③寒假提升练-专题12 金属的腐蚀与防护 电化学综合-2025年高二化学寒假衔接讲练 (人教版)

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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
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
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
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
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
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+
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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：
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
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
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
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
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
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
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)
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)
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)
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
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 。
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