2019高考化學(xué) 元素及其化合物 專題6.3 電解池 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護高效演練.doc
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專題6.3 電解池 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護 1．（2018屆內(nèi)蒙古北京八中烏蘭察布分校高三下學(xué)期第二次調(diào)研考試）三室式電滲析法處理含廢水的原理如圖所示，采用惰性電極，ab、cd均為離子交換膜，在直流電場的作用下，兩膜中間的和可通過離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進入中間隔室下列敘述正確的是 A. 通電后中間隔室的離子向正極遷移，正極區(qū)溶液pH增大 B. 該法在處理含廢水時可以得到NaOH和產(chǎn)品 C. 負極反應(yīng)為，負極區(qū)溶液pH降低 D. 當電路中通過1mol電子的電量時，會有的生成 【答案】B 2．（2018屆陜西省西安市長安區(qū)高三教學(xué)質(zhì)量檢測）有關(guān)下列四個常用電化學(xué)裝置的敘述中，正確的是 A. 圖Ⅰ所示電池中，MnO2是催化劑 B. 圖Ⅱ所示電池放電過程中，硫酸濃度不斷增大 C. 圖Ⅲ所示裝置工作過程中，電解質(zhì)溶液中Cu2+濃度始終不變 D. 圖Ⅳ所示電池工作過程中，電子由Zn極流向Ag2O極 【答案】D 3．（2018屆吉林省實驗中學(xué)高三下學(xué)期第十次模擬考試）某鎳冶煉車間排放的漂洗廢水中含有一定濃度的Ni2+和Cl-，圖甲是雙膜三室電沉積法回收廢水中的Ni2+的示意圖，圖乙描述的是實驗中陰極液pH值與鎳回收率之間的關(guān)系。下列說法不正確的是（ ） A. 交換膜a為陽離子交換膜 B. 陽極反應(yīng)式為2H2O-4e-=O2+4H+ C. 陰極液 pH=1時，鎳的回收率低主要是有較多的H2生成 D. 濃縮室得到1 L 0.5mol/L的鹽酸時，陰極回收得到11.8g鎳 【答案】D 【解析】陽極區(qū)域是稀硫酸，陽極氫氧根離子失電子生成氧氣，氫離子通過交換膜a進入濃縮室，所以交換膜a為陽離子交換膜，故A正確；陽極反應(yīng)式為2H2O-4e-=O2+4H+，故B正確；陰極發(fā)生還原反應(yīng)，酸性強時主要氫離子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣、酸性弱時主要Ni2+發(fā)生還原反應(yīng)生成Ni，故C正確；濃縮室得到1 L 0.5mol/L的鹽酸時，轉(zhuǎn)移電子0.4mol，陰極生成鎳和氫氣，所以陰極回收得到鎳小于11.8g，故D錯誤。 4．（2018屆山東省師范大學(xué)附屬中學(xué)高三第十一次模擬）某新型水系鈉離子電池工作原理如下圖所示。TiO2光電極能使電池在太陽光照下充電，充電時Na2S4還原為Na2S。下列說法錯誤的是 A. 關(guān)閉K2打開K1時，該裝置實現(xiàn)太陽能轉(zhuǎn)化為電能，又轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 B. M是陽離子交換膜. C. 充電時，陽極的電極反應(yīng)式為：3I--2e-=I3- D. 放電時，b極區(qū)總離子濃度減小。 【答案】D 5．（2018屆甘肅省靖遠縣高三第四次聯(lián)考）利用電化學(xué)原理還原CO2制取ZnC2O4的裝置如圖所示(電解液不參加反應(yīng))，下列說法正確的是 A. 可用H2SO4溶液作電解液 B. 陽離子交換膜的主要作用是増強導(dǎo)電性 C. Pb電極的電極反應(yīng)式是2CO2-2e-==C2O42- D. 