高考电化学专题精品整理 35页

高考选择题电化学专题 【专题要点】 电化学的内容是历年高考的重要知识点之一，主要以选择题的形式出现，考查的内容有： 原电池、电解池、电镀池的电极名称及根据总反应方程式书写原电池各电极反应式、根据电 解时电极变化判电极材料或电解质种类、根据反应式进行计算、与电解池及电镀池精炼池进 行综合考查、提供反应方程式设计原电池、提供电极材料电解质溶液进行原电池是否形成的 判断、与图像进行结合考查各电极上质量或电解质溶液溶质质量分数的变化等。其中原电池 的工作原理及其电极反应式的书写、电解产物的判断和计算是高考命题的热点。由于今年氢 能源已进入实用阶段，它的重要性不言而愈，电动车用电池仍是考查的热点 高考资源网 §1 基础知识框架 【学习目标】 1、掌握原电池、电解池的概念及原理，了解铜的电解精炼、镀铜、氯碱工业反应原理 2、学会电极的判断，学会正确书写电极反应及总反应方程式，掌握常见离子放电的规律； 3、能运用得失电子守恒法解决电化学的相关计算。 【复习重点】原电池、电解原理及应用；电极反应方程式书写 【专题难点】电极反应及总反应方程式正确书写 【知识概括】 一个反应：氧化还原反应 一个计算：得失电子守恒法解决电化学的相关计算 两个转化：化学能和电能的相互转化 两个应用: 原电池原理应用、电解原理应用 三个条件：原电池、电解池的形成条件 四个池子：原电池、电解池、电镀池、电解精炼池 一、 原电池、电解池工作原理 1.原电池原理：通过自发氧化还原反应把化学能转化为电能。 2.电解原理：连接电源，使电流通过电解质溶液在阴阳两极上被迫发生非自发氧化还原反应， 从而把电能转化为化学能。 原电池 氧化反应: Zn-2e- = Zn2+ 还原反应:2H++2e - = H2↑ 电解池 氧化反应: 4OH– - 4e - =O2↑+2H2O 还原反应:2H + +2e - = H2↑ 二、原电池、电解池、电镀池之比较 原电池 电解池 电镀池 定义 将化学能转变为电 能的装置 将电能转变为化学能 的装置 应用电解的原理在某些金属表面 镀上一层其他金属的装置 形成条件 活动性不同的两电 极（连接） 电解质溶液（电极 插入其中并与电极 自发反应） 形成闭合回路 两电极接直流电源 两电极插入电解质溶 液 形成闭合回路 镀层金属接电源的正极；待镀金属 接电源的负极 电镀液必须含有镀层金属的离子 （电镀过程浓度不变） 电极名称 负极：氧化反应， 金属失电子 正极：还原反应， 溶液中的阳离子或 者 O2 得电子 阳极：氧化反应，溶 液中的阴离子失电 子，或电极金属失电 子 阴极：还原反应，溶 液中的阳离子得电子 阳极：电极金属失电子 阴极：电镀液中镀层金属的阳离子 得电子（在电镀控制的条件下，水 电离产生的 H+、OH—一般不放 电） 电子的流向 负极导线→正极 电源负极导线→阴极 电源正极导线→阳极 同电解池 （1）同一原电池的正负极的电极反应得失电子数相等。 （2）同一电解池的阳极、阴极电极反应中得失电子数相等。 （3）串联电路中的各个电极反应得失电子数相等。上述三种情况下，在写电极反应式时得 失电子数相等；在计算电解产物的量时，应按得失电子数相等计算。 三、 电解原理的应用 1、镀铜反应原理 阳极(纯铜)：Cu -2e—→Cu2+， 阴极(镀件)：Cu2++2e—→Cu， 电解液：可溶性铜盐溶液，如 CuSO4 溶液. 2、氯碱工业反应原理 阳极：2Cl——2e—→Cl2↑， 阴极：2H++2e—→H2↑ 2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑ 3、电解精炼反应原理(电解精炼铜)粗铜中含 Zn、Fe、Ni、Ag、Pt、Au 等 阳极(粗铜)：Cu -2e—→Cu2+， （Zn -2e—→ Zn2+， Fe -2e→ Fe2+，等） 阴极(精铜)： Cu2++2e→Cu 电解液：可溶性铜盐溶液，如 CuSO4。Zn2＋、Ni2＋等 阳离子得电子能力小于 Cu2+而留在电 解质溶液中。金属活动顺序排在 Cu 后的 Ag、Pt、Au 等失电子能力小于 Cu，以金属单质沉 积于阳极，成为“阳极泥”。 4.铝的冶炼 四、电解质溶液用惰性电极电解的规律 电解 类型 举例 电极反应 变化 溶液 复原物质类别 实例 pH C 浓度 电 解 水 含氧酸 H2SO4 阳极：4OH—-4e→O2↑+2H2O 阴极：4H++4e→2H2↑ 减小 增大 H2O 强碱 NaOH 增大 增大 活泼金属的含氧 酸盐 Na2SO4 不变 增大 分解 电解 质 无氧酸 HCl 阳极：2Cl—-2e→Cl2↑ 阴极：2H++2e→H2↑ 增大 减小 HCl 不活泼金属的无 氧酸盐 CuCl2 阳极：2Cl—-2e→Cl2↑ 阴极：Cu2++2e→Cu 增大 略变 CuCl2 溶质 和溶 剂同 时电 解 活泼金属的无氧 酸盐 NaCl 阳极：2Cl—-2e→Cl2↑ 阴极：2H++2e→H2↑ 增大放出 H2 生成碱 生成 新物 质 HCl 不活泼金属的含 氧酸盐 CuSO4 阳极：4OH—-4e—→O2↑+2H2O 阴极：2Cu2++4e—→2Cu 减小放出 O2 生成酸 生成 新物 质 CuO 五、金属的腐蚀和防护 金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。其本质是金属原子 失去电子被氧化的过程。 1.化学腐蚀与电化腐蚀 化学腐蚀 电化腐蚀 条件 金属跟非金属单质直接接触 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，电化腐蚀更普遍 2.析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以 Fe 为例） 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜酸性较强（pH＜4．3） 水膜酸性很弱或中性 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 3.金属防护的几种重要方法 （1）改变金属内部的组成结构，将金属制成合金，增强抗腐蚀能力。 （2）在金属表面覆盖保护保护层，使金属和周围物质隔离开来。 （3）电化学保护法：利用电化学反应使金属钝化而受到保护，或者利用原电池反应将需要 保护的金属作为电池的正极而受到保护。 （4）金属腐蚀速率大小 电解池阳极＞原电池负极＞化学腐蚀＞原电池正极＞电解池阴极 六、原电池与电解池电极的确定 1. 原电池正、负极的确定 (1) 根据构成原电池的必要条件之一确定: 活泼金属一般作负极； 说明:正负极的确定还与所用的电解质溶液有关,如 Mg—Al —HCl 溶液构成的原电池中, Mg 为负极,Al 为正极; 若改用溶液即 Mg—Al —NaOH 溶液构成的原电池中,则 Mg 为正极,Al 为 负极。 (2) 根据电子流向或电流方向确定：电子流出的一极或电流流入的一极为负极； (3)根据内电路中自由离子的移动方向确定：在内电路中阴离子移向的电极为负极，阳离子 移向的电极为正极。 （4）根据氧化还原反应确定: 发生氧化反应(还原剂中元素化合价升高)的一极为负极。此外 还可以借助氧化反应过程发生的一些特殊现象（如电极溶解、减重，电极周边溶液或指示剂 的变化等）来判断。 2.电解池 阴、阳极的判断 ★可根据电极与电源两极相连的顺序判断 阴极：与直流电源的负极相连接的电解池中的电极。其反应时, 溶液中氧化能力强的阳离子 首先在阴极上得到电子, 发生还原反应。Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Fe2＋>Zn2＋>H＋ (水)>Al3＋>Mg2＋>Na＋。 阳极：与直流电源的正极直接连接的电极。 ①若是惰性电极（Pt、Au、C、Ti)，在该极上，溶液中还原性强的阴离子首先失去电子被氧 化；阴离子放电顺序为 S2－>I－>Br－>Cl－>OH－(水)>含氧酸根>F－。 ②若是活性电极，电极材料参与反应，自身失去电子被氧化而溶入溶液中。 七、 怎样区分原电池、电解池、电镀池和精炼池？ 1.单池判断： ★原电池、电解池的区分关键看是否有外接电源；有外加电源的装置一定是电解池，无外加 电源的装置一定是原电池。 ★电解池、电镀池和精炼池的区分关键看阳极材料和电解质溶液。 2.多池组合判断： ①无外电源：一池为原电池，其余为电解池； ②有外电源：全部为电解池或电镀池、精炼池 【说明】：多池组合时, 一般是含有活泼金属的池为原电池，其余都是在原电池带动下工作 的电解池；若最活泼的电极相同时，则两极间活泼性差别较大的是原电池，其余为电解池。 八、电极反应的书写 高中常见的原电池电极反应式的书写 书写过程归纳：列物质，标得失 （列出电极上的物质变化，根据价态变化标明电子得失）。 选离子，配电荷 （根据介质选择合适的离子，配平电荷，使符合电荷守）。 巧用水，配个数 （通常介质为水溶液，可选用水配平质量守恒） 一次电池 1、伏打电池：（负极—Zn、正极—Cu、电解液—H2SO4） 负极： Zn–2e-==Zn2+ (氧化反应) 正极： 2H++2e-==H2↑ (还原反应) 离子方程式 Zn + 2H+ == H2↑+ Zn2+ 2、铁碳电池：（负极—Fe、正极—C、电解液 H2CO3 弱酸性) 负极： Fe–2e-==Fe2+ (氧化反应) 正极：2H++2e-==H2↑ (还原反应) 离子方程式 Fe+2H+==H2↑+Fe2+ (析氢腐蚀) 3、铁碳电池：（负极—Fe、正极—C、电解液 中性或碱性) 负极： 2Fe–4e-==2Fe2+ (氧化反应) 正极：O2+2H2O+4e-==4 (还原反应) 化学方程式 2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2 (吸氧腐蚀) 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 2Fe(OH)3==Fe2O3 +3 H2O (铁锈的生成过程) 4.