2023版人教高中同步化学选择性必修一：第四章化学反应与电能第三节金属的腐蚀与防护习题

第三节金属的腐蚀与防护

基础过关练

题组一金属的腐蚀

1.（2021北京丰台期中）四块相同的锌片分别放置在下列四个装置中（烧杯中均盛

有0.1mol∙LNaCl溶液），则锌片腐蚀最快的是（）

ZnMβ∣j∏nZnCu∏r∩iZnCuhΓf∏lZn

⅛~∏[二1工二JT二;[

■接B1落髭逐

⅛÷⅞j⅜⅞∑⅞∣⅜<<⅜∣⅞Z<⅜）

ABCD

2.（2020湖北沙市中学高二上期末）如图装置中，观察到:开始导管内液面下降,一

段时间后导管内液面回升,略高于小试管内液面。以下有关解释合理的是

（）

PH=4的雨水

A.生铁片中的碳是原电池的负极,发生还原反应

B.雨水酸性较强,生铁片仅发生析氢腐蚀

C.具支试管中溶液pɪɪ逐渐减小

D.墨水回升时，碳极反应为02+2HQ+4e40H

3.（2021山东师范大学附中第一次学业测评）下图是青铜器发生电化学腐蚀的原理

示意图，下列说法正确的是)

a:多孔粉状锈

Cu,（OH）5Cl

—b:多孔催化层

CnCl

。：青铜基体

A.腐蚀过程中，青铜基体是正极

B.若有64gCU被腐蚀,理论上消耗氧气的体积为22.4L（标准状况）

C.多孔催化层加速了青铜器的腐蚀,是因为改变了反应的焙变

D.青铜器发生的是吸氧腐蚀

题组二金属的防护

4.（2020河北唐山一中高二上期中）图I的目的是精炼铜，图∏的目的是保护钢闸

门。下列说法正确的是（）

A.图I中b为纯铜，电解过程中质量减轻,发生的反应为Cu2++2e-Cu

B.图I中Sof向a极移动,但不放电

C.图∏中如果a、b间用导线连接时,钢闸门作正极

D.图II中如果a、b间连接直流电源利用外加电流法保护钢闸门时,则X必须用锌

5.（2021河南南阳期中）下列关于如图所示的实验装置的判断中错误的是

()

二

二

二

A.若X为碳棒,开关K置于A处可减缓铁的腐蚀

B.若X为锌棒,开关K置于A或B处均可减缓铁的腐蚀

C.若X为锌棒,开关K置于B处时,为牺牲阳极法

D.若X为碳棒,开关K置于B处时,铁电极上发生的反应为2IΓ+2eH2↑

6.（2020福建三明三校高二上期中）钢铁很容易生锈而被腐蚀,每年因腐蚀而损失

的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一。请回答钢铁在腐蚀、防护过程中的有关问

题。

（1）下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀（填字母）。

（2）在实际生产中,可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如下。请回答:

CUSO,溶液

①铁件应与电源的极相连（填“正”或“负”），B电极的电极反应式

是o

②若电镀前A、B两金属片质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量,二

者质量差为10∙24g,则电镀时电路中通过的电子为molo

③电镀结束后CUSol溶液的浓度（填“变大”“变小”或“不变”）0

④镀层破损后,铁不易被腐蚀的是（填字母）。

A.镀铜铁B.镀锌铁C.镀锡铁

能力提升练

题组一金属腐蚀的不同类型与快慢比较

1.（2020天津一中高二上期末,箝）用压强传感器探究生铁在pll=2和pH=4的醋酸溶

液中发生腐蚀的装置及得到的图像如下：

时间/s时间/s

]>H=2时锥形瓶中气体PH=4时锥形瓶中气体

压强变化的曲线图压强变化的曲线图

分析图像，以下结论错误的是（）

A.析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快

B.在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀

C.溶液pH≤2时,生铁发生析氢腐蚀

D.两溶液中负极反应均为Fe-2e-Fe"

2.（2020吉林延边第二中学高二上月考,年?）如图装置中,U形管内为红墨水,a、b

试管内分别盛有食盐水和稀醋酸,各加入生铁块,放置一段时间。下列有关描述错

误的是（）

A.生铁块中的碳是原电池的正极

B.红墨水柱两边的液面变为左低右高

C.a试管中发生了吸氧腐蚀,b试管中发生了析氢腐蚀

D.两试管中相同的电极反应是:Fe-2e「一Fe2^

3.（2021北京丰台期中,姑O金属腐蚀现象在生产生活中普遍存在,依据下列两种腐

蚀现象回答下列问题：

图1图2

（1）图1种被腐蚀的金属为,其腐蚀类型属于（填字母）。图2中

金属腐蚀类型属于（填字母）。

A.化学腐蚀B.电化学腐蚀

C.析氢腐蚀D.吸氧腐蚀

（2）图1中Cu的作用是,结合电极反应、电子移动、离子移动等,

分析金属被腐蚀的原理:O

⑶图2中铁的生锈过程:FefFe（OH）2,Fe（OH）3-Fe2O3∙∙⅛0,将Fe转变为Fe（OH）2

的反应补充完整:正极反应式为,负极反应式

为,总反应为O

题组二金属的腐蚀与防护措施

4.（2021福建福州高二检测,*，•）研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关

说法错误的是（）

Γ©∙

铁片3:一一

电极d

海水二三;

A.若d为石墨,铁片腐蚀加快

B.若d为石墨,石墨上电极反应式为02+2HQ+4e=-40H

C.若d为锌块,铁片不易被腐蚀

D.若d为锌块,铁片上电极反应式为2H+2e-H2↑

5.（*：）深埋在潮湿土壤中的铁管道,在硫酸盐还原菌作用下，能被硫酸根离子腐蚀,

其电化学腐蚀原理如图所示。下列说法正确的是（）

—土壤

A.铁管道发生的是吸氧腐蚀

B.输送暖气的管道也易发生此类腐蚀

C.这种情况下,土壤的PH增大

D.管道上刷富铜油漆可以延缓管道的腐蚀

6.(")历史上铝制皇冠曾被法国皇帝当作自己富有的象征炫耀过,但现在各种铝

制品已走进寻常百姓家,这得益于电解法冶炼铝技术的发明。

(1)现代工业在1273K的温度下电解熔融氧化铝(熔点为2323K)与冰晶石(NasAlFe)

