第03讲 电解池、金属的腐蚀与防护（专项训练）（全国通用）2027年高考化学一轮复习讲练测

**基本信息** 以电解原理与金属腐蚀防护为核心，通过基础-重难-真题三级演练，构建从原理到应用的递进式训练体系，突出情境化问题解决与核心素养培养。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |模拟·基础演练|21题|聚焦电解原理（考向01-04）、金属腐蚀与防护（考向05-06），涵盖氯碱工业、污水处理等应用|从电解池工作原理（电极反应、离子移动）到金属腐蚀机理（吸氧/析氢腐蚀），再到防护措施（牺牲阳极法等），形成“原理-问题-对策”逻辑链| |重难·创新演练|12题|结合光催化、双极膜等新技术，考查电解制备（糠醇）、污染物转化（氯苯无害化）等综合应用|整合电化学与物质转化，体现科学思维中的模型建构与证据推理| |真题·实战演练|13题|精选2024-2025年高考真题，覆盖电极反应分析、腐蚀防护方法等高频考点|对接高考命题趋势，强化科学态度与责任中的技术应用意识|

第03讲 电解池、金属的腐蚀与防护(专项训练) 目 录 模拟·基础演练 考查电解的原理 考查电解原理应用 考查电解法制备物质 考查电解法治理污染 考查金属腐蚀的原理与探究 考查金属的防护 重难·创新演练 真题·实战演练 模拟·基础演练 考向01 考查电解的原理 1．【太阳能利用】(2025·江西九师联盟高三联考)光电共轭聚合物网络用于太阳能驱动硝酸盐转化氨和氧气。电化学装置如图所示。下列说法正确的是( ) A．上述装置实现太阳能全部转化成化学能 B．a极电极反应式为NO3-+6H2O+8e-=NH3＋9OH- C．装置工作一段时间后，KOH溶液的浓度降低 D．同温同压下，生成aLNH3时理论上逸出0.5aLY 2．(2026·山西运城高三联考)以双金属团簇催化剂Cu-Ni电催化硝酸还原反应的机理如图虚线框内所示，下列说法错误的是(*为催化剂表面吸附的微粒)( ) A．X电极连接电源的正极 B．电极上生成NH3的过程存在反应*NOH+*H=*N+H2O C．电解一段时间后，溶液中[n(HClO)+n(ClO-)]增大 D．生成1molN2，理论上电路中转移10 mol电子 3．【考查有机物结构】(2026·安徽合肥高三联考)一种基于光、电等协同催化实现复杂生物相关分子的键氟烷基化的电化学方法如图所示。下列说法错误的是( ) A．A电极的电势低于B电极的电势 B．图中表示H+ C．B电极的电极反应式包含 D．理论上生成，外电路中转移2 mol电子 考查电解原理应用 4．【氯碱工业】(2026·天津武清一模)电解饱和食盐水的原理示意图如下。下列说法不正确的是( ) A．阴极的电极反应为：2H2O+2e-=H2↑＋2OH- B．离子交换膜是阳膜 C．电解初期电路中每通过2 mol电子，阳极室溶液质量减少71 g D．右侧电极区溶液的pH升高 5．(2026·广东揭阳高三模拟)在光电条件下，利用如图所示装置可实现脂肪醇与卤代烃的氧化还原偶联反应(部分物质未标出)。 已知：R-、Ar-分别表示烷基和芳香基；X表示卤素原子。 下列叙述错误的是( ) A．b接电源的正极 B．M极电极反应式为 C．总反应式为 D．氧化还原偶联反应中存在非极性键的断裂和形成 6．(2026·湖北武汉高三联考)我国学者以有机物NHPI()为氢原子转移试剂，电催化合成硅醇(R3SiOH)的原理如图所示。下列说法错误的是 A．a极与电源正极相连，发生氧化反应 B．每生成1molR3SiOH，外电路中至少转移2mol电子 C．NHPI在反应中浓度保持不变 D．该合成反应的总反应为R3SiH+H2O→R3SiOH+H2↑ 7．(2026·湖北襄阳高三模拟)在光照条件下，(赤铁矿)材料中的光生空穴()可氧化富电子的芳烃(使苯环上的C-H键胺化)形成相应的阳离子自由基物种，生成物进一步与吡唑反应得到偶联产物，机理如图。下列叙述错误的是( ) A．a极电极电势高于b极 B．标准状况下，b极收集22.4L气体时转移电子数约为 C．a极的电极反应式为 D．生成1mol时，铅蓄电池中生成1molH2O 考查电解法制备物质 8．【合成DMF】(2026·河北衡水二模)N，N-二甲基甲酰胺(DMF，结构简式为)是医药、电子等领域的重要原料，一种电化学合成DMF的装置如图所示。下列说法正确的是( ) A．Ni电极与电源的正极相连接 B．Pt电极上发生的电极反应式为N(CH3)3+4OH--4e-=DMF＋3H2O C．外电路每通过0.2 mol电子，Ni电极上产生2.24 L H2 D．电解前后，KOH溶液的浓度不变 9．【合成碳酸乙烯酯】(2026·四川成都高三联考)一种无膜电合成碳酸乙烯酯(C3H4O3)的工作原理如图，其中电解质为Cs2CO3溶液。下列说法正确的是( )             A．b为电源正极 B．反应前后Br-的物质的量不变 C．二氧化铱电极区域发生的总反应为：C2H4+CO2+H2O-2e-=C3H4O3＋2H+ D．电路中每转移2 mol电子，阴极产生气体22.4 L 10．【合成已二酸】(2026·重庆高三模拟)己二酸是生产聚酰胺和聚酯的重要原料，我国科学家设计了一种电化学逐步氧化环己烯为己二酸的工艺，其装置如图所示。下列说法错误的是( ) A．a极为电源的正极 B．反应结束后，N极区溶液的pH基本不变 C．生成己二酸的电极反应式为： D．若N极产生44.8 L氢气(标准状况)，则理论上最多生成1 mol 考查电解法治理污染 11．(2026·重庆高三模拟)电解法处理有机废水原理如图1所示，以降解草酸(OA)与邻羟基苯甲酸(SA)为例研究其电化学过程，一种SA可能的降解历程如图2所示。下列说法错误的是( ) A．SA能形成分子内氢键 B．降解OA，N极反应为C2H2O4 − 2e− = 2CO2↑+2H+ C．降解SA，阶段Ⅰ每生成1 mol邻苯二酚，理论上外电路转移1 mol e⁻ D．降解OA与SA的混合体系，c(OA)可能在一段时间内维持稳定 12．(2026·北京十一学校高三模拟)二羟基嘧啶(DHP)是一种难生物降解的有机污染物。利用惰性电极电解含DHP、NaCl的工业废水，可将DHP氧化为无毒的CO2和N2，以实现完全无害化处理。DHP的分子结构与电解装置如下图所示。 下列说法正确的是( ) A．电极a与电源负极相连 B．i中每生成1 molCO2，则DHP失去3 mole- C．ii反应的离子方程式为2NH4++3Cl2+8OH-=N2↑＋6Cl-+8H2O D．若完全无害化处理1 mol DHP，理论上b极至少产生16 gH2 13．(2026·河南许昌三模)利用电解原理将污染物硝酸盐(NO3-)高效转化为氨，兼具环境修复与绿氨合成的功能。下图为污水处理及将所得氨气用于转化为电能的组合装置。 下列说法错误的是( ) A．M极与电源负极相连 B．X极的电极反应式为2NH3+6OH--6e-=N2↑＋6H2O C．乙膜宜选用阴离子交换膜 D．每处理1L0.1mol·L-1NO3-废液，N极同时生成4.48 L O2(标准状况下) 14．(2026·福建泉州高三模拟)近日，某研究团队提出了一种电化学-化学级联策略，用于将CO2和硝酸盐污染物高效转化为增值的NaHCO3和NH4Cl，工作原理如图。下列说法正确的是( ) A．电子流动方向：b→电极B→电极A→a B．电极B反应式：NO3-+10H++8e-=NH4+＋3H2O C．一段时间后B极区溶液pH不变 D．X为NaCl固体 考查金属腐蚀的原理与探究 15．(2026·广东广州二模)下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图，环境中的Cl-扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，下列说法正确的是( ) A．青铜基体发生还原反应被腐蚀 B．电子由青铜基体经溶液流向多孔催化层 C．负极发生的电极反应：2Cl--2e-=Cl2↑ D．生成0.01molCu2(OH)3Cl，理论上消耗0.01molO2 16．(2026·河南名校协作体高三期中联考)氯化钙、醋酸钙两种融雪剂在5℃下对溶解氧的浓度的影响(图1)和对碳钢(铁碳合金)的腐蚀速率的影响(图2)如图所示。下列说法错误的是( ) A．水中溶氧量的大小主要与离子浓度有关，而与离子种类基本无关 B．当水中不含融雪剂时，碳钢的腐蚀速率一定最快 C．在上述盐溶液条件下，碳钢主要发生吸氧腐蚀 D．相同温度下，同浓度的两种融雪剂溶液的pH不同 17．【文物保护】(2026·江苏南京高三模拟)古代青铜器的出土，体现了古代中国对人类物质文明的巨大贡献。青铜器埋藏会产生多种锈蚀产物，其中Cu2(OH)2CO3结构致密，可以阻止内部青铜继续被腐蚀，而Cu2(OH)3Cl结构疏松膨胀，可使锈蚀很快蔓延。青铜锈蚀过程大致如下： 下列说法不正确的是( ) A．青铜锈蚀Ⅰ过程属于电化学腐蚀，负极的电极方程式为：Cu+Cl--e-=CuCl B．青铜锈蚀Ⅰ过程中Cl-浓度越大，腐蚀趋势越大 C．青铜锈蚀Ⅲ生成Cu2(OH)3Cl的方程式为：Cu2O+HCl+2H2O = Cu2(OH)3Cl+H2↑ D．青铜器修复时可用一定浓度的碳酸钠溶液浸泡一段时间，将“有害锈”转化为“无害锈” 考查金属的防护 18．(2026·广东茂名二模)海船上加装锌块可延缓船体的腐蚀。下列有关说法正确的是( ) A．锌块发生氧化反应 B．加装锌块后可永久防腐 C．该法为外加电流法保护钢铁 D．负极主要发生反应：O2+2H2O+4e-=4OH- 19．(2026·广东江门二模)港珠澳大桥6.7公里长的沉管隧道里，藏着2万多个银色铝锌铟合金金属块保护主体钢结构，极大地延缓了钢结构的腐蚀。下列有关说法错误的是( ) A．铝锌铟合金的硬度大于纯铝 B．该法为外加电流法 C．腐蚀时，铝发生反应Al-3e-=Al3+ D．铝锌铟合金金属块需定期更换 20．如图装置可防止金属管道在潮湿土壤中的腐蚀。下列有关说法中正确的是 A．电流由镁块经导线流向管道 B．管道表面上发生氧化反应 C．该保护法为牺牲阳极保护法 D．将镁块换为钠块，则保护效果更好 21．某城市为了减少钢管因锈蚀造成的损失，拟用如图方法保护埋在酸性土壤中的钢管。下列有关说法正确的是( ) A． 在潮湿的酸性土壤中钢管主要发生化学腐蚀 B． 在潮湿的酸性土壤中金属棒M将电子通过导线流向钢管 C． 在潮湿的酸性土壤中H+向金属棒M 移动，抑制H+与铁的反应 D． 钢管与金属棒M也可用导线分别连接直流电源正、负极以使钢管表面的腐蚀电流接近于零 重难·创新演练 1．(2026·河南南阳三模)科学家利用磷盐a、b实现了电化学合成氨，这是人工固氮的一种新方式，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．电极X的电势高于 Y极 B．Y极的电极反应式为 N2+6Li+-6e-=2Li3N C．当外电路转移3mol e-时，理论上产生22.4 L NH3(标准状况) D．反应②中，磷盐a发生了还原反应 2．(2026·河南南阳高三模拟)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，反应原理如图1所示(a池发生反应的微观过程如图2所示，转化过程中b池溶质的物质的量不变)。下列说法错误的是( ) A．工作时铅蓄电池的铅电极连接N极 B．阴极电极反应式：2H2O+2e-=H2↑＋2OH- C．离子交换膜为阴离子交换膜 D．转移6 mole-时，理论上阳极区生成1 mol N2 3．(2026·云南三模)常温常压下，光催化电极失去电子并产生有强氧化性的空穴(h+)，使水和空气产生羟基自由基(·OH)和超氧离子自由基·O2-，能有效去除废水中的丙烯腈(CH2=CHCN)，其工作原理如下。已知超氧离子自由基·O2--在B极发生的反应为：(未配平)，下列说法错误的是( ) A．该装置能量转化形式主要为光能→化学能→电能 B．H2O转化为·OH的化学方程式为H2O+h+=H++·OH C．·OH与丙烯腈反应过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为15：1 D．若电路中通过3mol电子，则理论上有0.6mol丙烯腈被处理 4．【废水处理】(2026·湖南长沙高三联考)如图为一种电化学间接处理废水中NH4+的装置。该装置采用IrO2-RuO2/Ti为阳极材料，以可对溶液pH自适应调节的铝板为阴极材料。电解质溶液为含NH4+和Cl-的废水(含氮350 mg/L)。下列关于该装置的说法正确的是( ) A．电解时a极应与直流电源的正极相连 B．电解时b极处理2NH4+的离子方程式为2NH4++3ClO-=3Cl-+N2↑＋5H＋＋3H2O C．该装置工作时溶液酸性过强，会导致2NH4+去除效率降低 D．每处理1 L废水，a极至少会产生0.84 L气体 5．(2026·广东深圳三模)科学家开发了一种电化学驱动的Zn-H2O(g)反应技术，当ZnO粉末进入电解池后开始电解，电解总反应为：2ZnO2Zn+O2↑，其工作原理示意图如下。下列说法不正确的是( ) 已知：ZnO+2KOH+H2O=K2[Zn(OH)4] A．气体X和Y分别为H2和O2 B．阴极电极反应式为：[Zn(OH)4]2−+2e−=Zn+4OH− C．电解过程中，c(OH−)>a mol·L−1 D．该工艺最终的目的是以海水为原料制备H2、O2和盐 6．【氯苯无害化处理】(2026·陕西西安一模)我国科技人员为了在更温和的条件下实现废水中氯苯的无害化处理，设计开发了一种电化学装置，如图所示。转化过程： 下列说法正确的是( ) A．b为电源正极 B．阳极区发生转化i的电极反应为 C．电解一段时间后，阴极区溶液pH增大 D．若0.5mol氯苯完全转化为CO2，生成7mol气体X 7．【合成MCN】(2026·河南南阳高三联考)在O2饱和的甲醇溶液中，2-氯-5-三氯甲基吡啶()电化学脱氯生成6-氯烟酸甲酯(MCN)的过程如图所示。 下列说法错误的是( ) A．Pt电极连接电源正极 B．Ag电极的电极反应式： C．若使用阴离子交换膜，Pt电极上会产生黄绿色气体 D．理论上Pt电极上产生的O2与Ag电极通入的O2的质量相等 8．(2026·浙江绍兴市高三下学期选考科目考试适应性试卷)尼龙6的关键中间体环己酮肟可以通过电化学合成，将大气污染物NO转化为高价值化工原料，实现“变废为宝”，转化过程如图。 下列说法不正确的是( ) A．电极B连接电源的正极，发生氧化反应 B．离子交换膜应选用阴离子交换膜 C．理论上获得1mol环己酮肟，电极B附近将生成5.6L O2(标况下测定) D．电极A的电极反应式为：NO+3e-+3H2O=NH2OH+3OH- 9．【制备糠醛】(2025·河北名校高三联考)糠酸和糠醇是化工重要原料，以双极膜(中间夹层的H2O，向两极室提供H+和OH-)技术，通过电解法利用糠醛制备糠醇和糠酸盐()的装置如图所示。下列说法错误的是( ) A．电极X与电源的负极连接 B．左侧电极室溶液pH增大 C．右侧电极室的总反应为+3OH−+2e−+2H2O D．若电路转移电子总数为2NA，则理论上至少消耗糠醛的质量为192g 10．(2026·广西南宁二模)某学习小组利用铁钉、锌片、铜丝、含酚酞和铁氰化钾的NaCl琼脂水溶液，设计如下图所示的两组实验装置，探究金属的腐蚀与防护，下列根据实验操作及现象进行的分析和推断中，错误的是( ) 操作 现象 一段时间后：①中，铁钉裸露在外的附近区域变红；②中…… A．装置①中锌片作负极，铁钉被保护 B．②中可观察到铁钉裸露在外的附近区域变蓝，铜丝附近区域变红 C．①中变红是因为发生反应2H++ 2e-= H2↑，促进了水的电离 D．①和②中发生的氧化反应均可表示为M - 2e-= M2+(M代表锌或铁) 11．(2026·辽宁名校联盟高三联考)某课题组为探究海水值、含盐量对某钢材腐蚀行为的影响，测量了钢材光洁部分的失重速率，实验结果如下图。下列说法正确的是( ) A．实验中，钢材浸泡结束取出，快速干燥，立即称重 B．据图1推测，不同时钢材腐蚀速率： C．海水含盐量升高，有利于形成原电池，腐蚀速率一定加快 D．含盐量大于时，失重速率下降与海水中溶解氧含量下降有关 12．(2026·浙江宁波质检)某化学兴趣小组的同学学了金属的电化学腐蚀，对教材叙述［钢铁在酸性环境中发生析氢腐蚀；在酸性很弱或呈中性，溶有O2的环境中发生吸氧腐蚀；钢铁等金属的腐蚀主要为吸氧腐蚀］产生疑问，决定用数字化实验模拟探究钢铁在酸性环境下的腐蚀情况。 (1)用图1所示装置进行实验：打开a___________(填仪器名称)的活塞，加入溶液，测得压强随时间变化曲线如图2。 同学甲得出结论：酸性条件下，铁粉发生析氢腐蚀。 (2)同学乙认为甲的结论不科学，锥形瓶内压强变大还可能是___________，提出改进措施：___________。改进后，再次实验，证明甲、乙的猜想均正确，请在图2中绘制出改进后的曲线。 (3)同学丙认为甲、乙的实验不具代表性，建议用不同浓度的酸进行实验。在改进后的装置中分别用pH=4、pH=6的硫酸实验，测定压强随时间变化情况，结果如图3.同学丙得出：酸性较弱时，铁会发生吸氧腐蚀，其依据是___________。 (4)对于图3中pH=4时，铁是否发生了腐蚀？同学们意见不统一，经讨论，他们把压强传感器换成氧气传感器，得出不同时装置中浓度随时间的变化曲线如图4。 结合实验分析：pH=4时，压强几乎不随时间改变是因为___________。 综上，小组同学得出结论：教材表述科学严谨。 真题·实战演练 1．(2025·广西卷，11，3分)大型发电机的定子线圈由空芯铜导线缠绕制成。发电机运行时，需向铜导线的空芯通冷水降温，铜导线内壁因发生电化学反应生成Cu2O层。一段时间后，Cu2O表面产生的沉积物会造成堵塞，空芯铜导线截面如图。下列说法错误的是( ) A．Cu2O层对铜导线起保护作用 B．正极生成Cu2O的电极反应式为4Cu++O2+4e-=2Cu2O C．沉积物的成分可能有CuO、Cu2(OH)2CO3 D．腐蚀最严重的区域是沉积物最多之处 2． (2024·湖北卷，2，3分) 2024年5月8日，我国第三艘航空母舰福建舰顺利完成首次海试。舰体表面需要采取有效的防锈措施，下列防锈措施中不形成表面钝化膜的是( ) A．发蓝处理 B．阳极氧化 C．表面渗镀 D．喷涂油漆 3．(2024·广东卷，5，2分)我国自主设计建造的浮式生产储御油装置“海葵一号”将在珠江口盆地海域使用，其钢铁外壳镶嵌了锌块，以利用电化学原理延缓外壳的腐蚀。下列有关说法正确的是( ) A．钢铁外壳为负极 B．镶嵌的锌块可永久使用 C．该法为外加电流法 D．锌发生反应： 4．(2024·浙江1月卷，13，3分)破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成[Zn(NH3)4]2+和H2，下列说法不正确的是( ) A．氨水浓度越大，腐蚀趋势越大 B．随着腐蚀的进行，溶液pH变大 C．铁电极上的电极反应式为： 2NH3+2e-=H2↑＋2NH2- D．每生成标准状况下22.4mLH2，消耗0.010 mol Zn 5．(2024·浙江6月卷，13，3分)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 6． (2024·安徽卷，3，3分)青少年帮厨既可培养劳动习惯，也能将化学知识应用于实践。下列有关解释合理的是( ) A．清洗铁锅后及时擦干，能减缓铁锅因发生吸氧腐蚀而生锈 B．烹煮食物的后期加入食盐，能避免NaCl长时间受热而分解 C．将白糖熬制成焦糖汁，利用蔗糖高温下充分炭化食物增色 D．制作面点时加入食用纯碱，利用NaHCO3中和发酵过程产生的酸 7．(2024·重庆卷，9，3分)我国科研工作者研发了一种新型复合电极材料，可将CO2电催化转化为甲酸，如图是电解装置示意图。下列说法正确的是( ) A．电解时电极N上产生OH- B．电解时电极M上发生氧化反应 C．阴、阳离子交换膜均有两种离子通过 D．总反应为2CO2+2H2O2HCOOH+O2 8．(2024·海南卷，13，4分)电解NH4HSO4溶液得到S2O82-，是早期制备H2O2的重要步骤。某实验装置如图所示。电解过程流出液b中混有少量气泡。下列说法错误的是( ) A．电解过程中阴极区的SO42-不断迁移到阳极区 B．图中a代表H2 C．回路中通过电子产生0.5mol(NH4)2S2O8 D．SO42-氧化成S2O82-的电极反应为2SO42--2e-=S2O82- 9．(2024·广东卷，16，3分)一种基于氯碱工艺的新型电解池(下图)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法不正确的是( ) A．阳极反应：2Cl--2e-= Cl2↑ B．阴极区溶液中OH-浓度逐渐升高 C．理论上每消耗1molFe2O3，阳极室溶液减少 D．理论上每消耗1molFe2O3，阴极室物质最多增加 10．(2024·甘肃卷，7，3分)某固体电解池工作原理如图所示，下列说法错误的是( ) A．电极1的多孔结构能增大与水蒸气的接触面积 B．电极2是阴极，发生还原反应： O2+4e-=2O2- C．工作时O2-从多孔电极1迁移到多孔电极2 D．理论上电源提供能分解1molH2O 11．(2024·山东卷，13，4分)以不同材料修饰的Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制H2和O2，装置如图所示。