铝镍电池：（负极—Al、正极—Ni 电解液 NaCl 溶液、O2) 负极： 4Al–12e-==4Al3+ (氧化反应) 正极：3O2+6H2O+12e-==12 (还原反应) 化学方程式 4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3 (海洋灯标电池) 5、普通锌锰干电池：(负极—Zn、正极—C 、电解液 NH4Cl、MnO2 的糊状物) 负极：Zn–2e-==Zn2+ (氧化反应) 正极：2MnO2+2H++2e-==Mn2O3+H2O (还原反应) 化学方程式 Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑ 6、碱性锌锰干电池：（负极—Zn、正极—C、 电解液 KOH 、MnO2 的糊状物） 负极： Zn + 2OH– 2e-== Zn(OH)2 (氧化反应) 正极：2MnO2 + 2H2O + 2e-==2MnOOH +2 OH－ （还原反应) 化学方程式 Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2 + MnOOH 7、银锌电池：(负极—Zn、正极--Ag2O、电解液 NaOH ) 负极 ：Zn+2OH––2e-== Zn(OH)2 (氧化反应) 正极 ：Ag2O + H2O + 2e-== 2Ag + 2 OH－ (还原反应) 化学方程式 Zn + Ag2O + H2O == Zn(OH)2 + 2Ag 8、铝–空气–海水（负极--铝、正极--石墨、铂网等能导电的惰性材料、电解液--海水） 负极 ：4Al－12e－==4Al3+ (氧化反应) 正极 ：3O2+6H2O+12e－==12OH－ （还原反应) 总反应式为： 4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3 （铂网增大与氧气的接触面） 9、镁---铝电池 （负极--Al、正极--Mg 电解液 KOH） 负极(Al)： 2Al + 8 OH–- 6e- ＝ 2AlO2–+4H2O (氧化反应) 正极(Mg）： 6H2O + 6e- ＝ 3H2↑+6OH– （还原反应) 化学方程式： 2Al + 2OH– + 2H2O ＝ 2AlO2–+ 3H2↑ 10、锂电池一型：（负极--金属锂、正极--石墨、电解液 LiAlCl4 -SOCl2） 负极 ：8Li －8e－＝8 Li + (氧化反应) 正极 ：3SOCl2＋8e－＝SO32－＋2S＋6Cl－ （还原反应) 化学方程式 8Li＋ 3SOCl2 === Li2SO3 ＋ 6LiCl ＋ 2S， 二次电池（又叫蓄电池或充电电池） 1、铅蓄电池：（负极—Pb 正极—PbO2 电解液— 浓硫酸） 放电时 负极： Pb－2e－＋SO42－=PbSO4 (氧化反应) 正极： PbO2＋2e－＋4H＋＋SO42－=PbSO4＋2H2O (还原反应) 充电时 阴极： PbSO4 + 2H+ ＋ 2e-== Pb+H2SO4 (还原反应) 阳极： PbSO4 + 2H2O － 2e-== PbO2 + H2SO4 + 2H+ (氧化反应) 总化学方程式 Pb＋PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4+2H2O 2、铁--镍电池：（负极-- Fe 、正极—NiO 2、电解质溶液为 KOH 溶液） 放电时 负极： Fe－2e—+ 2 OH– == Fe (OH)2 (氧化反应) 正极： NiO2 + 2H2O + 2e—== Ni(OH)2 + 2 OH– (还原反应) 充电时 阴极： Fe (OH)2 + 2e—== Fe + 2 OH– (还原反应) 阳极： Ni(OH)2 －2e—+ 2 OH– == NiO 2 + 2H2O (氧化反应) 总化学方程式 Fe + NiO 2+ 2H2O Fe (OH)2 + Ni(OH)2 3、LiFePO4 电池（正极—LiFePO4，负极—石墨，含 Li+导电固体为电解质） 放电时 负极： Li － e— ==Li + (氧化反应) 正极： FePO4 + Li+ + e—== LiFePO4 (还原反应) 充电时： 阴极： Li+ + e—== Li (还原反应) 阳极： LiFePO4－e—== FePO4 + Li+ (氧化反应) 总化学方程式 FePO4 + Li LiFePO4 4、镍--镉电池（负极--Cd 、正极—NiOOH、电解质溶液为 KOH 溶液） 放电时 负极： Cd －2e—+ 2 OH– == Cd(OH)2 (氧化反应) Ni(OH)2+Cd(OH)2_正极： 2NiOOH + 2e— + 2H2O == 2Ni(OH)2+ 2OH– (还原反应) 充电时 阴极： Cd(OH)2 + 2e—== Cd + 2 OH– (还原反应) 阳极：2 Ni(OH)2 －2e—+ 2 OH– == 2NiOOH + 2H2O (氧化反应) 总化学方程式 Cd + 2NiOOH + 2H2O Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2 5、氢--镍电池：（负极-LaNi5 储氢合金、正极—NiOOH、电解质 KOH+LiOH） 放电时 负极： LaNi5H 6－6e—+ 6OH–== LaNi5 + 6H2O (氧化反应) 正极： 6NiOOH +6e—+ 6H2O ==6 Ni(OH)2 + 6OH– (还原反应) 充电时 阴极： LaNi5 +6e—+ 6H2O== LaNi5H 6+ 6OH– (还原反应) 阳极： 6 Ni(OH)2 －6e—+ 6OH–== 6NiOOH + 6H2O (氧化反应) 总化学方程式 LaNi5H 6 + 6NiOOH LaNi5 + 6Ni(OH)2 6、高铁电池：（负极—Zn、正极---石墨、电解质为浸湿固态碱性物质） 放电时 负极：3Zn －6e- + 6 OH–== 3 Zn(OH)2 (氧化反应) 正极：2FeO42— +6e-+ 8H2O ==2 Fe (OH)3 + 10OH– (还原反应) 充电时 阴极：3Zn(OH)2 +6e-==3Zn + 6 OH– (还原反应) 阳极：2Fe(OH)3 －6e-+ 10OH–==2FeO42—+ 8H2O (氧化反应) 总化学方程式 3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH 7、锂电池二型（负极 LiC6、正极含锂的二氧化钴 LiCoO2、充电时 LiCoO2 中 Li 被氧化， Li+还原以 Li 原子形式嵌入电池负极材料碳 C6 中，以 LiC6 表示） 放电时 负极: LiC6 – xe- ＝ Li(1-x)C6 + x Li+ (氧化反应) 正极： Li（1-x)CoO2 + xe- + x Li+ == LiCoO2 (还原反应) 充电时 阴极： Li(1-x)C6 + x Li+ + xe- ＝LiC6 (还原反应) 阳极： LiCoO2 – xe- ＝ Li(1-x)CoO2 + x Li+ (氧化反应) 总反应方程式 Li(1-x)CoO2 + LiC6 LiCoO2 + Li(1-x)C6 燃料电池 根据题意叙述书写常见于燃料电池，由于燃料电池的优点较多，成为了近年高考的方向。燃 料电池是原电池中一种比较特殊的电池，它与原电池形成条件有一点相悖，就是不一定两极 是两根活动性不同的电极，也可以用相同的两根电极。解决此类问题必须抓住一点：燃料电 池反应实际上等同于燃料的燃烧反应，但要特别注意介质对产物的影响。 一、氢氧燃料电池 氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂（Pt）或石墨做电极材料，负极通入 H2，正极通入 O2， 总反应为：2H2 + O2 === 2H2O 电极反应特别要注意电解质，有下列三种情况： 1、电解质是 KOH 溶液（碱性电解质） 负极：H2 – 2e- + 2OH— === 2H2O (氧化反应) 正极：O2 + H2O + 4e- === OH—(还原反应) 总反应方程式 2H2 + O2 === 2H2O 2、电解质是 H2SO4 溶液（酸性电解质） 负极：H2 –2e- === 2H+ (氧化反应) 正极：O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O (还原反应) 总反应方程式 2H2 + O2 === 2H2O 3、电解质是 NaCl 溶液（中性电解质） 负极：H2 – 2e- === 2H+(氧化反应) 正极：O2 + H2O + 4e- === 4OH— 总反应方程式 2H2 + O2 === 2H2O 说明 1、碱性溶液反应物、生成物中均无 H+ 2、.水溶液中不能出现 O2- 3、中性溶液反应物中无 H+ 和 OH-— 4、酸性溶液反应物、生成物中均无 OH- 二、甲醇燃料电池 1．碱性电解质（铂为两极、电解液 KOH 溶液） 正极：3O2 + 12e- + 6H20=== 12OH- (还原反应) 负极：2CH3OH – 12e- + 16OH— === 2CO32- +12H2O (氧化反应) 总反应方程式 2CH3OH + 3O2 + 4KOH === 2K2CO3 + 6H2O 2. 酸性电解质（铂为两极、电解液 H2SO4 溶液） 正极：3O2 + 12e-- + 12H+ == 6H2O (还原反应)（注：乙醇燃料电池与甲醇 负极：2CH3OH –12e- +2H2O==12H++2CO2 (氧化反应) 燃料电池原理基本相） 总反应式 2CH3OH + 3O2 === 2CO2 + 4H2O (氧化反应) 三、CO 燃料电池 （总反应方程式均为： 2CO ＋ O2 ＝ 2CO2） 1、熔融盐（铂为两极、Li2CO3 和 Na2CO3 的熔融盐作电解质，CO 为负极燃气， 空气与 CO2 的混合气为正极助燃气） 正极： O2 ＋ 4e- ＋ 2CO2 ＝ 2CO32-- (还原反应) 负极： 2CO＋2CO32- – 4e- ==4CO2 (氧化反应) 2、酸性电解质（铂为两极、电解液 H2SO4 溶液） 正极： O2 + 4e-- + 4H+ == 2H2O (还原反应) 负极： 2CO – 4e- + 2H2O == 2CO2 +4H+ (氧化反应) 四、肼燃料电池（铂为两极、电解液 KOH 溶液） 正极： O2 + 2H2O + 4e- == 4OH— (还原反应) 负极： N2H4 + 4OH— -- 4e- == N2 + 4H2O (氧化反应) 总反应方程式 N2H4 + O2=== N2 + 2H2O 五、甲烷燃料电池 1．碱性电解质（铂为两极、电解液 KOH 溶液） 正极： 2O2 + 2H2O + 8e- == 8 OH— (还原反应) 负极： CH4 + 10OH—-- 8e- == CO32- + 7H2O (氧化反应) 总反应方程式 CH4 + 2KOH+ 2O2 === K2CO3 + 3H2O 2、酸性电解质（铂为两极、电解液 H2SO4 溶液） 正极： 2O2 + 8e- + 8H+ == 4H2O (还原反应) 负极： CH4 -- 8e- + 2H2O == 8H+ + CO2 (氧化反应) 总反应方程式 CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O 六、丙烷燃料电池（铂为两极、正极通入 O2 和 CO2、负极通入丙烷、电解液有三种） 1、电解质是熔融碳酸盐（K2CO3 或 Na2CO3） 正极 ： 5O2 + 20e- + 10CO2 == 10CO32- (还原反应) 负极 ： C3H8 -- 20e-+ 10CO32- == 3CO2 + 4H2O (氧化反应) 总反应方程式 C3H8 + 5O2 === 3CO2 + 4H2O 2、酸性电解质 （电解液 H2SO4 溶液） 正极 ： 5O2 + 20e- + 26H+ == 10H2O (还原反应) 负极 ： C3H8 -- 20e- + 6H2O == 3CO2 + 20 H+ (氧化反应) 总反应方程式 C3H8 + 5O2 === 3CO2 + 4H2O 3、碱性电解质（铂为两极、电解液 KOH 溶液） 正极 ： 5O2 + 20e- + 10H2O == 20OH— (还原反应) 负极 ： C3H8 -- 20e-+ 26 OH— == 3CO32- + 17H2O (氧化反应) 总反应方程式 C3H8 + 5O2 +6KOH === 3 K2CO3 + 7H2O 七、乙烷燃料电池 （铂为两极、电解液 KOH 溶液） 正极 ： 7O2 + 28e- + 14H2O == 28OH— (还原反应) 负极 ： 2C2H6 -- 28e-+ 36 OH— == 4CO32- + 24H2O (氧化反应) 总反应方程式 2C2H6 + 7O2 + 8KOH === 4K2CO3 + 10H2O §2 真题大通关 2017 年高考题组 1、支持海港码头基础的防腐技术,常用外加电流的阴极保护法进行防腐,工作原理如图所示, 其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是() A. 通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零 B. 通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩 C. 高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流 D. 通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整 考点：金属的电化学腐蚀与防护 分析：外加电流阴极保护是通过外加直流电源以及辅助阳极，被保护金属与电源的负极相连 作为阴极，电子从电源负极流出，给被保护的金属补充大量的电子，使被保护金属整体处于 电子过剩的状态，让被保护金属结构电位低于周围环境，从而使得金属腐蚀发生的电子迁移 得到抑制，避免或减弱腐蚀的发生，阳极若是惰性电极，则是电解质溶液中的离子在阳极失 电子，据此解答． 解答：A. 被保护的钢管桩应作为阴极，从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制，使钢 管桩表面腐蚀电流接近于零，避免或减弱腐蚀的发生，故 A 正确； B. 通电后，惰性高硅铸铁作阳极，海水中的氯离子等在阳极失电子发生氧化反应，电子经 导线流向电源正极，再从电源负极流出经导线流向钢管桩，故 B 正确； C. 高硅铸铁为惰性辅助阳极，所以高硅铸铁不损耗，故 C 错误； D. 在保护过程中要使被保护金属结构电位低于周围环境，则通入的保护电流应该根据环境 条件变化进行调整，故 D 正确； 故选 C. 2、全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极 a 常用掺有石墨烯 的 S8 材料,电池反应为：16Li+xS8=8Li2Sx(2 ⩽ x ⩽ 8).下列说法错误的是() A. 电池工作时,正极可发生反应：2Li2S6+2Li++2e−=3Li2S4 B. 电池工作时，外电路中流过 0.02 mol 电子，负极材料减重 0.14 g C. 石墨烯的作用主要是提高电极 a 的导电性 D. 电池充电时间越长,电池中的 Li2S2 量越多 考点：原电池和电解池的工作原理 分析：由电池反应 16Li+xS8=8Li2Sx（2≤x≤8）可知负极锂失电子发生氧化反应，电极反应 为：Li-e-=Li+，Li+移向正极，所以 a 是正极，发生还原反应：S8+2e-=S82-，S82-+2Li+=Li2S8， 3Li2S8+2Li++2e-=4Li2S6，2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4，Li2S4+2Li++2e-=2Li2S2，根据电极反应式 结合电子转移进行计算． 解答：A. 据分析可知正极可发生反应：2Li2S6+2Li++2e−=3Li2S4，故 A 正确； B. 负极反应为：Li−e−=Li+，当外电路流过 0.02mol 电子时，消耗的锂为 0.02mol，负极减重 的质量为 0.02mol×7g/mol=0.14g，故 B 正确； C. 硫作为不导电的物质，导电性非常差，而石墨烯的特性是室温下导电最好的材料，则石 墨烯的作用主要是提高电极 a 的导电性，故 C 正确； D. 充电时 a 为阳极,与放电时的电极反应相反,则充电时间越长,电池中的 Li2S2 量就会越少， 故 D 错误； 故选 D. 3、全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极 a 常用掺有石墨烯 的 S8 材料,电池反应为：16Li+xS8=8Li2Sx(2 ⩽ x ⩽ 8).下列说法错误的是() A. 电池工作时,正极可发生反应：2Li2S6+2Li++2e−=3Li2S4 B. 电池工作时，外电路中流过 0.02 mol 电子，负极材料减重 0.14 g C. 石墨烯的作用主要是提高电极 a 的导电性 D. 电池充电时间越长,电池中的 Li2S2 量越多 考点：原电池和电解池的工作原理 分析：由电池反应 16Li+xS8=8Li2Sx（2≤x≤8）可知负极锂失电子发生氧化反应，电极反应 为：Li-e-=Li+，Li+移向正极，所以 a 是正极，发生还原反应：S8+2e-=S82-，S82-+2Li+=Li2S8， 3Li2S8+2Li++2e-=4Li2S6，2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4，Li2S4+2Li++2e-=2Li2S2，根据电极反应式 结合电子转移进行计算． 解答：A. 据分析可知正极可发生反应：2Li2S6+2Li++2e−=3Li2S4，故 A 正确； B. 负极反应为：Li−e−=Li+，当外电路流过 0.02mol 电子时，消耗的锂为 0.02mol，负极减重 的质量为 0.02mol×7g/mol=0.14g，故 B 正确； C. 硫作为不导电的物质，导电性非常差，而石墨烯的特性是室温下导电最好的材料，则石 墨烯的作用主要是提高电极 a 的导电性，故 C 正确； D. 充电时 a 为阳极,与放电时的电极反应相反,则充电时间越长,电池中的 Li2S2 量就会越少， 故 D 错误； 故选 D. 4、一种电化学制备 NH3 的装置如图所示,图中陶瓷在高温时可以传输 H+.下列叙述错误的() A. Pb 电极 b 为阴极 B. 阴极的反应式为：N2+6H++6e−=2NH3 C. H+由阳极向阴极迁移 D. 陶瓷可以隔离 N2 和 H2 考点：化学电源新型电池 分析：由电化学制备 NH3 的装置可知，通入氮气的一端为为阴极，通入氢气的一端为阳极， 电解反应 N2+3H2= 2NH3,电解池中阳离子向阴极移动，以此来解答． 解答：A. Pb 电极 b 上氢气失去电子，为阳极，故 A 错误； B. 阴极上发生还原反应,则阴极反应为 N2+6H++6e−=2NH3，故 B 正确； C. 电解池中,H+由阳极向阴极迁移，故 C 正确； D. 由图可知,氮气与氢气不直接接触,陶瓷可以隔离 N2 和 H2，故 D 正确； 故选 A. 5、用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜,电解质溶液一般为 H2SO4−H2C2O4 混合溶液。下列叙述错误的是() A. 待加工铝质工件为阳极 B. 可选用不锈钢网作为阴极 C. 阴极的电极反应式为：Al3++3e−═Al D. 硫酸根离子在电解过程中向阳极移动 考点：电解原理 分析：A、铝的阳极氧化法表面处理技术中，金属铝是阳极材料，对应的电极反应为 2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+； B、阴极材料选择没有特定的要求； C、阴极上是电解质中的阳离子发生得电子的还原反应； D、在电解池中，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极． 解答：A. 铝的阳极氧化法表面处理技术中，金属铝是阳极材料，故 A 正确； B. 阴极不论用什么材料离子都会在此得电子，故可选用不锈钢网作为阴极，故 B 正确； C. 阴极是阳离子氢离子发生得电子的还原反应,故电极反应方程式为 2H++2e−=H2↑，故 C 错误；D. 在电解池中，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极，故硫酸根离子在电解过程中向 阳极移动，故 D 正确， 故选 C. 2013——2016 年高考题组 1．(2016·课标全国卷Ⅱ，11，6 分)Mg-AgCl 电池是一种以海水为电解质溶液的水激活池。 下列叙述错误的是( ) A．负极反应式为 Mg－2e－===Mg2＋ B．正极反应式为 Ag＋＋e－===Ag C．电池放电时 Cl－由正极向负极迁移 D．负极会发生副反应 Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑ 2．(2016·课标全国Ⅲ，11，6 分)锌—空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质 溶液为 KOH 溶液，反应为 2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2Zn(OH)2－ 4 。下列说法正确的是( ) A．充电时，电解质溶液中 K＋向阳极移动 B．充电时，电解质溶液中 c(OH－)逐渐减小 C．放电时，负极反应为：Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)2－ 4 D．放电时，电路中通过 2 mol 电子，消耗氧气 22.4 L(标准状况) 3．(2016·浙江理综，11，6 分)金属(M)-空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等 点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为： 4MnO2＋2nH2O===4M(OH)n。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上 释放出的最大电能。 下列说不正确．．．的是( ) A．采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表 面 B．比较 Mg、Al、Zn 三种金属-空气电池，Al-空气电池的理论比能量最高 C．M-空气电池放电过程的正极反应式：4Mn＋＋nO2＋2nH2O＋4ne－===4M(OH)n D．在 Mg-空气电池中，为防止负极区沉积 Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜 4．(2016·四川理综，5，6 分)某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池 总反应为：Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋C6(x<1)。下列关于该电池的说法不正确的( ) A．放电时，Li＋在电解质中由负极向正极迁移 B．放电时，负极的电极反应式为 LixC6－xe－===xLi＋＋C6 C．充电时，若转移 1 mol e－，石墨(C6)电极将增重 7x g D．充电时，阳极的电极反应式为 LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋ 5．(2016·北京理综，12，6 分)用石墨电极完成下列电解实验。 实验一 实验二 装置 现象 a、d 处试纸变蓝；b 处变红，局部褪 色；c 处无明显变化 两个石墨电极附近有气泡产生；n 处 有气泡产生；…… 下列对实验现象的解释或推测不合理的是( ) A．a、d 处：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ B．b 处：2Cl－－2e－===Cl2↑ C．c 处发生了反应：Fe－2e－===Fe2＋ D．根据实验一的原理，实验二中 m 处能析出铜 6．(2016·新课标全国Ⅰ，11)三室式电渗析法处理含 Na2SO4 废水的原理如图所示，采用惰性 电极，ab、cd 均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的 Na＋和 SO 2－ 4 可通过离子 交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。 下列叙述正确的是( ) A．通电后中间隔室的 SO 2－ 4 离子向正极迁移，正极区溶液 pH 增大 B．该法在处理含 Na2SO4 废水时可以得到 NaOH 和 H2SO4 产品 C．负极反应为 2H2O－4e－===O2＋4H＋，负极区溶液 pH 降低 D．当电路中通过 1 mol 电子的电量时，会有 0.5 mol 的 O2 生成 7．(2015·天津理综，4，6 分)锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和 水分子通过，下列有关叙述正确的是( ) A．铜电极上发生氧化反应 B．电池工作一段时间后，甲池的 c(SO2－ 4 )减小 C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加 D．阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡 8．(2015·课标全国卷Ⅰ，11，6 分)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能 的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是( ) A．正极反应中有 CO2 生成 B．微生物促进了反应中电子的转移 C．质子通过交换膜从负极区移向正极区 D．电池总反应为 C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O 9．(2015·江苏化学，10，2 分)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的 说法正确的是( ) A．反应 CH4＋H2O ===== 催化剂 △ 3H2＋CO，每消耗 1 mol CH4 转移 12 mol 电子 B．电极 A 上 H2 参与的电极反应为：H2＋2OH－－2e－===2H2O C．电池工作时，CO 2－ 3 向电极 B 移动 D．电极 B 上发生的电极反应为：O2＋2CO2＋4e－===2CO2－ 3 10．(2015·四川理综，4，6 分)用右图所示装置除去含 CN－、Cl－废水中的 CN－时，控制溶液 pH 为 9～10，阳极产生的 ClO－将 CN－氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确 的是( ) A．用石墨作阳极，铁作阴极 B．阳极的电极反应式：Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O C．阴极的电极反应式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ D．除去 CN－的反应：2CN－＋5ClO－＋2H＋===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O 11．(2015·浙江理综，11，6 分)在固态金属氧化物电解池中，高温共电解 H2O、CO2 混合气 体制备 H2 和 CO 是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。下列说法不正确．．．的( ) A．X 是电源的负极 B．阴极的电极反应式是：H2O＋2e－===H2＋O2－、CO2＋2e－===CO＋O2－ C．总反应可表示为：H2O＋CO2===== 通电 H2＋CO＋O2 D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是 1∶1 12．(2014·北京理综，8，6 分)下列电池工作时，O2 在正极放电的是( ) A.锌锰电池 B.氢燃料电池 C.铅蓄电池 D.镍镉电池 13．(2014·课标全国卷Ⅱ，12，6 分)2013 年 3 月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子 电池体系。下列叙述错误的是( ) A．为电池的正极 B．电池充电反应为 LiMn2O4===Li1－xMn2O4＋xLi C．放电时，a 极锂的化合价发生变化 D．放电时，溶液中 Li＋从 b 向 a 迁移 14．(2014·福建理综，11，6 分)某原电池装置如图所示，电池总反应为 2Ag＋Cl2===2AgCl。 下列说法正确的是 ( ) A．正极反应为 AgCl＋e－===Ag＋Cl－ B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成 C．若用 NaCl 溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变 D．当电路中转移 0.01 mol e－时，交换膜左侧溶液中约减少 0.02 mol 离子 15．(2014·浙江理综，11，6 分)镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池 类型。NiMH 中的 M 表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反应方程式是： Ni(OH)2＋M===NiOOH＋MH 已知：6NiOOH＋NH3＋H2O＋OH－===6Ni(OH)2＋NO－ 2 下列说法正确的是 ( ) A．NiMH 电池放电过程中，正极的电极反应式为：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋ OH－ B．充电过程中 OH－ 离子从阳极向阴极迁移 C．充电过程中阴极的电极反应式：H2O＋M＋e－===MH＋OH－ ，H2O 中的 H 被 M 还原 D．NiMH 电池中可以用 KOH 溶液、氨水等作为电解质溶液 16．(2014·天津理综，6，6 分)已知：锂离子电池的总反应为： LixC＋Li1－xCoO2 C＋LiCoO2 锂硫电池的总反应为：2Li＋S Li2S 有关上述两种电池说法正确的是( ) A．锂离子电池放电时，Li＋向负极迁移 B．锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应 C．理论上两种电池的比能量相同 D．下图表示用锂离子电池给锂硫电池充电 17．(2014·广东理综，11，4 分)某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为 Al，其他均 为 Cu，则( ) A．电流方向：电极Ⅳ→Ⓐ→电极Ⅰ B．电极Ⅰ发生还原反应 C．电极Ⅱ逐渐溶解 D．电极Ⅲ的电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu 18.（2013 江苏卷）9.Mg-H2O2 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，示意图如下。该电池工作时，下列说法正确的是 A.Mg 电极是该电池的正极 B.H2O2 在石墨电极上发生氧化反应 C.石墨电极附近溶液的 pH 增大 D.溶液中 Cl－向正极移动 19.（2013 新课标卷 2）11.“ZEBRA”蓄电池的结构如图 所示，电极材料多孔 Ni/NiCl2 和金属钠之间由钠离子导 体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是 A.电池反应中有 NaCl 生成 B.电池的总反应是金属钠还原三个铝离子 C.正极反应为：NiCl2+2e－=Ni+2Cl－ D.钠离子通过钠离子导体在两电极间移动 20.（2013 全国新课标卷 1）10．银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了 Ag2S 的缘故， 根据电化学原理可进行如下处理：在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液 中，一段时间后发现黑色会褪去，下列说法正确的是 A、处理过程中银器一直保持恒重 B、银器为正极，Ag2S 被还原生成单质银 C、该过程中总反应为 2Al+3Ag2S=6Ag+Al2S3 D、黑色褪去的原因是黑色 Ag2S 转化为白色 AgCl 21.2013 北京卷）9.用石墨电极电解 CuCl2 溶液（见右图）。下列分析正确的是 A.a 端是直流电源的负极 B.通电使 CuCl2 发生电离 C.阳极上发生的反应：Cu2++2e-=Cu D.通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体 22.(2015·福建理综，11)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将 H2O 和 CO2 转化为 O2 和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是( ) A.该装置将化学能转化为光能和电能 B.该装置工作时，H＋从 b 极区向 a 极区迁移 C.每生成 1 mol O2，有 44 g CO2 被还原 D.a 电极的反应为 3CO2＋18H＋－18e－===C3H8O＋5H2O §3 模拟凝精华 模拟题 1．(2016·黑龙江双鸭山一中期中)下列有关说法中错误的是( ) A．某燃料电池用熔融碳酸盐作电解质，两极分别通入 CO 和 O2，则通入 CO 的一极为负极， 电极反应式为 CO－2e－＋CO2－ 3 ===2CO2 B．Zn 粒与稀硫酸反应制氢气时，为加快反应速率，可在反应过程中滴加几滴 CuSO4 溶液 C．根据自发氧化还原反应 Cu＋2NO－ 3 ＋4H＋===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O 设计原电池，可在常 温下用铜和铁作电极，使用浓硝酸作电解质溶液 D．原电池中电子从负极出发，经外电路流向正极，再从正极经电解液回到负极构成闭合回 路 2．(2016·福建四地六校联考，20)将等物质的量浓度的 Cu(NO3)2 和 KCl 等体积混合后，用石 墨电极进行电解，电解过程中，溶液 pH 随时间 t 变化的曲线如图所示，则下列说法错误的 是( ) A．AB 段阳极只产生 Cl2，阴极只产生 Cu B．BC 段表示在阴极上是 H＋放电产生了 H2 C．CD 段相当于电解水 D．阳极先析出 Cl2，后析出 O2，阴极先产生 Cu，后析出 H2 3．(2016·贵州省六校第一次联考)如图表示用酸性氢氧燃料电池为电源进行的电解实验。下 列说法中正确的是( ) A．燃料电池工作时，正极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ B．a 极是铁，b 极是铜时，b 极逐渐溶解，a 极上有铜析出 C．a 极是粗铜，b 极是纯铜时，a 极逐渐溶解，b 极上有铜析出 D．a、b 两极均是石墨时，在相同条件下 a 极产生的气体与电池中消耗的 H2 体积相等 4．(2016·河北衡水月考)用惰性电极电解硫酸铜溶液，整个过程转移电子的物质的量与产生 气体总体积的关系如图所示(气体体积均在相同状况下测定)。欲使溶液恢复到起始状态，可 向溶液中加入( ) A．0.1 mol CuO B．0.1 mol CuCO3 C．0.075 mol Cu(OH)2 D．0.05 mol Cu2(OH)2CO3 5．(2016·河北邢台期末，11)常温下用惰性电极电解 NaHSO4 溶液，电解一段时间后，下列 有关电解质溶液变化的说法正确的是( ) A．电解质溶液的浓度增大，pH 减小 B．电解质溶液的浓度增大，pH 增大 C．电解质溶液的浓度减小，pH 减小 D．电解质溶液的浓度不变，pH 不变 6．(2016·安徽淮南一模，5)工业上常用电解硫酸钠溶液联合生产硫酸和烧碱，生产装置如图 所示，其中阴极和阳极均为惰性电极。测得同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为 1∶ 2，以下说法中正确的是( ) A．a 极与电源的负极相连 B．产物丙为硫酸溶液 C．离子交换膜 d 为阴离子交换膜 D．b 电极反应式：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O 7．(2016·江西南昌一模)已知高能锂电池的总反应式为：2Li＋FeS===Fe＋ Li2S[LiPF6·SO( CH3)2 为电解质]，用该电池为电源进行如图的电解实验，电解一段时间测得 甲池产生标准状况下 H2 4.48 L。下列有关叙述不正确的是( ) A．从隔膜中通过的离子数目为 0.4NA B．若电解过程体积变化忽略不计，则电解后甲池中溶液浓度为 4 mol/L C．A 电极为阳极 D．电源正极反应式为：FeS＋2Li＋＋2e－===Fe＋Li2S 8.(2015·沈阳质检)关于右图装置说法正确的是( ) A.装置中电子移动的途径是：负极→Fe→M 溶液→石墨→正极 B.若 M 为 NaCl 溶液，通电一段时间后，溶液中可能生成 NaClO C.若 M 为 FeCl2 溶液，可以实现石墨上镀铁 D.若 M 是海水，该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”使铁不被腐蚀 9.(2015·岳阳质检，11)全世界每年钢铁因锈蚀造成大量的损失。某城市拟用如图方法保护埋 在酸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.土壤中的钢铁易被腐蚀是因为在潮湿的土壤中形成了原电池 B.金属棒 M 的材料应该是比镁活泼的金属 C.金属棒 M 上发生反应：M－ne－―→Mn＋ D.这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法 10.(2015·洛阳统考，9)下列装置的线路接通后，经过一段时间，溶液的 pH 明显下降的是 ( ) 11.(2015·保定期末，15)两个装置中，液体体积均为 200 mL，开始工作前电解质溶液的浓度 均为 0.5 mol/L，工作一段时间后，测得有 0.2 mol 电子通过，若忽略溶液体积的变化，下列 叙述正确的是( ) A.产生气体体积 ①＝② B.①中阴极质量增加，②中正极质量减小 C.电极反应式：①中阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ ②中负极：2H＋＋2e－===H2↑ D.溶液的 pH 变化：①减小，②增大 12.(2015·日照质检，14)纳米级 Cu2O 由于具有优良的催化性能而受到关注。采用离子交换膜 控制电解液中 OH－的浓度制备纳米级 Cu2O 的装置如图所示，发生的反应为：2Cu＋ H2O===== 电解 Cu2O＋H2↑。下列说法正确的是( ) A.钛电极发生氧化反应 B.阳极附近溶液的 pH 逐渐增大 C.离子交换膜应采用阳离子交换膜 D.阳极反应式是：2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O 13.(2015·广州检测)一种碳纳米管能够吸附氢气，可做充电电池(如图所示)的碳电极，该电池 的电解质溶液为 6 mol·L－1 KOH 溶液，下列说法中正确的是( ) A.充电时将碳电极与电源的正极相连 B.充电时阴极发生氧化反应 C.放电时镍电极反应为：NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－ D. 放电时碳电极反应为：2H＋－2e－===H2↑ 14.(2015·郑州质检，15)某可充电电池的原理如图所示，已知 a、b 为惰性电极，溶液呈酸性。 充电时右槽溶液颜色由绿色变为紫色。下列叙述正确的是( ) A. 充电时，b 极接直流电源正极，a 极接直流电源负极 B. 充电过程中，a 极的电极反应式为：VO＋ 2 ＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O C. 放电时，H＋从左槽迁移进右槽 D. 放电过程中，左槽溶液颜色由黄色变为蓝色 15.将两个铂电极放置在 KOH 溶液中，然后分别向两极通入 CH4 和 O2，即可产生电流。下 列叙述正确的是( ) ①通入 CH4 的电极为正极 ②正极的电极反应式为 O2＋2H2O＋4e－===4OH－ ③通入 CH4 的电极反应式为 CH4＋2O2＋4e－===CO2＋2H2O ④负极的电极反应式为 CH4＋10OH－－8e －===CO2－ 3 ＋7H2O ⑤放电时溶液中的阳离子向负极移动 ⑥放电时溶液中的阴离子向负极 移动 A.①③⑤ B.②④⑥ C.④⑤⑥ D.①②③ 16.(2015·潍坊一中模拟)液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以液态 肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH 溶液作为 电解质溶液。下列关于该电池的叙述正确的是( ) A.该燃料电池持续放电时，正极发生氧化反应，pH 变大 B.a 极的反应式：N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O C.放电时，电流从 a 极经过负载流向 b 极 D.其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜 17.固体氧化物燃料电池(SOFC)的工作原理如图所示，已知电池中电解质为熔融固体氧化物， O2－可以在其中自由移动。下列有关说法合理的是( ) A.电极 b 为电池负极，电极反应式为 O2＋4e－===2O2－ B.固体氧化物的作用是让电子在电池内通过 C.若 H2 作为燃料气，接触面上发生的反应为 H2＋OH－－2e－===H＋＋H2O D.若 C2H4 作为燃料气，接触面上发生的反应为 C2H4＋6O2－－12e－===2CO2＋2H2O 18.某同学在查阅资料时发现的一种电池结构如图所示，当光照在 表面涂有氯化银的银片上时：AgCl(s)――→光 Ag(s)＋ Cl(AgCl)[Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化银表面]，接着 Cl(AgCl)＋e－―→Cl－(aq)，若将光源移除，电池会立即恢复至初始 状态。下列说法中不正确的是( ) A.Ag 电极是电池的正极 B.光照时，Pt 电极发生的反应为 Cu＋－e－===Cu2＋ C.光照时，Cl－向 Ag 电极移动 D.光照时，电池总反应为 AgCl(s)＋Cu＋(aq)===== 光 Ag(s)＋Cu2＋(aq)＋Cl－(aq) 19.下图为 EFC 剑桥法用固体二氧化钛(TiO2)生产海绵钛的装置示意图，其原理是在较低的 阴极电位下，TiO2(阴极)中的氧解离进入熔盐，阴极最后只剩下纯钛。下列说法中正确的是 ( ) A.阳极的电极反应式为 2Cl－－2e－===Cl2↑ B.阴极的电极反应式为 TiO2＋4e－===Ti＋2O2－ C.通电后，O2－、Cl－均向阴极移动 D.石墨电极的质量不发生变化 20.下列有关钢铁腐蚀和防护的说法不正确的是( ) A.自行车的钢圈上镀一层铬，防止生锈 B.外加直流电源保护钢闸门时，钢闸门与电源的负极相连 C.钢铁发生吸氧腐蚀的正极反应：2H2O＋O2＋4e－===4OH－ D.钢铁发生析氢腐蚀的负极反应：Fe－3e－===Fe3＋ 21．利用下图装置进行实验，开始时，a、b 两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列 说法不正确的是( ) A.a 处发生吸氧腐蚀，b 处发生析氢腐蚀 B.一段时间后，a 处液面高于 b 处液面 C.a 处溶液的 pH 增大，b 处溶液的 pH 减小 D.a、b 两处具有相同的电极反应式：Fe－2e－===Fe2＋ 22.如图所示，若电解 5min 时铜电极质量增加 2.16g，试回答： （1）电源电极 X 名称为_______________。 （2）通电 5min 时，B 中共收集 224mL 气体 （标况），溶液体积为 200mL。（设电解前后 无体积变化）则通电前 CuSO4 溶液的物质的量浓度为__________。 （3）若 A 中 KCl 溶液的体积也是 200mL，电解后，溶液的 pH 是___________ （设前后体无体积变化）。 答案 2013——2016 年高考题组 1．B 考点：原电池的工作原理。根据题意，Mg-海水-AgCl 电池总反应式为 Mg＋ 2AgCl===MgCl2＋2Ag。A 项，负极反应式为 Mg－2e－===Mg2＋，正确；B 项，正极反应式 为 2AgCl＋2e－===2Cl－＋ 2Ag，错误；C 项，对原电池来说，阴离子由正极移向负极， 正确；D 项，由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应 Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑， 正确。 2．C 考点：原电池和电解池的工作原理 A 项，充电时，电解质溶液中 K＋向阴极移动，错 误；B 项，充电时，总反应方程式为 2Zn(OH)2－ 4 ===== 通电 2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O，所以电解质 溶液中 c(OH－)逐渐增大，错误；C 项，在碱性环境中负极 Zn 失电子生成的 Zn2＋将与 OH― 结合生成 Zn(OH)2－ 4 ，正确；D 项，O2～4e－，故电路中通过 2mol 电子，消耗氧气 0.5mol， 在标准状况体积为 11.2 L，错误。 3．C 考点：原电池的工作原理 A 项，采用多孔电极可以增大电极与电解质溶液的接触面 积，且有利于氧气扩散至电极的表面，正确；B 项，单位质量的 Mg、Al、Zn 释放的电子分 别为 1 12 mol、1 9 mol、 2 65 mol，显然铝的比能量比 Mg、Zn 高，正确；C 项，电池放电过程 正极 O2 得电子生成 OH－，但负极生成的金属阳离子不能透过阴离子交换膜移至正极，故正 极不能生成 M(OH)n，反应式应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，错误；D 项，为避免 OH－移 至负极而生成 M(OH)n，可采用中性电解质及阳离子交换膜阻止 OH－，正确。 4．C 考点： 放电时，负极反应为 LixC6－xe－===xLi＋＋C6，正极反应为 Li1－xCoO2＋xe－＋ xLi＋===LiCoO2，A、B 正确；充电时，阴极反应为：xLi＋＋C6＋xe－===LixC6，转移 1 mol e －时，石墨 C6 电极将增重 7 g，C 项错误；充电时，阳极反应为放电时正极反应的逆反应： LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋，D 项正确。 5．B 考点：电化学原理的应用，化学电源 A 项，a、d 处试纸变蓝，说明溶液显碱性，是 溶液中的氢离子得到电子生成氢气，氢氧根离子剩余造成的，正确；B 项，b 处变红，局部 褪色，说明是溶液中的氯离子放电生成氯气同时与 H2O 反应生成 HClO 和 H＋，Cl－－e－＋ H2O===HClO＋H＋，错误；C 项，c 处为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，正确；D 项，实 验一中 ac 形成电解池，bd 形成电解池，所以实验二中形成 3 个电解池，n(右面)有气泡生成， 为阴极产生氢气，n 的另一面(左面)为阳极产生 Cu2＋，Cu2＋在 m 的右面得电子析出铜，正确。 