新教材2022届新高考化学人教版一轮课时作业：19　电解池　金属的腐蚀与防护

这是一份新教材2022届新高考化学人教版一轮课时作业：19　电解池　金属的腐蚀与防护，共10页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题
1．要实现反应：Cu＋2HCl===CuCl2＋H2↑，设计了下列四个实验，你认为可行的是( )
2．关于如图装置说法正确的是( )
A．装置中电子移动的途径是：负极→Fe→M溶液→石墨→正极
B．若M为NaCl溶液，通电一段时间后，溶液中可能有NaClO
C．若M为FeCl2溶液，可以实现石墨上镀铁
D．若M是海水，该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”使铁不被腐蚀
3．研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是( )
A．d为石墨，铁片腐蚀加快
B．d为石墨，石墨上电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．d为锌块，铁片不易被腐蚀
D．d为锌块，铁片上电极反应为：2H＋＋2e－===H2↑
4．下列装置的线路接通后，经过一段时间，溶液的pH值明显下降的是( )
5．下列有关电化学装置的说法正确的是( )
A．用图1装置处理银器表面的黑斑(Ag2S)，银器表面发生的反应为Ag2S＋2e－===2Ag＋S2－
B．用图2装置电解一段时间后，铜电极部分溶解，溶液中铜离子的浓度基本不变
C．图3装置中若直流电源的X极为负极，则该装置可实现粗铜的电解精炼
D．图4装置中若M是铜，则该装置能防止铁被腐蚀
6．用石墨电极完成下列电解实验。
下列对实验现象的解释或推测不合理的是( )
A．a、d处：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
B．b处：2Cl－－2e－===Cl2↑
C．c处发生了反应：Fe－2e－===Fe2＋
D．根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜
7．电浮选凝聚法处理污水的原理如图所示。电解过程生成的胶体能使污水中的悬浮物凝聚成团而除去，电解时阳极也会产生少量气体。下列说法正确的是( )
A．可以用铝片或铜片代替铁片
B．阳极产生的气体可能是O2
C．电解过程中H＋向阳极移动
D．若污水导电能力较弱，可加入足量硫酸
8．用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，将所得的混合液进行电解循环再生，这种新工艺叫再生循环脱硫法。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示，则下列有关说法中正确的是( )
A．X为直流电源的正极，Y为直流电源的负极
B．阳极区pH减小
C．图中的bD．阴极的电极反应为HSOeq \\al(－,3)－2e－＋H2O===SOeq \\al(2－,4)＋3H＋和SOeq \\al(2－,3)－2e－＋H2O===SOeq \\al(2－,4)＋2H＋
9．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
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
10．普通电解精炼铜的方法所制备的铜中仍含杂质，利用下面的双膜(阴离子交换膜和过滤膜)电解装置可制备高纯度的Cu。下列有关叙述中正确的是( )
A．电极a为粗铜，电极b为精铜
B．甲膜为过滤膜，可阻止阳极泥及漂浮物杂质进入阴极区
C．乙膜为阴离子交换膜，可阻止杂质阳离子进入阴极区
D．当电路中通过1ml电子时，可生成32g精铜
11．研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2－CaO作电解质，利用图示装置获得金属钙，并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛。下列说法中正确的是( )
A．将熔融CaF2－CaO换成Ca(NO3)2溶液也可以达到相同目的
B．阳极的电极反应式为：C＋2O2－－4e－===CO2↑
C．在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量减少
D．石墨为阴极
12．厨房垃圾发酵液可通过电渗析法处理，同时得到乳酸的原理如图所示(图中HA表示乳酸分子，A－表示乳酸根离子)。下列说法正确的是( )
A．通电后，阳极附近pH增大
B．电子从负极经电解质溶液回到正极
C．通电后，A－通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室
D．当电路中通过2ml电子的电量时，会有1ml的O2生成
二、非选择题
