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第六章
化学反应与能量
第32讲　电解池　金属的腐蚀与防护
复习目标 1．理解电解池的构成、工作原理，能书写电极反应式和总反应方程式。
2．掌握氯碱工业、电解精炼、电镀、电冶金等的反应原理。
3．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。
考点二
考点三
提能训练　练案[32]
考点一
考点一　电解池及工作原理
1．电解和电解池
2．电解池的工作原理(以惰性电极电解CuCl2溶液为例)
(1)电极名称与电极反应
总反应的化学方程式：_______________________________
总反应的离子方程式：_______________________________
(2)电子和离子的移动方向
　　　　　 可概括为电子不下水，离子不上线
①电子流向：从电源______极流出后，流向电解池的______极；从电解池的______极流出后，流向电源的______极。
②离子流向：阳离子移向电解池的______极，阴离子移向电解池的______极。
③电流移动方向：电源______极→电解池的______极→电解质溶液→电解池的______极→电源______极。
负
阴
阳
正
阴
阳
正
阳
阴
负
[微点归纳]　①电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是依靠离子定向移动形成电流，即电子本身不会通过电解质溶液。
②从电子、离子、电流的移动方向角度理解电解池的工作原理
③从离子的放电先后顺序角度理解电解池的工作原理
3．用惰性电极电解不同类型的电解质溶液
类型 实例 电极反应式 溶液pH 的变化 溶液复原的方法
电解 水型 含氧酸 H2SO4 溶液 阳极：_________________________ 阴极：_________________________ 总反应：_______________________ _______ _______
强碱 NaOH 溶液 阳极：__________________________ 阴极：__________________________ 总反应：________________________ _______ 2H2O－4e－===4H＋＋O2↑
2H＋＋2e－===H2↑
4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
减小
增大
加水
类型 实例 电极反应式 溶液pH 的变化 溶液复原的方法
电解 水型 活泼金属的含 氧酸盐 KNO3 溶液 阳极：__________________________ 阴极：__________________________ 总反应：__________________________ _______ _______
2H2O－4e－===4H＋＋O2↑
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
不变
加水
类型 实例 电极反应式 溶液pH 的变化 溶液复原的方法
电解 电解 质型 无氧酸 (氢氟 酸除 外) HCl 溶液 阳极：____________________ 阴极：___________________ 总反应：__________________________ _______ ________________
2Cl－－2e－===Cl2↑
2H＋＋2e－===H2↑
增大
通入　
HCl气体
类型 实例 电极反应式 溶液pH 的变化 溶液复原的方法
电解 电解 质型 不活泼 金属的 无氧酸 盐　 CuCl2 溶液 阳极：___________________ 阴极：___________________ 总反应： — _______________
2Cl－－2e－===Cl2↑
Cu2＋＋2e－===Cu
加CuCl2　
固体
类型 实例 电极反应式 溶液pH 的变化 溶液复原的方法
放氢 生碱 型　 活泼金 属的无 氧酸盐 NaCl 溶液 阳极：___________________ 阴极：_________________________ 总反应：_________________ ________________________ _______ __________________
2Cl－－2e－===Cl2↑
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
增大
通入HCl　
气体
类型 实例 电极反应式 溶液pH 的变化 溶液复原的方法
放氧 生酸 型　 不活泼 金属的 含氧酸 盐　　 AgNO3 溶液 阳极：_________________________ 阴极：___________________ 总反应：_________________ _______________________ _______ ________
__________________
2H2O－4e－===4H＋＋O2↑
Ag＋＋e－===Ag
减小
加入　
Ag2O　
固体
通过以上分析，可得如下电解规律：
(1)电解实质为电解水的有____________________________________ _____。
(2)电解实质为电解溶质本身的有___________________________。
(3)电解生成H2和碱的有____________________。
(4)电解生成O2和酸的有______________________。
[微点拨]　根据对电解规律的理解，用惰性电极电解3 mol·L－1 NaCl和1 mol·L－1 CuSO4的混合溶液，可看作三个电解阶段。①第一阶段：相当于电解1 mol·L－1 CuCl2溶液；②第二阶段：相当于电解1 mol·L－1 NaCl溶液；③第三阶段：相当于电解水。
含氧酸、可溶性强碱、活泼金属含氧酸盐
无氧酸、不活泼金属无氧酸盐
活泼金属无氧酸盐
不活泼金属含氧酸盐
【易错辨析】
(1)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程。(　　)
[提示]　√
(2)电解池中的氧化反应和还原反应不一定同时发生。(　　)
[提示]　×　电解池中的阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，二者同时进行。
(3)阳极失去的电子经过直流电源，流向阴极。(　　)
[提示]　×　阳极失去的电子流向直流电源的正极，电子不能通过直流电源内部的离子导体，直流电源的负极失去电子流向阴极。
(4)电解池中的电解质可能是熔融状态或固体电解质。(　　)
[提示]　√　电解质溶液、熔融状态的电解质、固体电解质均是离子导体。
(5)电解池中阳离子移向阳极。(　　)
[提示]　×　阳离子移向电解池的阴极。
(6)阳极不管是什么材料，电极本身都不反应。(　　)
[提示]　×　阳极如果是活性电极，电极本身参加反应。
(7)电解过程中阴离子向阴极定向移动。(　　)
[提示]　×　电解过程中阴离子向阳极定向移动，阳离子向阴极定向移动。
(8)直流电源跟电解池连接后，电子从电源负极流向电解池阳极。(　　)
[提示]　×　电解时电子从电源负极流向电解池阴极。
(9)电解CuCl2溶液，阳极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色。(　　)
[提示]　√　电解CuCl2溶液时，在阳极Cl－失电子变为Cl2。
(10)用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，加入Ca(OH)2可使电解质溶液恢复到电解前的情况。(　　)
[提示]　×　使电解后的溶液恢复到原状态，应遵循“出什么加什么”(即一般加入阴极产物与阳极产物形成的化合物)的原则。如用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，若要使溶液复原，应加入CuO而不能加入Cu(OH)2。
1．(2024·甘肃卷)某固体电解池工作原理
如图所示，下列说法错误的是(　　)
A．电极1的多孔结构能增大与水蒸气的接
触面积
