高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第9章 電化學(xué)基礎(chǔ) 第2節(jié) 電解池 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)課時作業(yè)（含解析）試題

第2節(jié)電解池金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)時間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(每題8分，共72分)1．鉛蓄電池的示意圖如圖所示。下列說法正確的是()A．放電時，N為負(fù)極，其電極反應(yīng)式：PbO2＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋＋2e－=PbSO4＋2H2OB．放電時，c(H2SO4)不變，兩極的質(zhì)量增加C．充電時，陽極反應(yīng)式：PbSO4＋2e－=Pb＋SOeq\o\al(2－,4)D．充電時，若N連電源正極，則該極生成PbO2答案D2．下列關(guān)于電化學(xué)的敘述正確的是()A．圖①兩極均有氣泡產(chǎn)生，滴加酚酞溶液時石墨一極變紅B．圖②裝置可以驗證犧牲陽極的陰極保護(hù)法C．圖③可以模擬鋼鐵的吸氧腐蝕，碳棒一極的電極反應(yīng)式：O2＋2H2O＋4e－=4OH－D．上述4個裝置中，圖①、②中Fe腐蝕速率較快，圖③中Fe腐蝕速率較慢答案C解析圖①陽極為惰性電極石墨，電解時陽極產(chǎn)生Cl2，陰極產(chǎn)生H2，兩極均有氣泡產(chǎn)生，滴加酚酞溶液時Fe電極附近溶液變紅，A錯誤。犧牲陽極的陰極保護(hù)法利用的是原電池原理，將受保護(hù)的金屬作原電池的正極，而圖②為電解池，可驗證外加電流的陰極保護(hù)法，B錯誤。NaCl溶液呈中性，鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕，碳棒作正極，電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，C正確。圖③中Fe作負(fù)極，腐蝕速率最快；圖①和②中Fe作陰極，圖④中鐵作正極，均受到保護(hù)，不易被腐蝕，D錯誤。3.研究電化學(xué)腐蝕及防護(hù)的裝置如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是()A．d為石墨，鐵片腐蝕減慢B．d為石墨，石墨上電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．d為鋅塊，鐵片易被腐蝕D．d為鋅塊，鐵片上電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑答案B解析d為石墨，形成原電池，鐵片作負(fù)極，海水呈弱堿性，發(fā)生鐵的吸氧腐蝕，則石墨上電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，B正確。4．下圖用來研究鋼鐵制品的腐蝕，裝置的氣密性良好，且開始時U形管兩端的紅墨水液面相平。一段時間后能觀察到鐵釘生銹。下列說法不正確的是()A．鐵釘表面發(fā)生的反應(yīng)為Fe－3e－=Fe3＋B．若液體a為稀醋酸，則U形管液面右高左低C．若液體a為食鹽水，則U形管液面左高右低D．若液體a為食用油，則鐵釘生銹速率較慢答案A解析鐵釘發(fā)生電化學(xué)腐蝕時形成原電池，F(xiàn)e作負(fù)極被氧化，電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋，A錯誤；若液體a為稀醋酸，則鐵釘發(fā)生析氫腐蝕，正極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑，左側(cè)試管中氣體壓強增大，則U形管液面右高左低，B正確；若液體a為食鹽水，則鐵釘發(fā)生吸氧腐蝕，正極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，左側(cè)試管中氣體壓強減小，則U形管液面左高右低，C正確；若液體a為食用油，鐵釘不易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，則鐵釘生銹速率較慢，D正確。5．納米級Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關(guān)注。采用離子交換膜控制電解液中OH－的濃度制備納米級Cu2O的裝置如圖所示，發(fā)生的反應(yīng)為2Cu＋H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))Cu2O＋H2↑。下列說法正確的是()A．鈦電極發(fā)生氧化反應(yīng)B．陽極區(qū)溶液的pH逐漸增大C．離子交換膜應(yīng)采用陽離子交換膜D．陽極反應(yīng)式是2Cu＋2OH－－2e－=Cu2O＋H2O答案D解析鈦電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，A錯誤；銅作陽極，陽極上銅發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，陽極反應(yīng)式為2Cu＋2OH－－2e－=Cu2O＋H2O，OH－由陰極區(qū)遷移到陽極區(qū)參與反應(yīng)，離子交換膜應(yīng)為陰離子交換膜，C錯誤，D正確；由陰極區(qū)遷移過來的OH－在陽極全部參與反應(yīng)，陽極區(qū)溶液的pH不變，B錯誤。6．