2025年江苏高考化学一轮复习突破卷：化学反应与能量（二）（解析版）

考点巩固卷08化学反应与能量（二）

■K

，考点预1

考法01电解原理

考点03电解池、金属的腐蚀与防护

考法02电解原理的应用

（限时:15min）

考法03金属的腐蚀与防护

考法01质子交换膜

考点02交换膜在电化学中的应用

（限时：10min）

考法02离子交换膜

7考点训

考点01电解池、金属的腐蚀与防护

考法01电解原理

1.下列装置不属于电解池的是（）

襄

离子上一1■

交换膜匕厂Ly1

精制盐水NaOH稀溶液电解质

CD

【答案】D

【解析】D项装置中没有外接电源，没有标“+、一”极或注阴、阳极等，不属于电解池装置，D符合题意。

2.某研究小组在探究电化学原理时，如图将盐桥换成n型弯铁丝，当接通直流电源后，石墨①附近溶液变红。

下列判断或预测错误的是（）

石墨①1燮缘I石墨②

NaCl溶液（酚酚

A.A为电源的负极

B.铁丝左端③附近出现灰绿色沉淀

C.电子移动方向为：A一石墨①一•铁丝—＞石墨②一B

D.石墨棒②电极反应式为2c「-21=（212f

【答案】C

【解析】盐桥换成n型弯铁丝，当接通直流电源后，石墨①附近溶液变红，说明石墨①是阴极，A为负极,

B为正极，石墨②为阳极，故A正确；铁丝左端③为阳极，Fe-2e-=Fe2+,Fe?+与阴极产生的01T结合

生成Fe（OH）2,很快被氧化呈灰绿色，铁丝左端③附近出现灰绿色沉淀，故B正确；电子不能在溶液中移动,

故C错误；石墨棒②为阳极，氯离子失电子发生氧化反应，电极反应式为2c==CLT，故D正确。

3.一种电解法制备Na2FeO4的装置如图所示。下列说法正确的是（）

阴离子交换膜

NaOH溶液NaOH溶液

A.电解时化学能转化为电能

B.电解时应将钻电极与直流电源正极相连

C.电解过程中转移2mole,理论上可获得标准状况下的H?11.2L

D.电解时铁电极反应式：Fe-6e+8OH==FeOF+4H2O

【答案】D

【解析】电解时电能转化成化学能，A错误；钳电极为阴极，将粕电极与直流电源负极相连，B错误；阴极

反应式为2H2。+25=H2T+2OH-,转移2mol电子时,生成1mol氢气，标准状况下氢气的体积为22.4L,

C错误。

4.在氯碱工业中，离子交换膜法电解饱和食盐水示意图如图，下列说法不正确的是（）

A.电极A为阳极，发生氧化反应生成氯气

B.离子交换膜为阳离子交换膜

C.饱和NaCl溶液从a处进，NaOH溶液从d处出

D.OH」迁移的数量等于导线上通过电子的数量

【答案】D

【解析】电解池的阳极发生氧化反应，氯离子放电生成氯气，所以电极A为阳极，故A项正确；在电极B

上有水电离的H+放电生成H2,这一极区域c（OIT）增大，为防止阳极生成的氯气与OIF反应，所以用阳离

子交换膜隔开，允许Na+透过，饱和NaCl溶液从a处进入，NaOH溶液从d处流出，故B项、C项正确；

因用阳离子交换膜隔开，OJT不能透过，故D项错误。答案选D。

5.工业上通过惰性电极电解Na2sCM浓溶液来制备氢氧化钠和硫酸，a、b为离子交换膜，装置如图所示。下

列说法正确的是（）

Na2sO”稀溶液

Na2s04浓溶液

A.C电极与外接电源负极相连

B.a为阴离子交换膜

C.从d口注入的是NaOH稀溶液

D.生成标准状况下22.4LCh,将有2moiNa+穿过阳离子交换膜

【答案】C

【解析】由图可知，C电极区产生02,说明该电极区发生氧化反应，则C电极为阳极，与外接电源正极相连,

A错误；Na+经过膜a进入左侧阴极区，则膜a为阳离子交换膜，SO/经过膜b进入右侧阳极区，则膜b

为阴离子交换膜，B错误；从d口注入的是NaOH稀溶液，C正确；生成标准状况下22.4L（即lmol）O2,

则线路上流过的电子为4mol,将有4moiNa+穿过阳离子交换膜，D错误。

考法02电解原理的应用

