高考热考法11 电解原理的多方面应用(专题微讲Word)-【赢在微点·考前顶层设计】2026年高考化学大二轮专题复习

该高中化学高考复习讲义聚焦电解原理应用专题，涵盖金属腐蚀与防护、电解再锂化、海水淡化等核心考点，按“原理—应用—真题”逻辑梳理知识，通过构建电解池模型、辨析两池两极、归纳电化学防护方法等环节，结合2024-2025年多省市真题训练，帮助学生系统突破电解原理综合应用难点。 讲义突出科学思维与化学观念培养，如通过CuCl₂电解模型类比分析电极反应与离子移动，结合真题讲解电极反应式书写和防护方法判断，强化证据推理能力。设置分层练习与即时反馈，助力教师精准把控复习节奏，有效提升学生解决电化学实际问题的应考能力。

高考热考法11　电解原理的多方面应用 考向一　金属的腐蚀及防护 1.(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(D) A.发蓝处理 B.阳极氧化 C.表面渗镀 D.喷涂油漆 解析　发蓝处理技术通常用于钢铁等黑色金属,通过在空气中加热或直接浸泡于浓氧化性溶液中来实现,可在金属表面形成一层极薄的氧化膜,这层氧化膜能有效防锈,A项不符合题意;阳极氧化是将待保护的金属与电源正极连接,在金属表面形成一层氧化膜的过程,B项不符合题意;表面渗镀是在高温下将气态、固态或熔化状态的欲渗镀的物质(金属或非金属元素)通过扩散作用从被渗镀的金属的表面渗入内部以形成表层合金镀层的一种表面处理的方法,C项不符合题意;喷涂油漆是将油漆涂在待保护的金属表面并没有在表面形成钝化膜,D项符合题意。 2.(2024·浙江卷6月)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(B) A.图甲、图乙中,阳极材料本身均失去电子 B.图乙中,外加电压偏高时,钢闸门表面可发生反应:O2+4e-+2H2O4OH- C.图乙中,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.图甲、图乙中,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 解析　图甲为牺牲阳极法,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;图乙为外加电流法,阳极材料为辅助阳极,通常是惰性电极,其本身不失去电子,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项不正确。图乙中,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,故可发生反应O2+4e-+2H2O4OH-,B项正确。图乙为外加电流的阴极保护法,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项不正确。图甲、图乙中,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项不正确。 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(D) 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+ 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,A项错误;Zn失去电子,发生氧化反应Zn-2e-Zn2+,镶嵌的锌块会被逐渐消耗,需根据腐蚀情况进行维护和更换,不能永久使用,B项错误;该方法为牺牲阳极法,C项错误;Zn失去电子,发生氧化反应Zn-2e-Zn2+,D项正确。 考向二　电解原理的多方面应用 4.(2025·河北卷)科研工作者设计了一种用于废弃电极材料LixCoO2(x<1)再锂化的电化学装置,其示意图如下: 已知:参比电极的作用是确定LixCoO2再锂化为LiCoO2的最优条件,不干扰电极反应。下列说法正确的是(B) A.LixCoO2电极上发生的反应:LixCoO2+xe-+xLi+LiCoO2 B.产生标准状况下5.6 L O2时,理论上可转化 mol的LixCoO2 C.再锂化过程中,S向LixCoO2电极迁移 D.电解过程中,阳极附近溶液pH升高 解析　由装置图可知,该装置有直流电源,为电解池,则LixCoO2转化为LiCoO2,Co的化合价降低,LixCoO2电极作阴极,电极反应式为LixCoO2+(1-x)Li++(1-x)e-LiCoO2;H2O中O失电子,化合价升高,Pt电极作阳极,电极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+。由电池分析知,A项错误;由电极反应式可知,每产生标准状况下5.6 L(0.25 mol)O2时转移1 mol电子,根据得失电子守恒,理论上转化的LixCoO2的物质的量为 mol,B项正确;S为阴离子,向阳极(即Pt电极)迁移,C项错误;由阳极的电极反应式知,电解过程中阳极有H+生成,且消耗H2O,故阳极附近溶液pH降低,D项错误。 5.(2025·陕晋宁青卷)我国科研人员采用图示的电解池,由百里酚(TY)合成了百里醌(TQ)。电极b表面的主要反应历程见图(灰球表示电极表面催化剂)。下列说法错误的是(D) A.电解时,H+从右室向左室移动 B.电解总反应:TY+H2OTQ+2H2↑ C.以为原料,也可得到TQ D.用18O标记电解液中的水,可得到 解析　结合TY和TQ的结构简式可知,电极b上TY转化为TQ,发生“得氧失氢”的氧化反应,故电极b为电解池的阳极,结合电极b表面上的主要反应历程图可得,电极反应式为+H2O-4e-+4H+,电极a为电解池的阴极,电极反应式为4H++4e-2H2↑。