1.4 金属的腐蚀与防护 同步练习 2024—2025学年高一上学期化学鲁科版选择性必修一

2024—2025学年高中化学鲁科版选择性必修一1.4 金属的腐蚀与防护 一、单选题 1．海水中的闸门易发生腐蚀(如图1)，可以通过电化学方法对闸门进行保护(如图2)。下列说法错误的是 A．图1中a处在海水常在的水位附近 B．图1中发生析氢腐蚀 C．图2中，若b、c直接用导线连接，d为锌块，则为牺牲阳极法 D．图2中，若b、c外接电源，则d为惰性电极 2．普通锌锰干电池的简图如图所示，它是用锌皮制成的锌筒作电极兼作容器，中央插一根碳棒，碳棒顶端加一铜帽。在石墨碳棒周围填满二氧化锰和炭黑的混合物，并用离子可以通过的长纤维包裹作隔膜，隔膜外是用氯化铵和淀粉等调成糊状作电解质溶液；该电池工作时的总反应为Zn+2+2MnO2=[Zn(NH3)2]2++Mn2O3+H2O，关于锌锰干电池的下列说法中正确的是 A．当该电池电压逐渐下降后，能重新充电复原 B．电池工作一段时间后，碳棒会逐渐变细 C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D．外电路中每通过0.1 mol电子，锌的质量理论上减小3.25 g 3．碱性锌铁液流电池具有电压高、成本低的优点。该电池的总反应为，下列叙述不正确的是 A．放电时，M极电极反应式为 B．充电时，右侧贮液器中浓度降低 C．若离子交换膜只有通过，反应时，有通过离子交换膜 D．电池工作时，当电路中转移个电子，理论上消耗锌16.25 g 4．化学与人类生产、生活密切相关。下列说法错误的是 A．电热水器用镁棒防止内胆被腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法 B．铁件表面镀上保护层后，若镀件破损，铁一定易被腐蚀 C．地下钢铁管道中嵌入锌块，可以减缓管道的腐蚀 D．菜刀表面涂植物油，可防止菜刀生锈 5．钴酸锂()电池放电时的反应为，其工作原理如图所示。下列说法正确的是    A．放电时，电能主要转化为化学能 B．放电时，由A极脱出，通过隔膜后嵌入B极 C．充电时，B极的电极反应式为 D．充电时，理论上若转移，A极将增重 6．锰及其化合物在工业上应用十分广泛。利用如图装置，可从MnSO4溶液中电沉积金属锰，并联产MnO2，同时回收硫酸。下列叙述错误的是 A．a连接电源负极 B．膜n为阴离子交换膜 C．阳极上的反应式为：Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+ D．阴极析出11gMn，理论上外电路中迁移了0.4mol电子 7．航天飞船常用氢氧燃料电池反应产生的水，经冷凝后作为航天员的饮用水。其电极反应为负极：；正极：下列有关该氢氧燃料电池的说法正确的是 A．该电池工作时将电能转化为化学能 B．该电池能量转化率能达到 C．该电池工作时从电池负极通入 D．每消耗，转移电子数 8．我国科学家设计了一种太阳能驱动从海水中提取金属锂的装置，示意图如图所示。该装置工作时，下列说法正确的是 A．铜箔为负极，发生还原反应 B．装置工作时，电子沿催化电极-海水-有机电解质-铜箔移动 C．固体陶瓷膜可以用质子交换膜代替 D．当转移 1mol 电子时，理论上铜箔增重 7g 9．某科研团队发现二维和在电化学反应条件下具有优异的抑制表面氧化和自腐蚀的能力，使和成为有前景的尿素生产电催化剂。该工作为尿素的电化学合成开拓了新的道路。模拟装置(电催化剂作阴极)如图所示。下列叙述错误的是 A．交换膜R为质子交换膜 B．可用饱和食盐水代替硫酸钠作电解质溶液 C．阴极的电极反应式为 D．每生成，理论上阳极生成的气体在标准状况下的体积为 10．下列说法不正确的是 A．钢铁在潮湿空气中生锈主要是发生了电化学腐蚀 B．强酸、强碱、砂纸打磨、均会破坏铝表面的氧化膜 C．工业制备硫酸的主要设备为沸腾炉、接触室和吸收塔 D．NO是一种无色、无味的气体，达到一定浓度时有毒，对人有害无利 11．下列不能用于金属防腐处理的是 A．涂油漆 B．改变金属内部结构 C．在海轮的船体上镶铜块 D．镀上一层耐腐蚀的金属 12．下列有关说法正确的是 A．