下列说法错误的是( ) A．电极a连接电源负极 B．加入Y的目的是补充NaBr C．电解总反应式为Br-+3H2O BrO3-+3H2↑ D．催化阶段反应产物物质的量之比n(Z) ∶n(Br-)=3∶2 12．(2024·湖北卷，14，3分)我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化剂，用H2C2O4和NH2OH电化学催化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中H2O解离的H+和OH-在电场作用下向两极迁移。已知在KOH溶液中，甲醛转化为HOCH2O-，存在平衡HOCH2O-+OH-[OCH2O]2-+H2O。Cu电极上发生的电子转移反应为[OCH2O]2--e-=HCOO-+H∙。下列说法错误的是( ) A．电解一段时间后阳极区c(OH-)减小 B．理论上生成1molH3N+CH2COOH双极膜中有4molH2O解离 C．阳极总反应式2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+H2↑+2H2O D．阴极区存在反应H2C2O4+2e-+2H+=OHC—COOH+H2O 13．(2024·辽吉黑卷，12，3分) “绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法，装置如图所示。部分反应机理为：。下列说法错误的是( ) A．相同电量下H2理论产量是传统电解水的1.5倍 B．阴极反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH- C．电解时OH-通过阴离子交换膜向b极方向移动 D．阳极反应： 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 第3讲电解池、金属的腐蚀与防护（专项训练） 参考答案 模拟基础演练 1 2 3 4 5 6 8 9 10 B A D B B D 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 C D D D D B C A B C 21 B h 重难·创新演练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 C D D C D B B C D 12.1)恒压滴液漏斗 (2)反应放热，温度升高使瓶内压强变大 在恒温装置中进行或在恒温槽中进行 91.5 pH-2.0 90.5 90.0 0 100200300400500 压强随时间变化曲线 3)pH=6时，装置中压强减小 4)析氢腐蚀产生H与吸氧腐蚀消耗O2的体积相当（或析氢腐蚀与吸氧腐蚀的速率相当） 小真题实战演练 112 函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 1 2 3 4 5 6 > 8 9 10 B D D C B A D AC c B 11 12 13 B B 又 2/2 第03讲 电解池、金属的腐蚀与防护(专项训练) 目 录 模拟·基础演练 考查电解的原理 考查电解原理应用 考查电解法制备物质 考查电解法治理污染 考查金属腐蚀的原理与探究 考查金属的防护 重难·创新演练 真题·实战演练 模拟·基础演练 考向01 考查电解的原理 1．【太阳能利用】(2025·江西九师联盟高三联考)光电共轭聚合物网络用于太阳能驱动硝酸盐转化氨和氧气。电化学装置如图所示。下列说法正确的是( ) A．上述装置实现太阳能全部转化成化学能 B．a极电极反应式为NO3-+6H2O+8e-=NH3＋9OH- C．装置工作一段时间后，KOH溶液的浓度降低 D．同温同压下，生成aLNH3时理论上逸出0.5aLY 【答案】B 【解析】a极上NO3-转化为NH3，N元素化合价从+5降低至-3，发生还原反应，故a为阴极，b为阳极，电解质为碱性KOH溶液，阳极上OH-失电子生成O2 ，气体Y为O2 ，配平两极电极反应式，明确电子守恒关系。A项，太阳能转化为电能、电能转化为化学能的过程中均存在能量损耗，部分能量会转化为热能散失，不可能全部转化为化学能，A错误；B项，a为阴极，碱性环境下NO3-得电子生成NH3，电荷、原子均守恒的电极反应式为NO3-+6H2O+8e-=NH3＋9OH-，B正确；C项，总反应为NO3-+2H2O=NH3＋2O2+OH-，反应消耗水且生成OH-，故KOH溶液浓度增大，C错误；D项，根据电子守恒，生成1molNH3转移8mol电子，生成1molO2 转移4mol电子，同温同压下气体体积比等于物质的量之比，故生成时，逸出O2 的体积为，D错误；故选B。 2．(2026·山西运城高三联考)以双金属团簇催化剂Cu-Ni电催化硝酸还原反应的机理如图虚线框内所示，下列说法错误的是(*为催化剂表面吸附的微粒)( ) A．X电极连接电源的正极 B．电极上生成NH3的过程存在反应*NOH+*H=*N+H2O C．电解一段时间后，溶液中[n(HClO)+n(ClO-)]增大 D．生成1molN2，理论上电路中转移10 mol电子 【答案】D 【解析】由图可知，X极氯离子失去电子发生氧化反应生成次氯酸根离子，为阳极，则Y为阴极。A项，X极氯离子失去电子发生氧化反应生成次氯酸根离子，则X极为阳极，X电极连接电源的正极，故A正确；B项，电极上生成NH3的过程中存在*NOH和*H反应生成*N和H2O的反应：*NOH+*H=*N+H2O，故B正确；C项，阴极硝酸根得电子变为氨气，每生成1mol氨气转移8mol电子，则阳极生成4molClO-，生成的NH3与ClO-的比例为1：4，随后两者反应生成氮气，方程式为：2NH3+3ClO-=N2↑＋3Cl-+3H2O，则电解一段时间后，溶液中[n(HClO)+n(ClO-)]增大，故C正确；D项，由上述选项的分析可知，生成1molN2，阴极生成2molNH3，理论上电路中需要转移16mol电子，故D错误；故选D。 3．【考查有机物结构】(2026·安徽合肥高三联考)一种基于光、电等协同催化实现复杂生物相关分子的键氟烷基化的电化学方法如图所示。下列说法错误的是( ) A．A电极的电势低于B电极的电势 B．图中表示H+ C．B电极的电极反应式包含 D．理论上生成，外电路中转移2 mol电子 【答案】A 【解析】由图可知，该装置为电解池，在A电极上Fe(II)失去电子转化为Fe(III)，为阳极，发生氧化反应，B电极为阴极，发生还原反应得到电子生成气体X为H2， 电极反应式为：2+2e-=H2+2。A项，由分析可知，A电极为阳极，B电极为阴极，在电解池中，阳极连接电源正极，电势较高；阴极连接电源负极，电势较低，所以A电极的电势应高于B电极的电势，A错误；B项，由图可知，·CF2R+-e-+X，由原子守恒和电荷守恒可知，图中X表示H+，B正确；C项，由图可知，B电极上，得到电子生成H2和，电极反应式为：2+2e-=H2+2，C正确；D项，由图可知，·CF2R得到1个电子生成，在阴极得到1个电子生成循环使用，则理论上生成，外电路中转移2 mol电子，D正确；故选A。 考查电解原理应用 4．【氯碱工业】(2026·天津武清一模)电解饱和食盐水的原理示意图如下。下列说法不正确的是( ) A．阴极的电极反应为：2H2O+2e-=H2↑＋2OH- B．离子交换膜是阳膜 C．电解初期电路中每通过2 mol电子，阳极室溶液质量减少71 g D．右侧电极区溶液的pH升高 【答案】C 【解析】A项，电解饱和食盐水时，阴极发生还原反应，溶液中氢离子得电子生成氢气，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，A正确；B项，图中离子交换膜允许Na+从阳极室移向阴极室，不允许OH-离子通过，因此是阳离子交换膜(阳膜)，B正确；C项，阳离子交换膜只允许阳离子(如Na+)通过。电解初期，阳极室发生反应：2Cl--2e-=Cl2↑，同时Na+通过阳离子交换膜进入阴极室。每通过2 mol电子，阳极室生成1 mol Cl2(71 g)逸出，同时2 mol Na+(46 g)迁出，阳极室溶液质量共减少117 g，C错误；D项，右侧为阴极区，水放电生成H2和OH-，OH-浓度升高，溶液 pH 升高，D正确；故选C。 5．(2026·广东揭阳高三模拟)在光电条件下，利用如图所示装置可实现脂肪醇与卤代烃的氧化还原偶联反应(部分物质未标出)。 已知：R-、Ar-分别表示烷基和芳香基；X表示卤素原子。 下列叙述错误的是( ) A．b接电源的正极 B．M极电极反应式为 C．总反应式为 D．氧化还原偶联反应中存在非极性键的断裂和形成 【答案】A 【解析】根据示意图，可判断M电极上失去电子转化为，M极是阳极，因此a接电源的正极，电极反应式为；则N极是阴极，b接电源的负极。A项，根据示意图可判断M电极上失去电子转化为，M极是阳极，因此N极是阴极，a接电源的正极，b接电源的负极，A错误；B项，M极是阳极，因此M极电极反应式为，B正确；C项，根据转化关系图可判断总反应式可表示为，C正确；D项，氧化还原偶联反应中有碳碳单键的断裂与生成，既存在非极性键的断裂，又存在非极性键的形成，D正确；故选A。 6．(2026·湖北武汉高三联考)我国学者以有机物NHPI()为氢原子转移试剂，电催化合成硅醇(R3SiOH)的原理如图所示。下列说法错误的是 A．a极与电源正极相连，发生氧化反应 B．每生成1molR3SiOH，外电路中至少转移2mol电子 C．NHPI在反应中浓度保持不变 D．该合成反应的总反应为R3SiH+H2O→R3SiOH+H2↑ 【答案】C 【解析】A项，a极上，NHPI失去电子转化为氧自由基，发生氧化反应，电解池中阳极发生氧化反应，阳极与电源正极相连，因此a极接电源正极，A正确；B项，阳极反应分4步：①②；③；④；每生成1molR3SiOH，①③各失去1mol电子，外电路中至少转移2mol电子，B正确；C项，NHPI在a极被氧化后，又和R3SiH反应重新生成，整个过程中不被消耗，由于反应中要消耗水，NHPI在反应中浓度发生变化，C错误；D项，由B中4步反应，结合阴极反应H++e-=、H2O+e-=+OH-，消去所有中间产物，总反应为R3SiH+H2O→R3SiOH+H2↑，D正确；故选C。 7．(2026·湖北襄阳高三模拟)在光照条件下，(赤铁矿)材料中的光生空穴()可氧化富电子的芳烃(使苯环上的C-H键胺化)形成相应的阳离子自由基物种，生成物进一步与吡唑反应得到偶联产物，机理如图。下列叙述错误的是( ) A．a极电极电势高于b极 B．标准状况下，b极收集22.4L气体时转移电子数约为 C．a极的电极反应式为 D．