4.2 电解池、金属的腐蚀与防护 同步练习-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

**基本信息** 本练习围绕电解池及金属腐蚀与防护，按基础原理、综合应用、复杂装置分层，通过单选与填空结合，实现从单一到综合的知识巩固，适配单元复习需求，培养化学观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础原理层|电解基本原理（电极反应、离子移动等）|单选为主，如电解CuCl₂溶液电极反应，强化概念理解| |综合应用层|电解与实际结合（废水处理、能源转化）|增加填空，如燃料电池与电解池联用，提升科学探究能力| |复杂装置层|多池/多室电化学系统|聚焦双极膜、离子交换膜应用，培养模型建构与证据推理能力|

4.2 电解池、金属的腐蚀与防护 考点1 电解原理及应用 一、单选题 1．利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是 A．氯碱工业中，X、Y均为石墨，X附近能得到氢氧化钠溶液 B．铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4 C．电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属 D．制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁 【答案】D 【分析】由图可知，X极连接电源的正极，作阳极，Y极连接电源的负极，作阴极。 【详解】A．氯碱工业中，Y极为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，Y附近能得到氢氧化钠，故A错误； B．铜的电解精炼中，粗铜作阳极(X极)，纯铜作阴极(Y极)，故B错误； C．电镀工业中，镀件作阴极(Y极)，镀层金属作阳极(X极)，故C错误； D．电解熔融的氯化镁制取金属镁，所以制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁，故D正确； 答案选D。 2．用石墨作电极电解稀 H2SO4溶液时，阳极的主要产物是 A．H2 B．O2 C．SO2 D．H2O 【答案】B 【详解】电解稀H2SO4时，溶液中主要离子为H⁺、SO和H2O离解的OH⁻。阳极发生氧化反应，阴离子放电顺序为OH⁻＞SO(惰性电极下)，因此OH⁻优先被氧化生成O2，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+。 答案选B。 3．电解 CuCl2溶液(石墨作电极)时，阴极的反应为 A．Cu²⁺ + 2e⁻ = Cu B．2Cl⁻ - 2e⁻ = Cl2↑ C．2H2O - 4e⁻ = O2↑ + 4H⁺ D．2H⁺ + 2e⁻ = H2↑ 【答案】A 【详解】用惰性电极电解氯化铜溶液时，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上铜离子放电生成Cu，则阳极、阴极反应式分别为2Cl--2e=Cl2↑、Cu2++2e=Cu，故A正确； 答案选A。 4．用石墨、铁作电极电解熔融 NaCl 时，下列说法正确的是 A．铁电极(接电源负极)上发生氧化反应 B．石墨电极(接电源正极)上 Cl⁻失电子生成 Cl2 C．电子从石墨电极经熔融 NaCl 流向铁电极 D．Na⁺向阳极移动，Cl⁻向阴极移动 【答案】B 【详解】A．铁电极是活性电极，应接电源负极为阴极，发生还原反应，故A错误； B．石墨电极(接电源正极)为阳极，阴离子发生氧化反应，即Cl-失电子生成Cl2，故B正确； C．电子不能在熔融 NaCl中流动，故C错误； D．Na⁺向阴极移动，Cl⁻向阳极移动，故D错误； 答案选B。 5．近日，科学家开发了高活性磷化铁催化剂用于选择性电化学硝酸盐还原为氨气，工作原理如图所示。下列叙述正确的是 A．b极必须采用惰性材料且与电源负极连接 B．一段时间后，KOH溶液浓度保持不变 C．a极的主要电极反应为 D．b极收集(标准状况)时理论上有由a极向b极迁移 【答案】C 【详解】A．根据物质转化可知，a极为阴极，b极为阳极，阳极上产生氧气，不允许阳极材料参与反应，故阳极应选择惰性材料，与电源正极连接，A项错误； B．阳极反应为，水逐渐增多，KOH溶液浓度降低，B项错误； C．阴极主要生成氨气，主要反应为，C项正确； D．根据阳极反应可知，生成(标准状况)相当于，转移0.8 mol电子，则必有向b极迁移，D项错误； 故选C。 6．利用如图所示的装置（M、N均为惰性电极）进行电解实验。下列有关说法正确的是 A．若电解质溶液为溶液，则M极有黄绿色气体生成 B．若电解质溶液为溶液，则可进行金属铝的冶炼 C．若电解质溶液为溶液，则电解一段时间后，溶液的增大 D．若电解质溶液为溶液，每转移电子，M、N电极的质量均变化 【答案】C 【详解】A．若电解质溶液为溶液，则M极为电解池阴极，生成氢气，无黄绿色气体生成，A错误； B．若电解质溶液为溶液，阳极（N极）生成氯气，阴极（M极）生成氢气，不能进行金属铝的冶炼，B错误； C．若电解质溶液为溶液，M极有为电解池阴极，生成氢气和氢氧根离子，阳极（N极）生成氯气，则电解一段时间后，溶液的增大，C正确； D．若电解质溶液为溶液，每转移电子，阴极M电极生成Cu1mol（64g），阳极N极生成氯气1mol（71g），D错误； 故选C。 7．利用电化学原理合成氨的装置如图所示，科学家研究表明，Ag、Hg、Pt和Au等能促进氮气合成氨。下列叙述正确的是 A．该装置可将电能全部转化成化学能 B．N极可选择铜、锌等材料 C．M极反应式为 D．4.48L H2发生氧化反应时转移0.4mol电子 【答案】C 【分析】该装置属于电解池，M极氮元素化合价降低发生还原反应，即为阴极；N极氢元素化合价升高发生氧化反应，即为阳极，据此回答。 【详解】A．该装置为电解池，电能主要转化成化学能，还有部分转化为其他形式能量如热能等，A错误； B．N极为阳极，氢气在阳极上发生氧化反应，应选择惰性材料作阳极，而铜、锌作阳极时会优先发生氧化反应，B错误； C．M极上N2发生还原反应生成NH3，即反应式为，C正确； D．H2没有指明“标准状况”，不能根据氢气体积计算转移电子的物质的量，D错误； 故选C。 8．下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是(电极为石墨) A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．电解HCl溶液，在阳极上生成Cl2，故A错误； B．电解CuSO4阴极生成Cu，故B错误； C．电解NaOH、H2SO4，阴极得电子能力：H+>Na+，阳极失电子能力：OH->，两极上分别生成H2和O2，故C正确； D．电解AgNO3，在阴极上得到银，故D错误， 故选C。 9．在氯碱工业中，离子交换膜法电解饱和食盐水如图所示，下列说法正确的是 A．电极A为阳极，发生还原反应生成氯气 B．离子交换膜为阴离子交换膜 C．饱和溶液从处进，溶液从处出 D．迁移的数量等于导线中通过电子的数量 【答案】C 【分析】氯碱工业中的总反应为2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑；电解池中阳极失电子发生氧化反应，氯碱工业中Cl2为氧化产物，所以电极A为阳极，电极B为阴极，据此作答。 【详解】A．根据分析可知电极A为阳极，发生氧化反应生成氯气，故A错误； B．阳极发生的方程式为：2Cl--2e-=Cl2↑，阴极：2H2O+2e-=H2↑+2OH-；为了防止生成的氯气与氢氧化钠发生反应，氢氧化钠要从d口流出，所以要防止OH-流向阳极即电极A，该离子交换膜为阳离子交换膜，故B错误； C．根据B选项的分析可知饱和NaCl从a处进，NaOH溶液从d处出，故C正确； D．因为有阳离子交换膜的存在，OH-不发生迁移，故D错误； 故选C。 10．将电化学法和生物还原法有机结合，利用微生物电化学方法可生产甲烷，装置如图所示。下列说法正确的是 A．通电时，电子由→电解池阴极→电解液→电解池阳极→ B．X为阴离子交换膜 C．阳极的电极反应式为： D．生成0.1mol甲烷时阳极室理论上生成4.48L二氧化碳 【答案】C 【详解】A．电子只能在外电路移动，不能进入内电路，A错误； B．由图示知，阳极反应产生H+，阴极反应消耗H+，则H+通过交换膜由阳极移向阴极，X为阳离子交换膜，B错误； C．由分析可知，左池为阳极，在电极上失电子被氧化为 CO2，根据图示知可添加 H+ 配平电荷守恒，添加 H2O 配平元素守恒，得完整的电极反应方程式为：，C正确； D．没有说标准状况，无法进行计算，D错误； 故选C。 11．如图为阳离子交换膜法以石墨为电极电解饱和溶液的原理示意图。已知溶液从A口进料，含少量的水从B口进料，下列说法错误的是 A．阳极发生氧化反应，有氧气生成 B．电路中转移电子时，阳极区有生成 C．从D出口流出的是较浓的溶液 D．从E出口逸出的气体是 【答案】D 【详解】A．电解时水电离出的在阳极发生反应：，氧元素化合价升高，发生了氧化反应，A项正确； B．根据阳极的电极反应式知，转移电子时，生成，即阳极区有生成，B项正确； C．电解池右侧为阴极区，电极反应为：从阳极区通过阳离子交换膜进入阴极区，使增大，因此从D出口流出的是较浓的溶液，C项正确； D．根据阴极电极反应式知从E出口逸出的气体是H2，D项错误； 故选：D。 12．用如图所示的装置电解K2SO4溶液同时制备H2SO4和KOH溶液，Ⅱ中装入K2SO4溶液，下列有关分析正确的是(a、b是离子交换膜) A．Ⅰ区生成H2SO4 B．b是阳离子交换膜 C．Ⅱ区中的K+进入Ⅰ区 D．Ⅲ区溶液的pH会升高 【答案】C 【分析】装置为电解池，Ⅰ区是阴极区，产生KOH，Ⅲ区是阳极区，产生硫酸，据此回答。 【详解】A．Ⅰ区是阴极区，溶液中的H＋放电而被消耗，故Ⅰ区生成的是KOH，A错误； B．K＋通过阳离子交换膜进入Ⅰ区，a为阳离子交换膜，B错误； C．Ⅱ区中的K＋通过阳离子交换膜进入Ⅰ区，C正确； D．Ⅲ区生成H2SO4而使溶液pH下降，D错误； 故选C。 13．用如图所示装置处理含的酸性废水，右侧电极反应式为，下列说法不正确的是 A．a端是直流电源的正极 B．该装置将电能转化为化学能 C．电解时，通过离子交换膜从左侧移向右侧 D．每转移电子，左侧电极上产生 【答案】D 【分析】在右侧Pt电极被还原生成N2，则该Pt电极是阴极，b端是直流电源的负极，a为正极，左侧Pt为阳极； 【详解】A．由分析可知，b端是直流电源的负极，a为正极，A正确； B．该装置是电解池，将电能转化为化学能，B正确； C．电解时，阳离子向阴极移动，则H＋从左侧向右侧移动，C正确；   D．左侧电极是阳极，电极反应式为，转移1mol电子时生成0.25mol O2，其质量为0.25mol×32 g·mol－1=8g，D错误； 故选D。 14．利用如图装置进行铁上镀铜的实验。下列说法不正确的是 A．铁片上析出铜的反应为 B．镀铜过程中溶液中铜离子的浓度基本不变 C．镀铜前用溶液，盐酸分别除去铁片上的油污和铁锈 D．为使镀层平滑光亮，溶液浓度应控制在适宜范围 【答案】A 【分析】铁上镀铜，铁做阴极，铜做阳极，含有Cu2+的溶液做电镀液，阳极上铜失去电子形成铜离子，阳极反应式为，阴极上铜离子得到电子形成铜单质，阴极反应式为，据此分析； 【详解】A．电解池中，铁不能直接置换出铜单质，铁片上析出铜的反应为，A错误； B．阳极上铜失去电子形成铜离子，阴极上铜离子得到电子形成铜单质，根据得失电子守恒知，溶液中铜离子浓度基本不变，B正确； C．油脂在碱性条件下能发生水解反应，铁片上的油污可以用NaOH溶液清洗；铁锈的主要成分是，可溶于盐酸，可以用盐酸清洗，C正确； D．以溶液为电镀液，溶液中的Cu2+浓度控制在适宜范围，可使镀层更平滑光亮，D正确； 故选A。 15．某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是 A．放电时负极质量减小 B．储能过程中化学能转变为电能 C．放电时左侧通过质子交换膜移向右侧 D．充电时阳极反应： 【答案】C 【分析】该储能电池放电时，Pb为负极，失电子结合硫酸根离子生成PbSO4，则多孔碳电极为正极，正极上Fe3+得电子转化为Fe2+；充电时，多孔碳电极为阳极，Fe2+失电子生成Fe3+，PbSO4电极为阴极，PbSO4得电子生成Pb和硫酸。 【详解】A．放电时负极上Pb失电子结合硫酸根离子生成PbSO4附着在负极上，负极质量增大，A错误； B．储能过程中，该装置为电解池，将电能转化为化学能，B错误； C．放电时，右侧为正极，电解质溶液中的阳离子向正极移动，左侧的H+通过质子交换膜移向右侧，C正确； D．充电时，阳极失电子，化合价升高，电极反应式为，D错误； 故选C。 考点2 电解原理的综合应用 一、单选题 1．一种基于氯碱工艺的节能新工艺是将电解池与NO—空气燃料电池相结合，可用于湿法冶铁的研究，工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．a极为阳极，发生氧化反应 B．阴极区溶液的保持不变 C．d极为负极，其电极反应式为 D．理论上每生成气体，可得到2.8gFe 【答案】C 【分析】NO-空气燃料电池中，通入NO的多孔碳棒d电极为负极，通入O2的多孔碳棒c电极为正极，则b电极为阳极，b电极的电极反应：，a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：，中间为阳离子交换膜，Na+由阳极移向阴极，据此分析判断。 【详解】A．结合分析可知，b极为阳极，发生氧化反应，A错误； B．结合分析可知，a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：，阴极区溶液中浓度逐渐升高，pH增大，B错误； C．结合分析可知，d为负极，该电极NO失去电子，生成硝酸，电解质溶液为酸性，电极反应为：，C正确； D．结合分析可知，X为氯气，则每生成气体，转移电子，结合阴极电极反应式可知，此时可以生成，质量为，D错误； 故选C。 2．电解法能同时处理含多种有害物质的废水，以提高处理效率。下图双极膜电解池装置通过电解产生具有极强氧化能力的羟基自由基，处理含苯酚废水和含甲醛废水。下列说法正确的是 A．M极连接电源正极，电极反应式： B．双极膜中解离出的透过膜a向N极移动 C．每处理1.5g甲醛，理论上消耗双极膜中 D．通电一段时间后，理论上苯酚和甲醛转化生成的物质的量之比为 【答案】C 【分析】M电极通入，发生反应生成自由基，反应式为，M作阴极连接电源负极，N为阳极连接电源正极。 【详解】A．M电极通入，发生反应生成自由基，反应式为，M作阴极连接电源负极，A错误； B．N为阳极，电解时阴离子向阳极移动，所以透过膜a向N极移动，B错误； C．甲醛为，生成转移电子，消耗双极膜中，C正确； D．甲醛生成转移电子，苯酚生成转移电子，理论上苯酚和甲醛转化生成物质的量之比为，D错误； 故答案为C。 3．某研究小组设计如下电解池，既可将中性废水中的硝酸盐转化为氨，又可将废塑料(PET)碱性水解液中的乙二醇转化为羟基乙酸盐，实现变废为宝。 电解时，下列说法错误的是 A．阳极区下降 B．从阴极区向阳极区迁移 C．阴极发生反应 D．阴极转化，阳极将生成 【答案】D 【分析】根据图示，电解时，左侧电极连接电源负极，为阴极区，发生还原反应，电极反应式为：；右侧电极连接电源正极，为阳极区，发生氧化反应，电极反应式为：。 【详解】A．根据分析，阳极区消耗了，下降，A正确； B．阴极区生成了，阳极区消耗了，按照离子移动方向，从阴极区通过阴离子交换膜向阳极区迁移，B正确； C．根据分析阴极发生还原反应，电极反应式为：，C正确； D．阴极转化，转移，此时阳极将生成，D错误； 故选D。 4．利用电解原理吸收并实现的脱除，装置如图所示。是弱酸，忽略与水的反应。下列说法错误的是 A．极为负极 B．隔膜为质子交换膜 C．阴极电极反应式： D．在相同条件下，吸收和的体积比为 【答案】D 【分析】根据图示，左边反应室经反应后生成H2S2O4，S元素的化合价降低，电源a是负极，b是正极，电解池中，硫酸的浓度增大，H+应该向左边移动，所以离子交换膜应该是阳离子交换膜 【详解】A．根据分析，电源a是负极，b是正极，A正确； B．右边阳极室发生反应，硫酸的浓度增大，H+应该向左边移动，所以离子交换膜应该是阳离子交换膜，B正确； C．阴极得电子，经反应后生成H2S2O4，电极反应式：，C正确； D．S元素由+4升高到+6，失2个电子，N元素由+2降低到0价，得到2个电子，根据得失电子守恒，在相同条件下，吸收和的体积比为，D错误； 故选D。 5．的酸性水溶液随着浓度的增大会转化为。电解法制备的原理如图所示。下列说法错误的是 A．电解时离子交换膜为质子交换膜 B．生成和的质量比为 C．电解一段时间后阴极区溶液的浓度增大 D．的生成反应为： 【答案】A 【分析】由图可知，左侧电极上生成，右侧电极上生成，知左侧电极为阳极，发生反应：，右侧电极为阴极，发生反应：；由题意知，左室中酸性水溶液随着浓度的增大会转化为，反应方程式为，因此阳极生成的H+不能通过离子交换膜，据此回答。 【详解】A．由以上分析知，电解时阳极生成的H+不能通过离子交换膜，故离子交换膜不能是质子交换膜，通过离子交换膜的是，A错误； B．根据各电极上转移电子数相同，可知生成和的物质的量之比为1∶2，其质量比为8∶1，B正确； C．根据阴极反应知，电解一段时间后阴极区溶液的浓度增大，C正确； D．电解过程中阳极区浓度增大，会转化为，反应方程式为，D正确； 故答案选A。 6．高锰酸钾在化工医药、水处理等方面有重要应用，可以用电解法制备，装置如下。直流电源采用乙烷-空气碱性燃料电池。下列说法不正确的是(已知电流效率) A．电源负极的电极反应式为：C2H6-14e-+18OH-= 2CO+12H2O B．该离子交换膜为阳离子交换膜 C．a极为直流电源的负极 D．若消耗 产生 ，则 【答案】C 【分析】由题图中的反应物和生成物可以分析电极，右边进入的是稀KOH溶液，出去的是浓KOH溶液，左边进入K2MnO4溶液，可提供K+，可分析得，K+从左边通过阳离子交换膜进入右边使得K+浓度增大，右边还会生成OH-，该装置为电解池，所以左边为阳极，电源a为正极。由此解题。 【详解】A．电源负极乙烷发生氧化反应，碱性条件下生成，电极反应式为C2H6-14e-+18OH-=2+12H2O，电荷、原子守恒，A正确； B．电解池中阳极（生成KMnO4）Mn(Ⅵ)→Mn(Ⅶ)失电子，阴极发生还原反应生成OH-，为维持电荷平衡，阳极区K+需通过阳离子交换膜移向阴极区，该膜为阳离子交换膜，B正确； C．制备KMnO4时Mn(Ⅵ)→Mn(Ⅶ)发生氧化反应（阳极），阳极需接电源正极，a极连接阳极，则a极为电源正极，C错误； D．消耗，在燃料电池正极转移的电子总数为；电解池阳极反应为，生成，即生成目标产物转移的电子数为，则电流效率，D正确； 故答案选C。 7．下图是一个用石墨作电极电解稀溶液的装置，电解液中事先加有指示剂，此时溶液呈红色(指示剂变色的pH范围是，酸性溶液中呈红色，碱性溶液中呈黄色)。在电解过程中，有关电极的叙述正确的是 A．A管溶液由红色变为黄色 B．B管溶液由红色变为黄色 C．检验A管中产生的气体可以用带火星的木条 D．A管中发生的电极反应 【答案】A 【分析】A电极与电源负极相连，A是阴极，阴极反应式为 ；B电极与电源正极相连，B是阳极，阳极反应式为。 【详解】A．A管连接电源负极，为阴极，阴极发生还原反应：，生成OH-使溶液碱性增强，所以A管溶液由红色变为黄色，故A正确； B．B电极与电源正极相连，B是阳极，阳极反应式为，生成的H+使溶液酸性增强，B管中溶液仍显红色，故B错误； C．A管发生反应，产生的气体为H2，H2具有可燃性，故C错误； D．A管连接电源负极，为阴极，阴极发生还原反应：，故D错误； 选A。 8．一种二次储能电池的构造示意图如图所示。下列说法正确的是 A．放电时，电能转化为化学能 B．充电时，每生成1 mol Fe3+，理论上有1 mol H+通过质子交换膜 C．放电时，右侧H+通过质子交换膜向左侧电极移动 D．充电时，左侧电极方程式为： 【答案】B 【分析】放电时，该装置为原电池，右侧多孔碳为正极，电极反应式为：，左侧Pb/PbSO4为负极，电极反应式为：； 充电时，该装置为电解池，右侧多孔碳为阳极，电极反应式为：，左侧Pb/PbSO4为阴极，电极反应式为：。 【详解】A．放电时为原电池，将化学能转化为电能，A错误； B．充电时右侧多孔碳为阳极（原电池正极作电解池阳极），阳极反应为，每生成1 mol 转移1 mol电子。电解池中阳离子（）向阴极（左侧）移动，为平衡电荷，转移1 mol电子对应1 mol 通过质子交换膜，B正确； C．放电时为原电池，左侧Pb为负极，右侧多孔碳为正极，阳离子（）向正极移动，即从左侧向右侧移动，C错误； D．充电时左侧为阴极（原电池负极作电解池阴极），阴极发生还原反应，正确电极反应式为，D错误； 故答案选B。 9．以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，可实现高效制和，装置如图所示。下列说法不正确的是 A．电极a连接电源负极 B．电解总反应式为 C．Z为，加入的Y为 D．催化阶段反应产物的物质的量之比 【答案】D 【分析】电极b为阳极，Br-被氧化为，电极a为阴极，水被还原生成X，为氢气，所以Y为水，最后利用溴酸根的强氧化性联合催化剂制得氧气（Z）。 【详解】A．电极a发生水被还原生成氢气的反应，为阴极，连接电源负极，A正确； B．电解时，阳极Br-被氧化为（Br：-1→+5，失6e⁻），阴极H₂O被还原为H2（2H2O+2e-=H2↑+2OH-，每生成1 mol H2得2e-）。电子守恒时，阳极1 mol Br-失6e-，阴极需生成3 mol H2得6e-，总反应为，B正确； C．催化阶段转化为转化为Br-（Br：+5→-1，得电子），需另一物质失电子生成O2（O：-2→0），故Z为O2，Y为提供O的H2O，C正确； D．催化阶段，→Br-（得6e-/Br-），O2←H2O（失4e-/O2）。电子守恒：n(Br-)×6=n(O2)×4，即n(Z):n(Br-)=n(O2):n(Br-)=3:2，D错误； 答案选D。 10．科研工作者设计了一种用废弃电极材料再锂化的电化学装置，示意图如下：已知：参比电极的作用是确定再锂化为的最优条件，不干扰电极反应。下列说法正确的是 A．电极上发生的反应： B．再锂化过程中，向电极迁移 C．电解过程中，阳极附近溶液pH升高 D．产生标准状况下时，理论上可转化 【答案】D 【分析】该装置为电解池，Pt电极生成氧气，故电极反应式为，因此Pt为阳极，B为正极，为阴极，A为负极。 【详解】A．阴极发生还原反应，电极反应式为，A错误； B．再锂化过程就是电解过程，硫酸根离子移向阳极(Pt电极)，B错误； C．电解过程中，阳极反应生成，因此阳极附近溶液pH降低，C错误； D．当阳极生成标准状况下5.6LO2即时，根据电极反应式可知，失去电子，再结合阴极电极反应式可求得转化的，D正确； 选D。 11．下面是最近研发的Ca-LiFePO4可充电电池的工作示意图，锂离子导体膜只允许Li+通过，电池反应为xCa2++2LiFePO4xCa+2Li1-xFePO4+2xLi+。下列说法错误的是 A．放电时，负极反应为Ca-2e-=Ca2+ B．放电时，Li1-xFePO4/LiFePO4电极发生Li+脱嵌，充电时发生Li+嵌入 C．充电时，当转移0.2 mol电子时，理论上左室中电解质的质量减轻2.6 g D．LiPF6-LiAsF6为非水电解质，其与Li2SO4溶液的主要作用都是传递离子 【答案】B 【详解】A．放电时，原电池中负极发生氧化反应，根据总反应可知为Ca从单质（0价）变为Ca2+（+2价），失电子被氧化，故负极反应为Ca-2e-=Ca2+，A正确； B．放电时，Li1-xFePO4转化为LiFePO4，Li+嵌入电极材料中；充电时，LiFePO4转化为Li1-xFePO4，Li+从电极材料脱嵌，B错误； C．充电时，左室钙电极作阴极，电极反应为Ca2++2e-=Ca，转移0.2 mol电子消耗0.1 mol Ca2+（质量减小0.1 mol×40 g/mol=4 g），同时0.2 mol Li+从右室向左室移动（质量增加0.2 mol×7 g/mol=1.4 g），左室中电解质的质量净减轻4 g-1.4 g=2.6 g，C正确； D．电解质的主要作用是传递离子以形成闭合回路，LiPF6-LiAsF6（非水）和Li2SO4溶液均能传递离子，D正确； 故答案选B。 12．电解法可以对含亚硝酸盐(如)的污水进行处理(工作原理如下图所示)。通电后，左极区产生浅绿色溶液，随后生成无色气体。下列说法不正确的是 A．阳极电极反应式为 B．阳极附近溶液中反应的离子方程式为 C．该电解装置所使用的离子交换膜为阴离子交换膜 D．电解一段时间，产生的和的物质的量之比为 【答案】C 【分析】左侧与正极相连的Fe极为阳极，电极反应式为，生成的具有还原性，在阳极附近溶液中发生反应，阴极上溶液中的发生还原反应生成。 【详解】A．由分析可知，阳极电极反应式为，A正确； B．由分析可知，阳极附近溶液中反应的离子方程式为，B正确； C．阳极区生成，但出去的溶液为硫酸钠溶液，阴极区流出硫酸铁，故透过交换膜向右侧迁移，故离子交换膜是阳离子交换膜， C错误； D．根据反应中得失电子守恒得，则产生的和的物质的量之比为，D正确； 故答案选C。 二、填空题 13．回答下列问题： (1)最近，我国在甲烷燃料电池的相关技术上获得了新突破，原理如图所示。甲烷燃料应从 (填字母)口通入，发生的电极反应式为 。 (2)人工肾脏可采用电化学方法除去代谢产物中的尿素【化学式为】，其原理如图所示。直流电源的负极为 (填“A”或“B”)。写出左室中生成的氯气氧化尿素的化学反应方程式 。 (3)的资源化利用是实现碳中和的重要途径。 电化学法将转化为甲酸 科学家近年发明了一种新型水介质电池。如图所示，电极分别为金属锌和选择性催化材料，放电时，被转化为储氢物质甲酸。 注：双极隔膜为一层阳离子交换膜和一层阴离子交换膜复合而成，中间为水，作为电解质溶液中和的来源。 放电时，正极电极反应式为 。充电时每生成1mol，理论上阴极获得Zn的物质的量为 mol。与Zn极室相连的离子交换膜为 。 【答案】(1) b (2) B (3) 2 阴离子交换膜 【详解】（1）燃料电池为原电池，溶液中的阳离子H+移向正极，由图可知，右侧为正极室，通入氧气，左侧为负极，在b通入甲烷燃料，发生氧化反应，则酸性条件下生成，电极反应式为，故答案为b；。 （2）由图可知，该装置为电解池，左侧电极室，溶液中的氯离子，失去电子，发生氧化反应，生成氯气，；生成的氯气与尿素反应生成氮气和二氧化碳，化学反应方程式为，则左侧电极室为阳极，A为直流电源的正极； B为直流电源的负极；故答案为B；。 （3）由图可知，放电时Zn失去电子氧化生成，左侧为负极，电极反应式为， 需要有OH-参与反应，则与Zn电极室相连的交换膜为阴离子交换膜，得到电子生成，右侧为正极，电极反应式为；充电时，得到电子还原为Zn，左侧为阴极，电极反应式为，失去电子发生氧化反应生成，右侧为阳极，电极反应式为，充电时每生成1 mol转移4 mole-，阴极上获得2 molZn，故答案为；2；阴离子交换膜。 14．Ⅰ．新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入和，电解质溶液为KOH溶液。某研究小组以甲烷燃料电池(装置甲)为电源，模拟氯碱工业生产原理，装置如图所示。请回答以下问题： (1)B、D的电极名称分别是 、 。 (2)C极可以选用的材料是___________。(填标号)。 A．铁棒 B．银棒 C．石墨棒 D．铂棒 (3)分别写出：A极发生的电极反应为 ；B极发生的电极反应为 ；C极发生的电极反应为 ；D极发生的电极反应为 ； (4)装置甲、乙中的电解质溶液足量，当电路中通过0.4 mol电子时，气体a、b的总物质的量与气体c、d的总物质的量之比为 。 Ⅱ．可采用“电解法”制备，装置如图所示。 (5)写出电解时阳极的电极反应式 。 (6)电解一段时间阴极区KOH浓度增加的原因 。 【答案】(1) 正极 阴极 (2)CD (3) (4)3∶8 (5) (6)阴极区发生还原反应：，氢氧根离子浓度增大，左侧钾离子通过阳离子交换膜移向阴极区，阴极区KOH浓度增加 【分析】甲为甲烷燃料电池，电解质溶液为KOH溶液，根据电子流向，A为负极，通入；B为正极，通入；则乙为电解池，C为阳极，D为阴极； 【详解】（1）根据分析，B、D的电极名称分别是正极、阴极； （2）模拟氯碱工业，乙为电解池，C为阳极，C应选用惰性电极，铁、银均为活性电极，会失电子生成金属阳离子，石墨、铂属于惰性电极，故选CD； （3）A为负极，通入，发生氧化反应，电极反应式为；B为正极，通入，发生还原反应，电极反应式为；C极为阳极，发生氧化反应生成氯气，电极反应为；D极为阴极，发生还原反应生成氢气，电极反应为； （4）当电路中通过0.4 mol电子时，根据电极反应式： 、，需要0.05mol和0.1mol，气体a、b的总物质的量为0.15mol；乙中生成氯气和氢气，根据电极反应式：、，当电路中通过0.4 mol电子时，生成0.2mol氢气和0.2mol氯气，气体c、d的总物质的量为0.4mol，气体a、b的总物质的量与气体c、d的总物质的量之比为0.15mol∶0.4mol=3∶8； （5）根据电源正负极，a为阳极，发生氧化反应生成，电极反应式为； （6）阴极区发生还原反应：，氢氧根离子浓度增大，左侧钾离子通过阳离子交换膜移向阴极区，阴极区KOH浓度增加。 考点3 多池、多室的电化学装置 一、单选题 1．某兴趣小组以甲烷燃料电池为电源研究有关电化学的问题。丁池中，利用离子交换膜控制电解液中来制备纳米，下列说法不正确的是 A．甲池中，通入甲烷一极的电极反应式为： B．乙池中，电解总反应化学方程式为： C．丙池中反应一段时间后，溶液中将减小 D．丁池离子交换膜为阴离子交换膜，阴离子移动方向为从右往左 【答案】C 【分析】甲池为燃料电池，乙、丙、丁为电解池，甲烷发生氧化反应，通甲烷的一极为负极，通氧气的一极为正极，则A为阳极，B为阴极，C为阳极，D为阴极，Cu为阳极，Ti为阴极。 【详解】A．甲池中甲烷发生氧化反应，其中C的化合价由-4价升高到+4价，失去电子，最后变成碳酸根离子，电极反应式为：，A正确； B．乙为电解池，阴极为H2O放电生成氢气和OH-，阳极为Cl-放电生成Cl2，总的化学方程式为，B正确； C．丙为电解池，阴极为Ag+放电生成Ag，阳极为Ag放电生成Ag+，故反应一段时间后，溶液中Ag+的浓度不变，C错误； D．丁为电解池，且Cu为阳极，阴离子移向阳极移动，故OH-从右往左移动，D正确； 故答案为C。 2．利用光能可以将转化为重要的化工原料(电解质溶液为稀硫酸)，同时可为制备次磷酸()提供电能，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．W极上发生还原反应 B．电解一段时间后M室pH降低，N室pH升高 C．a、b、c为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜 D．W极的电极反应式为 【答案】C 【分析】左侧装置为电池，Z电极水失电子生成氧气和氢离子，Z是负极，W电极二氧化碳得电子生成乙烯，W是正极，Z极生成的氢离子透过a膜移入W极；右侧装置为电解池，X电极与电源正极相连，X是阳极，阳极水失电子生成氧气和氢离子，Y电极与电池负极相连，Y是阴极，阴极水得电子生成氢气和氢氧根离子，M室中氢离子透过b膜进入产品室，原料室中 透过c膜进入产品室生成；原料室中钠离子透过d膜进入N室生成氢氧化钠。 【详解】A．W极是原电池正极，CO2得电子发生还原反应生成C2H4，故A正确； B．M室为电解池阳极室，发生反应，H+浓度增大，pH降低 ；N室为阴极室，发生反应，OH⁻浓度增大，pH升高，故B正确； C．W是正极，Z极生成的氢离子透过a膜移入W极，a为阳离子交换膜；b膜允许H+从M室移向产品室，为阳离子交换膜；c膜需允许从原料室移向产品室，应为阴离子交换膜；d膜允许Na+从原料室移向N室，为阳离子交换膜，故C错误； D．W极为正极，CO2得电子还原为C2H4，酸性条件下电极反应式为，故D正确； 故选C。 3．微生物燃料电池不仅可以获得高效能源，还能合成电子工业清洗剂四甲基氢氧化铵，采用微生物燃料电池电渗析法合成的工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．c是阴离子交换膜，d为阳离子交换膜 B．电子移动方向为电极电极电极电极 C．制备时，可收集处产物并重新添加固体，以重复使用 D．制备时，电极b处产生(标准状况下)气体 【答案】D 【分析】题干描述采用微生物燃料电池电渗析法合成，由图可知，左侧装置中CO2在光照及光合菌的作用下变为O2，O2得到电子变为H2O，故左侧为燃料电池，石墨电极M为正极，石墨电极N为负极，右侧装置为电解池；a极为阴极，与N极相连；b极为阳极，与M极相连；在电解池中，要于中间隔室合成(CH3)4NOH，需要该室中的Cl−通过d膜向阳极b迁移，(CH3)4N+向阴极迁移，故c膜为阳离子膜；右侧NaOH溶液中的Na+要通过e膜向左迁移，故P处得到的是NaOH的浓溶液； 【详解】A．由上述分析可知，c膜和d膜均为阴离子交换膜，故A错误； B．电极电极a为离子迁移，不是电子，故B错误； C．P处得到的是NaCl的浓溶液，应加水稀释后重复使用，故C错误； D．阴极a的电极反应式为2H2O+2e−=H2↑+2OH−，OH-与(CH3)4N+结合为 (CH3)4NOH，生成时转移1 mol电子，b极电极反应式为4OH-+4e-=2H2O+O2↑，得到O2为0.25 mol，标况下体积为5.6L，故D正确； 答案选D。 4．钛被誉为第三金属，广泛用于航天航空等领域。硼化钒(VB2)空气电池的放电反应为4VB2＋11O2=4B2O3＋2V2O5，以该电池为电源制备钛的装置如图所示。 下列说法不正确的是 A．电解过程中，OH－由阴离子交换膜左侧向右侧迁移 B．VB2电极上的反应为：4VB2－44e－＋22H2O=4B2O3＋2V2O5＋44H+ C．石墨电极可能发生反应：2Cl－－2e－=Cl2↑、2O2－－4e－=O2↑ D．若石墨电极只收集到4.48 L（标准状况）Cl2，则理论上应制得4.8 g Ti 【答案】B 【分析】由图可知，左池为原电池，复合碳电极为正极，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，VB2电极为负极，碱性条件下VB2在负极失去电子发生氧化反应生成三氧化二硼、五氧化二钒和水；右池为电解池，二氧化钛电极为阴极，二氧化钛在阴极得到电子发生还原反应生成钛和氧离子，石墨电极为阳极，氯离子、氧离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气、氧气。 【详解】A．由分析可知，复合碳电极为正极，VB2电极为负极，则氢氧根离子通过阴离子交换膜从左侧正极区向右侧负极区迁移，A正确； B．由分析可知，VB2电极为负极，碱性条件下VB2在负极失去电子发生氧化反应生成三氧化二硼、五氧化二钒和水，电极反应式为4VB2－44e－＋44OH-=4B2O3＋2V2O5＋22H2O，B错误； C．由分析可知，石墨电极为电解池的阳极，氯离子、氧离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气、氧气，电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑、2O2－－4e－=O2↑，C正确； D．由得失电子数目守恒可知，标准状况下石墨电极只收集到4.48 L氯气时，阴极生成钛的质量为××48g/mol=4.8 g，D正确； 故选B。 5．如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯中分别盛放200 mL含酚酞的NaCl溶液、CuSO4溶液、MgCl2溶液，a、b，e、f电极均为石墨电极。通电一段时间后，a极附近首先变红色，下列有关说法正确的是     A．M接电源的正极 B．乙中d电极上有红色固体析出 C．当f极生成0.224 L某一种气体时(已经换算为标准状况)，常温下甲中溶液的pH=13(忽略溶液体积的变化) D．丙中原理可用于工业制备镁单质 【答案】C 【分析】该装置为电解池装置，甲烧杯中盛放含酚酞的NaCl溶液，通电一段时间后，a极附近首先变红色，说明a电极发生反应为：，a为阴极，故M接电源的负极，N接电源的正极，b、c、d、e、f分别为阳极、阴极、阳极、阴极、阳极。 【详解】A．根据分析，M接电源的负极，A错误； B．乙中d电极为阳极，c电极为阴极，c电极上铜离子得电子生成铜，有红色固体析出，B错误； C．标况下0.224 L气体的物质的量为，丙中f电极为阳极，电极反应为：，当f极生成0.01 molCl2时转移0.02 mol电子，甲中产生OH-的物质的量为：0.02 mol，OH-的浓度为：，常温下甲中溶液的pH=13，C正确； D．丙中为电解氯化镁溶液，工业制备镁单质是电解熔融氯化镁，D错误； 故选C。 6．某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流表的指针发生了偏转。下列有关判断不正确的是 A．甲池为原电池，乙池中A(石墨)电极为阳极 B．甲池中通入CH3OH电极的电极反应式为：CH3OH-6e−+8OH− = CO+6H2O C．若将CuCl2溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，丙池中溶液的pH将减小 D．当乙池中B极质量增加5.40g时，丙池中D极析出1.60g铜 【答案】C 【分析】甲池是甲醇燃料电池，左侧电极通入甲醇，左侧电极是负极，发生氧化反应，电极反应式为：CH3OH-6e−+8OH− = CO+6H2O、右侧电极是正极，发生还原反应，电极反应式为：2H2O+O2+4e−=4OH−；乙、丙与电源相连，乙、丙是电解池；乙池中，A与电源正极相连、B与电源负极相连，A是阳极，电极反应式为：2H2O-4e−=4H++O2↑、B是阴极，电极反应式为Ag++e−=Ag；丙池中C与电源正极相连、D与电源负极相连，C是阳极，电极反应式为：2Cl−-2e−= Cl2↑、D是阴极，电极反应式为：Cu2++2e−= Cu，据此回答。 【详解】A．由分析知，甲池为原电池，乙池中A(石墨)电极为阳极，A正确； B．由分析知，甲池中通入CH3OH电极的电极反应式为：CH3OH-6e−+8OH− = CO+6H2O，B正确； C．若将CuCl2溶液换成NaCl溶液，电极C是阳极，电极反应式为：2Cl−-2e−= Cl2↑、电极D是阴极，电极反应式为：2H2O +2e−=2OH−+H2↑，电键闭合一段时间后，丙池中碱性增强，溶液的pH将增大，C错误； D．乙池中B是阴极，电极反应式为Ag++e−=Ag，当B极质量增加5.40g时，转移的电子数为0.05mol，丙池中D极的电极反应式为：Cu2++2e−= Cu，转移的电子数为0.05mol，析出Cu的物质的量为0.025mol，质量为1.60g，D正确； 故选C。 7．羟基自由基有极强的氧化性，其氧化性仅次于氟单质。我国科学家设计的一种能将苯酚()氧化为和的原电池——电解池组合装置如图所示，该装置能实现发电、环保二位一体。下列说法错误的是 A．该装置工作时，电子流向为电极b→电极c，电极d→电极a B．电解质的作用是可以增强溶液的导电能力 C．电极d的电极反应式为 D．当电极b上有生成时，电解池共产生气体31.36L(标准状况) 【答案】D 【分析】根据装置图可知左边是原电池装置，右边是电解池装置，a电极上Cr元素从+6价变成+3价，化合价降低，得到电子，发生还原反应，则a为正极，b为负极；苯酚废水在d处被氧化，d处水分子失去电子形成羟基自由基，发生氧化反应，则d为电解池阳极，c为电解池阴极。 【详解】A．根据分析可知，a为正极，b为负极，d为阳极，c为阴极，该装置工作时，电子从原电池的负极流出，经外电路流向电解池的阴极，再从电解池的阳极流回原电池的正极，即电子流向为电极b电极c，电极d电极a，故A正确； B．是强电解质，在溶液中完全电离，产生自由移动的离子，能够增强溶液的导电能力，故B正确； C．电极d为阳极，电极反应式为：，故C正确； D．电极b的电极反应式为：，电极c的电极反应式为：，电极d上的电极反应式为：，可进一步氧化苯酚，化学方程式为：，当电极b上有0.6mol生成时，电极c、d两极共产生气体44.8L(标准状况)，故D错误； 故答案选D。 8．新型电池可有效捕获，其装置如图所示。下列说法不正确的是 A．电子流向： B．电极附近溶液的保持不变 C．极发生的反应为： D．在标准状况下，每捕获，c电极产生 【答案】B 【分析】根据图示可知：左侧装置自发进行氧化还原反应，则该装置为原电池，右侧装置为电解池。Zn电极失去电子被氧化为Zn2+，则a电极为负极，b电极为正极；c电极与正极相连，为阳极；d电极与电源负极连接，为阴极。 【详解】A．电子由负极流向阴极，阳极流向正极，即，A正确； B．d电极为阴极，电极反应式为：，消耗氢离子，pH增大，B错误； C．c电极为阳极，电极反应式为：，C正确； D．b电极为正极，电极反应式为：，每捕获，转移1mole-，生成1molO2转移4mole-，在标准状况下得到氧气的体积为：，D正确； 故选B。 9．一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化，并以形式回收含锂废弃物中的锂元素，其工作原理如图所示。 下列说法正确的是 A．Ⅱ为阳离子交换膜 B．电极a附近溶液的减小 C．电极b上发生的电极反应式为 D．若海水用溶液模拟，则每脱除，理论上可回收 【答案】D 【分析】由图可知，左侧为阴极，电极反应为，右侧为阳极，电极反应为，在膜Ⅰ和膜Ⅱ间加入海水，钠离子透过膜Ⅰ进入阴极区得到氢氧化钠，氯离子透过膜Ⅱ进入膜Ⅱ与膜Ⅲ之间，锂离子透过膜Ⅲ进入膜Ⅱ与膜Ⅲ之间，在此处得到LiCl，则膜Ⅰ为阳膜，膜Ⅱ为阴膜，膜Ⅲ为阳膜，据此解答。 【详解】A．由分析可知，膜Ⅱ为阴膜， A错误 B．a电极的反应为，pH变大，B错误； C．由分析可知，电极b的反应为，C错误； D．每脱除58.5gNaCl，转移电子数为1mol，有1molLi+和1molCl-分别透过离子交换膜Ⅲ、膜Ⅱ，可得到1molLiCl，D正确； 故选D。 10．双极膜是一种复合膜，在直流电作用下，能把中间界面内的解离为和，并使离子定向通过。以铅蓄电池为电源(放电时总反应为)，利用双极膜电解获得NaOH与的原理如图所示。下列说法正确的是 A．N膜为阳离子交换膜 B．电解过程中，产品室1的pH逐渐减小 C．产品室2中反应为 D．双极膜共解离4mol时，理论上铅蓄电池中生成4mol 【答案】C 【分析】由图可知，电解池工作时阳离子向阴极迁移，由于H+向电极a移动，即电极a为阴极，那么电极b为阳极， M膜为阳离子交换膜，原料室中钠离子通过M膜进入产品室1得到氢氧化钠，N膜为阴离子交换膜，原料室中磷酸二氢根离子通过N膜进入产品室2，与双极膜产生的氢离子反应生成磷酸。 【详解】A．由分析，N为阴离子交换膜，A错误； B．由分析，产品室1生成氢氧化钠，pH逐渐增大，B错误； C．原料室中磷酸二氢根离子通过N膜进入产品室2，与双极膜产生的氢离子反应生成磷酸，反应为，C正确； D．双极膜共解离4molH2O，即电极a、b处各解离2molH2O，电极a的电极反应式为：，解离2molH2O得到2mol H+，转移电子数为2mol，结合反应Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，理论上铅蓄电池中生成2molPbSO4，D错误； 故选C。 11．某种能将废水中苯酚()氧化为和的原电池-电解池组合装置如图所示，该装置能实现发电、环保二位一体，其中生成的羟基自由基()有极强的氧化性。下列说法错误的是 A．该装置工作时左侧原电池内电路电流从电极a通过电解质溶液流向电极b B．温度过高时该装置处理废水中苯酚的能力会下降 C．当电极a上有2mol生成时，c极区溶液仍为中性 D．当电极b上有0.6mol生成时，该装置处理苯酚的物质的量为0.1mol 【答案】D 【分析】装置图中左侧电极b极在微生物作用下使苯酚()失电子、被氧化为，故左侧是原电池装置，右侧是电解池装置，电极a上Cr元素从+6价变成+3价，化合价降低，得到电子，发生还原反应，则电极a为正极，电极b为负极，电极d为电解池阳极，电极d处水分子失去电子形成羟基自由基，氧化苯酚，电极c为电解池阴极。 【详解】A．由分析得，电极a为正极，电极b为负极，则该装置工作时，左侧原电池内电路电流从正极a流出，经电解质溶液流向电极b，A正确； B．若温度过高，微生物因高温而失活，会导致该装置处理废水中苯酚的能力下降，B正确； C．a极区每产生1mol，转移3mol电子，而电极c上的电极反应式为，生成1.5mol、3molO，同时，有3mol从阳极室透过质子交换膜进入阴极室，恰好中和，则c极区溶液仍为中性，C正确； D．电极b的电极反应为，d的电极反应式为，羟基自由基()有极强的氧化性，可以氧化苯酚：，由得失电子守恒可得，当电极b上有0.6mol生成时，左右两个装置共处理苯酚的物质的量为0.2mol，D错误； 故选D。 二、填空题 12．化学与能源、材料、化工等领域紧密联系，应用广泛。 (1)利用燃料电池电解制备，并得到副产物等，装置如图。 ①a极为 (填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”)，a电极上的电极反应式为 ；阴极室石墨电极反应式为 。 ②K、M、L膜为离子交换膜，其中阳离子交换膜是 (填“K膜”、“L膜”、或“M膜”) ③b极上消耗标准状况下的，理论上阳极室减少 。 (2)高铁酸钾()不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中。下图所示是高铁电池的模拟实验装置。 ①该电池放电时正极产生沉淀，正极电极反应为 。 ②盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向 (填“左”或“右”)移动； ③下图为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有 。 【答案】(1) 负极 K膜、M膜 0.2 (2) 右 电压稳定，放电时间长 【详解】（1）①在燃料电池中，燃料在负极发生氧化反应，a极通入甲烷，发生氧化反应，a极为负极；结合电解质中存在的O2-，可知a电极反应式为；阴极室中H2O发生还原反应生成，电极反应式为。 ②根据图示，阳极室的Ca2+通过K膜进入产品室，K膜为阳离子交换膜，原料室的Na+通过M膜进入阴极室，M膜为阳离子交换膜，原料室的通过L膜进入产品室，则L膜为阴离子交换膜。 ③标准状况下，b极上消耗的物质的量为，根据，转移电子的物质的量为0.4 mol，此时应有0.2 mol Ca2+通过K膜进入产品室，阳极室减少0.2 mol Ca2+。 （2）①根据装置图，锌为负极，石墨为正极，正极发生还原反应，中铁元素显+6价，具有强氧化性，得电子生成氢氧化铁，正极电极式为。 ②根据原电池工作原理，氯离子向负极移动，即向右移动。 ③由高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线图可知，高铁电池的优点是放电时间长，工作电压稳定。 13．电能与化学能之间的相互转化应用十分广泛。 (1)研究HCOOH燃料电池性能的装置如图所示，两电极区间用允许K+、H+通过的半透膜隔开。 ①电池负极电极反应式为 ；放电过程中需补充的物质A为 (填化学式)。 ②上图所示的HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能，其反应的离子方程式为 。 (2)利用下图电解Na2CO3溶液可获得NaOH溶液、阳极的电极反应式为 ，阴极产生的物质A的化学式为 。 (3)某科研小组设计利用甲醇(CH3OH)燃料电池(酸性溶液作离子导体)，模拟工业电镀、精炼和海水淡化的装置如图。 ①甲装置中A电极的电极反应式 。 ②乙装置用来模拟粗铜的精炼，则粗铜是 (选填“C”或“D”)。 ③丙图装置中，产生淡化海水的出口为 (选填“e”“f”或“j”)。 【答案】(1) 或 (2) (3) C e、j 【分析】(1)由图可知，左侧电极上碳元素价态升高失电子，故左侧电极为负极，电极反应式为HCOO-+2OH--2e-=+H2O，右侧电极为正极，电极反应式为Fe3++e-=Fe2+，生成的亚铁离子与氧气反应重新生成Fe3+，反应方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，电子由负极流出经用电器后由正极流入； (2) 电解Na2CO3溶液，结合图可知，阳极上碳酸根离子失去电子生成碳酸氢根离子和氧气，阴极上氢离子得到电子生成氢气； (3)原电池工作时阳离子移向正极，阴离子移向负极，装置甲为酸性甲醇燃料电池，根据溶液中氢离子由A电极区移向B电极区可知，则A为负极、B为正极，a口通入的物质是CH3OH，c口通入的气体是氧气，负极上CH3OH发生失电子的氧化反应生成CO2，负极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，正极上O2发生得电子的还原反应生成H2O，装置乙为电解池，装置丙为海水淡化池，电极C与原电池正极B相接，为电解池的阳极、D电极为阴极，装置丙中甲室为阳极室，戊室为阴极室，甲室中Cl-放电生成Cl2，戊室中阴极上水放电生成H2，电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，随着电解过程的进行，OH-与Mg2+、Ca2+、反应生成CaCO3、Mg(OH)2沉淀，发生的反应为Ca2+++OH-=CaCO3↓+H2O、Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓，电解池工作时，阳离子移向阴极、阴离子移向阳极，经过离子交换膜的作用达到淡化海水目的，据此分析解答。 【详解】（1）①由分析可知，电池左侧为负极，该电池负极电极反应式为HCOO-+2OH--2e-=+H2O，正极反应消耗，物质A的作用是补充，应为酸，但题干中正极区是硫酸盐体系，则放电过程中需补充的物质A为H2SO4，故答案为：HCOO-+2OH--2e-=+H2O；H2SO4； ②上图所示的HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应，即将HCOOH与O2反应生成放出的化学能转化为电能，其反应的离子方程式为或，故答案为：或； （2）由图可知，阳极反应为4+2H2O-4e-=4+O2↑，阴极上氢离子得到电子生成氢气，则阴极产生的物质A的化学式为H2，故答案为：4+2H2O-4e-=4+O2↑；H2； （3）①甲装置是原电池，电解质溶液中H+移动方向：A→B，则A为负极、B为正极，a口通入的物质是CH3OH，c口通入的气体是氧气，负极上CH3OH失电子生成CO2，负极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，故答案为：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+； ②电解精炼时，粗铜作阳极、纯铜作阴极，含有铜离子的CuSO4溶液作电解质溶液，即乙装置中C电极为粗铜，D电极为纯铜，故答案为：C； ③海水淡化池工作时，阴、阳离子交换膜的限制，甲室中阳离子总量不变，乙室中阴离子移向甲室，乙室中阳离子移向丙室，乙室内得到淡化海水；丁室中阴离子移向丙室，丙室中阴、阳离子浓度均增大，得到浓海水；丁室中阳离子移向戊室，丁室内得到淡化，所以产生淡水的出水口为e、j，故答案为：e、j。 14．Ⅰ．如图所示装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的浓度和体积都相同(假设通电前后溶液体积不变)，B为外接直流电源的负极。将直流电源接通后，Y极附近的颜色逐渐变深。回答下列问题： (1)根据丁中的实验现象判断，胶粒带 电。 (2)①电解饱和NaCl溶液的总反应化学方程式为 。 ②若C、F两电极共产生标准状况下6.72 L的气体，则D电极的质量增加 g。 (3)若在丙池中进行铁制品表面镀镍，电镀液用硫酸镍溶液，则镍应为 电极(填“G”或“H”)。通电一段时间后，欲使甲装置中电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的 (填“CuO”、“”或“”)。 Ⅱ．某小组运用离子交换膜法制碱的原理，用如图所示装置电解溶液。 (4)左侧的离子交换膜为 (填“阴”或“阳”)离子交换膜，该电解槽的阳极反应式为 。 (5)图中a、b、c、d分别表示有关溶液的pH，则a、b、c、d由小到大的顺序为 。 【答案】(1)正 (2) 12.8 (3) G CuO (4) 阴 2H2O-4e−=O2↑+4H+ (5)b＜a＜c＜d 【分析】B为外接直流电源的负极，将直流电源接通后，Y为阴极，Y极附近的颜色逐渐变深，说明氢氧化铁胶体粒子往Y极移动，说明胶粒带正电，另外可得出D、F、H和Y均为阴极，C、E、G和X均为阳极，A极是电源的正极，据此解答。 【详解】（1）在丁池中，Y极是阴极，该电极附近颜色逐渐变深，根据异性电荷相互吸引，说明氢氧化铁胶体粒子带正电荷； （2）①电解饱和NaCl溶液生成氢气、氯气、氢氧化钠，总反应化学方程式为； ②若C、F两电极共产生标准状况下6.72 L的气体，即0.3mol的气体，由C、D、F电极发生的电极反应分别为2H2O-4e-=O2↑+4H+，Cu2++2e-=Cu、2H++2e-=H2↑，根据转移电子数相等，C电极产生的气体是F电极的，故0.3mol气体中有0.2molH2，0.1molO2，转移的电子数为0.4mol，故D电极增加12.8g铜； （3）电镀装置中，镀层金属作阳极，镀件作阴极，所以电极G为镍，电极H为铁制品；在甲池中，电解硫酸铜溶液的总反应为，产生铜和氧气，故使其恢复到起始状态需要加入适量的CuO； （4）左侧电极为阳极，阳极的电极反应式为2H2O-4e−=O2↑+4H+，阳极生成硫酸，则由SO透过阴离子交换膜向阳极移动，可知左侧的为阴离子交换膜； （5）阳极生成硫酸、阴极生成氢氧化钾，所以电解后生成的硫酸和氢氧化钾溶液浓度均增大，结合碱溶液的pH大于酸溶液的pH，可得b＜a＜c＜d。 考点4 金属的防护与腐蚀 一、单选题 1．化学与生活密切相关，下列说法正确的是 A．钢制船壳上镶嵌铜块减缓船体的腐蚀 B．电解氯化镁溶液可制备单质镁 C．铅酸蓄电池属于二次电池 D．使用加酶洗衣粉时，温度越高效果越好 【答案】C 【详解】A．钢（主要成分是铁，比铜活泼）与铜接触形成原电池，钢作为负极被加速腐蚀，A错误； B．电解氯化镁溶液时，优先放电生成，而非析出Mg，应电解熔融制备单质镁，B错误； C．铅酸蓄电池可充电重复使用，属于二次电池，C正确； D．高温会使酶变性失活，加酶洗衣粉需适宜温度而非越高越好，D错误； 故选C。 2．下列关于金属的腐蚀与防护的说法错误的是 A．钢铁放置在潮湿空气中主要发生电化学腐蚀 B．镀锌铁利用的是牺牲阴极法保护铁制品 C．室外健身器材涂油漆等保护层可有效防止铁被腐蚀 D．钢闸门接外加电源的负极可防止钢闸门被腐蚀 【答案】B 【详解】A．钢铁在潮湿空气中表面形成电解质溶液，构成微电池，发生电化学腐蚀，A正确； B．镀锌铁中锌比铁活泼，锌作为阳极被腐蚀，保护铁（阴极），应为“牺牲阳极法”，B错误； C．涂油漆隔绝金属与氧气、水接触，属于物理防护，C正确； D．钢闸门接外加电源负极，作为阴极被保护，属于外加电流的阴极保护法，D正确； 故选B。 3．下列说法不正确的是 A．一般而言，电化学腐蚀和化学腐蚀不能同时发生 B．盐酸与锌粉反应时，若加入少量溶液，能增大产生的速率 C．电解精炼铜时，粗铜作阳极，活泼性比Cu弱的杂质金属成为阳极泥沉在阳极区 D．钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀 【答案】A 【详解】A．电化学腐蚀与化学腐蚀可能共存，如潮湿环境中的电化学腐蚀与高温下的化学腐蚀可同时发生，A错误； B．Zn与CuSO4反应生成Cu，形成Zn-Cu微电池，加速Zn与H+反应，H2生成速率增大，B正确； C．电解精炼时，比Cu活泼的金属(如Fe、Zn)优先溶解，而活泼性弱的金属(如Ag、Au)不溶解，成为阳极泥，C正确； D．牺牲阳极法(活泼金属作阳极)和外加电流法(阴极保护)均可用于钢铁防腐，D正确； 答案选A。 4．在生产、生活中，金属腐蚀会带来严重的损失。下列事实与金属电化学腐蚀无关的是 A．铁制器件附有铜质配件，在接触处铁易生锈 B．金属钠置于空气中表面变暗 C．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿 D．铁在潮湿土壤里比在干燥土壤里更易腐蚀 【答案】B 【详解】A．铁、铜接触，与周围环境提供的电解质溶液会形成原电池，铁作负极发生氧化反应被腐蚀，属于电化学腐蚀，A不选； B．金属钠在空气中被氧化生成氧化钠，属于化学腐蚀，与电化学腐蚀无关，B选； C．铜锌合金与周围环境提供的电解质溶液形成原电池，锌作负极被腐蚀，铜作正极被保护，不易形成铜绿，与电化学腐蚀有关，C不选； D．潮湿土壤提供电解质溶液，与铁（铁作负极，其他杂质如碳作正极）形成原电池，加速铁的腐蚀，属于电化学腐蚀，D不选； 故答案选B。 5．下列有关说法或做法合理的是 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．用Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl晶体作为自热食品加热包的原料 C．铁钉镀锌时，铁作阳极 D．镀锌铁皮的镀层破损后，铁皮会被腐蚀得很快 【答案】A 【详解】A．及时擦干铁锅减少水分，阻碍吸氧腐蚀所需电解质溶液环境，A正确； B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应吸热，无法用于自热食品，B错误； C．电镀时待镀物应作阴极，铁钉镀锌时铁应为阴极而非阳极，C错误； D．镀锌层破损后，锌作为活泼金属优先被腐蚀，保护铁不被腐蚀，D错误； 故选A。 6．下列关于金属腐蚀与防护，说法不正确的是 A．发生析氢腐蚀 B．外加电流法防护 C．牺牲阳极法实验 D．制成不锈钢防护 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．析氢腐蚀发生在酸性较强的水膜环境中，正极反应为；而图中存在O2，水膜通常为中性或弱酸性，此时Fe与Cu形成原电池，Fe作负极失电子生成，正极反应为，属于吸氧腐蚀，并非析氢腐蚀，A错误； B．外加电流法防护中，被保护金属（钢闸门）作阴极，与电源负极相连，辅助阳极（不溶性）作阳极与电源正极相连，电子从电源负极流向钢闸门，防止钢闸门失电子，图中装置符合外加电流法，B正确； C．牺牲阳极法利用原电池原理，将比被保护金属（铁钉）更活泼的金属（锌皮）作负极，锌失电子被腐蚀，铁钉作正极被保护；含酚酞和NaCl的琼脂中，正极（铁钉附近）因O2得电子生成OH⁻使酚酞变红，图中装置可验证牺牲阳极法，C正确； D．不锈钢是铁与Cr、Ni等金属形成的合金，通过改变金属内部结构增强抗腐蚀性，制成不锈钢可有效防护金属腐蚀，D正确； 故选A。 7．轮船底部的钢铁在海水中容易受到腐蚀，其腐蚀原理如图所示。下列有关说法正确的是 A．负极反应为： B．钢铁在海水中发生吸氧腐蚀 C．正极反应： D．轮船外壳镶嵌铜块可减缓轮船的腐蚀速度 【答案】B 【详解】A．钢铁腐蚀时，负极Fe失去电子生成Fe2+，负极反应式为Fe - 2e⁻ = Fe2+，故A错误； B．海水呈中性或弱碱性，图中显示O2参与反应并生成OH-，发生吸氧腐蚀，故B正确； C．根据图示，正极氧气得电子生成氢氧根离子，正极反应式为O2+ 2H2O + 4e⁻-= 4OH-，故C错误； D．