第03讲 电解池 金属的腐蚀与防护（复习讲义）（上海专用）2027年高考化学一轮复习讲练测

该高中化学高考复习讲义聚焦电解池原理及应用、金属的电化学腐蚀与防护核心模块，按高考考情整合电解池工作原理、电解规律、电极反应式书写、工业应用及腐蚀防护知识，通过命题透视、思维建模、考点精讲、真题溯源形成递进式复习链条，助力学生系统构建电化学知识网络。 讲义创新采用“考向分类+解题妙招”策略，如电解规律归纳四种类型及复原方法，电极反应式书写提炼“判电极-析离子-写反应”三步法，结合工业案例培养科学思维与模型认知能力。设置分层训练与即时反馈，提升解题效率，为教师把控复习节奏、实现高效备考提供清晰路径。

第03讲 电解池 金属的腐蚀与防护 内容导航 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 原电池的工作原理 知识解构 知识点1 电解池的工作原理 ∣ 知识点2 电解规律 考向破译 考向1 电解池的工作原理 ∣ 考向2 电解规律及应用 考向3 电极反应式的书写 ∣ 考向4 电解的有关计算 解题妙招1 判断电解池阴、阳极的常用方法 解题妙招2 分析电解过程的思维程序 解题妙招3 电解池电极反应式的书写方法 解题妙招4 电化学综合计算的三种常用方法 考点二 电解原理的应用 知识解构 知识点1 电解生产化工产品 ∣ 知识点2 电镀、电解精练铜和电冶金 考向破译 考向1 氯碱工业原理及应用 ∣ 考向2 电镀、电解精炼及应用 解题妙招1 电镀和电解精炼的特点分析 考点三 金属的电化学腐蚀与防护 知识解构 知识点1 金属的电化学腐蚀 ∣ 知识点2 金属的电化学防护 考向破译 考向1 金属的腐蚀的原理及分析 ∣ 考向2 金属的防护方法 解题妙招1 金属腐蚀的类型的判断及电化学防护方法的选择 0401 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 考情梳理--三年真题 考向梳理 核心考点 2026年 2025年 2024年 电解池的工作原理 四（6） 电解原理在生产中的应用 二（8）（9） 金属的电化学腐蚀与防护 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码： 近几年高考有关电解池的考点主要出现在物质结构与性质综合题，结合物质的制备、污染物的处理等考查电解池的的工作原理，重点考查电解池的结构分析及电极反应式的书写。 ►复习目标： 1．理解电解池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应式和总反应方程式。 2．了解电解原理在氯碱工业、精炼铜、电镀、电冶金等方面的应用；认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。 3．了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 电解池的工作原理 知●识●解●构 知识点1 电解池的工作原理 1．电解和电解池 (1) 电解是在直流电作用下，在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。 (2) 电解池是将电能转化为化学能的装置。 2．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：从电源负极流出后，流向电解池的阴极；从电解池的阳极流出后，流向电源的正极。 (3)离子的移动方向：阳离子移向电解池的阴极，阴离子移向电解池的阳极。 (4)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。 得分速记 (1)电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是依靠离子定向移动形成电流，即电子本身不会通过电解质溶液。 (2)电子、离子、电流的移动方向 知识点2 电解规律 1．电极反应规律 (1)阴极： 无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。阳离子放电顺序如下： (2)阳极： 溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化，或者电极材料（电极为活性电极）本身失去电子被氧化而溶入溶液中。 ①活性电极(除Au、Pt外的金属)作阳极，则活性电极失去电子。 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： 得分速记 (1)阳离子的放电顺序遵循氧化还原反应的“先后规律”，前提条件是各种离子的浓度相差不大。 (2)金属阳离子(除Fe3＋外)放电，一般得到相应的金属单质，H＋放电则得到H2；Fe3＋放电一般转化为Fe2＋。 (3)阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。 (4)最常用、最重要的放电顺序是阳极：Cl－>OH－；阴极：Ag＋>Cu2＋>H＋。 (5)电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。 2．以惰性电极电解电解质溶液的规律 (1)电解水型（强酸、强碱和活泼金属的含氧酸盐溶液） 实例 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 复原方法 H2SO4 阴极：2H＋＋2e－===H2↑ 阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ 总反应式：2H2O2H2↑＋O2↑ 增大 加水 NaOH 阴极：4H2O+4e-===2H2↑+4OH- 阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 总反应式：2H2O2H2↑＋O2↑ 增大 H2O Na2SO4 阴极：4H2O+4e-===2H2↑+4OH- 阳极：2H2O-4e-===O2↑+4H+ 总反应式：2H2O2H2↑＋O2↑ 增大 H2O (2)电解电解质型[无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐溶液（如HCl、CuCl2）] 实例 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 复原方法 HCl 阴极：2H＋＋2e－===H2↑ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 总反应式：2HClH2↑＋Cl2↑ 减小 通入HCl气体 CuCl2 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 总反应式：CuCl2Cu＋Cl2↑ 加CuCl2固体 (3)放H2生碱型（活泼金属的无氧酸盐） 实例 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 复原方法 NaCl 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 总反应式：2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－ 减小并生成新电解质 通入HCl气体 (4)放O2生酸型（不活泼金属的含氧酸盐溶液） 实例 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 复原方法 CuSO4 阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ 阴极：2Cu2＋＋4e－===4Cu 总反应式：2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋ 减小并生成新电解质 加CuO或CuCO3 AgNO3 阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ 阴极：4Ag＋＋4e－===4Ag 总反应式：4Ag＋＋2H2O4Ag＋O2↑＋4H＋ 减小并生成新电解质 加Ag2O 得分速记 电解后电解质溶液的复原 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H2SO4反应后使水量增加。使电解后的溶液恢复原状的方法：先让析出的产物(气体或沉淀)恰好完全反应，再将其化合物投入电解后的溶液中即可。 考●向●破●译 考向1 电解池的工作原理 例1一种采用H2O(g)和N2(g)为原料制备NH3(g)的装置示意图如图。 下列有关说法正确的是(　　) A．在b电极上，N2被还原 B．金属Ag可作为a电极的材料 C．改变工作电源电压，反应速率不变 D．