高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)24 電解池 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)（含解析）-人教版高三全冊(cè)化學(xué)試題

課時(shí)作業(yè)(二十四)電解池金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)1．下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．鐵管鍍鋅層局部破損后，鐵管仍不易生銹B．鐵表面鍍鋅可增強(qiáng)其抗腐蝕性C．鋼鐵水閘可用犧牲陽(yáng)極或外加電流的陰極保護(hù)法防止其腐蝕D．若在海輪外殼上附著一些銅塊，則可減緩海輪外殼的腐蝕答案D2．下列各組中，每種電解質(zhì)溶液用惰性電極電解時(shí)只生成氫氣和氧氣的一組是()A．HCl、CuCl2、Ba(OH)2 B．NaOH、CuSO4、H2SO4C．NaOH、H2SO4、Ba(OH)2 D．NaBr、H2SO4、Ba(OH)2答案C3．(2019·山西孝義模擬)深埋在潮濕土壤中的鐵管道，在硫酸鹽還原菌作用下，能被硫酸根離子腐蝕，其電化學(xué)腐蝕原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A．鐵管道發(fā)生的是吸氧腐蝕B．輸送暖氣的管道也易發(fā)生此類腐蝕C．這種情況下，土壤的pH增大D．管道上刷富銅油漆可以延緩管道的腐蝕C[由圖可知，負(fù)極反應(yīng)為Fe－2e－＝Fe2＋，正極反應(yīng)為SOeq\o\al(2－,4)＋5H2O＋8e－=HS－＋9OH－。A.鐵道管的腐蝕過(guò)程中，氧氣并未參與反應(yīng)，所以不是吸氧腐蝕，故A錯(cuò)誤；B.硫酸鹽還原菌是蛋白質(zhì)，在高溫下易變性，失去催化效率，則輸送暖氣的管道不易發(fā)生此類腐蝕，故B錯(cuò)誤；C.由正負(fù)極的電極反應(yīng)可知，鐵道管腐蝕過(guò)程中，OH－濃度增大，土壤pH增大，故C正確；D.管道上刷富銅油漆，形成Cu—Fe原電池，F(xiàn)e作為負(fù)極，可以加快管道的腐蝕，故D錯(cuò)誤。]4．電解法精煉含有Fe、Zn、Ag等雜質(zhì)的粗銅。下列敘述正確的是()A．電解時(shí)以硫酸銅溶液作電解液，精銅作陽(yáng)極B．粗銅與電源負(fù)極相連，發(fā)生氧化反應(yīng)C．陰極上發(fā)生的反應(yīng)是Cu2＋＋2e－=CuD．電解后Fe、Zn、Ag等雜質(zhì)會(huì)沉積在電解槽底部形成陽(yáng)極泥答案C5．用惰性電極電解下列溶液一段時(shí)間后再加入一定量的某種純凈物(方括號(hào)內(nèi)的物質(zhì))，能使溶液恢復(fù)到原來(lái)的成分和濃度的是()A．AgNO3[AgNO3] B．NaOH[H2O]C．KCl[KCl] D．CuSO4[Cu(OH)2]B[A項(xiàng)：4AgNO3＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電),\s\do5())4Ag＋O2↑＋4HNO3，脫離反應(yīng)體系的物質(zhì)是4Ag＋O2，相當(dāng)于2Ag2O，加入適量Ag2O才能復(fù)原(加入AgNO3，會(huì)使NOeq\o\al(－,3)的量增加)；B項(xiàng)：2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電),\s\do5())2H2↑＋O2↑，脫離反應(yīng)體系的是2H2＋O2，相當(dāng)于2H2O，加入適量水可以復(fù)原；C項(xiàng)：2KCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電),\s\do5())2KOH＋H2↑＋Cl2↑，脫離反應(yīng)體系的是H2＋Cl2，相當(dāng)于2HCl，通入適量HCl氣體才能復(fù)原(加入鹽酸時(shí)，同時(shí)也增加了水)；D項(xiàng)：2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電),\s\do5())2H2SO4＋2Cu＋O2↑，脫離反應(yīng)體系的是2Cu＋O2，相當(dāng)于2CuO，加入適量CuO可以復(fù)原。]6．(2019·山東臨沂一模)Cu2O是一種半導(dǎo)體材料，基于綠色化學(xué)理論設(shè)計(jì)的制取Cu2O的電解池示意圖如下，電解總反應(yīng)為2Cu＋H2Oeq\o(=,\s\up7(通電),\s\do5())Cu2O＋H2↑。下列說(shuō)法正確的是()A．石墨電極上產(chǎn)生氫氣B．銅電極發(fā)生還原反應(yīng)C．銅電極接直流電源的負(fù)極D．當(dāng)有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，有0.1molCu2O生成A[由電解總反應(yīng)可知，Cu參加了反應(yīng)，所以Cu作電解池的陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；石墨作陰極，電極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑，A選項(xiàng)正確；陽(yáng)極與電源的正極相連，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；陽(yáng)極反應(yīng)為2Cu＋2OH－－2e－=Cu2O＋H2O，當(dāng)有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，有0.05molCu2O生成，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。]7．(2019·北京東城區(qū)月考)利用如下實(shí)驗(yàn)探究鐵釘在不同溶液中的吸氧腐蝕。實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)編號(hào)浸泡液pH氧氣濃度隨時(shí)間的變化①1.0mol/LNH4Cl5②0.5mol/L(NH4)2SO45③1.0mol/LNaCl7④0.5mol/LNa2SO47下列說(shuō)法不正確的是()A．上述正極反應(yīng)均為O2＋4e－＋2H2O＝4OH－B．在不同溶液中，Cl－是影響吸氧腐蝕速率的主要因素C．向?qū)嶒?yàn)④中加入少量(NH4)2SO4固體，吸氧腐蝕速率加快D．在300min內(nèi)，鐵釘?shù)钠骄醺g速率酸性溶液大于中性溶液答案B8．(2019·北京朝陽(yáng)區(qū)模擬)高鐵酸鈉(Na2FeO4)是具有紫色光澤的粉末，是一種高效綠色強(qiáng)氧化劑，堿性條件下穩(wěn)定，可用于廢水和生活用水的處理。實(shí)驗(yàn)室以石墨和鐵釘為電極，以不同濃度的NaOH溶液為電解質(zhì)溶液，控制一定電壓電解制備高鐵酸鈉，電解裝置和現(xiàn)象如下表。下列說(shuō)法不正確的是()c(NaOH)陰極現(xiàn)象陽(yáng)極現(xiàn)象1mol·L－1產(chǎn)生無(wú)色氣體產(chǎn)生無(wú)色氣體，10min內(nèi)溶液顏色無(wú)明顯變化10mol·L－1產(chǎn)生大量無(wú)色氣體產(chǎn)生大量無(wú)色氣體，3min后溶液變?yōu)闇\紫紅色，隨后逐漸加深15mol·L－1產(chǎn)生大量無(wú)色氣體產(chǎn)生大量無(wú)色氣體，1min后溶液變?yōu)闇\紫紅色，隨后逐漸加深A(yù)．a(chǎn)為鐵釘，b為石墨B．陰極主要發(fā)生反應(yīng)：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－C．高濃度的NaOH溶液有利于發(fā)生Fe－6e－＋8OH－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2OD．制備Na2FeO4時(shí)，若用飽和NaCl溶液，可有效避免陽(yáng)極產(chǎn)生氣體D[以石墨和鐵釘為電極，用電解法制備Na2FeO4，F(xiàn)e發(fā)生氧化反應(yīng)，則鐵釘為陽(yáng)極，故a為鐵釘，b為石墨，A正確。陰極上發(fā)生還原反應(yīng)生成H2，電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，B正確。由表中信息可知，c(NaOH)越大，陽(yáng)極附近溶液變?yōu)闇\紫紅色的時(shí)間越短，則生成Na2FeO4的速率越快，故高濃度的NaOH溶液有利于發(fā)生反應(yīng)：Fe＋8OH－－6e－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O，C正確。若用飽和NaCl溶液，溶液中c(Cl－)較大，Cl－在陽(yáng)極發(fā)生反應(yīng)：2Cl－－2e－=Cl2↑，則陽(yáng)極上還產(chǎn)生氣體Cl2，D錯(cuò)誤。]9．(2018·山東師大附中三診)甲、乙兩個(gè)電解池均以Pt為電極且互相串聯(lián)。甲池盛有AgNO3溶液，乙池盛有一定量的某鹽溶液，通電一段時(shí)間后，測(cè)得甲池陰極質(zhì)量增加2.16g，乙池電極析出0.24g金屬，則乙池中溶質(zhì)可能是()A．CuSO4 B．MgSO4C．Al(NO3)3 D．Na2SO4A[Pt為惰性電極，電解各種鹽溶液時(shí)，陽(yáng)離子在陰極放電，陽(yáng)離子的放電順序?yàn)镃u2＋>H＋>Al3＋>Mg2＋>Na＋，乙池中的溶質(zhì)若為MgSO4、Al(NO3)3或Na2SO4，電解過(guò)程中陰極不會(huì)析出金屬，故乙池中的溶質(zhì)只能為CuSO4。甲、乙兩個(gè)電解池串聯(lián)，通過(guò)各個(gè)電極的電子數(shù)相等。甲、乙兩池的陰極分別發(fā)生的反應(yīng)為2Ag＋＋2e－=2Ag、Cu2＋＋2e－=Cu，則存在關(guān)系式：2Ag～2e－～Cu，n(Cu)＝eq\f(1,2)n(Ag)＝eq\f(1,2)×eq\f(2.16g,108g·mol－1)＝0.01mol，故乙池中析出金屬Cu的質(zhì)量為m(Cu)＝0.01mol×64g·mol－1＝0.64g，但實(shí)際上僅析出0.24gCu，這說(shuō)明CuSO4的量不足，還發(fā)生反應(yīng)：2H＋＋2e－=H2↑。]10．(2019·云南昆明質(zhì)檢)鈰(Ce)是鑭系金屬元素?？諝馕廴疚颪O通常用含Ce4＋的溶液吸收，生成HNO2、NOeq\o\al(－,3)，再利用電解法將上述吸收液中的HNO2轉(zhuǎn)化為無(wú)毒物質(zhì)，同時(shí)生成Ce4＋，其原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A．H＋由右室進(jìn)入左室B．Ce4＋從電解槽的c口流出，且可循環(huán)使用C．陰極的電極反應(yīng)式：2HNO2＋6H＋＋6e－=N2↑＋4H2OD．若用甲烷燃料電池作為電源，當(dāng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下33.6L甲烷時(shí)，理論上可轉(zhuǎn)化HNO22molC[A.根據(jù)電解原理，H＋由左室向右室移動(dòng)，錯(cuò)誤；B.空氣污染物NO通常用含Ce4＋溶液吸收，生成HNO2、NOeq\o\al(－,3)，N的化合價(jià)升高，Ce4＋的化合價(jià)降低，然后對(duì)此溶液進(jìn)行電解，又產(chǎn)生Ce4＋，根據(jù)電解原理，應(yīng)在陽(yáng)極上產(chǎn)生，即Ce4＋從a口流出，可循環(huán)使用，錯(cuò)誤；C.根據(jù)電解原理，陰極上得電子，化合價(jià)降低，HNO2轉(zhuǎn)化為無(wú)毒物質(zhì)，即轉(zhuǎn)化為N2，陰極電極反應(yīng)式為2HNO2＋6H＋＋6e－=N2↑＋4H2O，正確；D.33.6L甲烷參與反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為33.6×8/22.4mol＝12mol，理論上可轉(zhuǎn)化HNO2的物質(zhì)的量為12×2/6mol＝4mol，錯(cuò)誤。]11．采用電化學(xué)法還原CO2是一種使CO2資源化的方法。下圖是利用此法制備ZnC2O4的示意圖(電解液不參與反應(yīng))。下列說(shuō)法中正確的是()A．Zn與電源的負(fù)極相連B．ZnC2O4在交換膜右側(cè)生成C．電解的總反應(yīng)為2CO2＋Zneq\o(=,\s\up7(電解),\s\do5())ZnC2O4D．通入11.2LCO2時(shí)，轉(zhuǎn)移0.5mol電子C[電解過(guò)程中Zn被氧化，作陽(yáng)極，所以Zn與電源的正極相連，A錯(cuò)誤；Zn2＋透過(guò)陽(yáng)離子交換膜到達(dá)左側(cè)與生成的C2Oeq\o\al(2－,4)形成ZnC2O4，B錯(cuò)誤；沒(méi)有給出氣體所處的溫度和壓強(qiáng)，D錯(cuò)誤。]12．按照要求回答下列問(wèn)題。(1)電解制取KIO3的工業(yè)生產(chǎn)中，電解前先將一定量的精制碘溶于過(guò)量氫氧化鉀溶液，溶解時(shí)發(fā)生反應(yīng)：3I2＋6KOH=5KI＋KIO3＋3H2O，將該溶液加入陽(yáng)極區(qū)。另將氫氧化鉀溶液加入陰極區(qū)，電解槽用水冷卻。電解時(shí)，陽(yáng)極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為_(kāi)_______________________；電解過(guò)程中陰極附近溶液pH______(填“變大”“變小”或“不變”)。解析陽(yáng)極附近的陰離子有碘離子、碘酸根離子和氫氧根離子，電解過(guò)程中陽(yáng)極上碘離子失去電子生成碘酸根離子，電極方程式為I－＋6OH－－6e－=IOeq\o\al(－,3)＋3H2O(或2I－－2e－=I2)；陰極上氫離子放電生成氫氣，所以陰極附近破壞水的電離平衡，溶液中的氫氧根離子濃度增大，pH變大。答案I－＋6OH－－6e－=IOeq\o\al(－,3)＋3H2O(或2I－－2e－=I2)變大(2)工業(yè)上，在強(qiáng)堿性條件下用電解法除去廢水中的CN－，裝置如圖所示，依次發(fā)生的反應(yīng)有：ⅰ.CN－－2e－＋2OH－=CNO－＋H2Oⅱ.2Cl－－2e－=Cl2↑ⅲ.3Cl2＋2CNO－＋8OH－=N2＋6Cl－＋2COeq\o\al(2－,3)＋4H2O①a為電源____極②通電過(guò)程中溶液pH不斷______(填“增大”“減下”或“不變”)。③除去1molCN－，外電路中至少需要轉(zhuǎn)移______mol電子。④為了使電解池連續(xù)工作，需要不斷補(bǔ)充__________。解析①電解時(shí)鐵電極作陰極，則b為電源負(fù)極，a為電源正極；②陰極反應(yīng)式為：2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，根據(jù)反應(yīng)ⅰ、ⅱ、ⅲ及陰極反應(yīng)式可知，通電過(guò)程中消耗OH－的量大于生成OH－的量，故溶液pH不斷減?。虎鄯磻?yīng)ⅰ轉(zhuǎn)移2e－，反應(yīng)ⅲ轉(zhuǎn)移6e－，故除去1molCN－，外電路中至少需要轉(zhuǎn)移2mol＋eq\f(1,2)×6mol＝5mol電子；④通電過(guò)程中OH－不斷被消耗，且有部分Cl2逸出，為了使電解池連續(xù)工作，需要不斷補(bǔ)充NaOH和NaCl。答案①正②增大③5④NaOH和NaCl(3)NaClO2是重要的消毒劑和漂白劑，可用如圖所示裝置制備。①b為電源______極。②電極D的反應(yīng)式為_(kāi)_________________。③電極E上生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4L氣體時(shí)，理論上陰極區(qū)溶液質(zhì)量增加____g。解析①由裝置圖知，電極D上發(fā)生ClO2得電子生成ClOeq\o\al(－,2)的還原反應(yīng)，則電極D為陰極，a為電源的負(fù)極，b為電源正極；②結(jié)合①項(xiàng)分析知，電極D(陰極)發(fā)生反應(yīng)：ClO2＋e－=ClOeq\o\al(－,2)；③在電極E上生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4LCl2時(shí)，轉(zhuǎn)移電子2mol，則陰極區(qū)有2molClO2轉(zhuǎn)化為ClOeq\o\al(－,2)，溶液質(zhì)量增加135g，同時(shí)還有2molNa＋移向陰極，導(dǎo)致溶液增重46g，故陰極區(qū)溶液質(zhì)量增加181g。答案①正②ClO2＋e－=ClOeq\o\al(－,2)③181(4)利用如圖所示裝置(電極均為惰性電極)可吸收SO2，并用陰極排出的溶液吸收NO2來(lái)解決環(huán)境污染問(wèn)題。①陰極的電極反應(yīng)式為：________________________________________________________________________________________；②陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為：________________________________________________________________________________________；③電解時(shí)，H＋通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的方向是__________________。解析由圖中信息可知，兩電極連接在直流電源上，所以該裝置為電解池；二氧化硫被氧化為硫酸，而HSOeq\o\al(－,3)被還原為S2Oeq\o\al(2－,4)。根據(jù)電解原理，陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)而陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，所以通入二氧化硫的為陽(yáng)極室，另一側(cè)為陰極室，所以a連接電源的正極，b連接電源的負(fù)極，電解池中一般溶液中的陽(yáng)離子向陰極定向移動(dòng)，而陰離子向陽(yáng)極定向移動(dòng)，但是由于電解池使用了陽(yáng)離子交換膜，所以只有陽(yáng)離子H＋才可以從陽(yáng)極室通過(guò)陽(yáng)離子交換膜向陰極室移動(dòng)。答案①2HSOeq\o\al(－,3)＋2H＋＋2e－=S2Oeq\o\al(2－,4)＋2H2O②SO2＋2H2O－2e－=SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋③由陽(yáng)極室到陰極室(5)用NaOH溶液吸收煙氣中