第03讲 电解池、金属的腐蚀与防护（复习讲义）（北京专用）2026年高考化学一轮复习讲练测

第03讲 电解池、金属的腐蚀与防护 目录 01 2 02 体系构建·思维可视 3 03 核心突破·靶向攻坚 4 考点一 电解原理及规律 4 知识点1 电解的原理 4 知识点2 用惰性电极电解电解质溶液的类型 6 考向1 电解规律的应用 9 考向2 电极方程式及电极产物的判断 10 【思维建模】做到“三看”，正确书写电极反应式 考向3 有关电化学的计算 10 【思维建模】电化学综合计算的三种常用方法 考点二 电解原理的应用 11 知识点1 电解原理的应用 11 考向1 电解原理的常规应用 16 考向2 应用电解原理制备新物质 18 【思维建模】电解原理应用的四点注意事项 考向3 应用电解原理治理污染 19 考点三 金属的腐蚀与防护 21 知识点1 金属腐蚀 22 知识点2 金属电化学保护 22 考向1 金属腐蚀的原理、金属腐蚀速率快慢的比较 25 【思维建模】判断金属腐蚀快慢的规律 考向2 金属腐蚀的防护措施 26 0429 考点要求 考察形式 2025年 2024年 2023年 电解池及其工 作原理 选择题 非选择题 T1(1) T16(3) T5、T16(3) 氯碱工业、电镀及精炼铜 选择题 非选择题 金属的腐蚀与防护 选择题 非选择题 考情分析： 1.高考对电解池及其工作原理的考查主要涉及离子移动方向、电子流向、电极反应式的书写、电源正负极的判断等；关于氯碱工业、铜的精炼、电镀等传统应用的考查相对较少，常引入新情境考查离子交换膜和双极膜的应用。 2.预计2026年北京高考在选择题中主要考查新型电解池（“活泼阳极”电解池或多室膜电解池）；在非选择题中主要考查考生在新情境中对电解池的工作原理及其应用的理解及迁移应用能力。 复习目标： 1.了解电解池的工作原理。 2.能分析、解释电解池的工作原理，能设计简单的电解池 3.认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。 4.了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害，了解防止金属腐蚀的措施。 5.能利用电化学原理解释金属腐蚀现象，选择并设计防腐措施。 考点一 电解原理及规律 知识点1 电解的原理 1．电解定义 在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生 和 的过程。 2．能量转化形式 电能转化为 。 3．电解池 (1)构成条件 ①有与 相连的两个电极。 ② (或 )。 ③形成 。 (2)电极名称及电极反应式(如图) (3)电子和离子的移动方向 4．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 极相连 与 极相连 闭合 回路 导线中 电子流 电子流 电解质溶液中 离子移离 离子移向 离子移向 离子移离 电极 反应 得失电子 电子 电子 化合价 反应类型 反应 反应 电极质量 减小或不变 增大或不变 5．阴阳两极上放电顺序 阴离子 电子或阳离子 电子的过程叫放电。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 ，另外也与离子的浓度及电极材料有关。 (1)阴极：阴极上放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。氧化性强的先放电，放电顺序： (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，则仅是溶液中的阴离子放电，常见离子的放电顺序是 得分速记 ①金属活动性顺序中银以前的金属(含银)作电极时，由于金属本身可以参与阳极反应，称为金属电极或活性电极(如Zn、Fe、Cu、Ag等)；金属活动性顺序中银以后的金属或非金属作电极时，称为惰性电极，主要有铂(Pt)、石墨等。 ②电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是靠离子移动导电，即电子不通过电解质溶液。 ③一般情况下，离子按上述顺序放电，但如果离子浓度相差十分悬殊，离子浓度大的也可以先放电。如理论上H＋的放电能力大于Fe2＋、Zn2＋，但在电解浓度大的硫酸亚铁或硫酸锌溶液中，由于溶液中c(Fe2＋)或c(Zn2＋)≥c(H＋)，则先在阴极上放电的是Fe2＋或Zn2＋，因此阴极上的主要产物为Fe或Zn；但在水溶液中，Al3＋、Mg2＋、Na＋等是不会在阴极上放电的。 ④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。 知识点2 用惰性电极电解电解质溶液的类型 类型 电解质 特点 实例 电解产物 电极反应特点 电解 对象 电解质溶液的 变化 电解质溶液的 复原 阴极 阳极 电解 型 含氧酸 H2SO4 H2 O2 阴极： 阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 水 浓度 增大 加 可溶性 强碱 NaOH 活泼金 属含氧 酸盐 KNO3 电解 型 无氧酸 HCl H2 Cl2 电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电 电 解 质 浓度 减小 通HCl 不活泼 金属无 氧酸盐 CuCl2 Cu Cl2 加 放 生 型 活泼金 属无氧 酸盐 NaCl H2 Cl2 阴极： 阳极：电解质阴离子放电 电解 质和 水 生成 新电 解质 通HCl 放 生 型 不活泼 金属含 氧酸盐 CuSO4 Cu O2 阴极：电解质阳离子放电 阳极： 电解 质和 水 生成 新电 解质 加 拓展　电解后电解质溶液的复原 解决电解质溶液复原问题，应遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”的原则。一般加入由阴极产物所含元素与阳极产物所含元素按一定比例组成的化合物。方法：先让析出的物质（即从原体系中脱离出去的产物）按比例组成新化合物，再将化合物投入电解后的溶液中即可。 得分速记 (1)电解时溶液pH的变化规律。 ①若电解时阴极上产生H2，阳极上无O2产生，电解后溶液pH增大； ②若阴极上无H2产生，阳极上产生O2，则电解后溶液pH减小； ③若阴极上有H2产生，阳极上有O2产生，且VH2＝2VO2，则有“酸更酸，碱更碱，中性就不变”，即： a．如果原溶液是酸溶液，则pH变小； b．如果原溶液为碱溶液，则pH变大； c．如果原溶液为中性溶液，则电解后pH不变。 (2)电解质溶液的复原措施。 电解后的溶液恢复到原状态，出什么加什么(即一般加入阴极产物与阳极产物的化合物)。如用惰性电极电解盐酸(足量)一段时间后，若使溶液复原，应通入HCl气体而不能加入盐酸。 考向1 电解规律的应用 例1 （2025·北京大兴·三模）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．应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的NaOH溶液 C．电极B的电极反应式为： D．与传统的电解饱和食盐水对比该改进装置能降低电解电压，减少能耗 【变式训练1·变载体】（2025·北京通州·一模）金属锂用于电化学驱动将还原为，原理如图所示。 已知：ⅰ.电解质溶液由和少量溶于有机溶剂形成。 ⅱ.电流效率 下列说法不正确的是 A．阳极电极反应是 B．过程Ⅱ生成的反应是 C．理论上，乙醇浓度越高，电流效率越高 D．理论上，若电解液传导，最多生成标准状况下 【变式训练2】（2025·北京东城·二模）一种能在较低电压下获得氢气和氧气的电化学装置如图所示。下列说法不正确的是 A．隔膜为阴离子交换膜，OH-从电解池的右室通过隔膜向左室迁移 B．反应器I中发生的反应为4[Fe(CN)6]3-+2H2O4[Fe(CN)6]4-+O2↑+4H+ C．该装置的总反应为2H2O2H2↑+O2↑，气体N是H2 D．电极b与电源的负极相连，电极反应为DHPS+2H2O+2e-=DHPS-2H+2OH- 考向2 电极方程式及电极产物的判断 例2 （2025·北京昌平·二模）钠硫电池装置示意图如下图所示。其中熔融Na为a的电极反应物，熔融S和为b的电极反应物，固体电解质可传导。下列说法不正确的是 A．放电时，b做正极 B．放电时，从a极室向b极室移动 C．充电时，阴极的电极反应式是 D．每产生或消耗1molS，转移2mol电子 思维建模 做到“三看”，正确书写电极反应式 (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＋)。 (2)二看介质，介质是否参与电极反应。 (3)三看是否有特殊信息，如4(3)目的是制取氧化铝，因而阳极产物不能是Al3＋，再如5(2)是非水体系，且不产生其他离子，因而离子只能在Al2Cl和AlCl之间转化。 【变式训练1】（2025·北京门头沟·一模）尿素是一种重要的化学肥料，利用电催化法将和含氮物质等化成尿素，电解原理如图所示。下列说法不正确的是 A．尿素中C原子采用杂化 B．电极接电源的正极 C．标况下，电极每生成，会有移向a极 D．a极的电极反应式为： 【变式训练2·变考法】（2025·北京顺义·一模）含铬废水对人体和环境的危害极大，某化学小组用电解法处理含废水，探究阳极材料、加入及加入硫酸对去除率（被还原成的百分率）的影响，相关实验如下。 实验 电极材料 阴极附近加入物质 去除率 Ⅰ 阳极：石墨；阴极：石墨 无 0.92% Ⅱ 阳极：石墨；阴极：石墨 1mL浓硫酸 12.7% Ⅲ 阳极：石墨；阴极：石墨 1mL浓硫酸10滴硫酸铁 20.8% Ⅳ 阳极：铁；阴极：石墨 1mL浓硫酸 57.3% 注：所有实验电压都为3V，工作时间都是30分钟 下列说法不正确的是 A．Ⅱ中的去除率比Ⅰ中大，可能是因为加入硫酸提高了的氧化性 B．Ⅲ中的去除率比Ⅱ中大，推测与更易在阴极放电有关 C．Ⅳ表明，原因之一是阳极生成参与还原，从而提高的去除率 D．若在Ⅳ电解池中增加阴离子交换膜，的去除率可能大于57.3% 考向3 有关电化学的计算 例3 （24-25高三上·北京·阶段练习）利用可再生能源提供的能量可高温电解和，并实现清洁燃料的制备。其工作流程和反应原理如图所示： 下列说法不正确的是 A．装置I中生成气体a的电极反应为 B．装置Ⅱ中过程①③均有极性键的断裂和生成 C．装置II中消耗理论上转移 D．该过程中的循环利用率理论上可达 思维建模 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 根据得失电子守恒定律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4 mol e－为桥梁可构建如下关系式： (式中M为金属，n为其离子的化合价数值) 该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。 提示　在电化学计算中，还常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19 C来计算电路中通过的电量。 【变式训练1·变载体】（24-25高三上·北京·阶段练习）下图所示装置中，b为标准氢电极，可发生还原反应()或氧化反应()，a、c分别为电极。实验发现：1与2相连a电极质量减小，2与3相连c电极质量增大。下列说法正确的是 A．1与2相连，盐桥1中阳离子向b电极移动 B．2与3相连，电池反应为 C．1与3相连，a电极减小的质量等于c电极增大的质量 D．1与2或2与3相连，b电极均为流出极 【变式训练2】（24-25高三上·北京顺义·阶段练习）科学家发展出一种近中性条件下高效无膜电解水过程，原理如图所示，其中溴化物在电解池甲中被氧化为溴酸盐。下列说法正确的是 A．极电极A为阳极 B．电解一段时间后，甲中液溶液pH升高 C．乙中发生的反应为： D．当甲中有1mol生成时，理论上有44.8LH2生成(标准状况下) 【变式训练3】（2024·北京·三模）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，将废旧锂离子电池的正极材料转化为，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。下列说法不正确的是 A．装置工作时，离子通过阳膜进入甲室 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 D．若甲室减少200mg，乙室增加300mg，则此时已进行过溶液转移 考点二 电解原理的应用 知识点1 电解原理的应用 1．电解饱和食盐水 (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。 (2)总反应离子方程式：__ __ 总反应化学方程式：__ __ (3)应用：氯碱工业制烧碱、氢气和氯气。 离子交换膜电解槽原理示意图 阳离子交换膜： ①只允许阳离子通过，能阻止阴离子和气体通过。 ②将电解槽隔成阳极室和阴极室。 2．电镀 下图为金属表面镀银的工作示意图，据此回答下列问题： (1)镀件作阴极，镀层金属银作阳极。 (2)电解质溶液是 。 (3)电极反应： 阳极： ； 阴极： 。 (4)特点： 极溶解， 极沉积，电镀液的浓度 。 3．电解精炼铜 (1)电极材料：阳极为 ；阴极为 。 (2)电解质溶液：含Cu2＋的盐溶液。 (3)电极反应： 阳极： 、 、 、 ； 阴极： 。 注意　（1）阳极泥的主要成分有Ag、Au。（2）利用该原理也可设计精炼银。 (3)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。 4.工业电解制活泼金属 制钠，阴极反应：　 　。 阳极反应：　 　。 总反应：2NaCl（熔融）2Na＋Cl2↑ 制镁，阴极反应：　 　。 阳极反应：　 　。 总反应：MgCl2（熔融）Mg＋Cl2↑ 制铝，阴极反应：　 　。 阳极反应：　 　。 总反应：2Al2O3（熔融）4Al＋3O2↑ 得分速记 (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＋、SO。 (2)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。 (3)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。 考向1 　电解原理的常规应用 例1 （24-25高三上·北京朝阳·期末）离子交换膜法电解精制饱和食盐水的示意图如下。关于该电解池的说法不正确的是 A．比容易失去电子，比容易获得电子 B．精制饱和食盐水从c口补充，NaOH溶液从b口流出 C．离子交换膜既能防止与NaOH反应，又能防止与接触 D．从a口流出的溶液中离子浓度符合 【变式训练1】（24-25高三上·北京·开学考试）镁和铝都是较活泼的金属，下列叙述正确的是 A．第一电离能： B．工业上常通过电解溶液的方法制取金属 C．将溶液蒸干可制得无水 D．历史上曾用反应：制铝；现代工业用反应：制铷，所以活动性： 【变式训练2】（24-25高三上·北京顺义·期末）下列实验能达到目的的是 A．实验室制备氯气 B．实验室制取乙烯 C．在铁制钥匙上镀铜 D．检验1-溴丁烷消去反应的产物 A．A B．B C．C D．D 考向2 应用电解原理制备新物质 例1（2025·北京海淀·一模）己二腈是合成尼龙-66的原料。可用电解丙烯腈的方法合成己二腈，装置示意图如下。 已知：阳/阴极反应物的还原/氧化性越强，电解所需电压越小，消耗的电能越少。 下列说法不正确的是 A．在阴极获得己二腈 B．制得己二腈的同时，阳极室中增加 C．制得己二腈的同时，理论上会产生(标况下) D．若要降低电解丙烯腈的能耗，可向阳极室中加入强还原剂 思维建模 电解原理应用的四点注意事项 (1)阳离子交换膜(以电解NaCl溶液为例)，只允许阳离子(Na＋)通过，而阻止阴离子(Cl－、OH－)和气体分子(Cl2)通过，这样既能防止H2和Cl2混合发生爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液反应生成NaClO而影响烧碱的质量。 (2)电解或电镀时，电极质量减小的电极必为金属电极——阳极；电极质量增加的电极必为阴极，即溶液中的金属阳离子得电子变成金属附着在阴极上。 (3)电解精炼铜，粗铜中含有的Zn、Fe、Ni等活泼金属失去电子，变成金属阳离子进入溶液，其他活泼性弱于铜的杂质以阳极泥的形式沉积。电解过程中电解质溶液中的Cu2＋浓度会逐渐减小。 (4)电镀时，阳极(镀层金属)失去电子的数目与阴极镀层金属离子得到电子的数目相等，因此电镀液中电解质的浓度保持不变。 【变式训练1】（2025·北京·模拟预测）为了从海水中提取锂，某团队设计了图示的电解池。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(电极或电极)取下互换，可实现锂的富集。下列说法正确的是 A．a为电源的正极，电极电势a高于b B．装置中电极2应选择电极，电极反应为 C．互换后电极4发生的反应与互换前电极1发生的反应不同 D．理论上，电路通过1电子时，有1富集在右侧电解液中 【变式训练2】（2024·北京海淀·三模）内酯Y可以由X通过电解合成，并可在一定条件下转化为Z，转化路线如下： 下列说法不正确的是 A．X→Y的反应在电解池阳极发生 B．Y→Z的反应类型是加成反应 C．在催化剂作用下Z可与甲醛发生反应 D．等物质的量的X、Y、Z与足量NaOH溶液反应，消耗的之比为1∶2∶2 【变式训练3】（2024·北京·三模）利用双极膜电解制备，捕集烟气中，制备。电解原理如图所示： 已知：双极膜为复合膜，可在直流电的作用下，将膜间的解离，提供和。 下列说法正确的是 A．阴极反应式： B．Ⅰ为阴离子交换膜，Ⅱ阳离子交换膜 C．电路中转移电子时共产生 D．该装置总反应的方程式为 考向3 应用电解原理治理污染 例1一种废水处理装置如图所示。直流电源先连结①④电极时可实现的分离并在Ⅲ室中富集NH3(aq)，再切换电源连结②③电极可实现电还原为NH3(aq)，电极均为惰性电极。下列说法正确的是 A．a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜 B．电还原时，③接电源负极 C．电还原时，②的电极反应式为： D．将1L废水中的完全转化为NH3时理论上转移的电子为0.09mol 【变式训练1】某研究小组设计如下电解池，既可将中性废水中的硝酸盐转化为氨，又可将废塑料(PET)碱性水解液中的乙二醇转化为羟基乙酸盐，实现变废为宝。 电解时，下列说法错误的是 A．阳极区下降 B．从阴极区向阳极区迁移 C．阴极发生反应 D．阴极转化，阳极将生成 【变式训练2】工业生产产生的氨逸到空气中会造成污染，科学家采用石墨烯作电极材料设计了一种新型绿色处理尾气中的方案，主要包括电化学过程和化学过程，如图所示。下列说法正确的是 A．极接直流电源的负极，发生氧化反应 B．极的电极反应式为 C．当电解质溶液中传导时，有穿过质子交换膜 D．