2023版人教高中同步化學(xué)選擇性必修一：第四章化學(xué)反應(yīng)與電能第三節(jié)金屬的腐蝕與防護(hù)習(xí)題

第三節(jié)金屬的腐蝕與防護(hù)基礎(chǔ)過關(guān)練題組一金屬的腐蝕1.(2021北京豐臺(tái)期中)四塊相同的鋅片分別放置在下列四個(gè)裝置中(燒杯中均盛有0.1mol·L-1NaCl溶液),則鋅片腐蝕最快的是 ()2.(2020湖北沙市中學(xué)高二上期末)如圖裝置中,觀察到:開始導(dǎo)管內(nèi)液面下降,一段時(shí)間后導(dǎo)管內(nèi)液面回升,略高于小試管內(nèi)液面。以下有關(guān)解釋合理的是 ()A.生鐵片中的碳是原電池的負(fù)極,發(fā)生還原反應(yīng)B.雨水酸性較強(qiáng),生鐵片僅發(fā)生析氫腐蝕C.具支試管中溶液pH逐漸減小D.墨水回升時(shí),碳極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-4OH-3.(2021山東師范大學(xué)附中第一次學(xué)業(yè)測(cè)評(píng))下圖是青銅器發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原理示意圖,下列說法正確的是 ()A.腐蝕過程中,青銅基體是正極B.若有64gCu被腐蝕,理論上消耗氧氣的體積為22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)C.多孔催化層加速了青銅器的腐蝕,是因?yàn)楦淖兞朔磻?yīng)的焓變D.青銅器發(fā)生的是吸氧腐蝕題組二金屬的防護(hù)4.(2020河北唐山一中高二上期中)圖Ⅰ的目的是精煉銅,圖Ⅱ的目的是保護(hù)鋼閘門。下列說法正確的是 ()A.圖Ⅰ中b為純銅,電解過程中質(zhì)量減輕,發(fā)生的反應(yīng)為Cu2++2e-CuB.圖Ⅰ中SO42-向aC.圖Ⅱ中如果a、b間用導(dǎo)線連接時(shí),鋼閘門作正極D.圖Ⅱ中如果a、b間連接直流電源利用外加電流法保護(hù)鋼閘門時(shí),則X必須用鋅5.(2021河南南陽(yáng)期中)下列關(guān)于如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置的判斷中錯(cuò)誤的是 ()A.若X為碳棒,開關(guān)K置于A處可減緩鐵的腐蝕B.若X為鋅棒,開關(guān)K置于A或B處均可減緩鐵的腐蝕C.若X為鋅棒,開關(guān)K置于B處時(shí),為犧牲陽(yáng)極法D.若X為碳棒,開關(guān)K置于B處時(shí),鐵電極上發(fā)生的反應(yīng)為2H++2e-H2↑6.(2020福建三明三校高二上期中)鋼鐵很容易生銹而被腐蝕,每年因腐蝕而損失的鋼鐵占世界鋼鐵年產(chǎn)量的四分之一。請(qǐng)回答鋼鐵在腐蝕、防護(hù)過程中的有關(guān)問題。(1)下列哪個(gè)裝置可防止鐵棒被腐蝕(填字母)。

(2)在實(shí)際生產(chǎn)中,可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕。裝置示意圖如下。請(qǐng)回答:①鐵件應(yīng)與電源的極相連(填“正”或“負(fù)”),B電極的電極反應(yīng)式是。

②若電鍍前A、B兩金屬片質(zhì)量相同,電鍍完成后將它們?nèi)〕鱿磧簟⒑娓?、稱量,二者質(zhì)量差為10.24g,則電鍍時(shí)電路中通過的電子為mol。

③電鍍結(jié)束后CuSO4溶液的濃度(填“變大”“變小”或“不變”)。

④鍍層破損后,鐵不易被腐蝕的是(填字母)。

A.鍍銅鐵B.鍍鋅鐵C.鍍錫鐵能力提升練題組一金屬腐蝕的不同類型與快慢比較1.(2020天津一中高二上期末,)用壓強(qiáng)傳感器探究生鐵在pH=2和pH=4的醋酸溶液中發(fā)生腐蝕的裝置及得到的圖像如下:分析圖像,以下結(jié)論錯(cuò)誤的是 ()A.析氫腐蝕和吸氧腐蝕的速率一樣快B.在酸性溶液中生鐵可能發(fā)生吸氧腐蝕C.溶液pH≤2時(shí),生鐵發(fā)生析氫腐蝕D.兩溶液中負(fù)極反應(yīng)均為Fe-2e-Fe2+2.(2020吉林延邊第二中學(xué)高二上月考,)如圖裝置中,U形管內(nèi)為紅墨水,a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和稀醋酸,各加入生鐵塊,放置一段時(shí)間。下列有關(guān)描述錯(cuò)誤的是 (深度解析)A.生鐵塊中的碳是原電池的正極B.紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋逤.a試管中發(fā)生了吸氧腐蝕,b試管中發(fā)生了析氫腐蝕D.兩試管中相同的電極反應(yīng)是:Fe-2e-Fe2+3.(2021北京豐臺(tái)期中,)金屬腐蝕現(xiàn)象在生產(chǎn)生活中普遍存在,依據(jù)下列兩種腐蝕現(xiàn)象回答下列問題:(1)圖1種被腐蝕的金屬為,其腐蝕類型屬于(填字母)。圖2中金屬腐蝕類型屬于(填字母)。

A.化學(xué)腐蝕B.電化學(xué)腐蝕C.析氫腐蝕D.吸氧腐蝕(2)圖1中Cu的作用是,結(jié)合電極反應(yīng)、電子移動(dòng)、離子移動(dòng)等,分析金屬被腐蝕的原理:。

(3)圖2中鐵的生銹過程:Fe→Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3·xH2O,將Fe轉(zhuǎn)變?yōu)镕e(OH)2的反應(yīng)補(bǔ)充完整:正極反應(yīng)式為,負(fù)極反應(yīng)式為,總反應(yīng)為。

題組二金屬的腐蝕與防護(hù)措施4.(2021福建福州高二檢測(cè),)研究電化學(xué)腐蝕及防護(hù)的裝置如圖所示。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是 ()A.若d為石墨,鐵片腐蝕加快B.若d為石墨,石墨上電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-4OH-C.若d為鋅塊,鐵片不易被腐蝕D.若d為鋅塊,鐵片上電極反應(yīng)式為2H++2e-H2↑5.()深埋在潮濕土壤中的鐵管道,在硫酸鹽還原菌作用下,能被硫酸根離子腐蝕,其電化學(xué)腐蝕原理如圖所示。下列說法正確的是 ()A.鐵管道發(fā)生的是吸氧腐蝕B.輸送暖氣的管道也易發(fā)生此類腐蝕C.這種情況下,土壤的pH增大D.管道上刷富銅油漆可以延緩管道的腐蝕6.()歷史上鋁制皇冠曾被法國(guó)皇帝當(dāng)作自己富有的象征炫耀過,但現(xiàn)在各種鋁制品已走進(jìn)尋常百姓家,這得益于電解法冶煉鋁技術(shù)的發(fā)明。(1)現(xiàn)代工業(yè)在1273K的溫度下電解熔融氧化鋁(熔點(diǎn)為2323K)與冰晶石(Na3AlF6)的混合物,可得到金屬鋁與氧氣。陰極上的電極反應(yīng)為,其中冰晶石的作用可能是。

a.作催化劑b.作助熔劑以降低氧化鋁的熔化溫度c.作電解質(zhì)增強(qiáng)導(dǎo)電性(2)為使鋁制品經(jīng)久耐用,現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中常對(duì)鋁材進(jìn)行表面處理,具體過程通常為:①鋁材脫脂:先用堿液洗滌,然后水洗,以除去鋁材表面的自然氧化膜,堿洗過程中常有氣泡產(chǎn)生,原因是(用離子方程式表示)。

②電解氧化:以鋁材為陽(yáng)極,在稀硫酸中進(jìn)行電解,鋁材表面形成氧化膜,則陽(yáng)極的電極反應(yīng)為,電解過程中必須使電解質(zhì)溶液的pH保持相對(duì)穩(wěn)定的原因是。

答案全解全析基礎(chǔ)過關(guān)練1.C金屬為原電池負(fù)極或電解池陽(yáng)極時(shí),腐蝕速率加快,為原電池正極或電解池陰極時(shí),被保護(hù)。根據(jù)金屬活動(dòng)性順序,鎂的金屬性強(qiáng)于鋅,鋅的金屬性強(qiáng)于銅,故形成原電池時(shí),B中鋅為正極,被保護(hù),C中鋅為負(fù)極,比A中腐蝕速率快,D中鋅被保護(hù),故選C。2.D雨水呈酸性,生鐵片中含有碳和鐵,酸性條件下,生鐵片發(fā)生析氫腐蝕生成氫氣,導(dǎo)致具支試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)大于大氣壓,導(dǎo)管內(nèi)液面下降,當(dāng)溶液呈弱酸性或中性時(shí),生鐵片發(fā)生吸氧腐蝕,導(dǎo)致具支試管中氣體壓強(qiáng)小于大氣壓,導(dǎo)管內(nèi)液面回升,略高于小試管內(nèi)液面。3.D由題圖可知,青銅基體有Cu2+產(chǎn)生,Cu化合價(jià)升高,發(fā)生氧化反應(yīng),作負(fù)極,A錯(cuò)誤;在該反應(yīng)中,銅失去電子變成Cu2+,64gCu被腐蝕轉(zhuǎn)移2mol電子,理論上消耗氧氣的體積為11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),B錯(cuò)誤;催化劑不改變反應(yīng)的焓變,C錯(cuò)誤;由題圖可知,青銅器發(fā)生的是吸氧腐蝕,D正確。4.C粗銅的精煉中,粗銅作陽(yáng)極,純銅作陰極,所以a為純銅,b為粗銅,A錯(cuò)誤;電解時(shí),電解質(zhì)溶液中陰離子向陽(yáng)極移動(dòng),所以硫酸根離子向b極移動(dòng),B錯(cuò)誤;犧牲陽(yáng)極法中,被保護(hù)的金屬作原電池正極,圖Ⅱ中如果a、b間用導(dǎo)線連接,鋼閘門作正極,C正確;外加電流法中,被保護(hù)的鋼閘門連接原電池負(fù)極,所以圖Ⅱ中如果a、b間連接電源,鋼閘門作陰極,但X不一定用鋅,D錯(cuò)誤。5.D若X為碳棒,開關(guān)K置于A處,Fe作電解池的陰極,屬于外加電流法,A項(xiàng)正確;若X為碳棒,開關(guān)K置于B處,Fe作原電池的負(fù)極,電極反應(yīng)為Fe-2e-Fe2+,D項(xiàng)不正確;若X為鋅棒,開關(guān)K置于A處,Fe作電解池的陰極,屬于外加電流法,開關(guān)K置于B處時(shí),Fe作原電池的正極,屬于犧牲陽(yáng)極法,B、C項(xiàng)均正確。6.答案(1)BD(2)①負(fù)Cu2++2e-Cu②0.16③不變④B解析(1)鐵為活潑金屬,當(dāng)為原電池負(fù)極時(shí),易被腐蝕;當(dāng)鐵為原電池的正極或外接電源的負(fù)極時(shí),可防止腐蝕。(2)電鍍時(shí),鍍層金屬為陽(yáng)極,鍍件金屬為陰極,則在鐵件的表面鍍銅時(shí),銅為陽(yáng)極,鐵件為陰極,電解質(zhì)溶液為硫酸銅溶液,電鍍過程中兩電極變化的質(zhì)量相同,并且電解質(zhì)溶液濃度不變;形成原電池反應(yīng)時(shí),活潑金屬為負(fù)極,不活潑金屬為正極,不易被腐蝕。能力提升練1.A根據(jù)錐形瓶中氣體壓強(qiáng)與時(shí)間關(guān)系圖可知,pH=2的醋酸溶液和pH=4的醋酸溶液中,變化相同的壓強(qiáng)時(shí)所用時(shí)間不同,前者比后者所用時(shí)間長(zhǎng),這說明吸氧腐蝕速率大于析氫腐蝕速率,A錯(cuò)誤;醋酸溶液的pH=4時(shí),錐形瓶中壓強(qiáng)隨著反應(yīng)的進(jìn)行而逐漸減小,說明發(fā)生吸氧腐蝕,所以在酸性溶液中生鐵也可能發(fā)生吸氧腐蝕,B正確;根據(jù)醋酸溶液的pH=2時(shí),錐形瓶中壓強(qiáng)與時(shí)間的關(guān)系知,隨著反應(yīng)的進(jìn)行壓強(qiáng)逐漸增大,說明發(fā)生的是析氫腐蝕,則溶液pH≤2時(shí),生鐵發(fā)生析氫腐蝕,C正確;根據(jù)以上分析可知兩個(gè)溶液中都發(fā)生電化學(xué)腐蝕,鐵均作負(fù)極,電極反應(yīng)均為Fe-2e-Fe2+,D正確。2.B生鐵中含有鐵和碳,和電解質(zhì)溶液構(gòu)成了原電池,較活潑的金屬鐵作負(fù)極,碳作正極,A正確;左邊試管中是中性溶液,發(fā)生吸氧腐蝕,右邊試管中是酸性溶液發(fā)生析氫腐蝕,所以左邊試管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)減小,右邊試管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)增大,導(dǎo)致U形管內(nèi)紅墨水左高右低,B錯(cuò)誤、C正確;鐵作負(fù)極,碳作正極,負(fù)極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng):Fe-2e-Fe2+,D正確。反思升華根據(jù)介質(zhì)判斷析氫腐蝕和吸氧腐蝕正確判斷“介質(zhì)”溶液的酸堿性是分析析氫腐蝕和吸氧腐蝕的關(guān)鍵。潮濕的空氣、弱酸性或中性溶液中發(fā)生吸氧腐蝕;NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液中發(fā)生析氫腐蝕。3.答案(1)鐵或FeBCBD(2)作正極材料,導(dǎo)電銅作正極,氫離子在內(nèi)電路移向正極,得到電子,生成氫氣;鐵作負(fù)極,失去電子,電子從負(fù)極移向正極,金屬鐵被腐蝕生成亞鐵離子(3)O2+4e-+2H2O4OH-2Fe-4e-2Fe2+2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2解析(1)析氫腐蝕發(fā)生條件為較強(qiáng)酸性環(huán)境,圖1中水膜為二氧化硫的水溶液,酸性較強(qiáng),鐵發(fā)生析氫腐蝕;圖2中發(fā)生吸氧腐蝕。(3)圖2發(fā)生吸氧腐蝕,正極氧氣得電子,電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O4OH-,負(fù)極為鐵失電子,電極反應(yīng)式為2Fe-4e-2Fe2+,總反應(yīng)為2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2。4.D鐵、石墨及海水構(gòu)成原電池,Fe為負(fù)極,比沒有形成原電池時(shí)的腐蝕速率快,A正確;若d為石墨,電解質(zhì)溶液接近中性,發(fā)生的是吸氧腐蝕,石墨上氧氣得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-4OH-,B正確;若d為鋅塊,則由于金屬活動(dòng)性:Zn>Fe,Zn為原電池的負(fù)極,Fe為正極,首先被腐蝕的是Zn,鐵得到保護(hù),鐵片不易被腐蝕,C正確;若d為鋅塊,由于電解質(zhì)溶液接近中性,發(fā)生的是吸氧腐蝕,鐵片上電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-4OH-,D錯(cuò)誤。5.C由題圖可知,負(fù)極反應(yīng)為Fe-2e-Fe2+,正極反應(yīng)為SO42-+5H2O+8e-HS-+9OH-。鐵管道的腐蝕過程中,氧氣并未參與反應(yīng),所以不是吸氧腐蝕,故A錯(cuò)誤;硫酸鹽還原菌在高溫下易變性,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錯(cuò)誤;由正、負(fù)極的電極反應(yīng)可知,鐵管道腐蝕過程中,OH-濃度增大,土壤pH增大,故C正確;管道上刷富銅油漆,形成Cu-Fe原電池,Fe作負(fù)極,會(huì)加快管道的腐蝕,故D6.答案(1)Al3++3e-Alb(2)①2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2↑②2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+鋁、Al2O3均是兩性物質(zhì),pH過大或過小均會(huì)導(dǎo)致它們?nèi)芙饨馕?1)因電解溫度遠(yuǎn)低于氧化鋁的熔點(diǎn),故冰晶石的作用是降低氧化鋁的熔化溫度;電解過程中Al3+在陰極上得到電子轉(zhuǎn)化為Al。(2)①堿洗過程中,有少量的鋁單質(zhì)與堿液反應(yīng)而生成H2;②電解過程中,鋁失去電子轉(zhuǎn)化為Al2O3,由此可知有H2O參加電極反應(yīng),則還有H+生成。

第二~三節(jié)綜合拔高練五年高考練考點(diǎn)1電解原理及其應(yīng)用1.(2020課標(biāo)Ⅱ,12,6分,)電致變色器件可智能調(diào)控太陽(yáng)光透過率,從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能。下圖是某電致變色器件的示意圖。當(dāng)通電時(shí),Ag+注入到無色WO3薄膜中,生成AgxWO3,器件呈現(xiàn)藍(lán)色,對(duì)于該變化過程,下列敘述錯(cuò)誤的是 ()A.Ag為陽(yáng)極B.Ag+由銀電極向變色層遷移C.W元素的化合價(jià)升高D.總反應(yīng)為:WO3+xAgAgxWO32.(2020浙江7月選考,21,2分,)電解高濃度RCOONa(羧酸鈉)的NaOH溶液,在陽(yáng)極RCOO-放電可得到R—R(烷烴)。下列說法不正確的是 ()A.電解總反應(yīng)方程式:2RCOONa+2H2OR—R+2CO2↑+H2↑+2NaOHB.RCOO-在陽(yáng)極放電,發(fā)生氧化反應(yīng)C.陰極的電極反應(yīng):2H2O+2e-2OH-+H2↑D.電解CH3COONa、CH3CH2COONa和NaOH混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷3.(2020山東,13,4分,)采用惰性電極,以去離子水和氧氣為原料通過電解法制備雙氧水的裝置如下圖所示。忽略溫度變化的影響,下列說法錯(cuò)誤的是 ()A.陽(yáng)極反應(yīng)為2H2O-4e-4H++O2↑B.電解一段時(shí)間后,陽(yáng)極室的pH未變C.電解過程中,H+由a極區(qū)向b極區(qū)遷移D.電解一段時(shí)間后,a極生成的O2與b極反應(yīng)的O2等量4.(2018課標(biāo)Ⅰ,13,6分,)最近我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種CO2+H2S協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置,實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣中CO2和H2S的高效去除。示意圖如下圖所示,其中電極分別為ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應(yīng)為:①EDTA-Fe2+-e-EDTA-Fe3+②2EDTA-Fe3++H2S2H++S+2EDTA-Fe2+該裝置工作時(shí),下列敘述錯(cuò)誤的是 ()A.陰極的電極反應(yīng):CO2+2H++2e-CO+H2OB.協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng):CO2+H2SCO+H2O+SC.石墨烯上的電勢(shì)比ZnO@石墨烯上的低D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需為酸性5.(2020課標(biāo)Ⅱ,26節(jié)選,)化學(xué)工業(yè)為疫情防控提供了強(qiáng)有力的物質(zhì)支撐。氯的許多化合物既是重要化工原料,又是高效、廣譜的滅菌消毒劑。氯氣是制備系列含氯化合物的主要原料,可采用如圖所示的裝置來制取。裝置中的離子膜只允許離子通過,氯氣的逸出口是(填標(biāo)號(hào))。

6.[2020北京,15(2),]已知反應(yīng)2H2O22H2O+O2↑能自發(fā)進(jìn)行,反向不能自發(fā)進(jìn)行,通過電解可以實(shí)現(xiàn)由H2O和O2為原料制備H2O2。下圖為制備裝置示意圖。①a極的電極反應(yīng)式是。

②下列說法正確的是。

A.該裝置可以實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B.電極b連接電源負(fù)極C.該方法具有原料廉價(jià),對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)7.[2020課標(biāo)Ⅱ,28(3),]CH4和CO2都是比較穩(wěn)定的分子,科學(xué)家利用電化學(xué)裝置實(shí)現(xiàn)兩種分子的耦合轉(zhuǎn)化,其原理如下圖所示:①陰極上的反應(yīng)式為。

②若生成的乙烯和乙烷的體積比為2∶1,則消耗的CH4和CO2體積比為。

8.[2019課標(biāo)Ⅱ,27(4),]環(huán)戊二烯可用于制備二茂鐵[Fe(C5H5)2,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為],后者廣泛應(yīng)用于航天、化工等領(lǐng)域中。二茂鐵的電化學(xué)制備原理如下圖所示,其中電解液為溶解有溴化鈉(電解質(zhì))和環(huán)戊二烯的DMF溶液(DMF為惰性有機(jī)溶劑)。該電解池的陽(yáng)極為,總反應(yīng)為。電解制備需要在無水條件下進(jìn)行,原因?yàn)椤?/p>

9.(2019江蘇單科,20節(jié)選,)CO2的資源化利用能有效減少CO2排放,充分利用碳資源。(2)電解法轉(zhuǎn)化CO2可實(shí)現(xiàn)CO2資源化利用。電解CO2制HCOOH的原理示意圖如下。①寫出陰極CO2還原為HCOO-的電極反應(yīng)式:。

②電解一段時(shí)間后,陽(yáng)極區(qū)的KHCO3溶液濃度降低,其原因是。

10.[2018課標(biāo)Ⅲ,27(3),]KIO3也可采用“電解法”制備,裝置如圖所示。①寫出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式:。

②電解過程中通過陽(yáng)離子交換膜的離子主要為,

其遷移方向是。

考點(diǎn)2金屬的腐蝕與防護(hù)11.(2020江蘇單科,11,4分,)將金屬M(fèi)連接在鋼鐵設(shè)施表面,可減緩水體中鋼鐵設(shè)施的腐蝕。在下圖所示的情境中,下列有關(guān)說法正確的是 ()A.陰極的電極反應(yīng)式為Fe-2e-Fe2+B.金屬M(fèi)的活動(dòng)性比Fe的活動(dòng)性弱C.鋼鐵設(shè)施表面因積累大量電子而被保護(hù)D.鋼鐵設(shè)施在河水中的腐蝕速率比在海水中的快12.(2019江蘇單科,10,2分,)將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液濕潤(rùn)后,置于如圖所示裝置中,進(jìn)行鐵的電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說法正確的是 ()A.鐵被氧化的電極反應(yīng)式為Fe-3e-Fe3+B.鐵腐蝕過程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能C.活性炭的存在會(huì)加速鐵的腐蝕D.以水代替NaCl溶液,鐵不能發(fā)生吸氧腐蝕三年模擬練1.(2021陜西漢中高三一模,)我國(guó)科學(xué)家研發(fā)了一種水系可逆Zn-CO2電池,電池工作時(shí),復(fù)合膜(由a、b膜復(fù)合而成)層間的H2O解離成H+和OH-,在外加電場(chǎng)中可透過相應(yīng)的離子膜定向移動(dòng)。當(dāng)閉合K1時(shí),Zn-CO2電池工作原理如圖所示。下列說法不正確的是 (深度解析)A.閉合K1時(shí),H+通過a膜向Pd電極方向移動(dòng)B.閉合K1時(shí),Zn表面的電極反應(yīng)式為Zn+4OH--2e-[Zn(OH)4]2-C.閉合K2時(shí),Zn電極與直流電源正極相連D.閉合K2時(shí),在Pd電極上有CO2生成2.(2020重慶育才中學(xué)高二上期中,)銅板上鐵鉚釘長(zhǎng)期暴露在潮濕的空氣中,形成一層酸性水膜后鐵鉚釘會(huì)被腐蝕,示意圖如下。下列說法不正確的是 (深度解析)A.腐蝕過程中銅極上始終只發(fā)生:2H++2e-H2↑B.若水膜中溶有食鹽將加快鐵鉚釘?shù)母gC.若在金屬表面涂一層油脂能防止鐵鉚釘被腐蝕D.若將該銅板與直流電源的負(fù)極相連,則鐵、銅均難被腐蝕3.(2020山東濟(jì)南高三上期末,)2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予M.StanleyWhittingham、JohnB.Goodenough和AkiraYoshino三位科學(xué)家,以表彰他們?cè)阡囯x子電池發(fā)展上作出的杰出貢獻(xiàn)。以石墨烯和金屬鋰為電極的鋰—空氣電池原理如圖所示。下列關(guān)于該電池的說法錯(cuò)誤的是 (深度解析)A.鋰電極的電極反應(yīng)為L(zhǎng)i-e-Li+B.空氣中的O2在石墨烯電極上發(fā)生還原反應(yīng)C.電池工作時(shí)電流從鋰電極沿導(dǎo)線流向石墨烯電極D.電池工作時(shí)鋰離子向石墨烯電極方向移動(dòng)4.(2020天津部分區(qū)高二上期末,)新能源汽車所用蓄電池分為鉛酸蓄電池、二次鋰電池、空氣電池等類型。請(qǐng)回答下列問題:(1)2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了為鋰離子電池發(fā)展作出貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家。如圖所示為水溶液鋰離子電池體系。放電時(shí),電池的負(fù)極是(填“a”或“b”),溶液中Li+從遷移(填“a向b”或“b向a”)。

(2)鉛酸蓄電池是最常見的二次電池,電壓穩(wěn)定,安全可靠,價(jià)格低廉,應(yīng)用廣泛。電池總反應(yīng)為Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l)。①放電時(shí),正極的電極反應(yīng)是,電解質(zhì)溶液中硫酸的濃度(填“增大”“減小”或“不變”),當(dāng)外電路通過0.5mole-時(shí),理論上負(fù)極板的質(zhì)量增加g。

②用該蓄電池作電源,進(jìn)行粗銅(含Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉。如圖所示,電解液c選用溶液,A電極的材料是,B電極反應(yīng)是。

③用該蓄電池作電源,A、B為石墨電極,c為氯化鈉溶液,進(jìn)行電解。則A電極產(chǎn)生的氣體是,B電極附近溶液的pH(填“增大”“減小”或“不變”)。

答案全解全析五年高考練1.C本題重點(diǎn)考查電解原理及其應(yīng)用。根據(jù)題給裝置圖可知,該裝置有外接電源,為電解池,且Ag電極作陽(yáng)極,故A項(xiàng)正確;通電時(shí),陽(yáng)極反應(yīng)式為Ag-e-Ag+,生成的Ag+通過固體電解質(zhì)進(jìn)入電致變色層,與WO3結(jié)合得到AgxWO3,W的化合價(jià)降低,陰極反應(yīng)式為WO3+xe-WO3x-,總反應(yīng)為xAg+WO3AgxWO3,故B、D項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯(cuò)誤。2.ARCOO-在陽(yáng)極放電,溶液呈堿性,RCOO-不能轉(zhuǎn)化為CO2,A項(xiàng)錯(cuò)誤;RCOO-在陽(yáng)極放電,發(fā)生氧化反應(yīng),B項(xiàng)正確;水電離產(chǎn)生的H+在陰極得電子產(chǎn)生H2,其電極反應(yīng)式為2H2O+2e-2OH-+H2↑,C項(xiàng)正確;RCOO-轉(zhuǎn)化為R—R可以理解為脫去C、O,產(chǎn)生—R,繼而產(chǎn)生R—R,故CH3COONa、CH3CH2COONa溶液中的CH3COO-、CH3CH2COO-,脫去C、O后,產(chǎn)生—CH3,—CH2CH3,產(chǎn)物可能是乙烷、丙烷、丁烷,D項(xiàng)正確。3.D根據(jù)題給電解裝置圖可知,電解池右側(cè)O2參加反應(yīng)生成H2O2,a極為陽(yáng)極,b極為陰極。電解時(shí),陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為2H2O-4e-4H++O2↑,陰極的電極反應(yīng)式為4H++2O2+4e-2H2O2,A正確;根據(jù)電極反應(yīng)式及得失電子守恒可知,陽(yáng)極生成的H+通過質(zhì)子交換膜進(jìn)入陰極區(qū)最終轉(zhuǎn)化為H2O2,陽(yáng)極區(qū)H+的物質(zhì)的量濃度不發(fā)生變化,pH不變,B、C正確;設(shè)電解時(shí)轉(zhuǎn)移電子為4mol,則陽(yáng)極生成1molO2,陰極消耗2molO2,D錯(cuò)誤。4.C本題考查電解原理的應(yīng)用。由石墨烯電極區(qū)反應(yīng)①可知該極發(fā)生氧化反應(yīng),為陽(yáng)極,則ZnO@石墨烯為陰極。陰極的電極反應(yīng)為CO2+2H++2e-CO+H2O,A正確;裝置工作時(shí)涉及三個(gè)反應(yīng),Fe2+與Fe3+的轉(zhuǎn)化循環(huán)進(jìn)行,總反應(yīng)為CO2與H2S之間的反應(yīng),根據(jù)得失電子守恒可知總反應(yīng)為CO2+H2SCO+H2O+S,B正確;石墨烯與電源正極相連,ZnO@石墨烯與電源負(fù)極相連,故石墨烯上的電勢(shì)比ZnO@石墨烯上的高,C錯(cuò)誤;Fe2+、Fe3+均在酸性環(huán)境中穩(wěn)定存在,D正確。5.答案Na+a解析陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng):2Cl--2e-Cl2↑,Cl2從a口逸出;陽(yáng)極室排出淡鹽水,故Na+透過離子膜進(jìn)入陰極室。6.答案①O2+2H++2e-H2O2②AC解析①a極O2得電子生成H2O2,發(fā)生還原反應(yīng),為陰極;b極H2O失電子生成O2和H+,發(fā)生氧化反應(yīng),為陽(yáng)極。②電極b連接電源正極。7.答案①CO2+2e-CO+O2-②6∶5解析①根據(jù)圖示,A極上CO2轉(zhuǎn)化為CO,固體電解質(zhì)可傳導(dǎo)O2-,故電極反應(yīng)式為CO2+2e-CO+O2-。②根據(jù)題圖,B為陽(yáng)極,CH4(C元素化合價(jià)為-4)轉(zhuǎn)化為C2H6(C元素化合價(jià)為-3)和C2H4(C元素化合價(jià)為-2),若生成1molC2H6和2molC2H4,消耗6mol甲烷,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為10mol,則陰極上反應(yīng)的CO2的物質(zhì)的量為5mol,故消耗的CH4和CO2體積之比即物質(zhì)的量之比為6∶5。8.答案Fe電極水會(huì)阻礙中間物Na的生成;水會(huì)電解生成OH-,進(jìn)一步與Fe2+反應(yīng)生成Fe(OH)2解析根據(jù)反應(yīng)歷程可知,鐵電極溶解生成了Fe2+,故應(yīng)讓Fe電極作電解池的陽(yáng)極;由反應(yīng)歷程可知,反應(yīng)物為Fe與環(huán)戊二烯,生成物為二茂鐵和H2,再根據(jù)原子守恒寫出總反應(yīng)式;反應(yīng)歷程中有Na生成,水會(huì)阻礙Na的生成,且電解過程中水會(huì)在陰極生成OH-,進(jìn)一步與Fe2+反應(yīng)生成Fe(OH)2。9.答案(2)①CO2+H++2e-HCOO-或CO2+HCO3-+2e-HCOO-+CO②陽(yáng)極產(chǎn)生O2,pH減小,HCO3-濃度降低;K解析(2)①CO2、HCOO-中碳元素化合價(jià)分別為+4、+2價(jià),陰極電極反應(yīng)式為CO2+2e-+H+HCOO-。②陽(yáng)極區(qū)生成O2:4OH--4e-O2↑+2H2O或2H2O-4e-O2↑+4H+,溶液pH減小,HCO3-與H+反應(yīng)生成CO2逸出,K+部分通過陽(yáng)離子交換膜移向陰極區(qū),故陽(yáng)極區(qū)KHCO3溶液濃度降低。10.答案①2H2O+2e-2OH-+H2↑②K+a到b解析①觀察電解裝置圖知,惰性電極a為陽(yáng)極,惰性電極b為陰極,在堿性條件下,陰極的電極反應(yīng)式為2H2O+2e-H2↑+2OH-。②電解過程中,陽(yáng)極I2失去電子生成IO3-,即I2-10e-+12OH-2IO3-+6H2O,通過陽(yáng)離子交換膜的離子主要為K+,遷移方向是從a11.CA項(xiàng),題圖中金屬的防護(hù)方法是犧牲陽(yáng)極法,金屬M(fèi)失去電子被氧化,水在鋼鐵設(shè)施表面得到電子,錯(cuò)誤;B項(xiàng),金屬M(fèi)和鋼鐵設(shè)施構(gòu)成原電池,金屬M(fèi)作負(fù)極,故金屬M(fèi)的活動(dòng)性比鐵的活動(dòng)性強(qiáng),錯(cuò)誤;C項(xiàng),電子流向鋼鐵設(shè)施,鋼鐵設(shè)施表面積累大量電子而被保護(hù),正確;D項(xiàng),海水中含有大量電解質(zhì),故鋼鐵設(shè)施在河水中的腐蝕速率比在海水中的慢,錯(cuò)誤。12.C鐵作負(fù)極,Fe-2e-Fe2+,A不正確;電化學(xué)腐蝕過程中化學(xué)能部分轉(zhuǎn)化為電能,還有部分轉(zhuǎn)化為熱能,B不正確;活性炭可作為原電池的正極,加快負(fù)極鐵的腐蝕,C正確;以水代替NaCl溶液,鐵仍然能發(fā)生吸氧腐蝕,只是吸氧腐蝕的速率會(huì)減慢,D不正確。三年模擬練1.C閉合K1時(shí)形成原電池,鋅