小练33 电化学中的实验-【衡水金卷·先享题】2026年新高考化学拿满基础分自主小练

化学 不会腐蚀，A项错误：30%硫酸是强酸性环境，大量发 生析氢腐蚀，B项错误：硫酸浓度≥50%，腐蚀速率接 近为0，则低碳铬钢钝化，C项正确；超过70℃后，因 为没有加入硫酸，所以实验中没有SO2生成，D项 错误。 6,D【解析】若左侧锌发生吸氧腐蚀，则锥形瓶内气压 减小，左侧红墨水在外界大气压作用下被压入左侧导 管，左侧导管内的红色水柱缓缓上升，A项正确；浸没 在CuSO,溶液中的铜丝作阳极，与原电池正极相连， 表面变得粗糙无光泽，B项正确；正极反应为O2十 2H2O十4e=4OH,正极附近溶液pH增大，碱性 增强，C项正确：实验结束后称量铜棒质量增加 0.064g,电极反应式为Cu2+十2e—Cu,则电路中 转移0.002mol电子，D项错误。 7.C【解析】不管黏土区还是砂土区，钢管都作负极， A项错误；电子由砂土区钢管中的铁流向砂土区的钢 管中的碳上，B项错误：每消耗标况下33.6L即 1.5molO2,需要得到1.5mol×4=6mol电子，故最 终可生成6mol=1mol铁锈(Fe,O,·xH,O),C项正 6 确；砂土区若为强酸性，则发生析氢腐蚀，电极反应为 2H+十2e一H2个，若为中性、弱酸性或碱性，则发 生吸氧腐蚀，则钢管表面发生的电极反应为O,十4e 十2HO一4OH,D项错误。 8.D【解析】通电时，锌环连接电源正极，所以锌为阳 极，阳极发生氧化反应，A项正确：阴极为溶液中氢离 子得电子，发生的电极反应为2HO十2e—H2个 十2。H,B项正确；断电时发生原电池反应，锌环失 电子作负极，电极反应为Zn一2e—Zn+,C项正 确；断电时锌作负极，属于牺牲阳极的阴极保护法，可 以防止铁帽被腐蚀，D项错误。 9.B【解析】由图可知，Fe发生腐蚀时，正极上H2O 得电子生成H和OH,电极反应式为H2O十e一 H十OH,A项正确；由图可知，发生的总反应为 4H2O+4Fe+SO=3Fe(OH)2+FeS+20H, 则Fe腐蚀后生成Fe(OH),和FeS的物质的量之比 为3：1，B项错误；铁管道与电源负极相连时，铁管道 作阴极，被保护，所以可使其表面的腐蚀电流接近于 零，C项正确；潮湿的土壤中含有水，根据“4H,O十 4Fe+SO=3Fe(OH)+FeS+2OH”可知，发 生反应时消耗水，所以潮湿的土壤中比干燥土壤中发 生厌氧腐蚀的速度快，D项正确。 10A【解析】图1中构成原电池，铁作负极，开始时 pH=l.8,ab段溶液pH值增大，体系压强增大，铁主 ·43 参考答案及解析 要发生析氢腐蚀，pH越大，c(H+)越小，析氢速率越 小，A项错误：ad段内发生的都是铁的电化学腐蚀， 铁在负极的电极反应式为Fe-2e—Fe2+,B项正 确；由图可知，bc段的pH为3~5，正极上反应为O2 十4e十4H+—2H2O,C项正确：根据分析，de段溶 液pH基本不变，但压强减小，产生的Fe+被O2氧 化，pH基本不变可能的原因：相同时间内，2Fe十O2 +4H+一2Fe2++2H2O消耗H+的量与4Fe2++ O2十10H2O一4Fe(OH)a+8H+产生H+的量基本 相同，D项正确。 11.