2024年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)專題11 電化學(xué)基礎(chǔ)（講義）（師版）

專題11電化學(xué)基礎(chǔ)01專題網(wǎng)絡(luò)·思維腦圖02考情分析·解密高考03高頻考點·以考定法考點一原電池原理及其應(yīng)用【高考解密】命題點01原電池的工作原理及其應(yīng)用考點一原電池原理及其應(yīng)用【高考解密】命題點01原電池的工作原理及其應(yīng)用命題點02化學(xué)電源【技巧解密】【考向預(yù)測】考點二電解池原理及其應(yīng)用【高考解密】命題點01電解池原理命題點02電解池原理的應(yīng)用【技巧解密】【考向預(yù)測】考點三金屬腐蝕與防護【高考解密】命題點01金屬腐蝕的原理命題點02金屬的防護原理【技巧解密】【考向預(yù)測】04核心素養(yǎng)·微專題微專題電化學(xué)離子交換膜的分析與應(yīng)用考點考查內(nèi)容考情預(yù)測原電池原理及其應(yīng)用1、原電池的工作原理及其應(yīng)用2、化學(xué)電源電化學(xué)內(nèi)容是高考試卷中的常客，是氧化還原反應(yīng)知識的應(yīng)用和延伸，命題在繼續(xù)加強基本知識考查的基礎(chǔ)上，更加注重了試題題材的生活化、實用化、情境化，同時也加強了不同知識間的相互滲透與融合，試題的背景較為新穎，側(cè)重考查分析判斷、獲取信息解答問題及計算能力。題型有以新型電池為背景的選擇題和以電極反應(yīng)式書寫為主的填空題，通?？疾榈闹R點是從閉合回路的形成角度分析原電池、電解池的工作原理，電極的判斷，電極反應(yīng)式的書寫，電子的轉(zhuǎn)移或電流的方向和溶液中離子的移動方向的判斷，溶液pH的變化，離子交換膜作用，有關(guān)計算，理解原電池和電解池原理的實際應(yīng)用等，難度一般偏大。解題時要求掌握“結(jié)合反應(yīng)原理，根據(jù)元素化合價變化，正確判斷電極發(fā)生的反應(yīng)和書寫電極反應(yīng)方程式”的方法。預(yù)計2024年高考選擇題中，仍然以某一個新型電池為背景考查電化學(xué)知識，結(jié)合物質(zhì)的制備、廢棄物的處理等內(nèi)容進行考查，電極反應(yīng)方程式的書寫或正誤判斷、離子移動的方向、電極產(chǎn)物種類的判斷及相關(guān)計算等仍是考查的重點。電解池原理及其應(yīng)用1、電解池原理2、電解池原理的應(yīng)用金屬腐蝕與防護1、金屬腐蝕的原理2、金屬的防護原理考點一原電池原理及其應(yīng)用命題點01原電池的工作原理及其應(yīng)用典例01（2023·廣東卷）負載有和的活性炭，可選擇性去除實現(xiàn)廢酸的純化，其工作原理如圖。下列說法正確的是()A．Ag作原電池正極B．電子由Ag經(jīng)活性炭流向PtC．Pt表面發(fā)生的電極反應(yīng)：O2+2H2O+4e-=4OH-D．每消耗標準狀況下11.2L的O2，最多去除1molCl-【答案】B【解析】O2在Pt得電子發(fā)生還原反應(yīng)，Pt為正極，Cl-在Ag極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag為負極。A項，Cl-在Ag極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag為負極，A錯誤；B項，電子由負極Ag經(jīng)活性炭流向正極Pt，B正確；C項，溶液為酸性，故Pt表面發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+4H++4e-=2H2O，C錯誤；D項，每消耗標準狀況下11.2L的O2，轉(zhuǎn)移電子2mol，而2molCl-失去2mol電子，故最多去除2molCl-，D錯誤。故選B。典例02（2022·山東卷）(雙選)設(shè)計如圖裝置回收金屬鈷。保持細菌所在環(huán)境pH穩(wěn)定，借助其降解乙酸鹽生成CO2，將廢舊鋰離子電池的正極材料LiCoO2轉(zhuǎn)化為Co2+，工作時保持厭氧環(huán)境，并定時將乙室溶液轉(zhuǎn)移至甲室。已知電極材料均為石墨材質(zhì)，右側(cè)裝置為原電池。下列說法正確的是()A．裝置工作時，甲室溶液pH逐漸增大B．裝置工作一段時間后，乙室應(yīng)補充鹽酸C．乙室電極反應(yīng)式為LiCoO2+2H2O+e-+4H+=Li++Co2++4OH-D．若甲室Co2+減少200mg，乙室Co2+增加300mg，則此時已進行過溶液轉(zhuǎn)移【答案】BD【解析】A項，依據(jù)題意右側(cè)裝置為原電池，電池工作時，甲室中細菌上乙酸鹽的陰離子失去電子被氧化為CO2氣體，Co2+在另一個電極上得到電子，被還原產(chǎn)生Co單質(zhì)，CH3COO-失去電子后，Na+通過陽膜進入陰極室，溶液變?yōu)镹aCl溶液，溶液由堿性變?yōu)橹行?，溶液pH減小，A錯誤；B項，對于乙室，正極上LiCoO2得到電子，被還原為Co2+，同時得到Li+，其中的O與溶液中的H+結(jié)合H2O，因此電池工作一段時間后應(yīng)該補充鹽酸，B正確；C項，電解質(zhì)溶液為酸性，不可能大量存在OH-，乙室電極反應(yīng)式為：LiCoO2+e-+4H+=Li++Co2++2H2O，C錯誤；D項，若甲室Co2+減少200mg，電子轉(zhuǎn)移物質(zhì)的量為n(e-)=，乙室Co2+增加300mg，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為n(e-)=，說明此時已進行過溶液轉(zhuǎn)移，D正確；故選BD。典例03（2021·廣東卷）火星大氣中含有大量CO2，一種有CO2參加反應(yīng)的新型全固態(tài)電池有望為火星探測器供電。該電池以金屬鈉為負極，碳納米管為正極，放電時()A．負極上發(fā)生還原反應(yīng) B．CO2在正極上得電子C．陽離子由正極移向負極 D．將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能【答案】B【解析】根據(jù)題干信息可知，放電時總反應(yīng)為4Na+3CO2=2Na2CO3+C。A項，放電時負極上Na發(fā)生氧化反應(yīng)失去電子生成Na+，故A錯誤；B項，放電時正極為CO2得到電子生成C，故B正確；C項，放電時陽離子移向還原電極，即陽離子由負極移向正極，故C錯誤；D項，放電時裝置為原電池，能量轉(zhuǎn)化關(guān)系為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能和化學(xué)能等，故D正確；故選B。命題點02化學(xué)電源典例01（2023·全國新課標卷）一種以V2O5和Zn為電極、Zn(CF3SO3)2水溶液為電解質(zhì)的電池，其示意圖如下所示。放電時，Zn2+可插入V2O5層間形成·。下列說法錯誤的是()A．放電時V2O5為正極B．放電時Zn2+由負極向正極遷移C．充電總反應(yīng)：·D．充電陽極反應(yīng)：·【答案】C【解析】由題中信息可知，該電池中Zn為負極、V2O5為正極，電池的總反應(yīng)為·。A項，由題信息可知，放電時，Zn2+可插入V2O5層間形成·，V2O5發(fā)生了還原反應(yīng)，則放電時V2O5為正極，A正確；B項，Zn為負極，放電時Zn失去電子變?yōu)閆n2+，陽離子向正極遷移，則放電時Zn2+由負極向正極遷移，B正確；C項，電池在放電時的總反應(yīng)為·，則其在充電時的總反應(yīng)為·，C不正確；D項，充電陽極上·被氧化為V2O5，則陽極的電極反應(yīng)為·，D正確；故選C。 典例02（2022·廣東卷）科學(xué)家基于Cl2易溶于CCl4的性質(zhì)，發(fā)展了一種無需離子交換膜的新型氯流電池，可作儲能設(shè)備(如圖)。充電時電極a的反應(yīng)為：NaTi2(PO4)3+2Na++2e-=Na3Ti2(PO4)3。下列說法正確的是()A．充電時電極b是陰極B．放電時NaCl溶液的減小C．放電時NaCl溶液的濃度增大D．每生成1molCl2，電極a質(zhì)量理論上增加23g【答案】C【解析】A項，由充電時電極a的反應(yīng)可知，充電時電極a發(fā)生還原反應(yīng)，所以電極a是陰極，則電極b是陽極，故A錯誤；B項，放電時電極反應(yīng)和充電時相反，則由放電時電極a的反應(yīng)為Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+可知，NaCl溶液的pH不變，故B錯誤；C項，放電時負極反應(yīng)為Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+，正極反應(yīng)為Cl2+2e-=2Cl-，反應(yīng)后Na+和Cl-濃度都增大，則放電時NaCl溶液的濃度增大，故C正確；D項，充電時陽極反應(yīng)為2Cl--2e-=Cl2↑，陰極反應(yīng)為NaTi2(PO4)3+2Na++2e-=Na3Ti2(PO4)3，由得失電子守恒可知，每生成1molCl2，電極a質(zhì)量理論上增加23g/mol2mol=46g，故D錯誤；故選C。典例03（2021·遼寧卷）如圖，某液態(tài)金屬儲能電池放電時產(chǎn)生金屬化合物L(fēng)i3Bi。下列說法正確的是()A．放電時，M電極反應(yīng)為B．放電時，Li+由M電極向N電極移動C．充電時，M電極的質(zhì)量減小D．充電時，N電極反應(yīng)為Li3Bi+3e-=3Li++Bi【答案】B【解析】由題干信息可知，放電時，M極由于Li比Ni更活潑，也比N極上的Sb、Bi、Sn更活潑，故M極作負極，電極反應(yīng)為：Li-e-=Li+，N極為正極，電極反應(yīng)為：3Li++3e-+Bi=Li3Bi。A項，放電時，M電極反應(yīng)為Li-e-=Li+，A錯誤；B項，放電時，M極為負極，N極為正極，故Li+由M電極向N電極移動，B正確；C項，由二次電池的原理可知，充電時和放電時同一電極上發(fā)生的反應(yīng)互為逆過程，M電極的電極反應(yīng)為：Li++e-=Li，故電極質(zhì)量增大，C錯誤；D項，由二次電池的原理可知，充電時和放電時同一電極上發(fā)生的反應(yīng)互為逆過程，充電時，N電極反應(yīng)為Li3Bi-3e-=3Li++Bi，D錯誤；故選B。1．“五類”依據(jù)判斷原電池電極：(1)依據(jù)構(gòu)成原電池兩極的電極材料判斷。一般是較活潑的金屬為負極,活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。(2)依據(jù)原電池兩極發(fā)生反應(yīng)的類型判斷。負極發(fā)生氧化反應(yīng);正極發(fā)生還原反應(yīng)。(3)依據(jù)電子流動方向或電流方向判斷。在外電路中,電子由負極流向正極,電流由正極流向負極。(4)依據(jù)原電池電解質(zhì)溶液中離子的移動方向判斷。陽離子向正極移動,陰離子向負極移動。(5)依據(jù)原電池鹽橋中離子的移動方向判斷。陽離子向正極移動,陰離子向負極移動。2．“三步”突破原電池電極反應(yīng)式的書寫：第一步：分析氧化還原反應(yīng)根據(jù)氧化還原反應(yīng)，分析元素化合價的升降，確定正負極反應(yīng)物質(zhì)及電子得失數(shù)目第二步：注意電解質(zhì)溶液環(huán)境分析電解質(zhì)溶液的酸堿性及離子參加反應(yīng)的情況，確定電極反應(yīng)，寫出電極反應(yīng)式第三步：合并正、負電極反應(yīng)調(diào)整兩極反應(yīng)式中得失電子數(shù)目相等并疊加，消去電子，得出總反應(yīng)式3．解答新型化學(xué)電源的步驟(1)判斷電池類型→確認電池原理→核實電子、離子移動方向。(2)確定電池兩極→判斷電子、離子移動方向→書寫電極反應(yīng)和電池反應(yīng)。(3)充電電池→放電時為原電池→失去電子的為負極反應(yīng)。(4)電極反應(yīng)→總反應(yīng)離子方程式減去較簡單一極的電極反應(yīng)式→另一電極反應(yīng)式。4．化學(xué)電源(1)一次電池堿性鋅錳干電池負極材料：Zn電極反應(yīng)：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2正極材料：碳棒電極反應(yīng)：2MnO2＋2H2O＋2e－=2MnOOH＋2OH－總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnOOH＋Zn(OH)2鋅銀電池負極材料：Zn電極反應(yīng)：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2正極材料：Ag2O電極反應(yīng)：Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－總反應(yīng)：Zn＋Ag2O＋H2O=Zn(OH)2＋2Ag(2)二次電池鉛蓄電池是最常見的二次電池，總反應(yīng)為Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)【特別提醒】分析可充電電池問題“三注意”(1)放電時是原電池反應(yīng)，充電時是電解池反應(yīng)。(2)充電電池需要注意的是充電、放電的反應(yīng)不能理解為可逆反應(yīng)。(3)充電時的電極反應(yīng)與放電時的電極反應(yīng)過程相反，充電時的陽極反應(yīng)恰與放電時的正極反應(yīng)相反，充電時的陰極反應(yīng)恰與放電時的負極反應(yīng)相反。故二次電池充電時，可充電電池的正極連接外接電源的正極，可充電電池的負極連接外接電源的負極。簡單記為“正接正、負接負”。(4)充、放電時電解質(zhì)溶液中離子移動方向的判斷分析電池工作過程中電解質(zhì)溶液的變化時，要結(jié)合電池總反應(yīng)進行分析。①首先應(yīng)分清電池是放電還是充電。②再判斷出正、負極或陰、陽極。放電：陽離子→正極，陰離子→負極；充電：陽離子→陰極，陰離子→陽極；總之：陽離子→發(fā)生還原反應(yīng)的電極；陰離子→發(fā)生氧化反應(yīng)的電極。(5)書寫化學(xué)電源的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式時，關(guān)鍵是抓住氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的存在形式。(3)燃料電池氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池：總反應(yīng)式：2H2＋O2=2H2O①酸性介質(zhì)負極：2H2－4e－=4H＋正極：O2＋4H＋＋4e－=2H2O②堿性介質(zhì)負極：2H2＋4OH－－4e－=4H2O正極：O2＋2H2O＋4e－=4OH－③熔融的金屬氧化物作介質(zhì)負極：2H2－4e－＋2O2－=2H2O正極：O2＋4e－=2O2－④碳酸鹽作介質(zhì)負極：2H2－4e－＋2COeq\o\al(2－,3)=2H2O＋2CO2正極：O2＋4e－＋2CO2=2COeq\o\al(2－,3)(4)濃差電池1）在濃差電池中，為了限定某些離子的移動，常涉及到“離子交換膜”。①常見的離子交換膜陽離子交換膜只允許陽離子(包括H＋)通過陰離子交換膜只允許陰離子通過質(zhì)子交換膜只允許H＋通過②離子交換膜的作用a.能將兩極區(qū)隔離，阻止兩極物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。b.能選擇性地允許離子通過，起到平衡電荷、形成閉合回路的作用。③離子交換膜的選擇依據(jù)：離子的定向移動。2）“濃差電池”的分析方法濃差電池是利用物質(zhì)的濃度差產(chǎn)生電勢的一種裝置。兩側(cè)半電池中的特定物質(zhì)有濃度差，離子均是由“高濃度”移向“低濃度”，依據(jù)陰離子移向負極區(qū)域，陽離子移向正極區(qū)域判斷電池的正、負極，這是解題的關(guān)鍵。5.電解池中電極反應(yīng)式的書寫方法(1)書寫步驟①首先注意陽極是活性材料還是惰性材料。②分析確定溶液中所有陰陽離子并清楚放電順序。③根據(jù)放電順序分析放電產(chǎn)物。④根據(jù)電解質(zhì)溶液的酸堿性確定電極反應(yīng)式中是否有H＋、OH－或H2O參與；最后配平電極反應(yīng)式。(2)介質(zhì)對電極反應(yīng)式的影響①在電解池電極方程式中，如果是H＋或OH－放電，則電解質(zhì)溶液的酸堿性對電極反應(yīng)式?jīng)]有影響。②酸性溶液反應(yīng)物或生成物中均沒有OH－。③堿性溶液反應(yīng)物或生成物中均沒有H＋。(3)電極產(chǎn)物的溶解性對電極反應(yīng)式的影響。電解MgCl2溶液時的陰極反應(yīng)式應(yīng)為：Mg2＋＋2H2O＋2e－=Mg(OH)2↓＋H2↑，而不是2H＋＋2e－=H2↑?？偡磻?yīng)離子方程式為：Mg2＋＋2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Mg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑。不能把電解MgCl2溶液的離子方程式寫成：2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2OH－＋Cl2↑＋H2↑，忽視了生成難溶的Mg(OH)2。6.原電池電極上區(qū)pH變化規(guī)律（1）若電極反應(yīng)消耗OH－(H＋)，則電極周圍溶液的pH減小(增大)；（2）若電極反應(yīng)生成H＋(OH－)，則電極周圍溶液的pH減小(增大)。（3）若總反應(yīng)的結(jié)果是消耗OH－(H＋)，則溶液的pH減小(增大)；（4）若總反應(yīng)的結(jié)果是生成H＋(OH－)，則溶液的pH減小(增大)。（5）若兩極消耗或生成的OH－(H＋)的物質(zhì)的量相等，則溶液的pH變化規(guī)律視溶液的酸堿性及是否有水生成而定，應(yīng)具體問題具體分析（如酸性燃料電池，由于生成水，pH增大）?？枷?1原電池的工作原理及其應(yīng)用1．（2023·甘肅·統(tǒng)考二模）碳排放是影響氣候變化的重要因素之一。最近科學(xué)家研發(fā)出一種有利于“碳中和”的新型電池系統(tǒng)，通過二氧化碳溶于水觸發(fā)電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能和氫氣，其工作原理如下圖所示(鈉超離子導(dǎo)體只允許Na+通過)。下列說法正確的是A．電池系統(tǒng)工作時電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能B．用硫酸溶液替代有機電解液可增大電池工作效率C．b極區(qū)的電極反應(yīng)式為2CO2+2H2O+2e-=2+H2D．電池工作時每消耗2.24LCO2，a電極的質(zhì)量會減少2.3g【答案】C【分析】鈉為活潑金屬，發(fā)生氧化反應(yīng)為負極，則b極為正極；【解析】A．新型電池系統(tǒng)，通過二氧化碳溶于水觸發(fā)電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能和氫氣，故存在化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程，A錯誤；B．鈉為活潑金屬，會和稀硫酸反應(yīng)，故不能用硫酸溶液替代有機電解液，B錯誤；C．b極為正極，二氧化碳、水得到電子生成氫氣和碳酸氫根離子，電極反應(yīng)式為2CO2+2H2O+2e-=2+H2，C正確；D．沒有標況，不能計算消耗二氧化碳的物質(zhì)的量，不能計算電子轉(zhuǎn)移的量，D錯誤；故選C。2．（2023·遼寧沈陽·東北育才學(xué)校?？寄M預(yù)測）用零價鐵去除酸性水體中的是地下水修復(fù)研究的熱點之一，下列有關(guān)敘述中錯誤的是鐵粉還原水體中的反應(yīng)原理(已知：形成了原電池)示意圖足量鐵粉還原水體中后，鐵表面最終形態(tài)的示意圖初始的水體中，分別加入、(足量)、(足量)和對的去除率(％)的對比圖像A．甲圖中作原電池的負極B．甲圖中正極上發(fā)生的電極反應(yīng)：C．零價鐵去除的反應(yīng)速率會隨時間推移而減慢D．零價鐵去除時加入的適量能直接還原，從而提高的去除率【答案】D【解析】A．甲圖中失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，鐵作原電池的負極，故A正確；B．甲圖中硝酸根離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成銨根離子，正極上發(fā)生的電極反應(yīng)：，故B正確；C．根據(jù)圖乙，鐵表面形成不能導(dǎo)電的FeO(OH)，所以零價鐵去除的反應(yīng)速率會隨時間推移而減慢，故C正確；D．根據(jù)圖丙，不能直接還原，故D錯誤；選D。3．（2023·廣東廣州·統(tǒng)考二模）科學(xué)家研發(fā)了一種以Al和Pd@石墨烯為電極的Al-電池，電池以離子液體作電解質(zhì)，放電時在提供能量的同時實現(xiàn)了人工固氮，示意圖如下。下列說法不正確的是A．充電時Al電極是陰極B．放電時離子濃度增大，離子濃度減少C．放電時正極反應(yīng)為D．放電時電路中每通過6mol，電池總質(zhì)量理論上增加28g【答案】B【解析】A．充電時，Al電極發(fā)生反應(yīng)是，8+6e-=2Al+14，發(fā)生還原反應(yīng)，故作為陰極，A正確；B．放電時，Al作為負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)是2Al+14-6e－=8。正極發(fā)生反應(yīng)是，總反應(yīng)是2Al+N2=2AlN，，濃度均不變，B錯誤；C．放電時，正極發(fā)生反應(yīng)是，C正確；D．由以上電極反應(yīng)可知，放電時電池總質(zhì)量增加相當于是增加了N2，每通過6mol電子，參加反應(yīng)N2是1mol，增加質(zhì)量是28g/mol×1mol=28g，D正確；故選B。4．（2023·遼寧大連·統(tǒng)考二模）某科研小組用電化學(xué)方法將轉(zhuǎn)化為實現(xiàn)再利用，轉(zhuǎn)化的基本原理如圖所示，下列敘述正確的是