6．B 考点：电解原理的应用。电解池中阴离子向正极移动，阳离子向负极移动，即 SO 2－ 4 离子向正极区移动，Na＋ 向负极区移动，正极区水电离的 OH－发生氧化反应生成氧气，H＋ 留在正极区，该极得到 H2SO4 产品，溶液 pH 减小，负极区水电离的 H＋发生还原反应生成 氢气，OH－留在负极区，该极得到 NaOH 产品，溶液 pH 增大，故 A、C 项错误，B 正确； 该电解池相当于电解水，根据电解水的方程式可计算出当电路中通过 1 mol 电子的电量时， 会有 0.25 mol 的 O2 生成，错误。 7． C A 项，由锌的活泼性大于铜，可知铜电极为正极，在正极上 Cu2＋得电子发生还原反 应生成 Cu，错误；B 项，由于阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故甲池的 c(SO2－ 4 ) 不变，错误；C 项，在乙池中 Cu2＋＋2e－===Cu，同时甲池中的 Zn2＋通过阳离子交换膜进入 乙池中，则有 Cu2＋→Zn2＋，由于 M(Zn2＋)>M(Cu2＋)，故乙池溶液的总质量增加，正确；D 项， 阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，电解过程中 Zn2＋通过交换膜移向正极保持溶液 中电荷平衡，阴离子是不能通过交换膜的，错误。 8．A 由题意可知，微生物电池的原理是在微生物作用下 O2 与 C6H12O6 发生氧化还原反应， 将化学能转化为电能，B 正确；氧气在正极反应，由于质子交换膜只允许 H＋通过，则正极 反应为：O2＋4e－＋4H＋===2H2O，没有 CO2 生成，A 项错误；负极发生反应：C6H12O6－24e －＋6H2O===6CO2＋24H＋，H＋在负极区生成，移向正极区，在正极被消耗，C 项正确；总反 应为：C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，D 项正确。 9．D [A 项，C －4 H4→C ＋2 O，则该反应中每消耗 1 mol CH4 转移 6 mol 电子，错误；该电池的 传导介质为熔融的碳酸盐，所以 A 电极即负极上 H2 参与的电极反应为：H2－2e－＋ CO2－ 3 ===CO2＋H2O，错误；C 项，原电池工作时，阴离子移向负极，而 B 极是正极，错误； D 项，B 电极即正极上 O2 参与的电极反应为：O2＋4e－＋CO2===2CO2－ 3 ，正确。] 10．D [Cl－在阳极发生氧化反应生成 ClO－，水电离出的 H＋在阴极发生还原反应生成 H2， 又由于电解质溶液呈碱性，故 A、B、C 项正确；D 项，溶液呈碱性，离子方程式中不能出 现 H＋，正确的离子方程式为 2CN－＋5ClO－＋H2O===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋2OH－，错误。] 11．D 由水和二氧化碳生成氢气和一氧化碳发生还原反应，此极上得到电子，应为阴极， 故 X 极为电源的负极，A、B 项正确；C 项，根据电极上的反应物和生成物，可知总反应方 程式正确；D 项，因阳极电极反应式为 2O2－－4e－===O2↑，结合电子得失相等，可知阴、阳 两极生成气体的物质的量之比为 2∶1，错误。 12．B 氢燃料电池中，负极上 H2 放电，正极上 O2 放电，A、C、D 中均不存在 O2 放电， 故选 B。 13． C 由图可知，b 极(Li 电极)为负极，a 极为正极，放电时，Li＋从负极(b)向正极(a)迁 移，A 项、D 项正确；该电池放电时，负极：xLi－xe－===xLi＋，正极：Li1－xMn2O4＋xLi＋＋ xe－===LiMn2O4，a 极 Mn 元素的化合价发生变化，C 项错误；由放电反应可得充电时的反 应，B 项正确。 14． D A 项，Pt 为正极发生还原反应：Cl2＋2e－===2Cl－，错误；B 项，放电时，左侧的 电极反应式 Ag＋Cl－－e－===AgCl↓，有大量白色沉淀生成，错误；C 项，由于 H＋、 Na＋均不参与电极反应，则用 NaCl 代替盐酸，电池总反应不变，错误；D 项，当电路中转 移 0.01 mol e－时，左侧产生 0.01 mol Ag＋与 Cl－结合为 AgCl 沉淀，右侧产生 0.01 mol Cl－，为保持溶液的电中性，左侧约有 0.01 mol H＋通过阳离子交换膜转移到右侧，故左侧溶 液中约减少 0.02 mol 离子，正确。 15．A 充电时，电池正极发生氧化反应，A 项正确；充电时 OH－离子从阴极向阳极移动， B 项错误；充电时阴极的电极反应式为：H2O＋M＋e－===MH＋OH－，则水中的 H 被电极上 的 e－ 还原，C 项错误；由题中提示反应可知，氨水能与电极材料 NiOOH 反应，干扰电池 总反应，故不能作电池的电解质溶液，D 项错误。 16. B A 项，在原电池内部，阳离子应移向正极；二次电池充电过程为电解的过程，阴极 发生还原反应，B 项正确；C 项，比能量是指这种电池单位质量或单位体积所能输出的电能， 当二者质量相同时，转移电子的物质的量不相等，即比能量不同；D 项，左边装置已经是放 完电的电池，应为锂硫电池给锂离子电池充电。 17．A 分析图可知：左侧两个烧杯的装置形成原电池，且Ⅰ为负极，Ⅱ为正极，而最右边 的装置为电解池，因此，该装置中电子流向：电极Ⅰ→Ⓐ→电极Ⅳ，则电流方向：电极Ⅳ →A→电极Ⅰ，A 正确；电极Ⅰ发生氧化反应，B 错误；电极Ⅱ的电极反应为 Cu2＋＋2e－===Cu， 有铜析出，C 错误；电极Ⅲ为电解池的阳极，其电极反应为 Cu－2e－===Cu2＋，D 错误。 18.C A.组成的原电池的负极被氧化，镁为负极，而非正极。B、C.双氧水作为氧化剂，在 石墨上被还原变为水，溶液 PH 值增大。D.溶液中 Cl－移动方向同外电路电子移动方向一致， 应向负极方向移动。 19. B 考察原电池原理。原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经 导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应。据此可 知负极是液体金属 Na，电极反应式为：Na－e－＝Na＋；正极是 Ni，电极反应式为 NiCl2+2e －=Ni+2Cl－；总反应是 2Na＋NiCl2=2NaCl＋Ni。所以 A、C、D 正确，B 错误，选择 B。 20． B A 错，银器放在铝制容器中，由于铝的活泼性大于银，故铝为负极，失电子，银 为正极，银表面的 Ag2S 得电子，析出单质银附着在银器的表面，故银器质量增加； C 错，Al2S3 在溶液中不能存在，会发生双水解反应生成 H2S 和 Al(OH)3； D 错，黑色褪去是 Ag2S 转化为 Ag 而不是 AgCl 21. A. A、由溶液中离子移动方向可知，U 型管左侧电极是阴极，连接电源 的负极，a 端是电源的负极，故正确；B、通电使 CuCl2 发生电解，不是电离，故错误； C、阳极发生氧化反应，Cl-在阳极放电 2Cl--2e-=C12↑，故错误；D、Cl-发生氧化反应，在阳 极放电生成 C12，故 D 错误。 22.A 项，该装置是电解池，在电解和光的作用下 H2O 在光催化剂的表面转化为 O2 和 H＋， 故该装置是将电能和光能转化为化学能，错误；B 项，根据同种电荷相互排斥、异种电荷相 互吸引的原则，该装置工作时，H＋从阳极 b 极区向阴极 a 极区迁移，正确；C 项，该电解 池的总反应式为 6CO2＋8H2O===== 电解 2C3H8O＋9O2。根据总反应方程式可知，每生成 1 mol O2， 有2 3 mol CO2 被还原，其质量为88 3 g，错误；D 项，a 电极为阴极，发生还原反应，电极反 应式为 3CO2＋18H＋＋18e－===C3H8O＋5H2O，错误。 模拟题组 1．D. 2．B 3．C 4．D 用惰性电极电解硫酸铜溶液时，先发生反应 2CuSO4＋2H2O===== 通电 2Cu＋O2↑＋2H2SO4， 当铜离子完全析出时，发生反应 2H2O===== 通电 2H2↑＋O2↑，根据图像知，转移电子 0.2 mol 时 只有气体氧气生成，发生反应 2CuSO4＋2H2O===== 通电 2Cu＋O2↑＋2H2SO4，实际上相当于析出 氧化铜，根据氧化铜和转移电子之间的关系式得 n(Cu)＝0.2 mol/2＝0.1 mol，所以相当于析 出 0.1 mol CuO；继续电解发生的反应为 2H2O===== 通电 2H2↑＋O2↑，实际上是电解水，根据水 和转移电子之间的关系式得 n(H2O)＝(0.3－0.2)/2 mol＝0.05 mol，所以电解水的物质的量是 0.05 mol，根据“析出什么加什么”的原则知，要使溶液恢复原状，应该加入 0.1 mol 氧化铜和 0.05 mol 水；A.只加氧化铜不加水不能使溶液恢复原状，故 A 错误；B.加入碳酸铜时，碳酸 铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和二氧化碳，所以相当于加入氧化铜，没有加入水，所以不能使 溶液恢复原状，故 B 错误；C.0.075 mol Cu(OH)2 相当于加入 0.075 mol CuO 和 0.075 mol H2O， 与析出物质的物质的量不同，所以不能恢复原状，故 C 错误；D.0.05 mol Cu2(OH)2CO3，碱 式碳酸铜和硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，根据原子守恒知，相当于加入 0.1 mol CuO 和 0.05 mol 的水，所以能使溶液恢复原状，故 D 正确；答案为 D。] 