第六章第21講限時(shí)訓(xùn)練

1、限時(shí)訓(xùn)練選題細(xì)目表 考查知識(shí)點(diǎn)基礎(chǔ)題中檔題較難題1.電解的應(yīng)用17、102.電解的工作原理2、 35、8及規(guī)律3.電解的相關(guān)計(jì)算6114.金屬的腐蝕與防49護(hù)一、選擇題 (本題包括 7 個(gè)小題，每小題 6 分，共 42 分，每小題僅有一個(gè)選項(xiàng)符合題意 )1下列有關(guān)電化學(xué)裝置完全正確的是()ABCD銅的精煉鐵上鍍銀防止 Fe 被腐蝕構(gòu)成銅鋅原電池解析：電解精煉銅時(shí)， 應(yīng)該用粗銅作陽極， 純銅作陰極， A 錯(cuò)誤；鐵上鍍銀時(shí)，應(yīng)該用銀作陽極，鐵作陰極，B 錯(cuò)誤； C 是外加電流的陰極保護(hù)法，正確；銅鋅原電池中，鋅應(yīng)插入硫酸鋅溶液中，銅應(yīng)插入硫酸銅溶液中，故D 錯(cuò)誤。答案： C12燒杯 A 中盛放 0

2、.1 mol L 的 H2SO4 溶液，燒杯 B 中盛放 0.1molL 1 的 CuCl 2 溶液 (兩種溶液均足量 )，組成的裝置如圖所示。下列說法不正確的是 ()AA 為原電池， B 為電解池BA 為電解池， B 為原電池C當(dāng) A 燒杯中產(chǎn)生 0.1 mol 氣體時(shí)， B 燒杯中產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量也為 0.1 molD經(jīng)過一段時(shí)間， B 燒杯中溶液的 pH 增大解析：構(gòu)成 A 裝置的是活潑性不同的兩電極，兩電極均浸在電解質(zhì)溶液中，兩極形成了閉合回路，所以 A 裝置為原電池裝置，且 A 裝置為 B 裝置提供電能。 A 裝置中的電極反應(yīng)式：正極： 2H 2e=H2，負(fù)極： Fe 2e =Fe

3、2 。B 裝置中的電極反應(yīng)式：陰極：Cu2 2e=Cu，陽極：2Cl 2e =Cl2。裝置 B 是電解氯化銅溶液，銅離子濃度減小，水解程度減小，溶液的pH 增大。答案： B3下列各組中，每種電解質(zhì)溶液電解時(shí)只生成氫氣和氧氣的是()AHCl 、 CuCl 2、 Ba(OH) 2BNaOH 、CuSO4、 H 2SO4CNaOH 、H 2SO4、 Ba(OH) 2DNaBr 、 H2SO4、 Ba(OH) 2解析：考查基本電解原理。 電解時(shí)只生成氧氣和氫氣，則電解質(zhì)所含陽離子在金屬活動(dòng)順序表位于銅之前，陰離子不是簡單離子。答案： C4(2016 衡水模擬 )一定條件下，碳鋼腐蝕情況與溶液pH 的關(guān)

4、系如下：pH2466.5813.514腐蝕快慢較快慢較快主要產(chǎn)物Fe2Fe3O4Fe2O3FeO2下列說法不正確的是 ()A在 pH6 的溶液中，碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕C在 pH14 的溶液中，碳鋼腐蝕的正極反應(yīng)為O24H4e =2H2OD在煮沸除氧氣后的堿性溶液中，碳鋼腐蝕速率會(huì)減緩解析： A 項(xiàng)，酸性較強(qiáng)條件下，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕，正確；B 項(xiàng)，在 pH6 的溶液中，酸性較弱，主要發(fā)生吸氧腐蝕，正確；C項(xiàng)，碳鋼吸氧腐蝕的正極反應(yīng)為O22H2O4e=4OH，錯(cuò)誤； D項(xiàng)，除去溶液中的O2 后，腐蝕速率會(huì)減緩，正確。答案： C5如下圖所示， x、y 分別是直流電源的兩極，通電后發(fā)現(xiàn)a 極極板質(zhì)

5、量增加， b 極極板處有無色無味的氣體放出，符合這一情況的是()選項(xiàng)a 極板b 極板x 電極z 溶液A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CuCl 2解析：由題意知 a 極板質(zhì)量增加， a 應(yīng)為陰極，則 b 為陽極， x 為電源的負(fù)極， y 為電源正極。 A 選項(xiàng)中 a 極板為陰極， b 極板為陽極，參考各個(gè)選項(xiàng)知， A 項(xiàng)符合，電解時(shí)， a 極有 Cu 附著， b 極有 O2 放出； B 項(xiàng)不符合，電解時(shí) a 極無質(zhì)量變化； C 項(xiàng)陽極為 Fe，為活性電極，電解時(shí) Fe 在陽極放電溶解， 無氣體生成，故 C 項(xiàng)不符合；D 項(xiàng)電解時(shí)， Cl在陽極放電生成

6、Cl2，Cl2 為黃綠色有刺激氣味的氣體，與原題題意不符合。答案： A6(2016 泰安模擬 )1 L 某溶液中含有的離子如下表：離子Cu2Al3NO 3Cl物質(zhì)的量濃度 /(mol L 1)11a1用惰性電極電解該溶液，當(dāng)電路中有3 mol e通過時(shí) (忽略電解時(shí)溶液體積的變化及電極產(chǎn)物可能存在的溶解現(xiàn)象)。下列說法正確的是()A電解后溶液呈酸性Ba3C陽極生成 1.5 mol Cl2D陰極析出的金屬是銅與鋁解析：1 mol Cu2放電的過程中，另一極 Cl和 OH 各放電 1 mol，故溶液顯酸性， A 正確；根據(jù)電荷守恒可推知a4，B 不正確； Cl的物質(zhì)的量為 1 mol，陽極不會(huì)產(chǎn)生

7、 1.5 mol Cl2，C 不正確；鋁較活潑，在溶液中 Al3 不會(huì)放電， D 不正確。答案： A7鋁陽極氧化處理后形成的氧化膜比鋁的天然氧化膜耐磨性、耐腐蝕性及裝飾性有明顯的提高，工業(yè)中以鋁為陽極， 置于硫酸溶液中電解，裝置如圖所示，下列說法正確的是()A陽極電極方程式為Al3e6OH =Al2O3 H2OB隨著電解的進(jìn)行，溶液的pH 逐漸增大C當(dāng)陰極生成氣體3.36 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況 )時(shí)，陽極增重 2.4 gD電解過程中 H 移向鋁電極解析：電解質(zhì)為硫酸溶液， OH 不可能參加反應(yīng)， A 錯(cuò)誤；根據(jù)通電原電池裝置和題目信息可知電解總反應(yīng)方程式為 2Al3H2O= Al2O 3 3H2，H2

8、O 減少，溶液的 pH 逐漸減小， B 錯(cuò)誤；陰極反應(yīng)為 2H2e =H2，H 2 的物質(zhì)的量為 3.36 L22.4 Lmol10.15 mol，則轉(zhuǎn)移電子為 20.15 mol0.3 mol，陽極反應(yīng)為 Al3e =Al3。根據(jù)差量法進(jìn)行計(jì)算：設(shè)陽極增重的質(zhì)量為x。2Al3H2O=Al2O33H26e6 mol0.3 molm48 gx6 mol48 g0.3 mol x ，解得 x2.4 g，即陽極增重 2.4 g，C 正確；根據(jù)電流的方向可知， 陽離子移向陰極， 所以 H移向石墨電極， D 錯(cuò)誤。答案： C二、非選擇題 (本題包括 4 個(gè)小題，共 58 分)8(14 分 )認(rèn)真觀察下列

9、裝置，回答下列問題：(1)裝置 B 中 PbO2 上發(fā)生的電極反應(yīng)方程式為_連接裝置作用是B、C的U 形管中裝填含有瓊脂的KCl。飽和溶液，其。(2)裝置 A 中總反應(yīng)的離子方程式為_。(3)若裝置 E 的目的是在 Cu 材料上鍍銀，則X 為_，極板 N 的材料為 _。若裝置 E 的目的是驗(yàn)證金屬的電化學(xué)防腐，則極板 N 的材料為 _。解析：本題的關(guān)鍵是判斷原電池， 由鹽橋可知 B、C 構(gòu)成原電池。Pb 作負(fù)極： Pb 2e SO24=PbSO4；PbO2 作正極： PbO22e SO24 4H=PbSO42H2O。A 池中與 PbO2 相連的 Cu 為電解池的陽極： Cu2e=Cu2 ，Pt

