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1、第1章化学反应与能量转化第4节金属的腐蚀与防护（提升训练）高中化学鲁科版（2019）选择性必修1一、选择题（共16题）1研究电化学腐蚀及防护的装置如下图所示。下列有关说法错误的是Ad为石墨，铁片腐蚀加快Bd为石墨，石墨上电极反应为O22H2O4e4OHCd为锌块，铁片不易被腐蚀Dd为锌块，锌块上电极反应为2H2eH22下列有关电解池的说法正确的是Aa为电源的正极B电解池中的离子交换膜应为阴离子交换膜C阳极的电极反应式为HNO2+2e-+H2O=3H+NOD每2mol离子通过离子交换膜，左室产生的气体X的体积为22.4L(标准状况)3高锰酸钾在化工医药、水处理等很多方面有重要应用，可以用电解法制
2、备，装置如图所示。直流电源采用乙烷空气的碱性燃料电池。下列说法正确的是已知电流效率 A电源负极的电极反应式为B该离子交换膜为阳离子交换膜C透过离子交换膜的离子是D若，阴极产生氢气0.02mol，则产生4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52019年11月Science杂志报道了王浩天教授团队发明的制取的绿色方法，原理如图所示(已知：，)。下列说法错误的是AX膜为选择性阳离子交换膜电极B催化剂可促进反应中电子的转移C1molO2完全反应，电极上流过
3、Da极上的电极反应为：6氨是非常重要的工业原料，中国合成氨产量位居世界第一位。有人提出常压下以电解法合成氨，装置如图所示，以熔融的NaOHKOH为电解液，纳米Fe2O3起催化作用，在发生反应时生成中间体Fe。下列说法正确的是A电源b端为负极，惰性电极上发生还原反应B生成3.4克NH3理论上放出O2为3.36LC惰性电极I上发生反应：Fe2O3+3H2O-6e-=2Fe+6OH-D生成氨气的反应：2Fe+N2+3H2O=Fe2O3+2NH37设为阿伏伽德罗常数的值，下列说法正确的是A常温下的溶液中由水电离出的的数目为B电解精炼铜，阳极质量减小，过程中转移电子数为C标准状况下，溶于水充分反应后，溶
4、液中、和三种微粒数之和不为D钢铁发生吸氧腐蚀，每生成铁锈，电极反应中转移的电子数为8硫化氢空气质子交换膜燃料电池实现了发电、环保的有效结合，已知2H2S(g)+O2(g)=S2(s)+2H2O(l) H=-632kJ/mol，下列说法正确的是A电极a发生反应为还原反应B标准状况下，每11.2LH2S参与反应，有1molH+经固体电解质膜进入正极区C当电极a的质量增加64 g时，电池内部释放632 kJ的热能D电极b上发生的电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-9下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是A钢管与直流电源正极连接，钢管被保护B铁遇冷的浓硝酸表面钝化，可保护内部金属不被腐蚀C钢管与铜
5、管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀D金属被腐蚀的本质是金属发生了还原反应10磷酸铁锂动力电池(电池)是一种新型动力电池。电池的内部结构如图所示。中间是聚合物的隔膜，它把正极与负极隔开，可以通过而不能通过。该电池的总反应式为： (注：是单质Li附在碳电极上的一种形式)。下列关于该电池的叙述错误的是A放电时，在负极上失电子发生氧化反应B在充电时，正极中的Li+通过聚合物隔膜向负极迁移C放电时，正极反应式为D若用该电池电解精炼铜，阴极质量增重19.2kg时，则电池中通过聚合物隔膜的数目为11下列事实不能用勒夏特列原理（平衡移动原理）解释的是（ ）铁在潮湿的空气中容易生锈二氧化氮与四氧化氮的平衡体系，
6、加压缩小体积后颜色加深实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气钠与氯化钾共融制备钾Na(l)+KCl(l) K(g)+NaCl(l)开启啤酒瓶后，瓶中马上泛起大量泡沫ABCD12利用如图装置，完成很多电化学实验。下列有关此装置的叙述中，不正确的是A若X为锌棒，Y为NaCl溶液，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀，这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法B若X为碳棒，Y为NaCl溶液，开关K置于N处，铁做阴极被保护。C若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于M处，铜棒质量将增加，此时外电路中的电子向铜电极移动D若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于N处，可用于铁表面镀铜，溶液中铜离子浓度将减小13在潮湿的深层土壤
7、中，钢管主要发生厌氧腐蚀，厌氧细菌可促使土壤中的与H2反应生成S2-，加速钢管的腐蚀，其反应原理如下图所示。下列说法正确的是A正极的电极反应式为：2H2O+O2+4e-=4OH-B钢管腐蚀的直接产物中含有FeS、Fe(OH)2C在钢管表面镀锌或镀铜均可减缓钢管的腐蚀D与H2的反应可表示为：4H2+-8e-S2-+4H2O14中国科学院长春应用化学研究所模拟实验研究了低合金钢在海水中的局部腐蚀，研究发现缺氧的阳极区腐蚀速度比富氧介质(流动或充气)中钢的腐蚀速度大，验证了宏观氧浓差电池的存在。模拟氧浓差电池的简易装置图如图，下列叙述中错误的是A电子从M电极经导线流向N电极BN电极的电极反应式为：F