的混合物,可得到金属铝与氧气。阴极上的电极反应为,

其中冰晶石的作用可能是o

a.作催化剂

b.作助熔剂以降低氧化铝的熔化温度

c∙作电解质增强导电性

(2)为使铝制品经久耐用,现代工业生产中常对铝材进行表面处理,具体过程通常

为：

①铝材脱脂:先用碱液洗涤,然后水洗，以除去铝材表面的自然氧化膜,碱洗过程中

常有气泡产生,原因是(用离子方程式表示)。

②电解氧化：以铝材为阳极,在稀硫酸中进行电解,铝材表面形成氧化膜,则阳极的

电极反应为,电解过程中必须使电解质溶液的pɪɪ保持相对稳

定的原因是。

答案全解全析

基础过关练

I.C金属为原电池负极或电解池阳极时,腐蚀速率加快,为原电池正极或电解池

阴极时,被保护。根据金属活动性顺序,镁的金属性强于锌,锌的金属性强于铜,故

形成原电池时,B中锌为正极,被保护,C中锌为负极，比A中腐蚀速率快,D中锌被保

护,故选C。

2.D雨水呈酸性,生铁片中含有碳和铁,酸性条件下,生铁片发生析氢腐蚀生成氢

气,导致具支试管内气体压强大于大气压,导管内液面下降,当溶液呈弱酸性或中

性时,生铁片发生吸氧腐蚀,导致具支试管中气体压强小于大气压,导管内液面回

升,略高于小试管内液面。

3.D由题图可知,青铜基体有Cu"产生,CU化合价升高,发生氧化反应,作负极,A错

误;在该反应中,铜失去电子变成Cu",64gCU被腐蚀转移2mol电子,理论上消耗

氧气的体积为IL2L（标准状况），B错误;催化剂不改变反应的熔变,C错误；由题图

可知,青铜器发生的是吸氧腐蚀,D正确。

4.C粗铜的精炼中,粗铜作阳极,纯铜作阴极,所以a为纯铜,b为粗铜,A错误；电

解时，电解质溶液中阴离子向阳极移动,所以硫酸根离子向b极移动,B错误;牺牲阳

极法中，被保护的金属作原电池正极,图II中如果a、b间用导线连接,钢闸门作正

极,C正确;外加电流法中,被保护的钢闸门连接原电池负极,所以图II中如果a、b

间连接电源,钢闸门作阴极,但X不一定用锌,D错误。

5.D若X为碳棒,开关K置于A处,Fe作电解池的阴极,属于外加电流法,A项正确；

若X为碳棒,开关K置于B处,Fe作原电池的负极，电极反应为Fe-2e-Fe=D项

不正确;若X为锌棒,开关K置于A处,Fe作电解池的阴极,属于外加电流法,开关K

置于B处时,Fe作原电池的正极,属于牺牲阳极法,B、C项均正确。

6.答案（I）BD

⑵①负Cu2t+2e'=Cu②0.16③不变④B

解析（1）铁为活泼金属，当为原电池负极时，易被腐蚀；当铁为原电池的正极或外

接电源的负极时,可防止腐蚀。

（2）电镀时,镀层金属为阳极,镀件金属为阴极,则在铁件的表面镀铜时,铜为阳极，

铁件为阴极，电解质溶液为硫酸铜溶液，电镀过程中两电极变化的质量相同,并且

电解质溶液浓度不变;形成原电池反应时,活泼金属为负极,不活泼金属为正极,不

易被腐蚀。

能力提升练

1.A根据锥形瓶中气体压强与时间关系图可知,pH=2的醋酸溶液和pH=4的醋酸溶

液中,变化相同的压强时所用时间不同，前者比后者所用时间长,这说明吸氧腐蚀

速率大于析氢腐蚀速率,A错误;醋酸溶液的pH=4时,锥形瓶中压强随着反应的进行

而逐渐减小,说明发生吸氧腐蚀,所以在酸性溶液中生铁也可能发生吸氧腐蚀,B正

确;根据醋酸溶液的pH=2时,锥形瓶中压强与时间的关系知,随着反应的进行压强

逐渐增大,说明发生的是析氢腐蚀,则溶液pH≤2时,生铁发生析氢腐蚀,C正确;根

据以上分析可知两个溶液中都发生电化学腐蚀,铁均作负极，电极反应均为Fe-2e

Fe2,D正确。

2.B生铁中含有铁和碳,和电解质溶液构成了原电池,较活泼的金属铁作负极,碳

作正极,A正确;左边试管中是中性溶液,发生吸氧腐蚀,右边试管中是酸性溶液发

生析氢腐蚀,所以左边试管内气体的压强减小,右边试管内气体的压强增大,导致U

形管内红墨水左高右低,B错误、C正确;铁作负极,碳作正极，负极上铁失电子发生

氧化反应:Fe-2d=-Fe",D正确。

反思升华

根据介质判断析氢腐蚀和吸氧腐蚀

正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键。潮湿的空气、

弱酸性或中性溶液中发生吸氧腐蚀;NHCl溶液、稀H/SO,等酸性溶液中发生析氢腐

蚀。

3.答案⑴铁或FeBCBD

(2)作正极材料,导电铜作正极,氢离子在内电路移向正极,得到电子,生成氢气；