(15分) (1)⑤④②①③(3分) (2)锌(4分) (3)①负极(4分) ②通过反应Zn++4CN-一[Zn(CN):]-降低 c(Zn+),使其放电速率减缓，同时通过平衡的移动 补充放电消耗的Z+,使其浓度保持相对稳定，达 到放电速率平稳的效果(4分) 【解析】(1)①中铁和海水直接接触，②中构成原电 池，铁是负极，加快腐蚀，③中构成原电池，铁是正 极，被保护，④中构成原电池，铁是负极，加快腐蚀， 由于铜的活泼性弱于锡，腐蚀速率大于装置②，⑤是 电解池，铁作阳极，腐蚀最快，则腐蚀的速率由大到 小的顺序为⑤④②①③。 (2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以在 铁闸门上焊接金属性比铁强的金属，例如锌等。 (3)①由电镀的工作原理可知，电镀时，与直流电源 正极相连的锌做电镀池的阳极，与负极相连的镀件 铁做阴极，故铁与电源负极连接。 ②电镀时，向硫酸锌电解液中加入氰化钠溶液，溶液 中存在如下平衡Zn++4CN-一[Zn(CN),]-,溶 液中c(Zn+)减小，使得Zn+在阴极放电速率减缓， 同时通过平衡的移动补充放电消耗的Z+,使其浓 度保持相对稳定，达到放电速率平稳的效果，使得阴 极的镀层更加致密、细腻。 小练33电化学中的实验 1,B【解析】装置I为电解池，将电能转化为化学能， A项错误；P、Q中气体的体积之比为1：2，则I中发 生电解水的反应，P得到O2,Q得到H2,M极为电源 的正极，B项正确：电解水时，左侧发生反应：2H2O一 4eO2十4H+,遇到酚酞不会变色，C项错误；Ⅱ 为氢氧燃料电池，电解质溶液呈中性，则P电极反应 为O2十2H2O十4e一4OH,D项错误。 参考答案及解析 2.A【解析】电解饱和氯化钠溶液反应为2NaCI十 2H,0通电C+十H,+十2NaOH,生成的氯气和氢 氧化钠反应生成次氯酸钠，为了使生成的氯气与氢氧 化钠溶液充分接触，氯气需在下面生成，所以下端应 该是阳极，与电源的正极相连，上端为阴极，与电源的 负极相连，A项错误；图中为电解装置，Fe与电源正 极相连作阳极，阳极反应：Fe一2e十2OH Fe(OH)2,阴极反应：2H2O十2e=2OH+H2个， 汽油可隔绝空气防止氢氧化亚铁被氧化，可制备 Fe(OH)2并观察其颜色，B项正确；食盐水溶液呈中 性，铁钉、碳粉和食盐水构成原电池，如果发生吸氧腐 蚀，导致试管内气体压强减小，红墨水左高右低，能实 现实验目的，C项正确：关闭K,,电解稀硫酸生成氢 气、氧气，然后打开K:、关闭K2,构成原电池，负极上 氢气失去电子，正极上氧气得到电子，D项正确。 3.C【解析】该电化学装置是原电池，碳为正极，Fe为 负极，负极的电极反应式为2Fe一4e十2H2S 2FeS十4H+,A项正确；正极的电极反应式为O2十 4H+十4e—2H2O,B项正确；通入空气是利用空 气中的氧气在正极得到电子，做氧化剂，C项错误：根 据总反应可知，生成的FeS附着在铁碳材料的表面， 负极的表面积减少，化学反应速率减慢，导致H,S的 去除效率降低，D项正确。 4.A【解析】实验Ⅱ说明Zn保护了Fe,使铁的腐蚀速 率比实验I慢，A项错误；实验Ⅱ中铁钉是正极，电极 反应为O2十2H2)十4e-—4OH-,B项正确；实验 I中铁钉如果使用纯铁材质，会进行化学腐蚀，而不 纯的铁质材料能够形成电化学腐蚀，化学腐蚀速率比 电化学腐蚀慢，故能减慢其腐蚀速率，C项正确；将 Zn片换成Cu片，铁做负极加快腐蚀，推测Cu片周边 会出现红色，铁钉周边会出现蓝色，D项正确。 5.B【解析】铁作阳极，水中引入铁元素，A项错误； NO经过电还原过程生成N2和NH,化合价由十5 价降低为0价和一3价，即NO?