中性环境微生物介导的铁循环过程，其部分过程见图，此环境下主要发生析氢腐蚀 B．钢铁制品在潮湿空气中发生电化学腐蚀的负极反应式：Fe-3e-=Fe3＋ C．以Zn、Fe为电极，以酸化的3% NaCl溶液作电解质溶液，连接成原电池装置，过一段时间，从Fe电极区域取少量溶液于试管中，再向试管中滴入2滴K3[Fe(CN)6]溶液，观察现象，探究金属的电化学保护法 D．将中间裹有锌皮的铁钉放在滴有酚酞的饱和NaCl溶液中，一段时间后观察铁钉周围溶液颜色变化，探究铁钉能发生吸氧腐蚀 13．金属的腐蚀与防护和生活密切相关。下列有关说法正确的是 A．铜器在弱酸性环境中表面生成铜绿发生的是析氢腐蚀 B．如上图装置，一段时间后向三颈烧瓶中加入溶液，溶液未变红，说明铁被保护 C．如上图装置，开始一段时间内压强传感器测得压强几乎未发生变化，说明镀锌铁皮未发生腐蚀 D．采油平台的钢铁构筑物与外接电源的负极相连叫外加电流保护法 14．粗铜中一般含有锌、铁、银、金等杂质。在如图所示的装置中，甲池的总反应方程式为。接通电路一段时间后，精Cu电极质量增加了3.2g。在此过程中，下列说法正确的是 A．乙池中CuSO4溶液的浓度增大 B．甲池中理论上消耗标准状况下空气的体积是2.8L(空气中O2体积分数以20％计算) C．甲池是电能转化为化学能的装置，乙池是化学能转化为电能的装置 D．甲池通入CH3OH一极的电极反应为 15．下列操作或装置能达到实验目的的是 A．用于熔融固体 B．可测得氯水的值为2 C．若导管中液面低于烧杯中液面，证明发生了铁的吸氧腐蚀 D．若将甲中注射器活塞往右拉，能自动恢复到原位，说明甲装置气密性好 A．A B．B C．C D．D 二、填空题 16．(1)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图所示。电池工作时，外电路上电流的方向应从电极 (填A或B)流向用电器。内电路中，CO向电极 (填A或B)移动，电极A上CO参与的电极反应为 。 (2)某种燃料电池的工作原理示意如图所示，a、b均为惰性电极。 ①假设使用的“燃料”是氢气(H2)，则a极的电极反应式为 。 若电池中氢气(H2)通入量为224 mL(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电流表的电量为 C (法拉第常数F=9.65×104C/mol)。 ②假设使用的“燃料”是甲醇(CH3OH)，则a极的电极反应式为 。 如果消耗甲醇160g，假设化学能完全转化为电能，则转移电子的数目为 (用NA表示)。 17．炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含有NaCl)，不久便会因腐蚀而出现红褐色锈斑。试回答： (1)铁锅的锈蚀应属于 腐蚀。 (2)铁锅锈蚀的电极反应式为：负极： ；正极： 。正负极反应产物会继续发生反应，反应的离子方程式 ，化学方程式为 。 18．研究电化学过程的实验装置如图所示。 (1)甲池中通入O2的一极作 极，丙池中C(Pt)电极作 极。 (2)通入CH3OH的电极电极反应式为 。 (3)乙池中总反应的化学方程式为 。 (4)当乙池中B(Ag)电极的质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2 mL(标准状况下)。 19．分如下图装置所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。请回答： (1)B极是电源的 ，一段时间后，甲中溶液颜色 ，丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这表明 ，在电场作用下向Y极移动。 (2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为 。 (3)现用丙装置给铜件镀银，则H应该是 (填“镀层金属”或“镀件”)，电镀液是 溶液。当乙中溶液的C(OH-)=0.1mol/L时(此时乙溶液体积为500mL)，丙中镀件上析出银的质量为 ，甲中溶液的pH (填“变大”、“变小”或“不变”)。 (4)若将C电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生总反应的离子方程式是 。 三、计算题 20．(1)用两块纯铜片作为电极，电解硫酸铜溶液，电解时，若电流强度为Ⅰ(单位为A)，电解时间为t(单位为)，阴极铜片上增加的质量为m(单位为g)，每个电子的电量为q(单位为C)，请写出计算阿伏加德罗常数的数学表达式 。 (2)若将两电极材料改用石墨电解含有溶质0.1mol的CuSO4溶液，在阴阳两极各收集到2.24L气体(标准状况下) 后停止电解，请问若要恢复原电解质溶液需要加入的物质和物质的量分别是 ； 21．用两块相同的纯铜片作为电极，电解硫酸铜溶液，电解时，若电流强度为0.5A，电解时间为10min，每个电子的电量为1.60×10-19C，NA=6.02×1023mol-1。 (1)电路中通过的电量Q= C。 (2)两块铜片质量相差了 g。 22．如图所示，若电解5min时，测得铜电极的质量增加2.16g，试回答：    (1)电源中X电极是 （填“正”或“负”）极。 (2)通电5min，时，B中收集到224mL(标准状况下)气体，溶液体积为200mL，（电解前后溶液的体积变化忽略不计）则通电前c(CuSO4)= 。 (3)若A中KCl溶液的体积也是200mL，则电解后溶液的pH= 。 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： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D C B B B C D B D 题号 11 12 13 14 15 答案 C C D B D 1．B 【详解】A．图1中a处在海水常在的水位附近，此处和氧气、水接触最多，最易被锈蚀，A正确； B．图1中发生吸氧腐蚀，B错误； C．图2中，若b、c直接用导线连接，则d可为锌块，锌较铁活泼做负极，可以保护铁，则为牺牲阳极的阴极保护法，C正确； D．图2中，若b、c外接电源，则b接电源负极，则闸门做阴极被保护，d为惰性电极，作阳极，D正确； 故选B。 2．D 【分析】由总反应Zn+2+2MnO2=[Zn(NH3)2]2++Mn2O3+H2O可知Zn失电子，作负极，发生氧化反应，MnO2在正极得电子，发生还原反应。 【详解】A．一次电池不能重复使用，二次电池能重复使用，普通锌锰干电池是一次电池，所以当该电池电压逐渐下降后，不能重新充电复原，A错误； B．该原电池放电时，正极上二氧化锰得电子发生还原反应，碳棒不参与反应，不会变细，B错误； C．原电池工作时，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，电子从负极沿外电路流向正极，C错误； D．Zn作负极，发生Zn-2e-=Zn2+，转移电子0.1mol，Zn反应0.05mol，故锌的质量理论上减小0.05mol×65g/mol=3.25g，D正确； 故选D。 3．C 【分析】由图可知：碱性锌铁液流电池放电时，右侧N极为负极，Zn发生失电子的氧化反应生成Zn(OH)，负极发生电极反应为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)；左侧M为正极，正极上发生得电子的还原反应，正极电极反应为Fe(CN)+e-=Fe(CN)。充电时和放电时刚好相反，电池正极与电源正极相连，据此分析解答。 【详解】A．由分析可知放电时，M极电极反应式为，A正确； B．充电时，右侧电极反应为：Zn(OH)+ 2e-= Zn+4OH-，则浓度降低，B正确； C．在放电时，M为正极，发生反应为：Fe(CN)+e-=Fe(CN)。当左侧M电极有1 mol Fe(CN)发生时，左侧负电荷数目会增加1 mol，为维持电荷守恒，就会1 mol即NA个OH-通过离子交换膜移向负极N极，C错误； D．根据放电时负极的电极反应可知，电池工作时，当电路中转移0.5 mol电子，理论上消耗锌0.25mol，即16.25g，D正确； 故选C。 4．B 【详解】A．电热水器内胆连接镁棒，形成了原电池，因镁比较活泼而作原电池的负极，从而对正极的热水器内胆起到了保护作用，故A正确； B．铁件表面镀上保护层后，若镀件破损，铁不一定易被腐蚀，例如如果镀的是金属锌，破损后形成原电池，锌是负极，铁是正极，铁仍然被保护，故B错误； C．金属性锌强于铁，地下钢铁管道中嵌入锌块，构成原电池，锌是负极，铁是正极，可以减缓管道的腐蚀，故C正确； D．菜刀表面涂植物油，避免与空气的接触，可防止菜刀生锈，故D正确。 故选：B。 5．B 【分析】由放电时的方程式可推出A为负极，B为正极，充电时A与电源负极相连做阴极，B与电源正极相连做阳极，据此分析解答。 【详解】A．放电时，化学能主要转化为电能，A错误； B．放电时，失电子变成，由A极脱出，通过隔膜后嵌入B极，B正确； C．充电时，B极为阳极要失电子，正确的电极反应式为，C错误； D．充电时A极发生的反应是，理论上若转移，A极将增重，D错误； 故选B。 6．B 【分析】根据装置图可看出，装置利用的是电解池原理，电极a表面Mn2+得电子生成Mn单质，其电极反应式为：Mn2++2e- =Mn，所以a极为电解池的阴极，连接电源的负极，又溶液中电解液为MnSO4，为保证溶液的电中性，硫酸根离子需经过膜m向中间硫酸溶液中移动；同理b极区Mn2+失去电子生成MnO2，其电极反应式为：Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+，溶液中阳离子数增大，所以膜n为阳离子交换膜，氢离子移向中间硫酸溶液中，所以电解一段时间，硫酸溶液的浓度增大，据此分析解答。 【详解】A．根据上述分析可知，a极区是电解池的阴极，连接电源的负极，A正确； B．根据上述分析，b极区的氢离子需移向中间室的硫酸溶液中，所以膜n为阳离子交换膜，B错误； C．阳极Mn2+失去电子转化为MnO2，其电极反应式为：Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+，C正确； D．阴极电极反应式为：Mn2++2e- =Mn，所以析出11gMn（0.2mol），理论上外电路中迁移了0.4mol电子，D正确； 故选B。 7．C 【详解】A．氢氧燃料电池为原电池装置，工作时将化学能转化为电能，A错误； B．氢氧燃料电池能量转化率较高，但是也会伴随热量的产生，电池能量转化率小于，B错误； C．该电池工作时失去电子发生氧化反应，应从电池负极通入，C正确； D．没有标况，不能计算其物质的量，D错误； 故选C。 8．D 【分析】根据目的及装置可知，催化电极为阳极，海水中的氯离子失电子生成氯气；铜箔作阴极，锂离子得电子生成单质锂，而锂离子能透过固体陶瓷膜进入有机电解质。 【详解】A．铜箔为阴极，发生还原反应，A说法错误； B．装置工作时，海水、有机电解质不能传递电子，B说法错误； C．固体陶瓷膜可传递锂离子，为阳离子交换膜，不能用质子交换膜代替，C说法错误； D．当转移 1mol 电子时，1mol锂离子得电子生成单质锂，则理论上铜箔增重 7g，D说法正确； 答案为D。 9．B 【分析】如图，左侧电极上生成氧气，发生氧化反应，为阳极，故a为正极，b为负极，右侧电极为阴极，发生还原反应生成尿素。 【详解】A．阳极的电极式为：，产生的氢离子移向阴极，与二氧化碳、氮气反应生成尿素，交换膜R为质子交换膜，A正确； B．若用氯化钠溶液作电解质溶液，则阳极上产生氯气，B错误； C．阴极氢离子与二氧化碳、氮气反应生成尿素，电极反应式为：，C正确； D．的物质的量为1mol，根据阴极的电极式可知，电路中转移电子的物质的量为6mol，阳极上生成1mol氧气转移4mol电子，故生成1.5mol氧气，故理论上阳极生成的气体在标准状况下的体积为，D正确； 故选B。 10．D 【详解】A. 钢铁在潮湿空气中生锈主要是发生了电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，故A正确； B. 强酸、强碱、砂纸打磨、与氧化铝反应，而半径小，具有较强的穿透能力，能穿透铝表面的氧化膜结构，破坏铝表面的氧化膜，故B正确； C. 工业制备硫酸的主要设备为沸腾炉、接触室和吸收塔，沸腾炉里生成二氧化硫，接触室内反应生成三氧化硫，吸收塔生成硫酸，故C正确； D. NO是一种无色、无味的气体，达到一定浓度时，可以治疗一些疾病，故D错误。 综上所述，答案为D。 11．C 【详解】A．在金属表面涂油漆可以隔绝空气，能起到防腐作用，故A不选； B．改变金属内部结构，可以防止金属的腐蚀，故B不选； C．利用原电池原理保护金属不被腐蚀，需给金属附加比金属本身更活泼的金属，海轮的船体一般为钢材质，钢的主要元素是铁，铜没有铁活泼，镶铜块会让船体腐蚀的更快，故C选； D．在金属表面镀上一层耐腐蚀的金属可以隔绝空气，能起到防腐作用，故D不选； 故选C。 12．C 【详解】A．中性环境中，Fe发生吸氧腐蚀，A错误； B．钢铁制品在潮湿空气中发生电化学腐蚀，其负极反应式为：Fe-2e-=Fe2＋，B错误； C．该原电池装置中，Fe作正极被保护，从Fe电极区域取少量溶液于试管中，再向试管中滴入2滴K3[Fe(CN)6]溶液，没有特征蓝色沉淀生成，该方案能用于探究金属的电化学保护法，C正确； D．Zn比Fe活泼，Zn作负极，铁钉被保护，未发生吸氧腐蚀，该方案不能用于探究铁钉的吸氧腐蚀，D错误； 故选C。 13．D 【详解】A．铜的还原性非常弱，不能与酸反应产生，铜器在弱酸性环境中表面生成铜绿发生的是吸氧腐蚀，A错误； B．若铁被腐蚀生成的是，用KSCN溶液无法检验，因此一段时间后向三颈烧瓶中加入KSCN溶液，溶液未变红，并不能说明铁被保护，B错误； C．压强传感器测得压强几乎未发生变化，可能是析氢腐蚀和吸氧腐蚀同时发生，C错误； D．采油平台的钢铁构筑物与外接电源的负极相连叫外加电流保护法，D正确； 故选D。 14．B 【分析】从图中可以看出，甲池为原电池，乙池为电解池。甲池中，通入CH3OH的电极为负极，通入空气的电极为正极；粗Cu为阳极，精Cu为阴极。 【详解】A．乙池中，粗Cu电极上的Zn、Fe、Cu先后失去电子形成离子进入溶液，精Cu电极上，溶液中的Cu2+得电子，生成的Cu附着在电极表面，所以CuSO4溶液的浓度减小，A不正确； B．甲池中，精Cu电极质量增加了3.2g，则Cu2+得电子的物质的量为=0.1mol，理论上消耗标准状况下空气的体积是=2.8L，B正确； C．甲池是原电池，将化学能转化为电能，乙池是电解池(精炼池)，将电能转化为化学能，C不正确； D．甲池通入CH3OH一极为负极，CH3OH失电子产物与电解质反应，生成等，电极反应为，D不正确； 故选B。 15．D 【详解】A．高温条件下，熔融氢氧化钠能与瓷坩埚中的二氧化硅反应，所以不能用瓷坩埚熔融氢氧化钠固体，故A错误； B．氯水中具有强氧化性的次氯酸会使有机色质漂白褪色，所以用pH试纸无法测得氯水的pH，故B错误； C．若铁发生吸氧腐蚀，烧杯中的氧气被消耗，气体压强减小会导致导管中的液面高于烧杯中液面，故C错误； D．若将甲中注射器活塞往右拉，能自动恢复到原位，说明没有空气进入甲装置中，证明甲装置气密性好，故D正确； 故选D。 16． B A CO-2e-+CO=2CO2 H2-2e-+2OH-=2H2O 1.93×103 CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O 30NA 【分析】 分析熔融碳酸盐燃料电池原理示意图，通入氧气的一端为原电池正极，通入一氧化碳和氢气的一端为负极，电流从正极流向负极，溶液中阴离子移向负极，A电极上一氧化碳失电子发生氧化反应生成二氧化碳；根据某种燃料电池的工作原理示意，由电子转移方向可知a为负极，发生氧化反应，应通入燃料，b为正极，发生还原反应，应通入空气。 【详解】 (1)分析熔融碳酸盐燃料电池原理示意图，通入O2的B电极为原电池正极，通入CO和H2的电极为负极，电流从正极流向负极，电池工作时，外电路上电流的方向应从电极B(填A或B)流向用电器。内电路中，溶液中阴离子移向负极，CO向电极A(填A或B)移动，电极A上CO失电子发生氧化反应生成CO2，CO参与的电极反应为CO-2e-+CO=2CO2。故答案为：B；A；CO-2e-+CO=2CO2； (2)①由分析a为负极，假设使用的“燃料”是氢气(H2)，a极上氢气失电子，发生氧化反应，则a极的电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O。若电池中氢气(H2)通入量为224 mL(标准状况)，且反应完全，n(H2)= =0.01mol，则理论上通过电流表的电量为Q=9.65×104C/mol×0.01mol=1.93×103C (法拉第常数F=9.65×104C/mol)。故答案为：H2-2e-+2OH-=2H2O；1.93×103； ②假设使用的“燃料”是甲醇(CH3OH)，a极上甲醇失电子，发生氧化反应，则a极的电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O。 如果消耗甲醇160g，假设化学能完全转化为电能，则转移电子的数目为= =30NA。故答案为：CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O；30NA。 17． 电化学 Fe-2e-=Fe2+ Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ 【详解】(1)铁锅中含有铁和碳，若有氯化钠残液存在时容易形成原电池，发生原电池反应的腐蚀属于电化学腐蚀，故答案为：电化学； (2)铁锅与电解质形成的原电池中，铁为负极，碳为正极，负极反应为：Fe-2e-=Fe2+，正极空气中氧气得电子，电极反应为：，负极产生的亚铁离子与正极生成的氢氧根离子结合生成氢氧化铁，离子反应为：Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓，该电池的总反应为：，故答案为：Fe-2e-=Fe2+；；Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓；； 18．(1) 正极 阳极 (2)CH3OH-6e-+8OH--═+6H2O (3) (4)280ml 【详解】（1）甲池中通入O2，氧气得到电子发生还原反应，是正极；通入甲醇的电极发生还原反应，为负极，则D为阴极，C为阳极； （2）通入甲醇的电极发生还原反应，甲醇为负极，反应式为CH3OH-6e-+8OH--═+6H2O； （3）乙池中A电极为阳极，则用C为阳极电解AgNO3溶液是，有Ag、HNO3和O2生成，总反应的化学方程式为； （4）乙池中B(Ag)电极的质量增加5.40g时，析出Ag的物质的量为，转移电子的物质的量为0.05mol，根据电子守恒，甲池中理论上消耗标准状况下O2为； 19． 负极 逐渐变浅 氢氧化铁胶体粒子带正电 1∶2∶2∶2 镀件 AgNO3 5.4g 变小 Fe+Cu2+Cu+Fe2+ 【分析】（1）将直流电源接通后，F极附近呈红色，可知氢离子在该电极放电，所以F即是阴极，并得到其他各个电极的名称，阳极上阴离子放电； （2）C、D、E、F电极转移的电子数目相等，根据转移电子数可计算生成的单质的量； （3）电镀装置中，镀层金属必须做阳极，镀件做阴极，各个电极上转移的电子数是相等的； (4)C电极换为铁，则阳极铁失电子，阴极铜离子得电子。 【详解】(1)B电极是电源的负极，在A池中，电解硫酸铜的过程中，铜离子逐渐减少，导致溶液颜色变浅；Y极是阴极，该电极颜色逐渐变深，说明氢氧化铁胶体向该电极移动，异性电荷相互吸引，所以氢氧化铁胶体粒子带正电荷； (2)C、D、E、F电极发生的电极反应分别为：4OH-═O2↑+2H2O+4e-、Cu2++2e-═Cu、2Cl-═Cl2↑+2e-、2H++2e-═H2↑，当各电极转移电子均为1mol时，生成单质的量分别为：0.25mol、0.5mol、0.5mol、0.5mol，所以单质的物质的量之比为1：2：2：2； (3)电镀装置中，镀层金属必须做阳极，镀件做阴极，所以H应该是镀件，电镀液含有镀层金属阳离子，故电镀液为AgNO3溶液；当乙中溶液的c(OH-)=0.1mol•L-1时(此时乙溶液体积为500mL)，根据电极反应2H2O+2e-═H2↑+2OH-，则放电的氢离子的物质的量为：0.1mol/l×0.5L=0.05mol，当转移0.05mol电子时，丙中镀件上析出银的质量=108g/mol×0.05mol=5.4g，电解硫酸铜的过程中水放电生成氧气，有硫酸生成，所以氢离子浓度增大，所以酸性增强，甲中溶液的pH变小； (4)C电极换为铁，则阳极铁失电子，阴极铜离子得电子，电解池反应为：Fe+Cu2+Cu+Fe2+。 20． 、各 【详解】(1)用两块纯铜片作为电极，电解硫酸铜溶液，电解时，若电流强度为Ⅰ(单位为A)，电解时间为t(单位为)，阴极铜片上增加的质量为m(单位为g)，每个电子的电量为q(单位为C)，电子的数目为，电子的物质的量为，铜的物质的量为，根据关系式Cu2+＋2e－＝Cu，n(e－)=2n(Cu)，，；故答案为：。 (2)根据题意阳极电极反应式为：2H2O－4e－＝O2↑＋4H＋，阴极Cu2+＋2e－＝Cu，2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－，阴阳两极各收集到2.24L气体(标准状况下)即得到氢气和氧气各0.1mol，根据阳极电极反应式，整个电路转移了0.4mol电子，阴极生成0.1mol氢气转移0.2mol电子，则铜离子得到0.2mol电子，因此消耗铜离子为0.1mol，生成0.1mol铜单质，因此整个反应中得到0.1mol Cu，0.1mol O2，0.1mol H2，得到的产物化合就是要恢复原电解质溶液需要加入的物质，0.1mol Cu和0.05mol O2化合为0.1molCuO，0.1mol H2和0.05mol O2化合为0.1mol H2O，或则0.1mol Cu，0.1mol O2，0.1mol H2化合为0.1mol Cu(OH)2；故答案为：Cu(OH)2 0.1mol；CuO、H2O 各0.1mol 21． 300 0.2 【详解】(1)根据可知，电路中通过的电量； (2)因每个电子的电量为，电解时，转移的电子数目，转移电子的物质的量为，由阴极的电极反应式：可知，析出铜的质量为，此时阳极的电极反应式为，则两块铜片质量相差了。 22． 负 0.025mol/L 13 【分析】(1)由铜电极的质量增加，则Cu电极为阴极，可知X为电源的负极； (2)根据电极反应及电子守恒来计算； (3)根据A的电极反应式，结合C中电子转移数目相等计算A中c(OH-)，通过水的离子积常数计算出c(H+)，根据pH=-lgc(H+)得到溶液的pH。 【详解】(1)由铜电极的质量增加，Cu电极发生反应：Ag++e-=Ag，则Cu电极为阴极，可知X为电源的负极。 (2)C中阴极反应为Ag++e-=Ag，n(Ag)==0.02mol，则转移的电子为0.02mol， B中阳极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑，则转移0.02mol电子生成O2的物质的量是0.005mol，其V(O2)=0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL，在阴极发生反应2H++2e-=H2↑，生成H2的体积224mL-112mL=112mL，则氢气的物质的量为0.005mol，该反应转移的电子为0.01mol， 则Cu2++2e-=Cu中转移0.01mol电子，所以Cu2+的物质的量为0.005mol，通电前c(CuSO4)==0.025mol/L。 (3)由A中发生2KCl+2H2O2KOH+H2↑+Cl2↑～2e-，由电子守恒可知，转移0.02mol电子时生成0.02molKOH，忽略溶液体积的变化，则c(OH-)==0.1mol/L，根据水的离子积常数Kw=1×10-14，可知c(H+)=1×10-14÷0.1=1×10-13mol/L，所以溶液的pH=-lgc(H+)=-lg1×10-13=13。 【点睛】本题考查电解原理的应用，明确Cu电极的质量增加是解答本题的突破口，并清楚在同一闭合回路中电子转移数目相等，在与电源的负极连接的电极为阴极，发生还原反应；与电源正极连接的电极为阳极，阳极发生氧化还原反应。根据各个发生的电极反应及电子守恒即可解答。 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 $$