2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 基礎(chǔ)課時(shí)練20 電解池 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)
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1、2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 基礎(chǔ)課時(shí)練20 電解池 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù) 1.(2017·長春期末)下列關(guān)于電化學(xué)的敘述正確的是( ) A.圖①兩極均有氣泡產(chǎn)生,滴加酚酞溶液時(shí)石墨一極變紅 B.圖②裝置可以驗(yàn)證犧牲陽極的陰極保護(hù)法 C.圖③可以模擬鋼鐵的吸氧腐蝕,碳棒一極的電極反應(yīng)式:O2+2H2O+4e-===4OH- D.上述4個(gè)裝置中,圖①、②中Fe腐蝕速率較快,圖③中Fe腐蝕速率較慢 答案:C 2.(2018·桂林中學(xué)月考)下列各組中,每種電解質(zhì)溶液用惰性電極電解時(shí)只生成氫氣和氧氣的一組是( ) A.HCl、CuCl2、Ba(OH)2 B.NaOH、CuSO
2、4、H2SO4 C.NaOH、H2SO4、Ba(OH)2 D.NaBr、H2SO4、Ba(OH)2 答案:C 3.(2018·沈陽二中月考)如圖所示的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置,溶液的體積均為200 mL。開始時(shí)電解質(zhì)溶液的濃度均為0.1 mol·L-1,工作一段時(shí)間后,測得導(dǎo)線中均通過0.02 mol電子,若不考慮鹽的水解和溶液體積的變化,下列敘述中正確的是( ) A.產(chǎn)生氣體的體積:①<② B.①中陰極質(zhì)量增加,②中正極質(zhì)量減小 C.溶液的pH變化:①減小,②增大 D.電極反應(yīng)式:①中陽極為4OH--4e-===2H2O+O2↑,②中負(fù)極為2H++2e-===H2↑ 解析:選C?、?/p>
3、中陽極反應(yīng)式為4OH--4e-===2H2O+O2↑,導(dǎo)線中通過0.02 mol電子時(shí),生成0.005 mol O2;②中正極反應(yīng)式為2H++2e-===H2↑,導(dǎo)線中通過0.02 mol電子時(shí),生成0.01 mol H2,但題目未指明兩種氣體是否處于相同狀況下,故無法比較氣體體積的大小,A錯(cuò)誤。①中陰極反應(yīng)為Cu2++2e-===Cu,陰極表面析出Cu,電極質(zhì)量增加;②中正極表面析出H2,電極質(zhì)量不變,B錯(cuò)誤。①中陽極反應(yīng)也可寫作2H2O-4e-===4H++O2↑,反應(yīng)中生成H+,溶液的酸性增強(qiáng),則溶液的pH減??;②中正極反應(yīng)消耗H+,溶液的酸性減弱,則pH增大,C正確。②中Zn比Cu更活
4、潑,則Zn作負(fù)極,電極反應(yīng)式為Zn-2e-===Zn2+,D錯(cuò)誤。 4.(2018·山西五校聯(lián)考)某研究小組為探究鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的影響因素,將混合均勻的新制鐵粉和炭粉置于錐形瓶底部,塞上瓶塞(如圖甲)。從膠頭滴管中滴入幾滴醋酸溶液,同時(shí)測量容器中的壓強(qiáng)變化(結(jié)果如圖乙)。下列敘述錯(cuò)誤的是( ) A.圖乙中,t2時(shí)容器中壓強(qiáng)明顯小于起始壓強(qiáng)是因?yàn)殍F粉發(fā)生了吸氧腐蝕 B.炭粉表面的電極反應(yīng)式只有O2+2H2O+4e-===4OH- C.炭粉表面一定發(fā)生了還原反應(yīng) D.圖丙中,發(fā)生腐蝕時(shí)電子轉(zhuǎn)移方向如箭頭所示 解析:選B 滴加醋酸溶液,開始階段鐵粉發(fā)生析氫腐蝕,由于產(chǎn)生H2,裝置
5、內(nèi)氣體壓強(qiáng)不斷增大,待醋酸消耗完后,鐵粉又發(fā)生了吸氧腐蝕,由于消耗O2,裝置內(nèi)氣體壓強(qiáng)逐漸減小,A正確;開始階段,炭粉表面的反應(yīng)為2H++2e-===H2↑,后來炭粉表面發(fā)生的反應(yīng)為O2+2H2O+4e-===4OH-,B錯(cuò)誤;發(fā)生腐蝕時(shí),炭粉作正極,表面發(fā)生還原反應(yīng),C正確;發(fā)生腐蝕時(shí),F(xiàn)e作負(fù)極,炭粉作正極,則電子由鐵粉轉(zhuǎn)移到炭粉,并在炭粉表面被O2或H+獲得而發(fā)生還原反應(yīng),D正確。 5.(2018·溫州十校聯(lián)考)下列關(guān)于如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置說法不正確的是( ) A.該裝置為鐵的吸氧腐蝕實(shí)驗(yàn) B.一段時(shí)間后,向插入鐵釘?shù)牟A矁?nèi)滴入NaOH溶液,即可觀察到鐵釘附近溶液中有沉淀生成