在阴极区得电子发 生还原反应，B项正确；若最终产物为N2,则整个过 程表示为2NO2十12H+十10e-—N2十6H2O,C项 错误；理论上发生过程d产生N2,能有效降低水中 总氮浓度，而过程d2产生NH,仍存在于水溶液中， 不能降低水中总氮浓度，D项错误。 6.D【解析】由图可知，Fe电极是正极，Zn电极是负 极，属于牺牲阳极法，由于电解质溶液呈酸性，正极的 电极反应为2H+十2e一H2↑，A项错误；外加电 流法中要保护的金属应与外接电源的负极相连，即 ·44 化学 Fe电极与外接电源的负极相连，B项错误；由实验① 和②现象可知，反应能否发生与K,[Fe(CN):]在I、 Ⅱ中的氧化性无关，C项错误；对比I、Ⅱ现象的差异 可知，两种保护法均能保护Fe,且电解法保护的更 好，即Ⅱ保护得更好，D项正确。 7.B【解析】放电时，TeO2最终转化为ZnTe,Te的化 合价降低，得电子，故Te基材料做正极，A项正确：放 电时，TeO2最终转化为ZnTe,Te的化合价从十4价 降低为一2价，则放电时电路转移6mole,理论上 消耗1 mol TeO2,B项错误：放电时TeO2转化为Te 的反应为TeO2+4e+4H+一Te十2H,O,充电时 Te转化为TeO,的反应为Te-4e+2HO— TeO2十4H+,TeO2和H2O中均含有共价键，故充放 电过程中均涉及到共价键的断裂与形成，C项正确； 环境呈弱酸性，充电时Te转化为Te)2的反应为Te -4e十2H2O一TeO2+4H,D项正确。 8.D【解析】实验①中有棕黄色沉淀，溶液无色，说明 Ag未将I厂氧化，因为Ag+I厂一AgI↓，Ag和 I厂的氧化还原反应不易发生，而Fe+与I厂不能生成 FeI,两者更易发生氧化还原反应，A项错误；两溶液 间反应，互相滴加，现象与反应物性质有关，互滴现象 并不一定相同，如AICL,与NaOH溶液互滴时， NaOH溶液滴入AlCl3溶液的过程中先产生白色沉 淀，后沉淀溶解，反滴时开始无现象，后产生白色沉 淀，B项错误；实验③右侧石墨电极表面生成的灰黑 色固体为Ag,即Ag氧化了I,NO3没有与I反 应：实验④在酸性条件下NO,可氧化I厂，C项错误； 活化能越小，反应速率越快，由实验①②可知，Ag十 I厂—AgI↓的反应进行很快，说明该反应的活化能 低于2Ag十2I—2Ag↓十L2的活化能，D项 正确。 9.A【解析】铁为电解池的阴极，电极反应为I十2e —3I,钠为阳极，电极反应为Na一e一Na+, Na+通过阳离子交换膜进入阴极室，再进入反应器中 与I、FePO反应生成Na,FePO和I,则合成总反 应为Na十FaPO,电解Na,FePO,A项正确，B项错 误：金属钠能与水反应生成NaOH和H2,所以阳极 区不能采用水相，C项错误；当电路转移0.2mol电 子时，放电生成0.2 mol Na,但无法确定参与反应 FePO,的物质的量，所以无法依据反应器中的反应方 程式确定x的值，不能计算固体中钠铁个数比，D项 错误。 化学 10.(15分) (1)平衡电荷(3分)SO(4分) (2)溶液紫红色逐渐变浅(4分)Fe+一e— Fe3+(4分) 【解析】(1)盐桥的作用除了形成闭合回路、将反应 物隔开外，还能平衡两侧的电荷：右侧为负极区， SO向FeSO,溶液中迁移。 (2)在正极MnO,得电子生成Mn+,现象为溶液紫 红色逐渐变浅；负极的电极反应为Fe+一e Fe3+。 