第03讲 电解池、金属的腐蚀与防护（复习讲义）（浙江专用）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 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电解池模型 知识点2电解规律 知识点3电解池电极反应式的书写 考向1电解规律及电极产物的判断 考向2电极反应的书写 【思维建模】电解电极方程式书写方法 考点二 电解原理的应用 知识点1氯碱工业 知识点2电冶金 知识点3电镀与电解精炼铜 考向1电解原理的应用 【思维建模】分析电解过程的思维流程 考向2电解法制备物质 【思维建模】电解池电极反应式的书写步骤 考点三 金属的腐蚀与防护 知识点1腐蚀“两比较” 知识点2两种保护方法 考向1金属的腐蚀 【思维建模】电化学腐蚀的规律 考向2金属腐蚀的防护 【思维建模】金属防护分析建模 04真题溯源·考向感知 考点要求 考查形式 2025年 2024年 2023年 电解原理及其应用 选择题 非选择题 浙江6月T18(1) 浙江1月卷T19(1) 浙江1月卷T11，3分 浙江6月卷T13，3分 金属的腐蚀与防护 选择题 非选择题 浙江1月卷T13，3分 浙江6月卷T13，3分 —— 考情分析： 1．从考查题型和内容上看，电解是浙江选考的重点和热点，主要以选择题呈现，近年来在非选择题有所涉及，考查内容主要有以下三个方面：(1)应用电解原理制备新物质、应用电解原理治理污染或通过电解原理形成致密氧化膜，提高抗腐蚀性等；(2)粗金属的精炼、电镀或者制备某些金属等；(3)金属发生电化学腐蚀的原因和防止金属腐蚀的措施。 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。重点关注：(1)以新型电解池(“活泼阳极”电解池或多室膜电解池)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；(2)以生产生活中的真实情境为载体，考查金属发生电化学腐蚀的原因和防止金属腐蚀的措施。 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。 4．能用电化学原理解释金属腐蚀的现象。 5．能选择设计金属的防腐措施。 ( ) 考点一 电解原理 知识点1 电解池模型 1．电解和电解池 (1)电解：使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阳极、阴极引起氧化还原反应的过程。 (2)电解池：将电能转化为化学能的装置(也称电解槽)。 (3)电极名称及反应类型 阴极：与电源负极相连的电极，发生还原反应； 阳极：与电源正极相连的电极，发生氧化反应。 (4)电解池的构成条件 ①直流电源；②两个电极；③电解质溶液或熔融电解质；④形成闭合回路。 2．电极名称和电极反应式 电解池基础模型 惰性电极电解CuCl2溶液 3．电解过程的三个流向 (1)电子流向：电源负极→电解池阴极；电解池的阳极→电源的正极； (2)离子流向：阳离子→电解池的阴极，阴离子→电解池的阳极。 (3)电流方向：电源正极→电解池阳极→电解质溶液→阴极→负极。 得分速记 (1)放电指的是电极上的得、失电子。 (2)活性电极指的是除去Au、Pt以外的金属，惰性电极指的是Pt、Au、C电极，不参与电极反应。 (3)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，注意离子导体(电解质)是水溶液还是非水状态。 (4)电解水溶液时，K+~Al3+不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。 (5)书写电解池中的电极反应时，要以实际放电的离子表示，但书写电解总反应方程式时，弱电解质要写成分子式。 (6)电解质溶液中未参与放电的离子是否与放电后生成的离子发生反应(离子共存)。 (7)要确保两极电子转移的数目相同，且注明条件“电解”。 知识点2 电解规律 1．阳极产物的判断 (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： 活泼电极＞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。 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＋。 (1)若金属阳离子(Fe3＋除外)放电，则得到相应金属单质；若H＋放电，则得到H2。 (2)放电顺序本质遵循氧化还原反应的优先规律，即得(失)电子能力强的离子先放电。 3．用惰性电极电解电解质溶液的四种类型 2． 4．电解后电解质溶液的复原 需加适量的某物质，该物质可以是阴极与阳极产物的化合物。例如惰性电极电解CuSO4溶液，要恢复原溶液的浓度，可向电解后的溶液中加入CuO，也可以加入CuCO3，但不能加入Cu(OH)2，因为Cu(OH)2与生成的H2SO4反应后使水量增加。使电解后的溶液恢复原状的方法：先让析出的产物(气体或沉淀)恰好完全反应，再将其化合物投入电解后的溶液中即可。如： (1)NaCl溶液：通HCl气体(不能加盐酸)； (2)AgNO3溶液：加Ag2O固体(不能加AgOH)； (3)CuCl2溶液：加CuCl2固体； (4)KNO3溶液：加H2O； (5)CuSO4溶液：加CuO或CuCO3[不能加Cu2O、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3]。 得分速记 类型 电极反应特点 电解质溶液 电解质浓度 pH 电解质溶液复原 电解 水型 阴极：4H++4e-=2H2↑(酸性)，2H2O+2e-=H2↑+2OH-(碱性) 阳极：2H2O-4e-=4H++O2↑(酸性)，4OH--4e-=2H2O+O2↑(碱性) 强碱(NaOH) 增大 增大 加水 含氧酸(H2SO4) 增大 减小 加水 活泼金属的最高价含氧酸盐(Na2SO4) 增大 不变 加水 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(HCl) 减小 增大 通入HCl气体 不活泼金属的无氧酸盐(CuCl2) 减小 — 加氯化铜 放H2 生碱型 阴极：H2O放H2生成碱 阳极：电解质阴离子放电 活泼金属的无氧酸盐(NaCl) 生成新电解质 增大 通入HCl(g) 放O2 生酸型 阴极：电解质阳离子放电 阳极：H2O放O2生成酸 不活泼金属的最高价含氧酸盐(CuSO4) 生成新电解质 减小 加氧化铜 知识点3 电解池电极反应式的书写 1．基本电极反应式的书写 用惰性电极电解NaCl溶液 总反应：2NaCl＋2H2O2NaOH ＋ Cl2↑＋ H2↑ 阳极 2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－(或2H＋＋2e－===H2↑) 用惰性电极电解CuSO4溶液 总反应：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4 阳极 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋(或4OH－－4e－===2H2O＋O2↑) 阴极 2Cu2＋＋4e－===2Cu 用惰性电极电解熔融MgCl2 总反应：MgCl2(熔融)Mg＋ Cl2↑ 阳极 2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极 Mg2＋＋2e－===Mg 2．提取“信息”书写电极反应式 铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜 总反应：2Al ＋3H2OAl2O3＋3H2↑ 阳极 2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋ 阴极 6H＋＋6e－===3H2↑ 用惰性电极电解K2MnO4溶液能得到化合物KMnO4 总反应：2K2MnO4＋2H2O2KMnO4＋H2↑＋2KOH 阳极 2MnO－2e－===2MnO 阴极 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 有机阳离子、Al2Cl和AlCl组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。 阳极 Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl 阴极 4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl 考向1 电解规律及电极产物的判断 例1 【变式训练1】 【例1】用石墨作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 【答案】D 【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－、SO，在阴极，H＋放电，所以整个电解过程分三个阶段：电解HCl溶液、电解NaCl溶液、电解H2O，最后溶液呈碱性，D错误。 【变式训练1·变考法】下列说法错误的是( ) A．用惰性电极电解Na2SO4溶液，当2mol电子转移时，可加入18g水恢复 B．用惰性电极电解1mol/LCuSO4溶液，加入1molCuO恢复，电路中转移了2mol电子 C．用惰性电极电解含1molNaOH的水溶液，溶液的pH不变 D．要想实现Cu+H2SO4(稀)=CuSO4+H2↑的反应，需在电解池中进行，且Cu为阳极 【答案】C 【解析】A项，用惰性电极电解Na2SO4溶液，由于溶液中阴离子的放电顺序为： OH-> SO42-，放电为OH- ，阳离子放电顺序为：H+>Na+，放电为H+，故实质为电解水： 2H2O 2H2↑+O2，当2mol电子转移时，可加入18g水恢复，A正确；B项，用惰性电极电解1 L 1 mol/L CuSO4溶液，反应为： 2 CuSO4+ 2H2O 2Cu+O2↑+H2SO4，电解一段时间后，两个电极产物为Cu和氧气，即溶液中减少了等量的铜原子和氧原子，当加入1 mol CuO，CuO可与生成的硫酸生成CuSO4可以恢复电解前浓度时，电路中转移了mole-，B正确；C项，用惰性电极电解含1 mol NaOH的水溶液，实质是电解水，溶剂减少，碱性增大，pH变大，C错误；D项，要实现Cu+H2SO4(稀) =CuSO4+H2↑的反应，需在电解池中进行，由方程可知，Cu失去电子发生氧化，应作为阳极，D正确；故选C。 【变式训练2·变题型】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( ) 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 【答案】C 【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，酸遇酚酞不变色，即a处无明显变化，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。 【变式训练3·变载体】电解饱和食盐水，若生成4 mol的NaOH，(a为饱和食盐水)，下列说法正确的是( ) A．在X极生成2 mol Cl2 B．在X极生成2 mol H2 C．在Y极生成4 mol Cl2 D．NaOH在Y极生成 【答案】B 【解析】由装置图可知Y为电解池的阳极，电极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，X为阴极，电极反应为：2H＋＋2e－===H2↑。A项，X电极为阴极，生成的是氢气，错误；B项，由总反应方程式2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH知，生成4 mol的NaOH，同时生成2 mol H2，正确；C项，Y电极为电解池阳极，由总反应方程式2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH可知，生成4 mol 的NaOH，同时生成氯气2 mol，错误；D项，阴极附近氢离子放电促进水电离，溶液中氢氧根离子浓度增大，NaOH在X极生成，错误。 考向2 电极反应的书写 例2(2025·浙江省绍兴市高三第一次模拟)CO2的综合利用，对于资源综合利用和减碳有重要意义。 (3)试验中的可充电锂电池，有望将二氧化碳变废为宝。以金属锂和多孔石墨为电极材料，反应原理如图。放电时总反应为3CO2+4Li=2Li2CO3+C，过程中锂浓度保持不变。则放电时，正极反应为 。充电时，保持电流恒定(电流强度电量/时间)，升高温度，电解反应的速率 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 【答案】(3)3CO2+4Li++4e-=2Li2CO3+C 不变 【解析】。(3)放电时，二氧化碳在正极得电子生成碳酸锂和碳单质，正极反应为3CO2+4Li++4e-=2Li2CO3+C。充电时，电流恒定，升高温度，电解反应的速率不变。 思维建模 电解电极方程式书写方法 (1)书写电解池的电极反应式时，可以用实际放电的离子表示，但书写电解池的总反应时，H2O要写成分子式。如用惰性电极电解食盐水时，阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，总反应式为2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。 (2)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。 (3)电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。 (4)“四步法”书写电极总反应的规律：①列物质、标得失；②选离子、配电荷；③配个数、巧用水；④两式加、验总式。 【变式训练1·变考法】(2025·浙江省绍兴市高三二模)工业上常用的合成氨的方法反应方程式：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0。请回答： (4)某研究团队构筑耦合的NiO/Cu纳米电催化剂加速硝酸盐电还原成氨气，电源正极所连电极为NiO/Cu，负极所连电极为惰性电极，电解质溶液为KOH溶液，请写出阴极的电极反应式 。 【答案】(4) NO3-+6H2O+8e-=NH3+9OH- 【解析】(4)阴极发生还原反应，则该电极上，在碱性条件下硝酸盐被还原成氨气，电极反应式NO3-+6H2O+8e-=NH3+9OH-。 【化工生产与科学建模】【变式训练2】 (2025·浙江省诸暨市高三第一次模拟)苯甲醛是香料、医药、农化等行业的重要中间体，被广泛地应用于食品、化妆品、塑料工业等行业中。 (4)利用纳米TiO2-Pt电极电解MnSO4和H2SO4的混合溶液(如图3)，电解一段时间后，将电解液与甲苯混合可制得苯甲醛，已知适当增大Mn2+和H+浓度可以抑制Mn3+的歧化倾向，电解过程中，阳极表面有少量气泡产生，且溶液中有极少量黑色固体物质生成。请写出： ①产生气泡对应的电极反应方程式： 。 ②溶液中生成黑色固体的离子方程式： 。 【答案】(4) 2H2O-4e-=O2↑＋4H＋ 2Mn3++2H2O=Mn2++ MnO2↓+4H+ 【解析】(4)①由题可知，阳极发生氧化反应：Mn2+-e-=Mn3+，阳极还产生少量气泡，说明存在竞争反应，只能是溶液中的OH-在阳极放电生成氧气，电极反应为2H2O-4e-=O2↑＋4H＋；②溶液中有极少量黑色固体物质生成，由题给信息可知，增大Mn2+和H+浓度可以抑制Mn3+的歧化倾向，说明Mn3+的歧化倾向被抑制所以生成的黑色固体很少，则Mn3+发生歧化反应生成+4价的MnO2和+2价的Mn2+，该黑色固体是MnO2，离子方程式为2Mn3++2H2O=Mn2++ MnO2↓+4H+。 【变式训练3·变题型】 (2025·浙江省温州市高三一模)将硫化氢分解使其转化成氢气和硫具有非常重要的工业意义。 (4)用电解法处理Na2S溶液后，再在阳极区通入H2S气体，可得到单质硫和氢气，装置如图. ①阳极区的生成硫的反应通常认为有如下两步，补充完成反应ⅰ。 ⅰ. ； ⅱ.。 ②设总硫浓度为T(S)，且。在电解后的溶液体系中通入H2S(g)，在电解槽底部析出单质硫。图3所示曲线为H2S(g)的分压时，T(S)与溶液的pH的关系曲线。请在图中画出的曲线 。 【答案】(4) 【解析】(4)①装置为电解法处理Na2S溶液后，再在阳极区通入H2S气体，可得到单质硫和氢气；结合阳极，可知，反应ⅰ为硫离子失去电子发生氧化反应生成：；②时，浓度减小，导致反应进行程度减小，使得T(S)浓度减小，故图示为：。 ( ) 考点二 电解原理的应用 知识点1氯碱工业 1．电极反应 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(反应类型：氧化反应)； 阴极：2H＋＋2e－===H2↑(反应类型：还原反应)。 检验阳极产物的方法是用湿润的KI-淀粉试纸靠近阳极，若试纸变蓝，证明生成了Cl2。电解时向食盐水中滴加酚酞，阴极附近溶液变红，说明该电极附近产生的物质为NaOH。 2．电解方程式 化学方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑； 离子方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。 3．阳离子交换膜法电解饱和食盐水示意图 (1)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。 (2)a、b、c、d加入或取出的物质分别是饱和食盐水、稀NaOH溶液、稀食盐水、浓NaOH溶液；X、Y分别为Cl2、H2。 得分速记 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-)和分子(Cl2)通过，这样既能防止H2和Cl2混合爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱质量。 知识点2电冶金 1．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)电极反应式 阳极：Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e－===Ni2＋、Cu－2e－===Cu2＋； 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu。 ④阳极泥的形成 粗铜中不活泼的杂质(金属活动性顺序中位于铜之后的银、金等)在阳极难以失去电子，当阳极上的铜失去电子变成离子之后，它们以金属单质的形式沉积于电解槽的底部，成为阳极泥。 2．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。 总方程式 阳极、阴极反应式 冶炼钠 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 2Cl－－2e－===Cl2↑、2Na＋＋2e－===2Na 冶炼镁 MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 2Cl－－2e－===Cl2↑、Mg2＋＋2e－===Mg 冶炼铝 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 6O2－－12e－===3O2↑、4Al3＋＋12e－===4Al 得分速记 工业上不能电解熔融MgO、AlCl3制Mg和Al。MgO的熔点较高，MgCl2的熔点较低，工业上电解熔融MgCl2制Mg。由于AlCl3为共价化合物，熔融状态下不导电，所以电解冶炼铝时，电解熔点很高的氧化铝，为降低熔点，加入了助熔剂冰晶石(Na3AlF6)；而且电解过程中，阳极生成的氧气与石墨电极反应，所以石墨电极需定期检查并及时更换补充。 知识点3电镀与电解精炼铜 电镀 电解精炼铜 示意图 电极反应 阳极 Cu－2e－===Cu2＋ Zn－2e－===Zn2＋，Cu－2e－===Cu2＋ 阴极 Cu2＋＋2e－===Cu Cu2＋＋2e－===Cu 电解质溶液的浓度变化 CuSO4溶液的浓度不变 CuSO4溶液的浓度变小 得分速记 (1)电解或电镀时，电极质量减小的电极必为金属电极——阳极；电极质量增大的电极必为阴极，即溶液中的金属阳离子得电子变成金属吸附在阴极上。 (2)电解精炼铜时，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，金属活动性小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+浓度会减小。 (3)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，电镀液的浓度保持不变。 考向1电解原理的应用 例1(2025·浙江省宁波市高三二模)卡尔·费休水分测定仪可精确测定某些物质中的水分含量，仪器示意图如图，卡氏试剂由KI、SO2、C5H5N(吡啶)和CH3OH组成。其工作原理是待测样品中的水与电解产生的I2发生反应：I2+SO2+H2O+3C5H5N+CH3OH→2[C5H5NH]+I-+C5H5NHSO4CH3，直至水分耗尽，电解自动停止，测定电解电路通过的电量即可计算水分含量。