1、分层限时跟踪练(二十一)(限时：45分钟)1将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法正确的是()A液滴中的Cl由a区向b区迁移B液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O22H2O4e=4OHC液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2由a区向b区迁移，与b区的OH形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈D若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为：Cu2e=Cu2【解析】依题意可判断，中心区
2、(a)为原电池的负极，液滴边缘O2含量较大，是原电池的正极。A中Cl在电池工作时向负极(a)移动，A项错误、B项正确；C中Fe失电子发生氧化反应而被腐蚀，故C项错误；D中因Fe比Cu活泼，充当负极的是Fe，负极发生的电极反应为Fe2e=Fe2，故D项错误。【答案】B2下列有关钢铁腐蚀和防护的说法不正确的是()A自行车的钢圈上镀一层铬，防止生锈B外加直流电源保护钢闸门时，钢闸门与电源的负极相连C钢铁发生吸氧腐蚀的正极反应：2H2OO24e=4OHD钢铁发生析氢腐蚀的负极反应：Fe3e=Fe3【解析】钢铁发生析氢腐蚀的负极反应为Fe2e=Fe2，D项错误。【答案】D3(2012海南高考)下列各组中
3、，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是()AHCl、CuCl2、Ba(OH)2BNaOH、CuSO4、H2SO4CNaOH、H2SO4、Ba(OH)2DNaBr、H2SO4、Ba(OH)2【解析】电解时只生成氧气和氢气，则电解质所含阳离子在金属活动性顺序表中位于铜之前，阴离子不是简单离子。【答案】C4(2012上海高考)如图装置中发生反应的离子方程式为：Zn2H=Zn2H2，下列说法错误的是()Aa、b不可能是同种材料的电极B该装置可能是电解池，电解质溶液为稀盐酸C该装置可能是原电池，电解质溶液为稀盐酸D该装置可看作是铜锌原电池，电解质溶液是稀硫酸【解析】本题通过电化学知识意在考查考生的电
4、化学知识和考生对问题的分析、处理能力。图示装置既可以是电解池，阳极的电极材料为Zn、阴极的电极材料为Zn或其他可导电的材料，如Cu、石墨等，电解质溶液为盐酸或硫酸等，故A项错、B项正确；该装置也可是原电池，此时电池负极材料为Zn、正极材料为比Zn活泼性差的可导电的材料，如Cu、石墨等，电解质溶液为盐酸或硫酸等，故C、D项正确。【答案】A5图的目的是精炼铜，图的目的是保护钢闸门。下列说法不正确的是()A图中a为纯铜B图中SO向b极移动C图中如果a、b间连接电源，则a连接负极D图中如果a、b间用导线连接，则X可以是铜【解析】电解精炼时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，A、B项正确；保护钢闸门，钢闸门作阴极
5、或作正极而被保护起来，C项正确；D项，a、b间若用导线连接，X的活泼性应大于铁的活泼性，X可以是Zn。【答案】D6关于如图所示各装置的叙述中，正确的是()A装置甲是原电池，总反应是Cu2Fe3=Cu22Fe2B装置甲中，铁作负极，负极反应式为Fe3e=Fe2C装置乙通电一段时间后石墨电极附近溶液红褐色加深D若用装置丙精炼铜，则d极为粗铜，c极为纯铜，电解质溶液为CuSO4溶液【解析】Fe比Cu活泼，总反应为Fe2Fe3=3Fe2，Fe电极反应式为Fe2e=Fe2，A、B项错误；Fe(OH)3胶体粒子带正电荷，在电场作用下向阴极移动，C项正确；根据电流方向可知，a为直流电源的正极，电解精炼铜时，
6、c极为粗铜，d极为纯铜，D项错误。【答案】C7(2016合肥第一次质检)观察下列几个装置示意图，有关叙述正确的是()甲乙丙丁A装置甲中阳极上析出红色固体B装置乙中铜片应与电源负极相连C装置丙中外电路电流方向：b极a极D装置丁中阴极反应：2Cl2e=Cl2【解析】A项，阳极上为Cl被氧化，产生气泡，错误；B项，电镀装置中，镀层金属与电源正极相连，错误；C项，a是负极，b是正极，正确；D项，阴极上溶液中的阳离子发生还原反应，错误。【答案】C8如图所示的电化学装置，下列叙述正确的是()Aa和b用导线连接，电子由碳经过导线流向铁Ba和b用导线连接，铁电极的电极反应式为：Fe3e=Fe3Ca、b分别连接
7、直流电源正、负极，可以防止铁被腐蚀Da、b分别连接直流电源负、正极，电压足够大时，Na向铁电极移动【解析】a和b用导线连接构成原电池，铁是负极，电子由铁经导线流向碳，A项错误；a和b用导线连接构成原电池，铁为负极，电极反应式为Fe2e=Fe2，B项错误；a、b分别连接直流电源正、负极，Fe与电源负极相接，属于外加电源保护法，可以防止铁被腐蚀，C项正确；a、b分别连接直流电源负、正极，Na向阴极(碳电极)移动，D项错误。【答案】C9将含有CuSO4、NaCl、KNO3各1 mol的溶液分别置于甲、乙、丙三个烧杯中进行电解(电极均为石墨且质量相等)，如图1所示。接通电源一段时间后，b电极质量增加；
8、常温下，三个烧杯中溶液的pH随通电时间的变化如图2。图1图2(1)M是直流电源的_(填“正极”或“负极”)；c电极的电极反应为_。(2)0t1s内，e电极上生成的气体在标准状况下的体积为_L，t1 s时，电极b、c的质量差为_g。(3)t2 s时，若将直流电源正、负极对调，则电解至各电极质量均不再发生变化的过程中，a电极的电极反应为_。【解析】(1)由于b电极质量增加，所以b电极是阴极，则N是电源负极，M是电源正极。c是阳极，电极反应为2Cl2e=Cl2。(2)观察图2，t1 s时乙对应的曲线斜率改变，即Cl放电结束，则电路中转移1 mol电子。0t1 s内e电极的电极反应为4OH4e=2H2
9、OO2，根据得失电子守恒可计算出产生O2的物质的量为0.25 mol，标准状况下的体积为5.6 L。b电极析出0.5 mol Cu，因此电极b、c的质量差为32 g。(3)“电解至各电极质量均不再发生变化”实际上意味着b电极上附着的铜重新溶解。此时a电极为阴极，先发生反应：2H2e=H2，在此过程中阳极生成的Cu2会逐渐移向阴极放电，发生反应：Cu22e=Cu。【答案】(1)正极2Cl2e=Cl2(2)5.632(3)2H2e=H2、Cu22e=Cu10(2015重庆高考)我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值。但出土的青铜器大多受到环境腐蚀，故对其进行修复和防护具有重要意义。(1
10、)原子序数为29的铜元素位于元素周期表中第_周期。(2)某青铜器中Sn、Pb的质量分别为119 g、20.7 g，则该青铜器中Sn和Pb原子的数目之比为_。(3)研究发现，腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用，下列叙述正确的是_。A降低了反应的活化能B增大了反应的速率C降低了反应的焓变D增大了反应的平衡常数(4)采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。如将糊状Ag2O涂在被腐蚀部位，Ag2O与有害组分CuCl发生复分解反应，该化学方程式为_。(5)如图所示为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。腐蚀过程中，负极是_(填图中字母“a”或“b
11、”或“c”)；环境中的Cl扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为_；若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为_L(标准状况)。【解析】(1)铜位于元素周期表的第四周期。(2)119 g Sn的物质的量为1 mol,20.7 g Pb的物质的量为0.1 mol，因此Sn和Pb原子的数目之比为101。(3)催化剂能降低反应的活化能和加快反应速率，但不改变平衡常数和反应的焓变，所以A、B正确。(4)复分解反应为相互交换成分的反应，因此该反应的化学方程式为Ag2O2CuCl=2AgClCu2O。(5)负极发生失电子的反应，铜
12、作负极失电子，因此负极为c。负极反应：Cu2e=Cu2，正极反应：O22H2O4e=4OH。正极产物为OH，负极产物为Cu2，两者与Cl反应生成Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为2Cu23OHCl=Cu2(OH)3Cl。4.29 g Cu2(OH)3Cl的物质的量为0.02 mol，由Cu元素守恒知，发生电化学腐蚀的Cu单质的物质的量为0.04 mol，失去电子0.08 mol，根据电子守恒可得，消耗O2的物质的量为0.02 mol，所以理论上消耗氧气的体积为0.448 L(标准状况)。【答案】(1)四(2)101(3)A、B(4)Ag2O2CuCl=2AgClCu2O(5)c2Cu23OH
13、Cl=Cu2(OH)3Cl0.44811用惰性电极电解100 mL CuSO4溶液一段时间后，可以通过添加0.1 mol Cu(OH)2将溶液的量与浓度完全复原，则电解时电路中通过的电子为()A0.1 molB0.2 molC0.4 mol D0.8 mol【解析】根据题意知，通过添加0.1 mol Cu(OH)2将溶液的量与浓度完全复原，可知电解时Cu2放电完全，且电解了一部分水。由0.1 mol Cu(OH)2可知，电解时阳极产生了0.1 mol Cu和0.1 mol H2，结合电极反应式知，通过的电子为0.4 mol。【答案】C12工业上电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示
14、。下列说法不正确的是()已知：Ni2在弱酸性溶液中发生水解氧化性：Ni2(高浓度)HNi2(低浓度)A碳棒上发生的电极反应：4OH4e=O22H2OB电解过程中，B中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减小C为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水pHD若将图中阳离子膜去掉，将A、B两室合并，则电解总反应式发生改变【解析】由题图知，碳棒与电源正极相连，是电解池的阳极，电极反应为4OH4e=2H2OO2；镀镍铁棒与电源负极相连，是电解池的阴极，电极反应为Ni22e=Ni。电解过程中为平衡A、C中的电荷，A中的Na和C中的Cl分别通过阳离子膜和阴离子膜移向B中，这使B中NaCl溶液的物质的量浓度不断
15、增大。因Ni2在弱酸性溶液中易发生水解，且氧化性：Ni2(高浓度)HNi2(低浓度)，故为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水pH。若将题图中阳离子膜去掉，由于放电顺序ClOH，则Cl移向阳极放电：2Cl2e=Cl2，电解总反应式会发生改变。【答案】B13(2016石家庄第一次质检)某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量)，当闭合该装置的开关K时，观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题：(1)甲池为_(填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，A电极的电极反应式为_。(2)丙池中F电极为_(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，该池的总反应方程式为
16、_。(3)当乙池中C极质量减轻10.8 g时，甲池中B电极理论上消耗O2的体积为_mL(标准状况)。(4)一段时间后，断开开关K。下列物质能使乙池恢复到反应前浓度的是_(填选项字母)。ACu BCuOCCu(OH)2 DCu2(OH)2CO3【解析】从装置图分析可知，(1)只有甲池中的物质能自发进行氧化还原反应，故甲池为原电池，其他两池为电解池。A电极通入CH3OH，发生氧化反应，是电池的负极，电解质溶液为KOH溶液，故电极反应式为CH3OH8OH6e=CO6H2O。(2)由于甲池中的A电极是电源的负极，则丙池中的F极为阴极，丙池中的两极都是惰性电极，根据电解反应规律，电解总反应式为2CuSO
17、42H2O2H2SO42CuO2。(3)由于B电极是电源的正极，故C电极是乙池的阳极，且电极Ag为活性电极，本身失电子发生氧化反应，C极质量减轻10.8 g，就是失去0.1 mol电子，根据串联电路，得失电子数相等，则B电极理论上消耗O2的体积为(0.1 mol4)22.4 L/mol0.56 L。(4)D电极是乙池的阴极，Cu2得电子发生还原反应，使溶液中的Cu2减小，发生的反应为2AgCu2=Cu2Ag，所以要使溶液恢复原状，只要加入一定量的单质Cu，与Ag反应生成Cu2即可。【答案】(1)原电池CH3OH8OH6e=CO6H2O(2)阴极2CuSO42H2O2H2SO42CuO2(3)560(4)A