1、板块四 限时规范特训时间：45分钟满分：100分一、选择题(每题6分，共60分)12015海淀期末下列与金属腐蚀有关的说法中，不正确的是()A钢铁在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀B电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀C金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化D铝具有很强的抗腐蚀能力，是因为其不易与氧气发生反应答案D解析钢铁中含有碳，在潮湿的空气中易形成FeC原电池而被腐蚀，A项正确；金属在酸性较强的环境中发生析氢腐蚀，在酸性极弱或中性或弱碱性环境中发生吸氧腐蚀，析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀，B项正确；金属被腐蚀的本质是金属被氧化，C项正确；铝具有很强的抗腐蚀能力是因为铝的表面易形成一层致密
2、的氧化物，从而阻止了铝进一步被氧化，D项错误。22015浙江六校模拟利用上图装置，可完成很多电化学实验。下列有关叙述正确的是()A若X为锌棒，开关K置于A处，可减缓铁的腐蚀，这种方法称为牺牲阴极的阳极保护法B若X为铜棒，开关K置于A处，装置中发生的总反应为2NaCl2H2O2NaOHCl2H2C若X为碳棒，开关K置于B处，在铁棒附近滴入硫氰化钾溶液可看到溶液变红色D若X为碳棒，开关K置于B处，向食盐水中滴入酚酞溶液可看到碳棒附近先变红答案D解析若X为锌棒，开关K置于A处，则构成电解池，铁作阴极，可减缓铁的腐蚀，这种方法称为外加电流的阴极保护法，A项不正确；若X为铜棒，开关K置于A处，则构成电解
3、池，铜作阳极，失去电子，发生反应Cu2e=Cu2，B项不正确；若X为碳棒，开关K置于B处，则构成原电池，铁作负极，失去电子生成亚铁离子，因此在铁棒附近滴入硫氰化钾溶液看不到溶液变红色，C项不正确；若X为碳棒，开关K置于B处，则构成原电池，铁作负极，碳棒作正极，正极反应为2H2OO24e=4OH，因此向食盐水中滴入酚酞溶液可看到碳棒附近先变红，D项正确。32015石家庄一模某小组用下图装置进行实验，下列说法正确的是()A闭合K，外电路电流方向为Fe电极石墨电极B盐桥中的电解质可以用KClC闭合K，石墨电极上只生成铜D导线中流过0.15 mol e时，加入5.55 g Cu2(OH)2CO3，Cu
4、SO4溶液可恢复原组成答案D解析左侧两个烧杯构成了一个原电池，Fe为负极，Ag为正极；右侧烧杯为电解池。原电池中电流从正极流向负极，故外电路电流方向为Ag电极Pt电极，石墨电极Fe电极，A项错误。KCl中的Cl与Ag反应，会导致中间烧杯中的电解质减少，故盐桥中的电解质不能是KCl，B项错误。闭合K，石墨连接原电池的负极，石墨为阴极，发生还原反应，Cu2被完全还原成Cu后，电解生成的硫酸所电离出的H再被还原生成氢气，C项错误。右侧烧杯中n(CuSO4)0.05 L1 mol/L0.05 mol，加入的nCu2(OH)2CO35.55 g222 gmol10.025 mol。导线中流过0.1 mo
5、l电子时，发生反应：2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2；再流过0.05 mol电子时，发生反应：2H2O2H2O2；消耗了CuSO4和H2O，其中n(CuSO4)0.05 mol，n(H2O)0.05 mol0.025 mol0.075 mol；反应后，加入0.025 mol碱式碳酸铜，发生反应Cu2(OH)2CO32H2SO4=2CuSO43H2OCO2，生成的n(CuSO4)0.05 mol，n(H2O)0.075 mol，D项正确。42015衡水二模工业上电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。下列说法不正确的是()已知：Ni2在弱酸性溶液中发生水解氧化性：Ni2(高
6、浓度)HNi2(低浓度)A碳棒上发生的电极反应：4OH4e=O22H2OB电解过程中，B中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减小C为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水pHD若将图中阳离子膜去掉，将A、B两室合并，则电解总反应式发生改变答案B解析由题图知，碳棒与电源正极相连，是电解池的阳极，电极反应为4OH4e=2H2OO2；镀镍铁棒与电源负极相连，是电解池的阴极，电极反应为Ni22e=Ni。电解过程中为平衡A、C中的电荷，A中的Na和C中的Cl分别通过阳离子膜和阴离子膜移向B中，这使B中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大。因Ni2在弱酸性溶液中易发生水解，且氧化性：Ni2(高浓度)HNi2
7、(低浓度)，故为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水pH。若将题图中阳离子膜去掉，由于放电顺序ClOH，则Cl移向阳极放电：2Cl2e=Cl2，电解总反应式会发生改变。52015日照调研纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。采用离子交换膜控制电解液中OH的浓度制备纳米级Cu2O的装置如图所示，发生的反应为2CuH2OCu2OH2。下列说法正确的是()A钛电极发生氧化反应B阳极附近溶液的pH逐渐增大C离子交换膜应采用阳离子交换膜D阳极反应式是2Cu2OH2e=Cu2OH2O答案D解析钛电极为阴极，发生还原反应，A项错误；铜作阳极，阳极上铜发生失电子的氧化反应，阳极反应式为2Cu2O
8、H2e=Cu2O H2O，OH由阴极区迁移到阳极区参与反应，离子交换膜应为阴离子交换膜，C项错误，D项正确；由阴极区迁移过来的OH在阳极全部参与反应， 阳极附近溶液的pH不变，B错误。62015深圳中学调研下列关于各图的说法，正确的是()A中阴极处能产生使湿润淀粉KI试纸变蓝的气体B中待镀铁制品应与电源正极相连C中钢闸门应与外接电源的正极相连D中的离子交换膜可以避免生成的Cl2与NaOH溶液反应答案D解析中阴极反应为Cu22e=Cu，不会生成Cl2，故A错；中待镀铁制品应与电源的负极相连，故B错；中钢闸门应与外接电源的负极相连，故C错。72015成都测试如图所示，X、Y、Q、W都是惰性电极，将
9、电源接通后，W极附近颜色逐渐加深。下列说法中不正确的是()A电池的M极为正极B甲装置中溶液的pH减小C甲装置的两个电极上都有单质生成且物质的量之比为11D欲用乙装置给铜镀银，U极应该是Ag，电镀液选择AgNO3溶液答案C解析W极附近颜色逐渐加深，说明通电时氢氧化铁胶粒移向该电极，即W连接电源的负极，则M为正极，N为负极，A正确；通电时，甲装置中总反应为2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2，甲装置中溶液的pH减小，n(O2)n(Cu)12，B正确，C错误；电镀时镀层金属作阳极，即U极应该是Ag，电镀液为AgNO3溶液，D正确。8500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)
10、0.6 molL1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到2.24 L气体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是()A原混合溶液中c(K)为0.2 molL1B上述电解过程中共转移0.2 mol电子C电解得到的Cu的物质的量为0.05 molD电解后溶液中c(H)为0.2 molL1答案A解析石墨作电极电解KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液，阳极反应式为4OH4e=2H2OO2，阴极先后发生两个反应：Cu22e=Cu,2H2e=H2。从收集到O2为2.24 L这个事实可推知上述电解过程中共转移0.4 mol电子，而在生成2.24 L H2的过程中
11、转移0.2 mol电子，所以Cu2共得到0.4 mol0.2 mol0.2 mol电子，电解前Cu2的物质的量和电解得到的Cu的物质的量都为0.1 mol。电解前后分别有以下守恒关系：c(K)2c(Cu2)c(NO)，c(K)c(H)c(NO)，不难算出：电解前c(K)0.2 molL1，电解后c(H)0.4 molL1。92015杭州模拟假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求，即为理想化。为各装置中的电极编号。下列说法错误的是()A当K闭合时，A装置发生吸氧腐蚀，在电路中作电源B当K断开时，B装置锌片溶解，有氢气产生C当K闭合后，整个电路中电子的流动方向为；D当K闭合后，A
12、、B装置中pH变大，C、D装置中pH不变答案A解析当K闭合时，B装置构成原电池，在电路中作电源，整个电路中电子的流动方向为；B装置中消耗H，pH变大，A装置中电解饱和食盐水，pH变大；C装置中相当于在银上镀铜，pH不变；D装置中相当于铜的电解精炼，pH几乎不变。102015安徽涡阳月考电化学原理在生产生活中应用广泛，下列叙述不正确的是()A用惰性电极电解硫酸铜溶液一段时间后(阴极无气体放出)。可加入CuO使溶液复原B如图：若X为铜棒，开关K置于A或B处均可加快铁的腐蚀C在总反应为Zn2H=Zn2H2的原电池中，正极材料为石墨，稀硝酸或稀盐酸均可以用作电解质溶液D将反应2CuO22H2SO4=2
13、CuSO42H2O设计成原电池，则正极电极反应式为O24H4e=2H2O答案C解析本题考查电化学的综合知识。惰性电极电解硫酸铜溶液时一极析出铜，一极析出氧气，加入氧化铜可复原，A正确；开关置于A处时组成电解池，阳极腐蚀加快，开关置于B处时组成原电池，负极腐蚀加快，B正确；在上述的总反应中，电解质溶液不能选取稀硝酸，C错误；上述反应设计成原电池时，发生吸氧腐蚀，正极反应式正确，D正确。二、非选择题(共40分)112015海淀期末(20分)电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。(1)图1中，为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀，材料B可以选择_(填字母序号)。a碳棒b锌板c铜板用电化
14、学原理解释材料B需定期拆换的原因：_。(2)图2中，钢闸门C作_极。若用氯化钠溶液模拟海水进行实验，D为石墨块，则D上的电极反应式为_，检测该电极反应产物的方法是_。(3)镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。图3为“镁次氯酸盐”燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金。E为该燃料电池的_极(填“正”或“负”)。F电极上的电极反应式为_。镁燃料电池负极容易发生自腐蚀产生氢气，使负极利用率降低，用化学用语解释其原因：_。(4)乙醛酸()是有机合成的重要中间体。工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸，原理如图4所示，该装置中阴、阳两极为惰性电极，两极室均可产生乙醛酸，其中乙二
15、醛与M电极的产物反应生成乙醛酸。N电极上的电极反应式为_。若有2 mol H通过质子交换膜，并完全参与了反应，则该装置中生成的乙醛酸为_mol。答案(1)b锌等作原电池的负极，(失电子，Zn2e=Zn2)不断遭受腐蚀，需定期拆换(2)阴2Cl2e=Cl2 将湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近，试纸变蓝，证明生成氯气(或取阳极附近溶液滴加淀粉KI溶液，变蓝)(3)负ClO2eH2O=Cl2OHMg2H2O=Mg(OH)2H2(4)HOOCCOOH2e2H=HOOCCHOH2O2解析(1)图1采用牺牲阳极的阴极保护法，牺牲的金属活泼性应强于被保护的金属，材料B可以为锌板。(2)图2 为外加电流的阴极
