第40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（苏教版）

优化探究 大单元四　化学反应原理 专题10　化学反应与能量 第40讲　电解池　金属的腐蚀与防护　 1 [导航·复习目标]　1.理解电解池的构成和工作原理，能书写电极反应式和总反应。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　电解原理的应用 练真题 明考向 考点三　金属的腐蚀与防护 课时作业40　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 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： ______________________________ _______ _______ 2H2O－4e－ 4H＋＋4e－ 2H2O ====4H＋＋O2↑ ====2H2↑ 2H2↑＋O2↑ 减小 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 强碱 NaOH 阳极：_________ _______________ 阴极：_________ _______________ 总反应： ______________________________ _______ _______ 加水 4OH－－4e－ ====2H2O＋O2↑ 4H2O＋4e－ ====2H2↑＋4OH－ 2H2O 2H2↑＋O2↑ 增大 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 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 活泼金属的含 氧酸盐 KNO3 阳极：_________ _______________ 阴极：_________ _______________ 总反应： ______________________________ _______ _______ 加水 2H2O－4e－ ====4H＋＋O2↑ 4H2O＋4e－ ====2H2↑＋4OH－ 2H2O2H2↑ ＋O2↑ 不变 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 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：________ ________________ ________ __________________ 2Cl－－2e－ ====Cl2↑ 2H＋＋2e－ ====H2↑ 2H＋＋2Cl－ H2↑＋Cl2↑ 增大 通入HCl 气体 12 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 不活泼金属的无氧酸盐 CuCl2 阳极：__________ ________________ 阴极：__________ ________________ 总反应：________ ________________________________   __________________ 2Cl－－2e－ ====Cl2↑ Cu＋＋2e－ ====Cu Cu2＋＋ 2Cl－Cu＋ Cl2↑ 加CuCl2 固体 13 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－＋ 2H2OH2↑＋ Cl2↑＋2OH－ 增大 通入HCl 气体 14 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＋＋ 2H2O4Ag＋ O2↑＋4H＋ 减小 加入Ag2O 固体 15 (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↑。 (　　) √ × √ √ × √ 16 一、电解原理与规律 1.(2025·江苏盐城模拟)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(　　) 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 提升 关键能力 D 17 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。 18 2.(2025·湖北武汉检测)用石墨作为电极电解溶有物质的量之比为3∶1的NaCl和H2SO4的水溶液。根据反应产物，电解可明显分为三个阶段， 下列叙述不正确的是(　　) A.电解的最后阶段为电解水 B.阳极先逸出氯气后逸出氧气 C.阴极逸出氢气 D.电解过程中溶液的pH不断增大，最后pH为7 D 19 解析：根据离子放电顺序可知，电解此混合溶液时，在阳极阴离子放电的先后顺序为Cl－、OH－、S，先生成Cl2后生成O2，在阴极始终为H＋放电，逸出H2，整个电解过程可看成三个阶段：电解HCl溶液、电解NaCl溶液、电解H2O，最后溶液呈碱性。 20 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(　　) A 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 21 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。 22 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。 23 (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。  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。 水(或H2O)　 0.02 24 (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。  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。 0.015 25 分析电解过程的思维流程 26 三、电解的相关计算 5.(2025·广东深圳质检)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 27 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。 28 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： 29 (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 30 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 31 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。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。 32 (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 33 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。 34 (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 35 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 Ag0.1 mol，减少质量理论上为0.1 mol×108 g·mol－1=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－1， 溶液的pH为1。 36 (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 37 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。 38 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。 39 (3)根据关系式计算 根据得失电子数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。 40 考点二　电解原理的应用 41 1.氯碱工业 习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫作氯碱工业。 (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 42 (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 43 (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－ 44 2.电镀铜和铜的电解精炼 类型 电镀铜 铜的电解精炼 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 45 类型 电镀铜 铜的电解精炼 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 46 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：____________________ 2NaCl(熔融)2Na ＋Cl2↑ 2Cl－－2e－====Cl2↑ 2Na＋＋2e－====2Na 47 类型 总反应化学方程式 电极反应 冶炼镁 __________________________ 阳极：___________________； 阴极：___________________ 冶炼铝 __________________________ 阳极：_____________________； 阴极：_____________________ MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 2Cl－－2e－====Cl2↑ Mg2＋＋2e－====Mg 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 6O2－－12e－====3O2↑ 4Al3＋＋12e－====4Al 48 (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)根据得失电子数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。(　　) × × × × × × 49 一、氯碱工业 1.(2025·江苏南京模拟)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(　　) 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 提升 关键能力 C 50 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。 51 2.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 52 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。 53 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 54 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。 55 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 56 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。 57 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.若用串联的铅蓄电池组电解NaCl制取Na，则PbO2极接石墨极 C 58 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作为铅蓄电池的正极，应与石墨阳极连接，D正确。 59 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 60 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。 61 考点三　金属的腐蚀与防护 62 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 63 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 金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀 不纯的金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀 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 无 有微弱 氧化 氧化 电化学 64 (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 65 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 66 [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 67 4.金属的防护 负 正 阴 阳 68 (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)牺牲阳极的阴极保护法构成了原电池，能有效地保护金属不容易被 腐蚀。