专题02 化学能与电能的转化（期末复习专项训练）高二化学上学期苏教版

专题02 化学能与电能的转化 题型1 原电池的工作原理（重点） 题型2 原电池原理的应用（重点） 题型3 化学电源（重点） 题型4 电解池的工作原理（重点） 题型5 电解池原理的应用（重点） 题型6 金属的腐蚀与防护 题型1 原电池的工作原理 1．【考查伏打电池】（25-26高二上·江苏苏州·月考）1800年意大利科学家伏打发明了世界上第一个发电器——伏打电堆，开创了电学发展的新时代。目前最先进电池之一的“比亚迪刀片电池”在结构上仍能看到伏打电堆的影子。下列说法正确的是 A．放电过程中，电流从极经过导线流向极 B．电池单元组越多电压越大 C．负极的电极反应： D．放电过程中，从片移向片 2．【原电池的电极现象】下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气泡的是 A． B． C． D． 解题要点 原电池电极反应式的书写 (1)先确定原电池的正、负极，列出正、负极上的反应物。 (2)根据氧化还原反应原理写出电极反应式。 ①负极反应。 负极上发生失去电子的氧化反应。要注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存，若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式。 ②正极反应。 正极上发生得到电子的还原反应。当正极上的反应物是O2时：若电解质溶液为中性或碱性，则水必须写入正极反应式中，与O2反应生成OH－，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－；若电解质溶液为酸性，则H＋必须写入正极反应式中，O2得电子与H＋生成水，电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O。 (3)写出电池总反应方程式。 结合电子守恒将正、负极电极反应式相加即得到电池总反应方程式。 (4)若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，用总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即可得到较难写出的另一极的电极反应式。 3．【铅酸电池工作原理】（25-26高二上·江苏苏州·期中）铅酸蓄电池工作时的反应为。某状态下测得两电极的质量都增加，下列有关该状态下的说法不正确的是 A．铅酸蓄电池正在放电 B．极反应式为 C．该状态下由极向极移动 D．一段时间后，溶液的增大 解题要点 原电池中正、负极的确定方法 4．【新型柔性电池工作原理】（2024高二下·江苏·学业考试）某柔性电池的结构如图所示，其中Zn作电池的负极，作正极。该电池工作时，下列说法错误的是 A．Zn逐渐被消耗 B．失去电子 C．离子通过电解质膜进行迁移 D．化学能转化为电能 易错提醒 ①只有自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池。 ②在原电池中活泼性强的金属不一定作负极，但负极一定发生氧化反应。 ③电子不能通过电解质溶液，溶液中的离子不能通过盐桥。 ④负极失去的电子总数一定等于正极得到的电子总数。 ⑤同一氧化还原反应，设计成原电池反应的速率一定比直接发生氧化还原反应的速率快。 ⑥电极产物在电解质溶液的环境中，应能稳定存在，如碱性介质中生成的H＋应结合OH－生成水。电极反应式要遵守电荷守恒、质量守恒及电子得失守恒。 5．【原电池的工作原理】（2025·江苏南京·二模）暖贴是一种便捷的自发热保暖产品，具有发热快、持续时间久等优点。它主要由铁粉、活性炭、食盐、水等成分组成，如图所示。下列有关说法不正确的是 A．暖贴生效时，将化学能转化为热能 B．水与食盐、活性炭共同作用可加快铁粉的腐蚀速率 C．正极反应式为 D．透气膜的透氧速率可控制暖贴的发热时间和温度 题型2 原电池原理的应用 1．【金属腐蚀】下列表面上镀有金属保护层的铁板中，当镀层破损后，在相同条件下最不易被腐蚀的是 A．镀锌铁板 B．镀锡铁板 C．镀银铁板 D．镀铜铁板 2．【海水电池的工作原理】（24-25高二下·江苏无锡·期中）利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的是 A．b电极为电池负极 B．电池工作时，海水中的向b电极移动 C．电池工作时，紧邻a电极区域的海水碱性增强 D．每消耗1mol Al，理论需要消耗为33.6L 3．【化学反应原理的正误判断】（24-25高二上·江苏苏州·期中）下列有关化学反应原理的应用说法不正确的是 A．海水中钢铁水闸与外加直流电源的负极相连可减缓其腐蚀 B．用锌片与硫酸反应制取氢气时，加入数滴硫酸铜溶液，可以加快制取氢气的反应速率 C．已知：C(石墨，s)=C(金刚石，s)  H=+1.5kJ/mol，则石墨比金刚石稳定 D．合成氨是一个放热反应，所以升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小 解题要点 原电池的设计方法 设计原电池时要紧扣原电池的构成条件。具体方法是： (1)首先判断出氧化还原反应中的还原剂和氧化剂，将还原剂(一般为比较活泼金属)作负极，活动性比负极弱的金属或非金属作正极，含氧化剂的溶液作电解质溶液。 (2)如果两个半反应分别在要求的两个容器中进行(中间连接盐桥)，则两个容器中的电解质溶液应含有与电极材料相同的金属的阳离子。 4．【化学反应速率】（24-25高二上·江苏苏州·阶段练习）下列有关化学反应速率的说法中正确的 A．用铁片与硫酸反应制取氢气时，用质量分数为的浓硫酸可增大产生氢气的速率 B．用锌片与硫酸反应制取氢气时，加入数滴硫酸铜溶液，可以加快制取氢气的反应速率 C．等质量的锌粉和锌片与相同体积相同物质的量浓度的盐酸反应，反应速率相等 D．为减缓海水中钢铁水闸腐蚀：水闸与外加直流电源的正极相连 5．【原电池原理的应用】某水处理剂由纳米铁粉附着在多孔炭粉的表面复合而成，利用原电池原理处理弱酸性废水中的时，其表面发生如图所示反应。下列说法正确的是 A．负极的电极反应式为 B．电池工作时，向负极移动 C．正极附近溶液的酸性增强 D．与单独使用纳米铁粉相比，该水处理剂能加快的去除速率 题型3 化学电源 1．【考查常用化学装置】（25-26高二上·江苏连云港·月考）有关下列四个常用电化学装置的叙述中，不正确的是 图Ⅰ普通锌锰电池 图Ⅱ碱性锌锰电池 图Ⅲ铅酸蓄电池 图Ⅳ银锌纽扣电池 A．图Ⅰ和图Ⅱ所示电池的负极反应不相同 B．图Ⅱ所示电池相比图Ⅰ所示电池，有效期短且易漏液 C．图Ⅲ属于二次电池，可以根据电解质溶液的密度判断充放电程度 D．图Ⅳ所示电池中，正极的电极反应式为 2．【海洋电池的工作原理】（24-25高二上·江苏盐城·阶段练习）我国首创的海洋电池是以铝板为负极、铂网为正极，如图所示。电池总反应为4Al＋3O2＋6H2O=4Al(OH)3.下列说法错误的是 A．海水为电解质溶液 B．电池工作时铝板逐渐被消耗 C．电池工作时氧气失去电子 D．铂电极成网状，增大与O2的接触面积 解题要点 (1)可充电电池的充、放电不能理解为可逆反应。 (2)燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用。 (3)可充电电池在充电时，其负极连接外接电源的负极，正极连接外接电源的正极。 3．【铅蓄电池工作原理】（25-26高二上·江苏苏州·阶段练习）铅蓄电池的工作原理可表示为，其构造示意图如图所示。下列有关说法不正确的是 A．放电时，正、负电极质量均增大 B．放电时，溶液的pH增大 C．电池工作时，电子由Pb板通过导线流向板 D．充电时铅酸蓄电池的正极与外接电源的负极相连 解题要点 二次电池的解题思路 4．【燃料电池的工作原理】（25-26高二上·江苏南京·期中）某理论研究认为：燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c所示，已知在图a中，获得第一个电子的速率最慢。下列说法正确的是 A．该电池的正极反应方程式为 B．图a中，i到ii过程的活化能最小 C．负极反应的催化剂是i D．电池工作时，电子通过导线由电极Ⅱ流向电极Ⅰ 5．【微型电池工作原理】（24-25高二下·江苏盐城·期末）一种可植入人体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化血糖反应，从而控制血糖浓度。下列有关说法正确的是 A．电池工作时，化学能全部转化为电能 B．在反应过程中血液中葡萄糖被氧化为葡萄糖酸 C．a电极反应式为 D．电池工作时，电子由a电极沿导线流向b电极 解题要点 (1)熔融的金属氧化物作介质传导O2－ 负极：H2－2e－＋O2－===H2O； 正极：O2＋4e－===2O2－。 (2)碳酸盐作介质 负极：H2－2e－＋CO===H2O＋CO2； 正极：O2＋4e－＋2CO2===2CO。 (3)复杂电极反应式的书写 总体思路：＝－ 遵循原理，信息优先，用守恒直接书写。 题型4 电解池的工作原理 1．【电解硫酸钠溶液】（25-26高二上·江苏宿迁·期中）工业上通过惰性电极电解Na2SO4浓溶液来制备氢氧化钠和硫酸，a、b为离子交换膜，装置如图所示。下列说法正确的是 A．b为阳离子交换膜 B．从口得到NaOH浓溶液 C．该装置将化学能转变为电能 D．生成22.4L的O2，将有2molNa+穿过阳离子交换膜 2．【电解氯化铜溶液】（25-26高二上·江苏镇江·月考）如图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d均为石墨电极，下列有关判断正确的是 A．a为正极，b为负极 B．电流方向和电子移动方向相同 C．电解过程中，d电极有黄绿色气体生成 D．该装置可以将化学能转化为电能 解题要点 分析电解过程的思维程序： ①首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活性电极。 ②再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H＋和OH－)。 ③然后排出阴、阳两极的放电顺序： 电解池阴、阳两极的放电顺序 　A．阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。 B．最常用、最重要的放电顺序是阳极：Cl－＞OH－；阴极：Ag＋＞Cu2＋＞H＋。 C．电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、A1等金属。 ④分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。 ⑤最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。 3．【考查催化电解原理】（25-26高二上·江苏南通·期中）如图所示为催化电解较低浓度的、溶液。电解后b电极上产生的与的物质的量之比为1：2.下列说法错误的是 A．催化电解过程中将电能转化为化学能 B．通过阴离子交换膜从右室迁移到左室 C．b电极反应为 D．电解过程中每产生，通过阴离子交换膜的为2 mol 4．【考查电解池串联】（25-26高二上·江苏苏州·阶段练习）如图所示，a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色。下列说法正确的是 A．X极是电源负极，Y极是电源正极 B．a极上的电极反应是 C．电解过程中溶液的浓度不变 D．b极上产生2.24L(标准状况下)气体时，极上有析出 5．【二次电池工作原理】（25-26高二上·江苏苏州·阶段练习）和Zn在碱性条件下组成二次电池，放电原理如图所示。下列说法正确的是 A．在放电时，电子通过离子交换膜从右向左运动 B．在放电时，负极区电解质溶液的pH逐渐减小 C．在充电时，石墨电极上的电极反应式为： D．在充电时，将Zn电极与外接电源的正极相连 题型5 电解池原理的应用 1．【化学用语的正误判断】25-26高二上·江苏镇江·月考）下列有关化学用语表示正确的是 A．潮湿空气中铁钉发生吸氧腐蚀时的负极反应为： B．电解精炼铜时，阴极的电极反应式为： C．用铜作电极电解NaCl溶液： D．惰性电极电解氯化镁溶液离子方程式为： 2．【考查电化学实验装置】（24-25高二上·江苏苏州·阶段练习）下列电化学实验装置能达到实验目的的是 A．电解精炼铜 B．验证电解饱和溶液的产物 C．在铁制品上镀铜 D．构成原电池 A．A B．B C．C D．D 解题要点 做到“三看”，正确书写电极反应式 (1)一看电极材料，若是金属(Au、Pt除外)作阳极，金属一定被电解(注：Fe生成Fe2＋)。 (2)二看介质，介质是否参与电极反应。 (3)三看是否有特殊信息，如4(3)目的是制取氧化铝，因而阳极产物不能是Al3＋，再如5(2)是非水体系，且不产生其他离子，因而离子只能在Al2Cl和AlCl之间转化。 3．【微生物电池及粗铜精炼】（25-26高二上·江苏苏州·期中）装置甲是一种将废水中的氯乙烯()转换成对环境无害的微生物电池，连接甲、乙装置进行粗铜精炼，其原理如图所示。 下列说法不正确的是 A．