6.下列说法正确的是（）

A.用如图1所示装置在铁制品表面镀铜，能达到实验目的

B.图2所示装置可用于粗铜的提纯

C.电解精炼粗铜时，阴极减少的质量等于阳极增加的质量

D.电解精炼粗铜后的电解液中存在：Cu2\Zn2+、SOF>Fe2\Ag+

【答案】A

【解析】铜为镀层金属，与电源正极相连，能达到实验目的，A正确；粗铜提纯时，粗铜作阳极，精铜作

阴极，B错误；一般情况下，电解精炼铜时，阳极减少的质量与阴极增加的质量不相等，C错误；由于在阳

极上有比Ag活泼的金属优先失电子，故溶液中一定没有Ag+,D错误。

7.下列指定反应的离子方程式正确的是（）

电解

A.电解氯化镁溶液：2C1~+2H2O^=2OH-+H2T+Chf

电解

B.用铜作电极电解NaCl溶液：2C1+2H2O^=H2?+Ch?+20H-

电解

C.用惰性电极电解NaCl溶液：2c「+2H+—Cbf+H2T

电角军

3+2-

D.电解熔融氧化铝：4A1+6O^=4A1+302?

【答案】D

电解

2+

【解析】电解氯化镁溶液的离子方程式：Mg+2Cr+2H2O^=Mg（OH）21+H21+Ch1,A错误；铜作阳

极时，铜失电子变成Cu2+,C「不参与反应，B错误；用惰性电极电解NaCl溶液的离子方程式：2C「十

电解

2H2O^=C12T+H2?+2OH-,C错误；氧化铝在熔融状态下能电离成自由移动的离子，D正确。

&一种生物电化学方法脱除水体中NH了的原理如下图所示：

下列说法正确的是（）

A.装置工作时，化学能转变为电能

B.装置工作时，a极周围溶液pH降低

C.装置内工作温度越高，NH］脱除率一定越大

D.电极b上发生的反应之一是：2NO5—2e——N2T+3O2T

【答案】B

【解析】该装置是把电能转化为化学能，故A错误；a极为阳极，电极反应为NH：+2H20—6屋==N（£+

8H+,所以a极周围溶液的pH减小，故B正确；该装置是在细菌生物作用下进行的，所以温度过高，导致

细菌死亡，NHI脱除率会减小，故C错误；b极上反应式为2NO5+12H++10e-=N2?+6H2。，故D错

误。

9.通过下列方法可分别获得H2和02：

①通过电解获得NiOOH和H2（如图）；

NiOOH

Ni(OH)

KOH溶液2

②在90。(2将NiOOH与H2O反应生成Ni(OH)2并获得。2。

下列说法正确的是(B)

A.电解后KOH溶液的物质的量浓度减小

-

B.电解时，阳极电极反应式：Ni(OH)2+OH-e-=NiOOH+H2O

电解

C.电解的总反应：2H2。一2H2T+O2T

D.电解过程中转移4moi电子，理论上可获得22.4LC)2

【答案】B

【解析】阴极上，水得电子被还原为H2，阳极上，Ni(OH)2失电子被氧化为NiOOH,电解过程总反应为

电解

2Ni(OH)2-2NiOOH+H2?,电解后KOH溶液的物质的量浓度不变，A、C错误；未指明是否为标准状

况下，故无法计算生成02的体积，D错误。

10.利用惰性电极电解Na2sCh和NaHSO3混合溶液分离得到二者的浓溶液，其电解装置如图所示，I室中加

入的是稀硫酸，II室和ni室中加入的是Na2s。3和NaHSCh的混合溶液。下列说法正确的是()

A.阳极上发生的电极反应：2H++2-==H2T

B,交换膜a是阴离子交换膜

C.电解一段时间后，n室得到NaHSCh溶液

D.电解过程中每转移1mol电子，理论上阴极区可获得11.2L气体

【答案】C

【解析】阳极上发生失电子的氧化反应，不是得电子，A错误；I室中的部分H+透过阳离子交换膜进入n

室，n室中的部分Na+透过交换膜a进入HI室，故交换膜a是阳离子交换膜，B错误；电解一段时间后，II

室得到NaHSCh溶液，III室得到Na2sCh溶液，C正确；气体所处的状况未知，无法计算体积，D错误。

考法03金属的腐蚀与防护

11.下列有关说法正确的是()

