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1、電化學(xué)腐蝕與防護(hù)課時(shí)強(qiáng)化作業(yè)第6章 第3節(jié) 電解池金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù) (時(shí)間45分鐘滿分100分)一、選擇題(本題包括12小題,每小題4分,共48分)1為保護(hù)地下鋼管不受腐蝕,可采取的措施有( )A與石墨棒相連B與直流電源負(fù)極連接C與直流電源正極連接D與銅板相連解析:金屬Fe比Cu活潑,若與銅板、石墨棒相連,在適宜條件下組成原電池時(shí),F(xiàn)e作負(fù)極,易被腐蝕;若與直流電源正極連接,F(xiàn)e作電解池的陽(yáng)極,加速腐蝕,A、C、D錯(cuò)。答案:B2某同學(xué)為了使反應(yīng)2HCl2Ag=2AgClH2能進(jìn)行,設(shè)計(jì)了如圖所示的四個(gè)實(shí)驗(yàn),你認(rèn)為可行的方案是( )答案:C3(2012·河南鄭州盛同學(xué)校高三月考)

2、用惰性電極實(shí)施電解,下列說法正確的是( )A電解稀硫酸,實(shí)質(zhì)上是電解水,故溶液pH不變B電解稀氫氧化鈉溶液,要消耗OH,故溶液pH減小C電解硫酸鈉溶液,在陰極上和陽(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為12D電解氯化銅溶液,在陰極上和陽(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為11解析:電解稀硫酸和氫氧化鈉溶液,實(shí)質(zhì)上是電解水,電解過程中溶液被濃縮,其pH發(fā)生變化,A、B項(xiàng)錯(cuò)誤;電解硫酸鈉溶液,其實(shí)質(zhì)也是電解水,陰陽(yáng)極上分別得到氫氣和氧氣,其物質(zhì)的量之比為21,C項(xiàng)錯(cuò)誤;電解氯化銅溶液,在陰極上和陽(yáng)極上析出的物質(zhì)分別是銅和氯氣,其物質(zhì)的量之比為11,D項(xiàng)正確。答案:D4用惰性電極分別電解以下各物質(zhì)的水溶液:KCl、C

3、uCl2、AgNO3、H2SO4、KOH、Na2SO4,在兩極均產(chǎn)生氣體,且體積比為21的是( )AKCl、AgNO3BAgNO3、Na2SO4、H2SO4CCuCl2、Na2SO4、KOHDNa2SO4、KOH、H2SO4解析:要求兩個(gè)電極都產(chǎn)生氣體,且要符合21,陰極上應(yīng)該是陽(yáng)離子得電子,能生成氣體的只有H,生成H2。根據(jù)陰陽(yáng)極得失電子相等,陽(yáng)極應(yīng)該生成一種氣體:生成1mol氣體需失去4mol電子,則只能是O2。綜合以上判斷,這種情況屬于電解水。根據(jù)電解結(jié)果的判定為:Na2SO4、KOH、H2SO4。答案:D5用石墨作電極電解2mol·L1的NaCl和1mol·L1的M

4、gSO4混合溶液時(shí),下列曲線合理的是( )解析:依據(jù)2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2MgSO42NaOH=Mg(OH)2Na2SO4,溶液起始及最終的pH均接近于7,沉淀量從起始至最終應(yīng)是先逐漸增加,后期保持不變。故D項(xiàng)正確。答案:D6(2012·北京育園中學(xué)高三入學(xué)測(cè)試)化學(xué)用語(yǔ)是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要工具,下列用來表示物質(zhì)變化的化學(xué)用語(yǔ)中,正確的是( )A電解飽和食鹽水時(shí),陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為:2Cl2e=Cl2B氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為:O22H2O4e=4OHC粗銅精煉時(shí),與電源正極相連的是純銅,電極反應(yīng)式為:Cu2e=Cu2D鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的正極反應(yīng)式為:Fe2e=Fe2

5、解析:燃料電池的負(fù)極為燃料發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;精煉銅時(shí),陽(yáng)極為粗銅,C項(xiàng)錯(cuò)誤;鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí),鐵失去電子作負(fù)極,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:A7(2011·北京理綜)結(jié)合下圖判斷,下列敘述正確的是( )A和中正極均被保護(hù)B和中負(fù)極反應(yīng)均是Fe2e=Fe2C和中正極反應(yīng)均是O22H2O4e=4OHD和中分別加入少量K3Fe(CN)6溶液,均有藍(lán)色沉淀解析:形成原電池活潑金屬作負(fù)極,正極均被保護(hù),A正確;中負(fù)極為活潑金屬Zn,B錯(cuò)誤;中是酸性溶液,電極反應(yīng)式中不能有OH生成,C錯(cuò)誤;中無Fe2生成,所以無藍(lán)色沉淀生成,D錯(cuò)誤。答案:A8如右圖為用惰性電極電解CuCl2溶液,并驗(yàn)證其產(chǎn)

6、物的實(shí)驗(yàn)裝置,則下列說法不正確的是( )A電源a極為負(fù)極BKI淀粉溶液會(huì)變藍(lán)C可以將惰性電極換為銅棒D惰性電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為:Cu2e=Cu2解析:根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置,可以判斷電極產(chǎn)生氯氣,即a極是負(fù)極。電極處產(chǎn)生氯氣,KI淀粉溶液會(huì)變藍(lán)。電極是陰極,用銅棒不會(huì)影響電解。答案:D9右圖裝置中,U形管內(nèi)為紅墨水,a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨溶液,各加入生鐵塊,放置一段時(shí)間。下列有關(guān)描述錯(cuò)誤的是( )A生鐵塊中的碳是原電池的正極B紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋逤兩試管中相同的電極反應(yīng)式是:Fe2e=Fe2Da試管中發(fā)生了吸氧腐蝕,b試管中發(fā)生了析氫腐蝕解析:Fe與C及電解質(zhì)溶液形成原電池,F(xiàn)e

7、是負(fù)極:Fe2e=Fe2;C是正極,在a中發(fā)生吸氧腐蝕,a中壓強(qiáng)減小;b中發(fā)生析氫腐蝕,b中壓強(qiáng)增大,紅墨水柱液面是左高右低。故選B。答案:B10某同學(xué)用下圖所示裝置進(jìn)行銅的電解精煉實(shí)驗(yàn)(粗銅中有鋅、鐵、鎳、銀等雜質(zhì),部分導(dǎo)線未畫出),下列說法正確的是( )Aa應(yīng)與c相連接,b應(yīng)與d相連接B電解一段時(shí)間,b與d兩極析出物質(zhì)的物質(zhì)的量相等C電解一段時(shí)間,b極附近溶液的pH降低D電解過程中,Y裝置中Cu2的濃度始終不變解析:a為負(fù)極,應(yīng)與純銅即與d極相連,b為正極,應(yīng)與粗銅即與c極相連,A錯(cuò)誤。b極析出H2,而d極析出Cu,B正確。b極附近溶液的pH升高,C錯(cuò)誤。電解過程中,d極析出Cu,c極溶解

8、的不僅有Cu,還有各種金屬雜質(zhì),因而Y裝置中Cu2的濃度是減小的,D錯(cuò)誤。答案:B11(2011·黃岡高三期末)如圖所示的裝置,通電一段時(shí)間后,測(cè)得甲池中某電極質(zhì)量增加2.16g,乙池中某電極上析出0.24g某金屬,下列說法正確的是( )A甲池b極上析出金屬銀,乙池c極上析出某金屬B甲池a極上析出金屬銀,乙池d極上析出某金屬C某鹽溶液可能是CuSO4溶液D某鹽溶液可能是Mg(NO3)2溶液解析:a:陰極;b:陽(yáng)極;c:陰極;d:陽(yáng)極。A、B均不對(duì),而D中,若電解Mg(NO3)2溶液,實(shí)際上就是電解水,不會(huì)有固體析出;C中通過計(jì)算可知CuSO4不足。答案:C12(2011·浙

9、江理綜)將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上,一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓圈中心區(qū)(a)已被腐蝕而變暗,在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán)(b),如圖所示。導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣處少。下列說法正確的是( )A液滴中的Cl由a區(qū)向b區(qū)遷移B液滴邊緣是正極區(qū),發(fā)生的電極反應(yīng)為:O22H2O4e=4OHC液滴下的Fe因發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕,生成的Fe2由a區(qū)向b區(qū)遷移,與b區(qū)的OH形成Fe(OH)2,進(jìn)一步氧化、脫水形成鐵銹D若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板,在銅鐵接觸處滴加NaCl溶液,則負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為:Cu2e=Cu2解析:根據(jù)液滴之下氧氣含量比邊緣少可知液滴下鐵為負(fù)極,失電子生

10、成亞鐵離子,液滴外緣氧氣得電子與水化合生成氫氧根,OH與Fe2結(jié)合生成Fe(OH)2,進(jìn)而生成Fe2O3·nH2O,陰離子移向負(fù)極,A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確;鐵為負(fù)極,失電子發(fā)生氧化反應(yīng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;鐵比銅活潑,應(yīng)為鐵失電子發(fā)生電極反應(yīng):Fe2e=Fe2,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:B二、非選擇題(本題包括4小題,共52分)13(12分)鋼鐵很容易生銹而被腐蝕,每年因腐蝕而損失的鋼材占世界鋼鐵年產(chǎn)量的四分之一。(1)鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕,該腐蝕過程中的電極反應(yīng)式為_。(2)為了降低某水庫(kù)的鐵閘門被腐蝕的速率,可以采用圖甲所示的方案,其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以采用_。(填序號(hào))A銅B鈉C鋅D石墨

11、(3)圖乙所示的方案也可以降低鐵閘門的腐蝕速率,其中鐵閘門應(yīng)該連接在直流電源的_極。解析:(1)發(fā)生吸氧腐蝕時(shí),負(fù)極上Fe失去電子,正極上O2得到電子。(2)鐵閘門上連接一塊比鐵活潑的金屬如Zn,就可由Zn失去電子,Zn被溶解,而Fe被保護(hù),屬于犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法。(3)屬于外加電流的保護(hù)法,需把被保護(hù)的鐵閘門連接在電源的負(fù)極上。答案:(1)負(fù)極:2Fe4e=2Fe2正極:O22H2O4e=4OH(2)C(3)負(fù)14(14分)(2011·重慶巫山中學(xué)高三開學(xué)摸底)現(xiàn)有Cu2、Cl、Na、SO42、Zn2兩兩組成的電解質(zhì)溶液若干種,可選用銅電極、鉑電極、鋅電極進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn)。(1)以銅

12、為陽(yáng)極電解_或_溶液,均可得到氫氧化物沉淀。(2)要使電解過程中溶質(zhì)的組成和質(zhì)量不變,而溶液濃度增大,又無渾濁,應(yīng)以_為陽(yáng)極電解_溶液。(3)要使電解過程中溶液濃度改變,而溶劑質(zhì)量不變,應(yīng)以鉑電極為陽(yáng)極電解_溶液,或以_為陽(yáng)極電解_溶液。(4)使反應(yīng)Cu2H2O=Cu(OH)2H2得以進(jìn)行而不發(fā)生其他反應(yīng),可選用_為陽(yáng)極電解_或_溶液。(5)以銅為陽(yáng)極電解ZnSO4溶液,陰極上一般有_逸出,在_極區(qū)首先會(huì)有_色沉淀,電解時(shí)間較長(zhǎng)時(shí),會(huì)有_色沉淀出現(xiàn)。解析:(1)以銅為陽(yáng)極電解時(shí),銅失去電子生成Cu2進(jìn)入溶液,只要陰極產(chǎn)生H2和OH即可生成Cu(OH)2沉淀,故電解質(zhì)溶液可以是NaCl溶液或Na

13、2SO4溶液。(2)根據(jù)題意電解的實(shí)質(zhì)應(yīng)為電解水,故應(yīng)以惰性電極電解Na2SO4溶液。(3)根據(jù)題意水不參加電極反應(yīng)。可以是電解電解質(zhì)本身的,此時(shí)需要惰性電極電解CuCl2溶液,也可以是以Zn作陽(yáng)極電解CuCl2(或CuSO4)溶液。(4)根據(jù)題意陽(yáng)極為銅失電子,而陰極為H放電。(5)以銅為陽(yáng)極電解ZnSO4溶液時(shí),陽(yáng)極為銅失電子生成Cu2進(jìn)入溶液,陰極則為H放電生成H2和OH,而OH與Zn2結(jié)合生成白色沉淀,當(dāng)電解時(shí)間較長(zhǎng),生成的Cu2較多時(shí),會(huì)產(chǎn)生Cu(OH)2沉淀。答案:(1)NaClNa2SO4(2)鉑Na2SO4(3)CuCl2ZnCuCl2(或CuSO4)(4)CuNaClNa2S

14、O4(5)H2陰白藍(lán)15(12分)(2011·安徽白云中學(xué))某課外活動(dòng)小組同學(xué)用右圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),試回答下列問題。(1)若開始時(shí)開關(guān)K與a連接,則B極的電極反應(yīng)式為_。(2)若開始時(shí)開關(guān)K與b連接,則B極的電極反應(yīng)式為_,總反應(yīng)的離子方程式為_。有關(guān)上述實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是(填序號(hào))_。溶液中Na向A極移動(dòng)從A極處逸出的氣體能使?jié)駶?rùn)KI淀粉試紙變藍(lán)反應(yīng)一段時(shí)間后加適量鹽酸可恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度若標(biāo)準(zhǔn)狀況下B極產(chǎn)生2.24L氣體,則溶液中轉(zhuǎn)移0.2mol電子解析:(1)若開始時(shí)開關(guān)K與a連接,為鐵的吸氧腐蝕。(2)若開始時(shí)開關(guān)K與b連接,則為鐵作陰極電解氯化鈉溶液,A極(陽(yáng)極)產(chǎn)

15、生氯氣。注意溶液導(dǎo)電是陰、陽(yáng)離子定向移動(dòng)形成電流,電子不能進(jìn)入溶液。答案:(1)Fe2e=Fe2(2)2H2e=H22Cl2H2O2OHH2Cl216(14分)下圖所示裝置中,甲、乙、丙三個(gè)燒杯依次分別盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液,電極均為石墨電極。(1)接通電源,經(jīng)過一段時(shí)間后,測(cè)得丙中K2SO4濃度為10.47%,乙中c電極質(zhì)量增加。據(jù)此回答問題:電源的N端為_極;電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為_;列式計(jì)算電極b上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積:_;電極c的質(zhì)量變化是_g;電解前后各溶液的酸、堿性大小是否發(fā)生變化,簡(jiǎn)述其原因:甲溶

16、液_;乙溶液_;丙溶液_;(2)如果電解過程中銅全部析出,此時(shí)電解能否繼續(xù)進(jìn)行,為什么?_。解析:(1)乙中c電極質(zhì)量增加,說明c處發(fā)生的反應(yīng)為:Cu22e=Cu,c電極應(yīng)為陰極,則M為負(fù)極,N為正極。甲中盛放的是NaOH溶液,電解時(shí)實(shí)質(zhì)上是電解水,b電極上的電極反應(yīng)為:4OH4e=2H2OO2。而要計(jì)算出b電極上產(chǎn)生氣體的體積,就必須先根據(jù)丙中K2SO4濃度的變化計(jì)算出轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量。設(shè)丙中電解水的質(zhì)量為xg,由電解前后溶質(zhì)質(zhì)量相等可得:100×10%(100x)×10.47%,x4.5g,所以整個(gè)反應(yīng)轉(zhuǎn)移了0.5mol電子,根據(jù)電極方程式可計(jì)算出b電極放出的O2為0.125mol,其體積為2.8L,c電極上析出的銅為0.25mol,其質(zhì)量為16g。甲中電解的是水,NaOH濃度增大;乙中水電離出來的OH放電H濃度增大;丙中電解的也是

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