《高中化學(xué)》第6題新型電源、電解應(yīng)用與金屬腐蝕

第6題新型電源、電解應(yīng)用與金屬腐蝕復(fù)習(xí)建議：3課時(題型突破2課時習(xí)題1課時)考向1多介質(zhì)帶膜新型電池1.(2022·全國甲卷)一種水性電解液Zn－MnO2離子選擇雙隔膜電池如圖所示[KOH溶液中，Zn2＋以Zn(OH)eq\o\al(2－,4)存在]。電池放電時，下列敘述錯誤的是()A.Ⅱ區(qū)的K＋通過隔膜向Ⅲ區(qū)遷移B.Ⅰ區(qū)的SOeq\o\al(2－,4)通過隔膜向Ⅱ區(qū)遷移C.MnO2電極反應(yīng)：MnO2＋2e－＋4H＋=Mn2＋＋2H2OD.電池總反應(yīng)：Zn＋4OH－＋MnO2＋4H＋=Zn(OH)eq\o\al(2－,4)＋Mn2＋＋2H2O答案A解析根據(jù)圖示的電池結(jié)構(gòu)和題目所給信息可知，Ⅲ區(qū)Zn為電池的負極，電極反應(yīng)為Zn－2e－＋4OH－=Zn(OH)eq\o\al(2－,4)，Ⅰ區(qū)MnO2為電池的正極，電極反應(yīng)為MnO2＋2e－＋4H＋=Mn2＋＋2H2O，K＋從Ⅲ區(qū)通過隔膜向Ⅱ區(qū)遷移，A錯誤；Ⅰ區(qū)的SOeq\o\al(2－,4)通過隔膜向Ⅱ區(qū)移動，B正確；MnO2電極的電極反應(yīng)式為MnO2＋2e－＋4H＋=Mn2＋＋2H2O，C正確；電池的總反應(yīng)為Zn＋4OH－＋MnO2＋4H＋=Zn(OH)eq\o\al(2－,4)＋Mn2＋＋2H2O，D正確。2.(2022·全國乙卷)Li－O2電池比能量高，在汽車、航天等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。近年來，科學(xué)家研究了一種光照充電Li－O2電池(如圖所示)。光照時，光催化電極產(chǎn)生電子(e－)和空穴(h＋)，驅(qū)動陰極反應(yīng)(Li＋＋e－=Li)和陽極反應(yīng)(Li2O2＋2h＋=2Li＋＋O2)對電池進行充電。下列敘述錯誤的是()A.充電時，電池的總反應(yīng)為Li2O2=2Li＋O2B.充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)C.放電時，Li＋從正極穿過離子交換膜向負極遷移D.放電時，正極發(fā)生反應(yīng)：O2＋2Li＋＋2e－=Li2O2答案C解析充電時光照光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動陰極反應(yīng)(Li＋＋e－=Li)和陽極反應(yīng)(Li2O2＋2h＋=2Li＋＋O2)，則充電時總反應(yīng)為Li2O2=2Li＋O2，A正確；充電時，光照光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，陰極反應(yīng)與電子有關(guān)，陽極反應(yīng)與空穴有關(guān)，故充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)，B正確；放電時，金屬Li電極為負極，光催化電極為正極，Li＋從負極穿過離子交換膜向正極遷移，C錯誤；放電時總反應(yīng)為2Li＋O2=Li2O2，則正極反應(yīng)為O2＋2Li＋＋2e－=Li2O2，D正確。3.(2020·全國卷Ⅰ)科學(xué)家近年發(fā)明了一種新型Zn－CO2水介質(zhì)電池。電池示意圖如下，電極為金屬鋅和選擇性催化材料。放電時，溫室氣體CO2被轉(zhuǎn)化為儲氫物質(zhì)甲酸等，為解決環(huán)境和能源問題提供了一種新途徑。下列說法錯誤的是()A.放電時，負極反應(yīng)為Zn－2e－＋4OH－=Zn(OH)eq\o\al(2－,4)B.放電時，1molCO2轉(zhuǎn)化為HCOOH，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2molC.充電時，電池總反應(yīng)為2Zn(OH)eq\o\al(2－,4)=2Zn＋O2↑＋4OH－＋2H2OD.充電時，正極溶液中OH－濃度升高答案D解析由題給裝置圖可知，放電時負極鋅失去電子后結(jié)合OH－生成Zn(OH)eq\o\al(2－,4)，負極反應(yīng)為Zn－2e－＋4OH－=Zn(OH)eq\o\al(2－,4)，A項正確；放電時，正極上CO2得電子生成HCOOH，CO2中C的化合價為＋4，HCOOH中C的化合價為＋2，1molCO2轉(zhuǎn)化為1molHCOOH，轉(zhuǎn)移2mol電子，B項正確；充電時陰極上Zn(OH)eq\o\al(2－,4)參與反應(yīng)得到鋅，陽極上H2O參與反應(yīng)得到氧氣，電池總反應(yīng)為2Zn(OH)eq\o\al(2－,4)=2Zn＋O2↑＋4OH－＋2H2O，C項正確；充電時，陽極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，氫氧根離子濃度降低，D項錯誤?？枷?電解原理在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的多維應(yīng)用4.(2021·全國甲卷)乙醛酸是一種重要的化工中間體，可采用如下圖所示的電化學(xué)裝置合成。圖中的雙極膜中間層中的H2O解離為H＋和OH－，并在直流電場作用下分別向兩極遷移。下列說法正確的是()A.KBr在上述電化學(xué)合成過程中只起電解質(zhì)的作用B.陽極上的反應(yīng)式為＋2H＋＋2e－→＋H2OC.制得2mol乙醛酸，理論上外電路中遷移了1mol電子D.雙極膜中間層中的H＋在外電場作用下向鉛電極方向遷移答案D解析由題圖可知，在鉛電極乙二酸變成乙醛酸是去氧的過程，發(fā)生還原反應(yīng)，則鉛電極是電解裝置的陰極，石墨電極發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)為2Br－－2e－=Br2，是電解裝置的陽極。由上述分析可知，Br－起到還原劑的作用，A錯誤；陽極上的反應(yīng)式為2Br－－2e－=Br2，B錯誤；制得2mol乙醛酸，實際上是左、右兩側(cè)各制得1mol乙醛酸，共轉(zhuǎn)移2mol電子，故理論上外電路中遷移的電子為2mol，C錯誤；電解裝置中，陽離子移向陰極(即鉛電極)，D正確。