第03讲 电解池 金属的腐蚀与防护（专项训练）（福建专用）2026年高考化学一轮复习讲练测

第03讲 电解池 金属的腐蚀与防护 目录 01 课标达标练 题型01 电解规律及电极产物的判断 题型02 电极反应的书写 题型03 电解原理的应用 题型04 交换膜在电化学的应用 题型05 有关电化学的计算 题型06 金属的腐蚀 题型07 金属的防护 02 核心突破练 03 真题溯源练 01 电解规律及电极产物的判断 1.化学在环境保护中起着相当重要的作用。催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解的原理如图所示，下列说法中正确的是 A．电解池中电源的正极为B，负极为A B．电解池阴极的电极反应式为： C．在电解池中右侧发生氧化反应，左侧发生还原反应 D．电解过程中转移2mol电子，则左侧产生的气体在标况下的体积约为11.2L 【答案】D 【分析】右侧电极发生还原反应生成N2，则右侧为阴极，左侧为阳极，阴极反应式为：，阳极反应式为：。 【详解】A．据分析可知，右侧为阴极，左侧为阳极，则电源的负极为B，正极为A，故A错误； B．电解池左侧是阳极，阳极的电极反应式为：，故B错误； C．结合分析可知在电解池中右侧发生还原反应，左侧发生氧化反应，故C错误； D．电解池左侧是阳极，电极反应式为：，电解过程中转移2mol电子，则左侧产生的0.5molO2，在标况下的体积约为11.2L，故D正确； 故选D。 2.苯甲酸是一种重要的化工原料。以苯乙酮为原料，以为电解质，利用电化学方法合成苯甲酸的原理(部分)如图。下列说法正确的是 A．是该反应的催化剂 B．反应一段时间后溶液增大 C．阴极生成气体，理论上可制备苯甲酸 D．苯乙酮和的离子反应方程式： 【答案】B 【分析】由图可知，电解装置阳极碘离子生成碘单质2I--2e-=I2，阴极水放电生成氢气； 【详解】A．由图可知KI在阳极发生反应生成碘单质，且最终无KI生成，因此KI不是催化剂，故A错误； B．电解过程中，整个系统发生的总反应为→，不断增大，故整个系统溶液的pH不断增大，B正确； B．阴极水放电生成氢气，生成1mol气体转移2mol电子。苯乙酮与反应的离子方程式为，理论上制备1mol苯甲酸(不考虑副反应) 转移6mol电子，则阴极生成气体转移2mol电子时理论上可制备苯甲酸，C错误； D．由图可知，苯乙酮与反应的离子方程式为，D错误； 故选B。 02 电极反应的书写 3.锌—空气电池(原理如下图)适宜用作城市电动车的动力电源。该电池放电时Zn转化为ZnO。该电池工作时下列说法正确的是 A．电池工作时，OH-向石墨电极移动 B．电子流动方向：Zn电极→导线→石墨电极 C．该电池的负极反应为Zn+H2O-2e-=ZnO+2H+ D．石墨电极表面有大量H2产生 【答案】B 【分析】该电池放电时Zn转化为ZnO，则Zn电极为负极，Zn失去电子被氧化，负极式为Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O；石墨电极为正极，氧气在正极得电子被还原，正极式为。 【详解】A．原电池工作时，溶液中的阴离子向负极移动，即OH-向Zn电极(负极)移动，故A错误； B．负极失去的电子经导线流向正极，则电子流动方向：Zn电极→导线→石墨电极，故B正确； C．图中电解质溶液显碱性，结合分析知，负极式应为Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O，故C错误； D．结合分析知，石墨电极为正极，氧气在石墨电极上发生还原反应，正极式为，石墨电极表面没有H2产生，故D错误； 故选B。 4.工业采用丙烯腈电解合成己二腈[]，电解原理如图所示（X、Y为惰性电极），电解过程中主要副产物为丙腈。实验测得，向Y极区电解液中加入少量季铵盐（一种强电解质），并调溶液为微碱性，己二腈的产率最高。 下列说法正确的是 A．电极Y表面发生氧化反应 B．电解一段时间后，X电极区溶液的减小 C．季铵盐可增强电解液的导电性，促进反应ii的发生，提高己二腈的产率 D．生成1.5mol己二腈和丙腈的混合物，则X电极区溶液的质量理论上减少27g 【答案】D 【分析】Y电极附近丙烯腈()转化为己二腈[]和丙腈，则Y电极发生还原反应，为阴极，电极反应式为2+2H++2e-=、+2H++2e-=，X电极为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+。 【详解】A．Y电极为阴极，发生还原反应，A错误； B．X电极为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，每转移4mol电子产生4molH+，向阴极移动4molH+，H+物质的量不变，但是水被消耗，X电极区溶液的增大，B错误； C．