第38讲 电解池 金属的腐蚀与防护-【优化探究】2026高考化学一轮复习高考总复习配套课件（广东专版）

该高中化学高考复习课件聚焦“电解池 金属的腐蚀与防护”专题，覆盖电解池构成与工作原理、电解规律及应用（氯碱工业、电镀等）、金属腐蚀与防护等高考核心考点，对接高考评价体系，梳理近5年真题考点分布，归纳电极反应书写、溶液复原等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题解析+思维建模”，如以2024广东卷电解冶铁题为例，用“电极判断-离子放电-守恒计算”三步法突破，培养科学思维与证据推理能力，帮助学生掌握答题技巧，教师可据此精准复习，提升备考效率。

第十章　化学反应与能量 第38讲　电解池　金属的腐蚀与防护 优化探究 大单元四　化学反应原理 [导航·复习目标]　1.理解电解池的构成和工作原理，能书写电极反应和总反应。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。 2 考点一　电解池及工作原理 考点二　电解原理的常规应用 练真题 明考向 考点三　金属的腐蚀与防护 课时作业38　电解池　金属的腐蚀与防护 3 考点一　电解池及工作原理 4 1.电解与电解池 梳理 必备知识 电解质溶液(或熔融电解质) 氧化还原反应 电 化学 直流电源 电解质 熔融电解质 闭合回路 5 2.构建电解池模型(以电解CuCl2溶液为例) 6 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。 7 (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。 8 (3)用惰性电极电解不同类型电解质溶液 类型 电极反应特点 实例 电极反应式 溶液pH变化 溶液复原方法 电解水型 阴极：H2O电离出的H＋(碱或盐溶液中)或酸电离出的H＋放电生成H2 阳极：H2O电离出的OH－ (酸或盐溶液 中)或碱电离出的OH－放电生成O2 含氧酸 H2SO4 阳极：________________________ 阴极：____________________ 总反应：_____________________ ______ _______ 强碱 NaOH 阳极：_________________________ 阴极：_________________________ 总反应：_______________________ ______ 活泼金 属的含 氧酸盐 KNO3 阳极：_________________________ 阴极：_________________________ 总反应：_______________________ ______ 2H2O－4e－====4H＋＋O2↑ 4H＋＋4e－====2H2↑ 2H2O2H2↑＋O2↑ 减小 4OH－－4e－====2H2O＋O2↑ 4H2O＋4e－====2H2↑＋4OH－ 2H2O2H2↑＋O2↑ 增大 2H2O－4e－====4H＋＋O2↑ 4H2O＋4e－====2H2↑＋4OH－ 2H2O2H2↑＋O2↑ 不变 加水 9 类型 电极反应特点 实例 电极反应式 溶液pH变化 溶液复原方法 电解电解质型 电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电 无氧酸(氢氟酸除外) HCl 阳极：____________________ 阴极：____________________ 总反应：_________________ ___________ _____ ______________ 不活泼金属的无氧酸盐 CuCl2 阳极：___________________ 阴极：__________________ 总反应：_____________________ _________   ______________ 2Cl－－2e－====Cl2↑ 2H＋＋2e－====H2↑ 2H＋＋2Cl－ H2↑＋Cl2↑ 增大 通入HCl气体 2Cl－－2e－====Cl2↑ Cu＋＋2e－====Cu Cu2＋＋2Cl－Cu ＋Cl2↑ 加CuCl2固体 10 类型 电极反应特点 实例 电极反应式 溶液pH变化 溶液复原方法 放氢生碱型 阴极：H2O放出H2生成碱 阳极：电解质阴离子放电 活泼金属的无氧酸盐 NaCl 阳极：_____________________ 阴极：_____________________ _________ 总反应：__________________ _________________ ______ ________________ 2Cl－－2e－====Cl2↑ 2H2O＋2e－====H2↑＋ 2OH－ 2Cl－＋2H2O H2↑＋Cl2↑＋2OH－ 增大 通入HCl气体 11 类型 电极反应特点 实例 电极反应式 溶液pH变化 溶液复原 方法 放氧生酸型 阴极：电解质阳离子放电 阳极：H2O放出O2生成酸 不活泼金属的含氧酸盐 AgNO3 阳极：________________ _____________ 阴极：_______________ _____________ 总反应：______________ ______________________ ______ __________________ 2H2O－4e－==== 4H＋＋O2↑ 4Ag＋＋4e－ ====4Ag 4Ag＋＋2H2O 4Ag＋O2↑＋4H＋ 减小 加入Ag2O 固体 12 (1)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程。(　　) (2)电解过程中电子流动方向：负极→阴极→电解质溶液→阳极→正 极。(　　) (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)电解池中的阳极和原电池的负极均发生氧化反应。(　　) (5)电解盐酸、硫酸时，H＋放电，溶液的pH逐渐增大。(　　) (6)用Cu为电极电解盐酸可发生反应：Cu＋2H＋Cu2＋＋H2↑。 (　　) √ × √ √ × √ 13 一、电解原理与规律 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 (　　) 提升 关键能力 A.a为电源正极 B.c电极附近生成了CH4 C.电子的流动方向：c→溶液→d D.反应后恢复到原温度，溶液pH不变 D 14 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－====4H＋＋O2↑，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。 15 2.(2025·广东东莞月考)分别以ZrO2、石墨为电极,以熔融CaCl2为电解质,采用熔盐电脱氧法电解制备金属Zr。下列说法不正确的是 (　　) A.石墨电极接电源正极 B.阴极有O2生成 C.O2-向石墨电极迁移 D. Zr4+优先于Ca2+在阴极被还原 B 16 解析:分别以ZrO2、石墨为电极,以熔融CaCl2为电解质,采用熔盐电脱氧法电解制备金属Zr。则ZrO2为阴极,石墨为阳极。在阴极:ZrO2+4e-====Zr+2O2-;在阳极:4Cl--4e-====2Cl2↑。由分析可知,石墨电极为阳极,接电源正极,A正确;在阴极:ZrO2+4e-====Zr+2O2-,没有O2生成,B不正确;电池工作时,阴离子向阳极移动,则O2-向石墨电极迁移,C正确;Zr4+的氧化性大于Ca2+,则Zr4+优先于Ca2+在阴极被还原,D正确。 17 3.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 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 A 18 解析：由题意知，a极板质量增加，a应为阴极，b为阳极，x为电源负极，y为电源正极。