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专题15 原电池以及金属的腐蚀与防护【八大题型】
【新高考通用】
【知识点1 原电池的工作原理】..............................................................3
【知识点2 化学电源】......................................................................4
【知识点3 新型电池】......................................................................6
【知识点4 金属的腐蚀与防护】..............................................................7
【题型1 原电池原理及装置】................................................................8
【题型2 原电池原理的应用】...............................................................10
【题型3 传统电化学电源分析】.............................................................12
【题型4 电极反应式的书写】...............................................................14
【题型5 新型化学电源】...................................................................17
【题型6 隔膜电池】.......................................................................19
【题型7 金属的腐蚀】.....................................................................22
【题型8 金属的防护】.....................................................................24
【过关测试】..............................................................................26
考点要求
真题统计
考情分析
1.理解原电池的工作原理和应
用。
2.了解常见化学电源的种类及
其工作原理。
3.能够书写常见化学电源的电
极反应式和总反应方程式。
4.知道常考新型化学电源的类
型及考查方式。会分析新型
化学电源的工作原理，能正
确书写新型化学电源的电极
反应式。
2024·江苏卷8 题，3 分；
2024·北京卷3 题，3 分；
2024·安徽卷11 题，3 分；
2024·全国甲卷6 题，3 分；
2024·河北卷13 题，3 分；
2024·新课标卷6 题，3 分；
2024·广东卷5 题，2 分；
2024·浙江6 月卷13 题，3 分；
2024·浙江1 月卷13 题，3 分；
2023 辽宁卷11 题，3 分；
2023 全国甲卷10 题，6 分；
本专题主要以装置图为载体来考
查电化学的相关知识，一是理解
与辨析能力，要求学生能够从图
示电化学装置中提取有效信息，
判断装置种类、辨别电极名称
等；二是分析与推理能力，要求
学生能够根据图示信息和电解池
的工作原理，分析电极反应的类
型、电解质的作用、离子的移动
方向以及定量分析转移电子的物
质的量等。预测2005 年电化学的
考查注重联系实际生活，关注新
型电池在生活、生产方面具体应
用。
1
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5.了解金属发生电化学腐蚀的
原因、金属腐蚀的危害以及
防止金属腐蚀的措施。
2023 广东卷6 题，2 分；
2023 山东卷11 题，4 分；
【思维导图】
【知识点1 原电池的工作原理】
1.原电池概念
把化学能转化为电能的装置，其本质是发生了氧化还原反应。
2.原电池的构成条件
(1)有两个活泼性不同的电极(常见为金属或石墨)。
2
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(2)将电极插入电解质溶液或熔融电解质中。
(3)两电极间构成闭合回路(两电极接触或用导线连接)。
(4)能自发发生氧化还原反应。
3.原电池的工作原理
(1)两种装置
如图是Cu－Zn 原电池的两种装置：
(2)工作原理
电极名称
负极
正极
电极材料
锌片
铜片
电极反应
Zn－2e－===Zn2＋
Cu2＋＋2e－===Cu
反应类型
氧化反应
还原反应
电子流向
由Zn 片沿导线流向Cu 片
