2020年高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 第九章 第29講 電解池 金屬的腐蝕和防護(hù)課后作業(yè)(含解析).doc
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電解池 金屬的腐蝕和防護(hù) 建議用時(shí):40分鐘 滿分:100分 一、選擇題(每題6分,共60分) 1.下列金屬防腐的措施中,使用外加電流的陰極保護(hù)法的是( ) A.水中的鋼閘門連接電源的負(fù)極 B.金屬護(hù)欄表面涂漆 C.汽車底盤噴涂高分子膜 D.地下鋼管連接鎂塊 答案 A 解析 水中的鋼閘門連接電源的負(fù)極,鋼閘門為陰極,從而得以保護(hù),A正確;金屬護(hù)欄表面涂漆的原理是隔絕金屬護(hù)欄與空氣接觸,從而減緩金屬護(hù)欄的腐蝕,B錯(cuò)誤;汽車底盤噴涂高分子膜的原理也是隔絕與空氣的接觸,C錯(cuò)誤;地下鋼管連接鎂塊形成了原電池,屬于犧牲陽極的陰極保護(hù)法,D錯(cuò)誤。 2.下列與金屬腐蝕有關(guān)的說法正確的是( ) A.圖a中,插入海水中的鐵棒,越靠近底端腐蝕越嚴(yán)重 B.圖b中,開關(guān)由M改置于N時(shí),Cu-Zn合金的腐蝕速率減小 C.圖c中,接通開關(guān)時(shí)Zn腐蝕速率增大,Zn上放出氣體的速率也增大 D.圖d中,Zn-MnO2干電池自放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的 答案 B 解析 因液面處氧氣的濃度大且與海水接觸,故在液面處鐵棒腐蝕最嚴(yán)重,A錯(cuò)誤;接通開關(guān)后形成原電池,Zn的腐蝕速率增大,H+在Pt電極上放電產(chǎn)生H2,C錯(cuò)誤;干電池自放電腐蝕主要是由Zn的還原作用引起的,D錯(cuò)誤。 3.以石墨為電極,電解KI溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)。下列說法錯(cuò)誤的是( ) A.陰極附近溶液呈紅色 B.陰極逸出氣體 C.陽極附近溶液呈藍(lán)色 D.溶液的pH變小 答案 D 解析 以石墨為電極,電解KI溶液的方程式是2KI+2H2OI2+H2↑+2KOH。在陰極由于產(chǎn)生氫氣,溶液顯堿性,遇酚酞溶液變?yōu)榧t色,A正確;陰極有H2生成,B正確;由于其中含有少量酚酞和淀粉,所以在陽極附近碘單質(zhì)遇淀粉,溶液變?yōu)樗{(lán)色,C正確;因?yàn)楫a(chǎn)生了堿,溶液堿性增強(qiáng),所以溶液的pH變大,D錯(cuò)誤。 4.如圖是一個(gè)石墨作電極,電解稀的Na2SO4溶液的裝置,通電后在石墨電極A和B附近分別滴加一滴石蕊溶液。下列有關(guān)敘述正確的是( ) A.逸出氣體的體積,A電極的小于B電極的 B.一電極逸出無味氣體,另一電極逸出刺激性氣味氣體 C.A電極附近呈紅色,B電極附近呈藍(lán)色 D.電解一段時(shí)間后,將全部電解液轉(zhuǎn)移到同一燒杯中,充分?jǐn)嚢韬笕芙獬手行? 答案 D 解析 A、B電極反應(yīng)式分別為4H2O+4e-===2H2↑+4OH-、2H2O-4e-===O2↑+4H+,相同溫度和壓強(qiáng)下,A電極生成氣體體積大于B電極,A錯(cuò)誤;陽極上生成O2,陰極上生成H2,O2和H2都是無色無味氣體,B錯(cuò)誤;由電極反應(yīng)式知,A電極附近溶液呈堿性,B電極附近溶液呈酸性,則A電極溶液呈藍(lán)色,B電極溶液呈紅色,C錯(cuò)誤;惰性電極電解稀的Na2SO4溶液,實(shí)際是電解水,將全部電解液轉(zhuǎn)移到同一燒杯中,充分?jǐn)嚢韬笕芤撼手行裕珼正確。 5.利用如圖所示裝置模擬電解原理在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。下列說法正確的是( ) A.氯堿工業(yè)中,X電極上反應(yīng)式是 4OH--4e-===2H2O+O2↑ B.電解精煉銅時(shí),Z溶液中的Cu2+濃度不變 C.在鐵片上鍍銅時(shí),Y是純銅 D.制取金屬鎂時(shí),Z是熔融的氯化鎂 答案 D 解析 氯堿工業(yè)中陽極是Cl-放電生成Cl2,A錯(cuò)誤;電解精煉銅時(shí)陽極粗銅溶解,陰極Cu2+放電析出Cu,但是粗銅中含有鋅、鐵、鎳等雜質(zhì),使得溶液中Cu2+濃度變小,B錯(cuò)誤;鐵片上鍍銅時(shí),陰極應(yīng)該是鐵片,陽極是純銅,C錯(cuò)誤;D正確。 6.工業(yè)上,常用NCl3制備水的消毒劑ClO2。利用如圖裝置電解氯化銨和鹽酸的混合溶液制得NCl3(已知NCl3的水溶液具有漂白性)。下列推斷正確的是( ) A.石墨極為正極 B.鐵極附近電解質(zhì)溶液的pH減小 C.每生成1 mol NCl3時(shí)必轉(zhuǎn)移3 mol電子 D.電解反應(yīng)為NH4Cl+2HClNCl3+3H2↑ 答案 D 解析 石墨極為陽極,A錯(cuò)誤;鐵為陰極,電極反應(yīng)式為2H++2e-===H2↑,故溶液的酸性逐漸減弱,pH增大,B錯(cuò)誤;每生成1 mol NCl3,必轉(zhuǎn)移6 mol電子,C錯(cuò)誤。 7.在微電子工業(yè)中NF3常用作氮化硅的蝕刻劑,工業(yè)上通過電解含NH4F等的無水熔融物生產(chǎn)NF3,其電解原理如圖。下列說法不正確的是( ) A.a(chǎn)電極為電解池的陽極 B.陽極的電極反應(yīng)式:NH+3F--6e-===NF3+4H+ C.H+由b極移向a極,并參與電極反應(yīng) D.電解過程中可能還會(huì)生成少量氧化性極強(qiáng)的氣體單質(zhì),該氣體的分子式是F2 答案 C 解析 由圖示可知H+在陰極(b)得到電子生成H2,則a電極是電解池的陽極,A正確;陽極是NH失去電子生成NF3和H+,B正確;陽離子(H+)由陽極(a)流向陰極(b),并參與電極反應(yīng),C錯(cuò)誤;電解過程中,F(xiàn)-可能在陽極失去電子生成氧化性極強(qiáng)的F2,D正確。 8.電解法處理酸性含鉻(主要含有Cr2O)廢水時(shí),以鐵板作陰、陽極,處理過程中存在反應(yīng)Cr2O+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O,最后Cr3+以Cr(OH)3形式被除去,下列說法不正確的是( ) A.陽極反應(yīng)為Fe-2e-===Fe2+ B.過程中有Fe(OH)3沉淀生成 C.電解過程中溶液pH不會(huì)變化 D.電路中每轉(zhuǎn)移12 mol電子,最多有1 mol Cr2O被還原 答案 C 解析 Fe板作陽極,為活性電極,F(xiàn)e失電子,發(fā)生氧化反應(yīng)生成Fe2+,陽極反應(yīng)為Fe-2e-===Fe2+,A項(xiàng)正確;陰極發(fā)生還原反應(yīng),溶液中的H+得到電子生成氫氣,H+濃度減小,鐵離子水解生成Fe(OH)3沉淀,B項(xiàng)正確;由反應(yīng)Cr2O+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O可知,處理過程中消耗H+,溶液的酸性減弱,溶液pH增大,C項(xiàng)錯(cuò)誤;Fe-2e-===Fe2+,則電路中每轉(zhuǎn)移12 mol電子需要消耗6 mol Fe,再根據(jù)處理過程的反應(yīng)方程式,得6Fe~12e-~6Fe2+~Cr2O,故被還原的Cr2O的物質(zhì)的量為1 mol,D項(xiàng)正確。 9.(2018青島模擬)假設(shè)圖中原電池產(chǎn)生的電壓、電流強(qiáng)度均能滿足電解、電鍍要求,即為理想化。①~⑧為各裝置中的電極編號(hào)。下列說法錯(cuò)誤的是( ) A.當(dāng)K閉合時(shí),裝置A發(fā)生吸氧腐蝕,在電路中作電源 B.當(dāng)K斷開時(shí),裝置B鋅片溶解,有氫氣產(chǎn)生 C.當(dāng)K閉合后,整個(gè)電路中電子的流動(dòng)方向?yàn)棰邸?,①→⑧,⑦→⑥,⑤→? D.當(dāng)K閉合后,裝置A、B中溶液的pH均變大 答案 A 解析 當(dāng)K閉合時(shí),裝置B能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng),所以裝置B為原電池,則裝置A、C、D都是電解池,A項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)K斷開時(shí),裝置B不能構(gòu)成原電池,鋅片和稀硫酸發(fā)生化學(xué)腐蝕而溶解,有氫氣產(chǎn)生,B項(xiàng)正確;當(dāng)K閉合后,裝置B為原電池,裝置A、C、D為電解池,電子從負(fù)極流向陰極,再?gòu)年枠O流向陰極,所以整個(gè)電路中電子的流動(dòng)方向?yàn)棰邸?,①→⑧,⑦→⑥,⑤→④,C項(xiàng)正確;當(dāng)K閉合后,裝置A中陰極上H+放電,陽極上Cl-放電,導(dǎo)致溶液中OH-濃度增大,溶液的pH增大,裝置B中正極上H+放電導(dǎo)致溶液中H+濃度減小,溶液的pH增大,D項(xiàng)正確。 10.(2018武漢調(diào)研)廚房垃圾發(fā)酵液通過電滲析法處理,同時(shí)得到乳酸的原理如圖所示(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區(qū)進(jìn)入濃縮室 D.當(dāng)電路中通過2 mol電子的電量時(shí),會(huì)有1 mol O2生成 答案 C 解析 由題圖可知,陽極上電解水產(chǎn)生H+和O2,所以通電后,陽極附近pH減小,A項(xiàng)錯(cuò)誤;電子不進(jìn)入電解質(zhì)溶液,電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是通過帶電離子的定向移動(dòng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;電解池中,陰離子向陽極方向移動(dòng),故通電后,A-通過陰離子交換膜從陰極區(qū)進(jìn)入濃縮室,C項(xiàng)正確;根據(jù)陽極的電極反應(yīng)式2H2O-4e-===O2↑+4H+,當(dāng)電路中通過2 mol電子的電量時(shí),會(huì)有0.5 mol O2生成,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 二、非選擇題(共40分) 11.(20分)某興趣小組的同學(xué)用如圖所示裝置研究有關(guān)電化學(xué)的問題。當(dāng)閉合該裝置的電鍵時(shí),觀察到電流計(jì)的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。 請(qǐng)回答下列問題: (1)甲池為________(填“原電池”“電解池”或“電鍍池”),通入CH3OH電極的電極反應(yīng)式為__________________________。 (2)乙池中A(石墨)電極的名稱為________(填“正極”“負(fù)極”“陰極”或“陽級(jí)”),總反應(yīng)方程式為______________________________。 (3)當(dāng)乙池中B極質(zhì)量增加5.40 g時(shí),甲池中理論上消耗O2的體積為________mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),丙池中________極析出________g銅。 (4)若丙中電極不變,將其溶液換成NaCl溶液,電鍵閉合一段時(shí)間后,甲中溶液的pH將________(填“增大”“減小”或“不變”);丙中溶液的pH將________(填“增大”“減小”或“不變”)。 答案 (1)原電池 CH3OH-6e-+8OH-===CO+6H2O (2)陽極 4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3 (3)280 D 1.60 (4)減小 增大 解析 (1)甲池為原電池,通入CH3OH的電極為負(fù)極,電極反應(yīng)式為CH3OH-6e-+8OH-===CO+6H2O。 (2)乙池中為用惰性電極電解AgNO3溶液,其中A作陽極,B作陰極,總反應(yīng)式為:4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3。 (3)根據(jù)各電極上轉(zhuǎn)移的電子相同,得n(Ag)=4n(O2)=2n(Cu),故V(O2)= L=0.28 L=280 mL,m(Cu)= g=1.60 g。 (4)若丙中電極不變,將其溶液換成NaCl溶液,根據(jù)丙中總反應(yīng)2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,則溶液pH增大,而甲中總反應(yīng)為2CH3OH+3O2+4KOH===2K2CO3+6H2O,溶液pH減小。 12.(20分)如圖裝置甲是某可充電電池的示意圖,該電池放電的化學(xué)方程式為2K2S2+KI3===K2S4+3KI,圖中的離子交換膜只允許K+通過,C、D、F均為石墨電極,E為銅電極。工作一段時(shí)間后,斷開K,此時(shí)C、D兩電極產(chǎn)生的氣體體積相同,E電極質(zhì)量減少1.28 g。 (1)裝置甲的A電極為電池的________極,電解質(zhì)中的K+從離子交換膜的________(填“左側(cè)”或“右側(cè)”,下同)向離子交換膜的________遷移;B電極的電極反應(yīng)式為________________________。 (2)裝置乙D電極析出的氣體是________,體積為________ mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。 (3)若將裝置丙中的NaCl溶液改換成FeCl2和FeCl3的混合溶液。從反應(yīng)初始至反應(yīng)結(jié)束,丙裝置溶液中金屬陽離子物質(zhì)的量濃度與轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量的變化關(guān)系如圖所示。 Ⅰ.圖中②表示的是________(填金屬離子符號(hào))的變化曲線。 Ⅱ.反應(yīng)結(jié)束后,若用0.5 molL-1 NaOH溶液沉淀丙裝置溶液中的金屬陽離子(設(shè)溶液體積為100 mL),則至少需要0.5 molL-1 NaOH溶液________ mL。 答案 (1)負(fù) 左側(cè) 右側(cè) I+2e-===3I- (2)H2(或氫氣) 224 (3)Ⅰ.Fe2+?、?28 解析 (1)由E電極(銅)的質(zhì)量減少可知E為陽極,則F為陰極,A為負(fù)極,B為正極,C為陽極,D為陰極。原電池中陽離子從負(fù)極移向正極,即K+由左側(cè)透過離子交換膜移向右側(cè)。根據(jù)電池放電的化學(xué)方程式知,I在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng),生成I-。 (2)D電極上首先發(fā)生反應(yīng)Cu2++2e-===Cu,當(dāng)Cu2+消耗盡時(shí),發(fā)生反應(yīng)2H++2e-===H2↑,根據(jù)得失電子守恒,該電極析出的H2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)為: 22400 mLmol-1=224 mL。 (3)Ⅰ.若將裝置丙中的NaCl溶液改換成FeCl2和FeCl3的混合溶液,則電解時(shí),陽極(E電極)發(fā)生反應(yīng)Cu-2e-===Cu2+,陰極(F電極)發(fā)生反應(yīng)Fe3++e-===Fe2+,故①、②、③分別表示Fe3+、Fe2+、Cu2+的變化曲線。Ⅱ.由題圖中曲線可以看出,反應(yīng)后溶液中c(Cu2+)=210-2 molL-1,c(Fe2+)=510-2 molL-1,c(Fe3+) =0 molL-1,要使溶液中的金屬陽離子完全沉淀,需要n(NaOH)=[n(Cu2+)+n(Fe2+)]2=(0.02 molL-1+0.05 molL-1)0.1 L2=0.014 mol,V(NaOH)==0.028 L,即28 mL。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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