第四章 化学反应与电能（A卷·知识通关练）-【单元测试】2022-2023学年高二化学分层训练AB卷（人教版2019选择性必修1）

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第四章 化学反应与电能（A卷·知识通关练）
核心知识1 原电池的工作原理
1．在锌、铜、硫酸原电池中，下列说法正确的是
A．锌是负极，发生还原反应
B．负极反应是：Zn-2e-===Zn2+
C．铜是正极，发生氧化反应
D．铜极反应是：Cu2++2e-===Cu
【答案】B
【详解】
A.在锌、铜、硫酸原电池中，锌的金属性比较活泼做负极，发生氧化反应，故A错误；
B.在锌、铜、硫酸原电池中，锌的金属性比铜活泼做负极，发生氧化反应，则负极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，故B正确；
C.在锌、铜、硫酸原电池中，锌的金属性比铜活泼做负极，铜做正极，发生还原反应，故C错误；
D.在锌、铜、硫酸原电池中，锌的金属性比铜活泼做负极，铜做正极，氢离子在此极发生还原反应，反应式是：2H++2e-=H2，故D错误；
故答案：B。
2．如图所示，电流表指针发生偏转，同时A极质量减少，B极上有气泡产生，C为电解质溶液，下列说法错误的是

A．B极为原电池的正极 B．A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀硫酸
C．C中阳离子向A极移动 D．A极发生氧化反应
【答案】C
【分析】
电流表指针发生偏转，说明形成原电池反应，化学能转化为电能；同时A极质量减少，则A为原电池负极，B极上有气泡产生，B为原电池正极，C为电解质溶液。
【详解】
A．B极上有气泡产生，应为氢离子被还原为氢气，为原电池的正极，A正确；
B．锌比铜活泼，且可以与稀硫酸反应生成氢气，稀硫酸作电解质溶液形成原电池时，Zn为负极、Cu为正极，符合题意，B正确；
C．原电池中阳离子流向正极，即阳离子流向B极，C错误；
D．A电极是原电池的负极，失去电子，发生氧化反应，D正确；
综上所述答案为C。
3．在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接锌片和铜片，下列叙述正确的是
A．SO向铜片移动
B．电子通过导线由铜片流向锌片
C．正极有O2逸出
D．铜片上有H2逸出
【答案】D
【详解】
Zn、Cu、硫酸构成的原电池金属锌做负极，金属铜做正极。
A．原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极，溶液中的SO移向负极，即向锌片移动，故A错误；
B．电子通过导线由锌片流向铜片，故B错误；
C．正极上放电的是氢离子，正极有氢气逸出，故C错误；
D．金属铜做正极，正极上放电的是氢离子，有氢气逸出，故D正确。
故选D。
4．下列关于实验现象的描述不正确的是(　　)
A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡
B．用锌片作负极，铜片作正极，在CuSO4溶液中，铜片质量增加
C．把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁
D．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快
【答案】C
【详解】
A． 把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，形成铜、铁、稀硫酸原电池，正极是金属铜，该电极上溶液中的氢离子得到电子产生氢气，A项正确；
B．用锌片作负极，铜片作正极，在CuSO4溶液中，铜片上有金属铜单质析出，质量增加，B项正确；
C． 把铜片插入三氯化铁溶液中，铜和氯化铁反应生成氯化铜和氯化亚铁，铜的金属活动性不及铁，铜不能置换出铁，C项错误；
D． 把锌片放入盛盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，锌置换出铜，所以形成了铜、锌、稀盐酸原电池，原电池反应可以加速反应速率，D项正确；
答案选C。
5．如图所示是和形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡上的记录如下。则卡片上的描述合理的是

2022.6.18，实验后的记录：
①为正极，为负极
②极上有气泡产生，发生还原反应
③向极移动
④若有0.5电子流经导线，则可产生0.25气体
⑤电子的流向是：
⑥正极反应式：，发生氧化反应
A．①②④ B．②④ C．②③④ D．③④⑤
【答案】A
【分析】
Zn和Cu形成的原电池中，Zn比Cu活泼，Zn作负极，发生 Zn-2e-=Zn2+； Cu电极为正极，发生2H++2e-=H2↑，总电池反应Zn+2H+=Zn2++H2↑，电子由负极流向正极，阴离子向负极移动。
【详解】
①根据分析可知，Zn为负极，Cu为正极，故①正确；
②根据分析，Cu电极上发生的电极反应为2H++2e-=H2↑，所以Cu极上有气泡产生，发生还原反应，故②正确；
③原电池中，阴离子向负极移动，Zn为负极，则向Zn极移动，故③错误；
④由2H++2e-=H2↑可知，有0.5mol电子流向导线，产生氢气0.25mol，故④正确；
⑤原电池外电路，电子由负极经导线流向正极，电流与电子运动方向相反，电流由正极流向负极，Zn为负极，Cu为正极，则电流的流向是：Cu→Zn，故⑤错误；
⑥根据分析，负极反应式:Zn-2e-= Zn2+，发生氧化反应，正极反应式：2H++2e-=H2↑，发生还原反应，故⑥错误；
综上所述①②④正确，故选A。
6．依据氧化还原反应：设计的原电池如图所示。盐桥是为了让两个池形成闭合回路。

（1）电极X的材料是______；电解质溶液Y是______。
（2）银电极为电池的______极，发生的电极反应为____________，X电极上发生的电极反应为______________________。
（3）外电路中的电子是从______电极流向______电极。
（4）X电极看到的现象是_________________，发生___________填氧化或还原反应。
（5）上述原电池每消耗64gCu同时转移电子数为______________________。
【答案】铜 AgNO3溶液 正 Ag++e-==Ag Cu-2e-==Cu2+ Cu Ag X电极逐渐溶解 氧化 2NA
【分析】
在带有盐桥的原电池中，金属电极材料与电解质中的阳离子往往相同。
【详解】
（1）电极X所在的半电池中，电解质为CuSO4，所以电极X的材料是铜；电解质溶液Y所在的半电池中，电极材料为Ag，则电解质溶液Y是AgNO3溶液。答案为：铜；AgNO3溶液；
（2）右池中，Ag+得电子，则银电极为电池的正极，发生的电极反应为 Ag++e-==Ag，X电极为负极，发生的电极反应为Cu-2e-==Cu2+。答案为：正；Ag++e-==Ag；Cu-2e-==Cu2+；
（3）外电路中的电子由负极流向正极，所以是从Cu电极流向Ag电极。答案为：Cu；Ag；
（4）X电极看到Cu失电子转化为Cu2+进入溶液，所以产生的现象是X电极逐渐溶解，发生氧化反应。答案为：X电极逐渐溶解；氧化；
（5）上述原电池每消耗64gCu同时转移电子数为= 2NA。答案为：2NA。
【点睛】
有盐桥的原电池反应与一般的原电池反应的不同点，主要是使用两种不同的电解质，且两电极在两个容器内出现。
核心知识2 化学电源
7．关于化学能、电能与原电池下列判断不正确的是
A．利用原电池装置，可以将化学能转化为电能
B．燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，能量转化率可高达100%
C．人们日常使用的电能主要来自火力发电
D．最早使用的锌锰干电池的寿命和性能都不如改进后的碱性锌锰电池
【答案】B
【详解】
A．原电池装置，是将化学能转化为电能的装置，故A正确；
B．燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，但是在使用过程中还伴随着放出热量，能量转化率不可高达100%，故B错误；
C．人们日常使用的电能主要来自火力发电，故C正确；
D．最早使用的锌锰干电池电解质溶液显酸性容易腐蚀锌皮，寿命和性能都不如改进后的碱性锌锰电池，故D正确；
故答案为B。
8．关于化学电源：①银锌纽扣电池；②氢氧燃料电池；③锌锰干电池；④铅蓄电池，有关说法正确的是
A．②和③都属于绿色电池 B．①和③都属于一次电池
C．①和④都属于二次电池 D．②可将化学能全部转化为电能
【答案】B
【详解】
A．锌锰干电池含有重金属元素，不是绿色电池，A错误；
B．①银锌纽扣电池和③锌锰干电池完全放电后均不能再使用，属于一次电池，B正确；
C．①银锌纽扣电池完全放电后不能再使用，属于一次电池，C错误；
D．燃料电池放电过程中会有一部分化学能转化为热能，D错误；
综上所述答案为B。
9．下列有关装置的说法正确的是

A．装置Ⅰ中为原电池的负极
B．装置Ⅱ为一次电池
C．装置Ⅲ可构成原电池
D．装置Ⅳ工作时，电子由锌通过导线流向碳棒
【答案】D
【详解】
A．镁与氢氧化钠溶液不反应，铝能够与氢氧化钠溶液反应，装置Ⅰ中铝为负极，镁为正极，故A错误；
B．铅蓄电池是二次电池，可以放电充电，故B错误；
C．装置Ⅲ中的两个材料相同、都是Zn，不能构成原电池，故C错误；
D．装置Ⅳ为干电池，锌为负极，碳棒为正极，工作时，原电池中电子由负极沿导线流向正极，因此电子由锌通过导线流向碳棒，故D正确；
故选D。
10．碱性锌锰干电池是一种使用广泛的便携式电源。电池总反应为，下列说法错误的是
A．MnOOH中Mn的合价为+3
B．参与正极反应的物质为和
C．负极的电极反应为
D．电池工作时，电子由负极通过外电路流向正极
【答案】C
【详解】
A．MnOOH中0为-2价，H为+1价，故Mn的化合价为+3，A项正确；
B．正极的电极反应为，故参与正极反应的物质为和，B项正确；
C．负极的电极反应为，C项错误；
D．原电池工作时，电子由负极通过外电路流向正极，D项正确。
故选C。
11．铅蓄电池放电时发生的化学反应：PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，其电极材料分别是PbO2和Pb，电解质为H2SO4溶液，下列说法不正确的是
A．电池工作过程中，H2SO4溶液浓度降低
B．电池工作过程中，电解质溶液中H+向正极移动
C．每当有2mol电子通过电路时，负极材料增重96g
D．正极发生反应为：PbO2+4H++2e-=Pb2++2H2O
【答案】D
【详解】
A．铅蓄电池工作时，硫酸参加反应生成硫酸铅的同时还生成水，导致硫酸浓度降低，故A正确；
B．原电池放电时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，即电解质溶液中H+向正极移动，故B正确；
C．在铅蓄电池中，负极上金属Pb失电子发生氧化反应：Pb+-2e-=PbSO4，每当有2mol电子通过电路时，负极材料增重96g，故C正确；
D．在铅蓄电池的正极上，PbO2得电子发生还原反应：PbO2+4H+++2e-=PbSO4+2H2O，故D错误；
答案选D。
12．燃料电池是目前电池研究的热点之一、现有某课外小组自制的氢氧燃料电池，如下图所示，、均为惰性电极。下列叙述不正确的是

A．极是负极，该电极上发生氧化反应
B．电池总反应为
C．极电极反应式为
D．氢氧燃料电池是一种具有广阔应用前景的绿色电源
【答案】C
【分析】
该装置为氢氧燃料电池，总反应为，通氢气的一极为负极，发生氧化反应，通氧气的一极为正极，发生还原反应，考虑到碱性环境，正极反应式为，氢氧燃料电池能量转化率高，对环境友好，是一种具有广阔应用前景的绿色电源，据此解题。
【详解】
A．通氢气的一极为负极，发生氧化反应，故A正确；
B．该装置为氢氧燃料电池，总反应为，故B正确；
C．b电极反应式中得到电子写成失去电子，应为：，故C错误；
D．氢氧燃料电池能量转化率高，对环境友好，是一种具有广阔应用前景的绿色电源，故D正确；
故选C。
13．已知：H2O2是一种强氧化剂。Mg­H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如图所示。该电池工作时，下列说法不正确的是