B．电极2是阴极，发生还原反应：O2＋4e－
===2O2－
C．工作时O2－从多孔电极1迁移到多孔电极2
D．理论上电源提供2 mol e－能分解1 mol H2O
微考点1　电解池装置及工作原理
[思路分析]　解答本题的思维流程如下：
[答案]　B
[方法归纳]　解答涉及电解池方面的题目，关键在于首先确定电解池的阴、阳极，确定阴、阳极的最直接方法是看外电源的正、负极；还可根据电极反应类型等进行判断。
A．石墨电极上产生氢气
B．铜电极上发生还原反应
C．铜电极接直流电源的负极
D．当有0.1 mol电子发生转移时，
有0.1 mol Cu2O生成
[答案]　A
[解析]　根据电解总反应及题图可知，石墨电极上发生还原反应产生H2，A正确；铜电极上发生氧化反应，连接电源正极，B、C错误；当有0.1 mol电子发生转移时，有0.05 mol Cu2O生成，D错误。
3．(2026·湖南长沙模拟)一种采用H2O(g)和N2(g)为原料制备NH3(g)的装置示意图如图。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，固体氧化物电解质中O2－不断减少
[析题·图文诠释]　
[答案]　A
[解析]　由装置示意图可知，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，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。由分析可得，在b电极上，N2被还原，A正确；a为阳极，若金属Ag作为a的电极材料，则金属Ag优先失去电子，B错误；改变工作电源的电压，电流大小改变，反应速率也会改变，C错误；电解过程中，阴极电极反应式为2N2＋6H2O＋12e－===4NH3＋ 6O2－，阳极电极反应式为6O2－－12e－===3O2↑，因此固体氧化物电解质中O2－不会减少，D错误。
电解池阴、阳极判断的“五个维度”
4．(2026·河北衡水高三检测)用惰性电极进行电解，下列说法正确的是(　　)
A．电解稀硫酸，相当于是电解水，故溶液pH不变
B．电解稀NaOH溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小
C．电解Na2SO4溶液，在阴极和阳极上生成气体产物的物质的量之比为1∶2
D．电解氯化铜溶液，在阴极和阳极上生成产物的物质的量之比为1∶1
微考点2　电解规律及应用
[答案]　D
[解析]　电解稀硫酸时，相当于是电解水，溶剂的质量减少，溶质的质量不变，所以H2SO4的浓度增大，氢离子的浓度增大，溶液的pH变小，A错误；电解稀氢氧化钠溶液时，相当于是电解水，溶剂的质量减少，溶质的质量不变，所以NaOH的浓度增大，氢氧根离子的浓度增大，溶液的pH变大，B错误；电解硫酸钠溶液时，实质上是电解水，阴极上氢离子得电子生成氢气，阳极上氢氧根离子失电子生成氧气，根据得失电子守恒，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为2∶1，C错误；电解氯化铜溶液时，阴极上铜离子得电子生成铜，阳极上氯离子失电子生成氯气，根据得失电子守恒，在阴极和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1，D正确。
5．(2026·山东济南高三检测)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
列叙述正确的是(　　)
A．逸出气体的体积：A电极B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出有刺激性气味气体
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
[答案]　D
[解析]　用惰性电极电解Na2SO4溶液，A电极为阴极，B电极为阳极。B电极H2O电离出的OH－放电，产生O2，B电极附近c(H＋)> c(OH－)，石蕊溶液变红，A电极H2O电离出的H＋放电产生H2，A电极附近c(OH－)>c(H＋)，石蕊溶液变蓝，产生H2和O2的体积之比为2∶1，A、B、C项错误，D项正确。
6．(2026·湖北武汉检测)如图所示，x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无味的气体放出，符合这一情况的是(　　)
选项 a极板 b极板 x电极 z溶液
A 锌 石墨 负极 CuSO4
B 石墨 石墨 负极 NaOH
C 银 铁 负极 AgNO3
D 铜 石墨 负极 CuCl2
[答案]　A
[解析]　a极板质量增加，排除B项，b极板处有无色无味气体放出，排除D项；b极板处有气体放出，说明b极是阳极，b极板材料不能是Fe，排除C项；A项符合题意。
分析电解过程的思维流程
7．按要求书写电极反应式和总反应方程式。
(1)用惰性电极电解MgCl2溶液。
阳极反应式：____________________________________________；
阴极反应式：____________________________________________；
总反应的离子方程式：___________________________________。
(2)用铁作电极电解NaCl溶液。
阳极反应式：___________________________________________；
阴极反应式：___________________________________________；
总反应的离子方程式：___________________________________。
微考点3　电极反应方程式的书写
[解析]　(1)电解时，阳极区溶液中的Cl－放电生成Cl2，阴极区H2O放电生成H2和OH－，Mg2＋与OH－结合生成Mg(OH)2沉淀。(2)电解时，阳极区电极材料铁优先放电，阴极区H2O放电生成H2和OH－。
8．整合有效信息书写电极反应式。
①写出电解时阴极的电极反应式：____________________________ ____________________________________________________________。
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：__________ __________________________________________________________________________________________________________________________。
“三看法”正确书写电极反应式
1
(1)用惰性电极电解，分析溶液中的阴阳离子：阳离子向阴极移动，分析阳离子在阴极上得电子的顺序；阴离子向阳极移动，分析阴离子在阳极上失电子的顺序。
(2)金属被腐蚀溶解的作阳极，被保护不被腐蚀的作阴极。
(3)在写电极反应式时，要考虑电解质溶液的酸碱性、离子交换膜、甚至反应的区域等对电极产物的影响。
惰性电极电解电解质溶液的产物判断
2
9．(2024·山东卷)以不同材料修饰的Pt为电
极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解
和催化相结合的循环方式，可实现高效制H2和
O2，装置如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．电极a连接电源负极
B．加入Y的目的是补充NaBr
D．催化阶段反应产物物质的量之比n(Z)∶n(Br－)＝3∶2
微考点4　电解的有关计算
[答案]　B
10．以惰性电极电解200 mL某浓度的Cu(NO3)2溶液。
(1)阳极产生112 mL(标准状况下)气体时，阴极无气体生成。所得溶液的pH为________(不考虑溶液体积变化)，要使溶液恢复到电解前的状态，可加入________g的________(填化学式)。
(2)继续通电电解一段时间，若加入0.02 mol Cu(OH)2可使溶液复原，则电路中转移电子为________mol。
(3)若通电足够长时间，加入0.02 mol Cu2(OH)2CO3可使溶液复原，则电路中转移电子为________mol。
[答案]　(1)1　0.8　CuO(或1.24　CuCO3) (2)0.08 (3)0.12
电解相关计算的原理与方法
计算原理。
串联电路中的各个电极反应得、失电子数相等。
电解相关计算的常用方法。
(1)根据得失电子守恒计算
串联电路中阴阳两极、电源正负极、电路中通过电子数相等。
(2)根据总反应计算
先写出电极反应，再写出总反应，最后根据总反应列出比例式计算。
1
2
(3)根据关系式计算
根据得失电子守恒构建已知量与未知量之间的关系式，然后通过关系式计算。
考点二　电解原理的应用
1．电解饱和食盐水——氯碱工业
(1)电极反应
阴极：电极反应式：____________________________
反应类型：________反应。
阳极：电极反应式：__________________反应类型：______反应。
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__________。
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
还原
2Cl－－2e－===Cl2↑
氧化
用湿润的淀粉KI试纸靠近，若试纸变蓝，
证明生成了Cl2
阴
NaOH
(2)电解方程式
化学方程式：___________________________________________；
离子方程式：___________________________________________。
(3)应用：氯碱工业制烧碱、氢气和氯气
阳离子交换膜法电解饱和食盐水示意图
【微思考1】　(1)阳离子交换膜的作用
阻止______进入阳极室与Cl2发生副反应______________________，阻止阳极产生的________和阴极产生的________混合发生爆炸。
(2)a、b、c、d加入或取出的物质分别是_________、___________、____________、____________；X、Y分别是________、________。
提示：(1)OH－　2OH－＋Cl2===Cl－＋ClO－＋H2O　Cl2　H2
(2)精制饱和食盐水　H2O(含少量NaOH)　淡盐水　NaOH溶液　Cl2　H2
2．电解精炼铜
注意：电解精炼铜时，阳极质量减小，阴极质量增加，溶液中的Cu2＋浓度减小。
【微思考2】　电解精炼铜时，银、金、铂等金属不放电形成________，在阴极只有Cu2＋放电，锌、铁镍较活泼的金属阳离子残留在________中，故能够将杂质除去。电解过程中，Cu2＋的浓度________。
提示：阳极泥　电解质溶液　下降
3．电镀铜
[微点归纳]　(1)电镀时，镀层金属作阳极，镀件作阴极，含镀层金属阳离子的盐溶液为电解质溶液；
(2)电解精炼铜时，粗铜中不活泼的杂质(银、金等)在阳极难以失去电子，最后以金属单质的形式沉积于电解槽的底部，成为阳极泥。
4．电冶金
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。
[微点归纳]　(1)由于AlCl3为共价化合物，熔融状态下不导电，所以电解冶炼铝时，电解的为熔点很高的氧化铝，为降低熔点，加入了助熔剂冰晶石(Na3AlF6)；电解过程中，阳极生成的氧气与石墨电极反应，因此石墨电极需不断补充。
(3)电镀铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)不变；电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)减小。
(4)电解熔融MgCl2冶炼镁，而不能电解MgO冶炼镁，是因为MgO的熔点很高；电解熔融Al2O3冶炼铝，而不能电解AlCl3冶炼铝，是因为AlCl3是共价化合物，其熔融态不导电。
【易错辨析】
(1)在镀件上电镀铜时，镀件应连接电源的正极。(　　)
[提示]　×　镀层金属连接正极作阳极，镀件连接负极作阴极。
(2)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)均保持不变。(　　)
[提示]　×　电解精炼时溶液中c(Cu2＋)减小。
(3)电解冶炼铝通常电解熔融的Al2O3，也可以电解熔融的AlCl3。(　　)
[提示]　×　AlCl3为共价化合物，熔融状态不电离，不能冶炼金属铝。
(4)电解饱和食盐水中阳极产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。(　　)
[提示]　√　阳极产生Cl2，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。
(5)用铜作阳极、石墨作阴极电解CuCl2溶液时，阳极电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑。(　　)
[提示]　×　活泼金属作阳极时，金属首先失电子被氧化，故阳极反应为Cu－2e－===Cu2＋。
(6)根据得失电子守恒可知电解精炼铜时，阳极减少的质量和阴极增加的质量相等。(　　)
[提示]　×　电解精炼铜时，阴极析出的只有Cu，而阳极减少的有活泼的Zn、Fe、Ni等形成阳离子存在于溶液中，不活泼的Ag、Au等形成阳极泥沉在底部，故两极的质量变化不相等。
(7)电镀过程中，溶液中离子浓度不变。(　　)
[提示]　√　电镀过程中阳极质量减轻等于阴极质量增加，电镀液中离子浓度保持不变。
(8)电解精炼铜时，溶液中的阳离子浓度会发生变化。(　　)
[提示]　√　由于粗铜中含有Zn、Fe、Ni等活泼金属，反应过程中失去电子形成阳离子存在于溶液中，而阴极上只有Cu2＋被还原，所以电解过程中，溶液中的阳离子浓度会发生变化。
1．(2023·浙江6月卷)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↑＋2OH－
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
微考点1　氯碱工业与电解原理
[答案]　B
[解析]　电极A上氯离子变为氯气，化合价升高，失去电子，是电解池的阳极，因此电极A接电源正极，发生氧化反应，A正确；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－，B错误；右室生成氢氧根离子，应选用阳离子交换膜，左边的钠离子进入右室，在右室获得浓度较高的NaOH溶液，C正确；改进设计中增大了氧气的量，提高了电极B处的氧化性，通过提高反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗，D正确。
2．(2023·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形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
[答案]　D
3．在氯碱工业中，常用电解饱和食盐水的方法制备
氯气。中国最早的氯碱工厂是上海天原电化厂，其使用
的电解饱和食盐水的装置原理简图如图所示。
(1)电解饱和食盐水的化学方程式为_______________ ____________________。
氯气在________极上产生，检验氯气的方法为__________________ __________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)实验后U形管中得到的NaOH溶液中还混有少量NaCl(两种物质的溶解度曲线如图所示)，分离得到NaOH的实验方法是____________。
4．(2026·山东青岛高三检测)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。下列叙述正确的是(已知：氧化性Fe2＋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
[答案]　D
微考点2　电解精炼与电镀
[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。
5．(2026·安徽阜阳统考)以乙烷燃料电池为电源进行电解的实验装置如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．燃料电池工作时，正极的电极反
