4.3金属的腐蚀与防护 基础检测 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

4.3金属的腐蚀与防护基础检测2023-2024学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1 一、单选题 1．如图所示试管中的铁钉腐蚀最快的是 A． B． C． D． 2．化学与生产、生活密切相关。下列叙述错误的是 A．工厂常常利用胶体带电的性质进行静电除尘 B．镀层破损后，白铁(镀锌)较马口铁(镀锡)更耐腐蚀 C．制作医用护目镜聚酯属于有机高分子材料 D．新的乘用汽车可可放置活性炭去除车内异味 3．我国电动汽车产业发展迅猛，多种车型采用三元锂电池，该电池放电时工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．无论充电或放电，A极电势均低于B极 B．充电时，外电路中流过0.1mol电子，A极质量减少0.7g C．放电时，正极反应为Li1-aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae-=LiNixCoyMnzO2 D．失去活性锂元素的三元正极材料可采用化学方法再生，实现循环利用 4．化学与生产生活密切相关。下列说法错误的是 A．工业上可以通过电解熔融氯化铝制备金属铝 B．铵态氮肥不能与草木灰混合施用 C．牙膏中添加氟化物用于预防龋齿 D．地下钢铁管道用导线连接锌块可减缓管道的腐蚀 5．化学与科学、技术、社会和环境密切相关。下列说法正确的是 A．生理盐水可用作新冠肺炎的消毒剂 B．废旧电池含重金属需深度填埋处理 C．泡沫灭火器既适用于一般起火，也适用于电器起火 D．在海轮外壳上镶入锌块，可减缓船体的腐蚀速率 6．如图所示实验操作正确的是 A．甲可用于干海带的灼烧 B．乙用于乙醇苯溶液的分离 C．丙可用于演示喷泉实验 D．丁用于验证牺牲阳极法保护铁 7．科学家采用碳基电极材料设计了一种新的电解氯化氢回收氯气的工艺方案，原理如图所示。下列说法错误的是 A．a是电源的正极 B．阴极的电极反应式为：Fe2＋-e-=Fe3＋ C．电路中每转移1mole-理论上可以回收氯气11.2L(标准状况) D．该工艺涉及的总反应为4HCl＋O22Cl2＋2H2O 8．下列叙述中正确的是 A．生铁是铁合金，其抗腐蚀能力比纯铁强 B．在铁制品上镀铜时，铁制品为阴极 C．用锡焊接的铁质器件，焊接处不易生锈 D．铁管上镶嵌锌块，铁管易被腐蚀 9．用图示的方法可以保护钢质闸门，下列说法不正确的是 A．当a、b间用导线连接时，则X应发生氧化反应 B．当a、b间用导线连接时，则X可以是锌 C．当a、b与外接电源相连时，a应连接电源的负极 D．当a、b与外接电源相连时，其方法为牺牲阳极的阴极保护法 10．钢铁是用量最大的合金，防止钢铁的腐蚀有利用于节约资源。下列防止钢铁腐蚀的方法不正确的是 A．轮船表面焊接锌块 B．家用铁锅用完及时将水擦干 C．铁质栏杆外面涂刷一层油漆 D．水里的铁闸与直流电源的正极相连 11．氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体。利用太阳能电池电解NH3得到高纯H2的装置如图所示。下列说法正确的是 A．b为阳极，a为阴极 B．该装置工作时，只发生两种形式能量的转化 C．电解过程中OH－由b极区向a极区迁移 D．电解过程中NH3得到个电子生成 12．化学与人类生活密切相关，下列说法正确的是 A．单质Si用于制作光导纤维和光电池 B．常温下，浓硫酸可以用铁槽车运输 C．SO2的漂白没有涉及到化学变化 D．日常生产生活中钢铁的腐蚀主要原因是化学腐蚀 13．下列实验装置图能达到相应实验目的且描述正确的是 A．图甲是中和热的测定实验 B．图乙可以保护钢闸门不被腐蚀 C．图丙用于铁上镀铜且硫酸铜溶液浓度不变 D．装置丁用于制备少量含NaClO的消毒液 14．白铁皮和镀锡铁皮的腐蚀情况如图所示。