高考复习选择题突破化学反应与电能

选择题突破八化学反应与电能高考总复习优化设计GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI2026突破点1新型化学电源突破点2电解原理及应用金属的腐蚀与防护目录索引

突破点1新型化学电源必备知识•梳理1.原电池工作原理示意图

2.原电池电极反应式的书写

D解析:酸性锌锰干电池,锌筒为负极,石墨棒为正极,A错误;原电池工作时,阳离子向正极(石墨棒电极)方向移动,B错误;MnO2发生得电子的还原反应,C错误;锌筒为负极,负极发生失电子的氧化反应Zn-2e-══Zn2+,D正确。2.(2025·黑吉辽蒙卷)一种基于Cu2O的储氯电池装置如图,放电过程中a、b极均增重。若将b极换成Ag/AgCl电极,b极仍增重。关于图中装置所示电池,下列说法错误的是(

)

A.放电时Na+向b极迁移B.该电池可用于海水脱盐C.a极反应:Cu2O+2H2O+Cl--2e-══Cu2(OH)3Cl+H+D.若以Ag/AgCl电极代替a极,电池将失去储氯能力D解析:依据信息“放电过程中a、b极均增重”可知,放电时,a极变化为Cu2O→Cu2(OH)3Cl,b极变化为NaTi2(PO4)3→Na3Ti2(PO4)3,由此可知,a极为负极,b极为正极。放电时,Na+(阳离子)向b极(正极)迁移,A项正确;该电池工作时,负极吸收Cl-,正极吸收Na+,故可用于海水脱盐,B项正确;放电时,a为负极,Cu2O失e-生成Cu2(OH)3Cl,同时储氯,电极反应式为Cu2O-2e-+2H2O+Cl-══Cu2(OH)3Cl+H+,C项正确;由题意可知,Ag的失电子能力比Cu2O强,若以Ag/AgCl电极代替a极(负极),将发生反应:Ag-e-+Cl-══AgCl,电池仍具有储氢能力,D项错误。

B

关键能力•提升提升1

二次电池及其分析1.(2025·安徽卷)研究人员开发出一种锂-氢可充电电池(如图所示),使用前需先充电,其固体电解质仅允许Li+通过。下列说法正确的是(

)A.放电时电解质溶液质量减小B.放电时电池总反应为H2+2Li══2LiHC.充电时Li+移向惰性电极D.充电时每转移1mol电子,c(H+)降低1mol·L-1C

2.(2025·广东卷)一种高容量水系电池示意图如图。已知:放电时,电极Ⅱ上MnO2减少;电极材料每转移1mol电子,对应的理论容量为26.8A·h。下列说法错误的是(

)A.充电时Ⅱ为阳极B.放电时Ⅱ极室中溶液的pH降低C.放电时负极反应为MnS-2e-══S+Mn2+D.充电时16gS能提供的理论容量为26.8A·hB解析:由信息“放电时,电极Ⅱ上MnO2减少”,说明电极Ⅱ为原电池正极,反应式为MnO2+2e-+4H+══Mn2++2H2O;电极Ⅰ为原电池负极,反应式为MnS-2e-══S+Mn2+。依据上述分析,可确定充电时电极Ⅱ为阳极,A项正确;放电时电极Ⅱ的反应消耗H+,溶液的pH升高,B项错误;原电池负极反应为MnS-2e-══S+Mn2+,C项正确;电极材料每转移1

mol

电子,对应理论容量为26.8

A·h,充电时16

g

S得到1

mol电子,能提供的理论容量为26.8

A·h,D项正确。3.(2024·全国甲卷)科学家使用δ-MnO2研制了一种MnO2-Zn可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后,MnO2电极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列叙述正确的是(

)A.充电时,Zn2+向阳极方向迁移B.充电时,会发生反应Zn+2MnO2══ZnMn2O4C.放电时,正极反应有MnO2+H2O+e-══MnOOH+OH-D.放电时,Zn电极质量减少0.65g,MnO2电极生成了0.020molMnOOHC解析:根据化合价代数和为0,MnOOH和ZnMn2O4中Mn的化合价为+3价,则MnO2发生了还原反应,该电极为正极,Zn电极为负极。充电时,阳离子Zn2+应移向阴极(Zn),A项错误;根据价态变化,Zn+2MnO2══ZnMn2O4为放电时的反应,B项错误;MnOOH为正极放电产物,根据电子守恒和电荷守恒配平方程式:MnO2+H2O+e-══MnOOH+OH-,C项正确;放电时,Zn电极质量减少0.65

g,转移电子0.02

mol,MnO2得电子转化的产物有MnOOH和ZnMn2O4两种形式,D项错误。提升2

新型化学电源及分析4.(2025·北京卷)用电解Na2SO4溶液(图1)后的石墨电极1、2探究氢氧燃料电池,重新取Na2SO4溶液并用图2装置按ⅰ→ⅳ顺序依次完成实验。图1图2实验电极Ⅰ电极Ⅱ电压/V关系ⅰ石墨1石墨2aa>d>c>b>0ⅱ石墨1新石墨bⅲ新石墨石墨2cⅳ石墨1石墨2d下列分析不正确的是(

)A.a>0,说明实验ⅰ中形成原电池,反应为2H2+O2══2H2OB.b<d,是因为ⅱ中电极Ⅱ上缺少H2作为还原剂C.c>0,说明ⅲ中电极Ⅰ上有O2发生反应D.d>c,是因为电极Ⅰ上吸附H2的量:ⅳ>ⅲD解析:图1为电解池,阳极反应式:2H2O-4e-══O2↑+4H+,阴极反应式4H2O+4e-══2H2↑+4OH-,故电解后阳极区(石墨1)储存O2,阴极区(石墨2)储存H2;重新取Na2SO4溶液作电解质溶液,利用图1电解产物(H2、O2)进行氢氧燃料电池实验探究,则石墨1为正极,石墨2为负极。实验ⅰ中石墨1(O2)为正极,石墨2(H2)为负极,发生自发氧化还原反应,2H2+O2══2H2O,则a>0,A项正确;ⅲ中,c>0说明新石墨为正极,新石墨可能含有空气中的少量氧气或溶于水的少量O2,O2发生还原反应,C项正确;ⅱ和ⅳ区别在于ⅱ中负极更换为新石墨,则b<d的原因可能是ⅱ中电极Ⅱ上还原剂(H2)不足,B项正确;与ⅳ相比,ⅲ中电极Ⅰ为新石墨,d>c则说明ⅲ中电极Ⅰ上吸附O2的量不足,D项错误。5.(2024·全国新课标卷)一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示,通过CuO催化消耗血糖发电,从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准,电池启动。血糖浓度下降至标准,电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计)电池工作时,下列叙述错误的是(

)A.电池总反应为2C6H12O6+O2→2C6H12O7B.b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用C.消耗18mg葡萄糖,理论上a电极有0.4mmol电子流入D.两电极间血液中的Na+在电场驱动下的迁移方向为b→aC解析:由题中信息可知,当电池开始工作时,a电极为电池正极,血液中的O2在a电极上得电子生成OH-,电极反应式为O2+4e-+2H2O══4OH-;b电极为电池负极,Cu2O在b电极上失电子转化成CuO,电极反应式为Cu2O-2e-+2OH-══2CuO+H2O,然后葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸,CuO被还原为Cu2O,则电池总反应为2C6H12O6+O2══2C6H12O7,A正确;b电极上CuO将葡萄糖氧化为葡萄糖酸后被还原为Cu2O,Cu2O在b电极上失电子转化成CuO,在这个过程中CuO的质量和化学性质保持不变,因此,CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用,B正确;根据反应2C6H12O6+O2══2C6H12O7可知,1

mol

C6H12O6参加反应时转移2

mol电子,18

mg

C6H12O6的物质的量为0.1

mmol,则消耗18

mg葡萄糖时,理论上a电极有0.2

mmol电子流入,C错误;原电池中阳离子从负极移向正极,故Na+迁移方向为b→a,D正确。学科素养•发展1.(2025·湖北卷)某电池的正极材料为LiFePO4,负极材料为嵌锂石墨。利用人工智能筛选出的补锂试剂LiSO2CF3,能使失活的电池再生并延长寿命,且保持电池原结构。将LiSO2CF3注入电池后充电补锂,过程中[SO2CF3]-转化为气体离去。下列有关充电补锂的说法错误的是(

)A.[SO2CF3]-在阳极失去电子B.生成气体中含有氟代烃C.过程中铁元素的价态降低D.[SO2CF3]-反应并离去是该电池保持原结构的原因C解析:原电池负极材料为嵌锂石墨,正极材料为LiFePO4,充电时,阴极为石墨,阳极为LiFePO4。将LiSO2CF3注入电池后,释放出的Li+向阴极移动,发生还原反应生成单质锂嵌入石墨中,[SO2CF3]-向阳极移动,在阳极上失去电子转变为气体SO2和C2F6(氟代烃),排出电池外,故A、B、D均正确;由上述分析知,充电补锂过程中铁元素未参与电极反应,价态不变,C项错误。2.(2024·安徽卷)我国学者研发出一种新型水系锌电池,其示意图如下。该电池分别以Zn-TCPP(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和Zn为电极,以ZnSO4和KI混合液为电解质溶液。下列说法错误的是(

)

C

3.(2025·江苏无锡一模)用热再生氨电池处理含Cu2+电镀废液的装置如图,该装置由电池部分和热再生部分组成。电池部分中,a极室为(NH4)2SO4-NH3混合液,B极室为(NH4)2SO4溶液;热再生部分加热a极室流出液,使[Cu(NH3)4]2+分解。下列说法不正确的是(

)A.装置中的离子交换膜为阳离子交换膜B.a极的电极反应为Cu-2e-+4NH3══[Cu(NH3)4]2+C.电池部分的总反应为Cu2++4NH3══[Cu(NH3)4]2+D.该方法可以富集Cu2+并产生电能,同时循环利用NH3A解析:由图可知,b电极反应式为Cu2++2e-══Cu,则b电极为正极,a电极为负极,溶液中硫酸根离子通过阴离子交换膜由正极迁移到负极,A错误;a极为原电池的负极,氨分子作用下铜在负极失去电子发生氧化反应生成四氨合铜离子,电极反应为Cu-2e-+4NH3══[Cu(NH3)4]2+,B正确;电池部分的总反应为Cu2++4NH3══[Cu(NH3)4]2+,C正确;该装置为原电池装置,可以富集铜离子并产生电能,同时回收液受热分解释放出氨气,能循环利用氨气,D正确。4.(2025·黑龙江齐齐哈尔一模)吉林大学科研团队采用等离子体Au纳米粒子(可吸收可见光,产生电子)修饰的缺陷氮化碳(Au-Nv-C3N4)光电正极,建立了一种新型双功能辅助Li-N2电池系统,总反应为6Li+N2══2Li3N,结构示意图和光电正极的工作原理如图所示,下列说法正确的是(

)A.Nv可以捕获光生电子用于氧化N2B.放电时,电流由a电极沿导线流向b电极C.产生1A·h电荷量时,生成Li3N的质量与消耗N2的质量比为5∶2D.用此电池为铅酸蓄电池充电,消耗0.7gLi时,铅酸蓄电池消耗0.9g水C

5.(2024·河北卷)我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg-CO2电池,以Mg(TFSI)2为电解质,电解液中加入1,3-丙二胺(PDA)以捕获CO2,使放电时CO2还原产物为MgC2O4。该设计克服了MgCO3导电性差和释放CO2能力差的障碍,同时改善了Mg2+的溶剂化环境,提高了电池充放电循环性能。下列说法错误的是(

)A.放电时,电池总反应为2CO2+Mg══MgC2O4B.充电时,多孔碳纳米管电极与电源正极连接C.充电时,电子由Mg电极流向阳极,Mg2+向阴极迁移D.放电时,每转移1mol电子,理论上可转化1molCO2C解析:二次电池放电时阳离子向正极移动,充电时阳离子向阴极移动。Mg电极上放电时反应式为Mg-2e-══Mg2+;充电时反应式为Mg2++2e-══Mg。多孔碳纳米管电极上放电时反应式为Mg2++2CO2+2e-══MgC2O4;充电时反应式为MgC2O4-2e-══Mg2++2CO2↑。将放电时两个电极反应式相加,可得放电时的电池总反应:Mg+2CO2══MgC2O4,A项正确。充电时,多孔碳纳米管电极上发生氧化反应,则多孔碳纳米管在充电时是阳极,与电源正极连接,B项正确。充电时,Mg电极为阴极,电子从电源负极经外电路流向Mg电极,同时Mg2+向阴极迁移,C项错误。根据放电时的电极反应式可知,每转移2

mol电子,有2

mol

CO2参与反应,因此每转移1

mol电子,理论上可转化1

mol

CO2,D项正确。突破点2电解原理及应用金属的腐蚀与防护必备知识•梳理1.电解原理及应用(1)电解过程的三个流向①电子流向:电源负极→电解池阴极;电解池阳极→电源正极;②离子流向:阳离子→电解池的阴极,阴离子→电解池的阳极。③电流方向:电源正极→电解池阳极→电解质溶液→电解池阴极→电源负极。(2)判断电极产物及电极反应式的方法

链接高考11.(2025·江苏卷)以稀硫酸为电解质溶液的光解水装置如图所示,总反应为2H2O2H2↑+O2↑。下列说法正确的是(

)A.电极a上发生氧化反应生成O2B.H+通过质子交换膜从右室移向左室C.光解前后,H2SO4溶液的pH不变D.外电路每通过0.01

mol电子,电极b上产生0.01

mol

H2A2.(2023·浙江1月卷)在熔融盐体系中,通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi),电解装置如图。下列说法正确的是(

)A.石墨电极为阴极,发生氧化反应B.电极A的电极反应:8H++TiO2+SiO2+8e-══TiSi+4H2OC.该体系中,石墨优先于Cl-参与反应D.电解时,阳离子向石墨电极移动C解析:由图可知,在外加电源下石墨电极上C转化为CO,失电子发生氧化反应,为阳极,与电源正极相连,则电极A作阴极,TiO2和SiO2获得电子产生电池材料(TiSi),电极反应为TiO2+SiO2+8e-══TiSi+4O2-。在外加电源下石墨电极上C转化为CO,失电子发生氧化反应,为阳极,A错误;电极A的电极反应为TiO2+SiO2+8e-══TiSi+4O2-,B错误;根据图中信息可知,该体系中,石墨优先于Cl-参与反应,C正确;电解池中石墨电极为阳极,阳离子向阴极电极A移动,D错误。2.金属的腐蚀与防护(1)电化学腐蚀析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以钢铁的腐蚀为例):类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强(pH≤4.3)水膜酸性很弱或呈中性电极反应负极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联系吸氧腐蚀更普遍(2)金属的防护①电化学防护。方法原理正负极牺牲阳极法原电池原理负极:比被保护金属活泼的金属正极:被保护的金属设备外加电流法电解原理阴极:被保护的金属设备阳极:惰性金属或石墨②改变金属的内部结构,如制成合金、不锈钢等。③加防护层,如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。链接高考21.(经典真题)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。下列说法正确的是(

)A.金属M的活动性比Fe的活动性弱B.钢铁设施表面因积累大量电子而被保护C.钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快D.阴极的电极反应式为Fe-2e-══Fe2+B解析: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,A错误;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,B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,因此钢铁设施在海水中的腐蚀速率比在河水中快,C错误;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,D错误。2.(经典真题)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液润湿后,置于如图所示装置中,进行铁的电化学腐蚀实验。下列说法正确的是(

)A.铁被氧化的电极反应式为Fe-3e-══Fe3+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C解析:该装置中发生吸氧腐蚀,Fe作负极,Fe失电子生成亚铁离子,电极反应式为Fe-2e-══Fe2+,A错误;铁腐蚀过程发生电化学反应,部分化学能转化为电能,放热,所以还存在化学能转化为热能的变化,B错误;Fe、C和电解质溶液构成原电池,Fe易失电子被腐蚀,加速Fe的腐蚀,C正确;弱酸性或中性条件下铁发生吸氧腐蚀,水代替NaCl溶液,溶液仍然呈中性,Fe发生吸氧腐蚀,D错误。关键能力•提升提升1

电解原理分析1.(2025·河北卷)科研工作者设计了一种用于废弃电极材料LixCoO2(x<1)再锂化的电化学装置,其示意图如下:已知:参比电极的作用是确定LixCoO2再锂化为LiCoO2的最优条件,不干扰电极反应。

B

2.(2024·山东卷)以不同材料修饰的Pt为电极,一定浓度的NaBr溶液为电解液,采用电解和催化相结合的循环方式,可实现高效制H2和O2,装置如图所示。下列说法错误的是(

)

B

提升2

电解原理的应用3.(2024·湖南卷)在KOH水溶液中,电化学方法合成高能物质K4C6N16时,伴随少量O2生成,电解原理如图所示,下列说法正确的是(

)

B

4.(2024·广东卷)一种基于氯碱工艺的新型电解池(如图),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.阳极反应:2Cl--2e-══Cl2↑B.阴极区溶液中OH-浓度逐渐升高C.理论上每消耗1molFe2O3,阳极室溶液减少213gD.理论上每消耗1molFe2O3,阴极室物质最多增加138gC解析:左侧电极为阴极,发生还原反应,Fe2O3在碱性条件下转化为Fe,电极反应为Fe2O3+6e-+3H2O══2Fe+6OH-,右侧电极为阳极,溶液为饱和食盐水,Cl-放电产生氯气,电极反应为2Cl--2e-══Cl2↑,中间为阳离子交换膜,Na+由阳极向阴极移动,A、B正确;理论上每消耗1

mol

Fe2O3,转移6

mol电子,产生3

mol

Cl2,同时有6

mol

Na+由阳极室转移至阴极室,则阳极室溶液减少3×71

g+6×23

g=351

g,阴极室物质最多增加6×23

g=138

g,C错误、D正确。提升3

有交换膜的电解装置分析5.(2025·河南卷)一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化,并以LiCl形式回收含锂废弃物中的锂元素,其工作原理如图所示。下列说法正确的是(

)A.Ⅱ为阳离子交换膜B.电极a附近溶液的pH减小C.电极b上发生的电极反应式为[Fe(CN)6]4-+e-══[Fe(CN)6]3-D.若海水用NaCl溶液模拟,则每脱除58.5gNaCl,理论上可回收1molLiClD解析:由图可知电极a为阴极,电极b为阳极,题干中描述电解池工作的目的有:①淡化海水,②回收含锂废弃物中的锂元素;则电极a的电极反应式为O2+4e-+2H2O══4OH-,Na+透过离子交换膜Ⅰ向左移动,Ⅰ为阳离子交换膜,Cl-向右移动,所以离子交换膜Ⅱ为阴离子交换膜,A项错误;由于电极a附近生成OH-,则电极a附近溶液的pH增大,B项错误;电极b为阳极,发生氧化反应,电极反应式为[Fe(CN)6]4--e-══

[Fe(CN)6]3-,C项错误;脱除58.5

g

NaCl,就有1

mol

Cl-跟Li+结合生成1

mol

LiCl,D项正确。6.(2024·湖北卷)我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化剂,用H2C2O4和NH2OH电化学催化合成甘氨酸,原理如图,双极膜中H2O解离的H+和OH-在电场作用下向两极迁移。已知在KOH溶液中,甲醛转化为HOCH2O-,存在平衡HOCH2O-+OH-

[OCH2O]2-+H2O。Cu电极上发生的电子转移反应为[OCH2O]2--e-══HCOO-+H·。下列说法错误的是(

)A.电解一段时间后阳极区c(OH-)减小B.理论上生成1molH3N+CH2COOH,双极膜中有4molH2O解离C.阳极总反应式为2HCHO+4OH--2e-══2HCOO-+H2↑+2H2OD.阴极区存在反应H2C2O4+2H++2e-══OHC—COOH+H2OB解析:根据题述信息,在KOH溶液中HCHO转化为HOCH2O-,离子方程式为HCHO+OH-→HOCH2O-,存在平衡HOCH2O-+OH-[OCH2O]2-+H2O,Cu电极上发生的电子转移反应为[OCH2O]2--e-══HCOO-+H·,2个H·结合生成H2,Cu电极为阳极;PbCu电极为阴极,首先HOOC—COOH在Pb上发生得电子的还原反应转化为OHC—COOH,电极反应式为H2C2O4+2e-+2H+══OHC—COOH+H2O,再是OHC—COOH与HO—N+H3反应生成HOOC—CH═N—OH,离子方程式为OHC—COOH+HO—N+H3→HOOC—CH═N—OH+H2O+H+,最后HOOC—CH═N—OH在Cu上发生得电子的还原反应转化成H3N+CH2COOH,电极反应式为HOOC—CH═N—OH+4e-+5H+══H3N+CH2COOH+H2O。根据分析,电解过程中,阳极区消耗OH-,同时生成H2O,故电解一段时间后阳极区c(OH-)减小,A项正确;根据分析,阴极区的总反应为H2C2O4+HO—N+H3+6e-+6H+══H3N+CH2COOH+3H2O,1

mol

H2O解离成1

mol

H+和1

mol

OH-,故理论上生成1

mol

H3N+CH2COOH,双极膜中有6

mol

H2O解离,B项错误;根据分析,结合装置图,阳极总反应为2HCHO-2e-+4OH-══2HCOO-+H2↑+2H2O,C项正确;根据分析,阴极区的Pb上发生反应H2C2O4+2e-+2H+══OHC—COOH+H2O,D项正确。提升4

金属的腐蚀与防护7.(2024·广东卷)我国自主设计建造的浮式生产储油装置“海葵一号”将在珠江口盆地海域使用,其钢铁外壳镶嵌了锌块,以利用电化学原理延缓外壳的腐蚀。下列有关说法正确的是(

)A.钢铁外壳为负极B.镶嵌的锌块可永久使用C.该法为外加电流法D.锌发生反应:Zn-2e-══Zn2+D解析:由于金属活动性Zn>Fe,钢铁外壳为正极,锌块为负极,故A错误;Zn失去电子,发生氧化反应:Zn-2e-══Zn2+,镶嵌的锌块会被逐渐消耗,需根据腐蚀情况进行维护和更换,不能永久使用,故B错误、D正确;该方法为牺牲阳极法,故C错误。8.(2024·浙江6月卷)金属腐蚀会对设备产生严重危害,腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图。图1图2下列说法正确的是(

)A.图1、图2中,阳极材料本身均失去电子B.图2中,外加电压偏高时,钢闸门表面可发生反应:O2+4e-+2H2O══4OH-C.图2中,外加电压保持恒定不变,有利于提高对钢闸门的防护效果D.图1、图2中,当钢闸门表面的腐蚀电流为零时,钢闸门、阳极均不发生化学反应B解析:图1为牺牲阳极法,牺牲的阳极一般为较活泼金属,其作为原电池的负极,失去电子被氧化;图2为外加电流法,阳极材料为辅助阳极,其通常是惰性电极,本身不失去电子,电解质溶液中的阴离子在其表面失去电子,如海水中的Cl-,A项错误;图2中,外加电压偏高时,钢闸门表面积累的电子很多,除了海水中的H+放电外,海水中溶解的O2也会竞争放电,故可发生O2+4e-+2H2O══4OH-,B项正确;腐蚀电流会随着环境的变化而变化,若外加电压保持恒定不变,则不能保证抵消腐蚀电流,不利于提高对钢闸门的防护效果,C项错误;图1、图2中,当钢闸门表面的腐蚀电流为零时,说明从牺牲阳极或外加电源传递过来的电子阻止了Fe-2e-══Fe2+的发生,钢闸门表面其他离子放电发生还原反应,牺牲阳极和辅助阳极上发生氧化反应,D项错误。学科素养•发展1.(2025·甘肃卷)我国科研工作者设计了一种Mg-海水电池驱动海水(pH=8.2)电解系统(如下图),以新型MoNi/NiMoO4为催化剂(生长在泡沫镍电极上),在电池和电解池中同时产生氢气。下列关于该系统的说法错误的是(

)A.将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化效率B.在外电路中,电子从电极1流向电极4C.电极3的反应为4OH--4e-══2H2O+O2↑D.理论上,每通过2mol电子,可产生1molH2D解析:由题干中的“Mg-海水电池”,可判断电极1为负极(Mg失电子),则电极2为正极,电极3为阳极,电极4为阴极。使用催化剂可加快反应速率,将催化剂生长在泡沫镍电极上可增大接触面积,提高催化效率,A项正确;在外电路中,电子从负极流出,可判断电子从电极1流向电极4,B项正确;电极3为阳极,发生的电极反应为4OH--4e-══2H2O+O2↑,C项正确;电极2为正极,由题干信息可知在电池和电解池中同时产生氢气,则正极发生电极反应:2H2O+2e-══H2↑+2OH-,电极4为阴极,可发生电极反应:2H2O+2e-══H2↑+2OH-,故理论上每通过2

mol电子,可产生2

mol

H2,D项错误。2.(2023·浙江6月卷)氯碱工业能耗大,通过如图改进的设计可大幅度降低能耗,下列说法不正确的是(

)A.电极A接电源正极,发生氧化反应B.电极B的电极反应式为2H2O+2e-══H2↑+2OH-