2013年高考化学一轮复习同步练习9电解池金属的电化学腐蚀与防护(人教版)

1/10高三化学一轮复习同步练习：电解池金属的电化学腐蚀与防护时间：45分钟分值：100分一、选择题(共48分，每小题4分)1．下列关于工业冶金的描述中不正确的是()A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，阳极反应式为2O2－－4e－===O2↑B．电解法精炼铜，用粗铜作为阴极C．电解冶炼金属钠与电解饱和食盐水的阳极产物相同D．在电镀件上电镀锌，用锌盐(如硫酸锌)溶液作为电镀液2．某同学按如图所示的装置进行电解实验。下列说法不正确的是()A．电解过程中，铜电极上有H2产生B．电解初期，总反应方程式为Cu＋H2SO4=====电解CuSO4＋H2↑C．电解一定时间后，石墨电极上有铜析出D．整个电解过程中，H＋的浓度不断减小3．(双选)(2011·海南，12)根据下图，下列判断中正确的是()A．烧杯a中的溶液pH升高B．烧杯b中发生氧化反应C．烧杯a中发生的反应为2H＋＋2e－===H2D．烧杯b中发生的反应为2Cl－－2e－===Cl22/104．下列有关电化学的示意图中正确的是()5．将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为()A．6∶3∶2B．6∶3∶1C．1∶2∶3D．3∶2∶16．用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液，当阴极上增重ag时，在阳极上同时产生bL(标准状况)氧气，从而可知M的相对原子质量是()A.22.4axbB.11.2axbC.5.6axbD.2.5axb7．在0℃和1×105Pa下，用铂电极电解硫酸铜溶液，当阴极产生6.4g铜时，阳极放出()A．1.12L氢气B．1.12L氧气C．2.24L氢气D．2.24L氧气8．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，用石墨作电极电解溶液时，根据电极产物，可明显分为三个阶段。下列叙述不正确的是()A．阴极只析出H2B．阳极先析出Cl2，后析出O2C．电解最后阶段为电解水3/10D．溶液pH不断增大，最后为79．(双选)1L0.1mol·L－1AgNO3溶液在以Ag作阳极，Fe作阴极的电解槽中电解，当阴极上增重2.16g时，下列判断正确的是(设电解按理论进行，溶液不蒸发)()A．溶液的浓度变化为0.08mol·L－1B．阳极上产生112mLO2(标准状况)C．转移的电子数是1.204×1022个D．反应中有0.02mol的Ag被氧化10．如下图所示，按图甲装置进行实验，若图乙的x轴表示流入电极的电子的量，则y轴不可能表示的是()A．c(Ag＋)B．c(NO－3)C．溶液的pHD．铁片质量11．用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，电解一段时间后，向电解液加入0.1mol碱式碳酸铜晶体(不含结晶水)，恰好使溶液恢复到电解前的浓度和pH。下列有关叙述不正确的是()A．电解过程产生的气体体积(在标准状况下)为5.6LB．电解过程转移的电子数为3.612×1023个C．电解过程只发生了2CuSO4＋2H2O=====电解2Cu＋O2↑＋2H2SO4D．加入碱式碳酸铜的反应是：Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋CO2↑＋3H2O12．现有阳离子交换膜、阴离子交换膜、石墨电极和如图所示的电解槽，用氯碱工业中的离子交换膜技术原理，可电解Na2SO4溶液生产NaOH溶液和H2SO4溶液。4/10下列说法中正确的是()A．阳极反应式为2H＋＋2e－===H2↑B．从A口出来的是H2SO4溶液C．a是阳离子交换膜，允许H＋通过D．Na2SO4溶液从E口加入二、非选择题(共52分)13．(12分)在50mL、0.2mol·L－1CuSO4溶液中插入两个电极，通电电解(不考虑水分蒸发)则：(1)若两极均为铜片，电解过程中CuSO4溶液的浓度______(填“增大”“减小”或“不变”)；(2)若阳极为纯锌，阴极为铜片，阳极反应式是______________；(3)若阳极为纯锌，阴极为铜片，如不考虑H＋在阴极上放电，当电路中有0.04mol电子通过时，阴极增重______g，阴极上的电极反应式是______________。14．(12分)下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。(1)接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加。据此回答问题：5/10①电源的N端为________极；②电极b上发生的电极反应为__________________；③列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积：____________________________________；④电极c的质量变化是________g；⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：甲溶液__________________________________；乙溶液__________________________________；丙溶液__________________________________；(2)如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？__________________________________。15．(14分)如下图所示，A为直流电源，B为渗透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，C为电镀槽，接通电路后，发现B上的c点显红色，请填空：(1)电源A的a为________极。(2)滤纸B上发生的总反应方程式为：_____________。(3)欲在电镀槽中实现铁上镀锌，接通K点，使c、d两点短路，则电极e上发生的反应为：______________________，电极f上发生的反应为：______________________，槽中盛放的电镀液可以是____________或____________。(只要求填两种电解质溶液)。16．(14分)(2011·天津，10)工业废水中常含有一定量的Cr2O2－7和CrO2－4，它们会对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理。常用的处理方法有两种。方法1：还原沉淀法该法的工艺流程为6/10其中第①步存在平衡：2CrO2－4(黄色)＋2H＋Cr2O2－7(橙色)＋H2O(1)若平衡体系的pH＝2，则溶液显________色。(2)能说明第①步反应达平衡状态的是________。a．Cr2O2－7和CrO2－4的浓度相同b．2v(Cr2O2－7)＝v(CrO2－4)c．溶液的颜色不变(3)第②步中，还原1molCr2O2－7离子，需要________mol的FeSO4·7H2O。(4)第③步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)33＋(aq)＋3OH－(aq)常温下，Cr(OH)3的溶度积Ksp＝c(Cr3＋)·c3(OH－)＝10－32，要使c(Cr3＋)降至10－5mol/L，溶液的pH应调至________。方法2：电解法该法用Fe作电极电解含Cr2O2－7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。(5)用Fe作电极的原因为________________________。(6)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_____________________。7/10参考答案一、选择题1.[答案]B[解析]向熔融氧化铝中通直流电电解时，氧离子在阳极失电子而生成氧气，故A正确；电解精炼铜时，粗铜为阳极，粗铜中的铜失电子变为铜离子进入溶液，然后在阴极又得电子析出铜，故B错；电解冶炼金属钠与电解饱和食盐水的阳极反应都是氯离子失电子生成氯气，故C正确；电镀锌的目的是使溶液中的锌离子在镀件上得电子而析出，所以电镀液需要选用锌盐溶液。2.[答案]A[解析]电解的开始阶段，阳极Cu放电：Cu－2e－===Cu2＋，阴极：2H＋＋2e－===H2↑；随着反应的进行，溶液中Cu2＋浓度增大，一段时间后阴极上会发生Cu2＋＋2e－===Cu，有铜析出，且在不断的反应中消耗H＋，使H＋浓度不断减小。3.[答案]AB[解析]本题考查了原电池原理的应用。该原电池的实质是金属锌的吸氧腐蚀，负极电极反应式(b烧杯中)为：Zn－2e－===Zn2＋，正极电极反应式(a烧杯中)为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－。4.[答案]D[解析]A项Zn电极应为负极；B项中Zn应插入ZnSO4溶液中，Cu插入CuSO4溶液中；C项电解精炼铜，应粗铜作阳极，精铜作阴极。5.[答案]A[解析]串联电路通过各电解池的电子总数相等。6.[答案]C[解析]由题意分析得：阴极、阳极发生的电极反应分别为阴极：4Mx＋＋4xe－―→4M阳极：4xOH－－4xe－―→2xH2O＋xO2↑根据阴、阳两极转移电子的数目相等，设M的相对原子质量为M。得关系式4Mx＋～4xe－～xO2↑4Mg22.4xLagbL8/10则：agbL＝4Mg22.4xLM＝5.6axb。7.[答案]B[解析]①灵活运用离子的放电顺序写两极反应式；②电解池中，阳极失去的电子数等于阴极得到的电子数。8.[答案]D[解析]电解质溶液中n(Na＋)∶n(Cl－)∶n(H＋)∶n(SO2－4)＝3∶3∶2∶1，开始电解时产生H2和Cl2，产生H2和Cl2的同时生成的OH－中和H2SO4，且OH－过量。最后是电解水，因而最后溶液的pH7，阴极只析出H2，三个阶段分别相当于电解HCl→NaCl→H2O。9.[答案]CD[解析]运用电解规律解题时，首先注意阳极材料，当阳极材料是金属(非惰性电极)时，在阳极上失去电子的首先是金属。10.[答案]D[解析]由图甲装置可知，铁为电镀装置的阴极，银为电镀装置的阳极，银失电子变为银离子进入溶液，阳极有多少物质的量的银被氧化，在阴极就有相等物质的量的银单质析出，故溶液中的银离子浓度不变，硝酸根不参加反应，所以其浓度也不变；通电过程中，水电离出的氢离子和氢氧根离子都没有放电，所以溶液的pH没有变化；铁为阴极，银离子在其上放电而析出，所以铁片的质量增加。11.[答案]C12.[答案]B[解析]惰性电极电解Na2SO4溶液，阳极电解得到O2和H＋，阴极电解得到H2和OH－。离子交换膜将电解槽分为3个区域，Na2SO4溶液从中间区域加入，Na＋通过阳离子交换膜b移向阴极室，SO2－4通过阴离子交换膜a移向阳极室，这样即可得到NaOH和H2SO4。阳极室和阴极室在电解开始时只需分别加入少量H2SO4和NaOH溶液，以增强溶液导电性而又不带入杂质。二、非选择题13.[答案](1)不变(2)Zn===Zn2＋＋2e－(3)1.28Cu2＋＋2e－===Cu[解析](1)两极均为铜片，电解液为CuSO4溶液，这是一个电镀装置，电解过程中电解质溶液的浓度不变。9/10(2)阳极为纯锌，为活泼金属，通电电解时，锌发生氧化反应：Zn===Zn2＋＋2e－。(3)若阳极为纯锌，阴极为铜片，不考虑H＋在阴极上放电，则阴极反应为Cu2＋得电子的还原反应：Cu2＋＋2e－===Cu。当电路中有0.04mol电子通过时，有0.04mol/2×64g·mol－1＝1.28g铜析出。14.[答案](1)①正②4OH－－4e－===2H2O＋O2↑③水减少的质量：100g×(1－10.00%10.47%)＝4.5g生成O2体积：4.5g18g·mol－1×12×22.4L·mol－1＝2.8L④16⑤碱性增大，因为电解后，水量减少，溶液中NaOH浓度增大酸性增大，因为阳极上OH－生成O2，溶液中H＋离子浓度增加酸碱性大小没有变化，因为K2SO4是强酸强碱盐，浓度增加不影响溶液的酸碱性(2)能继续进行，因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应也就变为水的电解反应[解析]本题全面考查了电化学知识，包括电极的判断，电极反应式的书写和计算，首先判断电极，应利用c极质量增加是因为发生了Cu2＋＋2e－＝Cu，故c为阴极，则电源的M极为负极，N极为正极