2023屆高考化學(xué)人教版一輪復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)-6.3　電解池　金屬的腐蝕與防護(hù)

課時(shí)作業(yè)20電解池金屬的腐蝕與防護(hù)一、選擇題1．關(guān)于如圖裝置說法正確的是()A．裝置中電子移動(dòng)的途徑是：負(fù)極→Fe→M溶液→石墨→正極B．若M為NaCl溶液，通電一段時(shí)間后，溶液中可能有NaClOC．若M為FeCl2溶液，可以實(shí)現(xiàn)石墨上鍍鐵D．若M是海水，該裝置是通過“犧牲陽極的陰極保護(hù)法”使鐵不被腐蝕2．研究電化學(xué)腐蝕及防護(hù)的裝置如圖所示。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A．d為石墨，鐵片腐蝕加快B．d為石墨，石墨上電極反應(yīng)為：O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．d為鋅塊，鐵片不易被腐蝕D．d為鋅塊，鐵片上電極反應(yīng)為：2H＋＋2e－=H2↑3．下列有關(guān)電化學(xué)裝置的說法正確的是()A．用圖1裝置處理銀器表面的黑斑(Ag2S)，銀器表面發(fā)生的反應(yīng)為Ag2S＋2e－=2Ag＋S2－B．用圖2裝置電解一段時(shí)間后，銅電極部分溶解，溶液中銅離子的濃度基本不變C.圖3裝置中若直流電源的X極為負(fù)極，則該裝置可實(shí)現(xiàn)粗銅的電解精煉D．圖4裝置中若M是銅，則該裝置能防止鐵被腐蝕4．納米級(jí)Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關(guān)注。采用離子交換膜控制電解液中OH－的濃度制備納米級(jí)Cu2O的裝置如圖所示，發(fā)生的反應(yīng)為：2Cu＋H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))Cu2O＋H2↑。下列說法正確的是()A．鈦電極發(fā)生氧化反應(yīng)B．陽極附近溶液的pH逐漸增大C．離子交換膜應(yīng)采用陽離子交換膜D．陽極反應(yīng)式是：2Cu＋2OH－－2e－=Cu2O＋H2O5．利用質(zhì)子傳導(dǎo)型固體氧化物電解池將乙烷轉(zhuǎn)化為乙烯，示意圖如圖。下列說法正確的是()A．電極a與電源的負(fù)極相連B．固體電解質(zhì)中質(zhì)子向a極移動(dòng)C．電極b的電極反應(yīng)式是CO2＋2e－＋2H＋=CO＋H2OD．電路中每通過2mol電子時(shí)理論上可產(chǎn)生22.4L乙烯6．用Na2SO3溶液吸收硫酸工業(yè)尾氣中的二氧化硫，將所得的混合液進(jìn)行電解循環(huán)再生，這種新工藝叫再生循環(huán)脫硫法。其中陰、陽離子交換膜組合循環(huán)再生機(jī)理如圖所示，則下列有關(guān)說法中正確的是()A．X為直流電源的正極，Y為直流電源的負(fù)極B．陽極區(qū)pH減小C．圖中的b<aD．陰極的電極反應(yīng)為HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))－2e－＋H2O=SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋3H＋和SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))－2e－＋H2O=SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2H＋7．工業(yè)上用電解法處理含鎳酸性廢水并得到單質(zhì)Ni的原理如圖所示。下列說法不正確的是()已知：①Ni2＋在弱酸性溶液中發(fā)生水解②氧化性：Ni2＋(高濃度)>H＋>Ni2＋(低濃度)A．碳棒上發(fā)生的電極反應(yīng)：4OH－－4e－=O2↑＋2H2OB．電解過程中，B室中NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度將不斷減小C．為了提高Ni的產(chǎn)率，電解過程中需要控制廢水pHD．若將圖中陽離子膜去掉，將A、B兩室合并，則電解反應(yīng)總方程式發(fā)生改變8．普通電解精煉銅的方法所制備的銅中仍含雜質(zhì)，利用下面的雙膜(陰離子交換膜和過濾膜)電解裝置可制備高純度的Cu。下列有關(guān)敘述中正確的是()A．電極a為粗銅，電極b為精銅B．甲膜為過濾膜，可阻止陽極泥及漂浮物雜質(zhì)進(jìn)入陰極區(qū)C．乙膜為陰離子交換膜，可阻止雜質(zhì)陽離子進(jìn)入陰極區(qū)D．當(dāng)電路中通過1mol電子時(shí)，可生成32g精銅9．研究發(fā)現(xiàn)，可以用石墨作陽極、鈦網(wǎng)作陰極、熔融CaF2－CaO作電解質(zhì)，利用圖示裝置獲得金屬鈣，并以鈣為還原劑還原二氧化鈦制備金屬鈦。下列說法中正確的是()A．將熔融CaF2－CaO換成Ca(NO3)2溶液也可以達(dá)到相同目的B．陽極的電極反應(yīng)式為：C＋2O2－－4e－=CO2↑C．在制備金屬鈦前后，整套裝置中CaO的總量減少D．石墨為陰極二、非選擇題10．可利用太陽能光伏電池電解水制高純氫，工作示意圖如圖。通過控制開關(guān)連接K1或K2，可交替得到H2和O2。(1)制H2時(shí)，連接________。產(chǎn)生H2的電極反應(yīng)式是________________________________________________。(2)改變開關(guān)連接方式，可得O2。(3)結(jié)合(1)和(2)中電極3的電極反應(yīng)式，說明電極3的作用：________________________________________________________________________。11．利用電化學(xué)原理，將NO2、O2和熔融KNO3制成燃料電池，模擬工業(yè)電解法來處理含Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))廢水，如下圖所示；電解過程中溶液發(fā)生反應(yīng)：Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O(1)甲池工作時(shí)，NO2轉(zhuǎn)變成綠色硝化劑Y，Y是N2O5，可循環(huán)使用。