第4章 氧化还原反应和电化学（专项训练）化学沪科版选择性必修1

第4章 氧化还原反应和电化学 常考题型·精准突破 考点一 氧化还原反应 题型1 氧化还原反应的基本概念与判断 题型2 氧化性、还原性强弱比较与反应先后规律（重） 题型3 氧化还原反应的配平与电子转移（重） 考点二 原电池与化学电源 题型1 原电池的构成条件与工作原理 题型2 电极反应式的书写与正负极判断（重） 题型3 一次电池与二次电池 题型4 燃料电池与新型电池（重） 题型5 原电池原理的应用 考点三 电解池 题型1 电解原理与阴、阳极判断（重） 题型2 电极反应式书写与放电顺序（重） 题型3 电解计算与溶液复原（重） 题型4 电解在氯碱工业、电镀、精炼铜中的应用 题型5 离子交换膜与多池串联装置分析（重） 考点四 金属的电化学腐蚀与防护 题型1 金属腐蚀的本质与分类 题型2 析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较（重） 题型3 金属腐蚀快慢规律与防护方法（重） 综合攻坚·知能拔高 常考题型·精准突破 考点一 氧化还原反应 ◆题型1 氧化还原反应的基本概念与判断 1．下列反应中，二氧化硫既不是氧化剂又不是还原剂的是 A．SO2+NO2=SO3+NO B．SO2+2NaOH=H2O+Na2SO3 C．SO2+2Mg 2MgO+S D．SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr 2．制备时，从氧化还原角度考虑，不可能用到的物质是 A． B． C． D． 3．我国“四大发明”在人类发展史上起到了非常重要的作用。黑火药爆炸的反应为。在该反应中，还原产物是 A．KNO3和S B．CO2 C．C D．N2和K2S ◆题型2 氧化性、还原性强弱比较与反应先后规律（重） 4．能说明的还原性弱于的是 A．的熔点比的熔点低 B．的分别与反应，失电子数多 C．与冷水剧烈反应，与冷水不反应 D．氧化性强于 5．已知在酸性溶液中易被还原成，、、、的氧化性依次减弱。下列反应的方程式错误的是 A． B． C． D． 6．在氧化还原反应中，氧化剂的氧化性比氧化产物强，还原剂的还原性比还原产物强，已知X-、Y-、Z-、W-四种离子的还原性强弱顺序为：Y->X->Z->W-，则下列氧化还原反应能发生的是 A．2W-＋Z2=W2＋2Z- B．2Y-＋W2=Y2＋2W- C．2Z-＋X2=Z2＋2X- D．2X-＋Y2=X2＋2Y- ◆题型3 氧化还原反应的配平与电子转移（重） 7．下列氧化还原反应中电子转移的表示方法正确的是 A． B． C． D． 8．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．常温常压下，2.8 g CO和N2混合气体含有的总原子数为0.2NA B．0.2 mol Fe和足量氯气充分反应，转移的电子数为0.4NA C．22.4 L SO2中原子的数目为0.3NA D．1 mol N2与足量的H2反应，生成的NH3分子总数为2NA 9．在酸性条件下，黄铁矿(FeS2)催化氧化的反应2FeS2+7O2+2H2O=2Fe2++4SO+4H+，实现该反应的物质间转化如图所示。下列分析错误的是 A．反应I的离子方程式为4Fe(NO)2++O2+4H+=4Fe3++4NO+2H2O B．反应Ⅱ的氧化剂是Fe3+ C．反应Ⅲ是非氧化还原反应 D．黄铁矿催化氧化过程中：NO和Fe(NO)2+均作催化剂 考点二 原电池与化学电源 ◆题型1 原电池的构成条件与工作原理 10．关于下列装置的说法正确的是 A．装置①中Fe电极表面产生大量气泡 B．装置①和②的正极都为Fe电极 C．装置③的电流表指针不发生偏转 D．装置④的负极反应式为： 11．电池在生活中随处可见，下列装置能构成原电池的是 A． B． C． D． 12．如图所示，锌片和铜片紧贴着稀硫酸浸湿的滤纸。下列说法不正确的是 A．该装置中锌片作负极 B．该装置能将化学能转化为电能 C．电流由锌片经外电路流向铜片 D．电池总反应方程式： ◆题型2 电极反应式的书写与正负极判断（重） 13．原电池的电极反应式不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法错误的是(　　) A．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋ B．由金属Al、Cu和稀硫酸组成的原电池，负极反应式为Al－3e－===Al3＋ C．由Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池，负极反应式为Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O D．由金属Al、Cu和浓硝酸组成的原电池，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋ 14．某原电池装置如图所示，盐桥中装有用饱和氯化钾溶液浸泡过的琼脂。正确的是 A．原电池装置中的盐桥完全可用金属导线代替 B．Fe为负极，发生的反应为： C．Fe为正极，石墨上发生的反应为： D．原电池工作一段时间后，溶液中会增大 15．铜锌原电池的装置如图所示，下列说法正确的是 A．锌为正极 B．铜片上发生氧化反应 C．电子从铜片经溶液流向锌片 D．该装置能将化学能转化为电能 ◆题型3 一次电池与二次电池 16．铅酸蓄电池(如图所示)在生活中得到广泛使用，下列说法正确的是 A．放电时，电极为电池的正极 B．充电时，电极为电池的阴极 C．充电一段时间后，电极上的质量减少 D．放电一段时间后，电极上的质量保持不变 17．铅蓄电池是一种历史悠久的商用电池，结构如图所示。下列有关铅蓄电池的说法正确的是 A．铅蓄电池是一种二次电池，可以无限次数充电放电 B．充电时，Pb连接电源的负极 C．放电时，正极反应为 D．充、放电时的电池反应为 18．氢能是一种既高效又干净的新能源，发展前景良好，用氢作能源的燃料电池汽车备受青睐。我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池轿车“超越三号”，已达到世界先进水平，并加快向产业化的目标迈进。氢能具有的优点包括(　　) ①原料来源广　②易燃烧、热值高　③储存方便　④制备工艺廉价易行 A．①② B．①③ C．③④ D．②④ ◆题型4 燃料电池与新型电池（重） 19．苏州大学研究团队提出了一种柔性纤维状直接甲醇燃料电池，其剖面示意图如下：向中间的凝胶中加入甲醇，即可自发工作。下列说法错误的是 A．尼龙网纱线端为正极，发生氧化反应 B．负极反应为 C．凝胶中的移向尼龙网纱线端 D．该柔性纤维可在多次变形下保持稳定发电，可应用于可穿戴纺织品 20．氢氧燃料电池因其高效率和零排放而备受关注。利用如图装置，分别以①KOH溶液，②溶液，③固体氧化物电解质作为离子导体，碳载铂作电极材料可构成燃料电池。下列说法错误的是 A．电池的总反应式均为 B．放电过程中，阳离子均向b极移动 C．②和③作为离子导体时，b极的电极反应式相同 D．工作一段时间后，离子导体的物质的量不发生改变 21．镁燃料电池在处理海水富营养化的同时可以得到磷酸铵镁()产品。某小组以((水溶液呈碱性)为电解质模拟含磷海水制备的装置如图所示。下列说法不正确的是 A．金属镁为负极 B．正极反应式： C．一段时间后，镁极附近可能会生成 D．电池工作时，电子流动方向为金属镁→用电器→石墨烯 ◆题型5 原电池原理的应用 22．有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验，据此判断四种金属的活动性顺序是(　　) ①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极； ②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，电流由D→导线→C； ③A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡； ④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应。 A．A＞C＞D＞B B．A＞B＞C＞D C．C＞A＞B＞D D．B＞D＞C＞A 23．有A、B、C、D四种金属，将A与B用导线连接起来，浸入电解质溶液中，B不易被腐蚀；将A、D分别投入到等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈；将铜浸入B的盐溶液中无明显变化；将铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出。据此可推知它们的金属活动性由强到弱的顺序为 A．D>C>A>B B．D>A>B>C C．D>B>A>C D．B>A>D>C 24．普通锌锰电池(如左图所示)和碱性锌锰电池(如右图所示)是生活中用量很大的两种干电池。普通锌锰电池放电时发生的主要反应为：Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)，碱性锌锰电池总反应式为：Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2。下列说法错误的是 A．碱性锌锰干电池正极的电极反应式为2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH- B．普通锌锰电池中NH4Cl糊的作用是提供酸性环境，形成闭合回路 C．碱性锌锰电池的密封性更好，能够有效防止电解液泄漏、鼓包现象 D．两种干电池中的金属外壳都作电池的负极，只是最终产物不同 考点三 电解池 ◆题型1 电解原理与阴、阳极判断（重） 25．某小组设计如图装置探究电解原理应用。下列推断错误的是 A．若精炼铜时，则X为粗铜，Y为纯铜，Z为溶液 B．若X为纯镍片，Y为铁器，Z为溶液，则可在铁器表面镀镍 C．若使铝合金材料保护膜增厚，则X为铝合金，Y为石墨，Z为草酸溶液 D．若X为石墨，Y为铁片，Z为溶液，则可制备 26．如图所示的电解池Ⅰ和Ⅱ中，a、b、c和d均为石墨电极。在电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重情况为。符合上述实验结果的盐溶液是 选项 X Y A B C D 27．下列说法中正确的是 A．电解氯化铜溶液就是氯化铜的电离 B．电解氯化铜溶液是化学变化，不通电也能发生 C．氯化铜溶液是强电解质 D．电解是最强的氧化还原手段，不能自发进行的氧化还原也可以发生 ◆题型2 电极反应式书写与放电顺序（重） 28．石河子大学设计了一种S掺杂的新型电催化剂，用于碱性环境下甲醇氧化辅助电解水制氢，电解装置如图。下列说法错误的是 A．a极电势低于b极电势 B．b极反应为 C．转移电子理论上有个向a极迁移 D．该新型催化剂提高了电荷转移速率 29．下列关于如图装置说法正确的是 A．装置中电子移动的途径是负极→Fe→M溶液→石墨→正极 B．若M为NaCl溶液，通电一段时间后，溶液中可能有NaClO C．若M为FeCl2溶液，可以实现石墨上镀铁 D．若M是海水，该装置利用牺牲阳极法保护铁 30．工业废气处理工艺中，电化学法脱硝制铵有很高的经济价值。在图示电解池中，可以实现脱硝制备铵盐。下列说法错误的是 A．阴极反应式为 B．该装置可实现化学能与电能间的转化 C．电解一段时间后，电极a附近pH上升 D．当外电路通过3 mol时，有35.84 L NO(标准状况)被回收 ◆题型3 电解计算与溶液复原（重） 31．用石墨作电极电解0.1 mol·L－1的CuSO4溶液，当有0.4 mol电子通过电路时，发现阴极增重6.4 g，则要使电解后的溶液恢复到电解前状态，则可向电解后的溶液中加入(　　) A．0.1 mol Cu(OH)2 B．0.1 mol CuO C．0.2 mol CuO D．0.1 mol CuO和0.2 mol H2O 32．用惰性电极电解等浓度等体积的AgNO3和NaCl的混合溶液，阴极和阳极上最先析出的物质分别是 A．和 B．Ag和 C．和 D．Ag和 33．常温下，甲、乙两同学，均用惰性电极电解相同浓度的硫酸铜溶液，甲通电后，乙通电后，甲向所得的溶液中加入，乙向所得的溶液中加入0.20 mol CuO，都恰好使溶液恢复到电解前的浓度。则甲、乙对应的硫酸铜溶液在上述电解过程中转移的电子的物质的量之比为 A．1：2 B．3：1 C．5：2 D．4：5 ◆题型4 电解在氯碱工业、电镀、精炼铜中的应用 34．中国氯碱工业始于20世纪20年代末。氯碱工业装置如图所示，下列说法正确的是 A．装置中产生的气体a和气体b的质量之比为2：71 B．氯碱工业中常用精铜网与外接电源的正极相连 C．阴极上发生的反应为2H++2e-=H2↑ D．交换膜为阳离子交换膜，溶液d为较浓的NaOH溶液 35．粗铜含锌、铁、镍、银、Pt、金等杂质，工业可用如图原理电解精炼铜，以下说法不正确的是 A．阳极材料是粗铜，只发生 B．阴极材料是精铜，只发生 C．离子在电解过程中向阳极移动 D．电解质溶液中浓度减小，、、等金属沉积形成阳极泥 36．工业上用粗铜(含锌、金、银等杂质)电解精炼铜，下列说法正确的是 A．阳极为纯铜，阴极为粗铜 B．电解时，粗铜上的Ag杂质将沉积形成阳极泥 C．电子从电源负极经过阴极、电解质溶液、阳极，流回电源正极 D．若阳极溶解0.1 mol Cu，电路中转移电子数为 ◆题型5 离子交换膜与多池串联装置分析（重） 37．工业上采用“绿色脱硫”工艺，利用惰性电极电解已捕获的吸收液(主要成分为)，既能脱除，又能再生吸收液，装置示意图如图所示。 下列说法正确的是 A．阳极的电极反应式为 B．离子交换膜Ⅱ是阳离子交换膜 C．电解前、后吸收液的 D．标准状况下，若收集到22.4 L的，则有1 mol阳离子移向左侧 38．如图所示，甲池总反应式为，下列关于该装置工作时的说法正确的是 A．该装置工作时，Ag电极上有气体生成 B．甲池中负极反应式为 C．甲池溶液的pH增大，乙池溶液的pH减小 D．当甲池中消耗3.2 g时，乙池中理论上最多产生12.8 g铜 39．一种基于硝酸盐还原和氨氧化的储能电池示意图如下，电极为金属Zn和选择性催化材料，放电时，含的废水被转化为。下列说法不正确的是 A．放电时，正极区域的pH增大 B．放电时，从右往左移动 C．充电时，Zn连接外接电源的负极 D．