广东省2021版高考化学一轮复习课时规范练18电解池金属的腐蚀与防护(含解析)新人教版

下列说法不正确的是( ) A.b 极为正极,电极反应式为 O2+4H++4e- 2H2O B.H+由 a 极通过质子交换膜向 b 极移动 C.该燃料电池的总反应式为 2SO2+O2+2H2O 2H2SO4 D.若 a 极消耗 2.24 L(标准状况)SO2,理论上 c 极有 6.4 g 铜析出
拓展深化
C.图 4 中,在钢材上电镀铝,熔融盐中 Al 和 Cl 两种元素只以 AlCl4-、Al2Cl7-的形式存在,则阳极反应
式为 Al-3e-+7AlCl-
4
4Al2Cl7-
D.图 3 中,K 分别与 M、N 连接,均可保护 Fe 电极,连接 M 时称为“牺牲阳极的阴极保护法”
4.
右图为直流电源电解稀 Na2SO4 溶液的装置。通电后在石墨电极 a 和 b 附近分别滴加一滴石蕊溶液。 下列实验现象中正确的是( ) A.逸出气体的体积,a 电极的小于 b 电极的 B.一电极逸出无味气体,另一电极逸出刺激性气味气体 C.a 电极附近呈红色,b 电极附近呈蓝色 D.a 电极附近呈蓝色,b 电极附近呈红色 5.
C.采用外加电流的阴极保护时需外接镁、锌等作辅助阳极
D.钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学腐蚀
2.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.若通电前上述镀锌装置构成原电池,则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
5.C 开关 K 置于 M 处则为原电池,由于活动性 Zn>Fe,所以 Zn 为负极,Fe 为正极。可减缓铁的腐蚀,
这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法,A 项错误;开关 K 置于 N 处为电解池。若阳极 X 为碳棒,Y 为
NaCl 溶液,Fe 为阴极被保护,不会引起 Fe 的腐蚀,B 项错误;开关 K 置于 M 处该装置是原电池,若 X
收集到相同体积(相同条件)的气体,则整个电解过程转移的电子的数目是
。
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课时规范练 18 电解池 金属的腐蚀与防护
1.C 铁为活泼的金属,在潮湿的空气中容易发生吸氧腐蚀,发生的主要反应有
2Fe+O2+2H2O 2Fe(OH)2、4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3 等,故 A 项正确;钢构件表面喷涂环氧树脂涂 层,可以隔绝空气、水等防止形成原电池,防止铁发生电化学腐蚀,故 B 项正确;外接镁、锌等作辅
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12.(2019 湖北鄂州、黄冈高三调研)化学电源在日常生活和工业生产中有着重要的应用。 Ⅰ.如下图所示,某同学设计了一种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。请按要求回答相关问题:
(1)甲烷燃料电池负极反应式是
。
(2019 江西师大附中高三期末)利用如图装置可完成很多电化学实验。下列有关此装置的叙述正确 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,这种方法称为牺牲阴极保护法 B.若 X 为碳棒,Y 为 NaCl 溶液,开关 K 置于 N 处,可加快铁的腐蚀 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,可用于铁表面镀铜,溶液中铜离子浓度将减小
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6.(2019 山西五地高三期末)以纯碱溶液为原料,通过电解的方法可制备小苏打,原理装置图如下:
上述装置工作时,下列有关说法正确的是( ) A.Na+由乙池穿过交换膜进入甲池 B.甲池电极反应式为 4CO32-+2H2O-4e- 4HCO3-+O2↑ C.乙池电极接电池正极,气体 X 为 H2 D.NaOH 溶液 Y 比 NaOH 溶液 Z 浓度小 7.(2019 江西师大附中高三期末)氯碱工业是以电解饱和食盐水为基础的基本化学工业。下图是某 氯碱工业生产原理示意图:
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(2019 山西晋中高三适应性考试)双极膜电渗析一步法由盐制酸碱的技术进入到了工业化阶段。某 科研小组研究采用 BMED 膜堆(如图所示)模拟以精制浓海水为原料直接制备酸和碱。BMED 膜堆包括 阳离子交换膜、阴离子交换膜和双极膜(A、D)。已知在直流电源的作用下,双极膜内中间界面层发 生水的解离,生成 H+和 OH-。下列说法不正确的是( ) A.电极 b 连接电源的负极 B.Ⅱ口排出的是淡水 C.电解质溶液采用 Na2SO4 溶液可避免有害气体的产生 D.C 为阴离子交换膜 11.(2019 湖北黄冈中学高三适应性考试)传统接触法制取硫酸能耗大、污染严重。将燃料电池引入 硫酸生产工艺可有效解决能耗和环境污染问题,同时提供电能。以燃料电池为电源电解硫酸铜溶液 的工作原理示意图如下所示。
C.电镀时保持电流恒定,升高温度不改变电解反应速率
D.镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用
3.(2019 江西师大附中高三期末)下列有关电化学装置的叙述正确的是( )
A.图 1 中,Zn—MnO2 干电池放电时,MnO2 被氧化 B.图 2 中,电解精炼铜时,阳极减少的质量与阴极增加的质量一定相等
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为铜棒,Y 为硫酸铜溶液。由于活动性 Fe>Cu,Fe 作负极,发生反应 Fe-2e- Fe2+,Cu 为正极,电极反
应式为 Cu2++2e- Cu,此时铜棒质量将增加,在外电路中的电子由铁经导线向铜电极移动,C 项正确;
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开关 K 置于 N 处为电解池。Y 溶液为硫酸铜溶液,若阳极 X 为铜棒,电极反应式为 Cu-2e- Cu2+,Fe 为阴极,电极反应式为 Cu2++2e- Cu,可用于铁表面镀铜,由于两电极溶解的 Cu 的质量和析出的 Cu 的质量相等,所以溶液中铜离子浓度将不变,D 项错误。 6.B Na+向阴极移动,由甲池穿过交换膜进入乙池,故 A 项错误;甲池电极上水放电生成氧气和氢离 子,氢离子与碳酸根反应生成碳酸氢根,电极反应式为 4CO32-+2H2O-4e- 4HCO3-+O2↑,故 B 项正确;乙 池电极为阴极,乙池电极接原电池负极,阴极上水放电生成氢气和氢氧根,故 C 项错误;电解时,甲池 得到碳酸氢钠,乙池得到氢氧化钠,则 NaOH 溶液 Y 比 NaOH 溶液 Z 浓度大,故 D 项错误。 7.答案:(1)NaOH 溶液 Na2CO3 溶液 (2)2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑ (3)①H2 2OH+Cl2 ClO-+Cl-+H2O ②b%>a% ③1.93×105C 解析:(1)除去杂质不能引入新的杂质,即除去 Mg2+用 NaOH 溶液,除去 Ca2+用 Na2CO3 溶液。
通过电子的电量与析出 Zn 的量成正比,B 项错误;电流恒定,单位时间通过的电子的物质的量恒定,
即电解速率恒定,C 项正确;镀层破损后,Zn 与 Fe 仍能构成原电池,其中 Zn 为负极被腐蚀,Fe 为正极
被保护,D 项错误。
3.C 图 1 是锌锰电池,锌作负极失去电子,化合价升高,被氧化,故 A 项错误;精炼铜时,粗为原电池,如图所示,结合学习过的电化学原理分析其
设计方案,回答相关问题:
(4)从 a 口加入
(填名称)。H+移动方向是
(填“A 到 B”或“B 到
A”)。
(5)A 极发生的电极反应式为
。
(6)若以该电池为电源用石墨做电极电解 200 mL 0.5 mol·L-1 的 CuSO4 溶液,电解一段时间后,两极
(2)C(石墨)电极的电极反应式为
。
(3)若在标准状况下,有 2.24 L 氧气参加反应,则乙装置中铁极上生成的气体体积为
L;
丙装置中阴极析出铜的质量为
g,一段时间后丙装置中烧杯中 c(Cu2+)
(填
“增大”“减小”或“不变”)。
Ⅱ.“长征”火箭发射使用的燃料是液态偏二甲肼(C2H8N2),并使用四氧化二氮作为氧化剂,这种组合 的两大优点是,既能在短时间内产生巨大能量将火箭送上太空,产物又不污染空气(产物都是空气成
(2)根据生产流程示意图,装置 A 是电解池装置,反应过程为电解饱和食盐水,因此化学反应方 程式为 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑。
(3)①装置 A 右端产生 NaOH 溶液,说明右端电极是阴极,发生反应 2H2O+2e- H2↑+2OH-,因此 Y 是氢气,装置 A 的左端是阳极,发生反应 2Cl--2e- Cl2↑,X 为 Cl2,Cl2 和 NaOH 溶液的反应的离子方 程式为 Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O。②装置 B 中通氧气的一极为正极,电解质溶液是 NaOH 溶液,因此正 极的电极反应式为 O2+2H2O+4e- 4OH-,产生 NaOH,因此 b%>a%。③两个装置通过的电量相等,即转移 的电量是 11.2×4×6.02×1023×1.6×10-19/22.4C=1.93×105C。 8.B 由上述分析可知,Y 为原电池负极,故 Y 为 Li,A 项正确;电解过程中,a 为阳极区,发生氧化反 应 4OH--4e- 2H2O+O2↑,a 中 Na+通过阳离子交换膜进入 b;c 中发生还原反应 Ni2++2e- Ni,溶液中 Cl-通过阴离子交换膜进入 b 中,故电解过程中,b 中 NaCl 的物质的量浓度将不断增大,B 项错误;X 极为正极,FeS 发生还原反应,故电极反应式为 FeS+2Li++2e- Fe+Li2S,C 项正确;若将阳离子交换膜 去掉,因 b 中含有 Cl-,故阳极电极反应式为 2Cl--2e- Cl2↑,故电解反应总方程式发生改变,D 项正 确。 9.B 题给装置含有外加电源,属于电解池,电解质溶液为稀硫酸,根据电解原理,电极 a 为阳极,电 极反应式为 2H2O-4e- O2↑+4H+,电极 b 为阴极,如转化成 CH4,阴极反应式为 CO2+8e-+8H+ CH4+2H2O。