A．Mg电极是该电池的负极
B．H2O2在石墨电极上发生氧化反应
C．该装置能将化学能转化为电能
D．溶液中Cl－向Mg电极移动
【答案】B
【详解】
A．金属镁只能失电子，做原电池的负极，A正确；
B．H2O2是一种强氧化剂，在原电池的正极上发生还原反应，B错误；
C．该装置为化学能变为电能的装置，为原电池，C正确；
D．溶液中Cl－向负极（镁电极）移动，D正确；
正确选项B。
【点睛】
原电池中负极发生氧化反应，正极发生还原反应，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，电子由负极流向正极。
14．我国科学家最近发明了一种电池，电解质为、和KOH，由a和b两种离子交换膜隔开，形成A、B、C三个电解质溶液区域，结构示意图如下：

回答下列问题：
(1)电池中，Zn为_______极，B区域的电解质为_______(填“”“”或“KOH”)。
(2)电池反应的离子方程式为_______。
(3)阳离子交换膜为图中的_______(填“a”或“b”)膜。
【答案】负 a
【详解】
(1)根据图示可知，Zn失去电子变成，与溶液中的结合形成，所以Zn电极为负极；A区域的电解质为KOH，B区域的电解质为，C区域的电解质为，故答案为：负；；
(2)负极的电极反应式为，正极的电极反应式为，总反应的离子方程式为，故答案为：；
(3)A区域中，发生反应变为，为了维持溶液呈电中性，多余的通过离子交换膜进入B区域，因此a膜为阳离子交换膜，故答案为：a。
15．(1)把a、b、c、d四种金属片浸泡在稀硫酸中，用导线两两相连，可以组成各种原电池。若a、b相连，a为正极；c、d相连，c为负极；a、c相连，c上产生气泡；b、d相连，b质量减小，则四种金属的活动性由强到弱顺序为：___________。
(2)碱性锌锰干电池比普通锌锰电池的使用寿命长且性能高，其构造如图所示，电池反应为：，其中作___________极，发生___________反应，电极反应式为___________。

(3)甲烷燃料电池采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子(H+)和水分子通过。其工作原理的示意图如下，请回答下列问题：

①电极是电池的___________极，电极反应式为___________。
②电解质溶液中的向___________(填“a”或“b”)极移动，电子流入的电极是___________(填“a”或“b”)极。
③该电池工作时消耗(标准状况下)，则电路中通过___________mol电子。
【答案】 正极 还原 负极 b b 4
【详解】
(1)把a、b、c、d四种金属片浸泡在稀硫酸中，用导线两两相连，可以组成各种原电池。一般负极是活泼金属，失去电子，质量减小，正极为不活泼金属，溶液中的H+得到电子生成氢气。若a、b相连，a为正极，则b比a活泼；c、d相连，c为负极，则c比d活泼；a、c相连，c上产生气泡，则c为正极，a比c活泼；b、d相连，b质量减小，则b为负极，b比d活泼，则四种金属的活动性由强到弱顺序为。
(2)碱性锌锰干电池的电池反应为：，MnO2中Mn的化合价从+4价降低到MnOOH中的+3价，化合价降低，被还原，作正极，在碱性溶液中的电极反应式为：。
(3)甲烷燃料电池采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子(H+)和水分子通过。该电池是将甲烷和氧气的燃烧反应的化学能转化为电能。通入甲烷的电极为负极，通入空气的电极为正极。
①由以上分析可知，电极是电池的负极，甲烷失去电子生成二氧化碳，电极反应式为：。
②在原电池中，阳离子移向正极，所以电解质溶液中的向b极移动，电子从负极出发，流入正极，则电子流入的电极是b极。
③该电池工作时消耗标准状况下即0.5molCH4，甲烷中碳元素的化合价从-4价升高到二氧化碳中的+4价，1molCH4失去8mol电子，则0.5mol甲烷失去4mol电子，即电路中通过4mol电子。
核心知识3 电解原理
16．用电解水的方法分析水的组成时，需要加入一些电解质以增强水的导电性，宜加入的物质是( )
A．蔗糖 B．AgNO3 C．KOH D．CuSO4
【答案】C
【分析】
用电解水的方法分析水的组成时，需要加入一些电解质以增强水的导电性，加入的物质是可溶性强电解质，且该电解质电离出的阴阳离子不能在电极上放电，据此分析解答。
【详解】
A．蔗糖是非电解质，加入水溶液中以分子存在，所以水中离子浓度不变，则导电性不变，故A错误；
B．加入可溶性强电解质硝酸银，电解时阴极上银离子放电而不是氢离子放电，所以不符合条件，故B错误；
C．加入可溶性强电解质KOH，KOH电离生成钾离子和氢氧根离子而不影响氢离子、氢氧根离子放电，所以符合条件，故C正确；
D．加入强电解质硫酸铜后，电解时阴极上铜离子放电而不是氢离子放电，所以不符合条件，故D错误；
故答案选C。
【点睛】
明确实验目的及离子放电顺序是解本题关键，注意题干中隐含信息，注意：电解质溶液导电性与离子浓度有关。
17．要实现反应：Cu＋2HCl=CuCl2＋H2↑，设计了下列四个实验，你认为可行的是
A． B． C． D．
【答案】C
【分析】
实现Cu＋2HCl=CuCl2＋H2↑反应，因Cu与稀盐酸常温下不反应，则应设计为电解池，Cu为阳极，电解质为HCl。
【详解】
A．应设计为电解池，该装置为原电池，铁做负极，铜做正极，氢离子在正极得电子生成氢气，故A错误；
B．应设计为电解池，该装置中虽然铜的活泼性大于银，但铜与盐酸不能自发进行氧化还原反应，故B错误；
C．电解池中Cu为阳极，电解质为HCl，符合题意，故C正确；
D．电解池中C为阳极，不符合题意，故D错误；
故答案为C。
18．如图中X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a电极质量增加，b电极处有气体放出。符合这一情况的是表中的

选项
a
b
X
溶液
A
锌
石墨
负极
CuSO4
B
石墨
石墨
负极
NaOH
C
银
铁
正极
AgNO3
D
铜
石墨
负极
CuCl2
【答案】A
【详解】
通电后发现a极板质量增加，所以金属阳离子在a极上得电子，a极是阴极，溶液中金属元素在金属活动性顺序表中处于氢元素后边；b极是阳极，b极板处有无色无味气体放出，即溶液中氢氧根离子放电生成氧气，电极材料必须是不活泼的非金属，电解质溶液中的阴离子必须是氢氧根离子或含氧酸根离子。
A．该选项符合条件，电解硫酸铜溶液，阳极生成气体氧气，阴极析出铜，A正确；
B．电解质溶液中金属阳离子钠离子在氢元素前边不放电，阴极和阳极生成气体，B错误；
C．铁是活泼金属，作阳极失电子，所以在b极上得不到气体，C错误；
D．电解氯化铜溶液，阳极生成有色气体氯气，阴极析出铜，不符合，D错误；
故答案为：A。
19．以石墨作电极，电解AgNO3溶液，可在两极分别得到Ag和O2，下列说法正确的是
A．氧化性：Ag+ > H+，还原性：NO> OH－
B．Ag附着在阳极：Ag+ + e－=Ag
C．电解过程中溶液的酸性将逐渐减弱
D．电路中每转移1mol电子，可生成1molAg和0.25molO2
【答案】D
【详解】
A. 根据放电顺序可知，氧化性：Ag+ > H+，还原性：OH－> NO ，A错误；
B. Ag附着在阴极，阴极上发生还原反应：Ag+ + e－=Ag，B错误；
C. 电解过程中阳极上氢氧根离子不断发生氧化反应生成氧气，阳极附近水的电离平衡被破坏，氢离子浓度增大，溶液的酸性将逐渐增强，C错误；
D. 根据电子转移守恒4Ag~O2~4e-可知，电路中每转移1mol电子，可生成1molAg和0.25molO2，D正确；
答案为D。
20．用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定量的另一种物质（括号内），溶液能与原来溶液完全一样的是
A．CuCl2[CuSO4] B．NaOH [NaOH]
C．NaCl [HCl] D．CuSO4[Cu(OH)2]
【答案】C
【分析】
电解池中，要想使电解质溶液复原，遵循的原则是：电解后从溶液中减少的物质是什么，就利用元素守恒来加什么物质。
【详解】
A.电解氯化铜时，阳极放出氯气，阴极生成金属铜，所以应加氯化铜让电解质溶液复原，A错误；
B.电解氢氧化钠时，阳极产生氧气，阴极产生氢气，所以应加水让电解质溶液复原，B错误；
C.电解氯化钠时，阳极产生氯气，阴极产生氢气，所以应加氯化氢让电解质溶液复原，C正确；
D.电解硫酸铜时，阳极产生氧气，阴极产生金属铜，所以应加氧化铜让电解质溶液复原，加入氢氧化铜相当于多加入水，D错误；
故合理选项是C。
【点睛】
本题考查了电解池原理，掌握电解原理，弄清两个电极上产生的物质，是本题解答的关键，本着“出什么加什么”的思想可使电解质复原。
21．用铁丝(电极a)、铜丝(电极b)和CuSO4溶液可以构成原电池或电解池，如图所示，则下列说法正确的是（ 　 ）

A．构成原电池时b极反应为Cu-2e-=Cu2+
B．构成电解池时a极质量一定减少
C．构成电解池时b极质量可能减少也可能增加
D．构成的原电池或电解池工作后均能产生大量气体
【答案】C
【详解】
A. 构成原电池时，较不活泼的金属铜作正极，正极上溶液中铜离子得电子生成铜单质而析出，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，A错误；
B. 构成电解池时，连接电源正极的电极为阳极，阳极上金属电极失电子发生氧化反应，如a连接电源负极，则a电极质量增加，B错误；
C. 构成电解池时，连接电源正极的电极为阳极，阳极上金属电极失电子发生氧化反应，连接电源负极的电极为阴极，阴极上铜离子得电子发生还原反应；如果b为阳极，电解池工作时，铜失电子生成铜离子进入溶液，导致电极质量减少；如果b为阴极，溶液中铜离子得电子生成铜单质而析出附着在b电极上，导致电极质量增加，C正确；
D. 构成原电池时，正极上铜离子得电子而析出；构成电解池时，阴极上溶液中铜离子得电子而析出，所以无论是原电池还是电解池都没有气体生成，D错误；
故合理选项是C。
22． (1)如图装置闭合电键时，电流计A的指针将发生偏转。

则B池是___________；Pt是__________极
Cu极上电极反应：_______
C极上电极反应：_______
(2)铅蓄电池是典型的可充电电池，它的正负极是惰性材料，电池总反应式为：Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO 2PbSO4＋2H2O

