热点题型06 电化学及其应用-2025年高考化学【热点·重点·难点】专练（新高考通用）

热点题型06 电化学及其应用 一、原电池原理　新型化学电源 1.原电池的结构及工作原理 2．原电池正、负极的判断方法 【特别提醒】 (1)某些特定情况下，电极类型判断方法与常规方法有差异，要根据题中的物质转化信息进行判断。 (2)存在多个反应时，要清楚哪个是电极反应，哪个是电极区反应，然后根据电极反应的类型进行判断。 3.陌生原电池装置 (1)二次电池 (2)燃料电池 二、电解原理及其应用 1.电解池的结构及工作原理 2．电解池阴、阳极的判断方法 3．电解池电极反应式的书写模式 (1)阳极 ①活泼金属作电极，电极材料本身失电子，M－ne－===Mn＋。 ②电极为惰性电极，溶液中较易失电子的阴离子优先失去电子，其顺序为S2－>I－>Br－>Cl－>OH－，Rn－－ne－===R。 (2)阴极 溶液中较易得电子的阳离子优先得到电子，其顺序为Ag＋>Cu2＋>H＋，Mn＋＋ne－===M。 4．金属的腐蚀与防护 5．陌生电解池装置图的知识迁移 (1)电解池 (2)金属腐蚀 三、“离子交换膜”在电化学中的应用 1.离子交换膜的功能、类型、作用 2．解答带离子交换膜电解池问题的思维模型 （建议用时：40分钟） 考向01 新型电源 1.（2024·安徽卷）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(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和为电极，以和混合液为电解质溶液。下列说法错误的是 A. 标注框内所示结构中存在共价键和配位键 B. 电池总反应为： C. 充电时，阴极被还原的主要来自 D. 放电时，消耗，理论上转移电子 2.（2024·新课标卷）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Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用 C. 消耗18mg葡萄糖，理论上a电极有0.4mmol电子流入 D. 两电极间血液中的在电场驱动下的迁移方向为b→a 3.（2024·陕西省·一模）我国科研人员利用双极膜技术构造出一类具有高能量密度、优异的循环性能的新型水系电池，模拟装置如图所示。已知电极材料分别为Zn和，相应的产物为和。下列说法错误的是 A．M电极的电势低于N电极 B．N电极的反应式为 C．电池工作一段时间后，NaOH溶液的pH变小 D．若电路中通过2mol，则稀硫酸溶液质量增加87g 4.（2024·江西省天佑中学·质检）科学家成功研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电池。该电池内部的和有机阳离子构成电解质溶液，其放电工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．放电时，铝为负极，石墨为正极 B．充电时，向石墨电极移动 C．放电时，负极的电极反应式为 D．充电时，电子从石墨电极直接经导线流入铝电极，然后再经电解质溶液流回石墨电极 5.（2024·山东省实验中学·一模）下图是利用“海水河水”浓差电池(不考虑溶解氧的影响)制备和 的装置示意图，其中、均为复合电极，电极、均为石墨，下列说法正确的是 A．电极是正极，电极反应为： B．电池从开始工作到停止放电，理论上可制得 C．、依次为阳离子交换膜和阴离子交换膜 D．电极发生的反应是： 考向02 电解池 6.（2024·湖北卷）我国科学家设计了一种双位点电催化剂，用和电化学催化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。已知在溶液中，甲醛转化为，存在平衡。电极上发生的电子转移反应为。下列说法错误的是 A. 电解一段时间后阳极区减小 B. 理论上生成双极膜中有解离 C. 阳极总反应式 D. 阴极区存在反应 7.（2024·甘肃卷）某固体电解池工作原理如图所示，下列说法错误的是 A. 电极1的多孔结构能增大与水蒸气的接触面积 B. 