則石墨Ⅱ是電池的________極；石墨Ⅰ附近發(fā)生的電極反應(yīng)式為__________________________。(2)工作時(shí)，甲池內(nèi)的NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))向________極移動(dòng)(填“石墨Ⅰ”或“石墨Ⅱ”)；在相同條件下，消耗的O2和NO2的體積比為______。(3)乙池中Fe(Ⅰ)棒上發(fā)生的電極反應(yīng)為____________________________________________________________________。(4)若溶液中減少了0.01molCr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))，則電路中至少轉(zhuǎn)移了________mol電子。12．KIO3是一種重要的無機(jī)化合物，可作為食鹽中的補(bǔ)碘劑?；卮鹣铝袉栴}：(1)KIO3的化學(xué)名稱是________。(2)利用“KClO3氧化法”制備KIO3工藝流程如下圖所示：“酸化反應(yīng)”所得產(chǎn)物有KH(IO3)2、Cl2和KCl?！爸餋l2”采用的方法是__________________。“濾液”中的溶質(zhì)主要是________?！罢{(diào)pH”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________。(3)KIO3也可采用“電解法”制備，裝置如圖所示。①寫出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式______________________________________。②電解過程中通過陽離子交換膜的離子主要為_________________________________，其遷移方向是________。③與“電解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之處有____________________(寫出一點(diǎn))。課時(shí)作業(yè)20電解池金屬的腐蝕與防護(hù)1．解析：裝置中電子移動(dòng)的途徑是：負(fù)極→Fe電極，然后是溶液中的陰離子在陽極（石墨）放電→電源的正極，A錯(cuò)誤；若M為NaCl溶液，通電一段時(shí)間后，陽極產(chǎn)生Cl2，溶液中的NaOH與陽極產(chǎn)生的Cl2發(fā)生反應(yīng)生成NaCl和NaClO，所以溶液中可能有NaClO，B正確；若M為FeCl2溶液，在陽極，溶液中的Fe2＋失去電子變?yōu)镕e3＋，所以不可能實(shí)現(xiàn)石墨上鍍鐵，C錯(cuò)誤；若M是海水，該裝置是電解池，是通過外加電流的陰極保護(hù)法使鐵不被腐蝕，不是通過“犧牲陽極的陰極保護(hù)法”，D錯(cuò)誤。答案：B2．解析：A項(xiàng)，當(dāng)d為石墨時(shí)，鐵片為負(fù)極，腐蝕加快，正確；B項(xiàng)，當(dāng)d為石墨時(shí)，石墨為原電池的正極，其電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，正確；C項(xiàng)，當(dāng)d為鋅塊時(shí)，鐵片為原電池的正極而受到保護(hù)，稱為犧牲陽極的陰極保護(hù)法，正確；D項(xiàng)，當(dāng)d為鋅塊時(shí)，鐵片為正極，電極反應(yīng)為：O2＋2H2O＋4e－=4OH－，錯(cuò)誤。答案：D3．解析：題圖1裝置中，銀器、鋁與食鹽水構(gòu)成原電池，銀器是正極，銀器上的Ag2S發(fā)生還原反應(yīng)生成銀，A項(xiàng)正確；題圖2裝置中，銅電極是陰極，銅不參與電極反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；題圖3裝置中若X極為負(fù)極，則粗銅是陰極，電解精煉銅時(shí)粗銅應(yīng)作陽極，C項(xiàng)錯(cuò)誤；題圖4裝置中，鐵作負(fù)極，鐵被腐蝕，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：A4．解析：鈦電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；銅作陽極，陽極上銅發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2Cu＋2OH－－2e－=Cu2O＋H2O，OH－由陰極區(qū)遷移到陽極區(qū)參與反應(yīng)，離子交換膜應(yīng)為陰離子交換膜，C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確；由陰極區(qū)遷移過來的OH－在陽極全部參與反應(yīng)，消耗OH－，pH值減小，B項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：D5．解析：由題圖可知，a極發(fā)生氧化反應(yīng)，a為陽極，電極反應(yīng)式為C2H6－2e－=C2H4＋2H＋，b極為陰極，電極反應(yīng)式為CO2＋2e－＋2H＋=CO＋H2O。C2H6→C2H4，C的化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，故電極a為陽極，與電源的正極相連，A項(xiàng)錯(cuò)誤；電解池中陽離子向陰極移動(dòng)，即質(zhì)子向b極移動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；未指明標(biāo)準(zhǔn)狀況，無法求得乙烯的體積，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：C6．解析：由圖可知，亞硫酸氫根離子向Pt（Ⅱ）極移動(dòng)，則Pt（Ⅱ）是陽極，則Y是電源的正極，X是電源的負(fù)極，A錯(cuò)誤；陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，則HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))失去電子生成SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))和H＋，陽極區(qū)H＋濃度增大，pH減小，B正確；根據(jù)以上分析，陽極區(qū)SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))失去電子生成SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))和H＋，則圖中出來的硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于加入的硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，所以b>a，C錯(cuò)誤；陰極發(fā)生還原反應(yīng)，氫離子得到電子生成氫氣，D錯(cuò)誤。答案：B7．解析：電極反應(yīng)式為陽極：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑陰極：Ni2＋＋2e－=Ni2H＋＋2e－=H2↑A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，由于C室中Ni2＋、H＋不斷減少，Cl－通過陰離子膜從C室移向B室，A室中OH－不斷減少，Na＋通過陽離子膜從A室移向B室，所以B室中NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度不斷增大，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，由于H＋的氧化性大于Ni2＋（低濃度）的氧化性，所以為了提高Ni的產(chǎn)率，電解過程需要控制廢水的pH，正確；D項(xiàng)，若去掉陽離子膜，在陽極Cl－首先放電生成Cl2，反應(yīng)總方程式發(fā)生改變，正確。答案：B8．解析：由題意結(jié)合電解原理可知，電極a是陰極，為精銅，電極b是陽極，為粗銅，A項(xiàng)錯(cuò)誤；甲膜為陰離子交換膜，可阻止雜質(zhì)陽離子進(jìn)入陰極區(qū)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；乙膜為過濾膜，可阻止陽極泥及漂浮物雜質(zhì)進(jìn)入陰極區(qū)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)電路中通過1mol電子時(shí)，可生成0.5mol精銅，其質(zhì)量為32g，D項(xiàng)正確。答案：D9．解析：由圖可知，石墨為陽極，陽極上的電極反應(yīng)式為C＋2O2－－4e－=CO2↑，鈦網(wǎng)電極是陰極，陰極上的電極反應(yīng)式為：2Ca2＋＋4e－=2Ca，鈣還原二氧化鈦反應(yīng)方程式為：2Ca＋TiO2=Ti＋2CaO。答案：B10．解析：（1）控制開關(guān)連接K1時(shí)，電極1作陰極，H2O在電極周圍放電產(chǎn)生H2。（3）開關(guān)連接K1時(shí)，電極3作陽極，Ni（OH）2被氧化為NiOOH；開關(guān)連接K2時(shí)，電極3作陰極，NiOOH被還原為Ni（OH）2。答案：（1）K12H2O＋2e－=H2↑＋2OH－（3）制H2時(shí)，電極3發(fā)生反應(yīng)：Ni（OH）2＋OH－－e－=NiOOH＋H2O。制O2時(shí)，上述電極反應(yīng)逆向進(jìn)行，使電極3得以循環(huán)使用11．解析：（1）根據(jù)圖示知，甲池為燃料電池，電池工作時(shí)，石墨Ⅰ附近NO2轉(zhuǎn)變成N2O5，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為NO2＋NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))－e－=N2O5；石墨Ⅱ是電池的正極，氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2N2O5=4NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))。（2）電池工作時(shí)，電解質(zhì)中陰離子移向負(fù)極，即甲池內(nèi)的NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))向石墨Ⅰ極移動(dòng)；根據(jù)兩極的電極反應(yīng)式NO2＋NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))－e－=N2O5、O2＋4e－＋2N2O5=4NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，利用電子守恒可知，在相同條件下，消耗的O2和NO2的體積比為1∶4。（3）乙池為電解池，F(xiàn)e（Ⅰ）棒為電解池的陽極，發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe－2e－=Fe2＋。（4）根據(jù)反應(yīng)：Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O知，若溶液中減少了0.01molCr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))，則參加反應(yīng)的Fe2＋為0.06mol，根據(jù)電極反應(yīng)：Fe－2e－=Fe2＋知，電路中至少轉(zhuǎn)移了0.12mol電子。答案：（1）正NO2＋NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))－e－=N2O5（2）石墨Ⅰ1∶4（3）Fe－2e－=Fe2＋（4）0.1212．解析：（1）KIO3的名稱為碘酸鉀。（2）Cl2是一種易揮發(fā)且溶解度不大的氣體，可通過加熱法去除溶液中溶解的Cl2。加入KOH溶液“調(diào)pH”使KH（IO3）2轉(zhuǎn)化為KIO3：KH（IO3）2＋KOH=2KIO3＋H2O。（3）