下列有关说法不正确的是 A．白铁皮和镀锡铁皮破损后，后者铁更易被腐蚀 B．白铁皮发生电化学腐蚀时，Zn做负极，Fe做正极 C．镀锡铁皮发生电化学腐蚀时，Fe的腐蚀电势比Sn的腐蚀电势高 D．两种材料发生电化学腐蚀时，正极的电极反应式均为 15．利用垃圾假单胞菌株分解有机物的电化学原理如图所示。下列说法正确的是    A．电子流向：电极B→负载→电极A B．若有机物为葡萄糖，处理0.25mol有机物，电路中转移电子6mol C．电极A上的反应式为： X-4e- = Y +4H+ D．若B电极上消耗氧气22.4L， B电极区域溶液增重36g 16．某实验室设计了如图装置制备。双极膜是阴、阳复合膜，层间的解离成和并分别通过阴、阳膜定向移动。下列说法错误的是 A．为负极 B．石墨电极反应式为 C．双极膜中产生的移向Pt电极 D．每消耗时双极膜中消耗 17．利用电解原理，可将氨转化为高纯H2，装置如图。下列说法正确的是 A．电解过程中OH-由左向右移动 B．工作时，b极连电源的正极 C．a极的电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O D．若原两极溶液质量相等，当通入0.2mol氨并完全反应时，两极溶液质量差为10.8g 18．一种用于发动机SCR系统的电解尿素()混合装置(X、Y为石墨电极，隔膜仅阻止气体通过)如图，下列说法不正确的是 A．装置工作时，电子由Y极流入，X极流出 B．Y极发生还原反应 C．X极的电极反应式为 D．若用铅酸蓄电池为电源，理论上消耗49 g 时，此装置中有0.5mol 生成 19．近期，我国科技工作者设计了一种电催化装置(如图所示)，实现了低电压电解产氢和硫元素的回收利用。下列说法正确的是 A．通电后负极区溶液的pH减小 B．交换膜b为阴离子交换膜 C．阳极区的电极反应为 D．电路中转移时，中间隔离室离子数增加 20．钴()的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是 A．工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的均增大 B．生成，Ⅰ室溶液质量理论上减少 C．移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变 D．电解总反应： 21．把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液混合溶液的玻璃皿中（如图所示平面图），经过一段时间后，首先观察到溶液变红的区域是 A．Ⅰ和Ⅲ附近 B．Ⅱ和Ⅲ附近 C．Ⅰ和Ⅳ附近 D．Ⅱ和Ⅳ附近 22．如图所示，a、b、c均为石墨电极，d为碳钢电极，通电进行电解。假设在电解过程中产生的气体全部逸出，下列说法正确的是 A．甲、乙两烧杯中溶液的pH均保持不变 B．甲烧杯中a的电极反应式为：4OH－―4e－＝O2↑＋2H2O C．当电解一段时间后，将甲、乙两溶液混合，一定会产生蓝色沉淀 D．当b极增重3.2g时，d极产生的气体为2.24L（标准状况） 23．周杰伦在歌曲《青花瓷》中唱到“帘外芭蕉惹骤雨，门环惹铜绿”，其中“铜绿”的化学成分是碱式碳酸铜。铜在潮湿空气中生锈的化学反应为：2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3。下列有关该反应的说法正确的是 A．该反应是氧化还原反应，发生化合价变化的有三种元素 B．12.8g Cu参与反应消耗O2的物质的量为1mol C．由此反应可知，化合反应一定是氧化还原反应 D．将铜片与铁片相连可防止铜片生锈 24．利用下列实验装置不能达到实验目的的是 选项 A B C D 目的 探究生铁在不同条件下的电化学腐蚀 测定中和反应的反应热 测定醋酸溶液的浓度 铜的电解精炼 实验装置 A．A B．B C．C D．D 25．将质量相等的Ag片和铂片插入硝酸银溶液（足量）中，银片与电源正极相连，铂片与电源负极相连。