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2019-2020年高考化學一輪復習 第6章 基礎課時5 電解池、金屬的腐蝕與防護限時訓練（含解析） 1．(xx貴陽檢測)化學與生活、生產(chǎn)有著密切關系，下列敘述中正確的是 (　　)。 A．鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時，H＋得電子釋放出H2，鋼鐵被腐蝕 B．鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時，OH－失電子釋放出O2，鋼鐵被腐蝕 C．船底鑲嵌鋅塊，鋅發(fā)生還原反應而被消耗，以保護船體 D．外加電源的正極連接在海水中的鋼鐵閘門上，可保護閘門 解析　發(fā)生吸氧腐蝕時正極反應式是O2＋2H2O＋4e－===4OH－，整個過程是吸收O2而不是釋放出O2，B錯誤；選項C中是犧牲陽極的陰極保護法，金屬鋅發(fā)生氧化反應，C錯；選項D中是外加電流的陰極保護法，鋼鐵閘門應與外加電源的負極相連，D錯。 答案　A 2．下列關于電解原理的敘述正確的是 (　　)。 A．為防止輪船腐蝕，將輪船的外殼與外電源的負極相連 B．在鋅片上鍍銅，用氯化鋅溶液作電鍍液 C．電解氯化鈉溶液制備氫氣和氯氣時，用鐵作陽極 D．用電解法精煉銅時，在陰極上可析出鐵 解析　B項，應該用氯化銅或硫酸銅溶液作電鍍液，不正確；C項，電解氯化鈉溶液制備氫氣和氯氣時，應該用惰性電極作陽極，不能用鐵作陽極，不正確；D項，電解精煉銅時，在陰極只析出銅，不會析出鐵，不正確。 答案　A 3．下列圖示中關于銅電極的連接錯誤的是 (　　)。 解析　在鍍件上鍍銅時，銅應作陽極，與電源正極相連，鍍件應作陰極，與電源負極相連。 答案　C 4．某同學將電解池工作時電子、離子流動方向及電極種類等信息表示在下圖中，下列有關分析完全正確的是 (　　)。 A B C D a電極 陽極 陰極 陽極 陰極 d電極 正極 正極 負極 負極 Q離子 陽離子 陽離子 陰離子 陰離子 解析　電子由電源的負極流出，故a是陰極、d是正極，溶液中陽離子移向陰極。 答案　B 5．近日，中美聯(lián)合研究小組通過共同努力，采用廉價的鈉離子，同時使用納米氧化錳和鋰材料作電極制造出了鈉離子充電電池，其工作原理示意圖如圖所示。關于該電池的說法中正確的是 (　　)。 A．放電時A極作正極 B．放電時Na＋ 向負極移動 C．充電時是將化學能轉化為電能 D．充電時B極為陽極，發(fā)生氧化反應 解析　電池放電時，化學能轉變?yōu)殡娔?，A極是電子流出的一極，發(fā)生氧化反應，作負極，A錯；在原電池中，陽離子向正極移動，B錯；充電時是將電能轉化為化學能的過程，B極為陽極，發(fā)生氧化反應，C錯，D對。 答案　D 6．(xx蘇北四市二調(diào))研究發(fā)現(xiàn)，可以用石墨作陽極、鈦網(wǎng)作陰極、熔融的CaF2－CaO作電解質(zhì)，利用如圖所示裝置獲得金屬鈣，并以鈣為還原劑還原二氧化鈦制備金屬鈦。下列說法中，正確的是 (　　)。 A．由TiO2制得1 mol金屬Ti，理論上外電路通過2 mol電子 B．陽極的電極反應式為C＋2O2－－4e－===CO2↑ C．在制備金屬鈦前后，整套裝置中CaO的總量減少 D．若用鉛蓄電池作該裝置的供電電源，“＋”接線柱應連接Pb電極 解析　A選項，由TiO2制得1 mol金屬Ti，Ti由＋4價變到0價，理論上外電路通過4 mol電子，A錯誤；B選項，陽極反應式為C＋2O2－－4e－===CO2↑，B正確；C選項，制備鈦時，發(fā)生反應：2CaO＋C2Ca＋CO2↑，2Ca＋TiO2Ti＋2CaO，由此可知，CaO的量不變，C錯誤；D選項，若用鉛蓄電池作該裝置的供電電源，“＋”接線柱應連接PbO2電極，D錯誤。 答案　B 7．(xx青島一中摸底)用惰性電極電解物質(zhì)的量濃度為 1∶3的CuSO4和NaCl的混合溶液，可能發(fā)生的反應有 (　　)。 ①2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑ ②Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑ ③2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ ④2H2O2H2↑＋O2↑ A．①②③　 B．①②④ C．②③④　 D．②④ 解析　用惰性電極電解CuSO4和NaCl的混合溶液時，在陽極放電順序：Cl－>OH－，在陰極放電順序：Cu2＋>H＋。然后根據(jù)n(Cu2＋)∶n(Cl－)＝1∶3，分析可能發(fā)生的反應。 答案　C 8．(xx濰坊模擬)下列對如圖所示實驗裝置的判斷中錯誤的是 (　　)。 A．若 X 為碳棒，開關 K 置于 A 處可減緩鐵的腐蝕 B．若 X 為鋅棒，開關 K 置于 A 或 B 處均可減緩鐵的腐蝕 C．若 X 為鋅棒，開關 K 置于 B 處時，為犧牲陽極的陰極保護法 D．若 X 為碳棒，開關 K 置于 B處時，鐵電極上發(fā)生的反應為2H＋ ＋ 2e－===H2↑ 解析　若 X 為碳棒，開關K置于A處可減緩鐵的腐蝕，這是外加電流的陰極保護法，A選項正確；若X為鋅棒，開關 K 置于A處時形成電解池，F(xiàn)e 作陰極被保護，置于B處時形成原電池，這是犧牲陽極的陰極保護法，B、C選項正確；若 X 為碳棒，開關 K 置于B處時，鐵電極上發(fā)生的反應Fe－2e－===Fe2＋，D選項錯誤。 答案　D 9．用惰性電極電解下列溶液，在陰、陽兩極生成氣體的體積比為1∶1的是 (　　)。 A．NaCl溶液　 B．CuCl2溶液 C．CuSO4溶液　 D．KOH溶液 解析　A項電解方程式為2NaCl＋2H2OCl2↑(陽極)＋H2↑(陰極)＋2NaOH，且陰、陽兩極生成氣體的體積比為1∶1，正確；B項電解方程式為CuCl2Cu(陰極)＋Cl2↑(陽極)，陰極沒有氣體生成，不正確；C項電解方程式為2CuSO4＋2H2O2Cu(陰極)＋O2↑(陽極)＋2H2SO4，陰極沒有氣體生成，不正確；D項電解方程式為2H2O2H2↑(陰極)＋O2↑(陽極)，陰、陽兩極生成氣體的體積比為2∶1，不正確。 答案　A 10．(xx金華十校聯(lián)考)工業(yè)上采用的一種污水處理方法如下：保持污水的pH在5.0～6.0之間，通過電解生成Fe(OH)3。Fe(OH)3具有吸附性，可吸附污物而沉積下來，有凈化水的作用。某科研小組用該原理處理污水，設計的裝置如圖所示。下列說法正確的是 (　　)。 A．為了增加污水的導電能力，應向污水中加入適量的H2SO4溶液 B．甲裝置中Fe電極的反應為Fe－3e－===Fe3＋ C．為了使燃料電池乙長時間穩(wěn)定運行，電池的電解質(zhì)組成應保持穩(wěn)定，電池工作時，循環(huán)的物質(zhì)A為CO2 D．當乙裝置中有1.6 g CH4參加反應時，C電極理論上生成氣體的體積在標準狀況下為4.48 L 解析　A選項加入硫酸，不利于Fe(OH)3的生成，錯誤；B選項，F(xiàn)e電極的反應為Fe－2e－===Fe2＋，錯誤；D選項1.6 g CH4參加反應，轉移0.8 mol電子，則C電極理論上生成0.4 mol H2，在標準狀況下體積為8.96 L，錯誤。 答案　C 11．(高考題組合)(1)[xx四川，11(4)（5）]①MnO2可作超級電容器材料。用惰性電極電解MnSO4溶液可制得MnO2，其陽極的電極反應式是________________________________________________________________ _______________________________________________________________。 ②MnO2是堿性鋅錳電池的正極材料。堿性鋅錳電池放電時，正極的電極反應式是_________________________________________________________。 (2)[(xx江蘇，20(1)]硫化氫的轉化是資源利用和環(huán)境保護的重要研究課題。 由硫化氫獲得硫單質(zhì)有多種方法。 將燒堿吸收H2S后的溶液加入到如上圖所示的電解池的陽極區(qū)進行電解。電解過程中陽極區(qū)發(fā)生如下反應： S2－－2e－===S (n－1)S＋S2－===S ①寫出電解時陰極的電極反應式：___________________________________。 ②電解后陽極區(qū)的溶液用稀硫酸酸化得到硫單質(zhì)，其離子方程式可寫成________________________________________________________________。 (3)[xx重慶，11(4)]一定條件下，如圖所示裝置可實現(xiàn)有機物的電化學儲氫(忽略其他有機物)。 ①導線中電子移動方向為________。 (用A、D表示) ②生成目標產(chǎn)物的電極反應式為________。 ③該儲氫裝置的電流效率η＝________(η＝100%，計算結果保留小數(shù)點后1位) 解析　(1)①根據(jù)Mn的化合價，從＋2價→＋4價，失電子發(fā)生氧化反應，則陽極電極反應式為Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋。②堿性鋅錳干電池中，MnO2作為正極，發(fā)生還原反應，其電極反應式MnO2＋H2O＋e－===MnO(OH)＋OH－。 (2)①電解時，陰極溶液中的陽離子放電，即水溶液中的H＋放電生成H2和 OH－。②由題給反應可知，陽極區(qū)生成了S，S可以理解為(n－1)S＋S2－，加入稀硫酸生成S單質(zhì)同時還有H2S氣體。 (3)①由于從到發(fā)生了得電子的還原反應，故D為陰極，E為陽極，A為負極，B為正極，導線中電子移動方向為A→D。②由①知D電極生成目標產(chǎn)物的電極反應式為＋6H＋＋6e－===。③由①知，E電極反應為2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，則生成2.8 mol O2轉移的電子為2.8 mol4＝11.2 mol，電解過程中通過陰、陽極的電子數(shù)目相等，即陰極得到電子也為11.2 mol，陰極上發(fā)生的電極反應式為C6H6＋6H＋＋6e－===C6H12,2H＋＋2e－===H2↑，設參加反應的苯的物質(zhì)的量為x，其轉移電子的物質(zhì)的量為6x，生成的H2為 mol，依題意得100%＝10%，x＝1.2。生成目標產(chǎn)物消耗的電子為1.2 mol6＝7.2 mol，電流效率η＝100%≈64.3%。 答案　(1)①Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋ ②MnO2＋H2O＋e－===MnO(OH)＋OH－ (2)①2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ ②S＋2H＋===(n－1)S↓＋H2S↑ (3)①A→D?、贑6H6＋6H＋＋6e－===C6H12 ③64.3% 12．某課外活動小組設計了如圖所示裝置，調(diào)節(jié)滑動變阻器，在電流強度適中的情況下用其進行緩慢電解NaCl溶液及相關實驗(此時，打開止水夾a，關閉止水夾b)。由于粗心，實驗并未達到預期目的，但也看到了令人高興的現(xiàn)象。請幫助他們分析并回答下列問題(圖中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過)： (1)寫出B裝置中的電極反應式： Pt極_________________________________________________________； Fe極____________________________________________________________。 (2)寫出觀察到的A裝置中的現(xiàn)象： ①_________________________________________________________； ②__________________________________________________________； ③___________________________________________________________。 (3)當觀察到A裝置中的現(xiàn)象后，他們關閉止水夾a，打開止水夾b，再觀察C裝置。若無現(xiàn)象，說明理由；若有現(xiàn)象，請寫出有關反應方程式________________________________________________________________ _______________________________________________________________。 (4)若想達到電解NaCl溶液的目的，應如何改進裝置，請?zhí)岢瞿愕囊庖奯_______________________________________________________________。 解析　(2)打開止水夾a、關閉止水夾b時，生成的氫氣進入燒瓶，壓強增大，將氨氣壓出，氨氣將導管內(nèi)空氣排出后，與燒杯中水接觸而開始溶解，引起A裝置燒杯中的H2O倒吸進燒瓶并產(chǎn)生紅色噴泉；但由于氫氣不溶于水，故燒瓶中液面上升到高于左側導管口一定程度后又逐漸下落至與導管口相平；最終燒杯中溶液呈紅色，導管口有氣泡(氫氣)逸出。(3)關閉止水夾a、打開止水夾b，Pt極產(chǎn)生的氫氣，會將電解質(zhì)溶液壓入燒杯C中，發(fā)生反應：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3[或4Fe2＋＋8OH－＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3↓]。(4)若想達到電解NaCl溶液的目的，應把Fe電極換成C、Pt等惰性電極或?qū)⒀b置中兩電極調(diào)換位置等。 答案　(1)2H＋＋2e－===H2↑(或2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑)　Fe－2e－=== Fe2＋ (2)①A裝置燒杯中的H2O倒吸進燒瓶并產(chǎn)生紅色噴泉　②燒瓶中液面上升到高于左側導管口一定程度后又逐漸下落至與導管口相平?、圩罱K燒杯中溶液呈紅色，導管口有氣泡逸出 (3)Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3[或4Fe2＋＋8OH－＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3↓] (4)把Fe電極換成C、Pt等惰性電極(或?qū)⒀b置中兩電極調(diào)換位置等) 13．(xx浙江名校聯(lián)考)某化學興趣小組對電化學問題進行了實驗探究。 Ⅰ.利用如圖所示裝置探究金屬的防護措施，實驗現(xiàn)象是鋅電極不斷溶解，鐵電極表面有氣泡產(chǎn)生。 (1)寫出負極的電極反應________ ________________________________________________________________。 (2)某學生認為，鐵電極可能參與反應，并對產(chǎn)物作出假設。 假設 1 ：鐵參與反應，被氧化生成Fe2＋； 假設 2 ：鐵參與反應，被氧化生成Fe3＋； 假設 3 ：________________________________________________________。 (3)為了探究假設1 、2，他采取如下操作： ①取0.01 molL－1 FeCl3溶液 2 mL于試管中，加入過量鐵粉； ②取操作①試管的上層清液加入2滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍色沉淀； ③取少量正極附近溶液加入2滴 K3[Fe(CN)6]溶液，未見藍色沉淀生成； ④取少量正極附近溶液加入2滴 KSCN 溶液，未見溶液變紅。 據(jù)②、③、④現(xiàn)象得出的結論是__________________ _____________________________________。 (4)該實驗原理可應用于防護鋼鐵腐蝕，請再舉一例防護鋼鐵腐蝕的措施：_________________________________________________________________。 Ⅱ.利用如圖所示裝置做電解 50 mL 0.5 molL－1的 CuCl2 溶液實驗。 實驗記錄： A．陽極上有黃綠色氣體產(chǎn)生，該氣體使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰埾茸兯{后褪色(提示：Cl2 的氧化性強于IO)； B．電解一段時間以后，陰極表面除吸附有銅外，還出現(xiàn)了少量氣泡和淺藍色固體。 (1)分析實驗記錄 A 中試紙顏色的變化，用離子方程式解釋：①________________②______________。 (2)分析實驗記錄 B 中淺藍色固體可能是_____________________________ (寫化學式)，試分析生成該物質(zhì)的原因：________________________________ ________________________________________________________________。 解析?、? (3)從②分析得出①的試管中含有Fe2＋；③現(xiàn)象說明不含F(xiàn)e2＋；④現(xiàn)象說明不含F(xiàn)e3＋；故可得出的結論是正極附近溶液不含F(xiàn)e2＋和Fe3＋。(4)防護鋼鐵腐蝕的措施有油漆、電化學保護法等。Ⅱ. (1) 陽極上有氯氣產(chǎn)生，由于2I－ ＋ Cl2===I2 ＋ 2CI－，該氣體使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{；當氯氣過量時，會發(fā)生反應 5Cl2 ＋ I2 ＋ 6H2O===10Cl－ ＋ 2IO ＋ 12H＋，顏色褪去。 答案　 Ⅰ.(1)Zn－2e－===Zn2＋　(2)鐵參與反應，被氧化生成Fe2＋和 Fe3＋　 (3)正極附近溶液不含F(xiàn)e2＋和 Fe3＋　(4)油漆(其他合理答案均可) Ⅱ.(1)2I－ ＋ Cl2===I2＋2Cl－ 　5Cl2＋I2＋6H2O===10Cl－＋2IO＋12H＋ (2)Cu(OH)2　電解一段時間后，Cu2＋濃度下降，H＋開始放電，溶液 pH 增大，Cu2＋轉化為Cu(OH)2