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微课时二十二一、选择题1(2018黑龙江哈尔滨三中月考)下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是()A在酸性环境下,钢铁只能发生析氢腐蚀B金属腐蚀的实质是金属失去电子被还原的过程C轮船的船壳水线以下常装有一些锌块,这是利用了牺牲阳极的阴极保护法D铜铁交接处,在潮湿的空气中直接发生反应:Fe3e=Fe3,继而形成铁锈解析:酸性较强时,钢铁发生析氢腐蚀,弱酸性或中性条件下,钢铁发生吸氧腐蚀,所以酸性条件下钢铁不一定发生析氢腐蚀;金属腐蚀的实质是金属失去电子发生氧化反应,所以属于被氧化的过程;Zn、Fe和海水构成原电池,Zn易失电子作负极而被腐蚀,Fe作正极被保护,所以轮船的船壳水线以下常装有一些锌块,这是利用了牺牲阳极的阴极保护法;Cu、Fe和电解质溶液构成原电池,发生吸氧腐蚀,Fe作负极、Cu作正极,负极反应式为Fe2e=Fe2。答案:C2(2018广东揭阳二模)如图为EFC剑桥法用固体二氧化钛(TiO2)生产海绵钛的装置示意图,其原理是在较低的阴极电位下,TiO2(阴极)中的氧解离进入熔融盐,阴极最后只剩下纯钛。下列说法中正确的是()A阳极的电极反应式为:2Cl2e=Cl2B通电后,O2、Cl均向阴极移动C阴极的电极反应式为TiO24e=Ti2O2D石墨电极的质量不发生变化解析:电解池的阳极是氧离子发生失电子的氧化反应,导致氧气等气体的出现,所以电极反应式为:2O24e=O2;电解池中,电解质里的阴离子O2、Cl均移向阳极;电解池的阴极发生得电子的还原反应,是二氧化钛电极本身得电子的过程,即TiO24e=Ti2O2;石墨电极会和阳极上产生的氧气之间发生反应,导致气体一氧化碳、二氧化碳的出现,所以电极本身会消耗,质量减轻。答案:C3(2018上饶三模)海水中含有丰富的锂资源,研究人员开发了一种只能让锂离子通过的特殊交换膜,并运用电解实现从海水中提取高浓度的锂盐,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是()Aa连接电源的正极BLi的移动方向是从海水进入盐酸中C一段时间后,b电极附近溶液的pH降低D电解过程中还可能获得有经济价值的副产物氢气和氯气解析:要想从海水中提取高浓度的锂盐,则锂离子应从海水进入盐酸中,依据电解池工作原理,阳离子移向阴极,可知b为阴极与电源负极相连,a为阳极与电源正极相连,故A、B正确;b电极为阴极,阴极上氢离子放电,氢离子浓度减小,pH增大,故C错误;电解池阳极海水中的Cl失去电子生成Cl2,阴极上盐酸中的H得到电子生成H2,故D正确。答案:C4(2018沧州高三质检)100 g样品所消耗的溴的毫克数称为溴指数。溴指数越高,则说明样品中不饱和烃含量越高。我国石油工业一般利用恒定电流库仑分析法测定汽油的溴指数,利用电解产生的溴与不饱和烃反应,支持电解质为LiBr,溶剂仅含5%的水,其余为甲醇、苯与醋酸。下列有关说法正确的是()A在溶剂中提高苯的比例,能提高溶液的导电性B电解时阳极的电极反应式为2Br2e=Br2C电解时可用铁作阳极材料D汽油样品应加在阴极区解析:苯是非电解质,增加其比例只能降低溶液的导电性;在阳极 Br放电,失电子被氧化生成Br2;铁会在阳极放电生成金属阳离子,不能用铁作阳极材料;汽油样品应加在阳极区与溴发生反应。答案:B5(2018庆阳理综)一定条件下,利用如图所示装置可实现有机物的储氢,下列有关说法正确的是()AA为电源的正极B气体X为H2C电极E为阴极D电极D的电极反应式为C6H66H6e=C6H12解析:该装置有外接电源,所以是电解池,电极D上苯得电子和氢离子反应生成环己烷,则D电极是阴极,A为电源负极,D的电极反应式为C6H66H6e=C6H12,E是阳极,阳极上水失电子生成O2和H,电极反应式为2H2O4e=O24H,所以气体X为O2,故A、B、C错误。答案:D6(2018大连一模)用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的NH,模拟装置如图所示。下列说法正确的是()A阳极室溶液由无色变成棕黄色B阴极的电极反应式为:4OH4e=2H2OO2 C电解一段时间后,阴极室溶液中的pH升高 D电解一段时间后,阴极室溶液中的溶质一定是(NH4)3PO4解析:该电解池中,阳极铁失电子变为亚铁离子,溶液由无色变成浅绿色,故A错误;阴极的电极反应式为:2H2e=H2,所以电解一段时间后,阴极室溶液中的pH升高,故B错误,C正确;因为磷酸是三元酸,所以阴极室溶液中的溶质也可能含有磷酸氢铵和磷酸二氢铵,故D错误。答案:C7如图所示,将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中,下列分析正确的是()AK1闭合,铁棒上发生的反应为2H2e=H2BK1闭合,石墨棒周围溶液pH逐渐升高CK2闭合,铁棒不会被腐蚀,属于牺牲阳极的阴极保护法DK2闭合,电路中通过0.002NA个电子时,两极共产生0.001 mol 气体解析:K1闭合时,该装置构成原电池,铁作负极,发生氧化反应,电极反应式是2Fe4e=2Fe2,A错误;石墨棒作正极,发生的电极反应式为2H2OO24e=4OH,故石墨棒周围溶液pH逐渐升高,B正确;K2闭合时,该装置构成了电解池,C作阳极,Fe作阴极而不被腐蚀,该方法称为外加电流的阴极保护法,C错误;K2闭合时,阳极的电极反应式是 2Cl2e= Cl2,阴极的电极反应式是2H2e= H2,所以当电路中通过0.002NA个(相当于 0.002 mol)电子时,生成H2和Cl2的物质的量均为 0.001 mol,则两极共产生0.002 mol气体,D错误。答案:B8净水器推销员用自来水做电解实验,一段时间后两极间产生绿色沉淀,并很快变成红褐色,然后用净水器净化后的水做电解实验,两极上只有气体产生,水中并无沉淀,用以证明自来水很“脏”。人们将自来水送检,却是合格的,下列有关说法合理的是()A推销员电解自来水时,用石墨作阳极;电解净化水时,用铁作阴极B电解自来水时,阴极反应式:O22H2O4e=4OHC电解净化水时,a、b两极的pH变化如图2所示D电解自来水实验中,若阴极产生气体为3.36 L(标准状况),则阳极质量减小5.6 g解析:推销员电解自来水时,用铁作阳极,铁失电子成为Fe2,在阴极,水中的H得电子成为氢气,破坏了水的电离平衡生成了OH,Fe2与OH生成的氢氧化亚铁转化为灰绿色沉淀,氢氧化亚铁很快被氧化为红褐色氢氧化铁,推销员电解净化水时,用石墨作阳极,阳极(b极)电极反应为4OH4e=2H2OO2,阳极区c(H)增大,pH降低,阴极(a极)电极反应为2H2e=H2,阴极区c(OH)增大,pH升高,故两极上只有气体产生,水中并无沉淀,故A、B项错误,C项正确;电解自来水实验中,若阴极产生气体(H2)为3.36 L(标准状况),则转移的电子的物质的量为20.3 mol,阳极铁失电子成为Fe2,质量减小56 g/mol8.4 g,D项错误。答案:C9(2018上海徐汇区二模)一定条件下,碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下表。下列说法错误的是()pH2466.5813.514腐蚀快慢较快慢较快主要产物Fe2Fe3O4Fe2O3FeOA.当pH4时,碳钢主要发生析氢腐蚀B当pH6时,碳钢主要发生吸氧腐蚀C当pH14时,正极反应为O24H4e=2H2OD在煮沸除氧气后的碱性溶液中,碳钢腐蚀速率会减缓解析:当pH4溶液中,碳钢主要发生析氢腐蚀,当pH6溶液中,碳钢主要发生吸氧腐蚀,故A、B正确;当pH14溶液中,碳钢腐蚀的正极反应O22H2O4e=4OH,故C错误;在煮沸除氧气后的碱性溶液中,正极上氧气生成氢氧根离子的速率减小,所以碳钢腐蚀速率会减缓,故D正确。答案:C10(2018包头一模)用图中的装置通电10分钟后,去掉直流电源,连接成装置,可观察到U形管左端铁电极表面析出白色胶状物质,U形管右端液面上升,下列说法正确的是()A用装置进行实验时铁电极的电极反应为:Fe2e2OH=Fe(OH)2B用装置进行实验时石墨电极的电极反应为:2H2e=H2C同温、同压下,装置中石墨电极上方得到的气体比铁电极上方得到的气体多D装置通电10分钟后铁电极周围溶液pH降低解析:装置是原电池装置,Fe为负极,失去电子产生Fe2,Fe2再与溶液中的OH反应生成Fe(OH)2,A项正确;用装置进行实验时,石墨为正极,正极为Cl2得到电子,故石墨电极的电极反应为:Cl22e=2Cl,B项错误;装置中石墨电极生成Cl2,铁电极生成H2,因Cl2能溶解在水中,且与H2O发生反应:Cl2H2OHClHClO,而H2不溶于水,故石墨电极上方得到的气体比铁电极上方得到的气体少,C项错误;装置通电10分钟后铁电极上产生H2:2H2O2e=H22OH,由于有OH生成,故溶液的pH升高,D项错误。答案:A二、非选择题11用石墨作电极电解1 L 0.1 molL1的CuSO4溶液(假定电解前后溶液体积不变)。(1)电路通过0.1 mol电子时,溶液的pH为_,欲恢复电解前状态应加入_的质量是_g。(2)当电路中通过0.3 mol电子时,欲恢复电解前状态,可加入下列的_。ACuB.CuOCCu(OH)2 D.Cu2(OH)2CO3(3)电路中通过0.4 mol电子时,欲恢复原状态,可加入_,质量是_g。(4)用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液,实验装置如下图甲。电解过程中的实验数据如下图乙,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)。则下列说法不正确的是_。A电解过程中,a电极表面先有红色物质析出,后有气泡产生Bb电极上发生的反应方程式为4OH4e=2H2OO2C曲线0P段表示O2的体积变化DQ点时溶液中H的物质的量为0.4 mol解析:(1)n(Cu2)0.1 mol,当电路中n(e)0.2 mol时,只有CuSO4溶液被电解,由CuSO42e2HCuCuO,生成H为0.1 mol,c(H)0.1 molL1,pH1,应加入CuO 0.05 mol,即4 g才能恢复原状态。(2)当通过0.3 mol电子时,有0.1 mol电子电解水,被电解的水为0.05 mol,需加入0.1 mol CuO与0.05 mol H2O,此时n(Cu)n(H)11应加入Cu2(OH)2CO3。(3)通过0.4 mol电子时,有0.2 mol电子电解水,需加入0.1 mol CuO和0.1 mol H2O,n(Cu)n(H)12应加入0.1 mol Cu(OH)2,质量为9.8 g。(4)由电流方向可知,b电极为阳极,电解过程中,a电极表面先有红色物质析出,后有气泡产
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