2026版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第35講《電解池　金屬的腐蝕與防護(hù)》習(xí)題作業(yè)測(cè)試題含答案解析

第35講電解池金屬的腐蝕與防護(hù)(說(shuō)明:選擇題每小題3分)層次1基礎(chǔ)性1.下面有關(guān)電化學(xué)圖示完全正確的是()2.用惰性電極電解下列各組中的三種電解質(zhì)溶液,在電解的過(guò)程中,溶液的pH依次升高、不變、降低的是()A.AgNO3、NaCl、Cu(NO3)2B.KCl、Na2SO4、CuSO4C.CaCl2、KOH、NaNO3D.HCl、HNO3、K2SO43.(2024·江蘇南京檢測(cè))科學(xué)家發(fā)表了高溫二氧化碳電解發(fā)展報(bào)告,利用固體氧化物電解池將CO2和H2O轉(zhuǎn)化為合成氣并聯(lián)產(chǎn)高純度O2的原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.當(dāng)產(chǎn)生11.2LO2時(shí),有2mol電子流向a極B.x極為電源正極C.b極CO2發(fā)生的反應(yīng)為CO2+2H++2e-CO+H2OD.電解質(zhì)中陰離子由a極向b極移動(dòng)4.(2024·江西南昌模擬)利用電化學(xué)原理合成氨的裝置如圖所示,科學(xué)家研究表明,Ag、Hg、Pt和Au等能促進(jìn)氮?dú)夂铣砂?。下列敘述正確的是()A.該裝置可將電能全部轉(zhuǎn)化成化學(xué)能B.N極可選擇銅、鋅等材料C.M極反應(yīng)式為N2+6e-+6H+2NH3D.4.48LH2發(fā)生氧化反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移0.4mol電子5.(2024·四川瀘州期末)已知:Ni2+在pH為7.1時(shí)開(kāi)始沉淀。如圖所示,工業(yè)上用電解法回收含鎳廢水中的鎳。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.在含鎳廢水中離子的氧化性:Ni2+>H+B.陽(yáng)極上發(fā)生的電極反應(yīng)為2Cl--2e-Cl2↑C.電解過(guò)程中,NaCl溶液的濃度將不斷降低D.為提高Ni的回收率,電解中廢水的pH應(yīng)低于7.16.(2025·湖南名校聯(lián)合體開(kāi)學(xué)聯(lián)考)某大學(xué)應(yīng)用物理系的教授基于對(duì)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的重新解讀,提出鈣鈦礦晶格可作為構(gòu)筑孤立活性位點(diǎn)的平臺(tái)用于氧還原(ORR)選擇性合成H2O2。電化學(xué)裝置如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.質(zhì)子(H+)由a極區(qū)向b極區(qū)遷移B.a極為陽(yáng)極,發(fā)生氧化反應(yīng)C.b極反應(yīng)式為O2+2e-+2H+H2O2D.相同時(shí)間內(nèi),a極生成的n(O2)等于b極消耗的n(O2)7.(6分)利用惰性電極電解100mL0.05mol·L-1CuSO4溶液。(1)陽(yáng)極產(chǎn)生56mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體時(shí),所得溶液的pH為(不考慮溶液體積變化),要使溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài),可加入g的物質(zhì)。

(2)繼續(xù)通電電解,此時(shí)被電解的物質(zhì)為,若加入0.1molCu(OH)2可使溶液復(fù)原,則電路中轉(zhuǎn)移的電子為mol。

(3)通電足夠長(zhǎng)時(shí)間,加入0.1molCu2(OH)2CO3可使溶液復(fù)原,則電路中轉(zhuǎn)移電子為mol。

層次2綜合性8.(2025·廣東部分學(xué)校質(zhì)檢)港珠澳大橋的設(shè)計(jì)使用壽命高達(dá)120年,主要的防腐方法有①鋼梁上安裝鋁片;②使用高性能富鋅(富含鋅粉)的底漆;③使用高附著性防腐涂料等。下列分析不正確的是()A.防腐涂料可以防水、隔離O2,降低腐蝕速率B.防腐過(guò)程中鋁和鋅均作為負(fù)極,得到電子C.鋼鐵在海水中發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)正極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-4OH-D.方法①②③只能減緩鋼鐵腐蝕,不能完全消除鐵的腐蝕9.(2023·上海卷)電解食鹽水間接氧化法去除工業(yè)廢水中氨氮的原理如圖所示,通過(guò)電解氨氮溶液(含有少量的NaCl),將NH3轉(zhuǎn)化為N2(無(wú)Cl2逸出),下列說(shuō)法正確的是()A.M電極為負(fù)極 B.N電極附近pH不變化C.n(N2)<n(H2) D.電解后c(Cl-)上升10.(2023·遼寧卷)某無(wú)隔膜流動(dòng)海水電解法制H2的裝置如圖所示,其中高選擇性催化劑PRT可抑制O2產(chǎn)生。下列說(shuō)法正確的是()A.b端電勢(shì)高于a端電勢(shì)B.理論上轉(zhuǎn)移2mole-生成4gH2C.電解后海水pH下降D.陽(yáng)極發(fā)生反應(yīng):Cl-+H2O-2e-HClO+H+11.(2024·湖北武漢硚口區(qū)統(tǒng)考)含硝酸鹽的廢水和乙二醇混合后電解可生成氨氣和乙醇酸,原理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.電解一段時(shí)間后,左室溶液中c(H+)增大B.每轉(zhuǎn)移2mol電子,理論上應(yīng)生成5.6LNH3(標(biāo)準(zhǔn)狀況)C.消耗NO3-與乙二醇的物質(zhì)的量之比為1D.陰極電極反應(yīng)式為NO3-+8e-+9H+NH3↑+3H2層次3創(chuàng)新性12.(8分)氯堿工業(yè)是以電解飽和食鹽水為基礎(chǔ)的基本化學(xué)工業(yè),回答下列問(wèn)題:(1)工業(yè)電解飽和NaCl溶液的化學(xué)方程式為。

(2)氯堿工業(yè)中采取膜技術(shù),若陽(yáng)離子交換膜損傷會(huì)造成陽(yáng)極能檢測(cè)到O2,產(chǎn)生O2的電極反應(yīng)式為。下列生產(chǎn)措施有利于提高Cl2產(chǎn)量、降低陽(yáng)極O2含量的是(填字母)。

a.定期檢查并更換陽(yáng)離子交換膜b.向陽(yáng)極區(qū)加入適量鹽酸c.使用Cl-濃度高的精制飽和食鹽水為原料d.停產(chǎn)一段時(shí)間后,繼續(xù)生產(chǎn)(3)氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè),按如圖裝置將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節(jié)(電)能30%以上,且相關(guān)物料的傳輸與轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(電極未標(biāo)出)。①圖中裝置Ⅰ和裝置Ⅱ中屬于原電池的是(填裝置編號(hào))。

②X的化學(xué)式為;Y在裝置Ⅱ中發(fā)生的電極反應(yīng)為。

③圖中氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)大小關(guān)系為a%(填“>”“=”或“<”)b%。