电解精炼时，粗铜与Y电极相连 B．电解过程中N区溶液的pH增大 C．若N电极消耗16 g，粗铜电极质量减少64 g D．M电极的电极反应式为 解题要点 电化学综合计算的三种常用方法 (1)根据总反应式计算 先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。 (2)根据电子守恒计算 ①用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。 ②用于混合溶液中电解的分阶段计算。 (3)根据关系式计算 根据得失电子守恒定律建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。 如以通过4 mol e－为桥梁可构建如下关系式： (式中M为金属，n为其离子的化合价数值) 该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。 在电化学计算中，还常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19 C来计算电路中通过的电量。 4．【粗铜精炼】（25-26高二上·江苏镇江·月考）粗铜中含有少量铁、锌、银、金等杂质，工业上可用电解法精炼粗铜制得纯铜，下列说法正确的是 A．精铜做阳极，粗铜做阴极 B．阴极存在Cu2+能被氧化 C．精炼时，阳极反应只有： D．电解后，可用阳极泥来提炼金、银等贵重金属 5．【电镀工作原理】（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6 金属的腐蚀与防护 1．【金属腐蚀】（25-26高二上·江苏镇江·期中）下列说法正确的是 A．导航卫星使用的透光电极材料——石墨烯，属于新型无机非金属材料 B．高效率钙钛矿太阳能电池直接将化学能转化为电能 C．铜器在弱酸性环境中表面生成铜绿发生的是析氢腐蚀 D．铁制品表面镀上铜保护层，是利用牺牲阳极的阴极保护法 2．【金属防腐】（25-26高二上·江苏苏州·期中）两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图，下列说法不正确的是 A．图1、图2中钢闸门均为电子输入的一端 B．图1、图2中钢闸门上均主要发生了还原反应 C．图1、图2中，阳极材料本身均失去电子，被氧化损耗 D．图1是牺牲阳极的阴极保护法，图2是外加电流的阴极保护法 3．【探究钢铁的电化学腐蚀】（25-26高二上·江苏·阶段练习）室温下，实验小组利用如图1装置探究钢铁的电化学腐蚀，测定结果如图2所示。下列说法错误的是 A．钢铁电化学腐蚀的负极反应式：Fe-2e-=Fe2+ B．0~200 s，pH、压强增大，可能原因是溶液中H+转化为H2 C．400~600 s，正极发生的主要电极反应式为O2 +4H+-4e-=2H2O D．由实验可知，钢铁的电化学腐蚀类型与电解质溶液的pH有关 解题要点 判断金属腐蚀快慢的规律 (1)对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀。 (2)对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中。 (3)活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快。 (4)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀越快。 4．【金属腐蚀与防护】（24-25高二上·江苏南通·期中）关于金属的腐蚀与防护，下列说法不正确的是 A．图甲：铁丝不易生成 B．图乙：M不一定需要比铁活泼 C．图丙：若电源断开，闸门发生吸氧腐蚀，不易发生析氢腐蚀 D．图丙：N可选用石墨 易错提醒 两种保护方法的比较 外加电流的阴极保护法保护效果大于牺牲阳极的阴极保护法。 5．【铜板铁铆钉的腐蚀原理】（23-24高二上·江苏连云港·期末）铜板上的铁铆钉暴露在空气中，表面被潮湿空气或雨水浸润容易生锈，腐蚀原理如图所示，下列说法正确的是 A．铜板上的电极反应： B．腐蚀过程中电子从铁移向铜 C．当有生成时，水膜中释放 D．铁铆钉腐蚀过程中化学能全部转化为电能 1 / 1学科网（北京）股份有限公司 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正极上发生得到电子的还原反应。当正极上的反应物是O2时：若电解质溶液为中性或碱性，则水必须写入正极反应式中，与O2反应生成OH－，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－；若电解质溶液为酸性，则H＋必须写入正极反应式中，O2得电子与H＋生成水，电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O。 (3)写出电池总反应方程式。 结合电子守恒将正、负极电极反应式相加即得到电池总反应方程式。 (4)若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，用总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即可得到较难写出的另一极的电极反应式。 3．【铅酸电池工作原理】（25-26高二上·江苏苏州·期中）铅酸蓄电池工作时的反应为。某状态下测得两电极的质量都增加，下列有关该状态下的说法不正确的是 A．铅酸蓄电池正在放电 B．极反应式为 C．该状态下由极向极移动 D．一段时间后，溶液的增大 【答案】C 【分析】铅蓄电池的电极材料分别为Pb和PbO2，放电时负极电极反应为Pb-2e-+=PbSO4，正极电极反应为PbO2+2e-+4H++=PbSO4+2H2O，放电时两电极的质量都增加，则a为负极，b为正极，放电总反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，以此来解答。 【解析】A．由分析可知，图中的装置为原电池，则该铅蓄电池正在放电，故A正确； B．由分析可知，b为正极，正极电极反应PbO2+2e-+4H++=PbSO4+2H2O，故B正确； C．原电池中，阴离子向负极移动，即由b极向a极移动，故C错误； D．放电时，由电池总反应Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O可知，氢离子浓度减小，pH增大，故D正确； 故选C。 解题要点 原电池中正、负极的确定方法 4．