5．A NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO2－ 4 ，溶液呈酸性，常温下用惰性电极电解 NaHSO4 溶液实 质是电解水，因此 NaHSO4 溶液的浓度增大，c(H＋)增大，pH 减小，故 A 项正确。 6．B [装置图分析可知是电解装置，电解硫酸钠溶液，实质是电解水，气体甲与气体乙的 体积比约为 1∶2，气体甲为氧气，气体乙为氢气，阳极生成氧气，电极反应 4OH－－4e－===2H2O ＋O2↑，阴极生成氢气，2H＋＋2e－===H2↑，气体体积比为 1∶2，所以判断 a 电极是阳极，b 电极是阴极，在阳极室得到硫酸，在阴极室得到氢氧化钠，则 c 为阴离子交换膜，d 为阳离 子交换膜。A 项，分析可知 a 电极为阳极，与电源正极相连，错误；B 项，阳极 a 生成氧气， 电极反应 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阳极室水的电离平衡被破坏生成氢离子，生成产物丙 为硫酸，阴极生成氢气，2H＋＋2e－===H2↑，生成产物丁为氢氧化钠，正确；C 项，阳极 a 生成氧气，电极反应 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阳极室水的电离平衡被破坏生成氢离子， 生成产物丙为硫酸，阴极生成氢气，2H＋＋2e－===H2↑，生成产物丁为氢氧化钠，则 c 为阴 离子交换膜，d 为阳离子交换膜，错误；D 项，阳极 a 生成氧气，电极反应 4OH－－4e－===2H2O ＋O2↑，b 电极是阴极，该电极上应该发生得电子的还原反应，错误。] 7．C A 项，由反应 FeS＋2Li===Fe＋Li2S 可知，Li 被氧化，应为原电池的负极，FeS 被 还原生成 Fe，为正极反应，正极方程式为 FeS＋2e－===Fe＋S2－，甲连接原电池负极，A 为 阴极，生成氢气，电极方程式为 2H＋＋2e－===H2↑，n(H2)＝ 4.48 L 22.4 L/mol ＝0.2 mol，转移 0.4 mol 电子，生成 0.4 mol OH－，则隔膜中通过的 K＋离子数为 0.4 mol，通过的离子数目为 0.4NA， 正确；B 项，甲连接原电池负极，为阴极，生成氢气，电极方程式为 2H＋＋2e－===H2↑，n(H2) ＝0.2 mol，转移 0.4 mol 电子，生成 0.4 mol OH－，则隔膜中通过的 K＋离子数为 0.4 mol，c(OH －)＝0.2 L×2 mol/L＋0.4 mol 0.2 L ＝4 mol/L，即电解后甲池中溶液浓度为 4 mol/L，正确；C 项，A 电极为阴极，错误；D 项，FeS 被还原生成 Fe，为正极反应，正极方程式为 FeS＋2Li＋＋2e －===Fe＋Li2S，正确。 8.B 电子移动的途径是：负极→Fe，石墨→正极，溶液中通过离子导电而不是电子，A 错 误；石墨为阳极，铁为阴极，若 M 为 NaCl 溶液，电解 NaCl 溶液属于“放氢生碱”型，阳极 产生的氯气与阴极产生的氢氧化钠可能发生反应生成 NaClO，B 正确；若 M 为 FeCl2 溶液， 铁电极(阴极)：Fe2＋＋2e－===Fe；石墨电极(阳极)：2Cl－－2e－===Cl2↑，C 错误；若 M 是海 水，该装置属于“外加电源的阴极保护法”，D 错误。 9.B 钢铁中的铁、碳(原电池的两极)在潮湿的环境(电解质溶液)中构成原电池，铁作负极， 易被腐蚀，A 项正确；如图所示，利用原电池原理保护钢质管道，说明管道作正极，金属棒 M 作负极，要比铁活泼，不一定比镁活泼，发生反应：M－ne－=== Mn＋，这叫牺牲阳极的阴 极保护法，B 错误，C、D 正确。 10.D A 项，发生反应：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，c(H＋)减小，pH 增大；B 项，阳极： Cu －2e－＋2OH－===Cu(OH)2↓，阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，总反应为：Cu＋ 2H2O===== 电解 Cu(OH)2↓＋H2↑，pH 变化不明显；C 项，总反应为：2NaCl＋2H2O===== 电解 2NaOH ＋H2↑＋Cl2↑，pH 增大；D 项，总反应为：2CuSO4＋2H2O===== 电解 2Cu＋O2↑＋2H2SO4，pH 减 小。 11.D ①发生电解反应，阳极反应为 2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，阴极反应为 2Cu2＋＋4e－ ===2Cu；②中发生原电池反应，负极反应为：Zn－2e－===Zn2＋，正极反应为：2H＋＋2e－===H2↑。 两个电池中的 CuSO4 和 H2SO4 的物质的量都是 0.1 mol，当通过 0.2 mol 电子时两种物质正 好完全反应，①生成 0.05 mol O2，②生成 0.1 mol H2，由此可知只有 D 正确。 12.D A 项，钛电极是阴极，发生还原反应，错误；阳极反应为 2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O ＋H2O ，溶液的 pH 逐渐减小，B 项错误，D 项正确；C 项，采用离子交换膜控制电解液中 OH－的浓度，所以离子交换膜应采用阴离子交换膜，错误。 13.C A 项，碳纳米管能够吸附氢气，可做充电电池的负极，放电时氢气发生氧化反应，故 充电时该电极与外接电源的负极相连，错误；B 项，充电时阳极发生氧化反应，阴极发生还 原反应，错误；C 项，放电时镍电极为正极，得到电子，发生还原反应，其电极反应为： NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，正确；D 项，放电时碳电极反应为：H2－2e－＋2OH －===2H2O，错误。 14.D 由题“充电时右槽溶液颜色由绿色变为紫色”，说明充电时右槽发生反应：V3＋＋e－ ===V2＋，为还原反应，因此右槽为阴极区，b 接电源负极，A 项错误；充电时左槽发生氧化 反应：VO2＋－e－＋H2O===VO＋ 2 ＋2H＋，B 项错误；由 B 项分析可知，放电时，左槽反应为 VO＋ 2 ＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O，溶液颜色由黄色变蓝色，H＋从右槽进入左槽，C 项错误，D 项正确。 15.B 根据题意知发生的反应为 CH4＋2O2===CO2＋2H2O，反应产生的 CO2 在 KOH 溶液中 会转化为 CO2－ 3 。CH4 为还原剂，应为电源的负极，所以①错误；正极的电极反应式为 O2＋ 2H2O＋4e－===4OH－，故②、④正确，③错误；放电时溶液(原电池内电路)中的阳离子向正 极移动，阴离子向负极移动，⑤错误，⑥正确。 16.B 燃料电池通入燃料的一极为负极，电流由正极流向负极，正极发生还原反应，A、C 错；负极反应物是 N2H4，环境是碱性，产物是 N2，故 B 正确；a 极消耗 OH－而 b 极产生 OH－，因而必须通过 OH－运动来平衡电荷，D 错。 17.D 负极应该发生氧化反应，b 极应为电池正极，A 错；电子在外电路中通过，O2－通过 固体氧化物定向移动，B 错；燃料在接触面上与 O2－反应，失去电子，C 错、D 正确。] 18.C 光照时 AgCl 得电子最终生成 Ag 和 Cl－，所以 Ag 电极是正极；Pt 电极为负极发生失 电子的反应，依据还原性强弱可知 Cu＋－e－===Cu2＋，两式相加可知 D 选项正确；由阴离子 向负极移动可知 C 选项错误 19.B 电解质中的阴离子 O2－、Cl－向阳极移动，由图示可知阳极生成 O2、CO、CO2，所以 电极反应为 2O2－－4e－===O2↑，O2 与石墨反应生成 CO、CO2，A、C、D 错误，只有 B 正确。 20.D A 项中铬的作用为隔绝空气中的水和氧气，防止生锈；B 项是外接电源的阴极保护法； C 项吸氧腐蚀的正极反应为 2H2O＋O2＋4e－===4OH－，D 项铁的析氢腐蚀负极反应式为 Fe －2e－===Fe2＋。 21.C 根据装置图判断，左边铁丝发生吸氧腐蚀，右边铁丝发生析氢腐蚀，其电极反应为 左边 负极：Fe－2e－===Fe2＋ 正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 右边 负极：Fe－2e－===Fe2＋ 正极：2H＋＋2e－===H2↑ a 处、b 处的 pH 均增大，C 错误。 22.（1）C 装置的铜电极质量增加，说明铜电极上有金属析出，即溶液中的银离 子被还原成银单质，故铜极为阴极，由此确定 X 极为负极。（2）B 装置两极上 电子转移的数目与 C 装置中转移的电子数目相同。C 装置中转移电子的数目为 0.02mol。经判断，B 装置的电极反应为：阴极 Cu2++2e－=Cu，2H++2e－=H2↑ 阳极 4OH－-4e－=O2↑+2H2O。根据题意可得：2n(H2)+2n(Cu)=4n(O2)=0.02mol， n(H2)+n(O2)=0.01mol，解得 n(Cu)=0.005mol，CuSO4 溶液的物质的量浓度为 0.025mol/L。（3）A 装置的总反应为 2KCl+2H2O=2KOH+H2↑+Cl2↑即反应中转 移电子的物质的量与生成的氢氧根离子的物质的量相等，为 0.02mol，氢氧根浓 度为 0.1mol/L，pH=13。