第20讲 电解池 金属的电化学腐蚀与防护（能力训练）-2022年高考化学一轮复习讲练全能王（有答案）

第20讲  电解池  金属的电化学腐蚀与防护（能力训练）

一、选择题：（12个小题）

1．下列化学用语表述不正确的是

A．电解CuCl2溶液：Cu2++2Cl-Cu+Cl2↑

B．NaCl的形成过程：

C．HCl在水中电离：HCl=H++Cl-

D．NH4Cl在水中发生水解：+H2O⇌NH3·H2O+H+

2．某科研小组研究采用BMED膜堆(示意图如图)，模拟以精制浓海水为原料直接制备酸碱。BMED膜堆包括阳离子交换膜、阴离子交换膜和双极膜(A、D)。已知：在直流电源的作用下，双极膜内中间界面层发生水的解离，生成H＋和OH－。下列说法正确的是

A．电极a连接电源的负极

B．电解质溶液采用Na2SO4溶液可避免有害气体的产生

C．电极a每产生1 mol气体就有2 mol离子通过B膜

D．C为阴离子交换膜

3．下图是一套模拟工业生产的电化学装置。丙装置中两电极均为惰性电极，电解质溶液为KCl溶液，不考虑气体溶解，且钾离子交换膜只允许钾离子通过。下列说法正确的是

A．若甲装置中a、b均为惰性电极，一段时间后，两极均有气体产生，则加入CuO一定能使溶液复原

B．若甲装置中b为精铜，a为镀件，则可实现a上镀铜

C．丙装置可以制取KOH溶液，制得的KOH可以通过g口排出

D．当d电极消耗标准状况下1.12LO2时，丙装置中阳极室溶液质量减少14.9g

4．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是

A．1mol碘蒸气和1mol氢气在密闭容器中充分反应，生成的碘化氢分子数等于2NA

B．电解饱和食盐水时，若阴阳两极产生气体的总质量为73g，则转移电子数为NA

C．2mol NO与1mol O2在密闭容器中充分反应后的分子数为2NA

D．3mol NO2与H2O完全反应时转移的电子数为2NA

5．电解100mL含c(H+)=0.3mol/L的下列溶液，当电路中通过0.04mol电子时，理论上析出金属质量最大的是

A．0.10mol·L-1Ag+ B．0.20mol·L-1Cu2+ C．0.30mol·L-1Zn2+ D．0.40mol·L-1Pb2+

6．下列关于实验现象的描述不正确的是

A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面会出现气泡

B．用银片做阳极，铁片做阴极，电解硝酸银溶液，铁片表面会镀上一层银

C．把锌粒放入盛有稀硫酸的试管中，同时加入几滴硫酸铜溶液，气泡放出速率会加快

D．同种金属作为原电池的正极比作为电解池的阳极腐蚀得更快

7．利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是

A．电解时以精铜作阳极

B．电解时阴极发生氧化反应

C．粗铜连接电源负极，其电极反应式是Cu-2e-=Cu2+

D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥

8．我国科学家采用碳基电极材料成功实现了电解气态HCl制备Cl2，其工作原理如图所示。下列说法正确的是

A．电路中转移2mol电子，需要消耗11.2LO2

B．阳极的电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑

C．通电后H+从左室迁移至右室

D．左室中发生反应4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，实现了Fe3+的再生

9．下列说法正确的是

A．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法

B．用H2S作沉淀剂，可除去废水中的Fe2+和Cu2+

C．电解精炼铜时，阳极泥中含有Zn、Fe、Ag、Au等金属

D．将AgCl和AgBr的饱和溶液等体积混合，再加入足量的浓AgNO3溶液，AgCl沉淀少于AgBr

10．下列各变化中属于原电池反应的是

A．在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层

B．镀锌铁表面有划损时，也能阻止铁被氧化而生锈

C．将氯化铁溶液加热蒸干最终得不到氯化铁固体

D．浓硝酸比稀硝酸更能氧化金属铜

11．分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是

A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极

B．②中Mg作正极，其电极反应式为

C．③中Fe作负极，电极反应式为

D．④中Cu作正极，电极反应式为

12．下列各图所示装置能达到实验目的的是

A．图甲，验证铁的吸氧腐蚀

B．图乙，牺牲阳极的阴极保护法

C．图丙，在铁制品表面镀锌

D．图丁，测定盐酸的pH

二、填空题：

13．SO2是主要的大气污染气体，利用化学反应原理是治理污染的重要方法。工业上用Na2SO3吸收尾气中SO2使之转化为NaHSO3，再以SO2为原料设计原电池，然后电解(惰性电极)NaHSO3制取H2SO4，装置如下：

(1)甲图中A电极上的反应式为___________。

(2)甲图中B与乙图___________(填“C”或“D”)极相连，进行电解时乙图Z中Na＋向___________(填“Y”或“W”)中移动。

(3)该电解池阴极的电极反应式为___________；阳极的电极反应式为_________________。

14．电化学在工业生产中有重要作用

(1)某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的二氧化硫，将得到的Na2SO3溶液进行电解，其中阴阳膜组合电解装置如图一所示，电极材料为石墨。

①a表示_______离子交换膜(填“阴”或“阳”)。A—E分别代表生产中的原料或产品。其中C为硫酸，则A表示_______。

②阳极的电极反应式为_______。

(2)用惰性电极电解强酸性二氧化碳水溶液可得到乙烯，其原理如下图所示。

①b电极上的电极反应式为_______；

②该装置中使用的是_______(填“阴”或“阳”)离子交换膜。

(3)通过下图所示电解装置可将生成的NaHSO3转化为硫酸，电极材料皆为石墨。则C为_______(填物质名称)。若将阴离子交换膜换成阳子交换膜，写出阳极区域发生的电极反应_______。

(4)通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下：

①Pt电极上发生的是_______反应(填“氧化”或“还原”)

②写出NiO电极的电极反应式：_______。

15．为验证反应Fe3＋＋Ag⇌Fe2＋＋Ag＋，利用如图电池装置进行实验。

(1)由Fe2(SO4)3固体配制500 mL 0.1 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液，需要的仪器有胶头滴管、量筒、烧杯、玻璃棒、500 mL容量瓶、____(填写名称)；在烧杯中溶解固体时，先加入一定体积的____稀溶液，搅拌后再加入一定体积的水。

(2)电流表显示电流由银电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入____电极溶液中。

(3)根据(2)实验结果，可知石墨电极的电极反应式为_______，银电极的电极反应式为_______。因此，Fe3＋氧化性小于____。

(4)电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。如果盐桥中电解质为KNO3，反应一段时间后，可以观察到电流表指针反转，原因是_______。

16．Ⅰ.为探究原电池和电解池的工作原理，某研究性小组分别用如图所示装置进行实验。

(1)甲装置中，a电极的反应式为___________。

(2)乙装置中，阴极区产物为___________。

(3)丙装置是一种家用环保型消毒液发生器。外接电源a为___________(填“正”或“负”)极，该装置内发生反应的化学方程式为___________________。

(4)若甲装置作为乙装置的电源，一段时间后，甲中消耗气体与乙中产生气体的物质的量之比为_______(不考虑气体的溶解)。

Ⅱ.(1)1.镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是___________。

(2)利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。

若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于___________处。

若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为___________。

(3)如图是电沉积法制取金属Ni所使用的电解装置。

①在电解过程中C室可能发生的电极反应方程式为___________，___________

②电解一段时间后B室中氯化钠的浓度___________1%(填“大于”“小于”或“等于”)。

17．(1)依据反应：Cu2++Zn(s)=Zn2+(aq)+Cu(s)设计的原电池如下图甲所示。

①电极X的材料是___________；Y溶液可以是___________。

②Cu电极上发生的电极反应式是___________。

③电池放电时，电子从___________电极经电流计流向___________电极。(填电极材料)

④电池放电过程中，盛有饱和KCl琼脂溶胶的盐桥中，向ZnSO4溶液一端扩散的离子是 ___________。(填离子符号)

(2)钢铁发生电化学腐蚀可分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀，可以采用电化学手段进行防腐。

①写出钢铁在酸性较强的环境中发生电化学腐蚀的正极反应式：___________。

②为了减缓水库铁闸门被腐蚀的速率，可以采用下图乙所示的方案：

其中连接在铁闸门上的固体材料R可以采用___________(填写字母序号)。

A．铜     B．钠      C．锌        D．石墨

③图丙所示方案也可以减缓铁闸门的腐蚀速率，则石墨应连接直流电源的___________极。