1、课时作业(二十四)电解池金属的电化学腐蚀与防护1关于右图电化学装置中的电极名称、材料及反应均可能正确的是()A阴极(Cu片)：2Cl2e=Cl2B正极(石墨棒)：Fe3 e=Fe2C阳极(Cu片)：4OH4e=2H2OO2D负极(Fe钉)：Fe3e=Fe3答案：B解析：A.若开关与电源相连，该装置是电解池，Cu作阴极，电解质溶液为氯化钠溶液，则在阴极发生反应的是阳离子，不是阴离子，错误；B.若开关与导线相连，则该装置是原电池，正极发生还原反应，电解质为氯化铁溶液，所以正极是铁离子得电子生成亚铁离子，正确；C.若开关与电源相连，该装置是电解池，若Cu作阳极，则阳极是Cu发生氧化反应，失去电子生成
2、Cu2，错误；D.若该装置是原电池，负极是Fe，则Fe失去2个电子生成Fe2，错误。2下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是()A钢管与电源正极连接，钢管可被保护B铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀C钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀D钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe3e=Fe3答案：B解析： A中钢管与电源正极连接，成为电解池的阳极而溶解，加速了钢管的腐蚀，A错误；铁遇冷浓硝酸表面钝化，形成了一层致密的氧化物保护膜，可保护内部不被腐蚀，B正确；钢管与铜管露天堆放在一起，潮湿的空气作为电解质溶液，铜管为正极、钢管为负极发生电化学腐蚀，加速了钢管的腐蚀，C错误；钢铁发生析氢腐蚀时，负
3、极反应式是Fe2e=Fe2，D错误。3下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是()AHCl、CuCl2、Ba(OH)2 BNaOH、CuSO4、H2SO4CNaOH、H2SO4、Ba(OH)2 DNaBr、H2SO4、Ba(OH)2答案：C解析：考查基本电解原理。电解时只生成氧气和氢气，则电解质所含阳离子在金属活动顺序表中位于铜之前，阴离子不是简单离子。4烧杯A中盛放0.1 mol/L的H2SO4溶液，烧杯B中盛放0.1 mol/L的CuCl2溶液(两种溶液均足量)，组成的装置如图所示。下列说法不正确的是()AA为原电池，B为电解池BA为电解池，B为原电池C当A烧杯中产生0.1 m
4、ol气体时，B烧杯中产生气体的物质的量也为0.1 molD经过一段时间，B烧杯中溶液的pH增大答案：B解析：构成A装置的是活泼性不同的两电极，两电极均浸在电解质溶液中，两极形成了闭合回路，所以A装置为原电池装置，且A装置为B装置提供电能。A装置中的电极反应式：正极：2H2e=H2，负极：Fe2e=Fe2。B装置中的电极反应式：阴极：Cu22e=Cu，阳极：2Cl2e=Cl2。装置B是电解氯化铜溶液，铜离子浓度减小，水解程度减小，溶液的pH增大。5图中X为电源，Y为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。下列判断正确的是()A滤纸上c点附
5、近会变红色BCu电极质量减小，Pt电极质量增大CZ中溶液的pH先减小，后增大D溶液中的SO向Cu电极定向移动答案：A解析：紫红色斑即MnO向d端扩散，根据阴离子向阳极移动的原理，可知d端为阳极，即b为正极，a为负极，c为阴极，NaCl溶液中H放电，产生OH，c点附近会变红色，A正确；电解硫酸铜溶液时，Pt为阳极，溶液中的OH放电：4OH4e=O22H2O，Cu为阴极，溶液中的Cu2得电子，生成铜，总反应式为2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，Pt电极附近生成H，则SO向Pt电极移动，B、D不正确。随着电解的进行，Z中溶液变为硫酸溶液，继续电解则为电解水，硫酸浓度增大，pH减小，C不正确
6、。6(2015浙江高考)在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2OCO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如下图所示。下列说法不正确的是()AX是电源的负极B阴极的电极反应式是H2O2e=H2O2、CO22e=COO2C总反应可表示为H2OCO2 H2COO2D阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是11答案：D解析： A项，根据图示，X极产物为H2和CO，是H2O与CO2的还原产物，可判断在X极上发生还原反应，由此判断X为电源的负极，A项正确；B项，根据题意，电解质为固体金属氧化物，可以传导O2，故在阴极上发生的反应为H2O2e=H2O2，CO22e=COO2，B项正确；C项
7、，根据电极产物及B项发生的电极反应可知，该反应的总反应方程式为H2OCO2H2COO2，C项正确；D项，根据C项的电解总反应方程式，阴、阳两极的气体的物质的量之比为21，D项错误。7(2016泰安模拟)1 L某溶液中含有的离子如下表：离子Cu2Al3NOCl物质的量浓度(mol/L)11a1用惰性电极电解该溶液，当电路中有3 mol e通过时(忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)，下列说法正确的是()A电解后溶液呈酸性 Ba3C阳极生成1.5 mol Cl2 D阴极析出的金属是铜与铝答案：A解析： 1 mol Cu2放电的过程中，另一极Cl和OH各放电1 mol，故溶液显酸性
8、，A正确；根据电荷守恒可推知a4，B不正确；Cl的物质的量为1 mol，阳极不会产生1.5 mol Cl2，C不正确；铝较活泼，在溶液中Al3不会放电，D不正确。8若用图示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中所列各项对应关系均正确的一组是()选项电源X极实验前U形管中液体混合溶液通电后现象或结论A正极Na2SO4溶液U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色B正极AgNO3溶液b管中电极反应式是4OH4e=2H2OO2C负极KCl和CuCl2相同条件下，a、b两管中产生的气体总体积可能相等D负极Fe(OH)3b管中液体颜色加深答案：C解析： A项电解Na2SO4溶液，a为阳极，
9、OH失电子破坏水的电离平衡，阳极周围呈酸性，不会使酚酞变红；B项电解硝酸银溶液，a为阳极，电极反应式为：4OH4e=2H2OO2，B项错误；C项电解KCl和CuCl2的混合溶液，先电解CuCl2，再电解KCl，随着反应的进行，继续电解则为电解水，阳极依次生成Cl2、O2，阴极依次生成Cu和H2，两极产生气体的总体积可能相等，C项正确；D项为电泳，Fe(OH)3胶粒带正电，向阴极移动，a管颜色加深。9.(2016陕西二模)用惰性电极电解一定浓度的CuSO4溶液时，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后，恰好恢复到电解前的浓度和pH(不考虑二氧化碳的溶解)。则电
10、解过程中转移的电子的物质的量为()A0.4 molB0.5 mol C0.6 molD0.8 mol答案：C解析：用惰性电极电解一定浓度的CuSO4溶液时，如果硫酸铜没有消耗完或恰好消耗完，这时向电解液中加入氧化铜或碳酸铜就可以恢复到电解前的浓度和pH，而题中加入的是Cu2(OH)2CO3，说明CuSO4消耗完，并且又电解了一部分水。则电解的硫酸铜的物质的量为0.2 mol，电解的水的物质的量为0.1 mol，转移的电子的物质的量为0.2 mol20.1 mol20.6 mol。10(2015重庆高考)我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值，但出土的青铜器因受到环境腐蚀，故对其进行
11、修复和防护具有重要意义。(1)采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。如将糊状Ag2O涂在被腐蚀部位，Ag2O与有害组分CuCl发生复分解反应，该化学方程式为_。(2)如图为青铜器在潮湿环境中发生的电化学腐蚀的示意图。腐蚀过程中，负极是_。(填图中字母“a”“b”或“c”)环境中的Cl扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔铜锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为_；若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为_L(标准状况)。答案：(1)Ag2O 2CuCl=2AgClCu2O(2) c2Cu23OHCl=Cu2(OH)3Cl0.448解析：(1)复分解反
12、应为相互交换成分的反应，因此该反应的化学方程式为Ag2O2CuCl=2AgClCu2O。(2)负极发生失电子的反应，铜作负极失电子，因此负极为c。负极反应：Cu2e=Cu2，正极反应：O22H2O4e=4OH。正极产物为OH，负极产物为Cu2，两者与Cl反应生成Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为2Cu23OHCl=Cu2(OH)3Cl。4.29 g Cu2(OH)3Cl的物质的量为0.02 mol，由Cu元素守恒知，发生电化学腐蚀失电子的Cu单质的物质的量为0.04 mol，失去电子0.08 mol，根据电子守恒可得，消耗O2的物质的量为0.02 mol，所以理论上消耗氧气的体积为0.448
13、 L(标准状况)。11.(1)电镀时，镀件与电源的_极连接。(2)电镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉淀在镀件表面形成的镀层。若用铜盐进行化学镀铜，应选用_(填“氧化剂”或“还原剂”)与之反应。.粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板是图中电极_(填图中的字母)；在电极d上发生的电极反应为_；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为_。.以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是_。a电能全部转化为化学能b粗铜接电源正极，发生氧化反应c溶液中Cu2向阳极移动d利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金
14、属答案：.(1)负(2)还原剂. cCu22e=CuAu、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方，Fe以Fe2的形式进入电解质溶液中.b、d解析：.(1)电镀池中，镀件就是待镀金属，作阴极，与电源的负极相连；镀层金属为阳极，与电源正极相连。(2)要把铜从铜盐中置换出来，比如用铁就可以，铁是作还原剂的，所以应加入还原剂。.粗铜的电解精炼时，粗铜作阳极与电源正极相连，所以粗铜板是图中电极c，d是阴极，发生的反应是Cu22e=Cu，Au、Ag不如铜活泼，以单质的形式沉积在c(阳极)下方，Fe比铜活泼，以Fe2的形式进入电解质溶液中。.粗铜的电解精炼时，电能不可能全部转化为化学能，a错误；粗铜作阳极与电
15、源正极相连，发生氧化反应，b正确；溶液中Cu2向阴极移动，c错误；不活泼金属Ag、Pt、Au等金属在阳极沉积，可以回收，d正确。12如右图装置所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。请回答：(1)B极是电源的_，一段时间后，甲中溶液颜色_，丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这表明_，在电场作用下向Y极移动。(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为_。(3)现用丙装置给铜件镀银，则H应是_(填“镀层金属”或“镀
16、件”)，电镀液是_溶液。当乙中溶液的pH是13时(此时乙溶液体积为500 mL)，丙中镀件上析出银的质量为_，甲中溶液的pH_(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)若将C电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生的总反应的离子方程式为_。答案：(1)负极逐渐变浅氢氧化铁胶粒带正电荷(2)1222(3)镀件AgNO3(合理即可)5.4 g变小(4)FeCu2CuFe2解析：(1)由装置图知，直流电源与各电解池串联；由“F极附近呈红色”知，F极为阴极，则E极为阳极、D极为阴极、C极为阳极、G极为阳极、H极为阴极、X极为阳极、Y极为阴极、A极为正极、B极为负极。甲装置是用惰性电极电解CuSO4溶液，由
17、于Cu2放电，导致c(Cu2)降低，溶液颜色逐渐变浅；丁装置是胶体的电泳实验，由于X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，说明氢氧化铁胶粒带正电荷。(2)当甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，C、D、E、F电极的产物分别为O2、Cu、Cl2、H2，根据各电极转移电子数相同，则对应单质的物质的量之比为1222。(3)给铜件镀银，根据电镀原理，铜件作阴极，银作阳极，电镀液是可溶性银盐。当乙中溶液的pH是13时，则乙中n(OH)0.1 mol/L0.5 L0.05 mol，即各电极转移电子0.05 mol，所以丙中析出银0.05 mol；甲装置中由于电解产生H，导致溶液的酸性增强，pH变小。(4)若将C电极换为铁，则铁作阳极发生反应：Fe2e=Fe2，D极发生：Cu22e=Cu，则总反应的离子方程式为FeCu2CuFe2。