【期末总复习】人教版(2019)化学选择性必修1-高二上学期——第4章 化学反应与电能（知识串讲）

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第04章 化学反应与电能


【一、原电池】
】

构成原电池的条件有哪些？
判断原电池正负极的方法有哪些？
【答案】
两个电极、电解质溶液、能自发发生氧化还原反应、形成闭合回路
1. 根据金属活动顺序表判断，一般较活动金属作负极；
2. 根据单质与酸反应生成 H2的难易程度，越容易置换出H2的，金属作负极；
3. 根据单质间的置换反应，较活泼的把不活泼的从溶液中置换出来；
4. 根据溶液中离子移动方向判断：阳离子移向正极、阴离子移向负极；
5. 根据外电路电子移动方向判断：电子流出的一极为负极。
考点过关

一、双液原电池
(1) 盐桥由什么构成的，它有什么作用？
(2) Zn是 极，发生 反应，电极方程式
为
Cu是 极，发生 反应，电极方程式
为
(3) 电流计指针有何变化？ 如果把盐桥从两烧杯中拿出来，电流计指针有何变化？ 证明盐桥起到 作用，且K+向 极移动。
(4) 这种“双液电池”优点：
(5) 这种电池的不足之处是：
【答案】
(1) 装有琼脂的百合氯化钾溶液。离子可在其中自由移动，构成闭合回路
(2) 负、氧化、Zn-2e-=Zn2+ 、正、还原、Cu2++2e-=Cu
(3) 偏转、指针回零、导电、正（右）
(4) 能量转化率高、电流稳定持久
(5)电流强度不大
二、一次电池
一次电池优点是:
缺点是 :
(1) 碱性锌锰电池
正极材料是 负极材料是 电解质是
负极反应为
正极反应为
总反应为
【答案】一次电池优点：电流稳定，容量大；缺点：废弃后造成环境污染
(1) MnO2、锌、KOH
负极：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2
正极：2MnO2+2e-+2H2O=2MnO(OH)+2OH_
总反应：Zn+MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2
三、二次电池
铅蓄电池
摩托车上有铅蓄电池，放电时总反应为：Pb+PbO2+2H2SO4（浓）=2PbSO4+2H2O。
①负极 （发生 反应）
正极 （发生 反应）
②此电池工作一段时间后，硫酸浓度如何变化？ 当正极增重6.4g时，消耗硫酸物质的量为 ，负极质量如何变化？ 。
【答案】
(1) ①负极：Pb+SO42--2e-=PbSO4 氧化
正极：PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O 还原
② 减小 0.2mol 负极增重9.6g
四、燃料电池
1. 燃料电池的工作原理
将燃料连续和氧化剂的化学能直接转化为电能的容器。
2. 氢氧燃料电池
如右图a、b都是铂电极，左边通入H2，右边通入氧气，以稀硫酸为电解质溶液。
负极电极反应式为
正极电极反应式为
总反应化学方程式为 反应中氧化剂是 ，还原剂是 。右边为该电池的 极，依据是 或者
。电子从电流计的 边流入。
如果装置不变，把稀硫酸改成KOH溶液，左边改通入CH4，请写出两极电极反应式：
负极 ，正极
总反应化学方程式：
【答案】
负极：2H2-4e-=4H+ 正极：O2+4e-+4H+=2H2O 2H2+O2=2H2O 氧化剂O2，还原剂H2，右边为正极，依据图中通入O2生成OH—，氧元素化合价降低
改成甲烷后：负极CH4-8e-+10 OH— = CO32—+7H2O
正极：2O2+8e-+4H2O= 8OH— CH4+2KOH+2O2=K2CO3+3H2O
例题点拨

例1．实验发现，298 K时，在FeCl3酸性溶液中加入少量锌粒后，Fe3+立即被还原成Fe2+。某化学兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示的原电池装置。下列有关说法中正确的是（）。

