高三化学基础强化训练 专题6 第3单元 电解池 金属的腐蚀与防护.docx

1、高三化学基础强化训练 专题6 第3单元 电解池 金属的腐蚀与防护对接高考高考命题常设误区汇总设误选项摘录设误角度诊断1.电流通过KCl溶液，不会发生氧化还原反应(2011大连模拟)认为电解不发生化学反应2.电解MgCl2溶液所发生反应的离子方程式为：2Cl2HCl2H2(2011济宁模拟)只注意电极产物，忽视电解质溶液的变化，错误书写电解反应方程式3右图电解池在工作中，其阳 极发生的反应为：2Cl2e =Cl2(2011徐州模拟)书写电极反应式时，不注意阳极是惰性材料还是活性材料4.用石墨做电极电解CuSO4溶液，通电一段时间后，欲使电解液恢复到原状态，应向溶液中加入适量的Cu(OH)2(20

2、11安徽高考)对电解后的溶液恢复到起始状态时，只注重溶质物质的量的分析，而不注意溶液体积的变化5.电解精炼铜时，若阴极得到的电子数为2NA个，则阳极质量减少64 g(2010四川高考)电解精炼中，忽视阳极材料中较活泼金属的放电，盲目利用电子得失守恒进行计算随堂强化落实1下列关于电解的叙述中，正确的是()电解是把电能转变成化学能电解是把化学能转变成电能电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理 变化某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现 任何水溶液电解时，必将导致氧化还原反应A BC D解析：把化学能转变成电能的装置是原电池；只要电解，必将发生氧化还原反应，即一定发生化学变化；一些不能自

3、发进行的反应，可以借助电解来实现，故选D项。答案：D2.(2011广东高考)某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是()Aa 和 b 不连接时，铁片上会有金属铜析出来源:学科网Ba 和 b 用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu22e=CuC无论 a 和 b 是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色Da 和 b 分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2向铜电极移动解析：本题考查电化学，意在考查考生对原电池、电解池的电极反应、现象和电极反应式的书写等的掌握情况。a、b不连接，未形成原电池，Cu2与Fe在接触面上直接反应，A项正确；a、b用导线连接，铜片作正极，Cu

4、2在该电极上得电子，B项正确；a、b连接与否，溶液中的Cu2均得电子发生还原反应生成Cu，Fe均失电子发生氧化反应生成Fe2，故溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色，C项正确；a与电源正极相连时，Cu片作阳极，Cu2向Fe电极移动，D项错误。答案：D3下列有关金属腐蚀与防护的说法不正确的是()A钢铁在弱碱性条件下发生电化学腐蚀的正极反应是：O22H2O4e=4OHB当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用C在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法D可将地下输油钢管与外加直流电源的负极相连以保护它不受腐蚀解析：弱碱性条件下，钢铁发生吸氧腐蚀，A正确；当镀层破损时，锡、铁可

5、形成原电池，铁作负极，加快了铁的腐蚀，B错误；铁、锌、海水形成原电池，锌失去电子作负极，从而保护了铁，C正确；采用外加电流的阴极保护法时，被保护金属与直流电源的负极相连，D正确。答案：B4(2011济南模拟)在铜片上镀银时，下列叙述正确的是()将铜片接在电源的正极上将银片接在电源的正极上在铜片上发生的反应是：Age=Ag在银片上发生的反应是：4OH4e=O22H2O需用硫酸铜溶液为电渡液需用硝酸银溶液为电镀液A BC D解析：在铜片上镀银时，需将铜片接在电源的负极上，将银片接在电源的正极上，用硝酸银溶液作电镀液。在铜片上发生的反应是：Age=Ag，在银片上发生的反应是：Age=Ag。答案：B5

6、(2011苏州模拟)用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间后，再加入W，能使溶液恢复到电解前的状态，则下列符合题意的一组是()组号XYZWACFeNaClH2OBPtCu来源:学科网ZXXKCuSO4CuSO4溶液来源:学|科|网CCCH2SO4H2ODAgFeAgNO3AgNO3晶体解析：A项应通入HCl(g)；B项中应加入CuO(s)；D项中AgNO3溶液浓度不变；C项中H2O被电解，故加水可恢复。答案：C6.如图所示，A、F为石墨电极，B、E为铁片电极。按要求回答下列问题。(1)打开K2，闭合K1，B为_极，A的电极反应式为：_，可观察到的现象是_。(2)打开K1，闭合K2，E为_

7、极，F极的电极反应式为：_；检验F极产生气体的方法是_。(3)若往U形管中滴加酚酞，进行(1)(2)操作时，A、B、E、F电极周围能变红的是_，原因是_。解析：(1)当打开K2，闭合K1时，铁片、石墨和NaCl溶液构成原电池，负极为铁，电极反应式为：Fe2e=Fe2，正极为石墨，由于电解质溶液呈中性，正极的电极反应式为：O24e2H2O=4OH；由于Fe22OH=Fe(OH)2，4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，所以，可观察到的现象是：溶液中产生白色沉淀，然后变为灰绿色，最终变为红褐色。(2)当打开K1，闭合K2时，铁片、石墨和NaCl溶液构成电解池，阴极为铁，电极反应式为：2H

8、2e=H2，阳极为石墨，电极反应式为：2Cl2e=Cl2；检验Cl2的方法是：用湿润的淀粉KI试纸检验，试纸变蓝则说明是氯气。来源:Z+xx+k.Com(3)由于A极O2得到电子产生OH，E极上水放电产生H2和OH，均导致电极区域呈碱性，所以A、E电极周围遇酚酞变红。答案：(1)负O24e2H2O=4OH溶液中产生白色沉淀，然后变为灰绿色，最终变为红褐色(2)阴2Cl2e=Cl2用湿润的淀粉KI试纸检验，试纸变蓝则说明是氯气(3)A、EA极上O2放电产生OH，E极上水放电产生H2和OH，均导致电极区域呈碱性提能综合检测一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1(2011广东质检)下

9、列说法正确的是()A铅蓄电池放电时铅电极发生还原反应B电解饱和食盐水在阳极得到氯气，阴极得到金属钠C给铁钉镀铜可采用CuSO4作电镀液D生铁浸泡在食盐水中发生析氢腐蚀解析：铅蓄电池放电时铅电极作负极，负极发生氧化反应，A错误；电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl2H2OCl2；生铁浸泡在食盐水中发生吸氧腐蚀。答案：C2(2011东城模拟)下列有关电化学的示意图中正确的是 ()解析：选项A，Zn应为原电池的负极，Cu为原电池的正极。选项B，盐桥两边的烧杯中盛装的电解质溶液应互换。选项C，粗铜应连接电源正极。选项D，电解饱和NaCl溶液，Cl在阳极放电产生Cl2，溶液中的H在阴极获得电子而产生H

10、2，正确。答案：D3.(2011连云港模拟)某化学兴趣小组的同学用如图所示装置研究电化学问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生偏转。下列有关说法不正确的是()A甲装置是原电池，乙装置是电解池B当甲中产生0.1 mol气体时，乙中析出固体的质量为6.4 gC实验一段时间后，甲烧杯中溶液的pH增大D将乙中的C电极换成铜电极，则乙装置可变成电镀装置解析：Zn、Cu电极和稀硫酸构成原电池，其中Zn作负极，Cu作正极；乙装置是电解池，C为阴极，Pt为阳极，A正确；当甲中产生0.1 mol H2时，电路转移0.2 mol 电子，乙中电解得到0.1 mol Cu，质量为6.4 g，B正确；实验一

11、段时间后，甲烧杯的溶液中c(H)减小，pH增大，C正确；乙中的C电极是阴极，将其换成铜电极，该装置不是电镀装置，D错误。答案：D4.(2011温州质检)如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是 ()A逸出气体的体积：a电极的小于b电极的B一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体Ca电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色Da电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色解析：Na2SO4=2NaSO，H2OHOH，SO和OH移向b电极，Na和H移向a电极，在b电极上：4OH2H2OO24e，在a电极上：4H4e2H2，所以逸出气体的体

12、积：a电极的大于b电极的；两种气体均为无色无味的气体；由于a电极上H放电，所以a电极附近的c(OH)c(H)，滴加石蕊溶液后，a电极附近变蓝色，同理，b电极附近变红色。答案：D5(2011山东高考)以KCl和ZnCl2 混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是()A未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程B因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系C电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率D镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用解析：本题考查电镀，意在考查考生对电镀原理的理解和应用能力。未通电前，题述装置不能构成原电池，A项错误；锌的析出量与通过

13、的电量成正比，B错误；电镀时电解反应速率只与电流大小有关，与温度无关，C项正确；镀锌层破损后，会形成铁锌原电池，铁作正极，得到保护，D项错误。答案：C6.(2011济南三模)电化学原理广泛用于工业生产中，如有一种电化学净水法的原理是：在电解过程中将低价金属离子(如Co2)氧化成高价态的离子(Co3)，然后以此高价态的金属离子作氧化剂把废水中的有机物氧化成CO2而净化。实验室用如图装置模拟上述过程，下列说法正确的是()A电极a可以是石墨，电极b可以是铜B电解后阴极附近H浓度不变CCo3氧化甲醇的离子方程式为：6Co3CH3OHH2O=CO26Co26HD当1 mol 甲醇被完全氧化时，阳极应该失

14、去4 mol电子解析：选项A，Cu与电源正极相连时，Cu失去电子而溶解，所以b极不能用Cu，应用石墨等惰性电极。选项B，根据题给信息，阳极是溶液中的Co2失去电子生成Co32Co22e=2Co3，阴极是溶液中的H得到电子变为H2：2H2e=H2，所以阴极附近H浓度变小。选项C，CH3OH被氧化为CO2，溶液中的Co3被还原为Co2，再根据得失电子守恒和离子方程式的正误判断方法可知该离子方程式正确。选项D，阳极失去电子的物质的量等于Co3获得电子的物质的量，1 mol CH3OH被氧化，转移6 mol电子。答案：C7(2011盐城三模)用惰性电极电解某溶液时，发现两极只有H2和O2生成。则电解一

15、段时间后，下列有关该溶液(与电解前同温度)的说法中，正确的有()该溶液的pH值可能增大该溶液的pH值可能减小该溶液的pH值可能不变该溶液的浓度可能增大该溶液的浓度可能不变该溶液的浓度可能减小A三种 B四种C五种 D六种解析：若电解的是不饱和的强碱(如NaOH)溶液，则电解后溶液的pH增大，浓度增大；若电解的是不饱和的非还原性的含氧酸(如H2SO4)，则对应溶液的pH将降低，浓度增大；若电解的是活泼金属的含氧酸盐(如Na2SO4)的饱和溶液，则溶液pH保持不变，浓度不变。答案：C8(2011东北高三联考)用下图所示装置通电10分钟后，去掉直流电源，连接成图所示装置，可观察到U形管左端铁电极表面析

16、出白色胶状物质，U形管右端液面上升。下列说法正确的是()A同温、同压下，装置中石墨电极上方得到的气体比铁电极上方得到的气体多B用装置进行实验时铁电极的电极反应为Fe2e2OH=Fe(OH)2C用装置进行实验时石墨电极的电极反应为2H2e=H2D装置通电10分钟后铁电极周围溶液pH降低解析：装置是电解10% NaCl溶液的装置，石墨连接到电源的正极，溶液中的Cl在该极失去电子产生Cl2：2Cl2e=Cl2，铁电极上产生H2：2H2O2e=H22OH，由于有OH生成，故溶液的pH升高。因Cl2能溶解在水中，且与H2O发生反应：Cl2H2OHClHClO，而H2不溶于水，故石墨电极上方得到的气体比铁

17、电极上方得到的气体少。装置是原电池装置，Fe为负极，失去电子产生Fe2，Fe2再与溶液中的OH反应生成Fe(OH)2：Fe2e2OH=Fe(OH)2，正极为Cl2得到电子，故石墨电极的电极反应为：Cl22e=2Cl(或HClOH2e=ClH2O)。综合上述，只有选项B正确。答案：B9.(2011浙江高考)将 NaCl 溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法正确的是()A液滴中的 Cl由 a 区向 b 区迁移 B液滴边缘是正极区，发生的电极反应为

18、：O22H2O4e=4OHC液滴下的 Fe 因发生还原反应而被腐蚀，生成的 Fe2由 a 区向 b 区迁移，与 b 区的OH形成 Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈D若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加 NaCl 溶液，则负极发生的电极反应为：Cu2e=Cu2来源:学科网解析：本题考查金属的腐蚀，意在考查考生运用电化学原理分析金属腐蚀过程的能力。铁板为铁和碳的合金，滴上 NaCl 溶液，形成原电池，显然 a 区为负极，溶液中 Cl由 b区向a区迁移，A错误；液滴边缘为正极区，溶解在溶液中的 O2 放电，电极反应为：O22H2O4e=4OH，B 正确；液滴下的 Fe 因发生氧化反应

19、而被腐蚀，C 错误；改用嵌有铜螺丝钉的铁板，则铁为负极，D 错误。 答案：B10用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后，恰好恢复到电解前的浓度和pH，则电解过程中转移的电子为()A0.1 mol B0.2 molC0.3 mol D0.4 mol解析：Cu(OH)2从组成上可看成CuOH2O，加入0.1 mol Cu(OH)2后，恰好恢复到电解前的浓度和pH，即电解生成了0.1 mol H2SO4，并消耗0.1 mol H2O，由电解的总反应式：2H2O2CuSO42CuO22H2SO4，2H2O2H2O2，知：2H2SO44e，

20、2H2O4e，所以电解过程中转移电子为0.2 mol0.2 mol0.4 mol。来源:Z+xx+k.Com答案：D二、非选择题(本题包括4小题，共50分)11(12分)(2010山东高考)对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。(1)以下为铝材表面处理的一种方法：碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是_(用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的_。aNH3bCO2cNaOHdHNO3以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为_。取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生

21、沉淀的原因是_。(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是_。(3)利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于_处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为_。解析：本题以金属铝和电化学知识为载体，意在考查考生解决实际问题的能力。(1)题中指出在碱洗时有气泡产生，则只有金属铝和碱反应才符合条件，故碱洗过程中发生反应的离子方程式为Al2O32OH=2AlOH2O、2Al2OH2H2O=2AlO3H2。碱洗后溶液中含有大量AlO，故最好通入CO2气体使AlO转化为Al(OH)3沉淀以回收铝。活泼金属作阳极，阳极材料本身失电子被氧化，其氧化

22、产物为Al2O3，由此可得阳极反应式为2Al3H2O=Al2O36H6e。加入NaHCO3溶液后，Al3与HCO发生水解相互促进反应，离子方程式可表示为Al33HCO=Al(OH)33CO2。(2)电镀时若用石墨作阳极，则电解过程中电解液中Cu2浓度不断减小，导致铁表面不能镀上均匀的铜。(3)若X为碳棒，则只能用外加电源的阴极保护法，此时开关K应置于N处。若X为Zn，K置于M处，其保护原理称为牺牲阳极的阴极保护法。答案：(1)2Al2OH2H2O=2AlO3H2b2Al3H2O=Al2O36H6eHCO与电解液中的Al3发生了水解互相促进反应，产生Al(OH)3沉淀(2)补充溶液中消耗的Cu2

23、，保持溶液中Cu2浓度恒定(3)N牺牲阳极的阴极保护法(或：牺牲阳极保护法)12(12分)(2011德州模拟)钢铁工业是国家工业的基础，钢铁生锈现象却随处可见，为此每年国家损失大量资金。请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。(1)钢铁的电化学腐蚀原理如图所示：写出石墨电极的电极反应式_；将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置，请在右图虚线框内所示位置作出修改，并用箭头标出导线中电子流动方向。写出修改后石墨电极的电极反应式_。(2)生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式_。(3)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装

24、置示意图如下：A电极对应的金属是_(写元素名称)，B电极的电极反应式是_。若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12 g，则电镀时电路中通过的电子为_ mol。镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因_。解析：(1)在中性溶液中钢铁发生吸氧腐蚀，将虚线中改为直流电源，这属于外加电源的阴极保护法，外加电源后石墨电极为阳极，氯离子失电子生成氯气。(2)铁锈的主要成分为氧化铁的水合物，与盐酸反应后生成了Fe3，而后Fe与Fe3会化合生成Fe2。(3)为在铁表面镀铜需将铁作阴极、铜作阳极，当析出1 mol铜时两电极的质量差为6464128

25、(g)，转移2 mol电子，当质量差为5.12 g，电路中通过的电子为0.08 mol；镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，因为镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀。答案：(1)O24e2H2O=4OH如图所示2Cl2e=Cl2(2)2FeCl3Fe=3FeCl2(3)铜Cu22e=Cu0.08铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀(其他答案合理也正确)13(13分)(2011临沂模拟)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

26、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”)。来源:学科网ZXXK(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，

27、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，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：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 mol/L0.5L0.05 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：Cu2