6、 C.向插入石墨棒的玻璃筒內(nèi)滴入石蕊試液,可觀察到石墨附近的溶液變紅 D.若將裝置中飽和食鹽水換成稀硫酸,裝置內(nèi)發(fā)生析氫腐蝕 解析:選C 無銹鐵釘通過導(dǎo)線與石墨棒相連并插入飽和食鹽水中形成原電池,由于NaCl溶液呈中性,故鐵釘發(fā)生吸氧腐蝕,則正極反應(yīng)式為2H2O+O2+4e-===4OH-,A正確;發(fā)生腐蝕時(shí),F(xiàn)e作負(fù)極被氧化,電極反應(yīng)式為Fe-2e-===Fe2+,一段時(shí)間后,鐵釘附近溶液中含有Fe2+,滴入NaOH溶液時(shí),先生成Fe(OH)2沉淀,后被氧化生成Fe(OH)3沉淀,B正確;發(fā)生吸氧腐蝕時(shí),石墨棒周圍溶液呈堿性,滴入石蕊試液,溶液變成藍(lán)色,C錯(cuò)誤;將裝置中飽和食鹽水換成稀硫
7、酸,電解質(zhì)溶液呈酸性,發(fā)生腐蝕時(shí),正極反應(yīng)式為2H++2e-===H2↑,故發(fā)生析氫腐蝕,D正確。 6.(2018·鞍山檢測)以甲醇燃料電池(KOH為電解質(zhì))為電源,在實(shí)驗(yàn)室中模擬鋁制品表面“鈍化”處理的過程。實(shí)驗(yàn)中,通電一段時(shí)間后可觀察到鋁電極逐漸失去光澤,并出現(xiàn)細(xì)小氣泡,裝置如圖所示,下列說法正確的是( ) A.燃料電池b電極上發(fā)生的反應(yīng)為CH3OH-6e-+H2O===6H++CO2↑ B.電解池中石墨電極作陰極,發(fā)生的反應(yīng)為2H++2e-===H2↑ C.電解池中Al電極上發(fā)生的反應(yīng)為Al-3e-+3HCO===Al(OH)3+3CO2↑ D.理論上每生成19.5 g沉
8、淀,標(biāo)準(zhǔn)狀況下a電極上消耗2.1 L O2 解析:選C 由鋁電極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)可知燃料電池a電極為正極,則燃料電池b電極為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),因電解質(zhì)溶液為KOH溶液,則發(fā)生的反應(yīng)為CH3OH-6e-+8OH-===CO+6H2O,故A錯(cuò)誤;電解池中石墨電極作陰極,電極反應(yīng)式為2HCO+2e-===H2↑+2CO,故B錯(cuò)誤;電解池中Al為陽極,陽極上發(fā)生的反應(yīng)為Al-3e-+3HCO===Al(OH)3+3CO2↑,生成的氫氧化鋁再轉(zhuǎn)化成氧化鋁保護(hù)膜,故C正確;生成19.5 g Al(OH)3沉淀,其物質(zhì)的量為=0.25 mol,則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.25 mol×3=0.7
9、5 mol,則標(biāo)準(zhǔn)狀況下a電極上消耗O2的體積為×22.4 L·mol-1=4.2 L,故D錯(cuò)誤。 7.工業(yè)上用電解法處理含鎳酸性廢水并得到單質(zhì)Ni的原理如圖所示。下列說法不正確的是( ) 已知:①Ni2+在弱酸性溶液中發(fā)生水解 ②氧化性:Ni2+(高濃度)>H+>Ni2+(低濃度) A.碳棒上發(fā)生的電極反應(yīng):4OH--4e-===O2↑+2H2O B.電解過程中,B室中NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度將不斷減小 C.為了提高Ni的產(chǎn)率,電解過程中需要控制廢水pH D.若將圖中陽離子膜去掉,將A、B兩室合并,則電解反應(yīng)總方程式發(fā)生改變 答案:B 8.(2017·北京東城區(qū)期末
10、)氫氧化鋰是制取鋰和鋰的化合物的原料,用電解法制備氫氧化鋰的工作原理如圖所示:下列敘述不正確的是( ) A.b極附近溶液的pH增大 B.a(chǎn)極發(fā)生的反應(yīng)為2H2O-4e-===O2↑+4H+ C.該法制備LiOH還可得到硫酸和氫氣等產(chǎn)品 D.當(dāng)電路中通過1 mol 電子時(shí),可得到2 mol LiOH 解析:選D 由圖可知,Li+向b極移動,則b極為陰極,電極反應(yīng)式為2H2O+2e-===2OH-+H2↑,由于b極生成OH-,故b極附近溶液的pH增大,A正確;a極為陽極,電極反應(yīng)式為2H2O-4e-===O2↑+4H+,B正確;SO向a極移動,與a極產(chǎn)生的H+形成H2SO4,在b極