A．该原电池的正极反应：Zn-2e-=Zn2+
B．左边烧杯中溶液的红色逐渐褪去
C．该电池铂电极上有气泡生成
D．该电池总反应：3Zn+2Fe3+=2Fe+3Zn2+
【答案】B
【解析】A.Zn失去电子发生氧化反应，为负极反应，A错误；
B.Fe3+在正极得电子被还原为Fe2+，溶液红色褪去，B正确；
C.铂电极上Fe3+被还原为Fe2+，没有气体生成，C错误；
D.在负极Zn失去电子，变为Zn2+，Fe3+得到电子变为Fe2+，电池总反应为：Zn+2Fe3+=2Fe2++Zn2+，并没有单质生成，D错误；
拔高训练

1．用铜片、银片设计成如图所示的原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是 （ ）

A．电子通过盐桥从乙池流向甲池
B．铜导线替换盐桥，原电池仍继续工作
C．开始时，银片上发生的反应是：Ag—e=Ag＋
D．将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池总反应相同
【答案】D
【解析】A．原电池负极铜失电子，正极银得电子，电子从负极沿导线流向正极，电解质溶液通过离子的定向移动形成电流，所以电子不经过电解质溶液，故A错误；
B．铜线代替盐桥，乙池是原电池，甲池是电解池发生电镀，所以不是原来的装置反应原理，故B错误；
C．银片是原电池的正极，溶液中的银离子得到电子发生还原反应，电极反应是Ag++e-=Ag，故C错误；
D．铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池总反应都是发生了Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+；故D正确；
2．有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验，①A、B用导线相连后，同时插入稀H2SO4中，A极为负极 ②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，电子由C→导线→D ③A、C相连后，同时浸入稀H2SO4，C极产生大量气泡 ④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4中，D极发生氧化反应，则四种金属的活动性顺序为：
A．A>B>C>D B．A>C>D>B C．C>A>B>D D．B>D>C>A
【答案】B
【解析】①A、B用导线相连后，同时插入稀H2SO4中，A极为负极，A的活泼性大于B； ②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，电子由C→导线→D，C是负极，C的活泼性大于D； ③A、C相连后，同时浸入稀H2SO4，C极产生大量气泡，A是负极、C是正极，A的活泼性大于C； ④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4中，D极发生氧化反应，D是负极，D 的活泼性大于B；所以四种金属的活动性顺序为A>C>D>B，故选B。
3．2019年诺贝尔化学奖颁给了三位为锂离子电池发展作出重要贡献的科学家，磷酸铁锂锂离子电池充电时阳极反应式为，，电池放电时，锂离子从石墨晶体中脱嵌出来，通过隔膜迁移到磷酸铁锂晶体表面，然后重新嵌入到磷酸铁锂的晶格内，放电工作示意图如图。下列叙述不正确的是

A．放电时，Li+通过隔膜移向正极
B．放电时，电子由铝箔沿导线流向铜箔
C．放电时正极反应为：
D．磷酸铁锂锂离子电池充放电过程通过Li+迁移实现，C、Fe、P元素化合价均不变
【答案】D
【解析】A、原电池放电时，电解质溶液中的阳离子向正极移动，即Li+通过隔膜移向正极，A正确；
B、原电池放电时，电子由负极铝箔流出，经过导线流向正极铜箔，B正确；
C、原电池放电时，正极、负极反应式正好与阳极、阴极反应式相反，所以正极反应为：，C正确；
D、由于隔膜的作用，Li+通过隔膜形成闭合回路，完成电池的充放电，电池总反应为xFePO4+LixC6xLiFePO4+6C，其中Fe的化合价发生变化，C、P元素化合价均不变，D错误；
4．研究HCOOH燃料电池性能的装置如图所示，两电极区间用允许K+、H+通过的半透膜隔开。

下列说法错误的是( )
A．电池左侧为正极，电极反应式为HCOOH+3OH-+2e-=HCO+2H2O
B．放电过程中需补充的物质A为H2SO4
C．放电时K+通过半透膜移向右侧
D．HCOOH燃料电池的总反应为2HCOOH+O2+2OH-=2HCO+2H2O
【答案】A
【解析】燃料电池中通入氧气的一极为正极，发生还原反应，通入燃料的一极是负极，发生氧化反应，据此分析解题：
A．电池左侧是由HCOOH转化为HCO，C的化合价由+2价变为+4价，化合价升高被氧化，故左侧为负极，电极反应式为HCOOH+3OH--2e-=HCO+2H2O，A错误；
B．由于左侧为负极，故电池中的阳离子K+由左侧进入右侧，由图中可知右侧进入的为A和O2，出来的是K2SO4，故右侧电极反应为：4H++O2+4e-=2H2O，故放电过程中需补充的物质A为H2SO4，B正确；
C．由B项分析可知，放电时K+通过半透膜移向右侧，C正确；
D．由A项分析可知电池正极反应为：HCOOH+3OH--2e-=HCO+2H2O，由B项分析可知，电池负极反应式为：4H++O2+4e-=2H2O ，将正、负极反应式相加即可得到HCOOH燃料电池的总反应为2HCOOH+O2+2OH-=2HCO+2H2O，D正确；
5．一种高性能的碱性硼化钒(VB2)—空气电池如下图所示，其中在VB2电极发生反应：该电池工作时，下列说法错误的是

A．负载通过0.04 mol电子时，有0.224 L(标准状况)O2参与反应
B．正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高
C．电池总反应为
D．电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极
【答案】B
【解析】A．当负极通过0.04mol电子时，正极也通过0.04mol电子，根据正极的电极方程式，通过0.04mol电子消耗0.01mol氧气，在标况下为0.224L，A正确；
B．反应过程中正极生成大量的OH-使正极区pH升高，负极消耗OH-使负极区OH-浓度减小pH降低，B错误；
C．根据分析，电池的总反应为4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8+4，C正确；
D．电池中，电子由VB2电极经负载流向复合碳电极，电流流向与电子流向相反，则电流流向为复合碳电极→负载→VB2电极→KOH溶液→复合碳电极，D正确；


【二、电解池】
】
】
】

电解池与原电池比较

原电池
电解池
能量转
化形式
能转化成 能。
能转化成 能。
电极
名称
极
失去电子发生
反应
极
失去电子发生
反应
极
得到电子发生
反应
极
得到电子发生
反应
电极
判断
极
一般较不活泼金属或石墨
极
与外电源正极相连
极
一般为较活泼金属
极
与外电源负极相连
形成
条件






【答案】

原电池
电解池
能量转
化形式
化学能 能转化成 电 能。
电 能转化成 化学能 能。
电极
名称
负 极
失去电子发生
氧化 反应
阳极
失去电子发生
氧化 反应
正 极
得到电子发生
还原 反应
阴 极
得到电子发生
还原 反应
电极
判断
正 极
一般较不活泼金属或石墨
阳 极
与外电源正极相连
负 极
一般为较活泼金属
阴 极
与外电源负极相连
形成
条件
1.两个电极；2.电解质溶液；
3.形成闭合回路；
4.有自发氧化还原反应发生。
1.两个电极；2.电解质溶液；
3.形成闭合回路；
4.外接电源。
考点过关

电解池的含义：将 能转化成 能的装置。
一、 电解原理
右图X和Y是石墨，a是CuCl2溶液。
在接通直流电之前，电离方程式有：
、
存在的离子有 ，它们在
溶液中如何运动？ ；
接通直流电源后， 离子向右移动、 离子向左移动。
把湿润的KI淀粉试纸靠近右边出口，现象是 ，原因是

X极是电解池的 极，电极反应式为
Y极是电解池的 极，电极反应式为
X极上现象是 ，生成的物质是 。
(1)总反应化学方程式为
(2)电流方向： 。
(3)电子流向： 。
【答案】将电能转化为化学能的装置，叫电解池。
CuCl2=Cu2++Cl-、 H2OH++OH- Cu2+、Cl-、H+、OH- 自由移动
接通电源后，阴离子OH-、Cl-移向阳极（向右），阳离子H+、Cu2+移向阴极（向左）；
KI淀粉试纸变蓝，原因是Y是阳极，2Cl--2e-=Cl2↑,然后与KI溶液中I-反应：Cl2+2I-=I2+2Cl-,
电解
I2遇淀粉变蓝。
X是阴极，Cu2++2e-=Cu；Y是阳极，2Cl--2e-=Cl2↑。
X极上有红色固体物质析出，它是Cu。 (1)CuCl2 ====Cu+Cl2↑
电流方向：外电路（电源正极流出经导线到阳极、阴极流出经导线回到电源负极）
溶液中（溶液中阳离子移向阴极、阴离子移向阳极）电子移动方向与电流方向相反
注意
阴阳离子的得失电子能力不同，强的优先，导致得失电子有顺序：
阴离子：S2->I->Br->Cl->OH->最高价含氧酸根离子（一般不会放电）
阳离子：按金属活动顺序表从左到右，对应阳离子得电子能力逐渐增强，即：
K+

二、电解原理的应用
1. 电解饱和食盐水
阳极产物是 ，阴极产物是 ，电解后溶液的pH 。化学方程式为 。
课本第104页图4-12装置中间离子交换膜的作用是什么？
2. 电镀
(1)定义：应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。
(2)电镀池的构成




(3)实例(往铁件上镀铜)
阴极材料： ，电极反应式： ；
阳极材料： ，电极反应式： ；
电解质溶液： 溶液。
3.电解精炼铜
火法炼钢还含有其它杂质，必须经过铜的精炼才得到高纯度铜。
火法炼铜，可以孔雀石为原料，用炭高温下还原得到铜。
(1) 电解精炼铜的原理是粗铜中比铜活泼的金属Zn、Fe等失去电子，产生的阳离子残留在溶液中，不比铜活泼的金属Ag、Au等以金属单质的形式沉积在电解池的底部，形成 ，粗铜中的铜在 极上生成。
(2) 装置





阴极材料： ，电极反应式： ；
阳极材料： ，电极反应式： ；
电解质溶液： 溶液。
4.电冶金
(1)本质：使矿石中的金属离子获得电子，从它们的化合物中还原出来。如Mn＋＋ne－===M。
(2)电冶金：电解是最强有力的氧化还原手段，适用于一些活泼金属单质的制取，如冶炼
等活泼金属。
(3)举例
以铂为电极电解熔融的NaCl，得到金属钠和氯气。
阳极电极反应式为
阴极电极反应式为
总反应方程式为
【答案】1、电解饱和食盐水
阳极产物Cl2、阴极产物H2和NaOH，pH增大，化学方程式：
电解

2NaCl+2H2O====2NaOH+H2↑+Cl2↑
离子交换膜的作用：(1)只能让钠离子和水分子通过，OH—和Cl—不能通过，保证右边生成NaOH纯度；(2)生成的气体分子也不能通过，避免两极生成的气体混合而发生爆炸。
1. 电镀 (2) 阴极铁件，Cu2++2e-=Cu阳极铜，Cu—2e-=Cu2+ 电解质是CuSO4溶液
2. 电解精炼铜 (1) 阳极泥 阴极
(2) 阴极：Cu2++2e-=Cu ;
阳极：Cu—2e-=Cu2+ 、Zn—2e-=Zn2+ 、Fe—2e-=Fe2+ 等 电解质是CuSO4溶液
电解

3. 阳极：2Cl--2e-=Cl2↑，阴极 2Na++2e-=2Na 2NaCl=====2Na+Cl2↑
例题点拨

例2．下列关于电解CuCl2 溶液(如图所示)的说法中，不正确的是（ ）

A．阴极石墨棒上有红色的铜附着
B．阳极电极反应为：2Cl－-2e－=Cl2
C．电解过程中，Cl－和OH－向阳极移动
D．总反应为：CuCl2=Cu2++2Cl－
【答案】D
【解析】A．根据题干分析，阴极石墨棒上有红色的铜附着，故A正确；
B．根据题干分析，阳极电极反应为：2Cl－-2e－=Cl2，故B正确；
C．根据题干分析，电解过程中，Cl－和OH－向阳极移动， 故C正确；
D．根据题干分析，总反应为：，故D错误；
拔高训练

1．下列关于电解的说法不正确的是
A．电解是将电能转化为化学能的过程
B．电解池的阳极与电源的正极相连，发生氧化反应
C．电解时，电子由电源负极流向阴极，通过电解质溶液到达阳极
D．许多在通常条件下不能发生的氧化还原反应，可以通过电解实现
【答案】C
【解析】A. 电能转化为化学能的装置是电解池，所以电解是将电能转化为化学能的过程，故A正确；
B. 电解池的阳极与电源的正极相连，阳极上失去电子，发生氧化反应，故B正确；
C. 电子不进入电解质溶液，电子从负极沿导线流向阴极、从阳极沿导线流向正极，故C错误；
D. 电解可以将电能转化为化学能，可以使通常条件下不能发生的氧化还原反应得以发生，如以铜为阳极，硫酸为电解质时，可生成硫酸铜和氢气，故D正确；
2．如图所示的电解装置可实现低电位下高效催化还原CO2。下列说法不正确的是(　　)

A．a极连接外接电源的负极
B．电解过程中Na＋从右池移向左池
C．b极的电极反应式为Cl－－2e－＋H2O=ClO－＋2H＋
D．外电路上每转移1 mol电子，理论可催化还原标况下CO2气体11.2 L
【答案】C
【解析】A．根据分析，a极与外电路相连的一极为负极，A正确；
B．根据分析，阴极反应为CO2+2e-+H2O=CO+2OH-，生成大量阴离子，为平衡电荷，Na+向左边移动，B正确；
C．因右池电解液中含有大量的OH-，故电极方程式中不能出现H+，正确的电极方程式为Cl--2e-+2OH-=H2O+ClO-，C错误；
D．根据B选项的电极反应，每转移2mol电子，可还原标况下22.4L的CO2，故电路中转移1mol电子，可还原标况下11.2L的CO2，D正确；
3．某同学设计了如图装置，有关说法正确的是

A．装置①工作结束后，a电极上可能析出红色物质
B．装置②可用于精炼铜，此时c极为粗铜
C．装置③导线中有稳定的电流通过，此时Al片做负极
D．装置④中电子经溶液由Fe流向Zn
【答案】A
【解析】A．装置①工作时，a电极为阴极，起初a电极上H+得电子生成H2，当阳极产生的Cu2+迁移到a电极后，Cu2+可能在a电极上得电子从而析出红色物质，A正确；
B．装置②可用于精炼铜，此时c极为阴极，应使用精铜，B不正确；
C．因为Al在浓硝酸中发生钝化，若要使装置③导线中有稳定的电流通过，此时Al片做正极，Cu片作负极，C不正确；
D．装置④中，Zn作负极，Fe作正极，电子经导线由Zn流向Fe，D不正确；
4．KIO3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。下列说法错误的是（ ）

A．阴极的电极反应式为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑
B．电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为K+
C．溶液中阳离子的迁移方向是从右池到左池
D．采用“电解法”制备KIO3的优点是不产生有害气体，能减少对环境的污染
【答案】C
【解析】A．电解池阴极为KOH溶液，电解质溶液呈碱性，电解池阴极发生还原反应，即H2O中氢元素得电子转化为H2，所以阴极的电极反应为2H2O+2e-═2OH-+H2↑，故A正确；
B．隔膜是阳离子交换膜，只允许阳离子通过，主要交换的离子为K+，故B正确；
C．电解池工作时，阳离子向阴极移动，由题中图示可知，K+的移动方向应从左池到右池，故C错误；
D．电解法过程中，阳极的电极反应为I2-10e-+12OH-═2+6H2O制备KIO3，阴极的电极反应为2H2O+2e-═2OH-+H2↑，电解池装置产生的气体是H2，不产生有害气体，能减少对环境的污染，故D正确；
5．我国科学家研发了一种水系可逆Zn-CO2电池，电池工作时，复合膜(由a、b膜复合而成)层间的H2O解离成H+和OH- ，在外加电场中可透过相应的离子膜定向移动。当闭合K1时，Zn-CO2电池工作原理如图所示：

