2021届高考化学一轮复习-课时作业23-电解池-金属的腐蚀与防护新人教版.doc

2021届高考化学一轮复习 课时作业23 电解池 金属的腐蚀与防护新人教版2021届高考化学一轮复习 课时作业23 电解池 金属的腐蚀与防护新人教版年级：姓名：- 11 -电解池金属的腐蚀与防护1(2019北京海淀区期末)家用暖气片大多用低碳钢材料制成，一旦生锈不仅影响美观，也会造成安全隐患。下列防止生锈的方法中，存在安全隐患的是 ()A在暖气片表面镀锡B在暖气片表面涂漆C在暖气片表面涂铝粉D非供暖期在暖气片内充满弱碱性的无氧水AA项，Fe的活泼性比Sn强，镀锡层破坏后，Fe、Sn构成原电池，加快了暖气片的腐蚀，存在安全隐患；B项，暖气片表面涂漆，隔绝了Fe与空气的接触，起到了防护作用，且无安全隐患；C项，Al表面易形成致密的氧化膜，有利于保护暖气片中的Fe，无安全隐患；D项，弱碱性的无氧水可防止Fe的吸氧腐蚀和析氢腐蚀，无安全隐患。2(2019辽宁大连模拟)钢铁在海水中容易被腐蚀，如图四种装置可用于探究海水对钢铁腐蚀的快慢，其中钢铁被腐蚀最慢的是()CA项，钢铁中的Fe、C与海水构成原电池，Fe被腐蚀；B项，钢铁中的Fe比Sn活泼，Fe、Sn、海水构成原电池，加快了Fe的腐蚀；C项，钢铁接电池负极，作阴极，属于外加电流的阴极保护法，可保护Fe不被腐蚀；D项，Zn、钢铁连接，是牺牲阳极的阴极保护法。C项钢铁被腐蚀最慢。3(2019辽宁五校联考)高压直流电线路的瓷绝缘子经日晒雨淋容易出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是()A通电时，锌环是阳极，发生氧化反应B通电时，阴极上的电极反应为2H2O2e=H22OHC断电时，锌环上的电极反应为Zn22e=ZnD断电时，仍能防止铁帽被腐蚀C通电时，锌环与电源正极相连，作阳极，发生氧化反应，A项正确；通电时，铁帽为阴极，发生还原反应：2H2O2e=H22OH，B项正确；断电时，形成原电池，锌环为负极，发生氧化反应：Zn2e=Zn2，C项错误；断电时，形成原电池，铁帽为正极，此为牺牲阳极的阴极保护法，仍能防止铁帽被腐蚀，D项正确。4(2019山东临沂十九中调研)某校活动小组为探究金属腐蚀的相关原理，设计了如图a所示装置，图a的两根铁棒分别连上一块Zn片和Cu片，并静置于含有K3Fe(CN)6及酚酞的混合凝胶上。一段时间后发现凝胶的某些区域(如图b所示)发生了变化。已知：3Fe22Fe(CN)63=Fe3Fe(CN)62(蓝色)。则下列说法错误的是()A甲区发生的电极反应为Fe2e=Fe2B乙区产生Zn2C丙区呈现红色D丁区呈现蓝色A甲区是FeZn相连的Fe区域，而Fe、Zn相连，Zn对Fe起到保护作用，Fe为正极，电极反应为O24e2H2O=4OH，Fe没有被氧化，A项错误；乙区为FeZn相连的Zn区域，Zn为负极，失电子，生成Zn2，B项正确；丙区为FeCu相连的Cu区域，Cu为正极，电极反应为O24e2H2O=4OH，因凝胶中含有酚酞，故该区域呈现红色，C项正确；丁区为FeCu相连的Fe区域，Fe为负极，电极反应为Fe2e=Fe2，Fe2与Fe(CN)63反应生成了蓝色的Fe3Fe(CN)62，D项正确。5用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是()A待加工铝质工件为阳极B可选用不锈钢网作为阴极C阴极的电极反应式为Al33e=AlD硫酸根离子在电解过程中向阳极移动CA对：该电解池阳极发生的电极反应为2H2O4e=4HO2，氧气将铝制品表面氧化形成致密的氧化膜，所以待加工铝质工件应为阳极。B对，C错：阴极发生的电极反应为2H2e=H2，阴极可选用不锈钢网作电极。D对：电解质溶液中的阴离子向阳极移动。6(2019河南南阳期末)用石墨作电极电解下列四种溶液，以下说法错误的是()A电解AgNO3溶液，阳极生成O2，溶液的酸性增强B电解ZnBr2溶液，阴极反应式为Zn22e=ZnC电解AlCl3溶液，总反应的离子方程式：2H2O2Cl2OHCl2H2D电解Pb(NO3)2和CuCl2的混合溶液，可明显分为三个阶段C石墨是惰性电极，电解AgNO3溶液，阳极反应式为2H2O4e=4HO2，阴极反应式为Age=Ag，则阳极生成O2，溶液的酸性增强，A正确；电解ZnBr2溶液，由于Zn2的氧化性强于水电离出的H的氧化性，则阴极反应式为Zn22e=Zn，B正确；电解AlCl3溶液，阳极反应式为2Cl2e=Cl2，阴极反应式为2H2O2e=2OHH2，电解产生的OH与Al3结合生成Al(OH)3沉淀，故电池总反应的离子方程式为2Al36H2O6Cl2Al(OH)33Cl23H2，C错误；电解Pb(NO3)2和CuCl2的混合溶液，阳离子的氧化性：Cu2Pb2H(水)，阴离子的还原性：ClOHNO，第一阶段电解CuCl2，第二阶段电解Pb(NO3)2和H2O，第三阶段电解HNO3，D正确。7(2019贵州遵义航天高中考试)关于如图装置的说法正确的是()A装置中电子移动的途径：负极FeM溶液石墨正极B若M溶液为滴加酚酞的NaCl溶液，通电一段时间后，铁电极附近溶液显红色 C若M溶液为CuSO4溶液，可以实现石墨上镀铜D若将电源反接，M溶液为NaCl溶液，可以用于制备Fe(OH)2并可以使其较长时间保持白色B该装置是电解池，电子只能沿着导线移动，不能进入溶液中，A项错误；铁电极为阴极，溶液中的H在此电极上得电子变为H2，溶液中的OH浓度增大，碱性增强，酚酞遇碱变红，B项正确；石墨作阴极才能实现石墨上镀铜，C项错误；若将电源反接，铁作阳极，铁失电子生成Fe2，石墨作阴极，溶液中的H在此极得电子变为H2，溶液中的OH浓度增大，Fe2和OH反应生成Fe(OH)2白色沉淀，但是溶液中的O2能够把Fe(OH)2氧化为红褐色沉淀Fe(OH)3，Fe(OH)2不能较长时间保持白色，D项错误。8(2019湖北武汉武昌区调研)溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在，其中HCO占95%，利用图示装置从海水中提取CO2。下列说法正确的是()Aa室排出的是NaOH、Ca(OH)2等强碱性物质Bb室发生主要反应：2HCO=H2OCO2Cc室发生的反应为2H2O4e=O24HD装置中产生的O2和提取的CO2的体积比为14Da室为阳极室，发生反应：2H2O4e=O24H，阳极室内c(H)增大，结合电解池中阳离子向阴极移动可知，H通过阳离子透过膜进入b室，b室海水中的Na、Ca2等通过阳离子透过膜进入c室，故A项错误；b室发生反应：HHCO=H2OCO2，B项错误；c室为阴极室，发生反应：2H2O2e=H22OH，C项错误；根据a室反应：2H2O4e=O24H及b室反应：HHCO=H2OCO2，可得关系式O24H4CO2，则装置中产生的O2和提取的CO2的体积比为14，D项正确。9(2019福建泉州质检)最近我国成功研制出高效电催化固氮催化剂Mo2N，如图所示，在0.1 molL1盐酸中，一定电压下具有较高的产氨速率和稳定的电流效率。下列判断错误的是()A石墨电极为阳极BP为阳离子交换膜CMo2N/GCE电极区的反应式为N26H6e=2NH3D为提高溶液的导电性，可在石墨电极区加入适量盐酸D由图可知，Mo2N/GCE电极上N2被还原生成NH3，则Mo2N/GCE电极是阴极，石墨电极是阳极，A正确；阴极上生成NH3，则Mo2N/GCE电极区的反应式为N26H6e=2NH3，C正确；阳极反应式为2H2O4e=4HO2，阳极产生H，阴极消耗H，H要透过隔膜P向左侧移动，故P为阳离子交换膜，B正确；在石墨电极区加入适量盐酸，石墨电极上Cl发生氧化反应生成Cl2，产生污染性气体，D错误。10(2019北京海淀区模拟)某实验小组在常温下进行电解饱和Ca(OH)2溶液的实验，实验装置与现象如表所示。序号装置现象两极均产生大量气泡，b极比a极多；a极附近溶液逐渐产生白色浑浊，该白色浑浊加入盐酸中有气泡产生两极均产生大量气泡，d极比c极多；C极表面产生少量黑色固体；c极附近溶液未见白色浑浊下列关于实验现象的解释与推论正确的是 ()Aa极附近溶液产生白色浑浊的主要原因是电解过程消耗水，析出Ca(OH)2固体Bb极产生气泡：4OH4e=O22H2OCc极表面变黑：Cu2e2OH=CuOH2ODd极电极反应的发生，抑制了水的电离Ca极为电解池的阳极，氢氧根离子放电生成的氧气且与电极材料石墨反应生成二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙，碳酸钙加入盐酸中有二氧化碳产生，该白色浑浊为碳酸钙，A项错误；b极是阴极，水电离产生的氢离子放电生成氢气，B项错误；c极表面产生的少量黑色固体是铜放电生成的氧化铜：Cu2e2OH=CuOH2O，所以c极表面变黑，C项正确；d极为阴极，水电离产生的氢离子在阴极上放电生成氢气，促进水的电离，D项错误。11(2019辽宁沈阳一测)氯碱工业的原理改进方法如下图分两个阶段进行，下列说法错误的是()A在阶段中，a为电源正极，b为电源负极B阶段阴极反应：Na0.44xMnO2xexNa=Na0.44MnO2C该方法比传统氯碱工业减少了阳离子交换膜，避免氢气和氯气混合，便于NaOH提纯D阶段、的反应不能都在饱和食盐水的条件下进行A解答本题的关键是根据阶段中两电极的产物判断左右两电极分别为阴极和阳极，由此可确定a、b分别为电源的负极和正极；再结合阶段中两电极的产物写出电极反应式，从而进行分析判断。阶段中，左侧电极的电极反应式为2H2O2e=H22OH，则该电极为阴极，a为电源负极，b为电源正极，A项错误；阶段中，Na0.44xMnO2在阴极发生还原反应生成Na0.44MnO2，其电极反应式为Na0.44xMnO2xexNa=Na0.44MnO2，B项正确；和传统氯碱工业相比，该方法减少了阳离子交换膜，阶段和阶段分别产生H2和Cl2，便于NaOH提纯，C项正确；若阶段在饱和食盐水中进行，则阴极和阳极分别产生H2和Cl2，达不到改进目的，故阶段、的反应不能都在饱和食盐水中进行，D项正确。12(2019山东济南质检)已知高能锂离子电池的总反应式为2LiFeS=FeLi2S，LiPF6SO(CH3)2为电解质，用该电池为电源电解含镍酸性废水并得到单质Ni的实验装置如图所示。下列说法不正确的是()AY电极应为LiB电解过程中，b中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减小CX电极的电极反应式为FeS2Li2e=FeLi2SD若将图中阳离子交换膜去掉，将a、b两室合并，则电解反应总方程式发生改变B通过电池总反应式可知，Li发生氧化反应，作负极，FeS发生还原反应，作正极；由题给信息知c中Ni2发生反应生成单质Ni，故镀镍铁棒为阴极，Y电极为负极，X电极为正极。Y电极为原电池负极，故Y电极为Li，A项正确；电解过程中，a为阳极区，发生氧化反应：4OH4e=2H2OO2，a中Na通过阳离子交换膜进入b，c中发生还原反应：Ni22e=Ni，溶液中Cl通过阴离子交换膜进入b中，故电解过程中，b中NaCl的浓度将不断增大，B项错误；X电极为正极，FeS发生还原反应，故电极反应式为FeS2Li2e=FeLi2S，C项正确；若将阳离子交换膜去掉，因b中含有Cl，故阳极电极反应式为2Cl2e=Cl2，故电解反应总方程式发生改变，D项正确。13对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。(1)以下为铝材表面处理的一种方法： 碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是_(用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的_。aNH3BCO2CNaOHDHNO3以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为_。取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是_。(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是_。解析：(1)冒气泡的原因是Al与NaOH溶液反应，离子方程式为2Al2OH2H2O=2AlO3H2；使AlO生成沉淀，最好是通入CO2，若加入HNO3，过量时沉淀容易溶解。阳极是Al发生氧化反应，要生成氧化膜，还必须有H2O参加，故电极反应式为2Al3H2O6e=Al2O36H；加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，是由于HCO消耗H，使溶液pH不断升高。(2)电镀时，阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2，以补充溶液中的Cu2。答案：(1)2Al2OH2H2O=2AlO3H2b2Al3H2O6e=Al2O36HHCO消耗H，c(H)减小，c(OH)增大，使Al(OH)3沉淀析出(2)阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu214(2019山东菏泽一中模拟)钢铁是目前应用最广泛的金属材料，了解钢铁腐蚀的原因与防护方法具有重要意义，对钢铁制品进行抗腐蚀处理，可适当延长其使用寿命。(1)抗腐蚀处理前，生产中常用盐酸来除铁锈。现将一表面生锈的铁件放入盐酸中，当铁锈除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式为_。(2)利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁件的腐蚀，开关K应置于_处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为_。(3)上图中若X为粗铜，容器中海水替换为硫酸铜溶液，开关K置于N处，一段时间后，当铁件质量增加3.2 g时，X电极溶解的铜的质量_(填“”“”或“”)3.2 g。铁件表面镀铜可有效防止铁被腐蚀，如果铁件部分未镀上铜，或镀层破损，镀铜铁比镀锌铁反而更易被腐蚀，请简要说明原因_。解析：(1)当铁锈除尽后，溶液中发生的反应有铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，铁与氯化铁反应生成氯化亚铁，属于化合反应的化学方程式是2FeCl3Fe=3FeCl2。(2)若X为碳棒，开关K置于M处，则整个装置构成原电池，铁件为负极被腐蚀；若开关K置于N处，则整个装置构成电解池，铁件为阴极被保护，所以为减缓铁件的腐蚀，开关K应置于N处。若X为锌，开关K置于M处，则整个装置构成原电池，铁件被保护，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法。(3)若X为粗铜，容器中海水替换为硫酸铜溶液，开关K置于N处，整个装置构成电解池，X为阳极，其中比铜活泼的金属单质也放电，铁件上铜离子得电子生成铜单质，根据得失电子守恒，当铁件质量增加3.2 g时，X电极溶解铜的质量小于3.2 g。在潮湿的环境中镀铜铁若构成原电池，铁作负极，加快腐蚀；镀锌铁若构成原电池，铁作正极，被保护。答案：(1)2FeCl3Fe=3FeCl2(2)N牺牲阳极的阴极保护法(3)在潮湿的环境中镀铜铁破损后构成原电池，铁是负极，加快腐蚀15研究大气中含硫化合物(主要是SO2和H2S)的转化对环境保护具有重要意义。(1)(2019四川雅安中学月考)利用H2S废气制取氢气的方法有多种，比如下图的电化学法： 反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式，其目的是_。反应池中发生反应的化学方程式为_。反应后的溶液进入电解池，产生氢气的电极名称为_，电解反应的离子方程式为_。(2)(2019四川宜宾一中月考)某种电化学脱硫法装置如图所示，不仅可脱除烟气中的SO2，还可以制得H2SO4。在阴极上放电的物质是_，在阳极生成SO3的电极反应式是_。解析：(1)反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式，可增大反应物接触面积。反应池中H2S和FeCl3发生氧化还原反应生成FeCl2和硫单质，反应的化学方程式为H2S2FeCl3=2FeCl2S2HCl。电解池中，阳极上Fe2失去电子，发生氧化反应，电极反应式为Fe2e=Fe3，阴极上H得到电子，发生还原反应，电解总反应的离子方程式为2Fe22H2Fe3H2。(2)由电化学脱硫法的装置示意图可知，该装置为电解装置，烟气经催化氧化后，部分SO2转化为SO3，所得气体通入该装置，在阳极上，O2得到电子发生还原反应，电极反应式为O24e2SO3=2SO；在阳极上，SO2失电子被氧化为SO3，电极反应式为SO22eSO=2SO3，SO3经N2导出 与水反应生成硫酸。答案：(1)增大反应物接触面积，使反应更充分H2S2FeCl3=2FeCl2S2HCl阴极2Fe22H2Fe3H2(2)O2SO22eSO=2SO3