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【优化指导】高考化学总复习 课时作业19 电解池 金属的电化学腐蚀与防护 人教版
【优化指导】高考化学总复习 课时作业19 电解池 金属的电化学腐蚀与防护 人教版
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课时作业(十九) 电解池 金属的电化学腐蚀与防护(对应学生用书P251)一、选择题(本题包括10个小题,每小题5分,共50分)1.(2011广东高考)某小组为研究电化学原理,设计如图装置。下列叙述不正确的是( )A.a和b不连接时,铁片上会有金属铜析出B.a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为:Cu2++2e-===CuC.无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色D.a和b分别连接直流电源正、负极,电压足够大时,Cu2+向铜电极移动2.依据下列甲、乙、丙三图,判断下列叙述不正确的是( )A.甲是原电池,乙是电镀装置B.甲、乙装置中,锌极上均发生氧化反应C.乙、丙装置中,阳极均发生氧化反应而溶解D.乙、丙装置中,c(Cu2+)基本不变解析:甲为铜锌原电池,乙为在Zn片上镀铜的电镀池,丙为电解精炼铜。答案:B3.用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液,当阴极上增重ag时,在阳极上同时产生bL氧气(标准状况),从而可推知M的相对原子质量为( )A. B.C.D.解析:根据电解规律列出物质间的关系式,设M的相对原子质量为Mr。Mx+~xe-~O29\nMrg 22.4·Lag bL=解得Mr==答案:C4.下列有关电化学的示意图正确的是( )5.某新型“纸电池”以碳纳米管和金属锂为两极,造纸用的纤维素在一种离子液体X中溶解作隔离膜,电池工作时的总反应为xLi+C(碳纳米管)LixC,下列有关说法正确的是( )A.放电时Li+由正极向负极移动B.充电时的阳极反应为LixC-xe-===C+xLi+C.X可能为羧酸、醇等含活泼氢的有机物D.锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)低解析:该电池放电时,Li失去电子作电池的负极,C得电子作电池的正极,Li+由负极向正极移动,A项错误;负极反应为xLi-xe-===xLi+,正极反应为C+xLi++xe-===LixC,充电时电池的负极接电源的负极,充当阴极,电池的正极接电源的正极,充当阳极,因此阳极反应为LixC-xe-===C+xLi+,B项正确;Li的金属活泼性强,可以与羧酸、醇等发生反应,C项错误;单位质量的Li的物质的量大,释放的能量高,D项错误。答案:B9\n6.化学实验小组在学习化学电源和氯碱工业相关知识后,在实验室进行实验验证。他们设计组装了如图所示装置,已知a为石墨电极;b为铁电极;c为铝电极(已除去表面氧化膜);d为多孔石墨电极,烧杯中是足量饱和食盐水(滴有酚酞),连好导线后,电流计指针发生明显偏转。下列判断正确的是( )A.b为负极,d为阳极B.一段时间后,a和d电极附近溶液变红C.b电极电极反应式为:2Cl--2e-===Cl2↑D.当电解一段时间,B中出现大量白色沉淀时,停止实验,再将A中溶液倒入B中混合,充分振荡,沉淀全部消失7.用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液,电解一段时间后,向电解液中加入0.1mol碱式碳酸铜晶体(不含结晶水),恰好使溶液恢复到电解前的浓度和pH。下列有关叙述不正确的是( )A.电解过程产生的气体体积(在标准状况下)为5.6LB.电解过程转移的电子数为3.612×1023个C.电解过程只发生了2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4D.加入碱式碳酸铜的反应是:Cu2(OH)2CO3+2H2SO4===2CuSO4+CO2↑+3H2O解析:加入0.1molCu2(OH)2CO3可以恢复到原状,可将其看做0.1mol的2CuO·H2O·CO2,说明电解过程发生的反应为:①2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4和②2H2O2H2↑+O2↑。其中反应①析出铜0.2mol,消耗硫酸铜0.2mol,反应②消耗水为0.1mol。反应①生成氧气0.1mol,反应②生成气体为0.15mol,共生成气体5.6L(标准状况下);反应①转移电子0.4mol,反应②转移电子0.2mol,共转移电子0.6mol,转移的电子数为3.612×1023个。答案:C9\n8.(2011浙江高考)将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗,在液滴外沿形成棕色铁锈环(b),如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法正确的是( )A.液滴中的Cl-由a区向b区迁移B.液滴边缘是正极区,发生的电极反应为:O2+2H2O+4e-===4OH-C.液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀,生成的Fe2+由a区向b区迁移,与b区的OH-形成Fe(OH)2,进一步氧化、脱水形成铁锈D.