通用版学年高考化学二轮复习选择题命题区间4电化学讲义14.docx
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通用版学年高考化学二轮复习选择题命题区间4电化学讲义14
选择题命题区间4——电化学
1．（2017·全国卷Ⅰ）支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。
下列有关表述不正确的是（ ）
A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零
B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩
C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流
D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整
解析：
选C 依题意，钢管桩为阴极，电子流向阴极，阴极被保护，钢管桩表面腐蚀电流是指铁失去电子形成的电流，接近于0，铁不容易失去电子，A项正确；阳极上发生氧化反应，失去电子，电子经外电路流向阴极，B项正确；高硅铸铁作阳极，阳极上发生氧化反应，阳极上主要是海水中的水被氧化生成氧气，惰性辅助阳极不被损耗，C项错误；根据海水对钢管桩的腐蚀情况，增大或减小电流强度，D项正确。
2．（2017·全国卷Ⅱ）用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4H2C2O4混合溶液。
下列叙述错误的是（ ）
A．待加工铝质工件为阳极
B．可选用不锈钢网作为阴极
C．阴极的电极反应式为Al3＋＋3e－===Al
D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动
解析：
选C 利用电解氧化法在铝制品表面形成致密的Al2O3薄膜，即待加工铝质工件作阳极，A项正确；阴极与电源负极相连，对阴极电极材料没有特殊要求，可选用不锈钢网等，B项正确；电解质溶液呈酸性，阴极上应是H＋放电，阴极发生的电极反应为2H＋＋2e－
===H2↑，C项错误；在电解过程中，电解池中的阴离子向阳极移动，D项正确。
3.（2016·全国卷Ⅰ）三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na＋和SO
可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。
下列叙述正确的是（ ）
A．通电后中间隔室的SO
向正极迁移，正极区溶液pH增大
B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品
C．负极反应为2H2O－4e－===O2＋4H＋，负极区溶液pH降低
D．当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.5mol的O2生成
解析：
选B A项正极区发生的反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，由于生成H＋，正极区溶液中阳离子增多，故中间隔室的SO
向正极迁移，正极区溶液的pH减小。
B项负极区发生的反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴离子增多，中间隔室的Na＋向负极迁移，故负极区产生NaOH，正极区产生H2SO4。
C项由B项分析可知，负极区产生OH－，负极区溶液的pH升高。
D项正极区发生的反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，当电路中通过1mol电子的电量时，生成0.25molO2。
4．（2016·全国卷Ⅱ）MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。
下列叙述错误的是（ ）
A．负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋
B．正极反应式为Ag＋＋e－===Ag
C．电池放电时Cl－由正极向负极迁移
D．负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg（OH）2＋H2↑
解析：
选B MgAgCl电池的电极反应：
负极Mg－2e－===Mg2＋，正极2AgCl＋2e－===2Ag＋2Cl－，A项正确，B项错误。
在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，C项正确。
Mg是活泼金属，能和H2O发生反应生成Mg（OH）2和H2，D项正确。
5．（2015·全国卷Ⅰ）微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。
下列有关微生物电池的说法错误的是（ ）
A．正极反应中有CO2生成
B．微生物促进了反应中电子的转移
C．质子通过交换膜从负极区移向正极区
D．电池总反应为C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O
解析：
选A 图示所给出的是原电池装置。
A.有氧气反应的一极为正极，发生还原反应，因为有质子通过，故正极电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，C6H12O6在微生物的作用下发生氧化反应，电极反应式为C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2＋24H＋，负极上有CO2产生，故A不正确。
B.微生物电池是指在微生物作用下将化学能转化为电能的装置，所以微生物促进了反应中电子的转移，故B正确。
C.质子是阳离子，阳离子由负极区移向正极区，故C正确。
D.正极的电极反应式为6O2＋24e－＋24H＋===12H2O，负极的电极反应式为C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2＋24H＋，两式相加得电池总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，故D正确。
6.（2014·全国卷Ⅱ）2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。
下列叙述错误的是（ ）
A．a为电池的正极
B．电池充电反应为LiMn2O4===Li1－xMn2O4＋xLi
C．放电时，a极锂的化合价发生变化
D．放电时，溶液中Li＋从b向a迁移
解析：
选C 图示所给出的是原电池装置。
A.由图示分析，金属锂易失电子，由原电池原理可知，含有锂的一端为原电池的负极，即b为负极，a为正极，故正确。
B.电池充电时为电解池，反应式为原电池反应的逆反应，故正确。
C.放电时，a极为原电池的正极，发生还原反应的是Mn元素，锂元素的化合价没有变化，故不正确。
D.放电时为原电池，锂离子为阳离子，应向正极（a极）迁移，故正确。
7．（2017·海南高考）一种电化学制备NH3的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H＋。
下列叙述错误的是（ ）
A．Pd电极b为阴极
B．阴极的反应式为N2＋6H＋＋6e－===2NH3
C．H＋由阳极向阴极迁移
D．陶瓷可以隔离N2和H2
解析：
选A 此装置为电解池，总反应式是N2＋3H2===2NH3，Pd电极b上是氢气发生氧化反应，即氢气失去电子化合价升高，Pd电极b为阳极，故A说法错误；根据A选项分析，Pd电极a为阴极，反应式为N2＋6H＋＋6e－===2NH3，故B说法正确；根据电解池的原理，阳离子在阴极上放电，即有阳极移向阴极，故C说法正确；根据装置图，陶瓷可以隔离N2和H2，故D说法正确。
电化学是高考每年必考内容，主要题型是选择题，有时也会在非选择题中出现（如2015·全国卷ⅡT26、2014·全国卷ⅠT27），命制的角度有电极反应式的正误判断与书写，电池反应式的书写，正负极的判断，电池充、放电时离子移动方向的判断，电极附近离子浓度的变化，电解的应用与计算，金属的腐蚀与防护等。
同时通过陌生化学电源的装置图，考查学生接受、吸收、整合化学信息的能力，也体现了对“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养考查。
1．原电池中正负极的判断
依据
正负极判断
依据构成原电池两极的电极材料判断
一般是较活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极
依据原电池两极发生的变化判断
原电池的负极发生氧化反应；正极发生还原反应
依据电子流动方向或电流方向判断
电子由负极流向正极；电流由正极流向负极
依据原电池电解质溶液中离子的移动方向判断
阳离子向正极移动，阴离子向负极移动
依据原电池盐桥中离子的移动方向判断
阳离子向正极移动，阴离子向负极移动
2．电解池中阴阳极的判断
依据
阴阳极判断
根据所连接的外加电源判断
与直流电源正极相连的为阳极，与直流电源负极相连的为阴极
根据电子流动方向判断
电子从电源负极流向阴极，从阳极流向电源正极
根据电解池电解质溶液中离子的移动方向判断
阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动
根据电解池两极产物判断
一般情况下：
①阴极上的现象是析出金属（质量增加）或有无色气体（H2）放出；
②阳极上的现象是有非金属单质生成，呈气态的有Cl2、O2或电极质量减小（活性电极作阳极）
3．电解池的电极反应及其放电顺序
（1）阳离子在阴极上的放电顺序：
Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞……
（2）阴离子在阳极上的放电顺序：
S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞……
4．电解的四大类型及规律
类型
电极反应特点
实例
电解物质
电解液浓度
pH
电解液复原方法
电解水型
阴极：
4H＋＋4e－===2H2↑
阳极：
4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
NaOH
H2O
增大
增大
加H2O
H2SO4
减小
Na2SO4
不变
电解电解质型
电解质的阴、阳离子分别在两极放电
HCl
电解质
减小
增大
通入HCl气体
CuCl2
—
加CuCl2
放H2生碱型
阴极：
放H2生成碱
阳极：
电解质阴离子放电
NaCl
电解质和水
生成新电解质
增大
通入HCl气体
放O2生酸型
阴极：
电解质阳离子放电阳极：
放O2生成酸
CuSO4
减小
加CuO
5．金属腐蚀与防护的方法
（1）金属腐蚀快慢程度的判断方法