盐桥中离子移向
盐桥含饱和KCl 溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极
盐桥作用
①连接内电路，形成闭合回路；
②平衡电荷，使原电池不断产生电流
4.原电池原理的应用
(1)设计制作化学电源
(2)加快化学反应速率
3
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一个自发进行的氧化还原反应，形成原电池时会使反应速率增大。如在Zn 与稀硫酸反应时加入少量
CuSO4 溶液构成原电池，反应速率增大。
(3)比较金属的活动性强弱
原电池中，一般活动性强的金属作负极，而活动性弱的金属(或非金属导体)作正极。
(4)用于金属的防护
使需要保护的金属制品作原电池正极而受到保护。例如：要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁，可用导
线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。
【知识点2 化学电源】
1.一次电池
放电后不可再充电的电池。
(1)碱性锌锰电池
负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；
正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO(OH)＋2OH－；
总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2。
(2)锌银电池
负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；
正极：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－；
总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。
2.二次电池
又称可充电电池或蓄电池，是一类放电后可以再充电而反复使用的电池。
以铅酸蓄电池为例：总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4
2PbSO4＋2H2O。
放电时的反应
负极：Pb＋SO－2e－===PbSO4；
正极：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O。
充电时的反应
阴极：PbSO4＋2e－===Pb＋SO；
阳极：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO。
3.燃料电池
一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电源。
(1)氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种。
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种类
酸性
碱性
负极反应式
2H2－4e－===4H＋
2H2＋4OH－－4e－===4H2O
正极反应式
O2＋4e－＋4H＋===2H2O
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
电池总反应式
2H2＋O2===2H2O
备注
燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用
(2)燃料电池常用的燃料
H2、CO、烃(如CH4、C2H6)、醇(如CH3OH)、肼(N2H4)等。
(3)燃料电池常用的电解质
①酸性电解质溶液，如H2SO4溶液；
②碱性电解质溶液，如NaOH 溶液；
③熔融氧化物；
④熔融碳酸盐，如K2CO3等。
【方法技巧】 电极反应式书写
方法一：直接书写
方法二：间接书写
第一步，写出电池总反应式。
第二步，写出电极的正极反应式。
第三步，负极反应式＝总反应式－正极反应式。
【知识点3 新型电池】
一、锂电池与锂离子电池
1．锂电池
锂电池是一类由金属锂或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。工作时金属锂失去电子被氧化
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为Li＋，负极反应均为Li－e－===Li＋，负极生成的Li＋经过电解质定向移动到正极。
2．锂离子二次电池
(1)锂离子电池基于电化学“嵌入/脱嵌”反应原理，替代了传统的“氧化—还原”原理；在两极形成的电压
降的驱动下，Li＋可以从电极材料提供的“空间”中“嵌入”或“脱嵌”。
(2)锂离子电池充电时阴极反应式一般为C6＋xLi＋＋xe－===LixC6；放电时负极反应是充电时阴极反应的逆过
程：LixC6－xe－===C6＋xLi＋。
(3)锂离子电池的正极材料一般为含Li＋的化合物，目前已商业化的正极材料有LiFePO4、LiCoO2、LiMn2O4
等。
二、微生物燃料电池
微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。其基本工作原理是在负极
室厌氧环境下，有机物在微生物作用下分解并释放出电子和质子，电子依靠合适的电子传递介体在生物组
分和负极之间进行有效传递，并通过外电路传递到正极形成电流，而质子通过质子交换膜传递到正极，氧
化剂(如氧气)在正极得到电子被还原。
三、物质循环转化型电池
根据物质转化中，元素化合价的变化或离子的移动(阳离子移向正极区域，阴离子移向负极区域)判断电池
的正、负极，是分析该电池的关键。
四、浓差电池
1．在浓差电池中，为了限定某些离子的移动，常涉及到“离子交换膜”。
(1)常见的离子交换膜
阳离子交换膜
只允许阳离子(包括H＋)通过
阴离子交换膜
只允许阴离子通过
质子交换膜
只允许H＋通过
(2)离子交换膜的作用
①能将两极区隔离，阻止两极物质发生化学反应。
②能选择性地允许离子通过，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。
(3)离子交换膜的选择依据
离子的定向移动。
2．“浓差电池”的分析方法
浓差电池是利用物质的浓度差产生电势的一种装置。两侧半电池中的特定物质有浓度差，离子均是由“高
浓度”移向“低浓度”，依据阴离子移向负极区域，阳离子移向正极区域判断电池的正、负极，这是解题
的关键。
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【知识点4 金属的腐蚀与防护】
1.金属腐蚀的本质
金属原子失去电子变成金属阳离子，金属发生氧化反应。
2.化学腐蚀与电化学腐蚀
类型
化学腐蚀
电化学腐蚀
条件
金属跟干燥气体或非电解质液体接触
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，电化学腐蚀更普遍
3.析氢腐蚀与吸氧腐蚀
以钢铁的腐蚀为例进行分析：
类型
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
水膜酸性较强
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
铁锈的形成：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O。
4.金属腐蚀快慢的规律
对同一电解质溶液来说，
腐蚀速率的快慢
电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐
蚀；外界条件相同时，电解质浓度越大，金属腐蚀越快
对同一金属来说，在不同
溶液中腐蚀速率的快慢
强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中；活动性不同的两种
金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快
5.金属的防护
(1)改变金属材料的组成
如制成合金、不锈钢等。
(2)在金属表面覆盖保护层
如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。
(3)电化学保护法
①牺牲阳极法——原电池原理
a.负极：比被保护金属活泼的金属；
b.正极：被保护的金属设备。
②外加电流法——电解原理
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a.阴极：被保护的金属设备；
b.阳极：惰性金属。
【题型1 原电池原理及装置】
【例1】与甲、乙两套装置有关的下列说法正确的是( )
A.甲、乙装置中，锌棒均作负极，发生氧化反应
B.甲中锌棒直接与稀H2SO4接触，故甲生成气泡的速率更快
C.甲、乙装置的电解质溶液中，阳离子均向碳棒定向迁移
D.乙中盐桥设计的优点是迅速平衡电荷，提高电池效率
【变式1-1】某小组为研究原电池原理，设计如图装置，下列叙述正确的是( )
A.若X 为Fe，Y 为Cu，则铁为正极
B.若X 为Fe，Y 为Cu，则电子由铜片流向铁片
C.若X 为Fe，Y 为C，则碳棒上有红色固体析出
D.若X 为Cu，Y 为Zn，则锌片发生还原反应
【变式1-2】如图Ⅰ、Ⅱ分别是甲、乙两组同学将反应“AsO＋2I－＋2H＋
AsO＋I2＋H2O”设计成的原
电池装置，其中C1、C2均为碳棒。甲组向图Ⅰ烧杯中逐滴加入适量浓盐酸；乙组向图ⅡB 烧杯中逐滴加入
适量40% NaOH 溶液。
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下列叙述正确的是( )
A．甲组操作时，电流表(A)指针发生偏转
B．甲组操作时，溶液颜色变浅
C．乙组操作时，C2作正极
D．乙组操作时，C1上发生的电极反应为I2＋2e－===2I－
【变式1-3】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(SO)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
【题型2 原电池原理的应用】
【例2】M、N、P、E 四种金属，已知：①M＋N2＋===N＋M2＋；②M、P 用导线连接放入硫酸氢钠溶液
中，M 表面有大量气泡逸出；③N、E 用导线连接放入E 的硫酸盐溶液中，电极反应为E2＋＋2e－===E，N
－2e－===N2＋。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是( )
A.P＞M＞N＞E
B.E＞N＞M＞P
C.P＞N＞M＞E
D.E＞P＞M＞N
【变式2-1】有a、b、c、d 四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：
实验
装置
部分
实验
现象
a 极质量减少；b
极质量增加
b 极有气体产生；c
极无变化
d 极溶解；c 极有气体
产生
电流从a 极流向
d 极
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由此可判断这四种金属的活动性顺序是( )
A．a＞b＞c＞d
B．b＞c＞d＞a
C．d＞a＞b＞c
D．a＞b＞d＞c
【变式2-2】几位同学用相同大小的铜片和锌片为电极研究水果电池，得到的实验数据如下表所示，下列
说法不正确的是( )
实验编号
水果种类
电极间距离/cm
电流大小/μA
①
西红柿
1
98.7
②
西红柿
2
72.5
③
苹果
2
7.2
A.该实验的目的是探究水果种类和电极间距离对水果电池电流大小的影响
B.能表明水果种类对电流大小有影响的实验编号是②和③
C.上述装置中，锌片作负极，电极反应为：Zn＋2e－===Zn2＋
D.其他条件相同时，改变电极插入水果的深度可能影响水果电池电流大小
【变式2-3】实验a：将铜片、锌片和稀硫酸组成单液原电池，铜片、锌片表面均产生气泡。实验b：将锌
片在稀HgCl2溶液中浸泡几分钟，锌片表面形成锌汞合金，再与铜片、稀硫酸组成单液原电池，只有铜片
表面产生气泡。下列有关说法不正确的是( )
A．实验a 中锌片表面产生气泡对应的能量转化形式是化学能转化为电能
B．实验b 中铜片表面产生气泡对应的能量转化形式是化学能转化为电能
C．实验a、b 中原电池总反应的离子方程式均为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
D．锌片经HgCl2溶液处理后，有利于更多的化学能转化为电能
【题型3 传统电化学电源分析】
【例3】银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。其工作示意图
如下。下列说法不正确的是( )
A.Zn 电极是负极
B.Ag2O 电极发生还原反应
C.Zn 电极的电极反应式：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
D.放电前后电解质溶液的pH 保持不变
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【变式3-1】铅酸蓄电池的示意图如图所示。下列说法正确的是( )
A.放电时，N 为负极，其电极反应式为PbO2＋SO＋4H＋＋2e－===PbSO4＋2H2O
B.放电时，c(H2SO4)不变，两极的质量增加
C.充电时，阳极反应式为PbSO4＋2e－===Pb＋SO
D.充电时，若N 连电源正极，则该极生成PbO2
【变式3-2】直接煤-空气燃料电池原理如图所示，下列说法错误的是( )
A．随着反应的进行，氧化物电解质的量不断减少
B．负极上发生的反应有C＋2CO－4e－===3CO2、CO2＋O2－===CO
C．电极X 为负极，O2－向X 极迁移
D．直接煤-空气燃料电池的能量效率比煤燃烧发电的能量效率高
【变式3-3】化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。
下列说法不正确的是( )
A．甲：Zn2＋向Cu 电极方向移动，Cu 电极附近溶液中H＋浓度增加
B．乙：正极的电极反应式为Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－
C．丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄
D．丁：使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降
【题型4 电极反应式的书写】
【例4】火星大气由96%的二氧化碳气体组成，火星探测器采用Li—CO2电池供电，其反应机理如图所示，
下列说法错误的是( )
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A.R 方向为电子移动的方向
B.CO2电极反应式为4Li＋＋4e－＋3CO2===2Li2CO3＋C
C.可采用LiNO3溶液作为电解质溶液
D.碳酸锂的生成和分解形式提供了实现可逆电化学电池的可能
【变式4-1】某钠离子电池结构如图所示，电极A 为含钠过渡金属氧化物(NaxTMO2)，电极B 为硬碳，充电
时Na＋得电子成为Na 嵌入硬碳中。下列说法不正确的是( )
A.充电时，电极B 与外接直流电源的负极相连
B.放电时，外电路通过a mol 电子时，A 电极电解质损失a mol Na＋
C.放电时，电极A 为正极，反应可表示为
Na1－xTMO2＋ xNa＋ ＋ xe－===NaTMO2
D.电池总反应可表示为Na1－xTMO2＋ NaxC ===NaTMO2＋ C
【变式4-2】水系钠离子电池有成本低、寿命长、环保等诸多优势，未来有望代替锂离子电池和铅酸电池。
一种水系钠离子电池放电和充电的工作原理示意图如图所示。下列说法正确的是( )
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A.放电时，电极N 上的电势低于电极M 上的电势
B.放电时，若导线中流过2 mol e－，理论上有2 mol Na＋移入M 电极区
C.充电时，TiO2光电极不参与该过程
D.充电时，阳极的电极反应式为3I－－2e－===I
【变式4-3】LiPON 薄膜锂离子电池是目前研究最广泛的全固态薄膜锂离子电池。下图为其工作示意图，
LiPON 薄膜只允许Li＋通过，电池反应为LixSi＋Li1－xCoO2
Si＋LiCoO2。下列有关说法正确的是( )
A.LiPON 薄膜在充放电过程中质量发生变化
B.导电介质c 可为Li2SO4溶液
C.放电时b 极为正极，发生反应：Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2
D.充电时，当外电路通过0.2 mol 电子时，非晶硅薄膜上质量减少1.4 g
【题型5 新型化学电源】
【例5】沉积物微生物燃料电池可处理含硫废水，其工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
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A.碳棒b 为该微生物电池的正极
B.碳棒a 上有反应：FeSx－2xe－===Fe2＋＋xS(x≥2)
C.电流方向：碳棒b→电阻→碳棒a→含水沉积物→碳棒b
D.氧气的含量、光照强度会影响电池的功率
【变式5-1】我国科学家发明了一种“可固氮”的镁－氮二次电池，其装置如图所示，下列说法不正确的
是( )
A.固氮时，电池的总反应为3Mg＋N2===Mg3N2
B.脱氮时，钌复合电极的电极反应式为Mg3N2－6e－===3Mg2＋＋N2↑
C.固氮时，外电路中电子由钌复合电极流向镁电极
D.当无水LiCl—MgCl2混合物受热熔融后电池才能工作
【变式5-2】如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电
池。该固体氧化物电解质的工作温度在700～900 ℃时，O2－可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应产
物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是( )
A．电池内的O2－由电极乙移向电极甲
B．电池总反应为N2H4＋2O2===2NO＋2H2O
C．当电极甲上有1 mol N2H4消耗时，电极乙上有22.4 L O2参与反应
D．电池外电路的电子由电极乙移向电极甲
【变式5-3 】以铜作催化剂的一种铝硫电池如图所示，电池放电时的反应原理为3CuxS＋2Al ＋
14AlCl===3xCu＋8Al2Cl＋3S2－。下列说法错误的是( )
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A．充电时，Al2Cl 被还原
B．放电时，K＋通过阳离子交换膜向Cu/CuxS 电极移动
C．充电时，阳极区的电极反应式为xCu－2xe－＋S2－===CuxS
D．放电时，负极区的电极反应式为Al＋7AlCl－3e－===4Al2Cl
【题型6 隔膜电池】
【例6】一种水性电解液Zn－MnO2离子选择双隔膜电池如图所示[KOH 溶液中，Zn2＋以Zn(OH)存在]。电
池放电时，下列叙述错误的是( )
A.Ⅱ区的K＋通过隔膜向Ⅲ区迁移
B.Ⅰ区的SO 通过隔膜向Ⅱ区迁移
C.MnO2电极反应：MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2＋＋2H2O
D.电池总反应：Zn＋4OH－＋MnO2＋4H＋===Zn(OH)＋Mn2＋＋2H2O
【变式6-1】科学家设计出质子膜H2S 燃料电池，实现了利用H2S 废气资源回收能量并得到单质硫。质子
膜H2S 燃料电池的结构示意图如下图所示。下列说法错误的是( )
A.电极a 为电池的负极
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B.电极b 上发生的电极反应：O2＋4H＋＋4e－===2H2O
C.电路中每通过4 mol 电子，在正极消耗标准状况下44.8 L H2S
D.每17 g H2S 参与反应，有2 mol H＋经质子膜进入正极区
【变式6-2】某Al－MnO 电池原理如图所示，电池总反应的离子方程式为Al＋MnO===AlO＋MnO2，下列
说法正确的是( )
A.电池工作时，K＋向负极区移动
B.Al 电极发生还原反应
C.正极的电极反应式为MnO＋4H＋＋3e－===MnO2＋2H2O
D.理论上电路中每通过1 mol 电子，负极质量减小 9 g
【变式6-3】Li－O2电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来，科学家研究了一
种光照充电Li－O2电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子(e－)和空穴(h＋)，驱动阴极反应(Li＋＋e－
===Li)和阳极反应(Li2O2＋2h＋===2Li＋＋O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是( )
A.充电时，电池的总反应为Li2O2===2Li＋O2
B.充电效率与光照产生的电子和空穴量有关
C.放电时，Li＋从正极穿过离子交换膜向负极迁移
D.放电时，正极发生反应：O2＋2Li＋＋2e－===Li2O2
【题型7 金属的腐蚀】
【例7】如图所示，下列说法错误的是( )
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A．若X 为NaCl 溶液，K 与M 连接，Fe 棒附近溶液pH 最大
B．开关K 未闭合，Fe 棒上B 点生成铁锈最多
C．若X 为H2SO4溶液，K 与N 连接，Fe 棒上的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
D．若X 为H2SO4溶液，K 分别与N、M 连接，Fe 棒腐蚀情况前者慢
【变式7-1】如图两套实验装置，都涉及金属的腐蚀反应，假设其中的金属块和金属丝都是足量的。下列
叙述正确的是( )
A.装置Ⅰ在反应过程中只生成NO2气体
B.装置Ⅱ开始阶段铁丝只发生析氢腐蚀
C.装置Ⅱ在反应过程中能产生氢气
D.装置Ⅰ在反应结束时溶液中的金属阳离子只有Cu2＋
【变式7-2】某同学进行下列实验
操作
现象
取一块打磨过的生铁片，在其表面滴一滴含
酚酞和K3[Fe(CN)6]的食盐水
放置一段时间后，生铁片上出现如图所示
“斑痕”，其边缘为红色，中心区域为蓝
色，在两色环交界处出现铁锈
下列说法不合理的是( )
A.生铁片发生吸氧腐蚀
B.中心区的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
C.边缘处的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D.交界处发生的反应为4Fe2＋＋O2＋10H2O===4Fe(OH)3＋8H＋
【变式7-3】考古发掘出的古代青铜器(含铜、锡等金属)表面经常出现小孔腐蚀，这是一种电化学腐蚀现
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象。小孔腐蚀的过程及铜腐蚀产物(铜锈)的成分如图所示。
已知：2CuCl＋H2O
Cu2O＋2HCl。
下列分析不正确的是( )
A．氧气是正极反应物
B．铜锈的成分与氧气浓度、pH 有关
C．图乙中，Cl－从小孔内向小孔外移动
D．青铜中的锡也会发生电化学腐蚀
【题型8 金属的防护】
【例8】港珠澳大桥设计寿命为120 年，对桥体钢制构件采用了多种防腐措施，下列防腐措施错误的是(
)
A.用导线与石墨相连
B.用导线与电源负极相连
C.钢制构件上焊接锌块
D.表面喷涂分子涂层
【变式8-1】钢铁的防护有多种方法，下列对于图中的方法描述错误的是( )
A.a、b 以导线连接，辅助电极发生氧化反应
B.a、b 以导线连接或以电源连接，辅助电极的材料可能都含有Zn
C.a、b 分别连接直流电源，通电后外电路电子被强制从辅助电极流向钢铁闸门
D.a、b 分别连接直流电源的负极、正极，该方法是牺牲阳极法
【变式8-2】城市地下潮湿的土壤中常埋有纵横交错的管道和输电线路，当有电流泄漏并与金属管道形成
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回路时，就会引起金属管道的腐蚀。原理如图所示，但若电压等条件适宜，钢铁管道也可能减缓腐蚀，此
现象被称为“阳极保护”。下列有关说法不正确的是( )
A.该装置能够将电能转化为化学能
B.管道右端腐蚀比左端快，右端电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
C.如果没有外加电源，潮湿的土壤中的钢铁管道比较容易发生吸氧腐蚀
D.钢铁“阳极保护”的实质是在阳极金属表面形成一层耐腐蚀的钝化膜
【变式8-3】为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3%
NaCl 溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是( )
A．加入AgNO3溶液产生沉淀
B．加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现
C．加入KSCN 溶液无红色出现
D．加入K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀生成
【基础题】
1.（2024 高三·江苏·期中）下列关于金属腐蚀和保护的说法正确的是
A．图甲、乙中钢闸门均为电子输入的一端
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B．图甲、乙中钢闸门上均主要发生反应：2H＋＋2e-=H2↑
C．图甲是外加电流法，图乙是牺牲阳极法
D．图丙中铜板打上铁铆钉后，铜板易被腐蚀
2.（24-25 高三上·广东·期中）尘埃落在平整的铁制品的表面上，水蒸气在尘粒下形成薄水层，尘粒覆盖的
中心部分供氧较少，而在尘粒的边缘有较多的
，实际腐蚀情况如图。下列说法不正确的是
A．空气中含有
、
会加快腐蚀
B．铁制品被腐蚀的最终产物是FeO
C．铁制品的溶解主要发生在尘粒的中部
D．边缘区反应为
3.（23-24 高三上·山西吕梁·期末）下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是
A．汽车底盘喷涂高分子膜，可起到保护作用
B．钢管与电源正极连接，钢管可被保护
C．钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀
D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
4.（24-25 高三上·广东惠州·期中）全世界每年因钢铁锈蚀会造成巨大的损失，为了保护地下的钢铁输水管
所采取的措施如图所示。下列说法不正确的是
A．钢铁发生腐蚀的负极反应为
B．导线与Zn 块连接为牺牲阳极法
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C．导线与Zn 块连接时，电子从Zn 块流向钢铁输水管
D．导线与Cu 块连接也可保护钢铁输水管
5.（23-24 高三上·广东深圳·期末）金属被具有一定导电性的涂层覆盖，当金属构件(车身、桥梁等)的保护
涂层有擦伤或裂缝且在潮湿环境时，金属的腐蚀情况如图所示，下列说法不正确的是
A．缝隙限制了介质的扩散，导致金属被腐蚀穿透
B．金属表面发生反应
C．钢铁被腐蚀时，微粒2 是电子，微粒1 是Fe3+
D．在潮湿的空气中能生成铜锈
6.（24-25 高三上·山东德州·期中）在海水中，金属接缝处氧气浓度比海水低，易形成浓度差而发生缝隙腐
蚀，机理如图所示。下列说法错误的是
A．负极电极反应式
B．金属接缝处溶液pH 增大
C．金属外表面为负极，内表面为正极
D．大量的氯离子进入缝隙
7.（2024·陕西宝鸡·一模）普通锌锰干电池的简图如图所示，它是用锌皮制成的锌筒作电极，中央插一根碳
棒，碳棒顶端加一铜帽。在石墨碳棒周围填满二氧化锰和炭黑的混合物，并用离子可以通过的长纤维纸包
裹作隔膜，隔膜外是用氯化锌、氯化铵和淀粉等调成糊状作电解质溶液。该电池工作时的总反应为
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Zn+2NH +2MnO2=Zn[(NH3)4]2++Mn2O3+H2O。下列关于锌锰干电池的说法中正确的是
A．当该电池电压逐渐下降后，利用电解原理能重新充电复原
B．原电池工作时，电子从负极通过外电路流向正极
C．电池负极反应式为2MnO2+2NH +2e-=Mn2O3+2NH3+H2O
D．外电路中每通过0.1mol 电子，锌的质量理论上减小6.5g
8.（24-25 高三上·河北·期中）下列说法正确的是
A．利用甲装置作电源电解熔融氯化钠，若制得1 mol
，消耗1 mol
B．乙装置中b 极的电极反应式为
C．丙装置中A 溶液中所含溶质为
D．丁装置中若生成0.2 mol
，则消耗的
体积为2.24 L(标准状况)
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9.（2024·河北·模拟预测）某校课外活动小组利用电化学原理降解酸性废水中的
，装置如图所示，下
列说法错误的是
A．Pt 电极的电势比Ag 电极的高
B．Ag 电极反应式为
C．溶液中电子通过质子交换膜由Ag 电极向Pt 电极移动
D．若外电路转移1mol 电子，则右侧溶液质量减少1.8g
10.（2024·安徽·模拟预测）利用沉淀反应：Ag+(aq)+Cl-(aq)＝AgCl(s)设计原电池时(如图)，下列说法不正确
的是
A．负极是金属银电极，电解质溶液为氯化钠溶液
B．正极是金属银电极，电解质溶液为硝酸银溶液
C．负极反应为Ag-e-＝Ag+
D．也可以利用反应：H++OH-＝H2O 设计原电池
【提升题】
11.（23-24 高三上·江西赣州·期末）铁-铬液流电池是一种安全、低成本、长寿命的储能系统，电池的结构
如下图所示。下列说法正确的是
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A．放电时，电极a 发生氧化反应
B．放电时，外电路电子流动的方向是a→b
C．充电时，H+通过质子交换膜从右移向左
D．充电时，电极b 反应为Cr3++e-=Cr2+
12.（24-25 高三上·江西·期中）水系锌-碘电池因其安全性和丰富性而被认为在大规模能源存储应用中具有
实际可行性。最近，阿德莱德大学乔世璋院士团队提出在2mol/LZnSO4电解液中添加咪唑基添加剂，从而
在低电流下提高库仑效率并减少自放电。该电池工作时的装置如图所示，下列叙述错误的是
A．电极电势：a<b
B．放电时，电子由a 极经外电路流向b 极
C．正极上会发生反应：
D．a 极质量净减13g 时，理论上外电路转移0.2mol 电子
13.（24-25 高三上·河北唐山·期中）若将乙烯氧化成乙醛过程设计成如图所示的燃料电池，下列说法不正确
的是
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A．电极b 的电势高于电极a 的电势
B．
的迁移方向：电极a→电极b
C．放电时，若电路中转移4mol
，理论上消耗
2.24L
D．电极a 上反应式为
14.（23-24 高三下·安徽阜阳·期中）
燃料电池的装置如图所示，两电极间用允许
通过的半
透膜隔开。下列说法正确的是
A．电池工作时，
向
电极定向移动
B．放电过程中需补充的物质
为
C．
电极反应式为
D．理论上，反应
将消耗
15.（24-25 高三上·重庆·期中）我国科学家在国际上率先用稻壳制备成高性能的电池级碳材料，该材料是多
孔结构，有吸附作用导电性强。将该材料混合到传统铅酸蓄电池的铅电极中，即得到高性价比的铅碳电
池。下列有关说法正确的是
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A．
比高性能碳活泼，故
作铅碳电池的负极
B．传统铅酸蓄电池放电时的总反应为
C．传统铅酸蓄电池比能最高，对环境友好
D．铅碳电池可有效减缓电池的“负极硫酸盐化”，延长电池使用寿命
16.（22-23 高三上·四川内江·期中）可充电水系Zn-CO2电池用锌和催化剂材料(In/ZnO@C)作两极，电池工
作示意图如下，其中双极膜是由阳膜和阴膜制成的复合膜，在直流电场的作用下，双极膜复合层间的H2O
电离出的H+和OH-可以分别通过双极膜移向两极。下列说法不正确的是
A．放电时，a 极为负极，发生氧化反应
B．放电时，b 极的电极反应为CO2+2H++2e-=HCOOH
C．充电时，若电路中通过0.3mole-，则有0.15molHCOOH 转化为CO2
D．充电时，Zn(OH)4
2-在阳极放电，发生还原反应
17.（23-24 高三上·广东茂名·期末）浓差电池是利用两极半电池中的特定物质的浓度差产生电势的一种电化
学装置。天津大学科研团队用
(phen 为邻菲罗啉，结构如图1，为配体)为活性物质制作的
浓差电池装置如图2 所示(电极a、b 均为惰性电极)，下列说法不正确的是
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A．电极b 为正极
B．放电时，将化学能转化为电能
C．离子交换膜为阴离子交换膜
D．负极反应为
18.（24-25 高三上·山西吕梁·期中）
双极膜电池实现了对
的高效利用，其原理如图所示。已
知：在直流电作用下，双极膜能够将水离解为氢离子
和氢氧根离子
，这两类离子分别向相反方
向迁移。下列说法错误的是
A．多孔Pd 纳米片电极的电势比Zn 电极的电势高
B．Zn 电极每减少65g，理论上双极膜产生1mol
和1mol
C．图中的a、b 分别表示的离子是
、
D．Zn 电极反应式为
19.（23-24 高三上·湖南娄底·期中）以天然气燃料电池(熔融
为电解质)为电源，采用电化学方法制备
有机物，模拟装置如图所示。a 极、b 极为惰性电极，双极膜中水会解离出
和
并向两极迁移。下列
叙述正确的是
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A．每生成
，双极膜中有
向a 极迁移
B．b 极反应式为
C．在燃料电池的正极上充入空气并补充
D．消耗
(标准状况)时理论上可以制备
20.（2024·湖南永州·一模）在工业中电化学处理有机废水是一种高效绿色的氧化技术，可用于海水的淡
化，其原理示意图如下。下列说法正确的是
A．X 为阳离子交换膜
B．一段时间后，b 极附近
降低
C．a 极反应式为
D．当电路通过
电子时，正极区质量增加
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