2022年新教材高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課時(shí)練習(xí)24電解池金屬的腐蝕與防護(hù)含解析

電解池金屬的腐蝕與防護(hù)(建議用時(shí)：60分鐘)一、選擇題(每題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1．電解法精煉含有Fe、Zn、Ag等雜質(zhì)的粗銅。以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是()A．電解時(shí)以硫酸銅溶液作電解液，精銅作陽(yáng)極B．粗銅與電源負(fù)極相連，發(fā)生氧化反響C．陰極上發(fā)生的反響是Cu2＋＋2e－=CuD．電解后Fe、Zn、Ag等雜質(zhì)會(huì)沉積在電解槽底部形成陽(yáng)極泥C解析：根據(jù)電解池原理，粗銅作陽(yáng)極，比銅活潑的Zn、Fe等雜質(zhì)發(fā)生氧化反響，比Cu不活潑的金屬單質(zhì)，如Ag等在陽(yáng)極底部沉積；精銅作陰極，只發(fā)生Cu2＋＋2e－=Cu。2．取一張用飽和NaCl溶液浸濕的pH試紙，兩根鉛筆芯作電極，接通直流電源，一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)a電極與試紙接觸處出現(xiàn)一個(gè)雙色同心圓，內(nèi)圓為白色，外圈呈淺紅色。那么以下說(shuō)法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A．b電極是陰極B．a(chǎn)電極與電源的正極相連接C．電解過(guò)程中，水是氧化劑D．b電極附近溶液的pH變小D解析：電解飽和NaCl溶液，陽(yáng)極生成Cl2，Cl2與水反響生成HClO和HCl，鹽酸具有酸性，可使pH試紙變紅色，HClO具有漂白性，又可將紅色漂白，故內(nèi)圓為白色，外圈為紅色，可推出a為陽(yáng)極，b為陰極，A正確；a為陽(yáng)極與電源正極相連，B正確；電解過(guò)程中，H2O得電子，為氧化劑，C正確；b電極附近有OH－生成，pH增大，D錯(cuò)誤。3．(2021·泰安模擬)國(guó)產(chǎn)航母山東艦已經(jīng)列裝服役，它是采用模塊制造然后焊接組裝而成的，對(duì)焊接有著極高的要求。實(shí)驗(yàn)室模擬在海水環(huán)境和河水環(huán)境下對(duì)焊接金屬材料使用的影響(如圖)。以下相關(guān)描述中正確的選項(xiàng)是()A．由圖示的金屬腐蝕情況說(shuō)明了Sn元素的金屬性強(qiáng)于Fe元素B．由圖示可以看出甲是海水環(huán)境下的腐蝕情況，乙是河水環(huán)境下的腐蝕情況C．兩種環(huán)境下鐵被腐蝕時(shí)的電極反響式均為Fe－3e－=Fe3＋D．為了防止艦艇在海水中被腐蝕，可在焊點(diǎn)附近用鋅塊打“補(bǔ)丁〞D解析：Fe元素的金屬性強(qiáng)于Sn元素，A錯(cuò)誤；海水含大量的鹽，由圖示可以看出乙是海水環(huán)境下的腐蝕情況，B錯(cuò)誤；鐵被腐蝕時(shí)的電極反響式均為Fe－2e－=Fe2＋，C錯(cuò)誤；焊點(diǎn)附近用鋅塊打“補(bǔ)丁〞，可以防止艦艇在海水中被腐蝕，D正確。4．以下有關(guān)電化學(xué)裝置完全正確的選項(xiàng)是()C解析：電解精煉銅時(shí)，應(yīng)該用粗銅作陽(yáng)極，精銅作陰極，A錯(cuò)誤；鐵上鍍銀時(shí)，應(yīng)該用銀作陽(yáng)極，鐵作陰極，B錯(cuò)誤；C是外加電流法，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，D錯(cuò)誤。5．一定條件下，碳鋼腐蝕與溶液pH的關(guān)系如下，以下說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是()pH246814腐蝕快慢較快慢較快主要產(chǎn)物Fe2＋Fe3O4Fe2O3FeOeq\o\al(－,2)A．在pH＞14溶液中，碳鋼腐蝕的正極反響為O2＋4H＋＋4e－=2H2OB．在pH＜4溶液中，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕C．在pH＞6溶液中，碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕D．在煮沸除氧氣的堿性溶液中，碳鋼腐蝕速率會(huì)減緩A解析：A項(xiàng)，pH＞14的溶液為堿性，正極反響式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，pH＜4溶液為酸性溶液，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕，正極反響式為2H＋＋2e－=H2↑，故B正確；C項(xiàng)，pH＞6溶液中，碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕，正極反響式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，故C正確；D項(xiàng)，在堿性溶液中碳鋼發(fā)生吸氧腐蝕，煮沸除氧氣后，腐蝕速率會(huì)減慢，故D正確。6．廚房垃圾發(fā)酵液可通過(guò)電滲析法處理，同時(shí)得到乳酸的原理如下圖(圖中HA表示乳酸分子，A－表示乳酸根離子)。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．通電后，陽(yáng)極附近pH增大B．電子從負(fù)極經(jīng)電解質(zhì)溶液回到正極C．通電后，A－通過(guò)陰離子交換膜從陰極進(jìn)入濃縮室D．當(dāng)電路中通過(guò)2mol電子的電量時(shí)，會(huì)有1mol的O2生成C解析：由圖示判斷左側(cè)為陽(yáng)極，右側(cè)為陰極，陽(yáng)極電極反響式為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，氫離子濃度增大，pH減小，A錯(cuò)誤；電子從電源的負(fù)極到電解池的陰極，由陽(yáng)極回到電源的正極，電子不能進(jìn)入電解質(zhì)溶液，電解質(zhì)溶液中靠離子傳遞電荷，B錯(cuò)誤；氫離子由陽(yáng)極室進(jìn)入濃縮室，A－由陰極室進(jìn)入濃縮室，得到乳酸，C正確；由電極反響式2H2O－4e－=O2↑＋4H＋可知，當(dāng)電路中通過(guò)2mol電子的電量時(shí)，會(huì)有0.5mol的O2生成，D錯(cuò)誤。二、不定項(xiàng)選擇題(每題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題意)7．硼酸(H3BO3)為一元弱酸，H3BO3與足量NaOH溶液反響的離子方程式為H3BO3＋OH－=B(OH)eq\o\al(－,4)，H3BO3可以通過(guò)電解的方法制備。其工作原理如以下圖所示(陽(yáng)膜和陰膜分別只允許陽(yáng)離子、陰離子通過(guò))。以下說(shuō)法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A．陽(yáng)極的電極反響式為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋B．反響一段時(shí)間以后，陰極室NaOH溶液濃度減小C．當(dāng)電路中通過(guò)3mol電子時(shí)，可得到1molH3BO3D．B(OH)eq\o\al(－,4)穿過(guò)陰膜進(jìn)入產(chǎn)品室，Na＋穿過(guò)陽(yáng)膜進(jìn)入陰極室BC解析：電解時(shí)陽(yáng)極a上OH－失電子生成O2，電極反響式為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，A正確；陰極電極反響式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，Na＋穿過(guò)陽(yáng)膜進(jìn)入陰極室，所以陰極室NaOH溶液濃度增大，B錯(cuò)誤；陽(yáng)極電極反響式為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，電路中通過(guò)3mol電子時(shí)有3molH＋生成，硼酸(H3BO3)為一元弱酸，生成1mol硼酸需要1molH＋，所以電路中通過(guò)3mol電子時(shí)，可得到3molH3BO3，C錯(cuò)誤；陽(yáng)離子會(huì)經(jīng)過(guò)陽(yáng)膜進(jìn)入陰極室，陰離子會(huì)經(jīng)過(guò)陰膜進(jìn)入產(chǎn)品室，B(OH)eq\o\al(－,4)穿過(guò)陰膜進(jìn)入產(chǎn)品室，Na＋穿過(guò)陽(yáng)膜進(jìn)入陰極室，D正確。8．高鐵酸鈉(Na2FeO4)是一種新型綠色水處理劑。工業(yè)上可用電解濃NaOH溶液制備Na2FeO4，其工作原理如下圖，兩端隔室中離子不能進(jìn)入中間隔室。以下說(shuō)法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A．陽(yáng)極反響式：Fe＋8OH－－6e－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2OB．甲溶液可循環(huán)利用C．離子交換膜a是陰離子交換膜D．當(dāng)電路中通過(guò)2mol電子的電量時(shí)，會(huì)有22.4LH2生成CD解析：A項(xiàng)，陽(yáng)極發(fā)生氧化反響，電極反響式為Fe＋8OH－－6e－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O，正確；B項(xiàng)，陰極發(fā)生復(fù)原反響，水電離出的氫離子放電生成氫氣和氫氧根離子，甲溶液為濃的氫氧化鈉溶液，可循環(huán)利用，正確；C項(xiàng)，電解池中陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，通過(guò)離子交換膜a的是Na＋，故a為陽(yáng)離子交換膜，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，陰極發(fā)生復(fù)原反響，水電離出的氫離子放電生成氫氣和氫氧根離子，電極反響式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，當(dāng)電路中通過(guò)2mol電子的電量時(shí)，會(huì)有1molH2生成，沒(méi)注明標(biāo)準(zhǔn)狀況，體積不一定是22.4L，錯(cuò)誤。9．在潮濕的深層土壤中鋼管主要發(fā)生厭氧腐蝕，有關(guān)厭氧腐蝕的機(jī)理有多種，其中一種理論認(rèn)為厭氧細(xì)菌可促使SOeq\o\al(2－,4)與H2反響生成S2－，加速鋼管的腐蝕，其反響原理如下圖。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．正極反響式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－B．鋼管腐蝕的產(chǎn)物中含有FeS、Fe(OH)2等C．SOeq\o\al(2－,4)與H2的反響可表示為4H2＋SOeq\o\al(2－,4)－8e－eq\o(=,\s\up8(厭氧細(xì)菌))S2－＋4H2OD．向鋼中參加Cu制成合金可減緩鋼管的腐蝕B解析：根據(jù)題中所給信息，潮濕的深層土壤中鋼管發(fā)生厭氧腐蝕，那么正極反響式為2H＋＋2e－=H2↑，A錯(cuò)誤；負(fù)極反響式為Fe－2e－=Fe2＋，厭氧細(xì)菌促使SOeq\o\al(2－,4)與H2反響生成S2－，S2－及正極上生成的OH－與Fe2＋可分別生成FeS、Fe(OH)2，B正確；SOeq\o\al(2－,4)與H2的反響可表示為4H2＋SOeq\o\al(2－,4)eq\o(=,\s\up8(厭氧細(xì)菌))S2－＋4H2O，C錯(cuò)誤；向鋼中參加銅，發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，銅作正極，F(xiàn)e作負(fù)極，從而加速鋼管的腐蝕，D錯(cuò)誤。三、非選擇題10．知識(shí)的梳理和感悟是有效學(xué)習(xí)的方法之一。某學(xué)習(xí)小組將有關(guān)“電解飽和食鹽水〞的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行梳理，形成如下問(wèn)題(顯示的電極均為石墨)。圖1圖2(1)圖1中，電解一段時(shí)間后，氣球b中的氣體是________(填化學(xué)式)，U形管________(填“左〞或“右〞)邊的溶液變紅。(2)利用圖2制作一種環(huán)保型消毒液發(fā)生器，電解可制備84消毒液的有效成分，那么c為電源的__________極；該發(fā)生器中反響的總離子方程式為_(kāi)___________________________________________________________________________。(3)氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)，一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節(jié)(電)能30%以上。該工藝的相關(guān)物質(zhì)運(yùn)輸與轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖3所示(其中的電極未標(biāo)出，所用的離子膜都只允許陽(yáng)離子通過(guò))。圖3①燃料電池B中的電極反響式分別為負(fù)極__________________________________________________________，正極___________________________________________________________。②分析圖3可知，氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a%、b%、c%，由大到小的順序?yàn)開(kāi)_______。解析：(1)圖1中，根據(jù)電子流向知，左邊電極是電解池陽(yáng)極，右邊電極是電解池陰極，陽(yáng)極上氯離子放電生成氯氣，陰極上氫離子放電生成氫氣，所以氣球a中氣體是氯氣，氣球b中的氣體是氫氣，同時(shí)陰極附近有NaOH生成，溶液呈堿性，無(wú)色酚酞遇堿變紅色，所以U形管右邊溶液變紅色。(2)利用圖2制作一種環(huán)保型消毒液發(fā)生器，陽(yáng)極上氯離子放電生成氯氣，陰極上氫離子放電生成氫氣，同時(shí)陰極有NaOH生成，氯氣和氫氧化鈉反響生成NaClO，次氯酸鈉具有漂白性，為了使反響更充分，那么下邊電極生成氯氣，上邊電極附近有NaOH生成，上邊電極生成氫氣，為陰極，那么c為負(fù)極，d為正極，其電池反響式為Cl－＋H2Oeq\o(=,\s\up8(電解))ClO－＋H2↑。(3)①B是燃料電池，右邊電池中通入空氣，左邊原電池中通入氣體Y，那么Y是氫氣，那么電解池中左邊電極是陽(yáng)極，右邊電極是陰極，陽(yáng)極上氯離子放電，陰極上氫離子放電；燃料電池中通入氧化劑的電極是正極，通入氫氣的電極是負(fù)極，正極上氧氣得電子和水反響生成氫氧根離子，負(fù)極上氫氣失電子和氫氧根離子反響生成水，負(fù)極、正極反響式分別為2H2＋4OH－－4