2022年高考总复习 化学 模块2 第四单元 第3节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护课件PPT

这是一份2022年高考总复习 化学 模块2 第四单元 第3节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了氧化反应，还原反应等内容，欢迎下载使用。
使________通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起____________________的过程。
(1)电解池：______转化为__________的装置。
(2)构成条件及工作原理
3.惰性电极电解电解质溶液的微粒放电顺序和产物判断
4.以惰性电极电解的几种类型
[ 自主测评 ]1.易错易混辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)。(1)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程
)(2)电解CuCl2 溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘
(3)电解时，电子的移动方向为电源负极→阴极→阳极→电
(4)电解盐酸、硫酸等溶液，H＋放电，溶液的 pH 逐渐增大
)(5)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(
2.【深度思考】若用惰性电极电解 CuSO4 溶液一段时间后，需加入98 g Cu(OH)2 固体，才能使电解质溶液复原，则这段时间，整个电路中转移的电子数为多少？
解析：方法一：98 g Cu(OH)2 的物质的量为 1 ml，相当于电解了 1 ml 的 CuSO4 后，又电解了 1 ml 的水，所以转移的电子数为 2NA＋2NA＝4NA。方法二：可以认为整个电路中转移的电子数与 Cu(OH)2 的 O2－失电子数相等，共 4NA。
1.(2020年德州模拟)某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在图中，下列有关分析完全正确
解析：电子从电源的负极流出，故 a 是阴极，d 是正极，溶液中阳离子移向阴极，故 Q 离子是阳离子，P 离子是阴离子。
2.(2020 年郑州模拟)如图所示，a、b、c、d 均为石墨电极，
通电进行电解，下列说法正确的是(
A.电路中电子流向：负极→d→c→b→a→正极B.a、c 两电极产生气体的物质的量相等D.通电后乙烧杯滴入酚酞溶液，d 电极附近会变红
(1)根据外接电源：正极连阳极，负极连阴极。(2)根据电流方向：从阴极流出，从阳极流入。(3)根据电子流向：从阳极流出，从阴极流入。(4)根据离子流向：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。(5)根据电极产物：a.阳极：电极溶解、逸出O2(或极区变酸性)或Cl2；b.阴极：析出金属、逸出H2(或极区变碱性)。(6)根据反应类型：阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。
电势差，生成梯度合金。下列有关说法错误的是(
电极反应式的书写与判断
3.(2020 年佛山质检)双极电化学法(装置如图)是在传统电解装置中放置了导电性电极 BPE，通电时，BPE 两端界面产生
B.BPE 的 b 端比 a 端的电势高
C.BPE 的 a 端发生的反应为 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－D.BPE 的 b 端到中心的不同位置，能形成组成不同的铜镍
　　解析：由电解装置图可知，n电极上水发生氧化反应生成氧气，则n电极为正极，则m极为电源负极，A正确；溶液中靠近正极的b端电势高于靠近负极的a端电势，B正确；BPE的a端失去电子发生氧化反应，电极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，C错误；BPE的b端到中心的不同位置，由于电势不同，电极反应：(1－x)Cu2＋＋xNi2＋＋2e－===NixCu1－x中x不同，能形成组成不同的铜镍合金，D正确。　　答案：C
如图所示。下列说法错误的是(
4.(2020 年江西模拟)用 KOH 为电解质的循环阳极锌-空气二次电池放电时的总反应为2Zn＋O2===2ZnO，工作时，用泵将锌粉与电解液形成的浆料输入电池内部发生反应，反应所生成的产物随浆料流出电池后，被送至电池外部的电解槽中，经还原处理后再送入电池；循环阳极锌-空气二次电池工作流程图