(　　) × × × × √ 69 (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。 (　　) √ × × 70 1.(2025·辽宁沈阳模拟)我国 首艘航母辽宁舰采用模块制造 再焊接组装而成。实验室模拟 海水和淡水对焊接金属材料的 影响，结果如图所示。下列分 析正确的是(　　) A.舰艇被腐蚀主要是因为发生了化学腐蚀 B.图甲是海水环境下的腐蚀情况 C.腐蚀时负极反应为Fe－3e－====Fe3＋ D.焊点附近可用锌块打“补丁”延缓腐蚀 提升 关键能力 D 71 解析：舰艇被腐蚀是因为形成了原电池，发生了电化学腐蚀，故A错 误；海水中电解质浓度大，腐蚀速度快，故图乙为海水环境下的腐蚀情况，图甲为淡水环境下的腐蚀情况，故B错误；Sn作正极被保护，电极反应为O2＋4e－＋2H2O====4OH－，Fe作负极，电极反应为Fe－2e－====Fe2＋，故C错误；焊点附近用锌块打“补丁”，Zn比Fe活泼，Zn作负极，Fe作正极被保护，可延缓腐蚀，故D正确。 72 2.(2025·江苏南京模拟)如图所示，下列叙述错 误的是(　　) A.开关未闭合时，Fe棒上B点腐蚀最快 B.若X为NaCl，K与M连接，Fe棒处pH最大 C.若X为H2SO4，K与N连接，Fe电极上发生反应： 2H＋＋2e－====H2↑ D.若X为H2SO4，K分别与N、M连接，Fe腐蚀情况前者更慢 B 73 解析：开关未闭合时，Fe棒上B点同时与空气、 H2O接触，腐蚀最快，A项正确；若X为NaCl， K与M连接，形成原电池，Fe棒作负极，电极反 应为Fe－2e－====Fe2＋，C棒作正极，电极反应 为O2＋4e－＋2H2O====4OH－，故C棒处pH最大， B项错误；若X为H2SO4，K与N连接，形成原电池，Fe棒为正极，电极反应为2H＋＋2e－====H2↑，C项正确；若X为H2SO4，K与N连接时，Fe棒为正极，被保护，K与M连接时，Fe棒为负极，被腐蚀，故Fe腐蚀情况前者更慢，D项正确。 74 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 75 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 76 练真题 明考向 77 1. (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pH变大 C.铁电极上的电极反应式为2NH3＋2e－====＋H2↑ D.每生成标准状况下224 mL H2，消耗0.010 mol Zn C 78 解析：A.氨水浓度越大，越容易生成，腐蚀趋势越大， A正确；B.腐蚀的总反应为Zn＋4NH3·H2O====＋H2↑＋2H2O＋2OH－，有OH－生成，溶液pH变大，B正确；C.该电化学腐蚀中Zn作负极，Fe作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，铁电极上的电极反应式为2H2O＋2e－====H2↑＋2OH－，C错误；D.根据得失电子守恒，每生成标准状况下224 mL H2，转移电子的物质的量为=0.02 mol，消耗0.010 mol Zn，D正确。 79 2.(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： 80 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 81 解析：A.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， 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； 82 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。 83 3.(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 84 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 85 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。 86 4.(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 87 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； 88 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。 89 5.(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 90 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。 91 6.(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 92 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。 93 7.(2021·江苏卷)通过下列方法可分别获得 H2和O2：①通过电解获得NiOOH和H2(如 图)；②在90℃将NiOOH与H2O反应生成 Ni(OH)2并获得O2。下列说法正确的是(　　) A.电解后KOH溶液的物质的量浓度减小 B.电解时阳极的电极反应式：Ni(OH)2＋OH－ －e－====NiOOH＋H2O C.电解的总反应方程式：2H2O2H2↑＋O2↑ D.电解过程中转移4 mol电子，理论上可获得22.4 L O2 B 94 解析：阴极水电离的氢离子得电子生成氢气， 阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH，电解过程 总反应为2Ni2NiOOH＋H2↑， 电解后KOH溶液的物质的量浓度不变，故A 错误；电解时阳极Ni(OH)2失电子生成 NiOOH，电极反应式为Ni(OH)2＋OH－－e－ ====NiOOH＋H2O，故B正确；阴极水电离 的氢离子得电子生成氢气，阳极Ni(OH)2失电 子生成NiOOH，电解过程的总反应为2Ni2NiOOH＋H2↑，故C错误；电解过程中转移4 mol电子，生成4 mol NiOOH，根据4NiOOH＋2H2O4Ni(OH)2＋O2↑，生成1 mol氧气，非标准状况下的体积不一定是22.4 L，故D错误。 95 课时作业40　电解池　金属的腐蚀与防护 96 一、选择题(每小题3分) 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 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 97 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 1 D 98 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 1 99 2.为防止海水中钢铁的腐蚀，可将金属Zn连接在钢铁设施表面，减缓水 体中钢铁设施的腐蚀，如图所示。下列有关说法正确的是(　　) A.金属Zn作正极，钢铁作负极 B.Zn极的电极反应式为Zn－2e－====Zn2＋ C.过程中化学能100%转化为电能 D.将金属Zn换成金属Cu也能起到保护作用 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 B 100 解析：A.Zn较活泼作负极，钢铁作正极，A错误；B.Zn极作负极，Zn失电子发生氧化反应生成Zn2＋，电极反应式为Zn－2e－====Zn2＋，B正确；C.该过程中化学能主要转化为电能，还有少部分转化为热能，不可能百分之百转化为电能，C错误；D.换成Cu，由于Cu的活泼性比Fe的弱，则Fe作负极，消耗钢铁，不能起到保护作用，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 101 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。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 102 下列说法错误的是(　　) 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 1 A 103 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。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 104 4.(2025·河北唐山模拟)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 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 105 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 1 106 5.电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶 液，中间用阴离子交换膜隔开，在一定的电压下 通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色 逐渐变浅，已知：3I2＋6OH－====I＋5I－＋ 3H2O。下列说法不正确的是(　　) A.右侧发生的电极反应：2H2O＋2e－====H2↑＋2OH－ B.电解结束时，左侧溶液中含有 C.电解槽内发生反应的总化学方程式：KI＋3H2OKIO3＋3H2↑ D.如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生反应的总化学方程式不变 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 D 107 解析：左侧溶液变蓝色，生成I2，左侧电极为阳 极，电极反应为2I－－2e－====I2，右侧电极为阴 极，发生还原反应生成氢气，电极反应为2H2O＋ 2e－====H2↑＋2OH－，右侧放出氢气，右侧I－、 OH－通过阴离子交换膜向左侧移动，发生反应3I2 ＋6OH－====I＋5I－＋3H2O，一段时间后，蓝色变浅；如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，左侧多余K＋通过阳离子交换膜迁移至阴极，保证两边溶液呈电中性。A.由分析可知，右侧发生的电极反应为2H2O＋2e－====H2↑＋2OH－，A正确；B.由分析可知，左侧溶液中含有 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 108 生成的，B正确；C.由分析可知，电解槽内发 生反应的总化学方程式为KI＋3H2OKIO3＋ 3H2↑，C正确；D.如果用阳离子交换膜代替阴离子 交换膜，则碘单质不会和氢氧根离子反应生成碘酸 根离子，则电解槽内发生反应的总化学方程式为 2KI＋2H2O2KOH＋I2＋H2↑，故电解槽内发生反应的总化学方程式发生改变，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 109 6.KIO3是碘盐的添加剂，常采用电 解KI制备KIO3，装置如图所示。下 列叙述错误的是(　　) A.铜极为阴极，产生还原性气体 B.原料室中OH－向石墨极迁移， K＋向铜极迁移 C.石墨极反应式为I－＋6OH－－6e－====I＋3H2O D.若电路上转移0.6 mol电子，理论上原料室溶液减少10.2 g 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 D 110 解析：电解KI制备KIO3，则I的化合价 从－1价升高到＋5价，发生氧化反应， 则石墨电极为阳极，铜电极为阴极，发 生还原反应。A.根据以上分析可知，铜 极为阴极，发生还原反应，电极反应式 为6H2O＋6e－====3H2↑＋6OH－，故A项 正确；B.原料室中OH－向阳极(石墨极)迁移，K＋向阴极(铜极)迁移，故B项正确；C.石墨极发生氧化反应，电极反应式为I－＋6OH－－6e－====I＋3H2O，故C项正确；D.若电路上转移0.6 mol电子时，理论上原料室溶液减少的质量=0.6 mol×39 g·mol－1＋0.6 mol×17 g·mol－1 =33.6 g，故D项错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 111 7.(2025·浙江宁波模拟)高氯酸在化工生产 中有广泛应用，工业上以NaClO4为原料制 备高氯酸的原理如图所示。下列说法正确 的是(　　) A.上述装置中，f极为光伏电池的正极 B.a、b处均通入NaClO4溶液 C.d处得到较浓的NaOH溶液，c处得到HClO4溶液 D.若转移2 mol电子，理论上生成100.5 g NaClO4 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 C 112 解析：根据钠离子通过离子交换膜的移动 方向可知：电解池左侧为阳极，与光伏电 池的正极e相接，f极为光伏电池的负极， 阳极H2O失去电子生成氧气和氢离子，电 极反应式为2H2O－4e－====4H＋＋O2↑，生 成的H＋与加入的a物质结合成高氯酸，所 以a为高氯酸钠，电解池右侧阴极上H2O得电子，发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为2H2O＋2e－====2OH－＋H2↑，OH－与Na＋结合成NaOH，所以物质b为稀NaOH溶液。A项，图中Na＋由左侧 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 113 移动到右侧，即电解池左侧为阳极，阳极与 光伏电池的正极相接，所以e极为光伏电池的 正极、f极为负极，故A错误；B项，物质b为 稀NaOH溶液，故B错误；C项，左侧阳极上 生成的H＋与加入的高氯酸钠结合成高氯酸， 右侧阴极上生成的OH－与Na＋结合成NaOH， 所以d处得到较浓的NaOH溶液，c处得到HClO4，故C正确；D项，电解 NaClO4溶液生成HClO4时阳极电极反应式为2H2O－4e－====4H＋＋O2↑， 转移2 mol电子则生成2 mol H＋，即生成2 mol HClO4，m(HClO4)=nM= 2 mol×100.5 g·mol－1=201 g，故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 114 8.(2025·河南郑州模拟)利用双极膜电渗析法电解食盐水可获得NaClO 和CO，其工作原理如图所示，已知在直流电的作用下，双极膜中的 H2O解离成H＋和OH－。下列有关说法错误的是(　　) A.b极为负极 B.M极的电极反应式为Cl－＋2OH－－2e－====ClO－＋H2O C.工作一段时间后，N极附近溶液的pH明显变小 D.若所得n(CO)大于n，说明阳极可能发生反应2Cl－－2e－====Cl2↑ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 C 115 解析：由N极上CO2被还原成CO知 N极为阴极，b极为负极，A正确； M极的电极反应式为Cl－＋2OH－ －2e－====ClO－＋H2O，B正确； N极的电极反应式为CO2＋2H＋＋ 2e－====CO＋H2O，由上述反应可 知，双极膜中提供的H＋与N极消耗 的H＋的量相等，工作一段时间后， N极附近溶液pH无明显变化，C错误；当只发生反应CO2＋NaCl NaClO＋CO时，产物中n(CO)=n，若出现n(CO)＞n，根据电路中转移电子数处处相等，说明阳极Cl－除了放电产生ClO－外，还可能放电产生Cl2，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 116 9.(2025·江苏南京模拟)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 1 D 117 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 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 118 双极膜中氢离子进入酸室生成盐酸， 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 1 119 10.(15分)(2025·江苏盐城模拟)一种利用金属磷化物作为催化剂，将CH3OH转化成甲酸钠的电化学装置如图所示，阴极生成和一种气体。下列说法错误的是(　　) A.b为电源正极 B.Na＋由右侧室向左侧室移动 C.阴极的电极反应式为2CO2＋ 2H2O－2e－====2HC＋H2↑ D.理论上，当电路中转移2 mol e－ 时，阴极室质量增加132 g 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 C 120 解析：由CH3OH制取HCOONa， C元素由－2价升高到＋2价，发生 氧化反应，则右侧电极为电解池阳 极，b电极为电源正极，左侧电极 为电解池阴极，a电极为电源负极， 据此分析。根据分析可知，b电极 为电源正极，A说法正确；阴极的电极反应式：2CO2＋2H2O＋2e－====2HC＋H2↑，阳极的电极反应式：CH3OH－4e－＋5OH－====HCOO－＋4H2O，根据电极反应式的离子消耗与生成情况可知， 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 121 Na＋由阳极向阴极移动，即由右侧 室向左侧室移动，B说法正确；电 解池阴极发生还原反应，电极反应 式：2CO2＋2H2O＋2e－==== 2HC＋H2↑，C说法错误；当电 路中转移2 mol e－时，根据2CO2＋ 2H2O＋2e－====2HC＋H2↑，吸收：n(CO2)=n(e－)=2 mol，生成：n(H2)=1 mol，定向移动到阴极：n(Na＋)=n(e－)=2 mol，则阴极室增加的质量：m=m(CO2)＋m(Na＋)－m(H2)=2 mol×44 g·mol－1＋2 mol× 23 g·mol－1－1 mol×2 g·mol－1=132 g，D说法正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 122 二、非选择题 11.(15分)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)。  2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 H2O(含少量NaOH) 123 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。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 1 124 (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 1 125 已知： 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 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_______________________________________。  V2＋＋V＋2H＋====V3＋＋VO2＋＋H2O 126 ②当完成储能时，阴极溶液的颜色是__________。  2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 紫色 127 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 1 128 (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 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 PbC＋2e－====Pb↓＋4Cl－ 解析：电解时阴极的电极反应式：PbC＋2e－====Pb↓＋4Cl－； 129 ②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为__________。  2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 解析：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； H＋ 130 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)。  2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 解析：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。 阴　 PbO 131 $$