电解过程，固体氧化物电解质中O2－不断减少 【答案】A 【解析】由装置示意图可知，b电极上N2转化为NH3，N元素的化合价降低，得到电子发生还原反应，因此b为阴极，电极反应式为N2＋3H2O＋6e－===2NH3＋3O2－，a为阳极，电极反应式为2O2－－4e－===O2↑，据此分析解答。由分析可得，在b电极上，N2被还原，A正确；a为阳极，若金属Ag作为a的电极材料，则金属Ag优先失去电子，B错误；改变工作电源的电压，电流大小改变，反应速率也会改变，C错误；电解过程中，阴极电极反应式为2N2＋6H2O＋12e－===4NH3＋6O2－，阳极电极反应式为6O2－－12e－===3O2↑，因此固体氧化物电解质中O2－不会减少，D错误。 解题妙招 判断电解池阴、阳极的常用方法 【变式1·变考法】以铅酸蓄电池为电源，以石墨为电极电解CuSO4溶液，装置如图所示。若一段时间后Y电极上有6.4 g红色物质析出，停止电解。下列说法正确的是( ) A．a为铅酸蓄电池的负极 B．电解过程中SO向右侧移动 C．电解结束时，左侧溶液质量增重8 g D．铅酸蓄电池工作时，正极电极反应式为PbSO4＋2e－===Pb＋SO 【答案】C 【解析】Y极有Cu析出，发生还原反应，Y极为阴极，故b为电源负极，a为电源正极，A错误；电解过程中阴离子向阳极移动，B错误；阴极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，阳极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，当有6.4 g Cu析出时，转移0.2 mol e－，左侧生成1.6 g O2，同时有0.1 mol (9.6 g)SO进入左侧，则左侧质量净增加9.6 g－1.6 g＝8 g，C正确；铅酸蓄电池的负极是Pb，正极是PbO2，正极反应式为PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O，D错误。 【变式2·变载体】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，下列说法正确的是(　　) A．石墨电极为阴极，发生氧化反应 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，阳离子向石墨电极移动 【答案】C 【解析】在外加电源下石墨电极上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；根据图中信息可知，该体系中，石墨优先于Cl－参与反应，C正确；电解池中石墨电极为阳极，阳离子向阴极电极A移动，D错误。 考向2 电解规律及应用 例2以石墨为电极，电解KI溶液(含有少量的酚酞和淀粉)。下列说法错误的是(　　) A．阴极附近溶液呈红色 B．阴极逸出气体 C．阳极附近溶液呈蓝色 D．溶液的pH变小 【答案】D 【解析】以石墨为电极，电解KI溶液，发生的反应为2KI＋2H2O2KOH＋H2↑＋I2(类似于电解饱和食盐水)，阴极产物是H2和KOH，阳极产物是I2。由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉，所以阳极附近的溶液会变蓝(淀粉遇碘变蓝)，阴极附近的溶液会变红(溶液呈碱性)，A、B、C正确；由于电解产物有KOH生成，所以溶液的pH逐渐增大，D错误。 解题妙招 分析电解过程的思维程序 【变式1·变考法】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 【答案】A 【解析】由题意知a极板质量增加，a应为阴极，则b为阳极，x为电源负极，y为电源正极，参考各个选项知，A项符合，电解时，a极板有Cu附着，b极板有O2放出；B项不符合，电解时a极板无质量变化；C项不符合，阳极为Fe，为活性电极，电解时Fe在阳极放电溶解，无气体生成；D项不符合，电解时，Cl－在阳极放电生成Cl2，Cl2为黄绿色、有刺激气味的气体。 【变式2·变载体】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．AgNO3　CuCl2　Cu(NO3)2 B．KCl　Na2SO4　CuSO4 C．CaCl2　KOH　NaNO3 D．HCl　HNO3　K2SO4 【答案】B 【解析】AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4溶液随电解的进行，有酸产生，溶液pH降低；KCl、CaCl2溶液随电解的进行，有碱产生，溶液pH升高；CuCl2、HCl电解电解质本身，溶液中CuCl2、HCl减少，对应的H＋减少，溶液的pH升高；KOH、HNO3相当于电解H2O，电解质浓度增大，对应的碱溶液碱性更强，酸溶液酸性更强。 考向3 电极反应式的书写 例3按要求书写电极反应式和总反应方程式： (1)用惰性电极电解MgCl2溶液 阳极反应式：___________________________________________________________； 阴极反应式：___________________________________________________________； 总反应离子方程式：_____________________________________________________。 (2)以铝材为阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜 阳极反应式：___________________________________________________________； 阴极反应式：___________________________________________________________； 总反应方程式：_________________________________________________________。 (3)电解MnSO4溶液可制备MnO2，其阳极的电极反应式为____________________________。 【答案】(1)2Cl－－2e－===Cl2↑　Mg2＋＋2H2O＋2e－===H2↑＋Mg(OH)2↓　Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑ (2)2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋　2H＋＋2e－===H2↑　2Al＋3H2OAl2O3＋3H2↑ (3)Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2↓＋4H＋ 解题妙招 电解池电极反应式的书写方法 (1)书写电解池的电极反应式时，弱电解质要写成分子式。如用惰性电极电解食盐水时，阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－；总反应离子方程式为2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。 (2)电解水溶液时，应注意放电顺序，位于H＋、OH－之后的离子一般不参与放电。 (3)Fe3＋在阴极上放电时生成Fe2＋，而不是得到单质Fe。 (4)判断电解产物、书写电极反应式以及分析电解质溶液的变化时首先要注意阳极是活性材料还是惰性材料。 (5)书写电解化学方程式时，应看清是电解电解质的水溶液还是熔融电解质。Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋只有在熔融状态下才放电。 【变式1·变考法】（2026·上海虹口·二模）电解法可生产半导体掺杂所需的高纯PH3。该方法采用磷酸溶液作为电解液，把熔融的白磷(P4)分散到溶液中。 (1)M电极是_______。 A．正极    B．负极    C．阴极    D．阳极 (2)写出生成PH3的电极反应式______________________________。 【答案】(1)C (2) 【详解】（1）M电极是P4为反应物，PH3为生成物，P元素化合价从0降低为-3，得电子发生还原反应，电解池中阴极发生还原反应，故M为阴极； （2）酸性电解液中，P4得电子，结合H⁺生成PH3，故生成PH3的电极反应式为：。 【变式2·变载体】（25-26高三下·上海·阶段检测）直接排放含的烟气会形成酸雨，危害环境。利用钠碱循环法，溶液作为吸收液，可脱除烟气中的。当吸收液的pH降至约为5时，可用如下图所示电解槽进行再生，A、B为离子交换膜，电极为惰性电极。 (1)写出阳极可能的电极反应式：___________。 (2)当阴极室中溶液pH升至8以上时，吸收液再生并循环利用，简述再生原理：___________。 【答案】(1)（或、） (2)阴极上发生反应，溶液中OH-增大，与OH-反应，使浓度升高，吸收液再生为Na2SO3，循环利用 【解析】(1)M极H+得电子生成H2，发生还原反应，作阴极；则N极作阳极，发生氧化反应，​/被氧化为​，也有水放电生成氧气（或、）。 (2)阴极上发生反应，溶液中增大，与反应，使浓度升高，吸收液再生为，循环利用。 考向4 电解的有关计算 例4（2026·上海金山·二模）挖掘出土的青铜器表面通常覆盖有锈蚀产物，可以分为无害锈与有害锈。无害锈如，能形成致密的薄膜，阻止锈蚀反应进一步发生。有害锈主要是含氯物质，如CuCl、，它们的结构疏松，易导致锈蚀向内蔓延，加快青铜器的锈蚀速率，影响青铜器的使用寿命。青铜器发生电化学腐蚀，形成的示意图如下： (3)过程Ⅰ中负极的电极反应式为__________________，若生成，理论上消耗标准状况下氧气______L。 【答案】(3) 0.896 【详解】过程I中Cu在负极失电子，结合生成，电极反应为； 的摩尔质量为，的物质的量为，总反应为，可知消耗，故产物消耗，标准状况体积为。 解题妙招 电化学综合计算的三种常用方法 (1)根据总反应式计算 先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。 (2)根据电子守恒计算 ①用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。 ②用于混合溶液中电解的分阶段计算。 (3)根据关系式计算 根据得失电子守恒定律建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。 【变式1·变题型】将两个铂电极插入500 mL CuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064 g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为(　　) A．4×10－3 mol·L－1 B．2×10－3 mol·L－1 C．1×10－3 mol·L－1 D．1×10－7 mol·L－1 【答案】A 【解析】根据电解规律可知，阴极反应：Cu2＋＋2e－===Cu，增重0.064 g，应是Cu的质量，设溶液中H＋的物质的量为x；根据总反应式： 2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋ 2×64 g 4 mol 0.064 g x 解得x＝0.002 mol，溶液中c(H＋)＝＝4×10－3 mol·L－1。 【变式2·变载体】以惰性电极电解100 mL 0.05 mol·L－1 CuSO4溶液。 (1)阳极产生56 mL(标准状况下)气体时，所得溶液的pH为________(不考虑溶液体积变化)，要使溶液恢复到电解前的状态，可加入________g的________物质。 (2)继续通电电解，此时被电解的物质为________，若加入0.1 mol Cu (OH)2可使溶液复原，则电路中转移的电子为________mol。 (3)通电足够长时间，加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3可使溶液复原，则电路中转移电子为________mol。 【答案】(1)1　0.4　CuO(或0.62　CuCO3) (2)水(或H2O)　0.4　(3)0.6 【解析】(1)阳极生成O2 56 mL(标准状况)即0.002 5 mol，依据总反应式：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，溶液中生成0.01 mol H＋，c(H＋)＝0.1 mol·L－1，pH＝1；电解生成0.002 5 mol O2和0.005 mol Cu，故要使溶液复原可加0.005 mol CuO，质量为0.4 g，或加0.005 mol CuCO3，质量为0.62 g。(2)继续通电电解，电解质为H2SO4溶液，故实际被电解的物质为H2O；加入0.1 mol Cu(OH)2可使溶液复原，相当于加入0.1 mol CuO和0.1 mol H2O，故转移电子为(0.1×2＋0.1×2)mol＝0.4 mol。(3)Cu2(OH)2CO3相当于2CuO·H2O·CO2，故转移电子为0.2 mol×2＋0.1 mol×2＝0.6 mol。 考点二 电解原理的应用 知●识●解●构 知识点1 电解生产化工产品 1．电解饱和食盐水 (1)电极反应 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(反应类型：氧化反应)； 阴极：2H＋＋2e－===H2↑(反应类型：还原反应)。 (2)电解方程式 化学方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑； 离子方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。 (3)检验阳极产物的方法是用湿润的KI-淀粉试纸靠近阳极，若试纸变蓝，证明生成了Cl2。电解时向食盐水中滴加酚酞，阴极附近溶液变红，说明该电极附近产生的物质为NaOH。 2．阳离子交换膜法电解饱和食盐水的原理 (1)阳离子交换膜的作用 ①阻止OH－进入阳极室与Cl2发生副反应：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O； ②阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。 (2)a、b、c、d加入或取出的物质分别是饱和食盐水、稀NaOH溶液、稀食盐水、浓NaOH溶液；X、Y分别为Cl2、H2。 知识点2 电镀、电解精练铜和电冶金 1．电镀 (1)概念：应用电解原理在某些金属或非金属制品表面镀上其他金属或合金薄层的方法。 (2)目的：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。 (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。 2．电解精炼铜 (1)装置构成 ①电极材料：阳极为粗铜，阴极为纯铜。 ②电解质溶液：含Cu2＋的盐溶液。 (2)电极反应式 阳极：Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e－===Ni2＋、Cu－2e－===Cu2＋； 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu。 (3)阳极泥的形成 粗铜中不活泼的杂质(金属活动性顺序中位于铜之后的银、金等)在阳极难以失去电子，当阳极上的铜失去电子变成离子之后，它们以金属单质的形式沉积于电解槽的底部，成为阳极泥。 得分速记 (1)电镀时，镀层金属作阳极，镀件作阴极，含镀层金属阳离子的盐溶液为电解质溶液； (2)电解精炼铜时，粗铜中不活泼的杂质(银、金等)在阳极难以失去电子，最后以金属单质的形式沉积于电解槽的底部，成为阳极泥。 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Na、Ca、Mg、Al等。 总方程式 阳极、阴极反应式 冶炼钠 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 2Cl－－2e－===Cl2↑、2Na＋＋2e－===2Na 冶炼镁 MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 2Cl－－2e－===Cl2↑、Mg2＋＋2e－===Mg 冶炼铝 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 6O2－－12e－===3O2↑、4Al3＋＋12e－===4Al 工业电解氧化铝制取金属铝时，常加入冰晶石(Na3AlF6)，其作用是降低熔化温度。电解过程中还需不断补充阳极(石墨)，其原因是阳极生成的氧气与石墨电极发生了反应。 得分速记 (1)用氧化铝电解冶炼铝时，氧化铝的熔点很高，为降低熔点，加入了助熔剂冰晶石(Na3AlF6)；电解过程中，阳极生成的氧气与石墨电极反应，因此石墨电极需不断补充。 (2)氯碱工业所用的饱和食盐水需要精制，除去NaCl中混有的Ca2＋、Mg2＋、SO。 (3)电镀时，电解质溶液中金属阳离子浓度不变；电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)减小。 (4)电解熔融MgCl2冶炼镁，而不能电解MgO冶炼镁，是因为MgO的熔点很高。 考●向●破●译 考向1 氯碱工业原理及应用 例1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 【答案】B 【解析】电极A是氯离子变为氯气，化合价升高，失去电子，是电解池阳极，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－＋O2===4OH－，B错误；右室生成氢氧根，应选用阳离子交换膜，左边的钠离子进入右边，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。 【变式1·变载体】高氯酸在化工生产中有广泛应用，工业上以NaClO4为原料制备高氯酸的原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．上述装置中，f极为光伏电池的正极 B．阴极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ C．d处得到较浓的NaOH溶液，c处得到HClO4 D．若转移2 mol电子，理论上生成100.5 g HClO4 【答案】C 【解析】电解时，Na＋移向阴极区，则f为电源负极，A项错误；电解时，阳极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，Na＋移向阴极区，阳极区溶液逐渐由NaClO4转化为HClO4；阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴极区产生NaOH，B项错误、C项正确；根据得失电子守恒，若转移2 mol电子，理论上生成201 g HClO4，D项错误。 【变式2·变考法】用电解法可提纯含有某些含氧酸根杂质的粗KOH溶液，其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是( ) A．阳极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ B．通电后阴极区附近溶液pH会增大 C．K＋通过交换膜从阴极区移向阳极区 D．纯净的KOH溶液从b出口导出 【答案】C 【解析】阳极区OH－放电生成氧气，电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，A正确；电解时，阴极区氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，电极反应式为4H＋＋4e－===2H2↑，氢离子浓度减小，溶液的pH增大，B正确；电解池中阳离子向阴极区移动，故K＋通过交换膜从阳极区移向阴极区，C错误；在b电极附近产生OH－，钾离子向b电极移动，除去杂质后KOH溶液从出口b导出，D正确。 考向2 电镀、电解精炼及应用 例2下列图示中关于铜电极的连接错误的是(　　) 【答案】C 【解析】A项，锌比铜活泼，锌作负极，铜作正极，连接正确；B项，电解精炼铜，粗铜作阳极，纯铜作阴极，连接正确；C项，电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，连接错误；D项，电解氯化铜溶液，铜作阴极，石墨作阳极，连接正确。 解题妙招 电镀和电解精炼的特点分析 (1)电镀过程中的“一多，一少，一不变”： ①“一多”指阴极上有镀层金属沉积； ②“一少”指阳极上有镀层金属溶解； ③“一不变”指电镀液(电解质溶液)的浓度基本不变。 (2)电解精炼过程中的“两不等”： ①电解质溶液浓度在电解前后不相等； ②阴极增加的质量和阳极减少的质量不相等。 【变式1·变载体】粗银中含有Cu、Pt等杂质，用电解法以硝酸银溶液为电解质溶液提纯银。下列说法正确的是( ) A．粗银与电源负极相连 B．阴极反应式为Ag＋＋e－===Ag C．Cu、Pt在阳极区中沉积 D．电解质溶液中c(Ag＋)先增大后减小 【答案】B 【解析】用电解法精炼粗银，银单质失电子变成银离子，发生氧化反应，粗银与电源正极相连，故A错误；得电子能力：Ag＋>Cu2＋，阴极为Ag＋得电子生成Ag，阴极电极反应式为Ag＋＋e＋===Ag，故B正确；电解精炼银时，粗银中比银活泼的铜会失电子形成离子进入溶液，Pt为惰性金属在阳极区沉积，则电解质溶液中c(Ag＋)不可能增大，故C、D错误。 【变式2·变考法】以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是(　　) A．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程 B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系 C．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率 D．镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用 【答案】C 【解析】电镀前，Zn与Fe构成原电池，Zn为负极，Fe为正极，电镀时，Fe为阴极，Zn为阳极，原电池充电时，原电池负极为阴极、正极为阳极，故不属于原电池的充电过程，A错误；根据电子守恒，通过电子的电量与析出Zn的量成正比，B错误；电流恒定，单位时间通过的电子的物质的量恒定，即电解速率恒定，C正确；镀层破损后，Zn与Fe仍能构成原电池，其中Zn为负极被腐蚀，Fe为正极被保护，D错误。 考点三 金属的电化学腐蚀与防护 知●识●解●构 知识点1 金属的电化学腐蚀 1．金属的腐蚀 (1)金属腐蚀的本质 金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生氧化反应。 (2)金属腐蚀的类型 化学腐蚀与电化学腐蚀 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属与接触到的物质直接发生化学反应 不纯的金属接触到电解质溶液发生原电池反应 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 电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多，腐蚀速率更快，危害也更严重 2．金属的电化学腐蚀 (1)钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀 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 电极反应 负极 Fe－2e－===Fe2＋ 正极 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 总反应式 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 联系 吸氧腐蚀更普遍 (2)钢铁暴露在潮湿空气中主要发生的是吸氧腐蚀，铁锈的形成过程中主要发生的反应为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O。 3．金属电化学腐蚀规律 (1)对同一种金属来说，在不同溶液中腐蚀的快慢：强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。 (2)活动性不同的两金属：活动性差别越大，活动性强的金属腐蚀越快。 (3)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快，且氧化剂的浓度越高，氧化性越强，腐蚀越快。 (4)对同一电解质溶液来说。电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。 知识点2 金属的电化学防护 1．金属的防护方法 (1)改变金属材料的组成 在金属中添加其他金属或非金属可以制成性能优异的合金。如普通钢中加入镍、铬等制成不锈钢产品，钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性，还具有良好的生物相容性。 (2)在金属表面覆盖保护层 在金属表面覆盖致密的保护层，将金属制品与周围物质隔开是一种普遍采用的防护方法。如，在钢铁制品的表面喷涂油漆、涂矿物性油脂、覆盖搪瓷、塑料等；电镀锌、锡、铬、镍等；利用化学方法、离子注入法、表面渗镀等方式在金属表面形成稳定的钝化膜。 (3)电化学保护法 金属在发生电化学腐蚀时，总是作为原电池负极(阳极)的金属被腐蚀，作为正极(阴极)的金属不被腐蚀，如果能使被保护的金属成为阴极，则该金属就不易被腐蚀。 ①牺牲阳极的阴极保护法 原理：原电池原理，被保护的金属作为阴极（原电池的正极），活泼性更强的金属作负极。 应用：轮船船体、锅炉内壁、船舶外壳、地下管道等安装镁合金或锌块。 ②外加电流阴极保护法 原理：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，外界直流电源。 应用：钢铁闸门、海水中的船体等。 考●向●破●译 考向1 金属的腐蚀的原理及分析 例1(1)实验探究(如图所示)： ①若棉团浸有NH4HSO4溶液，铁钉发生________腐蚀，正极反应式为___________________，右试管中的现象是______________。 ②若棉团浸有NaCl溶液，铁钉发生________腐蚀，正极反应式为______________________，右试管中的现象是___________________________。 (2)下图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。 ①腐蚀最严重的部位是______(用“A”“B”或“C”回答，下同)。原因________________________________。 ②形成铁锈最多的部位是______，原因______________________________。 【答案】(1)①析氢　2H＋＋2e－===H2↑　有气泡冒出 ②吸氧　O2＋4e－＋2H2O===4OH－　导管内液面上升 (2)①C 由于近水面B处溶解氧浓度大于C处，发生吸氧腐蚀时B为正极，C为负极，C处Fe－2e－===Fe2＋ ②B 由于B处海水O2浓度较大，Fe2＋扩散至B处附近易发生Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3,2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O 【变式1·变题型】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 【答案】D 【解析】结合题图知Fe失电子，化合价升高，发生氧化反应，A项错误；铁锈结构疏松，不能保护内层金属，B项错误；铁片腐蚀时，Fe作负极，发生氧化反应，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，C项错误；铁片上的NaCl溶液为铁与碳形成原电池提供了电解质溶液，D项正确。 【变式2·变载体】在日常生活中，我们经常看到铁制品生锈、铝制品表面出现白斑等众多的金属腐蚀现象，可以通过下列装置所示实验进行探究。下列说法正确的是(　　) A．按图Ⅰ装置实验，为了更快、更清晰地观察到液柱上升，采用酒精灯加热左边的具支试管的方法 B．图Ⅲ装置的总反应为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑 C．图Ⅱ是图Ⅰ所示装置的原理示意图，图Ⅱ的正极材料是铁 D．铝制品表面出现白斑可以通过图Ⅲ装置进行探究，Cl－由活性炭区向铝箔区迁移，并在铝箔上发生电极反应2Cl－－2e－===Cl2↑ 【答案】B 【解析】具支试管内气体受热，压强增大，部分气体逸出，冷却后，气体压强减小，不能更快、更清晰地观察到液柱上升，A错误；正极与负极反应式相加得到图Ⅲ装置的总反应为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑，B正确；铁为负极，C错误；铝箔为负极，反应式为4Al－12e－===4Al3＋，活性炭为正极，反应式为3O2＋12e－＋6H2O===12OH－，D错误。 考向2 金属的防护方法 例2支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是(　　) A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零 B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩 C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流 D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整 【答案】C 【解析】钢管桩接电源的负极，高硅铸铁接电源的正极，通电后，外电路中的电子从高硅铸铁(阳极)流向正极，从负极流向钢管桩(阴极)，A、B正确；题给信息高硅铸铁为“惰性辅助阳极”不损耗，C错误。 解题妙招 金属腐蚀的类型的判断及电化学防护方法的选择 (1)分析金属发生腐蚀的环境，确定金属发生腐蚀的类型及变化 (2)结合金属发生腐蚀的原理，选择合适的电化学防腐方法 【变式1·变载体】用图示的方法可以保护钢质闸门，下列说法不正确的是(　　) A．当a、b间用导线连接时，则X应发生氧化反应 B．当a、b间用导线连接时，则X可以是锌 C．当a、b与外接电源相连时，a应连接电源的负极 D．当a、b与外接电源相连时，其方法为牺牲阳极法 【答案】D 【解析】当a、b间用导线连接时形成了原电池，铁需要被保护，则铁为正极，X作负极，发生氧化反应，X需要的是一种活泼性比铁强的金属，可以是锌，A、B正确；当a、b与外接电源相连时，铁需要被保护，则铁作阴极，a应连接电源的负极，C正确；当a、b与外接电源相连时，利用电解原理保护金属铁，其方法是外加电流法，D错误。 【变式2·变考法】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↑ 【答案】D 【解析】由于活动性：Fe>石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，失去电子被氧化变为Fe2＋进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成原电池时腐蚀的速率快，A项正确；d为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B项正确；若d为锌块，则由于金属活动性：Zn>Fe，Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，C项正确；d为锌块，由于电解质为中性环境，铁片电极上发生的是吸氧腐蚀，铁片上的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D项错误。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2025·上海卷，二）CaWO4具有良好的光学活性，被广泛用于光电陶瓷材料中。工业上可以用电解法制备CaWO4，其装置如图所示： 已知 （8）写出该装置的阳极方程式_______。 （9）为获取高纯的CaWO4，在电解时需要不断通入，说明其原因_______。 【答案】（8） （9）减少CO2，避免生成CaCO3 【解析】（8）W与电源正极相连，所以是电解池的阳极，故电极反应式为：； （9）制备时需要不断通入N2的原因是：减少CO2，避免生成CaCO3；故答案为：减少CO2，避免生成CaCO3。 2．（2026·上海卷，四）铜的提取最后一步为电解。电解装置中使用质子交换膜分隔两极室。如下图所示。 （6）写出正极的电极反应式___________。 【答案】（6） 【解析】（6）电解装置右侧转化为，元素化合价升高，发生失电子的氧化反应，故右侧电极为阳极，接电源正极，电极反应式为。 2 / 3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第03讲 电解池 金属的腐蚀与防护 内容导航 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 原电池的工作原理 知识解构 知识点1 电解池的工作原理 ∣ 知识点2 电解规律 考向破译 考向1 电解池的工作原理 ∣ 考向2 电解规律及应用 考向3 电极反应式的书写 ∣ 考向4 电解的有关计算 解题妙招1 判断电解池阴、阳极的常用方法 解题妙招2 分析电解过程的思维程序 解题妙招3 电解池电极反应式的书写方法 解题妙招4 电化学综合计算的三种常用方法 考点二 电解原理的应用 知识解构 知识点1 电解生产化工产品 ∣ 知识点2 电镀、电解精练铜和电冶金 考向破译 考向1 氯碱工业原理及应用 ∣ 考向2 电镀、电解精炼及应用 解题妙招1 电镀和电解精炼的特点分析 考点三 金属的电化学腐蚀与防护 知识解构 知识点1 金属的电化学腐蚀 ∣ 知识点2 金属的电化学防护 考向破译 考向1 金属的腐蚀的原理及分析 ∣ 考向2 金属的防护方法 解题妙招1 金属腐蚀的类型的判断及电化学防护方法的选择 0401 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 考情梳理--三年真题 考向梳理 核心考点 2026年 2025年 2024年 电解池的工作原理 四（6） 电解原理在生产中的应用 二（8）（9） 金属的电化学腐蚀与防护 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码： 近几年高考有关电解池的考点主要出现在物质结构与性质综合题，结合物质的制备、污染物的处理等考查电解池的的工作原理，重点考查电解池的结构分析及电极反应式的书写。 ►复习目标： 1．理解电解池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应式和总反应方程式。 2．了解电解原理在氯碱工业、精炼铜、电镀、电冶金等方面的应用；认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。 3．了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 电解池的工作原理 知●识●解●构 知识点1 电解池的工作原理 1．电解和电解池 (1) 电解是在______作用下，在两个电极上分别发生______反应和______反应的过程。 (2) 电解池是将_____能转化为______能的装置。 2．电解池的工作原理 (1)电极名称及反应类型 阴极：与电源______相连的电极，发生______反应； 阳极：与电源______相连的电极，发生______反应。 (2)电子流向：从电源_____极流出后，流向电解池的_____极；从电解池的_____极流出后，流向电源的_____极。 (3)离子的移动方向：阳离子移向电解池的_____极，阴离子移向电解池的_____极。 (4)电解池的构成条件 具有与_______相连接的两个电极（阴极、阳极），插入______溶液或熔融______中，形成__________。 得分速记 (1)电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是依靠离子定向移动形成电流，即电子本身不会通过电解质溶液。 (2)电子、离子、电流的移动方向 知识点2 电解规律 1．电极反应规律 (1)阴极： 无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。阳离子放电顺序如下： (2)阳极： 溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化，或者电极材料（电极为活性电极）本身失去电子被氧化而溶入溶液中。 ①活性电极(除Au、Pt外的金属)作阳极，则活性电极______电子。 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： 得分速记 (1)阳离子的放电顺序遵循氧化还原反应的“先后规律”，前提条件是各种离子的浓度相差不大。 (2)金属阳离子(除Fe3＋外)放电，一般得到相应的金属单质，H＋放电则得到H2；Fe3＋放电一般转化为Fe2＋。 (3)阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。 (4)最常用、最重要的放电顺序是阳极：Cl－>OH－；阴极：Ag＋>Cu2＋>H＋。 (5)电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。 2．以惰性电极电解电解质溶液的规律 (1)电解水型（强酸、强碱和活泼金属的含氧酸盐溶液） 实例 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 复原方法 H2SO4 阴极：______________________________ 阳极：______________________________ 总反应式：___________________________ NaOH 阴极：______________________________ 阳极：______________________________ 总反应式：___________________________ Na2SO4 阴极：______________________________ 阳极：______________________________ 总反应式：___________________________ (2)电解电解质型[无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐溶液（如HCl、CuCl2）] 实例 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 复原方法 HCl 阴极：______________________________ 阳极：______________________________ 总反应式：___________________________ CuCl2 阴极：______________________________ 阳极：______________________________ 总反应式：___________________________ (3)放H2生碱型（活泼金属的无氧酸盐） 实例 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 复原方法 NaCl 阴极：______________________________ 阳极：______________________________ 总反应式：___________________________ (4)放O2生酸型（不活泼金属的含氧酸盐溶液） 实例 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 复原方法 CuSO4 阴极：______________________________ 阳极：______________________________ 总反应式：___________________________ AgNO3 阴极：______________________________ 阳极：______________________________ 总反应式：___________________________ 得分速记 电解后电解质溶液的复原 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H2SO4反应后使水量增加。使电解后的溶液恢复原状的方法：先让析出的产物(气体或沉淀)恰好完全反应，再将其化合物投入电解后的溶液中即可。 考●向●破●译 考向1 电解池的工作原理 例1一种采用H2O(g)和N2(g)为原料制备NH3(g)的装置示意图如图。 下列有关说法正确的是(　　) A．在b电极上，N2被还原 B．金属Ag可作为a电极的材料 C．改变工作电源电压，反应速率不变 D．电解过程，固体氧化物电解质中O2－不断减少 解题妙招 判断电解池阴、阳极的常用方法 【变式1·变考法】以铅酸蓄电池为电源，以石墨为电极电解CuSO4溶液，装置如图所示。若一段时间后Y电极上有6.4 g红色物质析出，停止电解。下列说法正确的是( ) A．a为铅酸蓄电池的负极 B．电解过程中SO向右侧移动 C．电解结束时，左侧溶液质量增重8 g D．铅酸蓄电池工作时，正极电极反应式为PbSO4＋2e－===Pb＋SO 【变式2·变载体】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，下列说法正确的是(　　) A．石墨电极为阴极，发生氧化反应 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，阳离子向石墨电极移动 考向2 电解规律及应用 例2以石墨为电极，电解KI溶液(含有少量的酚酞和淀粉)。下列说法错误的是(　　) A．阴极附近溶液呈红色 B．阴极逸出气体 C．阳极附近溶液呈蓝色 D．溶液的pH变小 解题妙招 分析电解过程的思维程序 【变式1·变考法】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 【变式2·变载体】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．AgNO3　CuCl2　Cu(NO3)2 B．KCl　Na2SO4　CuSO4 C．CaCl2　KOH　NaNO3 D．HCl　HNO3　K2SO4 考向3 电极反应式的书写 例3按要求书写电极反应式和总反应方程式： (1)用惰性电极电解MgCl2溶液 阳极反应式：___________________________________________________________； 阴极反应式：___________________________________________________________； 总反应离子方程式：_____________________________________________________。 (2)以铝材为阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜 阳极反应式：___________________________________________________________； 阴极反应式：___________________________________________________________； 总反应方程式：_________________________________________________________。 (3)电解MnSO4溶液可制备MnO2，其阳极的电极反应式为____________________________。 解题妙招 电解池电极反应式的书写方法 (1)书写电解池的电极反应式时，弱电解质要写成分子式。如用惰性电极电解食盐水时，阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－；总反应离子方程式为2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。 (2)电解水溶液时，应注意放电顺序，位于H＋、OH－之后的离子一般不参与放电。 (3)Fe3＋在阴极上放电时生成Fe2＋，而不是得到单质Fe。 (4)判断电解产物、书写电极反应式以及分析电解质溶液的变化时首先要注意阳极是活性材料还是惰性材料。 (5)书写电解化学方程式时，应看清是电解电解质的水溶液还是熔融电解质。Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋只有在熔融状态下才放电。 【变式1·变考法】（2026·上海虹口·二模）电解法可生产半导体掺杂所需的高纯PH3。该方法采用磷酸溶液作为电解液，把熔融的白磷(P4)分散到溶液中。 (1)M电极是_______。 A．正极    B．负极    C．阴极    D．阳极 (2)写出生成PH3的电极反应式______________________________。 【变式2·变载体】（25-26高三下·上海·阶段检测）直接排放含的烟气会形成酸雨，危害环境。利用钠碱循环法，溶液作为吸收液，可脱除烟气中的。当吸收液的pH降至约为5时，可用如下图所示电解槽进行再生，A、B为离子交换膜，电极为惰性电极。 (1)写出阳极可能的电极反应式：___________。 (2)当阴极室中溶液pH升至8以上时，吸收液再生并循环利用，简述再生原理：___________。 考向4 电解的有关计算 例4（2026·上海金山·二模）挖掘出土的青铜器表面通常覆盖有锈蚀产物，可以分为无害锈与有害锈。无害锈如，能形成致密的薄膜，阻止锈蚀反应进一步发生。有害锈主要是含氯物质，如CuCl、，它们的结构疏松，易导致锈蚀向内蔓延，加快青铜器的锈蚀速率，影响青铜器的使用寿命。青铜器发生电化学腐蚀，形成的示意图如下： (3)过程Ⅰ中负极的电极反应式为__________________，若生成，理论上消耗标准状况下氧气______L。 解题妙招 电化学综合计算的三种常用方法 (1)根据总反应式计算 先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。 (2)根据电子守恒计算 ①用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。 ②用于混合溶液中电解的分阶段计算。 (3)根据关系式计算 根据得失电子守恒定律建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。 【变式1·变题型】将两个铂电极插入500 mL CuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064 g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为(　　) A．4×10－3 mol·L－1 B．2×10－3 mol·L－1 C．1×10－3 mol·L－1 D．1×10－7 mol·L－1 【变式2·变载体】以惰性电极电解100 mL 0.05 mol·L－1 CuSO4溶液。 (1)阳极产生56 mL(标准状况下)气体时，所得溶液的pH为________(不考虑溶液体积变化)，要使溶液恢复到电解前的状态，可加入________g的________物质。 (2)继续通电电解，此时被电解的物质为________，若加入0.1 mol Cu (OH)2可使溶液复原，则电路中转移的电子为________mol。 (3)通电足够长时间，加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3可使溶液复原，则电路中转移电子为________mol。 考点二 电解原理的应用 知●识●解●构 知识点1 电解生产化工产品 1．电解饱和食盐水 (1)电极反应 阳极：____________________________(反应类型：_______反应)； 阴极：____________________________(反应类型：_______反应)。 (2)电解方程式 化学方程式：_________________________________________________； 离子方程式：_________________________________________________。 (3)检验阳极产物的方法是_________________________________________________。电解时向食盐水中滴加酚酞，______极附近溶液变红，说明该电极附近产生的物质为_______。 2．阳离子交换膜法电解饱和食盐水的原理 (1)阳离子交换膜的作用 ①阻止_______进入阳极室与Cl2发生副反应：___________________________________； ②阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。 (2)a、b、c、d加入或取出的物质分别是_________、_________、_________、_________；X、Y分别为______、______。 知识点2 电镀、电解精练铜和电冶金 1．电镀 (1)概念：应用电解原理在某些金属或非金属制品表面镀上其他_______或_______薄层的方法。 (2)目的：增强金属的_______能力，同时也可以增加美观和表面硬度等。 (3)电镀的工作原理： 电镀时，通常把待镀的金属制品作为_______，把镀层金属作为_______，用含有镀层金属离子的溶液作为______________。 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。 2．电解精炼铜 (1)装置构成 ①电极材料：阳极为_______，阴极为_______。 ②电解质溶液：含_______的盐溶液。 (2)电极反应式 阳极：___________________、___________________、___________________、___________________； 阴极：_____________________。 (3)阳极泥的形成 粗铜中不活泼的杂质(金属活动性顺序中位于铜之后的银、金等)在阳极难以失去电子，当阳极上的铜失去电子变成离子之后，它们以金属单质的形式沉积于电解槽的底部，成为阳极泥。 得分速记 (1)电镀时，镀层金属作阳极，镀件作阴极，含镀层金属阳离子的盐溶液为电解质溶液； (2)电解精炼铜时，粗铜中不活泼的杂质(银、金等)在阳极难以失去电子，最后以金属单质的形式沉积于电解槽的底部，成为阳极泥。 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Na、Ca、Mg、Al等。 总方程式 阳极、阴极反应式 冶炼钠 冶炼镁 冶炼铝 工业电解氧化铝制取金属铝时，常加入冰晶石(Na3AlF6)，其作用是______________。电解过程中还需不断补充阳极(石墨)，其原因是__________________________________________。 得分速记 (1)用氧化铝电解冶炼铝时，氧化铝的熔点很高，为降低熔点，加入了助熔剂冰晶石(Na3AlF6)；电解过程中，阳极生成的氧气与石墨电极反应，因此石墨电极需不断补充。 (2)氯碱工业所用的饱和食盐水需要精制，除去NaCl中混有的Ca2＋、Mg2＋、SO。 (3)电镀时，电解质溶液中金属阳离子浓度不变；电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)减小。 (4)电解熔融MgCl2冶炼镁，而不能电解MgO冶炼镁，是因为MgO的熔点很高。 考●向●破●译 考向1 氯碱工业原理及应用 例1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 【变式1·变载体】高氯酸在化工生产中有广泛应用，工业上以NaClO4为原料制备高氯酸的原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．上述装置中，f极为光伏电池的正极 B．阴极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ C．d处得到较浓的NaOH溶液，c处得到HClO4 D．若转移2 mol电子，理论上生成100.5 g HClO4 【变式2·变考法】用电解法可提纯含有某些含氧酸根杂质的粗KOH溶液，其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是( ) A．阳极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ B．通电后阴极区附近溶液pH会增大 C．K＋通过交换膜从阴极区移向阳极区 D．纯净的KOH溶液从b出口导出 考向2 电镀、电解精炼及应用 例2下列图示中关于铜电极的连接错误的是(　　) 解题妙招 电镀和电解精炼的特点分析 (1)电镀过程中的“一多，一少，一不变”： ①“一多”指阴极上有镀层金属沉积； ②“一少”指阳极上有镀层金属溶解； ③“一不变”指电镀液(电解质溶液)的浓度基本不变。 (2)电解精炼过程中的“两不等”： ①电解质溶液浓度在电解前后不相等； ②阴极增加的质量和阳极减少的质量不相等。 【变式1·变载体】粗银中含有Cu、Pt等杂质，用电解法以硝酸银溶液为电解质溶液提纯银。下列说法正确的是( ) A．粗银与电源负极相连 B．阴极反应式为Ag＋＋e－===Ag C．Cu、Pt在阳极区中沉积 D．电解质溶液中c(Ag＋)先增大后减小 【变式2·变考法】以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是(　　) A．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程 B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系 C．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率 D．镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用 考点三 金属的电化学腐蚀与防护 知●识●解●构 知识点1 金属的电化学腐蚀 1．金属的腐蚀 (1)金属腐蚀的本质 金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生_______反应。 (2)金属腐蚀的类型 化学腐蚀与电化学腐蚀 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属与接触到的物质_______发生化学反应 _______金属接触到电解质溶液发生_______反应 本质 现象 金属被腐蚀 _______金属被腐蚀 区别 ______电流产生 _______电流产生 联系 电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多，腐蚀速率更快，危害也更严重 2．金属的电化学腐蚀 (1)钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜酸性_______ 水膜酸性_______或_______ 电极反应 负极 正极 总反应式 联系 吸氧腐蚀更普遍 (2)钢铁暴露在潮湿空气中主要发生的是吸氧腐蚀，铁锈的形成过程中主要发生的反应为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O。 3．金属电化学腐蚀规律 (1)对同一种金属来说，在不同溶液中腐蚀的快慢：强电解质溶液____弱电解质溶液____非电解质溶液。 (2)活动性不同的两金属：活动性差别越大，活动性强的金属腐蚀越_____。 (3)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越_____，且氧化剂的浓度越高，氧化性越强，腐蚀越_____。 (4)对同一电解质溶液来说。电解原理引起的腐蚀____原电池原理引起的腐蚀____化学腐蚀____有防护措施的腐蚀。 知识点2 金属的电化学防护 1．金属的防护方法 (1)改变金属材料的组成 在金属中添加_________或_______可以制成性能优异的_______。如普通钢中加入镍、铬等制成不锈钢产品，钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性，还具有良好的生物相容性。 (2)在金属表面覆盖保护层 在金属表面覆盖_______保护层，将金属制品与周围物质隔开是一种普遍采用的防护方法。如，在钢铁制品的表面喷涂油漆、涂矿物性油脂、覆盖搪瓷、塑料等；电镀锌、锡、铬、镍等；利用化学方法、离子注入法、表面渗镀等方式在金属表面形成稳定的钝化膜。 (3)电化学保护法 金属在发生电化学腐蚀时，总是作为原电池______________的金属被腐蚀，作为______________的金属不被腐蚀，如果能使被保护的金属成为_______，则该金属就不易被腐蚀。 ①牺牲阳极的阴极保护法 原理：原电池原理，被保护的金属作为阴极（原电池的_______），活泼性更强的金属作_______。 应用：轮船船体、锅炉内壁、船舶外壳、地下管道等安装_______或_______。 ②外加电流阴极保护法 原理：将作为_______的被保护金属和作为_________的惰性电极，置于电解质溶液中，外界直流电源。 应用：钢铁闸门、海水中的船体等。 考●向●破●译 考向1 金属的腐蚀的原理及分析 例1(1)实验探究(如图所示)： ①若棉团浸有NH4HSO4溶液，铁钉发生________腐蚀，正极反应式为___________________，右试管中的现象是______________。 ②若棉团浸有NaCl溶液，铁钉发生________腐蚀，正极反应式为______________________，右试管中的现象是___________________________。 (2)下图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。 ①腐蚀最严重的部位是______(用“A”“B”或“C”回答，下同)。原因________________________________。 ②形成铁锈最多的部位是______，原因______________________________。 【变式1·变题型】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 【变式2·变载体】在日常生活中，我们经常看到铁制品生锈、铝制品表面出现白斑等众多的金属腐蚀现象，可以通过下列装置所示实验进行探究。下列说法正确的是(　　) A．按图Ⅰ装置实验，为了更快、更清晰地观察到液柱上升，采用酒精灯加热左边的具支试管的方法 B．图Ⅲ装置的总反应为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑 C．图Ⅱ是图Ⅰ所示装置的原理示意图，图Ⅱ的正极材料是铁 D．铝制品表面出现白斑可以通过图Ⅲ装置进行探究，Cl－由活性炭区向铝箔区迁移，并在铝箔上发生电极反应2Cl－－2e－===Cl2↑ 考向2 金属的防护方法 例2支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是(　　) A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零 B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩 C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流 D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整 解题妙招 金属腐蚀的类型的判断及电化学防护方法的选择 (1)分析金属发生腐蚀的环境，确定金属发生腐蚀的类型及变化 (2)结合金属发生腐蚀的原理，选择合适的电化学防腐方法 【变式1·变载体】用图示的方法可以保护钢质闸门，下列说法不正确的是(　　) A．当a、b间用导线连接时，则X应发生氧化反应 B．当a、b间用导线连接时，则X可以是锌 C．当a、b与外接电源相连时，a应连接电源的负极 D．当a、b与外接电源相连时，其方法为牺牲阳极法 【变式2·变考法】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↑ 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2025·上海卷，二）CaWO4具有良好的光学活性，被广泛用于光电陶瓷材料中。工业上可以用电解法制备CaWO4，其装置如图所示： 已知 （8）写出该装置的阳极方程式_______。 （9）为获取高纯的CaWO4，在电解时需要不断通入，说明其原因_______。 2．（2026·上海卷，四）铜的提取最后一步为电解。电解装置中使用质子交换膜分隔两极室。如下图所示。 （6）写出正极的电极反应式___________。 2 / 3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $