2024版新教材高考化学复习特训卷课练19电解池金属的腐蚀与防护

这是一份2024版新教材高考化学复习特训卷课练19电解池金属的腐蚀与防护，共17页。
练 eq \a\vs4\al(基) eq \a\vs4\al(础)
1．某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在下图中，下列有关分析完全正确的是( )
2.考古发掘出的古代青铜器(含铜、锡等金属)表面经常出现小孔腐蚀，这是一种电化学腐蚀现象。小孔腐蚀的过程及铜腐蚀产物(铜锈)的成分如图所示：
已知：2CuCl＋H2O⇌Cu2O＋2HCl。下列分析不正确的是( )
A．氧气是正极反应物
B．铜锈的成分与氧气浓度、pH有关
C．图2中，Cl－从小孔内向小孔外移动
D．青铜中的锡也会发生电化学腐蚀
3．现用Pt电极电解1 L浓度均为0.1 ml·L－1的HCl、CuSO4的混合溶液，装置如图。下列说法正确的是( )
A．电解开始时阴极有H2放出
B．电解开始时阳极上发生：
Cu2＋＋2e－===Cu
C．当电路中通过电子的量超过0.1 ml时，此时阴极放电的离子发生了变化
D．整个电解过程中，SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 不参与电极反应
4．如图是某课题组设计的一种利用电解原理制取H2O2并用来处理工业废氨水的装置。为了不影响H2O2的产量，需向废氨水中加入适量硝酸调节溶液的pH约为5。下列说法正确的是( )
A．阴极的电极反应式为
2H2O－4e－===4H＋＋O2↑
B．阳极的电极反应式为
O2＋2H＋＋2e－===H2O2
C．处理废氨水的过程中所发生的反应为3H2O2＋2NH3·H2O===8H2O＋N2↑
D．工作过程中阳极附近溶液的pH逐渐增大
5．科学家采用碳基电极材料设计了一种制取氯气的新工艺方案，装置如图所示。下列说法错误的是( )
A．反应过程中需要不断补充Fe2＋
B．阳极反应式是2HCl－2e－===Cl2↑＋2H＋
C.电路中转移1 ml电子，消耗标况下氧气5.6 L
D．电解总反应可看作是
4HCl(g)＋O2(g) eq \(=====,\s\up7(电解)) 2Cl2(g)＋2H2O(g)
练 eq \a\vs4\al(高) eq \a\vs4\al(考)
6．[2022·广东卷，10]以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，实现Al的再生。该过程中( )
A．阴极发生的反应为Mg－2e－===Mg2＋
B．阴极上Al被氧化
C．在电解槽底部产生含Cu的阳极泥
D．阳极和阴极的质量变化相等
7．[2022·北京卷，13]利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。
下列分析不正确的是( )
A．①中气体减少，推测是由于溶液中c(H＋)减小，且Cu覆盖铁电极，阻碍H＋与铁接触
B．①中检测到Fe2＋，推测可能发生反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑、Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
C．随阴极析出铜，推测②中溶液c(Cu2＋)减小，Cu2＋＋4NH3⇌[Cu(NH3)4]2＋平衡逆向移动
D．②中Cu2＋生成[Cu(NH3)4]2＋，使得c(Cu2＋)比①中溶液的小，Cu缓慢析出，镀层更致密
8．[2022·湖北卷，14]含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备Li[P(CN)2]，过程如图所示(Me为甲基)。下列说法正确的是( )
A．生成1 ml Li[P(CN)2]，理论上外电路需要转移2 ml电子
B．阴极上的电极反应为：
P4＋8CN－－4e－===4[P(CN)2]－
C．在电解过程中CN－向铂电极移动
D．电解产生的H2中的氢元素来自于LiOH
9．[2022·河北卷，12](双选)科学家研制了一种能在较低电压下获得氧气和氢气的电化学装置。工作原理示意图如下。
下列说法正确的是( )
A．电极b为阳极
B．隔膜为阴离子交换膜
C．生成气体M与N的物质的量之比为2∶1
D．反应器Ⅰ中反应的离子方程式为4[Fe(CN)6]3－＋4OH－ eq \(=====,\s\up7(催化剂)) 4[Fe(CN)6]4－＋O2↑＋2H2O
10．[2022·山东卷，13](双选)设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成CO2，将废旧锂离子电池的正极材料LiCO2(s)转化为C2＋，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是( )
