2020届高考化学总复习专题六电解池金属的腐蚀与防护课时作业含解析苏教版

电解池金属的腐蚀与防护1.(2018·湖南长郡中学模拟)下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是( )A．常温下，断开K时，若M溶液为浓硫酸，则铁发生化学腐蚀B．关闭K，若M为氯化钠，则铁极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－C．关闭K，若M为硫酸铵，则石墨极的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑D．关闭K，若M溶液为海水，石墨换成铜或银，则叫外加电流的阴极保护法解析：选C 常温下，断开K时，若M溶液为浓硫酸，金属铁发生钝化，铁受到保护，故A项错误；关闭K时，若M为氯化钠，则发生金属铁的吸氧腐蚀，金属铁是负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故B项错误；关闭K时，若M为硫酸铵，则溶液呈酸性，发生金属铁的析氢腐蚀，金属铁是负极，石墨极的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，故C项正确；关闭K时，若M溶液为海水，石墨换成铜或银，此时金属铁是负极，会加快金属Fe的腐蚀，且装置中没有外加电流，故D项错误。

2．用指定材料作电极来电解一定浓度的溶液甲，然后加入物质乙能使溶液恢复为甲溶液原来的浓度，则合适的组合是( )解析：选B B项中相当于电解的是水，加入水后可以恢复原来状态，正确；C项中相当于电解的是HCl，但加入盐酸的同时，也引入了水，不可能恢复原来状态，错误；D项中阳极铜失电子，Cu2＋在阴极得电子，加入Cu(OH)2不可能恢复原来状态，错误。

3．下列有关电化学装置的说法正确的是( )A．利用图a装置处理银器表面的黑斑Ag2S，银器表面发生的反应为Ag2S＋2e－===2Ag＋S2－B．图b电解一段时间，铜电极溶解，石墨电极上有亮红色物质析出C．图c中的X极若为负极，则该装置可实现粗铜的精炼D．图d中若M是海水，该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”使铁不被腐蚀解析：选A 形成原电池反应，Al为负极，被氧化，Ag2S为正极被还原，正极反应式为Ag2S＋2e－===2Ag＋S2－，故A正确；铜为阴极，发生还原反应，不能溶解，石墨电极上生成氧气，故B 错误；图c 中的X 极若为负极，粗铜为阴极，而电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，不能进行粗铜的精炼，故C 错误；该装置有外接电源，属于“有外加电源的阴极保护法”，故D 错误。

4.利用如图所示装置，当X 、Y 选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产。

下列说法中正确的是( )A ．氯碱工业中，X 、Y 均为石墨，X 附近能得到NaOHB ．铜的精炼中，X 是纯铜，Y 是粗铜，Z 是CuSO 4C ．电镀工业中，X 是待镀金属，Y 是镀层金属D ．外加电流的阴极保护法中，Y 是待保护金属解析：选D 电解饱和食盐水时，阴极区得到H 2和NaOH ，A 项错误；电解法精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，B 项错误；电镀时，应以镀层金属作阳极，待镀金属作阴极，C 项错误。

5．电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr 2O 2－7)时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应Cr 2O 2－7＋6Fe 2＋＋14H ＋===2Cr 3＋＋6Fe 3＋＋7H 2O ，最后Cr 3＋以Cr(OH)3形式除去。

下列说法不正确的是( )A ．阳极反应为Fe －2e －===Fe 2＋B ．电解过程中溶液pH 不会变化C ．过程中有Fe(OH)3沉淀生成D ．电路中每转移12 mol 电子，最多有1 mol Cr 2O 2－7被还原解析：选B 金属铁作阳极，电极本身被氧化，发生反应为Fe －2e －===Fe 2＋，A 正确；阴极上，发生反应为2H ＋＋2e －===H 2↑，产物为H 2和OH －，溶液pH 变大，B 错误；由题意知Fe2＋被氧化为Fe 3＋，阴极生成的OH －会与Fe 3＋结合生成Fe(OH)3 ，C 正确；电路中每转移12 mol电子，生成6 mol Fe 2＋，则有1 mol Cr 2O 2－7被还原，D 正确。

6．将两个铂电极插入500 mL CuSO 4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064 g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为( )A ．4×10－3 mol·L －1B ．2×10－3 mol·L －1C ．1×10－3 mol·L －1D ．1×10－7 mol·L －1 解析：选A 阴极反应：Cu 2＋＋2e －===Cu ，增重0.064 g 应是生成Cu 的质量，设生成H＋的物质的量为x ，根据总反应离子方程式：2Cu 2＋＋2H 2O=====电解 2Cu ＋O 2↑＋4H ＋2×64 g 4 mol0.064 g xx ＝0.002 molc (H ＋)＝0.002 mol 0.5 L＝4×10－3 mol·L －1。

7．如图所示装置Ⅰ是一种可充电电池，装置 Ⅱ 为电解池。

离子交换膜只允许Na ＋通过，充放电的化学方程式为2Na 2S 2＋NaBr 3放电充电Na 2S 4＋3NaBr 。

闭合开关K 时，b 极附近先变红色。

下列说法正确的是( )A ．负极反应为4Na －4e －===4Na ＋B ．闭合K 后，b 电极附近的pH 变小C ．当有0.01 mol Na ＋通过离子交换膜时，b 电极上析出气体在标准状况下体积为112 mLD ．闭合K 后，a 电极上产生的气体具有漂白性解析：选C 当闭合开关K 时，b 附近溶液先变红，即b 附近有OH －生成，在b 极析出氢气，b 极是阴极，a 极是阳极，与阴极连接的是原电池的负极，所以N 极是负极，M 极是正极。

闭合K 时，负极发生氧化反应，电极反应为2Na 2S 2－2e －===2Na ＋＋Na 2S 4，A 错误；闭合开关K 时，b 极附近先变红色，该极上生成H 2和OH －，pH 增大，B 错误；闭合K 时，有0.01 mol Na ＋通过离子交换膜，说明有0.01 mol 电子转移，阴极上生成0.005 mol H 2，标准状况下体积为0.005 mol×22.4 L·mol －1＝0.112 L ＝112 mL ，C 正确；闭合开关K 时，a 极是阳极，该极上金属铜被氧化，电极反应为Cu －2e －===Cu 2＋，没有气体产生，D 错误。

8.图中X 为电源，Y 为浸透饱和食盐水和酚酞溶液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO 4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 电极质量减小，Pt 电极质量增大C ．Z 中溶液的pH 先减小，后增大D ．溶液中的SO 2－4向Cu 电极定向移动解析：选A 紫红色斑即MnO －4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 ＋不断放电，破坏了水的电离平衡，c (OH －)不断增大，c 点附近会变红色，A 正确；电解CuSO 4溶液时，Pt 为阳极，溶液中的OH －放电：4OH －－4e －===O 2↑＋2H 2O ，Cu 为阴极，溶液中的Cu 2＋得电子，生成铜，总反应式为2CuSO 4＋2H 2O=====电解2Cu ＋O 2↑＋2H 2SO 4，Pt 电极附近生成H ＋，则SO 2－4向Pt 电极移动，B 、D 不正确；随着电解的进行，Z 中溶液变为H 2SO 4溶液，继续电解则为电解水，H 2SO 4浓度增大，pH 减小，C 不正确。

9.下列叙述正确的是( )A ．K 与M 连接时，X 为硫酸，一段时间后溶液的pH 增大B ．K 与N 连接时，X 为氯化钠，石墨电极反应：2H ＋＋2e －===H 2↑C．K与N连接时，X为硫酸，一段时间后溶液的pH增大D．K与M连接时，X为氯化钠，石墨电极反应：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑解析：选C K与M连接时，X为硫酸，该装置是电解硫酸装置，实质为电解水，硫酸浓度增大，pH减小，A错误；K与N连接时，X为氯化钠，该装置是原电池，铁作负极，石墨作正极，电极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，B错误；K与N连接时，X为硫酸，该装置是原电池，石墨作正极，电极反应：2H＋＋2e－===H2↑，铁作负极，电极反应：Fe－2e－===Fe2＋，c(H＋)降低，pH增大，C正确；K与M连接时，X为氯化钠，该装置是电解池，石墨作阳极，铁作阴极，阳极上电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，D错误。

10．假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求，即为理想化。

①～⑧为各装置中的电极编号。

下列说法错误的是( )A．当K闭合时，甲装置发生吸氧腐蚀，在电路中作电源B．当K断开时，乙装置锌片溶解，有氢气产生C．当K闭合后，整个电路中电子的流动方向为③→②；①→⑧；⑦→⑥；⑤→④D．当K闭合后，甲、乙装置中pH变大，丙、丁装置中pH不变解析：选A 当K闭合时，乙装置构成原电池，在电路中作电源，整个电路中电子的流动方向为③→②；①→⑧；⑦→⑥；⑤→④；乙装置中消耗H＋，pH变大，甲装置中电解饱和食盐水，pH变大；丙装置中相当于在银上镀铜，pH不变；丁装置中相当于铜的电解精炼，pH不变。

11．钢铁是目前应用最广泛的金属材料，了解钢铁腐蚀的原因与防护方法具有重要意义，对钢铁制品进行抗腐蚀处理，可适当延长其使用寿命。

(1)抗腐蚀处理前，生产中常用盐酸来除铁锈。

现将一表面生锈的铁件放入盐酸中，当铁锈除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式为________________________________________________________________________。

(2)利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。

①若X为碳棒，为减缓铁件的腐蚀，开关K应置于________处。

②若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为__________________。

(3)图中若X为粗铜，容器中海水替换为硫酸铜溶液，开关K置于N处，一段时间后，当铁件质量增加3.2 g时，X电极溶解的铜的质量________3.2 g(填“<”“>”或“＝”)。

(4)图中若X为铜，容器中海水替换为FeCl3溶液，开关K置于M处，铜电极发生的反应是__________________，若将开关K置于N处，发生的总反应是________________________________________________________________________。

解析：(1)铁锈的成分为Fe2O3，能和盐酸反应生成FeCl3和水，当铁锈除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式为Fe＋2FeCl3===3FeCl2。