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（山东、海南专版）

**基本信息** 聚焦电解池原理与金属腐蚀防护，通过装置分析、电极反应及现象判断等题型，系统构建电化学知识逻辑，强化科学思维与实验探究能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |电解池原理及应用|6题（含工业应用）|装置分析、pH变化判断、电极反应书写|从电解池构成（电极、离子膜）到工作原理（电子/离子移动），延伸至电镀、精炼铜等工业应用，形成“原理-装置-应用”逻辑链| |金属腐蚀与防护|5题（含原电池腐蚀）|腐蚀速率比较、防护方法判断、现象分析|结合原电池原理，区分化学腐蚀与电化学腐蚀，通过牺牲阳极法、外加电流法等防护措施，构建“腐蚀原因-防护原理-实际应用”认知体系|

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·宜春模拟)下列与金属腐蚀有关的说法,正确的是 (　　) A.图1中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重 B.图2中,滴加少量K3[Fe(CN)6]溶液,没有蓝色沉淀出现 C.图3中,开关由N改置于M时,Cu⁃Zn合金的腐蚀速率减小 D.图4中,采用的保护法为牺牲阳极法,镁块相当于原电池的负极 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.(2026·合肥模拟)某兴趣小组设计图1装置探究铁钉锈蚀过程中气态物质的变化,恒温条件下,向锥形瓶中加入少量稀盐酸,同时测量锥形瓶内气体压强随时间的变化,直至反应完全,变化曲线如图2,下列有关说法错误的是 (　　) A.测量过程中要保持恒温,目的是排除温度变化对压强的影响 B.0~t1时,压强增大的原因是有氢气产生 C.t1~t2时,压强减小的原因是锥形瓶内的氢气参与反应而被消耗 D.反应完全后,铁钉表面有红色固体 9.[双选](2026·临沂市质检)利用电解法可从氯化钴(CoCl2)溶液中回收金属钴,同时得到盐酸,其电解装置及阳极液中c(Cl-)随时间的变化如图所示。下列说法错误的是 (　　) A.N极的电极电势高于M极 B.阳离子交换膜选择交换膜c C.起始时,阳极电极反应式为2H2O-4e-==O2↑+4H+ D.每析出59 g Co,阳极室溶液质量减少18 g 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D　插入海水中的铁棒,越靠近底端,海水中氧气的浓度越小,越不易腐蚀,故A错误;铁和铜在酸化的氯化钠溶液中构成原电池,金属铁是负极,失电子发生氧化反应生成亚铁离子,亚铁离子与滴入的铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀,故B错误;开关由N改置于M时,铜锌合金为负极,则合金的腐蚀速率加快,故C错误;图4保护钢铁管道的方法为牺牲阳极法,镁更活泼,镁块相当于原电池的负极,故D正确。 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C　气体压强受温度影响较大,保持恒温状态,可以防止温度变化影响气体压强数据的测量,故A正确;起始时,随着盐酸的加入,盐酸与铁钉反应生成氢气,锥形瓶内气体压强不断增大,故B正确;压强减小是因为铁与稀盐酸反应后,铁继续与装置内氧气发生锈蚀,消耗了氧气,使装置内气体减少,而不是氢气参与反应被消耗,故C错误;铁与氧气和水反应生成铁锈,铁锈的主要成分是氧化铁,氧化铁呈红色,所以铁钉表面会有红色固体,故D正确。 9.选AD　该电解池为利用CoCl2溶液制备Co单质同时得到盐酸的装置,电极N为阴极,Co2+得到电子发生还原反应生成Co,电极反应式为Co2++2e-==Co,Cl-穿过阴离子交换膜进入中间室;电极M为阳极,H2O失去电子发生氧化反应生成O2,电极反应式为2H2O-4e-==O2↑+4H+,H+穿过阳离子交换膜进入中间室,在中间室得到盐酸;由题中信息知,少量Cl-会穿过阳离子交换膜进入阳极室,发生氧化反应2Cl--2e-==Cl2↑,干扰电解池工作。M极为阳极,N极为阴极,则M极的电极电势高于N极,A错误;为减少电极反应2Cl--2e-==Cl2↑的发生,应选择Cl-透过率最低的交换膜c,B正确;根据分析可知,阳极电极反应式为2H2O-4e-==O2↑+4H+,C正确;阴极每析出59 g Co,即1 mol Co,转移电子数为2 mol,则生成0.5 mol O2,同时有2 mol H+进入中间室,则阳极室溶液理论减少的质量为0.5 mol×32 g·mol-1+2 mol×1 g·mol-1=18 g,但根据题意,有Cl-进入阳极室,因此阳极室溶液质量实际减少小于18 g,D错误。 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 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $