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微主题热练8 可逆电池 金属的腐蚀与防护（含解析）-2024年高考化学二轮复习
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这是一份微主题热练8 可逆电池 金属的腐蚀与防护（含解析）-2024年高考化学二轮复习，共7页。
B. 储能时，应将该电池的碳纸电极连接外接电源的正极
C. 放电时，每转移1 ml e－，中间腔室内的溶液中将减少1 ml NaCl
D. 放电时，锌板上发生的电极反应为Zn＋4OH－＋2e－===[Zn(OH)4]2－
2. (2023·江阴期末)为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3DZn)可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3DZnNiOOH二次电池，结构如图所示。电池反应为Zn＋2NiOOH＋H2OZnO＋2Ni(OH)2。下列说法错误的是 ( )
A. 放电过程中，OH－通过隔膜从负极区移向正极区
B. 充电时，阳极反应式为
Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O
C. 放电时，负极反应式为
Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O
D. 三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高
3. (2023·常熟抽检)LiO2电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电LiO2电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子(e－)和空穴(h＋)，驱动阴极反应(Li＋＋e－===Li)和阳极反应(Li2O2＋2h＋===2Li＋＋O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是( )
A. 充电时，电池的总反应Li2O2===2Li＋O2
B. 充电效率与光照产生的电子和空穴量有关
C. 放电时，Li＋从正极穿过离子交换膜向负极迁移
D. 放电时，正极反应式为O2＋2Li＋＋2e－===Li2O2
4. (2023·丹阳中学)一种可充电锂－空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li＋在多孔碳材料电极处生成Li2O2－x(x＝0或1)。下列说法不正确的是( )
A. 放电时，多孔碳材料电极为负极
B. 放电时，外电路电子由Li电极流向多孔碳材料电极
C. 充电时，电解质溶液中Li＋向锂电极区迁移
D. 充电时，电池总反应为
Li2O2－xeq \(=====,\s\up7(通电))2Li＋eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1－\f(x,2)))O2
5. (2023·姜堰中学、如东中学、沭阳中学联考)一种无需离子交换膜的新型氯流电池可用作储能设备(如图所示)，充电时，电极a的反应为NaTi2(PO4)3＋2Na＋＋2e－===Na3Ti2(PO4)3。下列说法不正确的是 ( )
A. 充电时，电极b是阴极
B. 充电时，每生成1 ml Cl2，电极a的质量理论上增加46 g
C. 放电时，NaCl溶液的浓度增大
D. 放电时，电极b的电极反应式为Cl2＋2e－===2Cl－
6. (2023·南京外国语)全钒液流电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 放电时，负极反应式：V2＋－e－===V3＋
B. 充电时，阳极的pH降低
C. 放电时，正极每消耗2 ml H＋，有2 ml H＋从负极区通过质子交换膜移向正极区
D. 电池总反应：
VO2＋＋V2＋＋2H＋VO2＋＋V3＋＋H2O
7. (2023·苏州阳光指标调研)科学家设计了一种以Cu和CuS为电极的可循环电池，电解质为AlCl3等溶液，其工作原理如图所示，充电时，Cl－向CuS电极方向移动。下列说法正确的是( )
A. 放电时，电极上产生Al3＋进入溶液
B. 放电时，Cu电极反应式为
Cu＋e－＋2Cl－===CuCleq \\al(－,2)
C. 充电时，CuS电极连接电源的正极
D. 当有0.15 ml Cu转化成CuCleq \\al(－,2)时，溶液中Al3＋减少0.1 ml