生成1mol时，铅蓄电池中生成1molH2O 【答案】D 【解析】b极得电子生成，为阴极，发生还原反应，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，a为阳极，发生氧化反应，电极反应式为：；A项， 题图为电解池，a极为阳极，与外接电源正极相连，b极为阴极，与外接电源负极相连，故a极电极电势高于b极，A正确；B项，b极的电极反应式为2H＋＋2e-=H2↑，标准状况下收集到22.4L氢气，即1mol氢气，则转移电子的物质的量为2mol，转移电子数约为，B正确；C项，a极为阳极，发生氧化反应，反应物为芳烃和吡唑，生成偶联产物，电极反应式为：，C正确；D项，根据a极电极反应式，生成1mol偶联产物时，电路中转移21mol电子。铅蓄电池作为电源，其放电的总反应式为PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O，根据反应式，当电路中转移2mol电子时，铅蓄电池中生成2molH2O，D错误；故选D。 考查电解法制备物质 8．【合成DMF】(2026·河北衡水二模)N，N-二甲基甲酰胺(DMF，结构简式为)是医药、电子等领域的重要原料，一种电化学合成DMF的装置如图所示。下列说法正确的是( ) A．Ni电极与电源的正极相连接 B．Pt电极上发生的电极反应式为N(CH3)3+4OH--4e-=DMF＋3H2O C．外电路每通过0.2 mol电子，Ni电极上产生2.24 L H2 D．电解前后，KOH溶液的浓度不变 【答案】B 【解析】根据Ni电极生成H2 ，H元素化合价由+1价降低为0价，发生还原反应，判断Ni为阴极，与电源负极相连，Pt为阳极，与电源正极相连。碱性环境下，阴极电极反应为2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，阳极上N(CH3)3转化为DMF，发生氧化反应，结合原子守恒、电荷守恒配平得到阳极电极反应式。总反应为N(CH3)3+H2O=DMF+2H2↑，反应消耗溶剂水，电解后KOH浓度增大。A项，Ni电极上H元素化合价降低，发生还原反应，为阴极，与电源负极相连，A错误；B项，Pt电极为阳极，N(CH3)3失电子被氧化为DMF，碱性环境下用4OH-配平电荷与原子，电极反应式为N(CH3)3+4OH--4e-=DMF＋3H2O，B正确；C项，未指明气体处于标准状况下，无法计算生成H2 的体积，C错误；D项，总反应为N(CH3)3+H2O=DMF+2H2↑，反应消耗溶剂水，KOH溶液浓度增大，D错误；故选 B。 9．【合成碳酸乙烯酯】(2026·四川成都高三联考)一种无膜电合成碳酸乙烯酯(C3H4O3)的工作原理如图，其中电解质为Cs2CO3溶液。下列说法正确的是( )             A．b为电源正极 B．反应前后Br-的物质的量不变 C．二氧化铱电极区域发生的总反应为：C2H4+CO2+H2O-2e-=C3H4O3＋2H+ D．电路中每转移2 mol电子，阴极产生气体22.4 L 【答案】B 【解析】根据图中信息可知，二氧化锆电极发生氧化反应，故二氧化锆电极为阳极，镍电极发生还原反应2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，故镍电极为阴极，即可判断电源a极为正极、电源b极为负极。A项，b电极上H2O被还原为H2，是电解池的阴极，故b为电源负极，A错误；B项，根据图示，从整个反应过程来看，在电极a转化为后，又经反应I、II等量产生，故反应前后的物质的量不变，B正确；C项，由B选项分析可知，a电极区域总反应为C2H4+CO2+2OH--2e-=C3H4O3＋H2O，C错误；D项，阴极电极反应式为2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，电路中每转移2 mol电子，阴极产生气体1 mol，但选项未说明“标准状况下”，22.4 L/mol在此处不成立，D错误；故选B。 10．【合成已二酸】(2026·重庆高三模拟)己二酸是生产聚酰胺和聚酯的重要原料，我国科学家设计了一种电化学逐步氧化环己烯为己二酸的工艺，其装置如图所示。下列说法错误的是( ) A．a极为电源的正极 B．反应结束后，N极区溶液的pH基本不变 C．生成己二酸的电极反应式为： D．若N极产生44.8 L氢气(标准状况)，则理论上最多生成1 mol 【答案】D 【解析】根据图示，惰性电极N上水发生得电子的还原反应生成氢气，N是阴极；惰性电极M上环己烯发生氧化反应先生成1，2-环己二醇，1，2-环己二醇最终氧化为己二酸，M是阳极；则电源的a极是正极、b是负极。A项，M电极上发生氧化反应，故M为阳极，阳极连接电源正极，a极为正极，A正确；B项，N极消耗水电离出的H+生成H2，但电极M上生成的H+通过质子交换膜移向N极，补充N极消耗的H+，且消耗量和补充量相等，所以N极区溶液的H+浓度不变，pH不变，B正确；C项，M电极上1，2-环己二醇转化为己二酸，发生氧化反应，失电子，结合酸性环境，配平后电极方程式为，C正确；D项，若N极产生44.8 L氢气(标准状况)，产生2mol氢气，转移4mole-，根据生成己二酸的电极反应式(总反应式-8e-+4H2O→+8H+)可知，理论上最多生成0.5mol的己二酸，D错误；故选D。 考查电解法治理污染 11．(2026·重庆高三模拟)电解法处理有机废水原理如图1所示，以降解草酸(OA)与邻羟基苯甲酸(SA)为例研究其电化学过程，一种SA可能的降解历程如图2所示。下列说法错误的是( ) A．SA能形成分子内氢键 B．降解OA，N极反应为C2H2O4 − 2e− = 2CO2↑+2H+ C．降解SA，阶段Ⅰ每生成1 mol邻苯二酚，理论上外电路转移1 mol e⁻ D．降解OA与SA的混合体系，c(OA)可能在一段时间内维持稳定 【答案】C 【解析】A项，SA(邻羟基苯甲酸)结构中，羧基的羟基氢可与邻位酚羟基的氧原子形成分子内氢键(O–H⋯O)，A正确；B项，N极上，OA(草酸)发生氧化反应，被氧化为CO2，电极反应为：C2H2O4 − 2e− = 2CO2↑+2H+，B正确；C项，阶段I反应为：，·OH由阳极水氧化产生：H2O −e− = ⋅ OH + H+，每生成1 mol ·OH需转移1 mol e，每生成1 mol邻苯二酚消耗2 mol ·OH，故对应外电路转移2 mol e⁻，C错误；D项，根据图2，SA经阶段II生成OA，而OA在阶段III被进一步氧化，在反应初期，若OA的生成速率与消耗速率相等，则其浓度可暂时保持稳定，D正确；故选C。 12．(2026·北京十一学校高三模拟)二羟基嘧啶(DHP)是一种难生物降解的有机污染物。利用惰性电极电解含DHP、NaCl的工业废水，可将DHP氧化为无毒的CO2和N2，以实现完全无害化处理。DHP的分子结构与电解装置如下图所示。 下列说法正确的是( ) A．电极a与电源负极相连 B．i中每生成1 molCO2，则DHP失去3 mole- C．ii反应的离子方程式为2NH4++3Cl2+8OH-=N2↑＋6Cl-+8H2O D．若完全无害化处理1 mol DHP，理论上b极至少产生16 gH2 【答案】D 【解析】根据装置中物质转化，a极上Cl-转化为Cl2，Cl元素化合价升高失电子，DHP被氧化为CO2和NH4+，发生氧化反应，故a为阳极，与电源正极相连；b极上H+转化为H2，H元素化合价降低得电子，发生还原反应，故b为阴极，与电源负极相连。1mol DHP分子式为C4H4N2O2，完全氧化为CO2和N2时，4mol C从平均+1.5价升高到+4价共失10mol电子，2mol N从-3价升高到0价共失6mol电子，总转移电子数为16mol。A项，电极a为阳极，应与电源正极相连，A错误；B项，1mol DHP完全氧化生成4mol CO2时共失去16mol电子，故每生成1mol CO2，DHP失去4mol e-，B错误；C项，阳极区为酸性环境，不存在大量OH-，ii反应的离子方程式为2NH4++3Cl2=N2↑＋6Cl-+8H＋，C错误；D项，处理1mol DHP时电路中转移16mol电子，b极生成H2的物质的量为，质量为，D正确；故选 D。 13．(2026·河南许昌三模)利用电解原理将污染物硝酸盐(NO3-)高效转化为氨，兼具环境修复与绿氨合成的功能。下图为污水处理及将所得氨气用于转化为电能的组合装置。 下列说法错误的是( ) A．M极与电源负极相连 B．X极的电极反应式为2NH3+6OH--6e-=N2↑＋6H2O C．乙膜宜选用阴离子交换膜 D．每处理1L0.1mol·L-1NO3-废液，N极同时生成4.48 L O2(标准状况下) 【答案】D 【解析】电解装置将NO3-还原为NH3，燃料电池消耗生成的NH3实现电能转化。电解池中，M极发生还原反应，电极反应为NO3-+6H2O+8e-=NH3↑＋9OH-，故M为阴极，与电源负极相连；N极发生氧化反应，电极反应为2H2O-4e-=O2↑＋4H＋。右侧燃料电池中，X极通入NH3发生氧化反应：2NH3+6OH--6e-=N2↑＋6H2O，为负极；Y极通入O2发生还原反应，为正极。A项，M极上NO3-得电子被还原为NH3，发生还原反应，电解池中阴极与电源负极相连，故M极与电源负极相连，A正确；B项，氨氧燃料电池中，X极为负极，NH3在碱性条件下失电子被氧化为N2，电极反应式为：2NH3+6OH--6e-=N2↑＋6H2O，B正确；C项，燃料电池正极生成的OH-需要向负极移动参与反应，乙膜选用阴离子交换膜可允许OH-通过，维持膜两侧溶液离子浓度基本不变，C正确；D项，电解时，M极上除了主反应NO3-→NH3外，还存在副反应生成H2，所以无法计算，D错误；故选D。 14．(2026·福建泉州高三模拟)近日，某研究团队提出了一种电化学-化学级联策略，用于将CO2和硝酸盐污染物高效转化为增值的NaHCO3和NH4Cl，工作原理如图。下列说法正确的是( ) A．电子流动方向：b→电极B→电极A→a B．电极B反应式：NO3-+10H++8e-=NH4+＋3H2O C．一段时间后B极区溶液pH不变 D．X为NaCl固体 【答案】D 【解析】右侧电极B通入NaNO3污水，NO3-被还原为NH3·H2O(氮元素化合价降低，发生还原反应)，因此电极B为阴极，接电源负极(b极)；左侧电极A为阳极，接电源正极(a极)，阳极发生水的氧化反应：2H2O-4e-=O2↑＋4H＋，质子交换膜允许H+由阳极(A 极区)迁移向阴极(B 极区)；阴极(电极 B)反应：NO3-+7H2O+8e-=NH3·H2O＋9OH-。A项，电子只能在外电路中移动，无法通过电解质溶液，不存在电极B到电极A的电子流动，A错误；B项，电极B生成含NH3·H2O的电解液，为碱性环境，反应不能用H+配平，电极反应式应为NO3-+7H2O+8e-=NH3·H2O＋9OH-，B错误；C项，电极B反应生成OH-，B极区OH-浓度升高，pH增大，C错误；D项，转化2最终得到NH4Cl，需要引入Cl-，同时同离子效应促进NaHCO3析出，需引入Na+，故X为NaCl固体，D正确；故选D。 考查金属腐蚀的原理与探究 15．(2026·广东广州二模)下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图，环境中的Cl-扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，下列说法正确的是( ) A．青铜基体发生还原反应被腐蚀 B．电子由青铜基体经溶液流向多孔催化层 C．负极发生的电极反应：2Cl--2e-=Cl2↑ D．生成0.01molCu2(OH)3Cl，理论上消耗0.01molO2 【答案】D 【解析】负极发生氧化反应，应为Cu元素从0价氧化为+2价，再结合题干中所给出生成Cu2(OH)3Cl的条件，可知负极反应为Cu-2e-=Cu2+，随后反应产物Cu2+再发生反应：2Cu2++3OH-+Cl-=Cu2(OH)3Cl；正极发生还原反应，应为O2的还原反应，反应式为 O2+2H2O+4e-=4OH-。A项，由以上分析可知，青铜基体发生氧化反应被腐蚀，A错误；B项，原电池反应中，电子不会经过溶液而流动，B错误；C项，负极反应为Cu-2e-=Cu2+，C错误；D项，根据电子守恒计算： 1个Cu2(OH)3Cl含2个Cu2+，生成1molCu2(OH)3Cl，Cu总共失电子； 1molO2反应得4mol电子，因此生成0.01molCu2(OH)3Cl，转移电子0.04mol，理论消耗O2 的物质的量为，D正确；故选D。 16．(2026·河南名校协作体高三期中联考)氯化钙、醋酸钙两种融雪剂在5℃下对溶解氧的浓度的影响(图1)和对碳钢(铁碳合金)的腐蚀速率的影响(图2)如图所示。下列说法错误的是( ) A．水中溶氧量的大小主要与离子浓度有关，而与离子种类基本无关 B．当水中不含融雪剂时，碳钢的腐蚀速率一定最快 C．在上述盐溶液条件下，碳钢主要发生吸氧腐蚀 D．相同温度下，同浓度的两种融雪剂溶液的pH不同 【答案】B 【解析】A项，从图1可以看出，在相同温度下，随着氯化钙、醋酸钙离子浓度的增大，溶解氧的浓度逐渐减小，并且氯化钙、醋酸钙对溶解氧浓度的影响趋势基本一致，说明水中溶氧量的大小主要与离子浓度有关，而与离子种类基本无关，A正确；B项，图2研究在含有氯化钙、醋酸钙时，碳钢的腐蚀速率情况，但没有给出不含融雪剂时的信息，无法得出当水中不含融雪剂时，碳钢的腐蚀速率一定最快这一结论，B错误；C项，由图1可知水中存在溶解氧，，在这种情况下，碳钢发生腐蚀时主要是吸氧腐蚀，C正确；D项，氯化钙是强酸强碱盐，其溶液显中性；醋酸钙是强碱弱酸盐，醋酸根离子水解显碱性，所以相同温度下，同浓度的两种融雪剂溶液的pH不同，D正确；故选B。 17．【文物保护】(2026·江苏南京高三模拟)古代青铜器的出土，体现了古代中国对人类物质文明的巨大贡献。青铜器埋藏会产生多种锈蚀产物，其中Cu2(OH)2CO3结构致密，可以阻止内部青铜继续被腐蚀，而Cu2(OH)3Cl结构疏松膨胀，可使锈蚀很快蔓延。青铜锈蚀过程大致如下： 下列说法不正确的是( ) A．青铜锈蚀Ⅰ过程属于电化学腐蚀，负极的电极方程式为：Cu+Cl--e-=CuCl B．青铜锈蚀Ⅰ过程中Cl-浓度越大，腐蚀趋势越大 C．青铜锈蚀Ⅲ生成Cu2(OH)3Cl的方程式为：Cu2O+HCl+2H2O = Cu2(OH)3Cl+H2↑ D．青铜器修复时可用一定浓度的碳酸钠溶液浸泡一段时间，将“有害锈”转化为“无害锈” 【答案】C 【解析】A项，青铜锈蚀I过程属于电化学腐蚀，Cu在负极失去电子生成CuCl，电极反应方程式为：Cu+Cl--e-=CuCl，A正确；B项，青铜锈蚀I过程发生电极反应：Cu+Cl--e-=CuCl，Cl-浓度越大，腐蚀趋势越大，B正确；C项，青铜锈蚀Ⅲ过程中，Cu2O中Cu为+1价，产物Cu2(OH)3Cl中Cu为+2价，铜元素化合价升高，需要氧化剂；但H+氧化性弱于Cu2+，不能氧化+1价Cu，实际氧化剂是O2 ，化学方程式为：2Cu2O+2HCl+O2+2H2O=2Cu2(OH)3Cl，C错误；D项，青铜器修复可用碳酸钠溶液浸泡一段时间，可使Cu2(OH)3Cl转化为结构致密的Cu2(OH)2CO3，可以阻止内部青铜继续被腐蚀，将“有害锈”转化为“无害锈”，D正确；故选C。 考查金属的防护 18．(2026·广东茂名二模)海船上加装锌块可延缓船体的腐蚀。下列有关说法正确的是( ) A．锌块发生氧化反应 B．加装锌块后可永久防腐 C．该法为外加电流法保护钢铁 D．负极主要发生反应：O2+2H2O+4e-=4OH- 【答案】A 【解析】A项，锌的金属活动性强于铁，加装锌块后，锌作原电池负极，发生氧化反应，A正确；B项，锌块作负极会不断被腐蚀消耗，消耗完毕后就无法继续保护船体，不能实现永久防腐，B错误；C项，该防护方法为牺牲阳极的阴极保护法，无需外加电源，不属于外加电流法，C错误；D项，O2+2H2O+4e-=4OH-为吸氧腐蚀的正极反应，负极是锌失电子生成锌离子，D错误；故选A。 19．(2026·广东江门二模)港珠澳大桥6.7公里长的沉管隧道里，藏着2万多个银色铝锌铟合金金属块保护主体钢结构，极大地延缓了钢结构的腐蚀。下列有关说法错误的是( ) A．铝锌铟合金的硬度大于纯铝 B．该法为外加电流法 C．腐蚀时，铝发生反应Al-3e-=Al3+ D．铝锌铟合金金属块需定期更换 【答案】B 【解析】A项，合金的硬度通常大于其组成的纯金属，因此铝锌铟合金的硬度大于纯铝，A正确；B项，该防护方法利用铝锌铟合金活泼性强于铁，作原电池负极被消耗从而保护钢结构，属于牺牲阳极法，不需要外接电源，不属于外加电流法，B错误；C项，腐蚀时铝作为负极失电子发生氧化反应，电极反应为Al-3e-=Al3+，C正确；D项，铝锌铟合金作为原电池负极会被逐渐腐蚀消耗，因此需要定期更换，D正确；故选B。 20．如图装置可防止金属管道在潮湿土壤中的腐蚀。下列有关说法中正确的是 A．电流由镁块经导线流向管道 B．管道表面上发生氧化反应 C．该保护法为牺牲阳极保护法 D．将镁块换为钠块，则保护效果更好 【答案】C 【解析】Mg的活泼性大于Fe，形成原电池Mg为负极失去电子被氧化，Fe为正极受到保护。A项，电流由钢铁管道(正极)经导线流向镁块(负极)，A错误；B项，管道表面上发生O2得电子的还原反应，B错误；C项，该保护法牺牲镁块(原电池的负极，发生氧化反应)，故称为牺牲阳极保护法，C正确；D项，钠太活泼，极易直接与空气中O2、H2O及CO2等反应，不能为管道提供电子，无法保护管道，D错误；答案选C。 21．某城市为了减少钢管因锈蚀造成的损失，拟用如图方法保护埋在酸性土壤中的钢管。下列有关说法正确的是( ) A． 在潮湿的酸性土壤中钢管主要发生化学腐蚀 B． 在潮湿的酸性土壤中金属棒M将电子通过导线流向钢管 C． 在潮湿的酸性土壤中H+向金属棒M 移动，抑制H+与铁的反应 D． 钢管与金属棒M也可用导线分别连接直流电源正、负极以使钢管表面的腐蚀电流接近于零 【答案】B 【解析】A项，在酸性环境下，钢铁发生析氢腐蚀，故A错误；B项，为了减少钢管的损失，金属棒M、钢管应在酸性土壤中形成原电池，其中金属M做负极，失去电子，失去的电子通过导线流向钢管，钢管做正极被保护，故B正确；C项，在潮湿的酸性土壤中，存在大量氢离子，氢离子移动到正极上得电子被还原，即移动到钢管上得电子，故能抑制氢离子与铁的反应，故C错误；D项，钢管与金属棒M也可用导线分别连接直流电源正、负极，钢管作正极，腐蚀速率加快，故D错误。 重难·创新演练 1．(2026·河南南阳三模)科学家利用磷盐a、b实现了电化学合成氨，这是人工固氮的一种新方式，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．电极X的电势高于 Y极 B．Y极的电极反应式为 N2+6Li+-6e-=2Li3N C．当外电路转移3mol e-时，理论上产生22.4 L NH3(标准状况) D．反应②中，磷盐a发生了还原反应 【答案】C 【解析】根据装置中物质转化，Y极上N2 转化为Li3N，N元素化合价从0降低为-3，发生得电子的还原反应，确定Y为原电池正极，X为原电池负极。正极电极反应式为N2+6Li++6e-=2Li3N，生成的Li3N后续反应生成NH3，每生成1molNH3对应整个电路转移3mol电子。A项，原电池中正极电势高于负极，Y为正极，X为负极，因此电极Y的电势高于X极，A错误；B项，Y极为正极，发生得电子的还原反应，电极反应式为N2+6Li++6e-=2Li3N，选项给出的电极反应式为失电子的氧化反应，B错误；C项，生成1molNH3时N元素从0价变为-3价，对应转移3mol电子，因此外电路转移3mol e-时，理论上生成1molNH3，标准状况下体积为22.4L，C正确；D项，由图可知磷酸盐a转化成磷酸盐b化合价没有发生变化，未发生还原反应，D错误； 故选 C。 2．(2026·河南南阳高三模拟)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，反应原理如图1所示(a池发生反应的微观过程如图2所示，转化过程中b池溶质的物质的量不变)。下列说法错误的是( ) A．工作时铅蓄电池的铅电极连接N极 B．阴极电极反应式：2H2O+2e-=H2↑＋2OH- C．离子交换膜为阴离子交换膜 D．转移6 mole-时，理论上阳极区生成1 mol N2 【答案】D 【解析】A项，由图2知，M极为阳极，则N极为阴极，故工作时铅蓄电池的铅电极(负极)与N极相连，A项正确；B项，阴极电极反应式：2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，B项正确；C项，工作过程中b池溶质的物质的量不变，阴极区生成的OH-定向移动到阳极区”修改为“阳极区进行氧化反应消耗OH-，阴极区进行还原反应生成OH-，为保持电荷守恒，OH-从阴极区通过离子交换膜移向阳极区，C项正确；D项，当转移6 mol电子时，2Cl--2e-=Cl2↑生成3molCl2，碱性条件下生成3molClO-，根据2成0.2molN2，D项错误。 3．(2026·云南三模)常温常压下，光催化电极失去电子并产生有强氧化性的空穴(h+)，使水和空气产生羟基自由基(·OH)和超氧离子自由基·O2-，能有效去除废水中的丙烯腈(CH2=CHCN)，其工作原理如下。已知超氧离子自由基·O2--在B极发生的反应为：(未配平)，下列说法错误的是( ) A．该装置能量转化形式主要为光能→化学能→电能 B．H2O转化为·OH的化学方程式为H2O+h+=H++·OH C．·OH与丙烯腈反应过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为15：1 D．若电路中通过3mol电子，则理论上有0.6mol丙烯腈被处理 【答案】D 【解析】该装置中，在光照条件下电极A表面产生电子(e-)和空穴(h+)，A电极表面水分子被空穴(h+)氧化为·OH，作为负极，电极反应式为H2O+h+=H++·OH，电极A中多余的电子沿外电路流入电极B；B电极表面O2得电子被还原为·O2-，作为正极，电极反应式为O2+e-=·O2-，·O2-进一步结合H+生成·OH；·OH在酸性电解质溶液中将丙烯腈氧化为CO2和N2。A项，该装置能量转化形式主要为光能→化学能→电能，A正确；B项，空穴(h+)有强氧化性，可将水分子氧化为·OH，根据得失电子守恒，反应方程式为H2O+h+=H++·OH，B正确；C项，丙烯腈(CH2=CHCN)被·OH完全氧化为CO2和N2，根据得失电子守恒配平反应方程式为，丙烯腈(CH2=CHCN)为还原剂，·OH为氧化剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为15：1，C正确；D项，据分析，电路中通过1 mol电子，正、负极各生成1 mol ·OH，根据C选项中的化学方程式可知，2 mol ·OH可处理 mol丙烯腈，因此电路中通过3 mol电子，可处理 mol丙烯腈，D错误；故选D。 4．【废水处理】(2026·湖南长沙高三联考)如图为一种电化学间接处理废水中NH4+的装置。该装置采用IrO2-RuO2/Ti为阳极材料，以可对溶液pH自适应调节的铝板为阴极材料。电解质溶液为含NH4+和Cl-的废水(含氮350 mg/L)。下列关于该装置的说法正确的是( ) A．电解时a极应与直流电源的正极相连 B．电解时b极处理2NH4+的离子方程式为2NH4++3ClO-=3Cl-+N2↑＋5H＋＋3H2O C．该装置工作时溶液酸性过强，会导致2NH4+去除效率降低 D．每处理1 L废水，a极至少会产生0.84 L气体 【答案】C 【解析】电化学间接处理废水中NH4+的装置中，采用IrO2-RuO2/Ti为阳极材料，电极a产生H2，故电极a为阴极；电极b产生Cl2，故为阳极。A项，电解时a极为阴极，应与直流电源的负极相连，A错误；B项，电解时b极处理NH4+的过程是生成的HClO将废水中的NH4+氧化为N2，HClO是弱酸，离子方程式为：2NH4++3HClO=3Cl-+N2↑＋5H＋＋3H2O，B错误；C项，b极产生的氯气会与水发生Cl2＋H2OH++Cl-＋HClO，当酸性过强时， c(H＋)上升，导致反应逆移，HClO减少，NH4+去除效率降低，C正确；D项，选项中未指明气体的状态，无法计算，D错误；故选C。 5．(2026·广东深圳三模)科学家开发了一种电化学驱动的Zn-H2O(g)反应技术，当ZnO粉末进入电解池后开始电解，电解总反应为：2ZnO2Zn+O2↑，其工作原理示意图如下。下列说法不正确的是( ) 已知：ZnO+2KOH+H2O=K2[Zn(OH)4] A．气体X和Y分别为H2和O2 B．阴极电极反应式为：[Zn(OH)4]2−+2e−=Zn+4OH− C．电解过程中，c(OH−)>a mol·L−1 D．该工艺最终的目的是以海水为原料制备H2、O2和盐 【答案】C 【解析】已知反应ZnO+2KOH+H2O=K2[Zn(OH)4]，电解池中，Zn电极接电源负极作阴极，电极反应为：[Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-，Pt电极接电源正极作阳极，电极反应：4OH--4e-=2H2O+O2↑；左侧装置中Zn与水蒸气反应生成ZnO和气体X，反应：Zn+H2O(g)=ZnO+H2↑，ZnO再送入电解池再生为Zn，循环使用。A项，左侧反应：Zn+H2O(g)=ZnO+H2↑，因此气体X为氢气；电解池阳极Pt上氢氧根离子放电生成氧气：4OH--4e-=2H2O+O2↑，因此气体Y为氧气，A正确；B项，阴极上[Zn(OH)4]2-得电子，+2价Zn被还原为Zn，配平后电极反应为：[Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-，B正确；C项，电解总反应为：2ZnO2Zn+O2↑，说明在电解过程中OH－的物质的量不变，且溶液体积基本保持不变。因此，电解过程中c(OH－)应该保持为amol·L-1，而不是大于mol·L-1 ，C错误；D项，整个流程中，Zn循环使用，最终以海水为原料，得到氢气、氧气，同时分离出海水中的盐，故D正确；故选C。 6．【氯苯无害化处理】(2026·陕西西安一模)我国科技人员为了在更温和的条件下实现废水中氯苯的无害化处理，设计开发了一种电化学装置，如图所示。转化过程： 下列说法正确的是( ) A．b为电源正极 B．阳极区发生转化i的电极反应为 C．电解一段时间后，阴极区溶液pH增大 D．若0.5mol氯苯完全转化为CO2，生成7mol气体X 【答案】D 【解析】从图中可知，左侧电极上，氯苯转化为二氧化碳等物质，氯苯中的C失电子发生氧化反应，因此左侧电极为阳极，右侧电极为阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，气体X为H2。A项，根据分析左侧电极上，氯苯转化为二氧化碳等物质，氯苯中的C失电子发生氧化反应，因此左侧电极为阳极，a为正极，A错误；B项，阳极区是酸性条件下的反应，没有OH-离子参与，正确的离子方程式为：，B错误；C项，阴极上有多少H+放电生成H2，就有多少H+通过质子交换膜进入阴极，电解一段时间后，阴极区溶液pH不变，C错误；D项，1mol氯苯完全转化为CO2，共失去28mol电子，X为H2，共生成H2，若0.5mol氯苯完全转化为CO2，生成7mol气体X，D正确； 故选D。 7．【合成MCN】(2026·河南南阳高三联考)在O2饱和的甲醇溶液中，2-氯-5-三氯甲基吡啶()电化学脱氯生成6-氯烟酸甲酯(MCN)的过程如图所示。 下列说法错误的是( ) A．Pt电极连接电源正极 B．Ag电极的电极反应式： C．若使用阴离子交换膜，Pt电极上会产生黄绿色气体 D．理论上Pt电极上产生的O2与Ag电极通入的O2的质量相等 【答案】B 【解析】Pt电极上H2O转化为O2 ，氧元素化合价升高，发生失电子的氧化反应，故Pt电极为阳极，连接电源正极，阳极电极反应式为 2H2O-4e-=O2↑＋4H＋；Ag电极为阴极，阴极上O2 得电子结合有机物，生成Cl-和。A项，Pt电极上H2O转化为O2 ，发生失电子的氧化反应，为阳极，连接电源正极，A正确；B项，Ag电极为阴极，1molO2 得4mol电子，根据原子守恒，阴极电极反应式为，所给选项中反应物系数匹配错误，B错误；C项，若使用阴离子交换膜，Cl-会透过交换膜向阳极Pt电极移动，在Pt电极上失电子生成Cl2，氯气为黄绿色气体，C正确； D项，根据整个电路得失电子守恒，Ag电极每消耗1molO2 得到4mol电子，而Pt电极每生成1molO2 失去4mol电子，故理论上Pt电极产生的O2 与Ag电极通入的O2 物质的量相等，质量也相等，D正确；故选B。 8．(2026·浙江绍兴市高三下学期选考科目考试适应性试卷)尼龙6的关键中间体环己酮肟可以通过电化学合成，将大气污染物NO转化为高价值化工原料，实现“变废为宝”，转化过程如图。 下列说法不正确的是( ) A．电极B连接电源的正极，发生氧化反应 B．离子交换膜应选用阴离子交换膜 C．理论上获得1mol环己酮肟，电极B附近将生成5.6L O2(标况下测定) D．电极A的电极反应式为：NO+3e-+3H2O=NH2OH+3OH- 【答案】C 【解析】电极A上NO转化为NH2OH，N化合价从+2变为-1，化合价降低、得电子，阴极的电极反应为NO+3H2O+3e-=NH2OH+3OH-，电极A为阴极；电极B上OH-转化为O2，O化合价从-2变为0，化合价升高、失电子，阳极的电极反应为4OH--4e-=O2↑＋2H2O，电极B为阳极。A项，根据分析，电极B为阳极，阳极连接电源正极，发生氧化反应，A正确；B项，阴极A反应生成OH-，阳极B消耗OH-，OH-需要从阴极室迁移到阳极室，因此选用阴离子交换膜，B正确；C项，获得1mol环己酮肟，需要1molNH2OH，对应NO得3mol电子，整个电路转移3mol电子。阳极反应为4OH--4e-=O2↑＋2H2O，转移3mol电子时生成O2的物质的量为，标况下体积为，C错误；D项，电极A上NO得电子生成NH2OH，配平后电极反应为NO+3H2O+3e-=NH2OH+3OH-，D正确；故选C。 9．【制备糠醛】(2025·河北名校高三联考)糠酸和糠醇是化工重要原料，以双极膜(中间夹层的H2O，向两极室提供H+和OH-)技术，通过电解法利用糠醛制备糠醇和糠酸盐()的装置如图所示。下列说法错误的是( ) A．电极X与电源的负极连接 B．左侧电极室溶液pH增大 C．右侧电极室的总反应为+3OH−+2e−+2H2O D．若电路转移电子总数为2NA，则理论上至少消耗糠醛的质量为192g 【答案】B 【解析】电极X区域糠醛转化为糠醇，醛基发生得电子的还原反应，电极X为阴极，连接电源负极；电极Y区域糠醛转化为糠酸盐，醛基发生失电子的氧化反应，MnO2与MnOOH为反应的催化剂，双极膜解离产生的H+向左侧阴极室迁移，OH-向右侧阳极室迁移，两极电子守恒，总消耗糠醛的物质的量为两极消耗量之和。A项，电极X上发生还原反应为阴极，应与电源负极连接，A正确；B项，左侧阴极每转移2mol电子，电极消耗2molH+，同时双极膜向左侧迁移2molH+，左侧溶液中H+浓度几乎不变，pH几乎不变，B错误；C项，结合分析可知，右侧阳极室的总反应书写正确，C正确；D项，电路转移电子总数为2NA即2mol电子时，阴极消耗1mol糠醛，阳极消耗1mol糠醛，共消耗2mol糠醛，糠醛摩尔质量为96g/mol，总质量为，D正确；故选B。 10．(2026·广西南宁二模)某学习小组利用铁钉、锌片、铜丝、含酚酞和铁氰化钾的NaCl琼脂水溶液，设计如下图所示的两组实验装置，探究金属的腐蚀与防护，下列根据实验操作及现象进行的分析和推断中，错误的是( ) 操作 现象 一段时间后：①中，铁钉裸露在外的附近区域变红；②中…… A．装置①中锌片作负极，铁钉被保护 B．②中可观察到铁钉裸露在外的附近区域变蓝，铜丝附近区域变红 C．①中变红是因为发生反应2H++ 2e-= H2↑，促进了水的电离 D．