资源简介

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一轮重点巩固
方向比努力更重要
研究考纲·辨明考向
及
金
属
解
电
池
的
腐
蚀
与
化
电
学
防
护
考纲解读 考向预测
1.了解电解池的工作原理,认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。 2.了解金属发生电化学腐蚀的本质,知道金属腐蚀的危害,了解防止金属腐蚀的措施。 3.能分析、解释电解池的工作原理,能设计简单的电解池。 4.能利用电化学原理解释金属腐蚀现象,选择并设计防腐措施。 1．题型有选择题、填空题。
2．本节是高考的常考内容，其考查的内容有：一是电解过程的分析，多借助于图像考查电极上离子的放电顺序与产物的判断，电极反应式的书写；二是注重原电池与电解池相结合考查新型充电电池；三是考查新情境下电解原理的实际应用，如电解除污、结合离子交换膜进行电解等；四是金属腐蚀的原因与防护措施。考查题型有选择题和填空题两种。
考纲要求
核心素养 思维导图
1.变化观念与平衡思想：认识化学变化的本质是有新物质生成，并伴有能量的转化；能多角度、动态地分析电解池中发生的反应，并运用电解池原理解决实际问题。 2．证据推理与模型认知：利用电解池装置，分析电解原理，建立解答电解池问题的思维模型，并利用模型揭示其本质及规律。 3．科学态度与社会责任：肯定电解原理对社会发展的重大贡献，具有可持续发展意识和绿色化学观念，能对与电解有关的社会热点问题做出正确的价值判断。
名师备考建议
电解原理是高考的热门考点，通常以实际生产中的新型电解池为素材，以选择题形式考查电极反应式的正误判断，电子、离子等的移动方向，金属的腐蚀与防护等；以客观题形式考查电极反应式和电池总反应方程式的书写，电子转移数目与反应物、生成物间的关系等。
在近几年高考中，涉及离子交换膜的应用及电解液介质对电极反应影响的试题比较多，且出题频率高、试题新颖，离子交换膜的功能在于选择性地通过或阻止某些离子来达到隔离某些物质的作用。
电解池和金属的腐蚀与防护常结合实际化工生产、科研过程中的新应用进行命题，符合高考命题“应用性”的显性要求。主要以新型电解池(“活泼阳极”电解池或多室膜电解池)为载体，考查考生在新情境中对电解原理及其应用的理解迁移能力。
预计2024年高考仍将结合新型电解池进行命题,复习备考过程中尤其要重视惰性电解槽中离子的放电顺序，“活泼阳极”电解槽中阳极氧化产物的后续反应，多室膜电解槽中阴离子交换膜、阳离子交换膜的判断及电解质溶液中离子的移动方向。
真题再现·明确考向
√
1．(2023年湖北卷)我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为xmol h-1。下列说法错误的是
A．b电极反应式为2H2O＋2e－＝H2↑
＋2OH－
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．电解时海水中动能高的水分子可穿
过PTFE膜
D．海水为电解池补水的速率为
2xmol h-1
解析：由图可知，该装置为电解水制取氢气的装置，a电极与电源正极相连，为电解池的阳极，b电极与电源负极相连，为电解池的阴极，阴极反应为2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－，阳极反应为4OH―－4e－＝O2↑＋2H2O，电池总反应为2H2O 2H2↑＋O2↑，据此解答。
A．b电极反应式为b电极为阴极，发生还原反应，电极反应为2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－，故A正确；
B．该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH浓度不变，阳极发生的电极反应为4OH―－4e－＝O2↑＋2H2O，为保持OH－离子浓度不变，则阴极产生的OH－离子要通过离子交换膜进入阳极室，即离子交换膜应为阴离子交换摸，故B正确；
C．电解时电解槽中不断有水被消耗，海水中的动能高的水可穿过PTFE膜，为电解池补水，故C正确；
D．由电解总反应可知，每生成1molH2要消耗1molH2O，生成H2的速率为xmol h-1，则补水的速率也应是xmol h-1，故D错误；
√
2. (2023年辽宁卷)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如下图所示，其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法正确的是
A．b端电势高于a端电势
B. 理论上转移2mole－生成4gH2
C. 电解后海水pH下降
D. 阳极发生：Cl－＋H2O－2e－＝HClO＋H+
解析：由图可知，左侧电极产生氧气，则左侧电极为阳极，电极a为正极，右侧电极为阴极，b电极为负极，该装置的总反应产生氧气和氢气，相当于电解水，以此解题。
A．由分析可知，a为正极，b电极为负极，则a端电势高于b端电势，A错误；
B．右侧电极上产生氢气的电极方程式为：2H+＋2e－＝H2↑，则理论上转移2mole－生成2gH2，B错误；
C．由图可知，该装置的总反应为电解海水的装置，随着电解的进行，海水的浓度增大，但是其pH基本不变，C错误；
D．由图可知，阳极上的电极反应为：Cl－＋H2O－2e－＝HClO＋H+，D正确；
3. (2023年全国甲卷)用可再生能源电还原CO2时，采用高浓度的K+抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，装置如下图所示。下列说法正确的是
√
A. 析氢反应发生在IrOx－Ti电极上
B. Cl－从Cu电极迁移到IrOx－Ti电极
C. 阴极发生的反应有：2CO2＋12H+＋12e－＝C2H4＋4H2O
D. 每转移1mol电子，阳极生成11.2L气体(标准状况)
解析：由图可知，该装置为电解池，与直流电源正极相连的IrOx－Ti电极为电解池的阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O－4e－＝O2↑＋4H+，铜电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，电极反应式为2CO2＋12H+＋12e－＝C2H4＋4H2O、2CO2＋12H+＋12e－＝C2H5OH＋3H2O，电解池工作时，氢离子通过质子交换膜由阳极室进入阴极室。
A．析氢反应为还原反应，应在阴极发生，即在铜电极上发生，故A错误；
B．离子交换膜为质子交换膜，只允许氢离子通过，Cl-不能通过，故B错误；
C．由分析可知，铜电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，电极反应式有2CO2＋12H+＋12e－＝C2H4＋4H2O，故C正确；
D．水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O－4e－＝O2↑＋4H+，每转移1mol电子，生成0.25molO2，在标况下体积为5.6L，故D错误；
4．(2023年北京卷)回收利用工业废气中的CO2和SO2，实验原理示意图如下。
√
√
5．(2023年广东卷)利用活性石墨电极电解饱和食盐水，进行如图所示实验。闭合K1，一段时间后
A．U型管两侧均有气泡冒出，
分别是Cl2和O2
B．a处布条褪色，说明Cl2具
有漂白性
C．b处出现蓝色，说明还原性：Cl－＞I－
D．断开K1，立刻闭合K2，电流表发生偏转
解析：闭合K1，形成电解池，电解饱和食盐水，左侧为阳极，阳极氯离子失去电子生成氯气，电极反应为2Cl－―2e－＝Cl2↑，右侧为阴极，阴极电极反应为2H+＋2e－＝H2↑，总反应为2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，据此解答。
A．根据分析，U型管两侧均有气泡冒出，分别是Cl2和H2，A错误；
B．左侧生成氯气，氯气遇到水生成HClO，具有漂白性，则a处布条褪色，说明HClO具有漂白性，B错误；
C．b处出现蓝色，发生Cl2＋2KI＝I2＋2KCl，说明还原性：I－＞Cl－，C错误；
D．断开K1，立刻闭合K2，此时构成氢氯燃料电池，形成电流，电流表发生偏转，D正确；
6．(2023年广东卷)用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(下图)，可实现大电流催化电解KNO3溶液制氨。工作时，H2O在双极膜界面处被催化解离成H+和OH－，有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是
√
A．电解总反应：KNO3＋3H2O＝NH3 H2O＋2O2↑＋KOH
B．每生成1mol NH3 H2O，双极膜处有9mol的H2O解离
C．电解过程中，阳极室中KOH的物质的量不因反应而改变
D．相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构可提高氨生成速率
解析：由信息大电流催化电解KNO3溶液制氨可知，在电极a处KNO3放电生成NH3，发生还原反应，故电极a为阴极，电极方程式为 ＋8e－＋9H+＝NH3 H2O＋2H2O，电极b为阳极，电极方程式为4OH――4e－＝O2↑＋2H2O，“卯榫”结构的双极膜中的H+移向电极a，OH－移向电极b。
A．由分析中阴阳极电极方程式可知，电解总反应为KNO3＋3H2O＝NH3 H2O＋2O2↑＋KOH，故A正确；
B．每生成1mol NH3 H2O，阴极得8mol e－，同时双极膜处有8molH+进入阴极室，即有8mol的H2O解离，故B错误；
C．电解过程中，阳极室每消耗4molOH－，同时有4molOH－通过双极膜进入阳极室，KOH的物质的量不因反应而改变，故C正确；
D．相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构具有更大的膜面积，有利于H2O被催化解离成H+和OH－，可提高氨生成速率，故D正确；
7. (2023年重庆卷)电化学合成是一种绿色高效的合成方法。如图是在酸性介质中电解合成半胱氨酸和烟酸的示意图。下列叙述错误的是
√
A. 电极a为阴极
B. H+从电极b移向电极a
C. 电极b发生的反应为：
D. 生成3mol半胱氨酸的同时生成1mol烟酸
解析：该装置是电解池，电极b上3－甲基吡啶转化为烟酸过程中‘加氧少氢’，
发生氧化反应，则b为阳极，a为阴极，阴极电极反应式为 ＋
2e－＋2H+＝2 ；
A．a极上硫元素化合价升高，a为阴极，A正确；
B．电解池中阳离子移向阴极，则H+移向a电极，B正确；
C．电极b上3－甲基吡啶转化为烟酸过程中发生氧化反应，在酸性介质中电极
反应式为： ，C正确；
D．根据电子守恒可得关系式： ，
因此生成6mol半胱氨酸的同时生成1mol烟酸，D错误；
√
8. (2023年浙江1月选考)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＋4H2O
C. 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
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－。
A．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，选项A错误；
B．电极A的电极反应为TiO2＋SiO2＋8e－＝TiSi＋4O2－，选项B错误；
C．根据图中信息可知，该体系中，石墨优先于Cl－参与反应，选项C正确；
D．电解池中石墨电极为阳极，阳离子向阴极电极A移动，选项D错误；
√
9. (2023年浙江6月选考)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↑＋OH－
C. 应选用阳离子交换膜，在右室获得
浓度较高的NaOH溶液
D. 改进设计中通过提高电极B上反应
物的氧化性来降低电解电压，减少
能耗
解析：A．电极A是氯离子变为氯气，化合价升高，失去电子，是电解池阳极，因此电极A接电源正极，发生氧化反应，故A正确；
