2023届人教版高考化学新教材一轮复习第六单元化学反应与能量课时规范练19电解池金属的腐蚀与防护（Word版带解析）

课时规范练19　电解池　金属的腐蚀与防护基础巩固1.用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液,电解后溶液的pH依次为升高、不变、降低的是(　　)A.AgNO3溶液　NaCl溶液　Cu(NO3)2溶液B.KCl溶液　Na2SO4溶液　CuSO4溶液C.CaCl2溶液　KOH溶液　NaNO3溶液D.HCl溶液　HNO3溶液　K2SO4溶液2.下列装置的线路接通后,经过一段时间,溶液的pH明显减小的是(　　)3.(双选)金属镍有广泛的用途,粗镍中含有Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制得高纯度的镍。下列叙述中正确的是(已知:氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+)(　　)A.阳极发生还原反应,其电极反应式为Ni2++2e-NiB.电解过程中,阳极质量的减少量与阴极质量的增加量相等C.电解后,溶液中存在的阳离子有Fe2+、Zn2+、Ni2+和H+D.电解后,电解槽底部的阳极泥中有Cu和Pt4.(2020湖南H11教育联盟联考)化学用语是学习化学的重要工具,下列用来表示物质变化的化学用语正确的是(　　)A.以铜为阴极,石墨为阳极,电解饱和食盐水时,阳极的电极反应为2Cl--2e-Cl2↑B.铅蓄电池放电时的正极反应为Pb-2e-+SPbSO4C.粗铜精炼时,与电源正极相连的应是粗铜,该极发生的电极反应只有Cu-2e-Cu2+D.钢铁发生电化学腐蚀的正极反应为Fe-2e-Fe2+5.(双选)炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含NaCl),不久便会因被腐蚀而出现红褐色锈斑。腐蚀原理如图所示,下列说法正确的是(　　)A.腐蚀过程中,负极是Fe\nB.Fe失去电子经电解质溶液转移给CC.正极的电极反应为4OH--4e-2H2O+O2↑D.C是正极,O2在C表面上发生还原反应6.用如图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验,则下表中各项所列对应关系均正确的一项是(　　)选项X极实验前U形管中液体通电后现象及结论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管中电极反应是4OH--4e-O2↑+2H2OC负极CuCl2溶液b管中有气体逸出D负极NaOH溶液溶液pH降低能力提升7.(2020山东模拟)利用小粒径零价铁(ZVI)的电化学腐蚀处理三氯乙烯,进行水体修复的过程如图所示。H+、O2、N等共存物的存在会影响水体修复效果,定义单位时间内ZVI释放电子的物质的量为nt,其中用于有效腐蚀的电子的物质的量为ne。下列说法错误的是(　　)A.反应①②③④均在正极发生B.单位时间内,三氯乙烯脱去amolCl时ne=amolC.④的电极反应为N+10H++8e-N+3H2OD.增大单位体积水体中小粒径ZVI的投入量,可使nt增大8.(双选)(2020山东济宁5月模拟)甲是一种在微生物作用下将废水中的尿素CO(NH2)2转化为环境友好物质、实现化学能转化为电能的装置,利用甲、乙两装置,实现对冶金硅(Cu-Si为硅源)进行电解精炼制备高纯硅。\n下列说法正确的是(　　)A.电极M与b相连接B.液态Cu-Si合金为阳极,固体硅为阴极C.废水中的尿素的含量不会影响硅提纯速率D.M电极反应式为CO(NH2)2+H2O-6e-CO2↑+N2↑+6H+9.(2020河南安阳联考)用惰性电极电解一定浓度的CuSO4溶液,通电一段时间后,向所得的溶液中加入0.1molCu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。则下列说法正确的是(　　)A.电解过程中阴极没有气体生成B.电解过程中转移的电子的物质的量为0.4molC.原CuSO4溶液的浓度为0.1mol·L-1D.电解过程中阳极收集到的气体体积为1.12L(标准状况)10.(2020山东模拟)工业上电解NaHSO4溶液制备Na2S2O8。电解时,阴极材料为Pb;阳极(铂电极)电极反应为2HS-2e-S2+2H+。下列说法正确的是(　　)A.阴极电极反应为Pb+HS-2e-PbSO4+H+B.阳极反应中S的化合价升高C.S2中既存在非极性键又存在极性键D.可以用铜电极为阳极11.(2019全国3,28节选)近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题:在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上,科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案,主要包括电化学过程和化学过程,如下图所示:负极区发生的反应有　　　　　　　　　　　　　(写反应方程式)。电路中转移1mol电子,需消耗氧气　　　　　L(标准状况)。 12.\n(2020辽宁凌源模拟)电解原理在化学工业中有着广泛的应用。如图表示一个电解池,装有电解质溶液a,X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答下列问题:(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两侧各滴加几滴酚酞溶液,则:①电解池中X极上的电极反应为　　　　　　　　　　　　　　　　　　,在X极附近观察到的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②Y电极上的电极反应为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,检验该电极反应产物的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)若用电解法精炼粗铜,电解质溶液a选用CuSO4溶液,则有:①X电极的材料是　　　　　　,电极反应为　 　。 ②Y电极的材料是　　　　　　,电极反应为　 　。 (说明:杂质发生的电极反应不必写出)。拓展深化13.(2020山东济宁模拟)电化学在化学工业中有着广泛应用。(1)根据图示电化学装置,回答下列问题:①甲池通入乙烷(C2H6)一极的电极反应为　　　　　　　　　　　　　　　。 ②乙池中,若X、Y都是石墨,A溶液是Na2SO4溶液,实验开始时,同时在两极附近溶液中各滴入几滴紫色石蕊溶液,X极的电极反应为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;一段时间后,在Y极附近观察到的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ③乙池中,若X、Y都是石墨,A溶液是足量AgNO3溶液,体积为0.2L,则Y极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　;电解一段时间后,甲池消耗112mLO2(标准状况下),则乙池溶液的pH为　　　　　　(忽略溶液体积的变化)。 (2)若要用该装置在铁钥匙表面镀一层金属铜,CuSO4溶液作为电解质溶液,则乙池中:①X极的材料是　　　　　　,电极反应为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②Y极的材料是　　　　　　,电极反应为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)工业上通过电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4,其工作原理如图所示,则阳极的电极反应为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,阴极电极反应为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 \n课时规范练19　电解池　金属的腐蚀与防护1.B　A项,电解后溶液的pH依次降低、升高、降低,A错误;B项,电解后溶液的pH依次升高、不变、降低,B正确;C项,电解后溶液的pH依次升高、升高、不变,C错误;D项,电解后溶液的pH依次升高、降低、不变,D错误。2.D　A项,该装置是原电池装置,H+放电生成氢气,溶液的pH增大,错误;B项,该装置是电解池,反应的化学方程式为Cu+2H2OCu(OH)2+H2↑,OH-浓度增大,溶液的pH增大,错误;C项,电解食盐水时,生成氢氧化钠使溶液的pH增大,错误;D项,电解硫酸铜的实质是电解水和硫酸铜,水中的OH-放电使溶液中氢离子的浓度增大,溶液的pH减小,正确。3.CD　电解时,阳极Zn、Fe、Ni失去电子,发生氧化反应,A项错误;因氧化性Ni2+>Fe2+>Zn2+,故阴极反应为Ni2++2e-Ni,可见,阳极质量减少是因为Zn、Fe、Ni溶解,而阴极质量增加是因为Ni析出,B项错误;电解后溶液中的阳离子有Fe2+、Zn2+、Ni2+和H+,C项正确;电解时Cu和Pt不失电子,沉降在电解池底部形成阳极泥,D项正确。4.A　以铜为阴极,石墨为阳极,电解饱和食盐水时,阳极的电极反应为2Cl--2e-Cl2↑,A项正确;铅蓄电池放电时的正极反应式为PbO2+4H++S+2e-PbSO4+2H2O,负极反应为Pb-2e-+SPbSO4,B项错误;粗铜精炼时,与电源正极相连的应是粗铜,该极发生的电极反应除Cu-2e-Cu2+外,还有比铜活泼的杂质金属失电子的反应,C项错误;钢铁发生电化学腐蚀的负极反应为Fe-2e-Fe2+,D项错误。5.AD　A项,铁锅中含有的Fe、C与电解质溶液构成原电池,活泼金属为负极,Fe易失电子,故腐蚀过程中,负极是Fe,正确;B项,原电池中电子由负极Fe直接向正极C流动,在电解质溶液中依靠离子的移动导电,错误;C项,该原电池中,C是正极,正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应为O2+2H2O+4e-4OH-,错误;D项,C是正极,O2在C表面上发生还原反应,正确。6.C　电解Na2SO4溶液时,阳极上是OH-发生失电子的氧化反应,即a管中OH-放电,酸性增强,酸遇酚酞不变色,即a管中呈无色,A项错误;电解AgNO3溶液时,阴极上是Ag+发生得电子的还原反应,即b管中电极反应是析出金属Ag的反应,B项错误;电解CuCl2溶液时,阳极上是Cl-发生失电子的氧化反应,即b管中Cl-放电,产生Cl2,C项正确;电解NaOH溶液时,阴极上是H+放电,阳极上是OH-放电,实际上电解的是水,导致NaOH溶液的浓度增大,碱性增强,pH升高,D项错误。7.B　正极反应得电子,反应①中,三氯乙烯(C2HCl3)中C为+1价,乙烯(C2H4)中C为-2价,C的化合价降低,得电子;反应②中,H+生成H2,H的化合价由+1价变为0价,化\n合价降低,得电子;反应③中,O2转化为OH-,O由0价降为-2价,得电子;反应④中,N转化为N,N由+5价降为-3价,得电子,A项正确;三氯乙烯(C2HCl3)转化为乙烯(C2H4),C元素从+1价降为-2价,1mol三氯乙烯转移6mole-,则失去3molCl时转移6mole-,即脱去amolCl时ne为2amol,B项错误;N转化为N,N由+5价降为-3价,1molN得8mole-,根据电荷守恒,补充H+配平反应,C项正确;单位体积内的0价铁越多,释放电子的物质的量越多,即nt增大,D项正确。8.AD　甲装置为原电池装置,氧气在N电极被还原生成水,所以N电极为正极,M电极为负极;乙装置为电解池,a电极上Si被氧化成Si4+,发生氧化反应,所以a电极为阳极与N极相连,b电极为阴极与M极相连。根据分析可知M与b相连,A项正确;根据分析可知a电极为阳极,即液态Cu-Si合金为阳极,但固体硅不导电,所以不能为阴极,Si4+在铝电极上得电子被还原,B项错误;废水中尿素含量不同,电流强度不同,单位时间内转移的电子数不同,会影响硅提纯的速率,C项错误;CO(NH2)2在负极M上失电子发生氧化反应,生成N2、CO2,结合电荷守恒得到电极反应为CO(NH2)2+H2O-6e-CO2↑+N2↑+6H+,D项正确。9.B　由2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑知,如果CuSO4溶液未电解完,加CuO即可复原,而加入Cu(OH)2溶液相当于加入等物质的量的CuO和H2O,故CuSO4溶液电解完后,还电解了部分水。电解析出了0.1molCu,转移电子0.2mol,放出0.05molO2,而电解0.1molH2O转移电子0.2mol,阳极放出0.05molO2,故转移的电子的总物质的量为0.4mol,A项错误,B项正确;没有告诉溶液的体积无法计算溶液浓度,C项错误;根据以上分析,在标准状况下,阳极收集到的气体体积为(0.05+0.05)mol×22.4L·mol-1=2.24L,D项错误。10.C　阴极为H+得电子生成H2,A项错误;S2的结构为,其中S为+6价,中间两个O均为-1价,阳极电极反应中两个-1价的O失去电子,阳极反应中S的化合价没有变化,B项错误;S与O之间为极性键,中间两个O之间为非极性键,C项正确;铜为活泼电极,若铜为阳极,则阳极铜会失去电子,D项错误。11.答案Fe3++e-Fe2+,4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O　5.6解析负极区发生还原反应Fe3++e-Fe2+,生成的二价铁又被氧气氧化成三价铁,发生反应4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O。由反应可知电路中转移4mol电子消耗1molO2,则转移1mol电子消耗molO2,其在标准状况下的体积为mol×22.4L·mol-1=5.6L。12.答案(1)①2H2O+2e-2OH-+H2↑　产生无色气体,溶液变红　②2Cl--2e-Cl2↑　将湿润的淀粉KI试纸放在Y电极附近,试纸变蓝色(2)①纯铜　Cu2++2e-Cu　②粗铜　Cu-2e-Cu2+解析(1)①若X、Y是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,X极与电源负极相连,则X极是阴极,发生还原反应,电极反应为2H2O+2e-2OH-+H2↑。由于生成OH-,X\n极附近溶液呈碱性,则观察到X极产生无色气体,溶液变成红色。②Y电极与电源的正极相连,则Y极是阳极,Cl-在阳极上发生氧化反应生成Cl2,电极反应为2Cl--2e-Cl2↑。可利用湿润的淀粉KI试纸检验生成的Cl2,试纸变成蓝色。(2)①电解精炼粗铜时,纯铜为阴极,粗铜为阳极,则X电极是纯铜,Cu2+在该电极上发生还原反应生成Cu,电极反应为Cu2++2e-Cu。②Y电极是粗铜,Cu是活性电极,自身失电子发生氧化反应,则电极反应为Cu-2e-Cu2+。13.答案(1)①C2H6+18OH--14e-2C+12H2O　②4OH--4e-2H2O+O2↑　电极表面产生气泡,附近溶液变蓝　③Ag++e-Ag　1(2)①铜　Cu-2e-Cu2+　②铁钥匙　Cu2++2e-Cu(3)Fe+8OH--6e-Fe+4H2O　2H2O+2e-2OH-+H2↑解析(1)①甲池中乙烷(C2H6)通入左侧电极发生氧化反应,则左侧Pt电极为负极,电解质溶液为KOH溶液,故负极反应为C2H6+18OH--14e-2C+12H2O。②乙池中,若X、Y都是石墨,A是Na2SO4溶液,则X是阳极,发生氧化反应,电极反应为4OH--4e-2H2O+O2↑。Y是阴极,电极反应为2H2O+2e-2OH-+H2↑,电极附近显碱性,则Y极附近观察到的现象是电极表面产生气泡,附近溶液变蓝。③甲池中右侧Pt电极发生的反应为O2+2H2O+4e-4OH-,消耗标准状况下112mLO2(即0.005mol)时电路中转移电子的物质的量为0.005mol×4=0.02mol。乙池中,若X、Y都是石墨,A溶液是足量AgNO3溶液,Y极是阴极,电极反应为Ag++e-Ag。X极是阳极,电极反应为2H2O-4e-4H++O2↑,据得失电子守恒可知,电路中转移0.02mol电子时,X极生成0.02molH+,则乙池溶液中c(H+)==0.1mol·L-1,溶液pH=1。(2)①在铁钥匙表面镀一层金属铜,X极是阳极,则X极的材料是铜,电极反应为Cu-2e-Cu2+。②Y极是阴极,则Y极材料是铁钥匙,电极反应为Cu2++2e-Cu。(3)由图可知,Fe电极与电源正极相连,则铁电极为电解池的阳极,Fe被氧化生成Fe,故阳极的电极反应为Fe+8OH--6e-Fe+4H2O。Cu极与电源的负极相连,则铜电极为电解池的阴极,发生还原反应析出H2,电极反应为2H2O+2e-2OH-+H2↑。