小练34电化学中的计算 1.C【解析】图中甲池为原电池装置，Cu电极为负极 发生氧化反应，A项错误；实验过程中，Cu一2e Cu+,盐桥中的NO向左边移动，所以左侧烧杯中 c(NO3)变大，B项错误；若用铜制U形物代替“盐 桥”，甲池右侧烧杯构成铜银原电池，铜为负极，发生 氧化反应，Cu一2e一Cu+,银为正极，则左侧烧杯 为电解池，铜制U形物做电解池的阴极，阴极反应为 Cu+十2e—Cu,由得失电子数目守恒可知，做负 极消耗铜的质量与做阴极析出铜的质量相等，C项正 确；若甲池中Ag电极质量增加5.4g时，即生成银 0.05mol,所以整个电路转移0.05mol的电子，如果 乙池中的溶液为足量AgNO溶液，应生成5.4g的 银，可见AgNO3不足，D项错误。 2.D【解析】据题意，铜电极为电解池的阳极，则铂电 极为阴极，与电源负极相连，A项正确；电解池工作 时，OH通过阴离子交换膜进入阳极区，B项正确： 阳极反应为2Cu一2e十2C1一Cu2Cl2,C项正确； 电解制备得到7,2gCuO时，阴极区溶液减少的质 量为水的质量经×2×18g/ml=1.8g,D 项错误。 3.B【解析】右侧为原电池，原电池中实现LiCoO2(s) 转化为Co+,LiCoO2在正极得电子，左侧为电解池， 甲室为阴极区，阴极反应为Co+十2e—Co,阳极 反应为CHCO0-8e+2H2O—2CO2↑+ 7H+,反应中生成氢离子透过阳膜进入阴极区甲室， A项正确；乙室电极反应为LiCoO2十e十4H+ Li计十Co2+十2HO,B项错误：由分析可知，装置工作 时，乙室消耗H,且乙室溶液定时被转移至甲室，需 要补充盐酸，C项正确：由上述分析可知，C0+(甲室) ~2e~2Co+(乙室)，可见，若溶液未转移，甲室 Co2+减少200mg,乙室应增加400mgCo2+,说明此 ·45 参考答案及解析 时已进行过溶液转移，D项正确。 4.D【解析】由图可知，电极a中O2转化HO2,发生 得到电子的还原反应，电极a是阴极，电极b是阳极， 所以溶液中OH移向阳极b,A项正确：阳极b的电 势高于阴极a的电势，B项正确；阳极b发生氧化反 应，电极反应为HOCH2CH2OH-6e十8OH 2HCOO十6H2O,C项正确：阴极反应为O2十2e十 2H2O—H2O2+2OH,可见HOCH2CH2OH~ 6e~3O2,则理论上每消耗3molO2,电极b消耗 1mol乙二醇，质量为62g,D项错误。 5.B【解析】由图可知，电解时，a极环己烯被氧化，b 极CO2被还原，则a极为阳极，与电源正极连接，A 项错误；b极上CO2发生还原反应生成乙炔，b极反 应式为2CO2+10H+10e=C2H2+4H2O,B项 正确：阳极反应式为 +20H--2e- 、十 HO,制备1mol环氧环己烷，双极膜内向左侧迁移 2 mol OH,向右侧迁移2molH+,共减少36g H2O,C项错误；若制备1molC2H2,则电路中应有 10mol电子通过。阳极生成环氧环己烷5mol,环氧 环己烷与乙炔的物质的量之比为5：1，D项错误。 6.C【解析】由图可知，阳极反应式为2H2O一4e O2个十4H+,A项正确；电解过程中，阴极室SO?移 向阳极室生成硫酸，所以离子交换膜为阴离子交换 膜，B项正确；若(Mn)=80%,当析出1 mol Mn时， 转移电子1molX2=2.5m0l,阳极发生反应：2H,0 80% 一4e一0，个+4H+,产生O,的体积为2.5mo× 4 22.4L·mol1=14L,C项错误；电解时，适当减慢 反应速率，有利于得到致密的金属锰，阴极室产生的 NH可与Mn2+形成配合物，c(Mn2+)降低，有利于 形成致密的金属锰，D项正确。 