第5板块 大主题整合3 微课时突破1 基础知识一课过（零散知识系统化，为深化学习奠基）（课件）-【创新方案】2026年高考化学一轮复习Ⅰ

大主题整合 （三） 电解池 金属的腐蚀与防护 |课|标|要|求| 1．了解电解池的工作原理，能写出电解池的电极反应和电池总反应式。 2．了解电解在氯碱工业、精炼铜、电镀、电冶金等方面的应用。认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。 3．了解利用电解原理防止金属腐蚀的措施。 微课时突破 1　 基础知识一课过 （零散知识系统化，为深化学习奠基） 一、 二、 逐点清(一) 电解原理 三、 目 录 逐点清(二) 电解原理的应用 逐点清(三) 金属的腐蚀与防护 四、 课时跟踪检测 逐点清(一) 电解原理 电解 使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阴、阳两极引起 反应的过程。在此过程中，电能转化为_______ 电解池 电能转化为 能的装置，其构成条件：①外接电源； ②电极插入电解质溶液或熔融电解质中；③闭合回路 工作原理示意图 1．电解池及电解原理 输入你的标题 系统知识 氧化还原 化学能 化学 (1)电极反应 ①阳极：连接原电池的 极，发生 反应； ②阴极：连接原电池的 极，发生 反应。 (2)三个“流向” ①电子流向： 极→ 极， 极→ 极； ②电流流向： 极 极 极； ③离子流向：阳离子→ 极；阴离子→ 极。 (3)电势高低 原电池：正极 负极；电解池：阳极 阴极。 正 氧化 负 还原 负 阴 阳 正 正 负 正 阴 阳 > > 2．判断电解池阴、阳极的常用方法 判断方法 阳极 阴极 与电源连接 与正极相连 与负极相连 闭合回路 导线中 电子流出 电子流入 电解质溶液中 阳离子移离 阳离子移向 阴离子移向 阴离子移离 电极反应 得失电子 失电子 得电子 化合价 升高 降低 反应类型 氧化反应 还原反应 3．放电及阴、阳两极上的放电顺序 (1)放电：阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程。离子的放电顺序取决于离子本身的性质即离子得失电子的能力，另外也与离子的浓度及电极材料有关。 (2)阴极上阳离子放电顺序：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Fe2+>Zn2+ 。(在溶液中Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+等是不会在阴极上放电的，但在熔融状态下的物质中会放电) (3)阳极若是活性电极(比较活泼金属)，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。 (4)若是惰性电极作阳极，则仅是溶液中的阴离子放电，常见阴离子的放电顺序为S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子。 4．以惰性电极电解电解质溶液的规律 类型 电解质 电极反应特点 电解质 溶液变化 pH 使电解质 溶液复原 电解 水型 NaOH 阴极：4H++4e- === 2H2↑； 阳极：4OH--4e- === 2H2O+O2↑ 浓度增大 增大 加水 H2SO4 浓度_____ 减小 加水 Na2SO4 浓度增大 不变 加水 分解电解质型 HCl 电解质电离出的阴、阳离子分别在两电极放电 浓度减小 增大 通________ CuCl2 浓度减小 — 加氯化铜 增大 氯化氢 放H2生碱型 NaCl 阴极：H2O放H2生成OH- ； 阳极：电解质阴离子放电 生成 新电解质 增大 通 氯化氢 放O2生酸型 CuSO4 阴极：电解质阳离子放电； 阳极：H2O放O2生成H+ 生成 新电解质 减小 加 ________ 续表 氧化铜 输入你的标题 基点查清 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)电解HNO3和HNO2混合溶液，阳极电极反应：HNO2-2e-+H2O === 3H++N ( ) (2)(人教版教材习题)电解时，与电源正极相连的是阳极，发生氧化反应 ( ) (3)阴极不管是什么材料，电极本身都不反应 ( ) × √ √ (4)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 ( ) (5)用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，加入Cu(OH)2 可使电解质溶液恢复到电解前的情况 ( ) × × 2．用石墨电极电解CuCl2溶液的装置如图所示。下列分析正确的是 (　 ) A．a端是直流电源的负极 B．通电使CuCl2发生电离 C．阳极上发生的反应：Cu2++2e- === Cu D．通电一段时间后，在阴极附近观察到 黄绿色气体 √ 解析：用石墨作电极电解CuCl2溶液时，Cu2+移向电解池的阴极，故a端是直流电源的负极，A正确；CuCl2晶体溶于水发生电离，与是否通电无关，B错误；电解池阳极上发生氧化反应，其电极反应式为2Cl--2e- === Cl2↑，故通电一段时间后在阳极附近观察到黄绿色气体，C、D错误。 3．(2024·重庆卷)我国科研工作者研发了一种新型复合电极材料，可将CO2电催化转化为甲酸，如图是电解装置示意图。下列说法正确的是 (　 ) A．电解时电极N上产生OH- B．电解时电极M上发生氧化 反应 C．阴、阳离子交换膜均有两种离子通过 D．总反应为2CO2+2H2O 2HCOOH+O2 √ 解析：电解时电极N上发生反应：2H2O-4e- === O2↑+4H+，产生H+，A项错误；电解时电极M上发生还原反应，B项错误；阳离子交换膜只有H+通过，C项错误；根据阳极反应：2H2O-4e- === O2↑+4H+，阴极反应：CO2+2e-+H2O === HCOO-+OH-，可得总反应为2CO2+2H2O 2HCOOH+O2，D项正确。 4．(2024·湖南卷)在KOH水溶液中，电化学方法合成高能物质K4C6N16时，伴随少量O2生成，电解原理如图所示，下列说法正确的是 (　 ) A．电解时，OH-向Ni电极移动 B．生成C6的电极反应： 2C3N8H4+8OH--4e- === C6+8H2O C．电解一段时间后，溶液pH升高 D．每生成1 mol H2的同时，生成0.5 mol K4C6N16 √ 解析：由题图可知，Ni电极产生H2，作阴极，发生还原反应，电解质溶液为KOH溶液，则电极反应为2H2O+2e- === H2↑+2OH-；Pt电极C3N8H4失去电子生成C6，作阳极，电极反应为2C3N8H4+8OH--4e- === C6+8H2O，同时，Pt电极还伴随少量O2生成，电极反应为4OH--4e- === O2↑+2H2O。由分析可知，Ni电极为阴极，Pt电极为阳极，电解过程中，阴离子向阳极移动，即OH-向Pt电极移动，A错误；由分析可知，Pt电极上C3N8H4失去电子生成C6，电极反应为2C3N8H4+8OH--4e- === C6+8H2O，B正确； 由分析可知，电解过程中发生的总反应主要为2C3N8H4+4OH- === C6+4H2O+2H2↑，反应消耗OH-，生成H2O，电解一段时间后，溶液pH降低，C错误；根据电解总反应可知，若只发生主反应，每生成1 mol H2，生成0.5 mol K4C6N16，但Pt电极上伴随少量O2生成，发生电极反应：4OH--4e- === O2↑+2H2O，则生成1 mol H2时得到的部分电子由OH-放电产生O2提供，所以生成K4C6N16小于0.5 mol，D错误。 5．(2024·黑、吉、辽卷)“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法，装置如图所示。部分反应机理为 +H2。下列说法错误的是(　 ) A．相同电量下H2理论产量是传统电解水的1.5倍 B．阴极反应：2H2O+2e- === 2OH-+H2↑ C．电解时OH-通过阴离子交换膜向b极方向移动 D．阳极反应：2HCHO-2e-+4OH- === 2HCOO-+2H2O+H2↑ √ 解析：传统电解水过程中每转移4 mol e-可制得2 mol H2，耦合HCHO高效制H2过程中每转移4 mol e-，阴、阳极均可产生2 mol H2，则相同电量下H2理论产量是传统电解水的2倍，A错误；由装置图知，b为阳极，a为阴极，在阴极区阳离子放电，则阴极的电极反应为2H2O+2e- === 2OH-+H2↑，B正确；综合装置图中的离子交换膜为阴离子交换膜及电解池中阴离子向阳极移动知，OH-通过阴离子交换膜向b极区移动，C正确；由反应机理知，D正确。 逐点清(二) 电解原理的应用 输入你的标题 系统知识 1．电解饱和食盐水 (1)电极反应 阴极： ( 反应)； 阳极： ( 反应)； 总反应：2Cl-+2H2O 2OH-+H2↑+Cl2↑。 (2)应用：氯碱工业制烧碱、氢气和氯气。 2H2 O+2e- === H2↑+2OH- 还原 2Cl--2e- === Cl2↑ 氧化 2．电镀和电解精炼铜 　　　项目 内容 电镀(铁制品上镀Cu) 电解精炼铜 阳极 电极材料 镀层金属铜 粗铜(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质) 电极反应 Cu-2e- === Cu2+ Cu-2e- === Cu2+、M-2e- === M2+(M指Zn、Fe、Ni) 阴极 电极材料 待镀铁制品 精铜 电极反应 Cu2++2e- === Cu 电解质溶液 含Cu2+的盐溶液 [注意]　电镀Cu时，电镀液CuSO4浓度不变，电解精炼Cu时，粗铜中Zn、Fe、Ni一起放电，电解液中的Cu2+浓度变小，粗铜中的Ag、Au等不反应，沉积在电解池底部形成阳极泥。 3．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。 [注意]　①氯碱工业所用的饱和食盐水需要精制，除去NaCl中混有的Ca2+、Mg2+、S。②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。③电解熔融Al2O3冶炼铝，而不能电解AlCl3冶炼铝，是因为AlCl3其熔融态不导电，是共价化合物。 输入你的标题 基点查清 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料 ( ) (2)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 ( ) (3)电镀过程中，溶液中离子浓度不变 ( ) (4)在镀件上电镀铜时，镀件应连接电源的正极 ( ) × × √ × (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↑ ( ) (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 ( ) × × 2．(2025·山东潍坊一模)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：根据题意可知，Al要形成氧化膜，化合价升高失电子，因此铝为阳极，故A正确；不锈钢网接触面积大，能提高电解效率，故B正确；阴极为阳离子得电子，根据离子放电顺序应是H+放电，即2H++2e- === H2↑，故C错误；根据电解原理，电解时，阴离子移向阳极，故D正确。 3．(2024·海南卷改编)电解NH4HSO4 溶液得到S2，是早期制备H2O2的重 要步骤。某实验装置如图所示。电解过 程流出液b中混有少量气泡。下列说法正 确的是(　 ) A．电解过程中阴极区的S不断迁移到阳极区 B．图中a代表NH3 C．回路中通过1 mol电子产生0.5 mol(NH4)2S2O8 D．S氧化成S2的电极反应为2S-2e- === S2 √ 解析：该装置为电解池，装置内部为质子交换膜，只允许H+向阴极区移动，A项错误；阴极区发生还原反应：2H++2e- === H2↑，B项错误；阳极区S转化为S2，发生反应：2S-2e- === S2，电解过程流出液b中混有少量气泡，则阳极区同时发生反应：2H2O-4e- === 4H++O2↑，故回路中通过1 mol电子，阳极区产生S2的物质的量小于0.5 mol，C项错误，D项正确。 逐点清(三) 金属的腐蚀与防护 输入你的标题 系统知识 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。 失去 氧化 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 特点 电流产生 电流产生 普遍性 二者往往同时发生，金属的 腐蚀更普遍，而且危害性大，腐蚀速率快 2．金属腐蚀的类型 (1)化学腐蚀与电化学腐蚀 原电池 较活泼 无 有微弱 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 水膜酸性 酸性______ 酸性______________ 负极反应 ______________ 正极反应 _______________ ____________________ 总反应 Fe+2H+=== Fe2++H2↑ 2Fe+O2+2H2O ===2Fe(OH)2 其他反应 4Fe(OH)2+O2+2H2O === 4Fe(OH)3、Fe(OH)3→Fe2O3·xH2O(铁锈) 腐蚀速率 较快 较慢 联系 两种腐蚀往往交替发生，但吸氧腐蚀更普遍，两种过程都有微弱电流产生 较强 较弱或呈中性 Fe-2e- === Fe2+ 2H++2e-=== H2↑ O2+2H2O+4e-=== 4OH- 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 > > > 4．金属的防护 电化学防护 类型 牺牲阳极保护法 外加电流保护法 示意图 原理 原电池原理 电解池原理 电化学防护 措施 被保护的钢铁设备作正极，以一种活动性较强的金属作负极 被保护的钢铁设备作阴极，惰性电极作辅助阳极，连上直流电源 应用 如锅炉内壁、船舶外壳、铁塔、铁管道装上若干锌块，可保护钢铁设备 如钢闸门、输送酸性溶液的铁管道等 其他防护 方法 (1)覆盖保护层：涂油漆、油脂、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料等，电镀； (2)改变金属内部结构：可根据不同的用途，运用不同的金属或非金属制成合金，如制成不锈钢 续表 [注意]　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，生成铜绿的化学式为Cu2(OH)2CO3。③比较两种电化学保护方法，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。 输入你的标题 基点查清 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样 ( ) (2)钢铁发生吸氧腐蚀时，负极电极反应式为Fe-3e- === Fe3+ ( ) (3)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 ( ) × × × (4)钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀 ( ) (5)镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更容易生锈 ( ) (6)在潮湿空气中，钢铁表面形成水膜，金属发生的一定是吸氧腐蚀 ( ) × √ √ 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：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。 3．(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。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- 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 √ 解析：图1为牺牲阳极的阴极保护法，牺牲阳极一般为较活泼金属，其作为原电池的负极，失去电子被氧化；图2为外加电流的阴极保护法，阳极材料为惰性电极，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错误；图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面积累很多的电子，除了海水中的H+放电外，海水中溶解的O2也会放电，故可发生O2+4e-+2H2O === 4OH-，B正确； 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，但是牺牲阳极上发生了氧化反应，辅助阳极上也发生了氧化反应，D错误。 4．(2024·浙江1月选考)破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成[Zn(NH3)4]2+和H2，下列说法不正确的是 (　 ) A．氨水浓度越大，腐蚀趋势越大 B．随着腐蚀的进行，溶液的pH变大 C．铁电极上的电极反应式为2NH3+2e- === 2N+H2↑ D．每生成标准状况下224 mL H2，消耗0.010 mol Zn √ 解析：电解质溶液浓度越大，电化学腐蚀越快，则氨水浓度越大，越易生成[Zn(NH3)4]2+，腐蚀趋势越大，A正确；随着H2的放出，溶液中OH-浓度增大，pH变大，B正确；铁电极做正极，反应式为2H2O+2e- === H2↑+2OH-，C错误；产生标准状况下224 mL H2，物质的量为0.01 mol，转移电子0.02 mol，消耗Zn 0.01 mol，D正确。 5．为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3%NaCl溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是 (　 ) A．加入AgNO3溶液产生沉淀 B．加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现 C．加入KSCN溶液无红色出现 D．加入K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀生成 √ 解析：NaCl溶液中始终存在Cl-，所以加入AgNO3溶液后，不论铁片是否被腐蚀，均会出现白色沉淀，故A不符合题意；淀粉碘化钾溶液可检验氧化性物质，但不论铁片是否被腐蚀，均无氧化性物质与碘化钾发生反应，故B不符合题意；溶液中不会出现Fe3+，所以不论铁片是否被腐蚀，加入KSCN溶液后，均无红色出现，故C不符合题意；若铁片没有被腐蚀，则溶液中不会生成Fe2+，则加入 K3[Fe(CN)6]溶液就不会出现蓝色沉淀，故D符合题意。 |大|概|念|知|识|体|系|构|建| 课时跟踪检测 (单击进入电子文档) $$