铁作负极,失去电子，电子从负极移向正极,金属铁被腐蚀生成亚铁离子

2t

(3)02+4e+2⅛0-40H2Fe-4e-2Fe2Fe+0z+2⅛0-2Fe(OH)2

解析(1)析氢腐蚀发生条件为较强酸性环境,图1中水膜为二氧化硫的水溶液,酸

性较强,铁发生析氢腐蚀;图2中发生吸氧腐蚀。

(3)图2发生吸氧腐蚀,正极氧气得电子，电极反应式为(λ+4e+2乩0——4011,负极为

铁失电子，电极反应式为2Fe-4e——2Fe?+,总反应为2Fe+0z+2Hz0-2Fe(OH)2o

4.D铁、石墨及海水构成原电池,Fe为负极，比没有形成原电池时的腐蚀速率快,A

正确;若d为石墨，电解质溶液接近中性,发生的是吸氧腐蚀,石墨上氧气得到电子,

发生还原反应，电极反应式为02+2H20+4e——40Π,B正确；若d为锌块,则由于金属

活动性:Zn〉Fe,Zn为原电池的负极,Fe为正极,首先被腐蚀的是Zn,铁得到保护,铁

片不易被腐蚀,C正确;若d为锌块，由于电解质溶液接近中性,发生的是吸氧腐蚀，

铁片上电极反应式为02+2H20+4e——40H,D错误。

5.C由题图可知，负极反应为Fe-2eFe：正极反应为Sof+5IbO+8e

HS+90Πo铁管道的腐蚀过程中，氧气并未参与反应,所以不是吸氧腐蚀,故A错误;

硫酸盐还原菌在高温下易变性,失去催化活性,则输送暖气的管道不易发生此类腐

蚀,故B错误；由正、负极的电极反应可知,铁管道腐蚀过程中,OH-浓度增大,土壤

pH增大,故C正确；管道上刷富铜油漆,形成Cu-Fe原电池,Fe作负极,会加快管道

的腐蚀,故D错误。

6.答案(l)AΓit+3e-Alb

(2)Φ2A1+2OH+2⅛0-2A1O2+3H2↑(2)2Al+3H20-6e-Al203+611'铝、ALO均

是两性物质,PH过大或过小均会导致它们溶解

解析(1)因电解温度远低于氧化铝的熔点,故冰晶石的作用是降低氧化铝的熔化

温度；电解过程中Ar在阴极上得到电子转化为Alo(2)①碱洗过程中，有少量的铝

单质与碱液反应而生成H②电解过程中,铝失去电子转化为Al2O3,由此可知有ILO

参加电极反应,则还有H*生成。

第二~三节综合拔高练

五年高考练

考点1电解原理及其应用

1.（2020课标∏,12,6分,*?）电致变色器件可智能调控太阳光透过率,从而实现节

能。下图是某电致变色器件的示意图。当通电时,Ag,注入到无色HQ,薄膜中,生成

AgM）3,器件呈现蓝色,对于该变化过程,下列叙述错误的是（）

.固侪电雕质t只

_/Ag允许Ag激

\/电致变色层（WOJ

剃-、子透明导电层

A.Ag为阳极

B.Ag'由银电极向变色层迁移

C.W元素的化合价升高

D.总反应为:WCVxAg^=AgvWO3

2.（2020浙江7月选考,21,2分,"）电解高浓度RCoONa（竣酸钠）的NaOH溶液,在阳

极RCOO放电可得到R—R（烷煌）。下列说法不正确的是（）

通电

-

A.电解总反应方程式：2RCOONa+2HQR—R+2C02↑+H2t+2NaOH

B.RCoO-在阳极放电,发生氧化反应

C.阴极的电极反应:2H?0+2e—=20IΓ+⅛↑

D.电解CH£00Na、CRObCOONa和NaoII混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷

3.（2020山东，13,4分,"）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。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是（）

t

A.阳极反应为2H20-4e-4H+021

B.电解一段时间后，阳极室的PH未变

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02与b极反应的O?等量

4.（2018课标I,13,6分,峭）最近我国科学家设计了一种COz+HA协同转化装置,实

现对天然气中Co2和H2S的高效去除。示意图如下图所示,其中电极分别为Zno@石

墨烯（石墨烯包裹的ZnO）和石墨烯,石墨烯电极区发生反应为：

φEDTA-Fe2+-e—=EDTA-Fe3t

②2EDTA-Fe"+HzS=-2H++S+2EDTA-Fe"

光伏电池

zn@(

石

墨

烯

质子交换膜

该装置工作时，下列叙述错误的是（）

A.阴极的电极反应:CO2+2H'+2e—=C0+H20

B∙协同转化总反应:CO2+112S^C0+1L0+S

C.石墨烯上的电势比Zno@石墨烯上的低

D.若采用FeVFe"取代EDTA-Fe3VEDTA-Fe2+,溶液需为酸性

5.（2020课标∏,26节选,*r）化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的

许多化合物既是重要化工原料,又是高效、广谱的灭菌消毒剂。

氯气是制备系列含氯化合物的主要原料,可采用如图所示的装置来制取。装置中的

离子膜只允许离子通过,氯气的逸出口是(填标号)。

精制盐水稀NaoH溶液

6.[2020北京，15(2),*引已知反应2H。-2H20+021能自发进行,反向不能自发

进行,通过电解可以实现由压0和0?为原料制备I。。,。下图为制备装置示意图。

①a极的电极反应式是____________________

②下列说法正确的是O

A.该装置可以实现电能转化为化学能

B.电极b连接电源负极

C.该方法具有原料廉价,对环境友好等优点

7.[2020课标∏,28(3),*叮C乩和C0,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,其原理如下图所示:

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CHl和Co2体积比为。

8.[2019课标II,27(4),*口环戊二烯可用于制备二茂铁[Fe(C5H5)2,结构简式为

瞥

,后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示，

其中电解液为溶解有澳化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶齐U)o

该电解池的阳极为,总反应为。电解制备

需要在无水条件下进行,原因

为___________________________________________________________________________________

9.(2019江苏单科,20节选,*)CO,的资源化利用能有效减少C0?排放,充分利用碳

资源。

(2)电解法转化可实现C0?资源化利用。电解CO?制HCOOH的原理示意图如下。

①写出阴极CO?还原为HCOO的电极反应

式:

②电解一段时间后，阳极区的KHCo3溶液浓度降低,其原因

是O

10.[2018课标ΠI,27（3）,懈]KI03也可采用“电解法”制备,装置如图所示。

阳离子交换膜

情性电给十"j∕惰性电极b

冷却水—》•[0K:-二••二一:'；

KoH+LKOH

①写出电解时阴极的电极反应式:。

②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要

为,

其迁移方向是。

考点2金属的腐蚀与防护

IL（2020江苏单科，11,4分,*，）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。在下图所示的情境中，下列有关说法正确的是（）

A.阴极的电极反应式为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

12.（2019江苏单科，10,2分,#）将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后,置

于如图所示装置中,进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是

A.铁被氧化的电极反应式为Fe-3e-Fes

B.铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能

C.活性炭的存在会加速铁的腐蚀

D.以水代替NaCl溶液,铁不能发生吸氧腐蚀

三年模拟练

［应用实践］

1.（2021陕西汉中高三一模,*，）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Il2O解离成H和0H,在外加电场中可透

过相应的离子膜定向移动。当闭合Kl时,ZnYθ2电池工作原理如图所示。下列说法

不正确的是

A.闭合KI时通过a膜向Pd电极方向移动

2

B.闭合Kl时,Zn表面的电极反应式为Zn+40H-2e-[Zn（OH）,1]^

C.闭合K?时,Zn电极与直流电源正极相连

D.闭合L时,在Pd电极上有C（λ生成

2.（2020重庆育才中学高二上期中,便）铜板上铁狮钉长期暴露在潮湿的空气中，形

成一层酸性水膜后铁钾钉会被腐蚀,示意图如下。

下列说法不正确的是（）

A.腐蚀过程中铜极上始终只发生:2『+2e—-Hzt

B.若水膜中溶有食盐将加快铁钾钉的腐蚀

C.若在金属表面涂一层油脂能防止铁枷钉被腐蚀

D.若将该铜板与直流电源的负极相连,则铁、铜均难被腐蚀

3.（2020山东济南高三上期末,"）2019年诺贝尔化学奖授予M.Stanley

Whittingham>JohnB.Goodenough和AkiraYoshino三位科学家，以表彰他们在锂

离子电池发展上作出的杰出贡献。以石墨烯和金属锂为电极的锂一空气电池原理

如图所示。下列关于该电池的说法错误的是（）

------Γ¾⅞Π------

外

固

无

体

机

机

金

石

电

电

电

属

睾

解

锂

解

岭

解

质

液

液

空气

A.锂电极的电极反应为Li-e-Li+

B.空气中的0?在石墨烯电极上发生还原反应

C.电池工作时电流从锂电极沿导线流向石墨烯电极

D.电池工作时锂离子向石墨烯电极方向移动

迁移创新

4.(2020天津部分区高二上期末,*?)新能源汽车所用蓄电池分为铅酸蓄电池、二次

锂电池、空气电池等类型。请回答下列问题：

(1)2019年诺贝尔化学奖授予了为锂离子电池发展作出贡献的三位科学家。如图所

示为水溶液锂离子电池体系。放电时，电池的负极是(填"a”或"b”)，

溶液中Li'从迁移(填“a向b”或“b向a”)。

LiMnaLi,快离子导体

猫班^聚合物电解质

高添嬴

(2)铅酸蓄电池是最常见的二次电池，电压稳定,安全可靠,价格低廉,应用广泛。电

螭

池总反应为Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)充电2PbS0l(s)+2⅛0(l)o

①放电时,正极的电极反应是,电解质溶液中硫酸

的浓度(填“增大”“减小”或“不变”),当外电路通过0.5mole一时，

理论上负极板的质量增加go

②用该蓄电池作电源,进行粗铜(含Ag、Pt、AU等杂质)的电解精炼。如图所示，电

解液c选用溶液,A电极的材料是,B电极反应

是O

③用该蓄电池作电源,A、B为石墨电极,c为氯化钠溶液,进行电解。则A电极产生

的气体是，B电极附近溶液的PH(填“增大”“减小”或“不变”)。

答案全解全析

五年高考练

1.C本题重点考查电解原理及其应用。根据题给装置图可知,该装置有外接电源,

为电解池,且Ag电极作阳极,故A项正确;通电时，阳极反应式为Ag-e——Ag+,生成

的Ag,通过固体电解质进入电致变色层,与W03结合得到Ag1WO3,W的化合价降低,阴

极反应式为WQs+xe——WOr,总反应为xAg+WO3——AglWO3,故B、D项正确,C项错误。

2.ARCOO-在阳极放电,溶液呈碱性,Reoo不能转化为C02,A项错误;RCo(T在阳极放

电,发生氧化反应,B项正确;水电离产生的H,在阴极得电子产生乩,其电极反应式为

2⅛0+2e=20H>H2↑,C项正确;RCoo转化为R-R可以理解为脱去C、0,产生一R,

继而产生R-R,故CRCOONa、CihCHEOONa溶液中的CHEo0、CH3CH2COO,脱去C、0

后,产生一Qh,一CH2CH3,产物可能是乙烷、丙烷、丁烷,D项正确。

3.D根据题给电解装置图可知，电解池右侧Oz参加反应生成H2O2,a极为阳极,b极

+

为阴极。电解时，阳极的电极反应式为2⅛0-4e-——4H+02↑,阴极的电极反应式为

tt

4H+202+4e-2H202,A正确;根据电极反应式及得失电子守恒可知，阳极生成的H

通过质子交换膜进入阴极区最终转化为正。2,阳极区H'的物质的量浓度不发生变

化,pH不变,B、C正确；设电解时转移电子为4mol,则阳极生成1mol0力阴极消耗

2molO2,D错误。

4.C本题考查电解原理的应用。由石墨烯电极区反应①可知该极发生氧化反应，

为阳极,则ZnO@石墨烯为阴极。阴极的电极反应为C02+2IΓ+2e-CO+H2O,A正确；

装置工作时涉及三个反应,F/与Fe"的转化循环进行,总反应为CO?与H6之间的反

应,根据得失电子守恒可知总反应为C02+H2S-CO+H2O+S,B正确;石墨烯与电源正

极相连,ZnO@石墨烯与电源负极相连,故石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的高,C错

误;Fe二F/均在酸性环境中稳定存在,D正确。

5.答案Na+a

解析阳极发生氧化反应：2C1-2e—Cbt,Ck从a口逸出；阳极室排出淡盐水，

故Na'透过离子膜进入阴极室。

6.答案Φθ2+2H'+2e-H2O2(S)AC

解析①a极0,得电子生成⅛02,发生还原反应,为阴极;b极H2O失电子生成Oz和

H*,发生氧化反应,为阳极。②电极b连接电源正极。

7.答案①C(V2e——C0+02②6：5

解析①根据图示,A极上C0?转化为C0,固体电解质可传导O2,故电极反应式为

2

C02+2e-C0+00

②根据题图,B为阳极,CHKC元素化合价为-4)转化为C2H6(C元素化合价为-3)和

GHMC元素化合价为-2),若生成1molC2&和2molC2⅛,消耗6mol甲烷,转移电

子的物质的量为10mol,则阴极上反应的CO?的物质的量为5mol,故消耗的CH,和

⑩体积之比即物质的量之比为6：5o

8.答案Fe电极

Fe+2。=FΓ+H,T[Fe+2C,H6^Fe(C,HJ,+H.↑]

O水会阻碍中间物Na的生成;水会电解生成01「,进

一步与Fe?'反应生成Fe(OH)2

解析根据反应历程可知,铁电极溶解生成了FeO故应让Fe电极作电解池的阳极;

由反应历程可知,反应物为Fe与环戊二烯,生成物为二茂铁和H2,再根据原子守恒

写出总反应式;反应历程中有Na生成,水会阻碍Na的生成,且电解过程中水会在阴

极生成011,进一步与Fe?'反应生成Fe(OII)2o

9.答案(2)①C(W+2e-HCoO或CO2+HCOg+2e——11COO+CO∣^

②阳极产生02>PH减小,HCo3浓度降低K部分迁移至阴极区

解析(2)①Co2、HCoO中碳元素化合价分别为+4、+2价，阴极电极反应式为

+

C02+2e+H-HC00o

②阳极区生成02:40H-4e—O2t+2H20或2H2O-4e—O2↑+4H',溶液plɪ减小，HCO3

与H'反应生成CO/逸出，K'部分通过阳离子交换膜移向阴极区，故阳极区KnCo3溶液

浓度降低。

10.答案φ2H20+2e-20H^+⅛↑②ICa至Ub

解析①观察电解装置图知,惰性电极a为阳极,惰性电极b为阴极,在碱性条件下,

阴极的电极反应式为2H9+2e-H2↑+20110

②电解过程中，阳极L失去电子生成IO3,即I?TOe-+120H——2IO3+6H20,通过阳离

子交换膜的离子主要为K；迁移方向是从a到bo

11.CA项,题图中金属的防护方法是牺牲阳极法,金属M失去电子被氧化,水在钢

铁设施表面得到电子,错误;B项,金属M和钢铁设施构成原电池,金属M作负极,故

金属M的活动性比铁的活动性强,错误;C项，电子流向钢铁设施,钢铁设施表面积累

大量电子而被保护,正确;D项,海水中含有大量电解质，故钢铁设施在河水中的腐

蚀速率比在海水中的慢,错误。

12.C铁作负极,Fe-2e——Fe：A不正确；电化学腐蚀过程中化学能部分转化为电

能