13．可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如图。通过控制开关连接K1或K2，可交替得到H2和O2。
①制H2时，连接________。
产生H2的电极反应式是________________________________________________________________________。
②改变开关连接方式，可得O2。
③结合①和②中电极3的电极反应式，说明电极3的作用：________________________________________________________________________。
14．KIO3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题：
(1)KIO3的化学名称是________。
(2)利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如下图所示：
“酸化反应”所得产物有KH(IO3)2、Cl2和KCl。“逐Cl2”采用的方法是__________________。“滤液”中的溶质主要是________。“调pH”中发生反应的化学方程式为__________________。
(3)KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。
①写出电解时阴极的电极反应式________________________________________________________________________。
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为
________________________________________________________________________，
其迁移方向是________。
③与“电解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之处有______________________(写出一点)。
课时作业19 电解池 金属的腐蚀与防护
1．解析：铜与盐酸不能直接反应，由于不是能自发进行的氧化还原反应，故不能设计成原电池，即A、B选项不符合；由于铜失去电子，故铜作阳极，与电源的正极相连，选项C符合。
答案：C
2．解析：装置中电子移动的途径是：负极→Fe电极，然后是溶液中的阴离子在阳极(石墨)放电→电源的正极，A错误；若M为NaCl溶液，通电一段时间后，阳极产生Cl2，溶液中的NaOH与阳极产生的Cl2发生反应生成NaCl和NaClO，所以溶液中可能有NaClO，B正确；若M为FeCl2溶液，在阳极，溶液中的Fe2＋失去电子变为Fe3＋，所以不可能实现石墨上镀铁，C错误；若M是海水，该装置是电解池，是通过外加电流的阴极保护法使铁不被腐蚀，不是通过“牺牲阳极的阴极保护法”，D错误。
答案：B
3．解析：A项，当d为石墨时，铁片为负极，腐蚀加快，正确；B项，当d为石墨时，石墨为原电池的正极，其电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，正确；C项，当d为锌块时，铁片为原电池的正极而受到保护，称为牺牲阳极的阴极保护法，正确；D项，当d为锌块时，铁片为正极，电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，错误。
答案：D
4．解析：A项，该装置是原电池装置，H＋放电生成氢气，溶液的pH增大，错误；B项，该装置是电解池，Cu＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))Cu(OH)2＋H2↑，氢氧根离子浓度增大，溶液的pH增大，错误；C项，电解食盐水，生成氢氧化钠使溶液的pH增大，错误；D项，电解硫酸铜实质是电解水和硫酸铜，水中的氢氧根离子放电使溶液中的氢离子浓度增大，溶液的pH减小，正确。
答案：D
5．解析：题图1装置中，银器、铝与食盐水构成原电池，银器是正极，银器上的Ag2S发生还原反应生成银，A项正确；题图2装置中，铜电极是阴极，铜不参与电极反应，B项错误；题图3装置中若X极为负极，则粗铜是阴极，电解精炼铜时粗铜应作阳极，C项错误；题图4装置中，铁作负极，铁被腐蚀，D项错误。
答案：A
6．解析：A项，a、d处试纸变蓝，说明溶液显碱性，是溶液中的氢离子得到电子生成氢气，氢氧根离子剩余造成的，正确；B项，b处变红，局部褪色，说明是溶液中的氯离子放电生成氯气同时与H2O反应生成HClO和H＋，Cl－－2e－＋H2O===HClO＋H＋，错误；C项，c处为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，正确；D项，实验一中ac形成电解池，bd形成电解池，所以实验二中形成3个电解池，n(右面)有气泡生成，为阴极产生氢气，n的另一面(左面)为阳极产生Cu2＋，Cu2＋在m的右面得电子析出铜，正确。