充电时，阳极反应： 考点四 金属的电化学腐蚀与防护 ◆题型1 金属腐蚀的本质与分类 40．金属腐蚀现象在生产和生活中普遍存在。下列说法错误的是 A．钢柱在水下比在空气与水的交界处更易生锈 B．金属腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀 C．生铁在潮湿的空气中生成红褐色的铁锈，这种腐蚀属于电化学腐蚀 D．铜在高温条件下被空气中的氧气氧化而变黑，这种腐蚀属于化学腐蚀 41．下列事实中，与电化学腐蚀无关的是 A．金属钠置于空气中表面变暗 B．黄铜(锌铜合金)制作的铜锣不易产生铜绿 C．铁制器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈 D．镀银的铁制品，镀层部分受损后，露出的铁表面更易被腐蚀 42．以下现象与电化学腐蚀无关的是 A．生铁比纯铁容易生锈 B．黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿 C．铁质器件附有铜质配件，在接触处铁易生锈 D．银质物品久置表面变暗 ◆题型2 析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较（重） 43．利用如图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平将装置密封放置一段时间。下列说法不正确的是 A．a处生铁发生吸氧腐蚀，b处生铁发生析氢腐蚀 B．一段时间后，a处液面高于b处液面 C．a处溶液中增大，b处溶液中增大 D．a、b两处具有相同的负极反应式： 44．钢铁易生锈是因为在潮湿的空气里，其表面吸附一层薄薄的水膜，水膜里含有少量、等，形成一层电解质溶液，与钢铁中铁和碳构成了无数微小原电池(如下图所示)。下列有关说法正确的是 A．钢铁生锈过程中电能转化为化学能 B．铁作负极，电极反应式为： C．在干燥的空气中铁制品也发生类似的腐蚀 D．为减缓铁制品生锈，可在铁表面刷漆或涂油 45．用压强传感器探究生铁在不同pH的醋酸溶液中发生腐蚀的过程时，根据压强传感器所得数据绘制的图像如下。忽略温度变化，下列说法正确的是 A．pH=2.5时，正极发生反应： B．锥形瓶中的铁粉换成铜粉，也能绘制相同的图形 C．铁锈覆盖在钢铁制品表面，能阻止钢铁继续发生腐蚀 D．防锈措施中发蓝处理、阳极氧化、表面渗镀都是通过形成致密氧化膜防腐 ◆题型3 金属腐蚀快慢规律与防护方法（重） 46．四块相同的锌片分别放置在下列装置中，烧杯中均盛有稀硫酸，其中锌片腐蚀最慢的是_______，该方法称为_______________。 47．如图所示，各烧杯中均盛有海水，铁在其中被腐蚀的速率由快到慢的顺序为 A．①②③④⑤⑥ B．④③②①⑥⑤ C．⑤④②①③⑥ D．④②①③⑤⑥ 48．海港、码头的钢制管桩会受到海水的长期侵袭，常用外加电流法对其进行保护(如下图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极)。下列有关叙述中错误的是 A．高硅铸铁是作为阳极材料须定期更换 B．通电后外电路的电子被强制流向钢制管桩 C．保护电流应该根据环境条件变化进行调整 D．通电后使钢制管桩表面的腐蚀电流接近零 综合攻坚·知能拔高 1．Mg-H2O2电池是一种能被海水激活的电池。该电池以石墨、Mg为电极，石墨电极一侧加入H2O2。该电池工作时，下列说法正确的是 A．该装置将电能转化为化学能 B．镁为正极，发生还原反应 C．电子由镁经外电路流入石墨 D．石墨电极表面产生大量氢气 2．钠离子电池凭借低成本、高安全性与优异电化学属性，成为锂离子电池在资源、成本、安全等维度的互补性技术选择。某种钠离子电池总反应方程式为：，其放电过程的工作原理如图。下列说法正确的是 A．放电时，电极B发生还原反应 B．放电时，电流从电极B流向电极A C．充电时，阳极电极反应为： D．充放电过程中，在正负极间进行可逆嵌脱 3．双功能催化剂W-CoP-NF可应用于KOH-N2H4燃料电池，装置如图（注：OH-交换膜只允许OH-通过）。下列说法错误的是 A．Y电极处发生氧化反应 B．OH—透过交换膜向右移动 C．Y极的电极反应式为O2-4e-+2H2O=4OH- D．当消耗32gN2H4时，理论上电路中转移4mol电子 4．氨热再生电池工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．电池工作时，电能主要转化为化学能 B．理论上消耗，b极析出 C．a电极上的反应为： D．迁移方向：电极电极a 5．一种Mg-海水电池驱动海水(pH=8.2)电解系统(如下图)，在电池和电解池中同时产生氢气。下列关于该系统的说法错误的是 A．电极4为阴极 B．外电路中，电流从电极4流向电极1 C．电极2的反应为： D．理论上，每通过2mol电子，可产生1mol H2 6．某科研小组模拟工业利用电解法处理含氮废水的电解原理如下图所示。其中膜X和膜Y分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜，两膜中间层的H2O解离为H+和OH-，并在直流电场力作用下分别向两极迁移。下列有关说法错误的是 A．电极M的电极反应式为CO2+2+18H++16e-=CO(NH2)2+7H2O B．理论上每转移1mol e-，N极上生成22.4L O2 C．电解质溶液中H+穿过膜X向电极M扩散 D．电源a极为负极 7．某课题组通过电解技术从海水中提取锂的装置如图所示。接通，电极从海水中吸收；断开，接通，乙室富集。下列叙述正确的是 A．X电极应接光伏电池的负极 B．接通，电子流向：Y电极→电源→电极 C．膜b是一种只允许通过的阳离子交换膜，目的是提高提取锂的选择性 D．接通，待电极恢复至起始状态时，甲室变化与乙室变化之比为 8．目前可采用“双极膜组”电渗析法淡化海水，同时获得副产品 A 和B．其模拟工作原理如图所示(图右为“双极膜组”内部结构图)。M、N为离子交换膜，在直流电作用下，双极阴阳膜(BP)复合层间的解离成H+和OH-，作为H+和OH-的离子源。下列说法错误的是 A．M为阳离子交换膜，N为阴离子交换膜 B．X电极为阳极，电极反应式为 C．电路中每生成 0.25 mol气体 a，理论上获得副产品 A 和 B各0.5mol D．“双极膜组”电渗析法也可应用于从盐溶液(MX)制备相应的酸(HX)和碱(MOH) 9．利用电解法将CO2转化为CH4的原理如图所示。下列说法正确的是 A．电极b 接电源正极 B．电极b上反应为CO2+8HCO-8e-=CH4+CO+2H2O C．电解过程中，H+由a极区向b极区迁移 D．电解时Na2SO4溶液浓度保持不变 10．将除锈后的铁钉分别放入为2、4、6三份盐酸酸化的溶液中，进行如图1实验，压力传感器获取数据如图2所示，随后分别取出三组具支试管中反应后上清液滴入铁氰化钾溶液，溶液中均有蓝色沉淀产生。 下列说法不正确的是 A．时，发生的反应是 B．时，压强几乎未发生变化可知铁钉没有发生腐蚀 C．时，正极反应主要为 D．反应一段时间后，和的具支试管中溶液均增大 11．某同学将三枚材质相同的铁钉，分别放入盛有等体积不同溶液(强酸性、弱酸性、中性)的三个体积相同的密闭容器中，探究铁钉发生腐蚀的差异。下图是实验过程中容器内气体压强随时间的变化，下列说法错误的是 A．图1中压强增大只是因为铁钉与盐酸发生了析氢腐蚀所致 B．图2压强变化比图3慢，原因可能是时析氢腐蚀与吸氧腐蚀竞争所致 C．图2压强变化比图3慢，原因还可能是饱和溶液离子浓度大，加快了腐蚀 D．中性溶液中铁钉腐蚀的负极反应：，正极反应： 12．下列方程式与所给事实不相符的是 A．钢铁发生吸氧腐蚀时，铁作负极被氧化：Fe-2e-=Fe2+ B．用铜做两电极电解CuSO4溶液： C．酸性KMnO4溶液和H2C2O4溶液反应： D．Mg3N2隔绝空气密封保存的原因：Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑ 13．依据氧化还原反应：设计的原电池如图所示。 请回答下列问题： （1）电极X的材料是___________；其电极反应式为___________。 （2）电解质溶液Y是___________；Ag电极上的电极反应式为___________。 （3）针对上述原电池装置，下列说法中正确的是___________(填字母)。 A．原电池工作时，电流的流向为X电极→Ag电极 B．原电池工作时，Ag电极流入电子，发生还原反应 C．原电池工作时，阴离子不断移向Ag电极 D．原电池工作时，银电极的质量不断增加 （4）若将电解质溶液Y换成稀硫酸，则Ag极上发生的电极反应式为___________；当导线上通过个电子时，X电极的质量减小___________g。 14．I．利用反应 设计成如图所示的原电池，指针向右偏转，回答下列问题： （1）反应开始时，乙中：石墨电极上发生_______(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为_______。盐桥中向_______池(填“甲”或“乙”)移动。 （2）电流计读数为0时，此时在甲中加入_______，现象是_______，表明为可逆反应。 Ⅱ．已知：①将KI溶液加入到 溶液中时，可以看到溶液颜色加深，滴加淀粉后溶液变为蓝色；②当离子浓度相同时，氧化性：；③ 若浓度减小时，离子的氧化性也会随之减弱。 （3）甲同学猜测， 溶液(加入几滴淀粉溶液)加入 溶液中时，溶液应变蓝色。请写出该猜测对应的离子方程式_______。实验结果未见到蓝色。 （4）乙同学认为甲同学的实验方案有问题，理由是_______。请设计原电池证明也能氧化，画出装置图，并标明电极材料及电解质溶液_______。 15．如图X是直流电源。Y池中c、d为石墨棒，Z池中e、f是质量相同的铜棒。接通电路后，发现d附近显红色。 （1）①b为电源的________极(填“正”“负”“阴”或“阳”，下同)。 ②Z池中e为________极。 ③连接Y、Z池线路，电子流动的方向是d________e(用“→”或“←”填空)。 （2）①写出c极上反应的电极反应式：________________________________。 ②写出Y池中总反应的化学方程式：_______________________________________________。 ③写出Z池中e极上反应的电极反应式：___________________________________________。 16．环境保护已成为当今世界首要问题。 （1）工厂烟气(主要污染物、)直接排放会造成空气污染，需处理后才能排放。用氧化。氧化过程中部分反应的能量变化如图所示。 已知  。则转化为的热化学方程式为：___________。 （2）利用如图装置可将转化为，变废为宝，分别在两极通入和，溶液中向___________极(填“A”或“B”)移动，请写出负极的电极反应式为：___________，该电池总反应方程式：___________。 （3）利用电解法处理含氮氧化物的废气。实验室模拟电解法吸收，装置如图所示(均为石墨电极)，电解过程中转化为硝酸。请写出阳极的电极反应式为：___________。 17．某小组通过燃料电池和电解池串联装置探究氯碱工业原理，设计如图装置。 已知：装置同时工作，甲池有4.48LCH4(标准状况)参与反应，乙池中有4.48L H2参与反应。 回答下列问题： （1）已知：KOH溶液为足量。a电极的反应式为___________。一段时间后，c电极表面电解质溶液的pH___________(填“升高”“降低”或“不变”)。 （2）装置工作一段时间时，检验e电极产物的操作是___________。 （3）为了操作安全、提高产品纯度，对丙装置进行适当改进是___________。 （4）丙中NaCl足量，当装置工作一段时间后，为了使丙中NaCl溶液恢复原来状态，宜采取措施是___________。若丙中NaCl不足，当NaCl反应完后，该装置___________(填“能”或“不能”)工作。 （5）已知丙中NaCl过量，当甲烷、H2恰好完全反应时，理论上丙收集到的气体总体积为___________L(标准状况)。 18．研究钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀对金属的防腐有重要意义。 （1）如图1所示装置探究金属的腐蚀与防护条件，将缠有铜丝的铁钉放入某溶液中(已知：遇溶液会生成蓝色沉淀)。 ①如果培养皿中是饱和氯化钠溶液，其中滴有少量酚酞，则铜丝周围的溶液出现红色，相关电极反应式为_______。 ②如果培养皿中是的盐酸，其中滴有少量溶液，则铁钉表面的现象是_______。 （2）如图2装置研究弱酸性环境中金属腐蚀的主要形式。测定锥形瓶内压强和空气中氧气的体积分数随时间变化如图3所示，则之间主要发生_______(填“吸氧”或“析氢”)腐蚀。 （3）金属的防腐有多种方法。 ①下列金属防护的方法不合理的是_______。 A．对健身器材涂油漆以防止生锈 B．对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆的方法来防锈 C．把钢铁制成不锈钢可防止铁的腐蚀 D．钢铁闸门与电源的负极相连，可起到保护作用 ②富锌涂料是使用广泛的防锈底漆，涂层中锌对钢铁保护的原理是_______。 ③金属阳极钝化是一种电化学防护方法.将作阳极置于溶液中通直流电，一定条件下，钝化形成致密氧化膜，试写出该阳极的电极反应式_______。 （4）破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成和，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，溶液的变大 C．铁电极上的电极反应式为： D．每生成标准状况下消耗 19．青铜是金属冶炼史上最早的合金，我国出土了大量青铜器，体现了古代中国对人类文明的巨大贡献。青铜器在埋藏过程中会逐渐生锈，其修复工作是文物保护的重要环节。 （1）查阅资料得知铜锈为，俗称铜绿。铜绿在一定程度上可以提升青铜器的艺术价值。青铜器生锈过程中，参与形成铜绿的物质有Cu和_________。 （2）铜锈的成分非常复杂，主要成分有和。考古学家将铜锈分为无害锈和有害锈，结构如上图所示，结合两种铜锈的结构推测，“有害锈”的主要成分为_________。 A．    B．    C．和 （3）下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀生成的原理示意图：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。青铜器发生电化学腐蚀并最终生成的总离子方程式为_________。 （4）若生成，计算理论上消耗标准状况氧气体积______。 A．0．112 L B．0.224 L C．1.12 L D．2.24 L （5）文献显示的形成过程中会产生CuCl（白色不溶于水的固体）： 写出过程Ⅰ中负极的电极反应式_________。 （6）以硫酸铜溶液做电解液，对含有杂质Fe、Zn、Ag的粗铜进行电解精炼。下列叙述错误的是______。 ①粗铜与直流电源负极相连，精铜与直流电源正极相连 ②阴极发生的反应为 ③电路中每通过个电子，粗铜质量减少16 g ④电解质溶液中的保持不变 ⑤杂质Ag以的形式沉入电解槽形成“阳极泥” A．①②③④ B．①②④ C．①②③⑤ D．①③④⑤ 实际生产生活中，钢铁因电化学腐蚀损失巨大，电化学在金属腐蚀和防护中发挥着重要的作用。 （7）在潮湿的深层土壤中，钢管主要发生厌氧腐蚀，有关厌氧腐蚀的机理有多种，其中一种理论为厌氧细菌（该厌氧细菌最佳生存环境在pH为7-8之间）可促使与反应生成，加速钢管的腐蚀，其反应原理如图所示。下列说法正确的是______。 A．钢管中的铁做原电池的负极，电极反应式为： B．正极的电极反应式为： C．强酸性条件下，厌氧菌失去活性，钢管就不易被腐蚀 D．管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀 用如图所示装置研究铁的防腐蚀过程： (8)、、只关闭一个，则铁腐蚀的速度最快的是只闭合_________（填“”、“”、“”，下同），为减缓铁的腐蚀，应只闭合_________，该防护法称为_________。 (9)只闭合，石墨电极附近的pH将_________。 A．变大    B．变小    C．不变 (10)科学家还发现在浓度很小的海底也有厌氧微生物（如硫酸盐还原菌SRB）对海洋钢制部件的腐蚀，其原理如图，已知溶液中的完全转化为FeS。 请写出该铁合金腐蚀的总的离子反应方程式_________。 20．从海洋出水的铁质文物表面有凝结物，研究其形成原理和脱氯方法对保护文物意义重大。 （1）铁质文物在潮湿的土壤中主要发生吸氧腐蚀，表面生成疏松的黄色FeOOH，正极电极反应式为_______。 （2）铁质文物出水清淤后，须尽快浸泡在稀NaOH或Na2CO3溶液中进行现场保护。有氧环境中，海水中的铁质文物表面形成FeO(OH)等凝结物。和转化成，又被氧化成，如此往复使得文物不断被腐蚀。海水中的Cl⁻穿透力强，可以代替文物表面凝结物中的阴离子，吸附在腐蚀产物表面，会加速腐蚀。 ①铁质文物腐蚀速率最慢的是_______。 A．浸泡在海水溶液中  B．暴露在空气中   C．浸泡在碱性溶液中 ②铁在盐水中腐蚀的可能原理如图所示。依据原理设计如下实验：向NaCl溶液中加入溶液和酚酞，将混合液滴到生铁片上。预测该实验的现象为_______。 ③铁质文物在酸性条件下发生_______腐蚀(填“吸氧”或“析氢”)。 （3）碱性环境中，利用电解还原法将铁质文物打捞出水后进行脱氯处理。电解时铁质文物表面的转化为，铁质文物与电源_______(填“正极”或“负极”)相连，电极反应为_______。 （4）船舶外壳镶嵌锌，避免船体遭受腐蚀，该保护方法为_______(填“牺牲阳极法”或“外加电流法”)。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4章 氧化还原反应和电化学 常考题型·精准突破 考点一 氧化还原反应 ◆题型1 氧化还原反应的基本概念与判断 1．B 2．CD 3．D ◆题型2 氧化性、还原性强弱比较与反应先后规律（重） 4．C 5．D 6．B ◆题型3 氧化还原反应的配平与电子转移（重） 7．B 8．A 9．D 考点二 原电池与化学电源 ◆题型1 原电池的构成条件与工作原理 10．C 11．C 12．C ◆题型2 电极反应式的书写与正负极判断（重） 13．A 14．D 15．D ◆题型3 一次电池与二次电池 16．C 17．B 18．A ◆题型4 燃料电池与新型电池（重） 19．A 20．C 21．B ◆题型5 原电池原理的应用 22．A 23．B 24．D 考点三 电解池 ◆题型1 电解原理与阴、阳极判断（重） 25．D 26．D 27．D ◆题型2 电极反应式书写与放电顺序（重） 28．C 29．B 30．C ◆题型3 电解计算与溶液复原（重） 31．A 32．C 33．C ◆题型4 电解在氯碱工业、电镀、精炼铜中的应用 34．D 35．A 36．B ◆题型5 离子交换膜与多池串联装置分析（重） 37．C 38．D 39．D 考点四 金属的电化学腐蚀与防护 ◆题型1 金属腐蚀的本质与分类 40．A 41．A 42．D ◆题型2 析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较（重） 43．C 44．D 45．A ◆题型3 金属腐蚀快慢规律与防护方法（重） 46．D 外加电流的阴极保护法 47．C 48．A 综合攻坚·知能拔高 1．C 2．D 3．C 4．D 5．D 6．B 7．C 8．C 9．C 10．B 11．A 12．B 13．（1）铁（或） （2）硫酸铜溶液（或其他可溶性铜盐溶液） （3）BD （4） 14．（1）氧化 甲 （2）固体 指针向左偏转 （3） （4）会与发生反应生成沉淀，使的浓度下降，从而减弱的氧化性，使上述反应很难发生 15．（1）①负　②阳　③← （2）①2Cl－－2e－===Cl2↑ ②2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ ③Cu－2e－===Cu2＋ 16．（1）2O3(g)=3O2(g) =-285.2 kJ∙mol-1 （2）B （3） 17．（1） 降低 （2）将湿润的淀粉-KI试纸靠近e电极，若试纸变蓝，证明有氯气生成 （3）用阳离子交换膜(或隔膜）将e、f电极隔开，分别收集Cl2和H2、NaOH （4）通入适量HCl气体 能 （5）44.8 18．（1） 出现蓝色沉淀 （2）吸氧 （3） B 锌比铁活泼，锌作负极被氧化，铁作正极被保护 （4）C 19．（1）、、 （2）B （3） （4）B （5） （6）D （7）AD (8) 外加电流的阴极保护法 (9)A (10) 20．(1) (2)C 生铁片表面有蓝色沉淀和红色区域 析氢 (3)负极 (4)牺牲阳极法 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4章 氧化还原反应和电化学 常考题型·精准突破 考点一 氧化还原反应 题型1 氧化还原反应的基本概念与判断 题型2 氧化性、还原性强弱比较与反应先后规律（重） 题型3 氧化还原反应的配平与电子转移（重） 考点二 原电池与化学电源 题型1 原电池的构成条件与工作原理 题型2 电极反应式的书写与正负极判断（重） 题型3 一次电池与二次电池 题型4 燃料电池与新型电池（重） 题型5 原电池原理的应用 考点三 电解池 题型1 电解原理与阴、阳极判断（重） 题型2 电极反应式书写与放电顺序（重） 题型3 电解计算与溶液复原（重） 题型4 电解在氯碱工业、电镀、精炼铜中的应用 题型5 离子交换膜与多池串联装置分析（重） 考点四 金属的电化学腐蚀与防护 题型1 金属腐蚀的本质与分类 题型2 析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较（重） 题型3 金属腐蚀快慢规律与防护方法（重） 综合攻坚·知能拔高 常考题型·精准突破 考点一 氧化还原反应 ◆题型1 氧化还原反应的基本概念与判断 1．下列反应中，二氧化硫既不是氧化剂又不是还原剂的是 A．SO2+NO2=SO3+NO B．SO2+2NaOH=H2O+Na2SO3 C．SO2+2Mg 2MgO+S D．SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr 【答案】B 【分析】氧化还原反应的特征是元素化合价的升降，可从元素化合价的角度判断，反应中二氧化硫既不是氧化剂又不是还原剂，则S元素化合价不变。 【解析】A．S元素化合价升高，被氧化，为还原剂，故A不符合； B．元素化合价没有发生变化，不是氧化还原反应，故B符合； C．S元素化合价降低，被还原，为氧化剂，故C不符合； D．S元素化合价升高，被氧化，为还原剂，故D不符合； 答案选B。 2．制备时，从氧化还原角度考虑，不可能用到的物质是 A． B． C． D． 【答案】CD 【解析】反应在铁化合价升高被氧化，需要加入强氧化剂，例如次氯酸钠、过氧化钠等氧化剂；而硫化钠、亚硫酸钠不能氧化铁离子生成高铁酸钠，故选CD。 3．我国“四大发明”在人类发展史上起到了非常重要的作用。黑火药爆炸的反应为。在该反应中，还原产物是 A．KNO3和S B．CO2 C．C D．N2和K2S 【答案】D 【解析】反应中元素化合价由0价降低为-2价得到，元素化合价由+5价降低为0价得到，二者均为氧化剂被还原得到的还原产物；故选D。 ◆题型2 氧化性、还原性强弱比较与反应先后规律（重） 4．能说明的还原性弱于的是 A．的熔点比的熔点低 B．的分别与反应，失电子数多 C．与冷水剧烈反应，与冷水不反应 D．氧化性强于 【答案】C 【解析】A．熔点为物理性质，不能说明还原性强弱，A错误； B．得失电子难易说明还原性强弱，得到电子多少不能说明还原性强弱，B错误； C．比较还原性强弱用金属与水反应的剧烈程度进行比较，或者金属置换其他金属的置换反应，与冷水剧烈反应，与冷水不反应，说明钠更容易失去电子，能说明的还原性弱于，C正确； D．离子的氧化性强不一定对应单质的还原性弱，例如Fe3+能氧化Cu，但是铁的还原性强于铜，故无法比较，D错误； 故选C 。 5．已知在酸性溶液中易被还原成，、、、的氧化性依次减弱。下列反应的方程式错误的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A．氧化性，该反应中氧化剂为，氧化产物为，符合氧化还原反应中氧化剂氧化性强于氧化产物的规律，A正确；B．氧化性，该反应中氧化剂为，氧化产物为，符合反应规律，B正确；C．还原性，氯气少量时优先氧化还原性更强的，该反应中氯气仅氧化，符合反应规律，C正确；D．氧化性，因此与不能大量共存，不存在这种物质，且还原性，氯气应优先氧化，该反应不符合反应规律，D错误；故答案选D。 6．在氧化还原反应中，氧化剂的氧化性比氧化产物强，还原剂的还原性比还原产物强，已知X-、Y-、Z-、W-四种离子的还原性强弱顺序为：Y->X->Z->W-，则下列氧化还原反应能发生的是 A．2W-＋Z2=W2＋2Z- B．2Y-＋W2=Y2＋2W- C．2Z-＋X2=Z2＋2X- D．2X-＋Y2=X2＋2Y- 【答案】B 【分析】X-、Y-、Z-、W-四种离子的还原性强弱顺序为：Y->X->Z->W-，同一化学反应中还原能力强的物质能置换还原能力弱的物质，方程式中离子的还原性符合已知条件的就可以发生，否则不能发生。在A、B、C、D各项中，还原剂分别为W-、Y-、Z-、X-，还原产物分别为Z-、W-、X-、Y-。根据还原性：还原剂>还原产物的原则，在以上反应都能进行的情况下，则有还原性：W->Z-，Y->W-，Z->X-，X->Y-，而已知还原性为Y->X->Z->W-。 【解析】A．该反应若发生，得到还原性W->Z-，与已知不符合，所以不能发生，故A不选；B．该反应若发生，得到还原性Y->W-，与已知相符，所以能发生，故B选；C．该反应若发生，得到还原性Z->X-，与已知不相符，所以不能发生，故C不选；D．该反应若发生，得到还原性X->Y-，与已知不符合，所以不能发生，故D不选；故选B。 ◆题型3 氧化还原反应的配平与电子转移（重） 7．下列氧化还原反应中电子转移的表示方法正确的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A．反应为中，反应中 元素化合价从0→+2，每个原子失去2e⁻，3个原子共失去 ； 元素化合价从+5→+2，每个原子得到3e⁻，2个原子共得到 ；选项中电子转移标注的方向错误，正确应为：，A错误；B．反应中， 中，元素从+4→+2，每个原子得到2e⁻；中元素从0→+2，每个原子失去2e⁻， 电子转移标注的方向、数目均正确，B正确；C．反应中， 元素从0→+1，每个原子失去1e⁻，2个原子共失去 ； 中元素从0→-1，每个原子得到1e⁻，2个原子共得到 ；选项中标注的电子转移方向错误，应为：，C错误；D．反应中， 中元素从-2→0，失去2e⁻； 中元素从+6→+4，得到2e⁻，选项中标注的电子转移方向和电子得失数目错误，正确应为：，D错误；故答案选B。 8．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．常温常压下，2.8 g CO和N2混合气体含有的总原子数为0.2NA B．0.2 mol Fe和足量氯气充分反应，转移的电子数为0.4NA C．22.4 L SO2中原子的数目为0.3NA D．1 mol N2与足量的H2反应，生成的NH3分子总数为2NA 【答案】A 【解析】A．和的摩尔质量均为，且均为双原子分子，混合气体的物质的量为，总原子数为，A正确；B．与足量反应生成，元素化合价从0升高到+3，完全反应转移电子数为，B错误；C．选项未说明气体处于标准状况，无法用计算的物质的量，无法确定原子数目，C错误；D．与合成的反应为可逆反应，反应物不能完全转化，生成的分子总数小于，D错误；故选A。 9．在酸性条件下，黄铁矿(FeS2)催化氧化的反应2FeS2+7O2+2H2O=2Fe2++4SO+4H+，实现该反应的物质间转化如图所示。下列分析错误的是 A．反应I的离子方程式为4Fe(NO)2++O2+4H+=4Fe3++4NO+2H2O B．反应Ⅱ的氧化剂是Fe3+ C．反应Ⅲ是非氧化还原反应 D．黄铁矿催化氧化过程中：NO和Fe(NO)2+均作催化剂 【答案】D 【分析】步骤I中，O2将Fe(NO)2+氧化为Fe3+，并释放出NO；Ⅱ中Fe3+将FeS2氧化成，生成的Fe2+在Ⅲ中又与NO结合成Fe(NO)2+进入下一个过程。