专题09 电解池 金属的腐蚀与防护（期末复习专项训练）高二化学上学期人教版

专题09 电解池 金属的腐蚀与防护 题型1 电解池与原电池 题型2 电解原理的应用（重点） 题型3 电解原理的创新应用（重点） 题型4 金属的腐蚀与防护 题型5 多池串联装置分析（难点） 题型6 电化学的相关计算（难点） 题型1 电解池与原电池 1．【原电池与电解池装置的判断】（24-25高二上·山东青岛·期末）化学能与电能的相互转化在生产生活中应用广泛。下列说法错误的是 A．装置甲工作一段时间后，阳极产物与阴极产物的物质的量之比为1:2 B．装置乙可以实现铁上镀光亮的铜镜 C．装置丙若银电极增重37.8g，理论上有0.35mol电子通过外电路 D．装置丁的正极反应式： 解题要点 电解池电极反应式的书写 (1)用惰性电极电解，分析溶液中的阴阳离子：阳离子向阴极移动，分析阳离子在阴极上得电子的顺序；阴离子向阳极移动，分析阴离子在阳极上失电子的顺序。 (2)金属被腐蚀溶解的作阳极，被保护不被腐蚀的作阴极。 (3)在写电极反应式时，要考虑电解质溶液的酸碱性、离子交换膜、甚至反应的区域等对电极产物的影响。 2．【可充电电池原电池与电解池的判断】（24-25高二上·浙江宁波·期末）某课题组设计并提出了一种基于时间解耦氨分解的新型可充电电池，能实现到的高效转化。已知电极上充放电循环的总反应为，工作原理如图所示。下列叙述正确的是 A．放电时的电极电势小于锌箔电极 B．放电时，＠C电极反应式： C．交换膜可用阴离子交换膜 D．充电时，电路中转移，左室溶液质量减少65g 3．【全铁离子电池原电池与电解池的判断】（24-25高二上·安徽芜湖·期末）我国某大学科研团队提出用多孔泡沫铁、高度膨化的纳米泡沫碳(CFs)和添加了NH4Cl的FeSO4溶液构建独特的“摇椅式”全铁离子电池，电池结构如图所示(阴离子未标出)。下列说法错误的是 A．放电时，向泡沫铁极移动 B．充电时，阳极的电极反应式为 C．若电源为铅蓄电池，则电极M应与PbO2电极相连 D．放电时，每转移0.2 mol ，参与反应的铁元素的总质量为11.2 g 题型2 电解原理的应用 4.【电镀与电解精炼】（24-25高二上·江苏苏州·期中）提供几组常见的实验装置示意图，下列有关叙述正确的是 A．装置①中阳极上有红色物质析出 B．装置②中的铜片应与直流电源的负极相连 C．装置③中，若电解液为KOH溶液，则电极a的反应式：H2-2e-+2OH-=2H2O D．装置④中，CuSO4溶液的浓度始终不变 5．【电解饱和食盐水】（24-25高二下·广东汕头·期末）利用下图装置(已进行除氧处理)电解饱和食盐水并检验氯气的性质，其装置如图所示，下列有关说法不正确的是 A．装置I中，可使用阳离子交换膜减少氯气被吸收 B．装置Ⅱ中，产生黄色沉淀，说明氯气的氧化性大于硫 C．装置Ⅲ中，通入足量的氯气后，其离子方程式为： D．装置Ⅳ中，品红溶液褪色，说明氯气具有漂白性 6．【电镀在铁件镀铜实验中的应用】（2025·江苏苏州·三模）利用如图装置进行“铁件镀铜”实验，观察到阴极表面产生无色气体，一段时间后，气体减少，表面有红色固体，经检验，电解液中有Fe2+。下列分析或说法不正确的是 A．阴极表面产生气体的反应可能为2H++2e- = H2↑ B．Cu覆盖在Fe电极表面，导致气体减少 C．向电解后的溶液中滴加KSCN溶液，不会变成血红色 D．电镀完成后，阳极减少的质量等于阴极增加的质量 题型3 电解原理的创新应用 7．【电解原理在治理乙醛中的应用】（24-25高二下·贵州毕节·期末）利用电解原理电解含乙醛的废水制备乙醇和乙酸不仅能减少污染，还能回收利用资源，其原理如图所示（图中双极膜中间层中的H2O解离为H＋和OH－，并在直流电场的作用下分别向两极迁移）。下列说法正确的是 A．M电极上发生氧化反应 B．双极膜中的H＋移向N极 C．M电极上发生的反应为 D．电路中通过2mole－时，N电极上产生11.2LO2 8．【电解原理在治理脱硫废水中的应用】（24-25高二下·湖北恩施·期末）科学家利用电化学法深度处理电厂脱硫废水(主要含、)工作原理如图所示。 下列叙述错误的是 A．电极是阳极 B．Fe电极的电极反应式是： C．电解一段时间，两电极产生的气体在标准状况下体积相等 D．若两电极材料互换，会导致和难以除去 9．【电解原理在物质制备中的应用】（24-25高二下·陕西·期末）实验室可用苯乙酮采用间接电氯化法合成苯甲酸钾，其原理如图所示。下列说法正确的是 A．a电极与电源的正极相连，发生还原反应 B．反应过程中透过膜m从右侧进入左侧 C．在碱性条件下，与苯乙酮反应的离子方程式为 D．电路中转移2mol电子时，阴极区溶液质量减少2g 10．【电解原理在制备中的应用】（24-25高二上·福建龙岩·期末）电解法制取用途广泛的，同时获得：，工作原理如图1所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色的，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：只在强碱性条件下稳定，易被还原。下列说法错误的是 A．电解一段时间后，阳极室的降低 B．阴极电极反应式为： C．随初始的变化如图2，M、N两点转移的电子数相同 D．电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，防止与反应使产率降低 题型4 金属的腐蚀与防护 11．【金属的腐蚀与防护】（24-25高二上·广东广州·期末）下列关于金属腐蚀与防护，说法不正确的是 A．发生析氢腐蚀 B．外加电流法防护 C．牺牲阳极法实验 D．制成不锈钢防护 A．A B．B C．C D．D 12．【金属的防护】（24-25高二上·广东广州·期末）全世界每年因钢铁锈蚀会造成巨大的损失，为了保护地下的钢铁输水管所采取的措施如图所示。下列说法正确的是 A．钢铁发生吸氧腐蚀正极反应为 B．导线与Zn块连接为外加电流法 C．导线应连接外接电源的正极 D．导线与Cu块连接也可保护钢铁输水管 13．【金属的腐蚀】（24-25高二下·海南·期末）海南省博物馆常设展览中有汉代青铜器(如铜钱)的陈列(如图所示)，可系统了解海南青铜文化。下列叙述错误的是 A．青铜是合金 B．出土的铜钱表面的绿色物质主要是 C．铜钱在土壤和空气中发生了吸氧腐蚀 D．青铜文物保护时喷涂丙烯酸树脂，以隔绝空气和水分 14．【金属的腐蚀速率比较】（24-25高二上·天津和平·期末）在下图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． 题型5 多池串联装置分析 15．【燃料电池与电解池串联】（24-25高二上·浙江丽水·期末）某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流表的指针发生了偏转。下列有关判断不正确的是 A．甲池为原电池，乙池中A(石墨)电极为阳极 B．甲池中通入CH3OH电极的电极反应式为：CH3OH-6e−+8OH− = CO+6H2O C．若将CuCl2溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，丙池中溶液的pH将减小 D．当乙池中B极质量增加5.40g时，丙池中D极析出1.60g铜 16．【微生物电池与电解池串联】（24-25高二下·云南玉溪·期末）如图，微生物电池可处理镀铬工业废水中的，且能为乙烯制备提供能量。下列说法不正确的是 A．气体c为 B．b极为正极，电极反应式为 C．该套装置工作时温度不宜过高 D．a极每产生，电解槽中有通过阳离子交换膜 17．【多组电渗析膜串联】（24-25高二下·河南安阳·期末）海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法等，其中电渗析法是利用电解原理通过多组电渗析膜实现，工作原理如图所示(假设以KCl溶液代替海水)，同时获得产品、、，还有淡水。下列说法错误的是 A．出口Ⅰ接收的为淡水 B．n为直流电源的负极 C．膜、分别为阳离子交换膜、阴离子交换膜 D．电极E处产生的气体X为 18．【多组电解池串联】（24-25高二上·安徽芜湖·期末）某研究性学习小组利用如图装置探究氯碱工业和铜精炼的工作原理(M是离子交换膜)。下列说法错误的是 A．电源a极为负极 B．M为阳离子交换膜 C．电解前后装置乙中CuSO4溶液浓度逐渐变小 D．通电后，若Fe电极上产生22.4 L Cl2(标准状况下)时，理论上电路中转移0.2 mol电子 题型6 电化学的相关计算 19．【与电子转移有关的电化学的计算】（24-25高二下·湖南·期末）我国科技工作者设计了成对电解的高效双功能电催化剂，在电解池中实现了阴、阳两极都得到高价值含氮化合物，其原理如图所示。下列说法不正确的是 A．催化电极b可连接铅酸蓄电池的Pb电极 B．电解过程中阳极区的不变 C．阴极区的反应式为 D．每转移8mol电子，理论上阳极区会产生1mol 20．【与氢离子有关的电化学的计算】（24-25高二下·广西南宁·期末）在新材料工业中，己内酰胺是生产尼龙-6和聚酰胺的关键原料。利用氮氧化物和环己酮、乙二醇(EG)进行电化学还原偶联反应以合成己内酰胺是一种有前景的绿色合成途径(装置及物质转化示意图如下)，同时得到副产品乙醇酸(GA)。下列说法正确的是 A．为电源负极，电流从极出发，经外电路回到极 B．EG转化为GA反应式为： C．在电极上会先转化为的电极反应是： D．若两电极间增加质子交换膜，当得到1molGA时，有进入阴极室 21．【与电流效率有关的电化学的计算】（24-25高二下·重庆·期末）氢能是重要的新能源。