第03讲 电解池、金属的腐蚀与防护（复习讲义）（湖南专用）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 电解和电解池 知识点2 电解池的工作原理 知识点3电解规律 知识点4电解池电极反应式的书写 考向1 考查电解规律及电极产物的判断 【思维建模】电解规律及电极产物的判断 考向2 考查电极反应的书写 【思维建模】电极反应的书写 考点二 电解原理的应用 知识点1氯碱工业——电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气 知识点2电镀 知识点3电解精炼铜 知识点4电冶金 考向1考查电解原理的应用 考向2考查交换膜在电化学中的应用 【思维建模】“隔膜”电解池的解题步骤 考向3考查电化学计算 【思维建模】电化学中的计算方法 考点三 金属的腐蚀与防护 知识点1金属的腐蚀 知识点2金属的防护 考向1考查金属的腐蚀 【思维建模】分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键 考向2考查金属的防护 【思维建模】金属防护分析建模 04 考点要求 考察形式 2025年 2024年 2023年 2022年 2021年 电解原理 选择题 非选择题 10题3分 10题3分 电解原理的应用 选择题 非选择题 9题3分 8题3分 金属的腐蚀与防护 选择题 非选择题 考情分析： 1．从命题题型和内容上看：主要在选择题中出现。主要包含金属的精炼、科研成果、活泼金属的制取、有关电解产物的判断和计算等内容。 2．从命题思路上看：主要在相关背景下综合考察考生对原电池、电解池的相关概念以及原理的理解掌握，对考生综合能力的要求较强。 复习目标： 1． 理解电解池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应式和总反应方程式。 2．了解电解原理在氯碱工业、精炼铜、电镀、电冶金等方面的应用；认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。 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。 考点一 电解原理 知识点1 电解和电解池 1、电解：使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程，在此过程中，电能转化为化学能 2、电解池：把 转化为 的装置，叫做电解池，也叫电解槽 3、电解池的构成 ①与直流电源相连的两个电极：与电源正极相连的电极是阳极，在阳极上发生氧化反应；与电源负极相连的电极是阴极，在阴极上发生还原反应 ②电解质溶液(或熔融的电解质) ③形成闭合回路 4、放电：当离子到达电极时，失去或获得电子，发生氧化或还原反应的过程，称为放电 知识点2 电解池的工作原理 电极名称和电极反应式 电解过程的三个流向 总反应离子方程式：Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑ ①电子流向：电源负极→ ；电解池的阳极→ ②离子流向：阳离子→ ，阴离子→ ③电流方向：电源正极→电解池阳极→电解质溶液→阴极→负极 知识点3 电解规律 1、电极类型：金属活动顺序表中银以前的金属(含银)做电极时，由于金属电极本身可以参与阳极反应，称为 (如：Zn、Fe、Cu、Ag等)；金属活动顺序表中银以后的金属或非金属作电极时，称为 ，主要由铂(Pt)、石墨等 2、电解时电极产物的判断 ①阳极产物的判断：阳极吸引的是 ，比较阴离子还原性的大小 首先看电极材料，是惰性电极还是活性电极，若阳极材料为活性电极(Fe、Cu)等金属，则阳极反应为电极材料失去电子，电极被溶解变成离子而进入溶液，溶液中的阴离子不能失电子；若阳极材料为惰性电极(Pt、石墨)，则根据阴离子的放电顺序来判断： 阳极(阴离子放电顺序)：金属(Au、Pt除外)电极>S2－>SO32－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子 ②阴极产物的判断：阴极吸引的是 ，比较阳离子氧化性的大小 直接根据阳离子的放电顺序进行判断阳离子放电顺序 Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Pb2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+ 3、阴、阳极放电后的产物 反应物 阴极金属阳离子(H+) 阳极活性金属电极 S2－ I－ Br－ Cl－ OH－ 产物 金属(H2) 金属离子 S I2 Br2 Cl2 O2、H2O 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4 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 3．多膜电解池方程式书写及分析 (1)双膜三室处理吸收液(吸收了烟气中的SO2)(或污水) 阳极室：HSO－2e－＋H2O===SO＋3H＋或SO－2e－＋H2O===SO＋2H＋ 吸收液(或污水)：Na＋穿过阳膜进入阴极室(左室)；HSO和SO穿过阴膜进入阴极室(右室)。 阴极室：2H2O＋4e－===2OH－＋H2↑ HSO ＋ OH－===SO＋H2O 产品： 阳极室 较浓的硫酸 阴极室 左室亚硫酸钠 (2)三膜四室制备硼酸[H3BO3( 一元弱酸)] 阳极室：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 产品室：H＋＋B(OH)===H3BO3＋ H2O 原料室：B(OH)穿过阴膜进入产品室，Na＋穿过阳膜进入阴极室 阴极室：4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－ 考向1 考查电解规律及电极产物的判断 例1（2025·湖南常德·模拟预测）下列化学用语或离子方程式书写错误的是 A．用电子式表示MgCl2的形成过程： B．用惰性电极电解MgCl2溶液：2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH- C．向含a mol FeBr2的溶液中通入a mol Cl2：2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl- D．向Na2S2O3溶液中加入少量稀硝酸：3S2+2N+2H+=3S↓+3S+2NO↑+H2O 思维建模 电解规律及电极产物的判断 【变式训练1】（2024·湖南长沙·模拟预测）近年来，中国科学院和香港城市大学联合研制出了一种全新的双离子电池，该电池用石墨(石墨有层间空隙，可以嵌入正离子或负离子)作正负电极，用六氟磷酸锂离子液体作电解液，充电时总反应为：，其结构如图所示。 下列说法错误的是 A．充电时，a为阴极 B．放电时，正极的电极反应为： C．充电时，离子液体中的向阳极移动 D．双离子电池在充放电过程中，缩短离子运动路程，有利于提高电池的能量密度 【变式训练2】（2024·湖南永州·模拟预测）利用电解原理，采用中性红试剂直接捕获空气中的二氧化碳的装置图如下： 已知：中性红NR：，： 下列说法不正确的是 A．若用铅蓄电池进行电解，a极接铅蓄电池的Pb极 B．电解时，b极的电极反应式为： C．装置中离子交换膜为阳离子交换膜 D．左储液罐发生反应的离子方程式为： 考向2 考查电极反应的书写 例2（2024·湖南衡阳·模拟预测）我国科学家研究出一种新型水系电池(甲装置)，既能实现乙炔加氢，又能发电。用该电池作为电源处理废水，实现将苯酚氧化为和(乙装置)。 已知：放电时，转化为。羟基自由基是自然界中氧化性仅次于氧化剂。下列说法错误的是 A．甲、乙两装置相互连接时，极应接极 B．放电时，苯酚在电极上失电子被氧化 C．放电时，甲装置极区溶液的逐渐减小 D．相同时间内，c、两极产生气体的体积比(相同条件下)为 思维建模 电极反应的书写 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。 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”。 【变式训练1】（（2024·湖南长沙·三模）宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一。下列物质性质实验对应的反应方程式书写错误的是 A．用过量饱和溶液吸收废气中的 B．用惰性电极电解氯化镁溶液： C．将少量溴水滴入过量溶液中： D．将溶液滴入稀硫酸酸化的溶液中： 【变式训练2】（24-25高三下·湖南·阶段练习）2019年10月9日诺贝尔化学奖授予在锂离子电池方向研究有突出贡献的三位科学家。磷酸铁锂()电池是新能源汽车的主流电池，其放电时工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．为了增强导电性，电解质可以配成水溶液 B．充电时，电极a与电源正极相连 C．充电时，电极b的反应式为 D．电池驱动汽车前进时，负极材料减重14g，理论上电路中转移电子 考点二 电解原理的应用 知识点1 氯碱工业——电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气 阳离子交换膜电解槽 过程 分析 阳极室中电极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极室中的电极反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴极区H＋放电，破坏了水的电离平衡，使OH－浓度增大，阳极区Cl－放电，使溶液中的c(Cl－)减小，为保持电荷守恒，阳极室中的Na＋通过阳离子交换膜与阴极室中生成的OH－结合，得到浓的NaOH溶液 电极 反应 阳极(钛网(涂有钛、钌等氧化物涂层) 2Cl－－2e－===Cl2↑ (氧化反应) 阴极(碳钢网) 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ (还原反应) 化学方程式 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 离子方程式 2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ 阳离子交换膜的作用 只允许 通过，不允许 及 通过，可以防止阴极产生的氢气与阳极产生的氯气混合发生爆炸，也能避免氯气与阴极产生的氢氧化钠溶液反应而影响氢氧化钠溶液的产量和质量 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 电镀 电镀原理 电镀时，把镀层金属作阳极，通常把待镀金属(镀件)作阴极，用含有镀层金属离子的溶液作电镀液。在直流电的作用下，阳极金属溶解在溶液中成为阳离子，移向阴极，在阴极获得电子被还原成金属，在镀件表面覆盖上一层均匀光洁而致密的镀层 电镀池的 构成 实例 (铁上镀铜) 阳极反应：Cu－2e—===Cu2+ 阴极反应：Cu2+＋2e—===Cu 特点 电镀时，电解质溶液的浓度 ；阳极减少的质量和阴极增加的质量 ；阳极失电子总数和阴极得电子总数 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。 知识点3 电解精炼铜 原理 电解精炼粗铜时，通常把纯铜作阴极，把粗通板(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等)作阳极，用CuSO4溶液作电解质溶液，当通以直流电时，作为阳极的粗铜逐渐溶解，在阴极上析出纯铜，这样可得符合电气工业要求的纯度达99.95%～99.98%的铜 装置图 电极反应 阳极(粗铜) Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e—===Ni2+，Cu－2e－===Cu2＋ 阴极(纯铜) Cu2＋＋2e－===Cu 如何实现除杂？ 在精炼池的阳极，含杂质的铜不断溶解，比铜更活泼的Zn、Fe、Ni等也会失去电子，但Ag、Au等金属杂质由于失去电子能力比Cu弱，难以在阳极溶解，它们会以单质的形式沉积在精炼池底，形成“阳极泥”。“阳极泥”经分离后可以得到Ag、Au等贵重金属。在阴极，由于溶液中的Zn2+、Fe2+、Ni2+、H+等离子得到电子的能力均比Cu2+弱，且物质的量浓度均比Cu2+小，所以只有Cu2+在阴极获得电子而析出Cu，这样，在阴极就得到了纯铜。长时间电解后，电解质溶液的Cu2+浓度中有所减小，且引入了Zn2+、Fe2+、Ni2+等杂质，需定时除去杂质 特点 铜的电解精炼时，电解质溶液中的Cu2+浓度中有所 ；阳极减少的质量和阴极增加的质量 ；阳极失电子总数和阴极得电子总数 得分速记 电解精炼中，比需要精炼的金属活泼的杂质溶解，而不比需要精炼的金属活泼的杂质会沉积(如：精炼镍时Cu也会沉积) 知识点4 电冶金 冶炼钠 冶炼镁 冶炼铝 电极反应 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2Na＋＋2e－===2Na 总：2NaCl2Na＋Cl2↑ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：Mg2＋＋2e－===Mg 总：MgCl2Mg＋Cl2↑ 阳极：6O2－－12e－===3O2↑ 阴极：4Al3＋＋12e－===4Al 总：2Al2O34Al＋3O2↑ 得分速记 1、电解熔融MgCl2冶炼镁，而不能电解熔融MgO冶炼镁，因MgO的熔点很高 2、电解熔融Al2O3冶炼铝，而不能电解AlCl3冶炼铝，因AlCl3是共价化合物，其熔融态不导电 考向1 考查电解原理的应用 例1 （2025·湖南·三模）下列操作或处理正确的是 A．NaOH溶液蘸在手上，先用大量水冲洗，再用稀盐酸擦拭 B．检验氯气可以用扇闻法 C．用电石和饱和食盐水制取乙炔，直接点燃导气管中的气体，有大量黑烟 D．用电镀的方法在钢铁制品表面镀铬、镍等金属防锈 【变式训练1】（2024·湖南长沙·模拟预测）设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．过量与含的浓盐酸充分反应，生成的数目为 B．与含有的共用电子对数目均为 C．与组成的混合气体中含有的电子总数为 D．电解精炼铜时，若阴极得到的电子数为，则阳极质量一定减少 【变式训练2】（2024·湖南·二模）设NA为阿伏加德罗常数的值．下列说法正确的是 A．28.4g含σ键的数目为1.2NA B．电解精炼铜时，当电路中通过的电子数为0.5NA时，理论上阳极减重16gCu C．反应2KMnO4＋2KF＋10HF＋3H2O2=2K2MnF6＋8H2O＋3O2↑中，每有1molKMnO4参与反应，转移电子数为3NA D．1mol·L－1NH4Cl溶液中，Cl－和OH－的数目之和大于NA 考向2 考查交换膜在电化学中的应用 例2 （2024·湖南·模拟预测）许多有机化学反应包含电子的转移，使这些反应在电解池中进行时称为电有机合成。制取尼龙-66的原料己二腈用量很大，传统上以乙炔和甲醛经过很长路线才能合成己二腈。如改用电合成法，则先以丙烯为原料制备丙烯腈，再用丙烯腈电合成法直接生成己二腈。如图是利用铅酸蓄电池作为电源电合成己二腈的示意图，下列说法错误的是 A．石墨1应与铅酸蓄电池的Pb电极相连 B．离子交换膜应使用阳离子交换膜 C．石墨电极1上发生的电极反应为 D．每生成，石墨2所在极区溶液减重16g 思维建模 “隔膜”电解池的解题步骤 “隔膜”电解池的解题步骤： 【变式训练1】（2024·湖南邵阳·三模）退役锂离子电池正极材料中有价金属的回收利用，是解决新能源汽车产业环境污染和资源短缺的有效方法，也是该产业可持续发展的关键。回收过程中产生的沉锂后的母液中的溶质主要是Na2SO4，可根据电化学原理采用双极膜(BP)与离子交换膜(A、C)组合技术处理沉锂后的母液，实现废水的净化和资源回收(如图所示)。下列说法错误的是 A．双极膜(BP)可有效阻隔Na+和SO的通过，膜C为阳离子交换膜 B．阳极的电极反应为，阴极的电极反应为 C．阳极与直流电源的正极相连，阳极上的电势比阴极上的高 D．当阳极上放出22.4L(标准状况)气体时，该装置有2molH2SO4和4molNaOH生成 【变式训练2】（23-24高三上·湖南长沙·阶段练习）有机物电化学合成是化学研究的重要方向。下图所示电解装置可以生成葡萄糖酸(C6H12O7)和山梨醇(C6H14O6)。葡萄糖酸是制备补钙剂的重要原料，山梨醇也是一种常见的食品添加剂。 下列说法错误的是 A．葡萄糖酸能通过分子内反应生成含有六元环状结构的产物 B．在“电解质溶液1”中，1mol葡萄糖被HBrO还原成葡萄糖酸转移2mol电子 C．H+通过阳离子交换膜向电极N移动 D．阴极反应为C6Hl2O6+2H++2e－=C6H14O6 考向3 考查电化学计算 例3（2024·湖南·模拟预测）下图是一种正在投入生产的大型蓄电系统的工作示意图： 左右两侧为电解质储罐，中间为电池，电解质通过泵不断在储罐和电池之间循环。电池中的左右两侧为电极，中间为离子选择性膜，在电池放电和充电时该膜可允许钠离子通过。放电前被膜隔开的电解质为和，放电后分别变为和NaBr。则下列说法正确的是 A．放电过程中向的转化发生在电池左侧 B．充电过程中通过膜从右向左流动 C．放电过程中右侧储罐内的溶液质量增加 D．充电过程中两侧电解液质量总和不变 思维建模 电化学中的计算方法 1．计算原理——三个相等。 (1)同一原电池的正、负极的电极反应中得失电子数相等。 (2)同一电解池的阴、阳极的电极反应中得失电子数相等。 (3)串联电路中的各个电极反应得失电子数相等。上述三种情况下，在写电极反应时，得失电子数要相等，在计算电解产物的量时，应按得失电子数相等计算。 2.计算方法——三种常用方法。 (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)根据得失电子守恒计算。 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用于混合溶液中分阶段电解的计算。 (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。如以通过4 mol e-为桥梁可构建如下关系式： 4e-~~(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。 【变式训练1】（2024·湖南·二模）近日，石河子大学化学化工学院陈龙教授团队开发催化电极实现甲醇制氢，如图所示，下列叙述错误的是 A．电极a与电源的负极连接 B．每生成（标准状况）气体X时转移电子 C．电极b的反应式为 D．电解总反应为 【变式训练2】（2024·湖南·二模）利用下图所示装置可合成己二腈。充电时生成己二腈，放电时生成，其中a、b是互为反置的双极膜，双极膜中的会解离出和向两极移动。下列说法错误的是 A．放电时，N极的电势低于M极的电势 B．放电时，双极膜中向N极移动 C．充电时，N极的电极反应式为 D．若充电时制得1mol，则放电时需生成1mol，才能使左室溶液恢复至初始状态 考点三 金属的腐蚀与防护 知识点1 金属的腐蚀 1．概念：金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象 2．本质：金属本身失去电子变成阳离子的过程(发生氧化反应)，M－ne－===Mn＋ 3．金属腐蚀的类型——根据与金属接触的气体或液体不同，金属腐蚀可分为两类 (1)化学腐蚀：金属和接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀，其腐蚀过程没有电流产生 (2)电化学腐蚀—— 跟 接触时，会发生 。比较活泼的金属 电子而被 ，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。电化学腐蚀过程有电流产生 (3)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，如：铁与氯气直接反应而腐蚀，输油、输气的钢管被原油、天然气中的含硫化合物腐蚀等 当不纯的金属与电解质溶液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 本质 金属和非电解质或其它物质相接触直接发生氧化还原反应而引起的腐蚀 发生原电池反应 特点 腐蚀过程没有电流产生，腐蚀的速率随温度升高而加快 电化学腐蚀过程有微弱电流产生 联系 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍 4．电化学腐蚀的分类——钢铁的电化学腐蚀 类型 析氢腐蚀(腐蚀过程中不断有氢气放出) 吸氧腐蚀(反应过程吸收氧气) 示意图 条件 水膜酸性较强 水膜酸性很弱或呈中性 电极材料及反应 负极(Fe) Fe－2e－===Fe2＋ Fe－2e－===Fe2＋ 正极(碳) 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 总反应 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O 联系 吸氧腐蚀更普遍 得分速记 1、析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱性，实际情况中以吸氧腐蚀为主 2、钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极均是Fe失电子生成Fe2＋，而非Fe3＋ 3、一般情况下，只有在金属活动性顺序中排在氢之前的金属才有可能发生析氢腐蚀，金属活动顺序表中氢后的金属不能发生析氢腐蚀，只能发生吸氧腐蚀 4、金属活动顺序表中氢之前、镁之后金属的电化学腐蚀与钢铁的电化学腐蚀相似 5．判断金属腐蚀快慢的规律 (1)同一金属在相同电解质溶液中，金属腐蚀的快慢：电解原理引起的腐蚀(即电解池的阳极)＞原电池原理引起的腐蚀(即原电池的负极)＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀(即电解池的阴极、原电池的正极及加有镀层的金属等) (2)同一金属在不同电解质溶液中，金属腐蚀的快慢： ＞ ＞ (3)活动性不同的两种金属，活动性越强，腐蚀得越快 (4)同一金属在相同电解质溶液中，电解质浓度越大，腐蚀越快 知识点2 金属的防护 1．改变金属材料的组成：在金属中添加其他金属或非金属制成性能优异的合金 如：把铬、镍等加入普通钢中制成不锈钢产品；钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性能且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。 (1)在钢铁表面涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物质 (2)用电镀的方法，在钢铁制品表面镀上一层不易被腐蚀的金属，如：锌、锡、铬、镍等 (3)工业上常利用一些溶液的氧化作用，在机器零件、精密仪器、枪炮等钢铁制件的表面上形成一层致密的黑色的四氧化三铁薄膜 (4)利用阳极氧化处理铝制品的表面，使之形成致密的氧化膜而钝化 (5)采用离子注入、表面渗镀等方式在金属表面可以形成稳定的钝化膜 3．电化学防护法 (1)牺牲阳极法——原电池原理 原理 利用原电池原理，让被保护金属做正极，一种活泼性较强的金属做负极，用导线相连 要求 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——电解原理 原理 利用电解池原理，把被保护的钢铁设备作为阴极，用惰性电极作为辅助阳极，两者均放在电解质溶液里，接外加直流电源。通电后，调整外加电压，强制电子流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面腐蚀电流降至零或接近零。在这个系统中，钢铁设备被迫成为阴极而受到保护 要求 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 (3) 两种保护方法的比较：外加电流法保护效果大于牺牲阳极法 考向1 考查金属的腐蚀 例1（2023·湖南衡阳·三模）鎏金兽面纹鼎是湖南省博物馆收藏的珍贵文物。该文物为青铜器，其形制和纹饰与商代铜鼎相同。鎏金又称火法镀金，其工艺是将黄金溶于汞中形成的金汞齐均匀地涂到干净的金属器物表面，加热使汞挥发，黄金与金属表面固结，形成光亮的金黄色镀层。下列说法正确的是 A．青铜比纯铜硬度小 B．常温下的金汞齐是金属晶体 C．鎏金兽面纹鼎应保存在干燥的环境中 D．铜腐蚀后生成的铜绿为CuO 思维建模 分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键 正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键。潮湿的空气、中性溶液发生吸氧腐蚀；NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液发生析氢腐蚀。 【变式训练1】（2024·湖南永州·模拟预测）下列过程发生的化学反应，相应的方程式正确的是 A．钢铁吸氧腐蚀的负极反应： B．将铜丝插入稀硝酸溶液中： C．乙酰胺在盐酸中水解： D．工业盐酸呈现亮黄色的原因： 【变式训练2】（2024·湖南长沙·一模）下列叙述对应的离子方程式正确的是 A．久置溴水颜色逐渐褪去： B．钢铁表面的吸氧腐蚀(不考虑后续氧化过程)： C．向溶液中滴入酸化的溶液产生白色沉淀： D．将CuCl溶于溶液得到深蓝色溶液： 考向2 考查金属的防护 例1（2023·湖南永州·二模）化学创造美好生活。下列劳动项目涉及反应的方程式错误的是 A．船舶工程师在船体上镶嵌锌块，防止反应： B．药剂师用作抗胃酸药： C．工人用溶液制作电路板： D．消防员用泡沫灭火器灭火： 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】（2024·湖南·模拟预测）下列实验设计不能达到实验目的的是 选项 实验目的 实验设计 A 验证牺牲阳极的阴极保护法 用Fe作被保护电极、Zn作辅助电极，以经过酸化的3%NaCl溶液作电解质溶液，连接成原电池装置。一段时间后，取Fe电极区域的少量溶液于洁净试管中，滴加黄色溶液 B 探究氯气与氢气的反应 在空气中点燃氢气，然后把导管缓缓伸入盛满氯气的集气瓶中 C 制备乙酸乙酯 在一支试管中加入2mL浓硫酸，然后边振荡试管边缓慢加入2mL乙醇和3mL乙酸，连接好装置，加热，将产生的蒸气经导管通到饱和溶液的液面下 D 探究浓度对化学反应速率的影响 取编号为①、②的两支试管，各加入4mL的酸性KMnO4溶液，然后向①试管中加入2mL的溶液；向②试管中加入2mL的溶液，分别记录溶液褪色所需的时间 A．A B．B C．C D．D 【变式训练2】（24-25高三上·湖南长沙·阶段练习）实验是探究物质性质的重要方法，下列实验中根据操作和现象得出的结论正确的是 选项 操作 现象 结论 A 向麦芽糖溶液中加少量稀硫酸，加热一段时间，冷却后加过量NaOH溶液至碱性，再加银氨溶液，水浴加热 出现银镜 麦芽糖的水解产物具有还原性 B 在烧瓶中加入木炭颗粒与浓硝酸，然后加热 出现红棕色气体 木炭具有还原性，能还原 C 向溶液中加入过量盐酸振荡、静置 有气泡产生 证明非金属性Cl>C D 将Zn与Fe用导线相连，插入稀硫酸酸化的3%NaCl溶液，一段时间后，从Fe电极区取出少量溶液，滴入2滴溶液 无明显现象 Zn可以保护Fe不被腐蚀 A．A B．B C．C D．D 1．（2025·湖南·高考真题）一种电化学处理硝酸盐产氨的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．电解过程中，向左室迁移 B．电解过程中，左室中的浓度持续下降 C．用湿润的蓝色石蕊试纸置于b处，试纸先变红后褪色 D．完全转化为的电解总反应： 2．（2024·湖南·高考真题）在水溶液中，电化学方法合成高能物质时，伴随少量生成，电解原理如图所示，下列说法正确的是 A．电解时，向Ni电极移动 B．生成的电极反应： C．电解一段时间后，溶液pH升高 D．每生成的同时，生成 3．（2021·湖南·高考真题）下列说法正确的是 A．糖类、蛋白质均属于天然有机高分子化合物 B．粉末在空气中受热，迅速被氧化成 C．可漂白纸浆，不可用于杀菌、消毒 D．镀锌铁皮的镀层破损后，铁皮会加速腐蚀 4．（2025·湖南·高考真题）在温和条件下，将转化为烃类具有重要意义。采用电化学-化学串联催化策略可将高选择性合成，该流程示意图如下： 回答下列问题： (1)电解池中电极M与电源的 极相连。 (2)放电生成的电极反应式为 。 (3)在反应器中，发生如下反应： 反应i： 反应ii： 计算反应的 ，该反应 (填标号)。 A．高温自发    B．低温自发    C．高温低温均自发    D．