届苏教版 电解池 金属的电化学腐蚀与防护 单元测试Word文档下载推荐.docx

届苏教版 电解池 金属的电化学腐蚀与防护 单元测试Word文档下载推荐.docx

《届苏教版 电解池 金属的电化学腐蚀与防护 单元测试Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《届苏教版 电解池 金属的电化学腐蚀与防护 单元测试Word文档下载推荐.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

C．先只闭合K1，一段时间后，漏斗内液面上升，然后再只闭合K2，漏斗内液面上升

D．只闭合K2，U形管左、右两端液面均下降

4．下列说法正确的是（　　）。

A

钢闸门容易被腐蚀

B

a、b均为惰性电极，b极反应是：

O2＋4OH－－4e－===2H2O

C

阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1　

D

电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加

5.大功率的镍氢电池使用在油电混合动力车辆中。

镍氢电池NiMH电池正极板材料为NiOOH，负极板材料为吸氢合金。

下列关于该电池的说法中正确的是（　　）。

A．放电时电池内部H＋向负极移动

B．充电时，将电池的负极与外接电源的正极相连

C．充电时阳极反应为Ni（OH）2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O

D．放电时负极的电极反应式为MHn－ne－===M＋nH＋

6．（2018年广东潮州联考）工业上，在强碱性条件下用电解法除去废水中的CN－，装置如下图所示，依次发生的反应有：

①CN－－2e－＋2OH－===CNO－＋H2O

②2Cl－－2e－===Cl2↑

③3Cl2＋2CNO－＋8OH－===N2＋6Cl－＋2CO

＋4H2O

下列说法正确的是（　　）。

A．铁电极上发生的反应为Fe－2e－===Fe2＋

B．通电过程中溶液pH不断增大

C．为了使电解池连续工作，需要不断补充NaCl

D．除去1molCN－，外电路至少需转移5mol电子

7．（2018届安徽安庆六校联考）下列图示中关于铜电极的连接错误的是（　　）。

ABCD

二、非选择题

8．（2018届北京海淀期末）某小组同学利用下图装置对电解氯化铜实验进行了研究。

装置

现象

电解一段时间时，阳极石墨表面产生气体，阴极石墨上附着红色物质，烧杯壁变热，溶液由蓝色变为绿色

（1）甲认为电解过程中阳极产生的________是溶液变绿的原因，写出产生该物质的电极反应式：

__________________________________。

（2）乙查阅资料，CuCl2溶液中存在平衡：

Cu2＋＋4Cl－

[CuCl4]2－（黄色）　ΔH＞0。

据此乙认为：

电解过程中，[CuCl4]2－（黄色）浓度增大，与CuCl2蓝色溶液混合呈绿色。

乙依据平衡移动原理推测在电解过程中[CuCl4]2－浓度增大的原因：

_________________________________

______________________________________________________________________________。

（3）丙改用下图装置，在相同条件下电解CuCl2溶液，对溶液变色现象继续探究。

电解相同时间时，阳极石墨表面产生气泡，溶液仍为蓝色；

阴极石墨上附着红色物质，溶液由蓝色变为绿色；

U形管变热，冷却后阴极附近溶液仍为绿色

丙通过对现象分析证实了甲和乙的观点均不是溶液变绿的主要原因。

丙否定甲的依据是____________________，否定乙的依据是____________________。

（4）丙继续查阅资料：

ⅰ.电解CuCl2溶液时可能产生[CuCl2]－，[CuCl2]－掺杂Cu2＋后呈黄色。

ⅱ.稀释含[CuCl2]－的溶液生成CuCl白色沉淀。

据此，丙认为：

电解过程中，产生[CuCl2]－掺杂Cu2＋后呈黄色，与CuCl2蓝色溶液混合呈绿色。

丙进行如下实验：

a．取电解后绿色溶液2mL，加20mL水稀释，静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。

b．另取少量氯化铜晶体和铜粉，向其中加2mL浓盐酸，加热获得含[CuCl2]－的黄色溶液。

c．冷却后向上述溶液……

d．取c中2mL溶液，加20mL水稀释，静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。

①a的目的是____________________________________________。

②写出b中生成[CuCl2]－的离子方程式：

③补充c中必要的操作及现象：

_______________________________________________

__________________________________________________________________________。

丙据此得出结论：

电解时阴极附近生成[CuCl2]－是导致溶液变绿的原因。

9．（2018届江西师大附中月考）Ⅰ.氮肥的使用在提高粮食产量的同时，也导致了土壤、水体污染等环境问题。

（1）长期过量使用铵态化肥NH4Cl，易导致土壤酸化，请用化学用语解释原因：

____________________________________。

（2）工业上处理氨氮废水的方法是采用电解法将NO

转化为N2，部分装置如下图所示。

B极的电极反应方程式是________________________________________。

（3）常温下，除去60L废水中的62mgNO

后，废水的pH＝________。

Ⅱ.如下图所示C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。

将电源接通后，向乙中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色。

（1）若用甲醇、空气燃料电池作电源，电解质为KOH溶液，则A极的电极反应式为______________________________。

（2）欲用丙装置给铜镀银，银应该是________电极（填“G”或“H”）。

（3）丁装置中Y极附近红褐色变________（填“深”或“浅”）。

（4）通电一段时间后，C、D、E、F电极均有单质生成，其物质的量之比为__________。

10．Ⅰ.某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。

（1）如图1所示为某实验小组设计的原电池装置，反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12g，导线中通过________mol电子。

图1

（2）如图1，其他条件不变，若将乙烧杯中的CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，则石墨电极的电极反应方程式为____________________________________。

（3）如图2，其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n形，乙装置中与铜丝相连的石墨电极上发生的反应方程式为____________________________。

图2

Ⅱ.氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。

回答下列问题：

（1）与汽油等燃料相比，氢气作为燃料的两个明显的优点是________________________（写两点）。

（2）化工生产的副产品也是氢气的来源。

电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气。

总反应方程式为Fe＋2H2O＋2OH－

FeO

＋3H2↑，工作原理如图3所示。

装置通电后，铁电极附近生成紫红色的FeO

，镍电极有气泡产生。

若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。

已知：

Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。

图3　图4

①电解一段时间后，c（OH－）降低的区域在__________（填“阴极室”或“阳极室”）。

②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是___________________。

③c（Na2FeO4）随初始c（NaOH）的变化如图4所示，任选M、N两点中的一点，分析c（Na2FeO4）低于最高值的原因：

_______________________________________________。

11．（2017届福建厦大附中月考）下图所示甲、乙是电化学实验装置。

（1）若甲、乙两烧杯中均盛有NaCl溶液。

①甲中石墨棒上的电极反应式为__________________________________。

②乙中总反应的离子方程式为____________________________________。

③将湿润的淀粉KI试纸放在乙烧杯上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为过量的Cl2氧化了生成的I2。

若反应中Cl2和I2的物质的量之比为5∶1，且生成两种酸，该反应的化学方程式为________________________________。

（2）若甲、乙两烧杯中均盛有CuSO4溶液。

①甲中铁棒上的电极反应式为__________________________。

②如果起始时乙中盛有200mLpH＝5的CuSO4溶液（25℃），一段时间后溶液的pH变为1，若要使溶液恢复到电解前的状态，可向溶液中加入________（填写物质的化学式）________g。

答案及解析

1．C　解析：

C1极生成Fe3＋，应发生氧化反应，为阳极，C2极生成氢气，为阴极，发生还原反应，故A正确；

电解池中生成的FeCl3可作为反应池的反应物，则FeCl3溶液可循环利用，故B正确；

由装置可知反应池中的反应物为H2S和FeCl3，反应的化学方程式为H2S＋2FeCl3===2FeCl2＋S↓＋2HCl，离子方程式为2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋，故C错误；

电解池中亚铁离子失去电子，氢离子得到电子，电解池总反应的离子方程式为2Fe2＋＋2H＋

2Fe3＋＋H2↑，故D正确。

2．D　解析：

防止铁钉锈蚀时铁钉应接电源负极，A错误；

Zn电极放于CuSO4溶液中，二者直接发生置换反应而不能构成原电池，B错误；

Cu—CuSO4溶液—Ag不能构成原电池，C错误；

直流电源右端为阳极，发生反应：

2Cl－－2e－===Cl2↑，可用KI淀粉溶液检验Cl2产生，阴极发生反应：

2H＋＋2e－===H2↑，同时溶液中c（OH－）增大，酚酞溶液变红，D正确。

3．A　解析：

金属腐蚀速率：

电解池的阳极>

原电池的负极>

化学腐蚀>

原电池的正极>

电解池的阴极，闭合K3，是原电池，铁作负极，闭合K2，是电解池，铁作阴极，闭合K1，铁作阳极，因此腐蚀速率是只闭合K1>

只闭合K2，故A错误；

只闭合K3，发生吸氧腐蚀，正极：

O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故B正确；

只闭合K1，铁作阳极，阳极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，U形管中气体压强增大，因此漏斗中液面上升，然后只闭合K2，铁作阴极，阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，阳极反应式为2Cl－2e－===Cl2↑，U形管中气体压强增大，漏斗中液面上升，故C、D正确。