若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板,在铜铁接触处滴加NaCl溶液,则负极发生的电极反应为:Cu-2e-===Cu2+解析:本题考查了钢铁的吸氧腐蚀知识。根据液滴之下氧气含量比边缘少可知液滴下铁为负极,失电子生成亚铁离子,液滴外缘氧气得电子与水化合生成氢氧根,OH-与Fe2+结合生成Fe(OH)2,进而生成Fe2O3·nH2O,阴离子移向负极,A项错误,B项正确;铁为负极,失电子发生氧化反应,C项错误;铁比铜活泼,应为铁失电子:Fe-2e-===Fe2+,D项错误。答案:B9.镁电池毒性低、污染小,电压高而平稳,它逐渐成为人们研制绿色电池的关注焦点。该电池的反应原理为:xMg+Mo3S4MgxMo3S4。下列说法不正确的是( )A.放电时,Mo3S4发生氧化反应B.放电时,正极反应式:Mo3S4+2xe-===Mo3SC.充电时,Mg2+向阴极迁移D.充电时,阴极反应式:xMg2++2xe-===xMg解析:由于Mg在化合物中的化合价只有+2价,则放电时Mg发生氧化反应,Mo3S4中Mo发生还原反应,则放电时,Mo3S4作正极,其反应式为Mo3S4+2xe-===Mo3S,A错误,B正确;充电时为电解池反应,Mg2+应移向阴极,阴极反应式为Mg2++2e-===Mg,阳极反应式为Mo3S-2xe-===Mo3S4。答案:A10.锂电池种类较多,有一种锂电池的充放电反应方程式为8Li+3SOCl2Li2SO3+2S+6LiCl,有关该电池的说法正确的是( )A.放电时,正极反应:3SOCl2-8e-===SO+2S+6Cl-B.放电时,电池内Li+向负极移动9\nC.充电时,单质S被氧化为SOCl2D.电池的电解质溶液是SOCl2水溶液解析:放电时正极反应:3SOCl2+8e-===SO+2S+6Cl-,A项错误;放电时,电池内Li+向正极移动,B项错误;SOCl2与水发生反应SOCl2+H2O===SO2↑+2HCl↑,又锂是活泼金属,易与H2O、O2反应,故不能选用水溶液做电解质溶液。答案:C二、非选择题(本题包括4个小题,共50分)11.(10分)电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法:保持污水的pH在5.0~6.0之间,通过电解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性,可吸附污物而沉积下来,具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层,刮去(或撇掉)浮渣层,即起到了浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水,设计装置如图所示:(1)实验时若污水中离子浓度较小,导电能力较差,产生气泡速率缓慢,无法使悬浮物形成浮渣。此时,应向污水中加入适量的______。a.H2SO4 b.BaSO4 c.Na2SO4 d.NaOH e.CH3CH2OH(2)电解池阳极的电极反应分别是①________________________________________________________________________;②4OH--4e-===2H2O+O2↑。(3)电极反应①和②的生成物反应得到Fe(OH)3沉淀的离子方程式是________________________________________________________________________。(4)熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质,以CH4为燃料,空气为氧化剂,稀土金属材料为电极。已知负极的电极反应是CH4+4CO-8e-===5CO2+2H2O。①正极的电极反应是________________________________________________________________________。②为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定。为此电池工作时必须有部分A物质参加循环。则A物质的化学式是________________________________________________________________________。(5)实验过程中,若在阴极产生了44.8L(标准状况)气体,则熔融盐燃料电池消耗CH4______L(标准状况)。解析:(1)通过电解生成Fe(OH)3沉淀,不能加酸,a项不符合;BaSO49\n难溶于水,b项不符合;Na2SO4对电解产物没有影响,可以增强导电能力,故c项符合;保持污水的pH在5.0~6.0之间,NaOH显然不符合;CH3CH2OH为非电解质,导电能力差,e项不符合;故答案为c。(2)燃料电池中,通入CH4的一极为负极,通入空气的一极为正极,故烧杯中铁为阳极,电极反应为:Fe-2e-===Fe2+。(3)电极反应①和②的生成物反应得到Fe(OH)3沉淀的离子方程式是4Fe2++10H2O+O2===4Fe(OH)3↓+8H+。(4)①已知负极的电极反应是CH4+4CO-8e-===5CO2+2H2O,而总的反应方程式为CH4+2O2===CO2+2H2O,用总反应方程式减去负极的电极反应式得正极的电极反应式,为O2+2CO2+4e-===2CO。②根据电极反应,A物质的化学式是CO2。(5)阴极电极反应为:2H++2e-===H2↑,产生44.8L(标准状况)气体,转移4mole-;根据CH4+4CO-8e-===5CO2+2H2O知,熔融盐燃料电池消耗CH411.2L。12.(12分)(2011广东高考)由熔盐电解法获得的粗铝含一定量的金属钠和氢气,这些杂质可采用吹气精炼法除去,产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下:(NaCl熔点为801℃;AlCl3在181℃升华)(1)精炼前,需消除坩埚表面的氧化铁和石英砂,防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质。相关的化学方程式为①____________和②____________。(2)将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体,杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有______;固态杂质粘附于气泡上,在熔体表面形成浮渣,浮渣中肯定存在______。(3)在用废碱液处理气体A的过程中,所发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。(4)在铝电解池中,金属铝为______极。熔融盐电镀液中铝元素和氯元素主要以AlCl和Al2Cl形式存在,铝电极的主要电极反应式为________________________________________________________________________。(5)钢材镀铝后,表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀,其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析:(1)此类反应属于典型的铝热反应。(2)粗铝中含有一定量的金属钠和氢气,在700℃时通入氯气,钠和氯气反应生成氯化钠,氢气与氯气反应生成氯化氢,部分铝与氯气反应生成AlCl3。9\n(3)气态A中含有HCl和Cl2。(4)镀铝电解池中,镀层金属铝作阳极。书写电极方程式时注意铝在电解液中的存在形式为AlCl或Al2Cl。答案:(1)Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe 3SiO2+4Al2Al2O3+3Si(2)HCl、AlCl3 NaCl(3)Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O;H++OH-===H2O(4)阳 Al+4Cl--3e-===AlCl或2Al+7Cl--6e-===Al2Cl(5)致密的氧化铝膜能够阻止氧气、水与钢材的接触,对钢材起到保护作用13.(14分)如图为相互串联的甲乙两个电解池,X、Y为直流电源的两个电极。电解过程中,发现石墨电极附近先变红。请回答:(1)电源X极为______极(填“正”或“负”),乙池中Pt电极上的电极反应式为______。(2)甲池若为电解精炼铜的装置,其阴极增重12.8g,则乙池中阴极上放出的气体在标准状况下的体积为______,电路中通过的电子为______mol。(3)若乙池剩余溶液的体积仍为400mL,则电解后所得溶液c(OH-)=____________。(3)乙池发生反应:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ 2 22.4L n(OH)- 4.48L9\nn(OH-)=0.4mol电解后所得溶液c(OH-)=1mol·L-1答案:(1)正 2Cl--2e-===Cl2↑(2)4.48L 0.4 (3)1mol·L-114.(14分)请按要求回答下列问题。(1)根据图1回答①②。①打开K2,合并K1。A电极可观察到的现象是________________________________________________________________________;B极的电极反应式为________________________________________________________________________。②打开K1,合并K2。A电极可观察到的现象是________________________________________________________________________;B电极的电极反应为________________________________________________________________________。(2)根据图2回答③④。③将较纯净的CuSO4溶液放入如图所示的装置中进行电解,石墨电极上的电极反应式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________,电解反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。④实验完成后,铜电极增重ag,石墨电极产生标准状况下的气体体积________L。答案:(1)①锌不断溶解Cu2++2e-===Cu ②锌棒镀上一层红色的铜Cu-2e-===Cu2+(2)③4OH--4e-===2H2O+O2↑9\n2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+④9
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高考 - 二轮专题
发布时间:2022-08-25 22:09:12
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