作业(三)电能转化为化学能电解金属的腐蚀与防护-【假期作业】2026年高二化学寒假假期作业（鲁科版·新教材）

寒假作业你希望别人怎样对待你，你就应该怎样对待 作业（三） 电能转化为化学能 金属的腐蚀与防扩 1知识现固 知识点一电解池的工作原理 接通外接电源后，电子从电源的负极沿导 线流入电解池的阴极，经过阴、阳离子的定 向移动形成内电路，再从电解池的阳极流 出，并沿导线流回电源的正极，如图所示。 e沿导线传递 ,。沿导线传递 氧化反应 还原反应 阳极 阴极 B-ne =Bt A++ne-=A 阳 离子 电解质溶液 向 (1)电子流向：电源负极→阴极，阳极→电 源正极。 (2)离子移动方向：阳离子移向阴极，阴离 子移向阳极。 (3)电流闭合：电源正极→阳极→溶液→阴 极→电源负极。 ■跟踪训练 1.氯碱工业的装置如图所示，下列说法错误 的是 溶 液 E 饱和 NaOH NaCl 稀溶液 溶液 离子交换膜 A.E、F电极上产生的气体分别为氯气和 氢气 B.装置中的离子交换膜为阴离子交换膜 C.溶液M、N分别为NaCI稀溶液和 NaOH浓溶液 D.总反应的离子方程式为2C1十2H2O 电解C12个+H,个+2OH 10 别人。 [每日格言] 今 月 日 电解 台 星期 天气 [归纳总结] 电解产物的判断 (1)阳极产物的判断 先看电极，若是活性电极（金属活动性顺序 Ag以前)，则材料失电子变成阳离子；若是 惰性电极(Pt、石墨)，则看溶液中阴离子的 失电子能力，阴离子放电顺序为S2->I >Br>CI>OH>含氧酸根。 (2)阴极产物的判断 直接根据阳离子放电顺序进行判断，常 见阳离子的放电顺序为Ag+>Fe3+> Cu2+>H+。 惰性电极电解电解质溶液的 知识点二 规律 电解 电解质 电解质溶 类型 电极反应特点 实例 pH 物质 液浓度 溶液 复原 阴极：4H++ NaOH 并 增大 增大 加水 4e-—2H2个 电解 水型 阳极：4OH H2 SO 水 增大 减小 加水 4e-—2H20 +O2个 Naz SO 水 增大 不变 加水 通氯 电解质电离出 HCI 电解质 诚小 增大 电解电 化氢 的阴、阳离子分 解质型 别在两极放电 CuCl2 加氯 电解质 减小 增大 化铜 阴极：放出H2 放H2 生成碱 电解 生成新 通氯 NaCl 增大 生碱型 阳极：电解质阴 质和水 电解质 化氢 离子放电 阴极：电解质阳 加氧 放O2 离子放电 AgNO、电解质 生成新 减小 化银、 生酸型 阳极：OH一放 CuSO 和水 电解质 氧化铜 电生成酸 注意(1)强碱、含氧酸、活泼金属的含氧 酸盐，用惰性电极电解时，实际上是电解 H,O,溶质的质量分数增大，浓度增大。 (2)电解产物的判断要遵循阴、阳离子的放 电顺序。 [每日格言]成功与不成功之间有时距离很短一只要 (3)电解后要恢复原电解质溶液的浓度，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。例如用惰性电极电解 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H,SO4反应后使水量 增加。 ■跟踪训练 2.用惰性电极电解下列各组中的三种电解质 溶液，在电解的过程中，溶液的pH依次为 升高、不变、降低的是 () A.AgNO CuCl2 Cu(NO3)2 B.KCI Na2 SO CuSO C.CaCl,KOH NaNO D.HCI HNO K,SO 知识点三金属腐蚀的一般规律 1.电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的 腐蚀>化学腐蚀>有防腐蚀措施的腐蚀。 2.对同一种金属来说，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构成原电池，活动 性差别越大，腐蚀越快。 4.对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓 度越大，腐蚀越快。 5.由于金属表面一般不会遇到酸性较强的溶 液，故吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式；另 外，只有在金属活动性顺序中位于氢前面 的金属才能发生析氢腐蚀，而位于氢之后 的金属腐蚀时只能是吸氧腐蚀。如铁锈的 形成、铜绿的形成就属于吸氧腐蚀。 铜绿形成的原理是： 负极(Cu):2Cu-4e=2Cu2+; 正极（杂质）：2H2O+O2+4e=4OH; 2Cu+2H2O+O2=2Cu(OH)2; 2Cu(OH)2+CO2=Cu2 (OH)2CO( 绿)十H2O。 后者再向前儿步。 高二化学（配K版） ■跟踪训练 3.下列关于铁腐蚀与防护的反应式正确的是 ( ) A.酸性环境中铁发生析氢腐蚀的负极反 应：Fe-2e-Fe2+ B.铁发生腐蚀生锈的反应：3Fe+2O2十 xH2O—FeO4·xH2O C.铁经过发蓝处理形成致密氧化膜： Fe+2HNO,(浓)—FeO+2NO2个 +H,O D.安装锌块保护船舶外壳，铁电极上发生 的反应：Fe3++3e=Fe 2知能训练 1.用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加 入一定量的某种纯净物（方括号内的物 质)，能使溶液恢复到原来的成分和浓度 的是 A.AgNO[AgNO] B.NaOH[H,O] C.KCIKCI] D.CuSO,[Cu(OH)2] 2.(2024·湖北卷)2024年5月8日，我国第 三艘航空母舰福建舰顺利完成首次海试。 舰体表面需要采取有效的防锈措施，下列 防锈措施中不形成表面钝化膜的是( ) A.发蓝处理 B.阳极氧化 C.表面渗镀 D.喷涂油漆 3.一种废水处理装置如图所示。直流电源先 连结①④电极时可实现NO,、NH的分 离并在Ⅲ室中富集NH3(aq),再切换电源 连结②③电极可实现NO,电还原为 NH,(aq),电极均为惰性电极。下列说法 正确的是 寒假作业你永远都无法借别人的翅膀，飞上自已 可切换直 流电源 NH、NO、均为 0 0.01mol·L-废水0 Q ① ② ③ ④ NaCIO,溶液 NaCIO,溶液 a 6 A.a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜 B.电还原时，③接电源负极 C.电还原时，②的电极反应式为NO,+ 8e+9H+-NH3个+3H2O D.将1L废水中的NO、NH完全转化为 NH时理论上转移的电子为0.09mol 4.(2025·上海洋泾中学高二期末)用如图装 置可以模拟铁的电化学防护，下列说法不 正确的是 铁 A.若X为锌棒，开关K置于B处时，铁电 极反应为2H++2e—H2个 B.若X为锌棒，开关K置于A或B处均 可减缓铁的腐蚀 C.若X为碳棒，开关K置于A处时，铁电极 反应为2H,O+2e—H2个+2OH D.若X为碳棒，开关K置于A处可以减 缓铁的腐蚀 5.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 ( 12 的天空。 [每日格言] a电源 饱和Na,CO,澄清石灰水 浴液 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 6.(2025·凉山高二期末)某同学组装了如图 所示的电化学装置，则下列说法不正确 的是 ( 电键 CH,OH 0 D P P KOH溶液 AgNO,溶液 CuCl溶液 甲池 乙池 丙池 A.甲池为原电池 B.CH,OH电极的电极反应式为：CHOH -6e+H,O-CO,+6H C.当乙池中B极质量增加5.40g时，甲池 理论上消耗O,的体积为280mL(标准 状况下) D.若丙中电极不变，电解质换成NaCl溶 液，则一段时间后，丙中溶液的pH将 增大 7.(2025·渭南高二期末)用酸性氢氧燃料电 池电解苦卤水含(CI、Br、Na、Mg2+) 的装置如图所示(a、b为石墨电极)。下列 说法正确的是 0 (磷酸)电解质 H20← H20 含金属催化剂的多孔电极NaOH溶液 [每日格言]成功呈概率分布，关键是你能不能坚持到 A电池工作时，正极反应式为：O2十2H2O +4e=40H B.忽略能量损耗，当电池中消耗0.02g H2时，b极为阳极，理论上周围会产生 0.02gH2 C.电解时，电子流动路径是：负极→外电 路→阴极→溶液阳极→正极 D.电解时，a电极周围首先放电的是Br 而不是C1,说明当其他条件相同时前 者的还原性强于后者 8.