高考化学一轮复习 基础课时练20 电解池 金属的电化学腐蚀与防护

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基础课时练(二十) 电解池 金属的电化学腐蚀与防护

1．(2017·长春期末)下列关于电化学的叙述正确的是(

)

A．图①两极均有气泡产生，滴加酚酞溶液时石墨一极变红

B．图②装置可以验证牺牲阳极的阴极保护法

C．图③可以模拟钢铁的吸氧腐蚀，碳棒一极的电极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－

D．上述4个装置中，图①、②中Fe腐蚀速率较快，图③中Fe腐蚀速率较慢

答案：C

2．(2018·桂林中学月考)下列各组中，每种电解质溶液用惰性电极电解时只生成氢气和氧气的一组是( )

A．HCl、CuCl2、Ba(OH)2 B．NaOH、CuSO4、H2SO4

C．NaOH、H2SO4、Ba(OH)2 D．NaBr、H2SO4、Ba(OH)2

答案：C

3．(2018·沈阳二中月考)如图所示的两个实验装置，溶液的体积均为200 mL。开始时电解质溶液的浓度均为0.1 mol·L－1，工作一段时间后，测得导线中均通过0.02 mol电子，若不考虑盐的水解和溶液体积的变化，下列叙述中正确的是(

)

A．产生气体的体积：①<②

B．①中阴极质量增加，②中正极质量减小

C．溶液的pH变化：①减小，②增大

D．电极反应式：①中阳极为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，②中负极为2H＋＋2e－===H2↑

解析：选C ①中阳极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，导线中通过0.02 mol电子时，生成0.005 mol O2；②中正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，导线中通过0.02 mol电子时，生成0.01 mol H2，但题目未指明两种气体是否处于相同状况下，故无法比较气体体积的大小，桑水 A错误。①中阴极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，阴极表面析出Cu，电极质量增加；②中正极表面析出H2，电极质量不变，B错误。①中阳极反应也可写作2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，反应中生成H＋，溶液的酸性增强，则溶液的pH减小；②中正极反应消耗H＋，溶液的酸性减弱，则pH增大，C正确。②中Zn比Cu更活泼，则Zn作负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，D错误。

4．(2018·山西五校联考)某研究小组为探究铁发生电化学腐蚀的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和炭粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图甲)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化(结果如图乙)。下列叙述错误的是(

)

A．图乙中，t2时容器中压强明显小于起始压强是因为铁粉发生了吸氧腐蚀

B．炭粉表面的电极反应式只有O2＋2H2O＋4e－===4OH－

C．炭粉表面一定发生了还原反应

D．图丙中，发生腐蚀时电子转移方向如箭头所示

解析：选B 滴加醋酸溶液，开始阶段铁粉发生析氢腐蚀，由于产生H2，装置内气体压强不断增大，待醋酸消耗完后，铁粉又发生了吸氧腐蚀，由于消耗O2，装置内气体压强逐渐减小，A正确；开始阶段，炭粉表面的反应为2H＋＋2e－===H2↑，后来炭粉表面发生的反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B错误；发生腐蚀时，炭粉作正极，表面发生还原反应，C正确；发生腐蚀时，Fe作负极，炭粉作正极，则电子由铁粉转移到炭粉，并在炭粉表面被O2或H＋获得而发生还原反应，D正确。

5．(2018·温州十校联考)下列关于如图所示实验装置说法不正确的是(

)

A．该装置为铁的吸氧腐蚀实验

B．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溶液中有沉淀生成

C．向插入石墨棒的玻璃筒内滴入石蕊试液，可观察到石墨附近的溶液变红

D．若将装置中饱和食盐水换成稀硫酸，装置内发生析氢腐蚀

解析：选C 无锈铁钉通过导线与石墨棒相连并插入饱和食盐水中形成原电池，由于桑水 NaCl溶液呈中性，故铁钉发生吸氧腐蚀，则正极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，A正确；发生腐蚀时，Fe作负极被氧化，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，一段时间后，铁钉附近溶液中含有Fe2＋，滴入NaOH溶液时，先生成Fe(OH)2沉淀，后被氧化生成Fe(OH)3沉淀，B正确；发生吸氧腐蚀时，石墨棒周围溶液呈碱性，滴入石蕊试液，溶液变成蓝色，C错误；将装置中饱和食盐水换成稀硫酸，电解质溶液呈酸性，发生腐蚀时，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，故发生析氢腐蚀，D正确。

6．(2018·鞍山检测)以甲醇燃料电池(KOH为电解质)为电源，在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理的过程。实验中，通电一段时间后可观察到铝电极逐渐失去光泽，并出现细小气泡，装置如图所示，下列说法正确的是(

)

A．燃料电池b电极上发生的反应为CH3OH－6e－＋H2O===6H＋＋CO2↑

B．电解池中石墨电极作阴极，发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑

C．电解池中Al电极上发生的反应为Al－3e－＋3HCO－3===Al(OH)3＋3CO2↑

D．理论上每生成19.5 g沉淀，标准状况下a电极上消耗2.1 L O2

解析：选C 由铝电极发生失电子的氧化反应可知燃料电池a电极为正极，则燃料电池b电极为负极，发生氧化反应，因电解质溶液为KOH溶液，则发生的反应为CH3OH－6e－＋8OH－===CO2－3＋6H2O，故A错误；电解池中石墨电极作阴极，电极反应式为2HCO－3＋2e－===H2↑＋2CO2－3，故B错误；电解池中Al为阳极，阳极上发生的反应为Al－3e－＋3HCO－3===Al(OH)3＋3CO2↑，生成的氢氧化铝再转化成氧化铝保护膜，故C正确；生成19.5 g Al(OH)3沉淀，其物质的量为19.5 g78 g·mol－1＝0.25 mol，则反应中转移电子的物质的量为0.25 mol×3＝0.75

mol，则标准状况下a电极上消耗O2的体积为0.75 mol4×22.4 L·mol－1＝4.2 L，故D错误。

7．工业上用电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。下列说法不正确的是(

)

已知：①Ni2＋在弱酸性溶液中发生水解 桑水 ②氧化性：Ni2＋(高浓度)＞H＋＞Ni2＋(低浓度)

A．碳棒上发生的电极反应：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O

B．电解过程中，B室中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减小

C．为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水pH

D．若将图中阳离子膜去掉，将A、B两室合并，则电解反应总方程式发生改变

答案：B

8．(2017·北京东城区期末)氢氧化锂是制取锂和锂的化合物的原料，用电解法制备氢氧化锂的工作原理如图所示：下列叙述不正确的是(

)

A．b极附近溶液的pH增大

B．a极发生的反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋

C．该法制备LiOH还可得到硫酸和氢气等产品

D．当电路中通过1 mol 电子时，可得到2 mol LiOH

解析：选D 由图可知，Li＋向b极移动，则b极为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，由于b极生成OH－，故b极附近溶液的pH增大，A正确；a极为阳极，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，B正确；SO2－4向a极移动，与a极产生的H＋形成H2SO4，在b极上产生H2和LiOH，C正确；根据阴极反应式可知，电路中通过1 mol电子时，生成1 mol

OH－，可得到1 mol LiOH，D错误。

9．(2018·豫南九校质检)如图所示，在一定电压下用惰性电极电解由等物质的量浓度的FeCl2、HCl组成的混合溶液。已知在此电压下，阴、阳离子根据放电能力顺序，都可能在阳极放电，下列分析正确的是(

)

A．C1电极上的电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑

B．C1电极处溶液首先变黄色

C．C2电极上可依次发生的电极反应为Fe2＋－e－===Fe3＋、2Cl－－2e－===Cl2↑

D．当C1电极上有2 g物质生成时，就会有2NA个电子通过溶液发生转移

解析：选C C1电极与电源的负极相连，作阴极，溶液中的H＋在阴极放电，电极反应式桑水 为2H＋＋2e－===H2↑，A错误；C1电极上H＋放电生成H2，C2电极与电源的正极相连，作阳极，Fe2＋的还原性强于Cl－，则依次发生的电极反应为Fe2＋－e－===Fe3＋、2Cl－－2e－===Cl2↑，故C2电极处溶液先变黄色，B错误，C正确；电子只能通过导线传递，不能通过溶液传递，D错误。

10．(2018·安徽六校联考)模拟电渗析法淡化海水的工作原理示意图如下。已知X、Y均为隋性电极，模拟海水中富含Na＋、Cl－、Ca2＋、Mg2＋、SO2－4等离子。下列叙述中不正确的是(

)

A．N是阴离子交换膜

B．Y电极上产生有色气体

C．X电极区域有浑浊产生

D．X电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑

解析：选D Y电极为阳极，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，为保持Y电极附近溶液呈电中性，M、N之间海水中的阴离子需透过离子交换膜N进入右侧溶液，则N为阴离子交换膜，A正确；电解时，Y电极上产生的Cl2为有色气体，B正确；X为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，溶液中c(OH－)增大，易产生Mg(OH)2、Ca(OH)2沉淀而使X电极区域出现浑浊，C正确；X电极为阴极，发生还原反应，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，D错误。

11．(2018·西安模拟)如图所示，甲池的总反应式为N2H4＋O2===N2＋2H2O，下列关于该电池工作时的说法正确的是(

)

A．该装置工作时，Ag电极上有气体生成

B．甲池和乙池中溶液的pH均减小

C．甲池中负极反应式为N2H4－4e－===N2＋4H＋

D．当甲池中消耗0.1 mol N2H4时，乙池中理论上最多产生6.4 g固体

解析：选B 甲池为原电池，通入N2H4的电极为负极，通入O2的电极为正极，负极反应式为N2H4－4e－＋4OH－===N2＋4H2O，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－；乙池为电解池，阴