高考化学一轮复习 第6章 第18讲《电解池金属的腐蚀与防护》练习1-人教版高三全册化学试题

第六章第18讲电解池金属的腐蚀与防护
一、单项选择题
1．(2013北京卷)下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是( ) A．水中的钢闸门连接电源的负极
B．金属护栏表面涂漆
C．汽车底盘喷涂高分子膜
D．地下钢管连接镁块
【答案】A
2．(2015汕头模拟)下列现象与电化学腐蚀无关
．．的是( )
A．生铁比纯铁易生锈
B．纯银饰品久置表面变暗
C．黄铜(铜锌合金)制品不易产生铜绿
D．与铜管连接的铁管易生锈
【答案】B
3．(2015开封二模)人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如下图。

下列有关说法正确的是( )
A．a为电源的负极
B．电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将升高
C．阳极室中发生的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑
D．若两极共收集到气体13.44 L(标准状况)，则除去的尿素为7.2 g(忽略气体的溶解) 【答案】D
【解析】由阴极发生还原反应，可知b电极为负极，a为正极，A项、C项均错误；反应开始时，阴极室pH升高，但随着反应的进行，阳极室的H＋通过质子交换膜进入阴极，反应结束后阴极室pH无变化，B项错误；由总反应式：CO(NH2)2＋H2O===CO2↑＋N2↑＋3H2↑，可知生成n(CO2)＝n[CO(NH2)2]＝0.12 mol，除去尿素的质量为7.2 g，D项正确。

4．(2014上海卷)如右图，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U型管中，下列分析正确的是( )
A．K1闭合，铁棒上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑
B．K1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高
C．K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法
D．K2闭合，电路中通过0.002N A个电子时，两极共产生0.001 mol气体
【答案】B
【解析】K1闭合时，该装置构成了Fe—C—NaCl溶液的原电池，铁作负极，发生氧化反应，电极反应是2Fe－4e－===2Fe2＋，碳棒作正极，发生的电极反应式2H2O＋O2＋4e－===4OH－，故石墨棒周围溶液pH逐渐升高，故A错误，B正确；K2闭合时，该装置为电解池，C作阳极，Fe作阴极而不被腐蚀，该方法称为外加电流的阴极保护法，C错误；K2闭合时，阳极的电极反应式是2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极的电极反应式：2H＋＋2e－=== H2↑，所以当电路中通过0.002N A个(相当于0.002 mol)电子时，生成H2和Cl2的物质的量均为0.001 mol，则两极共产生0.002 mol气体，D错误。

5．(2015湛江调研)已知铅蓄电池放电时的反应为 PbO2＋2H2SO4＋Pb===2PbSO4＋2H2O。

某兴趣小组用铅蓄电池电解饱和食盐水的装置如下图所示，下列说法正确的是( )
A．铅蓄电池A极应与U形管中a极连接
B．a、b两极均可用金属铁作电极
C．a电极用铁作电极，b电极用石墨作电极
D．实验结束后可将U形管、试管中的溶液倒入下水道
【答案】A
【解析】根据铅蓄电池放电时的反应可以判断，电池放电时PbO2作正极，Pb作负极；U 形管中，电解饱和食盐水，a极为阳极，Cl－放电生成Cl2，利用NaOH溶液吸收Cl2，阳极不能用铁作阳极；电解后的废液应倒入废液缸中。

6．用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间后，再加入W能使溶液恢复到电解前的状态，符合题意的选项是( )
选项X Y Z W
A C Fe NaCl 通入HCl气体
B Pt Cu CuSO4CuSO4溶液
C C C H2SO4H2SO4
D Ag Fe AgNO3AgNO3晶体
【答案】A
【解析】A项为电解NaCl溶液，两极分别产生H2和Cl2，通入HCl气体可使溶液恢复到电解前的状态；B项为电解CuSO4溶液，两极分别产生铜和氧气，溶液复原可加入CuO，不能加CuSO4；C项为电解水，加入水即可恢复原状态错误；D项为电镀，电解质溶液通电前后未改变。

7．空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC)，RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充放电池。

下图为RFC工作原理示意图，有关说法正确的是( )
A．当有0.1 mol 电子转移时，a极产生1.12 L O2 (标准状况)
B．b极上发生的电极反应：4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－
C．c极上发生的电极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．d极上进行氧化反应，B中的H＋可以通过隔膜进入A
【答案】D
【解析】A项，由图示可知，a是阴极，b是阳极，当有0.2 mol电子转移时，a电极产生H2的物质的量为0.1 mol，在标准状况下其体积是2.24 L，错误；B项，在b电极上发生
的电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，错误；C项，c电极是通入O2的电极，在该电极上发生的电极反应式为O2－4e－＋4H＋===2H2O，错误；D项，d电极上是氢气分子失去电子，发生氧化反应，B池中的H＋可以通过隔膜进入A池，正确。

8．(2013海南卷)下图所示的电解池Ⅰ和Ⅱ中，a、b、c和d均为Pt电极。

电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重b>d。

符合上述实验结果的盐溶液是( )
选项X Y
A MgSO4CuSO4
B AgNO3Pb(NO3)2
C FeSO4Al2 (SO4)3
D CuSO4AgNO3
【答案】D
【解析】题意表明b、d没有气体逸出，所电解的盐溶液中金属元素，应该在金属活动顺序表中(H)以后，只有D符合题意。

9．(2015焦作一模)下图是一套电化学装置，对其有关说法错误
．．的是( )
A．装置A是原电池，装置B是电解池
B．反应一段时间后，装置B中溶液pH增大
C．a口若消耗1 mol CH4，d口可产生4 mol气体
D．a口通入C2H6时的电极反应为C2H6－14e－＋18OH－―→2CO2－3＋12H2O
【答案】B
【解析】由装置图可知A消耗气体，应为燃料电池装置，则B生成气体，为电解池装置，故A正确；电解硫酸溶液时，阳极发生氧化反应生成氧气，阴极发生还原反应生成氢气，实质为电解水，硫酸浓度增大，pH减小，故B错误；由元素化合价可知，a口若消耗1 mol CH4，
应生成碳酸钾，则失去8 mol电子，为原电池的负极，则d为阴极，生成氢气，应为4 mol，故C正确；a口通入C2H6时，乙烷被氧化生成碳酸钾，电极反应为C2H6－14e－＋18OH－―→2CO2－3＋12H2O，故D正确。

二、非选择题
10．如下图所示，B为铜电极，A、C、D均为碳棒，已知通电后，E点变蓝，回答下列问题：
(1)E点变蓝的原因：___________________________________________。

(2)电源N为________极。

(3)通电一段时间后，A、B、C、D电极上生成(或消耗)的物质的物质的量之比为____________。

【答案】(1)I－在E点失去电子转化为I2，淀粉遇I2变蓝色
(2)正(3)2∶1∶4∶1
【解析】E点变蓝，可知发生反应：2I－－2e－===I2，则N为电源正极。

A、B、C、D发生的电极反应分别为2Cu2＋＋4e－===2Cu；4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；4Ag＋＋4e－===4Ag；4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。

11．某化学研究小组以铜为电极电解饱和食盐水，探究过程如下：
实验1：如下图所示连接好装置，电源接通后，与电池负极相连的铜丝上有大量气泡产生；与电池正极相连的铜丝由粗变细．电解开始30 s内，阳极附近出现白色浑浊，然后开始出现橙黄色浑浊，此时测定溶液的pH约为10。

随着沉淀量的逐渐增加，橙黄色沉淀慢慢聚集在试管底部，溶液始终未出现蓝色。

实验2：将实验1中试管底部的橙黄色沉淀取出，分装在两支小试管中，以后的操作和现象如下：
序号操作现象
①滴入稀硝酸溶液沉淀溶解，有无色气泡产生，最终得到蓝色溶液
②滴入稀硫酸溶液橙黄色沉淀转变为紫红色不溶物，溶液呈现蓝色
阅读资料：常见铜的化合物颜色如下：
物质颜色物质颜色
固体呈棕色，浓溶液呈绿色，
氯化铜
氢氧化亚铜(不稳定) 橙黄色
稀溶液呈蓝色
碱式氯化铜绿色氢氧化铜蓝色
氧化亚铜砖红色或橙黄色氯化亚铜白色请回答下列问题：
(1)铜常见的化合价为________、________，最终试管底部橙黄色沉淀的化学式：__________。

(2)阴极上发生的电极反应为________________；阳极上发生的电极反应为______________________。

(3)写出实验2中①、②的离子方程式：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。

【答案】(1)＋1 ＋2 Cu2O
(2)2H＋＋2e－===H2↑Cu＋Cl－－e－===CuCl↓(或Cu＋OH－－e－===CuOH↓)
(3)①3Cu2O＋14H＋＋2NO－3===6Cu2＋＋2NO↑＋7H2O
②Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O
12．如下图所示，通电5 min后，电极5的质量增加2.16 g，请回答下列问题：
(1)电源：a是________极，C槽是________池。

A槽的阴、阳极电极反应：________________________________________________ ________________________________________________________________________。

C槽的阴、阳极电极反应：_______________________________________________
________________________________________________________________________。

(2)如果B 槽中共收集到224 mL 气体(标准状况)且溶液体积为200 mL(设电解过程中溶液体积不变)，则通电前溶液中Cu 2＋
的物质的量浓度为______________。

(3)如果A 槽溶液是200 mL 足量的食盐水(电解过程中溶液体积不变)，则通电后溶液的pH 为______。

【答案】(1)负 电镀 阴极：2H ＋
＋2e －
===H 2↑； 阳极：2Cl －
－2e －
===Cl 2↑ 阴极：Ag ＋
＋e －
===Ag 阳极：Ag －e －
===Ag ＋
(2)0.025 mol·L －1
(3)13
【解析】电极5发生的电极反应，Ag ＋＋e －
===Ag ，n (Ag)＝ 2.16 g 108 g·mol －1＝0.02 mol ，
可知电路上通过0.02 mol e －
，B 槽电极4产生O 2，n (O 2)＝0.02 mol 4＝0.005 mol ，则B 槽
电极3产生的H 2为0.224 L 22.4 L·mol －1－0.005 mol ＝0.005 mol ，由于2H ＋＋2e －
===H 2↑，所以
Cu 2＋得到电子物质的量为0.01 mol ，所以n (Cu 2＋)＝0.005 mol ，c (Cu 2＋
)＝0.005 mol 0.2 L ＝0.025
mol·L －1。

A 中c (OH －)＝0.02 mol 0.2 L
＝0.1 mol·L －1
，故pH ＝13。

13．如下图所示，E 为沾有Na 2SO 4溶液的滤纸，并加入几滴酚酞。

A 、B 分别为Pt 片，压在滤纸两端，R 、S 为电源的电极。

M 、N 是用多微孔的Ni 制成的电极材料，它在碱性溶液中可以视为惰性电极。

G 为电流计，K 为开关。

C 、D 和电解池中都充满浓KOH 溶液。

若在滤纸中央点上一滴紫色的KMnO 4溶液，断开K ，接通外电源一段时间后，C 、D 中有气体产生。

(1)R 为________(填“正”或“负”)极。

(2)A 极附近溶液的现象是___________________________________________________， B 极附近发生的电极反应式为_______________________________________。

(3)滤纸上的紫色点向______(填“A”或“B”)方移动。

(4)当C、D里的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，经过一段时间，C、D 中气体逐渐减少，C中的电极为________ (填“正”或“负”)极，电极反应式为________________________________________________________________________。

【答案】(1)负(2)溶液由无色逐渐变红色4OH－－4e－===2H2O＋O2↑(3)B (4)负H2－2e－＋2OH－===2H2O
【解析】根据C、D的现象，可知C为阴极，发生电极反应为2H＋＋2e－===H2↑。

故R为电源负极，A极发生反应2H＋＋2e－===H2↑，所以A极附近溶液逐渐变红色，MnO－4、SO2－4、OH－均向B(阳)极移动，在B极上发生反应4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。

当接通开关K，C、D试管中的H2、O2及KOH溶液构成燃料电池，燃料(H2)为电池的负极。