（2）金属电化学保护的两种方法
1．新型电池的电极反应式
锌银电池
总反应：
Ag2O＋Zn＋H2O
2Ag＋Zn（OH）2
正极：
Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－
负极：
Zn＋2OH－－2e－===Zn（OH）2
镍铁电池
总反应：
NiO2＋Fe＋2H2O
Fe（OH）2＋Ni（OH）2
正极：
NiO2＋2e－＋2H2O===Ni（OH）2＋2OH－
负极：
Fe－2e－＋2OH－===Fe（OH）2
高铁电池
总反应：
3Zn＋2K2FeO4＋8H2O
3Zn（OH）2＋2Fe（OH）3＋4KOH
正极：
FeO
＋3e－＋4H2O===Fe（OH）3＋5OH－
负极：
Zn－2e－＋2OH－===Zn（OH）2
镍镉电池
总反应：
Cd＋2NiOOH＋2H2O
Cd（OH）2＋2Ni（OH）2
正极：
NiOOH＋H2O＋e－===Ni（OH）2＋OH－
负极：
Cd－2e－＋2OH－===Cd（OH）2
MgH2O2电池
总反应：
H2O2＋2H＋＋Mg===Mg2＋＋2H2O
正极：
H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O
负极：
Mg－2e－===Mg2＋
MgAgCl电池
总反应：
Mg＋2AgCl===2Ag＋MgCl2
正极：
2AgCl＋2e－===2Ag＋2Cl－
负极：
Mg－2e－===Mg2＋
钠硫电池
总反应：
2Na＋xS===Na2Sx
正极：
xS＋2e－===S
负极：
2Na－2e－===2Na＋
全钒液流电池
总反应：
VO
＋2H＋＋V2＋
V3＋＋VO2＋＋H2O
正极：
VO
＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O
负极：
V2＋－e－===V3＋
锂 铜电池
总反应：
2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－
正极：
Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－
负极：
Li－e－===Li＋
锂离子电池
总反应：
Li1－xCoO2＋LixC6
LiCoO2＋C6（x＜1）
正极：
Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2
负极：
LixC6－xe－===xLi＋＋C6
[归纳点拨]
新型化学电源中电极反应式的书写方法
（1）书写步骤
（2）不同介质在电极反应式中的“去留”
中性溶液
反应物若是H＋得电子或OH－失电子，则H＋或OH－均来自于水的电离
酸性溶液
反应物或生成物中均没有OH－
碱性溶液
反应物或生成物中均没有H＋
水溶液
不能出现O2－
2．燃料电池的电极反应式（以CH3OH为例）
电池类型
导电介质
反应式
酸性燃料电池
H＋
总反应：
2CH3OH＋3O2===2CO2↑＋4H2O
正极：
O2＋4e－＋4H＋===2H2O
负极：
CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋
碱性燃料电池
OH－
总反应：
2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO
＋6H2O
正极：
O2＋4e－＋2H2O===4OH－
负极：
CH3OH－6e－＋8OH－===CO
＋6H2O
熔融碳酸盐燃料电池
CO
总反应：
2CH3OH＋3O2===2CO2↑＋4H2O
正极：
O2＋4e－＋2CO2===2CO
负极：
CH3OH－6e－＋3CO
===4CO2↑＋2H2O
固态氧化物燃料电池
O2－
总反应：
2CH3OH＋3O2===2CO2↑＋4H2O
正极：
O2＋4e－===2O2－
负极：
CH3OH－6e－＋3O2－===CO2↑＋2H2O
质子交换膜燃料电池
H＋
总反应：
2CH3OH＋3O2===2CO2↑＋4H2O
正极：
O2＋4e－＋4H＋===2H2O
负极：
CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋
[归纳点拨]
燃料电池中氧气得电子的思维模型
根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，O2得到电子后化合价降低，首先变成O2－，O2－能否存在要看电解质环境。
由于电解质溶液（酸碱盐）的不同，其电极反应也有所不同，下表为四种不同电解质环境中，氧气得电子后为O2－的存在形式：
电解质环境
从电极反应式判O2－的存在形式
酸性电解质溶液环境下
O2＋4H＋＋4e－===2H2O
碱性电解质溶液环境下
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
固体电解质（高温下能传导O2－）环境下
O2＋4e－===2O2－
熔融碳酸盐（如：
熔融K2CO3）环境下
O2＋2CO2＋4e－===2CO
题型一 新型化学电源
[典例1] （2017·全国卷Ⅲ）全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为16Li＋xS8===8Li2Sx（2≤x≤8）。
下列说法错误的是（ ）
A．电池工作时，正极可发生反应：
