7.3 电解池及其工作原理-【创新教程】2026年高考化学总复习大一轮讲义（人教版2019）

第三节　电解池及其工作原理 课程标准 核心素养 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 １．能分析、解释电解池的工作原理,能设计简 单的电解池 ２．认识电解池在实现物质转化和储存能量中 的具体应用 ３．认识化学能与电能相互转化的实际意义及 其重要应用 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．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 的社会热点问题作出正确的价值判断 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　　　　　　　　学生用书　P２１８ 考点一　电解原理 一、电解和电解池 １．电解:使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在 阳极、阴极引起的氧化还原的过程. ２．电解池:电能转化为化学能的装置. ３．电解池的构成 (１)有与电源相连的两个电极. (２)电解质溶液(或熔融电解质). (３)形成闭合回路. 二、电解池的工作原理 １．工作原理 ２．电子和离子的移动方向 三、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: K＋、Ca２＋、Na＋、Mg２＋、Al３＋、Zn２＋、Fe２＋、Sn２＋、Pb２＋、H＋、Cu２＋、Fe３＋、Ag＋ 放电由难到易 → 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 S２－、I－、Br－、Cl－、OH－、含氧酸根离子(NO－３ 、SO２－４ 、CO２－３ )、F－ 放电由易到难 → 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋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,即不可能用电解水溶液的方法得 到K、Ca、Na、Mg、Al等金属. 四、用惰性电极电解电解质溶液的规律 类型 实例 电极 反 应 特 点 或反应式 电解产物 溶液pH 变化 溶液 复原 电解 水型 含氧酸 H２SO４ 强碱 NaOH 活泼金属 的含氧酸 盐 KNO３ 溶 液 中 的 H＋ 和OH－分别在 阴阳两极放电: 阴 极:２H２O＋ ２e－ 􀪅􀪅 H２ ↑ ＋２OH－;若 是 酸２H＋ ＋２e－ 􀪅􀪅H２↑; 阳极:２H２O－ ４e－ 􀪅􀪅４H＋ ＋O２↑;若 是 碱 ４OH－ － ４e－ 􀪅􀪅２H２O ＋O２↑ H２、O２ 减小 增大 不变 水 电解 电解 质型 无氧酸 (氢氟酸 除外) HCl 不活泼金 属的无氧 酸盐 CuCl２ 电解 质 电 离 的 阴阳 离 子 分 别 在两极放电:阳 极:２Cl－ － ２e－􀪅􀪅Cl２↑ H２、Cl２ 增大 HCl Cu、Cl２ CuCl２ 放氢生 碱型 活泼金属 的无氧 酸盐 NaCl 阴极 水 电 离 的 H＋放电,阳极 电解 质 电 离 的 阴离子放电 阴极:H２ 阳极:Cl２ 增大 HCl 放氧生 酸型 不活泼金 属的含氧 酸盐 AgNO３ 阳极 水 电 离 的 OH－ 放 电,阴 极电 解 质 电 离 的阳 离 子 放 电 阴 极:Ag＋ ＋ e－􀪅􀪅Ag 阴极:Ag 阳极:O２ 减小 Ag２O 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰４８２􀅰 高考总复习　化学 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋[微点拨]　 电解质溶液的复原 若要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.如用惰性电极电解盐酸(足量)一段时 间后,若要使溶液复原,应通入 HCl气体而不能加 入盐酸. １．易错辨析(正确的打“√”,错误的打“×”) (１)(２０２４􀅰贵州卷)工业电解饱和食盐水制烧碱和 氯气:２Cl－＋２H２O 电解 　􀪅􀪅２OH －＋H２↑＋Cl２↑ (√) (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)某些不能自发进行的氧化还原反应,通过电解 可以实现 (√) (４)电解CuCl２ 溶液,阴极逸出的气体能够使湿润 的碘化钾淀粉试纸变蓝色 (×) (５)电解盐酸、硫酸溶液等,H＋放电,溶液的pH逐 渐增大 (×) (６)电解时,电解液中阳离子移向阳极,发生还原 反应 (×) (７)电解足量硫酸铜溶液一段时间,为复原可加适 量Cu(OH)２ (×) (８)用铁做电极电解饱和食盐水时,阳极上Cl－ 失 电子变为Cl２ (×) ２．(２０２３􀅰北京卷)近年研究发现,电催化CO２ 和含 氮物质(NO－３ 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　　　　 　　　　　　　　　　　. 解析: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２NO－３ ＋１６e－ ＋CO２＋１８H＋ 􀪅􀪅CO(NH２)２ ＋７H２O. 答案:①阳　②２NO－３ ＋１６e－ ＋CO２＋１８H＋􀪅􀪅 CO(NH２)２＋７H２O ◆[题组１]　电解规律及电极产物的判断 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 １．(２０２５􀅰南充市高三检测)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 正极 AgNO３ D 铜 石墨 负极 CuCl２ 解析:A　[由题意知a极板质量增加,a应为阴极, 则b为阳极,x为电源负极,y为电源正极,参考各 个选项知,A项符合,电解时,a极板有Cu附着,b 极板有O２ 放出;B项不符合,电解时a极板无质量 变化;C项不符合,阳极为Fe,为活性电极,电解时 Fe在阳极放电溶解,无气体生成;D项不符合,电 解时,Cl－ 在阳极放电生成Cl２,Cl２ 为黄绿色有刺 激气味的气体.] ２．(２０２５􀅰黄冈市高三检测)用如图所示装置(X、Y 是直流电源的两极)分别进行下列各组实验,则下 表中各项所列对应关系均正确的一项是 (　　) 选项 X极 实验 前 U 形 管中液体 通电后现象及结论 A 正极 Na２SO４ 溶液 U形管两端滴入酚 酞后,a管中呈红色 B 正极 AgNO３ 溶液 b管中电 极 反 应 式 是２H２O－４e－􀪅􀪅 O２↑＋４H＋ C 负极 CuCl２ 溶液 b管中有气体逸出 D 负极 NaOH溶液 溶液pH降低 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰５８２􀅰 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 第七章　化学反应与能量 解析:C　[电解Na２SO４ 溶液时,阳极上是OH－ 发 生失电子的氧化反应,即a管中OH－放电,酸性增 强,酸遇酚酞不变色,即a管中呈无色,A错误;电 解AgNO３ 溶液时,阴极上是Ag＋ 发生得电子的还 原反应,即b管中电极反应是析出金属 Ag的反 应,B错误;电解CuCl２ 溶液时,阳极上是Cl－ 发生 失电子的氧化反应,即b管中Cl－放电,产生Cl２,C 正确;电解NaOH 溶液时,实际上电解的是水,导 致NaOH溶液的浓度增大,碱性增强,pH 升高,D 错误.] ◆[题组２]　得失电子守恒在电化学计算中的应用 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 ３．５００ mL KNO３ 和 Cu(NO３)２ 的 混 合 溶 液 中 c(NO－３ )＝０．６mol􀅰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２．２４L气体 (标准状况下),假定电解后溶液体积仍为５００mL, 下列说法正确的是 (　　) A．原混合溶液中c(K＋)为０．２mol􀅰L－１ B．上述电解过程中共转移０．２mol电子 C．电解得到的Cu的物质的量为０．０５mol D．电解后溶液中c(H＋)为０．２mol􀅰L－１ 解析:A　[石墨作电极电解 KNO３ 和Cu(NO３)２ 的混合溶液,阳极反应式为２H２O－４e－􀪅􀪅４H＋ ＋O２↑,阴极先后发生两个反应:Cu２＋＋２e－􀪅􀪅 Cu,２H２O＋２e－􀪅􀪅H２↑＋２OH－.从收集到O２ 为２．２４L可推知上述电解过程中共转移０．４mol e－,而在生 成２．２４LH２ 的 过 程 中 转 移０．２mol e－,所以Cu２＋共得到０．４mol－０．２mol＝０．２mol e－,电解前Cu２＋ 的物质的量和电解得到的Cu的 物质的量都为０．１mol.电解前后分别有以下守 恒关系:c(K＋)＋２c(Cu２＋)＝c(NO－３ ),c(K＋)＋ c(H＋)＝c(NO－３ ),不 难 算 出:电 解 前c(K＋)＝ ０．２mol􀅰L－１,电解后c(H＋)＝０．４mol􀅰L－１.] ４．(２０２５􀅰泉州市高三开学考)甲、乙两同学,均用惰 性电极电解相同浓度的硫酸铜溶液,各通电一段时 间后,甲、乙分别向所得的溶液中加入０􀆰１mol CuO和０􀆰１molCu(OH)２,都恰好使溶液恢复到 电解前的浓度.则甲、乙在电解过程中转移的电子 的物质的量之比为 (　　) A．１∶１ B．１∶２ C．１∶３ D．１∶４ 解析:B　[加入０􀆰１molCuO后恢复到电解前的浓 度,可知发生反应 ２H２O＋２CuSO４ 电解 􀪅􀪅２Cu＋O２↑＋２H２SO４　转移电子 　　　　　　　　２mol　　　　　　 　４mol 　　　　　　　　０􀆰１mol　　　　　　 ０􀆰２mol 故转移电子的总物质的量为０􀆰２mol; Cu(OH)２ 从 组 成 上 可 看 成 CuO􀅰H２O,加 入 ０􀆰１molCu(OH)２ 后恰好恢复到电解前的浓度, 即电解了０􀆰１mol硫酸铜,并电解了０􀆰１molH２O, 由电解的总反应式可知, ２H２O＋２CuSO４ 电解 􀪅􀪅２Cu＋O２↑＋２H２SO４　转移电子 　　　　　　　　 ２mol　　　　　　　４mol 　　　　　　　　 ０􀆰１mol　　　　　　０􀆰２mol ２H２O 电解 􀪅􀪅２H２↑＋O２↑　转移电子 ２mol　　　　　　　　　　４mol ０􀆰１mol　　　　　　　　　０􀆰２mol 所以电解过程中共转移电子的物质的量为０􀆰２mol ＋０􀆰２mol＝０􀆰４mol,则甲、乙在电解过程中转移 的电子 的 物 质 的 量 之 比 为０􀆰２mol∶０􀆰４mol＝ １∶２,B正确.] 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 　电化学综合计算的三种常用方法 (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. (２)根据得失电子守恒计算 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４mole－为桥梁可构建如下关系式: ４e－~２Cl２(Br２、I２)~O２􀮩 􀮫􀮪􀪁􀪁􀪁􀪁 􀪁􀪁􀪁􀪁 ~２H２~２Cu~４Ag􀮩 􀮫􀮪􀪁􀪁􀪁􀪁 􀪁􀪁􀪁􀪁 　　　　阳极产物　　　　　阴极产物 ◆[题组３]　电极反应式的书写与判断 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 ５．(２０２５􀅰邯郸市高三开学考)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　　　　 　　　　. (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　　　　 　　　　. (３)当乙池中B极质量增加５􀆰４０g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. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰６８２􀅰 高考总复习　化学 (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:(１)甲池为原电池,通入CH３OH的电极为负 极,电 极 反 应 式 为 CH３OH－６e－ ＋８OH－ 􀪅􀪅 CO２－３ ＋６H２O.(２)乙池中电解AgNO３ 溶液,其中 C作 阳 极,Ag作 阴 极,总 反 应 式 为４AgNO３＋ ２H２O 电解 􀪅􀪅４Ag＋O２↑＋４HNO３.(３)根据各电极 上转移 的 电 子 数 相 同,得 n(Ag)＝４n(O２)＝ ２n(Cu),故V(O２)＝ １ ４× ５．４０g １０８g􀅰mol－１ ×２２􀆰４L􀅰mol－１ ＝０􀆰２８L＝２８０mL,m(Cu)＝１２× ５．４０g １０８g􀅰mol－１ × ６４g􀅰mol－１＝１􀆰６０g.(４)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 电解 􀪅􀪅 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. 答案:(１)原电池　CH３OH－６e－ ＋８OH－ 􀪅􀪅 CO２－３ ＋６H２O (２)阳 极 　４AgNO３ ＋２H２O 电解 􀪅􀪅４Ag＋O２ ↑ ＋４HNO３ (３)２８０　D　１􀆰６０　(４)减小　增大 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 　做到“三看”,正确书写电极反应式 (１)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)看介质,介质是否参与电极反应. (３)看电解质状态,若是熔融状态,就是金属的电 冶炼. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 考点二　电解池原理的应用 一、电解饱和食盐水 １．电极反应 阳极:２Cl－－２e－􀪅􀪅Cl２↑(反应类型:氧化反应); 阴极:２H２O＋２e－􀪅􀪅H２↑＋２OH－(反应类型:还 原反应). ２．总反应方程式 ２NaCl＋２H２O 电解 􀪅􀪅２NaOH＋H２↑＋Cl２↑; 离子方程式: ２Cl－＋２H２O 电解 􀪅􀪅２OH－＋H２↑＋Cl２↑. ３．阳离子交换膜法电解饱和食盐水示意图 (１)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. (２)a、b、c、d加入或取出的物质分别是饱和食盐水、 稀NaOH溶液、稀的食盐水、浓NaOH溶液;X、Y 分别是Cl２、H２. ４．应用:氯碱工业制烧碱、氯气和氢气. 二、电镀和电解精炼铜 电镀铜 电解精炼铜 示意图 电极材料 阳极:镀层金属铜 阴极:待镀金属铁 阳极:粗 铜(含 Zn、 Fe、Ni、Ag、Au等杂 质) 阴极:纯铜 电极 反应 阳极 Cu － ２e－ 􀪅􀪅Cu２＋ Zn－２e－􀪅􀪅Zn２＋、 Fe－２e－ 􀪅􀪅Fe２＋、 Ni－２e－ 􀪅􀪅Ni２＋、 Cu－２e－􀪅􀪅Cu２＋ 阴极 Cu２＋＋２e－􀪅􀪅Cu 电解质溶液 的浓度变化 CuSO４ 溶液的 浓度不变 CuSO４ 溶液 的浓度变小 注:电解精炼铜时,粗铜中的 Ag、Au等不反应,沉 积在电解池底部形成阳极泥 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰７８２􀅰 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 第七章　化学反应与能量 三、电冶金 利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属 Na、Ca、 Mg、Al等. 电解 冶炼 冶炼钠 冶炼铝 电极 反应 阳极:２Cl－ －２e－ 􀪅􀪅 Cl２↑ 阴极:Na＋＋e－􀪅􀪅Na 阳极:２O２－ －４e－ 􀪅􀪅O２↑ 阴极:Al３＋ ＋３e－ 􀪅􀪅Al 总 反应 ２NaCl(熔 融) 电解 􀪅􀪅２Na ＋Cl２↑ ２Al２O３ (熔 融 ) 电解 冰晶石􀪅􀪅􀪅􀪅 ４Al ＋ ３O２↑ 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 　电镀过程中,溶液中离子浓度不变,电 解精炼铜时,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Cu２＋被还原,所以电解精炼过程中,溶液 中的阳离子浓度会发生变化. １．易错辨析(正确的打“√”,错误的打“×”) (１)(２０２３􀅰辽宁卷)冶炼镁:２MgO(熔融) 电解 　􀪅􀪅２Mg ＋O２↑ (×) (２)若把Cu＋H２SO４ 􀪅􀪅CuSO４＋H２↑设计成电 解池,应用Cu作阳极 (√) (３)电解饱和食盐水时,两个电极均不能用金属 材料 (×) (４)电镀铜和电解精炼铜时,电解质溶液中c(Cu２＋) 均保持不变 (×) (５)电解精炼铜时,阳极泥可以作为提炼贵重金属 的原料 (√) (６)阳离子交换膜(以电解NaCl溶液为例)只允许 阳离子(Na＋、H＋)通过,而阻止阴离子(Cl－、 OH－)和分子(Cl２)通过 (√) (７)粗铜电解精炼时,若电路中通过２mol电子,阳 极减少６４g (×) (８)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 (×) ２．(２０２３􀅰浙江６月)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 解析:B　[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.] ◆[题组１]　电解原理的常规应用 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 １．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:D　[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; Cu和Pt金属性较弱,电解后,电解槽底部的阳极 泥中有Cu和Pt,D正确.] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰８８２􀅰 高考总复习　化学 ２．(２０２５􀅰北京顺义区高三月考)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􀆰１ mol/L CuSO４＋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􀆰１ mol/L CuSO４＋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:C　[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 得到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.] ◆[题组２]　应用电解原理制备新物质 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 ３．(２０２５􀅰河南九师联盟高三开学考)中学阶段介绍 的应用电解法制备的金属主要有钠、镁、铝.下列 关于这三种金属工业制备方法的说法正确的是 (　　) A．电 解 法 制 金 属 钠 的 阳 极 反 应 式:Na＋ ＋e－ 􀪅􀪅Na B．工业上电解氯化铝生产铝,阴极反应式:Al３＋＋ ３e－􀪅􀪅Al C．工业上电解氯化镁溶液生产镁,阳极反应式: ２Cl－－２e－􀪅􀪅Cl２↑ D．金属钠的冶炼和氯碱工业都用到了 NaCl,在电 解时它们的阳极都是Cl－失电子 解析:D　[电解法制金属钠时,阳极反应式为２Cl－ －２e－􀪅􀪅Cl２↑,阴极反应式为Na＋＋e－􀪅􀪅Na, A项错误;工业上电解熔融 Al２O３ 生产铝,B项错 误;工业上电解熔融氯化镁生产镁,C项错误;金属 钠的冶炼和氯碱工业都用到了 NaCl,在电解时它 们的阳极都是Cl－失电子,D正确.] ４．(２０２５􀅰无锡市高三开学考)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－􀪅􀪅FeO２－４ ＋４H２O B．左侧为阳离子交换膜,当Cu电极生成１mol气 体时,有２molNa＋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:D　[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FeO２－４ ,结合原子守恒和电荷守恒可得电极 反应式为Fe－６e－＋８OH－􀪅􀪅FeO２－４ ＋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 １mol气体时,同时产生２molOH－,此时中部有 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰９８２􀅰 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 第七章　化学反应与能量 ２molNa＋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.] ◆[题组３]　应用电解原理治理污染 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 ５．(２０２５􀅰扬州市高三开学考)NOＧ空气质子交换膜 燃料电池实现了制硝酸、发电、环保一体化,某兴趣 小组用该电池模拟工业处理废气和废水的过程,装 置如图所示.下列说法错误的是 (　　) A．交换膜b为阴离子交换膜 B．乙池中总反应的离子方程式为５SO２＋２NO＋ ８H２O＋８NH３ 电解 􀪅􀪅１０NH＋４ ＋５SO２－４ C．当浓缩室得到４L０􀆰６mol􀅰L－１盐酸时,M 室 溶液的质量变化为１８g(溶液体积变化忽略不 计) D．若甲池有０􀆰２５molO２ 参加反应,则乙池中处理 废气(SO２ 和NO)的总体积为１５􀆰６８L 解析:D　[NOＧ空气质子交换膜燃料电池中通入空 气的一极为原电池(甲池)的正极,通入NO的一极 为原电池(甲池)的负极.乙池和丙池均为电解池, 乙池的左侧电极与电源正极相连,为阳极;丙池的 右侧电极与电源负极相连,为阴极.丙池左侧电极 为阳极,电 极 反 应 式 为２H２O－４e－ 􀪅􀪅O２↑＋ ４H＋,产生的H＋通过交换膜a,与通过交换膜b移 向浓缩室的Cl－形成HCl,所以交换膜b为阴离子 交换膜,A正确;乙池中SO２ 被氧化为SO２－４ ,NO 被还原为NH＋４ ,反应还有 NH３ 参与,由得失电子 守恒和原子守恒可得总反应的离子方程式为５SO２ ＋２NO＋８H２O＋８NH３ 电解 􀪅􀪅１０NH＋４ ＋５SO２－４ ,B 正确;丙池左侧电极的电极反应式为２H２O－４e－ 􀪅􀪅O２↑＋４H＋,当浓缩室得到４L０􀆰６mol􀅰L－１ 盐酸时,M 室转移至浓缩室的 H＋ 的物质的量为 ４L×(０􀆰６－０􀆰１)mol􀅰L－１＝２mol,所以 M 室生 成２molH＋,相当于减少１molH２O,则M室溶液 的质量变化为１８g,C正确;选项中没有给出气体 所处状况,无法计算其体积,D错误.] ６．用 NaOH 溶 液 吸 收 烟 气 中 的 SO２,将 所 得 的 Na２SO３ 溶液进行电解,可循环再生 NaOH,同时 得到H２SO４,其原理如图所示(电极材料为石墨). (１)图中a极要连接电源的　　　　(填“正”或 “负”)极,C口流出的物质是　　　　. (２)SO２－３ 放电的电极反应式为　　　　. (３)电解过程中阴极区碱性明显增强,用平衡移动 原理解释原因 　. 解析:根据Na＋、SO２－３ 的移向判断阴、阳极.Na＋ 移向阴极区,a应接电源负极,b应接电源正极,其 电极反应式分别为阳极:SO２－３ －２e－＋H２O􀪅􀪅 SO２－４ ＋２H＋,阴 极:２H２O＋２e－ 􀪅􀪅H２ ↑ ＋ ２OH－,所以从C口流出的是H２SO４,在阴极区,由 于 H＋ 放 电,破 坏 水 的 电 离 平 衡,c(H＋)减小, c(OH－)增大,生成NaOH,碱性增强,从B口流出 的是浓度较大的NaOH溶液. 答案:(１)负　硫酸 (２)SO２－３ －２e－＋H２O􀪅􀪅SO２－４ ＋２H＋ (３)H２O􀜩􀜨􀜑 H＋ ＋OH－,在阴极 H＋ 放电生成 H２,c(H＋)减小,水的电离平衡正向移动,碱性 增强 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 考点三　金属的腐蚀及防护 一、金属腐蚀 １．金属腐蚀的本质 金属原子失去电子变为金属阳离子,金属发生氧化 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(如 O２、Cl２、SO２ 等)或非电解质液体 (如石油)等接触 不纯金属或合金跟 电解质溶液接触 现象 无电流产生 有微弱电流产生 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰０９２􀅰 高考总复习　化学 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 本质 金属被氧化 较活泼金属被氧化 联系 两者往往同时发生,电化学腐蚀更普遍 (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 (pH≤４．３) 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 铁锈的形成:４Fe(OH)２＋O２＋２H２O􀪅􀪅４Fe(OH)３, ２Fe(OH)３􀪅􀪅Fe２O３􀅰xH２O(铁锈)＋(３－x)H２O. 二、金属的防护 １．改变金属的内部结构 可根据不同的用途选用不同的金属或非金属制成 合金. ２．覆盖保护层 可以通过喷油漆、涂油脂、电镀或表面钝化等方法 使金属与介质隔离. ３．电化学防护 牺牲阳极法 ———原电池原理 负极 比被保护金属活泼的金属 正极 被保护的金属设备 外加电流法 ———电解原理 阴极 被保护的金属设备 阳极 惰性金属 １．易错辨析(正确的打“√”,错误的打“×”) (１)(２０２４􀅰安徽卷)清洗铁锅后及时擦干,能减缓 铁锅因发生吸氧腐蚀而生锈 (√) (２)(２０２３􀅰重庆卷)装置 能保 护铁件 (×) (３)铜在酸性较强的溶液中均可发生析氢腐蚀(×) (４)镀铜铁制品镀层受损后,铁制品比镀铜前更容 易生锈 (√) (５)用锡焊接的铁制器件,焊接处易生锈 (√) (６)Al、Fe、Cu在潮湿空气中腐蚀均生成氧化物 (×) (７)外加电流法是将被保护金属接在直流电源的正 极 (×) (８)在船体外嵌入锌块,可以减缓船体的腐蚀,属于 牺牲阴极保护法 (×) ２．(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 解析:D　[A．发蓝处理技术通常用于钢铁等黑色 金属,通过在空气中加热或直接浸泡于浓氧化性溶 液中来实现,可在金属表面形成一层极薄的氧化 膜,这层氧化膜能有效防锈,A不符合题意;B．阳极 氧化是将待保护的金属与电源正极连接,在金属表 面形成一层氧化膜的过程,B不符合题意;C．表面 渗镀是在高温下将气态、固态或熔化状态的欲渗镀 的物质(金属或非金属元素)通过扩散作用从被渗 镀的金属的表面渗入内部以形成表层合金镀层的 一种表面处理的方法,C不符合题意;D．喷涂油漆 是将油漆涂在待保护的金属表面并没有在表面形 成钝化膜,D符合题意.] 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 　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. ◆[题组１]　金属腐蚀的原理 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 １．(２０２５􀅰广东模拟)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．断电和通电时,防止铁帽被腐蚀的化学原理不 完全相同 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰１９２􀅰 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 第七章　化学反应与能量 解析:C　[A．通电时,锌环与电源正极相连,锌环 作阳极,失去电子,发生氧化反应,A正确;B．通电 时,铁帽作阴极,阴极的 H＋ 得到电子生成氢气,阴 极上 的 电 极 反 应 为 ２H２O＋２e－ 􀪅􀪅H２ ↑ ＋ ２OH－,B正确;C．断电时,锌铁形成原电池,锌失 去电子生成Zn２＋,锌环上的电极反应为Zn－２e－ 􀪅􀪅Zn２＋,C错误;D．通电时,防护原理为电解池原 理;断电时,防护原理为原电池原理.因此,断电和 通电时,防止铁帽被腐蚀的化学原理不完全相同, D正确.] ２．(２０２５􀅰广东高三检测)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)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 解析:B　[A．钢是铁碳合金材料,表面接触空气, 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,降低吸氧腐蚀速率,A正确;B．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;C．钢铁在海水中发生 吸氧腐蚀时,正极电极反应式为O２＋２H２O＋４e－ 􀪅􀪅４OH－,C正确;D．方法①②③只能减缓钢铁 腐蚀,不能完全消除铁的腐蚀,D正确.] ◆[题组２]　金属腐蚀快慢比较 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 ３．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 (　　) A．②①③④⑤⑥　　　　B．⑤④③①②⑥ C．⑤④②①③⑥ D．⑤③②④①⑥ 解析:C　[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被腐蚀的速率较快.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的腐蚀速率.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.] ４．(１)铁及其化合物与生产、生活关系密切.如图是 实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面 示意图. ①该电化学腐蚀称为　　　　. ②图中 A、B、C、D四个区域,生成铁锈最多的是 　　　　(填字母). (２)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是　　　　. A．图a中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越 严重 B．图b中,开关由M改置于N时,Cu􀆼Zn合金的腐 蚀速率减小 C．图c中,接通开关时Zn腐蚀速率增大,Zn电极 上放出气体的速率也增大 D．图d中,ZnＧMnO２ 干电池自放电腐蚀主要是由 MnO２ 的氧化作用引起的 解析:(１)①金属在中性和较弱的酸性条件下发生 的是吸氧腐蚀.②发生吸氧腐蚀,越靠近液面接触 到的O２ 越多,生成的铁锈越多. (２)A项:插入海水中的铁棒靠近液面的位置与氧 气和电解质溶液接触,易发生吸氧腐蚀;B项:开关 由 M改置于N时,Zn作负极,CuＧZn合金作正极, 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰２９２􀅰 高考总复习　化学 合金受到保护;C项:接通开关形成原电池,Zn作 负极,Zn的腐蚀速率增大,但气体是在Pt电极上 生成;D项:ZnＧMnO２ 干电池中自放电腐蚀主要是 Zn发生氧化反应而自放电. 答案:(１)①吸氧腐蚀　②B　(２)B 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 　电化学腐蚀规律 (１)对同一种金属来说,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 性强的金属腐蚀越快. (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)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. (５)从防腐措施方面分析,腐蚀的快慢为:外加电 流保护法防腐＜牺牲阳极保护法防腐＜有一 般防护条件的防腐＜无防护条件的防腐. ◆[题组３]　金属腐蚀防护措施的设计与选择 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 ５．某同学进行下列实验 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 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:D　[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,不 是 ４Fe２＋＋O２＋１０H２O􀪅􀪅４Fe(OH)３＋８H＋,故D 项不合理.] ６．(２０２５􀅰重庆巴蜀中学质检) 下列有关钢铁的电化学腐蚀 及防护描述正确的是 (　　) A．可利用如图 装 置 保 护 钢 闸门 B．镀层破坏后,白铁(镀锌铁)比马口铁(镀锡铁)的 腐蚀速率更快 C．阴极保护法中的牺牲阳极法和外加电流法都要 采用辅助阳极,两种方法中的辅助阳极上发生 的电极反应类型相同 D．钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为:Fe－３e－ 􀪅􀪅Fe３＋ 解析:C　[A．该装置为电解池,钢闸门连接电源正 极做电解池的阳极,铁失电子生成亚铁离子,加速 腐蚀,不能保护钢闸门,A错误;B．镀层破坏后,白 铁(镀锌铁)中锌的活泼性比铁的强,铁做正极被保 护,马口铁(镀锡铁)中铁的活泼性比锡强,铁做负 极被腐蚀,则马口铁的腐蚀速率更快,B错误;C．牺 牲阳极法是原电池原理,将被保护的金属作为正极 被保护,外加电流法是电解池原理,将被保护的金 属作为阴极被保护,都是发生还原反应,C正确;D． 钢铁发生电化学腐蚀的负极铁单质失去电子生成 亚铁 离 子,负 极 的 反 应 式:Fe－２e－ 􀪅􀪅Fe２＋,D 错误.] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 　　　　　　　　学生用书　P２２５ [例]　(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: 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－ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰３９２􀅰 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 第七章　化学反应与能量 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 试题 情境 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 突破 方法 图２中辅助阳极不参与反应,海水中的Cl－在阳 极放电,外加电压偏高,钢闸门表面积累电子较 多,海水中的氧气也会竞争放电,除外加电压外, 还存在腐蚀电流,不利于钢闸门的防护,图１中 钢闸门腐蚀电流为零时,阳极也要发生反应. 核心 素养 根据电化学原理,结合腐蚀规律,培养学生证据 推理与模型认知能力. 解析:B　[A．图１为牺牲阳极法,牺牲阳极一般为 较活泼金属,其作为原电池的负极,其失去电子被 氧化;图２为外加电流法,阳极材料为辅助阳极,其 通常是惰性电极,其本身不失去电子,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.] 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２mole－能分解１molH２O 解析:B　[多孔电极１上 H２O(g)发生得电子的还 原反应转化成 H２(g),多孔电极１为阴极,电极反 应为２H２O＋４e－􀪅􀪅２H２↑＋２O２－;多孔电极２上 O２－发生失电子的氧化反应转化成O２(g),多孔电极２ 为阳极,电极反应为２O２－－４e－􀪅􀪅O２↑. A．电极１的多孔结构能增大电极的表面积,增大 与水蒸气的接触面积,A项正确;B．根据分析,电极 ２为阳极,发生氧化反应:２O２－－４e－􀪅􀪅O２↑,B 项错误;C．工作时,阴离子O２－向阳极移动,即O２－从 多孔电极１迁移到多孔电极２,C项正确;D．根据分 析,电解 总 反 应 为２H２O(g) 电解 　􀪅􀪅２H２＋O２ ,分 解 ２molH２O转 移４mol电 子,则 理 论 上 电 源 提 供 ２mol电子能分解１molH２O,D项正确.] ２．(２０２４􀅰湖北卷)我国科学家设计了一种双位点 PbCu电催化剂,用 H２C２O４ 和NH２OH电化学催 化合成甘氨酸,原理如图,双极膜中 H２O解离的 H＋ 和 OH－ 在电场作用下向两极迁移.已知在 KOH溶液中,甲醛转化为 HOCH２O－,存在平衡 HOCH２O－＋OH－ 􀜩􀜨􀜑 [OCH２O]２－ ＋H２O.Cu 电极上发生的电子转移反应为[OCH２O]２－ －e－ 􀪅􀪅HCOO－＋H􀅰.下列说法错误的是 (　　 ) A．电解一段时间后阳极区c(OH－)减小 B．理论上生成１molH３N＋CH２COOH 双极膜中 有４molH２O解离 C．阳极总反应式为２HCHO＋４OH－ －２e－􀪅􀪅 ２HCOO－＋H２↑＋２H２O D．阴 极 区 存 在 反 应 H２C２O４＋２H＋ ＋２e－ 􀪅􀪅 OHCCOOH＋H２O 解 析:B　 [在 KOH 溶 液 中 HCHO 转 化 为 HOCH２O－:HCHO＋OH－ →HOCH２O－,存在平衡 HOCH２O－＋OH－􀜩􀜨􀜑 [OCH２O]２－＋H２O,Cu电极 上发生失电子的氧化反应为[OCH２O]２－－e－􀪅􀪅 HCOO－＋H􀅰,H􀅰结合成 H２,Cu电极为阳极; PbCu电极为阴极,首先 HOOC—COOH 在Pb上 发生 得 电 子 的 还 原 反 应 转 化 为 OHC—COOH: H２C２O４＋２e－ ＋２H＋ 􀪅􀪅OHC—COOH＋H２O, OHC—COOH与HO—N＋H３ 反应生成HOOC—CH 􀪅 N—OH:OHC—COOH ＋ HO—N＋ H３ → HOOC—CH􀪅N—OH＋H２O＋H＋,HOOC—CH􀪅 N—OH发 生 得 电 子 的 还 原 反 应 转 化 成 H３N＋ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰４９２􀅰 高考总复习　化学 CH２COOH:HOOC—CH􀪅N—OH＋４e－＋５H＋􀪅􀪅 H３N＋CH２COOH＋H２O. A．根据分析,电解过程中,阳极区消耗OH－、同时 生成 H２O,故电解一段时间后阳极区c(OH－)减 小,A 项 正 确;B．根 据 分 析,阴 极 区 的 总 反 应 为 H２C２O４＋HO—N＋ H３＋６e－ ＋６H＋ 􀪅􀪅H３N＋ CH２COOH＋３H２O,１molH２O解离成１molH＋ 和１ molOH－,故 理 论 上 生 成 １ molH３N＋ CH２COOH双极 膜 中 有６molH２O 解 离,B项 错 误;C．根 据 分 析,结 合 装 置 图,阳 极 总 反 应 为 ２HCHO－２e－ ＋４OH－􀪅􀪅２HCOO－ ＋H２↑＋ ２H２O,C项正确;D．根据分析,阴极区的PbCu上 发生反应H２C２O４＋２e－＋２H＋􀪅􀪅OHC—COOH ＋H２O,D项正确.] ３．(２０２４􀅰河北卷)我国科技工作者设计了如图所示 的可充电 MgＧCO２ 电池,以 Mg(TFSI)２ 为电解质, 电解液中加入１,３Ｇ丙二胺(PDA)以捕获CO２,使放 电时CO２ 还原产物为 MgC２O４.该设计克服了 MgCO３ 导电性差和释放CO２ 能力差的障碍,同时 改善了 Mg２＋的溶剂化环境,提高了电池充放电循 环性能. 下列说法错误的是 (　　) A．放电时,电池总反应为２CO２＋Mg􀪅􀪅MgC２O４ B．充电时,多孔碳纳米管电极与电源正极连接 C．充电时,电子由 Mg电极流向阳极,Mg２＋向阴极 迁移 D．放电时,每转移１mol电子,理论上可转化１mol CO２ 解析:C　[根据信息梳理,将放电时两个电极反应 式相 加,可 得 放 电 时 的 电 池 总 反 应:Mg＋２CO２ 􀪅􀪅MgC２O４,A正确;充电时,多孔碳纳米管电极 上发生失电子的氧化反应,则多孔碳纳米管在充电 时是阳极,与电源正极连接,B正确;充电时,Mg电 极为阴极,电子从电源负极经外电路流向 Mg电 极,同时 Mg２＋向阴极迁移,C错误;根据放电时的 电极反应式可知,每转移２mol电子,有２molCO２ 参与反应,因此每转移１mol电子,理论上可转化 １molCO２,D正确.] ４．(２０２３􀅰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可 提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率,装置如图 所示.下列说法正确的是 (　　) A．析氢反应发生在IrOxＧTi电极上 B．Cl－从Cu电极迁移到IrOxＧTi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:C　[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 标准状况下体积为５．６L,故D错误;答案选C.] ５．(２０２３􀅰辽宁卷)某无隔膜流动海水电解法制 H２ 的装置如图所示,其中高选择性催化剂PRT可抑 制O２ 产生.下列说法正确的是 (　　) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰５９２􀅰 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 第七章　化学反应与能量 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:D　[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电极为正 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２H２O ＋２e－􀪅􀪅H２↑＋２OH－,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.] ６．(原电池－电解池组合装置)(２０２５􀅰漳州市华安一 中开学考)科学家设计了一种将苯酚(C６H５OH)氧 化为CO２ 和 H２O的原电池－电解池组合装置如 图所示,已知羟基自由基(􀅰OH)是自然界中氧化 性仅次于氟的氧化剂.下列说法错误的是 (　　) A．高温下不利于该电池的使用 B．电池工作一段时间后,NaCl溶液浓度保持不变 C．d电极的电极反应为:H２O－e－􀪅􀪅􀅰OH＋H＋ D．相同时间内,c、d两极产生气体的体积比(相同 条件下)为７∶３ 解析:B　[该装置是原电池和电解池组合装置,左 边是微生物燃料电池,右边是电解池,在原电池中 苯酚被氧化为二氧化碳,发生氧化反应是原电池的 负极,重铬酸根离子被还原为Cr(OH)３,作正极, 与b相连接的c是阴极发生还原反应,生成氢气, 与a连接的d极为阳极,发生氧化反应,把废水中 苯酚氧化成二氧化碳除去.A．由于用微生物作催 化剂,不能在高温下进行,高温不利于该电池使用, 故A正确;B．电池工作一段时间后,a侧产生的氢 氧根离子和b侧产生的 H＋ 迁移到中间室生成水, 导致NaCl浓度降低,故B错误;C．d为阳极,水失 去电子发生氧化反应生成羟基自由基和氢离子: H２O－e－􀪅􀪅􀅰OH＋H＋,故C正确;D．c为阴极 发生还原反应生成氢气,d极为阳极羟基自由基把 苯酚 氧 化 为 二 氧 化 碳:C６H５OH＋２８􀅰OH 􀪅􀪅 ６CO２↑＋１７H２O,根据得失电子守恒,２８mol电子 转移会产生１４mol氢气和６molCO２,C６H５OH~ ２８e－~６CO２~１４H２,c、d两极产生气体的体积比 (相同条件下)为７∶３,故D正确.] ７．(双选)(双极制氢)(２０２５􀅰济南市模拟)现有一种 安全、高效的双极制氢系统,该系统能够从阳极低 电压醛氧化和阴极析氢反应中得到氢气;其工作原 理如图所示.下列说法正确的是 (　　) A．电压越高,阳极制氢速率越快 B．电解一段时间后,阴极室的pH不变 C．制得１mol氢气,理论上有１molOH－ 透过 交换膜 D．阳极反应为２R－CHO＋４OH－－２e－􀪅􀪅２R－ COO－＋H２↑＋２H２O 解析:CD　[由图可知,Ni电极与电源负极相连,故 Ni电极为阴极,电极反应式２H２O＋２e－􀪅􀪅H２↑ ＋２OH－,铜电极为阳极,醛基被氧化为羧基,电极 反应 式 为２R－CHO＋４OH－ －２e－ 􀪅􀪅２R－ COO－＋H２↑＋２H２O,据此作答.A．由于阳极上 氢氧根也可能放电,所以电压越高,阳极制氢速率 不一定越快,故A错误;B．阴极电极反应式２H２O ＋２e－􀪅􀪅H２↑＋２OH－,产生的氢氧根离子移向 阳极,但溶剂水减少,氢氧化钾浓度增大,所以电解 一段时间后,阴极室的pH增大,故B错误;C．由于 阴阳极上均产生氢气,制得１mol氢气,转移１mol 电子,所以理论上有１molOH－ 透过交换膜,故C 正确;D．铜电极为阳极,电极反应式为２R－CHO ＋４OH－－２e－􀪅􀪅２R－COO－＋H２↑＋２H２O,故 D正确.] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰６９２􀅰 高考总复习　化学 体系构建 核心巧记 １．离子放电“两顺序”(惰性电极) (１)阳极:S２－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－. (２)阴极:Ag＋＞Fe３＋＞Cu２＋＞H＋(酸)＞Sn２＋＞Fe２＋＞Zn２＋＞ H＋(H２O) ＞Al３＋. ２．电解池阴、阳极“四特点” (１)阳极:外接直流电源正极———流出电子———发生氧化反应 ———阴离子移向. (２)阴极:外接直流电源负极———流入电子———发生还原反应 ———阳离子移向. ３．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２NaCl＋２H２O 电解 􀪅􀪅２NaOH＋ H２↑＋Cl２↑. (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. 　　　　　　　离子交换膜电化学装置 学生用书　P２２８ １．常见的离子交换膜 离子交换膜是一种含离子基团的、对溶液中的离子 具有选择透过功能的膜,通常由特殊高分子材料 制成. 离子交换膜分为: (１)阳离子交换膜,只允许阳离子通过,不允许阴离 子通过. (２)阴离子交换膜,只允许阴离子通过,不允许阳离 子通过. (３)质子交换膜,只允许 H＋通过,不允许其他阳离 子或阴离子通过. (４)双极隔膜,是一种新型离子交换膜,其膜主体可 分为阴离子交换层、阳离子交换层和中间界面层, 水解离催化剂被夹在中间的离子交换聚合物中,水 电离产物 H＋和OH－可在电场力的作用下快速迁 移到两侧溶液中,为膜两侧的半反应提供各自理想 的pH条件. ２．离子交换膜的作用 (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,提高产品的纯度或避免不安全 因素. (２)能选择性地允许离子通过,起到平衡电荷、形成 闭合回路的作用. ３．分析方法 (１)根据膜的性质和离子在溶液中的迁移方向,画 出离子透过膜的方向;(２)寻找迁出室溶液中浓度 较大的迁移离子;(３)分析离子在迁入室的浓度增 大和在迁出室的浓度减小,以及带来的实质变化. [典题应用] [例１]　(２０２３􀅰河北卷)我国科学家发明了一种以 和 MnO２ 为电极材料的新型电池,其 内部结构如下图所示,其中①区、②区、③区电解质 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰７９２􀅰 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 第七章　化学反应与能量