8. (2022·江苏七市二模)一种锌钒超级电池的工作原理如图所示，电解质为(CH3COO)2Zn溶液，电池总反应为Zn＋NaV2(PO4)3ZnNaV2(PO4)3。下列说法正确的是( )
A. 放电时，b电极为电池的负极
B. 放电后，负极区c(Zn2＋)增大
C. 充电时，Zn2＋向a电极移动
D. 充电时，b电极反应式为
ZnNaV2(PO4)3＋2e－===Zn2＋＋NaV2(PO4)3
9. (2022·如皋期末)一种利用双膜法电解回收CCl2溶液中C的装置如图所示，电解时C会析出在C电极上。下列说法正确的是( )
A. a为电源的正极
B. 电解后H2SO4溶液的浓度减小
C. 电解后盐酸溶液的浓度增大
D. 常温时，C电极的质量每增加5.9 g，Ti电极上会析出1.12 L气体(C—59)
10. 如图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。下列说法错误的是( )
A. 铁闸主要发生的是吸氧腐蚀
B. 图中生成铁锈最多的是乙区域
C. 铁腐蚀时的电极反应式：
Fe－2e－===Fe2＋
D. 将铁闸与石墨相连可保护铁闸
11. 两种金属接触时，接触部位会发生“电偶腐蚀”。金属铁和铜在水和海水中，相同时间发生的腐蚀情况如图所示。下列有关说法正确的是( )
A. 图甲中的介质为海水
B. 腐蚀过程中电能转化为化学能
C. 铁电极反应式：Fe－3e－===Fe3＋
D. 若在金属表面涂油漆，可以减弱铁的腐蚀
微主题热练8 可逆电池 金属的腐蚀与防护
1. B 【解析】 电子只能在导线中流动，不会经过电解质溶液，A错误；放电时，碳纸电极作正极，则充电时，碳纸电极作阳极，与外接电源的正极相连，B正确；放电时，阳离子向正极区迁移，阴离子向负极区迁移，每转移1 ml e－，中间腔室增加1 ml NaCl，C错误；放电时，锌板上发生的电极反应为Zn－2e－＋4OH－===[Zn(OH)4]2－，D错误。
2. A 【解析】 放电时，阴离子(OH－)通过隔膜从正极区向负极区迁移，A错误；充电时，相当于电解池，阳极失电子，Ni(OH)2变为 NiOOH，B正确；放电时，相当于原电池，负极失电子，Zn变为ZnO，C正确；多孔结构的物质，其表面积较大，一方面可以增加接触面积加快反应速率，另一方面可以使得到的ZnO分散度较高，D正确。
3. C 【解析】 光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应和阳极反应对电池进行充电，结合阴极反应和阳极反应，充电时，电池的总反应为Li2O2===2Li＋O2，A正确；充电时，光照光催化电极产生电子和空穴，阴极反应与电子有关，阳极反应与空穴有关，故充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，B正确；放电时，金属Li电极为负极，光催化电极为正极，Li＋从负极穿过离子交换膜向正极迁移，C错误；放电时，正极反应式为O2＋2Li＋＋2e－===Li2O2，D正确。
4. A 【解析】 Li是活泼金属，放电时，Li电极作负极，多孔碳材料电极作正极，放电时，外电路电子由Li电极流向多孔碳材料电极，A错误，B正确；充电时，锂电极与外接电源负极相连，作阴极，则阳离子(Li＋)向阴极(锂电极)区迁移，C正确；放电时，总反应为2Li＋eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1－\f(x,2)))O2===Li2O2－x，则充电时，总反应为Li2O2－xeq \(=====,\s\up7(通电))2Li＋eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1－\f(x,2)))O2，D正确。
5. A 【解析】 由充电时电极a的反应为NaTi2(PO4)3＋2Na＋＋2e－===Na3Ti2(PO4)3可知，电极a为电解池的阴极，电极b为阳极，A错误；充电时，电极b的反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，由得失电子守恒知，每生成1 ml Cl2，电极a的质量理论上增加46 g，B正确；充电时，总反应为NaTi2(PO4)3＋2Na＋＋2Cl－eq \(=====,\s\up7(通电))Cl2↑＋Na3Ti2(PO4)3，NaCl溶液的浓度减小，则放电时，NaCl溶液的浓度增大，C正确；放电时，电极b为正极，电极反应式为Cl2＋2e－===2Cl－，D正确。
6. C 【解析】 由图可知，放电时，负极反应为V2＋－e－===V3＋，A正确；充电时，阳极反应式为VO2＋－e－＋H2O===VOeq \\al(＋,2)＋2H＋，H＋的浓度增大，pH降低，B正确；放电时，正极反应式为VOeq \\al(＋,2)＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O，正极每消耗2 ml H＋，有1 ml H＋从负极区通过质子交换膜移向正极区，C错误；电池总反应为VO2＋＋V2＋＋2H＋eq \(,\s\up7(放电),\s\d5(充电))VO2＋＋V3＋＋H2O，D正确。
7. C 【解析】 放电时，CuS电极为正极，发生得电子的还原反应生成Al3CuS，溶液中Al3＋的数目减少，A错误；放电时，铜电极为负极，发生失电子的氧化反应：Cu－e－＋2Cl－===CuCleq \\al(－,2)，B错误；充电时，CuS电极作阳极，连接电源的正极，C正确；放电时，总反应为9Cu＋18Cl－＋3Al3＋＋CuS===9CuCleq \\al(－,2)＋Al3CuS，当有0.15 ml Cu转化成CuCleq \\al(－,2)时，溶液中Al3＋减少0.05 ml，D错误。
8. C 【解析】 Zn是活泼金属，放电时，Zn作负极，故a电极为电池的负极，A错误；放电时，正极反应式为Zn2＋＋NaV2(PO4)3＋2e－===ZnNaV2(PO4)3，由电荷守恒可知，Zn2＋通过阳离子交换膜移向b电极，即负极区c(Zn2＋)不变，B错误；充电时Zn2＋的移动方向和放电时相反，故充电时，Zn2＋向a电极移动，C正确；充电时，b电极为阳极，发生失电子的氧化反应，D错误。
9. C 【解析】 电解时，C会析出在C电极上，左室中的C2＋得电子生成C，则C电极为阴极，a为电源的负极，A错误；电解过程中，右室中的H2O失电子生成H＋和O2，水的量减少，电解后H2SO4溶液的浓度增大，B错误；电解过程中，左室中的Cl－和右室中的H＋均进入中间室，电解后盐酸溶液的浓度增大，C正确；未指明是否为标准状况，无法计算气体的体积，D错误。
10. D 【解析】 海水呈中性，主要发生吸氧腐蚀，A正确；乙处海水中溶解氧浓度最大，铁最容易生锈，B正确；铁腐蚀主要生成Fe2＋，C正确；由于铁比石墨活泼，故连接石墨后铁腐蚀更快，应该将铁闸与比铁更活泼的金属相连，D错误。
11. D 【解析】 由图乙相比，图甲铁腐蚀程度较轻，故图甲的介质为水，图乙的介质是海水，A错误；金属发生电化学腐蚀时，化学能转化为电能，B错误；铁作负极，铁电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，C错误；金属表面涂油漆后，能将金属与电解质溶液隔离，不易发生电化学腐蚀，D正确。
B. 储能时，应将该电池的碳纸电极连接外接电源的正极
C. 放电时，每转移1 ml e－，中间腔室内的溶液中将减少1 ml NaCl
D. 放电时，锌板上发生的电极反应为Zn＋4OH－＋2e－===[Zn(OH)4]2－
2. (2023·江阴期末)为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3DZn)可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3DZnNiOOH二次电池，结构如图所示。电池反应为Zn＋2NiOOH＋H2OZnO＋2Ni(OH)2。下列说法错误的是 ( )
A. 放电过程中，OH－通过隔膜从负极区移向正极区
B. 充电时，阳极反应式为
Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O
C. 放电时，负极反应式为
Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O
D. 三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高
3. (2023·常熟抽检)LiO2电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电LiO2电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子(e－)和空穴(h＋)，驱动阴极反应(Li＋＋e－===Li)和阳极反应(Li2O2＋2h＋===2Li＋＋O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是( )
A. 充电时，电池的总反应Li2O2===2Li＋O2
B. 充电效率与光照产生的电子和空穴量有关
C. 放电时，Li＋从正极穿过离子交换膜向负极迁移
D. 放电时，正极反应式为O2＋2Li＋＋2e－===Li2O2
4. (2023·丹阳中学)一种可充电锂－空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li＋在多孔碳材料电极处生成Li2O2－x(x＝0或1)。下列说法不正确的是( )
