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2019版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第3課時 電解池、金屬的腐蝕與防護(hù)練習(xí).doc

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2019版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第3課時 電解池、金屬的腐蝕與防護(hù)練習(xí).doc

課時3電解池、金屬的腐蝕與防護(hù)一、選擇題1(2017貴陽調(diào)研)在世界海運史上曾發(fā)生過這樣一個悲?。阂凰颐小鞍⒛羌{”號的貨輪滿載著精選銅礦砂,在向日本海岸行駛時突然發(fā)生大面積漏水,最終沉沒。堅硬的鋼制船體為什么會突然漏水呢?事后的事故調(diào)查結(jié)果表明導(dǎo)致沉船的原因與船上的精選銅礦砂密切相關(guān)。下列對此調(diào)查結(jié)論的理解正確的是()A精銅礦砂裝載過多導(dǎo)致沉船B運輸途中銅與空氣中的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)導(dǎo)致質(zhì)量增大,超過船的承載能力C在潮濕的環(huán)境中,船體與銅構(gòu)成了原電池,加速了作為負(fù)極的船體的腐蝕D在潮濕的環(huán)境中,船體與銅構(gòu)成了電解池,鋼制船體作陽極而被氧化腐蝕解析即使在潮濕的環(huán)境中精銅與空氣(O2)的反應(yīng)也很慢,但當(dāng)它與鋼(船體)、水膜(溶解有O2)形成原電池時會加速鋼(船體)的腐蝕。答案C2某溶液中含有Cu2、Fe2、Al3、Cl、NO,且濃度均為0.1 mol/L,用石墨作電極進(jìn)行電解時,肯定得不到的產(chǎn)物是()ACl2BAlCCuDH2解析陰極上Al3、Fe2的放電能力弱于H,而Cu2的放電能力比水電離出的H的放電能力強,陽極上Cl放電能力強于OH。答案B3下列關(guān)于電化學(xué)知識的說法正確的是()A電解飽和食鹽水在陽極得到氯氣,陰極得到金屬鈉B電解精煉銅時,陽極質(zhì)量的減少不一定等于陰極質(zhì)量的增加C電解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液,在陰極上依次析出Al、Fe、CuD電解CuSO4溶液一段時間后(Cu2未反應(yīng)完),加入適量Cu(OH)2可以使溶液恢復(fù)至原狀態(tài)解析A項,電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為2NaCl2H2OCl2,錯誤;B項,陽極除銅放電外,比銅活潑的金屬如Zn、Fe也放電,但陰極上只有Cu2放電,正確;C項,根據(jù)金屬活動性順序可知,陰極上離子的放電順序是Fe3>Cu2>H>Fe2>Al3,F(xiàn)e2和Al3不放電,F(xiàn)e3得電子生成Fe2,不會析出鐵和鋁,在陰極上依次生成的是銅、亞鐵離子、氫氣,錯誤;D項,電解CuSO4溶液,陰極析出Cu,陽極生成氧氣,應(yīng)加入CuO。答案B4(2017衡水檢測)如圖所示的電化學(xué)裝置,下列敘述不正確的是()Aa和b用導(dǎo)線連接,電子由鐵經(jīng)過導(dǎo)線流向碳Ba和b用導(dǎo)線連接,鐵電極的電極反應(yīng)式為:Fe2e=Fe2Ca、b分別連接直流電源正、負(fù)極,可以防止鐵被腐蝕Da、b分別連接直流電源負(fù)、正極,電壓足夠大時,Na向鐵電極移動解析a和b用導(dǎo)線連接構(gòu)成原電池,鐵是負(fù)極,電子由鐵經(jīng)過導(dǎo)線流向碳,A正確;a和b用導(dǎo)線連接,鐵電極的電極反應(yīng)式為:Fe2e=Fe2,B正確;a、b分別連接直流電源正、負(fù)極,碳棒是陽極,鐵電極是陰極,可以防止鐵被腐蝕,C正確;a、b分別連接直流電源負(fù)、正極,碳棒是陰極,鐵電極是陽極,電解池中陽離子Na向陰極碳電極移動,D錯誤。答案D5(2017邢臺期末)常溫下用惰性電極電解NaHSO4溶液,電解一段時間后,下列有關(guān)電解質(zhì)溶液變化的說法正確的是()A電解質(zhì)溶液的濃度增大,pH減小B電解質(zhì)溶液的濃度增大,pH增大C電解質(zhì)溶液的濃度減小,pH減小 D電解質(zhì)溶液的濃度不變,pH不變解析NaHSO4=NaHSO,溶液呈酸性,常溫下用惰性電極電解NaHSO4溶液實質(zhì)是電解水,因此NaHSO4溶液的濃度增大,c(H)增大,pH減小,故A項正確。答案A6用如圖裝置電解K2SO4溶液,同時制備H2SO4溶液和KOH溶液,中裝入K2SO4溶液,下列有關(guān)分析正確的是()A區(qū)生成H2SO4Ba是陰離子交換膜C區(qū)的K進(jìn)入?yún)^(qū)D區(qū)溶液的pH會升高解析區(qū)是陰極區(qū),溶液中的H放電,故區(qū)生成的是堿,K通過陽離子交換膜進(jìn)入?yún)^(qū),故A、B錯,C對;區(qū)生成H2SO4,溶液pH下降,D錯。答案C7(2016福建四地六校聯(lián)考)某小組設(shè)計電解飽和食鹽水的裝置如圖,通電后兩極均有氣泡產(chǎn)生,下列敘述正確的是()A銅電極附近觀察到黃綠色氣體B石墨電極附近溶液呈紅色C溶液中的Na向石墨電極移動D銅電極上發(fā)生還原反應(yīng)解析根據(jù)電解飽和食鹽水的裝置,如果通電后兩極均有氣泡產(chǎn)生,則金屬銅一定是陰極,該極上的反應(yīng)為:2H2O2e=H22OH,石墨為陽極,發(fā)生的電極反應(yīng)為:2Cl2e=Cl2,故石墨電極附近觀察到黃綠色氣體,銅電極極附近溶液呈紅色,A、B錯誤,D正確;電解池中,陽離子移向陰極,即移向銅電極,C錯誤。答案D8(2016太原測評)結(jié)合圖示判斷,下列敘述正確的是()AK與N連接時,X為硫酸,一段時間后溶液的pH增大BK與N連接時,X為氯化鈉,石墨極電極反應(yīng)式為2H2e=H2CK與M連接時,X為硫酸,一段時間后溶液的pH增大DK與M連接時,X為氯化鈉,石墨極電極反應(yīng)式為4OH4e=2H2OO2解析A項,K與N連接時形成原電池,X為硫酸時,電池總反應(yīng)式為FeH2SO4=FeSO4H2,溶液pH增大,正確;B項,X為NaCl時,發(fā)生Fe的吸氧腐蝕,石墨是正極,正極反應(yīng)式:O24e2H2O=4OH,錯誤;C項,K與M相連時形成電解池,X為硫酸,實質(zhì)是發(fā)生電解水的反應(yīng),H2O被消耗掉,則硫酸濃度增大,pH減小,錯誤;D項,電解NaCl溶液,石墨是陽極,陽極反應(yīng)式:2Cl2e=Cl2,錯誤。答案A9在銅片上鍍銀時,下列敘述正確的是()將銅片接在電源的正極上將銀片接在電源的正極上在銅片上發(fā)生的反應(yīng)是:Age=Ag在銀片上發(fā)生的反應(yīng)是:4OH4e=O22H2O需用硫酸銅溶液為電鍍液需用硝酸銀溶液為電鍍液ABCD解析在銅片上鍍銀時,需將銅片接在電源的負(fù)極上,將銀片接在電源的正極上,用硝酸銀溶液作電鍍液。在銅片上發(fā)生的反應(yīng)是:Age=Ag,在銀片上發(fā)生的反應(yīng)是:Age=Ag。答案B10下面兩套實驗裝置,都涉及金屬的腐蝕反應(yīng),假設(shè)其中的金屬塊和金屬絲都是足量的。下列敘述正確的是()A裝置在反應(yīng)過程中只生成NO2氣體B裝置開始階段鐵絲只發(fā)生析氫腐蝕C裝置在反應(yīng)過程中能產(chǎn)生氫氣D裝置在反應(yīng)結(jié)束時溶液中的金屬陽離子只有Cu2解析裝置中,鐵被濃硝酸鈍化,銅與濃硝酸反應(yīng),在這種條件下,銅作原電池的負(fù)極,鐵作正極,反應(yīng)生成紅棕色的NO2,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,濃硝酸變?yōu)橄∠跛幔S后鐵作負(fù)極Cu作正極,稀硝酸發(fā)生還原反應(yīng)生成無色的NO,金屬過量,故反應(yīng)結(jié)束時溶液中既有Fe2,又有Cu2。因為裝置中充滿氧氣,一開始發(fā)生吸氧腐蝕,消耗氧氣導(dǎo)致左邊液面上升,鐵與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,發(fā)生析氫腐蝕。答案C11(2016廣州一測)用電解法可提純含有某種含氧酸根雜質(zhì)的粗KOH溶液,其工作原理如圖所示。下列有關(guān)說法錯誤的是()A陽極反應(yīng)式為4OH4e=2H2OO2B通電后陰極區(qū)附近溶液的pH會增大CK通過交換膜從陰極區(qū)移向陽極區(qū)D純凈的KOH溶液從b口導(dǎo)出解析陽極區(qū)為粗KOH溶液,陽極上OH失電子發(fā)生氧化反應(yīng):4OH4e=2H2OO2,A項正確;陰極上H2O得電子發(fā)生還原反應(yīng):2H2O2e=H22OH,陰極區(qū)附近溶液中c(OH)增大,pH增大,B項正確;電解時陽離子向陰極移動,故K通過陽離子交換膜從陽極區(qū)移向陰極區(qū),C項錯誤;陰極區(qū)生成KOH,故純凈的KOH溶液從b口導(dǎo)出,D項正確。答案C12常溫下,NCl3是一種黃色黏稠狀液體,是制備新型水消毒劑ClO2的原料,可以采用如圖所示裝置制備NCl3。下列說法正確的是()A每生成1 mol NCl3,理論上有4 mol H經(jīng)質(zhì)子交換膜向右側(cè)向左側(cè)遷移B可用濕潤的淀粉KI試紙檢驗氣體MC石墨極的電極反應(yīng)式為NH3Cl6e=NCl34HD電解過程中,質(zhì)子交換膜右側(cè)溶液的pH會減小解析A項,由NHNCl3,根據(jù)元素化合價變化知,NH中N由3價升高至3價,每生成1 mol NCl3,理論上有6 mol H由質(zhì)子交換膜右側(cè)向左側(cè)(陰極區(qū))遷移,錯誤。B項,M是氫氣,不能用濕潤的淀粉KI試紙檢驗,錯誤。C項,石墨電極發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為NH3Cl6e=NCl34H,正確。D項,電解過程中,質(zhì)子交換膜右側(cè)溶液中c(H)減小,溶液pH增大,錯誤。答案C二、填空題13(2015貴陽期末,17)某課外活動小組的同學(xué)在學(xué)習(xí)了電化學(xué)相關(guān)知識后,用如圖裝置進(jìn)行實驗,請回答下列問題:(1)實驗一:將開關(guān)K與a連接,則乙為_極,電極反應(yīng)式為_。(2)實驗一結(jié)束后,該研究小組的同學(xué)決定在乙電極表面上鍍下列金屬中的一種以防止鐵被腐蝕,正確的選擇是_(填字母編號)。ACuBZnCSnDAg(3)實驗二:開關(guān)K與b連接,則乙_極,總反應(yīng)的離子方程式為_。(4)對于實驗二,下列說法正確的是_(填字母編號)。A溶液中Na向甲極移動B從甲極處逸出的氣體能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍(lán)C反應(yīng)一段時間后加適量鹽酸可恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度D反應(yīng)在結(jié)束后,甲電極和乙電極上收集到的氣體體積一定相等(5)該研究小組的同學(xué)在進(jìn)行實驗二結(jié)束的溶液中滴加酚酞溶液,發(fā)現(xiàn)_(填“甲”或“乙”)極附近變紅。若標(biāo)準(zhǔn)狀況下乙電極產(chǎn)生22.4 mL氣體,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_ mol;若剩余溶液體積為200 mL,則該溶液的pH為_。解析(1)K與a相連構(gòu)成原電池,鐵作為原電池的負(fù)極,失去電子發(fā)生氧化反應(yīng):Fe2e=Fe2。(2)在Fe上鍍的金屬必須比鐵活潑,所以選擇Zn。(3)K與b相連構(gòu)成電解池,乙與電源負(fù)極相連,所以作為電解池的陰極。(4)A項,電解池中陽離子向陰極移動,錯誤;B項,甲極Cl放電生成Cl2,Cl2可使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍(lán),正確;C項,兩電極生成的是等量的H2和Cl2,應(yīng)通入HCl,若加入鹽酸會引進(jìn)H2O,使溶液濃度變稀,錯誤;D項,陰極Cl放電結(jié)束后,OH放電得到O2,錯誤。(5)乙電極是H放電,所以該電極處產(chǎn)生了大量的OH,加入酚酞溶液變紅;乙電極反應(yīng)式為2H2e=H2,n(e)2n(H2)20.022 4 L22.4 Lmol10.002 mol c(OH)0.01 molL1,所以pH12。答案(1)負(fù)Fe2e=Fe2(2)B(3)陰2Cl2H2O2OHH2Cl2(4)B(5)乙0.0021214如圖所示,E為浸過含酚酞的Na2SO4溶液的濾紙。A、B分別為鉑片,壓在濾紙兩端,R、S為電池的電極。M、N是用多微孔的Ni制成的電極,在堿溶液中可視為惰性電極。G為電流計,K為開關(guān)。C、D和電解池中都充滿濃KOH溶液。若在濾紙中央滴一滴紫色的KMnO4溶液,將開關(guān)K打開,接通電源一段時間后,C、D中有氣體產(chǎn)生。請回答下列問題:(1)R為_(填“正”或“負(fù)”)極。(2)A附近溶液的現(xiàn)象是_,B附近發(fā)生的電極反應(yīng)式為_。(3)濾紙上的紫色點向_(填“A”或“B”)方向移動。(4)當(dāng)C、D中的氣體產(chǎn)生到一定量時,切斷外電源并接通開關(guān)K,經(jīng)過一段時間后,C、D中的氣體逐漸減少,C中的電極為_(填“正”或“負(fù)”)極,電極反應(yīng)式為_。解析電解KOH溶液就是電解水,兩極分別產(chǎn)生H2和O2,因為相同條件下產(chǎn)生H2的體積是O2體積的兩倍,所以C管中收集到的是H2,D管中收集到的是O2。(1)H2是在陰極產(chǎn)生的,所以M是陰極,與之相連的R是電源的負(fù)極。(2)B是電解池的陽極,A是電解池的陰極。電解Na2SO4溶液也是電解水,電解時H移動到A極,得電子被還原為H2,破壞了A極附近水的電離平衡,導(dǎo)致A極附近的溶液顯堿性,使酚酞溶液變紅。B極上OH被氧化生成O2。(3)KMnO4溶液中,紫紅色的MnO向陽極移動。(4)當(dāng)C、D中的氣體產(chǎn)生到一定量時,切斷外電源并接通開關(guān)K,此時裝置變?yōu)槿剂想姵亍=?jīng)過一段時間,C、D中的氣體逐漸減少,H2和O2反應(yīng)生成水,在堿性條件下,C中H2發(fā)生氧化反應(yīng)。答案(1)負(fù)(2)溶液變紅4OH4e=2H2OO2(3)B(4)負(fù)2H24OH4e=4H2O15(2016海淀期末)電化學(xué)原理在防止金屬腐蝕、能量轉(zhuǎn)換、物質(zhì)合成等方面應(yīng)用廣泛。(1)圖1中,為了減緩海水對鋼閘門A的腐蝕,材料B可以選擇_(填字母序號)。a碳棒b鋅板c銅板用電化學(xué)原理解釋材料B需定期拆換的原因:_。(2)圖2中,鋼閘門C作_極。若用氯化鈉溶液模擬海水進(jìn)行實驗,D為石墨塊,則D上的電極反應(yīng)式為_,檢測該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是_。(3)鎂燃料電池在可移動電子設(shè)備電源和備用電源等方面應(yīng)用前景廣闊。圖3為“鎂次氯酸鹽”燃料電池原理示意圖,電極為鎂合金和鉑合金。E為該燃料電池的_極(填“正”或“負(fù)”)。F電極上的電極反應(yīng)式為_。鎂燃料電池負(fù)極容易發(fā)生自腐蝕產(chǎn)生氫氣,使負(fù)極利用率降低,用化學(xué)用語解釋其原因:_。(4)乙醛酸()是有機合成的重要中間體。工業(yè)上用“雙極室成對電解法”生產(chǎn)乙醛酸,原理如圖4所示,該裝置中陰、陽兩極為惰性電極,兩極室均可產(chǎn)生乙醛酸,其中乙二醛與M電極的產(chǎn)物反應(yīng)生成乙醛酸。N電極上的電極反應(yīng)式為_。若有2 mol H通過質(zhì)子交換膜,并完全參與了反應(yīng),則該裝置中生成的乙醛酸為_ mol。解析根據(jù)電化學(xué)原理,材料B對應(yīng)的金屬的活潑性應(yīng)強于被保護(hù)的金屬,所以材料B可以為鋅板。(2)圖2為外加電流的陰極保護(hù)法,被保護(hù)的金屬應(yīng)與電源負(fù)極相連,作陰極,則D作陽極,Cl在陽極發(fā)生失電子反應(yīng)生成Cl2。可以用濕潤的淀粉碘化鉀試紙或淀粉碘化鉀溶液來檢驗Cl2。(3)鎂具有較強的還原性,且由圖示可知Mg轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2,發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),故E為負(fù)極。次氯酸根離子具有強氧化性,且由圖示可知在F電極(正極)ClO轉(zhuǎn)化為Cl,發(fā)生得電子的還原反應(yīng)。鎂可與水緩慢反應(yīng)生成氫氣(與熱水反應(yīng)較快),即發(fā)生自腐蝕現(xiàn)象。(4)由H的遷移方向可知N為陰極,發(fā)生得電子的還原反應(yīng),結(jié)合題意“兩極室均可產(chǎn)生乙醛酸”,可知N電極為乙二酸發(fā)生得電子的還原反應(yīng)生成乙醛酸。1 mol乙二酸在陰極得到2 mol電子,與2 mol H反應(yīng)生成1 mol乙醛酸和1 mol H2O,同時在陽極產(chǎn)生的1 mol Cl2能將1 mol乙二醛氧化成1 mol乙醛酸,兩極共產(chǎn)生2 mol乙醛酸。答案(1)b鋅等作原電池的負(fù)極,(失電子,Zn2e=Zn2)不斷遭受腐蝕,需定期拆換(2)陰2Cl2e=Cl2將濕潤的淀粉碘化鉀試紙放在陽極附近,試紙變藍(lán),證明生成氯氣(或取陽極附近溶液滴加淀粉KI溶液,變藍(lán))(3)負(fù)ClO2eH2O=Cl2OHMg2H2O=Mg(OH)2H2(4)HOOCCOOH2e2H=HOOCCHOH2O2

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