2019年高考化学总复习专题15电解池金属的腐蚀与防护考题帮练习（含解析）.docx

1、1电解池 金属的腐蚀与防护题组 1 电解原理及其应用1.2017 海南,10,4 分一种电化学制备 NH3的装置如图所示,图中陶瓷在高温时可以传输H+。下列叙述错误的是 ( )A.Pd 电极 b 为阴极B.阴极的反应式为:N 2+6H+6e- 2NH3C.H+由阳极向阴极迁移D.陶瓷可以隔离 N2和 H22.2015 四川理综,4,6 分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

2、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 -+H2O3.2015 浙江理综,11,6 分在固态金属氧化物电解池中,高温共电解 H2O-CO2混合气体制备H2和 CO 是一种新的能源利用方式,基本原理如图所示。下列说法不正确的是 ( )A.X 是电源的负极B.阴极的电极反应式是:H 2O+2e- H2+O2- CO 2+2e- CO+O2-C.总反应可表示为:H 2O+CO2 H2+CO+O2D.阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是 1 14.2014 海南,3,2 分以石墨为电极,电解 KI 溶液(其中

3、含有少量酚酞和淀粉)。下列说法错误的是 ( )2A.阴极附近溶液呈红色 B.阴极逸出气体C.阳极附近溶液呈蓝色 D.溶液的 pH 变小5.2017 江苏,16(3)(4),6 分铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为 Al2O3,含 SiO2和 Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下:注:SiO 2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。(1)“电解”是电解熔融 Al2O3,电解过程中作阳极的石墨易消耗,原因是 。 (2)“电解”是电解 Na2CO3溶液,原理如下图所示。阳极的电极反应式为 , 阴极产生的物质 A 的化学式为 。 6.2016 天津理综,10(5),5 分化工生产的副产氢也

4、是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的 Na2FeO4。同时获得氢气:Fe+2H 2O+2OH- Fe +3H2, 工作原理如图 1 所示。装置通O2-4电后,铁电极附近生成紫红色 Fe ,镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电O2-4极区会产生红褐色物质。已知:Na 2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被 H2还原。(1)电解一段时间后, c(OH-)降低的区域在 (填“阴极室”或“阳极室”)。(2)电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因为 。 (3)c(Na2FeO4)随初始 c(NaOH)的变化如图 2,任选 M、N 两点中的一点,分析 c(Na2FeO4)低于最高值的原因:

5、 。 题组 2 金属的腐蚀7.2016 天津理综,3,6 分下列叙述正确的是 ( )A.使用催化剂能够降低化学反应的反应热( H) B.金属发生吸氧腐蚀时,被腐蚀的速率与氧气浓度无关C.原电池中发生的反应达平衡时,该电池仍有电流产生D.在同浓度的盐酸中,ZnS 可溶而 CuS 不溶,说明 CuS 的溶解度比 ZnS 的小38.2015 重庆理综,11,14 分我国古代青铜器工艺精湛,有很高的艺术价值和历史价值。但出土的青铜器大多受到环境腐蚀,故对其进行修复和防护具有重要意义。(1)原子序数为 29 的铜元素位于元素周期表中第 周期。 (2)某青铜器中 Sn、Pb 的质量分别为 119 g、20

6、.7 g,则该青铜器中 Sn 和 Pb 原子的数目之比为 。 (3)研究发现,腐蚀严重的青铜器表面大都存在 CuCl。关于 CuCl 在青铜器腐蚀过程中的催化作用,下列叙述正确的是 。 A.降低了反应的活化能B.增大了反应的速率C.降低了反应的焓变D.增大了反应的平衡常数(4)采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。如将糊状 Ag2O 涂在被腐蚀部位,Ag2O 与有害组分 CuCl 发生复分解反应,该化学方程式为 。 (5)如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。 腐蚀过程中,负极是 (填图中字母“a”或“b”或“c”); 环境中的 Cl-扩散到孔口,并与正极反应产物和负极反

7、应产物作用生成多孔粉状锈 Cu2(OH)3Cl,其离子方程式为 ; 若生成 4.29 g Cu2(OH)3Cl,则理论上耗氧体积为 L(标准状况)。 9.2014 安徽理综,28,14 分某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素,将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部,塞上瓶塞(如图 1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液,同时测量容器中的压强变化。(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格):编号 实验目的 碳粉/g 铁粉/g 醋酸/% 为以下实验作参照 0.5 2.0 90.0 醋酸浓度的影响 0.5 36.0 0.2 2.0 90.0(2)编号实验测得容器中压强随时间变化

8、如图 2。 t2时,容器中压强明显小于起始压强,其原因是铁发生了 腐蚀,请在图 3 中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向;此时,碳4粉表面发生了 (填“氧化”或“还原”)反应,其电极反应式是 。 (3)该小组对图 2 中 0t1时压强变大的原因提出了如下假设,请你完成假设二:假设一:发生析氢腐蚀产生了气体;假设二: ; (4)为验证假设一,某同学设计了检验收集的气体中是否含有 H2的方案。请你再设计一个实验方案验证假设一,写出实验步骤和结论。实验步骤和结论(不要求写具体操作过程):(满分 54 分 35 分钟)一、选择题(每小题 6 分,共 30 分)1.2018 衡水金卷高三大联考,17某科

9、研小组模拟“人工树叶”电化学装置如图所示,该装置能将 H2O 和 CO2转化为糖类(C 6H12O6)和 O2,X、Y 是特殊催化剂型电极,已知:装置的电流效率等于生成产品所需的电子数与电路中通过总电子数之比。下列说法错误的是 ( )A.该装置中 Y 电极发生氧化反应B.X 电极的电极反应式为 6CO 2+24H+24e- C6H12O6+6H2OC.理论上,每生成 22.4 L(标准状况下)O 2,必有 4 mol H+由 X 极区向 Y 极区迁移D.当电路中通过 3 mol e-时,生成 18 g C6H12O6,则该装置的电流效率为 80%2.2018 湖北部分重点中学高三起点考试,11

10、在通电条件下,用如图所示装置由乙二醛(OHCCHO)制备乙二酸(HOOCCOOH)。其制备反应为 OHCCHO+2Cl2+2H2O HOOCCOOH+4HCl。下列说法正确的是 ( )5A.理论上,每消耗 0.1 mol 乙二醛在 Pt(1)极放出 2.24 L 气体(标准状况)B.Pt(1)极的电极反应式为 4OH-4e- 2H2O+O2C.理论上,每得到 1 mol 乙二酸将有 2 mol H+从右室迁移到左室D.盐酸起提供 Cl-和增强导电性的作用3.2018 辽宁五校协作体联合模拟,14工业酸性废水中的 Cr2 可转化为 Cr3+除去,实验O2-7室用电解法模拟该过程,结果如表所示(实

11、验开始时溶液体积为 50 mL,Cr2 的起始浓度、O2-7电压、电解时间均相同)。实验 电解条件 阴、阳极均为石墨 阴、阳极均为石墨,滴加 1 mL 浓硫酸 阴极为石墨,阳极为铁,滴加 1 mL 浓硫酸Cr2 的去除率O2-7/%0.922 12.7 57.3下列说法不正确的是 ( )A.对比实验可知,降低 pH 可以提高 Cr2 的去除率O2-7B.实验中,Cr 2 在阴极放电的电极反应式是 Cr2 +6e-+14H+ 2Cr3+7H2OO2-7 O2-7C.实验中,Cr 2 的去除率提高的原因是 Cr2 +6Fe2+14H+ 2Cr3+6Fe3+7H2OO2-7 O2-7D.实验中,理论

12、上电路中每通过 6 mol 电子,则有 1 mol Cr2 被还原O2-74.2018 郑州一中入学测试,12电解尿素CO(NH 2)2的碱性溶液可以制取氢气,其装置如图所示(电解池中隔膜仅阻止气体通过,阴、阳极均为惰性电极)。下列有关说法中不正确的是( )A.电解过程中 b 极附近溶液碱性明显增强B.溶液中的 OH-逐渐向 a 极区附近移动C.若在 b 极产生标准状况下 224 mL 氢气,则消耗尿素 2 gD.a 极的电极反应式为 CO(NH2)2+8OH-6e- C +N2+6H 2OO2-365.2017 山东德州重点中学模拟,3下列与金属腐蚀有关的说法中,不正确的是 ( )A.钢铁在

13、潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀B.电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀C.金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化D.铝具有很强的抗腐蚀能力,是因为其不易与氧气发生反应二、非选择题(共 24 分)6.2018 四川德阳三校联考,15,12 分某小组同学利用下图所示装置进行铁的电化学腐蚀原理的探究实验:装置 分别进行的操作 现象.连好装置一段时间后,向烧杯中滴加酚酞.连好装置一段时间后,向烧杯中滴加K3Fe(CN)6溶液 铁片表面产生蓝色沉淀(1)小组同学认为以上两种检验方法,均能证明铁发生了吸氧腐蚀。实验中的现象是 。 用电极反应式解释实验中的现象: 。 (2)查阅资料:K 3Fe(CN)6具有

14、氧化性。据此有同学认为仅通过中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀,理由是 。 进行下列实验,在实验进行几分钟后的记录如下:实验 滴管 试管 现象.蒸馏水 无明显变化.1.0 molL -1 NaCl 溶液 铁片表面产生大量蓝色沉淀0.5 molL-1K3Fe(CN)6溶液 .0.5 molL -1 Na2SO4溶液 无明显变化a.以上实验表明:在有 存在条件下,K 3Fe(CN)6溶液可以与铁片发生反应。b.为探究 Cl-的存在对反应的影响,小组同学将铁片酸洗(用稀硫酸浸泡后洗净)后再进行实验,发现铁片表面产生蓝色沉淀。此补充实验表明 Cl-的作用是 。 (3)有同学认为上述实验仍不够严谨。为进一

15、步探究 K3Fe(CN)6的氧化性对实验结果的影响,又利用(2)中装置继续实验。其中能证实以上影响确实存在的是 (填字母序号)。实验 试剂 现象A 酸洗后的铁片、K 3Fe(CN)6溶液(已除 O2) 产生蓝色沉淀B 酸洗后的铁片、K 3Fe(CN)6和 NaCl 混合溶液(未除 O2) 产生蓝色沉淀C 铁片、K 3Fe(CN)6和 NaCl 混合溶液(已除 O2) 产生蓝色沉淀D 铁片、K 3Fe(CN)6和盐酸混合溶液(已除 O2) 产生蓝色沉淀7(4)综合以上实验分析,利用实验中试剂能证实铁发生了电化学腐蚀的实验方案是:连好装置一段时间后,取铁片(负极)附近溶液于试管中, (回答相关操作

16、、现象),则说明负极附近溶液中产生了 Fe2+,即发生了电化学腐蚀。 7.2017 河南南阳一中 5 月考试,16,12 分FeCl 3具有净水作用,但腐蚀设备,所以工业上常选用电浮选凝聚法处理污水。其原理是保持污水的 pH 在 5.06.0 之间,通过电解生成Fe(OH)3沉淀。某课外兴趣小组用电浮选凝聚法处理污水,设计如图所示装置示意图。(1)氯化铁能用作水处理剂的原因是 (用离子方程式及必要的文字说明)。 (2)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 (填序号)。 A.BaSO4 B.CH3CH2OHC.Na2SO4

17、D.NaOH(3)电解池阳极发生了两个电极反应,其中一个反应生成一种无色气体,则阳极的电极反应式分别是:. ,. 。 (4)电极反应和的生成物反应得到 Fe(OH)3沉淀的离子方程式是 。 (5)该燃料电池以熔融碳酸盐为电解质,CH 4为燃料,空气为氧化剂,稀土金属材料为电极。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,电池工作时必须有部分 A物质参与循环(见图)。A 物质的化学式是 。 (满分 47 分 25 分钟)一、选择题(每小题 6 分,共 30 分)1.化学在环境保护中起着十分重要的作用,电化学降解 N 的原理如图所示。下列说法不O-3正确的是 ( )A.A 为电源的

18、正极B.溶液中 H+从阳极向阴极迁移C.Ag-Pt 电极的电极反应式为 2N +12H+10e- N2+6H 2OO-3D.电解过程中,每转移 2 mol 电子,则左侧电极就产生 32 g O282.某化学课外活动小组拟用铅蓄电池为直流电源,进行电絮凝净水的实验探究,设计的实验装置如图所示,下列叙述不正确的是 ( )A.X 为金属 Pb,Y 为 PbO2B.电解池阳极上被氧化的还原剂有 Al 和 H2OC.电解池的总反应为 2Al+6H2O 2Al(OH)3+3H2 D.每消耗 103.5 g Pb,理论上电解池阴极上有 0.5 mol H2生成3.下列金属防腐的措施中,使用外加电流的阴极保护

19、法的是 ( )A.水中的钢闸门连接电源的负极B.金属护栏表面涂漆C.汽车底盘喷涂高分子膜D.地下钢管连接镁块4.双隔膜电解池的结构示意简图如图所示,用该装置电解硫酸钠溶液,下列有关电解原理的判断正确的是 ( )A.c 隔膜为阳离子交换膜,d 隔膜为阴离子交换膜B.A 溶液为 NaOH 溶液,B 溶液为硫酸C.a 气体为氢气,b 气体为氧气D.该电解反应的总方程式为 2Na2SO4+6H2O 2H2SO4+4NaOH+O2+2H 25.如图表示用酸性氢氧燃料电池为电源进行的电解实验。下列说法中正确的是 ( )A.燃料电池工作时,正极反应为:O 2+2H2O+4e- 4OH-B.a 极是铁,b 极

20、是铜时,b 极逐渐溶解,a 极上有铜析出C.a 极是粗铜,b 极是纯铜时,a 极逐渐溶解,b 极上有铜析出D.a、b 两极均是石墨时,a 极上产生的 O2与电池中消耗的 H2体积比为 21二、非选择题(共 17 分)96.17 分为实现废旧普通干电池中锌与 MnO2的同时回收,某研究小组设计了如图 1 的工艺流程和如图 2 的实验探究装置:回答下列问题: (1)普通锌锰干电池放电时被还原的物质是 ,用离子方程式解释其被称为“酸性”电池的原因: 。 (2)用稀硫酸酸浸时发生的化学反应方程式为 ;若滤液中c(ZnSO4)略大于 c(MnSO4),据此判断粉碎的重要作用是 。 (3)燃料电池的优点是

21、 ,图 2 是将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,负极的电极反应为 。 (4)闭合开关 K 后,铝电极上的产物是 ,一段时间后阳极附近溶液的 pH (填“增大”“不变”或“减小”), 电解 ZnSO4、MnSO 4的混合溶液的总反应方程式为 。 (5)假定燃料电池中每个负极消耗 2.24 L(标准状况下)CH 4产生的能量均完全转化为电能,电解池中回收制得 19.5 g 单质 Zn,电解池的能量利用率为 。 答案1.A 用 N2和 H2合成氨时,N 2发生还原反应,H 2发生氧化反应,所以通入 N2的一极(Pd 电极 a)是阴极,通入 H2的一极(Pd 电极 b)是阳极,A 项错误。阴极上 N2

22、得电子,并与通过陶瓷传输过来的 H+结合生成 NH3,B 项正确。电解池中,阳离子由阳极向阴极迁移,C 项正确。由题图可知,陶瓷可以隔离 N2和 H2,D 项正确。2.D 用石墨作阳极,铁作阴极符合题意,A 项正确;由题目信息提示,溶液中的离子为 CN-和Cl-,而阳极产生 ClO-,故其反应物一定是 Cl-,即 Cl-在阳极被氧化为 ClO-,B 项正确;阴极为水得电子生成氢气的反应, C 项正确;题目信息提示,该反应体系提供的是碱性环境,故反应式中不可能有 H+,除去 CN-的正确的反应式为 2CN-+ 5ClO-+H2O 5Cl-+2CO2+N 2+2OH -,D项错误。3.D H 2O

23、 和 CO2混合气体转变为 H2和 CO 的过程在接电源 X 极的电极上完成,说明该电极上发生了还原反应,该电极为阴极,则 X 为电源的负极,A 项正确;阴极完成的是H2OH 2,CO2CO,对应的电极反应式为 H2O+2e- H2+O2-,CO2+2e- CO+O2-,B 项正确;制备过程的总反应为 H2O+CO2 CO+H2+O2,C 项正确;阴极与阳极产生的气体,其物质的量之比为21,D 项错误。104.D 本题考查电解池知识,意在考查考生的分析判断能力。电解 KI 溶液,阴极水电离出来的氢离子放电,生成氢气,同时生成 KOH,KOH 溶液能使酚酞变红色,A、B 项正确;阳极碘离子放电,

24、生成单质碘,碘能使淀粉变蓝色,C 项正确;有 KOH 生成,溶液的 pH 变大,D 项错误。5.(每空 2 分)(1)石墨电极被阳极上产生的 O2氧化 (2)4C +2H2O-4e- 4HC +O2 O2-3 O-3H2【解析】 (1)电解 Al2O3时阳极上生成 O2,O2会氧化石墨。(2)阳极上 OH-失去电子生成 O2,由 H2O 电离出的 H+可以与 C 反应生成 HC 。阴极上 H2O 放电生成 H2。O2-3 O-36.(1)阳极室(1 分) (2)防止 Na2FeO4与 H2反应使产率降低(2 分) (3)M 点: c(OH-)低,Na2FeO4稳定性差,且反应慢或 N 点: c

25、(OH-)过高,铁电极上有 Fe(OH)3(或 Fe2O3)生成,使Na2FeO4产率降低(2 分)【解析】 (1)电解时,阳极反应式为 Fe-6e-+8OH- Fe +4H2O,阴极反应式为 2H2O+2e-O2-4H2+2OH -,电解过程中,阳极室消耗 OH-,c(OH-)降低。(2)根据题意知,Na 2FeO4易被 H2还原,由于阴极产生的气体为 H2,若不及时排出,会将 Na2FeO4还原,使其产率降低。(3)根据题意知,若碱性较弱,则 Na2FeO4稳定性差,且反应慢;若碱性较强,则铁电极区会产生 Fe(OH)3或 Fe2O3Fe(OH)3分解产物,所以 M 点和 N 点的 c(N

26、a2FeO4)均低于最高值。7.D 催化剂可以降低反应的活化能,不能改变反应的焓变,A 项错误;金属发生吸氧腐蚀时,被腐蚀的速率与氧气浓度有关,O 2浓度越大,腐蚀速率越快,B 项错误;反应达到平衡时,正负极的电势差为 0,所以电池不会产生电流,C 项错误;CuS 不溶于盐酸,而 ZnS 溶于盐酸,说明CuS 更难溶,对应的溶解度小,D 项正确。8.(1)四(1 分) (2)101(2 分) (3)A、B(3 分) (4)Ag 2O+2CuCl 2AgCl+Cu2O(2 分) (5)c(2 分) 2Cu 2+3OH-+Cl- Cu2(OH)3Cl(2 分) 0.448(2 分)【解析】 (1)

27、Cu 的核电荷数为 29,大于 18,小于 36,所以位于第四周期。(2)119 g Sn 的物质的量= =1 mol,20.7 g Pb 的物质的量= =0.1 mol,则该青铜器中 Sn、Pb 原119g119g/mol 20.7g207g/mol子数目之比为 101。(3)催化剂能降低反应的活化能、加快反应速率,但不能改变反应的焓变和化学平衡常数,故 A、B 选项正确,C、D 选项错误。(4)根据复分解反应的概念,CuCl与 Ag2O 反应时生成 AgCl、Cu 2O: Ag2O + 2CuCl 2AgCl + Cu2O。(5)在青铜器被腐蚀过程中,Cu 失去电子为原电池的负极。负极产物

28、为 Cu 失去电子生成的 C ,正极产物为u2+O2获得电子生成的 OH-,C 、OH -、Cl -反应生成 Cu2(OH)3Cl 沉淀:2C + 3OH- + Cl-u2+ u2+Cu2(OH)3 Cl 。 4.29 g Cu2(OH)3Cl 的物质的量= =0.02 mol,消耗 0.04 mol 4.29g214.5g/molCu,转移 0.08 mol e-,根据正极反应 :O2 + 4e- + 2H2O 4OH-,消耗 0.02 mol O2,其在标准状况下的体积为 0.02 mol22.4 L/mol=0.448 L。9.(1)(每空 1 分,共 2 分)编号 实验目的 碳粉/g

29、铁粉/g 醋酸/% 2.0 碳粉含量的影响11(2)吸氧(1 分) (2 分) 还原(1 分) 2H 2O+O2+4e- 4OH-(或 4H+O2+4e-2H2O)(2 分)(3)反应放热,温度升高(2 分)(4)(4 分)实验步骤和结论(不要求写具体操作过程):药品用量和操作同编号实验(多孔橡皮塞增加进、出导管);通入氩气排净瓶内空气;滴入醋酸溶液,同时测量瓶内压强变化(也可测温度变化、检验 Fe2+等)。如果瓶内压强增大,假设一成立。否则假设一不成立。(本题属于开放性试题,合理答案均给分)【解析】 (1)对比实验,实验中碳粉质量与实验相同,醋酸浓度与实验不同,所以铁粉质量应与实验相同,即

30、2.0 g;实验中碳粉质量与实验不同,铁粉质量和醋酸浓度均与实验相同,显然实验目的是探究碳粉含量的影响。(2) t2时,容器中压强明显小于起始压强,说明容器中气体减少,所以铁发生的是吸氧腐蚀。在铁吸氧腐蚀过程中,铁为负极,发生氧化反应,形成 Fe2+,碳为正极,发生还原反应:2H 2O+O2+4e- 4OH-(或 4H+O2+4e-2H2O)。(3)0 t1时压强增大,应从两方面考虑,一是生成气体,二是温度升高,则由假设一内容可得假设二应是:此反应是放热反应,温度升高。1.C 根据装置图可知,X 与电源的负极相连,为阴极,Y 与电源的正极相连,为阳极,阳极上失去电子,发生氧化反应,A 正确;根

31、据装置图可知二氧化碳在 X 电极上转化为 C6H12O6,因此 X电极的电极反应式为 6CO2+24H+24e- C6H12O6+6H2O,B 正确;H +由 Y 极区向 X 极区迁移,C 错误;生成 C6H12O6的物质的量是 18 g180 g/mol=0.1 mol,转移电子的物质的量是 2.4 mol,因此当电路中通过 3 mol e-时该装置的电流效率为 2.4 mol3 mol100%=80%,D 正确。2.D Pt(1)极与电源负极相连,为阴极,电极反应式为 2H+2e- H2,理论上每消耗 0.1 mol 乙二醛,电路中转移 0.4 mol 电子,Pt(1)极放出 4.48 L

32、 H2(标准状况),A、B 项错误;理论上每得到 1 mol 乙二酸,外电路中转移 4 mol 电子,则在内电路中有 4 mol H+从右室迁移到左室,C 项错误;由题图装置可知,制备乙二酸的反应为 4HCl 2H2+2Cl 2、OHCCHO+2Cl2+2H2O HOOCCOOH+4HCl,故盐酸起提供 Cl-和增强导电性的作用,D 项正确。3.D 对比实验、可知,实验中溶液的 pH 较小,Cr 2 的去除率较高,所以降低 pH 可O2-7以提高 Cr2 的去除率,A 项正确;实验中,Cr 2 在阴极上得电子,发生还原反应,电极O2-7 O2-7反应式为 Cr2 +6e-+14H+ 2Cr3+

33、7H2O,B 项正确;实验中,Fe 作阳极,失去电子生成O2-7Fe2+,Fe2+能与 Cr2 发生反应:Cr 2 +6Fe2+14H+ 2Cr3+6Fe3+7H2O,从而导致 Cr2O2-7 O2-7的去除率提高,C 项正确;实验中,理论上电路中每通过 6 mol 电子,则有 1 mol Cr2O2-712在阴极上被还原,但同时还有 0.5 mol Cr2 被 Fe2+还原,所以共有 1.5 mol Cr2O2-7 O2-7被还原,D 项错误。O2-74.C 由题图知,b 极为阴极,发生反应:6H 2O+6e- 3H2+6OH -,故电解过程中 b 极附近溶液碱性增强,A 项正确;a 极为阳

34、极,电解池中阴离子向阳极移动,故溶液中的 OH-逐渐向 a 极区附近移动,B 项正确;若在 b 极产生标准状况下 224 mL(0.01 mol)氢气,则转移电子 0.02 mol,a 极为阳极,发生反应:CO(NH 2)2-6e-+8OH- N2+CO 32-+6H2O,转移 0.02 mol 电子时消耗尿素 0.02 mol 60 gmol-1=0.2 g,C 项错误,D 项正确。165.D 钢铁中含有碳,在潮湿的空气中易形成 Fe-C 原电池而被腐蚀,A 项正确;金属在酸性较强的环境中发生析氢腐蚀,在酸性极弱或中性环境中发生吸氧腐蚀,析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀,B 项正确;金属腐

35、蚀的本质是金属被氧化,C 项正确;铝具有很强的抗腐蚀能力是因为铝的表面易形成一层致密的氧化物,从而阻止了铝进一步被氧化,D 项错误。6.(1)石墨棒附近溶液变红 O 2+4e-+2H2O 4OH-(2)K 3Fe(CN)6可能将 Fe 氧化为Fe2+,会干扰由于电化学腐蚀负极生成的 Fe2+的检验 a.Cl - b.破坏铁片表面的氧化膜(3)AC (4)滴加 K3Fe(CN)6溶液,若出现蓝色沉淀【解析】 (1)装置构成原电池,铁作负极,电极反应是 Fe-2e- Fe2+,石墨棒作正极,电极反应是 O2+4e-+2H2O 4OH-,所以实验中的现象是石墨棒附近溶液变红;(2)K 3Fe(CN)

36、6具有氧化性,K 3Fe(CN)6可能将 Fe 氧化为 Fe2+,会干扰由于电化学腐蚀负极生成的 Fe2+的检验;a.根据实验可知 K3Fe(CN)6溶液不与铁反应,根据实验可知有氯化钠存在时,K3Fe(CN)6溶液与铁反应,根据实验可知有硫酸钠存在时,K 3Fe(CN)6溶液不与铁反应,所以以上实验表明:在有 Cl-存在条件下,K 3Fe(CN)6溶液可以与铁片发生反应;b.补充实验表明 Cl-的作用是破坏铁片表面的氧化膜;(3)将铁片用酸洗涤,破坏铁表面的氧化膜; 氧气能把铁氧化为 Fe2+,盐酸能把铁氧化为 Fe2+;所以能证实以上影响确实存在的是 AC;(4)取铁片附近溶液于试管中,滴

37、加 K3Fe(CN)6溶液,若出现蓝色沉淀,则证明铁发生了电化学腐蚀。7.(1)Fe3+3H2O Fe(OH)3(胶体)+3H +,Fe(OH)3胶体能吸附并沉降水中悬浮的物质 (2)C (3)Fe-2e- Fe2+ 4OH -4e- 2H2O+O2 (4)4Fe 2+10H2O+O2 4Fe(OH)3+8H + (5)CO 2【解析】 (1)氯化铁中的 Fe3+水解形成氢氧化铁胶体:Fe 3+3H2O Fe(OH)3(胶体)+3H +,氢氧化铁胶体具有吸附性,能使水中的悬浮物沉降下来。(2)硫酸钡难溶于水;乙醇虽然溶于水,但乙醇为非电解质;硫酸钠为强电解质,其水溶液导电能力强;NaOH 能与

38、 Fe3+反应生成沉淀,故选 C。(3)铁作阳极,阳极发生氧化反应,其中一个反应为 Fe-2e- Fe2+,另一个反应生成一种无色气体,则为 4OH-4e- 2H2O+O2。(4)反应物为 Fe2+、O 2、H 2O,生成物之一为 Fe(OH)3,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒可知反应的离子方程式为 4Fe2+10H2O+O2 4Fe(OH)3+8H +。(5)燃料电池的正极上氧气得电子,先发生反应 O2+2H2O+4e- 4OH-,要使电池长时间运行,需使电池的电解质组成保持稳定,该燃料电池以熔融碳酸盐为电解质,欲使OH-转变为 C ,需通入 CO2,所以 A 物质为 CO2。O2-3

39、131.D 根据题给电解装置图可知,Ag-Pt 电极上 N 转化为 N2,发生还原反应:2N +10e-O-3 O-3+12H+ N2+6H 2O,则 Ag-Pt 电极作阴极,B 为电源的负极,故 A 为电源的正极,A、C 项正确;在电解池中阳离子向阴极移动,所以溶液中 H+从阳极向阴极迁移,B 项正确;左侧电极为阳极,电极反应式为 2H2O-4e- O2+4H +,则每转移 2 mol 电子,左侧电极产生 16 g O2,D 项错误。2.C 铁电极上放氢生碱(2H 2O+2e- H2+2OH -),即铁电极上发生得电子的还原反应,铁为电解池的阴极,与阴极相连的 X 极是铅蓄电池的负极 Pb,

40、Y 为铅蓄电池的正极 PbO2,A 项正确。与铅蓄电池正极相连的铝电极为电解池阳极,通过题图可知铝电极上既有铝离子生成,又有氧气放出,说明铝电极上发生的氧化反应有两个:Al-3e - Al3+、2H 2O-4e- O2+4H +,故阳极上铝和水失去电子被氧化,B 项正确。由于该电解池阳极存在两个竞争反应,故电解过程中电解池中实际上发生了两个反应:2Al+6H 2O 2Al(OH)3+3H2、2H 2O O2+2H 2,C项错误。Pb 的相对原子质量为 207,103.5 g Pb 的物质的量为 0.5 mol,由铅蓄电池负极反应 Pb-2e-+S PbSO4知 ,0.5 mol Pb 给电路提

41、供 1 mol 电子的电量,再由电解池的阴O2-4极(铁)反应 2H2O+2e- H2+2OH -,得出有 0.5 mol H2生成,D 项正确。3.A 水中的钢闸门连接电源的负极,钢闸门为阴极,从而得到保护,属于外加电流的阴极保护法,A 项正确;金属护栏表面涂漆的原理是防止金属护栏与空气接触,从而减缓金属护栏的腐蚀,B 项错误;汽车底盘喷涂高分子膜的原理是防止汽车底盘与空气接触, C 项错误;地下钢管连接镁块,形成了原电池,属于牺牲阳极的阴极保护法, D 项错误。4.D 该电解池左边的电极为阳极,右边的电极为阴极,溶液中的阴离子通过 c 隔膜向阳极移动,阳离子通过 d 隔膜向阴极移动,A 项

42、错误;阳极由水电离产生的 OH-发生氧化反应生成O2,a 气体为氧气,生成的 A 溶液为硫酸,阴极由水电离产生的 H+被还原为 H2,b 气体为氢气,生成的 B 溶液为氢氧化钠溶液,B、C 项均错误。5.C 因为是酸性燃料电池,所以正极反应为 O2+4e-+4H+ 2H2O,A 项错误;a 极与电池的正极相连,为电解池的阳极,所以 a 极上铁失电子逐渐溶解,b 极上有铜析出,B 项错误;a 极是粗铜,b 极是纯铜时,形成电解精炼铜的装置,C 项正确;a 极上产生 1 mol O2时转移 4 mol 电子,转移 4 mol 电子时消耗 2 mol H2,则相同条件下,生成的氧气与电池中消耗的 H

43、2的体积比为12,D 项错误。6.(1)MnO2 N +H2O NH3H2O+H+ (2)Zn+MnO 2+2H2SO4 ZnSO4+MnSO4+2H2O、 Zn+H 2SO4H+4ZnSO4+H2 增大锌粉与二氧化锰粉末的接触面积 (3)能量转换效率高、环境友好(答案合理即可) CH 4-8e-+10OH- C +7H2O (4)锌(或 Zn) 减小 Zn2+Mn2+2H2O Zn+ O2-3MnO2+4H+ (5)75% 【解析】 (1)普通锌锰干电池的构造:外壳为锌筒,中间为石墨棒,其周围是由 MnO2和NH4Cl 等组成的糊状填充物,还原剂锌在负极失去电子被氧化、氧化剂 MnO2在正极

44、得到电子被还原,电解质氯化铵水解(N +H2O NH3H2O+H+)使电解质溶液呈酸性。(2)用稀硫酸酸H+4浸时活泼金属锌与稀硫酸反应:Zn+H 2SO4 ZnSO4+H2,由滤液中的溶质有 ZnSO4和 MnSO4可推知,在酸性溶液中强还原剂锌把强氧化剂 MnO2还原为14Mn2+:Zn+MnO2+2H2SO4 ZnSO4+MnSO4+2H2O;由“滤液中 c(ZnSO4)略大于 c(MnSO4)”推断,粉碎的重要作用是增大锌粉与 MnO2粉末的接触面积,使上述两个反应中的第二个反应成为主要反应。(3)燃料电池的优点是能量转换效率高和环境友好等。碱性燃料电池中,甲烷的氧化产物为 C :CH

45、4-8e-+10OH- C +7H2O。(4)铝电极与通甲烷的负极相连,铝电极为电O2-3 O2-3解池的阴极,电解时溶液中的锌离子在阴极上得到电子被还原为单质锌:Zn 2+2e- Zn。阳极上 Mn2+失去电子被氧化为 MnO2:Mn2+-2e-+2H2O MnO2+4H+,生成氢离子,阳极附近溶液的pH 减小。两个电极反应相加即为电解池总反应:Zn 2+Mn2+2H2O Zn+MnO2+4H+。(5)燃料电池中: n(CH4)= =0.1 mol,由负极反应知消耗 0.1 mol 甲烷失去 0.8 mol e-;电解池2.24L22.4Lmol-1中: n(Zn)= =0.3 mol,由阴极反应知生成 0.3 mol Zn 得到 0.6 mol e-;能量利用率19.5g65gmol-1为 100%=75%。0.6mol0.8mol15