A．光能全部轉(zhuǎn)化成電能B．M上的電極反應(yīng)方程式為C．該電池工作時溶液中移向N極D．若消耗標況下，溶液中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為【答案】B【分析】由圖可知，該裝置為原電池，M電極為負極，紫外光作用下，水在負極失去發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子，N電極為正極，酸性條件下二氧化碳做正極得到電子生成一氧化碳和氫離子?！窘馕觥緼．由圖可知，該裝置為光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，原電池工作時，光能不可能完全轉(zhuǎn)化為電能，故A錯誤；B．由分析可知，M電極為負極，紫外光作用下，水在負極失去發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子，電極反應(yīng)式為，故B正確；C．由分析可知，M電極為負極，N電極為正極，則原電池工作時，陰離子硫酸根離子移向負極M電極，故C錯誤；D．原電池工作時，溶液只能實現(xiàn)離子的定向運動，不能轉(zhuǎn)移電子，故D錯誤；故選B。5．（2023·河北唐山·統(tǒng)考三模）某研究所為硫酸工廠的尾氣處理專門設(shè)計了SO2—空氣質(zhì)子交換膜燃料電池，以實現(xiàn)制硫酸、發(fā)電、環(huán)保的結(jié)合，電池示意圖如下。下列說法正確的是(空氣中氧氣體積分數(shù)按20%計)

A．該電池放電時質(zhì)子從電極B移向電極AB．負極的電極反應(yīng)為C．a(chǎn)端的電勢高于b端D．相同條件下，放電過程中消耗的SO2和空氣的體積比為2：5【答案】D【分析】由題干SO2—空氣質(zhì)子交換膜燃料電池裝置示意圖可知，惰性多孔電極A通入SO2，反應(yīng)中SO2發(fā)生氧化反應(yīng)，故電極A為負極，電極反應(yīng)為：，惰性多孔電極B為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：O2+4H++4e-=2H2O，據(jù)此分析解題?！窘馕觥緼．由分析可知，電極A為負極，B為正極，故該電池放電時質(zhì)子從電極A移向電極B，A錯誤；B．由分析可知，負極的電極反應(yīng)為，B錯誤；C．由分析可知，電極A為負極，B為正極，故a端的電勢低于于b端，C錯誤；D．由題干信息空氣中氧氣體積分數(shù)按20%計，相同條件下，根據(jù)電子守恒可知，n(SO2)=2n(O2)，則n(SO2)=2n(空氣)×20%，同溫同壓下氣體的體積之比等于物質(zhì)的量之比，故放電過程中消耗的SO2和空氣的體積比為2：5，D正確；故答案為：D?？枷?2化學(xué)電源1．（2023·四川·校聯(lián)考模擬預(yù)測）某企業(yè)研發(fā)的鈉離子電池“超鈉F1”于2023年3月正式上市、量產(chǎn)。鈉離子電池因原料和性能的優(yōu)勢而逐漸取代鋰離子電池，電池結(jié)構(gòu)如圖所示。該電池的負極材料為NaxCy(嵌鈉硬碳)，正極材料為Na2Mn[Fe(CN)6](普魯士白)。在充、放電過程中，Na+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌。

下列說法不正確的是A．由于未使用稀缺的鋰元素，量產(chǎn)后的鈉離子電池的生產(chǎn)成本比鋰離子電池的低B．放電時，負極的電極反應(yīng)式為NaxCy-xe-=Cy+xNa+C．放電時，Na+移向電勢較高的電極后得到電子發(fā)生還原反應(yīng)D．充電時，每轉(zhuǎn)移1mol電子，陽極的質(zhì)量減少23g【答案】C【分析】由題意知此電池為二次電池，嵌鈉硬碳在放電時做負極，充電時做陰極?！窘馕觥緼．鋰比鈉稀缺，鈉離電池生產(chǎn)成本低，A正確；B．負極材料為嵌鈉硬碳，相當于Na原子嵌在碳中，則NaxCy中的Na為0價，放電時為負極，Na失去電子，電極反應(yīng)式為NaxCy-xe-=Cy+xNa+，B正確；C．正極電勢比負極高，Na+移向正極但不是Na+得電子，C錯誤；D．充電時陽極失去電子釋放出Na+，每轉(zhuǎn)移1mol電子，釋放1molNa+，Na+在陰極得電子變成NaxCy，所以陽極減少的質(zhì)量就是1molNa+的質(zhì)量即23g，D正確；故選C。2．（2023·江蘇揚州·揚州中學(xué)?？寄M預(yù)測）一種新型AC/LiMn2O4電池體系，在快速啟動、電動車等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。其采用尖晶石結(jié)構(gòu)的LiMn2O4作正極(可由Li2CO3和MnO2按物質(zhì)的量比1：2反應(yīng)合成)，高比表面積活性炭AC(石墨顆粒組成)作負極。充電、放電的過程如圖所示：

下列說法正確的是A．合成LiMn2O4的過程中可能有H2產(chǎn)生B．放電時正極的電極反應(yīng)式為：LiMn2O4+xe-=Li(1-x)Mn2O4+xLi+C．充電時AC極應(yīng)與電源負極相連D．可以用Li2SO4水溶液做電解液【答案】C【解析】A．和按物質(zhì)的量比反應(yīng)合成，Mn元素化合價降低，根據(jù)得失電子守恒，氧元素化合價升高，可能有產(chǎn)生，故A錯誤；B．放電時，鋰離子向正極移動，正極的得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為，故B錯誤；C．放電時AC作負極，則充電時AC極應(yīng)與電源負極相連，故C正確；D．鋰會和水反應(yīng)，該電池體系應(yīng)該采用有機溶劑，故D錯誤；故選C。3．（2024·安徽·校聯(lián)考模擬預(yù)測）復(fù)旦大學(xué)科研人員采用金屬碳酸鹽和獨特的固-固轉(zhuǎn)換反應(yīng)，設(shè)計出@石墨烯(ZZG)電極的概念電池，表現(xiàn)出91.3%的高鋅利用率，且壽命長達2000次，其充電時的工作原理如圖所示：

下列說法正確的是A．放電時的電極電勢：ZZG電極>鎳基電極B．充電時陰極附近電解液中增大C．放電時移向鎳基電極D．放電時當外電路中有2mol電子轉(zhuǎn)移時，ZZG電極就會析出1mol固體【答案】B【分析】該裝置有外接電源，屬于電解裝置，根據(jù)電解原理進行分析，鎳基電極為陽極，另外一極為陰極，據(jù)此分析；【解析】A．由充電時電極連接方式可知ZZG電極在放電時是負極，負極的電勢低于正極，故A錯誤；B．放電時負極電極反應(yīng)式為5Zn+2CO+6OH--10e-=2ZnCO3·3Zn(OH)2，充電時陰極反應(yīng)式為2ZnCO3·3Zn(OH)2+10e-=5Zn+2CO+6OH-，n(OH-)增大，故B正確；C．放電時，陰離子移向負極，故C錯誤；D．放電時，ZZG電極的電極反應(yīng)式為5Zn+2CO+6OH--10e-=2ZnCO3·3Zn(OH)2，當電路中有2mol電子轉(zhuǎn)移時，ZZG電極會產(chǎn)生0.2mol[2ZnCO3·3Zn(OH)2]，故D錯誤；答案為B。4．（2023·河北唐山·統(tǒng)考模擬預(yù)測）浙江大學(xué)高超教授團隊研究的水系雙離子電池原理如下圖所示，下列說法錯誤的是

A．放電時a極附近溶液pH增大B．放電時b極的電極反應(yīng)式為：C．充電時b極作陰極，發(fā)生還原反應(yīng)D．充電時1molCu完全轉(zhuǎn)化為Cu3(PO4)2，電池內(nèi)部有6molNa+發(fā)生遷移【答案】D【分析】由圖可知，放電時為原電池，a極上Cu3(PO4)2→Cu2O→Cu，發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，b極上→，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，則a極為正極、b極為負極，負極反應(yīng)式為；充電時為電解池，原電池的正負極分別與電源的正負極相接，即a極為陽極、b極為陰極，陰陽極反應(yīng)與負正極反應(yīng)相反；【解析】A．由圖可知，放電時a極水也會放電生成氫氧根離子，堿性增強，溶液pH增大，故A正確；B．放電時b極為負極，負極反應(yīng)式為，故B正確；C．充電時為電解池，a極為陽極、b極為陰極，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，故C正確；D．充電時Cu→Cu2O→Cu3(PO4)2，1molCu完全轉(zhuǎn)化為Cu3(PO4)2轉(zhuǎn)移電子2mol，有2molNa+發(fā)生遷移，故D錯誤；故選D。5．（2023·河南新鄉(xiāng)·統(tǒng)考一模）鋅電池具有成本低、安全性強、可循環(huán)使用等優(yōu)點。一種新型鋅電池的工作原理如圖所示(凝膠中允許離子生成或遷移)。下列說法錯誤的是A．基態(tài)錳原子價電子排布式為B．放電過程中，a極的電極反應(yīng)式為C．放電過程中，轉(zhuǎn)移時，b極消耗D．配離子中Zn采用的是雜化，該配離子為空間四面體結(jié)構(gòu)【答案】B【分析】該新型鋅電池放電時b極為負極，Zn發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成[Zn(OH)4]2-，a極為正極，MnO2發(fā)生得電子的還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化成Mn2+；充電時，b極為陰極，a極為陽極?！窘馕觥緼．Mn原子核外有25個電子，基態(tài)Mn原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2，價電子排布式為3d54s2，A項正確；B．放電過程中a極為正極，a極上MnO2發(fā)生得電子的還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化成Mn2+，電極反應(yīng)式為MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O，B項錯誤；C．放電過程中，b極為負極，b極電極反應(yīng)式為Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-，轉(zhuǎn)移2mol電子b極消耗0.4molOH-，則轉(zhuǎn)移0.4mole-時b極消耗0.8molOH-，C項正確；D．[Zn(OH)4]2-中中心離子Zn2+的價電子排布式為3d10、處于全充滿，不參與成鍵，1個Zn2+與4個OH-形成4個配位鍵，則Zn2+的4s、4p軌道采取sp3雜化，[Zn(OH)4]2-為空間四面體結(jié)構(gòu)，D項正確；答案選B。考點二電解池原理及其應(yīng)用命題點01電解池原理典例01（2023·廣東卷）利用活性石墨電極電解飽和食鹽水，進行如圖所示實驗。閉合K1，一段時間后()A．U型管兩側(cè)均有氣泡冒出，分別是Cl2和O2 B．a(chǎn)處布條褪色，說明Cl2具有漂白性C．b處出現(xiàn)藍色，說明還原性：Cl-I-D．斷開K1，立刻閉合K2，電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn)【答案】D【解析】閉合K1，形成電解池，電解飽和食鹽水，左側(cè)為陽極，陽極氯離子失去電子生成氯氣，電極反應(yīng)為2Cl-—2e-=Cl2↑，右側(cè)為陰極，陰極電極反應(yīng)為2H++2e-=H2↑，總反應(yīng)為2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。A項，根據(jù)分析，U型管兩側(cè)均有氣泡冒出，分別是Cl2和H2，A錯誤；B項，左側(cè)生成氯氣，氯氣遇到水生成HClO，具有漂白性，則a處布條褪色，說明HClO具有漂白性，B錯誤；C項，b處出現(xiàn)藍色，發(fā)生Cl2+2KI=I2+2KCl，說明還原性：I-Cl-，C錯誤；D項，斷開K1，立刻閉合K2，此時構(gòu)成氫氯燃料電池，形成電流，電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn)，D正確；故選D。典例01（2022·海南卷）一種采用H2O(g)和N2(g)為原料制備NH3(g)的裝置示意圖如下。下列有關(guān)說法正確的是()A．在b電極上，N2被還原B．金屬Ag可作為a電極的材料C．改變工作電源電壓，反應(yīng)速率不變D．電解過程中，固體氧化物電解質(zhì)中O2-不斷減少【答案】A【解析】由裝置可知，b電極的N2轉(zhuǎn)化為NH3，N元素的化合價降低，得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，因此b為陰極，電極反應(yīng)式為N2+3H2O+6e-=2NH3+3O2-，a為陽極，電極反應(yīng)式為2O2-+4e-=O2。A項，由分析可得，b電極上N2轉(zhuǎn)化為NH3，N元素的化合價降低，得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，即N2被還原，A正確；B項，a為陽極，若金屬Ag作a的電極材料，則金屬Ag優(yōu)先失去電子，B錯誤；C項，改變工作電源的電壓，反應(yīng)速率會加快，C錯誤；D項，電解過程中，陰極電極反應(yīng)式為N2+3H2O+6e-=2NH3+3O2-，陽極電極反應(yīng)式為2O2-+4e-=O2，因此固體氧化物電解質(zhì)中O2-不會改變，D錯誤；故選A。典例03（2021·海南卷）液氨中存在平衡：2NH3NH4++NH2-。如圖所示為電解池裝置，以KNH2的液氨溶液為電解液，電解過程中a、b兩個惰性電極上都有氣泡產(chǎn)生。下列有關(guān)說法正確的是()A．b電極連接的是電源的負極 B．a(chǎn)電極的反應(yīng)為2NH3+2e-=H2+2NH2-C．電解過程中，陰極附近K+濃度減小 D．理論上兩極產(chǎn)生的氣體物質(zhì)的量之比為1:1【答案】B【解析】A項，根據(jù)圖示可知：在b電極上產(chǎn)生N2，N元素化合價升高，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，所以b電極為陽極，連接電源的正極，A錯誤；B項，電極a上產(chǎn)生H2，H元素化合價降低得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，所以a電極為陰極，電極反應(yīng)式為：2NH3+2e-=H2+2NH2-，B正確；C項，電解過程中，陰極附近產(chǎn)生NH2-，使附近溶液中陰離子濃度增大，為維持溶液電中性，陽離子K+會向陰極區(qū)定向移動，最終導(dǎo)致陰極附近K+濃度增大，C錯誤；D項，每反應(yīng)產(chǎn)生1molH2，轉(zhuǎn)移2mol電子，每反應(yīng)產(chǎn)生1molN2，轉(zhuǎn)移6mol電子，故陰極產(chǎn)生H2與陽極產(chǎn)生的N2的物質(zhì)的量的比是3:1，D錯誤；故選B。命題點02電解池原理的應(yīng)用典例01（2023·浙江卷）在熔融鹽體系中，通過電解TiO2和SiO2獲得電池材料(TiSi)，電解裝置如圖，下列說法正確的是()A．石墨電極為陰極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．電極A的電極反應(yīng)：8H++TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4H2OC．該體系中，石墨優(yōu)先于Cl-參與反應(yīng)D．電解時，陽離子向石墨電極移動【答案】C【解析】由圖可知，在外加電源下石墨電極上C轉(zhuǎn)化為CO，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽極，與電源正極相連，則電極A作陰極，TiO2和SiO2獲得電子產(chǎn)生電池材料(TiSi)，電極反應(yīng)為TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4O2-。A項，在外加電源下石墨電極上C轉(zhuǎn)化為CO，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽極，A錯誤；B項，電極A的電極反應(yīng)為TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4O2-，B錯誤；C項，根據(jù)圖中信息可知，該體系中，石墨優(yōu)先于Cl-參與反應(yīng)，C正確；D項，電解池中石墨電極為陽極，陽離子向陰極電極A移動，D錯誤；故選C。典例02（2022·廣東卷）以熔融鹽為電解液，以含Cu、Mg和Si等的鋁合金廢料為陽極進行電解，實現(xiàn)Al的再生。該過程中()A．陰極發(fā)生的反應(yīng)為M-2e-=Mg2+ B．陰極上Al被氧化C．在電解槽底部產(chǎn)生含Cu的陽極泥 D．陽極和陰極的質(zhì)量變化相等【答案】C【解析】根據(jù)電解原理可知，電解池中陽極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，該題中以熔融鹽為電解液，含Cu、Mg和Si等的鋁合金廢料為陽極進行電解，通過控制一定的條件，從而可使陽極區(qū)Mg和Al發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，分別生成Mg2+和Al3+，Cu和Si不參與反應(yīng)，陰極區(qū)Al3+得電子生成Al單質(zhì)，從而實現(xiàn)Al的再生。A項，陰極應(yīng)該發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，實際上Mg在陽極失電子生成Mg2+，A錯誤；B項，Al在陽極上被氧化生成Al3+，B錯誤；C項，陽極材料中Cu和Si不參與氧化反應(yīng)，在電解槽底部可形成陽極泥，C正確；D項，因為陽極除了鋁參與電子轉(zhuǎn)移，鎂也參與了電子轉(zhuǎn)移，且還會形成陽極泥，而陰極只有鋁離子得電子生成鋁單質(zhì)，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移數(shù)守恒及元素守恒可知，陽極與陰極的質(zhì)量變化不相等，D錯誤；故選C。典例03（2021·遼寧卷）利用(Q)與電解轉(zhuǎn)化法從煙氣中分離的原理如圖。已知氣體可選擇性通過膜電極，溶液不能通過。下列說法錯誤的是A．a(chǎn)為電源負極 B．溶液中Q的物質(zhì)的量保持不變C．在M極被還原 D．分離出的從出口2排出【答案】C【分析】由題干信息可知，M極發(fā)生的是由Q轉(zhuǎn)化為的過程，該過程是一個還原反應(yīng)，故M極為陰極，電極反應(yīng)為：+2H2O+2e-=+2OH-，故與M極相連的a電極為負極，N極為陽極，電極反應(yīng)為：-2e-=+2H+，b極為電源正極，據(jù)此分析解題?！窘馕觥緼．由分析可知，a為電源負極，A正確；B．由分析可知，根據(jù)電子守恒可知，溶液中Q的物質(zhì)的量保持不變，B正確；C．由分析可知，整個過程CO2未被還原，在M極發(fā)生反應(yīng)為CO2+OH-=，C錯誤；D．由題干信息可知，M極上CO2發(fā)生反應(yīng)為：CO2+OH-=被吸收，向陽極移動，N極上發(fā)生的反應(yīng)為：+H+=H2O+CO2↑，故分離出的從出口2排出，D正確；故答案為：C。1．“五類”依據(jù)判斷電解池電極判斷依據(jù)電極電極材料電極反應(yīng)電子流向離子移向電極現(xiàn)象陽極與電源正極相連氧化反應(yīng)流出陰離子移向電極溶解或pH減小陰極與電源負極相連還原反應(yīng)流入陽離子移向電極增重或pH增大2．電解池電極反應(yīng)式的書寫（1）電極產(chǎn)物判斷（2）電解池電極反應(yīng)式的書寫模式：注：①陽極陰離子放電次序：非惰性電極>S2->I->Br->Cl->OH->高價含氧酸根離子>F-②陰極陽離子放電次序一般為：Ag+>Hg2+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+當然，微粒的濃度也會影響放電的順序，如電鍍鋅時，溶液中C(Zn2+)>C(H+),放電次序Zn2+>H+。（3）電極反應(yīng)方程式的書寫技巧：分：分析電極材料是惰性電極如碳棒、Pt，還是活性電極（電極參與反應(yīng)）。析：分析溶液組成即溶液中有哪些離子。判：判斷離子流向（陽離子移向陰極，陰離子移向陽極）。斷：根據(jù)離子放電順序判斷反應(yīng)的離子。書：書寫電極反應(yīng)方程式。寫：書寫總反應(yīng)方程式，放電離子來源物質(zhì)=電極產(chǎn)物+剩余部分組合。3．惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律放H2生堿型(以NaCl為例)陽極反應(yīng)式：2Cl－－2e－===Cl2↑電解后電解質(zhì)溶液的復(fù)原電解后電解質(zhì)溶液復(fù)原遵循“少什么補什么”原則，先讓析出的產(chǎn)物(氣體或沉淀)恰好完全反應(yīng)，再將其化合物投入電解后的溶液中即可。如：①NaCl溶液：通HCl氣體(不能加鹽酸)；②AgNO3溶液：加Ag2O固體；③CuCl2溶液：加CuCl2固體；④KNO3溶液：加H2O；⑤CuSO4溶液：加CuO或CuCO3[不能加Cu2O、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3]。陰極反應(yīng)式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－電解電解質(zhì)型(以HCl為例)陽極反應(yīng)式：2Cl－－2e－===Cl2↑陰極反應(yīng)式：2H＋＋2e－===H2↑電解水型(以H2SO4為例)陽極反應(yīng)式：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋陰極反應(yīng)式：4H＋＋4e－===2H2↑放O2生酸型(以CuSO4為例)陽極反應(yīng)式：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋陰極反應(yīng)式：2Cu2＋＋4e－===2Cu總離子方程式：2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=====,\s\up7(電解))2Cu＋4H＋＋O2↑4．電解原理的應(yīng)用(1)電解飽和食鹽水。陽極反應(yīng)式：2Cl－－2e－=Cl2↑(氧化反應(yīng))陰極反應(yīng)式：2H＋＋2e－=H2↑(還原反應(yīng))總反應(yīng)方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑離子反應(yīng)方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑(3)應(yīng)用：氯堿工業(yè)制燒堿、氫氣和氯氣陽極：鈦網(wǎng)(涂有鈦、釕等氧化物涂層)。陰極：碳鋼網(wǎng)。陽離子交換膜：①只允許陽離子通過，能阻止陰離子和氣體通過。②將電解槽隔成陽極室和陰極室。(2)電解精煉銅(3)電鍍銅(4)電冶金利用電解熔融鹽的方法來冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等總方程式陽極、陰極反應(yīng)式冶煉鈉2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(通電))2Na＋Cl2↑2Cl－－2e－=Cl2↑，2Na＋＋2e－=2Na冶煉鎂MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(通電))Mg＋Cl2↑2Cl－－2e－=Cl2↑，Mg2＋＋2e－=Mg冶煉鋁2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(通電))4Al＋3O2↑6O2－－12e－=3O2↑，4Al3＋＋12e－=4Al5．有關(guān)電化學(xué)計算的三大方法(1)根據(jù)電子守恒計算用于串聯(lián)電路中電解池陰陽兩極產(chǎn)物、原電池正負兩極產(chǎn)物、通過的電量等類型的計算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。(2)根據(jù)總反應(yīng)式計算先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計算。(3)根據(jù)關(guān)系式計算根據(jù)得失電子守恒關(guān)系建立起已知量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建計算所需的關(guān)系式。如以通過4mole－為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式：(式中M為金屬，n為其離子的化合價數(shù)值)6．原電池、電解池、電鍍池判定（1）若無外接電源，可能是原電池，然后根據(jù)原電池的形成條件判定；（2）若有外接電源，兩極插入電解質(zhì)溶液中，則可能是電解池或電鍍池，當陽極金屬與電解質(zhì)溶液中的金屬離子相同則為電鍍池；（3）若為無明顯外接電源的串聯(lián)電路，則應(yīng)利用題中信息找出能發(fā)生自發(fā)氧化還原反應(yīng)的裝置為原電池?？枷?1電解池原理1．（2023·廣西南寧·南寧三中校聯(lián)考模擬預(yù)測）如圖是利用甲醇燃料電池進行電化學(xué)研究的裝置圖，下列說法正確的是

A．甲池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，總反應(yīng)為2CH3OH+3O2=2CO2+4H2OB．乙池中的Ag不斷溶解C．反應(yīng)一段時間后要使乙池恢復(fù)原狀，可加入一定量CuO固體D．當甲池中有22.4LO2參與反應(yīng)時，乙池中理論上可析出12.8g固體【答案】C【分析】由圖可知，甲池為甲醇燃料原電池，是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，電解液為KOH，甲醇發(fā)生氧化反應(yīng)生成碳酸根離子，為負極；氧氣發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子，為正極，總反應(yīng)為；則石墨電極為陽極、銀電極為陰極；【解析】A．由分析可知，甲池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，總反應(yīng)為，A錯誤；B．銀電極為陰極，銅離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成銅單質(zhì)，B錯誤；C．乙池陽極水放電發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，則乙池減少的為銅和氧元素，故反應(yīng)一段時間后要使乙池恢復(fù)原狀，可加入一定量CuO固體，C正確；D．沒有標況，不能計算反應(yīng)的氧氣的物質(zhì)的量，不能計算乙池析出物質(zhì)質(zhì)量，D錯誤；故選C。2．（2023·湖北·校聯(lián)考模擬預(yù)測）科研團隊開創(chuàng)了海水原位直接電解制氫的全新技術(shù)(如圖所示)。該研究的關(guān)鍵點是利用海水側(cè)和電解質(zhì)側(cè)的水蒸氣壓力差使海水自發(fā)蒸發(fā)，并以蒸汽形式通過透氣膜擴散到電解質(zhì)側(cè)重新液化，即“液-氣-液”水遷移機制，為電解提供淡水。下列敘述錯誤的是

A．直接電解海水存在陽極易腐蝕問題B．液態(tài)水、陰離子分別不能通過膜a、膜bC．鉛酸蓄電池做電源時，電極與N電極相連D．電解過程中，陰極區(qū)溶液可能不變【答案】B【分析】由圖可知，在電解過程中M極OH-放電失去電子生成O2，N極H2O得到電子生成H2，則M為陽極，電極方程式為：4OH--4e-=O2↑+2H2O，N為陰極，電極方程式為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，陽極區(qū)OH-濃度減小，為保證KOH濃度較高形成水蒸氣壓力差，陰極產(chǎn)生的OH-需要經(jīng)過離子交換膜b進入陽極，膜b為陰離子交換膜，以此解答?！窘馕觥緼．海洋環(huán)境中的鹽度、溫度、溶解氧等因素會影響金屬材料的化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致其受到腐蝕，直接電解海水存在陽極易腐蝕問題，故A正確；B．由題意可知，海水自發(fā)蒸發(fā)，并以蒸汽形式通過透氣膜擴散到電解質(zhì)側(cè)重新液化，液態(tài)水不能通過膜a，膜b為陰離子交換膜，陰離子能通過膜b，故B錯誤；C．鉛酸蓄電池做電源時，Pb為負極，應(yīng)該與陰極N電極相連，故C正確；D．電解過程中，陰極區(qū)電極方程式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，生成的OH-進入陽極區(qū)，陰極區(qū)溶液可能不變，故D正確；故選B。3．（2023·貴州貴陽·統(tǒng)考三模）如圖2所示是一種低電壓下獲得氫氣和氧氣的電化學(xué)裝置。下列有關(guān)說法錯誤的是

A．a(chǎn)電極為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．M、N電極產(chǎn)生的氣體物質(zhì)的量之比為2∶1C．標況下生成2.24L的氣體N，則有0.2NA的OH-經(jīng)隔膜從b移向aD．反應(yīng)器I中反應(yīng)為4[Fe(CN)6]3-+4OH-=4[Fe(CN)6]4-+O2↑+2H2O【答案】B【分析】由圖可知，a電極上[Fe(CN)6]4-發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化成[Fe(CN)6]3-，電極反應(yīng)為[Fe(CN)6]4--e-=[Fe(CN)6]3-，a電極為陽極；b電極為陰極，b電極上DHPS發(fā)生得電子的還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化成DHPS—2H；反應(yīng)器I中[Fe(CN)6]3-發(fā)生還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化成[Fe(CN)6]4-，根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律，反應(yīng)器I中放出的氣體M為O2；反應(yīng)器Ⅱ中DHPS—2H發(fā)生氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化成DHPS，放出的氣體N為H2；據(jù)此分析作答?！窘馕觥緼．根據(jù)分析，a電極上[Fe(CN)6]4-發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，a電極為陽極，A項正確；B．根據(jù)分析，氣體M為O2，氣體N為H2，結(jié)合得失電子守恒，M、N產(chǎn)生氣體物質(zhì)的量之比為1∶2，B項錯誤；C．氣體N為H2，每生成1molH2電路中通過2mol電子，標況下生成2.24LH2（即0.1molH2）電路中通過0.2mol電子，根據(jù)a電極的電極反應(yīng)[Fe(CN)6]4--e-=[Fe(CN)6]3-，a電極消耗0.2mol[Fe(CN)6]4-生成0.2mol[Fe(CN)6]3-，結(jié)合電荷守恒，有0.2molOH-經(jīng)隔膜從b移向a，即有0.2NA的OH-經(jīng)隔膜從b移向a，C項正確；D．反應(yīng)器I中[Fe(CN)6]3-發(fā)生還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化成[Fe(CN)6]4-，根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律，反應(yīng)器I中放出的氣體M為O2，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒，反應(yīng)器I中的反應(yīng)為4[Fe(CN)6]3-+4OH-=4[Fe(CN)6]4-+O2↑+2H2O，D項正確；答案選B。4．（2023·湖北武漢·華中師大一附中?？寄M預(yù)測）將、和熔融制成燃料電池，模擬工業(yè)電解法來處理含廢水，如圖所示：電解過程中溶液發(fā)生反應(yīng)：，Y是可循環(huán)使用的氧化物。下列說法不正確的是A．Y是B．Fe(Ⅰ)的電極反應(yīng)式為C．若Fe(Ⅱ)電極改為Cu電極，電解結(jié)束時乙池中的產(chǎn)物會發(fā)生改變D．若石墨Ⅰ消耗46g，則乙池中可處理0.083mol【答案】C【解析】A．由題給示意圖可知甲電池工作時，通的一極為燃料電池的負極，電極反應(yīng)式為，則Y是，故A正確；B．Fe(Ⅰ)電極為電解池陽極，故電極反應(yīng)式為，故B正確；C．Fe(Ⅱ)為陰極，陰極電極材料不參加反應(yīng)，則改為Cu不會影響電解產(chǎn)物，故C錯誤；D．若石墨Ⅰ消耗46g，則外電路中轉(zhuǎn)移1mol，F(xiàn)e(Ⅰ)發(fā)生反應(yīng)，生成0.5mol，根據(jù)反應(yīng)，0.5mol被氧化需消耗的物質(zhì)的量為，故D正確；故答案選C。5．（2023·天津南開·南開中學(xué)?？寄M預(yù)測）下列說法正確的是

A．乙池中石墨電極表面有氣泡產(chǎn)生，丙池中向右側(cè)電極移動B．甲池通入的電極反應(yīng)為C．反應(yīng)一段時間后，向乙池中加入一定量固體能使溶液恢復(fù)到原濃度D．收集一段時間后丙池中兩電極上產(chǎn)生的氣體，左側(cè)電極可能得到混合氣體【答案】D【分析】由圖可知，甲為原電池，甲醇通入極為負極，氧氣通入極為正極，乙為電解池，石墨為陽極，Ag為陰極，丙為電解池，左側(cè)Pt電極為陽極，右側(cè)Pt電極為陰極，據(jù)此作答?！窘馕觥緼．乙池中石墨電極為陽極，溶液中氫氧根離子放電生成氧氣，電極反應(yīng)式為4OH--4e-=O2↑+2H2O，丙為電解池，陰離子向陽極(左側(cè)Pt電極)移動，故A錯誤；B．在燃料電池甲池中，負極是甲醇發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，在堿性電解質(zhì)下的電極反應(yīng)為CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O，故B錯誤；C．電解池乙池中，電解后生成硫酸、銅和氧氣，要想復(fù)原，要加入氧化銅，故C錯誤；D．丙池是電解池，左側(cè)電極是陽極，開始生成氯氣，電極反應(yīng)式為2Cl--2e=Cl2↑，當氯離子消耗完以后，電極繼續(xù)生成氧氣，電極反應(yīng)式為4OH--4e-=O2↑+2H2O，故左側(cè)電極可能得到混合氣體，故D正確；故選：D?？枷?2電解池原理的應(yīng)用1．（2023·江蘇·統(tǒng)考二模）用電解法對酸性含氯氨氮廢水進行無害化處理的過程如圖所示。下列說法正確的是

A．DSA電極與外接電源的負極連接B．發(fā)生的電極反應(yīng)為：C．降解過程中應(yīng)該控制條件避免發(fā)生反應(yīng)②D．1molHO·和足量反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為【答案】C【解析】A．NH3在DSA電極轉(zhuǎn)化為N2，氮元素從-3價升高為0價，被氧化，該電極是電解池的陽極，與外接電源的正極相連，故A錯誤；B．由圖示知，Cl-在DSA電極表面轉(zhuǎn)化為Cl2電極反應(yīng)式為：2Cl--2e-=Cl2↑，故B錯誤；C．反應(yīng)②中NH3轉(zhuǎn)化為，沒有達到氨氮廢水無害化處理的目的，所以，降解過程中應(yīng)該控制條件避免發(fā)生反應(yīng)②，故C正確；D．羥基自由基中氧元素為-1價，其還原產(chǎn)物中氧元素為-2價，一個HO·可得到一個電子，1molHO·完全反應(yīng)時轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為6.02×1023，故D錯誤；故選C。2．（2023·陜西榆林·統(tǒng)考模擬預(yù)測）電解HF和熔融KHF2的混合物(熔融混合物中常加入少量LiF或AlF3)制備單質(zhì)氟，以電解槽內(nèi)壁(鎳銅合金)和石墨為電極，總反應(yīng)為2KHF2＝2KF+F2↑+H2↑。下列有關(guān)電解制備單質(zhì)氟的說法正確的是A．電解過程中，電解槽內(nèi)壁與電源的正極相連B．石墨電極發(fā)生的電極反應(yīng)為2F－+2e－＝F2↑C．電解過程中加入少量LiF或AlF3可以降低混合物的熔點，增強導(dǎo)電性D．電解一段時間后，加入一定量的固體KHF2可還原混合物的組成【答案】C【解析】A．電解槽內(nèi)壁由Ni、Cu合金構(gòu)成，若與電源正極相連，則為陽極，Ni、Cu失去電子與總反應(yīng)不符，A錯誤；B．石墨電極應(yīng)為陽極，失去電子，B錯誤；C．LiF、AlF3的加入可降低混合物熔點，增強導(dǎo)電性，C正確；D．從固體熔融物中析出后，H2氣體則需要加HF還原混合物組成，D錯誤；故答案為：C。3．（2023·山東威?！ねＪ械谝恢袑W(xué)統(tǒng)考二模）將CO2轉(zhuǎn)化為系列化工原料，越來越引起科研工作者的重視。光、電催化酶耦合反應(yīng)器固定CO2原理如圖所示。已知固碳酶在催化反應(yīng)時需要輔助因子NAD(P)H提供還原力。下列說法錯誤的是

A．裝置工作時，由光能、電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B．轉(zhuǎn)化生成1mol得到6molC．當有2mol通過交換膜進入陰極室，一定生成1molHCOOHD．在電解液中添加并給反應(yīng)器施加電壓，有利于轉(zhuǎn)換為NAD(P)H【答案】C【分析】由題干原理圖示信息可知，陽極(即與電源正極相連的電極)上發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：2H2O-4e-=4H++O2↑，H+通過質(zhì)子交換膜移向陰極室，陰極電極反應(yīng)為：NAD(P)+H++e-=NAD(P)H，CO2+2NAD(P)H=2NAD(P)+HCOOH或者CO2+6NAD(P)H=CH3OH+H2O+6NAD(P)，光能捕獲與電子激發(fā)器中吸收太陽能，激發(fā)失去電子，從而也發(fā)生NAD(P)+H++e-=NAD(P)H，據(jù)此分析解題?！窘馕觥緼．由分析可知，裝置工作時，由光能、電能轉(zhuǎn)化為HCOOH、CH3OH、NAD(P)、NAD(P)H中的化學(xué)能，A正確；B．根據(jù)電子守恒可知，CO2轉(zhuǎn)化生成1molCH3OH得到6mole-，B正確；C．由分析可知，陰極室發(fā)生的反應(yīng)有：NAD(P)+H++e-=NAD(P)H，CO2+2NAD(P)H=2NAD(P)+HCOOH或者CO2+6NAD(P)H=CH3OH+H2O+6NAD(P)，且光能捕獲與電子激發(fā)器中吸收太陽能，激發(fā)失去電子，從而也發(fā)生NAD(P)+H++e-=NAD(P)H，故當有2mol通過交換膜進入陰極室，不一定生成1molHCOOH，C錯誤；D．在電解液中添加可以增強電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性，并給反應(yīng)器施加電壓，可加快反應(yīng)速率，故有利于轉(zhuǎn)換為NAD(P)H，D正確；故答案為：C。4．（2023·江西景德鎮(zhèn)·統(tǒng)考二模）在電還原條件下由PVC{

}產(chǎn)生的氯離子可以直接用于串聯(lián)電氧化氯化反應(yīng)。PVC可用于常規(guī)回收DEHP(在電化學(xué)反應(yīng)中可充當氧化還原介質(zhì)，提高反應(yīng)效率)，轉(zhuǎn)化過程如圖。

下列敘述錯誤的是A．上述裝置為將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能的裝置B．電極d上發(fā)生還原反應(yīng)C．上述轉(zhuǎn)化的總反應(yīng)方程式為

D．該裝置工作時，氯離子向d極移動【答案】B【分析】上述裝置有外接電源，為電解池裝置。電極d上氯離子失去電子生成氯原子，發(fā)生氧化反應(yīng)，作陽極，則電極c作陰極，據(jù)此分析解答?！窘馕觥緼．上述裝置有外接電源，為電解池，能將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，A正確；B．電極d上氯離子失去電子生成氯原子，發(fā)生氧化反應(yīng)，B錯誤；C．結(jié)合反應(yīng)過程可知，

和

電解生成

和

，轉(zhuǎn)化的總反應(yīng)方程式為

，C正確；D．根據(jù)分析，電極d作陽極，電極c作陰極，陰離子移向陽極，即氯離子向d極移動，D正確；故選B。5．（2023·重慶沙坪壩·重慶八中?？级＃┪覈鴮W(xué)者利用雙膜三室電解法合成了，該方法的優(yōu)點是能耗低、原料利用率高，同時能得到高利用。價值的副產(chǎn)品，其工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是

A．b為電源負極，氣體X為B．膜I、膜Ⅱ依次適合選用陰離子交換膜、陽離子交換膜C．電解過程中需及時補充NaClD．制得的同時NaOH溶液質(zhì)量增加80g【答案】D【分析】由圖可知，左邊電極氯化亞銅轉(zhuǎn)化為氯化銅，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，作陽極，電極反應(yīng)式為；右邊電極作陰極，電極反應(yīng)式為。左邊作陽極，右邊作陰極，則a為電源正極，b為電源負極，據(jù)此分析解答?！窘馕觥緼．由圖可知，左邊電極氯化亞銅失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，作陽極，右邊電極為陰極，故b為電源負極，陰極上的得電子生成，A正確；B．飽和食鹽水中的通過膜Ⅱ移入陰極區(qū)，同時制得副產(chǎn)品NaOH，飽和食鹽水中的通過膜I移入陽極區(qū)，補充消耗的，則膜I、膜Ⅱ依次適合選用陰離子交換膜、陽離子交換膜，B正確；C．左邊電極為陽極，電極反應(yīng)式為，陰極電極反應(yīng)式為，生成氫氧根離子，鈉離子向右側(cè)遷移，右側(cè)NaOH濃度變大，氯離子向左側(cè)遷移，因而NaCl濃度變小，需及時補充，C正確；D．總反應(yīng)為，由，結(jié)合電極反應(yīng)式可知，制得轉(zhuǎn)移2mol電子，同時有遷移并放出，故氫氧化鈉溶液增重，D錯誤；故選D?？键c三金屬腐蝕與防護命題點01金屬腐蝕的原理典例01（2022·遼寧卷）鍍鋅鐵釘放入棕色的碘水中，溶液褪色；取出鐵釘后加入少量漂白粉，溶液恢復(fù)棕色；加入，振蕩，靜置，液體分層。下列說法正確的是A．褪色原因為被還原 B．液體分層后，上層呈紫紅色C．鍍鋅鐵釘比鍍錫鐵釘更易生銹 D．溶液恢復(fù)棕色的原因為被氧化【答案】D【解析】A．比活潑，更容易失去電子，還原性更強，先與發(fā)生氧化還原反應(yīng)，故溶液褪色原因為被還原，A項錯誤；B．液體分層后，在層，的密度比水大，則下層呈紫紅色，B項錯誤；C．若鍍層金屬活潑性大于，則不易生銹，反之，若活潑性大于鍍層金屬，則更易生銹，由于活潑性：，則鍍錫鐵釘更易生銹，C項錯誤；D．漂白粉的有效成分為，其具有強氧化性，可將氧化，D項正確；答案選D。典例02（2019·江蘇卷）將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液濕潤后，置于如圖所示裝置中，進行鐵的電化學(xué)腐蝕實驗。下列有關(guān)該實驗的說法正確的是()A．鐵被氧化的電極反應(yīng)式為Fe?3e?=Fe3+B．鐵腐蝕過程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能C．活性炭的存在會加速鐵的腐蝕D．以水代替NaCl溶液，鐵不能發(fā)生吸氧腐蝕【答案】C【解析】A項，該裝置中發(fā)生吸氧腐蝕，F(xiàn)e作負極，F(xiàn)e失電子生成亞鐵離子，電極反應(yīng)式為Fe﹣2e﹣═Fe2+，故A錯誤；B項，鐵腐蝕過程發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，放熱，所以還存在化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的變化，故B錯誤；C項，F(xiàn)e、C和電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，F(xiàn)e易失電子被腐蝕，加速Fe的腐蝕，故C正確；D項，弱酸性或中性條件下鐵腐蝕吸氧腐蝕，水代替NaCl溶液，溶液仍然呈中性，F(xiàn)e發(fā)生吸氧腐蝕，故D錯誤；故選C。典例03（2017·浙江卷）在一塊表面無銹的鐵片上滴食鹽水，放置一段時間后看到鐵片上有鐵銹出現(xiàn)，鐵片腐蝕過程中發(fā)生的總化學(xué)方程式：2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2進一步被氧氣氧化為Fe(OH)3，再在一定條件下脫水生成鐵銹，其原理如圖。下列說法正確的是A．鐵片發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕B．鐵片腐蝕最嚴重區(qū)域應(yīng)該是生銹最多的區(qū)域C．鐵片腐蝕中負極發(fā)生的電極反應(yīng)：2H2O＋O2＋4e－===4OH－D．鐵片里的鐵和碳與食鹽水形成無數(shù)微小原電池，發(fā)生了電化學(xué)腐蝕【答案】D【解析】A、鐵作負極，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，選項A錯誤；B、鐵片負極腐蝕最嚴重，由于離子的移動，在正極區(qū)域生成鐵銹最多，選項B錯誤；C、鐵作負極，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即Fe-2e-=Fe2+，選項C錯誤；D、在一塊表面無銹的鐵片上滴食鹽水，鐵片里的鐵和碳與食鹽水形成無數(shù)微小原電池，發(fā)生了電化學(xué)腐蝕，鐵作負極，碳作正極，選項D正確。答案選D。命題點02金屬的防護原理典例01（2022·廣東卷）為檢驗犧牲陽極的陰極保護法對鋼鐵防腐的效果，將鍍層有破損的鍍鋅鐵片放入酸化的3%NaCl溶液中。一段時間后，取溶液分別實驗，能說明鐵片沒有被腐蝕的是()A．加入AgNO3溶液產(chǎn)生沉淀 B．加入淀粉碘化鉀溶液無藍色出現(xiàn)C．加入KSCN溶液無紅色出現(xiàn) D．加入K3[Fe(CN)6]溶液無藍色沉淀生成【答案】D【解析】鍍層有破損的鍍鋅鐵片被腐蝕，則將其放入到酸化的3%NaCl溶液中，會構(gòu)成原電池，由于鋅比鐵活潑，作原電池的負極，而鐵片作正極，溶液中破損的位置會變大，鐵也會繼續(xù)和酸化的氯化鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，溶液中會有亞鐵離子生成。A項，氯化鈉溶液中始終存在氯離子，所以加入硝酸銀溶液后，不管鐵片是否被腐蝕，均會出現(xiàn)白色沉淀，故A不符合題意；B項，淀粉碘化鉀溶液可檢測氧化性物質(zhì)，但不論鐵片是否被腐蝕，均無氧化性物質(zhì)可碘化鉀發(fā)生反應(yīng)，故B不符合題意；C項，KSCN溶液可檢測鐵離子的存在，上述現(xiàn)象中不會出現(xiàn)鐵離子，所以無論鐵片是否被腐蝕，加入KSCN溶液后，均無紅色出現(xiàn)，故C不符合題意；D項，K3[Fe(CN)6]是用于檢測Fe2+的試劑，若鐵片沒有被腐蝕，則溶液中不會生成亞鐵離子，則加入K3[Fe(CN)6]溶液就不會出現(xiàn)藍色沉淀，故D符合題意。故選D。典例02（2021·全國乙卷）沿海電廠采用海水為冷卻水，但在排水管中生物的附著和滋生會阻礙冷卻水排放并降低冷卻效率，為解決這一問題，通常在管道口設(shè)置一對惰性電極(如圖所示)，通入一定的電流。下列敘述錯誤的是()A．陽極發(fā)生將海水中的Cl-氧化生成Cl2的反應(yīng)B．管道中可以生成氧化滅殺附著生物的NaClOC．陰極生成的H2應(yīng)及時通風(fēng)稀釋安全地排入大氣D．陽極表面形成的Mg(OH)2等積垢需要定期清理【答案】D【解析】海水中除了水，還含有大量的Na+、Cl-、Mg2+等，根據(jù)題干信息可知，裝置的原理是利用惰性電極電解海水，陽極區(qū)溶液中的Cl-會優(yōu)先失電子生成Cl2，陰極區(qū)H2O優(yōu)先得電子生成H2和OH-，結(jié)合海水成分及電解產(chǎn)物分析。A項，根據(jù)分析可知，陽極區(qū)海水中的Cl-會優(yōu)先失去電子生成Cl2，發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確；B項，設(shè)置的裝置為電解池原理，根據(jù)分析知，陽極區(qū)生成的Cl2與陰極區(qū)生成的OH-在管道中會發(fā)生反應(yīng)生成NaCl、NaClO和H2O，其中NaClO具有強氧化性，可氧化滅殺附著的生物，B正確；C項，因為H2是易燃性氣體，所以陽極區(qū)生成的H2需及時通風(fēng)稀釋，安全地排入大氣，以排除安全隱患，C正確；D項，陰極的電極反應(yīng)式為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，會使海水中的Mg2+沉淀積垢，所以陰極表面會形成Mg(OH)2等積垢需定期清理，D錯誤。故選D。典例03（2020·江蘇卷）將金屬M連接在鋼鐵設(shè)施表面，可減緩水體中鋼鐵設(shè)施的腐蝕。在題圖所示的情境中，下列有關(guān)說法正確的是()A．陰極的電極反應(yīng)式為B．金屬M的活動性比Fe的活動性弱C．鋼鐵設(shè)施表面因積累大量電子而被保護D．鋼鐵設(shè)施在河水中的腐蝕速率比在海水中的快【答案】C【解析】A項，陰極的鋼鐵設(shè)施實際作原電池的正極，正極金屬被保護不失電子，故A錯誤；B項，陽極金屬M實際為原電池裝置的負極，電子流出，原電池中負極金屬比正極活潑，因此M活動性比Fe的活動性強，故B錯誤；C項，金屬M失電子，電子經(jīng)導(dǎo)線流入鋼鐵設(shè)備，從而使鋼鐵設(shè)施表面積累大量電子，自身金屬不再失電子從而被保護，故C正確；D項，海水中的離子濃度大于河水中的離子濃度，離子濃度越大，溶液的導(dǎo)電性越強，因此鋼鐵設(shè)施在海水中的腐蝕速率比在河水中快，故D錯誤；故選C。1．影響金屬腐蝕的因素(1)對于金屬本性來說，金屬越活潑，就越容易失去電子而被腐蝕。(2)電解質(zhì)溶液對金屬的腐蝕的影響也很大，如果金屬在潮濕的空氣中，接觸腐蝕性氣體或電解質(zhì)溶液，都容易被腐蝕。2．金屬腐蝕快慢的規(guī)律(1)金屬腐蝕類型的差異：電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學(xué)腐蝕＞有防護措施的腐蝕。(2)電解質(zhì)溶液的影響：對同一金屬來說，腐蝕的快慢(濃度相同)強電解質(zhì)溶液＞弱電解質(zhì)溶液＞非電解質(zhì)溶液；對同一種電解質(zhì)溶液來說，一般電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快；活潑性不同的兩金屬與電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池時，一般活潑性差別越大，負極腐蝕越快。3．金屬電化腐蝕的類型類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜呈酸性水膜呈弱酸性或中性正極反應(yīng)2H＋＋2e－=H2↑O2＋2H2O＋4e－=4OH－負極反應(yīng)Fe－2e－=Fe2＋其他反應(yīng)吸氧腐蝕更普遍，危害更大4.金屬保護的方法(1)加防護層，如在金屬表面加上油漆、搪瓷、瀝青、塑料、橡膠等耐腐蝕的非金屬材料；采用電鍍或表面鈍化等方法在金屬表面鍍上一層不易被腐蝕的金屬。(2)電化學(xué)防護：1）犧牲陽極法：原電池原理，外接活潑金屬作負極(陽極)使被保護金屬作正極(陰極)。形成原電池時，被保護的金屬作正極，不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)受到保護；活潑金屬作負極，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)受到腐蝕。負極要定期予以更換。2）外加電流法：電解原理，被保護金屬作陰極，用惰性電極作輔助陽極。通電后強制電子流向被保護的金屬設(shè)備，使金屬表面腐蝕電流降至零或接近零。從而使金屬受到保護。方法犧牲陽極法外加電流法依據(jù)原電池原理電解池原理原理形成原電池時，被保護的金屬作正極，不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)受到保護；活潑金屬作負極，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)受到腐蝕。負極要定期予以更換將被保護的金屬與另一附加電極作為電解池的兩個電極，使被保護的金屬作陰極，在外加直流電的作用下使陰極得到保護應(yīng)用保護一些鋼鐵設(shè)備，如鍋爐內(nèi)壁、船體外殼等裝上鎂合金或鋅塊保護土壤、海水及水中的金屬設(shè)備實例示意圖考向01金屬腐蝕的原理1．（2023·河南·校聯(lián)考一模）科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)金屬生銹時，銹層內(nèi)如果有硫酸鹽會加快金屬的腐蝕，其腐蝕原理如圖所示。下列說法錯誤的是A．鋼鐵的腐蝕中正極電極反應(yīng)式為B．酸雨地區(qū)的鋼鐵更易被腐蝕C．生成反應(yīng)的化學(xué)方程式為D．硫酸鹽加速電子傳遞，有一定的催化劑作用【答案】C【分析】由圖可知鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕?！窘馕觥緼．鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時C作正極，氧氣在正極得電子，電極反應(yīng)式為，A正確；B．酸性溶液可以加速鐵的銹蝕，B正確；C．不穩(wěn)定，易被氧氣氧化生成，反應(yīng)為，C錯誤；D．已知，銹層內(nèi)如果有硫酸鹽會加快金屬的腐蝕，硫酸鹽能增加導(dǎo)電性，加速電子傳遞，有一定的催化劑作用，D正確；故選C。2．（2023·河北保定·統(tǒng)考一模）某實驗小組要定量探究鐵銹蝕的因素，設(shè)計如圖所示實驗裝置，檢查氣密性，將5g鐵粉和2g碳粉加入三頸燒瓶，時刻，加入2mL飽和氯化鈉溶液后，再將一只裝有5mL稀鹽酸的注射器插到燒瓶上，采集數(shù)據(jù)。下列說法錯誤的是A．鐵發(fā)生銹蝕的反應(yīng)是放熱反應(yīng)B．溫度降低是因為反應(yīng)速率減慢了C．BC段壓強減小是因為鐵和氧氣直接反應(yīng)生成了氧化鐵D．壓強變大是因為發(fā)生了鐵的析氫腐蝕【答案】C【解析】A．由溫度曲線可知，鐵發(fā)生銹蝕的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高，A正確；B．溫度降低是因為裝置中氧氣被消耗，導(dǎo)致鐵被銹蝕反應(yīng)速率減慢了，B正確；C．BC段壓強減小是因為鐵在氧氣、水共同作用下反應(yīng)生成了鐵銹，鐵銹主要成分為氧化鐵，C錯誤；D．壓強變大是因為注射器中鹽酸被壓入三頸燒瓶中，鹽酸和鐵生成氫氣，發(fā)生了鐵的析氫腐蝕，D正確；故選C。3．（2023·廣東惠州·統(tǒng)考模擬預(yù)測）下列現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無關(guān)的是A．銅鋅合金(黃銅)不易被腐蝕B．銀質(zhì)物品久置表面變黑C．附有銀制配件的鐵制品其接觸處易生銹D．鐵鍋炒菜后未洗凈擦干容易生銹【答案】B【解析】A．銅鋅合金中，金屬鋅為負極，金屬銅為正極，Cu被保護，不易被腐蝕，與電化學(xué)腐蝕有關(guān)，A不符合題意；B．銀質(zhì)物品長期放置表面變黑是因為金屬銀和空氣中二氧化硫、硫化氫發(fā)生反應(yīng)生成硫化銀的結(jié)果，屬于化學(xué)腐蝕，與電化學(xué)腐蝕無關(guān)，B符合題意；C．鐵制品附有銀制配件時，在接觸處形成原電池，其中鐵為負極，易生銹，和電化學(xué)腐蝕有關(guān)，C不符合題意；D．鐵、碳和電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，F(xiàn)e作負極失電子加速腐蝕，純鐵和電解質(zhì)溶液發(fā)生化學(xué)腐蝕，所以生鐵比純鐵更容易生銹，與電化學(xué)腐蝕有關(guān)，D不符合題意；故選：B。4．（2023·上海閔行·統(tǒng)考二模）國產(chǎn)航母山東艦采用模塊制造，然后焊接組裝而成。實驗室模擬海水和淡水對焊接金屬材料的影響，結(jié)果如圖所示。下列分析正確的是?A．艦艇被腐蝕是因為形成了電解池B．甲是海水環(huán)境下的腐蝕情況C．被腐蝕時正極反應(yīng)式為：Fe-2e→Fe2＋D．焊點附近用鋅塊打“補丁”延緩腐蝕【答案】D【分析】鐵比錫活潑，在海水和淡水環(huán)境下，均是為負極，為正極，以此解題?！窘馕觥緼．由圖可知，艦艇腐蝕是形成原電池，加快反應(yīng)速率，A錯誤；B．海水環(huán)境下電解質(zhì)濃度較大，腐蝕更嚴重，乙是在海水環(huán)境下的腐蝕情況，B錯誤；C．兩種環(huán)境下，正極反應(yīng)式為，C錯誤；D．鋅可以和鐵形成原電池，但是此時鋅為負極，保護了艦體不被腐蝕，D正確；故選D。5．（2023·廣東·廣州市第二中學(xué)校聯(lián)考三模）利用原電池原理可以避免金屬腐蝕，某小組同學(xué)設(shè)計了如下圖所示的實驗方案來探究鐵片的腐蝕情況。下列說法中正確的是

A．甲中的鐵片附近會出現(xiàn)藍色B．甲中形成了原電池，鋅片作正極C．乙中銅片附近會出現(xiàn)紅色D．乙中的銅片上發(fā)生氧化反應(yīng)【答案】C【解析】A．甲中鋅為負極，其失去電子變?yōu)殇\離子，而鐵片是正極，其被保護而不會被腐蝕，沒有亞鐵離子生成，而鐵氰化鉀與亞鐵離子反應(yīng)會生成藍色物質(zhì)，實驗室常用此法來檢驗亞鐵離子，因此鐵片附近不會出現(xiàn)藍色，故A錯誤；B．甲中形成了原電池，鋅為負極，鋅失去電子變?yōu)殇\離子，鐵為正極，鐵不反應(yīng)，故B錯誤；C．乙中鐵作負極，銅作正極，銅附近氧氣得到電子變?yōu)闅溲醺谷芤撼蕢A性，因此，酚酞變?yōu)榧t色，故銅片附近出現(xiàn)紅色，故C正確；D．乙中鐵作為負極，其失去電子變?yōu)閬嗚F離子發(fā)生氧化反應(yīng)；銅片作為正極，其表面上有氧氣發(fā)生還原反應(yīng)，故D錯誤；故答案選C?？枷?2金屬的防護原理1．（2023下·廣東河源·高三統(tǒng)考開學(xué)考試）埋在土壤中的輸油鋼制管道容易被腐蝕。已知對管道1和管道2進行如圖所示的電化學(xué)防護設(shè)計。下列說法錯誤的是

A．對管道1進行防腐時，需要定期更換鎂塊B．管道1的電勢低于Mg塊C．區(qū)域②采用外加電流法D．區(qū)域②通入保護電流使管道2表面腐蝕電流接近于0【答案】B【分析】由圖可知，區(qū)域①采用的是犧牲陽極法進行防腐，即將還原性較強的Mg金屬作為保護極，與被保護金屬即管道1相連構(gòu)成原電池，Mg作為負極發(fā)生氧化反應(yīng)而消耗，管道1作為正極就可以避免腐蝕。區(qū)域②采用的是外加電流保護法，通過外加直流電源以及輔助陽極，迫使電子從土壤流向管道2，使管道2表面腐蝕電流接近于0，從而保護管道?！窘馕觥緼．區(qū)域①采用的是犧牲陽極法進行防腐，在防腐過程中Mg塊不斷損失，需要定期更換，故A正確；B．管道1是正極，Mg塊是負極，正極電勢高于負極，故B錯誤；C．由圖可知，區(qū)域②采用的是外加電流法，故C項正確；D．區(qū)域②通入保護電流使管道2表面腐蝕電流接近于0，故D正確；故選B。2．（2023·上海普陀·統(tǒng)考二模）為檢驗犧牲陽極的陰極保護法對鋼鐵防腐的效果，將鍍層有破損的鍍鋅鐵片放入硫酸酸化的3%NaCl溶液中。一段時間后，取溶液分別實驗，能說明鐵片沒有被腐蝕的是A．加入酸性KMnO4溶液紫紅色不褪去 B．加入淀粉碘化鉀溶液無藍色出現(xiàn)C．加入KSCN溶液無紅色出現(xiàn) D．加入AgNO3溶液產(chǎn)生沉淀【答案】A【分析】鍍層有破損的鍍鋅鐵片被腐蝕，則將其放入到酸化的3%NaCl溶液中，會構(gòu)成原電池，由于鋅比鐵活潑，作原電池的負極，而鐵片作正極，溶液中破損的位置會變大，鐵也會繼續(xù)和酸化的氯化鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，溶液中會有亞鐵離子生成；【解析】A．若鐵片沒有被腐蝕，則溶液中不會生成亞鐵離子，加入酸性KMnO4溶液紫紅色不褪去，說明沒有生成亞鐵離子，故A符合題意；B．淀粉碘化鉀溶液可檢測氧化性物質(zhì)，但不論鐵片是否被腐蝕，均無氧化性物質(zhì)與碘化鉀發(fā)生反應(yīng)，故B不符合題意；C．KSCN溶液可檢測鐵離子的存在，上述現(xiàn)象中不會出現(xiàn)鐵離子，所以無論鐵片是否被腐蝕，加入KSCN溶液后，均無紅色出現(xiàn)，故C不符合題意；D．氯化鈉溶液中始終存在氯離子，所以加入硝酸銀溶液后，不管鐵片是否被腐蝕，均會出現(xiàn)白色沉淀，故D不符