季铵盐在溶液中电离出离子，增强电解液导电性；结合 “加入少量季铵盐，己二腈的产率最高”，可知其促进反应i，抑制反应ii，己二腈的产率提高，C错误； D．由Y电极反应式2+2H++2e-=、+2H++2e-=可知[或]~2e-，则每生成1.5mol己二腈和丙腈的混合物，总转移的电子数为3mol，结合X电极反应式及氢离子移动可知X电极区减少的质量为0.75molO2的质量和3molH+的质量，即0.75mol×32g/mol+3mol×1g/mol=27g，D正确； 答案选D。 03 电解原理的应用 5.用惰性电极电解溶液可制金属铅，电解装置如图所示。已知：，下列说法不正确的是 A．电极a附近有气体生成 B．电极b的电极反应为： C．电解一段时间后，在右室加入PbO，可实现右室电解液的再生 D．通过质子交换膜从左室流向右室，左室溶液的pH增大 【答案】D 【分析】用惰性电极电解溶液可制金属铅，则电极b为阴极，电极反应式为，电极a为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+。 【详解】A．电极a附近有氧气生成，A正确； B．电极b为阴极，电极反应式为，B正确； C．右室电极反应式为，加之H+向右移动，电解一段时间后b电极区变为HCl和NaCl混合溶液，加入PbO，发生反应生成，可实现右室电解液的再生，C正确； D．左室电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，每转移4e-产生4H+，同时有4H+向右移动，即左室H+数目不变，但是水减少，H+浓度增大，pH减小，D错误； 答案选D。 6微生物电解池(MEC)产甲烷技术是一种有望成为缓解能源危机与温室效应的重要新型途径。它以外界输入的较小电能为能量来源，以微生物为催化剂，MEC耦合厌氧消化系统产甲烷的工作原理如图。下列有关说法错误的是 A．a为电源的正极，b为电源的负极 B．电子的移动方向：从b→导线→Y电极，再经X→导线→a C．Y电极发生的反应：CO2+8H++8e-=CH4+2H2O、8H++8e-=4H2、CO2+4H2=CH4+2H2O D．若用铅酸电池为电源，理论上消耗98gH2SO4时，此装置中有2molH+发生迁移 【答案】D 【分析】根据电极产物分析可知，有机物中碳元素化合价升高，失电子，X电极为阳极，a为电源正极；Y电极上CO2化合价降低得电子为阴极，b为电源的负极，据此分析解题。 【详解】A．根据电极产物分析可知，有机物中碳元素化合价升高，失电子，X电极为阳极，a为电源正极；Y电极上CO2化合价降低得电子为阴极，b为电源的负极，A正确； A．电子从电源负极→阴极，再从阳极→正极，B正确； A．根据Y电极图示原理上判断，Y电极发生的反应有：CO2+8H++8e-=CH4+2H2O、8H++8e-=4H2、CO2+4H2=CH4+2H2O，C正确； A．若用铅酸电池为电源，根据铅蓄电池放电时方程式Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O可知，理论上消耗98g硫酸，则电路转移1mole-，此装置中有1molH+发生迁移，D错误； 故答案为：D。 04 交换膜在电化学中的应用 7.羟基自由基(·OH)具有强氧化性。我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为、的原电池-电解池组合装置(如图所示)，该装置能实现发电、环保二位一体。下列说法正确的是 A．a极每1 mol 参与反应，通过质子交换膜的数目理论上为8 B．b极为原电池的负极，工作一段时间后溶液的pH变大 C．相同条件下，c、d两极产生气体的体积比为7∶1 D．d极区苯酚被氧化的化学方程式为 【答案】D 【分析】根据装置图可知，左侧为原电池，右侧为电解池，a电极中Cr元素的化合价由+6价转化为+3价，根据原电池工作原理，a电极为正极，b电极为负极，根据电解原理，d极为阳极，c极为阴极，据此分析； 【详解】A．由图可知，左侧为原电池装置，a极电极反应式为，每1 mol 参与反应，转移6 mol e-，则通过质子交换膜的H+数目理论上有6NA；故A错误； B．b为负极，电极反应式为，溶液pH减小，故B错误； C．d极电极反应为，羟基自由基(·OH)进一步氧化苯酚，，c极电极反应为，每转移1 mol e-，生成H2的物质的量是0.5 mol，d极生成的物质的量是 mol，相同条件下气体的体积比等于气体的物质的量的比。则c、d两极产生气体的体积比为，故C错误； D．根据C选项，d极区苯酚被氧化的反应方程式为，故D正确； 答案为D。 8.利用不同氢源(和)在两个膜电极上同时对同一有机物进行双边加氢的原理如图所示(以为电解质)。下列说法错误的是 A．极电极反应式为： B．电解时，阴离子通过交换膜从左室向右室迁移 C．消耗，回路转移电子和通过交换膜的阴离子的物质的量均为 D．若无论电解多久极附近产物中也不会含有，说明极获得的均来自 【答案】C 【详解】A．由图可知，N极HCHO和OH−失电子生成HCOO−和H，配平后电极方程式正确，A正确； B．NaOH为电解质，N极电极反应消耗OH−，电解时，阴离子通过交换膜从左室向右室迁移，B正确； C．M极消耗1mol，产物中增加4molD，D来源于D2O，化合价由+1变为0，共得4mol电子，阴阳极得失电子守恒，N极也失4mol电子，由N极电极反应知，需要8molOH-，即通过交换膜的阴离子的物质的量为8mol，C错误； D．若无论电解多久N极附近产物中也不会含有，结合N极电极反应，说明N极获得的H均来自HCHO，D正确； 本题选C。 9.我国科学家设计了一种太阳能驱动的H2S分解装置，工作原理如图所示。下列叙述错误的是 A．丙区发生的电极反应为 B．丁区在催化剂表面发生电化学反应生成和H2 C．理论上甲区每生成1molS时通过质子交换膜的H+为2mol D．该装置实现了利用太阳能间接将H2S分解为S和H2 【答案】B 【分析】从图上可获得如下信息：甲区：通入H2S，发生H2S+2Fe3+=2Fe2++S↓+2H+，S通过甲装置下端排出，Fe2+和H+通过甲和乙之间的泵到达乙区，Fe2+在乙区失电子发生Fe2+-e-=Fe3+，Fe3+从左上面管子回到甲区循环，H+通过质子交换膜进入丙区，发生，从右上边管子到达丁区，在催化剂作用下发生=+H2↑，从丙和丁之间的泵回到丙区循环，H2排出，据此分析解答。 【详解】A．由上面的分析可知，丙区发生的电极反应为，A正确； B．由上面分析可知，丁区在催化剂表面分解生成和H2，没发生电化学反应，B错误； C．甲区产生S的反应为：H2S+2Fe3+=2Fe2++S↓+2H+，由反应可知，每生成1molS，产生并通过质子交换膜的H+为2mol，C正确； D．该装置实现了利用太阳能间接将H2S分解为S和H2，D正确。 答案选B。 【点睛】不要凭空遐想，一定要结合图来分析！ 05 有关电化学的计算 10.新能源汽车是国家战略产业的重要组成部分，电池是能源汽车关键部件之一，其工作原理如图所示，电池工作时的总反应为。下列说法正确的是 A．充电时，电极b与电源负极连接，电极a与电源正极连接 B．电池工作时，正极的电极反应为 C．电池工作时，负极材料质量减少，转移电子 D．电池进水不会影响其使用寿命 【答案】B 【分析】由锂离子的移动方向可知，放电时，电极a为原电池的负极，LixC6在负极失去电子发生氧化反应生成锂离子和碳，电极反应式为LixC6—xe—=xLi++6C，Li1—xFePO4为正极，Li1—xFePO4在正极得到电子结合锂离子发生还原反应生成LiFePO4，电极反应式为；充电时，与直流电源正极相连的电极b做电解池的阳极，电极a与电源负极连接做阴极。 【详解】A．由分析可知，充电时，与直流电源正极相连的电极b做电解池的阳极，电极a与电源负极连接做阴极，故A错误； B．由分析可知，电池工作时，Li1—xFePO4为正极，Li1—xFePO4在正极得到电子结合锂离子发生还原反应生成LiFePO4，电极反应式为，故B正确； C．由分析可知，电池工作时，电极a为原电池的负极，LixC6在负极失去电子发生氧化反应生成锂离子和碳，电极反应式为LixC6—xe—=xLi++6C，则负极材料质量减少1.4g时，转移电子的物质的量为×1=0.2mol，故C错误； D．锂与水反应生成氢氧化锂和氢气，则电池进水后，锂会与水反应，导致放电能力下降，大大降低原电池的使用寿命，故D错误； 故选B。 11.．近日，美国威斯康星大学麦迪逊分校课题组使用锰一四苯基卟啉催化剂将电化学氧还原和水氧化进行配对，在两个电极上生成活性锰一氧物种，从而将转化为。 下列叙述正确的是 A．a极电势高于极 B．极反应： C．电路上转移电子理论上生成 D．“和”总量几乎不变 【答案】D 【分析】该装置为电解池，根据图中转化图可知a极得电子，发生还原反应为电解池的阴极，b极失电子，发生氧化反应为电解池的阳极。 【详解】A．根据图中转化图可知a极得电子，发生还原反应，为电解池的阴极，b极失电子发生氧化反应，为电解池的阳极，故电势：a<b，A项错误； B．a极发生还原反应，，B项错误； C．阴、阳极都生成了，故转移电子时共生成，C项错误； D．从总反应看，相当于“催化剂”，作中间产物，总量保持不变，D项正确； 故答案为：D。 12.电有机合成是一种应用广泛的新型有机合成方法。某种3-氯-4-氨基苯酚的电有机合成装置如图所示，下列说法正确的是 A．b与外接电源的正极相连 B．Pb电极的电极反应式： Pb-2e-= Pb2+ C．电解一段时间后，阴阳两极室中电解质溶液的质量均增大 D．理论上每生成1mol ，电路中转移4mole- 【答案】D 【分析】 b电极发生还原反应生成，可知a是b是阴极，a是阳极。 【详解】A．b是阴极，b与外接电源的负极相连，故A错误； B．a是阳极，Pb电极的电极反应式： Pb-2e-+ = PbSO4↓，故B错误； C．转移2mol电子，阳极室有1mol 转化为PbSO4沉淀，同时有2molH+移入阴极室，电解一段时间后，阳两极室中电解质溶液的质量减小，故C错误； D．阴极发生反应+4e-+4H+=+H2O，理论上每生成1mol ，电路中转移4mole-，故D正确； 选D。 06 金属的腐蚀 13.下列情况中，铁的腐蚀最快的是 A．/原电池 B．/浓原电池 C．/原电池 D．/原电池 【答案】C 【分析】金属原子如铁失去电子被氧化变成离子的过程，就是金属腐蚀，化学腐蚀的速率小于电化学腐蚀、电解池中金属做阳极被腐蚀的速率大于原电池中金属作负极被腐蚀的速率，据此回答。 【详解】A． /原电池中，电池反应为铝与氢氧化钠溶液的反应，铝为负极，铁为正极，铁被保护；     B． /浓原电池中铁铝均被钝化，不被腐蚀； C． /原电池中总反应为铁与氢离子产生氢气，铁为负极，铁失去电子被氧化为亚铁离子，铁被腐蚀；     D． /原电池中铁为负极，失去电子被腐蚀；正极氧气反应，与选项C相比，/原电池反应更剧烈，则铁腐蚀的速度C＞D； 综上，选C。 14.硫酸铜参比电极具有电位稳定的优点，在工业上可用于监测土壤环境中钢质管道的电位，进而判断钢质管道的腐蚀情况，电化学原理如图所示。下列说法错误的是 A．钢质管道在潮湿土壤中主要发生电化学腐蚀 B．铜棒为正极，发生还原反应 C．负极的电极反应式为Fe-3e-=Fe3+ D．测量后参比电极中CuSO4溶液的浓度不变 【答案】C 【分析】钢制管道、参比电极、潮湿土壤构成原电池，参比电极为铜电极，钢制管道为铁电极，故铁作负极，铜作正极。 【详解】A．根据分析，钢制管道、参比电极、潮湿土壤构成原电池，铁作原电池的负极，故钢质管道在潮湿土壤中主要发生电化学腐蚀，A正确； B．根据分析，铜作正极，铜离子得电子生成铜单质，发生还原反应，B正确； C．铁作负极，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，C错误； D．固体会不断溶解，测量后参比电极中CuSO4溶液的浓度不变，D正确； 故选C。 07 金属的防护 15.港珠澳大桥是我国一项伟大的工程，工程中大量使用先进的防腐措施。下列分析错误的是 A．钢构件表面喷涂环氧树脂涂层隔绝空气和水 B．主梁钢板使用的耐候钢是一种具有抗腐蚀性的合金 C．将桥体与电源负极相连，利用了外加电流的阴极保护法 D．水下钢柱镶铝块作为牺牲阳极的材料，利用了电解原理 【答案】D 【详解】A．钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，能隔绝空气和水，从而防止钢铁被腐蚀，A正确； B．耐候钢是一定量的铜以及磷、铬、镍、钛、钒等耐腐蚀元素制成的，具有普通钢材的易延展、高强度、抗疲劳等特性，是一种具有抗腐蚀性的合金，B正确； C．将桥体与电源负极相连，利用了外加电流的阴极保护法，使桥体成为阴极，避免钢铁失去电子被腐蚀，C正确； D．水下钢柱镶铝块，铝的活泼性比铁强，铝作原电池负极，铁作原电池正极，从而达到抗腐蚀目的，其原理为牺牲阳极的阴极保护法，利用了原电池原理，D错误； 故选D。 16.下列有关电化学腐蚀原理的应用说法错误的是 A．利用铁腐蚀快速测定空气中氧气含量 B．利用牺牲阳极保护法在潜艇外壳上镶嵌铜块 C．以铁作为阴极在铁表面镀铜 D．采用阴极电保护法防止铁管道腐蚀 【答案】B 【详解】A．利用铁的吸氧腐蚀，测定前后质量变化，可测定空气中氧气含量，故A正确； B．利用牺牲阳极保护法在潜艇外壳上应镶嵌比铁活泼的金属，如锌，故B错误； C．铁表面镀铜，铜作阳极，铁作阴极，含铜离子的盐溶液作电解质溶液，故C正确； D．防止铁管道腐蚀可采用外加电流的阴极保护法，铁管道作阴极，故D正确； 故选：B。 1．【结合Li—Se全固态电池考查电化学中的计算】研究表明，Li—Se全固态电池具有容量高的优点。第一次充电时，固态电解质LSPSCl()分解生成少量S，并与Se形成参与了后续可遵循环。电池构成和充放电时b极的转化如图所示。下列说法错误的是 A．充电时，从b极经固体电解质移向a极 B．循环放电时，b极反应有： C．循环充电时，当电路中通过，b极质量增加16g D．因部分Se转化为，该电池放电时可转移更多电子 【答案】C 【详解】A．由图可知，充电时b极Li2Se和Li2S反应生成Se4S5和Se，该过程中Se元素化合价上升，为氧化反应，则b为阳极，电解池中阳离子向阴极移动，从b极经固体电解质移向a极，故A正确； B．循环放电时，b极Se4S5转化为Li2Se和Li2S，电极方程式为：，故B正确； C．循环充电时，b极反应为，当电路中通过时，生成的Li+移向a极，b极质量减小7g， 故C错误； D．由图可知，因部分Se转化为，该过程Se失去电子，该电池放电时可转移更多电子，故D正确； 故选C。 2．有机物电极材料具有来源丰富、可降解等优点，一种负极材料为固态聚酰亚胺-水系二次电池的结构如图所示。下列说法正确的是 A．充电时有机电极发生了氧化反应 B．充电时每转移，右室离子数目减少 C．放电时负极电极反应为：-2e-= D．将由换成，电池的比能量会下降 【答案】D 【详解】A．由题干可知，该结构为一种负极材料为固态聚酰亚胺-水系二次电池，则有机电极为负极，充电时负极为电解池阴极，发生还原反应，A错误； B．充电时，右侧电解为阳极，发生氧化反应，3I--2e-=I，则充电时每转移，左侧减少2mol阴离子，同时有2molM+离子进入左室，右室离子数目减少4mol，B错误； C．由图可知，放电时负极电极的 失去电子，发生氧化反应，生成 ，反应为-2ne-=，C错误； D．比能量是指电池单位质量或单位体积所能输出的电能，钠的相对原子质量大于锂，高故将由换成，电池的比能量会下降，D正确； 故选D。 3．【结合废塑料PBS处理考查电解原理】以废塑料(聚丁二酸丁二酯)和生物质源马来酸()为原料无膜共电解生产琥珀酸()的工作原理如图。下列有关说法正确的是 A．的水解反应为 B．阳极电极反应式为： C．理论上电解过程转移，最终至少可获得琥珀酸 D．若略去碳酸化步骤，可简化分离提纯过程并提高经济效益 【答案】C 【分析】 由图可知，左侧电极为电解池的阳极，碱性条件下氢氧化镍在阳极失去电子发生氧化反应生成碱式氧化镍和水，电极反应式为Ni(OH)2—e—+ OH—=NiOOH+H2O，放电生成的碱式氧化镍碱性条件下与丁二醇反应生成氢氧化镍、丁二酸根离子和水，离子方程式为+8NiOOH+2OH—+8Ni(OH)2；右侧电极为阴极，水电离出的氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，电极反应式为2H++2e—=H2↑，放电生成的氢气与反应生成，+H2，反应得到的溶液经碳酸化、盐酸沉淀得到琥珀酸。 【详解】 A．由结构简式可知，聚丁二酸丁二酯一定条件下发生水解反应生成丁二酸和丁二醇，反应的化学方程式为，故A错误； B．由分析可知，左侧电极为电解池的阳极，碱性条件下氢氧化镍在阳极失去电子发生氧化反应生成碱式氧化镍和水，电极反应式为Ni(OH)2—e—+ OH—=NiOOH+H2O，故B错误； C．由题意可知，聚丁二酸丁二酯水解生成1mol丁二醇时，生成1mol丁二酸，由分析可知，电解过程转移8xmol电子时，阳极消耗xmol丁二醇、生成xmol，阴极生成4xmol，所以理论上生成琥珀酸的物质的量为6xmol，故C正确； D．由图可知，向溶液中通入二氧化碳碳酸化时，二氧化碳转化为碳酸氢钠，说明电解所得溶液呈碱性，若略去碳酸化步骤，会使盐酸沉淀步骤消耗盐酸的量增大，导致经济效益降低，故D错误； 故选C。 4．碳酸二甲酯[]是一种符合现代“绿色化学”的化工原料，其电解制备原理示意图如下(含)。下列说法错误的是 A．极区域存在反应： B．电解过程中，在电场作用下移向玻碳电极 C．制得1mol碳酸二甲酯时，外电路中迁移1mol电子 D．总反应为 【答案】C 【详解】A．极，发生还原反应，电极反应式为：，A正确； B．极，为电解池阴极，B极，为电解池的阳极，在电场作用下移向阴极，即玻碳电极，B正确； C．根据反应：，制得1mol碳酸二甲酯时，外电路中迁移2mol电子，C错误； D．根据以上图像分析，总反应为，D正确； 故选C。 5．【结合CO2的资源化利用考查电解原理】四川大学余达刚教授课题组发展了一种镍催化下用CO2制备苯乙酸的反应，反应原理如图所示。下列有关说法正确的是 A．H+向B极移动 B．A极的电极反应式为 C．若使用铅蓄电池作电源，则每生成0.5mol苯乙酸，消耗49gH2SO4 D．该反应的原子利用率为100%，有利于实现碳中和 【答案】D 【分析】 由图可知，A极发生还原反应生成羧酸，反应为，A为阴极；B极发生氧化反应生成，反应为-2e-+Br-+H+，B为阳极； 【详解】A．电解池中阳离子向阴极迁移，H+向A极移动，A错误； B．由分析可知，A极发生还原反应生成羧酸，反应为，B错误； C．铅蓄电池放电总反应为：；若使用铅蓄电池作电源，则每生成0.5mol苯乙酸，根据电子守恒可知，，消耗1molH2SO4，质量为98g，C错误； D．该反应的总反应为， 故原子利用率为100%，有利于实现碳中和，D正确； 故选D。 6．“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池（RFC），RFC是一种将太阳能电池电解水技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为RFC工作原理示意图（隔膜为质子选择性透过膜），下列说法中正确的是 A．c极上发生的电极反应是：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O B．当有0.1mol电子转移时，b极产生1.12L 气体Y（标准状况下） C．装置I与装置II的电解质溶液中，氢离子运动方向相反 D．RFC系统工作过程中只存在3种形式的能量转化 【答案】A 【分析】根据水流动方向，水由c极移向b，说明水在A极生成，由于隔膜为质子选择性透过膜，所以c极反应为 ，c是正极，气体Y是氧气、d是负极，负极反应为 ，气体X是氢气；a是阴极生成氢气，b是阳极生成氧气。 【详解】A.根据分析，c极上发生的电极反应是：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O ，故A正确； B.当有0.1mol电子转移时，b极产生0.56L 气体氧气（标准状况下），故B错误； C.a是阴极，b是阳极，装置I氢离子由b移向a；c是正极，d是负极，氢离子由d到c，运动方向相同，故C错误； D.RFC系统工作过程中只存在光能、电能、化学能、热能的等形式的能量转化，故D错误； 故选A。 1.（2024年福建卷）从废线路板(主要成分为铜，含少量铅锡合金、铝、锌和铁)中提取铜的流程如下： 已知“滤液2”主要含和。下列说法正确的是 A．“机械粉碎”将铅锡合金转变为铅和锡单质 B．“酸溶”时产生和离子 C．“碱溶”时存在反应： D．“电解精炼”时，粗铜在阴极发生还原反应 【答案】C 【分析】废线路板先机械粉碎，可以增加其反应的接触面积，加入稀盐酸后铝、锌、铁溶解，进入滤液，通入氧气和加氢氧化钠，可以溶解锡和铅，最后电解精炼得到铜。 【详解】A．机械粉碎的目的是增大接触面积，加快反应速率，A错误； B．酸溶的过程中Al、Zn、Fe转化为对应的和离子，B错误； C．“碱溶”时根据产物中，存在反应：，故C正确； D．电解精炼时粗铜在阳极发生氧化反应，逐步溶解，故D错误； 故选C。 2.（2024年福建卷）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：，则每生成，同时生成2mol Li；放电过程中，消耗6mol Li，同时生成4mol LiCl，则整个充放电过程来看，理论上每生成，需消耗1mol Li，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。 3.（2023年福建卷）一种可在较高温下安全快充的铝-硫电池的工作原理如图，电解质为熔融氯铝酸盐(由和形成熔点为的共熔物)，其中氯铝酸根起到结合或释放的作用。电池总反应：。下列说法错误的是 A．含个键 B．中同时连接2个原子的原子有个 C．充电时，再生单质至少转移电子 D．放电时间越长，负极附近熔融盐中n值小的浓度越高 【答案】D 【分析】放电时铝失去电子生成铝离子做负极，硫单质得到电子做正极，充电时铝离子得到电子生成铝发生在阴极，硫离子失去电子生成硫单质发生在阳极，依此解题。 【详解】 A．的结构为，所以含个键，A正确； B．由的结构可知同时连接2个原子的原子有个，B正确； C．由总反应可知充电时，再生单质需由铝离子得到电子生成，所以至少转移电子，C正确； D．由总反应可知放电时间越长，负极铝失去电子生成的铝离子越多所以n值大的浓度越高，D错误； 故选D。 4.（2022年福建卷）一种化学“自充电”的锌-有机物电池，电解质为和水溶液。将电池暴露于空气中，某电极无需外接电源即能实现化学自充电，该电极充放电原理如下图所示。下列说法正确的是 A．化学自充电时，增大 B．化学自充电时，电能转化为化学能 C．化学自充电时，锌电极反应式： D．放电时，外电路通过电子，正极材料损耗 【答案】A 【详解】A．由图可知，化学自充电时，消耗O2，该反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，增大，故A正确； B．化学自充电时，无需外接电源即能实现化学自充电，该过程不是电能转化为化学能，故B错误； C．由图可知，化学自充电时，锌电极作阴极，该电极的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，故C错误； D．放电时，1mol转化为 ，消耗2nmol K+，外电路通过电子时，正极物质增加0.02mol K+，增加的质量为0.02mol×39g/mol =0.78g，故D错误； 故选A。 学科网（北京）股份有限公司1 / 17 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 $$ 第03讲 电解池 金属的腐蚀与防护 目录 01 课标达标练 题型01 电解规律及电极产物的判断 题型02 电极反应的书写 题型03 电解原理的应用 题型04 交换膜在电化学的应用 题型05 有关电化学的计算 题型06 金属的腐蚀 题型07 金属的防护 02 核心突破练 03 真题溯源练 01 电解规律及电极产物的判断 1.化学在环境保护中起着相当重要的作用。催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解的原理如图所示，下列说法中正确的是 A．电解池中电源的正极为B，负极为A B．电解池阴极的电极反应式为： C．在电解池中右侧发生氧化反应，左侧发生还原反应 D．电解过程中转移2mol电子，则左侧产生的气体在标况下的体积约为11.2L 2.苯甲酸是一种重要的化工原料。以苯乙酮为原料，以为电解质，利用电化学方法合成苯甲酸的原理(部分)如图。下列说法正确的是 A．是该反应的催化剂 B．反应一段时间后溶液增大 C．阴极生成气体，理论上可制备苯甲酸 D．苯乙酮和的离子反应方程式： 02 电极反应的书写 3.锌—空气电池(原理如下图)适宜用作城市电动车的动力电源。该电池放电时Zn转化为ZnO。该电池工作时下列说法正确的是 A．电池工作时，OH-向石墨电极移动 B．电子流动方向：Zn电极→导线→石墨电极 C．该电池的负极反应为Zn+H2O-2e-=ZnO+2H+ D．石墨电极表面有大量H2产生 4.工业采用丙烯腈电解合成己二腈[]，电解原理如图所示（X、Y为惰性电极），电解过程中主要副产物为丙腈。实验测得，向Y极区电解液中加入少量季铵盐（一种强电解质），并调溶液为微碱性，己二腈的产率最高。 下列说法正确的是 A．电极Y表面发生氧化反应 B．电解一段时间后，X电极区溶液的减小 C．季铵盐可增强电解液的导电性，促进反应ii的发生，提高己二腈的产率 D．生成1.5mol己二腈和丙腈的混合物，则X电极区溶液的质量理论上减少27g 03 电解原理的应用 5.用惰性电极电解溶液可制金属铅，电解装置如图所示。已知：，下列说法不正确的是 A．电极a附近有气体生成 B．电极b的电极反应为： C．电解一段时间后，在右室加入PbO，可实现右室电解液的再生 D．通过质子交换膜从左室流向右室，左室溶液的pH增大 6微生物电解池(MEC)产甲烷技术是一种有望成为缓解能源危机与温室效应的重要新型途径。它以外界输入的较小电能为能量来源，以微生物为催化剂，MEC耦合厌氧消化系统产甲烷的工作原理如图。下列有关说法错误的是 A．a为电源的正极，b为电源的负极 B．电子的移动方向：从b→导线→Y电极，再经X→导线→a C．Y电极发生的反应：CO2+8H++8e-=CH4+2H2O、8H++8e-=4H2、CO2+4H2=CH4+2H2O D．若用铅酸电池为电源，理论上消耗98gH2SO4时，此装置中有2molH+发生迁移 04 交换膜在电化学中的应用 7.羟基自由基(·OH)具有强氧化性。我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为、的原电池-电解池组合装置(如图所示)，该装置能实现发电、环保二位一体。下列说法正确的是 A．a极每1 mol 参与反应，通过质子交换膜的数目理论上为8 B．b极为原电池的负极，工作一段时间后溶液的pH变大 C．相同条件下，c、d两极产生气体的体积比为7∶1 D．d极区苯酚被氧化的化学方程式为 8.利用不同氢源(和)在两个膜电极上同时对同一有机物进行双边加氢的原理如图所示(以为电解质)。下列说法错误的是 A．极电极反应式为： B．电解时，阴离子通过交换膜从左室向右室迁移 C．消耗，回路转移电子和通过交换膜的阴离子的物质的量均为 D．若无论电解多久极附近产物中也不会含有，说明极获得的均来自 9.我国科学家设计了一种太阳能驱动的H2S分解装置，工作原理如图所示。下列叙述错误的是 A．丙区发生的电极反应为 B．丁区在催化剂表面发生电化学反应生成和H2 C．理论上甲区每生成1molS时通过质子交换膜的H+为2mol D．该装置实现了利用太阳能间接将H2S分解为S和H2 05 有关电化学的计算 10.新能源汽车是国家战略产业的重要组成部分，电池是能源汽车关键部件之一，其工作原理如图所示，电池工作时的总反应为。下列说法正确的是 A．充电时，电极b与电源负极连接，电极a与电源正极连接 B．电池工作时，正极的电极反应为 C．电池工作时，负极材料质量减少，转移电子 D．电池进水不会影响其使用寿命 11.．近日，美国威斯康星大学麦迪逊分校课题组使用锰一四苯基卟啉催化剂将电化学氧还原和水氧化进行配对，在两个电极上生成活性锰一氧物种，从而将转化为。 下列叙述正确的是 A．a极电势高于极 B．极反应： C．电路上转移电子理论上生成 D．“和”总量几乎不变 12.电有机合成是一种应用广泛的新型有机合成方法。某种3-氯-4-氨基苯酚的电有机合成装置如图所示，下列说法正确的是 A．b与外接电源的正极相连 B．Pb电极的电极反应式： Pb-2e-= Pb2+ C．电解一段时间后，阴阳两极室中电解质溶液的质量均增大 D．理论上每生成1mol ，电路中转移4mole- 06 金属的腐蚀 13.下列情况中，铁的腐蚀最快的是 A．/原电池 B．/浓原电池 C．/原电池 D．/原电池 14.硫酸铜参比电极具有电位稳定的优点，在工业上可用于监测土壤环境中钢质管道的电位，进而判断钢质管道的腐蚀情况，电化学原理如图所示。下列说法错误的是 A．钢质管道在潮湿土壤中主要发生电化学腐蚀 B．铜棒为正极，发生还原反应 C．负极的电极反应式为Fe-3e-=Fe3+ D．测量后参比电极中CuSO4溶液的浓度不变 07 金属的防护 15.港珠澳大桥是我国一项伟大的工程，工程中大量使用先进的防腐措施。下列分析错误的是 A．钢构件表面喷涂环氧树脂涂层隔绝空气和水 B．主梁钢板使用的耐候钢是一种具有抗腐蚀性的合金 C．将桥体与电源负极相连，利用了外加电流的阴极保护法 D．水下钢柱镶铝块作为牺牲阳极的材料，利用了电解原理 1．【结合Li—Se全固态电池考查电化学中的计算】研究表明，Li—Se全固态电池具有容量高的优点。第一次充电时，固态电解质LSPSCl()分解生成少量S，并与Se形成参与了后续可遵循环。电池构成和充放电时b极的转化如图所示。下列说法错误的是 A．充电时，从b极经固体电解质移向a极 B．循环放电时，b极反应有： C．循环充电时，当电路中通过，b极质量增加16g D．因部分Se转化为，该电池放电时可转移更多电子 2．有机物电极材料具有来源丰富、可降解等优点，一种负极材料为固态聚酰亚胺-水系二次电池的结构如图所示。下列说法正确的是 A．充电时有机电极发生了氧化反应 B．充电时每转移，右室离子数目减少 C．放电时负极电极反应为：-2e-= D．将由换成，电池的比能量会下降 3．【结合废塑料PBS处理考查电解原理】以废塑料(聚丁二酸丁二酯)和生物质源马来酸()为原料无膜共电解生产琥珀酸()的工作原理如图。下列有关说法正确的是 A．的水解反应为 B．阳极电极反应式为： C．理论上电解过程转移，最终至少可获得琥珀酸 D．若略去碳酸化步骤，可简化分离提纯过程并提高经济效益 4．碳酸二甲酯[]是一种符合现代“绿色化学”的化工原料，其电解制备原理示意图如下(含)。下列说法错误的是 A．极区域存在反应： B．电解过程中，在电场作用下移向玻碳电极 C．制得1mol碳酸二甲酯时，外电路中迁移1mol电子 D．总反应为 5．【结合CO2的资源化利用考查电解原理】四川大学余达刚教授课题组发展了一种镍催化下用CO2制备苯乙酸的反应，反应原理如图所示。下列有关说法正确的是 A．H+向B极移动 B．A极的电极反应式为 C．若使用铅蓄电池作电源，则每生成0.5mol苯乙酸，消耗49gH2SO4 D．该反应的原子利用率为100%，有利于实现碳中和 6．“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池（RFC），RFC是一种将太阳能电池电解水技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为RFC工作原理示意图（隔膜为质子选择性透过膜），下列说法中正确的是 A．c极上发生的电极反应是：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O B．当有0.1mol电子转移时，b极产生1.12L 气体Y（标准状况下） C．装置I与装置II的电解质溶液中，氢离子运动方向相反 D．RFC系统工作过程中只存在3种形式的能量转化 1.（2024年福建卷）从废线路板(主要成分为铜，含少量铅锡合金、铝、锌和铁)中提取铜的流程如下： 已知“滤液2”主要含和。下列说法正确的是 A．“机械粉碎”将铅锡合金转变为铅和锡单质 B．“酸溶”时产生和离子 C．“碱溶”时存在反应： D．“电解精炼”时，粗铜在阴极发生还原反应 2.（2024年福建卷）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： 3.（2023年福建卷）一种可在较高温下安全快充的铝-硫电池的工作原理如图，电解质为熔融氯铝酸盐(由和形成熔点为的共熔物)，其中氯铝酸根起到结合或释放的作用。电池总反应：。下列说法错误的是 A．含个键 B．中同时连接2个原子的原子有个 C．充电时，再生单质至少转移电子 D．放电时间越长，负极附近熔融盐中n值小的浓度越高 4.（2022年福建卷）一种化学“自充电”的锌-有机物电池，电解质为和水溶液。将电池暴露于空气中，某电极无需外接电源即能实现化学自充电，该电极充放电原理如下图所示。下列说法正确的是 A．化学自充电时，增大 B．化学自充电时，电能转化为化学能 C．化学自充电时，锌电极反应式： D．放电时，外电路通过电子，正极材料损耗 学科网（北京）股份有限公司1 / 17 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 $$