专题07 原电池与电解池 金属的腐蚀与防护（期末真题汇编，河南专用）高二化学上学期

专题07 原电池与电解池 高频考点概览 考点01 原电池原理及其应用 考点02 电解池原理及其应用 考点03 金属的腐蚀与防护 地 城 考点01 原电池原理及其应用 1．（24-25高二上·河南开封·期末）钛酸是一种理想的嵌入型电极材料，与普通石墨烯锂电池相比，电位比较高，安全性相对较好，该原电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．电极的电极反应式： B．该隔膜为阴离子交换膜 C．当、两极质量变化差为时，理论上转移电子 D．电极的电极反应式： 2．（23-24高二上·河南省直辖县级单位·期末）微生物燃料电池能将有机废水中的乙二胺 氧化成环境友好的物质，其中均为石墨电极。下列说法错误的是 A．该电池不适宜在高温环境下工作 B．电池工作时 电极附近溶液的 减小 C．溶液中 由左侧通过质子交换膜进入右侧 D．处理 乙二胺，需消耗空气体积约为（标况下） 3．（23-24高二上·河南郑州·期末）2023年我国首个兆瓦级铁铬液流电池储能项目在内蒙古成功运行。电池利用溶解在盐酸溶液中的铁、铬离子价态变化进行充放电，工作原理如下图。下列叙述正确的是 A．充电过程中阴极可能会产生 B．接输电网时，b电极的电势高于a C．放电时，电路中每通过0.1mol ，浓度降低0.1 D．充电时电池反应为： 4．（23-24高二上·河南中州·期末）新型电池工作原理如图所示，下列说法不正确的是 A．负极电极反应式为 B．M膜为阳离子交换膜、N膜为阴离子交换膜 C．电池工作一段时间后浓度将增大 D．外电路每转移电子，理论上增重 5．（23-24高二上·河南三门峡·期末）科学家研制出一种新型短路膜电化学电池，利用这种电池可以消除空气中的，该装置的结构、工作原理如图所示。下列有关说法正确的是 A．乙电极为正极，发生氧化反应 B．电子移动方向：负极电解质溶液正极 C．负极上发生的反应是： D．当反应消耗时，理论上需要转移电子 6．（23-24高二上·河南开封·期末）锌——空气电池可用作电动车的动力电源。该电池的电解质溶液为溶液，总反应为。下列说法中，错误的是 A．充电时，电解质溶液中向阴极移动 B．充电时，电解质溶液的逐渐增大 C．放电时，负极反应为 D．放电时，电路中通过电子，消耗氧气(标准状况) 7．（23-24高二上·河南新乡·期末）铅酸蓄电池使用方便安全可靠，多用于维持汽车用电系统的正常运转，下列说法错误的是 A．铅酸蓄电池为二次电池 B．放电时，Pb电极上的质量增加 C．铅酸蓄电池中的稀硫酸为电解质 D．充电时，阳极上的电极反应式为2H2O+PbSO4-2e-=PbO2++4H+ 地 城 考点02 电解池原理及其应用 8．（23-24高二上·河南洛阳·期末）用如图所示装置电解硫酸铜溶液，下列表述中错误的是 A．c极发生氧化反应 B．若两极均为惰性电极，d极电极反应式为： C．溶液中阳离子往d极移动 D．若c极电极材料为Cu，电解开始后，溶液中浓度持续减小 9．（23-24高二上·河南洛阳·期末）双极膜(BP)可以在电场作用下，使水分子快速解离为和，并通过阴、阳离子膜进入溶液。用此工艺捕获烟道气中的过程如图所示，已知盐室中生成实现捕获。下列说法中正确的是 A．电路中每转移2mol电子，双极膜上共有2mol水发生解离 B．交换膜A、C均为阴离子交换膜 C．溶液中的X为 D．随着电解的进行，酸室中pH增大 10．（23-24高二上·河南洛阳·期末）利用活性石墨电极电解饱和食盐水，进行如图所示实验，M为直流电源。闭合，一段时间后b处出现了蓝色，下列说法正确的是 A．a处布条褪色，说明具有漂白性 B．c处应该使用浸有浓NaOH溶液的棉花 C．U形管右侧电势高于左侧电势 D．一段时间后断开，立刻闭合，电流表不发生偏转 11．（23-24高二上·河南焦作·期末）香港城市大学范战西课题组开发了一种可充电锌-硝酸根/乙醇电池，合成醋酸铵，装置如图所示(充电、放电时双极膜反向)。下列说法错误的是 A．放电时，a电极的电势高于b电极 B．放电时，由双极膜向a极迁移 C．充电时，a极反应式可能为 D．放电时，电流从a电极经导线流向b电极 12．（24-25高二上·河南·期末）在城市地下常埋有纵横交错的管道和输电线路，有些地面上还铺有铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道或铁轨形成回路时，就会引起后者的腐蚀，其原理简化如图所示。则下列有关说法错误的是 A．原理图可理解为两个串联电解装置 B．溶液中铁丝被腐蚀时，右侧Fe电极有无色气体产生 C．溶液中铁丝的左端电极反应式为 D．地下管道被腐蚀后不易被发现，维修也不便，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等) 13．（23-24高二上·河南南阳·期末）以石墨为电极，电解足量下列溶液，产生两种气体，且气体的体积比为(同温同压)的是 A．溶液 B．溶液 C．溶液 D．溶液 14．（23-24高二上·河南郑州·期末）我国科学家设计如下图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为。下列说法不正确的是 A．a电极反应式为 B．离子交换膜为阳离子交换膜 C．电解时海水中动能高的气态水分子可穿过PTFE膜 D．海水为电解池补水的速率为 15．（23-24高二上·河南省直辖县级单位·期末）我国科学家在锂氧电池催化剂领域取得重大进展。某锂氧电池的工作原理如图1所示，电池总反应为 电极发生反应的微观过程如图2所示。下列说法错误的是 A．放电时，电极的电势高于电极 B．放电过程中转移 时，电极增重 C．充电时 电极上发生过程Ⅱ的系列反应 D．过程Ⅱ中③的电极反应式为 16．（23-24高二上·河南南阳·期末）最近，我国科学家开发一种钠离子电池，放电时其工作原理如图所示(放电时，沉积在电极上)。 下列叙述错误的是 A．放电时，电子通过离子交换膜由极流向极 B．放电时，极反应式为 C．充电时，极与电源的负极连接 D．充电时，外电路中转移电子时，理论上极质量净减 17．（23-24高二上·河北邢台·期末）电渗析法可以富集盐湖卤水中的锂，原理如图所示，其中料液中主要含有。下列说法错误的是 A．石墨电极a上的电极反应式为 B．电解过程中，己室增大 C．富集室为乙室和丁室 D．每转移电子，经过C交换膜的离子小于 18．（23-24高二上·河南三门峡·期末）利用膜技术和电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5，装置如图，下列说法错误的是 A．甲装置为原电池，为了提高原料利用率，理论上在同温同压下通入SO2和O2的体积比为 B．c电极反应式为： C．乙中电极d上发生还原反应 D．电路中每转移2mol电子，则生成2molN2O5和1molH2SO4 19．（23-24高二上·河南·期末）“碳中和”可有效解决全球变暖，在稀硫酸中利用电催化可将同时转化为多种燃料，其原理如图所示。下列说法错误的是 A．离子交换膜为阳离子交换膜 B．铜电极上产生的电极反应式为 C．每产生32gO2，外电路中有4mol电子通过 D．若铜电极上只生成5.6gCO，则铜极区溶液质量增加 地 城 考点03 金属的腐蚀与防护 20．（23-24高二上·河南信阳·期末）下列有关电化学装置图说明正确的是 A．图1中高硅铸铁作为耗损阳极材料发挥作用 B．图2中A极为阳极，B极为阴极 C．图2中NaCl换成，也可以得到Al和 D．图3中把镁块换成锌块，对输水管的保护作用会更好 21．（23-24高二上·河南新乡·期末）金属腐蚀的现象普遍存在，金属腐蚀常常是自发进行的，下列说法正确的是 A．钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性，此时主要发生析氢腐蚀 B．金属与O2直接反应引起的腐蚀称为电化学腐蚀 C．疏松的铁锈覆盖在钢铁制品表面，能阻止钢铁继续发生腐蚀 D．马铁是在薄钢板表面镀上一层锡，白铁皮是在薄钢板表面镀上一层锌，马铁破损时比白铁皮破损时腐蚀更快 22．（23-24高二上·河南开封·期末）下列现象与电化学腐蚀无关的是 A．银质物品久置表面变暗 B．船体上镶嵌锌块，船体不易被腐蚀 C．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱 D．用锡焊接的铜质器件，焊接处易生锈 23．（23-24高二上·河南焦作·期末）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 24．（23-24高二上·河南·期末）在日常生活中，金属的腐蚀现象普遍存在，造成大量的金属资源浪费。了解金属腐蚀的原因，并能采取有效的防腐措施具有重要的意义。下列说法错误的是 A．在汽车表面涂漆，可有效防止金属腐蚀 B．生铁比纯铁更容易生锈 C．在中性环境下，钢铁可能会发生吸氧腐蚀 D．图中水槽中的铁架，最容易生锈的部分为① 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题07 原电池与电解池 高频考点概览 考点01 原电池原理及其应用 考点02 电解池原理及其应用 考点03 金属的腐蚀与防护 地 城 考点01 原电池原理及其应用 1．（24-25高二上·河南开封·期末）钛酸是一种理想的嵌入型电极材料，与普通石墨烯锂电池相比，电位比较高，安全性相对较好，该原电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．电极的电极反应式： B．该隔膜为阴离子交换膜 C．当、两极质量变化差为时，理论上转移电子 D．电极的电极反应式： 【答案】D 【分析】由原电池的工作原理可知，M电极负极锂元素化合价升高，则M作负极，发生氧化反应：；N电极附近锂元素化合价降低，则N作正极，发生还原反应：。 【解析】A．由分析可知，电极为负极，其电极反应式：，A错误；B．放电时，由电池的负极移向正极，该隔膜为阳离子交换膜，B错误；C．当、两极质量变化之差为时，即有由左侧极转移至右侧极，理论上转移电子，C错误；D．由分析可知，电极为正极，其电极反应式：，D正确；答案选D。 2．（23-24高二上·河南省直辖县级单位·期末）微生物燃料电池能将有机废水中的乙二胺 氧化成环境友好的物质，其中均为石墨电极。下列说法错误的是 A．该电池不适宜在高温环境下工作 B．电池工作时 电极附近溶液的 减小 C．溶液中 由左侧通过质子交换膜进入右侧 D．处理 乙二胺，需消耗空气体积约为（标况下） 【答案】D 【分析】根据原电池装置图分析，H2N(CH2)2NH2在a电极上失电子发生氧化反应，生成氮气、二氧化碳和水，则a为负极，电极反应式为H2N(CH2)2NH2＋4H2O-16e-=2CO2↑＋N2↑＋16H＋，氧气在正极b上得电子发生还原反应，电极反应式为：O2＋4e-＋4H＋=2H2O，据此分析； 【解析】A．该电池涉及到微生物，不适宜在高温环境下工作，A正确；B．由分析可知，该电极的电极反应式为H2N(CH2)2NH2＋4H2O-16e-=2CO2↑＋N2↑＋16H＋，产生氢离子，减小，B正确；C．原电池中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，因此，电池工作时质子(H＋) 由左侧通过质子交换膜进入右侧，C正确；D．根据分析，电池的总反应为H2N(CH2)2NH2＋4O2=2CO2↑＋N2↑+4H2O，处理 乙二胺，需消耗氧气0.8mol，体积为（标况下），故需要消耗空气体积约为89.6L（标况下），D错误；故选D。 3．（23-24高二上·河南郑州·期末）2023年我国首个兆瓦级铁铬液流电池储能项目在内蒙古成功运行。电池利用溶解在盐酸溶液中的铁、铬离子价态变化进行充放电，工作原理如下图。下列叙述正确的是 A．充电过程中阴极可能会产生 B．接输电网时，b电极的电势高于a C．放电时，电路中每通过0.1mol ，浓度降低0.1 D．充电时电池反应为： 【答案】A 【分析】该装置能作原电池和电解池；由图可知，充电时，左侧亚铁离子失去电子发生氧化反应生成铁离子，a为阳极；右侧三价铬得到电子发生还原反应生成二价铬，右侧为阴极；放电时该装置为原电池，据此回答。 【解析】A．阴极在充电过程中，氢离子可能得到电子发生还原生成，A正确；B．由分析可知，a为正极，则接输电网时，a极的电极电势高于b，B错误；C．放电时，电路中每通过0.1mol ，浓度降低0.1，但因体积未知，不确定铁离子浓度，C错误；D．由图知，充电时阳极电极反应式为，阴极的电极反应式为，则充电时电池反应为：，D错误；故选A。 4．（23-24高二上·河南中州·期末）新型电池工作原理如图所示，下列说法不正确的是 A．负极电极反应式为 B．M膜为阳离子交换膜、N膜为阴离子交换膜 C．电池工作一段时间后浓度将增大 D．外电路每转移电子，理论上增重 【答案】D 【分析】由图示可知，Zn为原电池的负极，电极反应为，为原电池正极，电极反应为，据此回答； 【解析】A．由分析可知，电极为负极，电极反应式为，A项正确；B．为了维持溶液呈电中性，应通过M膜进入到之间，因此M膜为阳离子交换膜；应通过N膜进入到之间，因此N膜为阴离子交换膜，B项正确；C．电池工作一段时间后，、均进入到MN之间，浓度将增大，C项正确；D．为正极，电极反应式为，外电路每转移电子，理论上增重，D项错误；故选D。 5．（23-24高二上·河南三门峡·期末）科学家研制出一种新型短路膜电化学电池，利用这种电池可以消除空气中的，该装置的结构、工作原理如图所示。下列有关说法正确的是 A．乙电极为正极，发生氧化反应 B．电子移动方向：负极电解质溶液正极 C．负极上发生的反应是： D．当反应消耗时，理论上需要转移电子 【答案】C 【分析】由图示可知乙电极得电子发生还原反应生成氢氧根与二氧化碳反应生成碳酸根，作正极；甲电极失电子变成氢离子与碳酸氢根反应生成二氧化碳，作负极。 【解析】A．由分析知乙电极为正极，发生还原反应，A错误；B．电子不能进入电解质溶液，溶液中靠阴阳离子的定向移动，B错误；C．负极上发生氧化反应：，C正确；D．未告知气体所处温度和压强，D错误；故答案为：C。 6．（23-24高二上·河南开封·期末）锌——空气电池可用作电动车的动力电源。该电池的电解质溶液为溶液，总反应为。下列说法中，错误的是 A．充电时，电解质溶液中向阴极移动 B．充电时，电解质溶液的逐渐增大 C．放电时，负极反应为 D．放电时，电路中通过电子，消耗氧气(标准状况) 【答案】D 【解析】A．充电时，为电解池，电解质溶液中向阴极移动，故A正确；B．充电时，发生反应，电解质溶液的逐渐增大，故B正确；C．放电时，负极锌失电子发生氧化反应，负极反应为，故C正确；D．放电时，电路中通过电子，消耗0.5mol氧气 ，标准状况下的体积为11.2L，故D错误；选D。 7．（23-24高二上·河南新乡·期末）铅酸蓄电池使用方便安全可靠，多用于维持汽车用电系统的正常运转，下列说法错误的是 A．铅酸蓄电池为二次电池 B．放电时，Pb电极上的质量增加 C．铅酸蓄电池中的稀硫酸为电解质 D．充电时，阳极上的电极反应式为2H2O+PbSO4-2e-=PbO2++4H+ 【答案】C 【分析】铅酸蓄电池的电池式为，据此解答。 【解析】A．铅酸蓄电池可以放电充电，所以为二次电池，故A正确；B．放电时，Pb电极失去电子生成硫酸铅，质量增加，故B正确；C．稀硫酸为混合物，不是电解质，故C错误；D．充电时，阳极上PbSO4失去电子，电极反应式为2H2O+PbSO4-2e-=PbO2++4H+，故D正确；答案选C。 地 城 考点02 电解池原理及其应用 8．（23-24高二上·河南洛阳·期末）用如图所示装置电解硫酸铜溶液，下列表述中错误的是 A．c极发生氧化反应 B．若两极均为惰性电极，d极电极反应式为： C．溶液中阳离子往d极移动 D．若c极电极材料为Cu，电解开始后，溶液中浓度持续减小 【答案】D 【分析】由电流的方向可知，a为电源的正极，b为电源的负极，则c为阳极，d为阴极，据此进行解答。 【解析】A．c极为电解池的阳极，发生氧化反应，故A正确；B．d为电解池阴极，发生还原反应，d极电极反应式为：Cu2++2e-═Cu，故B正确；C．电解池中阳离子往阴极移动，d为阴极，则溶液中阳离子往d极移动，故C正确；D．若c为Cu，则Cu失去电子变为铜离子，溶液中Cu2+浓度保持不变，故D错误；答案选D。 9．（23-24高二上·河南洛阳·期末）双极膜(BP)可以在电场作用下，使水分子快速解离为和，并通过阴、阳离子膜进入溶液。用此工艺捕获烟道气中的过程如图所示，已知盐室中生成实现捕获。下列说法中正确的是 A．电路中每转移2mol电子，双极膜上共有2mol水发生解离 B．交换膜A、C均为阴离子交换膜 C．溶液中的X为 D．随着电解的进行，酸室中pH增大 【答案】B 【分析】由图可知，左边电极连接电源负极，为阴极，左侧双极膜上H+向左移动进入阴极室得电子生成H2，OH-进入碱室与CO2反应生成，透过离子交换膜A进入盐室生成CaCO3；右侧电极为阳极，右侧双极膜上OH-进入阳极室，H+进入酸室，Cl-透过离子交换膜C进入酸室形成盐酸，以此分析解答。 【解析】A．电路中每转移2mol电子，双极膜上水分子快速解离为2molOH-和2molH+，有两个双极膜，则共有4mol水发生解离，故A错误；B．盐室生成CaCO3，就需要穿过交换膜A，则交换膜A为阴离子交换膜，Cl-透过离子交换膜C进入酸室形成盐酸，则C均为阴离子交换膜，故B正确；C．碱室是CO2转化为，应由双极膜产生OH-不断补充，保持碱的浓度，X应为OH-，故C错误；D．右侧电极为阳极，右侧双极膜上OH-进入阳极室，H+进入酸室，Cl-透过离子交换膜C进入酸室形成盐酸，则随着电解的进行，酸室中pH减小，故D错误；答案选B。 10．（23-24高二上·河南洛阳·期末）利用活性石墨电极电解饱和食盐水，进行如图所示实验，M为直流电源。闭合，一段时间后b处出现了蓝色，下列说法正确的是 A．a处布条褪色，说明具有漂白性 B．c处应该使用浸有浓NaOH溶液的棉花 C．U形管右侧电势高于左侧电势 D．一段时间后断开，立刻闭合，电流表不发生偏转 【答案】B 【分析】根据图中装置，M为直流电源，闭合K1，形成电解池，电解饱和食盐水，根据题干信息，一段时间后b处出现了蓝色，说明产生了Cl2，Cl2将碘离子氧化为碘单质，因此左侧为阳极，阳极氯离子失去电子生成氯气，电极反应为：，右侧为阴极，阴极电极反应为：，总反应为：。 【解析】A．左侧生成氯气，氯气遇到水生成HClO，具有漂白性，则a处布条褪色，说明HClO具有漂白性，故A错误；B．c处应该使用浸有浓NaOH溶液的棉花，可以吸收产生的氯气，避免污染空气，故B正确；C．根据分析可知，U形管中左侧为阳极，右侧为阴极，阳极电势高于阴极电势，因此左侧电势高于右侧电势，故C错误；D．由于电解时，阳极产生了氯气，阴极产生了H2，因此断开K1，立刻闭合K2，此时构成氢氯燃料电池，产生电流，电流表发生偏转，故D错误；故答案选B。 11．（23-24高二上·河南焦作·期末）香港城市大学范战西课题组开发了一种可充电锌-硝酸根/乙醇电池，合成醋酸铵，装置如图所示(充电、放电时双极膜反向)。下列说法错误的是 A．放电时，a电极的电势高于b电极 B．放电时，由双极膜向a极迁移 C．充电时，a极反应式可能为 D．放电时，电流从a电极经导线流向b电极 【答案】B 【分析】由图示可知，放电时，锌在负极失电子，b为负极，a为正极；放电时，a作阳极，b作阴极，据此分析回答； 【解析】A．放电时，a电极为正极的电势高于b电极，A正确；B．放电时，由双极膜向b极迁，B错误；C．充电时，a为阳极，乙醇在阳极失电子，电极反应式为，C正确；D．放电时，电流从a电极经导线流向b电极，D正确；故选B。 12．（24-25高二上·河南·期末）在城市地下常埋有纵横交错的管道和输电线路，有些地面上还铺有铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道或铁轨形成回路时，就会引起后者的腐蚀，其原理简化如图所示。则下列有关说法错误的是 A．原理图可理解为两个串联电解装置 B．溶液中铁丝被腐蚀时，右侧Fe电极有无色气体产生 C．溶液中铁丝的左端电极反应式为 D．地下管道被腐蚀后不易被发现，维修也不便，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等) 【答案】C 【分析】由图可知，左侧Fe电极与电源的正极相连为阳极，铁丝左侧为阴极，形成电解池，铁丝右侧为阳极，右侧Fe电极与电源负极相连为阴极，形成电解池，故该装置可看作两个串联的电解装置，据此回答。 【解析】A．根据分析可知，原理图可理解为两个串联电解装置，A正确；B．右侧Fe电极为阴极，电极方程式为：2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，有无色气体产生，B正确；C．铁丝左端为阴极，发生还原反应：2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，C错误；D．埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等)，可减缓金属管道的腐蚀，D正确；故选C。 13．（23-24高二上·河南南阳·期末）以石墨为电极，电解足量下列溶液，产生两种气体，且气体的体积比为(同温同压)的是 A．溶液 B．溶液 C．溶液 D．溶液 【答案】B 【解析】A．以石墨为电极，电解CuCl2溶液，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上铜离子放电生成铜单质，故A不符合题意；B．以石墨为电极，电解NaCl溶液，阳极上氯离子放电生成氯气，Cl2~2e-，阴极上氢离子放电生成氢气，H2~2e-，且转移相同电子时，两极产生气体的体积相同，故B符合题意；C．以石墨为电极，电解KNO3溶液，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，O2~4e-，阴极上生成氢气，H2~2e-，则转移相同电子数时，两极产生的气体的体积不同，故C不符合题意；D．以石墨为电极，电解溶液，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，阴极上铜离子放电生成铜单质，故D不符合题意；故选B。 14．（23-24高二上·河南郑州·期末）我国科学家设计如下图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为。下列说法不正确的是 A．a电极反应式为 B．离子交换膜为阳离子交换膜 C．电解时海水中动能高的气态水分子可穿过PTFE膜 D．海水为电解池补水的速率为 【答案】B 【分析】由图可知，该装置为电解水制取氢气的装置，a电极与电源正极相连，为电解池的阳极，b电极与电源负极相连，为电解池的阴极，阴极反应为，阳极反应为，电池总反应为，据此解答。 【解析】A．a电极与电源的正极相连，故a电极为阳极，发生氧化反应，电极反应为，A正确；B．该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH浓度不变，阳极发生的电极反应为，为保持离子浓度不变，则阴极产生的离子要通过离子交换膜进入阳极室，即离子交换膜应为阴离子交换膜，B错误；C．电解时电解槽中不断有水被消耗，海水中的动能高的水可穿过PTFE膜，为电解池补水，C正确；D．由电解总反应可知，每生成1molH2要消耗1molH2O，生成H2的速率为，则补水的速率也应是，D正确；故选B。 15．（23-24高二上·河南省直辖县级单位·期末）我国科学家在锂氧电池催化剂领域取得重大进展。某锂氧电池的工作原理如图1所示，电池总反应为 电极发生反应的微观过程如图2所示。下列说法错误的是 A．放电时，电极的电势高于电极 B．放电过程中转移 时，电极增重 C．充电时 电极上发生过程Ⅱ的系列反应 D．过程Ⅱ中③的电极反应式为 【答案】B 【分析】放电时，Li作负极，发生失电子的氧化反应，电极反应：；石墨作正极，氧气在石墨电极发生得电子的还原反应，电极反应为； 【解析】A．由分析可知，放电时，电极b为正极，电极a为负极，电极b的电势高于电极a，A正确；B．放电过程中，b极电极反应式：，转移1mole-时，b电极增重23g，B错误；C．根据分析，放电时，b电极发生反应，充电时，电极上发生过程Ⅱ的系列反应，C正确；D．根据图2，过程Ⅱ中③的电极反应式为 ，D正确；故选B。 16．（23-24高二上·河南南阳·期末）最近，我国科学家开发一种钠离子电池，放电时其工作原理如图所示(放电时，沉积在电极上)。 下列叙述错误的是 A．放电时，电子通过离子交换膜由极流向极 B．放电时，极反应式为 C．充电时，极与电源的负极连接 D．充电时，外电路中转移电子时，理论上极质量净减 【答案】A 【分析】根据钠离子电池放电时其工作原理可知，a电极Na失去电子生成Na+，做负极，b为正极。充电时，a为阴极，b为阳极。 【解析】A．电子不能通过溶液中的离子交换膜，故A错误；B．根据图示和分析可知，放电时b极反应式为，故B正确；C．充电时，阴极与电源的负极相连，故C正确；D．充电时，b极发生反应，转移0.1mol电子，质量减重0.1molNa+，质量为2.3g，故D正确；故选A。 17．（23-24高二上·河北邢台·期末）电渗析法可以富集盐湖卤水中的锂，原理如图所示，其中料液中主要含有。下列说法错误的是 A．石墨电极a上的电极反应式为 B．电解过程中，己室增大 C．富集室为乙室和丁室 D．每转移电子，经过C交换膜的离子小于 【答案】B 【分析】由题干图示信息可知，电极a与电源负极相连，为阴极，电极反应为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，石墨b与电源正极相连，是阳极，电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，电解池中阳离子由阳极移向阴极，阴离子由阴极移向阳极，即甲室中的硫酸根移向乙室，丙室中阳离子移向乙室，阴离子移向丁室，戊室中阳离子移向丁室，阴离子移向己室，据此分析解题。 【解析】A．由分析可知，电极a与电源负极相连，为阴极，电极反应为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，A正确；B．由分析可知，石墨b与电源正极相连，是阳极，电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，即电解过程中，己室H+浓度增大，pH减小，B错误；C．由分析可知，丙室中阳离子移向乙室，阴离子移向丁室，戊室中阳离子移向丁室，阴离子移向己室，故Li+富集室为乙室和丁室，C正确；D．由题干图示信息可知，C膜为阴离子交换膜，阴离子中含有，根据电荷守恒可知，每转移电子，经过C交换膜的离子小于，D正确；故答案为：B。 18．（23-24高二上·河南三门峡·期末）利用膜技术和电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5，装置如图，下列说法错误的是 A．甲装置为原电池，为了提高原料利用率，理论上在同温同压下通入SO2和O2的体积比为 B．c电极反应式为： C．乙中电极d上发生还原反应 D．电路中每转移2mol电子，则生成2molN2O5和1molH2SO4 【答案】B 【解析】A．据正负两极转移电子相等，SO2和O2按物质的量2:1参加反应，所以甲装置为原电池，为了提高原料利用率，理论上在同温同压下通入SO2和O2的体积比为，故A正确；B．电极c为电解池的阳极，在无水硝酸作用下，四氧化二氮在阳极失去电子，发生氧化反应生成五氧化二氮，电极反应式为：，故B错误；C．乙中电极d为正极，其上发生还原反应，故C正确；D．电极c电极反应式为：，电路中每转移2mol电子，则生成，由SO2转化为H2SO4，每生成转移2mol电子，故D正确；故答案为：B。 19．（23-24高二上·河南·期末）“碳中和”可有效解决全球变暖，在稀硫酸中利用电催化可将同时转化为多种燃料，其原理如图所示。下列说法错误的是 A．离子交换膜为阳离子交换膜 B．铜电极上产生的电极反应式为 C．每产生32gO2，外电路中有4mol电子通过 D．若铜电极上只生成5.6gCO，则铜极区溶液质量增加 【答案】D 【解析】A．电解池中阳极区产生H+，阴极区消耗H+，H+向阴极移动，离子交换膜为阳离子交换膜，故A正确；B．铜电极上产生CH3CHO的电极反应式为:，故B正确；C．每产生32gO2，电路中有4mol电子通过，故C正确；D．铜电极为阴极，若铜电极上只生成5.6gCO，即，发生反应：，溶液质量仅增重0.2molH2O的质量，即，故D错误；故答案为：D。 地 城 考点03 金属的腐蚀与防护 20．（23-24高二上·河南信阳·期末）下列有关电化学装置图说明正确的是 A．图1中高硅铸铁作为耗损阳极材料发挥作用 B．图2中A极为阳极，B极为阴极 C．图2中NaCl换成，也可以得到Al和 D．图3中把镁块换成锌块，对输水管的保护作用会更好 【答案】B 【解析】A．由图可知，高硅铸铁是惰性辅助阳极材料，所以不会耗损，A错误；B．根据图中所示中间一极产物为氯气，其为阳极，两侧电极产物为金属钠，则为阴极，B正确；C．氯化铝是共价化合物，熔融态不导电，C错误；D．由于镁的金属活泼性强于锌，所以镁块对输水管保护作用更好，D错误；故选B。 21．（23-24高二上·河南新乡·期末）金属腐蚀的现象普遍存在，金属腐蚀常常是自发进行的，下列说法正确的是 A．钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性，此时主要发生析氢腐蚀 B．金属与O2直接反应引起的腐蚀称为电化学腐蚀 C．疏松的铁锈覆盖在钢铁制品表面，能阻止钢铁继续发生腐蚀 D．马铁是在薄钢板表面镀上一层锡，白铁皮是在薄钢板表面镀上一层锌，马铁破损时比白铁皮破损时腐蚀更快 【答案】D 【解析】A．钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性，此时主要发生吸氧腐蚀，A项错误；B．金属与O2直接反应引起的腐蚀称为化学腐蚀，B项错误；C．疏松的铁锈覆盖在钢铁制品表面，不能阻止钢铁继续发生腐蚀，C项错误；D．活动性锌大于铁大于锡，故形成原电池后，锡会加速铁锈蚀，而锌会保护铁，D正确；故选D。 22．（23-24高二上·河南开封·期末）下列现象与电化学腐蚀无关的是 A．银质物品久置表面变暗 B．船体上镶嵌锌块，船体不易被腐蚀 C．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱 D．用锡焊接的铜质器件，焊接处易生锈 【答案】A 【解析】A．银质物品久置表面变暗，因为单质银被氧气氧化，未形成原电池，A符合题意；B．船体上镶嵌锌块，锌比铁活泼，更容易被腐蚀而失去电子，同时船体一直浸泡在水中，形成了原电池，B不符合题意；C．生铁中含有碳，铁比碳化学性质活泼，二者同时暴露在空气中，空气中存在水蒸气，可以形成原电池，铁作负极，容易被氧化变质，C不符合题意；D．用锡焊接的铜质器件，焊接处，铜与锡形成电池时，锡比铜活泼，锡作负极，加快腐蚀，D不符合题意；故选A。 23．（23-24高二上·河南焦作·期末）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 【答案】B 【解析】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。 24．（23-24高二上·河南·期末）在日常生活中，金属的腐蚀现象普遍存在，造成大量的金属资源浪费。了解金属腐蚀的原因，并能采取有效的防腐措施具有重要的意义。下列说法错误的是 A．在汽车表面涂漆，可有效防止金属腐蚀 B．生铁比纯铁更容易生锈 C．在中性环境下，钢铁可能会发生吸氧腐蚀 D．图中水槽中的铁架，最容易生锈的部分为① 【答案】D 【解析】A．在汽车表面涂漆，隔绝空气，可有效防止金属腐蚀，A正确；B．生铁属于合金，主要成分是铁，还有碳等杂质，铁、碳在自然界中能形成原电池，加快腐蚀，B正确；C．中性条件下，钢铁可以发生吸氧腐蚀，C正确；D．④处未与电解质溶液接触，腐蚀速率较慢；①、②、③处均与电解质溶液接触，但①、②处含氧气较少，故③的腐蚀速率最快，最容易生锈，D错误；故选D。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $