资源简介 第52讲 电解池 金属腐蚀与防护复习要求 1.理解电解池的构成条件和工作原理；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。考点一 电解池及工作原理【知识梳理】1.电解与电解池2.电解池模型及工作原理注意 电子不下水，离子不上线。小题对点过(1)如图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。回答下列问题:①通一段时间后，两极现象_______________________________。 ②a电极为________，b电极为________。 ③c电极为________，向该电极移动的离子有____________，电极反应式为________________， 发生了________反应。 d电极为________，向该电极移动的离子有____________，电极反应式为________________， 发生了________反应。 ④电解总方程式为________________。 (2)请设计一个能使反应:Cu＋2H＋===Cu2＋＋H2↑发生的电化学装置，并画出装置图_______________________________。 答案 (1)①c电极产生黄绿色气泡(Cl2)，d电极覆盖一层红色物质(Cu)②正极 负极③阳极 Cl－、OH－ 2Cl－－2e－===Cl2↑ 氧化阴极 Cu2＋、H＋ Cu2＋＋2e－===Cu 还原④CuCl2Cu＋Cl2↑(2)3.电解规律(1)阳极放电规律①活性电极(除Au、Pt以外的金属材料作电极)，电极材料失电子，生成金属阳离子。②惰性电极(Pt、Au、石墨)，要依据阴离子的放电顺序加以判断。阴离子的放电顺序:S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子。S2－、I－、Br－、Cl－放电，产物分别是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放电，则得到H2O和O2。(2)阴极产物的判断直接根据阳离子放电顺序进行判断。阳离子放电顺序:Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋。注意 电解水溶液时，Al3＋、Mg2＋、Na＋、K＋不可能在阴极放电。小题对点过用惰性电极电解不同类型的电解质溶液，按要求完成表格中的相关问题。(1)电解水型实例 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 复原方法H2SO4 阴极:________________； 阳极:________________； 总反应式:_______________(2)电解电解质型实例 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 复原方法HCl 阴极:________________； 阳极:________________； 总反应式:_______________ _______________CuCl2 阴极:________________； 阳极:________________； 总反应式_______________ _______________(3)电解质和水均参与电解型实例 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 复原方法NaCl、KCl (放H2生碱) 阳极:________________； 阴极:________________； 总反应式:_______________ _______________ 减小并生成新电解质CuSO4、Cu(NO3)2 (放O2生酸) 阳极:________________； 阴极:________________； 总反应式:_______________ _______________答案 (1)2H＋＋2e－===H2↑ 2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ 2H2O2H2↑＋O2↑ 增大 加水(2)2H＋＋2e－===H2↑ 2Cl－－2e－===Cl2↑ 2HClH2↑＋Cl2↑ Cu2＋＋2e－===Cu 2Cl－－2e－===Cl2↑ CuCl2Cu＋Cl2↑ 减小 通入HCl 加CuCl2固体(3)2Cl－－2e－===Cl2↑ 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－ 通入HCl 2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ Cu2＋＋2e－===Cu 2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋ 减小并生成新电解质 加CuO【知能通关】(一)电解原理的理解1.用Pt电极电解饱和Na2CO3溶液的装置如图，两极均有气体生成，c电极附近产生可燃性气体，澄清石灰水无浑浊现象。下列说法正确的是( )A.a为电源正极B.c电极附近生成了CH4C.电子的流动方向:c→溶液→dD.反应后恢复到原温度，溶液pH不变答案 D解析 用Pt电极电解饱和Na2CO3溶液，阳极是水电离的OH－放电，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，阴极是水电离的H＋放电，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，c电极附近产生可燃性气体，则c电极为阴极，d电极为阳极，a为电源负极，b为电源正极，A、B错误；电子不能进入溶液中，则C错误；该电池总反应为2H2O2H2↑＋O2↑，由于为饱和Na2CO3溶液，则电解后Na2CO3浓度不变，故恢复到原温度，溶液pH不变，D正确。2.为了加深对电解规律的理解，某同学做了以下探究，要求从H＋、Cu2＋、Na＋、S、Cl－ 5种离子中两两组成电解质，按下列要求进行电解:(1)以碳棒为电极，电解过程中电解质质量减少，水量不变，则采用的电解质是________。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是________________。 (2)以碳棒为电极，电解过程中电解质质量不变，水量减少，则采用的电解质是________。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是________________。 (3)以碳棒为阳极，铁棒为阴极，电解过程中电解质和水量都减少，则电解质是________。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是________________。 答案 (1)HCl、CuCl2 HCl、CuCl2(2)Na2SO4、H2SO4 H2O(3)CuSO4、NaCl CuO或CuCO3、HCl解析 (1)以碳棒为电极，电解过程中电解质质量减少，水量不变，则阳离子只能为H＋、Cu2＋，阴离子只能是Cl－，其电解质分别是HCl、CuCl2。(2)实质上是电解水，H＋、OH－分别在两极上放电，因此，其电解质是Na2SO4、H2SO4。(3)若电解质是CuSO4，2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑，若恢复到原状态，可加入CuO，也可加入CuCO3。若电解质是NaCl，2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，要恢复到原状态可通入HCl。(二)基础电极反应式的书写3.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AgNO3溶液。阳极反应式:________________； 阴极反应式:________________； 总反应的离子方程式:________________。 (2)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:________________。 (3)用铁作电极电解NaOH溶液。阳极反应式:________________； 阴极反应式:________________； 总反应的离子方程式:________________。 (4)用Al作阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜。阳极反应式:________________； 阴极反应式:________________； 总反应的离子方程式:________________。 答案 (1)2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ Ag＋＋e－===Ag 4Ag＋＋2H2O4Ag＋O2↑＋4H＋(2)2Cl－－2e－===Cl2↑2H2O＋2e－＋Mg2＋===H2↑＋Mg(OH)2↓Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg(OH)2＋Cl2↑＋H2↑(3)Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2↓2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－Fe＋2H2OFe(OH)2＋H2↑(4)2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋2H＋＋2e－===H2↑2Al＋3H2OAl2O3＋3H2↑电解池电极反应式书写的要领(1)准确判断电解池的阳极、阴极以及各自的反应物，并根据信息、常识、环境推导阳极的氧化产物、阴极的还原产物。注:一定要考虑环境的后续反应，书写出该环境下的最终产物。(2)写出阳极、阴极的电极反应通式:阳极反应通式:还原剂－ne－—→氧化产物(＋其他)阴极反应通式:氧化剂＋ne－—→还原产物(＋其他)注:写出通式时，先将“变价元素”原子个数前后守恒，再判断得失电子“总数”。(3)电荷守恒、元素守恒(同原电池电极反应式书写)。考点二 电解原理的应用【知识梳理】1.氯碱工业习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业。(1)反应原理阳极:2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应)。阴极:2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－(还原反应)。总反应化学方程式:2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。总反应离子方程式:2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。注意 电解所用的食盐要精制。(2)离子交换膜法的生产过程加入或流出的物质a、b、c、d分别是精制饱和NaCl溶液、H2O(含少量NaOH)、淡盐水、浓NaOH溶液；X、Y分别是Cl2、H2。(3)阳离子交换膜的作用阻止OH－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，使Na＋定向迁移，以便在阴极室得到浓的NaOH溶液。(4)氯碱工业产品小题对点过(2023·浙江6月改编)氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗。(1)电极A接电源________(填“正极”或“负极”)，发生________(填“氧化”或“还原”)反应。 (2)电极B的电极反应式为________________。 (3)离子交换膜的类型为________________。 (4)电池总反应式_______________________________。 答案 (1)正极 氧化 (2)O2＋4e－＋2H2O===4OH－ (3)阳离子交换膜 (4)4NaCl＋O2＋2H2O4NaOH＋2Cl2或4Cl－＋O2＋2H2O4OH－＋2Cl22.电镀、电解精炼铜与电冶金(1)电镀①概念:利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的加工工艺。②目的:增强金属的抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观。(2)电解精炼铜银、金等金属不放电形成阳极泥，在阴极只有Cu2＋放电，锌、铁、镍较活泼的金属阳离子残留在电解质溶液中，故能够将杂质除去。电解过程中，Cu2＋的浓度有所下降。(3)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。总反应化学方程式 电极反应式冶炼钠 2NaCl(熔融)__2Na＋Cl2↑ 阳极:2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极:Na＋＋e－===Na冶炼镁 MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 阳极:2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极:Mg2＋＋2e－===Mg冶炼铝 2Al2O3(熔融) 4Al＋3O2↑ 阳极:2O2－－4e－===O2↑ 阴极:Al3＋＋3e－===Al小题对点过判断正误。(1)在镀件上电镀铜时，镀件应连接电源的正极。( )(2)我国古代精美金属器皿表面使用了鎏金工艺，利用的是电镀原理。( )(3)K金属性极强，工业上只能用电解熔融KCl来冶炼金属K。( )(4)电解冶炼镁、铝通常电解熔融的MgCl2和Al2O3，也可以电解熔融的MgO和AlCl3。( )(5)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。( )(6)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)均保持不变。( )答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)×(6)×【知能通关】(一)氯碱工业问题1.“84”消毒液是环境消毒液之一。某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图所示的装置。c、d都为石墨电极。完成下列填空:(1)a为电源的________(填“正”“负”“阴”或“阳”，下同)极，c为电解池的________极。 (2)d电极的电极反应式:_______________________________，电解产生消毒液的总化学方程式为_______________________________。 答案 (1)负 阳 (2)2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ NaCl＋H2ONaClO＋H2↑解析 电解饱和氯化钠溶液的化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，该学生的目的是使Cl2被完全吸收制得NaClO溶液，即要让Cl2与NaOH溶液充分混合反应。所以应在下端产生Cl2，上端产生NaOH，则a为负极，b为正极，c为阳极，d为阴极，Cl2和NaOH溶液反应:Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，故电解产生消毒液的总化学方程式为NaCl＋H2ONaClO＋H2↑。(二)活泼电极电解应用——电镀与电解精炼2.在铁片上镀锌时，下列叙述正确的是________。 ①将铁片接在电源的正极上②将锌片接在电源的正极上③在铁片上发生的反应是Zn2＋＋2e－===Zn④在锌片上发生的反应是2H2O－4e－===O2↑＋4H＋⑤FeSO4溶液作电镀液⑥ZnSO4溶液作电镀液答案 ②③⑥解析 在铁片上镀锌时，铁片作电解池的阴极，与电源负极相连，①错误；锌片作电解池的阳极，和电源正极相连，②正确；在铁片上发生的反应是Zn2＋＋2e－===Zn，③正确；在锌片上发生的反应是Zn－2e－===Zn2＋，④错误；电镀液为含锌离子的溶液，不能用FeSO4溶液，需用ZnSO4溶液，⑤错误、⑥正确。3.金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，思考回答下列问题:①阳极发生________反应，其电极反应式:_________________________________。 ②电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加________(填“相等”或“不相等”)。 ③电解后，溶液中存在的金属阳离子有________、Ni2＋等。 ④电解后，电解槽底部含有________等金属。 答案 ①氧化 Ni－2e－===Ni2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Zn－2e－===Zn2＋ ②不相等 ③Fe2＋、Zn2＋④Cu、Pt解析 ②电解过程中阳极失电子的有Fe、Zn、Ni，阴极析出的是镍，依据得失电子守恒，阳极质量的减少与阴极质量的增加不相等。④粗镍作阳极，Fe、Zn在电极上失去电子形成阳离子进入溶液中，但Cu和Pt沉降到电解槽底部。(三)活泼金属的冶炼——电解法4.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.阴极的电极反应式为Ca－2e－===Ca2＋答案 B解析 由图可知，石墨为阳极，其电极反应式为C＋2O2－－4e－===CO2↑，钛网是阴极，其电极反应式为Ca2＋＋2e－===Ca。将熔融CaF2－CaO换成Ca(NO3)2溶液，阴极上H＋放电，无法得到金属Ca；钙还原二氧化钛的化学方程式为2Ca＋TiO2===Ti＋2CaO，制备金属钛前后，CaO的总量不变。考点三 金属腐蚀与防护【知识梳理】1.金属的腐蚀(1)金属腐蚀的本质金属原子失去电子变为金属阳离子，发生氧化反应。(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 电化学腐蚀条件 金属与接触到的干燥气体或非电解质液体直接发生化学反应 不纯的金属接触到电解质溶液发生原电池反应本质 M－ne－===Mn＋ M－ne－===Mn＋现象 金属被腐蚀 较活泼的金属被腐蚀区别 无电流产生 有微弱电流产生联系 电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多，腐蚀速率更快，危害也更严重②析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以钢铁的腐蚀为例)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 吸氧腐蚀更普遍小题对点过判断正误。(1)钢铁的腐蚀以吸氧腐蚀为主。( )(2)铜在酸性条件下也可以发生析氢腐蚀。