2022高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第9章 電化學(xué)基礎(chǔ) 9-2 電解池 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)練習(xí) 新人教版

2022高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第9章 電化學(xué)基礎(chǔ) 9-2 電解池 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)練習(xí) 新人教版一、選擇題(每題7分，共70分)1鉛蓄電池的示意圖如圖所示。下列說法正確的是()A放電時，N為負(fù)極，其電極反應(yīng)式：PbO2SO4H2e=PbSO42H2OB放電時，c(H2SO4)不變，兩極的質(zhì)量增加C充電時，陽極反應(yīng)式：PbSO42e=PbSOD充電時，若N連電源正極，則該極生成PbO2答案D解析放電時鉛是負(fù)極，A錯誤；硫酸參與電極反應(yīng)，濃度會減小，B錯誤；充電時，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子，C錯誤；充電時正極連接到電源正極上作陽極，生成二氧化鉛，D正確。2下列關(guān)于電化學(xué)的敘述正確的是()A圖兩極均有氣泡產(chǎn)生，滴加酚酞溶液時石墨一極變紅B圖裝置可以驗(yàn)證犧牲陽極的陰極保護(hù)法C圖可以模擬鋼鐵的吸氧腐蝕，碳棒一極的電極反應(yīng)式：O22H2O4e=4OHD上述4個裝置中，圖、中Fe腐蝕速率較快，圖中Fe腐蝕速率較慢答案C解析圖陽極為惰性電極石墨，電解時陽極產(chǎn)生Cl2，陰極產(chǎn)生H2，兩極均有氣泡產(chǎn)生，滴加酚酞溶液時Fe電極附近溶液變紅，A錯誤。犧牲陽極的陰極保護(hù)法利用的原電池原理，將受保護(hù)的金屬作原電池的正極，而圖為電解池，可驗(yàn)證外加電源的陰極保護(hù)法，B錯誤。NaCl溶液呈中性，鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕，碳棒作正極，電極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OH，C正確。圖中Fe作負(fù)極，腐蝕速率最快；圖和中Fe作陰極，圖中鐵作正極，均受到保護(hù)，不易被腐蝕，D錯誤。3.研究電化學(xué)腐蝕及防護(hù)的裝置如下圖所示。下列有關(guān)說法錯誤的是()Ad為石墨，鐵片腐蝕加快Bd為石墨，石墨上電極反應(yīng)為O22H2O4e=4OHCd為鋅塊，鐵片不易被腐蝕Dd為鋅塊，鐵片上電極反應(yīng)為2H2e=H2答案D解析若d為石墨，則形成原電池，鐵片為負(fù)極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，腐蝕加快，A正確；因電解質(zhì)溶液為海水，因此若d為石墨，則形成原電池，鐵發(fā)生吸氧腐蝕，在正極(石墨)上O2得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成OH，B正確；若d為鋅塊，則形成原電池時鐵作正極被保護(hù)，不易被腐蝕，C正確；若d為鋅塊，則形成原電池時鐵作正極，仍是發(fā)生吸氧腐蝕，即鐵片上的電極反應(yīng)為O22H2O4e=4OH，D錯誤。4下圖用來研究鋼鐵制品的腐蝕，裝置的氣密性良好，且開始時U形管兩端的紅墨水液面相平。一段時間后能觀察到鐵釘生銹。下列說法不正確的是()A鐵釘表面發(fā)生的反應(yīng)為Fe3e=Fe3B若液體a為稀醋酸，則U形管液面右高左低C若液體a為食鹽水，則U形管液面左高右低D若液體a為食用油，則鐵釘生銹速率較慢答案A解析鐵釘發(fā)生腐蝕時形成原電池，F(xiàn)e作負(fù)極被氧化，電極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2，A錯誤；若液體a為稀醋酸，則鐵釘發(fā)生析氫腐蝕，正極反應(yīng)式為2H2e=H2，左側(cè)試管中氣體壓強(qiáng)增大，則U形管液面右高左低，B正確；若液體a為食鹽水，則鐵釘發(fā)生吸氧腐蝕，正極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OH，左側(cè)試管中氣體壓強(qiáng)減小，則U形管液面左高右低，C正確；若液體a為食用油，鐵釘不易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，則鐵釘生銹速率較慢，D正確。5納米級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Cu2O的裝置如圖所示，發(fā)生的反應(yīng)為2CuH2OCu2OH2。