【暑假培优练】专题12 金属的腐蚀与防护 电化学综合-2025年高二化学暑假衔接讲练 (人教版)（含答案）

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☛第一层 巩固提升练（3大考点）
考点一 钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀
考点二 金属的电化学防护
考点三 \l "_Tc30563" 电化学高考题型突破
☛第二层 能力提升练
☛第三层 拓展突破练
\l "_Tc17993" 钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀
⭐积累与运用
钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
图形描述
条件
水膜呈较强的酸性
水膜呈中性或很弱的酸性
电极
反应
负极（Fe）
Fe－2e－===Fe2+
Fe－2e－===Fe2+
正极（C）
2H＋＋2e－===H2↑
O2＋4e－＋2H2O===4OH－
总反应
Fe+2H+===Fe2++H2↑
2Fe+2H2O+O2===2FeOH2
后续反应
最终生成铁锈(主要成分为Fe2O3·xH2O)，反应如下：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O
联系
通常两种腐蚀同时存在，但吸氧腐蚀更普遍
1．利用如图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法正确的是
A．a处不腐蚀，b处发生析氢腐蚀
B．a、b两处具有相同的电极反应式：Fe-3e-=Fe3+
C．左侧的溶液pH增大，右侧的溶液pH减小
D．一段时间后，左侧液面高于右侧液面
【答案】D
【详解】A．U型管左边装置是中性溶液，所以发生吸氧腐蚀，右边装置是酸性溶液，发生析氢腐蚀，故A错误；
B．a、b两处构成的原电池中，铁都作负极，所以负极上具有相同的电极反应式：Fe-2e-=Fe2+，故B错误；
C．a处铁失电子生成亚铁离子，氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁沉淀，所以a处pH不变；b处溶液变成硫酸亚铁溶液，生成氢气，溶液的pH值变大，故C错误；
D．左边装置发生吸氧腐蚀时，氧气和水反应导致气体压强减小，右边装置发生析氢腐蚀，生成氢气导致气体压强增大，所以右边的液体向左边移动，所以一段时间后，a管液面高于b管液面，故D正确；
答案选D。
2．铜板上铁铆钉若较长时间浸没在海水中会生锈，其腐蚀原理如图所示。下列有关该过程的说法错误的是
A．正极上的主要电极反应为
B．该过程中铜被腐蚀
C．该过程中会有微弱的电流从Fe流向Cu
D．该过程还涉及反应
【答案】B
【详解】A．正极上O2得到电子生成OH-，电极反应式为，A正确；
B．由于活泼性：Fe>Cu，因此该过程中Fe被腐蚀，B错误；
C．Fe为负极失去电子，Cu为正极，得到电子，C正确；
D．该过程中生成的Fe2+被OH-沉淀生成Fe(OH)2，Fe(OH)2被空气中O2氧化生成Fe(OH)3，D正确；
故选B。
3．如图装置中，有如下实验现象：开始时插在小试管中的导管内的液面下降，一段时间后导管内的液面回升，略高于U形管中的液面。以下解释不合理的是

A．雨水酸性较强时，生铁片开始发生析氢腐蚀
B．一段时间后，往U形管中滴加溶液，会有蓝色沉淀产生
C．导管内红墨水液面回升时，正极反应为
D．生铁片中所含的碳能增强铁的抗腐蚀性
【答案】D
【详解】A．pH=4的雨水，其酸性较强，生铁片在该雨水中发生析氢腐蚀，故A合理；
B．U形管中发生反应，所以滴加溶液，会有蓝色沉淀产生，故B合理；
C．开始时正极反应为，由于生成，气体压强增大，开始时插在小试管中的导管内的液面下降；随着反应的进行，雨水的酸性逐渐减弱，最后发生了吸氧腐蚀，正极反应为，故导管内红墨水液面回升，故C合理；
D．生铁片中以铁为负极，碳为正极，水膜为电解质溶液的大量小型原电池，则生铁片中的碳降低了铁的抗腐蚀性，所以纯铁比生铁耐腐蚀，故D不合理；
故选：D。
4．用如图所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测定三颈烧瓶中压强随时间变化关系以及溶解氧(DO)随时间变化关系的曲线如图。下列说法正确的是
