2019屆高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 專題6 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第三單元 電解原理 金屬的腐蝕與防護(hù)課后達(dá)標(biāo)檢測(cè) 蘇教版.doc

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第三單元 電解原理 金屬的腐蝕與防護(hù)課后達(dá)標(biāo)檢測(cè)一、選擇題1下列說法正確的是()A氯堿工業(yè)中，燒堿在陽極區(qū)生成B電解熔融氯化鋁冶煉金屬鋁C電鍍時(shí)，用鍍層金屬作陽極D將鋼閘門與外接電源正極相連，可防止其腐蝕 解析：選C。A項(xiàng)，水中的H在陰極放電，溶液中c(OH)增大，燒堿在陰極區(qū)生成，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，氯化鋁是共價(jià)化合物，熔融狀態(tài)不導(dǎo)電，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，電鍍時(shí)，鍍層金屬作陽極，鍍件作陰極，正確；D項(xiàng)，將鋼閘門與外接電源負(fù)極相連，作陰極(外加電流陰極保護(hù)法)，可防止其腐蝕，錯(cuò)誤。2. 電滲析法是一種利用A、B離子交換膜進(jìn)行海水淡化的方法，其原理如圖所示。已知海水中含Na、Cl、Ca2、Mg2、SO等離子，電極為惰性電極。下列敘述中正確的是()A是原電池裝置，把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B是電解裝置，只發(fā)生物理變化 C左右池中得到淡水DA膜是陰離子交換膜，B膜是陽離子交換膜解析：選D。A項(xiàng)，該裝置有外接電源，是電解池，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，電解過程發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，錯(cuò)誤；a為陽極，海水中的Cl、OH放電，海水中的陰離子透過陰離子交換膜進(jìn)入左池，b為陰極，海水中的H放電，海水中的陽離子透過陽離子交換膜進(jìn)入右池，所以左右兩池得不到淡水，中間得到的是淡水，C錯(cuò)誤，D正確。3. 探究電解精煉銅(粗銅含有Ag、Zn、Fe)和電化學(xué)腐蝕裝置如圖，下列敘述正確的是()A精煉銅時(shí)，電解質(zhì)為硫酸銅溶液，X電極反應(yīng)為Cu22e=Cu B精煉銅時(shí)，溶液中Ag、Zn2、Fe2濃度增大CX電極為石墨，Y電極為Cu，則銅受到保護(hù) DX電極為Fe，Y電極為Cu，則鐵受到保護(hù)解析：選C。A項(xiàng)，精煉銅時(shí)，X為陽極，銅及比銅活潑的金屬失電子，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，Ag的金屬性弱于銅，不會(huì)在陽極放電，以沉淀形式形成陽極泥，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，Y為陰極，受到保護(hù)，正確；D項(xiàng)，X為陽極，鐵作陽極，優(yōu)先失電子，錯(cuò)誤。4(2018濟(jì)南高三檢測(cè))如圖所示，X、Y分別是直流電源的兩極，通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加，b極板處有無色、無味氣體放出。符合這一情況的是下表中的()選項(xiàng)a極板b極板XZA鋅石墨負(fù)極CuSO4B石墨石墨負(fù)極NaOHC銀鐵正極AgNO3D銅石墨負(fù)極CuCl2解析：選A。由題意知，通電后a極板質(zhì)量增加，說明有金屬析出，由此可知，a極為電解池的陰極，則X為電源負(fù)極，B、C均不符合；又b處放出的是無色、無味的氣體，D不符合。5(2018山西四校聯(lián)考)500 mL NaNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)0.3 molL1，用石墨作電極電解此溶液，當(dāng)通電一段時(shí)間后，兩極均收集到氣體1.12 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，假定電解后溶液體積仍為500 mL，下列說法正確的是()A原混合溶液中c(Na)0.2 molL1B電解后溶液中c(H)0.2 molL1C上述電解過程中共轉(zhuǎn)移0.4 mol電子D電解后得到的Cu的物質(zhì)的量為0.1 mol解析：選B。陽極是陰離子放電，放電能力：OHNO，根據(jù)題給信息，陽極一定是OH放電，生成0.05 mol氧氣，轉(zhuǎn)移0.2 mol電子；陰極離子放電能力：Cu2HNa，所以Cu2先放電，然后是H放電，陰極生成0.05 mol氫氣時(shí)，轉(zhuǎn)移0.1 mol電子，根據(jù)得失電子守恒知，Cu2轉(zhuǎn)移0.1 mol電子，n(Cu2)0.05 mol。所以原溶液中nCu(NO3)20.05 mol，又n(NO)0.3 molL10.5 L0.15 mol，則n(NaNO3)0.05 mol。原混合溶液中c(Na)0.1 molL1，A項(xiàng)錯(cuò)誤；結(jié)合以上分析及電解總方程式Cu22H2OCuH2O22H可知，生成0.05 mol Cu、0.05 mol O2、0.05 mol H2和0.1 mol H，電解后溶液中c(H)0.2 molL1，B項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤；上述電解過程中共轉(zhuǎn)移0.2 mol電子，C項(xiàng)錯(cuò)誤。6如圖所示為用固體二氧化鈦(TiO2)生產(chǎn)海綿鈦的裝置示意圖，其原理是TiO2中的氧解離進(jìn)入熔融鹽中而得到純鈦。下列說法中正確的是()Aa極是正極，石墨極是陰極B反應(yīng)后，石墨電極的質(zhì)量不發(fā)生變化C電解過程中，O2、Cl均向a極移動(dòng)D陰極的電極反應(yīng)式為TiO24e=Ti2O2解析：選D。TiO2發(fā)生還原反應(yīng)得到純鈦，故加入高純TiO2的電極是電解池的陰極，a極是電源的負(fù)極，石墨極是陽極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；O2在陽極發(fā)生氧化反應(yīng)生成O2，高溫下，石墨與O2反應(yīng)生成CO、CO2，導(dǎo)致石墨質(zhì)量減小，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電解過程中，陰離子向陽極(石墨極)移動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；TiO2中的氧解離進(jìn)入熔融鹽而得到純鈦，發(fā)生了還原反應(yīng)，生成了Ti和O2，D項(xiàng)正確。7(2018慶陽高三一診)一定條件下，利用如圖所示裝置可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的儲(chǔ)氫，下列有關(guān)說法正確的是()A外電路電子的移動(dòng)方向：A電源BB氣體X在反應(yīng)中通常體現(xiàn)還原性C電極D為惰性電極，E為活潑電極D電極D的電極反應(yīng)式為C6H66H6e=C6H12解析：選D。苯環(huán)己烷，相當(dāng)于加氫，為還原反應(yīng)，所以電極D為陰極，電極E為陽極，A為負(fù)極，B為正極。A項(xiàng)，電子由A極電極D，電極EB極，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，陽極OH放電生成氧氣，X氣體為氧氣，通常表現(xiàn)氧化性，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，E為陽極，若活潑電極為陽極，優(yōu)先失電子，無氣體X生成，錯(cuò)誤。8某同學(xué)組裝了如圖所示的電化學(xué)裝置，電極為Al，其他均為Cu，則下列說法正確的是()A電流方向：電極A電極B電極發(fā)生還原反應(yīng)C電極逐漸溶解D電極的電極反應(yīng)：Cu22e=Cu解析：選A。當(dāng)多個(gè)池串聯(lián)時(shí)，兩電極材料活潑性相差大的作原電池，其他池作電解池，由此可知圖示中左邊兩池組成原電池，右邊組成電解池。A項(xiàng)，電子移動(dòng)方向：電極A電極，電流方向與電子移動(dòng)方向相反，正確。B項(xiàng)，原電池負(fù)極在工作中失去電子，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，錯(cuò)誤。C項(xiàng)，原電池正極得電子，銅離子在電極上得電子，生成銅單質(zhì)，該電極質(zhì)量逐漸增大，錯(cuò)誤。D項(xiàng)，電解池中陽極為活性電極時(shí)，電極本身失電子，形成離子進(jìn)入溶液中，因?yàn)殡姌O為正極，因此電極為電解池的陽極，其電極反應(yīng)式為Cu2e=Cu2，錯(cuò)誤。9(2016高考北京卷)用石墨電極完成下列電解實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)二裝置現(xiàn)象a、d處試紙變藍(lán)；b處變紅，局部褪色；c處無明顯變化兩個(gè)石墨電極附近有氣泡產(chǎn)生；n處有氣泡產(chǎn)生；下列對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋或推測(cè)不合理的是()Aa、d處：2H2O2e=H22OHBb處： 2Cl2e=Cl2Cc處發(fā)生了反應(yīng)：Fe2e=Fe2D根據(jù)實(shí)驗(yàn)一的原理，實(shí)驗(yàn)二中m處能析出銅解析：選B。由于有外接電源，所以實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二均為電解池裝置。實(shí)驗(yàn)一中，鐵絲中的電流方向?yàn)閺膁到c，電子移動(dòng)方向?yàn)閺腸到d，所以實(shí)驗(yàn)一的裝置是比較復(fù)雜的電解池，其中a為陰極，c為陽極，d為陰極，b為陽極。a、d處發(fā)生反應(yīng)2H2O2e=H22OH，A項(xiàng)正確；若b處發(fā)生反應(yīng)2Cl2e=Cl2，不足以解釋b處“變紅”和“褪色”現(xiàn)象，B項(xiàng)錯(cuò)誤；c處鐵作陽極，發(fā)生反應(yīng)Fe2e=Fe2，由于生成的Fe2濃度較小，且pH試紙本身有顏色，故顏色上無明顯變化，C項(xiàng)正確；實(shí)驗(yàn)二是一個(gè)更加復(fù)雜的電解池裝置，兩個(gè)銅珠的左端均為陽極，右端均為陰極，初始時(shí)兩個(gè)銅珠的左端(陽極)均發(fā)生反應(yīng)Cu2e=Cu2，右端(陰極)均發(fā)生反應(yīng)2H2e=H2，一段時(shí)間后，Cu2移動(dòng)到m處，m處附近Cu2濃度增大，發(fā)生反應(yīng)Cu22e=Cu，m處能生成銅，D項(xiàng)正確。二、非選擇題10Zn-MnO2干電池應(yīng)用廣泛，其電解質(zhì)溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。(1)該電池的負(fù)極材料是_，電池工作時(shí)，電子流向_(填“正極”或“負(fù)極”)。(2)若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有雜質(zhì)Cu2，會(huì)加速某電極的腐蝕。其主要原因是_。欲除去Cu2，最好選用下列試劑中的_(填代號(hào))。aNaOHbZncFe dNH3H2O(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_。解析：(1)還原性較強(qiáng)的Zn作負(fù)極，電子由負(fù)極經(jīng)外電路流向正極。(2)除雜原則是加入的物質(zhì)要過量(以除盡雜質(zhì))且不能引入新雜質(zhì)，故選Zn將Cu2置換而除去。(3)陰極上應(yīng)是H得電子。由關(guān)系式知：MnSO4MnO22e，電路中通過2 mol電子產(chǎn)生1 mol MnO2，即87 g。答案：(1)Zn正極(2)鋅與還原出來的Cu構(gòu)成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕b(3)2H2e=H287 g11如圖所示為相互串聯(lián)的甲、乙兩電解池，試回答：(1)若甲池利用電解原理在鐵上鍍銀，則A是_、_(填電極材料和電極名稱)，電極反應(yīng)式是_；B是_、_(要求同A)，電極反應(yīng)式是_，應(yīng)選用的電解質(zhì)溶液是_。(2)乙池中若滴入少量酚酞試液，開始電解一段時(shí)間，鐵極附近呈_色。(3)電解完畢，若甲槽陰極增重43.2 g，則乙槽中陽極上放出的氣體在標(biāo)況下的體積是_mL。(4)若乙槽中剩余溶液仍為400 mL，則電解后所得溶液的物質(zhì)的量濃度為_molL1，pH等于_。解析：(2)Fe極附近H放電，破壞了附近水的電離平衡，使c(OH)增大，顯堿性，遇酚酞試液呈紅色。(3)甲槽陰極析出銀：n(Ag)0.4 mol，乙槽中陽極上放出的氣體是氯氣：n(Cl2)0.2 mol，V(Cl2)0.2 mol22 400 mLmol14 480 mL。(4)由2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2可知：n(NaOH)0.2 mol20.4 mol，c(NaOH)1 molL1，pH14。答案：(1)鐵陰極Age=Ag銀陽極Age=AgAgNO3溶液(2)紅(3)4 480(4)11412如圖所示三套實(shí)驗(yàn)裝置，分別回答下列問題。(1)裝置1為鐵的吸氧腐蝕實(shí)驗(yàn)。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的溶液有沉淀，表明鐵被_(填“氧化”或“還原”)；向插入石墨棒的玻璃筒內(nèi)滴入酚酞溶液，可觀察到石墨棒附近的溶液變紅，該電極反應(yīng)式為_。(2)裝置2中的石墨是_極(填“正”或“負(fù)”)，該裝置發(fā)生總反應(yīng)的離子方程式為_。(3)裝置3中甲燒杯盛放100 mL 0.2 molL1的NaCl溶液，乙燒杯盛放100 mL 0.5 molL1的CuSO4溶液。反應(yīng)一段時(shí)間后，停止通電。向甲燒杯中滴入幾滴酚酞，觀察到石墨電極附近首先變紅。電源的M端為_極；甲燒杯中鐵電極的電極反應(yīng)式為_。乙燒杯中電解反應(yīng)的離子方程式為_。停止電解，取出Cu電極，洗滌、干燥、稱量，電極增重0.64 g，甲燒杯中產(chǎn)生的氣體標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_mL。解析：(1)裝置1，由石墨棒附近的溶液變紅可知，石墨棒作正極，電極反應(yīng)式為O24e2H2O=4OH，鐵釘作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)。(2)由裝置2兩電極活潑性強(qiáng)弱得Cu是負(fù)極，總反應(yīng)的離子方程式，即該裝置中自發(fā)的氧化還原反應(yīng)：2Fe3Cu=2Fe2Cu2。(3)由甲中石墨電極附近首先變紅可知該極H放電，即該極為陰極，F(xiàn)e為陽極，電極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2，由此可知，電源M端為正極；因電源M端為正極，則N端為負(fù)極，乙中Cu為陰極，石墨為陽極，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Cu22H2O2CuO24H；兩池中的對(duì)應(yīng)關(guān)系：Cu2eH2 64 g 1 mol 0.64 g 0.01 mol即H2體積為224 mL。答案：(1)氧化O24e2H2O=4OH(2)正2Fe3Cu=2Fe2Cu2(3)正Fe2e=Fe22Cu22H2O2CuO24H22413電浮選凝聚法是工業(yè)上采用的一種污水處理方法：保持污水的pH在5.0 6.0之間，通過電解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉積下來，具有凈化水的作用。陰極產(chǎn)生的氣泡把污水中懸浮物帶到水面形成浮渣層，刮去(或撇掉)浮渣層，即起到了浮選凈化的作用。某科研小組用電浮選凝聚法處理污水，設(shè)計(jì)如圖所示裝置示意圖。(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)若污水中離子濃度較小，導(dǎo)電能力較差，產(chǎn)生氣泡速率緩慢，無法使懸浮物形成浮渣。此時(shí)，應(yīng)向污水中加入適量的_。ABaSO4 BCH3CH2OHCNa2SO4 DNaOH(2)電解池陽極發(fā)生了兩個(gè)電極反應(yīng)，其中一個(gè)反應(yīng)生成一種無色氣體，則陽極的電極反應(yīng)式分別是._；._ _。(3)電極反應(yīng)和的生成物反應(yīng)得到Fe(OH)3沉淀的離子方程式是_。(4)該燃料電池是以熔融碳酸鹽為電解質(zhì)，CH4為燃料，空氣為氧化劑，稀土金屬材料作電極。為了使該燃料電池長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，電池的電解質(zhì)組成應(yīng)保持穩(wěn)定，電池工作時(shí)必須有部分A物質(zhì)參加循環(huán)(見上圖)。A物質(zhì)的化學(xué)式是_。解析：(1)為了增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性，因此可選用易溶性強(qiáng)電解質(zhì)溶液，排除A和B，考慮到題中要求電解時(shí)保持污水的pH在5.06.0之間，因此不能添加NaOH。(2)電解時(shí)鐵作陽極，因此主要發(fā)生Fe2e=Fe2，同時(shí)也發(fā)生副反應(yīng)，即水中的OH失電子被氧化生成O2。(3)根據(jù)得失電子守恒和電荷守恒即可得離子方程式。(4)由于原電池的負(fù)極產(chǎn)物有水生成，所以負(fù)極必有CO參加反應(yīng)，同時(shí)根據(jù)碳元素守恒可知A必為CO2，負(fù)極反應(yīng)式可表示為CH44CO8e=5CO22H2O。答案：(1)C(2)Fe2e=Fe24OH4e=2H2OO2(3)4Fe210H2OO2=4Fe(OH)38H(4)CO2