1、电解池 金属的腐蚀与防护质量验收检测试题（时间：45分钟 满分：100分）一、单项选择题（本题包括7小题，每小题6分，共42分）1下列关于电化学知识说法正确的是(D)A电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液，在阴极上依次析出Al、Fe、CuB电解CuSO4溶液一段时间后，加入适量Cu(OH)2可以使溶液恢复至原状态C铅蓄电池在充电时，连接电源正极的电极发生的电极反应为：PbSO42e=PbSOD将钢闸门与直流电源的负极相连，可防止钢闸门腐蚀2下列实验装置中，实验时，先断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表指针偏转，下列有关描述正确的是(C)A
2、断开K2，闭合K1时，总反应的离子方程式为：2H2ClCl2H2B断开K2，闭合K1时，电子沿“b Cu电解质溶液石墨a”的路径流动C断开K2，闭合K1时，铜电极附近溶液变红D断开K1，闭合K2时，铜电极上的电极反应为：Cl22e=2Cl3原电池与电解池在生活和生产中有着广泛应用。下列有关判断中错误的是(C)A装置研究的是金属的吸氧腐蚀，Fe上的反应为Fe2e=Fe2B装置研究的是电解CuCl2溶液，它将电能转化为化学能C装置研究的是电解饱和食盐水，电解过程中B极上发生氧化反应D三个装置中涉及的主要反应都是氧化还原反应4一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下：pH2466.5813.514腐
3、蚀快慢较快慢较快主要产物Fe2Fe2O3Fe3O4FeO下列说法不正确的是(C)A在pH4溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀B在pH6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀C在pH14溶液中，碳钢腐蚀的正极反应为O24H4e=2H2OD在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓5用Pt做电极，电解含c(Cu2)c(Na)c(Cl)124的混合溶液，在任何情况下，阴、阳两极下不可能同时发生的反应是(C)A阴极：2H2e=H2 阳极：4OH4e=2H2OO2 B阴极：2H2e=H2 阳极：2Cl2e=Cl2 C阴极：Cu22e=Cu 阳极：4OH4e=2H2OO2 D阴极：Cu22e=Cu 阳极：2Cl2e=
4、Cl26下列描述错误的是(B)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、Pt)的电解后溶液中，存在的金属阳离子只有Fe2、Zn2C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7用石墨电极电解100 mL H2SO4与CuSO4的混合溶液，通电一段时间后，两极均收集到2.24 L气体(标准状况)，则原混合溶液中Cu2的物质的量浓度为(A)A1 molL1B2 molL1C3 molL1 D4 molL1二、非选择题（本题包括4小题，共58分）8（15分）电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH在5.0
5、 6.0之间，通过电解生成Fe(OH)3 沉淀。Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，刮去(或撇掉)浮渣层，即起到了浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计如图所示装置示意图。 (1)实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣。此时，应向污水中加入适量的_。ABaSO4 BCH3CH2OHCNa2SO4 DNaOH(2)电解池阳极发生了两个电极反应，其中一个反应生成一种无色气体，则阳极的电极反应式分别是：._；._。(3)电极反应和的生成物反应得到Fe(OH)3沉淀的离
6、子方程式是_。(4)该燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料作电极。为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时必须有部分A物质参加循环(见上图)。A物质的化学式是_。【答案】：（每空3分，共15分）(1)C (2)Fe2e=Fe2 4OH4e=2H2OO2(3)4Fe210H2OO2=4Fe(OH)38H (4)CO2【解析】：(1)为了增强溶液的导电性，因此可选用易溶性强电解质溶液，排除A和B，考虑到题中要求电解时保持污水的pH在5.06.0之间，因此不能添加NaOH。(2)电解时铁作阳极，因此主要发生Fe2e=Fe2，同时也发生
7、副反应，即溶液中的OH失电子被氧化生成O2。(3)根据得失电子守恒和电荷守恒即可得离子方程式。(4)由于原电池的负极产物有水生成，所以负极必有CO参加反应，同时根据碳元素守恒可知A必为CO2，负极反应式可表示为CH44CO8e=5CO22H2O。9（12分）重铬酸钾又名红矾钾，是化学实验室中的一种重要分析试剂。工业上以铬酸钾(K2CrO4)为原料，采用电化学法制备重铬酸钾(K2Cr2O7)。制备装置如下图所示(阳离子交换膜只允许阳离子透过)：制备原理：2CrO(黄色)2HCr2O(橙色)H2O(1)通电后阳极室产生的现象为_，其电极反应式是_。(2)该制备过程总反应的离子方程式可表示为4CrO
8、4H2O=2 Cr2O4OH2H2O2，若实验开始时在右室中加入38.8 g K2CrO4，t分钟后测得右室中K与Cr的物质的量之比为32，则溶液中K2CrO4和K2Cr2O7的物质的量之比为_；此时电路中转移电子的物质的量为_。【解析】：(1)电解池中阳极失去电子，发生氧化反应。则阳极是溶液中的OH放电生成氧气，电极反应式是4OH4e=O22H2O。由于OH不断放电而减少，破坏了阳极周围水的电离平衡导致阳极周围溶液显酸性，则促进可逆反应向2CrO(黄色)2HCr2O(橙色)H2O正反应方向移动，所以阳极周围的实验现象是阳极产生无色气体，溶液由黄色逐渐变为橙色。(2)设溶液中K2CrO4和K2
9、Cr2O7的物质的量分别是x和y，则(2x2y)(x2y)32，解得xy21。38.8 g K2CrO4的物质的量是38.8 g194 gmol10.2 mol，所以根据Cr原子守恒可知，生成的K2Cr2O7的物质的量是0.05 mol。根据方程式4CrO4H2O=2Cr2O4OH2H2O2，每生成2 mol K2Cr2O7，反应中转移4 mol电子，所以此时电路中转移电子的物质的量为0.05 mol420.1 mol。【答案】：(1)阳极产生无色气体，溶液由黄色逐渐变为橙色4OH4e=O22H2O(2)21 0.1 mol10（14分）碘酸钾(KIO3)晶体是我国规定的食盐加碘剂。它通常是以
10、碘为原料与过量KOH溶液通过下列反应制得：3I26KOH=5KIKIO33H2O，再将 KI 和 KIO3的混合溶液电解，将其中的I转化为IO，装置如图。(1)在反应3I26KOH=5KIKIO33H2O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。电解时，阳极上的电极反应_；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_，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，其它仪器及用品自选，请完成其
11、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_。【答案】：（方程式3分，其余每空2分，共14分） (1)51(2)I6OH6e=IO3H2O氢气(3)IO5I6H=3I23H2O【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】如果不变蓝，说明没有I(如果变蓝，说明有I)(4)蒸发浓缩 洗去吸附在碘酸钾晶体表面的氢氧化钾等杂质【解析】：(1)碘元素由0价升为5价，则I2是还原剂，KIO3是氧化产物，碘元素还由0价降为1价，则I2还是氧化剂，KI是还原产物；根据系数之比等于物质
12、的量之比，由于氧化产物KIO3为1 mol，则还原剂I2为1/2 mol，还原产物KI为5 mol，则氧化剂I2为5/2 mol，所以该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为5/21/251；(2)阳极发生氧化反应，根据题意可知其主要反应物和产物是IIO；碘元素由1价升为5价，根据化合价升高总数等于失去电子数可知，I6eIO；根据KOH溶液显碱性可知，应用OH使左右电荷守恒，则I6e6OHIO；根据氢或氧原子个数守恒可知，I6e6OH=IO3H2O；溶液中的阳离子移向阴极，H优先得到电子，发生还原反应，产生氢气，则阴极得到的气体产物是H2；(3)碘元素由5价降为0价，说明KIO3是氧化剂，I2是
13、还原产物，碘元素由1价升为0价，说明I是还原剂，I2还是氧化产物；根据化合价升降总数相等，则IO5I3I2；酸性介质中可用H使左右电荷守恒，则IO5I6H3I2；根据氢或氧原子守恒可知，该反应为IO5I6H=3I23H2O；检验阳极区电解液中I时，需要借助上述反应中碘离子的氧化产物(碘单质)遇淀粉变蓝的特性，就是要设法使碘离子转化为碘单质；因此实验时先取少量阳极区电解液于试管中，加稀硫酸酸化后，再加入几滴淀粉溶液，观察是否变蓝，若不变蓝，说明无碘离子；若变蓝，说明有碘离子；(4)根据混合物分离提纯的方法可知，从KIO3溶液中制KIO3晶体的过程分别为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，则步骤
14、为蒸发浓缩；KIO3晶体上吸附着KOH等易溶性杂质，洗涤的目的是除去晶体表面吸附的易溶性杂质。11（17分）二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。(1)工业上制备ClO2的反应原理常采用：2NaClO34HCl=2ClO2Cl22H2O2NaCl。 浓盐酸在反应中显示出来的性质是_(填序号)。A只有还原性 B还原性和酸性C只有氧化性 D氧化性和酸性 若上述反应中产生0.1 mol ClO2，则转移电子的物质的量为_mol。(2)目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。上图示意用石墨做电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。写出阳极产生C
15、lO2的电极反应式：_。 电解一段时间，当阴极产生的气体体积为112 mL(标准状况)时，停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为_mol；用平衡移动原理解释阴极区pH增大的原因_。(3)ClO2对污水中Fe2、Mn2、S2和CN等有明显的去除效果。某工厂污水中含CNa mg/L，现用ClO2将CN氧化，只生成两种气体，其离子反应方程式为_；处理100 m3这种污水，至少需要ClO2 _ mol 。【答案】：（方程式及最后一空3分，其余每空2分，共17分）(1)B 0.1(2)Cl5e2H2O=ClO24H0.01在阴极发生2H2eH2，H浓度减小，使得H2OOHH的平衡向右移动，OH浓
16、度增大，pH增大(3)2ClO22CN=N22CO22Cl 50a/13(或3.85a)【解析】：(1)盐酸中部分Cl价态升高变为氯气，部分生成盐，体现还原性和酸性，式中转移电子数为2，反应中产生0.1 mol ClO2，则转移电子的物质的量为0.1 mol。(2)可得Cl5e2H2O=ClO24H。阴极产生标准状况的气体体积为112 mL(0.005 mol)时，转移电子为0.01 mol，所以通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为0.01 mol；在阴极发生2H2e=H2，H浓度减小，使得H2OOHH的平衡向右移动，OH浓度增大，pH增大。(3)根据反应2ClO22CN=N22CO22Cl，n(ClO2)n(CN)100103La103g/L26 g/mol3.85a。