答案：B
7．解析：电解原理是铁作阳极发生氧化反应生成Fe2＋，阴极水中H＋放电生成H2，阳极区生成胶体吸附水中悬浮杂质沉降而净水。A项，铜盐无净水作用，错误；B项，阳极可能有少量OH－放电，正确；C项，H＋在阴极放电，错误；D项，加入的硫酸会与胶体反应，错误。
答案：B
8．解析：由图可知，亚硫酸氢根离子向Pt(Ⅱ)极移动，则Pt(Ⅱ)是阳极，则Y是电源的正极，X是电源的负极，A错误；阳极发生氧化反应，则HSOeq \\al(－,3)、SOeq \\al(2－,3)失去电子生成SOeq \\al(2－,4)和H＋，阳极区H＋浓度增大，pH减小，B正确；根据以上分析，阳极区SOeq \\al(2－,3)失去电子生成SOeq \\al(2－,4)和H＋，则图中出来的硫酸的质量分数大于加入的硫酸的质量分数，所以b>a，C错误；阴极发生还原反应，氢离子得到电子生成氢气，D错误。
答案：B
9．解析：电极反应式为
阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
阴极：Ni2＋＋2e－===Ni
2H＋＋2e－===H2↑
A项正确；B项，由于C室中Ni2＋、H＋不断减少，Cl－通过阴离子膜从C室移向B室，A室中OH－不断减少，Na＋通过阳离子膜从A室移向B室，所以B室中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大，错误；C项，由于H＋的氧化性大于Ni2＋(低浓度)的氧化性，所以为了提高Ni的产率，电解过程需要控制废水的pH，正确；D项，若去掉阳离子膜，在阳极Cl－首先放电生成Cl2，反应总方程式发生改变，正确。
答案：B
10．解析：由题意结合电解原理可知，电极a是阴极，为精铜，电极b是阳极，为粗铜，A项错误；甲膜为阴离子交换膜，可阻止杂质阳离子进入阴极区，B项错误；乙膜为过滤膜，可阻止阳极泥及漂浮物杂质进入阴极区，C项错误；当电路中通过1ml电子时，可生成0.5ml精铜，其质量为32g，D项正确。
答案：D
11．解析：由图可知，石墨为阳极，阳极上的电极反应式为C＋2O2－－4e－===CO2↑，钛网电极是阴极，阴极上的电极反应式为：2Ca2＋＋4e－===2Ca，钙还原二氧化钛反应方程式为：2Ca＋TiO2===Ti＋2CaO。
答案：B
12．解析：由图示判断左侧为阳极，右侧为阴极，阳极电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，氢离子浓度增大，pH减小，A错误；电子从电源的负极到电解池的阴极，由阳极回到电源的正极，电子不能进入电解质溶液，电解质溶液中靠离子传递电荷，B错误；氢离子由阳极室进入浓缩室，A－由阴极室进入浓缩室，得到乳酸，C正确；由电极反应式2H2O－4e－===O2↑＋4H＋可知，当电路中通过2ml电子的电量时，会有0.5ml的O2生成，D错误。
答案：C
13．解析：①控制开关连接K1时，电极1作阴极，H2O在电极周围放电产生H2。③开关连接K1时，电极3作阳极，Ni(OH)2被氧化为NiOOH；开关连接K2时，电极3作阴极，NiOOH被还原为Ni(OH)2。
答案：①K1 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
③制H2时，电极3发生反应：Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O。制O2时，上述电极反应逆向进行，使电极3得以循环使用
14．解析：(1)KIO3的名称为碘酸钾。(2)Cl2是一种易挥发且溶解度不大的气体，可通过加热法去除溶液中溶解的Cl2。加入KOH溶液“调pH”使KH(IO3)2转化为KIO3：KH(IO3)2＋KOH===2KIO3＋H2O。(3)①电解法制备KIO3时，H2O在阴极得到电子，发生还原反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑或2H＋＋2e－===H2↑。②电解池中阳离子向阴极移动，即由电极a向电极b迁移，阳离子交换膜只允许阳离子通过，故主要是K＋通过阳离子交换膜。③根据工艺流程分析，KClO3氧化法生成的Cl2有毒，且在调pH时加入KOH的量不易控制，另外，生成的KIO3中杂质较多。
答案：(1)碘酸钾
(2)加热 KCl KH(IO3)2＋KOH===2KIO3＋H2O(或HIO3＋KOH===KIO3＋H2O)
(3)①2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑(或2H＋＋2e－===H2↑)
②K＋ 由a到b
③产生Cl2，易污染环境等实验一
实验二
装置
现象
a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c处无明显变化
两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气泡产生；……