考点23电解池金属的腐蚀与防护（核心考点精讲精练）-备战2025年高考化学一轮复习考点帮（新高考）（解析版）

考点23电解池金属的腐蚀与防护目录TOC\o"1-3"\h\u 11.高考真题考点分布 12.命题规律及备考策略 1 3考法01电解原理 3考法02电解原理的应用 8考法03金属的腐蚀与防护 13 181.高考真题考点分布考点内容考点分布电解原理2024·甘肃卷7题，3分；2024·广东卷16题，3分；2023浙江1月选考11题，3分；2023辽宁卷7题，3分；2022广东卷10题，2分；2022北京卷13题，3分；2021海南卷9题，4分；2021天津卷11题，3分；电解原理综合应用2024·湖北卷，14题3分；2024·山东卷13题，4分；2024·山东卷13题，4分；2024·辽吉黑卷12题，3分；2023湖北卷10题，3分；2023全国甲卷13题，6分；2023浙江6月选考13题，3分；2023北京卷5题，3分；2023广东卷13题，4分；2023广东卷16题，4分；2022重庆卷12题，4分；2022海南卷9题，4分；2022湖北卷14题，3分；2022湖南卷8题，3分；2022浙江1月选考21题，2分；2022浙江6月选考21题，2分；2021全国甲卷13题，6分；2021广东卷16题，4分；2021湖北卷15题，3分；2021辽宁卷13题，3分；金属的腐蚀与防护2024·广东卷5题，2分；2024·浙江6月卷13题，3分；2024·浙江1月卷13题，3分；2022•广东选择性考试11题，4分；2021•全国乙卷12题，6分；2.命题规律及备考策略【命题规律】高频考点从近几年全国高考试题来看，电解池原理、电极方程式、电化学计算、氯碱工业、电镀和粗铜的电解精炼、金属腐蚀与防护仍是高考命题的热点。【备考策略】四大电解类型类型实例电极反应式电解对象溶液pH变化溶液复原方法电解水型含氧酸H2SO4阳极：2H2O－4e－=4H＋＋O2↑阴极：4H＋＋4e－=2H2↑总反应：2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2H2↑＋O2↑水减小加水强碱NaOH阳极：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑阴极：4H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－总反应：2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2H2↑＋O2↑增大活泼金属的含氧酸盐KNO3阳极：2H2O－4e－=4H＋＋O2↑阴极：4H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－总反应：2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2H2↑＋O2↑不变电解电解质型无氧酸(氢氟酸除外)HCl阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑阴极：2H＋＋2e－=H2↑总反应：2H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(电解))H2↑＋Cl2↑HCl增大通入HCl气体不活泼金属的无氧酸盐CuCl2阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑阴极：Cu2＋＋2e－=Cu总反应：Cu2＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(电解))Cu＋Cl2↑CuCl2－加CuCl2固体放氢生碱型活泼金属的无氧酸盐NaCl阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑阴极：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－总反应：2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))H2↑＋Cl2↑＋2OH－NaCl和H2O增大通入HCl气体放氧生酸型不活泼金属的含氧酸盐AgNO3阳极：2H2O－4e－=4H＋＋O2↑阴极：4Ag＋＋4e－=4Ag总反应：4Ag＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))4Ag＋O2↑＋4H＋AgNO3和H2O减小加入Ag2O固体【命题预测】预计2025年高考会以新的情境载体考查有关金属腐蚀与防护、电解池原理、电极方程式书写、电化学计算等知识，题目难度一般较大。考法01电解原理1．电解和电解池(1)电解：在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。(2)电解池：电能转化为化学能的装置。(3)电解池的构成①有与电源相连的两个电极。②电解质溶液(或熔融电解质)。③形成闭合回路。2.电解池的构成及工作原理【特别提醒】电子和离子的移动方向①电子：从电源负极流出后，流向电解池阴极；从电解池的阳极流出后流向电源的正极。②离子：阳离子移向电解池的阴极，阴离子移向电解池的阳极。3．阴阳两极上放电顺序(1)阴极：(与电极材料无关)。氧化性强的先放电，放电顺序：(2)阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。若是惰性电极作阳极，放电顺序为注意：①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。②最常用、最重要的放电顺序为阳极：Cl－>OH－；阴极：Ag＋>Cu2＋>H＋。③电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。4.电解产物的判断(1)阳极产物的判断①活性电极(除Au、Pt以外的金属材料作电极)，电极材料失电子，生成金属阳离子。②惰性电极(Pt、Au、石墨)，要依据阴离子的放电顺序加以判断。阴离子的放电顺序：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。S2－、I－、Br－、Cl－放电，产物分别是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放电，则得到H2O和O2。(2)阴极产物的判断直接根据阳离子放电顺序进行判断。阳离子放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋。①若金属阳离子(Fe3＋除外)放电，则得到相应金属单质；若H＋放电，则得到H2。②放电顺序本质遵循氧化还原反应的优先规律，即得(失)电子能力强的离子先放电。【易错提醒】电解池与原电池的比较电解池原电池能否自发使“不能”变为“能”或使“能”变为“易”能自发进行能量转化电能转化为化学能化学能转化为电能装置有外加电源无外加电源电极由外加电源决定：阳极：连电源的正极；阴极：连电源的负极由电极或反应物性质决定，称为正极或负极反应类型阳极：氧化反应阴极：还原反应负极：氧化反应正极：还原反应离子移动阳离子移向阴极阴离子移向阳极阳离子移向正极阴离子移向负极相同点都是电极上的氧化还原反应，都必须有离子导体请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)电解质溶液导电、金属导电都是物理变化。()(2)直流电源跟电解池连接后，电子从电源负极流向电解池阳极。()(3)电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极。()(4)电解CuCl2溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色。()(5)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现。()(6)电解过程中电子流动方向为负极→阴极→电解质溶液→阳极→正极。()(7)电解时，电子的移动方向为：电源负极→阴极→阳极→电源正极()(8)电解盐酸、硫酸等溶液，H＋放电，溶液的pH逐渐增大()(9)用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，加入Cu(OH)2可使电解质溶液恢复到电解前的情况()(10)电解盐酸、硫酸等溶液，H＋放电，溶液的pH均增大()【答案】(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×(7)×(8)×(9)×(10)×考向01考查电解原理及电极方程式【例1】（2024·湖南·模拟预测）是碘盐的添加剂，常采用电解制备，装置如图所示。