2022版金版学案高中化学一轮复习练习：第六章第3节课时跟踪练-Word版含解析.doc

第3节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护课时跟踪练一、选择题1下列事实与电化学原理无关的是()A金属钠与氧气反应生成过氧化钠B铁制器件在潮湿空气中生锈C镀锌铁片比镀锡铁片更耐腐蚀D远洋海轮的外壳连接锌块可保护轮船不受腐蚀解析：金属钠与氧气反应生成过氧化钠，与原电池无关，故A正确；铁在潮湿空气中形成原电池发生吸氧腐蚀，故B错误；镀锌铁发生金属被腐蚀现象时，因Zn比Fe活泼，Zn被腐蚀，镀锡铁破损后发生电化腐蚀，因Fe比Sn活泼，因而是铁被腐蚀，所以，镀锌铁比镀锡铁耐用，故C错误；原电池中活泼金属做负极，腐蚀锌，保护了锌，故D错误。答案：A2取一张用饱和NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为白色，外圈呈浅红色。则下列说法错误的是()Ab电极是阴极Ba电极与电源的正极相连接C电解过程中，水是氧化剂Db电极附近溶液的pH变小解析：电解饱和NaCl溶液，阳极生成Cl2，Cl2与水反应生成HClO和HCl，HClO具有漂白性，盐酸具有酸性，可使pH试纸变红色，HClO又可将红色漂白，故内圆为白色，外圈为红色，可推出a为阳极，A正确；a为阳极与电源正极相连，B正确；电解过程中，H2O得电子，为氧化剂，C正确；b电极附近有OH生成，pH增大，D错误。答案：D3下列有关电化学装置完全正确的是()ABCD铜的精炼铁上镀银防止Fe被腐蚀构成铜锌原电池解析：电解精炼铜时，应该用粗铜作阳极，纯铜作阴极，A错误；铁上镀银时，应该用银作阳极，铁作阴极，B错误；C是外加电流的阴极保护法，正确；铜锌原电池中，锌应插入硫酸锌溶液中，铜应插入硫酸铜溶液中， D错误。答案：C4(2017海南卷)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()APd电极b为阴极B阴极的反应式为N26H6e=2NH3CH由阳极向阴极迁移D陶瓷可以隔离N2和H2解析：此装置为电解池，总反应式是N23H2=2NH3，Pd电极b上是氢气发生氧化反应，即氢气失去电子化合价升高，Pd电极b为阳极，故A错误；根据A选项分析，Pd电极a为阴极，反应式为N26H6e=2NH3，故B正确；根据电解池的原理，阳离子在阴极上放电，即有阳极移向阴极，故C正确；根据装置图，陶瓷可以隔离N2和H2，故D正确。答案：A5烧杯A中盛放0.1 molL1的H2SO4溶液，烧杯B中盛放0.1 molL1的CuCl2溶液(两种溶液均足量)，组成的装置如图所示。下列说法不正确的是()AA为原电池，B为电解池BA为电解池，B为原电池C当A烧杯中产生0.1 mol气体时，B烧杯中产生气体的物质的量也为0.1 molD经过一段时间，B烧杯中溶液的pH增大解析：构成A装置的是活泼性不同的两电极，两电极均浸在电解质溶液中，两极形成了闭合回路，所以A装置为原电池装置，且A装置为B装置提供电能。A装置中的电极反应式：正极：2H2e=H2，负极：Fe2e=Fe2。B装置中的电极反应式：阴极： Cu22e=Cu，阳极：2Cl2e=Cl2。装置B是电解氯化铜溶液，铜离子浓度减小，水解程度减小，溶液的pH增大。答案：B6铝阳极氧化处理后形成的氧化膜比铝的天然氧化膜耐磨性、耐腐蚀性及装饰性有明显的提高，工业中以铝为阳极，置于硫酸溶液中电解，装置如图所示，下列说法正确的是()A阳极电极方程式为Al3e6OH=Al2O3H2OB随着电解的进行，溶液的pH逐渐增大C当阴极生成气体3.36 L(标准状况)时，阳极增重2.4 gD电解过程中H移向铝电极解析：电解质为硫酸溶液，OH不可能参加反应，A错误；根据原电池装置和题目信息可知电解总反应方程式为2Al3H2OAl2O33H2，H2O减少，溶液的pH逐渐减小，B错误；阴极反应为2H2e=H2，H2的物质的量为3.36 L22.4 Lmol10.15 mol，则转移电子为20.15 mol0.3 mol，阳极反应为Al3e=Al3。根据差量法进行计算：设阳极增重的质量为x。2Al3H2O=Al2O33H26em6 48 0.3 x，解得x2.4 g，即阳极增重2.4 g，C正确；根据电流的方向可知，阳离子移向阴极，所以H移向石墨电极，D错误。答案：C7把物质的量均为0.1 mol的CuCl2和H2SO4溶于水制成100 mL的混合溶液，用石墨作电极电解，并收集两电极所产生的气体，一段时间后在两极收集到的气体在相同条件下体积相同。则下列描述正确的是()A电路中共转移0.6NA个电子B阳极得到的气体中O2的物质的量为0.2 molC阴极质量增加3.2 gD电解后剩余溶液中硫酸的浓度为1 molL1解析：阳极开始产生Cl2，后产生O2，阴极开始产生Cu，后产生H2，根据题意两极收集到的气体在相同条件下体积相同，则阴极产生0.2 mol H2，阳极产生0.1 mol Cl2和0.1 mol O2，则转移电子数为0.6NA，A正确、B错误；阴极析出铜0.1 mol，即6.4 g，C错误；电解后溶液的体积未知，故不能计算浓度，D错误。答案：A81 L某溶液中含有的离子如下表：离子Cu2Al3NOCl物质的量浓度/(molL1)11a1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极产物可能存在的溶解现象)，下列说法正确的是()A电解后溶液呈酸性Ba3C阳极生成1.5 mol Cl2D阴极析出的金属是铜与铝解析：1 mol Cu2放电的过程中，另一极Cl和OH各放电1 mol，故溶液显酸性，A正确；根据电荷守恒可推知a4，B不正确；Cl的物质的量为1 mol，阳极不会产生1.5 mol Cl2，C不正确；铝较活泼，在溶液中Al3不会放电，D不正确。答案：A9工业上用电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。下列说法不正确的是()已知：Ni2在弱酸性溶液中发生水解；氧化性：Ni2(高浓度)HNi2(低浓度)。A碳棒上发生的电极反应：4OH4e=O22H2OB电解过程中，B室中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减小C为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水pHD若将图中阳离子膜去掉，将A、B两室合并，则电解反应总方程式发生改变解析：电极反应式为阳极：4OH4e=2H2OO2；阴极：Ni22e=Ni、2H2e=H2，A项正确；由于C室中Ni2、H不断减少，Cl通过阴离子膜从C室移向B室，A室中OH不断减少，Na通过阳离子膜从A室移向B室，所以B室中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大，B错误；由于H的氧化性大于Ni2(低浓度)的氧化性，所以为了提高Ni的产率，电解过程需要控制废水的pH，C正确；若去掉阳离子膜，在阳极Cl首先放电生成Cl2，反应总方程式发生改变，D正确。答案：B二、非选择题10.如图所示的是探究金属腐蚀条件的实验装置图，请分析实验并回答下列问题：(1)若起始时甲、乙、丙3套装置的导管中液面高度相同，过一段时间后液面最高的是_。(2)通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越_(填“高”或“低”)，钢铁越易腐蚀。(3)乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为_。.利用化学反应：2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2，请你选择合适的电极材料和电解质溶液，设计一个原电池。可供选择的电极材料：铁棒、铜棒、石墨棒。可供选择的电解质溶液：CuCl2溶液、FeCl2溶液、FeCl3溶液。请填写下列空白：(1)选择_作正极材料，_作负极材料；选择_作电解质溶液。(2)写出有关的电极反应式：正极：_；负极：_。解析：.(1)甲、乙、丙3套装置中的乙装置形成了原电池，铁作负极失电子，碳作正极，氧气得电子，使试管内压强降低，所以乙中导管中液面上升最高。(2)通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越高，越易形成原电池造成钢铁的腐蚀。(3)乙装置形成了原电池，碳作正极，氧气得电子，电极反应式：2H2OO24e=4OH。.把氧化还原反应2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2拆成两个半反应：2Fe32e=2Fe2，还原反应，是正极的反应式；Cu2e=Cu2，氧化反应，是负极的反应式；含Fe3的溶液作电解液，活泼性不同的金属或非金属作两极，其中铜棒作负极。答案：.(1)乙(2)高(3)2H2OO24e=4OH.(1)石墨棒铜棒FeCl3溶液(2)2Fe32e=2Fe2Cu2e=Cu211电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，装有电解液a，X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：(1)若X、Y都是惰性电极，a是AgNO3溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴石蕊试液，则：电解池中Y电极上的电极反应式为_。在Y电极附近观察到的实验现象是_；检验该电极反应产物的方法是_。X电极上的电极反应式为_。(2)如要用电解方法精炼粗镍，电解液a选用Ni(NO3)2溶液，则：X电极的材料是_，电极反应式为_，Y极的材料是_，电极反应式为_(说明：杂质发生的电极反应不必写出)。解析：(1)用惰性电极电解AgNO3溶液时，阳极反应：2H2O4e=4HO2；阴极反应：4Ag4e=4Ag。与电源正极相连的电极为阳极，反之为阴极。所以X为阴极，Y为阳极。Y电极在反应过程中消耗了H2O电离出的OH，生成了H，溶液呈酸性，加入石蕊试液显红色，Y电极产生氧气，能使带火星的木条复燃；X电极产生Ag。(2)电解精炼Ni时，用粗镍作阳极，纯镍为阴极。反应过程中阳极上的Ni以及比Ni活泼的金属失去电子，成为离子，进入溶液，活泼性比Ni差的金属形成阳极泥；在阴极只有Ni2能得电子成为单质，其他较活泼的金属对应的离子不能得电子。根据装置图，X为阴极，Y为阳极，所以，X电极的材料是纯镍，电极反应式为Ni22e=Ni；Y电极的材料是粗镍，电极反应式为Ni2e=Ni2。答案：(1)2H2O4e=4HO2有无色气体放出，溶液变红用带火星的木条检验，木条复燃4Ag4e=4Ag(2)纯镍Ni22e=Ni粗镍Ni2e=Ni212(1)电化学沉解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解NO的原理如图，电源正极为_(填“A”或“B”)，阴极反应式为_。(2)如图是一种用电解原理来制备H2O2，并用产生的H2O2处理废氨水的装置。为了不影响H2O2的产量，需要向废氨水中加入适量HNO3调节溶液的pH约为5，则所得溶液中c(NH)_(填“”“”或“”)c(NO)。IrRu惰性电极吸附O2生成H2O2，其电极反应式为_。理论上电路中每转移3 mol e，最多可以处理废氨水中溶质(以NH3计)的质量是_g。(3)电解法也可以利用KHCO3使K2CO3溶液再生。其原理如下图所示，KHCO3应进入_(填“阴极”或“阳极”)室。结合方程式简述再生K2CO3的原理是_。解析：(1)由题给原理图可知，AgPt电极上NO发生还原反应生成氮气，因此AgPt电极为阴极，电极反应式为2NO12H10e=N26H2O，则B为负极，A为电源正极。(2)溶液呈现电中性，c(NH)c(H)c(NO)c(OH)，pH约为5呈酸性，即c(H)c(OH)，则c(NH)c(NO)；IrRu惰性电极有吸附氧气作用，氧气得电子发生还原反应，O22H2e=H2O2；4NH33O2=2N26H2O中，4 mol氨气转移12 mol电子，因此转移3 mol电子，最多可以处理NH3H2O的物质的量为1 mol，其质量为17 g。(3)电解法也可以使K2CO3溶液再生。根据题图可知，水电离产生的H在阴极获得电子变为氢气逸出，水产生的OH在阳极失去电子变为O2，产生的OH和HCO反应生成CO，使得K2CO3再生。答案：(1)A2NO12H10e=N26H2O(2)O22H2e=H2O217(3)阴极水电离出H在阴极得电子生成H2，使水的平衡正向移动，产生的OH和HCO反应生成CO，使得K2CO3再生