2026届高考化学一轮复习讲义 - 电解池　金属的腐蚀与防护

该高中化学高考复习讲义围绕电解池、金属的腐蚀与防护核心考点，按课标要求梳理电解原理、电解应用、腐蚀防护三大模块，构建“课前必备知识梳理-课堂考向分层突破-课后真题分层训练”的复习体系，通过考点梳理、方法指导、真题演练等环节，帮助学生系统掌握电解规律、电极反应书写及防腐措施设计，突破电化学难点。 讲义突出科学思维与科学探究素养培养，如以惰性电极电解CuCl2溶液为例分析电子离子移动方向，归纳电解规律；结合金属腐蚀传感器实验设计，探究析氢与吸氧腐蚀差异。设置考向分类讲解（如电解计算、腐蚀速率比较）和进阶练习（迁移模拟、对标真题），助力学生高效构建电化学知识网络，为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支撑。

电解池　金属的腐蚀与防护 课前学习任务 一、课标解读 1.能辨识化学反应中的能量转化形式,能解释化学反应中能量变化的本质。2.能分析、解释电解池的工作原理,能设计简单的电解池。3.能利用电化学原理解释金属的腐蚀现象,选择并设计防腐措施。 二、必备知识 考点一电解原理 1.电解和电解池 2.电解池工作原理(以惰性电极电解CuCl2溶液为例) (1)电子、离子移动方向 ①电子移动方向:电源负极→电解池　　　　　　;电解池的　　　　　　→电源的正极。  ②离子移动方向:阳离子移向电解池　　　　　　;阴离子移向电解池　　　　　　。  (2)离子放电顺序 3.用惰性电极电解不同类型的电解质溶液 类型 实例 电极反应式 溶液pH 的变化 溶液复原 的方法 电解 水型 含氧酸 H2SO4 溶液 阳极:  阴极:  总反应:  强碱 NaOH 溶液 阳极:  阴极:  总反应:  活泼金属的含氧酸盐 KNO3 溶液 阳极:  阴极:  总反应:  电解 电解 质型 无氧酸(氢氟酸除外) HCl 溶液 阳极:  阴极:  总反应:  不活泼金属的无氧酸盐 CuCl2 溶液 阳极:  阴极:  总反应:Cu2++2Cl-Cu+Cl2↑ — 类型 实例 电极反应式 溶液pH 的变化 溶液复原 的方法 类型 放氢 生 碱型 活泼金属的无氧酸盐 NaCl 溶液 阳极:  阴极:  总反应:  放氢 生 碱型 活泼金属的无氧酸盐 研教材·链高考 [研教材](1)(必修第一册·P16) (2)(选择性必修1·P105) 通电前后氯化铜溶液中离子移动示意图 阳离子(Cu2+)向阴极(与直流电源的负极相连)迁移。 [链高考](1)(2021·山东卷)采用惰性电极,以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如图所示。 忽略温度变化的影响,下列说法错误的是(　　) A.阳极反应式为2H2O-4e-4H++O2↑ B.电解一段时间后,阳极室的pH未变 C.电解过程中,H+由a极区向b极区迁移 D.电解一段时间后,a极生成的O2与b极反应的O2等量 (2)(2021·重庆卷)CO2电化学传感器是将环境中CO2浓度转变为电信号的装置,工作原理如图所示,其中YSZ是固体电解质,当传感器在一定温度下工作时,在熔融Li2CO3和YSZ之间的界面X会生成固体Li2O。下列说法错误的是(　　) A.C迁移方向为界面X→电极b B.电极a上消耗的O2和电极b上产生的CO2的物质的量之比为1∶1 C.电极b为负极,发生的电极反应为2C-4e-O2↑+2CO2↑ D.电池总反应为Li2CO3Li2O+CO2↑ (3)(2021·湖南卷节选)氨电解法制氢气:利用电解原理,将氨转化为高纯氢气,其装置如图所示。电解过程中OH-的移动方向为　　　　　(填“从左往右”或“从右往左”)。  考点二电解原理的应用 1.氯碱工业——电解饱和食盐水的工业生产 阳极反应式:　,  阴极反应式:　,  总反应式:　。  2.电镀与电解精炼铜 项目 电镀 电解精炼铜 示意图 阳极 先是粗铜中比铜活动性强的Zn、Fe等失电子,然后是Cu-2e-Cu2+ 阴极 电解质 溶液 c(CuSO4)基本不变 c(CuSO4)　　　  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,如Na、Ca、Mg、Al等。 冶炼金属 的种类 电解总反应 电极反应式 冶炼钠 阳极:  阴极:Na++e-Na 冶炼镁 阳极:2Cl--2e-Cl2↑ 阴极:  冶炼铝 阳极:  阴极:Al3++3e-Al 研教材·链高考 研点电解饱和食盐水 [研教材](选择性必修1·P107) 工业生产中,电解饱和食盐水的反应在离子交换膜电解槽中进行。离子交换膜电解槽是由多个单元槽组成。下图是一个单元槽的电解原理示意图。 离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图 [链高考](2020·浙江1月卷)在氯碱工业中,离子交换膜法电解饱和食盐水示意图如下,下列说法不正确的是(　　) A.电极A为阳极,发生氧化反应生成氯气 B.离子交换膜为阳离子交换膜 C.饱和NaCl溶液从a处进,NaOH溶液从d处出 D.OH-迁移的数量等于导线上通过电子的数量 考点三 金属的腐蚀与防护 1.金属的腐蚀 (1)金属腐蚀的本质 金属原子　　　　　　电子变为金属　　　　　　,金属发生　　　　　　。  (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 条件 金属与其表面接触的一些物质　　　　反应  不纯的金属与　　　　　　　接触,发生　　　　　反应  现象 金属被　　　  较活泼金属被　　  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　　　　,危害也更严重  ②析氢腐蚀和吸氧腐蚀(以钢铁的腐蚀为例) 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜酸性较强 水膜酸性很弱或呈中性 负极反应式 Fe-2e-Fe2+ 正极反应式 总反应式 联系 吸氧腐蚀更普遍 ③原理应用 a.若棉团浸有NH4Cl溶液,铁钉发生　　　　腐蚀,正极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　,右试管中现象是　　　　　　　　　　　　　　。  b.若棉团浸有NaCl溶液,铁钉发生　　　　腐蚀,正极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　,右试管中现象是　　　　　　　　　　。  2.金属的防护 (1)金属防护的原理 金属的防护主要是从　　　　　　、与金属接触的物质及两者　　　　　　的条件等方面来考虑的。  (2)金属腐蚀的防护方法 研教材·链高考 研点金属的电化学保护法 [研教材](选择性必修1·P114~115) 牺牲阳极法示意图 外加电流法示意图 [链高考](1)(2020·江苏卷)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。在如图所示的情境中,下列说法正确的是 (　　) 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 (2)(经典真题)研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是(　　) A.d为石墨,铁片腐蚀加快 B.d为石墨,石墨上电极反应为O2+2H2O+4e-4OH- C.d为锌块,铁片不易被腐蚀 D.d为锌块,铁片上电极反应为2H++2e-H2↑ [深思考]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　　　　　　　。  课堂核心考点 考点一电解原理 考向1电解池装置及工作原理 1.(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 考向2电解规律及应用 2.用惰性电极进行电解,下列说法正确的是 (　　) A.电解稀硫酸,相当于是电解水,故溶液pH不变 B.电解稀NaOH溶液,要消耗OH-,故溶液pH减小 C.电解Na2SO4溶液,在阴极和阳极上生成气体产物的物质的量之比为1∶2 D.电解氯化铜溶液,在阴极和阳极上生成产物的物质的量之比为1∶1 3.如图所示,x、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无味的气体放出,符合这一情况的是(　　) 选项 a极板 b极板 x电极 z溶液 A 锌 石墨 负极 CuSO4 B 石墨 石墨 负极 NaOH C 银 铁 负极 AgNO3 D 铜 石墨 负极 CuCl2 考向3电解的有关计算 4.(2024·山东卷)以不同材料修饰的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。下列说法错误的是(　　) A.电极a连接电源负极 B.加入Y的目的是补充NaBr C.电解总反应式为Br-+3H2OBr+3H2↑ D.催化阶段反应产物物质的量之比n(Z)∶n(Br-)=3∶2 考点二电解原理的应用 考向1氯碱工业与电解原理 1.(2023·浙江6月卷)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 2.(2023·广东卷)利用活性石墨电极电解饱和食盐水,进行如图所示实验。闭合K1,一段时间后,下列说法正确的是(　　) A.U形管两侧均有气泡冒出,分别是Cl2和O2 B.a处布条褪色,说明Cl2具有漂白性 C.b处出现蓝色,说明还原性:Cl->I- D.断开K1,立刻闭合K2,电流表发生偏转 考向2电解精炼与电镀 3.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,其电极反应式为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 考向3利用电解原理治理污染问题 4.(2024·贵州卷)一种太阳能驱动环境处理的自循环光催化芬顿系统工作原理如图。光阳极发生反应:HC+H2O-2e-HC+2H+,HC+H2OHC+H2O2。体系中H2O2与Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)发生反应产生的活性氧自由基可用于处理污水中的有机污染物。 下列说法错误的是(　　) A.该芬顿系统能量转化形式为太阳能→电能→化学能 B.阴极反应式为O2+2H++2e-H2O2 C.光阳极每消耗1 mol H2O,体系中生成2 mol H2O2 D.H2O2在Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)的循环反应中表现出氧化性和还原性 5.MFC-电芬顿技术不需要外加能量即可发生,通过产生羟基自由基(·OH)处理有机污染物,可获得高效的废水净化效果。其耦合系统原理示意图如图,下列说法错误的是(　　) A.标准状况下,乙池中消耗22.4 L O2时,可以产生2 mol ·OH B.甲池是将化学能转化为电能,其中a极上发生氧化反应 C.电子移动方向为a→Y,X→b D.乙池中生成羟基自由基的反应为Fe2++H2O2+H+Fe3++H2O+·OH 考点三 金属的腐蚀与防护 考向1金属腐蚀的原理及分析 1.(2025·广东广州第一次调研)为研究金属的电化学腐蚀机理,某小组同学采用传感器设计如图所示装置。下列说法不正确的是(　　) A.碳粉作正极 B.负极电极反应式:Fe-2e-Fe2+ C.若压强传感器显示压强升高,则以吸氧腐蚀为主 D.若将碳粉换成锌粉,则Fe可被保护 2.如图所示,将铁钉的一部分镀上不同的金属,放入培养皿中,加入含有饱和食盐水及琼脂的溶液,再各滴入几滴酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液。下列分析不正确的是(　　) A.a中铁钉附近呈现蓝色 B.b中铁钉附近出现红色 C.a中铜上发生反应:O2+2H2O+4e-4OH- D.b中锌上发生还原反应 考向2金属腐蚀的防护方法 3.(2024·浙江6月卷)金属腐蚀会对设备产生严重危害,腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。如图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图。 下列说法正确的是(　　) A.图1、图2中,阳极材料本身均失去电子 B.图2中,外加电压偏高时,钢闸门表面可发生反应:O2+4e-+2H2O4OH- 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 课后提升训练 进阶1　迁移·模拟演练 1.(2024·广东新南方联盟4月联考)如图是CO2电催化还原为CH4的工作原理示意图。下列说法不正确的是(　　) A.该过程是电能转化为化学能的过程 B.铜电极的电极反应式为CO2+8H++8e-CH4+2H2O C.一段时间后,①池中n(KHCO3)不变 D.一段时间后,②池中溶液的pH一定减小 2.(2025·八省联考陕西卷)为了从海水中提取锂,某团队设计了如图所示的电解池。保持电源正负极不变,每运行一段时间后,将电极1与4取下互换,电极2与3取下互换,实现锂的富集。下列说法正确的是(　　) A.电路中电子的流向随着电极互换而改变 B.电极2上发生的反应为Ag-e-Ag+ C.理论上,电极1与电极4的质量之和保持不变 D.理论上,电路通过1 mol电子时,有0.5 mol Li+富集在右侧电解液中 进阶2　对标·高考真题 3.(2024·广东卷)我国自主设计建造的浮式生产储卸油装置“海葵一号”将在珠江口盆地海域使用,其钢铁外壳镶嵌了锌块,以利用电化学原理延缓外壳的腐蚀。下列有关说法正确的是(　　) A.钢铁外壳为负极 B.镶嵌的锌块可永久使用 C.该法为外加电流法 D.锌发生反应:Zn-2e-Zn2+ 4.(2024·湖南卷)在KOH水溶液中,电化学方法合成高能物质K4C6N16时,伴随少量O2生成,电解原理如图所示,下列说法正确的是(　　) A.电解时,OH-向Ni电极移动 B.生成C6的电极反应:2C3N8H4+8OH--4e-C6+8H2O C.电解一段时间后,溶液pH升高 D.每生成1 mol H2的同时,生成0.5 mol K4C6N16 答案解析 考点一　电解原理 必备知识·梳理 1.电流　氧化反应　还原反应　电能　化学能　电源　电解质溶液　熔融电解质　闭合回路 2.氧化　还原 (1)①阴极　阳极　②阴极　阳极 3.2H2O-4e-4H++O2↑　2H++2e-H2↑　2H2O2H2↑+O2↑　减小　4OH--4e-2H2O+O2↑　2H2O+2e-H2↑+2OH-　2H2O2H2↑+O2↑　增大　2H2O-4e-4H++O2↑　2H2O+2e-H2↑+2OH-　2H2O2H2↑+O2↑　不变　加水　2Cl--2e-Cl2↑　2H++2e-H2↑　2H++2Cl-H2↑+Cl2↑　增大　通入HCl气体　2Cl--2e-Cl2↑　Cu2++2e-Cu　加CuCl2固体　2Cl--2e-Cl2↑　2H2O+2e-H2↑+2OH-　2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-　增大　通入HCl气体　2H2O-4e-4H++O2↑　Ag++e-Ag　4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+　减小　加入Ag2O固体 研点 [链高考](1)D　解析 图中电解池b极一端进入O2生成H2O2,其电极反应式为2H++O2+2e-H2O2,发生还原反应,b极为阴极。同理阳极反应式为2H2O-4e-4H++O2↑,H+由阳极区移向阴极区,A、C项正确;电解一段时间后,阳极室溶液的pH不变,B正确;根据电子守恒可知生成的O2和消耗的O2物质的量之比为1∶2,D项错误。 (2)B (3)从右往左 [深思考]电解池中,阴离子移向阳极;阳离子移向阴极。原电池中,阳离子移向正极;阴离子移向负极。 关键能力·提升 典题1 B　解析 多孔电极1上H2O(g)发生得电子的还原反应转化成H2(g),多孔电极1为阴极,电极反应式为H2O+2e-H2↑+O2-;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,电极反应式为2O2--4e-O2↑,B错误;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正确;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正确;电解总反应为2H2O(g)2H2(g)+O2(g),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正确。 典题2 D　解析 电解稀硫酸时,相当于是电解水,溶剂的质量减少,溶质的质量不变,所以H2SO4的浓度增大,氢离子的浓度增大,溶液的pH变小,A错误;电解稀氢氧化钠溶液时,相当于是电解水,溶剂的质量减少,溶质的质量不变,所以NaOH的浓度增大,氢氧根离子的浓度增大,溶液的pH变大,B错误;电解硫酸钠溶液时,实质上是电解水,阴极上氢离子得电子生成氢气,阳极上氢氧根离子失电子生成氧气,根据得失电子守恒,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为2∶1,C错误;电解氯化铜溶液时,阴极上铜离子得电子生成铜,阳极上氯离子失电子生成氯气,根据得失电子守恒,在阴极和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1,D正确。 典题3 A　解析 a极板质量增加,排除B项;b极板处有无色无味气体放出,排除D项;b极板处有气体放出,说明b极是阳极,b极板材料不能是Fe,排除C项;A项符合题意。 典题4 B　解析 电极b上Br-发生失电子的氧化反应转化成Br,电极b为阳极,电极反应式为Br--6e-+3H2OBr+6H+;则电极a为阴极,电极a的电极反应式为2H++2e-H2↑;电解总反应式为Br-+3H2OBr+3H2↑;催化循环阶段Br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。电极a为阴极,连接电源负极,A正确;电解过程中消耗H2O和Br-,而催化阶段Br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,B错误;电解总反应式为Br-+3H2OBr+3H2↑,C正确;催化阶段,Br元素的化合价由+5价降至-1价,生成1 mol Br-得到6 mol电子,O元素的化合价由-2价升至0价,生成1 mol O2失去4 mol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。 