16、保护法，被保护的金属应与电源负极相连，作阴极，则D作阳极，Cl在阳极发生失电子反应生成Cl2。可以用湿润的淀粉碘化钾试纸或淀粉碘化钾溶液来检验Cl2。(3)镁具有较强的还原性，且由图示可知Mg转化为Mg(OH)2，发生失电子的氧化反应，故E为负极。次氯酸根离子具有强氧化性，且由图示可知在F电极(正极)ClO转化为Cl，发生得电子的还原反应。镁可与水缓慢反应生成氢气(与热水反应较快)，即发生自腐蚀现象。(4)由H的迁移方向可知N为阴极，发生得电子的还原反应，结合题意“两极室均可产生乙醛酸”，可知N电极为乙二酸发生得电子的还原反应生成乙醛酸。1 mol乙二酸在阴极得到2 mol电子，与2 mol
17、H反应生成1 mol乙醛酸和1 mol H2O，同时在阳极产生的1 mol Cl2能将1 mol乙二醛氧化成1 mol乙醛酸，两极共产生2 mol乙醛酸。12(20分)(1)二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。则阳极产生ClO2的电极反应式为_。电解一段时间，当阴极产生的气体体积为112 mL(标准状况)时，停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为_mol；用平衡移动原理解释阴极区pH增大的原因：_。(2)为提高甲醇燃料的利用率，科学家发
18、明了一种燃料电池，电池的一个电极通入空气，另一个电极通入甲醇气体，电解质是掺入了Y2O3的ZrO2晶体，在高温下它能传导O2。电池工作时正极反应式为_。若以该电池为电源，用石墨作电极电解100 mL含有以下离子的溶液：离子Cu2HClSOc/molL11441电解一段时间后，当两极收集到相同体积(相同条件)的气体时(忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)，阳极上收集到氧气的物质的量为_mol。(3)Na2FeO4是一种既能杀菌、消毒，又能絮凝净水的高效水处理剂，其电解制法如图所示。电解过程中，两极均有气体产生，Y极区域溶液逐渐变成紫红色；停止实验，铁电极明显变细，电解液仍澄清。查阅资
19、料得知，高铁酸根离子(FeO)在溶液中呈紫红色。电解过程中，X极区溶液的pH_(填“增大”“减小”或“不变”)。电解过程中，Y极发生的电极反应为Fe6e8OH=FeO4H2O和_。若在X极收集到672 mL气体，在Y极收集到168 mL气体(均已折算为标准状况时气体体积)，则Y电极(铁电极)质量减少_g。在碱性锌电池中，用高铁酸钾作为正极材料，电池反应为2K2FeO43Zn=Fe2O3ZnO2K2ZnO2。该电池正极发生的反应的电极反应式为_。答案(1)Cl5e2H2O=ClO24H0.01在阴极发生2H2e=H2，H浓度减小，使H2OHOH的平衡向右移动，OH浓度增大，pH增大(2)O24e
20、=2O20.1(3)增大4OH4e=2H2OO20.282FeO6e5H2O=Fe2O310OH解析(1)阳极失去电子发生氧化反应。水电离产生的H在阴极上放电产生氢气，转移电子的物质的量n(e)2n(H2)2(0.112 L22.4 Lmol1)0.01 mol，则在内电路中移动的电荷为0.01 mol，每个Na带一个单位的正电荷，则通过的Na为0.01 mol。(2)电池工作时，正极上O2得电子发生还原反应生成O2。结合离子浓度可知电解过程可分为三个阶段：先是电解CuCl2、然后电解HCl、最后电解水，由此可见阴极首先析出0.1 mol Cu(同时阳极析出0.1 mol Cl2)，然后析出氢气；阳极上先是析出0.2 mol Cl2(此时阴极已析出0.1 mol H2)，再析出氧气，设阳极析出x mol O2时两极析出气体体积相等，由题意可得：0.2x0.12x，解得x0.1。(3)图示为电解NaOH溶液的装置，在此装置中X(C)为阴极，Y(Fe)为阳极，电解过程中，溶液中的H在X极上放电，故c(H)降低，pH增大；由题干知，Y电极上有气体生成，应为OH放电得到O2；电解池中电子守恒，H得到的电子等于OH与铁失去的电子之和，列出方程式即可求解。