（安徽專用）版高考化學(xué) 課時(shí)提能演練二十七 92 電解池 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù) 新人教版（含精細(xì)解析）

【安徽】2023版化學(xué)復(fù)習(xí)方略課時(shí)提能演練(二十七)9.2電解池金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)（人教版）（45分鐘100分）一、選擇題(本題包括10小題，每小題6分，共60分)1.下列有關(guān)金屬保護(hù)方法的說(shuō)法中正確的是()A.我們使用的快餐杯表面有一層搪瓷，搪瓷層破損后仍能起到防止鐵生銹的作用B.白鐵(鍍鋅鐵)鍍層破損后，鐵皮的腐蝕速率很慢C.輪船的船殼水線以下常裝有一些鋅塊，這是利用了犧牲陰極的陽(yáng)極保護(hù)法D.鋼鐵制造的暖氣管道外常涂有一層瀝青，這是鋼鐵的電化學(xué)保護(hù)法2.下列有關(guān)電化學(xué)的示意圖中正確的是()3.如圖所示是探究鐵發(fā)生腐蝕的裝置圖。發(fā)現(xiàn)開(kāi)始時(shí)U形管左端紅墨水水柱下降，一段時(shí)間后U形管左端紅墨水水柱又上升。下列說(shuō)法中不正確的是()A.開(kāi)始時(shí)發(fā)生的是析氫腐蝕B.一段時(shí)間后發(fā)生的是吸氧腐蝕C.兩種腐蝕負(fù)極的電極反應(yīng)式均為Fe－2e－=Fe2＋D.析氫腐蝕的總反應(yīng)式為2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)24.下列說(shuō)法正確的是()A.(2023·江蘇高考)銅的金屬活潑性比鐵的弱，可在海輪外殼上裝若干銅塊以減緩其腐蝕B.(2023·江蘇高考)鉛蓄電池放電時(shí)的負(fù)極和充電時(shí)的陽(yáng)極均發(fā)生還原反應(yīng)C.(2023·山東高考)電解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液時(shí)陰極上依次析出Cu、Fe、AlD.(2023·濰坊模擬)電解食鹽水一段時(shí)間后，可通入一定量的HCl氣體來(lái)恢復(fù)原溶液5.(2023·昆明模擬)如圖是模擬電化學(xué)反應(yīng)裝置圖。下列說(shuō)法正確的是()A.開(kāi)關(guān)K置于N處，則鐵電極的電極反應(yīng)式為：Fe－2e－=Fe2＋B.開(kāi)關(guān)K置于N處，可以減緩鐵的腐蝕C.開(kāi)關(guān)K置于M處，則鐵電極的電極反應(yīng)式為：2Cl－－2e－=Cl2↑D.開(kāi)關(guān)K置于M處，電子從碳棒經(jīng)開(kāi)關(guān)K流向鐵棒6.(2023·黃山模擬)高鐵酸鹽在能源、環(huán)境保護(hù)等方面有著廣泛的用途，可以用電解法制高鐵酸鹽(已知高鐵酸鹽在酸性條件下不穩(wěn)定)，總反應(yīng)式為：Fe＋2H2O＋2OH－eq\o(=,\s\up7(電解))3H2↑＋FeOeq\o\al(2－,4)。下列說(shuō)法正確的是()A.鐵為陽(yáng)極，H2SO4為電解液B.鐵為陰極，濃NaOH為電解液C.陽(yáng)極發(fā)生的電極反應(yīng)為：Fe＋8OH－－6e－=4H2O＋FeOeq\o\al(2－,4)D.若鐵失去3mol電子，在陰極可以得到33.6L氫氣7.(2023·山東高考)以KCl和ZnCl2混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅，下列說(shuō)法正確的是()A.未通電前上述鍍鋅裝置可構(gòu)成原電池，電鍍過(guò)程是該原電池的充電過(guò)程B.因部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，電鍍時(shí)通過(guò)的電量與鋅的析出量無(wú)確定關(guān)系C.電鍍時(shí)保持電流恒定，升高溫度不改變電解反應(yīng)速率D.鍍鋅層破損后對(duì)鐵制品失去保護(hù)作用8.(2023·池州模擬)將質(zhì)量相等的銀片和鉑片插入硝酸銀溶液(足量)中，銀片與電源正極相連，鉑片與電源負(fù)極相連。以電流強(qiáng)度1A通電10min，然后反接電源，以電流強(qiáng)度2A繼續(xù)通電10min。下列為表示銀電極的質(zhì)量、鉑電極的質(zhì)量、電解池中產(chǎn)生氣體的質(zhì)量和電解時(shí)間的關(guān)系圖，正確的是()9.用惰性電極電解下列各組中的三種電解質(zhì)溶液，在電解的過(guò)程中，溶液的pH依次為升高、不變、降低的是()A.AgNO3CuCl2Cu(NO3)2B.KClNa2SO4CuSO4C.CaCl2KOHNaNO3D.HClHNO3K2SO410.(易錯(cuò)題)圖中X為電源，Y為浸透飽和食鹽水和酚酞試液的濾紙，濾紙中央滴有一滴KMnO4溶液，通電后Y中央的紫紅色斑向d端擴(kuò)散。下列判斷正確的是()A.濾紙上c點(diǎn)附近會(huì)變紅色B.Cu電極質(zhì)量減小，Pt電極質(zhì)量增大C.Z中溶液的pH先減小，后增大D.溶液中的SOeq\o\al(2－,4)向Cu電極定向移動(dòng)二、非選擇題(本題包括3小題，共40分)11.(12分)(2023·宿州模擬)“水”電池是利用淡水與海水之間含鹽量的差別進(jìn)行發(fā)電的一種新型電池。(1)研究表明，電池用二氧化錳納米棒為正極材料可提高發(fā)電效率，這是利用納米材料具有______________________的特性，使之能與鈉離子充分接觸。(2)“水”電池總反應(yīng)可表示為：5MnO2＋2Ag＋2NaCl=Na2Mn5O10＋2AgCl，該電池的負(fù)極反應(yīng)式為。(3)利用電解實(shí)驗(yàn)可以制得純凈的Fe(OH)2白色沉淀，如圖所示，已知兩電極的材料分別為石墨和鐵。①若圖中的電池為“水”電池，則其與a極相連的電極是由下列物質(zhì)中的制成。A.MnO2B.AgC.NaClD.Na2Mn5O10E.AgCl②a極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_____________________________________________。③電解液c可以是__________________________________________________。A.純水B.Na2SO4溶液C.H2SO4溶液D.CuCl2溶液④當(dāng)生成1molFe(OH)2白色沉淀時(shí)將消耗MnO2mol。12.(15分)(探究題)請(qǐng)分析下列有關(guān)鋁鹽溶液電解時(shí)的變化情況。(1)用石墨作電極，用如圖裝置電解AlCl3溶液，兩極均產(chǎn)生氣泡，陰極區(qū)有沉淀生成。持續(xù)電解，在陰極附近的溶液中還可觀察到的現(xiàn)象是，解釋此現(xiàn)象的離子方程式是______________________________________________________________________________________________________________。(2)若用石墨作電極電解NaCl和Al2(SO4)3的混合溶液，混合溶液中二者的物質(zhì)的量濃度分別為3mol·L－1、0.5mol·L－1，則下列表示電解過(guò)程的曲線正確的是________________________________________________________________。13.(13分)(預(yù)測(cè)題)已知鉛蓄電池的工作原理為Pb＋PbO2＋2H2SO4SKIPIF1<02PbSO4＋2H2O，現(xiàn)用如圖裝置進(jìn)行電解(電解液足量)，測(cè)得當(dāng)鉛蓄電池中轉(zhuǎn)移0.4mol電子時(shí)鐵電極的質(zhì)量減少11.2g。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)A是鉛蓄電池的極，鉛蓄電池正極反應(yīng)式為_(kāi)___________________，放電過(guò)程中電解液的密度(填“減小”、“增大”或“不變”)。(2)Ag電極的電極反應(yīng)式是，該電極的電極產(chǎn)物共g。(3)Cu電極的電極反應(yīng)式是，CuSO4溶液的濃度(填“減小”、“增大”或“不變”)。(4)如圖表示電解進(jìn)行過(guò)程中某個(gè)量(縱坐標(biāo)x)隨時(shí)間的變化曲線，則x表示。a.各U形管中產(chǎn)生的氣體的體積b.各U形管中陽(yáng)極質(zhì)量的減少量c.各U形管中陰極質(zhì)量的增加量答案解析1.【解析】選B。A項(xiàng)中搪瓷層破損后，鐵直接暴露在空氣中，因而搪瓷層破損后不能起到防止鐵生銹的作用；B項(xiàng)中鍍層破損后，由于鋅的金屬活潑性比鐵的強(qiáng)，與鐵構(gòu)成原電池，鋅作負(fù)極，保護(hù)鐵不被腐蝕；C選項(xiàng)是犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法；D項(xiàng)中是用瀝青作涂層的涂層保護(hù)法。2.【解析】選D。A中Zn為負(fù)極；B中左池應(yīng)為ZnSO4溶液，右池應(yīng)為CuSO4溶液；C中粗銅應(yīng)作陽(yáng)極，精銅應(yīng)作陰極。3.【解析】選D。在酸性條件下發(fā)生析氫腐蝕：2H＋＋2e－=H2↑，產(chǎn)生的氫氣使試管內(nèi)壓強(qiáng)增大，造成U形管左端紅墨水水柱下降，A項(xiàng)正確。發(fā)生析氫腐蝕一段時(shí)間后，溶液中的c(H＋)逐漸減小，在酸性很弱或中性條件下則發(fā)生吸氧腐蝕：2H2O＋O2＋4e－=4OH－，反應(yīng)中消耗氧氣使試管內(nèi)壓強(qiáng)減小，造成U形管左端紅墨水水柱上升，B項(xiàng)正確。無(wú)論是析氫腐蝕還是吸氧腐蝕，負(fù)極都是鐵失去電子，即：Fe－2e－=Fe2＋，C項(xiàng)正確。析氫腐蝕，負(fù)極：Fe－2e－=Fe2＋，正極：2H＋＋2e－=H2↑，總反應(yīng)式為Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.【解析】選D。A項(xiàng)，在海輪上裝銅塊，海輪外殼(含鐵)、銅和溶有電解質(zhì)的海水，形成原電池，鐵的腐蝕加快，A項(xiàng)錯(cuò)；B項(xiàng)，鉛蓄電池放電時(shí)的負(fù)極和充電時(shí)的陽(yáng)極均發(fā)生氧化反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，因氧化性：Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞Fe2＋＞Al3＋，故電解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液時(shí)陰極上Fe3＋首先生成Fe2＋，然后析出銅，最后能生成H2，但不能析出鋁和鐵，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，電解食鹽水消耗的是HCl，通入HCl可使溶液復(fù)原，D正確。5.【解析】選B。開(kāi)關(guān)K置于N處，構(gòu)成電解池，鐵電極為陰極，電極反應(yīng)為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，鐵的腐蝕減緩；開(kāi)關(guān)K置于M處，構(gòu)成原電池，鐵電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為：Fe－2e－=Fe2＋，電子從鐵棒經(jīng)開(kāi)關(guān)K流向碳棒。6.【解析】選C。由總反應(yīng)式和題意可知，電解過(guò)程中，F(xiàn)e作陽(yáng)極，被氧化，電解液應(yīng)是強(qiáng)堿溶液，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；Fe生成FeOeq\o\al(2－,4)時(shí)失去6mol電子，C項(xiàng)正確；若Fe失去3mol電子，則陰極上可生成1.5molH2，但不說(shuō)明溫度和壓強(qiáng)，無(wú)法判斷H2的體積，D項(xiàng)錯(cuò)誤。7.【解題指南】解答本題時(shí)要注意以下兩點(diǎn)：(1)電池的充、放電過(guò)程必須是可逆過(guò)程；(2)電解時(shí)電路中通過(guò)的電量與反應(yīng)物有定量關(guān)系，與能量的轉(zhuǎn)化形式無(wú)關(guān)。【解析】選C。A項(xiàng)，未通電前上述鍍鋅裝置可構(gòu)成原電池，原電池反應(yīng)為吸氧腐蝕反應(yīng)，而電鍍時(shí)所發(fā)生的反應(yīng)為Zn2＋＋2e－=Zn，它們是不同的兩個(gè)反應(yīng)，故電鍍過(guò)程不是該原電池的充電過(guò)程，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，電解過(guò)程中確實(shí)存在電能轉(zhuǎn)化成熱能的情況，但電鍍時(shí)通過(guò)的電量與析出的鋅的量存在確定的關(guān)系，與能量的轉(zhuǎn)化形式無(wú)關(guān)，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，電解速率與電流強(qiáng)度有關(guān)，與溫度無(wú)關(guān)，C正確；D項(xiàng)，鍍鋅層破損后，能形成鋅鐵原電池，鐵為正極，鋅為負(fù)極，同樣起到保護(hù)鐵的作用，D錯(cuò)誤。8.【解析】選C。通電前10min，陽(yáng)極(銀片)上發(fā)生氧化反應(yīng)：Ag－e－=Ag＋，銀電極質(zhì)量減輕，陰極(鉑片)發(fā)生還原反應(yīng)：Ag＋＋e－=Ag，鉑電極質(zhì)量增加。當(dāng)電源反接后，由于電流強(qiáng)度是原來(lái)的2倍，故先考慮前5min的情況，此時(shí)附有Ag的鉑片作陽(yáng)極：電極反應(yīng)式為Ag－e－=Ag＋，通電5min后，前一過(guò)程析出的銀全部溶解，陰極反應(yīng)式為Ag＋＋e－=Ag，前一過(guò)程溶解的銀又復(fù)原，銀電極又恢復(fù)為原來(lái)的質(zhì)量。通電的后5min，陽(yáng)極(鉑片)上溶液中的氫氧根離子放電生成O2，而陰極(銀片)上繼續(xù)析出銀，且析出銀的質(zhì)量和溶解的銀的質(zhì)量相等。對(duì)照?qǐng)D像得只有選項(xiàng)C符合題意。9.【解析】選B。由電解規(guī)律可得：類型化學(xué)物質(zhì)pH變化放O2生酸型CuSO4、AgNO3、Cu(NO3)2降低放H2生堿型KCl、CaCl2升高電解電解質(zhì)型CuCl2升高HCl升高電解H2O型NaNO3、Na2SO4、K2SO4不變KOH升高HNO3降低故選B。10.【解析】選A。紫紅色斑即MnOeq\o\al(－,4)向d端擴(kuò)散，根據(jù)陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)的原理，可知d端為陽(yáng)極，即b為正極，a為負(fù)極，c為陰極，NaCl溶液中H＋放電，產(chǎn)生OH－，c點(diǎn)附近會(huì)變紅色，A正確；電解硫酸銅溶液時(shí)，Pt為陽(yáng)極，溶液中的OH－放電：4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，Cu為陰極，溶液中的Cu2＋得電子，生成銅，總反應(yīng)式為2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Cu＋O2↑＋2H2SO4，Pt電極附近生成H＋，則SOeq\o\al(2－,4)向Pt電極移動(dòng)，B、D不正確。隨著電解的進(jìn)行，Z中溶液變?yōu)榱蛩崛芤海匐娊鈩t為電解水，硫酸濃度增大，pH減小，C不正確。11.【解題指南】解答本題要注意兩點(diǎn)：(1)由水電池的總反應(yīng)式判斷正、負(fù)極反應(yīng)；(2)電解制備Fe(OH)2的電極反應(yīng)和對(duì)電解液的要求?！窘馕觥?1)納米材料顆粒小，表面積大，有較強(qiáng)的吸附能力。(2)該電池負(fù)極材料是銀，發(fā)生氧化反應(yīng)生成AgCl。(3)①圖中與a極連接的是電池的正極，電極材料是MnO2納米棒。②a極是電解池的陽(yáng)極，電極材料應(yīng)是Fe，電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋。③純水不能作電解液，為制備Fe(OH)2，電解液不能用酸性溶液，也不能用CuCl2溶液，故選B。④水電池的正極反應(yīng)為5MnO2＋2e－=Mn5Oeq\o\al(2－,10)，電解池的陽(yáng)極反應(yīng)為Fe－2e－＋2OH－=Fe(OH)2得Fe(OH)2～5MnO2。答案：(1)較強(qiáng)吸附能力(或較大表面積)(2)Ag＋Cl－－e－=AgCl(3)①A②Fe－2e－=Fe2＋③B④512.【解析】(1)用惰性電極電解AlCl3溶液，起始時(shí)總反應(yīng)方程式可表示為2AlCl3＋6H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Al(OH)3↓＋3Cl2↑＋3H2↑，陰極區(qū)產(chǎn)物為Al(OH)3和H2，故陰極區(qū)有白色沉淀Al(OH)3生成，隨著電解的進(jìn)行，AlCl3消耗完，這時(shí)相當(dāng)于電解水，陰極上H＋放電，導(dǎo)致陰極區(qū)堿性增強(qiáng)，之前生成的Al(OH)3又慢慢溶解，離子方程式可表示為Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O。(2)本題是對(duì)混合溶液的電解，可對(duì)4種離子進(jìn)行重新組合，由題知，電解NaCl和Al2(SO4)3的混合溶液相當(dāng)于電解1mol·L－1AlCl3溶液，電解過(guò)程中總反應(yīng)式可表示為2AlCl3＋6H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Al(OH)3↓＋3H2↑＋3Cl2↑，由此可知選項(xiàng)A、D正確。答案：(1)白色沉淀逐漸溶解至消失Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O(2)A、D13.【解析】根據(jù)在