电解CuSO4溶液时，a极板有Cu附着，b极板有O2放出，A项符合题意；电解NaOH溶液时，a极板质量无变化，B项不符合题意；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，且x电极为负极，C项不符合题意；电解CuCl2溶液时，Cl－在阳极放电生成Cl2，Cl2为黄绿色有刺激性气味的气体，D项不符合题意。 19 二、电解后电解质溶液的复原 4.以惰性电极电解100 mL 0.05 mol·L－1 CuSO4溶液。 (1)阳极产生56 mL(标准状况下)气体时，所得溶液的pH为____(不考虑溶液体积变化)，要使溶液恢复到电解前的状态，可加入_________g的 ____________________物质。  1 0.4 CuO(或0.62　CuCO3) 解析：阳极生成O2 56 mL(标准状况下)即0.002 5 mol，依据总反应式：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，溶液中生成0.01 mol H＋，c(H＋)＝0.1 mol·L－1，pH＝1；电解生成0.002 5 mol O2 和0.005 mol Cu，故要使溶液复原可加0.005 mol CuO，质量为0.4 g，或加0.005 mol CuCO3，质量为0.62 g。 (2)继续通电电解，此时被电解的物质为____________，若加入 0.005 mol Cu(OH)2可使溶液复原，则电路中转移的电子为_____mol。  水(或H2O) 0.02 解析：Cu2(OH)2CO3相当于2CuO·H2O·CO2，故转移的电子为0.005 mol×2＋0.002 5 mol×2＝0.015 mol。 (3)通电一段时间，加入0.002 5 mol Cu2(OH)2CO3可使溶液复原，则电路 中转移的电子为________mol。  0.015 解析：继续通电电解，电解质溶液为H2SO4溶液，故实际被电解的物质为H2O；加入0.005 mol Cu(OH)2可使溶液复原，相当于加入0.005 mol CuO和0.005 mol H2O，故转移电子为(0.005×2＋0.005×2) mol＝ 0.02 mol。 分析电解过程的思维流程 三、电解的相关计算 5.(2025·广东深圳高三质检)用石墨作为电极电解500 mL K2SO4和CuSO4的混合溶液，当通电一段时间后，两极均收集到2.24 L气体(标准 状况下)，假定电解后溶液体积仍为500 mL。下列说法正确的是(　　) A.阳极析出0.1 mol Cu B.上述电解过程中共转移0.2 mol电子 C.往电解后得到的溶液中加入0.1 mol CuO可恢复原来的浓度 D.电解后溶液中c(H＋)为0.4 mol·L－1 D 解析：用石墨作为电极电解K2SO4和CuSO4的混合溶液时，阳极的电极反应为2H2O－4e－====O2↑＋4H＋，阴极的电极反应先后为Cu2＋＋2e－====Cu、2H2O＋2e－====2OH－＋H2↑，根据两极均收集到2.24 L 气体(标准状况下)可知，生成了0.1 mol H2和0.1 mol O2，故电解过程中转移0.4 mol电子，同时阴极析出0.1 mol Cu。A.根据分析可知，阴极析出 0.1 mol Cu，故A错误；B.根据分析可知，电解过程中共转移0.4 mol电子，故B错误；C.根据分析可知，电解过程中既析出了0.1 mol Cu又生成了0.1 mol H2和0.1 mol O2，需要向电解后得到的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2才可恢复原来的浓度，故C错误；D.电解过程中转移0.4 mol电子，根据电极反应可知，阳极生成0.4 mol H＋，阴极消耗0.2 mol H＋，电解后溶液体积仍为500 mL，故电解后溶液中c(H＋)为0.4 mol·L－1，故D正确。 6.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(甲、乙、丙三池中溶质足量，体积均为1 L)，当闭合该装置的电键K时，观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题： (1)甲、乙、丙三池中为原电池的是________(填“甲池”“乙池”或 “丙池”)，A电极的电极反应式为______________________________ __________。  甲池 CH3OH－6e－＋8OH－====C ＋6H2O 解析：由图可知，甲池为原电池，是甲醇 燃料电池，通甲醇的A电极为负极、B电 极为正极；乙池为电解池，C电极与电源 正极相连为阳极，电极反应为Ag－e－==== Ag＋，D电极为阴极，电极反应为Cu2＋＋ 2e－====Cu；丙池为电解池，E电极为阳极，电极反应为2H2O－4e－====O2↑＋4H＋，F电极为阴极，电极反应为Cu2＋＋2e－====Cu，总反应方程式为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，发生电化学反应时，电极上电子数守恒；一段时间后，断开电键K，要使丙池恢复到反应前浓度需加入CuO或者CuCO3，据此分析解答。 (1)据分析甲、乙、丙三池中为原电池的是甲池，通入甲醇的A电极为负极，甲醇失去电子发生氧化反应，在碱性环境中生成碳酸根离子和水，A电极的电极反应式为CH3OH－6e－＋8OH－====C＋6H2O。 (2)丙池中E电极为 ______(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)， 该池总反应的化学方程式为____________________________________。  阳极 2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4 解析：丙池中E电极与电源正极相连 为阳极，电解时CuSO4提供铜离子在 阴极被还原为Cu，H2O提供氢氧根离 子在阳极放电产生氧气，消耗氢氧根 离子促进水电离，氢离子浓度增大，即电解时产生H2SO4、Cu和O2，则该池总反应的化学方程式为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4。 (3)当甲池中B电极上消耗O2的体积为560 mL(标准状况下)时，乙池中C 极质量理论上减轻________g，则丙池溶液的pH为________。  10.8 1 解析：发生电化学反应时，电极上电子数守恒。甲池中B电极反应为O2＋2H2O＋4e－====4OH－，当甲池中B电极上消耗O2的体积为560 mL(标准状况下)即＝0.025 mol 时，转移电子4×0.025 mol＝0.1 mol，乙池中C极为阳极，电极反应为Ag－e－====Ag＋，则乙池中C极溶解Ag 0.1 mol，减少质量理论上为0.1 mol×108 g/mol＝10.8 g，丙池总反应为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，存在4e－~4H＋，转移0.1 mol电子时，生成0.1 mol H＋，H＋浓度为＝0.1 mol/L，溶液的pH为1。 (4)一段时间后，断开电键K，下列物质能使丙池恢复到反应前浓度的是________ (填字母)。  A.Cu　　　　　　　　　 B.CuO C.CuCO3 D.Cu(OH)2 BC 解析：一段时间后，断开电键K，欲使丙池恢复到反应前浓度，则根据少什么加什么，丙池一个电极产生Cu单质，另一个电极产生O2，相当于从溶液中出去的物质为Cu与O2反应产生的CuO，则：A.Cu与硫酸不能反应，不能达到目的，选项A错误；B.CuO与硫酸反应，产生硫酸铜和水，能达到目的，选项B正确；C.CuCO3与硫酸反应生成硫酸铜、二氧化碳气体和水，二氧化碳逸出、元素没有进入溶液，则等效于等物质的量的CuO，能使丙池恢复到反应前浓度，选项C正确；D.Cu(OH)2比CuO多一个水的组成，相当于对溶液进行了稀释，不能使丙池恢复到反应前浓度，选项D错误。 