新课标2019版高考化学一轮复习第六单元化学反应与能量考点规范练18电解池金属的电化学腐蚀与防护.doc

1、【 精品教育资源文库】考点规范练 18 电解池 金属的电化学腐蚀与防护(时间:45 分钟 满分:100 分)一、选择题( 本题共 8 小题,每小题 6 分,共 48 分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.如图是 CO2电催化 还原为 CH4的工作原理示意图。下列说法不正确的是( )A.该过程是电能转化为化学能的过程B.一段时间后,池中 n(KHCO3)不变C.一段时间后,池中溶液的 pH 一定下降D.铜电极的电极反应式为 CO2+8H+8e- CH4+2H2O2.为探究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如图所示装置,下列有关说法中错误的是( )A.正极的电 极反应式为 O2+2H2O+4e- 4OH-

2、B.将石墨电极改成 Mg 电极,难以观察到铁锈生成C.若向自来水中加入少量 NaCl(s),可较快地看到铁锈D.分别向铁、石墨电极附近吹入 O2,前者铁锈出现较快3.研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是 ( )A.d 为石墨,铁片腐蚀加快B.d 为石墨,石墨上电极反应为 O2+2H2O+4e- 4OH-C.d 为锌块,铁片不易被腐蚀D.d 为锌块,铁片上电极反应为 2H+2e- H24.关于下列装置的说法中正确的是( )【 精品教育资源文库】A.装置中,盐桥中的 K+移向 ZnSO4溶液一端B.装置工作一段时间后,a 极附近溶液的 pH 增大C.用装置精炼铜时,c 极为粗铜

3、D.装置中电子在外电路由 Zn 流向 Fe,装置中有 Fe2+生成5.用如图所示装置除去含 CN-、Cl -废水中的 CN-时,控制溶液 pH 为 910,阳极产生的 ClO-将 CN-氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确的是( )A.用石墨作阳极,铁作阴极B.阳极的电极反应式:Cl -+2OH-2e- ClO-+H2OC.阴极的电极反应式:2H 2O+2e- H2+2OH -D.除去 CN-的反应:2CN -+5ClO-+2H+ N2+2CO 2+5Cl -+H2O6.纳米级 Cu2O 由于具有优良的催化性能而受到关注。采用离子交换膜控制阳极电解液中 OH-的浓度制备纳米级 Cu2O 的装

4、置如图所示,总反应为 2Cu+H2O Cu2O+H2。下列说法不正确的是( )A.钛(Ti)电极表面发生氧化反应B.阳极附近溶液的 pH 逐渐减小C.离子交换膜宜采用阴离子交换膜D.阳极表面总反应式是 2Cu+2OH-2e- Cu2O+H2O【 精品教育资源文库】7.LiOH 常用于制备锂离子电池的正极材料。工业上常利用如图装置电解制备 LiOH,两电极区电解液分别为 LiOH 和 LiCl 溶液。下列说法正确的是( )A.a 是电源的负极B.B 极区电解液为 LiOH 溶液C.A 电极的电极反应式为 4OH-4e- 2H2O+O2D.每产生标准状况下 2.24 L 氢气,就有 0.1 mol

5、 阳离子通过交换膜进入阴极区8.将等物质的量浓度的 Cu(NO3)2和 KCl 溶液等体积混合后,用石墨电极进行电解,电解过程中,溶液pH 随时间 t 变化的曲线如图所示,则下列说法错 误的是( )A.AB 段阳极只产生 Cl2,阴极只产生 CuB.BC 段表示在阴极上是 H+放电产生了 H2C.CD 段相当于电解水D.阳极先析出 Cl2,后析出 O2,阴极先产生 Cu,后析出 H2二、非选择题(本题共 3 个小题,共 52 分)9.(12 分)甲烷和甲醇可以作燃料电池,具有广 阔的开发和应用前景。回答下列问题:(1)甲醇燃料电池(简称 DMFC)由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染,可作

6、为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC 工作原理如图甲所示,通入 a 气体的电极是原电池的 (填“正”或“负”)极,其电极反应式为 。 甲(2)某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行饱和氯化钠溶液电解实验,如图乙所示 U形管中氯化钠溶液的体积为 800 mL。闭合 K 后,若每个电池甲烷用量均为 0.224 L(标准状况),且反应完全,则理论上通过电解池的电量为 (法拉第常数 F=9.65104 Cmol-1),若产生的气体全部逸出,电解后溶液混合均匀,电解后 U 形管中溶液的 pH 为 。 【 精品教育资源文库】乙10.(20 分)(1)用间接电化学法除去 NO 的过程,如图

7、所示:已知电解池的阴极室中溶液的 pH 在 47 之间,写出阴极的电极反应式: 。 用离子方程式表示吸收池中除去 NO 的原理: 。 (2)目前已开发出电解法制取 ClO2的新工艺。用石墨作电极,在一定条件下电解饱和食盐水制取 ClO2(如图所示),写出阳极产生 ClO2的电极反应式:。 电解一段时间,当阴极产生的气体体积为 112 mL(标准状况)时,停止电解,通过阳离子交换膜的阳离子 的物质的量为 mol;用平衡移动原理解释阴极区 pH 增大的原因: 。 (3)(2016 北京顺义区一模)钢铁锈蚀的图示如图 a 所示:用箭头表示出图 a 中电子的运动方向;请你分析高铁铁轨锈蚀的原因是 。

8、图 a【 精品教育资源文库】图 b我国的科技人员为了消除 SO2的污染,变废为宝,利用原电池原理,设计由 SO2和 O2来制备硫酸。设计装置如图 b 所示,电极 A、B 为多孔的材料。A 极为 (填“正极”或“负极”)。 B 极的电极反应式是 。 11.(20 分)如图所示的四个容器中分别盛有不同的溶液,除 a、b 外,其余电极均为石墨电极。甲为铅蓄电池,其工作原理为 Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O,其两个电极的电极材料分别为 PbO2和Pb。闭合 K,发现 g 电极附近的溶液先变红,20 min 后,将 K 断开,此时 c、d 两极上产生的气体体积相同。据此回答:(1)

9、a 电极的电极材料是 (填“PbO 2”或“Pb”)。 (2)丙装置中发生电解的总反应方程式为 。 (3)电解 20 min 时,停止电解,此时要使乙中溶液恢复到原来的状态,需要加入的物质及其物质的量是 。 (4)20 min 后将乙装置与其他装置断开,然后在 c、d 两极间连接上灵敏电流计,发现电流计指针偏转,则此时 c 电极为 极,d 电极上发生反应的电极反应为 。 (5)电解后取 a mL 丁装置中的溶液,向其中逐滴加入等物质的量浓度的 CH3COOH 溶液,当加入 b mL CH3COOH 溶液时,混合溶液的 pH 恰好等于 7(体积变化忽略不计)。已知 CH3COOH 的电离平衡常数

10、为1.7510-5,则 = 。 ?参考答案【 精品教育资源文库】考点规范练 18 电解池 金属的电化学腐蚀与防护1.B 该装置是一个电解池,电解池是将电能转化为化学能的装置,A 项正确;在电解池的阴极上发生二氧化碳得电子的还原反应,即 CO2+8H+8e- CH4+2H2O,一段时间后,氢离子浓度减小,氢氧根离子浓度增大,氢氧根离子会和池中的碳酸氢钾反应,所以 n(KHCO3)会减小,B 项错误;在电解池的阳极上,是阴离子(氢氧根离子)发生失电子的氧化反应,所以酸性增强,pH 一定下降,C 项正确;铜电极的电极反应式为 CO2+8H+8e- CH4+2H2O,D 项正确。2.D 铁是负极,失电

11、子被氧化成 Fe2+,在正极氧气得电子发生还原反应生成 OH-,故将氧气吹向石墨电极,铁锈出现得更快,A 项正确、D 项错误;若将石墨电极换成 Mg 电极,则负极为 Mg,Fe 被保护,难以看到铁生锈,B 项正确;向自来水中加入 NaCl(s),可使电解质溶液的导电能力增强,加快腐蚀速率,C项正确。3.D d 为石墨,则铁、碳及海水形成原电池,发生铁的吸氧腐蚀,从而加快铁片腐蚀,A 项正确;d 为石墨时是正极,电极反应为 O2+2H2O+4e- 4OH-,B 项正确;d 为锌块,则 Zn、Fe 和海水构成原电池,由于活泼性 ZnFe,则锌作负极,铁片不易被腐蚀,C 项正确;d 为锌块时,铁片上

12、的反应为O2+2H2O+4e- 4OH-,D 项错误。4.B 在装置中,金属锌是负极,金属铜是正极,盐桥中的 K+移向 CuSO4溶液一端,故 A 项错误;装置是电解池,阴极上是氢离子得电子发生还原反应,氢离子浓度减小,所以 a 极附近溶液的 pH 增大,故 B 项正确;电解精炼铜时,电解池的阳极是粗铜,阴极是精铜,即 c 极为精铜,故 C 项错误;在装置中,金属锌是负极,金属铁是正极,电子在外电路从负极 Zn 流向正极 Fe,装置中铁电极上会产生氢气,故 D 项错误。5.D 若铁作阳极,则铁失电子生成 Fe2+,则 CN-无法除去,故铁只能作阴极,A 项正确; Cl-要生成 ClO-,Cl

13、的化合价升高,故在阳极发生氧化反应,又已知该溶液呈碱性,故 B 项正确;阳离子在电解池的阴极得电子发生还原反应,碱性条件下,H 2O 提供阳离子 H+,故 C 项正确;由于溶液呈碱性,故除去 CN-发生的反应为 2CN-+5ClO-+H2O N2+2CO 2+5Cl -+2OH-,D 项错误。6.A 钛(Ti)电极为阴极,氢离子得电子,发生还原反应,A 项错误;阳极附近溶液的氢氧根离子参加电极反应,pH 逐渐减小,B 项正确;离子交换膜宜采用阴离子交换膜,氢氧根离子能从阴极区移动到阳极区,C 项正确;阳极电极反应式为 2Cu+2OH-2e- Cu2O+H2O,D 项正确。7.B 根据图示可知,

14、B 电极上有氢气生成,则 B 为电解池阴极,A 为阳极,a 为正极、b 为负极,阴极电极反应式为 2H2O+2e- 2OH-+H2,阳极反应式为 2Cl-2e- Cl2。根据以上分析知,A 项错误;A 极是阳极、B 极是阴极,B 电极反应式为 2H2O+2e- 2OH-+H2,有氢氧根离子生成,所以 B 极区电解液为 LiOH 溶液,A 极区电解质溶液为 LiCl 溶液,B 项正确;A 电极上氯离子放电,电极反应式为2Cl-2e- Cl2,C 项错误;每产生标准状况下 2.24 L 氢气,就有 0.2 mol 电子转移,根据电荷守恒知,有 0.2 mol 阳离子通过交换膜进入阴极区,D 项错误

15、。【 精品教育资源文库】8.B 设 Cu(NO3)2和 KCl 的物质的量各为 n mol,在 AB 段,阳极发生反应 2Cl-2e- Cl2,阴极发生反应 Cu2+2e- Cu,阳极 n mol 氯离子失 n mol 电子,阴极上 n mol 铜离子得 n mol 电子,由于12混合后的溶液呈酸性,铜离子浓度逐渐减小,溶液 pH 逐渐增大,A 项正确;在 BC 段,阳极发生反应2H2O-4e- 4H+O2,阴极发生反应 Cu2+2e- Cu,阴极上 n mol 铜离子再得 n mol 电子,溶液中12氢离子浓度增大,溶液的 pH 迅速减小,B 项错误;在 CD 段,阳极发生反应 4OH-4e

16、- 2H2O+O2,阴极发生反应 2H+2e- H2,实质是电解水,溶液中氢离子浓度逐渐增大,pH 减小,C 项正确;由上述分析可知,阳极先析出 Cl2,后析出 O2,阴极先产生 Cu,后析出 H2,D 项正确。9.答案 (1)负 CH 3OH+H2O-6e- CO2+6H +(2)7.72103C 13解析 (1)由电子流向知,通入 a 气体的电极为负极,燃料电池中,负极通入燃料,发生氧化反应,被氧化生成二氧化碳。(2)电解氯化钠溶液的化学方程式为 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl 2,可得关系式 1 mol CH48 mol e-8 mol NaOH,故若每个电池甲烷通入量为 0.224 L(标准状况),生成 0.08 mol NaOH,c(NaO