专题12 金属的腐蚀与防护-【高效学习】2024-2025学年高二化学热点题型归纳与分阶培优练（人教版2019选择性必修1）

专题12 金属的腐蚀与防护 电化学综合题型归类 目录 一、热点题型归纳 1 【题型一】钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀 1 【题型二】金属腐蚀快慢的判断 3 【题型三】金属的防护 4 【题型四】电化学高考题型突破 6 二、分阶培优练 9 【题型一】钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀 【典例分析】铜板上铁铆钉若较长时间浸没在海水中会生锈，其腐蚀原理如图所示。下列有关该过程的说法错误的是 A．正极上的主要电极反应为 B．该过程中铜被腐蚀 C．该过程中会有微弱的电流从Fe流向Cu D．该过程还涉及反应 【提分秘籍】 基本规律 1．化学腐蚀与电化学腐蚀的比较 分类 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属与其表面接触的一些物质（如O2、Cl2、SO2等）直接反应 不纯的金属或合金与电解质溶液接触， 形成原电池 现象 无电流产生 有微弱电流产生 本质 金属被氧化 较活泼的金属被氧化 联系 化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，速率更快 2．电化学腐蚀的分类：钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 图形描述 条件 水膜呈较强的酸性 水膜呈中性或很弱的酸性 电极 反应 负极（Fe） Fe－2e－===Fe2+ Fe－2e－===Fe2+ 正极（C） 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 总反应 === === 后续反应 最终生成铁锈(主要成分为Fe2O3·xH2O)，反应如下：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O 联系 通常两种腐蚀同时存在，但吸氧腐蚀更普遍 【注意】(1)析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱性，实际情况中以吸氧腐蚀为主。 (2)钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极均是Fe失电子生成Fe2+，而非Fe3+。 【变式演练】 1．下列与金属腐蚀有关的说法中，不正确的是 A．铝不易与氧气发生反应，具有很强的抗腐蚀能力 B．钢铁在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀 C．电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀 D．金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化的过程 2．实验是重要的学科实践。用如图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封完好，放置一段时间。下列说法不正确的是 A．a处生铁丝发生吸氧腐蚀 B．a管液面高于b管 C．b处溶液的增大 D．b处生铁丝发生电极反应 3．用压强传感器探究生铁在pH=2和pH=4醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图象如图。以下结论错误的是 A．溶液pH=2时，生铁发生析氢腐蚀 B．析氢腐蚀的速率比吸氧腐蚀快 C．在酸性溶液中生铁有可能发生吸氧腐蚀 D．两溶液中负极反应均为：Fe-2e-=Fe2+ 【题型二】金属腐蚀快慢的判断 【典例分析】如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速度由快到慢的顺序为 A．②①③④⑤⑥ B．⑤④③①②⑥ C．⑤④②①③⑥ D．⑤③②④①⑥ 【提分秘籍】 基本规律：金属腐蚀快慢比较 (1)在同一电解质溶液中：电解池原理引起的阳极腐蚀>原电池原理引起的负极腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。 (2)不同保护措施的腐蚀快慢顺序：无保护措施的金属腐蚀>有一定保护措施的腐蚀>牺牲阳极法引起的腐蚀>外加电流法引起的腐蚀。 (3)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。 (4)对于活动性不同的两金属，活动性差别越大，氧化还原反应的速率越大，活泼金属腐蚀越快；纯度越高的金属，腐蚀速率越小。 【变式演练】 1．下列装置中四块相同的锌片。放置一段时间后腐蚀速率由快到慢的顺序 A．④①③② B．①②③④ C．①③②④ D．①④②③ 2．如下装置烧杯中均为稀硫酸，Fe的腐蚀速率由快到慢的是 A．①②③④⑤ B．②①③⑤④ C．③①②⑤④ D．③②⑤①④ 3．下列四种情况下，铁的腐蚀速率由快到慢的是 A．b>a>d>c B．a>b>c>d C．d>c>b>a D．b>d>a>c 【题型三】金属的防护 【典例分析】金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图，下列说法正确的是 A．图1、图2中，阳极材料本身均失去电子 B．图1、图2中钢闸门均为电子输入的一端 C．图1、图2中钢闸门上均主要发生了反应： 2H++2e-=H2↑ D．图1是外加电流法，图2是牺牲阳极法 【提分秘籍】 基本规律： 1．金属的防护：金属的防护主要从金属、与金属接触的物质及两者反应的条件等方面来考虑 （1）改变金属材料的组成 ①方法：在金属中添加其他金属或非金属可以制成性能优异的合金。 ②举例：把铬、镍等加入普通钢中制成不锈钢产品。 （2）在金属表面覆盖保护层 ①方法：在金属表面覆盖致密的保护层，将金属制品与周围物质隔开是一种普遍采用的防护方法。 ②举例：非金属保护层：在钢铁制品的表面喷涂油漆、矿物性油脂或覆盖搪瓷、塑料等；金属保护层：用电镀等方法在钢铁表面镀上一层锌、锡、铬、镍等金属； 2．电化学防护法的两个方法 牺牲阳极法 外加电流法 示意图 工作原理 原电池原理 电解池原理 电极设计 负极：活泼性更强的金属 正极：被保护的金属 阳极：惰性金属或石墨 阴极：被保护的金属 【变式演练】 1．下列有关金属的腐蚀和防护说法正确的是 A．当镀锡铁皮的镀层破损时，减慢铁的腐蚀速率 B．外加电源阴极保护法常用于海堤钢闸门防腐，被保护的钢铁设备作为阳极 C．铜铁交接处，在潮湿的空气中直接发生反应：，继而形成铁锈 D．石油管道常常通过连接一块锌块以达到防腐的作用 2．下列对如图所示的实验装置的判断中不正确的是 A．若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀 B．若X为锌棒，开关K置于A或B处均可减缓铁的腐蚀 C．若X为锌棒，开关K置于B处时，为外加电流的阴极保护法 D．若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极未被保护 3．某化学兴趣小组的同学利用如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护，下列有关说法正确的是 选项 a、b连接方式 X成分 Y成分 结论 A 直接相连 海水 石墨 铁发生析氢腐蚀 B 直接相连 河水 锌 铁发生吸氧腐蚀 C 直接相连 饱和溶液 铜 Y电极上有气泡产生 D 分别与电源负极、正极相连 食盐水 石墨 牺牲阳极法 A．A B．B C．C D．D 【题型四】电化学高考题型突破 【典例分析】（2024·福建·高考真题）一种兼具合成功能的新型锂电池工作原理如图。电解质为含有机溶液。放电过程中产生，充电过程中电解LiCl产生。下列说法正确的是 A．交换膜为阴离子交换膜 B．电解质溶液可替换为LiCl水溶液 C．理论上每生成，需消耗2molLi D．放电时总反应： 【提分秘籍】 基本规律： 一、电化学综合考查方向 一般以新型化学电源、物质制备、可再生能源研究为载体进行原电池、电解池的综合考查，是历届高考的热点。考查角度为： 1．阴阳极、正负极的判断。 2．氧化反应或还原反应类型的判断。 3．电子、离子移动方向的判断，离子浓度如何变化。 4．电极反应式的正误判断、书写及电化学的相关计算。 二、新型化学电池的判断 1．新型电池正负极的判断 2．新型电池“放电”“充电”时电极反应式的正误判断 (1)新型电池放电 ①若给出新型电池的装置图：先找出电池的正、负极，即找出氧化剂和还原剂；再结合电解质确定出还原产物和氧化产物；最后判断相应的电极反应式的正误。 ②若给出新型电池的总反应式：分析总反应式中各元素化合价的变化情况，找出氧化剂及其对应的还原产物、还原剂及其对应的氧化产物，最后考虑电解质是否参加反应，判断电极反应式的正误。 (2)新型电池充电 ①充电时阴极的电极反应式是该电池放电时的负极反应式的“逆反应”。 ②充电时阳极的电极反应式是该电池放电时的正极反应式的“逆反应”。 3．新型电池中离子的移动方向的判断：正正负负，溶液中的带负电荷的阴离子要移向负极；带正电荷的阳离子要移向正极。 三、电化学计算的基本方法 1．根据电子守恒法计算 用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。 2．根据总反应式中的计量关系进行计算 先写出电极反应式，再写出总反应式或直接运用总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。 3．根据关系式计算 借得失电子守恒定律关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立所需的关系式。如关系式：O2～4e－～4H＋～4OH－～4Ag～2Cu。 【变式演练】 1．（2024·湖南·高考真题）在水溶液中，电化学方法合成高能物质时，伴随少量生成，电解原理如图所示，下列说法正确的是 A．电解时，向Ni电极移动 B．生成的电极反应： C．电解一段时间后，溶液pH升高 D．每生成的同时，生成 2．（2024·江西·高考真题）我国学者发明了一种新型多功能甲醛﹣硝酸盐电池，可同时处理废水中的甲醛和硝酸根离子(如图)。下列说法正确的是 A．CuAg电极反应为2HCHO+2H2O﹣4e﹣═2HCOO﹣+H2↑+2OH﹣ B．CuRu电极反应为6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣ C．放电过程中，OH﹣通过质子交换膜从左室传递到右室 D．处理废水过程中溶液pH不变，无需补加KOH 3．（2024·广东·高考真题）一种基于氯碱工艺的新型电解池(下图)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法不正确的是 A．阳极反应： B．阴极区溶液中浓度逐渐升高 C．理论上每消耗，阳极室溶液减少 D．理论上每消耗，阴极室物质最多增加 ( 分阶培优练 ) 培优第一阶——基础过关练 1．2024年5月8日，我国第三艘航空母舰福建舰顺利完成首次海试。舰体需要采取有效的防腐蚀措施，下列措施不合理是 A．舰体侧面焊接铜块 B．舰体表面喷涂油漆 C．舰体采用耐腐蚀特种钢材 D．舰体与外接电源负极相连 2．下列叙述与电化学腐蚀有关的是 A．在空气中金属铝具有较好的抗腐蚀性 B．炒过菜的铁锅不及时清洗易生锈 C．红热的铁丝与水接触时，表面形成了蓝黑色的物质 D．金属钠放置于空气中，表面变暗 3．近年来，我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀。下列说法错误的是 A．断电时，加锌环的铁帽常发生析氢腐蚀 B．若将锌环换成铜环，断电时，铁帽将被腐蚀 C．通电时，湿润的绝缘子液面为离子迁移的通路 D．通电时，锌环做阳极，发生氧化反应 4．下图所示装置的烧杯中均盛有溶液，其中铁片最易被腐蚀的是 A． B． C． D． 5．生活中金属腐蚀主要是电化学腐蚀，利用电化学原理可以保护金属。下列金属防护方式没有涉及电化学原理的是 A．地下金属钢管连接电源负极 B．集装箱表面喷涂以锌粉为主的漆 C．汽车底盘喷涂高分子膜 D．锅炉内壁安装镁合金 A．A B．B C．C D．D 6．某小组用如图所示装置研究金属的腐蚀与防护，下列说法不正确的是 A．闭合，铁的腐蚀速率减缓 B．闭合时铁的腐蚀速率比闭合时铁的腐蚀速率快 C．闭合，石墨电极附近变大 D．闭合石墨电极附近变大 7．钢铁发生电化学腐蚀时，负极发生的反应 A．2H++2e-=H2↑ B．2H2O+O2+4e-= 4OH- C．Fe-2e-=Fe2+ D．4OH--4e-=2H2O+O2↑ 8．下列关于金属腐蚀与防护的说法错误的是 A．电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀，原理是牺牲阳极保护法 B．若将钢闸门与电源的负极相连，可防止钢闸门腐蚀 C．镀锡铁制品和镀锌铁制品的镀层破损时，镀锡铁中铁的腐蚀速率更快 D．相同条件下，轮船在海水中比在淡水中腐蚀慢 9．埋在土壤中的输油钢制管道容易被腐蚀。已知对管道1和管道2进行如图所示的电化学防护设计。下列说法错误的是    A．对管道1进行防腐时，需要定期更换镁块 B．管道1的电势低于Mg块 C．区域②采用外加电流法 D．区域②通入保护电流使管道2表面腐蚀电流接近于0 10．下列说法正确的是    A．铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应 B．钢铁水闸可用外加电流的阴极保护法防止其腐蚀 C．从电解精炼铜的阳极泥中回收锌、金、银等金属 D．如图所示，可判断发生反应为 培优第二阶——能力提升练 11．宋代钱币主要成分是铜合金。下列叙述错误的是 A．钱币表面绿色物质的主要成分是Cu2(OH)2CO3 B．钱币中铜在地下主要发生析氢腐蚀 C．钱币在窖藏中发生电化学腐蚀时铜被氧化 D．保护钱币措施有保持干燥、涂保护层等 12．我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法不正确的是 A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应 B．通电时，阴极上的电极反应式为 C．把锌环换成锡环后，断电时，仍能防止铁帽被腐蚀 D．断电时，正极上的电极反应式为 13．炒过菜的铁锅洗净后残留水渍，不久便会因被腐蚀而出现红褐色锈斑。下列说法错误的是 A．铁锅表面加聚四氟乙烯涂层可有效保护铁锅不被腐蚀 B．水渍边缘腐蚀程度最严重 C．铁锅生锈属于化学腐蚀 D．腐蚀过程中铁做负极 14．防止钢铁腐蚀有利于节约资源﹑现采用如图所示的两种阴极保护法，其中高硅铸铁是惰辅助阳极。下列说法错误的是 A．当K位于N时，该防护方法为牺牲阳极法 B．当K位于M时，钢铁桥墩表面有大量电子 C．高硅铸铁是作为损耗阳极材料发挥作用的 D．保护电流应该根据环境条件变化进行调整 15．下列有关金属腐蚀和保护的说法，不正确的是 A．生铁比纯铁容易生锈 B．铁被氧化腐蚀的电极反应式为 C．埋在潮湿土壤里的铁管比在干燥土壤里更容易被腐蚀 D．铁制品表面的镀银层损坏后，铁制品更容易被腐蚀 16．电化学在生产、生活和科学技术的发展中扮演着重要的角色。下列说法正确的是 A．钢铁发生吸氧腐蚀时，负极反应为： B．电镀时，镀件作阴极 C．电解精炼铜时，阳极底部产生含等元素的阳极泥 D．乙醇燃料电池工作时，热能转化为电能 17．尘埃落在平整的铁制品的表面上，水蒸气在尘粒下形成薄水层，尘粒覆盖的中心部分供氧较少，而在尘粒的边缘有较多的，实际腐蚀情况如图。下列说法不正确的是 A．空气中含有、会加快腐蚀 B．铁制品被腐蚀的最终产物是FeO C．铁制品的溶解主要发生在尘粒的中部 D．边缘区反应为 18．下列关于金属腐蚀和保护的说法正确的是 A．图甲、乙中钢闸门均为电子输入的一端 B．图甲、乙中钢闸门上均主要发生反应：2H＋＋2e-=H2↑ C．图甲是外加电流法，图乙是牺牲阳极法 D．图丙中铜板打上铁铆钉后，铜板易被腐蚀 19．分别向a、b两支试管中加入形状和大小完全相同的铁片，再向a中加入植物油，均塞上橡皮塞，U形玻璃管内为红墨水（开始时两端液面水平），如图所示。放置一段时间后，以下说法错误的是 A．植物油用于隔绝氧气和水 B．b试管中铁片被腐蚀 C．U形玻璃管两端的液面变为右低左高 D．U形玻璃管两端的液面变为左低右高 20．浓硫酸贮存罐的钝化金属保护法示意图如图，其原理是利用可钝化的金属与直流电源相连，控制合适的电压，使金属贮存罐表面形成致密的钝化膜，以有效减缓金属腐蚀。下列叙述不正确的是 A．金属贮存罐可用钢、铝等材料 B．直流电源b极为负极 C．贮存浓硫酸的金属罐与电源负极相连 D．电压高到一定程度有可能会加剧腐蚀 培优第三阶——培优拔尖练 21．以和为反应物、溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制成如图所示的新型燃料电池。下列说法错误的是 A．b电极发生氧化反应 B．a电极发生的反应为 C．A溶液中所含溶质为 D．当反应消耗时，则消耗标准状况下的体积为67.2L 22．我国学者利用催化剂的选择性(可选择性的促进某种反应的进行)成功设计了钠等活泼金属/海水高储能电池(装置如图，固体电解质只允许钠离子通过)，有望用于航海指示灯的能源。下列说法正确的是 A．有机液若换为稀硫酸，电池使用效率更高 B．放电时，钠电极的电势高于催化电极 C．催化电极的电极反应式为： D．放电时，电路中转移2mol电子，钠电极质量减少46g 23．以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料的可充电“Na-CO2”电池的工作原理如图所示，放电时的总反应为：4Na+3CO2=2Na2CO3+C。下列说法中，不正确的是 A．放电时，电子的流向为钠箔→导线→MWCNT B．放电时，正极反应为2CO2+4Na+ +4e-＝2Na2CO3 C．充电时，向MWCNT极移动 D．充电时，每转移0.1 mol电子，释放出CO2的体积在标准状况下为1.68L 24．一种碳纳米管(氢气)二次电池原理如下图，该电池的电解液为溶液，下列说法不正确的是 A．储存的碳纳米管作电池负极 B．电池负极的电极反应为 C．电池正极的电极反应为： D．放电时，电池总反应为 25．一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计)电池工作时，下列叙述错误的是 A．电池总反应为 B．b电极上CuO通过和相互转变起催化作用 C．消耗18mg葡萄糖，理论上a电极有0.2mmol电子流入 D．两电极间血液中的的迁移方向为 26．我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如下。该电池分别以Zn-TCPP(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和Zn为电极，以和KI混合液为电解质溶液。下列说法错误的是 A．放电时碘离子向左移动 B．电池总反应为： C．充电时，阴极被还原的主要来自Zn-TCPP D．放电时，消耗0.65gZn，理论上转移0.02mol电子 27．目前发展势头强劲的绿色环保储能电池——钒电池的工作原理如图所示，放电时电子由B极沿导线向A极移动，电解质溶液含硫酸，下列说法错误的是 A．电池工作时A极的电势低于B极，充电时A极与电源正极连接 B．放电时由B极经离子交换膜向A极移动 C．充电时A极的电极反应式为 D．电解液在电池内循环带出部分热量，使电池更安全 28．下图为某新型的可充电锌-肼()电池充、放电时的物质转化示意图，其采用双功能电催化剂在同一电极实现了独立的析氢反应(放电)和产氮反应(充电)、下列说法不正确的是 A．充电时，阴极区溶液的增大 B．放电时，正极反应式为 C．充电时，理论上每转移，阳极上会生成(标准状况) D．当生成(标准状况)时，理论上锌电极增重 29．我国科研团队研究出一种MB(亚甲基蓝)/MnO2固态无扩散氢离子电池，该电池模型如图所示，充电时，Mn2+沉积在石墨毡上生成MnO2，下列说法错误的是 A．放电时，石墨毡作正极 B．放电时，H+从右侧区移到左侧区 C．充电时，阴极发生反应MB+2H++2e-=H2MB D．充电时，若转移0.2NA个电子石墨毡质量增加8.7g 30．随着国家大力发展清洁能源产业的要求，新能源产业规模迅速壮大。试完成下列问题。 (1)现在电瓶车所用电池一般为铅酸蓄电池，如图所示：    这是一种典型的可充电电池，电池总反应式为。则电池放电时，B电极的质量将 (填“增加”“减小”或“不变”)，溶液的pH会 (填“增大”或“减小”)，写出正极反应式： 。 (2)中国科学院应用化学研究所在甲醇(是一种可燃物)燃料电池技术方面获得新突破。甲醇燃料电池的工作原理如图所示。    ①该电池工作时，甲醇燃料应从 口通入； ②该电池负极的电极反应式 ； ③工作一段时间后，当6.4g甲醇完全反应生成时，有 mol电子转移。 (3)锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质，溶于混合有机溶剂中，通过电解质迁移入晶格中，生成。    ①电池的负极电极反应式为 ； ②组装该电池必须在无水、无氧条件下进行，其原因是 。 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题12 金属的腐蚀与防护 电化学综合题型归类 目录 一、热点题型归纳 1 【题型一】钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀 1 【题型二】金属腐蚀快慢的判断 4 【题型三】金属的防护 6 【题型四】电化学高考题型突破 8 二、分阶培优练 13 【题型一】钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀 【典例分析】铜板上铁铆钉若较长时间浸没在海水中会生锈，其腐蚀原理如图所示。下列有关该过程的说法错误的是 A．正极上的主要电极反应为 B．该过程中铜被腐蚀 C．该过程中会有微弱的电流从Fe流向Cu D．该过程还涉及反应 【答案】B 【详解】A．正极上O2得到电子生成OH-，电极反应式为，A正确； B．由于活泼性：Fe>Cu，因此该过程中Fe被腐蚀，B错误； C．Fe为负极失去电子，Cu为正极，得到电子，C正确； D．该过程中生成的Fe2+被OH-沉淀生成Fe(OH)2，Fe(OH)2被空气中O2氧化生成Fe(OH)3，D正确； 故选B。 【提分秘籍】 基本规律 1．化学腐蚀与电化学腐蚀的比较 分类 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属与其表面接触的一些物质（如O2、Cl2、SO2等）直接反应 不纯的金属或合金与电解质溶液接触， 形成原电池 现象 无电流产生 有微弱电流产生 本质 金属被氧化 较活泼的金属被氧化 联系 化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，速率更快 2．电化学腐蚀的分类：钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 图形描述 条件 水膜呈较强的酸性 水膜呈中性或很弱的酸性 电极 反应 负极（Fe） Fe－2e－===Fe2+ Fe－2e－===Fe2+ 正极（C） 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 总反应 === === 后续反应 最终生成铁锈(主要成分为Fe2O3·xH2O)，反应如下：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O 联系 通常两种腐蚀同时存在，但吸氧腐蚀更普遍 【注意】(1)析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱性，实际情况中以吸氧腐蚀为主。 (2)钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极均是Fe失电子生成Fe2+，而非Fe3+。 【变式演练】 1．下列与金属腐蚀有关的说法中，不正确的是 A．铝不易与氧气发生反应，具有很强的抗腐蚀能力 B．钢铁在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀 C．电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀 D．金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化的过程 【答案】A 【详解】A． 铝的表面易形成致密的氧化膜，氧化膜能饱和内部金属不被腐蚀，所以铝具有很强的抗腐蚀能力，故A错误； B． 钢铁在潮湿的空气中易形成原电池，所以钢铁在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀，故B正确； C． 中性或弱酸性条件下，金属发生吸氧腐蚀，酸性环境下，金属发生析氢腐蚀，则电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀，故C正确； D． 金属腐蚀时失电子生成阳离子，则金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化的过程，故D正确； 故选A。 2．实验是重要的学科实践。用如图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封完好，放置一段时间。下列说法不正确的是 A．a处生铁丝发生吸氧腐蚀 B．a管液面高于b管 C．b处溶液的增大 D．b处生铁丝发生电极反应 【答案】D 【详解】A．a管是中性溶液，发生吸氧腐蚀，b管是酸性溶液，发生析氢腐蚀，A项正确； B．a管发生吸氧腐蚀时，氧气和水反应导致气体压强减小，b管发生析氢腐蚀，生成氢气导致气体压强增大，则右边的液体向左边移动，一段时间后，a管液面高于b管液面，B项正确； C．b发生析氢腐蚀，氢离子放电生成氢气，所以溶液的pH值变大，C项正确； D．生铁丝作负极，故b处电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，D项错误； 答案选D。 3．用压强传感器探究生铁在pH=2和pH=4醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图象如图。以下结论错误的是 A．溶液pH=2时，生铁发生析氢腐蚀 B．析氢腐蚀的速率比吸氧腐蚀快 C．在酸性溶液中生铁有可能发生吸氧腐蚀 D．两溶液中负极反应均为：Fe-2e-=Fe2+ 【答案】B 【分析】根据压强与时间关系图知，pH=2的醋酸溶液中压强随着反应的进行而逐渐增大，说明该反应发生析氢腐蚀，pH=4的醋酸溶液中压强随着反应的进行而逐渐减小，说明发生吸氧腐蚀，结合原电池原理分析判断。 