鲁科版高中化学 电解池 金属的电化学腐蚀与防护 名师精编单元测试.docx
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鲁科版高中化学电解池金属的电化学腐蚀与防护名师精编单元测试
电解池金属的电化学腐蚀与防护
一、选择题
1．下列事实与电化学原理无关的是（ ）
A．金属钠与氧气反应生成过氧化钠
B．铁制器件在潮湿空气中生锈
C．镀锌铁片比镀锡铁片更耐腐蚀
D．远洋海轮的外壳连接锌块可保护轮船不受腐蚀
解析：
金属钠与氧气反应生成过氧化钠，与原电池无关，故A正确；铁在潮湿空气中形成原电池发生吸氧腐蚀，故B错误；镀锌铁发生金属被腐蚀现象时，因Zn比Fe活泼，Zn被腐蚀，镀锡铁破损后发生电化腐蚀，因Fe比Sn活泼，因而是铁被腐蚀，所以，镀锌铁比镀锡铁耐用，故C错误；原电池中活泼金属做负极，腐蚀锌，保护了锌，故D错误。
答案：
A
2．取一张用饱和NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为白色，外圈呈浅红色。
则下列说法错误的是（ ）
A．b电极是阴极
B．a电极与电源的正极相连接
C．电解过程中，水是氧化剂
D．b电极附近溶液的pH变小
解析：
电解饱和NaCl溶液，阳极生成Cl2，Cl2与水反应生成HClO和HCl，HClO具有漂白性，盐酸具有酸性，可使pH试纸变红色，HClO又可将红色漂白，故内圆为白色，外圈为红色，可推出a为阳极，A正确；a为阳极与电源正极相连，B正确；电解过程中，H2O得电子，为氧化剂，C正确；b电极附近有OH－生成，pH增大，D错误。
答案：
D
3．下列有关电化学装置完全正确的是（ ）
A
B
C
D
铜的精炼
铁上镀银
防止Fe被腐蚀
构成铜锌原电池
解析：
电解精炼铜时，应该用粗铜作阳极，纯铜作阴极，A错误；铁上镀银时，应该用银作阳极，铁作阴极，B错误；C是外加电流的阴极保护法，正确；铜锌原电池中，锌应插入硫酸锌溶液中，铜应插入硫酸铜溶液中，D错误。
答案：
C
4．（2017·海南卷）一种电化学制备NH3的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H＋。
下列叙述错误的是（ ）
A．Pd电极b为阴极
B．阴极的反应式为N2＋6H＋＋6e－===2NH3
C．H＋由阳极向阴极迁移
D．陶瓷可以隔离N2和H2
解析：
此装置为电解池，总反应式是N2＋3H2===2NH3，Pd电极b上是氢气发生氧化反应，即氢气失去电子化合价升高，Pd电极b为阳极，故A错误；根据A选项分析，Pd电极a为阴极，反应式为N2＋6H＋＋6e－===2NH3，故B正确；根据电解池的原理，阳离子在阴极上放电，即有阳极移向阴极，故C正确；根据装置图，陶瓷可以隔离N2和H2，故D正确。
答案：
A
5．烧杯A中盛放0.1mol·L－1的H2SO4溶液，烧杯B中盛放0.1mol·L－1的CuCl2溶液（两种溶液均足量），组成的装置如图所示。
下列说法不正确的是（ ）
A．A为原电池，B为电解池
B．A为电解池，B为原电池
C．当A烧杯中产生0.1mol气体时，B烧杯中产生气体的物质的量也为0.1mol
D．经过一段时间，B烧杯中溶液的pH增大
解析：
构成A装置的是活泼性不同的两电极，两电极均浸在电解质溶液中，两极形成了闭合回路，所以A装置为原电池装置，且A装置为B装置提供电能。
A装置中的电极反应式：
正极：
2H＋＋2e－===H2↑，负极：
Fe－2e－===Fe2＋。
B装置中的电极反应式：
阴极：
Cu2＋＋2e－===Cu，阳极：
2Cl－－2e－===Cl2↑。
装置B是电解氯化铜溶液，铜离子浓度减小，水解程度减小，溶液的pH增大。
答案：
B
6．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Al－3e－＋6OH－===Al2O3＋H2O
B．随着电解的进行，溶液的pH逐渐增大
C．当阴极生成气体3.36L（标准状况）时，阳极增重2.4g
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知电解总反应方程式为2Al＋3H2O
Al2O3＋3H2↑，H2O减少，溶液的pH逐渐减小，B错误；阴极反应为2H＋＋2e－===H2↑，H2的物质的量为3.36L÷22.4L·mol－1＝0.15mol，则转移电子为2×0.15mol＝0.3mol，阳极反应为Al－3e－===Al3＋。
根据差量法进行计算：
设阳极增重的质量为x。
2Al＋3H2O===Al2O3＋3H2～6e－ Δm
6 48
0.3 x
＝
，解得x＝2.4g，即阳极增重2.4g，C正确；根据电流的方向可知，阳离子移向阴极，所以H＋移向石墨电极，D错误。
答案：
C
7．把物质的量均为0.1mol的CuCl2和H2SO4溶于水制成100mL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0.2mol
C．阴极质量增加3.2g
D．电解后剩余溶液中硫酸的浓度为1mol·L－1
解析：
阳极开始产生Cl2，后产生O2，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0.2molH2，阳极产生0.1molCl2和0.1molO2，则转移电子数为0.6NA，A正确、B错误；阴极析出铜0.1mol，即6.4g，C错误；电解后溶液的体积未知，故不能计算浓度，D错误。
答案：
A
8．1L某溶液中含有的离子如下表：
离 子
Cu2＋
Al3＋
NO
Cl－
物质的量浓度/（mol·L－1）
1
1
a
1
用惰性电极电解该溶液，当电路中有3mole－通过时（忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象），下列说法正确的是（ ）
A．电解后溶液呈酸性
B．a＝3
C．阳极生成1.5molCl2
D．阴极析出的金属是铜与铝
解析：
1molCu2＋放电的过程中，另一极Cl－和OH－各放电1mol，故溶液显酸性，A正确；根据电荷守恒可推知a＝4，B不正确；Cl－的物质的量为1mol，阳极不会产生1.5molCl2，C不正确；铝较活泼，在溶液中Al3＋不会放电，D不正确。
