大单元四 选择题突破(三) 电解原理的多方面应用-【优化探究】2026年高考化学二轮专题复习配套课件（双选版）

选择题突破(三)　电解原理的多方面应用 优化探究 大单元四　电化学 提炼　核心知识 精研　高考真题 强化 关键能力 2 提炼　核心知识 3 提炼　核心知识 一、电解原理及应用 1.图解电解池工作原理(阳极为惰性电极) 4 2.陌生电解池装置图的知识迁移 (1)电解池 5 (2)金属腐蚀 6 二、金属的电化学腐蚀与电化学防护 1.析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较(以钢铁的腐蚀为例) 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 ______________ 总反应 Fe+2H+===Fe2++H2↑ 2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2 其他反应 Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈 酸性 弱酸性或中性 2H++2e-===H2↑ O2+2H2O+4e-===4OH- Fe-2e-===Fe2+ 7 2.电化学防护 (1)牺牲阳极法—— 原理: 极为被保护的金属; 极为比被保护的金属活泼的金属。 (2)外加电流法—— 原理: 极为被保护的金属, 极为惰性电极。 原电池 正 负 电解 阴 阳 8 精研　高考真题 9 精研　高考真题 考向一　电解原理的应用 1.(2025·湖北卷)某电化学制冷系统的装置如图所示。[Fe(H2O)6]3+和[Fe(H2O)6]2+在电极上发生相互转化,伴随着热量的吸收或释放,经由泵推动电解质溶液的循环流动(①→②→③→④→①)实现制冷。装置只通过热交换区域Ⅰ和Ⅱ与环境进行传热,其他区域绝热。下列描述错误的是(　　) 10 A.阴极反应为[Fe(H2O)6]3++e-===[Fe(H2O)6]2+ B.已知②处的电解液温度比①处的低,可推断[Fe(H2O)6]2+比[Fe(H2O)6]3+稳定 C.多孔隔膜可以阻止阴极区和阳极区间的热交换 D.已知电子转移过程非常快,物质结构来不及改变。热效应主要来自电子转移后[Fe(H2O)6]2+和[Fe(H2O)6]3+离子结构的改变 答案:B 11 解析:由图可知,左侧电极发生反应[Fe(H2O)6]2+-e-===[Fe(H2O)6]3+,则左侧为阳极,右侧电极反应为[Fe(H2O)6]3++e-===[Fe(H2O)6]2+,则右侧电极为阴极,据此解答。A.由分析可知,阴极反应为[Fe(H2O)6]3++e-===[Fe(H2O)6]2+,A正确;B.已知②处的电解液温度比①处的低,则可推断[Fe(H2O)6]3++e-===[Fe(H2O)6]2+是吸热反应,无法推断[Fe(H2O)6]3+和[Fe(H2O)6]2+的稳定性,B错误;C.多孔隔膜可以阻止两电极区的溶液对流,可阻止阴极区和阳极区间的热交换,C正确;D.已知电子转移过程非常快,物质结构来不及改变。这意味着电子转移(即氧化还原反应)本身不会直接导致结构变化,热效应实际上源于电子转移完成后,新生成的离子:[Fe(H2O)6]2+和[Fe(H2O)6]3+因配位环境或电荷分布变化引起的结构重组导致热量变化,D正确。 12 考向二　金属的腐蚀与防护 2.(2024·浙江6月选考)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: 13 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-+2H2O===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 B 14 解析:图1为牺牲阳极法,牺牲阳极一般为较活泼金属,其作为原电池的负极,失去电子被氧化;图2为外加电流法,阳极材料为辅助阳极,其通常是惰性电极,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;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也会放电,故可发生反应:O2+4e-+2H2O===4OH-,B正确;图2为外加电流法,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;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,但是牺牲阳极发生了氧化反应,辅助阳极上也发生了氧化反应,D不正确。 15 强化 关键能力 强化 关键能力 1.