2023届新高考化学一轮课时跟踪练第21讲电解池与金属的电化学腐蚀.docx
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1、课时跟踪练21一、选择题1(2021汉中汉台中学月考)Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计的一种制取Cu2O的电解池示意图如下,电池总反应为2CuH2OCu2OH2。下列说法正确的是()A石墨电极上的反应式为2H2O2e=H22OHB电解后溶液的pH减小C铜电极接直流电源的负极D当有0.1 mol电子转移时,有0.1 mol Cu2O生成解析:石墨作阴极,在阴极上是溶液中的氢离子得电子,产生氢气,反应式为2H2O2e= H22OH,故A项正确;由电解总反应2CuH2O=Cu2OH2可知,溶剂水的量减少,所以氢氧根离子浓度变大,所以电解后溶液的pH增大,故B项错误;铜电极是电解池的阳极
2、,与直流电源的正极相连,故C项错误;反应2CuH2O=Cu2OH2中失电子物质的量为2 mol,生成氧化亚铜1 mol,所以当有0.1 mol电子转移时,有0.05 mol Cu2O生成,故D项错误。答案:A2(2021广西北海中学月考)粗银的精炼工艺原理如图,下列叙述错误的是()Ay极电极材料为粗银Bx极主要电极反应式为Age=AgC装置乙将化学能转化为电能Dn极电极反应式为O24H4e=2H2O解析:阳极材料是粗银,需要发生反应为Age=Ag,故x为粗银,A项错误;x极失去电子被氧化,故Age=Ag,B项正确;装置乙为原电池,作用是将化学能转换为电能,C项正确;因装置乙中溶液为硫酸,质子交
3、换膜仅允许氢离子通过,故n极的氧气发生的还原反应,电极反应式为O24H4e=2H2O,D项正确。答案:A3(2021眉山仁寿第一中学北校区月考)某二氧化氯复合消毒剂发生器的工作原理如图所示。通电后,产生的成分为ClO2、Cl2、O3、H2O2的混合气体甲,被水吸收后可制得具有更强的广谱杀菌灭毒能力的二氧化氯复合消毒剂。下列说法正确的是()Am端为电源正极,隔膜为阴离子交换膜B产生ClO2的电极反应式为Cl5e2H2O=ClO24HC通电后d口所在极室pH升高,e口排出NaOH溶液D标准状况下,b口每收集到2.24 L气体乙,电路中转移电子0.4NA解析:左室中氯元素化合价升高,发生氧化反应,为
4、阳极室,故m为电源的正极,n为电源的负极,右室发生还原反应,水放电生成氢气与氢氧根离子,离子交换膜为阳离子交换膜,左室中的钠离子通过离子交换膜进入右室,溶液丙为NaOH溶液。据此分析解答。左室中氯元素化合价升高,发生氧化反应,为阳极室,故m为电源的正极,n为电源的负极,右室发生还原反应,水放电生成氢气与氢氧根离子,离子交换膜为阳离子交换膜,故A项错误;Cl转化为ClO2发生氧化反应,应是失去电子,故B项错误;右室是水放电生成氢气与氢氧根离子,右室pH升高,左室中的钠离子通过离子交换膜进入右室,e口排出NaOH溶液,故C项正确;标准状况下,b口每收集到2.24 L(0.1 mol)气体乙,电路中
5、转移电子0.2NA,故D项错误。答案:C4(2021东莞中学松山湖学校月考)在N羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)介质中,可实现醇向醛的转化,原理如图。下列说法错误的是()A石墨电极作阴极B理论上NHPI的总量在反应前后不变CCH3CH2OHCH3CHOH2D每消耗1 mol乙醇,产生22.4 mL氢气解析:由图中信息可知石墨上发生反应2H2e=H2,石墨作阴极,A项正确;NHPI和PINO循环转化,则理论上NHPI的总量在反应前后不变,故B项正确;由图可知,循环物质在总反应中不体现,则总反应为CH3CH2OHCH3CHOH2,故C项正确;没有说明是否在标准状况下,无法计算气体体积,故D项错误。答
6、案:D5(2021东莞市虎门外国语学校月考)工业上采用电化学法对煤进行脱硫处理,减少硫排放。脱硫原理:将Mn2氧化成Mn3,Mn3再将煤中的含硫物质(主要是FeS2)氧化为Fe3和SO,模拟装置如图所示。已知:FeS215Mn38H2O=Fe315Mn22SO16H。下列说法错误的是()A电极b为负极B石墨1上的反应式为Mn3e=Mn2C电子流向:b石墨2,石墨1aD电路上转移1.5 mol电子理论上处理12.0 g FeS2解析:由Mn2离子氧化为Mn3可知,与直流电源正极a相连的石墨1为电解池的阳极,Mn2离子在阳极上失去电子发生氧化反应生成Mn3离子,电极反应式为Mn2e=Mn3,与负极
7、b相连的石墨电极2为阴极,氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气,电极反应式为2H2e=H2。据此分析解答。与直流电源负极b相连的石墨电极2为阴极,故A项正确;与直流电源正极a相连的石墨1为电解池的阳极,Mn2离子在阳极上失去电子发生氧化反应生成Mn3离子,电极反应式为Mn2e=Mn3,故B项错误;电子由电源的负极b流向电解池的阴极石墨2,由阳极a流向电源正极a,故C项正确;根据反应式知, 1 mol FeS2被氧化时,反应转移15 mol电子,则电路上转移1.5 mol电子理论上处理FeS2的质量为0.1 mol120 gmol112.0 g,故D项正确。答案:B6(2021广东茂名第一中
8、学月考)电渗析法是海水淡化的方法之一,具有选择性离子交换膜交错排列构成的多层式电渗析槽,其工作原理如图所示(a、b为不同离子交换膜)。下列有关说法错误的是()Aa为阳离子交换膜,b为阴离子交换膜B阴极区电极反应式为2H2O2e=H22OHCX为淡盐水,Y为浓盐水D该方法可得到副产品NaOH解析:根据题意,图中左侧是电解池的阳极,阴离子向左侧迁移,相反阳离子向右侧迁移,则a为阴离子交换膜,b为阳离子交换膜,A项错误;阴极区电极反应式为2H2O2e=H22OH,B项正确;X为淡盐水,Y为浓盐水,C项正确;根据电解原理可知,该方法可得到副产品NaOH,D项正确。答案:A7(2021湖北武汉二中月考)
9、雾霾含有大量的污染物SO2、NO。工业上变“废”为宝,吸收工业尾气SO2和NO,获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程如图(Ce为铈元素)。下列说法错误的是()ASO2的VSEPR模型是平面三角形B“装置”进行电解,Ce3在阴极反应,使Ce4得到再生C“装置”进行氧化,1 L 2 molL1 NO的溶液,至少需要标准状况下22.4 L O2D“装置”获得粗产品NH4NO3的实验操作为蒸发浓缩、冷却结晶解析:SO2中心S的价层电子对数为2(622)3,VSEPR模型是平面三角形,故A项正确;在装置中进行电解,HSO被还原为S2O,阴极反应式为2HSO2H2e= S2O2H2O;Ce3被氧化生
10、成Ce4,阳极方程式为2Ce32e=2Ce4,故B项错误;NO的浓度为2 molL1,要使1 L该溶液中的NO完全转化为NH4NO3,则失去电子2 molL11 L(53)4 mol,设消耗标准状况下氧气的体积是V,则失电子2(20) mol,根据电子守恒得4 mol2(20),解得V22.4 L,故C项正确;NO、NO与加入的氨和氧气在装置中发生反应生成NH4NO3,蒸发浓缩、冷却结晶可以得到NH4NO3,故D项正确。答案:B8(2021淮北第一次模拟)普通电解水制氢气和氧气的缺点是温度高,能耗大。铈钒液流电池在充电状态下产生的Ce4和V2离子可在低温催化条件下用于制备氢气和氧气,该装置示意
11、图如图。下列说法错误的是()A在催化剂作用下有利于降低分解水制氢的能耗B铈钒液流电池在充电状态下总反应为Ce3V3Ce4V2C工作时,H通过质子交换膜由a往b移动D制氧气的离子方程式为:4Ce44OH4Ce3O22H2O解析:催化剂能够改变反应途径降低反应的活化能,因而能够降低分解水制氢能耗,A项正确;由题干可知,充电状态下可产生Ce4、V2,因而根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒,可得反应方程式为Ce3V3Ce4V2,B项正确;由题图可知,在装置的右侧产生H2,因此H会通过质子交换膜由a往b移动,C项正确;装置中含有质子交换膜,因此有H参加反应,制备O2的反应方程式中不能有OH,D项错误。答案
12、:D9(2021北京第一一中学怀柔分校月考)用如图1所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究,测定具支锥形瓶中压强随时间变化关系以及溶解氧随时间变化关系的曲线如图2、图3。下列说法不正确的是()A压强增大主要是因为产生了H2B整个过程中,负极电极反应式为:Fe2e=Fe2CpH4.0时,不发生析氢腐蚀,只发生吸氧腐蚀DpH2.0时,正极电极反应式为2H2e=H2和O24e4H=2H2O解析:Fe在酸性环境下会发生析氢腐蚀,产生氢气;若介质的酸性很弱或呈中性,并且有氧气参与,此时Fe就会发生吸氧腐蚀,吸收氧气。pH2.0的溶液,酸性较强,因此锥形瓶中的Fe粉能发生析氢腐蚀。析氢腐蚀产生氢气,因此
13、会导致锥形瓶内压强增大,A项正确;锥形瓶中的Fe粉和C粉以及酸溶液构成了原电池,Fe粉作为原电池的负极,由于溶液均为酸性,所以发生的电极反应式为Fe2e=Fe2,B项正确;若pH4.0时只发生吸氧腐蚀,那么锥形瓶内的压强会有下降,而图中pH4.0时,锥形瓶内的压强几乎不变,说明除了吸氧腐蚀,Fe粉还发生了析氢腐蚀,消耗氧气的同时也产生了氢气,因此锥形瓶内压强几乎不变,C项错误;由图可知,pH2.0时,锥形瓶内的溶解氧减少,说明有消耗氧气的吸氧腐蚀发生,同时锥形瓶内的气压增大,说明有产生氢气的析氢腐蚀发生,因此,正极电极反应式为2H2e=H2和O24e4H=2H2O,D项正确。答案:C10.(2
14、021黑龙江大庆实验中学月考)将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗,在液滴外沿棕色铁锈环(b),如图所示。下列说法不正确的是()A铁片腐蚀过程发生的总化学方程式为4Fe6H2O3O2=4Fe(OH)3B液滴之下氧气含量少, 铁片作负极,发生的还原反应为 Fe2e=Fe2C液滴边缘是正极区,发生的电极反应为O22H2O4e=4OHD铁片腐蚀最严重区域不是生锈最多的区域解析:NaCl溶液滴到一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后在液滴覆盖的圆周中心区(a)被腐蚀变暗,实际上是发生了吸氧腐蚀,铁片作负极,发生氧化反应,电极反应为Fe2e=
15、Fe2,液滴边缘是正极区,电极反应为O22H2O4e=4OH(发生还原反应),在液滴外沿,由于Fe22OH=Fe(OH)2、4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3,形成了棕色铁锈环(b),铁片腐蚀过程发生的总化学方程式为4Fe6H2O3O2=4Fe(OH)3。据此分析解答。根据以上分析,铁片腐蚀过程发生的总化学方程式为4Fe6H2O3O2=4Fe(OH)3,故A项正确;铁片作负极,发生的氧化反应,电极反应为Fe2e=Fe2,故B项错误;O2在液滴外沿反应,正极电极反应为O22H2O4e=4OH (发生还原反应),故C项正确;铁片腐蚀最严重区域不是生锈最多的区域,而是液滴中心区,故D项正
16、确。 答案:B11(2019铜陵浮山中学月考)某同学做了如下实验。下列说法正确的是()装置现象电流计指针未发生偏转电流计指针发生偏转A加热铁片所在烧杯,电流计指针会发生偏转B用KSCN溶液检验铁片、附近溶液,可判断电池的正、负极C铁片、的腐蚀速率相等D“电流计指针未发生偏转”,说明铁片、铁片均未被腐蚀解析:Fe在氯化钠溶液中发生腐蚀,加热后铁片失电子的速率加快,会有电子通过电流计,电流计指针会发生偏转,A项正确;Fe发生电化学腐蚀时,Fe在负极失电子生成亚铁离子,加KSCN溶液无现象,无法检验是否有亚铁离子生成,则不能判断正、负极,B项错误;形成原电池会增大反应速率,由于铁片所处的电解质溶液浓
17、度大,所以铁片的腐蚀速率比铁片快,C项错误;铁片、铁片所处的化学环境相同,分别发生化学腐蚀,不能形成原电池,电路中没有电流通过,铁片、腐蚀的速率相同,D项错误。答案:A12(2021咸阳第三次模拟)验证牺牲阳极的阴极保护法,实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。下列说法不正确的是()在Fe表面生成蓝色沉淀试管内无明显变化试管内生成蓝色沉淀A对比,可以判定Zn保护了FeB对比,K3Fe(CN)6可能将Fe氧化C验证Zn保护Fe时不能用的方法D将Zn换成Cu,用的方法可判断Fe比Cu活泼解析:对比,Fe附近的溶液中加入K3Fe(CN)6无明显变化,Fe附近的溶液中不含Fe2,Fe附近的
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