寒假作业(十一) 电解池和金属的腐蚀与防护-【步步维赢·优练必刷】2024-2025学年高二化学寒假作业

高二化学寒假作业（十一） 电解池和金属的腐蚀与防护 2.根据金属活动性顺序表，Cu不能发生： 核心素养 Cu+2H,O=Cu(OH)2+H2↑的反 1.了解电解池的工作原理，认识电解 应。但选择恰当电极材料和电解液进行 在实验物质转化和储存能量中的具体 电解，这个反应就能变为现实。下列四 应用。 组电极和电解液中，能实现该反应最为 2.通过对氯碱工业、电镀、电冶金等原 恰当的是 理的分析，认识电解在实现物质转化和储 A B D 阳极 石墨棒 Cu Cu Cu 存能量中的具体应用。 阴极 石墨棒 石墨棒 Fe Pt 3.知道金属腐蚀的危害及防止金属腐 电解液CuSO,溶液Na,SO),溶液H,SO,溶液H,O 蚀的措施，能利用电解化学原理选择并设 3.将两根铂插入500mL的CuSO,溶液中 计防腐措施。 进行电解，通电一段时间后，某电极质量 增加0.064g(设电解时无H2放出，且不 精典题练 考虑水解和溶液体积变化)。此时溶液 1.如图是在航天用高压氢 隔膜 中H浓度约为 镍电池基础上发展起来 A.4×10-3mol/L 的一种金属氢化物镍电 MH INiOOH B.3×10-3mol/1 池(MH-Ni电池)，下列 像饮网 C.1×10-3mol/L 有关说法中不正确的是 D.1×10-7mol/L 4.某学生想制作一种家用环 A.放电时正极反应为：NiOOH+H2O+ 保型消毒液发生器，用石墨 e→Ni(OH)2+OH 作电极电解饱和氯化钠溶 B.电池的电解液可为KOH溶液 液，通电时，为使C12被完全 C.充电时负极反应为：MH十OH一> 吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设 H,O+M+e 计了如图所示的装置，则对电源电极名 D.MH是一类储氢材料，其氢密度越大， 称和消毒液的主要成分判断正确的是 电池的能量密度越高 ·29 A.a为正极，b为负极；NaClO和NaCI A.正极反应式为2FeO2+10H++6e B.a为负极，b为正极；NaCIO和NaCl —Fe2O3+5H,O C.a为阳极，b为阴极；HClO和NaCl B.Zn为电池的负极 D.a为阴极，b为阳极；HClO和NaCI C.该电池放电过程中电解质溶液浓度 5.如图所示，将铁棒和石墨 不变 棒插入盛有饱和NaCl溶 D.电池工作时K向负极迁移 液的U形管中。下列分 8.用惰性电极分别电解下列各电解质的水 析正确的是 溶液，一段时间后（设电解质足量），向电 A.K,闭合，铁棒上发生 饱和NaCl溶液 解后溶液中加入适量原电解质，可以使 的反应为2H+十2e—H2个 溶液恢复到电解前的浓度的是( B.K闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐 A.Cu(NO)2 B.K,SO 升高 C.HCI D.NaOH C.K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲 9.(不定项)用惰性电极实现电解，下列说 阳极的阴极保护法 法正确的是 D.K2闭合，电路中通过0.002NA个电子 A.电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故 时，两极共产生0.001mol气体 溶液pH不变 6.下列说法中正确的是 B.电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH, A.增大反应物浓度，可逆反应正速率增 故溶液pH增大 大；减少反应物浓度，可逆反应逆速率 C.电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上 增大 析出产物的物质的量之比为1：2 B.粗铜精炼时，电解质液中的c(Cu+)保 持不变 D.电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上 C.纯银在空气中久置变黑发生的是电化 析出产物的物质的量之比为1：1 学腐蚀 10.用铅蓄电池连接惰性电极电解一定量 D.阴极电保护法是将被保护的金属与外 的CuSO,溶液，请回答下列问题： 加电源的负极相连 (1)铅蓄电池放电时正极的电极反应式 7.某电池以KFeO,和Zn为电极材料， 为 KOH溶液为电解质溶液。下列说法正 (2)惰性电极电解CuSO,溶液的离子方 确的是 程为 ·30 (3)若电解一段时间后向电解池溶液中 E接 ,C接 加入1 molCu(OH):·CuCO3,可以使 接F。 该溶液恢复至原来的浓度和体积，则在 (2)写出B电极上发生反应的离子方程 该电解过程中转移电子的数目为 式： ,该电解过程中铅蓄电池 G试管中淀粉一KI溶液变化的现象为 中消耗的H,SO4和电解池中生成的 ,相应的离子方程式 H,SO,的物质的量之比为 11.某学生试图用电解法根据电极上析出 是 物质的质量来验证阿伏加德罗常数数 (3)为精确测定电极上析出的铜的质 值，其实验方案的要点为：①用直流电电 量，所必需的实验步骤的先后顺序应是 解氯化铜溶液，所用仪器如下图所示。 。(选填下列操作步骤的编号) ②在电流强度为IA,通电时间为ts后，精 ①称量电解前电极质量 确测得电极上析出铜的质量为mg。 ②刮下电解后电极上的铜并清洗 ③用蒸馏水清洗电解后的电极 ④低温烘干电极后称量 ⑤低温烘干刮下的铜后称量 G ⑥再次低温烘干后称量至恒重 溶液 淀粉-KI溶液 试回答： (4)已知电子的电量为1.6×10-C。 (1)连接这些仪器的正确顺序为（用图 试列出阿伏加德罗常数的计算公式： 中标注仪器接线柱的英文字母表示。 N= 下同) ·31·电池中负极释放电子并传导到正极上， Cu(OH)2V十H2个，故正确：C项阳极是 故H向正极移动。该电池的反应产物 铜失电子，阴极是溶液中氢离子得到电 为CO2和H2O,对环境无污染。 子发生还原反应，电池反应为Cu十 答案：(1)2CHOH+3O22CO2 HSO,通电CuSO,十H,个，故错误：D项 +4H,Q 中阳极是铜失电子，但水的导电能力小， (2)3O2+12H++12e-6H2O 离子浓度小难发生还原反应，故错误。] 2CH,OH+2H,O-12e=2CO, 3.A[用铂电极电解CuSO,阴极：Cu2+ +12H +2e—Cu;阳极：4OH一4e (3)正 负极 2H2O+O2个，电极质量增加0.064g,一 (4)产物对环境无污染 定为阴极，由2CuS0,+2H,0通电2Cu十 电解池和金属的 高二化学寒假作业（十一） O2个十2HSO,,每生成1 mol Cu同时生 腐蚀与防护 成1molH2SO,则c(H)= 1.C[放电时，正极发生还原反应： NiOOH+H,O+e-Ni(OH)2+ 0.064g×2 64 g/mol 0.5L =4×10-3mol/L。] OH,故A正确；为了防止MH被氢离 4.B 子氧化，镍氢电池中电解液为碱性溶液， 5.B [K,闭合形成原电池，铁作负极，失 即可用KOH作电解液，故B正确；充电 电子被腐蚀，石墨电极是正极，氧气得电 时，负极作阴极，阴极发生还原反应：M 子变为OH,pH逐渐升高，A错误、B +H2O十eMH十OH,故C错误： 正确：K2闭合，铁棒作阴极被保护，不会 M为储氢合金，MH为吸附了氢原子的 被腐蚀，属于外加电流的阴极保护法，C 储氢合金，储氢材料，其氢密度越大，电 错误：K2闭合形成电解池，两极分别产生 池的能量密度越高，故D正确。] 氯气和氢气，电路中通过0.002N个电 2.B[A项是电解硫酸铜溶液，阳极上氢 子时，每极上产生0.001mol气体，共 氧根离子失电子发生氧化反应，阴极上 0.002mol气体，D错误。] 铜离子得到电子析出铜，电池反应为 6.D[增大反应物浓度，可逆反应正速率 2CuS0,+2H,0通电2Cu+0,++ 增大；减少反应物浓度，可逆反应正反应 2H,SO,,故错误；B项阳极是铜失电子， 速率减小，随着化学平衡的移动，逆反应 阴极是溶液中的氢离子得到电子发生还 速率逐渐减小，A项错误；粗铜精炼时， 原反应，电池反应为Cu十2H,0通电 电解质液中的c(Cu)略微减小，B项错 ·55· 误：纯银在空气中久置变黑发生的是化 气，物质的量之比为2：1，故C错误：电 学腐蚀，C项错误；D.阴极电保护法是将 解氯化铜溶液，在阴极上生成铜、阳极上 被保护的金属与外加电源的负极相连， 析出氯气，物质的量之比为1：1，故D 被保护的金属作电解的阴极，D项正确。] 正确。] 7.B[KOH溶液为电解质溶液，则正极电 10.