A.中性环境微生物介导的铁循环过程，其部分过程见图:Fe°,此环境下主要发生析氢腐蚀

B.钢铁制品在潮湿空气中发生电化学腐蚀的负极反应式：Fe-3e-=Fe3+

C.以Zn、Fe为电极，以酸化的3%NaCl溶液作电解质溶液，连接成原电池装置，过一段时间，从Fe电极

区域取少量溶液于试管中，再向试管中滴入2滴K3[Fe(CN)6]溶液，观察现象，探究金属的电化学保护法

D.将中间裹有锌皮的铁钉放在滴有酚酬的饱和NaCl溶液中，一段时间后观察铁钉周围溶液颜色变化，探

究铁钉能发生吸氧腐蚀

【答案】C

【解析】中性环境中，Fe发生吸氧腐蚀，A错误；钢铁制品在潮湿空气中发生电化学腐蚀，负极反应式为

Fe-2e-=Fe2+,B错误；该原电池装置中，Fe作正极被保护，从Fe电极区域取少量溶液于试管中，再向

试管中滴入2滴K3[Fe(CN)6]溶液，没有特征蓝色沉淀生成，该方案能用于探究金属的电化学保护法，C正

确；Zn比Fe活泼，Zn作负极，铁钉被保护，未发生吸氧腐蚀，该方案不能用于探究铁钉的吸氧腐蚀，D

错误。

12.在一块表面无锈的铁片上滴食盐水，放置一段时间后看到铁片上有铁锈出现。铁片腐蚀过程中发生反应

的总化学方程式：2Fe+2H2O+C)2=2Fe(OH)2,Fe(0H)2进一步被氧气氧化为Fe(0H)3,再在一定条件下脱

水生成铁锈，其原理如图所示。

下列说法正确的是()

A.铁片发生还原反应而被腐蚀

B.铁片腐蚀生成的铁锈可以保护内层的铁不被腐蚀

C.铁片腐蚀过程中负极发生的电极反应：2H2O+C)2+4e-=4OIT

D.铁片里的铁和碳与食盐水形成了无数微小原电池，发生了电化学腐蚀

【答案】D

【解析】结合题图知Fe失电子，化合价升高，被氧化，A项错误；铁锈结构疏松，不能保护内层金属，B

项错误；铁片腐蚀时，Fe作负极，发生氧化反应：Fe-2e-=Fe2+,C项错误；铁片上的NaCl溶液为铁与

碳形成原电池提供了电解质溶液，D项正确。

13.下列有关金属的保护方法的说法正确的是()

A.常使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用

B.白铁(镀锌铁)镀层破损后，铁皮的腐蚀仍很慢

C.轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，利用的是牺牲阴极法

D.钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青，利用的是钢铁的电化学保护法

【答案】B

【解析】搪瓷层破损后，Fe直接暴露在空气中，容易发生电化学腐蚀，搪瓷层破损后不能再起到防止生锈

的作用，A错误；镀锌层破坏后，Zn作原电池的负极，失电子，Fe作正极，Zn继续保护Fe,B正确；轮

船的船壳水线以下常装有一些锌块，利用的是牺牲阳极法，C错误；钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青,

在金属表面覆盖保护层，不属于电化学保护法，D错误。

14.某校活动小组为探究金属腐蚀的相关原理，设计了如下装置（图a）o图a的铁棒末段分别连上一块Zn片

和Cu片，并静置于含有K3[Fe（CN）6]及酚献的混合凝胶上，一段时间后发现凝胶的某些区域发生了变化（图

b）o下列说法错误的是（）

一段时间后,

图b

A.甲区发生的电极反应式：Fe—2e-^=Fe2+

B.乙区产生Zd+

C.丙区呈现红色

D.丁区呈现蓝色

【答案】A

【解析】图a中为两种情况的吸氧腐蚀。锌比铁活泼，锌为负极：Zn—2b=Zn2+,铁为正极：。2+4屋+

2H2O=4OH,A项错误、B项正确；铁比铜活泼，铁为负极，生成的Fe?+与[Fe（CN）6]3-结合产生蓝色沉

淀，铜电极产生OH,丙区遇酚献变红色，C、D项正确。

15.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。在如图所示的情境中，下列有关说法正

确的是（）

I

水体

钢铁设施金属M

1

极）-'（阳极）

A.阴极的电极反应式为Fe—2e-^=Fe?+

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

【解析】阴极的钢铁设施实际作原电池的正极，正极金属被保护，不失电子，A错误；阳极金属M实际为

原电池装置的负极，一般，原电池中负极金属比正极活泼，故金属M的活动性比Fe的活动性强，B错误；

金属M失电子，电子经导线流入钢铁设施，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，C正确；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，故钢铁

设施在海水中的腐蚀速率比在河水中快，D错误。

考点02交换膜在电化学中的应用

考法01质子交换膜

1.一种将CO2催化转化为c2H4的电化学装置如图所示。下列说法正确的是()

A.该装置工作过程中化学能转化为电能

+-

B.钳电极发生的反应为2CO2+12H-12e=C2H4+4H2O

C.工作过程中玻碳电极区溶液的pH增大

D.每产生标准状况下11.2L02时，理论上有2moiH+通过质子交换膜

【答案】D

【解析】由图可知，CO2催化转化为C2H4的同时，水发生氧化反应生成。2,则反应中电能转化为化学能,

A错误;销电极上,CO2得到电子发生还原反应生成乙烯，发生的反应为2co2+12H++12e-=C2H4+4H2O,

B错误；工作过程中，玻碳电极反应为2H2。-4e-=4H++O2f,反应生成H卡,玻碳电极区溶液的pH减小,

C错误；每产生标准状况下11.2L(即0.5mol)。2时，玻碳电极区生成2moiH卡,失去2moie\故理论上

有2moiH卡通过质子交换膜，D正确。

2.微生物燃料电池能将污水中的乙二胺(H2NCH2cH2NH2)氧化成环境友好的物质，示意图如图所示，a、b

均为石墨电极。下列说法错误的是()

A.a电极的电极反应为H2NCH2cH2NH2—16「+4H2O=2CO2T+N2f+16H+

B.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动

C.a电极上的电势比b电极上的电势低

D.开始放电时b电极附近溶液的pH保持不变

【答案】D

【解析】根据原电池装置图分析，H2N(CH2)2NH2在a电极上失电子发生氧化反应，生成氮气、二氧化碳和

水，则a为负极，电极反应式为H2N(CH2)2NH2+4H2O—16e-=2CO2T+N2f+16H+,氧气在正极b上得电

子发生还原反应，电极反应式为：。2+4广+4H+^=2H2O,A选项正确；原电池中，阳离子向正极移动，

阴离子向负极移动，因此，电池工作时质子(H+)通过质子交换膜由负极区向正极区移动，B选项正确；由上

述分析可知，a电极为负极，b电极为正极，故a电极上的电势比b电极上的电势低，C选项正确；开始放

电时，氧气在正极b上得电子发生还原反应，发生的电极反应式为02+45+2H2O=4OH-,D选项错误。

3.我国科学家研制一种新型化学电池成功实现废气的处理和能源的利用，用该新型电池电解CuSCU溶液，

装置如图（H2R和R都是有机物）。下列说法正确的是（）

+

A.b电极反应式为R+2H+2e-=H2R

B.电池工作时，负极区要保持呈中性

C.工作一段时间后，正极区的pH变大

D.若消耗标准状况下112mL。2,则电解后的CuSCU溶液pH约为2

【答案】A

【解析】A.b电极为正极，b电极发生：R+2H++2e-^=H2R,故A正确；B.a电极发生：Fe2+—e-^=Fe3

+,a电极为负极，左侧还发生：2Fe3++H2s-2Fe2++S+2H+,生成氢离子，所以电池工作时，负极区要

保持呈酸性，故B错误；C.氢离子通过质子交换膜进入正极区，所以正极区的pH基本不变，故C错误；D.

+

右侧发生反应：O2+H2R-R+H2O2,b电极发生：R+2H+2e-=H2R,消耗2moi电子对应1mol氧气，

0112L

n（O2）==0.005mol,转移电子0.01mol,由电解总方程式：2Cu2++2H2。里曼2Cu+O2T+4H+

22.4L/mol

知，生成氢离子0.01mol,c（H+）=O-01mol=0.1mol/L,则电解后的C11SO4溶液pH约为1,故D错误。

0.1L

4.如图所示电解装置可将CO2转化为乙烯，减少温室气体的排放，该装置的电解质溶液为强酸性水溶液，

电极材料为惰性电极。下列有关说法正确的是（）

A.a为阴极

B.电解过程中H+移向阳极

C.反应前后溶液的pH保持不变

+-

D.阴极反应式：2CO2+12H+12e=C2H4+4H2O

【答案】D

【解析】二氧化碳得电子生成乙烯，为阴极反应，所以a为电池的负极，A错误；电解过程中H+移向阴

极，B错误；阴极二氧化碳得电子生成乙烯，阳极氢氧根失电子放出氧气，总反应为2co2+2H2O=C2H4

+302，消耗水，H+浓度增大，pH减小，C错误；D正确。

5.最近我国科学家提出一种有机电极(PTQ/HQ)与无机电极(Mn02)组成的二次电池，其放电时的工作原理如

图所示。下列说法正确的是()

A.放电时，a极为电池的正极

B.充电时，氢离子从左室迁移向右室

C.放电时，b极反应为Mn2+—2e「+2H2O=MnO2+4H+

D.充电时，每生成1molHQ转移4mol电子

【答案】D

【解析】a极为有机电极，放电时，有机电极为负极：HQ-4e-=PTQ+4H+,A错误；充电时，左侧

为阴极室，右侧为阳极室，故H+从右侧阳极室迁移向左侧阴极室，B错误；放电时，b极反应为MnO2+4H

+2++-

+2e~=Mn+2H2O,C错误；阴极上发生的电极反应式为PTQ+4H+4e=HQ,充电时，每生成1mol

HQ转移4moi电子，D正确。

考法02离子交换膜

6.目前锌铁液流电池是电化学储能的热点技术之一。某酸碱混合锌铁液流电池的两极电解质分别呈酸性和

碱性，其工作原理如图所示。下列有关说法不正确的是()

阳离子阴离子

2

[Zn(OH)4]-Fe3+

4Na+Cl-

(一

Fe1

ZnNaCl

溶液

A.正极电解质呈酸性

B.放电时，锌板上的电极反应式为Zn+40fr—2e-=[Zn(OH)4]2-

C.放电时，每转移1mol电子，中间室内的溶液中将减少1molNaCl

D.储能时，应将该电池的碳纸电极连接外接电源的正极

【答案】C

【解析】碳纸为正极，由于Fe3+、Fe?+与OH一会反应产生Fe(0H)3、Fe(0H)2沉淀，故正极电解质应呈酸性,

A正确；放电时，锌板为负极，电极反应式为Zn+40IT—21=[Zn(OH)4]2一,B正确；当反应转移1mol电

子时，为维持电荷守恒，左室有1molNa+通过阳离子交换膜进入中间室，右室有1molC「通过阴离子交换

膜进入中间室内，导致中间室内的溶液中将增加1molNaCl,C错误；放电时，碳纸电极为正极，则在充电

时，应将该电池的碳纸电极连接外接电源的正极，作阳极，发生氧化反应，D正确。

7.利用电解质溶液的浓度对电极电势的影响，可设计浓差电池。下图为一套浓差电池和电解质溶液再生的

配套装置示意图，闭合开关K之前，两个Cu电极的质量相等。下列有关这套装置的说法中错误的是（）

A.循环物质E为水

B.乙池中Cu电极为阴极，发生还原反应

C.甲池中的电极反应式为Cu2++2e「=Cu

D.若外电路中通过1mol电子，两电极的质量差为64g

【答案】B

【解析】由阴离子SO1的移动方向可知：右边Cu电极为负极，发生反应：Cu—2e-==Cu2+,Cu电极失去

电子，发生氧化反应，B错误；左边的电极为正极，发生反应：Cu2++2b=Cu,C正确；当电路中通过1

mol电子，左边电极增加32g,右边电极减少32g,两极的质量差变为64g,D正确；电解质再生池是利用

太阳能将CuSO4稀溶液蒸发，分离为CuSO4浓溶液和水后，再返回浓差电池。通过上述分析可知循环物质

E为水，A正确。

+2+3+4

8.三元电池成为2019年我国电动汽车的新能源，其电极材料可表示为LiNixCoyMn。，且x+y+z=l。

充电时电池总反应为LiNixCo,,Mn=O2+6C（石墨）=LijNixCoyMnzCh+Liq,其电池工作原理如图所示，两

极之间有一个允许特定的离子X通过的隔膜。下列说法正确的是（）

A.允许离子X通过的隔膜属于阴离子交换膜

B.充电时，A为阴极，Li+被氧化

C.可从无法充电的废旧电池的石墨电极中回收金属锂

D.放电时，正极反应式为口1-＞瓜（20亦111二02+。U++。6-=LiNi）：CoyMnq2

【答案】D

【解析】根据LiNhCovMnKh+GC（石墨）=LijNLCoyMnzCh+Liq,可知，x是Li卡,允许Li卡通过的隔膜属

于阳离子交换膜，A错误；根据充电时电池总反应LiNiKovMnzO2+6C（石墨）=Lii_〃Ni£o、,MnzO2+Li“C6

可知，A为阴极A上发生还原反应，B错误；根据充电时电池总反应可知，无法充电的废旧电池的石墨电

极中没有锂元素，不能回收金属锂，C错误；放电时，总反应为LijNixCo,,MnzO2+LiaC6-LiNixCoyMn。

+6C(石墨)，正极发生还原反应，电