【详解】A．根据pH=2的溶液中压强与时间的关系知，压强随着反应的进行而逐渐增大，说明该装置发生析氢腐蚀，则溶液pH=2时，生铁发生析氢腐蚀，A项正确； B．根据压强与时间关系图知，pH=2的溶液和pH=4的溶液中，变化相同的压强时所用时间不同，前者比后者使用时间长，说明吸氧腐蚀速率大于析氢腐蚀速率， B项错误； C．pH=4的醋酸溶液中压强随着反应的进行而逐渐减小，说明发生吸氧腐蚀，pH=4的醋酸溶液呈酸性，所以在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀， C项正确； D．两个溶液中都发生电化学腐蚀，铁均作负极，电极反应式均为Fe-2e-=Fe2+，D项正确。 答案选B。 【题型二】金属腐蚀快慢的判断 【典例分析】如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速度由快到慢的顺序为 A．②①③④⑤⑥ B．⑤④③①②⑥ C．⑤④②①③⑥ D．⑤③②④①⑥ 【答案】C 【详解】由装置图可知，②③④是原电池，装置②④中铁为负极，且两个电极金属活泼性相差越大，负极金属腐蚀的速度越快，因此④>②，装置③中铁作正极，被保护，所以④>②>③，装置⑤⑥是电解池，⑤中铁作阳极，⑥中铁作阴极，阳极金属腐蚀速度快，阴极被保护，因此⑤>⑥，又因电解池引起的腐蚀速度>原电池引起的腐蚀速度>化学腐蚀速度>有防护措施的腐蚀速度，因此可得铁被腐蚀的速度大小关系为：⑤④②①③⑥，答案选C。 【提分秘籍】 基本规律：金属腐蚀快慢比较 (1)在同一电解质溶液中：电解池原理引起的阳极腐蚀>原电池原理引起的负极腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。 (2)不同保护措施的腐蚀快慢顺序：无保护措施的金属腐蚀>有一定保护措施的腐蚀>牺牲阳极法引起的腐蚀>外加电流法引起的腐蚀。 (3)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。 (4)对于活动性不同的两金属，活动性差别越大，氧化还原反应的速率越大，活泼金属腐蚀越快；纯度越高的金属，腐蚀速率越小。 【变式演练】 1．下列装置中四块相同的锌片。放置一段时间后腐蚀速率由快到慢的顺序 A．④①③② B．①②③④ C．①③②④ D．①④②③ 【答案】C 【分析】金属腐蚀快慢顺序是：电解池阳极>原电池负极>化学腐蚀>原电池正极>电解池阳极。 【详解】①中锌作原电池的负极，被腐蚀；②中锌发生化学腐蚀；③中Cu为正极，锌作原电池的负极，被腐蚀；④中Zn与外接电源的负极相连为阴极，被保护；①③中锌都是作原电池的负极，被腐蚀，但是①中的氧化还原反应更容易发生，Zn腐蚀的更快；所以腐蚀速率由快到慢的顺序是①③②④；故选：C。 2．如下装置烧杯中均为稀硫酸，Fe的腐蚀速率由快到慢的是 A．①②③④⑤ B．②①③⑤④ C．③①②⑤④ D．③②⑤①④ 【答案】D 【详解】①中Fe为正极，②中Fe为负极，③中铁为阳极，④中Fe为阴极，⑤为化学腐蚀，同一电解质溶液中金属腐蚀的快慢可用下列规律判断：电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极，综上所述故选D。 3．下列四种情况下，铁的腐蚀速率由快到慢的是 A．b>a>d>c B．a>b>c>d C．d>c>b>a D．b>d>a>c 【答案】A 【分析】利用腐蚀速率：电解池中阳极铁＞原电池负极铁＞原电池正极铁＞电解池中阴极铁，据此分析； 【详解】b构成原电池，铁作负极被快速腐蚀，a也构成原电池，属于铁的吸氧腐蚀，缓慢腐蚀，d中铁构成原电池，作正极，被保护，c构成电解池，铁作阴极，被更好地保护。所以答案是b>a>d>c，选项A正确； 答案为A。 【题型三】金属的防护 【典例分析】金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图，下列说法正确的是 A．图1、图2中，阳极材料本身均失去电子 B．图1、图2中钢闸门均为电子输入的一端 C．图1、图2中钢闸门上均主要发生了反应： 2H++2e-=H2↑ D．图1是外加电流法，图2是牺牲阳极法 【答案】B 【详解】A．图1为牺牲阳极的阴极保护法，牺牲阳极一般为较活泼金属，其作为原电池的负极失去电子被氧化；图2为外加电流的阴极保护法，阳极材料为辅助阳极，其通常是惰性电极，本身不失去电子，故A错误； B．图1中钢闸门为原电池正极、图2中钢闸门为电解池阴极，均为电子输入的一端，故B正确； C．图1为牺牲阳极的阴极保护法，钢闸门为原电池正极，海水做电解质溶液，正极上氧气得电子发生还原反应O2+4e-+2H2O=4OH-，图2钢闸门为电解池阴极，主要发生反应2H++2e-=H2↑，故C错误； D．图1为牺牲阳极的阴极保护法，图2是外加电流的阴极保护法，故D错误； 选B。 【提分秘籍】 基本规律： 1．金属的防护：金属的防护主要从金属、与金属接触的物质及两者反应的条件等方面来考虑 （1）改变金属材料的组成 ①方法：在金属中添加其他金属或非金属可以制成性能优异的合金。 ②举例：把铬、镍等加入普通钢中制成不锈钢产品。 （2）在金属表面覆盖保护层 ①方法：在金属表面覆盖致密的保护层，将金属制品与周围物质隔开是一种普遍采用的防护方法。 ②举例：非金属保护层：在钢铁制品的表面喷涂油漆、矿物性油脂或覆盖搪瓷、塑料等；金属保护层：用电镀等方法在钢铁表面镀上一层锌、锡、铬、镍等金属； 2．电化学防护法的两个方法 牺牲阳极法 外加电流法 示意图 工作原理 原电池原理 电解池原理 电极设计 负极：活泼性更强的金属 正极：被保护的金属 阳极：惰性金属或石墨 阴极：被保护的金属 【变式演练】 1．下列有关金属的腐蚀和防护说法正确的是 A．当镀锡铁皮的镀层破损时，减慢铁的腐蚀速率 B．外加电源阴极保护法常用于海堤钢闸门防腐，被保护的钢铁设备作为阳极 C．铜铁交接处，在潮湿的空气中直接发生反应：，继而形成铁锈 D．石油管道常常通过连接一块锌块以达到防腐的作用 【答案】D 【详解】A．当镀锡铁皮的镀层破损时，锡铁在潮湿空气中形成原电池，金属性强于锡的铁为负极，腐蚀速率加快，故A错误； B．外加电源阴极保护法常用于海堤钢闸门防腐，被保护的钢铁设备作为阴极，故B错误； C．铜铁在潮湿空气中形成原电池，金属性强于铜的铁为负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式为，故C错误； D．地下钢铁管道用导线连接着锌块，锌铁在潮湿环境中构成原电池，金属性强于铁的锌为负极被腐蚀，铁管为正极被保护，故D正确； 故选D。 2．下列对如图所示的实验装置的判断中不正确的是 A．若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀 B．若X为锌棒，开关K置于A或B处均可减缓铁的腐蚀 C．若X为锌棒，开关K置于B处时，为外加电流的阴极保护法 D．若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极未被保护 【答案】C 【详解】A．若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀，这是外加电流的阴极保护法，A正确； B．若X为锌棒，开关K置于A处时形成电解池，Fe作阴极被保护，置于B处时形成原电池，这是牺牲阳极的阴极保护法，均可减缓铁的腐蚀，B正确； C．若X为锌棒，开关K置于B处时形成原电池，这是牺牲阳极的阴极保护法，C错误； D．若X为碳棒，开关K置于B处时形成原电池，铁作负极未被保护，D正确； 答案选C。 3．某化学兴趣小组的同学利用如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护，下列有关说法正确的是 选项 a、b连接方式 X成分 Y成分 结论 A 直接相连 海水 石墨 铁发生析氢腐蚀 B 直接相连 河水 锌 铁发生吸氧腐蚀 C 直接相连 饱和溶液 铜 Y电极上有气泡产生 D 分别与电源负极、正极相连 食盐水 石墨 牺牲阳极法 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．海水为中性溶液，一般发生吸氧腐蚀，A错误； B．锌比铁活泼，连接锌，保护铁不被腐蚀，B错误； C．氯化铵水解呈酸性，形成原电池，铜为正极，析出氢气，C正确； D．分别与外接电源的负极和正极相连，为外加电源保护法，D错误； 答案选C。 【题型四】电化学高考题型突破 【典例分析】（2024·福建·高考真题）一种兼具合成功能的新型锂电池工作原理如图。电解质为含有机溶液。放电过程中产生，充电过程中电解LiCl产生。下列说法正确的是 A．交换膜为阴离子交换膜 B．电解质溶液可替换为LiCl水溶液 C．理论上每生成，需消耗2molLi D．