若用铅酸蓄电池作电源，当电源负极增重时，极消耗(折合成标准状况) 考点三 金属的腐蚀与防护 知识点1 金属腐蚀 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 特点 __ __电流产生 __ __电流产生 普遍性 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 (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 __ __ _ __ 负极反应 _ __ 正极反应 __ __ __ __ 总反应 __ __ __ 其他反应 __ __ Fe(OH)3→Fe2O3·xH2O(铁锈) 腐蚀速率 较快，一般极少 较慢，非常普遍 普遍性 __ __腐蚀更普遍 联系 往往两种腐蚀交替发生，但吸氧腐蚀更普遍，两种过程都有微弱电流产生。 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。 知识点2 金属电化学保护 1．金属电化学保护的两种方法 2．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。 得分速记 (1)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁去电子生成Fe2＋，而不是生成Fe3＋。 (2)金属腐蚀时，电化学腐蚀与化学腐蚀往往同时存在，但前者更普遍，危害也更严重。 (3)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。 (4)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。 考向1 金属腐蚀的原理、金属腐蚀速率快慢的比较 例1 （2024·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段正极反应式主要为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 思维建模 判断金属腐蚀快慢的规律 (1)对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀。 (2)对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中。 (3)活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快。 (4)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀越快。 【变式训练1】广西西江海洋油气钢结构平台安装在水深98米的大海上。下列有关钢结构桩架的腐蚀与防护的说法错误的是 A．特种合金钢防腐蚀的能力比生铁强 B．海水全浸区腐蚀随深度增加有所加重 C．在桩架上镶锌块，可使桩架不易被腐蚀 D．将钢结构与电源负极相连，可使桩架不易被腐蚀 【变式训练2】深中通道是集“桥、岛、隧、水下互通”于一体的超级工程，其海底隧道是国内首座采用钢壳混凝土组合结构建造的沉管隧道。下列说法不正确的是 A．钢壳混凝土中的钢壳合金比纯铁硬度大 B．海水会引起钢壳锈蚀，钢壳锈蚀属于吸氧腐蚀 C．海水中发生化学腐蚀的速率大于电化学腐蚀的速率 D．在钢壳沉管的外层表面镀保护钢壳，利用了牺牲阳极法 考向2 金属腐蚀的防护措施 例1 （2025·北京丰台·二模）下列关于电化学装置的说法中不正确的是 A．在铁钉表面镀铜 B．铅蓄电池放电时作正极 C．采用外加电流阴极保护法保护铁管道 D．电解饱和食盐水制烧碱和氯气 A．A B．B C．C D．D 【变式训练1】（24-25高三上·北京朝阳·期中）钢闸门连接锌板可延缓钢闸门的腐蚀，原理如下图所示。下列说法正确的是 A．该法为外加电流法 B．钢闸门为负极 C．连接的锌板不需要更换 D．锌板发生反应： 【变式训练2】（2024·北京朝阳·二模）下列事实可以用平衡移动原理解释的是 A．合成氨工业中使用铁触媒，提高生产效率 B．铝片放入浓中，待不再变化后，加热产生红棕色气体 C．在钢铁表面镀上一层锌，钢铁不易被腐蚀 D．盐碱地（含较多的NaCl、）施加适量石膏（），土壤的碱性降低 1．（2025·北京·高考真题）用电解溶液(图1)后的石墨电极1、2探究氢氧燃料电池，重新取溶液并用图2装置按i→iv顺序依次完成实验。 实验 电极I 电极Ⅱ 电压/V 关系 i 石墨1 石墨2 a ii 石墨1 新石墨 b iii 新石墨 石墨2 c iv 石墨1 石墨2 d 下列分析不正确的是 A．，说明实验i中形成原电池，反应为 B．，是因为ii中电极Ⅱ上缺少作为还原剂 C．，说明iii中电极I上有发生反应 D．，是因为电极I上吸附的量：iv>iii 2．（2023·北京·高考真题）回收利用工业废气中的和，实验原理示意图如下。    下列说法不正确的是 A．废气中排放到大气中会形成酸雨 B．装置a中溶液显碱性的原因是的水解程度大于的电离程度 C．装置a中溶液的作用是吸收废气中的和 D．装置中的总反应为 3．（2024·北京·高考真题）是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备。 (1)方法一：早期以硝石(含)为氮源制备，反应的化学方程式为：。该反应利用了浓硫酸的性质是酸性和 。 (2)方法二：以为氮源催化氧化制备，反应原理分三步进行。 ①第I步反应的化学方程式为 。 ②针对第Ⅱ步反应进行研究：在容积可变的密闭容器中，充入和进行反应。在不同压强下(、)，反应达到平衡时，测得转化率随温度的变化如图所示。解释y点的容器容积小于x点的容器容积的原因 。 (3)方法三：研究表明可以用电解法以为氮源直接制备，其原理示意图如下。 ①电极a表面生成的电极反应式： 。 ②研究发现：转化可能的途径为。电极a表面还发生iii．。iii的存在，有利于途径ii，原因是 。 (4)人工固氮是高能耗的过程，结合分子结构解释原因 。方法三为的直接利用提供了一种新的思路。 4．（2023·北京·高考真题）尿素合成的发展体现了化学科学与技术的不断进步。 (1)十九世纪初，用氰酸银与在一定条件下反应制得，实现了由无机物到有机物的合成。该反应的化学方程式是 。 (2)二十世纪初，工业上以和为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步： ⅰ．和生成； ⅱ．分解生成尿素。    结合反应过程中能量变化示意图，下列说法正确的是 (填序号)。 a．活化能：反应ⅰ<反应ⅱ b．ⅰ为放热反应，ⅱ为吸热反应 c． (3)近年研究发现，电催化和含氮物质(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。向一定浓度的溶液通至饱和，在电极上反应生成，电解原理如图所示。    ①电极是电解池的 极。 ②电解过程中生成尿素的电极反应式是 。 (4)尿素样品含氮量的测定方法如下。 已知：溶液中不能直接用溶液准确滴定。    ①消化液中的含氮粒子是 。 ②步骤ⅳ中标准溶液的浓度和消耗的体积分别为和，计算样品含氮量还需要的实验数据有 。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第03讲 电解池、金属的腐蚀与防护 目录 01 2 02 体系构建·思维可视 3 03 核心突破·靶向攻坚 4 考点一 电解原理及规律 4 知识点1 电解的原理 4 知识点2 用惰性电极电解电解质溶液的类型 6 考向1 电解规律的应用 9 考向2 电极方程式及电极产物的判断 10 【思维建模】做到“三看”，正确书写电极反应式 考向3 有关电化学的计算 10 【思维建模】电化学综合计算的三种常用方法 考点二 电解原理的应用 11 知识点1 电解原理的应用 11 考向1 电解原理的常规应用 16 考向2 应用电解原理制备新物质 18 【思维建模】电解原理应用的四点注意事项 考向3 应用电解原理治理污染 19 考点三 金属的腐蚀与防护 21 知识点1 金属腐蚀 22 知识点2 金属电化学保护 22 考向1 金属腐蚀的原理、金属腐蚀速率快慢的比较 25 【思维建模】判断金属腐蚀快慢的规律 考向2 金属腐蚀的防护措施 26 0429 考点要求 考察形式 2025年 2024年 2023年 电解池及其工 作原理 选择题 非选择题 T1(1) T16(3) T5、T16(3) 氯碱工业、电镀及精炼铜 选择题 非选择题 金属的腐蚀与防护 选择题 非选择题 考情分析： 1.高考对电解池及其工作原理的考查主要涉及离子移动方向、电子流向、电极反应式的书写、电源正负极的判断等；关于氯碱工业、铜的精炼、电镀等传统应用的考查相对较少，常引入新情境考查离子交换膜和双极膜的应用。 2.预计2026年北京高考在选择题中主要考查新型电解池（“活泼阳极”电解池或多室膜电解池）；在非选择题中主要考查考生在新情境中对电解池的工作原理及其应用的理解及迁移应用能力。 复习目标： 1.了解电解池的工作原理。 2.能分析、解释电解池的工作原理，能设计简单的电解池 3.认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。 4.了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害，了解防止金属腐蚀的措施。 5.能利用电化学原理解释金属腐蚀现象，选择并设计防腐措施。 考点一 电解原理及规律 知识点1 电解的原理 1．