解析：放电时，电池正极通入空气，空气中的O2在碱性溶液中得电子生成OH－，A 正确；放电时，正极通入空气，空气中的 CO2 会与KOH 反应生成少量 K2CO3，B正确；电池停止工作时，锌粉仍会与 KOH溶液发生缓慢反应，C 错误；充电时，电解槽阴极(放电时，Zn 转化为 ZnO)Zn 表面的 ZnO 得电子，生成 Zn和OH－，电极反应式为ZnO＋2e－＋H2O===Zn＋2OH－，D 正确。答案：C
电解池电极反应式的书写步骤
电化学基本计算——电子守恒法
5.(2019 年大连模拟)用惰性电极电解一定浓度的 CuSO4 溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 ml Cu2(OH)2CO3后恰好恢复到电解前的浓度和pH(不考虑二氧化碳的溶解)。则
电解过程中转移电子的物质的量为(
　　解析：Cu2(OH)2CO3可看作为2CuO·H2O·CO2，因反应后生成的CO2离开溶液，所以加入0.1 ml Cu2(OH)2CO3相当于加入 0.2 ml CuO、0.1 ml H2O，根据　　2Cu　　～　　O2　　～　　4e－　　2 ml　　　　　　　　　　4 ml　　0.2 ml　　　　　　　　　0.4 ml　　2H2O　 ～　　O2　　～　　4e－　　2 ml　　　　　　　　　　4 ml　　0.1 ml　　　　　　　　　0.2 ml　　转移电子的物质的量＝0.4 ml＋0.2 ml＝0.6 ml。　　答案：C
原理如图所示。下列说法错误的是(
6.(2020年咸阳模拟)碳酸二甲酯[(CH3O)2CO]是一种具有发展前景的“绿色”化工产品。电化学法合成碳酸二甲酯的工作
解池工作时，阳离子向阴极移动，即H＋由石墨Ⅰ通过质子交换
解析：石墨Ⅰ为阳极，与直流电源正极相连，A 正确；电
膜向石墨Ⅱ移动，B 错误；石墨Ⅰ为阳极，阳极上是甲醇和一氧化碳失电子，发生氧化反应，电极反应为 2CH3OH＋CO－2e－===(CH3O)2CO＋2H＋，C 正确；常温常压下甲醇是液体，电解池工作时转移电子守恒，根据关系式 2CO～4e－～O2，可知阴极消耗的氧气与阳极消耗的一氧化碳物质的量之比为 1∶2，D正确。
(1)电子守恒法：串联电路中，相同时间内，各电极上微粒发生氧化或还原反应的得失电子数相等。(2)关系式法：根据得失电子守恒关系，在已知量与未知量之间，建立计算所需的关系式。
1.电解饱和食盐水(1)电极反应阳极：_______________________(反应类型：________反应)；阴极：_______________________(反应类型：________反应)。
2Cl－－2e－===Cl2↑
2H＋＋2e－===H2↑
①化学方程式：____________________________________。②离子方程式：____________________________________。(3)应用：氯碱工业制烧碱、氢气和氯气。
Cu－2e—===Cu2＋
Cu2＋＋2e－===Cu
利用电解熔融金属盐( 或氧化物) 的方法来冶炼活泼金属
Na、Ca、Mg、Al 等。
[ 自主测评 ]1.易错易混辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)。
　　(1)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料(　　)　　(2)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)均保持不变(　　)　　(3)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(　　)　　(4)电解冶炼镁、铝通常用电解MgCl2和Al2O3的方法，也可以电解MgO和AlCl3制得(　　)
2.【深度思考】下列两种装置分别为电镀铜与电解精炼铜的实验装置，请回答下列问题：
(1)请分析两装置中各电极的质量变化：_____________________________________________________________________。
(2)请分析两装置中电解质溶液浓度的变化：_________________________________________________________________。
　　答案：(1)甲图中铜片质量减小，待镀铁制品质量增加；乙图中粗铜质量减小，纯铜质量增加　　(2)甲图中CuSO4溶液浓度几乎未变化，因为阳极溶解多少铜，阴极就析出多少铜；乙图中CuSO4溶液浓度逐渐变小，因为粗铜中混有Zn、Fe等杂质，放电后转化成Zn2＋、Fe2＋等离子，此时Cu2＋会转化为Cu，造成CuSO4溶液浓度减小
1.(2020 年河南重点高中联考)Cu2O 是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取 Cu2O 的电解池示意图如图，电解
总反应为 2Cu＋H2O
Cu2O＋H2↑。下列说法正确的是(
　　A.电子的流向：电源负极→石墨电极→Cu→电源正极　　B.铜电极上的电极反应方程式为2Cu＋H2O－2e－===Cu2O＋2H＋　　　C.电解后溶液的pH变大　　D.当有0.1 ml电子转移时，有0.1 ml Cu2O生成
　　解析：“石墨电极→Cu”是通过溶液中的离子导电，A错误；强碱条件下电极方程式书写错误，B错误；反应消耗水，溶液体积变小，pH变大，C正确；由总反应可知：Cu2O～2e－，故当有0.1 ml电子转移时，有0.05 ml Cu2O生成，D错误。　　答案：C
2.(2020 年桂林联合调研)钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na2Sx)分别作为两个电极的反应物，固体 Al2O3 陶
瓷(可传导 Na＋)为电解质，总反应为 2Na＋xS
应原理如图所示。下列叙述正确的是(
电解原理在“环境治理”中的应用
3.利用如图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收 SO2，并用阴极排出的溶液吸收 NO2。下列关于该装置的四种说法，正确
别以离子交换膜分隔。下列说法不正确的是(
4.一种三室微生物燃料电池污水净化系统原理如图所示，图中含酚废水中有机物可用 C6H6O 表示，左、中、右室之间分
电解原理在“物质制备”中的应用
5.电解 KCl 和 NaNO3 溶液可以得到 KNO3 溶液，电解装置
如图所示，下列说法正确的是(
A.X 为负极，F 溶液为 NaNO3 溶液B.电解一段时间，往 Pt(Ⅰ)附近滴入酚酞，溶液变红
C.电解的总反应为 2H2O
D.理论上，当得到 0.1 ml KNO3 时，Pt(Ⅱ)上生成标准状况下 1.12 L 气体
解析：根据题意可知 E 溶液为氯化钾溶液，氯离子在阳极发生氧化反应，Pt(Ⅰ)为阳极，则 X 为正极，A 错误；氯离子在 Pt(Ⅰ)发生氧化反应生成氯气逸出，水电离产生的氢离子在Pt(Ⅱ)得到电子发生还原反应生成氢气，则 Pt(Ⅱ)附近氢氧根离子浓度大于氢离子浓度，显碱性，加入酚酞溶液显红色，B 错误；阳极为氯离子放电，阴极为氢离子放电，电解方程式为H2O
2KOH ＋H2↑＋Cl2↑，C 错误；当得到 0.1 ml
KNO3 时，则有0.1 ml钾离子透过阳离子交换膜，则转移 0.1 ml电子，阳极电极反应式为 2Cl－－2e－===Cl2↑，转移 0.1 ml 电子生成 0.05 ml 氯气，标况下体积为 0.05 ml×22.4 L·ml－1＝1.12 L，D 正确。答案：D
6.电解合成 1,2-二氯乙烷的实验装置如图所示。下列说法中
　　解析：该装置为电解池，则工作时，电能转变为化学能，A错误；C2H4中C元素化合价为－2，ClCH2CH2Cl中C元素化合价为－1，则CuCl2能将C2H4氧化为1,2­二氯乙烷，B错误；该电解池中，阳极发生的电极反应式为CuCl－e－＋Cl－===CuCl2，阳极区需要氯离子参与，则X为阴离子交换膜，而阴极区发生的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，有阴离子生成，为保持电中性，需要增加电解质溶液中的钠离子，则Y为阳离子交换膜，C错误；该装置中阳极首先发生反应：
金属原子______________变为____________，金属发生氧化反应。可表示为 M－ne－===Mn＋。
(2)化学腐蚀和电化学腐蚀的比较
(3)电化学腐蚀的分类
以钢铁的腐蚀为例进行分析：
水膜酸性很弱或呈中性且溶有一定量的氧气
Fe－2e－===Fe2+
H+＋2e－===H2↑
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
(1)电化学防护①牺牲阳极的阴极保护法——______原理a.______：比被保护金属活泼的金属。
b.______：被保护的金属设备。
②外加电流的阴极保护法——______原理a.______：被保护的金属设备。b.______：惰性金属。(2)改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。(3)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀等。
[ 自主测评 ]1.易错易混辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)纯银器在空气中因化学腐蚀表面渐渐变暗(
(2)生铁比纯铁容易生锈(
(3)Al、Fe、Cu 在潮湿空气中腐蚀均生成氧化物((4)黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿(
(5)镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更容易生锈
(6)牺牲阳极的阴极保护法是利用电解原理防腐蚀(
(5)√ (6)×
2.【深度思考】(2020 年北京海淀区二模)考古发掘出的古代青铜器(含铜锡等金属)表面经常出现小孔腐蚀，这是一种电化学腐蚀现象。小孔腐蚀的过程及铜腐蚀产物(铜锈)的成分如
Cu2O＋2HCl，下列分析原因
图所示。已知：2CuCl＋H2O合理的是__________________。
(3)右边图中，Cl 从小孔内向小孔外移动
(1)氧气是正极反应物
(2)铜锈的成分与氧气浓度、pH 有
也会发生电化学腐蚀解析：青铜器(含铜锡等金属)表面出现小孔腐蚀，是因为形成原电池，活泼的金属锡是负极，金属铜是正极，发生金属的吸氧腐蚀，氧气是正极反应物，故(1)合理；金属铜和氧气、水也会发生反应，得到铜绿，即铜锈，在酸性较强的环境下，铜锈会被溶解，铜锈的成分与氧气浓度、pH 有关，故(2)合理；
右边图中，Cl－会从正极移向负极，应该是从小孔外向小孔内移动，故(3)不合理；青铜器(含铜锡等金属)表面出现小孔腐蚀，是因为形成原电池，活泼的金属锡是负极，锡也会发生电化学腐蚀，故(4)合理。
答案：(1)(2)(4)
(1)铁锈的成分为 Fe2O3·xH2O，其形成过程还涉及如下反应：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3；
2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O。
(2)牺牲阳极的阴极保护法中所说的阳极是指原电池的负
极，即发生氧化反应的电极常称为阳极。
的分析和推断中，不正确的是(
1.(2020 年北京东城区二模)下列根据实验操作及现象进行
A.NaCl 的琼胶水溶液为离子迁移的通路
B.①中变红是因为发生反应 2H＋＋2e－===H2↑，促进了水
C.②中可观察到铁钉裸露在外的附近区域变蓝，铜丝附近
D.①和②中发生的氧化反应均可表示为 M－2e－===M2＋(M
　　解析：原电池的形成条件之一是形成闭合回路，①和②实验中，NaCl的琼胶水溶液作用是形成闭合回路，利于离子迁移，A正确；中性或碱性条件下，Zn、Fe形成原电池，发生吸氧腐蚀，促进了水的电离，但Zn比Fe活泼，Zn作负极、Fe作正极，正极上反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，导致酚酞变红，B错误；②中NaCl溶液、Cu、Fe形成原电池，Fe比Cu活泼，Fe作负极、Cu作正极，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，生成的Fe2＋和[Fe(CN)6]3－
反应生成蓝色沉淀，所以铁钉裸露在外的附近区域变蓝，铜丝附近区域酚酞遇到碱而变红，C正确；①中Zn和②中Fe均作负极，均失去2e－生成＋2价的阳离子(Zn2＋和Fe2＋)，发生氧化反应，所以Zn、Fe发生的氧化反应可表示为M－2e－===M2＋，D正确。 答案：B
B.在 pH6 的溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀D.在煮沸除氧气的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓
　　解析：pH>14的溶液显碱性，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故A符合题意；pH6的溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故C不符合题意；在碱性溶液中碳钢主要发生吸氧腐蚀，煮沸除氧气后，腐蚀速率会减慢，故D不符合题意。　　答案：A
金属腐蚀快慢的比较方法
3.中国第 36 次南极科学考察队乘“雪龙 2”号从深圳启航，
前往南极执行科考任务。下列说法正确的是(
A.外壳镶嵌一些铅块等可提高科考船的抗腐蚀能力B.利用牺牲阳极的阴极保护法保护船体，正极反应式为 O2－4e－＋2H2O===4OH－C.停靠期间可以采用外加电流的阴极保护法，电源负极与船体相连接D.科考船只能采用电化学保护法提高其抗腐蚀能力
气得电子生成氢氧根离子，正极反应式为2H2O＋O2＋4e－===
解析：在铁船壳上镶嵌铅块，Fe 比铅活泼，构成原电池时，Fe 作负极加快其腐蚀，不能减慢船体的腐蚀，A 错误；活泼性比 Fe 强的锌作负极失电子被腐蚀，Fe 作正极被保护，正极氧
4OH－，B 错误；与直流电源的负极相连，作阴极的船体被保护，
所以停靠期间可以采用外加电流的阴极保护法，电源负极与船体相连接，C 正确；还可以采用在船体表面涂上保护层等方法，提高其抗腐蚀能力，D 错误。
铁的锈蚀原因，对此分析不正确的是(
4.(2020 年天津一模)为加强对铁的防护，下列关于研究生
A.①中，NaCl 溶液中溶解的 O2 不足以使生铁片明显锈蚀B.②中，生铁片未明显锈蚀的原因之一是缺少 H2OC.③中正极反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－D.对比①②③，说明苯能隔绝 O2
解析：①中，铁能发生电化学腐蚀，但氧气难溶于水，NaCl溶液中溶解的 O2 不足以使生铁片明显锈蚀，A 正确；原电池的形成条件：有两个活泼性不同的电极、电解质溶液、闭合回路，金属腐蚀时还要有空气，苯隔绝空气令其难以发生腐蚀，②中，生铁片未明显锈蚀的原因之一是缺少 H2O，B 正确；③中，铁在中性环境下发生吸氧腐蚀，正极反应为 O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C 正确；对比①②③，说明生铁腐蚀，碳为正极，铁为负极，需足量 O2 和水，则说明苯不能隔绝 O2，D 错误。
[ 热点精讲 ]1.有外加电源的电池类型的判断方法有外加电源的均为电解池，与电源负极相连的是阴极，或根据“电解池串联时阴、阳极交替出现”的原则正推电极，也可以通过装置中某极的变化、现象反推电极。电极位置相同，作用也相同。若电池阳极材料与电解质溶液中的阳离子相同，则该装置为电镀池。
上图中甲为电镀池，乙、丙均为电解池。
2.无外加电源的电池类型的直接判断方法一种为原电池，其余为电解池。(1)直接判断
燃料电池、铅蓄电池等在电路中作电源，则其他装置为电
解池。如图，A 为原电池，B 为电解池。
(2)根据电池中的电极材料和电解质溶液判断
①原电池一般是两种不同的金属电极或一种金属电极和一个碳棒作电极，其中较活泼的金属为原电池的负极，另一极为正极；而电解池一般都是两个惰性电极，如两个铂电极或两个碳棒电极。
②电极材料和电解质溶液之间能发生自发的氧化还原反应，构成原电池作电源，电极材料不能和电解质溶液发生自发的氧化还原反应的则是电解池。如图，乙为原电池，甲为电解池。
③光电池只需确定电子或阴、阳离子的移动方向即可判断
(3)根据电极反应现象判断
在某些装置中根据电极反应或反应现象可先判断电极类
型，并由此判断电池类型，如图：
若 C 极溶解，D 极上析出 Cu，B 极附近溶液变红，A 极上放出黄绿色气体，A 应为阳极而不是负极(负极金属溶解)，则可知乙是原电池，甲是电解池，A 是阳极，B 是阴极。
[ 案例分析 ][典例](2020 年烟台一模)相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如下图所示装置是利用浓差电池电解 Na2SO4溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH。
A.a 电极的电极反应为 4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－B.c、d 离子交换膜依次为阳离子交换膜和阴离子交换膜C.电池放电过程中，Cu(1)电极上的电极反应为 Cu2＋＋2e－
D.电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得 320 g
酸铜溶液的浓度由2.5 ml·L－1降低到1.5 ml·L－1，负极区硫酸铜溶液的浓度由0.5 ml·L－1升到1.5 ml·L－1，正极反应可还原Cu2＋的物质的量为2 L×(2.5－1.5) ml·L－1＝2 ml，电路中转移4 ml电子，电解池的阴极生成4 ml OH－，即阴极区可得4 ml氢氧化钠，其质量为160 g，D错误。
[归纳提升] “串联”类电池的解题流程
[ 热点精练 ]1.(2020 年北京顺义区校级一模)铝电池性能优越，Al-Ag2O2电池用于电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制备氢气(隔膜Ⅱ仅阻
止气体通过，a、b 均为惰性电极)。下列说法正确的是(
　　解析：Al­Ag2O2电池工作时，Al失去电子被氧化，为负极，Ag电极为正极，反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，反应后该电极区pH增大，而不是减小，A错误；Al­Ag2O2电池工作时，Al失去电子被氧化，为负极，Ag电极为正极，反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，则原电池的总反应方程式为2Al＋2H2O＋2NaOH===2NaAlO2＋3H2↑，B错误；2.7 g铝的物质的量为0.1 ml，所以整个电路转移电子的物质的量为0.3 ml，因为a电极上尿素[CO(NH2)2]发生氧化反应，生成氮气和碳酸
根离子，电极反应式为CO(NH2)2＋8OH－－6e－===CO＋N2↑＋6H2O，b电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，所以生成氮气的物质的量为0.05 ml，氢气的物质的量为0.15 ml，所以理论上a、b两极共产生气体0.2 ml，标况下体积为4.48 L，而不是3.36 L，C错误，D正确。　　答案：D
2.(2019 年昆明调研)某研究小组设计如下装置处理 pH 为
5～6 的污水。下列说法正确的是(
A.阳极的电极反应式为Fe－3e－===Fe3＋B.正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－C.若阴极转移2 ml电子，则负极消耗5.6 L CH4D.污水中最终会产生Fe(OH)3，吸附污染物而形成沉淀
3.(2019 年江西名校联考)利用膜技术原理和电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂 N2O5，装置如图所示，下列说法正确
A.电极b的反应式是O2＋4e－＋2H2O===4OH－B.电解后乙装置d电极附近溶液的pH不变
C.c电极上的电极反应式为N2O4－2e－＋H2O===N2O5＋2H＋　D.甲中每消耗1 ml SO2，乙装置中有1 ml H＋通过隔膜
　　解析：甲装置为原电池，其中a电极为负极、b电极为正极，左侧加入了硫酸，其中的H＋可透过质子膜而进入右侧极室，所以右侧极室是酸性的，所以电极反应中不能生成OH－，而应生成水，反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，A错误；乙装置是一个电解池，两电极均采用了惰性电极，左侧c电极为阳极，右侧d电极为阴极，右侧盛放了硝酸溶液，发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑，虽然消耗了H＋，但同时有等量的H＋从阳极区
1.(2020 年江苏卷)将金属 M 连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在题图所示的情境中，下列有关说法
A.阴极的电极反应式为 Fe－2e－===Fe2＋B.金属 M 的活泼性比 Fe 的活泼性弱
C.钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
D.钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
解析：阴极的钢铁设施实际作原电池的正极，正极金属被保护不失电子，A 错误；阳极金属 M 实际为原电池装置的负极，电子流出，原电池中负极金属比正极活泼，因此金属 M 活泼性比 Fe 的活泼性强，B 错误；金属 M 失电子，电子经导线流入钢铁设施，从而使钢铁设施表面积累大量电子，金属自身不再失电子，从而被保护，C 正确；海水中的离子浓度大于河水中的离子浓度，离子浓度越大，溶液的导电性越强，因此钢铁设施在海水中的腐蚀速率比在河水中快，D 错误。
影响，下列说法错误的是(
2.(2020 年山东卷)采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。忽略温度变化的
A.阳极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑B.电解一段时间后，阳极室的pH不变C.电解过程中，H＋由a极区向b极区迁移D.电解一段时间后，a极生成的O2与b极反应的O2等量
　　解析：通电时，Ag电极有Ag＋生成，故Ag电极为阳极，A正确；通电时电致变色层变蓝色，说明有Ag＋从Ag电极经固体电解质进入电致变色层，B正确；器件工作过程中，W由WO3中的＋6价降低到AgxWO3中的＋(6－x)价，C错误；该电解池中阳极即Ag电极上发生的电极反应为xAg－xe－===xAg＋，而另一极阴极上发生的电极反应为WO3＋xAg＋＋xe－=== AgxWO3，故发生的总反应式为xAg＋WO3===AgxWO3，D正确。　　答案：C
5.(2020 年新课标Ⅱ卷节选)CH4 和 CO2 都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如图所示：
(1)阴极上的反应式为______________________________。(2)若生成的乙烯和乙烷的体积比为 2∶1，则消耗的 CH4
和 CO2 体积比为________。