第三节 金属的腐蚀与防护（举一反三专项训练，浙江专用）【上好课】化学人教版选择性必修1

第三节 金属的腐蚀与防护 题型01 金属的电化学腐蚀 题型02 金属腐蚀的防护 题型03 多池串联类电化学装置 题型04 离子交换膜的类型及其应用 题型05 电化学综合计算 题型01 金属的电化学腐蚀 1．金属的腐蚀 (1)金属的腐蚀是指金属或合金与周围环境中的物质发生____________而腐蚀损耗的现象。 (2)金属腐蚀的实质。 金属原子___________电子被___________的过程，用反应方程式表示(M代表金属元素)为__________________。 (3)金属腐蚀的类型。 ①化学腐蚀：指金属与其他物质____________接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。腐蚀过程中无电流产生。 ②电化学腐蚀：指不纯的金属或合金发生____________反应，使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。 2．钢铁的电化学腐蚀 类别 项目 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 图形描述 条件 水膜酸性较强 水膜酸性较弱或呈中性 负极 ________________________________ 正极 ________________________________ ________________________________ 总反应 ________________________________ ________________________________ 后续反应 最终生成铁锈(主要成分为Fe2O3•nH2O)，反应如下： ________________________________，2Fe(OH)3===Fe2O3•nH2O＋(3－n)H2O 联系 通常两种腐蚀同时存在，但吸氧腐蚀更普遍 【典例1】(2026·浙江丽水发展教育共同体高二期中)化学小组研究金属的电化学腐蚀，实验如下： 实验 Ⅰ Ⅱ 装置 现象 锌片附近处颜色无变化，裸露在外的铁钉附近处出现红色。 铜片附近处出现红色，裸露在外的铁钉附近处出现蓝色 下列说法不正确的是( ) A．实验Ⅰ和Ⅱ中均发生电化学腐蚀，且铁钉腐蚀速度实验Ⅰ>实验Ⅱ B．实验Ⅰ中铁钉和实验Ⅱ中铜片附近处出现红色，发生电极反应：O2+2H2O+4e-=4OH- C．一段时间后，实验Ⅰ铁钉附近也出现了蓝色，可能是K3[ Fe(CN)6]氧化了单质Fe D．实验Ⅱ中裸露在外的铁钉附近处出现蓝色，出现蓝色的离子方程式为：K++Fe2++[ Fe(CN)6]3-= KFe[ Fe(CN)6]↓ 【变式1-1】(2025·浙江省杭州九中高二期末)铜板上铁铆钉的吸氧腐蚀原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．正极反应式为2H＋＋2e-=H2↑ B．此过程中还涉及反应4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 C．此过程中、均被腐蚀 D．此过程中电流从Fe流向Cu 【变式1-2】生活中处处有化学，下列有关说法正确的是(　　) Ⅰ Ⅱ 现象 切过咸菜的刀不及时清洗，不久便会因被腐蚀而出现锈斑 深埋在潮湿土壤中的供水铁管道，在硫酸盐还原菌作用下出现漏水 原理图 A.Ⅰ和Ⅱ发生的都是吸氧腐蚀 B.Ⅰ和Ⅱ中Fe都为负极，电极反应式是Fe-3e-===Fe3+ C.输送暖气的铁管道极易发生Ⅱ中的腐蚀 D.Ⅰ中锈斑的主要成分是Fe2O3·xH2O 【变式1-3】如图是家庭燃气灶的部件图，下列说法正确的是(　　) A.炉头容易生锈，主要是高温下铁发生电化学腐蚀 B.外壳是铝合金材料，不易锈蚀是因为铝不活泼 C.锅支架生锈的主要原因是经常沾上盐水，铁发生化学腐蚀 D.灶脚由螺钉和外层电木(一种耐高温塑料)组成，电木起到了防止金属腐蚀的作用 题型02 金属腐蚀的防护 1．本质 阻止金属发生____________反应。 2．方法 (1)加防护层，如在金属表面____________、____________、________________________等。 (2)改变金属组成或结构，如制成合金等。 (3)电化学防护 方法 牺牲阳极的阴极保护法 外加电流的阴极保护法 原理 原电池原理 电解原理 被保护金属 作____________极 作____________极 构成 被保护金属、比被保护金属活泼的金属等 被保护金属、惰性电极及直流电源等 优、缺点 无需外加电源，但需要定期更换被腐蚀的金属 无需更换电极，但消耗电能 示意图 牺牲阳极的阴极保护法示意图 外加电流的阴极保护法示意图 联系 被保护的金属都因为电子的流入而免遭腐蚀 3．影响金属腐蚀的因素。 影响金属腐蚀的因素包括金属的本性、纯度和介质三个方面： ①就金属本性来说，金属越____________，就越容易失去电子而被腐蚀。 ②同一金属越纯，越____________腐蚀。如纯铁即使在潮湿空气中反应也会很慢，而含杂质的生铁在潮湿的空气中会很快生锈而被腐蚀。 ③介质对金属腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。 4．不同条件下金属腐蚀快慢的判断。 条件 快慢顺序 腐蚀类型不同 电解原理引起的腐蚀______原电池原理引起的腐蚀______化学腐蚀______有防护措施的腐蚀(原电池原理的防护______电解原理的防护) 同种金属 强电解质溶液______弱电解质溶液______非电解质溶液 活泼性不同的两金属 活泼性差别越大，活泼性强的金属腐蚀越______ 同种电解质溶液 电解质溶液浓度越大，腐蚀越______ 【典例2】(2024·浙江6月卷)金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图： 下列说法正确的是( ) A．图1、图2中，阳极材料本身均失去电子 B．图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应：O2+2H2O+4e-=4OH- C．图2中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果 D．图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，钢闸门、阳极均不发生化学反应 【变式2-1】(2025·浙江省温州市高三一模)钢铁在潮湿空气中的电化学腐蚀基本化学原理如下图所示。下列说法不正确的是( ) A．Fe、C构成原电池的外电路 B．钢铁表面可发生反应：O2+2CO2+4e-=2CO32- C．吸氧腐蚀与析氢腐蚀可先后发生 D．利用电化学腐蚀可测定空气中氧气的含量 【变式2-2】(2025·浙江省新阵地教育联盟高三第一次联考)我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法不正确的是( ) A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应 B．通电时，阴极上的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑＋2OH- C．把锌环换成锡环后，断电时，仍能防止铁帽被腐蚀 D．断电时，正极上的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH- 【变式2-3】(2025·浙江省杭州师大附中高二期末)城镇地面下常埋有纵横交错的金属管道，如钢铁输水管等。当金属管道在潮湿土壤中形成电流回路时，就会引起这些金属制品的腐蚀。为了防止这类腐蚀的发生，某同学设计如图所示的装置。下列有关说法中正确的是( ) A．金属M比铁活泼，防护过程中电子流入金属M B．钢铁输水管表面发生还原反应 C．铜的电导率高，金属M可选用铜提高防护效果 D．若外加直流电源，钢铁输水管应连接电源的正极 题型03 多池串联类电化学装置 1．直接判断 非常直观明显的装置，如有燃料电池、铅蓄电池等在电路中时，则其他装置为电解池。 如图：A为______池，B为______池。 2．根据电池中的电极材料和电解质溶液判断 原电池一般是两个不同的金属电极或一个金属电极和一个碳棒电极；而电解池则一般都是两个惰性电极，如两个铂电极或两个碳棒电极。原电池中的电极材料和电解质溶液之间能发生自发的____________反应，电解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应。如图：A为______池，B为______池。 3．根据电极反应现象判断 在某些装置中根据电极反应现象可判断电极，并由此判断电池类型。 如图：若C极溶解，D极上析出Cu，B极附近溶液变红，A极上放出黄绿色气体，则可知乙是______池，D是正极，C是负极，甲是______池，A是阳极，B是阴极。B、D极发生还原反应，A、C极发生氧化反应。 【典例3】(2025·浙江省衢州、丽水、湖州三地市高三二模)某小组研究设计了如下装置示意图，联合制备硫酸、氯气和氢氧化钠。该设计改变了传统氯碱工业能耗大的缺点，可大幅度降低能耗。 下列说法不正确的是( ) A．甲池中，质子经内电路移向极 B．理论上，甲池中消耗的SO2和乙池中生成的Cl2的物质的量之比为1：1 C．乙池应选用阳离子交换膜 D．乙池的总反应方程式：2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH 【变式3-1】(2025·浙江省金华市高三二模)已知：将工业废气(主要成分CO2和SO2)通入足量NaHCO3溶液获得溶液A和CO2，如下装置可实现污染治理和CO2、SO2的综合利用。下列说法不正确的是( ) A．装置①实现了化学能转化为电能 B．电极2发生的反应为：O2＋4H＋＋4e-=2H2O C．反应一段时间后，装置②的阳极区溶液pH降低 D．治理过程中参与反应的SO2、CO2物质的量之比为1：1 【变式3-2】(2025·浙江省稽阳联谊学校高三联考)以钴酸锂电池为电源用丙烯腈电合成己二腈[NC(CH2)4CN]，电解质溶液为LiPF6的碳酸酯溶液，两电极均为石墨，装置如下图所示。该钴酸锂电池的总反应是LixCy+ Li1- xCoO2-= LiCoO2+Cy。下列说法不正确的是( ) A．B为正极，电极反应式为：Li1- xCoO2+ xLi+xe-= LiCoO2 B．阴极区的电极反应为2CH2=CHCN+2H＋＋2e-=NC(CH2)4CN，一段时间后，阴极室的pH增大 C．锂离子电池快速充放电的本质就是锂离子能够快速在正负极材料间嵌入和脱嵌 D．A极质量减轻14g，理论上可制备1mol己二腈 【变式3-3】 (2025·浙江省县域教研联盟高三模拟考试)一种清洁、低成本的氯碱工业双联装置工作原理如图所示，浓缩海水可以造成溶液中离子浓度差异，使离子从高浓度区域向低浓度区域迁移，从而产生离子电流。下列说法不正确的是( ) A．电极Y为负极，可以在X、Z电极上收集到H2 B．与传统氯碱工业相比，该双联装置的优点是可避免使用离子交换膜 C．装置Ⅱ中的电极质量每变化mg，装置I中可制得LiCl D．随着装置的运行，电极Z附近溶液的pH增大，电极W附近有白色沉淀出现 题型04 离子交换膜的类型及其应用 1．交换膜类型 交换膜类型 阳膜 阴膜 双极膜 特定的交换膜 允许通过的离子及移动方向 阳离子移向原电池的_______极(电解池的阴极) 阴离子移向原电池的_______极(电解池的阳极) 中间层中的H2O解离出_______和_______，H＋移向原电池的_______极(电解池的_______极)，OH－移向原电池的_______极(电解池的_______极) 只允许特定的离子或分子通过，如质子交换膜只允许_______通过，氯离子交换膜只允许_______通过 通性 无论是原电池还是电解池中，阳离子均移向得___________的一极，阴离子均移向失___________的一极 2．离子交换膜的功能：选择性透过离子，平衡电荷，形成__________________。 3．离子交换膜的作用及意义 (1)隔离某些物质，防止发生反应，常用于物质制备。 (2)限制某些离子的移动，常用于物质制备及纯化。 (3)双极膜：由一张阳膜和一张阴膜复合制成的阴、阳复合膜。该膜的特点是在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－并分别通过阳膜和阴膜，作为_______和_______的离子源。 【典例4】(2026·浙江强基联盟高二期中联考)某同学利用如下装置探究可逆反应2Fe3++2I-I2+2Fe2+，已知离子交换膜只允许相应类型的离子通过，下列说法不正确的是( ) A．电极A上发生的电极反应为Fe2+-e-=Fe3+ B．向极迁移 C．反应达平衡时电路中的电流最大 D．反应一段时间后，向硫酸亚铁溶液中加入一定量硫酸铁固体，可使电流反向流动 【变式4-1】(2025·浙江省杭州下沙区高二期末)利用双极膜电解法将二氧化碳转化为CaCO3矿化封存，同时得到氧气、氢气、高浓度盐酸等产品，原理如图。下列说法正确的是( ) A．右侧的双极膜中间层的向右移动 B．a极电极反应式为4OH--4e-=O2↑＋2H2O C．向碱室中加入NaHCO3固体，有利于CO2的矿化封存 D．电解固碳的总反应： 【变式4-2】(2025·浙江省北斗星盟三模)用惰性电极电解碳酸钠溶液时，阳极无气体产生，但在阳极区检测到新增一种摩尔质量为的含碳元素的带2个单位负电荷的阴离子(碳元素的化合价为+4)。下列叙述正确的是( ) A．新增的这种阴离子只含有极性键 B．若用铅酸蓄电池作电源，Pb电极与a相接 C．电极B发生的电极反应为2H＋＋2e-=H2↑ D．其他条件不变，增加电解的电压，阳极区可能产生气体 【变式4-3】(2025·浙江省杭州市高三一模)利用丙烯腈(CH2=CHCN)制备己二腈[NC(CH2)4CN]的电有机合成装置如图所示。下列说法不正确的是( ) A．电极a为阴极 B．四甲基溴化铵[(CH3)4NBr]可增加溶液导电性 C．交换膜为质子交换膜 D．电解过程中，右侧溶液的pH不变 题型05 电化学综合计算 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______________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______________。 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______________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4mole-为桥梁可构建如下关系式： 4e-~ (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，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。 提示：在电化学计算中，还常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19C来计算电路中通过的电量。 【典例5】将含有0.4 mol Cu(NO3)2和0.4 mol KCl的水溶液1 L，用惰性电极电解一段时间后，在一电极上析出19.2 g Cu；此时，在另一电极上放出气体的体积在标准状况下为(不考虑产生的气体在水中的溶解)(　　) A．3.36 L B．5.6 L C．6.72 L D．13.44 L 【变式5-1】用惰性电极电解2 L 0.5 mol/L的硝酸银溶液，当在电路中通过0.1 mol电子后，调换正、负极，电路中又通过了0.2 mol电子，此时溶液pH为(假设溶液体积不变)( ) A．1 B．2 C．3 D．无法确定 【变式5-2】用惰性电极电解一定浓度CuSO4溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。则下列说法正确的是( ) A．电解过程中阴极没有气体生成 B．电解过程中转移的电子的物质的量为0.4 mol C．原CuSO4溶液的浓度为0.1 mol·L－1 D．电解过程中阳极收集气体体积为1.12 L(标准状况下) 【变式5-3】如图所示，通电5 min后，电极5的质量增加2.16 g，请回答下列问题： (1)a为电源的 (填“正”或“负”)极，C池是 池。A池阳极的电极反应为 ，C池阴极的电极反应为 。 (2)如果B池中共收集到224 mL气体(标准状况)且溶液体积为200 mL(设电解过程中溶液体积不变)，则通电前溶液中Cu2＋的物质的量浓度为 。 (3)如果A池溶液是200 mL足量的食盐水(电解过程溶液体积不变)，则通电后，溶液的pH为 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三节 金属的腐蚀与防护 题型01 金属的电化学腐蚀 题型02 金属腐蚀的防护 题型03 多池串联类电化学装置 题型04 离子交换膜的类型及其应用 题型05 电化学综合计算 题型01 金属的电化学腐蚀 1．金属的腐蚀 (1)金属的腐蚀是指金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。 (2)金属腐蚀的实质。 金属原子失去电子被氧化的过程，用反应方程式表示(M代表金属元素)为M－ne－===Mn＋。 (3)金属腐蚀的类型。 ①化学腐蚀：指金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。腐蚀过程中无电流产生。 ②电化学腐蚀：指不纯的金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。 2．钢铁的电化学腐蚀 类别 项目 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 图形描述 条件 水膜酸性较强 水膜酸性较弱或呈中性 负极 Fe－2e－===Fe2＋ 正极 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 总反应 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 后续反应 最终生成铁锈(主要成分为Fe2O3•nH2O)，反应如下： 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3•nH2O＋(3－n)H2O 联系 通常两种腐蚀同时存在，但吸氧腐蚀更普遍 【典例1】(2026·浙江丽水发展教育共同体高二期中)化学小组研究金属的电化学腐蚀，实验如下： 实验 Ⅰ Ⅱ 装置 现象 锌片附近处颜色无变化，裸露在外的铁钉附近处出现红色。 铜片附近处出现红色，裸露在外的铁钉附近处出现蓝色 下列说法不正确的是( ) A．实验Ⅰ和Ⅱ中均发生电化学腐蚀，且铁钉腐蚀速度实验Ⅰ>实验Ⅱ B．实验Ⅰ中铁钉和实验Ⅱ中铜片附近处出现红色，发生电极反应：O2+2H2O+4e-=4OH- C．一段时间后，实验Ⅰ铁钉附近也出现了蓝色，可能是K3[ Fe(CN)6]氧化了单质Fe D．实验Ⅱ中裸露在外的铁钉附近处出现蓝色，出现蓝色的离子方程式为：K++Fe2++[ Fe(CN)6]3-= KFe[ Fe(CN)6]↓ 【答案】A 【解析】实验Ⅰ中锌比铁活泼，锌片作负极，铁钉作正极；实验Ⅱ中铁比铜活泼，铁钉作负极，铜片作正极。A项，实验I和Ⅱ中都是中性环境，均发生吸氧腐蚀，实验I中锌为负极，铁为正极被保护，腐蚀慢，实验Ⅱ中Fe为负极，腐蚀加快，铁钉腐蚀速度实验Ⅰ<实验Ⅱ，A错误；A项，实验Ⅰ中铁钉和实验Ⅱ中铜片均作正极，均发生O2的还原反应，电极反应：O2+2H2O+4e-=4OH-，B正确；C项，实验I中Fe为正极，本应无Fe2+，一段时间后，铁钉附近出现了蓝色，说明溶液中生成了Fe2+，可能是K3[Fe(CN)6]氧化了Fe单质，C正确；D项，实验Ⅱ中Fe为负极，反应生成Fe2+，Fe2+与 K3[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀，离子方程式为：K++Fe2++[Fe(CN)6]3−=KFe[Fe(CN)6]↓，D正确；故选A。 【变式1-1】(2025·浙江省杭州九中高二期末)铜板上铁铆钉的吸氧腐蚀原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．正极反应式为2H＋＋2e-=H2↑ B．此过程中还涉及反应4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 C．此过程中、均被腐蚀 D．此过程中电流从Fe流向Cu 【答案】B 【解析】根据图片知，水中溶解了氧气，铜、铁和水构成了原电池，较活泼的金属作负极，较不活泼的金属作正极，发生吸氧腐蚀，负极上铁失电子发生氧化反应，正极上氧气得电子发生还原反应，原电池放电时，电子从负极流向正极。A．正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，故A错误；B．负极上发生的电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，正极上的电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁不稳定，容易被空气中的氧气氧化生成氢氧化铁，反应方程式为：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3，故B正确；C．该原电池中铜作正极，原电池放电时，负极失电子容易被腐蚀，正极被保护，所以铜不被腐蚀，故C错误；D．该原电池放电时，外电路上电子从负极铁流向正极铜，电流从Cu移向Fe，故D错误；故选B。 【变式1-2】生活中处处有化学，下列有关说法正确的是(　　) Ⅰ Ⅱ 现象 切过咸菜的刀不及时清洗，不久便会因被腐蚀而出现锈斑 深埋在潮湿土壤中的供水铁管道，在硫酸盐还原菌作用下出现漏水 原理图 A.Ⅰ和Ⅱ发生的都是吸氧腐蚀 B.Ⅰ和Ⅱ中Fe都为负极，电极反应式是Fe-3e-===Fe3+ C.输送暖气的铁管道极易发生Ⅱ中的腐蚀 D.Ⅰ中锈斑的主要成分是Fe2O3·xH2O 【答案】D 【解析】由图可知，Ⅱ中在还原菌作用下硫酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成氢硫酸根离子，没有氧气参与反应，所以Ⅱ发生的不是吸氧腐蚀，故A错误；由图可知，Ⅰ和Ⅱ中铁都为负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，故B错误；输送暖气的铁管道不易发生Ⅱ中的腐蚀，因为温度过高会使硫酸盐还原菌失活，故C错误；由图可知，Ⅰ中发生的是吸氧腐蚀，锈斑的主要成分是Fe2O3·xH2O，故D正确。 【变式1-3】如图是家庭燃气灶的部件图，下列说法正确的是(　　) A.炉头容易生锈，主要是高温下铁发生电化学腐蚀 B.外壳是铝合金材料，不易锈蚀是因为铝不活泼 C.锅支架生锈的主要原因是经常沾上盐水，铁发生化学腐蚀 D.灶脚由螺钉和外层电木(一种耐高温塑料)组成，电木起到了防止金属腐蚀的作用 【答案】D 【解析】燃气灶的中心部位容易生锈，主要是高温下铁发生化学腐蚀，A错误；铝的化学性质活泼，B错误；锅支架生锈的主要原因是经常沾上盐水，发生电化学腐蚀，C错误；外层电木阻止螺钉与空气接触，保护了内层的螺钉，防止金属腐蚀，D正确。 题型02 金属腐蚀的防护 1．本质 阻止金属发生氧化反应。 2．方法 (1)加防护层，如在金属表面涂油或油漆、覆盖塑料、镀不活泼金属等。 (2)改变金属组成或结构，如制成合金等。 (3)电化学防护 方法 牺牲阳极的阴极保护法 外加电流的阴极保护法 原理 原电池原理 电解原理 被保护金属 作正极 作阴极 构成 被保护金属、比被保护金属活泼的金属等 被保护金属、惰性电极及直流电源等 优、缺点 无需外加电源，但需要定期更换被腐蚀的金属 无需更换电极，但消耗电能 示意图 牺牲阳极的阴极保护法示意图 外加电流的阴极保护法示意图 联系 被保护的金属都因为电子的流入而免遭腐蚀 3．影响金属腐蚀的因素。 影响金属腐蚀的因素包括金属的本性、纯度和介质三个方面： ①就金属本性来说，金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀。 ②同一金属越纯，越难腐蚀。如纯铁即使在潮湿空气中反应也会很慢，而含杂质的生铁在潮湿的空气中会很快生锈而被腐蚀。 ③介质对金属腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。 4．不同条件下金属腐蚀快慢的判断。 条件 快慢顺序 腐蚀类型不同 电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀(原电池原理的防护＞电解原理的防护) 同种金属 强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液 活泼性不同的两金属 活泼性差别越大，活泼性强的金属腐蚀越快 同种电解质溶液 电解质溶液浓度越大，腐蚀越快 【典例2】(2024·浙江6月卷)金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图： 下列说法正确的是( ) A．图1、图2中，阳极材料本身均失去电子 B．图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应：O2+2H2O+4e-=4OH- C．图2中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果 D．图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，钢闸门、阳极均不发生化学反应 【答案】B 【解析】A项，图1为牺牲阳极的阴极瓮中保护法，牺牲阳极一般为较活泼金属，其作为原电池的负极，其失去电子被氧化；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，其本身不失去电子，电解质溶液中的阴离子在其表面失去电子，如海水中的Cl-，A不正确；B项，图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面积累的电子很多，除了海水中的H+放电外，海水中溶解的O2也会竞争放电，故可发生O2+2H2O+4e-=4OH-，B正确；C项，图2为外加电流的阴极保护法，理论上只要能对抗钢闸门表面的腐蚀电流即可，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时保护效果最好；腐蚀电流会随着环境的变化而变化，若外加电压保持恒定不变，则不能保证抵消腐蚀电流，不利于提高对钢闸门的防护效果，C不正确；D项，图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，说明从牺牲阳极或外加电源传递过来的电子阻止了Fe-2e-=Fe2+的发生，钢闸门不发生化学反应，但是牺牲阳极和发生了氧化反应，辅助阳极上也发生了氧化反应，D不正确；故选B。 【变式2-1】(2025·浙江省温州市高三一模)钢铁在潮湿空气中的电化学腐蚀基本化学原理如下图所示。下列说法不正确的是( ) A．Fe、C构成原电池的外电路 B．钢铁表面可发生反应：O2+2CO2+4e-=2CO32- C．吸氧腐蚀与析氢腐蚀可先后发生 D．利用电化学腐蚀可测定空气中氧气的含量 【答案】D 【解析】A项，钢铁在潮湿的空气中会发生电化学腐蚀，从图中可以看出，Fe失去电子，电子通过外电路流向C，所以Fe、C构成原电池的外电路，A正确；B项，在钢铁表面，O2得电子生成OH-，若此时溶液中溶有CO2，则可与OH-反应生成CO32-等，从而发生反应：O2+2CO2+4e-=2CO32-，B正确；C项，钢铁在潮湿的空气中，开始时电解质溶液的酸性较强，可能发生析氢腐蚀，随着反应进行，溶液酸性减弱，可能会发生吸氧腐蚀，所以吸氧腐蚀与析氢腐蚀可先后发生，C正确；D项，电化学腐蚀过程中，氧气的消耗量难以准确测量和控制，且会受到多种因素的干扰，不能准确利用电化学腐蚀测定空气中氧气的含量，D不正确；故选D。 【变式2-2】(2025·浙江省新阵地教育联盟高三第一次联考)我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法不正确的是( ) A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应 B．通电时，阴极上的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑＋2OH- C．把锌环换成锡环后，断电时，仍能防止铁帽被腐蚀 D．断电时，正极上的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH- 【答案】C 【解析】根据电源和直流电方向可知，锌环作阳极、铁帽作阴极。A项，通电时锌环与电源的正极相连，作阳极，发生氧化反应，A正确；B项，通电时铁作阴极，水中氢离子放电，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，B正确；C项，因铁比锡活泼，断电时构成原电池，锡作正极，而铁作负极被消耗，所以铁帽被腐蚀，C错误；D项，断电时构成原电池，铁作正极氧气得电子，即正极上的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，D正确； 故选C。 【变式2-3】(2025·浙江省杭州师大附中高二期末)城镇地面下常埋有纵横交错的金属管道，如钢铁输水管等。当金属管道在潮湿土壤中形成电流回路时，就会引起这些金属制品的腐蚀。为了防止这类腐蚀的发生，某同学设计如图所示的装置。下列有关说法中正确的是( ) A．金属M比铁活泼，防护过程中电子流入金属M B．钢铁输水管表面发生还原反应 C．铜的电导率高，金属M可选用铜提高防护效果 D．若外加直流电源，钢铁输水管应连接电源的正极 【答案】B 【解析】该装置为牺牲阳极的阴极保护法，M为原电池负极，被牺牲；钢铁输水管为原电池正极，被保护。A．由分析可知，M为原电池负极，故M比铁活泼，且防护过程中电子从金属M流出，A错误；B．由分析可知，钢铁输水管为原电池正极，发生还原反应，B正确；C．若金属M为铜，其活泼性小于铁，作原电池的正极，铁作负极，故不能保护钢铁输水管，C错误；D．若外加直流电源，钢铁输水管应连接电源的负极，D错误；故选B。 题型03 多池串联类电化学装置 1．直接判断 非常直观明显的装置，如有燃料电池、铅蓄电池等在电路中时，则其他装置为电解池。 如图：A为原电池，B为电解池。 2．根据电池中的电极材料和电解质溶液判断 原电池一般是两个不同的金属电极或一个金属电极和一个碳棒电极；而电解池则一般都是两个惰性电极，如两个铂电极或两个碳棒电极。原电池中的电极材料和电解质溶液之间能发生自发的氧化还原反应，电解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应。如图：A为电解池，B为原电池。 3．根据电极反应现象判断 在某些装置中根据电极反应现象可判断电极，并由此判断电池类型。 如图：若C极溶解，D极上析出Cu，B极附近溶液变红，A极上放出黄绿色气体，则可知乙是原电池，D是正极，C是负极，甲是电解池，A是阳极，B是阴极。B、D极发生还原反应，A、C极发生氧化反应。 【典例3】(2025·浙江省衢州、丽水、湖州三地市高三二模)某小组研究设计了如下装置示意图，联合制备硫酸、氯气和氢氧化钠。该设计改变了传统氯碱工业能耗大的缺点，可大幅度降低能耗。 下列说法不正确的是( ) A．甲池中，质子经内电路移向极 B．理论上，甲池中消耗的SO2和乙池中生成的Cl2的物质的量之比为1：1 C．乙池应选用阳离子交换膜 D．乙池的总反应方程式：2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH 【答案】D 【解析】如图所示，甲池为原电池，乙池为电解池，电极A上Cl-放电生成Cl2，则电极A为阳极，电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑；电极B为阴极，电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-；甲池中Pt1为负极，电极反应为SO2+2H2O-2e-=4H++SO42-，Pt2为正极，电极反应为O2+4H++4e-=2H2O，甲池可以制备硫酸，乙池阳极制备氯气，阴极制备NaOH。A项，甲池为原电池，阳离子向正极移动，则质子向Pt2电极移动，A正确；B项，当转移2mol电子时，甲池消耗1molSO2，乙池生成1molCl2，故甲池中消耗的SO2和乙池中生成的Cl2的物质的量之比为1∶1，B正确；C项，乙池中左侧加入的饱和NaCl溶液中，钠离子向阴极B移动，用于制备NaOH，故乙池应选用阳离子交换膜，C正确；D项，将阳极的反应×2加上阴极的反应得到总反应为4NaCl＋2H2O+O22Cl2↑＋4NaOH，D错误；故选D。 【变式3-1】(2025·浙江省金华市高三二模)已知：将工业废气(主要成分CO2和SO2)通入足量NaHCO3溶液获得溶液A和CO2，如下装置可实现污染治理和CO2、SO2的综合利用。下列说法不正确的是( ) A．装置①实现了化学能转化为电能 B．电极2发生的反应为：O2＋4H＋＋4e-=2H2O C．反应一段时间后，装置②的阳极区溶液pH降低 D．治理过程中参与反应的SO2、CO2物质的量之比为1：1 【答案】D 【解析】将工业废气(主要成分CO2和SO2)通入足量NaHCO3溶液获得溶液A和CO2，溶液A为Na2SO3，分析装置如下：装置①为原电池装置，电极1为负极，发生氧化反应：SO2＋2H2O-2e-=SO42-+4H+，电极2为正极，发生还原反应：O2＋4H＋＋4e-=2H2O，装置②为电解池，电极3为阳极，发生氧化反应：SO32-＋H2O-2e-=SO42-+2H+，电极4为阴极，发生还原反应：CO2＋2H++2e-=HCOOH。A项，根据分析可知，装置①为原电池装置，实现了化学能转化为电能，A正确；B项，根据分析可知，电极2为正极，发生还原反应：O2＋4H＋＋4e-=2H2O，B正确；C项，装置②为电解池，电极3为阳极，发生氧化反应：SO32-＋H2O-2e-=SO42-+2H+，反应一段时间，溶液pH降低，C正确；D项，将工业废气(主要成分CO2和SO2)通入足量NaHCO3溶液获得溶液A和CO2，二氧化碳的量增多，治理过程中参与反应的SO2、CO2物质的量之比小于1：1，D错误；故选D。 【变式3-2】(2025·浙江省稽阳联谊学校高三联考)以钴酸锂电池为电源用丙烯腈电合成己二腈[NC(CH2)4CN]，电解质溶液为LiPF6的碳酸酯溶液，两电极均为石墨，装置如下图所示。该钴酸锂电池的总反应是LixCy+ Li1- xCoO2-= LiCoO2+Cy。下列说法不正确的是( ) A．B为正极，电极反应式为：Li1- xCoO2+ xLi+xe-= LiCoO2 B．阴极区的电极反应为2CH2=CHCN+2H＋＋2e-=NC(CH2)4CN，一段时间后，阴极室的pH增大 C．锂离子电池快速充放电的本质就是锂离子能够快速在正负极材料间嵌入和脱嵌 D．A极质量减轻14g，理论上可制备1mol己二腈 【答案】B 【解析】由钴酸锂电池的总反应LixCy+ Li1- xCoO2-= LiCoO2+Cy可知，A极上LixCy转化为Cy，失去Li+和电子，作负极，则B作正极，C作阳极，D作阴极。A项，由分析可知，B为正极，其电极反应式为：Li1- xCoO2+ xLi+xe-= LiCoO2，A正确；B项，阴极区的电极反应为2CH2=CHCN+2H＋＋2e-=NC(CH2)4CN，过程中阳极区的H+通过质子交换膜移动到阴极区，根据电荷守恒可知，一段时间后，H+浓度不变，则pH不变，B错误；C项，锂离子电池快速充放电的本质就是锂离子能够快速在正负极材料间嵌入和脱嵌，C正确；D项，A极质量减轻14g，则电路中转移2 mol e-，根据2CH2=CHCN+2H＋＋2e-=NC(CH2)4CN 生成1mol己二腈，D正确； 故选B。 【变式3-3】 (2025·浙江省县域教研联盟高三模拟考试)一种清洁、低成本的氯碱工业双联装置工作原理如图所示，浓缩海水可以造成溶液中离子浓度差异，使离子从高浓度区域向低浓度区域迁移，从而产生离子电流。下列说法不正确的是( ) A．电极Y为负极，可以在X、Z电极上收集到H2 B．与传统氯碱工业相比，该双联装置的优点是可避免使用离子交换膜 C．装置Ⅱ中的电极质量每变化mg，装置I中可制得LiCl D．随着装置的运行，电极Z附近溶液的pH增大，电极W附近有白色沉淀出现 【答案】C 【解析】结合题干信息，装置Ⅰ为原电池，装置Ⅱ为电解池，装置Ⅰ中，Li+移向X电极，故X为正极，Y为负极；Z为阴极，W为阳极，X电极反应为2H++2e-=H2↑，W电极反应为Ag-e-=Ag+，生成的银离子再发生Ag++Cl-=AgCl↓，Z电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-。A项，电极Y为负极，可以在X、Z电极上收集到H2，故A正确；B项，反应中，氯离子生成氯化银，可以不使用离子交换膜，故与传统氯碱工业相比，该双联装置可避免使用离子交换膜，故B正确；C项，W电极反应为Ag-e-=Ag+，装置Ⅱ中的W电极质量每变化mg，该电极减少mg银，转移电子的物质的量为，结合得失电子守恒，故装置I中X电极生成 LiCl，则装置I中可制得LiCl，故C错误；D项，Z电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，随着装置的运行，电极Z附近溶液的pH增大，电极W反应为Ag-e-=Ag+，生成的银离子再发生Ag++Cl-=AgCl↓，故附近有白色沉淀出现，故D正确；故选C。 题型04 离子交换膜的类型及其应用 1．交换膜类型 交换膜类型 阳膜 阴膜 双极膜 特定的交换膜 允许通过的离子及移动方向 阳离子移向原电池的正极(电解池的阴极) 阴离子移向原电池的负极(电解池的阳极) 中间层中的H2O解离出H＋和OH－，H＋移向原电池的正极(电解池的阴极)，OH－移向原电池的负极(电解池的阳极) 只允许特定的离子或分子通过，如质子交换膜只允许H＋通过，氯离子交换膜只允许Cl－通过 通性 无论是原电池还是电解池中，阳离子均移向得电子的一极，阴离子均移向失电子的一极 2．离子交换膜的功能：选择性透过离子，平衡电荷，形成闭合回路。 3．离子交换膜的作用及意义 (1)隔离某些物质，防止发生反应，常用于物质制备。 (2)限制某些离子的移动，常用于物质制备及纯化。 (3)双极膜：由一张阳膜和一张阴膜复合制成的阴、阳复合膜。该膜的特点是在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－并分别通过阳膜和阴膜，作为H＋和OH－的离子源。 【典例4】(2026·浙江强基联盟高二期中联考)某同学利用如下装置探究可逆反应2Fe3++2I-I2+2Fe2+，已知离子交换膜只允许相应类型的离子通过，下列说法不正确的是( ) A．电极A上发生的电极反应为Fe2+-e-=Fe3+ B．向极迁移 C．反应达平衡时电路中的电流最大 D．反应一段时间后，向硫酸亚铁溶液中加入一定量硫酸铁固体，可使电流反向流动 【答案】C 【解析】该装置为原电池，根据电子流向可知，电极A为负极，失去电子发生氧化反应，电极B为正极，得到电子发生还原反应。A项，A极为硫酸亚铁溶液，发生Fe2+失电子氧化为Fe3+的反应，电极反应为Fe2+-e-=Fe3+，A正确；A项，原电池中阳离子向正极迁移，故Na+向正极B极迁移，B正确；C项，可逆反应达平衡时，正逆反应速率相等，无净电子转移，电路中电流为0，并非最大，C错误；D项，反应一段时间后，加入Fe3+使可逆反应2Fe3++2I-I2+2Fe2+正向进行，此时Fe3+得电子为正极(A电极)、I-失电子为负极(B电极)，电极正负极反转，电流反向流动，D正确；故选C。 【变式4-1】(2025·浙江省杭州下沙区高二期末)利用双极膜电解法将二氧化碳转化为CaCO3矿化封存，同时得到氧气、氢气、高浓度盐酸等产品，原理如图。下列说法正确的是( ) A．右侧的双极膜中间层的向右移动 B．a极电极反应式为4OH--4e-=O2↑＋2H2O C．向碱室中加入NaHCO3固体，有利于CO2的矿化封存 D．电解固碳的总反应： 【答案】D 【解析】右侧双极膜中氢离子进入酸室，氢氧根离子右移在电极b上发生还原反应生成O2，所以b为阳极，左侧双极膜中氢氧根离子进入碱室，与二氧化碳反应生成碳酸根离子，氢离子左移在电极a上发生氧化反应生成H2，所以a为阴极。A．根据分析，右侧的双极膜中间层的H+向左移动，进入酸室，A错误；B．根据分析，a极电极反应式为2H＋＋2e-=H2↑，B错误；C．碱室中二氧化碳和碱反应生成碳酸根离子，碳酸根离子通过左侧阴离子交换膜进入中间室内，与Ca2+结合形成碳酸钙，加入NaHCO3固体会消耗氢氧根不利于CO2的吸收，C错误；D．根据电解池中的产物，电解固碳的总反应为：，D正确；故选D。 【变式4-2】(2025·浙江省北斗星盟三模)用惰性电极电解碳酸钠溶液时，阳极无气体产生，但在阳极区检测到新增一种摩尔质量为的含碳元素的带2个单位负电荷的阴离子(碳元素的化合价为+4)。下列叙述正确的是( ) A．新增的这种阴离子只含有极性键 B．若用铅酸蓄电池作电源，Pb电极与a相接 C．电极B发生的电极反应为2H＋＋2e-=H2↑ D．其他条件不变，增加电解的电压，阳极区可能产生气体 【答案】D 【解析】摩尔质量为120g·molˉ1的含碳元素的带2个单位负电荷的阴离子(碳元素的化合价为+4)，可知生成的阴离子为C2O62-，阳极无气体产生，故A为阳极，电极反应为2CO32-－2e-= C2O62-，B为阴极，电极反应为2H2O+2e-=H2↑＋2OH-。A项，阴离子为过二碳酸根离子C2O62-，存在氧氧非极性键，A错误；B项，Pb电极为负极，失电子，要与阴极b相连，B错误；C项，碱性条件下不出现氢离子，电极B发生的电极反应为：2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，C错误；D项，其他条件不变，增加电解的电压，失电子能力强，可能会产生氧气，阳极区可能产生气体，D正确；故选D。 【变式4-3】(2025·浙江省杭州市高三一模)利用丙烯腈(CH2=CHCN)制备己二腈[NC(CH2)4CN]的电有机合成装置如图所示。下列说法不正确的是( ) A．电极a为阴极 B．四甲基溴化铵[(CH3)4NBr]可增加溶液导电性 C．交换膜为质子交换膜 D．电解过程中，右侧溶液的pH不变 【答案】D 【解析】由图可知，丙烯腈转化为己二腈，C元素化合价降低，故a为阴极，电极反应为：2CH2=CHCN+2e-+2H+= NC(CH2)4CN；b为阳极，电极式为：2H2O-4e-=O2↑＋4H＋，交换膜为质子交换膜，H+通过质子交换膜移向阴极。A项，电极a为阴极，A正确；B项，四甲基溴化铵[(CH3)4NBr]可增加溶液中的离子浓度，可增加溶液的导电性，B正确；C项，交换膜为质子交换膜，C正确；D项，电解过程中，右侧消耗水，氢离子迁移至阴极室，硫酸浓度增大，pH减小，D错误；故选D。 题型05 电化学综合计算 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4mole-为桥梁可构建如下关系式： 4e-~ (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，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。 提示：在电化学计算中，还常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19C来计算电路中通过的电量。 【典例5】将含有0.4 mol Cu(NO3)2和0.4 mol KCl的水溶液1 L，用惰性电极电解一段时间后，在一电极上析出19.2 g Cu；此时，在另一电极上放出气体的体积在标准状况下为(不考虑产生的气体在水中的溶解)(　　) A．3.36 L B．5.6 L C．6.72 L D．13.44 L 【答案】B 【解析】根据电解原理，阴、阳两极发生的电极反应为阴极：Cu2＋＋2e－===Cu，阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑。由题意知，在阴极上析出Cu：＝0.3 mol，则转移电子0.6 mol，根据电子得失守恒分析，阳极上除Cl－放电外，OH－也会放电产生O2，即4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，经计算可知得到Cl2 0.2 mol，得到O2 0.05 mol，故阳极放出气体的体积为 (0.2 mol＋0.05 mol)×22.4 L·mol－1＝5.6 L。 【变式5-1】用惰性电极电解2 L 0.5 mol/L的硝酸银溶液，当在电路中通过0.1 mol电子后，调换正、负极，电路中又通过了0.2 mol电子，此时溶液pH为(假设溶液体积不变)( ) A．1 B．2 C．3 D．无法确定 【答案】A 【解析】2 L 0.5 mol/L的硝酸银溶液含n(Ag＋)＝1 mol，调换正、负极前，电极反应式为阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；阴极：4Ag＋＋4e－===4Ag，则电路中通过0.1 mol e－时生成0.1 mol Ag，同时反应0.1 mol OH－，得到0.1 mol H＋；调换正、负极后，电极反应式为阳极：4Ag－4e－===4Ag＋(先)，4OH－－4e－===2H2O＋O2↑(后)；阴极：4Ag＋＋4e－===4Ag，故总共得到0.2 mol H＋，c(H＋)＝0.1 mol/L，pH＝－lg c(H＋)＝1。 【变式5-2】用惰性电极电解一定浓度CuSO4溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。则下列说法正确的是( ) A．电解过程中阴极没有气体生成 B．电解过程中转移的电子的物质的量为0.4 mol C．原CuSO4溶液的浓度为0.1 mol·L－1 D．电解过程中阳极收集气体体积为1.12 L(标准状况下) 【答案】B 【解析】加入0.1 mol Cu(OH)2相当于加入0.1 mol CuO和0.1 mol H2O，故CuSO4电解完后还电解了部分水，阴极析出了0.1 mol Cu和0.1 mol H2，A错误；析出0.1 mol Cu转移电子0.2 mol，析出0.1 mol H2转移电子0.2 mol，故转移的电子的总物质的量为0.4 mol，B正确；原CuSO4溶液的物质的量为0.1 mol，不知溶液体积，无法求浓度，C错误；电解过程中阳极始终产生O2，根据转移的电子的总物质的量为0.4 mol，产生O2体积为2.24 L(标准状况下)，D错误。 【变式5-3】如图所示，通电5 min后，电极5的质量增加2.16 g，请回答下列问题： (1)a为电源的 (填“正”或“负”)极，C池是 池。A池阳极的电极反应为 ，C池阴极的电极反应为 。 (2)如果B池中共收集到224 mL气体(标准状况)且溶液体积为200 mL(设电解过程中溶液体积不变)，则通电前溶液中Cu2＋的物质的量浓度为 。 (3)如果A池溶液是200 mL足量的食盐水(电解过程溶液体积不变)，则通电后，溶液的pH为 。 【答案】(1)负 电解 2Cl－－2e－===Cl2↑ Ag＋＋e－===Ag (2)0.025 mol·L－1 (3)13 【解析】根据已知条件通电5 min后，电极5的质量增加2.16 g，说明电极5作阴极，银离子放电，电极反应为Ag＋＋e－===Ag，转移电子的物质的量为0.02 mol，同时可知电极6作阳极，与电源的正极相连。同时可得a是负极，b是正极，电极1、3、5作阴极，电极2、4、6作阳极。由此可得(1)中答案。 (2)B池中电解总反应为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，若转移0.02 mol电子时只收集到O2(只电解溶质)，则根据关系式2CuSO4～O2～4e－可得n(O2)＝0.005 mol，体积为112 mL(标准状况)<224 mL，说明溶质CuSO4已耗完，然后电解水。设整个过程消耗CuSO4 x mol，H2O y mol，则有2x＋2y＝0.02，1/2x＋3、2y＝0.01，解得x＝y＝0.005，则c(CuSO4)＝0.025 mol·L－1。(3)由于A池中电解液足量，A池中只发生反应2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，根据关系式NaOH～e－，生成的n(NaOH)＝0.02 mol，则c(NaOH)＝0.02mol/0.2L＝0.1 mol·L－1，即溶液的pH＝13。 / 学科网（北京）股份有限公司 $