考点二　电解原理的应用 必备知识·梳理 1.2Cl--2e-Cl2↑　2H2O+2e-H2↑+2OH-　2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ 2.Cu-2e-Cu2+　Cu2++2e-Cu　Cu2++2e-Cu　变小 3.2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑　2Cl--2e-Cl2↑ MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑　Mg2++2e-Mg 2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑　6O2--12e-3O2↑ 研点 [链高考]D 关键能力·提升 典题1 B　解析 电极A上氯离子变为氯气,化合价升高,失去电子,是电解池的阳极,因此电极A接电源正极,发生氧化反应,A正确;电极B为阴极,通入氧气,氧气得到电子,其电极反应式为2H2O+4e-+O24OH-,B错误;右室生成氢氧根离子,应选用阳离子交换膜,左边的钠离子进入右室,在右室获得浓度较高的NaOH溶液,C正确;改进设计中增大了氧气的量,提高了电极B处的氧化性,通过提高反应物的氧化性来降低电解电压,减少能耗,D正确。 典题2 D　解析 闭合K1,该装置为电解池,左侧电极是阳极,电极反应式为2Cl--2e-Cl2↑,右侧电极是阴极,电极反应式为2H2O+2e-2OH-+H2↑,故U形管两侧产生的气体分别是Cl2和H2,A错误;Cl2与水反应生成HClO和HCl。HClO具有强氧化性,使红色布条褪色,干燥的Cl2不具有漂白性,B错误;b处发生反应:2KI+Cl22KCl+I2,淀粉遇I2显蓝色,则还原性:I->Cl-,C错误;断开K1,立刻闭合K2,此时构成氢氧燃料电池,形成电流,电流表发生偏转,D正确。 典题3 D　解析 电解时,阳极Zn、Fe、Ni失去电子,发生氧化反应,A项错误;因氧化性Ni2+>Fe2+>Zn2+,故阴极反应式为Ni2++2e-Ni,可见,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,B项错误;电解后溶液中的阳离子除Fe2+和Zn2+外,还有Ni2+和H+,C项错误。 典题4 C　解析 该装置为电解池,利用光能提供能量转化为电能,在电解池中将电能转化为化学能,A正确;该电解池中,阴极上氧气得电子生成过氧化氢,电极反应式为O2+2H++2e-H2O2,B正确;光阳极上水失电子生成过氧化氢和氢离子,电极反应式为2H2O-2e-H2O2+2H+,总反应为2H2O+O22H2O2,则每消耗1 mol H2O,体系中生成1 mol H2O2,C错误;由Mn(Ⅳ)和过氧化氢转化为Mn(Ⅱ)的过程中,锰元素化合价降低,H2O2作还原剂,表现还原性,由Mn(Ⅱ)转化为Mn(Ⅳ)时,H2O2中O元素化合价降低,作氧化剂,表现氧化性,D正确。 典题5 A　解析 乙池中Y电极上的反应为O2+2H++2e-H2O2,之后再发生反应H2O2+H++Fe2+Fe3++H2O+·OH,当产生1 mol羟基自由基时,需要1 mol H2O2,消耗1 mol O2,所以标准状况下消耗22.4 L O2时,产生1 mol羟基自由基,A错误。甲池为原电池,将化学能转化为电能,是燃料电池,b极上氧气被还原,为正极,a电极为负极,发生的是氧化反应,B正确。甲池为原电池,a电极为负极,b电极为正极;乙池为电解池,X电极为阳极,Y电极为阴极;串联装置中,电子由原电池负极流向电解池阴极,即a→Y,由电解池的阳极流向原电池正极,即X→b,C正确。乙池中Y电极为阴极,电极反应式为O2+2e-+2H+H2O2,则生成·OH的反应为Fe2++H2O2+H+·OH+Fe3++H2O,D正确。 考点三　金属的腐蚀与防护 必备知识·梳理 1.(1)失去　阳离子　氧化反应　(2)①直接　电解质溶液　原电池　腐蚀　腐蚀　更快　②2H++2e-H2↑　O2+2H2O+4e-4OH-　Fe+2H+Fe2++H2↑　2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2　③a.析氢　2H++2e-H2↑　有气泡冒出　b.吸氧　O2+4e-+2H2O4OH-　导管内液面上升 2.(1)金属　反应　(2)负　正　阴　阳 研点 [链高考](1)C　(2)D [深思考]⑤④②①③⑥ 关键能力·提升 典题1 C　解析 碳粉作正极,得电子发生还原反应,铁作负极,失电子发生氧化反应,A正确;铁作负极,电极反应式为Fe-2e-Fe2+,B正确;若压强传感器显示压强升高,说明装置内有气体生成,可能是析氢腐蚀,不会是吸氧腐蚀,C错误;由于金属活动性:Zn>Fe,所以将碳粉换成锌粉时,Zn为负极,失去电子发生氧化反应,从而使铁得到保护,D正确。 典题2 D　解析 a中铁比铜活泼,发生腐蚀时,铁作负极被氧化生成Fe2+,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,铁钉附近出现蓝色沉淀,A正确;b中Zn比Fe活泼,发生腐蚀时,Zn作负极被氧化为Zn2+,铁钉作正极,电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-,滴加酚酞溶液,铁钉附近溶液变成红色,B正确,D错误;a中铜是正极,发生吸氧腐蚀,电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-,C正确。 典题3 B　解析 图1为利用原电池原理防腐,属于牺牲阳极法。牺牲阳极即原电池的负极失去电子被氧化。图2为利用电解原理防腐,属于外加电流法。辅助阳极通常是惰性电极,其本身不失去电子,A错误。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-+2H2O4OH-,B正确。图2为外加电流法防腐,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错误。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流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错误。 课后提升训练 1.C　解析 该装置是一个电解池,电解池是将电能转化为化学能的装置,A正确;CO2电催化还原为CH4的过程是一个还原反应过程,所以铜电极是电解池的阴极,铜电极的电极反应式为CO2+8H++8e-CH4+2H2O,B正确;在电解池的阴极上发生二氧化碳得电子的还原反应,即CO2+8H++8e-CH4+2H2O,消耗了氢离子,氢氧根离子与①池中的碳酸氢钾反应,所以n(KHCO3)会减小,C错误;在电解池的阳极上,阴离子氢氧根离子发生失电子的氧化反应,所以②池溶液酸性增强,pH一定下降,D正确。 2.C　解析 为从海水中提取锂,电极1的电极反应式为FePO4+e-+Li+LiFePO4,则电极1为阴极,电极2为阳极,电极3为阴极,电极4为阳极,在电极4上发生氧化反应:LiFePO4-e-Li++FePO4,实现了锂的提取。保持电源正负极不变,则电子流向不变,故A错误;电极2为阳极,海水中有Cl-,则电极2的电极反应式为Ag-e-+Cl-AgCl,B错误;通过相同电量,电极1上附着的Li+的量和电极4上失去的Li+的量相等,所以理论上电极1与电极4的质量之和保持不变,C正确;根据电子守恒,电路中各处的电量相等,所以理论上,电路通过1 mol电子时,有1 mol Li+富集在右侧电解液中,D错误。 3.D　解析 钢铁外壳镶嵌了锌块,由于金属活动性Zn>Fe,即锌块为负极,钢铁为正极,形成原电池,A错误;由于Zn失去电子发生氧化反应:Zn-2e-Zn2+,镶嵌的锌块会逐渐消耗,需根据腐蚀情况进行维护和更换,不能永久使用,B错误、D正确;题中对钢铁外壳的防护方法称为牺牲阳极法,C错误。 4.B　解析 由电解原理图可知,Ni电极产生氢气,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OH-向Pt电极移动,A错误;在Pt电极上C3N8H4失去电子生成C6,电极反应式为2C3N8H4+8OH--4e-C6+8H2O,B正确;电解时,阴极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-,则电解总反应主要为2C3N8H4+4OH-C6+4H2O+2H2↑,反应消耗OH-生成H2O,电解一段时间后,溶液的pH降低,C错误;根据电解总反应(主要):2C3N8H4+4OH-C6+4H2O+2H2↑可知,每生成1 mol H2,生成0.5 mol K4C6N16,但Pt电极还伴随少量O2生成,电极反应式为4OH--4e-O2↑+2H2O,则生成1 mol H2时得到的部分电子由OH-放电产生O2提供,所以生成K4C6N16的物质的量小于0.5 mol,D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $