第4章 氧化还原反应和电化学（期末复习课件）高二化学上学期沪科版

这是一份高二化学上学期期末考点大串讲课件，围绕第4章“氧化还原反应和电化学”展开，包含考情透视（知识导图）、考点梳理（重难突破）、考场练兵（真题再练）三部分，覆盖四大考点及典例解析、分层训练题。 资料以知识导图构建体系，融合核心素养，通过氧化还原配平技巧训练科学思维，结合原电池、电解池典例培养探究能力，联系工业应用渗透科学态度。帮助学生夯实基础提升解题能力，为教师提供系统复习资源，助力高效备考。高二学生需整合知识应对期末考，为高三复习铺垫。

2025-2026学年高二化学上学期 第4章 氧化还原反应和电化学 期末考点大串讲 知识导图 重难突破 考场练兵 目录 CONTENTS 01 考情透视·知识导图 02 考点梳理·重难破解 03 考场练兵·真题再练 考情透视·知识导图 第一部分 重新生成，换一个帽子，抽象一些，色调整体和谐 第4章 氧化还原反应和电化学 考点01 氧化还原反应 考点02 原电池和化学电源 知道氧化剂和还原剂的相对强弱；知道氧化半反应和还原半反应；知道氧化还原反应方程式的配平 知道化学能与电能的转化；知道原电池的工作原理；了解常见化学电源的工作原理；了解新型电池的开发 考点03 电解池 知道电能可以转化为化学能；知道电解池的工作原理；知道电解池的阴极、阳极反应；了解电解池在电镀和电冶金中的应用 考点04 金属的电化学与防护 理解金属腐蚀的本质；知道析氢腐蚀和吸氧腐蚀；了解金属的电化学防护方法和原理 考点梳理·重难破解 第二部分 考点01 氧化还原反应 1．氧化还原反应的基本概念 (1)氧化还原反应概念间的关系 考点01 氧化还原反应 (2)半反应 ①半反应： 用电子把同一元素的两种价态联系起来的反应。氧化还原反应本质上是两个半反应之间竞争电子的反应。 ②半反应式的书写要点： 考虑在反应中存在电子转移的元素所在的物质得失电子的情况； 考虑元素形成的物质在溶液中的主要存在形式，应该遵循离子方程式的书写要求。 考点01 氧化还原反应 2．氧化还原反应的规律 (1)电子守恒规律：还原剂失去电子的总数和氧化剂得到电子的总数相等。 (2)强弱规律： 氧化还原反应自发进行的方向，总是由氧化性较强的氧化剂与还原性较强的还原剂反应，生成还原性较弱的还原产物和氧化性较弱的氧化产物。 氧化性：氧化剂>氧化产物 还原性：还原剂>还原产物 (3)价态归中规律 ①同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应；当存在中间价态时，同种元素的高价态物质和低价态物质才有可能发生反应，若无中间价态则不能反应。 ②含不同价态的同种元素的物质间发生氧化还原反应时，该元素价态的变化一定遵循“高价＋低价―→中间价”，而不会出现交叉现象。简记为“两相靠，不相交”。 考点01 氧化还原反应 3．氧化性和还原性的比较 (1)依据反应原理——强弱规律 在一个氧化还原反应中，氧化性：氧化剂>氧化产物；还原性：还原剂>还原产物。 (2) 以元素在周期表中的位置为依据 ①同主族元素，从上到下元素金属性(还原性)增强，非金属性(氧化性)减弱。 ②同周期主族元素，从左向右元素金属性(还原性)减弱，非金属性(氧化性)增强。 (3)依据反应条件及反应的剧烈程度判断 反应条件要求越低，反应越剧烈，对应物质的氧化性或还原性越强。如是否加热、有无催化剂及反应温度高低和反应物浓度大小等。例如： 考点01 氧化还原反应 (4)依据相同条件下产物中元素价态的高低来判断 相同条件下，不同氧化剂作用于同一种还原剂，氧化产物价态高的其氧化性强。 (5)依据金属性、非金属活动性比较 ①金属活动顺序 ②非金属活动顺序 考点01 氧化还原反应 (6)根据原电池、电解池的电极反应判断 ①两种不同的金属构成原电池的两极，一般还原性：负极金属＞正极金属。 ②在电解过程中，氧化性越强的金属阳离子优先在阴极放电，还原性强的非金属阴离子优先在阳极放电。 考点01 氧化还原反应 4．氧化还原反应方程式的配平 (1)配平原理：化合价升降法（即化合价升降总数相等），电子守恒原理。 (2)配平步骤： ①标出化合价有变化的元素，以元素化合价升高和降低总数相等的原则，乘以适当的系数。 ②配平氧化剂、还原剂、还原产物和氧化产物。 ③配平其他物质。 考点01 氧化还原反应 (3)配平技巧 ①正向配平 a．氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的，以反应物为基准从左边配平。 b．归中反应(变价元素只有一种，“高价＋低价→中间价”)以反应物为基准从左边配平。 ②逆向配平 a．适用对象：氧化剂、还原剂中某元素化合价部分变价的；自身氧化还原反应；歧化反应(变价元素只有一种，中间价→高价＋低价)。 b．方法：从右边生成物着手配平，即：选择氧化产物、还原产物为基准物质。 考点01 氧化还原反应 ③缺项配平 a．缺项方程式：某些反应物或生成物的分子式未写出(缺项)，它们一般为水、酸、碱。 b．先根据化合价变化找出氧化剂、还原剂及还原产物、氧化产物； c．再根据质量守恒、电荷守恒确定所缺的物质的化学式(分子或离子)，若反应物缺正电荷，一般加H＋，生成物加水；若反应物缺负电荷，一般加OH－，生成物加水。 【典例01】【氧化性和还原性比较】（2023·上海金山·二模）常温下酸性：HSO3->HClO。SO2与足量Ca(ClO)2(aq)反应的离子方程式为 A．SO2＋H2O＋ClO－＝HSO3-＋HClO B．SO2＋H2O＋Ca2+＋2ClO－＝CaSO3↓＋2HClO C．SO2＋H2O＋Ca2+＋ClO－＝CaSO4↓＋Cl－＋2H+ D．SO2＋H2O＋Ca2+＋3ClO－＝CaSO4↓＋Cl－＋2HClO D 考点01 氧化还原反应 【详解】由于次氯酸根具有强氧化性，次氯酸根和二氧化硫、水反应生成硫酸根、氯离子、氢离子，硫酸根和钙离子结合生成硫酸钙沉淀，生成的氢离子结合次氯酸根变为次氯酸，则其离子方程式为SO2＋H2O＋Ca2+＋3ClO－＝CaSO4↓＋Cl－＋2HClO ，故D正确。 综上所述，答案为D。 下列叙述不正确的是 A．反应I的化学方程式是 B．反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 C．用溶液吸收反应I中尾气所得产物可再利用 D．用对饮用水杀菌消毒的同时，胶体吸附杂质净化水 考点01 氧化还原反应 【典例02】【氧化还原反应的规律及应用】 （23-24高三上·上海·期中）高铁酸钾()是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂，在水处理过程中，高铁酸钾转化为胶体，制备高铁酸钾流程如图所示。 A ×反应Ⅰ中Fe与氯气反应生成氯化铁 √反应Ⅱ中Cl元素化合价由+1价降低为-1价，Fe元素化合价由+3价升高到+6价，氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:2 √反应I后的尾气中含有Cl2，用FeCl2溶液吸收反应Ⅰ中尾气，发生的反应为：2FeCl2+Cl2=2FeCl3，即所得产物为FeCl3可再利用 √K2FeO4具有强氧化性，可用于杀菌消毒，生成的铁离子可水解生成具有吸附性的氢氧化铁胶体，可用于净水，利用了胶体具有较强吸附能力的特点 考点01 氧化还原反应 【典例03】【氧化还原反应方程式的配平】 （25-26高三上·上海·阶段练习）工业上利用NaIO3和NaHSO3反应来制取单质I2 (1)配平下列离子方程式并利用单线桥法标出电子转移方向和个数 。   (2)已知：、、、和一些未知物组成的一个氧化还原反应，其中是氧化产物，该反应中还原性 (填“>”或“<”)。 【答案】(1) (2>) 【解析】(2)因为硫酸根为氧化产物，所以I-为还原产物，将I2还原生成I-，所以的还原性比I-强。 考点01 氧化还原反应 【训练01】现有下列三个氧化还原反应： ①2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2 ②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3 ③2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O 其中还原性由强到弱的顺序正确的是( ) A．I－>Fe2＋>Mn2＋>Cl－ B．I－>Fe2＋>Cl－>Mn2＋ C．I－>Mn2＋>Fe2＋>Cl－ D．Cl－>Mn2＋>I－>Fe2＋ B 考点01 氧化还原反应 【训练02】有下列三个反应： ①Cl2＋FeI2===FeCl2＋I2 ②2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－ ③Co2O3＋6HCl===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O 下列说法正确的是( ) A. ①②③中氧化剂分别是Cl2、Br2、Co2O3 B. 根据以上反应可以得到氧化性强弱关系：Cl2>Co2O3>Fe3＋ C. 在反应③中生成1 mol Cl2时，有6 mol HCl被氧化 D. 根据反应①②一定可以推理得到：Cl2＋FeBr2===FeCl2＋Br2 A 考点01 氧化还原反应 【训练03】工业上常用绿矾(FeSO4·7H2O)处理工业废水中含有的重铬酸根离子(Cr2O)，反应的化学方程式为FeSO4＋K2Cr2O7＋H2SO4―→Fe2(SO4)3＋Cr2(SO4)3＋H2O＋K2SO4(未配平)，下列有关说法正确的是(　　) A．每有1 mol K2Cr2O7参加反应，转移3 mol电子 B．K2Cr2O7中铬元素的化合价为＋7价 C．参与反应的Fe2＋与Cr2O物质的量之比为6∶1 D．FeSO4是氧化剂 C 考点01 氧化还原反应 【训练04】按要求完成下列方程式。 (1)已知在酸性介质中FeSO4能将＋6价铬还原成＋3价铬。写出Cr2O与FeSO4溶液在酸性条件下反应的离子方程式：______________________________________________________。 (2)KMnO4氧化废水中Mn2＋生成MnO2的离子方程式为_______________________________。 (3)生产硫化钠大多采用无水芒硝(Na2SO4)—碳粉还原法，若煅烧所得气体为等物质的量的CO和CO2，写出煅烧时发生反应的化学方程式：________________________________________。 (4)向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液，将废液中的I2还原为I－，其离子方程式 ________________________________________________________________________。 考点02 原电池和化学电源 1．原电池的工作原理 (1)一般，原电池反应为自发的氧化还原反应，且ΔH<0。 (2)电极反应：负极失去电子，发生氧化反应；正极得到电子，发生还原反应。 (3)电子流向：电子由负极经导线流向正极。 (4)离子流向：盐桥中的阳离子流向正极，阴离子流向负极。 (5)盐桥的作用： ①将两个半电池隔开，提高电池效率。 ②连接两个半电池，保持溶液的电中性，形成闭合回路。 考点02 原电池和化学电源 2．原电池的构成 (1)半电池：原电池由两个半电池组成，半电池包括电极材料和电解质溶液。 (2)电极材料 一般情况下，两个活泼性不同的电极，相对活泼的金属作负极，较不活泼的金属（或导电的非金属）作正极。 (3)形成闭合回路：两个半电池通过盐桥和导线连接，形成闭合回路。 考点02 原电池和化学电源 3．原电池原理的应用 (1)比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性较强的金属，正极一般是活动性较弱的金属(或非金属)。 (2)加快化学反应速率：氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。 (3)用于金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的正极而受到保护。 考点02 原电池和化学电源 4．化学电源的分类 (1)一次电池：只能放电不能充电，日常生活中锌锰干电池、锌银纽扣电池。 (2)二次电池：也称为可充电电池，可以反复使用，如铅酸蓄电池、锂离子电池等。 (3)燃料电池：在放电过程中不断地输入化学物质，使放电可以连续不间断地进行。 目前有氢气、甲烷、甲醇、乙醇等燃料电池。 考点02 原电池和化学电源 5．一次电池 (1)分类：锌锰干电池有两种—普通锌锰干电池和碱性锌锰干电池。 (2)碱性锌锰干电池 电解质溶液为氯化铵和氯化锌，碱性干电池的电解质溶液为氢氧化钾。 负极反应式：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2　 正极反应式：MnO2＋H2O＋e－===MnOOH＋OH－ 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2 考点02 原电池和化学电源 6．二次电池 (1)铅酸蓄电池 ①正极上覆盖有 PbO2，负极上覆盖有 Pb，电解质溶液是硫酸。 ②电极反应 负极：Pb＋SO42-－2e－ PbSO4 正极： PbO2＋4H＋＋SO42-＋2e－ PbSO4＋2H2O 总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O (2)锂离子电池 锂离子电池主要依靠锂离子在正极和负极之间的来回移动而工作，负极为层状石墨材料，正极为含锂的化合物。 充电时，正极材料发生氧化反应，Li+ 从正极脱嵌，经过电解液，穿过隔膜，到达负极发生还原反应，插入层状石墨中，负极由贫锂状态到富锂状态。放电过程与充电过程相反。 考点02 原电池和化学电源 7．燃料电池 (1)燃料电池 燃料电池是一种不经过燃烧，连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的化学电源。 燃料电池的氧化剂和还原剂不是储藏在电池内部，而是不断地从外部输入，分别在正、负极上发生还原反应、氧化反应，生成物不断被排出，从而使化学能不断地转化为电能。 (2)氢燃料电池 以氢气为燃料，氧气为氧化剂，铂金属做电极，质子交换膜（只允许 H+ 通过的高聚物）做电解质，提供离子通道。 负极反应：H2－2e－===2H＋ 正极反应：O2+2H++2e-===H2O 总反应：2H2＋O2===2H2O 考点02 原电池和化学电源 【典例01】【原电池的工作原理】（23-24高一下·上海·期末）组装成的电池如下图所示，为了向其他同学介绍这款电池，需要对这款电池的原理做一个分析，下列说法正确的是 A．铁环作负极，发生还原反应 B．电池工作时，电子从铁环经LED灯流向铜线 C．电池工作时，铁环变细铜线变粗 D．电池工作结束后柠檬的酸性变强 ×铁环作负极，铜线作正极，铁环发生氧化反应 B √铁环作负极，铜线作正极，电子会从铁环经LED灯流向最右侧铜线 ×铁环失电子生成亚铁离子而变细，铜线上氢离子得电子生成氢气，铜线粗细不变 ×电池工作时柠檬酸中氢离子参与反应，溶液的酸性变弱 考点02 原电池和化学电源 【典例02】【电极反应素的书写】（25-26高二上·全国·课后作业）常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入电解质A溶液中组成原电池，如图1所示。 (1)若A为稀盐酸，则Al片做 极，该电极的电极反应式为 ，Cu片电极反应式为 。 (2)若A为NaOH溶液，则Al片做 极，该电极的电极反应式为 。 (3)若A为浓HNO3，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生。0～t1 s时，原电池的负极是 ，正极的电极反应式为 ，溶液中的H＋ 向 极移动；t1时，原电池中电子流动方向发生改变，此时 为负极，该电极的电极反应式为 。 【答案】(1)负 (2)负 (3)Cu片 Al片 Al片 (4)正极 【典例03】【化学电源】（22-23高二下·上海崇明·期末）下列说法中正确的是 A．碱性锌锰电池是二次电池 B．盐桥可传递电子使原电池两极形成导电回路 C．二次电池又叫蓄电池，它放电后可以再充电使活性物质获得再生 D．燃料电池的活性物质储存在电池内 考点02 原电池和化学电源 C ×碱性锌锰电池不可重复利用，是一次电池 √二次电池又称为充电电池或蓄电池，放电后可以再充电使活性物质获得再生，这种电池可以多次重复使用 ×盐桥内的阴阳离子可移动使得原电池两极形成导电回路，电子不能通过电解质溶液及盐桥 ×燃料电池的活性物质储没有存在电池内，而是从外界不断输入 【典例03】【化学电源】（22-23高二下·上海崇明·期末）下列说法中正确的是 A．碱性锌锰电池是二次电池 B．盐桥可传递电子使原电池两极形成导电回路 C．二次电池又叫蓄电池，它放电后可以再充电使活性物质获得再生 D．燃料电池的活性物质储存在电池内 考点02 原电池和化学电源 C ×碱性锌锰电池不可重复利用，是一次电池 √二次电池又称为充电电池或蓄电池，放电后可以再充电使活性物质获得再生，这种电池可以多次重复使用 ×盐桥内的阴阳离子可移动使得原电池两极形成导电回路，电子不能通过电解质溶液及盐桥 ×燃料电池的活性物质储没有存在电池内，而是从外界不断输入 【典例04】【二次电池】（23-24高二下·上海·期末）镉镍蓄电池的工作原理为：。若以镉镍蓄电池为飞船供电，有关该电池的说法正确的是 A．放电时电子由电极出发经由电解质溶液转移到镍电极 B．放电时负极附近溶液的碱性减小 C．充电时化学能转化为电能 D．充电时阳极发生还原反应： 考点02 原电池和化学电源 B ×放电时该装置为原电池，电子由电极（负极）出发经由外电路转移到 电极 √放电时该装置为原电池，Cd为负极，反应式为，该反应消耗氢氧根，碱性减小 ×充电时该装置为电解池，电能转化成化学能 ×充电时阳极发生失去电子的氧化反应 【典例05】【燃料电源】（24-25高二下·上海·期末）甲醇燃料电池工作原理如下图，下列有关叙述正确的是 A．a导出的气体是 B．电池工作时，电子由甲电极经外电路流向乙电极 C．乙电极的反应式为 D．当外电路通过电子时，理论上消耗甲醇1.6g 考点02 原电池和化学电源 B ×甲是负极，甲醇在负极失电子生成二氧化碳，a导出的气体是CO2 √甲是负极、乙是正极，电池工作时，电子由甲电极经外电路流向乙电极 ×乙是正极，乙电极氧气得电子生成水，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O ×负极发生反应，当外电路通过电子时，理论上消耗0.1mol甲醇，消耗甲醇的质量为3.2g 考点02 原电池和化学电源 【训练01】如图所示为锌铜原电池。下列叙述正确的是( ) A．盐桥的作用是传导离子 B．外电路电子由铜片流向锌片 C．锌片上的电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn D．外电路中有0.2 mol电子通过时，铜片表面质量增加约3.2 g C 【训练02】北京冬奥会赛区内使用了氢燃料清洁能源车辆。某氢氧燃料电池工作示意图如下。下列说法不正确的是( ) A．电极a为电池的负极 B．电极b表面反应为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－ C．电池工作过程中OH－向正极迁移 D．氢氧燃料电池将化学能转化为电能的转化率高于火力发电， 提高了能源利用率 考点02 原电池和化学电源 C 考点02 原电池和化学电源 【训练03】（2024·上海黄浦·二模）以电池级碳酸锂为基础原料，可制备钴酸锂(LiCoO2)离子电池，之所以能够实现电能与化学能的互相转换，是通过锂离子与电子在正负极活性物质之间的嵌入和脱出实现的。 钴酸锂离子电池的总反应为：Li1-xCoO2＋LixC6LiCoO2＋6C(石墨)，以下说法错误的是 A．放电时，正极的电极方程式是Li1-xCoO2＋xLi+＋xe-=LiCoO2 B．隔膜是正离子交换膜 C．充电时，锂离子的移动方向是A→B D．充电时，若转移1mole-，石墨电极将增重7xg D 考点02 原电池和化学电源 【训练04】由我国科学家研发成功的铝锰电池是一种比能量很高的新型干电池，以氯化钠和稀氨水混合溶液为电解质，铝和二氧化锰－石墨为两极，其电池反应为Al＋3MnO2＋3H2O===3MnOOH＋Al(OH)3。下列有关该电池放电时的说法不正确的是(　　) A．二氧化锰－石墨为电池正极 B．负极反应式为Al－3e－＋3NH3·H2O===Al(OH)3＋3NH C．OH－不断由负极向正极移动 D．每生成1 mol MnOOH转移1 mol电子 C 考点02 原电池和化学电源 【训练05】Li-FeS2电池是目前电池中综合性能最好的一种电池，其结构如图所示。已知电池放电时的反应为4Li＋FeS2===Fe＋2Li2S。下列说法正确的是( ) A．Li为电池的正极 B．电池工作时，Li＋向负极移动 C．正极的电极反应式为FeS2＋4e－===Fe＋2S2－ D．将熔融的LiCF3SO3改为LiCl的水溶液，电池性能更好 C 考点03 电解池 1．电解和电解池 (1)电解池的工作原理 ①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。 ②电子流向：负极→阴极、阳极→正极。 ③离子的移动方向：阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。 (2)电解池的构成条件 具有与直流电源相连接的两个电极（阴极、阳极），插入电解质溶液或熔融电解质中，形成闭合回路。 考点03 电解池 2．电解规律 (1)阴极产物判断 无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的一般是溶液中的阳离子。阳离子的放电顺序如下： (2)阳极产物判断 ①活性电极(除Au、Pt外的金属)作阳极，则活性电极失去电子，发生氧化反应。 ②惰性电极(Pt、石墨等)作阳极，要依据阴离子的放电顺序判断。阴离子的放电顺序如下： 考点03 电解池 3．电解饱和食盐水 (1)电极反应和电解方程式 ①阳极反应：2Cl--2e-===Cl2↑ 阴极反应：2H2O+2e-===H2↑+2OH-。 ②电解方程式：2NaCl+2H2O===H2↑+2NaOH+Cl2↑。 (2)电解饱和食盐水的工作原理 ①电解过程中，阳极室Cl-离子浓度减小，Na+离子通过阳离子交换膜进入阴极室，NaCl溶液浓度变小；阴极室OH-离子浓度增大，形成NaOH浓溶液。 ②阳离子交换膜的作用 a．防止阴极区的OH-进入阳极区，OH-与Cl2的反应方程式为 Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。 b．防止H2与Cl2混合发生爆炸。 电解 考点03 电解池 4．电镀 (1)概念： 应用电解的原理在某些金属或非金属制品表面镀上一薄层其他金属或合金薄层的过程。 (2)目的： 电镀的主要目的是增强金属的抗腐蚀能力，同时也可以增加美观和表面硬度等。因此，镀层金属通常是一些在空气或溶液中比较稳定、抗腐蚀能力强的金属或合金。 (3)电镀的工作原理 电镀时，通常把待镀的金属制品作为阴极，把镀层金属作为阳极，用含有镀层金属离子的溶液作为电解质溶液。 通直流电时，阳极上镀层金属失去电子形成正离子，进入溶液中；阴极区，镀层金属正离子得到电子在待镀的金属表面被还原，形成一层均匀、光洁而致密的镀层。 考点03 电解池 5．电解精炼铜 (1)电极反应： 用粗铜（含有锌、镍、铁、银、金、铂等微量杂质）作阳极，用精铜作阴极，用硫酸酸化的硫酸铜溶液作电解质溶液。 阳极：Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e－===Ni2＋、Cu－2e－===Cu2＋； 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu。 (2)工作原理： ①阳极反应：粗铜中比铜活泼的金属失去电子，以正离子的形式进入溶液（如锌、铁）；不如铜活泼的金属，它们会沉积在电解池阳极的底部（如金、银），称为阳极泥。 ②阴极反应：溶液中的Cu2+比Zn2+、Fe2+等离子优先得到电子，成为金属铜析出。 考点03 电解池 【典例01】【电解池的工作原理】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 D 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4OH－－4e－===2H2O＋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。 考点03 电解池 【典例02】【电解规律及应用】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，则下表中各项所列对应关系均正确的一项是( ) C 选项 X极 实验前U形管中液体 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管中呈红色 B 正极 AgNO3溶液 b管中电极反应式是4OH－－4e－===O2↑＋2H2O C 负极 CuCl2溶液 b管中有气体逸出 D 负极 NaOH溶液 溶液pH降低 ×阳极上是OH－发生失电子的氧化反应，即a管中OH－放电，酸性增强，酚酞遇酸不变色，即a管中为无色 ×阴极上是Ag＋得电子发生还原反应，即b管中电极反应是析出金属Ag的反应 √阳极上是Cl－失电子发生氧化反应，即b管中Cl－放电，产生Cl2 ×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升高 考点03 电解池 【典例03】【电解原理的应用】下列图示中关于铜电极的连接错误的是(　　) C ×电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，连接错误 √电解氯化铜溶液，铜作阴极，石墨作阳极，连接正确 √电解精炼铜，粗铜作阳极，纯铜作阴极，连接正确 √锌比铜活泼，锌作负极，铜作正极，连接正确 考点03 电解池 【训练01】用石墨作电极，电解稀Na2SO4溶液的装置如图所示，通电后在石墨电极A和B附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列叙述正确的是(　　) A．逸出气体的体积：A电极＜B电极 B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出有刺激性气味气体 C．A电极附近呈红色，B电极附近呈蓝色 D．电解一段时间后，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性 D 考点03 电解池 【训练02】（23-24高二下·上海宝山·阶段练习）为实现“碳达峰”，我国科学家设计了如下二氧化碳熔盐捕获及电化学转化装置。下列说法不正确的是 A．为电源的正极 B．该装置发生了电能转化为化学能的变化 C．过程①中捕获时碳的化合价未发生变化，过程②中捕获时碳的化合价发生了变化 D．上述装置中总反应的化学方程式为 C 考点03 电解池 【训练03】（2025高二上·上海·专题练习）换膜将电池分为A、B两个区，A区与大气相通，B区为封闭体系并有N2保护。下列关于该电池的说法正确的是 A．若用导线连接a、c，则a极附近pH增大 B．若用导线连接a、c，则c电极的电极反应式为HxWO3-xe-=WO3+xH+ C．若导线先连接a、c，一段时间后改接b、c，可实现太阳能向电能转化 D．若用导线连接b、c，当1 molO2参与b电极反应时，有2 molLi+进入A区 C 考点03 电解池 【训练04】（25-26高三上·上海·阶段练习）NO空气质子交换膜燃料电池实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合。某化学兴趣小组用如图装置模拟工业处理废气和废水的过程。已知电极材料均为惰性电极。 (1)甲池在放电过程中的负极反应式为 。 (2)乙池中通入废气NO的电极为 极，电池总反应的离子方程式为 。 (3)b为 (填“阳”或“阴”)离子交换膜。当浓缩室得到浓度为的盐酸时，室中的溶液的质量变化为 (增大或减小) g(溶液体积变化忽略不计)。 (4)标准状况下，甲池有参加反应，则乙池中处理废气(和)的总体积为 。 考点03 电解池 【答案】(1) (2)阴 (3)阴 减小 18 (4)31.36 考点04 金属的电化学腐蚀与防护 1．金属的腐蚀 (1)金属的腐蚀 金属腐蚀是指金属与周围环境中的物质发生氧化还原反应而产生损耗的现象。 (2)钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀 考点04 金属的电化学腐蚀与防护 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 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 总反应 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2↓ 其他反应 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 Fe(OH)3→Fe2O3·nH2O(铁锈) 腐蚀速率 较快 较慢 普遍性 吸氧腐蚀更普遍 联系 往往两种腐蚀交替发生，但吸氧腐蚀更普遍，两种过程都有微弱电流产生。 考点04 金属的电化学腐蚀与防护 (3)化学腐蚀和电化学腐蚀 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 定义 金属与其他物质直接发生氧化还原反应而引起的腐蚀。 不纯的金属或合金与电解质溶液接触，发生原电池反应，使比较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。 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 两者往往同时发生，金属的电化学腐蚀更普遍，而且危害性大，腐蚀速率大。实质都是金属原子失去电子被氧化而损耗。 考点04 金属的电化学腐蚀与防护 2．金属的电化学防护 (1)牺牲阳极的阴极保护法 利用原电池原理，将被保护金属作为阴极（原电池的正极），把比它还原性强的金属作为阳极（原电池的负极）。 应用：在轮船船体、锅炉内壁、地下管道等的钢铁材料上安装活泼的镁合金或锌块。 (2)外加电流阴极保护法 将作为阴极的被保护金属和作为辅助阳极的惰性电极，置于电解质溶液中，外接直流电源的方法。 应用：保护海水中的船体、闸门等钢铁设备时就可采取这种方法。通直流电后，电子被强制流向被保护的钢铁设备，由于钢铁设备作为阴极，其腐蚀被抑制而得到保护。 考点04 金属的电化学腐蚀与防护 【典例01】【金属的电化学腐蚀】在一块表面无锈的铁片上滴食盐水，放置一段时间后看到铁片上有铁锈出现。铁片腐蚀过程中发生反应的总化学方程式为2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2，Fe(OH)2进一步被氧气氧化为Fe(OH)3，再在一定条件下脱水生成铁锈，其原理如图所示。 下列说法正确的是( ) A．铁片发生还原反应而被腐蚀 B．铁片腐蚀生成的铁锈可以保护内层的铁不被腐蚀 C．铁片腐蚀过程中负极发生的电极反应：2H2O＋O2＋4e－===4OH－ D．铁片里的铁和碳与食盐水形成了无数微小原电池，发生了电化学腐蚀 D ×Fe失电子，化合价升高，发生氧化反应 ×铁锈结构疏松，不能保护内层金属 ×铁片腐蚀时，Fe作负极，发生氧化反应，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋ √铁片上的NaCl溶液为铁与碳形成原电池提供了电解质溶液 考点04 金属的电化学腐蚀与防护 【典例02】【金属的电化学防护】利用下图装置可以模拟铁的电化学防护。下列说法错误的是(　　) A．若X为锌棒，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀 B．若X为锌棒，开关K置于M处，铁极发生氧化反应 C．若X为碳棒，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀 D．若X为碳棒，开关K置于N处，X极发生氧化反应 B √若X为锌棒，开关K置于M处时，锌作负极，铁作正极被保护 √若X为碳棒，开关K置于N处，铁连接电源负极作阴极被保护 √ X连接电源正极作阳极发生氧化反应 ×若X为锌棒，开关K置于M处时，锌作负极，铁作正极，发生能还原反应 考点04 金属的电化学腐蚀与防护 【训练01】 （24-25高三上·上海·阶段练习）结合下图判断，下列叙述正确的是 A．Ⅰ 和 Ⅱ中正极均被保护 B．Ⅰ 和 Ⅱ中负极反应均是Fe-2e-=Fe2＋ C．Ⅰ 和 Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e-=4OH- D．Ⅰ 和 Ⅱ中均有Fe3＋生成 A 考点04 金属的电化学腐蚀与防护 【训练02】 （23-24高一下·上海·期末）青铜器的修复追求“修旧如旧”，即在尽量不破坏“无害锈”的情况下阻止青铜器继续被腐蚀，保护青铜器的艺术价值。青铜器除锈有以下三种常见方法： ⅰ．柠檬酸浸法：将腐蚀文物直接放在2%～3%的柠檬酸溶液中浸泡除锈 ⅱ．碳酸钠法：将文物置于含的溶液中浸泡，使转化为； ⅲ．BTA保护法：利用BTA(一种有机成膜剂)与价Cu(如)反应，形成一层透明的高聚物薄膜。 关于BTA保护法说法不正确的是 A．在青铜器表面形成一层致密的透明保护膜 B．替换出锈层中的，能够高效的除去有害锈 C．相比于酸浸法，不和无害锈反应，可以保护青铜器的艺术价值，做到“修旧如旧” D．BTA保护法属于外加电流的阴极保护法，保护效果更好 D 考场练兵·真题再练 第三部分 【真题演练1】（24-25高一上·上海浦东新·期末）向FeI2溶液中逐渐通入 Cl2，会依次先后生成I2、Fe3+。下列微粒中的还原性最强的是 A．Cl⁻ B．Fe2+ C．I⁻ D．Fe3+ C 【详解】在化学反应中，还原性是指物质失去电子的能力。还原性越强的物质越容易优先失去电子与氧化剂发生反应。根据题干信息，向FeI2溶液中通入Cl2时，会依次生成I2和Fe3+。这意味着Cl2首先氧化了I⁻，然后氧化了Fe2+。因此，还原性顺序为：I⁻ > Fe2+ > Cl⁻。则还原性最强的微粒是I-，C项符合题意，故选C。 【真题演练2】 （24-25高三上·上海·期末）二次电池也称为可充电电池，可以反复使用，铅酸蓄电池就属于二次电池。铅酸蓄电池的电池总反应为：。下列说法正确的是 A．放电时，当外电路通过1mol电子时，理论上负极板质量增加49g B．充电时，铅蓄电池的正极与外接电源的负极相连 C．放电时，发生氧化反应 D．充电时的阳极反应式为 D 【详解】A．放电时，Pb为电池负极，电极反应为Pb-2e-+ =PbSO4，当外电路通过1mol的电子时，理论上负极板析出0.5molPbSO4，增加的是硫酸根的质量，质量增加48g，A错误； B．充电时，铅蓄电池的正极要恢复原状，则应该作电解池阳极，与电源正极相连，B错误； C．放电时，发生还原反应，转化为PbSO4，C错误； D．充电时的阳极发生氧化反应，电极反应式为，D正确； 故选D 【真题演练3】（ 24-25高二上·甘肃定西·期末）铝-空气电池具有能量密度高、比容量高、环境友好等优点，一种棉布基铝-空气电池的结构如图所示，连接好装置后，电流计发生偏转，下列说法错误的是 A．电子由铝电极流出，经过外电路流向碳纸电极 B．负极上发生的反应为 C．电路中每转移2 mol，消耗11.2 L（标准状况下）O2 D．电池工作一段时间后，电解质溶液的pH不变 D 【分析】铝-空气电池以KOH溶液为电解液，Al作负极，发生氧化反应，电极反应式：，正极发生还原反应，电极反应式：。 【详解】A．原电池中电子由负极流出，即电子由铝电极流出，经过外电路流向碳纸电极，A正确； B．根据分析可知，Al作负极，发生氧化反应，电极反应式：，B正确； C．根据电极反应：，消耗11.2 L（标准状况下）O2，即0.5mol，转移2mol，C正确； D．根据两电极反应式，当转移电子数相同时，两电极消耗的与生成的不相同，pH变化，D错误； 答案选D。 【真题演练4】 （24-25高三上·上海·期末）一种镁电池的反应为，下列说法错误的是 A．放电时向正极迁移 B．放电时正极反应 C．充电时发生氧化反应 D．充电时阴极反应为 C 【分析】充电时，阳极上失电子发生氧化反应，阴极上得电子发生还原反应，放电时，负极上Mg失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应。 【详解】A．放电时，负极上Mg失电子发生氧化反应，电极反应为，放电时电解质中阳离子向正极移动，故向正极迁移，A项正确；B．放电时，正极上得电子发生还原反应，电极反应为，B项正确；C．充电时，阳极上失电子发生氧化反应， C项错误； D．充电时，阴极上得电子发生还原反应，电极反应为，D项正确；答案选C。 【真题演练5】 （25-26高二上·上海·期中）JoDeVrieze等设计了利用膜电解法脱除沼气(主要成分CH4)中的CO2和H2S，并将阴极处理后气体制成高纯度生物甲烷，其流程如图所示。 【答案】(1)将H2S转化为HS-(S2-)，部分CO2转化为() (2)CO2 O2 H2S＋4H2O－8e-=10H+＋ (1)需控制电解槽中阴极室pH＞7，其目的是 。 (2)阳极室逸出的气体有 和 ；H2S在阳极上转化为而除去，其电极反应式为 。 【分析】JoDeVrieze等设计了利用膜电解法脱除沼气(主要成分CH4)中的CO2和H2S，并将阴极处理后气体制成高纯度生物甲烷，H2O在阳极失去电子生成O2，电极方程式为：2H2O -4e-=4H+＋O2↑，以此解答。 【详解】（1）沼气中的CO2和H2S，需在阴极室中处理达到合成高纯度生物甲烷要求，需控制电解槽中阴极室pH>7，其目的是将H2S转化为HS-(S2-)，部分CO2转化为()。 （2）阳极电极方程式为：2H2O -4e-=4H+＋O2↑，阳极室逸出CO2和O2；H2S在阳极上转化为而除去，根据得失电子守恒和电荷守恒配平其电极反应式为：H2S＋4H2O－8e-=10H+＋。 感 谢 聆 听 $