1、课时作业(十九)(时间：45分钟满分：100分)一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分)1我国第五套人民币中的一元硬币材料为钢芯镀镍，依据你所掌握的电镀原理，你认为在硬币制作时，钢芯应作()A阴极B阳极C正极D负极答案：A2(2013届山西省高三四校联考)下列图示中关于铜电极的连接错误的是()解析：电镀时镀层金属作阳极，镀件做阴极，故选项C错误。答案：C3下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是()A纯银器表面在空气中因发生电化学腐蚀渐渐变暗B当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用C在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法D可将地下输油钢管与外加直流
2、电源的正极相连以保护它不受腐蚀答案：C4(2012年烟台市期末)图中X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板的质量增加，b极板上有无色无味的气体产生。下列符合此现象的是()a极板b极板Y电极c溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D石墨石墨负极CuCl2解析：a极板的质量增加，说明a极为电解池的阴极，则b极为阳极，X、Y分别是直流电源的正极、负极，排除C项；B项，a极板的质量不变；D项，b极板上生成的气体为氯气，不符合题意。答案：A5pHa的某电解质溶液中，插入两支惰性电极，通直流电一段时间后，溶液的pHa，则电解质可能是()ANaOHBH2SO4CAgNO3
3、DNa2SO4答案：A6(2013年蚌埠市高三质检)高铁酸盐在能源、环境保护等有着广泛的用途，可以用电解法制高铁酸盐(已知高铁酸盐在酸性条件下不稳定)，总反应式为Fe2H2O2OH3H2FeO。下列说法正确的是()A铁为阳极，H2SO4为电解液B铁为阴极，浓NaOH为电解液C阳极发生的电极反应为Fe8OH6e=4H2OFeOD铁失去3 mol电子可以在阴极得到33.6 L氢气解析：由反应式知铁为阳极，浓NaOH为电解液，故A项错误，B项错误；铁失去3 mol电子可以在阴极得到1.5 mol氢气，标准状况下为33.6 L，C项正确，D项错误。答案：C7.铝及铝合金经过阳极氧化，铝表面能生成几十微
4、米厚的氧化铝膜。某研究性学习小组模拟工业法对铝片表面进行氧化处理。分别以铅片、铝片为电极，以硫酸为电解液，按照如图所示连接电解装置，电解40 min后取出铝片，用水冲洗，放在水蒸气中封闭处理2030 min，即可得到更加致密的氧化膜。下列有关说法正确的是()A电解时电子流向：电源负极导线铝极，铅极导线电源正极B在电解过程中，H向阳极移动，SO向阴极移动C在电解过程中 ，阳极周围溶液的pH下降D电解的总反应方程式：2Al6H2Al33H2解析：从装置示意图分析，铝片为阳极，铅片为阴极，所以电解时电子的流向：电源负极导线铅极，铝极导线电源正极，A错；电解过程中，阳离子向阴极移动，阴离子则向阳极移动
5、，B错；根据题意，电解的总反应方程式：2Al3H2OAl2O33H2，阳极的电极反应式：2Al3H2O6e=Al2O36H，阳极周围溶液的pH下降，C对，D错。答案：C8用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。则电解过程中转移的电子数为()A0.1 molB0.2 molC0.3 molD0.4 mol解析：电解硫酸铜溶液的反应方程式为：2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2。从上述方程式可以看出，电解硫酸铜溶液过程中，只析出铜和释放出氧气，因此，电解前后溶液中只有铜和氧的改变，电解后加入CuO就可
6、以使溶液恢复原来状态。但本题提示加入Cu(OH)2后溶液恢复原来状态，说明电解过程中有水被电解(因为硫酸铜被电解完全)。0.1 mol Cu(OH)2可以看作是0.1 mol的CuO和0.1 mol H2O，因此电解过程中另有0.1 mol的水被电解。答案：D9(2013年内江、广安市二模)推销净水器的商人用自来水做电解实验，一段时间后两极间产生绿色沉淀，并很快变成红褐色，然后用净水器净化后的水做电解实验，两极上只有气体产生，水中并无沉淀，用以证明自来水很“脏”。人们将自来水送检，却是合格的，下列有关说法合理的是()A商人电解自来水时，用石墨作阳极；电解净化水时，用铁作阳极B电解自来水时，阴极
7、反应式：O22H2O4e=4OHC电解净化水时，a、b两极的pH变化如图2所示D电解自来水实验中，若阴极产生气体为3.36 L(标况)，则阳极质量减小5.6 g解析：商人电解自来水时，用铁作阳极，铁失电子成为Fe2，在阴极，水中的H得电子成为氢气，破坏了水的电离平衡生成了OH，Fe2与OH生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁很快被氧化为氢氧化铁，故两极间产生绿色沉淀，并很快变成红褐色。商人电解净化水时，用石墨作阳极，阳极(b极)电极反应为4OH4e=2H2OO2，阳极区c(H)增大，pH降低，阴极(a极)电极反应为2H2e=H2，阴极区c(OH)增大，pH升高，故两极上只有气体产生，水中并无沉淀。故A、
8、B项错误，C项正确；电解自来水实验中，若阴极产生气体(H2)为3.36 L(标况)，则转移的电子的物质的量为20.3 mol，阳极铁失电子成为Fe2，质量减小56 g/mol8.4 g，D项错误。答案：C10关于下列各装置图的叙述中，不正确的是()A用装置精炼铜，则a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液B装置的总反应式是Cu2Fe3=Cu22Fe2C装置中钢闸门应与外接电源的负极相连D装置中的铁钉几乎没被腐蚀解析：A项，a为阳极，精炼铜时粗铜作阳极，对；B项，Fe为负极，反应式为Fe2e=Fe2，Cu为正极，反应式为Fe3e=Fe2，总反应式为Fe2Fe3=3Fe2，错；C项，钢闸门作电解装置
9、的阴极受到保护，对；D项，在图示环境中，铁钉处于干燥的环境下，不易被腐蚀，对。答案：B11(2013届安徽省东至县高三一模)下图所示装置中，已知电子由b极沿导线流向锌。下列判断正确的是()A该装置中Cu极为阴极 B一段时间后锌片质量减少Cb极反应的电极反应式为：H22e2OH=2H2OD当铜极的质量变化为32 g时，a极上消耗的O2的体积为5.6 L解析：根据题意：电子由b极沿导线流向锌推知，b极为原电池的负极，a极为原电池的正极，Zn极为电解池的阴极，Cu极为电解池的阳极，选项A、B均错误。选项D状态未知无法计算。答案：C121 L由K2SO4和CuSO4组成的混合溶液中c(SO)为2 mo
10、l L1，用石墨作电极电解此溶液，通电一段时间后，两极均收集到22.4 L(标准状况下)气体。则原溶液中c(K)为()A0.5 molL1Bl molL1C1.5 molL1 D2 molL1解析：阳极的电极反应式为4OH4e=O22H2O，阴极的电极反应式为Cu22e=Cu和2H2e=H2，两极均产生1 mol气体时，阴、阳两极均转移4 mol电子，则n(Cu2)1 mol，n(K)2 mol，c(K)2 molL1，故D项正确。答案：D二、非选择题(本题包括4小题，共52分)13(10分)钢铁工业是国家工业的基础，请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。(1)生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生
11、锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式_。(2)下列哪些装置可防止铁棒被腐蚀_。(3)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如图：A电极对应的金属是_(写元素名称)，B电极的电极反应式是_。若电镀前A、B两金属片质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12 g，则电镀时电路中通过的电子为_mol。镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因_。解析：(1)铁锈的主要成分为氧化铁的水合物，与盐酸反应后生成了三价铁离子，而后铁与三价铁离子会化合生成亚铁离子。(2)B中锌比铁活动性强，为牺牲阳极的阴极保护法，D为外加电
12、流的阴极保护法。A、C均易使铁棒腐蚀。(3)为在铁表面镀铜需将铁作阴极、铜作阳极，当析出1 mol铜时两电极的质量差为6464128(g)，转移2 mol电子，当质量差为5.12 g时，电路中通过的电子为0.08 mol；镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，因为镀铜铁的镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀。答案：(1)2FeCl3Fe=3FeCl2(2)B、D(3)铜Cu22e=Cu0.08铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀(其他答案合理也可)14(12分)(2012年长春市调研测试)肼(N2H4)又称联氨，是一种可燃性的液体，可用