4．D　解析：

A是外接电源的阴极保护法，钢闸门不容易被腐蚀，故A错误；

B是氢氧燃料电池，b为正极，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故B错误；

C是电解H2OCO2混合气体制备H2和CO，总反应为H2O＋CO2

H2＋CO＋O2，阴极产生H2、CO，阳极产生氧气，阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是2∶1，故C错误；

D项甲池中的Zn2＋通过阳离子交换膜进入乙池，乙池中发生反应：

Cu2＋＋2e－===Cu，为了保持溶液呈电中性，进入乙池的Zn2＋与放电的Cu2＋的物质的量相等，而Zn的摩尔质量大于Cu，故乙池溶液总质量增大，故D正确。

5．C　解析：

放电时电池内部H＋向正极移动，故A错误；

充电时，将电池的负极与外接电源的负极相连，故B错误；

原电池正极反应为NiOOH＋H2O＋e－===Ni（OH）2＋OH－，则充电时阳极反应为Ni（OH）2－e－＋OH－===NiOOH＋H2O，故C正确；

放电时负极的电极反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2O，故D错误。

6．D　解析：

A项，金属铁是阴极，铁电极上发生的是还原反应，故A错误；

B项，根据反应①③可知，OH－被不断地消耗，所以通电过程中溶液pH不断减小，故B错误；

C项，根据电极反应式，为了使电解池连续工作，需要补充氢氧化钠，故C错误；

D项，根据反应③，除去1molCNO－，消耗1.5mol氯气，转移电子3mol，再根据反应①，除去1molCN－，转移电子2mol，所以外电路至少需转移5mol电子，故D正确。

7．C　解析：

A项，锌比铜活泼，锌作负极，铜作正极，连接正确；

B项，电解精炼铜，粗铜作阳极，纯铜作阴极，连接正确；

C项，电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，连接错误；

D项，电解氯化铜，铜作阴极，石墨作阳极，连接正确。

8．

（1）Cl2　2Cl－－2e－===Cl2↑

（2）电解过程放热导致溶液温度升高，使Cu2＋＋4Cl－

[CuCl4]2－平衡正向移动

（3）阳极附近溶液仍为蓝色　U形管冷却后阴极附近溶液仍为绿色

（4）①证明在上述实验条件下，电解后的绿色溶液中存在[CuCl2]－

②Cu2＋＋4Cl－＋Cu===2[CuCl2]－。

③加入CuCl2蓝色溶液，直至溶液颜色与电解后绿色溶液基本相同

解析：

（1）电解过程中阳极发生氧化反应，溶液中的氯离子放电生成氯气，氯气溶于水，溶液可能呈现绿色。

（2）电解过程放热导致温度升高，使Cu2＋＋4Cl－

[CuCl4]2－平衡正向移动，[CuCl4]2－浓度增大。

（3）阳极生成了氯气，但阳极附近溶液仍为蓝色，说明不是生成氯气的缘故；

[CuCl4]2－（黄色）　ΔH＞0，温度降低，平衡逆向移动，溶液应该呈现蓝色，但U形管冷却后阴极附近溶液仍为绿色，因此乙的推断也不正确。

9．Ⅰ.

（1）NH

＋H2O

NH3·

H2O＋H＋

（2）2NO

＋10e－＋6H2O===N2↑＋12OH－

（3）10

Ⅱ.

（1）O2＋4e－＋2H2O===4OH－　

（2）G　（3）深　（4）1∶2∶2∶2

Ⅰ.

（2）①B极发生还原反应，NO

转化为N2，电极反应式为2NO

＋10e－＋6H2O===N2↑＋12OH－。

（3）62mg硝酸根的物质的量是0.001mol，根据电极反应式可知生成0.006mol氢氧根，浓度是

＝0.0001mol·

L－1，因此pH＝10。

Ⅱ.