储氢作为氢能利用的关键技术，是当前关注的热点之一；一定条件下，下图所示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其它有机物储氢)。下列说法正确的是 A．该装置工作时，段导线中电子移动方向为 B．该装置工作时，从D极区向E极区迁移 C．生成目标产物的电极反应式为 D．该储氢装置的电流效率(，计算结果保留小数点后1位) 22．【与电子转移和质量有关的电化学的计算】（24-25高二下·河北·期末）一种新一代集电致变色功能和储能功能于一体的电子器件的工作原理如图所示。接通电源后，该器件的透光率逐渐降低，可有效阻碍强光射入。 下列说法错误的是 A．接通电源后，a极电势高于b极电势 B．接通电源后，电路中转移1mol电子时，a极质量减少7g C．以此为电源电解精炼铜，若此装置中有移向a极时，电解池的阳极质量减少64g D．接通用电器时，b极的电极反应式为 23．【与质量之比有关的电化学的计算】（24-25高二下·福建莆田·期末）一种水性二氧化锰电池工作原理如下图，部分微粒已略去。放电过程中，二氧化锰电极的质量变小。下列说法错误的是 A．充电时，a极外接电源的负极 B．充电时，b电极发生还原反应 C．放电时，负极总反应式： D．放电时，理论上正极、负极质量变化之比为87：64 1 / 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09 电解池 金属的腐蚀与防护 题型1 电解池与原电池 题型2 电解原理的应用（重点） 题型3 电解原理的创新应用（重点） 题型4 金属的腐蚀与防护 题型5 多池串联装置分析（难点） 题型6 电化学的相关计算（难点） 题型1 电解池与原电池 1．【原电池与电解池装置的判断】（24-25高二上·山东青岛·期末）化学能与电能的相互转化在生产生活中应用广泛。下列说法错误的是 A．装置甲工作一段时间后，阳极产物与阴极产物的物质的量之比为1:2 B．装置乙可以实现铁上镀光亮的铜镜 C．装置丙若银电极增重37.8g，理论上有0.35mol电子通过外电路 D．装置丁的正极反应式： 【答案】D 【解析】装置甲为电解熔融氯化钠，阳极反应为 2Cl--2e-=Cl2​↑，阴极反应为 2Na++2e−=2Na，​​阳极产物与阴极产物的物质的量之比为1:2，A正确；电镀要求待镀金属（铁）作阴极，镀层金属（铜）作阳极，且电解质含铜离子，B正确；装置为原电池，银电极为正极，电极反应式为Ag++e－=Ag。增重37.8g Ag，物质的量为 =0.35mol，每1 mol Ag⁺还原需1 mol e⁻，故转移电子0.35 mol，C正确；装置丁不能组成原电池，D错误；故选D。 解题要点 电解池电极反应式的书写 (1)用惰性电极电解，分析溶液中的阴阳离子：阳离子向阴极移动，分析阳离子在阴极上得电子的顺序；阴离子向阳极移动，分析阴离子在阳极上失电子的顺序。 (2)金属被腐蚀溶解的作阳极，被保护不被腐蚀的作阴极。 (3)在写电极反应式时，要考虑电解质溶液的酸碱性、离子交换膜、甚至反应的区域等对电极产物的影响。 2．【可充电电池原电池与电解池的判断】（24-25高二上·浙江宁波·期末）某课题组设计并提出了一种基于时间解耦氨分解的新型可充电电池，能实现到的高效转化。已知电极上充放电循环的总反应为，工作原理如图所示。下列叙述正确的是 A．放电时的电极电势小于锌箔电极 B．放电时，＠C电极反应式： C．交换膜可用阴离子交换膜 D．充电时，电路中转移，左室溶液质量减少65g 【答案】C 【分析】由题可知可充电电池，能实现到的高效转化，因此放电时，锌箔为负极，为正极，负极电极反应式为，正极电极反应式为，通过阴离子交换膜由正极向负极移动；充电时锌箔为阴极，电极反应式为，为阳极，电极反应式为，通过阴离子交换膜由阴极向阳极移动。 【解析】已知放电时正极电势大于负极电势，所以电极电势大于锌箔，A错误；由分析得，放电时电极反应式为，B错误；由分析得，交换膜可用阴离子交换膜，C正确；充电时，电路中转移2 mol电子，左室阴极区发生，生成了1 mol ，同时左室有2 mol 由阴极向阳极移动，因此左室溶液质量减少了；故选C。 3．【全铁离子电池原电池与电解池的判断】（24-25高二上·安徽芜湖·期末）我国某大学科研团队提出用多孔泡沫铁、高度膨化的纳米泡沫碳(CFs)和添加了NH4Cl的FeSO4溶液构建独特的“摇椅式”全铁离子电池，电池结构如图所示(阴离子未标出)。下列说法错误的是 A．放电时，向泡沫铁极移动 B．充电时，阳极的电极反应式为 C．若电源为铅蓄电池，则电极M应与PbO2电极相连 D．放电时，每转移0.2 mol ，参与反应的铁元素的总质量为11.2 g 【答案】D 【分析】放电时，N极泡沫铁失电子发生氧化反应，N是负极；M极Fe3+在泡沫碳表面得电子发生还原反应，M是正极。 【解析】放电时，阴离子向负极移动，向泡沫铁极移动，A正确：充电时，M是阳极，阳极的电极反应式为，B正确；若电源为铅蓄电池，则电极M(阳极)应与PbO2电极(正极)相连，C正确；放电时，每转移，负极消耗0.1 mol Fe，正极消耗0.2 mol Fe3+，参与反应的铁元素的总质量为16.8 g，D错误；故选D。 题型2 电解原理的应用 4.【电镀与电解精炼】（24-25高二上·江苏苏州·期中）提供几组常见的实验装置示意图，下列有关叙述正确的是 A．装置①中阳极上有红色物质析出 B．装置②中的铜片应与直流电源的负极相连 C．装置③中，若电解液为KOH溶液，则电极a的反应式：H2-2e-+2OH-=2H2O D．装置④中，CuSO4溶液的浓度始终不变 【答案】C 【解析】装置①中用惰性电极电解CuCl2溶液，在阳极上Cl-失去电子被氧化变为Cl2，阳极的电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑；在阴极上Cu2+得到电子被还原为单质Cu，阴极的电极反应式为：Cu2++2e-=Cu，故电解时在阴极上有红色物质析出，A错误；在装置②电镀铜时，应该使镀层金属铜片与直流电源的正极相连，作阳极；镀件与直流电源的负极连接作阴极，B错误；在装置③的氢氧燃料电池中，通入燃料H2的电极a为负极，通入O2的电极b为正极，若电解液为KOH溶液，溶液显碱性，则电极a的反应式：H2-2e-+2OH-=2H2O，C正确；在装置④的金属铜的精炼中，粗铜作阳极，精铜作阴极。阳极上Cu及活动性比Cu强金属如Zn、Fe等会失去电子变为金属阳离子进入电解质溶液；在阴极上只有Cu2+得到电子被还原变为单质Cu。由于同一闭合回路中电子转移数目相等，因此电解一段时间后，溶液中CuSO4的浓度会逐渐降低，D错误；故选C。 5．【电解饱和食盐水】（24-25高二下·广东汕头·期末）利用下图装置(已进行除氧处理)电解饱和食盐水并检验氯气的性质，其装置如图所示，下列有关说法不正确的是 A．装置I中，可使用阳离子交换膜减少氯气被吸收 B．装置Ⅱ中，产生黄色沉淀，说明氯气的氧化性大于硫 C．装置Ⅲ中，通入足量的氯气后，其离子方程式为： D．装置Ⅳ中，品红溶液褪色，说明氯气具有漂白性 【答案】D 【分析】装置I中，用Cu和C作电极电解饱和食盐水，发生反应：，阳极产生氯气，阴极产生氢气和氢氧化钠，生成的氯气通入装置Ⅱ中，发生反应：，装置Ⅲ中，通入足量的氯气后，氯气氧化溴化亚铁，发生反应：，氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性，装置Ⅳ中，品红溶液褪色，氯气有毒，会污染空气，因此用NaOH溶液吸收，防止污染空气。 【解析】装置I中，使用阳离子交换膜，只允许阳离子通过，能阻止氯气与阴极产生的氢氧化钠接触而被吸收，故A正确；装置 Ⅱ 中，氯气与硫化钠反应生成硫单质，发生的反应为：，该反应中氯气为氧化剂，S为氧化产物，根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知，氯气的氧化性大于硫，故B正确；Fe2+和Br-都具有还原性，都能被氯气氧化，因此装置Ⅲ中，通入足量的氯气后，Fe2+和Br-都被氧化，发生的反应为，故C正确；装置 IV 中，品红溶液褪色，是因为氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性，而不是氯气本身具有漂白性，故D错误；故选D。 6．【电镀在铁件镀铜实验中的应用】（2025·江苏苏州·三模）利用如图装置进行“铁件镀铜”实验，观察到阴极表面产生无色气体，一段时间后，气体减少，表面有红色固体，经检验，电解液中有Fe2+。下列分析或说法不正确的是 A．阴极表面产生气体的反应可能为2H++2e- = H2↑ B．Cu覆盖在Fe电极表面，导致气体减少 C．向电解后的溶液中滴加KSCN溶液，不会变成血红色 D．电镀完成后，阳极减少的质量等于阴极增加的质量 【答案】D 【分析】该装置为电解池，Cu作阳极，电极反应为：Cu-2e-=Cu2+，Fe作阴极，根据题意，阴极表面产生无色气体，说明发生了反应2H++2e-=H2↑，Cu2+氧化性强于H+，故电极反应为：Cu2++2e-=Cu，2H++2e-=H2↑，经检验，电解液中有Fe2+，说明阴极上有Cu析出，可与Fe形成局部原电池反应，正极反应为：2H++2e-=H2↑，负极反应为：Fe-2e-=Fe2+，则Cu覆盖Fe表面越多，该电池反应越弱。 【解析】根据分析，阴极表面产生气体的反应可能为2H++2e- = H2↑，A正确；根据分析，一段时间后，气体减少，表面有红色固体，即Cu覆盖在Fe电极表面，导致气体减少，B正确；根据分析，电解液中有Fe2+，故向电解后的溶液中滴加KSCN溶液，不会变成血红色，C正确；根据分析，阳极电极反应为：Cu-2e-=Cu2+，阴极电极反应为：Cu2++2e-=Cu，2H++2e-=H2↑，根据电子守恒可知，电镀完成后，阳极减少的质量大于阴极增加的质量，D错误；故选D。 题型3 电解原理的创新应用 7．【电解原理在治理乙醛中的应用】（24-25高二下·贵州毕节·期末）利用电解原理电解含乙醛的废水制备乙醇和乙酸不仅能减少污染，还能回收利用资源，其原理如图所示（图中双极膜中间层中的H2O解离为H＋和OH－，并在直流电场的作用下分别向两极迁移）。下列说法正确的是 A．M电极上发生氧化反应 B．双极膜中的H＋移向N极 C．M电极上发生的反应为 D．电路中通过2mole－时，N电极上产生11.2LO2 【答案】C 【分析】M电极乙醛被还原为乙醇，M是阴极；N电极水发生氧化反应生成氧气，N是阳极，则直流电源的a是负极、b是正极。 【解析】M电极乙醛被还原为乙醇，M电极上发生还原反应，故A错误；M是阴极、N是阳极，阳离子向阴极移动，则双极膜中的H＋移向M极，故B错误；M电极乙醛被还原为乙醇，发生的反应为，故C正确；N电极水发生氧化反应生成氧气，电路中通过2mole－时， N电极上产生0.5mol氧气，没有明确是否为标准状况，生成氧气的体积不一定是11.2L，故D错误；故选C。 8．【电解原理在治理脱硫废水中的应用】（24-25高二下·湖北恩施·期末）科学家利用电化学法深度处理电厂脱硫废水(主要含、)工作原理如图所示。 下列叙述错误的是 A．电极是阳极 B．Fe电极的电极反应式是： C．电解一段时间，两电极产生的气体在标准状况下体积相等 D．若两电极材料互换，会导致和难以除去 【答案】C 【分析】该装置为电解池，由图可知，电极表面Cl、S元素化合价升高，发生氧化反应，为阳极，Fe电极为阴极。 【解析】根据分析，电极为阳极，A正确；根据分析，Fe电极为阴极，水得电子生成氢气和氢氧根，电极反应式为：，B正确；由图可知，阳极两种微粒发生氧化反应，两电极转移相同电子时，无法确定产生氯气的量，C错误；若两电极材料互换，Fe电极为阳极，发生氧化反应，会导致和难以除去，D正确；故选C。 9．【电解原理在物质制备中的应用】（24-25高二下·陕西·期末）实验室可用苯乙酮采用间接电氯化法合成苯甲酸钾，其原理如图所示。下列说法正确的是 A．a电极与电源的正极相连，发生还原反应 B．反应过程中透过膜m从右侧进入左侧 C．在碱性条件下，与苯乙酮反应的离子方程式为 D．电路中转移2mol电子时，阴极区溶液质量减少2g 【答案】B 【分析】该装置为电解池，a电极发生氧化反应，a电极为阳极，b电极为阴极，发生还原反应，电极反应式为。 【解析】a电极发生氧化反应，为阳极，与电源的正极相连，A项错误；a电极为阳极，b电极为阴极，移向阳极，故透过膜m（阴离子交换膜）从右侧进入左侧，B项正确；移向a电极，左侧为碱性条件，从装置图可看出，与苯乙酮发生反应，转化为苯甲酸根离子和，选项中离子方程式未配平，离子方程式为，C项错误；b电极为阴极，发生电极反应及移向a电极，电路中转移2mol电子时，阴极区生成1mol同时有2mol移向a电极，阴极区溶液质量减少，D项错误；故选B。 10．【电解原理在制备中的应用】（24-25高二上·福建龙岩·期末）电解法制取用途广泛的，同时获得：，工作原理如图1所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色的，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：只在强碱性条件下稳定，易被还原。下列说法错误的是 A．电解一段时间后，阳极室的降低 B．阴极电极反应式为： C．随初始的变化如图2，M、N两点转移的电子数相同 D．电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，防止与反应使产率降低 【答案】C 【分析】依据题意，电解的总反应为：，装置通电后，铁电极附近生成紫红色的，镍电极有气泡产生，则阳极电极反应式为：；阴极电极反应式为：；据此作答。 【解析】依据阳极电极反应式为：，阳极室消耗氢氧根离子，使氢氧根浓度降低，A正确；依据分析，阴极电极反应式为：，B正确；M点c(Na2FeO4)没有达到最高值，阳极发生的主要反应为：；结合已知信息“若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质”，则N点铁电极上发生的主要反应为：；即M、N两点转移的电子数不同，C错误；结合题目信息“Na2FeO4易被氢气还原”可知，制备Na2FeO4时不能与阴极产生的氢气接触，需及时排出H2，D正确；故选C。 题型4 金属的腐蚀与防护 11．【金属的腐蚀与防护】（24-25高二上·广东广州·期末）下列关于金属腐蚀与防护，说法不正确的是 A．发生析氢腐蚀 B．外加电流法防护 C．牺牲阳极法实验 D．制成不锈钢防护 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】析氢腐蚀发生在酸性较强的水膜环境中，正极反应为；而图中存在O2，水膜通常为中性或弱酸性，此时Fe与Cu形成原电池，Fe作负极失电子生成，正极反应为，属于吸氧腐蚀，并非析氢腐蚀，A错误；外加电流法防护中，被保护金属（钢闸门）作阴极，与电源负极相连，辅助阳极（不溶性）作阳极与电源正极相连，电子从电源负极流向钢闸门，防止钢闸门失电子，图中装置符合外加电流法，B正确；牺牲阳极法利用原电池原理，将比被保护金属（铁钉）更活泼的金属（锌皮）作负极，锌失电子被腐蚀，铁钉作正极被保护；含酚酞和NaCl的琼脂中，正极（铁钉附近）因O2得电子生成OH⁻使酚酞变红，图中装置可验证牺牲阳极法，C正确；不锈钢是铁与Cr、Ni等金属形成的合金，通过改变金属内部结构增强抗腐蚀性，制成不锈钢可有效防护金属腐蚀，D正确；故选A。 12．【金属的防护】（24-25高二上·广东广州·期末）全世界每年因钢铁锈蚀会造成巨大的损失，为了保护地下的钢铁输水管所采取的措施如图所示。下列说法正确的是 A．钢铁发生吸氧腐蚀正极反应为 B．导线与Zn块连接为外加电流法 C．导线应连接外接电源的正极 D．导线与Cu块连接也可保护钢铁输水管 【答案】A 【解析】钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上氧气得电子结合水生成氢氧根离子，反应式为，A正确；导线与Zn块连接时，Zn比Fe活泼，形成原电池，Zn作负极被腐蚀，Fe作正极被保护，此方法为牺牲阳极的阴极保护法，而非外加电流法，B错误；若采用外加电流的阴极保护法，被保护的钢铁输水管应作阴极，需连接外接电源的负极，连接正极会使其成为阳极加速腐蚀，C错误；Cu的金属活动性比Fe弱，导线与Cu块连接时，Fe作负极被腐蚀，Cu作正极，会加速钢铁输水管的腐蚀，无法起到保护作用，D错误；故选A。 13．【金属的腐蚀】（24-25高二下·海南·期末）海南省博物馆常设展览中有汉代青铜器(如铜钱)的陈列(如图所示)，可系统了解海南青铜文化。下列叙述错误的是 A．青铜是合金 B．出土的铜钱表面的绿色物质主要是 C．铜钱在土壤和空气中发生了吸氧腐蚀 D．青铜文物保护时喷涂丙烯酸树脂，以隔绝空气和水分 【答案】B 【解析】青铜是铜和锡等金属形成的合金，A项正确；铜钱表面的绿色物质是而非，B项错误；在土壤和空气中，由于水、氧气的存在，铜钱会发生吸氧腐蚀(铜作负极)，C项正确；涂保护层是保护青铜器的常用方法，喷涂丙烯酸树脂可以在文物表面形成一层保护膜，隔绝空气和水分，防止文物被腐蚀，D项正确；故选B。 14．【金属的腐蚀速率比较】（24-25高二上·天津和平·期末）在下图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 【分析】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 【解析】Fe发生化学腐蚀；该装置为原电池，Fe作原电池的正极被镁保护；该装置为原电池，Fe作原电池的负极加速被腐蚀；该装置为电解池，Fe作电解池的阳极加速被腐蚀；综上所述，铁片最易被腐蚀的是电解池的阳极，故选D。 题型5 多池串联装置分析 15．【燃料电池与电解池串联】（24-25高二上·浙江丽水·期末）某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流表的指针发生了偏转。下列有关判断不正确的是 A．甲池为原电池，乙池中A(石墨)电极为阳极 B．甲池中通入CH3OH电极的电极反应式为：CH3OH-6e−+8OH− = CO+6H2O C．若将CuCl2溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，丙池中溶液的pH将减小 D．当乙池中B极质量增加5.40g时，丙池中D极析出1.60g铜 【答案】C 【分析】甲池是甲醇燃料电池，左侧电极通入甲醇，左侧电极是负极，发生氧化反应，电极反应式为：CH3OH-6e−+8OH− = CO+6H2O、右侧电极是正极，发生还原反应，电极反应式为：2H2O+O2+4e−=4OH−；乙、丙与电源相连，乙、丙是电解池；乙池中，A与电源正极相连、B与电源负极相连，A是阳极，电极反应式为：2H2O-4e−=4H++O2↑、B是阴极，电极反应式为Ag++e−=Ag；丙池中C与电源正极相连、D与电源负极相连，C是阳极，电极反应式为：2Cl−-2e−= Cl2↑、D是阴极，电极反应式为：Cu2++2e−= Cu，据此回答。 【解析】由分析知，甲池为原电池，乙池中A(石墨)电极为阳极，A正确；由分析知，甲池中通入CH3OH电极的电极反应式为：CH3OH-6e−+8OH− = CO+6H2O，B正确；若将CuCl2溶液换成NaCl溶液，电极C是阳极，电极反应式为：2Cl−-2e−= Cl2↑、电极D是阴极，电极反应式为：2H2O +2e−=2OH−+H2↑，电键闭合一段时间后，丙池中碱性增强，溶液的pH将增大，C错误；乙池中B是阴极，电极反应式为Ag++e−=Ag，当B极质量增加5.40g时，转移的电子数为0.05mol，丙池中D极的电极反应式为：Cu2++2e−= Cu，转移的电子数为0.05mol，析出Cu的物质的量为0.025mol，质量为1.60g，D正确；故选C。 16．【微生物电池与电解池串联】（24-25高二下·云南玉溪·期末）如图，微生物电池可处理镀铬工业废水中的，且能为乙烯制备提供能量。下列说法不正确的是 A．气体c为 B．b极为正极，电极反应式为 C．该套装置工作时温度不宜过高 D．a极每产生，电解槽中有通过阳离子交换膜 【答案】D 【分析】由左图可知，a极失去电子为负极，乙酸发生氧化反应生成二氧化碳，电极反应式为；b极为正极，电极反应式为，生成的铬离子水解生成氢氧化铬，，电子由负极流向正极；根据右侧装置图可知，用铂作电极电解氯化钾溶液，左侧氯离子失电子被氧化为氯气，氯气溶于水生成盐酸和次氯酸，次氯酸氧化乙烯来制备2-氯乙醇，所以X电极为电解池的阳极，右侧Y电极为阴极，水得电子生成氢气和氢氧根离子，溶液中钾离子通过阳离子交换膜进入右侧，则推知气体c为氢气，据此分析解答。 【解析】Y电极为阴极，水得电子生成氢气和氢氧根离子，c为氢气，A正确；电极反应式为，B正确；该套装置的微生物电池工作时温度不宜过高，否则会导致微生物失活，C正确；气体未指明温度和压强，不一定是，电解槽中通过阳离子交换膜的不一定是，D错误；故选D。 17．【多组电渗析膜串联】（24-25高二下·河南安阳·期末）海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法等，其中电渗析法是利用电解原理通过多组电渗析膜实现，工作原理如图所示(假设以KCl溶液代替海水)，同时获得产品、、，还有淡水。下列说法错误的是 A．出口Ⅰ接收的为淡水 B．n为直流电源的负极 C．膜、分别为阳离子交换膜、阴离子交换膜 D．电极E处产生的气体X为 【答案】C 【分析】据图F极生成氢气，可判断n为电源负极，电极F是阴极，电极反应：，则透过st膜向电极F移动，得到KOH浓溶液，故st膜是阳离子交换膜，电极E是阳极，电极反应为，则透过pq膜进入阳极区，故pq膜是阴离子交换膜，据此分析解题。 【解析】区域I中氯离子向左侧运动，钠离子向右侧运动，氯化钠溶液浓度减小，使I口对应区域形成淡水，A正确；根据分析可知，n为直流电源的负极，B正确；根据分析可知，膜、分别为阴离子交换膜、阳离子交换膜，C错误；电极E是阳极，电极反应为，故X为，D正确；故选C。 18．【多组电解池串联】（24-25高二上·安徽芜湖·期末）某研究性学习小组利用如图装置探究氯碱工业和铜精炼的工作原理(M是离子交换膜)。下列说法错误的是 A．电源a极为负极 B．M为阳离子交换膜 C．电解前后装置乙中CuSO4溶液浓度逐渐变小 D．通电后，若Fe电极上产生22.4 L Cl2(标准状况下)时，理论上电路中转移0.2 mol电子 【答案】D 【分析】乙池为铜的精炼，则粗铜作阳极，精铜作阴极；电源的右侧与粗铜相连，为电池的正极，左侧为负极，所以甲池的Fe电极为阴极，石墨电极为阳极。 【解析】乙池为铜的精炼，则粗铜作阳极，精铜作阴极；电源的右侧与粗铜相连，为电池的正极，左侧为负极，所以甲池的Fe电极为阴极，石墨电极为阳极，电源a极为负极，A正确；通电后，石墨电极上失电子生成Cl2，Fe电极上水得电子生成H2和，则阳极区的Na+透过离子交换膜进入左侧Fe电极附近，所以此离子交换膜只可以是阳离子交换膜，若为阴离子交换膜，则氢氧化钠会与氯气反应，B正确；电解精炼铜时，不纯的铜作阳极，粗铜中比铜活泼的有Zn、Fe、Ni等，它们在阳极失去电子被氧化，阳极主要反应为，其他电极反应式有、等，比铜不活泼的有Ag、Pt、Au等成为阳极泥根据得失电子守恒，阳极溶解的铜的物质的量小于阴极析出的铜的物质的量，则电解前后装置乙中硫酸铜溶液浓度变小，C正确；甲池的Fe电极为阴极，发生的电极反应为，无Cl2生成，D错误；故选D。 题型6 电化学的相关计算 19．【与电子转移有关的电化学的计算】（24-25高二下·湖南·期末）我国科技工作者设计了成对电解的高效双功能电催化剂，在电解池中实现了阴、阳两极都得到高价值含氮化合物，其原理如图所示。下列说法不正确的是 A．催化电极b可连接铅酸蓄电池的Pb电极 B．电解过程中阳极区的不变 C．阴极区的反应式为 D．每转移8mol电子，理论上阳极区会产生1mol 【答案】D 【分析】右侧，氮元素化合价降低，得到电子，b作阴极，催化电极b的反应式为，左侧，发生氧化反应，失去电子，a作阳极，据此分析； 【解析】催化电极b发生还原反应，为阴极；催化电极a发生氧化反应，为阳极；铅酸蓄电池的Pb电极为负极，负极与阴极相连，故A正确；电解过程中阳极区消耗生成，阴极区生成的通过阴离子交换膜进入阳极区，阳极区)不变，故B正确；根据得失电子守恒与电荷守恒可知，阴极区的反应式为，故C正确；每产生转移8mol电子，当电路中转移4mol电子时，阳极区会产生1mol(转化为脱去4个H)，转移8mol电子时产生2mol，故D错误；故选D。 20．【与氢离子有关的电化学的计算】（24-25高二下·广西南宁·期末）在新材料工业中，己内酰胺是生产尼龙-6和聚酰胺的关键原料。利用氮氧化物和环己酮、乙二醇(EG)进行电化学还原偶联反应以合成己内酰胺是一种有前景的绿色合成途径(装置及物质转化示意图如下)，同时得到副产品乙醇酸(GA)。下列说法正确的是 A．为电源负极，电流从极出发，经外电路回到极 B．EG转化为GA反应式为： C．在电极上会先转化为的电极反应是： D．若两电极间增加质子交换膜，当得到1molGA时，有进入阴极室 【答案】B 【分析】由图可知，左侧乙二醇发生氧化反应生成羟基乙酸，故左侧为阳极，电极反应为，右侧电极是阴极，在电极上会先转化为，与环己酮反应生成己内酰胺，据此解答。 【解析】由分析可知，左侧为阳极，则m为电源正极，n为电源负极，电流从m极出发，经电解池内部回到n极，A错误；由分析可知，乙二醇在阳极发生氧化反应生成羟基乙酸，电极反应为：，B正确；在电极上发生得电子的还原反应转化为，电极反应为，C错误；若两电极间增加质子交换膜，则将通过质子交换膜向右侧移动，当得到1molGA时，转移，有进入阴极室，D错误；故选B。 21．【与电流效率有关的电化学的计算】（24-25高二下·重庆·期末）氢能是重要的新能源。储氢作为氢能利用的关键技术，是当前关注的热点之一；一定条件下，下图所示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其它有机物储氢)。下列说法正确的是 A．该装置工作时，段导线中电子移动方向为 B．该装置工作时，从D极区向E极区迁移 C．生成目标产物的电极反应式为 D．该储氢装置的电流效率(，计算结果保留小数点后1位) 【答案】D 【分析】下图所示装置可实现有机物的电化学储氢，根据装置图可判断为电解池。在电极D处苯还原为环己烷，故电极D为阴极，电极E为阳极，发生氧化反应；电源A为负极，电源B为正极。 【解析】该装置工作时，电子从负极流出流向阴极，另一段是从阳极流出流向正极，段导线中电子移动方向为，A错误；该装置工作时，从阳极E极区向D极区迁移，B错误；生成目标产物的电极反应式为，C错误；阴极进入的苯的物质的量是，流出的苯的物质的量是，过程中消耗苯，生成目标产物消耗的电子数=。阳极电解水产生氧气的物质的量为，转移电子的总数=。该储氢装置的电流效率，D正确。故选D。 22．【与电子转移和质量有关的电化学的计算】（24-25高二下·河北·期末）一种新一代集电致变色功能和储能功能于一体的电子器件的工作原理如图所示。接通电源后，该器件的透光率逐渐降低，可有效阻碍强光射入。 下列说法错误的是 A．接通电源后，a极电势高于b极电势 B．接通电源后，电路中转移1mol电子时，a极质量减少7g C．以此为电源电解精炼铜，若此装置中有移向a极时，电解池的阳极质量减少64g D．接通用电器时，b极的电极反应式为 【答案】C 【解析】接通电源后，该器件的透光率逐渐降低，则a极发生转变，则a极失去电子，故充电时a极是阳极，b极是阴极，阳极电势高于阴极电势，A项正确；接通电源后，a电极反应式为，电路中转移1mol电子时，a极质量减少7g，B项正确；以此为电源电解精炼铜，有移向a极时，外电路转移2mol电子，但电解池阳极除了Cu失电子外，还有杂质金属失电子以及阳极泥的沉降，质量减少不一定是64g，C项错误；接通用电器后，b极为负极，b极的电极反应式为，D项正确；故选C。 23．【与质量之比有关的电化学的计算】（24-25高二下·福建莆田·期末）一种水性二氧化锰电池工作原理如下图，部分微粒已略去。放电过程中，二氧化锰电极的质量变小。下列说法错误的是 A．充电时，a极外接电源的负极 B．充电时，b电极发生还原反应 C．放电时，负极总反应式： D．放电时，理论上正极、负极质量变化之比为87：64 【答案】A 【分析】已知放电过程中，二氧化锰电极的质量变小，故放电时，a为正极，电极反应为：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O，b为负极，失去电子最终生成，电极反应为：，则充电时，a为阳极，b为阴极，据此解答， 【解析】由分析可知，充电时，a极外接电源的正极，A错误；充电时，b电极为阴极，发生得电子的还原反应，B正确；放电时，负极失去电子最终生成，电极反应为：，C正确；放电时，当转移时，负极损失，质量为128g，正极损失，质量为174g，故理论上正极、负极质量变化之比为87：64，D正确；故选A。 1 / 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 $