已知法拉第常数(1 mol电子所带电量)为F。 下列说法不正确的是( ) A．B极为阳极，电极反应：2I--2e-=I2 B．测定过程中阳离子从B极区移向A极区 C．样品中水分质量m与电解消耗电量Q的关系为 D．若用于测定Na2CO3固体中的水分含量，测定结果将偏高 【答案】C 【解析】与外加电源正极连接的B为阳极，阳极上发生氧化反应：2I--2e-=I2，生成的I2与SO2、C5H5N(吡啶)和CH3OH反应：I2+SO2+H2O+3C5H5N+CH3OH→2[C5H5NH]+I-+C5H5NHSO4CH3，直至水分耗尽，电解自动停止，测定电解电路通过的电量即可计算水分含量。A项，B与外加电源正极连接，B极为阳极，发生氧化反应，电极反应：2I--2e-=I2，A正确；B项，电解过程中阳离子向阴极移动，阳离子从B极区移向A极区，B正确；C项，根据关系式2e-~I2~H2O，2mol电子通过，消耗的水为1mol，样品中水分质量m与电解消耗电量Q的关系为，C错误；D项，若用于测定Na2CO3固体中的水分含量，I2与Na2CO3反应，消耗的I2量偏多，测定结果将偏高，D正确；故选C。 思维建模 分析电解过程的思维流程 【变式训练1·变载体】(2025·浙江省精诚联盟二模)库伦仪可根据电路中消耗的电量来测定工业废气中SO2含量，装置如图。测定前电解质溶液中c(I3-)与c(I-)的比值保持恒定，电解池不工作；通入一定量待测气，其中SO2溶解并还原I3-，库伦仪便立即工作至c(I3-)与c(I-)比值重新恢复到原定值。下列说法不正确的是( ) A．a电极连接直流电源的正极 B．库伦仪工作时，b电极上有气泡生成 C．若废气中含有O2等氧化性气体，会导致测定结果偏高 D．SO2发生反应的离子方程式为SO2+I3-+2H2O+4H2PO4-=3I-+SO42-+H3PO4 【答案】C 【解析】将废气通入电解池后，SO2溶解并将I3-还原，生成I-、SO42-和H+，反应的离子方程式为SO2+I3-+2H2O+4H2PO4-=3I-+SO42-+H3PO4，当打破c(I3-)与c(I-)平衡以后，测硫仪便立即进行电解，由图可知，测硫仪工作时，左侧铂电极(a极)为电解池的阳极，I-在阳极失去电子发生氧化反应生成I3-，电极反应式为3I—2e-=I3-，直到回到原定值，右侧铂电极(b极)为阴极，溶液中的H+在阴极得到电子发生还原反应生成H2，则SO2含量的计算可以通过总反应：SO2+2H2O2H++SO42-+H2↑。A项，电解时，M为阳极，接电源的正极，故A正确；B项，可知库伦仪工作时，b电极上有氢气，即气泡生成，故B正确；C项，待测气体中O2能将部分I−氧化为I3-，对于反应SO2+I3-+2H2O+4H2PO4-=3I-+SO42-+H3PO4，即减少参加该反应的SO2的量但I3-总量不受影响，或者说，对SO2+2H2O2H++SO42-+H2↑，减少了参加该反应的SO2的量，会使电解消耗的电量减小，测定结果会偏低，故C错误；D项，SO2溶解并将I3-还原，生成I-、SO42-和H+，得SO2发生反应的离子方程式为SO2+I3-+2H2O+4H2PO4-=3I-+SO42-+H3PO4，故D正确；故选C。 【变式训练2·变载体】(2025·浙江省绍兴市高三第一次模拟)库仑滴定法是一种利用电解原理来测定溶液中未知酸浓度的方法，由电解过程中产生的OH-测定待测液中的H+，装置如图，其中玻璃套管底部允许阴阳离子通过： 下列说法不正确的是( ) A．通过分析pH计示数的变化可以判断酸碱反应的终点 B．工作电极与外接电源的负极相连 C．辅助电极上的电极反应式为：Ag-e-＝Ag+ D．当电路中通过0.02mol电子时，理论上生成标况下224mL气体 【答案】C 【解析】库仑滴定法中在工作电极附近不断产生滴定剂——OH-，OH-能与未知酸中的H+发生反应，另一个称为辅助电极。据此判断铂电极与银电极分别与外接电源的负极和正极相连。辅助电解质加入辅助电极中，Cl-与银电极生成的Ag+结合生成AgCl，保证整个电解回路的电荷平衡，配合工作电极的反应。A项，由题可知，该滴定原理为利用电解过程中产生的OH-测定待测液中的H+，实质发生的反应为：H++OH-＝H2O，随着反应的进行，pH计示数发生相应的改变，故通过pH传感器连接外接电脑可以直观判断反应发生的终点，A项正确；B项，库伦滴定中工作电极通过电极反应产生滴定剂，即在工作电极上产生OH-，说明工作电极发生还原反应，由此可知工作电极为阴极，与外接电源的负极相连，B项正确；C项，在该实验中，辅助电解质KCl加在辅助电极玻璃套内，辅助电极与外接电源的正极相连，发生氧化反应，电极反应式为：Ag-e-+Cl-＝AgCl↓，C项错误；D项，该实验中，电解时生成气体的电极反应式为：2H2O+2e-＝H2↑+2OH-。电路中每通过0.02mol电子时，理论上生成0.01molH2，在标准状况下，0.01molH2的体积为224mL，D项正确；故选C。 【电化学与定量实验结合】【变式训练3】(2025·浙江省高三普通高校招生模拟选考科目模拟考试)为测定阿伏加德罗常数，某研究小组试图利用电解法根据电极上析出物质的质量来测验，其实验方案的要点为： ①用直流电电解氯化铜溶液，所用仪器如下图所示。 ②在电流强度为IA，通电时间为t秒钟后，精准测得某电极上析出的铜的质量为mg。 下列说法不正确的是( ) A．电极B反应方程式：2Cl-_2e-=Cl2 ↑ B．电流方向：F→B→A→C→D→E C．为精确测定质量，应在高温下烘干电极再测量，从而减少O2的溶解 D．结合测得的析出物质的质量，算出1mol金属所含的原子：[已知单个电子的电荷量为q=1.6×10-19C，Q为流经电路的电荷总量，Q(C)=I(A)×t(s)] 【答案】C 【解析】A项，B为电解池的阳极，溶液中的氯离子失电子发生氧化反应生成氯气，反应的离子方程式为：2Cl-―2e-=Cl2↑，A正确；B项，依据装置图分析可知U形管通入G中的气体是氯气，所以B电极为阳极，A为阴极，电路连接应遵循电流计串联，电源负极接电流表负极，电流表的正极接U形管A电极，B电极接电源的正极，所以线路连接顺序为：E接D，C接A，B接F；电流是由电源正极流向负极，故电流方向为F→B→A→C→D→E，B正确；C项，防止Cu被氧化，在有空气存在的情况下，烘干电极必须采用低温烘干的方法，防止Cu被氧化，C错误；D项，Q=It，则，其物质的量为：，由Cu～2e-、生成Cu的质量为mg得，，解得，D正确；故选C。 考向2电解法制备物质 例2(2025·浙江省Z20名校联盟三模)电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，工作原理如图1所示。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定。下列说法不正确的( ) A．离子交换膜应该选择阳离子交换膜 B．阳极的电极反应式为：Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O C．由图2可知，N点Na2FeO4浓度低是由于c(OH―)过高，铁电极上可能有Fe(OH)3生成 D．电解产生6.72LH2(标况)时，电路中转移电子数目为0.6NA 【答案】A 【解析】图1中，Fe电极为阳极，此处Fe被氧化为Na2FeO4，阳极式为Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O；Ni为阴极，此处水中的H+被还原为H2，阴极式为2H2O+2e-=H2↑＋2OH-；则中间的离子交换膜为阴离子交换膜，OH-经交换膜从右侧进入左侧。A项，OH-经交换膜从右侧进入左侧，中间的离子交换膜为阴离子交换膜，A错误；B项，阳极处Fe被氧化为Na2FeO4，阳极式为Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O，B正确；C项，Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，M点对应的c(OH−)低，Na2FeO4稳定性差；N点对应的c(OH−)过高，铁电极上可能有Fe(OH)3生成而使Na2FeO4产率降低，C正确；D项，6.72LH2的物质的量为0.3mol，结合阴极式2H2O+2e-=H2↑＋2OH-可知2e-~H2，则电路中转移电子数目为0.6NA，D正确；故选A。 思维建模 电解池电极反应式的书写步骤 【变式训练1·变载体】 (2025·浙江省嘉兴市高三基础测试)以Pt为电极，一定浓度的NaBr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H2和O2，装置如图所示。下列说法不正确的是( ) A．X为H2，Y为NaBr，Z为O2 B．电极b连接电源正极 C．电解总反应式为Br-+3H2OBrO3-+3H2↑ D．催化阶段反应产物物质的量之比n(Z) ：n(Br-)=3∶2 【答案】A 【解析】电极b上Br-发生失电子的氧化反应转化成BrO3-，电极b为阳极，电极反应为Br--6e-+3H2O=BrO3-+6H+；则电极a为阴极，电极a的电极反应为6H++6e-=3H2↑；电解总反应式为Br-+3H2OBrO3-+3H2↑；催化循环阶段BrO3-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项，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，Y为H2O，电极a为阴极，电极a的电极反应为6H++6e-=3H2↑，X为H2，催化循环阶段BrO3-被还原成Br-循环使用、同时生成Z为O2，A错误；B项，电极b为阳极，连接电源正极，B正确；C项，电解总反应式为Br-+3H2OBrO3-+3H2↑，C正确；D项，催化阶段，Br元素的化合价由+5价降至-1价，生成1mol Br-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正确；故选A。 【变式训练2·变载体】 (2025·浙江省绍兴市三模)工业上以氨基丙醇(H2NCH2CH2CH2OH)和乙二酸为原料电解，制备氨基丙酸和乙醛酸(HOOC-CHO)。装置如图所示，两级室之间以能透过H+的阳离子交换膜隔开。电解过程中温度保持不变。下列说法不正确的是( ) A．Pb电极为阴极，H+通过离子交换膜从左室迁移至右室 B．反应过程中两室pH均变小 C．若将两电极材料互换，会使两种产品产量下降 D．PbO2电极上的电极反应：H2NCH2CH2CH2OH + H2O -4e-= H2NCH2CH2COOH + 4H+ 【答案】B 【解析】左室为氨基丙醇电解生成氨基丙酸，电极方程式为H2NCH2CH2CH2OH-4e-+H2O=H2NCH2CH2COOH+4H+，反应失电子，为阳极；右室为乙二酸电解产生乙醛酸，电极方程式为HOOCCOOH+2e-+2H+=HOOC-CHO+H2O，反应得电子，为阳极。A项，Pb电极表面乙二酸得电子，为阴极，左室产生H+、右室消耗H+，H+通过离子交换膜从左室迁移至右室，故A正确；B项，左室产生H+，pH降低，右室消耗H+，pH增加，故B错误；C项，若将两电极材料互换，原料与电极吸附能力会改变，影响电极与反应物之间的电子转移，会使两种产品产量下降，故C正确；D项，据分析，PbO2电极(左室)上的电极反应为H2NCH2CH2CH2OH + H2O -4e-= H2NCH2CH2COOH + 4H+，故D正确；故选B。 【新型制氢法与学科知识结合】【变式训练3】(2025·浙江省Z20名校联盟高三第二次联考) “绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”需要较高电压、反应速率缓慢等问题，科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法，装置如图所示。部分反应机理为： 。下列说法不正确的是( ) A．电解时OH-通过阴离子交换膜向极方向移动 B．相同电量下H2理论产量是传统电解水的1.5倍 C．在一定电压下，极可能产生O2 D．阳极反应：2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+2H2O+H2↑ 【答案】B 【解析】据图示可知，b电极上HCHO 转化为HCOO-，而HCHO 转化为HCOO-为氧化反应，所以b电极为阳极，a电极为阴极，HCHO为阳极反应物，结合反应机理可知，阳极反应为2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+2H2O+H2↑，阴极水得电子生成氢气：2H2O+2e-=H2↑+2OH-。A项，由电极反应式可知，电解过程中阴极生成OH-，负电荷增多，阳极负电荷减少，要使电解质溶液呈电中性，OH-通过阴离子交换膜向阳极移动，即向b极方向移动，A正确；B项，阳极反应：①HCHO+OH--e-→HCOOH+H2，②HCOOH+OH-=HCOO-+H2O，阴极反应2H2O+2e-=H2↑+2OH-，即转移2mol电子时，阴、阳两极各生成1molH2，共2molH2，而传统电解水：2H2O2H2↑+O2↑，转移2mol电子，只有阴极生成1molH2，所以相同电量下H2理论产量是传统电解水的2倍，B错误；C项，b极是阳极，一定条件下氢氧根失电子发生氧化反应生成氧气，C正确；D项，阳极反应涉及到：①HCHO+OH--e-→HCOOH+H2，②HCOOH+OH-=HCOO-+H2O，由(①+②)×2得阳极反应为：2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+2H2O+H2↑，D正确；故选B。 ( ) 考点三 金属的腐蚀与防护 知识点1腐蚀“两比较 1．化学腐蚀与电化学腐蚀 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属与接触到的物质直接发生化学反应 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．析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜呈酸性 水膜呈弱酸性或中性 正极反应 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 负极反应 Fe－2e－===Fe2＋ 其他反应 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O 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)金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀，金属活动顺序表中位于氢前面和氢后面的金属都能发生吸氧腐蚀，但只有在金属活动顺序表中氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀。 知识点2两种保护方法 1．改变金属材料的组成 在金属中添加其他金属或非金属可以制成性能优异的合金。如普通钢中加入镍、铬等制成不锈钢产品，钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性，还具有良好的生物相容性。 2．在金属表面覆盖保护层 在金属表面覆盖致密的保护层，将金属制品与周围物质隔开是一种普遍采用的防护方法。如，在钢铁制品的表面喷涂油漆、涂矿物性油脂、覆盖搪瓷、塑料等；电镀锌、锡、铬、镍等；利用化学方法、离子注入法、表面渗镀等方式在金属表面形成稳定的钝化膜。 3．电化学保护法 金属在发生电化学腐蚀时，总是作为原电池负极(阳极)的金属被腐蚀，作为正极(阴极)的金属不被腐蚀，如果能使被保护的金属成为阴极，则该金属就不易被腐蚀。 (1)牺牲阳极法 原理：原电池原理，被保护的金属作正极，活泼性更强的金属作负极。 应用：锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门安装镁合金或锌块。 (2)外加电流法 原理：电解池原理，被保护的金属作为阴极，与电源的负极相连。 应用：钢铁闸门，高压线铁架，地下管道连接直流电源的负极。 得分速记 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 金属的腐蚀 例1(2025·浙江省北斗星盟高三联考)在浓溶液中及空气存在下，矿砂中的单质银发生吸氧腐蚀生成[AgCl2]-，再加入锌粉生成[ZnCl4]2-和纯度较高的单质银，下列说法正确的是( ) A．提高浓度有利于单质银的溶解 B．发生腐蚀时正极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e-=2H2O C．随着腐蚀的进行，溶液的减小 D．加入锌粉反应后，溶液中阴离子总浓度增大 【答案】A 【解析】A项，银单质在氯化钠浓溶液中与氧气反应生成[AgCl2]-，离子方程式为：4Ag+O2+8Cl-+2H2O4 [AgCl2]-+4OH-，增大氯离子的浓度平衡正向移动，有利于单质银的溶解，A正确；B项，在氯化钠溶液中，正极电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，B错误；C项，根据A可知，随着腐蚀的进行，氢氧根离子的浓度增大，溶液pH增大，C错误；D项，加入锌粉后，发生反应：Zn +2[AgCl2]-=2Ag+[ZnCl4]2-，溶液中阴离子总浓度降低，D错误；故选A。 思维建模 电化学腐蚀的规律 (1)对同一种金属来说，其他条件相同时腐蚀的快慢：强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。 (2)活泼性不同的两金属：活泼性差别越大，活泼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(钝化除外)。 (4)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。 【变式训练1·变考法】(2025·浙江省Z20名校联盟高三开学考试)表面皿中都装有混合了饱和食盐水、酚酞和铁氰化钾溶液的琼脂，分别将缠有铜丝的铁钉(图A)和缠有锌皮的铁钉(图)放置其中，如图所示。下列说法不正确的是( ) A．图中铁钉受锌皮保护，为牺牲阳极的阴极保护法 B．图中铁钉上的电极反应式：2H2O+2e-=H2↑＋2OH- C．离子在半凝固态的琼脂内可定向移动 D．图中，会出现蓝、红、蓝三个色块 【答案】B 【解析】图A中，根据题中条件可知，形成原电池，其中铁为负极，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，铜为正极，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-；图B中，根据题中条件可知，形成原电池，其中锌作负极，电极反应式为：Zn－2e-=Zn2＋，铁作正极，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-。A项，B中铁为正极，锌为负极，是牺牲阳极的阴极保护法，故A正确；B项，图B中铁作正极，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，故B错误；C项，该装置形成原电池，所以离子在半凝固态的琼脂内可定向移动，故C正确；D项，此时铁作负极，发生氧化反应，其电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，Fe2+与K3[Fe(CN)6]反应产生蓝色沉淀，铜作正极，其电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，生成氢氧根，所以铜电极附近变红，由于铜裹在铁的中段，所以琼脂中会出现蓝、红、蓝三个色块，故D正确；故选B。 【变式训练2·变载体】 “千年锈色耐人寻”。Cu2(OH)3Cl是铜锈中的“有害锈”，生成原理如图。下列说法不正确的是 A．正极反应：O2＋4e-＋4H＋=2H2O B．铜失去电子，发生氧化反应 C．潮湿的环境中更易产生铜锈 D．明矾溶液可清除Cu2(OH)3Cl 【答案】A 【解析】A项，根据图知，发生吸氧腐蚀，正极上O2得电子和H2O反应生成OH-，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，故A错误；B项，失电子的物质发生氧化反应，该反应中Cu失电子生成Cu2+而发生氧化反应，故B正确；C项，潮湿的环境中有电解质溶液，易形成原电池而更易产生铜锈，故C正确；D项，明矾中铝离子水解生成Al(OH)3和H+而使溶液呈酸性，能和Cu2(OH)3Cl中OH-反应，所以明矾溶液能清除Cu2(OH)3Cl，故D正确；故选A。 13．【逻辑思维与科学建模】【变式训练3】(2025·浙江省温州市高三一模)钢铁在潮湿空气中的电化学腐蚀基本化学原理如下图所示。下列说法不正确的是( ) A．Fe、C构成原电池的外电路 B．钢铁表面可发生反应：O2+2CO2+4e-=2CO32- C．吸氧腐蚀与析氢腐蚀可先后发生 D．利用电化学腐蚀可测定空气中氧气的含量 【答案】D 【解析】A项，钢铁在潮湿的空气中会发生电化学腐蚀，从图中可以看出，Fe失去电子，电子通过外电路流向C，所以Fe、C构成原电池的外电路，A正确；B项，在钢铁表面，O2得电子生成OH-，若此时溶液中溶有CO2，则可与OH-反应生成CO32-等，从而发生反应：O2+2CO2+4e-=2CO32-，B正确；C项，钢铁在潮湿的空气中，开始时电解质溶液的酸性较强，可能发生析氢腐蚀，随着反应进行，溶液酸性减弱，可能会发生吸氧腐蚀，所以吸氧腐蚀与析氢腐蚀可先后发生，C正确；D项，电化学腐蚀过程中，氧气的消耗量难以准确测量和控制，且会受到多种因素的干扰，不能准确利用电化学腐蚀测定空气中氧气的含量，D不正确；故选D。 考向2 金属腐蚀的防护 例2(2025·浙江省第一届NBchem高三选考模拟考试)城镇地面下常埋有纵横交错的金属管道，当金属管道或铁轨在潮湿土壤中形成电流回路时，就会引起这些金属制品的腐蚀。为了防止这类腐蚀的发生，某同学设计图所示的装置。下列有关说法中正确的是( ) A．电流由Mg经过导线流向钢铁制品 B．块表面随着时间的进行，会有Mg(OH)2产生 C．钢铁管道与电源正极相连的保护法是外加电流保护法 D．应选用电阻率小的导体，比如Ag来避免能量损耗 【答案】B 【解析】钢铁输水管与镁块相连形成原电池，镁作负极，发生氧化反应被腐蚀，钢铁输水管作正极，受到保护。A项，钢铁输水管与镁块相连形成原电池，镁作负极，发生氧化反应被腐蚀，钢铁输水管作正极，电流由钢铁制品经过导线流向Mg，A错误；B项，镁作负极，Mg失去电子生成Mg2+，Mg2+在潮湿的环境中会水解转化为Mg(OH)2，B正确；C项，Mg为活泼金属，可作为牺牲阳极，则将Mg与钢铁输水管相连是用牺牲阳极法保护钢铁输水管，C错误；D项，Fe比Ag活泼，若选用Ag作为导体，Ag与钢铁制品形成原电池，钢铁制品作负极会被腐蚀，D错误；故选B。 思维建模 金属防护分析建模 两种防护 解题模型 首先判断防护类型 其次根据原电池原理和电解池原理分析防腐原理 结合生活实际对选项做出合理判断 【变式训练1·变载体】(2025·浙江省新阵地教育联盟高三第一次联考)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。下列说法不正确的是( ) A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应 B．通电时，阴极上的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑＋2OH- C．把锌环换成锡环后，断电时，仍能防止铁帽被腐蚀 D．断电时，正极上的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH- 【答案】C 【解析】根据电源和直流电方向可知，锌环作阳极、铁帽作阴极。A项，通电时锌环与电源的正极相连，作阳极，发生氧化反应，A正确；B项，通电时铁作阴极，水中氢离子放电，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，B正确；C项，因铁比锡活泼，断电时构成原电池，锡作正极，而铁作负极被消耗，所以铁帽被腐蚀，C错误；D项，断电时构成原电池，铁作正极氧气得电子，即正极上的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，D正确； 故选C。 【变式训练2·变考法】钢铁的防护有多种方法，下列对于图中的方法描述错误的是( ) A．a、b以导线连接，辅助电极发生氧化反应 B．a、b以导线连接或以电源连接，辅助电极的材料可能都含有Zn C．a、b分别连接直流电源，通电后外电路电子被强制从辅助电极流向钢铁闸门 D．a、b分别连接直流电源的负极、正极，该方法是牺牲阳极的阴极保护法 【答案】D 【解析】a、b以导线连接，即为牺牲阳极的阴极保护法，则辅助电极要作负极，发生氧化反应，A项正确；a、b以导线连接或以电源连接，辅助电极都是发生氧化反应，Zn比较活泼，要失去电子，B项正确；通电后，被保护的钢铁闸门作阴极，辅助电极作阳极，因此通电后外电路电子被强制从辅助电极流向钢铁闸门，C项正确；由于有外加电源，故此方法为外加电流的阴极保护法，D项错误。 【变式训练3·变考法】(2025·浙江省强基联盟高三10月联考)将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在题图所示的情境中，下列有关说法正确的是( ) A．阴极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+ B．金属M的活动性比Fe的活动性弱 C．钢铁设施表面因积累大量电子而被保护 D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快 【答案】C 【解析】A项，阴极的钢铁设施实际作原电池的正极，正极金属被保护不失电子，故A错误；B项，阳极金属M实际为原电池装置的负极，电子流出，原电池中负极金属比正极活泼，因此M活动性比Fe的活动性强，故B错误；C项，金属M失电子，电子经导线流入钢铁设备，从而使钢铁设施表面积累大量电子，自身金属不再失电子从而被保护，故C正确；D项，海水中的离子浓度大于河水中的离子浓度，离子浓度越大，溶液的导电性越强，因此钢铁设施在海水中的腐蚀速率比在河水中快，故D错误；故选C。 1．(2024·浙江1月卷，13，3分)破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成[Zn(NH3)4]2+和H2，下列说法不正确的是( ) A．氨水浓度越大，腐蚀趋势越大 B．随着腐蚀的进行，溶液pH变大 C．铁电极上的电极反应式为： 2NH3+2e-=H2↑＋2NH2- D．每生成标准状况下22.4mLH2，消耗0.010 mol Zn 【答案】C 【解析】A项，氨水浓度越大，越容易生成[Zn(NH3)4]2+，腐蚀趋势越大，A正确；B项，腐蚀的总反应为Zn+4NH3•H2O=[Zn(NH3)4]2++H2↑+2H2O+2OH-，有OH-离子生成，溶液pH变大，B正确；C项，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项，根据得失电子守恒，每生成标准状况下22.4mLH2，转移电子数为，消耗0.010 mol Zn，D正确；故选C。 2．(2024·浙江6月卷，13，3分)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。下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+2H2O+4e-=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 【答案】B 【解析】A项，图1为牺牲阳极的阴极瓮中保护法，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为外加电流的阴极保护法，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项，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+2H2O+4e-=4OH-，B正确；C项，图2为外加电流的阴极保护法，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项，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，但是牺牲阳极和发生了氧化反应，辅助阳极上也发生了氧化反应，D不正确；故选B。 3．(2023•浙江1月卷，11，3分)在熔融盐体系中，通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi)，电解装置如图，下列说法正确的是( ) A．石墨电极为阴极，发生氧化反应 B．电极A的电极反应：8H++TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4H2O C．该体系中，石墨优先于Cl-参与反应 D．电解时，阳离子向石墨电极移动 【答案】C 【解析】由图可知，在外加电源下石墨电极上C转化为CO，失电子发生氧化反应，为阳极，与电源正极相连，则电极A作阴极，TiO2和SiO2获得电子产生电池材料(TiSi)，电极反应为TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4O2-。A项，在外加电源下石墨电极上C转化为CO，失电子发生氧化反应，为阳极，A错误；B项，电极A的电极反应为TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4O2-，B错误；C项，根据图中信息可知，该体系中，石墨优先于Cl-参与反应，C正确；D项，电解池中石墨电极为阳极，阳离子向阴极电极A移动，D错误；故选C。 4．(2023•浙江6月卷，13，3分)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】A项，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；B项，电极B为阴极，通入氧气，氧气得到电子，其电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，故B错误；C项，右室生成氢氧根，应选用阳离子交换膜，左边的钠离子进入到右边，在右室获得浓度较高的NaOH溶液，故C正确；D项，改进设计中增大了氧气的量，提高了电极B处的氧化性，通过反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗，故D正确。故选B。 5．(2024·浙江1月卷，19)通过电化学、热化学等方法，将CO2转化为HCOOH等化学品，是实现“双碳”目标的途径之一。请回答： (1)某研究小组采用电化学方法将CO2转化为，装置如图。电极B上的电极反应式是 。 【答案】(1) CO2+2H++2e-=HCOOH　 【解析】(1)①电极B是阴极，则电极反应式是CO2+2H++2e-=HCOOH； 22 / 30 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 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电解池模型 知识点2电解规律 知识点3电解池电极反应式的书写 考向1电解规律及电极产物的判断 考向2电极反应的书写 【思维建模】电解电极方程式书写方法 考点二 电解原理的应用 知识点1氯碱工业 知识点2电冶金 知识点3电镀与电解精炼铜 考向1电解原理的应用 【思维建模】分析电解过程的思维流程 考向2电解法制备物质 【思维建模】电解池电极反应式的书写步骤 考点三 金属的腐蚀与防护 知识点1腐蚀“两比较” 知识点2两种保护方法 考向1金属的腐蚀 【思维建模】电化学腐蚀的规律 考向2金属腐蚀的防护 【思维建模】金属防护分析建模 04真题溯源·考向感知 考点要求 考查形式 2025年 2024年 2023年 电解原理及其应用 选择题 非选择题 浙江6月T18(1) 浙江1月卷T19(1) 浙江1月卷T11，3分 浙江6月卷T13，3分 金属的腐蚀与防护 选择题 非选择题 浙江1月卷T13，3分 浙江6月卷T13，3分 —— 考情分析： 1．从考查题型和内容上看，电解是浙江选考的重点和热点，主要以选择题呈现，近年来在非选择题有所涉及，考查内容主要有以下三个方面：(1)应用电解原理制备新物质、应用电解原理治理污染或通过电解原理形成致密氧化膜，提高抗腐蚀性等；(2)粗金属的精炼、电镀或者制备某些金属等；(3)金属发生电化学腐蚀的原因和防止金属腐蚀的措施。 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。重点关注：(1)以新型电解池(“活泼阳极”电解池或多室膜电解池)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；(2)以生产生活中的真实情境为载体，考查金属发生电化学腐蚀的原因和防止金属腐蚀的措施。 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。 4．能用电化学原理解释金属腐蚀的现象。 5．能选择设计金属的防腐措施。 ( ) 考点一 电解原理 知识点1 电解池模型 1．电解和电解池 (1)电解：使__________通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阳极、阴极引起__________反应的过程。 (2)电解池：将__________能转化为__________能的装置(也称电解槽)。 (3)电极名称及反应类型 阴极：与电源__________相连的电极，发生__________反应； 阳极：与电源__________相连的电极，发生__________反应。 (4)电解池的构成条件 ①__________电源；②两个电极；③电解质溶液或熔融电解质；④形成__________。 2．电极名称和电极反应式 电解池基础模型 惰性电极电解CuCl2溶液 3．电解过程的三个流向 (1)电子流向：电源______极→电解池______极；电解池的______极→电源的______极； (2)离子流向：阳离子→电解池的______极，阴离子→电解池的______极。 (3)电流方向：电源______极→电解池______极→电解质溶液→______极→______极。 得分速记 (1)放电指的是电极上的得、失电子。 (2)活性电极指的是除去Au、Pt以外的金属，惰性电极指的是Pt、Au、C电极，不参与电极反应。 (3)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，注意离子导体(电解质)是水溶液还是非水状态。 (4)电解水溶液时，K+~Al3+不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。 (5)书写电解池中的电极反应时，要以实际放电的离子表示，但书写电解总反应方程式时，弱电解质要写成分子式。 (6)电解质溶液中未参与放电的离子是否与放电后生成的离子发生反应(离子共存)。 (7)要确保两极电子转移的数目相同，且注明条件“电解”。 知识点2 电解规律 1．阳极产物的判断 (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： 活泼电极＞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。 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＋。 (1)若金属阳离子(Fe3＋除外)放电，则得到相应金属单质；若H＋放电，则得到H2。 (2)放电顺序本质遵循氧化还原反应的优先规律，即得(失)电子能力强的离子先放电。 3．用惰性电极电解电解质溶液的四种类型 2． 4．电解后电解质溶液的复原 需加适量的某物质，该物质可以是阴极与阳极产物的化合物。例如惰性电极电解CuSO4溶液，要恢复原溶液的浓度，可向电解后的溶液中加入CuO，也可以加入CuCO3，但不能加入Cu(OH)2，因为Cu(OH)2与生成的H2SO4反应后使水量增加。使电解后的溶液恢复原状的方法：先让析出的产物(气体或沉淀)恰好完全反应，再将其化合物投入电解后的溶液中即可。如： (1)NaCl溶液：通__________气体(不能加盐酸)； (2)AgNO3溶液：加__________固体(不能加AgOH)； (3)CuCl2溶液：加__________固体； (4)KNO3溶液：加__________； (5)CuSO4溶液：加__________或__________ [不能加Cu2O、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3]。 得分速记 类型 电极反应特点 电解质溶液 电解质浓度 pH 电解质溶液复原 电解 水型 阴极：4H++4e-=2H2↑(酸性)，2H2O+2e-=H2↑+2OH-(碱性) 阳极：2H2O-4e-=4H++O2↑(酸性)，4OH--4e-=2H2O+O2↑(碱性) 强碱(NaOH) 增大 增大 加水 含氧酸(H2SO4) 增大 减小 加水 活泼金属的最高价含氧酸盐(Na2SO4) 增大 不变 加水 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(HCl) 减小 增大 通入HCl气体 不活泼金属的无氧酸盐(CuCl2) 减小 — 加氯化铜 放H2 生碱型 阴极：H2O放H2生成碱 阳极：电解质阴离子放电 活泼金属的无氧酸盐(NaCl) 生成新电解质 增大 通入HCl(g) 放O2 生酸型 阴极：电解质阳离子放电 阳极：H2O放O2生成酸 不活泼金属的最高价含氧酸盐(CuSO4) 生成新电解质 减小 加氧化铜 知识点3 电解池电极反应式的书写 1．基本电极反应式的书写 用惰性电极电解NaCl溶液 总反应：2NaCl＋2H2O2NaOH ＋ Cl2↑＋ H2↑ 阳极 ___________________________________ 阴极 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－(或2H＋＋2e－===H2↑) 用惰性电极电解CuSO4溶液 总反应：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4 阳极 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋(或4OH－－4e－===2H2O＋O2↑) 阴极 ___________________________________ 用惰性电极电解熔融MgCl2 总反应：MgCl2(熔融)Mg＋ Cl2↑ 阳极 ___________________________________ 阴极 Mg2＋＋2e－===Mg 2．提取“信息”书写电极反应式 铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜 总反应：2Al ＋3H2OAl2O3＋3H2↑ 阳极 ___________________________________ 阴极 6H＋＋6e－===3H2↑ 用惰性电极电解K2MnO4溶液能得到化合物KMnO4 总反应：2K2MnO4＋2H2O2KMnO4＋H2↑＋2KOH 阳极 2MnO－2e－===2MnO 阴极 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 有机阳离子、Al2Cl和AlCl组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。 阳极 ___________________________________ 阴极 4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl 考向1 电解规律及电极产物的判断 例1 【变式训练1】 【例1】用石墨作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 【变式训练1·变考法】下列说法错误的是( ) A．用惰性电极电解Na2SO4溶液，当2mol电子转移时，可加入18g水恢复 B．用惰性电极电解1mol/LCuSO4溶液，加入1molCuO恢复，电路中转移了2mol电子 C．用惰性电极电解含1molNaOH的水溶液，溶液的pH不变 D．要想实现Cu+H2SO4(稀)=CuSO4+H2↑的反应，需在电解池中进行，且Cu为阳极 【变式训练2·变题型】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( ) 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 【变式训练3·变载体】电解饱和食盐水，若生成4 mol的NaOH，(a为饱和食盐水)，下列说法正确的是( ) A．在X极生成2 mol Cl2 B．在X极生成2 mol H2 C．在Y极生成4 mol Cl2 D．NaOH在Y极生成 考向2 电极反应的书写 例2(2025·浙江省绍兴市高三第一次模拟)CO2的综合利用，对于资源综合利用和减碳有重要意义。 (3)试验中的可充电锂电池，有望将二氧化碳变废为宝。以金属锂和多孔石墨为电极材料，反应原理如图。放电时总反应为3CO2+4Li=2Li2CO3+C，过程中锂浓度保持不变。则放电时，正极反应为 。充电时，保持电流恒定(电流强度电量/时间)，升高温度，电解反应的速率 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 思维建模 电解电极方程式书写方法 (1)书写电解池的电极反应式时，可以用实际放电的离子表示，但书写电解池的总反应时，H2O要写成分子式。如用惰性电极电解食盐水时，阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，总反应式为2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。 (2)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。 (3)电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。 (4)“四步法”书写电极总反应的规律：①列物质、标得失；②选离子、配电荷；③配个数、巧用水；④两式加、验总式。 【变式训练1·变考法】(2025·浙江省绍兴市高三二模)工业上常用的合成氨的方法反应方程式：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0。请回答： (4)某研究团队构筑耦合的NiO/Cu纳米电催化剂加速硝酸盐电还原成氨气，电源正极所连电极为NiO/Cu，负极所连电极为惰性电极，电解质溶液为KOH溶液，请写出阴极的电极反应式 。 【化工生产与科学建模】【变式训练2】(2025·浙江省诸暨市高三第一次模拟)苯甲醛是香料、医药、农化等行业的重要中间体，被广泛地应用于食品、化妆品、塑料工业等行业中。 (4)利用纳米TiO2-Pt电极电解MnSO4和H2SO4的混合溶液(如图3)，电解一段时间后，将电解液与甲苯混合可制得苯甲醛，已知适当增大Mn2+和H+浓度可以抑制Mn3+的歧化倾向，电解过程中，阳极表面有少量气泡产生，且溶液中有极少量黑色固体物质生成。请写出： ①产生气泡对应的电极反应方程式： 。 ②溶液中生成黑色固体的离子方程式： 。 【变式训练3·变题型】(2025·浙江省温州市高三一模)将硫化氢分解使其转化成氢气和硫具有非常重要的工业意义。 (4)用电解法处理Na2S溶液后，再在阳极区通入H2S气体，可得到单质硫和氢气，装置如图. ①阳极区的生成硫的反应通常认为有如下两步，补充完成反应ⅰ。 ⅰ. ； ⅱ.。 ②设总硫浓度为T(S)，且。在电解后的溶液体系中通入H2S(g)，在电解槽底部析出单质硫。图3所示曲线为H2S(g)的分压时，T(S)与溶液的pH的关系曲线。请在图中画出的曲线 。 ( ) 考点二 电解原理的应用 知识点1氯碱工业 1．电极反应 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(反应类型：________反应)； 阴极：2H＋＋2e－===H2↑(反应类型：________反应)。 检验阳极产物的方法是_____________________________________，证明生成了Cl2。电解时向食盐水中滴加酚酞，________极附近溶液变红，说明该电极附近产生的物质为________。 2．电解方程式 化学方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑； 离子方程式：__________________________________________________。 3．阳离子交换膜法电解饱和食盐水示意图 (1)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。 (2)a、b、c、d加入或取出的物质分别是________________、_______________、_____________、_______________；X、Y分别为________、________。 得分速记 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-)和分子(Cl2)通过，这样既能防止H2和Cl2混合爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱质量。 知识点2电冶金 1．电解精炼铜 (1)电极材料：阳极为________，阴极为________。 (2)电解质溶液：含________的盐溶液。 (3)电极反应式 阳极：Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e－===Ni2＋、Cu－2e－===Cu2＋； 阴极：__________________________。 ④阳极泥的形成 粗铜中不活泼的杂质(金属活动性顺序中位于铜之后的银、金等)在阳极难以失去电子，当阳极上的铜失去电子变成离子之后，它们以金属单质的形式沉积于电解槽的底部，成为________。 2．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。 总方程式 阳极、阴极反应式 冶炼钠 _____________________________ 2Cl－－2e－===Cl2↑、2Na＋＋2e－===2Na 冶炼镁 _____________________________ 2Cl－－2e－===Cl2↑、Mg2＋＋2e－===Mg 冶炼铝 _____________________________ 6O2－－12e－===3O2↑、4Al3＋＋12e－===4Al 得分速记 工业上不能电解熔融MgO、AlCl3制Mg和Al。MgO的熔点较高，MgCl2的熔点较低，工业上电解熔融MgCl2制Mg。由于AlCl3为共价化合物，熔融状态下不导电，所以电解冶炼铝时，电解熔点很高的氧化铝，为降低熔点，加入了助熔剂冰晶石(Na3AlF6)；而且电解过程中，阳极生成的氧气与石墨电极反应，所以石墨电极需定期检查并及时更换补充。 知识点3电镀与电解精炼铜 电镀 电解精炼铜 示意图 电极反应 阳极 ________________________ _____________________________ 阴极 _____________________________ _____________________________ 电解质溶液的浓度变化 CuSO4溶液的浓度________ CuSO4溶液的浓度________ 得分速记 (1)电解或电镀时，电极质量减小的电极必为金属电极——阳极；电极质量增大的电极必为阴极，即溶液中的金属阳离子得电子变成金属吸附在阴极上。 (2)电解精炼铜时，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，金属活动性小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+浓度会减小。 (3)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，电镀液的浓度保持不变。 考向1电解原理的应用 例1(2025·浙江省宁波市高三二模)卡尔·费休水分测定仪可精确测定某些物质中的水分含量，仪器示意图如图，卡氏试剂由KI、SO2、C5H5N(吡啶)和CH3OH组成。其工作原理是待测样品中的水与电解产生的I2发生反应：I2+SO2+H2O+3C5H5N+CH3OH→2[C5H5NH]+I-+C5H5NHSO4CH3，直至水分耗尽，电解自动停止，测定电解电路通过的电量即可计算水分含量。已知法拉第常数(1 mol电子所带电量)为F。 下列说法不正确的是( ) A．B极为阳极，电极反应：2I--2e-=I2 B．测定过程中阳离子从B极区移向A极区 C．样品中水分质量m与电解消耗电量Q的关系为 D．若用于测定Na2CO3固体中的水分含量，测定结果将偏高 思维建模 分析电解过程的思维流程 【变式训练1·变载体】(2025·浙江省精诚联盟二模)库伦仪可根据电路中消耗的电量来测定工业废气中SO2含量，装置如图。测定前电解质溶液中c(I3-)与c(I-)的比值保持恒定，电解池不工作；通入一定量待测气，其中SO2溶解并还原I3-，库伦仪便立即工作至c(I3-)与c(I-)比值重新恢复到原定值。下列说法不正确的是( ) A．a电极连接直流电源的正极 B．库伦仪工作时，b电极上有气泡生成 C．若废气中含有O2等氧化性气体，会导致测定结果偏高 D．SO2发生反应的离子方程式为SO2+I3-+2H2O+4H2PO4-=3I-+SO42-+H3PO4 【变式训练2·变载体】(2025·浙江省绍兴市高三第一次模拟)库仑滴定法是一种利用电解原理来测定溶液中未知酸浓度的方法，由电解过程中产生的OH-测定待测液中的H+，装置如图，其中玻璃套管底部允许阴阳离子通过： 下列说法不正确的是( ) A．通过分析pH计示数的变化可以判断酸碱反应的终点 B．工作电极与外接电源的负极相连 C．辅助电极上的电极反应式为：Ag-e-＝Ag+ D．当电路中通过0.02mol电子时，理论上生成标况下224mL气体 【电化学与定量实验结合】【变式训练3】(2025·浙江省高三普通高校招生模拟选考科目模拟考试)为测定阿伏加德罗常数，某研究小组试图利用电解法根据电极上析出物质的质量来测验，其实验方案的要点为： ①用直流电电解氯化铜溶液，所用仪器如下图所示。 ②在电流强度为IA，通电时间为t秒钟后，精准测得某电极上析出的铜的质量为mg。 下列说法不正确的是( ) A．电极B反应方程式：2Cl-_2e-=Cl2 ↑ B．电流方向：F→B→A→C→D→E C．为精确测定质量，应在高温下烘干电极再测量，从而减少O2的溶解 D．结合测得的析出物质的质量，算出1mol金属所含的原子：[已知单个电子的电荷量为q=1.6×10-19C，Q为流经电路的电荷总量，Q(C)=I(A)×t(s)] 考向2电解法制备物质 例2(2025·浙江省Z20名校联盟三模)电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，工作原理如图1所示。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定。下列说法不正确的( ) A．离子交换膜应该选择阳离子交换膜 B．阳极的电极反应式为：Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O C．由图2可知，N点Na2FeO4浓度低是由于c(OH―)过高，铁电极上可能有Fe(OH)3生成 D．电解产生6.72LH2(标况)时，电路中转移电子数目为0.6NA 思维建模 电解池电极反应式的书写步骤 【变式训练1·变载体】 (2025·浙江省嘉兴市高三基础测试)以Pt为电极，一定浓度的NaBr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H2和O2，装置如图所示。下列说法不正确的是( ) A．X为H2，Y为NaBr，Z为O2 B．电极b连接电源正极 C．电解总反应式为Br-+3H2OBrO3-+3H2↑ D．催化阶段反应产物物质的量之比n(Z) ：n(Br-)=3∶2 【变式训练2·变载体】 (2025·浙江省绍兴市三模)工业上以氨基丙醇(H2NCH2CH2CH2OH)和乙二酸为原料电解，制备氨基丙酸和乙醛酸(HOOC-CHO)。装置如图所示，两级室之间以能透过H+的阳离子交换膜隔开。电解过程中温度保持不变。下列说法不正确的是( ) A．Pb电极为阴极，H+通过离子交换膜从左室迁移至右室 B．反应过程中两室pH均变小 C．若将两电极材料互换，会使两种产品产量下降 D．PbO2电极上的电极反应：H2NCH2CH2CH2OH + H2O -4e-= H2NCH2CH2COOH + 4H+ 【新型制氢法与学科知识结合】【变式训练3】(2025·浙江省Z20名校联盟高三第二次联考) “绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”需要较高电压、反应速率缓慢等问题，科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法，装置如图所示。部分反应机理为： 。下列说法不正确的是( ) A．电解时OH-通过阴离子交换膜向极方向移动 B．相同电量下H2理论产量是传统电解水的1.5倍 C．在一定电压下，极可能产生O2 D．阳极反应：2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+2H2O+H2↑ ( ) 考点三 金属的腐蚀与防护 知识点1腐蚀“两比较 1．化学腐蚀与电化学腐蚀 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属与接触到的物质直接发生________ 不纯的金属接触到电解质溶液发生________ 本质 M－ne－===Mn＋ M－ne－===Mn＋ 现象 ________被腐蚀 ________________被腐蚀 区别 无________产生 有微弱________产生 联系 ________腐蚀比________腐蚀普遍得多，腐蚀速率更快，危害也更严重 2．析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜呈________ 水膜呈______________ 正极反应 ____________________ ____________________ 负极反应 _____________________________ 其他反应 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O 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)金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀，金属活动顺序表中位于氢前面和氢后面的金属都能发生吸氧腐蚀，但只有在金属活动顺序表中氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀。 知识点2两种保护方法 1．改变金属材料的组成 在金属中添加________或________可以制成性能优异的________。如普通钢中加入镍、铬等制成不锈钢产品，钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性，还具有良好的生物相容性。 2．在金属表面覆盖保护层 在金属表面覆盖________保护层，将金属制品与周围物质隔开是一种普遍采用的防护方法。如，在钢铁制品的表面喷涂油漆、涂矿物性油脂、覆盖搪瓷、塑料等；电镀锌、锡、铬、镍等；利用化学方法、离子注入法、表面渗镀等方式在金属表面形成稳定的钝化膜。 3．电化学保护法 金属在发生电化学腐蚀时，总是作为原电池________的金属被腐蚀，作为________的金属不被腐蚀，如果能使被保护的金属成为________，则该金属就不易被腐蚀。 (1)牺牲阳极法 原理：原电池原理，被保护的金属作________，活泼性更强的金属作________。 应用：锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门安装镁合金或锌块。 (2)外加电流法 原理：电解池原理，被保护的金属作为________，与电源的________相连。 应用：钢铁闸门，高压线铁架，地下管道连接直流电源的________极。 得分速记 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 金属的腐蚀 例1(2025·浙江省北斗星盟高三联考)在浓溶液中及空气存在下，矿砂中的单质银发生吸氧腐蚀生成[AgCl2]-，再加入锌粉生成[ZnCl4]2-和纯度较高的单质银，下列说法正确的是( ) A．提高浓度有利于单质银的溶解 B．发生腐蚀时正极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e-=2H2O C．随着腐蚀的进行，溶液的减小 D．加入锌粉反应后，溶液中阴离子总浓度增大 思维建模 电化学腐蚀的规律 (1)对同一种金属来说，其他条件相同时腐蚀的快慢：强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。 (2)活泼性不同的两金属：活泼性差别越大，活泼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(钝化除外)。 (4)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。 【变式训练1·变考法】(2025·浙江省Z20名校联盟高三开学考试)表面皿中都装有混合了饱和食盐水、酚酞和铁氰化钾溶液的琼脂，分别将缠有铜丝的铁钉(图A)和缠有锌皮的铁钉(图)放置其中，如图所示。下列说法不正确的是( ) A．图中铁钉受锌皮保护，为牺牲阳极的阴极保护法 B．图中铁钉上的电极反应式：2H2O+2e-=H2↑＋2OH- C．离子在半凝固态的琼脂内可定向移动 D．图中，会出现蓝、红、蓝三个色块 【变式训练2·变载体】 “千年锈色耐人寻”。Cu2(OH)3Cl是铜锈中的“有害锈”，生成原理如图。下列说法不正确的是 A．正极反应：O2＋4e-＋4H＋=2H2O B．铜失去电子，发生氧化反应 C．潮湿的环境中更易产生铜锈 D．明矾溶液可清除Cu2(OH)3Cl 13．【逻辑思维与科学建模】【变式训练3】(2025·浙江省温州市高三一模)钢铁在潮湿空气中的电化学腐蚀基本化学原理如下图所示。下列说法不正确的是( ) A．Fe、C构成原电池的外电路 B．钢铁表面可发生反应：O2+2CO2+4e-=2CO32- C．吸氧腐蚀与析氢腐蚀可先后发生 D．利用电化学腐蚀可测定空气中氧气的含量 考向2 金属腐蚀的防护 例2(2025·浙江省第一届NBchem高三选考模拟考试)城镇地面下常埋有纵横交错的金属管道，当金属管道或铁轨在潮湿土壤中形成电流回路时，就会引起这些金属制品的腐蚀。为了防止这类腐蚀的发生，某同学设计图所示的装置。下列有关说法中正确的是( ) A．电流由Mg经过导线流向钢铁制品 B．块表面随着时间的进行，会有Mg(OH)2产生 C．钢铁管道与电源正极相连的保护法是外加电流保护法 D．应选用电阻率小的导体，比如Ag来避免能量损耗 思维建模 金属防护分析建模 两种防护 解题模型 首先判断防护类型 其次根据原电池原理和电解池原理分析防腐原理 结合生活实际对选项做出合理判断 【变式训练1·变载体】(2025·浙江省新阵地教育联盟高三第一次联考)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。下列说法不正确的是( ) A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应 B．通电时，阴极上的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑＋2OH- C．把锌环换成锡环后，断电时，仍能防止铁帽被腐蚀 D．断电时，正极上的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH- 【变式训练2·变考法】钢铁的防护有多种方法，下列对于图中的方法描述错误的是( ) A．a、b以导线连接，辅助电极发生氧化反应 B．a、b以导线连接或以电源连接，辅助电极的材料可能都含有Zn C．a、b分别连接直流电源，通电后外电路电子被强制从辅助电极流向钢铁闸门 D．a、b分别连接直流电源的负极、正极，该方法是牺牲阳极的阴极保护法 【变式训练3·变考法】(2025·浙江省强基联盟高三10月联考)将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在题图所示的情境中，下列有关说法正确的是( ) A．阴极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+ B．金属M的活动性比Fe的活动性弱 C．钢铁设施表面因积累大量电子而被保护 D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快 1．(2024·浙江1月卷，13，3分)破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成[Zn(NH3)4]2+和H2，下列说法不正确的是( ) A．氨水浓度越大，腐蚀趋势越大 B．随着腐蚀的进行，溶液pH变大 C．铁电极上的电极反应式为： 2NH3+2e-=H2↑＋2NH2- D．每生成标准状况下22.4mLH2，消耗0.010 mol Zn 2．(2024·浙江6月卷，13，3分)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。下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+2H2O+4e-=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 3．(2023•浙江1月卷，11，3分)在熔融盐体系中，通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi)，电解装置如图，下列说法正确的是( ) A．石墨电极为阴极，发生氧化反应 B．电极A的电极反应：8H++TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4H2O C．该体系中，石墨优先于Cl-参与反应 D．电解时，阳离子向石墨电极移动 4．(2023•浙江6月卷，13，3分)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 5．(2024·浙江1月卷，19)通过电化学、热化学等方法，将CO2转化为HCOOH等化学品，是实现“双碳”目标的途径之一。请回答： (1)某研究小组采用电化学方法将CO2转化为，装置如图。电极B上的电极反应式是 。 23 / 24 学科网（北京）股份有限公司 $$