工作電路中毎流過0.02 mol電子，Zn電極質(zhì)量減重0.65g 【答案】D 【解析如果用硫酸溶液作電解液，溶液中氫離子會在正極得電子生成氫氣，影響2CO2+2e-==C2O42-反應(yīng)的發(fā)生，A錯誤；用陽離子交換膜把陽極室和陰極室隔開，它具有選擇透過性，只允許氫離子透過，其它離子難以透過，B錯誤；Pb電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，2CO2+2e-==C2O42-，C錯誤；鋅電極為負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，Zn-2e-== Zn2+;當電路中毎流過0.02mol電子，消耗鋅的量為0.01mol，質(zhì)量為0.65g，D正確；正確選項D。 6．（2018屆安徽省宿州市高三第三次教學(xué)質(zhì)量檢測）下圖為光伏發(fā)電電解甲基肼[CH3－NH－NH2]制氫的裝置示意圖(電解池中交換膜僅阻止氣體通過，a、b極均為惰性電極)。下列敘述中正確的是 A. N型半導(dǎo)體為正極，P型半導(dǎo)體為負極 B. 制氫裝置溶液中電子從a極流向b極 C. 工作時，產(chǎn)生的N2、H2體積比為1：3(同溫同壓) D. 工作時，a極的電極反應(yīng)式為CH3－NH－NH2+12OHˉ－10eˉ=CO32-+N2↑+9H2O 【答案】D 7．（2018屆山東省淄博市高三第二次模擬考試）某新型水系鈉離子電池工作原理如下圖所示。TiO2光電極能使電池在太陽光照下充電，充電時Na2S4還原為Na2S。下列說法錯誤的是 A. 充電時，太陽能轉(zhuǎn)化為電能，又轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 B. 放電時，a極的電極反應(yīng)式為：4S2--6e-=S42- C. 充電時，陽極的電極反應(yīng)式為：3I--2e-=I3- D. M是陰離子交換膜 【答案】D 【解析】分析：TiO2光電極能使電池在太陽光照下充電，所以充電時，太陽能轉(zhuǎn)化為電能，電能又能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，充電時Na2S4還原為Na2S，放電和充電互為逆過程，所以a是負極，b是正極，在充電時，陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，3I--2e-=I3-，據(jù)此回答。 詳解：TiO2光電極能使電池在太陽光照下充電，所以充電時，太陽能轉(zhuǎn)化為電能，電能又能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，A正確；充電時Na2S4還原為Na2S，放電和充電互為逆過程，所以a是負極，a極的電極反應(yīng)式為：4S2--6e-=S42-，B正確；在充電時，陽極I-失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，極反應(yīng)為3I--2e-=I3-，C正確；通過圖示可知，交換膜只允許鈉離子自由通過，所以M是陽離子交換膜，D錯誤；正確選項D。 8．（2018屆福建省莆田市高三下學(xué)期第二次（5月）質(zhì)量測試）以NaBH4和H2O2作原料的燃料電池，可用作空軍通信衛(wèi)星。電池負極材料采用Pt/C，正極材料采用MnO2，其工作原理如下圖所示。下列說法錯誤的是 A. 電池放電時Na+從a極區(qū)移向b極區(qū) B. 電極b采用Pt/C，該極溶液的pH增大 C. 該電池a極的反應(yīng)為BH4-+8OH--8e-===BO2-+6H2O D. 電池總反應(yīng)：BH4- + 4H2O2 === BO2- + 6H2O 【答案】B 9．（2018屆湖北省黃岡中學(xué)高三5月適應(yīng)性考試）某化學(xué)興趣小組學(xué)生對塑料飯盒廢棄物的水解液進行電滲析處理，同時得到對苯二甲酸。原理如圖所示（H2A表示對苯二甲酸，A2-表示對苯二甲酸根離子），下列說法正確的是（ ） A. 電極a為陰極，電極b產(chǎn)生氧氣 B. 通電一段時間后，硫酸溶液pH升高 C. A2-通過陰離子交換膜進入濃縮室 D. 對200ml的8.3g/L對苯二甲酸溶液，通電一段時間后，濃度上升到0.1mol/L，陰極產(chǎn)生氣體體積4.48L 【答案】C 10．（2018屆福建省福州市高三下學(xué)期5月模擬考試）某電池以K2FeO4和Zn為電極材料，KOH溶液為電解溶質(zhì)溶液。下列說法正確的是 A. 電池工作時OH-向負極遷移 B. 正極反應(yīng)式為2Fe+=Fe2O3+5H2O C. 該電池放電過程中電解質(zhì)溶液濃度不變 D. 電子由Zn電極流出，經(jīng)KOH溶液流向正極 【答案】A 【解析】分析：某電池以K2FeO4和Zn為電極材料，KOH溶液為電解溶質(zhì)溶液，原電池工作時，Zn被氧化，為原電池的負極， K2FeO4具有氧化性，為正極，堿性條件下被還原生成Fe(OH)3，總反應(yīng)為3Zn+2K2FeO4+8H2O2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4KOH；結(jié)合電極方程式以及離子的定向移動解答該題。 詳解：A.電池工作時陰離子OH-向負極遷移, A正確；B.KOH溶液為電解質(zhì)溶液,則正極電極方程式為2FeO42-+6e-++8H2O= Fe(OH)3↓+10 OH-,B錯誤；根據(jù)總反應(yīng) 3Zn+2K2FeO4+8H2O2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4KOH可以知道該電池放電過程中電解質(zhì)溶液濃度增大,C錯誤；D.根據(jù)化合價升降判斷,Zn化合價只能上升,故為負極材料,電子從負極流出經(jīng)導(dǎo)線流向正極,電子不能流入電解質(zhì)溶液, D錯誤；正確選項A。 11．（2018屆云南省保山市高三畢業(yè)復(fù)習統(tǒng)一檢測一）臭氧是常見的強氧化劑,廣泛用于水處理系統(tǒng)。制取臭氧的方法很多，其中高壓放電法和電解純水法原理如圖所示，下列有關(guān)說法不正確的是 ( ) A. 高壓放電法,反應(yīng)的原理為3O22O3 B. 高壓放電出來的空氣中，除含臭氧外還含有氮的氧化物 C. 電解純水時，電極b周圍發(fā)生的電極反應(yīng)有6OH--6e-=O3↑+3H2O和4OH--4e-=O2↑+2H2O D. 電解水時，H+由電極a經(jīng)聚合電解質(zhì)薄膜流向電極b 【答案】D 12．（2018屆四川省宜賓市高高三第三次診斷考試）用粗硅作原料，熔融鹽電解法制取硅烷原理如圖。下列敘述正確的是 A. 電源的B極為負極 B. 可選用石英代替粗硅 C. 電解時，熔融鹽中Li+向粗硅移動 D. 陽極反應(yīng)：Si＋4H－－4e－= SiH4↑ 【答案】D 13．（2018屆云南省保山市高三畢業(yè)復(fù)習統(tǒng)一檢測一）LiFePO4是鋰離子電池一種電極材料，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、資源豐富、安全性能好、無毒．該電極材料在充放電時的變化如圖所示，下列有關(guān)說法正確的是（ ） A. 放電時該電極為負極 B. 充電是Li+向陽極移動 C. 充電時該電極發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)式為LiFePO4﹣e﹣=FePO4+Li+ D. 該電池可以用磷酸溶液作電解質(zhì) 【答案】C 【解析】分析：在Li、LiFePO4電池放電時,負極上Li失電子發(fā)生氧化反應(yīng),正極上LiFePO4得電子發(fā)生還原反應(yīng),根據(jù)得失電子確定正負極,根據(jù)反應(yīng)物、生成物書寫電極反應(yīng)式,放電時,陽離子移向正極,金屬Li能夠與磷酸反應(yīng),據(jù)此解答。 詳解:A、放電時, LiFePO4得電子發(fā)生還原反應(yīng)為正極,充電時發(fā)生氧化反應(yīng)為陽極,故A錯誤； B、放電時,陽離子移向正極,充電時Li+向陰極移動,故B錯誤； C、放電時, LiFePO4得電子發(fā)生還原反應(yīng)為正極,充電時發(fā)生氧化反應(yīng)為陽極,電極反應(yīng)式為: LiFePO4﹣e﹣=FePO4+Li+,所以C選項是正確的； D、金屬Li能夠與硫酸反應(yīng),不可以用磷酸溶液作電解質(zhì),故D錯誤；本題正確答案選C。 14．（2018屆山東省日照市高三5月校際聯(lián)考）某新型水系鈉離子電池工作原理如下圖所示。TiO2光電極能使電池在太陽光照下充電，充電時Na2S4轉(zhuǎn)化為Na2S。下列說法正確的是 A. 充電時，太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，化學(xué)能又轉(zhuǎn)化為電能 B. 放電時，a極為負極 C. 充電時，陽極的電極反應(yīng)式為I3--2e-=3I- D. M可以使用陰離子交換膜 【答案】B 15．（2018屆江蘇省南京市金陵中學(xué)、海安高級中學(xué)、南京外國語學(xué)校高三第四次模擬考試）下列指定反應(yīng)的離子方程式正確的是 A. 氯氣與水反應(yīng)：Cl2+H2OH++Cl- +HClO B. 電解飽和CuCl2溶液：Cu2+ + 2Cl-+ 2H2OCu(OH)2↓+H2↑+Cl2↑ C. 氫氧化鋇溶液中加入硫酸銨： Ba2++ OH- +NH4++ SO42- = BaSO4↓+NH3H2O D. 碳酸氫鈣溶液中加入足量石灰水：Ca2+ + 2HCO3-+2OH- = CaCO3↓+ 2H2O+ CO32- 【答案】A 【解析】分析：A項，Cl2與水反應(yīng)生成HCl和HClO；B項，電解飽和CuCl2溶液生成Cu和Cl2；C項，Ba（OH）2與（NH4）2SO4反應(yīng)的離子方程式為Ba2++2OH-+2NH4++SO42-=BaSO4↓+2NH3H2O；D項，碳酸 16．（2018屆黑龍江省哈爾濱市第六中學(xué)高三下學(xué)期第四次模擬考試）混合動力汽車（HEV）中使用了鎳氫電池，其工作原理如圖所示其中M為儲氫合金，MH為吸附了氫原子的儲氫合金，KOH溶液作電解液。關(guān)于鎳氫電池，下列說法不正確的是 A. 充電時，陰極附近pH降低 B.電動機工作時溶液中OH－向甲移動 C. 放電時正極反應(yīng)式為： NiOOH＋H2O＋e－ = Ni(OH)2＋OH－ D. 電極總反應(yīng)式為：M＋Ni(OH)2 = MH＋NiOOH 【答案】A 【解析】分析：放電過程為原電池，NiOOH轉(zhuǎn)變?yōu)镹i（OH）2，鎳的化合價從+3價降到+2價，則乙為正極，電極反應(yīng)式為NiOOH+H2O+e﹣═Ni（OH）2+OH﹣，甲為負極，MH中H由0價升高到+1價，氫失電子發(fā)生氧化反應(yīng)與溶液中的氫氧根離子結(jié)合成水，電極反應(yīng)為MH﹣e﹣+OH﹣═M+H2O；充電是放電的逆過程，此時甲為陰極發(fā)生還原反應(yīng)，乙為陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，據(jù)此解答。 詳解：A項，充電時，甲電極得電子被還原，是陰極，由圖可知，陰極附近H2O變?yōu)镺H-，pH增大，故A項錯誤；B項，電動機工作時為放電過程，甲為原電池的負極，陰離子向負極移動，故B項正確；C項，放電時，正極的NiOOH得電子被還原，化合價降低，電極反應(yīng)式為NiOOH＋H2O＋e－ = Ni(OH)2＋OH－，故C項正確；D項，鎳氫電池充電過程中，M轉(zhuǎn)化為MH，Ni(OH)2轉(zhuǎn)化為NiOOH，放電過程與充電過程相反，因此電極總反應(yīng)式為M＋Ni(OH)2 = MH＋NiOOH，故D項正確。綜上所述，本題正確答案為A。 17．（2018屆湖北省鄂州市高三下學(xué)期第三次模擬考試）世界水產(chǎn)養(yǎng)殖協(xié)會網(wǎng)介紹了一種利用電化學(xué)原理凈化魚池中水質(zhì)的方法，其裝置如圖所示。下列說法正確的是 A. X為電源負極 B. 若該裝置在高溫下進行，則凈化效率將降低 C. 若有1molNO3-被還原，則有6molH+通過質(zhì)子膜遷移至陰極區(qū) D. 若BOD為葡萄糖(C6H12O6)，則1mol葡萄糖被完全氧化時，理論上電極流出20 mol e- 【答案】B 18．（2018屆江西省南昌市高三第二次模擬考試）下列裝置由甲、乙兩部分組成（如圖所示），甲是將廢水中乙二胺[H2N(CH2)2NH2]氧化為環(huán)境友好物質(zhì)形成的化學(xué)電源；乙是利用裝置甲模擬工業(yè)電解法來處理含Cr2O72-廢水，電解過程中溶液發(fā)生反應(yīng)：Cr2O72-+6Fe2++14H+＝2Cr3++6Fe3++7H2O。當電池工作時，下列說法錯誤的是 A. 甲中H+透過質(zhì)子交換膜由左向右移動 B. 乙池中Fe棒應(yīng)與甲池中的M極相連 C. M極電極反應(yīng)式：H2N(CH2)2NH2+4H2O-16e-=2CO2↑+N2↑+16H+ D. 若溶液中減少了0.OlmolCr2O72-，則電路中至少轉(zhuǎn)移了0.06 mol電子 【答案】B 19．（2018屆黑龍江省哈爾濱師范大學(xué)附屬中學(xué)高三第四次模擬考試）堿性硼化釩(VB2)一空氣電池工作時反應(yīng)為:4VB2+11O2=4B2O3+2V2O5.用該電池為電源，選用情性電極電解硫酸銅溶液,實驗裝置如圖所示。下列說法正確的是 A. VB2電極的電極反應(yīng)式為:2VB2+11H2O-22e-=V2O5+2B2O3+22H+ B. 外電路中電子由c電極流向VB2電極 C. 電解過程中SO42-向b電極移動 D. 電解過程中,b電極表面有紅色物質(zhì)析出 【答案】C 20．（2018屆四川省綿陽中學(xué)高三考前適應(yīng)性考試三）我國科研人員研制出一種室溫“可呼吸”Na－CO2電池。放電時該電池“吸入”CO2，充電時“呼出”CO2。吸入CO2時，其工作原理如右圖所示。吸收的全部CO2中，有轉(zhuǎn)化為Na2CO3固體沉積在多壁碳納米管（MWCNT）電極表面。下列說法正確的是（ ） A. “吸入”CO2時，鈉箔為正極 B. “吸入”CO2時的正極反應(yīng)：4Na++ 3CO2+ 4e－= 2Na2CO3+ C C. “呼出”CO2時，Na+向多壁碳納米管電極移動 D. 標準狀況下，每“呼出”22.4 L CO2，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.75 mol 【答案】B 【解析】A、“吸入”CO2時是原電池裝置，鈉箔失電子為負極，選項A錯誤；B、“吸入”CO2時是原電池裝置，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：4Na++ 3CO2+ 4e－= 2Na2CO3+ C，選項B正確；C、“呼出”CO2時是電解池，陽離子Na+向陰極鈉箔電極移動，選項C錯誤；D、標準狀況下，每“呼出”22.4 L CO2，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.25 mol，選項D錯誤。答案選B。 21．（2018屆山東省臨沂市高三第三次高考模擬考試）電解NaB(OH)4溶液制備H3BO3的原理如下圖所示，下列敘述錯誤的是 A. M室發(fā)生的電極反應(yīng)式：2H2O-4e-=O2↑+4H+ B. a、c為陰離子交換膜，b為陽離子交換膜 C. N室中：a％下載提示(請認真閱讀)
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