作业 电解池 金属腐蚀与防护.doc

电解池 金属腐蚀与防护（11.1）
1. 下列有关钢铁腐蚀和防护的说法不正确的是(　　)
A．自行车的钢圈上镀一层铬，防止生锈
B．外加直流电源保护钢闸门时，钢闸门与电源的负极相连
C．钢铁发生吸氧腐蚀的正极反应：2H2O＋O2＋4e－===4OH－
D．钢铁发生析氢腐蚀的负极反应：Fe－3e－===Fe3＋

2. 某兴趣小组设计如图实验装置。实验时，先断开K2，闭合K1，两极均有气泡产 生；一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表指针偏转。下列有关描述正确的是(　　)
A．断开K2，闭合K1时，铜电极为阳极
B．断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变红
C．断开K1闭合K2时，铜电极发生还原反应
D．断开K2，闭合K2时，石墨电极作正极

3. 关于下列装置的说法正确的是(　　)
A．装置①中盐桥内的K＋移向CuSO4溶液
B．装置①将电能转变为化学能
C．若装置②用于铁棒镀铜，则N极为铁棒
D．若装置②用于电解精炼铜，则溶液中的Cu2＋浓度保持不变

4. 某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述错误的是( )
A．a和b不连接时，铁片质量会增加
B．a和b用导线连接时，正极发生的电极反应为：Cu2＋＋2e－===Cu
C．无论a和b是否用导线连接，铁片均被腐蚀
D．a和b分别连接电源正、负极时，Fe电极发生的电极反应为：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

5. 用惰性电极电解100 mL CuSO4溶液一段时间后，可以通过添加0.1 mol Cu(OH)2将溶液的量与浓度完全复原，则电解时电路中通过的电子为(　　)
A．0.1 mol B．0.2 mol
C．0.4 mol D．0.8 mol
6. 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

7. 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．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，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．镀锌层破损后对铁制品失去保护作用

8. 2012·上海高考卷)用电解法提取氯化铜废液中的铜，方案正确的是(　　)
A．用铜片连接电源的正极，另一电极用铂片
B．用碳棒连接电源的正极，另一电极用铜片
C．用氢氧化铜溶液吸收阴极产物
D．用带火星的木条检验阳极产物

9. 如图中，两电极上发生的电极反应如下：
a极：Cu2＋＋2e－===Cu；b极：Fe－2e－===Fe2＋，则以下说法中不正
确的是(　　)
A．该装置一定是原电池
B．a极上一定发生还原反应
C．a、b可以是同种电极材料
D．该过程中能量的转换可以是电能转化为化学能

班别 姓名
10. 已知铅蓄电池的工作原理为Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，现用如图装置进行电解(电解液足量)，测得当铅蓄电池中转移0.4 mol电子时铁电极的质量减少11.2 g。请回答下列问题。
(1)A是铅蓄电池的________极，铅蓄电池正极反应式为________________________________________________
放电过程中电解液的密度________(填“减小”、“增大”或“不变”)。
(2)Ag电极的电极反应式是_______________________________________
该电极的电极产物共________g。
(3)Cu电极的电极反应式是_______________________________________
CuSO4溶液的浓度________(填“减小”、“增大”或“不变”)

(4)如图表示电解进行过程中某个量(纵坐标x)随时间的变化曲线，则x表示________。
a．各U形管中产生的气体的体积
b．各U形管中阳极质量的减少量
c．各U形管中阴极质量的增加量

11. 钢铁工业是国家工业的基础,请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。
(1)生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中,当铁锈被除尽后,溶液中发生的化合反应的化学方程式为　 ______________________________________________________
(2)下列哪些装置可防止铁棒被腐蚀　　　　

(3)在实际生产中,可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置如图:
①A电极对应的金属是　　　　(写元素名称),B电极的电极反应式是　 。 
②若电镀前A、B两金属片质量相同,电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量,两者质量差为5.12 g,则电镀时电路中通过的电子为　　　　__________________mol 
③镀层破损后,镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀,请简要说明原因

12. (2011·天津高考卷)工业废水中常含有一定量的Cr2O和CrO，它们会对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理。常用的处理方法之一是电解法。
(1)该法用Fe作电极电解含Cr2O的酸性废水，随着电解进行，在阴极附近溶液pH升高，产生Cr(OH)3沉淀。用Fe作电极的原因为:
_______
(2)在阴极附近溶液pH升高的原因是(用电极反应解释):
________

溶液中同时生成的沉淀还有________

选择题：
1
2
3

4
5
6
7
8
9

金属腐蚀与防护(11.1) 参考答案
1. 解析：钢铁发生析氢腐蚀的负极反应为Fe－2e－===Fe2＋，D项错误。答案：D
2. 解析：由题意断开K2，闭合K1时，两极均有气泡生成，确定电源左侧为正极，右侧为负极，石墨为阳极，Cu为阴极，阳极的电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，不能使酚酞变红，故A、B选项都错；断开K1，闭合K2时，形成原电池，Cu为负极，发生氧化反应，H2－2e－＋2OH－===2H2O，石墨为正极，发生还原反应，Cl2＋2e－===2Cl－，故C项错误，D项正确答案：D
3. 解析：装置①为原电池，其将化学能转变为电能，锌为负极，铜为正极，盐桥中的K＋移向正极区，A项正确，B项错误；装置②为电解池，若用于铁棒镀铜，则铜应作阳极，即N极为铜棒，C项错误；若装置②用于电解精炼铜，则粗铜应作阳极，粗铜中比铜活泼的金属也会失电子，以离子形式进入溶液，而比铜不活泼的金属则形成阳极泥，在阴极只有Cu2＋得电子形成Cu，根据阳极和阴极转移电子数相等可知电解质溶液中Cu2＋浓度减小，D项错误。 答案：A
4. 解析： a和b不连接时，Fe与溶液中的Cu2＋发生置换反应，因Fe的相对原子质量比Cu的小，故铁片质量增加，A项正确；a和b用导线连接时，铁、铜、硫酸铜溶液构成原电池，正极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，B项正确；a和b用导线连接时，Fe作负极而被腐蚀，a和b不连接时，Fe与Cu2＋发生置换反应而被腐蚀，C项正确；a连接电源正极、b连接电源负极时，铁片作阳极，发生氧化反应，Fe失电子，而不是OH－失电子，D项错误。 答案：D
5. 解析：本题解题关键是通过加入Cu(OH)2将溶液完全复原这一信息，确定该电解过程分为两个过程，分别为电解CuSO4溶液和H2O，可分别进行计算。根据题意知，通过添加0.1 mol Cu(OH)2将溶液的量与浓度完全复原，可知电解时Cu2＋放电完全，且电解了一部分水。由0.1 mol Cu(OH)2可知，电解时阳极产生了0.1 mol Cu和0.1 mol H2，由电极反应式知，通过电子为0.4 mol。 答案：C
6. 解析：钛电极为阴极，发生还原反应，A项错误；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项错误，D项正确；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项错误。 答案：D
7. 解析：解答本题时要注意以下两点：(1)电池的充、放电过程必须是可逆过程；(2)电解时电路中通过的电量与反应物有定量关系，与能量的转化形式无关。答案：C

8. 解析：A项是在铂上电镀铜，无法提取铜，错误。利用电解法提取CuCl2溶液中的铜，阴极应发生反应：Cu2＋＋2e－===Cu，阳极可以用碳棒等惰性材料作电极，B项正确。电解时阴极产生铜，无法用NaOH溶液吸收，C项错误。阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，无法用带火星的木条检验，D项错误。
答案：B
9. 解析：A项该装置不一定是原电池，可以是原电池也可以是电解池；B项根 据已知条件，a极上发生Cu2＋＋2e－===Cu反应，一定是还原反应；C项，a、b可以是同种电极材料，如用铁电极电解硫酸铜溶液；D项该过程中能量的转换可以是电能转化为化学能，也可以是化学能转化为电能。 答案：A
10. 解析：根据在电解过程中铁电极质量的减少可判断A是电源的负极，B是 电源的正极，电解时Ag极作阴极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，Fe作阳极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，左侧U形管中总反应式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。右侧U形管相当于电镀装置，Zn电极作阴极，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，铜电极作阳极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，电镀过程中CuSO4溶液的浓度保持不变，根据上述分析可得答案。
答案：(1)负　PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O　减小
(2)2H＋＋2e－===H2↑　0.4 (3)Cu－2e－===Cu2＋　不变　(4)b
11. 解析:(1)铁锈主要成分为Fe2O3·H2O,与HCl反应生成Fe3+,Fe3+具有强氧化性,能够氧化铁:2Fe3++Fe3Fe2+。
(2)根据原电池和电解池原理可知,A项铁作负极,加速了铁的腐蚀;B项铁作正极被保护;C项为铁的自然腐蚀;D项铁作阴极,被保护。
(3)①镀铜时阳极材料应选铜。②阳极溶解铜,阴极沉出铜,故在阴极析出铜的质量为:=2.56 g。根据Cu2++2e-Cu可知转移电子数为0.08 mol。
③镀铜铁破损,构成原电池,铁为负极,而镀锌铁破损,铁作正极。
答案:(1)2FeCl3+Fe3FeCl2 (2)BD (3)①铜　Cu2++2e-Cu　②0.08
③铁比铜活泼,镀层破坏后,在潮湿环境中形成原电池,铁为负极,加速铁的腐蚀
12. 解析：明确本题的电解原理：用铁作阳极，产生的亚铁离子将Cr2O还原为 Cr3＋，再转化为氢氧化铬沉淀。 答案：(1)阳极反应2Fe－4e－===2Fe2＋，提供还原剂Fe2＋(2)2H＋＋2e－===H2↑　Fe(OH)3
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