2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4
B．电池工作时，外电路中流过0.02mol电子，负极材料减重0.14g
C．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性
D．电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多
[解析] 原电池工作时，正极发生一系列得电子的还原反应，即：
Li2S8→Li2S6→Li2S4→Li2S2，其中可能有2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4，A项正确；该电池工作时，每转移0.02mol电子，负极有0.02molLi（质量为0.14g）被氧化为Li＋，则负极质量减少0.14g，B项正确；石墨烯能导电，利用石墨烯作电极，可提高电极a的导电性，C项正确；充电过程中，Li2S2的量逐渐减少，当电池充满电时，相当于达到平衡状态，电池中Li2S2的量趋于不变，故不是电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多，D项错误。
[答案] D
[针对训练]
1．世界某著名学术刊物近期介绍了一种新型中温全瓷铁 空气电池，其结构如图所示。
下列有关该电池放电时的说法正确的是（ ）
A．a极发生氧化反应
B．正极的电极反应式为FeOx＋2xe－===Fe＋xO2－
C．若有22.4L（标准状况）空气参与反应，则电路中有4mol电子转移
D．铁表面发生的反应为xH2O（g）＋Fe===FeOx＋xH2
解析：
选D a极通入空气，O2在该电极发生得电子的还原反应，A错误；O2在正极发生反应，电极反应式为O2＋4e－===2O2－，B错误；由B项分析可知，电路中有4mol电子转移时正极上消耗1molO2，在标准状况下的体积为22.4L，则通入空气的体积约为22.4L×5＝112L，C错误；由图可知，铁表面H2O（g）参与反应生成H2，则发生的反应为xH2O（g）＋Fe===FeOx＋xH2，D正确。
题型二 带离子交换膜的化学电源
[典例2] 液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。
一种以液态肼（N2H4）为燃料的电池装置如图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质溶液。
下列关于该电池的叙述正确的是（ ）
A．b电极上发生氧化反应
B．a电极反应式：
N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O
C．放电时，电流从a电极经过负载流向b电极
D．其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜
[解析] A项，b电极上发生还原反应，错误；C项，放电时，电子从a电极经过负载流向b电极，错误；D项，其中的离子交换膜需选用阴离子交换膜，错误。
[答案] B
[题后悟道]
[针对训练]
2．用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，将所得的混合液进行电解循环再生，这种新工艺叫再生循环脱硫法。
其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示，则下列有关说法中不正确的是（ ）
A．X为直流电源的负极，Y为直流电源的正极
B．阳极区pH增大
C．图中的b>a
D．该过程中的产品主要为H2SO4和H2
解析：
选B A项，由图示可知Pt（Ⅰ）极上H＋→H2，发生还原反应，故Pt（Ⅰ）为阴极，X为直流电源的负极，Y为直流电源的正极，正确；B项，Pt（Ⅱ）为阳极，在阳极，SO
、HSO
被氧化为H2SO4，SO
＋H2O－2e－===2H＋＋SO
，HSO
＋H2O－2e－===3H＋＋SO
，溶液的酸性增强，pH减小，错误；C项，由上面的分析可知，阳极有H2SO4生成，故b>a，正确；D项，阳极产物为H2SO4，阴极产物为H2，正确。
题型三 可逆电池
[典例3] （2016·全国卷Ⅲ）锌－空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2Zn（OH）
。
下列说法正确的是（ ）
A．充电时，电解质溶液中K＋向阳极移动
B．充电时，电解质溶液中c（OH－）逐渐减小
C．放电时，负极反应为Zn＋4OH－－2e－===Zn（OH）
D．放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L（标准状况）
[解析] A项，充电时装置为电解池，溶液中的阳离子向阴极移动。
B项，充电时的总反应为放电时的逆反应：
2Zn（OH）
===2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O，c（OH－）逐渐增大。
C项，放电时负极失电子发生氧化反应，由放电时的总反应可知，负极反应式为Zn＋4OH－－2e－===Zn（OH）
。
D项，由放电时的总反应可知，电路中通过2mol电子时，消耗0.5molO2，其体积为11.2L（标准状况）。
[答案] C
[题后悟道]
有关可逆电池的解题思路
[针对训练]
3．（2016·四川高考）某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池总反应为Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋C6（x＜1）。
下列关于该电池的说法不正确的是（ ）
A．放电时，Li＋在电解质中由负极向正极迁移
B．放电时，负极的电极反应式为LixC6－xe－===xLi＋＋C6
C．充电时，若转移1mole－，石墨（C6）电极将增重7xg
D．充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋
解析：
选C A．原电池中阳离子由负极向正极迁移，正确；B.放电时，负极发生氧化反应，电极反应式为LixC6－xe－===xLi＋＋C6，正确；C.充电时，若转移1mol电子，石墨电极质量将增重7g，错误；D.充电时阳极发生氧化反应，电极反应式为LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋，正确。
题型四 电解原理在环保、新材料制备中的应用
[典例4] （2015·四川高考）用右图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液pH为9～10，阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是（ ）
A．用石墨作阳极，铁作阴极
B．阳极的电极反应式：
Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O
C．阴极的电极反应式：
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
D．除去CN－的反应：
2CN－＋5ClO－＋2H＋===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O
[解析] A项，若铁作阳极，则铁失电子生成Fe2＋，则CN－无法除去，故铁只能作阴极，正确；B项，阳极Cl－放电生成ClO－，Cl的化合价升高，故在阳极发生氧化反应，又已知该溶液呈碱性，正确；C项，阳离子在电解池的阴极得电子发生还原反应，在碱性条件下，H2O提供阳离子（H＋），正确；D项，由于溶液是碱性条件，故除去CN－发生的反应为2CN－＋5ClO－＋H2O===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋2OH－，错误。
[答案] D
[针对训练]
4．（2017·广州模拟）用电化学法制备LiOH的实验装置如图，采用惰性电极，a口导入LiCl溶液，b口导入LiOH溶液，下列叙述正确的是（ ）
A．通电后阳极区溶液pH增大
B．阴极区的电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
C．当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.25mol的Cl2生成
D．通电后Li＋通过交换膜向阴极区迁移，LiOH浓溶液从d口导出
解析：
选D A项，左端为阳极，Cl－放电生成Cl2，Cl2溶于水，生成酸，pH减小，错误；B项，右端是阴极区得到电子，电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，错误；C项，2Cl－－2e－===Cl2，通过1mol电子，得到0.5molCl2，错误；D项，根据电解原理，阳离子通过阳离子交换膜，从阳极区向阴极区移动，LiOH浓溶液从d口导出，正确。
题型五 新环境下金属的腐蚀与防护
[典例5] （2015·上海高考）研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。
下列有关说法错误的是（ ）
A．d为石墨，铁片腐蚀加快
B．d为石墨，石墨上电极反应为O2＋2H2O＋4e－―→4OH－
C．d为锌块，铁片不易被腐蚀
D．d为锌块，铁片上电极反应为2H＋＋2e－―→H2↑
[解析] A．由于活动性：
Fe>石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，失去电子被氧化变为Fe2＋进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成原电池时的速率快，正确。
B.d为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为O2＋2H2O＋4e－―→4OH－，正确。
C.若d为锌块，则由于金属活动性：
Zn>Fe，Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，正确。
D.d为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为O2＋2H2O＋4e－―→4OH－，错误。
[答案] D
[针对训练]
5．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
解析：
选B A项，该装置相当于电解池，能将电能转化为化学能，正确；B项，左端是阳极，腐蚀得更快，错误；C项，如果没有外加电源，潮湿的土壤（接近中性）中的钢铁管道发生原电池反应，所以发生的是吸氧腐蚀，正确；D项，
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