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第三单元 电解池 金属的腐蚀与防护
(40分钟)
1.考古中出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有铜锈覆盖在其表面。铜锈的成分非常复杂,主要成分有CO3和Cu2(OH)3Cl。考古学家将铜锈分为无害锈和有害锈,结构如图所示。
下列说法正确的是( )
A.锡青铜中的锡加速了铜的腐蚀速度
B.锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快
C.Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl分别属于有害锈和无害锈
D.生成Cu2(OH)2CO3是电化学腐蚀过程,生成Cu2(OH)3Cl是化学腐蚀
过程
2.用如图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验,则下表中各项所列对应关系均正确的一项是( )
选项
X极
实验前U形
管中液体
通电后现象及结论
A
正极
Na2SO4溶液
U形管两端滴入酚酞后,a管中呈红色
B
正极
AgNO3溶液
b管中电极反应式是4OH--4e-O2↑+2H2O
C
负极
CuCl2溶液
b管中有气体逸出
D
负极
NaOH溶液
溶液pH减小
3.用压强传感器探究生铁在pH=2和pH=4的醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图像如下,分析图像,以下结论错误的是( )
A.溶液pH≤2时,生铁发生析氢腐蚀
B.生铁的腐蚀中电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍
C.在酸性溶液中生铁不可能发生吸氧腐蚀
D.两溶液中负极反应均为Fe-2e-Fe2+
4.某课外小组同学为探究氨氮废水的处理方法,以 0.005 mol/L (NH4)2SO4溶液模拟氨氮废水,设计了以下实验。
实验步骤
实验现象
①用如图装置进行电解
一段时间后,检测阳极附近溶液中氨氮浓度并未显著变化
②在氨氮废水中加入NaCl溶液,进行电解
阳极产生使湿润有色布条褪色的气体,一段时间后,氨氮检测浓度明显降低
下列有关叙述正确的是( )
A.步骤①由于氨氮浓度未显著变化,装置未发生电解反应
B.步骤②中的氨氮浓度降低是由于生成的氯气氧化了N
C.氨氮浓度降低时溶液酸性减弱
D.湿润有色布条褪色是由于Cl2的漂白性
5.(2022·山东威海二模)工业上用石墨和铅作电极,用双极膜电解葡萄糖溶液制备甘露醇和葡萄糖酸盐。已知在直流电场作用下,双极膜将水解离为H+和OH-并实现其定向通过,电解过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.b极材料为石墨,接电源正极
B.通电后双极膜中产生的OH-向b极定向移动
C.生成葡萄糖酸盐的反应为+Br+OH-HOCH2(CHOH)4COO-+Br-+H2O
D.理论上若生成1 mol甘露醇,则可生成1 mol葡萄糖酸盐
6.某实验室用新型二次电池模拟工业上制备Mn和MnO2的工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A.a电极的电极反应为MnO2+4H++2e-Mn2++2H2O
B.装置工作时,c、d两个电极的质量都增加
C.c电极反应为Mn2++2e-Mn
D.d电极附近溶液的pH增大
7.疫情防控中要对环境进行彻底消毒,二氧化氯(ClO2,黄绿色、易溶于水的气体)是一种安全稳定、高效低毒的消毒剂。工业上通过惰性电极电解氯化铵和盐酸的方法制备ClO2的原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A.c为电源的正极,在b极区流出的Y溶液是浓盐酸
B.电解池a极上发生的电极反应式为N-6e-+3Cl-NCl3+4H+
C.二氧化氯发生器内,发生的氧化还原反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶6
D.当有0.3 mol阴离子通过离子交换膜时,二氧化氯发生器中产生标准状况下1.12 L NH3
8.(2022·山东泰安三模)1,5戊二胺()是生物法制备尼龙材料的重要原料,利用双极膜(BPM)电渗析产碱技术可将生物发酵液中的1,5戊二胺硫酸盐(含和S)转换为1,5戊二胺,实现无害化提取,工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A.a极的电势比b极的低
B.m膜为阳离子交换膜,n膜为阴离子交换膜
C.电解过程中,H2SO4极室溶液的pH逐渐减小
D.b极区每生成11.2 L气体(标准状况),理论上可生成2 mol 1,5戊二胺
9.“双碳”战略倡导绿色、环保、低碳的生活方式。
(1)科学家利用CO2、水合成环氧乙烷,有利于实现碳中和,总反应为2CO2+2H2O+2.5O2,该过程在两个独立的电解槽中实现,装置如图一所示,在电解槽2中利用氯离子介导制备环氧乙烷,内部结构如图二所示。
①电解槽1中阴极的电极反应式为 。
②图二虚线框中发生的反应为C2H4+HOClHOCH2CH2Cl、
、H++OH-H2O、2CO2+12H++12e-C2H4+4H2O。
(2)我国化学工作者设计出一种电解装置,该