应式为O2＋4H＋－4e－===2H2O
B．a极是铜，b极是铁时，能达到铁
上镀铜的目的
C．a极是纯铜，b极是粗铜时，a极上有铜析出，b极逐渐溶解，两极质量变化相同
D．a、b两极若是石墨，同温同压下b极产生的气体与电池中消耗乙烷的体积之比为7∶2
[答案]　D
[解析]　根据题图可知，乙烷燃料电池中左侧电极为电源的正极，右侧电极为电源的负极，a极为电解池的阴极，b极为电解池的阳极，该燃料电池工作时，负极产物为CO2，说明电解质溶液呈酸性、正极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，A错误；a极是铜，b极是铁时，铁作阳极，铁失电子，铜离子在铜电极得电子生成铜单质，不能达到铁上镀铜的目的，B错误；a极是纯铜，b极是粗铜时，为铜的电解精炼，a极上有铜析出，b极逐渐溶解，但是b极不只是铜放电，两极质量变化不相同，C错误；a、b两极若是石墨，b极的电极反应式为2H2O－4e－=== O2↑＋4H＋，乙烷燃料电池中负极的电极反应式为C2H6＋4H2O－14e－===2CO2＋14H＋，当转移等量电子时，同温同压下b极产生的氧气与电池中消耗乙烷的体积之比为7∶2，D正确。
电镀铜和电解精炼铜的区别
电解应用 电解质溶液中阳 离子浓度的变化 阳极质量的减少和
阴极质量的增加
电镀 不变 相等
电解精炼铜 变化 不相等
6．电镀是材料表面处理中不可或缺的一部分，解答下列问题。
(1)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是____________________________________________________________。
(2)用有机阳离子、[Al2Cl7]－和[AlCl4]－组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。
①钢制品应接电源的________极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极反应式为______________________ ________________。
②若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为________。
[答案]　(1)用铜作阳极可补充溶液中消耗的Cu2＋，保持溶液中 Cu2＋浓度恒定
(2)①负　4[Al2Cl7]－＋3e－===Al＋7[AlCl4]－　②H2
微考点3　利用电解原理治理污染问题
下列说法错误的是(　　)
A．该芬顿系统能量转化形式为太阳能→电能→化学能
B．阴极反应式为O2＋2H＋＋2e－===H2O2
C．光阳极每消耗1 mol H2O，体系中生成2 mol H2O2
D．H2O2在Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)的循环反应中表现出氧化性和还原性
[答案]　C
[解析]　该装置为电解池，利用光能提供能量转化为电能，在电解池中将电能转化为化学能，A正确；该电解池中，阴极上氧气得电子生成过氧化氢，电极反应式为O2＋2H＋＋2e－===H2O2，B正确；光阳极上水失电子生成过氧化氢和氢离子，电极反应式为2H2O－2e－===H2O2＋2H＋，总反应为2H2O＋O2===2H2O2，则每消耗1 mol H2O，体系中生成1 mol H2O2，C错误；由Mn(Ⅳ)和过氧化氢转化为Mn(Ⅱ)的过程中，锰元素化合价降低，H2O2作还原剂，表现还原性，由Mn(Ⅱ)转化为Mn(Ⅳ)时，H2O2中O元素化合价降低，作氧化剂，表现氧化性，D正确。
8．MFC-电芬顿技术不需要外加能量即可发生，通过产生羟基自由基(·OH)处理有机污染物，可获得高效的废水净化效果。其耦合系统原理示意图如图，下列说法错误的是(　　)
A．标准状况下，乙池中消耗22.4 L O2时，可以产生2 mol ·OH
B．甲池是将化学能转化为电能，其中a极上发生氧化反应
C．电子移动方向为a→Y，X→b
D．乙池中生成羟基自由基的反应为Fe2＋＋H2O2＋H＋===Fe3＋＋H2O＋·OH
[答案]　A
[解析]　乙池中Y电极上的反应为O2＋2H＋＋2e－===H2O2，之后再发生反应H2O2＋H＋＋Fe2＋===Fe3＋＋H2O＋·OH，当产生1 mol羟基自由基时，需要1 mol H2O2，消耗1 mol O2，所以标准状况下消耗22.4 L O2时，产生1 mol羟基自由基，A错误；甲池为原电池，将化学能转化为电能，是燃料电池，b极上氧气被还原，为正极，a电极为负极，发生的是氧化反应，B正确；甲池为原电池，a电极为负极，b电极为正极；乙池为电解池，X电极为阳极，Y电极为阴极；串联装置中，电子由原电池负极流向电解池阴极，即a→Y，由电解池的阳极流向原电池正极，即X→b，C正确；乙池中Y电极为阴极，电极反应式为O2＋2e－＋2H＋=== H2O2，则生成·OH的反应为Fe2＋＋H2O2＋H＋===·OH＋Fe3＋＋H2O，D正确。
电镀和电解精炼的特点分析
电镀过程中的“一多，一少，一不变”：
(1)“一多”指阴极上有镀层金属沉积；
(2)“一少”指阳极上有镀层金属溶解；
(3)“一不变”指电镀液(电解质溶液)的浓度基本不变。
电解精炼过程中的“两不等”：
(1)电解质溶液浓度在电解前后不相等；
(2)阴极增加的质量和阳极减少的质量不相等。
1
2
9．电解熔融氯化钠和氯化钙混合物制备金属钠的装置如图所示。阳极A为石墨，阴极为铁环K，两极用隔膜D隔开。氯气从阳极上方的抽气罩H抽出，液态金属钠经铁管F流入收集器G。下列叙述正确的是(　　)
微考点4　极活泼金属的制取——电冶金
A．氯化钙的作用是作助熔剂，降低氯化钠的熔点
B．金属钠的密度大于熔融混合盐的密度，电解得到的钠在下层
C．隔膜D为阳离子交换膜，防止生成的氯气和钠重新生成氯化钠
D．电解时阴极的电极反应为Na＋＋e－===Na，发生氧化反应，阴极上可能有少量的钙单质生成
[答案]　A
[解析]　本装置的目的是制备金属Na，可以联想电解铝工业中的助熔剂冰晶石，加入氯化钙的目的同样为作助熔剂，A正确；从题图知，金属钠在上部收集，所以钠的密度小于熔融混合盐的密度，B不正确；由题图可知，Cl－通过隔膜D移至阳极A放电产生Cl2，所以隔膜D应该为阴离子交换膜，C不正确；阴极发生的是还原反应，D不正确。
考点三　金属的腐蚀与防护
1．金属腐蚀的本质
金属原子________电子变为金属阳离子，金属发生________反应。
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
定义 金属与接触到的干燥气体(如O2、Cl2等)或非电解质溶液等直接发生化学反应引起的腐蚀 不纯金属或合金与电解质溶液接触，会形成________，_________的金属失去电子被氧化腐蚀
失去
氧化
原电池
较活泼
类型 化学腐蚀 电化学腐蚀
本质 M－ne－===Mn＋ M－ne－===Mn＋
现象 金属被腐蚀 较活泼金属被腐蚀
区别 无电流产生 有微弱电流产生
联系 两者往往同时发生，金属的__________腐蚀更普遍，而且危害性大，腐蚀速率大。实质都是金属原子失去电子被氧化而损耗 电化学
(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 水膜酸性较强 水膜酸性很弱或呈中性
负极反应式 Fe－2e－===Fe2＋
正极反应式 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－
总反应 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O=== 2Fe(OH)2↓
其他反应 _______________________________________ Fe(OH)3→Fe2O3·xH2O(铁锈) 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
腐蚀速率 较快 较慢