A．溶解氧随着溶液酸性减弱而增大
B．pH=2.0的溶液压强增大，主要是因为产生了氢气
C．整个过程中，负极电极反应式为：Fe-3e-=Fe3+
D．pH=4.0时，发生析氢腐蚀，不发生吸氧腐蚀
【答案】B
【详解】A．溶液酸性减弱，铁发生吸氧腐蚀，消耗氧气导致溶解氧减少，A错误；
B．pH=2时，溶液酸性较强，氢离子与铁反应生成氢气，导致烧瓶内压强增大，B正确；
C．整个过程中，锥形瓶中的Fe与C粉构成原电池，Fe为原电池负极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，C错误；
D．pH=4时，烧瓶内压强几乎不变，发生吸氧腐蚀消耗氧气导致压强减小，发生析氢腐蚀产生氢气导致压强增大，故说明pH=4时，吸氧腐蚀和析氢腐蚀同时发生，D错误；
故答案选B。
金属的电化学防护
⭐积累与运用
电化学防护的两个方法比较
牺牲阳极法
外加电流法
示意图
工作原理
原电池原理
电解池原理
电极设计
负极：活泼性更强的金属
正极：被保护的金属
阳极：惰性金属或石墨
阴极：被保护的金属
5．北溪1号和2号被炸毁，导致管道中金属材料被腐蚀。下列有关说法正确的是
A．钢铁在海水中主要发生析氢腐蚀
B．钢铁在海水中构成原电池，负极反应为Fe-3e=Fe3+
C．修复管道时在管道表面涂一层隔水的保护层
D．为防止管道被腐蚀，可以在钢铁表面镶嵌铜铆钉
【答案】C
【详解】A．海水为中性，钢铁在海水中主要发生吸氧腐蚀，A错误；
B．铁失去电子生成亚铁离子，负极反应为Fe-2e-=Fe2+，B错误；
C．修复管道时在管道表面涂一层隔水的保护层可以减缓材料的腐蚀，C正确；
D．形成原电池时，铜不如铁活泼，导致铁做负极加速铁的腐蚀，D错误；
故选C。
6．电化学腐蚀是海水对海上船体外壳腐蚀的主要类型，为了防止造成更大损失，通常船体钢铁外壳镶嵌锌块来延缓腐蚀。下列不正确的是
A．该法称为牺牲阳极法B．钢铁外壳成为原电池的正极
C．镶嵌的锌块需定期更换D．原电池的负极发生还原反应，发生反应Zn-2e-=Zn2+
【答案】D
【分析】钢铁外壳镶嵌了锌块，由于金属活动性Zn＞Fe，即锌块为负极，钢铁为正极，形成原电池，Zn失去电子，发生氧化反应，从而保护钢铁，延缓其腐蚀。
【详解】A．该方法中锌片作负极，钢铁做正极，称为牺牲阳极法，A正确；
B．由分析可知，钢铁外壳作原电池的正极，B正确；
C．Zn失去电子，发生氧化反应，镶嵌的锌块会被逐渐消耗，需根据腐蚀情况进行维护和更换，不能永久使用，C正确；
D．原电池负极发生氧化反应，D错误；
故选D。
7．某学习小组按如图装置探究金属电化学腐蚀与防护的原理，下列说法不正确的是
A．相同条件下，若X溶液为食盐水，K分别连接B、C时，前者铁棒的腐蚀速率更快
B．若X溶液为模拟海水，K未闭合时铁棒上E点表面铁锈最多
C．若b为负极，K连接A时，铁棒防腐蚀的方式称为外加电流阴极保护法
D．若X溶液中含有溶液，可有效提升铁棒腐蚀或防腐的观察效果
【答案】D
【分析】K连接A时，可形成外加电流法，被保护金属Fe应作为阴极；K连接B时，Fe作为负极，被腐蚀；K连接C时，形成牺牲阳极法，即牺牲Zn，保护Fe，据此解答。
【详解】A．K连接B时，Fe作为负极，被腐蚀；K连接C时，Zn作负极，Fe作正极，即牺牲Zn，保护Fe，所以前者铁棒的腐蚀速率更快，故A正确；
B．此时F位置腐蚀最严重，但Fe不是变成铁锈，E点(界面处)氧气浓度较大，生成的OH-浓度最大，而Fe(OH)2经氧化才形成铁锈，所以是E点铁锈最多，故B正确；
C．若b为负极，K连接A时，铁棒成为电解池的阴极，发生还原反应，铁棒被保护，防腐蚀的方式称为外加电流阴极保护法，故C正确；
D．与Fe3+结合使溶液呈血红色，而铁棒腐蚀是铁放电生成Fe2＋，无法观察到血红色，所以不能有效提升铁棒腐蚀或防腐的观察效果，故D错误；
故选D。
8．给钢材镀锌能够有效防止钢材腐蚀，其电镀方案如图所示，两个电极一端为待镀钢材，另一端为石墨电极。已知锌的化学性质与铝类似。则下列说法错误的是
A．镀锌钢材能防腐蚀利用了牺牲阳极法
B．石墨电极是阳极，位于右侧
C．为保证电镀液各物质浓度稳定，可向电镀液中持续补充ZnO固体
D．电镀液的pH随电镀时间增加而变小
【答案】D
【分析】钢材镀锌，则钢材作阴极，石墨作阳极，阴极上得到电子生成Zn，阳极上OH-失去电子生成氧气，以此分析。
【详解】A．锌比铁活泼，当两种金属在电解质溶液中接触时，会形成原电池，锌作负极被腐蚀，铁作正极被保护，为牺牲阳极法，A正确；
B．根据分析，石墨作阳极，与正极相连，位于右侧，B正确；
C．阴极上阴极上得到电子生成Zn，为保证电镀液各物质浓度稳定，可向电镀液中持续补充ZnO固体，ZnO和NaOH溶液反应生成Na2，C正确；
D．阴极上得到电子生成Zn，电极方程式为：，阳极上OH-失去电子生成氧气，电极方程式为：，转移电子数相等时，溶液中OH-浓度增大，pH随电镀时间增加而增大，D错误；
故选D。
电化学高考题型突破
⭐积累与运用
一、电化学综合考查方向
一般以新型化学电源、物质制备、可再生能源研究为载体进行原电池、电解池的综合考查，是历届高考的热点。考查角度为：
1．阴阳极、正负极的判断。
2．氧化反应或还原反应类型的判断。
3．电子、离子移动方向的判断，离子浓度如何变化。
4．电极反应式的正误判断、书写及电化学的相关计算。
二、新型化学电池的判断
1．新型电池正负极的判断
2．新型电池“放电”“充电”时电极反应式的正误判断
(1)新型电池放电
①若给出新型电池的装置图：先找出电池的正、负极，即找出氧化剂和还原剂；再结合电解质确定出还原产物和氧化产物；最后判断相应的电极反应式的正误。
②若给出新型电池的总反应式：分析总反应式中各元素化合价的变化情况，找出氧化剂及其对应的还原产物、还原剂及其对应的氧化产物，最后考虑电解质是否参加反应，判断电极反应式的正误。
(2)新型电池充电
①充电时阴极的电极反应式是该电池放电时的负极反应式的“逆反应”。
②充电时阳极的电极反应式是该电池放电时的正极反应式的“逆反应”。
3．新型电池中离子的移动方向的判断：正正负负，溶液中的带负电荷的阴离子要移向负极；带正电荷的阳离子要移向正极。
9．我国某大学基于新型碳载钌镍合金纳米材料(Ru-Ni/C)制备出一种高能量镍氢电池，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A．放电时，向电极移动
B．放电一段时间，再断开开关一段时间后，溶液的浓度增大
C．放电时，电极的电极反应为
D．电池放电时的总反应为
【答案】B
【分析】由图可知，电极a氢气生成H2O，发生氧化反应，为原电池的负极，电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O，电极b为正极，水分子作用下氢氧化氧镍在正极得到电子发生还原反应生成氢氧化镍，电极反应式为NiOOH+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-，电池总反应为H2+2NiOOH=2Ni(OH)2。
【详解】A．由分析可知，放电时，电极a为原电池的负极，电极b为正极，则阴离子氢氧根离子向负极电极a移动，故A正确；
B．由分析可知，电池总反应为H2+2NiOOH=2Ni(OH)2，则放电一段时间后，氢氧化钾溶液的浓度基本不变，故B错误；
C．由分析可知，放电时，电极b为正极，水分子作用下氢氧化氧镍在正极得到电子发生还原反应生成氢氧化镍，电极反应式为，故C正确；
D．由分析可知，电池总反应为H2+2NiOOH=2Ni(OH)2，故D正确；
故选：B。
10．第八届国际钠电池大会2023年9月22日首次在中国举行，钠离子电池比锂离子电池更稳定，造价更低，可实现内快速充电。钠离子电池是利用在电极之间“嵌脱实现充放电(原理如图所示)，工作时总反应为 (M为一种过渡元素)。下列说法正确的是
A．放电时，Na+由的X极通过交换膜移向Y极
B．充电时，阳极反应式为
C．单位质量的负极材料，钠离子电池比锂离子电池可以提供更多的电量
D．用铅蓄电池对该钠离子电池充电，铅蓄电池中每消耗铅，钠离子电池正极区域质量减少4.6g
【答案】B
【分析】放电时M元素化合价降低，故X电极为正极，Y电极为负极；充电时X电极与电源正极相连，为阳极，Y电极与电源负极相连，为阴极。
【详解】A. 放电时，X为正极、Y为负极，Na+由的Y极通过交换膜移向X极，故A错误；
B. 充电时，X为阳极，阳极失电子发生氧化反应，电极反应式为，故B正确；
C. 23gNa失去1ml电子，7gLi失去1ml电子，单位质量的负极材料，锂离子电池比钠离子电池可以提供更多的电量，故C错误；
D. 用铅蓄电池对该钠离子电池充电，铅蓄电池中每消耗铅，电路中转移0.4ml电子，有0.4mlNa+由正极移向负极，钠离子电池正极区域质量减少9.2g，故D错误；
选B。
11．一种锌钒(Zn/V2O5)水性混合离子电池的结构示意图如图，放电时正极发生的反应为xLi++xe-+V2O5=LixV2O5，下列说法错误的是
A．放电时，内电路中的电流方向为锌极到V2O5极
B．充电时，溶液中Li+浓度不断增大
C．充电时，电极B上的电势比电极A的高
D．放电时，电极A每减少6.5g，有0.2xmlLi+嵌入电极B
【答案】D
【分析】由放电时正极发生的反应可知，放电时，电极A为原电池的负极，电极B为正极，锂离子嵌入五氧化二钒中；充电时，与直流电源正极相连的B电极为电解池的阳极，电极A为阴极，锂离子从五氧化二钒中脱嵌。
【详解】A．由分析可知，放电时，电极A为原电池的负极，电极B为正极，则内电路中的电流方向为锌极到五氧化二钒极，故A正确；
B．由分析可知，充电时，锂离子从五氧化二钒中脱嵌导致溶液中锂离子浓度不断增大，故B正确；
C．由分析可知，充电时，直流电源正极相连的B电极为电解池的阳极，电极A为阴极，所以电极B上的电势比电极A的高，故C正确；
D．放电时，极A为原电池的负极，电极B为正极，锂离子嵌入五氧化二钒中，则由得失电子数目守恒可知，电极A减少6.5g时，嵌入电极B的锂离子的物质的量为×2=0.2ml，故D错误；
故选D。
12．热激活电池主要用于导弹、火箭以及应急电子仪器供电，是一种电解质受热熔融即可开始工作的电池。一种热激活电池的结构如图1所示。
已知：①放电后的两极产物分别为和
②和混合物的熔点与物质的量分数的关系如图2，下列说法错误的是
A．放电时，的移动方向：极区极区
B．放电时，极的电极反应：
C．调节混合物中的物质的量分数可改变电池的启动温度
D．若放电前两电极质量相等，转移电子后两电极质量相差
【答案】D
【分析】放电后的两极产物分别为和，可知a极反应为，a为负极 ；b电极，b是正极。
【详解】A．放电时，a为负极、b为正极，阳离子移向正极，的移动方向：极区极区，故A正确；
B．放电后a极产物为放电时，a为负极，极的电极反应，故B正确；
C．该电池为热激活电池，和混合物的熔点随的物质的量分数改变而改变，调节混合物中的物质的量分数可改变电池的启动温度，故C正确；
D．根据负极反应式，转移电子负极释放1mlLi+，根据正极反应式，转移电子正极结合1mlLi+，若放电前两电极质量相等，转移电子后两电极质量相差14g，故D错误；
选D。
1．化学与生活息息相关，下列说法正确的是
A．铜板打上铁铆钉后，铜板更易被腐蚀
B．保护水中的钢闸门，应将其与电源正极连接
C．“祝融号”火星车使用的太阳能电池板可将电能转化为化学能
D．用“保暖贴”取暖，铁做负极发生吸氧腐蚀，放出热量
【答案】D
【详解】A．铜与铁构成原电池，铁的活泼性强于铜，则铁易被腐蚀，A错误；
B．将水中的钢闸门与电源的正极连接，使钢闸门成为阳极，失电子速率加快，加速了钢闸门的腐蚀；钢闸门应与电源负极相连，B错误；
C．“祝融号”火星车使用的太阳能电池板将太阳能转化为电能，C错误；
D．“保暖贴”内含铁粉、碳、氯化钠，发生吸氧腐蚀时铁粉作负极，碳作正极，反应放出热量，D正确；
故答案为：D。
2．我国有着丰富的海风资源，在海水中建立风电设备，防腐蚀是一个突出问题。下列说法正确的是
A．钢铁发生吸氧腐蚀时负极发生的反应为
B．可将钢铁构件与电源负极连接减缓腐蚀发生
C．海水中发生化学腐蚀的速率大于电化学腐蚀速率
D．钢铁构件表面的镀铜破损后依然会保护内部钢铁不被腐蚀
【答案】B
【详解】A．钢铁发生吸氧腐蚀时负极发生的反应为Fe-2e-=Fe2+，A错误；
B．将钢铁部件与电源负极连接作阴极，属于外加电流法，可以减缓腐蚀发生，B正确；
C．发生电化学腐蚀的速率大于化学腐蚀速率，C错误；
D．铜镀层破损后，Cu、Fe和海水构成原电池，Fe失电子作负极，Fe加速被腐蚀，D错误；
故选：B。
3．钢铁在一定条件下可能会发生各种腐蚀生锈现象，下列说法错误的是
A．输气的钢管被天然气中的含硫化合物腐蚀属于化学腐蚀
B．在船舶外壳上安装锡块是利用了牺牲阳极法来保护钢铁设备
C．可以用化学方法使钢铁部件表面生成致密的氧化膜
D．对于已经生锈的钢铁，可以用溶液进行除锈处理
【答案】B
【详解】A．Fe与天然气中的含硫化合物直接发生化学反应，引起腐蚀，属于化学腐蚀，A正确；
B．Fe比Sn更活泼，在船舶外壳安装Sn会使得Fe成为负极，加速腐蚀，无法保护钢铁，B错误；
C．用化学方法在钢铁部件表面进行发蓝处理，可生成一层致密的四氧化三铁薄膜，C正确；
D．铁锈的主要成分是疏松的水合氧化铁，溶液因水解显弱酸性，可以与铁锈反应，故可以用溶液进行除锈处理，D正确。
故选B。
4．全世界每年钢铁因锈蚀造成大量的损失，某城市拟用如图所示方法保护埋在弱碱性土壤中的钢质管道，使其免受腐蚀。关于此方法，下列说法不正确的是
A．钢质管道易被腐蚀是因为在潮湿的土壤中形成了原电池
B．这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法
C．钢管上的电极反应式：O2+2H2O+4e-=4OH-
D．也可用外接直流电源保护钢管，直流电源负极连接金属棒X
【答案】D
【详解】A．钢质管道在潮湿的土壤中形成原电池，铁作负极，易被腐蚀，故A说法正确；
B．根据原电池工作原理，金属棒应作负极，钢管作正极，钢管被保护，这种方法称为牺牲阳极法，故B说法正确；
C．发生吸氧腐蚀，钢管作正极，正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，故C说法正确；
D．用外接直流电源保护钢管，该装置为电解池，根据电解原理，钢管应作阴极，即钢管连接直流电源负极，故D说法错误；
故答案为D。
5．用如图所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测定具支锥形瓶中压强随时间变化关系以及溶解氧随时间变化关系的曲线如下。下列说法不正确的是

A．整个过程中，负极电极反应式均为
B．和，同时发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀
C．若将铁换为铜进行实验，时，压强随时间变化曲线与铁相似
D．时，正极主要发生反应：
【答案】C
【分析】Fe在酸性环境下会发生析氢腐蚀，产生氢气，会导致锥形瓶内压强增大；若介质的酸性很弱或呈中性，并且有氧气参与，此时Fe就会发生吸氧腐蚀，吸收氧气，会导致锥形瓶内压强减小，据此分析解答；
【详解】A．整个过程中，锥形瓶中的Fe粉和C粉构成了原电池，Fe粉作为原电池的负极，发生的电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，A正确；
B．若pH=2.0时只发生析氢腐蚀，那么锥形瓶内溶解氧不变，而图中pH=2.0时，锥形瓶内溶解氧有所下降，说明图中反应除了析氢腐蚀，Fe粉还发生了吸氧腐蚀，所以氧气减少了，若pH=4.0时只发生吸氧腐蚀，那么锥形瓶内的气体压强会有下降，而图中pH=4.0时，锥形瓶内的压强几乎不变，说明图中反应除了吸氧腐蚀，Fe粉还发生了析氢腐蚀，消耗氧气的同时也产生了氢气，因此锥形瓶内压强几乎不变，B正确；
C．若将铁换为铜进行实验，由于铜的金属活动性较弱，则时，无法发生析氢腐蚀，压强随时间变化曲线基本不变，C错误；
D．由图可知，pH=6.0时，锥形瓶内的溶解氧减少，说明有消耗氧气的吸氧腐蚀发生，同时锥形瓶内的气压减小，也说明有吸氧腐蚀；因此正极电极反应式为：，D正确；
故答案为：C。
6．某学习小组按如图探究金属电化学腐蚀与防护的原理，下列说法正确的是
A．b为正极，K连接A时，铁棒腐蚀的速率最慢
B．相同条件下，若X为模拟海水，K分别连接B、C，连接C时铁棒的腐蚀速率更慢
C．若X为模拟海水，K未闭合时，铁棒上腐蚀最严重且表面铁锈最多的位置则是F
D．相同条件下，若K分别连接A、B时，石墨电极上的反应物不相同
【答案】B
【详解】A．b为正极，K连接A时，该装置构成电解池，Fe电极作阳极，被加速腐蚀，铁棒腐蚀的速率最快，A错误；
B．相同条件下，若X为模拟海水，K分别连接B、C，该装置构成原电池。K连接B时，Fe作负极，加速铁被腐蚀的速率；K连接C时，Fe作正极，Fe电极被保护，所以连接C时铁棒的腐蚀速率更慢，B正确；
C．若X为模拟海水，K未闭合时，铁棒上腐蚀最严重且表面铁锈最多的是接触海水且有氧气的位置，铁棒上腐蚀最严重且表面铁锈最多的位置应该是E，C错误；
D．相同条件下，若K分别连接A、B时，连接A时，装置为电解池，石墨电极可能作阳极也可能作阴极；连接B时，装置为原电池，石墨作正极，无法判断石墨电极上的反应物是否相同，D错误；
故合理选项是B。
7．利用如图装置探究电化学装置工作原理。下列说法错误的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】C
【详解】A．开关 K 置于 N 处，则构成电解池。若 X 为碳棒， X 和电源的正极相连，碳棒是阳极，海水中氯离子失去电子被氧化为氯气，X电极有气体产生；铁件为阴极被保护，A正确；
B．开关 K 置于 M 处，则构成原电池。锌比铁活泼，锌是负极，铁是正极被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法，B正确；
C．开关 K 置于 N 处，则构成电解池。若 X 为铜， X 和电源的正极相连，铜是阳极失去电子被氧化为铜离子，阴极上铁离子得到电子被还原，此为电解池装置不能说明氧化性：，C错误；
D．开关 K 置于 N 处，则构成电解池。若 X 为铜， X 和电源的正极相连，铜是阳极失去电子被氧化为铜离子：，则电路中有2ml电子转移，X电极溶解64g/ml×1ml=64g铜，D正确；
故选C。
8．给钢材镀锌能够有效防止钢材腐蚀，其电镀方案如图所示，两个电极一端为待镀钢材，另一端为石墨电极。已知锌的化学性质与铝类似。则下列说法错误的是
A．镀锌钢材能防腐蚀利用了牺牲阳极法
B．石墨电极是阳极，位于右侧
C．为保证电镀液各物质浓度稳定，可向电镀液中持续补充ZnO固体
D．电镀液的pH随电镀时间增加而变小
【答案】D
【分析】钢材镀锌，则钢材作阴极，石墨作阳极，阴极上得到电子生成Zn，阳极上OH-失去电子生成氧气，以此分析。
【详解】A．锌比铁活泼，当两种金属在电解质溶液中接触时，会形成原电池，锌作负极被腐蚀，铁作正极被保护，为牺牲阳极法，A正确；
B．根据分析，石墨作阳极，与正极相连，位于右侧，B正确；
C．阴极上阴极上得到电子生成Zn，为保证电镀液各物质浓度稳定，可向电镀液中持续补充ZnO固体，ZnO和NaOH溶液反应生成Na2，C正确；
D．阴极上得到电子生成Zn，电极方程式为：，阳极上OH-失去电子生成氧气，电极方程式为：，转移电子数相等时，溶液中OH-浓度增大，pH随电镀时间增加而增大，D错误；
故选D。
9．全世界每年因钢铁锈蚀会造成巨大的损失，为了保护地下的钢铁输水管所采取的措施如图所示。下列说法不正确的是
A．钢铁发生腐蚀的负极反应为Fe - 2e- = Fe2+
B．导线与Cu块连接也可保护钢铁输水管
C．将导线与Zn块连接可保护钢铁设备，该防护方法为牺牲阳极法
D．导线与Zn块连接时，电子从Zn块流向钢铁输水管
【答案】B
【分析】要防止钢铁输水管被腐蚀，可以采用两种电化学防腐方法：一为原电池原理：牺牲阳极法，将钢铁输水管设计为原电池的正极被保护，负极采用活波金属被消耗用来保护正极钢铁输水管；二为电解原理：外加电流法，将钢铁输水管与外接电源的负极相连接，用惰性电极作阳极，通过电解原理将钢铁输水管保护起来，据此分析回答。
【详解】A．钢铁发生腐蚀的负极为铁元素，被氧化失去电子转化为，电极反应式为：Fe - 2e- = Fe2+，A正确；
B．导线与Cu块连接，钢铁输水管的Fe比Cu活波，形成原电池后Fe作负极失去电子被腐蚀，起不到保护钢铁输水管作用，B错误；
C．将导线与Zn块连接，Zn比钢铁输水管的Fe活波，形成原电池后Zn作负极失去电子被腐蚀，钢铁输水管作正极被保护，可保护钢铁设备，该防护方法为牺牲阳极法，C正确；
D．导线与Zn块连接时，Zn比钢铁输水管的Fe活波，形成原电池后Zn作负极失去电子被腐蚀，钢铁输水管作正极被保护，原电池中电子由负极流向正极，则电子从Zn块流向钢铁输水管，D正确；
故答案为：B。
10．将缠有铜丝和锌皮的铁钉放入图中表面皿，一段时间后，下列说法错误的是
A．图甲中铜丝上的电极反应式为
B．图甲中会出现蓝色和红色两种颜色
C．图乙中的锌皮保护铁钉未发生腐蚀，为阴极电保护法
D．图甲和图乙均发生吸氧腐蚀
【答案】C
【分析】图甲中，根据题中条件可知，形成原电池，其中铁为负极，电极反应式为：，铜为正极，电极反应式为：；图乙中，根据题中条件可知，形成原电池，其中锌作负极，电极反应式为：，铁作正极，电极反应式为：；
【详解】A．由分析知，图甲中铜丝上的电极反应式为，故A正确；
B．图甲中铁放电生成Fe2＋，遇K3[Fe(CN)6]生成蓝色沉淀，正极上O2放电生成OH－，遇酚酞变红色，所以图甲中会出现蓝色和红色两种颜色，故B正确；
C．由分析可知，图乙中铁为正极，锌为负极，是牺牲阳极的阴极保护法，故C错误；
D．图甲和图乙均发生吸氧腐蚀，图甲中铁被腐蚀，图乙中锌被腐蚀，故D正确；
故选C。
11．一种采用电解和催化相结合的循环方式实现高效制H2和O2的装置如图所示。下列说法正确的是
A．加入Y的目的是补充H2O
B．电极a连接电源正极
C．电极b表面发生的电极反应式为Br--6e-+3O2-=
D．催化阶段Z与Br-的物质的量之比为2：3
【答案】A
【分析】由图可知，b极溴元素化合价升高，失电子，故b极为阳极，电极反应式为Br--6e-+3H2O=+6H+，故Y为水，a极为阴极，电极反应式为2H++2e-=H2↑，故X为氢气，循环阶段被还原为Br-，同时生成氧气，Z为氧气，据此作答。
【详解】A．由分析可知，Y为水，目的是补充H2O，故A正确；
B．a极为阴极，连接电源的负极，故B错误；
C．由分析可知，b极为阳极，电极反应式为Br--6e-+3H2O=+6H+，故C错误；
D．催化阶段溴元素由+5价降低为-1价，生成1ml溴离子转移6ml电子，氧元素由-2价升高为0价，生成1ml氧气转移4ml电子，由电子守恒可知生成氧气与Br-的物质的量之比为6：4=3：2，故D错误；
答案选A。
12．一种基于氯碱工艺的新型电解池(下图)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法不正确的是
A．右侧电极作阳极，发生氧化反应
B．理论上每消耗0.1mlFe2O3，阳极室溶液减少21.3g
C．阴极区电极反应：Fe2O3+6e−+3H2O=2Fe+6OH−，溶液中OH− 逐渐升高
D．理论上每消耗0.1mlFe2O3，产生气体6.72L(标准状况下)
【答案】B
【分析】装置图中右侧为饱和食盐水，右侧电极上生成气体，则右侧为电解池的阳极，氯离子放电生成氯气，电极反应：，左侧电极为阴极，发生还原反应，Fe2O3在碱性条件下转化为Fe，电极反应：，中间为阳离子交换膜，Na+由阳极移向阴极，据此分析判断。
【详解】A．由分析知，右侧电极作阳极，失去电子，发生氧化反应，A正确；
B．由可知，理论上每消耗0.1mlFe2O3，转移0.6ml电子，由可知，阳极生成0.3ml氯气，同时有0.6ml Na+由阳极移向阴极，阳极室溶液减少质量为，B错误；
C．左侧电极为阴极，发生还原反应，Fe2O3在碱性条件下转化为Fe，电极反应：，阴极区溶液中浓度逐渐升高，C正确；
D．由可知，理论上每消耗0.1mlFe2O3，转移0.6ml电子，由可知，阳极生成0.3ml氯气，标准状况下的体积为，D正确；
故选B。
13．近年研究发现，电催化和含氮物质(等)在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的溶液通至饱和，在电极上反应生成，电解原理如图所示。以下有关判断错误的是
A．b端电势高于a端电势
B．电解过程中含氮废水基本不变
C．a极主要反应为
D．理论上每生成同时产生(标准状况)
【答案】B
【分析】由氢离子的移动方向可知，a电极是电解池阴极，酸性条件下硝酸根离子和二氧化碳在阴极得到电子生成尿素和水，电极反应式为，电极b为阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为，据此回答。
【详解】A．由分析中，a为阴极，b为阳极，故b端电势高于a端电势，A正确；
B．由分析知，a极的电极反应式为，b极的电极反应式为由电子守恒可得，a极消耗的大于b极生成的，故溶液酸性减弱，增大，B错误；
C．由分析知，a极为阴极，主要反应为，C正确；
D．a极的电极反应式为，b极的电极反应式为由电子守恒可得，理论上每生成，即1ml ，同时产生4ml氧气，在标准状况下的体积为，D正确；
故选B。
14．以熔融碳酸盐燃料电池为电源模拟在塑料制品上镀镍的装置如图所示。
已知：①电镀液的配方：
②催化重整反应：
下列说法错误的是
A．电镀时电极与电极相连
B．电镀液中的作用是为了增强溶液的导电能力
C．电极上发生的电极反应式为
D．当电极上析出镍，理论上电极上消耗的体积为1.12 L(标准状况)
【答案】C
【分析】根据左图分析，电极b通入氧气，氧气在原电池反应中得到电子，所以通入氧气的b极是电池的正极；电极a通入CO和H2，生成产物是CO2和H2O，均失去电子，所以电极a是负极。右图属于电镀，电极c是镀层金属镍，作阳极；电极d是镀件，作阴极，据此分析。
【详解】A．电极a通入CO和H2，生成产物是CO2和H2O，C和H元素均失去电子，所以电极a是电池的负极，应与电解池的阴极相连，电极d是镀件，作阴极，A正确；
B．电镀液中中的钠离子和硫酸根离子均不参与电极反应，所以作用是为了增强溶液的导电能力，B正确；
C．选项中H、O原子个数未配平，且只要求写氢气的电极反应式，电解质溶液为熔融碳酸盐，所以负极发生的电极反应式为： ，C错误；
D．电极析出镍的电极反应式为：，生成的，则转移电子为，根据电极上的反应式：，氢气和一氧化碳一共转移电子，则消耗CO的量为，标准状况下，一氧化碳体积为，D正确；
故选C。
15．双极膜是阴、阳复合膜，在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H＋和OH-，作为H＋和OH-离子源。利用双极膜制取NaOH和H3PO4，其装置如图所示。
已知：产品室1的产品是NaOH，则下列说法正确的是
A．a为铅酸蓄电池的正极
B．膜1为阴离子交换膜，膜2为阳离子交换膜
C．电极Ⅱ的电极反应式为2H2O＋4e-=O2↑＋4H＋
D．若要制60gNaOH，理论上铅酸蓄电池的负极增重72g
【答案】D
【分析】已知产品室1的产品是NaOH，说明原料室中Na+往左移动，电极Ⅰ是阴极，a为铅蓄电池的负极，b为铅蓄电池的正极，膜1为阳离子交换膜，向右移动到产品室2中，膜2为阴离子交换膜，双极膜向左解离生成氢离子，从而得到磷酸，解离生成的氢氧根离子向右移动到电极Ⅱ（阳极）区，阳极发生失电子的氧化反应，据此分析解答。
【详解】A．根据上述分析可知，a为铅蓄电池的负极，A错误；
B．结合上述分析可知，膜1为阳离子交换膜，膜2为阴离子交换膜，B错误；
C．电极Ⅱ为阳极，水发生失电子的氧化反应，其电极反应式为：2H2O＋4e-=O2↑＋4H+，C错误；
D．铅蓄电池的负极反应为：Pb-2e-+=PbSO4，当转移2ml电子时，负极增加1ml 硫酸根的质量，即96g，生成的60g NaOH，即为1.5ml，转移的Na+也是1.5ml，电路中转移1.5ml电子，负极增重的质量为72g，故D正确；
故选D。
16．甲醇是一种绿色能源。如图所示，某同学设计一个甲醇燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中为阳离子交换膜.
根据要求回答相关问题：
(1)写出负极的电极反应式 。
(2)铁电极为 (填“阳极”或“阴极”)，石墨电极(C)的电极反应式为 。
(3)若在标准状况下，有2.24L氧气参加反应，丙装置中阴极析出铜的质量为 g。假设乙装置中溶液足量，若在标准状况下有氧气参加反应，则乙装置中阳离子交换膜左侧溶液质量将增加 g.
(4)若将乙装置中两电极位置互换，其他装置不变，此时乙装置中发生的总反应式 。
(5)是一种新型绿色硝化剂，其制备可以用硼氢化钠燃料电池作电源，采用电解法制备得到，工作原理如图所示。则硼氢化钠燃料电池的负极反应式为 。
【答案】(1)
(2) 阴极
(3)
(4)
(5)
【分析】图1甲醇燃料电池，甲装置通入燃料甲醇的电极为负极，甲醇在负极发生氧化反应：；丙装置粗铜与甲装置正极相连，粗铜为电解装置阳极，发生氧化反应：，精铜为电解装置阴极，发生还原反应；乙装置中Fe电极与甲装置负极相连，为阴极发生还原反应，C电极为阳极发生氧化反应。
图2中根据钠离子移动方向可判断左侧为负极，在左侧发生氧化反应生成，电极反应式：。
【详解】（1）根据分析可知，燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应，电极反应式：；
（2）根据分析可知，Fe电极与甲装置负极相连，为阴极；C电极为阳极发生氧化反应，电极反应式：；
（3）标准状况下，有2.24L即0.1ml氧气参加反应，转移电子物质的量为0.4ml，根据丙装置中阴极电极反应式：，生成，对应质量为；标准状况下有氧气即0.02ml参加反应，转移电子物质的量为0.08ml，已装置左侧反应消耗氢离子生成氢气，钠离子向左侧发生移动，根据差量法计算：，当转移0.08ml电子，左侧溶液质量将增加：；
（4）若将乙装置中两电极位置互换，Fe作阳极发生氧化反应，C作阴极，总反应式：；
（5）根据分析可知，左侧为负极，在左侧发生氧化反应生成，电极反应式：。材料X
离子导体Y
开关K的位置
结论
A
碳棒
海水
K置于N处
可减缓铁件的腐蚀，X电极有气体产生
B
锌棒
海水
K置于M处
可减缓铁件的腐蚀，该保护法为牺牲阳极保护法
C
纯铜
氯化铁溶液
K置于N处
通过电解反应可知，氧化性：
D
纯铜
硫酸铜溶液
K置于N处
电路中有2ml电子转移，X电极溶解64g铜