（江苏选考）2021版新高考化学一轮复习 专题6 化学反应与能量变化 4 第三单元 电解原理 金属的

第三单元电解原理金属的腐蚀与防护一、单项选择题1．下列说法正确的是()A．氯碱工业中，烧碱在阳极区生成B．电解熔融氯化铝冶炼金属铝C．电镀时，用镀层金属做阳极D．将钢闸门与外接电源正极相连，可防止其腐蚀解析：选C。A项，水中的H＋在阴极放电，溶液中c(OH－)增大，烧碱在阴极区生成，错误；B项，氯化铝是共价化合物，熔融状态不导电，错误；C项，电镀时，镀层金属做阳极，镀件做阴极，正确；D项，将钢闸门与外接电源负极相连，做阴极(外加电流阴极保护法)，可防止其腐蚀，错误。2.电渗析法是一种利用A、B离子交换膜进行海水淡化的方法，其原理如图所示。已知海水中含Na＋、Cl－、Ca2＋、Mg2＋、SO2－4等离子，电极为惰性电极。下列叙述中正确的是()A．是原电池装置，把化学能转化为电能B．是电解装置，只发生物理变化C．左右池中得到淡水D．A膜是阴离子交换膜，B膜是阳离子交换膜解析：选D。A项，该装置有外接电源，是电解池，错误；B项，电解过程发生化学反应，错误；a为阳极，海水中的Cl－、OH－放电，海水中的阴离子透过阴离子交换膜进入左池，b为阴极，海水中的H＋放电，海水中的阳离子透过阳离子交换膜进入右池，所以左右两池得不到淡水，中间得到的是淡水，C错误，D正确。3.探究电解精炼铜(粗铜含有Ag、Zn、Fe)和电化学腐蚀装置如图，下列叙述正确的是()A．精炼铜时，电解质为硫酸铜溶液，X电极反应为Cu2＋＋2e－===CuB．精炼铜时，溶液中Ag＋、Zn2＋、Fe2＋浓度增大C．X电极为石墨，Y电极为Cu，则铜受到保护D．X电极为Fe，Y电极为Cu，则铁受到保护解析：选C。A项，精炼铜时，X为阳极，铜及比铜活泼的金属失电子，错误；B项，Ag的金属性弱于铜，不会在阳极放电，以沉淀形式形成阳极泥，错误；C项，Y为阴极，受到保护，正确；D项，X为阳极，铁作阳极，优先失电子，错误。4．(2020·镇江高三检测)如图所示，X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色、无味气体放出。符合这一情况的是下表中的()选项a极板b极板XZA锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl2解析：选A。由题意知，通电后a极板质量增加，说明有金属析出，由此可知，a极为电解池的阴极，则X为电源负极，B、C均不符合；又b处放出的是无色、无味的气体，D不符合。5．(2020·山西四校联考)500mLNaNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO－3)＝0.3mol·L－1，用石墨做电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到气体1.12L(标准状况)，假定电解后溶液体积仍为500mL，下列说法正确的是()A．原混合溶液中c(Na＋)＝0.2mol·L－1B．电解后溶液中c(H＋)＝0.2mol·L－1C．上述电解过程中共转移0.4mol电子D．电解后得到的Cu的物质的量为0.1mol解析：选B。阳极是阴离子放电，放电能力：OH－NO－3，根据题给信息，阳极一定是OH－放电，生成0.05mol氧气，转移0.2mol电子；阴极离子放电能力：Cu2＋H＋Na＋，所以Cu2＋先放电，然后是H＋放电，阴极生成0.05mol氢气时，转移0.1mol电子，根据得失电子守恒知，Cu2＋转移0.1mol电子，n(Cu2＋)＝0.05mol。所以原溶液中n[Cu(NO3)2]＝0.05mol，又n(NO－3)＝0.3mol·L－1×0.5L＝0.15mol，则n(NaNO3)＝0.05mol。原混合溶液中c(Na＋)＝0.1mol·L－1，A项错误；结合以上分析及电解总方程式Cu2＋＋2H2O=====通电Cu＋H2↑＋O2↑＋2H＋可知，生成0.05molCu、0.05molO2、0.05molH2和0.1molH＋，电解后溶液中c(H＋)＝0.1mol0.5L＝0.2mol·L－1，B项正确，D项错误；上述电解过程中共转移0.2mol电子，C项错误。6．用石墨电极完成下列电解实验。实验一实验二装置现象a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c处无明显变化两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气泡产生；……下列对实验现象的解释或推测不合理的是()A．a、d处：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－B．b处：2Cl－－2e－===Cl2↑C．c处发生了反应：Fe－2e－===Fe2＋D．根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜解析：选B。由于有外接电源，所以实验一和实验二均为电解池装置。实验一中，a为阴极，c为阳极，d为阴极，b为阳极。a、d处发生反应2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，A项正确；若b处发生反应2Cl－－2e－===Cl2↑，不足以解释b处“变红”和“褪色”现象，B项错误；c处铁做阳极，发生反应Fe－2e－===Fe2＋，由于生成的Fe2＋浓度较小，且pH试纸本身有颜色，故颜色上无明显变化，C项正确；实验二中，两个铜珠的左端均为阳极，右端均为阴极，初始时两个铜珠的左端(阳极)均发生反应Cu－2e－===Cu2＋，右端(阴极)均发生反应2H＋＋2e－===H2↑，一段时间后，Cu2＋移动到m处，m处附近Cu2＋浓度增大，发生反应Cu2＋＋2e－===Cu，m处能生成铜，D项正确。二、不定项选择题7．SO2和NOx是主要大气污染物，利用下图装置可同时吸收SO2和NO。下列有关说法错误的是()A．a极为直流电源的正极，与其相连的电极发生氧化反应B．阴极得到2mol电子时，通过阳离子交换膜的H＋为2molC．吸收池中发生反应的离子方程式为2NO＋2S2O2－4＋2H2O===N2＋4HSO－3D．阳极的电极反应式为SO2＋2e－＋2H2O===SO2－4＋4H＋解析：选AD。A项，阴极发生还原反应，HSO－3得电子生成S2O2－4，a极为直流电源的负极，错误；B项，阴极发生还原反应，电极反应式为2HSO－3＋2e－＋2H＋===S2O2－4＋2H2O，阴极得到2mol电子时，通过阳离子交换膜的H＋为2mol，正确；C项，吸收池中S2O2－4与NO发生氧化还原反应生成N2和HSO－3，离子方程式为2NO＋2S2O2－4＋2H2O===N2＋4HSO－3，正确；D项，阳极发生失去电子的氧化反应，电极反应式为SO2－2e－＋2H2O===SO2－4＋4H＋，错误。8．(2020·连云港高三一诊)一定条件下，利用如图所示装置可实现有机物的储氢，下列有关说法正确的是()A．外电路电子的移动方向：A→电源→BB．气体X在反应中通常体现还原性C．电极D为惰性电极，E为活泼电极D．电极D的电极反应式为C6H6＋6H＋＋6e－===C6H12解析：选D。苯→环己烷，相当于加氢，为还原反应，所以电极D为阴极，电极E为阳极，A为负极，B为正极。A项，电子由A极→电极D，电极E→B极，错误；B项，阳极OH－放电生成氧气，气体X为氧气，通常表现氧化性，错误；C项，E为阳极，若活泼电极为阳极，优先失电子，无气体X生成，错误。9．(2020·扬州模拟)H3BO3可以通过电解NaB(OH)4溶液的方法制备，其工作原理如图。下列叙述错误的是()A．M室发生的电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋B．N室中：a%b%C．Ⅱ膜为阴膜，产品室发生反应的化学原理为强酸制弱酸D．理论上每生成1mol产品，阴极室可生成标准状况下5.6L气体解析：选BD。A项，M室为阳极室，发生氧化反应，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，正确；B项，N室为阴极室，H2O得电子发生还原反应，生成H2和OH－，溶液中OH－浓度增大，即a%b%，错误；C项，阳极室中H＋穿过阳膜扩散至产品室，原料室中B(OH)－4穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3BO3，则Ⅱ膜为阴膜，正确；D项，每生成1mol产品，转移1mol电子，阴极室生成0.5molH2，其标准状况下为11.2L，错误。三、非选择题10．ZnMnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。(1)该电池的负极材料是________，电池工作时，电子流向________(填“正极”或“负极”)。(2)若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2＋，会加速某电极的腐蚀。其主要原因是__________________________________。欲除去Cu2＋，最好选用下列试剂中的________(填字母)。a．NaOHb．Znc．Fed．NH3·H2O(3)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是______________。若电解电路中通过2mol电子，MnO2的理论产量为________。解析：(1)还原性较强的Zn做负极，电子由负极经外电路流向正极。(2)除杂原则是加入的物质要过量(以除尽杂质)且不能引入新杂质，故选Zn将Cu2＋置换而除去。(3)阴极上应是H＋得电子。由关系式知，MnSO4～MnO2～2e－，电路中通过2mol电子产生1molMnO2，即87g。答案：(1)Zn正极(2)锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀b(3)2H＋＋2e－===H2↑87g11．知识的梳理和感悟是有效学习的方法之一。某学习小组将有关“电解饱和食盐水”的相关内容进行梳理，形成如下问题(显示的电极均为石墨)。(1)图1中，电解一段时间后，气球b中的气体是________(填化学式)，U形管________(填“左”或“右”)边的溶液变红。(2)利用图2制作一种环保型消毒液发生器，电解可制备“84”消毒液的有效成分，则c为电源的________极；该发生器中反应的总离子方程式为_________________________。(3)二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。图3是目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。①阳极产生ClO2的电极反应式：______________________________。②当阴极产生标准状况下112mL气体时，通过阳离子交换膜的离子的物质的量为________。解析：(1)题图1中，根据电子流向知，左边电极是电解池阳极，右边电极是电解池阴极，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，同时阴极附近产生NaOH。(2)要制取“84”消毒液，应创造氯气和氢氧化钠反应生成NaClO的环境，为了使反应更充分，则下面电极生成氯气，上面电极附近有NaOH生成，上面电极生成氢气，为阴极，则c为负极，d为正极。(3)①依据题干信息，阳极上Cl－被氧化为ClO2，根据电子守恒和电荷守恒，写出电极反应式。②电极上得到或失去一个电子，电解质溶液中必然有一个阳离子通过阳离子交换膜。答案：(1)H2右(2)负Cl－＋H2O=====通电ClO－＋H2↑(3)①Cl－－5e－＋2H2O===ClO2↑＋4H＋②0.01mol12．如图所示三套实验装置，分别回答下列问题。(1)装置1为铁的吸氧腐蚀实验。一段时间后，向插入铁钉的玻璃筒内滴入NaOH溶液，即可观察到铁钉附近的溶液有沉淀，表明铁被________(填“氧化”或“还原”)；向插入石墨棒的玻璃筒内滴入酚酞溶液，可观察到石墨棒附近的溶液变红，该电极反应式为___________________________________________________。(2)装置2中的石墨是______极(填“正”或“负”)，该装置发生总反应的离子方程式为________________________________________________________________________。(3)装置3中甲烧杯盛放100mL0.2mol·L－1的NaCl溶液，乙烧杯盛放100mL0.5mol·L－1的CuSO4溶液。反应一段时间后，停止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞，观察到石墨电极附近首先变红。①电源的M端为________极；甲烧杯中铁电极的电极反应式为________________。②乙烧杯中电解反