高三化学一轮复习6 第3单元 电解池 属的腐蚀与防护课时分层训练高三全册化学试题

证对市爱幕阳光实验学校电解池金属的腐蚀与防护
A组专项根底达标
(建议用时：30分钟)
1．观察以下几个装置示意图，有关表达正确的选项是( )
A．装置甲极上析出固体
B．装置乙中铜片与电源负极相连
C．装置丙中外电路电流方向：b极→a极
D．装置丁中阴极反：2Cl－－2e－===Cl2↑
C[A项，阳极上生成Cl2；B项，铜片作阳极，与电源正极相连；D项，阴极反为2H＋＋2e－===H2↑。

]
2．以下说法中正确的选项是( )
A．氯碱工业中，X、Y均为石墨，X附近能得到氢氧化钠B．铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4
C．电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属
D．外加电流的阴极保护法中，Y是待保护金属
D[电解饱和食盐水时，阴极区得到H2和NaOH。

铜的电解精炼时，用粗铜作阳极、纯铜作阴极。

电镀时，以镀层金属作阳极、待镀金属作阴极。

] 3．(2021·高考)研究电化学腐蚀及防护的装置如下图。

以下有关说法错误的选项是( )
【导学号：37742175】
A．d为石墨，铁片腐蚀加快
B．d为石墨，石墨上电极反为O2＋ 2H2O＋4e－===4OH－
C．d为锌块，铁片不易被腐蚀
D．d为锌块，铁片上电极反为2H＋＋2e－===H2↑
D[A.由于活动性：Fe>石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，失去电子被氧化变为Fe2＋进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被复原，比没有形成原电池时的速率快，正确。

B.d为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生复原反，电极反为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，正确。

C.假设d为锌块，那么由于金属活动性：Zn>Fe，Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，正确。

D.d为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，错误。

]
4.铝阳极氧化处理后形成的氧化膜比铝的天然氧化膜耐磨性、耐腐蚀性及装饰性有明显的提高，工业中以铝为阳极，置于硫酸溶液中电解，装置如下图，以下说法正确的选项是( )
A．阳极电极方程式为2Al－6e－＋6OH－===Al2O3＋3H2O
B．随着电解的进行，溶液的pH逐渐增大
C．当阴极生成气体6 L(状况)时，阳极增重 g
D．电解过程中H＋移向铝电极
C[A项，硫酸溶液为酸性，阳极反式为2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋；B 项，阴极反式为6H＋＋6e－===3H2↑，电解过程中H2O减少，pH减小；D项，电解过程中H＋移向阴极(石墨极)。

]
5．(2021·模拟)如图是铅蓄电池充、放电时的工作示意图，放电时电池反为PbO2＋Pb＋4H＋＋2SO2－4===2PbSO4＋2H2O。

以下有关说法正确的选项是( ) A．K与N相接时，能量由电能转化为化学能
B．K与N相接时，H＋向负极区迁移
C．K与M相接时，所用电源的a极为负极
D．K与M相接时，阳极附近的pH逐渐增大
C[A项，K与N相接时形成原电池，化学能转化为电能；B项，原电池工作时，H＋向正极迁移；D项，K与M相接时，为充电过程，阳极反式为PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO2－4，阳极附近的pH减小。

]
6．(2021·模拟)用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的NH＋4，模拟装置如下图。

以下说法正确的选项是 ( )
A．阳极室溶液由无色变成棕黄色
B．阴极的电极反式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
C．电解一段时间后，阴极室溶液中的pH升高
D．电解一段时间后，阴极室溶液中的溶质一是(NH4)3PO4
C[阳极上Fe发生氧化反，溶液由无色变为浅绿色，A项错误；阴极上H
＋发生复原反：2H＋＋2e－===H
2↑，B项错误；根据阴极上电极反，阴极消耗H
＋，电解一段时间后，阴极室溶液pH升高，C项正确；电解一段时间后，阴极室溶液pH升高，NH＋4与OH－反生成NH3·H2O，因此阴极室溶液中溶质除(NH4)3PO4外，还可能有NH3·H2O，D项错误。

]
7．(2021·七市)如以下图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。

以下有关说法正确的选项是( )
【导学号：37742176】
A．反一段时间后，乙装置中生成的氢氧化钠在铁极区
B．乙装置中铁电极为阴极，电极反式为Fe－2e－===Fe2＋
C．通入氧气的一极为正极，发生的电极反为O2－4e－＋2H2O===4OH－
D．反一段时间后，丙装置中硫酸铜溶液浓度保持不变
A[甲装置为甲醚燃料电池，充入氧气的一极发生复原反，为电极的正极，充入燃料的一极为电极的负极；乙装置为电解饱和氯化钠溶液的装置，根据串联电池中电子的转移，可知Fe电极为阴极，C极为阳极；丙装置为电解精炼铜
的装置，精铜为阴极，粗铜为阳极。

]
8．(2021·模拟)锌溴液流电池是一种型电化学储能装置(如下图)，电解液为溴化锌水溶液，其在电解质储罐和电池间不断循环。

以下说法不正确的选项是( )
A．放电时负极的电极反式为Zn－2e－===Zn2＋
B．充电时电极a连接电源的负极
C．阳离子交换膜可阻止Br2与Zn直接发生反
D．放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大
B[由题知电解液为溴化锌水溶液，结合电解装置图分析可知充电时左侧电极上发生氧化反：2Br－－2e－===Br2，那么左侧电极为阳极，充电时电极a连接电源的正极；充电时右侧电极上发生复原反：Zn2＋＋2e－===Zn，那么右侧电极为阴极，充电时电极b连接电源的负极，B选项错误。

该电池放电时负极反为充电时阴极反的逆反，即为Zn－2e－===Zn2＋，A选项正确。

阳离子交换膜只允许阳离子通过，可阻止Br2与Zn直接发生反，C选项正确。

该电池放电时正极反为充电时阳极反的逆反，即为Br2＋2e－===2Br－，放电时作原电池，原电池离子向正极移动，阴离子向负极移动，且该装置使用了阳离子交换膜，其只允许阳离子通过，即左侧电极上生成了Br－，同时Zn2＋不断移向左侧电极区，所以放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大，D选项正确。

]
9．500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO－3)＝0.6 mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到4 L气体(状况下)，假电解后溶液体积仍为500 mL，以下说法正确的选项是( )
A．原混合溶液中c(K＋)为0.2 mol·L－1
B．上述电解过程中共转移0.2 mol电子
C．电解得到的Cu的物质的量为0.05 mol
D．电解后溶液中c(H＋)为0.2 mol·L－1
A[石墨作电极电解KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液，阳极反式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极先后发生两个反：Cu2＋＋2e－===Cu,2H＋＋2e－===H2↑。

从收集到O2为4 L这个事实可推知上述电解过程中共转移0.4 mol电子，而在生成4 L H2的过程中转移0.2 mol电子，所以Cu2＋共得到0.4 mol－0.2 mol＝0.2 mol 电子，电解前Cu2＋的物质的量和电解得到的Cu的物质的量都为0.1 mol。

电解前后分别有以下守恒关系：c(K＋)＋2c(Cu2＋)＝c(NO－3)，c(K＋)＋c(H＋)＝c(NO－3)，不难算出：电解前c(K＋)＝0.2 mol·L－1，电解后c(H＋)＝0.4 mol·L－1。

] 10．(2021·质检)如下图，U形管内盛有100 mL的溶液，按要求答复以下问题：
(1)断开K2，闭合K1，假设所盛溶液为CuSO4溶液，那么A极为________极，B极的电极反式为
_____________________________________________________________。

假设所盛溶液为KCl溶液，那么B极的电极反式为
_______________________________________________________________ _____________________________________________________________。

(2)断开K1，闭合K2，假设所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液，那么：①A 电极附近可以观察到的现象是________，Na＋移向________(填“A〞或“B〞)极。

②B电极上的电极反式为
_______________________________________________________________，总反的化学方程式是
_____________________________________________________________。

③反一段时间后断开K2，假设忽略溶液的体积变化和气体的溶解，B极产生气体的体积(状况)为1 mL，将溶液充分混合，溶液的pH约为________。

假设要使电解质溶液恢复到原状态，需向U形管内参加或通入一量的________。

[解析] (1)断开K2，闭合K1时，该装置是原电池，锌作负极，碳作正极，正极上铜离子得电子生成铜，发生氧化反，电极反式为Cu2＋＋2e－===Cu；所盛溶液为KCl溶液时发生吸氧腐蚀，正极(B极)的电极反式为O2＋2H2O＋4e－===4OH
－；(2)断开K
1，闭合K2，假设所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液，①该装置是电解池，碳棒是阳极，锌棒是阴极，电解时，锌棒上氢离子放电生成氢气，同时电极附近生成的氢氧根离子导致溶液呈碱性，参加酚酞溶液后变红；溶液中的Na＋向阴极移动，即向A电极移动；②电解时，阳极B上氯离子放电生成氯气：2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极上氢离子放电生成氢气，同时溶液中生成氢氧化钠，所以电池总反式为2NaCl＋2H2O=====
通电2NaOH＋H
2↑＋Cl2↑；③由②可知，B极产生(状况)1 mL Cl2，生成0.001 mol NaOH。

故c(OH－)＝0.01 mol/L，c(H＋)＝K w
c OH －
＝
10－14
0.01
mol/L＝10－12 mol/L，故pH＝12。

两极逸出的气体分别是H2
和Cl2，故要使电解质溶液恢复到原状态，需向U形管内通入一量的HCl气体。

[答案] (1)负Cu2＋＋2e－===Cu O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(2)①溶液变红 A ②2Cl－－2e－===Cl2↑2NaCl＋2H2O=====
通电2NaOH＋
Cl2↑＋H2↑
③12HCl
11．某兴趣小组的同学用以下图所示装置研究有关电化学的问题。

当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转。

请答复以下问题：
(1)甲池为________(填“原电池〞“电解池〞或“电镀池〞)，通入CH3OH 电极的电极反式为
_______________________________________________________________ _____________________________________________________________。

(2)乙池中A(石墨)电极的名称为________(填“正极〞“负极〞“阴极〞或“阳极〞)，总反式为
_______________________________________________________________ _____________________________________________________________。

(3)当乙池中B 极质量增加0 g 时，甲池中理论上消耗O 2的体积为
________mL(状况)，丙池中________极析出________g 铜。

(4)假设丙池中电极不变，将其溶液换成NaCl 溶液，电键闭合一段时间后，溶液的pH 将________(填“增大〞“减小〞或“不变〞)；丙中溶液的pH 将________(填“增大〞“减小〞或“不变〞)，假设将丙中溶液复原，需参加________。

[解析] (1)甲池为原电池，通入CH 3OH 的电极为负极，电极反式为CH 3OH －6e －
＋8OH －
===CO 2－
3＋6H 2O 。

(2)乙池中为用惰性电极电解AgNO 3溶液，其中A 作阳极，B 作阴极，总反式为4AgNO 3＋2H 2O=====通电4Ag ＋O 2↑＋4HNO 3。

(3)根据各电极上转移的电子相同，那么n (Ag)＝4n (O 2)＝2n (Cu)，故V (O 2)＝14×0108×2 L＝0.28 L ＝280 mL ，m (Cu)＝12×0
108
×64 g＝1.6 g 。

(4)假设丙池中电极不变，将其溶液换成NaCl 溶液，根据丙中总反式为2NaCl ＋2H 2O=====通电2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑，溶液pH 增大，而总反式为2CH 3OH ＋3O 2＋4KOH===2K 2CO 3＋6H 2O ，溶液pH 减小。

[答案] (1)原电池 CH 3OH －6e －
＋8OH －
===CO 2－
3＋6H 2O
(2)阳极 4AgNO 3＋2H 2O=====通电4Ag ＋O 2↑＋4HNO 3
(3)280 D 1.6 (4)减小 增大 HCl
B 组 专项能力提升
(建议用时：15分钟)
12．假设图电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求，即为理想化。

①～⑧为各装置中的电极编号。

以下说法错误的选项是( )
【导学号：37742177】
A ．当K 闭合时，A 装置发生吸氧腐蚀，在电路中作电源
B ．当K 断开时，B 装置锌片溶解，有氢气产生
C ．当K 闭合后，整个电路中电子的流动方向为③→②；①→⑧；⑦→⑥；⑤→④
D ．当K 闭合后，A 、B 装置中pH 变大，C 装置中pH 不变
A [当K 闭合时，形成闭合电路，
B 中Zn­Cu 形成的原电池比A 中Fe­
C 形成的原电池产生的电压大，A 为电解池，B 为原电池。

]
13．某小组同学对电化学原理进行了一探究活动。

(1)如图为某小组依据氧化复原反：(用离子方程式表
示)_______________________________________________________________
设计的原电池装置，反前，电极质量相，一段时间后，两电极质量相关12
g，导线中通过________mol电子。

(2)其他条件不变，假设将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，石墨电极反式为
_______________________________________________________________，这是由于NH4Cl溶液显________(填“酸性〞、“碱性〞或“中性〞)，用离子方程式表示溶液显此性的原因
_______________________________________________________________ _______________________________________________________________，用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中，向其中滴加少量制饱和氯水，写出发生反的离子方程式
_______________________________________________________________ _____________________________________________________________。

(3)如图其他条件不变，假设将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，如下图。

一段时间后，在甲装置铜丝附近滴加酚酞试液，现象是
_______________________________________________________________，电极反式为
_______________________________________________________________；
乙装置中石墨(1)为________极(填“正〞、“负〞、“阴〞或“阳〞)，乙装置中与铜丝相连石墨电极上发生的反式为
_______________________________________________________________，
产物常用______________________________________________检验，
反的离子方程式为_____________________________________。

[解析] (1)设导线中通过的电子的物质的量为x，那么负极减少28 g·mol
－1·x，正极增重32 g·mol－1·x，28x g＋32x g＝12 g，解得x＝0.2 mol。

(2)NH
4Cl 水解溶液显酸性，正极上H＋得电子，负极上Fe失电子生成Fe2＋。

Cl2将Fe2＋氧化为Fe3＋。

(3)将盐桥改为铜丝和石墨后甲装置成为原电池，乙装置成为电解池。

Fe 为负极，Cu为正极，正极电极反式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，滴加酚酞后变。

乙中石墨(1)为阴极，与铜丝相连的电极为阳极，电极反式为2Cl－－2e－
===Cl2↑，Cl2可用湿润的淀粉­KI试纸检验。

[答案] (1)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu 0.2 (2)2H＋＋2e－===H2↑酸性
NH＋4＋H2O NH3·H2O＋H＋2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
(3)溶液变红O2＋2H2O＋4e－===4OH－阴2Cl－－2e－===Cl2↑湿润淀粉­KI试纸Cl2＋2I－===2Cl－＋I2。