放电时总反应： 【答案】D 【分析】放电过程中产生，由图可知，放电过程中氮气得到电子发生还原反应生成Li3N，Li3N又转化为和LiCl，则左侧电极为正极，右侧电极为负极； 【详解】A．放电过程中负极锂失去电子形成锂离子，锂离子通过阳离子交换膜进入左侧生成，A错误； B．锂为活泼金属，会和水反应，故电解质溶液不能为水溶液，B错误； C．充电过程中电解LiCl失去电子发生氧化反应产生：，锂离子在阴极得到电子发生还原生成锂单质：，则理论上每生成，同时生成2molLi，C错误； D．由分析，放电过程中，正极氮气得到电子发生还原反应生成Li3N，Li3N又转化为和LiCl，负极锂失去电子发生氧化反应生成锂离子，总反应为，D正确； 故选D。 【提分秘籍】 基本规律： 一、电化学综合考查方向 一般以新型化学电源、物质制备、可再生能源研究为载体进行原电池、电解池的综合考查，是历届高考的热点。考查角度为： 1．阴阳极、正负极的判断。 2．氧化反应或还原反应类型的判断。 3．电子、离子移动方向的判断，离子浓度如何变化。 4．电极反应式的正误判断、书写及电化学的相关计算。 二、新型化学电池的判断 1．新型电池正负极的判断 2．新型电池“放电”“充电”时电极反应式的正误判断 (1)新型电池放电 ①若给出新型电池的装置图：先找出电池的正、负极，即找出氧化剂和还原剂；再结合电解质确定出还原产物和氧化产物；最后判断相应的电极反应式的正误。 ②若给出新型电池的总反应式：分析总反应式中各元素化合价的变化情况，找出氧化剂及其对应的还原产物、还原剂及其对应的氧化产物，最后考虑电解质是否参加反应，判断电极反应式的正误。 (2)新型电池充电 ①充电时阴极的电极反应式是该电池放电时的负极反应式的“逆反应”。 ②充电时阳极的电极反应式是该电池放电时的正极反应式的“逆反应”。 3．新型电池中离子的移动方向的判断：正正负负，溶液中的带负电荷的阴离子要移向负极；带正电荷的阳离子要移向正极。 三、电化学计算的基本方法 1．根据电子守恒法计算 用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。 2．根据总反应式中的计量关系进行计算 先写出电极反应式，再写出总反应式或直接运用总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。 3．根据关系式计算 借得失电子守恒定律关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立所需的关系式。如关系式：O2～4e－～4H＋～4OH－～4Ag～2Cu。 【变式演练】 1．（2024·湖南·高考真题）在水溶液中，电化学方法合成高能物质时，伴随少量生成，电解原理如图所示，下列说法正确的是 A．电解时，向Ni电极移动 B．生成的电极反应： C．电解一段时间后，溶液pH升高 D．每生成的同时，生成 【答案】B 【分析】由电解原理图可知，Ni电极产生氢气，作阴极，发生还原反应，电解质溶液为KOH水溶液，则电极反应为：；Pt电极失去电子生成，作阳极，电极反应为：，同时，Pt电极还伴随少量生成，电极反应为：。 【详解】A．由分析可知，Ni电极为阴极，Pt电极为阳极，电解过程中，阴离子向阳极移动，即向Pt电极移动，A错误； B．由分析可知，Pt电极失去电子生成，电解质溶液为KOH水溶液，电极反应为：，B正确； C．由分析可知，阳极主要反应为：，阴极反应为：，则电解过程中发生的总反应主要为：，反应消耗，生成，电解一段时间后，溶液pH降低，C错误； D．根据电解总反应：可知，每生成1mol，生成0.5mol，但Pt电极伴随少量生成，发生电极反应：，则生成1molH2时得到的部分电子由OH-放电产生O2提供，所以生成小于0.5mol，D错误； 故选B。 2．（2024·江西·高考真题）我国学者发明了一种新型多功能甲醛﹣硝酸盐电池，可同时处理废水中的甲醛和硝酸根离子(如图)。下列说法正确的是 A．CuAg电极反应为2HCHO+2H2O﹣4e﹣═2HCOO﹣+H2↑+2OH﹣ B．CuRu电极反应为6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣ C．放电过程中，OH﹣通过质子交换膜从左室传递到右室 D．处理废水过程中溶液pH不变，无需补加KOH 【答案】B 【分析】由原电池中电子移动方向可知，CuAg为负极，HCHO失去电子生成HCOO-和H2，电极方程式为：2HCHO+4OH-﹣2e﹣═2HCOO﹣+H2↑+2H2O，CuRu为正极，得到电子生成NH3，电极方程式为：6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣，以此解答。 【详解】A．由分析可知，CuAg为负极，HCHO失去电子生成HCOO-和H2，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：2HCHO+4OH-﹣2e﹣═2HCOO﹣+H2↑+2H2O，A错误； B．由分析可知，CuRu为正极，得到电子生成NH3，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣，B正确； C．质子交换膜只允许H+通过，C错误； D．由分析可知，负极电极方程式为：2HCHO+4OH-﹣2e﹣═2HCOO﹣+H2↑+2H2O，正极电极方程式为：6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣，总反应为8HCHO+7OH-=NH3+8HCOO-+4 H2↑+2H2O，处理废水过程中消耗OH-，溶液pH减小，需补加 KOH，D错误； 故选B。 3．（2024·广东·高考真题）一种基于氯碱工艺的新型电解池(下图)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法不正确的是 A．阳极反应： B．阴极区溶液中浓度逐渐升高 C．理论上每消耗，阳极室溶液减少 D．理论上每消耗，阴极室物质最多增加 【答案】C 【分析】右侧溶液为饱和食盐水，右侧电极产生气体，则右侧电极为阳极，放电产生氯气，电极反应为：；左侧电极为阴极，发生还原反应，在碱性条件下转化为Fe，电极反应为：；中间为阳离子交换膜，由阳极向阴极移动。 【详解】A．由分析可知，阳极反应为：，A正确； B．由分析可知，阴极反应为：，消耗水产生，阴极区溶液中浓度逐渐升高，B正确； C．由分析可知，理论上每消耗，转移6mol电子，产生3mol，同时有6mol由阳极转移至阴极，则阳极室溶液减少，C错误； D．由分析可知，理论上每消耗，转移6mol电子，有6mol由阳极转移至阴极，阴极室物质最多增加，D正确； 故选C。 ( 分阶培优练 ) 培优第一阶——基础过关练 1．2024年5月8日，我国第三艘航空母舰福建舰顺利完成首次海试。舰体需要采取有效的防腐蚀措施，下列措施不合理是 A．舰体侧面焊接铜块 B．舰体表面喷涂油漆 C．舰体采用耐腐蚀特种钢材 D．舰体与外接电源负极相连 【答案】A 【详解】A．铜的活泼性弱，舰体侧面焊接铜块不能有效防腐蚀，反而会促进舰体的腐蚀，A错误； B．喷涂油漆可以在表面形成保护层，防止舰体被腐蚀，B正确； C．采用耐腐蚀的特种钢材可以防止腐蚀，C正确； D．舰体与外接电源的负极连接做阴极，可以使舰体受到保护，D正确； 答案选A。 2．下列叙述与电化学腐蚀有关的是 A．在空气中金属铝具有较好的抗腐蚀性 B．炒过菜的铁锅不及时清洗易生锈 C．红热的铁丝与水接触时，表面形成了蓝黑色的物质 D．金属钠放置于空气中，表面变暗 【答案】B 【详解】A．金属铝具有较好的抗腐蚀性，是因为它们在空气中容易被氧化，在金属表面生成一层致密的氧化物薄膜，属于化学腐蚀，A项不符合题意； B．炒过菜的铁锅不及时清洗，易发生吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，B项符合题意； C．红热的铁丝与水接触是直接发生化学反应，属于化学腐蚀，C项不符合题意； D．金属钠放置于空气中表面变暗是在常温下，被氧气氧化为，属于化学腐蚀，D项不符合题意； 答案选B。 3．近年来，我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀。下列说法错误的是 A．断电时，加锌环的铁帽常发生析氢腐蚀 B．若将锌环换成铜环，断电时，铁帽将被腐蚀 C．通电时，湿润的绝缘子液面为离子迁移的通路 D．通电时，锌环做阳极，发生氧化反应 【答案】A 【详解】A．断电时锌作负极，铁作正极，常发生吸氧腐蚀，只有在强酸性环境下才会发生析氢腐蚀，故A错误； B．若将锌环换成铜环，断电时，断电时铁作负极，铜作正极，铁帽将被腐蚀故，故B正确； C．通电时，湿润的绝缘子液面为离子迁移的通路构成闭合回路，故C正确； D．通电时，锌环连接电源正极，锌为阳极，阳极发生氧化反应，故D正确； 故选：A。 4．下图所示装置的烧杯中均盛有溶液，其中铁片最易被腐蚀的是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】金属腐蚀快慢顺序为电解池阳极＞原电池负极＞化学腐蚀＞原电池正极＞电解池阴极，A中Fe发生化学腐蚀，B中Fe作阴极被保护，C中Fe作正极被保护，D中Fe作负极加速被腐蚀，故选D。 5．生活中金属腐蚀主要是电化学腐蚀，利用电化学原理可以保护金属。下列金属防护方式没有涉及电化学原理的是 A．地下金属钢管连接电源负极 B．集装箱表面喷涂以锌粉为主的漆 C．汽车底盘喷涂高分子膜 D．锅炉内壁安装镁合金 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．地下金属钢管连接电源负极属于外加电流法，涉及电化学原理，故A不符合； B．在铁板表面镀锌，阻止了铁与空气、水的接触，从而防止金属铁防锈，没有连接外加电源，如果镀层破坏，锌的活泼性大于铁，用牺牲锌的方法来保护铁不被腐蚀，属于牺牲阳极法，涉及电化学原理，故B不符合； C．汽车底盘喷涂高分子膜阻止了铁与空气、水的接触，从而防止金属铁防锈，没有连接外加电源，没有涉及电化学原理，故C符合； D．镁的活泼性大于铁，用牺牲镁块的方法来保护锅炉而防止铁被腐蚀，属于牺牲阳极法，涉及电化学原理，故D不符合； 故选C。 6．某小组用如图所示装置研究金属的腐蚀与防护，下列说法不正确的是 A．闭合，铁的腐蚀速率减缓 B．闭合时铁的腐蚀速率比闭合时铁的腐蚀速率快 C．闭合，石墨电极附近变大 D．闭合石墨电极附近变大 【答案】C 【分析】只关闭K1，构成电解池，Fe作阴极，铁被保护，只关闭K2，构成电解池，Fe作阳极，铁被腐蚀，只关闭K3，构成原电池，Fe作负极，铁被腐蚀，据此回答。 【详解】A．根据分析可知，则铁腐蚀的速度最慢的是只闭合K1，A正确； B．根据腐蚀速率，阳极大于正极，所以闭合K2 时铁的腐蚀速率比闭合K3时铁的腐蚀速率快，B正确； C．闭合K1，铁棒作阴极，生成氢气和氢氧根，所以铁棒电极附近pH变大，C错误； D．闭合K3，石墨作正极，氧气得到电子转化为氢氧根离子，所以石墨电极附近pH变大，D正确； 故选C。 7．钢铁发生电化学腐蚀时，负极发生的反应 A．2H++2e-=H2↑ B．2H2O+O2+4e-= 4OH- C．Fe-2e-=Fe2+ D．4OH--4e-=2H2O+O2↑ 【答案】C 【分析】钢铁中含有碳、铁，根据原电池工作原理，活泼的金属作负极，不如负极活泼的金属或导电的非金属作正极，所以碳作正极，铁作负极，钢铁发生电化学腐蚀时时，负极铁失电子变成亚铁离子，即Fe－2e－=Fe2＋，据此分析回答。 【详解】A．该反应为钢铁发生析氢腐蚀时正极反应式，A错误； B．钢铁发生吸氧腐蚀时，正极是溶解在水中的氧气得到电子，所以正极电极反应式为2H2O+O2+4e-＝4OH-，B错误； C．该反应为钢铁发生电化学腐蚀时负极反应式，C正确； D．该反应为电解池中氢氧根离子在阳极放电的反应式，D错误； 故选C。 8．下列关于金属腐蚀与防护的说法错误的是 A．电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀，原理是牺牲阳极保护法 B．若将钢闸门与电源的负极相连，可防止钢闸门腐蚀 C．镀锡铁制品和镀锌铁制品的镀层破损时，镀锡铁中铁的腐蚀速率更快 D．相同条件下，轮船在海水中比在淡水中腐蚀慢 【答案】D 【详解】A．电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀，镁比铁活泼，首先发生氧化反应被腐蚀，原理是牺牲阳极保护，A正确； B．水库里钢闸门与直流电源的负极相连的方法称为外加直流电源的阴极保护法，B正确； C．镀锡铁皮的镀层破损后，锡、铁和水膜构成原电池，活泼性强的铁做原电池的负极，锡作正极，所以铁皮更加容易腐蚀，C正确； D．相同条件下，轮船在海水中更易发生电化学腐蚀，比在淡水中腐蚀快，D错误； 故选D。 9．埋在土壤中的输油钢制管道容易被腐蚀。已知对管道1和管道2进行如图所示的电化学防护设计。下列说法错误的是    A．对管道1进行防腐时，需要定期更换镁块 B．管道1的电势低于Mg块 C．区域②采用外加电流法 D．区域②通入保护电流使管道2表面腐蚀电流接近于0 【答案】B 【分析】由图可知，区域①采用的是牺牲阳极法进行防腐，即将还原性较强的Mg金属作为保护极，与被保护金属即管道1相连构成原电池，Mg作为负极发生氧化反应而消耗，管道1作为正极就可以避免腐蚀。区域②采用的是外加电流保护法，通过外加直流电源以及辅助阳极，迫使电子从土壤流向管道2，使管道2表面腐蚀电流接近于0，从而保护管道。 【详解】A．区域①采用的是牺牲阳极法进行防腐，在防腐过程中Mg块不断损失，需要定期更换，故A正确； B．管道1是正极，Mg块是负极，正极电势高于负极，故B错误； C．由图可知，区域②采用的是外加电流法，故C项正确； D．区域②通入保护电流使管道2表面腐蚀电流接近于0，故D正确； 故选B。 10．下列说法正确的是    A．铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应 B．钢铁水闸可用外加电流的阴极保护法防止其腐蚀 C．从电解精炼铜的阳极泥中回收锌、金、银等金属 D．如图所示，可判断发生反应为 【答案】B 【详解】A．铅蓄电池放电时相当于原电池，负极发生失电子的氧化反应，充电时相当于电解池，阳极发生失电子的氧化反应，故A错误； B．用外加电流的阴极保护法，铁作为阴极发生还原反应，可防止其腐蚀，故B正确； C．电解精炼铜时，不活泼的金属沉淀下来成为阳极泥，如金、银等比铜不活泼金属，锌比铜活泼，也会失去电子，所以阳极泥中不含有锌，故C错误； D．图为原电池，金属Cr为负极发生失电子的氧化反应，Ni作正极，溶液中的Ni离子得到电子发生还原反应，故发生的反应方程式为：，故D错误； 故选B。 培优第二阶——能力提升练 11．宋代钱币主要成分是铜合金。下列叙述错误的是 A．钱币表面绿色物质的主要成分是Cu2(OH)2CO3 B．钱币中铜在地下主要发生析氢腐蚀 C．钱币在窖藏中发生电化学腐蚀时铜被氧化 D．保护钱币措施有保持干燥、涂保护层等 【答案】B 【详解】A．钱币是铜合金，钱币表面绿色物质是铜绿，主要成分是碱式碳酸铜，其化学式是Cu2(OH)2CO3，故A正确； B．根据金属活动顺序表，铜没有氢活泼，不能置换出氢气，即不能发生析氢腐蚀，故B错误； C．在潮湿环境会发生电化学腐蚀，铜作负极，发生氧化反应，故C正确； D．保护钱币，应防止铜发生腐蚀，可采取的措施保持干燥环境、涂保护层等，故D正确； 答案选B。 12．我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法不正确的是 A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应 B．通电时，阴极上的电极反应式为 C．把锌环换成锡环后，断电时，仍能防止铁帽被腐蚀 D．断电时，正极上的电极反应式为 【答案】C 【分析】根据电源和直流电方向可知，锌环作阳极、铁帽作阴极，据此回答。 【详解】A．通电时锌环与电源的正极相连，作阳极，发生氧化反应，A正确； B．通电时铁作阴极，水中氢离子放电，电极反应式为，B正确； C．因铁比锡活泼，断电时构成原电池，锡作正极，而铁作负极被消耗，所以铁帽被腐蚀，C错误； D．断电时构成原电池，铁作正极氧气得电子，即正极上的电极反应式为，D正确； 故选C。 13．炒过菜的铁锅洗净后残留水渍，不久便会因被腐蚀而出现红褐色锈斑。下列说法错误的是 A．铁锅表面加聚四氟乙烯涂层可有效保护铁锅不被腐蚀 B．水渍边缘腐蚀程度最严重 C．铁锅生锈属于化学腐蚀 D．腐蚀过程中铁做负极 【答案】C 【详解】A．铁锅表面加聚四氟乙烯涂层隔绝氧气和水，可有效保护铁锅不被腐蚀，A正确； B．水渍边缘氧气含量多，水渍中心部位氧气含量少，所以水渍边缘部位腐蚀程度最严重，B正确； C．铁锅材料为铁合金，其中铁和少量碳及NaCl等形成的残液构成原电池，因此铁锅生锈属于电化学腐蚀，C错误； D．铁易失电子，腐蚀过程中铁做负极，D正确； 故选C。 14．防止钢铁腐蚀有利于节约资源﹑现采用如图所示的两种阴极保护法，其中高硅铸铁是惰辅助阳极。下列说法错误的是 A．当K位于N时，该防护方法为牺牲阳极法 B．当K位于M时，钢铁桥墩表面有大量电子 C．高硅铸铁是作为损耗阳极材料发挥作用的 D．保护电流应该根据环境条件变化进行调整 【答案】C 【分析】由图可知，当K位于N时，该装置是原电池，锌板作负极，钢铁桥墩作正极被保护，当K位于M时，接通电源，该装置是电解池，钢铁桥墩表面有大量电子，作阴极，从而被保护。 【详解】A．当K位于N时，该装置是原电池，该防护方法为牺牲阳极法，A正确； B．当K位于M时，该装置是电解池，钢铁桥墩表面有大量电子，起到保护作用，B正确； C．高硅铸铁为惰性辅助阳极，所以高硅铸铁不损耗，C错误； D．保护电流应该根据环境条件变化进行调整，D正确； 故选C。 15．下列有关金属腐蚀和保护的说法，不正确的是 A．生铁比纯铁容易生锈 B．铁被氧化腐蚀的电极反应式为 C．埋在潮湿土壤里的铁管比在干燥土壤里更容易被腐蚀 D．铁制品表面的镀银层损坏后，铁制品更容易被腐蚀 【答案】B 【详解】A．生铁是含碳的铁合金，容易形成原电池，此时铁作负极被腐蚀，所以生铁比纯铁容易生锈，故A正确； B．铁被氧化腐蚀时，铁做原电池的负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式为，故B错误； C．铁管埋在潮湿的土壤中会与周围的环境形成原电池，加快铁管腐蚀，所以埋在潮湿土壤里的铁管比在干燥土壤里更容易被腐蚀，故C正确； D．镀银的铁制品，镀层损坏后，镀层银、铁与外界环境形成原电池，铁作负极被腐蚀，所以铁制品表面的镀银层损坏后，铁制品更容易被腐蚀，故D正确； 故选B。 16．电化学在生产、生活和科学技术的发展中扮演着重要的角色。下列说法正确的是 A．钢铁发生吸氧腐蚀时，负极反应为： B．电镀时，镀件作阴极 C．电解精炼铜时，阳极底部产生含等元素的阳极泥 D．乙醇燃料电池工作时，热能转化为电能 【答案】B 【详解】A．钢铁发生吸氧腐蚀时，负极铁失电子生成亚铁离子，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，故A错误； B．电镀时，镀层金属作阳极，镀件作阴极，故B正确； C．由于Zn、Fe比铜活泼，因此电解精炼铜时，阳极的Zn、Fe单质放电分别生成Zn2+和Fe2+进入电解质溶液中，故C错误； D．乙醇燃料电池工作时，属于原电池，将化学能转化为电能，故D错误； 答案选B。 17．尘埃落在平整的铁制品的表面上，水蒸气在尘粒下形成薄水层，尘粒覆盖的中心部分供氧较少，而在尘粒的边缘有较多的，实际腐蚀情况如图。下列说法不正确的是 A．空气中含有、会加快腐蚀 B．铁制品被腐蚀的最终产物是FeO C．铁制品的溶解主要发生在尘粒的中部 D．边缘区反应为 【答案】B 【详解】A．、会与空气中的水分子反应生成碳酸和亚硫酸，会加快铁的腐蚀，A正确； B．铁制品被腐蚀的最终产物是，B错误； C．根据题目所给图可知，铁制品的溶解主要发生在尘粒的中部，C正确； D．根据题目所给图分析，边缘区氧气氧化铁的反应为，D正确； 故选B。 18．下列关于金属腐蚀和保护的说法正确的是 A．图甲、乙中钢闸门均为电子输入的一端 B．图甲、乙中钢闸门上均主要发生反应：2H＋＋2e-=H2↑ C．图甲是外加电流法，图乙是牺牲阳极法 D．图丙中铜板打上铁铆钉后，铜板易被腐蚀 【答案】A 【分析】题图甲为原电池，钢闸门作正极，题图乙为电解池，钢闸门作阴极，原电池中电子从负极沿导线流向正极，电解池中电子从负极流向阴极、阳极流向正极，两图中的钢闸门都是电子的流入极，题图丙为吸氧腐蚀，据此分析。 【详解】A．钢闸门被保护，为电子输入的一端，A正确； B．电解质溶液是海水，海水呈弱碱性，图甲是原电池，发生吸氧腐蚀，O2在钢闸门上得电子：O2＋2H2O ＋4e-=4OH-，图乙是电解池，H2O在钢闸门上得电子：2H2O＋2e-=H2↑＋2OH-，B错误； C．图甲有活泼金属，是牺牲阳极法，图乙有外接电源，是外加电流法，C错误； D．铁比铜活泼，铁作原电池的负极，故铜板打上铁铆钉后，铜板不易被腐蚀，D错误； 答案选A。 19．分别向a、b两支试管中加入形状和大小完全相同的铁片，再向a中加入植物油，均塞上橡皮塞，U形玻璃管内为红墨水（开始时两端液面水平），如图所示。放置一段时间后，以下说法错误的是 A．植物油用于隔绝氧气和水 B．b试管中铁片被腐蚀 C．U形玻璃管两端的液面变为右低左高 D．U形玻璃管两端的液面变为左低右高 【答案】C 【详解】A．铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟空气中的氧气和水蒸气共同作用的结果，植物油用于隔绝氧气和水，A正确； B．两支试管中只有b中铁与水和氧气同时接触，铁片被腐蚀，B正确； C．b中的铁生锈，消耗氧气，导致气压减小，液面上升，U形玻璃管两端的液面变为右高左低，C错误； D．植物油用于隔绝氧气和水，左边试管中的铁钉不能与氧气、水接触，右边试管中的铁钉能与氧气、水蒸气接触，U形玻璃管两端的液面变为左低右高，D正确； 故选：C。 20．浓硫酸贮存罐的钝化金属保护法示意图如图，其原理是利用可钝化的金属与直流电源相连，控制合适的电压，使金属贮存罐表面形成致密的钝化膜，以有效减缓金属腐蚀。下列叙述不正确的是 A．金属贮存罐可用钢、铝等材料 B．直流电源b极为负极 C．贮存浓硫酸的金属罐与电源负极相连 D．电压高到一定程度有可能会加剧腐蚀 【答案】C 【详解】A．钢的主要成分是铁，铁、铝单质遇冷的浓硫酸发生钝化，因此金属贮存罐可用钢、铝等材料，故A说法正确； B．金属贮存罐表面形成致密的钝化膜，铁发生氧化反应，根据电解池工作原理，金属贮存罐作阳极，即a为正极，b为负极，故B说法正确； C．根据B选项分析，金属贮存罐作阳极，与电源正极相连，故C说法错误； D．Fe为阳极，电压过高时，大量Fe失电子转化成Fe2+，有可能会加剧腐蚀，故D说法正确； 答案为C。 培优第三阶——培优拔尖练 21．以和为反应物、溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制成如图所示的新型燃料电池。下列说法错误的是 A．b电极发生氧化反应 B．a电极发生的反应为 C．A溶液中所含溶质为 D．当反应消耗时，则消耗标准状况下的体积为67.2L 【答案】D 【分析】以和为反应物、溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制成能固氮的新型燃料电池，通入氢气一端为负极，通入氮气一端为正极。据此分析作答。 【详解】A．通入氢气的一端b电极为负极，发生氧化反应，A正确； B．通入氮气的一端a电极为正极，发生还原反应，电解质溶液呈酸性，正极反应为，B正确； C．氮气在正极与溶液中稀盐酸反应生成，则A溶液中所含溶质为，C正确； D．当反应消耗时，转移3mol电子，负极消耗氢气1.5mol，标准状况下的体积为，D错误； 答案选D。 22．我国学者利用催化剂的选择性(可选择性的促进某种反应的进行)成功设计了钠等活泼金属/海水高储能电池(装置如图，固体电解质只允许钠离子通过)，有望用于航海指示灯的能源。下列说法正确的是 A．有机液若换为稀硫酸，电池使用效率更高 B．放电时，钠电极的电势高于催化电极 C．催化电极的电极反应式为： D．放电时，电路中转移2mol电子，钠电极质量减少46g 【答案】D 【分析】由题意和示意图可知，钠为活泼金属，故钠极为负极，负极反应为Na－e-=Na+，催化电极为正极，故正极反应为2H2O+4e-+O2=4OH-； 【详解】A．有机液若换为稀硫酸，金属钠是活泼金属，会与酸发生剧烈的反应，会导致金属钠被消耗，电池使用效率下降，故A错误； B．放电时，钠为负极，正极电极的电势高于负极，故B错误； C．放电时，催化电极为正极，发生得电子的还原反应，电极反应为：2H2O+4e-+O2=4OH-，故C错误； D．根据电子守恒，每转移2mol电子，理论上有2mol Na反应溶解，钠电极质量减少46g ，故D正确； 故选D。 23．以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料的可充电“Na-CO2”电池的工作原理如图所示，放电时的总反应为：4Na+3CO2=2Na2CO3+C。下列说法中，不正确的是 A．放电时，电子的流向为钠箔→导线→MWCNT B．放电时，正极反应为2CO2+4Na+ +4e-＝2Na2CO3 C．充电时，向MWCNT极移动 D．充电时，每转移0.1 mol电子，释放出CO2的体积在标准状况下为1.68L 【答案】B 【分析】钠是活泼的金属，失去电子，被氧化，作负极，右侧电极是正极，据此解答。 【详解】A．放电时，钠失去电子，电子流向：钠箔→导线→MWCNT，A正确； B．正极上CO2得电子与Na+反应生成固体沉积物Na2CO3和C，电极反应式为3CO2+4Na+ +4e-＝2Na2CO3+C，B错误； C．充电时相当于电解池，向阳极(电池的正极MWCNT极)移动，C正确； D．由总反应4Na+3CO2＝2Na2CO3+C可知，充电时，释放3 mol CO2，则转移4mol电子，因此转移0.1mol电子时，释放0.075molCO2，在标准状况下的体积为V(CO2)=0. 075 mol×22.4 L/mol=1.68 L，D正确。 答案选B。 24．一种碳纳米管(氢气)二次电池原理如下图，该电池的电解液为溶液，下列说法不正确的是 A．储存的碳纳米管作电池负极 B．电池负极的电极反应为 C．电池正极的电极反应为： D．放电时，电池总反应为 【答案】D 【分析】由图可知，该二次电池是以H2在负极失去电子被氧化，然后和碱性介质中的反应生成，电极反应为，正极是得到电子被还原为，电极反应为；故放电时电池总反应式为。 【详解】A．该二次电池是以H2失去电子被氧化发生氧化反应，做电池负极，A正确； B．该二次电池是以H2在负极失去电子被氧化，然后和碱性介质中的反应生成，所以负极电极反应为，B正确； C．正极是得到电子被还原为，电极反应为，C正确； D．由以上分析可知，放电时电池总反应式为，D错误； 故选D。 25．一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计)电池工作时，下列叙述错误的是 A．电池总反应为 B．b电极上CuO通过和相互转变起催化作用 C．消耗18mg葡萄糖，理论上a电极有0.2mmol电子流入 D．两电极间血液中的的迁移方向为 【答案】D 【分析】由题中信息可知，b电极为负极，发生反应Cu2O-2e-+2OH-=2CuO+H2O，然后再发生C6H12O6+2CuO=C6H12O7+Cu2O；a电极为正极，发生反应O2+4e-+2H2O=4OH-，在这个过程中发生的总反应为。 【详解】A．由分析可知，总反应为，A正确； B．b电极上CuO将葡萄糖氧化为葡萄糖酸后被还原为Cu2O，Cu2O在b电极上失电子转化成CuO，在这个过程中CuO的质量和化学性质保持不变，因此，CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用，B正确； C．根据反应可知，1molC6H12O6参加反应时转移2 mol电子，18mg葡萄糖的物质的量为0.1 mmol，则消耗18 mg葡萄糖时，理论上a电极有0.2 mmol电子流入，C正确； D．原电池中阳离子从负极向正极迁移，故迁移方向为b→a，D错误； 答案选D。 26．我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如下。该电池分别以Zn-TCPP(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和Zn为电极，以和KI混合液为电解质溶液。下列说法错误的是 A．放电时碘离子向左移动 B．电池总反应为： C．充电时，阴极被还原的主要来自Zn-TCPP D．放电时，消耗0.65gZn，理论上转移0.02mol电子 【答案】C 【分析】由图可知，锌电极是原电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子；超分子材料是正极，碘三离子在正极得到电子发生还原反应生成碘离子，总反应为:。据此分析作答。 【详解】A．锌电极是原电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，放电时阴离子移向负极，向左移动，A正确； B．锌电极是原电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子；超分子材料是正极，碘三离子在正极得到电子发生还原反应生成碘离子，总反应为:，B正确； C．充电时溶液中的优先在阴极被还原，主要来源于电解质溶液，C错误； D．是，依据，当消耗锌，电路转移电子，D正确； 故选C。 27．目前发展势头强劲的绿色环保储能电池——钒电池的工作原理如图所示，放电时电子由B极沿导线向A极移动，电解质溶液含硫酸，下列说法错误的是 A．电池工作时A极的电势低于B极，充电时A极与电源正极连接 B．放电时由B极经离子交换膜向A极移动 C．充电时A极的电极反应式为 D．电解液在电池内循环带出部分热量，使电池更安全 【答案】A 【分析】放电时电子由B极沿导线移向A极，则放电时B极为原电池的负极，该极发生氧化反应为V2+-e-=V3+；放电时，A为正极，该极发生还原反应为。 【详解】A．电池工作时A为正极、B为负极，A极的电势高于B极，充电时A极为阳极，与电源正极连接，A错误； B．原电池（放电时）中，阳离子移向正极、阴离子移向负极，所以移向A极，B正确； C．放电时A极反应为，充电时为其逆过程：，C正确； D．此电池的电解液在电池内循环带出部分热量，防止温度过高使电池更安全，D正确； 故选A。 28．下图为某新型的可充电锌-肼()电池充、放电时的物质转化示意图，其采用双功能电催化剂在同一电极实现了独立的析氢反应(放电)和产氮反应(充电)、下列说法不正确的是 A．充电时，阴极区溶液的增大 B．放电时，正极反应式为 C．充电时，理论上每转移，阳极上会生成(标准状况) D．当生成(标准状况)时，理论上锌电极增重 【答案】D 【分析】采用双功能电催化剂在同一电极实现了独立的析氢反应(放电)和产氮反应(充电)，放电时正极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，负极反应式为 ，充电时阳极反应式为 ，阴极反应式为； 【详解】A．充电时，阴极反应式为，阴极区溶液的增大，故A正确； B．放电时，正极析出氢气，正极反应式为，故B正确； C．充电时阳极反应式为，理论上每转移，阳极上会生成0.25mol氮气，生成氮气的体积为5.6L (标准状况)，故C正确； D．放电时正极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，负极发生反应，当生成(标准状况)时，转移0.2mol电子，根据电子守恒，理论上锌电极减轻，故D错误； 选D。 29．我国科研团队研究出一种MB(亚甲基蓝)/MnO2固态无扩散氢离子电池，该电池模型如图所示，充电时，Mn2+沉积在石墨毡上生成MnO2，下列说法错误的是 A．放电时，石墨毡作正极 B．放电时，H+从右侧区移到左侧区 C．充电时，阴极发生反应MB+2H++2e-=H2MB D．充电时，若转移0.2NA个电子石墨毡质量增加8.7g 【答案】B 【分析】由充电时，锰离子沉积在石墨毡上生成二氧化锰可知，放电时，活性炭是原电池的负极，H2MB在负极失去电子发生氧化反应生成MB和氢离子，石墨毡作正极，酸性条件下二氧化锰在正极得到电子发生还原反应生成锰离子和水；充电时，与直流电源负极相连的活性炭作阴极，酸性条件下MB在阴极得到电子发生还原反应生成H2MB，石墨毡作阳极，水分子作用下锰离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化锰和氢离子。 【详解】A．由分析可知，石墨毡作正极，酸性条件下二氧化锰在正极得到电子发生还原反应生成锰离子和水，故A正确； B．由分析可知，放电时，活性炭是原电池的负极，石墨毡作正极，则氢离子通过质子交换膜从左侧区移到右侧区，故B错误； C．由分析可知，充电时，与直流电源负极相连的活性炭作阴极，酸性条件下MB在阴极得到电子发生还原反应生成H2MB，电极反应式为MB+2H++2e-=H2MB，故C正确； D．由分析可知，充电时，石墨毡作阳极，水分子作用下锰离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化锰和氢离子，电极反应式为Mn2+—2e-+2H2O=MnO2+4H+，则转移0.2NA个电子时，石墨毡增加质量为××87g/mol=8.7g，故D正确； 故选B。 30．随着国家大力发展清洁能源产业的要求，新能源产业规模迅速壮大。试完成下列问题。 (1)现在电瓶车所用电池一般为铅酸蓄电池，如图所示：    这是一种典型的可充电电池，电池总反应式为。则电池放电时，B电极的质量将 (填“增加”“减小”或“不变”)，溶液的pH会 (填“增大”或“减小”)，写出正极反应式： 。 (2)中国科学院应用化学研究所在甲醇(是一种可燃物)燃料电池技术方面获得新突破。甲醇燃料电池的工作原理如图所示。    ①该电池工作时，甲醇燃料应从 口通入； ②该电池负极的电极反应式 ； ③工作一段时间后，当6.4g甲醇完全反应生成时，有 mol电子转移。 (3)锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质，溶于混合有机溶剂中，通过电解质迁移入晶格中，生成。    ①电池的负极电极反应式为 ； ②组装该电池必须在无水、无氧条件下进行，其原因是 。 【答案】(1) 增加 增大 PbO2+2e-+ SO+4H+=PbSO4+2H2O (2) b CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+ 1.2 (3) Li-e-=Li+ 负极材料为Li，可与水反应 【详解】（1）放电时，负极上铅失电子发生氧化反应，电极反应式为Pb-2e-+SO=PbSO4，电极由Pb变为PbO2，质量增加，根据总反应可知，该反应消耗硫酸，则氢离子浓度减小，pH增大；正极的反应式为：PbO2+2e-+ SO+4H+=PbSO4+2H2O；； （2）①由氢离子移动方向知，右侧电极为燃料电池的正极，左侧电极为负极，则b口通入甲醇； ②由氢离子移动方向知，左侧电极为负极，在水的作用下，甲醇在负极上失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+； ③负极的电极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+，由电极反应式可知，6.4g甲醇完全反应生成二氧化碳时，转移电子的个数为×6=1.2mol； （3）Li为负极，被氧化，电极方程式为Li-e-=Li+； 因负极材料为Li，可与水反应，则不能用水代替电池中的混合有机溶剂； 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$