1、1课时规范练 18 电解池 金属的腐蚀与防护一、选择题(本题共 10 小题,每小题 7 分,共 70 分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.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2.(2018 四川绵阳模拟)下列表述不正确的是( )A B盐桥中的 Cl-移向 ZnSO4溶液 a 极附近产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝C D粗铜的电极
2、反应式为 Cu2+2e- Cu 正极反应式为 O2+4e-+2H2O 4OH-3.(2018 河南天一大联考阶段检测)普通电解精炼铜的方法所制备的铜中仍含有杂质,利用下面的双膜(阴离子交换膜和过滤膜)电解装置可制备高纯度的 Cu。下列有关叙述正确的是( )A.电极 a 为粗铜,电极 b 为精铜B.甲膜为过滤膜,可阻止阳极泥及漂浮物杂质进入阴极区C.乙膜为阴离子交换膜,可阻止杂质阳离子进入阴极区D.当电路中通过 1 mol 电子时,可生成 32 g 精铜24.(2019 湖南湖北八市十二校高三调研联考)宝鸡被誉为“青铜器之乡”,出土了大盂鼎、毛公鼎、散氏盘等五万余件青铜器。研究青铜器(含 Cu、
3、Sn 等)在潮湿环境中发生的腐蚀对于文物保护和修复有重要意义。下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图,下列说法不正确的是( )A.青铜器发生电化学腐蚀,图中 c 作负极,被氧化B.正极发生的电极反应为 O2+4e-+2H2O 4OH-C.环境中的 Cl-与正、负两极反应的产物作用生成 a 的离子方程式为 2Cu2+3OH-+Cl- Cu2(OH)3ClD.若生成 0.2 mol Cu2(OH)3Cl,则理论上消耗的 O2体积为 4.48 L5.利用如图装置探究铁在海水中的电化学防护,下列说法不正确的是( )A.若 X 为锌棒,开关 K 置于 M 处,可减缓铁的腐蚀B.若 X 为锌棒
4、,开关 K 置于 M 处,铁电极的反应为 Fe-2e- Fe2+C.若 X 为碳棒,开关 K 置于 N 处,可减缓铁的腐蚀D.若 X 为碳棒,开关 K 置于 N 处,铁电极的反应为 2H+2e- H26.(2018 广东深圳中学考试)电解法处理酸性含铬(主要含有 Cr2 )废水时,以铁板作阴、阳极,2-7处理过程中存在反应 Cr2 +6Fe2+14H+ 2C +6F +7H2O,最后 C 以 Cr(OH)3形式被除去,下2-7 3+ 3+ 3+列说法不正确的是 ( )A.阳极反应为 Fe-2e- Fe2+B.过程中有 Fe(OH)3沉淀生成C.电解过程中溶液 pH 不会变化D.电路中每转移 1
5、2 mol 电子,最多有 1 mol Cr2 被还原2-77.氢氧化锂是制取锂和锂的化合物的原料,用电解法制备氢氧化锂的工作原理如图所示。3下列叙述不正确的是( )A.b 极附近溶液的 pH 增大B.a 极发生的反应为 2H2O-4e- O2+4H +C.该法制备 LiOH 还可得到硫酸和氢气等产品D.当电路中通过 1 mol 电子时,可得到 2 mol LiOH8.(2018 广东汕头月考)在固态金属氧化物电解池中,高温电解 H2O、CO 2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.阴极的反应式:H 2O+2e- H2+O2-、CO
6、2+2e- CO+O2-B.X 是电源的负极C.总反应可表示为 H2O+CO2 H2+CO+O2D.阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是 119.(2018 河北衡水模拟)1 L 某溶液中含有的离子及其物质的量浓度如下表:离子 Cu2+ A3+ N-3 Cl-物质的量浓度/(molL -1) 1 1 a 1用惰性电极电解该溶液,当电路中有 3 mol e-通过时(忽略电解时溶液体积的变化及电解产物可能存在的溶解现象),下列说法正确的是( )A.电解后溶液 pH=0 B.阳极生成 1.5 mol Cl2C.a=3 D.阴极析出的金属是铜与铝10.(2018 湖南怀化高三期末)中国首个空间实验室“
7、天宫一号”的供电系统中,有再生氢氧燃料电池,工作原理如下图所示,a、b、c、d 均为 Pt 电极。下列说法正确的是( )A.B 区的 OH-通过隔膜向 a 电极移动,A 区 pH 增大4B.c 是正极,电极上的电极反应为 2H+2e- H2C.右边装置中右管中的 OH-通过隔膜向 c 电极移动,d 电极上发生氧化反应D.当有 1 mol 电子转移时,标准状况下,b 电极理论上产生气体 Y 的体积为 11.2 L二、非选择题(本题共 2 小题,共 30 分)11.(15 分)有如图所示 3 套实验装置,根据所学知识回答下列问题。(1)装置 1 为铁的吸氧腐蚀实验。一段时间后,向插入铁钉的玻璃筒内
8、滴入 K3Fe(CN)6溶液,即可观察到铁钉附近的溶液出现蓝色沉淀,表明铁被 (填“氧化”或“还原”);向插入石墨的玻璃筒内滴入酚酞溶液,可观察到石墨附近的溶液变红,该电极反应式为 。 (2)装置 2 中的石墨作 (填“正”或“负”)极,该装置发生的总反应的离子方程式为 。 (3)装置 3 中甲烧杯盛放 100 mL 0.2 molL-1的 NaCl 溶液,乙烧杯盛放 100 mL 0.5 molL-1的CuSO4溶液。反应一段时间后,停止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞,观察到石墨附近溶液首先变红。电源的 M 端为 极;甲烧杯中铁极的电极反应式为 。 乙烧杯中电解反应的离子方程式为 。 停止通电
9、后,取出 Cu 电极,洗涤、干燥、称量,电极增重 0.64 g,甲烧杯中产生的气体在标准状况下的体积为 mL。 12.(2018 课标全国,27)(15 分)KIO 3是一种重要的无机化合物,可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题:(1)KIO3的化学名称是 。 (2)利用“KClO 3氧化法”制备 KIO3工艺流程如下图所示:5“酸化反应”所得产物有 KH(IO3)2、Cl 2和 KCl。“逐 Cl2”采用的方法是 。“滤液”中的溶质主要是 。“调 pH”中发生反应的化学方程式为 。 (3)KIO3也可采用“电解法”制备,装置如图所示。写出电解时阴极的电极反应式 。 电解过程中通过阳离子交换膜的
10、离子主要为 ,其迁移方向是 。 与“电解法”相比,“KClO 3氧化法”的主要不足之处有 (写出一点)。 6课时规范练 18 电解池 金属的腐蚀与防护1.C 电镀前,Zn 与 Fe 构成原电池,Zn 为负极,Fe 为正极;电镀时,Fe 为阴极,Zn 为阳极;原电池充电时,原电池负极为阴极、正极为阳极,故电镀过程不属于原电池的充电过程,A 项错误;根据电子守恒,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。2.C 根
11、据原电池的工作原理,锌为负极,铜为正极,阴离子向负极移动,A 正确;根据电解原理,a 为阳极,其电极反应式为 2Cl-2e- Cl2,b 为阴极,电极反应式为 Cu2+2e- Cu,因此 a 极产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,B 正确;粗铜作阳极,Cu-2e - Cu2+,C 错误;发生吸氧腐蚀时,正极得电子,电极反应式为 O2+2H2O+4e- 4OH-,D 正确。3.D 由题意结合电解原理可知,电极 a 是阴极,为精铜;电极 b 是阳极,为粗铜,A 项错误;甲膜为阴离子交换膜,可阻止杂质阳离子进入阴极区,B 项错误;乙膜为过滤膜,可阻止阳极泥及漂浮物杂质进入阴极区,C 项错误;当电
12、路中通过 1 mol 电子时,可生成 0.5 mol 精铜,其质量为 32 g,D 项正确。4.D 根据图知,氧气得电子生成氢氧根离子,Cu 失电子生成铜离子,发生吸氧腐蚀,则 Cu 作负极被氧化。腐蚀过程中,负极是 c,发生氧化反应,A 项正确;氧气在正极得电子生成氢氧根离子,电极反应式为 O2+4e-+2H2O 4OH-,B 项正确;多孔粉状锈 Cu2(OH)3Cl 为固体,故生成 Cu2(OH)3Cl 的离子方程式为 2Cu2+3OH-+Cl- Cu2(OH)3Cl,C 项正确;不确定氧气是否在标准状况下,则不能计算氧气的体积,D 项错误。5.B 若 X 为锌棒,开关 K 置于 M 处,
13、形成原电池,此时金属锌为负极,金属铁为正极,金属铁被保护,可减缓铁的腐蚀,故 A 项正确;若 X 为锌棒,开关 K 置于 M 处,形成原电池,此时金属锌为负极,金属铁为正极,氧气在该极发生还原反应,故 B 项错误;若 X 为碳棒,开关 K 置于 N 处,形成电解池,此时金属铁为阴极,铁被保护,可减缓铁的腐蚀,故 C 项正确;若 X 为碳棒,开关 K 置于 N 处,形成电解池,X 极为阳极,发生氧化反应,铁电极为阴极,发生还原反应,故 D 项正确。6.C Fe 板作阳极,为活性电极,Fe 失电子,发生氧化反应生成 Fe2+,阳极反应式为 Fe-2e- Fe2+,A项正确;阴极发生还原反应,溶液中
14、的 H+得到电子生成氢气,H +浓度减小,铁离子水解生成 Fe(OH)3沉淀,B 项正确;由反应 Cr2 +6Fe2+14H+ 2C +6F +7H2O 可知,处理过程中消耗 H+,溶液的酸2-7 3+ 3+性减弱,溶液 pH 增大,C 项错误;Fe-2e - Fe2+,则电路中每转移 12 mol 电子需要消耗 6 mol Fe,再根据处理过程的反应方程式,得 6Fe12e-6Fe2+Cr2 ,故被还原的 Cr2 的物质的量为 1 2-7 2-7mol,D 项正确。7.D 由图可知,Li +向 b 极移动,则 b 极为阴极,电极反应式为 2H2O+2e- 2OH-+H2,由于 b 极生成OH
15、-,故 b 极附近溶液的 pH 增大,A 正确;a 极为阳极,电极反应式为 2H2O-4e- O2+4H +,B 正确;S7向 a 极移动,与 a 极产生的 H+形成 H2SO4,在 b 极上产生 H2和 LiOH,C 正确;根据阴极反应式可知,电2-4路中通过 1 mol 电子时,生成 1 mol OH-,可得到 1 mol LiOH,D 错误。8.D 电解池阴极发生还原反应,电解 H2O、CO 2混合气体制备 H2和 CO,阴极发生的反应有:H 2O+2e-H2+O2-、CO 2+2e- CO+O2-,A 项正确;根据图示知,与 X 相连的电极发生还原反应产生 CO 和 H2,故X 为电源
16、的负极,B 项正确;根据图示可知,阴极产生 H2、CO,阳极产生 O2,总反应可表示为 H2O+CO2H2+CO+O2,C 项正确;根据总反应可知 ,阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是 21,D 项错误。9.A 当电路中有 3 mol e-通过时,阳极首先发生反应 2Cl-2e- Cl2,有 0.5 mol Cl2生成,后发生反应 4OH-4e- O2+2H 2O,生成 2 mol H+,阴极首先发生 Cu2+2e- Cu,析出 1 mol Cu,后发生2H+2e- H2,此时溶液中生成 1 mol OH-,最终溶液里得到 1 mol H+,则 c(H+)=1 molL-1,pH=0,故 A
17、 正确,B 错误;由溶液中电荷守恒可知:2 c(Cu2+)+3c(A )=c(N )+c(Cl-),可求得 c(N )=4 3+ -3 -3molL-1,即 a=4,故 C 错误;根据阳离子放电顺序 Cu2+H+A ,可知没有 Al 生成,故 D 错误。3+10.D 依据图示知左边装置是电解池,右边装置是原电池,a、b 电极是电解池的电极,由电源判断 a为阳极产生的气体是氧气,b 为阴极产生的气体是氢气;c、d 电极是原电池的正负极,c 是负极,d 是正极;电解池中的电极反应为:a 电极为阳极失电子发生氧化反应:4OH -4e- 2H2O+O2;b 电极为阴极得到电子发生还原反应:4H +4e
18、- 2H2;原电池中是碱性溶液,电极反应为:c 为负极失电子发生氧化反应:2H 2-4e-+4OH- 4H2O;d 电极为正极得到电子发生还原反应:O 2+2H2O+4e- 4OH-。a 为阳极,电解时阴离子向阳极移动,发生反应 4OH-4e- 2H2O+O2,促进水的电离生成 H+,pH 减小,故 A项错误;根据上述分析,c 是负极,故 B 项错误;右边装置中右管中的 OH-通过隔膜向负极移动,即向 c电极移动,d 为正极,发生还原反应,故 C 项错误;b 为阴极,当有 1 mol 电子转移时生成 0.5 mol 氢气,标准状况下的体积为 11.2 L,故 D 项正确。11.答案 (1)氧化
19、 O 2+4e-+2H2O 4OH-(2)正 Cu+2F Cu2+2Fe2+3+(3)正 Fe-2e - Fe2+ 2Cu 2+2H2O 2Cu+O2+4H + 224解析 (1)铁发生吸氧腐蚀,铁被氧化生成 Fe2+,正极发生还原反应,氧气得到电子被还原生成 OH-,电极反应式为 O2+4e-+2H2O 4OH-。(2)铜可被 F 氧化,发生反应 Cu+2F Cu2+2Fe2+,形成原电3+ 3+池时,铜为负极,发生氧化反应,石墨为正极。(3)由题意知,甲池中石墨极为阴极,则铁极为阳极,乙池中铜作阴极,石墨作阳极。铁极为阳极,电极反应式为 Fe-2e- Fe2+,则 M 端为正极;乙烧杯中用
20、铜作阴极、石墨作阳极来电解硫酸铜溶液,阳极上氢氧根离子放电生成氧气,阴极上铜离子放电析出铜,电解方程式为 2Cu2+2H2O 2Cu+O2+4H +;取出 Cu 电极,洗涤、干燥、称量,电极增重0.64 g,则生成 Cu 的物质的量为 =0.01 mol,转移电子的物质的量为 0.01 0.64 64-1mol2=0.02 mol,甲烧杯中,阳极铁被氧化,阴极产生氢气,2H2O+2e- 2OH-+H22 mol 22.4 L80.02 mol VV= =0.224 L,即 224 mL。22.4 0.02212.答案 (1)碘酸钾(2)加热 KCl KH(IO 3)2+KOH 2KIO3+H2
21、O(或 HIO3+KOH KIO3+H2O)(3)2H 2O+2e- 2OH-+H2 K + 由 a 到 b 产生 Cl2易污染环境等解析 (2)温度升高气体溶解度减小;Cl 2被逐出,KH(IO 3)2结晶析出,“滤液”中溶质主要是KCl;“调 pH”目的是生成 KIO3,所以选用 KOH 溶液,发生反应的化学方程式为 KH(IO3)2+KOH 2KIO3+H2O(或 HIO3+KOH KIO3+H2O)。(3)阴极区电解质是 KOH,被电解的是 H2O:2H2O+2e- 2OH-+H2;电解时,阳离子向阴极区移动,故 K+由 a 向 b 迁移;“KClO 3氧化法”中产生有毒气体 Cl2,易污染环境。
