第03讲 电解池、金属的腐蚀和防护（复习讲义）（山东专用）2026年高考化学一轮复习讲练测

第03讲 电解池 金属的腐蚀和防护 目录 01 02 体系构建·思维可视 03 核心突破·靶向攻坚 考点一 电解原理 知识点1 电解池及电解原理 知识点2 阴阳离子的放电顺序及电解类型 考向1 利用电解原理分析电解装置 【思维建模】分析电解过程的思维流程 考向2 电极反应式的书写 【思维建模】电极反应式的书写“三看“ 考点二 电解池的应用 知识点1 电解饱和食盐水 【思维建模】电解池阴阳极的判断依据 知识点2 电解精炼、电镀、电冶金 考向1 氯碱工业 考向2 电解的精炼 电镀 电冶金 考点三 金属的腐蚀和防护 知识点1 金属的腐蚀 知识点2 金属的防护 考向1 金属腐蚀的类型及比较 考向2 金属腐蚀的防护 04 考点要求 考察形式 2025年 2024年 2023年 2022年 2021年 电解原理 选择题 非选择题 13T，(4分) 13T，(4分) 电解的应用 选择题 非选择题 18T，（4分） 17T（4）,(2分) 金属的腐蚀与防护 选择题 非选择题 考情分析： 1.从命题题型和内容上看，高考命题以选择题和非选择题的形式呈现，单独考查电解池的不多，和原电池相结合进行综合考查式高考明题的热点。选择题主要考查内容包括应用电解原理制备新物质、和原电池原理相结合综合考查新型化学电源等电化学知识，非选择题多和工业流程相结合考查应用电解原理治理污染、金属的精炼、金属的回收和冶炼等。 2.从命题思路上看，电化学原理的应用试题设计突出“理论联系实际，强调学以致用”，注重以实际化工生产过程为问题情境，以电化学基础知识为载体，将化学研究的基本思想与方法、基本概念与原理、重要物质的性质与应用巧妙融合于试题之中，考查考生对知识的应用能力。以新型电解池为载体，考查考生在新情境中对电解原理及其应用的理解迁移能力。 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本质及危害，能用电化学原理解释金属腐蚀的现象。 4.能选择设计金属的防腐措施。 考点一 电解原理 知识点1 电解池及电解原理 1.电解和电解池 (1)电解：在____作用下，电解质在两个电极上分别发生________和________的过程。 (2)电解池：____转化为________的装置。 (3)电解池的构成 ①有与____相连的两个电极。②________(或________)。③形成________。 2.电解池的工作原理(以用惰性电极电解CuCl2溶液为例) (1)电极反应式。 阴极：____________（____反应） 阳极：____________（____反应） (2)总反应：________________________。 (3)电子流向：阳极→____，负极→____。 (4)离子迁移方向：阴离子移向____，阳离子移向____。 得分速记 阳氧阴还——阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应 电子不下水，离子不上线——电子不能通过水溶液传递，离子不能通过导线传递 知识点2 阴阳离子的放电顺序及电解类型 1.放电顺序及产物判断 （1）阳极上的放电顺序及产物 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-放电,产物分别是____________;若OH-放电,则得到________。 (2)阴极上的放电顺序及产物，直接根据阳离子放电顺序进行判断。 阳离子放电顺序:________________________________________。 2.用惰性电极电解电解质溶液的不同类型 (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、NaOH、Na2SO4 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：________________________ ________________ ____ CuSO4、Cu(NO3)2 (放O2生酸) 阳极：____________阴极：____________ 总反应式：____________________ ________________ ____ 得分速记 电解的类型与物质类别关系（用惰性电极电解水溶液） （1）电解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐 （2）电解电解质型：无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐 （3）放氢生碱型：活泼金属的含氧酸盐 （4）放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐 考向1 利用电解原理分析电解装置 例1（2025淄博期末）利用电解原理吸收并实现的脱除，装置如图所示。是弱酸，忽略与水的反应。下列说法错误的是 A.极为负极 B.隔膜为质子交换膜 C.阴极电极反应式： D.在相同条件下，吸收和的体积比为 思维建模 分析电解过程的思维流程 【变式训练1·变载体】（2025济南期末）利用电解工艺还原时，先将烟气中转化为，再通过如图装置将其转化为。双极膜中间层中的可解离为和，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法错误的是 A.装置工作时，甲室溶液逐渐增大 B.装置工作时，双极膜产生的移向乙室 C.乙室电极上反应为 D.溶液在该工艺中可循环利用 【环境保护与学科知识结合】【变式训练2】（2025德州期末）汽油含铅通常指的是含有(四乙基铅)，为减少铅污染，碳酸二甲酯()是的潜在替代品，其电解合成的原理如图所示，下列说法错误的是 A.与电极a相连的是外接电源的负极 B.电解过程中需要不断补充 C.生产过程中可能会产生副产物 D.理论上生成外电路至少转移电子 考向2 电极反应式的书写 例2（2024潍坊期中）某电解柠檬酸钴法回收钴的简易装置如图所示。柠檬酸()为三元弱酸，时，柠檬酸钴在溶液中主要以的形式存在，其中为价。在电极放电伴有生成，则电极反应式为___________。 思维建模 电极反应式的书写“三看“ (1)一看电极材料：若是金属(Au、Pt除外)作阳极，金属一定被电解(注：Fe生成Fe2＋而不是生成Fe3＋)。若用惰性电极电解，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)二看介质，介质是否参与电极反应。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。 (3)三看电解质状态，若是熔融状态，就是金属的冶炼。 【变式训练1】电解Na2CO3溶液原理如图所示： 阳极的电极反应式为 ，阴极产生的物质A的化学式为 。 【变式训练2·变题型】下列指定反应的离子方程式正确的是( ) A. 电解氯化镁溶液：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ B. 用铜作电极电解NaCl溶液：2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－ C. 用惰性电极电解NaCl溶液：2Cl－＋2H＋Cl2↑＋H2↑ D. 电解熔融氧化铝：4Al3＋＋6O2－4Al＋3O2↑ 考点二 电解池的应用 知识点1 电解饱和食盐水 1.反应原理 阳极：2Cl--2e-===Cl2↑(____反应)。 阴极：2H2O+2e-===H2↑+2OH-(____反应)。 总反应的化学方程式：________________________。 总反应的离子方程式：____________________________。 2.应用：氯碱工业制烧碱、氢气和氯气， （1）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____、____。氯碱工业产品还可用于制备含氯消毒剂和盐酸。 (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。 知识点2 电解的精炼、电镀、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。 （3）原理：电镀(以电镀铜为例) ①电极材料 阳极：________(铜)。阴极：____________。 ②电镀液：含____的电解质溶液。 ③电极反应式 阳极：____________。阴极：________________。 ④电镀液中c(Cu2＋)：____。阳极金属减轻的质量____阴极金属增加的 2.电解精炼 (1)电极材料：阳极为____；阴极为____。 (2)电解质溶液：____________。 (3)电极反应 阳极：Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e－===Ni2＋、Cu－2e－===Cu2＋； 阴极：________________。 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________。 3.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。 冶炼钠 2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑ 阳极：________________ 阴极：________________ 冶炼镁 MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑ 阳极：________________ 阴极：________________ 冶炼铝 2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑ 阳极：________________ 阴极：________________ 考向1 氯碱工业 例1 (2023·浙江6月选考)氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是(　　) A.电极A接电源正极，发生氧化反应 B.电极B的电极反应式为：2H2O+2e-===H2↑+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 思维建模 电解池阴阳极的判断依据 (1) 依据外接电源判断：与外接电源正极相连的一极是阳极，与外接电源负极相连的一极是阴极。 (2) 依据电子流向判断：电子流出的一极是阳极，电子流入的一极是阴极。 (3) 依据电极反应判断：得到电子发生还原反应的一极是阴极，失去电子发生氧化反应的一极是阳极。 (4) 依据离子迁移方向判断：阴离子移向的一极是阳极，阳离子移向的一极是阴极。 (5) 依据电极现象判断：一般质量减小或产生氧气、氯气的一极是阳极，质量增大或产生氢气或电极附近溶液能使无色酚酞变红的一极是阴极。 【变式训练1·变载体】工业上利用电解食盐溶液制取盐酸和氢氧化钠的装置如图所示。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-。 下列有关说法错误的是(　　) A.N表示阴离子交换膜 B.甲室流出的为氢氧化钠溶液 C.电解总反应：NaCl+H2ONaOH+HCl D.相比现有氯碱工业制取氢氧化钠，该方法更环保 【变式训练2·变考法】（2025济南期末）由下列事实或现象能得出相应结论的是 事实或现象 结论 A 酸性溶液中通入气体，紫色褪去 具有漂白性 B 木炭与浓硝酸混合后加热，有红棕色气体生成 加热时木炭可还原浓硝酸 C 向含有的溶液中滴加几滴溶液，生成黑色沉淀 D 电解食盐水获得氯气的同时可以得到浓度较高的溶液 电解装置中需选用的离子交换膜为阳离子交换膜 【金属冶炼与氯碱工业】【变式训练3】（2025临沂期末）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，下列说法正确的是 A.阳极反应： B.阴极区溶液中浓度逐渐降低 C.理论上每消耗，阳极室溶液减少 D.理论上每消耗，阴极室物质最多增加 考向2 电解的精炼、电镀、电冶金 例2(2024·济南实验中学模拟)工业上用PbSiF6、H2SiF6混合溶液作电解液，用电解法实现粗铅(主要杂质为Cu、Ag、Fe、Zn，杂质总质量分数约为4%)提纯，装置示意图如图所示，M极附近析出金属单质。下列说法错误的是(　　) A.M极与电源的负极相连 B.电子由M极流出，经电源流回N极 C.N极发生的电极反应之一为Pb-2e-===Pb2+ D.工作一段时间后，溶液中c(Pb2+)减小 【变式训练1·变考法】(2024·济宁微山亚马逊中学测试)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+ 【变式训练2·变考法】以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是(　　) A．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程 B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系 C．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率 D．镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用 考点三 金属的腐蚀与防护 知识点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。 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 ____电流产生 ________电流产生 联系 ____________比________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 ________________ 正极 ________________ ____________________ 总反应式 ________________ ____________________ 联系 ________更普遍 3.金属腐蚀快慢的规律 (1)对同一电解质溶液来说,腐蚀的快慢:________________________________________________。 (2)对同一金属来说,腐蚀的快慢:________________________________________________。 (3)活动性不同的两种金属,活动性差异越大,腐蚀____。 (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____。 知识点2 金属的防护 1.改变金属材料的组成，如制成合金、不锈钢等。 2.在金属表面覆盖保护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。 3.电化学保护法 （1）牺牲阳极法——________原理 ____:比被保护金属活泼的金属;____:被保护的金属设备。 （2）外加电流法——电解原理 ____:被保护的金属设备;____:惰性金属。 考向1 金属的腐蚀类型及比较 例1（2025潍坊一模）下列陈述I与陈述Ⅱ均正确，且具有因果关系的是 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅲ A 丙三醇可用于制造日用化妆品 丙三醇有很强的吸水能力 B 向饱和(NH4)2SO4溶液中滴加鸡蛋清溶液，生成沉淀 (NH4)2SO4可使蛋白质变性 C 工业上常利用电解镁、铝的熔融氯化物获取金属单质 镁、铝的熔融氯化物能导电 D 保暖贴能较持久又稳定地提供热量 保暖贴内的铁粉与氧气发生化学腐蚀 【变式训练1·变载体】（2025济宁期末）下列仪器或装置的使用说法正确的是 A B C D A.配制溶液 B.关闭止水夹a，打开活塞b，可检查装置气密性 C.滴入溶液产生蓝色沉淀，无法判断Fe是否发生了电化学腐蚀 D.滴有酚酞的溶液红色褪去，证明氯水显酸性 【逻辑思维与信息推理】【变式训练2·变考法】(2024·聊城模拟)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。 下列说法错误的是(　　) A.AB段pH越大，析氢速率越大 B.AD段负极反应式为Fe-2e-===Fe2+ C.BC段正极反应式主要为O2+4e-+4H+===2H2O 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 考向2 金属腐蚀的防护 例2港珠澳大桥的设计使用寿命高达120年，主要的防腐蚀方法有：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；④预留钢铁腐蚀量。下列分析不合理的是(　　) A.防腐涂料可以防水、隔离O2，降低吸氧腐蚀速率 B.防腐过程中铝和锌均作为负极，失去电子 C.钢铁在海水中发生吸氧腐蚀时正极反应为O2+4e-===2O2- D.方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，未能完全消除 【变式训练1】（2024济宁期中·变载体）下列关于物质性质及用途的描述，具有因果关系的是 选项 性质 用途 A 的金属性强于 往轮船外壳镶嵌锌块，可防腐蚀 B 石墨具有优良导电性 用石墨作润滑剂 C 二氧化硫具有氧化性 二氧化硫可用于葡萄酒中，起保质作用 D 胶体粒子不能透过半透膜 明矾可用于净水 【变式训练2·变载体】（2024潍坊期中）化学促进我国航天事业不断蓬勃发展。下列有关说法正确的是 A.“北斗系统”芯片的主要成分为二氧化硅 B.在制造火箭舱体的镁锂合金表面电镀镍是阴极电保护法 C.“天和核心舱”推进系统中的腔体采用的氮化硼陶瓷属于新型金属材料 D.火星全球影像彩图显示了火星表土颜色，表土中赤铁矿主要成分为 1.（2024·山东13）以不同材料修饰的为电极，一定浓度的溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制和，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 C.电解总反应式为 D.催化阶段反应产物物质的量之比 2.（2024·山东18）以铅精矿(含，等)为主要原料提取金属和工艺流程如下： 回答下列问题： （1）“热浸”时，难溶的和转化为和及单质硫。溶解等物质的量的和时，消耗物质的量之比为_______；溶液中盐酸浓度不宜过大，除防止“热浸”时挥发外，另一目的是防止产生_______(填化学式)。 （2）将“过滤Ⅱ”得到沉淀反复用饱和食盐水热溶，电解所得溶液可制备金属，“电解I”阳极产物用尾液吸收后在工艺中循环使用，利用该吸收液的操作单元为_______。 （3）“还原”中加入铅精矿的目的是_______。 （4）“置换”中可选用的试剂X为_______(填标号)。 A． B． C． D． “置换”反应的离子方程式为___ ____。 （5）“电解II”中将富银铅泥制成电极板，用作_______(填“阴极”或“阳极”)。 3.（2022•山东）设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成CO2，将废旧锂离子电池的正极材料LiCoO2（s）转化为Co2+，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是（　　） A．装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大 B．装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸 C．乙室电极反应式为LiCoO2+2H2O+e﹣═Li++Co2++4OH﹣ D．若甲室Co2+减少200mg，乙室Co2++增加300mg，则此时已进行过溶液转移 4.（2021·山东17（4））利用膜电解技术(装置如图所示)，以Na2CrO4为主要原料制备Na2Cr2O7的总反应方程式为：4Na2CrO4+4H2O2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2↑。则Na2Cr2O7在___(填“阴”或“阳”)极室制得，电解时通过膜的离子主要为__ _。 5.（2020·山东13）采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是 A.阳极反应为 B.电解一段时间后，阳极室的pH未变 C.电解过程中，H+由a极区向b极区迁移 D.电解一段时间后，a极生成O2与b极反应的O2等量 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第03讲 电解池 金属的腐蚀和防护 目录 01 02 体系构建·思维可视 03 核心突破·靶向攻坚 考点一 电解原理 知识点1 电解池及电解原理 知识点2 阴阳离子的放电顺序及电解类型 考向1 利用电解原理分析电解装置 【思维建模】分析电解过程的思维流程 考向2 电极反应式的书写 【思维建模】电极反应式的书写“三看“ 考点二 电解池的应用 知识点1 电解饱和食盐水 【思维建模】电解池阴阳极的判断依据 知识点2 电解精炼、电镀、电冶金 考向1 氯碱工业 考向2 电解的精炼 电镀 电冶金 考点三 金属的腐蚀和防护 知识点1 金属的腐蚀 知识点2 金属的防护 考向1 金属腐蚀的类型及比较 考向2 金属腐蚀的防护 04 考点要求 考察形式 2025年 2024年 2023年 2022年 2021年 电解原理 选择题 非选择题 13T，(4分) 13T，(4分) 电解的应用 选择题 非选择题 18T，（4分） 17T（4）,(2分) 金属的腐蚀与防护 选择题 非选择题 考情分析： 1.从命题题型和内容上看，高考命题以选择题和非选择题的形式呈现，单独考查电解池的不多，和原电池相结合进行综合考查式高考明题的热点。选择题主要考查内容包括应用电解原理制备新物质、和原电池原理相结合综合考查新型化学电源等电化学知识，非选择题多和工业流程相结合考查应用电解原理治理污染、金属的精炼、金属的回收和冶炼等。 2.从命题思路上看，电化学原理的应用试题设计突出“理论联系实际，强调学以致用”，注重以实际化工生产过程为问题情境，以电化学基础知识为载体，将化学研究的基本思想与方法、基本概念与原理、重要物质的性质与应用巧妙融合于试题之中，考查考生对知识的应用能力。以新型电解池为载体，考查考生在新情境中对电解原理及其应用的理解迁移能力。 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本质及危害，能用电化学原理解释金属腐蚀的现象。 4.能选择设计金属的防腐措施。 考点一 电解原理 知识点1 电解池及电解原理 1.电解和电解池 (1)电解：在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。 (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。 2.电解池的工作原理(以用惰性电极电解CuCl2溶液为例) (1)电极反应式。 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu （还原反应） 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑（氧化反应） (2)总反应：Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑。 (3)电子流向：阳极→正极，负极→阴极。 (4)离子迁移方向：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。 得分速记 阳氧阴还——阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应 电子不下水，离子不上线——电子不能通过水溶液传递，离子不能通过导线传递 知识点2 阴阳离子的放电顺序及电解类型 1.放电顺序及产物判断 （1）阳极上的放电顺序及产物 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>F-。 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)阴极上的放电顺序及产物，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+。 2.用惰性电极电解电解质溶液的不同类型 (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、NaOH、Na2SO4 阴极：2H++2e-===H2↑ 阳极：2H2O-4e-===4H++O2↑ 总反应式：2H2O2H2↑+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：2H++2e-===H2↑阳极：2Cl--2e-===Cl2↑ 总反应式：2HClH2↑+Cl2↑ 减小 通入HCl CuCl2 阴极：Cu2++2e-===Cu阳极：2Cl--2e-===Cl2↑ 总反应式：CuCl2Cu+Cl2↑ 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：2Cl--2e-===Cl2阴极：2H2O+2e-===H2↑+2OH- 总反应式：2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH- 减小并生成新电解质 通入HCl CuSO4、Cu(NO3)2 (放O2生酸) 阳极：2H2O-4e-===4H++O2↑阴极：Cu2++2e-===Cu 总反应式：2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+ 减小并生成新电解质 加CuO 得分速记 电解的类型与物质类别关系（用惰性电极电解水溶液） （1）电解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐 （2）电解电解质型：无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐 （3）放氢生碱型：活泼金属的含氧酸盐 （4）放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐 考向1 利用电解原理分析电解装置 例1（2025淄博期末）利用电解原理吸收并实现的脱除，装置如图所示。是弱酸，忽略与水的反应。下列说法错误的是 A.极为负极 B.隔膜为质子交换膜 C.阴极电极反应式： D.在相同条件下，吸收和的体积比为 【答案】D 【解析】根据图示，左边反应室经反应后生成H2S2O4，S元素的化合价降低，电源a是负极，b是正极，电解池中，硫酸的浓度增大，H+应该向左边移动，所以离子交换膜应该是阳离子交换膜 A．根据分析，电源a是负极，b是正极，A正确；B．右边阳极室发生反应，硫酸的浓度增大，H+应该向左边移动，所以离子交换膜应该是阳离子交换膜，B正确；C．阴极得电子，经反应后生成H2S2O4，电极反应式：，C正确；D．S元素由+4升高到+6，失2个电子，N元素由+2降低到0价，得到2个电子，根据得失电子守恒，在相同条件下，吸收和的体积比为，D错误。 思维建模 分析电解过程的思维流程 【变式训练1·变载体】（2025济南期末）利用电解工艺还原时，先将烟气中转化为，再通过如图装置将其转化为。双极膜中间层中的可解离为和，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法错误的是 A.装置工作时，甲室溶液逐渐增大 B.装置工作时，双极膜产生的移向乙室 C.乙室电极上反应为 D.溶液在该工艺中可循环利用 【答案】AC 【解析】利用电解工艺还原时，先将烟气中转化为，反应方程式为，再通过如图装置将其转化为，C的化合价由+4价降低到+2价，得到电子，为阴极，则乙室中，溶液中负电荷增加，双极膜产生两个移向乙室，发生，总反应为，则溶液中的Y为，可循环使用，甲室为阳极，电极反应式为。 A．由分析知，电极反应式为，有水生成，溶液的碱性减弱，逐渐减小，A错误；B．在电解池中，阳离子向阴极移动，乙室为阴极室，所以装置工作时，双极膜产生的移向乙室，B正确；C．由分析知，乙室为阴极，电极反应式为，C错误；D．乙室中发生反应转化为，溶液Y为溶液，溶液吸收又可转化为，所以溶液Y在该工艺中可循环利用，D正确。 【环境保护与学科知识结合】【变式训练2】（2025德州期末）汽油含铅通常指的是含有(四乙基铅)，为减少铅污染，碳酸二甲酯()是的潜在替代品，其电解合成的原理如图所示，下列说法错误的是 A.与电极a相连的是外接电源的负极 B.电解过程中需要不断补充 C.生产过程中可能会产生副产物 D.理论上生成外电路至少转移电子 【答案】BD 【解析】如图可知，b极发生氧化反应：，为阳极，连接电源正极，a极发生还原反应：，为阴极，连接电源负极；在溶液中存在如下系列反应：，，，据此答题。 A．由分析可知，a极为阴极，发生还原反应，连接电源负极，A正确，不符合题意；B．根据图示反应可知，Br-在体系中不会被消耗，可被循环使用，不用补充，B错误，符合题意；C．过程中，可能存在与结合形成副反应，C正确；D．由分析可知，根据得失电子守恒和物料守恒，理论上生成1mol，需1mol，需消耗1molCO和2molCH3O-，电解反应时需转移2mol电子，故外电路至少需转移2mol电子，D错误，符合题意； 本题选BD。 考向2 电极反应式的书写 例2（2024潍坊期中）某电解柠檬酸钴法回收钴的简易装置如图所示。柠檬酸()为三元弱酸，时，柠檬酸钴在溶液中主要以的形式存在，其中为价。在电极放电伴有生成，则电极反应式为___________。 【答案】 【解析】电解法回收钴，阴极生成钴单质，则石墨为阳极，钴为阴极；柠檬酸()为三元弱酸，时，柠檬酸钴在溶液中主要以的形式存在，其中为价，在电极放电伴有生成，则电极反应式为。 思维建模 电极反应式的书写“三看“ (1)一看电极材料：若是金属(Au、Pt除外)作阳极，金属一定被电解(注：Fe生成Fe2＋而不是生成Fe3＋)。若用惰性电极电解，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)二看介质，介质是否参与电极反应。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。 (3)三看电解质状态，若是熔融状态，就是金属的冶炼。 【变式训练1】电解Na2CO3溶液原理如图所示： 阳极的电极反应式为 ，阴极产生的物质A的化学式为 。【答案】　4C+2H2O-4e-===4HC+O2↑　H2 【解析】　电解时阳极区碳酸钠溶液中水电离的OH-失电子产生O2，同时生成HC，电极反应式为4C+2H2O-4e-===4HC+O2↑；阴极区水电离的H+得电子产生H2，物质A的化学式为H2。 【变式训练2·变题型】下列指定反应的离子方程式正确的是( ) A. 电解氯化镁溶液：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ B. 用铜作电极电解NaCl溶液：2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－ C. 用惰性电极电解NaCl溶液：2Cl－＋2H＋Cl2↑＋H2↑ D. 电解熔融氧化铝：4Al3＋＋6O2－4Al＋3O2↑ 【答案】D 【解析】电解氯化镁溶液的离子方程式：Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg(OH)2↓＋H2↑＋Cl2↑，A错误；铜作阳极时，铜失电子变成Cu2＋，Cl－不参与反应，B错误；用惰性电极电解NaCl溶液的离子方程式：2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－，C错误；氧化铝在熔融状态下能电离成自由移动的离子，D正确。 考点二 电解池的应用 知识点1 电解饱和食盐水 1.反应原理 阳极：2Cl--2e-===Cl2↑(氧化反应)。 阴极：2H2O+2e-===H2↑+2OH-(还原反应)。 总反应的化学方程式：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。 总反应的离子方程式：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑。 2.应用：氯碱工业制烧碱、氢气和氯气， （1）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、NaOH溶液；X、Y分别是Cl2、H2。氯碱工业产品还可用于制备含氯消毒剂和盐酸。 (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。 知识点2 电解的精炼、电镀、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。 （3）原理：电镀(以电镀铜为例) ①电极材料 阳极：镀层金属(铜)。阴极：待镀金属制品。 ②电镀液：含Cu2＋的电解质溶液。 ③电极反应式 阳极：Cu－2e－=== Cu2＋。阴极：Cu2＋＋2e－=== Cu。 ④电镀液中c(Cu2＋)：不变。阳极金属减轻的质量等于阴极金属增加的 2.电解精炼 (1)电极材料：阳极为粗铜；阴极为纯铜。 (2)电解质溶液：含Cu2＋的盐溶液。 (3)电极反应 阳极：Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e－===Ni2＋、Cu－2e－===Cu2＋； 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu。 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.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。 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 考向1 氯碱工业 例1 (2023·浙江6月选考)氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是(　　) A.电极A接电源正极，发生氧化反应 B.电极B的电极反应式为：2H2O+2e-===H2↑+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 【答案】B 【解析】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；电极B为阴极，通入的氧气得到电子，其电极反应式为2H2O+4e-+O2===4OH-，故B错误；右室生成氢氧根离子，应选用阳离子交换膜，左室的钠离子进入到右室，在右室获得浓度较高的NaOH溶液，故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，从而降低电解电压，减少能耗，故D正确。 思维建模 电解池阴阳极的判断依据 (1) 依据外接电源判断：与外接电源正极相连的一极是阳极，与外接电源负极相连的一极是阴极。 (2) 依据电子流向判断：电子流出的一极是阳极，电子流入的一极是阴极。 (3) 依据电极反应判断：得到电子发生还原反应的一极是阴极，失去电子发生氧化反应的一极是阳极。 (4) 依据离子迁移方向判断：阴离子移向的一极是阳极，阳离子移向的一极是阴极。 (5) 依据电极现象判断：一般质量减小或产生氧气、氯气的一极是阳极，质量增大或产生氢气或电极附近溶液能使无色酚酞变红的一极是阴极。 【变式训练1·变载体】工业上利用电解食盐溶液制取盐酸和氢氧化钠的装置如图所示。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-。 下列有关说法错误的是(　　) A.N表示阴离子交换膜 B.甲室流出的为氢氧化钠溶液 C.电解总反应：NaCl+H2ONaOH+HCl D.相比现有氯碱工业制取氢氧化钠，该方法更环保 【答案】C 【解析】由图可知，左边石墨电极为阴极，右边石墨电极为阳极，Na+由乙室向甲室迁移，OH-由双极膜向甲室迁移，甲室流出的为氢氧化钠溶液，M为阳离子交换膜，氯离子由乙室向丙室迁移，氢离子由双极膜向丙室迁移，丙室流出的是盐酸，N为阴离子交换膜，A、B项正确；电解总反应为2H2O2H2↑+O2↑，C项错误；相比现有氯碱工业制取氢氧化钠，该方法无氯气产生，更环保，D项正确。 【变式训练2·变考法】（2025济南期末）由下列事实或现象能得出相应结论的是 事实或现象 结论 A 酸性溶液中通入气体，紫色褪去 具有漂白性 B 木炭与浓硝酸混合后加热，有红棕色气体生成 加热时木炭可还原浓硝酸 C 向含有的溶液中滴加几滴溶液，生成黑色沉淀 D 电解食盐水获得氯气的同时可以得到浓度较高的溶液 电解装置中需选用的离子交换膜为阳离子交换膜 【答案】D 【解析】A．酸性溶液中通入气体，紫色褪去，是因为具有还原性，能将还原，而不是因为的漂白性，A错误；B．浓硝酸在加热条件下也能发生反应，生成红棕色的，故有红棕色气体生成，不能证明木炭还原了浓硝酸，B错误；C．向含有ZnS的Na2S溶液中滴加几滴CuSO4溶液，生成黑色沉淀，由于溶液中过量，是与直接反应生成CuS沉淀，并非ZnS沉淀转化为CuS沉淀，所以不能据此比较和的大小，C错误；D．电解食盐水时，阳极放电生成，阴极电离出的放电生成，同时产生，要获得浓度较高的NaOH溶液，需选用阳离子交换膜，使通过向阴极迁移，D正确。 【金属冶炼与氯碱工业】【变式训练3】（2025临沂期末）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，下列说法正确的是 A.阳极反应： B.阴极区溶液中浓度逐渐降低 C.理论上每消耗，阳极室溶液减少 D.理论上每消耗，阴极室物质最多增加 【答案】AD 【解析】该题是电解池，用于湿法冶铁，所以左边电极是阴极，电极反应为：，右边电极是阳极，电极反应为：。 A．根据分析知，阳极反应：，A正确；B．左边电极是阴极，电极反应为：，阳极区钠离子移向阴极，因此阴极区氢氧化钠溶液的浓度逐渐升高，B错误；C．根据电极反应：，则理论上每消耗，转移电子，则阳极室有钠离子移向阴极，根据阳极反应：，阳极有氯离子发生反应，则阳极室溶液减少，C错误； D．根据电极反应：，则理论上每消耗，转移电子，则阳极室有钠离子移向阴极，则阴极室增加了钠离子，即最多增加，D正确。 考向2 电解的精炼、电镀、电冶金 例2(2024·济南实验中学模拟)工业上用PbSiF6、H2SiF6混合溶液作电解液，用电解法实现粗铅(主要杂质为Cu、Ag、Fe、Zn，杂质总质量分数约为4%)提纯，装置示意图如图所示，M极附近析出金属单质。下列说法错误的是(　　) A.M极与电源的负极相连 B.电子由M极流出，经电源流回N极 C.N极发生的电极反应之一为Pb-2e-===Pb2+ D.工作一段时间后，溶液中c(Pb2+)减小 【答案】B 【解析】M极附近析出金属单质，M极为阴极，与电源的负极相连，A正确；M极为阴极，N极为阳极，电子由阳极流出，经电源流回阴极，B错误；阳极上溶解的金属有Pb、Fe、Zn，阴极上析出的金属只有Pb，两极上得失电子守恒，故工作一段时间后，溶液中c(Pb2+)减小，D正确。 【变式训练1·变考法】(2024·济宁微山亚马逊中学测试)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。 【变式训练2·变考法】以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是(　　) A．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程 B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系 C．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率 D．镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用 【答案】C 【解析】电镀前，Zn与Fe构成原电池，Zn为负极，Fe为正极，电镀时，Fe为阴极，Zn为阳极，原电池充电时，原电池负极为阴极、正极为阳极，故不属于原电池的充电过程，A错误；根据电子守恒，通过电子的电量与析出Zn的量成正比，B错误；电流恒定，单位时间通过的电子的物质的量恒定，即电解速率恒定，C正确；镀层破损后，Zn与Fe仍能构成原电池，其中Zn为负极被腐蚀，Fe为正极被保护，D错误。 考点三 金属的腐蚀与防护 知识点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 3.金属腐蚀快慢的规律 (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。 知识点2 金属的防护 1.改变金属材料的组成，如制成合金、不锈钢等。 2.在金属表面覆盖保护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。 3.电化学保护法 （1）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。 （2）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。 考向1 金属的腐蚀类型及比较 例1（2025潍坊一模）下列陈述I与陈述Ⅱ均正确，且具有因果关系的是 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅲ A 丙三醇可用于制造日用化妆品 丙三醇有很强的吸水能力 B 向饱和(NH4)2SO4溶液中滴加鸡蛋清溶液，生成沉淀 (NH4)2SO4可使蛋白质变性 C 工业上常利用电解镁、铝的熔融氯化物获取金属单质 镁、铝的熔融氯化物能导电 D 保暖贴能较持久又稳定地提供热量 保暖贴内的铁粉与氧气发生化学腐蚀 【答案】A 【解析】A．丙三醇有很强的吸水能力，可保持皮肤湿润，所以丙三醇可用于制造日用化妆品，A符合题意； B．(NH4)2SO4是轻金属的盐，能使胶体发生盐析，向饱和(NH4)2SO4溶液中滴加鸡蛋清溶液，可析出沉淀，此过程可逆，蛋白质没有变性，B不符合题意； C．氯化镁为离子化合物，氯化铝为共价化合物，氧化铝为离子化合物，镁的熔融氯化物能导电，但铝的熔融氯化物不导电，所以工业上常利用电解熔融氯化镁的方法获取金属镁，用电解熔融氧化铝的方法获取铝，C不符合题意； D．保暖贴内有铁粉、活性炭、无机盐等成分，撕开包装袋，袋内的铁粉与空气接触，发生吸氧腐蚀而放出热量，能较持久又稳定地提供热量，D不符合题意。 【变式训练1·变载体】（2025济宁期末）下列仪器或装置的使用说法正确的是 A B C D A.配制溶液 B.关闭止水夹a，打开活塞b，可检查装置气密性 C.滴入溶液产生蓝色沉淀，无法判断Fe是否发生了电化学腐蚀 D.滴有酚酞的溶液红色褪去，证明氯水显酸性 【答案】C 【解析】A．配制溶液需要用容量瓶，故A错误；B．打开活塞b，无论止水夹a是否关闭，漏斗中的水均会流下，无法检查装置的气密性，故B错误；C．电解质溶液为酸性，Fe可能直接与溶液中的H+发生化学腐蚀，故C正确；D．Cl2与NaOH反应生成NaCl和NaClO，不能说明氯水显酸性，故D错误。 【逻辑思维与信息推理】【变式训练2·变考法】(2024·聊城模拟)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。 下列说法错误的是(　　) A.AB段pH越大，析氢速率越大 B.AD段负极反应式为Fe-2e-===Fe2+ C.BC段正极反应式主要为O2+4e-+4H+===2H2O 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】A 【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，体系压强增大，铁主要发生析氢腐蚀；BD段溶液的pH增大，体系压强减小，正极反应式为O2+4e-+4H+===2H2O；DE段溶液pH基本不变，但压强减小，产生的Fe2+被O2氧化。由图可知，AB段体系的压强增大，说明产生了氢气，故AB段主要发生析氢腐蚀，pH越大，氢离子浓度越小，析氢速率越小，A错误；AD段内发生铁的电化学腐蚀，负极的电极反应式为Fe-2e-===Fe2+，B正确；由图可知BC段pH增大、压强减小，正极上氧气得电子生成水，电极反应式为O2+4e-+4H+===2H2O，C正确；根据分析，DE段溶液pH基本不变的可能原因：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，D正确。 考向2 金属腐蚀的防护 例2港珠澳大桥的设计使用寿命高达120年，主要的防腐蚀方法有：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；④预留钢铁腐蚀量。下列分析不合理的是(　　) A.防腐涂料可以防水、隔离O2，降低吸氧腐蚀速率 B.防腐过程中铝和锌均作为负极，失去电子 C.钢铁在海水中发生吸氧腐蚀时正极反应为O2+4e-===2O2- D.方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，未能完全消除 【答案】C 【解析】是铁碳合金，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项正确；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项正确；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项错误。 【变式训练1】（2024济宁期中·变载体）下列关于物质性质及用途的描述，具有因果关系的是 选项 性质 用途 A 的金属性强于 往轮船外壳镶嵌锌块，可防腐蚀 B 石墨具有优良导电性 用石墨作润滑剂 C 二氧化硫具有氧化性 二氧化硫可用于葡萄酒中，起保质作用 D 胶体粒子不能透过半透膜 明矾可用于净水 【答案】A 【解析】A．轮船外壳镶嵌锌块，是牺牲阳极的阴极保护法，Zn的金属性强于Fe，Zn作负极，Fe作正极，可防止Fe腐蚀，A符合题意；B．石墨具有良好的润滑性，可做润滑剂，与石墨的导电性无关，B不符合题意；C．二氧化硫具有还原性，用于葡萄酒保质，与氧化性无关，C不符合题意；D．明矾中的铝离子水解生成氢氧化铝胶体，具有吸附性，可净水，与Al(OH)3胶体粒子能否透过半透膜无关，D不符合题意。 【变式训练2·变载体】（2024潍坊期中）化学促进我国航天事业不断蓬勃发展。下列有关说法正确的是 A.“北斗系统”芯片的主要成分为二氧化硅 B.在制造火箭舱体的镁锂合金表面电镀镍是阴极电保护法 C.“天和核心舱”推进系统中的腔体采用的氮化硼陶瓷属于新型金属材料 D.火星全球影像彩图显示了火星表土颜色，表土中赤铁矿主要成分为 【答案】D 【解析】A．北斗芯片中的半导体材料为晶体硅，二氧化硅是光导纤维的成分，A错误；B．镁锂金属的活泼比镍强，如发生电化学腐蚀，先反应的是镁锂，故在火箭舱体的镁锂合金表面电镀镍是利用镍的耐腐蚀性能的物理保护方法，B错误；C．硬度大、强度高的氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料，C错误； D．土壤中赤铁矿的主要成分为，D正确。 1.（2024·山东13）以不同材料修饰的为电极，一定浓度的溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制和，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 C.电解总反应式为 D.催化阶段反应产物物质的量之比 【答案】B 【解析】电极b上Br-发生失电子的氧化反应转化成，电极b为阳极，电极反应为Br- -6e-+3H2O=+6H+；则电极a为阴极，电极a的电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-；电解总反应式为Br-+3H2O+3H2↑；催化循环阶段被还原成Br-循环使用、同时生成O2，实现高效制H2和O2，即Z为O2。 A．根据分析，电极a为阴极，连接电源负极，A项正确； B．根据分析电解过程中消耗H2O和Br-，而催化阶段被还原成Br-循环使用，故加入Y的目的是补充H2O，维持NaBr溶液为一定浓度，B项错误； C．根据分析电解总反应式为Br-+3H2O+3H2↑，C项正确； D．催化阶段，Br元素的化合价由+5价降至-1价，生成1molBr-得到6mol电子，O元素的化合价由-2价升至0价，生成1molO2失去4mol电子，根据得失电子守恒，反应产物物质的量之比n(O2) ∶n(Br-)=6∶4=3∶2，D项正确。 2.（2024·山东18）以铅精矿(含，等)为主要原料提取金属和工艺流程如下： 回答下列问题： （1）“热浸”时，难溶的和转化为和及单质硫。溶解等物质的量的和时，消耗物质的量之比为_______；溶液中盐酸浓度不宜过大，除防止“热浸”时挥发外，另一目的是防止产生_______(填化学式)。 （2）将“过滤Ⅱ”得到沉淀反复用饱和食盐水热溶，电解所得溶液可制备金属，“电解I”阳极产物用尾液吸收后在工艺中循环使用，利用该吸收液的操作单元为_______。 （3）“还原”中加入铅精矿的目的是_______。 （4）“置换”中可选用的试剂X为_______(填标号)。 A． B． C． D． “置换”反应的离子方程式为___ ____。 （5）“电解II”中将富银铅泥制成电极板，用作_______(填“阴极”或“阳极”)。 【答案】（1）① 1:1 ②.H2S （2）热浸 （3）将过量的Fe3+还原为Fe2+ （4）①C ② （5）阳极 【解析】本题以铅精矿(含，等)为主要原料提取金属和， “热浸”时，难溶的和转化为和及单质硫，被还原为Fe2+，过滤I除掉单质硫滤渣，滤液中在稀释降温的过程中转化为PbCl2沉淀，然后用饱和食盐水热溶，增大氯离子浓度，使PbCl2又转化为，电解得到Pb；过滤II后的滤液成分主要为、FeCl2、FeCl3，故加入铅精矿主要将FeCl3还原为FeCl2，试剂X将置换为Ag，得到富银铅泥，试剂X为铅，尾液为FeCl2。 （1）“热浸”时，将和中-2价的硫氧化为单质硫，被还原为Fe2+，在这个过程中Pb和Ag的化合价保持不变，所以等物质的量的和时，S2-物质的量相等，所以消耗的物质的量相等，比值为1:1；溶液中盐酸浓度过大，这里主要考虑氢离子浓度会过大，会生成H2S 气体。 （2）“过滤Ⅱ”得到的沉淀反复用饱和食盐水热溶，会溶解为，电解溶液制备金属，在阴极产生，阳极Cl-放电产生Cl2， 尾液成分为FeCl2，FeCl2吸收Cl2后转化为FeCl3，可以在热浸中循环使用。 （3）过滤Ⅱ所得的滤液中有过量的未反应的Fe3+，根据还原之后可以得到含硫滤渣，“还原”中加入铅精矿的目的是将过量的Fe3+还原为Fe2+。 （4）“置换”中加入试剂X可以可以得到富银铅泥，为了防止引入其他杂质，则试剂X应为Pb，发生的反应为：。 （5）“电解II”中将富银铅泥制成电极板，电解Ⅱ得到金属银和金属铅，将银和铅分离出来，所以不可能作为阴极，应作为阳极板，阳极放电时，银变成阳极泥而沉降下来，铅失电子为Pb2+，阴极得电子得到Pb，所以电极板应作阳极。 3.（2022•山东）设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成CO2，将废旧锂离子电池的正极材料LiCoO2（s）转化为Co2+，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是（　　） A．装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大 B．装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸 C．乙室电极反应式为LiCoO2+2H2O+e﹣═Li++Co2++4OH﹣ D．若甲室Co2+减少200mg，乙室Co2++增加300mg，则此时已进行过溶液转移 【答案】BD 【解析】右侧装置为原电池，则左侧装置为电解池，右侧乙室发生转化：LiCoO2（s）→Co2+，发生还原反应，故乙室为正极室，乙室电极反应式为LiCoO2+4H++e﹣═Li++Co2++2H2O，则右侧细菌电极室为负极室，可知左池甲室为阴极室、细菌电极室为阳极，阴极室电极反应式为Co2++2e﹣═Co，阳极室电极反应式为CH3COO﹣+2H2O﹣8e﹣＝2CO2↑+7H+，氢离子、金属阳离子通过阳膜移向甲室，根据电子转移守恒可知，甲室Co2+减少ag，则乙室Co2+增加2ag。 A．甲室电极反应式为Co2++2e﹣═Co，电极反应式为CH3COO﹣+2H2O﹣8e﹣＝2CO2↑+7H+，氢离子、金属阳离子通过阳膜移向甲室，甲室溶液pH逐渐减小，故A错误； B．乙室中LiCoO2（s）→Co2+，同时得到Li+，LiCoO2（s）中的氧结合溶液中氢离子生成水，需要工作一段时间后，乙室应补充盐酸，故B正确； C．电解质溶液为酸性，不可能生成氢氧根离子，乙室电极反应式为LiCoO2+4H++e﹣═Li++Co2++2H2O，故C错误； D．甲室电极反应式为Co2++2e﹣═Co，乙室电极反应式为2LiCoO2+8H++2e﹣═2Li++2Co2++4H2O，根据电子转移守恒，可知没有进行溶液转移时，则乙室Co2+增加质量是甲室Co2+减少质量的2倍，而实际二者倍数为＝1.5＜2，故则此时已进行过溶液转移，故D正确。 4.（2021·山东17（4））利用膜电解技术(装置如图所示)，以Na2CrO4为主要原料制备Na2Cr2O7的总反应方程式为：4Na2CrO4+4H2O2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2↑。则Na2Cr2O7在___(填“阴”或“阳”)极室制得，电解时通过膜的离子主要为__ _。 【答案】阳 Na＋ 【解析】由4Na2CrO4+4H2O2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2↑可知，电解过程中实质是电解水，阳极上水失去电子生成H＋和O2，阴极上H+得到电子生成H2，由可知，在氢离子浓度较大的电极室中制得，即Na2Cr2O7在阳极室产生；电解过程中，阴极产生氢氧根离子，氢氧化钠在阴极生成，所以为提高制备Na2Cr2O7的效率，Na＋通过离子交换膜移向阴极。 5.（2020·山东13）采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是 A.阳极反应为 B.电解一段时间后，阳极室的pH未变 C.电解过程中，H+由a极区向b极区迁移 D.电解一段时间后，a极生成O2与b极反应的O2等量 【答案】D 【解析】a极析出氧气，氧元素的化合价升高，做电解池的阳极，b极通入氧气，生成过氧化氢，氧元素的化合价降低，被还原，做电解池的阴极。 A.依据分析a极是阳极，属于放氧生酸性型的电解，所以阳极的反应式是2H2O-4e-=4H++O2↑，故A正确，但不符合题意；B.电解时阳极产生氢离子，氢离子是阳离子，通过质子交换膜移向阴极，所以电解一段时间后，阳极室的pH值不变，故B正确，但不符合题意；C.有B的分析可知，C正确，但不符合题意；D.电解时，阳极的反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，阴极的反应为：O2+2e-+2H+=H2O2，总反应为：O2+2H2O=2H2O2，要消耗氧气，即是a极生成的氧气小于b极消耗的氧气，故D错误，符合题意。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$