10、 電極為陰極： 2H2e =H2 ，總電解反應(yīng)為 Cu2H=Cu2 H 2。裝置 E 中為電鍍。鍍層金屬作陽極，鍍件作陰極， M 為陰極，為銅，N 為陽極，為銀，溶液為 AgNO3 溶液。答案：(1)PbO24H SO242e=PbSO4 2H2O使裝置 B、C 中的溶液連成通路電解(2)Cu 2H =Cu2 H2(3)AgNO3Ag惰性電極 (或石墨等不溶性惰性材料)9(2015 重慶卷 )(14 分)我國古代青銅器工藝精湛，有很高的藝術(shù)價(jià)值和歷史價(jià)值， 但出土的青銅器因受到環(huán)境腐蝕，欲對(duì)其進(jìn)行修復(fù)和防護(hù)具有重要意義。(1)采用“局部封閉法”可以防止青銅器進(jìn)一步被腐蝕。如將糊狀 Ag2O 涂

11、在被腐蝕部位， Ag2O 與有害組分 CuCl 發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，該化學(xué)方程式為 _。(2)下圖為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕的示意圖。腐蝕過程中，負(fù)極是 _(填圖中字母 “a”“或b”“c”)；環(huán)境中的 Cl 擴(kuò)散到孔口，并與正極反應(yīng)產(chǎn)物和負(fù)極反應(yīng)產(chǎn)物作用生成多孔銅銹Cu2(OH) 3Cl，其離子方程式為 _；若生成 4.29 g Cu2(OH) 3Cl，則理論上耗氧體積為 _L(標(biāo)準(zhǔn)狀況 )。解析： (1)復(fù)分解反應(yīng)為相互交換成分的反應(yīng)，因此該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 Ag2O2CuCl=2AgClCu2O。(2)負(fù)極發(fā)生失電子的反應(yīng)，銅作負(fù)極失電子，因此負(fù)極為c。負(fù)極反應(yīng)： Cu2e =C

12、u2，正極反應(yīng)： O22H2O4e=4OH。正極產(chǎn)物為OH ，負(fù)極產(chǎn)物為Cu2 ，兩者與Cl 反應(yīng)生成Cu2(OH) 3Cl，其離子方程式為2Cu2 3OH Cl =Cu2(OH) 3Cl。 4.29 g Cu2(OH) 3Cl 的物質(zhì)的量為 0.02 mol，由 Cu 元素守恒知，發(fā)生電化腐蝕失電子的 Cu 單質(zhì)的物質(zhì)的量為 0.04 mol，失去電子0.08 mol，根據(jù)電子守恒可得， 消耗 O2 的物質(zhì)的量為 0.02 mol，所以理論上消耗氧氣的體積為0.448 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況 )。答案： (1)Ag2O2CuCl=2AgClCu2O(2) c2Cu2 3OH Cl =Cu2(OH) 3

13、Cl0.448如圖表示一個(gè)電解池，裝有電解液 a，X、Y 是兩塊電極板，通過導(dǎo)線與直流電源相連。請(qǐng)回答以下問題：(1)若 X、Y 都是惰性電極， a 是 AgNO 3 溶液，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，同時(shí)在兩邊各滴入幾滴石蕊試液，則：電解池中 Y 電極上的電極反應(yīng)式為 _。在 Y 電極附近觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 _；檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是_。X電極上的電極反應(yīng)式為。(2)如要用電解方法精煉粗鎳， 電解液a 選用Ni(NO 3)2 溶液，則： X 電極的材料是 _，電極反應(yīng)式為 _，Y 極的材料是 _，電極反應(yīng)式為 _說(明：雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出)。解析：(1)用惰性電極電解 AgNO3 溶液時(shí)，陽極反

14、應(yīng)： 2H2O 4e 電極為陽極，反之為陰極。所以X 為陰極， Y 為陽極。 Y 電極在反應(yīng)過程中消耗了H2O 電離出的 OH ，生成了 H ，溶液呈酸性，加入石蕊試液顯紅色， Y 電極產(chǎn)生氧氣， 能使帶火星的木條復(fù)燃； X 電極產(chǎn)生 Ag。(2)電解精煉 Ni 時(shí)，用粗鎳作陽極，純鎳為陰極。反應(yīng)過程中陽極上的Ni 以及比 Ni 活潑的金屬失去電子， 成為離子，進(jìn)入溶液，活潑性比Ni 差的金屬形成陽極泥；在陰極只有Ni2能得電子成為單質(zhì)，其他較活潑的金屬對(duì)應(yīng)的離子不能得電子。根據(jù)裝置圖，X 為陰極， Y 為陽極，所以， X 電極的材料是純鎳，電極反應(yīng)式為Ni2 2e=Ni；Y 電極的材料是粗鎳