( )(3)钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe－3e－===Fe3＋。( )(4)干燥环境下，所有金属都不能被腐蚀。( )(5)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈原理一样。( )答案 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)×2.金属腐蚀快慢的判断(1)对同一电解质溶液来说，腐蚀的快慢: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。(2)对同一金属来说，腐蚀的快慢: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)。(3)活动性不同的两种金属，活动性差异越大，腐蚀越快。(4)对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀速率越快。小题对点过如图所示，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________。 答案 ⑤④②①③⑥3.金属的防护小题对点过判断正误。(1)牺牲阳极法利用的是电解池原理。( )(2)在铁制品表面镀锌，是为了防止铁制品的腐蚀，而且镀层有损坏仍可对铁制品起到保护作用。( )(3)铁制品涂油脂、喷油漆是为了隔绝铁与氧气的接触，起到保护铁制品的作用。( )(4)铁闸门可与外加电源的正极相连，起到保护作用。( )(5)在水闸上连镁块可以减缓钢铁水闸的腐蚀。( )答案 (1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)√【知能通关】1.(2026·山东师大附中高三测试)下列实验描述正确的是( )A.用酸碱中和滴定法可同时测定中和反应的反应热和待测液浓度B.利用如图装置验证牺牲阳极法C.用98%的浓硫酸配制10%的稀硫酸，所需玻璃仪器为烧杯、玻璃棒D.将镀锌铁皮放入稀硫酸中，待产生氢气的速率突然减小时，可以判断锌镀层已反应完全答案 D解析 酸碱中和滴定法是测定未知酸或碱溶液的浓度的，不能测定中和反应的反应热，故A错误；为防止其他因素的影响，应用胶头滴管从Fe电极区域取少量溶液于试管中，为了验证Fe未被腐蚀，不应该用KSCN溶液，而应该用铁氰化钾溶液，用于检验Fe2＋，故B错误；用98%的浓硫酸配制10%的稀硫酸，需要的仪器为量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管，故C错误；锌、铁和稀硫酸构成原电池，锌作负极，铁作正极，原电池能加快锌被腐蚀的速率，铁的活泼性小于锌，且只有铁时，不能构成原电池，生成氢气的速率减小，所以当产生氢气的速率突然减小时，可以判断锌镀层已反应完全，故D正确。2.利用如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极发生氧化反应答案 B解析 A.K连M构成原电池，X的锌做原电池的负极，铁作为正极被保护，可减缓铁的腐蚀，A选项正确；B.K连M构成原电池，X的锌做原电池的负极，铁做正极，铁上发生还原反应，B选项错误；C.K连N构成电解池，X的碳棒做电解池阳极，铁做阴极被保护，C选项正确；D.K连N构成电解池，X的碳棒做电解池阳极，发生氧化反应，D选项正确。3.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________________。 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 我的收获知识建构 感悟笔记1.方法规律: 2.盲点误区: 体验真题 感知高考1.(2025·全国卷)下列关于铁腐蚀与防护的反应式正确的是( )A.酸性环境中铁发生析氢腐蚀的负极反应:Fe－2e－===Fe2＋B.铁发生腐蚀生锈的反应:3Fe＋2O2＋xH2O===Fe3O4·xH2OC.铁经过发蓝处理形成致密氧化膜:Fe＋2HNO3(浓)===FeO＋2NO2↑＋H2OD.安装锌块保护船舶外壳，铁电极上发生的反应:Fe3＋＋3e－===Fe答案 A解析 A.酸性环境中铁发生析氢腐蚀，负极是Fe，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故A正确；B.铁腐蚀生锈的产物应为Fe2O3·xH2O，故B错误；C.发蓝处理形成的是Fe3O4氧化膜，且反应条件与产物不符，故C错误；D.安装锌块保护船舶外壳，属于牺牲阳极法，铁作为阴极，铁电极上可能是O2得电子发生还原反应，非Fe3＋被还原，故D错误。2.(2025·江苏卷)以稀H2SO4为电解质溶液的光解水装置如图所示，总反应为2H2O2H2↑＋O2↑。下列说法正确的是( )A.电极a上发生氧化反应生成O2B.H＋通过质子交换膜从右室移向左室C.光解前后，H2SO4溶液的pH不变D.外电路每通过0.01 mol电子，电极b上产生0.01 mol H2答案 A解析 由图可知，该原电池中电子由电极a向电极b移动， 故电极a失电子作负极，电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑；电极b得电子作正极，电极反应式为4H＋＋4e－===2H2↑；H＋由负极向正极移动。由上述分析可知，电极a上发生氧化反应生成O2，A正确；H＋由负极向正极移动，即通过质子交换膜由左室向右室移动，B错误；由总反应可知，光解时消耗水，电解质溶液中硫酸浓度逐渐增大，故溶液pH减小， C错误；由正极反应式可知，电路中每通过0.01 mol e－，电极b上产生 0.005 mol H2，D错误。3.(2025·海南卷改编)用电解方法在铝表面转化生成致密氧化膜，实现对铝工件的保护。装置示意如图。电解过程中铝工件表面上有少量气泡逸出。下列说法错误的是( )A.铝工件连接电源正极B.槽电压越高，氧化膜的形成速率不一定越快C.电路中每转移6 mol e－，铝工件增重48 gD.为获得更加致密的氧化膜，工作过程中，应选择适当电流密度答案 C解析 由题意可知用电解方法在铝表面转化生成致密氧化膜，铝作阳极接电源正极，电极反应式为2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋，可能存在副反应:2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，导致铝工件表面上有少量气泡逸出，石墨作阴极接电源负极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑；B.并非槽电压越高氧化膜形成速率就越快，过高电压会造成膜层烧蚀等不利影响，B正确；C.电路中每转移6 mol e－，若铝工件全部生成氧化膜，增重3 mol氧原子，质量为48 g，但电解过程中铝工件表面上有少量气泡逸出(H2)，导致部分电量未用于生成氧化膜，故铝工件增重小于48 g，C错误；D.为获得更加致密的氧化膜，工作过程中，应选择适当电流密度，如果电流密度过小，氧化膜形成速率慢，电流密度过大，可能会导致氧化膜不均匀，D正确。4.(2024·广东卷)一种基于氯碱工艺的新型电解池(下图)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法不正确的是( )A.阳极反应:2Cl－－2e－===Cl2↑B.阴极区溶液中OH－浓度逐渐升高C.理论上每消耗1 mol Fe2O3，阳极室溶液减少213 gD.理论上每消耗1 mol Fe2O3，阴极室物质最多增加138 g答案 C解析 右侧溶液为饱和食盐水，右侧电极产生气体，则右侧电极为阳极，Cl－放电产生氯气，电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑；左侧电极为阴极，发生还原反应，Fe2O3在碱性条件下转化为Fe，电极反应为Fe2O3＋6e－＋3H2O===2Fe＋6OH－；中间为阳离子交换膜，Na＋由阳极向阴极移动。A.由分析可知，阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，A正确；B.由分析可知，阴极反应为Fe2O3＋6e－＋3H2O===2Fe＋6OH－，消耗水产生OH－，阴极区溶液中OH－浓度逐渐升高，B正确；C.由分析可知，理论上每消耗1 mol Fe2O3，转移6 mol电子，产生3 mol Cl2，同时有6 mol Na＋由阳极室转移至阴极室，则阳极室溶液减少3×71 g＋6×23 g＝351 g，C错误；D.由分析可知，理论上每消耗1 mol Fe2O3，转移6 mol电子，有6 mol Na＋由阳极转移至阴极，阴极室物质最多增加6×23 g＝138 g，D正确。1.高考热点: 2.新考法新角度: 分层训练 提升考能基础落实1.(2024·湖北卷)2024年5月8日，我国第三艘航空母舰“福建舰”顺利完成首次海试。舰体表面需要采取有效的防锈措施，下列防锈措施中不形成表面钝化膜的是( )A.发蓝处理 B.阳极氧化C.表面渗镀 D.喷涂油漆答案 D解析 发蓝处理是将钢在空气中加热或直接浸在浓氧化性溶液中，使其表面产生极薄的氧化物膜的材料保护技术，故A不符合题意；阳极氧化是使阳极材料表面形成一层氧化膜的过程，B不符合题意；表面渗镀是向金属中渗入一种或几种元素以在表面形成一层扩散合金层，C不符合题意；喷涂油漆是利用油漆隔绝空气中的水蒸气和氧气，不形成表面钝化膜，D符合题意。2.用惰性电极实现电解，下列说法正确的是( )A.电解氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小B.