1、课时评价17 电能转化为化学能电解池 金属的腐蚀与防护(建议用时：40分钟)一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)1在世界海运史上曾发生过这样一个悲剧：一艘名叫“阿那吉纳”号的货轮满载着精铜砂，在向日本海岸行驶时突然发生大面积漏水，最终沉没。坚硬的钢制船体为什么会突然漏水呢？事后的事故调查结果表明导致沉船的原因与船上的精铜砂密切相关。下列对此调查结论的理解正确的是()A精铜砂装载过多导致沉船B运输途中铜与空气中的氧气发生氧化反应导致质量增大，超过船的承载能力C在潮湿的环境中，船体与铜构成了原电池，加速了做为负极的船体的腐蚀D在潮湿的环境中，船体与铜构成了电解池，钢制船体做为阳极而被氧化腐蚀C
2、解析：在潮湿的环境中，Cu、Fe形成原电池加快了轮船的腐蚀。2我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是()A通电时，锌环是阳极，发生氧化反应B通电时，阴极上的电极反应为2H2O2e=H22OHC断电时，锌环上的电极反应为Zn22e=ZnD断电时，仍能防止铁帽被腐蚀C解析：通电时，锌环与电源的正极相连，为阳极，发生氧化反应，A项正确；断电时，Zn比铁活泼，做负极，电极反应为Zn2e=Zn2，C项错误。3电解法处理含铬(六价铬)废水的原理如图所示，阳极区溶液中的离子反应式为Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2
3、O。下列说法正确的是()A电解槽中H向阳极移动B阳极的电极反应式：Fe3e=Fe3C电解一段时间后，阴极区溶液的pH升高D阳极的铁板可用石墨代替C解析：A项，电解过程中，H向阴极移动，错误；B项，阳极上Fe失电子生成Fe2，Fe2再发生题给反应，错误；C项，阴极反应为2H2e=H2，H参与反应被消耗，pH升高，正确；D项，石墨代替Fe，无法产生Fe2，错误。4某同学进行下列实验：操作现象取一块打磨过的生铁片，在其表面滴一滴含酚酞和K3Fe(CN)6的食盐水放置一段时间后，生铁片上出现如图所示“斑痕”，其边缘为红色，中心区域为蓝色，在两色环交界处出现铁锈下列说法不正确的是()A生铁片发生吸氧腐蚀
4、B中心区的电极反应式为Fe2e=Fe2C边缘处的电极反应式为O22H2O4e=4OHD交界处发生的反应为4Fe2O210H2O=4Fe(OH)38HD解析：生铁片边缘处为红色，说明生成了OH，O22H2O4e=4OH，生铁片发生吸氧腐蚀，故A、C两项正确；根据实验现象，中心区域为蓝色，说明生成了Fe2，Fe2e=Fe2，故B项正确；在两色环交界处出现铁锈，是因为生成的氢氧化亚铁被氧气氧化成了氢氧化铁，故D项不正确。5(2020 菏泽模拟)电解法制取K2FeO4的装置如图所示，下列说法正确的是()A铂极与电源的正极相连B盐桥中向阴极迁移的主要是HC阳极池与阴极池中OH浓度均减小DFe极上主要反应
5、为Fe8OH6e=FeO4H2OD解析：Pt做阳极时，实际上是电解水，得不到K2FeO4，故A错误；KNO3溶液中H浓度极小，盐桥中向阴极迁移的主要是K，故B错误；阴极反应为2H2O2e=H22OH，阴极池OH浓度增大，故C错误；Fe做阳极，主要反应为Fe8OH6e=FeO4H2O，故D正确。6(2020天津模拟)工业上电解NaHSO4溶液制备Na2S2O8(其中阴离子结构为)。其中阴极材料为Pb，阳极材料为Pt。下列说法不正确的是()ASO向阳极迁移B阳极可换为铜电极C阳极反应中S的化合价不变D阴极电极反应式：2H2e=H2B解析：A项，电解过程中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，正确；
6、B项，铜若做阳极材料，则铜在阳极失电子的能力比SO失电子的能力强，故阳极不可换为铜，错误；由S2O的结构可以看出作标记的两个氧原子之间形成过氧键，该氧原子的化合价为1价，S的化合价为6价，阳极反应中S的化合价不变，正确；D项，电解过程中，阴极发生还原反应，溶液中H得电子的能力比Na强，故阴极电极反应式为2H2e=H2，正确。二、不定项选择题(每小题有一个或两个选项符合题意)7(2021成海模拟)工业电解Na2CO3溶液的装置如图所示，A、B两极均为惰性电极。下列说法正确的是()A该装置可用于制备NaHCO3溶液，其中A极发生还原反应B生成a溶液的电极室中反应为2H2O4CO4e=O24HCOC
7、A极还可能有少量CO2产生，A、B两极产生的气体M和R体积比略大于21D当c21 molL1、c19 molL1时，另一室理论上可制备 4 mol溶质a(假设右室溶液体积为0.5 L)BD解析：电解池中阳离子移向阴极，根据Na的移动方向可知B为阴极，阴极上水电离出的H放电生成H2，所以流出NaOH溶液的浓度变大；A为阳极，阳极上水电离出的OH放电生成O2，同时电离出的H与碳酸根离子结合生成碳酸氢根离子，a溶液为碳酸氢钠溶液。根据分析可知A极为阳极，发生氧化反应，故A错误；根据分析可知A极上的电极反应式为2H2O4CO4e=O24HCO，故B正确；气体M为O2，R为H2，根据得失电子守恒可知，理
8、论上生成1 mol O2的同时生成2 mol H2，A极还可能有少量CO2产生，所以A、B两极产生的气体M和R体积比应略大于12，故C错误；若c21 molL1、c19 molL1，则电解过程中阴极生成的OH浓度为8 molL1，右室溶液体积为0.5 L，则反应转移的电子的物质的量为 4 mol，根据阳极的电极反应式可知，生成 4 mol 碳酸氢钠，故D正确。8三室式电渗析法处理含NH4NO3废水的原理如图所示，在直流电场的作用下，两膜中间的NH和NO可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室，工作一段时间后，在两极区均得到副产品NH4NO3。下列叙述正确的是()Aa极为电源负极
9、，b极为电源正极Bc膜是阴离子交换膜，d膜是阳离子交换膜C阴极反应式为2H2e=H2D当电路中通过1 mol电子的电量时，会有5.6 L O2生成AC解析：结合题图装置可知，工作一段时间后，在两极区均得到副产品NH4NO3，则室中的阳离子NH、H向室移动与室中的NO生成了硝酸铵，则c膜为阳离子交换膜，室中石墨为阴极，a极为电源负极，阴极反应式为2H2e=H2；室中的阴离子NO、OH向室移动与室中的NH生成硝酸铵，则d膜为阴离子交换膜，室中石墨为电解池阳极，b极为电源正极，阳极反应式为2H2O4e=O24H。根据上述分析A、C正确，B错误；D选项中未指明气体状况条件，无法用气体摩尔体积公式计算体
10、积，则D错误。9我国科技工作者首次提出一种新型的 Li电池，该电池正极为含有I、Li的水溶液，负极为固态有机聚合物，电解质溶液为 LiNO3溶液，聚合物离子交换膜作为隔膜将液态正极和固态负极隔开，其工作原理如图所示。下列有关判断正确的是()A甲是原电池工作原理图，乙是电池充电原理图B放电时，液态电解质溶液的颜色加深C充电时，Li穿过隔膜从右侧移向左侧D放电时，负极反应式为D解析：“负极为固态有机聚合物”，即放电时，固态有机聚合物在负极失电子，电极反应式为，故乙是原电池工作原理图，A错误、D正确；放电时，正极电极反应式为I2e=3I，I被还原为I，液态电解质溶液颜色变浅，B错误；充电过程为电解过
11、程，阳离子从阳极移向阴极，即甲中 Li从左侧移向右侧，C错误。三、非选择题10如图，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，A、B为电源。将电源接通后，向(乙)中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色。(1)若用CO、氧气燃料电池做电源，电解质溶液为KOH溶液，则A为_极，A电极上的电极反应式为_，B电极上的电极反应式为_。(2)若甲中装有100 mL 1 molL1的硫酸铜溶液，工作一段时间后，停止通电，此时C、D两极上产生的气体体积相同，甲中D极产生的气体在标准状况下的体积为_L，欲使溶液恢复到起始状态，可向溶液中加入_(填标号)。ACuOBCu2(OH)2CO3CCu(OH)2DCuCO3(3)通电
12、后乙中反应的化学方程式：_。(4)欲用(丙)装置给铜镀银，反应一段时间后(用CO、氧气燃料电池做电源)铜制品质量增加43.2 g，理论上消耗氧气的质量是_g。(5)工作一段时间后，丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这说明_在电场作用下向Y极移动。解析：(1)电解食盐水时F极附近显红色，说明F为阴极，则对应的B为负极，A为正极。若用CO、氧气燃料电池做电源，则氧气在正极反应生成氢氧根离子，电极反应式为O22H2O4e=4OH ；一氧化碳在负极反应，电极反应式为 CO4OH2e=CO2H2O。(2)若甲中装有100 mL 1 molL1的硫酸铜溶液，首先电解硫酸铜生成铜、氧气和硫
13、酸，然后电解水生成氢气和氧气，0.1 mol硫酸铜完全电解生成0.05 mol氧气，则假设电解水有x mol氧气生成，则同时生成2x mol氢气，由2xx0.05，解得x0.05 mol，则D上产生0.1 mol氢气，标准状况下体积为2.24 L。 要想恢复原来的溶液浓度可加入0.1 mol氧化铜和0.1 mol水，或对应的物质，故选C。(3)通电后乙中为电解食盐水，生成氯气、氢气和氢氧化钠，化学方程式为2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。(4)欲用(丙)装置给铜镀银，反应一段时间后(用CO、氧气燃料电池做电源)铜制品质量增加43.2 g ，则说明析出43.2 g 银，即0.4 mol银，根据O24e4Ag可知，理论上消耗氧气0.1 mol，质量为3.2 g。(5)一段时间后X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，说明氢氧化铁胶体粒子向阴极移动，氢氧化铁胶体粒子带正电荷。答案：(1)正O22H2O4e=4OHCO4OH2e=CO2H2O(2)2.24C(3)2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2(4)3.2(5)氢氧化铁胶体粒子带正电荷
