作业验收评价(41) 电解池 金属的腐蚀与防护(Word练习)-【新高考方案】2027年高考化学一轮总复习（江苏专版）

**基本信息** 聚焦电解池原理与金属腐蚀防护，通过装置分析与实际应用题组构建"原理-应用-防护"逻辑链，强化科学思维与证据推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |电解池原理|5题（含精炼铜/氯碱工业）|电极判断"三看法"（电源/离子移动/反应类型）|从电子转移本质推导电解规律，建立"装置-反应-现象"关联模型| |金属腐蚀与防护|4题（含吸氧腐蚀/牺牲阳极法）|腐蚀类型判断"环境分析法"|基于原电池原理延伸防护策略，形成"腐蚀原理-防护方法"对应关系| |综合应用|2题（CO₂电解/燃料电池联用）|跨装置分析"电子守恒法"|融合电解与原电池技术，体现化学观念中的物质转化与能量变化|

作业验收评价(四十一)　电解池　金属的腐蚀与防护 一、选择题 1.(2026·广州模拟)用如图所示装置模拟钢材防腐。下列相关表述正确的是 (　　) A.若在钢材表面镀X金属层进行防腐,则理论上钢材电极减少的质量等于X电极增加的质量 B.若甲为直流电源,则该保护方法为牺牲阳极法 C.若甲为直流电源,则钢材接甲的正极可有效防腐 D.若甲为导线,则X为锌电极即可实现防腐 2.四个电解装置都以Pt作电极,它们分别装有如下电解质溶液,电解一段时间后,测定其pH变化,所记录的结果正确的是 (　　) 选项 A B C D 电解质溶液 HCl AgNO3 KOH BaCl2 pH变化 减小 增大 增大 不变 3.用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用。下列说法正确的是 (　　) A.在铁片上镀铜时,Y是纯铜 B.电解精炼铜时,Z溶液中的Cu2+浓度不变 C.制取金属镁时,Z是氯化镁溶液 D.氯碱工业中,若在X电极附近滴入少量淀粉⁃KI溶液,溶液呈蓝色 4.(2026·江苏南京学情调研)探究铁的电化学腐蚀实验如下:向饱和NaCl溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液(能与Fe2+形成蓝色沉淀)和酚酞,将铜片紧密覆盖在铁片上,向金属片交界处滴加1滴上述混合溶液,可能的原理如图所示。下列说法正确的是 (　　) A.铁片上发生还原反应,出现蓝色沉淀 B.铜片上的溶液变为红色,电极反应式为O2+4e-+2H2O==4OH- C.用锌片代替铜片,保持其他操作不变,观察到的现象相同 D.用盐酸代替NaCl溶液,保持其他操作不变,观察到的现象相同 5.(2026·辽宁沈阳一模)研究人员发现在碱性条件下,使用 Cu⁃Ag 电催化水还原与甲醛氧化的双重制氢比电解水制氢效率高,能耗低,其装置如图所示。下列说法正确的是 (　　) A.a电极接电源的正极 B.c为阴离子交换膜,电解时OH-从b极移向a极 C.双重制氢的总反应为HCHO+OH-HCOO-+H2↑ D.标准状况下,电路中每转移2 mol e-,生成22.4 L H2 6.(2026·潍坊模拟)某同学用如图所示的装置探究金属的腐蚀情况。下列说法错误的是 (　　) A.最先观察到变红的区域是① B.③处铁片质量减轻 C.②处多孔石墨上生成黄绿色气体 D.④处多孔石墨上发生反应2H2O+2e-==H2↑+2OH- 7.(2026·广州仲元中学模拟预测)利用原电池原理可以避免金属腐蚀,某小组同学设计了如图所示的实验方案来探究铁片的腐蚀情况。下列说法中正确的是 (　　) A.甲中的铁片附近会出现蓝色 B.甲中形成了原电池,锌片作正极 C.乙中铜片附近会出现红色 D.乙中的铜片上发生氧化反应 8.电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理如图所示。下列有关说法正确的是 (　　) A.Pt片接电源负极 B.Sn片上发生的电极反应式为CO2+2e-+H2O==HCOO-+OH- C.每产生1 mol HCOO-,阳离子交换膜中有4 mol K+通过 D.电解一段时间后,阳极区的KHCO3溶液浓度降低 9.以甲烷燃料电池为电源电解NaB(OH)4溶液制备H3BO3的工作原理如图所示,下列叙述错误的是 (　　) A.