①和②中发生的氧化反应均可表示为M - 2e-= M2+(M代表锌或铁) 【答案】C 【解析】A项， 装置①中，锌比铁活泼，形成原电池时锌片作负极，发生氧化反应被腐蚀，铁钉作正极，被保护(牺牲阳极法)，A正确； B项，装置②中，铁比铜活泼，铁作负极：Fe - 2e- = Fe2+，Fe2+与铁氰化钾反应生成蓝色沉淀(铁钉附近变蓝)；铜作正极：O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-，OH-使酚酞变红(铜丝附近变红)，B正确； C项，①中变红的原因是：铁钉作正极，O2在铁钉表面得电子生成OH-，反应为O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-，OH-使酚酞变红，不是2H++ 2e-= H2↑，C错误；D项，①中锌作负极：Zn - 2e-= Zn2+；②中铁作负极：Fe - 2e-= Fe2+，氧化反应均可表示为M - 2e-= M2+(M代表锌或铁)，D正确；故选C。 11．(2026·辽宁名校联盟高三联考)某课题组为探究海水值、含盐量对某钢材腐蚀行为的影响，测量了钢材光洁部分的失重速率，实验结果如下图。下列说法正确的是( ) A．实验中，钢材浸泡结束取出，快速干燥，立即称重 B．据图1推测，不同时钢材腐蚀速率： C．海水含盐量升高，有利于形成原电池，腐蚀速率一定加快 D．含盐量大于时，失重速率下降与海水中溶解氧含量下降有关 【答案】D 【解析】A项，钢材在实验pH值(中性环境中)主要发生吸氧腐蚀，生成铁锈附着，质量增加，需要清除附着物后再测量失重量，故A错误；B项，pH值到达5.0时为酸性，会发生析氢腐蚀，无法比较腐蚀速率，故B错误；C项，图2可知，当含盐量超过一定值约3.5%后，失重速率下降，并非含盐量升高，腐蚀速率一定加快，故C错误；D项，含盐量升高，溶剂极性上升，氧气是非极性分子，根据相似相溶原理，溶解度应下降，而海水中溶解氧气的量会影响钢材的吸氧腐蚀，故失重速率下降可能与海水中溶解氧气的量下降有关，故D正确；故选D。 12．(2026·浙江宁波质检)某化学兴趣小组的同学学了金属的电化学腐蚀，对教材叙述［钢铁在酸性环境中发生析氢腐蚀；在酸性很弱或呈中性，溶有O2的环境中发生吸氧腐蚀；钢铁等金属的腐蚀主要为吸氧腐蚀］产生疑问，决定用数字化实验模拟探究钢铁在酸性环境下的腐蚀情况。 (1)用图1所示装置进行实验：打开a___________(填仪器名称)的活塞，加入溶液，测得压强随时间变化曲线如图2。 同学甲得出结论：酸性条件下，铁粉发生析氢腐蚀。 (2)同学乙认为甲的结论不科学，锥形瓶内压强变大还可能是___________，提出改进措施：___________。改进后，再次实验，证明甲、乙的猜想均正确，请在图2中绘制出改进后的曲线。 (3)同学丙认为甲、乙的实验不具代表性，建议用不同浓度的酸进行实验。在改进后的装置中分别用pH=4、pH=6的硫酸实验，测定压强随时间变化情况，结果如图3.同学丙得出：酸性较弱时，铁会发生吸氧腐蚀，其依据是___________。 (4)对于图3中pH=4时，铁是否发生了腐蚀？同学们意见不统一，经讨论，他们把压强传感器换成氧气传感器，得出不同时装置中浓度随时间的变化曲线如图4。 结合实验分析：pH=4时，压强几乎不随时间改变是因为___________。 综上，小组同学得出结论：教材表述科学严谨。 【答案】(1)恒压滴液漏斗 (2) 反应放热，温度升高使瓶内压强变大 在恒温装置中进行或在恒温槽中进行 (3)pH=6时，装置中压强减小 (4)析氢腐蚀产生H2与吸氧腐蚀消耗O2的体积相当(或析氢腐蚀与吸氧腐蚀的速率相当) 【解析】该实验探究钢铁在不同酸性环境下的腐蚀机理：在强酸性(pH=2)条件下，铁主要发生析氢腐蚀，负极反应为Fe-2e-=Fe2+，正极反应为2H＋＋2e-=H2↑，同时铁与稀硫酸直接发生置换反应Fe +H2SO4== FeSO4 +H2↑，产生氢气使装置内压强增大，且反应放热也会导致气体受热膨胀、压强升高；在弱酸性(pH=4、pH=6)条件下，铁发生吸氧腐蚀，负极反应为Fe-2e-=Fe2+，正极反应为O2＋4H＋＋4e-=2H2O，消耗装置内氧气使压强或氧气浓度下降；当pH=4时，析氢腐蚀产生的氢气与吸氧腐蚀消耗的氧气量相当，两者对压强的影响相互抵消，因此装置内压强几乎不随时间改变，据此分析。 (1)仪器a为恒压滴液漏斗； (2)同学乙认为甲的结论不科学，锥形瓶内压强变大除了生成气体以外，还可能是反应放热，温度升高使瓶内压强变大。因此，需要控制装置的温度，故可在恒温装置中进行或在恒温槽中进行。改进后，再次实验，证明甲、乙的猜想均正确，则改进后压强也随时间变大但小于改进前；在图2绘制出改进后的曲线如图所示：； (3)同学丙认为甲、乙的实验不具代表性，建议用不同浓度的酸进行实验。在改进后的装置中分别用pH=4、pH=6的硫酸实验，测定压强随时间变化情况，结果如图3.同学丙得出：酸性较弱时，铁会发生吸氧腐蚀，其依据是：pH=6时，装置中压强减小； (4)结合图4分析可知，pH=4时，O2浓度随时间而减小，但是测得压强基本保持不变，因此分析可知发生析氢腐蚀产生H2与吸氧腐蚀消耗O2的体积相当(或析氢腐蚀与吸氧腐蚀的速率相当)。 真题·实战演练 1．(2025·广西卷，11，3分)大型发电机的定子线圈由空芯铜导线缠绕制成。发电机运行时，需向铜导线的空芯通冷水降温，铜导线内壁因发生电化学反应生成Cu2O层。一段时间后，Cu2O表面产生的沉积物会造成堵塞，空芯铜导线截面如图。下列说法错误的是( ) A．Cu2O层对铜导线起保护作用 B．正极生成Cu2O的电极反应式为4Cu++O2+4e-=2Cu2O C．沉积物的成分可能有CuO、Cu2(OH)2CO3 D．腐蚀最严重的区域是沉积物最多之处 【答案】B 【解析】铜导线内壁发生电化学反应生成Cu2O层，负极为Cu，电极反应为Cu-e-=Cu+，正极氧气得电子，电极反应O2+2H2O+4e-=4OH-，后续Cu+与OH-生成Cu2O。A项，Cu2O层为致密的氧化膜，能阻止内部铜与水、氧气进一步接触，对铜导线起保护作用，A正确；B项，正极发生还原反应，在水溶液中，O2得电子应结合H2O生成OH-，正确电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，而非直接与Cu+反应生成Cu2O，B错误；C项，Cu2O可被氧化为CuO，或与H2O、CO2反应生成Cu2(OH)2CO3，沉积物成分可能包含二者，C正确；D项，沉积物处氧气浓度低，形成氧浓差电池的阳极区(腐蚀区)，沉积物越多，阳极区越大，腐蚀最严重，D正确；故选B。 2． (2024·湖北卷，2，3分) 2024年5月8日，我国第三艘航空母舰福建舰顺利完成首次海试。舰体表面需要采取有效的防锈措施，下列防锈措施中不形成表面钝化膜的是( ) A．发蓝处理 B．阳极氧化 C．表面渗镀 D．喷涂油漆 【答案】D 【解析】A项，发蓝处理技术通常用于钢铁等黑色金属，通过在空气中加热或直接浸泡于浓氧化性溶液中来实现，可在金属表面形成一层极薄的氧化膜，这层氧化膜能有效防锈，A不符合题意；B项，阳极氧化是将待保护的金属与电源正极连接，在金属表面形成一层氧化膜的过程，B不符合题意；C项，表面渗镀是在高温下将气态、固态或熔化状态的欲渗镀的物质(金属或非金属元素)通过扩散作用从被渗镀的金属的表面渗入内部以形成表层合金镀层的一种表面处理的方法，C不符合题意；D项，喷涂油漆是将油漆涂在待保护的金属表面并没有在表面形成钝化膜，D符合题意；故选D。 3．(2024·广东卷，5，2分)我国自主设计建造的浮式生产储御油装置“海葵一号”将在珠江口盆地海域使用，其钢铁外壳镶嵌了锌块，以利用电化学原理延缓外壳的腐蚀。下列有关说法正确的是( ) A．钢铁外壳为负极 B．镶嵌的锌块可永久使用 C．该法为外加电流法 D．锌发生反应： 【答案】D 【解析】钢铁外壳镶嵌了锌块，由于金属活动性Zn＞Fe，即锌块为负极，钢铁为正极，形成原电池，Zn失去电子，发生还原反应，Zn-2e-=Zn2＋，从而保护钢铁，延缓其腐蚀。A项，由于金属活动性Zn＞Fe，钢铁外壳为正极，锌块为负极，故A错误；B项，Zn失去电子，发生还原反应，Zn-2e-=Zn2＋，镶嵌的锌块会被逐渐消耗，需根据腐蚀情况进行维护和更换，不能永久使用，故B错误；C项，该方法为牺牲阳极的阴极保护法，故C错误；D项，Zn失去电子，发生还原反应：Zn-2e-=Zn2＋，故D正确；故选D。 4．(2024·浙江1月卷，13，3分)破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成[Zn(NH3)4]2+和H2，下列说法不正确的是( ) A．氨水浓度越大，腐蚀趋势越大 B．随着腐蚀的进行，溶液pH变大 C．铁电极上的电极反应式为： 2NH3+2e-=H2↑＋2NH2- D．每生成标准状况下22.4mLH2，消耗0.010 mol Zn 【答案】C 【解析】A项，氨水浓度越大，越容易生成[Zn(NH3)4]2+，腐蚀趋势越大，A正确；B项，腐蚀的总反应为Zn+4NH3•H2O=[Zn(NH3)4]2++H2↑+2H2O+2OH-，有OH-离子生成，溶液pH变大，B正确；C项，该电化学腐蚀中Zn作负极，Fe作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，铁电极上的电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，C错误；D项，根据得失电子守恒，每生成标准状况下22.4mLH2，转移电子数为，消耗0.010 mol Zn，D正确；故选C。 5．(2024·浙江6月卷，13，3分)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。 6． (2024·安徽卷，3，3分)青少年帮厨既可培养劳动习惯，也能将化学知识应用于实践。下列有关解释合理的是( ) A．清洗铁锅后及时擦干，能减缓铁锅因发生吸氧腐蚀而生锈 B．烹煮食物的后期加入食盐，能避免NaCl长时间受热而分解 C．将白糖熬制成焦糖汁，利用蔗糖高温下充分炭化食物增色 D．制作面点时加入食用纯碱，利用NaHCO3中和发酵过程产生的酸 【答案】A 【解析】A项，铁发生吸氧腐蚀时，正极上O2得电子结合水生成氢氧根离子，清洗铁锅后及时擦干，除去了铁锅表面的水分，没有了电解质溶液，能减缓铁锅因发生吸氧腐蚀而生锈，A正确；B项，食盐中含有碘酸钾，碘酸钾受热不稳定易分解，因此烹煮食物时后期加入食盐，与NaCl无关，B错误；C项，焦糖的主要成分仍是糖类，同时还含有一些醛类、酮类等物质，蔗糖在高温下并未炭化，C错误；D项，食用纯碱主要成分为Na2CO3，制作面点时加入食用纯碱，利用了Na2CO3中和发酵过程产生的酸，D错误；故选A。 7．(2024·重庆卷，9，3分)我国科研工作者研发了一种新型复合电极材料，可将CO2电催化转化为甲酸，如图是电解装置示意图。