2019-2020年高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 6.3電解池 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)課時(shí)作業(yè)一、選擇題1.(xx年高考北京卷)用石墨電極電解CuCl2溶液(見右圖)。下列分析正確的是()Aa端是直流電源的負(fù)極B通電使CuCl2發(fā)生電離C陽極上發(fā)生的反應(yīng)：Cu22e=CuD通電一段時(shí)間后，在陰極附近觀察到黃綠色氣體解析：可利用電解質(zhì)溶液中離子的移動(dòng)方向判斷出電源的正負(fù)極，并寫出電極反應(yīng)式和反應(yīng)現(xiàn)象。A.銅離子應(yīng)移向陰極，則a為負(fù)極。B.CuCl2發(fā)生電離是在水分子的作用下完成的，并非通電才能發(fā)生。C.反應(yīng)Cu22e=Cu應(yīng)在陰極上發(fā)生，陽極上發(fā)生的反應(yīng)應(yīng)為2Cl2e=Cl2。D.通電一段時(shí)間后，應(yīng)在陽極附近觀察到黃綠色氣體。答案：A2下列關(guān)于電解NaNO3溶液的敘述正確的是()A隨著電解的進(jìn)行，溶液的pH減小BOH向陽極移動(dòng)，陽極附近溶液呈堿性CNO向陽極移動(dòng)，Na向陰極移動(dòng)，分別在對(duì)應(yīng)的電極上析出D陰極上H得電子被還原成H2，使陰極附近的溶液呈堿性答案：D3關(guān)于下列裝置說法正確的是()A裝置中，鹽橋中的K移向CuSO4溶液B裝置在電解過程中，a極上得到22.4 L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，理論上需要轉(zhuǎn)移NA個(gè)電子(NA表示阿伏加德羅常數(shù))C可以用裝置在銅上鍍銀，c極為銀D裝置中一段時(shí)間后會(huì)有Fe(OH)2生成解析：CuSO4溶液中Cu電極為正極，陽離子移向正極，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)中生成22.4 L氫氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況)轉(zhuǎn)移2NA個(gè)電子，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電鍍銀時(shí)，應(yīng)用含Ag的溶液為電鍍液，C項(xiàng)錯(cuò)誤；裝置中，Zn活動(dòng)性強(qiáng)，做原電池的負(fù)極，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：A4下列有關(guān)金屬腐蝕與防護(hù)的說法不正確的是()A鋼鐵在弱堿性條件下發(fā)生電化學(xué)腐蝕的正極反應(yīng)是：O22H2O4e=4OHB當(dāng)鍍錫鐵制品的鍍層破損時(shí)，鍍層仍能對(duì)鐵制品起保護(hù)作用C在海輪外殼連接鋅塊保護(hù)外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽極的陰極保護(hù)法D可將地下輸油鋼管與外加直流電源的負(fù)極相連以保護(hù)它不受腐蝕答案：B5(xx年青島質(zhì)檢)電解100 mL含c(H)0.30 mol/L的下列溶液，當(dāng)電路中通過0.04 mol電子時(shí)，理論上析出金屬質(zhì)量最大的是()A0.10 mol/L AgB0.20 mol/L Zn2C0.20 mol/L Cu2 D0.20 mol/L Pb2答案：C6下列關(guān)于電化學(xué)知識(shí)說法正確的是()A電解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液，在陰極上依次析出Cu、Fe、AlB電解CuSO4溶液一段時(shí)間后，加入適量Cu(OH)2可以使溶液恢復(fù)至原狀態(tài)C鉛蓄電池在充電時(shí)，連接電源正極發(fā)生的電極反應(yīng)為：PbSO42e=PbSOD將鋼閘門與直流電流的負(fù)極相連，可防止鋼閘門腐蝕解析：Fe3在電極上放電，只能生成Fe2，得不到單質(zhì)鐵，A錯(cuò)誤；應(yīng)該加入氧化銅或碳酸銅，B錯(cuò)誤；鉛蓄電池充電時(shí)，連接電源正極發(fā)生的電極反應(yīng)為：PbSO42H2O2e=PbO24HSO，C錯(cuò)誤；被保護(hù)的金屬與電源的負(fù)極相連，做陰極而得到保護(hù)，D正確。答案：D7下列電極反應(yīng)式與出現(xiàn)的環(huán)境相匹配的是()選項(xiàng)電極反應(yīng)式出現(xiàn)的環(huán)境AO22H2O4e=4OH堿性環(huán)境下氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)B4OH4e= O22H2O酸性環(huán)境下鋼鐵的吸氧腐蝕C2H2e=H2用銅做電極電解NaOH溶液的陰極反應(yīng)DH22e=2H用惰性電極電解H2SO4溶液的陽極反應(yīng)答案：C8.用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下列敘述錯(cuò)誤的是()AK與N連接時(shí)，鐵被腐蝕BK與N連接時(shí)，石墨電極產(chǎn)生氣泡CK與M連接時(shí)，一段時(shí)間后溶液的pH增大DK與M連接時(shí)，初始階段石墨電極的電極反應(yīng)為4OH4e=2H2OO2解析：K與N連接時(shí)，形成原電池，為析氫腐蝕的模型，鐵被腐蝕，石墨電極產(chǎn)生H2，A、B項(xiàng)均正確；K與M連接時(shí)，構(gòu)成電解池，鐵電極的反應(yīng)為：2H2e=H2，氫離子濃度減小，溶液的pH增大，故C項(xiàng)正確；初始階段石墨電極的反應(yīng)為：2Cl2e=Cl2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：D9下圖所示裝置中，已知電子由b極沿導(dǎo)線流向鋅。下列判斷正確的是()A該裝置中Cu極為陰極B一段時(shí)間后鋅片質(zhì)量減少Cb極反應(yīng)的電極反應(yīng)式為：H22e2OH=2H2OD當(dāng)銅極的質(zhì)量變化為32 g時(shí)，a極上消耗的O2的體積為5.6 L解析：根據(jù)題意：電子由b極沿導(dǎo)線流向鋅推知，b極為原電池的負(fù)極，a極為原電池的正極，Zn極為電解池的陰極，Cu極為電解池的陽極，b極反應(yīng)為：H22e2OH=2H2O，選項(xiàng)A、B均錯(cuò)誤，C正確；選項(xiàng)D狀態(tài)未知，O2的體積無法計(jì)算。答案：C10(xx年高考天津卷)為增強(qiáng)鋁的耐腐蝕性，現(xiàn)以鉛蓄電池為外電源，以Al作陽極、Pb作陰極，電解稀硫酸，使鋁表面的氧化膜增厚。反應(yīng)原理如下：電池：Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)2H2O(l)電解池：2Al3H2OAl2O33H2電解過程中，以下判斷正確的是()電池電解池AH移向Pb電極H移向Pb電極B每消耗3 mol Pb生成2 mol Al2O3C正極：PbO24H2e=Pb22H2O陽極：2Al3H2O6e=Al2O36HD解析：原電池中陽離子移向正極，即H移向PbO2極，電解池中，陽離子移向陰極，即H移向Pb極，A錯(cuò)誤；根據(jù)電子守恒，電池中每消耗3 mol Pb，則在電解池中生成1 mol Al2O3，B錯(cuò)誤；電池中正極反應(yīng)為PbO22e4HSO=PbSO42H2O，C錯(cuò)誤；電池中Pb失電子轉(zhuǎn)化為難溶的PbSO4，所以Pb電極質(zhì)量增加，電解池中Pb作陰極，不參與電極反應(yīng)，因此質(zhì)量不變，D正確。答案：D二、非選擇題11(1)離子液體是一種室溫熔融鹽，為非水體系。由有機(jī)陽離子、Al2Cl和AlCl組成的離子液體作電解液時(shí)，可在鋼制品上電鍍鋁。鋼制品應(yīng)接電源的_極，已知電鍍過程中不產(chǎn)生其他離子且有機(jī)陽離子不參與電極反應(yīng)，陰極電極反應(yīng)式為_。若改用AlCl3水溶液作電解液，則陰極產(chǎn)物為_。(2)電解NO制備NH4NO3，其工作原理如右圖所示，為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3，需補(bǔ)充物質(zhì)A，A是_，說明理由：_。(3)電化學(xué)降解NO的原理如圖所示。電源正極為_(填“A”或“B”)，陰極反應(yīng)式為_。若電解過程中轉(zhuǎn)移了2 mol電子，則膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差(m左m右)為_g。解析：電鍍時(shí)，鍍件應(yīng)作陰極，與電源負(fù)極相連，在陰極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)生成鋁。由電解液的組成可知陰極電極反應(yīng)式為4Al2Cl3e=Al7AlCl；若用AlCl3水溶液作電解液，在陰極上H得電子生成H2。(2)由電解NO制備NH4NO3的工作原理圖可知，NO在陽極發(fā)生氧化反應(yīng)生成NO，電極反應(yīng)式為5NO10H2O15e=5NO20H。NO在陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成NH，電極反應(yīng)式為3NO18H15e=3NH3H2O，電池總反應(yīng)式為8NO7H2O3NH4NO32HNO3，電解產(chǎn)生的HNO3多，故應(yīng)補(bǔ)充NH3，使其轉(zhuǎn)化為NH4NO3。(3)NO生成N2發(fā)生了還原反應(yīng)，應(yīng)在電解池的陰極發(fā)生，故A為原電池的正極；陰極發(fā)生還原反應(yīng)，故電極反應(yīng)式為2NO6H2O10e=N212OH。由電極反應(yīng)式可知，通過2 mol電子，右側(cè)溶液減少的質(zhì)量為5.6 g(N2)，同時(shí)有2 mol H通過質(zhì)子交換膜進(jìn)入右側(cè)，故右側(cè)溶液減少3.6 g。正極發(fā)生的反應(yīng)為4OH4e=O22H2O，每通過2 mol電子，生成16 g O2，同時(shí)有2 mol H通過質(zhì)子交換膜進(jìn)入右側(cè)，使左側(cè)溶液質(zhì)量減少18 g，故兩側(cè)溶液減少的質(zhì)量差為14.4 g。答案：負(fù)4Al2Cl3e=Al7AlClH2(2)NH3根據(jù)反應(yīng)：8NO7H2O3NH4NO32HNO3，電解產(chǎn)生的HNO3多(3)A2NO6H2O10e=N212OH14.412用石墨作電極電解1 L 0.1 molL1的CuSO4溶液(假定電解前后溶液體積不變)。(1)電路通過0.1 mol電子時(shí)，溶液的pH為_，欲恢復(fù)電解前狀態(tài)應(yīng)加入_的質(zhì)量是_g。(2)當(dāng)電路中通過0.3 mol電子時(shí)，欲恢復(fù)電解前狀態(tài)，可加入下列的_。aCuBCuOcCu(OH)2DCu2(OH)2CO3(3)電路中通過0.4 mol電子時(shí)，欲恢復(fù)原狀態(tài)，可加入_，質(zhì)量是_。(4)用惰性電極電解一定量的硫酸銅溶液，實(shí)驗(yàn)裝置如下圖甲。電解過程中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下圖乙，橫坐標(biāo)表示電解過程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量，縱坐標(biāo)表示電解過程中產(chǎn)生氣體的總體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。則下列說法不正確的是_。A電解過程中，a電極表面先有紅色物質(zhì)析出，后有氣泡產(chǎn)生Bb電極上發(fā)生的反應(yīng)方程式為4OH4e=2H2OO2C曲線0P段表示O2的體積變化DQ點(diǎn)時(shí)溶液中H的物質(zhì)的量為0.4 mol解析：(1)n(Cu2)0.1 mol，當(dāng)電路中n(e)0.2 mol時(shí)，只有CuSO4溶液被電解，由CuSO42e2HCuCuO生成H為0.1 mol，c(H)0.1 molL1，pH1，應(yīng)加入CuO 0.05 mol，即4 g才能恢復(fù)原狀態(tài)。(2)當(dāng)通過0.3 mol e時(shí)，有0.1 mol e電解水，被電解的水為0.05 mol，需加入0.1 mol CuO與0.05 mol H2O，此時(shí)n(Cu)n(H)11應(yīng)加入Cu2(OH)2CO3(3)通過0.4 mol電子時(shí)，有0.2 mol電子電解水，需加入0.1 mol CuO和0.1 mol H2O，n(Cu)n(H)12應(yīng)加入0.1 mol Cu(OH)2，質(zhì)量為9.8 g。(4)由電流方向可知，b電極為陽極，電解過程中，a電極表面先有紅色物質(zhì)析出，后有氣泡產(chǎn)生；b電極上發(fā)生的反應(yīng)方程式為4OH4e=2H2OO2；曲線0P段是陰極產(chǎn)生銅，陽極產(chǎn)生O2，曲線PQ段是陰極產(chǎn)生H2，陽極產(chǎn)生O2，故A、B、C正確。0P段產(chǎn)生1.12 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)O2，轉(zhuǎn)移電子0.2 mol，消耗0.2 mol OH，積累0.2 mol H，PQ段電解水，n(H)不變，D不正確。答案：(1)1CuO4 g(2)d(3)Cu(OH)29.8 g(4)D13.(xx年潮州模擬)如圖為相互串聯(lián)的甲、乙兩個(gè)電解池，試回答：(1)若甲池利用電解原理在鐵上鍍銀，則A是_、_(依次填電極材料和電極名稱)，電極反應(yīng)式是_；B(要求同A)是_、_，電極反應(yīng)式是_，應(yīng)選用的電解質(zhì)溶液是_。(2)乙池中若滴入少量酚酞試液，開始電解一段時(shí)間，鐵極附近呈_色，C極附近呈_色。(3)若甲槽陰極增重43.2 g，則乙槽中陽極上放出的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是_mL。(4)若乙槽中剩余溶液仍為400 mL，則電解后所得溶液的物質(zhì)的量濃度為_molL1，pH等于_。.將等物質(zhì)的量的KI和CuCl2溶于水，用惰性電極電解，該電解反應(yīng)可分為_個(gè)階段(填表不一定填滿)。階段相當(dāng)于電解液離子方程式畫出過程中溶液pH值隨時(shí)間變化的曲線(假定生成的Cl2全部逸出)。解析：.(2)鐵極附近H放電，OH聚集，顯堿性，遇酚酞呈紅色，C極附近Cl放電，不顯堿性，遇酚酞呈無色。(3)甲槽陰極析出銀：n(Ag)0.4 mol，乙槽中陽極上放出的氣體是氯氣：n(Cl2)0.2 mol，V(Cl2)0.2 mol22 400 mLmol14 480 mL。(4)由2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2可知：n(NaOH)0.2 mol20.4 mol，c(NaOH)1 molL1，pH14。.開始電解時(shí)陽極是I失電子，陰極是Cu2得電子；當(dāng)I完全反應(yīng)時(shí)，Cu2有被還原，此時(shí)陽極變成Cl失電子，相當(dāng)于電解CuCl2溶液；當(dāng)Cu2完全反應(yīng)時(shí)，Cl有被氧化；以后陰極是H2O電離的H得電子，此段相當(dāng)于電解KCl溶液；當(dāng)Cl完全反應(yīng)后，最后相當(dāng)于電解KOH溶液。答案：(1)鐵陰極Age=Ag銀陽極Age=AgAgNO3溶液(2)紅無(3)4 480(4)114.4CuI2Cu22ICuI2CuCl2Cu22ClCuCl2KCl2Cl2H2OCl2H22OHKOH2H2O2H2O2