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2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第3單元 第3節(jié) 電解池《金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)》分享到:課時檢測.doc

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2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第3單元 第3節(jié) 電解池《金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)》分享到:課時檢測.doc

2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第3單元 第3節(jié) 電解池金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)分享到:課時檢測一、單項選擇題(本大題共24分,每小題4分,每小題只有一個正確選項)1關(guān)于如下圖裝置所示的兩個實驗,說法正確的是()。A中均發(fā)生了化學(xué)變化,均是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置B中電流方向是從Zn經(jīng)導(dǎo)線流入CuC反應(yīng)開始階段,中均有氫氣產(chǎn)生D電極反應(yīng)式:中陽極:2Cl2e=Cl2,中正極:2H2e=H22下列與金屬腐蝕有關(guān)的說法正確的是()。A圖甲中,插入海水中的鐵棒,越靠近底端腐蝕越嚴(yán)重B圖乙中,開關(guān)由M改置于N時,CuZn合金的腐蝕速率減小C圖丙中,接通開關(guān)時Zn的腐蝕速率增大,Zn上放出的氣體的速率也增大D圖丁中,ZnMnO2干電池自放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的3下列有關(guān)鋼鐵腐蝕與防護(hù)的說法正確的是()。A鋼管與電源正極連接,鋼管可被保護(hù)B鐵遇冷濃硝酸表面鈍化,可保護(hù)內(nèi)部不被腐蝕C鋼管與銅管露天堆放在一起時,鋼管不易被腐蝕D鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時,負(fù)極反應(yīng)是:Fe3e=Fe34下列裝置或操作能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖?)。A防止鐵釘生銹 B構(gòu)成銅鋅原電池C構(gòu)成銅銀原電池 D驗證NaCl溶液(含酚酞)電解產(chǎn)物5(2011年廣東高考)某小組為研究電化學(xué)原理,設(shè)計如下圖裝置。下列敘述不正確的是()。Aa和b不連接時,鐵片上會有金屬銅析出Ba和b用導(dǎo)線連接時,銅片上發(fā)生的反應(yīng)為:Cu22e=CuC無論a和b是否連接,鐵片均會溶解,溶液從藍(lán)色逐漸變成淺綠色Da和b分別連接直流電源正、負(fù)極,電壓足夠大時,Cu2向銅電極移動6(xx年上海高考)下圖裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:Zn2H=Zn2H2,下列說法錯誤的是()。Aa、b不可能是同種材料的電極B該裝置可能是電解池,電解質(zhì)溶液為稀鹽酸C該裝置可能是原電池,電解質(zhì)溶液為稀鹽酸D該裝置可看作是銅鋅原電池,電解質(zhì)溶液是稀硫酸二、雙項選擇題(本大題共12分,每小題6分,每小題有二個正確選項。選對一個給3分,選錯一個不給分)7下列有關(guān)金屬腐蝕與防護(hù)的說法正確的是()。A純銀器表面在空氣中因化學(xué)腐蝕漸漸變暗B當(dāng)鍍錫鐵制品的鍍層破損時,鑲層仍能對鐵制品起保護(hù)作用C在海輪外殼連接鋅塊保護(hù)外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽極的陰極保護(hù)法D可將地下輸油鋼管與外加直流電源的正極相連以保護(hù)它不受腐蝕8三氧化二鎳(Ni2O3)可用于制造高能電池,其電解法制備過程如下:用NaOH調(diào)NiCl2溶液pH至7.5,加入適量硫酸鈉后進(jìn)行電解。電解過程中產(chǎn)生的Cl2在弱堿性條件下生成ClO,把二價鎳氧化為三價鎳。以下說法正確的是()。A可用鐵作陽極材料B電解過程中陽極附近溶液的pH升高C陽極反應(yīng)方程式為:2Cl2e=Cl2D1 mol二價鎳全部轉(zhuǎn)化為三價鎳時,外電路中通過了1 mol電子三、非選擇題(本大題共64分)9(16分)(1)利用如下圖裝置,可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。若X為碳棒,為減緩鐵的腐蝕,開關(guān)K應(yīng)置于_處;若X為鋅,開關(guān)K置于M處,該電化學(xué)防護(hù)法稱為_。(2)用吸收H2后的稀土儲氫合金作為電池負(fù)極材料(用MH表示),NiO(OH)作為電池正極材料,KOH溶液作為電解質(zhì)溶液,可制得高容量,長壽命的鎳氫電池。電池充放電時的總反應(yīng)為:NiO(OH)MHNi(OH)2M。電池放電時,負(fù)極的電極反應(yīng)式為:_;充電完成時,Ni(OH)2全部轉(zhuǎn)化為NiO(OH)。若繼續(xù)充電將在一個電極產(chǎn)生O2,O2擴(kuò)散到另一個電極發(fā)生電極反應(yīng)被消耗,從而避免產(chǎn)生的氣體引起電池爆炸,此時,陰極的電極反應(yīng)式為:_。(3)MnO2的生產(chǎn)方法之一是以石墨為電極,電解酸化的MnSO4溶液。陰極的電極反應(yīng)式是:_。若電解電路中通過2 mol電子,MnO2的理論產(chǎn)量為_g。10(16分)氯堿工業(yè)中電解飽和食鹽水的原理示意圖如下圖所示:(1)溶液A的溶質(zhì)是_;(2)電解飽和食鹽水的離子方程式是:_;(3)電解時用鹽酸控制陽極區(qū)溶液的pH在23,用化學(xué)平衡移動原理解釋鹽酸的作用:_;(4)電解所用的鹽水需精制,去除有影響的Ca2、Mg2、NH、SOc(SO)c(Ca2)。精制流程如下(淡鹽水和溶液A來自電解池):鹽泥a除泥沙外,還含有的物質(zhì)是_;過程中將NH轉(zhuǎn)化為N2的離子方程式是_;BaSO4的溶解度比BaCO3的小,過程中除去的離子有:_。11(16分)(1)鍍鋁電解池中,金屬鋁為_,熔融鹽電鍍中鋁元素和氯元素主要以AlCl 和Al2Cl形式存在,鋁電鍍的主要電極反應(yīng)式為:_。鋼材鍍鋁后,表面形成的致密氧化鋁膜能防止鋼材腐蝕,其原因是_。(2)電解尿素CO(NH2)2的堿性溶液制氫的裝置示意圖見下圖(電解池中隔膜僅阻止氣體通過,陰、陽極均為惰性電極)。電解時,陽極的電極反應(yīng)式為:_。(3)電鍍時,鍍件與電源的_極連接?;瘜W(xué)鍍的原理是利用化學(xué)反應(yīng)生成金屬單質(zhì)沉積在鍍件表面形成鍍層。若用銅鹽進(jìn)行化學(xué)鍍銅,應(yīng)選用_(填“氧化劑”或“還原劑”)與之反應(yīng)。某化學(xué)鍍銅的反應(yīng)速率隨鍍液pH變化如下圖所示。該鍍銅過程中,鍍液pH控制在12.5左右。據(jù)圖中信息,給出使反應(yīng)停止的方法:_。12(16分)工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr2O和CrO,它們會對人類及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大損害,必須進(jìn)行處理。常用的處理方法有兩種。方法1:還原沉淀法。該法的工藝流程為:CrOCr2OCr3Cr(OH)3其中第步存在平衡:2CrO(黃色)2HCr2O(橙色)H2O(1)若平衡體系的pH2,則溶液顯_色。(2)能說明第步反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)的是_。aCr2O和CrO的濃度相同b2v(Cr2O)v(CrO)c溶液的顏色不變(3)第步中,還原1 mol Cr2O,需要_mol的FeSO47H2O。(4)第步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:Cr(OH)3(s)Cr3 (aq)3OH(aq)。常溫下,Cr(OH)3的溶度積Kspc(Cr3)c3(OH)1032,要使c(Cr3)降至105 molL1,溶液的pH應(yīng)調(diào)至_。方法2:電解法。該法用Fe作電極電解含Cr2O的酸性廢水,隨著電解進(jìn)行,在陰極附近溶液pH升高,產(chǎn)生Cr(OH)3沉淀。(5)用Fe作電極的原因為_。(6)在陰極附近溶液pH升高的原因是(用電極反應(yīng)解釋)_。溶液中同時生成的沉淀還有_。第3節(jié)電解池金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)1D解析:A項裝置為電解池,將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能;B項中電流方向從Cu流向Zn;C項中產(chǎn)生的氣體是Cl2。2B解析:圖甲中,鐵棒發(fā)生化學(xué)腐蝕,靠近底端的部分與氧氣接觸少,腐蝕程度較輕,A錯誤;圖乙中開關(guān)由M置于N,CuZn合金作正極,腐蝕速率減小,B正確;圖丙中接通開關(guān)時Zn作負(fù)極,腐蝕速率增大,但氫氣在Pt上放出,C錯誤;圖丁中干電池放電時MnO2發(fā)生還原反應(yīng),體現(xiàn)還原性,D錯誤。3B解析:對鋼鐵制品進(jìn)行電化學(xué)防腐時,需接電源的負(fù)極,接正極會加快腐蝕,A錯誤;鐵鈍化的兩個前提是常溫、濃硝酸(或濃硫酸),鈍化的結(jié)果是表面形成致密氧化膜,B正確;鋼管與銅管堆放在一起,當(dāng)形成原電池時,鋼管作負(fù)極,腐蝕加快,C錯誤;鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時,F(xiàn)e只能失去2個電子生成Fe2,F(xiàn)e2e=Fe2,D錯誤。4D解析:鐵釘應(yīng)接電源負(fù)極,A錯誤; Zn電極放于CuSO4溶液中,二者直接發(fā)生置換反應(yīng)而不能構(gòu)成原電池,B錯誤; CuCuSO4溶液Ag不能構(gòu)成原電池,C錯誤;直流電源右端為陽極,發(fā)生反應(yīng):2Cl2e=Cl2,可用KI淀粉溶液檢驗Cl2產(chǎn)生,陰極發(fā)生反應(yīng):2H2e=H2,同時溶液中c(OH)增大,酚酞溶液變紅,D正確。5D解析:若a和b不連接,則不能構(gòu)成原電池,單質(zhì)鐵直接與Cu2發(fā)生氧化還原反應(yīng)而置換出銅,方程式為:FeCu2=Fe2Cu,A正確;若a和b用導(dǎo)線連接,則構(gòu)成原電池,此時鐵作負(fù)極,銅作正極,方程式分別為:Fe2e=Fe2,Cu22e=Cu,B正確;由A、B分析可知, C正確;若a和b分別連接直流電源正、負(fù)極,則構(gòu)成電解池,此時銅作陽極,失去電子被氧化,鐵作陰極,在電解池中陽離子向陰極運動, D錯誤。6A解析:若該裝置為電解池,則a、b兩電極的材料可以都為Zn,A錯誤;在保證陽極為Zn時,該電解池的電解質(zhì)溶液可以為稀鹽酸,B正確;在保證其中一電極的材料為Zn,另一電極的材料的活潑性比Zn弱的情況下,該原電池的電解質(zhì)溶液可以為稀鹽酸或稀硫酸,C、D正確。7AC解析:銀器在空氣中久置會被O2所氧化變黑,為化學(xué)腐蝕,A正確;當(dāng)鍍層破損時,SnFe可形成原電池,不再起到保護(hù)作用,B錯誤;與鋅塊形成原電池,Zn作負(fù)極(陽極),從而保護(hù)Fe正極(陰極),C正確;外加電流保護(hù)法應(yīng)該與直流電源的負(fù)極相連,D錯誤。8CD解析:陽極不可能是活潑性電極如鐵,A錯誤;陽極產(chǎn)生Cl2與堿反應(yīng),故pH降低,B錯誤;電解時陽極產(chǎn)生Cl2,電極反應(yīng)為2Cl2e=Cl2,C正確;二價鎳全部轉(zhuǎn)化為三價鎳失e, D正確。9(1)N犧牲陽極的陰極保護(hù)法(2)MHOHe=MH2O2H2OO24e=4OH(3)2H2e=H287解析:(1)若K置于N處,必須讓被保護(hù)的金屬接電源負(fù)極;若開關(guān)K置于M處,形成原電池,鋅作負(fù)極,為犧牲陽極保護(hù)法(或犧牲陽極的陰極保護(hù)法)。(3)電解時陰極發(fā)生還原反應(yīng),溶液中的H在陰極得電子被還原。由關(guān)系式Mn2MnO22e可得電路中通過2 mol電子時,MnO2的理論產(chǎn)量為87 g。(3)蓄電池放電時是原電池,充電時是電解池。只要記清原電池中“負(fù)氧化、正還原”,電解池中“陽氧化、陰還原”的規(guī)律,在寫電極反應(yīng)式時先弄清楚是原電池還是電解池,然后將給出的總反應(yīng)拆成氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個半反應(yīng)按需選取即可。陰極的電極反應(yīng)有兩個,第一階段是充電時的反應(yīng)式:MH2Oe=MHOH,第二階段為吸收氧氣的電解反應(yīng)式,由題意氧氣在陰極被還原,結(jié)合該蓄電池中電解質(zhì)溶液顯堿性可知氧氣被還原為OH,所以其電極方程式為:2H2OO24e=4OH。10(1)NaOH(2)2Cl2H2O2OHH2Cl2(3)氯氣與水反應(yīng):Cl2H2OHClHClO,增大HCl的濃度可使平衡逆向移動,減少氯氣在水中的溶解,有利于氯氣的逸出(4)Mg(OH)22NH3Cl28OH=8H2O6ClN2SO、Ca2解析:第(2)問中電解時在電極的作用下,溶液中的陽離子向陰極作定向運動,陰離子向陽極作定向運動,所以電解飽和食鹽水時Na和H向陰極運動并放電,但H比Na易得電子,所以H首先放電,電極式為:2H2e=H2;由于H是水電離出的,所以隨著H的不斷放電,就破壞了陰極周圍水的電離平衡,OH的濃度就逐漸增大,因此溶液A的溶質(zhì)是NaOH。由于Cl比OH易失電子,所以在陽極上Cl首先放電,電極式為:2Cl2e=Cl2;因此電解飽和食鹽水的離子方程式為:2Cl2H2O2OHH2Cl2。第(3)問中由于陽極上生成氯氣,而氯氣可溶于水,并發(fā)生下列反應(yīng):Cl2H2OHClHClO,根據(jù)平衡移動原理可知增大鹽酸的濃度可使平衡向逆反應(yīng)方向移動,減少氯氣在水中的溶解,有利于氯氣的逸出。第(4)問中由于溶液中含有Mg2,所以用溶液A(即NaOH)調(diào)節(jié)溶液的pH時,會產(chǎn)生Mg(OH)2沉淀,即鹽泥a中還含有Mg(OH)2;淡鹽水中含有氯氣,氯氣具有強(qiáng)氧化性,可將NH氧化為N2,而氯氣被還原成Cl,方程式為:2NH3Cl28OH=8H2O6ClN2;沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)就是沉淀溶解平衡的移動,一般說來,溶解度小的沉淀易轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀。由于BaSO4的溶解度比BaCO3的小,所以加入BaCO3后,溶液中的SO就結(jié)合Ba2生成更難溶的BaSO4沉淀,同時溶液中還存在Ca2,因此還會生成CaCO3沉淀。11(1)陽極Al7AlCl3e=4Al2Cl致密的氧化鋁膜能隔絕鋼材與空氣中的O2、CO2和H2O等接觸,使電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕不能發(fā)生(2)CO(NH2)28OH6e=CON26H2O(3)負(fù)還原劑調(diào)節(jié)溶液pH在89之間解析:(1)既然是鍍鋁,所以鋁必需作陽極,由于熔融鹽中鋁元素和氯元素主要以AlCl和Al2Cl形式存在,所以陽極的電極反應(yīng)式為:Al7AlCl3e=4Al2Cl。鋁在空氣中易形成一層極薄的致密而堅固的氧化膜,它能阻止內(nèi)部的金屬繼續(xù)被氧化,起到防腐蝕保護(hù)作用。(2)陽極發(fā)生氧化反應(yīng),只能是尿素中氮失去電子,元素化合價升高,生成氮氣,碳元素在堿性溶液中變成CO。(3)電鍍池中,鍍件與電源的負(fù)極相連,待鍍金屬為陽極與電源正極相連。要把銅從銅鹽中置換出來,則應(yīng)加入還原劑。根據(jù)圖示信息,pH在89之間時,反應(yīng)速率為0。12(1)橙(2)c(3)6(4)5(5)陽極反應(yīng)為:Fe2e=Fe2,提供還原劑Fe2(6)2H2e=H2Fe(OH)3解析:(1)pH2溶液呈酸性,促使平衡正向移動,溶液為橙色。(2)平衡時Cr2O和CrO的濃度不一定相同,a錯誤;b未指明速度所表示的方向;溶液顏色不變表示反應(yīng)混合物有色物質(zhì)的濃度不變化,c正確。(3)由Cr2O2Cr3,化合價降低6價,而Fe2Fe3化合價升高1價,故根據(jù)電子守恒可知存在如下關(guān)系:Cr2O6Fe2。(4)將c(Cr3)105molL1代入Cr(OH)3的Ksp表達(dá)式,可得溶液的c(OH)109 molL1,故c(H)105 molL1,溶液的pH5。從題給信息可知Cr2O轉(zhuǎn)化為Cr(OH)3發(fā)生還原反應(yīng),故為陰極反應(yīng);則陰極活潑電極鐵將發(fā)生氧化反應(yīng)生成Fe2。

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