B．电极B为阴极，通入氧气，氧气得到电子，其电极反应式为：2H2O＋4e－＋O2＝4OH－，故B错误；
C．右室生成氢氧根，应选用阳离子交换膜，左边的钠离子进入到右边，在右室获得浓度较高的NaOH溶液，故C正确；
D．改进设计中增大了氧气的量，提高了电极B处的氧化性，通过反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗，故D正确。
10. (2022年6月浙江卷)通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4可获得难溶性的Li2CO3和MnO2，电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是
A. 电极A为阴极，发生还原反应
B. 电极B的电极发应：
2H2O＋Mn2+－2e－＝MnO2＋4H+
C. 电解一段时间后溶液中Mn2+浓度
不保持不变
D. 电解结束，可通过调节pH除去Mn2+，
再加入Na2CO3溶液以获得Li2CO3
√
解析：A．由电解示意图可知，电极B上Mn2+转化为了MnO2，锰元素化合价升高，失电子，则电极B为阳极，电极A为阴极，得电子，发生还原反应，A正确；
B．由电解示意图可知，电极B上Mn2+失电子转化为了MnO2，电极反应式为：2H2O＋Mn2+-2e-＝MnO2＋4H+，B正确；
C．电极A为阴极， LiMn2O4得电子，电极反应式为：2LiMn2O4+6e-+16H+=2Li++4Mn2++8H2O，依据得失电子守恒，电解池总反应为：2LiMn2O4＋4H+＝2Li+＋Mn2+＋3MnO2＋2H2O，反应生成了Mn2+，Mn2+浓度增大，C错误；
D．电解池总反应为：2LiMn2O4＋4H+＝2Li+＋Mn2+＋3MnO2＋2H2O，电解结束后，可通过调节溶液pH将锰离子转化为沉淀除去，然后再加入碳酸钠溶液，从而获得碳酸锂，D正确；
11．(2022届八省八校)双极膜电渗析法制巯基乙酸(HSCH2COOH)和高纯NaOH溶液原理如图所示，其中a、b为离子交换膜，双极膜在直流电压下可解离出H+和OH－。下列说法错误的是
A．膜a为阳离子交换膜，
膜b为阴离子交换膜
B．阴极的电极反应方程式为：
2H2O+2e-＝H2↑+2OH-
C．碱室1和碱室2的NaOH溶液应
循环使用，副产品还有氢气和氧气
D．若将盐室的原料换成为Na2SO4溶液，当外电路中通过2mole-时，可生成
1molH2SO4
√
解析：根据装置图，该装置为电解池装置，根据电解原理，左边电极为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，HSCH2COONa中Na+向阴极移动，膜a为阳离子交换膜，右边电极为阳极，电极反应式为2OH--4e-=O2↑+H2O，碱室2中Na+向左移，膜b为阳离子交换膜，据此分析；
A．根据上述分析，膜a、b均为阳离子交换膜，故A说法错误；
B．根据上述分析，阴极反应式为2H2O+2e-＝H2↑+2OH-，故B说法正确；
C．根据上述分析，碱室1和碱室2的NaOH溶液循环使用，副产品还有氢气和氧气，故C说法正确；
D．外电路有2mol电子通过，盐室中有2molNa+移向碱室1，双极膜中有2molH+移向盐室，即得到1molH2SO4，故D说法正确；
12. (2022年北京卷)利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。
装置示意图 序号 电解质溶液 实验现象
① 0.1moL/LCuSO4＋少量H2SO4 阴极表面有无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，气体减少。经检验电解液中有Fe2+
② 0.1moL/LCuSO4＋过量氨水 阴极表面未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验电解液中无Fe元素
√
下列说法不正确的是
A. ①中气体减少，推测是由于溶液中c(H+)减少，且Cu覆盖铁电极，阻碍H+
与铁接触
B. ①中检测到Fe2+，推测可能发生反应：Fe＋2H+＝Fe2+＋H2↑、Fe ＋Cu2+＝
Fe2+＋Cu
C. 随阴极析出Cu，推测②中溶液c(Cu2+)减少，Cu2+＋4NH3 [Cu(NH3)4]2+
平衡逆移
D. ②中Cu2+生成[Cu(NH3)4]2+，使得c(Cu2+)比①中溶液的小，Cu缓慢析出，
镀层更致密
解析：由实验现象可知，实验①时，铁做电镀池的阴极，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚铁离子、氢气和铜，一段时间后，铜离子在阴极失去电子发生还原反应生成铜；实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子，四氨合铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜，在铁表面得到比实验①更致密的镀层。
A．由分析可知，实验①时，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应，当溶液中氢离子浓度减小，反应和放电生成的铜覆盖铁电极，阻碍氢离子与铁接触，导致产生的气体减少，故A正确；
B．由分析可知，实验①时，铁做电镀池的阴极，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚铁离子、氢气和铜，可能发生的反应为Fe＋2H+＝Fe2+＋H2↑、Fe ＋Cu2+＝Fe2+＋Cu，故B正确；
C．由分析可知，四氨合铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜，随阴极析出铜，四氨合铜离子浓度减小，Cu2+＋4NH3 [Cu(NH3)4]2+平衡向正反应方向移动，故C错误；
D．由分析可知，实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子，四氨合铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜，在铁表面得到比实验①更致密的镀层，故D正确；
√
13. (2022年广东卷)以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，实现Al的再生。该过程中
A. 阴极发生的反应为Mg－2e－＝Mg2+
B. 阴极上Al被氧化
C. 在电解槽底部产生含Cu的阳极泥
D. 阳极和阴极的质量变化相等
解析：根据电解原理可知，电解池中阳极发生失电子的氧化反应，阴极发生得电子的还原反应，该题中以熔融盐为电解液，含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，通过控制一定的条件，从而可使阳极区Mg和Al发生失电子的氧化反应，分别生成Mg2+和Al3+，Cu和Si不参与反应，阴极区Al3+得电子生成Al单质，从而实现Al的再生，据此分析解答。
A．阴极应该发生得电子的还原反应，实际上Mg在阳极失电子生成Mg2+，A错误；
B．Al在阳极上被氧化生成Al3+，B错误；
C．阳极材料中Cu和Si不参与氧化反应，在电解槽底部可形成阳极泥，C正确；
D．因为阳极除了铝参与电子转移，镁也参与了电子转移，且还会形成阳极泥，而阴极只有铝离子得电子生成铝单质，根据电子转移数守恒及元素守恒可知，阳极与阴极的质量变化不相等，D错误；
√
14. (2022年广东卷)科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为：NaTi2(PO4)3＋2Na+＋2e－＝Na3Ti2(PO4)3。下列说法正确的是
A. 充电时电极b是阴极
B. 放电时NaCl溶液的pH减小
C. 放电时NaCl溶液的浓度增大
D. 每生成1molCl2，电极a质量
理论上增加23g
解析：A．由充电时电极a的反应可知，充电时电极a发生还原反应，所以电极a是阴极，则电极b是阳极，故A错误；
B．放电时电极反应和充电时相反，则由放电时电极a的反应为Na3Ti2(PO4)3－2e－＝NaTi2(PO4)3＋2Na+可知，NaCl溶液的pH不变，故B错误；
C．放电时负极反应为Na3Ti2(PO4)3－2e－＝NaTi2(PO4)3＋2Na+，正极反应为Cl2＋2e－＝2Cl-，反应后Na+和Cl-浓度都增大，则放电时NaCl溶液的浓度增大，故C正确；
D．充电时阳极反应为2Cl－－2e－＝Cl2↑，阴极反应为NaTi2(PO4)3＋2Na+＋2e－＝Na3Ti2(PO4)3，由得失电子守恒可知，每生成1molCl2，电极a质量理论上增加23g/mol×2mol=46g，故D错误；
√
15. (2022年海南卷)一种采用H2O(g)和N2(g)为原料制备NH3(g)的装置示意图如下。
下列有关说法正确的是
A. 在b电极上，N2被还原
B. 金属Ag可作为a电极的材料
C. 改变工作电源电压，反应速
率不变
D. 电解过程中，固体氧化物电
解质中O2-不断减少
解析：由装置可知，b电极的N2转化为NH3，N元素的化合价降低，得到电子发生还原反应，因此b为阴极，电极反应式为N2+3H2O+6e－＝2NH3+3O2-，a为阳极，电极反应式为2O2-+4e-＝O2，据此分析解答；
A．由分析可得，b电极上N2转化为NH3，N元素的化合价降低，得到电子发生还原反应，即N2被还原，A正确；
B．a为阳极，若金属Ag作a的电极材料，则金属Ag优先失去电子，B错误；
C．改变工作电源的电压，反应速率会加快，C错误；
D．电解过程中，阴极电极反应式为N2＋3H2O＋6e－＝2NH3＋3O2-，阳极电极反应式为2O2-+4e－=O2，因此固体氧化物电解质中O2-不会改变，D错误；
√
16. (2022年湖北卷)含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备Li[P(CN)2]，过程如图所示(Me为甲基)。下列说法正确的是
A. 生成1mol Li[P(CN)2]，理论上外电路需要转移2mol电子
B. 阴极上的电极反应为：P4＋8CN――4e-＝4[P(CN)2]－
C. 在电解过程中CN－向铂电极移动
D. 电解产生的H2中的氢元素来自于LiOH
解析：A．石墨电极发生反应的物质：P4→Li[P(CN)2]化合价升高发生氧化反应，所以石墨电极为阳极，对应的电极反应式为：P4＋8CN――4e-＝4[P(CN)2]－，则生成1mol Li[P(CN)2]，理论上外电路需要转移1mol电子，A错误；
B．阴极上发生还原反应，应该得电子，P4＋8CN――4e-＝4[P(CN)2]－为阳极发生的反应， B错误；
C．石墨电极：P4→Li[P(CN)2]发生氧化反应，为阳极，铂电极为阴极，CN－应该向阳极移动，即移向石墨电极，C错误；
D．由所给图示可知HCN在阴极放电，产生CN－和H2，而HCN中的H来自LiOH，则电解产生的H2中的氢元素来自于LiOH，D正确；
17. (2022年河北卷)科学家研制了一种能在较低电压下获得氧气和氢气的电化学装置，工作原理示意图如图。
√
√
解析：由图可知，a电极为阳极，碱性条件下[Fe(CN)6]4-离子在阳极失去电子发生氧化反应生成[Fe(CN)6]3—离子，催化剂作用下，[Fe(CN)6]3-离子与氢氧根离子反应生成[Fe(CN)6]4-离子、氧气和水，b电极为阴极，水分子作用下DHPS在阴极得到电子发生还原反应生成DHPS—2H和氢氧根离子，催化剂作用下，DHPS—2H与水反应生成DHPS和氢气，氢氧根离子通过阴离子交换膜由阴极室向阳极室移动，则M为氧气、N为氢气。
A．由分析可知，b电极为电解池的阴极，故A错误；
B．由分析可知，氢氧根离子通过阴离子交换膜由阴极室向阳极室移动，则隔膜为阴离子交换膜，故B正确；
18．(2021年甲卷)乙醛酸是一种重要的化工中间体，可果用如下图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-，并在直流电场作用下分别问两极迁移。下列说法正确的是
√
19．(2021年乙卷)沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率，为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示)，通入一定的电流。
下列叙述错误的是
A．阳极发生将海水中的
Cl-氧化生成Cl2的反应
B．管道中可以生成氧化
灭杀附着生物的NaClO
C．阴极生成的H2应及时通风稀释安全地排入大气
D．阳极表面形成的Mg(OH)2等积垢需要定期清理
√
20．(2021年广东卷)钴(Co)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是
√
21．(2021年海南卷)液氨中存在平衡：2NH3 NH4+＋NH2－。如图所示为电解池装置，以KNH2的液氨溶液为电解液，电解过程中a、b两个惰性电极上都有气泡产生。下列有关说法正确的是
A. b电极连接的是电源的负极
B. a电极的反应为2NH3 ＋2e-＝H2＋2NH2－
C. 电解过程中，阴极附近K+浓度减小
D. 理论上两极产生的气体物质的量之比为1:1
√
22．(2021年湖北卷) Na2Cr2O7的酸性水溶液随着H+浓度的增大会转化为CrO3。电解法制备CrO3的原理如图所示。下列说法错误的是
A. 电解时只允许H+通过离子交换膜
B. 生成O2和H2的质量比为8∶1
C. 电解一段时间后阴极区溶液OH-的浓
度增大
D. CrO3的生成反应为：Cr2O72-＋2H+＝
2CrO3＋H2O
√
23. (2021年辽宁卷) 利用 (Q)与 (QH2)电解
转化法从烟气中分离CO2的原理如图。已知气体可选择性通过膜电极，溶液不能通过。下列说法错误的是
A. a为电源负极 B. 溶液中Q的物质的量保持不变
C. CO2在M极被还原 D. 分离出的CO2 从出口2排出
√
24. (2021年天津卷)如下所示电解装置中，通电后石墨电极Ⅱ上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解，下列判断错误的是
A. a是电源的负极
B. 通电一段时间后，向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出现红色
C. 随着电解的进行，CuCl2溶液浓度变大
D. 当0.01mol Fe2O3完全溶解时，至少产生气体336mL (折合成标准状况下)
√
25．(2021年1月八省联考广东卷) 环氧乙烷(C2H4O)常用于医用消毒，一种制备方法为：使用惰性电极电解KCl溶液，用Cl-交换膜将电解液分为阴极区和阳极区，其中一区持续通入乙烯；电解结束，移出交换膜，两区混合反应： HOCH2CH2Cl +OH-=Cl- + H2O + C2H4O。下列说法错误的是
√
26. (2021年1月八省联考江苏)利用电解法将CO2转化为CH4的原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. 电解过程中，H+由a极区向b极区迁移
B. 电极b上反应为CO2+8HCO3--8e-=CH4
+CO32-+2H2O
C. 电解过程中化学能转化为电能
D. 电解时Na2SO4溶液浓度保持不变
√
C．通过电解法可知此电池为电解池，所以电解过程中是电能转化为化学能，故C错误；
D．电解时OH－比SO42-更容易失去电子，所以电解Na2SO4溶液的实质是电解水，溶液中的水发生消耗，所以Na2SO4溶液的浓度是增大的，故D错误；
27．(2021年1月八省联考重庆) 双极膜在电渗析中应用广泛，它是由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成。双极膜内层为水层，工作时水层中的H2О解离成H+和OH-，并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移。下图为NaBr溶液的电渗析装置示意图。
下列说法正确的是
A. 出口2的产物为HBr溶液 B. 出口5的产物为硫酸溶液
C. Br-可从盐室最终进入阳极液中 D. 阴极电极反应式为2H++2e-=H2↑
解析：A． 电解时， 溶液中的阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，溶液中的Na+向阴极移动，与双极膜提供的氢氧根离子结合，出口2的产物为NaOH溶液，A错误；
B． 电解时， 溶液中的阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，溶液中的Br-向阳极移动，与双极膜提供的氢离子结合，故出口4的产物为HBr溶液，钠离子不能通过双极膜，故出口5不是硫酸，B错误；
C． 结合选项B，Br-不会从盐室最终进入阳极液中，C错误；
D． 电解池阴极处，发生的反应是物质得到电子被还原，发生还原反应，水解离成H+和OH ，则在阴极处发生的反应为2H++2e-=H2↑，D正确。
√
28．(2020年新课标Ⅱ)电致变色器件可智能调控太阳光透过率，从而实现节能。下图是某电致变色器件的示意图。当通电时，Ag+注入到无色WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈现蓝色，对于该变化过程，下列叙述错误的是
A．Ag为阳极
B．Ag+由银电极向变色层迁移
C．W元素的化合价升高
D．总反应为：WO3+xAg=AgxWO3
√
29．(2020年江苏卷)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Fe－2e－＝Fe2+
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保护
D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
√
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；
30．(2020年山东新高考)采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是
A．阳极反应为2H2O－4e－＝4H+＋O2↑
B．电解一段时间后，阳极室的pH未变
C．电解过程中，H+由a极区向b极区迁移
D．电解一段时间后，a极生成的O2与b极反应的O2等量
√
解析：a极析出氧气，氧元素的化合价升高，做电解池的阳极，b极通入氧气，生成过氧化氢，氧元素的化合价降低，被还原，做电解池的阴极。
A．依据分析a极是阳极，属于放氧生酸性型的电解，所以阳极的反应式是2H2O-4e-=4H++O2↑，故A正确，但不符合题意；
B．电解时阳极产生氢离子，氢离子是阳离子，通过质子交换膜移向阴极，所以电解一段时间后，阳极室的pH值不变，故B正确，但不符合题意；
C．有B的分析可知，C正确，但不符合题意；
D．电解时，阳极的反应为：2H2O－4e-=4H++O2↑，阴极的反应为：O2+2e-+2H+=H2O2，总反应为：O2+2H2O=2H2O2，要消耗氧气，即是a极生成的氧气小于b极消耗的氧气，故D错误，符合题意；
31．(2020年浙江卷)电解高浓度RCOONa (羧酸钠)的NaOH溶液，在阳极RCOO－放电可得到R－R(烷烃)。下列说法不正确的是
√
32．(2023年北京卷节选)尿素[CO(NH2)2]合成的发展体现了化学科学与技术的不断进步。
(3)近年研究发现，电催化CO2和含氮物质(NO等)在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。
向一定浓度的KNO3溶液通CO2至饱和，在
电极上反应生成CO(NH2)2，电解原理
如图所示。
①电极b是电解池的__________极。
②电解过程中生成尿素的电极反应式
是___________________________________________。
阳
2 ＋16e－＋CO2＋18H+＝CO(NH2)2＋7H2O
解析：(3)①电极b上发生H2O失电子生成O2的氧化反应，是电解池的阳极。
②a极硝酸根离子得电子转化为尿素，再结合酸性环境可分析出电极反应式为2 ＋16e－＋CO2＋18H+＝CO(NH2)2＋7H2O。答案为阳极；2 ＋16e－＋CO2＋18H+＝CO(NH2)2＋7H2O；
33．(2023届T8联考)我国力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。CO2的综合利用是实现碳中和的措施之一。
Ⅲ．2021年我国科学家首先实现了从CO2到淀粉的全人工合成。其中的一个步骤是利用新型电化学催化装置(如图所示)将CO2转化为CH3COOH。
(6)写出该过程中阴极的电极反应式：
_________________________________。
2CO2＋8e－＋8H+＝CH3COOH＋2H2O
解析：(6)由图可知，铂碳电极上二氧化碳发生还原反应生成乙酸，为阴极，反应为2CO2＋8e－＋8H+＝CH3COOH＋2H2O。
34. (2022年北京卷节选) 煤中硫的存在形态分为有机硫和无机硫(CaSO4、硫化物及微量单质硫等)。库仑滴定法是常用的快速检测煤中全硫含量的方法，其主要过程如下图所示。
已知：在催化剂作用下，煤在管式炉中燃烧，出口气体中主要含O2、CO2、H2O、N2、SO2。
(3)通过干燥装置后，待测气体进入库仑测硫仪进行测定。
已知：库仑测硫仪中电解原理示意图如下。检测前，电解质溶液中c(I3-)/c(I-)保持定值时，电解池不工作。待测气体进入电解池后，SO2溶解并将I3- 还原，测硫仪便立即自动进行电解到c(I3-)/c(I-)又回到原定值，测定结束。通过测定电解消耗的电量可以求得煤中含硫量。
①SO2在电解池中发生反应的离子方程式为 。
②测硫仪工作时电解池的阳极反应式为 。
(4)煤样为ag，电解消耗的电量为x库仑。煤样中硫的质量分数为___________。
已知：电解中转移1mol电子所消耗的电量为96500库仑。
SO2＋I3-＋2H2O＝3I－＋SO42-＋4H+
3I――2e－＝I3－
35. (2022年湖南卷节选)2021年我国制氢量位居世界第一，煤的气化是一种重要的制氢途径。回答下列问题：
(2)一种脱除和利用水煤气中CO2方法的示意图如下：
①某温度下，吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后，c(CO32-)∶c(HCO3－)＝1∶2，则该溶液的pH＝___(该温度下H2CO3的Ka1＝4.6×10-7，Ka2＝4.6×10-11)；
②再生塔中产生CO2的离子方程式为 ；
③利用电化学原理，将CO2电催化还原为C2H4，阴极反应式为
。
10
2CO2＋12e－＋12H+＝C2H4＋4H2O、AgCl＋e－＝Ag＋Cl－
③利用电化学原理，将CO2电催化还原为C2H4，阴极上发生还原反应，阳极上水放电生成氧气和H+，H+通过质子交换膜迁移到阴极区参与反应生成乙烯，铂电极和Ag/AgCl电极均为阴极，在电解过程中AgCl可以转化为Ag，则阴极的电极反应式为2CO2＋12e－＋12H+＝C2H4＋4H2O、AgCl＋e－＝Ag＋Cl－。
36．(2022届八省八校节选)甲醇是重要的化工原料，研究甲醇的制备及用途在工业上有重要的意义。
(4)在饱和KHCO3电解液中，电解活化的CO2也可以制备CH3OH。其原理如图所示，则阴极的电极反应式为 。
(1)①阳极室产生Cl2后发生的反应有： 、CH2=CH2+HClO→HOCH2CH2Cl。
②结合电极反应式说明生成溶液a的原理________________________________
。
Cl2 ＋H2O＝HCl＋HClO
阴极发生反应： 2H2O＋2e-＝H2↑ ＋ 2OH-生成OH-，K+ 通过阳离子交换膜从阳极迁移到阴极，形成KOH和KCl的混合溶液
KCl
I.阳极有H2O放电 II.阳极有乙烯放电
III.阳极室流出液中含有Cl2和HClO
……
O2
13
KI 溶液和淀粉溶液，溶液变蓝
解析：(1)阳极产生氯气后，可以和水发生反应生成次氯酸其方程式为：Cl2 +H2O= HCl+ HClO；溶液a是阴极的产物，在阴极发生反应2H2O+2e-=H2↑ + 2OH-，同时阳极的钾离子会向阴极移动和氢氧根结合形成氢氧化钾，故答案为：阴极发生反应： 2H2O+2e-=H2↑ + 2OH-生成OH-，K+ 通过阳离子交换膜从阳极迁移到阴极，形成KOH和KCl的混合溶液；
(2)①若η(EO)=100%则说明在电解过程中只有乙烯中的碳化合价发生变化，其他元素化合价没有变，故溶液b的溶质为：KCl；
②i.阳极有H2O放电时会产生氧气，故需要检验的物质是O2；
38. (2021年高考湖南卷节选)氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面两种方法由氨气得到氢气。
方法Ⅱ：氨电解法制氢气
利用电解原理，将氮转化为高纯氢气，其装置如图所示。
(4)电解过程中OH-的移动方向为_______ (填“从左往右”或“从右往左”)；
(5)阳极的电极反应式为
。
从右往左
2NH3－6e-＋6OH-＝N2＋6H2O
BaO2+2HCl= BaCl2+H2O2
H2O2受热易分解
增大压强或增大氧气的浓度
或降低温度
O2+2H++2e-= H2O2
AC
1.电解和电解池
(1)电解：在 作用下，电解质在两个电极上分别发生 和________
的过程。
(2)电解池： 转化为 的装置。
(3)电解池的构成
①有与 相连的两个电极。
② (或 )。
③形成 。
氧化反应
还原反应
电能
电流
化学能
电源
电解质溶液
熔融电解质
闭合回路
考点一、电解的原理
核心知识梳理
2.电解池的工作原理(以惰性电极电解CuCl2溶液为例)
总反应离子方程式： 。
特别提醒：电子和离子的移动遵循“电子不下水，离子不上线”。
电解池 原电池
能否自发 使“不能”变为“能”或使“能”变为“易” 能自发进行
能量转化 转化为 能 能转化为_____
装置 有外加电源 无外加电源
电极 由外加电源决定： 阳极：连电源的 ； 阴极：连电源的_____ 由电极或反应物性质决定，称为正极或负极
反应类型 阳极： 反应 阴极： 反应 负极： 反应
正极： 反应
3.电解池与原电池的比较
电能
化学
化学
电能
正极
负极
氧化
还原
氧化
还原
电解池 原电池
离子移动 阳离子移向_____ 阴离子移向_____ 阳离子移向_____
阴离子移向_____
相同点 都是电极上的氧化还原反应，都必须有离子导体 阴极
阳极
正极
负极
4.阴阳两极上放电顺序
(1)阴极：(与电极材料无关)。氧化性强的先放电，放电顺序：
(2)阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。
若是惰性电极作阳极，放电顺序为
注意　①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。②最常用、最重要的放电顺序为阳极：Cl－>OH－；阴极：Ag＋>Cu2＋>H＋。③电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电。
一般情况下，离子按上述顺序放电，但如果离子浓度相差十分悬殊，离子浓度大的也可以先放电。如理论上H＋的放电能力大于Fe2＋、Zn2＋，但在电解浓度大的硫酸亚铁或硫酸锌溶液中，由于溶液中c(Fe2＋)或c(Zn2＋) c(H＋)，则先在阴极上放电的是Fe2＋或Zn2＋，因此阴极上的主要产物为Fe或Zn；但在水溶液中，Al3＋、Mg2＋、Na＋等是不会在阴极上放电的。
方法指导
5.分析电解过程的思维程序
6.惰性电极电解电解质溶液的四种类型
(1)电解水型
电解质类型 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 溶液pH 电解质溶液复原
含氧酸，如H2SO4 阴极：__________ _________ 阳极：___________ _______________ 总反应式：__________ ____________ _____ _____ _____
可溶性强碱，如NaOH _____ 活泼金属含氧酸盐，如KNO3 _____ 4H＋＋4e－
===2H2↑
4OH－－4e－
===O2↑＋2H2O
2H2↑＋O2↑
增大
减小
增大
不变
加水
2H2O
(2)电解电解质型
电解质类型 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 溶液pH 电解质溶液复原
无氧酸，如HCl 阴极：_________________ 阳极：_________________ 总反应式：____________________ 减小 _____ ________
_____________
不活泼金属无氧酸盐，如CuCl2 阴极：_________________ 阳极：_________________ 总反应式：____________________ 2H＋＋2e－===H2↑
2Cl－－2e－===Cl2↑
Cu2＋＋2e－===Cu
2Cl－－2e－===Cl2↑
增大
通入HCl
加CuCl2
固体
(3)放H2生碱型
电极反应式及总反应式 电解质浓度 溶液pH 溶液复原
活泼金属的无氧酸盐(如NaCl、KCl) 阳极：__________________ 阴极：__________________ 总反应式：____________________ _____________ 生成 新电 解质 _____ 通入____
______
2Cl－－2e－===Cl2↑
2H＋＋2e－===H2↑
＋H2↑＋2OH－
增大
HCl
气体
(4)放O2生酸型
电解质(水溶液) 电极反应式及总反应式 电解质浓度 溶液pH 溶液复原
不活泼金属的含氧酸盐[如CuSO4、Cu(NO3)2] 阳极：___________________ _______ 阴极：___________________ 总反应式：_________________ ________________ 生成 新电 解质 ______ 加 或
_______
4OH－－4e－===2H2O
＋O2↑
2Cu2＋＋4e－===2Cu
2Cu＋O2↑＋4H＋
CuO
CuCO3
减小
惰性电极电解电解质溶液的产物判断(图示)
规律小结
7. 电解后电解质溶液的复原
需加适量的某物质，该物质可以是阴极与阳极产物的化合物。例如惰性电极电解CuSO4溶液，要恢复原溶液的浓度，可向电解后的溶液中加入CuO，也可以加入CuCO3，但不能加入Cu(OH)2，因为Cu(OH)2与生成的H2SO4反应后使水量增加。使电解后的溶液恢复原状的方法：先让析出的产物(气体或沉淀)恰好完全反应，再将其化合物投入电解后的溶液中即可。如：
①NaCl溶液：通 气体(不能加盐酸)；
②AgNO3溶液：加 固体(不能加 )；
③CuCl2溶液：加 固体；
④KNO3溶液：加 ；
⑤CuSO4溶液：加 或 [不能加Cu2O、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3]。
HCl
Ag2O
AgOH
CuCl2
H2O
CuO
CuCO3
8.电极反应式的书写步骤
[特别提醒]①书写电解池的电极反应式时，可以用实际放电的离子表示，但
书写电解池的总反应时，弱电解质要写成分子式。
如用惰性电极电解食盐水时，阴极反应式为2H++2e-====H2↑(或2H2O+2e-====
H2↑+2OH-)；总反应离子方程式为2Cl-+2H2O 2OH-+H2↑+Cl2↑。
②电解水溶液时，应注意放电顺序，位于H+、OH-之后的离子一般不参与放电。
③Fe3+在阴极上放电时生成Fe2+而不是得到单质Fe。
电解
====
1.电解CuCl2溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色(　　)
2.电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程(　　)
3.电解盐酸、硫酸溶液等，H＋放电，溶液的pH逐渐增大(　　)
4.用Cu作电极电解盐酸可发生Cu＋2H＋ Cu2＋＋H2↑(　　)
5.某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现(　　)
6.电解过程中电子流动方向为负极→阴极→电解质溶液→阳极→正极(　　)
×
√
×
√
√
×
正误判断
1.根据金属活动性顺序表，Cu和稀H2SO4不反应，怎样根据电化学的原理实现Cu和稀H2SO4反应产生H2
答案：Cu作阳极，C作阴极，稀H2SO4作电解质溶液，通入直流电就可以实现该反应。电解反应式为阳极：Cu－2e－===Cu2＋，阴极：2H＋＋2e－===H2↑。总反应式：Cu＋2H＋ Cu2＋＋H2↑。
牛刀小试
2.若用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，需加入98 g Cu(OH)2固体，才能使电解质溶液复原，则这段时间，整个电路中转移的电子数为________。
4NA
解析：方法一：98 g Cu(OH)2的物质的量为1 mol，相当于电解了1 mol的CuSO4后，又电解了1 mol的水，所以转移的电子数为2NA＋2NA＝4NA。
方法二：可以认为整个电路中转移的电子数与Cu(OH)2的O2－失电子数相等，共4NA。
对点训练
2.以石墨为电极，电解KI溶液(含有少量的酚酞和淀粉)。下列说法错误的是
A.阴极附近溶液呈红色 B.阴极逸出气体
C.阳极附近溶液呈蓝色 D.溶液的pH变小
√
解析：以石墨为电极，电解KI溶液，发生的反应为2KI＋2H2O 2KOH＋H2↑＋I2(类似于电解饱和食盐水)，阴极产物是H2和KOH，阳极产物是I2。由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉，所以阳极附近的溶液会变蓝(淀粉遇碘变蓝)，阴极附近的溶液会变红(溶液呈碱性)，A、B、C正确；由于电解产物有KOH生成，所以溶液的pH逐渐增大，D错误。
3.用石墨作电极，电解稀Na2SO4溶液的装置如图所示，通电后在石墨电极A和B附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列有关叙述正确的是
A.逸出气体的体积：A电极＜B电极
B.一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体
C.A电极附近呈红色，B电极附近呈蓝色
D.电解一段时间后，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶液呈
中性
√
解析： 、OH－移向B电极，在B电极OH－放电，产生O2，B电极附近c(H＋)＞c(OH－)，石蕊溶液变红，Na＋、H＋移向A电极，在A电极H＋放电产生H2，A电极附近c(OH－)＞c(H＋)，石蕊溶液变蓝，C项错误、D项正确；
A电极产生的气体体积大于B电极，A项错误；
两种气体均为无色无味的气体，B项错误。
4．用石墨电极完成下列电解实验。
实验一 实验二
装置
现象 a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c处无明显变化 两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气泡产生……
下列对实验现象的解释或推测不合理的是(　　)
A．a、d处：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
B．b处：2Cl－－2e－===Cl2↑
C．c处发生了反应：Fe－2e－===Fe2＋
D．根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜
√
阴 　
CO2＋6H＋＋6e－===CH3OH＋H2O
A 　
从左向右　 　
(4)将二氧化碳转化为乙烯的装置如图所示，使用的电极材料均为惰性电极。则a为电源的______极，阴极反应式为____________________________________；阳极反应式__________________________。
正　 　
2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O　 　 　
2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 　 　 　
1．书写电极反应式和总反应式的规律
必须正确书写原电池和电解池的电极反应式和总的反应式。高考主要从下面三个方面进行考查。
(1)根据给出两个电极反应式，写总反应式。
已知两个电极反应式，写总反应式并不难，只要使两个电极反应式得失电子数相等后，将两式相加，消去相同的化学式即可。
(2)给出总反应式，写出电极反应式。
书写电极反应式的步骤一般分为四步：
①列物质、标得失；②选离子、配电荷；③配个数、巧用水；④两式加、验总式。
(3)根据信息给予知识，写电极反应式和总反应式。
规律小结
2．做到“三看”，正确书写电极反应式
(1)一看电极材料，若是金属(Au、Pt除外)作阳极，金属一定放电(注：Fe生成Fe2＋)。
(2)二看介质，介质是否参与电极反应。
(3)三看电解质状态，若是熔融状态，就是金属的冶炼。
3．规避“三个”失分点
(1)书写电解池中电极反应式时，一般以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式。
(2)要确保两极电子转移数目相同，且应注明条件“电解”。
(3)电解水溶液时，应注意放电顺序中H＋、OH－之后的离子一般不参与放电。
7.整合有效信息书写电极反应
(1)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。
由硫化氢获得硫单质有多种方法。
将用烧碱吸收H2S后所得的溶液加入如图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：
①写出电解时阴极的电极反应式：__________________________。
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
解析：电解时，阴极区溶液中的阳离子放电，即水溶液中的H＋放电生成H2。
②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成______________________________。
：
(2)电解NO制备NH4NO3，其工作原理如图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是______，说明理由：_______________________
________________________________________________________。
NH3
根据总反应：8NO＋7H2O
：
做到“三看”，正确书写电极反应式
(1)一看电极材料，若是金属(Au、Pt除外)作阳极，金属一定被电解(注：Fe生成Fe2＋而不是生成Fe3＋)。
(2)二看介质，介质是否参与电极反应。
(3)三看电解质状态，若是熔融状态，就是金属的电冶炼。
方法指导
C.电解结束时，左侧溶液质量增重8 g
D.铅蓄电池工作时，正极电极反应式为：
题组三　电子守恒在电化学计算中的应用
8.以铅蓄电池为电源，石墨为电极电解CuSO4溶液，装置如下图。若一段时间后Y电极上有6.4 g 红色物质析出，停止电解。下列说法正确的是
A.a为铅蓄电池的负极
√
解析：Y极有Cu析出，发生还原反应，Y极为阴极，故b为负极，a为正极，A错误；
电解过程中阴离子向阳极移动，B错误；
阴极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，阳极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，当有6.4 g Cu析出时，转移0.2 mol e－，左侧生成1.6 g O2，同时有
9. 500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c( )＝0.6 mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到2.24 L气体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是
A.原混合溶液中c(K＋)为0.2 mol·L－1
B.上述电解过程中共转移0.2 mol电子
C.电解得到的Cu的物质的量为0.05 mol
D.电解后溶液中c(H＋)为0.2 mol·L－1
√
1．计算类型
有关原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、产物的量与电量关系的计算等。
2．三种方法
(1)根据总反应式计算
先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。
电化学计算的三种常见方法
　　
智能提升
(2)根据电子守恒计算
①用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。
②用于混合溶液中电解的分阶段计算。
(3)根据关系式计算
根据得失电子守恒定律建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。
如以通过4 mol e－为桥梁可构建如下关系式：
(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)
该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关
系式便能快速解答常见的电化学计算问题。
提示：在电化学计算中，还常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19 C来计算
电路中通过的电量。
题组四　根据总反应式建立等量关系进行计算
10．将两个铂电极插入500 mL CuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一
电极增重0.064 g(设电解时该电极无氢气逸出，且不考虑水解和溶液体积变
化)，此时溶液中氢离子浓度约为(　　)
A．4×10－3 mol/L　　　 B．2×10－3 mol/L
C．1×10－3 mol/L　　　 D．1×10－7 mol/L
对点训练
√
11．两个惰性电极插入500 mL AgNO3溶液中，通电电解。当电解液的pH从6.0
变为3.0时(设电解过程中阴极没有H2放出，且电解液在电解前后体积变化可以
忽略不计)，电极上析出银的质量最大为(　　)
A．27 mg　 B．54 mg C．106 mg　 D．216 mg
√
题组五　根据电子守恒突破电解分阶段计算
12．把物质的量均为0.1 mol的CuCl2和H2SO4溶于水制成100 mL的混合溶液，
用石墨作电极电解，并收集两电极所产生的气体，一段时间后在两极收集到
的气体在相同条件下体积相同。则下列描述正确的是(　　)
A．电路中共转移0.6 NA个电子
B．阳极得到的气体中O2的物质的量为0.2 mol
C．阴极质量增加3.2 g
D．电解后剩余溶液中硫酸的浓度为1 mol·L－1
√
√
题组六　根据电子守恒突破电解池的“串联”计算
14．甲醇是一种重要的化工原料和新型燃料。下图是甲醇燃料电池工作的示
意图，其中A、B、D均为石墨电极，C为铜电极。工作一段时间后，断开K，
此时A、B两极上产生的气体体积相同。
(1)甲中负极的电极反应式为_________________________________________。
(2)乙中A极析出的气体在标准状况下的体积为________。
(3)丙装置溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量变化关系如下图，则图中②线表示的是________的变化；反应结束后，要使丙装置中金属阳离子恰好完全沉淀，需要________ mL 5.0 mol·L－1 NaOH溶液。
2.24 L　
Fe2＋　
280
串联装置图比较
方法指导
图甲中无外接电源，二者必有一个装置是原电池(相当于发电装置)，为电解
装置提供电能，其中两个电极活动性差异大者为原电池装置，即左图为原电
池装置，右图为电解装置。图乙中有外接电源，两烧杯均作电解池，且串联
电解，通过的电流相等。
1.氯碱工业
阳极反应式： ( 反应)
阴极反应式： ( 反应)
总反应方程式：
2Cl－－2e－===Cl2↑
氧化
2H＋＋2e－===H2↑
还原
考点二、电解原理的应用
核心知识梳理
检验阳极产物的方法是_________________________________________
_______________。电解时向食盐水中滴加酚酞，___极附近溶液变红，说明该电极附近产生的物质为_______。
用湿润的KI-淀粉试纸靠近阳极，若试纸变蓝，证明生成了Cl2
阴
NaOH
①阳离子交换膜的作用
阻止 进入阳极室与Cl2发生
副反应：2NaOH＋Cl2===NaCl
＋NaClO＋H2O，阻止阳极产生
的Cl2和阴极产生的H2混合发生
爆炸。
②a、b、c、d加入或取出的物
质分别是___________、____________、_________、_____________；X、Y分别为____、____。
阳离子交换膜法电解饱和食盐水示意图
OH－
饱和食盐水
稀NaOH溶液
稀食盐水
浓NaOH溶液
Cl2
H2
电镀 电解精炼铜
示意图
电极反应 阳极 ________________ Zn－2e－===Zn2＋，
Cu－2e－===Cu2＋
阴极 ________________ _________________
电解质溶液的浓度变化 CuSO4溶液的浓度_____ CuSO4溶液的浓度_____
2.电镀与电解精炼
Cu－2e－===Cu2＋
Cu2＋＋2e－===Cu
Cu2＋＋2e－===Cu
不变
变小
3.电冶金
(1)电解精炼铜
①电极材料：阳极为粗铜，阴极为纯铜。
②电解质溶液：含Cu2＋的盐溶液。
③电极反应式
阳极：_________________、____
___________、_______________、
Cu－2e－===Cu2＋；
阴极：_________________。
Zn－2e－===Zn2＋
Fe－
2e－===Fe2＋
Ni－2e－===Ni2＋
Cu2＋＋2e－===Cu
④阳极泥的形成
粗铜中不活泼的杂质(金属活动性顺序中位于铜之后的银、金等)在阳极难以失去电子，当阳极上的铜失去电子变成离子之后，它们以金属单质的形式沉积于电解槽的底部，成为阳极泥。
总方程式 阳极、阴极反应式
冶炼钠 __________________________ ____________________
____________________
冶炼镁 __________________________ ____________________
____________________
冶炼铝 __________________________ ____________________
____________________
(2)利用电解熔融盐(或氧化物)的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。
2Cl－－2e－===Cl2↑、
2Na＋＋2e－===2Na
2Cl－－2e－===Cl2↑、
Mg2＋＋2e－===Mg
6O2－－12e－===3O2↑、
4Al3＋＋12e－===4Al
4、原电池、电解池、电镀池的比较
装置名称 原电池 电解池 电镀池
实例 Cu-Zn(H2SO4) 氯化铜溶液(惰性电极) 铁上镀铜
能量转化 化学能转化为电能 电能转化为化学能 电能转化为化学能
原理 发生氧化还原反应,从而形成电流(自发) 电流通过,引起氧化还原反应(非自发) 电流通过,引起氧化还原反应(非自发)
形成条件 (四条) 两个电极、电解质溶液(或熔融态电解质)、形成闭合回路、自发的氧化还原反应 电源、电极(惰性或非惰性)、电解质、闭合回路 电源、电极(Cu和Fe)、电解质、闭合回路
装置判断 无外加电源 有外加电源 有电源,阳极金属与电解液中金属离子为同一金属元素
电极判断 负极:还原性较强的电极或电子流出的电极或电流流入的电极;正极:还原性较弱的电极或电子流入的电极或电流流出的电极 阳极:与直流电源正极相连的电极; 阴极:与直流电源负极相连的电极 阳极:镀层金属(Cu)与直流电源正极相连的电极;
阴极:被镀物或镀件(Fe)与直流电源负极相连的电极
电极上的 反应 (1)负极本身或还原剂失去电子发生氧化反应; (2)正极:溶液中某些阳离子或氧化剂得到电子 (1)阳极发生氧化反应即阳极金属或溶液中阴离子失去电子的反应; (2)阴极本身不反应,溶液中的阳离子得到电子发生还原反应 (1)阳极金属失去电子发生氧化反应;
(2)阴极本身不反应,溶液中的阳离子得到电子发生还原反应(电解质溶液浓度几乎不变)
（续表）
(1)在镀件上电镀铜时，也可以用惰性材料作阳极，用硫酸铜溶液作电解液
(　　)
(2)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料(　　)
(3)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)均保持不变(　　)
(4)电解冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3，也可以电解MgO和AlCl3(　　)
(5)电解精炼时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料(　　)
(6)用Zn作阳极，Fe作阴极，ZnCl2作电解质溶液，由于放电顺序H＋>Zn2＋，不可能在铁上镀锌(　　)
×
√
×
×
√
×
正误判断
题组一　氯碱工业及拓展应用
1.如图为电解饱和食盐水装置，下列有关说法不正确的是
A.左侧电极上发生氧化反应
B.右侧生成的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
C.电解一段时间后，B口排出NaOH溶液
D.电解饱和食盐水的离子方程式：
√
对点训练
2.高氯酸在化工生产中有广泛应用，工业上以NaClO4为原料制备高氯酸的原理如图所示。下列说法正确的是
A.上述装置中，f极为光伏电池的正极
B.阴极的电极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑
C.d处得到较浓的NaOH溶液，c处得到HClO4
D.若转移2 mol电子，理论上生成100.5 g HClO4
√
解析：电解时Na＋移向阴极区，则f为电源负极，A项错误；
电解时，阳极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，Na＋移向阴极区，阳极区溶液逐渐由NaClO4转化为HClO4；阴极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴极区产生NaOH，B项错误、C项正确；
根据得失电子守恒，若转移2 mol电子，理论上生成201 g HClO4，D项错误。
A.a极为电源负极，b极为电源正极
B.c膜是阴离子交换膜，d膜是阳离子交
换膜
C.阴极电极反应式为 ＋12H＋＋10e－
===N2↑＋6H2O
D.当电路中通过1 mol电子的电量时，会有5.6 L O2生成
√
3．三室式电渗析法处理含NH4NO3废水的原理如图所示，在直流电源的作用下，两膜中间的NH4+和NO3-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。工作一段时间后，在两极区均得到副产品NH4NO3。下列叙述正确的是(　　)
题组二　电镀和精炼的拓展应用
4.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H2SO4－H2C2O4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：A项，根据电解原理可知，Al要形成氧化膜，化合价升高失电子，因此铝为阳极，正确；
B项，阴极仅作导体，可选用不锈钢网，且不锈钢网接触面积大，能增加电解效率，正确；
C项，阴极应为氢离子得电子生成氢气，错误；
D项，电解时，阴离子移向阳极，正确。
5.下列图示中关于铜电极的连接错误的是
√
解析：A项，锌比铜活泼，锌作负极，铜作正极，连接正确；
B项，电解精炼铜，粗铜作阳极，纯铜作阴极，连接正确；
C项，电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，连接错误；
D项，电解氯化铜溶液，铜作阴极，石墨作阳极，连接正确。
6.金属镍有广泛的用途，粗镍中含有Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制得高纯度的镍。下列叙述中正确的是(已知：氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋)
A.阳极发生还原反应，其电极反应式为Ni2＋＋2e－===Ni
B.电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量相等
C.电解后，溶液中存在的阳离子只有Fe2＋和Zn2＋
D.电解后，电解槽底部的阳极泥中有Cu和Pt
√
解析：电解时，阳极Zn、Fe、Ni失去电子，发生氧化反应，A项错误；
因氧化性Ni2＋＞Fe2＋＞Zn2＋，故阴极反应式为Ni2＋＋2e－===Ni，可见，阳极质量减少是因为Zn、Fe、Ni溶解，而阴极质量增加是因为Ni析出，B项错误；
电解后溶液中的阳离子除Fe2＋和Zn2＋外，还有Ni2＋和H＋，C项错误。
B.甲溶液可循环利用
C.离子交换膜a是阴离子交换膜
D.当电路中通过2 mol电子的电量时，会有1 mol H2生成
7.(2023届西安质检)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色水处理剂。工业上可用电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4，其工作原理如图所示，两端隔室中离子不能进入中间隔室。下列说法错误的是
√
题组三　电冶金及拓展应用
8.1807年化学家戴维电解熔融氢氧化钠制得钠：4NaOH(熔融) O2↑
＋4Na＋2H2O；后来盖·吕萨克用铁与熔融氢氧化钠作用也制得钠：3Fe＋4NaOH===Fe3O4＋2H2↑＋4Na↑。下列有关说法正确的是
A.戴维法制钠，阳极的电极反应式为：Na＋＋e－===Na↑
B.盖·吕萨克法制钠原理是利用铁的金属性比钠的强
C.若用戴维法与盖·吕萨克法制得等量的钠，两方法转移电子总数相等
D.还可以用电解熔融氯化钠法制钠
√
解析：A项，阳极应发生氧化反应；
B项，盖·吕萨克法制钠原理是根据钠的沸点较低、易从反应混合物中分离出来，从而使化学平衡向正向移动；
C项，根据反应方程式可知用戴维法制取金属钠，每反应产生4 mol Na转移电子的物质的量是4 mol，而用盖·吕萨克法制得4 mol的钠转移电子的物质的量是8 mol，因此制取等量的金属钠，转移电子的物质的量不相等；
D项，由于NaCl是离子化合物，可用电解熔融氯化钠的方法制金属钠。
解析：由图可知，石墨为阳极，阳极上的电极反应式为C＋2O2－－4e－===CO2↑，钛网电极是阴极，阴极上的电极反应式为：2Ca2＋＋4e－===2Ca，钙还原二氧化钛反应方程式为：2Ca＋TiO2===Ti＋2CaO。
9.(2024届福州联考)研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2—CaO作电解质，利用图示装置获得金属钙，并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛。下列说法中正确的是
A.将熔融CaF2—CaO换成Ca(NO3)2溶液也可以达到相同目的
B.阳极的电极反应式为：C＋2O2－－4e－===CO2↑
C.在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量减少
D.石墨为阴极
√
10．(2024届四川绵阳)普通电解精炼铜的方法所制备的铜中仍含杂质，利用下面的双膜(阴离子交换膜和过滤膜)电解装置可制备高纯度的Cu。下列有关叙述中正确的是(　　)
A．电极a为粗铜，电极b为精铜
B．甲膜为过滤膜，可阻止阳极泥及
漂浮物杂质进入阴极区
C．乙膜为阴离子交换膜，可阻止杂
质阳离子进入阴极区
D．当电路中通过1 mol电子时，可
生成32 g精铜
√
√
阳
F2
题组五 电解原理在“物质制备”中的不寻常应用
12．在微电子工作中NF3常用作氮化硅的蚀刻剂，工业上通过电解含NH4F等的无水熔融物生产NF3，其电解原理如下图所示。
a电极为电解池的________(填“阴”或“阳”)极，写出该电极的电极反应式：__________________________；电解过程中还会生成少量氧化性极强的气体单质，该气体的分子式是________。
13．在电解液不参与反应的情况下，采用电化学法还原CO2可制备ZnC2O4，原理如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．电解结束后电解液Ⅱ中c(Zn2＋)增大
B．电解液Ⅰ应为ZnSO4溶液
C．Pt极反应式为2CO2＋2e－===C2O42-
D．当通入44 g CO2时，溶液中转移1 mol电子
√
√
14. (2024届成都)用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的 ，模拟装置如图所示。下列说法正确的是
A.阳极室溶液由无色变成棕黄色
B.阴极的电极反应式为4OH－－
4e－===2H2O＋O2↑
C.电解一段时间后，阴极室溶液
中的pH升高
D.电解一段时间后，阴极室溶液
中的溶质一定是(NH4)3PO4
题组六 电解原理在工农业生产中的应用
解析：阳极上Fe发生氧化反应，溶液由无色变为浅绿色，A项错误；
阴极上H＋发生还原反应：2H＋＋2e－===H2↑，B项错误；
根据阴极上电极反应，阴极消耗H＋，电解一段时间后，阴极室溶液
pH升高，C项正确；
电解一段时间后，阴极室溶液pH升高， 与OH－反应生成NH3·H2O，因此阴极室溶液中溶质除(NH4)3PO4外，还可能有NH3·H2O，D项错误。
15.Na2FeO4是制造高铁电池的重要原料，同时也是一种新型的高效净水剂。在工业上通常利用如图装置生产Na2FeO4，下列有关说法不正确的是
A.右侧电极反应式：Fe＋8OH－－
6e－=== ＋4H2O
B.左侧为阳离子交换膜，当Cu电极
生成1 mol气体时，有2 mol Na＋
通过阳离子交换膜
C.可以将左侧流出的氢氧化钠补充到该装置中部，以保证装置连续工作
D.Na2FeO4具有强氧化性且产物为Fe3＋，因此可以利用Na2FeO4除去水中
的细菌、固体颗粒以及Ca2＋等
√
解析：根据图示，Cu电极为阴极，Fe电极为阳极。右侧电极为Fe电极，Fe失去电子发生氧化反应生成 ，结合原子守恒和电荷守恒可得电
极反应式为Fe－6e－＋8OH－=== ＋4H2O，A项正确；
左侧为阴极室，Cu电极上的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，当Cu电极上生成1 mol气体时，同时产生2 mol OH－，此时中部有2 mol Na＋通过阳离子交换膜进入阴极室平衡电荷，B项正确；
根据B项分析，阴极室生成NaOH，左侧流出的NaOH溶液的浓度大于加入的NaOH溶液的浓度，即b%＞a%，可将左侧流出的NaOH补充到该装置中部，以保证装置连续工作，C项正确；
Na2FeO4具有强氧化性，可利用Na2FeO4除去水中的细菌，Na2FeO4的还原产物为Fe3＋，Fe3＋水解生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体可吸附固体颗粒，但二者均不能除去水中的Ca2＋，D项错误。
16. (2024届浙江绍兴诊断)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：该装置相当于电解池，能将电能转化为化学能，A正确；
左端是阳极，腐蚀得更快，B错误；
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，C正确；
根据题意可知“阳极保护”实际上是在金属表面形成了一层致密的保护膜，D正确。
17. FFC电解法可由金属氧化物直接电解制备金属单质，西北稀有金属材料研究院利用此法成功电解制备钽粉(Ta)，其原理如图所示。下列说法正确的是
A.该装置将化学能转化为电能
B.a极为电源的正极
C.Ta2O5极发生的电极反应式为
Ta2O5＋10e－===2Ta＋5O2—
D.常温常压下，石墨电极上生成22.4 L O2，则电路中转移的电子数为4NA
√
解析：该装置是电解池，将电能转化为化学能，A错误；
电解池工作时，O2－向阳极移动，则石墨电极为阳极，b极为电源的正极，a极为电源的负极，B错误；
Ta2O5极为阴极，发生还原反应，电
极反应式为Ta2O5＋10e－===2Ta＋
5O2－，C正确；
常温常压下，22.4 L O2的物质的量小
于1 mol，阳极还有CO和CO2生成，转移电子数无法计算，D错误。
18.人工肾脏可用间接电化学方法除去
代谢产物中的尿素[CO(NH2)2]。下列有
关说法正确的是
A.a为电源的负极
B.电解结束后，阴极室溶液的pH与电
解前相比将升高
C.除去尿素的反应为CO(NH2)2＋2Cl2＋H2O===N2＋CO2＋4HCl
D.若两极共收集到气体0.6 mol，则除去的尿素为0.12 mol(忽略气体溶解，
假设氯气全部参与反应)
√
解析：由图可知，左室电极产物为CO2和N2，发生氧化反应，则左室电极为阳极，a为电源的正极，阳极反应式为6Cl－－6e－===3Cl2↑，CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O===N2＋CO2＋6HCl，右室电解产物为H2，发生还原反应，则
右室电极为阴极，b为电源负极，阴极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑。由上述分析可知，a为电源的正极，A项错误；
由上述分析可知，C项错误；
若两极共收集到气体0.6 mol，则n(N2)＝n(CO2)＝0.6× mol＝0.12 mol，由反应CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O===N2＋CO2＋6HCl可知，所消耗的CO(NH2)2
的物质的量也为0.12 mol，D项正确。
根据上述反应式可以看出在阴、阳极上产生的OH－、H＋的数目相等，阳极室中反应产生的H＋通过质子交换膜进入阴极室与OH－恰好反应生成水，所以阴极室中电解前后溶液的pH不变，B项错误；
19.按要求回答下列问题
(1)有人研究了用电化学方法把CO2转化为
CH3OH，其原理如图1所示：
则图中A电极接电源_____极。已知B电极
为惰性电极，则在水溶液中，该极的电极
反应式为________________________。
负
2H2O－4e－===4H＋＋O2↑
(2)以连二亚硫酸盐( )为还原剂脱除烟气中的NO，并通过电解再生，装置如图2所示。阴极的电极反应式为_______________________________，电解槽中的隔膜为______(填“阳”或“阴”)离子交换膜。
阳
解析：阴极上亚硫酸根离子得电子生成
＋2e－=== ＋2H2O，阳极上水失电子生成氧气和氢离子，右侧多余
的氢离子通过离子交换膜进入左侧，所以电解池中的隔膜为阳离子交换膜。
20.(1)酸性条件下，六价铬主要以 形式存在，工业上常用电解法处理含 的废水；该法用Fe作电极电解含 的酸性废水，随着电解不断进行，阴极附近溶液pH升高，产生Cr(OH)3沉淀。
①电解时能否用Cu电极来代替Fe电极？______(填“能”或“不能”)，理由是_________________________________________。
②电解时阳极附近溶液中 转化为Cr3＋的离子方程式为__________
___________________________________。
③若初始溶液中含有0.1 mol ，则生成的阳离子全部转化成沉淀的质量是______g。
不能
6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
84.8
阳极产生的Cu2+不能将Cr2O72-还原到低价态
(2)电解NO制备NH4NO3，其工作原理如图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是_____，说明理由：_________________
__________________________________________________________。
NH3
根据总反应：8NO
解析：根据电解NO制备NH4NO3的工作原理示意图知：阴极反应式为3NO＋15e－＋18H＋===3 ＋3H2O，阳极反应式为5NO－15e－＋10H2O===
5 ＋20H＋，总反应式为8NO＋7H2O 3NH4NO3＋2HNO3，为
了使电解产生的HNO3全部转化为NH4NO3，应补充NH3。
(3)由硫化氢获得硫单质有多种方法。将用烧碱吸收H2S后所得的溶液加入如图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：S2－－2e－===S，(n－1)S＋S2－=== 。
①写出电解时阴极的电极反应式：___________________________。
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
解析：电解时阴极水溶液中的H＋放电生成H2。
解析：由题给反应可知，阳极区生成了 可以理解为(n－1)S＋S2－，加入稀硫酸生成S单质和H2S气体。
②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成____________________________。
1.金属腐蚀的本质
金属原子 变为 ，金属发生 。
2.金属腐蚀的类型
(1)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 接触 不纯金属或合金跟 接触
现象 电流产生 电流产生
本质 金属被______ 较活泼金属被______
联系 两者往往同时发生， 腐蚀更普遍 失去电子
金属阳离子
氧化反应
非金属单质直接
电解质溶液
有微弱
无
氧化
氧化
电化学
考点三、金属的腐蚀与防护
核心知识梳理
(2)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 ______________________ ______________________
电极反应 负极 _________________ 正极 _________________ _________________________
总反应式 ______________________ __________________________
联系 更普遍 水膜酸性较强(pH≤4.3)
水膜酸性很弱或呈中性
Fe－2e－===Fe2＋
2H＋＋2e－===H2↑
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
吸氧腐蚀
1.吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式，而且析氢腐蚀最终也会被吸氧腐蚀所替代，因为析氢腐蚀过程中溶液的酸性逐渐减弱。
2.在金属活动性顺序表中位于氢前面的金属和氢后面的金属都能发生吸氧腐蚀，但只有在金属活动性顺序表中位于氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀。
3.在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢可用下列规律判断：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀。
特别提醒
实验探究(如图所示)
(1)若棉团浸有NH4Cl溶液，铁钉发生______腐蚀，正极反应式为__________
________，右试管中现象是____________。
(2)若棉团浸有NaCl溶液，铁钉发生______腐蚀，正极反应式为____________
_________，右试管中现象是_______________。
析氢
2H＋＋2e－
===H2↑
有气泡冒出
吸氧
O2＋4e－＋2H2O
===4OH－
导管内液面上升
牛刀小试
3.金属的防护
(1)电化学防护
①牺牲阳极的阴极保护法—— 原理
a. 极：比被保护金属活泼的金属；
b. 极：被保护的金属设备。
②外加电流的阴极保护法—— 原理
a. 极：被保护的金属设备；
b. 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。
原电池
负
正
电解
阴
阳
应用体验
如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速率由快到慢的顺序为_____________。
⑤④②①③⑥
解析：②③④均为原电池，③中Fe为正极，被保护；
②④中Fe为负极，均被腐蚀，但Fe和Cu的金属活动性差别大于Fe和Sn的，故Fe－Cu原电池中Fe被腐蚀的较快。
⑤是Fe接电源正极作阳极，Cu接电源负极作阴极的电解腐蚀，加快了Fe的腐蚀。
⑥是Fe接电源负极作阴极，Cu接电源正极作阳极的电解腐蚀，防止了Fe的腐蚀。根据以上分析可知铁在其中被腐蚀的速率由快到慢的顺序为⑤>④>②>①>③>⑥。
金属腐蚀快慢的规律
(1)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。
(2)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。
(3)活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快。
(4)对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀越快。
归纳总结
金属腐蚀的一般规律
(1)在同一电解质溶液中，金属腐蚀的速率快慢：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。
(2)在原电池中，电解质溶液相同时，两极的活泼性差别越大，负极金属越易被腐蚀，如Zn－Cu(H2SO4)中的Zn比Zn－Fe(H2SO4)中的Zn腐蚀快。
(3)对由相同正、负极构成的原电池(如Fe－Cu原电池)
①电解质的氧化能力越强，负极金属越易被腐蚀。如：
Fe在不同电解质溶液中的腐蚀速率是CuSO4溶液＞稀H2SO4＞NaCl溶液。
归纳总结
②电解质中起氧化作用的离子相同时，该离子浓度越大，负极金属腐蚀速率越快。如腐蚀速率：1 mol·L－1盐酸＞0.1 mol·L－1盐酸＞0.1 mol·L－1醋酸＞海水(起氧化作用的H＋浓度逐渐减小)。
③溶液的导电能力越强，负极金属越易被腐蚀。如腐蚀速率：海水＞淡水＞酒精。
(4)一般情况下不纯的金属或合金在潮湿的空气中腐蚀的速率远快于在干燥、隔绝空气条件下的腐蚀速率。
续上页
(1)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样(　　)
(2)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物(　　)
(3)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe3＋(　　)
(4)在金属表面覆盖保护层，若保护层破损后，就完全失去了对金属的保护作用(　　)
(5)铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性(　　)
(6)干燥环境下，所有金属都不能被腐蚀(　　)
(7)铜在酸性环境下，不易发生析氢腐蚀(　　)
√
×
×
×
×
√
×
正误判断
题组一　金属腐蚀的原理及实验探究
1. 炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含NaCl)，不久便会因被腐蚀而出现红褐色锈斑。腐蚀原理如图所示，下列说法正确的是
A.腐蚀过程中，负极是C
B.Fe失去电子经电解质溶液转移给C
C.正极的电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
D.C是正极，O2在C表面上发生还原反应
√
对点训练
解析：A项，铁锅中含有的Fe、C，和电解质溶液构成原电池，活泼金属作负极，Fe易失电子，故腐蚀过程中，负极是Fe，错误；
B项，原电池中电子由负极Fe直接向正极C流动，在电解质溶液中依靠离子的移动导电，错误；
C项，该原电池中，C作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，错误；
D项，C是正极，O2在C表面上发生还原反应，正确。
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
2. 某同学进行下列实验
3. 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＋
√
解析：生铁片边缘处为红色，说明生成了OH－，O2＋2H2O＋4e－==4OH－，生铁片发生吸氧腐蚀，故A、C两项合理；
根据实验现象，中心区域为蓝色，说明生成了Fe2＋，Fe－2e－===Fe2＋，故B项合理；
在两色环交界处出现铁锈，是因为生成的氢氧化亚铁被氧气氧化成了氢氧化铁，故D项不合理。
4.一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下，下列说法不正确的是
pH 2 4 6 6.5 8 13.5 14
腐蚀快慢 较快 慢 较快 主要产物 Fe2＋ Fe3O4 Fe2O3 FeO A.在pH＞14溶液中，碳钢腐蚀的正极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O
B.在pH＜4溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀
C.在pH＞6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀
D.在煮沸除氧气的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓
√
解析：pH＞14的溶液为碱性，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故A符合题意；
pH＜4溶液为酸性溶液，碳钢主要发生析氢腐蚀，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，故B不符合题意；
pH＞6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故C不符合题意；
在碱性溶液中碳钢发生吸氧腐蚀，煮沸除氧气后，腐蚀速率会减慢，故D不符合题意。
5. 某小组同学用如图装置研究钢铁在海水中的腐蚀与防腐(①中铁片为生铁)。下列说法正确的是
A.①中只发生化学腐蚀
B.②中只发生的是析氢腐蚀
C.③为牺牲阳极的阴极保护法
D.钢铁被腐蚀的速率：②＞①＞③
√
解析：①中铁片为生铁，生铁表面形成无数个原电池，发生电化学腐蚀，A项错误；
②中电解质溶液为海水，发生的是吸氧腐蚀，B项错误；
③为电解池装置，为外加电流的阴极保护法，C项错误；
①中主要发生化学腐蚀，②中铁片为负极发生吸氧腐蚀，③中铁片连接外接电源的负极被保护，所以钢铁被腐蚀的速率为②>①>③，D项正确。
6．将两根铁钉分别缠绕铜丝和铝条，放入滴有混合溶液的容器中，如图所示，下列叙述错误的是(　　)
A．b中铁钉附近呈现红色
B．a中铁钉附近产生蓝色沉淀
C．b中发生吸氧腐蚀
D．a中铜丝附近有气泡产生
√
7．在酸性或碱性较强的溶液中，铝均溶解。用食盐腌制的食品也不能长期存放在铝制品中，其主要原因是(　　)
A．铝能与NaCl直接发生反应而被腐蚀
B．长期存放的NaCl发生水解，其水溶液不再呈中性，可与铝发生反应
C．铝与铝制品中的杂质(碳)、NaCl溶液形成原电池，发生析氢腐蚀
D．铝与铝制品中的杂质(碳)、NaCl溶液形成原电池，发生吸氧腐蚀
√
解析：铝不能与NaCl直接发生反应，选项A错误；氯化钠是强酸强碱盐，不发生水解，选项B错误；铝制品不能长时间存放食盐腌制的食品，是因为氯离子对氧化膜有破坏作用，若氧化膜被破坏，则由于铝制品不纯，铝与其中的杂质、氯化钠溶液形成原电池，铝失去电子，被氧化，发生吸氧腐蚀，选项C错误，选项D正确。
8．如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速度由快到慢的顺序为
A．②①③④⑤⑥ B．⑤④③①②⑥
C．⑤④②①③⑥ D．⑤③②④①⑥
√
根据介质判断析氢腐蚀和吸氧腐蚀
正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键。潮湿的空气、酸性很弱或中性溶液发生吸氧腐蚀；NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液发生析氢腐蚀。
特别提醒
题组二　金属腐蚀防护措施的设计与选择
9.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
√
解析：A项，石墨、Fe和电解质溶液构成原电池，Fe作负极加速被腐蚀，错误；
B项，将铁和电源负极相连时Fe作阴极而被保护，正确；
C项，为牺牲阳极的阴极保护法，正确；
D项，为增加防护层，正确。
10. 利用下图装置可以模拟铁的电化学防护。下列说法错误的是
A.若X为锌棒，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀
B.若X为锌棒，开关K置于M处，铁极发生氧化反应
C.若X为碳棒，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀
D.若X为碳棒，开关K置于N处，X极发生氧化反应
√
解析：若X为锌棒，开关K置于M处时，锌作负极，铁作正极被保护，A项正确、B项错误；
若X为碳棒，开关K置于N处，铁连接电源负极作阴极被保护，C项正确；
X连接电源正极作阳极被氧化，D项正确。
11.我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是
A.通电时，锌环是阳极，发生氧化反应
B.通电时，阴极上的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑
＋2OH－
C.断电时，锌环上的电极反应为Zn2＋＋2e－===Zn
D.断电时，仍能防止铁帽被腐蚀
√
解析：锌环与电源的正极相连，为阳极，A项正确；
断电时，Zn比铁活泼，作负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，C项错误。
12.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：钢管桩接电源的负极，高硅铸铁接电源的正极，通电后，外电路中的电子从高硅铸铁(阳极)流向正极，从负极流向钢管桩(阴极)，A、B正确；
题给信息高硅铸铁为“惰性辅助阳极”不损耗，C错误。
考点四、多池串联的两大模型及原理分析
核心知识梳理
1.常见串联装置图
模型一　外接电源与电解池的串联(如图)
A、B为两个串联电解池，相同时间内，各电极得失电子数相等。
模型二　原电池与电解池的串联(如图)
显然两图中，A均为原电池，B均为电解池。
2.“串联”类装置的解题流程
选项 X Y
A MgSO4 CuSO4
B AgNO3 Pb(NO3)2
C FeSO4 Al2(SO4)3
D CuSO4 AgNO3
1.如图装置中a、b、c、d均为Pt电极。电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重b>d。符合上述实验结果的盐溶液是
√
对点训练
解析：A项，当X为MgSO4时，b极上生成H2，电极质量不增加，错误；
C项，X为FeSO4，Y为Al2(SO4)3，b、d极上均产生气体，错误；
D项，b极上析出Cu，d极上析出Ag，其中d极增加的质量大于b极增加的质量，错误。
2.如图所示装置可间接氧化工业废水中含氮离子( )。下列说法不正确的是
A.乙是电能转变为化学能的装置
B.含氮离子氧化时的离子方程式为3Cl2＋
2 ===N2＋6Cl－＋8H＋
C.若生成H2和N2的物质的量之比为3∶1，
则处理后废水的pH减小
D.电池工作时，甲池中的Na＋移向Mg电极
√
3.某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流表的指针发生了偏转。
请回答下列问题：
(1)甲池为_______(填“原电池”
“电解池”或“电镀池”)，通
入CH3OH电极的电极反应式为
__________________________________。
解析：甲池为原电池，通入CH3OH的电极为负极，电极反应式为CH3OH
原电池
(2)乙池中A(石墨)电极的名称为_______(填“正极”“负极”“阴极”或
“阳极”)，总反应式为______________________________________。
解析：乙池中电解AgNO3溶液，其中C作阳极，Ag作阴极，总反应式为
阳极
(3)当乙池中B极质量增加5.40 g时，甲池中理论上消耗O2的体积为______mL(标准状况下)，丙池中_____极析出________g铜。
解析：根据各电极上转移的电子数相同，得n(Ag)＝4n(O2)＝2n(Cu)，故
280
D
1.60
(4)若丙池中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，甲中溶液的pH将______(填“增大”“减小”或“不变”)；丙中溶液的pH将______(填“增大”“减小”或“不变”)。
解析：若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，根据丙中总反应2NaCl
＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，则溶液pH增大，而甲中总反应为
2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O，溶液pH减小。
减小
增大
多池串联的装置中，先根据电极反应物和电解质溶液判断哪个是原电池，其余装置一般为电解池；与原电池正极相连的电极为电解池阳极，与原电池负极相连的电极为电解池阴极，据此判断各池中发生的反应。
反思归纳
智能提升
解析离子交换膜　掌握多室电解池
一、离子交换膜
1.含义和作用
(1)含义：离子交换膜又叫隔膜，由高分子特殊材料制成。
(2)作用：①能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。
②能选择性的通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。
2．常见的离子交换膜
离子交换膜又叫隔膜，由高分子特殊材料制成。离子交换膜分三类：
(1)阳离子交换膜，简称阳膜，只允许阳离子通过，即允许H＋和其他阳离子通过，不允许阴离子或分子通过。
(2)阴离子交换膜，简称阴膜，只允许阴离子通过，不允许阳离子或分子通过。
(3)质子交换膜，只允许H＋通过，不允许其他阳离子和阴离子通过。
3．隔膜的作用
(1)能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。
(2)能选择性的通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。
4．离子交换膜选择的依据
离子的定向移动。
5．离子交换膜的应用
二、多室电解池
多室电解池是利用离子交换膜的选择透过性，即允许带某种电荷的离子通过而限制带相反电荷的离子通过，将电解池分为两室、三室等，以达到浓缩、净化、提纯以及电化学合成的目的。
1．两室电解池(单膜)
以惰性电极电解一定浓度的Na2CO3溶液为例，其原理如图所示：
电极名称的判断：根据“阴阳相吸”判断，Na＋移向的乙电极是阴极；根据

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