下列叙述错误的是A．铜极为阴极，产生还原性气体B．原料室中向石墨极迁移，向铜极迁移C．石墨极反应式为D．若电路上转移电子，理论上原料室溶液减少【答案】D【分析】电解KI制备KIO3，则I的化合价从-1价升高到+5价，发生氧化反应，则石墨电极为阳极，铜电极为阴极，发生还原反应；【解析】A．根据以上分析得知，铜极为阴极，发生还原反应，电极反应式为：，故A项正确B．原料室中OH−向阳极（石墨电极）迁移，K+向阴极（铜极）迁移，故B项正确；C．石墨极发生氧化反应，电极反应式为：，故C项正确；D．若电路上转移0.6mol电子时，理论上原料室溶液减少的质量=0.6×39g/mol+0.6×17g/mol=33.6g，故D项错误；故选D。【易错警示】判断电解池电极方法判断依据电极电极材料电极反应电子流向离子移向电极现象阳极与电源正极相连氧化反应流出阴离子移向电极溶解或pH减小阴极与电源负极相连还原反应流入阳离子移向电极增重或pH增大【思维建模】书写电极反应式的方法1.利用双线桥拆分法书写当给出电解总反应，可画出双线桥，标出电子转移的方向与数目，拆分成两个半反应。如铅酸蓄电池充电时相当于电解池反应。2.根据电极反应物与产物运用“配电子、配电荷、配原子”书写。考向02考查电解规律及其应用【例2】（2024·江苏南通·模拟预测）利用如图所示装置可实现化学储氢。下列说法正确的是A．Y为电源负极B．电解后硫酸溶液的物质的量浓度减小C．电极a上发生的反应为D．电解过程中每生成11.2LO2，理论上可储存1molH2【答案】C【分析】由图可知，在惰性电极a得到电子生成，惰性电极a为阴极，惰性电极b为阳极，H2O在阳极失去电子生成O2，以此解答。【解析】由分析可知，惰性电极b为阳极，与电源的正极相连，Y为电源正极，A错误；由分析可知，惰性电极b为阳极，H2O在阳极失去电子生成O2，电极方程式为：2H2O-4e-=O2+4H+，H+通过质子交换膜进入阴极区，硫酸溶液中H+物质的量不变，但水消耗了，硫酸溶液的物质的量浓度增大，B错误；由分析可知，在惰性电极a得到电子生成，电极方程式为：+6H++6e-=，C正确；未说明11.2LO2所处的温度和压强，无法计算O2的物质的量，D错误；故选C。【对点1】（2024·重庆·模拟预测）我国科研工作者通过电化学手段发展了苯甲酸(Ph-COOH)耦合电解水的中间产物羟基自由基(•OH)再生过氧苯甲酸(Ph-COOOH)，实现环烯烃环氧化的高选择性催化合成，合成方法如图所示。下列说法不正确的是A．Pt电极为阴极，离子交换膜a为质子交换膜B．PbO2电极发生的反应：C．该过程的总反应为：D．n=2时，若外电路中转移2mol电子，理论上消耗环己烯0.5mol【答案】D【分析】由图可知Pt电极氢得到电子发生还原反应生成氢气，为阴极，则PbO2为阳极，氢离子通过阳离子交换膜进入阴极区；【解析】A．由分析可知，Pt电极为阴极，离子交换膜a为质子交换膜，A正确；B．PbO2电极为阳极，水失去电子发生氧化反应：，B正确；C．由图可知，阳极水生成羟基自由基(•OH)再生过氧苯甲酸，然后将环烯烃环氧化生成，阴极氢还原生成氢气，总反应为，C正确；

D．反应中烯烃环氧化引入1个氧原子，电子转移关系为~2e-，n=2时，若外电路中转移2mol电子，理论上消耗环己烯1mol，D错误；故选D。【对点2】（2024·湖南长沙·三模）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。用铅酸蓄电池作电源，向含有一定浓度的酸性废水中通至饱和，在电极上反应生成，电解原理如图所示。下列说法正确的是A．d为电源正极，该电极反应式为B．为提高溶液导电性，电极区溶液中可加入少量氯化钠C．当电极区生成尿素时，电极区质量减少D．每转化为尿素就有由极区迁移到极区【答案】C【分析】从电池结构中有电源可知，该电池是电解池，从该电池的H+的移动方向可知，H+从b电极向a电极移动，电解池中阳离子从阳极移向阴极，所以a电极是阴极，b电极是阳极，所以d电极为电源的正极，c电极为电源的负极，据此解答。【解析】A．d电极为电源的正极，铅酸蓄电池作电源时的正极反应为：，故A错误；B．b电极是阳极，加入少量氯化钠后氯离子先放电，会产生氯气，故B错误；C．3.0g尿素的物质的量为=0.05mol，结合a极反应式，转移电子为0.8mol，b极的反应式为，转移0.8mol电子时，会消耗0.4molH2O，减少的质量为7.2g，故C正确；D．电解池中阳离子从阳极移向阴极，H+从b电极向a电极移动，H+在a电极参与反应，由其电极反应式可知，每转化为尿素则转移的电子为16mol，通过质子交换膜有16molH+，故D错误；故答案选C。考法02电解原理的应用1.氯碱工业(1)电极反应阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑(氧化反应)；阴极：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－(还原反应)。(2)总反应方程式：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。(3)设备装置装置离子交换膜电解槽阳极钛网(涂有钛、钌等氧化物涂层)阴极碳钢网阳离子交换膜①只允许阳离子通过，能阻止阴离子和气体通过②将电解槽隔成阳极室和阴极室2.电镀和电解精炼铜电镀(Fe表面镀Cu)电解精炼铜阳极电极材料镀层金属铜粗铜(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质)电极反应Cu－2e－=Cu2＋Zn－2e－=Zn2＋、Fe－2e－=Fe2＋、Ni－2e－=Ni2＋、Cu－2e－=Cu2＋阴极电极材料待镀金属铁纯铜电极反应Cu2＋＋2e－=Cu电解质溶液含Cu2＋的盐溶液注：电解精炼铜时，粗铜中的Ag、Au等不反应，沉积在电解池底部形成阳极泥3.电冶金利用电解熔融盐或氧化物的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。(1)冶炼钠2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))2Na＋Cl2↑阳极反应式：2Cl－－2e－=Cl2↑；阴极反应式：2Na＋＋2e－=2Na。(2)冶炼镁MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))Mg＋Cl2↑阳极反应式：2Cl－－2e－=Cl2↑；阴极反应式：Mg2＋＋2e－=Mg。(3)冶炼铝2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up11(电解),\s\do4(Na3AlF6))4Al＋3O2↑阳极反应式：6O2－－12e－=3O2↑；阴极反应式：4Al3＋＋12e－=__4Al。请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)在镀件上电镀铜时，也可以用惰性材料作阳极，用硫酸铜溶液作电解液。()(2)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料。()(3)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)均保持不变。()(4)电解冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3，也可以电解MgO和AlCl3。()(5)电解精炼时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料。()(6)用Zn作阳极，Fe作阴极，ZnCl2作电解质溶液，由于放电顺序H＋>Zn2＋，不可能在铁上镀锌。()(7)用铜做阴极，石墨做阳极，电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑()(8)粗铜精炼时，与电源正极相连的应是粗铜，该极发生的电极反应只有Cu－2e－=Cu2＋()(9)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)均保持不变()(10)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料()【答案】(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×(7)√(8)×(9)×(10)×考向01考查电解原理的传统应用【例1】（2024·河北·模拟预测）汞阴极法电解饱和食盐水制取NaOH的原理如图所示。