精修版高考化学专题复习：限时自测28电解池 金属的腐蚀和防护.doc

精品文档高考化学课后限时自测(二十八)(时间：45分钟满分：100分)一、选择题(每小题5分，共50分)1.(2014·杭州市第一次高考科目教学质量检测)图中实验为研究金属腐蚀的实验。下列相关说法正确的是()A食盐水中有气泡逸出B铁表面的反应为Fe3e=Fe3C红色首先在食盐水滴的中心出现D该实验研究的是金属的吸氧腐蚀【解析】由于电解质溶液为中性，故发生吸氧腐蚀，D项正确；铁为负极，发生的反应为Fe2e=Fe2，B项错误；正极为碳，电极反应为O24e2H2O=4OH，即碳附近溶液显碱性，先变红，C项错误；在整个反应过程中没有气体生成，因此A项错误。【答案】D2图中烧杯中盛的是天然水，铁腐蚀的速率由快到慢的顺序是()A>>>>B>>>>C>>>> D>>>>【解析】认真观察装置图，分析各图中发生反应的原理，然后才能比较铁腐蚀的速率快慢。是电解池装置，在池中Fe是阳极，铁失去电子，铁腐蚀最快。在池中，Fe是阴极，受到很好的保护，铁腐蚀最慢。是原电池装置，在池中Fe是负极，腐蚀较快(比慢，比快)。在池中Fe是正极，腐蚀较慢(比慢，比快)。综上所述，铁被腐蚀的速率由快到慢为>>>>。【答案】B3要实现反应：Cu2HCl=CuCl2H2，设计了下列四个实验，你认为可行的是()【解析】铜与盐酸不能直接发生反应，由于不是能自发进行的氧化还原反应，故不能设计成原电池，即A、B选项不符合；由于铜失去电子，故铜作阳极，与电源的正极相连，选项C符合。【答案】C4化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是()A用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为：2Cl2e=Cl2B氢氧燃料电池的负极反应式：O22H2O4e=4OHC粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，正极反应式为：Cu2e=Cu2D钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe2e=Fe2【解析】电池的负极发生的是氧化反应，B不对；粗铜精炼时，纯铜应该连接电源的负极；钢铁发生电化学腐蚀时，铁为负极。【答案】A5(2014·江西吉安二模)下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是() 经酸化的3% NaCl溶液 图1图2图3图4)A图1中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B图2中，插入溶液中的铁棒容易溶解，主要是发生电化学腐蚀C图3中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀D图4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的阴极【解析】A项，水面附近的铁容易腐蚀，因为既有水，又有空气，错误；B项，铁在阴极受保护，不容易腐蚀，错误；C项，高温下铁被氧化，正确；D项，镁块为原电池的负极，一般用锌块，因为镁容易形成致密氧化膜，错误。【答案】C6用惰性电极电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液制氢，装置如下图所示，电解池中的隔膜仅阻止气体通过。电解时总反应为CO(NH2)22OHCON23H2以下说法不正确的是()Aa为阳极，b为阴极B电解时，溶液中OH向b极移动C阴极反应：2H2O2e=H22OHD电解后，溶液pH减小【解析】氮元素化合价升高，故N2应在阳极生成，H2在阴极生成，即a为阳极，b为阴极，A项正确；电解时阴离子移向阳极(a极)，B项错误；由电解的总反应看出，电解过程中消耗OH，D项正确。【答案】B7科学家从电解冶炼铝的工艺中得到启发，找出了冶炼钛的新工艺TiO2直接电解法生产钛，电解质为熔融的氯化钙，原理如图所示。下列说法错误的是()A阴极获得钛，电极反应式为TiO24e=Ti2O2B阳极的电极反应式是2O24e=O2，生成的部分氧气会将石墨氧化成CO和CO2C在工业生产过程中应该不断地更换两极材料D该法生产Ti符合绿色环保的要求【解析】根据图可知阴、阳两极发生的反应，由于TiO2和石墨不断被消耗，应该不断地更换两电极材料；由于此工艺消耗较多的能量，且产生污染性气体，该法不符合绿色环保的要求，D错。【答案】D8现有阳离子交换膜、阴离子交换膜、石墨电极和如图所示的电解槽，用氯碱工业中的离子交换膜技术原理，可电解Na2SO4溶液生产NaOH溶液和H2SO4溶液。下列说法中正确的是()A阳极反应为2H2e=H2B从A口出来的是H2SO4溶液Ca是阳离子交换膜，允许H通过DNa2SO4溶液从E口加入【解析】惰性电极电解Na2SO4溶液，阳极得到O2和H，阴极得到H2和OH。离子交换膜将电解槽分为3个区域，Na2SO4溶液从中间区域加入，Na通过阳离子交换膜b移向阴极室，SO通过阴离子交换膜a移向阳极室，这样即可得到NaOH和H2SO4。阳极室和阴极室在电解开始时只需分别加入少量H2SO4和NaOH溶液，以增强溶液导电性而又不带入杂质。【答案】B9电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液制氢气的装置如图所示(电解池中隔膜仅阻止气体通过，a、b极均为惰性电极)。下列说法正确的是()A电解时，b极发生氧化反应B溶液中OH逐渐向b极移动C电解时a极的电极反应式为CO(NH2)28OH6e=CON26H2OD若在b极产生标况下224 mL H2，则消耗尿素2 g【解析】HH2发生还原反应，b极产生氢气是阴极，A项错误；电解池中阴离子(OH)向阳极(a极)移动，B项错误；图中尿素进入电解装置后通过隔膜到达阳极发生氧化反应：CO(NH2)28OH6e=CON26H2O，C项正确；标况下，224 mL H2的物质的量是0.01 mol，转移电子0.02 mol，需要消耗 mol CO(NH2)2，其质量为0.2 g。【答案】C10.(2014·山东枣庄高三期中)如图为直流电源，为浸透饱和NaCl溶液和酚酞试液的滤纸，为电镀槽，接通电路后发现上的c点显红色，为实现铁上镀铜，接通后，使c、d两点短路，下列叙述中正确的是()Aa为直流电源的负极Bc极上发生的反应为2H2e=H2Cf电极为铜板De极发生还原反应【解析】电解氯化钠溶液，c点变红，说明该极为阴极，发生的电极反应为2H2e=H2，则b为电源的负极，a为电源的正极，A项错误，B项正确；电镀时镀层金属应为阳极，连接电源的正极(a)故应为e极，发生氧化反应，C、D项错误。【答案】B二、非选择题(共50分)11(12分)钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一。(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式为_。(2)为了降低某水库铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用_。(填写字母序号)A铜B钠 C锌D石墨(3)图乙所示的方案也可以减慢铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的_极。【解析】(1)发生吸氧腐蚀时，负极上Fe失电子，正极上O2得电子。(2)铁闸门上连接一块比铁活泼的金属如锌，则锌会失去电子而溶解，Fe被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法。(3)属于外加电流的阴极保护法，需把被保护的铁闸门连接在直流电源的负极。【答案】(1)2Fe4e=2Fe2(负极)，O22H2O4e=4OH(正极)(2)C(3)负12(12分)(2013·海口一中质检)电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解池，其中a为电解质溶液，X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：方案XYa溶液A银石墨AgNO3B银铁AgNO3C铁银Fe(NO3)3D铁银AgNO3(1)X的电极名称是_(填“阳极”或“阴极”)。(2)若X、Y都是惰性电极，a是饱和食盐水，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，一段时间后_极附近变红(填“X”或“Y”)，Y极上的电极反应式为_。(3)若X、Y都是惰性电极，a是CuSO4溶液，电解一段时间后，阳极上产生气体的体积为0.224 L(标准状况下)，则阴极上析出金属的质量为_g。(4)若要用该装置电解精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则Y电极的材料是_。(5)若要用电镀方法在铁表面镀一层金属银，应该选择的方案是_。(填字母编号)【解析】(1)X电极与电源的负极相连，为阴极。(2)Y电极连接电源的正极，故为电解池的阳极，发生氧化反应：2Cl2e=Cl2。(3)阳极反应为4OH4e=O22H2O，生成0.224 L氧气，失电子的物质的量为×40.04 mol，阴极反应为Cu22e=Cu，根据电子守恒，析出铜的质量为×64 g·mol11.28 g。(4)电解精炼粗铜时，粗铜为阳极连接电源的正极，即为Y电极。(5)电镀时，镀件为阴极，A、B项错误；镀层金属为阳极，C、D项合理，而含镀层金属离子的溶液为电镀液，C项错误，D项正确。【答案】(1)阴极(2)X2Cl2e=Cl2(3)1.28(4)粗铜(5)D13(12分)如图所示，甲、乙是电化学实验装置，请回答下列问题：(1)若甲、乙两个烧杯中均盛放饱和NaCl溶液。甲中石墨棒上的电极反应式是_。将湿润的淀粉KI试纸放在乙烧杯的上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为电解生成的某种气体A氧化了I生成了I2。若A气体和I2按物质的量之比为51反应，且生成两种酸，该反应的化学方程式为_。如果不考虑气体产物与烧杯中溶液之间的反应，当乙反应有0.01 mol电子转移后停止实验，烧杯中溶液的体积为100 mL，则溶液混匀后的pH_。(2)若甲、乙两烧杯中均盛放CuSO4溶液。甲中铁棒上的电极反应式为_。乙中总反应的离子方程式为_。如果起始时乙中盛放100 mL pH5的CuSO4溶液(25 )，一段时间后溶液的pH变为1，若要使溶液恢复到起始时的浓度(忽略溶液体积的变化)，可向溶液中加入_(填写物质的化学式)_g。【解析】(1)甲为原电池，铁作负极，石墨作正极，石墨棒上电极反应是O24e2H2O=4OH。根据题意，A气体是氯气，结合氯气和I2的物质的量之比为51，结合质量守恒定律，可得5Cl2I26H2O=10HCl2HIO3。乙为电解池，根据氯化钠电解的化学反应方程式：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，n(e)0.01 mol，n(OH)n(NaOH)n(e)0.01 mol，c(OH)0.1 mol/L，pH13。(2)甲为原电池，铁作负极其电极反应为Fe2e=Fe2。乙为电解池，其总反应为2Cu22H2O2Cu4HO2。电解一段时间后铜析出、氧气放出，所以只需要补充CuO或者CuCO3，根据pH1，得c(H)0.1 mol/L，n(H)0.1 mol/L×0.1 L0.01 mol，结合2Cu22H2O2Cu4HO2，计算得出需加入0.4克CuO或者0.62克CuCO3。【答案】(1)O24e2H2O=4OH5Cl2I26H2O=10HCl2HIO313(2)Fe2e=Fe22Cu22H2O2Cu4HO2CuO(或CuCO3)0.4(或0.62)14(14分)已知铅蓄电池的工作原理为PbPbO22H2SO42PbSO42H2O，现用如图装置进行电解(电解液足量)，测得当铅蓄电池中转移0.4 mol电子时铁电极的质量减少11.2 g。请回答下列问题。(1)A是铅蓄电池的_极，铅蓄电池正极反应式为_，放电过程中电解液的密度_(填“减小”、“增大”或“不变”)。(2)Ag电极的电极反应式是_，该电极的电极产物共_g。(3)Cu电极的电极反应式是_，CuSO4溶液的浓度_(填“减小”、“增大”或“不变”)。(4)如图表示电解进行过程中某个量(纵坐标x)随时间的变化曲线，则x表示_。a各U形管中产生的气体的体积b各U形管中阳极质量的减少量c各U形管中阴极质量的增加量【解析】根据在电解过程中铁电极质量的减少可判断A是电源的负极，B是电源的正极，电解时Ag极作阴极，电极反应式为2H2e=H2，Fe作阳极，电极反应式为Fe2e=Fe2，左侧U形管中总反应式为Fe2H=Fe2H2。右侧U形管相当于电镀装置，Zn电极作阴极，电极反应式为Cu22e=Cu，铜电极作阳极，电极反应式为Cu2e=Cu2，电镀过程中CuSO4溶液的浓度保持不变，根据上述分析可得答案。【答案】(1)负PbO24HSO2e=PbSO42H2O减小(2)2H2e=H20.4(3)Cu2e=Cu2不变(4)b