【备战2014高考化学】课时作业19电解池金属的腐蚀与防护

课时作业(十九)一、选择题1．(2012·山东省模拟考试)下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是()A．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣易产生铜绿B．镀锡铁制品和镀锌铁制品的镀层破损时，镀锡铁中铁的腐蚀速率更快C．在轮船船体四周镶嵌锌块保护船体不受腐蚀的方法叫阳极电化学保护法D．不锈钢有较强的抗腐蚀能力是因为在钢铁表面镀上了铬答案B解析铜锌合金在空气中可组成原电池，铜为正极得到保护，不易被腐蚀，A项错误；镀锡铁与镀锌铁都可以组成原电池，由于铁的活泼性强于锡，铁为负极加快其腐蚀，而镀锌铁中铁为正极得到保护，B项正确；C中的方法叫牺牲阳极的阴极保护法，C项错误。2．(2012·湖北省孝感市统一考试)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答案C解析电解精炼铜时，应该用粗铜作阳极，精铜作阴极，故A项错误。铁上镀银时，应该用银作阳极，铁作阴极，故B项错误。C是外接电源的阴极保护法，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，故D项错误。3．(2012·山东省模拟考试)现将氯化铝溶液蒸干灼烧并熔融后用铂电极进行电解，下列有关电极产物的判断正确的是()A．阴极产物是氢气B．阳极产物是氧气C．阴极产物是铝和氧气D．阳极产物只有氯气答案B解析将氯化铝溶液蒸干灼烧得到Al2O3，电解熔融的Al2O3，阳极为O2－放电，阳极产物为氧气；阴极为Al3＋放电，阴极产物为Al。4．(2012·北京东城)认真观察下列几个装置示意图，有关叙述正确的是()A．装置①中阳极上析出红色固体B．装置②中a与电源的负极相连，b与电源的正极相连C．装置③的待镀铁制品应与电源正极相连D．装置④的a为电源的正极，b为电源的负极答案B解析阳极发生氧化反应，不能析出铜，应放出氯气，A项错误；电解熔融氯化钠，从图中看出a极上析出钠，为阴极，应与电源的负极相连，b极放出氯气，应与电源的正极相连，B项正确；铁制品上镀铜，铁制品应在阴极，与电源负极相连，C项错误；为了保护钢闸门，应将其与电源的负极相连，D项错误。5．(2012·福建省四地六校联考)为使反应Cu＋2H2O===Cu(OH)2＋H2↑能够发生，下列设计方案正确的是()A．用铜片作负极，石墨电极作正极，氯化钠溶液为电解质溶液构成原电池B．用铜片作电极，外接直流电源电解硫酸铜溶液C．用铜片作阳极，铁片作阴极，电解硫酸钠溶液D．用铜片作阴、阳电极，电解稀硫酸答案C解析该反应为不能自发进行的氧化还原反应，必须设计为电解池才能发生。阳极为Cu放电，阴极为H＋放电，实质是用Cu作阳极，电解质溶液中为H2O放电，C项对。6．(2012·济南市质量调研)某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为3：1。滴入几滴紫色石蕊溶液后，用石墨作电极电解该混合溶液，根据电极产物，电解过程可明显分为三个阶段。下列叙述中不正确的是()A．阴极自始至终只产生H2B．电解过程中，溶液颜色呈现红色→紫色→蓝色的变化C．电解过程中，Na＋和SO2－4的物质的量浓度保持不变D．第一阶段中阴、阳两极产生的气体混合引燃后，恰好完全反应得到HCl答案C解析由离子放电顺序并结合离子的数量，此电解的三个阶段具体情况如下阳极反应式阴极反应式总反应第一阶段2Cl－－2e－===Cl2↑2H＋＋2e－===H2↑2HCl=====电解H2↑＋Cl2↑第二阶段2Cl－－2e－===Cl2↑2H＋＋2e－===H2↑2NaCl＋2H2O=====电解2NaOH＋H2↑＋Cl2↑第三阶段4OH－－4e－===2H2O＋O2↑2H＋＋2e－===H2↑2H2O=====电解2H2↑＋O2↑由此可知，A、B、D项正确，因电解过程中溶液体积不断减小，故c(Na＋)、c(SO2－4)发生变化，C项错。7.以Pt为电极，电解含有0.10molM＋和0.10molN3＋(M＋、N3＋均为金属阳离子)的溶液，阴极析出金属单质或气体的总物质的量(y)与导线中通过电子的物质的量(x)的关系如图。对离子氧化能力的强弱判断正确的是(选项中H＋为氢离子)()A．M＋H＋N3＋B．M＋N3＋H＋C．N3＋H＋M＋D．条件不足，无法确定答案A解析从图像可以看出，开始导线中通过0.1mole－时，阴极析出产物的物质的量也为0.1mol，此时应为M＋＋e－===M，然后导线中再通过0.2mole－时，阴极又得到0.1mol产物，可见此时为H＋放电，故离子的氧化性为：M＋H＋N3＋，即A项正确。8．如图所示甲、乙两个装置，所盛溶液体积和浓度均相同且足量，当两装置电路中通过的电子都是1mol时，下列说法不正确的是()A．溶液的质量变化：甲减小乙增大B．溶液pH变化：甲减小乙增大C．相同条件下产生气体的体积：V甲＝V乙D．电极反应式：甲中阴极：Cu2＋＋2e－===Cu，乙中负极：Mg－2e－===Mg2＋答案C解析甲中总反应为：2CuSO4＋2H2O=====电解2Cu＋2H2SO4＋O2↑，乙中总反应为：Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，故甲溶液质量减小，乙溶液质量增大，A项对；甲中生成H2SO4，pH减小，乙中消耗盐酸，pH增大，B项对；当两装置电路中通过的电子都是1mol时，甲中产生0.25molO2，乙中产生0.5molH2，故相同条件下，甲乙产生气体的体积比为1∶2，C项错；甲中阴极为Cu2＋放电，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，乙中负极为Mg放电，电极反应为：Mg－2e－===Mg2＋，D项对。9．(2012·长沙模考)用铅蓄电池电解甲、乙两池中的溶液。已知铅蓄电池的总反应为Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)放电充电2PbSO4(s)＋2H2O(l)。电解一段时间后向c极和d极附近分别滴加酚酞试剂，c极附近溶液变红，下列说法正确的是()A．c极变红，说明OH－大量移向c极，故c为阳极B．放电时铅蓄电池负极的电极反应式为PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO2－4(aq)＋4e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)C．若有1molPb反应完，则甲池中b极产生1molCuD．若四个电极材料均匀石墨，当析出6.4gCu时，两池中共产生气体5.6L(标准状况下)答案D解析c极变红，说明该附近溶液呈碱性，其原因是H＋放电促进水的电离平衡正向移动，导致c(OH－)c(H＋)，故A项错误。原电池的负极发生氧化反应，故B项错误。H＋在c极放电，说明该极是阴极，则b极为阳极，产生氯气，故C项错误。当析出6.4gCu时，电路中转移0.2mol电子，则b极生成0.1molCl2，c极、d极分别生成0.1molH2、0.05molO2，两池中共产生0.25mol气体，标准状况下其体积为5.6L，D项正确。10．(2012·江西省高三联考)两串联的电解池，甲池盛有CuSO4溶液，乙池盛有一定量某硝酸盐的稀溶液，用惰性电极电解，当甲池的阴极上析出1.6gCu时，乙池的阴极上析出0.45g固体，则乙池的溶质可能是()A．Cu(NO3)2B．Al(NO3)3C．NH4NO3D．Mg(NO3)2答案A解析从离子的放电顺序分析，分别电解Al(NO3)3、NH4NO3、Mg(NO3)2的溶液时，阴极都不会析出固体，只有电解Cu(NO3)2溶液时才会在阴极析出铜。11．(2012·浙江省浙南、浙北联考)在25℃时，将两根铂电极插入一定量的硫酸钠饱和溶液中进行电解，当电路中有amol电子转移时，溶液中析出mgNa2SO4·10H2O晶体。若温度不变，在剩余溶液中溶质的质量分数为()A.mm＋18a×100%B.mm＋9a×100%C.71m161m＋18a×100%D.71m161m＋9a×100%答案D解析原溶液为饱和溶液，剩余溶液也为饱和溶液，因此电解析出的晶体和消耗的水构成的溶液仍为饱和溶液，三者的质量分数相等。根据2H2O电解,2H2↑＋O2↑，转移amol电子时，消耗的水为0.5amol，溶质的质量分数为m×142322÷(m＋0.5a×18)×100%，D项对。12．(2012·北京市东城区检测)用a、b两个质量相等的Pt电极电解AlCl3和CuSO4的混合溶液[n(AlCl3)∶n(CuSO4)＝1∶9]。t1时刻a电极得到混合气体，其中Cl2在标准状况下为224mL(忽略气体的溶解)；t2时刻Cu全部在电极上析出。下列判断正确的是()A．a电极与电源的负极相连B．t2时刻，两电极的质量相差3.84gC．电解过程中，溶液的pH不断增大D．t2时刻后，b电极的电极反应是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑答案B解析根据a电极得到Cl2，即2Cl－－2e－===Cl2↑，则电极a为阳极，与电源的正极相连；根据生成Cl2的体积可求得原混合溶液中含Cl－0.02mol，故CuSO4为0.06mol，t2时阴极b上Cu2＋完全析出，其电极质量增加0.06mol×64g/mol＝3.84g，B项正确；Cl－和Cu2＋放电时，溶液pH几乎不变，当OH－和Cu2＋放电时，溶液酸性增强，pH减小；t2时刻后，a、b两极分别是OH－和H＋放电，相当于电水，溶液pH继续减小但变化不太明显，b电极的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑。二、非选择题13．(2012·烟台四校联考)利用如图所示装置电解硝酸银溶液和饱和硫酸钠溶液(甲中盛有AgNO3溶液，乙中盛有饱和Na2SO4溶液)。(1)通电一段时间，观察到湿润的淀粉－KI试纸的________(选填“C”或“D”)端变蓝。(2)装置甲中阳极为________，阴极的电极反应式为__________________________________________________________________________________。(3)装置乙中观察到的现象是______________________________________。(4)电解一段时间后，装置甲、乙中共收集到气体0.168L(标准状况下)，而且该时间段内装置乙中析出硫酸钠晶体(Na2SO4·10H2O)ωg，测得装置甲中溶液的体积为1L，则装置甲中溶液pH为________。电解前饱和Na2SO4溶液的质量分数的计算式为________(计算时忽略电解过程中的其他副反应)。答案(1)C(2)PtAg＋＋e－＝Ag(3)Cu电极周围溶液变蓝，石墨电极逸出气体溶液中出现蓝色沉淀。(4)2712v1612v＋0.18×10%解析(1)由于D连接电源负极，作阴极，则C极作阳极，发生氧化反应生成I2，故淀粉－KI试纸的C端变蓝。(2)装置甲中Pt电极作阳极，而Fe极发生还原反应，作阴极。(3)装置乙中Cu为阳极，发生氧化反应生成Cu2＋，Cu极附近溶液中有Cu2＋的颜色，石墨电极上水得电子，发生还原反应，生成氢气，溶液的pH增大，故生成氢氧化铜的沉淀。(4)相同时间内，装置甲、乙通过的电子的物质的量相等，装置甲中生成1molO2时，装置乙中生成2molH2，故0.168L气体中有1/3是氧气，即氧气为0.056L，且装置甲中存在关系式：4H＋～O2，故装置甲中n(H＋)＝0.01mol/L，即装置甲中溶液的pH＝2。对于装置乙，阳极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，电解的总反应方程式为Cu＋2H2O=====电解Cu(OH)2＋H2↑。当阴极析出0.005molH2时，耗水0.01mol，析出的晶体中Na2SO4的质量除以晶体质量和电解时消耗水的质量之和即为饱和溶液的质量分数。14．(2013·湖南湘中名校联考)电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH在5.0～6.0，通过电解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，弃去浮渣层，即起到了浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计的装置示意图如图所示。(1)实验时若污水中离子浓