電解池-金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)

課時(shí)作業(yè)(二十)電解池金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)一、選擇題(本題包括12小題，每小題4分，共48分)1．(2013·陜西寶雞質(zhì)檢)下列過(guò)程需要通電才能進(jìn)行的是()①電離②電解③電鍍④電泳⑤電化學(xué)腐蝕A．① B．②C．②③④ D．全部2．某同學(xué)為了使反應(yīng)2HCl＋2Ag=2AgCl＋H2↑能進(jìn)行，設(shè)計(jì)了如圖所示的四個(gè)實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為可行的方案是()3．金屬銅是人們最早使用的金屬之一，下列關(guān)于銅電極的敘述不正確的是()A．在銅鋅原電池中是正極B．用電解法精煉粗銅時(shí)，粗銅做陽(yáng)極C．在鍍件上鍍銅時(shí)，可用金屬銅做陽(yáng)極D．電解水制H2、O2時(shí)，銅做陽(yáng)極4．(2013·河北石家莊質(zhì)檢)相同材質(zhì)的鐵在下列情形下最不易被腐蝕的是()5．現(xiàn)將氯化鋁溶液蒸干灼燒并熔融后用鉑電極進(jìn)行電解，下列有關(guān)電極產(chǎn)物的判斷正確的是()A．陰極產(chǎn)物是氫氣 B．陽(yáng)極產(chǎn)物是氧氣C．陰極產(chǎn)物是鋁和氧氣 D．陽(yáng)極產(chǎn)物只有氯氣6．下列各裝置中，在銅電極上不能產(chǎn)生氣泡的是()7．(2013·江蘇東海質(zhì)檢)用下列裝置能達(dá)到預(yù)期目的的是()A．甲圖裝置可用于電解精煉鋁B．乙圖裝置可得到持續(xù)、穩(wěn)定的電流C．丙圖裝置可達(dá)到保護(hù)鋼閘門(mén)的目的D．丁圖裝置可達(dá)到保護(hù)鋼閘門(mén)的目的8．如下圖所示，X、Y分別是直流電源的兩極，通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加，b極板處有無(wú)色、無(wú)味氣體放出。符合這一情況的是附表中的()a極板b極板X(qián)電極Z溶液A鋅石墨負(fù)極CuSO4B石墨石墨正極NaOHC銀鐵正極AgNO3D銅石墨負(fù)極CuCl29.某同學(xué)用下圖所示裝置進(jìn)行銅的電解精煉實(shí)驗(yàn)(粗銅中有鋅、鐵、鎳、銀等雜質(zhì)，部分導(dǎo)線(xiàn)未畫(huà)出)，下列說(shuō)法正確的是()A．a(chǎn)應(yīng)與c相連接，b應(yīng)與d相連接B．電解一段時(shí)間，b與d兩極析出物質(zhì)的物質(zhì)的量相等C．電解一段時(shí)間，b極附近溶液的pH降低D．電解過(guò)程中，Y裝置中Cu2＋的濃度始終不變10．(2013·山東濟(jì)南質(zhì)檢)關(guān)于如圖所示各裝置的敘述中，正確的是()A．裝置①是原電池，總反應(yīng)是：Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋B．裝置①中，鐵作負(fù)極，電極反應(yīng)式為：Fe3＋＋e－=Fe2＋C．裝置②通電一段時(shí)間后石墨Ⅱ電極附近溶液紅褐色加深D．若用裝置③精煉銅，則d極為粗銅，c極為純銅，電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液11．(2013·河南開(kāi)封質(zhì)檢)模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)的實(shí)驗(yàn)裝置如右圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．若X為碳棒，開(kāi)關(guān)K置于A處可減緩鐵的腐蝕B．若X為鋅棒，開(kāi)關(guān)K置于B處時(shí)，鐵電極上發(fā)生的反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑C．若X為鋅棒，開(kāi)關(guān)K置于A處或B處均可減緩鐵的腐蝕D．若X為碳棒，開(kāi)關(guān)K置于A處時(shí)，鐵電極上發(fā)生的反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑12．(2013·江蘇南京質(zhì)檢)甲圖為一種新型污水處理裝置，該裝置可利用一種微生物將有機(jī)廢水的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。乙圖是一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用惰性電極電解飽和食鹽水。下列說(shuō)法中不正確的是()課時(shí)作業(yè)(二十)1．C電離是電解質(zhì)在水溶液中或熔融狀態(tài)下離解成陰、陽(yáng)離子的過(guò)程，不需要通電；電化學(xué)腐蝕屬于原電池反應(yīng)，是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^(guò)程，故C項(xiàng)正確。2．C3．D在銅鋅原電池中，Zn活潑性大于銅，銅是正極，A對(duì)。電解精煉銅時(shí)，粗銅作電解池的陽(yáng)極，B對(duì)。電鍍時(shí)，應(yīng)用鍍層金屬作陽(yáng)極，C對(duì)。銅是活性電極，作陽(yáng)極時(shí)，Cu－2e－=Cu2＋，溶液中陰離子無(wú)法放電，故電解水制H2、O2時(shí)，應(yīng)用惰性電極。4．CA、D均可由Fe、Cu構(gòu)成原電池而加速鐵的腐蝕，在B中，食鹽水提供電解質(zhì)溶液環(huán)境，炒鍋和鐵鏟都是鐵碳合金，符合原電池形成的條件，鐵是活潑金屬作負(fù)極，碳作正極，C中銅鍍層把鐵完全覆蓋，構(gòu)不成原電池而不被腐蝕。5．B將氯化鋁溶液蒸干灼燒得到Al2O3，電解熔融的Al2O3，陽(yáng)極為O2－放電，陽(yáng)極產(chǎn)物為氧氣；陰極為Al3＋放電，陰極產(chǎn)物為Al。6．B裝置A和C中無(wú)外接電源，且符合構(gòu)成原電池的條件，是原電池裝置，銅作正極，放出H2。裝置B是電解池裝置，銅作陽(yáng)極，失去電子逐漸溶解，無(wú)氣體生成。裝置D也是電解池裝置，銅作陰極，陰極H＋得到電子生成H2。7．DAlCl3溶液中存在Al3＋、H＋，通電時(shí)后者先得電子，故陰極得到的不是鋁，而是氫氣，A不能達(dá)到目的；B中的這種原電池中，電流會(huì)迅速衰減，乙裝置不能達(dá)到目的；丙裝置是犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法，其中陽(yáng)極材料要為活潑的金屬，故不能達(dá)到預(yù)期目的。8．A由題意知，通電后a極板質(zhì)量增加，說(shuō)明有金屬析出，由此可知，a極為電解池的陰極，則X為電源負(fù)極，B、C均不符合；又b極放出的是無(wú)色無(wú)味的氣體，可淘汰D。9．Ba為負(fù)極，應(yīng)與純銅即與d極相連，b為正極，應(yīng)與粗銅即與c極相連，A錯(cuò)誤。b極析出H2，而d極析出Cu，B正確。b極附近溶液的pH升高，C錯(cuò)誤。電解過(guò)程中，d極析出Cu，c極溶解的不僅有Cu，還有各種金屬雜質(zhì)，因而Y裝置中Cu2＋的濃度是減小的，D錯(cuò)誤。10．CA項(xiàng)Fe比Cu活潑，總反應(yīng)為Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋；B項(xiàng)Fe為負(fù)極，發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe－2e－=Fe2＋；C項(xiàng)電泳時(shí)，F(xiàn)e(OH)3膠粒帶正電移向石墨Ⅱ電極；D項(xiàng)根據(jù)電流方向，c極為粗銅，d極為純銅。11．B開(kāi)關(guān)K置于A處時(shí)，鐵棒接電源的負(fù)極，受到保護(hù)，可減緩鐵的腐蝕，A項(xiàng)正確；開(kāi)關(guān)K置于B處時(shí)，鋅棒、鐵棒和食鹽水形成原電池，溶液呈中性，鐵電極上的反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O=4OH－，B項(xiàng)錯(cuò)誤；若X為鋅棒，開(kāi)關(guān)K置于A處時(shí)，鐵棒接電源的負(fù)極，受到保護(hù)，開(kāi)關(guān)K置于B處時(shí)，鋅的活潑性比鐵的強(qiáng)，鋅失去電子作負(fù)極，保護(hù)鐵棒，C項(xiàng)正確；若X為碳棒，開(kāi)關(guān)K置于A處時(shí)，H＋在陰極上得電子形成H2，D項(xiàng)正確。12．D由圖甲分析得出M(或X)為負(fù)極，N(或Y)為正極，由圖乙分析得出a為陰極，b為陽(yáng)極。乙的a極要與甲的X極相連接，A項(xiàng)正確；乙的b極為陽(yáng)極，氯離子放電，B項(xiàng)正確；因圖甲中傳遞的是質(zhì)子，葡萄糖在M極放電，故電極反應(yīng)式為C6H12O6＋6H2O－24e－=6CO2↑＋24H＋，C項(xiàng)正確；氧氣在N電極得到電子，電極反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－=2H2O，故消耗5.6L氧氣時(shí)，轉(zhuǎn)移1mol電子，即有NA個(gè)H13．解析：(1)電解電解質(zhì)型，水不參與反應(yīng)，可以是無(wú)氧酸或較不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽，如HCl、CuCl2。(2)電解水型，電解質(zhì)不參與反應(yīng)，只起增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性作用，可以是含氧酸，活潑金屬的含氧酸鹽或強(qiáng)堿，如H2SO4、Na2SO4。(3)電解質(zhì)和水均參與反應(yīng)，可以是較不活潑金屬的含氧酸鹽或活潑金屬的無(wú)氧酸鹽，如CuSO4、NaCl。答案：(1)HCl、CuCl2(2)H2SO4、Na2SO4(3)CuSO4、NaCl14．解析：(1)由于銅的活潑性弱于氫，故通常條件下反應(yīng)Cu＋H2SO4(稀)=CuSO4＋H2↑不能發(fā)生，但若設(shè)計(jì)成電解池，Cu作陽(yáng)極，碳棒作陰極，則可實(shí)現(xiàn)上述反應(yīng)。(2)若將上述裝置的電源接反，亦即碳棒為陽(yáng)極，銅棒作陰極，則實(shí)際為電解水，兩極均有氣泡產(chǎn)生。答案：(1)(2)將上述裝置中的電源接反銅棒(陰極)：4H＋＋4e－=2H2↑碳棒(陽(yáng)極)：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑15．解析：(1)混合動(dòng)力車(chē)上坡或加速時(shí)需要?jiǎng)恿?，故反?yīng)為原電池放電反應(yīng)，即乙電極為正極，發(fā)生反應(yīng)NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－，故乙電極周?chē)芤旱膒H增大。(2)電解池的陰極發(fā)生還原反應(yīng)，即2H＋＋2e－=H2↑。當(dāng)電池中有1molH2被消耗時(shí)有2mol電子轉(zhuǎn)移，根據(jù)電子守恒可知Cu2O的理論產(chǎn)量為144(3)鋼鐵船體在海水中發(fā)生吸氧腐蝕，可利用犧牲陽(yáng)極保護(hù)法或外加電源陰極保護(hù)法防止其被腐蝕。答案：(1)增大NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－(2)2H＋＋2e－=H2↑144(3)吸氧負(fù)16．解析：(1)鐵銹的主要成分為氧化鐵的水合物，與鹽酸反應(yīng)后生成了三價(jià)鐵離子，而后鐵與三價(jià)鐵離子會(huì)化合生成亞鐵離子。(2)B中鋅比鐵活動(dòng)性強(qiáng)，為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法，D為外加電流的陰極保護(hù)法。A、C均易使鐵棒腐蝕。(3)為在鐵表面鍍銅需