高考一轮复习练案19 电解池 金属的腐蚀与防护.docx

1、高考一轮复习练案19 电解池 金属的腐蚀与防护练案19 第六章化学反应与能量第19讲电解池金属的腐蚀与防护A组基础必做题1(2019湖南岳阳模拟)很多银纪念币材料为铜芯镀银，依据所掌握的电化学原理知识判断，下列说法正确的是(A)A制作这种银纪念币时，纯银作阳极B银纪念币制作过程中保持电流恒定，升高温度会加快电镀的速率C电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2)保持不变D锌、铜、稀硫酸组成的原电池中，放电一段时间后，铜片质量减小解析铜芯上镀银时，应用铜器作阴极、纯银作阳极，A正确；电镀的速率只与电路中通过电子的速率有关，所以保持电流恒定，升高温度，电镀的速率不变，B错误；电解精炼铜时，粗铜作阳极，粗

2、铜中的Zn、Fe等杂质也失电子产生Zn2、Fe2等，阴极上只析出铜，故溶液中c(Cu2)减小，C错误；铜锌原电池中，铜作正极，其质量不变，D错误。2(2019广东惠州第一次调研)某同学设计如图装置，探究氯碱工业原理，下列说法正确的是(B)A石墨电极与直流电源的负极相连B铜电极的电极反应式为2H2e=H2C氢氧化钠在石墨电极附近产生，Na向石墨电极迁移D用湿润的淀粉KI试纸在铜电极附近检验气体，试纸变蓝色解析氯碱工业的反应原理为2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，而Cu为活性电极，故应将Cu电极与电源的负极相连，石墨电极与电源的正极相连，A错误；Cu电极为阴极，电极反应式为2H2e=H2(或

3、2H2O2e=H22OH)，B正确；电解池中，电解质溶液中的阳离子向阴极移动，则Na向Cu电极迁移，在Cu电极上产生H2，石墨电极的反应为2Cl2e=Cl2，故用湿润的淀粉KI试纸在铜电极附近检验气体，试纸不变色，D错误。3(2019湖北孝感模拟)某同学用下图所示装置进行铜的电解精炼实验(粗铜中有锌、铁、镍、银等杂质，部分导线未画出)，下列说法正确的是(B)Aa应与c相连接，b应与d相连接B电解一段时间，b与d两极析出物质的物质的量相等C电解一段时间，b极附近溶液的pH降低D电解过程中，Y池中Cu2的浓度始终不变解析X池中Zn为负极，接Y池的纯铜，X池中Cu为正极，接Y池的粗铜，故A错误；b极

4、电极反应式为2H2e=H2，d极电极反应式为Cu22e=Cu，所以电解一段时间后，b、d两极析出物质的物质的量相同，故B正确；b极电极反应式为2H2e=H2，电解后pH升高，故C错误；Y池中c极电极反应式为Zn2e=Zn2、Fe2e=Fe2、Cu2e=Cu2，d极电极反应式为Cu22e=Cu，故D错误。4(2019新题预选)用如图装置研究电化学原理，下列分析中错误的是(D)选项连接电极材料分析abAK1K2石墨铁模拟铁的吸氧腐蚀BK1K2锌铁模拟钢铁防护中牺牲阳极的阴极保护法CK1K3石墨铁模拟电解饱和食盐水DK1K3铁石墨模拟钢铁防护中外加电流的阴极保护法解析在中性条件，铁作负极失电子，石墨

5、作正极，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，则Fe发生吸氧腐蚀，故A正确；Zn、Fe形成原电池，Zn作负极被腐蚀，Fe作正极被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法，故B正确，Fe作阴极，阴极上氢离子得电子，石墨作阳极，阳极上氯离子失电子，电解氯化钠溶液生成氢气、氯气和氢氧化钠，故C正确；Fe与正极相连，Fe作阳极，Fe失电子，被腐蚀，Fe不能被保护，故D错误。5(2016北京高考)用石墨电极完成下列电解实验。实验一实验二装置现象a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c处无明显变化两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气泡产生；下列对实验现象的解释或推测不合理的是(B)Aa、d处：2H2O2e=H22OHBb

