(浙江选考)2020版高考化学一轮复习专题六第三单元电解池金属的腐蚀与防护夯基提能作业

10.用图甲装置电解一定量的CuSO4溶液,M、N为惰性电极。电解过程实验数据如图乙所示,横轴表示电解过程中转移电子的物质的量,纵轴表示电解过程产生气体的总体积。下列说法不正确的是( )

A.A点所得溶液只需加入一定量的CuO固体就可恢复到起始状态 B.电解过程中N电极表面先有红色物质生成,后有气泡产生 C.Q点时M、N两电极上产生的气体在相同条件下总体积相同 D.若M电极材料换成Cu,则电解过程中CuSO4溶液的浓度不变 答案 A 惰性材料作电极,阳极的电极反应式为2H2O-4e的电极反应式为Cu+2e

2+

--

O2↑+4H,阴极上Cu先放电,即P点前阴极

+

-

+2+

Cu,P点后,阴极的电极反应式为2H+2eH2↑,即A点是电解完CuSO4后,

又电解了一部分水,只加入CuO不能恢复到原来的状态,故A说法错误;N极接电源的负极,N极上先有红色固体铜析出,然后有气泡产生,故B说法正确;Q点的气体来自两个阶段,第一阶段:阳极电极反应式为2H2O-4e

+

-

4H+O2↑,阴极电极反应式为Cu+2e

+

-

+2+-

Cu,第二阶段:阳极电极反应式为2H2O-4e

-

4H+O2↑,阴极反应式为2H+2eH2↑,P点产生的气体为氧气,其体积为b L,从P点到Q点为第二阶段,

阴极产生的气体体积为2b L,阳极产生的气体体积为b L,阳极气体总体积为(b+b)L=2b L,故C说法正确;若M电极换成Cu,则阳极上发生反应Cu-2e溶液的浓度不变,故D说法正确。

11.电化学在日常生活中用途广泛,图甲是镁—次氯酸钠燃料电池,电池总反应为:Mg+ClO+H2O

Cl+Mg(OH)2,图乙是含Cr2 的工业废水的处理。下列说法正确的是( )

---

Cu,阴极反应式为Cu+2e

2+2+-

Cu,因此电解过程中CuSO4

A.图甲中发生的氧化反应是Mg+ClO+H2O+2eB.图乙中惰性电极上有O2放出

C.图乙中Cr2 向惰性电极移动,与该极附近的OH结合转化成Cr(OH)3而被除去

-2+

--

Cl+Mg(OH)2

-

D.若图甲中3.6 g镁产生的电量用于图乙废水处理,理论上图乙中有8.4 g阳极材料参与反应

5

答案 D A项,所给反应为还原反应,故错误;B项,图乙中惰性电极为阴极,有H2放出,故错误;C项,图乙

中Cr2 向阳极(金属铁)移动,故错误。

12.某可充电电池的原理如图所示,已知a、b为惰性电极,溶液呈酸性。充电时右槽溶液颜色由绿色变为紫色。下列叙述正确的是( )

注:V为紫色,V为绿色,V 为黄色,VO为蓝色

2+

3+

2+

A.放电时,H从左槽迁移进右槽

B.放电过程中,左槽溶液颜色由黄色变为蓝色 C.充电时,b极接直流电源正极,a极接直流电源负极 D.充电过程中,a极的电极反应式为V +2H+e

+

-

+

VO+H2O

3+

2+

答案 B 充电时右槽溶液颜色由绿色变为紫色,即VV,充电时b作阴极,接直流电源负极,a极接直

VO,左槽溶液颜色由黄色变

2+

-2+

2+

流电源正极,C错误;放电时,b是负极,a是正极,a极发生还原反应,即V

+

为蓝色,H从右槽迁移进左槽,A错误,B正确;充电过程中,a极是阳极,电极反应式为VO-e+H2OV +2H,D错误。

+

13.人类活动产生的CO2长期积累,威胁到生态环境,其减排问题受到全世界关注。

(1)工业上常用高浓度的K2CO3 溶液吸收CO2,得到溶液X,再利用电解法使K2CO3 溶液再生,其装置示意图如图1,在阳极区发生的反应包括 和H+HC

+

-

H2O+CO2↑。

图1

(2)已知某种甲醇燃料电池中,电解质溶液呈酸性,示意图如图2,工作结束后,B电极室溶液的pH与工作前相比将 (填 “增大” “减小”或“不变”,溶液体积变化忽略不计)。A电极附近甲醇发生的电极反应式为 。

6

图2

答案 (1)4OH-4e

--

2H2O+O2↑

-

(2)不变 CH3OH+H2O-6e 6H+CO2↑

--

+

解析 (1)阳极上氢氧根离子放电生成氧气和水,电极反应式为4OH-4e应为2CH3OH+3O2

+

2H2O+O2↑ 。(2)电池的总反

2CO2+4H2O,因溶液体积变化忽略不计且H没有净消耗,所以B电极室溶液pH不变;A

-

电极上甲醇失去电子发生氧化反应,电极反应式为 CH3OH+H2O-6e 6H+CO2↑。

+

14.(2017江苏单科,16,12分)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下:

注:SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。

(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为 。

(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液,溶液的pH (填“增大”“不变”或“减小”)。 ( )“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3,电解过程中作阳极的石墨易消耗,原因是 。

(4)“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液,原理如图所示。阳极的电极反应式为 ,阴极产生的物质A的化学式为 。

(5)铝粉在1 ℃时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合,有利于AlN的制备,其主要原因是 。 答案 (1)Al2O3+2OH(2)减小

-

2Al +H2O

-

7

(3)石墨电极被阳极上产生的O2氧化

(4)4C +2H2O-4e

-

4HC +O2↑ H2

-

(5)NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜 解析 (1)Al2O3是两性氧化物,能与强碱反应生成Al 和H2O。

( )“碱溶”时,NaOH溶液应过量,则在“过滤Ⅰ”所得滤液中一定含有过量的NaOH,当加入NaHCO3溶液时,HC +OH

--

-

C +H2O,使c(OH)减小,故pH减小。

-2--

(3)电解熔融Al2O3时,阳极反应式为:2O-4e

-

O2↑, 2会与石墨发生化学反应,从而消耗石墨。

+

+

(4)阳极应是H2O电离出的OH放电,生成O2和H,在Na2CO3溶液充足的条件下,H与C 反应生成HC ,故 阳极的电极反应式为:4C +2H2O-4e

-

-

4HC +O2↑;阴极的电极反应式为:4H2O+4e

-

-

2H2↑+4 H,所

-

以物质A为H2。

(5)铝粉表面有Al2O3薄膜,阻碍反应的进行,而添加少量NH4Cl固体,NH4Cl分解生成的HCl能与Al2O3反应,破坏Al2O3薄膜,有利于Al和N2反应。

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