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高考化学总复习 专题6 第三单元 电能转化为化学能 金属腐蚀及防护课时闯关(含解析) 苏教版
高考化学总复习 专题6 第三单元 电能转化为化学能 金属腐蚀及防护课时闯关(含解析) 苏教版
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【高考总复习】2013年高三化学专题6:第三单元电能转化为化学能 金属腐蚀及防护课时闯关(含解析)(苏教版)一、单项选择题(每小题只有一个选项符合题意)1.(2012·沧州高三质检)如图所示,铜片、锌片和石墨棒用导线连接后插入番茄里,电流计中有电流通过,则下列说法正确的是( )A.锌片是负极B.两个铜片上都发生氧化反应C.石墨是阴极D.两个番茄都形成原电池解析:选A。由于番茄汁显酸性,Zn和Cu的活泼性不同,且Zn能与H+反应,因此左侧为原电池,右侧为电解池。在左侧,Zn作负极,Cu作正极,在右侧C作阳极,Cu作阴极,故A正确。2.查处酒后驾驶采用的“便携式乙醇测量仪”以燃料电池为工作原理,在酸性环境中,理论上乙醇可以被完全氧化为CO2,但实际乙醇被氧化为X,其中一个电极的反应式为CH3CH2OH-2e-===X+2H+。下列说法中正确的是( )A.电池内部H+由正极向负极移动B.另一极的电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-C.乙醇在正极发生反应,电子经过外电路流向负极D.电池总反应式为2CH3CH2OH+O2===2CH3CHO+2H2O解析:选D。根据原电池工作原理、反应规律及质量守恒等,可以确定乙醇作原电池的负极,正极反应式为O2+4H++4e-===2H2O,物质X的分子式为C2H4O,是乙醇被氧化的产物,为CH3CHO,则电池的总反应式为2CH3CH2OH+O2===2CH3CHO+2H2O;工作过程中负极产生H+,正极消耗H+,所以,H+应由负极向正极移动;外电路中的电子应由负极流出,正极流入。3.电解100mL含c(H+)=0.30mol/L的下列溶液,当电路中通过0.04mol电子时,理论上析出金属质量最大的是( )A.0.10mol/LAg+ B.0.02mol/LZn2+C.0.20mol/LCu2+D.0.20mol/LPb2+解析:选C。根据离子的放电顺序可知,当电路中通过0.04mol的电子时,能析出金属的只有选项A和C,100mL溶液中分别含有Ag+:0.01mol,1.08g;Cu2+:0.02mol,1.28g可知选C。4.在800~1000℃时电解TiO2可制得钛,装置如图所示。下列叙述正确的是( )A.a为电源的正极B.石墨电极上发生还原反应C.阴极发生的反应为:TiO2+4e-===Ti+2O2-D.每生成0.1mol钛,转移电子0.2mol解析:选C。由O2--5-\n移动方向可知b为电源正极,A项错误;b为电源正极,石墨电极上发生氧化反应,B项错误;每生成0.1mol钛,转移电子0.4mol,D项错误。5.(2012·北京崇文区高三统练)16岁时,美籍华裔科学家钱永健就凭借一个“金属易受硫氰酸盐腐蚀”的调查项目,荣获“美国西屋科学天才奖”。下列叙述正确的是( )A.金属腐蚀就是金属失去电子被还原的过程B.将水库中的水闸(钢板)与外加直流电源的负极相连,正极连接到一块废铁上可防止水闸被腐蚀C.合金的熔点都高于它的成分金属,合金的耐腐蚀性也都比其成分金属强D.铜板上的铁铆钉处在潮湿的空气中直接发生反应:Fe-3e-===Fe3+,继而形成铁锈解析:选B。A项,金属失去电子,被氧化;B项正确,用外加电流的阴极保护法保护金属;C项,合金的熔点比其成分金属的熔点低;D项,应为Fe-2e-===Fe2+。6.关于下列各装置图的叙述中,不正确的是( )A.用装置①精炼铜,则a极为粗铜,电解质溶液为CuSO4溶液B.装置②的总反应式是Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+C.装置③中钢闸门应与外接电源的负极相连D.装置④中的铁钉几乎没有被腐蚀解析:选B。A项,a为阳极,精炼铜时粗铜作阳极,对,B项,Fe为负极,反应式为Fe-2e-===Fe2+,Cu为正极,反应式为Fe3++e-===Fe2+,总反应式为Fe+2Fe3+===3Fe2+,错,C项,钢闸门作电解装置的阴极受到保护,对;D项,在图示环境中,铁钉处于干燥的环境下,不易被腐蚀,对。二、不定项选择题(每小题只有一个或两个选项符合题意)7.如图装置中,a、b都是惰性电极,通电一段时间后,b极附近溶液呈红色。下列说法中不正确的是( )A.X是正极,Y是负极B.X是负极,Y是正极C.CuSO4溶液的pH逐渐变大D.NaCl溶液的pH逐渐变大解析:选BC。根据实验现象知道,b极是电解池的阴极,则X是正极,Y是负极。烧杯内电解CuSO4溶液,产物为Cu、O2和H2SO4,电解后溶液酸性增强,U形管电解NaCl溶液,产物为Cl2、H2和NaOH,溶液的碱性增强。-5-\n8.铅酸蓄电池是目前应用普遍的化学电池,新型液流式铅酸蓄电池以可溶的甲基磺酸铅为电解质,电池总反应为:Pb+PbO2+4H+2Pb2++2H2O。下列有关新型液流式铅酸蓄电池的说法正确的是( )A.充放电时,溶液中Pb2+浓度保持不变B.充放电时,溶液的导电能力变化不大C.放电时的负极反应式为:Pb-2e-===Pb2+D.充电时的阳极反应式为:Pb2++4OH-+2e-===PbO2+2H2O解析:选BC。A项,充电时溶液中Pb2+浓度减小,放电时溶液中Pb2+浓度增大,不正确;D项,充电时阳极发生氧化反应,电极反应式为Pb2++2H2O-2e-===PbO2+4H+,故不正确。9.(2012·安徽江南十校联考)利用如图装置,能完成很多电化学实验。下列有关此装置的叙述中,不正确的是( )A.若X为锌棒,Y为NaCl溶液,开关K置于M处,可减缓铁的腐蚀,这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法B.若X为碳棒,Y为NaCl溶液,开关K置于N处,可减缓铁的腐蚀,溶液中的阳离子向铁电极移动C.若X为铜棒,Y为硫酸铜溶液,开关K置于M处,铜棒质量将增加,此时外电路中的电子向铜电极移动D.若X为铜棒,Y为硫酸铜溶液,开关K置于N处,铁棒质量将增加,溶液中铜离子浓度将减小解析:选D。A项中锌的活泼性比铁强,可减缓铁的腐蚀,这种方法的名称也正确,正确;B项是外加电流的阴极保护法,可减缓铁的腐蚀,溶液中的阳离子向阴极移动,正确;C项是原电池,铜是正极,质量将增加,铁是负极,此时外电路中的电子由负极向正极移动,正确;D项是在铁棒上镀铜,铁棒质量将增加,但溶液中各离子浓度都不发生变化,错误。10.500mLKNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)=5.0mol/L,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11.2L气体(标准状况),假定电解后溶液体积仍为500mL,下列说法不正确的是( )A.原混合溶液中c(K+)为3mol/LB.上述电解过程中共转移1mol电子C.电解得到的Cu的物质的量为0.5molD.电解后溶液中c(H+)为2mol/L解析:选B。阳极反应为:4OH--4e-===O2↑+2H2O,根据气体的量可知转移电子的物质的量为2mol,阴极反应为:Cu2++2e-===Cu,Cu2+放电结束后H+放电,2H++2e-===H2↑,H+放电时转移电子的物质的量为1mol,说明Cu2+放电时转移电子的物质的量为1mol,则n(Cu)=0.5mol,c(Cu2+)=1mol/L,根据电荷守恒得:c(K+)+2c(Cu2+)=c(NO),求得c(K+)为3mol/L。B选项错误。三、非选择题11.钢铁工业是国家工业的基础,请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。(1)生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中,当铁锈被除尽后,溶液中发生的化合反应的化学方程式为________________________________________________________________________。(2)下列哪些装置可防止铁棒被腐蚀________。-5-\n(3)在实际生产中,可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意如图:①A电极对应的金属是________(写元素名称),B电极的电极反应式是________________________________________________________________________。②若电镀前A、B两金属片质量相同,电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量,二者质量差为5.12g,则电镀时电路中通过的电子为________mol。③镀层破损后,镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀,请简要说明原因________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析:(1)铁锈的主要成分为氧化铁的水合物,与盐酸反应后生成了三价铁离子,而后铁与三价铁离子会化合生成亚铁离子。(2)B中锌比铁活动性强,为牺牲阳极的阴极保护法,D为外加电流的阴极保护法。A、C均易使铁棒腐蚀。(3)为在铁表面镀铜需将铁作阴极、铜作阳极,当析出1mol铜时,两电极的质量差为64+64=128g,转移2mol电子,当质量差为5.12g时,电路中通过的电子为0.08mol。答案:(1)2FeCl3+Fe===3FeCl2 (2)BD(3)①铜 Cu2++2e-===Cu ②0.08③铁比铜活泼,镀层破坏后,在潮湿环境中形成原电池,铁为负极,加速铁的腐蚀,而镀锌铁镀层破坏后,锌作负极铁作正极,铁不易腐蚀(其他答案合理也可)12.如图所示,A、F为石墨电极,B、E为铁片电极。按要求回答下列问题。(1)打开K2,闭合K1时。B为________极,A的电极反应为________________,最终可观察到的现象是________________________,涉及的化学反应方程式有:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)打开K1,闭合K2时。E为________极,F极的电极反应为__________________________,检验F极产生气体的方法是________________________________________________________________________。(3)若往U形管中滴加酚酞试液,进行(1)(2)操作时,A、B、E、F电极周围能变红的是________。解析:(1)当打开K2,闭合K1时,刚好形成原电池,较活泼的Fe作负极,A作正极,在正极溶液中O2得电子发生还原反应,即发生吸氧腐蚀,生成Fe(OH)2,进一步被氧化为红褐色的Fe(OH)3。-5-\n(2)打开K1,闭合K2,形成电解池,故E为电解池的阴极,F为电解池的阳极,在阳极Cl-失电子生成Cl2。(3)A、E两极都生成了OH-,故遇酚酞试液会变红。答案:(1)负 O2+2H2O+4e-===4OH- 溶液中有红褐色沉淀生成 2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2;4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3(2)阴 2Cl--2e-===Cl2↑ 用湿润的淀粉碘化钾试纸靠近F,若试纸变蓝,则产生的气体是Cl2(3)A、E13.如下图所示,某同学设计一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。根据要求回答相关问题:(1)通入氧气的电极为________(填“正极”或“负极”),写出负极的电极反应式________________________________________________________________________。(2)铁电极为________(填“阳极”或“阴极”),石墨电极(C)的电极反应式为________________________________________________________________________。(3)反应一段时间后,乙装置中生成氢氧化钠主要在________(填“铁极”或“石墨极”)区,简述理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)如果粗铜中含有锌、银等杂质,丙装置中阳极上电极反应式为________________________________________________________________________,反应一段时间,硫酸铜溶液浓度将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。(5)若在标准状况下,有2.24L氧气参加反应,则乙装置中铁电极上生成的气体的分子数为________;丙装置中阴极析出铜的质量为________。解析:甲装置中甲醚(CH3OCH3)与氧气反应,甲醚被氧化,氧气被还原,故在正极通入氧气,在负极通入甲醚。甲醚在碱溶液中最终生成CO和H2O。乙装置中铁极与负极相连,铁极为阴极,石墨(C)极为阳极;丙装置中粗铜为阳极,与甲的正极相连,精铜为阴极。由于粗铜中含有锌等比铜活泼的金属,Zn2+得电子能力比Cu2+弱,根据电子守恒,阳极铜、锌失去电子总数等于阴极上析出的铜得电子总数,故硫酸铜溶液浓度会降低。n(O2)=0.1mol,O2+2H2O+4e-===4OH-,n(e-)=0.4mol,乙装置中,铁极为阴极生成H2,根据电子守恒知,n(H2)=0.2mol,丙装置中阴极:Cu2++2e-===Cu,由电子守恒知,m(Cu)=0.2mol×64g/mol=12.8g。答案:(1)正极 CH3OCH3-12e-+16OH-===2CO+11H2O(2)阴极 2Cl--2e-===Cl2↑(3)铁极 石墨(C)极为阳极,氯离子发生氧化反应,铁极为阴极,H+反应,OH-过量,由于阳离子交换膜只允许钠离子向阴极区移动,故氢氧化钠主要在阴极区生成(4)Zn-2e-===Zn2+、Cu-2e-===Cu2+ 减小(5)0.2×6.02×1023 12.8g-5-
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高考 - 二轮专题
发布时间:2022-08-25 21:41:42
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