1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。课时提升作业 十九电解池金属的电化学腐蚀与防护(A)(45分钟100分)一、选择题(本题包括7小题，每小题6分，共42分)1.(2016威海模拟)下列描述错误的是()A.从海水中可以制取镁、溴、碘等物质B.电解精炼铜(含少量Fe、Zn、Ag)的电解后溶液中，存在的金属阳离子只有Fe2+、Zn2+C.电解饱和食盐水可以制取烧碱、氯气、氢气D.在镀件上电镀铜，电镀过程中阳极减少的质量等于阴极增加的质量【解析】选B。海水中含有镁、溴、碘等元素，因此从海水中可以制取镁、溴、碘等物
2、质，A正确；电解精炼铜(含少量Fe、Zn、Ag)的电解后溶液中，存在的金属阳离子除了有Fe2+、Zn2+外，还有铜离子，B错误；电解饱和食盐水阳极是氯离子放电，其产物是氯气，阴极是氢离子放电，其产物是氢气和氢氧化钠，C正确；镀铜时，待镀金属作阴极，镀层金属作阳极，含有镀层金属离子的溶液作电镀液，所以在镀件上电镀铜，电镀过程中阳极减少的质量等于阴极增加的质量，D正确。2.(2016铜川模拟)下列有关电化学的示意图中正确的是()【解析】选D。选项A，Zn应为原电池负极，Cu为原电池正极。选项B，盐桥两边的烧杯中盛装的电解质溶液应互换。选项C，粗铜应连接电源正极。选项D，电解饱和NaCl溶液，Cl-
3、在阳极放电产生Cl2，溶液中的H+在阴极获得电子而产生H2，正确。3.(2016衡水模拟)一定条件下，碳钢腐蚀情况与溶液pH的关系如下：pH2466.5813.514腐蚀快慢较快慢较快主要产物Fe2+Fe3O4Fe2O3Fe下列说法不正确的是()A.在pH6的溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀C.在pH14的溶液中，碳钢腐蚀的正极反应为O2+4H+4e-2H2OD.在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓【解析】选C。A项，酸性较强条件下，碳钢主要发生析氢腐蚀，正确；B项，在pH6的溶液中，酸性较弱，主要发生吸氧腐蚀，正确；C项，碳钢吸氧腐蚀的正极反应为O2+2H2O+4e-4OH-，错误；D
4、项，除去溶液中的O2后，腐蚀速率会减缓，正确。【加固训练】糕点包装中常用的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是()A.脱氧过程是吸热反应，可降低温度，延长糕点保质期B.脱氧过程中铁作原电池正极，电极反应为Fe-3e-Fe3+C.脱氧过程中碳作原电池负极，电极反应为2H2O+O2+4e-4OH-D.含有1.12 g铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收氧气336 mL(标准状况)【解析】选D。钢铁的吸氧腐蚀为放热反应，A错误。脱氧过程，铁为负极，电极反应为Fe-2e-Fe2+；碳作正极，电极反应为2H2O +O2+4e-4OH-，B、C均错误。根据电极
5、反应可得电池反应为2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2，Fe(OH)2可继续被氧化：4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3，因此可得关系式：4Fe3O2，1.12 g Fe完全反应最多可吸收O2336 mL(标准状况)，D正确。4.铝阳极氧化处理后形成的氧化膜比铝的天然氧化膜耐磨性、耐腐蚀性及装饰性有明显的提高，工业中以铝为阳极，置于硫酸溶液中电解，装置如图所示，下列说法正确的是()A.阳极电极方程式为Al-3e-+6OH-Al2O3+H2OB.随着电解的进行，溶液的pH逐渐增大C.当阴极生成气体3.36 L(标准状况)时，阳极增重2.4 gD.电解过程中H+移向铝电极【解析】选C
6、。电解质为硫酸溶液，OH-不可能参加反应，A错误；根据原电池装置和题目信息可知电解总反应方程式为2Al+3H2OAl2O3+3H2，H2O减少，溶液的pH逐渐减小，B错误；阴极反应为2H+2e-H2，H2的物质的量为3.36 L22.4 Lmol-1=0.15 mol，则转移电子为20.15 mol=0.3 mol，阳极反应为Al-3e-Al3+。根据差量法进行计算：设阳极增重的质量为x。2Al+3H2OAl2O3+3H26e-m6 mol 48 g0.3 mol x=，解得x=2.4 g，即阳极增重2.4 g，C正确；根据电流的方向可知，阳离子移向阴极，所以H+移向石墨电极，D错误。5.(2
7、016保定模拟)用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，将所得的混合液进行电解循环再生，这种新工艺叫再生循环脱硫法。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示，下列有关说法中不正确的是()A.X为直流电源的负极，Y为直流电源的正极B.阳极区pH增大C.图中的baD.该过程中的产品主要为H2SO4和H2【解析】选B。由图可知与X电极相连的电极区发生还原反应：2H+2e-H2。所以Pt()为阴极，X为直流电源的负极，Y为直流电源的正极，A正确。在阴极区由于发生反应2H+2e-H2，破坏了附近的水的电离平衡，水继续电离，最终导致阴极区的c(OH-)增大，pH增大，溶液碱性增强；在阳极区，发
8、生反应S-2e-+H2OS+2H+。溶液中的c(H+)增大，溶液的酸性增强，pH减小，B错误。根据B的分析可知在阳极区由于不断产生硫酸，所以产生的硫酸的浓度比加入的硫酸的浓度要大，C正确。在反应的过程中，阳极区不断产生H2SO4，阴极区不断产生H2，吸收了SO2的Na2SO3溶液则循环使用，因此该过程中的产品主要为H2SO4和H2，D正确。6.用石墨作电极电解0.2 molL-1的NaCl和0.1 molL-1的MgSO4混合溶液时，下列曲线合理的是()【解析】选D。依据2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2，MgSO4+2NaOHMg(OH)2+Na2SO4，溶液起始及最终的pH均接近
9、于7，沉淀量从起始至最终应是先逐渐增加，后保持不变，故D项正确。【互动探究】(1)若将MgSO4改为Al2(SO4)3，则选_项。提示：D。根据Al3+3OHAl(OH)3知，Al3+不能完全沉淀，故沉淀变化图象为D；由于Al2(SO4)3水解溶液显酸性，随Al2(SO4)3浓度的减小，酸性减弱，A、B错误。(2)若将MgSO4改为H2SO4，画出pH变化的曲线。提示：根据放电顺序，开始阳极发生2Cl-2e-Cl2，阴极发生2H+2e-H2，最后溶质为Na2SO4，再电解水，pH变化图象为7.(能力挑战题)把物质的量均为0.1 mol的CuCl2和H2SO4溶于水制成100 mL的混合溶液，用
10、石墨作电极电解，并收集两电极所产生的气体，一段时间后在两极收集到的气体在相同条件下体积相同。则下列描述正确的是()A.电路中共转移0.6NA个电子B.阳极得到的气体中O2的物质的量为0.2 molC.阴极质量增加3.2 gD.电解后剩余溶液中硫酸的浓度为1 molL-1【解析】选A。阳极开始产生Cl2，后产生O2，阴极开始产生Cu，后产生H2，根据题意两极收集到的气体在相同条件下体积相同，则阴极产生0.2 mol H2，阳极产生0.1 mol Cl2和0.1 mol O2，则转移电子数为0.6NA，A正确、B错误；阴极析出铜0.1 mol，即6.4 g，C错；电解后溶液的体积未知，故不能计算浓
11、度，D错误。【方法规律】解答电解题目的思路和方法(1)分电极(判断阴、阳极)。(2)析溶液(分析电解质溶液中含有哪些离子)。(3)断微粒(确定在两极上反应的各是什么微粒)。(4)写电极(书写电极反应方程式)。(5)写方程(书写电解质电解的化学方程式)。(6)算遵恒(计算要遵循电子守恒)。二、非选择题(本题包括4小题，共58分)8.(12分)(2016安康模拟).如图所示的是探究金属腐蚀条件的实验装置图，请分析实验并回答下列问题：(1)若起始时甲、乙、丙3套装置的导管中液面高度相同，过一段时间后液面最高的是_。(2)通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越_(填“高”或“低”)，钢铁越易腐蚀。(
12、3)乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为_。.利用化学反应：2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2，请你选择合适的电极材料和电解质溶液，设计一个原电池。可供选择的电极材料：铁棒、铜棒、石墨棒。可供选择的电解质溶液：CuCl2溶液、FeCl2溶液、FeCl3溶液。请填写下列空白：(1)选择_作正极材料，_作负极材料；选择_作电解质溶液。(2)写出有关的电极反应式：正极：_；负极：_。【解析】.(1)甲、乙、丙3套装置中的乙装置形成了原电池，铁作负极失电子，碳作正极，氧气得电子，使试管内压强降低，所以乙中导管中液面上升最高。(2)通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越高，越易形成原电池
13、造成钢铁的腐蚀。(3)乙装置形成了原电池，碳作正极，氧气得电子，电极反应式：2H2O+O2+4e-4OH。.把氧化还原反应2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2拆成两个半反应：2Fe3+2e2Fe2+，还原反应，是正极的反应式；Cu-2eCu2+，氧化反应，是负极的反应式；含Fe3+的溶液作电解液，活泼性不同的金属或非金属作两极，其中铜棒作负极。答案：.(1)乙(2)高(3)2H2O+O2+4e4OH.(1)石墨棒铜棒FeCl3溶液(2)2Fe3+2e-2Fe2+Cu-2e-Cu2+9.(14分)(2016青岛模拟)电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，装有电解液a，X、Y是
14、两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：(1)若X、Y都是惰性电极，a是AgNO3溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴石蕊试液，则：电解池中Y电极上的电极反应式为_。在Y电极附近观察到的实验现象是_；检验该电极反应产物的方法是_。X电极上的电极反应式为_。(2)如要用电解方法精炼粗镍，电解液a选用Ni(NO3)2溶液，则：X电极的材料是_，电极反应式为_，Y极的材料是_，电极反应式为_。(说明：杂质发生的电极反应不必写出)【解析】(1)用惰性电极电解AgNO3溶液时，阳极反应：2H2O-4e-4H+O2；阴极反应：4Ag+4e-4Ag。与电源正极相连的电极为阳极，反之为阴极。所以
15、X为阴极，Y为阳极。Y电极在反应过程中消耗了H2O电离出的OH-，生成了H+，溶液呈酸性，加入石蕊试液显红色，Y电极产生氧气，能使带火星的木条复燃；X电极产生Ag。(2)电解精炼Ni时，用粗镍作阳极，纯镍为阴极。反应过程中阳极上的Ni以及比Ni活泼的金属失去电子，成为离子，进入溶液，活泼性比Ni差的金属形成阳极泥；在阴极只有Ni2+能得电子成为单质，其他较活泼的金属对应的离子不能得电子。根据装置图，X为阴极，Y为阳极，所以，X电极的材料是纯镍，电极反应式为Ni2+2e-Ni；Y电极的材料是粗镍，电极反应式为Ni-2e-Ni2+。答案：(1)2H2O-4e-4H+O2有无色气体放出，溶液变红用带
16、火星的木条检验，木条复燃4Ag+4e-4Ag(2)纯镍Ni2+2e-Ni粗镍Ni-2e-Ni2+10.(14分)在一个U形管里盛有CuCl2溶液，并插入两块锌片作电极，按如图连接。(1)如果把电键K接A，该装置应是_，Zn极是_极，电极反应式为_，Zn极是_极，电极反应式为_。(2)上述反应进行5 min后，转换电键K到C，则这个装置是_，Zn极是_极，电极反应式是_。(3)上述装置反应进行2 min后，再转换电键K到B，则Zn极发生的化学反应为_，Zn极发生的有关电化学的反应为_。【解析】当电键K接触A点时，构成一个有外接直流电源的电解池装置，与电源正极相连的Zn极是阳极，与电源负极相连的Z
17、n极是阴极。当工作5 min后Zn极上析出了Cu，此时，将电键K接触C点，构成一个原电池装置，表面覆盖铜的Zn极是原电池的正极，Zn极是原电池的负极，当把电键K接触B点时，形成断路，Zn极发生Zn与CuCl2的置换反应，Zn极由于在锌的表面有铜，又浸在CuCl2溶液中，发生电化学腐蚀。答案：(1)电解池装置阳Zn-2e-Zn2+阴Cu2+2e-Cu(2)原电池装置负Zn-2e-Zn2+(3)Zn+CuCl2ZnCl2+Cu负极：Zn-2e-Zn2+，正极：Cu2+2e-Cu11.(18分)(能力挑战题)(2016长沙模拟)铁元素及其化合物与人类的生产、生活息息相关，试回答下列问题：(1)电子工
18、业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板，该反应的离子方程式为_。(2)已知：Fe(s)+O2(g)FeO(s) H=-272 kJmol-1C(s)+O2(g)CO2(g) H=-393.5 kJmol-12C(s)+O2(g)2CO(g) H=-221 kJmol-1则高炉炼铁过程中FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)H=_。(3)以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成燃料电池，采用电解法制备Fe(OH)2，装置如图所示，其中P端通入CO2。石墨电极上的电极反应式为_。通电一段时间后，右侧玻璃管中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色。则下列说法中正确的是
19、_(填序号)。A.X、Y两端都必须用铁作电极B.可以用NaOH溶液作为电解质溶液C.阴极发生的反应是2H2O+2e-H2+2OH-D.白色沉淀只能在阳极上产生若将所得Fe(OH)2沉淀暴露在空气中，其颜色变化为_，该反应的化学方程式为_。【解析】(1)Fe3+具有较强的氧化性，能够氧化Cu：2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+。(2)Fe(s)+O2(g)FeO(s) H=-272 kJmol-1C(s)+O2(g)CO2(g) H=-393.5 kJmol-12C(s)+O2(g)2CO(g) H=-221 kJmol-1根据盖斯定律，-得：FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)H=-
20、11 kJmol-1(3)石墨电极上氢气发生氧化反应，石墨电极为负极，电极反应式为H2-2e-+CCO2+H2O。制取Fe(OH)2则应使铁生成Fe2+，故铁电极应与电源的正极相连，故Y极必须是Fe，X极可以选石墨棒等作电极，A项错误；若选用NaOH溶液作电解质溶液，白色沉淀在阳极上产生，若选NaCl溶液作电解质溶液则沉淀在两极中间的溶液中产生，B项正确、D项错误；阴极反应为2H2O+2e-H2+2OH-，C项正确。Fe(OH)2具有较强的还原性，在空气中由白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。答案：(1)2Fe3+Cu2F
21、e2+Cu2+(2)-11 kJmol-1(3)H2-2e-+CCO2+H2OB、C由白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3【加固训练】(2016惠州模拟)碘酸钾(KIO3)晶体是我国规定的食盐加碘剂。它通常是以碘为原料与过量KOH溶液通过下列反应制得：3I2+6KOH5KI+KIO3+3H2O，再将KI和KIO3的混合溶液电解，将其中的I-转化为I，装置如图。(1)在反应3I2+6KOH5KI+KIO3+3H2O中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为_。(2)电解前，将KI和KIO3混合溶液加入阳极区；将氢氧化钾溶液加入阴极区。电解槽用水冷却。电解
22、时，阳极上的电极反应为_；阴极上得到的气体产物为_。(3)某同学查资料获知：KIO3在酸性介质中与碘化物作用生成单质碘，该反应的离子反应方程式为I+5I-+6H+3I2+3H2O，为确定电解是否完成，需检验阳极区电解液中是否含有I-，该同学选用淀粉溶液和稀硫酸进行实验，其他仪器及用品自选，请完成其方案：实验操作现象及结论 (4)电解完毕，从电解液中得到KIO3晶体的过程为步骤的操作名称_，步骤中洗涤晶体的目的_。【解析】(1)3I2+6KOH5KI+KIO3+3H2O，反应中碘元素化合价从0价变化为-1价和+5价，化合价降低的作氧化剂5/2I25KI5e-，化合价升高的作还原剂，1/2I2KI
23、O35e-，氧化剂和还原剂的物质的量之比为51。(2)电解时，阳极上发生氧化反应，碘离子向阳极移动，在阳极上失去电子生成碘酸根离子，电极反应式为I-+6OH-6e-I+3H2O，阴极上氢离子放电生成氢气，电极反应2H+2e-H2。(3)电解后的溶液区含有碘酸根离子，酸性条件下，碘离子和碘酸根离子能发生氧化还原反应生成碘单质，淀粉溶液遇碘变蓝色，所以实验方法是取少量阳极区电解液于试管中，加稀硫酸酸化后加入几滴淀粉溶液，观察是否变蓝；如果阳极区含有碘离子，加入稀硫酸后就有碘单质生成，淀粉溶液就会变蓝色，否则不变色。(4)从电解溶液中析出晶体的方法是蒸发浓缩，冷却结晶；洗涤后的晶体有水分，所以要进行干燥；过滤后得到的晶体上吸附部分氢氧化钾等杂质，为得到较纯净的碘酸钾晶体，所以要进行洗涤。答案：(1)51(2)I-+6OH-6e-I+3H2OH2(3)实验操作：取少量阳极区电解液于试管中，加稀硫酸酸化后，加入几滴淀粉溶液，观察是否变蓝现象及结论：若不变蓝，说明没有I-，若变蓝说明含有I-(4)蒸发浓缩洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质关闭Word文档返回原板块