高温低温均不自发 (4)一定温度下，和(体积比为)按一定流速进入装有催化剂的恒容反应器(入口压强为)发生反应i和ii．有存在时，反应ii的反应进程如图1所示。随着x的增加，的转化率和产物的选择性(选择性)如图2所示。 根据图1，写出生成的决速步反应式 ；的选择性大于的原因是 。 ②结合图2，当时，混合气体以较低的流速经过恒容反应器时，反应近似达到平衡，随着x的增大，的转化率减小的原因是 ；当时，该温度下反应ii的 (保留两位小数)。 5．（2023·湖南·高考真题）超纯是制备第三代半导体的支撑源材料之一，近年来，我国科技工作者开发了超纯纯化、超纯分析和超纯灌装一系列高新技术，在研制超纯方面取得了显著成果，工业上以粗镓为原料，制备超纯的工艺流程如下：    已知：①金属的化学性质和相似，的熔点为； ②(乙醚)和(三正辛胺)在上述流程中可作为配体； ③相关物质的沸点： 物质 沸点/ 55.7 34.6 42.4 365.8 回答下列问题： (1)晶体的晶体类型是 ； (2)“电解精炼”装置如图所示，电解池温度控制在的原因是 ，阴极的电极反应式为 ；    (3)“合成”工序中的产物还包括和，写出该反应的化学方程式： ； (4)“残渣”经纯水处理，能产生可燃性气体，该气体主要成分是 ； (5)下列说法错误的是_______； A．流程中得到了循环利用 B．流程中，“合成”至“工序X”需在无水无氧的条件下进行 C．“工序X”的作用是解配，并蒸出 D．用核磁共振氢谱不能区分和 (6)直接分解不能制备超纯，而本流程采用“配体交换”工艺制备超纯的理由是 ； (7)比较分子中的键角大小： (填“>”“<”或“=”)，其原因是 。 / 学科网（北京）股份有限公司 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 电解和电解池 知识点2 电解池的工作原理 知识点3电解规律 知识点4电解池电极反应式的书写 考向1 考查电解规律及电极产物的判断 【思维建模】电解规律及电极产物的判断 考向2 考查电极反应的书写 【思维建模】电极反应的书写 考点二 电解原理的应用 知识点1氯碱工业——电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气 知识点2电镀 知识点3电解精炼铜 知识点4电冶金 考向1考查电解原理的应用 考向2考查交换膜在电化学中的应用 【思维建模】“隔膜”电解池的解题步骤 考向3考查电化学计算 【思维建模】电化学中的计算方法 考点三 金属的腐蚀与防护 知识点1金属的腐蚀 知识点2金属的防护 考向1考查金属的腐蚀 【思维建模】分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键 考向2考查金属的防护 【思维建模】金属防护分析建模 04 考点要求 考察形式 2025年 2024年 2023年 2022年 2021年 电解原理 选择题 非选择题 10题3分 10题3分 电解原理的应用 选择题 非选择题 9题3分 8题3分 金属的腐蚀与防护 选择题 非选择题 考情分析： 1．从命题题型和内容上看：主要在选择题中出现。主要包含金属的精炼、科研成果、活泼金属的制取、有关电解产物的判断和计算等内容。 2．从命题思路上看：主要在相关背景下综合考察考生对原电池、电解池的相关概念以及原理的理解掌握，对考生综合能力的要求较强。 复习目标： 1． 理解电解池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应式和总反应方程式。 2．了解电解原理在氯碱工业、精炼铜、电镀、电冶金等方面的应用；认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。 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。 考点一 电解原理 知识点1 电解和电解池 1、电解：使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程，在此过程中，电能转化为化学能 2、电解池：把电能转化为化学能的装置，叫做电解池，也叫电解槽 3、电解池的构成 ①与直流电源相连的两个电极：与电源正极相连的电极是阳极，在阳极上发生氧化反应；与电源负极相连的电极是阴极，在阴极上发生还原反应 ②电解质溶液(或熔融的电解质) ③形成闭合回路 4、放电：当离子到达电极时，失去或获得电子，发生氧化或还原反应的过程，称为放电 知识点2 电解池的工作原理 电极名称和电极反应式 电解过程的三个流向 总反应离子方程式：Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑ 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 知识点3 电解规律 1、电极类型：金属活动顺序表中银以前的金属(含银)做电极时，由于金属电极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)；金属活动顺序表中银以后的金属或非金属作电极时，称为惰性电极，主要由铂(Pt)、石墨等 2、电解时电极产物的判断 ①阳极产物的判断：阳极吸引的是阴离子，比较阴离子还原性的大小 首先看电极材料，是惰性电极还是活性电极，若阳极材料为活性电极(Fe、Cu)等金属，则阳极反应为电极材料失去电子，电极被溶解变成离子而进入溶液，溶液中的阴离子不能失电子；若阳极材料为惰性电极(Pt、石墨)，则根据阴离子的放电顺序来判断： 阳极(阴离子放电顺序)：金属(Au、Pt除外)电极>S2－>SO32－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子 ②阴极产物的判断：阴极吸引的是阳离子，比较阳离子氧化性的大小 直接根据阳离子的放电顺序进行判断阳离子放电顺序 Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Pb2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+ 3、阴、阳极放电后的产物 反应物 阴极金属阳离子(H+) 阳极活性金属电极 S2－ I－ Br－ Cl－ OH－ 产物 金属(H2) 金属离子 S I2 Br2 Cl2 O2、H2O 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4 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 3．多膜电解池方程式书写及分析 (1)双膜三室处理吸收液(吸收了烟气中的SO2)(或污水) 阳极室：HSO－2e－＋H2O===SO＋3H＋或SO－2e－＋H2O===SO＋2H＋ 吸收液(或污水)：Na＋穿过阳膜进入阴极室(左室)；HSO和SO穿过阴膜进入阴极室(右室)。 阴极室：2H2O＋4e－===2OH－＋H2↑ HSO ＋ OH－===SO＋H2O 产品： 阳极室 较浓的硫酸 阴极室 左室亚硫酸钠 (2)三膜四室制备硼酸[H3BO3( 一元弱酸)] 阳极室：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 产品室：H＋＋B(OH)===H3BO3＋ H2O 原料室：B(OH)穿过阴膜进入产品室，Na＋穿过阳膜进入阴极室 阴极室：4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－ 考向1 考查电解规律及电极产物的判断 例1（2025·湖南常德·模拟预测）下列化学用语或离子方程式书写错误的是 A．用电子式表示MgCl2的形成过程： B．用惰性电极电解MgCl2溶液：2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH- C．向含a mol FeBr2的溶液中通入a mol Cl2：2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl- D．向Na2S2O3溶液中加入少量稀硝酸：3S2+2N+2H+=3S↓+3S+2NO↑+H2O 【答案】B 【详解】A．是离子化合物，镁原子失去电子转移至氯原子中，用电子式表示形成过程：，A正确； B．用惰性电极电解溶液会产生氢氧化镁沉淀，离子方程式中会出现氢氧化镁，反应的离子方程式为，B错误； C．等物质的量溴化亚铁与氯气反应，亚铁离子全部被氧化，溴离子一半被氧化，离子方程式为：，C正确； D．向Na2S2O3溶液中加入稀硝酸，稀硝酸具有氧化性，将S元素氧化成硫酸根，自身被还原为NO，离子方程式为：3S2+2N+2H+=3S↓+3S+2NO↑+H2O，D正确； 故选B。 思维建模 电解规律及电极产物的判断 【变式训练1】（2024·湖南长沙·模拟预测）近年来，中国科学院和香港城市大学联合研制出了一种全新的双离子电池，该电池用石墨(石墨有层间空隙，可以嵌入正离子或负离子)作正负电极，用六氟磷酸锂离子液体作电解液，充电时总反应为：，其结构如图所示。 下列说法错误的是 A．充电时，a为阴极 B．放电时，正极的电极反应为： C．充电时，离子液体中的向阳极移动 D．双离子电池在充放电过程中，缩短离子运动路程，有利于提高电池的能量密度 【答案】C 【详解】A．充电时，a为阴极，发生还原反应，A正确； B．放电时为原电池，b为正极，发生还原反应，B正确； C．充电时，电解池中阳离子移向阴极，向阴极移动，C错误； D．双离子电池在充放电过程中，缩短离子运动路程，有利于提高电池的能量密度，D正确； 故答案为：C。 【变式训练2】（2024·湖南永州·模拟预测）利用电解原理，采用中性红试剂直接捕获空气中的二氧化碳的装置图如下： 已知：中性红NR：，： 下列说法不正确的是 A．若用铅蓄电池进行电解，a极接铅蓄电池的Pb极 B．电解时，b极的电极反应式为： C．装置中离子交换膜为阳离子交换膜 D．左储液罐发生反应的离子方程式为： 【答案】A 【详解】A．根据分析，若用铅蓄电池进行电解，极是负极，极是正极，故a电极应连接正极，即极，A错误； B．根据分析，b电极上发生还原反应，其电极反应式为：，B正确； C．由b电极的电极反应式可知，氢氧根浓度增大，要保持溶液中电荷守恒，故需要将a电极产生的氢离子转移到b极区，则装置中离子交换膜为阳离子交换膜，C正确； D．由a电极的电极反应式可知，反应物需要碳酸氢根，左储液罐需要产生碳酸氢根供给，则左储液罐发生反应的离子方程式为：，D正确； 故选A。 考向2 考查电极反应的书写 例2（2024·湖南衡阳·模拟预测）我国科学家研究出一种新型水系电池(甲装置)，既能实现乙炔加氢，又能发电。用该电池作为电源处理废水，实现将苯酚氧化为和(乙装置)。 已知：放电时，转化为。羟基自由基是自然界中氧化性仅次于氧化剂。下列说法错误的是 A．甲、乙两装置相互连接时，极应接极 B．放电时，苯酚在电极上失电子被氧化 C．放电时，甲装置极区溶液的逐渐减小 D．相同时间内，c、两极产生气体的体积比(相同条件下)为 【答案】B 【详解】A．甲装置中，a极为正极，b极为负极。乙装置为电解池，c极为阴极，d极为阳极。因此a极应接d极，A正确； B．右侧为电解池装置，d极区为阳极，苯酚失电子氧化为和，B错误； C．b极发生的电极反应为Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O，放电时，正极区溶液中的OH-通过阴离子交换膜进入负极区溶液中，所以负极区溶液中的n(OH-)保持不变，但由于负极区有水生成，负极区溶液中的c(KOH)逐渐减小，碱性逐渐减弱，pH逐渐减小，C正确； D．根据电子得失守恒可写出关系式：28e-~14H2~6CO2，故相同时间内，c、d两极产生气体的体积比(相同条件下)为14:6=7:3，D正确； 故选B。 思维建模 电极反应的书写 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。 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”。 【变式训练1】（（2024·湖南长沙·三模）宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一。下列物质性质实验对应的反应方程式书写错误的是 A．用过量饱和溶液吸收废气中的 B．用惰性电极电解氯化镁溶液： C．将少量溴水滴入过量溶液中： D．将溶液滴入稀硫酸酸化的溶液中： 【答案】B 【详解】A．用过量饱和溶液吸收废气中的SO2，对应的离子方程式为：，A正确； B．用惰性电极电解氯化镁溶液： ，B错误； C．将少量溴水滴入过量溶液中，对应的离子方程式为：，C正确； D．将溶液滴入稀硫酸酸化的溶液中，反应生成碘单质：，D正确； 故选B。 【变式训练2】（24-25高三下·湖南·阶段练习）2019年10月9日诺贝尔化学奖授予在锂离子电池方向研究有突出贡献的三位科学家。磷酸铁锂()电池是新能源汽车的主流电池，其放电时工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．为了增强导电性，电解质可以配成水溶液 B．充电时，电极a与电源正极相连 C．充电时，电极b的反应式为 D．电池驱动汽车前进时，负极材料减重14g，理论上电路中转移电子 【答案】C 【详解】A．负极区有活泼金属锂，遇水发生反应，故电解质不能配成水溶液，A错误； B．通过放电时Li+迁移方向，确定电极a为负极，则充电时与外接电源的负极相连，B错误； C．充电时，电极b为阳极，与分析中正极的反应相反，反应式为，C正确； D．电池驱动汽车前进时是原电池，负极的电极反应为，负极材料减少14g时，有从负极脱嵌出来，故理论上电路中转移2mol电子，D错误； 故选C。 考点二 电解原理的应用 知识点1 氯碱工业——电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气 阳离子交换膜电解槽 过程 分析 阳极室中电极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极室中的电极反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴极区H＋放电，破坏了水的电离平衡，使OH－浓度增大，阳极区Cl－放电，使溶液中的c(Cl－)减小，为保持电荷守恒，阳极室中的Na＋通过阳离子交换膜与阴极室中生成的OH－结合，得到浓的NaOH溶液 电极 反应 阳极(钛网(涂有钛、钌等氧化物涂层) 2Cl－－2e－===Cl2↑ (氧化反应) 阴极(碳钢网) 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ (还原反应) 化学方程式 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 离子方程式 2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ 阳离子交换膜的作用 只允许Na＋等阳离子通过，不允许Cl－、OH－等阴离子及气体分子通过，可以防止阴极产生的氢气与阳极产生的氯气混合发生爆炸，也能避免氯气与阴极产生的氢氧化钠溶液反应而影响氢氧化钠溶液的产量和质量 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 电镀 电镀原理 电镀时，把镀层金属作阳极，通常把待镀金属(镀件)作阴极，用含有镀层金属离子的溶液作电镀液。在直流电的作用下，阳极金属溶解在溶液中成为阳离子，移向阴极，在阴极获得电子被还原成金属，在镀件表面覆盖上一层均匀光洁而致密的镀层 电镀池的 构成 实例 (铁上镀铜) 阳极反应：Cu－2e—===Cu2+ 阴极反应：Cu2+＋2e—===Cu 特点 电镀时，电解质溶液的浓度保持不变；阳极减少的质量和阴极增加的质量相等；阳极失电子总数和阴极得电子总数相等 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。 知识点3 电解精炼铜 原理 电解精炼粗铜时，通常把纯铜作阴极，把粗通板(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等)作阳极，用CuSO4溶液作电解质溶液，当通以直流电时，作为阳极的粗铜逐渐溶解，在阴极上析出纯铜，这样可得符合电气工业要求的纯度达99.95%～99.98%的铜 装置图 电极反应 阳极(粗铜) Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e—===Ni2+，Cu－2e－===Cu2＋ 阴极(纯铜) Cu2＋＋2e－===Cu 如何实现除杂？ 在精炼池的阳极，含杂质的铜不断溶解，比铜更活泼的Zn、Fe、Ni等也会失去电子，但Ag、Au等金属杂质由于失去电子能力比Cu弱，难以在阳极溶解，它们会以单质的形式沉积在精炼池底，形成“阳极泥”。“阳极泥”经分离后可以得到Ag、Au等贵重金属。在阴极，由于溶液中的Zn2+、Fe2+、Ni2+、H+等离子得到电子的能力均比Cu2+弱，且物质的量浓度均比Cu2+小，所以只有Cu2+在阴极获得电子而析出Cu，这样，在阴极就得到了纯铜。长时间电解后，电解质溶液的Cu2+浓度中有所减小，且引入了Zn2+、Fe2+、Ni2+等杂质，需定时除去杂质 特点 铜的电解精炼时，电解质溶液中的Cu2+浓度中有所减小；阳极减少的质量和阴极增加的质量不相等；阳极失电子总数和阴极得电子总数相等 得分速记 电解精炼中，比需要精炼的金属活泼的杂质溶解，而不比需要精炼的金属活泼的杂质会沉积(如：精炼镍时Cu也会沉积) 知识点4 电冶金 冶炼钠 冶炼镁 冶炼铝 电极反应 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2Na＋＋2e－===2Na 总：2NaCl2Na＋Cl2↑ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：Mg2＋＋2e－===Mg 总：MgCl2Mg＋Cl2↑ 阳极：6O2－－12e－===3O2↑ 阴极：4Al3＋＋12e－===4Al 总：2Al2O34Al＋3O2↑ 得分速记 1、电解熔融MgCl2冶炼镁，而不能电解熔融MgO冶炼镁，因MgO的熔点很高 2、电解熔融Al2O3冶炼铝，而不能电解AlCl3冶炼铝，因AlCl3是共价化合物，其熔融态不导电 考向1 考查电解原理的应用 例1 （2025·湖南·三模）下列操作或处理正确的是 A．NaOH溶液蘸在手上，先用大量水冲洗，再用稀盐酸擦拭 B．检验氯气可以用扇闻法 C．用电石和饱和食盐水制取乙炔，直接点燃导气管中的气体，有大量黑烟 D．用电镀的方法在钢铁制品表面镀铬、镍等金属防锈 【答案】D 【详解】A．NaOH溶液沾手时，应先用大量水冲洗，再涂硼酸溶液，而非强酸稀盐酸，否则会造成二次伤害，A错误； B．氯气有毒，扇闻法仅用于闻气体气味，并非检验方法，检验氯气需用化学方法（如用湿润的淀粉-KI试纸，出现变蓝现象），B错误； C．电石与饱和食盐水反应生成乙炔，直接点燃导气管中的气体可能因混入空气引发爆炸，操作不安全，C错误； D．电镀可在钢铁表面覆盖铬、镍等金属，隔绝氧气和水以有效防锈，此处理方法正确，D正确； 故选D。 【变式训练1】（2024·湖南长沙·模拟预测）设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．过量与含的浓盐酸充分反应，生成的数目为 B．与含有的共用电子对数目均为 C．与组成的混合气体中含有的电子总数为 D．电解精炼铜时，若阴极得到的电子数为，则阳极质量一定减少 【答案】B 【详解】A．随着反应的进行，浓盐酸变稀，反应停止，故生成的的数目小于，A错误； B．二氧化碳分子中碳原子和氧原子形成碳氧双键，共用电子对数为4，二氧化硅中硅原子与周围4个氧原子形成共价键，连接成空间网状结构，与含有的共用电子对数目均为，B正确； C．没有明确条件，无法计算体积与物质的量的关系，C错误； D．电解精炼铜时，若阴极得到的电子数为，阳极失去电子数也为，但粗铜中会含有其他金属，故其质量的减少不一定是，D错误； 答案为B。 【变式训练2】（2024·湖南·二模）设NA为阿伏加德罗常数的值．下列说法正确的是 A．28.4g含σ键的数目为1.2NA B．电解精炼铜时，当电路中通过的电子数为0.5NA时，理论上阳极减重16gCu C．反应2KMnO4＋2KF＋10HF＋3H2O2=2K2MnF6＋8H2O＋3O2↑中，每有1molKMnO4参与反应，转移电子数为3NA D．1mol·L－1NH4Cl溶液中，Cl－和OH－的数目之和大于NA 【答案】C 【详解】A．该物质分子式为P4O10，摩尔质量为284g·mol－1。1个该分子中含有16个σ键，因此28.4g该物质的物质的量，则含有σ键的物质的量数目为1.6NA，A错误； B．电解精炼铜，当电路中通过的电子数为0.5NA时，阳极先是锌、铁等比铜活泼的金属失电子，故减重质量无法计算，B错误； C．根据反应方程式可知，反应中的氧化剂为KMnO4，Mn的化合价由+7价降低为+4价，1molKMnO4参与反应，转移电子数目为3NA，C正确； D．的NH4Cl溶液的体积未知，无法计算，D错误; 故答案为C。 考向2 考查交换膜在电化学中的应用 例2 （2024·湖南·模拟预测）许多有机化学反应包含电子的转移，使这些反应在电解池中进行时称为电有机合成。制取尼龙-66的原料己二腈用量很大，传统上以乙炔和甲醛经过很长路线才能合成己二腈。如改用电合成法，则先以丙烯为原料制备丙烯腈，再用丙烯腈电合成法直接生成己二腈。如图是利用铅酸蓄电池作为电源电合成己二腈的示意图，下列说法错误的是 A．石墨1应与铅酸蓄电池的Pb电极相连 B．离子交换膜应使用阳离子交换膜 C．石墨电极1上发生的电极反应为 D．每生成，石墨2所在极区溶液减重16g 【答案】D 【详解】A．得到电子生成，由此可以判断石墨1为阴极，阴极应与电源的负极相连，铅酸蓄电池中Pb为负极，A正确； B．得电子生成电极反应为，电解池中，阳离子移向阴极，故应选择阳离子交换膜，B正确； C．由B选项分析，所给石墨电极1上的电极反应正确，C正确； D．石墨2为阳极，发生的电极反应为，转移2mol电子时，消耗1mol水，质量为18g，D错误； 本题选D。 思维建模 “隔膜”电解池的解题步骤 “隔膜”电解池的解题步骤： 【变式训练1】（2024·湖南邵阳·三模）退役锂离子电池正极材料中有价金属的回收利用，是解决新能源汽车产业环境污染和资源短缺的有效方法，也是该产业可持续发展的关键。回收过程中产生的沉锂后的母液中的溶质主要是Na2SO4，可根据电化学原理采用双极膜(BP)与离子交换膜(A、C)组合技术处理沉锂后的母液，实现废水的净化和资源回收(如图所示)。下列说法错误的是 A．双极膜(BP)可有效阻隔Na+和SO的通过，膜C为阳离子交换膜 B．阳极的电极反应为，阴极的电极反应为 C．阳极与直流电源的正极相连，阳极上的电势比阴极上的高 D．当阳极上放出22.4L(标准状况)气体时，该装置有2molH2SO4和4molNaOH生成 【答案】D 【详解】A．根据图中、移动方向可知，膜A为阴离子交换膜，膜C为阳离子交换膜，故A正确； B．阳极的电极反应为，阴极的电极反应为，故B正确； C．阳极与直流电源的正极相连，阳极上的电势比阴极上的高，故C正确； D．当阳极上放出(标准状况)气体时，外电路中转移电子，该装置中有2个阴离子交换膜和2个阳离子交换膜，每个阴离子交换膜有通过，每个阳离子交换膜有通过，即该装置有和生成，故D错误。 答案选D。 【变式训练2】（23-24高三上·湖南长沙·阶段练习）有机物电化学合成是化学研究的重要方向。下图所示电解装置可以生成葡萄糖酸(C6H12O7)和山梨醇(C6H14O6)。葡萄糖酸是制备补钙剂的重要原料，山梨醇也是一种常见的食品添加剂。 下列说法错误的是 A．葡萄糖酸能通过分子内反应生成含有六元环状结构的产物 B．在“电解质溶液1”中，1mol葡萄糖被HBrO还原成葡萄糖酸转移2mol电子 C．H+通过阳离子交换膜向电极N移动 D．阴极反应为C6Hl2O6+2H++2e－=C6H14O6 【答案】B 【详解】A．葡萄糖酸分子内既有羧基又有羟基，因此，羟基和羧基可发生酯化反应生成含有六元环状结构的酯，A正确； B．根据图示，“在电解质溶液1”中，HBrO被还原为Br－，则葡萄糖被HBrO氧化成葡萄糖酸，B错误； C．在电解池中，阳极区的H+通过阳离子交换膜向阴极区移动，C正确； D．阴极上C6H12O6得到电子生成C6H14O6，发生还原反应，电极反应为C6H12O6+2H++2e－= C6H14O6，D正确； 故答案为：B。 考向3 考查电化学计算 例3（2024·湖南·模拟预测）下图是一种正在投入生产的大型蓄电系统的工作示意图： 左右两侧为电解质储罐，中间为电池，电解质通过泵不断在储罐和电池之间循环。电池中的左右两侧为电极，中间为离子选择性膜，在电池放电和充电时该膜可允许钠离子通过。放电前被膜隔开的电解质为和，放电后分别变为和NaBr。则下列说法正确的是 A．放电过程中向的转化发生在电池左侧 B．充电过程中通过膜从右向左流动 C．放电过程中右侧储罐内的溶液质量增加 D．充电过程中两侧电解液质量总和不变 【答案】D 【详解】A． 由电子流向，放电过程中向的转化发生在电池右侧，故A错误； B． 充电时右侧为阴极，左侧为阳极，充电过程中通过膜从左向右流动，故B错误； C． 放电过程中钠离子从右到左通过离子交换膜，放电过程中右侧储罐内的溶液质量减小，故C错误； D．根据电池充、放电的化学反应方程式为2Na2S2+NaBr3 Na2S4+3NaBr可知，两侧反应前后均为溶液，充电过程中两侧电解液质量总和不变，故D正确； 故选D。 思维建模 电化学中的计算方法 1．计算原理——三个相等。 (1)同一原电池的正、负极的电极反应中得失电子数相等。 (2)同一电解池的阴、阳极的电极反应中得失电子数相等。 (3)串联电路中的各个电极反应得失电子数相等。上述三种情况下，在写电极反应时，得失电子数要相等，在计算电解产物的量时，应按得失电子数相等计算。 2.计算方法——三种常用方法。 (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)根据得失电子守恒计算。 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用于混合溶液中分阶段电解的计算。 (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。如以通过4 mol e-为桥梁可构建如下关系式： 4e-~~(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。 【变式训练1】（2024·湖南·二模）近日，石河子大学化学化工学院陈龙教授团队开发催化电极实现甲醇制氢，如图所示，下列叙述错误的是 A．电极a与电源的负极连接 B．每生成（标准状况）气体X时转移电子 C．电极b的反应式为 D．电解总反应为 【答案】B 【详解】A．电极a为阴极，与电源负极连接，故A正确； B．（标准状况）气体物质的量为0.1mol，根据电极反应式可知，转移电子物质的量为0.2mol，故B错误； C．电极b上CH3OH失去电子变为HCOO-，电极反应式为，故C正确； D．阳极电极反应式为，阴极电极反应式为，即总反应式为：，故D正确； 故选B。 【变式训练2】（2024·湖南·二模）利用下图所示装置可合成己二腈。充电时生成己二腈，放电时生成，其中a、b是互为反置的双极膜，双极膜中的会解离出和向两极移动。下列说法错误的是 A．放电时，N极的电势低于M极的电势 B．放电时，双极膜中向N极移动 C．充电时，N极的电极反应式为 D．若充电时制得1mol，则放电时需生成1mol，才能使左室溶液恢复至初始状态 【答案】D 【详解】A．放电时N极为负极，M极为正极，M极电势高，故A正确； B．放电时，双极膜向负极N极移动，B正确； C．充电时阴极反应：，C正确； D．充电时制得1mol，转移2mol电子，有2mol移入左室，放电时负极反应：，放电时生成1mol，转移4mol电子，有4mol移入左室，则不能使左室恢复至初始状态，D错误。 故答案选D。 考点三 金属的腐蚀与防护 知识点1 金属的腐蚀 1．概念：金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象 2．本质：金属本身失去电子变成阳离子的过程(发生氧化反应)，M－ne－===Mn＋ 3．金属腐蚀的类型——根据与金属接触的气体或液体不同，金属腐蚀可分为两类 (1)化学腐蚀：金属和接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀，其腐蚀过程没有电流产生 (2)电化学腐蚀——不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应。比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。电化学腐蚀过程有电流产生 (3)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，如：铁与氯气直接反应而腐蚀，输油、输气的钢管被原油、天然气中的含硫化合物腐蚀等 当不纯的金属与电解质溶液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 本质 金属和非电解质或其它物质相接触直接发生氧化还原反应而引起的腐蚀 发生原电池反应 特点 腐蚀过程没有电流产生，腐蚀的速率随温度升高而加快 电化学腐蚀过程有微弱电流产生 联系 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍 4．电化学腐蚀的分类——钢铁的电化学腐蚀 类型 析氢腐蚀(腐蚀过程中不断有氢气放出) 吸氧腐蚀(反应过程吸收氧气) 示意图 条件 水膜酸性较强 水膜酸性很弱或呈中性 电极材料及反应 负极(Fe) Fe－2e－===Fe2＋ Fe－2e－===Fe2＋ 正极(碳) 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 总反应 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O 联系 吸氧腐蚀更普遍 得分速记 1、析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱性，实际情况中以吸氧腐蚀为主 2、钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极均是Fe失电子生成Fe2＋，而非Fe3＋ 3、一般情况下，只有在金属活动性顺序中排在氢之前的金属才有可能发生析氢腐蚀，金属活动顺序表中氢后的金属不能发生析氢腐蚀，只能发生吸氧腐蚀 4、金属活动顺序表中氢之前、镁之后金属的电化学腐蚀与钢铁的电化学腐蚀相似 5．判断金属腐蚀快慢的规律 (1)同一金属在相同电解质溶液中，金属腐蚀的快慢：电解原理引起的腐蚀(即电解池的阳极)＞原电池原理引起的腐蚀(即原电池的负极)＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀(即电解池的阴极、原电池的正极及加有镀层的金属等) (2)同一金属在不同电解质溶液中，金属腐蚀的快慢：强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液 (3)活动性不同的两种金属，活动性越强，腐蚀得越快 (4)同一金属在相同电解质溶液中，电解质浓度越大，腐蚀越快 知识点2 金属的防护 1．改变金属材料的组成：在金属中添加其他金属或非金属制成性能优异的合金 如：把铬、镍等加入普通钢中制成不锈钢产品；钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性能且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。 (1)在钢铁表面涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物质 (2)用电镀的方法，在钢铁制品表面镀上一层不易被腐蚀的金属，如：锌、锡、铬、镍等 (3)工业上常利用一些溶液的氧化作用，在机器零件、精密仪器、枪炮等钢铁制件的表面上形成一层致密的黑色的四氧化三铁薄膜 (4)利用阳极氧化处理铝制品的表面，使之形成致密的氧化膜而钝化 (5)采用离子注入、表面渗镀等方式在金属表面可以形成稳定的钝化膜 3．电化学防护法 (1)牺牲阳极法——原电池原理 原理 利用原电池原理，让被保护金属做正极，一种活泼性较强的金属做负极，用导线相连 要求 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——电解原理 原理 利用电解池原理，把被保护的钢铁设备作为阴极，用惰性电极作为辅助阳极，两者均放在电解质溶液里，接外加直流电源。通电后，调整外加电压，强制电子流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面腐蚀电流降至零或接近零。在这个系统中，钢铁设备被迫成为阴极而受到保护 要求 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 (3) 两种保护方法的比较：外加电流法保护效果大于牺牲阳极法 考向1 考查金属的腐蚀 例1（2023·湖南衡阳·三模）鎏金兽面纹鼎是湖南省博物馆收藏的珍贵文物。该文物为青铜器，其形制和纹饰与商代铜鼎相同。鎏金又称火法镀金，其工艺是将黄金溶于汞中形成的金汞齐均匀地涂到干净的金属器物表面，加热使汞挥发，黄金与金属表面固结，形成光亮的金黄色镀层。下列说法正确的是 A．青铜比纯铜硬度小 B．常温下的金汞齐是金属晶体 C．鎏金兽面纹鼎应保存在干燥的环境中 D．铜腐蚀后生成的铜绿为CuO 【答案】C 【详解】A．合金的硬度比成分金属的大，即青铜比纯铜硬度大，A错误； B．晶体是指具有规则几何外形的固体，常温下的金汞齐是液态物质，不是金属晶体，B错误； C．铜制鎏金兽面纹鼎可能会发生电化学腐蚀，将鎏金兽面纹鼎保存在干燥的环境中，有利于减缓腐蚀，C正确； D．铜绿为碱式碳酸铜，其化学组成一般可表示为Cu2(OH)2CO3，D错误； 故答案为：C。 思维建模 分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键 正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键。潮湿的空气、中性溶液发生吸氧腐蚀；NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液发生析氢腐蚀。 【变式训练1】（2024·湖南永州·模拟预测）下列过程发生的化学反应，相应的方程式正确的是 A．钢铁吸氧腐蚀的负极反应： B．将铜丝插入稀硝酸溶液中： C．乙酰胺在盐酸中水解： D．工业盐酸呈现亮黄色的原因： 【答案】D 【详解】A．钢铁吸氧腐蚀负极的反应式为，A错误； B．铜与稀硝酸反应，生成一氧化氮，离子方程式为：，B错误； C．在酸性环境中不能出现氨气，正确的化学方程式为，C错误； D．工业盐酸中含有铁离子，铁离子与氯离子会形成黄色的配离子四氯化铁离子，而使溶液呈亮黄色，D正确； 答案选D。 【变式训练2】（2024·湖南长沙·一模）下列叙述对应的离子方程式正确的是 A．久置溴水颜色逐渐褪去： B．钢铁表面的吸氧腐蚀(不考虑后续氧化过程)： C．向溶液中滴入酸化的溶液产生白色沉淀： D．将CuCl溶于溶液得到深蓝色溶液： 【答案】B 【详解】A．久置溴水颜色逐渐褪去，是因为发生反应：，HBrO见光、受热易分解，造成上述平衡不断正向移动，c(Br2)逐渐减小，颜色逐渐褪去，A错误； B．钢铁表面的吸氧腐蚀(不考虑后续氧化过程)是铁失电子产生亚铁离子，氧气得电子产生氢氧根离子，反应得到氢氧化亚铁，反应离子方程式为：，B正确； C．硝酸具有强氧化性，能够将NaHSO3氧化为硫酸钠，硫酸钠与硝酸钡反应生成难溶于酸的硫酸钡，向NaHSO3溶液中滴入酸化的Ba(NO3)2溶液产生白色沉淀的离子方程式为：，C错误； D．将CuCl溶于溶液得到深蓝色溶液，应该拆为离子形式，反应的离子方程式为：，D错误； 答案选B。 考向2 考查金属的防护 例1（2023·湖南永州·二模）化学创造美好生活。下列劳动项目涉及反应的方程式错误的是 A．船舶工程师在船体上镶嵌锌块，防止反应： B．药剂师用作抗胃酸药： C．工人用溶液制作电路板： D．消防员用泡沫灭火器灭火： 【答案】A 【详解】A．船舶工程师在船体上镶嵌锌块，防止反应：，A错误； B．小苏打可以中和胃酸，药剂师用作抗胃酸药：，B正确； C．三价铁离子有强氧化性，可以将铜氧化为铜离子，，C正确； D．泡沫灭火器灭火原理是利用铝离子和碳酸氢根离子会发生双水解，，D正确； 故选A。 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】（2024·湖南·模拟预测）下列实验设计不能达到实验目的的是 选项 实验目的 实验设计 A 验证牺牲阳极的阴极保护法 用Fe作被保护电极、Zn作辅助电极，以经过酸化的3%NaCl溶液作电解质溶液，连接成原电池装置。一段时间后，取Fe电极区域的少量溶液于洁净试管中，滴加黄色溶液 B 探究氯气与氢气的反应 在空气中点燃氢气，然后把导管缓缓伸入盛满氯气的集气瓶中 C 制备乙酸乙酯 在一支试管中加入2mL浓硫酸，然后边振荡试管边缓慢加入2mL乙醇和3mL乙酸，连接好装置，加热，将产生的蒸气经导管通到饱和溶液的液面下 D 探究浓度对化学反应速率的影响 取编号为①、②的两支试管，各加入4mL的酸性KMnO4溶液，然后向①试管中加入2mL的溶液；向②试管中加入2mL的溶液，分别记录溶液褪色所需的时间 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．Zn、Fe和经过酸化的3%NaCl溶液构成原电池，其中Zn作负极，作Fe正极，铁被保护，加入溶液的目的是检验铁电极是否发生反应生成Fe2+，若铁电极区域有Fe2+生成，加入溶液后会产生蓝色沉淀，反之则说明铁被保护，故A正确； B．在空气中点燃氢气，然后把导管缓缓伸入盛满氯气的集气瓶中，可观察到氢气在氯气中安静燃烧，产生苍白色火焰，说明氢气和氯气发生了反应，故B正确； C．由教材内容可知乙酸乙酯的制备是在一支试管中先加3mL乙醇，然后边振荡试管边缓慢加入2mL浓硫酸和2mL乙酸，让乙醇过量，提高乙酸的转化率。另外，为了防止倒吸，导气管末端不是插入液面以下，而是恰好在液面以上，故C错误； D．该实验中，只有草酸的浓度不同，则相同条件下，可说明溶液浓度对反应速率的影响，故D正确； 答案选C。 【变式训练2】（24-25高三上·湖南长沙·阶段练习）实验是探究物质性质的重要方法，下列实验中根据操作和现象得出的结论正确的是 选项 操作 现象 结论 A 向麦芽糖溶液中加少量稀硫酸，加热一段时间，冷却后加过量NaOH溶液至碱性，再加银氨溶液，水浴加热 出现银镜 麦芽糖的水解产物具有还原性 B 在烧瓶中加入木炭颗粒与浓硝酸，然后加热 出现红棕色气体 木炭具有还原性，能还原 C 向溶液中加入过量盐酸振荡、静置 有气泡产生 证明非金属性Cl>C D 将Zn与Fe用导线相连，插入稀硫酸酸化的3%NaCl溶液，一段时间后，从Fe电极区取出少量溶液，滴入2滴溶液 无明显现象 Zn可以保护Fe不被腐蚀 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．麦芽糖、葡萄糖都能和银氨溶液发生银镜反应，故实验现象不能说明麦芽糖的水解产物具有还原性，故A错误； B．在烧瓶中加入木炭颗粒与浓硝酸，然后加热，出现红棕色气体，可能是木条还原浓硝酸，生成了NO2，也可能是浓硝酸受热分解，生成了NO2，故B错误； C．盐酸为无氧酸，不能比较Cl、C的非金属性，故C错误； D．将Zn与Fe用导线相连，插入稀硫酸酸化的3%NaCl溶液，一段时间后，从Fe电极区取出少量溶液，滴入2滴K3[Fe(CN)6]溶液，无明显现象，即Fe没有失去电子，生成Fe2+，故Zn可以保护Fe不被腐蚀，故D正确； 答案选D。 1．（2025·湖南·高考真题）一种电化学处理硝酸盐产氨的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．电解过程中，向左室迁移 B．电解过程中，左室中的浓度持续下降 C．用湿润的蓝色石蕊试纸置于b处，试纸先变红后褪色 D．完全转化为的电解总反应： 【答案】B 【详解】A．电解池中，阳离子向阴极移动，则，向左室迁移，A正确； B．电解过程中，先生成，再消耗，是中间产物，其浓度增大还是减小，取决于生成速率与消耗速率，无法得出其浓度持续下降的结论，B错误； C．b处生成氯气，与水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸能使蓝色石蕊试纸变红，次氯酸能使变红的试纸褪色，故能看到试纸先变红后褪色，C正确； D．左侧阴极总反应是，右侧阳极总反应是，将两电极反应相加即可得到总反应，D正确； 故选B。 2．（2024·湖南·高考真题）在水溶液中，电化学方法合成高能物质时，伴随少量生成，电解原理如图所示，下列说法正确的是 A．电解时，向Ni电极移动 B．生成的电极反应： C．电解一段时间后，溶液pH升高 D．每生成的同时，生成 【答案】B 【详解】A．由分析可知，Ni电极为阴极，Pt电极为阳极，电解过程中，阴离子向阳极移动，即向Pt电极移动，A错误； B．由分析可知，Pt电极失去电子生成，电解质溶液为KOH水溶液，电极反应为：，B正确； C．由分析可知，阳极主要反应为：，阴极反应为：，则电解过程中发生的总反应主要为：，反应消耗，生成，电解一段时间后，溶液pH降低，C错误； D．根据电解总反应：可知，每生成1mol，生成0.5mol，但Pt电极伴随少量生成，发生电极反应：，则生成1molH2时得到的部分电子由OH-放电产生O2提供，所以生成小于0.5mol，D错误； 故选B。 3．（2021·湖南·高考真题）下列说法正确的是 A．糖类、蛋白质均属于天然有机高分子化合物 B．粉末在空气中受热，迅速被氧化成 C．可漂白纸浆，不可用于杀菌、消毒 D．镀锌铁皮的镀层破损后，铁皮会加速腐蚀 【答案】B 【详解】A．糖类分为单糖、二糖和多糖，其中属于多糖的淀粉、纤维素的相对分子质量上万，属于天然高分子化合物，蛋白质也属于天然有机高分子化合物，而单糖和二糖相对分子质量较小，不属于天然高分子化合物，A错误； B．氧化亚铁具有较强的还原性，在空气中受热容易被氧气氧化为稳定的四氧化三铁，B正确； C．二氧化硫除了具有漂白作用，可漂白纸浆、毛和丝等，还可用于杀菌消毒，例如，在葡萄酒酿制过程中可适当添加二氧化硫，起到杀菌、抗氧化作用，C错误； D．镀锌的铁皮镀层破损后构成原电池，锌作负极，铁作正极被保护，铁皮不易被腐蚀，D错误； 故选B。 4．（2025·湖南·高考真题）在温和条件下，将转化为烃类具有重要意义。采用电化学-化学串联催化策略可将高选择性合成，该流程示意图如下： 回答下列问题： (1)电解池中电极M与电源的 极相连。 (2)放电生成的电极反应式为 。 (3)在反应器中，发生如下反应： 反应i： 反应ii： 计算反应的 ，该反应 (填标号)。 A．高温自发    B．低温自发    C．高温低温均自发    D．高温低温均不自发 (4)一定温度下，和(体积比为)按一定流速进入装有催化剂的恒容反应器(入口压强为)发生反应i和ii．有存在时，反应ii的反应进程如图1所示。随着x的增加，的转化率和产物的选择性(选择性)如图2所示。 根据图1，写出生成的决速步反应式 ；的选择性大于的原因是 。 ②结合图2，当时，混合气体以较低的流速经过恒容反应器时，反应近似达到平衡，随着x的增大，的转化率减小的原因是 ；当时，该温度下反应ii的 (保留两位小数)。 【答案】(1)正 (2) (3) ﹣126 B (4) 由生成时，活化能较大，反应速率慢 随着x的增大，CO的分压增大，对于反应i和反应ii相当于减压，反应i和反应ii平衡均逆向移动，所以的转化率减小 0.16 【详解】（1）由图可知，N电极上CO转化为C2H4，C元素化合价下降，发生还原反应，N为阴极，则M为阳极，与电源正极相连； （2）CO发生得电子的还原反应转化为C2H4，电解液是碱性环境，电极反应为：； （3）根据盖斯定律，反应ii－反应i即可得到目标反应，则，该反应是熵减的放热反应，则依据反应能自发进行，则低温下自发进行，选B； （4）总反应的反应速率由慢反应决定，故决速步是反应最慢的步骤，由图可知，TSⅡ的垒能最大，该步骤是决速步骤，反应式为；由图可知，由生成时，活化能较大，反应速率慢，所以的选择性大于； 当x≥2时，由题意可知，该过程近似认为是平衡状态，则增大CO的分压，相当于减压，反应i和反应ii平衡均逆向移动，所以的转化率减小； 当x=2时，的转化率为90%，的选择性为80%，设初始投料：CO：2mol、C2H4：2mol、H2：1mol，则、、、，气体总物质的量为(2+0.72+0.18+0.2+0.28)mol=3.38mol，此时压强为，、、，反应ii的Kp=。 5．（2023·湖南·高考真题）超纯是制备第三代半导体的支撑源材料之一，近年来，我国科技工作者开发了超纯纯化、超纯分析和超纯灌装一系列高新技术，在研制超纯方面取得了显著成果，工业上以粗镓为原料，制备超纯的工艺流程如下：    已知：①金属的化学性质和相似，的熔点为； ②(乙醚)和(三正辛胺)在上述流程中可作为配体； ③相关物质的沸点： 物质 沸点/ 55.7 34.6 42.4 365.8 回答下列问题： (1)晶体的晶体类型是 ； (2)“电解精炼”装置如图所示，电解池温度控制在的原因是 ，阴极的电极反应式为 ；    (3)“合成”工序中的产物还包括和，写出该反应的化学方程式： ； (4)“残渣”经纯水处理，能产生可燃性气体，该气体主要成分是 ； (5)下列说法错误的是_______； A．流程中得到了循环利用 B．流程中，“合成”至“工序X”需在无水无氧的条件下进行 C．“工序X”的作用是解配，并蒸出 D．用核磁共振氢谱不能区分和 (6)直接分解不能制备超纯，而本流程采用“配体交换”工艺制备超纯的理由是 ； (7)比较分子中的键角大小： (填“>”“<”或“=”)，其原因是 。 【答案】(1)分子晶体 (2) 温度太低，不利于Ga的熔化，温度太高，Ga可能与NaoH反应产生大量氢气，会有爆炸危险。 +3eˉ+2H2O=Ga+4OH-（或[Ga(OH)4]-+3eˉ=Ga+4OH-） (3)8CH3I+2Et2O+Ga2Mg5=2+3+2； (4)CH4 (5)D (6)NR3沸点较高，易与Ga(CH3)3分离，Et2O的沸点低于Ga(CH3)3，一起气化，难以得到超纯Ga(CH3)3 (7) > Ga(CH3)3中Ga为sp2杂化，所以为平面结构，而Ga(CH3)3(Et2O)中Ga为sp3杂化，所以为四面体结构，故夹角较小 【详解】（1）晶体的沸点较低，晶体类型是分子晶体； （2）电解池温度控制在，温度太低，不利于Ga的熔化，温度太高，Ga可能与NaoH反应产生大量氢气，会有爆炸危险；粗Ga在阳极失去电子，阴极得到Ga，电极反应式为+3eˉ+2H2O=Ga+4OH-（或[Ga(OH)4]-+3eˉ=Ga+4OH-）； （3）“合成”工序中的产物还包括和，该反应的化学方程式8CH3I+2Et2O+Ga2Mg5=2+3+2； （4）“残渣”含，经纯水处理，能产生可燃性气体CH4； （5）A.根据分析，流程中得到了循环利用，A正确； B. 容易和水反应，容易被氧化，则流程中，“合成”至“工序X”需在无水无氧的条件下进行，B正确； C. “配体交换”得到，“工序X”先解构后蒸出，C正确； D.二者甲基的环境不同，核磁共振氢谱化学位移不同，用核磁共振氢谱能区分和，D错误； 故选D； （6）直接分解时由于Et2O的沸点较低，与Ga(CH3)3一起蒸出，不能制备超纯，而本流程采用“配体交换”工艺制备超纯的理由是，根据题给相关物质沸点可知，NR3沸点远高于Ga(CH3)3，与Ga(CH3)3易分离； （7）分子中的键角>，其原因是Ga(CH3)3中Ga为sp2杂化，所以为平面结构，而Ga(CH3)3(Et2O)中Ga为sp3杂化，所以为四面体结构，故夹角较小。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$