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板块三 限时规范特训
时间：45分钟 满分：100分
一、选择题(每题7分，共70分)
1．铅蓄电池的示意图如图所示。下列说法正确的是( )
A．放电时，N为负极，其电极反应式：PbO2＋SO＋4H＋＋2e－===PbSO4＋2H2O
B．放电时，c(H2SO4)不变，两极的质量增加
C．充电时，阳极反应式：PbSO4＋2e－===Pb＋SO
D．充电时，若N连电源正极，则该极生成PbO2
答案 D
解析 放电时铅是负极，A错误；硫酸参与电极反应，浓度会减小，B错误；充电时，阳极发生氧化反应，失去电子，C错误；充电时正极连接到电源正极上作阳极，生成二氧化铅，D正确。
2．下列关于电化学的叙述正确的是( )
A．图①两极均有气泡产生，滴加酚酞溶液时石墨一极变红
B．图②装置可以验证牺牲阳极的阴极保护法
C．图③可以模拟钢铁的吸氧腐蚀，碳棒一极的电极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．上述4个装置中，图①、②中Fe腐蚀速率较快，图③中Fe腐蚀速率较慢
答案 C
解析 图①阳极为惰性电极石墨，电解时阳极产生Cl2，阴极产生H2，两极均有气泡产生，滴加酚酞溶液时Fe电极附近溶液变红，A错误。牺牲阳极的阴极保护法利用的原电池原理，将受保护的金属作原电池的正极，而图②为电解池，可验证外加电源的阴极保护法，B错误。NaCl溶液呈中性，钢铁发生吸氧腐蚀，碳棒作正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C正确。图③中Fe作负极，腐蚀速率最快；图①和②中Fe作阴极，图④中铁作正极，均受到保护，不易被腐蚀，D错误。
3.研究电化学腐蚀及防护的装置如下图所示。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－===H2↑
答案 D
解析 若d为石墨，则形成原电池，铁片为负极，失电子发生氧化反应，腐蚀加快，A正确；因电解质溶液为海水，因此若d为石墨，则形成原电池，铁发生吸氧腐蚀，在正极(石墨)上O2得电子发生还原反应生成OH－，B正确；若d为锌块，则形成原电池时铁作正极被保护，不易被腐蚀，C正确；若d为锌块，则形成原电池时铁作正极，仍是发生吸氧腐蚀，即铁片上的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D错误。
4．下图用来研究钢铁制品的腐蚀，装置的气密性良好，且开始时U形管两端的红墨水液面相平。一段时间后能观察到铁钉生锈。下列说法不正确的是( )
A．铁钉表面发生的反应为Fe－3e－===Fe3＋
B．若液体a为稀醋酸，则U形管液面右高左低
C．若液体a为食盐水，则U形管液面左高右低
D．若液体a为食用油，则铁钉生锈速率较慢
答案 A
解析 铁钉发生腐蚀时形成原电池，Fe作负极被氧化，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，A错误；若液体a为稀醋酸，则铁钉发生析氢腐蚀，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，左侧试管中气体压强增大，则U形管液面右高左低，B正确；若液体a为食盐水，则铁钉发生吸氧腐蚀，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，左侧试管中气体压强减小，则U形管液面左高右低，C正确；若液体a为食用油，铁钉不易发生电化学腐蚀，则铁钉生锈速率较慢，D正确。
5．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电解液中OH－的浓度制备纳米级Cu2O的装置如图所示，发生的反应为2Cu＋H2OCu2O＋H2↑。下列说法正确的是( )
A．钛电极发生氧化反应
B．阳极附近溶液的pH逐渐增大
C．离子交换膜应采用阳离子交换膜
D．阳极反应式是2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O
答案 D
解析 钛电极为阴极，发生还原反应，A错误；铜作阳极，阳极上铜发生失电子的氧化反应，阳极反应式为2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋ H2O，OH－由阴极区迁移到阳极区参与反应，离子交换膜应为阴离子交换膜，C错误，D正确；由阴极区迁移过来的OH－在阳极全部参与反应， 阳极附近溶液的pH不变，B错误。
6．在城市中，地下常埋有纵横交错的管道和输电线路，有些地面上还铺有地铁或城铁的铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道或铁轨形成回路时，就会引起金属管道、铁轨的腐蚀，原理简化如图所示，则下列有关说法不正确的是( )
A．原理图可理解为两个串联的电解装置
B．溶液中铁丝被腐蚀时，左侧有无色气体产生，附近产生少量白色沉淀，随后变为灰绿色
C．地下管道被腐蚀，不易发现，也不便维修，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等)
D．溶液中铁丝左侧的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
答案 D
解析 由图可知，左侧Fe电极与电源的正极相连为阳极，铁丝左侧为阴极，形成电解池；铁丝右侧为阳极，右侧Fe电极与电源负极相连为阴极，形成电解池，故该装置可看作两个串联的电解装置，A正确。铁丝左侧为阴极，发生还原反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，左侧Fe电极生成的Fe2＋与OH－结合生成Fe(OH)2白色沉淀，随后被氧化变成灰绿色，B正确，D错误。埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等)，可减缓金属管道的腐蚀，C正确。
7．[2018·兰州一中高三测试]金属的腐蚀除化学腐蚀和普通的电化学腐蚀外，还有“氧浓差腐蚀”，如在管道或缝隙等处的不同部位氧的浓度不同，在氧浓度低的部位是原电池的负极。下列说法正确的是( )
A．纯铁的腐蚀属于电化学腐蚀
B．钢铁吸氧腐蚀时，负极的电极反应式为Fe－3e－===Fe3＋
C．海轮在浸水部位镶一些铜锭可起到抗腐蚀作用
D．在图示氧浓差腐蚀中，M极处发生的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
答案 D
解析 纯铁发生腐蚀时，没有正极材料，不能构成原电池，所以发生化学腐蚀，A错误；钢铁发生吸氧腐蚀时，负极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，B错误；铜不如铁活泼，铜、铁在海水中形成原电池，Fe作负极，加快了海轮的腐蚀，C错误；因氧浓度低的部位是原电池的负极，由图示可知，M处O2浓度高，该处O2得到电子，其电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D正确。
8．[2018·吉林长春高三联考]用如图所示的实验装置进行电化学实验，下列判断中正确的是( )
A．若X为铝片，Y为镁片，Z为NaOH，将开关K置于B处，则镁为原电池的负极
B．若X为锌片，Y为铁片，Z为NaCl，将开关K置于A或B处均可减缓铁的腐蚀
C．若X为铁片，Y为铜片，Z为CuSO4，将开关K置于A处可实现在铁片上镀铜
D．若X、Y均为碳棒，Z为Na2SO4，开关K置于A处，X极发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑
答案 B
解析 Al能与NaOH溶液反应，Mg不能，在Mg、Al、NaOH溶液构成的原电池中，Al是负极，A错误；若X为锌片，开关K置于A或B处时，铁为阴极或正极，铁片上均发生还原反应，均可减缓铁的腐蚀，B正确；在铁片上镀铜时，应用铜作阳极，铁作阴极，即X应为铜片，Y为铁片，C错误；用惰性电极电解Na2SO4溶液时，阳极(X)发生氧化反应：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，D错误。
9．厨房垃圾发酵液可通过电渗析法处理，同时得到乳酸，工作原理如图所示(图中HA表示乳酸分子，A－表示乳酸根离子)。下列说法正确的是( )
A．通电后，阳极附近pH增大
B．电子从负极经电解质溶液回到正极
C．通电后，A－通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室
D．当电路中通过2 mol电子的电量时，会有1 mol的O2生成
答案 C
解析 阳极上水电离产生的OH－放电，c(H＋)增大，pH减小，A错误；电子通过导线传递，不经过电解液，B错误；H＋从阳极通过阳离子交换膜进入浓缩室，A－从阴极通过阴离子交换膜进入浓缩室，H＋＋A－HA，乳酸浓度增大，C正确；OH－在阳极上失去电子发生氧化反应，电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，当电路中通过2 mol电子的电量时，会有0.5 mol的O2生成，D错误。
10．现代工业生产中常用电解氯化亚铁溶液的方法制得氯化铁溶液吸收有毒的硫化氢气体。工艺原理如图所示。下列说法中不正确的是( )
A．左槽中发生的反应为2Cl－－2e－===Cl2↑
B．右槽中的反应式：2H＋＋2e－===H2↑
C．H＋从电解池左槽迁移到右槽
D．FeCl3溶液可以循环利用
答案 A
解析 根据装置图可知Fe2＋在电解池的左槽中被氧化生成Fe3＋，则左槽是电解池的阳极，右槽是电解池的阴极。阳极(左槽)的电极反应式为Fe2＋－e－===Fe3＋，A错误；阴极(右槽)的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，B正确；电解池中阳离子H＋从电解池阳极(左槽)迁移到阴极(右槽)，C正确；反应池中的反应为2FeCl3＋H2S===2FeCl2＋2HCl＋S↓，故FeCl3溶液可以循环利用，D正确。
二、非选择题(共30分)
11．(14分)A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子为Na＋、Ag＋、NO、SO、Cl－，在如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A、B、C三种溶液，电极均为石墨电极。接通电源，经过一段时间后，测得乙烧杯中c电极质量增加了10.8 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图所示。据此回答下列问题：
(1)M为电源的____极(填“正”或“负”)，甲、乙两个烧杯中的电解质分别为________、________(填写化学式)。
(2)计算电极f上生成气体的物质的量为________mol。
(3)写出乙烧杯中的电解反应方程式：______________________________________________________________________________________________________。
答案 (1)负 NaCl AgNO3 (2)0.025
(3)4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3
解析 根据电解一段时间后，c电极质量增加了10.8 g，判断出c为阴极，则连接阴极的电极M是电源的负极。电解时，甲装置中溶液的pH增大，说明阴极上是水电离出的H＋放电，阳极上是放电能力大于OH－的Cl－放电，Cl－与Ag＋不能共存，故甲中的电解质溶液为NaCl溶液；电解时，乙装置中pH减小，说明阳极上是水电离出的OH－放电，溶液中含有的离子是含氧酸根离子，阴极上析出金属，所以含有Ag＋，该电解质溶液是AgNO3溶液；丙装置中溶液的pH不变，说明丙装置中是Na2SO4溶液，则f电极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。根据乙中反应：4AgNO3＋2H2O4Ag＋4HNO3＋O2↑可知，n(O2)＝n(Ag)＝×＝0.025 mol。
12．(16分)(1)使用石墨电极电解KI溶液，阳极的电极反应式为________________________，阴极的电极反应式为__________________________，电解方程式为________________________；用铜电极电解K2SO4溶液，阳极的电极反应式为________________________________，阴极的电极反应式为____________________________，电解方程式为__________________________________。
(2)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。
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。
①腐蚀过程中，负极是________(填图中字母“a”或“b”或“c”)；
②环境中的Cl－扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为__________________________________；
③若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为________L(标准状况)。
答案 (1)2I－－2e－===I2 2H＋＋2e－===H2↑ 2KI＋2H2OH2↑＋I2＋2KOH Cu－2e－===Cu2＋ 2H＋＋2e－===H2↑
Cu＋2H2OCu(OH)2＋H2↑
(2)①c ②2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓
③0.448
解析 (1)放电顺序I－>Cl－>OH－，故电解KI溶液时，在阳极放电的是I－而不是OH－；电解池中的阳极如果不是惰性电极，则电解时是金属失电子而不是溶液中的离子失电子。
(2)①在青铜器被腐蚀过程中，Cu失去电子为原电池的负极。
②负极产物为Cu失去电子生成的Cu2＋，正极产物为O2获得电子生成的OH－，Cu2＋、OH－、Cl－反应生成Cu2(OH)3Cl沉淀：2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓。
③4.29 g Cu2(OH)3Cl的物质的量n＝＝0.02 mol，消耗0.04 mol Cu，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 mol×22.4 L/mol＝0.448 L。
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