电化学计算中常用的三种方法 (1)根据总反应计算 先写出电极反应，再写出总反应，最后根据总反应列出比例式计算。 (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。 如以电路中通过4 mol e－为桥梁可构建以下关系式： (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，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。 考点二　电解原理的常规应用 35 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↑(_________反应)。 阴极：2H2O＋2e－====H2↑＋2OH－(_________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。 梳理 必备知识 氧化 还原 36 (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 NaOH溶液 Cl2 H2 37 (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。 (4)氯碱工业产品 OH－ 38 2.电镀铜和电解精炼铜 类型 电镀铜 电解精炼铜 示意图 电极材料 阳极：镀层金属铜片 阴极：待镀金属铁件 阳极：_________铜 (含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质) 阴极：纯铜 粗 39 类型 电镀铜 电解精炼铜 电极反应 阳极 _________________ Zn－2e－====Zn2＋、 Fe－2e－====Fe2＋、 Ni－2e－====Ni2＋、 ___________________ 阴极 _______________________ 电解质溶液的浓度变化 CuSO4溶液的浓度_________ CuSO4溶液的浓度________ 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_________ Cu－2e－====Cu2＋ Cu－2e－====Cu2＋ Cu2＋＋2e－====Cu 基本不变 变小 阳极泥 40 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。 类型 总反应化学方程式 电极反应 冶炼钠 __________________________ 阳极：____________________； 阴极：_____________________ 冶炼镁 ___________________________ 阳极：____________________； 阴极：____________________ 冶炼铝 __________________________ 阳极：____________________； 阴极：______________________ 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 2Cl－－2e－====Cl2↑ 2Na＋＋2e－====2Na MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 2Cl－－2e－====Cl2↑ Mg2＋＋2e－====Mg 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 6O2－－12e－====3O2↑ 4Al3＋＋12e－====4Al (1)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料。(　　) (2)在镀件上电镀铜时，镀件应连接电源的正极。(　　) (3)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。(　　) (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。(　　) (6)以Zn为阳极，Fe为阴极，ZnCl2溶液为电解质溶液，由于放电顺序 H＋＞Zn2＋，不可能在铁上镀锌。(　　) × × × × × × 42 一、氯碱工业 1.如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列说法不正确的是(　　) 提升 关键能力 A.出口①处的物质是氯气 B.出口②处的物质是氢气，该离子交换 膜只能让阳离子通过 C.装置中发生反应的离子方程式为2Cl－ ＋2H＋Cl2↑＋H2↑ D.该装置将电能转化为化学能 C 43 解析：右侧电极是电解池阴极，左侧电极是电解池阳极，溶液中的氯离子在阳极失电子生成氯气，A项正确；右侧电极是阴极，溶液中的水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，离子交换膜是阳离子交换膜，只允许阳离子通过，B项正确；电解饱和食盐水的离子方程式为2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－，C项错误；该装置是电解池，是将电能转化为化学能的装置，D项正确。 44 2.(2025·广东珠海模拟)汞阴极法电解饱和食盐水制取NaOH的原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A.电解室中可使用铜棒作阳极 B.电解室中汞阴极的反应为Na＋＋e－====Na C.解汞室中的反应为吸热反应 D.两室联合生产的总反应为2NaCl2Na＋Cl2↑ B 45 解析：由原理图可知，电解室内阳极反应为2Cl－－2e－====Cl2↑，阴极反应为Na＋＋e－====Na；解汞室内发生的反应为2Na＋2H2O==== 2NaOH＋H2↑。A.电解室中若使用铜棒作阳极，则发生反应Cu－2e－====Cu2＋，因此不可使用铜棒作阳极，A错误；B.根据分析，电解室中汞阴极的反应为Na＋＋e－====Na，B正确；C.解汞室中的钠与水的反应为放热反应，C错误；D.根据分析，电解室内总反应为2NaCl2Na＋Cl2↑，D错误。 46 二、电镀、电解精炼 3.若要在铜片上镀银，下列叙述中正确的是(　　) ①将铜片接在电源的正极　②将银片接在电源的正极　③在铜片上发生的反应是Ag＋＋e－====Ag　④在银片上发生的反应是2H2O－4e－====O2↑＋4H＋　⑤可用CuSO4溶液作为电解质溶液　⑥可用AgNO3溶液作为电解质溶液 A.①③⑥　　　　　　 B.②③⑥ C.①④⑤ D.②③④⑥ B 47 解析：根据电镀原理，若要在铜片上镀银，铜为电解池的阴极，与电源负极相连，电解质溶液中的银离子得到电子发生还原反应生成银；银为电解池的阳极，与电源正极相连，银失电子发生氧化反应生成银离子；电解质溶液可以为硝酸银溶液。 48 4.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。下列叙述正确的是(已知氧化性：Fe2＋＜Ni2＋＜ Cu2＋)(　　) A.阳极发生还原反应，电极反应为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 D 解析：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＋，故阴极的电极反应为Ni2＋＋2e－====Ni，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，二者质量不相等，B项错误；电解后溶液中存在的阳离子除Fe2＋和Zn2＋外，还有Ni2＋和H＋，C项错误。 