2018届高考化学大一轮复习课时提升作业 十九 第六章 化学反应与能量6.3 Word版含解析.doc

由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 温馨提示：‎ ‎ 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。‎ 课时提升作业 十九 电解池　金属的电化学腐蚀与防护(A)‎ ‎(45分钟　100分)‎ 一、选择题(本题包括7小题，每题6分，共42分)‎ ‎1.(2017·赤峰模拟)下列描述中，不符合生产实际的是(　　)‎ A.一元硬币材料为钢芯镀镍，硬币制作时，钢芯应作阴极 B.合金的熔点都低于它的成分金属，合金的耐腐蚀性也不一定比其成分金属强 C.电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极 D.铜板上的铁铆钉处在潮湿的空气中直接发生反应：Fe-3e-Fe3+，继而形成铁锈 ‎【解析】选D。钢芯镀镍硬币制作时，镍作阳极，钢芯应作阴极，A正确；合金的熔点都低于它的成分金属，合金的耐腐蚀性也不一定比其成分金属强，B正确；电解饱和食盐水用涂镍碳钢网作阴极，C正确；铜板上的铁铆钉处在潮湿的空气中发生电化学腐蚀：Fe-2e-Fe2+，D错误。‎ ‎【易错提醒】铁锈的形成过程：‎ 负极：Fe-2e-Fe2+，正极：2H2O+O2+4e-4OH-‎ 总反应：2Fe+2H2O+O22Fe(OH)2，Fe(OH)2继续与空气中的O2反应：‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3，2Fe(OH)3Fe2O3·xH2O(铁锈)+(3-x)H2O。‎ ‎2.(2017·九江模拟)某同学设计了图示装置除去H2中少量的CO，闭合K时，则下列说法正确的是(　　)‎ A.电极Ⅰ为原电池的负极，电极Ⅲ为电解池的阳极 B.电极Ⅳ生成的氢气与电极Ⅰ消耗的氢气一样多 C.电流由电极Ⅰ经导线流向电极Ⅳ D.电极Ⅱ的电极反应：4OH--4e-O2↑+2H2O ‎【解析】选A。电极Ⅰ通入的是H2、CO为原电池的负极，电极Ⅲ为电解池的阳极，A正确；电极Ⅰ通入的H2、CO均失去电子，而电极Ⅳ只有H+得电子生成氢气，电极Ⅳ生成的氢气与电极Ⅰ消耗的氢气不一样多，B错误；电子由电极Ⅰ经导线流向电极Ⅳ，C错误；电极Ⅱ的电极反应：O2+4e-+2H2O4OH-，D错误。‎ ‎3.研究电化学腐蚀及防护的装置如右图所示。下列有关说法错误的是(　　)‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 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↑‎ ‎【解析】选D。铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，加快腐蚀，A正确。d为石墨，发生的是吸氧腐蚀，B正确。若d为锌块，Zn为原电池负极，Fe为正极，被腐蚀的是Zn，铁得到保护，C正确。d为锌块，在铁片上电极反应为 O2+2H2O+4e-4OH-，D错误。‎ ‎4.(2017·阳泉模拟)已知高能锂电池的总反应式为2Li+FeS Fe+Li2S[LiPF6·SO(CH3)2为电解质]，用该电池为电源进行如图的电解实验，电解一段时间测得甲池产生标准状况下H‎24.48 L。下列有关叙述不正确的是(　　)‎ A.从隔膜中通过的离子数目为0.4NA 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 B.若电解过程体积变化忽略不计，则电解后甲池中溶液浓度为4 mol·L-1‎ C.A电极为阳极 D.电源正极反应式为FeS+2Li++2e-Fe+Li2S ‎【解析】选C。甲池产生氢气接原电池负极，A为阴极，n(H2)==0.2 mol，转移0.4 mol电子，生成0.4 mol OH-，隔膜通过K+数为0.4NA，A正确，C错误；甲池c(OH-)==4 mol·L-1，电解后甲池中溶液浓度为4 mol·L-1，B正确；根据反应FeS+2LiFe+Li2S知，Li为原电池负极，FeS被还原生成Fe，正极反应方程式为FeS+2Li++2e-Fe+Li2S，D正确。‎ ‎【加固训练】‎ 如图为离子交换膜法电解饱和食盐水的原理示意图，下列说法正确的是(　　)‎ A.直流电源的左侧为负极 B.从E口逸出的气体是H2，从C口出来的溶液为NaOH溶液 C.粗盐水中含Ca2+、Mg2+、Fe3+、S等离子，精制时先加Na2CO3溶液 D.标准状况下，每生成‎22.4 L Cl2，便产生2 mol NaOH 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎【解析】选D。电解池中阳离子移向阴极，右侧是阴极，接电源负极，F口生成H2，氯气在左边E口生成，A、B错误；粗盐水精制时氯化钡加在Na2CO3溶液之前，C错误；标准状况下每生成‎22.4 L Cl2，便产生2 mol NaOH，D正确。‎ ‎5.工业上用惰性电极电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7。下列说法错误的是(　　)‎ A.右侧电极连接电源的正极 B.阴极区溶液的pH增大 C.阳极电极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-‎ D.在阳极区域发生2Cr+2H+Cr2+H2O ‎【解析】选C。据NaOH溶液浓度变化及Na+交换膜知，左侧为阴极区，右侧为阳极区，则右侧连接电源的正极，A正确；阴极2H2O+2e-H2↑+2OH-，c(OH-)增大，pH增大，B正确；阳极4OH--4e-O2↑+2H2O，C错误；由于阳极附近的OH-不断放电，所以阳极区域呈酸性，发生2Cr+2H+Cr2+H2O，D正确。‎ ‎6.(2017·石家庄模拟)在右图A池用石墨电极电解pH=13的NaOH溶液100 mL，B池为模拟电解精炼铜的装置，其中c电极为纯铜，d电极为粗铜(含有杂质Fe、Ag)，溶液是足量CuSO4溶液，‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 通电一段时间后停止电解，A池a极上产生的气体在标准状况下为‎2.24 L，下列说法正确的是　世纪金榜导学号30682318(　　)‎ A.d电极质量一定减少‎6.4 g B.c电极质量一定增加‎6.4 g C.A池pH不变 D.A池溶液质量减少‎3.6 g ‎【解析】选B。A池中电解NaOH溶液产生H2和O2，其中a中气体体积是b中2倍，故a中产生的是H2，则电源左侧为负极，右侧为正极。电解精炼铜时粗铜作阳极，精铜作阴极，即d为阳极，c为阴极，则a、b分别为阴极和阳极。a极产生0.1 mol H2，则流经各电极的电子均为0.2 mol，d极粗铜含有杂质Fe、Ag，质量减少不等于‎6.4 g，A错误；而阴极只有Cu2+得电子，质量增加一定为‎6.4 g，B正确；A池实质上是电解水，NaOH浓度变大，pH变大，溶液质量减少‎1.8 g，C、D错误。‎ ‎【加固训练】‎ ‎(2017·吉安模拟)某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为3∶1。滴入几滴石蕊溶液后，‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 用石墨作电极电解该混合溶液，根据电极产物，电解过程可明显分为三个阶段。下列叙述错误的是(　　)‎ A.阴极自始至终只产生H2‎ B.电解过程中，溶液颜色呈现红色→紫色→蓝色的变化 C.电解过程中，Na+和S的物质的量浓度保持不变 D.第一阶段中阴、阳两极产生的气体混合引燃后，恰好完全反应得到HCl ‎【解析】选C。阴极一直是2H++2e-H2↑，A正确；随电解的进行，溶液由酸性变为中性，最终变为碱性，B正确；电解的最后阶段实质是电解水，Na+和S的浓度均变大，C错误；第一个阶段分别是H+、Cl-放电，据电子守恒知，生成的氢气和氯气物质的量相等，引燃恰好完全反应生成氯化氢，D正确。‎ ‎7.(能力挑战题)(2016·北京高考)用石墨电极完成下列电解实验。‎ 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；……‎ 下列对实验现象的解释或推测不合理的是　世纪金榜导学号30682319(　　)‎ A.a、d处：2H2O+2e-H2↑+2OH-‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 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 ‎【解析】选B。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，故A正确；b处变红，局部褪色，说明是溶液中的氢氧根和氯离子同时放电，分别产生氧气和氯气，氢离子浓度增大，酸性增强，氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性，故B错误；c处为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，故C正确；实验一中a、c形成电解池，d、b形成电解池，所以实验二中相当于形成三个电解池(一个球两面为不同的两极)，m为电解池的阴极，另一球朝m的一面为阳极(n的背面)，相当于电镀，即m上有铜析出，故D项正确。‎ ‎【易错提醒】‎ ‎(1)由实验一的现象，推理可知a、b、c、d分别为阴极、阳极、阳极、阴极。‎ ‎(2)通过实验一、二的现象可以分析出这是多个“串联电路的电解池”，实验一的图可以表示如下：‎ 二、非选择题(本题包括4小题，共58分)‎ ‎8.(12分)以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成燃料电池，‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 采用电解法制备Fe(OH)2，装置如图所示，其P端通入CO2。‎ ‎(1)石墨Ⅰ电极上的电极反应式为______________________________________。‎ ‎(2)通电一段时间后，右侧玻璃管中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色，则下列说法中正确的是________(填序号)。‎ A.X、Y两端都必须用铁作电极 B.可以用NaOH溶液作电解液 C.阴极发生的反应是2H++2e-H2↑‎ D.白色沉淀只能在阳极上产生 ‎(3)若将所得Fe(OH)2沉淀暴露在空气中，则其颜色变化为________，该反应的化学方程式为________________________________________________________‎ ‎___________________________________________________________________。‎ ‎【解析】(1)石墨Ⅰ电极为负极，H2发生氧化反应，且C向负极移动参与反应。‎ ‎(2)电解法制备Fe(OH)2，阳极(Y)必须用Fe作电极，阴极(X)可以不用Fe作电极，A错误；电解质溶液可以为碱溶液，B正确；阴极上H+发生还原反应，C正确；白色沉淀不一定在阳极区生成，D错误。‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎(3)Fe(OH)2暴露在空气中，会被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3，现象为白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。‎ 答案：(1)H2-2e-+CCO2+H2O ‎(2)B、C ‎(3)白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 ‎4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3‎ ‎9.(14分)用惰性电极电解200 mL一定浓度的硫酸铜溶液，实验装置如图①所示，电解过程中的实验数据如图②所示，横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积(标准状况)。‎ 世纪金榜导学号30682320‎ ‎(1)下列说法正确的是________(填序号)。‎ A.电解过程中，b电极表面先有红色物质析出，后有气泡产生 B.a电极上发生的反应为2H++2e-H2↑和4OH--4e-2H2O+O2↑‎ C.从P点到Q点时收集到的混合气体的平均摩尔质量为‎12 g·mol-1‎ D.OP段表示H2和O2混合气体的体积变化，PQ段表示O2的体积变化 ‎(2)如果要使溶液恢复到电解前的状态，向溶液中加入‎0.8 g CuO即可，则电解后溶液的pH为________(假设电解前后溶液体积不变)。‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎(3)如果向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH(不考虑CO2的溶解)，电解过程中转移的电子是________mol。‎ ‎【解析】(1)根据电流方向分析，判断b为阳极，a为阴极，用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，发生反应：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4；结合图②可知，通过0.2 mol电子时是电解硫酸铜溶液，然后是电解硫酸溶液，发生2H2O2H2↑+O2↑。b电极为阳极，不会有红色物质析出，A错误；a电极为阴极，先发生Cu2++2e-Cu，后发生2H++2e-H2↑，B错误；从P点到Q点时收集到H2和O2的混合气体，由电解水反应可知通过0.2 mol电子时生成0.1 mol H2、0.05 mol O2，则混合气体的平均摩尔质量为 ‎=‎ ‎12 g‎·mol-1，C正确；OP段表示O2的体积变化，PQ段表示H2和O2混合气体的体积变化，D错误。‎ ‎(2)加入‎0.8 g CuO复原，只电解CuSO4溶液，加入CuO ‎0.8 g，即生成 Cu 0.01 mol，所以生成H2SO40.01 mol，c(H+)=0.01 mol×2÷‎0.2 L=0.1 mol·L-1，pH=1。‎ ‎(3)0.1 mol Cu2(OH)2CO3可以看作0.2 mol CuO、0.1 mol H2O和0.1 mol CO2，相当于有0.2 mol硫酸铜和0.1 mol水被电解，则转移的电子为0.6 mol。‎ 答案：(1)C　(2)1　(3)0.6‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎【方法规律】电化学计算的三种方法 ‎(1)根据总反应式计算：‎ 写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。‎ ‎(2)根据电子守恒计算。‎ ‎①用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。‎ ‎②用于混合溶液中电解的分阶段计算。‎ ‎(3)根据关系式计算：‎ 根据得失电子守恒定律关系建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。‎ 如以通过4 mol e-为桥梁可构建如下关系式：‎ ‎4e-～～‎ ‎　　　　阳极产物　　　　　　阴极产物 ‎　　(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)‎ ‎10.(16分)下图是一个电化学过程的示意图。‎ 世纪金榜导学号30682321‎ ‎(1)图中甲池是________装置(填“电解池”或“原电池”)，其中OH-移向________极(填“CH3OH”或“O‎2”‎)。‎ ‎(2)写出通入CH3OH的电极的电极反应式：‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿__。‎ ‎(3)向乙池两电极附近滴加适量紫色石蕊试液，附近变红的电极为________极(填“A”或“B”)，并写出此电极的反应式：__＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。‎ ‎(4)乙池中总反应的离子方程式：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿__。‎ ‎(5)当乙池中B(Ag)极的质量增加‎5.40 g时，乙池的pH是________(若此时乙池中溶液的体积为500 mL)；此时丙池某电极析出‎1.60 g某金属，则丙中的某盐溶液可能是________(填序号)。‎ A.MgSO4　 B.CuSO‎4　‎ C.NaCl　 D.HNO3‎ ‎【解析】(1)图中甲池中的甲醇、氧气构成燃料电池，属于原电池；OH-移向负极。‎ ‎(2)碱性条件下负极电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-C+6H2O。‎ ‎(3)A极发生4OH--4e-O2↑+2H2O，B极发生Ag++e-Ag，向乙池两电极附近滴加适量紫色石蕊试液，附近变红的电极为A电极。‎ ‎(4)总反应为4Ag++2H2O4Ag↓+O2↑+4H+。‎ ‎(5)当乙池中B(Ag)电极的质量增加‎5.40 g时，即析出Ag的物质的量为0.05 mol，则生成H+的物质的量为0.05 mol，得溶液的pH=1。据放电规律A、C、D错误。当乙池中B电极质量增加‎5.40 g时，转移电子0.05 mol，当丙池中电极上析出‎1.60 g金属铜时，正好转移0.05 mol电子，B正确。‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 答案：(1)原电池　CH3OH ‎(2)CH3OH-6e-+8OH-C+6H2O ‎(3)A　4OH--4e-O2↑+2H2O ‎(4)4Ag++2H2O4Ag↓+O2↑+4H+‎ ‎(5)1　B ‎11.(16分)(能力挑战题)铅蓄电池在日常生活中应用广泛。回答下列问题：‎ ‎(1)铅蓄电池放电时的工作原理为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O，现用如图装置进行电解(电解液足量)，测得当铅蓄电池中转移0.4 mol电子时铁电极的质量减少‎11.2 g。请回答下列问题：‎ ‎①A是铅蓄电池的________极，铅蓄电池正极反应式为_____________________。‎ ‎②Ag电极的电极反应式是_____________________________________________，‎ 该电极的电极产物共________g。‎ ‎③Cu电极的电极反应式是_____________________________________________，‎ CuSO4溶液的浓度________(填“减小”“增大”或“不变”)。‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎(2)铅蓄电池的PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得，反应的离子方程式为__；‎ PbO2也可以石墨为电极，Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液为电解液制取。阳极发生的电极反应式为___________________________________________________，‎ 阴极上观察到的现象是_______________________________________________；‎ 若电解液中不加入Cu(NO3)2，阴极发生的电极反应式为_____________________，‎ 这样做的主要缺点是_________________________________________________。‎ ‎(3)将Na2S溶液加入如图所示的电解池的阳极区，用铅蓄电池进行电解，电解过程中阳极区发生如下反应：S2--2e-S，(n-1)S+S2-。‎ 电解时阴极的电极反应式：____________________________________________。‎ 电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成________。‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎【解析】(1)①因电解过程中铁电极质量减少，判断A是电源负极，B是电源正极，铅蓄电池正极反应式为PbO2+4H++S+2e-PbSO4+2H2O。‎ ‎②电解时Ag极作阴极，发生2H++2e-H2↑，转移0.4 mol电子时，析出氢气‎0.4 g。‎ ‎③右侧U形管相当于电镀装置，Zn电极作阴极，电极反应式为Cu2++2e-Cu，铜电极作阳极，电极反应式为Cu-2e-Cu2+，电镀过程中CuSO4溶液的浓度保持不变。‎ ‎(2)根据电子得失守恒可得PbO+ClO-PbO2+Cl-。用电解法制PbO2，Pb价态升高，PbO2应为阳极产物，即Pb2++2H2O-2e-PbO2↓+4H+；阴极Cu2+放电，在石墨极上析出铜；若不加Cu(NO3)2，则阴极为Pb2+放电，损失Pb2+，不能有效利用Pb2+。‎ ‎(3)阴极只有H+得电子生成H2；反应物为、H+，产物有S，所以中S的化合价既升高也降低，有H2S生成，配平即可。‎ 答案：(1)①负　PbO2+4H++S+2e-PbSO4+2H2O ‎②2H++2e-H2↑　0.4‎ ‎③Cu-2e-Cu2+　不变 ‎(2)PbO+ClO-PbO2+Cl-‎ Pb2++2H2O-2e-PbO2↓+4H+‎ 石墨上析出铜 Pb2++2e-Pb↓‎ 不能有效利用Pb2+‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎(3)2H++2e-H2↑‎ ‎+2H+(n-1)S↓+H2S↑‎ 关闭Word文档返回原板块 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费