1、电化学腐蚀与防护课时强化作业第 6 章 第 3 节 电解池金属的电化学腐蚀与防护 (时间 45 分钟满分 100 分)一、选择题(本题包括 12 小题，每小题 4 分，共 48 分)1为保护地下钢管不受腐蚀，可采取的措施有( )A与石墨棒相连 B与直流电源负极连接C与直流电源正极连接 D与铜板相连解析：金属 Fe 比 Cu 活泼，若与铜板、石墨棒相连，在适宜条件下组成原电池时，Fe 作负极，易被腐蚀；若与直流电源正极 连接， Fe 作电解池的阳极，加速腐蚀，A、C、 D 错。答案：B2某同学为了使反应 2HCl 2Ag=2AgClH 2能进行，设计了如图所示的四个实验，你认为可行的方案是( )
2、答案：C3(2012河南郑州盛同学校高三月考) 用惰性电极实施电解，下列说法正确的是( )A电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液 pH 不变B电解稀氢氧化钠溶液，要消耗 OH ，故溶液 pH 减小C电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为 12D电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为 11解析：电解稀硫酸和氢氧化钠溶液， 实质上是电解水， 电解 过程中溶液被浓缩，其 pH发生变化，A、B 项错误；电解硫酸钠溶液，其实质也是电解水，阴阳极上分别得到氢气和氧气，其物质的量之比为 21，C 项错误；电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出的物质分别是铜和氯气，其物质的量之
3、比 为 11，D 项正确。答案：D4用惰性电极分别电解以下各物质的水溶液：KCl、CuCl 2、 AgNO3、H 2SO4、KOH、Na 2SO4，在两极均产生气体，且体积比为 21 的是( )AKCl、AgNO 3 BAgNO 3、Na 2SO4、H 2SO4CCuCl 2、Na 2SO4、KOH DNa 2SO4、KOH 、H 2SO4解析：要求两个电极都产生气体，且要符合 21，阴极上 应该 是阳离子得电子，能生成气体的只有 H ，生成 H2。根据阴阳极得失电子相等，阳极 应该 生成一种气体：生成 1mol 气体需失去 4mol 电子，则只能是 O2。综合以上判断，这种情况属于电解水。根
4、据电解结果的判定为：Na 2SO4、KOH、H2SO4。答案：D5用石墨作电极电解 2molL1 的 NaCl 和 1molL1 的 MgSO4 混合溶液时，下列曲线合理的是( )解析：依据 2NaCl2H 2O2NaOHH 2Cl 2MgSO4 2NaOH=Mg(OH)2Na 2SO4，溶液起始及最 终 的 pH 均接近于 7，沉淀量从起始至最终应是先逐渐增加，后期保持不 变。故 D 项正确。答案：D6(2012北京育园中学高三入学测试) 化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是( )A电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为： 2Cl 2e =Cl2B氢氧燃料电
5、池的负极反应式为：O 22H 2O4e =4OHC粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu 2e =Cu2D钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式为： Fe2e =Fe2解析：燃料电池的负极为燃料发生失电子的氧化反应，B 项错误；精炼铜时，阳极为粗铜， C 项错误 ；铁发 生电化学腐蚀时，铁失去电子作负极，D 项错误。答案：A7(2011北京理综)结合下图判断，下列叙述正确的是 ( )A和中正极均被保护B和中负极反应均是 Fe2e =Fe2C和中正极反应均是 O22H 2O4e =4OHD和中分别加入少量 K3Fe(CN)6溶液，均有蓝色沉淀解析：形成原电池活泼金属作负极，正极均被保 护
6、， A 正确；中负极为活泼金属Zn，B 错误；中是酸性溶液， 电极反应式中不能有 OH 生成，C 错误；中无 Fe2 生成，所以无蓝色沉淀生成，D 错误。答案：A8如右图为用惰性电极电解 CuCl2 溶液，并验证其产物的实验装置，则下列说法不正确的是( )A电源 a 极为负极BKI淀粉溶液会变蓝C可以将惰性电极换为铜棒D惰性电极上发生的电极反应为： Cu2e =Cu2解析：根据实验装置，可以判断 电极产生氯气，即 a 极是 负极。 电极处产生氯气，KI淀粉溶液会变蓝。电极是阴极，用铜棒不会影响电解。答案：D9右图装置中，U 形管内为红墨水， a、b 试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁
7、块，放置一段时间。下列有关描述错误的是( )A生铁块中的碳是原电池的正极B红墨水柱两边的液面变为左低右高C两试管中相同的电极反应式是：Fe2e =Fe2Da 试管中发生了吸氧腐蚀，b 试管中发生了析氢腐蚀解析：Fe 与 C 及电解质溶液形成原 电池， Fe 是负极：Fe2e =Fe2 ；C 是正极，在 a中发生吸氧腐蚀，a 中压强减小； b 中发生析氢腐蚀，b 中压强 增大， 红墨水柱液面是左高右低。故选 B。答案：B10某同学用下图所示装置进行铜的电解精炼实验(粗铜中有锌、铁、镍、银等杂质，部分导线未画出)，下列说法正确的是 ( )Aa 应与 c 相连接，b 应与 d 相连接B电解一段时间，
8、b 与 d 两极析出物质的物质的量相等C电解一段时间，b 极附近溶液的 pH 降低D电解过程中，Y 装置中 Cu2 的浓度始终不变解析：a 为负极， 应与纯铜即与 d 极相连，b 为正极， 应与粗 铜即与 c 极相连，A 错误。b极析出 H2，而 d 极析出 Cu，B 正确。b 极附近溶液的 pH 升高，C 错误。 电解过程中，d 极析出 Cu，c 极溶解的不仅有 Cu，还有各种金属杂质，因而 Y 装置中 Cu2 的浓度是减小的， D错误。答案：B11(2011黄冈高三期末)如图所示的装置，通电一段时间后，测得甲池中某电极质量增加 2.16g，乙池中某电极上析出 0.24g 某金属，下列说法正
9、确的是( )A甲池 b 极上析出金属银，乙池 c 极上析出某金属B甲池 a 极上析出金属银，乙池 d 极上析出某金属C某盐溶液可能是 CuSO4 溶液D某盐溶液可能是 Mg(NO3)2 溶液解析：a：阴极；b：阳极；c ：阴极；d：阳极。A、 B 均不对，而 D 中，若 电解 Mg(NO3)2 溶液，实际上就是电解水，不会有固体析出； C 中通过计算可知 CuSO4 不足。答案：C12(2011浙江理综)将 NaCl 溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处
10、少。下列说法正确的是( )A液滴中的 Cl 由 a 区向 b 区迁移B液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O 22H 2O4e =4OHC液滴下的 Fe 因发生还原反应而被腐蚀，生成的 Fe2 由 a 区向 b 区迁移，与 b 区的OH 形成 Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈D若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加 NaCl 溶液，则负极发生的电极反应为：Cu2e =Cu2解析：根据液滴之下氧气含量比边缘少可知液滴下铁为负极，失电子生成亚铁离子，液滴外缘氧气得电子与水化合生成氢氧根， OH 与 Fe2 结合生成 Fe(OH)2，进而生成Fe2O3nH2O，阴离子移向 负极，A 项
11、错误，B 项正确；铁为负极，失电子发生氧化反应，C 项错误；铁比铜活泼，应为铁失电 子发生电极反应：Fe2e =Fe2 ，D 项错误。答案：B二、非选择题(本题包括 4 小题，共 52 分)13(12 分) 钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式为_。(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料 R 可以采用 _。(填序号)A铜 B钠C锌 D石墨(3)图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的_极。解析：(1)发生吸氧腐蚀时，
12、 负极上 Fe 失去电子，正极上 O2 得到电子。(2)铁闸门上连接一块比铁活泼的金属如 Zn，就可由 Zn 失去电子， Zn 被溶解，而 Fe 被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法。(3) 属于外加电流的保护法，需把被保护的铁闸门连接在电源的负极上。答案：(1)负极：2Fe4e =2Fe2正极：O 22H 2O4e =4OH(2)C(3)负14(14 分)(2011重庆巫山中学高三开学摸底)现有 Cu2 、Cl 、Na 、SO 42 、Zn 2 两两组成的电解质溶液若干种，可选用铜电极、铂电极、锌电极进行电解实验。(1)以铜为阳极电解_或_溶液，均可得到氢氧化物沉淀。(2)要使电解过程中溶质的组
13、成和质量不变，而溶液浓度增大，又无浑浊，应以_为阳极电解_溶液。(3)要使电解过程中溶液浓度改变，而溶剂质量不变，应以铂电极为阳极电解_溶液，或以_为阳极电解_溶液。(4)使反应 Cu2H 2O=Cu(OH)2H 2得以进行而不发生其他反应，可选用_为阳极电解_或_溶液。(5)以铜为阳极电解 ZnSO4 溶液，阴极上一般有 _逸出，在 _极区首先会有_色沉淀，电解时间较长时，会有_色沉淀出现。解析：(1)以铜为阳极电解时，铜失去电子生成 Cu2 进入溶液，只要阴极产生 H2 和OH 即可生成 Cu(OH)2 沉淀，故 电解质溶液可以是 NaCl 溶液或 Na2SO4 溶液。(2)根据题意电解的
14、实质应为电解水，故应以惰性电极电解 Na2SO4 溶液。(3)根据题意水不参加电极反应。可以是电解电解质本身的，此时需要惰性电极电解CuCl2 溶液，也可以是以 Zn 作阳极电解 CuCl2(或 CuSO4)溶液。(4)根据题意阳极为铜失电子，而阴极为 H 放电。(5)以铜为阳极电解 ZnSO4 溶液 时，阳极为铜失电子生成 Cu2 进入溶液，阴极 则为 H放电生成 H2 和 OH ，而 OH 与 Zn2 结合生成白色沉淀，当电解时间较长，生成的 Cu2 较多时，会产生 Cu(OH)2 沉淀。答案：(1)NaClNa 2SO4(2)铂 Na2SO4(3)CuCl2ZnCuCl2(或 CuSO4
15、)(4)CuNaClNa2SO4(5)H2 阴白蓝15(12 分)(2011安徽白云中学)某课外活动小组同学用右图装置进行实验，试回答下列问题。(1)若开始时开关 K 与 a 连接，则 B 极的电极反应式为_。(2)若开始时开关 K 与 b 连接，则 B 极的电极反应式为_ ，总反应的离子方程式为_。有关上述实验，下列说法正确的是(填序号)_ 。溶液中 Na 向 A 极移动从 A 极处逸出的气体能使湿润 KI 淀粉试纸变蓝反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度若标准状况下 B 极产生 2.24L 气体，则溶液中转移 0.2mol 电子解析：(1)若开始时开关 K 与 a 连接， 为
16、铁的吸氧腐蚀。(2)若开始时开关 K 与 b 连接，则为铁作阴极电解氯化钠溶液，A 极( 阳极)产生氯气。注意溶液导电是阴、阳离子定向移 动形成电流， 电子不能进入溶液。答案：(1)Fe2e =Fe2(2)2H 2e =H22Cl 2H2O2OH H 2Cl 216(14 分) 下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放 100g5.00%的 NaOH溶液、足量的 CuSO4 溶液和 100g10.00%的 K2SO4 溶液，电极均为石墨电极。(1)接通电源，经过一段时间后，测得丙中 K2SO4 浓度为 10.47%，乙中 c 电极质量增加。据此回答问题：电源的 N 端为_极；电极 b 上
17、发生的电极反应为_；列式计算电极 b 上生成的气体在标准状况下的体积：_；电极 c 的质量变化是_g；电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：甲溶液_；乙溶液_；丙溶液_；(2)如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？_。解析：(1)乙中 c 电极质量增加，说明 c 处发生的反应为：Cu 2 2e =Cu，c 电极应为阴极，则 M 为负极，N 为正极。 甲中盛放的是 NaOH 溶液，电解时实质上是电解水，b电极上的电极反应为：4OH 4e =2H2OO 2。而要计算出 b 电极上产生气体的体积，就必须先根据丙中 K2SO4浓度的 变化计算出转移电子的物质的量。设丙
18、中电解水的质量为xg，由电解前后溶 质质量相等可得：10010% (100x)10.47%，x4.5g，所以整个反应转移了 0.5mol 电子，根据电极方程式可计算出 b 电极放出的 O2为 0.125mol，其体积为2.8L，c 电极上析出的铜为 0.25mol，其质量为 16g。甲中 电解的是水，NaOH 浓度增大；乙中水电离出来的 OH 放电 H 浓度增大；丙中电解的也是水，虽然 K2SO4浓度变大，但 pH 不变。(2)铜全部析出时溶液变为 H2SO4 溶液， 电解仍可以进行。答案：(1)正4OH 4e =2H2OO 2水减少的质量：100g 4.5g(1 10.00%10.47%)生成 O2 体积： 22.4L/mol2.8L4.5 g18 g/mol 1216碱性增大，因为电解后，水量减少，溶液中 NaOH 浓度增大酸性增大，因为电解后生成 H2SO4，溶液中 H 离子浓度增大酸碱性大小没有变化，因为 K2SO4 是强酸强碱盐，浓度增加不影响溶液的酸碱性(2)能继续进行，因为 CuSO4 溶液已转变为 H2SO4 溶液，反应也就变为水的电解反应