请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原)：
①放电时，正极的电极反应式是__________。电解液中H2SO4的浓度将变__________，当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加_________。
②在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按如图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成______
【答案】电解池 阳 2H++2e-=H2↑ Cu2++2e-=Cu PbO2+2e-+4H++SO=PbSO4+2H2O 减小 48g Pb
【详解】
(1)如图所示，装置A为原电池，Zn比Cu活泼，Zn电极为负极，Cu电极为正极，Zn(负极)电极反应为：Zn-2e-=Zn2+，Cu(正极)电极反应：2H++2e-=H2↑，B为电解池，电解池中电源负极与电解池阴极相连，电源正极与电解池阳极相连，则C为阴极，Pt为阳极，根据放电顺序，C(阴极)电极上Cu2+放电，得电子，生成铜单质，电极反应为：Cu2++2e-=Cu；
(2)①电池总反应式为：Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO 2PbSO4＋2H2O，放电时：负极电极反应：Pb-2e-+SO=PbSO4 ，正极电极反应：PbO2+2e-+4H++SO=PbSO4+2H2O；根据电极反应可知，电解液中H2SO4的浓度将减少；当外电路通过1mol电子时，依据电子守恒计算理论上负极板的质量增加=硫酸铅的质量-铅单质的质量=0.5mol×303g/mol-0.5mol×207g/mol=48g；
②在完全放电耗尽PbO2和Pb时，电极上析出的是PbSO4，若按题图连接则装置为电解池，B为阳极应是失去电子发生氧化反应，A为阴极是得到电子发生还原反应，B电极上发生反应为：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO，A电极发生反应为：PbSO4+2e-=Pb+SO，所以A电极上生成Pb。
核心知识4 电解原理的应用
23．下列关于电解饱和食盐水过程的说法正确的是
A．电解饱和食盐水的工厂要首先将食盐进行除杂
B．与电源正极相连的电极区有NaOH生成
C．与电源负极相连的电极上有氯气生成
D．电解饱和食盐水的过程中Na+的浓度减小
【答案】A
【详解】
A．电解饱和食盐水的工厂采用的是离子交换膜法，若食盐中混有Mg2+、Ca2+等杂质，在电解过程中会生成Mg(OH)2、Ca(OH)2等沉淀堵塞交换膜，所以电解前要首先将食盐进行除杂，故A正确；
B．与电源正极相连的电极为阳极，在阳极上是Cl-失去电子生成氯气，不生成NaOH，故B错误；
C．与电源负极相连的电极为阴极，在阴极是水电离产生的H+放电生成H2，故C错误；
D．Na+没有参与反应，其物质的量不变，但电解过程中消耗了水，溶液体积减小，Na+的浓度增大，故D错误；
故选A。
24．电解法精炼含有Fe、Zn、Ag等杂质的粗铜。下列叙述正确的是
A．电解时以硫酸铜溶液作电解液，精铜作阳极
B．粗铜与电源负极相连，发生氧化反应
C．阳极上发生的反应有Fe-2e-=Fe2+
D．电解后Fe、Zn、Ag等杂质会沉积在电解槽底部形成阳极泥
【答案】C
【详解】
A．电解精炼铜时以硫酸铜溶液为电解质溶液，粗铜作阳极，精铜作阴极，A错误；
B．粗铜作阳极，与电源的正极相连，B错误；
C．Fe比Cu活泼，电解时优先发生失电子的氧化反应：，C正确；
D．Fe、Zn等比Cu活泼，电解时Fe、Zn等在阳极发生失电子的氧化反应，生成、，等进入电解质溶液中，Ag等活动性不如Cu的杂质会沉积在电解槽底部形成阳极泥，D错误；
答案选C。
25．如图是工业上电解饱和食盐水的装置示意图，下列说法中不正确的是

A．装置出口①处的物质是氯气
B．出口②处的物质是氢气，该离子交换膜不能让阴离子通过
C．装置中发生反应的离子方程式为2Cl-+2H+Cl2↑+H2↑
D．该装置将电能转化为化学能
【答案】C
【详解】
A．与电源正极相连的为阳极，溶液中的氯离子在阳极失电子生成氯气，出口①处的物质是氯气，A正确；
B．溶液中水电离出的氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，出口②处的物质是氢气，离子交换膜是阳离子交换膜，允许阳离子通过，不能让阴离子通过，B正确；
C．电解饱和食盐水过程中生成氢氧化钠、氢气和氯气，反应的离子方程式为，C错误；
D．该装置是电解池，将电能转化为化学能，D正确；
故选C。
26．欲在铁制品上镀一层一定厚度的铜，以下方案设计正确的是
A．铜作阳极，镀件作阴极，溶液中含有铜离子
B．铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有铜离子
C．铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子
D．铜作阴极，镀件作阳极，溶液中含有亚铁离子
【答案】A
【详解】
电镀原理是镀层金属作阳极发生氧化反应，镀件作阴极镀层金属阳离子在镀件发生还原反应，含有镀层金属阳离子的电解质溶液作电镀液，综上分析A符合题意，故选A。
答案选A
27．用电解法可以在铝制品表面生成致密保护膜而有效防止铝被腐蚀，其原理为：2Al+3H2OAl2O3+3H2↑，下列说法正确的是
A．电解时阳极材料可选用金属铜
B．电解形成保护膜过程中阳极附近溶液pH降低
C．若电解质选用稀硫酸，则向阴极移动
D．形成保护膜的铝制餐具可长时间盛放碱性食品
【答案】B
【详解】
A. 由电解总反应知，Al失去电子，所以阳极应该是铝制品，A项错误；
B. 在阳极形成保护膜，反应为：2Al−6e−+3H2O=Al2O3+6H+，产生H+，溶液酸性增强，pH降低，B项正确；
C.带负电荷，应该向阳极移动，C项错误；
D. Al2O3能与碱反应生成，所以铝制餐具不能长时间盛放碱性食品，D项错误；
答案选B。
28．氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如图所示：

(1)图中A极要连接电源的 ____(填“正”或“负”)极。
(2)精制饱和食盐水从图中_____位置补充，NaOH溶液从图中____位置流出。(填“a” “b” “c” “d” “e”或“f”)
(3)电解饱和食盐水的离子方程式是_____________________；
(4)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3，盐酸的作用是______________________。
某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。