(2019·上饒一模)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中常用電解氯化亞鐵的方法制得氯化鐵溶液以吸收有毒的H2S氣體。工藝原理如圖所示。下列說法中不正確的是()A．H＋從電解池左槽遷移到右槽B．左槽中發(fā)生的反應(yīng)為2Cl－－2e－=Cl2↑C．右槽的電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑D．FeCl3溶液可以循環(huán)利用答案B解析由圖可知，右槽產(chǎn)生H2，則右側(cè)惰性電極為陰極，陽離子向陰極移動，則H＋從電解池左槽遷移到右槽，A正確；左槽惰性電極為陽極，由于還原性：Fe2＋>Cl－，則電極反應(yīng)式為2Fe2＋－2e－=2Fe3＋，B錯誤；右槽惰性電極為陰極，電極產(chǎn)物為H2，則電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑或2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，C正確；由圖可知，左槽電解產(chǎn)生的FeCl3參與反應(yīng)吸收H2S，同時被還原為FeCl2，再通入左槽重新電解生成FeCl3，故FeCl3溶液可以循環(huán)利用，D正確。7．(2019·北京朝陽高三期末)在不同電壓下用惰性電極電解飽和NaCl溶液制備少量NaClO，實驗結(jié)果如下：實驗①②③電壓U1U2U3現(xiàn)象a極產(chǎn)生少量氣泡，b極無明顯氣泡a極產(chǎn)生較多氣泡，b極產(chǎn)生少量氣泡a極產(chǎn)生大量氣泡，b極逸出大量黃綠色氣體下列分析不正確的是()A．①、②、③中，a極均發(fā)生了還原反應(yīng)B．①、②、③中均能發(fā)生Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2OC．電解時OH－由b極向a極移動D．不宜采用實驗③的電壓制備NaClO答案C解析用惰性電極電解飽和食鹽水，電解的總方程式是：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Cl2↑＋H2↑＋2NaOH，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，溶液中陽離子向陰極定向移動，陰離子向陽極定向移動，據(jù)此分析。根據(jù)圖示可知a電極為陰極，溶液中的陽離子H＋在陰極上獲得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，A正確；在a電極溶液中的H＋獲得電子，變?yōu)镠2逸出，附近溶液中OH－增多，陰極產(chǎn)生NaOH，在陽極b電極上溶液中陰離子Cl－失去電子變?yōu)镃l2，Cl2與溶液中的NaOH發(fā)生反應(yīng)：Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O，B正確；電解時陰離子OH－向正電荷較多的陽極移動，即會由a極向b極移動，C錯誤；實驗③電壓高，電流大，反應(yīng)速率快，反應(yīng)產(chǎn)生的氯氣未能與NaOH溶液反應(yīng)，就會從溶液中逸出，所以不能采用該電壓制備NaClO，D正確。8．(2019·廣東清遠(yuǎn)高三期末)乙醇鈉是有機合成中常用的強堿，下圖是通過電解乙醇和氫氧化鈉溶液制備乙醇鈉的工作示意圖。下列說法錯誤的是()A．電極A為陽極，導(dǎo)線a與電源的正極相連接B．電解過程中產(chǎn)生的X氣體與Y氣體的質(zhì)量之比為1∶8C．右極室的反應(yīng)為：2CH3CH2OH＋2e－=2CH3CH2O－＋H2↑D．若電解過程中轉(zhuǎn)移2mol電子，則右極室質(zhì)量增加44g答案B解析由題中示意圖及分析可知陽離子Na＋由左邊通過陽離子交換膜向右邊移動，則說明B電極為陰極，導(dǎo)線b與電源負(fù)極相連，A電極為陽極，導(dǎo)線a與電源的正極相連，A正確；電解時陽極A上是溶液中的OH－失電子發(fā)生氧化反應(yīng)的過程，電極反應(yīng)式為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑；在陰極上是乙醇中的羥基氫原子得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，即2CH3CH2OH＋2e－=2CH3CH2O－＋H2↑，根據(jù)同一閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等，可知反應(yīng)產(chǎn)生的O2與H2物質(zhì)的量的比是1∶2，質(zhì)量比是32∶4＝8∶1，B錯誤、C正確；若電解過程中轉(zhuǎn)移2mol電子，則右極室會有2molH＋放電變?yōu)镠2逸出，同時有2molNa＋進(jìn)入到右極室，所以右極室質(zhì)量增加：2mol×23g/mol－2mol×1g/mol＝44g，D正確。9．(2019·西安五校高三聯(lián)考)重鉻酸鉀(K2Cr2O7)具有強氧化性，是一種重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于制革、印染、電鍍等工業(yè)。以鉻酸鉀(K2CrO4)和氫氧化鉀為原料，用電化學(xué)法制備重鉻酸鉀的實驗裝置如圖所示。已知水溶液中存在平衡：2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O。下列說法正確的是()A．氣體甲和乙分別為O2和H2B．該裝置中陰極區(qū)的pH減小C．Fe電極反應(yīng)式4OH－－4e－=O2↑＋2H2OD．當(dāng)鉻酸鉀的轉(zhuǎn)化率達(dá)到80%時，右池中eq\f(n(K),n(Cr))＝eq\f(6,5)答案D解析根據(jù)制備原理，可知右池中應(yīng)產(chǎn)生H＋，使2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O平衡向正反應(yīng)方向移動，CrOeq\o\al(2－,4)轉(zhuǎn)化為Cr2Oeq\o\al(2－,7)，則右池中C為陽極，電極反應(yīng)式為：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，氣體乙為O2，左池中Fe為陰極，電極反應(yīng)式為：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，氣體甲為H2，A、C項錯誤；根據(jù)陰極反應(yīng)式可知，該裝置中陰極區(qū)c(OH－)增大，pH增大，B項錯誤；設(shè)開始時K2CrO4的物質(zhì)的量是amol，根據(jù)題意列出三段式：2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O起始物質(zhì)的量/mola0轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量/mol0.8a0.4a某時刻物質(zhì)的量/mol0.2a0.4a則陽極區(qū)n(K)＝(0.2a×2＋0.4a×2)mol＝1.2amol，n(Cr)＝amol，eq\f(n(K),n(Cr))＝eq\f(1.2a,a)＝eq\f(6,5)，D項正確。二、非選擇題(共28分)10．(14分)A、B、C三種強電解質(zhì)，它們在水中電離出的離子為Na＋、Ag＋、NOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、Cl－，在如圖所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放足量的A、B、C三種溶液，電極均為石墨電極。接通電源，經(jīng)過一段時間后，測得乙燒杯中c電極質(zhì)量增加了10.8g。常溫下各燒杯中溶液的pH與電解時間t的關(guān)系如圖所示。據(jù)此回答下列問題：(1)M為電源的________極(填“正”或“負(fù)”)，甲、乙兩個燒杯中的電解質(zhì)分別為________、________(填寫化學(xué)式)。(2)計算電極f上生成氣體的物質(zhì)的量為________mol。(3)寫出乙燒杯中的電解反應(yīng)方程式：___________________________________________________________________________________________________。答案(1)負(fù)NaClAgNO3(2)0.025(3)4AgNO3＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))4Ag＋O2↑＋4HNO3解析根據(jù)電解一段時間后，c電極質(zhì)量增加了10.8g，判斷出c為陰極，則連接陰極的電極M是電源的負(fù)極。電解時，甲裝置中溶液的pH增大，說明陰極上是水電離出的H＋放電，陽極上是放電能力大于OH－的Cl－放電，Cl－與Ag＋不能共存，故甲中的電解質(zhì)溶液為NaCl溶液；電解時，乙裝置中pH減小，說明陽極上是水電離出的OH－放電，溶液中含有的離子是含氧酸根離子，陰極上析出金屬，所以含有Ag＋，該電解質(zhì)溶液是AgNO3溶液；丙裝置中溶液的pH不變，說明丙裝置中是Na2SO4溶液，則f電極反應(yīng)為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑。根據(jù)乙中反應(yīng)：4AgNO3＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))4Ag＋4HNO3＋O2↑可知，n(O2)＝eq\f(1,4)n(Ag)＝eq\f(1,4)×eq\f(10.8g,108g·mol－1)＝0.025mol。11．(14分)如圖所示，E為蘸有Na2SO4溶液的濾紙，并滴上幾滴酚酞。A、B分別為Pt片，壓在濾紙兩端，R、S為電源的電極。M、N是多微孔的Ni電極，在堿溶液中可以視為惰性電極。G為電流計，K為開關(guān)。C、D和電解池中都充滿濃KOH溶液。若在濾紙中央點上一滴紫色的KMnO4溶液，K斷開，接通電源一段時間后，C、D中有氣體產(chǎn)生。(1)外電源的R極為________極。(2)A極附近的現(xiàn)象是________，B極的電極反應(yīng)式為__________________。(3)濾紙上的紫色點向________(填“A”或“B”)極移動。(4)當(dāng)C、D里的氣體產(chǎn)生到一定量時，切斷外電源并接通開關(guān)K，經(jīng)過一段時間，C、D中氣體逐漸減少，主要因為____________________；C極的電極反應(yīng)式為____________________。答案(1)負(fù)'(2)變紅'4OH－－4e－=O2↑＋2H2O'(3)B(4)H2、O2與KOH溶液構(gòu)成氫氧燃料電池'H2＋2OH－－2e－=2H2O解析(1)電解KOH溶液，陰極的電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，陽極的電極反應(yīng)式為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