A．装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大
B．装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸
C．乙室电极反应式为
LiCO2＋2H2O＋e－===Li＋＋C2＋＋4OH－
D．若甲室C2＋减少200 mg，乙室C2＋增加300 mg，则此时已进行过溶液转移
11．[2022·海南卷，9]一种采用H2O(g)和N2(g)为原料制备NH3(g)的装置示意图如下。
下列有关说法正确的是( )
A．在b电极上，N2被还原
B．金属Ag可作为a电极的材料
C．改变工作电源电压，反应速率不变
D．电解过程中，固体氧化物电解质中O2－不断减少
练 eq \a\vs4\al(模) eq \a\vs4\al(拟)
12．[2023·山东模考]工业上电解NaHSO4溶液制备Na2S2O8，电解时，阴极材料为Pb；阳极(铂电极)电极反应式为2HSO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) －2e－===S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(8)) ＋2H＋。下列说法正确的是( )
A．阴极电极反应式为
Pb＋HSO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) －2e－===PbSO4＋H＋
B．阳极反应中S的化合价升高
C．S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(8)) 中既存在非极性键又存在极性键
D．可以用铜电极作阳极
13．[2023·广州模拟]我国科学家设计了一种太阳能驱动从海水中提取金属锂的装置，示意图如图所示。该装置工作时，下列说法正确的是( )
A．铜箔上的电势比催化电极上的高
B．海水的pH变大
C．若转移1 ml电子，理论上铜箔增重7 g
D．固体陶瓷膜可用质子交换膜代替
14．[2023·开封模拟]MFC­电芬顿技术不需要外加能量即可发生，通过产生羟基自由基(·OH)处理有机污染物，可获得高效的废水净化效果，其耦合系统原理示意图如图，下列说法错误的是( )
A．甲池中H＋移动的方向从M室到N室
B．电子移动方向为a→Y，X→b
C．乙池可在酸性较弱的环境中使用
D．Y电极上得到双氧水的反应为
O2＋2e－＋2H＋===H2O2
15．[2023·济宁二模]硬水结垢是循环冷却水系统中广泛存在的一种现象，西安交通大学徐浩团队改进了主动式电化学硬水处理技术，原理示意图如下(R代表有机物)。下列说法错误的是( )
A．处理后的水垢主要沉降在阴极附近
B．处理过程中Cl－可以循环利用
C．若将b电极换成铁电极，处理过程不受影响
D．若R为CO(NH2)2，消耗1 ml CO(NH2)2生成无污染的气体，则产生3 ml H2
16．[2023·湖北黄冈中学模拟]利用如图所示装置可以实现吸收一定量SO2气体后的钠碱脱硫液(NaOH＋Na2SO3)的“循环再生”。下列说法正确的是( )
A．m为阴膜
B．出液1的溶质主要是H2SO3
C．出液2的pH大于进液2的pH
D．当电路中转移0.2 ml电子时，a电极产生标准状况下1.12 L气体
17．[2023·西安期末]某校活动小组为探究金属腐蚀的相关原理，设计了如下装置(图a)。图a的铁棒末段分别连上一块Zn片和Cu片，并静置于含有K3[Fe(CN)6]及酚酞的混合凝胶上，一段时间后发现凝胶的某些区域发生了变化(图b)。下列说法错误的是( )
A．甲区发生的电极反应式：Fe－2e－===Fe2＋
B．乙区产生Zn2＋
C．丙区呈现红色
D．丁区呈现蓝色
一、选择题：本题共10小题，每小题只有一个选项符合题意。
1．用钛片作阴极，铜片作阳极，电解一定浓度的NaCl和NaOH混合液制取Cu2O，阳极区物质的有关转化如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A．阳极的电极反应式为
Cu＋2Cl－－e－===CuCl eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2))
B．电解发生的总反应为
2Cu＋H2O eq \(=====,\s\up7(电解)) H2↑＋Cu2O
C．电解一段时间后，整个电解液的pH不变
D．阴极上产生224 mL气体时，转移的电子数约为0.02×6.02×1023
2．我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是( )
A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应
B．通电时，阴极上的电极反应为
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
C．断电时，锌环上的电极反应为
Zn2＋＋2e－===Zn
D．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀
3．一种锌钒电池的工作原理如图所示，电解质为ZnSO4溶液，电池反应式为：Zn＋V2O5 eq \(,\s\up7(放电),\s\d5(充电)) ZnV2O5。下列说法错误的是( )
A.放电时，b电极的反应式：
Zn2＋＋V2O5＋2e－===ZnV2O5
B．放电时，Zn2＋从a电极区向b电极区迁移
C．充电时，b电极与电源负极相连
D．充电时，若转移0.4 ml电子，理论上a电极增重13 g
4．选取pH＝2.5和pH＝5.0的醋酸溶液分别与生铁反应，进行腐蚀实验，测量密闭容器内压强变化情况如图。下列结论错误的是( )
A．pH＝5.0的醋酸溶液中一定存在吸氧腐蚀
B．酸度不同，腐蚀的主要类型可能不同
C．两组溶液的pH一定逐渐变大
D．若改用盐酸进行实验，腐蚀速率一定变大
5．[2022·广东汕头金山中学三模]如图为某二次电池充电时的工作原理示意图，该过程可实现盐溶液的淡化。下列说法错误的是( )
A．放电时，负极反应式为
Bi－3e－＋H2O＋Cl－===BiOCl＋2H＋
B．放电时，每生成1 ml Bi消耗1.5 ml Na3Ti2(PO4)3
C.充电时，a极为电源正极
D．充电时，电解质溶液的pH减小
6．[2023·江苏如臬模拟改编]某科研小组用甲烷—空气燃料电池提供的电能电解处理含Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) 的酸性废水，设计如图所示装置(X、Y、Z均为气体)，电解后在右侧烧杯中产生Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀。
下列说法正确的是( )
A．X为空气，Y为甲烷
B．燃料电池的负极反应式为
CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋
C．若空气中O2的体积分数按20%计，则燃料电池正负两极消耗的气体体积比为14∶1
D．除去1 ml Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) 理论上消耗的标准状况下16.8 L甲烷
7．[2023·湖北武昌质检改编]科学家设计如图所示装置获取氢能源和电能。其中，a极为Pt电极，电解质溶液为1 ml·L－1 KOH溶液(已知：Q＝nF，F为法拉第常数，F＝96 500 C·ml－1)。下列说法错误的是( )
A.M是直流电源、N是用电器
B．当K和K1相接时，溶液中的OH－向b极迁移
C.当K和K2相接时，b极的电极反应式为NiOOH＋e－＋H＋===Ni(OH)2
D．理论上，每生成1 ml H2最多产生1.93×105 C的电量
8．用电解法制取KIO3的方法是以石墨和铁为电极电解KI溶液，电解反应方程式为KI＋3H2O eq \(=====,\s\up7(电解)) KIO3＋3H2↑。下列说法中正确的是( )
A．电解时石墨作阳极
B．电解时阳极上产生H2
C．电解过程中阴极溶液pH降低
D．阴极电极反应式：
I－－6e－＋3H2O===IO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋6H＋
9．[2023·山东模考]工业上常用电解铬酐(CrO3，遇水生成H2Cr2O7和H2CrO4)水溶液的方法镀铬，电镀液中需加入适量的催化剂和添加剂，并通过加入H2O2提高或降低电镀液中Cr(Ⅲ)的含量，发生的部分反应有：
①Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ＋14H＋＋6e－===2Cr3＋＋7H2O；②2H＋＋2e－===H2↑
③2CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2H＋⇌Cr2Oeq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7))＋H2O；
④CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋8H＋＋6e－===Cr＋4H2O
⑤2H2O－4e－===O2↑＋4H＋；
⑥2Cr3＋＋7H2O－6e－===Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ＋14H＋
下列说法错误的是( )
A．反应①②在镀件上发生
B．H2O2既体现氧化性又体现还原性
C．当镀件上析出52 g单质铬时，电路中转移6 ml电子
D．电镀一段时间后，电极附近溶液的pH：阳极