(5)如图为某实验小组依据的氧化还原反应：(用离子方程式表示)_________________设计的原电池装置，该装置中，盐桥的作用是_______________________ 。
(6)反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12 g，导线中通过_______mol电子。
【答案】负极 a d 提高H+浓度，降低Cl2的溶解度 Cu2+ + Fe = Fe2+ + Cu 提供离子，平衡电荷，保持溶液的电中性 0.2
【分析】
工业上用电解饱和食盐水制取氯碱，在阳极区域加入饱和食盐水，氯离子在阳极上放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，同时电极附近有氢氧化钠生成，所以在阴极区域产生氢氧化钠，阳离子交换膜只能阳离子通过，钠离子通过离子交换膜进入阴极区，则从d可导出氢氧化钠溶液；
【详解】
(1)由图知，钠离子从左侧区向右侧区移动，则左侧为阳极区，图中A极为阳极、要连接电源的正极。
(2)阳离子交换膜法电解饱和食盐水，氯离子在阳极放电、钠离子透过阳离子交换膜进入阴极区，阴极的反应式为： ；故精制饱和食盐水从图中a位置补充，NaOH溶液从图中d位置流出。
(3)电解饱和食盐水的离子方程式是；
(4)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3，与饱和食盐水相比，氢离子浓度较大，可抑制氯气溶解；则盐酸的作用是提高H+浓度，降低Cl2的溶解度。
(5)如图所示为一个双液电池，该原电池装置的离子方程式为： Cu2+ + Fe = Fe2+ + Cu该装置中，盐桥的作用是提供离子，平衡电荷，保持溶液的电中性，能产生稳定的电流。
(6)反应前，电极质量相等，电池总反应为 ，每转移2mol电子，消耗1molFe，铁电极减少56g，同时正极生成1molCu，石墨电极增加64g，则两电极质量相差120 g，若一段时间后两电极质量相差12 g，则导线中通过0.2mol电子。
核心知识5 金属的腐蚀
29．下列过程通电后才能进行的是( )
①电离；②电解；③电镀；④电化学腐蚀
A．①②③ B．①②④ C．②③ D．全部
【答案】C
【解析】
①电离是电解质在水溶液中离解出自由移动离子的过程，不需要通电，故①错误；
②电解池是外加电源强迫下的氧化还原反应，必须加外加电源，故②正确；
③电镀池实质是一个电解池，必须加外加电源，故③正确；
④电化学腐蚀原理是原电池原理，原电池中不含电源，是自发进行的氧化还原反应，故④错误；
故②③，答案选C。
30．以下现象和电化学腐蚀无关的是
A．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿
B．银制物品久置表面变暗
C．铁质器件附有铜制配件，在接触处易生铁锈
D．生铁比纯铁容易生锈
【答案】B
【详解】
A．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣中，金属锌为负极，金属铜做正极，Cu被保护，不易腐蚀，和电化学腐蚀有关，A项不选；
B．银制物品久置表面变暗，是金属银和空气中的成分发生反应的结果，属于化学腐蚀，与电化学腐蚀无关，B项选；
C．铁质器件附有铜质配件，在接触处形成原电池装置，其中金属铁为负极，易生铁锈，和电化学腐蚀有关，C项不选；
D．生铁中金属铁、碳、潮湿的空气能构成原电池，金属铁为负极，易被腐蚀而生锈，和电化学腐蚀有关，D项不选。
答案选B。
31．下列关于钢铁腐蚀的叙述不正确的是
A．钢铁在潮湿的空气中易腐蚀
B．钢铁腐蚀的主要原因是化学腐蚀
C．腐蚀使钢铁色泽、外形等发生变化
D．一般情况下，温度对钢铁的化学腐蚀影响较明显
【答案】B
【详解】
A．钢铁在潮湿的空气中易形成原电池，发生电化学腐蚀，加快腐蚀，A正确；
B．钢铁中含有Fe、C元素，可以作为两个活泼性不同的电极，在潮湿的空气中易形成原电池，发生电化学腐蚀，而不是化学腐蚀，B错误；
C．钢铁被腐蚀后生成红褐色的铁锈(Fe2O3)，在外形、色泽以及机械性能等方面都将发生变化，C正确；
D．一般情况下，温度越高，反应速率越快，温度对钢铁的化学腐蚀影响较明显，D正确；
综上所述答案为B。
32．下列有关金属腐蚀的说法正确的是
A．金属的腐蚀一定伴有电流产生
B．钢铁在干燥的空气里比在潮湿的空气里更易被腐蚀
C．发生化学能转变为电能的腐蚀时，较活泼的金属总是作正极而被腐蚀
D．发生电化学腐蚀时有能量的转变，且被腐蚀的金属总是失电子
【答案】D
【详解】
A．金属发生化学腐蚀时，没有电流产生，A错误；
B．钢铁在潮湿的空气中，其表面形成微小的原电池，铁被腐蚀更快，B错误；
C．发生化学能转变为电能的腐蚀时较活泼的金属作负极而被腐蚀，C错误；
D．发生电化学腐蚀时有能量的转变，被腐蚀的金属失去电子，D正确；
故答案为：D。
33．对钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较，合理的是
A．负极反应不同 B．正极反应相同
C．析氢腐蚀更普遍 D．都是电化学腐蚀
【答案】D
【分析】
钢铁的化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀比化学腐蚀要普遍的多，且腐蚀速度也快得多，在钢铁的电化学腐蚀中，在酸性条件下发生析氢腐蚀，在弱酸性、中性或碱性条件下发生吸氧腐蚀，钢铁的吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍。
【详解】
A项、钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的负极都是铁放电生成亚铁离子，负极反应相同，故A错误；
B项、钢铁的析氢腐蚀的正极是水膜中氢离子放电，吸氧腐蚀的正极是水膜中氧气放电，正极反应不同，故B错误；
C项、在钢铁的电化学腐蚀中，钢铁的吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍，故C错误；
D项、钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀都是电化学腐蚀，故D正确。
故选D。
【点睛】
题考查了钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀，明确原电池原理是解本题关键。
34．下列实验中，在相同的时间里，铁腐蚀程度最大的是（ ）
A．将生铁放在煮沸过的水里
B．将白铁片(镀锌铁)放在溶有CO2的水中
C．将有磨损的马口铁(镀锡铁)放在溶有CO2的水中
D．将有磨损的放在白铁片(镀锌铁)溶有CO2的水中
【答案】C
【详解】
生铁在水中发生吸氧腐蚀，煮沸可减少溶解在水中的O2，减缓铁的腐蚀。白铁皮放在溶有CO2的水中，形成酸性条件下的原电池，锌的活泼性大于铁，活动性强的锌为原电池的负极，发生析氢腐蚀，表面的锌被腐蚀，铁为正极，铁受到保护；如为磨损的镀锡铁，铁的活泼性大于锡，活动性强的铁为负极，发生析氢腐蚀，加快了铁的腐蚀。综合可见C中铁腐蚀程度最大，故选C。
35．下列电极反应式与出现的环境相匹配的是

