電解池-金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)

1、課時(shí)作業(yè)(二十)電解池金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)一、選擇題(此題包括12小題，每題4分，共48分)1(2021·陜西寶雞質(zhì)檢)以下過程需要通電才能進(jìn)行的是()電離電解電鍍電泳電化學(xué)腐蝕ABC D全部2某同學(xué)為了使反響2HCl2Ag=2AgClH2能進(jìn)行，設(shè)計(jì)了如下圖的四個(gè)實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為可行的方案是()3金屬銅是人們最早使用的金屬之一，以下關(guān)于銅電極的表達(dá)不正確的選項(xiàng)是()A在銅鋅原電池中是正極B用電解法精煉粗銅時(shí)，粗銅做陽極C在鍍件上鍍銅時(shí)，可用金屬銅做陽極D電解水制H2、O2時(shí)，銅做陽極4(2021·河北石家莊質(zhì)檢)相同材質(zhì)的鐵在以下情形下最不易被腐蝕的是()5現(xiàn)將氯化鋁溶液蒸

2、干灼燒并熔融后用鉑電極進(jìn)行電解，以下有關(guān)電極產(chǎn)物的判斷正確的選項(xiàng)是()A陰極產(chǎn)物是氫氣 B陽極產(chǎn)物是氧氣C陰極產(chǎn)物是鋁和氧氣 D陽極產(chǎn)物只有氯氣6以下各裝置中，在銅電極上不能產(chǎn)生氣泡的是()7(2021·江蘇東海質(zhì)檢)用以下裝置能到達(dá)預(yù)期目的的是()A甲圖裝置可用于電解精煉鋁B乙圖裝置可得到持續(xù)、穩(wěn)定的電流C丙圖裝置可到達(dá)保護(hù)鋼閘門的目的D丁圖裝置可到達(dá)保護(hù)鋼閘門的目的8如以下圖所示，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。符合這一情況的是附表中的()a極板b極板X電極Z溶液A鋅石墨負(fù)極CuSO4B石墨石墨正極NaOHC銀鐵正極AgNO3D

3、銅石墨負(fù)極CuCl29.某同學(xué)用以下圖所示裝置進(jìn)行銅的電解精煉實(shí)驗(yàn)(粗銅中有鋅、鐵、鎳、銀等雜質(zhì)，局部導(dǎo)線未畫出)，以下說法正確的選項(xiàng)是()Aa應(yīng)與c相連接，b應(yīng)與d相連接B電解一段時(shí)間，b與d兩極析出物質(zhì)的物質(zhì)的量相等C電解一段時(shí)間，b極附近溶液的pH降低D電解過程中，Y裝置中Cu2的濃度始終不變10(2021·山東濟(jì)南質(zhì)檢)關(guān)于如下圖各裝置的表達(dá)中，正確的選項(xiàng)是()A裝置是原電池，總反響是：Cu2Fe3=Cu22Fe2B裝置中，鐵作負(fù)極，電極反響式為：Fe3e=Fe2C裝置通電一段時(shí)間后石墨電極附近溶液紅褐色加深D假設(shè)用裝置精煉銅，那么d極為粗銅，c極為純銅，電解質(zhì)溶液為CuSO

4、4溶液11(2021·河南開封質(zhì)檢)模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)的實(shí)驗(yàn)裝置如右圖所示，以下說法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A假設(shè)X為碳棒，開關(guān)K置于A處可減緩鐵的腐蝕B假設(shè)X為鋅棒，開關(guān)K置于B處時(shí)，鐵電極上發(fā)生的反響為2H2e=H2C假設(shè)X為鋅棒，開關(guān)K置于A處或B處均可減緩鐵的腐蝕D假設(shè)X為碳棒，開關(guān)K置于A處時(shí)，鐵電極上發(fā)生的反響為2H2e=H212(2021·江蘇南京質(zhì)檢)甲圖為一種新型污水處理裝置，該裝置可利用一種微生物將有機(jī)廢水的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。乙圖是一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用惰性電極電解飽和食鹽水。以下說法中不正確的選項(xiàng)是()A裝置乙的a極要與裝置甲的X極連接B裝置乙中b