电极2是阴极，发生还原反应： C. 工作时从多孔电极1迁移到多孔电极2 D. 理论上电源提供能分解 8.（2024·浙江省杭州市·一模）利用丙烯腈制备己二腈的电有机合成装置如图所示。下列说法不正确的是 A．电极a为阴极 B．四甲基溴化铵可增加溶液导电性 C．交换膜为质子交换膜 D．电解过程中，右侧溶液的不变 9.（2024·河北省衡水中学·调研）微酸性次氯酸水广泛应用于果蔬、医疗器械的消毒。一种制备微酸性次氯酸水的电解设备的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．电极N与直流电源的负极相连 B．阳极室的总反应可表示为 C．膜b为阴离子交换膜 D．理论上每转移时阴极室增重 10.（2025·河北省燕赵联盟·联考）合成氨是一种重要的工业生产，现有一种利用电解池低碳合成氨的工艺流程，装置如图所示，下列说法正确的是 A．左右电极上产生气体的物质的量之比是 B．右侧电极上的电极反应为 C．反应一段时间后，右侧电极附近pH升高 D．电路中每转移电子，左侧电极产生气体 考向03 金属腐蚀和防护 11.（2024·广东卷）我国自主设计建造的浮式生产储御油装置“海葵一号”将在珠江口盆地海域使用，其钢铁外壳镶嵌了锌块，以利用电化学原理延缓外壳的腐蚀。下列有关说法正确的是 A. 钢铁外壳为负极 B. 镶嵌的锌块可永久使用 C. 该法为外加电流法 D. 锌发生反应： 12.（2024·浙江卷）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2中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应： C. 图2中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果 D. 图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，钢闸门、阳极均不发生化学反应 13.（2024·广东省重点中学·联考）港珠澳大桥的设计使用寿命高达120年，主要的防腐方法有：①钢梁上安装铝片；②使用高性能富锌(富含锌粉)底漆；③使用高附着性防腐涂料等。下列分析不正确的是 A．防腐涂料可以防水、隔离，降低腐蚀速率 B．防腐过程中铝和锌均作为负极，得到电子 C．钢铁在海水中发生吸氧腐蚀时正极反应为 D．方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，不能完全消除铁的腐蚀 14.（2024·广东省仲元中学·三模）银饰用久了表面会有一层而发黑，将银饰与，片接触并加入溶液，可以除去银饰表面的，下列说法不正确的是 A．是负极 B．阳离子向银饰移动 C．若有0.9g Al反应，最多能复原0.1mol Ag2S D．表面发生反应： 15.（2025·北京市·模拟）我国科学家在可充放电式锌-空气电池研究方面取得重大进展。电池原理如图所示，该电池的核心组分是驱动氧化还原反应(ORR)和析氧反应(OER)的双功能催化剂，KOH溶液为电解质溶液，放电的总反应式为2Zn+O2+4OH-+2H2O=2[Zn(OH)4]2-。下列有关说法不正确的是 A．放电时电解质溶液中K+向正极移动 B．放电时锌电池负极反应为Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2- C．充电时催化剂降低析氧反应(OER)的活化能 D．充电时阴极生成6.5gZn的同时阳极产生2.24LO2(标准状况) 16.（2024·湖南省新高考联盟·联考）下图是一种正在投入生产的大型蓄电系统的工作示意图： 左右两侧为电解质储罐，中间为电池，电解质通过泵不断在储罐和电池之间循环。电池中的左右两侧为电极，中间为离子选择性膜，在电池放电和充电时该膜可允许钠离子通过。放电前被膜隔开的电解质为和，放电后分别变为和NaBr。则下列说法正确的是 A．放电过程中向的转化发生在电池左侧 B．充电过程中通过膜从右向左流动 C．放电过程中右侧储罐内的溶液质量增加 D．充电过程中两侧电解液质量总和不变 17.