电极反应式
出现的环境
A
H2-2e-=2H+
碱性环境下氢氧燃料电池的负极反应
B
O2+2H2O+4e-=4OH-
钢铁吸氧腐蚀的正极反应
C
Cu-2e-=Cu2+
电镀铜的阴极反应
D
4OH--4e-=O2↑+2H2O
用惰性电极电解H2SO4溶液的阳极反应
【答案】B
【详解】
A．碱性环境中不会生成氢离子，应为H2-2e-+2OH-=2H2O，A错误；
B．钢铁在碱性、中性、弱酸性环境中发生吸氧腐蚀，所以正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，B正确；
C．电镀铜时阴极是铜离子被还原为Cu单质，电极反应为Cu2++2e-=Cu，C错误；
D．电解质溶液显酸性，不会有氢氧根参与反应，正确反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，D错误；
综上所述答案为B。
36．下列各容器中盛有海水，则铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是

A．④＞②＞①＞③＞⑤＞⑥ B．⑤＞④＞②＞③＞①＞⑥
C．④＞⑥＞②＞①＞③＞⑤ D．⑥＞③＞⑤＞②＞④＞①
【答案】C
【详解】
由题图可知，④中铁作电解池的阳极，被腐蚀的速率最快；②、⑥中铁作原电池的负极，铁被腐蚀，且两电极金属的活泼性相差越大，负极金属越容易被腐蚀，则铁被腐蚀的速率：⑥＞②；①中铁发生化学腐蚀；⑤中铁作电解池的阴极，铁被保护，被腐蚀的速率最慢；③中铁作原电池的正极，铁被保护，但被腐蚀的速率大于⑤。综上所述，铁被腐蚀的速率由快到慢的原序为④＞⑥＞②＞①＞③＞⑤，C项符合题意。
故选C。
37．I.炒过菜的铁锅为及时洗净，不久便会因腐蚀而出现红褐色锈斑。请回答：
（1）铁锅的锈蚀是_____________腐蚀（填“析氢“或“吸氧”）。
（2）写出铁锅腐蚀时正极的电极反应式：_______________。
II.①某同学用碳棒、铜棒和稀硫酸为原材料，实现了在通常条件下不能发生的反应：Cu+H2SO4(稀)=CuSO4+H2↑。请画出能够实验这一反应的装置图___________。
②某同学在做一定条件下铜与稀硫酸的反应实验时，看到碳棒上有气泡产生，但铜棒却没有被腐蚀。请你分析其原因___________。
【答案】吸氧 2H2O+O2+4e-=4OH- 两极与电源的正负极接反了，或铜棒接电源的负极了等
【详解】
（1）①弱碱或者中性条件下，钢铁发生吸氧腐蚀。
②正极发生还原反应，氧气得电子变成氢氧根离子，方程式为：2H2O+O2+4e-＝4OH-；
（2）①铜和稀硫酸不反应，要实现该反应，需要通过电解，装置如图所示：。
②当两极与电池的正负极接反了之后，该电解池就相当于电解水，正负极都会有气泡产生，而且铜不会被腐蚀。
核心知识6 金属的防护
38．下列做法不能起防锈作用的是
A．保留铁制品上的铁锈 B．在铁制品表面镀锌
C．在金属机械上涂油 D．在车、船的表面刷油漆
【答案】A
【详解】
A．铁锈是一种松脆多孔的物质，不能阻止内层的铁与外界的接触，从而不能起防锈作用，A符合；
B．镀锌避免Fe和空气接触，能起防锈作用，B不符合；
C．涂油避免Fe和空气接触，能起防锈作用，C不符合；
D．在车、船的表面刷油漆，避免Fe和空气接触，能起防锈作用，D不符合。
答案选A。
39．为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采取如图所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用（　 　）

A．锌 B．钠 C．铜 D．石墨
【答案】A
【详解】
如图方案降低水库的铁闸门被腐蚀的速率，属于牺牲阳极的阴极保护法，根据原电池原理，R应选用活泼性比铁强的金属，且不能与水反应，所以只能选择金属锌，答案选A。
40．下列金属防腐的措施中，使用牺牲阳极的阴极保护法的是
A．地下钢管连接锌块 B．金属护拦表面涂漆
C．汽车底盘喷涂高分子膜 D．水中的钢闸门连接电源的负极
【答案】A
【详解】
A．地下钢管连接锌块，Fe、Zn、电解质溶液构成原电池，Fe失电子能力小于Zn而作正极被保护，所以该保护方法属于牺牲阳极的阴极保护法，故A正确；
B．金属护拦表面涂漆，阻止Fe与空气、水接触，从而防止金属被腐蚀，属于物理方法，故B错误；
C．汽车底盘喷涂高分子膜，阻止Fe与空气、水接触，从而防止金属被腐蚀，属于物理方法，故C错误；
D．水中的钢闸门连接电源的负极，构成电解池，是外接电流阴极保护法，故D错误。答案选A。
41．港珠澳大桥设计使用寿命为120年，对桥体钢构件采用多种方法防腐。下列分析错误的是
A．防腐原理主要是避免发生反应：2Fe+O2+2H2O＝2Fe(OH)2
B．钢构件表面喷涂环氧树脂涂层是为了隔绝空气、水等，防止形成原电池
C．采用外加电流的阴极保护法时需直接在钢构件上绑上锌块
D．钢构件可采用不锈钢材料以减缓腐蚀速率
【答案】C
【详解】
A．大桥在海水中发生吸氧腐蚀，负极上铁失电子：Fe-2e-=Fe2+，正极上氧气得电子：O2+4e-+2H2O=4OH-，故总反应为2Fe+O2+2H2O＝2Fe(OH)2，故防腐蚀即为了避免此反应的发生，故A正确；
B．钢铁生锈的条件是有氧气和水，而钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，能隔绝空气和水，故能防止原电池的形成，故B正确；
C．外加电流的阴极保护法中，钢铁做阴极被保护，阳极可以采用惰性阳极，而无需采用活性电极，故C错误；
D．不锈钢的耐腐蚀性比较好，故钢构件可以采用不锈钢，故D正确。
故选C。
42．下列措施中，不符合生产实际的是
A．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴扱
B．利用外加电流的阴极保护法，可以将水下的钢闸门与电源正极相连
C．为保护地下管道中的金属铁，可将其与锌极相连
D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极
【答案】B
【详解】
A、电解精炼铜是粗铜作阳极，精铜作阴极，故A符合；
B、利用外加电流的阴极保护法，应将水下的钢闸门与电源负极相连，避免被氧化，故B不符合；
C、锌比铁活泼，锌铁原电池中锌做负极被氧化，可以保护铁，故C符合；
D、电镀原理中，镀层金属做阳极，镀件金属做阴极，在镀件上镀锌，可用硫酸锌作电解质溶液，故D符合；
故答案为B。
43．下列说法正确的是
A．由原电池原理可知所有的合金都比纯金属更易被腐蚀
B．铜板上的铜铆钉处在潮湿的空气中发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe-3e-=Fe3+
C．船舶外壳镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀
D．镀层破损后，马口铁(镀锡铁)比白铁皮(镀锌铁)耐腐蚀
【答案】C
【详解】
A．有些合金由于金属的内部组织结构被改变而比纯金属更难被腐蚀，A说法错误；
B．铜板上的铜铆钉处在潮湿的空气中发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe-2e-=Fe2+，B说法错误；
C．船舶外壳镶嵌锌块，锌比铁活泼，锌作负极，铁作正极，被保护，可防船体被腐蚀，C说法正确；
D．镀层破损后，马口铁(镀锡铁)铁作负极，失电子生成亚铁离子，白铁皮(镀锌铁)中锌作负极，铁被保护，故白铁皮更耐腐蚀，D说法错误；
答案为C。
44．某课外小组同学对不同条件下铁钉的锈蚀进行了实验。
实验序号
①
②
③
④
实验
内容




一周后观察：
（1）铁钉被腐蚀程度最大的是_____________（填实验序号）。
（2）实验③中主要发生的是__________(填“化学腐蚀”或“电化学腐蚀”)。
（3）铁钉发生电化学腐蚀的负极反应式为：____________。
（4）根据上述实验，你认为铁发生电化学腐蚀的条件是________________。
（5）据资料显示，全世界每年因腐蚀而报废的金属材料相当于其年产量的20%以上。为防护金属被腐蚀可采取的措施有_________(填序号)。
①健身器材刷油漆 ②自行车钢圈镀铬
③将钢管用导线与镁条连接 ④将钢管用导线与碳棒连接
【答案】④ 电化学腐蚀 Fe-2e-=Fe2+ 铁接触空气和电解质溶液（铁与潮湿空气接触） ①②③
【分析】
（1）铁的腐蚀有化学腐蚀和电化学腐蚀两种，根据条件分析腐蚀类型，判断反应快慢；
（2）注意分析能否形成原电池条件来判断腐蚀的类型；
（3）负极上发生氧化反应，正极发生还原反应，以此来判断并书写电极反应式；
（4）电化学腐蚀发生了原电池反应，从原电池的形成条件来判断；
（5）金属的防护措施有牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法，另外还有电镀、喷镀、喷油漆等方法使金属与空气、水等物质隔离，以防止金属腐蚀。
【详解】
（1）①在干燥空气中难以腐蚀，②隔绝空气也难以腐蚀，③④发生电化学腐蚀，但④中电解质溶液离子浓度大，导电性强，电化学腐蚀速率快，故答案为④；
（2）③中蒸馏水溶解氧气，能发生电化学腐蚀，故答案为电化学腐蚀；
（3）反应中铁是负极，发生氧化反应，生成Fe2+，故答案为Fe-2e-=Fe2+；
（4）电化学腐蚀的发生了原电池反应，从原电池的形成条件来判断：有两个活泼性不同的电极、电解质溶液、闭合回路，金属腐蚀时还有有空气，故答案为铁接触空气和电解质溶液（铁与潮湿空气接触）；
（5）本题中①②为外加防护膜的保护法，可以隔绝空气，③中金属镁比铁活泼，属于牺牲阳极的阴极保护法（可理解为牺牲负极的正极保护法），④中加快了金属的腐蚀，故答案为①②③。