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課時規(guī)范練18　電解池　金屬的腐蝕與防護(hù) 一、選擇題(本題共10小題,每小題7分,共70分。每小題只有一個選項符合題目要求) 1.以KCl和ZnCl2混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅,下列說法正確的是(　　) A.若通電前上述鍍鋅裝置構(gòu)成原電池,則電鍍過程是該原電池的充電過程 B.因部分電能轉(zhuǎn)化為熱能,電鍍時通過的電量與鋅的析出量無確定關(guān)系 C.電鍍時保持電流恒定,升高溫度不改變電解反應(yīng)速率 D.鍍鋅層破損后即對鐵制品失去保護(hù)作用 2.(2018四川綿陽模擬)下列表述不正確的是(　　) B 鹽橋中的Cl-移向ZnSO4溶液 a極附近產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{(lán) C D 粗銅的電極反應(yīng)式為Cu2++2e-Cu 正極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O4OH- 3.(2018河南天一大聯(lián)考階段檢測)普通電解精煉銅的方法所制備的銅中仍含有雜質(zhì),利用下面的雙膜(陰離子交換膜和過濾膜)電解裝置可制備高純度的Cu。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A.電極a為粗銅,電極b為精銅 B.甲膜為過濾膜,可阻止陽極泥及漂浮物雜質(zhì)進(jìn)入陰極區(qū) C.乙膜為陰離子交換膜,可阻止雜質(zhì)陽離子進(jìn)入陰極區(qū) D.當(dāng)電路中通過1 mol電子時,可生成32 g精銅 4.深埋在潮濕土壤中的鐵管道,在硫酸鹽還原菌作用下,能被硫酸根腐蝕,其電化學(xué)腐蝕原理如圖所示,下列與此原理有關(guān)的說法錯誤的是(　　) A.正極反應(yīng)為SO42-+5H2O+8e-HS-+9OH- B.輸送暖氣的管道不易發(fā)生此類腐蝕 C.這種情況下,Fe腐蝕的最終產(chǎn)物為Fe2O3xH2O D.管道上刷富鋅油漆可以延緩管道的腐蝕 5.利用如圖裝置探究鐵在海水中的電化學(xué)防護(hù),下列說法不正確的是(　　) A.若X為鋅棒,開關(guān)K置于M處,可減緩鐵的腐蝕 B.若X為鋅棒,開關(guān)K置于M處,鐵電極的反應(yīng)為Fe-2e-Fe2+ C.若X為碳棒,開關(guān)K置于N處,可減緩鐵的腐蝕 D.若X為碳棒,開關(guān)K置于N處,鐵電極的反應(yīng)為2H++2e-H2↑ 6.(2018廣東深圳中學(xué)考試)電解法處理酸性含鉻(主要含有Cr2O72-)廢水時,以鐵板作陰、陽極,處理過程中存在反應(yīng)Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O,最后Cr3+以Cr(OH)3形式被除去,下列說法不正確的是 (　　) A.陽極反應(yīng)為Fe-2e-Fe2+ B.過程中有Fe(OH)3沉淀生成 C.電解過程中溶液pH不會變化 D.電路中每轉(zhuǎn)移12 mol電子,最多有1 mol Cr2O72-被還原 7.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,可得到2 mol LiOH 8.(2018廣東汕頭月考)在固態(tài)金屬氧化物電解池中,高溫電解H2O、CO2混合氣體制備H2和CO是一種新的能源利用方式,基本原理如圖所示。下列說法不正確的是 (　　) A.陰極的反應(yīng)式:H2O+2e-H2+O2-、CO2+2e-CO+O2- B.X是電源的負(fù)極 C.總反應(yīng)可表示為H2O+CO2H2+CO+O2 D.陰、陽兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是1∶1 9.(2018河北衡水模擬)1 L某溶液中含有的離子及其物質(zhì)的量濃度如下表: 離子 Cu2+ Al3+ NO3- Cl- 物質(zhì)的量濃度/(molL-1) 1 1 a 1 用惰性電極電解該溶液,當(dāng)電路中有3 mol e-通過時(忽略電解時溶液體積的變化及電解產(chǎn)物可能存在的溶解現(xiàn)象),下列說法正確的是(　　) A.電解后溶液pH=0 B.陽極生成1.5 mol Cl2 C.a=3 D.陰極析出的金屬是銅與鋁 10.(2018湖南懷化高三期末)中國首個空間實驗室——“天宮一號”的供電系統(tǒng)中,有再生氫氧燃料電池,工作原理如下圖所示,a、b、c、d均為Pt電極。 下列說法正確的是(　　) A.B區(qū)的OH-通過隔膜向a電極移動,A區(qū)pH增大 B.c是正極,電極上的電極反應(yīng)為2H++2e-H2↑ C.右邊裝置中右管中的OH-通過隔膜向c電極移動,d電極上發(fā)生氧化反應(yīng) D.當(dāng)有1 mol電子轉(zhuǎn)移時,標(biāo)準(zhǔn)狀況下,b電極理論上產(chǎn)生氣體Y的體積為11.2 L 二、非選擇題(本題共2小題,共30分) 11.(15分)有如圖所示3套實驗裝置,根據(jù)所學(xué)知識回答下列問題。 (1)裝置1為鐵的吸氧腐蝕實驗。一段時間后,向插入鐵釘?shù)牟Ａ矁?nèi)滴入K3[Fe(CN)6]溶液,即可觀察到鐵釘附近的溶液出現(xiàn)藍(lán)色沉淀,表明鐵被　　　　(填“氧化”或“還原”);向插入石墨的玻璃筒內(nèi)滴入酚酞溶液,可觀察到石墨附近的溶液變紅,該電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　。 　。 (3)裝置3中甲燒杯盛放100 mL 0.2 molL-1的NaCl溶液,乙燒杯盛放100 mL 0.5 molL-1的CuSO4溶液。反應(yīng)一段時間后,停止通電。向甲燒杯中滴入幾滴酚酞,觀察到石墨附近溶液首先變紅。 ①電源的M端為　　　　　　　極;甲燒杯中鐵極的電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　。 ②乙燒杯中電解反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ③停止通電后,取出Cu電極,洗滌、干燥、稱量,電極增重0.64 g,甲燒杯中產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為　　　　　　　mL。 12.(2018課標(biāo)全國Ⅲ,27)(15分)KIO3是一種重要的無機(jī)化合物,可作為食鹽中的補(bǔ)碘劑?；卮鹣铝袉栴}: (1)KIO3的化學(xué)名稱是　　　　　　。 (2)利用“KClO3氧化法”制備KIO3工藝流程如下圖所示: “酸化反應(yīng)”所得產(chǎn)物有KH(IO3)2、Cl2和KCl?！爸餋l2”采用的方法是　　　　　　?！盀V液”中的溶質(zhì)主要是　　　　　　?！罢{(diào)pH”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　。 (3)KIO3也可采用“電解法”制備,裝置如圖所示。 ①寫出電解時陰極的電極反應(yīng)式　　　　　　。 ②電解過程中通過陽離子交換膜的離子主要為　　　　　,其遷移方向是　　　　　。 ③與“電解法”相比,“KClO3氧化法”的主要不足之處有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(寫出一點(diǎn))。  課時規(guī)范練18　電解池　金屬的腐蝕與防護(hù) 1.C　電鍍前,Zn與Fe構(gòu)成原電池,Zn為負(fù)極,Fe為正極;電鍍時,Fe為陰極,Zn為陽極;原電池充電時,原電池負(fù)極為陰極、正極為陽極,故電鍍過程不屬于原電池的充電過程,A項錯誤;根據(jù)電子守恒,通過電子的電量與析出Zn的量成正比,B項錯誤;電流恒定,單位時間通過的電子的物質(zhì)的量恒定,即電解速率恒定,C項正確;鍍層破損后,Zn與Fe仍能構(gòu)成原電池,其中Zn為負(fù)極被腐蝕,Fe為正極被保護(hù),D項錯誤。 2.C　根據(jù)原電池的工作原理,鋅為負(fù)極,銅為正極,陰離子向負(fù)極移動,A正確;根據(jù)電解原理,a為陽極,其電極反應(yīng)式為2Cl--2e-Cl2↑,b為陰極,電極反應(yīng)式為Cu2++2e-Cu,因此a極產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{(lán),B正確;粗銅作陽極,Cu-2e-Cu2+,C錯誤;發(fā)生吸氧腐蝕時,正極得電子,電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-4OH-,D正確。 3.D　由題意結(jié)合電解原理可知,電極a是陰極,為精銅;電極b是陽極,為粗銅,A項錯誤;甲膜為陰離子交換膜,可阻止雜質(zhì)陽離子進(jìn)入陰極區(qū),B項錯誤;乙膜為過濾膜,可阻止陽極泥及漂浮物雜質(zhì)進(jìn)入陰極區(qū),C項錯誤;當(dāng)電路中通過1mol電子時,可生成0.5mol精銅,其質(zhì)量為32g,D項正確。 4.C　原電池的正極發(fā)生還原反應(yīng),由圖示可知發(fā)生的電極反應(yīng)為SO42-+5H2O+8e-HS-+9OH-,故A正確;硫酸鹽還原菌是蛋白質(zhì),在高溫下易變性,會失去催化活性,則輸送暖氣的管道不易發(fā)生此類腐蝕,故B正確;由圖示可知,Fe腐蝕的最終產(chǎn)物不會是Fe2O3xH2O,故C錯誤;管道上刷富鋅油漆,可形成Zn-Fe原電池,Fe作為正極,可以延緩管道的腐蝕,故D正確。 5.B　若X為鋅棒,開關(guān)K置于M處,形成原電池,此時金屬鋅為負(fù)極,金屬鐵為正極,金屬鐵被保護(hù),可減緩鐵的腐蝕,故A項正確;若X為鋅棒,開關(guān)K置于M處,形成原電池,此時金屬鋅為負(fù)極,金屬鐵為正極,氧氣在該極發(fā)生還原反應(yīng),故B項錯誤;若X為碳棒,開關(guān)K置于N處,形成電解池,此時金屬鐵為陰極,鐵被保護(hù),可減緩鐵的腐蝕,故C項正確;若X為碳棒,開關(guān)K置于N處,形成電解池,X極為陽極,發(fā)生氧化反應(yīng),鐵電極為陰極,發(fā)生還原反應(yīng),故D項正確。 6.C　Fe板作陽極,為活性電極,Fe失電子,發(fā)生氧化反應(yīng)生成Fe2+,陽極反應(yīng)式為Fe-2e-Fe2+,A項正確;陰極發(fā)生還原反應(yīng),溶液中的H+得到電子生成氫氣,H+濃度減小,鐵離子水解生成Fe(OH)3沉淀,B項正確;由反應(yīng)Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O可知,處理過程中消耗H+,溶液的酸性減弱,溶液pH增大,C項錯誤;Fe-2e-Fe2+,則電路中每轉(zhuǎn)移12mol電子需要消耗6molFe,再根據(jù)處理過程的反應(yīng)方程式,得6Fe~12e-~6Fe2+~Cr2O72-,故被還原的Cr2O72-的物質(zhì)的量為1mol,D項正確。 7.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;SO42-向a極移動,與a極產(chǎn)生的H+形成H2SO4,在b極上產(chǎn)生H2和LiOH,C正確;根據(jù)陰極反應(yīng)式可知,電路中通過1mol電子時,生成1molOH-,可得到1molLiOH,D錯誤。 8.D　電解池陰極發(fā)生還原反應(yīng),電解H2O、CO2混合氣體制備H2和CO,陰極發(fā)生的反應(yīng)有:H2O+2e-H2+O2-、CO2+2e-CO+O2-,A項正確;根據(jù)圖示知,與X相連的電極發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生CO和H2,故X為電源的負(fù)極,B項正確;根據(jù)圖示可知,陰極產(chǎn)生H2、CO,陽極產(chǎn)生O2,總反應(yīng)可表示為H2O+CO2H2+CO+O2,C項正確;根據(jù)總反應(yīng)可知,陰、陽兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是2∶1,D項錯誤。 9.A　當(dāng)電路中有3mole-通過時,陽極首先發(fā)生反應(yīng)2Cl--2e-Cl2↑,有0.5molCl2生成,后發(fā)生反應(yīng)4OH--4e-O2↑+2H2O,生成2molH+,陰極首先發(fā)生Cu2++2e-Cu,析出1molCu,后發(fā)生2H++2e-H2↑,此時溶液中生成1molOH-,最終溶液里得到1molH+,則c(H+)=1molL-1,pH=0,故A正確,B錯誤;由溶液中電荷守恒可知:2c(Cu2+)+3c(Al3+)=c(NO3-)+c(Cl-),可求得c(NO3-)=4molL-1,即a=4,故C錯誤;根據(jù)陽離子放電順序Cu2+>H+>Al3+,可知沒有Al生成,故D錯誤。 10.D　依據(jù)圖示知左邊裝置是電解池,右邊裝置是原電池,a、b電極是電解池的電極,由電源判斷a為陽極產(chǎn)生的氣體是氧氣,b為陰極產(chǎn)生的氣體是氫氣;c、d電極是原電池的正負(fù)極,c是負(fù)極,d是正極;電解池中的電極反應(yīng)為:a電極為陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng):4OH--4e-2H2O+O2↑;b電極為陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng):4H++4e-2H2↑;原電池中是堿性溶液,電極反應(yīng)為:c為負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng):2H2-4e-+4OH-4H2O;d電極為正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng):O2+2H2O+4e-4OH-。a為陽極,電解時陰離子向陽極移動,發(fā)生反應(yīng)4OH--4e-2H2O+O2↑,促進(jìn)水的電離生成H+,pH減小,故A項錯誤;根據(jù)上述分析,c是負(fù)極,故B項錯誤;右邊裝置中右管中的OH-通過隔膜向負(fù)極移動,即向c電極移動,d為正極,發(fā)生還原反應(yīng),故C項錯誤;b為陰極,當(dāng)有1mol電子轉(zhuǎn)移時生成0.5mol氫氣,標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2L,故D項正確。 11.答案(1)氧化　O2+4e-+2H2O4OH- (2)正　Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+ (3)①正　Fe-2e-Fe2+　②2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+?、?24 解析(1)鐵發(fā)生吸氧腐蝕,鐵被氧化生成Fe2+,正極發(fā)生還原反應(yīng),氧氣得到電子被還原生成OH-,電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O4OH-。(2)銅可被Fe3+氧化,發(fā)生反應(yīng)Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+,形成原電池時,銅為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),石墨為正極。(3)由題意知,甲池中石墨極為陰極,則鐵極為陽極,乙池中銅作陰極,石墨作陽極。①鐵極為陽極,電極反應(yīng)式為Fe-2e-Fe2+,則M端為正極;②乙燒杯中用銅作陰極、石墨作陽極來電解硫酸銅溶液,陽極上氫氧根離子放電生成氧氣,陰極上銅離子放電析出銅,電解方程式為2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+;③取出Cu電極,洗滌、干燥、稱量,電極增重0.64g,則生成Cu的物質(zhì)的量為0.64g64gmol-1=0.01mol,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.01mol2=0.02mol,甲燒杯中,陽極鐵被氧化,陰極產(chǎn)生氫氣, 2H2O+2e-2OH-+H2↑ 2mol 22.4L 0.02mol V V=22.4L0.02mol2mol=0.224L,即224mL。 12.答案(1)碘酸鉀 (2)加熱　KCl　KH(IO3)2+KOH2KIO3+H2O(或HIO3+KOHKIO3+H2O) (3)①2H2O+2e-2OH-+H2↑?、贙+　由a到b?、郛a(chǎn)生Cl2易污染環(huán)境等 解析(2)溫度升高氣體溶解度減小;Cl2被逐出,KH(IO3)2結(jié)晶析出,“濾液”中溶質(zhì)主要是KCl;“調(diào)pH”目的是生成KIO3,所以選用KOH溶液,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為KH(IO3)2+KOH2KIO3+H2O(或HIO3+KOHKIO3+H2O)。 (3)①陰極區(qū)電解質(zhì)是KOH,被電解的是H2O:2H2O+2e-2OH-+H2↑; ②電解時,陽離子向陰極區(qū)移動,故K+由a向b遷移; ③“KClO3氧化法”中產(chǎn)生有毒氣體Cl2,易污染環(huán)境。