5.(2021·全國乙卷)沿海電廠采用海水為冷卻水，但在排水管中生物的附著和滋生會阻礙冷卻水排放并降低冷卻效率。為解決這一問題，通常在管道口設(shè)置一對惰性電極(如圖所示)，通入一定的電流。下列敘述錯誤的是()A.陽極發(fā)生將海水中的Cl－氧化生成Cl2的反應(yīng)B.管道中可以生成氧化滅殺附著生物的NaClOC.陰極生成的H2應(yīng)及時通風(fēng)稀釋安全地排入大氣D.陽極表面形成的Mg(OH)2等積垢需要定期清理答案D解析海水中存在大量的Cl－，在陽極Cl－放電生成Cl2，A敘述正確；陰極H2O放電生成H2和OH－，OH－與Cl2反應(yīng)生成ClO－，因此管道中存在一定量的NaClO，B敘述正確；因為H2為可燃性氣體，所以陰極生成的H2應(yīng)及時通風(fēng)稀釋，安全地排入大氣，C敘述正確；陰極產(chǎn)生OH－，因此會在陰極表面形成Mg(OH)2等積垢，需定期清理以保持良好的導(dǎo)電性，D敘述錯誤?？记轭A(yù)測：預(yù)測在2023高考中，以二次電池以及含有離子交換膜的電解池為背景的命題仍為熱點題型，因為二次電池不僅實現(xiàn)電極材料循環(huán)使用，符合“低耗高效”的時代需求，而且命題角度豐富，便于同時考查原電池和電解池工作原理；含有離子交換膜的電解池設(shè)問空間大，便于考查考生的探究能力，也體現(xiàn)了學(xué)以致用的命題方向。微題型1新型化學(xué)電源[精練1][儲能電池](2022·遼寧卷)某儲能電池原理如圖。下列說法正確的是()A.放電時負極反應(yīng)：Na3Ti2(PO4)3－2e－=NaTi2(PO4)3＋2Na＋B.放電時Cl－透過多孔活性炭電極向CCl4中遷移C.放電時每轉(zhuǎn)移1mol電子，理論上CCl4吸收0.5molCl2D.充電過程中，NaCl溶液濃度增大答案A解析A.放電時負極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)：Na3Ti2(PO4)3－2e－=NaTi2(PO4)3＋2Na＋，正確；B.放電時，陰離子移向負極，放電時Cl－透過多孔活性炭電極向NaCl中遷移，錯誤；C.放電時每轉(zhuǎn)移1mol電子，正極：Cl2＋2e－=2Cl－，理論上CCl4釋放0.5molCl2，錯誤；D.充電過程中，陽極：2Cl－－2e－=Cl2，消耗氯離子，NaCl溶液濃度減小，錯誤。[精練2][氯流電池](2022·廣東卷)科學(xué)家基于Cl2易溶于CCl4的性質(zhì)，發(fā)展了一種無需離子交換膜的新型氯流電池，可作儲能設(shè)備(如圖)。充電時電極a的反應(yīng)為NaTi2(PO4)3＋2Na＋＋2e－=Na3Ti2(PO4)3。下列說法正確的是()A.充電時電極b是陰極B.放電時NaCl溶液的pH減小C.放電時NaCl溶液的濃度增大D.每生成1molCl2，電極a質(zhì)量理論上增加23g答案C解析由充電時電極a的反應(yīng)可知，充電時電極a發(fā)生還原反應(yīng)，所以電極a是陰極，則電極b是陽極，故A錯誤；放電時電極反應(yīng)和充電時相反，則放電時電極a的反應(yīng)為Na3Ti2(PO4)3－2e－=NaTi2(PO4)3＋2Na＋，NaCl溶液的pH不變，故B錯誤；放電時負極反應(yīng)為Na3Ti2(PO4)3－2e－=NaTi2(PO4)3＋2Na＋，正極反應(yīng)為Cl2＋2e－=2Cl－，反應(yīng)后Na＋和Cl－濃度都增大，則放電時NaCl溶液的濃度增大，故C正確；充電時陽極反應(yīng)為2Cl－－2e－=Cl2↑，陰極反應(yīng)為NaTi2(PO4)3＋2Na＋＋2e－=Na3Ti2(PO4)3，由得失電子守恒可知，每生成1molCl2，電極a質(zhì)量理論上增加23g·mol－1×2mol＝46g，故D錯誤。[精練3][燃料電池](2022·河南名校聯(lián)考)一種利用金屬氟化物的HF溶液作電解質(zhì)的氫氧燃料電池裝置如圖所示：裝置工作時，下列說法錯誤的是()A.化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹷.負極電極反應(yīng)式為H2－2e－=2H＋C.理論上消耗n(H2)∶n(O2)＝2∶1D.正極電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋12[(HF)3F]－=16[(HF)2F]－＋2H2O答案B解析如圖所示氫氧燃料電池裝置是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，氫氣在負極通入，失去電子后與[(HF)2F]－結(jié)合生成[(HF)3F]－；電池的正極通入氧氣，氧氣得電子后與[(HF)3F]－釋放出來的H＋結(jié)合生成水，同時[(HF)3F]－轉(zhuǎn)化成[(HF)2F]－并循環(huán)參與反應(yīng)。A.氫氧燃料電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，A正確；B.負極電極反應(yīng)式為H2－2e－＋8[(HF)2F]－=6[(HF)3F]－，B錯誤；C.根據(jù)體系內(nèi)得失電子總數(shù)相等，理論上消耗n(H2)∶n(O2)＝2∶1，C正確；D.正極電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋12[(HF)3F]－=16[(HF)2F]－＋2H2O，D正確。1.構(gòu)建兩大模型(1)原電池基礎(chǔ)模型(2)可逆電池解題模型關(guān)系圖示解題模型例：xMg＋Mo3S4eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))MgxMo3S4。2.抓住一個重點——原電池電極方程式的書寫(1)燃料電池(以CH3OH燃料電池為例，體會不同介質(zhì)對電極反應(yīng)的影響)質(zhì)子交換膜(酸性)H＋總反應(yīng)：2CH3OH＋3O2=2CO2＋4H2O正極O2＋4e－＋4H＋=2H2O負極CH3OH－6e－＋H2O=CO2↑＋6H＋堿性燃料電池OH－總反應(yīng)：2CH3OH＋3O2＋4OH－=2COeq\o\al(2－,3)＋6H2O正極O2＋4e－＋2H2O=4OH－負極CH3OH－6e－＋8OH－=COeq\o\al(2－,3)＋6H2O固態(tài)氧化物燃料電池O2－總反應(yīng)：2CH3OH＋3O2=2CO2＋4H2O正極O2＋4e－=2O2－負極CH3OH－6e－＋3O2－=CO2↑＋2H2O(2)充電(可逆)電池鎳電池(傳統(tǒng))總反應(yīng)：NiO2＋Fe＋2H2Oeq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))Fe(OH)2＋Ni(OH)2正極NiO2＋2e－＋2H2O=Ni(OH)2＋2OH－負極Fe－2e－＋2OH－=Fe(OH)2陽極Ni(OH)2＋2OH－－2e－=NiO2＋2H2O陰極Fe(OH)2＋2e－=Fe＋2OH－鋰離子電池(新型)總反應(yīng)：Li1－xCoO2＋LixC6eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))LiCoO2＋C6(x<1)正極Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋=LiCoO2負極LixC6－xe－=xLi＋＋C6陽極LiCoO2－xe－=Li1－xCoO2＋xLi＋陰極xLi＋＋xe－＋C6=LixC6微題型2電解原理在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用[精練4][電解制備](2022·浙江6月選考)通過電解廢舊鋰電池中的LiMn2O4可獲得難溶性的Li2CO3和MnO2，電解示意圖如下(其中濾布的作用是阻擋固體顆粒，但離子可自由通過。電解過程中溶液的體積變化忽略不計)。下列說法不正確的是()A.電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)B.電極B的電極反應(yīng)：2H2O＋Mn2＋－2e－=MnO2＋4H＋C.電解一段時間后溶液中Mn2＋濃度保持不變D.電解結(jié)束，可通過調(diào)節(jié)pH除去Mn2＋，再加入Na2CO3溶液以獲得Li2CO3答案C解析由電解示意圖可知，電極B上Mn2＋轉(zhuǎn)化為MnO2，錳元素化合價升高，失電子，則電極B為陽極，電極A為陰極，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，A正確；電極B上Mn2＋失電子轉(zhuǎn)化為MnO2，電極反應(yīng)式為2H2O＋Mn2＋－2e－=MnO2＋4H＋，B正確；電極A電極反應(yīng)式為2LiMn2O4＋6e－＋16H＋=2Li＋＋4Mn2＋＋8H2O，依據(jù)得失電子守恒，電解池總反應(yīng)為2LiMn2O4＋4H＋=2Li＋＋Mn2＋＋3MnO2＋2H2O，反應(yīng)生成了Mn2＋，Mn2＋濃度增大，C錯誤；電解結(jié)束后，可通過調(diào)節(jié)溶液pH將錳離子轉(zhuǎn)化為沉淀除去，然后再加入碳酸鈉溶液，從而獲得碳酸鋰，D正確。[精練5][電解除污](2021·遼寧卷)利用 (QH2)電解轉(zhuǎn)化法從煙氣中分離CO2的原理如圖。已知氣體可選擇性通過膜電極，溶液不能通過。下列說法錯誤的是()A.a為電源負極B.溶液中Q的物質(zhì)的量保持不變C.CO2在M極被還原D.分離出的CO2從出口2排出答案C解析結(jié)合題圖信息，M極發(fā)生由Q()轉(zhuǎn)化為QH2()的過程，從分子組成上看，該過程中是一個加氫的過程，屬于還原反應(yīng)，故M極為陰極，電極反應(yīng)式為＋2H2O＋2e－=＋2OH－，則a極為電源負極，A項正確；N極為陽極，電極反應(yīng)式為－2e－=＋2H＋，整個電解過程中溶液中Q的物質(zhì)的量保持不變，B項正確；M極通入的煙氣中的CO2能與OH－反應(yīng)生成HCOeq\o\al(－,3)，HCOeq\o\al(－,3)移向陽極N極，與H＋反應(yīng)生成CO2，從而實現(xiàn)CO2的分離，分離出的CO2從出口2排出，整個過程中CO2中各元素化合價保持不變，C項錯誤，D項正確。[精練6][原理分析](2021·天津卷)如下所示電解裝置中，通電后石墨電極Ⅱ上有O2生成，F(xiàn)e2O3逐漸溶解，下列判斷錯誤的是()A.a是電源的負極B.通電一段時間后，向石墨電極Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出現(xiàn)紅色C.隨著電解的進行，CuCl2溶液濃度變大D.當(dāng)0.01molFe2O3完全溶解時，至少產(chǎn)生氣體336mL(折合成標(biāo)準狀況下)答案C解析根據(jù)題圖，結(jié)合題意知，石墨電極Ⅱ上H2O發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生O2，故石墨電極Ⅱ是陽極，則b是電源的正極、a是電源的負極，A項正確；石墨電極Ⅱ上H2O放電產(chǎn)生O2和H＋：2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，通電一段時間后，石墨電極Ⅱ附近溶液顯酸性，能使石蕊顯紅色，B項正確；電解時，Cu2＋在石墨電極Ⅰ上放電生成Cu，左室中Cl－通過陰離子交換膜進入中間室，故CuCl2溶液的濃度減小，C項錯誤；由Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O和陽極反應(yīng)式可得Fe2O3～eq\f(3,2)O2，故產(chǎn)生O2的體積是eq\f(3,2)×0.01mol×22.4L·mol－1×103mL·L－1＝336mL，D項正確。1.兩大模型(1)電解池基礎(chǔ)模型(惰性電極電解CuCl2溶液)(2)多室電解池解題模型(以三室電滲析法處理Na2SO4廢水為例)關(guān)系圖示解題模型第一步：判斷電極有外接電源→電解池；n→陽極，m→陰極第二步：根據(jù)電極判斷離子的移動方向和交換膜的種類第三步：根據(jù)放電順序?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式第四步：根據(jù)電極反應(yīng)式和離子移動方向確定電極反應(yīng)物2.抓住一個重點——電解反應(yīng)方程式的書寫(1)基本電極反應(yīng)式的書寫用惰性電極電解NaCl溶液總反應(yīng)：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NaOH＋Cl2↑＋H2↑陽極2Cl－－2e－=Cl2↑陰極2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－(或2H＋＋2e－=H2↑)用惰性電極電解CuSO4溶液總反應(yīng)：2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Cu＋O2↑＋2H2SO4陽極2H2O－4e－=O2↑＋4H＋(或4OH－－4e－=2H2O＋O2↑)陰極2Cu2＋＋4e－=2Cu用惰性電極電解熔融MgCl2總反應(yīng)：MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑陽極2Cl－－2e－=Cl2↑陰極Mg2＋＋2e－=Mg(2)提取“信息”書寫電極反應(yīng)式鋁材為陽極，在H2SO4溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜總反應(yīng)：2Al＋3H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Al2O3＋3H2↑陽極2Al－6e－＋3H2O=Al2O3＋6H＋陰極6H＋＋6e－=3H2↑用惰性電極電解K2MnO4溶液能得到化合物KMnO4總反應(yīng)：2MnOeq\o\al(2－,4)＋2H＋eq\o(=,\s\up7(電解))2MnOeq\o\al(－,4)＋H2↑陽極2MnOeq\o\al(2－,4)－2e－=2MnOeq\o\al(－,4)陰極2H＋＋2e－=H2↑有機陽離子、Al2Cleq\o\al(－,7)和AlCleq\o\al(－,4)組成的離子液體作電解液時，可在鋼制品上電鍍鋁陽極Al－3e－＋7AlCleq\o\al(－,4)=4Al2Cleq\o\al(－,7)陰極4Al2Cleq\o\al(－,7)＋3e－=Al＋7AlCleq\o\al(－,4)(3)多膜電解池方程式書寫[雙膜三室吸收液(吸收了煙氣中的SO2)]陽極室HSOeq\o\al(－,3)－2e－＋H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋3H＋或SOeq\o\al(2－,3)－2e－＋H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋吸收液Na＋穿過陽膜進入陰極室(左室)；HSOeq\o\al(－,3)和SOeq\o\al(2－,4)穿過陰膜進入陽極室(右室)陰極室2H2O＋4e－=2OH－＋H2↑HSOeq\o\al(－,3)＋OH－=SOeq\o\al(2－,3)＋H2O產(chǎn)品陽極室較濃的硫酸；陰極室左室亞硫酸鈉微題型3金屬的腐蝕與防護[精練7](2022·福州三中質(zhì)檢)利用物質(zhì)由高濃度向低濃度自發(fā)擴散的能量可制成濃差電池。在海水中的不銹鋼制品，縫隙處氧濃度比海水低，易形成濃差電池而發(fā)生縫隙腐蝕?？p隙處腐蝕機理如圖所示。下列說法不正確的是()A.金屬縫隙內(nèi)表面為負極，外自由表面為正極B.縫隙內(nèi)溶液pH增大，加快了縫隙內(nèi)腐蝕速率C.為了維持電中性，海水中大量Cl－進入縫隙D.正極的電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－答案B解析A.根據(jù)氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子，所以金屬縫隙外自由表面為正極，金屬縫隙內(nèi)表面為負極，A正確；B.金屬縫隙外自由表面為正極，生成氫氧根離子，縫隙外溶液pH增大，加快了縫隙內(nèi)腐蝕速率，B錯誤；C.陰離子由正極向負極移動，所以大量Cl－進入縫隙維持電中性，C正確；D.正極為氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子，電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，D正確。兩種防護解題模型首先判斷防護類型其次根據(jù)原電池原理和電解池原理分析防腐原理結(jié)合生活實際對選項做出合理判斷1.(2022·撫州質(zhì)監(jiān))含可鈍化金屬的工業(yè)管道或反應(yīng)器，由于會被內(nèi)部溶液腐蝕，通過外接電源而鈍化，稱之為陽極保護法。下圖是某金屬外接電勢與電流密度的變化關(guān)系，有關(guān)說法正確的是()A.陽極保護法中受保護的金屬外接電源的負極B.電流密度越大，金屬受保護程度越好C.CFD區(qū)，金屬受到保護D.外接電勢越高，對金屬保護性越有效答案C解析A.金屬通過外接電源而鈍化的陽極保護法，指的是使受保護的金屬作為陽極，通過外加電流使陽極鈍化，腐蝕速率大幅度降低，所以，陽極保護法中受保護的金屬外接電源的正極，錯誤；B.IM代表的是金屬鈍化的難易程度，即開始的時候電流密度越大，此時金屬溶解，表示金屬越難鈍化，所以并非電流密度越大，金屬受保護程度越好，錯誤；C.當(dāng)外接電勢超過EB后，金屬開始鈍化，從EC到ED都是金屬鈍化較穩(wěn)定的范圍，所以CFD區(qū)，金屬受到保護，正確；D.外接電勢超過ED后，電流密度又持續(xù)增加了，腐蝕速度又加快了，所以并非外接電勢越高，對金屬保護越有效，錯誤。2.(2022·黑龍江四校聯(lián)考)鋅—空氣電池(原理如圖)適宜用作城市電動車的動力電源，該電池放電時Zn轉(zhuǎn)化為ZnO。該電池工作時下列說法不正確的是()A.多孔板的目的是增大與空氣的接觸面積B.該電池的正極反應(yīng)為O2＋4e－＋2H2O=4OH－C.該電池放電時K＋向石墨電極移動D.外電路電子由Zn電極流向石墨電極再通過電解質(zhì)溶液流回Zn電極答案D解析A.石墨電極作為正極，多孔板可以增大與空氣的接觸面積，A正確；B.正極上氧氣被還原，電解質(zhì)顯堿性，所以正極電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O=4OH－，B正確；C.石墨電極為正極，原電池中陽離子移向正極，即K＋向石墨電極移動，C正確；D.電子不能在電解質(zhì)溶液中流動，D錯誤。3.(2022·四省八校模擬)利用生物質(zhì)來制取氫氣是實現(xiàn)生物質(zhì)清潔利用的一個重要途徑。KIO3催化電解葡萄糖(C6H12O6)制氫實驗的裝置(如下圖所示)，電極兩側(cè)的電解液在蠕動泵的作用下在電解液儲槽和電極間不斷循環(huán)。下列說法不正確的是()A.電極A為電源正極B.電解過程中右側(cè)電解質(zhì)儲槽中的磷酸濃度基本保持不變C.電解過程的總方程式為：C6H12O6＋6H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))6CO2↑＋12H2↑D.電解時，當(dāng)有0.4molH＋通過質(zhì)子交換膜時，理論上消耗葡萄糖6.0g答案D解析由題干信息可知，右側(cè)區(qū)電解產(chǎn)生H2，電極反應(yīng)為：2H＋＋2e－=H2↑，發(fā)生還原反應(yīng)，故右側(cè)區(qū)為陰極區(qū)，則電源中B為負極，A為正極，左側(cè)區(qū)為陽極區(qū)，電極反應(yīng)為：C6H12O6－24e－＋6H2O=6CO2↑＋24H＋，據(jù)此分析解題。A.由分析可知，電極A為電源正極，A正確；B.根據(jù)電子守恒可知，右側(cè)消耗1molH＋的同時，左側(cè)區(qū)將有1molH＋通過質(zhì)子交換膜進入右側(cè)區(qū)，故電解過程中右側(cè)電解質(zhì)儲槽中的磷酸濃度基本保持不變，B正確；C.根據(jù)電子守恒可得電解過程的總方程式為：C6H12O6＋6H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))6CO2↑＋12H2↑，C正確；D.由分析可知，電解時，當(dāng)有0.4molH＋通過質(zhì)子交換膜時，理論上消耗葡萄糖eq\f(180g,24mol)×0.4mol＝3.0g，D錯誤。4.(2022·攀枝花統(tǒng)考)有一種清潔、無膜的氯堿工藝，它利用含有保護層的電極(Na0.44MnO2/Na0.44－xMnO2)中的Na＋的脫除和嵌入機理，分兩步電解得到氯堿工業(yè)產(chǎn)品，其原理如圖所示。下列說法正確的是()A.電解時產(chǎn)生的X氣體是O2，Y氣體是Cl2B.b是直流電源的正極，c是直流電源的負極C.鈉離子嵌入時的電極反應(yīng)式為：Na0.44MnO2－xe－=Na0.44－xMnO2＋xNa＋D.第一步電解后，Na0.44MnO2/Na0.44－xMnO2電極不經(jīng)清洗可直接用于第二步電解答案B解析與b相連的電極上脫掉Na＋，Mn元素失電子被氧化，則電極b為直流電源的正極，與c相連的電極上嵌入Na＋，Mn元素得電子被還原，則電極c為直流電源的負極。A.a相連的電極為陰極，發(fā)生2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，電解時產(chǎn)生的X氣體是H2，d相連的電極為陽極，發(fā)生2Cl－－2e－=Cl2↑，Y氣體是Cl2，錯誤；B.由分析知：b是直流電源的正極，c是直流電源的負極，正確；C.鈉離子的嵌入時，Na0.44－xMnO2中Mn元素得電子化合價降低被還原，則鈉離子的嵌入反應(yīng)是還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：Na0.44－xMnO2＋xNa＋＋xe－=Na0.44MnO2，錯誤；D.第1步結(jié)束后，Na0.44－xMnO2/Na0.44MnO2電極上附著氫氧根離子，第2步反應(yīng)中電解生成氯氣，氫氧根離子能與氯氣反應(yīng)，所以第1步結(jié)束后，Na0.44－xMnO2/Na0.44MnO2電極必須用水洗滌干凈后，再用于第2步，錯誤。5.(2022·西安四區(qū)一模)中科院研制出了雙碳雙離子電池，以石墨(Cn)和中間相炭微粒球(MCMB)為電極，電解質(zhì)溶液為含有KPF6的有機溶液，其充電示意圖如圖所示。其反應(yīng)機理為：充電時，電解液中的鉀離子運動到中間相碳微粒球負極表面，并嵌入至石墨層中，同時六氟磷酸根陰離子插層到正極石墨中；放電時，鉀離子從負極石墨層中脫出，同時正極石墨中的六氟磷酸根脫嵌回到電解液中。下列說法正確的是()A.放電時石墨電極的電勢比MCMB電極電勢低B.當(dāng)轉(zhuǎn)移電子1mol時，參與反應(yīng)的K＋與PFeq\o\al(－,6)的物質(zhì)的量共1molC.放電時正極反應(yīng)式是Cn(PF6)x＋xe－=Cn＋xPFeq\o\al(－,6)D.充電時MCMB電極發(fā)生氧化反應(yīng)答案C解析由圖可知，充電時，與直流電源正極相連的石墨電極是電解池的陽極，PFeq\o\al(－,6)陰離子在Cn作用下失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cn(PF6)x，MCMB電極為陰極，鉀離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鉀；放電時石墨電極為原電池的正極，Cn(PF6)x在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Cn、PFeq\o\al(－,6)離子，MCMB電極為負極，鉀在負極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鉀離子，電池放電時的總反應(yīng)為Cn(PF6)x＋xK=Cn＋xKPF6。A.正極電勢比負極高，由分析可知，放電時石墨電極為原電池的正極，MCMB電極為負極，則放電時石墨電極電勢比MCMB電極電勢高，故A錯誤；B.由分析可知，當(dāng)轉(zhuǎn)移電子1mol時，參與反應(yīng)的K＋的物質(zhì)的量和PFeq\o\al(－,6)離子的物質(zhì)的量共2mol，故B錯誤；C.由分析可知，放電時石墨電極為原電池的正極，Cn(PF6)x在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Cn、PFeq\o\al(－,6)離子，電極反應(yīng)式為Cn(PF6)x＋xe－=Cn＋xPFeq\o\al(－,6)，故C正確；D.由分析可知，充電時MCMB電極為陰極，鉀離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鉀，故D錯誤。題型特訓(xùn)題型特訓(xùn)1新型化學(xué)電源1.(2021·廣東卷)火星大氣中含有大量CO2，一種有CO2參加反應(yīng)的新型全固態(tài)電池有望為火星探測器供電。該電池以金屬鈉為負極，碳納米管為正極，放電時()A.負極上發(fā)生還原反應(yīng)B.CO2在正極上得電子C.陽離子由正極移向負極D.將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能答案B解析金屬鈉為負極，負極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，A錯誤；碳納米管為正極，CO2在正極上得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，B正確；放電時，陽離子由負極移向正極，C錯誤；原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，D錯誤。2.(2022·河南聯(lián)考)我國科學(xué)家開發(fā)了一款高壓無陽極配置可充電鈉電池，其充電過程的原理如圖所示。下列說法正確的是()A.放電時，電子由b極經(jīng)3A沸石分子篩膜流向a極B.放電時，a極的電極反應(yīng)式為Na＋＋e－=NaC.充電時，b極為陽極，發(fā)生還原反應(yīng)D.充電時，電路中每遷移2mol電子，理論上a極凈增重46g答案D解析由圖可知，放電時，a極為負極，電極反應(yīng)式為Na－e－=Na＋，b極為正極，電極反應(yīng)式為Na＋＋e－=Na；充電時，b極為陽極，電極反應(yīng)式為Na－e－=Na＋，a極為陰極，電極反應(yīng)式為Na＋＋e－=Na，據(jù)此作答。A.放電時，電子不經(jīng)過電解質(zhì)，錯誤；B.放電時，a極為負極，電極反應(yīng)式為Na－e－=Na＋，錯誤；C.充電時，b極為陽極，陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，錯誤；D.充電時，a極為陰極，電極反應(yīng)式為Na＋＋e－=Na，電路中每遷移2mol電子，理論上a極凈增重46g，正確。3.(2022·湘豫名校聯(lián)考)微生物燃料電池(MFCs)技術(shù)以污水中的有機物為電子供體，在微生物的參與下將蘊含在污水中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，可在常溫下運行，且污泥產(chǎn)率遠低于活性污泥法，是一種集污水凈化和能源轉(zhuǎn)化于一體的新型污水處理與能源回收技術(shù)，為有機污水的低成本處理提供了一條新路徑。關(guān)于MFCs說法錯誤的是()A.有機物在陽極微生物作用下被氧化，釋放質(zhì)子和電子B.將碳納米材料應(yīng)用于MFCs可以大幅增加陽極的導(dǎo)電性和比表面積，從而使微生物與陽極之間的電子傳遞更容易C.陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為O2＋4e－＋4H＋=2H2O、2NOeq\o\al(－,3)＋10e－＋12H＋=N2↑＋6H2OD.若該有機物為CH3OH，則當(dāng)反應(yīng)32gCH3OH時，理論上轉(zhuǎn)移4mole－答案D解析A.據(jù)圖可知陽極上有機物被氧化為CO2，釋放電子，根據(jù)圖示離子的遷移可知，同時有氫離子(質(zhì)子)釋放，A正確；B.碳納米材料，半徑小，顆粒數(shù)目多，可以大幅增加陽極的導(dǎo)電性和比表面積，從而使微生物與陽極之間的電子傳遞更容易，B正確；C.據(jù)圖可知陰極上O2、NOeq\o\al(－,3)被還原，根據(jù)該裝置的作用可知產(chǎn)物應(yīng)無污染，所以O(shè)2被還原生成水，NOeq\o\al(－,3)被還原生成N2，電極方程式為O2＋4e－＋4H＋=2H2O、2NOeq\o\al(－,3)＋10e－＋12H＋=N2↑＋6H2O，C正確；D.32gCH3OH的物質(zhì)的量為1mol，CH3OH被氧化為CO2時C元素化合價升高6價，所以轉(zhuǎn)移6mol電子，D錯誤。4.(2022·張家口期末)下圖為一種一氧化碳氣體傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖，它與報警器配套使用，是一氧化碳氣體報警器中的核心檢測元件。當(dāng)一氧化碳氣體擴散到傳感器時，其輸出端產(chǎn)生電流輸出，通過外接信號采集電路和相應(yīng)的轉(zhuǎn)換、輸出電路，就能夠?qū)σ谎趸細怏w實現(xiàn)檢測和監(jiān)控。下列關(guān)于這種一氧化碳氣體傳感器的說法中正確的是()A.該傳感器將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B.傳感器中的對電極為負極，電解液中H＋向?qū)﹄姌O移動C.一氧化碳氣體在工作電極上的反應(yīng)式為：CO＋H2O＋2e－=CO2＋2H＋D.該傳感器產(chǎn)生輸出電流大小與一氧化碳氣體的濃度成正比答案D解析A.根據(jù)題意該傳感器吸收一氧化碳向外界傳出電流，故為原電池裝置，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，A項錯誤；B.對電極為氧氣進入的一極，氧氣得電子結(jié)合H＋生成H2O，在該極發(fā)生還原反應(yīng)，是原電池的正極，電解液中H＋向正極(對電極)移動，B項錯誤；C.一氧化碳氣體在工作電極上失電子被氧化，反應(yīng)式為：CO＋H2O－2e－=CO2＋2H＋，C項錯誤；D.該傳感器用于監(jiān)測空氣中一氧化碳含量，所產(chǎn)生輸出電流與參加反應(yīng)氣體量相關(guān)，其大小與一氧化碳氣體的濃度成正比，D項正確。5.(2022·內(nèi)江一模)新型鎂－鋰雙離子二次電池的工作原理如圖。下列關(guān)于該電池的說法正確的是()A.放電時，Li＋通過離子交換膜向左移動B.充電時，x與電源正極相連C.放電時，正極的電極反應(yīng)式為：Li1－xFePO4＋xLi＋－xe－=LiFePO4D.充電時，導(dǎo)線上每通過0.4mole－，左室中溶液的質(zhì)量減少2g答案D解析A.放電時，左邊為負極，右邊為正極，根據(jù)“同性相吸”原理，Li＋通過離子交換膜向正極即向右移動，故A錯誤；B.放電時Mg為負極，充電時，x與電源負極相連，故B錯誤；C.放電時，正極的電極反應(yīng)式為：Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－=LiFePO4，故C錯誤；D.充電時，Mg為陰極，陰極是Mg2＋＋2e－=Mg，溶液中Li＋向陰極即左室移動，導(dǎo)線上每通過0.4mole－，則有0.2molMg2＋消耗，有0.4molLi＋移向左室，左室中溶液的質(zhì)量減少0.2mol×24g·mol－1－0.4mol×7g·mol－1＝2g，故D正確。6.(2023·安陽名校調(diào)研)中國科學(xué)院施劍林院士團隊報道了一種新型的自供能電化學(xué)共催化體系，該系統(tǒng)以Zn－H2O原電池結(jié)構(gòu)為根基，中性磷酸鹽緩沖溶液(PBS)為電解液，無需外界供能的條件下在兩電極同時獲得高附加值化學(xué)品H2和固態(tài)NaZnPO4。下列說法正確的是()A.鋅電極作電池負極，有電子流入B.電解液中POeq\o\al(3－,4)移向石墨電極C.電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時，正極產(chǎn)生11.2LH2D.電池的總反應(yīng)式為Zn＋Na＋＋POeq\o\al(3－,4)＋2H2O=NaZnPO4＋H2↑＋2OH－答案D解析A.鋅電極作電池負極，失去電子，錯誤；B.原電池中，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，即電解液中POeq\o\al(3－,4)移向鋅電極，錯誤；C.石墨極為正極，該極水得電子生成氫氣，電極方程式為：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，則電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時，正極產(chǎn)生0.5molH2，但是未說標(biāo)準狀況，無法計算體積，錯誤；D.該電池中，外界供能的條件下在兩電極同時獲得高附加值化學(xué)品H2和固態(tài)NaZnPO4，則電池的總反應(yīng)式為Zn＋Na＋＋POeq\o\al(3－,4)＋2H2O=NaZnPO4＋H2↑＋2OH－，正確。7.(2022·河南名校適應(yīng)性檢測)中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)陳維教授團隊結(jié)合其前期工作基礎(chǔ)，開發(fā)了一種高性能的水系錳基鋅電池。其工作原理如圖所示，已知該裝置工作一段時間后，K2SO4溶液的濃度增大，下列說法正確的是()A.負極的電極反應(yīng)式為MnO2＋2e－＋4H＋=Mn2＋＋2H2OB.裝置工作一段時間后，正極區(qū)溶液的pH降低C.a膜為陰離子交換膜，b膜為陽離子交換膜D.電子流向：Zn電極→b膜→a膜→MnO2電極→負載→Zn電極答案C解析A.Zn電極為負極，電極反應(yīng)式為Zn－2e－＋4OH－=Zn(OH)eq\o\al(2－,4)，A項錯誤；B.MnO2電極為正極，電極反應(yīng)式為MnO2＋2e－＋4H＋=Mn2＋＋2H2O，反應(yīng)消耗H＋，故一段時間后，正極區(qū)溶液的pH升高，B項錯誤；C.由裝置工作一段時間后K2SO4溶液的濃度增大可知，a膜為能使SOeq\o\al(2－,4)通過的陰離子交換膜，b膜為能使K＋通過的陽離子交換膜，C項正確；D.電子只能在電極和導(dǎo)線上傳導(dǎo)，不能在溶液中傳導(dǎo)，正確的電子流向為Zn電極→負載→MnO2電極，D項錯誤。8.(2022·安徽江南十校一模)我國某公司開發(fā)的“刀片電池”外觀上類似普通干電池，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)看上去像一堆排列整齊的裁紙刀，每一個刀片里又被分成很多個容納腔，每個容納腔里都包含一個電芯，整個刀片是由多個極芯串聯(lián)而成的模組。該電池本質(zhì)上還是磷酸鐵鋰電池，電池的總反應(yīng)方程式為：LiM1－xFexPO4＋6Ceq\o(,\s\up7(充電),\s\do5(放電))M1－xFexPO4＋LiC6，(向右為充電、向左為放電)其裝置工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是()A.該電池工作時，負極的電極反應(yīng)式為：LiM1－xFexPO4－e－=M1－xFexPO4＋Li＋B.該電池中的聚合物隔膜是陽離子交換膜，在充電時，陽離子由左向右移動C.該電池充電時陰極的電極反應(yīng)式為：C6Li1－x＋xLi＋＋xe－=C6LiD.刀片電池可以搭載在新能源汽車上，作為動力來源答案A解析根據(jù)電池裝置圖知，石墨為負極，反應(yīng)式為LiC6－e－=Li＋＋6C，磷酸鐵鋰為正極，反應(yīng)式為M1－xFexPO4＋e－＋Li＋=LiM1－xFexPO4，充電時，陰極、陽極反應(yīng)式與負極、正極反應(yīng)式正好相反，據(jù)此分析解題。A.由分析可知，該電池工作時，負極的電極反應(yīng)式為：LiC6－e－=Li＋＋6C，A錯誤；B.由分析可知，充電時石墨電極與電源負極相連，作為陰極，電極反應(yīng)為：Li＋＋6C＋e－=LiC6，需結(jié)合Li＋，陽極電極反應(yīng)為：LiM1－xFexPO4－e－=M1－xFexPO4＋Li＋，釋放出Li＋，該電池中的聚合物隔膜是陽離子交換膜，在充電時，陽離子由陽極移向陰極即由左向右移動，B正確；C.由分析可知，該電池充電時陰極的電極反應(yīng)式即為放電時負極反應(yīng)的逆過程，故為：C6Li1－x＋xLi＋＋xe－=C6Li，C正確；D.由題干信息可知，刀片電池是一種新型的可充電電池，故可以搭載在新能源汽車上，作為動力來源，D正確。9.(2022·湖北重點中學(xué)聯(lián)考)我國科研團隊以聚氨酯為電解液(合成路線如圖)實現(xiàn)了穩(wěn)定高效且可逆循環(huán)的K—CO2電池。總反應(yīng)為：4KSn＋3CO2eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))2K2CO3＋C＋4Sn，(向右為充電、向左為放電)其中生成的K2CO3附著在正極上。下列說法錯誤的是()A.放電時，內(nèi)電路中電流由KSn合金經(jīng)酯基電解質(zhì)流向羧基化碳納米管B.電池的正極反應(yīng)式為4K＋＋3CO2＋4e－=2K2CO3＋CC.羧基化碳納米管中引入的羧基可促進電子的轉(zhuǎn)移D.充電時，電路中通過1mol電子，多壁碳納米管減重36g答案D解析A.放電時為原電池裝置，內(nèi)電路中電流是由負極流向正極，即放電時，內(nèi)電路中電流由KSn合金經(jīng)酯基電解質(zhì)流向羧基化碳納米管，A正確；B.根據(jù)總反應(yīng)式可知，負極反應(yīng)式為：KSn－e－=Sn＋K＋，電池的正極反應(yīng)式為4K＋＋3CO2＋4e－=2K2CO3＋C，B正確；C.電極材料為KSn和羧基化碳納米管，KSn與水反應(yīng)，—COOH與KOH反應(yīng)，可促進電子的轉(zhuǎn)移，C正確；D.充電時陽極反應(yīng)為：C－4e－＋2K2CO3=3CO2↑＋4K＋，碳納米管及附著的碳酸鉀會減少，電路中通過1mol電子，多壁碳納米管減重3g，碳酸鉀減少30g，D錯誤。題型特訓(xùn)2電解應(yīng)用及金屬腐蝕與防護1.(2022·沈陽期末)2022年，中國第二艘國產(chǎn)003型10萬噸級航母即將下水，船體的防腐處理非常重要，有鹽分的海水和空氣會對船體造成腐蝕。下列關(guān)于金屬腐蝕和防腐的說法不正確的是()A.可以在船舶外殼裝上鋅塊，用犧牲陽極的陰極保護法防止金屬腐蝕B.海上艦艇的腐蝕主要為金屬的吸氧腐蝕C.刷防銹漆，使金屬與空氣、水等物質(zhì)隔離，可防止金屬被腐蝕D.外加電流將被保護的鋼鐵做陰極，硅鋼鑄鐵做陽極起不到保護金屬的作用答案D解析A.鋅的活潑性大于鐵，在船舶外殼裝上鋅塊，用犧牲陽極的陰極保護法防止金屬腐蝕，故A正確；B.海上艦艇的腐蝕主要為金屬的吸氧腐蝕，故B正確；C.鐵在潮濕的空氣中易腐蝕，刷防銹漆使金屬與空氣、水等物質(zhì)隔離，可防止金屬被腐蝕，故C正確；D.外加電流將被保護的鋼鐵做陰極，硅鋼鑄鐵做陽極，屬于外加電流陰極保護法，故D錯誤。2.(2022·浙江六校聯(lián)盟聯(lián)考)2024年的奧運會將在巴黎舉行，沙灘排球比賽場地將設(shè)在埃菲爾鐵塔前的戰(zhàn)神廣場，埃菲爾鐵塔為鋼鐵結(jié)構(gòu)，使用了250萬個鉚釘和近兩萬塊鐵片，以下說法不正確的是()A.連接鐵片的鉚釘應(yīng)該用銅質(zhì)的B.為了減緩鋼鐵生銹，工人們在鐵塔表面涂上一層特制的油漆C.巴黎的氣候比較潮濕，比干燥的環(huán)境更易引起鋼鐵的生銹D.可以在鐵塔上鑲嵌鋅片，減慢鋼鐵的腐蝕速率答案A解析A.連接鐵片的鉚釘若用銅質(zhì)的，由于鐵比銅活潑，銅作原電池正極，鐵作原電池負極，會導(dǎo)致鐵制品本身被腐蝕，故A錯誤；B.在鐵塔表面涂上一層特制的油漆，可以隔絕空氣中的氧氣，能有效保護金屬，故B正確；C.鐵在水和氧氣并存時易生銹，所以潮濕環(huán)境比干燥的環(huán)境更易引起鋼鐵的生銹，故C正確；D.在鐵塔上鑲嵌鋅片，利用的是犧牲陽極的陰極保護法，鐵作原電池正極，鋅作原電池負極，鐵受到保護，能減慢鋼鐵的腐蝕速率，故D正確。3.(2022·蘇北四市調(diào)研)H2O2是常用的綠色氧化劑，可用如圖所示裝置電解H2O和O2制備H2O2。下列說法不正確的是()A.H＋移向a電極B.裝置工作過程中a極消耗的O2大于b極生成的O2C.b電極的電極反應(yīng)式：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋D.電解生成1molH2O2時，電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目為4×6.02×1023答案D解析由圖可知，b極水失電子生成氧氣和氫離子，b極為陽極，氫離子向a極即陰極移動，A正確；a極電極反應(yīng)式為：O2＋2e－＋2H＋=H2O2，b極電極反應(yīng)式為：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，當(dāng)轉(zhuǎn)移4mol電子時，a極消耗2mol氧氣，b極產(chǎn)生1mol氧氣，B正確，C正確；a極每生成1molH2O2時，轉(zhuǎn)移2mol電子，轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為2×6.02×1023，D錯誤。4.(2022·遼寧協(xié)作校聯(lián)考)過二硫酸鉀(K2S2O8)用于制作漂白劑、氧化劑，也可用作聚合引發(fā)劑。工業(yè)上電解飽和KHSO4的酸性溶液(含K＋、H＋、HSOeq\o\al(－,4)等離子)來制備過二硫酸鉀。電解裝置原理示意圖如圖。下列說法不正確的是()A.該裝置工作時，陽離子向B極移動B.a極為電源負極C.A極反應(yīng)：2HSOeq\o\al(－,4)－2e－=S2Oeq\o\al(2－,8)＋2H＋D.當(dāng)轉(zhuǎn)移2mol電子時，有2molH＋通過質(zhì)子交換膜答案B解析A.根據(jù)圖示，B是陰極，該裝置工作時，陽離子向B極移動，選項A正確；B.KHSO4→K2S2O8發(fā)生氧化反應(yīng)，A是陽極，接電源正極，選項B不正確；C.KHSO4→K2S2O8發(fā)生氧化反應(yīng)，A是陽極，陽極的電極反應(yīng)式為2HSOeq\o\al(－,4)－2e－=S2Oeq\o\al(2－,8)＋2H＋，選項C正確；D.該裝置有質(zhì)子交換膜，根據(jù)電荷守恒，當(dāng)轉(zhuǎn)移2mol電子時，有2molH＋通過質(zhì)子交換膜，選項D正確。5.(2022·河南名校三模)科學(xué)家近年發(fā)明了一種將二氧化碳電化學(xué)還原為甲醇的方法，裝置示意圖如下，電解質(zhì)溶液1為由KHCO3、吡啶和HCl組成的CO2飽和水溶液，電極為選擇性Cu2O/CuO薄膜材料和Pt電極。該裝置工作時，下列敘述正確的是()A.陽極區(qū)溶液中c(H＋)減小B.KHCO3可維持電解質(zhì)溶液1中CO2濃度變化不大C.陰極反應(yīng)為CO2＋6H＋－6e－=CH3OH＋H2OD.電解