1、课时作业(二十四)电解池金属的电化学腐蚀与防护1下列说法错误的是()A铁管镀锌层局部破损后，铁管仍不易生锈B铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性C钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀D若在海轮外壳上附着一些铜块，则可减缓海轮外壳的腐蚀答案D2下列各组中，每种电解质溶液用惰性电极电解时只生成氢气和氧气的一组是()AHCl、CuCl2、Ba(OH)2BNaOH、CuSO4、H2SO4CNaOH、H2SO4、Ba(OH)2DNaBr、H2SO4、Ba(OH)2答案C3(2019山西孝义模拟)深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌作用下，能被硫酸根离子腐蚀，其电化学腐蚀原理如图所示。下列说法正
2、确的是()A铁管道发生的是吸氧腐蚀B输送暖气的管道也易发生此类腐蚀C这种情况下，土壤的pH增大D管道上刷富铜油漆可以延缓管道的腐蚀C由图可知，负极反应为Fe2eFe2，正极反应为SO5H2O8e=HS9OH。A.铁道管的腐蚀过程中，氧气并未参与反应，所以不是吸氧腐蚀，故A错误；B.硫酸盐还原菌是蛋白质，在高温下易变性，失去催化效率，则输送暖气的管道不易发生此类腐蚀，故B错误；C.由正负极的电极反应可知，铁道管腐蚀过程中，OH浓度增大，土壤pH增大，故C正确；D.管道上刷富铜油漆，形成CuFe原电池，Fe作为负极，可以加快管道的腐蚀， 故D错误。4电解法精炼含有Fe、Zn、Ag等杂质的粗铜。下列
3、叙述正确的是()A电解时以硫酸铜溶液作电解液，精铜作阳极B粗铜与电源负极相连，发生氧化反应C阴极上发生的反应是Cu22e=CuD电解后Fe、Zn、Ag等杂质会沉积在电解槽底部形成阳极泥答案C5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(方括号内的物质)，能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是()AAgNO3AgNO3BNaOHH2OCKClKClDCuSO4Cu(OH)2BA项：4AgNO32H2O4AgO24HNO3，脱离反应体系的物质是4AgO2，相当于2Ag2O，加入适量Ag2O才能复原(加入AgNO3，会使NO的量增加)；B项：2H2O2H2O2，脱离反应体系的是2H2O2，
4、相当于2H2O，加入适量水可以复原；C项：2KCl2H2O2KOHH2Cl2，脱离反应体系的是H2Cl2，相当于2HCl，通入适量HCl气体才能复原(加入盐酸时，同时也增加了水)；D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(2019山东临沂一模)Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理论设计的制取Cu2O的电解池示意图如下，电解总反应为2CuH2OCu2OH2。下列说法正确的是()A石墨电极上产生氢气B铜电极发生还原反应C铜电极接直流电源的负极D当有0.1 mol电子转移时，有0.1 mol Cu2O生成A由电解总反
5、应可知，Cu参加了反应，所以Cu作电解池的阳极，发生氧化反应，B选项错误；石墨作阴极，电极反应为2H2e=H2，A选项正确；阳极与电源的正极相连，C选项错误；阳极反应为2Cu2OH2e=Cu2OH2O，当有0.1 mol电子转移时，有0.05 mol Cu2O生成，D选项错误。7(2019北京东城区月考)利用如下实验探究铁钉在不同溶液中的吸氧腐蚀。实验装置实验编号浸泡液pH氧气浓度随时间的变化1.0 mol/LNH4Cl50.5 mol/L(NH4)2SO451.0 mol/LNaCl70.5 mol/LNa2SO47下列说法不正确的是()A上述正极反应均为O24e2H2O4OHB在不同溶液中
6、，Cl是影响吸氧腐蚀速率的主要因素C向实验中加入少量(NH4)2SO4固体，吸氧腐蚀速率加快D在300 min内，铁钉的平均吸氧腐蚀速率酸性溶液大于中性溶液答案B8(2019北京朝阳区模拟)高铁酸钠(Na2FeO4)是具有紫色光泽的粉末，是一种高效绿色强氧化剂，碱性条件下稳定，可用于废水和生活用水的处理。实验室以石墨和铁钉为电极，以不同浓度的NaOH溶液为电解质溶液，控制一定电压电解制备高铁酸钠，电解装置和现象如下表。下列说法不正确的是()c (NaOH)阴极现象阳极现象1 molL1产生无色气体产生无色气体，10 min内溶液颜色无明显变化10 molL1产生大量无色气体产生大量无色气体，3
7、 min后溶液变为浅紫红色，随后逐渐加深15 molL1产生大量无色气体产生大量无色气体，1 min后溶液变为浅紫红色，随后逐渐加深Aa为铁钉，b为石墨B阴极主要发生反应：2H2O2e=H22OHC高浓度的NaOH溶液有利于发生Fe6e8OH=FeO4H2OD制备Na2FeO4时，若用饱和NaCl溶液，可有效避免阳极产生气体D以石墨和铁钉为电极，用电解法制备Na2FeO4，Fe发生氧化反应，则铁钉为阳极，故a为铁钉，b为石墨，A正确。阴极上发生还原反应生成H2，电极反应式为2H2O2e=2OHH2，B正确。由表中信息可知，c(NaOH)越大，阳极附近溶液变为浅紫红色的时间越短，则生成Na2Fe
8、O4的速率越快，故高浓度的NaOH溶液有利于发生反应：Fe8OH6e=FeO4H2O，C正确。若用饱和NaCl溶液，溶液中c(Cl)较大，Cl在阳极发生反应：2Cl2e=Cl2，则阳极上还产生气体Cl2，D错误。9(2018山东师大附中三诊)甲、乙两个电解池均以Pt为电极且互相串联。甲池盛有AgNO3溶液，乙池盛有一定量的某盐溶液，通电一段时间后，测得甲池阴极质量增加2.16 g，乙池电极析出0.24 g金属，则乙池中溶质可能是()ACuSO4BMgSO4CAl(NO3)3DNa2SO4APt为惰性电极，电解各种盐溶液时，阳离子在阴极放电，阳离子的放电顺序为Cu2HAl3Mg2Na，乙池中的溶
9、质若为MgSO4、Al(NO3)3或Na2SO4，电解过程中阴极不会析出金属，故乙池中的溶质只能为CuSO4。甲、乙两个电解池串联，通过各个电极的电子数相等。甲、乙两池的阴极分别发生的反应为2Ag2e=2Ag、Cu22e=Cu，则存在关系式：2Ag2eCu，n(Cu) n(Ag)0.01 mol，故乙池中析出金属Cu的质量为m(Cu)0.01 mol64 gmol10.64 g，但实际上仅析出0.24 g Cu，这说明CuSO4的量不足，还发生反应：2H2e=H2。10(2019云南昆明质检)铈(Ce)是镧系金属元素。空气污染物NO通常用含Ce4的溶液吸收，生成HNO2、NO，再利用电解法将上
10、述吸收液中的HNO2转化为无毒物质，同时生成Ce4，其原理如图所示。下列说法正确的是 ()AH由右室进入左室BCe4从电解槽的c口流出，且可循环使用C阴极的电极反应式：2HNO26H6e=N24H2OD若用甲烷燃料电池作为电源，当消耗标准状况下33.6L甲烷时，理论上可转化HNO2 2 molCA.根据电解原理，H由左室向右室移动，错误；B.空气污染物NO通常用含Ce4溶液吸收，生成HNO2、NO，N的化合价升高，Ce4的化合价降低，然后对此溶液进行电解，又产生Ce4，根据电解原理，应在阳极上产生，即Ce4从a口流出，可循环使用，错误；C.根据电解原理，阴极上得电子，化合价降低，HNO2转化为
11、无毒物质，即转化为N2，阴极电极反应式为2HNO26H6e=N24H2O，正确；D.33.6 L甲烷参与反应转移电子物质的量为33.68/22.4 mol12 mol，理论上可转化HNO2的物质的量为122/6 mol4 mol，错误。11采用电化学法还原CO2是一种使CO2资源化的方法。下图是利用此法制备ZnC2O4的示意图(电解液不参与反应)。下列说法中正确的是()AZn与电源的负极相连BZnC2O4在交换膜右侧生成C电解的总反应为2CO2ZnZnC2O4D通入11.2 L CO2时，转移0.5 mol电子C电解过程中Zn被氧化，作阳极，所以Zn与电源的正极相连，A错误；Zn2透过阳离子交
12、换膜到达左侧与生成的C2O形成ZnC2O4，B错误；没有给出气体所处的温度和压强，D错误。12按照要求回答下列问题。(1)电解制取KIO3的工业生产中，电解前先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反应：3I26KOH=5KIKIO33H2O，将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却。电解时，阳极上发生反应的电极反应式为_；电解过程中阴极附近溶液pH_(填“变大”“变小”或“不变”)。解析阳极附近的阴离子有碘离子、碘酸根离子和氢氧根离子，电解过程中阳极上碘离子失去电子生成碘酸根离子，电极方程式为I6OH6e=IO3H2O(或2I2e=I2)；阴极上氢离子放电生成
13、氢气，所以阴极附近破坏水的电离平衡，溶液中的氢氧根离子浓度增大，pH变大。答案I6OH6e=IO3H2O(或2I2e=I2)变大(2)工业上，在强碱性条件下用电解法除去废水中的CN，装置如图所示，依次发生的反应有：.CN2e2OH=CNOH2O.2Cl2e=Cl2.3Cl22CNO8OH=N26Cl2CO4H2Oa为电源_极通电过程中溶液pH不断_(填“增大”“减下”或“不变”)。除去1 mol CN，外电路中至少需要转移_ mol电子。为了使电解池连续工作，需要不断补充_。解析电解时铁电极作阴极，则b为电源负极，a为电源正极；阴极反应式为：2H2O2e=2OHH2，根据反应、及阴极反应式可知
14、，通电过程中消耗OH的量大于生成OH的量，故溶液pH不断减小；反应转移2e，反应转移6e，故除去1 mol CN，外电路中至少需要转移2 mol6 mol5 mol电子；通电过程中OH不断被消耗，且有部分Cl2逸出，为了使电解池连续工作，需要不断补充NaOH和NaCl。答案正增大5NaOH和NaCl(3)NaClO2是重要的消毒剂和漂白剂，可用如图所示装置制备。b为电源_极。电极D的反应式为_。电极E上生成标准状况下22.4 L气体时，理论上阴极区溶液质量增加_ g。解析 由装置图知，电极D上发生ClO2得电子生成ClO的还原反应，则电极D为阴极，a为电源的负极，b为电源正极；结合项分析知，电
15、极D(阴极)发生反应：ClO2e=ClO； 在电极E上生成标准状况下22.4 L Cl2时，转移电子2 mol，则阴极区有2 mol ClO2转化为ClO，溶液质量增加135 g，同时还有2 mol Na移向阴极，导致溶液增重46 g，故阴极区溶液质量增加181 g。答案正ClO2e=ClO181(4)利用如图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2，并用阴极排出的溶液吸收NO2来解决环境污染问题。阴极的电极反应式为：_；阳极的电极反应式为：_；电解时，H通过阳离子交换膜的方向是_。解析由图中信息可知，两电极连接在直流电源上，所以该装置为电解池；二氧化硫被氧化为硫酸，而HSO被还原为S2O。根
16、据电解原理，阳极上发生氧化反应而阴极上发生还原反应，所以通入二氧化硫的为阳极室，另一侧为阴极室，所以a连接电源的正极，b连接电源的负极，电解池中一般溶液中的阳离子向阴极定向移动，而阴离子向阳极定向移动，但是由于电解池使用了阳离子交换膜，所以只有阳离子H才可以从阳极室通过阳离子交换膜向阴极室移动。答案2HSO2H2e=S2O2H2OSO22H2O2e=SO4H由阳极室到阴极室(5)用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如下图所示(电极材料为石墨)。图中a极要连接电源的_(填“正”或“负”)极，C口流出的物质是_。SO放电的电极反应式为_。电解过程中阴极区碱性明显增强，用平衡移动原理解释原因：_。解析根据Na、SO的移向判断阴、阳极。Na移向阴极区，a极应接电源负极，b极应接电源正极，其电极反应式分别为阳极：SO2eH2O=SO2H阴极：2H2O2e=H22OH所以从C口流出的是H2SO4，在阴极区，由于H放电，破坏水的电离平衡，c(H)减小，c(OH)增大，生成NaOH，碱性增强，从B口流出的是浓度较大的NaOH溶液。答案负硫酸SO2eH2O=SO2HH2OHOH，在阴极H放电生成H2，c(H)减小，水的电离平衡正向移动，碱性增强