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1、递进式进阶18原电池 化学电源“递进式”进阶（step by step）：感知高考核心知识变式再现深度理解真题回访感知高考12020新课标一种高性能的碱性硼化钒（VB2）空气电池如下图所示，其中在VB2电极发生反应：该电池工作时，下列说法错误的是A负载通过0.04 mol电子时，有0.224 L（标准状况）O2参与反应B正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高C电池总反应为D电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极【答案】B【解析】正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-,因此正极区的pH升高，由负极的电极反应式可知，反应消耗OH-，溶液的pH降低，即负极区溶液
2、的pH降低，故B不正确。2. 2020山东（新高考）10微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水(以含 CH3COO-的溶液为例)。下列说法错误的是A. 负极反应为 B. 隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜C. 当电路中转移1mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5gD. 电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2:1【答案】B【解析】Aa极为负极，CH3COO失电子被氧化成CO2和H+，结合电荷守恒可得电极反应式为CH3COO+2H2O-8e=2CO2+7H
3、+，故A正确；B为了实现海水的淡化，模拟海水中的氯离子需要移向负极，即a极，则隔膜1为阴离子交换膜，钠离子需要移向正极，即b极，则隔膜2为阳离子交换膜，故B错误；C当电路中转移1mol电子时，根据电荷守恒可知，海水中会有1molCl移向负极，同时有1molNa+移向正极，即除去1molNaCl，质量为58.5g，故C正确；Db极为正极，水溶液为酸性，所以氢离子得电子产生氢气，电极反应式为2H+2e=H2，所以当转移8mol电子时，正极产生4mol气体，根据负极反应式可知负极产生2mol气体，物质的量之比为4:2=2:1，故D正确；故答案为B。核心知识1.实验探究实验步骤解释或说明锌与稀硫酸发生
4、置换反应产生氢气，而铜则不能结论：原电池是将 能转化为 能的装置；原电池的反应本质是 反应。理论上说，任何自发的氧化还原反应都可设计成原电池 ( 正确、不正确 )【答案】1.从左到右从上到下：锌与稀硫酸反应，但氢气在铜片上产生，导线中有电流；锌与稀硫酸反应产生氢气，但导线中无电流；乙醇是非电解质，与锌、铜都不反应；化学 电 氧化还原 正确 。2原电池的构造与工作原理（以锌铜原电池为例）(1)有关的实验现象锌片 ，铜片 ，硫酸铜溶液颜色 ；电流计的指针 ，装置中的能量变化是 。(2)反应原理电极名称负极正极电极材料锌片铜片电极反应Zn2e=Zn2Cu22e=Cu反应类型电子流向由Zn片沿导线流向
5、Cu片盐桥中离子移向盐桥含饱和KCl溶液，K移向 极，Cl移向 极(3)盐桥的组成和作用盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。盐桥的作用：a.连接 （内、外）电路，形成闭合回路；b. ，使原电池不断产生电流。（4）原电池正负极的判断方法根据组成原电池的电极材料判断。一般是活动性较强的金属为_极，活动性较弱的金属或能导电的非金属为_极。从更本质上说，氧化反应发生在 （正、负）极，还原反应发生在 （正、负）极。根据电流方向或电子流动方向判断。电流由_极经外电路流向_极；电子由_极经外电路流向_极。根据电解质溶液离子的移动方向判断。在原电池的电解质溶液内，阳离子移向_极，阴离子移_
6、极。根据两极发生的变化来判断。原电池的_ 极失电子发生氧化反应，其_极得电子发生还原反应。根据现象判断。一般情况下，溶解的一极为_极，增重或有气体逸出的一极为_极。【答案】 (1) 溶解，加厚变亮，变浅；发生偏转，化学能转化为电能。(2)反应原理 氧化反应 还原反应； 正 负 (3) 内；平衡电荷。（4）负正负正 正负负正正负负正负正3.常见化学电源及工作原理（1）一次电池：只能使用一次，不能充电复原继续使用碱性锌锰干电池电池组成：锌、碳棒、二氧化锰、氢氧化钾特点：用途广泛正极反应：2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH；负极反应： ；总反应：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH
7、)2。钮扣式锌银电池电解质是 ；正极材料： 。负极反应： ；正极反应：Ag2OH2O2e=2Ag2OH；总反应：ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag。锂电池LiSOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为8Li3SOCl2=6LiClLi2SO32S。负极材料为_，电极反应为_。正极的电极反应为_。【答案】Zn2OH2e=Zn(OH)2；KOH； Ag2O。Zn2OH2e=Zn(OH)2；锂 8Li8e=8Li 3SOCl28e=2SSO6Cl（2）二次电池：放电后能充电复原继续使用铅蓄电池电池组成：铅、二氧化铅、硫酸
8、特点：广泛用于机动车辆铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是 ，正极材料是 。 放电时的反应负极反应： ；正极反应： 。 充电时的反应阴极反应：PbSO42e=PbSO；阳极反应： ；总反应：PbO2Pb2H2SO42PbSO42H2O。【答案】Pb， PbO2。 PbSO2e=PbSO4；PbO24HSO2e=PbSO42H2O。 PbSO42H2O2e=PbO24HSO；（3）“高效、环境友好”的燃料电池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。种类酸性碱性负极反应式2H24e=4H2H24OH4e=4H2O正极反应式O24e4H=2H2OO22H2O4e=4OH电池总反应
9、式2H2O2=2H2O备注燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用解答燃料电池题目的思维模型氢氧燃料电池在四种常见介质中的电极反应总结负极正极【易混易错】以甲烷燃料电池为例来分析不同的环境下电极反应式的书写。(1)酸性介质(如H2SO4)负极：_；正极：_；总反应式：_。(2)碱性介质(如KOH)负极：_；正极：_；总反应式：_。(3)固体电解质(高温下能传导O2)负极：_；正极：_；总反应式：_。(4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3环境下)负极：_；正极：_；总反应式：_。【答案】(1)CH48e2H2O=CO28H； 2O28e8H=4H2O； CH42O2=CO22H2O(2
10、)CH48e10OH=CO7H2O； 2O28e4H2O=8OH； CH42O22OH=CO3H2O(3)CH48e4O2=CO22H2O； 2O28e=4O2； CH42O2=CO22H2O(4)CH48e4CO=5CO22H2O； 2O28e4CO2=4CO； CH42O2=CO22H2O【易混易错辨析】判断正误，正确的打“”，错误的打“” (1)铅蓄电池放电时，正极与负极质量均增加()(2)手机、电脑中使用的锂电池属于一次电池 ()(3)若使反应Fe2Fe3=3Fe2以原电池方式进行，可用锌铁作电极材料()(4)碱性锌锰干电池是一次电池，其中MnO2是催化剂，可使锌锰干电池的比能量高、可
11、储存时间长()(5)燃料电池工作时燃料在电池中燃烧，然后热能转化为电能()(6)氢氧燃料电池在碱性电解质溶液中负极反应为2H24e=4H()【答案】(1)(2)(3)(4)(5)(6)变式再现1某课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置如图所示。下列说法错误的是()A铜片表面有气泡生成B装置中存在“化学能电能光能”的转换C如果将硫酸换成柠檬汁，导线中不会有电子流动D如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变【答案】C【解析】铜锌原电池中，Cu作正极，溶液中的氢离子在正极上得电子生成氢气，所以Cu片上有气泡生成，故A项正确；原电池中化学能转化为电能，LED灯发光时，电能转化为光能，故B项正
12、确；柠檬汁显酸性，也能作电解质溶液，所以将硫酸换成柠檬汁，仍然构成原电池，导线中有电子流动，故C项错误；Cu的金属活动性比Zn、Fe都弱，Cu作正极，所以电路中的电流方向不变，仍然由Cu经导线流向负极，故D项正确。2分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是()A中Mg作负极，中Fe作负极B中Mg作正极，电极反应式为6H2O6e=6OH3H2C中Fe作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2D中Cu作正极，电极反应式为2H2e=H2【答案】B【解析】中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应失去电子，故Al作负极；中Fe在浓硝酸中钝化，Cu和浓HNO3反应失去电子作负极，A、C两项均
13、错误；中电池的总反应为2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，负极反应式为2Al8OH6e=2AlO4H2O，二者相减得到正极反应式为6H2O6e=6OH3H2，B项正确；中Cu是正极，电极反应式为O22H2O4e=4OH，D项错误。3如图所示装置是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量监测与控制的功能。下列有关说法正确的是()A电流由呼气所在的铂电极流出BH透过质子交换膜移向氧气所在的铂电极C电路中流过2 mol电子时，消耗11.2 L O2D该电池的负极反应式为CH3CH2OH3H2O12e=2CO212H【答案】B【解析】根据图示，通入氧气的铂电极为正极，呼气所在的铂电极为
14、负极。电流由氧气所在的铂电极流出，A项错误；阳离子移向正极，H透过质子交换膜移向氧气所在的铂电极，B项正确；电路中流过2 mol电子时，消耗标准状况下11.2 L O2，C项错误；根据图示，该电池的负极生成乙酸，电极反应式为CH3CH2OHH2O4e=CH3COOH4H，D项错误。4一种新型可逆电池的工作原理如图所示。放电时总反应为：Al3Cn(AlCl4)4AlCl4Al2Cl3Cn(Cn表示石墨)。下列说法中正确的是()A放电时负极反应为2Al6e7Cl=Al2ClB放电时AlCl移向正极C充电时阳极反应为AlCleCn=Cn(AlCl4)D电路中每转移3 mol电子，最多有1 mol C
15、n(AlCl4)被还原【答案】C【解析】熔融盐中Cl是以AlCl形式存在，放电时负极反应式为Al3e7AlCl=4Al2Cl，A项错误；放电时，AlCl向负极移动，B项错误；充电时石墨电极与电源的正极相连，石墨电极为阳极发生氧化反应生成Cn(AlCl4)：AlClCne=Cn(AlCl4)，C项正确；放电时，石墨电极为正极，发生反应Cn(AlCl4)e=AlClCn，则电路中通过3 mol电子，最多有3 molCn(AlCl4)被还原，D项错误。5某同学将反应2Fe32I=2Fe2I2设计成下图所示的原电池：实验步骤及现象如下：闭合开关，指针发生偏转，随后电流计读数逐渐变小，当读数变为零时，打
16、开开关；取少许甲烧杯中溶液，滴入34滴淀粉溶液，溶液显蓝色；取少许乙烧杯中溶液，滴入34滴KSCN溶液，溶液显血红色；向乙烧杯中加入少量FeCl2固体，再次闭合开关，指针向左偏转(最后读数变为零)。【查阅资料】灵敏电流计指针总是偏向电源正极；原电池中存在内阻，会影响反应进程。请回答：(1)步骤中，开始时指针向_(填“左”或“右”)偏转，甲烧杯中发生的电极反应式_。(2)经步骤后，乙烧杯溶液中新增金属阳离子_(填离子符号)。(3)步骤中指针向左偏转，乙烧杯中发生的电极反应式_。(4)要证明2Fe32I2Fe2I2 为可逆反应，你认为上述实验步骤不必做的是_(填序号)。【答案】(1)右2I2e=I
17、2(2)Fe2、K(3)Fe2 e=Fe3(4)【解析】(1)根据总反应2Fe32I=2Fe2I2，甲烧杯中石墨为负极，图中灵敏电流计的指针向右偏转，甲中石墨电极上的电极反应式为2I2e=I2；(2)经步骤后，乙烧杯中发生还原反应生成亚铁离子，同时盐桥中钾离子移向乙烧杯，乙烧杯溶液中新增金属阳离子有Fe2、K；(3)步骤中指针向左偏转，说明甲烧杯中石墨为正极，乙烧杯中发生氧化反应，电极反应式为Fe2 e=Fe3；(4)根据上述实验，可以证明存在反应2Fe32I2Fe2I2，根据实验，可以证明存在反应2Fe2I22Fe32I，说明反应2Fe32I2Fe2I2为可逆反应，实验步骤和不必做。6人们应
18、用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。以下每小题中的电池广泛应用于日常生活、生产和科学技术等方面，请根据题中提供的信息填空。(1)蓄电池在放电时起原电池作用，在充电时起电解池的作用。铅蓄电池在放电时发生的电池反应式为：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。负极反应式为_，反应一段时间后负极的质量_(填“增加”“减少”或“不变”)。(2)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图是甲烷燃料电池原理示意图，该电池的负电极反应式是：_；正极电极反应式为_ _。(3)将铝片和铜片用导线相连，分别插入浓硝酸中(a组)和插入烧碱溶液中(b组)，都形成了原电池，在a组原电池中，负极材料为
19、_；写出b组插入烧碱溶液中形成原电池的负极反应式：_。【答案】(1)PbSO2e=PbSO4增加(2)CH410OH8e=CO7H2O4H2O2O28e=8OH(3)CuAl4OH3e=AlO2H2O【解析】(1)因为原电池的负极发生氧化反应，分析原电池反应PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O可知，铅元素化合价由0价(Pb)升高到2价(PbSO4)，发生氧化反应，所以负极电极反应式：Pb2eSO=PbSO4，因为PbSO4难溶于水，生成的PbSO4在负极板上析出，负极质量增加。(2)由甲烷燃料电池原理示意图可知，CH4通入的一极产生了CO，碳元素的化合价由4价升高到4价，发生氧化反应
20、，即CH4通入的一极是负极，考虑到电解质溶液是强碱溶液，再根据电荷守恒和原子守恒可写出负极反应式为：CH48e10OH=CO7H2O。正极是O2通入的一极，正极电极反应式为：2O28e4H2O=8OH。(3)常温下浓硝酸能使铝的表面形成致密的氧化物薄膜，阻止了浓硝酸继续氧化铝，将铝片和铜片插入浓硝酸中，铝变得稳定，而铜能被浓硝酸持续氧化，所以铜为负极；常温下铝与烧碱溶液反应：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，该反应中铝被氧化，所以铝为负极，负极反应式为：Al3e4OH=AlO2H2O。深度理解1钠氯化镍电池以 Al2O3(Al2O3xNa2O)作为固体电解质构成的一种新型电池(2
21、NaNiCl2Ni2NaCl)，其结构如图所示。下列关于该电池的叙述错误的是()A放电时NaCl在熔融电解质中生成B充电时阴极反应：Nae=NaC氯离子通过Al2O3(s)在两电极间移动D如果电池过度放电，AlCl可能被还原【答案】C【解析】阴极发生还原反应，充电时阴极反应：Na e =Na，故B正确；如果电池过度放电， AlCl可能被还原为Al，故D正确。2我国研究锂硫电池获得突破，电池的总反应是16LiS88Li2S，充放电曲线如图所示，下列说法不正确的是()A充电时，电能转化为化学能B放电时，锂离子向正极移动C放电时，1 mol Li2S6转化为Li2S4得到2 mol eD充电时，阳极
22、总电极反应式是8S216e=S8【答案】C【解析】充电时，是电解池，电能转化为化学能，故A正确；放电时，是原电池，在原电池中，阳离子向正极移动，因此锂离子向正极移动，故B正确；根据图示，放电时，1 mol Li2S6转化为Li2S4的反应为2Li2S62Li=3Li2S4，反应中2 mol Li2S6得到2 mol e，即1 mol Li2S6得到1 mol e，故C错误；根据16LiS88Li2S，充电时，阳极总电极反应式是8S2 16e=S8，故D正确。3科学家研发出一种新型水溶液锂电池，采用复合膜包裹的金属锂作负极，锰酸锂(LiMn2O4)作正极，以0.5 molL1Li2SO4 水溶液
23、作电解质溶液。电池充、放电时，LiMn2O4与Li2Mn2O4可以相互转化。下列有关该电池的说法正确的是()A该电池放电时，溶液中的SO向电极b移动B该电池负极的电极反应式为：2Li2H2O=2LiOHH2C电池充电时，外加直流电源的正极与电极a相连D电池充电时，阳极的电极反应式为：Li2Mn2O4e=LiMn2O4 Li【答案】D【解析】根据图示可知，电极a为金属Li作负极，电极b为正极，所以电池放电时，溶液中的SO向电极a移动，故A错误；该电池负极的电极反应式为Lie=Li，故B错误；在给电池充电时，遵循正接正、负接负的原则，所以外加直流电源的正极与该电池的电极b相连，故C错误；根据放电、
24、充电时电子转移的规律可知，充电时的阳极反应式为放电时正极反应的逆反应，即Li2Mn2O4e=LiMn2O4 Li，故D正确。4中国是一个严重缺水的国家，污水治理越来越引起人们重视，可以通过膜电池除去废水中的乙酸钠和对氯苯酚，其原理如图所示，下列说法不正确的是()A电流方向从A极沿导线经小灯泡流向B极BB极为电池的阳极，电极反应式为CH3COO8e4H2O=2HCO9HC当外电路中有0.2 mol e转移时，通过质子交换膜的H的个数为0.2NADA极的电极反应式为H2e=Cl【答案】B【解析】原电池工作时，电流从正极经导线流向负极，即电流方向从A极沿导线经小灯泡流向B极，故A正确；B极为电池的负
25、极，失去电子，发生氧化反应，电极反应式为CH3COO8e4H2O=2HCO9H，B极不是阳极，故B错误；根据电子守恒可知，当外电路中有0.2 mol e转移时，通过质子交换膜的H的个数为0.2NA，故C正确；A为正极，得到电子，发生还原反应，正极有氢离子参与反应，电极反应式为2eH=Cl，故D正确。5我国科技工作者首次提出一种新型的Li电池，该电池正极为含有I、Li的水溶液，负极为固态有机聚合物，电解质溶液为LiNO3溶液，聚合物离子交换膜作为隔膜将液态正极和固态负极隔开，其工作原理如图所示。下列有关判断正确的是()A甲是原电池工作原理图，乙是电池充电原理图B放电时，液态电解质溶液的颜色加深C
26、充电时，Li穿过隔膜从右侧移向左侧D放电时，负极反应式为【答案】D【解析】“负极为固态有机聚合物”，即固态有机聚合物在负极失电子，电极反应式为，故乙是原电池工作原理图，A错误、D正确；放电时，正极电极反应式为I2e=3I，I被还原为I，液态电解质溶液颜色变浅，B错误；充电过程为电解过程，阳离子从阳极移向阴极，即甲中Li从左侧移向右侧，C错误。6(1)SO2、CO、CO2、NOx是对环境影响较大的几种气体，对它们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径。利用电化学原理将CO、SO2转化为重要化工原料， 装置如图所示。 若A为CO，B为H2，C为CH3OH，则通入CO一极的电极反应式为_。A为
27、SO2，B为O2，C为H2SO4，则负极反应式为_。若A为NO2，B为O2，C为HNO3，负极的电极反应式为_。(2)下图所示的原电池装置中，负极材料是_。正极上能够观察到的现象是_。负极的电极反应式是_。原电池工作一段时间后，若消耗负极5.4 g ，则放出气体_mol。(3)利用反应CuFe2(SO4)3=2FeSO4CuSO4设计一个原电池。在下面方格内画出实验装置图。指出正极材料可以为_，该电极上发生的电极反应为_。【答案】(1)CO4e4H=CH3OH SO22H2O2e=SO4H NO2eH2O=NO2H(2)Al有气体生成Al3e4OH=AlO2H2O0.3(3)C(Ag等)Fe3
28、e=Fe2【解析】(1)燃料电池中，通入氧化剂的电极是正极、通入还原剂的电极是负极，该反应中C元素化合价由2价变为2价、H元素化合价由0价变为1价，所以CO是氧化剂，则通入CO的电极为正极，电极反应式为CO4e4H=CH3OH。若A为SO2，B为O2，C为H2SO4，负极上二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，电极反应式为SO22H2O2e=SO4H。若A为NO2，B为O2，C为HNO3，则负极上二氧化氮失电子生成硝酸根离子和氢离子，电极反应式为NO2eH2O=NO2H。(2)只有自发进行的氧化还原反应才可以设计成原电池，此装置自发进行的氧化还原反应为2Al2NaOH2H2O=2NaA
29、lO23H2，因此负极反应为2Al6e8OH=2AlO4H2O，正极反应为6H2O6e=6OH3H2；根据总方程式可知2Al3H2，消耗负极5.4 g ，则放出气体 mol0.3 mol。(3)根据反应“Cu Fe2(SO4)3=2FeSO4CuSO4”可知，反应中Cu被氧化，应为原电池负极，正极应为活泼性比Cu弱的金属或非金属材料，Fe3在正极得到电子而被还原，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液，以此画出实验装置图。正极应为活泼性比Cu弱的金属或非金属材料；根据CuFe2(SO4)3=2FeSO4CuSO4可知：电极反应式：负极Cu2e=Cu2，正极2Fe32e=2Fe2。真题回访1. 20
30、20天津熔融钠-硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为2Na+xSNa2Sx (x=53，难溶于熔融硫)，下列说法错误的是A. Na2S4的电子式为B. 放电时正极反应为C. Na和Na2Sx分别为电池的负极和正极D. 该电池是以为隔膜的二次电池【答案】C【解析】ANa2S4属于离子化合物，4个硫原子间形成三对共用电子对，电子式为，故A正确；B放电时发生是原电池反应，正极发生还原反应，电极反应为：，故B正确；C放电时，Na为电池的负极，正极为硫单质，故C错误；D放电时，该电池是以钠作负极，硫作正极的原电池，充电时，是电解池，为隔膜，起到电解质溶液的作用，该电池为二次电池，
31、故D正确；22019新课标利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。下列说法错误的是A相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能 B阴极区，在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+2H+2MV+ C正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3D电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动【答案】B【解析】A项、相比现有工业合成氨，该方法选用酶作催化剂，条件温和，同时利用MV+和MV2+的相互转化，化学能转化为电能，故可提供电能，故A正确；B项、左室为负极区，MV+在负极失电子发生氧化反应生成MV2+，电极反应式为MV
32、+e= MV2+，放电生成的MV2+在氢化酶的作用下与H2反应生成H+和MV+，反应的方程式为H2+2MV2+=2H+2MV+，故B错误；C项、右室为正极区，MV2+在正极得电子发生还原反应生成MV+，电极反应式为MV2+e= MV+，放电生成的MV+与N2在固氮酶的作用下反应生成NH3和MV2+，故C正确；D项、电池工作时，氢离子（即质子）通过交换膜由负极向正极移动，故D正确。故选B。3. 2020江苏将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在题图所示的情境中，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
33、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】A.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，故A错误；B.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，故B错误；C.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，故C正确；D.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，故D错误；42019江苏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。
34、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Fe3eFe3+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【答案】C【解析】A.在铁的电化学腐蚀中，铁单质失去电子转化为二价铁离子，即负极反应为：Fe2e=Fe2+，故A错误；B.铁的腐蚀过程中化学能除了转化为电能，还有一部分转化为热能，故B错误；C.活性炭与铁混合，在氯化钠溶液中构成了许多微小的原电池，加速了铁的腐蚀，故C正确；D.以水代替氯化钠溶液，水也呈中性，铁在中性或碱性条件下易发生吸氧腐蚀，故D错误；5. 2020新课标节选为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装
35、置进行实验。 (1)电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应，并且电迁移率(u)应尽可能地相近。根据下表数据，盐桥中应选择_作为电解质。阳离子u108/(m2s1V1)阴离子u108/(m2s1V1)Li+4.074.61Na+5.197.40Ca2+6.59Cl7.91K+7.628.27(2)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入_电极溶液中。(3)电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c(Fe2+)增加了0.02 molL1。石墨电极上未见Fe析出。可知，石墨电极溶液中c(Fe2+)=_。(4)根据(3)、(4)实验结果，可知
36、石墨电极的电极反应式为_，铁电极的电极反应式为_。因此，验证了Fe2+氧化性小于_，还原性小于_。(5)实验前需要对铁电极表面活化。在FeSO4溶液中加入几滴Fe2(SO4)3溶液，将铁电极浸泡一段时间，铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是_。【答案】 (1) KCl (2). 石墨 (3). 0.09mol/L (4). Fe3+e-=Fe2+ Fe-2e-=Fe2+ Fe3+ Fe (5). 取活化后溶液少许于试管中，加入KSCN溶液，若溶液不出现血红色，说明活化反应完成【解析】(1) Fe2+、Fe3+能与反应，Ca2+能与反应，FeSO4、Fe2(SO4)3都属于强酸弱碱盐，
37、水溶液呈酸性，酸性条件下能与Fe2+反应，根据题意“盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应”，盐桥中阴离子不可以选择、，阳离子不可以选择Ca2+，另盐桥中阴、阳离子的迁移率（u）应尽可能地相近，根据表中数据，盐桥中应选择KCl作为电解质，故答案为：KCl。(2)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极，则铁电极为负极，石墨电极为正极，盐桥中阳离子向正极移动，则盐桥中的阳离子进入石墨电极溶液中，故答案为：石墨。(3)根据(2)的分析，铁电极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，石墨电极上未见Fe析出，石墨电极的电极反应式为Fe3+e-=Fe2+，电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c（Fe2+）
38、增加了0.02mol/L，根据得失电子守恒，石墨电极溶液中c（Fe2+）增加0.04mol/L，石墨电极溶液中c（Fe2+）=0.05mol/L+0.04mol/L=0.09mol/L，故答案为：0.09mol/L。(4)根据(2)、(3)实验结果，可知石墨电极的电极反应式为Fe3+e-=Fe2+，铁电极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+；电池总反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+，根据同一反应中，氧化剂的氧化性强于氧化产物、还原剂的还原性强于还原产物，则验证了Fe2+氧化性小于Fe3+，还原性小于Fe，故答案为：Fe3+e-=Fe2+ ，Fe-2e-=Fe2+ ，Fe3+，Fe。(5)在Fe
39、SO4溶液中加入几滴Fe2(SO4)3溶液，将铁电极浸泡一段时间，铁电极表面被刻蚀活化，发生的反应为Fe+ Fe2(SO4)3=3FeSO4，要检验活化反应完成，只要检验溶液中不含Fe3+即可，检验活化反应完成的方法是：取活化后溶液少许于试管中，加入KSCN溶液，若溶液不出现血红色，说明活化反应完成，故答案为：取活化后溶液少许于试管中，加入KSCN溶液，若溶液不变红，说明活化反应完成6. 2020江苏节选CO2/ HCOOH循环在氢能的贮存/释放、燃料电池等方面具有重要应用。HCOOH燃料电池。研究 HCOOH燃料电池性能的装置如图-2所示，两电极区间用允许K+、H+通过的半透膜隔开。电池负极电极反应式为_；放电过程中需补充的物质A为_(填化学式)。图-2所示的 HCOOH燃料电池放电的本质是通过 HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能，其反应的离子方程式为_。【答案】 H2SO4 或 【解析】左侧为负极，碱性环境中HCOO失电子被氧化为，根据电荷守恒和元素守恒可得电极反应式为HCOO+2OH2e