普遍性 ______腐蚀更普遍 联系 往往两种腐蚀交替发生，但________腐蚀更普遍，两种过程都有微弱电流产生 [微点归纳]　钢铁暴露在潮湿空气中主要发生的是吸氧腐蚀，铁锈的形成过程中主要发生的反应为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=== 4Fe(OH)3, 2Fe(OH)3=== Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O。
吸氧
吸氧
3．金属电化学腐蚀规律
(1)对同一种金属来说，在不同溶液中腐蚀的快慢：强电解质溶液______弱电解质溶液______非电解质溶液。
(2)活动性不同的两金属：活动性差别越大，活动性强的金属腐蚀越______。
(3)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快，且氧化剂的浓度越高，氧化性越强，腐蚀越快。
(4)对同一电解质溶液来说。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。
>
>
快
>
>
>
【微思考】　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______________________________________。
提示：⑤④②①③⑥
4．金属的防护
(1)金属防护的原理
金属的防护主要是从________、与金属接触的物质及两者________的条件等方面来考虑的。
(2)金属防护的方法
金属
反应
[微点归纳]　(1)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成 Fe2＋，而不是生成Fe3＋。
(2)铜暴露在潮湿的空气中发生的是化学腐蚀，而不是电化学腐蚀，生成铜绿的化学成分是Cu2(OH)2CO3。
(3)两种保护方法的比较
外加电流的阴极保护法比牺牲阳极的阴极保护法保护效果好。
①牺牲阳极法
示例：
②外加电流法
示例：
【易错辨析】
(1)干燥环境下，所有金属都不能被腐蚀。(　　)
[提示]　×　能发生化学腐蚀。
(2)在潮湿空气中，钢铁表面形成水膜，金属一定发生吸氧腐蚀。(　　)
[提示]　×　当水膜酸性较强时发生析氢腐蚀。
(3)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样。(　　)
[提示]　×　前者是化学腐蚀，后者是电化学腐蚀。
(4)铜在酸性环境下，不易发生析氢腐蚀。(　　)
[提示]　√　铜活泼性较弱，即使酸性强也不易发生析氢腐蚀。
(5)在船体嵌入锌块，减缓船体腐蚀，属于牺牲阳极法。(　　)
[提示]　√　实为原电池牺牲负极，保护了正极。
(6)电化学腐蚀比化学腐蚀的速率大得多。(　　)
[提示]　√　电化学腐蚀是金属作原电池的负极而被加速腐蚀。
(7)钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀中都是铁作负极。(　　)
[提示]　√　钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀中都是活泼金属铁作负极。
(8)原电池分为正、负极，电解池分为阴、阳极，所以牺牲阳极的阴极保护法应用的是电解池原理。(　　)
[提示]　×　牺牲阳极的阴极保护法是应用原电池原理防腐。
(9)在铁板上镀锌是因为锌比铁活泼，形成原电池而保护铁不易被腐蚀。(　　)
[提示]　×　在铁板上镀锌是因为在铁板表面形成一层锌保护膜，可以阻止铁与空气的接触，与原电池无关，锌层破损后才与原电池有关。
(10)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。(　　)
[提示]　×　如Fe件上镀Zn，若保护层破损后，在潮湿的空气中，Fe、Zn构成原电池，Zn作负极，仍然对Fe起到保护作用。
1．(2026·江苏南京模拟)如图所示，下列叙述错误的是(　　)
A．开关未闭合时，铁棒上B点腐蚀最快
B．若X为NaCl，K与M连接，铁棒处pH最大
C．若X为H2SO4，K与N连接，铁棒上发生反
应：2H＋＋2e－===H2↑
D．若X为H2SO4，K分别与N、M连接，Fe腐
蚀情况前者更慢
微考点1　金属腐蚀的原理及分析
[答案]　B
[解析]　开关未闭合时，铁棒上B点同时与空气、H2O接触，腐蚀最快，A项正确；若X为NaCl，K与M连接，形成原电池，铁棒作负极，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，碳棒作正极，电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，故碳棒处pH最大，B项错误；若X为H2SO4，K与N连接，形成原电池，铁棒为正极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，C项正确；若X为H2SO4，K与N连接时，铁棒为正极，被保护，K与M连接时，铁棒为负极，被腐蚀，故Fe腐蚀情况前者更慢，D项正确。
2．(2022·上海卷)浓硫酸贮存罐的钝化金属保护法示意图如图，其原理是利用可钝化的金属与直流电源相连，控制合适的电压，使金属贮存罐表面形成致密的钝化膜，以有效减缓金属腐蚀。下列选项错误的是(　　)
A．金属贮存罐可用钢制材料
B．电子沿导线流入辅助电极
C．贮存浓硫酸的金属罐与电源负极相连
D．电压高到一定程度有可能会加剧腐蚀
[答案]　C
[解析]　钢的主要成分为铁，铁遇浓H2SO4发生钝化，因此可用铁制材料做金属贮存罐，故A正确；贮存罐需要被氧化形成钝化层，因此作阳极，连接到电源正极，辅助电极作阴极，电子流入，故B正确，C错误；当控制合适电压时，会在金属贮存罐表面形成一层薄而致密的氧化膜，但电压高到一定程度，内层的金属有可能继续会失电子被氧化，从而加剧腐蚀，故D正确。
3．关于研究生铁的锈蚀实验，下列分析不正确的是(　　)
序号 ① ② ③
实验
现象 8小时未观察到明显锈蚀 8小时未观察到明显锈蚀 1小时观察到明显锈蚀
A．①中，NaCl溶液中溶解的O2不足以使生铁片明显锈蚀
B．②中，生铁片未明显锈蚀的原因之一是缺少H2O
C．③中正极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
D．对比①②③，说明苯能隔绝O2
[答案]　D
[解析]　①是密闭体系，NaCl溶液中溶解的O2较少，不足以使生铁片明显锈蚀，A项正确；苯属于非电解质，②中无电解质溶液，不满足电化学腐蚀的条件，B项正确；根据③中现象，铁在中性环境下发生吸氧腐蚀，正极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，C项正确；①③NaCl溶液中均溶解有氧气，③中观察到明显锈蚀的现象，说明苯不能隔绝O2，D项错误。
4．如图所示，将铁钉的一部分镀上不同的金属，放入培养皿中，加入含有饱和食盐水及琼脂的溶液，再各滴入几滴酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液。下列分析不正确的是(　　)
A．a中铁钉附近呈现蓝色
B．b中铁钉附近出现红色
C．a中铜上发生反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．b中锌上发生还原反应
[答案]　D
[解析]　a中铁比铜活泼，发生腐蚀时，铁作负极被氧化生成Fe2＋，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，铁钉附近出现蓝色沉淀，A正确；b中Zn比Fe活泼，发生腐蚀时，Zn作负极被氧化为Zn2＋，铁钉作正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－=== 4OH－，滴加酚酞溶液，铁钉附近溶液变成红色，B正确，D错误；a中铜是正极，发生吸氧腐蚀，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C正确。
5．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____________________________________________________________，右侧试管中的现象是________________________________________。