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2Cu2OH2e=Cu2OH2O答案D解析鈦電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，A錯誤；銅作陽極，陽極上銅發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，陽極反應(yīng)式為2Cu2OH2e=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錯誤，D正確；由陰極區(qū)遷移過來的OH在陽極全部參與反應(yīng)， 陽極附近溶液的pH不變，B錯誤。6在城市中，地下常埋有縱橫交錯的管道和輸電線路，有些地面上還鋪有地鐵或城鐵的鐵軌，當(dāng)有電流泄漏入潮濕的土壤中，并與金屬管道或鐵軌形成回路時，就會引起金屬管道、鐵軌的腐蝕，原理簡化如圖所示，則下列有關(guān)說法不正確的是()A原理圖可理解為兩個串聯(lián)的電解裝置B溶液中鐵絲被腐蝕時，左側(cè)有無色氣體產(chǎn)生，附近產(chǎn)生少量白色沉淀，隨后變?yōu)榛揖G色C地下管道被腐蝕，不易發(fā)現(xiàn)，也不便維修，故應(yīng)將埋在地下的金屬管道表面涂絕緣膜(或油漆等)D溶液中鐵絲左側(cè)的電極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2答案D解析由圖可知，左側(cè)Fe電極與電源的正極相連為陽極，鐵絲左側(cè)為陰極，形成電解池；鐵絲右側(cè)為陽極，右側(cè)Fe電極與電源負(fù)極相連為陰極，形成電解池，故該裝置可看作兩個串聯(lián)的電解裝置，A正確。鐵絲左側(cè)為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)：2H2O2e=2OHH2，左側(cè)Fe電極生成的Fe2與OH結(jié)合生成Fe(OH)2白色沉淀，隨后被氧化變成灰綠色，B正確，D錯誤。埋在地下的金屬管道表面涂絕緣膜(或油漆等)，可減緩金屬管道的腐蝕，C正確。72018·蘭州一中高三測試金屬的腐蝕除化學(xué)腐蝕和普通的電化學(xué)腐蝕外，還有“氧濃差腐蝕”，如在管道或縫隙等處的不同部位氧的濃度不同，在氧濃度低的部位是原電池的負(fù)極。下列說法正確的是()A純鐵的腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕B鋼鐵吸氧腐蝕時，負(fù)極的電極反應(yīng)式為Fe3e=Fe3C海輪在浸水部位鑲一些銅錠可起到抗腐蝕作用D在圖示氧濃差腐蝕中，M極處發(fā)生的電極反應(yīng)為O22H2O4e=4OH答案D解析純鐵發(fā)生腐蝕時，沒有正極材料，不能構(gòu)成原電池，所以發(fā)生化學(xué)腐蝕，A錯誤；鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時，負(fù)極的電極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2，B錯誤；銅不如鐵活潑，銅、鐵在海水中形成原電池，F(xiàn)e作負(fù)極，加快了海輪的腐蝕，C錯誤；因氧濃度低的部位是原電池的負(fù)極，由圖示可知，M處O2濃度高，該處O2得到電子，其電極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OH，D正確。82018·吉林長春高三聯(lián)考用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行電化學(xué)實(shí)驗(yàn)，下列判斷中正確的是()A若X為鋁片，Y為鎂片，Z為NaOH，將開關(guān)K置于B處，則鎂為原電池的負(fù)極B若X為鋅片，Y為鐵片，Z為NaCl，將開關(guān)K置于A或B處均可減緩鐵的腐蝕C若X為鐵片，Y為銅片，Z為CuSO4，將開關(guān)K置于A處可實(shí)現(xiàn)在鐵片上鍍銅D若X、Y均為碳棒，Z為Na2SO4，開關(guān)K置于A處，X極發(fā)生的反應(yīng)為2H2e=H2答案B解析Al能與NaOH溶液反應(yīng)，Mg不能，在Mg、Al、NaOH溶液構(gòu)成的原電池中，Al是負(fù)極，A錯誤；若X為鋅片，開關(guān)K置于A或B處時，鐵為陰極或正極，鐵片上均發(fā)生還原反應(yīng)，均可減緩鐵的腐蝕，B正確；在鐵片上鍍銅時，應(yīng)用銅作陽極，鐵作陰極，即X應(yīng)為銅片，Y為鐵片，C錯誤；用惰性電極電解Na2SO4溶液時，陽極(X)發(fā)生氧化反應(yīng)：4OH4e=2H2OO2，D錯誤。9廚房垃圾發(fā)酵液可通過電滲析法處理，同時得到乳酸，工作原理如圖所示(圖中HA表示乳酸分子，A表示乳酸根離子)。下列說法正確的是()A通電后，陽極附近pH增大B電子從負(fù)極經(jīng)電解質(zhì)溶液回到正極C通電后，A通過陰離子交換膜從陰極進(jìn)入濃縮室D當(dāng)電路中通過2 mol電子的電量時，會有1 mol的O2生成答案C解析陽極上水電離產(chǎn)生的OH放電，c(H)增大，pH減小，A錯誤；電子通過導(dǎo)線傳遞，不經(jīng)過電解液，B錯誤；H從陽極通過陽離子交換膜進(jìn)入濃縮室，A從陰極通過陰離子交換膜進(jìn)入濃縮室，HAHA，乳酸濃度增大，C正確；OH在陽極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H2O4e=4HO2，當(dāng)電路中通過2 mol電子的電量時，會有0.5 mol的O2生成，D錯誤。10現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中常用電解氯化亞鐵溶液的方法制得氯化鐵溶液吸收有毒的硫化氫氣體。工藝原理如圖所示。下列說法中不正確的是()A左槽中發(fā)生的反應(yīng)為2Cl2e=Cl2B右槽中的反應(yīng)式：2H2e=H2CH從電解池左槽遷移到右槽DFeCl3溶液可以循環(huán)利用答案A解析根據(jù)裝置圖可知Fe2在電解池的左槽中被氧化生成Fe3，則左槽是電解池的陽極，右槽是電解池的陰極。陽極(左槽)的電極反應(yīng)式為Fe2e=Fe3，A錯誤；陰極(右槽)的電極反應(yīng)式為2H2e=H2，B正確；電解池中陽離子H從電解池陽極(左槽)遷移到陰極(右槽)，C正確；反應(yīng)池中的反應(yīng)為2FeCl3H2S=2FeCl22HClS，故FeCl3溶液可以循環(huán)利用，D正確。二、非選擇題(共30分)11(14分)A、B、C三種強(qiáng)電解質(zhì)，它們在水中電離出的離子為Na、Ag、NO、SO、Cl，在如圖所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放足量的A、B、C三種溶液，電極均為石墨電極。接通電源，經(jīng)過一段時間后，測得乙燒杯中c電極質(zhì)量增加了10.8 g。常溫下各燒杯中溶液的pH與電解時間t的關(guān)系如圖所示。據(jù)此回答下列問題：(1)M為電源的_極(填“正”或“負(fù)”)，甲、乙兩個燒杯中的電解質(zhì)分別為_、_(填寫化學(xué)式)。(2)計(jì)算電極f上生成氣體的物質(zhì)的量為_mol。(3)寫出乙燒杯中的電解反應(yīng)方程式：_。答案(1)負(fù)NaClAgNO3(2)0.025(3)4AgNO32H2O4AgO24HNO3解析根據(jù)電解一段時間后，c電極質(zhì)量增加了10.8 g，判斷出c為陰極，則連接陰極的電極M是電源的負(fù)極。電解時，甲裝置中溶液的pH增大，說明陰極上是水電離出的H放電，陽極上是放電能力大于OH的Cl放電，Cl與Ag不能共存，故甲中的電解質(zhì)溶液為NaCl溶液；電解時，乙裝置中pH減小，說明陽極上是水電離出的OH放電，溶液中含有的離子是含氧酸根離子，陰極上析出金屬，所以含有Ag，該電解質(zhì)溶液是AgNO3溶液；丙裝置中溶液的pH不變，說明丙裝置中是Na2SO4溶液，則f電極反應(yīng)為4OH4e=2H2OO2。根據(jù)乙中反應(yīng)：4AgNO32H2O4Ag4HNO3O2可知，n(O2)n(Ag)×0.025 mol。12(16分)(1)使用石墨電極電解KI溶液，陽極的電極反應(yīng)式為_，陰極的電極反應(yīng)式為_，電解方程式為_；用銅電極電解K2SO4溶液，陽極的電極反應(yīng)式為_，陰極的電極反應(yīng)式為_，電解方程式為_。(2)我國古代青銅器工藝精湛，有很高的藝術(shù)價(jià)值和歷史價(jià)值。但出土的青銅器大多受到環(huán)境腐蝕，故對其進(jìn)行修復(fù)和防護(hù)具有重要意義。如圖為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原理示意圖。腐蝕過程中，負(fù)極是_(填圖中字母“a”或“b”或“c”)；環(huán)境中的Cl擴(kuò)散到孔口，并與正極反應(yīng)產(chǎn)物和負(fù)極反應(yīng)產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹Cu2(OH)3Cl，其離子方程式為_；若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl，則理論上耗氧體積為_L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。答案(1)2I2e=I22H2e=H22KI2H2OH2I22KOHCu2e=Cu22H2e=H2Cu2H2OCu(OH)2H2(2)c2Cu23OHCl=Cu2(OH)3Cl0.448解析(1)放電順序I>Cl>OH，故電解KI溶液時，在陽極放電的是I而不是OH；電解池中的陽極如果不是惰性電極，則電解時是金屬失電子而不是溶液中的離子失電子。(2)在青銅器被腐蝕過程中，Cu失去電子為原電池的負(fù)極。負(fù)極產(chǎn)物為Cu失去電子生成的Cu2，正極產(chǎn)物為O2獲得電子生成的OH，Cu2、OH、Cl反應(yīng)生成Cu2(OH)3Cl沉淀：2Cu23OHCl=Cu2(OH)3Cl。4.29 g Cu2(OH)3Cl的物質(zhì)的量n0.02 mol，消耗0.04 mol Cu，轉(zhuǎn)移0.08 mol e，根據(jù)正極反應(yīng)：O24e2H2O=4OH，消耗0.02 mol O2，其在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.02 mol×22.4 L/mol0.448 L。