2019高考化学总复习第六章化学反应与能量课时作业19电解池金属的电化学腐蚀与防护新人教版20181.wps

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1、课时作业 1919 电解池 金属的电化学腐蚀与防护 一、选择题 1下列有关电化学原理的说法错误的是( ) A氯化铝的熔点比氧化铝低，因此工业上最好采用电解熔融氯化铝来制备单质铝 B电镀时，通常把待镀的金属制品作阴极，把镀层金属作阳极 C冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属，电解法几乎是唯一可行的工业方法 D“对大型船舶的外壳进行的 牺牲阳极的阴极保护法”，是应用了原电池原理 解 析：氯化铝是共价化合物，工业上采用电解熔融氧化铝来制备单质铝，A 错误；电镀时， 通常把待镀的金属制品作阴极，把镀层金属作阳极，B 正确；钠、钙、镁、铝是活泼的金属， 电解法几乎是唯一可行的工业方法，C 正确；对大型船舶的外壳

2、连接更活泼的金属，进行的“牺 牲阳极的阴极保护法”，是应用了原电池原理，D 正确。 答案：A 2下列关于电化学知识说法正确的是( ) A电解 AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液，在阴极上依次析出 Al、Fe、Cu B电解 CuSO4溶液，加入适量 Cu(OH)2可以使溶液恢复至原状态 C铅蓄电池在充电时，连接电源正极的电极发生的电极反应为 PbSO42e=PbSO24 D将钢闸门与直流电源的负极相连，可防止钢闸门腐蚀 解 析：根据金属活动性顺序表可知，阴极上离子的放电顺序是 Fe3Cu2HFe2Al3， Fe2和 Al3不放电，Fe3得电子成为 Fe2，不会析出铁，所以铁和 Al 不

3、会析出，A 错误；电 解 CuSO4溶液，阴极析出 Cu，阳极生成氧气，应加入 CuO使溶液恢复至原状态，故 B 错误；C. 铅蓄电池充电时，与正极相连的电极是阳极，发生氧化反应，电极反应为 PbSO42H2O2e =PbO2SO24 4H，C 错误；将钢闸门与直流电源的负极相连，作阴极，属于外加电源的阴 极保护法，D 正确。 答案：D 1 3下列叙述正确的是( ) AK 与 M 连接时，X 为硫酸，一段时间后溶液的 pH增大 BK 与 N 连接时，X 为氯化钠，石墨电极反应：2H2e=H2 CK 与 N 连接时，X 为硫酸，一段时间后溶液的 pH增大 DK 与 M 连接时，X 为氯化钠，石墨

4、电极反应：4OH4e=2H2OO2 解析：K 与 M 连接时，X 为硫酸，该装置是电解池，铁作阴极，氢离子放电生成氢气，石 墨作阳极，氢氧根离子放电生成氧气，电解一段时间后溶液的浓度增大，pH减小，A 错误；K 与 N 连接时，X 为氯化钠，该装置是原电池，铁作负极，石墨作正极，石墨上氧气得电子发生 还原反应，电极反应式为 2H2OO24e=4OH，B 错误；K 与 N 连接时，X 为硫酸，该装置 是原电池，石墨作正极，正极上氢离子放电生成氢气，铁作负极，铁失电子生成2 价铁，溶 液的浓度降低，溶液的 pH 增大，C 正确；K 与 M 连接时，X 为氯化钠，该装置是电解池，石墨 作阳极，铁作阴

5、极，阳极上氯离子放电，所以阳极上的电极反应式为 2Cl2e=Cl2，D 错误。 答案：C 4. 2 图中 X 为电源，Y 为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴 KMnO4溶液， 通电后 Y 中央的紫红色斑向 d 端扩散。下列判断正确的是( ) A滤纸上 c 点附近会变红色 BCu 电极质量减小，Pt 电极质量增大 CZ 中溶液的 pH 先减小，后增大 D溶液中的 SO24 向 Cu 电极定向移动 解析：紫红色斑即 MnO4向 d 端扩散，根据阴离子向阳极移动的原理，可知 d 端为阳极， 即 b 为正极，a 为负极，c 为阴极，NaCl溶液中 H放电，产生 OH，c 点附近会变红色

6、，A 正 确；电解硫酸铜溶液时，Pt为阳极，溶液中的 OH放电：4OH4e=O22H2O，Cu 为阴 电解 极，溶液中的 Cu2得电子，生成铜，总反应式为 2CuSO42H2O = 2CuO22H2SO4，Pt 电极附近生成 H，则 SO24 向 Pt 电极移动，B、D 不正确。随着电解的进行，Z 中溶液变为硫 酸溶液，继续电解则为电解水，硫酸浓度增大，pH减小，C 不正确。 答案：A 5. 铝阳极氧化处理后形成的氧化膜比铝的天然氧化膜耐磨性、耐腐蚀性及装饰性有明显的提 3 高，工业中以铝为阳极，置于硫酸溶液中电解，装置如图所示，下列说法正确的是( ) A阳极电极方程式为 Al3e6OH=Al

7、2O3H2O B随着电解的进行，溶液的 pH逐渐增大 C当阴极生成气体 3.36 L(标准状况)时，阳极增重 2.4 g D电解过程中 H移向铝电极 解析：电解质为硫酸溶液，OH不可能参加反应，A 错误；根据原电池装置和题目信息可 通电 知电解总反应方程式为 2Al3H2O = Al2O33H2，H2O 减少，溶液的 pH 逐渐减小，B 错 误；阴极反应为 2H2e=H2，H2的物质的量为 3.36 L22.4 Lmol10.15 mol，则转 移电子为 20.15 mol0.3 mol，阳极反应为 Al3e=Al3。根据差量法进行计算：设阳极 增重的质量为 x。 2Al3H2O=Al2O33

8、H26e m 6 mol 48 g 0.3 mol x 6 mol 48 g ，解得 x2.4 g，即阳极增重 2.4 g，C 正确；根据电流的方向可知，阳离 0.3 mol x 子移向阴极，所以 H移向石墨电极，D 错误。 答案：C 6假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求，即为理想化。 为各装置中的电极编号。下列说法错误的是( ) A当 K 闭合时，A 装置发生吸氧腐蚀，在电路中作电源 B当 K 断开时，B 装置锌片溶解，有氢气产生 C当 K闭合后，整个电路中电子的流动方向为； D当 K 闭合后，A、B 装置中 pH变大，C、D 装置中 pH 不变 解析：当 K 闭合时，

9、B 装置构成原电池，在电路中作电源，整个电路中电子的流动方向为 ；B 装置中消耗 H，pH变大，A 装置中相当于电解饱和食 盐水，pH变大；C 装置中相当于在银上镀铜，pH 不变；D 装置中相当于铜的电解精炼，pH不 4 变。 答案：A 7下图是 CO2电催化还原为 CH4的工作原理示意图。下列说法不正确的是( ) A该过程是电能转化为化学能的过程 B铜电极的电极反应式为 CO28H8e=CH42H2O C一段时间后，池中 n(KHCO3)不变 D一段时间后，池中溶液的 pH一定减小 解析：分析工作原理图可知此装置为电解池，铜电极通入 CO2，还原为 CH4，所以铜电极 为阴极，发生还原反应

10、CO28H8e=CH42H2O，铂电极为阳极，OH放电，被氧化，导致 pH减小，同时盐桥中的 K向池中移动，池中溶有 CO2，故 n(KHCO3)增大，C 项错误。 答案：C 8把物质的量均为 0.1 mol的 CuCl2和 H2SO4溶于水制成 100 mL的混合溶液，用石墨作电 极电解，并收集两电极所产生的气体，一段时间后在两极收集到的气体在相同条件下体积相同。 则下列描述正确的是( ) A电路中共转移 0.6NA个电子 B阳极得到的气体中 O2的物质的量为 0.2 mol C阴极质量增加 3.2 g D电解后剩余溶液中硫酸的浓度为 1 molL1 解 析：阳极开始产生 Cl2，后产生 O

11、2，阴极开始产生 Cu，后产生 H2，根据题意两极收集到 的气体在相同条件下体积相同，则阴极产生 0.2 mol H2，阳极产生 0.1 mol Cl2和 0.1 mol O2，则转移电子数为 0.6NA，A 正确、B 错误；阴极析出铜 0.1 mol，即 6.4 g，C 错；电解后溶 液的体积未知，故不能计算浓度，D 错误。 答案：A 9工业上用电解法处理含镍酸性废水并得到单质 Ni的原理如图所示。下列说法不正确的 5 是( ) 已知：Ni2在弱酸性溶液中发生水解 氧化性：Ni2(高浓度)HNi2(低浓度) A碳棒上发生的电极反应：4OH4e=O22H2O B电解过程中，B 中 NaCl 溶

12、液的物质的量浓度将不断减少 C为了提高 Ni的产率，电解过程中需要控制废水 pH D若将图中阳离子膜去掉，将 A、B 两室合并，则电解反应总方程式发生改变 解析：电极反应式为 阳极：4OH4e=2H2OO2 阴极：Ni22e=Ni 2H2e=H2 A 项正确；B 项，由于 C 中 Ni2、H不断减少，Cl通过阴离子膜从 C 移向 B，A 中 OH不 断减少，Na通过阳离子膜从 A 移向 B，所以 B 中 NaCl溶液的物质的量浓度不断增大，错误； C 项，由于 H的氧化性大于 Ni2(低浓度)的氧化性，所以为了提高 Ni的产率，电解过程需要 控制废水的 pH；D 项，若去掉阳离子膜，在阳极 C

13、l放电生成 Cl2，反应总方程式发生改变， 正确。 答案：B 10下列关于电化学的叙述正确的是( ) 6 A图两极均有气泡产生，滴加酚酞溶液时石墨一极变红 B图装置可以验证牺牲阳极的阴极保护法 C图可以模拟钢铁的吸氧腐蚀，碳棒一极的电极反应式：O22H2O4e=4OH D上述 4 个装置中，图、中 Fe腐蚀速率较快，图中 Fe 腐蚀速率较慢 解 析：图阳极为惰性电极石墨，电解时阳极产生 Cl2，阴极产生 H2，两极均有气泡产生， 滴加酚酞溶液时 Fe 电极附近溶液变红，A 错误。牺牲阳极的阴极保护法利用的原电池原理， 将受保护的金属作原电池的正极，而图为电解池，可验证外加电源的阴极保护法，B

14、错误。 NaCl溶液呈中性，钢铁发生吸氧腐蚀，碳棒作正极，电极反应式为 O22H2O4e=4OH，C 正确。图中 Fe 作负极，腐蚀速率最快；图和中 Fe作阴极，图中铁作正极，均受到保 护，不易被腐蚀，D 错误。 答案：C 11如图所示，甲池的总反应式为 N2H4O2=N22H2O。下列说法正确的是( ) A甲池中负极上的电极反应式为 N2H44e=N24H B乙池中石墨电极上发生的反应为 4OH4e=2H2OO2 C甲池溶液 pH增大，乙池溶液 pH 减小 D甲池中每消耗 0.1 mol N2H4乙池电极上则会析出 6.4 g 固体 解析：分析图知甲是燃料电池，则乙是电解池，甲的电解质溶液是

15、 KOH，则负极不可能生 成 H，应该是 N2H44e4OH=N24H2O，A 错误；乙的石墨极是阳极，发生氧化反应，B 正确；根据甲池总反应生成了水，则 KOH 溶液浓度变小，pH减小，乙的阴极析出铜，结合 B 项则乙池的溶液 pH减小，C 错误；根据各个电极流过的电量相等知 N2H42Cu，消耗 0.1 mol N2H4乙池电极上则会析出 12.8 g 铜，D 错误。 答案：B 12如图所示装置 是一种可充电电池，装置 为电解池。离子交换膜只允许 Na通过， 放电 充放电的化学方程式为 2Na2S2NaBr3Na2S43NaBr。闭合开关 K 时，b 极附近先变红 充电 色。下列说法正确的

16、是( ) 7 A负极反应为 4Na4e=4Na B闭合 K 后，b 电极附近的 pH 变小 C当有 0.01 mol Na通过离子交换膜时，b 电极上析出气体在标准状况体积为 112 mL D闭合 K 后，a 电极上产生的气体具有漂白性 解析：当闭合开关 K 时，b 附近溶液先变红，即 b 附近有 OH生成，在 b 极析出氢气，b 极是阴极，a 极是阳极，与阴极连接的是原电池的负极，所以 B 极是负极，A 极是正极。闭合 K 时，负极发生氧化反应，电极反应为 2Na2S22e=2NaNa2S4，A 错误；闭合开关 K 时，b 极附近先变红色，该极上生成 H2和 OH，pH增大，B 错误；闭合

17、K 时，有 0.01 mol Na通过离 子交换膜，说明有 0.01 mol电子转移，阴极上生成 0.005 mol H2，标准状况下体积为 0.005 mol22.4 Lmol10.112 L112 mL，C 正确；闭合开关 K 时，a 极是阳极，该极上金属铜 被氧化，电极反应为 Cu2e=Cu2，没有气体产生，D 错误。 答案：C 二、非选择题 13在如图所示均用石墨作电极的电解池中，甲池中为 500 mL 含某一溶质的蓝色溶液， 乙池中为 500 mL 稀硫酸，闭合 K1，断开 K2进行电解，观察到 A 电极表面有红色的固态物质生 成，B 电极有无色气体生成；当溶液中的原有溶质完全电解后

18、，立即停止电解，取出 A 电极， 洗涤、干燥、称量，电极质量增重 1.6 g。请回答下列问题： 8 (1)电 解 过 程 中 ， 乙 池 C 电 极 发 生 反 应 的 电 极 反 应 式 为 _。 (2)甲池电解时反应的离子方程式为_。 (3)甲池电解后溶液的 pH_，要使电解后的溶液恢复到电解前的状态，则需加入 _，其质量为_g。(假设电解前后溶液的体积不变) (4)电解后若再将 K1断开，闭合 K2，电流计指针发生偏转，则 D 电极发生反应的电极反应 式为_。 解 析：(1)甲池为 CuSO4溶液，闭合 K1，观察到 A 电极表面有红色的固态物质生成，说明 A 电极为阴极，发生反应：Cu

19、22e=Cu；B 为阳极，发生反应：2H2O4e=4HO2；B 电极有无色气体 O2生成；则 p 为负极，q 为正极，C 为阴极，D 为阳极。在乙池 C 电极发生还 原反应，电极反应式是 2H2e=H2；在 D 电极发生反应 2H2O4e=4HO2。 电解 (2)根据(1)分析及电极反应式可知，甲池电解的总反应方程式是 2Cu22H2O = 2Cu O24H。 (3)当溶液中的原有溶质完全电解后，立即停止电解，取出 A 电极，洗涤、干燥、称量， 电极质量增重 1.6 g。n(Cu)1.6 g64 g/mol0.025 mol，n(H)2n(Cu)0.025 mol2 0.05 mol，所以 c

20、(H)0.05 mol0.5 L0.1 mol/L，因此 pH1；由于从两个电极分别产 生了 Cu、O2，所以要使电解后溶液恢复到电解前的状态，需加入 CuO；n(CuO)0.025 mol， 则 m(CuO)0.025 mol80 g/mol2 g。 (4)电解后若再将 K1断开，闭合 K2，乙池形成的是氢氧燃料电池，电流计指针发生偏转， 则 D 电极是原电池的正极，发生反应的电极反应式是 O24e4H=2H2O。C 电极发生的反 应是 H22e=2H。 答案：(1)2H2e=H2 电解 (2)2Cu22H2O = 2CuO24H (3)1 CuO 2 (4)O24e4H=2H2O 9 放电

21、 14已知铅蓄电池的工作原理为 PbPbO22H2SO42PbSO42H2O，现用如图装置 充电 进行电解(电解液足量)，测得当铅蓄电池中转移 0.4 mol电子时铁电极的质量减少 11.2 g。请 回答下列问题： (1)A是铅蓄电池的_极，铅蓄电池正极反应式为_，放电过程中电解液的 密度_(填“减小”“增大”或“不变”)。 (2)Ag电极的电极反应式是_，该电极的电极产物共_g。 (3)Cu电极的电极反应式是_，CuSO4溶液的浓度_(填“减小”“增大”或 “不变”)。 (4)如图表示电解进行过程中某个量(纵坐标 x)随时间的变化曲线，则 x 表示_。 a各 U 形管中产生的气体的体积 b各

22、 U 形管中阳极质量的减少量 c各 U 形管中阴极质量的增加量 解析：根据在电解过程中铁电极质量的减少可判断 A 是电源的负极，B 是电源的正极，电 解时 Ag 极作阴极，电极反应式为 2H2e=H2，Fe 作阳极，电极反应式为 Fe2e=Fe2， 左侧 U 形管中总反应式为 Fe2H=Fe2H2。右侧 U 形管相当于电镀装置，Zn电极作阴 极，电极反应式为 Cu22e=Cu，铜电极作阳极，电极反应式为 Cu2e=Cu2，电镀过 程中 CuSO4溶液的浓度保持不变，根据上述分析可得答案。 答案：(1)负 PbO24HSO24 2e=PbSO42H2O 减小 10 (2)2H2e=H2 0.4

23、(3)Cu2e=Cu2 不变 (4)b 15如下图装置所示，C、D、E、F、X、Y 都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都 相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B 为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F 极附 近呈红色。 请回答： (1)B极是电源的_，一段时间后，甲中溶液颜色_，丁中 X 极附近的颜 色逐渐变浅，Y 极附近的颜色逐渐变深，这表明_，在电场作用下向 Y 极移动。 (2)若甲、乙装置中的 C、D、E、F 电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比 为_。 (3)现用丙装置给铜件镀银，则 H 应是_(填“镀层金属”或“镀件”)，电镀液是 _溶液。当乙中溶液的 pH是

24、13 时(此时乙溶液体积为 500 mL)，丙中镀件上析出银的质 量为_，甲中溶液的 pH_(“”“”“”填 变大变小 或 不变 )。 (4)若将 C 电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生的总反应的离子方程式为 _。 解 析：(1)由装置图知，直流电源与各电解池串联；由“F”极附近呈红色 知，F 极为阴极， 则 E 极为阳极、D 极为阴极、C 极为阳极、G 极为阳极、H 极为阴极、X 极为阳极、Y 极为阴极、 A 极为正极、B 极为负极。甲装置是用惰性电极电解 CuSO4溶液，由于 Cu2放电，导致 c(Cu2) 降低，溶液颜色逐渐变浅；丁装置是胶体的电泳实验，由于 X 极附近的颜色逐渐变浅

25、，Y 极附 近的颜色逐渐变深，说明氢氧化铁胶粒带正电荷。 (2)当甲、乙装置中的 C、D、E、F 电极均只有一种单质生成时，C、D、E、F 电极的产物 分别为 O2、Cu、Cl2、H2，根据各电极转移电子数相同，则对应单质的物质的量之比为 11 1222。 (3)给铜件镀银，根据电镀原理，铜件作阴极，银作阳极，电镀液是可溶性银盐。当乙中 溶液的 pH 是 13时，则乙中 n(OH)0.1 molL10.5 L0.05 mol，即各电极转移电子 0.05 mol，所以丙中析出银 0.05 mol；甲装置中由于电解产生 H，导致溶液的酸性增强，pH 变小。 (4)若将 C 电极换为铁，则铁作阳极发生反应：Fe2e=Fe2，D 极发生：Cu22e 电解 =Cu，则总反应的离子方程式为 FeCu2 = CuFe2。 答案：(1)负极 逐渐变浅 氢氧化铁胶粒带正电荷 (2)1222 (3)镀件 AgNO3(合理即可) 5.4 g 变小 电解 (4)FeCu2 = CuFe2 12