燃料电池通入氧气的电极接电解池的X电极 B.N室中:a%>b% C.膜Ⅰ、Ⅲ为阳离子交换膜,膜Ⅱ为阴离子交换膜 D.理论上每生成1 mol产品,需消耗甲烷的体积为2.8 L(标况) 二、非选择题 10.(4分)(2025·湖南卷·节选)在温和条件下,将CO转化为C4烃类具有重要意义。采用电化学—化学串联催化策略可将CO高选择性合成C4H10,该流程示意图如下: 回答下列问题: (1)电解池中电极M与电源的　　　　　极相连。  (2)CO放电生成C2H4的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　。  11.(10分)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺,节能超过30%,在此工艺中,物料传输和转化关系如图,其中电极未标出,所用离子交换膜只允许阳离子通过。 (1)分析比较图示中a%与b%的大小:a%　　　　(填“>”“<”或“=”)b%。  (2)写出燃料电池B中的正极的电极反应: 　。  (3)图中Y是　　　(填化学式),若电解产生11.2 L(标准状况)该物质,则至少转移电子　　　 mol;X元素的基态原子的电子排布式为　 　　　　。  答案 评价(四十一)　电解池　金属的腐蚀与防护 1.选D　若在钢材表面镀X金属层,装置为电解池,钢材为阴极,X离子得电子析出,质量增加,镀层金属为阳极,镀件为阴极,X为阳极失电子溶解,质量减少,理论上X电极减少的质量等于钢材电极增加的质量,故A错误;若甲为直流电源,装置为电解池,该保护方法为外加电流法,故B错误;若甲为直流电源,钢材需接电源负极,作阴极才能被保护,若接正极则为阳极,会发生氧化反应加快腐蚀,故C错误;若甲为导线,装置为原电池,X为锌,比铁活泼,锌作负极被腐蚀,钢材作正极,被保护,即牺牲阳极法,可实现防腐,故D正确。 2.选C　电解盐酸,溶质HCl的量减少,溶剂的量不变,所以酸性减弱,pH增大,A项错误;电解硝酸银溶液生成硝酸、金属银和氧气,溶液酸性增强,pH减小,B项错误;电解氢氧化钾溶液的实质是电解水,溶质的量不变,溶剂的量减少,溶液碱性增强,pH增大,C项正确;电解氯化钡溶液得到氢氧化钡、氢气和氯气,溶液碱性增强,pH增大,D项错误。 3.选D　在铁片上镀铜时,纯铜应作阳极,X极为阳极,则Y是铁片,A不正确;电解精炼铜时,粗铜中铜、锌、铁等金属都失电子,生成相应的金属离子进入溶液,而阴极只有溶液中的Cu2+得电子,所以Z溶液中的Cu2+浓度将减小,B不正确;制取金属镁时,电解氯化镁溶液得不到镁,则Z应是熔融的氯化镁,C不正确;氯碱工业中,X电极为阳极,Cl-在该电极上失电子生成Cl2,滴入少量淀粉⁃KI溶液,Cl2将I-氧化为I2,使淀粉溶液变蓝色,D正确。 4.选B　装置中铁发生吸氧腐蚀,铁片为负极,负极上铁失电子生成亚铁离子,亚铁离子与K3[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀,铜片为正极,正极上氧气得电子生成氢氧根离子。铁电极为负极,铁失电子生成亚铁离子,发生氧化反应,电极反应为Fe-2e-==Fe2+,A错误;铜片为正极,正极上氧气得电子生成氢氧根离子,电极反应为O2+4e-+2H2O==4OH-,酚酞遇碱变红,B正确;用锌片代替铜片,锌片为负极,Zn失电子生成Zn2+,发生氧化反应,电极反应为Zn-2e-==Zn2+,无亚铁离子生成,不能生成蓝色沉淀,现象不同,C错误;用盐酸代替NaCl溶液,保持其他操作不变,铜片仍为正极,正极上是氢离子得电子生成氢气,现象不同,D错误。 5.选C　a极区H2O得电子生成H2,发生还原反应,说明a为阴极,接电源的负极,故A错误;氢氧根离子从阴极移向阳极,即从a极移向b极,故B错误;b为阳极发生氧化反应,结合装置示意图,电极反应为2HCHO-2e-+4OH-==2HCOO-+2H2O+H2↑,总反应为HCHO+OH-HCOO-+H2↑,故C正确;阴极电极反应:2H2O+2e-==H2↑+2OH-,阳极电极反应:2HCHO-2e-+4OH-==2HCOO-+2H2O+H2↑,标准状况下,电路中每转移2 mol电子,生成氢气物质的量为2 mol,标准状况下体积为2 mol×22.4 L·mol-1=44.8 L,故D错误。 6.选D　①处Fe为阴极,电极反应:2H2O+2e-==H2↑+2OH-,电解反应快,最先观察到变红的区域是①,故A正确;③处Fe为负极,电极反应:Fe-2e-==Fe2+,铁片质量减轻,故B正确;②处多孔石墨为阳极,石墨电极上氯离子失电子发生氧化反应,电极反应:2Cl--2e-==Cl2↑,多孔石墨上生成黄绿色气体,故C正确;④处多孔石墨为原电池正极,石墨上发生反应:O2+2H2O+4e-==4OH-,故D错误。 7.选C　甲中锌为负极,其失去电子变为锌离子,而铁片是正极,其被保护而不会被腐蚀,没有亚铁离子生成,而铁氰化钾与亚铁离子反应会生成蓝色物质,因此铁片附近不会出现蓝色,故A错误。甲中形成了原电池,锌为负极,锌失去电子变为锌离子,铁为正极,铁不反应,故B错误。乙中铁作负极,铜作正极,铜附近氧气得到电子变为氢氧根而使溶液呈碱性,因此,酚酞变为红色,故铜片附近出现红色,故C正确。乙中铁作为负极,其失去电子变为亚铁离子发生氧化反应;铜片作为正极,其表面上有氧气发生还原反应,故D错误。 8.选D　CO2、HCOO-中碳元素的化合价分别为+4、+2,阴极发生还原反应,电极(Sn电极)反应为CO2+HC+2e-==HCOO-+C,阳极(Pt电极)生成O2:2H2O-4e-==O2↑+4H+。由分析知Pt片为阳极,接电源正极,A错误;由分析知,Sn片为阴极,发生得电子的还原反应,电极反应式应为CO2+HC+2e-==HCOO-+C ,B错误;由反应CO2+HC+2e-==HCOO-+C可知,每产生1 mol HCOO-,转移2 mol电子,由电荷守恒得,阳离子交换膜中有2 mol K+通过,C错误;阳极发生反应2H2O-4e-==O2↑+4H+,产生氢离子,消耗KHCO3,使KHCO3溶液浓度降低,D正确。 9.选B　根据装置工作原理,原料室中的B(OH通过膜Ⅱ进入产品室,最终转化为H3BO3,阴离子向阳极移动,则M室中石墨电极为阳极,电解时阳极电极反应为2H2O-4e-==O2↑+4H+,M室中H+通过膜Ⅰ进入产品室,与B(OH结合得到H3BO3,N室中石墨为阴极,原料室中的Na+通过膜Ⅲ进入N室,电解时阴极生成OH-,溶液中c(NaOH)增大。燃料电池通入O2的电极为正极,接电解池的阳极,M室中石墨电极为阳极,则X电极为正极,A正确;根据分析,溶液中c(NaOH)增大,即N室:a%<b%,B错误;原料室中的B(OH通过膜Ⅱ进入产品室,M室中H+通过膜Ⅰ进入产品室,原料室中Na+通过膜Ⅲ进入N室,则Ⅰ、Ⅲ为阳离子交换膜,Ⅱ为阴离子交换膜,C正确;B(OH与H+反应的离子方程式为B(OH+H+==H3BO3+H2O,则理论上每生成1 mol H3BO3,则M室中就有1 mol H+通入膜Ⅰ进入产品室,根据阳极电极反应式,产生1 mol H+转移1 mol e-,而在燃料电池的负极反应中,消耗1 mol CH4转移8 mol e-,则转移1 mol e-应该消耗 mol CH4,标准状况下体积为2.8 L,D正确。 10.解析:(1)由图可知,N电极上CO转化为C2H4,C元素化合价下降,发生还原反应,N为阴极,则M为阳极,与电源正极相连。(2)CO发生得电子的还原反应转化为C2H4,电解液是碱性环境,电极反应为2CO+8e-+6H2O==C2H4+8OH-。 答案:(1)正　(2)2CO+8e-+6H2O==C2H4+8OH- 11.解析:(1)燃料电池中,通入Y气体的电极为负极,电解饱和食盐水生成的Y为氢气,X为Cl2,由于燃料电池正极发生反应:O2+4e-+2H2O==4OH-,燃料电池中的离子膜只允许阳离子通过,而燃料电池中正极氧气得到电子产生OH-,所以反应后氢氧化钠的浓度升高,即a%<b%。(3)根据以上分析可知图中Y是H2,若电解产生11.2 L(标准状况)H2,氢气的物质的量是0.5 mol,则至少转移电子1 mol。 答案:(1)<　(2)O2+4e-+2H2O==4OH-　 (3)H2　1　1s22s22p63s23p5 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $