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1、优质教学资料 优质教学资料 优质教学资料高中同步测试卷(六)第六单元金属的腐蚀与防护、电化学综合应用(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分)1下列有关金属腐蚀的说法中正确的是()金属的腐蚀全部是氧化还原反应金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，只有电化学腐蚀才是氧化还原反应因为二氧化碳普遍存在，所以钢铁的电化学腐蚀以析氢腐蚀为主无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，总是金属被氧化A B C D2铁生锈是一种常见的自然现象，其主要的化学反应方程式为4Fe3O2xH2O=2Fe2O3xH2O。如图为一放在水槽中的铁架，水位高度如图。最容易生锈的铁架横杆是()A
2、B C D3家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，在此变化过程中没有发生的化学反应是()A4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3 B2Fe2H2OO2=2Fe(OH)2C2H2OO24e=4OH DFe3e=Fe34为了探究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用不同金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置内， 并将这些装置在相同的环境中放置相同的一段时间，下列对实验结束时现象的描述不正确的是()A实验结束时，装置左侧的液面一定下降 B实验结束时，装置一定比装置左侧液面低C实验结束时，装置中的铁钉腐蚀最严重 D实验结束时，装置中的铁钉几乎没被腐蚀5瓦斯分析仪(如图甲)工
3、作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如图乙所示，其中的固体电解质是Y2O3Na2O，O2可以在其中自由移动。下列有关叙述中正确的是()A瓦斯分析仪工作时，电池内电路中电子由电极b流向电极aB电极b是正极，O2由电极a流向电极bC电极a的反应式为CH44O28e=CO22H2OD当固体电解质中有1 mol O2通过时，电子转移4 mol6某校活动小组为探究金属腐蚀的相关原理，设计了如下图a所示装置，图a的铁棒末端分别连上一块Zn片和Cu片，并静置于含有K3Fe(CN)6及酚酞的混合凝胶上。一段时间后发现凝胶的某些区域(如下图b示)发生了变化，已知Fe2可用K3Fe(CN)6来检验Fe2遇K3Fe
4、(CN)6生成蓝色沉淀。则下列说法不正确的是()A甲区发生的电极反应式：Fe2e= Fe2 B乙区产生Zn2C丙区呈现红色 D丁区呈现蓝色7.普通水泥在固化过程中自由水分子减少并产生Ca(OH)2，溶液呈碱性。根据这一特点科学家发明了电动势(E)法测水泥初凝时间，此法的原理如图所示。反应的总方程式为2CuAg2O=Cu2O2Ag。下列有关说法不正确的是()A工业上制备普通水泥的主要原料是黏土和石灰石B测量原理装置图中，Ag2O/Ag极发生氧化反应C负极的电极反应式为2Cu2OH2e=Cu2OH2OD在水泥固化过程中，由于自由水分子的减少，溶液中各离子浓度的变化导致电动势变化8用石墨电极电解一定
5、量的硫酸铜溶液，电解一段时间后，向电解液中加入0.1 mol碱式碳酸铜晶体(不含结晶水)，恰好使溶液恢复到电解前的浓度和pH。下列有关叙述错误的是()A加入碱式碳酸铜的反应是Cu2(OH)2CO32H2SO4=2CuSO4CO23H2OB电解过程中发生的反应为2H2O2CuSO42Cu2H2SO4O2C标准状况下，电解过程中产生的气体体积约为5.6 LD电解过程中转移电子的物质的量为0.6 mol9下列关于金属腐蚀叙述正确的是()A金属在潮湿情况下的腐蚀，其实质是MnH2O=M(OH)nH2B金属的化学腐蚀实质是Mne=Mn，金属得电子被氧化成阳离子C金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行D在潮湿
6、的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀10查处酒后驾驶所采用的“便携式乙醇测量仪”以燃料电池为工作原理，在酸性环境中，理论上乙醇可以被完全氧化为CO2，但实际上乙醇被氧化为CH3CHO，其中一个电极的反应式为O24e4H=2H2O。下列说法正确的是()A另一电极的反应式为CH3CH2OH2e=CH3CHO2OHB消耗0.1 mol O2转移0.2 mol电子C乙醇在负极发生反应，电子由正极经过外电路流向乙醇D电池总反应为2CH3CH2OHO2=2CH3CHO2H2O11.21世纪是钛的世纪。在8001 000 时电解TiO2可制得钛，装置如图所示。下列叙述正确的是()Aa为电源的正极B石
7、墨电极上发生还原反应C阴极发生的反应为TiO24e=Ti2O2D每生成0.1 mol钛，转移电子0.2 mol12化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是()A电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式：2Cl2e=Cl2B氢氧燃料电池的负极反应式：O22H2O4e=4OHC粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式：Cu2e=Cu2D钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式：Fe3e=Fe313NOx传感器可检测NOx的含量，其工作原理示意图如图，下列说法正确的是()A电池总反应是2NOO2=2NO2BPt电极是负极，发生反应：2O24e=O2CO2由负极向正极移动DNiO
8、电极是负极，发生反应：NOO22e=NO214如图装置是一种可充电电池示意图，装置的离子交换膜只允许Na通过。已知充、放电的化学方程式为Na2S43NaBr2Na2S2NaBr3。下列说法错误的是()A放电时，Na从左到右通过离子交换膜B放电时，负极反应式为2Na2S22e=Na2S42NaC充电时，A极应与直流电源的正极相连接D放电时，当有0.1 mol Na通过离子交换膜时，B极上有0.15 mol NaBr产生15结合下图判断，下列叙述正确的是()A和中正极均被保护B和中负极反应均是Fe2e=Fe2C和中正极反应均是O22H2O4e=4OHD和中分别加入少量K3Fe(CN)6溶液，均有蓝
9、色沉淀生成16模拟铁的电化学防护的实验装置如图所示，下列说法不正确的是()A若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀B若X为锌棒，开关K置于A或B处均可减缓铁的腐蚀C若X为锌棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为2H2e=H2D若X为碳棒，开关K置于A处时，铁电极上发生的反应为2H2e=H2题号12345678910111213141516答案二、非选择题(本题包括4小题，共52分)17.(10分)电浮选凝聚法是工业上采用的一种处理污水的方法，实验过程中，污水的pH始终保持在5.0到6.0之间。如图是电解污水实验装置示意图。接通直流电源一段时间后，在A电极附近有深色物质产生，在B电极附近有
10、气泡产生。气泡可将污水中的悬浮物带到水面形成浮渣层，积累到一定厚度时刮去(或撇掉)浮渣层，即起到了浮选净化作用。试根据以上实验现象以及图示回答下列问题：(1)电解池的电极A、B分别为_极和_极。(2)B电极材料的物质X可以是_(填名称)。(3)因深色物质具有_性，因而可以将水中的污物沉积下来。(4)阳极的电极反应式为_、2H2O4e=4HO2；阳极区生成深色物质的离子方程式是_。(5)若污水导电性不良时，可以加入适量_溶液(写某盐的化学式)。18(14分)新型锂离子电池材料Li2MSiO4(M为Fe、Co、Mn、Cu等)是一种发展潜力很大的电池电极材料。工业制备Li2MSiO4有两种方法。方法
11、一：固相法2Li2SiO3FeSO4Li2FeSiO4Li2SO4SiO2方法二：溶胶凝胶法CH3COOLi、Fe(NO3)3、Si(OC2H5)4等试剂胶体干凝胶Li2FeSiO4(1)固相法中制备Li2FeSiO4过程采用惰性气体气氛，其原因是_。(2)溶胶凝胶法中，检查溶液中有胶体生成的方法是_；生产中，生成1 mol Li2FeSiO4整个过程转移电子的物质的量为_mol。(3)以Li2FeSiO4和嵌有Li的石墨为电极材料，含锂的导电固体做电解质，构成电池的总反应式为LiLiFeSiO4Li2FeSiO4，则该电池的负极是_；充电时，阳极反应的电极反应式为_。(4)使用(3)组装的电
12、池必须先_。19(14分)如图是一个电化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为2CH3OH3O24KOH=2K2CO36H2O。请回答下列问题：(1)甲池是_装置，乙池是_装置。(2)通入CH3OH的电极名称是_，B(石墨)电极的名称是_。(3)通入O2的电极的电极反应式是_。A(Fe)电极的电极反应式为_。(4)乙池中反应的化学方程式为_。(5)当乙池中A(Fe)电极的质量增加5.4 g时，甲池中理论上消耗O2_mL(标准状况下)。20(14分)电解是最强有力的氧化还原方法，在化工生产中有着重要的应用。请回答下列问题：(1)以铜为阳极，以石墨为阴极，用NaCl溶液做电解液进行电解，得到半导体材
13、料Cu2O和一种清洁能源，则阳极反应式为_，阴极反应式为_。(2)某同学设计如图所示的装置探究金属的腐蚀情况。下列判断合理的是_(填序号)。a区铜片上有气泡产生b区铁片的电极反应式为2Cl2e=Cl2c最先观察到变成红色的区域是区d区和区中铜片的质量均不发生变化(3)最新研究发现，用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水的工艺具有流程简单、能耗较低等优点，其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应生成乙醇和乙酸，总反应式为2CH3CHOH2OCH3CH2OHCH3COOH。实验室中，以一定浓度的乙醛Na2SO4溶液为电解质溶液，模拟乙醛废水的处理过程，其装置如图所示。若以甲烷碱性燃料电池为直流电源，则燃料电池
14、中b极应通入_(填化学式)，电极反应式为_。电解过程中，阴极区Na2SO4的物质的量_(填“增大”、“减小”或“不变”)。在实际工艺处理中，阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入1 m3乙醛含量为3 000 mg/L的废水可得到乙醇_kg(计算结果保留小数点后1位)。参考答案与解析1导学号29160100解析：选C。金属腐蚀的实质是Mne=Mn，均是氧化还原反应，总是金属被氧化；钢铁所处环境多为中性或弱酸性环境，因此其电化学腐蚀以吸氧腐蚀为主。2导学号29160101解析：选C。此题中铁生锈属于吸氧腐蚀。处没有和电解质溶液接触，不能构成原电池，锈蚀速率较慢；处与电解质溶液接触，但处含
15、O2较少，所以处腐蚀最快。3导学号29160102解析：选D。洗过的铁锅在空气中放置，可发生吸氧腐蚀，负极发生的反应是Fe2e=Fe2，正极发生的反应是2H2OO24e=4OH，总反应方程式是2Fe2H2OO2=2Fe(OH)2，而生成的Fe(OH)2又被氧化为Fe(OH)3：4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3。4导学号29160103解析：选B。装置中铁钉处于盐酸的蒸气中，被侵蚀而释放出H2，使左侧液面下降，右侧液面上升；装置中铁钉同样处于盐酸的蒸气中，所不同的是悬挂铁钉的金属丝由铁丝换成了铜丝，由于Fe比Cu活泼，构成铜铁原电池加速铁钉的腐蚀而放出更多的H2，使左侧液面下降得更
16、多，右侧液面上升得更多；装置中虽然悬挂铁钉的还是铜丝，但由于浓硫酸有吸水性而无挥发性，使铁钉处于一种较为干燥的空气中，因而在短时间内铁钉几乎没有被腐蚀。5导学号29160104解析：选C。电子不能在电池内电路流动，只能在外电路中流动，A错；电极b氧气得电子，生成O2，而电极a需要O2做为反应物，故O2由正极(电极b)流向负极(电极a)，B错；甲烷所在电极a为负极，电极反应为CH44O28e=CO22H2O，C正确；1 mol O2得4 mol电子生成2 mol O2，故当固体电解质中有1 mol O2通过时，电子转移2 mol，D错。6导学号29160105解析：选A。形成原电池后，发生吸氧腐
17、蚀。锌铁原电池中，锌做负极，铁做正极，A项错误，B项正确；铜铁原电池中，铜做正极，铁做负极，正极产生的氢氧根离子使酚酞变红，负极产生的Fe2遇K3Fe(CN)6生成蓝色沉淀。7导学号29160106解析：选B。负极的电极反应式为2Cu2OH2e=Cu2OH2O，发生氧化反应；正极的电极反应式为Ag2OH2O2e=2Ag2OH，发生还原反应。在水泥固化过程中，由于自由水分子的减少，溶液中各离子浓度的变化导致电动势变化。8导学号29160107解析：选B。电解硫酸铜溶液时，起始反应为2CuSO42H2O2H2SO4O22Cu，当溶质CuSO4被完全电解后，溶液变为稀硫酸，继续电解时相当于电解水。故
18、向电解后的溶液中加入碱式碳酸铜晶体发生反应：Cu2(OH)2CO32H2SO4=2CuSO4CO23H2O；由题意及向电解液中加入碱式碳酸铜发生反应的方程式知，电解过程中消耗0.3 mol H2O与0.2 mol CuSO4，电解0.2 mol CuSO4的同时有0.2 mol H2O参与电解，由此可知当CuSO4电解完全时，又有0.1 mol H2O被电解；结合前面分析可知，电解过程产生的气体(先电解CuSO4溶液时产生氧气、后电解水时产生氢气和氧气)在标准状况下的总体积为(0.1 mol0.1 mol)22.4 Lmol15.6 L；电解过程中转移电子的物质的量为0.2 mol20.1 m
19、ol20.6 mol。9导学号29160108解析：选D。金属在潮湿的空气中易被腐蚀，但并不一定就是金属与水的反应，A错；化学腐蚀是金属直接与周围接触的物质发生化学反应，金属失电子，被氧化，B错；金属发生化学腐蚀只要有氧化剂即可，C错。10导学号29160109解析：选D。由题意知，该电池是乙醇被氧化，所以乙醇做负极，CH3CH2OH2e=CH3CHO2H，A项错误；消耗0.1 mol O2转移0.4 mol电子，B项错误；电子应该由负极经过外电路流向正极，C项错误。11导学号29160110解析：选C。由O2移动方向可知b为电源正极，A项错误；因b为电源正极，石墨电极上发生氧化反应，B项错误
20、；每生成0.1 mol钛，转移电子0.4 mol，D项错误。12导学号29160111解析：选A。电解饱和食盐水时，阳极上Cl放电：2Cl2e=Cl2；氢氧燃料电池的负极发生氧化反应，应是H2失电子；精炼铜时，粗铜与电源正极相连；钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe2e=Fe2。13导学号29160112解析：选A。由电池装置可知，总反应为2NOO2=2NO2，A正确；O2由正极向负极迁移，Pt电极是正极，发生反应：O24e=2O2，B、C错误；NiO电极是负极，发生反应：NOO22e=NO2，D错误。14导学号29160113解析：选C。根据电子流向可知，电极A为电池的负极，电极B为电池的正
21、极，放电时，Na2S2中S失去电子变为S，负极反应式为2Na2S22e=Na2S42Na，NaBr3可看成NaBrBr2，放电时，Br2得到电子变为Br，正极反应式为NaBr32e2Na=3NaBr，故Na应从左到右通过离子交换膜，A、B项正确；充电时，原电池的负极(A极)应该与直流电源的负极相连接，C项错误；根据正极电极反应式可知，2Na3NaBr，当有0.1 mol Na通过离子交换膜时，B极上产生0.15 mol NaBr，D项正确。15导学号29160114解析：选A。在原电池中活泼金属为负极失电子被氧化，不活泼金属做正极被保护，A项正确；中锌为负极，失电子被氧化，B项错误；中为酸性电
22、解液，不能生成OH，C项错误；亚铁离子与铁氰根离子生成蓝色沉淀，中无亚铁离子生成，故无蓝色沉淀，D项错误。16导学号29160115解析：选C。本题旨在考查原电池和电解池的相关知识。若X为碳棒，开关置于A处，Fe为电解池阴极，被保护，此时铁电极上发生反应2H2e=H2，A、D正确。若X为锌棒，开关置于A处，Fe是电解池阴极，被保护；开关置于B处，Fe是原电池正极，被保护，此时铁电极上发生反应O22H2O4e=4OH，B正确，C错误。17导学号29160116解析：根据实验现象，A极附近产生了具有吸附作用的Fe(OH)3，所以A极与电源正极相连为阳极，Fe失去电子变为Fe2，同时A极附近的水电离
23、产生的OH也失去电子产生O2：2H2O4e=4HO2，产生的O2将Fe2氧化为Fe3而形成Fe(OH)3胶体：4Fe2O210H2O=4Fe(OH)3(胶体)8H。溶液中的H在B极获得电子产生H2：2H2e=H2，电极材料X选择能导电的Cu、Al、石墨均可。若污水导电性不良时，说明溶液中离子浓度较小，加入Na2SO4、KNO3等盐类即可增加其导电性。答案：(1)阳阴(2)石墨(其他合理答案也可)(3)吸附(4)2Fe4e=2Fe24Fe2O210H2O=4Fe(OH)3(胶体)8H(5)Na2SO4(或KNO3等)18导学号29160117解析：(1)Fe2易被氧化成Fe3，加热时需隔绝空气。
24、(2)胶体的特性是丁达尔效应。根据Fe(NO3)3eLi2FeSiO4，生成1 mol Li2FeSiO4转移1 mol电子。(3)负极失电子发生氧化反应，应是嵌有Li的石墨做负极。充电时，Li2FeSiO4在阳极失电子发生氧化反应。(4)该电池组装后没有LiFeSiO4，所以不能放电，充电后产生 LiFeSiO4 才可以放电。答案：(1)防止Fe2被氧化成Fe3(2)用一束强光照射溶液，从侧面能观察到一条光亮的通路1(3)嵌有Li的石墨Li2FeSiO4e=LiFeSiO4Li(4)充电19导学号29160118解析：(5)当转移4 mol e时，甲池将消耗1 mol O2，乙池中Fe电极上
25、生成4 mol Ag。现在乙池中生成0.05 mol Ag，则甲池消耗O222.4 Lmol10.28 L280 mL。答案：(1)原电池电解池(2)负极阳极(3)O22H2O4e=4OH4Ag4e=4Ag(4)4AgNO32H2O4AgO24HNO3(5)28020导学号29160119解析：(1)由于阳极材料为铜，所以铜本身失电子被氧化，由题意知氧化产物为Cu2O，可得阳极反应式为2CuH2O2e=Cu2O2H，阴极上阳离子放电，即溶液中H被还原成清洁能源H2。(2)左半区是原电池装置，发生的是铁的吸氧腐蚀，负极(Fe)：Fe2e=Fe2，正极(Cu)：O22H2O4e=4OH。右半区是电
26、解装置，阳极(Fe)：Fe2e=Fe2，阴极(Cu)：2H2e=H2，由于电解引起腐蚀的速率远大于吸氧腐蚀的速率，因此最先观察到变成红色的区域是区，故选项a、b、c均错误。(3)根据电解液中阳离子的迁移方向，可知c为阳极，d为阴极，因此直流电源上a为正极，通入O2，b为负极，通入CH4，在碱性条件下CH4的氧化产物为CO，由此可写出此电极的电极反应式。在电解过程中，由于SO没有参与放电，且阳离子交换膜不允许阴离子自由通过，因此根据质量守恒可得阴极区Na2SO4的物质的量不变。阴极区发生还原反应，即CH3CHO转化成CH3CH2OH，设生成的乙醇为x kg，根据碳原子守恒可得关系式：CH3CHOCH3CH2OH44463 00010310660%x解得x1.9。答案：(1)2CuH2O2e=Cu2O2H2H2e=H2(2)d(3)CH4CH48e10OH=CO7H2O不变1.9最新精品资料