7.D【解析】由图可知，X极为负极，所以双极膜中的 OH-移向X极，A项正确；Y极NO得电子生成 NH,且氢离子移向正极即Y极，所以电极反应式为 NO+5H++5e—NH+HO,B项正确；由分析 可知，当外电路通过1mole时消耗1molH+,故双 极膜中有1olH2O发生解离，C项正确；由图可知， 当电压为0.5V时，氨气产量为9.35×105g·h1, 则10h产生NH为9.35×10g,当电路中通过3.8 ×10-4mole时，理论上产生NH的质量为3.8× 10m0l×号×17g·m0l1=1.292×10g,法拉拿满基础分自主小练·化学 班级： 姓名： 。。。。。。。。。。 小练33电化学中的实验 (考试时间：30分钟，满分42分) 选择题每小题3分 A.铁作原电池的 处理后的气体 1.(教材改编题)某课外小组用如图所示装置 负极 做电化学实验，装置I工作一段时间后，将 B.正极的电极反 NaCl溶液 电源改为电流表，变成装置Ⅱ。下列说法 应为O2十 -NaCI溶液渗层 正确的是 4H++4e 铁碳填料 M电源 电流表 =2H2O ←含有H$的天然气、空气 C.通入空气是为 了增强电解质溶液的导电性 D.工作一段时间后，HS的去除效率会 P QNa2SO4溶液P 降低 4.(教材改编题)实验小组研究金属电化学腐 A.两个装置都是将化学能转化为电能的 蚀，实验如下： 装置 B.M极为电源的正极 实验 装置 5min时现象 25min时现象 C.向I中溶液滴加酚酞，工作时左侧试管 酚酞溶液+ K,Fe(CN)6]溶液 铁钉周边出现 口附近溶液出现红色 铁钉表面及 少量红色和蓝 D.Ⅱ中P电极反应式为O2+4H+4e 周边未见明 色区域，有少 -2H,O 显变化。 量红棕色铁锈 2.(教材改编题)关注“实验室化学”并加以实 琼脂 铁钉 生成。 践能有效提高同学们的实验素养。下列利 培养皿 用电化学原理设计的实验不能达到目的 酚酞溶液+ 铁钉周边出 铁钉周边红色 的是 K,Fe(CN)6]溶液 现红色区 加深，区域变 选项 实验 装置和试剂 片 域，未见蓝 大，未见蓝色 色出现，锌 出现，锌片周 琼脂 片周边未见 边未见明显 用石墨作电极电解饱 铁钉 饱和 培养皿 明显变化。 变化。 和食盐水简易制备 食盐水 NaClO消毒液 下列说法错误的是 A.实验Ⅱ中5min时出现红色区域，说明 铁钉腐蚀速率比I快 制备Fe(OH)2,并观 B B.实验Ⅱ中正极的电极反应式：O2十2H2O 察其颜色 汽油 +4e-4OH C.实验I中铁钉如果使用纯铁材质，能减 慢其腐蚀速率 D.若将Zn片换成Cu片，推测Cu片周边 C 验证铁的吸氧腐蚀 铁钉 会出现红色，铁钉周边会出现蓝色 5.电化学技术去除污水中的NO5,是一项具 有应用前景的技术。NO?电还原的部分过 K2 程如图所示(ad表示吸附状态)，已知除了 玻璃 过程a外，其他过程均有H+参加。下列叙 0 制作简单的燃料电池 导管 述正确的是 石墨 N2(g) 6 mol-L-I 稀硫酸 过程d1 3.(教材改编题)利用电化学原理去除天然气 NO,aq过程aNO,eu过D NO,(ad过e NO(ad) 中的H2S,装置如图所示，总反应为2Fe+ 过程d2 2H2S+O2—2FeS+2HO。下列说法错 NHa(aq) 误的是 A.污水处理过程中，可用金属铁作阳极 B.NO3电还原的过程发生在阴极区 65 C.若最终产物为N2,则整个过程表示为 极，电流表指针发生偏转，右侧石墨电极表 2NO3+12H+N2+6H2O 面有灰黑色固体析出； D.理论上发生过程d1和过程d2都能有效 实验④：基于实验③，用0.01mol·L1HNO 降低水中总氨浓度 代替AgNO,溶液，电流表指针也发生偏转。 6.甲、乙同学分别用如图所示装置验证铁的 下列说法正确的是 电化学防腐原理，装置工作相同时间后进 A.根据实验①可知， 行实验。 若用Fe3+与I厂反 0.01 mol-L-1 实验①：甲同学分别向I、Ⅱ中Fe电极附 应将生成FeL 0.01 mol-L-I KI溶液 AgNO3溶液 近滴加K3[Fe(CN)。]溶液，I中产生蓝色 B.根据实验①和② 盐桥 沉淀，Ⅱ中无沉淀。 可知，两溶液间反应，互相滴加现象一定 实验②：乙同学分别取I、Ⅱ中Fe电极附近溶 相同 液，滴加K3[Fe(CN)。]溶液，I、I中均无沉淀。 C.根据实验③和④可知，在实验③中NO 电源 和Ag共同氧化I D.根据上述实验可知，Ag十I一Agl的 活化能低于2Ag++2I—2Ag十12的 活化能 经酸化的3%NaCI溶液 9.中科院研究人员使用水、碳酸酯两相电解 I 液通过电化学固-液反应器将Na嵌入到 下列说法正确的是 FePO,合成NaFePO,反应器中发生反应 A.I是牺牲阳极法，正极反应式为O2+ 的离子方程式为3xI厂+2FePO4+2xNa 4e+2H2040H 2Na,FePO+xl(0≤x≤1)，下列说 B.Ⅱ为外加电流法，Fe电极与外接电源的 法正确的是 正极相连 C.由实验①中I、Ⅱ现象的差异，推测 K[Fe(CN).]在I中氧化性强于Ⅱ D.由实验可知，两种保护法均能保护Fe, 且Ⅱ保护得更好 7.研究表明在弱酸性环境中，以Te基(TO2/C) 复合材料做电极，可实现水系锌离子电池的电 A.合成总反应可以表示为xNa十FePO 化学储能。Te基材料的放电、充电过程如图 电解Na,FePO, 所示。下列说法错误的是 B.离子交换膜为阴离子交换膜 Zn2+ e0, C.阳极区采用水相，NaPF6的作用是增强 导电性 放电 充电 zn D.理论上，当电路转移0.2mol电子时，此 .Te 时固体中钠铁个数比为1：5 A.放电时Te基材料做正极 10.(15分，教材改编题)高锰酸钾是一种常用 B.放电时电路转移4mole,理论上消耗 的氧化剂，某实验小组运用电化学知识设 1 mol TeO2 计了如图所示装置。 C.充放电过程中均涉及到共价键的断裂与 (1)盐桥的作用除 形成 盐桥 了形成闭合回路、 碳电极 碳电极 D.充电时Te转化为TeO2的反应为Te一 将反应物隔开外， 酸性KMn( FeSO 4e+2H2O—TeO2+4H+ 还能 溶液 溶液 8.Ag+氧化能力与Fe3+相近，某学习小组设 若盐桥的材料为琼脂+K2SO 计如下实验，探究Ag与I厂的反应： 溶液，则 (填离子符号)离子向 实验①：向0.01mol·L1AgNO3溶液中 FeSO4溶液中迁移。 滴入等体积等浓度的KI溶液，析出棕黄色 (2)闭合开关K并反应一段时间后，盛放 沉淀，溶液仍呈无色； 酸性KMnO,溶液的烧杯中的实验现象为 实验②：向0.01mol·L1KI溶液中滴入 等体积等浓度的AgNO,溶液，析出棕黄色 该电池的负极电极反应式为 沉淀，溶液仍呈无色： 实验③：设计如下电化学装置，石墨作电 66