13、作火箭燃料。(1)肼的结构式为_。(2)右图是一个电化学过程示意图。铂片上发生的电极反应是_。假设使用肼空气燃料电池作为本过程中的电源，铜片的质量变化128 g，则肼空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气_L(假设空气中氧气体积含量为20%)。(3)肼空气燃料电池是一种碱性燃料电池，生成无污染的物质。电解质溶液是20%30%的KOH溶液。肼空气燃料电池放电时，负极的电极反应式是_。解析：本题以联氨为背景考查了原电池及电解池，化学电源的相关知识。根据电解原理的电极反应特点写出铂极上的电极反应式，并结合质量变化进行相关计算，根据已知化学电源的书写方法，运用知识迁移的方法写出肼的负极反应式。(1)根
14、据N、H的原子结构特点，可以推断出肼的结构式。(2)铂片与电源负极相连，为阴极，在阴极发生还原反应：Cu22e=Cu。根据该装置中各电极上通过的电量相等，则电池正极上氧气得电子总数与电解池阳极上Cu失电子总数相等，故4n(O2)2n(Cu)，则n(O2)1(mol)，则消耗标准状况下空气的体积为522.4 L112 L。(3)负极为肼放电，且电解质KOH参与反应，电极反应为N2H44e4OH=N24H2O。答案：(1) (2)Cu22e=Cu112(3)N2H44e4OH=N24H2O15(14分)一种处理废铅蓄电池的主要工艺流程如下：(1)铅蓄电池中的两个电极分别为Pb和PbO2，放电时Pb
15、O2为电池的_(填“正”或“负”)极。(2)下列对聚丙烯、硬橡胶等处理方法正确的是_(填序号)。A直接填埋 B露天焚烧C粉碎还田 D回收再生(3)湿法溶解时，加入酸化过的FeSO4溶液将PbO2还原为PbSO4，该反应的离子方程式为_。(4)湿法溶解时，加入石灰可以除去的杂质离子是_(填序号)。AFe3 BSO(5)电解硫酸钠溶液的装置如图所示，图中阳极产生的气体B为_(填分子式)；阴极的电极反应式为_。解析：(1)铅蓄电池放电时，Pb为负极，PbO2为正极。(2)聚丙烯、硬橡胶等有机物可回收再利用。(3)PbSO4为沉淀，写离子方程式时不能拆开，根据电子守恒配平。(4)石灰中的Ca2可以结合
16、SO 生成微溶物CaSO4，OH可以和Fe3反应生成沉淀。(5)由图可知，阳极产生的气体B为O2，阴极为H放电。答案：(1)正(2)D(3)PbO22Fe24HSO=PbSO42Fe32H2O(4)AB(5)O22H2e=H216(16分)如下图所示，某同学设计一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。根据要求回答相关问题：(1)通入氧气的电极为_(填“正极”或“负极”)，写出负极的电极反应式_。(2)铁电极为_(填“阳极”或“阴极”)，石墨电极(C)的电极反应式为_。(3)反应一段时间后，乙装置中生成氢氧化钠主要在_(填“铁极”或“石墨极”)区，简述理由是
17、_。 (4)如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中阳极上电极反应式为_，反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将_(填“增大”“减小”或“不变”)。(5)若在标准状况下，有2.24 L氧气参加反应，则乙装置中铁电极上生成的气体的分子数为_；丙装置中阴极析出铜的质量为_。解析：甲装置中甲醚(CH3OCH3)与氧气反应，甲醚被氧化，氧气被还原，故在正极通入氧气，在负极通入甲醚。甲醚在碱溶液中最终生成CO和H2O。乙装置中铁极与负极相连，铁极为阴极，石墨(C)极为阳极；丙装置中粗铜为阳极，与甲的正极相连，精铜为阴极。由于粗铜中含有锌等比铜活泼的金属，Zn2得电子能力比Cu2弱，根据电子守恒，阳极铜、锌失去电子总
18、数等于阴极上析出的铜得电子总数，故硫酸铜溶液浓度会降低。n(O2)0.1 mol，O24e2H2O=4OH，n(e)0.4 mol，乙装置中， 铁极为阴极，2H2O2e=H22OH，根据电子守恒知，n(H2)0.2 mol，丙装置中阴极：Cu22e=Cu，由电子守恒知，m(Cu)0.2 mol64 g/mol12.8 g。答案：(1)正极CH3OCH312e16OH=2CO11H2O(2)阴极2Cl2e=Cl2(3)铁极石墨(C)极为阳极，氯离子发生氧化反应，铁极为阴极，H反应，OH过量，由于阳离子交换膜只允许钠离子向阴极区移动，故氢氧化钠主要在阴极区生成 (4)Zn2e=Zn2、Cu2e=Cu2减小(5)0.26.02102312.8 g
