2018届高考化学大一轮复习课时提升作业 二十 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 二十 电解池　金属的电化学腐蚀与防护(B)‎ ‎(45分钟　100分)‎ 一、选择题(本题包括6小题，每题7分，共42分)‎ ‎1.(2017·洛阳模拟)一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下：‎ pH ‎2‎ ‎4‎ ‎6‎ ‎6.5‎ ‎8‎ ‎13.5‎ ‎14‎ 腐蚀快慢 较快 慢 较快 主要产物 Fe2+‎ Fe3O4‎ Fe2O3‎ Fe 下列说法不正确的是(　　)‎ A.在pH6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀 C.在pH>14溶液中，碳钢腐蚀的正极反应为O2+4H++4e-2H2O D.在煮沸除氧气的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓 ‎【解析】选C。pH6的溶液，氧气得电子，发生吸氧腐蚀，B正确；pH>14的溶液，氧气与水反应得电子：O2+2H2O+4e-‎ ‎4OH-，C错误；煮沸后除去了氧气，碳钢的腐蚀速率会减缓，D正确。‎ ‎2.已知H2O2是一种弱酸，在强碱溶液中主要以H 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 形式存在。现以Al-H2O2燃料电池电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制备氢气(电解池中隔膜仅阻止气体通过，c、d均为惰性电极)。下列说法正确的是(　　)‎ A.燃料电池总反应的离子方程式为2Al+3H2Al+2H2O B.电解时，Al消耗‎2.7 g时，产生氮气的体积为‎1.12 L C.电极b是负极，且反应后该电极区pH增大 D.电解过程中，电子的流向由a→d，c→b ‎【解析】选D。Al-H2O2电池中电解池溶液呈碱性，H被还原生成水，Al被氧化生成Al，电池总反应为3H+2AlOH-+2Al+H2O，A错误；消耗‎2.7 g Al，转移0.3 mol电子，氮元素化合价由-3价变为0价，生成0.05 mol氮气，标准状况下体积为‎1.12 L，B错误；c极生成氮气，即尿素被氧化，c为阳极，b极为正极，发生3H+6e-+3H2O9OH-，pH增大，C错误；电子从原电池负极→电解池阴极，从电解池阳极→原电池正极，即a→d，c→b，D正确。‎ ‎【加固训练】‎ ‎(2017·衡阳模拟)甲图是一种微生物将有机废水的化学能直接转化为电能的装置。乙图是一种家用环保型消毒液发生器，用惰性电极电解饱和食盐水。下列说法中不正确的是(　　)‎ 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.装置乙的a极要与装置甲的X极连接 B.装置乙中b极的电极反应式为2Cl--2e-Cl2↑‎ C.若有机废水中主要含有葡萄糖，则装置甲中M极发生的电极反应为 C6H12O6+6H2O-24e-6CO2↑+24H+‎ D.N电极发生还原反应，当N电极消耗‎5.6 L(标准状况下)气体时，则有2NA个H+通过离子交换膜 ‎【解析】选D。N极中O2得电子后转化为H2O，得出X为负极，Y为正极，由图乙电解饱和食盐水分析，b电极产生氯气，则a为阴极，b为阳极。乙的a极要与甲的X极相连接，A正确；b极为阳极，Cl-放电，B正确；甲中传递的是质子，葡萄糖在M极放电，电极反应式为C6H12O6+6H2O-24e-6CO2↑+24H+，C正确；消耗标准状况下‎5.6 L氧气时，转移1 mol电子，即有NA个H+通过离子交换膜，D错误。‎ ‎3.如图装置中甲、乙两池中均为1 mol·L-1的AgNO3溶液，A、B均为Ag电极。实验开始时先闭合K1，断开K2。一段时间后，断开K1，闭合K2，形成浓差电池，电流计指针偏转(Ag+浓度越大氧化性越强)。下列说法不正确的是(　　)‎ 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.闭合K1，断开K2后，A电极增重 B.闭合K1，断开K2后，乙池溶液Ag+浓度上升 C.断开K1，闭合K2后，N向B电极移动 D.断开K1，闭合K2后，A电极发生氧化反应 ‎【解析】选C。闭合K1，断开K2，构成电解池，阴极(A)析出银，质量增加，阳极(B)溶解使银离子浓度增大，甲池中N移向乙池，A、B正确；断开K1，闭合K2后形成原电池，乙池银离子浓度大，氧化性强，故B为正极，A为负极，阴离子向负极移动，A极发生氧化反应，C错误，D正确。‎ ‎4.(2017·厦门模拟)二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。下图是目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺，图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。下列说法不正确的是　世纪金榜导学号30682322(　　)‎ 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.阳极产生ClO2的电极反应式为Cl--5e-+2H2OClO2↑+4H+‎ B.当阴极产生的气体体积为112 mL(标准状况)时，通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为0.01 mol C.电解一段时间，阴极区pH不变 D.用ClO2将CN-氧化，只生成两种气体，其离子反应方程式为2ClO2+2CN-‎ N2↑+2CO2↑+2Cl-‎ ‎【解析】选C。阳极发生氧化反应，即Cl-放电生成ClO2，A正确；阴极H+放电生成H2，每生成112 mL H2，即有0.01 mol H+放电，那么通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为0.01 mol，B正确；在阴极发生2H++2e-H2↑，H+浓度减小，使得H2OOH-+H+的平衡向右移动，OH-浓度增大，pH增大，C错误；用ClO2将CN-氧化，只生成两种气体，其离子反应方程式为2ClO2+2CN-N2↑+2CO2↑+2Cl-，D正确。‎ ‎5.碱性硼化钒(VB2)-空气电池工作时原理为4VB2+11O24B2O3+2V2O5。用该电池为电源，惰性电极电解硫酸铜溶液，实验装置如图所示。当外电路中通过0.04 mol电子时，B装置内共收集到‎0.448 L气体(标准状况)。则下列说法正确的是　‎ 世纪金榜导学号30682323(　　)‎ 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.VB2电极发生的电极反应为2VB2+11H2O-22e-V2O5+2B2O3+22H+‎ B.外电路中电子由c电极流向VB2电极 C.电解过程中，b电极表面先有红色物质析出，然后有气泡产生 D.若B装置内的液体体积为200 mL，则CuSO4溶液的物质的量浓度为0.05 mol·L-1‎ ‎【解析】选D。负极VB2失电子发生氧化反应，电极反应式为2VB2+22OH--22e-‎ V2O5+2B2O3+11H2O，A错误；外电路中电子由VB2电极流向阴极c，B错误；b为阳极，氢氧根失电子生成氧气，C错误；外电路通过0.04 mol电子时，b电极生成0.01 mol O2，共收集到‎0.448 L气体，则阴极产生0.01 mol H2，溶液中n(Cu2+)==0.01 mol，c(CuSO4)==0.05 mol·L-1，D正确。‎ ‎【方法规律】电池类型的判定规律 ‎1.有外接电源串联电池，则是电解池或电镀池。当阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同则为电镀池，其他情况为电解池。‎ ‎2.无外接电源的串联电池，一定有一个是原电池，判断方法：‎ ‎(1)燃料电池、铅蓄电池为原电池，其他装置为电解池。‎ 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 ‎(2)根据电池中的电极材料和电解质溶液判断：电极材料和电解质溶液之间能发生自发氧化还原反应的是原电池，其他装置为电解池。‎ ‎(3)根据电极反应现象判断：如图 C极溶解，D极上析出Cu，B极附近溶液变红，A极上放出黄绿色气体，则知乙是原电池，D是正极，C是负极；甲是电解池，A是阳极，B是阴极。‎ ‎6.(能力挑战题)电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。已知：3I2+6OH-I+5I-+3H2O 下列说法不正确的是(　　)‎ 世纪金榜导学号30682324‎ A.右侧发生的电极反应式： 2H++2e-H2↑‎ B.电解结束后，左侧溶液中含有I C.电解槽内发生反应的总化学方程式：KI+3H2OKIO3+3H2↑‎ D.如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学反应不变 ‎【解析】选D。左侧溶液变蓝，说明左侧Pt电极为阳极，电极反应式为①‎ 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 ‎2I--2e-I2，右侧Pt电极为阴极，电极反应式为②2H++2e-H2↑，A正确；阴极生成的OH-通过阴离子交换膜迁移至左室，与I2发生反应③3I2+6OH-5I-‎ ‎+I+3H2O，B正确；①式×3+②式×3+③式得电解总反应：I-+3H2OI+‎ ‎3H2↑，C正确；若换用阳离子交换膜，OH-不能迁移至左室，反应③无法发生，①式+②式得电解总反应式为2I-+2H2O2OH-+I2+H2↑，两种情况下电解总反应显然不同，D错误。‎ 二、非选择题(本题包括3小题，共58分)‎ ‎7.(19分)(2017·平顶山模拟)如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放‎100 g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和‎100 g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。　世纪金榜导学号30682325‎ ‎(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。‎ ‎①电源的N端为________极；‎ ‎②电极b上发生的电极反应为__________________________________________；‎ ‎③电极b生成的气体在标准状况下的体积为 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 ‎______________________________；‎ ‎④电极c的质量变化是________g；‎ ‎⑤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)①乙中c电极质量增加，发生Cu2++2e-Cu，c为阴极，推出b为阳极，a为阴极， M为负极，N为正极。丙中相当于电解水，设电解水的质量为x，由电解前后溶质质量相等有：‎100 g×10.00%=(‎100 g-x)×10.47%，得x≈‎ ‎4.5 g‎，即0.25 mol H2O，整个反应中转移0.5 mol电子，即每个烧杯中电极上转移电子数均为0.5 mol。‎ 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甲中相当于电解H2O，阳极b发生反应：4OH--4e-2H2O+O2↑。‎ ‎③转移0.5 mol电子，生成O2的物质的量为0.5 mol÷4=0.125 mol，标准状况为0.125 mol×‎22.4 L·mol-1=‎2.8 L。‎ ‎④Cu2++2e-Cu，转移0.5 mol电子，则生成m(Cu)=×‎64 g·mol-1=‎16 g。‎ ‎⑤甲中相当于电解水，NaOH的浓度增大，pH变大；乙中阴极为Cu2+放电，阳极为OH-放电，所以H+增多，pH减小；丙中为电解水，K2SO4溶液的pH不变。‎ ‎(2)铜全部析出后，可以继续电解水。因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应也就变为水的电解反应。‎ 答案：(1)①正　②4OH--4e-2H2O+O2↑‎ ‎③‎2.8 L　④16　⑤碱性增大，电解后，水减少，溶液中NaOH浓度增大　酸性增大，阳极上OH-放电生成O2，溶液中H+浓度增加　酸碱性不变，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 ‎8.(19分)氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：‎ ‎(1)与汽油相比，氢气作为燃料的优点是______________________________(至少答出两点)。但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：______________________________________________。‎ 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 ‎(2)利用太阳能直接分解水制氢，是最具吸引力的制氢途径，其能量转化形式为___________________________________________________________________。‎ ‎(3)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气：Fe+2H2O+2OH-Fe+3H2↑，工作原理如图1所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色的Fe，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。‎ ‎①电解一段时间后，c(OH-)降低的区域在________(填“阴极室”或“阳极室”)。‎ ‎②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是___________________。‎ ‎③c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2，任选M、N两点中的一点，‎ 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 分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：_________________________________________。‎ ‎【解析】(1)与汽油相比，氢气作为燃料的优点有污染小、可再生、来源广、资源丰富、燃烧热值高等；碱性氢氧燃料电池的负极反应式为H2+2OH--2e-2H2O。(2)利用太阳能直接分解水制氢，是将光能转化为化学能。‎ ‎(3)①根据题意镍电极有气泡产生是氢离子放电生成氢气，铁电极发生氧化反应，溶液中的氢氧根离子减少，电解一段时间后，c(OH-)降低的区域在阳极室。‎ ‎②Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，氢气具有还原性，Fe具有强氧化性，易被H2还原。电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，防止Na2FeO4与H2反应使产率降低。‎ ‎③根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，在M点：c(OH-)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢；在N点：c(OH-)过高，铁电极有氢氧化铁生成，使Na2FeO4产率降低。‎ 答案：(1)污染小，可再生，来源广，资源丰富，燃烧热值高(任写两点，合理即可)　H2+2OH--2e-2H2O　(2)光能转化为化学能 ‎(3)①阳极室　②防止Na2FeO4与H2反应使产率降低　③M点：c(OH-)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢 ‎(或N点：c(OH-)过高，铁电极上有氢氧化铁生成，使Na2FeO4产率降低)‎ ‎9.(20分)(能力挑战题)(1)已知双氧水是绿色氧化剂，‎ 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 工业上常用Pt为阳极，石墨为阴极，电解饱和硫酸氢铵溶液，再用稀硫酸水解得到双氧水。方程式为3H2O+3O23H2O2+O3，其中H2O2只为还原产物，则阳极反应式为_________________‎ ‎________________________，阴极反应式为_______________________________‎ ‎___________________________________________________________________。‎ ‎(2)铝及铝合金经过阳极氧化，铝表面能生成几十微米厚的氧化铝膜。‎ 某小组模拟工业法对铝片表面进行氧化处理。分别以铅片、铝片为电极，以硫酸溶液为电解液，按照如图装置连接，电解40 min后取出铝片，用水冲洗，放在水蒸气中封闭处理20～30 min，即可得到更加致密的氧化膜。则电解时阳极电极反应式为_________‎ ‎___________________________________________________________________。‎ ‎(3)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。则阴极的电极反应式为________________________________；阳极的电极反应式为______。‎ ‎(4)高铁酸钾(K2FeO4)易溶于水，具有强氧化性，是一种新型水处理剂。工业上以Fe2O3为阳极电解KOH溶液制备高铁酸钾。‎ ‎①高铁酸钾溶液长时间放置不稳定，会产生红色絮状物质及气泡，则该过程的离子方程式为 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电解制高铁酸钾时阳极的电极反应式为 ‎___________________________________________________________________。‎ ‎【解析】(1)分析总方程式中电子得失情况，标出化合价的变化及电子得失数目。‎ 根据反应中转移电子的数目写出简单的电极反应式。即阳极(失电子的物质)：3H2O-6e-O3；阴极(得电子的物质)：3O2+6e-3H2O2，根据反应式左右两边电荷和原子个数守恒，配平电极反应式，在配平电极反应式时，酸性介质选H+，碱性介质选OH-，电极反应式两边常用H2O配平。则上述反应式配平后得：阳极：3H2O-6e-O3+6H+；阴极：3O2+6e-+6H+3H2O2。‎ ‎(2)根据题干中信息得出，该反应是以硫酸溶液为电解液由铝制取氧化铝，所以是Al失电子生成Al2O3，因在酸性条件下，电极反应式为 ‎2Al-6e-+3H2OAl2O3+6H+。‎ ‎(3)根据电解酸化的MnSO4溶液生产MnO2，锰元素的化合价由+2→+4，所以Mn2+在阳极上失电子，则H+在阴极上得电子，所以阴极：2H++2e-H2↑；阳极：‎ Mn2+-2e-+2H2OMnO2+4H+。‎ 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 ‎(4)根据高铁酸钾溶液长时间放置不稳定，会产生红色絮状物质及气泡，得出生成氢氧化铁和氧气，该过程的离子方程式为4Fe+10H2O4Fe(OH)3↓+8OH-+3O2↑，Fe2O3为阳极电解KOH溶液制备高铁酸钾，电极反应式为Fe2O3+10OH--6e-2Fe+5H2O。‎ 答案：(1)3H2O-6e-O3+6H+‎ ‎3O2+6e-+6H+3H2O2‎ ‎(2)2Al-6e-+3H2OAl2O3+6H+‎ ‎(3)2H++2e-H2↑‎ Mn2+-2e-+2H2OMnO2+4H+‎ ‎(4)4Fe+10H2O4Fe(OH)3↓+8OH-+3O2↑‎ Fe2O3+10OH--6e-2Fe+5H2O 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