8、e-2e- = Fe2+C阴极区附近溶液的pH增大D电路中转移0.01mol电子时，有0.08gO2参与反应15用锂一氟化碳(氟气与碳生成的夹层化合物)电池电解含有尿素CO(NH2)2的碱性溶液，用于废水处理和煤液化供氢，其装置如图所示，装置中c、d均为情性电极隔膜仅阻止气体通过。下列说法正确的是A电极b为锂一氟化碳电池的负极B电极c的电极反应式为CO(NH2)2-6e-+8OH-=+N2+6H2OC电子流动方向：电极外电路电极d隔膜电极c电极bD当通过外电路的电子的物质的量为0.1mol时电极c产生的气体体积为1.12L16以FeFe(CN)6为代表的新型可充电钠离子电池，其放电工作原理如图
9、所示。下列说法错误的是A放电时，正极反应式为FeFe(CN)62Na2e-=Na2FeFe(CN)6B充电时，Mo箔接电源的正极C充电时，Na通过离子交换膜从左室移向右室D外电路通过0.2 mol电子时，负极质量变化为1.2g二、综合题（共7题）17按要求回答问题：(1)以和为电极，稀为电解质溶液形成的原电池中：向_极移动(填“正”或“负”)。若有流过导线，则理论上负极质量减少_g。若将稀硫酸换成浓硝酸，其负极的电极方程式为：_。(2)氢气是未来最理想的能源，科学家最近研制使海水分解得到氢气的新技术。分解海水时，实现了从太阳能转变为化学能。生成的氢气用于燃料电池时，实现化学能转变为电能。分解海
10、水的反应属于_(填“放热”或“吸热”)反应。(3)有人以化学反应：为基础设计一种原电池，移入人体内作为心脏起搏器的能源，它靠人体内血液中溶有一定浓度的进行工作。则原电池的负极材料是锌，发生的电极反应为_。(4)常温下，暴露在空气中的生铁容易发生吸氧腐蚀，请写出正极的电极反应式_。18下图是一个甲烷燃料电池工作时的示意图，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时M、N两个电极的质量都不减少，请回答下列问题：(1)M电极的材料是_，N的电极电极反应式为：_；乙池的总反应式是_，通入甲烷的铂电极上发生的电极反应式为_。(2)在此过程中，乙池中某一电极析出金属银4.32g时，甲池中理论上消
11、耗氧气为_L(标准状况下)；若此时乙池溶液的体积为400mL，则乙池中溶液的H+的浓度为_。19据图回答下列问题：.（1）若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到的现象是_。 负极反应式为：_。（2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，则负极为_（填Mg 或 Al）， 总反应化学方程式_。、由 Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其正极的电极反应式_。.中国科学院长春应用化学研究所在燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲烷燃料电池的工作原理如下图所示。（1）该电池工作时，b 通入的物质为_， c 通入的物质为_。（2）该电池正极的电极反应式为：_。（3）工作一段时间后，当 3.2 g 甲烷完全
12、反应生成 CO2 时，有_个电子转移。20铅酸蓄电池是常见的化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO2，电解质溶液为一定浓度的硫酸。充放电的总反应是： Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O（1）该蓄电池放电工作时电解质溶液中SO42-移向_（填“正极”或“负极”，下同）充电时，该极接直流电源的_。（2）Cu2O是一种半导体材料，可通过右图的电解装置制取，电解总反应为：2Cu+H2OCu2O+H2阴极的电极反应式是_。 若用铅酸蓄电池作为电源进行电解，当蓄电池中有0.2mol H+被消耗时，Cu2O的理论产量为_g。 （3）为防止钢闸门在水中被腐蚀，可将其与铅酸蓄电池的_极相连（填P
13、b或PbO2）。（4）用铅蓄电池电解500mL饱和食盐水（足量）。电解一段时间后，共收集到气体1120mL（已折算成标准状况下），则所得溶液的pH_（不考虑气体的溶解及电解前后溶液体积的变化）21（1）依据反应：2Ag(aq)Cu(s)Cu2(aq)2Ag(s)设计的原电池如下图甲所示。电极X的材料是_；Y溶液可以是_；银电极上发生的电极反应式是_。在电池放电过程中，盛有饱和KCl琼脂溶胶的盐桥中，向CuSO4溶液一端扩散的离子是_（填离子符号）。（2）金属腐蚀一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，可以采用电化学手段进行防腐。炒菜的铁锅未及时清洗容易生锈。写出铁锅生锈过程的正极反应式_。为了减缓某水
