以生成H和CHCOONa的物質(zhì)323的量之比為2:1,故D項正確。答案(1)①正②ad③2Cl-+2H^^Clf+Hf+2OH-(2)①A2N-+10e-+12H+——Nf+6HO22222②45解析(1)①由電解食鹽水裝置圖可知，鈉離子移向右邊,則左邊A為陽極，所以A極要連接電源的正極。左邊A為陽極，電極反應式為2Cl--2e-^=Cl2f,所以精制飽和食鹽水從圖中a位置補充;右邊B為陰極，電極反應式為2H2O+2e-—H2f+2OH-或2H++2e-=H2f,則生成的氫氧化鈉溶液從圖中d位置流出。電解總反應的離子方程式是2Cl-+2H2O—Cl2f+H2f+2OH-o(2)①由圖示知在Ag-Pt電極上N-發(fā)生還原反應，因此Ag-Pt電極為陰極，則B為電源負極,A為電源正極;在陰極反應是N-得電子發(fā)生還原反應生成％,裝置中采用質(zhì)子交換膜，應只允許H+通過，則H+參與陰極反應且有H2O生成,陰極反應式為2N-+10e-+12H+—%f+6^。。②陽極反應為2H2O-4e-=O2f+4H+,轉(zhuǎn)移5mol電子時，陽極消耗2.5molH2O,產(chǎn)生的5molH+進入陰極室，陽極室質(zhì)量減少45g。答案(1)2HS-+2H++2e-=S-+2HO222NO+2S-+2H^—N+4HS-(2)①C1-+2HO-5e^—ClOf+4H+②0.01在陰極發(fā)生2H++2e-—22222H2f,H+濃度減小，使得H2O—OH-+H+的平衡向右移動,OH-濃度增大,pH增大

FP主取解質(zhì)髀潘FP主取解質(zhì)髀潘Fe-2e—Fe2+;由于電解質(zhì)溶液中有HCO,電離出氫離子,2H++2e-=Hf,發(fā)生析氫腐蝕。電解質(zhì)溶232液中又溶有氧氣,02+2H20+4e-—40H-，發(fā)生吸氧腐蝕②正極SO2+2H2O-2e-=S-+4H+解析(1)陰極發(fā)生還原反應，是亞硫酸氫根離子得電子生成S2-,電極反應式為2HS-+2H++2e—S2-+2H2O;S2-與一氧化氮發(fā)生氧化還原反應,生成氮氣和亞硫酸氫根,離子反應方程式為2NO+2S-+2HO——N+4HS-。222(2)①由題意可知，氯離子放電生成ClO2,由原子守恒可知,有水參加反應，同時生成氫離子，電極反應式為Cl-+2H2O-5e—ClO2f+4H+。②在陰極發(fā)生2H++2e-=屯f,氫氣的物質(zhì)的量為°°110L=0.005mol,通過陽離子交換膜的陽離子為+1價離子，通過陽離子交換膜的陽離子的物質(zhì)的0000L?-1量為0.005molX2=0.01mol,電解時陰極H+濃度減小，使得屯0—'0H-+H+的平衡向右移動,溶液的pH增大。①鋼鐵含有鐵和碳，鐵為負極,C為正極，電子由負極流向正極，故電子的移動方向可表示為;高鐵鐵軌銹蝕的原因是鐵為負極發(fā)生氧化反應Fe-2e-—Fe2+。由于電解質(zhì)溶液中有H2CO3,電離出氫離子，2H++2e—也f,發(fā)生析氫腐蝕。電解質(zhì)溶液中又溶有氧氣O2+2H2O+4e-—4OH-,發(fā)生吸氧腐蝕。②由題意可知原電池目的是用SO2與02反應來制備硫酸,B極生成硫酸，則通入的氣體應為SO2,硫元素由+4價升高到+6價,發(fā)生氧化反應SO2+2H2O-2e—S-+4H+,B極為負極,A極為正極。電蔣答案(1)PbO(2)2HO2Hf+Of2222(3)0.1molCu(OH)(4)負0+4H++4e-—2H0(5)」222i解析甲池是原電池，作電源,發(fā)生的反應為Pb+PbO+2HSO'2PbSO+2HO;乙、丙、丁是電解池，閉22442合K,發(fā)現(xiàn)g電極附近的溶液