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。
下列说法不正确的是（ ）
已知：
①Ni2＋在弱酸性溶液中发生水解；
②氧化性：
Ni2＋（高浓度）＞H＋＞Ni2＋（低浓度）。
A．碳棒上发生的电极反应：
4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
B．电解过程中，B室中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减小
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：
4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；阴极：
Ni2＋＋2e－===Ni、2H＋＋2e－===H2↑，A项正确；由于C室中Ni2＋、H＋不断减少，Cl－通过阴离子膜从C室移向B室，A室中OH－不断减少，Na＋通过阳离子膜从A室移向B室，所以B室中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大，B错误；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，C正确；若去掉阳离子膜，在阳极Cl－首先放电生成Cl2，反应总方程式发生改变，D正确。
答案：
B
二、非选择题
10．Ⅰ.如图所示的是探究金属腐蚀条件的实验装置图，请分析实验并回答下列问题：
（1）若起始时甲、乙、丙3套装置的导管中液面高度相同，过一段时间后液面最高的是________。
（2）通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越________（填“高”或“低”），钢铁越易腐蚀。
（3）乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为
______________________________________________________。
Ⅱ.利用化学反应：
2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，请你选择合适的电极材料和电解质溶液，设计一个原电池。
可供选择的电极材料：
铁棒、铜棒、石墨棒。
可供选择的电解质溶液：
CuCl2溶液、FeCl2溶液、FeCl3溶液。
请填写下列空白：
（1）选择________作正极材料，________作负极材料；选择________作电解质溶液。
（2）写出有关的电极反应式：
正极：
_______________________________________________；
负极：
________________________________________________。
解析：
Ⅰ.
（1）甲、乙、丙3套装置中的乙装置形成了原电池，铁作负极失电子，碳作正极，氧气得电子，使试管内压强降低，所以乙中导管中液面上升最高。
（2）通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越高，越易形成原电池造成钢铁的腐蚀。
（3）乙装置形成了原电池，碳作正极，氧气得电子，电极反应式：
2H2O＋O2＋4e－===4OH－。
Ⅱ.把氧化还原反应2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2拆成两个半反应：
2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，还原反应，是正极的反应式；Cu－2e－===Cu2＋，氧化反应，是负极的反应式；含Fe3＋的溶液作电解液，活泼性不同的金属或非金属作两极，其中铜棒作负极。
答案：
Ⅰ.
（1）乙
（2）高 （3）2H2O＋O2＋4e－===4OH－
Ⅱ.
（1）石墨棒 铜棒 FeCl3溶液
（2）2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ Cu－2e－===Cu2＋
11．电解原理在化学工业中有广泛应用。
如图表示一个电解池，装有电解液a，X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。
请回答以下问题：
（1）若X、Y都是惰性电极，a是AgNO3溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴石蕊试液，则：
①电解池中Y电极上的电极反应式为_____________________
______________________________________________________。
在Y电极附近观察到的实验现象是_____________________
_____________________________________________________；
检验该电极反应产物的方法是_____________________________
______________________________________________________。
②X电极上的电极反应式为_____________________________。
（2）如要用电解方法精炼粗镍，电解液a选用Ni（NO3）2溶液，则：
①X电极的材料是_________，电极反应式为________________，②Y极的材料是________，电极反应式为_________________（说明：
杂质发生的电极反应不必写出）。
解析：
（1）用惰性电极电解AgNO3溶液时，阳极反应：
2H2O－4e－===4H＋＋O2↑；阴极反应：
4Ag＋＋4e－===4Ag。
与电源正极相连的电极为阳极，反之为阴极。
所以X为阴极，Y为阳极。
Y电极在反应过程中消耗了H2O电离出的OH－，生成了H＋，溶液呈酸性，加入石蕊试液显红色，Y电极产生氧气，能使带火星的木条复燃；X电极产
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