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葫芦岛一高中课外拓展训练 高一年级化学学科
电解原理的应用和金属的电化学腐蚀与防护
一、选择题
1．下列描述中，不符合生产实际的是( )
A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极 B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极
C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极 D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极
2．三氧化二镍(Ni2O3)可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5，加入适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO－，把二价镍氧化为三价镍。以下说法正确的是( )
A．可用铁作阳极材料
B．电解过程中阳极附近溶液的pH升高
C．阴极反应方程式为：2Cl－－2e－===Cl2↑
D．1 mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了1 mol电子
3．将Fe片和Zn片放在盛有NaCl溶液(其中滴入酚酞)的表面皿中，如图所示，最先观察到变红的区域是( )
A．Ⅰ和Ⅲ B．Ⅰ和Ⅳ
C．Ⅱ和Ⅲ D．Ⅱ和Ⅳ
4．下列关于铜电极的叙述正确的是( )
A．铜锌原电池中铜是负极
B．用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极
C．在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极
D．电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极
5．下列叙述中错误的是( )
A．电解池的阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应
B．原电池跟电解池连接后，电子从原电池负极流向电解池阳极
C．电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化反应
D．电解饱和食盐水时，阴极得到氢氧化钠溶液和氢气
6．在盛有饱和Na2CO3溶液的烧杯中插入惰性电极进行电解，若温度始终不变，则通电一段时间后，下列说法中不正确的是( )
A．溶液的pH不变 B．溶液中Na2CO3的物质的量不变
C．Na2CO3溶液的浓度不变，水解程度不变 D．溶液中水分子数与CO32－的比值将不变
7．在铁制品上镀上一定厚度的锌层，以下设计方案中正确的是( )
A．锌作阳极，镀件作阴极，溶液含有锌离子
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B．铂作阴极，镀件作阳极，溶液含有锌离子
C．铁作阳极，镀件作阴极，溶液含有亚铁离子
D．锌作阴极，镀件作阳极，溶液含有锌离子
8．将0.2 mol AgNO3、0.4 mol Cu(NO3)2、0.6 mol KCl溶于水，配成100 mL溶液，用惰性电极电解一段时间后，若在一极析出0.3 mol Cu，此时在另一极上产生的气体体积(标准状况)为 ( )
A．4.48 L B．5.6 L C．6.72 L D．7.84 L
9．如图乙所示是根据图甲的电解池进行电解时，某个量(纵坐标x)随时间变化的函数图像(各电解池都用石墨作电极，不考虑电解过程中溶液浓度变化对电极反应的影响)，这个量x表示( )
A．各电解池析出气体的体积 B．各电解池阳极质量的增加量
C．各电解池阴极质量的增加量 D．各电极上放电的离子总数
10．下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是( )
A．纯银器表面在空气中因电化学腐蚀渐渐变暗
B．当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用
C．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
D．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀
11．有关金属腐蚀的论述，正确的是( )
A．金属的腐蚀一定伴有电流的产生
B．Fe在干燥的氯气里比在潮湿的空气里更易被腐蚀
C．发生化学能转变为电能的腐蚀时较活泼的金属总是作正极而被腐蚀
D．发生电化学腐蚀时都有能量的转变，且被腐蚀的金属总是失电子
12．铜板上的铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示，下列有关说法中，不正确的是( )
A．正极电极反应式为：2H＋＋2e－===H2↑
B．此过程中还涉及到反应：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3
C．此过程中铜并不被腐蚀
D．此过程中电子从Fe移向Cu
13．镀锌铁在发生析氢腐蚀时，若有0.2 mol电子发生转移，
下列说法正确的是( )
①有5.6 g金属被腐蚀 ②有6.5 g金属被腐蚀
③在标准状况下有2.24 L气体放出 ④在标准状况下有1.12 L气体放出
A．①② B．②③ C．①④ D．③④
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14．钢铁的锈蚀过程中，下列五种变化可能发生的是( )
①Fe由＋2价转化为＋3价 ②O2被还原 ③H＋被还原 ④有Fe2O3·xH2O生成 ⑤杂质碳被氧化除去
A．①② B．③④ C．①②③④ D．①②③④⑤
15．埋在地下的铸铁输油管道，在下列各种情况下，被腐蚀速率最慢的是( )
A．在含铁元素较多的酸性土壤中 B．在潮湿疏松的碱性土壤中
C．在干燥致密不透气的土壤中 D．在含碳粒较多，潮湿透气的中性土壤中
16．相同材质的铁在图中的四种情况下最不易被腐蚀的是( )
17．下列叙述不正确的是( )
A．往下水道中倾倒硫酸铜溶液，会进一步加快铁质管道的腐蚀
B．在空气中，钢铁的表面涂一层油脂或油漆，可以减慢钢铁的腐蚀
C．镁与稀盐酸反应剧烈，加入醋酸钠晶体可以减慢反应速率
D．铜放入稀硫酸中，再加入FeSO4可以加快铜与稀硫酸的反应速率
18．目前，脱氧保鲜剂已广泛用于食品保鲜、粮食及药材防虫、防霉等领域。含铁脱氧剂利用铁易被氧化的性质，完全吸收包装内的氧，从而对包装内的物品起到防氧化作用。当脱氧剂变成红棕色时，则失效。下表是一种含铁脱氧保鲜剂的配方：
主要原料
用量
含碳4%的铸铁粉
80 g
滑石粉
40 g
食盐
4 g
乙醇
适量
下列反应式中与铁脱氧原理无关的是( )
A．Fe－2e－===Fe2＋
B．C＋O2===CO2
C．4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
D．2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O
二、非选择题
19．电解原理在化学工业中有广泛的应用。右图表示一个电解池，装有电解质溶液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：
(1)若X、Y都是惰情电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞溶液，则电解池中X极上的电极反应式为________。在X极附近观察到的实验现象是________。Y电极上的电极反应式为________，检验该电极反应产物的方法是________。
(2)如果用电解的方法精炼粗铜，电解质溶液a选用CuSO4
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溶液，则X电极的材料是________，电极反应式为________。Y电极的材料是________，电极反应式为________(杂质发生的电极反应不必写出)。
20．铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答：
(1)工业冶炼铝的化学方程式是________。
(2)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是________。
(3)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，其工作原理如图所示。
①该电解槽的阳极反应式是________________________。
②通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因：______________________。
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口________(填写“A”或“B”)导出。
21．冶炼铜矿石所获得的铜通常含有锌、铁、镍、银、金和铂等微量杂质，俗称粗铜。工业上通常通过电解法除去这些杂质制得精铜，提高铜的使用价值，扩大铜的应用范围。
几种金属的相对原子质量是：Fe—56，Ni—59，Cu—64，Zn—65，Ag—108，Au—197。
请回答下列问题：
(1)一般来说，电解精炼铜的初始电解质溶液里的阳离子是________，写出铜的电解精炼过程中的阴极反应式______________________。
(2)如果转移0.020 mol e－，下列说法中一定正确的是________。
①阴极质量增加0.64 g ②阳极质量减少0.64 g ③电解质溶液的质量保持不变 ④电解质溶液的温度保持不变
22． A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸，如下图所示：
(1)A中反应的离子方程式是 。
(2)B中Sn极的电极反应式为 ，Sn极附近溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)C中被腐蚀的金属是________，总反应的离子方程式是 ，比较A、B、C中铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是________。
23．如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：
序号
内容
实验现象
1
常温下将铁丝放在干燥空气中一个月
干燥的铁丝表面依然光亮
2
常温下将铁丝放在潮湿空气中一小时
铁丝表面依然光亮
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3
常温下将铁丝放在潮湿的空气中一个月
铁丝表面已变得灰暗
4
将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一小时
铁丝表面略显灰暗
5
将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时
铁丝表面已变得灰暗
6
将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时
铁丝表面灰暗程度比实验5严重
回答以下问题：
(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号)________；在电化学腐蚀中，负极反应是
____________________________________；正极反应是___________________________。
(2)由该实验可知，可以影响铁锈蚀速率的因素是_______________________________。
(3)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是_____________________________(答两种方法)。
24．铁生锈是比较常见的现象，某实验小组为研究铁生锈的条件，设计了以下快速、易行的方法：首先检查制氧装置的气密性，然后按下图连接好装置，点燃酒精灯给药品加热，持续3 min左右，观察到的实验现象为：
①直试管中用蒸馏水浸过的光亮铁丝表面
颜色变得灰暗，发生锈蚀
②直试管中干燥的铁丝表面依然光亮，没有
发生锈蚀
③烧杯中潮湿的铁丝表面依然光亮。
试完成下列问题：
(1)由于与金属接触的介质不同，金属腐蚀分成不同类型，本实验中铁生锈属于________，能表示其原理的反应方程式为 。
(2)仪器A的名称为________，其中装的药品可以是________，其作用是 。
(3)由此实验可知，该类铁生锈的条件为________。决定铁生锈快慢的一个重要因素是________。
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