A. 放电时，多孔碳材料电极为负极
B. 放电时，外电路电子由Li电极流向多孔碳材料电极
C. 充电时，电解质溶液中Li＋向锂电极区迁移
D. 充电时，电池总反应为
Li2O2－xeq \(=====,\s\up7(通电))2Li＋eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1－\f(x,2)))O2
5. (2023·姜堰中学、如东中学、沭阳中学联考)一种无需离子交换膜的新型氯流电池可用作储能设备(如图所示)，充电时，电极a的反应为NaTi2(PO4)3＋2Na＋＋2e－===Na3Ti2(PO4)3。下列说法不正确的是 ( )
A. 充电时，电极b是阴极
B. 充电时，每生成1 ml Cl2，电极a的质量理论上增加46 g
C. 放电时，NaCl溶液的浓度增大
D. 放电时，电极b的电极反应式为Cl2＋2e－===2Cl－
6. (2023·南京外国语)全钒液流电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 放电时，负极反应式：V2＋－e－===V3＋
B. 充电时，阳极的pH降低
C. 放电时，正极每消耗2 ml H＋，有2 ml H＋从负极区通过质子交换膜移向正极区
D. 电池总反应：
VO2＋＋V2＋＋2H＋VO2＋＋V3＋＋H2O
7. (2023·苏州阳光指标调研)科学家设计了一种以Cu和CuS为电极的可循环电池，电解质为AlCl3等溶液，其工作原理如图所示，充电时，Cl－向CuS电极方向移动。下列说法正确的是( )
A. 放电时，电极上产生Al3＋进入溶液
B. 放电时，Cu电极反应式为
Cu＋e－＋2Cl－===CuCleq \\al(－,2)
C. 充电时，CuS电极连接电源的正极
D. 当有0.15 ml Cu转化成CuCleq \\al(－,2)时，溶液中Al3＋减少0.1 ml
8. (2022·江苏七市二模)一种锌钒超级电池的工作原理如图所示，电解质为(CH3COO)2Zn溶液，电池总反应为Zn＋NaV2(PO4)3ZnNaV2(PO4)3。下列说法正确的是( )
A. 放电时，b电极为电池的负极
B. 放电后，负极区c(Zn2＋)增大
C. 充电时，Zn2＋向a电极移动
D. 充电时，b电极反应式为
ZnNaV2(PO4)3＋2e－===Zn2＋＋NaV2(PO4)3
9. (2022·如皋期末)一种利用双膜法电解回收CCl2溶液中C的装置如图所示，电解时C会析出在C电极上。下列说法正确的是( )
A. a为电源的正极
B. 电解后H2SO4溶液的浓度减小
C. 电解后盐酸溶液的浓度增大
D. 常温时，C电极的质量每增加5.9 g，Ti电极上会析出1.12 L气体(C—59)
10. 如图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。下列说法错误的是( )
A. 铁闸主要发生的是吸氧腐蚀
B. 图中生成铁锈最多的是乙区域
C. 铁腐蚀时的电极反应式：
Fe－2e－===Fe2＋
D. 将铁闸与石墨相连可保护铁闸
11. 两种金属接触时，接触部位会发生“电偶腐蚀”。金属铁和铜在水和海水中，相同时间发生的腐蚀情况如图所示。下列有关说法正确的是( )
A. 图甲中的介质为海水
B. 腐蚀过程中电能转化为化学能
C. 铁电极反应式：Fe－3e－===Fe3＋
D. 若在金属表面涂油漆，可以减弱铁的腐蚀
微主题热练8 可逆电池 金属的腐蚀与防护
1. B 【解析】 电子只能在导线中流动，不会经过电解质溶液，A错误；放电时，碳纸电极作正极，则充电时，碳纸电极作阳极，与外接电源的正极相连，B正确；放电时，阳离子向正极区迁移，阴离子向负极区迁移，每转移1 ml e－，中间腔室增加1 ml NaCl，C错误；放电时，锌板上发生的电极反应为Zn－2e－＋4OH－===[Zn(OH)4]2－，D错误。
2. A 【解析】 放电时，阴离子(OH－)通过隔膜从正极区向负极区迁移，A错误；充电时，相当于电解池，阳极失电子，Ni(OH)2变为 NiOOH，B正确；放电时，相当于原电池，负极失电子，Zn变为ZnO，C正确；多孔结构的物质，其表面积较大，一方面可以增加接触面积加快反应速率，另一方面可以使得到的ZnO分散度较高，D正确。
3. C 【解析】 光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应和阳极反应对电池进行充电，结合阴极反应和阳极反应，充电时，电池的总反应为Li2O2===2Li＋O2，A正确；充电时，光照光催化电极产生电子和空穴，阴极反应与电子有关，阳极反应与空穴有关，故充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，B正确；放电时，金属Li电极为负极，光催化电极为正极，Li＋从负极穿过离子交换膜向正极迁移，C错误；放电时，正极反应式为O2＋2Li＋＋2e－===Li2O2，D正确。
4. A 【解析】 Li是活泼金属，放电时，Li电极作负极，多孔碳材料电极作正极，放电时，外电路电子由Li电极流向多孔碳材料电极，A错误，B正确；充电时，锂电极与外接电源负极相连，作阴极，则阳离子(Li＋)向阴极(锂电极)区迁移，C正确；放电时，总反应为2Li＋eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1－\f(x,2)))O2===Li2O2－x，则充电时，总反应为Li2O2－xeq \(=====,\s\up7(通电))2Li＋eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1－\f(x,2)))O2，D正确。
5. A 【解析】 由充电时电极a的反应为NaTi2(PO4)3＋2Na＋＋2e－===Na3Ti2(PO4)3可知，电极a为电解池的阴极，电极b为阳极，A错误；充电时，电极b的反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，由得失电子守恒知，每生成1 ml Cl2，电极a的质量理论上增加46 g，B正确；充电时，总反应为NaTi2(PO4)3＋2Na＋＋2Cl－eq \(=====,\s\up7(通电))Cl2↑＋Na3Ti2(PO4)3，NaCl溶液的浓度减小，则放电时，NaCl溶液的浓度增大，C正确；放电时，电极b为正极，电极反应式为Cl2＋2e－===2Cl－，D正确。
6. C 【解析】 由图可知，放电时，负极反应为V2＋－e－===V3＋，A正确；充电时，阳极反应式为VO2＋－e－＋H2O===VOeq \\al(＋,2)＋2H＋，H＋的浓度增大，pH降低，B正确；放电时，正极反应式为VOeq \\al(＋,2)＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O，正极每消耗2 ml H＋，有1 ml H＋从负极区通过质子交换膜移向正极区，C错误；电池总反应为VO2＋＋V2＋＋2H＋eq \(,\s\up7(放电),\s\d5(充电))VO2＋＋V3＋＋H2O，D正确。
7. C 【解析】 放电时，CuS电极为正极，发生得电子的还原反应生成Al3CuS，溶液中Al3＋的数目减少，A错误；放电时，铜电极为负极，发生失电子的氧化反应：Cu－e－＋2Cl－===CuCleq \\al(－,2)，B错误；充电时，CuS电极作阳极，连接电源的正极，C正确；放电时，总反应为9Cu＋18Cl－＋3Al3＋＋CuS===9CuCleq \\al(－,2)＋Al3CuS，当有0.15 ml Cu转化成CuCleq \\al(－,2)时，溶液中Al3＋减少0.05 ml，D错误。
8. C 【解析】 Zn是活泼金属，放电时，Zn作负极，故a电极为电池的负极，A错误；放电时，正极反应式为Zn2＋＋NaV2(PO4)3＋2e－===ZnNaV2(PO4)3，由电荷守恒可知，Zn2＋通过阳离子交换膜移向b电极，即负极区c(Zn2＋)不变，B错误；充电时Zn2＋的移动方向和放电时相反，故充电时，Zn2＋向a电极移动，C正确；充电时，b电极为阳极，发生失电子的氧化反应，D错误。
9. C 【解析】 电解时，C会析出在C电极上，左室中的C2＋得电子生成C，则C电极为阴极，a为电源的负极，A错误；电解过程中，右室中的H2O失电子生成H＋和O2，水的量减少，电解后H2SO4溶液的浓度增大，B错误；电解过程中，左室中的Cl－和右室中的H＋均进入中间室，电解后盐酸溶液的浓度增大，C正确；未指明是否为标准状况，无法计算气体的体积，D错误。
10. D 【解析】 海水呈中性，主要发生吸氧腐蚀，A正确；乙处海水中溶解氧浓度最大，铁最容易生锈，B正确；铁腐蚀主要生成Fe2＋，C正确；由于铁比石墨活泼，故连接石墨后铁腐蚀更快，应该将铁闸与比铁更活泼的金属相连，D错误。
11. D 【解析】 由图乙相比，图甲铁腐蚀程度较轻，故图甲的介质为水，图乙的介质是海水，A错误；金属发生电化学腐蚀时，化学能转化为电能，B错误；铁作负极，铁电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，C错误；金属表面涂油漆后，能将金属与电解质溶液隔离，不易发生电化学腐蚀，D正确。
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