【新型柔性电池工作原理】（2024高二下·江苏·学业考试）某柔性电池的结构如图所示，其中Zn作电池的负极，作正极。该电池工作时，下列说法错误的是 A．Zn逐渐被消耗 B．失去电子 C．离子通过电解质膜进行迁移 D．化学能转化为电能 【答案】B 【解析】A．由题意得，该电池工作时的总反应可能为，则Zn为负极，在电池工作中不断被消耗，质量减少，A项正确； B．正极反应式可能为，则在反应中得电子，被还原，B项错误； C．电池工作中通过电解质膜向负极进行迁移而导电，C项正确； D．该装置为原电池，则可将化学能转化为电能，D项正确； 综上所述，说法错误的是B项。 易错提醒 ①只有自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池。 ②在原电池中活泼性强的金属不一定作负极，但负极一定发生氧化反应。 ③电子不能通过电解质溶液，溶液中的离子不能通过盐桥。 ④负极失去的电子总数一定等于正极得到的电子总数。 ⑤同一氧化还原反应，设计成原电池反应的速率一定比直接发生氧化还原反应的速率快。 ⑥电极产物在电解质溶液的环境中，应能稳定存在，如碱性介质中生成的H＋应结合OH－生成水。电极反应式要遵守电荷守恒、质量守恒及电子得失守恒。 5．【原电池的工作原理】（2025·江苏南京·二模）暖贴是一种便捷的自发热保暖产品，具有发热快、持续时间久等优点。它主要由铁粉、活性炭、食盐、水等成分组成，如图所示。下列有关说法不正确的是 A．暖贴生效时，将化学能转化为热能 B．水与食盐、活性炭共同作用可加快铁粉的腐蚀速率 C．正极反应式为 D．透气膜的透氧速率可控制暖贴的发热时间和温度 【答案】C 【分析】自热贴发热料中的铁粉、活性炭、食盐及水之间能形成数目庞大的微型原电池，铁作负极，活性炭做正极，据此分析； 【解析】A．暖贴生效时，将化学能转化为热能，A正确； B．铁粉、水与食盐、活性炭共同作用形成原电池，可加快的腐蚀速率，B正确； C．该装置为原电池装置，铁作负极，活性炭做正极，正极反应式为，C错误； D．透气膜的透氧速率可控制氧气浓度，故可控制暖贴的发热时间和温度，D正确； 故选C。 题型2 原电池原理的应用 1．【金属腐蚀】下列表面上镀有金属保护层的铁板中，当镀层破损后，在相同条件下最不易被腐蚀的是 A．镀锌铁板 B．镀锡铁板 C．镀银铁板 D．镀铜铁板 【答案】A 【解析】铁板在镀层破损后不易被腐蚀，是指镀层破损后仍能对铁板构成有效保护。A项，铁板镀锌，镀层破损后发生电化学腐蚀时，锌为负极，铁为正极，铁被保护；B、C、D项，锡、银、铜不如铁活泼，镀层破损后发生电化学腐蚀时，铁为负极，失去电子被氧化，从而加速了铁的腐蚀。综上所述，A项符合题意。 2．【海水电池的工作原理】（24-25高二下·江苏无锡·期中）利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的是 A．b电极为电池负极 B．电池工作时，海水中的向b电极移动 C．电池工作时，紧邻a电极区域的海水碱性增强 D．每消耗1mol Al，理论需要消耗为33.6L 【答案】B 【分析】Al和海水构成的原电池中，铝为活泼金属，发生失电子的氧化反应生成Al3+，则a电极为负极，b电极为正极，负极反应式为Al-3e-=Al3+，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，原电池工作时，阳离子移向正极，阴离子移向负极，据此分析解答。 【解析】A．由分析可知，Al为负极，则b为正极，故A错误； B．原电池工作时，阳离子向正极移动，即海水中的Na+向b电极移动，故B正确； C．原电池工作时，a电极为负极，负极反应式为Al-3e-=Al3+，铝离子水解使a电极区域的海水呈酸性，故C错误； D．没有说明标准状况，故不能计算氧气的体积，故D错误； 答案选B。 3．【化学反应原理的正误判断】（24-25高二上·江苏苏州·期中）下列有关化学反应原理的应用说法不正确的是 A．海水中钢铁水闸与外加直流电源的负极相连可减缓其腐蚀 B．用锌片与硫酸反应制取氢气时，加入数滴硫酸铜溶液，可以加快制取氢气的反应速率 C．已知：C(石墨，s)=C(金刚石，s)  H=+1.5kJ/mol，则石墨比金刚石稳定 D．合成氨是一个放热反应，所以升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小 【答案】D 【解析】A．金属腐蚀可以采用外加电源的阴极保护法，将海水中的钢铁水闸与外加直流电源的负极相连，则钢铁水闸作阴极而被保护，所以可减缓水闸被腐蚀，A正确； B．用锌片与稀硫酸反应制取氢气时，加入数滴硫酸铜溶液，锌与硫酸铜溶液反应生成的铜与锌在稀硫酸中构成原电池，原电池反应可以加快制取氢气的反应速率，B正确； C．已知：C(石墨，s)=C(金刚石，s)  H=+1.5kJ/mol，则等质量的石墨具有的总能量比金刚石的低，能量越低越稳定，即石墨比金刚石稳定，C正确； D．合成氨是一个放热反应，所以升高温度，正反应速率增大，逆反应速率也增大，只是逆反应速率增大的幅度大于正反应速率增大的幅度，导致平衡逆向移动，D错误； 故答案为：D。 解题要点 原电池的设计方法 设计原电池时要紧扣原电池的构成条件。具体方法是： (1)首先判断出氧化还原反应中的还原剂和氧化剂，将还原剂(一般为比较活泼金属)作负极，活动性比负极弱的金属或非金属作正极，含氧化剂的溶液作电解质溶液。 (2)如果两个半反应分别在要求的两个容器中进行(中间连接盐桥)，则两个容器中的电解质溶液应含有与电极材料相同的金属的阳离子。 4．【化学反应速率】（24-25高二上·江苏苏州·阶段练习）下列有关化学反应速率的说法中正确的 A．用铁片与硫酸反应制取氢气时，用质量分数为的浓硫酸可增大产生氢气的速率 B．用锌片与硫酸反应制取氢气时，加入数滴硫酸铜溶液，可以加快制取氢气的反应速率 C．等质量的锌粉和锌片与相同体积相同物质的量浓度的盐酸反应，反应速率相等 D．为减缓海水中钢铁水闸腐蚀：水闸与外加直流电源的正极相连 【答案】B 【解析】A．已知Fe常温下遇到浓硫酸发生钝化，故用铁片与硫酸反应制取氢气时，用质量分数为的浓硫酸不能增大产生氢气的速率，A错误； B．用锌片与硫酸反应制取氢气时，加入数滴硫酸铜溶液，则Zn能够置换出Cu，与Zn构成原电池反应，故可以加快制取氢气的反应速率，B正确； C．锌粉的表面积比锌片的大，故等质量的锌粉和锌片与相同体积相同物质的量浓度的盐酸反应，反应速率前者大，C错误； D．为减缓海水中钢铁水闸腐蚀：水闸应该与外加直流电源的负极相连作阴极，D错误； 故答案为：B。 5．【原电池原理的应用】某水处理剂由纳米铁粉附着在多孔炭粉的表面复合而成，利用原电池原理处理弱酸性废水中的时，其表面发生如图所示反应。下列说法正确的是 A．负极的电极反应式为 B．电池工作时，向负极移动 C．正极附近溶液的酸性增强 D．与单独使用纳米铁粉相比，该水处理剂能加快的去除速率 【答案】D 【解析】A．负极发生氧化反应，电极方程式为，故A错误； B．分析可知，该装置为原电池，阳离子移向正极，故B错误； C．正极发生还原反应，电极方程式为，反应消耗氢离子，酸性减弱，故C错误； D．与单独使用纳米铁粉相比，形成电池可以加快反应速率，故该水处理剂能加快的去除速率，故D正确； 选D。 题型3 化学电源 1．【考查常用化学装置】（25-26高二上·江苏连云港·月考）有关下列四个常用电化学装置的叙述中，不正确的是 图Ⅰ普通锌锰电池 图Ⅱ碱性锌锰电池 图Ⅲ铅酸蓄电池 图Ⅳ银锌纽扣电池 A．图Ⅰ和图Ⅱ所示电池的负极反应不相同 B．图Ⅱ所示电池相比图Ⅰ所示电池，有效期短且易漏液 C．图Ⅲ属于二次电池，可以根据电解质溶液的密度判断充放电程度 D．图Ⅳ所示电池中，正极的电极反应式为 【答案】B 【解析】A．由图可知，图Ⅰ为普通锌锰电池，锌为原电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极反应式为Zn - 2e- = Zn²⁺；图Ⅱ为碱性锌锰电池，锌为原电池的负极，碱性条件下锌失去电子发生氧化反应生成氢氧化锌，电极反应式为Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2，两者负极反应因电解质环境不同而不同，A正确； B．由图可知，图Ⅰ为普通锌锰电池，图Ⅱ为碱性锌锰电池，与图Ⅰ普通锌锰电池相比，图Ⅱ碱性锌锰电池的电解质为碱性，锌粉与电解质接触更充分，反应平稳，不易漏液且有效期更长，B错误； C．硫酸溶液的浓度越大，密度越大，由图可知，图Ⅲ为二次电池铅酸蓄电池，放电时硫酸溶液浓度降低、密度减小，充电时硫酸溶液浓度增大、密度增大，所以可通过电解质溶液密度判断充放电程度，C正确； D．由图可知，图Ⅳ为银锌纽扣电池， Ag2O为电池的正极，水分子作用下氧化银得到电子发生还原反应生成银和氢氧根离子，电极反应式为Ag2O + 2e- + H2O = 2Ag + 2OH-，D正确； 故选B。 2．【海洋电池的工作原理】（24-25高二上·江苏盐城·阶段练习）我国首创的海洋电池是以铝板为负极、铂网为正极，如图所示。电池总反应为4Al＋3O2＋6H2O=4Al(OH)3.下列说法错误的是 A．海水为电解质溶液 B．电池工作时铝板逐渐被消耗 C．电池工作时氧气失去电子 D．铂电极成网状，增大与O2的接触面积 【答案】C 【分析】电池总反应为4Al＋3O2＋6H2O=4Al(OH)3，根据图示，Al失电子发生氧化反应，Al是负极；氧气得电子生成氢氧根离子，铂网是正极；海水为电解质溶液。 【解析】A．根据以上分析，海水为电解质溶液，故A正确；     B．Al是负极，电池工作时，发生的电极反应式为，铝板自身放电被消耗，故B正确； C．电池工作时氧气得电子生成氢氧根离子，电极反应式为，故C错误；     D．氧气在铂网上得电子生成氢氧根离子，铂电极成网状，增大与O2的接触面积，故D正确； 选C。 解题要点 (1)可充电电池的充、放电不能理解为可逆反应。 (2)燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用。 (3)可充电电池在充电时，其负极连接外接电源的负极，正极连接外接电源的正极。 3．【铅蓄电池工作原理】（25-26高二上·江苏苏州·阶段练习）铅蓄电池的工作原理可表示为，其构造示意图如图所示。下列有关说法不正确的是 A．放电时，正、负电极质量均增大 B．放电时，溶液的pH增大 C．电池工作时，电子由Pb板通过导线流向板 D．充电时铅酸蓄电池的正极与外接电源的负极相连 【答案】D 【解析】A．放电时，负极Pb发生反应：，正极PbO2发生反应：，两极均生成PbSO4沉淀，质量均增大，A正确； B．放电时总反应为，消耗H2SO4，溶液中H+浓度降低，pH增大，B正确； C．放电时为原电池，电子从负极（Pb）经导线流向正极（PbO2），C正确； D．充电时为电解池，铅酸蓄电池的正极发生氧化反应，作为电解池阳极，连接外接电源正极，D错误； 故答案为D。 解题要点 二次电池的解题思路 4．【燃料电池的工作原理】（25-26高二上·江苏南京·期中）某理论研究认为：燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c所示，已知在图a中，获得第一个电子的速率最慢。下列说法正确的是 A．该电池的正极反应方程式为 B．图a中，i到ii过程的活化能最小 C．负极反应的催化剂是i D．电池工作时，电子通过导线由电极Ⅱ流向电极Ⅰ 【答案】D 【分析】根据反应机理可知，该电池为氢氧燃料电池，总反应为，正极上得电子，发生还原反应，图a为得电子的正极反应机理，电极Ⅰ为正极，图c为在负极失去电子的反应机理，电极Ⅱ为负极。 【解析】A．反应机理中有参加或生成，则电解质为酸溶液，正极电极反应为，A错误； B．图a中，获得第一个电子的反应过程为i到ii，该过程速率最慢，是决速步骤，故该过程活化能最大，B错误； C．图c是负极反应的机理，负极反应的催化剂不是i，是，图a是正极反应的机理，正极反应的催化剂是i（循环使用的物质初始状态），C错误； D．电池工作时，电极Ⅰ为正极，电极Ⅱ为负极，电子通过导线由电极Ⅱ（负极）流向电极Ⅰ（正极），D正确； 故选D。 5．【微型电池工作原理】（24-25高二下·江苏盐城·期末）一种可植入人体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化血糖反应，从而控制血糖浓度。下列有关说法正确的是 A．电池工作时，化学能全部转化为电能 B．在反应过程中血液中葡萄糖被氧化为葡萄糖酸 C．a电极反应式为 D．电池工作时，电子由a电极沿导线流向b电极 【答案】B 【分析】由工作原理可知，该装置为原电池，左侧通入氧气，转化成氢氧根离子，化合价降低，得电子，作正极，电极方程式为，右侧氧化亚铜转化成氧化铜，化合价升高，失电子，作负极，原电池工作时，化学能转化成电能，但能量有损耗，不能全部转化，电子从负极经导线流到正极，据此解答。 【解析】A．电池工作时，化学能转化为电能、热能等，A错误； B．电极a通入氧气，为正极，则电极b为负极，失电子，发生氧化反应，所以在反应过程中血液中葡萄糖被氧化为葡萄糖酸，B正确； C．电极a通入氧气，为正极，得电子，电解质溶液为碱性，所以a电极反应式为，C错误； D．电池工作时，电极a为正极，电极b为负极，电子经过导线从负极流向正极，则电子由b电极沿导线流向a电极，D错误； 故选B。 解题要点 (1)熔融的金属氧化物作介质传导O2－ 负极：H2－2e－＋O2－===H2O； 正极：O2＋4e－===2O2－。 (2)碳酸盐作介质 负极：H2－2e－＋CO===H2O＋CO2； 正极：O2＋4e－＋2CO2===2CO。 (3)复杂电极反应式的书写 总体思路：＝－ 遵循原理，信息优先，用守恒直接书写。 题型4 电解池的工作原理 1．【电解硫酸钠溶液】（25-26高二上·江苏宿迁·期中）工业上通过惰性电极电解Na2SO4浓溶液来制备氢氧化钠和硫酸，a、b为离子交换膜，装置如图所示。下列说法正确的是 A．b为阳离子交换膜 B．从口得到NaOH浓溶液 C．该装置将化学能转变为电能 D．生成22.4L的O2，将有2molNa+穿过阳离子交换膜 【答案】B 【分析】由图可知，c极产生氧气，发生氧化反应，故c极为阳极，则左侧电极为阴极，阳极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，阴极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，Na+通过a膜移向阴极室，通过b膜移向阳极室，则a膜为阳离子离子交换膜、b膜为阴离子交换膜，据此分析解题。 【解析】A．由分析可知，b为阴离子交换膜，A错误； B．由分析可知，左侧电极为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，Na+通过a膜移向阴极室，则从口得到NaOH浓溶液，B正确； C．由分析可知，该装置为电解池即将电能转变为化学能，C错误； D．题干未告知O2所处状态是否为标准状况，无法计算22.4L O2的物质的量，也就无法计算通过的电子的物质的量，不知道穿过阳离子交换膜的Na+的物质的量，D错误； 故答案为：B。 2．【电解氯化铜溶液】（25-26高二上·江苏镇江·月考）如图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d均为石墨电极，下列有关判断正确的是 A．a为正极，b为负极 B．电流方向和电子移动方向相同 C．电解过程中，d电极有黄绿色气体生成 D．该装置可以将化学能转化为电能 【答案】A 【分析】在电解池中，电流方向是“正极→外电路→负极”，且阳极连接电源正极，阴极连接电源负极，因此，a是直流电源的正极，b是直流电源的负极，c为阳极，d 阴极。 【解析】A．在电解池中，电流方向是“正极→外电路→负极”，且阳极连接电源正极，阴极连接电源负极，因此，a是直流电源的正极，b是直流电源的负极，A正确； B．电流方向：正电荷定向移动的方向，外电路中，电流从正极流向负极，电子移动方向：电子（负电荷）定向移动的方向与电流方向相反，B错误； C．d是阴极，阴极发生还原反应，，生成铜单质，无气体，C错误；   D．电解池是电能→化学能，外接电源提供电能，驱动非自发的氧化还原反应，D错误； 故答案选A。 解题要点 分析电解过程的思维程序： ①首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活性电极。 ②再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H＋和OH－)。 ③然后排出阴、阳两极的放电顺序： 电解池阴、阳两极的放电顺序 　A．阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。 B．最常用、最重要的放电顺序是阳极：Cl－＞OH－；阴极：Ag＋＞Cu2＋＞H＋。 C．电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、A1等金属。 ④分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。 ⑤最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。 3．【考查催化电解原理】（25-26高二上·江苏南通·期中）如图所示为催化电解较低浓度的、溶液。电解后b电极上产生的与的物质的量之比为1：2.下列说法错误的是 A．催化电解过程中将电能转化为化学能 B．通过阴离子交换膜从右室迁移到左室 C．b电极反应为 D．电解过程中每产生，通过阴离子交换膜的为2 mol 【答案】D 【分析】由图和题目可以知道这是一个电解池，电极a上是水得到电子生成H2和OH-，电极b上是HCHO的碱性溶液失去电子生成H2和HCOO-，根据电解池原理可以判断出电极a是阴极，电极b是阳极。 【解析】A．该装置是电解池，催化电解过程中将电能转化为化学能，A正确； B．电解池中阴离子向阳极移动，则通过阴离子交换膜从右室迁移到左室，B正确； C．电极b是阳极发生氧化反应，甲醛失去电子生成氢气和甲酸根，并且溶液是碱性的，因此反应电极方程式为：，C正确； D．电解过程中阴阳两极均产生，阴极电极反应：，由C选项阳极的反应可知，每产生，阴阳两极各产生，转移电子数1 mol，通过阴离子交换膜的为1 mol，D错误； 故选D。 4．【考查电解池串联】（25-26高二上·江苏苏州·阶段练习）如图所示，a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色。下列说法正确的是 A．X极是电源负极，Y极是电源正极 B．a极上的电极反应是 C．电解过程中溶液的浓度不变 D．b极上产生2.24L(标准状况下)气体时，极上有析出 【答案】B 【分析】a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色，说明b极生成OH-，为阴极（阴极连接电源负极），则b极接电源Y极，故Y为电源负极，X为电源正极。 【解析】A．由分析可知，Y为电源负极，X为电源正极，A错误； B．由分析可知，b极为阴极，a极为阳极，电解液为NaCl，Cl-在阳极失电子生成Cl2，电极反应式为：2Cl--2e-= Cl2↑，B正确； C．左边电解池Pt与电源正极X相连为电解池阳极，Cu为阴极，阳极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，阴极反应为Cu2++2e-=Cu，阴极消耗Cu2+且无补充，CuSO4溶液浓度减小，C错误； D．b极生成2.24 L H2，标准状况下，物质的量为0.1 mol，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑ +2OH-，转移电子0.2 mol；左边电解池阴极（Cu电极）发生Cu2++ 2e-= Cu，生成0.1 mol Cu，即6.4 g，Pt极为阳极（生成O2），不会析出Cu，D错误； 故选B。 