电解池中,阳离子移向阴极,故H+通过质子交换膜移向电极a,即从右室移向左室,A项正确;电解的总反应=阳极的电极反应式+阴极的电极反应式,结合上述分析可知,电解总反应为TY+H2OTQ+2H2↑,B项正确;根据反应历程图可知,TY中酚羟基转化为酮羰基,水中—OH连在酚羟基的对位上,进而转化为酮羰基,结合的结构并联系反应机理可知,也可以转化为TQ,C项正确;根据反应历程图可知,位于甲基邻位的酮羰基上的氧原子来自水,故若用18O标记电解液中的水,则可得到,D项错误。 6.(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LiCl形式回收含锂废弃物中的锂元素,其工作原理如图所示。 下列说法正确的是(D) 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)6]4-+e-[Fe(CN)6]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 LiCl 解析　根据电解池装置图分析可知,左侧为阴极,发生反应:O2+4e-+2H2O4OH-,右侧为阳极,发生反应:Li4[Fe(CN)6]-e-Li3[Fe(CN)6]+Li+。为实现海水的淡化,海水中Na+应通过离子交换膜Ⅰ进入最左侧,以LiCl形式回收锂元素,海水中Cl-应通过离子交换膜Ⅱ向右侧迁移,Li+应通过离子交换膜Ⅲ向左侧迁移,故离子交换膜Ⅱ为阴离子交换膜,A项错误;由阴极反应知,电极a附近溶液的pH增大,B项错误;由上述分析知,C项错误;每脱除58.5 g(1 mol)NaCl,溶液中有1 mol Na+、1 mol Cl-和1 mol Li+迁移,所以可回收1 mol LiCl,D项正确。 7.(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(B) 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-+3H2O+3H2↑ D.催化阶段反应产物的物质的量之比为n(Z)∶n(Br-)=3∶2 解析　电极b上Br-发生失电子的氧化反应转化成,电极b为阳极,电极反应为Br--6e-+3H2O+6H+;则电极a为阴极,电极a的电极反应为6H++6e-3H2↑;电解总反应式为Br-+3H2O+3H2↑;催化循环阶段被还原成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项正确;电解过程中消耗H2O和Br-,而催化阶段被还原成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项错误;电解总反应式为Br-+3H2O+3H2↑,C项正确;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,反应产物的物质的量之比为n(O2)∶n(Br-)=6∶4=3∶2,D项正确。 8.(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(B) 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 解析　由电解原理图可知,Ni电极产生氢气,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项错误;Pt电极上C3N8H4失去电子生成C6,电解质溶液为KOH水溶液,电极反应为2C3N8H4+8OH--4e-C6+8H2O,B项正确;阳极主要反应为2C3N8H4-4e-+8OH-C6+8H2O,阴极反应为2H2O+2e-H2↑+2OH-,则电解过程中发生的总反应主要为2C3N8H4+4OH-C6+4H2O+2H2↑,反应消耗OH-生成H2O,电解一段时间后,溶液pH降低,C项错误;根据电解总反应2C3N8H4+4OH-C6+4H2O+2H2↑可知,每生成1 mol H2,生成0.5 mol K4C6N16,但Pt电极伴随少量O2生成,发生电极反应4OH--4e-O2↑+2H2O,则生成1 mol H2时得到的部分电子是由OH-放电产生O2提供,所以生成的K4C6N16小于0.5 mol,D项错误。 一、构建电解池模型,分析电解基本原理 构建如图电解CuCl2溶液模型,通过类比模型,结合氧化还原反应知识(如:化合价的变化、得失电子情况等),能迅速判断电解池的阴、阳极,弄清楚外电路中电子的移动情况和内电路中离子的移动情况,准确判断离子的放电顺序并书写电极反应式和电解总反应式,掌握电解基本原理。 二、“两池”中“两极”的判断 判断依据 电极材料 电极反应 电子流向 离子移向 电极现象 原电池 负极 活泼金属 氧化反应 流出 阴离子移向 电极质量减小 正极 不活泼金属或非金属 还原反应 流入 阳离子移向 电极增重或质量不变 电解池 阳极 与电源正极相连 氧化反应 流出 阴离子 移向 电极溶解或pH减小 阴极 与电源负极相连 还原反应 流入 阳离子移向 电极增重或pH增大 三、电化学原理的综合判断 1.金属腐蚀原理及防护方法总结 (1)常见的电化学腐蚀有两类。 ①形成原电池时,金属作负极,大多数是吸氧腐蚀。 ②形成电解池时,金属作阳极。 (2)金属防腐的电化学方法。 ①原电池原理——牺牲阳极法:与较活泼的金属相连,较活泼的金属作负极被腐蚀,被保护的金属作正极。 注意:此处是原电池,牺牲了负极保护了正极,但习惯上叫做牺牲阳极法。 ②电解池原理——外加电流法:被保护的金属与电池负极相连,形成电解池,作阴极。 2.可充电电池的反应规律 (1)可充电电池有充电和放电两个过程,放电时是原电池反应,充电时是电解池反应。 (2)放电时的负极反应和充电时的阴极反应、放电时的正极反应和充电时的阳极反应互为逆反应。将负(正)极反应式变换方向并将电子移项即可得出阴(阳)极反应式。 (3)可充电电池充电时原负极必然要发生还原反应(生成原来消耗的物质),即作阴极,连接电源的负极;同理,原正极连接电源的正极,作阳极。简记为负连负,正连正。 学科网（北京）股份有限公司 $