14、库铁闸门被腐蚀的速率，可以采用下图乙所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用_（填写字母序号）。A铜 B钠 C锌 D石墨图丙所示方案也可以减缓铁闸门的腐蚀速率，则铁闸门应连接直流电源的_极。（3）蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是：NiO2 + Fe + 2H2OFe(OH)2 + Ni(OH)2。若此蓄电池放电时，该电池某一电极发生还原反应的物质是_（填序号）。ANiO2 BFe CFe(OH)2 DNi(OH)2该电池放电时，正极附近溶液的PH_（填增大、减小、不变）充电时该电池阳极的电极反应式_。22开发、使用清洁能源发展“低碳经济”正
15、成为科学家研究的主要课题。氢气、甲醇是优质的清洁燃料，可制作燃料电池。(1)已知：2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)H1=-1275.6kJmol-1；2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)H2=-566.0kJmol-1；H2O(g)=H2O(l)H3=-44.0kJmol-1。写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：_。(2)工业上一般可采用如下反应来合成甲醇：2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)H=-90.8kJmol-1。某温度下，将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中，充分反应10min后，达到平衡时测得c(CO)=0.2m
16、ol/L，则CO的转化率为_，以CH3OH表示该过程的反应速率v(CH3OH)=_。要提高反应2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)中CO的转化率，可以采取的措施是_(填序号)。a.升温 b.加入催化剂 c.增加CO的浓度 d.加入H2 e.加入惰性气体 f.分离出甲醇(3)如图是一个化学过程的示意图：图中甲池中OH-移向_(填“CH3OH”或“O2”)极。写出通入CH3OH的电极的电极反应式：_。乙池中总反应的离子方程式为_。当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40g时，此时丙池某电极析出1.60g某金属，则丙中的某盐溶液可能是_(填序号)。AMgSO4 BCuSO4 CNaCl DAl(N
17、O3)323(1)事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在实际中可以设计成原电池的是_。ABC(2)以KOH溶液为电解质溶液，依据_所选反应设计一个原电池，其负极反应的电极反应式为_。(3)电解原理在化学工业中有着广泛的应用。如图所示装置，C、D、E、F、X、Y都是情性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同，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：外接直流电源中A为_极，甲中电解时的化学反应方程式为_。通过一段时间后向所得溶液中加入粉末，恰好恢复到电解前的浓度和pH，则电解过程中转移的电子的物质的量为_。现用丙装置给铜件镀银，H为_ 填“镀件”或
18、“镀层”，消乙中溶液的pH是13时此时乙溶液体积为，丙中镀件上析出银的质量为_。电解段时间后，发现丁中Y极附近溶液红褐色加深，则胶粒带_ 填“正”或“负”电荷。(4)利用如图2所示装置电解硝酸银溶液和饱和硫酸钠溶液甲中盛有溶液，乙中盛有饱和溶液。通电一段时间，观察到湿润的淀粉KI试纸的_选填“C”或“D”端变蓝。装置甲中阳极为_，阴极的电极反应式为_。装置乙中观察到的现象是_。电解一段时间后，装置甲、乙中共收集到气体0.168L(标准状况下)，测得装置甲中溶液的体积为1L，则装置甲中溶液的pH为_。参考答案1D2D3B 4D 5C 6D 7C 8B 9B 10D 11B 12D 13B 14A
19、 15B 16D 17正 28 吸热 18铁 4OH-4e-=O2+2H2O 4AgNO3+2H2O4Ag+O2+4HNO3 CH4-8e-+10OH-=+7H2O 0.224L 0.1mol/L 19Mg 逐渐溶解；Al 片上有气泡冒出；指针偏转 Mg-2e-=Mg2+ Al 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 NO3-+e+2H=NO2+H2O CH3OH O2 或空气 O2+4e-+4H+2H2O 1.6NA 20负极 负极 2H+2e-=H2 7.2 Pb 13 21Cu AgNO3 AgeAg Cl- O22H2O4e=4OH C 负 A 增大 Ni(OH)2-2e-+2OH-=NiO2+2H2O 22CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)H=442.8kJmol-1 80% 0.08mol/(Lmin) df CH3OH CH3OH6e-+8OH-=CO+6H2O 4Ag+2H2O4Ag+O2+4H+ B 23C C 正 0.8 mol 镀件 5.4 g 正 C Pt Cu极附近溶液变蓝，石墨电极逸出气体，溶液中出现蓝色沉淀 2