15、，電極反應(yīng)式為 Ni2e =Ni2。答案： (1)2H2O4e =4H O2有無色氣體放出，溶液變紅用帶火星的木條檢驗(yàn)，木條復(fù)燃4Ag 4e =4Ag(2)純鎳Ni2 2e=Ni粗鎳Ni2e =Ni211.(2017 廣州一模 )(15 分)堿性鋅錳電池是日常生活中消耗量最大的電池，其構(gòu)造如 圖所示 。 放電時(shí)總反應(yīng)為 Zn 2H2O 2MnO 2=Zn(OH) 22MnOOH ，從廢舊堿性鋅錳電池中回收 Zn 和 MnO 2 的工藝如下：回答下列問題：(1)MnOOH 中， Mn 元素的化合價(jià)為 _。(2)“還原焙燒”過程中，高價(jià)金屬化合物被還原為低價(jià)氧化物或金屬單質(zhì) (其中 MnOOH 、

16、MnO 2 被還原成 MnO) ，主要原因是“粉料”中含有 _。(3)“凈化”是為了除去浸出液中的Fe2，方法：加入 _(填化學(xué)式 )溶液將 Fe2氧化為 Fe3，再調(diào)節(jié) pH 使 Fe3完全沉淀。已知221浸出液中 Mn 、Zn 的濃度約為 0.1 mol L ，根據(jù)下列數(shù)據(jù)計(jì)算，調(diào)節(jié) pH 的合理范圍是 _至_?；衔颩n(OH) 2Zn(OH) 2Fe(OH) 3sp 近似值101317 38K1010(離子濃度小于 110 5 molL1 即為沉淀完全 )(4)“電解”時(shí)，陽極的電極反應(yīng)式為_。本工藝中應(yīng)循環(huán)利用的物質(zhì)是_(填化學(xué)式 )。(5)若將“粉料”直接與鹽酸共熱反應(yīng)后過濾，濾液

17、的主要成分是 ZnCl 2 和 MnCl 2?！胺哿稀敝械?MnOOH 與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(6)某堿性鋅錳電池維持電流強(qiáng)度0.5A(相當(dāng)于每秒通過510 6mol 電子 )，連續(xù)工作 80 分鐘即接近失效。如果制造一節(jié)電池所需的鋅粉為 6 g，則電池失效時(shí)仍有 _%的金屬鋅未參加反應(yīng)。解析： (1)氫氧根為 1 價(jià)，氧為 2 價(jià)，根據(jù)化合物中各元素化合價(jià)代數(shù)和為 0 的原則，可知 MnOOH 中錳元素的化合價(jià)為 3 價(jià)。(2)根據(jù)鋅錳電池的構(gòu)造可知，鋅錳電池中含有C，C 具有還原性，能將高價(jià)金屬化合物還原為低價(jià)氧化物或金屬單質(zhì)。(3)在浸出液中加入的氧化劑不能影響下一步電解產(chǎn)生鋅和二氧

18、化錳，過氧化氫與亞鐵離子反應(yīng)生成水和鐵離子，不影響電解產(chǎn)物生成，高錳酸鉀與亞鐵離子反應(yīng)生成二價(jià)錳離子和鐵離子，雖然引入了新雜質(zhì)鉀離子， 但是由于鉀離子不會(huì)影響下一步電解產(chǎn)物的生成，因此也可選用高錳酸鉀來氧化亞鐵離子；在除掉鐵離子的同時(shí)不能損失錳離子和鋅離子， 根據(jù)表中所給信息， 鐵離子完全沉淀時(shí)溶液中氫氧3根濃度為1038 11mol/L，即 pH3，因?yàn)闅?mol/L10（110）氧化鋅的溶度積小于氫氧化錳， 所以同濃度下鋅離子比錳離子先生成21017沉淀，鋅離子開始沉淀時(shí)溶液中氫氧根濃度為1mol/L1008 mol/L，即 pH6，因此調(diào)節(jié) pH 的合理范圍為 3 至 6。(4)電解時(shí)陽極失電子，觀察電解產(chǎn)物可知錳元素的化合價(jià)升高，因此陽極發(fā)生電極反應(yīng)為錳離子失電子生成二氧化錳， 電極方程式為 Mn 2 2e 2H2O=MnO 2 4H ；電解過程中會(huì)生成氫離子，因此最終得到的廢電解液中主要成分為硫酸，回收硫酸可再次用于浸出錳離子、鋅離子等，因此本工藝中應(yīng)循環(huán)利用的物質(zhì)是硫酸。(5)錳元素反應(yīng)后化合價(jià)由3 價(jià)變?yōu)?2 價(jià)，化合價(jià)下降，因