（2024·吉林省长春市四十五中·调研）清华大学王保国教授等人提出了一种双极膜硝酸盐还原电合成氨工艺，其反应原理为：。下列说法错误的是 A．是电源负极 B．阳极反应为 C．每有通过外电路，消耗 D．双极膜中移向极区 18.（2024·广东省揭阳市·二模）某同学进行以下实验： 操作 现象 取一块打磨过的生铁片，在其表面滴1滴含酚酞和的食盐水 放置一段时间后，生铁片上出现如图所示“斑痕”。其边缘处为红色，中心区域为蓝色，在两色环交界处出现铁锈 下列说法正确的是 A．腐蚀过程中有生成 B．边缘处红色说明： C．反应后中心区域溶液的pH>7 D．反应过程中化学能完全转化为电能 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 热点题型06 电化学及其应用 一、原电池原理　新型化学电源 1.原电池的结构及工作原理 2．原电池正、负极的判断方法 【特别提醒】 (1)某些特定情况下，电极类型判断方法与常规方法有差异，要根据题中的物质转化信息进行判断。 (2)存在多个反应时，要清楚哪个是电极反应，哪个是电极区反应，然后根据电极反应的类型进行判断。 3.陌生原电池装置 (1)二次电池 (2)燃料电池 二、电解原理及其应用 1.电解池的结构及工作原理 2．电解池阴、阳极的判断方法 3．电解池电极反应式的书写模式 (1)阳极 ①活泼金属作电极，电极材料本身失电子，M－ne－===Mn＋。 ②电极为惰性电极，溶液中较易失电子的阴离子优先失去电子，其顺序为S2－>I－>Br－>Cl－>OH－，Rn－－ne－===R。 (2)阴极 溶液中较易得电子的阳离子优先得到电子，其顺序为Ag＋>Cu2＋>H＋，Mn＋＋ne－===M。 4．金属的腐蚀与防护 5．陌生电解池装置图的知识迁移 (1)电解池 (2)金属腐蚀 三、“离子交换膜”在电化学中的应用 1.离子交换膜的功能、类型、作用 2．解答带离子交换膜电解池问题的思维模型 （建议用时：40分钟） 考向01 新型电源 1.（2024·安徽卷）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(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和为电极，以和混合液为电解质溶液。下列说法错误的是 A. 标注框内所示结构中存在共价键和配位键 B. 电池总反应为： C. 充电时，阴极被还原的主要来自 D. 放电时，消耗，理论上转移电子 【答案】C 【解析】由图中信息可知，该新型水系锌电池的负极是锌、正极是超分子材料；负极的电极反应式为，则充电时，该电极为阴极，电极反应式为；正极上发生，则充电时，该电极为阳极，电极反应式为。标注框内所示结构属于配合物，配位体中存在碳碳单键、碳碳双键、碳氮单键、碳氮双键和碳氢键等多种共价键，还有由提供孤电子对、提供空轨道形成的配位键，A正确；由以上分析可知，该电池总反应为，B正确；充电时，阴极电极反应式为，被还原的Zn2+主要来自电解质溶液，C错误；放电时，负极的电极反应式为，因此消耗0.65 g Zn（物质的量为0.01mol），理论上转移0.02 mol电子，D正确；故选C。 2.（2024·新课标卷）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Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用 C. 消耗18mg葡萄糖，理论上a电极有0.4mmol电子流入 D. 两电极间血液中的在电场驱动下的迁移方向为b→a 【答案】C 【解析】由题中信息可知，b电极为负极，发生反应，然后再发生；a电极为正极，发生反应，在这个过程中发生的总反应为。