2019届人教版电解池金属的电化学腐蚀与防护单元测试

电解池电解池 金属的电化学腐蚀与防护金属的电化学腐蚀与防护 (时间:45 分钟满分:100 分) 一、选择题(本题共 8 小题,每小题 6 分,共 48 分,每小题只有一个选项符合题目要求) 1 1.如图是 CO2电催化还原为 CH4的工作原理示意图。下列说法不正确的是() A.该过程是电能转化为化学能的过程 B.一段时间后,①池中n(KHCO3)不变 C.一段时间后,②池中溶液的 pH 一定下降 D.铜电极的电极反应式为CO2+8H +8e 答案:B 解析:该装置是一个电解池,电解池是将电能转化为化学能的装置,A 项正确;在电解池的阴 极上发生二氧化碳得电子的还原反应,即 CO2+8H +8e +- +- CH4+2H2O CH4+2H2O,一段时间后,氢离子浓度 减小,氢氧根离子浓度增大,氢氧根离子会和①池中的碳酸氢钾反应,所以n(KHCO3)会减小,B 项错误;在电解池的阳极上 ,是阴离子(氢氧根离子 )发生失电子的氧化反应 ,所以酸性增 强,pH 一定下降,C 项正确;铜电极的电极反应式为 CO2+8H +8e +- CH4+2H2O,D 项正确。 2 2.为探究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如图所示装置,下列有关说法中错误的是() A.正极的电极反应式为 O2+2H2O+4e-4OH- B.将石墨电极改成 Mg 电极,难以观察到铁锈生成 C.若向自来水中加入少量NaCl(s),可较快地看到铁锈 D.分别向铁、石墨电极附近吹入O2,前者铁锈出现得快 答案:D 解析:铁是负极,失电子被氧化成 Fe ,在正极氧气得电子发生还原反应生成 OH ,故将氧气吹 2+- 向石墨电极,铁锈出现得更快,A 项正确、D 项错误;若将石墨电极换成 Mg 电极,则负极为 Mg,Fe 被保护,难以看到铁生锈,B 项正确;向自来水中加入 NaCl(s),可使电解质溶液的导电 能力增强,加快腐蚀速率,C 项正确。 3 3.研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是() 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 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 答案:D 解析:d 为石墨,则铁、碳及海水形成原电池,发生铁的吸氧腐蚀,从而加快铁片腐蚀,A 项正 确;d 为石墨时是正极,电极反应为 O2+2H2O+4e- +- - 4OH- H2↑ 4OH ,B 项正确;d 为锌块,则 Zn、 Fe 和海水 - 构成原电池,由于活泼性 ZnFe,则锌作负极,铁片不易被腐蚀,C 项正确;d 为锌块时,铁片上 的反应为 O2+2H2O+4e-4OH ,D 项错误。 - 4 4.关于下列装置的说法中正确的是() A.装置①中,盐桥中的 K 移向 ZnSO4溶液一端 B.装置②工作一段时间后,a 极附近溶液的 pH 增大 C.用装置③精炼铜时,c 极为粗铜 D.装置④中电子在外电路由Zn 流向 Fe,装置中有 Fe 生成 答案:B 2+ + 解析:在装置①中,金属锌是负极,金属铜是正极,盐桥中的 K 移向 CuSO4溶液一端,故 A 项错 误;装置②是电解池,阴极上是氢离子得电子发生还原反应,氢离子浓度减小,所以 a 极附近 溶液的pH增大,故B项正确;电解精炼铜时,电解池的阳极是粗铜,阴极是精铜,即c极为精铜, 故 C 项错误;在装置④中,金属锌是负极,金属铁是正极,电子在外电路从负极Zn流向正极Fe, 装置中铁电极上会产生氢气,故 D 项错误。 5 5.用如图所示装置除去含 CN 、Cl 废水中的 CN 时,控制溶液 pH 为 9~10,阳极产生的 ClO 将 CN 氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确的是() - ---- + A.用石墨作阳极,铁作阴极 B.阳极的电极反应式:Cl +2OH -2e C.阴极的电极反应式:2H2O+2e --- - --- ClO +H2O - - H2↑+2OH + D.除去 CN 的反应:2CN +5ClO +2H 答案:D N2↑+2CO2↑+5Cl +H2O - 解析:若铁作阳极,则铁失电子生成 Fe ,则 CN 无法除去,故铁只能作阴极,A 项正确;Cl 要生 成ClO ,Cl的化合价升高,故在阳极发生氧化反应,又已知该溶液呈碱性,故B项正确;阳离子 在电解池的阴极得电子发生还原反应,碱性条件下,H2O 提供阳离子 H ,故 C 项正确;由于溶液 呈碱性,故除去 CN 发生的反应为 2CN +5ClO +H2O --- + - 2+-- N2↑+2CO2↑+5Cl +2OH ,D 项错误。 - -- 6 6.纳米级 Cu2O 由于具有优良的催化性能而受到关注。 采用离子交换膜控制阳极电解液中OH 的浓度制备纳米级 Cu2O 的装置如图所示,总反应为 2Cu+H2O 的是() Cu2O+H2↑。下列说法不正确 A.钛(Ti)电极表面发生氧化反应 B.阳极附近溶液的 pH 逐渐减小 C.离子交换膜宜采用阴离子交换膜 D.阳极表面总反应式是 2Cu+2OH -2e -- Cu2O+H2O 答案:A 解析:钛(Ti)电极为阴极,氢离子得电子,发生还原反应,A 项错误;阳极附近溶液的氢氧根离 子参加电极反应,pH 逐渐减小,B 项正确;离子交换膜宜采用阴离子交换膜,氢氧根离子能从 阴极区移动到阳极区,C 项正确;阳极电极反应式为 2Cu+2OH -2e -- Cu2O+H2O,D 项正确。 7 7.LiOH 常用于制备锂离子电池的正极材料。 工业上常利用如图装置电解制备LiOH,两电极区 电解液分别为 LiOH 和 LiCl 溶液。下列说法正确的是() A.a 是电源的负极 B.B 极区电解液为 LiOH 溶液 C.A 电极的电极反应式为4OH -4e -- 2H2O+O2↑ D.每产生标准状况下 2.24 L 氢气,就有 0.1 mol 阳离子通过交换膜进入阴极区 答案:B 解析:根据图示可知,B 电极上有氢气生成,则 B 为电解池阴极,A 为阳极,a 为正极、 b 为负极, 阴极电极反应式为 2H2O+2e-2OH +H2↑,阳极反应式为 2Cl -2e - --- Cl2↑。根据以上分析 - 知,A 错误;A 极是阳极、B 极是阴极,B 电极反应式为 2H2O+2e2OH +H2↑,有氢氧根离子生 成,所以 B 极区电解液为 LiOH 溶液, A 极区电解质溶液为 LiCl 溶液,B 正确;A 电极上氯离子 放电,电极反应式为 2Cl -2e -- Cl2↑,C 错误;每产生标准状况下 2.24 L 氢气,就有 0.2 mol 电子转移,根据电荷守恒知,有 0.2 mol 阳离子通过交换膜进入阴极区,D 错误。 8 8.将等物质的量浓度的Cu(NO3)2和KCl溶液等体积混合后,用石墨电极进行电解,电解过程中, 溶液 pH 随时间t变化的曲线如图所示,则下列说法错误的是() A.AB段阳极只产生 Cl2,阴极只产生 Cu B.BC段表示在阴极上是 H 放电产生了 H2 C.CD段相当于电解水 + D.阳极先析出 Cl2,后析出 O2,阴极先产生 Cu,后析出 H2 答案:B 解析:设 Cu(N