（1）向乙中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色，说明F极附近有大量氢氧根离子，由此得出F极上氢离子放电生成氢气，所以F极是阴极，则电源B极是负极，A极是正极，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。

（2）若用丙装置给铜镀银，G应该是Ag，H是铜，电镀液是AgNO3溶液。

（3）丁装置中Y电极是阴极，氢氧化铁胶体的胶粒带正电荷，Y极附近红褐色变深。

（4）甲装置中C电极上氢氧根离子放电生成氧气，D电极上铜离子放电生成铜单质，E电极上氯离子放电生成氯气，F电极上氢离子放电生成氢气，所以C、D、E、F电极均有单质生成。

生成1mol氧气转移4mol电子，生成1mol铜转移2mol电子，生成1mol氯气转移2mol电子，生成1mol氢气转移2mol电子，所以转移相同物质的量的电子时生成单质的物质的量之比为1∶2∶2∶2。

10．Ⅰ.

（1）0.2　

（2）2NH

＋2e－===2NH3↑＋H2↑

（3）2Cl－－2e－===Cl2↑

Ⅱ.

（1）燃烧热值高、燃烧无污染、是可再生能源（写两点即可）

（2）①阳极室

②防止生成的H2与高铁酸钠反应，使高铁酸钠的产率降低

③M点：

氢氧根浓度偏小，高铁酸钠的稳定性差，且反应较慢（或N点：

氢氧根浓度较大，铁电极上容易生成氢氧化铁，使高铁酸钠的产率降低）

Ⅰ.

（1）图1为原电池反应，Fe为负极，发生反应Fe－2e－===Fe2＋，石墨为正极，发生反应Cu2＋＋2e－===Cu，总反应式为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。

一段时间后，两电极质量相差12g，则

Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu　　质量差Δm　　转移电子

56g　　　　　　64g　56g＋64g＝120g　2mol

　　　　　　　　　　　12g　　　　　　n

则n＝0.2mol。

（2）若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，溶液呈酸性，铵根在正极放电，电极反应式为2NH

＋2e－===2NH3↑＋H2↑。

（3）若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n形，甲装置发生铁的吸氧腐蚀，铁为负极，铜为正极，则乙装置石墨为阳极，石墨

（1）为阴极，乙为电解池装置，阳极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑。

Ⅱ.

（2）①根据题意镍电极有气泡产生是氢离子放电生成氢气，铁电极发生氧化反应，溶液中的氢氧根离子减少，因此电解一段时间后，c（OH－）降低的区域在阳极室。

②氢气具有还原性，根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。

故电解过程中须将阴极产生的气体及时排出，防止Na2FeO4与H2反应使产率降低。

③根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，在M点，c（OH－）低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢，在N点：

c（OH－）过高，铁电极上有氢氧化铁生成，使Na2FeO4产率降低。

11．

（1）①2H2O＋O2＋4e－===4OH－

②2Cl－＋2H2O

H2↑＋Cl2↑＋2OH－

③5Cl2＋I2＋6H2O===10HCl＋2HIO3

（2）①Fe－2e－===Fe2＋

②CuO（或CuCO3）　0.8（或1.24）

（1）若甲、乙两烧杯中均盛有NaCl溶液。

①甲为铁的吸氧腐蚀，石墨是正极，石墨棒上的电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－。

②根据电子流向，石墨是阳极，乙为用惰性电极电解氯化钠溶液，乙中总反应的离子方程式为2Cl－＋2H2O

H2↑＋Cl2↑＋2OH－。

③根据电子守恒，5mol氯气失电子10mol,2molI2得电子10mol，碘的化合价升高为＋5价，该反应的化学方程式为5Cl2＋I2＋6H2O===10HCl＋2HIO3。

①甲为原电池，铁为负极，铁棒上的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋。

②由2CuSO4＋2H2O

2Cu＋O2↑＋2H2SO4，要使溶液恢复原状态，可加入CuO（或CuCO3），一段时间后溶液的pH变为1，则c（H＋）＝0.1mol·

L－1，n（H＋）＝0.2L×

0.1mol·

L－1＝0.02mol，则由电解反应可知析出的Cu的物质的量为0.01mol，由Cu原子守恒可知，m（CuO）＝0.01mol×

80g·

mol－1＝0.8g，或m（CuCO3）＝0.01mol×

124g·

mol－1＝1.24g。