5、極的電極反響式為2Cl2e=Cl2C假設(shè)有機(jī)廢水中主要含有葡萄糖，那么裝置甲中M極發(fā)生的電極反響為C6H12O66H2O24e=6CO224HDN電極發(fā)生復(fù)原反響，當(dāng)N電極消耗5.6 L(標(biāo)況下)氣體時(shí)，那么有2NA個(gè)H通過離子交換膜二、非選擇題(此題包括4小題，共52分)13(9分)從H、Cu2、Na、SO、Cl五種離子中兩兩恰當(dāng)?shù)亟M成電解質(zhì)，按以下要求進(jìn)行電解：(1)以碳棒為電極，使電解質(zhì)質(zhì)量減少，水量不變進(jìn)行電解，那么采用的電解質(zhì)是_。(2)以碳棒為電極，使電解質(zhì)質(zhì)量不變，水量減少進(jìn)行電解，那么采用的電解質(zhì)是_。(3)以鉑為電極，使電解質(zhì)和水量都減少進(jìn)行電解，那么電解質(zhì)是_。14(12分

6、)(1)某同學(xué)用碳棒、銅棒和稀硫酸為原材料，實(shí)現(xiàn)了在通常條件下不能發(fā)生的反響：CuH2SO4(稀)=CuSO4H2。請(qǐng)?jiān)谙逻叿娇騼?nèi)畫出能夠?qū)崿F(xiàn)這一反響的實(shí)驗(yàn)裝置圖。(2)某同學(xué)在做銅與稀硫酸的上述反響實(shí)驗(yàn)時(shí)，看到碳棒和銅棒上都有氣泡產(chǎn)生，但銅棒卻沒有被腐蝕。請(qǐng)你分析其原因_；此時(shí)的電池反響為_。15(15分)(2021·安徽合肥質(zhì)檢)第三代混合動(dòng)力車，可以用電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)或二者結(jié)合推動(dòng)車輛。汽車上坡或加速時(shí)，電動(dòng)機(jī)提供推動(dòng)力，降低汽油的消耗；在剎車或下坡時(shí)，電池處于充電狀態(tài)。(1)混合動(dòng)力車目前一般使用鎳氫電池，該電池中鎳的化合物為正極，儲(chǔ)氫金屬(以M表示)為負(fù)極，堿液(主要為KOH

7、)為電解質(zhì)溶液。鎳氫電池充放電原理示意如圖，其總反響式為H22NiOOH2Ni(OH)2。根據(jù)所給信息判斷，混合動(dòng)力車上坡或加速時(shí)，乙電極周圍溶液的pH_(填“增大“減小或“不變)，該電極的電極反響式為_。(2)Cu2O是一種半導(dǎo)體材料，可通過如下圖的電解裝置制取，電解總反響式為2CuH2OCu2OH2，陰極的電極反響式是_。用鎳氫電池作為電源進(jìn)行電解，當(dāng)電池中有1 mol H2被消耗時(shí)，Cu2O的理論產(chǎn)量為_g。(3)遠(yuǎn)洋輪船的鋼鐵船體在海水中易發(fā)生電化學(xué)腐蝕中的_腐蝕。為防止這種腐蝕，通常把船體與浸在海水里的Zn塊相連，或與像鉛酸蓄電池這樣的直流電源的_極(填“正或“負(fù))相連。16(16分

8、)鋼鐵工業(yè)是國家工業(yè)的根底，請(qǐng)答復(fù)鋼鐵腐蝕與防護(hù)過程中的有關(guān)問題。(1)生產(chǎn)中可用鹽酸來除鐵銹。現(xiàn)將一生銹的鐵片放入鹽酸中，當(dāng)鐵銹被除盡后，溶液中發(fā)生的化合反響的化學(xué)方程式為_。(2)以下哪些裝置可防止鐵棒被腐蝕_。(3)在實(shí)際生產(chǎn)中，可在鐵件的外表鍍銅防止鐵被腐蝕。裝置示意圖如右圖：A電極對(duì)應(yīng)的金屬是_(寫元素名稱)，B電極的電極反響式是_。假設(shè)電鍍前A、B兩金屬片質(zhì)量相同，電鍍完成后將它們?nèi)〕鱿磧?、烘干、稱量，二者質(zhì)量差為5.12 g，那么電鍍時(shí)電路中通過的電子為_mol。鍍層破損后，鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕，請(qǐng)簡要說明原因_。課時(shí)作業(yè)(二十)1C電離是電解質(zhì)在水溶液中或熔融狀態(tài)下離解成

9、陰、陽離子的過程，不需要通電；電化學(xué)腐蝕屬于原電池反響，是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^程，故C項(xiàng)正確。2C3D在銅鋅原電池中，Zn活潑性大于銅，銅是正極，A對(duì)。電解精煉銅時(shí)，粗銅作電解池的陽極，B對(duì)。電鍍時(shí)，應(yīng)用鍍層金屬作陽極，C對(duì)。銅是活性電極，作陽極時(shí)，Cu2e=Cu2，溶液中陰離子無法放電，故電解水制H2、O2時(shí)，應(yīng)用惰性電極。4CA、D均可由Fe、Cu構(gòu)成原電池而加速鐵的腐蝕，在B中，食鹽水提供電解質(zhì)溶液環(huán)境，炒鍋和鐵鏟都是鐵碳合金，符合原電池形成的條件，鐵是活潑金屬作負(fù)極，碳作正極，C中銅鍍層把鐵完全覆蓋，構(gòu)不成原電池而不被腐蝕。5B將氯化鋁溶液蒸干灼燒得到Al2O3，電解熔融的Al2O3，

10、陽極為O2放電，陽極產(chǎn)物為氧氣；陰極為Al3放電，陰極產(chǎn)物為Al。6B裝置A和C中無外接電源，且符合構(gòu)成原電池的條件，是原電池裝置，銅作正極，放出H2。裝置B是電解池裝置，銅作陽極，失去電子逐漸溶解，無氣體生成。裝置D也是電解池裝置，銅作陰極，陰極H得到電子生成H2。7DAlCl3溶液中存在Al3、H，通電時(shí)后者先得電子，故陰極得到的不是鋁，而是氫氣，A不能到達(dá)目的；B中的這種原電池中，電流會(huì)迅速衰減，乙裝置不能到達(dá)目的；丙裝置是犧牲陽極的陰極保護(hù)法，其中陽極材料要為活潑的金屬，故不能到達(dá)預(yù)期目的。8A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，那么X為電源負(fù)

11、極，B、C均不符合；又b極放出的是無色無味的氣體，可淘汰D。9Ba為負(fù)極，應(yīng)與純銅即與d極相連，b為正極，應(yīng)與粗銅即與c極相連，A錯(cuò)誤。b極析出H2，而d極析出Cu，B正確。b極附近溶液的pH升高，C錯(cuò)誤。電解過程中，d極析出Cu，c極溶解的不僅有Cu，還有各種金屬雜質(zhì)，因而Y裝置中Cu2的濃度是減小的，D錯(cuò)誤。10CA項(xiàng)Fe比Cu活潑，總反響為Fe2Fe3=3Fe2；B項(xiàng)Fe為負(fù)極，發(fā)生的電極反響為Fe2e=Fe2；C項(xiàng)電泳時(shí)，F(xiàn)e(OH)3膠粒帶正電移向石墨電極；D項(xiàng)根據(jù)電流方向，c極為粗銅，d極為純銅。11B開關(guān)K置于A處時(shí)，鐵棒接電源的負(fù)極，受到保護(hù)，可減緩鐵的腐蝕，A項(xiàng)正確；開關(guān)K置

