《2019版高考化學一輪復習 第四單元 化學反應與能量轉(zhuǎn)化 第3節(jié) 電解池 金屬的電化學腐蝕與防護課時練.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019版高考化學一輪復習 第四單元 化學反應與能量轉(zhuǎn)化 第3節(jié) 電解池 金屬的電化學腐蝕與防護課時練.doc（7頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第3節(jié)　電解池　金屬的電化學腐蝕與防護 一、選擇題 1．(2018年江西和平聯(lián)考)利用化石燃料開采、加工過程產(chǎn)生的H2S廢氣，通過電化學法制取氫氣的工藝如下圖所示。下列說法不正確的是(　　)。 A．電解池中惰性電極C1為陽極 B．該工藝優(yōu)點之一是FeCl3溶液可循環(huán)利用 C．反應池中的離子方程式：2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S↓ D．電解池總反應的化學方程式：2FeCl2＋2HCl2FeCl3＋H2↑ 2．下列裝置或操作能達到實驗目的的是(　　)。 　 　 A．①防止鐵釘生銹　　　 B．②構(gòu)成銅鋅原電池 C．③構(gòu)成銅銀原電池　　 D．④驗證NaCl溶液(含酚酞)電解產(chǎn)物 3．按如右圖所示裝置進行下列不同的操作，其中不正確的是(　　)。 A．鐵腐蝕的速度由大到小的順序：只閉合K3>只閉合K1>都斷開>只閉合K2 B．只閉合K3，正極的電極反應式：2H2O＋O2＋4e－===4OH－ C．先只閉合K1，一段時間后，漏斗內(nèi)液面上升，然后再只閉合K2，漏斗內(nèi)液面上升 D．只閉合K2，U形管左、右兩端液面均下降 4．下列說法正確的是(　　)。 A 鋼閘門容易被腐蝕 B a、b均為惰性電極，b極反應是：O2＋4OH－－4e－===2H2O C 陰、陽兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是1∶1　 D 電池工作一段時間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加 5.大功率的鎳氫電池使用在油電混合動力車輛中。鎳氫電池NiMH電池正極板材料為NiOOH，負極板材料為吸氫合金。下列關(guān)于該電池的說法中正確的是(　　)。 A．放電時電池內(nèi)部H＋向負極移動 B．充電時，將電池的負極與外接電源的正極相連 C．充電時陽極反應為Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O D．放電時負極的電極反應式為MHn－ne－===M＋nH＋ 6．(2018年廣東潮州聯(lián)考)工業(yè)上，在強堿性條件下用電解法除去廢水中的CN－，裝置如下圖所示，依次發(fā)生的反應有： ①CN－－2e－＋2OH－===CNO－＋H2O ②2Cl－－2e－===Cl2↑ ③3Cl2＋2CNO－＋8OH－===N2＋6Cl－＋2CO＋4H2O 下列說法正確的是(　　)。 A．鐵電極上發(fā)生的反應為Fe－2e－===Fe2＋ B．通電過程中溶液pH不斷增大 C．為了使電解池連續(xù)工作，需要不斷補充NaCl D．除去1 mol CN－，外電路至少需轉(zhuǎn)移5 mol電子 7．(2018屆安徽安慶六校聯(lián)考)下列圖示中關(guān)于銅電極的連接錯誤的是(　　)。 A B C D 二、非選擇題 8．(2018屆北京海淀期末)某小組同學利用下圖裝置對電解氯化銅實驗進行了研究。 裝置 現(xiàn)象 電解一段時間時，陽極石墨表面產(chǎn)生氣體，陰極石墨上附著紅色物質(zhì)，燒杯壁變熱，溶液由藍色變?yōu)榫G色 (1)甲認為電解過程中陽極產(chǎn)生的________是溶液變綠的原因，寫出產(chǎn)生該物質(zhì)的電極反應式：__________________________________。 (2)乙查閱資料，CuCl2溶液中存在平衡：Cu2＋＋4Cl－[CuCl4]2－(黃色)　ΔH＞0。據(jù)此乙認為：電解過程中，[CuCl4]2－(黃色)濃度增大，與CuCl2藍色溶液混合呈綠色。乙依據(jù)平衡移動原理推測在電解過程中[CuCl4]2－濃度增大的原因：_________________________________ ______________________________________________________________________________。 (3)丙改用下圖裝置，在相同條件下電解CuCl2溶液，對溶液變色現(xiàn)象繼續(xù)探究。 裝置 現(xiàn)象 電解相同時間時，陽極石墨表面產(chǎn)生氣泡，溶液仍為藍色；陰極石墨上附著紅色物質(zhì)，溶液由藍色變?yōu)榫G色；U形管變熱，冷卻后陰極附近溶液仍為綠色 丙通過對現(xiàn)象分析證實了甲和乙的觀點均不是溶液變綠的主要原因。丙否定甲的依據(jù)是____________________，否定乙的依據(jù)是____________________。 (4)丙繼續(xù)查閱資料： ⅰ.電解CuCl2溶液時可能產(chǎn)生[CuCl2]－，[CuCl2]－摻雜Cu2＋后呈黃色。 ⅱ.稀釋含[CuCl2]－的溶液生成CuCl白色沉淀。 據(jù)此，丙認為：電解過程中，產(chǎn)生[CuCl2]－摻雜Cu2＋后呈黃色，與CuCl2藍色溶液混合呈綠色。 丙進行如下實驗： a．取電解后綠色溶液2 mL，加20 mL水稀釋，靜置5分鐘后溶液中產(chǎn)生白色沉淀。 b．另取少量氯化銅晶體和銅粉，向其中加2 mL濃鹽酸，加熱獲得含[CuCl2]－的黃色溶液。 c．冷卻后向上述溶液…… d．取c中2 mL溶液，加20 mL水稀釋，靜置5分鐘后溶液中產(chǎn)生白色沉淀。 ①a的目的是____________________________________________。 ②寫出b中生成[CuCl2]－的離子方程式：__________________________________。 ③補充c中必要的操作及現(xiàn)象：_______________________________________________ __________________________________________________________________________。 丙據(jù)此得出結(jié)論：電解時陰極附近生成[CuCl2]－是導致溶液變綠的原因。 9．(2018屆江西師大附中月考)Ⅰ.氮肥的使用在提高糧食產(chǎn)量的同時，也導致了土壤、水體污染等環(huán)境問題。 (1)長期過量使用銨態(tài)化肥NH4Cl，易導致土壤酸化，請用化學用語解釋原因：____________________________________。 (2)工業(yè)上處理氨氮廢水的方法是采用電解法將NO轉(zhuǎn)化為N2，部分裝置如下圖所示。 B極的電極反應方程式是________________________________________。 (3)常溫下，除去60 L廢水中的62 mg NO后，廢水的pH＝________。 Ⅱ.如下圖所示C、D、E、F、X、Y都是惰性電極。將電源接通后，向乙中滴入酚酞溶液，在F極附近顯紅色。 (1)若用甲醇、空氣燃料電池作電源，電解質(zhì)為KOH溶液，則A極的電極反應式為______________________________。 (2)欲用丙裝置給銅鍍銀，銀應該是________電極(填“G”或“H”)。 (3)丁裝置中Y極附近紅褐色變________(填“深”或“淺”)。 (4)通電一段時間后，C、D、E、F電極均有單質(zhì)生成，其物質(zhì)的量之比為__________。 10．Ⅰ.某實驗小組同學對電化學原理進行了一系列探究活動。 (1)如圖1所示為某實驗小組設計的原電池裝置，反應前，電極質(zhì)量相等，一段時間后，兩電極質(zhì)量相差12 g，導線中通過________mol電子。 圖1 (2)如圖1，其他條件不變，若將乙燒杯中的CuCl2溶液換為NH4Cl溶液，則石墨電極的電極反應方程式為____________________________________。 (3)如圖2，其他條件不變，若將鹽橋換成彎銅導線與石墨相連成n形，乙裝置中與銅絲相連的石墨電極上發(fā)生的反應方程式為____________________________。 圖2 Ⅱ.氫能是發(fā)展中的新能源，它的利用包括氫的制備、儲存和應用三個環(huán)節(jié)。回答下列問題： (1)與汽油等燃料相比，氫氣作為燃料的兩個明顯的優(yōu)點是________________________(寫兩點)。 (2)化工生產(chǎn)的副產(chǎn)品也是氫氣的來源。電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4，同時獲得氫氣?？偡磻匠淌綖镕e＋2H2O＋2OH－FeO＋3H2↑，工作原理如圖3所示。裝置通電后，鐵電極附近生成紫紅色的FeO，鎳電極有氣泡產(chǎn)生。若氫氧化鈉溶液濃度過高，鐵電極區(qū)會產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。已知：Na2FeO4只在強堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原。 圖3 　圖4 ①電解一段時間后，c(OH－)降低的區(qū)域在__________(填“陰極室”或“陽極室”)。 ②電解過程中，須將陰極產(chǎn)生的氣體及時排出，其原因是___________________。 ③c(Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖4所示，任選M、N兩點中的一點，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：_______________________________________________。 11．(2017屆福建廈大附中月考)下圖所示甲、乙是電化學實驗裝置。 　 (1)若甲、乙兩燒杯中均盛有NaCl溶液。 ①甲中石墨棒上的電極反應式為__________________________________。 ②乙中總反應的離子方程式為____________________________________。 ③將濕潤的淀粉KI試紙放在乙燒杯上方，發(fā)現(xiàn)試紙先變藍后褪色，這是因為過量的Cl2氧化了生成的I2。若反應中Cl2和I2的物質(zhì)的量之比為5∶1，且生成兩種酸，該反應的化學方程式為________________________________。 (2)若甲、乙兩燒杯中均盛有CuSO4溶液。 ①甲中鐵棒上的電極反應式為__________________________。 ②如果起始時乙中盛有200 mL pH＝5的CuSO4溶液(25 ℃)，一段時間后溶液的pH變?yōu)?，若要使溶液恢復到電解前的狀態(tài)，可向溶液中加入________(填寫物質(zhì)的化學式)________g。 第3節(jié)　電解池　金屬的電化學腐蝕與防護 1．C　解析：C1極生成Fe3＋，應發(fā)生氧化反應，為陽極，C2極生成氫氣，為陰極，發(fā)生還原反應，故A正確；電解池中生成的FeCl3可作為反應池的反應物，則FeCl3溶液可循環(huán)利用，故B正確；由裝置可知反應池中的反應物為H2S和FeCl3，反應的化學方程式為H2S＋2FeCl3===2FeCl2＋S↓＋2HCl，離子方程式為2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋，故C錯誤；電解池中亞鐵離子失去電子，氫離子得到電子，電解池總反應的離子方程式為2Fe2＋＋2H＋2Fe3＋＋H2↑，故D正確。 2．D　解析：防止鐵釘銹蝕時鐵釘應接電源負極，A錯誤； Zn電極放于CuSO4溶液中，二者直接發(fā)生置換反應而不能構(gòu)成原電池，B錯誤； Cu—CuSO4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：2Cl－－2e－===Cl2↑，可用KI淀粉溶液檢驗Cl2產(chǎn)生，陰極發(fā)生反應：2H＋＋2e－===H2↑，同時溶液中c(OH－)增大，酚酞溶液變紅，D正確。 3．A　解析：金屬腐蝕速率：電解池的陽極>原電池的負極>化學腐蝕>原電池的正極>電解池的陰極，閉合K3，是原電池，鐵作負極，閉合K2，是電解池，鐵作陰極，閉合K1，鐵作陽極，因此腐蝕速率是只閉合K1>只閉合K3>都斷開>只閉合K2，故A錯誤；只閉合K3，發(fā)生吸氧腐蝕，正極：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故B正確；只閉合K1，鐵作陽極，陽極反應式為Fe－2e－===Fe2＋，陰極反應式為2H＋＋2e－===H2↑，U形管中氣體壓強增大，因此漏斗中液面上升，然后只閉合K2，鐵作陰極，陰極反應式為2H＋＋2e－===H2↑，陽極反應式為2Cl－2e－===Cl2↑，U形管中氣體壓強增大，漏斗中液面上升，故C、D正確。 4．D　解析：A是外接電源的陰極保護法，鋼閘門不容易被腐蝕，故A錯誤；B是氫氧燃料電池，b為正極，電極反應為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故B錯誤；C是電解H2OCO2混合氣體制備H2和CO，總反應為H2O＋CO2H2＋CO＋O2，陰極產(chǎn)生H2、CO，陽極產(chǎn)生氧氣，陰、陽兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是2∶1，故C錯誤；D項甲池中的Zn2＋通過陽離子交換膜進入乙池，乙池中發(fā)生反應：Cu2＋＋2e－===Cu，為了保持溶液呈電中性，進入乙池的Zn2＋與放電的Cu2＋的物質(zhì)的量相等，而Zn的摩爾質(zhì)量大于Cu，故乙池溶液總質(zhì)量增大，故D正確。 5．C　解析：放電時電池內(nèi)部H＋向正極移動，故A錯誤；充電時，將電池的負極與外接電源的負極相連，故B錯誤；原電池正極反應為NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，則充電時陽極反應為Ni(OH)2－e－＋OH－===NiOOH＋H2O，故C正確；放電時負極的電極反應式為H2－2e－＋2OH－===2H2O，故D錯誤。 6．D　解析：A項，金屬鐵是陰極，鐵電極上發(fā)生的是還原反應，故A錯誤；B項，根據(jù)反應①③可知，OH－被不斷地消耗，所以通電過程中溶液pH不斷減小，故B錯誤；C項，根據(jù)電極反應式，為了使電解池連續(xù)工作，需要補充氫氧化鈉，故C錯誤；D項，根據(jù)反應③，除去1 mol CNO－，消耗1.5 mol氯氣，轉(zhuǎn)移電子3 mol，再根據(jù)反應①，除去1 mol CN－，轉(zhuǎn)移電子2 mol，所以外電路至少需轉(zhuǎn)移5 mol電子，故D正確。 7．C　解析：A項，鋅比銅活潑，鋅作負極，銅作正極，連接正確；B項，電解精煉銅，粗銅作陽極，純銅作陰極，連接正確；C項，電鍍時，鍍件作陰極，鍍層金屬作陽極，連接錯誤；D項，電解氯化銅，銅作陰極，石墨作陽極，連接正確。 8．(1)Cl2　2Cl－－2e－===Cl2↑ (2)電解過程放熱導致溶液溫度升高，使Cu2＋＋4Cl－[CuCl4]2－平衡正向移動 (3)陽極附近溶液仍為藍色　U形管冷卻后陰極附近溶液仍為綠色 (4)①證明在上述實驗條件下，電解后的綠色溶液中存在[CuCl2]－ ②Cu2＋＋4Cl－＋Cu===2[CuCl2]－。 ③加入CuCl2藍色溶液，直至溶液顏色與電解后綠色溶液基本相同 解析：(1)電解過程中陽極發(fā)生氧化反應，溶液中的氯離子放電生成氯氣，氯氣溶于水，溶液可能呈現(xiàn)綠色。(2)電解過程放熱導致溫度升高，使Cu2＋＋4Cl－[CuCl4]2－平衡正向移動，[CuCl4]2－濃度增大。(3)陽極生成了氯氣，但陽極附近溶液仍為藍色，說明不是生成氯氣的緣故；Cu2＋＋4Cl－[CuCl4]2－(黃色)　ΔH＞0，溫度降低，平衡逆向移動，溶液應該呈現(xiàn)藍色，但U形管冷卻后陰極附近溶液仍為綠色，因此乙的推斷也不正確。 9．Ⅰ.(1)NH＋H2ONH3H2O＋H＋ (2)2NO＋10e－＋6H2O===N2↑＋12OH－ (3)10 Ⅱ.(1)O2＋4e－＋2H2O===4OH－　(2)G　(3)深　(4)1∶2∶2∶2 解析：Ⅰ.(2)①B極發(fā)生還原反應，NO轉(zhuǎn)化為N2，電極反應式為2NO＋10e－＋6H2O===N2↑＋12OH－。(3)62 mg硝酸根的物質(zhì)的量是0.001 mol，根據(jù)電極反應式可知生成0.006 mol氫氧根，濃度是＝0.0001 molL－1，因此pH＝10。 Ⅱ.(1)向乙中滴入酚酞溶液，在F極附近顯紅色，說明F極附近有大量氫氧根離子，由此得出F極上氫離子放電生成氫氣，所以F極是陰極，則電源B極是負極，A極是正極，電極反應式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－。(2)若用丙裝置給銅鍍銀，G應該是Ag，H是銅，電鍍液是AgNO3溶液。(3)丁裝置中Y電極是陰極，氫氧化鐵膠體的膠粒帶正電荷，Y極附近紅褐色變深。(4)甲裝置中C電極上氫氧根離子放電生成氧氣，D電極上銅離子放電生成銅單質(zhì)，E電極上氯離子放電生成氯氣，F(xiàn)電極上氫離子放電生成氫氣，所以C、D、E、F電極均有單質(zhì)生成。生成1 mol氧氣轉(zhuǎn)移4 mol電子，生成1 mol銅轉(zhuǎn)移2 mol電子，生成1 mol氯氣轉(zhuǎn)移2 mol電子，生成1 mol氫氣轉(zhuǎn)移2 mol電子，所以轉(zhuǎn)移相同物質(zhì)的量的電子時生成單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為1∶2∶2∶2。 10．Ⅰ.(1)0.2　(2)2NH＋2e－===2NH3↑＋H2↑ (3)2Cl－－2e－===Cl2↑ Ⅱ.(1)燃燒熱值高、燃燒無污染、是可再生能源(寫兩點即可) (2)①陽極室 ②防止生成的H2與高鐵酸鈉反應，使高鐵酸鈉的產(chǎn)率降低 ③M點：氫氧根濃度偏小，高鐵酸鈉的穩(wěn)定性差，且反應較慢(或N點：氫氧根濃度較大，鐵電極上容易生成氫氧化鐵，使高鐵酸鈉的產(chǎn)率降低) 解析：Ⅰ.(1)圖1為原電池反應，F(xiàn)e為負極，發(fā)生反應Fe－2e－===Fe2＋，石墨為正極，發(fā)生反應Cu2＋＋2e－===Cu，總反應式為Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。一段時間后，兩電極質(zhì)量相差12 g，則 Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu　　質(zhì)量差Δm　　轉(zhuǎn)移電子 56 g　　　　　　64 g　 56 g＋64 g＝120 g　2 mol 　　　　　　　　　　　1 2 g　　　　　　n 則n＝0.2 mol。 (2)若將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液，溶液呈酸性，銨根在正極放電，電極反應式為2NH＋2e－===2NH3↑＋H2↑。(3)若將鹽橋換成彎銅導線與石墨相連成n形，甲裝置發(fā)生鐵的吸氧腐蝕，鐵為負極，銅為正極，則乙裝置石墨為陽極，石墨(1)為陰極，乙為電解池裝置，陽極反應式為2Cl－－2e－===Cl2↑。 Ⅱ.(2)①根據(jù)題意鎳電極有氣泡產(chǎn)生是氫離子放電生成氫氣，鐵電極發(fā)生氧化反應，溶液中的氫氧根離子減少，因此電解一段時間后，c(OH－)降低的區(qū)域在陽極室。②氫氣具有還原性，根據(jù)題意Na2FeO4只在強堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原。故電解過程中須將陰極產(chǎn)生的氣體及時排出，防止Na2FeO4與H2反應使產(chǎn)率降低。③根據(jù)題意Na2FeO4只在強堿性條件下穩(wěn)定，在M點，c(OH－)低，Na2FeO4穩(wěn)定性差，且反應慢，在N點：c(OH－)過高，鐵電極上有氫氧化鐵生成，使Na2FeO4產(chǎn)率降低。 11．(1)①2H2O＋O2＋4e－===4OH－ ②2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－ ③5Cl2＋I2＋6H2O===10HCl＋2HIO3 (2)①Fe－2e－===Fe2＋ ②CuO(或CuCO3)　0.8(或1.24) 解析：(1) 若甲、乙兩燒杯中均盛有NaCl溶液。①甲為鐵的吸氧腐蝕，石墨是正極，石墨棒上的電極反應式為2H2O＋O2＋4e－===4OH－。②根據(jù)電子流向，石墨是陽極，乙為用惰性電極電解氯化鈉溶液，乙中總反應的離子方程式為2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－。③根據(jù)電子守恒，5 mol氯氣失電子10 mol,2 mol I2得電子10 mol，碘的化合價升高為＋5價，該反應的化學方程式為5Cl2＋I2＋6H2O===10HCl＋2HIO3。(2)若甲、乙兩燒杯中均盛有CuSO4溶液。①甲為原電池，鐵為負極，鐵棒上的電極反應式為Fe－2e－===Fe2＋。②由2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，要使溶液恢復原狀態(tài)，可加入CuO(或CuCO3)，一段時間后溶液的pH變?yōu)?，則c(H＋)＝0.1 molL－1，n(H＋)＝0.2 L0.1 molL－1＝0.02 mol，則由電解反應可知析出的Cu的物質(zhì)的量為0.01 mol，由Cu原子守恒可知，m(CuO)＝0.01 mol80 gmol－1＝0.8 g，或m(CuCO3)＝0.01 mol124 gmol－1＝1.24 g。