由题中信息可知，当电池开始工作时，a电极为电池正极，血液中在a电极上得电子生成，电极反应式为；b电极为电池负极， 在b电极上失电子转化成CuO，电极反应式为，然后葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸，CuO被还原为，则电池总反应为，A正确；b电极上CuO将葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸后被还原为，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；根据反应可知，参加反应时转移2 mol电子，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错误；原电池中阳离子从负极移向正极迁移，故迁移方向为b→a，D正确。综上所述，本题选C。 3.（2024·陕西省·一模）我国科研人员利用双极膜技术构造出一类具有高能量密度、优异的循环性能的新型水系电池，模拟装置如图所示。已知电极材料分别为Zn和，相应的产物为和。下列说法错误的是 A．M电极的电势低于N电极 B．N电极的反应式为 C．电池工作一段时间后，NaOH溶液的pH变小 D．若电路中通过2mol，则稀硫酸溶液质量增加87g 【答案】D 【分析】由题干信息可知，Zn生成，MnO2生成Mn2+，则M极为Zn电极，为负极，负极反应式为：Zn+4OH--2e-=，N电极材料为MnO2，为正极，正极反应式为：MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O，中间层H2O电离出的H+通过b膜移向正极N极区，OH-通过a膜移向负极M极区，据此分析解题。 【解析】A．由题干信息可知，Zn生成，MnO2生成Mn2+，则M极为Zn电极，为负极，N电极材料为MnO2，为正极，所以M极的电势低于N极， A正确； B．N电极为MnO2，MnO2在正极得到电子生成Mn2+，电极方程式为：MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O，B正确； C．负极反应式为Zn+4OH--2e-=，每转移2mole-，有2molOH-移向NaOH溶液，而消耗4molOH-，NaOH溶液的pH变小， C正确； D．若电路中通过2 mole-，双极膜中有2 mol H+移向硫酸溶液，同时溶解1molMnO2，稀硫酸溶液质量增加2mol×1g/mol+1mol×87g/mol=89g，D错误；故选D。 4.（2024·江西省天佑中学·质检）科学家成功研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电池。该电池内部的和有机阳离子构成电解质溶液，其放电工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．放电时，铝为负极，石墨为正极 B．充电时，向石墨电极移动 C．放电时，负极的电极反应式为 D．充电时，电子从石墨电极直接经导线流入铝电极，然后再经电解质溶液流回石墨电极 【答案】D 【分析】根据电池原理图可知，放电时铝电极为负极，石墨为正极；电解时铝电极为阴极，石墨为阳极。 【解析】A．放电时，向负极移动，故铝为负极，石墨为正极，A项正确； B．充电时，铝为阴极，石墨为阳极，阴离子向阳极移动，B项正确； C．放电时，负极上铝失电子结合生成，发生反应：，C项正确； D．根据“电子不下水，离子不上岸”，电子不进入电解质溶液，电解质溶液中是自由移动的离子导电，故充电时电子移动方向为：石墨电极→外加电源正极，外加电源负极→铝电极，D项错误；故选D。 5.（2024·山东省实验中学·一模）下图是利用“海水河水”浓差电池(不考虑溶解氧的影响)制备和 的装置示意图，其中、均为复合电极，电极、均为石墨，下列说法正确的是 A．电极是正极，电极反应为： B．电池从开始工作到停止放电，理论上可制得 C．、依次为阳离子交换膜和阴离子交换膜 D．电极发生的反应是： 【答案】D 【分析】由图可知，X电极为浓差电池的负极，银在负极失去电子发生氧化反应生成氯化银，电极反应式为Ag+Cl--e-=AgCl，Y电极为正极，氯化银在负极得到电子发生还原反应生成银和氯离子，电极反应式为AgCl+e-=Ag+Cl-；与X电极相连的b电极为电解池的阴极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，硫酸钠溶液中的钠离子通过阴离子交换膜d进入阴极室，与Y电极相连的a电极为阳极，水分子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+，硫酸钠溶液中的硫酸根离子通过阴离子交换膜c进入阳极室，则阳极室制得硫酸，阴极室制得氢氧化钠。 【解析】A．由分析可知，Y电极为正极，氯化银在负极得到电子发生还原反应生成银和氯离子，电极反应式为AgCl+e-=Ag+Cl-，故A错误； B．缺氯化钠溶液的体积，无法计算电池从开始工作到停止放电时外电路转移电子的物质的量和阴极室生成氢氧化钠的质量，故B错误； C．由分析可知，硫酸钠溶液中的钠离子通过阳离子交换膜d进入阴极室，硫酸根离子通过阴离子交换膜c进入阳极室，故C错误； D．由分析可知，与Y电极相连的a电极为阳极，水分子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+，故D正确；故选D。 考向02 电解池 6.（2024·湖北卷）我国科学家设计了一种双位点电催化剂，用和电化学催化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。已知在溶液中，甲醛转化为，存在平衡。电极上发生的电子转移反应为。下列说法错误的是 A. 电解一段时间后阳极区减小 B. 理论上生成双极膜中有解离 C. 阳极总反应式 D. 阴极区存在反应 【答案】B 【解析】在KOH溶液中HCHO转化为HOCH2O-：HCHO+OH-→HOCH2O-，存在平衡HOCH2O-+OH-[OCH2O]2-+H2O，Cu电极上发生的电子转移反应为[OCH2O]2--e-=HCOO-+H∙，H∙结合成H2，Cu电极为阳极；PbCu电极为阴极，首先HOOC—COOH在Pb上发生得电子的还原反应转化为OHC—COOH：H2C2O4+2e-+2H+=OHC—COOH+H2O，OHC—COOH与HO—N+H3反应生成HOOC—CH=N—OH：OHC—COOH+HO—N+H3→HOOC—CH=N—OH+H2O+H+，HOOC—CH=N—OH发生得电子的还原反应转化成H3N+CH2COOH：HOOC—CH=N—OH+4e-+5H+=H3N+CH2COOH+H2O。根据分析，电解过程中，阳极区消耗OH-、同时生成H2O，故电解一段时间后阳极区c(OH-)减小，A项正确；根据分析，阴极区的总反应为H2C2O4+HO—N+H3+6e-+6H+= H3N+CH2COOH+3H2O，1molH2O解离成1molH+和1molOH-，故理论上生成1molH3N+CH2COOH双极膜中有6molH2O解离，B项错误；根据分析，结合装置图，阳极总反应为2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+H2↑+2H2O，C项正确；根据分析，阴极区的Pb上发生反应H2C2O4+2e-+2H+=OHC—COOH+H2O，D项正确；答案选B。 7.（2024·甘肃卷）某固体电解池工作原理如图所示，下列说法错误的是 A. 电极1的多孔结构能增大与水蒸气的接触面积 B. 电极2是阴极，发生还原反应： C. 工作时从多孔电极1迁移到多孔电极2 D. 理论上电源提供能分解 【答案】B 【解析】多孔电极1上H2O(g)发生得电子的还原反应转化成H2(g)，多孔电极1为阴极，电极反应为2H2O+4e-=2H2+2O2-；多孔电极2上O2-发生失电子的氧化反应转化成O2(g)，多孔电极2为阳极，电极反应为2O2--4e-=O2。电极1的多孔结构能增大电极的表面积，增大与水蒸气的接触面积，A项正确；根据分析，电极2为阳极，发生氧化反应：2O2--4e-=O2，B项错误；工作时，阴离子O2-向阳极移动，即O2-从多孔电极1迁移到多孔电极2，C项正确；根据分析，电解总反应为2H2O(g)2H2+O2，分解2molH2O转移4mol电子，则理论上电源提供2mol电子能分解1molH2O，D项正确；故选B。 8.（2024·浙江省杭州市·一模）利用丙烯腈制备己二腈的电有机合成装置如图所示。下列说法不正确的是 A．电极a为阴极 B．四甲基溴化铵可增加溶液导电性 C．交换膜为质子交换膜 D．电解过程中，右侧溶液的不变 【答案】D 【分析】由图可知，丙烯腈转化为己二腈，C元素化合价降低，故a为阴极，电极反应为：；b为阳极，电极式为：，交换膜为质子交换膜，H+通过质子交换膜移向阴极。 【解析】A．根据分析，电极a为阴极，A正确； B．四甲基溴化铵可增加溶液中的离子浓度，可增加溶液的导电性，B正确； C．根据分析，交换膜为质子交换膜，C正确； D．电解过程中，右侧消耗水，氢离子迁移至阴极室，硫酸浓度增大，减小，D错误；故选D。 9.（2024·河北省衡水中学·调研）微酸性次氯酸水广泛应用于果蔬、医疗器械的消毒。一种制备微酸性次氯酸水的电解设备的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．电极N与直流电源的负极相连 B．阳极室的总反应可表示为 C．膜b为阴离子交换膜 D．理论上每转移时阴极室增重 【答案】C 【分析】由图可知，左室的电解质是水，制备的产品是微酸性次氯酸水，说明氯离子向左室迁移，故电极M为阳极，电极反应式为2Cl--2e-═Cl2↑，后发生反应Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO，电极N为阴极，电极反应式为2H2O+2e-═H2↑+2OH-，据此作答。 【解析】A．由分析可知，N是阴极，与直流电源的负极相连，故A正确； B．由分析可知，M为阳极，电极反应式为2Cl--2e-═Cl2↑，后发生反应Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO，总反应为，故B正确； C．氯离子向左室迁移，故a离子交换膜为阴离子交换膜，钠离子向右室迁移，故b离子交换膜为阳离子交换膜，故C错误； D．每转移2mole-，电极N生成1mol氢气，右室质量减小2g，同时有2mol钠离子向右室迁移，右室增重46g，净增加44g，故D正确；故选C。 10.（2025·河北省燕赵联盟·联考）合成氨是一种重要的工业生产，现有一种利用电解池低碳合成氨的工艺流程，装置如图所示，下列说法正确的是 A．左右电极上产生气体的物质的量之比是 B．右侧电极上的电极反应为 C．反应一段时间后，右侧电极附近pH升高 D．电路中每转移电子，左侧电极产生气体 【答案】B 【分析】从电解装置可以看出，左侧铂电极与电源负极相连，为电解池的阴极，N2得电子发生还原反应生成NH3，电极反应式为N2+6e-+6H2O=2NH3+6OH-；右侧铂电极与电源正极相连，为电解池的阳极，OH-失电子生成O2等，电极反应式为；总反应式：。 【解析】A．从电极反应式看，若电路中通过的电子为12mol，左侧电极上产生4molNH3，右侧电极上产生3molO2，则左右电极上产生气体的物质的量之比为，A错误， B．由分析可知，右侧电极反应式为，B正确； C．根据右侧电极的电极反应式可得出，反应一段时间后，右侧电极附近因消耗OH-而使pH降低，C错误； D．电路中每转移电子，左侧电极产生2molNH3，但题中未标明温度、压强，不能使用22.4L/mol计算生成气体的体积，D错误；故选B。 考向03 金属腐蚀和防护 11.（2024·广东卷）我国自主设计建造的浮式生产储御油装置“海葵一号”将在珠江口盆地海域使用，其钢铁外壳镶嵌了锌块，以利用电化学原理延缓外壳的腐蚀。下列有关说法正确的是 A. 钢铁外壳为负极 B. 镶嵌的锌块可永久使用 C. 该法为外加电流法 D. 锌发生反应： 【答案】D 【解析】钢铁外壳镶嵌了锌块，由于金属活动性Zn＞Fe，即锌块为负极，钢铁为正极，形成原电池，Zn失去电子，发生还原反应，，从而保护钢铁，延缓其腐蚀。由于金属活动性Zn＞Fe，钢铁外壳为正极，锌块为负极，故A错误；Zn失去电子，发生还原反应，，镶嵌的锌块会被逐渐消耗，需根据腐蚀情况进行维护和更换，不能永久使用，故B错误；由分析得，该方法为牺牲阳极的阴极保护法，故C错误；Zn失去电子，发生还原反应：，故D正确；故选D。 12.（2024·浙江卷）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2中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应： C. 图2中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果 D. 图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，钢闸门、阳极均不发生化学反应 【答案】B 【解析】图1为牺牲阳极的阴极瓮中保护法，牺牲阳极一般为较活泼金属，其作为原电池的负极，其失去电子被氧化；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，其本身不失去电子，电解质溶液中的阴离子在其表面失去电子，如海水中的，A不正确；图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面积累的电子很多，除了海水中的放电外，海水中溶解的也会竞争放电，故可发生，B正确；图2为外加电流的阴极保护法，理论上只要能对抗钢闸门表面的腐蚀电流即可，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时保护效果最好；腐蚀电流会随着环境的变化而变化，若外加电压保持恒定不变，则不能保证抵消腐蚀电流，不利于提高对钢闸门的防护效果，C不正确； 图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，说明从牺牲阳极或外加电源传递过来的电子阻止了的发生，钢闸门不发生化学反应，但是牺牲阳极和发生了氧化反应，辅助阳极上也发生了氧化反应，D不正确； 综上所述，本题选B。 13.（2024·广东省重点中学·联考）港珠澳大桥的设计使用寿命高达120年，主要的防腐方法有：①钢梁上安装铝片；②使用高性能富锌(富含锌粉)底漆；③使用高附着性防腐涂料等。下列分析不正确的是 A．防腐涂料可以防水、隔离，降低腐蚀速率 B．防腐过程中铝和锌均作为负极，得到电子 C．钢铁在海水中发生吸氧腐蚀时正极反应为 D．方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，不能完全消除铁的腐蚀 【答案】B 【解析】A．钢是铁碳合金材料，表面接触空气，水蒸气，易形成原电池发生吸氧腐蚀，防腐涂料可以防水、隔离O2，降低吸氧腐蚀速率，A正确； B．铝和锌的金属活动性大于铁，故铝和锌均作为负极，失去电子，保护了铁，B错误； C．钢铁在海水中发生吸氧腐蚀时，正极电极反应式为，C正确； D．方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，不能完全消除铁的腐蚀，D正确；故选B。 14.（2024·广东省仲元中学·三模）银饰用久了表面会有一层而发黑，将银饰与，片接触并加入溶液，可以除去银饰表面的，下列说法不正确的是 A．是负极 B．阳离子向银饰移动 C．若有0.9g Al反应，最多能复原0.1mol Ag2S D．表面发生反应： 【答案】C 【解析】A．该电池的本质是Al还原Ag2S，Al为还原剂，为负极，银饰为正极，A项正确； B．阳离子向正极银饰方向移动，B项正确； C．根据电子守恒，0.9g Al反应，失0.1mol e-，将有0.05mol Ag2S被还原，C项错误； D．Ag2S被还原，发生反应方程式为：，D项正确；故选C。 15.（2025·北京市·模拟）我国科学家在可充放电式锌-空气电池研究方面取得重大进展。电池原理如图所示，该电池的核心组分是驱动氧化还原反应(ORR)和析氧反应(OER)的双功能催化剂，KOH溶液为电解质溶液，放电的总反应式为2Zn+O2+4OH-+2H2O=2[Zn(OH)4]2-。下列有关说法不正确的是 A．放电时电解质溶液中K+向正极移动 B．放电时锌电池负极反应为Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2- C．充电时催化剂降低析氧反应(OER)的活化能 D．充电时阴极生成6.5gZn的同时阳极产生2.24LO2(标准状况) 【答案】D 【分析】根据2Zn+O2+4OH-+2H2O=2[Zn(OH)4]2-可知，O元素的化合价降低，被还原，应为原电池正极，Zn元素化合价升高，被氧化，应为原电池负极，负极反应式为Zn－2e－＋4OH－=[Zn(OH)4]2－，放电时阳离子向正极移动，据此分析解答。 【解析】A．放电时电解质溶液中带正电荷的K＋向正极移动，故A正确； B．由总反应式知，放电时负极是活泼金属锌失去电子被氧化为Zn2＋，Zn2＋与OH－反应结合为[Zn(OH)4]2－：Zn－2e－＋4OH－=[Zn(OH)4]2－，故B正确； C．由总反应式和原理图知，放电时发生“氧化还原反应(ORR)”，充电时发生“析氧反应(OER)”，“双功能催化剂”意味着无论放电还是充电均能降低反应活化能，起到催化作用，故C正确； D．充电时阴极生成6.5 g Zn转移0.2 mol e－，而阳极产生2.24 L O2(标准状况)，转移0.4 mol e－，故D错误； 答案选D。 16.（2024·湖南省新高考联盟·联考）下图是一种正在投入生产的大型蓄电系统的工作示意图： 左右两侧为电解质储罐，中间为电池，电解质通过泵不断在储罐和电池之间循环。电池中的左右两侧为电极，中间为离子选择性膜，在电池放电和充电时该膜可允许钠离子通过。放电前被膜隔开的电解质为和，放电后分别变为和NaBr。则下列说法正确的是 A．放电过程中向的转化发生在电池左侧 B．充电过程中通过膜从右向左流动 C．放电过程中右侧储罐内的溶液质量增加 D．充电过程中两侧电解液质量总和不变 【答案】D 【分析】由电子流向，放电前，被膜隔开的电解质为Na2S2（右罐）和NaBr3（左罐），则Na2S2在负极失电子，NaBr3在正极得电子。放电时为原电池反应：负极反应为2Na2S2-2e-=2Na++Na2S4，正极反应为NaBr3+2Na++2e-=3NaBr；充电时，阴极为负极的逆反应，阳极为正极的逆反应。 【解析】A． 由电子流向，放电过程中向的转化发生在电池右侧，故A错误； B． 充电时右侧为阴极，左侧为阳极，充电过程中通过膜从左向右流动，故B错误； C． 放电过程中钠离子从右到左通过离子交换膜，放电过程中右侧储罐内的溶液质量减小，故C错误； D．根据电池充、放电的化学反应方程式为2Na2S2+NaBr3 Na2S4+3NaBr可知，两侧反应前后均为溶液，充电过程中两侧电解液质量总和不变，故D正确；故选D。 17.（2024·吉林省长春市四十五中·调研）清华大学王保国教授等人提出了一种双极膜硝酸盐还原电合成氨工艺，其反应原理为：。下列说法错误的是 A．是电源负极 B．阳极反应为 C．每有通过外电路，消耗 D．双极膜中移向极区 【答案】D 【分析】由图和反应原理可知，KNO3中N元素化合价降低生成NH3，故a为阴极，电极反应式为，电极b为阳极，电极反应式为，据此回答。 【解析】A．由分析知，a为阴极，与电源负极相连，故m为电源负极，A正确； B．由分析知，阳极反应为，B正确； C．由分析知，中，每有8mol e-通过外电路，消耗1mol硝酸根，C正确； D．由分析知，双极膜中OH-移向阳极移动，故OH-移向b极区，D错误；故选D。 18.（2024·广东省揭阳市·二模）某同学进行以下实验： 操作 现象 取一块打磨过的生铁片，在其表面滴1滴含酚酞和的食盐水 放置一段时间后，生铁片上出现如图所示“斑痕”。其边缘处为红色，中心区域为蓝色，在两色环交界处出现铁锈 下列说法正确的是 A．腐蚀过程中有生成 B．边缘处红色说明： C．反应后中心区域溶液的pH>7 D．反应过程中化学能完全转化为电能 【答案】C 【解析】A．取一块打磨过的生铁片，在其表面滴1滴含酚酞和的食盐水，铁皮发生吸氧腐蚀，没有生成，A错误； B．铁片发生吸氧腐蚀，Fe电极方程式为：，边缘处红色得原因是二价铁被空气中的氧气氧化为三价铁，B错误； C．铁片发生吸氧腐蚀，反应后中心区域溶液呈碱性，pH>7，C正确； D．铁皮发生吸氧腐蚀得原理是原电池，但化学能不能完全转化为电能，D错误；故选C。 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$