6、处：2Cl2e=Cl2Cc处发生了反应：Fe2e=Fe2D根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜解析a、d处试纸变蓝，说明溶液显碱性，是溶液中的氢离子得到电子生成氢气，氢氧根离子剩余造成的，故A正确；b处变红，局部褪色，说明是溶液中的氢氧根和氯离子同时放电，分别产生氧气和氯气，氢离子浓度增大，酸性增强，氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性，故B错误；c处为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，故C正确；实验一中a、c形成电解池，d、b形成电解池，所以实验二中相当于形成三个电解池(一个球两面为不同的两极)，m为电解池的阴极，另一球朝m的一面为阳极(n的背面)，相当于电镀，即m上有铜析出，故D项正确。6(2

7、019辽宁大连期末)2017年4月26日，我国第一艘国产001A型航母顺利建成下水，有盐分的海水和空气会对舰体造成腐蚀，因此舰体的防腐处理非常重要。下列关于金属腐蚀和防腐的说法错误的是(B)A可以在舰体外壳装上锌块，用牺牲阳极的阴极保护法防止金属腐蚀B海上舰艇的腐蚀主要是金属的化学腐蚀C刷防锈漆，使金属与空气、水等物质隔离，可防止金属被腐蚀D外加电流，将需要保护的金属与电源的负极相连，可以起到保护金属的作用解析在舰体外壳装上锌块，发生电化学腐蚀时，由于Zn的活泼性强于Fe，Zn作负极被腐蚀，而舰体作正极而受到保护，这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法，A正确；舰体浸在含盐分的海水中，由于海水呈弱碱

8、性，则主要发生电化学腐蚀，即发生吸氧腐蚀，B错误；刷防锈漆，使金属与空气、水等物质隔离，阻断金属发生腐蚀的条件，可防止金属被腐蚀，C正确；将需要保护的金属与电源的负极相连，形成电解池，被保护会属作电解池的阴极，从而得到保护，D正确。7(2019山东平阴、商河等县区联考)如图所示，A、B、C、D均为石墨电极，E、F分别为短周期相邻两种活泼金属元素中的一种单质，且E能与NaOH浴液反应。按图示接通电路，反应一段时间。(1)甲池是_电解池_(填“原电池”或“电解池”)装置，电极A的名称是_阳极_。(2)C极为_阳极_(填“阴极”或“阳极”)，电极反应式为2Cl2e=Cl2 。(3)烧杯中溶液会变蓝的

9、是_a_(填“a”或“b”)(4)F极的名称是_正极_，电极反应式为 O22H2O4e=4OH 。(5)甲池中总反应的离子方程式为2Cu22H2O2CuO24H 。解析E、F分别为短周期相邻两种活泼金属元素中的一种单质，且E能与NaOH溶液反应，则E为Al，F为Mg。(1)Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池中，Al失去电子被氧化生成AlO，则E(Al)电极为负极，F(Mg)电极为正极；甲池和中间U形管均形成电解池，根据电极的连接方式可知，电极A为阳极。(2)U形管是电解池装置，D极连接Al电极(负极)，作阴极，故电极C为阳极，Cl在阳极上发生氧化反应生成Cl2，电极反应式为2Cl2e=Cl2

10、。(3)电极C上Cl发生氧化反应生成Cl2，Cl2通过导管进入淀粉KI溶液，发生反应：2KICl2=2KClI2，反应生成的I2使淀粉溶液变蓝，故a烧杯中溶液会变蓝。(4)F电极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为O22H2O4e=4OH。(5)甲池中A、B电极材料均为石墨，是惰性电极，电解CuSO4溶液时，阴极上Cu2放电生成Cu，阳极上OH放电生成O2，故电池总反应为2Cu22H2O2CuO24H。B组能力提升题8(2019河南中原名校联考)用石墨作电极电解0.1 molL1的NaCl溶液，通电一段时间后发现两极收集的气体体积之比为43(不考虑气体的溶解)，下列说法正确的是(D)A在

11、电解后溶液中注入一定量的盐酸可以使溶液恢复到原始状态B在电解质溶液中通入标准状况下4.48 L的氯化氢气体并注入0.1 mol的水可以使溶液恢复到原始状态C阴极产生的气体的物质的量是阳极产生气体的物质的量的0.75倍D阳极产生的气体的平均摩尔质量为58 g/mol解析分析电解NaCl溶液过程。阴极产生Cl2阴极产生H2，而由得失电子守恒可知生成的Cl2和H2的体积应该相等，现两极收集的气体体积之比为43，说明发生了过度电解，Cl完全放电后OH放电生成O2，假设电解过程中生成了a mol H2、b mol O2、c mol Cl2，则a(bc)43，再由得失电子守恒可知：2a4b2c，解得：a4

12、b2c，则可认为电解消耗的n(HCl)n(H2O)21。当n(HCl)n(H2O)21时，w(HCl)100%80.2%，远大于浓盐酸的最大浓度，A错误；只能知道HCl与H2O对应的比值关系，但无法知道确定值，B错误：用阴极生成H2，阳极生成Cl2和O2，阳极产生的气体的物质的量是阴极产生气体的物质的量的0.75倍，C错误；由于n(Cl2)n(O2)cb21，所以混合气体的平均摩尔质量 g/mol58 g/mol，D正确。9(2019试题调研)下列有关化学装置的说法正确的是(A)A用图1装置处理银器表面的黑斑(Ag2S)，银器表面发生的反应为Ag2S2e=2AgS2B用图2装置电解一段时间后，

13、铜电极部分溶解，溶液中铜离子的浓度基本不变C图3装置中若直流电源的X极为负极，则该装置可实现粗铜的电解精炼D图4装置中若M溶液是海水，则该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”防止铁被腐蚀解析本题考查电化学知识，意在考查考生对电化学知识的应用能力及读图识图能力。题图1装置中，银器、铝与食盐水构成原电池，银器是正极，银器上的As2S发生还原反应生成银，A项正确；题图2装置中，铜电极是阴极，铜不参与电极反应，B项错误；题图3装置中若X极为负极，则粗铜是阴极，电解精炼铜时粗铜应作阳极，C项错误；题图4装置中，铁作阴极被保护，应是“外加电流的阴极保护法”，D项错误。10(2019河南洛阳质检)如图是一种正

14、投入生产的大型蓄电系统。放电前，被膜隔开的电解质为Na2S2和NaBr3，放电后分别变为Na2S4和NaBr。下列叙述正确的是(C)A放电时，负极反应为3NaBr2e=NaBr32NaB充电时，阳极反应为2Na2S22e=Na2S42NaC放电时，Na经过离子交换膜由b池移向a池D用该电池电解饱和食盐水，产生2.24 L H2时，b池生成17.40 g Na2S4解析放电时，负极上Na2S2被氧化生成Na2S4，电极反应式为2Na2S22e=Na2S42Na，A错误；充电时，阳极上NaBr失电子被氧化生成NaBr3，电极反应式为3NaBr2e=NaBr32Na，B错误；放电时，阳离子向正极移动

15、，故Na经过离子交换膜，由b池移向a池，C正确；题目未指明2.24 L H2是否处于标准状况下，无法计算b池中生成Na2S4的质量，D错误。11(2019云南昆明调研)某研究小组设计如图所示装置处理pH为56的污水，下列说法中正确的是(D)A阳极的电极反应式为Fe3e=Fe3B正极的电极反应式为O22H2O4e=4OHC若阴极转移2 mol电子，则负极消耗5.6 L CH4D污水中最终会产生Fe(OH)3，吸附污物而形成沉淀解析由图可知，乙池形成甲烷燃料电池，空气通入电极N，甲烷通入电极M，则电极M是负极，电极N是正极；C电极与电极M相连，Fe电极与电极N相连，则C电极是阴极，Fe电极为阳极，

16、阳极电极反应式为Fe2e=Fe2，A错误。甲烷燃料电池中电解质为熔融碳酸盐，O2在正极发生还原反应，则电极反应式为O22CO24e=2CO，B错误。负极上CH4发生氧化反应生成CO2，C元素由4价升高到4价，据得失电子守恒可知，阴极转移2 mol电子，负极上消耗CH4的物质的量为0.25 mol，在标准状况下的体积为0.25 mol22.4 Lmol15.6 L，题目未指明5.6 L CH4是否处于标准状况下，无法计算其物质的量，C错误。甲池中阳极上生成的Fe2易被氧化生成Fe3，阴极上产生H2，污水的酸性减弱，pH增大，Fe3转化生成的Fe(OH)3吸附污物而形成沉淀，D正确。12(2019

17、黑龙江齐齐哈尔期末)如图所示装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入一块生铁块，放置一段时间。下列有关描述正确的是(C)A生铁块中的碳是原电池的负极B红墨水柱两边的液面变为左低右高C两试管中相同的电极反应式是Fe2e=Fe2Da试管中发生了析氢腐蚀，b试管中发生了吸氧腐蚀解析生铁是铁、碳合金，发生腐蚀时形成原电池，碳是原电池的正极，A错误。a试管中盛有食盐水，生铁块发生吸氧腐蚀，正极发生的反应为O22H2O4e=4OH，反应中消耗O2，a试管内气体压强减小；b试管中盛有氯化铵溶液，由于NH发生水解反应而使溶液呈酸性，生铁块发生析氢腐蚀，正极反应式为2H2e=H2

18、，反应中生成H2，b试管内气体压强增大，红墨水右侧压强大于左侧压强，故两边的液面出现左高右低，B错误。生铁块发生吸氧腐蚀或析氢腐蚀时，Fe均作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2，C正确。由B项分析可知，a试管中发生吸氧腐蚀，b试管中发生析氢腐蚀，D错误。13(2019福建师大附中期末)某同学做如下实验：装置现象电流计指针未发生偏转电流计指针发生偏转下列说法正确的是(C)A“电流计指针未发生偏转”，说明铁片、铁片均未发生任何腐蚀B铁片的电极反应式可能为Fe3e=Fe3C用K3Fe(CN)6溶液检验铁片、附近溶液，可判断装置的正、负极D铁片、所处的电解质溶液浓度相同，所以二者的腐蚀速率相等解析铁片

19、、均被腐蚀，“电流计指针未发生偏转”的原因是两溶液中c(NaCl)相等，腐蚀速率相等，则电流计指针未发生偏转，A错误。“电流计指针发生偏转”说明发生了电化学腐蚀，故铁片的电极反应式可能为Fe2e=Fe2，B错误。用K3Fe(CN)6溶液检验铁片、附近溶液中是否存在Fe2，进一步判断该电池的正、负极，C正确。铁片、所处的电解质溶液浓度相同，但第二个装置中明显产生电流，故铁片的腐蚀速率比铁片的腐蚀速率快，D错误。14(2019山东青岛模拟)下列说法不正确的是(C)A钢铁表面水膜的酸性很弱或呈中性，发生吸氧腐蚀B钢铁表面水膜的酸性较强，发生析氢腐蚀C将锌板换成铜板对钢闸门保护效果更好D钢闸门作为阴极

20、而受到保护解析当钢铁表面的水膜酸性很弱或显中性时，铁在负极放电，氧气在正极上放电，发生的是钢铁的吸氧腐蚀，A正确；当钢铁表面的水膜酸性较强时，铁在负极放电，水膜中的氢离子在正极放电生成氢气，发生的是析氢腐蚀，B正确；在原电池中，正极被保护，当将锌板换成铜板后，铜作正极被保护，钢闸门作负极被腐蚀，起不到对钢闸门的保护作用，C错误；在电解池中，阴极被保护，故要保护钢闸门，就要将钢闸门与电池负极相连接作电解池的阴极，D正确。15如图所示，甲池的总反应式为N2H4O2=N22H2O。下列关于该电池工作时的说法正确的是(C)A甲池中负极反应为N2H44e=N24HB甲池溶液pH不变，乙池溶液pH减小C反

21、应一段时间后，向乙池中加一定量CuO固体，能使CuSO4溶液恢复到原浓度D甲池中消耗2.24 L O2，乙池中理论上最多产生12.8 g固体解析甲池为原电池，对应的电极反应式：正极为O24e2H2O=4OH，负极为N2H44e4OH=N24H2O，故A错误；甲池中因反应生成水使溶液pH减小，乙池中因反应生成酸使溶液pH减小，故B错误；乙池为电解池，由于CuSO4过量，故其电解总反应的离子方程式为2Cu22H2O2Cu4HO2，两极析出的分别是Cu和O2，因而加一定量CuO后溶液能够复原，故C正确；选项中没说明是否是标准状况，所以气体的物质的量无法计算，则乙中生成的固体的质量也无法计算，故D错误

22、。16(1)(2018天津理综)CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题：O2辅助的AlCO2电池工作原理如图所示。该电池电容量大，能有效利用CO2，电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。电池的负极反应式：Al3e=Al3(或2Al6e=2Al3) 。电池的正极反应式：6O26e=6O；6CO26O=3C2O6O2。反应过程中O2的作用是_催化剂_。该电池的总反应式：2Al6CO2=Al2(C2O4)3 。(2)某小组同学设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾。X极与电源的_正_(填“正”或“负”)极相连，氢气从_C_(填“A”“B”“C

23、”或“D”)口导出。离子交换膜只允许一类离子通过，则M为_阴离子_(填“阴离子”或“阳离子”，下同)交换膜，N为_阳离子_交换膜。若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池(石墨为电极)，则电池负极的电极反应式为：H22e2OH=2H2O 。若在标准状况下，制得11.2 L氢气，则生成硫酸的质量是_49_g_，转移的电子数为_6.021023_。(3)(2019阳泉模拟)如图所示，若电解5 min时，测得铜电极的质量增加2.16 g。试回答下列问题：电源中X极是_负_(填“正”或“负”)极。通电5 min时，B中共收集到224 mL(标准状况)气体，溶液体积为200 mL(电解前后溶

24、液的体积变化忽略不计)，则通电前c(CuSO4)_0.025_molL1_。若A中KCl溶液的体积也是200 mL，常温下，电解后溶液中仍有Cl，则电解后溶液的pH_13_。解析(1)O2辅助的AlCO2电池中，Al是活泼金属，作负极，发生氧化反应，电极反应式为Al3e=Al3。由电池的正极反应式可知，O2先生成O，O与CO2反应生成C2O和O2，据此推测，该过程中O2的作用是催化剂。根据正、负极反应式及得失电子守恒得电池的总反应式为2Al6CO2=Al2(C2O4)3。(2)略。(3)铜极增重，说明银在铜极析出，则铜极为阴极，X为负极。C中铜极增重2.16 g，即析出0.02 mol Ag，线路中通过0.02 mol电子；由4eO2可知，B中产生的O2只有0.005 mol，即112 mL；但B中共收集到224 mL气体，说明还有112 mL是H2，即Cu2全部在阴极放电后，H接着放电产生了112 mL H2，则通过0.01 mol电子时，Cu2已被电解完；由2eCu，可知n(Cu2)0.005 mol，则c(CuSO4)0.025 molL1。由4e4OH知，A中生成0.02 mol OH，则c(OH)0.1 molL1，pH13。