以电流强度1 A通电10 min，然后反接电源，以电流强度2 A继续通电10 min。下列为表示银电极的质量、铂电极的质量、电解池中产生气体的质量和电解时间的关系图，正确的是 A． B． C． D． 二、填空题 26．某同学设计一个燃料电池(如图所示)，目的是探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。根据要求回答相关问题：    (1)石墨电极为 (填“阳极”或“阴极”)，反应一段时间后，在乙装置中滴入酚酞溶液， (填“铁极”或“石墨极”)区的溶液先变红。乙池中电解总反应化学方程式 。 (2)如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间，溶液中硫酸铜浓度将 (填“增大”“减小”或“不变”)。精铜电极上的电极反应式为 。 (3)若在标准状况下，有224mL氧气参加反应，则乙装置中铁电极上生成的气体在标准状况下体积为 mL；丙装置中阴极析出铜的质量为 g。 27．能源是现代文明的原动力，通过化学方法可以使能量按人们所期望的形式转化，从而开辟新能源和提高能源的利用率。请回答下列问题： (1)甲中甲烷燃料电池的负极反应式为 ，若线路中转移1mol电子，则该燃料电池理论上消耗的在标准状况下的体积为 L。 (2)乙池中X为阳离子交换膜，石墨电极(C)作 极，写出总反应的离子方程式 。若将乙装置中两电极用导线直接相连，则铁发生吸氧腐蚀，写出铁电极反应式： 。 (3)若丙中要实现铁上镀银，b电极材料为 。 28．如图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。请回答下列问题： (1)若电极a为Zn，电极b为石墨，当电解质溶液为稀硫酸时，该电池的负极的电极反应式为： ；当反应中收集到标准状况下672 mL气体时，电池中所转移的电子数目为 。 (2)现设计一燃料电池，以电极a为正极，电极b为负极，甲醇(CH4O)为燃料，采用氢氧化钠溶液为电解质溶液，则氧气应通入 极(填“a”或“b”)，另一电极的电极反应式 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．D 【详解】形成原电池能加快金属的腐蚀速率，Fe与铜离子发生置换反应生成Cu，Cu、Fe和电解质溶液形成原电池，Fe作负极被腐蚀，所以D中腐蚀速率最快。 故选：D。 2．A 【详解】A．胶体不带电，胶粒带有电荷，工厂常常利用胶粒带电的性质进行静电除尘，A错误； B．金属活动性：Zn>Fe>Sn，镀层破损后，白铁(镀锌)中锌会保护铁，较马口铁(镀锡)更耐腐蚀，B正确； C．制作医用护目镜的聚酯(酯类聚合物)，属于有机高分子材料，C正确； D．活性炭具有吸附性，新的乘用汽车可放置活性炭去除车内异味，D正确； 答案为A。 3．B 【详解】A．该电池放电时工作原理可知，放电时，A为负极B为正极，充电时，A为阴极B为阳极，故无论充电或放电，A极电势均低于B极，故A正确； B．充电时，A极电极反应为aLi++ae-+6C=LiaC6， 外电路中流过0.1mol电子，A极质量增加0.7g，故B错误； C．由该电池放电时工作原理可知，放电时B为正极，Li1- aNix Coy MnzO2得电子结合Li+生成LiNixCoyMnzO2，正极反应为Li1-aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae-=LiNixCoyMnzO2，故C正确； D．锂元素失去活性后，可采用化学方法再生，从而实现Li的循环利用，故D正确； 故选 B。 4．A 【详解】A．工业上通过电解熔融氧化铝制备金属铝，A错误； B．铵根离子与碳酸根离子发生双水解，所以铵态氮肥不能与草木灰混合施用，以免肥效流失，B正确； C．牙膏中添加氟化物，氟离子可以与羟基磷灰石反应生成更难溶的氟磷灰石，用于预防龋齿，C正确； D．地下钢铁管道用导线连接锌块构成原电池，保护钢铁不被腐蚀，D正确； 故选A。 5．D 【详解】A．生理盐水可以用于静脉注射，不能使蛋白质变性，不能用于杀菌消毒，Ａ错误 B．废旧电池含重金属不能深度填埋处理，否则造成土壤污染、地下水污染，应该进行回收利用或集中处理，B错误； C．泡沫灭火器中加入的主要是碳酸氢钠和硫酸铝溶液，两者混合时发生双水解反应，生成大量的二氧化碳泡沫，该泡沫出进行灭火，但是，喷出的二氧化碳气体泡沫中一定含有水，形成电解质溶液，具有一定的导电能力，可能导致触电或电器短路，C错误； D．在海轮外壳上镶入锌块，由于锌比铁活泼，能与铁、海水构成原电池，锌作负极被氧化，从而保护了正极的铁，故可减缓船体的腐蚀速率，D正确； 故答案为：D。 6．D 【详解】A．甲图中海带的灼烧应该用坩埚，不能用蒸发皿，A错误； B．乙醇和苯可以互溶，混合后不分层，无法直接分液法分离，B错误； C．一氧化氮和氢氧化钠溶液不反应，无法演示喷泉实验，C错误； D．丁中为原电池，锌做负极，发生氧化反应，铁作为正极被保护，取阴极区少量液体滴加铁氰化钾检验是否有亚铁离子，验证牺牲阳极法保护法，D正确； 故答案为：D。 7．B 【分析】整个过程是电解条件下，Fe3+起催化剂作用， HCl与O2反应生成Cl2和H2O ，所以该工艺的总反应式为4HCl+O22Cl2+2H2O，电解池阳极发生氧化反应，HCl转化为Cl2，H+向阴极移动，阳极的电极反应为：2HCl(g)-2e-=Cl2(g)+2H+，阴极区上Fe3+得电子生成Fe2+，Fe3+与Fe2+间循环转化，阴极区反应有Fe3++e-=Fe2+，然后发生4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，以此来解析； 【详解】A．连接电源a的电极上，HCl转化为Cl2，发生氧化反应，电解池阳极发生氧化反应，阳极极连接的是电源正极，所以a为电源正极，A正确； B．阴极区上Fe3+得电子生成Fe2+，阴极发生的电极反应为Fe3++e-=Fe2+，B错误； C．根据阳极的电极反应2HCl(g)-2e-=Cl2(g)+2H+，可知2e-～Cl2(g)，故电路中每转移1mole-理论上可以回收氯气V=nVm=×1mol×22.4L/mol=11.2L，C正确； D．整个过程是电解条件下，Fe3+起催化剂作用， HCl与O2反应生成Cl2和H2O ，所以该工艺的总反应式为：4HCl+O22Cl2+2H2O，D正确； 故选B。 8．B 【详解】A．生铁中含有碳，由于活动性Fe大于C，Fe、C及周围电解质构成原电池，进而腐蚀铁，使得生铁的抗腐蚀能力比纯铁弱，A错误； B．在铁制品上镀铜时，镀件铁制品为阴极，镀层金属铜为阳极，含有Cu2+的溶液为电镀液，B正确； C．用锡焊接的铁质器件，铁、锡及周围电解质构成原电池。由于铁的活动性比锡强，所以焊接处铁易被氧化而生锈，C错误； D．铁管上镶嵌锌块，由于锌的活动性比铁强，首先被腐蚀的是活动性强的锌，故铁管不易被腐蚀，D错误； 故选B。 9．D 【分析】可以利用牺牲阳极法和外加电流法保护金属。 【详解】A．当a、b间用导线连接时形成了原电池，铁需要被保护，则铁做正极，X做负极，发生氧化反应，故A正确； B．当a、b间用导线连接时形成了原电池，铁需要被保护，则铁做正极，X做负极，X需要的是一种活泼性比铁强的金属，可以是锌，故B正确； C．当a、b与外接电源相连时，铁需要被保护，则铁做阴极，a应连接电源的负极，故C正确； D．当a、b与外接电源相连时，利用电解原理保护金属铁，其方法是外加电流法，故D错误； 故选D。 10．D 【详解】A． 轮船表面焊接锌块，锌-铁-海水构成原电池，锌活泼作负极、铁作正极，采用牺牲阳极的阴极保护法，A正确； B． 家用铁锅用完及时将水擦干，缺少电解质溶液，可防止发生吸氧腐蚀，B正确； C． 铁质栏杆外面涂刷一层油漆，隔绝空气和水分，可防止铁腐蚀，C正确； D． 水里的铁闸与直流电源的正极相连，铁作电解池中的阳极、被腐蚀，D不正确； 答案选D。 11．C 【分析】利用太阳能电池电解NH3得到高纯H2的装置如图所示，根据化合价分析，氨气变为氮气，氮化合价升高，失去电子，则a为阳极，b为阴极。 【详解】A．根据前面分析a为阳极，b为阴极，故A错误； B．该装置工作时，发生了太阳能转化为电能，电能转化为化学能，发生了三种形式能量的转化，故B错误； C．根据电解池异性相吸，因此电解过程中OH－由b极区向a极区迁移，故C正确； D．氨气化合价升高，应该失去电子，不是得到电子，因此电解过程中NH3失去个电子生成，故D错误。 综上所述，答案为C。 12．B 【详解】A．制取光导纤维，硅单质是半导体材料，用于制作光电池，故A错误； B．浓硫酸可以使铁钝化，所以可以用铁槽车运输，故B正确； C．的漂白是因为它与某些有机色素结合成无色不稳定物质，涉及到化学变化，故C错误； D．日常生产生活中钢铁的腐蚀以电化学为主，故D错误。 故选B。 13．D 【详解】A．图甲装置用于中和热得测定实验缺少环形玻璃搅拌棒，A错误； B．外加电流的阴极保护法需要把被保护的金属接在电源的负极，作为阴极发生还原反应，图乙装置把钢闸门接在了电源的正极，作为阳极，起不到保护作用，B错误； C．电镀时待镀件接在电源负极，作为阴极，镀层金属接在电源负极，作为阳极，图丙将铁钥匙接在了电源正极，作为阳极，不能往铁钥匙上镀铜，C错误； D．上端阴极水放电生成氢气和氢氧根离子，下端阳极氯离子放电生成氯气，氯气上升和氢氧根离子反应生成次氯酸钠，D正确； 故选D。 14．C 【分析】如图，相同条件下，Zn比铁活泼，所以白铁皮即使破损，Zn依然作负极，被氧化，铁作正极，被保护起来；镀锡铁皮中，因为铁比锡活泼，所以由铁锡形成的原电池中，铁作负极，发生氧化反应，被腐蚀； 【详解】A．Zn的金属活动性强于Fe的，白铁皮破损后，Zn做负极被腐蚀，Fe做正极被保护；Fe的金属活动性强于Sn，镀锡铁皮破损后，Fe做负极被腐蚀，因此，镀锡铁皮更易被腐蚀，A说法正确； B．Zn的金属活动性强于Fe，白铁皮发生电化学腐蚀时，Zn做负极，Fe做正极，B说法正确； C．Fe的金属活动性强于Sn，镀锡铁皮发生电化学腐蚀时，Fe做负极，Sn做正极，因此Fe的腐蚀电势比Sn的腐蚀电势低，C说法错误； D．两种材料发生电化学腐蚀时，正极均是参与反应，电极反应式均为，D说法正确； 故选C。 【点睛】本题以白铁皮和镀锡铁皮的腐蚀情况为背景考查电化学原理，具体考查原电池的工作原理和电化学腐蚀等知识，意在考查考生获取新信息的能力及在陌生情境中分析问题和解决问题的能力。 15．B 【分析】由图可知，O2在电极B得电子生成H2O，则电极B为正极，电极方程式为：O2+4H++4e-=2H2O，电极A为负极，电极方程式为：X-2e- = Y +2H+，以此解答。 【详解】A．由题中信息可知该装置为原电池，A为负极，B为正极，电子由负极流出沿导线流入正极，所以电子流向：电极A→负载→电极B，A错误； B．葡萄糖分子式C6H12O6，反应后生成CO2，C元素由0价升高到+4价，处理0.25mol有机物，电路中转移电子0.25mol×4×6=6mol，B正确； C．由分析可知，电极A上的反应式为： X-2e- = Y +2H+，C错误； D．未说明氧气是否处于标准状况，无法计算22.4L氧气的物质的量，D错误； 故选B。 16．D 【详解】A．Pt电极一侧NH3生成N2H4，发生了失电子的氧化反应，所以为负极，故A正确； B．双极膜中的移向正极，得电子发生还原反应，故B正确； C．阴离子移向负极，故C正确； D．没有说明气体的存在状况，无法计算物质的量，故D错误； 故选D。 17．C 【分析】电极a氨气变成氮气，发生氧化反应，故电极a为阳极，电极b为阴极，以此解题。 【详解】A．电解池中阴离子向阳极移动，故应该向左移动，A错误； B．由分析可知电极b为阴极，故b极连电源的负极，B错误； C．由分析可知，a极氨气失去电子形成氮气，电极反应式为：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，C正确； D．阳极反应：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，0.2mol氨气并完全反应，失去0.6mol电子，通入0.2mol氨气，由阴极迁移0.6mol氢氧根离子，并析出0.1mol氮气，阳极区增加质量0.2mol×17+0.6×17-0.1×28=10.8g，阳极反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阴极得到0.6mol e-，生成0.3mol氢气，并有0.6mol氢氧根离子迁向阳极，减少质量为：0.3mol×2+0.6×17=10.8g，两极溶液质量差为：10.8+10.8=21.6g，D错误； 故选C。 18．D 【分析】该电池反应时中，氮元素化合价由-3价变为0价，H元素化合价由+1价变为0价，所以生成氮气的电极X是阳极，生成氢气的电极Y是阴极，阳极反应式为，阴极反应式为2H2O+2e-═H2↑+2OH-； 【详解】A．该装置为电解池，由分析可知电极X是阳极，Y是阴极，阳极与原电池中正极相连，阴极与负极相连，由电子由负极流向正极，则电子由Y极流入，X极流出，故A正确； B．Y为阴极得电子发生还原反应，阴极反应式为2H2O+2e-═H2↑+2OH-，故B正确； C．该电池反应时中，氮元素化合价由-3价变为0价，H元素化合价由+1价变为0价，X是阳极，阳极反应式为，故C正确； D．铅酸蓄电池的总反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，每消耗2mol转移2mol电子，理论上消耗49 g 即物质的量为，转移0.5mol电子，由2H2O+2e-═H2↑+2OH-，可知有0.25mol 生成，故D错误； 故选：D。 19．C 【详解】A．负极区与电源负极相连，又称为阴极区，其溶液的电极反应：，氢离子浓度减小，pH增大，故A错误； B．阳极区的电极反应为，钠离子透过交换膜b进去中间隔离室，b为阳离子交换膜，故B错误； C．根据图示可知电极反应为，故C正确； D．电路中转移2 mol 时，阳极区2 mol 进入中间隔离室，阴极区1 mol 进入中间隔离室，中间隔离室离子数增加，故D错误； 故答案：C。 20．D 【分析】由图可知，该装置为电解池，石墨电极为阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，Ⅰ室中阳离子电荷数大于阴离子电荷数，放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由Ⅰ室向Ⅱ室移动，钴电极为阴极，钴离子在阴极得到电子发生还原反应生成钴，电极反应式为Co2++2e-=Co，Ⅲ室中阴离子电荷数大于阳离子电荷数，氯离子过阴离子交换膜由Ⅲ室向Ⅱ室移动，电解的总反应的离子方程式为2Co2++2H2O2 Co +O2↑+4H+。 【详解】A．由分析可知，放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由Ⅰ室向Ⅱ室移动，使Ⅱ室中氢离子浓度增大，溶液pH减小，故A错误； B．由分析可知，阴极生成1mol钴，阳极有1mol水放电，则Ⅰ室溶液质量减少18g，故B错误； C．若移除离子交换膜，氯离子的放电能力强于水，氯离子会在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，则移除离子交换膜，石墨电极的电极反应会发生变化，故C错误； D．由分析可知，电解的总反应的离子方程式为2Co2++2H2O2 Co +O2↑+4H+，故D正确； 故选D。 21．C 【详解】图1中锌和铁在食盐水中构成电解池，锌为阴极，铁为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，锌电极上溶液中的氢离子得到电子生成氢气，溶液中的氢氧根离子浓度增大，所以锌极附近颜色变红。图2中锌铁在食盐水中形成原电池，锌为负极，失去电子生成锌离子，铁为正极，氧气在正极上得电子生成氢氧根离子，铁电极附近颜色变红。 故选C。 【点睛】掌握原电池和电解池的工作原理是解题的关键，在电解池中阳极金属失去电子，阴极金属不反应，溶液中的阳离子得到电子。原电池中较活泼的金属为负极，不活泼的金属为正极。 22．B 【详解】A．通电一段时间后，甲中阳极发生4OH--4e-=2H2O+O2↑，阴极发生Cu2++2e-=Cu，反应后为硫酸，溶液pH减小，乙中阴极氢离子被电解生成氢氧根离子，溶液的pH增大，故A错误；B．a与电源正极相连，为阳极，阳极上氢氧根离子失电子，其电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑，故B正确； C．当电解一段时间后，甲可能为硫酸，乙为NaOH，则二者混合不会生成沉淀，故C错误； D．b极增重3.2g时，n(Cu)==0.05mol，由Cu～2e-～H2↑，则d极产生的气体为0.05mol×22.4L/mol=1.12L，故D错误； 故选B。 【点睛】本题考查电解原理，明确发生的电极反应是解答本题的关键。注意图中阳极的判断及溶液中离子的放电顺序。本题的易错点为C。 23．D 【详解】A．2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3，反应中铜元素化合价升高，做还原剂，氧元素化合价降低，做氧化剂，发生变价的只有两种元素，A项错误； B．该反应中铜为反应的还原剂，失去电子发生氧化反应，12.8g铜即0.2mol铜参与上述反应消耗0.1mol氧气，B项错误； C．化合反应不一定是氧化还原反应，C项错误； D．将铜片与铁片相连形成原电池，铁较活泼做负极，铜做正极被保护，可防止铜片生锈，D项正确； 故答案选D。 24．B 【详解】A．左边氯化钠溶液呈中性，生铁铁发生吸氧腐蚀，气体体积减小，右边氯化铵溶液呈酸性，发生析氢腐蚀，气体体积增大，红墨水左高右低，选项A能实现实验目的； B．没有隔热板且两烧杯口没有相平，不保温，选项B不能实现实验目的； C．利用氢氧化钠标准溶液滴定含有酚酞的醋酸，仪器及操作均正确，选项C能实现实验目的； D．铜的电解精炼时纯铜连接负极，粗铜连接正极，硫酸铜溶液为电解质溶液，仪器及操作正确，选项D能实现实验目的； 答案选B。 25．C 【详解】将质量相等的银片和铂片插入足量硝酸银溶液中，银片与电源正极相连，铂片与电源负极相连，则Ag为阳极，发生Ag-e-=Ag+，Pt为阴极，发生Ag++e-=Ag，则Ag电极的质量减小，Pt电极的质量增加；然后反接电源，Pt电极为阳极，但表面有Ag，所以发生Ag-e-=Ag+，Ag为阴极，发生Ag++e-=Ag，则Pt电极的质量又减小，Ag电极的质量又增大，该过程中不生成气体，且电流强度比原来的大，则质量变化的程度比原来的大，当15min时Pt电极上Ag完全溶解后，Pt不失去电子，其质量不再变化，显然C图象符合，ABD不符合，故答案为C。 26．(1) 阳 铁极 (2) 减小 (3) 448 1.28 【分析】根据图示可知甲装置是原电池，乙、丙装置为电解池，在甲中通入燃料甲烷的Pt电极为负极，通入氧气的Pt电极为正极，则乙装置中 Fe电极为阴极，C电极为阳极，丙装置中精铜为阴极，粗铜为阳极，然后根据原电池，电解池反应原理解答 【详解】（1）根据分析可知石墨电极为阳极，铁电极为阴极，在石墨电极上，氯离子失去电子变为氯气逸出，在Fe电极上水电离产生的氢离子得到电子被还原产生氢气逸出，导致 Fe电极附近溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度，溶液显碱性，所以在乙装置中滴入酚酞溶液，铁电极区的溶液先变红，乙池中电解总方程式为 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑； （2）粗铜为阳极，精铜为阴极，在阳极上主要 Cu失去电子变为铜离子进入溶液，如果粗铜中含有锌、银等杂质，活动性比Cu强的Zn也会失去电子变为锌离子进入溶液，而活动性弱的Ag则沉淀在阳极底部，形成阳极泥，在阴极上只有铜离子得到电子变为Cu单质，精铜上的电极反应为Cu2++2e— =Cu，所以丙装置中反应一段时间，溶液中硫酸铜浓度将减小； （3）在甲装置中，在标准状况下，224mL氧气的物质的量0.01mol，则反应过程中转移电子的物质的量0.01mol4=0.04mol，由于在同一闭合回路中电子转移数目相等，则在乙装置中 Fe电极上反应为2H2O+2e— =H2+2OH—，则生成氢气0.02mol，其在标准状况下的体积为0.02mol22.4L/mol=0.448L=448mL；在丙装置中的阴极的电极反应为 Cu2++2e—=Cu，生成Cu为0.02mol，其质量为0.02mol64g/mol=1.28g。 27．(1) CH4−8e－＋10OH－=＋7H2O 5.6 (2) 阳 2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－ Fe−2e－= Fe2+ (3)银 【分析】根据分析甲为燃料电池，甲烷为燃料，作原电池负极，氧气为正极，则乙、丙为电解质，Fe、a为阴极，C、b为阳极。 【详解】（1）甲中甲烷燃料电池的负极为甲烷，KOH溶液为电解液，其负极反应式为CH4−8e－＋10OH－=＋7H2O，若线路中转移1mol电子，则该燃料电池理论上消耗的物质的量为0.25mol，在标准状况下的体积为0.25mol× 22.4L∙mol−1＝5.6L；故答案为：CH4−8e－＋10OH－=＋7H2O；5.6。 （2）乙池中X为阳离子交换膜，根据前面分析石墨电极(C)作阳极，乙的总反应的离子方程式2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－。若将乙装置中两电极用导线直接相连，则铁发生吸氧腐蚀，铁为负极，石墨为正极，则铁电极反应式：Fe−2e－= Fe2+；故答案为：阳；2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－；Fe−2e－= Fe2+。 （3）若丙中要实现铁上镀银，根据镀件作阴极，镀层金属做阳极，b电极为阳极，则b电极材料为银；故答案为：银。 28． Zn-2e-=Zn2+ 0.06NA a CH4O-6e-+8OH-=CO32-+6H2O 【分析】(1)活动性强的电极为负极，失去电子发生氧化反应，活动性弱的电极为正极，正极上溶液中氢离子得到电子变为氢气，每反应产生1 mol H2，得到2 mol电子，由氢气的体积计算其物质的量，然后计算转移的电子数目； (2)通入燃料甲醇的电极为负极，负极上甲醇被氧化产生的CO2与溶液中OH-结合形成CO32-，通入氧气的电极为正极，正极上氧气得到电子，发生还原反应。 【详解】(1)由于电极活动性：Zn>C，所以Zn为负极，失去电子发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+；石墨电极为正极，正极上H+得到电子变为H2，电极反应式为：2H++2e-= H2↑，可见每反应产生1 mol H2，得到2 mol电子，n(H2)==0.03 mol，所以转移电子的物质的量是0.06 mol，则转移电子数目为N(e-)=0.06 mol×NA/mol=0.06NA。 (2)通入燃料甲醇的电极为负极，通入氧气的电极为正极。由于该燃料电池以电极a为正极，电极b为负极，是a电极通入氧气，b电极通入甲醇。b电极为负极，负极上甲醇被氧化产生的CO2与溶液中OH-结合形成CO32-，所以负极的电极反应式为：CH4O-6e-+8OH-=CO32-+6H2O。 【点睛】本题考查了原电池反应原理，根据电子得失难易程度确定电池的正负极，然后根据负极发生氧化反应，正极上发生还原反应，结合电解质溶液书写电极反应式。注意不能只根据金属活动性强弱判断正负极，为易错点，应该根据与电解质溶液发生反应的难易判断。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$