12、于B處時(shí)，鋅棒、鐵棒和食鹽水形成原電池，溶液呈中性，鐵電極上的反響式為O24e2H2O=4OH，B項(xiàng)錯(cuò)誤；假設(shè)X為鋅棒，開關(guān)K置于A處時(shí)，鐵棒接電源的負(fù)極，受到保護(hù)，開關(guān)K置于B處時(shí)，鋅的活潑性比鐵的強(qiáng)，鋅失去電子作負(fù)極，保護(hù)鐵棒，C項(xiàng)正確；假設(shè)X為碳棒，開關(guān)K置于A處時(shí)，H在陰極上得電子形成H2，D項(xiàng)正確。12D由圖甲分析得出M(或X)為負(fù)極，N(或Y)為正極，由圖乙分析得出a為陰極，b為陽極。乙的a極要與甲的X極相連接，A項(xiàng)正確；乙的b極為陽極，氯離子放電，B項(xiàng)正確；因圖甲中傳遞的是質(zhì)子，葡萄糖在M極放電，故電極反響式為C6H12O66H2O24e=6CO224H，C項(xiàng)正確；氧氣在N電極得

13、到電子，電極反響式為O24H4e=2H2O，故消耗5.6 L氧氣時(shí)，轉(zhuǎn)移1 mol電子，即有NA個(gè)H通過離子交換膜，D項(xiàng)錯(cuò)誤。13解析：(1)電解電解質(zhì)型，水不參與反響，可以是無氧酸或較不活潑金屬的無氧酸鹽，如HCl、CuCl2。(2)電解水型，電解質(zhì)不參與反響，只起增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性作用，可以是含氧酸，活潑金屬的含氧酸鹽或強(qiáng)堿，如H2SO4、Na2SO4。(3)電解質(zhì)和水均參與反響，可以是較不活潑金屬的含氧酸鹽或活潑金屬的無氧酸鹽，如CuSO4、NaCl。答案：(1)HCl、CuCl2(2)H2SO4、Na2SO4(3)CuSO4、NaCl14解析：(1)由于銅的活潑性弱于氫，故通常條件下反響C

14、uH2SO4(稀)=CuSO4H2不能發(fā)生，但假設(shè)設(shè)計(jì)成電解池，Cu作陽極，碳棒作陰極，那么可實(shí)現(xiàn)上述反響。(2)假設(shè)將上述裝置的電源接反，亦即碳棒為陽極，銅棒作陰極，那么實(shí)際為電解水，兩極均有氣泡產(chǎn)生。答案：(1)(2)將上述裝置中的電源接反銅棒(陰極)：4H4e=2H2碳棒(陽極)：4OH4e=2H2OO215解析：(1)混合動(dòng)力車上坡或加速時(shí)需要?jiǎng)恿?，故反響為原電池放電反響，即乙電極為正極，發(fā)生反響NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH，故乙電極周圍溶液的pH增大。(2)電解池的陰極發(fā)生復(fù)原反響，即2H2e=H2。當(dāng)電池中有1 mol H2被消耗時(shí)有2 mol電子轉(zhuǎn)移，根據(jù)電子守恒可知Cu2O的理論產(chǎn)量為144 g。(3)鋼鐵船體在海水中發(fā)生吸氧腐蝕，可利用犧牲陽極保護(hù)法或外加電源陰極保護(hù)法防止其被腐蝕。答案：(1)增大NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH(2)2H2e=H2144(3)吸氧負(fù)16解析：(1)鐵銹的主要成分為氧化鐵的水合物，與鹽酸反響后生成了三價(jià)鐵離子，而后鐵與三價(jià)鐵離子會(huì)化合生成亞鐵離子。(2)B中鋅比鐵活動(dòng)性強(qiáng)，為犧牲陽極的陰極保護(hù)法，D為外加電流的陰極保護(hù)法。A、C均易使鐵棒腐蝕。(3)為在