电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变C.电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1D.电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2答案 C解析 电解稀氢氧化钠溶液时，实质上是电解水，所以氢氧根离子的浓度增大，溶液的pH变大，A错误；电解稀硫酸时，实质上是电解水，所以氢离子的浓度增大，溶液的pH变小，B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，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1，C正确；电解硫酸钠溶液，实质上是电解水，阳极生成氧气，阴极生成氢气，则阴极和阳极析出产物的物质的量之比为2∶1，D错误。3.粗银中含有Cu、Pt等杂质，用电解法以硝酸银为电解质溶液提纯银。下列说法正确的是( )A.粗银与电源负极相连B.阴极反应式为Ag＋＋e－===AgC.Cu、Pt在阳极区中沉积D.电解液中c(Ag＋)浓度先增大后减小答案 B解析 用电解法精炼粗银，银单质失电子生成银离子，发生氧化反应，粗银与电源正极相连，故A错误；由得电子能力:Ag＋>Cu2＋，阴极为Ag＋得电子生成Ag，电极反应为Ag＋＋e－===Ag，故B正确；粗银作阳极，Cu生成Cu2＋，Pt成为阳极泥，故C错误；电解精炼银时，粗银中比银活泼的铜会失电子形成离子进入溶液，则电解液中c(Ag＋)浓度不可能增大，故D错误。4.下列关于电解精炼铜与电镀的说法正确的是( )A.电解精炼铜时，将电能转化为化学能，电路中每通过2 mol e－，阳极就会溶解64 g铜B.电解精炼铜时，阳极为粗铜，阴极为精铜，电解过程中电解质溶液不需要更换C.在铁制器皿上镀铝，熔融氧化铝作电解质，铁制器皿作阴极，铝棒作阳极D.电镀过程中电镀液需要不断更换答案 C解析 电解是将电能转化为化学能，电解精炼铜时，粗铜作阳极，粗铜中的铁、锌等杂质金属也会失电子溶解，故通过2 mol e－时，溶解的Cu的物质的量小于1 mol，故阳极溶解铜的质量小于64 g，A错误；电解精炼铜时，粗铜作阳极，粗铜中的铁、锌等杂质金属也会失电子溶解，随电解进行，电解质溶液中铜离子浓度会降低，故电解过程中电解质溶液需要更换，B错误；阳极为铝棒，铁制器皿作阴极，电解质为熔融氧化铝，阳极的电极反应式为Al－3e－===Al3＋，阴极的电极反应式为Al3＋＋3e－===Al，可在铁制器皿上镀铝，C正确；电镀过程中电镀液浓度几乎不变，不需要经常更换，D错误。5.如图是氯碱工业离子交换膜法电解饱和食盐水的示意图，图中阳离子交换膜只允许Na＋等通过，不允许OH－、Cl－等阴离子及气体分子通过，下列有关说法错误的是( )A.阴极发生的反应:2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－B.使用的阳离子交换膜阻止阴离子OH－和气体通过，使生成的NaOH更纯C.e处出来的气体主要是O2D.b处通入的原料是NaOH的稀溶液答案 C解析 电解饱和食盐水，阳极发生失电子的氧化反应，电极反应式:2Cl－－2e－===Cl2↑；阴极发生得电子的还原反应，电极反应式:2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。A.根据分析可知，阴极发生的反应:2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，故A正确；B.根据题干信息，阳离子交换膜不允许OH－、Cl－等阴离子及气体分子通过，可使生成的NaOH更纯，故B正确；C.根据分析，阳极产生的气体为Cl2，故C错误；D.b处通入的原料是NaOH的稀溶液，可增强导电性，故D正确。6.(2024·浙江6月选考)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。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图: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 A.图1为牺牲阳极法，阳极一般为较活泼金属，作为原电池的负极，失去电子被氧化；图2为外加电流法，阳极材料为辅助阳极，通常是惰性电极，本身不失去电子，电解质溶液中的阴离子在其表面失去电子，如海水中的Cl－，A不正确；B.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；C.图2为外加电流法，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不正确；D.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源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不正确。7.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( )A.氯化钙的作用是做助熔剂，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，则加入氯化钙的目的为做助熔剂，A正确；由图可知，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；由图可知，Cl－通过隔膜D移至阳极A放电产生Cl2，所以隔膜D为阴离子交换膜，C错误；阴极发生的是还原反应，D不正确。8.电解工作原理的实际应用非常广泛。(1)电解精炼银时，阴极反应为________________。 (2)工业上为了处理含有Cr2的酸性工业废水，采用下面的处理方法:往工业废水中加入适量NaCl，以铁为电极进行电解，经过一段时间，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，工业废水中铬元素的含量可低于排放标准。关于上述方法，下列说法错误的是________(填字母)。 A.阳极反应:Fe－2e－===Fe2＋B.阴极反应:2H＋＋2e－===H2↑C.在电解过程中工业废水由酸性变为碱性D.可以将铁电极改为石墨电极(3)某同学设计了如图装置进行以下电化学实验。①当开关K与a连接时，两极均有气泡产生，则阴极为________电极。 ②一段时间后，使开关K与a断开，与b连接时，虚线框内的装置可称为________。请写出此时Fe电极上的电极反应________________。 答案 (1)Ag＋＋e－===Ag (2)D(3)①Fe(或铁) ②原电池 Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2解析 (1)电解精炼银时，阴极Ag＋得电子生成Ag，电极反应为Ag＋＋e－===Ag。(2)若用石墨作为电极，阳极产生Cl2而得不到Fe2＋，缺少还原剂，不能使Cr2→Cr3＋→Cr(OH)3↓而除去，所以D项错误。(3)K接a时，该装置为电解池，如果两极均有气泡产生，说明阳极材料不可能是铁，所以铁为阴极，此时铁电极上的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，石墨电极上的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑；K接b时，该装置为原电池，Fe为负极，此时溶液为碱性，所以电极反应为Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2。能力提升9.(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O2B.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2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，总反应为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，据此解答。A.根据分析，U形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，氯气遇到水生成的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。10.(2025·山西晋中二模)利用电化学氧化技术可以在电解槽中持续产生·OH，·OH是一种活性基团，可高效氧化苯酚生成CO2，消除苯酚引起的水污染，装置如图所示。已知:a极生成H2O2，H2O2能进一步将b极产物氧化，同时有·OH生成。下列有关说法正确的是( )A.a极的电极反应式:Fe－2e－===Fe2＋B.b极连接电源正极，发生还原反应C.生成·OH的离子方程式:Fe2＋＋H2O2＋H＋===Fe3＋＋H2O＋·OHD.消除0.1 mol苯酚，理论上有2.8 mol电子通过外电路答案 C解析 A.a极通入氧气生成H2O2，a极的电极反应式O2＋2e－＋2H＋===H2O2，故A错误；B.a是阴极；b是阳极，b极连接电源正极，发生氧化反应，故B错误；C.a极生成H2O2，H2O2能进一步将b极产物Fe2＋氧化，同时有·OH生成，生成·OH的离子方程式为Fe2＋＋H2O2＋H＋===Fe3＋＋H2O＋·OH，故C正确；D.苯酚被·OH氧化生成二氧化碳，碳元素化合价由－升高为＋4，消除0.1 mol苯酚，需要2.8 mol·OH，根据Fe2＋＋H2O2＋H＋===Fe3＋＋H2O＋·OH，阳极生成2.8 mol Fe2＋，所以理论上有5.6 mol电子通过外电路，故D错误。11.(2023·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x mol·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2x mol·h－1答案 D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2H2O2H2↑＋O2↑，据此解答。A.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膜，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1 mol H2要消耗1 mol H2O，生成H2的速率为x mol·h－1，则补水的速率也应是x mol·h－1，故D错误。12.(1)基于电化学原理，我国科学家利用固体氧化物电解池实现高选择性C3H8电化学脱氢制CH2==CHCH3的工艺，装置如图，分别写出阳极与阴极的电极反应:________________、 ________________。 (2)使用惰性电极通过电解原理也可以制取甲醇，其反应装置如图所示:电极a接电源的________(填“正”或“负”)极；生成甲醇的电极反应式为________________。 答案 (1)阳极:C3H8－2e－＋O2－===CH2==CHCH3＋H2O 阴极:CO2＋2e－===CO＋O2－(2)负 CO2＋6e－＋6H＋===CH3OH＋H2O解析 (1)根据题图信息，电极乙上CO2发生还原反应生成CO，因此电极乙为阴极，C化合价由＋4→＋2，先写出阴极电极反应式的架构:CO2＋2e－→CO。根据题图信息可知，用O2－调平电荷，根据电荷守恒并检查氧原子守恒，可得阴极电极反应为CO2＋2e－===CO＋O2－。电极甲为阳极，利用H化合价为＋1，计算出C3H8中3个C化合价总和为－8、CH2==CHCH3中3个C的化合价总和为－6，可知化合价升2，写出阳极电极反应式架构:C3H8－2e－—→CH2==CHCH3，用O2－调平电荷，接着看H补H2O、用O检查，得阳极电极反应为C3H8－2e－＋O2－===H2O＋CH2==CHCH3。(共89张PPT)大单元五 化学反应原理第一单元 化学反应与能量第52讲 电解池 金属腐蚀与防护1.理解电解池的构成条件和工作原理；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。复习要求考点一 电解池及工作原理考点二 电解原理的应用目录CONTENTS体验真题 感知高考分层训练 提升考能考点三 金属腐蚀与防护考点一电解池及工作原理知识梳理知能通关1.电解与电解池电流氧化还原反应电化学电源电解质熔融电解质闭合回路2.电解池模型及工作原理注意 电子不下水，离子不上线。(1)如图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。回答下列问题:c电极产生黄绿色气泡(Cl2)，d电极覆盖一层红色物质(Cu)小题对点过①通一段时间后，两极现象___________________________________________________。②a电极为________，b电极为________。③c电极为________，向该电极移动的离子有____________，电极反应式为________________， 发生了________反应。d电极为________，向该电极移动的离子有____________，电极反应式为________________，发生了________反应。④电解总方程式为____________________。正极负极阳极Cl-、OH-2Cl--2e-===Cl2↑氧化阴极Cu2+、H+Cu2++2e-===Cu还原(2)请设计一个能使反应:Cu+2H+===Cu2++H2↑发生的电化学装置，并画出装置图_______________________________。3.电解规律(1)阳极放电规律①活性电极(除Au、Pt以外的金属材料作电极)，电极材料失电子，生成金属阳离子。②惰性电极(Pt、Au、石墨)，要依据阴离子的放电顺序加以判断。阴离子的放电顺序:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子。S2-、I-、Br-、Cl-放电，产物分别是S、I2、Br2、Cl2；若OH-放电，则得到H2O和O2。(2)阴极产物的判断直接根据阳离子放电顺序进行判断。阳离子放电顺序:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+。注意 电解水溶液时，Al3+、Mg2+、Na+、K+不可能在阴极放电。用惰性电极电解不同类型的电解质溶液，按要求完成表格中的相关问题。(1)电解水型2H++2e-===H2↑小题对点过实例 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 复原方法H2SO4 阴极:______________________； 阳极:______________________； 总反应式:____________________ 2H2O-4e-===4H++O2↑增大加水(2)电解电解质型实例 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 复原方法HCl 阴极:______________________； 阳极:______________________； 总反应式:____________________ CuCl2 阴极:______________________； 阳极:______________________； 总反应式:____________________ 2H++2e-===H2↑2Cl--2e-===Cl2↑Cu2++2e-===Cu2Cl--2e-===Cl2↑减小通入HCl加CuCl2固体(3)电解质和水均参与电解型实例 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 复原方法NaCl、KCl (放H2生碱) 阳极:_____________________； 阴极:_____________________； 总反应式: ___________________________ 减小并生成 新电解质 CuSO4、 Cu(NO3)2 (放O2生酸) 阳极:_____________________； 阴极:_____________________； 总反应式: ___________________________ 2Cl--2e-===Cl2↑2H2O+2e-===H2↑+2OH-通入HCl2H2O-4e-===4H++O2↑Cu2++2e-===Cu减小并生成新电解质加CuO(一)电解原理的理解1.用Pt电极电解饱和Na2CO3溶液的装置如图，两极均有气体生成，c电极附近产生可燃性气体，澄清石灰水无浑浊现象。下列说法正确的是( )A.a为电源正极B.c电极附近生成了CH4C.电子的流动方向:c→溶液→dD.反应后恢复到原温度，溶液pH不变D2.为了加深对电解规律的理解，某同学做了以下探究，要求从H+、Cu2+、Na+、S、Cl- 5种离子中两两组成电解质，按下列要求进行电解:(1)以碳棒为电极，电解过程中电解质质量减少，水量不变，则采用的电解质是____________。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是_____________。(2)以碳棒为电极，电解过程中电解质质量不变，水量减少，则采用的电解质是________________。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是_________。(3)以碳棒为阳极，铁棒为阴极，电解过程中电解质和水量都减少，则电解质是_________________。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是___________________。HCl、CuCl2HCl、CuCl2Na2SO4、H2SO4H2OCuSO4、NaClCuO或CuCO3、HCl(二)基础电极反应式的书写3.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AgNO3溶液。阳极反应式:____________________________________________________； 阴极反应式:____________________________________________________； 总反应的离子方程式:____________________________________________。(2)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:____________________________________________。2H2O-4e-===O2↑+4H+Ag++e-===Ag2Cl--2e-===Cl2↑2H2O+2e-+Mg2+===H2↑+Mg(OH)2↓(3)用铁作电极电解NaOH溶液。阳极反应式:_____________________________________________； 阴极反应式:_____________________________________________； 总反应的离子方程式:_____________________________________。(4)用Al作阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜。阳极反应式:_____________________________________________； 阴极反应式:_____________________________________________； 总反应的离子方程式:_____________________________________。Fe-2e-+2OH-===Fe(OH)2↓2H2O+2e-===H2↑+2OH-2Al-6e-+3H2O===Al2O3+6H+2H++2e-===H2↑电解池电极反应式书写的要领(1)准确判断电解池的阳极、阴极以及各自的反应物，并根据信息、常识、环境推导阳极的氧化产物、阴极的还原产物。注:一定要考虑环境的后续反应，书写出该环境下的最终产物。(2)写出阳极、阴极的电极反应通式:阳极反应通式:还原剂-ne-—→氧化产物(+其他)阴极反应通式:氧化剂+ne-—→还原产物(+其他)注:写出通式时，先将“变价元素”原子个数前后守恒，再判断得失电子“总数”。(3)电荷守恒、元素守恒(同原电池电极反应式书写)。考点二电解原理的应用知识梳理知能通关1.氯碱工业习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业。(1)反应原理阳极:___________________________(______反应)。阴极:___________________________(______反应)。总反应化学方程式:___________________________________________________。总反应离子方程式:___________________________________________________。注意 电解所用的食盐要精制。2Cl--2e-===Cl2↑氧化2H2O+2e-===H2↑+2OH-还原(2)离子交换膜法的生产过程加入或流出的物质a、b、c、d分别是__________________________、________________________、_________、_________________；X、Y分别是_______、_____。精制饱和NaCl溶液H2O(含少量NaOH)淡盐水浓NaOH溶液Cl2H2(3)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，使Na+定向迁移，以便在阴极室得到浓的NaOH溶液。(4)氯碱工业产品OH-(2023·浙江6月改编)氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗。正极小题对点过(1)电极A接电源________(填“正极”或“负极”)，发生________(填“氧化”或“还原”)反应。(2)电极B的电极反应式为____________________。(3)离子交换膜的类型为________________。(4)电池总反应式________________________________________________________________。氧化O2+4e-+2H2O===4OH-阳离子交换膜2.电镀、电解精炼铜与电冶金(1)电镀①概念:利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的加工工艺。②目的:增强金属的抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观。镀层金属(Cu)镀件Cu-2e-===Cu2+Cu2++2e-===Cu(2)电解精炼铜银、金等金属不放电形成_________，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____________。粗铜纯铜Cu-2e-===Cu2+、Zn-2e-===Zn2+、Ni-2e-===Ni2+Cu2++2e-===Cu阳极泥电解质溶液有所下降(3)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。 总反应化学方程式 电极反应式冶炼钠 _____________________________ 阳极:__________________________阴极:__________________________冶炼镁 _____________________________ 阳极:__________________________阴极:__________________________冶炼铝 ___________________________ 阳极:__________________________阴极:__________________________2Cl--2e-===Cl2↑Na++e-===Na2Cl--2e-===Cl2↑Mg2++2e-===Mg2O2--4e-===O2↑Al3++3e-===Al判断正误。(1)在镀件上电镀铜时，镀件应连接电源的正极。( )(2)我国古代精美金属器皿表面使用了鎏金工艺，利用的是电镀原理。( )(3)K金属性极强，工业上只能用电解熔融KCl来冶炼金属K。( )(4)电解冶炼镁、铝通常电解熔融的MgCl2和Al2O3，也可以电解熔融的MgO和AlCl3。( )(5)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。( )(6)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2+)均保持不变。( )×小题对点过×××××(一)氯碱工业问题1.“84”消毒液是环境消毒液之一。某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图所示的装置。c、d都为石墨电极。完成下列填空:(1)a为电源的________(填“正”“负”“阴”或“阳”，下同)极，c为电解池的________极。(2)d电极的电极反应式:_______________________________，电解产生消毒液的总化学方程式为________________________。负阳2H2O+2e-===H2↑+2OH-(二)活泼电极电解应用——电镀与电解精炼2.在铁片上镀锌时，下列叙述正确的是________。①将铁片接在电源的正极上②将锌片接在电源的正极上③在铁片上发生的反应是Zn2++2e-===Zn④在锌片上发生的反应是2H2O-4e-===O2↑+4H+⑤FeSO4溶液作电镀液⑥ZnSO4溶液作电镀液②③⑥解析 在铁片上镀锌时，铁片作电解池的阴极，与电源负极相连，①错误；锌片作电解池的阳极，和电源正极相连，②正确；在铁片上发生的反应是Zn2++2e-===Zn，③正确；在锌片上发生的反应是Zn-2e-===Zn2+，④错误；电镀液为含锌离子的溶液，不能用FeSO4溶液，需用ZnSO4溶液，⑤错误、⑥正确。3.金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，思考回答下列问题:①阳极发生________反应，其电极反应式:_____________________________________________。②电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加________(填“相等”或“不相等”)。③电解后，溶液中存在的金属阳离子有____________、Ni2+等。④电解后，电解槽底部含有________等金属。氧化Ni-2e-===Ni2+、Fe-2e-===Fe2+、Zn-2e-===Zn2+不相等Fe2+、Zn2+Cu、Pt解析 ②电解过程中阳极失电子的有Fe、Zn、Ni，阴极析出的是镍，依据得失电子守恒，阳极质量的减少与阴极质量的增加不相等。④粗镍作阳极，Fe、Zn在电极上失去电子形成阳离子进入溶液中，但Cu和Pt沉降到电解槽底部。(三)活泼金属的冶炼——电解法4.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.阴极的电极反应式为Ca-2e-===Ca2+B解析 由图可知，石墨为阳极，其电极反应式为C+2O2--4e-===CO2↑，钛网是阴极，其电极反应式为Ca2++2e-===Ca。将熔融CaF2-CaO换成Ca(NO3)2溶液，阴极上H+放电，无法得到金属Ca；钙还原二氧化钛的化学方程式为2Ca+TiO2===Ti+2CaO，制备金属钛前后，CaO的总量不变。考点三金属腐蚀与防护知识梳理知能通关1.金属的腐蚀(1)金属腐蚀的本质金属原子失去电子变为金属阳离子，发生______反应。氧化(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 金属与接触到的干燥气体或非电解质液体直接发生化学反应 不纯的金属接触到电解质溶液发生原电池反应本质 M-ne-===Mn+ M-ne-===Mn+现象 金属被腐蚀 较活泼的金属被腐蚀区别 无电流产生 有微弱电流产生联系 电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多，腐蚀速率更快，危害也更严重②析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以钢铁的腐蚀为例)吸氧腐蚀类型 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 ____________更普遍判断正误。(1)钢铁的腐蚀以吸氧腐蚀为主。( )(2)铜在酸性条件下也可以发生析氢腐蚀。( )(3)钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe-3e-===Fe3+。( )(4)干燥环境下，所有金属都不能被腐蚀。( )(5)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈原理一样。( )√小题对点过××××2.金属腐蚀快慢的判断(1)对同一电解质溶液来说，腐蚀的快慢: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。(2)对同一金属来说，腐蚀的快慢: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)。(3)活动性不同的两种金属，活动性差异越大，腐蚀越快。(4)对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀速率越快。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小题对点过3.金属的防护负极正极阴极阳极判断正误。(1)牺牲阳极法利用的是电解池原理。( )(2)在铁制品表面镀锌，是为了防止铁制品的腐蚀，而且镀层有损坏仍可对铁制品起到保护作用。( )(3)铁制品涂油脂、喷油漆是为了隔绝铁与氧气的接触，起到保护铁制品的作用。( )(4)铁闸门可与外加电源的正极相连，起到保护作用。( )(5)在水闸上连镁块可以减缓钢铁水闸的腐蚀。( )×小题对点过√√×√1.(2026·山东师大附中高三测试)下列实验描述正确的是( )A.用酸碱中和滴定法可同时测定中和反应的反应热和待测液浓度B.利用如图装置验证牺牲阳极法DC.用98%的浓硫酸配制10%的稀硫酸，所需玻璃仪器为烧杯、玻璃棒D.将镀锌铁皮放入稀硫酸中，待产生氢气的速率突然减小时，可以判断锌镀层已反应完全解析 酸碱中和滴定法是测定未知酸或碱溶液的浓度的，不能测定中和反应的反应热，故A错误；为防止其他因素的影响，应用胶头滴管从Fe电极区域取少量溶液于试管中，为了验证Fe未被腐蚀，不应该用KSCN溶液，而应该用铁氰化钾溶液，用于检验Fe2+，故B错误；用98%的浓硫酸配制10%的稀硫酸，需要的仪器为量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管，故C错误；锌、铁和稀硫酸构成原电池，锌作负极，铁作正极，原电池能加快锌被腐蚀的速率，铁的活泼性小于锌，且只有铁时，不能构成原电池，生成氢气的速率减小，所以当产生氢气的速率突然减小时，可以判断锌镀层已反应完全，故D正确。2.利用如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B解析 A.K连M构成原电池，X的锌做原电池的负极，铁作为正极被保护，可减缓铁的腐蚀，A选项正确；B.K连M构成原电池，X的锌做原电池的负极，铁做正极，铁上发生还原反应，B选项错误；C.K连N构成电解池，X的碳棒做电解池阳极，铁做阴极被保护，C选项正确；D.K连N构成电解池，X的碳棒做电解池阳极，发生氧化反应，D选项正确。3.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-导管内液面上升体验真题 感知高考1.(2025·全国卷)下列关于铁腐蚀与防护的反应式正确的是( )A.酸性环境中铁发生析氢腐蚀的负极反应:Fe-2e-===Fe2+B.铁发生腐蚀生锈的反应:3Fe+2O2+xH2O===Fe3O4·xH2OC.铁经过发蓝处理形成致密氧化膜:Fe+2HNO3(浓)===FeO+2NO2↑+H2OD.安装锌块保护船舶外壳，铁电极上发生的反应:Fe3++3e-===FeA解析 A.酸性环境中铁发生析氢腐蚀，负极是Fe，电极反应式为Fe-2e-===Fe2+，故A正确；B.铁腐蚀生锈的产物应为Fe2O3·xH2O，故B错误；C.发蓝处理形成的是Fe3O4氧化膜，且反应条件与产物不符，故C错误；D.安装锌块保护船舶外壳，属于牺牲阳极法，铁作为阴极，铁电极上可能是O2得电子发生还原反应，非Fe3+被还原，故D错误。A.电极a上发生氧化反应生成O2B.H+通过质子交换膜从右室移向左室C.光解前后，H2SO4溶液的pH不变D.外电路每通过0.01 mol电子，电极b上产生0.01 mol H2A解析 由图可知，该原电池中电子由电极a向电极b移动， 故电极a失电子作负极，电极反应式为2H2O-4e-===4H++O2↑；电极b得电子作正极，电极反应式为4H++4e-===2H2↑；H+由负极向正极移动。由上述分析可知，电极a上发生氧化反应生成O2，A正确；H+由负极向正极移动，即通过质子交换膜由左室向右室移动，B错误；由总反应可知，光解时消耗水，电解质溶液中硫酸浓度逐渐增大，故溶液pH减小， C错误；由正极反应式可知，电路中每通过0.01 mol e-，电极b上产生 0.005 mol H2，D错误。3.(2025·海南卷改编)用电解方法在铝表面转化生成致密氧化膜，实现对铝工件的保护。装置示意如图。电解过程中铝工件表面上有少量气泡逸出。下列说法错误的是( )A.铝工件连接电源正极B.槽电压越高，氧化膜的形成速率不一定越快C.电路中每转移6 mol e-，铝工件增重48 gD.为获得更加致密的氧化膜，工作过程中，应选择适当电流密度C解析 由题意可知用电解方法在铝表面转化生成致密氧化膜，铝作阳极接电源正极，电极反应式为2Al-6e-+3H2O===Al2O3+6H+，可能存在副反应:2Al+6H+ ===2Al3++3H2↑，导致铝工件表面上有少量气泡逸出，石墨作阴极接电源负极，电极反应式为2H++2e-===H2↑；B.并非槽电压越高氧化膜形成速率就越快，过高电压会造成膜层烧蚀等不利影响，B正确；C.电路中每转移6 mol e-，若铝工件全部生成氧化膜，增重3 mol氧原子，质量为48 g，但电解过程中铝工件表面上有少量气泡逸出(H2)，导致部分电量未用于生成氧化膜，故铝工件增重小于48 g，C错误；D.为获得更加致密的氧化膜，工作过程中，应选择适当电流密度，如果电流密度过小，氧化膜形成速率慢，电流密度过大，可能会导致氧化膜不均匀，D正确。4.(2024·广东卷)一种基于氯碱工艺的新型电解池(下图)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法不正确的是( )A.阳极反应:2Cl--2e-===Cl2↑B.阴极区溶液中OH-浓度逐渐升高C.理论上每消耗1 mol Fe2O3，阳极室溶液减少213 gD.理论上每消耗1 mol Fe2O3，阴极室物质最多增加138 gC解析 右侧溶液为饱和食盐水，右侧电极产生气体，则右侧电极为阳极，Cl-放电产生氯气，电极反应为2Cl--2e-===Cl2↑；左侧电极为阴极，发生还原反应，Fe2O3在碱性条件下转化为Fe，电极反应为Fe2O3+6e-+3H2O===2Fe+6OH-；中间为阳离子交换膜，Na+由阳极向阴极移动。A.由分析可知，阳极反应为2Cl--2e-===Cl2↑，A正确；B.由分析可知，阴极反应为Fe2O3+6e-+3H2O===2Fe+6OH-，消耗水产生OH-，阴极区溶液中OH-浓度逐渐升高，B正确；C.由分析可知，理论上每消耗1 mol Fe2O3，转移6 mol电子，产生3 mol Cl2，同时有6 mol Na+由阳极室转移至阴极室，则阳极室溶液减少3×71 g+6×23 g＝351 g，C错误；D.由分析可知，理论上每消耗1 mol Fe2O3，转移6 mol电子，有6 mol Na+由阳极转移至阴极，阴极室物质最多增加6×23 g＝138 g，D正确。分层训练 提升考能基础落实1.(2024·湖北卷)2024年5月8日，我国第三艘航空母舰“福建舰”顺利完成首次海试。舰体表面需要采取有效的防锈措施，下列防锈措施中不形成表面钝化膜的是( )A.发蓝处理 B.阳极氧化C.表面渗镀 D.喷涂油漆D解析 发蓝处理是将钢在空气中加热或直接浸在浓氧化性溶液中，使其表面产生极薄的氧化物膜的材料保护技术，故A不符合题意；阳极氧化是使阳极材料表面形成一层氧化膜的过程，B不符合题意；表面渗镀是向金属中渗入一种或几种元素以在表面形成一层扩散合金层，C不符合题意；喷涂油漆是利用油漆隔绝空气中的水蒸气和氧气，不形成表面钝化膜，D符合题意。2.用惰性电极实现电解，下列说法正确的是( )A.电解氢氧化钠溶液，要消耗OH-，故溶液pH减小B.电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变C.电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1D.电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2C解析 电解稀氢氧化钠溶液时，实质上是电解水，所以氢氧根离子的浓度增大，溶液的pH变大，A错误；电解稀硫酸时，实质上是电解水，所以氢离子的浓度增大，溶液的pH变小，B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，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1，C正确；电解硫酸钠溶液，实质上是电解水，阳极生成氧气，阴极生成氢气，则阴极和阳极析出产物的物质的量之比为2∶1，D错误。3.粗银中含有Cu、Pt等杂质，用电解法以硝酸银为电解质溶液提纯银。下列说法正确的是( )A.粗银与电源负极相连B.阴极反应式为Ag++e-===AgC.Cu、Pt在阳极区中沉积D.电解液中c(Ag+)浓度先增大后减小B解析 用电解法精炼粗银，银单质失电子生成银离子，发生氧化反应，粗银与电源正极相连，故A错误；由得电子能力:Ag+>Cu2+，阴极为Ag+得电子生成Ag，电极反应为Ag++e-===Ag，故B正确；粗银作阳极，Cu生成Cu2+，Pt成为阳极泥，故C错误；电解精炼银时，粗银中比银活泼的铜会失电子形成离子进入溶液，则电解液中c(Ag+)浓度不可能增大，故D错误。4.下列关于电解精炼铜与电镀的说法正确的是( )A.电解精炼铜时，将电能转化为化学能，电路中每通过2 mol e-，阳极就会溶解64 g铜B.电解精炼铜时，阳极为粗铜，阴极为精铜，电解过程中电解质溶液不需要更换C.在铁制器皿上镀铝，熔融氧化铝作电解质，铁制器皿作阴极，铝棒作阳极D.电镀过程中电镀液需要不断更换C解析 电解是将电能转化为化学能，电解精炼铜时，粗铜作阳极，粗铜中的铁、锌等杂质金属也会失电子溶解，故通过2 mol e-时，溶解的Cu的物质的量小于1 mol，故阳极溶解铜的质量小于64 g，A错误；电解精炼铜时，粗铜作阳极，粗铜中的铁、锌等杂质金属也会失电子溶解，随电解进行，电解质溶液中铜离子浓度会降低，故电解过程中电解质溶液需要更换，B错误；阳极为铝棒，铁制器皿作阴极，电解质为熔融氧化铝，阳极的电极反应式为Al-3e-===Al3+，阴极的电极反应式为Al3++3e-===Al，可在铁制器皿上镀铝，C正确；电镀过程中电镀液浓度几乎不变，不需要经常更换，D错误。5.如图是氯碱工业离子交换膜法电解饱和食盐水的示意图，图中阳离子交换膜只允许Na+等通过，不允许OH-、Cl-等阴离子及气体分子通过，下列有关说法错误的是( )A.阴极发生的反应:2H2O+2e-===H2↑+2OH-B.使用的阳离子交换膜阻止阴离子OH-和气体通过，使生成的NaOH更纯C.e处出来的气体主要是O2D.b处通入的原料是NaOH的稀溶液C解析 电解饱和食盐水，阳极发生失电子的氧化反应，电极反应式:2Cl--2e-===Cl2↑；阴极发生得电子的还原反应，电极反应式:2H2O+2e-===H2↑+2OH-。A.根据分析可知，阴极发生的反应:2H2O+2e-===H2↑+2OH-，故A正确；B.根据题干信息，阳离子交换膜不允许OH-、Cl-等阴离子及气体分子通过，可使生成的NaOH更纯，故B正确；C.根据分析，阳极产生的气体为Cl2，故C错误；D.b处通入的原料是NaOH的稀溶液，可增强导电性，故D正确。6.(2024·浙江6月选考)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。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图: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B解析 A.图1为牺牲阳极法，阳极一般为较活泼金属，作为原电池的负极，失去电子被氧化；图2为外加电流法，阳极材料为辅助阳极，通常是惰性电极，本身不失去电子，电解质溶液中的阴离子在其表面失去电子，如海水中的Cl-，A不正确；B.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；C.图2为外加电流法，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不正确；D.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源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不正确。7.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( )A.氯化钙的作用是做助熔剂，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，则加入氯化钙的目的为做助熔剂，A正确；由图可知，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；由图可知，Cl-通过隔膜D移至阳极A放电产生Cl2，所以隔膜D为阴离子交换膜，C错误；阴极发生的是还原反应，D不正确。8.电解工作原理的实际应用非常广泛。(1)电解精炼银时，阴极反应为________________。(2)工业上为了处理含有Cr2的酸性工业废水，采用下面的处理方法:往工业废水中加入适量NaCl，以铁为电极进行电解，经过一段时间，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，工业废水中铬元素的含量可低于排放标准。关于上述方法，下列说法错误的是________(填字母)。A.阳极反应:Fe-2e-===Fe2+B.阴极反应:2H++2e-===H2↑C.在电解过程中工业废水由酸性变为碱性D.可以将铁电极改为石墨电极Ag++e-===AgD(3)某同学设计了如图装置进行以下电化学实验。①当开关K与a连接时，两极均有气泡产生，则阴极为__________电极。②一段时间后，使开关K与a断开，与b连接时，虚线框内的装置可称为________。请写出此时Fe电极上的电极反应________________________。Fe(或铁)原电池Fe-2e-+2OH-===Fe(OH)2解析 (1)电解精炼银时，阴极Ag+得电子生成Ag，电极反应为Ag++e-===Ag。(2)若用石墨作为电极，阳极产生Cl2而得不到Fe2+，缺少还原剂，不能使Cr2→Cr3+→Cr(OH)3↓而除去，所以D项错误。(3)K接a时，该装置为电解池，如果两极均有气泡产生，说明阳极材料不可能是铁，所以铁为阴极，此时铁电极上的电极反应为2H++2e-===H2↑，石墨电极上的电极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑；K接b时，该装置为原电池，Fe为负极，此时溶液为碱性，所以电极反应为Fe-2e-+2OH-===Fe(OH)2。能力提升9.(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O2B.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D10.(2025·山西晋中二模)利用电化学氧化技术可以在电解槽中持续产生·OH，·OH是一种活性基团，可高效氧化苯酚生成CO2，消除苯酚引起的水污染，装置如图所示。已知:a极生成H2O2，H2O2能进一步将b极产物氧化，同时有·OH生成。下列有关说法正确的是( )A.a极的电极反应式:Fe-2e-===Fe2+B.b极连接电源正极，发生还原反应C.生成·OH的离子方程式:Fe2++H2O2+H+===Fe3++H2O +·OHD.消除0.1 mol苯酚，理论上有2.8 mol电子通过外电路C解析 A.a极通入氧气生成H2O2，a极的电极反应式O2+2e-+2H+===H2O2，故A错误；B.a是阴极；b是阳极，b极连接电源正极，发生氧化反应，故B错误；C.a极生成H2O2，H2O2能进一步将b极产物Fe2+氧化，同时有·OH生成，生成·OH的离子方程式为Fe2++H2O2+H+===Fe3++H2O+·OH，故C正确；D.苯酚被·OH氧化生成二氧化碳，碳元素化合价由-升高为+4，消除0.1 mol苯酚，需要2.8 mol·OH，根据Fe2++H2O2+H+===Fe3++H2O+·OH，阳极生成2.8 mol Fe2+，所以理论上有5.6 mol电子通过外电路，故D错误。11.(2023·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x mol·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2x mol·h-1D12.(1)基于电化学原理，我国科学家利用固体氧化物电解池实现高选择性C3H8电化学脱氢制CH2==CHCH3的工艺，装置如图，分别写出阳极与阴极的电极反应:_____________________________________、_________________________。阳极:C3H8-2e-+O2-===CH2==CHCH3+H2O阴极:CO2+2e-===CO+O2-(2)使用惰性电极通过电解原理也可以制取甲醇，其反应装置如图所示:负电极a接电源的________(填“正”或“负”)极；生成甲醇的电极反应式为_______________________________。 CO2+6e-+6H+===CH3OH+H2O解析 (1)根据题图信息，电极乙上CO2发生还原反应生成CO，因此电极乙为阴极，C化合价由+4→+2，先写出阴极电极反应式的架构:CO2+2e-→CO。根据题图信息可知，用O2-调平电荷，根据电荷守恒并检查氧原子守恒，可得阴极电极反应为CO2+2e-===CO+O2-。电极甲为阳极，利用H化合价为+1，计算出C3H8中3个C化合价总和为-8、CH2==CHCH3中3个C的化合价总和为-6，可知化合价升2，写出阳极电极反应式架构:C3H8-2e-—→CH2==CHCH3，用O2-调平电荷，接着看H补H2O、用O检查，得阳极电极反应为C3H8-2e-+O2-===H2O+ CH2==CHCH3。Thanks！本讲内容结束 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第52讲 电解池 金属腐蚀与防护.docx 第52讲 电解池 金属腐蚀与防护.pptx
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