电解原理在化学工业中有广泛应用。如图 表示一个电解池，装有电解液a;X、Y是两 块电极板，通过导线与直流电源相连。请 完成以下问题： (A (I)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl 溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴 无色酚酞试液，则 ①电解池中化学反应方程式为 在X极附近观察到的现象是 ②检验Y电极上反应产物的方法是 ③当导线中有0.1mol电子通过时，在标况 下两极收集的气体的总体积是 L。 (2)若用电解方法精炼含有少量Zn、Fe、 Ag、Au杂质的粗铜，电解液a选用CuSO4 溶液，则： ①X电极的材料是 ,电极反应式 为 ②精炼结束后，电解液中的金属阳离子有 ,阳极泥的成分为 成功开始呈现的那一刻 高二化学（配K版） (3)若想利用此装置在铁件上镀银，则电解 液a可以选用 溶液，Y电极上 的电极反应式为 3真题体脸 1.(2025·河北卷)科研工作者设计了一种用 于废弃电极材料Li,CoO2(x<1)再锂化的 电化学装置，其示意图如下： A B. 直流电源 参 Li,CoO, Li2SO Pt 电极 溶液 農 已知：参比电极的作用是确定Li,CoO2再 锂化为LiCoO,的最优条件，不干扰电极反 应。下列说法正确的是 ) A.Li,CoO2电极上发生的反应：Li,CoO2 +xe+xLi=LiCoO, B.产生标准状况下5.6LO2时，理论上可 转化1xmol的i,Co0, C.再锂化过程中，SO向Li,CoO2电极 迁移 D.电解过程中，阳极附近溶液pH升高 2.(2025·河南卷)一种液流电解池在工作时 可以实现海水淡化，并以LiC1形式回收含 锂废弃物中的锂元素，其工作原理如图 所示。 含锂 废弃物 电 a 于交换膜 子交换膜 离子交换膜 电极b Li[Fe(CN) Lis[Fe(CN)] 储液罐 寒假作业读书之法，在循序而渐进，熟读而精思 下列说法正确的是 ( A.Ⅱ为阳离子交换膜 B.电极a附近溶液的pH减小 C.电极b上发生的电极反应式为 [Fe(CN)&]4+e--[Fe(CN)&]3 D.若海水用NaCl溶液模拟，则每脱除 58.5 g NaCl,理论上可回收1 mol LiC1 4易错清零 易错一 电镀和电解精炼的关键知识 实验目的：模拟电解原理的应用。 实验装置： 电极： -电极b 溶液c (1)氯碱工业在生产过程中必须把阳极室 和阴极室用离子交换膜隔开，原因是： (2)关于电镀和电解精炼粗铜的说法，正确的 是 (填字母)。 A.在铁件上镀铜时，电解质CuSO4溶液 浓度逐渐减小 B.电解精炼铜时，阳极减少的质量和阴极 增加的质量相等 C.电解精炼铜时，阳极减少64g,则电路 中转移电子数为2NA D.电解精炼铜时，阴极增加64g,则电路 中转移电子数为2NA E.电解精炼铜时，活泼性较差的Ag、Au 以单质的形式形成阳极泥 (3)工业生产金属镁和金属铝均采用电解 法，制取Mg时电解的是熔融的MgCl2,而 制取A1时电解的是熔融的氧化铝，不是 A1CL3,原因是 14 [每日格言] [易错警示] (1)电镀铜中电解质溶液的浓度保持不变， 而电解精炼铜中Cu+的浓度逐渐减小， Zn2+、Fe2+、Ni+等的浓度逐渐增大，因此 电解精炼铜时需要定期更换电解质溶液。 (2)电镀中阳极减小的质量等于阴极增加 的质量。而电解精炼中，阳极减小的质量 与阴极增加的质量不相等。 (3)不论电镀还是电解精炼，阳极失去电子 的物质的量与阴极得到电子的物质的量必 然相等。 易错二多池串联装置类型的判断 某同学组装了如下图所示的电化学装置， 电极I材质为Al,其他电极材质均为Cu, 下列说法正确的是 ( A 盐桥 Cu SO S02 SO: A.电极Ⅱ逐渐溶解 B.电极I发生还原反应 C.电流方向：电极V→④→电极I D.电极Ⅲ的电极反应：Cu+十2e一Cu [易错警示] (1)有外接电源装置类型的判断方法 有外接电源的各电池均为电解池。 (2)无外接电源装置类型的判断方法 ①直接判断 非常直观明显的装置，如燃料电池、铅蓄电池 等在电路中存在时，则其他装置为电解池。 ②根据装置中的电极材料和电解质溶液 判断 原电池中的电极材料和电解质溶液之 间能发生自发的氧化还原反应，电解池 的电极材料一般不能和电解质溶液自 发反应。 ③根据电极反应现象判断。寒假作业古之立大事者，不惟有超世之才，亦必有 为正极，电极反应为2H,PO+2e =2H2PO,+H2个， 据此解答。，放电时，L会通过固体电解质进入电解质溶 液，同时正极会生成H2进入储氢容器，当转移2mol电子 时，电解质溶液质量增加7g·mol1X2mol-1molX2 g·mol1=12g,即电解质溶液质量会增大，A错误；放电 时，由分析中的正、负电极反应可知，总反应为2Li十 2H3PO4一H2+2LiH2PO4,B错误；充电时，Li向阴极 移动，则Li十向惰性电极移动，C正确；充电时每转移1mol 电子，会有1molH与H2PO,结合生成H3PO4,但不知 道电解液体积，无法计算c(H)降低了多少，D错误。 2.C由电极反应式可知，充放电时有Li参与或生成，因此 熔融盐中LiNO3的物质的量分数影响充放电速率，Li优 先于K通过固态电解质膜，A、B正确；放电时，1olO? 得2mole转化为O2,1molO2得4mole转化为O2 随温度升高Q增大，因此随温度升高正极区O转化为 O2一，C错误；充电时，锂电极为阴极，连接电源负极， D正确。 [易错清零] 易错解析(1)根据图示装置中电子流向，左烧杯中电极 为负极，右烧杯中电极为正极。由金属活泼性：Zn>Fe> Cu,以下三种组合：ZnSO.(ag)/Zn(负极)-CuSO4(ag)/ Cu(正极)、FeSO,(aq)/Fe(负极)一CuSO,(aq)/Cu(正极) 和ZnO,(ag)/Zn(负极)一FeSO,(aq)/Fe(正极)，都能构 成符合装置示意图所要求的原电池。(2)根据无盐桥原电 池的工作原理，Zn(负极)一CuSO,(aq)一Cu(正极)、Fe(负 极)一CuSO4(aq)一Cu(正极)，都能构成符合题目所要求 的原电池。在这样的原电池中，Cu作正极，负极金属失去 电子被氧化，反应现象是电极逐渐溶解。(3)在原电池甲 中，负极不与CuSO4溶液直接接触，所发生的化学反应只 有原电池反应，而在原电池乙中，负极与CuSO4溶液直接 接触，所发生的化学反应除原电池反应以外，还有非原电 池反应，因此，在原电池甲和乙中，甲可更有效地将化学能 转化为电能。 答案(1)（下列三幅图中，作出任意一幅即可） e e, A A (A Zn Fe 22224Q 21 2片 或 ZnSO4(aq)CuSO4(aq)ZnSO4(ag)FeSO4(aq)FeSO4(aq)CuSOa(ag) (2)电极逐渐溶解(3)甲乙池的负极可与CuSO,溶液 直接发生反应，导致部分化学能转化为热能；甲池的负极 不与所接触的电解质溶液发生化学反应，化学能在转化为 电能时损耗较小 作业（三）电能转化为化学能 一电解 金属的腐蚀与防护 [知识巩固] 一跟踪训练 1.B2.B 3.A酸性环境中铁发生析氢腐蚀，负极是Fe,电极反应式 为Fe-2e 一Fe2+,故A正确；铁腐蚀生锈的产物应为 Fe2O3·xH2O,故B错误；发蓝处理形成的是FeO4氧化 膜，且反应条件与产物不符，故C错误；安装锌块保护船舶 外壳，属于栖牲阳极保护法，铁作为阴极，铁电极上可能是 O,得电子发生还原反应，非Fe3+被还原，故D错误。 [知能训练] 1.B2.D3.D 4.A若X为锌棒，开关K置于B处时，锌棒为负极，发生吸 氧腐蚀，铁电极的反应为：O2+4e+2H2O =40H A错误；若X为锌棒，开关K置于A处时，该装置是电解 池，铁作阴极被保护，如果K置于B处，该装置是原电池， 铁作正极被保护，B正确；若X为碳棒，开关K置于A处 时，该装置是电解池，铁作阴极，阴极上水中的氢离子得电 子发生还原反应，电极反应式为2H2O十2e =H2个十 2OH,C正确；若X为碳棒，开关置于A处，该装置是电 解池，铁作阴极被保护，所以可以减缓铁的腐蚀，D正确。 5.D 6.B闭合电键形成闭合回路，甲池为燃料电池，A正确；甲池 燃料电池负极端为燃料发生失电子的氧化反应，生成CO, 和水，CO2会进一步与KOH反应生成碳酸钾和水，所以电 极反应式为CH3OH-6e+8OH= =CO 十6H2O,B错 误；乙池中B极为阴极，质量增加5.40g为Ag质量，对应 物质的量为0.05mol,根据电子守恒：4Ag~O2~4e,甲池 坚韧不拔之志。 [每日格言] 理论消耗氧气体积为0.05mo×22.4L/m0l=0.28L,即 280mL,C正确；若丙中电极不变，电解质换成NaCl溶液， 阴极氢离子得电子生成氢气，溶液pH增大，D正确。 7.D 8.1O2NaC+2H,0通电2Na0H+H,++C,+ 有无色 的气泡逸出，溶液变红 ②用湿润的淀粉-KI试纸靠近Y极气体的出口，看其是否 变蓝 ③2.24 (2)①纯铜 Cu2++2e-Cu②Cu2+、Zn2+、Fe2+ Ag、Au (3)AgNO Ag-e-Ag [真题体验 1.B由装置图可知，该装置中有直流电源，为电解池，则 Li.CoO,(x1)转化为LiCo○，过程中，C0元素化合价由 十(4一x)降为十3，Li,CoO2得电子发生还原反应，为阴 极，电极反应式为Li,CoO2+(1一x)e+(1一x)Li LiCoO2,Pt电极为阳极，失电子，发生还原反应，电极反应 式为2H20-4e 一O2个十4H,A错误；由电极反应式 可知，产生标准状况下5.6L(即0.25mol)O2时转移1 mol电子，理论上转化元mol的Li,Co0,B正确S0 为阴离子，应向阳极移动，即向Pt电极迁移，C错误；由阳 极电极反应式可知，电解过程中，阳极产生H+、消耗 H2O,酸性增强，则阳极附近pH降低，D错误。 2.D 由图可知，左侧为阴极，电极反应为O2十4e十2H2O 4OH,右侧为阳极，电极反应为[Fe(CN):]4 e [Fe(CN)。]3-,在膜I和膜Ⅱ间加入海水，钠离子透 过膜I进入阴极区得到氢氧化钠，氯离子透过膜Ⅱ进入膜 Ⅱ与膜Ⅲ之间，锂离子透过膜Ⅲ进入膜Ⅱ与膜Ⅲ之间，在 此处得到LC1,则膜I为阳膜，膜Ⅱ为阴膜，膜Ⅲ为阳膜， 据此解答。由分析可知，膜Ⅱ为阴膜，A错误；a电极的反 应为O2十4e十2H2O =4OH,pH变大，B错误；电极 b的反应为[Fe(CN)。]4- =[Fe(CN)6]3-,C错 误；每脱除58.5 g NaCl,转移电子数为1mol,有1mol Li和1 mol Cl分别透过离子交换膜Ⅲ、膜Ⅱ，可得到 1 mol Lic1,D正确。 [易错清零] 易错一（1)防止H2和Cl2混合爆炸，防止C12与溶液中的 NaOH反应 (2)DE (3)MgCl2是离子化合物，在熔融状态时导电，而A1Cl3是 共价化合物，在熔融状态时不导电，故制取金属铝用的是 电解熔融的氧化铝（属离子化合物） 易错二 C图示中左边两池组成原电池，右边组成电解池。 原电池正极为得电子一极，铜离子在电极Ⅱ上得电子，生 成铜单质，A错误；原电池的负极失电子，被氧化，发生氧 化反应，B错误；电子移动方向：电极I →④→电极V,电 流方向与电子移动方向相反，C正确；电解池中阳极为非惰性 电极时，电极本身失电子，形成离子进入溶液中，因为电极Ⅱ为 正极，因此电极Ⅲ为电解池的阳极，其电极反应式为Cu一2e =Cu,D错误 作业（四）化学反应的方向、限度 知识巩固一 一跟踪训练 1.C 2.A根据原子守恒可知，C1原子的总物质的量为2.0mol ×3+1.0mol×2+0.5mol×5=10.5mol,P原子的总物 质的量为2.5mol,故n(C n(P) =4.2,A正确；根据P原子守 恒可知，n(PCl3)十n(PCl)=2.5mol,B错误；反应达平衡 时的转化率未知，故平衡时 n(CL》不确定，C错误；反应 n(PCl 达平衡时的转化率未知，故平衡时m(CL2)不确定，D错误。 3.D化学平衡常数是在一定温度下，当可逆反应达到化学 平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值。 对于一个确定的化学反应，平衡常数只与温度有关。 4.D 知能训练 1.B2.A3.C 4.D由题意可知，反应③=反应①十反应②，平衡常数K =K,·K2,故A错误；由图可知，反应①平衡常数随温度 升高而增大，说明△H>0,反应②平衡常数随温度升高而 减小，说明△H<0,故B错误；平衡常数只与温度有关，增 大压强，K1,K2都不变，故C错误；增加H0(g)的体积分 数，平衡正向移动，可提高CH4的平衡转化率，故D正确。