三、活泼金属的制备——电冶金 5.(2025·安徽合肥质量检测)工业上在600 ℃时电解含40% NaCl和60% CaCl2的混合电解液制取金属钠的电解槽如图所示，下列说法错误的是 (　　) A.使用混合电解液的目的是降 低NaCl的熔点 B.网状隔膜用于防止生成的Cl2 和Na相互反应 C.理论上，每转移1 mol e－，生成1 mol Cl2 D.若用串联的铅酸蓄电池组电解NaCl制取Na，则PbO2极接石墨极 C 解析：电解池阳极放电顺序：Cl－＞OH－，阳极反应式：2Cl－－2e－====Cl2↑。A项，CaCl2和NaCl混合，可降低NaCl的熔点，A正确；B项，网状隔膜用于隔离阳极产物与阴极产物，防止Cl2与Na发生反应，B正确；C项，阳极反应式：2Cl－－2e－====Cl2↑，故转移1 mol e－，理论上生成0.5 mol Cl2，C错误；D项，PbO2作为铅酸蓄电池的正极，应与石墨阳极连接，D正确。 6.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　金属的腐蚀与防护 55 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。 梳理 必备知识 氧化 56 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 概念 金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀 当不纯的金属与___________接触时会发生原电池反应，比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀 现象 _________电流产生 _________电流产生 本质 金属被_________ 较活泼的金属被_________ 联系 二者往往同时发生，但_________腐蚀更普遍 电解质溶液 无 有微弱 氧化 氧化 电化学 57 (2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以钢铁制品锈蚀为例) 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 _________环境 钢铁表面吸附的水膜酸性很_________或呈_________性，但溶有一定量的氧气 电极 反应 负极 ______________________ 正极 _____________________ __________________________ 总反应 Fe＋2H＋====Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O====2Fe(OH)2 联系 _________腐蚀更普遍 酸性 弱 中 Fe－2e－====Fe2＋ 2H＋＋2e－====H2↑ O2＋2H2O＋4e－====4OH－ 吸氧 58 3.金属腐蚀快慢的规律 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＞有防护措施的腐蚀；外界条件相同时，电解质浓度越大，金属腐蚀越快 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；活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快 59 [应用举例] 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 60 4.金属的防护 负 正 阴 阳 61 (1)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样。(　　) (2)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物。(　　) (3)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe3＋。(　　) (4)在金属表面覆盖保护层，若保护层破损后，就完全失去了对金属的 保护作用。(　　) (5)牺牲阳极法构成了原电池，能有效地保护金属不容易被腐蚀。(　　) (6)黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿。(　　) (7)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。 (　　) (8)镀锌的目的是在钢管表面形成Fe－Zn合金，增强钢管的耐腐蚀能 力。(　　) × × × × √ √ × × 62 提升 关键能力 B 1.(2025·广东省部分学校开学联考)研究金属的腐蚀过程及防腐蚀对人们的日常生活有重大意义,某电化学实验装置如图所示。下列说法不正确的是 (　　) A.闭合K1时,阴极的电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH- B.闭合K2时,铁腐蚀的速率最快 C.闭合K3时,石墨电极附近溶液的pH将增大 D.闭合K3并将石墨换成锌棒,铁的腐蚀速率减慢 63 解析:闭合K1,构成电解池,铁棒作阳极,被腐蚀;闭合K2,构成电解池,铁棒作阴极,被保护;闭合K3,构成原电池,铁棒作负极,被腐蚀。闭合K1时,石墨为阴极,阴极的电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-,故A正确;根据腐蚀速率:电解池阳极腐蚀速率最快、电解池阴极腐蚀速率最慢,闭合K2,构成电解池,铁棒作阴极,闭合K2时铁腐蚀的速度最慢,故B错误;闭合K3时,铁棒作原电池的负极,石墨作正极,电解质溶液是NaCl溶液,发生吸氧腐蚀,正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-,生成OH-,使得石墨电极附近溶液的pH增大,故C正确;闭合K3时构成原电池,将石墨换成锌棒,锌作负极,铁被保护,铁的腐蚀速度减慢,故D正确。 64 D 2.(2025·广东惠州质量检测)全世界每年因钢铁锈蚀会造成巨大的损失,为了保护地下的钢铁输水管所采取的措施如图所示。下列说法不正确的是 (　　) A.钢铁发生腐蚀的负极反应为Fe-2e-===Fe2+ B.导线与Zn块连接为牺牲阳极法 C.导线与Zn块连接时,电子从Zn块流向钢铁输水管 D.导线与Cu块连接也可保护钢铁输水管 65 解析:钢铁发生吸氧腐蚀,负极为铁失电子生成Fe2+,电极反应为Fe-2e-===Fe2+,A正确;导线与Zn块连接时构成原电池,Zn的金属活泼性比Fe强,则Zn作负极,Fe作正极,为牺牲阳极法,B正确;导线与Zn块连接时,Zn作负极,原电池中电子由负极流出,经外电路流入正极,则电子从Zn块流向钢铁输水管,C正确;导线与Cu块连接,Fe比Cu活泼,Fe作负极,发生氧化反应生成Fe2+,被消耗,不能保护钢铁输水管,D错误。 66 3.某同学进行下列实验： 操作 现象 取一块打磨过的生铁片，在其表面滴一滴含有酚酞和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 67 生铁片发生__________腐蚀，中心区域的电极反应式为____________________，  边缘处的电极反应式为___________________________，  交界处发生的反应为____________________________________________ _______________________________。  吸氧 Fe－2e－====Fe2＋ 2H2O＋O2＋4e－====4OH－ 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O====4Fe(OH)3、2Fe(OH)3 ====Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O 68 练真题 明考向 1.(2024·广东卷)一种基于氯碱工艺的新型电解池(如图)，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.阳极反应为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 g D.理论上每消耗1 mol Fe2O3，阴极室 物质最多增加138 g 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项，阳极反应为2Cl－－2e－====Cl2↑，A正确；B项，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项，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＋由阳极转移至阴极，则阳极室溶液减少3×71 g＋6×23 g＝351 g，C错误；D项，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。 2.(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，下列说法正确的是(　　) A.U形管两侧均有气泡冒出，分别是 Cl2和O2 B.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，电流表指针发生偏转 D 解析：闭合K1，形成电解池，电解饱和食盐 水，左侧电极为阳极，阳极上氯离子失去电 子生成氯气，电极反应为2Cl－－2e－====Cl2↑， 右侧电极为阴极，阴极上水放电生成H2和 OH－，电极反应为2H2O＋2e－====H2↑＋ 2OH－，总反应为2NaCl＋2H2O2NaOH ＋H2↑＋Cl2↑。A.根据分析可知，U形管两侧均有气泡冒出，分别是Cl2和H2，A错误；B.U形管左侧生成氯气，氯气与水反应生成HClO，故a处布条褪色，说明HClO具有漂白性，B错误；C.b处出现蓝色，发生反应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H2－Cl2燃料电池，导线中有电子通过，电流表指针发生偏转，D正确。 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 B 解析：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。 4.(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2 mol e－能分解1 mol H2O B 解析：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)2H2＋O2，分解2 mol H2O转移4 mol电子，则理论上电源提供2 mol电子能分解1 mol H2O，D项正确。 5.(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 B 解析：电极A上氯离子变为氯气，化合价升 高，失去电子，电极A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上反应物的氧化性，从而降低电解电压，减少能耗，故D正确。 6.(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(　　) A.b端电势高于a端电势 B.理论上转移2 mol e－生成4 g H2 C.电解后海水pH下降 D.阳极发生反应：Cl－＋H2O－2e－====HClO＋H＋ D 解析：根据题图可知，钛网电极上在 PRT的抑制下，Cl－放电生成HClO， 故钛网电极为阳极，a为正极，b为负 极，钛箔电极为阴极，该电极上生成 氢气，电解池总反应为NaCl＋H2O NaClO＋H2↑，据此分析解题。 根据分析可知，a为正极，b为负极，则b端电势低于a端电势，故A项错误；理论上每转移2 mol e－生成2 g H2，故B项错误；流动海水电解后，海水中含NaClO，其为强碱弱酸盐，海水pH不会下降，故C项错误；阳极电极反应为Cl－＋H2O－2e－====HClO＋H＋，故D项正确。 课时作业38 电解池　金属的腐蚀与防护 83 一、选择题 1.为探究电解过程中的放电规律，某研究小组进行下列实验： 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 序号 阳极材料 阴极材料 电解质 阳极产物 阴极产物 ① 石墨 石墨 熔融NaCl Cl2 Na ② 石墨 石墨 0.1 mol·L－1 NaCl溶液 Cl2 H2 ③ 石墨 石墨 0.2 mol·L－1 CuSO4溶液 O2 Cu ④ 铜 石墨 0.2 mol·L－1 CuSO4溶液 Cu2＋ Cu ⑤ 石墨 石墨 0.1 mol·L－1 CuCl2溶液 Cl2 Cu 13 14 15 84 下列说法不正确的是(　　) A.对比②⑤可知，阴极放电顺序是Cu2＋＞H＋＞Na＋ B.对比③⑤可知，阳极放电顺序是Cl－＞OH－＞S C.对比③④可知，阳极是铜时，铜会先于溶液中的离子放电 D.对比①⑤可知，电解得到金属只能用熔融态，不能用水溶液 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 D 13 14 15 85 解析：A.根据②知道氢离子的氧化性强于钠离子，根据⑤知道铜离子的氧化性强于氢离子，得电子能力强(氧化性强)的离子优先放电，所以对比②⑤可知，阴极放电顺序是Cu2＋＞H＋＞Na＋，故A正确；B.根据③知道阳极上离子放电顺序是OH－＞S，根据⑤知道阳极上离子放电顺序是Cl－＞OH－，所以阳极离子放电顺序是Cl－＞OH－＞S，故B正确；C.电解池的阳极若是活泼电极，则电极本身失电子，发生氧化反应，对比③④可知，阳极是铜时，铜会先于溶液中的离子放电，故C正确；D.电解得到金属不一定只能用熔融态，电解氯化铜溶液也能得到金属铜，故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 86 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 D 2.(2025·广东广州模拟)在潮湿的深层土壤中钢管主要发生厌氧腐蚀,有关厌氧腐蚀的机理有多种,其中一种理论认为厌氧细菌可促使S与H2反应生成S2-,加速钢管腐蚀,其反应原理如图所示。下列说法正确的是(　　)   A.正极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH- B.钢管腐蚀的产物中仅含有FeS C.向钢中加入Cu制成合金可减缓钢管的腐蚀 D.S与H2反应可表示为4H2+SS2-+4H2O 13 14 15 87 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析:根据题中所给信息,潮湿的深层土壤中钢管发生厌氧腐蚀,正极水得电子生成氢气,电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-,A错误;在钢管锈蚀中,Fe为负极,失去电子发生氧化反应,则负极反应式为Fe-2e-===Fe2+,厌氧细菌可促使S与H2反应生成S2-,S2-及正极上生成的OH-与Fe2+可分别反应生成FeS、Fe(OH)2,B错误;向钢中加入铜,发生电化学腐蚀时,活动性弱的铜作正极,活动性强的Fe作负极,从而加速钢管的腐蚀,C错误;厌氧细菌可促使S与H2反应生成S2-,根据元素守恒,方程式为4H2+SS2-+4H2O,D正确。 13 14 15 88 3.用如图所示装置及试剂对含碳铁 粉在氯化钠溶液中的反应进行探 究，测得保温瓶中O2的体积分数及 压强随时间的变化关系分别如图a、 b所示。下列说法错误的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 89 A.200 s时，压强增大主要是因为产生了H2 B.实验过程中，铁失电子，被氧化 C.保温瓶内发生了放热反应 D.正极反应为2H2O＋O2＋4e－====4OH－ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析：A.铁与氯化钠溶液反应不能生成H2，200 s时，压强增大主要是因为反应放热，故A错误；B.铁发生吸氧腐蚀，铁为还原剂，失电子，被氧化，故B正确；C.根据图a可知前400 s内，O2的体积分数持续减小，但是中途压强略有上升，说明容器内温度升高，从而推断出保温瓶内温度升高，发生了放热反应，故C正确；D.铁、碳与饱和食盐水构成原电池，铁发生吸氧腐蚀，正极反应为2H2O＋O2＋4e－====4OH－，故D正确。 答案：A 13 14 15 4.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，下表中各项所列对应关系均正确的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 选项 X极 实验前U形 管中的溶液 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处附近溶液呈红色 B 正极 AgNO3溶液 b处电极反应为4OH－－4e－====O2↑＋2H2O C 负极 CuCl2溶液 b处有气体逸出 D 负极 NaOH溶液 溶液pH减小 C 13 14 15 91 解析：电解Na2SO4溶液时，阳极上OH－失电子，发生氧化 反应，即a处OH－放电，酸性增强，酚酞遇酸不变色，即a 处附近溶液无明显变化，A项错误；电解AgNO3溶液时， 阴极上Ag＋得电子，发生还原反应，即b处电极反应为Ag＋＋e－====Ag，B项错误；电解CuCl2溶液时，阳极上Cl－失电子，发生氧化反应，即b处Cl－放电，产生Cl2，C项正确；电解NaOH溶液时，阴极上是H＋放电，阳极上是OH－放电，实际上电解的是水，导致NaOH溶液的浓度增大，碱性增强，pH增大，D项错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 B 5．(2025·广东省部分学校高三模拟)尘埃落在平整的铁制品的表面上，水蒸气在尘粒下形成薄水层，尘粒覆盖的中心部分供氧较少，而在尘粒的边缘有较多的O2，实际腐蚀情况如图。下列说法不正确的是(　　)   A．空气中含有CO2、SO2会加快腐蚀 B．铁制品被腐蚀的最终产物是FeO C．铁制品的溶解主要发生在尘粒的中部 D．边缘区反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 13 14 15 93 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析：CO2、SO2会与空气中的水分子反应生成碳酸和亚硫酸，会加快铁的腐蚀，A正确；铁制品被腐蚀的最终产物是Fe2O3，B错误；根据题目所给图可知，铁制品的溶解主要发生在尘粒的中部，C正确；根据题目所给图分析，边缘区反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D正确。 13 14 15 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 C 6．(2025·广东中山调研考试)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 13 14 15 95 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析：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；通电时，铁帽作阴极，阴极上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；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；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。 13 14 15 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 A 7．(2025·广东省部分学校高三开学联考)质子导体固体氧化物电化学装置可以作为质子导体反应器用于氨的合成(储存电能)。基于质子导体反应器的电化学方法可以在常压下进行氨的合成，且可以不受热力学的限制，能节省20%以上的能耗，降低了氨的生产成本。质子导体反应器电化学合成氨的工作原理如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．该装置的电解质可以为硫酸 B．氢电极上每消耗1 mol H2，理论上电解质 中有2 mol H＋转移至氨电极 C．该装置中，氢电极为阳极 D．氨电极的电极反应式为N2＋6H＋＋6e－===2NH3 13 14 15 97 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析：该装置为电解池装置，氨电极上N2转化为NH3，发生还原反应，因此氨电极为阴极，氢电极为阳极，据此作答。该装置为质子导体固体氧化物电化学装置，要求是固体电解质，A项错误；氨电极为阴极，阴极的电极反应式为N2＋6H＋＋6e－===2NH3，氢电极为阳极，阳极的电极反应式为H2－2e－===2H＋，根据得失电子守恒可知，氢电极上每消耗1 mol H2，理论上电解质中有2 mol H＋转移至氨电极，B项正确；电解池工作时，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极，由题图可知，H＋由氢电极移向氨电极，因此氢电极为阳极，C项正确；氨电极上N2转化为NH3，氮元素化合价降低，得电子，电极反应式为N2＋6H＋＋6e－===2NH3，D项正确。 13 14 15 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 D 8．(2025·广东东莞模拟)电致变色材料在飞机的舷窗上广泛应用，一种新一代集电致变色功能和储能功能于一体的电子器件的工作原理如图所示，接通电源后，该器件的透光率逐渐降低，可以有效阻碍强光射入。下列说法正确的是(　　)  A．接通电源后，电子从电源流入a极 B．接通电源后，当电路中转移1 mol电 子时，a极质量增加7 g C．以此为电源电解精炼铜，则此装置中有2 mol Li＋移动时，精炼池的阳极减轻64 g D．接用电器时，b极发生反应：Li7Ti5O12－3e－===Li4Ti5O12＋3Li＋ 13 14 15 99 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析：题干中信息为接通电源后，该器件的透光率逐渐降低，说明a电极由透明的LiFePO4转化为FePO4，该电极反应式为LiFePO4－e－===FePO4＋Li＋，发生氧化反应，可知接电源正极，则a电极为阳极，b电极为阴极，接电源负极，发生还原反应，电极反应式为Li4Ti5O12＋3e－＋3Li＋===Li7Ti5O12，据此作答。接通电源后形成电解池，a电极为阳极，b电极为阴极，电子从a极流入电源(或从电源流入b极)，A错误；接通电源后形成电解池，a极为阳极，电极反应式为LiFePO4－e－===FePO4＋Li＋，当电路中转移1 mol电子时，a极产生的1 mol Li＋移动到b极，则a极质量减少7 g，B错误；以此为电源电解精炼铜，有2 mol Li＋移动时，反应中转移了2 mol电子，但精炼铜时，阳极(粗铜)中含有的Zn、Fe等杂质会先放电，因此阳极质量减轻不一定为64 g，C错误；接用电器时形成原电池，b极为负极，电极反应式为Li7Ti5O12－3e－===Li4Ti5O12＋3Li＋，D正确。 13 14 15 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 D 9．(2025·广东广州质量检测)已知高能锂离子电池的总反应式为2Li＋FeS===Fe＋Li2S，LiPF6·SO(CH3)2为电解质，用该电池为电源电解含镍酸性废水并得到单质Ni的实验装置如图所示(实验结束后，b中NaCl溶液浓度变大)。下列说法正确的是(　　) A．外电路中，电子由FeS极流向Li极 B．当电路中转移1 mol e－时，b室离子数增加NA个 (设NA为阿伏加德罗常数的值) C．离子交换膜m为阴离子交换膜 D．若将图中n膜去掉，将b、c两室合并，则电解反应总方程式不会改变 13 14 15 101 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析：由电池的总反应式：2Li＋FeS===Fe＋Li2S可以得出，Li为负极，FeS为正极；碳棒为阳极，镀镍铁棒为阴极。在a室，OH－失电子生成O2和H2O，OH－减少，Na＋将向b室移动；在c室，Ni2+将得电子生成Ni，阳离子减少，Cl－将向b室移动，从而导致b室NaCl浓度增大。由分析知，Li为负极，FeS为正极，则外电路中，电子由Li极流向FeS极，A不正确；当电路中转移1 mol e－时，b室Na＋、Cl－各增加1 mol，离子数增加2NA个，B不正确；离子交换膜m允许Na＋透过，所以应为阳离子交换膜，C不正确；若将图中n膜去掉，将b、c两室合并，在镀镍铁棒上仍然发生Ni2+得电子的反应，在a室发生OH－失电子的反应，所以电解反应总方程式不会改变，D正确。 13 14 15 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 C 10．(2025·广东广州测试)利用可再生能源 驱动耦合电催化HCHO氧化与CO2还原，同 步实现CO2与HCHO高效转化为高附加值的 化学产品，可有效消除酸性工业废水中的甲 醛，减少碳排放，实现碳中和。耦合电催化反应系统原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．电源a极为正极，H＋通过质子交换膜从右侧移向左侧 B．阳极的电极反应式为CO2＋2e－＋2H＋===HCOOH C．外电路转移1 mol e－时，理论上可消除废水中0.5 mol HCHO D．电解生成1 mol HCHO，理论上可消耗标准状况下22.4 L CO2 13 14 15 103 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析：由题干电解池装置图可知，碳纸负载MnO2纳米片上HCHO转化为HCOOH，发生氧化反应，故为阳极，电极反应为HCHO＋H2O－2e－===HCOOH＋2H＋，即电源b极为正极，Cu箔负载Cu纳米绒为阴极，发生还原反应，电极反应为CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH，据此分析解题。由分析可知，电源b极为正极，电源a极为负极，H＋通过质子交换膜从左侧阳极区移向右侧阴极区，A错误；由分析可知，阳极发生氧化反应，阳极的电极反应式为HCHO＋H2O－2e－===HCOOH＋2H＋，B错误；由分析可知，阳极区发生的电极反应为HCHO＋H2O－2e－===HCOOH＋2H＋，根据电子守恒可知，外电路转移1 mol e－时，理论上可消除废水中0.5 mol HCHO，C正确；由题干信息可知，阳极区生成HCOOH，阴极区也能生成HCOOH，无法通过电解生成HCHO，D错误。 13 14 15 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 C 11．(2025·广东省部分学校高三9月联考)近日，科学家开发WO3/NaBiO3/TiO2/NiOOH光阳极用于持续太阳能制氢，装置如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．能量转化形式：太阳能→化学能→电能 B. 阳极材料涉及元素均为前四周期元素 C．电极N的反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ D. 阴极区c(Zn＋)越大，H2产率越高 13 14 15 105 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析：如题图装置利用太阳能制H2，能量 转化形式为太阳能→电能→化学能，A错 误；阳极材料涉及元素中W、Bi不属于前 四周期元素，B错误；电极N为阳极，电极 反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，C正确；阴极区(电极M)的主反 应为2H＋＋2e－===H2↑，副反应为Zn2+＋e－===Zn＋，H2产率等于实际 产生H2量与理论产生H2量之比，根据电子守恒确定理论产生H2量。 由于c(Zn＋)越大，发生副反应程度越大，消耗电子数越多，产生H2量 越低，故H2的产率越低，D错误。 13 14 15 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 C 12．(2025·广东省部分学校高三9月联考)一种脱除和利用水煤气中CO2(设电催化还原产物为C2H4)的方法如图，下列说法错误的是(　　)   A．水蒸气进入再生塔提供能量，促进KHCO3的分解 B．a电极为电源的负极，电解池溶液中的Na＋向铂电极移动 C．电子的迁移方向：a电极→铂电极→电解质溶液→玻碳电极→b电极 D．当电路中转移1.2 mol电子时，两极生成气体的总体积为8.96 L(标准状况) 13 14 15 107 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析：二氧化碳在铂电极得电子生成乙烯，铂电极为阴极，电极反应为2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O，玻碳电极为电解池的阳极，电极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。根据图示，再生塔中KHCO3分解生成碳酸钾、水和二氧化碳，水蒸气为其分解提供能量，故A正确；由分析可知，铂电极为阴极，连接电源负极，电解池溶液中的Na＋向阴极(铂电极)移动，故B正确；电子不经过电解质溶液，电子的移动方向为a电极→铂电极，玻碳电极→b电极，故C错误；由分析中的电极反应可知，当电路中转移1.2 mol电子时，产生0.1 mol C2H4、0.3 mol O2，两极生成的气体在标准状况下的总体积为0.4 mol×22.4 L/mol＝8.96 L，故D正确。 13 14 15 108 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 13.(2025·辽宁沈阳模拟)在直流电场作用下双极膜中间层中的H2O解离为H＋和OH－，并分别向两极迀移。如图所示装置，可将捕捉的二氧化碳转化为CaCO3而矿化封存，减少碳排放，同时得到氧气、氢气、高浓 度盐酸等产品。下列说法正确的是(　　) A.CaCO3在碱室形成 B.两个双极膜中间层的H＋均向右移动 C.向碱室中加入NaHCO3固体，有利于CO2的矿化封存 D.b极为阳极，电极反应式为 4OH－－4e－ ====O2↑＋2H2O 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 解析：右侧双极膜中氢离子进入酸室， 氢氧根离子右移，在电极b上发生氧化 反应生成O2，所以b为阳极，左侧双极 膜中氢氧根离子进入碱室，与二氧化碳 反应生成碳酸根离子，氢离子左移，在 电极a上发生还原反应生成H2，所以a为阴极。A项，由图可知，C通过左侧阴离子交换膜进入中间室内与Ca2＋结合形成碳酸钙，CaCO3 在中间室形成，A错误；B项，由图可知，右侧双极膜中氢离子进入酸室 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 生成盐酸，左侧双极膜中氢离子左移，在电极a上发生还原反应生成H2，B错误；C项，碱室中二氧化碳和碱反应生成碳酸根离子，碳酸根离子通过左侧阴离子交换膜进入中间室内，与Ca2＋结合形成碳酸钙，加入NaHCO3固体会消耗氢氧根离子，不利于CO2的吸收，C错误；D项，右侧双极膜中氢离子进入酸室，氢氧根离子右移，在电极b上发生氧化反应生成O2，所以b极为阳极，电极反应式为4OH－－4e－ ====O2↑＋2H2O，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 二、非选择题 14.电解原理在化学工业中有广泛应用。 (1)电解食盐水是氯碱工业的基础。目前比较先进的方法是阳离子交换膜法，电解示意图如图所示，图中的阳离子交换膜只允许阳离子通过。 在b口加入的物质为____________________(写化学式)。  H2O(含少量NaOH) 解析：由电解食盐水装置图可知，钠离子移向右边，则左边电极为阳极，右边电极为阴极，据此分析解答；全钒液流电池放电时V2＋发生氧化反应生成V3＋，则V发生还原反应生成VO2＋，据此书写反应的总方程式，电池储能时为电解池，电解的总反应为放电总反应的逆反应，据此分析解答；将PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的电解液，电解Na2PbCl4溶液生成Pb，阴极发生还原反应生成Pb，阳极发生氧化反应生成氧气，据此分析解答。(1)钠离子由A电极移向B电极，说明A为电解池的阳极，电极反应式：2Cl－－2e－====Cl2↑；B为电解池的阴极，电极反应式：2H2O＋2e－====H2↑＋2OH－；在b口加入的物质为水(含少量NaOH)。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 (2)全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能系统，工作原理如图： 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 已知： 离子种类 V VO2＋ V3＋ V2＋ 颜色 黄色 蓝色 绿色 紫色 ①全钒液流电池放电时V2＋发生氧化反应，该电池放电时总反应式是_______________________________________。  ②当完成储能时，阴极溶液的颜色是__________。  V2＋＋V＋2H＋====V3＋＋VO2＋＋H2O 紫色 解析：电池储能时为电解池，电解的总反应为V3＋＋VO2＋＋H2O V2＋＋V＋2H＋，阴极发生还原反应，阴极反应式为V3＋＋e－====V2＋，阴极溶液颜色变为紫色。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 (3)将PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的电解液，电解Na2PbCl4溶液生成Pb的装置如图所示： ①写出电解时阴极的电极反应式 ___________________________。  ②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主 要为__________。  ③电解过程中，Na2PbCl4电解液浓度不断减小，为了恢复其浓度，应该 向__________(填“阴”或“阳”)极室加入__________(填化学式)。  PbC＋2e－====Pb↓＋4Cl－ H＋ 阴 PbO 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 解析：①电解时阴极的电极反应式：PbC＋2e－====Pb↓＋4Cl－； ②电解时阳离子向阴极移动，通过阳离子交换膜的离子主要为氢离子；③电解过程中，Na2PbCl4在阴极发生还原反应生成Pb，阳极发生氧化反应生成氧气，Na2PbCl4电解液浓度不断减小，为恢复浓度，则应该向阴极室加入PbO，溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的电解液。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 15.回答下列问题： (1)用惰性电极电解饱和食盐水是氯碱工业的基础。目前比较先进的方法是阳离子交换膜法，电解装置如图所示，图中的阳离子交换膜只允许阳离子通过，请回答以下问题： ①图中A极需要连接电源的______(填“正”或 “负”)极。  ②氢氧化钠溶液从图中______(填“c”或“d”) 位置流出。  ③电解饱和食盐水的总反应的离子方程式是 _____________________________________。  正 d 2Cl－＋2H2O2OH－ ＋H2↑＋Cl2↑ 解析：①由钠离子的移动方向可知，A电极为阳 极，与直流电源正极相连；②由电解食盐水装置 图可知，钠离子移向右边，B电极为阴极，与直 流电源负极相连，水在阴极上得到电子发生还原 反应生成氢气，同时破坏水的电离平衡，在阴极 区云集大量氢氧根离子，则氢氧化钠溶液从图中 d位置流出；③电解饱和食盐水时，反应生成氢氧化钠、氢气和氯气，反应的离子方程式为2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 (2)装置如图所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。氢氧化铁胶体的胶粒带正电荷。请回答： ①C极的电极反应式为 __________________________，  甲中溶液的pH______(填“变大” “变小”或“不变”)。一段时间 后丁中X极附近的颜色逐渐______ (填“变深”或“变浅”)。  ②现用丙装置给铜件镀银，则H应该是______(填“铜”或“银”)。  2H2O－4e－====O2↑＋4H＋ 变小 变浅 铜 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 解析：①由将直流电源接通后，F极附近呈红色可知，F为电解池的阴极，则B为电源的负极，C为电解池的阳极，水电离出的氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气，电极反应式为2H2O－4e－====O2↑＋4H＋；甲池电解硫酸铜溶液，电解时反应生成硫酸、铜和氧气，溶液中氢离子浓度增大，溶液的pH变小；氢氧化铁胶粒带正电荷，向阴极Y移动，则阳极X附近的颜色逐渐变浅；②由图可知，G为电镀池的阳极，则丙装置给铜件镀银时，H为镀件铜。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 $$