（四川專用）2014屆高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 第6章 第3講《電解池　金屬的電化學(xué)腐蝕與保護(hù)》解析訓(xùn)練

《（四川專用）2014屆高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 第6章 第3講《電解池　金屬的電化學(xué)腐蝕與保護(hù)》解析訓(xùn)練》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（四川專用）2014屆高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 第6章 第3講《電解池　金屬的電化學(xué)腐蝕與保護(hù)》解析訓(xùn)練（8頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第三講 電解池　金屬的電化學(xué)腐蝕與保護(hù) 一、選擇題(本題共7個(gè)小題，每題6分，共42分，每個(gè)小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意) 1．(2013·廣元聯(lián)考)化學(xué)用語是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要工具，下列用來表示物質(zhì)變化的化學(xué)用語中，正確的是 (　　)。 A．用惰性電極電解飽和食鹽水時(shí)，陽極的電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－===Cl2↑ B．氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．粗銅精煉時(shí)，與電源正極相連的是純銅，陽極反應(yīng)式為Cu－2e－===Cu2＋ D．鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的正極反應(yīng)式：Fe－2e－===Fe2＋ 解析　電池的負(fù)極發(fā)生的是氧化反應(yīng)，B不對(duì)；粗銅精

2、煉時(shí)，純銅應(yīng)該連接電源的負(fù)極，C錯(cuò)；鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，鐵為負(fù)極，D錯(cuò)。 答案　A 2．(2010·北京，6)下列有關(guān)鋼鐵腐蝕與防護(hù)的說法正確的是 (　　)。 A．鋼管與電源正極連接，鋼管可被保護(hù) B．鐵遇冷濃硝酸表面鈍化，可保護(hù)內(nèi)部不被腐蝕 C．鋼管與銅管露天堆放在一起，鋼管不易被腐蝕 D．鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，負(fù)極反應(yīng)是Fe－3e－===Fe3＋ 解析　在外加電流保護(hù)時(shí)，被保護(hù)的金屬要與電源的負(fù)極相連，A項(xiàng)錯(cuò)。鐵與銅接觸易構(gòu)成原電池，鐵作負(fù)極，鐵更易被腐蝕，C項(xiàng)錯(cuò)。鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，負(fù)極反應(yīng)是Fe－2e－===Fe2＋。 答案　B 3.鋁及

3、鋁合金經(jīng)過陽極氧化，鋁表面能生成幾十微米厚的氧化鋁膜。某研究性學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)法對(duì)鋁片表面進(jìn)行氧化處理。分別以鉛片、鋁片為電極，以硫酸溶液為電解液，按照如圖所示裝置連接電解池裝置，電解40 min后取出鋁片，用水沖洗，放在水蒸氣中封閉處理20～30 min，即可得到更加致密的氧化膜。下列有關(guān)說法正確的是 (　　)。 A．電解時(shí)電子從電源負(fù)極→導(dǎo)線→鋁極，鉛極→導(dǎo)線→電源正級(jí) B．在電解過程中，H＋向陽極移動(dòng)，SO向陰極移動(dòng) C．電解過程陽極周圍溶液的pH下降 D．電解的總反應(yīng)

4、為2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ 解析　根據(jù)裝置示意圖分析，鋁片為陽極，鉛片為陰極，所以電解時(shí)電子的流向?yàn)閺碾娫簇?fù)極→導(dǎo)線→鉛極，鋁極→導(dǎo)線→電源正極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；電解過程中，陽離子向陰極移動(dòng)，陰離子則向陽極移動(dòng)，B項(xiàng)不正確；根據(jù)題意，電解的總反應(yīng)為：2Al＋3H2OAl2O3＋3H2↑，陽極的電極反應(yīng)為：2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋，陽極周圍的pH下降，C項(xiàng)正確，而D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　C 4．(2013·天津模擬)臭氧是常見的強(qiáng)氧化劑，廣泛用于水處理系統(tǒng)。制取臭氧的方法很多，其中高壓放電法和電解純水法原理如下圖所示，下列有關(guān)說法不正確的是

5、 (　　)。 A．高壓放電法，反應(yīng)的原理為3O22O3 B．高壓放電出來的空氣中，除含臭氧外還含有氮的氧化物 C．電解時(shí)，電極b周圍發(fā)生的電極反應(yīng)有3H2O－6e－===O3↑＋6H＋和 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ D．電解時(shí)，H＋由電極a經(jīng)聚合固體電解質(zhì)膜流向電極b 解析　高壓放電法與閃電條件下氧氣部分轉(zhuǎn)化為臭氧類似，其反應(yīng)的原理為：3O22O3，因空氣中還含有氮?dú)?，放電條件下，氮?dú)庖材芘c氧氣反應(yīng)，故有氮氧化物生成，A、B兩項(xiàng)均正確；觀察上圖電解法制臭氧，可發(fā)現(xiàn)有氫氣放出，

6、必由水還原生成，發(fā)生還原反應(yīng)，故a為陰極；同理，由水生成氧氣和臭氧，發(fā)生氧化反應(yīng)，C項(xiàng)正確；因b為陽極，電解質(zhì)中的陽離子移向陰極，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　D 5．(2013·大連調(diào)研)如圖，a、b是石墨電極，通電一段時(shí)間后，b極附近溶液顯紅色。下列說法正確的是(　　)。 A．X極是電源負(fù)極，Y極是電源正極 B．a(chǎn)極的電極反應(yīng)是2Cl－－2e－===Cl2↑ C．電解過程中CuSO4溶液的pH逐漸增大 D．Pt極上有6.4 g Cu析出時(shí)，b極產(chǎn)生2.24 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體 解析　由題意知b極為陰極，a極為陽極，a極發(fā)生的電極反應(yīng)為2Cl－－2e－===Cl2↑，Y為負(fù)極

7、，X為正極，故A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確，Pt極上的反應(yīng)為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，溶液的酸性增強(qiáng)，pH減小，Pt極上產(chǎn)生O2，Cu極上有Cu析出，C、D項(xiàng)均錯(cuò)誤。 答案　B 6．(2013·長(zhǎng)沙調(diào)研)如圖所示甲、乙兩個(gè)裝置，所盛溶液體積和濃度均相同且足量，當(dāng)兩裝置電路中通過的電子都是1 mol時(shí)，下列說法不正確的是(　　)。 A．溶液的質(zhì)量變化：甲減小乙增大 B．溶液pH變化：甲減小乙增大 C．相同條件下產(chǎn)生氣體的體積：V甲＝V乙 D．電極反應(yīng)式：甲中陰極為Cu2＋＋2e－===Cu，乙中負(fù)極為Mg－2e－===Mg2＋ 解析　甲中總反應(yīng)為2CuSO4＋2H

8、2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑，乙中總反應(yīng)為Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，故甲溶液質(zhì)量減小，乙溶液質(zhì)量增大，A對(duì)；甲中生成H2SO4，pH減小，乙中消耗鹽酸，pH增大，B對(duì)；當(dāng)兩裝置電路中通過的電子都是1 mol時(shí)，甲中產(chǎn)生0.25 mol O2，乙中產(chǎn)生0.5 mol H2，故相同條件下，甲乙中產(chǎn)生氣體的體積比為1∶2，C錯(cuò)；甲中陰極為Cu2＋放電，電極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－===Cu，乙中負(fù)極為Mg放電，電極反應(yīng)為Mg－2e－===Mg2＋，D對(duì)。 答案　C 7．(2013·成都二模)500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)＝0.6 mol·L－1，

9、用石墨作電極電解此溶液，當(dāng)通電一段時(shí)間后，兩極均收集到2.24 L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，假定電解后溶液體積仍為500 mL，下列說法正確的是 (　　)。 A．原混合溶液中c(K＋)為0.2 mol·L－1 B．上述電解過程中共轉(zhuǎn)移0.2 mol電子 C．電解得到的Cu的物質(zhì)的量為0.05 mol D．電解后溶液中c(H＋)為0.2 mol·L－1 解析　石墨作電極電解KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液，陽極反應(yīng)式為：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，陰極先后發(fā)生兩個(gè)反應(yīng)：Cu2＋＋2e－===Cu,2H＋＋2e－===H2↑。陽極收集到O2為

10、2.24 L這個(gè)事實(shí)可推知上述電解過程中共轉(zhuǎn)移0.4 mol電子，陰極生成2.24 L H2的過程中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子，所以Cu2＋共得到0.4 mol－0.2 mol＝0.2 mol電子，電解前Cu2＋的物質(zhì)的量和電解得到的Cu的物質(zhì)的量都為0.1 mol。電解前后分別有以下守恒關(guān)系：c(K＋)＋2c(Cu2＋)＝c(NO)，c(K＋)＋c(H＋)＝c(NO)，不難算出：電解前c(K＋)＝0.2 mol·L－1，電解后c(H＋)＝0.4 mol·L－1。 答案　A 二、非選擇題(本題共4個(gè)小題，共58分) 8.(14分) (2012·綿陽模擬)電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。如圖

11、表示一個(gè)電解池，裝有電解液a：X、Y是兩塊電極板，通過導(dǎo)線與直流電源相連。請(qǐng)回答以下問題： (1)若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，同時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酞溶液，則 ①電解池中X電極上的電極反應(yīng)式為________，在X電極附近觀察到的現(xiàn)象是__________________________________________。 ②Y電極上的電極反應(yīng)式為______________，檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是_____________________________________________________________ ______________

12、____________________________________________。 (2)如用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO4溶液，則 ①X電極的材料是________，電極反應(yīng)式為________________________________________________________________。 ②Y電極的材料是________，電極反應(yīng)式為________(說明：雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出)。 答案　(1)①2H＋＋2e－===H2↑　放出氣體，溶液變紅 ②2Cl－－2e－===Cl2↑　把濕潤(rùn)的淀粉－碘化鉀試紙放在Y電極附近，試紙變藍(lán)色

13、 (2)①純銅　Cu2＋＋2e－===Cu?、诖帚~　Cu－2e－===Cu2＋ 9．(15分)對(duì)金屬制品進(jìn)行抗腐蝕處理，可延長(zhǎng)其使用壽命。 (1)以下為鋁材表面處理的一種方法： ①堿洗的目的是除去鋁材表面的自然氧化膜，堿洗時(shí)常有氣泡冒出，原因是_________________________________________________________________ (用離子方程式表示)。為將堿洗槽液中的鋁以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列試劑中的________。 a．NH3 b．CO2 c．NaOH d．HNO3 ②以鋁材為陽極，在H2SO4溶液中電

14、解，鋁材表面形成氧化膜，陽極電極反應(yīng)式為________。取少量廢電解液，加入NaHCO3溶液后產(chǎn)生氣泡和白色沉淀，產(chǎn)生沉淀的原因是______________________________________________ _______________________________________________________________。 (2)鍍銅可防止鐵制品腐蝕，電鍍時(shí)用銅而不用石墨作陽極的原因是_______________________________________________________________。 (3)利用右圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防

15、護(hù)。 若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關(guān)K應(yīng)置于________處。若X為鋅，開關(guān)K置于M處，該電化學(xué)防護(hù)法稱為______________。 解析　(1)①題中指出在堿洗時(shí)有氣泡產(chǎn)生，則只有金屬鋁與堿反應(yīng)才符合條件，故堿洗過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Al2O3＋2OH－＋H2O===2AlO、2Al＋2OH－＋4H2O===2AlO＋3H2↑。堿洗后溶液中含有大量AlO，故最好通入CO2氣體使AlO轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀以回收鋁。②活潑金屬作陽極，陽極材料本身失電子被氧化，其氧化產(chǎn)物為Al2O3，由此可得陽極反應(yīng)式為2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋。加入NaHCO3溶

16、液后，Al3＋與HCO發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)，離子方程式可表示為Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑。(2)電鍍時(shí)若用石墨作陽極，則電解過程中電解液中Cu2＋濃度不斷減小，導(dǎo)致鐵表面不能鍍上均勻的銅。(3)若X為碳棒，則只能用外加電源的陰極保護(hù)法，此時(shí)開關(guān)K應(yīng)置于N處。若X為Zn，K置于M處，其保護(hù)原理為犧牲陽極的陰極保護(hù)法。 答案　(1)①2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑　b?、?Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋　HCO與Al3＋發(fā)生水解相互促進(jìn)反應(yīng)，產(chǎn)生Al(OH)3沉淀　(2)補(bǔ)充溶液中消耗的Cu2＋，保持溶液中Cu2＋濃度恒定　(3)

17、N　犧牲陽極的陰極保護(hù)法 10．(14分)(2013·山西六校聯(lián)考)硒是制光電池的一種原料，人體缺少硒就會(huì)得“克山病”，從電解精煉銅的陽極泥中提取硒的流程如下： 請(qǐng)回答下列問題： (1) 實(shí)驗(yàn)室中電解精煉銅的簡(jiǎn)易裝置如圖所示，請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出電極材料和電解液的名稱。 (2)陽極泥中硒以Se、Ag2Se、Cu2Se等形式存在，Se與濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________。 (3)SeO2溶于水得H2SeO3(Ka1＝3.5×10－3，Ka2＝5.0×10－8)，亞硒酸溶液與

18、SO2反應(yīng)制硒的離子方程式為__________________________________________ ________________________________________________________________。 電解亞硒酸溶液可制得強(qiáng)酸H2SeO4，則電解時(shí)的陽極反應(yīng)式為_______________________________________________________________。 (4)上述硒的提取過程中存在的主要問題是________________________________________________________

19、_____ _______________________________________________________________。 解析　(1)電解精煉銅時(shí)粗銅作陽極，精銅作陰極，CuSO4溶液作電解液。(2)根據(jù)流程圖可知硒的氧化產(chǎn)物為SeO2，濃硫酸的還原產(chǎn)物為SO2，由此可得出化學(xué)方程式。(3)根據(jù)題中提示H2SeO3是弱酸，在離子方程式中應(yīng)寫化學(xué)式。電解亞硒酸溶液時(shí)，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)生成硒酸。 答案　(1)左側(cè)：粗銅　右側(cè)：精銅　電解液：硫酸銅溶液 (2)Se＋2H2SO4(濃)SeO2↑＋2SO2↑＋2H2O (3)H2SeO3＋2SO2＋H2O===S

20、e＋2SO＋4H＋ H2SeO3－2e－＋H2O===SeO＋4H＋ (4)濃硫酸的腐蝕性強(qiáng)　焙燒過程中產(chǎn)生大量有毒氣體SO2，污染環(huán)境(其他合理答案亦可) 11．(15分) (2013·資陽模擬)如下圖裝置所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極，甲、乙中溶液的體積和濃度都相同(假設(shè)通電前后溶液體積不變)，A、B為外接直流電源的兩極。將直流電源接通后，F(xiàn)極附近呈紅色。 請(qǐng)回答： (1)B極是電源的________，一段時(shí)間后，甲中溶液顏色________，丁中X極附近的顏色逐漸變淺，Y極附近的顏色逐漸變深，這表明____________________，在電場(chǎng)作用下向Y

21、極移動(dòng)。 (2)若甲、乙裝置中的C、D、E、F電極均只有一種單質(zhì)生成時(shí)，對(duì)應(yīng)單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為______________。 (3)現(xiàn)用丙裝置給銅件鍍銀，則H應(yīng)該是________(填“鍍層金屬”或“鍍件”)，電鍍液是________溶液。當(dāng)乙中溶液的pH是13時(shí)(此時(shí)乙溶液體積為500 mL)，丙中鍍件上析出銀的質(zhì)量為________，甲中溶液的pH________(填“變大”、“變小”或“不變”)。 (4)若將C電極換為鐵，其他裝置都不變，則甲中發(fā)生總反應(yīng)的離子方程式是______________________________________________________

22、_________ _______________________________________________________________。 解析　(1)F極附近呈紅色，說明F是陰極，E是陽極，則A為正極，B為負(fù)極。甲中因Cu2＋放電使溶液顏色變淺。丁中Y極附近顏色變深，說明Fe(OH)3膠粒向陰極移動(dòng)，即Fe(OH)3膠粒帶正電荷。(2)C、D、E、F的電極產(chǎn)物分別為O2、Cu、Cl2、H2，由于電路中通過的電量相等，所以其物質(zhì)的量之比為1∶2∶2∶2。(3)乙中溶液pH＝13，生成n(NaOH)＝0.1 mol·L－1×0.5 L＝0.05 mol，電路中通過的電子的物質(zhì)的量為0.05 mol，所以丙中鍍件上析出銀的質(zhì)量為0.05 mol×108 g·mol－1＝5.4 g。(4)當(dāng)活性金屬作陽極時(shí)，金屬先于溶液中的陰離子放電而溶解，故甲中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Fe＋Cu2＋Fe2＋＋Cu。 答案　(1)負(fù)極　逐漸變淺　氫氧化鐵膠體粒子帶正電荷 (2)1∶2∶2∶2 (3)鍍件　AgNO3　5.4 g　變小 (4)Fe＋Cu2＋Cu＋Fe2＋