总反应为：2FeS2+7O2+2H2O ═2Fe2++4SO42−+4H+，NO的量不变，作催化剂，据此分析作答。 【解析】A．根据上述图示信息可以看出，反应I中Fe(NO)2+与O2反应生成NO和Fe3+，根据氧化还原反应的规律可知，该离子方程式为4Fe(NO)2++O2+4H+=4Fe3++4NO+2H2O，故A正确； B．反应Ⅱ中硫元素的化合价升高，铁元素的化合价降低，Fe3+作氧化剂，故B正确； C．反应Ⅲ的离子方程式为Fe2++NO=Fe(NO)2+，所含元素的化合价没有发生变化，该反应是非氧化还原反应，故C正确； D．由图可以看出，加入的NO参与反应，又重新生成，前后没有发生量的变化，所以在酸性条件下，黄铁矿催化氧化中NO作催化剂，但Fe(NO)2+不是催化剂，故D错误； 答案选D。 【点睛】分解成多步描述的反应中，判断催化剂的方法可以是：分析整个过程中，该物质消耗的量和重新生成的量是否相等。 考点二 原电池与化学电源 ◆题型1 原电池的构成条件与工作原理 10．关于下列装置的说法正确的是 A．装置①中Fe电极表面产生大量气泡 B．装置①和②的正极都为Fe电极 C．装置③的电流表指针不发生偏转 D．装置④的负极反应式为： 【答案】C 【分析】①是Fe-Cu-H2SO4原电池，Fe是负极，发生反应，Cu是正极，发生反应；②是Zn-Fe-CuSO4原电池，Zn是负极，发生反应，Fe是正极，发生反应；③乙醇不是电解质溶液，所以无法导电，不是原电池；④Al-Mg-NaOH原电池，Al是负极，发生，Mg是正极，发生反应。 【解析】A．由分析可知，装置①中Fe表面不产生气泡，只能观察到Fe被消耗，A错误； B．装置①中Fe是负极，装置②中Fe是正极，B错误； C．装置③乙醇不是电解质溶液，所以无法导电，指针不偏转，C正确； D．装置④的负极是Al，反应为，D错误； 答案选C。 11．电池在生活中随处可见，下列装置能构成原电池的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A．A装置没有形成闭合回路，不能构成原电池，A不符合题意；B．B装置中，酒精是非电解质，所以不能构成原电池，B不符合题意；C．C装置中，铝为负极，镁为正极，氢氧化钠为电解质，形成闭合回路，能构成原电池，C符合题意；D．D装置中，两个电极相同，碳单质不能与氯化铜溶液反应，所以不能构成原电池，D不符合题意；故答案选C。 12．如图所示，锌片和铜片紧贴着稀硫酸浸湿的滤纸。下列说法不正确的是 A．该装置中锌片作负极 B．该装置能将化学能转化为电能 C．电流由锌片经外电路流向铜片 D．电池总反应方程式： 【答案】C 【解析】A．锌的金属活动性强于铜，在原电池中活泼金属作负极，锌片发生氧化反应，A正确； B．该装置为原电池，能将化学能转化为电能，电流表指针偏转可证明有电流产生，B正确； C．电流方向与电子流向相反，电子从负极（锌片）经外电路流向正极（铜片），则电流应由铜片经外电路流向锌片，C错误； D．电池总反应为锌与稀硫酸的置换反应，方程式为，D正确； 故答案选C。 ◆题型2 电极反应式的书写与正负极判断（重） 13．原电池的电极反应式不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法错误的是(　　) A．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋ B．由金属Al、Cu和稀硫酸组成的原电池，负极反应式为Al－3e－===Al3＋ C．由Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池，负极反应式为Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O D．由金属Al、Cu和浓硝酸组成的原电池，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋ 【答案】A 【解析】铁比铜活泼，铁作负极，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故A错误；铝比铜活泼，铝作负极，负极反应式为Al－3e－===Al3＋，故B正确；虽然镁比铝活泼，但镁不与氢氧化钠溶液反应，因此铝作负极，负极反应式为Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O，故C正确；Al与浓硝酸发生钝化反应，则铜作负极，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，故D正确。 14．某原电池装置如图所示，盐桥中装有用饱和氯化钾溶液浸泡过的琼脂。正确的是 A．原电池装置中的盐桥完全可用金属导线代替 B．Fe为负极，发生的反应为： C．Fe为正极，石墨上发生的反应为： D．原电池工作一段时间后，溶液中会增大 【答案】D 【解析】A．盐桥的作用是通过离子定向移动平衡两极电荷，金属导线只能传导电子无法传递离子，不能替代盐桥，A错误；B．为负极，但失电子生成，反应为，B错误；C．的活泼性强于石墨，为负极，石墨为正极，正极反应为，C错误；D．原电池中阴离子向负极移动，盐桥中的移向负极所在的溶液，故溶液中增大，D正确；故答案选D。 15．铜锌原电池的装置如图所示，下列说法正确的是 A．锌为正极 B．铜片上发生氧化反应 C．电子从铜片经溶液流向锌片 D．该装置能将化学能转化为电能 【答案】D 【分析】在铜锌原电池中，锌的金属活动性强于铜，锌易失去电子发生氧化反应，因此锌作负极，铜作正极。 【解析】A．根据分析，锌作负极，A错误； B．铜片为正极，溶液中的铜离子在铜片上得到电子发生还原反应生成铜单质，B错误； C．电子从负极经导线流向正极，电子不能在溶液中移动，因此电子从锌片经导线流向铜片，C错误； D．原电池是将化学能转化为电能的装置，D正确； 答案选D。 ◆题型3 一次电池与二次电池 16．铅酸蓄电池(如图所示)在生活中得到广泛使用，下列说法正确的是 A．放电时，电极为电池的正极 B．充电时，电极为电池的阴极 C．充电一段时间后，电极上的质量减少 D．放电一段时间后，电极上的质量保持不变 【答案】C 【分析】放电时，该装置为原电池，Pb作负极，PbO2作正极，负极上Pb失电子发生氧化反应，负极反应式：，正极上PbO2得电子发生还原反应，正极反应式：，充电时，该装置为电解池，Pb为阴极，阴极发生还原反应，电极反应：，PbO2为阳极，阳极发生氧化反应，电极反应：，据此分析； 【解析】A．放电时，电极为电池的负极，A错误； B．充电时，电极为电池的阳极，B错误； C．充电一段时间后，Pb为阴极，阴极电极反应：，电极上的质量减少，C正确； D．放电一段时间后，PbO2为正极，正极反应式：，电极上的质量增加，D错误； 故选C。 17．铅蓄电池是一种历史悠久的商用电池，结构如图所示。下列有关铅蓄电池的说法正确的是 A．铅蓄电池是一种二次电池，可以无限次数充电放电 B．充电时，Pb连接电源的负极 C．放电时，正极反应为 D．充、放电时的电池反应为 【答案】B 【解析】A．铅蓄电池是二次电池，但存在使用寿命，无法无限次数充电放电，A错误；B．放电时为负极，发生失电子的氧化反应，充电时该电极需要发生得电子的还原反应，作电解池阴极，连接电源负极，B正确；C．放电时正极生成的会和电解质中的结合生成，正确的正极反应为，C错误；D．反应可逆符号的条件标注错误，左到右为放电过程，应标注在可逆符号上方，右到左为充电过程，应标注在下方，D错误；故选B。 18．氢能是一种既高效又干净的新能源，发展前景良好，用氢作能源的燃料电池汽车备受青睐。我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池轿车“超越三号”，已达到世界先进水平，并加快向产业化的目标迈进。氢能具有的优点包括(　　) ①原料来源广　②易燃烧、热值高　③储存方便　④制备工艺廉价易行 A．①② B．①③ C．③④ D．②④ 【答案】A 【解析】氢能是易燃烧、热值高，原料来源广；但储存难、制备成本高，故①②正确 ①、地球表面71%被水所包围，从水中可以制取氢气，所以氢能来源广，故正确； ②、氢气的燃烧热值高，故正确； ③、氢气呈气态，所以不易储存，故错误； ④、目前工业上一般从天然气或水煤气制氢气，工艺较复杂，成本较高，故错误． 故选A。 ◆题型4 燃料电池与新型电池（重） 19．苏州大学研究团队提出了一种柔性纤维状直接甲醇燃料电池，其剖面示意图如下：向中间的凝胶中加入甲醇，即可自发工作。下列说法错误的是 A．尼龙网纱线端为正极，发生氧化反应 B．负极反应为 C．凝胶中的移向尼龙网纱线端 D．该柔性纤维可在多次变形下保持稳定发电，可应用于可穿戴纺织品 【答案】A 【解析】A．由图中甲醇在中间凝胶中发生氧化反应可知，中间为负极，则外侧尼龙网纱线端对应正极，发生还原反应，A错误； B．甲醇在负极失去电子并生成二氧化碳，电极反应为，B正确； C．负极反应生成的氢离子通过凝胶移向尼龙网纱线端的正极，并参与氧气的还原反应，C正确； D．该电池采用柔性纤维结构，在多次变形后仍能稳定发电，适合用于可穿戴纺织品，D正确； 故选A。 20．氢氧燃料电池因其高效率和零排放而备受关注。利用如图装置，分别以①KOH溶液，②溶液，③固体氧化物电解质作为离子导体，碳载铂作电极材料可构成燃料电池。下列说法错误的是 A．电池的总反应式均为 B．放电过程中，阳离子均向b极移动 C．②和③作为离子导体时，b极的电极反应式相同 D．工作一段时间后，离子导体的物质的量不发生改变 【答案】C 【解析】A．氢氧燃料电池的反应本质为和化合生成，三种电解质环境下总反应均为，A正确；B．原电池放电时阳离子向正极移动，b极通入为正极，因此阳离子均向b极移动，B正确；C．②以溶液为离子导体时，b极（正极）反应为；③以固体氧化物为离子导体时，b极反应为，二者电极反应式不相同，C错误；D．三种体系的总反应均仅生成，离子导体仅起传导离子的作用，自身物质的量不会发生改变，D正确；故选C。 21．镁燃料电池在处理海水富营养化的同时可以得到磷酸铵镁()产品。某小组以((水溶液呈碱性)为电解质模拟含磷海水制备的装置如图所示。下列说法不正确的是 A．金属镁为负极 B．正极反应式： C．一段时间后，镁极附近可能会生成 D．电池工作时，电子流动方向为金属镁→用电器→石墨烯 【答案】B 【分析】氨气极易溶于水，在水中生成的氨主要以一水合氨的形式存在，电池总反应为 【解析】A．观察图示，石墨烯为正极，镁为负极，A正确； B．正极上氧气发生还原反应生成，在磷酸铵中生成一水合氨，正极的电极反应式为，B不正确； C．一段时间后，镁离子浓度增大，生成的氢氧根移向镁极，有可能生成，C正确； D．燃料电池工作时，电子从负极（金属镁）经由用电器流向正极（石墨烯），D正确。 故选B。 ◆题型5 原电池原理的应用 22．有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验，据此判断四种金属的活动性顺序是(　　) ①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极； ②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，电流由D→导线→C； ③A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡； ④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应。 A．A＞C＞D＞B B．A＞B＞C＞D C．C＞A＞B＞D D．B＞D＞C＞A 【答案】A 【解析】①活泼性较强的金属作原电池的负极，A、B用导线相连后，同时插入稀H2SO4中，A极为负极，则活动性：A＞B；②C、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸中，电子由负极→导线→正极，电流方向与电子方向相反，电流由正极D→导线→负极C，则活动性：C＞D；③A、C相连后，同时浸入稀硫酸中，C极产生大量气泡，说明C为原电池的正极，较不活泼，则活动性：A＞C；④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应，说明D为原电池的负极，则活动性：D＞B；所以有：A＞C＞D＞B，A项正确。 23．有A、B、C、D四种金属，将A与B用导线连接起来，浸入电解质溶液中，B不易被腐蚀；将A、D分别投入到等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈；将铜浸入B的盐溶液中无明显变化；将铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出。据此可推知它们的金属活动性由强到弱的顺序为 A．D>C>A>B B．D>A>B>C C．D>B>A>C D．B>A>D>C 【答案】B 【解析】将A与B用导连接结起来，浸入电解质溶液中，可构成原电池结构，B不易被腐蚀，说明B作正极，则A金属活动性比B强；将A、D分别投入到等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈，说明D金属活动性比A强；将铜浸入B的盐溶液中无明显变化，说明B的金属活动性比Cu强；将铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出，说明Cu的金属活动性比C强。综上分析得金属活动性由强到弱的顺序为：D>A>B>C，故选B。 24．普通锌锰电池(如左图所示)和碱性锌锰电池(如右图所示)是生活中用量很大的两种干电池。普通锌锰电池放电时发生的主要反应为：Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)，碱性锌锰电池总反应式为：Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2。下列说法错误的是 A．碱性锌锰干电池正极的电极反应式为2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH- B．普通锌锰电池中NH4Cl糊的作用是提供酸性环境，形成闭合回路 C．碱性锌锰电池的密封性更好，能够有效防止电解液泄漏、鼓包现象 D．两种干电池中的金属外壳都作电池的负极，只是最终产物不同 【答案】D 【解析】A．碱性锌锰电池总反应减去负极反应，可得正极反应为，A正确； B．普通锌锰电池中为电解质，水解使体系呈酸性，可传导离子形成闭合回路，B正确； C．碱性锌锰电池负极材料封装在内部，外壳不参与电极反应，密封性更好，能有效避免电解液泄漏、鼓包，C正确； D．普通锌锰电池的锌外壳作负极，但碱性锌锰电池的金属外壳为钢壳，不参与电极反应，负极是内部的锌膏，并非金属外壳作负极，D错误； 故选D。 考点三 电解池 ◆题型1 电解原理与阴、阳极判断（重） 25．某小组设计如图装置探究电解原理应用。下列推断错误的是 A．若精炼铜时，则X为粗铜，Y为纯铜，Z为溶液 B．若X为纯镍片，Y为铁器，Z为溶液，则可在铁器表面镀镍 C．若使铝合金材料保护膜增厚，则X为铝合金，Y为石墨，Z为草酸溶液 D．若X为石墨，Y为铁片，Z为溶液，则可制备 【答案】D 【分析】由装置可知，X连接电源正极，作阳极；Y连接电源负极，作阴极。据此分析。 【解析】A．电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，硫酸铜溶液作电解质溶液，符合X为粗铜、Y为纯铜、Z为的设定，A正确； B．镀镍时，镀层金属镍作阳极，镀件铁器作阴极，含镀层金属离子的溶液作电解质，符合设定，B正确； C．铝合金增厚保护膜（铝的阳极氧化工艺），需要铝合金作阳极，使其被氧化生成更厚的氧化铝保护膜，石墨作阴极，草酸溶液可作电解液，C正确； D．制备需要作阳极，失去电子生成，才能结合得到，若作阴极（Y为阴极），铁不发生失电子反应，无法生成，不能制备，D错误； 故选D。 26．如图所示的电解池Ⅰ和Ⅱ中，a、b、c和d均为石墨电极。在电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重情况为。符合上述实验结果的盐溶液是 选项 X Y A B C D 【答案】D 【解析】A．镁离子、锌离子的放电能力均小于氢离子，所以串联电解硫酸锌溶液、硫酸镁溶液时，阴极反应都是氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，电极质量不会增加，A错误；B．电解氯化铁溶液时，阴极反应是铁离子得到电子发生还原反应生成亚铁离子，电极质量不会增加，B错误；C．铝离子、亚铁离子的放电能力均小于氢离子，所以串联电解硫酸铝溶液、硫酸亚铁溶液时，阴极反应都是氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，电极质量不会增加，C错误；D．铜离子和银离子的放电能力均强于氢离子，串联电解硫酸铜溶液、硝酸银溶液时，铜离子、银离子分别在阴极得到电子发生还原反应生成铜、银，电极反应式分别为：Cu2++2e-=Cu、Ag++e-=Ag，由得失电子数目守恒可知，电路中通过2 mol电子时，b电极析出铜的质量小于d电极析出银的质量，D正确；故选D。 27．下列说法中正确的是 A．电解氯化铜溶液就是氯化铜的电离 B．电解氯化铜溶液是化学变化，不通电也能发生 C．氯化铜溶液是强电解质 D．电解是最强的氧化还原手段，不能自发进行的氧化还原也可以发生 【答案】D 【解析】A、电解氯化铜溶液就是电解氯化铜本身，电解总反应方程式为：，氯化铜是强电解质，完全电离：，故A错误；     B、电解氯化铜溶液是化学变化，需要通电才能发生，故B错误；             C、氯化铜是强电解质，溶液是混合物，故C错误；             D、电解池反应是外加电源强迫下的氧化还原反应，不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现，故D正确。 故答案为：D ◆题型2 电极反应式书写与放电顺序（重） 28．石河子大学设计了一种S掺杂的新型电催化剂，用于碱性环境下甲醇氧化辅助电解水制氢，电解装置如图。下列说法错误的是 A．a极电势低于b极电势 B．b极反应为 C．转移电子理论上有个向a极迁移 D．该新型催化剂提高了电荷转移速率 【答案】C 【分析】由图可知，与直流电源负极相连的a极为电解池的阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，b极为阳极，碱性条件下甲醇在阳极失去电子发生氧化反应生成甲酸根离子和水，电解池工作时，氢氧根离子移向b极。 【解析】A．由分析可知，与直流电源负极相连的a极为电解池的阴极，b极为阳极，则a极电势低于b极电势，故A正确；B．由分析可知，b极为阳极，碱性条件下甲醇在阳极失去电子发生氧化反应生成甲酸根离子和水，故B正确；C．由分析可知，与直流电源负极相连的a极为电解池的阴极，b极为阳极，则电解池工作时，氢氧根离子移向b极，故C错误；D．该新型催化剂能降低了反应的活化能，提高了电荷转移速率，故D正确；故选C。 29．下列关于如图装置说法正确的是 A．装置中电子移动的途径是负极→Fe→M溶液→石墨→正极 B．若M为NaCl溶液，通电一段时间后，溶液中可能有NaClO C．若M为FeCl2溶液，可以实现石墨上镀铁 D．若M是海水，该装置利用牺牲阳极法保护铁 【答案】B 【分析】该装置为外接电源的电解池，铁电极连接电源负极作阴极，石墨电极连接电源正极作阳极。 【解析】A．电子仅能在外电路的导线中定向移动，无法通过电解质溶液，电解质溶液依靠阴阳离子定向移动导电，所述电子移动途径错误，A错误；B．若M为溶液，阳极失电子生成，阴极水电离的得电子生成同时产生，与生成的反应可生成，因此溶液中可能有，B正确；C．石墨接电源正极作阳极，发生失电子的氧化反应，在阳极会被氧化为，且镀铁时镀件需作阴极，无法在阳极石墨上镀铁，C错误；D．该装置为有外接电源的电解池，属于外加电流的阴极保护法，牺牲阳极法是利用原电池原理的防护方法，D错误；故选B。 30．工业废气处理工艺中，电化学法脱硝制铵有很高的经济价值。在图示电解池中，可以实现脱硝制备铵盐。下列说法错误的是 A．阴极反应式为 B．该装置可实现化学能与电能间的转化 C．电解一段时间后，电极a附近pH上升 D．当外电路通过3 mol时，有35.84 L NO(标准状况)被回收 【答案】C 【分析】电极a上NO转化为，N元素化合价升高发生氧化反应，所以电极a是阳极，电极反应式为；电极b上NO转化为，N元素化合价降低发生还原反应，所以电极b是阴极，电极反应式为；由此分析； 【解析】A．由上述分析可知，阴极反应式为，故A正确； B．该装置是电解池，将电能转化为化学能，故B正确； C．通过质子交换膜从左向右移动，根据电极反应式，电极a附近生成量大于转移量，一段时间后，电极a附近pH降低，故C错误； D．当外电路通过3 mol时，阳极消耗1molNO，阴极消耗0.6molNO，消耗的NO体积为1.6mol22.4L/mol=35.84 L，故D正确； 答案选C。 ◆题型3 电解计算与溶液复原（重） 31．用石墨作电极电解0.1 mol·L－1的CuSO4溶液，当有0.4 mol电子通过电路时，发现阴极增重6.4 g，则要使电解后的溶液恢复到电解前状态，则可向电解后的溶液中加入(　　) A．0.1 mol Cu(OH)2 B．0.1 mol CuO C．0.2 mol CuO D．0.1 mol CuO和0.2 mol H2O 【答案】A 【解析】该过程转移0.4 mol电子，则阳极应该生成0.1 mol氧气，理论上阴极应该生成0.2 mol铜，但实际上阴极生成的铜为＝0.1 mol，故铜离子不足，阴极生成0.1 mol铜后，氢离子继续放电，生成氢气0.1 mol。因此应该补充0.1 mol CuO和0.1 mol H2O，或补充0.1 mol Cu(OH)2，A项正确。 32．用惰性电极电解等浓度等体积的AgNO3和NaCl的混合溶液，阴极和阳极上最先析出的物质分别是 A．和 B．Ag和 C．和 D．Ag和 【答案】C 【解析】由于等浓度等体积的AgNO3和NaCl的混合溶液发生反应生成硝酸钠和氯化银沉淀，故所得溶液为硝酸钠溶液，电解硝酸钠溶液相当于电解水型，含有H+、Na+两种阳离子，且放电的先后顺序为：H+、Na+，故阴极上首先发生的电极反应为：2H++2e-= H2↑，溶液中的阴离子有：OH-、，且放电的先后顺序为：OH-、，故阳极上首先发生的电极反应为：4OH--4e-=O2↑+2H2O，故用惰性电极电解AgNO3和NaCl的混合溶液，阴极和阳极上最先析出的物质分别是和； 答案选C。 33．常温下，甲、乙两同学，均用惰性电极电解相同浓度的硫酸铜溶液，甲通电后，乙通电后，甲向所得的溶液中加入，乙向所得的溶液中加入0.20 mol CuO，都恰好使溶液恢复到电解前的浓度。则甲、乙对应的硫酸铜溶液在上述电解过程中转移的电子的物质的量之比为 A．1：2 B．3：1 C．5：2 D．4：5 【答案】C 【解析】甲加入相当于补充和：第一阶段电解硫酸铜生成，转移电子；第二阶段电解，转移电子，共转移电子；乙加入，对应电解生成，转移电子，二者转移电子物质的量之比为；故选C。 ◆题型4 电解在氯碱工业、电镀、精炼铜中的应用 34．中国氯碱工业始于20世纪20年代末。氯碱工业装置如图所示，下列说法正确的是 A．装置中产生的气体a和气体b的质量之比为2：71 B．氯碱工业中常用精铜网与外接电源的正极相连 C．阴极上发生的反应为2H++2e-=H2↑ D．交换膜为阳离子交换膜，溶液d为较浓的NaOH溶液 【答案】D 【分析】该装置为阳离子交换膜法电解饱和食盐水的氯碱工业装置，左侧接电源正极，为阳极室，右侧接电源负极，为阴极室，阳极必须为惰性电极，否则阳极本身参与电极反应，得不到氯气，阳极反应式为：，阴极电极反应式为：，阳极室的通过阳离子交换膜进入阴极室，在阴极室生成氢氧化钠，阳极生成氯气。据此分析解答。 【解析】A．阳极Cl⁻失电子生成，故气体为；阴极水得电子生成，故气体为。转移等量电子时，，质量比为，不是，A错误； B．阳极与电源正极相连，若使用精铜做阳极，Cu是活性电极，Cu会优先失电子，无法得到氯气，氯碱工业的阳极必须使用惰性电极，B错误； C．氯化钠溶液中来自水的电离，溶液中无大量游离，阴极正确的电极反应为，C错误； D．该交换膜为阳离子交换膜，只允许通过，阻止阴离子和气体通过；迁移进入阴极室，阴极不断生成加入稀溶液后，流出的溶液为较浓的溶液，D正确； 故选D。 35．粗铜含锌、铁、镍、银、Pt、金等杂质，工业可用如图原理电解精炼铜，以下说法不正确的是 A．阳极材料是粗铜，只发生 B．阴极材料是精铜，只发生 C．离子在电解过程中向阳极移动 D．电解质溶液中浓度减小，、、等金属沉积形成阳极泥 【答案】A 【分析】电解精炼铜的核心原理：粗铜作阳极，纯铜作阴极，含的盐溶液作电解质，据此分析； 【解析】A．阳极材料为粗铜，但粗铜中含有Zn、Fe、Ni等比铜活泼的杂质，这些活泼杂质也会在阳极失电子发生氧化反应，不只有，A错误； B．阴极材料为精铜，溶液中的得电子能力强于、等阳离子，因此阴极只有得电子生成Cu，只发生反应，B正确； C．电解池中阴离子向阳极移动，为阴离子，因此电解过程中向阳极移动，C正确； D．阳极有多种活泼杂质失电子，阴极只有得电子，因此电解质溶液中总浓度会减小；活泼性弱于铜的、Ag、Pt不会失电子溶解，会沉积在阳极形成阳极泥，D正确； 故选A。 36．工业上用粗铜(含锌、金、银等杂质)电解精炼铜，下列说法正确的是 A．阳极为纯铜，阴极为粗铜 B．电解时，粗铜上的Ag杂质将沉积形成阳极泥 C．电子从电源负极经过阴极、电解质溶液、阳极，流回电源正极 D．若阳极溶解0.1 mol Cu，电路中转移电子数为 【答案】B 【分析】电解精炼铜时，阳极为粗铜，阴极为纯铜，电解质溶液为含铜离子的盐溶液。根据金属活动性顺序，的金属性强于，的金属性强于、，阳极上活泼金属优先失电子溶解，电子仅在外电路中移动，不通过电解质溶液。 【解析】A．电解精炼铜时阳极为粗铜，阴极为纯铜，A错误；B．的金属活动性弱于，电解时粗铜中、依次失电子溶解，不放电，沉积形成阳极泥，B正确；C．电子仅在外电路中移动，不能经过电解质溶液，电解质溶液依靠离子定向移动导电，C错误；D．粗铜中比活泼，优先于失电子，因此阳极溶解时，电路中转移电子数大于，D错误；故选 B。 ◆题型5 离子交换膜与多池串联装置分析（重） 37．工业上采用“绿色脱硫”工艺，利用惰性电极电解已捕获的吸收液(主要成分为)，既能脱除，又能再生吸收液，装置示意图如图所示。 下列说法正确的是 A．阳极的电极反应式为 B．离子交换膜Ⅱ是阳离子交换膜 C．电解前、后吸收液的 D．标准状况下，若收集到22.4 L的，则有1 mol阳离子移向左侧 【答案】C 【分析】由图可知，左侧连接外电源负极为电解池的阴极，右侧连接外电源正极为电解池的阳极；中间的吸收液中是溶液，通过离子交换膜‌Ⅰ移向阴极，通过离子交换膜Ⅱ移向阳极。 【解析】A．在阳极失电子生成硫酸根，电极反应式为，A错误；B．由分析可知，离子交换膜Ⅱ是阴离子交换膜，B错误；C．电解前吸收液是溶液，电解时阴极电极反应式为，生成的与反应生成，溶液显酸性，溶液显碱性，故，C正确；D．标准状况下，若收集到22.4 L的，电解池转移2 mol电子，则有移向左侧，D错误。故选C。 38．如图所示，甲池总反应式为，下列关于该装置工作时的说法正确的是 A．该装置工作时，Ag电极上有气体生成 B．甲池中负极反应式为 C．甲池溶液的pH增大，乙池溶液的pH减小 D．当甲池中消耗3.2 g时，乙池中理论上最多产生12.8 g铜 【答案】D 【分析】甲池为碱性燃料电池，左侧电极为负极，负极反应为 ，右侧电极为正极，正极反应为 ，KOH 被稀释，pH 减小。乙池为电解 溶液，石墨为阳极，Ag为阴极，总反应为 ，溶液酸性增强，pH 减小。 【解析】A．根据上述分析，乙池中 Ag 电极是阴极。在电解 溶液时，阴极优先发生 ，而不是 ，因为 的氧化性强于 ，因此，Ag 电极上析出的是 Cu，而不是气体，A错误； B．甲池是碱性环境（KOH 溶液），负极反应中不能出现 ，正确的负极反应为：，B错误； C．由分析可知，甲池为碱性燃料电池，左侧电极为负极，负极反应为 ，右侧电极为正极，正极反应为 ，KOH 被稀释，pH 减小，乙池中总反应为 ，反应生成 ，溶液酸性增强，pH 减小，C错误； D．3.2 g 的物质的量为：，根据负极反应 ，每消耗 1 mol ，转移 4 mol 电子。因此，0.1 mol 转移的电子数为：，在乙池中，阴极反应为 ，每转移 2 mol 电子，生成 1 mol Cu，因此，转移 0.4 mol 电子时，生成 Cu 的质量为：，D正确； 故选D。 39．一种基于硝酸盐还原和氨氧化的储能电池示意图如下，电极为金属Zn和选择性催化材料，放电时，含的废水被转化为。下列说法不正确的是 A．放电时，正极区域的pH增大 B．放电时，从右往左移动 C．充电时，Zn连接外接电源的负极 D．充电时，阳极反应： 【答案】D 【分析】放电时，含的废水被转化为，氮元素化合价降低，发生还原反应，则放电时，右侧为正极，电极方程式为，左侧为负极，Zn失电子变为，电极方程式为；充电时，左侧为阴极发生还原反应，电极方程式为，右侧为阳极发生氧化反应，电极方程式为：，据此分析回答。 【解析】A．由分析可知，放电时，正极反应为，反应生成，正极区域增大，A正确； B．放电时，该装置为原电池，阴离子向负极移动，右侧为正极、左侧为负极，故从右往左移动，B正确； C．放电时，为负极，充电时原电池的负极对应电解池的阴极，需连接外接电源的负极，C正确； D．该电池电解质为碱性溶液，由分析可知，阳极电极反应式为，D错误； 故选D。 考点四 金属的电化学腐蚀与防护 ◆题型1 金属腐蚀的本质与分类 40．金属腐蚀现象在生产和生活中普遍存在。下列说法错误的是 A．钢柱在水下比在空气与水的交界处更易生锈 B．金属腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀 C．生铁在潮湿的空气中生成红褐色的铁锈，这种腐蚀属于电化学腐蚀 D．铜在高温条件下被空气中的氧气氧化而变黑，这种腐蚀属于化学腐蚀 【答案】A 【解析】A．钢柱在空气与水的交界处氧气供应充足，电化学腐蚀更剧烈，因此水下不易生锈，A错误； B．金属腐蚀的分类正确，化学腐蚀是金属与介质直接反应，电化学腐蚀涉及原电池过程，B正确； C．生铁在潮湿空气中生锈，主要成分为Fe2O3·nH2O涉及铁与杂质形成原电池，属于电化学腐蚀，C正确； D．铜在高温下被氧气氧化生成黑色CuO，是直接化学反应，无电解质参与，属于化学腐蚀，D正确； 故选A。 41．下列事实中，与电化学腐蚀无关的是 A．金属钠置于空气中表面变暗 B．黄铜(锌铜合金)制作的铜锣不易产生铜绿 C．铁制器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈 D．镀银的铁制品，镀层部分受损后，露出的铁表面更易被腐蚀 【答案】A 【解析】A．金属钠置于空气中表面变暗是钠直接与空气中的氧气反应生成氧化钠，属于化学腐蚀，没有形成原电池，与电化学腐蚀无关，A符合题意；B．黄铜为锌铜合金，形成原电池时更活泼的锌作负极被腐蚀，铜作正极被保护，因此不易产生铜绿，与电化学腐蚀有关，B不符合题意；C．铁和铜接触时，潮湿环境下可形成原电池，更活泼的铁作负极被氧化生成铁锈，与电化学腐蚀有关，C不符合题意；D．镀层受损后，铁、银和电解质溶液可形成原电池，更活泼的铁作负极被腐蚀，因此铁表面更易被腐蚀，与电化学腐蚀有关，D不符合题意；故选A。 42．以下现象与电化学腐蚀无关的是 A．生铁比纯铁容易生锈 B．黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿 C．铁质器件附有铜质配件，在接触处铁易生锈 D．银质物品久置表面变暗 【答案】D 【解析】A．生铁中含有碳单质，与铁、潮湿空气可构成原电池，铁作负极被腐蚀速率加快，与电化学腐蚀有关，A不符合题意； B．黄铜为铜锌合金，在潮湿环境中可构成原电池，锌比铜活泼作负极被腐蚀，铜作正极被保护，不易生成铜绿，与电化学腐蚀有关，B不符合题意； C．铁和铜接触，在潮湿环境中构成原电池，铁比铜活泼作负极被腐蚀速率加快，接触处易生锈，与电化学腐蚀有关，C不符合题意； D．银质物品久置变暗是银与空气中的硫化氢等物质直接发生化学反应生成硫化银所致，属于化学腐蚀，与电化学腐蚀无关，D符合题意； 故选D。 ◆题型2 析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较（重） 43．利用如图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平将装置密封放置一段时间。下列说法不正确的是 A．a处生铁发生吸氧腐蚀，b处生铁发生析氢腐蚀 B．一段时间后，a处液面高于b处液面 C．a处溶液中增大，b处溶液中增大 D．a、b两处具有相同的负极反应式： 【答案】C 【解析】A．a处为中性饱和食盐水，生铁发生吸氧腐蚀，b处为酸性稀硫酸，生铁发生析氢腐蚀，A正确； B．a处吸氧腐蚀消耗，管内压强减小，b处析氢腐蚀生成，管内压强增大，故一段时间后a处液面高于b处液面，B正确； C．a处吸氧腐蚀正极反应为，增大；b处析氢腐蚀正极反应为，消耗，减小，C错误； D．a、b两处原电池中铁均作负极，负极反应式均为，D正确； 故选C。 44．钢铁易生锈是因为在潮湿的空气里，其表面吸附一层薄薄的水膜，水膜里含有少量、等，形成一层电解质溶液，与钢铁中铁和碳构成了无数微小原电池(如下图所示)。下列有关说法正确的是 A．钢铁生锈过程中电能转化为化学能 B．铁作负极，电极反应式为： C．在干燥的空气中铁制品也发生类似的腐蚀 D．为减缓铁制品生锈，可在铁表面刷漆或涂油 【答案】D 【分析】原电池中，铁作负极，电极反应式为：，C作正极，电极反应式为：，据此分析回答。 【解析】A．钢铁生锈是原电池反应，原电池将化学能转化为电能，A错误；B．铁作负极时，失去电子生成，正确电极反应为，B错误；C．干燥空气中无法形成电解质溶液，不能构成原电池，不会发生此类电化学腐蚀，C错误；D．铁表面刷漆或涂油可隔绝水和氧气，能减缓铁制品生锈，D正确；故选D。 45．用压强传感器探究生铁在不同pH的醋酸溶液中发生腐蚀的过程时，根据压强传感器所得数据绘制的图像如下。忽略温度变化，下列说法正确的是 A．pH=2.5时，正极发生反应： B．锥形瓶中的铁粉换成铜粉，也能绘制相同的图形 C．铁锈覆盖在钢铁制品表面，能阻止钢铁继续发生腐蚀 D．防锈措施中发蓝处理、阳极氧化、表面渗镀都是通过形成致密氧化膜防腐 【答案】A 【解析】A．pH=2.5时溶液酸性较强，对应曲线压强随时间增大，说明有气体生成，生铁发生析氢腐蚀，正极反应为，A正确； B．铜的金属活动性弱于氢，无法与醋酸发生反应生成氢气，不会出现压强升高的变化，不能绘制相同图形，B错误； C．铁锈为疏松多孔的结构，无法隔绝水、氧气与内部钢铁的接触，不能阻止钢铁继续腐蚀，C错误； D．表面渗镀是在金属表面渗入其他元素形成合金防护层，不是通过形成致密氧化膜防腐，D错误； 故选A。 ◆题型3 金属腐蚀快慢规律与防护方法（重） 46．四块相同的锌片分别放置在下列装置中，烧杯中均盛有稀硫酸，其中锌片腐蚀最慢的是_______，该方法称为_______________。 【答案】D 外加电流的阴极保护法 【解析】A装置中锌直接与稀硫酸反应，发生化学腐蚀；B装置中镁比锌活泼，镁作负极，锌作正极被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法；C装置中锌比铂活泼，锌作负极被氧化，腐蚀速率加快；D装置中锌连接在直流电源的负极，作电解池的阴极被保护，属于外加电流阴极保护法。由于外加电流阴极保护法的保护效果通常优于牺牲阳极的阴极保护法，因此锌片腐蚀最慢的是D装置，该方法称为外加电流阴极保护法。 47．如图所示，各烧杯中均盛有海水，铁在其中被腐蚀的速率由快到慢的顺序为 A．①②③④⑤⑥ B．④③②①⑥⑤ C．⑤④②①③⑥ D．④②①③⑤⑥ 【答案】C 【解析】①为纯铁在海水中的化学腐蚀；②为Fe-Sn原电池，Fe作负极被腐蚀（速率快于①）；③为Fe-Zn原电池，Fe作正极被保护（速率慢于①）；④为Fe-Cu原电池，Fe作负极被腐蚀（因Cu与Fe活动性差异大于Sn与Fe，速率快于②）；⑤为电解池，Fe作阳极（腐蚀速率最快）；⑥为电解池，Fe作阴极（被保护，腐蚀速率最慢）； 铁在其中被腐蚀的速率由快到慢的顺序为：⑤（电解池阳极，最快）>④（Fe-Cu原电池负极）>②（Fe-Sn原电池负极）>①（化学腐蚀）>③（Fe-Zn原电池正极，被保护）>⑥（电解池阴极，最慢）；故答案选C。 48．海港、码头的钢制管桩会受到海水的长期侵袭，常用外加电流法对其进行保护(如下图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极)。下列有关叙述中错误的是 A．高硅铸铁是作为阳极材料须定期更换 B．通电后外电路的电子被强制流向钢制管桩 C．保护电流应该根据环境条件变化进行调整 D．通电后使钢制管桩表面的腐蚀电流接近零 【答案】A 【分析】该防护方法为外加电流的阴极保护法，被保护的钢制管桩连接直流电源负极作阴极，高硅铸铁连接电源正极作惰性辅助阳极。 【解析】A．高硅铸铁为惰性辅助阳极，本身不参与电极反应、不会被消耗，因此不需要定期更换，A错误；B．钢制管桩连接电源负极，通电后外电路电子从电源负极流出，被强制流向钢制管桩，B正确；C．环境条件变化（如海水温度、盐度改变）腐蚀速率会变化，因此保护电流需要根据环境调整，C正确；D．外加电流保护的原理就是抵消钢制管桩原本的腐蚀电流，使管桩表面腐蚀电流接近零，从而阻止腐蚀发生，D正确；故选A。 综合攻坚·知能拔高 1．Mg-H2O2电池是一种能被海水激活的电池。该电池以石墨、Mg为电极，石墨电极一侧加入H2O2。该电池工作时，下列说法正确的是 A．该装置将电能转化为化学能 B．镁为正极，发生还原反应 C．电子由镁经外电路流入石墨 D．石墨电极表面产生大量氢气 【答案】C 【解析】A．该电池属于原电池，工作时是将化学能转化为电能，A错误；B．Mg的金属活动性远强于石墨，因此Mg为负极，失电子发生氧化反应，B错误；C．原电池中电子由负极经外电路流向正极，本电池中Mg为负极、石墨为正极，因此电子由镁经外电路流入石墨，C正确；D．石墨为正极，正极上得电子发生还原反应生成，不会产生氢气，D错误；故选C。 2．钠离子电池凭借低成本、高安全性与优异电化学属性，成为锂离子电池在资源、成本、安全等维度的互补性技术选择。某种钠离子电池总反应方程式为：，其放电过程的工作原理如图。下列说法正确的是 A．放电时，电极B发生还原反应 B．放电时，电流从电极B流向电极A C．充电时，阳极电极反应为： D．充放电过程中，在正负极间进行可逆嵌脱 【答案】D 【分析】放电时向电极A移动，可知电极A为正极，电极B为负极。放电时负极电极B的电极反应为，正极电极A的电极反应为。充电时阳极对应放电时正极的逆反应，阴极对应放电时负极的逆反应，放电时外电路电流从正极流向负极。 【解析】A．放电时电极B为负极，发生失电子的氧化反应，A错误；B．放电时外电路电流从正极电极A流向负极电极B，B错误；C．充电时阳极电极反应为，选项给出的是放电时负极的反应，C错误；D．放电时从负极脱嵌移向正极嵌入，充电时从正极脱嵌移向负极嵌入，可在正负极间可逆嵌脱，D正确；故选 D。 3．双功能催化剂W-CoP-NF可应用于KOH-N2H4燃料电池，装置如图（注：OH-交换膜只允许OH-通过）。下列说法错误的是 A．Y电极处发生氧化反应 B．OH—透过交换膜向右移动 C．Y极的电极反应式为O2-4e-+2H2O=4OH- D．当消耗32gN2H4时，理论上电路中转移4mol电子 【答案】C 【解析】A．Y电极上转化为，元素化合价升高，失电子发生氧化反应，A正确； B．原电池中阴离子向负极移动，Y为负极，因此透过交换膜向右移动，B正确； C．Y极反应物为，且在X极发生得电子的还原反应，电极反应式为，选项中反应物、电子得失均错误，C错误； D．的物质的量为，中从-2价升高到0价，反应转移电子，D正确； 故选C。 4．氨热再生电池工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．电池工作时，电能主要转化为化学能 B．理论上消耗，b极析出 C．a电极上的反应为： D．迁移方向：电极电极a 【答案】D 【解析】A．该装置为原电池，工作时将化学能转化为电能，而非电能转化为化学能，A错误； B．未指明处于标准状况下，无法用标准状况气体摩尔体积计算其物质的量，故无法得出b极析出Cu的质量，B错误； C．a电极为负极，Cu失电子发生氧化反应，电极反应为，选项中电极反应书写错误，C错误； D．原电池中阴离子向负极移动，a为负极、b为正极，故迁移方向为电极电极a，D正确； 答案选D。 5．一种Mg-海水电池驱动海水(pH=8.2)电解系统(如下图)，在电池和电解池中同时产生氢气。下列关于该系统的说法错误的是 A．电极4为阴极 B．外电路中，电流从电极4流向电极1 C．电极2的反应为： D．理论上，每通过2mol电子，可产生1mol H2 【答案】D 【分析】左边是Mg-海水电池，Mg被氧化为Mg(OH)2，电极1为负极，电极2为正极；右边是电解池，电极3为阳极，电极4为阴极。 【解析】A．据分析，电极4为阴极，A正确；B．原电池外电路中电流从正极（电极2）流出，最终流回负极（电极1），电极4与负极相连，所以电流从电极4流向电极1，B正确；C．电极2是正极，发生还原反应，海水pH=8.2呈弱碱性，水得电子生成氢气，，C正确；D．电极2每2 mol电子生成1 mol H2，电极4（阴极）发生反应，每2 mol电子生成1 mol H2，所以每通过2 mol 电子生成2 mol H2，D错误；故答案为D。 6．某科研小组模拟工业利用电解法处理含氮废水的电解原理如下图所示。其中膜X和膜Y分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜，两膜中间层的H2O解离为H+和OH-，并在直流电场力作用下分别向两极迁移。下列有关说法错误的是 A．电极M的电极反应式为CO2+2+18H++16e-=CO(NH2)2+7H2O B．理论上每转移1mol e-，N极上生成22.4L O2 C．电解质溶液中H+穿过膜X向电极M扩散 D．电源a极为负极 【答案】B 【分析】判断电极极性：电解池中阳离子向阴极移动，由图可知电极N中转化为，O的化合价从价变成0价，发生氧化反应，因此N为阳极，连接电源正极b，M为阴极，连接电源负极a。 【解析】A．M为阴极，得电子被还原为，题给反应式原子、电荷均守恒，A正确；B．N为阳极，放电生成，电极反应为，转移时，生成为0.25 mol，选项未说明是标准状况，无法计算体积，B错误；C．膜X为阳离子交换膜，而电极M为阴极，吸引阳离子，所以穿过膜X向电极M扩散，C正确；D．根据分析可知，电源a极为负极，D正确；故选B。 7．某课题组通过电解技术从海水中提取锂的装置如图所示。接通，电极从海水中吸收；断开，接通，乙室富集。下列叙述正确的是 A．X电极应接光伏电池的负极 B．接通，电子流向：Y电极→电源→电极 C．膜b是一种只允许通过的阳离子交换膜，目的是提高提取锂的选择性 D．接通，待电极恢复至起始状态时，甲室变化与乙室变化之比为 【答案】C 【分析】由题和图可知，接通K1时，FePO4电极从海水中吸收Li+，发生还原反应：FePO4+Li++e-=LiFePO4，则FePO4电极为阴极，X电极为阳极；断开，接通，乙室富集，则中间室的通过膜b移向乙室，电解池中阳离子移向阴极区，则Y电极为阴极，FePO4电极为阳极，据此分析。 【解析】A．由分析可知，接通K1时，FePO4电极为阴极，X电极为阳极，阳极应接光伏电池的正极，A错误； B．由分析可知，接通K2时，LiFePO4电极为阳极，接外接电源的正极，Y电极为阴极接电源负极，电子流向为：LiFePO4电极→电源正极，电源负极→Y电极，电子不能通过电源内部，电子不能从Y电极流向电源再流向LiFePO4电极，B错误； C．接通K2时，LiFePO4电极释放出Li+，膜b是只允许Li+通过的阳离子交换膜，可阻止海水中的Na+等其他阳离子进入乙室，让Li+定向迁移到乙室富集，从而提高提取锂的选择性，C正确； D．接通K2，FePO4电极恢复至起始状态时，每1 molLiFePO4反应释放1 molLi+，转移1 mol电子：甲室的X电极为阳极，发生反应2H2O -4e- = O2↑+ 4H+，为平衡电荷，甲室中的会向中间的阳极室迁移，转移1 mol电子时，甲室的物质的量减少0.5 mol；同时中间室释放的1 molLi+通过膜b进入乙室，乙室的Li+物质的量增加1 mol，因此甲室变化与乙室n(Li+)变化之比为0.5:1=1:2，不是2:1，D错误； 故选C。 8．目前可采用“双极膜组”电渗析法淡化海水，同时获得副产品 A 和B．其模拟工作原理如图所示(图右为“双极膜组”内部结构图)。M、N为离子交换膜，在直流电作用下，双极阴阳膜(BP)复合层间的解离成H+和OH-，作为H+和OH-的离子源。下列说法错误的是 A．M为阳离子交换膜，N为阴离子交换膜 B．X电极为阳极，电极反应式为 C．电路中每生成 0.25 mol气体 a，理论上获得副产品 A 和 B各0.5mol D．“双极膜组”电渗析法也可应用于从盐溶液(MX)制备相应的酸(HX)和碱(MOH) 【答案】C 【分析】在双极膜组的左侧区域，由离子移动方向可知，X电极为电解池的阳极，电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑；Y电极为阴极，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，电解总反应为2H2O+2Cl-Cl2↑+H2↑+2OH-。精制盐水中Na+经过M离子交换膜移向产品A室，与BP双极膜中转移过来的OH-结合生成NaOH，所以M膜为阳离子交换膜，Cl-经过N离子交换膜移向产品B室，与BP双极膜中转移过来的H+结合生成HCl，所以N膜为阴离子交换膜，据此分析解答。 【解析】A．可透过M膜进入产品A室与结合为，故M为阳离子交换膜；可透过N膜进入产品B室与结合为，故N为阴离子交换膜，A正确； B．X电极为阳极，失电子生成，电极反应：，B正确； C．生成0.25 mol气体a（）时转移电子为，理论上1个双极膜组生成、各0.5 mol，但根据题图，该电池存在多个“电极膜组”，C错误； D．双极膜可解离出和，盐溶液中与结合得，与结合得，可用于制备对应酸和碱，D正确； 故选C。 9．利用电解法将CO2转化为CH4的原理如图所示。下列说法正确的是 A．电极b 接电源正极 B．电极b上反应为CO2+8HCO-8e-=CH4+CO+2H2O C．电解过程中，H+由a极区向b极区迁移 D．电解时Na2SO4溶液浓度保持不变 【答案】C 【分析】根据题意可知该装置为电解池，由a极生成可以判断出a极为阳极，则b为阴极； 【解析】A．电极b上转化为，C元素化合价降低，发生得电子的还原反应，b为阴极，应接电源负极，A错误； B．电极b为阴极，发生得电子的还原反应，反应式中应得到，且系数应为8，正确反应式为，B错误； C．电解池中阳离子向阴极迁移，a为阳极、b为阴极，质子交换膜允许通过，故由a极区向b极区迁移，C正确； D．电极a为阳极，发生反应，消耗水，溶液溶剂减少、溶质不变，浓度增大，D错误； 故选C。 10．将除锈后的铁钉分别放入为2、4、6三份盐酸酸化的溶液中，进行如图1实验，压力传感器获取数据如图2所示，随后分别取出三组具支试管中反应后上清液滴入铁氰化钾溶液，溶液中均有蓝色沉淀产生。 下列说法不正确的是 A．时，发生的反应是 B．时，压强几乎未发生变化可知铁钉没有发生腐蚀 C．时，正极反应主要为 D．反应一段时间后，和的具支试管中溶液均增大 【答案】B 【分析】溶液酸性较强时，铁钉发生析氢腐蚀，反应生成的氢气使得具支试管中气体压强增大；溶液酸性较弱或中性时，铁钉发生吸氧腐蚀，反应消耗氧气使得具支试管中气体压强减小。 【解析】A．由图2可知，溶液pH为2时，具支试管中气体压强增大，说明铁钉发生析氢腐蚀，反应的离子方程式为：，A正确；B．由题意可知，三组具支试管中反应后上清液滴入铁氰化钾溶液，溶液中均有蓝色沉淀产生，说明溶液pH为4时，铁钉发生了腐蚀，具支试管中气体压强几乎未发生变化是因为实验开始时，溶液酸性较强，铁钉发生析氢腐蚀生成氢气，一段时间后，溶液中氢离子浓度减小，铁钉发生吸氧腐蚀消耗氧气，反应生成的氢气的物质的量和消耗氧气的物质的量相当使得具支试管中气体压强变化不大，B错误；C．由图2可知，溶液pH为6时，具支试管中气体压强减小，说明铁钉发生吸氧腐蚀，腐蚀时，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，电极反应式为：，C正确；D．由图2可知，溶液pH为2时，铁钉发生析氢腐蚀，反应消耗氢离子使得溶液中氢离子浓度减小，氢氧根离子浓度增大，溶液pH为6时，铁钉发生吸氧腐蚀，氧气在正极放电生成氢氧根离子，使得氢氧根离子浓度增大，D正确；故选B。 11．某同学将三枚材质相同的铁钉，分别放入盛有等体积不同溶液(强酸性、弱酸性、中性)的三个体积相同的密闭容器中，探究铁钉发生腐蚀的差异。下图是实验过程中容器内气体压强随时间的变化，下列说法错误的是 A．图1中压强增大只是因为铁钉与盐酸发生了析氢腐蚀所致 B．图2压强变化比图3慢，原因可能是时析氢腐蚀与吸氧腐蚀竞争所致 C．图2压强变化比图3慢，原因还可能是饱和溶液离子浓度大，加快了腐蚀 D．中性溶液中铁钉腐蚀的负极反应：，正极反应： 【答案】A 【分析】强酸性溶液中发生析氢腐蚀，产生 ，弱酸性、中性溶液中发生吸氧腐蚀，消耗 。 【解析】A．图1是的盐酸，铁钉发生析氢腐蚀产生氢气使压强增大，但溶液中温度变化等也会影响压强，“只是因为析氢腐蚀”的描述过于绝对，A错误；B．图2是 的盐酸，弱酸性环境下析氢腐蚀使压强增大，与吸氧腐蚀使压强减小竞争，导致压强变化更慢，B正确；C．图3是饱和溶液，离子浓度大、导电性强，吸氧腐蚀速率更快，因此图2压强变化比图3慢，C正确；D．中性溶液中发生吸氧腐蚀，负极反应为，正极反应为，D正确；故答案选A。 12．下列方程式与所给事实不相符的是 A．钢铁发生吸氧腐蚀时，铁作负极被氧化：Fe-2e-=Fe2+ B．用铜做两电极电解CuSO4溶液： C．酸性KMnO4溶液和H2C2O4溶液反应： D．Mg3N2隔绝空气密封保存的原因：Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑ 【答案】B 【解析】A．钢铁发生吸氧腐蚀时，铁作为负极失去电子被氧化为，电极反应式为，A正确； B．用铜作两电极电解溶液时，铜为活性阳极，优先失电子生成，而非失电子生成，总反应无生成，给出的方程式是惰性电极电解的反应，总反应为（电镀铜的本质），B错误； C．酸性和反应时，被还原为，被氧化为，离子方程式为，C正确； D．易与空气中的水蒸气发生反应，需隔绝空气密封保存，化学方程式为，D正确； 故选B。 13．依据氧化还原反应：设计的原电池如图所示。 请回答下列问题： （1）电极X的材料是___________；其电极反应式为___________。 （2）电解质溶液Y是___________；Ag电极上的电极反应式为___________。 （3）针对上述原电池装置，下列说法中正确的是___________(填字母)。 A．原电池工作时，电流的流向为X电极→Ag电极 B．原电池工作时，Ag电极流入电子，发生还原反应 C．原电池工作时，阴离子不断移向Ag电极 D．原电池工作时，银电极的质量不断增加 （4）若将电解质溶液Y换成稀硫酸，则Ag极上发生的电极反应式为___________；当导线上通过个电子时，X电极的质量减小___________g。 【答案】（1）铁（或） （2）硫酸铜溶液（或其他可溶性铜盐溶液） （3）BD （4） 【解析】（1）根据总氧化还原反应，化合价升高，失电子发生氧化反应，作原电池的负极，因此电极的材料为；负极上失去电子电离为，对应电极反应式为。 （2）总反应中得电子发生还原反应，因此电解质溶液需要含有，可选用硫酸铜等可溶性铜盐溶液；电极为正极，溶液中的在正极得电子生成单质，对应电极反应式为。 （3）A．原电池中电流由正极流向负极，为正极、为负极，故电流流向为电极→电极，A错误； B．原电池中电子由负极流出，流入正极，正极上发生得电子的还原反应，B正确； C．原电池中阴离子向负极（X电极）移动，C错误； D．正极上析出Cu附着在Ag电极上，因此银电极质量不断增加，D正确； 故选BD。 （4）电解质换为稀硫酸时，正极上得电子生成，电极反应式为；个电子的物质的量为，负极每消耗转移电子，故转移电子时消耗，质量为。 14．I．利用反应 设计成如图所示的原电池，指针向右偏转，回答下列问题： （1）反应开始时，乙中：石墨电极上发生_______(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为_______。盐桥中向_______池(填“甲”或“乙”)移动。 （2）电流计读数为0时，此时在甲中加入____________，现象是____________，表明为可逆反应。 Ⅱ．已知：①将KI溶液加入到 溶液中时，可以看到溶液颜色加深，滴加淀粉后溶液变为蓝色；②当离子浓度相同时，氧化性：；③ 若浓度减小时，离子的氧化性也会随之减弱。 （3）甲同学猜测， 溶液(加入几滴淀粉溶液)加入 溶液中时，溶液应变蓝色。请写出该猜测对应的离子方程式_______。实验结果未见到蓝色。 （4）乙同学认为甲同学的实验方案有问题，理由是_______。请设计原电池证明也能氧化，画出装置图，并标明电极材料及电解质溶液_______。 【答案】（1）氧化 甲 （2）固体 指针向左偏转 （3） （4）会与发生反应生成沉淀，使的浓度下降，从而减弱的氧化性，使上述反应很难发生 【解析】（1）由可知碘离子被氧化为碘单质，乙中石墨电极为负极，三价铁离子被还原为亚铁离子，甲中石墨电极为正极，故乙中碘离子被氧化，发生氧化反应，反应方程式为，在电池中，阳离子向正极移动，故向甲池移动； （2）电流计读数为0时说明反应达到平衡状态，此时想证明其为可逆反应，需要让反应逆向进行，故可以增加生成物的浓度，即向乙池中加入氯化亚铁固体，加入后平衡逆向移动，电流反向，故指针向左偏转； （3）当离子浓度相同时，氧化性：，则溶液(加入几滴淀粉溶液)加入 溶液中时，可以被氧化，生成Ag和，方程式为； （4）因为AgI是难溶于水的沉淀，故碘离子会与银离子生成沉淀，降低银离子浓度，使银离子氧化性减弱，该反应可能不能发生，设计原电池证明也能氧化，根据反应方程式可知Ag+被还原，是正极反应物，I-被氧化，是负极反应物，故用石墨做电极，为避免Ag+ 与I-反应生成沉淀，应将两者放在两个烧杯中，用盐桥连接，装置图如下所示。 15．如图X是直流电源。Y池中c、d为石墨棒，Z池中e、f是质量相同的铜棒。接通电路后，发现d附近显红色。 （1）①b为电源的________极(填“正”“负”“阴”或“阳”，下同)。 ②Z池中e为________极。 ③连接Y、Z池线路，电子流动的方向是d________e(用“→”或“←”填空)。 （2）①写出c极上反应的电极反应式：___________________________________。 ②写出Y池中总反应的化学方程式：_______________________________________________。 ③写出Z池中e极上反应的电极反应式：___________________________________________。 【答案】（1）①负　②阳　③← （2）①2Cl－－2e－===Cl2↑ ②2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ ③Cu－2e－===Cu2＋ 【解析】d极附近显红色，说明d为阴极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，c为阳极，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，Y池电解NaCl溶液的总反应方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑；直流电源中a为正极，b为负极，Z池中f为阴极，e为阳极，电极反应式分别为Cu2＋＋2e－===Cu、Cu－2e－===Cu2＋，电子流动方向由e→d。 16．环境保护已成为当今世界首要问题。 （1）工厂烟气(主要污染物、)直接排放会造成空气污染，需处理后才能排放。用氧化。氧化过程中部分反应的能量变化如图所示。 已知  。则转化为的热化学方程式为：___________。 （2）利用如图装置可将转化为，变废为宝，分别在两极通入和，溶液中向___________极(填“A”或“B”)移动，请写出负极的电极反应式为：___________，该电池总反应方程式：___________。 （3）利用电解法处理含氮氧化物的废气。实验室模拟电解法吸收，装置如图所示(均为石墨电极)，电解过程中转化为硝酸。请写出阳极的电极反应式为：___________。 【答案】（1）2O3(g)=3O2(g) =-285.2 kJ∙mol-1 （2）B （3） 【解析】（1）由图可得：①SO2(g)+O3(g)=SO3(g)+O2(g) =-241.6 kJ∙mol-1，②=-198 kJ∙mol-1，依据盖斯定律，O3转化为O2可由①×2-②得到，其热化学方程式为：2O3(g)=3O2(g) =(-241.6 kJ∙mol-1)×2-(-198 kJ∙mol-1)=-285.2 kJ∙mol-1； （2）利用如图装置可SO2转化为H2SO4，变废为宝，分别在两极通入SO2和O2，从图中可以看出，A极底部有硫酸流出，则表明A极反应生成硫酸，则A极通入的气体为SO2，B 极通入O2，则A极为负极，B极为正极，阳离子由负极向正极移动，则溶液中H+向B极移动；A极为负极，SO2失电子生成，则电极反应式为：，B极为正极，电极反应式为：，该电池总反应方程式：； （3）实验室模拟电解法吸收NO，装置如图所示(均为石墨电极)，电解过程中NO转化为硝酸，则NO在阳极失电子生成，电极反应式为：；阴极为H+得电子生成H2，电极反应式为：。 17．某小组通过燃料电池和电解池串联装置探究氯碱工业原理，设计如图装置。 已知：装置同时工作，甲池有4.48LCH4(标准状况)参与反应，乙池中有4.48L H2参与反应。 回答下列问题： （1）已知：KOH溶液为足量。a电极的反应式为___________。一段时间后，c电极表面电解质溶液的pH___________(填“升高”“降低”或“不变”)。 （2）装置工作一段时间时，检验e电极产物的操作是___________。 （3）为了操作安全、提高产品纯度，对丙装置进行适当改进是___________。 （4）丙中NaCl足量，当装置工作一段时间后，为了使丙中NaCl溶液恢复原来状态，宜采取措施是___________。若丙中NaCl不足，当NaCl反应完后，该装置___________(填“能”或“不能”)工作。 （5）已知丙中NaCl过量，当甲烷、H2恰好完全反应时，理论上丙收集到的气体总体积为___________L(标准状况)。 【答案】（1） 降低 （2）将湿润的淀粉-KI试纸靠近e电极，若试纸变蓝，证明有氯气生成 （3）用阳离子交换膜(或隔膜）将e、f电极隔开，分别收集Cl2和H2、NaOH （4）通入适量HCl气体 能 （5）44.8 【解析】（1）a电极为负极，在 KOH 碱性环境中，CH4失电子被氧化为 CO，反应式为：；c电极（氢氧燃料电池负极）：H2在碱性条件下失电子生成 H2O，反应为，消耗 OH-，同时生成水稀释溶液，因此c电极表面电解质溶液的 pH 降低； （2）e电极为电解池（丙装置）的阳极，产物为氯气，检验氯气的方法为：将湿润的淀粉-KI试纸靠近e电极，若试纸变蓝，证明有氯气生成； （3）为防止H2与Cl2混合爆炸，同时避免Cl2与NaOH反应降低产品纯度，改进措施为：用阳离子交换膜(或隔膜）将e、f电极隔开，分别收集Cl2和H2、NaOH； （4）电解 NaCl 溶液总反应，损失的是HCl，因此向溶液中通入适量HCl气体可恢复原状态；若NaCl不足，反应完后电解水，装置能继续工作； （5）甲烷燃料电池电子转移：，1 molCH4转移8mole-共转移0.2×8=1.6mole-；氢氧燃料电池电子转移：，1 mol H2转移2 mol e-，共转移0.2×2=0.4 mol e-；总电子转移：1.6+0.4=2.0 mol e-；丙装置气体生成：电解 NaCl 时，每 2 mol e⁻生成 1 mol 氢气和1 mol氯气，共2 mol气体；2.0 mol e-对应气体：2.0 mol，体积为2.0×22.4=44.8 L（标准状况）。 18．研究钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀对金属的防腐有重要意义。 （1）如图1所示装置探究金属的腐蚀与防护条件，将缠有铜丝的铁钉放入某溶液中(已知：遇溶液会生成蓝色沉淀)。 ①如果培养皿中是饱和氯化钠溶液，其中滴有少量酚酞，则铜丝周围的溶液出现红色，相关电极反应式为_______。 ②如果培养皿中是的盐酸，其中滴有少量溶液，则铁钉表面的现象是_______。 （2）如图2装置研究弱酸性环境中金属腐蚀的主要形式。测定锥形瓶内压强和空气中氧气的体积分数随时间变化如图3所示，则之间主要发生_______(填“吸氧”或“析氢”)腐蚀。 （3）金属的防腐有多种方法。 ①下列金属防护的方法不合理的是_______。 A．对健身器材涂油漆以防止生锈 B．对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆的方法来防锈 C．把钢铁制成不锈钢可防止铁的腐蚀 D．钢铁闸门与电源的负极相连，可起到保护作用 ②富锌涂料是使用广泛的防锈底漆，涂层中锌对钢铁保护的原理是_______。 ③金属阳极钝化是一种电化学防护方法.将作阳极置于溶液中通直流电，一定条件下，钝化形成致密氧化膜，试写出该阳极的电极反应式_______。 （4）破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成和，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，溶液的变大 C．铁电极上的电极反应式为： D．每生成标准状况下消耗 【答案】（1） 出现蓝色沉淀 （2）吸氧 （3） B 锌比铁活泼，锌作负极被氧化，铁作正极被保护 （4）C 【解析】（1）①培养皿中为饱和NaCl溶液，滴有酚酞。铁钉与铜丝形成原电池，铁较活泼为负极，铜为正极。正极发生吸氧腐蚀：，生成的OH-使铜丝周围酚酞变红； ②如果培养皿中是的盐酸，其中滴有少量溶液，铁钉为负极，发生氧化反应：，Fe2+与 [Fe(CN)6]3-反应生成蓝色沉淀； （2）图3显示t1~t2时间内，氧气体积分数下降，压强下降，吸氧腐蚀消耗O2，导致压强减小；析氢腐蚀产生H2，压强增大，因此主要发生吸氧腐蚀； （3）①A、C、D 均合理（涂油漆、制成不锈钢、牺牲阳极的阴极保护法）；B：机械转动部位不宜刷油漆，油漆易磨损脱落，且影响润滑； ②锌比铁活泼，在腐蚀原电池中锌作负极被氧化，铁作正极被保护（牺牲阳极的阴极保护法）； ③Fe作阳极，在H2SO4溶液中通直流电，发生氧化反应生成 Fe3O4：； （4）锌为负极，被氧化生成；铁为正极，发生析氢反应（）； A．氨水浓度越大，越易形成配合物，腐蚀趋势越大，A正确； B．总反应：，反应生成OH-，溶液pH增大，B正确； C．铁电极上发生还原反应，电极反应应为，C错误； D．生成224 mL H2（0.01 mol）转移0.02 mol e⁻，消耗Zn 0.01 mol，D正确； 故选 C。 19．青铜是金属冶炼史上最早的合金，我国出土了大量青铜器，体现了古代中国对人类文明的巨大贡献。青铜器在埋藏过程中会逐渐生锈，其修复工作是文物保护的重要环节。 （1）查阅资料得知铜锈为，俗称铜绿。铜绿在一定程度上可以提升青铜器的艺术价值。青铜器生锈过程中，参与形成铜绿的物质有Cu和_________。 （2）铜锈的成分非常复杂，主要成分有和。考古学家将铜锈分为无害锈和有害锈，结构如上图所示，结合两种铜锈的结构推测，“有害锈”的主要成分为_________。 A．    B．    C．和 （3）下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀生成的原理示意图：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。青铜器发生电化学腐蚀并最终生成的总离子方程式为_________。 （4）若生成，计算理论上消耗标准状况氧气体积______。 A．0．112 L B．0.224 L C．1.12 L D．2.24 L （5）文献显示的形成过程中会产生CuCl（白色不溶于水的固体）： 写出过程Ⅰ中负极的电极反应式_________。 （6）以硫酸铜溶液做电解液，对含有杂质Fe、Zn、Ag的粗铜进行电解精炼。下列叙述错误的是______。 ①粗铜与直流电源负极相连，精铜与直流电源正极相连 ②阴极发生的反应为 ③电路中每通过个电子，粗铜质量减少16 g ④电解质溶液中的保持不变 ⑤杂质Ag以的形式沉入电解槽形成“阳极泥” A．①②③④ B．①②④ C．①②③⑤ D．①③④⑤ 实际生产生活中，钢铁因电化学腐蚀损失巨大，电化学在金属腐蚀和防护中发挥着重要的作用。 （7）在潮湿的深层土壤中，钢管主要发生厌氧腐蚀，有关厌氧腐蚀的机理有多种，其中一种理论为厌氧细菌（该厌氧细菌最佳生存环境在pH为7-8之间）可促使与反应生成，加速钢管的腐蚀，其反应原理如图所示。下列说法正确的是______。 A．钢管中的铁做原电池的负极，电极反应式为： B．正极的电极反应式为： C．强酸性条件下，厌氧菌失去活性，钢管就不易被腐蚀 D．管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀 用如图所示装置研究铁的防腐蚀过程： (8)、、只关闭一个，则铁腐蚀的速度最快的是只闭合_________（填“”、“”、“”，下同），为减缓铁的腐蚀，应只闭合_________，该防护法称为_________。 (9)只闭合，石墨电极附近的pH将_________。 A．变大    B．变小    C．不变 (10)科学家还发现在浓度很小的海底也有厌氧微生物（如硫酸盐还原菌SRB）对海洋钢制部件的腐蚀，其原理如图，已知溶液中的完全转化为FeS。 请写出该铁合金腐蚀的总的离子反应方程式_________。 【答案】（1）、、 （2）B （3） （4）B （5） （6）D （7）AD (8) 外加电流的阴极保护法 (9)A (10) 【解析】（1）铜绿的化学式为，根据元素守恒，其组成元素为Cu、O、H、C。反应物除了Cu外，还需提供C、H、O元素，因此参与反应的物质为（提供O）、（提供C、O）和（提供H、O）； （2）有害锈的结构为多孔粉状，会加速铜的腐蚀；无害锈（）结构致密，能形成保护膜。根据题目描述，为多孔粉状，会让腐蚀持续深入，因此“有害锈”的主要成分为； （3）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 ClX− 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 。 （4）生成，其物质的量。根据铜元素守恒，需要消耗0.02molCu，Cu被氧化为+2价，共失去0.04mol电子。 作为氧化剂，每个得4个电子，因此消耗的物质的量为，标准状况下体积； （5）过程I中，Cu在含的水膜中被氧化为不溶于水的CuCl，负极发生氧化反应，电极反应式为； （6）①粗铜应与直流电源正极相连（作阳极），精铜与负极相连（作阴极），故①错误； ②阴极反应为，②正确； ③电路中每通过个电子（即0.5mol电子），阳极除了Cu溶解，还有比Cu活泼的Fe、Zn溶解，因此粗铜减少的质量不等于16g，③错误； ④阳极溶解的Fe、Zn会进入溶液，导致溶液中浓度降低，④错误； ⑤Ag不放电，以单质形式沉入阳极泥，不会形成，⑤错误。 综上，错误的是①③④⑤； （7）A．钢管中的铁作原电池的负极，发生氧化反应：，A正确； B．正极上水发生还原反应生成 ​ ，电极反应式为 ，B错误； C．厌氧菌最佳生存环境pH为7~8，强酸性条件下厌氧菌失去活性，但强酸性条件下，钢铁会发生析氢腐蚀，C错误； D．管道上刷富锌油漆，Zn比Fe活泼，可作原电池负极，保护钢管，D正确； （8）只闭合时，铁作电解池阳极，腐蚀速度最快；为减缓铁的腐蚀，应让铁作电解池阴极，只闭合，该防护法为外加电流的阴极保护法； （9）只闭合时，形成原电池，铁为负极，石墨为正极，正极发生反应：，产生，pH变大； （10）根据原理图，Fe、、在SRB作用下反应生成、FeS和，配平后的离子方程式为。 20．从海洋出水的铁质文物表面有凝结物，研究其形成原理和脱氯方法对保护文物意义重大。 （1）铁质文物在潮湿的土壤中主要发生吸氧腐蚀，表面生成疏松的黄色FeOOH，正极电极反应式为_______。 （2）铁质文物出水清淤后，须尽快浸泡在稀NaOH或Na2CO3溶液中进行现场保护。有氧环境中，海水中的铁质文物表面形成FeO(OH)等凝结物。和转化成，又被氧化成，如此往复使得文物不断被腐蚀。海水中的Cl⁻穿透力强，可以代替文物表面凝结物中的阴离子，吸附在腐蚀产物表面，会加速腐蚀。 ①铁质文物腐蚀速率最慢的是_______。 A．浸泡在海水溶液中  B．暴露在空气中   C．浸泡在碱性溶液中 ②铁在盐水中腐蚀的可能原理如图所示。依据原理设计如下实验：向NaCl溶液中加入溶液和酚酞，将混合液滴到生铁片上。预测该实验的现象为_______。 ③铁质文物在酸性条件下发生_______腐蚀(填“吸氧”或“析氢”)。 （3）碱性环境中，利用电解还原法将铁质文物打捞出水后进行脱氯处理。电解时铁质文物表面的转化为，铁质文物与电源_______(填“正极”或“负极”)相连，电极反应为_______。 （4）船舶外壳镶嵌锌，避免船体遭受腐蚀，该保护方法为_______(填“牺牲阳极法”或“外加电流法”)。 【答案】（1） （2）C 生铁片表面有蓝色沉淀和红色区域 析氢 （3）负极 （4）牺牲阳极法 【解析】（1）铁在潮湿土壤中发生吸氧腐蚀，负极是Fe失去电子生成Fe2+，正极是O2得电子结合水生成OH-，吸氧腐蚀的正极反应为：。 （2）①A．海水溶液中存在大量Cl-，且有溶解氧，会加速腐蚀，A不选；B．暴露在空气中，若环境潮湿，会发生吸氧腐蚀，速率较快，B不选；C．碱性溶液中，OH-浓度大，会降低O2在溶液中的溶解度，同时抑制正极反应，能减缓吸氧腐蚀，C选；故选C； ②根据图示，生铁片在NaCl溶液中发生吸氧腐蚀，负极（Fe）：，正极（C）：，Fe2+与溶液反应生成蓝色沉淀，而OH-使酚酞变红。因此，实验现象应为：生铁片表面有蓝色沉淀和红色区域； ③在酸性条件下，H+浓度较高，正极反应为：，这属于析氢腐蚀，而吸氧腐蚀需要O2参与，通常发生在中性或弱碱性环境中。因此，酸性条件下发生的是析氢腐蚀。 （3）电解时铁质文物表面的转化为，Fe元素的化合价下降，说明FeO(OH)被还原。因此，铁质文物应作为阴极，与电源负极相连。根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：。 （4）船舶外壳镶嵌锌，Zn比Fe活泼，Zn作为负极被腐蚀，Fe作为正极被保护，这属于牺牲阳极法。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $