第7章 第32讲 电解池 金属的腐蚀与防护(课件PPT)-【高考领航】2027年高考化学大一轮复习学案（创新版）

该高中化学高考复习课件聚焦“电解池 金属的腐蚀与防护”专题，覆盖电解池构成与工作原理、电极反应式书写、氯碱工业等电解应用，以及金属腐蚀类型与防护措施等高考核心考点。通过对接高考评价体系，分析近五年真题考点权重，归纳出电极反应书写、电解计算、腐蚀防护判断等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题体验+技巧突破+素养培养”，如以2024广东卷“牺牲阳极法防腐”真题为例，运用科学思维中的“证据推理”方法解析电极反应，结合“电子守恒法”突破电解计算难点。特设易错点分析（如离子流向判断）和答题模板，帮助学生掌握得分技巧，教师可据此开展精准复习，提升备考效率。

第32讲　电解池　金属的腐蚀与防护 返回 ‹#› 1．理解电解池的构成、工作原理，能书写电极反应式和总反应方程式。　2.掌握氯碱工业、电解精炼、电镀、电冶金等的反应原理。　3.了解金属发生电化学腐蚀的本质及危害，能用电化学原理解释金属腐蚀的现象，能选择设计金属的防腐措施。 [目标导航·明方向] 返回 ‹#› 1 考点一 2 考点二 3 考点三 栏 目 导 引 4 真题体验 研考题·提技能 5 限时规范训练 返回 ‹#› 3 考点一 电解池的工作原理 1．电解与电解池 氧化 直流电 电 化学 反应和还原反应 电源 返回 ‹#› 4 2．电解池工作原理(以惰性电极电解CuCl2溶液为例) 总反应式：____________________________ CuCl2Cu＋Cl2↑ 返回 ‹#› 3．电解过程的三个流向 (1)电子流向：电源___极→电解池___极；电解池___极→电源___极。 (2)离子流向：阳离子→电解池的阴极，阴离子→电解池的阳极。 (3)电流方向：电源___极→电解池___极→电解质溶液→___极→___极。 负 阴 阳 正 正 阳 阴 负 返回 ‹#› 4．电极上放电顺序与电解产物的判断 返回 ‹#› 5．用惰性电极电解电解质溶液的四种类型 返回 ‹#› 正确的划“√”，错误的划“×”。 (1)电解池中，活动性强的金属作阳极，活动性弱的金属作阴极(　　) (2)电解CuCl2溶液，阳极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色 (　　) (3)电解过程中电子流动方向为负极→阴极→电解质溶液→阳极→正极 (　　) (4)用铜电极电解稀盐酸，发生反应：Cu＋2H＋Cu2+＋H2↑(　　) (5)电解盐酸、稀硫酸等溶液，阴极上H＋放电，溶液的pH均增大(　　) × √ × × √ 返回 ‹#› 一、电解原理及规律 1．用惰性电极进行电解，下列说法正确的是(　　) A．电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液pH不变 B．电解稀NaOH溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小 C．电解Na2SO4溶液，在阴极上和阳极上生成气体产物的物质的量之比为1∶2 D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上生成产物的物质的量之比为1∶1 D 返回 ‹#› 解析：D　电解稀硫酸时，实质上是电解水，溶剂的质量减少，溶质的质量不变，所以溶液的浓度增大，氢离子的浓度增大，溶液的pH变小，故A错误；电解稀氢氧化钠溶液时，实质上是电解水，溶剂的质量减少，溶质的质量不变，所以溶液的浓度增大，氢氧根离子的浓度增大，溶液的pH变大，故B错误；电解硫酸钠溶液时，实质上是电解水，阴极上水得电子生成氢气，阳极上水失电子生成氧气，根据得失电子守恒，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为2∶1，故C错误；电解氯化铜溶液时，阴极上铜离子得电子生成铜，阳极上氯离子失电子生成氯气，根据得失电子守恒，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1，故D正确。 返回 ‹#› 二、陌生电极反应式的书写 2．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：_______________________________________________； 总反应的离子方程式：_______________________________________。 (2)用铁作电极电解NaCl溶液。 阳极反应式：_______________________________________________； 阴极反应式：________________________________________________； 总反应的离子方程式：________________________________________。 返回 ‹#› (3)用Al作电极电解NaOH溶液。 阳极反应式：________________________________________________； 阴极反应式：________________________________________________； 总反应的离子方程式：________________________________________。 (4)用Al作阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜。 阳极反应式：________________________________________________； 阴极反应式：________________________________________________； 总反应的离子方程式：________________________________________。 返回 ‹#› 答案：(1)2Cl－－2e－===Cl2↑　2H2O＋2e－＋Mg2+===H2↑＋Mg(OH)2↓　Mg2+＋2Cl－＋2H2OMg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑　(2)Fe－2e－===Fe2+　2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－　Fe＋2H2OFe(OH)2↓＋H2↑　===　2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－　2Al＋6H2O＋2OH－2[Al(OH)4]－＋3H2↑　(4)2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋　2H＋＋2e－===H2↑　2Al＋3H2OAl2O3＋3H2↑ 返回 ‹#› 3．(2025·安徽芜湖十二中月考)高铁酸盐还可用电解法制备。利用纯铁作电极插入浓的NaOH溶液电解制得Na2FeO4的工作原理如图所示。 阳极生成的电极反应式为___________________________________ _____________________________________________________________。 返回 ‹#› 解析：由题干电解装置图可知，阳极是Fe失去电子，在碱性条件下生成，阳极电极反应式为Fe－6e－＋8OH－===＋4H2O。 答案：Fe－6e－＋8OH－===＋4H2O 返回 ‹#› 三、电解的计算 4．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________。 (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。 返回 ‹#› 解析：(1)电解CuSO4时，阳极H2O失电子生成O2，阴极Cu2+得电子生成Cu，阳极生成56 mL O2(标准状况)即0.0025 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0.0025 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，CO2逸出，故转移电子为0.2 mol×2＋0.1 mol×2＝0.6 mol。 答案：(1)1　0.4　CuO(或0.62　CuCO3)　(2)水(或H2O)　0.4　(3)0.6 返回 ‹#› [题后归纳]　电化学计算中常用的方法 (1)根据总反应计算 先写出电极反应，再写出总反应，最后根据总反应列出比例式计算。 (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，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。 返回 ‹#› 考点二 电解原理的应用 1．氯碱工业 (1)离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图 返回 ‹#› (2)电极反应式 阳极：______________________。 阴极：___________________________。 总反应：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 ___是阳极产物，____________是阴极产物。 注意：电解所用的食盐水要精制。 2Cl－－2e－===Cl2↑ 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ Cl2 H2、NaOH 返回 ‹#› (3)阳离子交换膜的作用 ①_______________________； ②_________________________________。 (4)阴极室加入NaOH稀溶液的作用是__________，且不引入杂质。 避免H2和Cl2混合引起爆炸 避免Cl2和NaOH反应，提高碱的纯度 增强导电性 返回 ‹#› 2．电镀铜与电解精炼铜   电镀铜 电解精炼铜 示意图     返回 ‹#›   电镀铜 电解精炼铜 电极 反应 阳极 Cu－2e－===Cu2+ 先是比铜活动性强的如：Zn－2e－===Zn2+，然后是Cu－2e－===Cu2+ 阴极 Cu2+＋2e－===Cu Cu2+＋2e－===Cu 电解质溶 液的浓度变化 CuSO4溶液的浓度不变 CuSO4溶液的浓度变小 [注意]　电解精炼铜时，粗铜中的Ag、Au等不反应，沉积在电解槽底部形成阳极泥。 返回 ‹#› 3．电冶金 利用电解熔融盐或熔融氧化物的方法来冶炼活泼金属Na、Mg、Al等。 电解 冶炼 冶炼钠 冶炼镁 冶炼铝 电极 反应 阳极：____________ __________ 阴极：____________ ________ 阳极：________ ______________阴极：___________________ 阳极：________ _______________ 阴极：________ ______________ 总反 应 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 2Al2O3(熔融) 4Al＋3O2↑ 2Cl－－2e－ ===Cl2↑ 2Na＋＋2e－ ===2Na 2Cl－－2e－ ===Cl2↑ Mg2+＋2e－=== Mg 6O2-－ 12e－===3O2↑ 4Al3+ ＋12e－===4Al 返回 ‹#› 　正确的划“√”，错误的划“×”。 (1)电解饱和食盐水时，阳极产生Cl2，阴极可能产生金属Na(　　) (2)在镀件上电镀铜时，镀件要连接外加电源的负极(　　) (3)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2+)均保持不变(　　) (4)电解精炼时，可以从阳极泥提炼Au、Ag等贵重金属(　　) (5)电解冶炼镁、铝通常电解熔融的MgCl2和Al2O3，也可以电解熔融态的MgO和AlCl3(　　) × × × √ √ 返回 ‹#› 1．(氯碱工业)在氯碱工业中，离子交换膜法电解饱和食盐水示意图如图，下列说法不正确的是(　　) A．电极A为阳极，发生氧化反应生成氯气 B．离子交换膜为阳离子交换膜 C．饱和NaCl从a处进，NaOH溶液从d处出 D．OH－迁移的数量等于导线上通过电子的数量 D 返回 ‹#› 解析：D　氯碱工业中的总反应为2Cl－＋2H2O 2OH－＋H2↑＋Cl2↑；电解池中阳极失电子发生氧化反应，氯碱工业中Cl2为氧化产物，所以电极A为阳极，电极B为阴极。根据分析可知A为阳极，发生氧化反应生成氯气，A正确；电极发生反应的电极反应 式，阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，为了防止生成的氯气与NaOH发生反应，氢氧化钠要从d口流出，所以要防止OH－流向阳极即电极A，该离子交换膜为阳离子交换膜，B正确；根据B选项的分析可知饱和NaCl从a处进，NaOH溶液从d处出，C正确；因为有阳离子交换膜的存在，OH－不发生迁移，Na＋迁移到B电极，D错误。 返回 ‹#› 2．(电解精炼)已知氧化性：Fe2+<Ni2+<Cu2+。以NiSO4溶液为电解质溶液进行粗镍(含Fe、Zn、Cu、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是(　　) A．电解过程中，化学能转化为电能 B．粗镍作阳极，发生还原反应 C．利用阳极泥可回收Cu、Pt、Au等金属 D．溶液中c(Ni2+)始终不变 C 返回 ‹#› 解析：C　电解过程是电能转化为化学能的过程，A错误；电解过程中，粗镍作精炼池的阳极，比镍活泼的金属锌、铁和镍在阳极失去电子发生氧化反应生成金属阳离子，B错误；粗镍作精炼池的阳极，比镍的金属性弱的铜、铂和金等金属不能在阳极发生氧化反应而沉积，形成可以回收的阳极泥，C正确；粗镍作精炼池的阳极，比镍活泼的金属锌、铁和镍在阳极失去电子发生氧化反应生成金属阳离子，镍离子在阴极得到电子发生还原反应生成镍，溶液中镍离子的浓度减小，D错误。 返回 ‹#› 3．(电镀)如图为电镀实验装置，下列有关叙述不正确的是(　　) A．电镀时，待镀铁制品应与直流电源负极相连 B．通电后，溶液中的移向阳极 C．镀铜时，理论上阳极和阴极的质量变化相等 D．待镀铁制品增重0.64 g，电路中通过的电子为0.01 mol D 返回 ‹#› 解析：D　电镀时，镀层金属作阳极，镀件作阴极，待镀铁制品作阴极应与直流电源负极相连，A正确；电镀时溶液中的阴离子移向阳极，故移向阳极，B正确；镀铜时，阴极发生还原反应Cu2+＋2e－===Cu；铜片作阳极发生氧化反应Cu－2e－===Cu2+，理论上阳极减少的铜和阴极增加的铜的质量相等，C正确；待镀铁制品增重0.64 g，即阴极生成的铜为0.01 mol，根据电极反应式Cu2+＋2e－===Cu可知电路中通过的电子为0.02 mol，D错误。 返回 ‹#› 考点三 金属的腐蚀与防护 1．金属的腐蚀 (1)金属腐蚀的概念 金属腐蚀是金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象。 (2)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。 氧化 返回 ‹#› (3)金属腐蚀的类型 ①化学腐蚀与电化学腐蚀 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属跟__________直接接触 不纯金属或合金跟__________接触 现象 金属被腐蚀 较活泼的金属被腐蚀 本质 金属被氧化 较活泼金属被氧化 区别 __电流产生 ______电流产生 联系 两者往往同时发生，______腐蚀更普遍 非金属单质 电解质溶液 无 有微弱 电化学 返回 ‹#› ②析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以钢铁的腐蚀为例) 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜____较强(pH≤4.3) 水膜酸性很__或呈____ 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 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 中性 返回 ‹#› (4)金属腐蚀快慢的一般规律 对相同电解 质溶液而言 ①电解引起的腐蚀>原电池引起的腐蚀>化学腐蚀； ②外界条件相同时，电解质浓度越大，金属腐蚀越快 对相同 金属而言 ①强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中； ②活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀越快 返回 ‹#› 2．金属的防护 原电池 电解池 返回 ‹#› 正确的划“√”，错误的划“×”。 (1)牺牲阳极法是利用电解原理防腐蚀(　　) (2)当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用(　　) (3)将水库中的水闸(钢板)与外加直流电源的负极相连，可防止水闸被腐蚀 (　　) (4)金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍(　　) (5)在船体外嵌入锌块，可以减缓船体的腐蚀，这属于牺牲阴极法(　　) (6)在金属表面覆盖保护层，若保护层破损后，就完全失去了对金属的保护作用(　　) √ × × × × √ 返回 ‹#› 1．港珠澳大桥是我国一项伟大的工程，工程中大量使用先进的防腐措施。下列分析错误的是(　　) A．钢构件表面喷涂环氧树脂涂层隔绝空气和水 B．主梁钢板使用的耐候钢是一种具有抗腐蚀性的合金 C．将桥体与电源负极相连，利用了外加电流法 D．水下钢柱镶铝块作为牺牲阳极的材料，利用了电解原理 D 返回 ‹#› 解析：D　钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，能隔绝空气和水，从而防止钢铁被腐蚀，A正确；耐候钢是一定量的铜以及磷、铬、镍、钛、钒等耐腐蚀元素制成的，具有易延展、高强度、抗疲劳等特性，是一种具有抗腐蚀性的合金，B正确；将桥体与电源负极相连，利用了外加电流法，使桥体成为阴极，避免钢铁失去电子被腐蚀，C正确；水下钢柱镶铝块，铝的活泼性比铁强，铝作原电池负极，铁作原电池正极，从而达到抗腐蚀目的，其原理为牺牲阳极法，利用了原电池原理，D错误；故选D。 返回 ‹#› 2．(2025·河南商丘一模)某兴趣小组通过数字化实验装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测定具支锥形瓶中压强随时间变化关系以及溶氧量随时间变化关系，实验装置及数据记录如图所示。下列说法正确的是 (　　) 压强随时间变化的曲线 溶氧量随时间变化的曲线 C 返回 ‹#› A．整个过程中，正极电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ B．pH＝2.0的酸溶液中，具支锥形瓶内只发生了析氢腐蚀 C．pH＝4.0的酸溶液中，具支锥形瓶内既发生析氢腐蚀也发生吸氧腐蚀，且消耗的氧气量与生成的氢气量基本相当 D．1 L pH＝6.0的酸溶液中，到A点整个电化学腐蚀转移的电子数为0.2× 10-3NA 压强随时间变化的曲线 溶氧量随时间变化的曲线 返回 ‹#› 解析：C　该装置中Fe、C、酸溶液构成原电池，正极的电极反应随着pH的变化而发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀，既有2H＋＋2e－===H2↑，也有O2＋2H2O＋4e－===4OH－，A项错误；pH＝2.0的酸溶液中，根据溶氧量随时间的变化可知，具支锥形瓶内也发生了吸氧腐蚀，B项错误；pH＝4.0时，除了发生吸氧腐蚀，还发生了析氢腐蚀，消耗氧气的同时也产生了氢气，且消耗的氧气量与生成的氢气量大致相等，因此具支锥形瓶内压强几乎不变，C项正确；1 L pH＝6.0的酸溶液中，根据溶氧量判断发生了吸氧腐蚀，但是发生吸氧腐蚀的同时也存在较低程度的析氢腐蚀(图像中pH＝6.0和pH＝4.0曲线有重叠)，且具支锥形瓶中压强也减小，无法计算转移的电子数，D项错误。 压强随时间变化的曲线 溶氧量随时间变化的曲线 返回 ‹#› 真题体验 研考题·提技能 1．(2024·广东卷，5)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(　　) 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+ D 返回 ‹#› 44 解析：D　由于金属活动性Zn＞Fe，钢铁外壳为正极，锌块为负极，A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错误；该方法为牺牲阳极法，C错误；Zn失去电子，发生氧化反应：Zn－2e－===Zn2+，D正确。 返回 ‹#› 2．(2025·湖南卷，9)一种电化学处理硝酸盐产氨的 工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　) A．电解过程中，K＋向左室迁移 B．电解过程中，左室中的浓度持续下降 C．用湿润的蓝色石蕊试纸置于b处，试纸先变红后褪色 D．完全转化为NH3的电解总反应：＋8Cl－＋6H2ONH3↑＋ 9OH－＋4Cl2↑ B 返回 ‹#› 解析：B　由图可知，左侧→NH3，N元素 化合价下降，则左侧是阴极区，右侧Cl－→Cl2，Cl元素 化合价上升，则右侧是阳极区。电解池中，阳离子向阴 极移动，则K＋向左室迁移，A正确；电解过程中 先生成，再消耗，是中间产物，其浓度增大还是减小，取决于生成速率与消耗速率，无法得出其浓度持续下降的结论，B错误；b处生成氯气，与水反应生成盐酸和次氯酸，酸性环境中蓝色石蕊试纸变红，次氯酸能使变红的试纸褪色，故能看到试纸先变红后褪色，C正确；左侧阴极总反应式为＋8e－＋6H2O===NH3↑＋9OH－，右侧阳极总反应式为8Cl－－8e－===4Cl2↑，将两电极反应相加即可得到总反应，D正确。 返回 ‹#› 3．(2025·福建卷，9)一种无膜电合成碳 酸乙烯酯(C3H4O3)的工作原理如图。下 列说法正确的是(　　) A．电源a极为负极 B．反应中Br－的物质的量不断减少 C．总反应为C2H4＋CO2＋H2O===C3H4O3＋H2 D．“反应Ⅱ”为CO2＋BrCH2CH2OH===C3H4O3＋H＋＋Br－ C 返回 ‹#› 解析：C　根据图中信息可知电合成装置左边电极发生氧化反应：2Br－－2e－===Br2，右边电极发生还原反应：2H2O＋2e－===H2＋2OH－，即可判断电源a极为正极，b极为负极，A错误； 从整个反应过程来看，Br－在电极a转化为Br2后， 又经反应Ⅰ、Ⅱ等量产生(反应Ⅰ为：C2H4＋Br2＋OH－===BrCH2CH2OH＋Br－)，故Br－的物质的量未发生变化，B错误；以整个电解池为研究对象，反应物为C2H4、CO2和H2O，生成物为C3H4O3和H2，总反应为C2H4＋CO2＋H2O===C3H4O3＋H2，C正确；“反应Ⅱ”反应物为CO2和BrCH2CH2OH，生成物为C3H4O3和Br－，题干中“无膜”及图中阴极产生OH－可知，“反应Ⅱ”是在碱性介质中进行，故“反应Ⅱ”应为CO2＋BrCH2CH2OH＋OH－===C3H4O3＋H2O＋Br－，D错误。 返回 ‹#› 4．(2025·河北卷，10)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(　　) 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．再锂化过程中向LixCoO2电极迁移 D．电解过程中，阳极附近溶液pH升高 B 返回 ‹#› 解析：B　根据装置图可知，LixCoO2电极为阴极，反应式为LixCoO2＋(1－x)e－＋(1－x)Li＋===LiCoO2，Pt电极为阳极，反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，A错误；由电极反应式可知，产生标准状况下5.6 L(即0.25 mol)O2时转移1 mol电子，理论上转化 mol的LixCoO2，B正确；为阴离子，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，则阳极附近pH降低， D错误。 返回 ‹#› 3 4 5 6 7 8 9 10 12 11 1 2 限时规范 训练32　电解池　金属的腐蚀与防护 (建议用时：45分钟　满分：36分) 选择题：本题共12小题，每小题3分，共36分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1．(2024·浙江1月选考，13)破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成[Zn(NH3)4]2+和H2，下列说法不正确的是(　　) A．氨水浓度越大，腐蚀趋势越大 B．随着腐蚀的进行，溶液的pH变大 C．铁电极上发生的电极反应式为：2NH3＋2e－===H2↑＋ D．每生成标准状况下224 mL H2，消耗0.010 mol Zn C 返回 ‹#› 52 3 4 5 6 7 8 9 10 12 11 1 2 解析：C　Zn比Fe活泼，在氨水中二者可形成原电池，电化学腐蚀的总反应方程式为Zn＋4NH3·H2O===[Zn(NH3)4]2+＋H2↑＋2H2O＋2OH－，氨水浓度越大，生成[Zn(NH3)4]2+的速率越快，腐蚀趋势越大，A项正确；总反应方程式中有OH－生成，故溶液pH变大，B项正确；Zn生成[Zn(NH3)4]2+，发生氧化反应，作负极，则Fe作正极，正极上水解离出来的H＋得电子生成氢气，结合电解液为氨水知Fe电极上发生的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，C项错误；根据总反应方程式，可得关系式：H2～Zn，故每生成标准状况下224 mL(0.010 mol)H2，消耗0.010 mol Zn，D项正确。 返回 ‹#› 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2．化学在环境保护中起着相当重要的作用。催 化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝 酸盐的污染。电化学降解的原理如图所示， 下列说法中正确的是(　　) A．电解池中电源的正极为B，负极为A B．电解池阴极的电极反应式为：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ C．在电解池中右侧发生氧化反应，左侧发生还原反应 D．电解过程中转移2 mol电子，则左侧产生的气体在标况下的体积约为11.2 L D 返回 ‹#› 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 12 11 解析：D　右侧电极发生还原反应生成N2，则右侧为 阴极，左侧为阳极，阴极反应式为：＋10e－＋ 12H＋===N2↑＋6H2O，阳极反应式为：2H2O－4e－ ===O2↑＋4H＋。据以上分析可知，右侧为阴极，左侧 为阳极，则电源的负极为B，正极为A，故A错误；电解池左侧是阳极，阳极的电极反应式为：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，故B错误；结合分析可知在电解池中右侧发生还原反应，左侧发生氧化反应，故C错误；电解池左侧是阳极，电极反应式为：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，电解过程中转移2 mol电子，则左侧产生0.5 mol O2，在标况下的体积约为11.2 L，故D正确。 返回 ‹#› 2 3 1 4 5 6 7 8 9 10 12 11 3．(课标变化题)武汉大学研究了一种电化学分解甲烷源(ESM)的方法，实现了以节能、无排放和无水的方式生产氢气，反应机理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．Ni电极连接电源的正极 B．反应过程中，需要不断补充 C．理论上每生产11.2 L H2，电路中通过2 mol e－ D．Ni-YSZ电极的电极反应为CH4＋2O2-－4e－=== CO2＋2H2 D 返回 ‹#› 2 3 1 4 5 6 7 8 9 10 12 11 解析：D　 返回 ‹#› 2 3 1 4 5 6 7 8 9 10 12 11 [名师点睛]　2025课标新变化：注重科技创新，培养社会责任感 2025年新修订的普通高中化学课程标准提及新质生产力相关科技领域与化学的关联，结合学生已有的经验及化学研究的重要成果，引导学生关注与化学有关的社会问题及科技创新发展面临的重大挑战，形成人与自然和谐共生的理念，培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力。如2025年河北卷第10题设计的一种用于废弃电极材料LixCoO2再锂化的电化学装置，考查电极反应、离子迁移等知识，安徽卷第13题以一种锂—氢可充电电池为载体，考查电化学原理，本题结合新科技——电化学分解甲烷源实现以节能、无排放、无水的方式制氢的反应机理图，考查电极的判断、电极反应式的书写等，认识化学科学与技术的不断创新和发展是解决人类社会发展中遇到的问题的有效途径。 返回 ‹#› 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 12 11 4．微生物电解池(MEC)产甲烷技术是一种有望成为缓解能源危机与温室效应的重要新型途径。它以外界输入的较小电能为能量来源，以微生物为催化剂，MEC耦合厌氧消化系统产甲烷的工作原理如图。下列有关说法错误的是(　　) D 返回 ‹#› 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 11 1 A．a为电源的正极，b为电源的负极 B．电子的移动方向：从b→导线→Y电极，再经X→导线→a C．Y电极发生的反应：CO2＋8H＋＋8e－===CH4＋2H2O、8H＋＋8e－===4H2↑、CO2＋4H2===CH4＋2H2O D．若用铅酸蓄电池为电源，理论上消耗98 g H2SO4时，此装置中有2 mol H＋发生迁移 返回 ‹#› 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 11 1 解析：D　根据电极产物分析可知，有机物中碳元素化合价升高，失电子，X电极为阳极，a为电源正极；Y电极上CO2化合价降低得电子为阴极，b为电源的负极，据此分析解题。根据电极产物分析可知，A正确；电子从电源负极→阴 极，再从阳极→正极，B正确；根据Y电极图示原理判断，Y电极发生的反应有：CO2＋8H＋＋8e－===CH4＋2H2O、8H＋＋8e－===4H2↑、CO2＋4H2===CH4＋2H2O，C正确；若用铅酸蓄电池为电源，根据铅酸蓄电池放电时方程式Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O可知，理论上消耗98 g硫酸，则电路转移1 mol e－，此装置中有1 mol H＋发生迁移，D错误。 返回 ‹#› 2 3 4 5 1 6 7 8 9 10 12 11 5．羟基自由基(·OH)具有强氧化性。我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为CO2、H2O的原电池—电解池组合装置(如图所示)，该装置能实现发电、环保二位一体。下列说法正确的是(　　) D 返回 ‹#› 2 3 4 5 1 6 7 8 9 10 12 11 A．a极每参与反应，通过质子交换膜的H＋数目理论上为8NA B．b极为原电池的负极，工作一段时间后溶液的pH变大 C．相同条件下，c、d两极产生气体的体积比为7∶1 D．d极区苯酚被氧化的化学方程式为C6H5OH＋28·OH===6CO2↑＋17H2O 返回 ‹#› 2 3 4 5 1 6 7 8 9 10 12 11 解析：D　根据装置图可知，左侧为原电池，右侧为电解池，a电极中Cr元素的化合价由＋6价转化为＋3价，根据原电池工作原理，a电极为正极，b电极为负极，根据电解原理，d极为阳极，c极为阴极，据此 分析。由图可知，左侧为原电池装置，a极电极反应式为＋6e－＋7H2O===2Cr(OH)3＋8OH－，每参与反应，转移6 mol e－，则通过质子交换膜的H＋数目理论上有6NA，故A错误；b极为负极，电极反应式为C6H5OH－28e－＋11H2O ===6CO2↑＋28H＋，溶液pH减小，故 返回 ‹#› 2 3 4 5 1 6 7 8 9 10 12 11 B错误；d极电极反应为H2O－e－===H＋＋·OH，羟基自由基(·OH)进一步氧化苯酚，C6H5OH＋28·OH===6CO2↑＋17H2O，c极电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，每转移1 mol e－，生成H2的物质的量是0.5 mol，d 极生成CO2的物质的量是 mol，相同条件下气体的体积比等于气体的物质的量的比，则c、d两极产生气体的体积比为 mol∶ mol＝7∶3，故C错误；根据C选项，d极区苯酚被氧化的反应方程式为C6H5OH＋28·OH ===6CO2↑＋17H2O，故D正确。 返回 ‹#› 2 3 4 5 6 1 7 8 9 10 12 11 6．(2025·山东名校二模)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(　　) D 返回 ‹#› 2 3 4 5 6 1 7 8 9 10 12 11 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－＋=== ＋H2O D．理论上，每形成1 mol C—S键，体系生成标况下22.4 L H2 返回 ‹#› 2 3 4 5 6 1 7 8 9 10 12 11 解析：D　由图，Pt-C电极上水得到电子发生还原反应生成氢气，为阴极，则KB为阳极，阳极上物质发生氧化反应；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，故A正确； 电解池中阳离 子向阴极移动，由图离子移动方向，离子交换膜为阳离子交换膜，故B正确；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－＋===＋H2O，故C正确；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，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，故D错误。 返回 ‹#› 7 8 9 10 12 11 1 3 4 5 6 2 7．“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC)，RFC是一种将太阳能电池电解水技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为RFC工作原理示意图(隔膜为质子选择性透过膜)，下列说法中正确的是(　　) A．c极上发生的电极反应是：O2＋4H＋＋4e－===2H2O B．当有0.1 mol电子转移时，b极产生1.12 L 气体Y(标准状况下) C．装置Ⅰ与装置Ⅱ的电解质溶液中，氢离子运动方向相反 D．RFC系统工作过程中只存在3种形式的能量转化 A 返回 ‹#› 7 8 9 10 12 11 1 3 4 5 6 2 解析：A　根据电池的电源可知，a极为阴极，产生气体X为H2，b为阳极，产生气体为O2，d为燃料电池的负极，c为正极。根据以上分析，c极上发生的电极反应是：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，故A正确；当有0.1 mol电子转移时，b极产生0.56 L 气体氧气 (标准状况下)，故B错误；a是阴极，b是阳极，装置Ⅰ氢离子由b移向a；c是正极，d是负极，氢离子由d到c，运动方向相同，故C错误；RFC系统工作过程中存在光能、电能、化学能、热能等形式的能量转化，故D错误。 返回 ‹#› 8 9 10 12 11 1 3 4 5 6 7 2 8．(2024·山东卷，13)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(　　) 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．催化阶段反应产物物质的量之比n(Z)∶n(Br－)＝3∶2 B 返回 ‹#› 8 9 10 12 11 1 3 4 5 6 7 2 解析：B　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。根据分析，电极a为阴极，连接电源负极，A项正确；根据分析，电解过程中消 返回 ‹#› 8 9 10 12 11 1 3 4 5 6 7 2 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，B项错误；根据分析，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，反应产物物质的量之比n(O2) ∶n(Br－)＝3∶2，D项正确。 返回 ‹#› 9 10 12 11 1 3 4 5 6 7 8 2 9．(2024·黑吉辽卷，12)“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法，装置如图所示。部分反应机理为： 。 返回 ‹#› 9 10 12 11 1 3 4 5 6 7 8 2 下列说法错误的是(　　) A．相同电量下H2理论产量是传统电解水的1.5倍 B．阴极反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ C．电解时OH－通过阴离子交换膜向b极方向移动 D．阳极反应：2HCHO－2e－＋4OH－===2HCOO－＋2H2O＋H2↑ A 返回 ‹#› 9 10 12 11 1 3 4 5 6 7 8 2 解析：A　 电极 电极名称 电极反应式 a 阴极 2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ b 阳极 2HCHO－2e－＋4OH－===2HCOO－＋2H2O＋H2↑ 返回 ‹#› 9 10 12 11 1 3 4 5 6 7 8 2 传统电解水过程中每转移4 mol e－可制得2 mol H2，耦合HCHO高效制H2过程中每转移4 mol e－，阴、阳极均可产生2 mol 氢气，则相同电量下H2理论产量是传统电解水的2倍，A错误；由上述分析可知，阴极的电极反应为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，B正确；综合图像中的离子交换膜为阴离子交换膜及电解池中阴离子向阳极移动知，OH－通过交换膜向b极区移动，C正确；由上述分析可知，D正确。 返回 ‹#› 10 12 11 1 3 4 5 6 7 8 9 2 10．下图是用“海水河水”浓差电池(不考虑溶解氧的影响)电镀铜的装置示意图，其中X、Y均为Ag/AgCl复合电极。下列说法错误的是(　　) A．电子由X电极经导线流向镀件 B．Y的电极反应式为AgCl＋e－===Ag＋Cl－ C．电镀池可以用石墨电极作阳极 D．镀件增重6.4 g，理论上X极区模拟海水 的质量减少7.1 g D 返回 ‹#› 10 12 11 1 3 4 5 6 7 8 9 2 解析：D　电镀池中镀件作阴极，X电极为负极，因此电子由X电极经导线流向镀件，故A正确；Y电极为正极，电极反应式为AgCl＋e－=== Ag＋Cl－，故B正确；电镀池中硫酸铜作电解液，在阴极铜离子得电子变为铜单质沉积在镀 件上，因此可以用石墨电极作阳极，故C正确；根据Cu2+＋2e－===Cu，镀件增重6.4 g，转移0.2 mol电子，负极反应式为Ag－e－＋Cl－===AgCl，消耗0.2 mol Cl－，0.2 mol Na＋向正极移动，理论上X极区模拟海水减少0.2 mol NaCl，其质量减少0.2 mol×58.5 g·mol-1＝11.7 g，故D错误。 返回 ‹#› 11 12 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2 11．硝酮是重要的有机合成中间 体，可采用“成对间接电氧化” 法合成。电解槽中水溶液的主要 成分及反应过程如图所示。 下列说法错误的是(　　) A．惰性电极2为阳极 B．反应前后数量不变 C．消耗1 mol氧气，可得到1 mol硝酮 D．外电路通过1 mol电子，可得到1 mol水 C 返回 ‹#› 11 12 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2 解析：C　惰性电极2，Br－被氧化为Br2，惰性电极2为阳极，故A正确；循环反应，反应前后数量不变，故B正确；总反应为氧气把二丁基-N-羟基胺氧化为硝酮，1 mol二丁基-N-羟基胺失去2 mol H原子生成1 mol硝酮，氧气最终生成水，根据氧原子守恒，消耗1 mol氧气，可得到2 mol硝酮，故C错误；外电路通过1 mol电子，生成0.5 mol H2O2，H2O2最终生成水，根据氧原 子守恒，可得到1 mol水，故D正确。 返回 ‹#› 12 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12．(2025·辽宁沈阳模拟)在直流电场作用下双极膜中间层中的H2O解离为H＋和OH－，并分别向两极迀移。如图所示装置，可将捕捉的二氧化碳转化为CaCO3而矿化封存，减少碳排放，同时得到氧气、氢气、高浓度盐酸等产品。下列说法正确的是(　　) D A．CaCO3在碱室形成 B．两个双极膜中间层的H＋均向右移动 C．向碱室中加入NaHCO3固体，有利于 CO2的矿化封存 D．b极为阳极，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 返回 ‹#› 12 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 解析：D　由题图可知通过左侧阴离子交换膜进入中间室内与Ca2+结合形成碳酸钙，CaCO3 在中间室形成，A错误；由题图可知，右向阳极方向移动，电极b为阳极，a为阴极，侧双极膜中氢离子进入酸室生成盐酸，左侧双极膜中氢离子 左移在电极a上发生还原反应生成H2，B错误；碱室中二氧化碳和碱反应生成碳酸根离子，碳酸根离子通过左侧阴离子交换膜进入中间室内，与Ca2+结合形成碳酸钙，加入NaHCO3固体会消耗氢氧根不利于CO2的吸收，C错误；右侧双极膜中氢离子进入酸室，氢氧根离子右移在电极b上发生氧化反应生成O2，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，D正确。 返回 ‹#› 第32讲　电解池　金属的腐蚀与防护 点击进入WORD文档 按ESC键退出全屏播放 返回 ‹#› 84 $