1、限时集训(二十)电解池金属的电化学腐蚀与防护(限时：60分钟满分：100分)一、选择题(本题包括9小题，每小题5分，共45分)1能用电解原理说明的问题是() ks5u电解是把电能转化成化学能电解是化学能转化成电能电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现任何溶液被电解时，必然导致氧化还原反应的发生ABC D2用惰性电极实现电解，下列说法正确的是()A电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变B电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH，故溶液pH减小C电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为12D电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产
2、物的物质的量之比为113如下图所示，x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极极板质量增加，b极极板处有无色无味的气体放出，符合这一情况的是()a极板b极板x电极z溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl24(2012西安八校联考)常温下，某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为52，用石墨作电极电解该混合溶液时，根据电解产物，可分为三个阶段。下列叙述不正确的是()A溶液pH不断增大，最后为7B阳极先析出Cl2，后析出O2C阴极始终只析出H2D电解最后阶段为电解水5用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种纯净物(方
3、括号内物质)，能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是()AAgNO3AgNO3 BNaOHNaOH CKClKCl DCuSO4CuO6如图为电解饱和食盐水的简易装置，下列有关说法正确的是()A电解一段时间后，往蛋壳内溶液中滴加几滴酚酞，呈红色B蛋壳表面缠绕的铁丝发生氧化反应 C铁丝表面生成的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 D蛋壳可阻止生成的氯气与氢气、氢氧化钠溶液接触7.(2011浙江高考)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
4、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=Cu28.(2012潍坊三模)利用右图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是()Aa管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀B一段时间后，a管液面高于b管液面Ca处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小Da、b两处具有相
5、同的电极反应式：Fe2e=Fe29(2012南京师大附中高三学情调研)如图装置()为一种可充电电池的示意图，其中的离子交换膜只允许K通过。该电池放电时的化学方程式为：2K2S2KI3=K2S43KI。装置()为电解池的示意图。当闭合开关K时，电极X附近溶液先变红。则闭合K时，下列说法正确的是()AK从右到左通过离子交换膜 B电极A上发生的反应为：3I2e=IC电极X上发生的反应为：2Cl2e=Cl2D当有0.1 mol K通过离子交换膜时，X电极上产生1.12 L气体(标准状况) 二、非选择题(本题包括5小题，共55分)10(6分)从H、Cu2、Na、SO、Cl五种离子中两两恰当地组成电解质，
6、按下列要求进行电解：(1)以碳棒为电极，使电解质质量减少，水量不变进行电解，则采用的电解质是_。(2)以碳棒为电极，使电解质质量不变，水量减少进行电解，则采用的电解质是_。(3)以铂为电极，使电解质和水量都减少进行电解，则电解质是_。11(10分)下图是一个用铂丝作电极，电解稀MgSO4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色范围：6.88.0，酸色红色，碱色黄色)回答下列问题：(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是_(填编号)。A管溶液由红变黄B管溶液由红变黄A管溶液不变色B管溶液不变色(2)写出A管中发生反应的反应式：_。(3)写出B管中
7、发生反应的反应式：_。(4)检验a管中气体的方法是_。(5)检验b管中气体的方法是_。(6)电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内观察到的现象是_。12(12分)(2012淄博一模)铁、铝及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。(1)某研究性学习小组设计了如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。在相同条件下，三组装置中铁电极腐蚀最快的是_(填装置序号)，该装置中正极电极反应式为_；为防止金属Fe被腐蚀，可以采用上述_(填装置序号)装置原理进行防护；装置中总反应的离子方程式为_。(2)新型固体LiFePO4隔膜电池广泛应用于电动汽车。电池反应为FePO4LiLiFePO4，电解质为含Li的导电固
8、体，且充、放电时电池内两极间的隔膜只允许Li自由通过而导电。该电池放电时Li向_极移动(填“正”或“负”)，负极反应为Lie=Li，则正极反应式为_。(3)广西治理龙江河镉(Cd2)污染时，先向河中投入沉淀剂将Cd2转化为难溶物，再投入氯化铝，试说明氯化铝的作用_(用必要的离子方程式和文字进行解释)。13(15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pH_(填“减小”、“
9、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14(12分)(2012韶关模拟)在下图中，甲烧杯中盛有100 mL 0.50 molL1 AgNO3溶液，乙烧杯中盛有100 mL 0.25 molL1 CuCl2溶液，A、B、C、D均为质量相同的石墨电极，如果电解一段时间后，发现A极比C极重1.9 g，则(1)电源E为
10、_极，F为_极。(2)A极的电极反应式为_，析出物质_mol。(3)B极的电极反应式为_，析出气体_mL(标准状况)。(4)C极的电极反应式为_，析出物质_mol。(5)D极的电极反应式为_，析出气体_mL(标准状况)。(6)甲烧杯中滴入石蕊试液，_附近变红，如果继续电解，在甲烧杯中最终得到_溶液。答 案限时集训(二十) 电解池金属的电化学腐蚀与防护1D2.D3.A4.A5选DA选项4AgNO32H2O4AgO24HNO3，脱离反应体系的物质是4AgO2，相当于2Ag2O，所以应当加入适量的Ag2O才能复原(加入AgNO3，会使NO的量增加)。B选项2H2O2H2O2，脱离反应体系的是2H2O
11、2，相当于2H2O，加入适量水才能复原。C选项2KCl2H2O2KOHH2Cl2，脱离反应体系的是H2Cl2，相当于2HCl，应通入适量HCl气体才能复原。D选项2CuSO42H2O2H2SO42CuO2，脱离反应体系的是2CuO2，相当于2CuO，加入适量CuO可以复原。6选D该装置中碳棒和铁丝分别作阳极和阴极，发生的电极反应分别为2Cl2e=Cl2和2H2e=H2。生成的NaOH溶液在蛋壳的外面，碳棒上生成的Cl2能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，生成的Cl2与H2、NaOH溶液被蛋壳分开，能有效阻止它们之间发生反应。 7B8.C9.D10(1)HCl、CuCl2(2)H2SO4、Na2SO4
12、(3)CuSO4、NaCl11(1)(2)2H2e=H2(写2H2O2e=2OHH2同样正确)、Mg22OH=Mg(OH)2(3)4OH4e=2H2OO2(写2H2O4e=4HO2同样正确)(4)用拇指按住试管口，取出试管，靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，试管口有淡蓝色火焰(5)用拇指按住试管口，取出试管，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内会复燃(6)溶液呈红色，白色沉淀溶解(或大部分溶解)12解析：(1)装置是Fe的吸氧腐蚀，正极的电极反应式为O22H2O4e=4OH；装置为牺牲阳极的阴极保护法，装置是外加电源的阴极保护法，所以装置中的Fe腐蚀最快，可用装置、防止金属Fe被腐蚀；装置实际是用
13、惰性电极电解食盐水，电解的离子方程式为2Cl2H2O2OHCl2H2。(2)原电池放电时阳离子向正极移动；用电池放电时的总方程式减去负极反应式得正极反应式：FePO4Lie=LiFePO4。(3)回答该小题时要注意把握三个要点：Al3水解的离子方程式；生成胶体；吸附。答案：(1)O22H2O4e=4OH2Cl2H2O2OHCl2H2(2)正FePO4Lie=LiFePO4(3)氯化铝溶于水，Al3发生水解：Al33H2OAl(OH)33H，生成Al(OH)3胶体，能吸附镉的难溶物而发生聚沉(或沉降、沉淀或沉积下来)，从而消除Cd2污染13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
14、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增大(2)2H2e=H20.4(3)Cu2e=Cu2不变(4)b14解析：本题是以电解知识为依托的综合性较强的题目。由于有外接直流电源，所以装置甲、乙均为电解池，两个电解池的关系为串联。电解一段时间后，A极比C极重
15、。故A极上必有Ag析出，由于Ag在A极上获得电子发生了还原反应，故A极为电解池的阴极，在电解池中阴极与外接直流电源的负极相连，故E极为负极，F极为正极。根据电解池甲、乙的串联关系，可进一步得出A、B、C、D依次为阴极、阳极、阴极、阳极。电极反应依次为：A极：4Ag4e=4Ag，B极：4OH4e=2H2OO2，C极：2Cu24e=2Cu，D极：4Cl4e=2Cl2，由于串联时各电极上流过的电量是相同的，假设电路中均通过4 mol电子，则A极上生成4 mol Ag，B极上生成1 mol O2，C极上生成2 mol Cu，D极上生成2 mol Cl2，这样便可得出一个关系式：4e4AgO22Cu2C
16、l2，A极比C极重4 mol108 gmol12 mol64 gmol1304 g，根据A极比C极重1.9 g，可列出比例式求出反应生成的Ag和Cu的物质的量：n(Ag)4 mol0.025 mol，n (Cu)0.012 5 mol，n(O2)0.006 25 mol，n(Cl2)0.012 5 mol。电解时甲池随着B极附近水电离产生的OH的不断消耗，H的物质的量逐渐增大，所以滴入石蕊试液后B极附近变红，而A极上Ag不断得到电子析出Ag，故在甲烧杯中最终得到HNO3溶液。答案：(1)负正(2)Age=Ag0.025(3)4OH4e=2H2OO2140(4)Cu22e=Cu0.012 5(5)2Cl2e=Cl2280(6)BHNO3