下列说法正确的是( ) A．电解时电极N上产生OH- B．电解时电极M上发生氧化反应 C．阴、阳离子交换膜均有两种离子通过 D．总反应为2CO2+2H2O2HCOOH+O2 【答案】D 【解析】催化电极M上二氧化碳得到电子发生还原反应和水生成甲酸根离子和氢氧根离子：CO2+2H2O+2e-=HCOO-+OH-，甲酸根离子和氢氧根离子通过阴离子膜加入中间室，氢氧根离子和氢离子生成水、甲酸根离子和氢离子生成甲酸，则M是阴极，那么N是阳极，阳极水失去电子发生氧化反应生成氧气：2H2O-4e-=O2↑＋4H＋，氢离子通过阳离子膜进入中间室。A项，酸性条件下，电解时电极N上水失去电子发生氧化反应生成氧气：2H2O-4e-=O2↑＋4H＋，A错误；B项，催化电极M上二氧化碳得到电子发生还原反应生成甲酸，B错误；C项，阳离子交换膜有1种离子通过，C错误；D项，总反应为二氧化碳和水生成甲酸和氧气，D正确；故选D。 8．(2024·海南卷，13，4分)电解NH4HSO4溶液得到S2O82-，是早期制备H2O2的重要步骤。某实验装置如图所示。电解过程流出液b中混有少量气泡。下列说法错误的是( ) A．电解过程中阴极区的SO42-不断迁移到阳极区 B．图中a代表H2 C．回路中通过电子产生0.5mol(NH4)2S2O8 D．SO42-氧化成S2O82-的电极反应为2SO42--2e-=S2O82- 【答案】AC 【解析】由实验装置图可知，与电源正极相连为电极为阳极，电极反应式为2SO42--2e-=S2O82-，电解过程流出液b中混有少量气泡，发生副反应2H2O-4e-=O2↑＋4H＋，与电源负极相连的电极为阴极，电极反应式为2H＋＋2e-＝H2↑。A项，阴离子向阳极移动，但是硫酸根不能通过质子交换膜，则硫酸根不能从阴极区迁移到阳极区，A错误；B项，阴极区产生氢气，则a为氢气，B正确；C项，由于阳极区存在副反应，则当回路中通过1mol电子产生的(NH4)2S2O8小于0.5mol，C错误；D项，阳极区发生反应氧化反应2SO42--2e-=S2O82-，D正确；故选AC。 9．(2024·广东卷，16，3分)一种基于氯碱工艺的新型电解池(下图)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法不正确的是( ) A．阳极反应：2Cl--2e-= Cl2↑ B．阴极区溶液中OH-浓度逐渐升高 C．理论上每消耗1molFe2O3，阳极室溶液减少 D．理论上每消耗1molFe2O3，阴极室物质最多增加 【答案】C 【解析】右侧溶液为饱和食盐水，右侧电极产生气体，则右侧电极为阳极，Cl-放电产生氯气，电极反应为：2Cl--2e-= Cl2↑；左侧电极为阴极，发生还原反应，Fe2O3在碱性条件下转化为Fe，电极反应为：Fe2O3+6e-+3H2O=2Fe+6OH-；中间为阳离子交换膜，Na+由阳极向阴极移动。A项，阳极反应为：2Cl--2e-= Cl2↑，A正确；B项，阴极反应为：Fe2O3+6e-+3H2O=2Fe+6OH-，消耗水产生OH-，阴极区溶液中OH-浓度逐渐升高，B正确；C项，理论上每消耗1molFe2O3，转移6mol电子，产生3mol Cl2，同时有6mol Na+由阳极转移至阴极，则阳极室溶液减少，C错误；D项，理论上每消耗1molFe2O3，转移6mol电子，有6mol Na+由阳极转移至阴极，阴极室物质最多增加，D正确；故选C。 10．(2024·甘肃卷，7，3分)某固体电解池工作原理如图所示，下列说法错误的是( ) A．电极1的多孔结构能增大与水蒸气的接触面积 B．电极2是阴极，发生还原反应： O2+4e-=2O2- C．工作时O2-从多孔电极1迁移到多孔电极2 D．理论上电源提供能分解1molH2O 【答案】B 【解析】多孔电极1上H2O(g)发生得电子的还原反应转化成H2(g)，多孔电极1为阴极，电极反应为2H2O+4e-=2H2+2O2-；多孔电极2上O2-发生失电子的氧化反应转化成O2(g)，多孔电极2为阳极，电极反应为2O2--4e-=O2。A项，电极1的多孔结构能增大电极的表面积，增大与水蒸气的接触面积，A项正确；B项，电极2为阳极，发生氧化反应：2O2--4e-=O2，B项错误；C项，工作时，阴离子O2-向阳极移动，即O2-从多孔电极1迁移到多孔电极2，C项正确；D项，电解总反应为2H2O(g) 2H2+O2，分解2molH2O转移4mol电子，则理论上电源提供2mol电子能分解1molH2O，D项正确；故选B。 11．(2024·山东卷，13，4分)以不同材料修饰的Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制H2和O2，装置如图所示。下列说法错误的是( ) A．电极a连接电源负极 B．加入Y的目的是补充NaBr C．电解总反应式为Br-+3H2O BrO3-+3H2↑ D．催化阶段反应产物物质的量之比n(Z) ∶n(Br-)=3∶2 【答案】B 【解析】电极b上Br-发生失电子的氧化反应转化成BrO3-，电极b为阳极，电极反应为Br- -6e-+3H2O= BrO3-+6H+；则电极a为阴极，电极a的电极反应为6H++6e-=3H2↑；电解总反应式为Br-+3H2O BrO3-+3H2↑；催化循环阶段BrO3-被还原成Br-循环使用、同时生成O2，实现高效制H2和O2，即Z为O2。A项，电极a为阴极，连接电源负极，A项正确；B项，根据分析电解过程中消耗H2O和Br-，而催化阶段BrO3-被还原成Br-循环使用，故加入Y的目的是补充H2O，维持NaBr溶液为一定浓度，B项错误；C项，根据分析电解总反应式为Br-+3H2O BrO3-+3H2↑，C项正确；D项，催化阶段，Br元素的化合价由+5价降至-1价，生成1molBr-得到6mol电子，O元素的化合价由-2价升至0价，生成1molO2失去4mol电子，根据得失电子守恒，反应产物物质的量之比n(O2) ∶n(Br-)=6∶4=3∶2，D项正确；故选B。 12．(2024·湖北卷，14，3分)我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化剂，用H2C2O4和NH2OH电化学催化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中H2O解离的H+和OH-在电场作用下向两极迁移。已知在KOH溶液中，甲醛转化为HOCH2O-，存在平衡HOCH2O-+OH-[OCH2O]2-+H2O。Cu电极上发生的电子转移反应为[OCH2O]2--e-=HCOO-+H∙。下列说法错误的是( ) A．电解一段时间后阳极区c(OH-)减小 B．理论上生成1molH3N+CH2COOH双极膜中有4molH2O解离 C．阳极总反应式2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+H2↑+2H2O D．阴极区存在反应H2C2O4+2e-+2H+=OHC—COOH+H2O 【答案】B 【解析】在KOH溶液中HCHO转化为HOCH2O-：HCHO+OH-→HOCH2O-，存在平衡HOCH2O-+OH-[OCH2O]2-+H2O，Cu电极上发生的电子转移反应为[OCH2O]2--e-=HCOO-+H∙，H∙结合成H2，Cu电极为阳极；PbCu电极为阴极，首先HOOC—COOH在Pb上发生得电子的还原反应转化为OHC—COOH：H2C2O4+2e-+2H+=OHC—COOH+H2O，OHC—COOH与HO—N+H3反应生成HOOC—CH=N—OH：OHC—COOH+HO—N+H3→HOOC—CH=N—OH+H2O+H+，HOOC—CH=N—OH发生得电子的还原反应转化成H3N+CH2COOH：HOOC—CH=N—OH+4e-+5H+=H3N+CH2COOH+H2O。A项，电解过程中，阳极区消耗OH-、同时生成H2O，故电解一段时间后阳极区c(OH-)减小，A正确；B项，阴极区的总反应为H2C2O4+HO—N+H3+6e-+6H+= H3N+CH2COOH+3H2O，1molH2O解离成1molH+和1molOH-，故理论上生成1molH3N+CH2COOH双极膜中有6molH2O解离，B错误；C项，结合装置图，阳极总反应为2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+H2↑+2H2O，C正确；D项，阴极区的Pb上发生反应H2C2O4+2e-+2H+=OHC—COOH+H2O，D正确；故选B。 13．(2024·辽吉黑卷，12，3分) “绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法，装置如图所示。部分反应机理为：。下列说法错误的是( ) A．相同电量下H2理论产量是传统电解水的1.5倍 B．阴极反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH- C．电解时OH-通过阴离子交换膜向b极方向移动 D．阳极反应： 【答案】A 【解析】据图示可知，b电极上HCHO 转化为HCOO-，而HCHO 转化为HCOO-为氧化反应，所以b电极为阳极，a电极为阴极，HCHO为阳极反应物，由反应机理可知：反应后生成的转化为HCOOH。由原子守恒和电荷守恒可知，在生成HCOOH的同时还生成了H-，生成的HCOOH再与氢氧化钾酸碱中和：HCOOH+OH-=HCOO-+H2O，而生成的H-在阳极失电子发生氧化反应生成氢气，即2H--2e-=H2↑，阴极水得电子生成氢气：2H2O+2e-=H2↑+2OH-。A项，阳极反应：①HCHO+OH--e-→HCOOH+H2，②HCOOH+OH-=HCOO-+H2O，阴极反应2H2O-2e-=H2↑+2OH-，即转移2mol电子时，阴、阳两极各生成1molH2，共2molH2，而传统电解水：2H2O2H2↑+O2↑，转移2mol电子，只有阴极生成1molH2，所以相同电量下H2理论产量是传统电解水的2倍，A错误；B项，阴极水得电子生成氢气，阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，B正确；C项，由电极反应式可知，电解过程中阴极生成OH-，负电荷增多，阳极负电荷减少，要使电解质溶液呈电中性，OH-通过阴离子交换膜向阳极移动，即向b极方向移动，C正确；D项，阳极反应涉及到：①HCHO+OH--e-→HCOOH+H2，②HCOOH+OH-=HCOO-+H2O，由(①+②)×2得阳极反应为：2HCHO+4OH--2e-=2HCOO-+2H2O+H2↑，故D正确；故选A。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $