(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 S）

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10小题，每小题6分，共60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，F2O3逐渐溶解，下列判断错误 的是 石墨 oa bo 石墨 电极I 直流电源 电极Ⅱ Ⅱ室 Ⅲ室 H20 -0.01 mol Fe20: 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.CI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[A1(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 B.氧化钠、氧化铝都属于碱性氧化物 (沉淀室) OH 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 NH3'H2O+HNO3 Na[Ai(OH)] 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NO3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 NO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 Fe (不导电) (不导电) Fe3O4 Fe3O4 A.作负极的物质是Fe B.正极的电极反应式是NO3+8e+10H+-NH4+3H2O C.pH=2.5时，铁粉发生析氢腐蚀 D.pH=4.5时，NO3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O2十2H2O+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 8.某化学实验小组以铅蓄电池为电源模拟对含二甲胺(CH3)2NH的工业废水进行处理，工作原理 如图1所示(a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.离子交换膜为阳离子交换膜 B.工作时铅蓄电池的铅电极连接 处理后的废水 N2、CO3 阳极 含二甲胺废水 阳极 阴极 HO 电极 C.转移6mole时，阳极区生成 (加入一定量 (含少量NaOH) (CH3)NH 0.2 mol N2 NaCl和NaOH a CIO 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KO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 KNO H KNO B.装置工作时，OH通过AEL进入阳极区，阳 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,+ 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） s 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增大 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 极Y 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 二、非选择题（本题共2小题，共40分） 11.(20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·→K,Fe04 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.(20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 外接电源 靠近液面未接触 Fe 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S ·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 6 铁的电化学腐蚀与防护 易 0.92 2 选择题 6 电解原理应用 易 0.80 3 选择题 6 电渗析法生产低钠氧化铝 易 0.80 选择题 6 微电解技术处理工业废水 易 0.80 选择题 6 保暖贴与电化学 易 0.76 选择题 6 电解CuCl2溶液 易 0.75 7 选择题 6 电解氯化钠 0.65 8 选择题 6 工业废水电化学处理 中 0.54 9 选择题 6 硝酸盐电化学合成氨 难 0.50 10 选择题 6 丙烯腈电解制备己二腈 难 0.48 11 非选择题 20 高铁酸钾的制备 中 0.65 12 非选择题 20 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 ·43· ·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 8.C【解析】阴极的电极反应式为2HzO+2e 入阳极室，中间的离子交换膜为阴离子交换膜，C项 2OH十H2个，工作过程中b池溶质的物质的量不 错误；阴极的电极反应为2HO十2e一H2个十 变，则阴极区产生的OH厂移向阳极，离子交换膜为阴 2OH,阳极室的总反应为4[A1(OH)]-4e 离子交换膜，A项错误；在电解池中，阳极与电源的正 2Al2O十O2个十8H2O,阴极每产生2.24L氢气（标 极相连，铅蓄电池的铅电极为负极，二氧化铅为正极， 准状况)，阳极可得到0.1molA2O3,质量为10.2g, 则蓄电池的铅电极连接阴极，B项错误：根据电极 D项正确。 反应2C1一2e—Cl个，转移6mole时生成 4.C【解析】由图可知，Fe失电子作负极，正极是NO 3molC12,图2中发生反应：C12十2OH—C1O十 得电子变成NH,反应为NO+8e+l0H+ CI+H2 O,15CIO+2 (CH3)2 NH+80H-- NH十3H2O,A、B项正确，C项错误；pH=2.5时， 15C1-+N2↑+4CO+11H20,可得关系式：15Cl 不导电的FeO(OH)零散分布在FeO上，不影响体 系导电；而pH=4.5时，FeO(OH)均匀覆盖在FeO, ~15C10~N2,可知阳极区生成3mol=0.2mol 15 上，阻碍电子的转移，从而阻碍反应进行，D项正确。 N2,C项正确；阴极是水中氢离子得电子生成氢气，含 5,D【解析】铁与氧气的反应是一个放热反应，在袋内 少量NaOH说明溶液为碱性，则电极反应式为2HzO 形成原电池，反应加快，并放出大量的热，A项正确； +2e—2OH+H2↑，D项错误。 在保暖贴的内袋中，食盐溶于水成为离子导体，铁粉 9.B【解析】电解KNO3溶液合成氨，NH在a电极 为负极材料，活性炭为正极材料，当空气中的氧气通 由硝酸根得电子生成，故a为阴极，连接电源负极，发 过微孔透气膜进入后在正极发生反应O2十2HO十 生还原反应，A项正确：阳极生成O2,电极反应为 4e一4OH,B项正确：为了使温度能够保持一段 2H2O-4e一O2个+4H+,中间层的OH通过 时间，保暖贴使用了矿物材料蛭石做保温材料，其放 AEL进入阳极区，但是被消耗，阳极区溶液pH不变， 热的时间和温度可以通过透气膜的透氧速率进行控 B项错误；电解KNO,溶液得NH3和O2,选项所给 制，C项正确：使用后，保暖贴内袋中铁粉最终变为三 总反应方程式正确，C项正确：由总反应可知，每生成 氧化二铁固体，D项错误。 17gNH,对应生成2molO2,则各有8molH+和 6.C【解析】左侧石墨电极与电源正极相连，为阳极， OH通过离子交换膜，D项正确。 发生反应2C一2e—Cl2个，A项错误；总反应为 10,D【解析】电极Y为电解池的阴极，A项正确；阳 CuC,电解Cu十C,个，B项错误；根据两极产物可知， 极是水电离出的氢氧根放电，生成氢离子通过质子 向电解质溶液中加入一定量氯化铜固体即可复原，C 交换膜进入阴极室，电解过程中阳极室溶剂减少，硫 项正确；若将左侧石墨换为粗铜，电解过程中粗铜一 酸的物质的量不变，因此电解过程中稀硫酸的浓度 极的单质铜、活性杂质均放电，惰性杂质转化为阳极 逐渐增大，B项正确；丙烯晴在阴极得到电子生成己 ·44· 高三一轮复习S ·化学· 二腈，生成己二腈的电极反应式为2CH2一CHCN Cr2O~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CH2一CHCN+2e+2H+一→ 10-4mol,故100mL溶液中KFeO,的物质的量为 CHCH.CN,季铵盐的浓度为1.5×102mol·L1时， 4X5×10-4mol=2×10-3mol,则K,FeO,产品纯 己二腈和丙腈的生成速率分别为3.4×10-3mol·h 和0.8×103mol·h1,则每小时通过质子交换膜 度为2X10molX198g/mo×100%=79.2%. 0.5g 的氢离子的物质的量最少为3.4×103mol·h×1h 12.(20分) ×2+0.8×10-3mol·hl×1h×2=8.4× (1)02+2H20+4e=40H(3分) 10-mol,D项错误。 (2)①②③④⑤(3分) 二、非选择题 (3)①轻微(3分) 11.(20分) ②外加电流法(2分)负(2分) I.(1)阳(2分) ③先升高后降低(3分) (2)升高(2分) (4)4Fe+4H:O+SO-SRE 3Fe (OH):+FeS+ (3)2HO+2e—H2↑+2OH(3分) 2OH(4分) Ⅱ.(4)C(2分)NaOH(2分) 【解析】(1)钢铁吸氧腐蚀，正极上O,得电子被还原 (5)2Fe(NO)+3NaCIO+10NaOH=2Na FeO 生成OH,此时正极反应式为O2十2H2O十4e +6NaNO+3NaCI+5H2O(3) =40H 。 (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(3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%(3分) 缓金属的腐蚀，①正确；镀铜铁制品镀层受损后，形 【解析】I.(1)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2HO十2e 将被保护的金属作正极，以一种活动性较强的金属 —H,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↑+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CL2、 (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、NOH、次氯酸钠反应生成高 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,):+3 NaCIO十 程度就越轻微。 10NaOH =2Naz FeO+6NaNOa+3NaCl ②由图可知，图3中钢闸门应与外接电源的负极相 +5H20。 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 Ⅲ.(7)根据反应方程式可以建立关系式：2FeO~ 腐蚀生成的氢气使得U形管左侧气体压强增大，液 ·45· ·化学· 参考答案及解析 面下降，所以反应过程中U形管内左侧液面先升高 4H2 O+SO- RE3Fe(OH):+FeS+2OH. 后降低。 (4)该铁合金腐蚀的总反应的离子方程式为4Fe十 ·46·