铁比铜活泼，镶嵌铜块后形成原电池，铁作负极加速腐蚀，故D错误； 选B。 8．下列关于电化学腐蚀、防护与利用的说法中，不正确的是 A．铜板打上铁铆钉后，铜板不易被腐蚀 B．暖气片表面刷油漆可防止金属腐蚀 C．阴极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+ D．连接锌棒后，电子由锌流向铁管道 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．铜板与铁铆钉以及周围的水膜形成原电池，由于金属铁比铜活泼，铁作原电池的负极被腐蚀，铜作正极而被保护，故铜板不易被腐蚀，A正确； B．在暖气片表面刷油漆可隔绝暖气片中金属与空气、水等腐蚀性介质的接触，从而能够防止金属发生腐蚀，B正确； C．在电解时铁管道与电源的负极连接作阴极，发生还原反应，电极反应式应该是得电子的还原反应，在阳极上废铁失去电子发生氧化反应，阳极的电极反应式是：Fe-2e⁻=Fe2+，C错误； D．由于金属锌比铁活泼，当铁管道连接锌棒后，会金属表面上， Zn-Fe-水膜的形成原电池，活动性强的锌作负极，铁管道作正极，电子由负极锌流向正极铁管道，D正确； 故合理选项是C。 9．是海洋大气环境中金属表面的主要固体沉积物之一，颗粒落在金属表面上，具有很强的吸湿性，促进了金属的腐蚀。下图为碳钢基体在—大气环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。下列说法不正确的是 A．腐蚀过程中，为负极，发生氧化反应 B．正极反应式为 C．对腐蚀反应起催化作用 D．腐蚀过程中水体酸性增强 【答案】D 【详解】A．铁是活泼的金属，腐蚀过程中，Fe作负极，发生失去电子的氧化反应，A正确； B．正极氧气得到电子，正极反应式为，B正确； C．根据题干信息可判断对腐蚀反应起催化作用，C正确； D．图示为吸氧腐蚀，正极生成，水体应该碱性增强，D错误； 故答案选D。 10．关于下列各装置图的叙述正确的是 A．图①装置盐桥中的阴离子移向a烧杯 B．图②装置铁上镀铜，b极为铁 C．图③装置钢闸门与电源正极相连获得保护 D．图④装置铁钉发生析氢腐蚀 【答案】B 【详解】A．图①为原电池，Zn比Fe活泼，Zn作负极（b烧杯），Fe作正极（a烧杯）；盐桥中阴离子移向负极（b烧杯），阳离子移向正极（a烧杯），则阴离子应移向b烧杯，A错误； B．图②为电镀池（铁上镀铜），待镀金属铁作阴极，镀层金属铜作阳极，电镀液含Cu2+；电解池中电流从电源正极流出，故a极为阳极（铜），b极为阴极（铁），符合铁上镀铜的要求，B正确； C．图③为外加电流阴极保护法，钢闸门应作阴极（连接电源负极）以防止腐蚀，若与电源正极相连则作阳极被氧化、腐蚀加快，C错误； D．图④中浓硫酸具有强吸水性和强氧化性，会使铁钉钝化，且环境干燥，不能发生析氢腐蚀，析氢腐蚀需酸性环境且Fe未钝化，D错误； 答案选B。 11．全世界每年因钢铁锈蚀会造成巨大的损失，为了保护地下的钢铁输水管所采取的措施如图所示。下列说法正确的是 A．钢铁发生吸氧腐蚀正极反应为 B．导线与Zn块连接为外加电流法 C．导线应连接外接电源的正极 D．导线与Cu块连接也可保护钢铁输水管 【答案】A 【详解】A．钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上氧气得电子结合水生成氢氧根离子，反应式为，A正确； B．导线与Zn块连接时，Zn比Fe活泼，形成原电池，Zn作负极被腐蚀，Fe作正极被保护，此方法为牺牲阳极的阴极保护法，而非外加电流法，B错误； C．若采用外加电流的阴极保护法，被保护的钢铁输水管应作阴极，需连接外接电源的负极，连接正极会使其成为阳极加速腐蚀，C错误； D．Cu的金属活动性比Fe弱，导线与Cu块连接时，Fe作负极被腐蚀，Cu作正极，会加速钢铁输水管的腐蚀，无法起到保护作用，D错误； 故答案选A。 12．近日，三星堆文物保护修复团队历经一年多的努力，使得青铜瓿首次露面。青铜器在潮湿环境中(含)发生电化学腐蚀生成铜锈[主要成分化学式为，原理如图所示]，考古学家将铜锈分为无害锈(形成了保护层)和有害锈(使器物损坏程度逐步加剧，并不断扩散)。下列说法正确的是。 A．属于无害锈 B．锈蚀过程可能发生析氢腐蚀 C．青铜器表面覆一层食盐水可作保护层 D．正极电极反应式为 【答案】D 【详解】A．Cu2(OH)3Cl为多孔粉状锈（图中a），多孔结构无法形成保护层，会导致腐蚀持续扩散，属于有害锈，A错误； B．析氢腐蚀需在酸性环境中发生（生成H2），而青铜器腐蚀环境为潮湿含Cl-的中性/弱碱性环境，且图中显示O2参与反应，应为吸氧腐蚀，B错误； C．食盐水含Cl-，会提供腐蚀所需的Cl-，加速电化学腐蚀，不能作保护层，C错误； D．电化学腐蚀中，正极发生还原反应，O2得电子结合H2O生成OH-，电极反应式为O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-，与图中OH-生成过程一致，D正确； 答案选D。 13．在如图所示的两个烧杯中分别插入形状和大小几乎一样破损的镀铜铁片和破损的镀锌铁片，一段时间后，下列说法错误的是 A．甲中铜层上产生气泡，乙中铁层上产生气泡 B．对比两烧杯中的铁片，甲烧杯中腐蚀得更严重 C．镀层破损后，镀层并不都能对铁起保护作用 D．向两烧杯中分别滴加相同的溶液，现象相同 【答案】D 【详解】A．甲中镀铜铁片破损后，Fe比Cu活泼，Fe作负极、Cu作正极，正极Cu上发生2H++2e-=H2↑，产生气泡；乙中镀锌铁片破损后，Zn比Fe活泼，Zn作负极、Fe作正极，正极Fe上发生2H++2e-=H2↑，产生气泡，A正确； B．由A可知，甲中Fe为负极被腐蚀，乙中Fe为正极被保护，故甲烧杯中铁片腐蚀更严重，B正确； C．镀锌时Zn比Fe活泼，破损后Zn保护Fe；镀铜时Cu不如Fe活泼，破损后Fe被腐蚀，即镀层破损后并非都能保护铁，C正确； D．甲中镀铜铁片破损后，Fe比Cu活泼，Fe作负极，负极反应生成Fe2+，Fe2+可被酸性KMnO4氧化使酸性KMnO4溶液褪色；乙中镀锌铁片破损后，Zn比Fe活泼，Zn作负极，负极反应生成Zn2+，Zn2+无还原性，不能与KMnO4反应，现象不同，D错误； 故选D。 14．融雪剂可以降低冰雪融化的温度，利于道路通畅，通常分为氯盐类的无机融雪剂和非氯盐类的有机融雪剂两类。氯化钠、醋酸钾两种融雪剂相同条件下融冰量和对碳钢(铁碳合金)腐蚀速率图像如下所示。下列关于碳钢(铁碳合金)腐蚀的说法中，不正确的是 A．盐类融雪剂能够造成碳钢的腐蚀 B．碳钢腐蚀的负极反应为 C．融雪剂浓度越大，碳钢腐蚀速率越快 D．由图1可知，与氯化钠相比，醋酸钾融冰量高，是更加高效的融雪剂 【答案】C 【详解】A．盐类融雪剂会形成电解质溶液，碳钢在电解质溶液中发生电化学腐蚀，故A正确； B．碳钢发生电化学腐蚀时，铁作为负极失去电子，发生氧化反应，负极反应式为，故B正确； C．由图2可知，碳钢腐蚀速率随融雪剂浓度增大(5%→25%)逐渐降低，说明融雪剂浓度越大，碳钢腐蚀速率并非越快，故C错误； D．图1中，相同条件下醋酸钾的融冰量曲线高于氯化钠，表明其融冰量更高，是更高效的融雪剂，故D正确； 选C。 15．与地震、海啸等自然灾害相比，腐蚀同样具备极强的破坏力。某学习小组探究金属电化学腐蚀与防护原理的示意图如下图，下列说法不正确的是 A．若X为食盐水，K未闭合，Fe棒上B点表面铁锈最多 B．若X为浓硫酸，K与M连接，石墨电极上的反应式为 2H++2e-=H2↑ C．若X为稀盐酸，K分别与M、N连接，前者Fe腐蚀得更快 D．若将Fe棒与电源负极相连，Fe棒被保护的方法叫阴极电保护法 【答案】B 【详解】A．铁丝易被腐蚀的条件是：有氧气和水，C点没有氧气，所以腐蚀较慢，B中含有氧气和水，所以腐蚀较快，A中没有水所以腐蚀较慢，则B点腐蚀最快，铁锈最多，A正确； B．若X为浓硫酸，K与M连接，形成原电池，石墨为正极，浓硫酸具有强氧化性，在常温下会使铁钝化，此时正极上是发生还原反应，而不是，B错误； C．若X为稀盐酸，K与M连接时Fe与石墨构成原电池（Fe为负极，加速腐蚀）；K与N连接时Fe与Zn构成原电池（Zn为负极，Fe作正极被保护），故前者Fe腐蚀更快，C正确； D．Fe棒与电源负极相连时作为电解池阴极，被保护的方法为外加电流的阴极保护法，D正确； 故选B。 二、填空题 16．研究金属的腐蚀过程及防腐蚀对人们的日常生活有重大意义。 (1)如图1中的铁棒为纯铁，则其腐蚀过程属于 腐蚀。 (2)如图1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 (选填“轻微”、“严重”)。该实验说明 因素会影响铁的腐蚀速率。腐蚀时正极的电极反应式为 。(已知：海水pH约为8.1) (3)用图2研究铁的腐蚀过程。预测恒温条件下反应一段时间后，U形管内液面的变化情况。(已知：起始时两管内液面相平，实验过程中铁丝始终不接触溶液，选填“左高右低”、“左低右高”或“几乎不变”) 溶液X 浓硫酸 浓盐酸 稀硫酸 液面情况 (4)用图3所示装置研究铁的防腐蚀过程： ①、、只关闭一个，则铁腐蚀的速度最快的是只闭合 (填“”、“”或“”下同)； ②为减缓铁的腐蚀，应只闭合 ，该防护法称为 ； ③只闭合，石墨电极附近的pH将 (填“变大”、“变小”或“不变”)。 (5)图4为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。 ①腐蚀过程中，负极是 (填“a”、“b”或“c”)； ②环境中的扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈。青铜器发生电化腐蚀并最终生成的总离子方程式为 。 【答案】(1)化学 (2) 轻微 氧气的浓度 (3) 几乎不变 左低右高 左高右低 (4) 外加电流阴极保护法 变大 (5) c 【详解】（1）由于铁棒为纯铁，将铁棒插入海水中，其腐蚀过程属于化学腐蚀； （2）Fe、C和海水构成原电池，铁棒发生电化学腐蚀。海水pH约为8.1，在碱性或中性条件下，铁棒发生吸氧腐蚀。插入海水中的铁棒，越靠近水面，氧气的浓度越大，腐蚀越严重，越靠近烧杯底部，氧气的浓度越小，腐蚀就越轻微，这说明氧气的浓度影响铁的腐蚀速率。发生吸氧腐蚀时，正极上得电子发生还原反应生成，其电极反应式为； （3）浓硫酸具有吸水性，使得铁丝周围氧气较干燥，不易发生腐蚀，U形管两端液面几乎不变；浓盐酸具有挥发性，使铁丝处在酸性环境下，易发生析氢腐蚀，生成氢气，导致U形管内左侧的压强变大，液面左低右高；稀硫酸中水挥发使铁周围环境潮湿，则铁丝易发生吸氧腐蚀，氧气减少，导致U形管内左侧的压强变小，液面左高右低； （4）①关闭，铁棒作阳极，被腐蚀。关闭，铁棒作阴极，被保护。关闭，铁棒作原电池的负极，被腐蚀。根据腐蚀速率大小关系：阳极>负极>正极>阴极，所以铁腐蚀的速度最快的是只闭合； ②为减缓铁的腐蚀，应使铁作正极或阴极，所以只闭合就可以减缓铁的腐蚀；该防护法称为外加电流阴极保护法； ③只闭合，铁棒作原电池的负极，石墨作正极，电解质溶液是NaCl溶液，发生吸氧腐蚀，正极的电极反应式为，由于生成，使得石墨电极附近的pH变大； （5）①青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀，Cu失电子发生氧化反应，作负极，故答案为c； ②根据图示，负极的电极反应式为，正极的电极反应式为，环境中的扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈，则总的离子方程式为。 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.2 电解池、金属的腐蚀与防护 考点1 电解原理及应用 一、单选题 1．利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是 A．氯碱工业中，X、Y均为石墨，X附近能得到氢氧化钠溶液 B．铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4 C．电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属 D．制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁 2．用石墨作电极电解稀 H2SO4溶液时，阳极的主要产物是 A．H2 B．O2 C．SO2 D．H2O 3．电解 CuCl2溶液(石墨作电极)时，阴极的反应为 A．Cu²⁺ + 2e⁻ = Cu B．2Cl⁻ - 2e⁻ = Cl2↑ C．2H2O - 4e⁻ = O2↑ + 4H⁺ D．2H⁺ + 2e⁻ = H2↑ 4．用石墨、铁作电极电解熔融 NaCl 时，下列说法正确的是 A．铁电极(接电源负极)上发生氧化反应 B．石墨电极(接电源正极)上 Cl⁻失电子生成 Cl2 C．电子从石墨电极经熔融 NaCl 流向铁电极 D．Na⁺向阳极移动，Cl⁻向阴极移动 5．近日，科学家开发了高活性磷化铁催化剂用于选择性电化学硝酸盐还原为氨气，工作原理如图所示。下列叙述正确的是 A．b极必须采用惰性材料且与电源负极连接 B．一段时间后，KOH溶液浓度保持不变 C．a极的主要电极反应为 D．b极收集(标准状况)时理论上有由a极向b极迁移 6．利用如图所示的装置（M、N均为惰性电极）进行电解实验。下列有关说法正确的是 A．若电解质溶液为溶液，则M极有黄绿色气体生成 B．若电解质溶液为溶液，则可进行金属铝的冶炼 C．若电解质溶液为溶液，则电解一段时间后，溶液的增大 D．若电解质溶液为溶液，每转移电子，M、N电极的质量均变化 7．利用电化学原理合成氨的装置如图所示，科学家研究表明，Ag、Hg、Pt和Au等能促进氮气合成氨。下列叙述正确的是 A．该装置可将电能全部转化成化学能 B．N极可选择铜、锌等材料 C．M极反应式为 D．4.48L H2发生氧化反应时转移0.4mol电子 8．下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是(电极为石墨) A． B． C． D． 9．在氯碱工业中，离子交换膜法电解饱和食盐水如图所示，下列说法正确的是 A．电极A为阳极，发生还原反应生成氯气 B．离子交换膜为阴离子交换膜 C．饱和溶液从处进，溶液从处出 D．迁移的数量等于导线中通过电子的数量 10．将电化学法和生物还原法有机结合，利用微生物电化学方法可生产甲烷，装置如图所示。下列说法正确的是 A．通电时，电子由→电解池阴极→电解液→电解池阳极→ B．X为阴离子交换膜 C．阳极的电极反应式为： D．生成0.1mol甲烷时阳极室理论上生成4.48L二氧化碳 11．如图为阳离子交换膜法以石墨为电极电解饱和溶液的原理示意图。已知溶液从A口进料，含少量的水从B口进料，下列说法错误的是 A．阳极发生氧化反应，有氧气生成 B．电路中转移电子时，阳极区有生成 C．从D出口流出的是较浓的溶液 D．从E出口逸出的气体是 12．用如图所示的装置电解K2SO4溶液同时制备H2SO4和KOH溶液，Ⅱ中装入K2SO4溶液，下列有关分析正确的是(a、b是离子交换膜) A．Ⅰ区生成H2SO4 B．b是阳离子交换膜 C．Ⅱ区中的K+进入Ⅰ区 D．Ⅲ区溶液的pH会升高 13．用如图所示装置处理含的酸性废水，右侧电极反应式为，下列说法不正确的是 A．a端是直流电源的正极 B．该装置将电能转化为化学能 C．电解时，通过离子交换膜从左侧移向右侧 D．每转移电子，左侧电极上产生 14．利用如图装置进行铁上镀铜的实验。下列说法不正确的是 A．铁片上析出铜的反应为 B．镀铜过程中溶液中铜离子的浓度基本不变 C．镀铜前用溶液，盐酸分别除去铁片上的油污和铁锈 D．为使镀层平滑光亮，溶液浓度应控制在适宜范围 15．某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是 A．放电时负极质量减小 B．储能过程中化学能转变为电能 C．放电时左侧通过质子交换膜移向右侧 D．充电时阳极反应： 考点2 电解原理的综合应用 一、单选题 1．一种基于氯碱工艺的节能新工艺是将电解池与NO—空气燃料电池相结合，可用于湿法冶铁的研究，工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．a极为阳极，发生氧化反应 B．阴极区溶液的保持不变 C．d极为负极，其电极反应式为 D．理论上每生成气体，可得到2.8gFe 2．电解法能同时处理含多种有害物质的废水，以提高处理效率。下图双极膜电解池装置通过电解产生具有极强氧化能力的羟基自由基，处理含苯酚废水和含甲醛废水。下列说法正确的是 A．M极连接电源正极，电极反应式： B．双极膜中解离出的透过膜a向N极移动 C．每处理1.5g甲醛，理论上消耗双极膜中 D．通电一段时间后，理论上苯酚和甲醛转化生成的物质的量之比为 3．某研究小组设计如下电解池，既可将中性废水中的硝酸盐转化为氨，又可将废塑料(PET)碱性水解液中的乙二醇转化为羟基乙酸盐，实现变废为宝。 电解时，下列说法错误的是 A．阳极区下降 B．从阴极区向阳极区迁移 C．阴极发生反应 D．阴极转化，阳极将生成 4．利用电解原理吸收并实现的脱除，装置如图所示。是弱酸，忽略与水的反应。下列说法错误的是 A．极为负极 B．隔膜为质子交换膜 C．阴极电极反应式： D．在相同条件下，吸收和的体积比为 5．的酸性水溶液随着浓度的增大会转化为。电解法制备的原理如图所示。下列说法错误的是 A．电解时离子交换膜为质子交换膜 B．生成和的质量比为 C．电解一段时间后阴极区溶液的浓度增大 D．的生成反应为： 6．高锰酸钾在化工医药、水处理等方面有重要应用，可以用电解法制备，装置如下。直流电源采用乙烷-空气碱性燃料电池。下列说法不正确的是(已知电流效率) A．电源负极的电极反应式为：C2H6-14e-+18OH-= 2CO+12H2O B．该离子交换膜为阳离子交换膜 C．a极为直流电源的负极 D．若消耗 产生 ，则 7．下图是一个用石墨作电极电解稀溶液的装置，电解液中事先加有指示剂，此时溶液呈红色(指示剂变色的pH范围是，酸性溶液中呈红色，碱性溶液中呈黄色)。在电解过程中，有关电极的叙述正确的是 A．A管溶液由红色变为黄色 B．B管溶液由红色变为黄色 C．检验A管中产生的气体可以用带火星的木条 D．A管中发生的电极反应 8．一种二次储能电池的构造示意图如图所示。下列说法正确的是 A．放电时，电能转化为化学能 B．充电时，每生成1 mol Fe3+，理论上有1 mol H+通过质子交换膜 C．放电时，右侧H+通过质子交换膜向左侧电极移动 D．充电时，左侧电极方程式为： 9．以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，可实现高效制和，装置如图所示。下列说法不正确的是 A．电极a连接电源负极 B．电解总反应式为 C．Z为，加入的Y为 D．催化阶段反应产物的物质的量之比 10．科研工作者设计了一种用废弃电极材料再锂化的电化学装置，示意图如下：已知：参比电极的作用是确定再锂化为的最优条件，不干扰电极反应。下列说法正确的是 A．电极上发生的反应： B．再锂化过程中，向电极迁移 C．电解过程中，阳极附近溶液pH升高 D．产生标准状况下时，理论上可转化 11．下面是最近研发的Ca-LiFePO4可充电电池的工作示意图，锂离子导体膜只允许Li+通过，电池反应为xCa2++2LiFePO4xCa+2Li1-xFePO4+2xLi+。下列说法错误的是 A．放电时，负极反应为Ca-2e-=Ca2+ B．放电时，Li1-xFePO4/LiFePO4电极发生Li+脱嵌，充电时发生Li+嵌入 C．充电时，当转移0.2 mol电子时，理论上左室中电解质的质量减轻2.6 g D．LiPF6-LiAsF6为非水电解质，其与Li2SO4溶液的主要作用都是传递离子 12．电解法可以对含亚硝酸盐(如)的污水进行处理(工作原理如下图所示)。通电后，左极区产生浅绿色溶液，随后生成无色气体。下列说法不正确的是 A．阳极电极反应式为 B．阳极附近溶液中反应的离子方程式为 C．该电解装置所使用的离子交换膜为阴离子交换膜 D．电解一段时间，产生的和的物质的量之比为 二、填空题 13．回答下列问题： (1)最近，我国在甲烷燃料电池的相关技术上获得了新突破，原理如图所示。甲烷燃料应从 (填字母)口通入，发生的电极反应式为 。 (2)人工肾脏可采用电化学方法除去代谢产物中的尿素【化学式为】，其原理如图所示。直流电源的负极为 (填“A”或“B”)。写出左室中生成的氯气氧化尿素的化学反应方程式 。 (3)的资源化利用是实现碳中和的重要途径。 电化学法将转化为甲酸 科学家近年发明了一种新型水介质电池。如图所示，电极分别为金属锌和选择性催化材料，放电时，被转化为储氢物质甲酸。 注：双极隔膜为一层阳离子交换膜和一层阴离子交换膜复合而成，中间为水，作为电解质溶液中和的来源。 放电时，正极电极反应式为 。充电时每生成1mol，理论上阴极获得Zn的物质的量为 mol。与Zn极室相连的离子交换膜为 。 14．Ⅰ．新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入和，电解质溶液为KOH溶液。某研究小组以甲烷燃料电池(装置甲)为电源，模拟氯碱工业生产原理，装置如图所示。请回答以下问题： (1)B、D的电极名称分别是 、 。 (2)C极可以选用的材料是___________。(填标号)。 A．铁棒 B．银棒 C．石墨棒 D．铂棒 (3)分别写出：A极发生的电极反应为 ；B极发生的电极反应为 ；C极发生的电极反应为 ；D极发生的电极反应为 ； (4)装置甲、乙中的电解质溶液足量，当电路中通过0.4 mol电子时，气体a、b的总物质的量与气体c、d的总物质的量之比为 。 Ⅱ．可采用“电解法”制备，装置如图所示。 (5)写出电解时阳极的电极反应式 。 (6)电解一段时间阴极区KOH浓度增加的原因 。 考点3 多池、多室的电化学装置 一、单选题 1．某兴趣小组以甲烷燃料电池为电源研究有关电化学的问题。丁池中，利用离子交换膜控制电解液中来制备纳米，下列说法不正确的是 A．甲池中，通入甲烷一极的电极反应式为： B．乙池中，电解总反应化学方程式为： C．丙池中反应一段时间后，溶液中将减小 D．丁池离子交换膜为阴离子交换膜，阴离子移动方向为从右往左 2．利用光能可以将转化为重要的化工原料(电解质溶液为稀硫酸)，同时可为制备次磷酸()提供电能，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．W极上发生还原反应 B．电解一段时间后M室pH降低，N室pH升高 C．a、b、c为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜 D．W极的电极反应式为 3．微生物燃料电池不仅可以获得高效能源，还能合成电子工业清洗剂四甲基氢氧化铵，采用微生物燃料电池电渗析法合成的工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．c是阴离子交换膜，d为阳离子交换膜 B．电子移动方向为电极电极电极电极 C．制备时，可收集处产物并重新添加固体，以重复使用 D．制备时，电极b处产生(标准状况下)气体 4．钛被誉为第三金属，广泛用于航天航空等领域。硼化钒(VB2)空气电池的放电反应为4VB2＋11O2=4B2O3＋2V2O5，以该电池为电源制备钛的装置如图所示。 下列说法不正确的是 A．电解过程中，OH－由阴离子交换膜左侧向右侧迁移 B．VB2电极上的反应为：4VB2－44e－＋22H2O=4B2O3＋2V2O5＋44H+ C．石墨电极可能发生反应：2Cl－－2e－=Cl2↑、2O2－－4e－=O2↑ D．若石墨电极只收集到4.48 L（标准状况）Cl2，则理论上应制得4.8 g Ti 5．如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯中分别盛放200 mL含酚酞的NaCl溶液、CuSO4溶液、MgCl2溶液，a、b，e、f电极均为石墨电极。通电一段时间后，a极附近首先变红色，下列有关说法正确的是     A．M接电源的正极 B．乙中d电极上有红色固体析出 C．当f极生成0.224 L某一种气体时(已经换算为标准状况)，常温下甲中溶液的pH=13(忽略溶液体积的变化) D．丙中原理可用于工业制备镁单质 6．某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流表的指针发生了偏转。下列有关判断不正确的是 A．甲池为原电池，乙池中A(石墨)电极为阳极 B．甲池中通入CH3OH电极的电极反应式为：CH3OH-6e−+8OH− = CO+6H2O C．若将CuCl2溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，丙池中溶液的pH将减小 D．当乙池中B极质量增加5.40g时，丙池中D极析出1.60g铜 7．羟基自由基有极强的氧化性，其氧化性仅次于氟单质。我国科学家设计的一种能将苯酚()氧化为和的原电池——电解池组合装置如图所示，该装置能实现发电、环保二位一体。下列说法错误的是 A．该装置工作时，电子流向为电极b→电极c，电极d→电极a B．电解质的作用是可以增强溶液的导电能力 C．电极d的电极反应式为 D．当电极b上有生成时，电解池共产生气体31.36L(标准状况) 8．新型电池可有效捕获，其装置如图所示。下列说法不正确的是 A．电子流向： B．电极附近溶液的保持不变 C．极发生的反应为： D．在标准状况下，每捕获，c电极产生 9．一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化，并以形式回收含锂废弃物中的锂元素，其工作原理如图所示。 下列说法正确的是 A．Ⅱ为阳离子交换膜 B．电极a附近溶液的减小 C．电极b上发生的电极反应式为 D．若海水用溶液模拟，则每脱除，理论上可回收 10．双极膜是一种复合膜，在直流电作用下，能把中间界面内的解离为和，并使离子定向通过。以铅蓄电池为电源(放电时总反应为)，利用双极膜电解获得NaOH与的原理如图所示。下列说法正确的是 A．N膜为阳离子交换膜 B．电解过程中，产品室1的pH逐渐减小 C．产品室2中反应为 D．双极膜共解离4mol时，理论上铅蓄电池中生成4mol 11．某种能将废水中苯酚()氧化为和的原电池-电解池组合装置如图所示，该装置能实现发电、环保二位一体，其中生成的羟基自由基()有极强的氧化性。下列说法错误的是 A．该装置工作时左侧原电池内电路电流从电极a通过电解质溶液流向电极b B．温度过高时该装置处理废水中苯酚的能力会下降 C．当电极a上有2mol生成时，c极区溶液仍为中性 D．当电极b上有0.6mol生成时，该装置处理苯酚的物质的量为0.1mol 二、填空题 12．化学与能源、材料、化工等领域紧密联系，应用广泛。 (1)利用燃料电池电解制备，并得到副产物等，装置如图。 ①a极为 (填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”)，a电极上的电极反应式为 ；阴极室石墨电极反应式为 。 ②K、M、L膜为离子交换膜，其中阳离子交换膜是 (填“K膜”、“L膜”、或“M膜”) ③b极上消耗标准状况下的，理论上阳极室减少 。 (2)高铁酸钾()不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中。下图所示是高铁电池的模拟实验装置。 ①该电池放电时正极产生沉淀，正极电极反应为 。 ②盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向 (填“左”或“右”)移动； ③下图为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有 。 13．电能与化学能之间的相互转化应用十分广泛。 (1)研究HCOOH燃料电池性能的装置如图所示，两电极区间用允许K+、H+通过的半透膜隔开。 ①电池负极电极反应式为 ；放电过程中需补充的物质A为 (填化学式)。 ②上图所示的HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能，其反应的离子方程式为 。 (2)利用下图电解Na2CO3溶液可获得NaOH溶液、阳极的电极反应式为 ，阴极产生的物质A的化学式为 。 (3)某科研小组设计利用甲醇(CH3OH)燃料电池(酸性溶液作离子导体)，模拟工业电镀、精炼和海水淡化的装置如图。 ①甲装置中A电极的电极反应式 。 ②乙装置用来模拟粗铜的精炼，则粗铜是 (选填“C”或“D”)。 ③丙图装置中，产生淡化海水的出口为 (选填“e”“f”或“j”)。 14．Ⅰ．如图所示装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的浓度和体积都相同(假设通电前后溶液体积不变)，B为外接直流电源的负极。将直流电源接通后，Y极附近的颜色逐渐变深。回答下列问题： (1)根据丁中的实验现象判断，胶粒带 电。 (2)①电解饱和NaCl溶液的总反应化学方程式为 。 ②若C、F两电极共产生标准状况下6.72 L的气体，则D电极的质量增加 g。 (3)若在丙池中进行铁制品表面镀镍，电镀液用硫酸镍溶液，则镍应为 电极(填“G”或“H”)。通电一段时间后，欲使甲装置中电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的 (填“CuO”、“”或“”)。 Ⅱ．某小组运用离子交换膜法制碱的原理，用如图所示装置电解溶液。 (4)左侧的离子交换膜为 (填“阴”或“阳”)离子交换膜，该电解槽的阳极反应式为 。 (5)图中a、b、c、d分别表示有关溶液的pH，则a、b、c、d由小到大的顺序为 。 考点4 金属的防护与腐蚀 一、单选题 1．化学与生活密切相关，下列说法正确的是 A．钢制船壳上镶嵌铜块减缓船体的腐蚀 B．电解氯化镁溶液可制备单质镁 C．铅酸蓄电池属于二次电池 D．使用加酶洗衣粉时，温度越高效果越好 2．下列关于金属的腐蚀与防护的说法错误的是 A．钢铁放置在潮湿空气中主要发生电化学腐蚀 B．镀锌铁利用的是牺牲阴极法保护铁制品 C．室外健身器材涂油漆等保护层可有效防止铁被腐蚀 D．钢闸门接外加电源的负极可防止钢闸门被腐蚀 3．下列说法不正确的是 A．一般而言，电化学腐蚀和化学腐蚀不能同时发生 B．盐酸与锌粉反应时，若加入少量溶液，能增大产生的速率 C．电解精炼铜时，粗铜作阳极，活泼性比Cu弱的杂质金属成为阳极泥沉在阳极区 D．钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀 4．在生产、生活中，金属腐蚀会带来严重的损失。下列事实与金属电化学腐蚀无关的是 A．铁制器件附有铜质配件，在接触处铁易生锈 B．金属钠置于空气中表面变暗 C．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿 D．铁在潮湿土壤里比在干燥土壤里更易腐蚀 5．下列有关说法或做法合理的是 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．用Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl晶体作为自热食品加热包的原料 C．铁钉镀锌时，铁作阳极 D．镀锌铁皮的镀层破损后，铁皮会被腐蚀得很快 6．下列关于金属腐蚀与防护，说法不正确的是 A．发生析氢腐蚀 B．外加电流法防护 C．牺牲阳极法实验 D．制成不锈钢防护 A．A B．B C．C D．D 7．轮船底部的钢铁在海水中容易受到腐蚀，其腐蚀原理如图所示。下列有关说法正确的是 A．负极反应为： B．钢铁在海水中发生吸氧腐蚀 C．正极反应： D．轮船外壳镶嵌铜块可减缓轮船的腐蚀速度 8．下列关于电化学腐蚀、防护与利用的说法中，不正确的是 A．铜板打上铁铆钉后，铜板不易被腐蚀 B．暖气片表面刷油漆可防止金属腐蚀 C．阴极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+ D．连接锌棒后，电子由锌流向铁管道 A．A B．B C．C D．D 9．是海洋大气环境中金属表面的主要固体沉积物之一，颗粒落在金属表面上，具有很强的吸湿性，促进了金属的腐蚀。下图为碳钢基体在—大气环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。下列说法不正确的是 A．腐蚀过程中，为负极，发生氧化反应 B．正极反应式为 C．对腐蚀反应起催化作用 D．腐蚀过程中水体酸性增强 10．关于下列各装置图的叙述正确的是 A．图①装置盐桥中的阴离子移向a烧杯 B．图②装置铁上镀铜，b极为铁 C．图③装置钢闸门与电源正极相连获得保护 D．图④装置铁钉发生析氢腐蚀 11．全世界每年因钢铁锈蚀会造成巨大的损失，为了保护地下的钢铁输水管所采取的措施如图所示。下列说法正确的是 A．钢铁发生吸氧腐蚀正极反应为 B．导线与Zn块连接为外加电流法 C．导线应连接外接电源的正极 D．导线与Cu块连接也可保护钢铁输水管 12．近日，三星堆文物保护修复团队历经一年多的努力，使得青铜瓿首次露面。青铜器在潮湿环境中(含)发生电化学腐蚀生成铜锈[主要成分化学式为，原理如图所示]，考古学家将铜锈分为无害锈(形成了保护层)和有害锈(使器物损坏程度逐步加剧，并不断扩散)。下列说法正确的是。 A．属于无害锈 B．锈蚀过程可能发生析氢腐蚀 C．青铜器表面覆一层食盐水可作保护层 D．正极电极反应式为 13．在如图所示的两个烧杯中分别插入形状和大小几乎一样破损的镀铜铁片和破损的镀锌铁片，一段时间后，下列说法错误的是 A．甲中铜层上产生气泡，乙中铁层上产生气泡 B．对比两烧杯中的铁片，甲烧杯中腐蚀得更严重 C．镀层破损后，镀层并不都能对铁起保护作用 D．向两烧杯中分别滴加相同的溶液，现象相同 14．融雪剂可以降低冰雪融化的温度，利于道路通畅，通常分为氯盐类的无机融雪剂和非氯盐类的有机融雪剂两类。氯化钠、醋酸钾两种融雪剂相同条件下融冰量和对碳钢(铁碳合金)腐蚀速率图像如下所示。下列关于碳钢(铁碳合金)腐蚀的说法中，不正确的是 A．盐类融雪剂能够造成碳钢的腐蚀 B．碳钢腐蚀的负极反应为 C．融雪剂浓度越大，碳钢腐蚀速率越快 D．由图1可知，与氯化钠相比，醋酸钾融冰量高，是更加高效的融雪剂 15．与地震、海啸等自然灾害相比，腐蚀同样具备极强的破坏力。某学习小组探究金属电化学腐蚀与防护原理的示意图如下图，下列说法不正确的是 A．若X为食盐水，K未闭合，Fe棒上B点表面铁锈最多 B．若X为浓硫酸，K与M连接，石墨电极上的反应式为 2H++2e-=H2↑ C．若X为稀盐酸，K分别与M、N连接，前者Fe腐蚀得更快 D．若将Fe棒与电源负极相连，Fe棒被保护的方法叫阴极电保护法 二、填空题 16．研究金属的腐蚀过程及防腐蚀对人们的日常生活有重大意义。 (1)如图1中的铁棒为纯铁，则其腐蚀过程属于 腐蚀。 (2)如图1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 (选填“轻微”、“严重”)。该实验说明 因素会影响铁的腐蚀速率。腐蚀时正极的电极反应式为 。(已知：海水pH约为8.1) (3)用图2研究铁的腐蚀过程。预测恒温条件下反应一段时间后，U形管内液面的变化情况。(已知：起始时两管内液面相平，实验过程中铁丝始终不接触溶液，选填“左高右低”、“左低右高”或“几乎不变”) 溶液X 浓硫酸 浓盐酸 稀硫酸 液面情况 (4)用图3所示装置研究铁的防腐蚀过程： ①、、只关闭一个，则铁腐蚀的速度最快的是只闭合 (填“”、“”或“”下同)； ②为减缓铁的腐蚀，应只闭合 ，该防护法称为 ； ③只闭合，石墨电极附近的pH将 (填“变大”、“变小”或“不变”)。 (5)图4为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。 ①腐蚀过程中，负极是 (填“a”、“b”或“c”)； ②环境中的扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈。青铜器发生电化腐蚀并最终生成的总离子方程式为 。 学科网（北京）股份有限公司 $