第35講電解池金屬的腐蝕與防護(hù)1.C解析:鋅比銅活潑,原電池中鋅作負(fù)極,銅作正極,A錯(cuò)誤;精煉銅的裝置中,粗銅連接電源的正極作陽(yáng)極,B錯(cuò)誤;與電源正極連接的電極為陽(yáng)極,與電源負(fù)極連接的電極為陰極,C正確;在鐵片上鍍鋅,鐵作陰極,連接電源的負(fù)極,鋅作陽(yáng)極,連接電源的正極,D錯(cuò)誤。2.B解析:電解AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4溶液時(shí)有酸產(chǎn)生,溶液的pH降低;電解NaCl、KCl、CaCl2溶液時(shí)有堿產(chǎn)生,溶液的pH升高;電解HCl溶液時(shí)電解的是電解質(zhì)本身,溶液中HCl減少,對(duì)應(yīng)的H+減少,溶液的pH升高;電解KOH、HNO3溶液時(shí)相當(dāng)于電解H2O,電解質(zhì)濃度增大,對(duì)應(yīng)的堿溶液堿性更強(qiáng),酸溶液酸性更強(qiáng)。3.B解析:未標(biāo)明氣體狀態(tài),無(wú)法計(jì)算,A錯(cuò)誤;與x極相連的電極上發(fā)生氧離子失電子生成氧氣的氧化反應(yīng),x極為電源正極,B正確;b極上CO2發(fā)生的反應(yīng)為CO2+2e-CO+O2-,C錯(cuò)誤;在電場(chǎng)的作用下,電解質(zhì)中陰離子移向陽(yáng)極,由b極向a極移動(dòng),D錯(cuò)誤。4.C解析:該裝置為電解池,電能主要轉(zhuǎn)化成化學(xué)能,還有部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能量,如熱能等,A錯(cuò)誤;M極氮元素化合價(jià)降低發(fā)生還原反應(yīng),即M極為陰極;N極氫元素化合價(jià)升高發(fā)生氧化反應(yīng),即N極為陽(yáng)極,應(yīng)選擇惰性材料作陽(yáng)極,而銅、鋅作陽(yáng)極時(shí)會(huì)優(yōu)先發(fā)生氧化反應(yīng),B錯(cuò)誤;M極上N2發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3,電極反應(yīng)式為N2+6e-+6H+2NH3,C正確;沒(méi)有指明標(biāo)準(zhǔn)狀況,不能根據(jù)氫氣的體積計(jì)算轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量,D錯(cuò)誤。5.C解析:由題干信息和電解裝置可知,鐵棒作陰極,電極反應(yīng)式為Ni2++2e-Ni,陰極上Ni2+優(yōu)先放電,故在含鎳廢水中離子的氧化性:Ni2+>H+,A正確;石墨電極為陽(yáng)極,電極反應(yīng)式為2Cl--2e-Cl2↑,B正確;Cl-由陰極室經(jīng)過(guò)陰離子交換膜進(jìn)入陽(yáng)極室,根據(jù)電荷守恒可知,有多少Cl-被消耗就有多少Cl-由陰極室進(jìn)入陽(yáng)極室,故電解過(guò)程中,NaCl溶液的濃度基本不變,C錯(cuò)誤;由題干信息可知,Ni2+在pH為7.1時(shí)開(kāi)始沉淀,故為提高Ni的回收率,電解時(shí)廢水的pH應(yīng)低于7.1,D正確。6.D解析:根據(jù)電源正負(fù)極可知,a極為陽(yáng)極,b極為陰極。電解池中,陽(yáng)離子應(yīng)向陰極定向移動(dòng),則質(zhì)子(H+)由陽(yáng)極區(qū)向陰極區(qū)遷移,A正確;a極為陽(yáng)極,發(fā)生氧化反應(yīng),B正確;b極為陰極,發(fā)生還原反應(yīng):O2+2e-+2H+H2O2,C正確;根據(jù)電子守恒,b極上消耗2molO2時(shí),a極上生成1molO2,D錯(cuò)誤。7.答案(1)10.4CuO(或0.62CuCO3)(2)水(或H2O)0.4(3)0.6解析:(1)陽(yáng)極生成O256mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)即0.0025mol,依據(jù)總反應(yīng)式:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4,溶液中生成0.01molH+,c(H+)=0.1mol·L-1,pH=1;電解生成0.0025molO2和0.005molCu,故要使溶液復(fù)原可加0.005molCuO,質(zhì)量為0.4g,或加0.005molCuCO3,質(zhì)量為0.62g。(2)繼續(xù)通電電解,電解質(zhì)溶液為H2SO4溶液,相當(dāng)于電解的物質(zhì)為H2O;加入0.1molCu(OH)2可使溶液復(fù)原,相當(dāng)于加入0.1molCuO和0.1molH2O,故轉(zhuǎn)移電子為(0.1×2+0.1×2)mol=0.4mol。(3)Cu2(OH)2CO3相當(dāng)于2CuO·H2O·CO2,故轉(zhuǎn)移電子為0.2mol×2+0.1mol×2=0.6mol。8.B解析:鋼是鐵碳合金材料,表面接觸空氣和水蒸氣易形成原電池發(fā)生吸氧腐蝕,防腐涂料可以防水、隔離O2,從而降低吸氧腐蝕速率,A正確;鋁和鋅的金屬活動(dòng)性大于鐵,故鋁和鋅均作為負(fù)極,失去電子,保護(hù)了鐵,B錯(cuò)誤;鋼鐵在海水中發(fā)生吸氧腐蝕時(shí),正極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-4OH-,C正確;方法①②③只能減緩鋼鐵腐蝕,不能完全消除鐵的腐蝕,D正確。9.C解析:該裝置為電解池裝置,在M電極上氯離子失去電子生成氯氣(無(wú)Cl2逸出),然后氯氣將氨氧化為氮?dú)?氯氣又被還原為氯離子,該過(guò)程中氯離子相當(dāng)于催化劑,M電極為陽(yáng)極,陽(yáng)極區(qū)的總反應(yīng)式為2NH3-6e-N2↑+6H+,A錯(cuò)誤;N電極為陰極,電極反應(yīng)式為2H2O+2e-H2↑+2OH-,故N電極附近pH增大,B錯(cuò)誤;陽(yáng)極區(qū)的總反應(yīng)式為2NH3-6e-N2↑+6H+,陰極的電極反應(yīng)式為2H2O+2e-H2↑+2OH-,根據(jù)電路中電子轉(zhuǎn)移守恒可知,生成的氫氣更多,C正確;在陽(yáng)極上氯離子失去電子生成氯氣,然后氯氣又被氨還原為氯離子,結(jié)合電解池總反應(yīng)可知,電解后氯離子濃度不可能上升,D錯(cuò)誤。10.D解析:H2為還原產(chǎn)物,故鈦箔為電解池的陰極,鈦網(wǎng)為陽(yáng)極。陽(yáng)極連接電源正極,陰極連接電源負(fù)極,故a端電勢(shì)高于b端電勢(shì),A項(xiàng)錯(cuò)誤;電解時(shí),陽(yáng)極反應(yīng)式為Cl-+H2O-2e-HClO+H+,陰極反應(yīng)式為2H2O+2e-H2↑+2OH-,總反應(yīng)式為Cl-+H2OClO-+H2↑,理論上轉(zhuǎn)移2mole-生成2gH2,B項(xiàng)錯(cuò)誤、D項(xiàng)正確;流動(dòng)海水電解后,海水中含有NaClO,NaClO為強(qiáng)堿弱酸鹽,pH不會(huì)下降,C項(xiàng)錯(cuò)誤。11.A解析:由圖可知,NO3-在左側(cè)電極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3,左側(cè)電極為陰極,電極反應(yīng)式為NO3-+8e-+9H+NH3↑+3H2O,D正確;HOCH2CH2OH在右側(cè)電極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成HOCH2COOH,右側(cè)電極為陽(yáng)極,電極反應(yīng)式為HOCH2CH2OH-4e-+H2OHOCH2COOH+4H+,假設(shè)反應(yīng)轉(zhuǎn)移了0.8mol電子,則左側(cè)消耗0.9molH+,右側(cè)生成0.8molH+通過(guò)質(zhì)子交換膜進(jìn)入左側(cè),則左室溶液c(H+)減小,A錯(cuò)誤;根據(jù)陰極反應(yīng)式可知,每轉(zhuǎn)移2mol電子,生成0.25molNH3,標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.25mol×22.4L·mol-1=5.6L,B正確;由陰、陽(yáng)極反應(yīng)式可知,消耗NO3-與乙二醇的物質(zhì)的量之比為12.答案(1)2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑(2)4OH--4e-O2↑+2H2Oabc(3)①裝置Ⅱ②Cl2H2-2e-+2OH-2H2O③<解析:(1)工業(yè)電解飽和NaCl溶液生成氫氧化鈉、氯氣、氫氣,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。(2)氯堿工業(yè)中采取膜技術(shù),若陽(yáng)離子交換膜損傷會(huì)造成陽(yáng)極能檢測(cè)到O2,原因是陽(yáng)極氫氧根離子失電子得到氧氣,產(chǎn)生O2的電極反應(yīng)式為4OH--4e-2H2O+O2↑。下列生產(chǎn)措施有利于提高Cl2的產(chǎn)量、降低陽(yáng)極O2含量的是a.定期檢查并更換陽(yáng)離子交換膜,減少陽(yáng)極產(chǎn)生氧氣的機(jī)會(huì);b.向陽(yáng)極區(qū)加