(12)电解池金属的腐蚀与防护-【衡水金卷·先享题】2026年高考化学一轮复习周测卷（小题量 R）

高三一轮复习40分钟周测卷/化学 (十二)电解池金属的腐蚀与防护 (考试时间40分钟，满分100分) 可能用到的相对原子质量：H1N14O16A127C135.5K39Fe56Cu64 一、选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求） 1.利用如图所示装置研究铁的电化学腐蚀与防护，下列说法错误的是 A.若M为锌棒，开关K掷于A处，可减缓铁的腐蚀 B.若M为碳棒，开关K分别掷于B、C处，铁的腐蚀速率：C>B C.可用K3[Fe(CN)。]溶液检验铁是否发生腐蚀 D.钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的慢 2.装置如图所示，通电后石墨电极Ⅱ上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解，下列判断错误的是 石墨 Hoa bo 石墨 电极I 直流电源 电极Ⅱ Ⅱ室 Ⅲ室 H,O- _0.01 mol Fe2O CuCl2溶液 Na2SO4溶液 阴离子交换膜 质子交换膜 A.a是电源的负极 B.当通过质子交换膜的H+为0.2ol时，左侧电极I所在区域溶液质量减轻了27g C,C1通过阴离子交换膜由左向右移动 D.当0.01 mol Fe2O3完全溶解时，至少产生氧气0.336L(标准状况) 3.传统方法制备的氧化铝中往往含有氧化钠，氧化钠含量的高低直接影响氧化铝制品的抗压强度 及电绝缘性，一种电渗析法生产低钠氧化铝的装置如图所示，将Na[Al(OH)4]溶液加入阴极 室，不含钠离子的缓冲液加入阳极室，最终在阳极室得到产品。下列说法正 离子交 换膜 确的是 A.氧化铝常用于制造耐高温材料，实验室可用氧化铝坩埚熔化NaOH 阳极室 阴极室 (沉淀室) OH B.氧化钠、氧化铝都属于碱性氧化物 C.中间的离子交换膜为阳离子交换膜 D.理论上，阴极每产生2.24L气体（标准状况），阳极可得到10.2g氧化铝，oo,NaAo 4.利用微电解技术处理工业废水是金属电化学腐蚀的重要应用，用零价铁(F)去除水体中的硝酸 盐(NO)已成为环境修复研究的热点之一。将足量铁粉投入水体中，经24小时后测定NO的 去除率和pH,反应原理如图所示，结果如下表所示。下列说法错误的是 初始pH pH=2.5 pH=4.5 NO3 NH4 NO3去除率 接近100% 50% 24小时后pH 接近中性 接近中性 FeO(OH) -FeO(OH) FeO4(疏松、能导电) 铁的最终物质形态 (不导电) e (不导电) Fe304 Fe3O4 A.作负极的物质是Fe B.正极的电极反应式是NO3+8e+10H+一NH+3H2O C.pH=2.5时，铁粉发生析氢腐蚀 D.pH=4.5时，NO的去除率低，其原因是生成了较多的FeO(OH),FeO(OH)不导电，阻碍电 子转移 化学第1页（共4页) 衡水金卷·先享题·高三 5.某品牌保暖贴的使用说明如图所示，下列说法错误的是 品名：一次性保暖贴 主要成分：铁粉、水、食盐、活性炭、蛭石、吸水性树脂 产品性能：平均温度为55℃，最高温度为63℃，发热时间在12小时以上 使用说明：使用时将外包装袋撕开，取出内袋，将保护衬纸揭下。贴在需要取 暖或热敷部位的内衣外侧；使用完后，从衣服上撕下即可【严禁直接 接触皮肤】 A.保暖贴主要是将化学能转化为热能 B.袋内形成原电池，正极反应为O2+2H2O+4e—4OH C,保暖贴使用的是双层包装，外层由不透气的明胶层制成，内层由微孔透气膜制成，目的是为了 保证放热的时间和温度 D.保暖贴使用后，内袋物质变为深褐色，其中含有氯化钠，四氧化三铁等物质 6.下列关于电解CuCl2溶液（如图所示）的说法正确的是 A.左侧石墨电极表面逐渐被红色金属覆盖 石墨棒！ 石墨棒 B.总反应：CuCl2=Cu2++2Cl C.电解一段时间后，向电解质溶液中加入一定量氯化铜固体即可复原 CuCl D.若将左侧石墨换为粗铜，电解过程中转移了0.02ol电子，则粗铜质量减 溶液 少0.64g 7.图a~c分别为氯化钠（颜色代表不同元素，大小无实际意义）在不同状态下的导电实验微观示 意图(X、Y均表示石墨电极，且与直流电源的连接方式均相同，8表示水分子)。下列说法正确 的是 A.图示中○代表的离子是钠 离子 B.图b、图c中两极产物相同 C.X与直流电源的正极相连 D.图c中，每生成22.4LC2, 图a 图b 图c 同时产生2 mol NaOH 二、选择题（本题共3小题，每小题8分，共24分。每小题有一个或两个选项符合题目要求，全部 选对得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分) 8.某化学实验小组以铅蓄电池为电源模拟对含二甲胺(CH)2NH的工业废水进行处理，工作原理 如图1所示（池发生反应的微观过程如图2所示，工作过程中b池溶质的物质的量不变）。下 列说法正确的是 A.离子交换膜为阴离子交换膜 B.工作时铅蓄电池的铅电极连接 处理后的废水 N2.CO 阳极 含二甲胺废水 阳极 H20 电极 C.转移6mole时，阳极区生成加入一定量 (含少量NaOH (CH:)2NH 0.2 mol N2 NaCl和NaOH) D.阴极电极反应式：2H2O-4e 离子交换膜 OH —4H++O2A 图1 图2 9.硝酸盐电化学合成氨具有条件温和、能源清洁等优势。电解KNO3溶液合成氨的装置示意图如 图1所示；双极膜(BPM)由离子交换膜AEL、CEL和中间层IL复合而成，装置工作时其内部结 构如图2所示。下列说法错误的是 中间层 A.a接电源负极，发生还原反应 CEL IL AEL <NO NH KNO B.装置工作时，OH通过AEL进入阳极区，阳 H2O- -H2O 极区溶液pH逐渐增大 2H 20H C.总反应为KNO,十2H,0通电NH十2O,4 双极膜(BPM) 图1 离子交换膜 图2 +KOH D.每生成17gNH,各有8molH和OH通过离子交换膜 轮复习40分钟周测卷十三 化学第2页（共4页） ® 10.己二腈[NC(CH2)CN]是合成尼龙-66的中间体。利用丙烯腈(CH2一CHCN)电解制备己二 腈的原理如图1所示；己二腈、丙腈(C2HCN)的生成速率与季铵盐浓度的关系如图2所示。 下列说法错误的是 质子交换膜 A.电极Y为电解池的阴极 己二腈 (153.4)己二腈 B.电解过程中稀硫酸的浓度逐渐减小 3 丙烯腈 石墨电。 C.生成己二腈的电极反应式为 石墨电极X 0)接 2CH,=CHCN+2e+2H 、(15,0.8)丙腈 内腈。 NC(CH2)CN 0 51015202530 D.季铵盐的浓度为1.5×10-2mol·L1 稀硫酸 丙烯腈、季铵盐溶液 季铵盐浓度(103molL1) 图1 图2 时，电解1h通过质子交换膜的 n(H+)为4.2×10-3mol 班级 姓名 分数 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 三、非选择题（本题共2小题，共48分） 11.(24分)高铁酸钾(K2FO4)是兼具杀菌消毒和吸附絮凝功能的高效水处理剂。回答下列问题： I.电解法制备K2FeO4 通直流电 装置如图所示，原理为Fe十2KOH十2H2O →K2FeO4+3H2个。 电源 盐桥 石墨 灰铸铁 KCI溶液KOH溶液 (1)灰铸铁材料作 极。 (2)电解时，左侧烧杯中溶液的pH (填“升高”“降低”或“不变”)。 (3)写出电解时石墨电极的电极反应式： Ⅱ.水相法制备K2FeO 实验流程如图所示。 过量NaOH、 NaCIO混合液 过量KOH浓溶液 0.500molL1 反应 FeNO3)3溶液 →过滤 →反应→过滤·→KFe04 NaCl、NaNO3(滤渣) 滤液 (4)实验室制取NaClO所需的两种原料为 (5)写出反应I的化学方程式： (6)简述反应Ⅱ能生成K2FeO4的原因： Ⅲ.纯度分析 水相法制备的产品纯度测定步骤如下：称取0.500g产品配成100L溶液。取25.00ml置于锥形 瓶，再加入足量Na[Cr(OH)4]溶液，再加适量稀硫酸；最后用0.100mol/L(NH)2Fe(SO)2标准溶 液滴定，终点时消耗标准溶液15.00ml。主要反应如下： FeO+[Cr (OH),]=Fe(OH)3+CrO+OH;2CrO+2H=Cr2O+H2O; Cr2O号+6Fe2++14H+-2Cr3++6Fe3++7H2O。 (7)该K2FeO4产品纯度为 化学第3页（共4页） 衡水金卷·先享题·高三一车 12.(24分)日常生活中使用的金属往往含有杂质，当这样的金属与潮湿的空气或者电解质溶液接 触时，会在其表面的杂质附近形成许多微小的原电池而被腐蚀。钢铁吸氧腐蚀的原理如图1 所示。回答下列问题： Fe电解质溶液O2 OH re e 图1 (1)钢铁吸氧腐蚀的正极反应式是 (2)下列关于金属腐蚀的防护方法说法正确的是 (填序号)。 ①用电镀的方法，在钢铁制品表面镀上一层不易被腐蚀的金属，能够减缓金属的腐蚀 ②镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更易生锈 ③改变金属内部组成、结构可以防止金属腐蚀 ④牺牲阳极法是将被保护的金属作正极，以一种活动性较强的金属作负极 ⑤外加电流法是将被保护的金属作阴极，惰性电极作辅助阳极，连接直流电源 (3)铁制品腐蚀的有关示意图如图2、3、4所示。 固定的 铁丝（含碳） 充满氧气，铁丝末端 靠近液面未接触 Fe 外接电源 辅助 海水 钢闸门 海水 ■电极 稀硫酸 图2 图3 图4 ①图2插入海水中的铁棒（含碳量为10.8%）越靠近烧杯底部发生电化学腐蚀就越 (填“轻微”或“严重”)。 ②图3的保护方法为 ,钢闸门应与外接电源的 极相连。 ③图4在反应过程中U形管内左侧液面的变化是 (4)科学家发现在O2浓度很小的海底也有厌氧微生物（如硫酸盐还原菌SRB)对海洋钢制部件 的腐蚀，其原理如图5所示，已知溶液中的S2完全转化为FS,写出该铁合金腐蚀的总反应的 离子方程式： SRB细胞膜 Fe(OH), Fes OH Fe2 H,O Fe2 个 Fe合金 图5 复习40分钟周测卷十二 化学第4页（共4页）】 ®高三一轮复习R ·化学· 高三一轮复习40分钟周测卷/化学（十二） 9 命题要素一贤表 注： 1.能力要求： I.知识获取能力Ⅱ，实践操作能力Ⅲ.思维认知能力 2.学科素养： ①宏观辨识与微观探析②变化观念与平衡思想 ③证据推理与模型认知④科学探究与创新意识 ⑤科学态度与社会责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) Ⅲ ① ② ③ ④ 档次 系数 1 选择题 铁的电化学腐蚀与防护 易 0.92 2 选择题 4 电解原理应用 易 0.80 3 选择题 4 电渗析法生产低钠氧化铝 易 0.80 选择题 微电解技术处理工业废水 易 0.80 选择题 4 保暖贴与电化学 易 0.76 6 选择题 电解CuCl2溶液 易 0.75 7 选择题 4 电解氯化钠 中 0.65 8 选择题 工业废水电化学处理 中 0.54 9 选择题 硝酸盐电化学合成氨 难 0.50 10 选择题 8 丙烯腈电解制备己二腈 难 0.48 11 非选择题 24 高铁酸钾的制备 中 0.65 12 非选择题 24 铁的腐蚀与防护 中 0.60 叁考答案及解析 一、选择题 2.B【解析】由石墨电极Ⅱ产生氧气可知，电极Ⅱ为阳 1.B【解析】若M为锌棒，开关K掷于A处，M为负 极，电极I为阴极，则a是电源的负极，A项正确：随 极，Fe为正极，可减缓铁的腐蚀，A项正确；若M为 着电解的进行，铜离子在阴极得电子生成铜单质， 碳棒，开关K分别掷于B、C处，与B相连时M为阴 C需通过阴离子交换膜由左向右移动从而保持溶 极，Fe为阳极，Fe被腐蚀，与C相连时，M为阳极，Fe 液的电中性，当通过质子交换膜的H+为0.2mol时， 为阴极，被保护，铁的腐蚀速率：B>C,B项错误；可用 左侧电极I所在区域溶液中0.1mol铜离子得电子， K[Fe(CN);]溶液检验铁是否发生腐蚀，腐蚀产生的 0.2mol氯离子通过阴离子交换膜由左向右移动，相 Fe2+与K[Fe(CN)]溶液产生蓝色沉淀，C项正确； 当于减轻0.1mol氧化铜的质量，质量减轻了 钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的慢，因为 0.1mol×135g·mol1=13.5g,B项错误、C项正 海水中电解质离子浓度大，腐蚀速率快，D项正确。 确；当0.01 mol Fe2O,完全溶解时，发生反应FeO3 ·45· ·化学· 参考答案及解析 +6H—2Fe+十3H2O,消耗氢离子为0.06mol, 泥沉积，故转移0.02mol电子，粗铜质量减少不等于 根据阳极电极反应式2HO一4e一O2个十4H+, 0.64g,D项错误。 产生氧气为0.015mol,体积为0.336L(标准状况)， 7.C【解析】根据图c中水合离子的H和O原子的朝 D项正确。 向可判断（○代表氧离子，O代表钠离子，A项错误；图 3.D【解析】氧化铝熔点高，常用于制造耐高温材料。 b表示电解熔融氯化钠，图c表示电解氯化钠溶液， 氧化铝能与氢氧化钠反应，不能用氧化铝坩埚熔化 两极放电离子不同，产物不同，B项错误；由信息可 NaOH,A项错误；氧化钠属于碱性氧化物，氧化铝属 知，C○代表氯离子，○代表钠离子，故X为阳极，与直 于两性氧化物，B项错误；将Na[Al(OH):]溶液加入 流电源的正极相连，C项正确；未指明标准状况，无法 阴极室，不含钠离子的缓冲液加入阳极室，最终在阳 计算，D项错误。 极室得到产品，可知[A(OH):]通过离子交换膜进 二、选择题 入阳极室，中间的离子交换膜为阴离子交换膜，C项 8.AC【解析】阴极的电极反应式为2H2O+2e一 错误；阴极的电极反应为2HO十2e一H2个十 2OH十H2个，工作过程中b池溶质的物质的量不 2OH,阳极室的总反应为4[A1(OH)]一4e 变，则阴极区产生的OH一移向阳极，离子交换膜为阴 2Al2O十O2个十8H2O,阴极每产生2.24L氢气（标 离子交换膜，A项正确；在电解池中，阳极与电源的正 准状况)，阳极可得到0.1 mol Al2O2,质量为10.2g, 极相连，铅蓄电池的铅电极为负极，二氧化铅为正极， D项正确。 则铅蓄电池的铅电极连接阴极，B项错误；根据电极 4.C【解析】由图可知，Fe失电子作负极，正极是NO 反应2C1-2e—Cl2个，转移6mole时生成 得电子变成NH,反应为NO+8e+l0H+ 3molC2,图2中发生反应：Cl2+2OH—ClO+ NH十3H2O,A、B项正确，C项错误；pH=2.5时， CI-+H2 O,15CIO-+2 (CH3)2NH+80H-- 不导电的FeO(OH)零散分布在FeO上，不影响体 15C17+N2个+4CO片-+11H2O,可得关系式：15Cl 系导电；而pH=4.5时，FeO(OH)均匀覆盖在FeO, 上，阻碍电子的转移，从而阻碍反应进行，D项正确。 ~15C10~N,可知阳极区生成3mo=0.2m0l 15 5,D【解析】铁与氧气的反应是一个放热反应，在袋内 N2,C项正确；阴极是水中氢离子得电子生成氢气，含 形成原电池，反应加快，并放出大量的热，A项正确； 少量NaOH说明溶液为碱性，则电极反应式为2HzO 在保暖贴的内袋中，食盐溶于水成为离子导体，铁粉 +2e—2OH+H2个，D项错误。 为负极材料，活性炭为正极材料，当空气中的氧气通 9.B【解析】电解KNO3溶液合成氨，NH在a电极 过微孔透气膜进入后在正极发生反应O2十2HO十 由硝酸根得电子生成，故a为阴极，连接电源负极，发 4e一4OH,B项正确：为了使温度能够保持一段 生还原反应，A项正确；阳极生成O2,电极反应为 时间，保暖贴使用了矿物材料蛭石做保温材料，其放 2H2O-4e—O2个+4H+,中间层的OH通过 热的时间和温度可以通过透气膜的透氧速率进行控 AEL进入阳极区，但是被消耗，阳极区溶液PH不变， 制，C项正确：使用后，保暖贴内袋中铁粉最终变为三 B项错误；电解KNO3溶液得NH3和O2,选项所给 氧化二铁固体，D项错误。 总反应方程式正确，C项正确；由总反应可知，每生成 6.C【解析】左侧石墨电极与电源正极相连，为阳极， 17gNH,对应生成2molO2,则各有8molH+和 发生反应2C一2e—Cl2个，A项错误；总反应为 OH通过离子交换膜，D项正确。 CuC,电解Cu十CL,个，B项错误；根据两极产物可知， 10.BD【解析】电极Y为电解池的阴极，A项正确；阳 向电解质溶液中加入一定量氯化铜固体即可复原，C 极是水电离出的氢氧根放电，生成氢离子通过质子 项正确；若将左侧石墨换为粗铜，电解过程中粗铜一 交换膜进入阴极室，电解过程中阳极室溶剂减少，硫 极的单质铜、活性杂质均放电，惰性杂质转化为阳极 酸的物质的量不变，因此电解过程中稀硫酸的浓度 ·46· 高三一轮复习R ·化学· 逐渐增大，B项错误；丙烯晴在阴极得到电子生成己 Ⅲ.(7)根据反应方程式可以建立关系式：2FeO~ 二腈，生成己二腈的电极反应式为2CH2一CHCN Cr2O一6Fe2+,因此可得25mL溶液中K2FeO:的 +2e+2H+一→NC(CH2),CN,C项正确；生成丙 物质的量为15X103LX0.1mol/L=5× 3 腈的电极反应式为CH2=CHCN十2e+2H+一→ 104mol,故100mL溶液中K2FeO,的物质的量为 CH CH CN,季铵盐的浓度为1.5×102mol·L1时， 4X5×104mol=2×103mol,则KFe04产品纯 己二腈和丙腈的生成速率分别为3.4×103mol·h 和0.8×l0-3mol·hl,则每小时通过质子交换膜 度为2X103molX198g/m0×100%=79.2%。 0.5g 的氢离子的物质的量最少为3.4×10-3mol·h×1h 12.(24分) ×2+0.8×10-amol·h-1×1h×2=8.4× (1)02+2H20+4e-=40H-(4分) 103mol,D项错误。 (2)①②③④⑤(4分) 三、非选择题 (3)①轻微(4分) 11.(24分) ②外加电流法(2分)负(2分) I.(1)阳(2分) ③先升高后降低(4分) (2)升高(2分) (4)4Fe+4HO+SO-SRE 3Fe(OH):+FeS+ (3)2H2O+2e—H2个+2OH-(4分) 20H(4分) Ⅱ.(4)C(2分)NaOH(2分) 【解析】(1)钢铁吸氧腐蚀，正极上O2得电子被还原 (5)2Fe(NO3)3+3NaCIO+10NaOH -2Na,FeO, 生成OH,此时正极反应式为O2十2H2O十4e +6NaNO,+3NaCI+5H2O(4) =4OH。 (6)该温度下，高铁酸钾的溶解度远小于高铁酸钠， (2)用电镀的方法，在钢铁制品表面镀上一层不易被 高铁酸钾析出(4分) 腐蚀的金属，隔绝了Fe与空气、水的接触，故能够减 Ⅲ.(7)79.2%(4分) 缓金属的腐蚀，①正确：镀铜铁制品镀层受损后，形 【解析】I.(l)由电解原理可知，Fe失去电子发生氧 成原电池，铁比铜活泼作负极，则铁制品比受损前更 化反应转化生成FeO,故灰铸铁材料作阳极，石墨 易生锈，②正确；改变金属内部组成、结构可以防止 作阴极。 金属腐蚀，例如做成不锈钢，③正确：牺牲阳极法是 (2)电解时，左侧烧杯中的电极反应为2H2O十2e 将被保护的金属作正极，以一种活动性较强的金属 一H2个十2OH,故左边烧杯中pH值升高。 作负极，这是原电池原理，④正确：外加电流法是将 (3)电解时，石墨为阴极，电极反应式为2HO十2e 被保护的金属作阴极，惰性电极作辅助阳极，连接直 —H2个+2OH。 流电源，阴极因为电子的输入，则金属不会失去电子 Ⅱ.(4)实验室一般通过氯气和氢氧化钠溶液反应制 被保护，⑤正确。 取NaCIO,故制取NaCIO所需的两种原料为Cl、 (3)①由图可知，图2中插入海水中的铁棒发生吸氧 NaOH 腐蚀，吸氧腐蚀中，氧气的浓度越大，铁的腐蚀速率 (5)反应I为硝酸铁、NaOH、次氧酸钠反应生成高 越快，越靠近烧杯底部氧气的浓度越小，则铁的腐蚀 铁酸钠，故化学方程式为2Fe(NO,)?十3 NaCIO十 程度就越轻微 10NaOH 2Na2 FeO+6NaNOa+3NaCI ②由图可知，图3中钢闸门应与外接电源的负极相 +5H2O。 连做电解池的阴极，该保护方法为外加电流法。 (6)反应Ⅱ为高铁酸钠和氢氧化钾反应生成高铁酸 ③由图可知，图4中未与稀硫酸接触的铁丝先发生 钾，该反应能发生的原因是该温度下，高铁酸钾的溶 吸氧腐蚀消耗氧气，使得U形管左侧气体压强减 解度远小于高铁酸钠，高铁酸钾析出。 小，液面升高，当液面与铁丝接触后，铁丝发生析氢 ·47· ·化学· 参考答案及解析 腐蚀生成的氢气使得U形管左侧气体压强增大，液 (4)该铁合金腐蚀的总反应的离子方程式为4Fe十 面下降，所以反应过程中U形管内左侧液面先升高 4H,0+S0片s3Fe(OHD,+FcS+2OH。 后降低。 ·48·