下列说法正确的是A．电解室中可使用铜棒做阳极B．电解室中汞阴极的反应为C．解汞室中的反应为吸热反应D．两室联合生产的总反应为【答案】B【分析】由原理图可知，电解室内阳极反应为：，阴极反应为：；解汞室内发生的反应为：。【解析】A．电解室中若使用铜棒做阳极，则发生反应，因此不可使用铜棒做阳极，A错误；B．根据分析，电解室中汞阴极的反应为：，B正确；C．解汞室中的钠与水的反应为放热反应，C错误；D．根据分析，电解室内总反应为：，D错误；故选B。考向02考查电解原理的新型应用【例2】（2024·广西贵港·模拟预测）乙醛酸(OHC-COOH)是一种重要的化工中间体。工业上以乙二醛为原料制备乙醛酸的装置如图所示，通电后，阳极产物将乙二醛氧化为乙醛酸。下列说法错误的是A．a极电势高于b极B．离子交换膜为阴离子交换膜C．当有0.5mol离子通过离子交换膜时，理论上最多可生成乙醛酸的质量为18.5gD．乙二醛被氧化的化学方程式：+H2O+Cl2→+2HCl【答案】B【分析】由题中信息：通电后，阳极产物将乙二醛氧化为乙醛酸，结合题中装置图，可知阳极生成的Cl2通入盛放盐酸和乙二醛混合液一侧，Cl2与乙二醛发生氧化还原反应，生成Cl-移向与a电极相连的电极，与b电极相连的电极发生还原反应，生成H2，a为电源正极，b为电源负极。根据电解原理，可知阳极发生的电极反应式为，阴极发生还原反应，电极反应方程式为。【解析】A．据分析，a电极为正极，b电极为负极，因此a极电势高于b极，故A正确；B．根据题意氢离子由左侧经离子交换膜进入右侧，则离子交换膜为阳离子交换膜，故B错误；C．根据得失电子守恒有1molOHC—COOH~1molCl2~2mole-，则当有0.5mol离子通过离子交换膜时，理论上最多可生成乙醛酸的质量为，故C正确；D．氯气将乙二醛氧化为乙醛酸，自身被还原为氯离子，化学方程式为：+H2O+Cl2→+2HCl，故D正确；故选B。【思维建模】分析电解过程的思维流程【对点1】（2024·河南郑州·模拟预测）利用双极膜电渗析法电解食盐水可获得和，其工作原理如图所示，已知在直流电的作用下，双极膜中的解离成和。下列有关说法错误的是A．极为负极B．极的电极反应式为C．工作一段时间后，极附近溶液的明显变小D．若所得大于，说明阳极可能发生反应【答案】C【分析】由离子移动方向可知，M为阳极，N为阴极。【解析】由极上被还原成知极为阴极，极为负极，正确；极的电极反应式为，B正确；极的电极反应式为，由上述反应可知，双极膜中提供的与极消耗的的量相等，工作一段时间后，极附近溶液无明显变化，C错误；当只发生反应时，产物中，若出现，根据电路中转移电子数处处相等，说明阳极除了放电产生外、还可能放电产生，D正确；故选C。【对点2】（2024·安徽合肥·三模）环氧乙烷()可用于生产乙二醇。电化学合成环氧乙烷()的装置如图所示：已知：下列说法错误的是A．Pt电极接电源正极B．制备1mol环氧乙烷，Ni电极区产生2molH2C．Pt电极区的反应方程式为：CH2=CH2+Br2+H2O→HOCH2CH2BrD．电解完成后，将阳极区和阴极区溶液混合才可得到环氧乙烷【答案】B【分析】由题给信息：“”可知，在Pt电极，Br-失电子生成Br2，然后与水反应的产物再与CH2=CH2发生反应，所以Pt电极为阳极，Ni电极为阴极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，钾离子通过阳离子交换膜进入阴极区，电解完成后，将阳极区和阴极区溶液混合，HOCH2CH2Br在碱性条件下发生取代反应生成环氧乙烷。【解析】由分析可知，与直流电源正极相连的铂电极为电解池的阳极，故A正确；由题意可知，生成1mol环氧乙烷需要消耗1mol溴，则由得失电子数目守恒可知，阴极上生成氢气的物质的量为1mol，故B错误；由题给转化关系可知，与直流电源正极相连的铂电极为电解池的阳极，溴离子在阳极失去电子发生氧化反应生成溴，通入的乙烯与溴、水反应生成HOCH2CH2Br，Pt电极区的反应方程式为：CH2=CH2+Br2+H2O→HOCH2CH2Br，故C正确；由分析可知，电解完成后，将阳极区和阴极区溶液混合，HOCH2CH2Br在碱性条件下发生取代反应生成环氧乙烷，故D正确；故选B。考法03金属的腐蚀与防护1.金属腐蚀的本质金属原子失去电子变成金属阳离子，金属发生氧化反应。2.化学腐蚀与电化学腐蚀类型化学腐蚀电化学腐蚀条件金属跟干燥气体或非电解质液体接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触现象无电流产生有微弱电流产生本质金属被氧化较活泼金属被氧化联系两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍3.析氢腐蚀与吸氧腐蚀以钢铁的腐蚀为例进行分析：类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强水膜酸性很弱或呈中性电极反应负极Fe－2e－=Fe2＋正极2H＋＋2e－=H2↑O2＋2H2O＋4e－=4OH－总反应式Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2联系吸氧腐蚀更普遍铁锈的形成：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O。【方法技巧】根据介质判断析氢腐蚀和吸氧腐蚀正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键。潮湿的空气、酸性很弱或中性溶液发生吸氧腐蚀；NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液发生析氢腐蚀。4.金属的防护(1)改变金属材料的组成如制成合金、不锈钢等。(2)在金属表面覆盖保护层如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。(3)电化学保护法①牺牲阳极法——原电池原理a.负极：比被保护金属活泼的金属；b.正极：被保护的金属设备。②外加电流法——电解原理a.阴极：被保护的金属设备；b.阳极：惰性金属。请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样。()(2)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物。()(3)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe3＋。()(4)在金属表面覆盖保护层，若保护层破损后，就完全失去了对金属的保护作用。()(5)牺牲阳极法构成了原电池，能有效地保护金属不容易被腐蚀。()(6)黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿()(7)生铁比纯铁容易生锈()(8)在潮湿空气中，钢铁表面形成水膜，金属发生的一定是吸氧腐蚀()(9)铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性()(10)镀锌的目的是在钢管表面形成Fe—Zn合金，增强钢管的耐腐蚀能力()【答案】(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)√(7)√(8)×(9)√(10)×考向01考查金属腐蚀与防护【例1】（2024·辽宁沈阳·模拟预测）我国首艘航母辽宁舰采用模块制造再焊接组装而成。实验室模拟海水和淡水对焊接金属材料的影响，结果如图所示。下列分析正确的是A．舰艇腐蚀主要是因为发生了化学腐蚀 B．图甲是海水环境下的腐蚀情况C．腐蚀时负极反应为： D．焊点附近可用锌块打“补丁”延缓腐蚀【答案】D【分析】由图可知，该腐蚀过程是因为形成了原电池，Fe比Sn活泼，Fe作负极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，Sn作正极被保护，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，据此作答。【解析】舰艇被腐蚀是因为形成了原电池，发生了电化学腐蚀，故A错误；海水中含有电解质浓度大，腐蚀速度快，故乙为海水环境下的腐蚀情况，甲为淡水环境下的腐蚀情况，故B错误；Sn作正极被保护，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，Fe作负极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，故C错误；焊点附近用锌块打“补丁”，Zn比Fe活泼，Zn作负极，Fe作正极被保护，可延缓腐蚀，故D正确；故选D。