11、上產(chǎn)生H2和LiOH,C正確;根據(jù)陰極反應(yīng)式可知,電路中通過1 mol電子時(shí),生成1 mol OH-,可得到1 mol LiOH,D錯(cuò)誤。 9.(2018·豫南九校質(zhì)檢)如圖所示,在一定電壓下用惰性電極電解由等物質(zhì)的量濃度的FeCl2、HCl組成的混合溶液。已知在此電壓下,陰、陽離子根據(jù)放電能力順序,都可能在陽極放電,下列分析正確的是( ) A.C1電極上的電極反應(yīng)式為2H2O+2e-===2OH-+H2↑ B.C1電極處溶液首先變黃色 C.C2電極上可依次發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe2+-e-===Fe3+、2Cl--2e-===Cl2↑ D.當(dāng)C1電極上有2 g物質(zhì)生成時(shí),就會有2
12、NA個(gè)電子通過溶液發(fā)生轉(zhuǎn)移 解析:選C C1電極與電源的負(fù)極相連,作陰極,溶液中的H+在陰極放電,電極反應(yīng)式為2H++2e-===H2↑,A錯(cuò)誤;C1電極上H+放電生成H2,C2電極與電源的正極相連,作陽極,F(xiàn)e2+的還原性強(qiáng)于Cl-,則依次發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe2+-e-===Fe3+、2Cl--2e-===Cl2↑,故C2電極處溶液先變黃色,B錯(cuò)誤,C正確;電子只能通過導(dǎo)線傳遞,不能通過溶液傳遞,D錯(cuò)誤。 10.(2018·安徽六校聯(lián)考)模擬電滲析法淡化海水的工作原理示意圖如下。已知X、Y均為隋性電極,模擬海水中富含Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO等離子。下列敘述中不正確的是(
13、 ) A.N是陰離子交換膜 B.Y電極上產(chǎn)生有色氣體 C.X電極區(qū)域有渾濁產(chǎn)生 D.X電極反應(yīng)式為2H2O-4e-===4H++O2↑ 解析:選D Y電極為陽極,電極反應(yīng)式為2Cl--2e-===Cl2↑,為保持Y電極附近溶液呈電中性,M、N之間海水中的陰離子需透過離子交換膜N進(jìn)入右側(cè)溶液,則N為陰離子交換膜,A正確;電解時(shí),Y電極上產(chǎn)生的Cl2為有色氣體,B正確;X為陰極,電極反應(yīng)式為2H2O+2e-===H2↑+2OH-,溶液中c(OH-)增大,易產(chǎn)生Mg(OH)2、Ca(OH)2沉淀而使X電極區(qū)域出現(xiàn)渾濁,C正確;X電極為陰極,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為2H2O+2e-==
14、=H2↑+2OH-,D錯(cuò)誤。 11.(2018·西安模擬)如圖所示,甲池的總反應(yīng)式為N2H4+O2===N2+2H2O,下列關(guān)于該電池工作時(shí)的說法正確的是( ) A.該裝置工作時(shí),Ag電極上有氣體生成 B.甲池和乙池中溶液的pH均減小 C.甲池中負(fù)極反應(yīng)式為N2H4-4e-===N2+4H+ D.當(dāng)甲池中消耗0.1 mol N2H4時(shí),乙池中理論上最多產(chǎn)生6.4 g固體 解析:選B 甲池為原電池,通入N2H4的電極為負(fù)極,通入O2的電極為正極,負(fù)極反應(yīng)式為N2H4-4e-+4OH-===N2+4H2O,正極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O===4OH-;乙池為電解池,陰極反應(yīng)式
15、為Cu2++2e-===Cu,陽極反應(yīng)式為4OH--4e-===2H2O+O2↑。通入N2H4的電極為原電池的負(fù)極,負(fù)極與陰極相連,Ag電極為陰極,在該電極銅離子得電子生成銅單質(zhì),A項(xiàng)錯(cuò)誤;甲池生成水,導(dǎo)致溶液中KOH濃度降低,則溶液pH減小,乙池中水電離產(chǎn)生的OH-放電,導(dǎo)致溶液pH減小,B項(xiàng)正確;甲池負(fù)極反應(yīng)式為N2H4-4e-+4OH-===N2+4H2O,H+不能在堿性溶液中出現(xiàn),C項(xiàng)錯(cuò)誤;甲池消耗0.1 mol N2H4時(shí),轉(zhuǎn)移0.4 mol電子,乙池陰極反應(yīng)式為Cu2++2e-===Cu,銅離子得0.4 mol電子產(chǎn)生0.2 mol銅,質(zhì)量為12.8 g,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 12.(20
16、18·荊州質(zhì)檢)電解硫酸鈉溶液聯(lián)合生產(chǎn)硫酸和燒堿溶液的裝置如圖所示,其中陰極和陽極均為惰性電極。測得同溫同壓下,氣體甲與氣體乙的體積比約為1∶2,以下說法正確的是( ) A.產(chǎn)物丙為硫酸溶液 B.a(chǎn)極與電源的負(fù)極相連 C.離子交換膜d為陰離子交換膜 D.a(chǎn)電極反應(yīng)式:2H2O+2e-===H2↑+2OH- 解析:選A 電解Na2SO4溶液的實(shí)質(zhì)是電解水,則兩極產(chǎn)生的氣體為H2和O2;測得同溫同壓下,氣體甲和氣體乙的體積比約為1∶2,則甲為O2,乙為H2;所以電極a為陽極,電極反應(yīng)式為2H2O-4e-===O2↑+4H+,Na2SO4溶液中的SO透過陰離子交換膜(c)進(jìn)入左側(cè)溶液
17、,則產(chǎn)物丙為H2SO4溶液,A正確;a為陽極,則a極與電源的正極相連,B錯(cuò)誤;b極為陰極,溶液中陽離子要透過離子交換膜向b極移動,則離子交換膜d為陽離子交換膜,C錯(cuò)誤;a極為陽極,電極反應(yīng)式為2H2O-4e-===O2↑+4H+,D錯(cuò)誤。 13.某興趣小組的同學(xué)用如圖所示裝置研究有關(guān)電化學(xué)的問題。當(dāng)閉合該裝置的開關(guān)時(shí),觀察到電流計(jì)的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。 請回答下列問題: (1)甲池為____________(填“原電池”“電解池”或“電鍍池”),通入CH3OH一極的電極反應(yīng)式為______________________________________________________
18、__________________。 (2)乙池中A(石墨)電極的名稱為____________(填“正極”、“負(fù)極”、“陰極”或“陽極”),乙池中發(fā)生反應(yīng)的總電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________。 (3)當(dāng)乙池中B極質(zhì)量增加5.40 g時(shí),甲池中理論上消耗O2的體積為____________mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況),丙池中__________(填“C”或“D”)極析出____________g銅。 (4)若丙池中電極不變,將其中溶液換成NaCl溶液,開關(guān)閉合一段時(shí)間后,甲
19、池中溶液的pH將____________(填“增大”、“減小”或“不變”,下同);丙池中溶液的pH將____________。 解析:(1)甲池為原電池,通入CH3OH的電極為負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為CH3OH-6e-+8OH-===CO+6H2O。 (2)乙池為用惰性電極電解AgNO3溶液,總電極反應(yīng)式為4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3。 (3)根據(jù)各電極上轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目相同得n(Ag)=4n(O2)=2n(Cu),V(O2)=××22.4 L·mol-1=0.28 L=280 mL,m(Cu)=××64 g·mol-1=1.60 g。 (4)若丙池中電極不變,將其溶液換成NaCl溶液,根據(jù)總反應(yīng)式2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,可知電解一段時(shí)間后,溶液的pH將增大,而甲池中總反應(yīng)為2CH3OH+3O2+4KOH===2K2CO3+6H2O,電解一段時(shí)間后,溶液pH將減小。 答案:(1)原電池 CH3OH-6e-+8OH-===CO+6H2O (2)陽極 4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3 (3)280 D 1.60 (4)減小 增大
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