1、课时作业(二十)电解池金属的电化学腐蚀与防护一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分)1(2013陕西宝鸡质检)下列过程需要通电才能进行的是()电离电解电镀电泳电化学腐蚀ABC D全部2某同学为了使反应2HCl2Ag=2AgClH2能进行，设计了如图所示的四个实验，你认为可行的方案是()3金属铜是人们最早使用的金属之一，下列关于铜电极的叙述不正确的是()A在铜锌原电池中是正极B用电解法精炼粗铜时，粗铜做阳极C在镀件上镀铜时，可用金属铜做阳极D电解水制H2、O2时，铜做阳极4(2013河北石家庄质检)相同材质的铁在下列情形下最不易被腐蚀的是()5现将氯化铝溶液蒸干灼烧并熔融后用铂电极进
2、行电解，下列有关电极产物的判断正确的是()A阴极产物是氢气 B阳极产物是氧气C阴极产物是铝和氧气 D阳极产物只有氯气6下列各装置中，在铜电极上不能产生气泡的是()7(2013江苏东海质检)用下列装置能达到预期目的的是()A甲图装置可用于电解精炼铝B乙图装置可得到持续、稳定的电流C丙图装置可达到保护钢闸门的目的D丁图装置可达到保护钢闸门的目的8如下图所示，X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色、无味气体放出。符合这一情况的是附表中的()a极板b极板X电极Z溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨正极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl29.某同学用下图所示装
3、置进行铜的电解精炼实验(粗铜中有锌、铁、镍、银等杂质，部分导线未画出)，下列说法正确的是()Aa应与c相连接，b应与d相连接B电解一段时间，b与d两极析出物质的物质的量相等C电解一段时间，b极附近溶液的pH降低D电解过程中，Y装置中Cu2的浓度始终不变10(2013山东济南质检)关于如图所示各装置的叙述中，正确的是()A装置是原电池，总反应是：Cu2Fe3=Cu22Fe2B装置中，铁作负极，电极反应式为：Fe3e=Fe2C装置通电一段时间后石墨电极附近溶液红褐色加深D若用装置精炼铜，则d极为粗铜，c极为纯铜，电解质溶液为CuSO4溶液11(2013河南开封质检)模拟铁的电化学防护的实验装置如右
4、图所示，下列说法错误的是()A若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀B若X为锌棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为2H2e=H2C若X为锌棒，开关K置于A处或B处均可减缓铁的腐蚀D若X为碳棒，开关K置于A处时，铁电极上发生的反应为2H2e=H212(2013江苏南京质检)甲图为一种新型污水处理装置，该装置可利用一种微生物将有机废水的化学能直接转化为电能。乙图是一种家用环保型消毒液发生器，用惰性电极电解饱和食盐水。下列说法中不正确的是()A装置乙的a极要与装置甲的X极连接B装置乙中b极的电极反应式为2Cl2e=Cl2C若有机废水中主要含有葡萄糖，则装置甲中M极发生的电极反应为C6H12O
5、66H2O24e=6CO224HDN电极发生还原反应，当N电极消耗5.6 L(标况下)气体时，则有2NA个H通过离子交换膜二、非选择题(本题包括4小题，共52分)13(9分)从H、Cu2、Na、SO、Cl五种离子中两两恰当地组成电解质，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_。14(12分)(1)某同学用碳棒、铜棒和稀硫酸为原材料，实现了在通常条件下不能发生的反应：CuH2SO4(稀)=CuSO4H2。
6、请在下边方框内画出能够实现这一反应的实验装置图。(2)某同学在做铜与稀硫酸的上述反应实验时，看到碳棒和铜棒上都有气泡产生，但铜棒却没有被腐蚀。请你分析其原因_；此时的电池反应为_。15(15分)(2013安徽合肥质检)第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车辆。汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低汽油的消耗；在刹车或下坡时，电池处于充电状态。(1)混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属(以M表示)为负极，碱液(主要为KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理示意如图，其总反应式为H22NiOOH2Ni(OH)2。根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速
7、时，乙电极周围溶液的pH_(填“增大”“减小”或“不变”)，该电极的电极反应式为_。(2)Cu2O是一种半导体材料，可通过如图所示的电解装置制取，电解总反应式为2CuH2OCu2OH2，阴极的电极反应式是_。用镍氢电池作为电源进行电解，当电池中有1 mol H2被消耗时，Cu2O的理论产量为_g。(3)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的_腐蚀。为防止这种腐蚀，通常把船体与浸在海水里的Zn块相连，或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的_极(填“正”或“负”)相连。16(16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。现将一生锈的铁片放入
8、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为_。(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。装置示意图如右图：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_。课时作业(二十)1C电离是电解质在水溶液中或熔融状态下离解成阴、阳离子的过程，不需要通电；电化学腐蚀属于原电池反应，是化学能转变为电能的过程，故C项正确。2 C3D在铜锌原电池中，
9、Zn活泼性大于铜，铜是正极，A对。电解精炼铜时，粗铜作电解池的阳极，B对。电镀时，应用镀层金属作阳极，C对。铜是活性电极，作阳极时，Cu2e=Cu2，溶液中阴离子无法放电，故电解水制H2、O2时，应用惰性电极。4CA、D均可由Fe、Cu构成原电池而加速铁的腐蚀，在B中，食盐水提供电解质溶液环境，炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池形成的条件，铁是活泼金属作负极，碳作正极，C中铜镀层把铁完全覆盖，构不成原电池而不被腐蚀。5B将氯化铝溶液蒸干灼烧得到Al2O3，电解熔融的Al2O3，阳极为O2放电，阳极产物为氧气；阴极为Al3放电，阴极产物为Al。6B装置A和C中无外接电源，且符合构成原电池的条件，
10、是原电池装置，铜作正极，放出H2。装置B是电解池装置，铜作阳极，失去电子逐渐溶解，无气体生成。装置D也是电解池装置，铜作阴极，阴极H得到电子生成H2。7DAlCl3溶液中存在Al3、H，通电时后者先得电子，故阴极得到的不是铝，而是氢气，A不能达到目的；B中的这种原电池中，电流会迅速衰减，乙装置不能达到目的；丙装置是牺牲阳极的阴极保护法，其中阳极材料要为活泼的金属，故不能达到预期目的。8A由题意知，通电后a极板质量增加，说明有金属析出，由此可知，a极为电解池的阴极，则X为电源负极，B、C均不符合；又b极放出的是无色无味的气体，可淘汰D。9Ba为负极，应与纯铜即与d极相连，b为正极，应与粗铜即与c
11、极相连，A错误。b极析出H2，而d极析出Cu，B正确。b极附近溶液的pH升高，C错误。电解过程中，d极析出Cu，c极溶解的不仅有Cu，还有各种金属杂质，因而Y装置中Cu2的浓度是减小的，D错误。10CA项Fe比Cu活泼，总反应为Fe2Fe3=3Fe2；B项Fe为负极，发生的电极反应为Fe2e=Fe2；C项电泳时，Fe(OH)3胶粒带正电移向石墨电极；D项根据电流方向，c极为粗铜，d极为纯铜。11B开关K置于A处时，铁棒接电源的负极，受到保护，可减缓铁的腐蚀，A项正确；开关K置于B处时，锌棒、铁棒和食盐水形成原电池，溶液呈中性，铁电极上的反应式为O24e2H2O=4OH，B项错误；若X为锌棒，开
12、关K置于A处时，铁棒接电源的负极，受到保护，开关K置于B处时，锌的活泼性比铁的强，锌失去电子作负极，保护铁棒，C项正确；若X为碳棒，开关K置于A处时，H在阴极上得电子形成H2，D项正确。12D由图甲分析得出M(或X)为负极，N(或Y)为正极，由图乙分析得出a为阴极，b为阳极。乙的a极要与甲的X极相连接，A项正确；乙的b极为阳极，氯离子放电，B项正确；因图甲中传递的是质子，葡萄糖在M极放电，故电极反应式为C6H12O66H2O24e=6CO224H，C项正确；氧气在N电极得到电子，电极反应式为O24H4e=2H2O，故消耗5.6 L氧气时，转移1 mol电子，即有NA个H通过离子交换膜，D项错误
13、。13解析：(1)电解电解质型，水不参与反应，可以是无氧酸或较不活泼金属的无氧酸盐，如HCl、CuCl2。(2)电解水型，电解质不参与反应，只起增强溶液导电性作用，可以是含氧酸，活泼金属的含氧酸盐或强碱，如H2SO4、Na2SO4。(3)电解质和水均参与反应，可以是较不活泼金属的含氧酸盐或活泼金属的无氧酸盐，如CuSO4、NaCl。答案：(1)HCl、CuCl2(2)H2SO4、Na2SO4(3)CuSO4、NaCl14解析：(1)由于铜的活泼性弱于氢，故通常条件下反应CuH2SO4(稀)=CuSO4H2不能发生，但若设计成电解池，Cu作阳极，碳棒作阴极，则可实现上述反应。(2)若将上述装置的
14、电源接反，亦即碳棒为阳极，铜棒作阴极，则实际为电解水，两极均有气泡产生。答案：(1)(2)将上述装置中的电源接反铜棒(阴极)：4H4e=2H2碳棒(阳极)：4OH4e=2H2OO215解析：(1)混合动力车上坡或加速时需要动力，故反应为原电池放电反应，即乙电极为正极，发生反应NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH，故乙电极周围溶液的pH增大。(2)电解池的阴极发生还原反应，即2H2e=H2。当电池中有1 mol H2被消耗时有2 mol电子转移，根据电子守恒可知Cu2O的理论产量为144 g。(3)钢铁船体在海水中发生吸氧腐蚀，可利用牺牲阳极保护法或外加电源阴极保护法防止其被腐蚀。答案：(1)
15、增大NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH(2)2H2e=H2144(3)吸氧负16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)