考向02考查金属腐蚀快慢【例2】（2024·江苏南京·二模）如图所示，下列叙述错误的是（）A.开关未闭合时，Fe棒上B点腐蚀最快B.若X为NaCl，K与M连接，Fe棒处pH最大C.若X为H2SO4，K与N连接，Fe电极上发生反应：2H＋＋2e－H2D.若X为H2SO4，K分别与N、M连接，Fe腐蚀情况前者更慢【答案】B【解析】开关未闭合时，Fe棒上B点同时与空气、H2O接触，腐蚀最快，A项正确；若X为NaCl，K与M连接，形成原电池，Fe棒作负极，电极反应为Fe－2e－Fe2＋，C棒作正极，电极反应为O2＋4e－＋2H2O4OH－，故C棒处pH最大，B项错误；若X为H2SO4，K与N连接，形成原电池，Fe棒为正极，电极反应为2H＋＋2e－H2↑，C项正确；若X为H2【思维建模】判断金属腐蚀快慢的规律(1)对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。(2)对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中。(3)活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快。(4)对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀越快。【对点1】（2024·浙江舟山·模拟）某学习小组按下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．若b为正极，K连接A时，铁棒防腐的方式称为牺牲阳极的阴极保护法B．相同条件下，若X为食盐水，K分别连接B、C时前者铁棒的腐蚀速度更慢C．若X为模拟海水，K未闭合时铁棒上E点表面铁锈最多，腐蚀最严重的位置则是FD．若在X溶液中预先加入适量的K4[Fe(CN)6]溶液，可有效提升铁棒腐蚀或防腐的观察效果【答案】C【分析】K连接A时，可形成外加电流阴极保护法，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，形成牺牲阳极的阴极保护法，即牺牲Zn，保护Fe，据此解答。【解析】A．牺牲阳极的阴极保护法原理为原电池，无外加电流；若b为正极，K连接A时，铁棒成为电解池的阳极，加速腐蚀速率，A错误；B．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，所以后者铁棒的腐蚀速度更慢，B错误；C．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，C正确；D．Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液反应产生蓝色沉淀，通过观察沉淀量的多少判断铁棒腐蚀或防腐的效果，应加K3[Fe(CN)6]溶液，不是K4[Fe(CN)6]溶液，D错误；故选C。【对点2】（2024·安徽滁州·一模）钢铁工业是我国国民经济的基础产业，研究钢铁的防腐有着重要的意义。某课题组进行如下实验：实验装置5min时现象25min时现象Ⅰ铁钉表面及周边未见明显变化铁钉周边出现少量红色和蓝色区域，有少量红棕色铁锈生成Ⅱ铁钉周边出现红色区域，未见蓝色出现，锌片周边未见明显变化铁钉周边红色加深，区域变大，未见蓝色出现，锌片周边未见明显变化下列说法正确的是A．实验Ⅱ中正极的电极反应式为B．实验Ⅱ中5min时出现红色区域，说明铁钉腐蚀速率比Ⅰ快C．由的阴离子配位数可推出其空间构型为正六边形D．若将Ⅱ中Zn片换成Cu片，推测Cu片周边会出现红色，铁钉周边会出现蓝色【答案】D【分析】实验I中铁钉周边出现少量红色和蓝色区域，有少量红棕色铁锈生成说明铁做原电池的负极，铁钉发生吸氧腐蚀被损耗，实验Ⅱ中铁钉周边红色加深，区域变大，未见蓝色出现，锌片周边未见明显变化说明锌做原电池的负极被损耗，铁做正极被保护，使铁的腐蚀速率比实验I慢。【解析】由分析可知，实验Ⅱ中铁为原电池的正极，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2H2O+O2+4e—=4OH—，故A错误；由分析可知，实验Ⅱ中锌做原电池的负极被损耗，铁做正极被保护，使铁的腐蚀速率比实验I慢，故B错误；由铁氰化钾的阴离子配位数为6可知，配离子的空间构型为正八边形，故C错误；若将Ⅱ中锌片换成铜片，金属性强于铜的铁为原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成的亚铁离子能与铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀，铜为正极，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使溶液变为红色，故D正确；故选D。1．（2024·广东江门·二模）挖掘文物价值，讲好中国故事。下列文物不会发生电化学腐蚀的是选项ABCD文物名称曾侯乙编钟越王勾践剑元青花四爱图梅瓶铜鼎【答案】C【解析】根据原电池的构成条件可知，常见的合金和潮湿的空气构成原电池，活泼金属铁或铜为负极，易发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀。编钟、剑、铜鼎中，铁、铜和潮湿的空气构成原电池，铁为负极，易发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀；陶瓷瓶成分为硅酸盐，属于无机非金属材料，化学性质稳定，不易腐蚀，故选C。2．（2024·天津河西区·期末）下列关于各装置图的叙述正确的是A．用图①装置进行电镀实验，极为镀层金属，极为待镀金属制品B．图②装置盐桥中的移向甲烧杯C．图③装置中钢闸门应与外接电源的负极相连，称之为“牺牲阳极法”D．图④电解精炼铜的过程中，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等【答案】B【解析】A．图①中电极a为阳极、电极b为阴极，若进行电镀实验，则a极为镀层金属、b极为待镀金属制品，A项错误；B．图②中Zn为负极，Zn极电极反应为Zn-2e-=Zn2+，Cu为正极，Cu极电极反应为Cu2++2e-=Cu，盐桥中KCl的阴离子Cl-移向甲烧杯，B项正确；C．图③装置中钢闸门与外接电源的负极相连，钢闸门为阴极，辅助电极为阳极，称之为“外加电流法”，C项错误；D．图④电解精炼铜，粗铜为阳极，纯铜为阴极，粗铜上是比Cu活泼的金属Zn、Fe等先失电子转化成Zn2+、Fe2+等，然后Cu失电子转化成Cu2+，活泼性比Cu弱的金属如Ag等形成阳极泥，纯铜上的电极反应为Cu2++2e-=Cu，根据得失电子守恒，阳极减少的质量与阴极增加的质量不相等，D项错误；答案选B。3．（2024·河北邯郸·期末）某同学利用如图所示装置探究金属的腐蚀与防护条件。对于该实验下列说法正确的是A．①区铁电极被腐蚀，Cu电极上产生大量气泡B．②区铁电极被腐蚀，Cu电极附近滴加酚酞溶液后变成红色C．③区铁电极被防护，Fe电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-D．④区铁电极被防护，Zn电极反应式为Zn-2e-=Zn2+【答案】B【分析】①为原电池，Fe为负极，发生氧化反应，②为电解装置，Fe为阳极，③为原电池，Fe为正极，④为电解装置，Fe为阳极，结合电极反应解答该题。【解析】A．①为原电池，Fe为负极，发生吸氧腐蚀，Cu电极上没有气体生成，故A错误；B．②区Cu电极为阴极，生成氢气和氢氧化钠，Cu电极附近滴加酚酞后变成红色，Fe为阳极，被氧化生成亚铁离子，故B正确；C．③为原电池，Fe为正极，电解质溶液为中性溶液，电极反应为：，Zn被氧化，电极反应为，故C错误；D．④为电解装置，Fe为阳极，被氧化生成亚铁离子，Zn电极为阴极，反应式为，故D错误；故选：B。4．（2024·广东揭阳·期中）城镇的地下空间中常有金属管道运输系统和地铁铁轨等。当金属管道或铁轨在潮湿土壤中形成电流回路时，就会引起这些金属制品的腐蚀。为了防止这类腐蚀的发生，某同学设计了如图所示的装置，下列说法不正确的是A．钢铁上发生还原反应B．若导线与Mg块连接，为牺牲阳极法C．若外加电源，导线应连接外接电源的正极D．导线与Zn块连接也可保护钢铁输水管【答案】C【解析】A．为防止钢铁输水管氧化，应通过牺牲阳极法或外加电流法使其发生还原反应，A正确；B．Mg为活泼金属，可作为牺牲阳极，则将Mg与钢铁输水管相连是用牺牲阳极法保护钢铁输水管，B正确；C．若导线连接电源正极，则钢铁输水管作阳极被氧化，故导线应连接外接电源的负极，C错误；D．Zn为活泼金属，可作为牺牲阳极，则将Zn与钢铁输水管相连是用牺牲阳极法保护钢铁输水管，D正确；故选C。5．（2024·山东济南·模拟预测）下列实验描述正确的是A．用酸碱中和滴定法可同时测定中和反应的反应热和待测液浓度B．利用上图该装置验证牺牲阳极保护法C．用98%的浓硫酸配制10%的稀硫酸，所需玻璃仪器为烧杯、玻璃棒D．将镀锌铁皮放入稀硫酸中，待产生氢气的速率突然减小，可以判断锌镀层已反应完全【答案】D【解析】A．酸碱中和滴定法是测定未知酸或碱溶液的浓度的，不能测定中和反应的反应热，故A错误；B．利用上图该装置验证牺牲阳极保护法，为了验证Fe未被腐蚀，不应该用KSCN溶液，而应该用铁氰化钾溶液，用于验证Fe2+，故B错误；C．用98%浓硫酸配制10%的稀硫酸，需要的仪器为量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管，故C错误；D．锌、铁和稀硫酸构成原电池，锌作负极，铁作正极，原电池能加快锌被腐蚀的速率，铁的活泼性小于锌，且只有铁时，不能构成原电池，所以生成氢气的速率减小，所以当产生氢气的速率速率突然减小，可以判断锌镀层已反应完全，故D正确；故选D。6．（2024·江西·模拟预测）利用电化学原理合成氨的装置如图所示，科学家研究表明，Ag、Hg、Pt和Au等能促进氮气合成氨。下列叙述正确的是A．该装置可将电能全部转化成化学能B．N极可选择铜、锌等材料C．M极反应式为D．4.48LH2发生氧化反应时转移0.4mol电子【答案】C【分析】该装置属于电解池，M极氮元素化合价降低发生还原反应，即为阴极；N极氢元素化合价升高发生氧化反应，即为阳极，据此回答。【解析】A．该装置为电解池，电能主要转化成化学能，还有部分转化为其他形式能量如热能等，A错误；B．N极为阳极，氢气在阳极上发生氧化反应，应选择惰性材料作阳极，而铜、锌作阳极时会优先发生氧化反应，B错误；C．M极上N2发生还原反应生成NH3，即反应式为，C正确；D．H2没有指明“标准状况”，不能根据氢气体积计算转移电子的物质的量，D错误；故选C。7．（2024·河北沧州·三模）由辛二腈制备巴豆腈（2－丁烯腈，即，非气态）的原理如下图所示，下列说法正确的是已知：电流效率。A．催化电极与电源负极相连，电势：催化电极催化电极B．电子移动方向：催化电极电源催化电极阴离子交换膜催化电极C．催化电极上发生反应：D．若催化电极上生成气体时，催化电极生成气体，则电流效率约为【答案】C【分析】电解池中催化电极a为阳极，发生反应：；催化电极为阴极，发生反应：。【解析】A．根据分析，催化电极a为阳极，与电源正极相连，则电势：催化电极催化电极b，A错误；B．电子不经过内电路，因此电子移动方向：催化电极电源催化电极，B错误；C．催化电极为阴极，发生反应：，C正确；D．由可知，催化电极上生成气体时，电解池转移电子的物质的量为14mol。催化电极a上发生主反应：（反应中2mol对应气体），催化电极上发生副反应：（副反应中对应气体），设主、副反应生成的气体分别为、，则①，②，解方程组可知，因此，电流效率，D错误。答案选C。8．（2024·山东·二模）钙(锂)介导电化学合成氨低能耗，效率高，是合成氨研究的热点领域，以下为该装置示意图，下列有关说法正确的是A．阴极区反应：B．此装置降低合成氨能耗的主要原因是钙或锂等金属能高效解离氮气形成相应的氮化物C．含少量乙醇的水溶液会使该装置生产效率提高D．整个装置每生成1mol氨消耗1.5mol【答案】B【分析】由图可知，通入氢气的电极为阳极，氢气在阳极失去电子发生氧化反应生成氢离子，氢离子与C2H5O-离子反应生成C2H5OH，C2H5OH解离出氢离子和C2H5O-离子，通入氮气的电极为阴极，钙离子在阴极得到电子生成钙，钙与氮气反应生成Ca3N2，Ca3N2与氢离子反应生成Ca2+和氨气，则阴极的电极反应式为Ca2++2e-=Ca，N2+3Ca=Ca3N2，Ca3N2+6H+=3Ca2++2NH3，电解的总反应方程式为N2+3H22NH3，据此分析解题。【解析】A．由分析可知，H2在阳极上失去电子，故阳极区反应式为：，A错误；B．由分析可知，此装置降低合成氨能耗的主要原因是钙或锂等金属能高效解离氮气形成相应的氮化物，B正确；C．由于水能与Ca直接反应，故含少量乙醇的水溶液不会使该装置生产效率提高反而降低，C错误；D．由分析可知，电解的总反应方程式为N2+3H22NH3，故整个装置每生成1mol氨，不消耗Ca2+，Ca2+只是电解质导电，D错误；故答案为：B。9．（2024·湖南·模拟预测）2023年我国科学家通过铂负载的氢氧化镍正极实现了将充电过程中产生的副产物氧气在放电过程中重新利用，工作原理如下图所示：下列说法正确的是A．充电时，Zn电极的电极反应式为B．充电时，电路中每通过1mol电子，阳极会产生1molNiOOHC．放电时，铂作氧还原催化剂D．放电时，OH-移向氢氧化镍所在的电极【答案】C【分析】根据图示可知：放电时为负极，电极反应为，Pt电极为正极，发生还原反应；充电时电极应连接电源负极，发生还原反应：，Pt电极上被氧化变为NiOOH，溶液中部分失去电子被氧化变为。【解析】A．充电时，电极为阴极，其电极反应式为，故A错误；B．充电时，阳极由于有副反应发生，电路中每通过1mol电子，产生的NiOOH小于1mol，故B错误；C．通过铂负载的氢氧化镍正极，可以将氧气在放电过程中重新利用，所以放电时，铂的作用为氧还原催化剂，故C正确；D．放电时，阴离子向负极迁移，故移向电极，故D错误。答案选C。10．（2024·山东菏泽·模拟预测）一种高盐高氨氮难降解有机废水的处理方法如图所示，下列说法正确的是A．A区电极反应式为B．电池工作时，由B区移向A区C．C区a电极接电源负极D．若B区1mol参加反应，同时可生成【答案】A【分析】通过图示可知连接正极的A区失去电子，为阳极区，发生氧化反应，B区得到电子，为阴极区，发生还原反应。【解析】A．A区发生氧化反应，电极反应式为，故A正确；B．电池工作时，由A区移向B区，B错误；C．C区a电极发生氧化反应，应接电源正极，故C错误；D．未指明标准状况，所以无法计算的体积，故D错误；答案选A。11．（2024·湖南·二模）近日，石河子大学化学化工学院陈龙教授团队开发催化电极实现甲醇制氢，如图所示，下列叙述错误的是A．电极a与电源的负极连接B．每生成（标准状况）气体X时转移电子C．电极b的反应式为D．电解总反应为【答案】B【分析】电极b上CH3OH失去电子变为HCOO-，电极b为阳极，电极反应式为，电极a为阴极，水得到电子变为H2，电极反应式为。【解析】A．电极a为阴极，与电源负极连接，故A正确；B．（标准状况）气体物质的量为0.1mol，根据电极反应式可知，转移电子物质的量为0.2mol，故B错误；C．电极b上CH3OH失去电子变为HCOO-，电极反应式为，故C正确；D．阳极电极反应式为，阴极电极反应式为，即总反应式为：，故D正确；故选B。12．（2024·四川绵阳·模拟预测）以锂硫电池(电池的总反应为)为电源，电解含的废水制备硫酸和化肥的原理如图(不考虑其他杂质离子的反应)。下列说法正确的是A．a为锂硫电池的负极B．电解池中膜2是阳离子交换膜C．锂硫电池每消耗2.8g锂，理论上M室产生1.12L气体(标准状况)D．电解一段时间后，原料室中溶液的pH会下降【答案】B【分析】电解含的废水制备硫酸和化肥，由图可知，左侧石墨为阳极，电极反应式为2H2O－4e－＝O2↑+4H+，硫酸根离子透过膜1向左侧迁移，右侧石墨为阴极，电极反应式为2H++2e－＝H2↑，铵根离子透过膜2向右侧迁移，a极为正极，b极为负极，电极反应式为Li－e－＝Li+，据此作答。【解析】A．左侧石墨为阳极，故a极为正极，故A错误；B．硫酸根离子透过膜1向左侧迁移，故膜1为阴离子交换膜，铵根离子透过膜2向右侧迁移，故膜2为阳离子交换膜，故B正确；C．b极为负极，电极反应式为Li－e－＝Li+，锂硫电池每消耗2.8g即0.4mol锂，转移电子0.4mol，阳极（M室）生成0.1mol氧气，标况下体积为2.24L，故C错误；D．电解一段时间后，原料室中硫酸铵浓度减小，溶液中氢离子浓度减小，溶液pH增大，故D错误；故选B。13．（2024·陕西安康·模拟预测）利用电解法将污染性气体转化为溶液的原理如图所示。下列说法错误的是A．电解时，当有2mol透过质子交换膜，则电极Y增重96gB．在电极b上的反应式为C．电解过程中，由a极区向b极区迁移D．电解时溶液的浓度保持不变【答案】D【分析】通过电解法可知此电池为电解池，由a极生成O2可以判断，a极上水放电发生氧化反应生成氧气，a极为阳极，则b为阴极，电极b上二氧化氮得到电子发生还原反应生成铵根离子；则为铅酸蓄电池正极，为铅酸蓄电池的负极。【解析】A．电解时，当有透过质子交换膜时，电路中转移电子，铅酸蓄电池的电极发生反应：，有转化为，电极增重96g，A正确；B．在阴极(电极b)上发生还原反应，电极反应式为，B正确；C．电解装置中，阳离子移动方向为阳极阴极，故由极区透过质子交换膜向极区迁移，C正确；

D．由于电解池左室相当于电解水，则电解时溶液的浓度逐渐增大，D错误；故选D。14．（2024·北京·三模）设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成，将废旧锂离子电池的正极材料转化为，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法不正确的是A．装置工作时，离子通过阳膜进入甲室B．装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸C．乙室电极反应式为D．若甲室减少200mg，乙室增加300mg，则此时已进行过溶液转移【答案】C【分析】由题意可知，右侧装置为原电池，则左侧装置为电解池，原电池中细菌电极为电解池的负极，水分子作用下乙酸根离子在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为，钴酸锂电极为正极，酸性条件下钴酸锂在正极得到电子发生还原反应生成锂离子、钴离子和水，电极反应式为，电池的总反应为；电解池中，与原电池正极相连的细菌电极为阳极，水分子作用下乙酸根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为，右侧石墨电极为阴极，钴离子在阴极得到电子发生还原反应生成钴，电极反应式为，电解的总反应为。【解析】A．由分析可知，装置工作时，甲室为电解池，电解的总反应，反应中生成氢离子透过阳膜进入甲室，A正确；B．由分析可知，装置工作时，乙室为原电池，电池的总反应，反应中消耗氢离子，说明装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸，B正确；C．由分析可知，装置工作时，乙室为原电池，钴酸锂电极为正极，酸性条件下钴酸锂在正极得到电子发生还原反应生成锂离子、钴离子和水，电极反应式，C错误；D．若甲室钴离子减少200mg，电解转移电子的物质的量，若乙室钴离子增加300mg，电解转移电子的物质的量，由于电子转移的物质的量不等，说明此时已进行过溶液转移，即将乙室部分溶液转移至甲室，D正确；答案选C。15．（2024·浙江杭州·模拟预测）化学性质类似NH4Cl的盐酸羟胺(NH3OHCl)是一种常见的还原剂和显像剂，工业上主要采用如图甲所示的方法制备，其电池装置中含Fe的催化电极反应机理如图乙所示。图丙是用图甲的电池电解处理含有Cl-、的酸性废水的装置，下列说法正确的是A．图甲电池工作时，Pt电极是正极B．图乙中，A为H+，B为NH3OH+C．电极b接电源负极，处理1mol，电路中转移5mole-D．电池工作时，每消耗2.24LNO(标准状况下)，左室溶液质量增加3.0g【答案】B【分析】Pt电极为负极，发生反应：H2-2e-=2H+；含铁的催化电极为正极，发生反应：NO+3e-+4H++Cl-→NH3OHCl；【解析】A．Pt电极上，H2→H+，氢元素化合价升高，发生氧化反应，为负极，故A错误；B．NH2OH与NH3的性质相似，能与盐酸反应生成NH3OHCl,NH2OH+H+=NH3OH+，则图乙中，A为H+，B为NH3OH+，故B正确；C．电解时，b电极中氮元素化合价降低，为阴极，与电源负极相连，发生的电极反应式为：+8e-+10H+=+3H2O，则处理1mol，电路中转移8mole-，故C错误；D．含铁的催化电极为正极，发生反应：NO+3e-+4H++Cl-→NH3OHCl,4个氢离子中有1个是左侧溶液中盐酸提供的，3个是右侧迁移的，标况下消耗的n(NO==0.1mol,左室增加的质量为0.1molNO和0.3mol氢离子，质量为：0.1×30+0.3=3.3g，故D错误；故选：B。1.(2024·湖北卷，14)我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化剂，用H2C2O4和NH2OH电化学催化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中H2O解离的H+和OH-在电场作用下向两极迁移。已知在KOH溶液中，甲醛转化为HOCH2O-，存在平衡HOCH2O-+OH-[OCH2O]2-+H2O。Cu电极上发生的电子转移反应为[OCH2O]2--e-=HCOO-+H∙。下列说法错误的是()A．电解一段时间后阳极区c(OH-)减小B．理论上生成1molH3N+CH2COOH双极膜中有4molH2O解离C．阳极总反应式2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+H2↑+2H2OD．阴极区存在反应H2C2O4+2e-+2H+=OHC—COOH+H2O【答案】B【解析】在KOH溶液中HCHO转化为HOCH2O-：HCHO+OH-→HOCH2O-，存在平衡HOCH2O-+OH-[OCH2O]2-+H2O，Cu电极上发生的电子转移反应为[OCH2O]2--e-=HCOO-+H∙，H∙结合成H2，Cu电极为阳极；PbCu电极为阴极，首先HOOC—COOH在Pb上发生得电子的还原反应转化为OHC—COOH：H2C2O4+2e-+2H+=OHC—COOH+H2O，OHC—COOH与HO—N+H3反应生成HOOC—CH=N—OH：OHC—COOH+HO—N+H3→HOOC—CH=N—OH+H2O+H+，HOOC—CH=N—OH发生得电子的还原反应转化成H3N+CH2COOH：HOOC—CH=N—OH+4e-+5H+=H3N+CH2COOH+H2O。A项，电解过程中，阳极区消耗OH-、同时生成H2O，故电解一段时间后阳极区c(OH-)减小，A正确；B项，阴极区的总反应为H2C2O4+HO—N+H3+6e-+6H+=H3N+CH2COOH+3H2O，1molH2O解离成1molH+和1molOH-，故理论上生成1molH3N+CH2COOH双极膜中有6molH2O解离，B错误；C项，结合装置图，阳极总反应为2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+H2↑+2H2O，C正确；D项，阴极区的Pb上发生反应H2C2O4+2e-+2H+=OHC—COOH+H2O，D正确；故选B。2.(2024·浙江1月卷，13)破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成[Zn(NH3)4]2+和H2，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pH变大C．铁电极上的电极反应式为：2NH3+2e-=H2↑＋2NH2-D．每生成标准状况下22.4mLH2，消耗0.010molZn【答案】C【解析】A项，氨水浓度越大，越容易生成[Zn(NH3)4]2+，腐蚀趋势越大，A正确；B项，腐蚀的总反应为Zn+4NH3•H2O=[Zn(NH3)4]2++H2↑+2H2O+2OH-，有OH-离子生成，溶液pH变大，B正确；C项，该电化学腐蚀中Zn作负极，Fe作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，铁电极上的电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，C错误；D项，根据得失电子守恒，每生成标准状况下22.4mLH2，转移电子数为，消耗0.010molZn，D正确；故选C。3.(2024·浙江6月卷，13)金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图：下列说法正确的是()A．图1、图2中，阳极材料本身均失去电子B．图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应：O2+2H2O+4e-=4OH-C．图2中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果D．图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，钢闸门、阳极均不发生化学反应【答案】B【解析】A项，图1为牺牲阳极的阴极瓮中保护法，牺牲阳极一般为较活泼金属，其作为原电池的负极，其失去电子被氧化；图2为外加电流的阴极保护法，阳极材料为辅助阳极，其通常是惰性电极，其本身不失去电子，电解质溶液中的阴离子在其表面失去电子，如海水中的Cl-，A不正确；B项，图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面积累的电子很多，除了海水中的H+放电外，海水中溶解的O2也会竞争放电，故可发生O2+2H2O+4e-=4OH-，B正确；C项，图2为外加电流的阴极保护法，理论上只要能对抗钢闸门表面的腐蚀电流即可，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时保护效果最好；腐蚀电流会随着环境的变化而变化，若外加电压保持恒定不变，则不能保证抵消腐蚀电流，不利于提高对钢闸门的防护效果，C不正确；D项，图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，说明从牺牲阳极或外加电源传递过来的电子阻止了Fe-2e-=Fe2+的发生，钢闸门不发生化学反应，但是牺牲阳极和发生了氧化反应，辅助阳极上也发生了氧化反应，D不正确；故选B。