解析：(1)铅蓄电池放电时正极材料为 极方程式为2FeO十6e+8H2O PbO2,发生的电极反应式为PbO2+2e 2Fe(OH)3+10OH,故A错误；根据化 +4HT+SO-PbSO,+2H,O; 合价升降判断，Zn化合价只能上升，故为 (2)利用惰性电极电解CuSO,溶液时阴 负极材料，KFeO为正极材料，故B正 极有Cu析出，阳极上有氧气放出，发生 确：该电池放电过程中电解质溶液浓度 反应的离子方程式为2Cu2++2H,O 增大，故C错误；电池工作时阳离子向正 电解2Cu十0，个十4H； 极迁移，故D错误。] (3)Cu(OH)·CuCO和稀硫酸反应生 8.C[电解硝酸铜得到的产物是氧气和 成硫酸铜、水和二氧化碳，所以加入 Cu,要使溶液恢复到电解前的浓度，应加 1 mol Cu(OH)2·CuCO3相当于加入 氧化铜而不是硝酸铜，A错误；电解硫酸 2 mol CuO、1molH2O,根据生成物知， 钾溶液得到的产物是氢气和氧气，要使 阴极上铜离子和氢离子放电、阳极上氢 溶液恢复到电解前的浓度，应加水，B错 氧根离子放电，根据Cu原子、H原子守 误；电解HCI溶液，得到的产物是氢气和 恒得阴极上析出n(Cu)=2mol、n(H2) 氯气，要使溶液恢复到电解前的浓度，应 =1mol,则转移电子的物质的量= 加HCI,与原电解质相同，C正确：电解氢 2mol×2+1mol×2=6mol,即电解过 氧化钠溶液，得到的产物是氢气和氧气， 程中转移电子的数目为6NA;1mo】 要使溶液恢复到电解前的浓度，应加水， Cu(OH)2·CuCO3能和2molH2SO D错误。] 完全反应，可知电解池生成的H,SO,为 9.BD[电解稀硫酸溶液，实质上是电解 2mol:根据PbO2+Pb+2H,SO,一 水，溶液浓度变大，故溶液pH变小，故A 2PbSO,十2HO可知，电解过程中转移 错误；电解稀氢氧化钠溶液，实质上是电 6mol电子消耗6molH,SO,则电解过 解水，溶液浓度变大，故溶液pH增大，故 程中铅蓄电池中消耗的HSO,和电解 B正确；电解硫酸钠溶液，实质上是电解 池中生成的H,SO,的物质的量之比为 水，在阴极上生成氢气、阳极上析出氧 6mol:3mol=2:1。 ·56， 答案：(1)PbO2+2e+4H++SO 2.D[四种元素分别是硅、磷、硫、氯。其 -PbSO,+2H,O 中氯的最外层电子数最多，最容易得电 (2)2C++2H,0电解2Cu+0,++4H 子，故选D。] 3.D[由题意可知其价电子排布为3d°4s (3)6NA2:1 的是Cu。] 11.解析：(1)G为C12的吸收装置，所以B 4.A[p电子云形状是哑铃形，不是平面 为阳极，A为阴极，则仪器的连接顺序 “8”字形，B项错；2p能级有一个未成对 为E接D,C接A,B接F。(2)B电极 电子的原子有B或F两种元素，C项错； 产生C12,电极反应的离子方程式为 L层没有d能级，D项错。] 5.B[处于最低能量状态的原子叫作基态 2C1-2eC12↑，它使淀粉KI溶 原子。电子由较低能级向较高能级跃迁 液变蓝，离子方程式为CL,十2I 叫作激发。激发态原子的能量总是比原 2C1十L2￥。(3)测定电极上析出的 来基态原子的能量高。如果电子仅在内 Cu的质量的先后顺序应为①③④⑥，而 层激发，电子未获得足够的能量，则不会 无须刮下电极上析出的铜再称量。另 失去。] 外，之所以烘干称量两次的原因在于减 6.D[K能层是第一能层，只有1s能级：L能 少称量误差。（4)由电荷量守恒得： 层是第二能层，有两个能级，即2s和2p;M 能层是第三能层，有三个能级，即3s、3p、3d: mg Q-I-64 g mol-TX2X NX1.60 N能层是第四能层，有四个能级，即4s、4p、 X1019,N=64× It 4d、4f。根据能级数等于能层序数，只有能 m2X1.6×10-9 层序数>4的能层才有f能级。] 答案：(1)DAB 7.A[B项，在书写电子排布式时，能层低 (2)2C1厂-2e—C12↑变蓝色 的能级要写在左边，不能按填充顺序写； C12+2I—2C1+I2V C项，d轨道应是全充满时稳定；D项违 (3)①③④⑥ 反了洪特规则。] l 8.B[B项，铝元素原子的核外电子轨道 (4)64× 2×1.6×109 表示式为， 高二化学寒假作业（十二） 原子结构 2p l.B[A、C、D违反构造原理，正确写法为 Al:1s22s22p3s23p、Na:1s22s22p、 3p Si:1s22s22p3s23p2.] ·57