（广东专用）2022版高中化学 课时提能演练(二十七) 9.2电解池 金属的电化学腐蚀与防护全程复习方略 新人教版

【广东】2022版化学全程复习方略课时提能演练(二十七)9.2电解池金属的电化学腐蚀与防护（人教版）（45分钟100分）一、单项选择题(本大题共8小题，每小题5分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求)1.下列有关金属保护方法的说法中正确的是(　　)A.我们使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用B.白铁(镀锌铁)镀层破损后，铁皮的腐蚀速率很慢C.轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阴极的阳极保护法D.钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青，这是钢铁的电化学保护法2.下列有关电化学的示意图中正确的是(　　)3.如图所示是探究铁发生腐蚀的装置图。发现开始时U形管左端红墨水水柱下降，一段时间后U形管左端红墨水水柱又上升。下列说法中不正确的是(　　)A.开始时发生的是析氢腐蚀B.一段时间后发生的是吸氧腐蚀C.两种腐蚀负极的电极反应式均为Fe－2e－===Fe2＋D.析氢腐蚀的总反应式为2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)24.下列说法正确的是(　　)A.(2022·江苏高考)铜的金属活泼性比铁的弱，可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀-7-B.(2022·江苏高考)铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应C.(2022·山东高考)电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu、Fe、AlD.(2022·潍坊模拟)电解食盐水一段时间后，可通入一定量的HCl气体来恢复原溶液5.用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液，在电解的过程中，溶液的pH依次为升高、不变、降低的是(　　)A.AgNO3　CuCl2　Cu(NO3)2B.KCl　Na2SO4　CuSO4C.CaCl2　KOH　NaNO3D.HCl　HNO3　K2SO46.(2022·上海高考)用电解法提取氯化铜废液中的铜，方案正确的是(　　)A.用铜片连接电源的正极，另一电极用铂片B.用碳棒连接电源的正极，另一电极用铜片C.用氢氧化钠溶液吸收阴极产物D.用带火星的木条检验阳极产物7.(2022·山东高考)以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是(　　)A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程B.因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系C.电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率D.镀锌层破损后对铁制品失去保护作用8.(易错题)如图中，两电极上发生的电极反应如下：a极：Cu2＋＋2e－===Cu；b极：Fe－2e－===Fe2＋，则以下说法中不正确的是(　　)A.该装置一定是原电池B.a极上一定发生还原反应C.a、b可以是同种电极材料D.该过程中能量的转换可以是电能转化为化学能二、双项选择题(本大题共2小题，每小题6分，共12分。在每小题给出的四个选项中，有两个选项符合题目要求)9.(预测题)某学习小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述正确的是(　　)A.K与M、N均断开时，该装置中无反应发生B.K与M、N均断开时，Zn表面有Cu析出C.K与M相连时，电子由锌片流向铜片D.K与N相连时，Zn溶解，铜片质量增加-7-10.(2022·汕头模拟)图中X为电源，Y为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。下列判断正确的是(　　)A.滤纸上c点附近会变红色B.Cu电极质量增加，Pt电极质量不变C.Z中溶液的pH先减小，后增大D.溶液中的SO向Cu电极定向移动三、非选择题(本大题共3小题，共48分)11.(16分)(2022·天津高考节选)工业废水中常含有一定量的Cr2O和CrO，它们会对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理。常用的处理方法之一是电解法。(1)该法用Fe作电极电解含Cr2O的酸性废水，随着电解进行，在阴极附近溶液pH升高，产生Cr(OH)3沉淀。用Fe作电极的原因为　　　　　　。(2)在阴极附近溶液pH升高的原因是(用电极反应解释)　　　　　　，溶液中同时生成的沉淀还有　　　　　　　　　。12.(16分)(2022·南昌模拟)请分析下列有关铝盐溶液电解时的变化情况。(1)用石墨作电极，用如图装置电解AlCl3溶液，两极均产生气泡，阴极区有沉淀生成。持续电解，在阴极附近的溶液中还可观察到的现象是　　　　　　，解释此现象的离子方程式是__________________________________________。(2)若用石墨作电极电解NaCl和Al2(SO4)3的混合溶液，混合溶液中二者的物质的量浓度分别为3mol·L-7-－1、0.5mol·L－1，则下列表示电解过程的曲线正确的是　　　　。13.(16分)(探究题)已知铅蓄电池的工作原理为Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，现用如图装置进行电解(电解液足量)，测得当铅蓄电池中转移0.4mol电子时铁电极的质量减少11.2g。请回答下列问题。(1)A是铅蓄电池的　　　极，铅蓄电池正极反应式为　　　　　　　　　　　，放电过程中电解液的密度　　　　(填“减小”、“增大”或“不变”)。(2)Ag电极的电极反应式是　　　　，该电极的电极产物共　　　　g。(3)Cu电极的电极反应式是　　　　，CuSO4溶液的浓度　　　　(填“减小”、“增大”或“不变”)。(4)如图表示电解进行过程中某个量(纵坐标x)随时间的变化曲线，则x表示　　　　　　　。a.各U形管中产生的气体的体积b.各U形管中阳极质量的减少量-7-c.各U形管中阴极质量的增加量答案解析1.【解析】选B。A项中搪瓷层破损后，铁直接暴露在空气中，因而搪瓷层破损后不能起到防止铁生锈的作用；B项中镀层破损后，由于锌的金属活泼性比铁的强，与铁构成原电池，锌作负极，保护铁不被腐蚀；C选项是牺牲阳极的阴极保护法；D项中是用沥青作涂层的涂层保护法。2.【解析】选D。A中Zn为负极；B中左池应为ZnSO4溶液，右池应为CuSO4溶液；C中粗铜应作阳极，精铜应作阴极。3.【解析】选D。在酸性条件下发生析氢腐蚀：2H＋＋2e－===H2↑，产生的氢气使试管内压强增大，造成U形管左端红墨水水柱下降，A项正确。发生析氢腐蚀一段时间后，溶液中的c(H＋)逐渐减小，在酸性很弱或中性条件下则发生吸氧腐蚀：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，反应中消耗氧气使试管内压强减小，造成U形管左端红墨水水柱上升，B项正确。无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，负极都是铁失去电子，即：Fe－2e－===Fe2＋，C项正确。析氢腐蚀，负极：Fe－2e－===Fe2＋，正极：2H＋＋2e－===H2↑，总反应式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，D项错误。4.【解析】选D。A项，在海轮上装铜块，海轮外壳(含铁)、铜和溶有电解质的海水，形成原电池，铁的腐蚀加快，A项错；B项，铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生氧化反应，B项错误；C项，因氧化性：Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞Fe2＋＞Al3＋，故电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上Fe3＋首先生成Fe2＋，然后析出铜，最后能生成H2，但不能析出铝和铁，故C错误；D项，电解食盐水消耗的是HCl，通入HCl可使溶液复原，D正确。5.【解析】选B。由电解规律可得：类　型化学物质pH变化放O2生酸型CuSO4、AgNO3、Cu(NO3)2降低放H2生碱型KCl、CaCl2升高电解电解质型CuCl2升高HCl升高电解H2O型NaNO3、Na2SO4、K2SO4不变KOH升高HNO3降低故选B。6.【解题指南】解答本题要注意以下两点：(1)阳极材料不能用活性电极。(2)阳极产物是Cl2，阴极产物是Cu。【解析】选B。用电解法提取氯化铜废液中的铜，阳极材料一定不是铜，否则将会发生如下反应：Cu－2e－===Cu2＋，使废液中又产生Cu2＋，即阳极材料应该选择惰性电极，阴极选常见的电极都可以，A选项错误，B项正确；阴极反应是：Cu2＋＋2e－===Cu，不能用NaOH溶液吸收，C选项错误；阳极反应是：2Cl－－-7-2e－===Cl2↑，产生的Cl2可以用氢氧化钠溶液吸收，不能用带火星的木条检验，D项错误。7.【解题指南】解答本题时要注意以下两点：(1)电池的充、放电过程必须是可逆过程；(2)电解时电路中通过的电量与反应物有定量关系，与能量的转化形式无关。【解析】选C。A项，未通电前上述镀锌装置可构成原电池，原电池反应为吸氧腐蚀反应，而电镀时所发生的反应为Zn2＋＋2e－===Zn，它们是不同的两个反应，故电镀过程不是该原电池的充电过程，A错误；B项，电解过程中确实存在电能转化成热能的情况，但电镀时通过的电量与析出的锌的量存在确定的关系，与能量的转化形式无关，B错误；C项，电解速率与电流强度有关，与温度无关，C正确；D项，镀锌层破损后，能形成锌铁原电池，铁为正极，锌为负极，同样起到保护铁的作用，D错误。8.【解析】选A。A项该装置不一定是原电池，可以是原电池也可以是电解池；B项根据已知条件，a极上发生Cu2＋＋2e－===Cu反应，一定是还原反应；C项a、b可以是同种电极材料，如用铁电极电解硫酸铜溶液；D项该过程中能量的转换可以是电能转化为化学能，也可以是化学能转化为电能。【易错提醒】该题容易通过反应：Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu误判该装置为原电池。单从两极的反应上不能判定该装置是原电池还是电解池。两种可能都有。两电极的材料也容易误判，可以是同种材料。9.【解析】选B、C。K与M、N均断开时，装置中仍发生Zn与CuSO4的置换反应，Zn表面有Cu析出，故A错，B对；K与M相连时，形成原电池，Zn作负极Cu作正极，电子由锌片流向铜片，C对；K与N相连时形成电解池，Cu为阳极Zn作阴极，Cu溶解，锌片上析出Cu，锌片质量增加，D错。10.【解析】选A、B。紫红色斑即MnO向d端扩散，根据阴离子向阳极移动的原理，可知d端为阳极，即b为正极，a为负极，c为阴极，NaCl溶液中H＋放电，产生OH－，c点附近会变红色，A正确；电解硫酸铜溶液时，Pt为阳极，溶液中的OH－放电：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，Cu为阴极，溶液中的Cu2＋得电子，生成铜，总反应式为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，Pt电极附近生成H＋，则SO向Pt电极移动，B正确，D不正确。随着电解的进行，Z中溶液变为硫酸溶液，再电解则为电解水，硫酸浓度增大，pH减小，C不正确。11.【解题指南】明确本题的电解原理：用铁作阳极，产生的亚铁离子将Cr2O还原为Cr3＋，再转化为氢氧化铬沉淀。【解析】用铁作阳极，铁失电子生成亚铁离子还原Cr2O生成Cr3＋，阴极上氢离子放电，溶液pH升高，生成Cr(OH)3沉淀。生成Cr(OH)3沉淀的同时，也生成了Fe(OH)2沉淀，Fe(OH)2还原性很强，发生反应4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，最终得到Fe(OH)3沉淀。答案：(1)阳极反应2Fe－4e－===2Fe2＋，提供还原剂Fe2＋　(2)2H＋＋2e－===H2↑　Fe(OH)312.【解析】(1)用惰性电极电解AlCl3溶液，起始时总反应方程式可表示为2AlCl3＋6H2O2Al(OH)3↓＋3Cl2↑＋3H2↑，阴极区产物为Al(OH)3和H2，故阴极区有白色沉淀Al(OH)3生成，随着电解的进行，AlCl3消耗完，这时相当于电解水，阴极上H＋放电，导致阴极区碱性增强，之前生成的Al(OH)3又慢慢溶解，离子方程式可表示为Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。(2)本题是对混合溶液的电解，可对4种离子进行重新组合，由题知，电解NaCl和Al2(SO4)3的混合溶液相当于电解1mol·L－1AlCl3溶液，电解过程中总反应式可表示为2AlCl3＋6H2O2Al(OH)3↓＋3H2↑＋3Cl2↑，由此可知选项A、D正确。答案：(1)白色沉淀逐渐溶解至消失Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O(2)A、D13.【解析】根据在电解过程中铁电极质量的减少可判断A是电源的负极，B是电源的正极，电解时Ag极作阴极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，Fe作阳极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋-7-，左侧U形管中总反应式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。右侧U形管相当于电镀装置，Zn电极作阴极，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，铜电极作阳极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，电镀过程中CuSO4溶液的浓度保持不变，根据上述分析可得答案。答案：(1)负　PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O　减小(2)2H＋＋2e－===H2↑　0.4(3)Cu－2e－===Cu2＋　不变(4)b-7-