4．(2024·广东卷，5)我国自主设计建造的浮式生产储御油装置“海葵一号”将在珠江口盆地海域使用，其钢铁外壳镶嵌了锌块，以利用电化学原理延缓外壳的腐蚀。下列有关说法正确的是()A．钢铁外壳为负极 B．镶嵌的锌块可永久使用C．该法为外加电流法 D．锌发生反应：【答案】D【解析】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，发生还原反应，Zn-2e-=Zn2＋，从而保护钢铁，延缓其腐蚀。A项，由于金属活动性Zn＞Fe，钢铁外壳为正极，锌块为负极，故A错误；B项，Zn失去电子，发生还原反应，Zn-2e-=Zn2＋，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，故B错误；C项，该方法为牺牲阳极的阴极保护法，故C错误；D项，Zn失去电子，发生还原反应：Zn-2e-=Zn2＋，故D正确；故选D。5．(2024·广东卷，16)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．阳极反应：2Cl--2e-=Cl2↑B．阴极区溶液中OH-浓度逐渐升高C．理论上每消耗1mol2O3，阳极室溶液减少D．理论上每消耗1mol2O3，阴极室物质最多增加【答案】C【解析】右侧溶液为饱和食盐水，右侧电极产生气体，则右侧电极为阳极，Cl-放电产生氯气，电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑；左侧电极为阴极，发生还原反应，2O3在碱性条件下转化为Fe，电极反应为：2O3+6e-+3H2O=2+6OH-；中间为阳离子交换膜，Na+由阳极向阴极移动。A项，阳极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，A正确；B项，阴极反应为：2O3+6e-+3H2O=2+6OH-，消耗水产生OH-，阴极区溶液中OH-浓度逐渐升高，B正确；C项，理论上每消耗1mol2O3，转移6mol电子，产生3molCl2，同时有6molNa+由阳极转移至阴极，则阳极室溶液减少，C错误；D项，理论上每消耗1mol2O3，转移6mol电子，有6molNa+由阳极转移至阴极，阴极室物质最多增加，D正确；故选C。6．(2024·甘肃卷，7)某固体电解池工作原理如图所示，下列说法错误的是()A．电极1的多孔结构能增大与水蒸气的接触面积B．电极2是阴极，发生还原反应：O2+4e-=2O2-C．工作时O2-从多孔电极1迁移到多孔电极2D．理论上电源提供能分解1molH2O【答案】B【解析】多孔电极1上H2O(g)发生得电子的还原反应转化成H2(g)，多孔电极1为阴极，电极反应为2H2O+4e-=2H2+2O2-；多孔电极2上O2-发生失电子的氧化反应转化成O2(g)，多孔电极2为阳极，电极反应为2O2--4e-=O2。A项，电极1的多孔结构能增大电极的表面积，增大与水蒸气的接触面积，A项正确；B项，电极2为阳极，发生氧化反应：2O2--4e-=O2，B项错误；C项，工作时，阴离子O2-向阳极移动，即O2-从多孔电极1迁移到多孔电极2，C项正确；D项，电解总反应为2H2O(g)2H2+O2，分解2molH2O转移4mol电子，则理论上电源提供2mol电子能分解1molH2O，D项正确；故选B。7．(2024·山东卷，13)以不同材料修饰的Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制H2和O2，装置如图所示。下列说法错误的是()A．电极a连接电源负极B．加入Y的目的是补充NaBrC．电解总反应式为Br-+3H2OBrO3-+3H2↑D．催化阶段反应产物物质的量之比n(Z)∶n(Br-)=3∶2【答案】B【解析】电极b上Br-发生失电子的氧化反应转化成BrO3-，电极b为阳极，电极反应为Br--6e-+3H2O=BrO3-+6H+；则电极a为阴极，电极a的电极反应为6H++6e-=3H2↑；电解总反应式为Br-+3H2OBrO3-+3H2↑；催化循环阶段BrO3-被还原成Br-循环使用、同时生成O2，实现高效制H2和O2，即Z为O2。A项，电极a为阴极，连接电源负极，A项正确；B项，根据分析电解过程中消耗H2O和Br-，而催化阶段BrO3-被还原成Br-循环使用，故加入Y的目的是补充H2O，维持NaBr溶液为一定浓度，B项错误；C项，根据分析电解总反应式为Br-+3H2OBrO3-+3H2↑，C项正确；D项，催化阶段，Br元素的化合价由+5价降至-1价，生成1molBr-得到6mol电子，O元素的化合价由-2价升至0价，生成1molO2失去4mol电子，根据得失电子守恒，反应产物物质的量之比n(O2)∶n(Br-)=6∶4=3∶2，D项正确；故选B。8．(2024·辽吉黑卷，12)“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法，装置如图所示。部分反应机理为：。下列说法错误的是()A．相同电量下H2理论产量是传统电解水的1.5倍B．阴极反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH-C．电解时OH-通过阴离子交换膜向b极方向移动D．阳极反应：【答案】A【解析】据图示可知，b电极上HCHO转化为HCOO-，而HCHO转化为HCOO-为氧化反应，所以b电极为阳极，a电极为阴极，HCHO为阳极反应物，由反应机理可知：反应后生成的转化为HCOOH。由原子守恒和电荷守恒可知，在生成HCOOH的同时还生成了H-，生成的HCOOH再与氢氧化钾酸碱中和：HCOOH+OH-=HCOO-+H2O，而生成的H-在阳极失电子发生氧化反应生成氢气，即2H--2e-=H2↑，阴极水得电子生成氢气：2H2O+2e-=H2↑+2OH-。A项，阳极反应：①HCHO+OH--e-→HCOOH+H2，②HCOOH+OH-=HCOO-+H2O，阴极反应2H2O-2e-=H2↑+2OH-，即转移2mol电子时，阴、阳两极各生成1molH2，共2molH2，而传统电解水：2H2O2H2↑+O2↑，转移2mol电子，只有阴极生成1molH2，所以相同电量下H2理论产量是传统电解水的2倍，A错误；B项，阴极水得电子生成氢气，阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，B正确；C项，由电极反应式可知，电解过程中阴极生成OH-，负电荷增多，阳极负电荷减少，要使电解质溶液呈电中性，OH-通过阴离子交换膜向阳极移动，即向b极方向移动，C正确；D项，阳极反应涉及到：①HCHO+OH--e-→HCOOH+H2，②HCOOH+OH-=HCOO-+H2O，由(①+②)×2得阳极反应为：2HCHO+4OH--2e-=2HCOO-+2H2O+H2↑，故D正确；故选A。(2024·浙江省1月选考，13)破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成[Zn(NH3)4]2+和H2，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pH变大C.铁电极上的电极反应式为：2NH3+2e-=H2↑＋2NH2-D.每生成标准状况下22.4mLH2，消耗0.010molZn【答案】C【解析】A项，氨水浓度越大，越容易生成[Zn(NH3)4]2+，腐蚀趋势越大，A正确；B项，腐蚀的总反应为Zn+4NH3•H2O=[Zn(NH3)4]2++H2↑+2H2O+2OH-，有OH-离子生成，溶液pH变大，B正确；C项，该电化学腐蚀中Zn作负极，Fe作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，铁电极上的电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，C错误；D项，根据得失电子守恒，每生成标准状况下22.4mLH2，转移电子数为，消耗0.010molZn，D正确；故选C。10．(2023•浙江省6月选考，13)氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是()A．电极A接电源正极，发生氧化反应B．电极B的电极反应式为：2H2O＋2e-=H2↑＋2OH-C．应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的NaOH溶液D．改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗【答案】B【解析】A项，电极A是氯离子变为氯气，化合价升高，失去电子，是电解池阳极，因此电极A接电源正极，发生氧化反应，故A正确；B项，电极B为阴极，通入氧气，氧气得到电子，其电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，故B错误；C项，右室生成氢氧根，应选用阳离子交换膜，左边的钠离子进入到右边，在右室获得浓度较高的NaOH溶液，故C正确；D项，改进设计中增大了氧气的量，提高了电极B处的氧化性，通过反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗，故D正确。故选B。11．(2023•北京卷，5)回收利用工业废气中的CO2和SO2，实验原理示意图如下。

下列说法不正确的是()A．废气中SO2排放到大气中会形成酸雨B．装置a中溶液显碱性的原因是HCO3-的水解程度大于HCO3-的电离程度C．装置a中溶液的作用是吸收废气中的CO2和SO2D．装置中的总反应为SO32-+CO2+H2Oeq\o(\s\up7(电解),\s\do0(====))HCOOH+SO42-【答案】C【解析】A项，SO2是酸性氧化物，废气中SO2排放到空气中会形成硫酸型酸雨，故A正确；B项，装置a中溶液的溶质为NaHCO3，溶液显碱性，说明HCO3-的水解程度大于电离程度，故B正确；C项，装置a中NaHCO3溶液的作用是吸收SO2气体，CO2与NaHCO3溶液不反应，不能吸收CO2，故C错误；D项，由电解池阴极和阳极反应式可知，装置b中总反应为SO32-+CO2+H2Oeq\o(\s\up7(电解),\s\do0(====))HCOOH+SO42-，故D正确；故选C。12．(2023•湖北省选择性考试，10)我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为mol·-1。下列说法错误的是()A．b电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-B．离子交换膜为阴离子交换膜C．电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜D．海水为电解池补水的速率为2mol·-1【答案】D【解析】由图可知，该装置为电解水制取氢气的装置，a电极与电源正极相连，为电解池的阳极，b电极与电源负极相连，为电解池的阴极，阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阳极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O，电池总反应为2H2O2H2↑+O2↑。A项，b电极反应式为b电极为阴极，发生还原反应，电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故A正确；B项，该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH浓度不变，阳极发生的电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O，为保持OH-离子浓度不变，则阴极产生的OH-离子要通过离子交换膜进入阳极室，即离子交换膜应为阴离子交换摸，故B正确；C项，电解时电解槽中不断有水被消耗，海水中的动能高的水可穿过PTFE膜，为电解池补水，故C正确；D项，由电解总反应可知，每生成1molH2要消耗1molH2O，生成H2的速率为mol·-1，则补水的速率也应是mol·-1，故D错误；故选D。13．(2023•广东卷，16)用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(下图)，可实现大电流催化电解KNO3溶液制氨。工作时，H2O在双极膜界面处被催化解离成H+和OH-，有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是()A．电解总反应：NH3·H2O+2O2↑+KOHB．每生成molNH3·H2O，双极膜处有9mol的H2O解离C．电解过程中，阳极室中的物质的量不因反应而改变D．相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构可提高氨生成速率【答案】B【解析】由信息大电流催化电解KNO3溶液制氨可知，在电极a处KNO3放电生成NH3，发生还原反应，故电极a为阴极，电极方程式为NO3-+8e－+7H2O=NH3·H2O+9OH-，电极b为阳极，电极方程式为4OH--4e－=O2↑＋2H2O，“卯榫”结构的双极膜中的H＋移向电极a，OH－移向电极b。A项，由分析中阴阳极电极方程式可知，电解总反应为NH3·H2O+2O2↑+KOH，故A正确；B项，每生成molNH3·H2O，阴极得8mole－，同时双极膜处有8molH+进入阴极室，即有8mol的H2O解离，故B错误；C项，电解过程中，阳极室每消耗4molOH-，同时有4molOH-通过双极膜进入阳极室，KOH的物质的量不因反应而改变，故C正确；D项，相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构具有更大的膜面积，有利于H2O被催化解离成H+和OH-，可提高氨生成速率，故D正确；故选B。14．(2023•辽宁省选择性考试，7)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如下图所示，其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法正确的是()A．b端电势高于a端电势 B．理论上转移2mol生成4C．电解后海水pH下降 D．阳极发生：H【答案】D【解析】由图可知，左侧电极产生氧气，则左侧电极为阳极，电极a为正极，右侧电极为阴极，b电极为负极，该装置的总反应产生氧气和氢气，相当于电解水。A项，由分析可知，a为正极，b电极为负极，则a端电势高于b端电势，A错误；B项，右侧电极上产生氢气的电极方程式为：2H++2e-=H2↑，则理论上转移2mol生成2，B错误；C项，由图可知，该装置的总反应为电解海水的装置，随着电解的进行，海水的浓度增大，但是其pH基本不变，C错误；D项，由图可知，阳极上的电极反应为：H，D正确；故选D。15．(2022•重庆卷，12)硝酮是重要的有机合成中间体，可采用“成对间接电氧化”法合成。电解槽中水溶液的主要成分及反应过程如图所示。下列说法错误的是()A．惰性电极2为阳极 B．反应前后WO42-/WO52-数量不变C．消耗1mol氧气，可得到1mol硝酮 D．外电路通过1mol电子，可得到1mol水【答案】C【解析】A项，惰性电极2，Br-被氧化为Br2，惰性电极2为阳极，故A正确；B项，WO42-/WO52-循环反应，反应前后WO42-/WO52-数量不变，故B正确；C项，总反应为氧气把二丁基-N-羟基胺氧化为硝酮，1mol二丁基-N-羟基胺失去2molH原子生成1mol硝酮，氧气最终生成水，根据氧原子守恒，消耗1mol氧气，可得到2mol硝酮，故C错误；

D项，外电路通过1mol电子，生成0.5molH2O2，H2O2最终生成水，根据氧原子守恒，可得到1mol水，故D正确；故选C。16．(2022•海南省选择性考试，9)一种采用H2O(g)和N2(g)为原料制备NH3(g)的装置示意图如下。下列有关说法正确的是()A．在b电极上，N2被还原B．金属Ag可作为a电极的材料C．改变工作电源电压，反应速率不变D．电解过程中，固体氧化物电解质中O2-不断减少【答案】A【解析】由装置可知，b电极的N2转化为NH3，N元素的化合价降低，得到电子发生还原反应，因此b为阴极，电极反应式为N2+3H2O+6e-=2NH3+3O2-，a为阳极，电极反应式为2O2-+4e-=O2。A项，由分析可得，b电极上N2转化为NH3，N元素的化合价降低，得到电子发生还原反应，即N2被还原，A正确；B项，a为阳极，若金属Ag作a的电极材料，则金属Ag优先失去电子，B错误；C项，改变工作电源的电压，反应速率会加快，C错误；D项，电解过程中，阴极电极反应式为N2+3H2O+6e-=2NH3+3O2-，阳极电极反应式为2O2-+4e-=O2，因此固体氧化物电解质中O2-不会