电解定义 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．能量转化形式 电能转化为化学能。 3．电解池 (1)构成条件 ①有与电源相连的两个电极。 ②电解质溶液(或熔融盐)。 ③形成闭合回路。 (2)电极名称及电极反应式(如图) (3)电子和离子的移动方向 4．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 电极质量 减小或不变 增大或不变 5．阴阳两极上放电顺序 阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。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。 (1)阴极：阴极上放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。氧化性强的先放电，放电顺序： (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，则仅是溶液中的阴离子放电，常见离子的放电顺序是 得分速记 ①金属活动性顺序中银以前的金属(含银)作电极时，由于金属本身可以参与阳极反应，称为金属电极或活性电极(如Zn、Fe、Cu、Ag等)；金属活动性顺序中银以后的金属或非金属作电极时，称为惰性电极，主要有铂(Pt)、石墨等。 ②电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是靠离子移动导电，即电子不通过电解质溶液。 ③一般情况下，离子按上述顺序放电，但如果离子浓度相差十分悬殊，离子浓度大的也可以先放电。如理论上H＋的放电能力大于Fe2＋、Zn2＋，但在电解浓度大的硫酸亚铁或硫酸锌溶液中，由于溶液中c(Fe2＋)或c(Zn2＋)≥c(H＋)，则先在阴极上放电的是Fe2＋或Zn2＋，因此阴极上的主要产物为Fe或Zn；但在水溶液中，Al3＋、Mg2＋、Na＋等是不会在阴极上放电的。 ④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。 知识点2 用惰性电极电解电解质溶液的类型 类型 电解质 特点 实例 电解产物 电极反应特点 电解 对象 电解质溶液的 变化 电解质溶液的 复原 阴极 阳极 电解 水型 含氧酸 H2SO4 H2 O2 阴极：4H＋＋4e－===2H2↑ 阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 水 浓度 增大 加H2O 可溶性 强碱 NaOH 活泼金 属含氧 酸盐 KNO3 电解电解质 质型 无氧酸 HCl H2 Cl2 电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电 电 解 质 浓度 减小 通HCl 不活泼 金属无 氧酸盐 CuCl2 Cu Cl2 加 CuCl2 放H2 生碱 型 活泼金 属无氧 酸盐 NaCl H2 Cl2 阴极：2H＋＋2e－===H2↑ 阳极：电解质阴离子放电 电解 质和 水 生成 新电 解质 通HCl 放O2 生酸 型 不活泼 金属含 氧酸盐 CuSO4 Cu O2 阴极：电解质阳离子放电 阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 电解 质和 水 生成 新电 解质 加CuO 拓展　电解后电解质溶液的复原 解决电解质溶液复原问题，应遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”的原则。一般加入由阴极产物所含元素与阳极产物所含元素按一定比例组成的化合物。方法：先让析出的物质（即从原体系中脱离出去的产物）按比例组成新化合物，再将化合物投入电解后的溶液中即可。 得分速记 (1)电解时溶液pH的变化规律。 ①若电解时阴极上产生H2，阳极上无O2产生，电解后溶液pH增大； ②若阴极上无H2产生，阳极上产生O2，则电解后溶液pH减小； ③若阴极上有H2产生，阳极上有O2产生，且VH2＝2VO2，则有“酸更酸，碱更碱，中性就不变”，即： a．如果原溶液是酸溶液，则pH变小； b．如果原溶液为碱溶液，则pH变大； c．如果原溶液为中性溶液，则电解后pH不变。 (2)电解质溶液的复原措施。 电解后的溶液恢复到原状态，出什么加什么(即一般加入阴极产物与阳极产物的化合物)。如用惰性电极电解盐酸(足量)一段时间后，若使溶液复原，应通入HCl气体而不能加入盐酸。 考向1 电解规律的应用 例1 （2025·北京大兴·三模）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．应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的NaOH溶液 C．电极B的电极反应式为： D．与传统的电解饱和食盐水对比该改进装置能降低电解电压，减少能耗 【答案】C 【分析】在电极A上，氯离子放电生成氯气，发生氧化反应，为阳极；电极B上氧气放电生成氢氧根离子，发生还原反应，为阴极；钠离子从阳极区向阴极区移动，离子交换膜为阳离子交换膜，据此解答； 【解析】A．由分析知，电极A为阳极，接电源正极，发生氧化反应，A正确； B．由分析知，离子交换膜为阳离子交换膜，钠离子移向右室，氧气放电生成氢氧根离子，获得浓度较高的NaOH溶液，B正确； C．电极B上的氧气放电生成氢氧根离子，电极反应式为：，C错误； D．与传统的电解饱和食盐水对比，氧气更容易在阴极放电，从而能降低电解电压，减少能耗，D正确； 故选C。 【变式训练1·变载体】（2025·北京通州·一模）金属锂用于电化学驱动将还原为，原理如图所示。 已知：ⅰ.电解质溶液由和少量溶于有机溶剂形成。 ⅱ.电流效率 下列说法不正确的是 A．阳极电极反应是 B．过程Ⅱ生成的反应是 C．理论上，乙醇浓度越高，电流效率越高 D．理论上，若电解液传导，最多生成标准状况下 【答案】C 【分析】由电解池工作原理可知，H2在左侧电极上失去电子生成H+，该电极为阳极，Li+在右侧电极上得到电子生成Li，该电极为阴极，以此解答。 【解析】A．由分析可知，阳极的电极反应式为H2-2e-=2H+，A正确； B．过程Ⅱ中N2和Li、C2H5OH反应生成Li+、NH3和C2H5O-，离子方程式为：，B正确； C．该电解池总反应为：，根据电流效率的定义电流效率可知，乙醇浓度增加，电流效率无明显变化，C错误； D．由图可知，电解液传导的氢离子最终转变为氨气中的氢，结合氨气的分子式可知，理论上，若电解液传导，最多生成标准状况下，D正确； 故选C。 【变式训练2】（2025·北京东城·二模）一种能在较低电压下获得氢气和氧气的电化学装置如图所示。下列说法不正确的是 A．隔膜为阴离子交换膜，OH-从电解池的右室通过隔膜向左室迁移 B．反应器I中发生的反应为4[Fe(CN)6]3-+2H2O4[Fe(CN)6]4-+O2↑+4H+ C．该装置的总反应为2H2O2H2↑+O2↑，气体N是H2 D．电极b与电源的负极相连，电极反应为DHPS+2H2O+2e-=DHPS-2H+2OH- 【答案】B 【分析】由图可知，该装置目的为制备氧气和氢气，中间的电解池为反应器Ⅰ、Ⅱ提供反应原料，电极a处[Fe(CN)6]4-变为[Fe(CN)6]3-，铁的化合价升高，则电极a为阳极，电极b为阴极，反应器Ⅰ中铁的化合价降低做氧化剂，因此反应器Ⅰ中产生的气体M为氧气，反应器Ⅱ中产生的气体N为氢气，两种参与电极反应的物质循环使用，并不消耗，总反应为电解水的反应，据此解答该题。 【解析】A．由上述分析可知，电极a为阳极，发生氧化反应，消耗氢氧根，电极b为阴极，发生还原反应，生成氢氧根，为维持碱溶液的浓度，保持电池的持续工作，隔膜应为阴离子交换膜，氢氧根由右室往左室移动，A正确； B．由图可知，装置中的反应皆在碱性环境中发生，故不可能有氢离子的生成，正确的反应方程式为4[Fe(CN)6]3-+4OH-4[Fe(CN)6]4-+O2↑+2H2O，B错误； C．由上述分析可知，气体N为氢气，该反应整体为电解水的反应，C正确； D．由上述分析可知，电极b为阴极，与电源负极相连，发生还原反应，电极反应为DHPS+2H2O+2e-=DHPS-2H+2OH-，D正确； 故选B。 考向2 电极方程式及电极产物的判断 例2 （2025·北京昌平·二模）钠硫电池装置示意图如下图所示。其中熔融Na为a的电极反应物，熔融S和为b的电极反应物，固体电解质可传导。下列说法不正确的是 A．放电时，b做正极 B．放电时，从a极室向b极室移动 C．充电时，阴极的电极反应式是 D．每产生或消耗1molS，转移2mol电子 【答案】D 【分析】根据图片知，放电时，Na失电子发生氧化反应，所以a作负极、b作正极，负极反应为，正极反应为：，充电时a为阳极、b为阴极，阴极、阳极电极反应式与负极、正极反应式正好相反，据此解答。 【解析】A．在原电池中，发生还原反应的电极是正极。放电时，b极上熔融S和得电子，发生还原反应，所以b做正极，A选项正确； B．放电时，该装置为原电池，阳离子向正极移动。a为负极，b为正极，是阳离子，所以从a极室向b极室移动，B选项正确； C．充电时，阴极发生还原反应。在钠硫电池中，阴极是得到电子生成Na，电极反应式为，C选项正确； D．b极放电时的电极反应式为，每消耗xmolS，转移2mol电子，所以每消耗1molS，转移电子，D 选项错误； 故答案为：D。 思维建模 做到“三看”，正确书写电极反应式 (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＋)。 (2)二看介质，介质是否参与电极反应。 (3)三看是否有特殊信息，如4(3)目的是制取氧化铝，因而阳极产物不能是Al3＋，再如5(2)是非水体系，且不产生其他离子，因而离子只能在Al2Cl和AlCl之间转化。 【变式训练1】（2025·北京门头沟·一模）尿素是一种重要的化学肥料，利用电催化法将和含氮物质等化成尿素，电解原理如图所示。下列说法不正确的是 A．尿素中C原子采用杂化 B．电极接电源的正极 C．标况下，电极每生成，会有移向a极 D．a极的电极反应式为： 【答案】C 【分析】该装置为电解池，电解池中阳离子向着阴极移动，根据氢离子移动方向可知，a电极为阴极，发生还原反应：，b电极为阳极，发生氧化反应：。 【解析】A．尿素中的C原子形成1个键、2个键，采用的是杂化，A正确； B．根据分析可知，b电极为阳极，与电源正极相连，B正确； C．标况下，电极每生成，即，转移电子，为保持电荷守恒，应有移向a极，C错误； D．根据分析可知，a电极为阴极，发生还原反应：，D正确； 答案选C。 【变式训练2·变考法】（2025·北京顺义·一模）含铬废水对人体和环境的危害极大，某化学小组用电解法处理含废水，探究阳极材料、加入及加入硫酸对去除率（被还原成的百分率）的影响，相关实验如下。 实验 电极材料 阴极附近加入物质 去除率 Ⅰ 阳极：石墨；阴极：石墨 无 0.92% Ⅱ 阳极：石墨；阴极：石墨 1mL浓硫酸 12.7% Ⅲ 阳极：石墨；阴极：石墨 1mL浓硫酸10滴硫酸铁 20.8% Ⅳ 阳极：铁；阴极：石墨 1mL浓硫酸 57.3% 注：所有实验电压都为3V，工作时间都是30分钟 下列说法不正确的是 A．Ⅱ中的去除率比Ⅰ中大，可能是因为加入硫酸提高了的氧化性 B．Ⅲ中的去除率比Ⅱ中大，推测与更易在阴极放电有关 C．Ⅳ表明，原因之一是阳极生成参与还原，从而提高的去除率 D．若在Ⅳ电解池中增加阴离子交换膜，的去除率可能大于57.3% 【答案】D 【分析】由图可知，Fe3+在阴极得到电子生成Fe2+，Fe2+和发生氧化还原反应生成和，以此解答。 【解析】A．对比实验Ⅰ、Ⅱ，其它外界因素都相同，且溶液的酸性越强，的去除率越大，所以增加c(H+)有利于的去除，A正确； B．的还原电位高于H+和，因此在阴极更易先放电生成Fe2+，后者可在溶液中进一步还原，这就解释了Ⅲ比Ⅱ去除率更高，B正确； C．Ⅳ采用铁作阳极时会溶出Fe2+，Fe2+同样可以把还原为，从而显著提高去除率，C正确； D．若在Ⅳ的装置中加阴离子交换膜，Fe2+（属于阳离子）难以穿过该膜，反而会削弱Fe2+与的接触与还原作用，通常不利于去除率进一步提高，D错误； 故选D。 考向3 有关电化学的计算 例3 （24-25高三上·北京·阶段练习）利用可再生能源提供的能量可高温电解和，并实现清洁燃料的制备。其工作流程和反应原理如图所示： 下列说法不正确的是 A．装置I中生成气体a的电极反应为 B．装置Ⅱ中过程①③均有极性键的断裂和生成 C．装置II中消耗理论上转移 D．该过程中的循环利用率理论上可达 【答案】B 【分析】装置为电解池，阳极反应为：，阴极反应为：，，装置为，装置为烃类燃料电池，总反应式为：，据此分析解题。 【解析】A．由分析可知，装置为电解池，其中生成气体的电极反应为：，A正确； B．由题干反应历程图可知，装置中的过程①中有极性键的断裂和极性键的生成，过程③中有非极性键的生成，没有极性键的断裂，B错误； C．由分析可知，装置中总反应式为：，根据氧元素化合价变化情况，则装置中消耗理论上转移，C正确； D．由题干转化关系可知，该过程中发生的变化为：，其循环利用率理论上可达，D正确； 故选B。 思维建模 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 根据得失电子守恒定律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4 mol e－为桥梁可构建如下关系式： (式中M为金属，n为其离子的化合价数值) 该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。 提示　在电化学计算中，还常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19 C来计算电路中通过的电量。 【变式训练1·变载体】（24-25高三上·北京·阶段练习）下图所示装置中，b为标准氢电极，可发生还原反应()或氧化反应()，a、c分别为电极。实验发现：1与2相连a电极质量减小，2与3相连c电极质量增大。下列说法正确的是 A．1与2相连，盐桥1中阳离子向b电极移动 B．2与3相连，电池反应为 C．1与3相连，a电极减小的质量等于c电极增大的质量 D．1与2或2与3相连，b电极均为流出极 【答案】B 【分析】1与2相连，左侧两池构成原电池，a电极质量减小，转化为，说明a为正极，b为负极，b极反应为；2与3相连，右侧两池构成原电池，c电极质量增大，转化为AgI，说明c为负极，b为正极，b极反应为：，据此分析。 【解析】A．1与2相连，a为正极，b为负极，盐桥1中阳离子向a电极移动，故A错误； B．2与3相连，右侧两池构成原电池，c电极质量增大，转化为AgI，说明c为负极，b为正极，生成氢气，电池反应为，故B正确； C．1与3相连，由于AgI更难溶，转化为AgI，a极为正极，转化为，a极质量减小，b极为负极，转化为AgI，b极质量增加，a电极减小的质量小于c电极增大的质量，故C错误； D．1与2相连，b为负极，b电极为流出极；2与3相连，c为负极，c电极为流出极，故D错误； 故答案选B。 【变式训练2】（24-25高三上·北京顺义·阶段练习）科学家发展出一种近中性条件下高效无膜电解水过程，原理如图所示，其中溴化物在电解池甲中被氧化为溴酸盐。下列说法正确的是 A．极电极A为阳极 B．电解一段时间后，甲中液溶液pH升高 C．乙中发生的反应为： D．当甲中有1mol生成时，理论上有44.8LH2生成(标准状况下) 【答案】C 【分析】甲为电解池装置，电极B上Br-化合价升高，发生氧化反应生成，则B为阳极，A为阴极，A电极水中氢离子得电子生成氢气，装置乙中在催化剂作用下发生氧化还原反应生成Br-和氧气，据此回答。 【解析】A．甲为电解池装置，电极B上溴元素化合价升高，B为阳极，A电极水中氢离子得电子生成氢气，则A为阴极，故A错误； B．甲池发生电解的总反应为3H2O+ Br-+3H2↑，电解一段时间后，甲中溶液pH不变，故B错误； C．乙池中在催化剂作用下发生氧化还原反应生成Br-和氧气，反应方程式为，故C正确； D．甲池发生电解的总反应为3H2O+ Br-+3H2↑，生成1mol时有3mol H2生成，标况下氢气的体积为3mol×22.4L/mol=67.2L，故D错误； 故选C。 【变式训练3】（2024·北京·三模）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，将废旧锂离子电池的正极材料转化为，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。下列说法不正确的是 A．装置工作时，离子通过阳膜进入甲室 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 D．若甲室减少200mg，乙室增加300mg，则此时已进行过溶液转移 【答案】C 【分析】由题意可知，右侧装置为原电池，则左侧装置为电解池，原电池中细菌电极为电解池的负极，水分子作用下乙酸根离子在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为，钴酸锂电极为正极，酸性条件下钴酸锂在正极得到电子发生还原反应生成锂离子、钴离子和水，电极反应式为，电池的总反应为；电解池中，与原电池正极相连的细菌电极为阳极，水分子作用下乙酸根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为，右侧石墨电极为阴极，钴离子在阴极得到电子发生还原反应生成钴，电极反应式为，电解的总反应为。 【解析】A．由分析可知，装置工作时，甲室为电解池，电解的总反应，反应中生成氢离子透过阳膜进入甲室，A正确； B．由分析可知，装置工作时，乙室为原电池，电池的总反应，反应中消耗氢离子，说明装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸，B正确； C．由分析可知，装置工作时，乙室为原电池，钴酸锂电极为正极，酸性条件下钴酸锂在正极得到电子发生还原反应生成锂离子、钴离子和水，电极反应式，C错误； D．若甲室钴离子减少200 mg，电解转移电子的物质的量，若乙室钴离子增加300 mg，电解转移电子的物质的量，由于电子转移的物质的量不等，说明此时已进行过溶液转移，即将乙室部分溶液转移至甲室，D正确； 答案选C。 考点二 电解原理的应用 知识点1 电解原理的应用 1．电解饱和食盐水 (1)电极反应： 阴极：电极反应式：__2H＋＋2e－===H2↑__反应类型：__还原__反应。 阳极：电极反应式：__2Cl－－2e－===Cl2↑__反应类型：__氧化__反应。 (2)总反应离子方程式：__2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑__ 总反应化学方程式：__2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑__ (3)应用：氯碱工业制烧碱、氢气和氯气。 离子交换膜电解槽原理示意图 阳离子交换膜： ①只允许阳离子通过，能阻止阴离子和气体通过。 ②将电解槽隔成阳极室和阴极室。 2．电镀 下图为金属表面镀银的工作示意图，据此回答下列问题： (1)镀件作阴极，镀层金属银作阳极。 (2)电解质溶液是AgNO3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液。 (3)电极反应： 阳极：Ag－e－===Ag＋； 阴极：Ag＋＋e－===Ag。 (4)特点：阳极溶解，阴极沉积，电镀液的浓度不变。 3．电解精炼铜 (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。 注意　（1）阳极泥的主要成分有Ag、Au。（2）利用该原理也可设计精炼银。 (3)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。 4.工业电解制活泼金属 制钠，阴极反应：　Na＋＋e－Na　。 阳极反应：　2Cl－－2e－Cl2↑　。 总反应：2NaCl（熔融）2Na＋Cl2↑ 制镁，阴极反应：　Mg2＋＋2e－Mg　。 阳极反应：　2Cl－－2e－Cl2↑　。 总反应：MgCl2（熔融）Mg＋Cl2↑ 制铝，阴极反应：　Al3＋＋3e－Al　。 阳极反应：　2O2－－4e－O2↑　。 总反应：2Al2O3（熔融）4Al＋3O2↑ 得分速记 (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＋、SO。 (2)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。 (3)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。 考向1 　电解原理的常规应用 例1 （24-25高三上·北京朝阳·期末）离子交换膜法电解精制饱和食盐水的示意图如下。关于该电解池的说法不正确的是 A．比容易失去电子，比容易获得电子 B．精制饱和食盐水从c口补充，NaOH溶液从b口流出 C．离子交换膜既能防止与NaOH反应，又能防止与接触 D．从a口流出的溶液中离子浓度符合 【答案】D 【分析】由图可知，左侧电极Cl-失电子生成Cl2，Cl元素的化合价由-1价变为0价，则左侧电极为阳极，右侧电极为阴极，阴极上H2O得电子生成H2和OH-，离子交换膜为阳离子交换膜，Na+从阳极室向阴极室移动，则c为饱和食盐水，b为NaOH，d为稀NaOH溶液，a为稀NaCl溶液。 【解析】A．根据图知，左侧电极得到Cl2、右侧电极得 到H2，说明Cl-比OH-容易失去电子，H+ 比Na+容易获得电子，故A正确； B．通过以上分析知，饱和食盐水从c口补充， 浓NaOH溶液从b口流出，故B正确； C．该图中是阳离子交换膜，只能阳离子通过，阴离子和分子不能通过，所以能防止Cl2 与NaOH反应，又能防止Cl2与H2接触，故C 正确； D．生成的Cl2和H2O反应生成HCl、HClO，a口流出的溶液中存在电荷守恒 c(Na+) + c(H+) = c(OH-) + c(Cl-) + c(ClO-) ，故D错误； 故选：D。 【变式训练1】（24-25高三上·北京·开学考试）镁和铝都是较活泼的金属，下列叙述正确的是 A．第一电离能： B．工业上常通过电解溶液的方法制取金属 C．将溶液蒸干可制得无水 D．历史上曾用反应：制铝；现代工业用反应：制铷，所以活动性： 【答案】A 【解析】A．Mg的价电子为3s2，s轨道全满，比较稳定，较难失去电子，因此第一电离能大于Al，A正确； B．电解MgCl2溶液得到Mg(OH)2、H2、Cl2，电解熔融的MgCl2可以制得Mg，B错误； C．由于Al3+水解，且HCl易挥发，蒸干AlCl3溶液得到的是Al(OH)3，C错误； D．Mg置换Rb的反应有一定的可逆性，将生成的Rb蒸气抽出使平衡正向移动，与Mg、Rb的金属活动性无关，D错误； 故选A。 【变式训练2】（24-25高三上·北京顺义·期末）下列实验能达到目的的是 A．实验室制备氯气 B．实验室制取乙烯 C．在铁制钥匙上镀铜 D．检验1-溴丁烷消去反应的产物 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【解析】A．浓盐酸与MnO2的反应需要加热，A不能达到实验目的； B．在浓硫酸作用下加热到170℃乙醇发生消去反应生成乙烯，实验装置缺少温度计，B不能达到实验目的； C．在铁制品上镀铜时，应以镀层金属铜为阳极，镀件(铁制钥匙)为阴极，铜盐为电镀液，C能达到实验目的； D．1-溴丁烷在氢氧化钠的乙醇溶液中发生消去反应生成1-丁烯，1-丁烯中含有挥发的乙醇，二者都可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，故酸性高锰酸钾溶液褪色不能证明有1-丁烯生成，不能验证1-溴丁烷发生消去反应，D不能达到实验目的； 故选C|。 考向2 应用电解原理制备新物质 例1（2025·北京海淀·一模）己二腈是合成尼龙-66的原料。可用电解丙烯腈的方法合成己二腈，装置示意图如下。 已知：阳/阴极反应物的还原/氧化性越强，电解所需电压越小，消耗的电能越少。 下列说法不正确的是 A．在阴极获得己二腈 B．制得己二腈的同时，阳极室中增加 C．制得己二腈的同时，理论上会产生(标况下) D．若要降低电解丙烯腈的能耗，可向阳极室中加入强还原剂 【答案】B 【分析】用电解丙烯腈的方法合成己二腈过程中，C元素化合价降低，发生还原反应，则丙烯腈在阴极（左侧电极）发生反应：，右侧电极为阳极，水失去电子发生氧化反应：； 【解析】A．由分析可知，丙烯腈在阴极发生还原反应生成己二腈，A正确； B．由电极反应式可知，制得己二腈时，阴极室消耗，阳极室生成通过质子交换膜向阴极移动，则阳极室中不变，B错误； C．由电极反应式可知，制得己二腈时，转移，生成，即产生(标况下)，C正确； D．根据题中所给已知信息：阳/阴极反应物的还原/氧化性越强，电解所需电压越小，消耗的电能越少；阳极室反应物具有还原性，发生氧化反应，则要降低电解丙烯腈的能耗，可向阳极室中加入强还原剂，D正确； 故选B。 思维建模 电解原理应用的四点注意事项 (1)阳离子交换膜(以电解NaCl溶液为例)，只允许阳离子(Na＋)通过，而阻止阴离子(Cl－、OH－)和气体分子(Cl2)通过，这样既能防止H2和Cl2混合发生爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液反应生成NaClO而影响烧碱的质量。 (2)电解或电镀时，电极质量减小的电极必为金属电极——阳极；电极质量增加的电极必为阴极，即溶液中的金属阳离子得电子变成金属附着在阴极上。 (3)电解精炼铜，粗铜中含有的Zn、Fe、Ni等活泼金属失去电子，变成金属阳离子进入溶液，其他活泼性弱于铜的杂质以阳极泥的形式沉积。电解过程中电解质溶液中的Cu2＋浓度会逐渐减小。 (4)电镀时，阳极(镀层金属)失去电子的数目与阴极镀层金属离子得到电子的数目相等，因此电镀液中电解质的浓度保持不变。 【变式训练1】（2025·北京·模拟预测）为了从海水中提取锂，某团队设计了图示的电解池。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(电极或电极)取下互换，可实现锂的富集。下列说法正确的是 A．a为电源的正极，电极电势a高于b B．装置中电极2应选择电极，电极反应为 C．互换后电极4发生的反应与互换前电极1发生的反应不同 D．理论上，电路通过1电子时，有1富集在右侧电解液中 【答案】D 【分析】为从海水中提取锂，电极1的电极反应式为：，则电极1为阴极，则电极2为阳极，电极材料为Ag，电极方程式为；电极3为阴极，电极材料为AgCl，电极方程式为，电极4为阳极，在电极4上发生氧化反应：，实现了锂的富集。 【解析】A．电极1为阴极，因此a为电源的负极，b为电源的正极，电极电势b高于a，故A错误； B．由分析可知，电极2为阳极，应选择电极，海水中有Cl-，则电极2的电极反应式为：，故B错误； C．电极4放电一段时间后转化成为，所以互换后电极4发生的反应与互换前电极1发生的反应相同，故C错误； D．根据电子守恒，电路中各处的电量相等，所以理论上，电路通过电子时，有富集在右侧电解液中，故D正确； 故答案为：D。 【变式训练2】（2024·北京海淀·三模）内酯Y可以由X通过电解合成，并可在一定条件下转化为Z，转化路线如下： 下列说法不正确的是 A．X→Y的反应在电解池阳极发生 B．Y→Z的反应类型是加成反应 C．在催化剂作用下Z可与甲醛发生反应 D．等物质的量的X、Y、Z与足量NaOH溶液反应，消耗的之比为1∶2∶2 【答案】B 【解析】A．X →Y的过程是一个失H的过程，是氧化反应，在电解池中，阳极发生氧化反应，故A正确； B．Y→Z的反应是一个酯交换反应，通式为RCOOR’+R’’OH →RCOOR’’+R’OH，是一个取代反应，故B错误； C．Z分子中含有酚羟基，邻对位有氢，在催化剂作用下Z可与甲醛发生缩聚反应生成高聚物，故C正确； D．X含羧基能和氢氧化钠按1:1反应，Y含酯基、水解后产生羧基和酚羟基，Y能和氢氧化钠按1:2反应，Z含酯基和酚羟基、能和氢氧化钠按1:2反应，等物质的量的X、Y、Z与足量NaOH溶液反应，消耗的之比为1∶2∶2，故D正确； 故选B。 【变式训练3】（2024·北京·三模）利用双极膜电解制备，捕集烟气中，制备。电解原理如图所示： 已知：双极膜为复合膜，可在直流电的作用下，将膜间的解离，提供和。 下列说法正确的是 A．阴极反应式： B．Ⅰ为阴离子交换膜，Ⅱ阳离子交换膜 C．电路中转移电子时共产生 D．该装置总反应的方程式为 【答案】A 【分析】由图知，与电源负极相连的阴极的电极反应式为，与电源正极相连的阳极的电极反应式为，钠离子通过离子交换膜Ⅰ移向阴极，故Ⅰ为阳离子交换膜，硫酸根通过离子交换膜Ⅱ向右移动，故Ⅱ阴离子交换膜，双极膜处氢离子向左移动，氢氧根向右移动，钠离子通过阳离子交换膜向左移动，硫酸根通过阴离子交换膜向右移动，据此回答. 【解析】A．由分析知，阴极反应式：，A正确； B．由分析知，Ⅰ为阳离子交换膜，Ⅱ为阴离子交换膜，B错误； C．由分析知，电解过程中有两处生成，由电子守恒，电路中转移电子时共产生，C错误； D．由阴极和阳极电解反应式得，该装置总反应的方程式为，D错误； 故选A。 考向3 应用电解原理治理污染 例1一种废水处理装置如图所示。直流电源先连结①④电极时可实现的分离并在Ⅲ室中富集NH3(aq)，再切换电源连结②③电极可实现电还原为NH3(aq)，电极均为惰性电极。下列说法正确的是 A．a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜 B．电还原时，③接电源负极 C．电还原时，②的电极反应式为： D．将1L废水中的完全转化为NH3时理论上转移的电子为0.09mol 【答案】D 【分析】分离阶段：直流电源先连结①④电极时可实现的分离并在Ⅲ室中富集NH3(aq)，则④电极发生的反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，为阴极，向Ⅲ室移动与产生的OH-作用富集NH3(aq)，①电极为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，向Ⅰ室迁移，从而实现的分离，a为阴离子交换膜，b为阳离子交换膜； 电还原阶段：切换电源连结②③电极可实现电还原为NH3(aq)，则②电极为阴极，电极反应式为，OH-向Ⅱ室迁移，③电极为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，H+向Ⅱ室迁移。 【解析】A．由分析可知a为阴离子交换膜，b为阳离子交换膜，A错误； B．电还原时，③为阳极，接电源正极，B错误； C．电还原时②电极为阴极，电极反应式为，C错误； D．1L废水中的的物质的量均为0.01mol/L×1L=0.01mol，转化为NH3(aq)时需要0.01molOH-，根据此阶段阴极电极反应式2H2O+2e-=H2↑+2OH-可知转移0.01mol电子，电还原阶段转化为NH3(aq)时由阴极电极反应式可知转移0.08mol电子，故完全转化为NH3时理论上转移的电子为0.09mol，D正确； 答案选D。 【变式训练1】某研究小组设计如下电解池，既可将中性废水中的硝酸盐转化为氨，又可将废塑料(PET)碱性水解液中的乙二醇转化为羟基乙酸盐，实现变废为宝。 电解时，下列说法错误的是 A．阳极区下降 B．从阴极区向阳极区迁移 C．阴极发生反应 D．阴极转化，阳极将生成 【答案】D 【分析】根据图示，电解时，左侧电极连接电源负极，为阴极区，发生还原反应，电极反应式为：；右侧电极连接电源正极，为阳极区，发生氧化反应，电极反应式为：。 【解析】A．根据分析，阳极区消耗了，下降，A正确； B．阴极区生成了，阳极区消耗了，按照离子移动方向，从阴极区通过阴离子交换膜向阳极区迁移，B正确； C．根据分析阴极发生还原反应，电极反应式为：，C正确； D．阴极转化，转移，此时阳极将生成，D错误； 故选D。 【变式训练2】工业生产产生的氨逸到空气中会造成污染，科学家采用石墨烯作电极材料设计了一种新型绿色处理尾气中的方案，主要包括电化学过程和化学过程，如图所示。下列说法正确的是 A．极接直流电源的负极，发生氧化反应 B．极的电极反应式为 C．当电解质溶液中传导时，有穿过质子交换膜 D．若用铅酸蓄电池作电源，当电源负极增重时，极消耗(折合成标准状况) 【答案】B 【分析】图中的电化学过程涉及电解池原理，在N极被氧化为N2，则N极为阳极，阳极式为；M极为阴极，在阴极得到电子被还原为，阴极式为，M极产生的可再被氧气氧化为，反应的离子方程式为。 【解析】A．结合分析知，在M极得到电子被还原为，则极为电解池的阴极，接直流电源的负极，发生还原反应，A项错误； B．极为阳极，电极反应式为，B项正确； C．电子可从导线过，电解质溶液不能传导电子，C项错误； D．若用铅酸蓄电池作电源，电源负极的反应式为，负极增重时，参与反应的为0.05mol，电路中转移电子0.1mol，结合M极式知，极产生的为0.1mol，再根据知，反应消耗的为0.025mol，其标况下的体积为，D项错误； 故选B。 考点三 金属的腐蚀与防护 知识点1 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 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__原电池__，__较活泼__的金属失去电子被氧化腐蚀 特点 __无__电流产生 __有微弱__电流产生 普遍性 两者往往同时发生，金属的__电化学__腐蚀更普遍，而且危害性大，腐蚀速率大 (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 __酸性较强__ __酸性较弱或中性__ 负极反应 __Fe－2e－===Fe2＋__ 正极反应 __2H＋＋2e－===H2↑__ __O2＋2H2O＋4e－===4OH－__ 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，一般极少 较慢，非常普遍 普遍性 __吸氧__腐蚀更普遍 联系 往往两种腐蚀交替发生，但吸氧腐蚀更普遍，两种过程都有微弱电流产生。 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__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)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。 知识点2 金属电化学保护 1．金属电化学保护的两种方法 2．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。 得分速记 (1)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁去电子生成Fe2＋，而不是生成Fe3＋。 (2)金属腐蚀时，电化学腐蚀与化学腐蚀往往同时存在，但前者更普遍，危害也更严重。 (3)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。 (4)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。 考向1 金属腐蚀的原理、金属腐蚀速率快慢的比较 例1 （2024·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段正极反应式主要为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 【分析】图1中构成原电池，铁作负极，开始时pH=1.8，AB段溶液pH值增大，体系压强增大，铁主要发生析氢腐蚀；BD段溶液的pH值增加，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，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。 【解析】A．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，A正确； B．AD段内发生的都是铁的电化学腐蚀，铁在负极的电极式为：Fe-2e-=Fe2+，B正确； C．由图可知BC段的pH为3-5，正极不能产生氢氧根，电极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O，C错误； D．根据分析，D正确； 故选C。 思维建模 判断金属腐蚀快慢的规律 (1)对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀。 (2)对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中。 (3)活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快。 (4)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀越快。 【变式训练1】广西西江海洋油气钢结构平台安装在水深98米的大海上。下列有关钢结构桩架的腐蚀与防护的说法错误的是 A．特种合金钢防腐蚀的能力比生铁强 B．海水全浸区腐蚀随深度增加有所加重 C．在桩架上镶锌块，可使桩架不易被腐蚀 D．将钢结构与电源负极相连，可使桩架不易被腐蚀 【答案】B 【解析】A．合金钢的抗腐蚀能力比成分金属强，A正确； B．海水含氧量随腐蚀深度的增加而减少，故海水全浸区的腐蚀随深度增加而减弱，B错误； C．在桩架上镶锌块，铁、锌和海水构成原电池，由于锌比铁活泼，铁作为正极被保护，不易被腐蚀，C正确； D．将钢结构桩架与电源的负极相连，使桩架作阴极，可减缓钢结构的腐蚀，D项正确； 故选B。 【变式训练2】深中通道是集“桥、岛、隧、水下互通”于一体的超级工程，其海底隧道是国内首座采用钢壳混凝土组合结构建造的沉管隧道。下列说法不正确的是 A．钢壳混凝土中的钢壳合金比纯铁硬度大 B．海水会引起钢壳锈蚀，钢壳锈蚀属于吸氧腐蚀 C．海水中发生化学腐蚀的速率大于电化学腐蚀的速率 D．在钢壳沉管的外层表面镀保护钢壳，利用了牺牲阳极法 【答案】C 【解析】A．合金的硬度一般比其成分金属大，钢壳合金是铁的合金，所以钢壳合金比纯铁硬度大，A正确； B．海水呈弱碱性，在弱碱性环境中，钢壳中的铁与杂质形成原电池，发生吸氧腐蚀，B正确； C．电化学腐蚀是形成原电池而加速金属的腐蚀，海水中存在电解质溶液，电化学腐蚀速率比化学腐蚀速率快，C错误； D．在钢壳沉管的外层表面镀Zn，Zn比Fe活泼，Zn作负极被腐蚀，Fe作正极被保护，这利用了牺牲阳极法（牺牲阳极的阴极保护法），D正确； 故选C。 考向2 金属腐蚀的防护措施 例1 （2025·北京丰台·二模）下列关于电化学装置的说法中不正确的是 A．在铁钉表面镀铜 B．铅蓄电池放电时作正极 C．采用外加电流阴极保护法保护铁管道 D．电解饱和食盐水制烧碱和氯气 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【解析】A．电镀时，镀层金属作阳极，镀件作阴极。在铁钉表面镀铜，应该是铜作阳极，与电源正极相连；铁钉作阴极，与电源负极相连，A选项正确； B．铅蓄电池放电时，得电子发生还原反应，作正极，电极反应式为，B选项正确； C．外加电流阴极保护法中，被保护的金属与电源的负极相连作阴极，能防止金属被腐蚀。图中铁管道与电源正极相连，C选项错误； D．电解饱和食盐水时，阳极发生氧化反应，失去电子生成；阴极发生还原反应，得到电子生成和，总反应为，可以制得烧碱和氯气，D选项正确； 故答案为：C。 【变式训练1】（24-25高三上·北京朝阳·期中）钢闸门连接锌板可延缓钢闸门的腐蚀，原理如下图所示。下列说法正确的是 A．该法为外加电流法 B．钢闸门为负极 C．连接的锌板不需要更换 D．锌板发生反应： 【答案】D 【解析】A．该保护法利用了原电池的原理，锌块作负极被腐蚀，钢闸门作正极被保护，为牺牲阳极法，A错误； B．该保护法利用了原电池的原理，锌比铁活泼，锌块作负极被腐蚀，钢闸门作正极被保护，B错误； C．该保护法利用了原电池的原理，锌比铁活泼，锌块作负极被腐蚀，连接的锌板需要更换，C错误； D．该保护法利用了原电池的原理，锌比铁活泼，锌块作负极失去电子生成Zn2+，电极方程式为：，D正确； 故选D。 【变式训练2】（2024·北京朝阳·二模）下列事实可以用平衡移动原理解释的是 A．合成氨工业中使用铁触媒，提高生产效率 B．铝片放入浓中，待不再变化后，加热产生红棕色气体 C．在钢铁表面镀上一层锌，钢铁不易被腐蚀 D．盐碱地（含较多的NaCl、）施加适量石膏（），土壤的碱性降低 【答案】D 【解析】A．合成氨工业中使用铁触媒做催化剂，可以加快反应速率、但不能使平衡发生移动，不能用平衡移动原理解释，A项不符合题意； B．常温下Al放入浓硝酸中发生钝化，加热后Al与浓硝酸反应生成Al(NO3)3、红棕色的NO2气体和H2O，不能用平衡移动原理解释，B项不符合题意； C．在钢铁表面镀上一层锌，隔绝钢铁与空气、水分的接触，使钢铁不易被腐蚀，不能用平衡移动原理解释，C项不符合题意； D．在盐碱地（含较多的NaCl、Na2CO3）中存在水解平衡+H2O+OH-、+H2OH2CO3+OH-，使盐碱地土壤呈碱性，施加适量石膏，Ca2+与结合成CaCO3，的浓度减小，上述水解平衡逆向移动，或者：硫酸钙是微溶物、碳酸钙是难溶物，加入的硫酸钙能转化为碳酸钙沉淀，使碳酸根浓度减小、土壤的碱性降低，能用平衡移动原理解释，D项符合题意； 答案选D。 1．（2025·北京·高考真题）用电解溶液(图1)后的石墨电极1、2探究氢氧燃料电池，重新取溶液并用图2装置按i→iv顺序依次完成实验。 实验 电极I 电极Ⅱ 电压/V 关系 i 石墨1 石墨2 a ii 石墨1 新石墨 b iii 新石墨 石墨2 c iv 石墨1 石墨2 d 下列分析不正确的是 A．，说明实验i中形成原电池，反应为 B．，是因为ii中电极Ⅱ上缺少作为还原剂 C．，说明iii中电极I上有发生反应 D．，是因为电极I上吸附的量：iv>iii 【答案】D 【分析】按照图1电解溶液，石墨1为阳极，发生反应，石墨1中会吸附少量氧气；石墨2为阴极，发生反应，石墨2中会吸附少量氢气；图2中电极Ⅰ为正极，氧气发生还原反应，电极Ⅱ为负极。 【解析】A．由分析可知，石墨1中会吸附少量氧气，石墨2中会吸附少量氢气，实验i会形成原电池，，反应为2H2+O2=2H2O，A正确； B．因为ii中电极Ⅱ为新石墨，不含有H2，缺少作为还原剂，故导致，B正确； C．图2中，电极Ⅰ发生还原反应，实验iii中新石墨可能含有空气中的少量氧气，c＞0，说明iii中电极I上有发生反应，C正确； D．，实验iii与实验iv中电极Ⅰ不同，，是因为电极I上吸附的量：iv>iii，D错误； 故选D。 2．（2023·北京·高考真题）回收利用工业废气中的和，实验原理示意图如下。    下列说法不正确的是 A．废气中排放到大气中会形成酸雨 B．装置a中溶液显碱性的原因是的水解程度大于的电离程度 C．装置a中溶液的作用是吸收废气中的和 D．装置中的总反应为 【答案】C 【解析】A．是酸性氧化物，废气中排放到空气中会形成硫酸型酸雨，故A正确； B．装置a中溶液的溶质为，溶液显碱性，说明的水解程度大于电离程度，故B正确； C．装置a中溶液的作用是吸收气体，与溶液不反应，不能吸收，故C错误； D．由图可知一个电极亚硫酸根失电子生成硫酸根，另一个极二氧化碳和水转化为甲酸，装置b中总反应为，故D正确； 选C。 3．（2024·北京·高考真题）是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备。 (1)方法一：早期以硝石(含)为氮源制备，反应的化学方程式为：。该反应利用了浓硫酸的性质是酸性和 。 (2)方法二：以为氮源催化氧化制备，反应原理分三步进行。 ①第I步反应的化学方程式为 。 ②针对第Ⅱ步反应进行研究：在容积可变的密闭容器中，充入和进行反应。在不同压强下(、)，反应达到平衡时，测得转化率随温度的变化如图所示。解释y点的容器容积小于x点的容器容积的原因 。 (3)方法三：研究表明可以用电解法以为氮源直接制备，其原理示意图如下。 ①电极a表面生成的电极反应式： 。 ②研究发现：转化可能的途径为。电极a表面还发生iii．。iii的存在，有利于途径ii，原因是 。 (4)人工固氮是高能耗的过程，结合分子结构解释原因 。方法三为的直接利用提供了一种新的思路。 【答案】(1)难挥发性 (2) ，该反应正向气体分子总数减小，同温时，条件下转化率高于，故，x、y点转化率相同，此时压强对容积的影响大于温度对容积的影响 (3) 反应iii生成，将氧化成，更易转化成 (4)中存在氮氮三键，键能高，断键时需要较大的能量，故人工固氮是高能耗的过程 【解析】（1）浓硫酸难挥发，产物为气体，有利于复分解反应进行，体现了浓硫酸的难挥发性和酸性。 （2）①第I步反应为氨气的催化氧化，化学方程式为； ②，该反应正向气体分子总数减小，同温时，条件下转化率高于，故，根据，x、y点转化率相同，则n相同，此时压强对容积的影响大于温度对容积的影响，故y点的容器容积小于x点的容器容积。 （3）①由电极a上的物质转化可知，氮元素化合价升高，发生氧化反应，电极a为阳极，电极反应式为； ②反应iii生成，将氧化成，更易转化成。 （4）中存在氮氮三键，键能高，断键时需要较大的能量，故人工固氮是高能耗的过程。 4．（2023·北京·高考真题）尿素合成的发展体现了化学科学与技术的不断进步。 (1)十九世纪初，用氰酸银与在一定条件下反应制得，实现了由无机物到有机物的合成。该反应的化学方程式是 。 (2)二十世纪初，工业上以和为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步： ⅰ．和生成； ⅱ．分解生成尿素。    结合反应过程中能量变化示意图，下列说法正确的是 (填序号)。 a．活化能：反应ⅰ<反应ⅱ b．ⅰ为放热反应，ⅱ为吸热反应 c． (3)近年研究发现，电催化和含氮物质(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。向一定浓度的溶液通至饱和，在电极上反应生成，电解原理如图所示。    ①电极是电解池的 极。 ②电解过程中生成尿素的电极反应式是 。 (4)尿素样品含氮量的测定方法如下。 已知：溶液中不能直接用溶液准确滴定。    ①消化液中的含氮粒子是 。 ②步骤ⅳ中标准溶液的浓度和消耗的体积分别为和，计算样品含氮量还需要的实验数据有 。 【答案】(1) (2)ab (3) 阳 (4) 样品的质量、步骤Ⅲ所加入溶液的体积和浓度 【解析】（1）根据原子守恒分析，二者反应生成尿素和氯化银，化学方程式是。答案为； （2）a．反应ⅰ的活化能是，反应ⅱ活化能是，，a项正确； b．从图中反应物和生成物能量的相对大小可看出反应ⅰ放热，反应ⅱ吸热，b项正确； c．总反应的：，c项错误； 故选ab。 （3）①电极b上发生失电子生成的氧化反应，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。答案为阳极；； （4）①尿素消化分解生成和，由于反应中存在浓，则消化液中含氮粒子为。②除了已知数据外，还需要的是样品的质量、步骤ⅲ所加入溶液的体积和浓度。答案为；样品的质量、步骤Ⅲ所加入H2SO4溶液的体积和浓度。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$