(2025·山东青岛二模)一种利用电化学方法将生物质转化生成的CH3OH高效合成有机硫化合物的工作原理如图。电解质溶液为NaOH溶液,在高纯度导电炭黑(KB)催化作用下,CH3OH和Na2SO3在电极表面形成HOCH2SO3Na、NaOOCCH2SO3Na和CH3SO3Na等有机硫化合物。下列说法错误的是(　　) A.KB能导电是因为其有类石墨的大π键微观结构 B.离子交换膜为阳离子交换膜 C.生成HOCH2SO3Na的电极反应式为 CH3OH-2e-+S+OH-===HOCH2S+H2O D.理论上,每形成1 mol C—S键,体系生成标况下22.4 L H2 D 17 解析:A.KB为高纯度导电炭黑,能导电是因为其有类石墨的大π键微观结构,存在自由移动的电子,A正确;B.Pt/C电极上H2O得电子生成H2,发生还原反应,为阴极,电解池中阳离子向阴极移动,则离子交换膜为阳离子交换膜,B正确;C.阳极上CH3OH和Na2SO3生成HOCH2SO3Na的反应为失去电子的氧化反应,电极反应式为CH3OH-2e-+S+OH-===HOCH2S+ H2O,C正确;D.由于阳极发生氧化反应,在电极表面形成HOCH2SO3Na、NaOOCCH2SO3Na和CH3SO3Na等有机硫化合物,每形成1 mol C—S键时,不确定具体转移电子的物质的量,不能计算生成标况下氢气的体积,D错误。 2.(双选)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,下列说法错误的是(　　) A.石墨电极为阴极,发生还原反应 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,阳离子向电极A移动 AB 解析:在外加电源的作用下,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;电极A的电极反应为TiO2+SiO2+8e-===TiSi+4O2-,B错误;根据题图中信息可知,该体系中,石墨优先于Cl-参与反应,C正确;该电解池中石墨电极为阳极,阳离子向阴极(电极A)移动,D正确。 3.(双选)最新研究发现,金属钙可代替金属锂用于电化学驱动将N2还原为NH3,原理如图所示。已知:电解质溶液由Ca(BH4)2和少量C2H5OH溶于有机溶剂形成。下列说法不正确的是(　　) A.阳极反应为H2-2e-===2H+ B.过程Ⅱ生成NH3的离子方程式:3Ca+N2+6C2H5OH===2NH3+3Ca2++6C2H5O- C.理论上电解一段时间后C2H5OH浓度减小 D.推测用H2O代替C2H5OH更有利于生成NH3 CD 解析:由题图知,阳极的电极反应为H2-2e-===2H+,A正确;由题图知,过程Ⅱ生成NH3的离子方程式:3Ca+N2+6C2H5OH===2NH3+3Ca2++6C2H5O-,B正确;由题图知,过程Ⅰ的反应为C2H5O-+H+===C2H5OH,过程Ⅱ消耗C2H5OH,故理论上电解一段时间后C2H5OH浓度基本不变,C错误;由于NH3易溶于水,故用H2O代替C2H5OH不利于生成NH3,D错误。 4.(2025·黑龙江大庆二模)恒温条件下,用图1所示装置研究铁的电化学腐蚀,测定结果如图2。 下列说法错误的是(　　) A.AB段pH越大,析氢速率越大 B.AD段负极反应为Fe-2e-===Fe2+ C.BC段正极反应主要为O2+4e-+4H+===2H2O D.DE段溶液pH基本不变,可能的原因:相同时间内, 2Fe+O2+4H+===2Fe2++2H2O消耗H+的量与4Fe2++O2+10H2O===4Fe(OH)3↓+8H+产生H+的量基本相同 A 解析:图1中构成原电池,铁作负极,开始时pH=1.8,AB段溶液pH值增大,体系压强增大,铁主要发生析氢腐蚀;BD段溶液的pH值增大,体系压强减小,正极反应为O2+4e-+4H+===2H2O;DE段溶液pH基本不变,但体系压强减小,产生的Fe2+被O2氧化,pH基本不变可能的原因:相同时间内,2Fe+O2+4H+===2Fe2++2H2O消耗H+的量与4Fe2++O2+10H2O===4Fe(OH)3↓+8H+产生H+的量基本相同。由图可知,AB段体系的压强增大,说明产生了氢气,故AB段主要发生析氢腐蚀,pH越大,氢离子浓度越小,析氢速率越小,A错误;AD段内发生的都是铁的电化学腐蚀,铁在负极的电极反应为Fe-2e-===Fe2+,B正确;由图可知,BC段的pH为3~5,正极上氧气得电子生成水,电极反应为O2+4e-+4H+===2H2O,C正确;根据分析,DE段溶液pH基本不变,但压强减小,产生的Fe2+被O2氧化,pH基本不变可能的原因:相同时间内,2Fe+O2+4H+===2Fe2++2H2O消耗H+的量与4Fe2++O2 +10H2O=== 4Fe(OH)3↓+8H+产生H+的量基本相同,D正确。 $