(2)若棉团浸有NaCl溶液，铁钉发生_________________腐蚀，正极反应式为____________________________________________________，右侧试管中的现象是________________________________________。
[答案]　(1)析氢　2H＋＋2e－===H2↑　有气泡冒出
(2)吸氧　O2＋4e－＋2H2O===4OH－　导管内液面上升
[解析]　(1)NH4Cl溶液水解显酸性，故铁钉发生析氢腐蚀，正极上H＋发生还原反应生成氢气，右侧试管有气泡产生。(2)NaCl溶液显中性，故铁钉发生吸氧腐蚀，正极上O2发生还原反应被消耗，左侧试管内气体压强减小，导管内液面上升。
金属腐蚀快慢的判断
对同一电解质溶液来说，腐蚀快慢：电解池原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
对同一金属来说，腐蚀快慢：强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中(浓度相同)。
活动性不同的两种金属，活动性差异越大，腐蚀越快。
对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大。金属腐蚀速率越快。
1
2
3
4
6．(2024·浙江6月卷)金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。如图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图。
微考点2　金属腐蚀的防护方法
下列说法正确的是(　　)
A．图1、图2中，阳极材料本身均失去电子
B．图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－
C．图2中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果
D．图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，钢闸门、阳极均不发生化学反应
[答案]　B
[解析]　图1为利用原电池原理防腐，属于牺牲阳极法。牺牲阳极即原电池的负极失去电子被氧化。图2为利用电解原理防腐，属于外加电流法。辅助阳极通常是惰性电极，其本身不失去电子，A错误；图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面积累的电子很多，除了海水中的H＋放电外，海水中溶解的O2也会竞争放电，故可发生O2＋4e－＋2H2O=== 4OH－，B正确；图2为外加电流法防腐，理论上只要能对抗钢闸门表面的腐蚀电流即可，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时保护效果最好；腐蚀电流会随着环境的变化而变化，若外加电压保持恒定不变，则不能保证抵消腐蚀电流，不利于提高对钢闸门的防护效果，C错误；图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，说明从牺牲阳极或外加电流传递过来的电子阻止了Fe－2e－===Fe2＋的发生，钢闸门不发生化学反应，但是牺牲阳极发生了氧化反应，辅助阳极上也发生了氧化反应，D错误。
7．港珠澳大桥设计使用寿命为120年，对桥体钢构件采用了多种防腐方法。下列分析错误的是(　　)
A．防腐原理主要是避免发生反应：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
B．钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，是为了隔绝空气、水等防止形成原电池
C．采用外加电流法时需外接镁、锌等作辅助阳极
D．钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学腐蚀
[答案]　C
[解析]　该桥体钢构件主要发生吸氧腐蚀，吸氧腐蚀的总反应为2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2，防腐原理主要是避免发生该反应，A项正确；钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，目的是将钢构件与空气、水隔绝，防止形成原电池，发生吸氧腐蚀，B项正确；采用牺牲阳极法时需外接镁、锌等作辅助阳极，采用外加电流法时需要外接电源，C项错误；钢构件采用不锈钢材料，可以减缓电化学腐蚀，D项正确。
8．钢闸门的防护方法有多种，下列对于图中的防护方法描述错误的是(　　)
A．a、b以导线连接，辅助电极发生氧化
反应
B．a、b分别连接直流电源的负极、正极，
该方法是牺牲阳极法
C．a、b以电源连接，辅助电极的材料可能含有Cu
D．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闸门
[答案]　B
[解析]　a、b以导线连接，构成的是原电池，辅助电极作负极发生氧化反应，A正确；由于有外加电源，故方法为外加电流法，B错误；a、b以电源连接，该方法为外加电流法，则辅助电极作阳极，铜可作辅助电极，C正确；通电后，被保护的钢闸门作阴极，辅助电极作阳极，因此通电后外电路电子被强制从辅助电极流向钢闸门，使钢闸门得到保护，D正确。
9．(2024·广东卷)我国自主设计建造的浮式生产储卸油装置“海葵一号”将在珠江口盆地海域使用，其钢铁外壳镶嵌了锌块，以利用电化学原理延缓外壳的腐蚀。下列有关说法正确的是(　　)
A．钢铁外壳为负极
B．镶嵌的锌块可永久使用
C．该法为外加电流法
D．锌发生反应：Zn－2e－===Zn2＋
[答案]　D
[解析]　钢铁外壳镶嵌锌块，与海水接触时构成原电池，金属活泼性：Zn>Fe，铁作正极得到保护，锌作负极，电极反应式为Zn－2e－=== Zn2＋，锌逐渐被消耗，应定时更换锌块，该方法为牺牲阳极法，故选D。
1．两个概念
(1)电解：使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。
(2)电解池：把电能转化为化学能的装置。
2．电解池实质的两个方面
(1)反应本质：氧化还原反应。
(2)能量转化：电能转化为化学能。
3．电化学腐蚀两种类型的正极反应
(1)析氢腐蚀：2H＋＋2e－===H2↑
(2)吸氧腐蚀：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
4．电解池电极判断的方法
(1)阳极：与电源正极相连的一极，流出电子、发生氧化反应的一极，阴离子定向移动的一极，往往有氧气、氯气、单质溴、碘生成或电极质量减轻，生成氢离子的一极；
(2)阴极：与电源负极相连的一极，流入电子、发生还原反应的一极，阳离子定向移动的一极、一般有氢气生成或金属单质析出而质量增加，或生成氢氧根离子的一极。
5．阴阳两极的放电顺序
6．电解原理应用的“四方面”
(1)电解饱和食盐水的化学方程式为：
(2)电镀时，待镀的金属制品作阴极，镀层金属作阳极，用含镀层金属离子的溶液作电镀液。
(3)电解精炼铜时，用纯铜作阴极，粗铜作阳极，用CuSO4溶液作电解液。
(4)电解熔融Al2O3制取铝，电解熔融氯化钠制取钠，电解熔融MgCl2制取镁。
7．金属的两种腐蚀与三种保护
提能训练　练案[32]
1．(2026·广东深圳一模)将金矿石(含FeS和Au等)浸泡于NaCN溶液中，并通入空气，利用原电池工作原理(如图所示)，可实现金矿石中Au的浸取。下列说法正确的是(　　)
A．Au作原电池正极
B．电子由FeS流向Au
C．FeS表面发生的电极反应：O2＋4e－＋4H＋===2H2O
D．Au的溶解速率与溶液中O2的浓度有关
[答案]　D
[解析]　原电池的正极发生还原反应，负极发生氧化反应，题给装置中Au转化为[Au(CN)2]－，发生氧化反应，则Au为原电池的负极，A错误；原电池中，电子由负极流向正极，而Au为负极，B错误；在FeS表面，空气中的O2得电子发生还原反应，FeS为正极，结合电解质溶液的性质可知溶液显碱性，则电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，C错误；O2的浓度越大，反应速率越快，则Au的溶解速率越快，D正确。
2．(2026·四川攀枝花一模)一种“全
氧电池”的工作原理如下图所示。下列说
法不正确的是(　　)
A．电极a是负极
B．电极b的反应式：O2＋2H2O＋4e－
===4OH－
C．该装置可将酸碱反应的化学能转化为电能
D．理论上，当电极a释放22.4 L O2(标准状况下)，有4 mol K＋通过阳离子交换膜
[答案]　B
[解析]　题图所示为原电池，电极a上生成O2，则电极a上发生氧化反应，为负极，结合电解质溶液的性质和电荷守恒可得电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O；电极b为正极，结合电解质溶液的性质和电荷守恒可得电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，A正确，B错误；根据正、负极电极反应式得出总反应式为H＋＋OH－===H2O，则该装置可将酸碱反应的化学能转化为电能，C正确；当电极a释放标准状况下22.4 L即1 mol O2时，转移电子4 mol，结合交换膜类型，可知左侧有4 mol K＋通过阳离子交换膜进入中间室，D正确。
3．(2026·广东湛江一模)海港码头埋设管道的钢制阀门会受到海水的长期侵袭，可利用电化学保护法防止钢制阀门的腐蚀，示意图如下：
下列说法不正确的是(　　)
A．该装置防腐蚀的方法称为牺牲阳极法
B．物块X可选用锌块
C．钢制阀门在海水中发生吸氧腐蚀时正
极反应为O2＋4e－＋2H2O ===4OH－
D．当导线上通过的电子越多，钢制阀门被腐蚀得越严重
[答案]　D
[解析]　由题图可知X失去电子被腐蚀进而保护了钢制阀门，则防腐蚀的方法为牺牲阳极法。X要比Fe活泼，则可选择锌块。海水中钢制阀门发生吸氧腐蚀时，电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。导线上通过的电子越多，说明X消耗的越多，钢制阀门仍被保护。故选D。
4．(2026·安徽合肥二模)生物电化学系统可降解废水中的苯酚盐同时回收NH3，工作一段时间后脱盐室中溶液浓度降低，装置如图所示，其中a、b均为惰性电极，M、N为离子交换膜，Q为气体。下列说法正确的是(　　)
A．b电极为负极
B．气体Q中含有NH3
C．工作一段时间后，a电极区溶液质量
减小
D．a电极反应： －27e－＋11H2O===6CO2↑＋26H＋
[答案]　B
5．(2026·浙江温州二模)某新型锂离子电池是以嵌锂非晶硅薄膜(LixSi)和钴酸锂(LiCoO2)薄膜为电极的二次电池，充电时，Li＋嵌入非晶硅薄膜，放电时发生脱嵌，工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．充电时，b极连接电源的负极
B．充电时，a极的电极反应式为xLi＋＋
xe－===xLi
C．放电时，外电路通过1 mol e－，b极质量增加7 g
D．放电时，Li＋穿过Li＋交换膜向a极移动
[答案]　C
[解析]　根据题中信息“充电时，Li＋嵌入非晶硅薄膜，放电时发生脱嵌”，可得放电时非晶硅薄膜a极为负极，则充电时a极连接电源的负极，A错误；充电时，a极发生还原反应，电极反应式为xLi＋＋xe－＋Si ===LixSi，B错误；放电时，阳离子从负极移向正极，即Li＋穿过Li＋交换膜向b极移动，当外电路通过1 mol e－时，有1 mol Li＋移向b极，b极的电极反应为Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2，则b极质量增加了1 mol Li＋的质量即7 g，则C正确，D错误。
6．(2025·八省联考陕西卷)为了从海
水中提取锂，某团队设计了如图所示的
电解池。保持电源正负极不变，每运行
一段时间后，将电极1与4取下互换，电
极2与3取下互换，实现锂的富集。下列
说法正确的是(　　)
A．电路中电子的流向随着电极互换而改变
B．电极2上发生的反应为Ag－e－===Ag＋
C．理论上，电极1与电极4的质量之和保持不变
D．理论上，电路通过1 mol电子时，有0.5 mol Li＋富集在右侧电解液中
[答案]　C
[解析]　为从海水中提取锂，电极1的电极反应式为FePO4＋e－＋ Li＋===LiFePO4，则电极1为阴极，电极2为阳极，电极3为阴极，电极4为阳极，在电极4上发生氧化反应：LiFePO4－e－===Li＋＋FePO4，实现了锂的提取。保持电源正负极不变，则电子流向不变，故A错误；电极2为阳极，海水中有Cl－，则电极2的电极反应式为Ag－e－＋Cl－=== AgCl，B错误；通过相同电量，电极1上附着的Li＋的量和电极4上失去的Li＋的量相等，所以理论上电极1与电极4的质量之和保持不变，C正确；根据电子守恒，电路中各处的电量相等，所以理论上，电路通过1 mol电子时，有1 mol Li＋富集在右侧电解液中，D错误。
7．(2026·北京丰台一模)恒温条件下，用图1所示装置研究铁的电化学腐蚀，测定结果如图2。
下列说法不正确的是(　　)
A．AB段主要发生析氢腐蚀
B．AD段负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
C．BC段正极发生的反应主要为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
D．DE段溶液pH基本不变，可能的原因：相同时间内，2Fe＋O2＋4H＋===2Fe2＋＋2H2O消耗H＋的量与4Fe2＋＋O2＋10H2O===4Fe(OH)3＋8H＋产生H＋的量基本相同
[答案]　C
[解析]　图1中构成原电池，铁作负极，开始时pH＝1.8，AB段溶液pH增大，体系压强也增大，故铁主要发生析氢腐蚀。负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。BC段溶液的pH增大，但体系压强减小，此时主要发生吸氧腐蚀，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O。故A、B正确，C错误；若相同时间内，2Fe＋O2＋4H＋===2Fe2＋＋2H2O消耗H＋的量与4Fe2＋＋O2＋10H2O===4Fe(OH)3＋8H＋产生H＋的量基本相同，则溶液pH基本不变，但压强减小，符合DE段的图像特征，D正确。
8．(2026·湖南名校联合体开学联考)某大学应用物理系的教授基于对钙钛矿结构的重新解读，提出钙钛矿晶格可作为构筑孤立活性位点的平台用于氧还原(ORR)选择性合成H2O2。电化学装置如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．质子(H＋)由a极区向b极区迁移
B．a极为阳极，发生氧化反应
C．b极反应式为O2＋2e－＋2H＋===H2O2
D．相同时间内，a极生成的n(O2)等于b
极消耗的n(O2)
[答案]　D
[解析]　根据电源正负极可知，a极为阳极，b极为阴极。电解池中，阳离子应向阴极定向移动，则质子(H＋)由阳极区向阴极区迁移，A正确；a极为阳极，发生氧化反应，B正确；b极为阴极，发生还原反应：O2＋2e－＋2H＋===H2O2，C正确；根据电子守恒，b极上消耗2 mol O2时，a极上生成1 mol O2，D错误。
9．(2026·广东部分学校质检)港珠澳大桥的设计使用寿命高达120年，主要的防腐方法有①钢梁上安装铝片；②使用高性能富锌(富含锌粉)的底漆；③使用高附着性防腐涂料等。下列分析不正确的是(　　)
A．防腐涂料可以防水、隔离O2，降低腐蚀速率
B．防腐过程中铝和锌均作为负极，得到电子
C．钢铁在海水中发生吸氧腐蚀时正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，不能完全消除铁的腐蚀
[答案]　B
[解析]　钢是铁碳合金材料，表面接触空气和水蒸气易形成原电池发生吸氧腐蚀，防腐涂料可以防水、隔离O2，从而降低吸氧腐蚀速率，A正确；铝和锌的金属活动性大于铁，故铝和锌均作为负极，失去电子，保护了铁，B错误；钢铁在海水中发生吸氧腐蚀时，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C正确；方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，不能完全消除铁的腐蚀，D正确。
10．(2023·上海卷)电解食盐水间接氧化法去除工业废水中氨氮的原理如图所示，通过电解氨氮溶液(含有少量的NaCl)，将NH3转化为N2(无Cl2逸出)，下列说法正确的是(　　)
A．M电极为负极
B．N电极附近pH不变化
C．n(N2)D．电解后c(Cl－)上升
[答案]　C
[解析]　该装置为电解池装置，在M电极上氯离子失去电子生成氯气(无Cl2逸出)，然后氯气将氨氧化为氮气，氯气又被还原为氯离子，该过程中氯离子相当于催化剂，M电极为阳极，阳极区的总反应式为2NH3－6e－===N2↑＋6H＋，A错误；N电极为阴极，电极反应式为2H2O＋ 2e－===H2↑＋2OH－，故N电极附近pH增大，B错误；阳极区的总反应式为2NH3－6e－===N2↑＋6H＋，阴极的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，根据电路中电子转移守恒可知，生成的氢气更多，C正确；在阳极上氯离子失去电子生成氯气，然后氯气又被氨还原为氯离子，结合电解池总反应可知，电解后氯离子浓度不变，D错误。
11．下列图示中关于铜电极的连接错误的是(　　)
[答案]　C
[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，精铜作阴极，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。
12．(2026·湖南长沙模拟)我国科学家发现锂介导的氮还原法可实现电化学高效合成氨。下列说法正确的是(　　)
A．Pt电极连接电源负极
B．该电解池可以采用Li2SO4溶
液作电解质
C．分层Si基电极附近发生的反
应为6Li＋N2===2Li3N
D．外电路转移3 mol电子时，理
论上生成NH3的体积为22.4 L
[答案]　C
[解析]　由图示知，H2在Pt电极上发生氧化反应，Pt电极为阳极，连接电源的正极，A项错误；Li能与Li2SO4溶液中的水发生反应：2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑，从而消耗Li，故该电解池不能采用Li2SO4溶液作电解质，B项错误；由图示知，分层Si基电极附近发生的反应为6Li＋N2===2Li3N，C项正确；NH3所处温度和压强未知，无法计算生成NH3的体积，D项错误。
13．铜板上铁铆钉长期暴露在潮湿的空气中，形成一层酸性水膜后铁铆钉会被腐蚀，如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A．腐蚀过程中铜极上始终只发生：2H＋＋2e－===H2↑
B．若水膜中溶有食盐将加快铁铆钉的腐蚀
C．若在金属表面涂一层油脂能防止铁铆钉被腐蚀
D．若将该铜板与直流电源负极相连，则铁铜均难被腐蚀
[答案]　A
[解析]　根据图示可知左侧Cu上发生吸氧腐蚀，右侧Cu上发生析氢腐蚀，则两个铜极上的电极反应式分别是O2＋4e－＋4H＋===2H2O、 2H＋＋2e－===H2↑，A项错误；若水膜中溶有食盐，增加吸氧腐蚀介质的导电性，将加快铁铆钉的腐蚀，B项正确；在金属表面涂一层油脂，能使金属与氧气隔离，不能构成原电池，所以能防止铁铆钉被腐蚀，C项正确；若将该铜板与电源负极相连，相当于外界电子强制转送给铁和铜，从而抑制铁和铜失电子而不易被腐蚀，D项正确。
14．(2026·河南南阳期末)电化学理论在钢铁防腐、
废水处理中有着重要应用价值。请按要求回答下列问题。
(1)探究金属Fe是否腐蚀的示意图如图所示。在培养皿中加入一定量的琼脂和饱和NaCl溶液混合，滴入5～6滴酚酞溶液，混合均匀，将缠有铜丝的铁钉放入培养皿中。溶液变红的部位为________(填“左”或“右”)端，结合化学用语解释变红的原因：_______________________ ____________________________________________________________。
(2)碳钢在空气中容易被腐蚀，加入钼酸盐有利于缓蚀，其缓蚀原理是在钢铁表面形成FeMoO4—Fe2O3保护膜。要对密闭式循环冷却水系统中的碳钢管道缓蚀，除需加入钼酸盐外还需加入NaNO2，则NaNO2的作用是___________________________________________________。
(3)支撑海港码头基础的钢管桩，常采用如图
所示的方法进行防腐，其中高硅铸铁为惰性辅助
阳极。
①该保护方法叫作____________(填“牺牲阳
极法”或“外加电流法”)。
②下列有关表述正确的是________(填字母)。
A．钢管桩被迫成为阴极而受到保护，其表面的腐蚀电流接近于零
B．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流
C．通电后，调整外加电压，外电路中的电子被强制从钢管桩流向高硅铸铁
D．石墨能导电且化学性质不活泼，可用石墨代替高硅铸铁作辅助阳极
[答案]　(1)左　铜、铁和溶液构成原电池，铜为正极，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，使左端附近溶液c(OH－)>c(H＋)，溶液呈碱性
(2)替代空气中氧气起氧化剂的作用
(3)①外加电流法　②AD
[解析]　(3)①该防腐利用了外接直流电源，属于外加电流法。②外接直流电源的负极与钢管桩连接，钢管桩被迫成为阴极而受到保护，其表面的腐蚀电流接近于零，A正确；高硅铸铁为惰性辅助阳极和起到传递电流作用，也可用石墨代替，B错误，D正确；外电路中的电子被强制从外接直流电源的负极流向钢管桩，高硅铸铁上海水中阴离子失去电子，电子流向外接直流电源的正极，与海水中离子的移动构成整个防腐电流回路，C错误。
15．金属腐蚀在生活中随处可见，常见的有化学腐蚀和电化学腐蚀。
某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀的类型及腐蚀速率，将混合均匀的新制铁粉和炭粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞，如图1所示。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。
(1)请完成以下实验设计(完成表中空格)：
编号 实验目的 炭粉质量/g 铁粉质量/g 醋酸质量分数/%
① 为以下实验作参照 0.5 2.0 90.0
编号 实验目的 炭粉质量/g 铁粉质量/g 醋酸质量分数/%
② 醋酸浓度的影响 0.5 ____ 36.0
③ ____________ 0.2 2.0 90.0
(2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了________(填“吸氧”或“析氢”)腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动的方向；此时，炭粉表面发生了________(填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是__________________________________________________ 。
(3)图4中U形管左端红墨水柱先下降，一段时间后又上升，请解释开始下降的原因是____________________________________________。
(4)图5为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。
①腐蚀过程中，负极是________(填“a”“b”或“c”)。
②环境中的Cl－扩散到孔口，并与正极生成物和负极生成物作用生成多孔粉状锈[Cu2(OH)3Cl]，其离子方程式为_____________________。
[答案]　(1)②2.0　③炭粉含量的影响
(2)吸氧　 　 还原　2H2O＋O2＋4e－===4OH－
(3)pH＝3的雨水显酸性，铁发生析氢腐蚀，产生氢气，试管内压强增大
(4)①c　②2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓
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