下列说法不正确的是( )
A．闭合K1时，Zn表面的电极反应式为Zn + 4OH− - 2e− = Zn(OH)
B．闭合K1时，反应一段时间后，NaCl溶液的pH减小
C．闭合K2时，Pd电极与直流电源正极相连
D．闭合K2时，H+通过a膜向Pd电极方向移动
【答案】D
【解析】A．闭合K1时，Zn被氧化作负极，原电池中阴离子流向负极，所以OH-通过b膜移向Zn，负极上Zn失去电子结合氢氧根生成Zn(OH)，电极方程式为Zn + 4OH− - 2e− = Zn(OH)，故A正确；
B．闭合K1时，Pd电极为正极，氢离子透过a膜移向Pd电极，CO2得电子后结合氢离子生成HCOOH，所以NaCl溶液pH减小，故B正确；
C．闭合K2时，Pd电极上发生氧化反应为阳极，与直流电源正极相连，故C正确；
D．闭合K2时，Pd电极为阳极，氢离子为阳离子应移向阴极，故D错误；

【三、电化学腐蚀与防护】
】
】
】

实验设计：
光亮的铁钉分别放在下列溶液中，两天后：

现象
原因
新制的蒸馏水，滴入几滴油，铁钉一半在水面


新制的蒸馏水，
铁钉一半在水面


自来水


0.001mol/L
稀硫酸


(1) 析氢腐蚀
条件是
正极材料 ，电极反应
负极材料 ，电极反应
总反应
(2) 吸氧腐蚀
条件是
正极材料 ，电极反应
负极材料 ，电极反应
总反应
【答案】实验设计：

现象
原因
新制的蒸馏水，滴入几滴油，铁钉一半在水面
露在油层外的部分生锈，另一端没生锈
油层下面没有O2，油层外面是正极，铁钉是负极。
新制的蒸馏水，
铁钉一半在水面
露在外面外生锈更严重
外面O２充足，O2作正极，铁钉是负极。
自来水
生锈
自来水中含有电解质。构成原电池
0.001mol/L稀硫酸
生锈
在酸性溶液中发生析氢腐蚀
(1) 析氢腐蚀
条件是：金属表面是水膜呈较强酸性。
正极材料是碳，负极材料是铁，电极反应式为：
正极：2H++2e-=H2↑ 负极：Fe-2e-=Fe2+
总反应：2H++Fe=Fe2+ +H2↑
(2) 吸氧腐蚀
条件是表面水膜呈中性或弱酸性，水中溶有一定量的氧气。
正极材料是碳，负极材料是铁，电极反应式为：
正极：O2+4e-+2H2O=4OH- 负极：2Fe-4e-=2Fe2+
总反应：O2+2H2O+2Fe=2Fe(OH)2 4Fe(OH)2 +O2+2H2O=4Fe(OH)3
2Fe(OH)3 =
注意：金属电化腐蚀两种情况都有，但以吸氧腐蚀为主。
考点过关

1．金属的电化学防护
电化学防护
牺牲阳极的阴极保护法
外加电流的阴极保护法
依据
原电池原理
电解池原理
原理
被保护金属作 极(阴极)；活泼金属作 极(阳极)。阳极要定期予以更换
将被保护金属与电源的 极相连作 极；另一附加电极与电源的 极相连作阳极
实例
示意图


2.金属的其他保护方法
(1)把金属制成防腐的合金，如不锈钢。
(2)加保护层。如喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化。
【答案】
正、负；负、阴、正

例题点拨

例3．关于下列各装置图的叙述中，不正确的是（ ）

A．用装置①精炼铜，则a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液
B．装置②的总反应是Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
C．装置③中钢闸门应与外接电源的负极相连
D．装置④中的铁钉几乎没被腐蚀
【答案】B
【详解】A. 根据电流方向知，a是电解池阳极，b是电解池阴极，用装置①精炼铜，粗铜作阳极，纯铜作阴极，电解质溶液是含有铜离子的可溶性盐溶液，所以a极为粗铜，电解质溶液为硫酸铜溶液，故A不选；
B. 铁比铜活泼，所以铁是负极，电极总反应式为：Fe+2Fe3+═3Fe2+，故B选；
C. 电解池的阴极上电解质溶液中阴离子导电，所以阴极金属被保护，则为了保护金属不被腐蚀，被保护的金属应该与电源的负极相连作阴极，故C不选；
D. 电解质溶液是浓硫酸，呈强氧化性，铁被钝化，几乎没被腐蚀，故D不选；
拔高训练

1．下列关于金属的腐蚀及防腐说法错误的是( )
A．马口铁(镀锡铁)镀层破损铁的腐蚀速率加快
B．为了防止钢铁设备腐蚀，利用外加电流的阴极保护法，应另附加一惰性电极，惰性电极作阴极
C．可以采用改变金属组成或结构的方法防止金属腐蚀
D．为保护海轮的船壳，利用牺牲阳极的阴极保护法，常在船壳上镶入锌块
【答案】B
【详解】A．铁比锡活泼，马口铁(镀锡铁)的表面一旦破损，构成原电池，Fe为负极，则铁腐蚀加快，故A不符合题意；
B．电解池中，阳极被腐蚀，阴极被保护，故应将钢铁的设备做阴极，惰性电极作阳极，故B符合题意；
C．将金属制成合金，即改变金属的组成和结构，能起到很好的防止腐蚀的作用，故C不符合题意；
D．海轮外壳镶嵌锌块，此时铁作为原电池的正极金属而被保护，不易腐蚀，是采用了牺牲阳极的阴极保护法，故D不符合题意；
2．如图所示装置中都盛有0.1mol·L-1的NaCl溶液，放置一定时间后，装置中的四块相同锌片，腐蚀速率由快到慢的正确顺序是( )

A．③①④② B．①②④③ C．②③④① D．②①④③
【答案】D
【详解】①铜锌构成原电池，锌为负极失电子，发生电化学腐蚀，加快锌的腐蚀；
②外加电源，构成电解池，锌接正极，为阳极，失电子，加快腐蚀且由电解池引起的腐蚀速率大于原电池引起的腐蚀；
③图中构成电解池，锌接负极，为阴极，得电子，为外加电流的阴极保护法，锌不易被腐蚀；
④为锌的化学腐蚀；
腐蚀速率由快到慢的顺序为②①④③，B项正确；
3．生活和生产中人们采用多种方法防止金属腐蚀，其中保护轮船外壳的常用方法是( )
A．涂保护层 B．改变金属结构
C．牺牲阳极的阴极保护法 D．外加电流的阴极保护法
【答案】C
【详解】保护轮船外壳的常用方法是船壳上镶入一些活泼金属如锌块，锌块作负极，与船体、电解质溶液构成原电池，船体作原电池的正极，被保护，该方法利用的是牺牲阳极的阴极保护法，故C项符合题意。
4．下列叙述正确的是（ ）
A．为保护钢闸门，应将钢闸门与外接电源的正极相连
B．氢氧燃料电池的负极反应式：O2+2H2O+4e-=4OH-
C．若要在银上镀铜，与负极相连的一极是银，电解质溶液可以是氯化铜溶液
D．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe-2e-=Fe2+
【答案】C
【详解】A.根据外加电源的阴极保护法，钢闸门应与电源的负极相连，A错误；
B.氢氧燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应，电极反应式为为：H2-2e-+2OH-=2H2O或H2-2e-=2H+，B不正确；
C.在银上镀铜，银是待镀金属，作阴极，铜离子在阴极得电子变铜单质，电解质溶液可以是氯化铜溶液，C正确；
D.钢铁发生电化学腐蚀时，负极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，D不正确；
5．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，下列有关说法正确的是

A．钢铁设施的电极反应式为Fe - 2e- = Fe2+
B．金属M 的活动性比 Fe 的活动性弱
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
【答案】C
【详解】该装置为原电池原理的金属防护措施，为牺牲阳极的阴极保护法，金属M作负极，钢铁设备作正极；
A．图中钢铁设施作原电池的正极，正极金属被保护不失电子，故A错误；
B．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M活动性比Fe的活动性强，故B错误；
C．金属M失电子，电子经导线流入钢铁设备，从而使钢铁设施表面积累大量电子，自身金属不再失电子从而被保护，故C正确；
D．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，故D错误。