5．【二次电池工作原理】（25-26高二上·江苏苏州·阶段练习）和Zn在碱性条件下组成二次电池，放电原理如图所示。下列说法正确的是 A．在放电时，电子通过离子交换膜从右向左运动 B．在放电时，负极区电解质溶液的pH逐渐减小 C．在充电时，石墨电极上的电极反应式为： D．在充电时，将Zn电极与外接电源的正极相连 【答案】C 【分析】该电池中Zn电极为负极，Zn被氧化为Zn2+并与溶液中OH-结合形成Zn(OH)2沉淀，正极中被还原为Fe3+，与溶液中OH-结合形成Fe(OH)3，据此解答。 【解析】A．放电时电子只能通过外电路从负极（Zn电极）流向正极（石墨电极），不能通过离子交换膜（离子交换膜允许离子通过，电子不通过），A错误； B．放电时负极反应为，虽消耗OH⁻，但OH⁻交换膜允许OH⁻从正极区向负极区迁移（阴离子向负极移动），迁移的OH⁻补充了消耗的量，负极区OH⁻浓度基本不变，pH不变，B错误； C．充电时石墨电极（放电时正极）作阳极，发生氧化反应，放电时正极反应为 ，则充电时阳极逆反应为，C正确； D．充电时Zn电极（放电时负极）作阴极，应与外接电源负极相连，D错误； 答案选C。 题型5 电解池原理的应用 1．【化学用语的正误判断】25-26高二上·江苏镇江·月考）下列有关化学用语表示正确的是 A．潮湿空气中铁钉发生吸氧腐蚀时的负极反应为： B．电解精炼铜时，阴极的电极反应式为： C．用铜作电极电解NaCl溶液： D．惰性电极电解氯化镁溶液离子方程式为： 【答案】B 【解析】A．吸氧腐蚀的负极反应是Fe失去电子生成Fe2+，反应为：，A错误； B．电解精炼铜时，阴极Cu2+得电子生成Cu，电极反应式正确，B正确； C．铜作电极时，阳极铜被氧化，电极反应式为，阴极是溶液中的得到电子发生还原反应，电极反应式为，将两个电极反应式相加可得总反应为，C错误； D．电解氯化镁溶液时，生成的OH-会与Mg2+结合形成Mg(OH)2沉淀，离子方程式为， D错误； 故答案选B。 2．【考查电化学实验装置】（24-25高二上·江苏苏州·阶段练习）下列电化学实验装置能达到实验目的的是 A．电解精炼铜 B．验证电解饱和溶液的产物 C．在铁制品上镀铜 D．构成原电池 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】A．粗铜作阳极，被氧化为铜离子进入溶液中，在阴极区被还原，生成铜单质附着在精铜上，可以得到精炼铜，A符合题意； B．该装置电流方向中错误，铁棒作阳极被氧化生成Fe2+，碳棒作阴极，生成氢气，而淀粉碘化钾为检验氯气的装置，应将电流方向翻转，铁棒作阴极，生成氢气用开口向下的试管收集，碳棒作阴极，生成的氯气用淀粉碘化钾检验，B不符题意； C．应将待镀的铁制品连接电源负极，铜片连接正极，C不符题意； D．盐桥两侧的溶液无法构成有效的氧化还原反应，不能构成原电池，铁棒应插入FeCl2溶液，碳棒插入FeCl3溶液，D不符题意； 答案选A。 解题要点 做到“三看”，正确书写电极反应式 (1)一看电极材料，若是金属(Au、Pt除外)作阳极，金属一定被电解(注：Fe生成Fe2＋)。 (2)二看介质，介质是否参与电极反应。 (3)三看是否有特殊信息，如4(3)目的是制取氧化铝，因而阳极产物不能是Al3＋，再如5(2)是非水体系，且不产生其他离子，因而离子只能在Al2Cl和AlCl之间转化。 3．【微生物电池及粗铜精炼】（25-26高二上·江苏苏州·期中）装置甲是一种将废水中的氯乙烯()转换成对环境无害的微生物电池，连接甲、乙装置进行粗铜精炼，其原理如图所示。 下列说法不正确的是 A．电解精炼时，粗铜与Y电极相连 B．电解过程中N区溶液的pH增大 C．若N电极消耗16 g，粗铜电极质量减少64 g D．M电极的电极反应式为 【答案】C 【分析】由图可知，甲装置是将化学能转化为电能的原电池，M电极为负极，水分子作用下氯乙烯在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳、氢离子和氯离子，电极反应式为：，N电极为正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为：O2+4e- +4H+=+2H2O；乙装置为精炼池，与Y电极相连的粗铜做精炼池的阳极，锌、铁铜在阳极失去电子发生氧化反应生成金属阳离子，精铜做阴极，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜。 【解析】A．由分析可知，电解精炼时，与Y电极相连的粗铜做精炼池的阳极，A正确； B．由分析可知，N电极为正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为：O2+4e- +4H+=+2H2O，所以电解过程中N电极消耗氢离子导致N区溶液的pH增大，B正确； C．由分析可知，与Y电极相连的粗铜做精炼池的阳极，锌、铁铜在阳极失去电子发生氧化反应生成金属阳离子，则N电极消耗16 g氧气时，无法计算粗铜电极减少质量，C错误； D．由分析可知，M电极为负极，水分子作用下氯乙烯在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳、氢离子和氯离子，电极反应式为：，D正确； 故选C。 解题要点 电化学综合计算的三种常用方法 (1)根据总反应式计算 先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。 (2)根据电子守恒计算 ①用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。 ②用于混合溶液中电解的分阶段计算。 (3)根据关系式计算 根据得失电子守恒定律建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。 如以通过4 mol e－为桥梁可构建如下关系式： (式中M为金属，n为其离子的化合价数值) 该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。 在电化学计算中，还常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19 C来计算电路中通过的电量。 4．【粗铜精炼】（25-26高二上·江苏镇江·月考）粗铜中含有少量铁、锌、银、金等杂质，工业上可用电解法精炼粗铜制得纯铜，下列说法正确的是 A．精铜做阳极，粗铜做阴极 B．阴极存在Cu2+能被氧化 C．精炼时，阳极反应只有： D．电解后，可用阳极泥来提炼金、银等贵重金属 【答案】D 【解析】A．电解精炼粗铜时，粗铜在反应过程中生成进入电解质溶液，发生氧化反应为阳极，A错误； B．阴极反应为，在此过程中被还原，B错误； C．粗铜中含有Fe、Zn等活泼性比Cu强的金属，在精炼过程会优先被氧化，C错误； D．电解后，阳极泥主要成分是活泼性比Cu弱的金属，其中包含Ag、Au等贵重金属，D正确； 故答案选D。 5．【电镀工作原理】（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】A．根据分析，阴极表面产生气体的反应可能为2H++2e- = H2↑，A正确； B．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； C．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； D．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6 金属的腐蚀与防护 1．【金属腐蚀】（25-26高二上·江苏镇江·期中）下列说法正确的是 A．导航卫星使用的透光电极材料——石墨烯，属于新型无机非金属材料 B．高效率钙钛矿太阳能电池直接将化学能转化为电能 C．铜器在弱酸性环境中表面生成铜绿发生的是析氢腐蚀 D．铁制品表面镀上铜保护层，是利用牺牲阳极的阴极保护法 【答案】A 【解析】A．石墨烯是无机非金属材料，A正确； B．钙钛矿电池通过光电反应将太阳能转化为电能，B错误； C．铜的还原性弱，不能在弱酸性条件下生成。生成铜绿的过程发生吸氧腐蚀，C错误； D．牺牲阳极的阴极保护法是利用还原性更强的金属作阳极，保护作为阴极的金属。铁镀铜不符合牺牲阳极保护法的定义，而是镀层保护法，D错误； 故答案选A。 2．【金属防腐】（25-26高二上·江苏苏州·期中）两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图，下列说法不正确的是 A．图1、图2中钢闸门均为电子输入的一端 B．图1、图2中钢闸门上均主要发生了还原反应 C．图1、图2中，阳极材料本身均失去电子，被氧化损耗 D．图1是牺牲阳极的阴极保护法，图2是外加电流的阴极保护法 【答案】C 【解析】A．图1为牺牲阳极的阴极保护法，牺牲阳极一般为较活泼金属，其作为原电池的负极失去电子被氧化，钢闸门为负极，为电子输入的一端；图2为外加电流的阴极保护法，阳极材料为辅助阳极，其通常是惰性电极，本身不失去电子，闸门为阴极，为电子输入的一端，故A正确； B．图1、图2中钢闸门分别为正极、阴极，其上均主要发生了还原反应，故B正确； C．图2为外加电流的阴极保护法，阳极材料为辅助阳极，其通常是惰性电极，本身不失去电子，故C错误； D．图1为牺牲阳极的阴极保护法，图2是外加电流的阴极保护法，故D正确； 故选C。 3．【探究钢铁的电化学腐蚀】（25-26高二上·江苏·阶段练习）室温下，实验小组利用如图1装置探究钢铁的电化学腐蚀，测定结果如图2所示。下列说法错误的是 A．钢铁电化学腐蚀的负极反应式：Fe-2e-=Fe2+ B．0~200 s，pH、压强增大，可能原因是溶液中H+转化为H2 C．400~600 s，正极发生的主要电极反应式为O2 +4H+-4e-=2H2O D．由实验可知，钢铁的电化学腐蚀类型与电解质溶液的pH有关 【答案】C 【解析】A．钢铁电化学腐蚀中，铁作为负极失去电子生成Fe2+，负极反应式为，A正确； B．0~200 s，初始溶液含少量稀盐酸呈酸性，可能发生析氢腐蚀，正极H+得电子生成H2，H+浓度减小使pH增大，生成H2气体导致压强增大，B正确； C．正极反应为得电子的还原反应，400~600 s时溶液酸性减弱，主要发生吸氧腐蚀，正极正确反应应为，C错误； D．实验初始酸性条件可能发生析氢腐蚀，后期pH升高可能发生吸氧腐蚀，说明腐蚀类型与电解质溶液pH有关，D正确； 故选C。 解题要点 判断金属腐蚀快慢的规律 (1)对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀。 (2)对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中。 (3)活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快。 (4)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀越快。 4．【金属腐蚀与防护】（24-25高二上·江苏南通·期中）关于金属的腐蚀与防护，下列说法不正确的是 A．图甲：铁丝不易生成 B．图乙：M不一定需要比铁活泼 C．图丙：若电源断开，闸门发生吸氧腐蚀，不易发生析氢腐蚀 D．图丙：N可选用石墨 【答案】B 【解析】A．铁丝在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀生成铁锈，在干燥空气中不能发生吸氧腐蚀，不能生成铁锈，A正确； B．由图可知，图乙为的防护方法为牺牲阳极的阴极保护法，所以金属M一定比铁活泼，B错误； C．铁在强酸性溶液中发生析氢腐蚀，在弱酸性或中性溶液中发生吸氧腐蚀，海水呈弱碱性，所以电源断开后，闸门在海水中发生吸氧腐蚀，不易发生析氢腐蚀，C正确； D．由图可知，图丙的防护方法为外加电流阴极保护法，铁闸门做电解池的阴极，则可以选用惰性电极石墨作阳极，D正确； 故选Ｂ。 易错提醒 两种保护方法的比较 外加电流的阴极保护法保护效果大于牺牲阳极的阴极保护法。 5．【铜板铁铆钉的腐蚀原理】（23-24高二上·江苏连云港·期末）铜板上的铁铆钉暴露在空气中，表面被潮湿空气或雨水浸润容易生锈，腐蚀原理如图所示，下列说法正确的是 A．铜板上的电极反应： B．腐蚀过程中电子从铁移向铜 C．当有生成时，水膜中释放 D．铁铆钉腐蚀过程中化学能全部转化为电能 【答案】B 【分析】铜板表面被潮湿空气或雨水浸润，空气中的、溶解其中，形成电解质溶液，组成原电池，加速了铁的腐蚀，铁为负极失电子产生二价铁离子，铜为正极，H+得到电子产生H2，据此作答。 【解析】A．图示为铁的析氢腐蚀，铜板上的电极反应：，故A错误； B．原电池中，电池从负极流向正极，因此是从铁移向铜，故B正确； C．未说明气体所在状态，无法计算H2体积，故C错误； D．铁铆钉腐蚀过程中化学能一部分转化为电能，一部分转化为热能等形式，故D错误； 故答案选B。 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 $