第03讲 电解池、金属的腐蚀与防护（复习讲义）（天津专用）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规律、电解应用、金属腐蚀与防护三大核心考点，按命题透视-思维建模-考点精讲-真题溯源的逻辑架构知识体系。通过考点梳理构建网络，方法指导归纳范式，真题训练强化应用，帮助学生系统突破电解规律、电极反应书写等难点。 讲义突出陌生情境电解、双极膜应用等高考新趋势，采用思维建模与考向破译结合的策略，如“三看”法书写电极反应式培养科学思维，电解治理污染案例渗透科学探究与实践。分层设计例题变式题，助力学生高效掌握解题方法，为教师把控复习节奏提供精准指导。

第03讲 电解池、金属的腐蚀与防护 内容导航 ( 01 ) ( 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 电解原理及规律 知识解构 知识点1 电解的原理 ∣ 知识点2 用惰性电极电解电解质溶液的类型 考向破译 考向1 电解规律的应用 ∣ 考向2 电极方程式及电极产物的判断 考向3 有关电化学的计算 解题妙招1 做到 “ 三看 ” ，正确书写电极反应式 解题妙招2 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 电解原理的应用 考向破译 考向1 电解原理的常规应用 ∣ 考向2 应用电解原理制备新物质 考向3 应用电解原理治理污染 解题妙招1 电解原理应用的四点注意事项 考点 三 金属的腐蚀与防护 知识解构 知识点1 金属腐蚀 ∣ 知识点2 金属电化学保护 考向破译 考向1 金属腐蚀的原理、金属腐蚀速率快慢的比较 ∣ 考向2 金属腐蚀的防护措施 解题妙招1 判断金属腐蚀快慢的规律 ) ( 04 ) ( 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—五年真题 考向梳理 核心考点 2026年 2025年 2024年 2023年 2022年 电解池及其工作原理 天津卷T1 天津卷T13 天津卷T14 天津卷T11、T13 金属的腐蚀与防护 天津卷T16 天津卷T3 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码： 1.陌生环境电解占比提升：废水处理、固态电解质电解增多，弱化氯碱、精炼铜熟题套路，必须依靠放电顺序、介质规律推导，拒绝死记方程式； 2.双极膜进入常规考查，拓展离子迁移类型，提升多室电解综合度； 3.文字说理分值上涨：膜作用、防腐原理、工业电解优缺点需要分层作答，单一表述采分不全； 4.金属腐蚀增加生活真实情境（建筑钢筋、船舶、输水管道），侧重区分两种电化学防护本质； 5.严控超纲：不考复杂多离子混合放电全顺序、有机大分子电解，仅聚焦主族常见离子放电。 ►复习目标： 1.了解电解池的工作原理。 2.能分析、解释电解池的工作原理，能设计简单的电解池 3.认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。 4.了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害，了解防止金属腐蚀的措施。 5.能利用电化学原理解释金属腐蚀现象，选择并设计防腐措施。 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 电解原理及规律 知●识●解●构 知识点1 电解的原理 1．电解定义 在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生 和 的过程。 2．能量转化形式 电能转化为 。 3．电解池 (1)构成条件 ①有与 相连的两个电极。 ② (或 )。 ③形成 。 (2)电极名称及电极反应式(如图) (3)电子和离子的移动方向 4．判断电解池阴、阳极的常用方法 判断方法 阳极 阴极 与电源连接 与 极相连 与 极相连 闭合 回路 导线中 电子流 电子流 电解质溶液中 离子移离 离子移向 离子移向 离子移离 电极 反应 得失电子 电子 电子 化合价 反应类型 反应 反应 电极质量 减小或不变 增大或不变 5．阴阳两极上放电顺序 阴离子 电子或阳离子 电子的过程叫放电。离子的放电顺序取决于离子本身的性质即离子得失电子的 ，另外也与离子的浓度及电极材料有关。 (1)阴极：阴极上放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。氧化性强的先放电，放电顺序： (2)阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。 若是惰性电极作阳极，则仅是溶液中的阴离子放电，常见离子的放电顺序是 得分速记 ①金属活动性顺序中银以前的金属(含银)作电极时，由于金属本身可以参与阳极反应，称为金属电极或活性电极(如Zn、Fe、Cu、Ag等)；金属活动性顺序中银以后的金属或非金属作电极时，称为惰性电极，主要有铂(Pt)、石墨等。 ②电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是靠离子移动导电，即电子不通过电解质溶液。 ③一般情况下，离子按上述顺序放电，但如果离子浓度相差十分悬殊，离子浓度大的也可以先放电。如理论上H＋的放电能力大于Fe2＋、Zn2＋，但在电解浓度大的硫酸亚铁或硫酸锌溶液中，由于溶液中c(Fe2＋)或c(Zn2＋)≥c(H＋)，则先在阴极上放电的是Fe2＋或Zn2＋，因此阴极上的主要产物为Fe或Zn；但在水溶液中，Al3＋、Mg2＋、Na＋等是不会在阴极上放电的。 ④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。 知识点2 用惰性电极电解电解质溶液的类型 类型 电解质 特点 实例 电解产物 电极反应特点 电解 对象 电解质溶液的 变化 电解质溶液的 复原 阴极 阳极 电解 型 含氧酸 H2SO4 H2 O2 阴极： 阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 水 浓度 增大 加 可溶性 强碱 NaOH 活泼金 属含氧 酸盐 KNO3 电解 型 无氧酸 HCl H2 Cl2 电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电 电 解 质 浓度 减小 通HCl 不活泼 金属无 氧酸盐 CuCl2 Cu Cl2 加 放 生 型 活泼金 属无氧 酸盐 NaCl H2 Cl2 阴极： 阳极：电解质阴离子放电 电解 质和 水 生成 新电 解质 通HCl 放 生 型 不活泼 金属含 氧酸盐 CuSO4 Cu O2 阴极：电解质阳离子放电 阳极： 电解 质和 水 生成 新电 解质 加 【拓展】　电解后电解质溶液的复原 解决电解质溶液复原问题，应遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”的原则。一般加入由阴极产物所含元素与阳极产物所含元素按一定比例组成的化合物。方法：先让析出的物质（即从原体系中脱离出去的产物）按比例组成新化合物，再将化合物投入电解后的溶液中即可。 得分速记 (1)电解时溶液pH的变化规律。 ①若电解时阴极上产生H2，阳极上无O2产生，电解后溶液pH增大； ②若阴极上无H2产生，阳极上产生O2，则电解后溶液pH减小； ③若阴极上有H2产生，阳极上有O2产生，且VH2＝2VO2，则有“酸更酸，碱更碱，中性就不变”，即： a．如果原溶液是酸溶液，则pH变小； b．如果原溶液为碱溶液，则pH变大； c．如果原溶液为中性溶液，则电解后pH不变。 (2)电解质溶液的复原措施。 电解后的溶液恢复到原状态，出什么加什么(即一般加入阴极产物与阳极产物的化合物)。如用惰性电极电解盐酸(足量)一段时间后，若使溶液复原，应通入HCl气体而不能加入盐酸。 考●向●破●译 考向1 电解规律的应用 例1（2026·天津武清·一模）电解饱和食盐水的原理示意图如下。下列说法不正确的是 A．阴极的电极反应为： B．离子交换膜是阳膜 C．电解初期电路中每通过2 mol电子，阳极室溶液质量减少71 g D．右侧电极区溶液的pH升高 【变式1·变载体】（2026·天津和平·三模）我国科学家设计如图所示的电解池，该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH溶液的浓度不变。下列说法不正确的是 A．b电极反应式为 B．电解时海水水分子可穿过PTFE膜，且与产生氢的物质的量相同 C．该电解池实现了海水直接制备氢气技术的绿色化 D．离子交换膜为阳离子交换膜 【变式2】（2025·天津·模拟预测）在强碱中氢氧化铁可被一些氧化剂氧化为高铁酸根离子，在酸性条件下氧化性极强且不稳定。隔膜电解法制备的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．电解一段时间后，Fe电极区pH增大 B．Fe电极上发生的反应为 C．若以铅蓄电池为电源，则Fe电极应与铅蓄电池的Pb电极相连 D．电路中每转移，由Pt电极区向Fe电极区转移的数目为 【变式3】（2026·天津南开·一模）科研工作者设计了一种用于废弃电极材料再锂化为的电化学装置，其示意图如下。 下列说法正确的是 A．电极上发生的反应： B．再锂化过程中，向电极迁移 C．产生标准状况下时，理论上可转化的 D．电解过程中，阳极附近溶液升高 考向2 电极方程式及电极产物的判断 例2（25-26高三上·天津·期末）我国科学家研发了一种室温下可充电的Na-电池，装置如图所示。放电时，与C均沉积在碳纳米管中。下列说法不正确的是 A．充电时，碳纳米管电极发生的反应为： B．放电时，每转移2 mol电子，消耗33.6 L （标准状况下） C．若电源为铅酸蓄电池，则电极b应与电极连接，向钠箔电极移动 D．用该装置电解精炼铜，粗铜接b极 解题妙招 做到“三看”，正确书写电极反应式 (1)一看电极材料，若是金属(Au、Pt除外)作阳极，金属一定被电解(注：Fe生成Fe2＋)。 (2)二看介质，介质是否参与电极反应。 (3)三看是否有特殊信息，如4(3)目的是制取氧化铝，因而阳极产物不能是Al3＋，再如5(2)是非水体系，且不产生其他离子，因而离子只能在Al2Cl和AlCl之间转化。 【变式1·变载体】（25-26高三上·北京石景山·期末）利用双极膜电渗析装置从巯基乙酸钠()废水中再生巯基乙酸的原理如图所示。下列说法不正确的是 A．电极Ⅱ与电源负极相连 B．阴极的电极反应为： C．再生巯基乙酸的反应为： D．膜A表示阴离子交换膜 【变式2·变题型】（25-26高三上·天津和平·阶段检测）Na2Cr2O7的酸性水溶液随着H⁺浓度的增大会转化为CrO3。电解法制备CrO3的原理如图所示。下列说法错误的是 A．电解时阳极反应为2H2O-4e-=4H++O2↑ B．生成O2和H2的质量比为16：1 C．电解一段时间后阴极区溶液OH-的浓度增大 D．CrO3的生成反应为：+2H+=2CrO3+H2O 【变式3·变考法】（2025·天津河北·二模）南开大学科研团队通过电解法将CO2转化为高附加值化工产品乙烯，获得国家科学基金项目支持。下图为采用单原子Ni和纳米Cu作串联催化剂实现上述转化的装置图。已知：电解效率。下列说法正确的是 A．电极a连接电源的正极 B．通电后装置右室中溶液质量减少 C．电极b的电极反应方程式为： D．若电解效率为60%，电路中通过1mol电子时，产生1.12L乙烯（标准状况下） 考向3 有关电化学的计算 例2（25-26高三上·天津蓟州·开学考试）一种新型的电化学锂回收系统结合二氧化氮捕获，实现了稳定且无需能量输入的同时，制得高纯度产品，工作原理如图。下列说法错误的是 A．碳布为正极，其电极电势高于含废电极 B．左侧电极的电极反应式为 C．当碳布捕获时，理论上有通过交换膜 D．右极室直接生成的反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为 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。 如以通过4 mol e－为桥梁可构建如下关系式： (式中M为金属，n为其离子的化合价数值) 该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。 【提示】在电化学计算中，还常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19 C来计算电路中通过的电量。 【变式1·变载体】（2026·天津滨海新区·一模）研究人员利用电化学原理吸收废气中的，其工作原理如下图所示。 下列说法正确的是（  ） A．a电极为阳极，c电极为负极 B．b电极的电极反应式为： C．反应一段时间后，c极区溶液pH增大 D．每吸收，理论上可以得到 【变式2·变题型】（2026·天津河西·一模）以一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制和，电极材料为，装置如图所示。下列说法错误的是 A．电极a端溶液的pH增大 B．与电极b相连的是电源正极 C．催化反应阶段，产物物质的量之比 D．为维持电解池离子浓度的稳定，加入的应为 【变式3·变考法】（25-26高三下·天津·开学考试）设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．向1 L 0.1 mol·L-1CH3COOH溶液通入氨气至中性，铵根离子数小于0.1 NA B．电解精炼铜时，当电路中通过的电子数为NA时，阳极质量减少为32 g C．常温常压下，16 g甲烷所含的中子数为10 NA D．常温常压下， F2和C2H6的混合物中含有电子的数目为4.5NA 考点二 电解原理的应用 知●识●解●构 知识点1 电解原理的应用 1．电解饱和食盐水 (1)电极反应： 阴极：电极反应式：_ __反应类型：__ __反应。 阳极：电极反应式：__ __反应类型：__ __反应。 (2)总反应离子方程式：__ __ 总反应化学方程式：__ __ (3)应用：氯碱工业制烧碱、氢气和氯气。 离子交换膜电解槽原理示意图 阳离子交换膜： ①只允许阳离子通过，能阻止阴离子和气体通过。 ②将电解槽隔成阳极室和阴极室。 2．电镀 下图为金属表面镀银的工作示意图，据此回答下列问题： (1)镀件作阴极，镀层金属银作阳极。 (2)电解质溶液是 。 (3)电极反应： 阳极： ； 阴极： 。 (4)特点： 极溶解， 极沉积，电镀液的浓度 。 3．电解精炼铜 (1)电极材料：阳极为 ；阴极为 。 (2)电解质溶液：含Cu2＋的盐溶液。 (3)电极反应： 阳极： 、 、 、 ； 阴极： 。 【注意】（1）阳极泥的主要成分有Ag、Au。（2）利用该原理也可设计精炼银。 (3)电解精炼铜时，阳极质量减小，阴极质量增加，溶液中的Cu2＋浓度减小。 4.工业电解制活泼金属 制钠，阴极反应：　 　。 阳极反应：　 　。 总反应：2NaCl（熔融）2Na＋Cl2↑ 制镁，阴极反应：　 　。 阳极反应：　 　。 总反应：MgCl2（熔融）Mg＋Cl2↑ 制铝，阴极反应：　 　。 阳极反应：　 　。 总反应：2Al2O3（熔融）4Al＋3O2↑ 得分速记 (1)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。 (2)电镀铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)不变；电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)减小。 (3)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；电解熔融Al2O3冶炼铝，而不能电解AlCl3冶炼铝，是因为AlCl3是共价化合物，其熔融态不导电。 考●向●破●译 考向1 电解原理的常规应用 例1（2026·天津·二模）科研人员在嫦娥五号带回的月球样本中发现了一种未知矿物晶体，其中M、X、Y、Z、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素，基态Y、Z原子的s能级与p能级的电子数相等，且X与M的质子数之和等于Y的质子数，同周期元素中，Q的电负性最大。下列说法不正确的是 A．第二电离能： B．简单离子半径： C．、两者的空间结构均为三角锥形 D．工业上可通过电解熔融Z、Q的化合物制备Z 【变式1·变载体】（2026·天津滨海新区·二模）通过电化学方法制备，进而与反应合成。利用氧化性：，某小组设计下图所示电解装置提高合成的电流利用效率。 下列说法正确的是 A．电极A与电源负极相连 B．电极B的电极反应为： C．电解液中的可以用HI代替 D．原料足量的情况下，理论上电路中转移可获得1 mol 【变式2】（2026·天津红桥·一模）利用下列装置进行操作的实验，能达到实验目的的是 A．配制100 mL1.00mol/L的NaCl溶液 B．验证试样中含钾元素 C．铁钥匙镀铜 D．收集 A．A B．B C．C D．D 【变式3】（2026·天津·二模）利用下列实验装置和试剂进行相应实验，无法达到实验目的的是 A．甲图比较苯和甲苯的化学性质 B．乙图验证浓硫酸的吸水性 C．丙图电解饱和食盐水制备NaOH溶液与氯气 D．丁图比较Fe2+、I-的还原性强弱 考向2 应用电解原理制备新物质 例2（2026·天津和平·一模）利用有机电化学合成1，2-二氯乙烷的装置如图所示。下列说法不正确的是 A．与a相连的电极可改为金属铁，b为电源的正极 B．离子交换膜Ⅰ为阳离子交换膜，离子交换膜Ⅱ为阴离子交换膜 C．X为CuCl，Y为，合成室内的反应为 D．中间室要补充NaCl固体 解题妙招 电解原理应用的四点注意事项 (1)阳离子交换膜(以电解NaCl溶液为例)，只允许阳离子(Na＋)通过，而阻止阴离子(Cl－、OH－)和气体分子(Cl2)通过，这样既能防止H2和Cl2混合发生爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液反应生成NaClO而影响烧碱的质量。 (2)电解或电镀时，电极质量减小的电极必为金属电极——阳极；电极质量增加的电极必为阴极，即溶液中的金属阳离子得电子变成金属附着在阴极上。 (3)电解精炼铜，粗铜中含有的Zn、Fe、Ni等活泼金属失去电子，变成金属阳离子进入溶液，其他活泼性弱于铜的杂质以阳极泥的形式沉积。电解过程中电解质溶液中的Cu2＋浓度会逐渐减小。 (4)电镀时，阳极(镀层金属)失去电子的数目与阴极镀层金属离子得到电子的数目相等，因此电镀液中电解质的浓度保持不变。 【变式1·变载体】（2025·天津·二模）天津大学研究团队以KOH溶液为电解质，CoP和纳米片为催化电极材料，电催化合成偶氮化合物[]的装置如图所示(R代表烃基)。下列说法不正确的是 A．若用铅蓄电池作为电源，CoP极连接铅蓄电池的铅电极 B．离子交换膜是阴离子交换膜 C．合成1mol偶氮化合物，需转移8mol电子 D．电极反应式为 【变式2·变题型】（24-25高三上·天津河北·期末）电化学合成是对环境友好的合成方法，以对硝基苯甲酸()为原料，采用惰性电极电解法合成对氨基苯甲酸()的装置如图。下列说法正确的是 A．直流电源a极为正极 B．离子交换膜为阴离子交换膜 C．每生成0.2mol对氨基苯甲酸，阳极室电解液质量减少9.6g D．生成的总反应为： 【变式3·变考法】利用下图所示装置可合成己二腈[]。充电时生成己二腈，放电时生成，其中a、b是互为反置的双极膜，双极膜中的会解离出和向两极移动。下列说法正确的是 A．放电时M极为负极，发生氧化反应 B．放电时，双极膜中向N极移动 C．放电时，每生成，双极膜解离 D．充电时，N极的电极反应式为 考向3 应用电解原理治理污染 例4（2026·天津·检测）纳米零价铁电化学法除去酸性废水中三氯乙烯、五价砷的原理如图所示。下列说法正确的是 A．是碱性氧化物 B．该酸性废水中的发生氧化反应 C．该处理过程中纳米零价铁中的铁为正极 D．在电极反应中，每生成乙烷气体（标准状况下），理论上会消耗纳米零价铁 【变式1·变载体】（25-26高三上·天津南开·阶段检测）如图甲是一种利用微生物将废水中的尿素(，氮元素显-3价)的化学能直接转化为电能，并生成对环境无害物质的装置，同时利用此装置的电能在铁上镀铜，下列说法中正确的是 A．透过质子交换膜由右向左移动 B．铜电极应与X相连接 C．当N电极消耗0.5mol气体时，则铁电极增重32g D．M电极的反应式： 【变式2·变题型】如图甲是一种利用微生物将废水中的尿素(，氮元素显价)的化学能直接转化为电能，并生成对环境无害物质的装置，同时利用此装置的电能在铁上镀铜，下列说法中正确的是 A．透过质子交换膜由右向左移动 B．铜电极应与X相连接 C．M电极的反应式： D．当N电极消耗0.5mol气体时，则铁电极增重32g 【变式3·变考法】电化学降解含的酸性废水的原理示意图。下列说法中正确的是 A．铅蓄电池的A极为负极，电极材料为Pb B．铅蓄电池工作过程中每通过电路中2mol则消耗1mol C．该电解池的阴极反应为 D．若电解过程中转移5mol，则交换膜两侧电解液的质量变化差值(左―右)为26g 考点三 金属的腐蚀与防护 知●识●解●构 知识点1 金属腐蚀 1．金属腐蚀的本质 金属原子__ __电子变为金属阳离子，金属发生__ __反应。 2．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 定义 金属与接触到的干燥气体(如O2、Cl2等)或非电解质溶液等直接发生化学反应引起的腐蚀 不纯金属或合金与电解质溶液接触，会形成__ __，__ __的金属失去电子被氧化腐蚀 特点 __ __电流产生 ____电流产生 普遍性 两者往往同时发生，金属的____腐蚀更普遍，而且危害性大，腐蚀速率大 (2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以钢铁的腐蚀为例进行分析) 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 水膜酸性 __ __ __ __ 负极反应 __ __ 正极反应 __ __ __ __ 总反应 __ __ __ 其他反应 __ __ Fe(OH)3→Fe2O3·xH2O(铁锈) 腐蚀速率 较快，一般极少 较慢，非常普遍 普遍性 __ __腐蚀更普遍 联系 往往两种腐蚀交替发生，但吸氧腐蚀更普遍，两种过程都有微弱电流产生。 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 金属电化学保护 1．金属电化学保护的两种方法 2．其他防护方法 (1)覆盖保护层(涂油漆、油脂、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料等)，电镀。 (2)改变金属内部结构→可根据不同的用途，运用不同的金属或非金属制成合金，如制成不锈钢。 得分速记 (1)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁去电子生成Fe2＋，而不是生成Fe3＋。 (2)金属腐蚀时，电化学腐蚀与化学腐蚀往往同时存在，但前者更普遍，危害也更严重。 (3)铜暴露在潮湿的空气中发生的是化学腐蚀，而不是电化学腐蚀，生成铜绿的化学成分是Cu2(OH)2CO3。 (4)两种保护方法的比较 外加电流的阴极保护法比牺牲阳极的阴极保护法保护效果好。 考●向●破●译 考向1 金属腐蚀的原理、金属腐蚀速率快慢的比较 例1（2026·天津东丽·一模）类比或推理是重要的学习方法，下列类比或推理正确的是 选项 已知 方法 结论 A 铁制品在潮湿空气里易腐蚀 类比 铝制品在潮湿空气里也易腐蚀 B 常温下，， 推理 常温下F溶液显酸性 C I-I键能小于Br-Br键能 类比 Cl-Cl键能小于F-F键能 D 是正盐 推理 是三元酸 A．A B．B C．C D．D 解题妙招 判断金属腐蚀快慢的规律 (1)对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀。 (2)对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中。 (3)活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快。 (4)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀越快。 【变式1·变载体】（25-26高三下·天津·开学考试）下列叙述正确的是 A．在密闭容器中有反应：A(g) + xB(g)3C(g)。达到平衡时测得c(A)为0.5 mol·L-1，将容器容积扩大到原来的5倍，测得 c(A)为0.2 mol·L-1，则平衡逆向移动 B．向0.1 mol·L-1 pH=1的NaHA溶液中加入NaOH溶液的离子方程式：HA- + OH- = A2- + H2O C．向钢铁电极附近溶液中滴加溶液，产生蓝色沉淀，证明钢铁发生吸氧腐蚀 D．催化剂可降低整个反应的活化能，因此使ΔH减小 【变式2】（25-26高三下·天津河东·开学考试）下列实验中，能达到实验目的的 A．验证牺牲阳极法 B．比较和与酸反应的快慢 C．用光洁的铁丝蘸取待测样品检验烧碱样品中是否含有 D．检验待测液中是否含有 A．A B．B C．C D．D 【变式3】（25-26高三上·天津河西·期末）下列实验装置及操作正确且能达到实验目的的是 A．制备氢氧化铝 B．检验溴乙烷发生消去反应生成的乙烯 C．比较盐酸、碳酸的酸性 D．检验铁发生了吸氧腐蚀 A．A B．B C．C D．D 考向2 金属腐蚀的防护措施 例2（2026·天津·二模）下列实验装置能达到实验目的的是 A．检验气体中含和 B．测定锌与稀硫酸的反应速率 C．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．可推测极易溶于水且水溶液呈碱性 A．A B．B C．C D．D 【变式1·变载体】利用下列装置进行实验，能达到实验目的的是 A．甲装置：制备并测量其体积 B．乙装置：测定锌与稀硫酸反应速率 C．丙装置：测定醋酸的浓度 D．丁装置：探究铁钉发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀 【变式2·变题型】（2026·天津河西·一模）性质决定用途，下列说法正确的是 A．苯酚消毒是利用其强氧化性破坏病毒蛋白结构 B．在钢铁设备上安装铜片或锌块，避免设备遭受腐蚀 C．是抗氧化剂，能防止葡萄酒中一些成分被氧化 D．碳化硅抗氧化且耐高温，可用作固体电解质 【变式3·变考法】（25-26高三下·天津蓟州·开学考试）下列做法或实验(图中部分夹持装置已省略)，能达到目的的是 A．橡皮管能减小气体体积测量的误差 B．分离碘和四氯化碳的混合液 C．浓硫酸与乙醇加热制备乙烯 D．防止铁管道被腐蚀 A．A B．B C．C D．D 真题溯源·考向感知 1．（2025·天津·高考真题）天津位于渤海之滨，地处“九河下梢”，因河而生，向海而兴，自古流传着“精卫填海”“哪吒闹海”等传说，其海水资源丰富，下列说法错误的是 A．海水可经蒸馏制备淡水 B．海水经氯气氧化可直接得到液溴 C．海水晒盐的过程涉及溶液的蒸发、结晶 D．用离子交换膜法电解饱和溶液可得到烧碱溶液 2．（2022·天津·高考真题）实验装置如图所示。接通电源后，用碳棒(、)作笔，在浸有饱和NaCl溶液和石蕊溶液的湿润试纸上同时写字，端的字迹呈白色。下列结论正确的是 A．a为负极 B．端的字迹呈蓝色 C．电子流向为： D．如果将、换成铜棒，与碳棒作电极时的现象相同 3．（2022·天津·高考真题）金属钠及其化合物在人类生产生活中起着重要作用。回答下列问题： (1)基态Na原子的价层电子轨道表示式为___________。 (2)NaCl熔点为800.8℃，工业上采用电解熔融NaCl制备金属Na，电解反应方程式：，加入的目的是___________。 (3)的电子式为___________。在25℃和101kPa时，Na与反应生成1mol 放热510.9kJ，写出该反应的热化学方程式：___________。 (4)采用空气和Na为原料可直接制备。空气与熔融金属Na反应前需依次通过___________、___________(填序号) a．浓硫酸    b．饱和食盐水    c．NaOH溶液    d．溶液 (5)钠的某氧化物晶胞如下图，图中所示钠离子全部位于晶胞内。由晶胞图判断该氧化物的化学式为___________。 (6)天然碱的主要成分为，1mol 经充分加热得到的质量为___________g。 4．（2025·天津·高考真题）以苯为代表的挥发性有机污染物可以在Co3O4的催化作用下，与O2反应生成CO2和H2O，进一步将CO2转化成高附加值的化学品，可减少污染和碳排放。 Ⅰ．CO2与苯的分子结构 (1)CO2分子中碳原子的杂化轨道类型为___________，苯是___________(填“极性”或“非极性”)分子。 Ⅱ．苯的催化氧化 Co3O4做催化剂时，在有、无光照条件下，苯的催化氧化产物相同，但反应历程不同。无光照条件下反应活化能为38 kJ/mol，有光照条件下反应活化能为26 kJ/mol。如图是290℃时，有、无光照条件下，苯的转化率随时间的变化曲线。 (2)光照条件下，对应的转化率曲线为___________(填“a”或“b”)。 (3)有、无光照条件下，两种反应历程的___________(填“相等”或“不等”)。 Ⅲ．CO2的转化 (4)CO2与H2反应可以合成甲醇：。一定温度下，等物质的量的CO2和H2在恒容密闭容器中发生上述反应达到平衡后，下列各操作有利于平衡正向移动的是___________(填序号)。 a.分离出甲醇    b.充入稀有气体    c.增加H2量    d.降低温度 (5)一定条件下，以CO2和CH3OH为原料制备HCOOH和甲酸盐，其装置原理如图。 ①电极a是___________极，电极反应式为___________； ②电解过程中，电极b一侧的溶液pH将___________(填“升高”“不变”或“降低”)； ③电解过程中通过阳离子交换膜的离子为___________。 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 ( 01 ) ( 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 电解原理及规律 知识解构 知识点1 电解的原理 ∣ 知识点2 用惰性电极电解电解质溶液的类型 考向破译 考向1 电解规律的应用 ∣ 考向2 电极方程式及电极产物的判断 考向3 有关电化学的计算 解题妙招1 做到 “ 三看 ” ，正确书写电极反应式 解题妙招2 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 电解原理的应用 考向破译 考向1 电解原理的常规应用 ∣ 考向2 应用电解原理制备新物质 考向3 应用电解原理治理污染 解题妙招1 电解原理应用的四点注意事项 考点 三 金属的腐蚀与防护 知识解构 知识点1 金属腐蚀 ∣ 知识点2 金属电化学保护 考向破译 考向1 金属腐蚀的原理、金属腐蚀速率快慢的比较 ∣ 考向2 金属腐蚀的防护措施 解题妙招1 判断金属腐蚀快慢的规律 ) ( 04 ) ( 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—五年真题 考向梳理 核心考点 2026年 2025年 2024年 2023年 2022年 电解池及其工作原理 天津卷T1 天津卷T13 天津卷T14 天津卷T11、T13 金属的腐蚀与防护 天津卷T16 天津卷T3 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码： 1.陌生环境电解占比提升：废水处理、固态电解质电解增多，弱化氯碱、精炼铜熟题套路，必须依靠放电顺序、介质规律推导，拒绝死记方程式； 2.双极膜进入常规考查，拓展离子迁移类型，提升多室电解综合度； 3.文字说理分值上涨：膜作用、防腐原理、工业电解优缺点需要分层作答，单一表述采分不全； 4.金属腐蚀增加生活真实情境（建筑钢筋、船舶、输水管道），侧重区分两种电化学防护本质； 5.严控超纲：不考复杂多离子混合放电全顺序、有机大分子电解，仅聚焦主族常见离子放电。 ►复习目标： 1.了解电解池的工作原理。 2.能分析、解释电解池的工作原理，能设计简单的电解池 3.认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。 4.了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害，了解防止金属腐蚀的措施。 5.能利用电化学原理解释金属腐蚀现象，选择并设计防腐措施。 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 电解原理及规律 知●识●解●构 知识点1 电解的原理 1．电解定义 在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。 2．能量转化形式 电能转化为化学能。 3．电解池 (1)构成条件 ①有与电源相连的两个电极。 ②电解质溶液(或熔融盐)。 ③形成闭合回路。 (2)电极名称及电极反应式(如图) (3)电子和离子的移动方向 4．判断电解池阴、阳极的常用方法 判断方法 阳极 阴极 与电源连接 与正极相连 与负极相连 闭合 回路 导线中 电子流出 电子流入 电解质溶液中 阳离子移离 阳离子移向 阴离子移向 阴离子移离 电极 反应 得失电子 失电子 得电子 化合价 升高 降低 反应类型 氧化反应 还原反应 电极质量 减小或不变 增大或不变 5．阴阳两极上放电顺序 阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。离子的放电顺序取决于离子本身的性质即离子得失电子的能力，另外也与离子的浓度及电极材料有关。 (1)阴极：阴极上放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。氧化性强的先放电，放电顺序： (2)阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。 若是惰性电极作阳极，则仅是溶液中的阴离子放电，常见离子的放电顺序是 得分速记 ①金属活动性顺序中银以前的金属(含银)作电极时，由于金属本身可以参与阳极反应，称为金属电极或活性电极(如Zn、Fe、Cu、Ag等)；金属活动性顺序中银以后的金属或非金属作电极时，称为惰性电极，主要有铂(Pt)、石墨等。 ②电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是靠离子移动导电，即电子不通过电解质溶液。 ③一般情况下，离子按上述顺序放电，但如果离子浓度相差十分悬殊，离子浓度大的也可以先放电。如理论上H＋的放电能力大于Fe2＋、Zn2＋，但在电解浓度大的硫酸亚铁或硫酸锌溶液中，由于溶液中c(Fe2＋)或c(Zn2＋)≥c(H＋)，则先在阴极上放电的是Fe2＋或Zn2＋，因此阴极上的主要产物为Fe或Zn；但在水溶液中，Al3＋、Mg2＋、Na＋等是不会在阴极上放电的。 ④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。 知识点2 用惰性电极电解电解质溶液的类型 类型 电解质 特点 实例 电解产物 电极反应特点 电解 对象 电解质溶液的 变化 电解质溶液的 复原 阴极 阳极 电解 水型 含氧酸 H2SO4 H2 O2 阴极：4H＋＋4e－===2H2↑ 阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 水 浓度 增大 加H2O 可溶性 强碱 NaOH 活泼金 属含氧 酸盐 KNO3 电解电解质 质型 无氧酸 HCl H2 Cl2 电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电 电 解 质 浓度 减小 通HCl 不活泼 金属无 氧酸盐 CuCl2 Cu Cl2 加 CuCl2 放H2 生碱 型 活泼金 属无氧 酸盐 NaCl H2 Cl2 阴极：2H＋＋2e－===H2↑ 阳极：电解质阴离子放电 电解 质和 水 生成 新电 解质 通HCl 放O2 生酸 型 不活泼 金属含 氧酸盐 CuSO4 Cu O2 阴极：电解质阳离子放电 阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 电解 质和 水 生成 新电 解质 加CuO 【拓展】　电解后电解质溶液的复原 解决电解质溶液复原问题，应遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”的原则。一般加入由阴极产物所含元素与阳极产物所含元素按一定比例组成的化合物。方法：先让析出的物质（即从原体系中脱离出去的产物）按比例组成新化合物，再将化合物投入电解后的溶液中即可。 得分速记 (1)电解时溶液pH的变化规律。 ①若电解时阴极上产生H2，阳极上无O2产生，电解后溶液pH增大； ②若阴极上无H2产生，阳极上产生O2，则电解后溶液pH减小； ③若阴极上有H2产生，阳极上有O2产生，且VH2＝2VO2，则有“酸更酸，碱更碱，中性就不变”，即： a．如果原溶液是酸溶液，则pH变小； b．如果原溶液为碱溶液，则pH变大； c．如果原溶液为中性溶液，则电解后pH不变。 (2)电解质溶液的复原措施。 电解后的溶液恢复到原状态，出什么加什么(即一般加入阴极产物与阳极产物的化合物)。如用惰性电极电解盐酸(足量)一段时间后，若使溶液复原，应通入HCl气体而不能加入盐酸。 考●向●破●译 考向1 电解规律的应用 例1（2026·天津武清·一模）电解饱和食盐水的原理示意图如下。下列说法不正确的是 A．阴极的电极反应为： B．离子交换膜是阳膜 C．电解初期电路中每通过2 mol电子，阳极室溶液质量减少71 g D．右侧电极区溶液的pH升高 【答案】C 【解析】A．电解饱和食盐水时，阴极发生还原反应，溶液中氢离子得电子生成氢气，电极反应式为，A正确；　 B．图中离子交换膜允许从阳极室移向阴极室，不允许OH-离子通过，因此是阳离子交换膜（阳膜），B正确； C．阳离子交换膜只允许阳离子（如Na+）通过。电解初期，阳极室发生反应：，同时Na+通过阳离子交换膜进入阴极室。每通过2 mol电子，阳极室生成1 mol （71 g）逸出，同时2 mol Na+（46 g）迁出，阳极室溶液质量共减少117 g，C错误； D．右侧为阴极区，水放电生成和，浓度升高，溶液 pH 升高，D正确； 故选C。 【变式1·变载体】（2026·天津和平·三模）我国科学家设计如图所示的电解池，该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH溶液的浓度不变。下列说法不正确的是 A．b电极反应式为 B．电解时海水水分子可穿过PTFE膜，且与产生氢的物质的量相同 C．该电解池实现了海水直接制备氢气技术的绿色化 D．离子交换膜为阳离子交换膜 【答案】D 【分析】由图可知，该装置为电解水制取氢气的装置，a电极与电源正极相连，为电解池的阳极，b电极与电源负极相连，为电解池的阴极，阴极反应为，阳极反应为，电解的总反应为，据此解答。 【解析】A．b电极与电源负极相连，为电解池的阴极，阴极反应为，A正确； B． 电解时电解槽中不断有水被消耗，海水中的动能高的水可穿过PTFE膜，为电解池补水，电解的总反应为，所以电解时海水水分子可穿过PTFE膜，且与产生氢的物质的量相同，B正确； C．该电解池无污染性物质生成，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化，C正确； D．该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH浓度不变，阳极发生的电极反应为，为保持离子浓度不变，则阴极产生的离子要通过离子交换膜进入阳极室，即离子交换膜应为阴离子交换膜，D错误； 故选D。 【变式2】（2025·天津·模拟预测）在强碱中氢氧化铁可被一些氧化剂氧化为高铁酸根离子，在酸性条件下氧化性极强且不稳定。隔膜电解法制备的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．电解一段时间后，Fe电极区pH增大 B．Fe电极上发生的反应为 C．若以铅蓄电池为电源，则Fe电极应与铅蓄电池的Pb电极相连 D．电路中每转移，由Pt电极区向Fe电极区转移的数目为 【答案】B 【分析】被氧化为，因此为电解池阳极，发生失电子的氧化反应，电极反应为：；为阴极。 【解析】A．为阳极，电极反应为：，反应消耗，浓度降低，减小，A错误； B．根据分析可知，B正确； C．Fe是阳极，需要连接电源的正极；铅蓄电池中作负极，作正极，因此电极应与电极相连，C错误； D．电解池中阳离子向阴极移动，是阴极，因此是从电极区向电极区移动，D错误； 故选B。 【变式3】（2026·天津南开·一模）科研工作者设计了一种用于废弃电极材料再锂化为的电化学装置，其示意图如下。 下列说法正确的是 A．电极上发生的反应： B．再锂化过程中，向电极迁移 C．产生标准状况下时，理论上可转化的 D．电解过程中，阳极附近溶液升高 【答案】C 【分析】由装置图可知，该装置中有直流电源，为电解池，电极转化为，Co元素化合价由+(4-x)降为+3，得电子发生还原反应，为阴极，电极反应式为；Pt电极为阳极，失电子，发生氧化反应，且产物为O2，说明水参与该电极反应，电极反应式为； 【解析】A．由分析，电极上发生的反应：，A错误；    B．再锂化过程中，阴离子向阳极Pt电极迁移，B错误； C．由电极反应式可知，产生标准状况下11.2 L (0.5 mol) O2时转移2 mol 电子，每1 mol 转化为会转移(1-x) mol 电子，所以每产生0.5 mol O2则对应转化，C正确； D．由阳极电极反应式可知，电解过程中，阳极产生氢离子且消耗水，酸性增强，则阳极附近pH降低，D错误； 故选C。 考向2 电极方程式及电极产物的判断 例2（25-26高三上·天津·期末）我国科学家研发了一种室温下可充电的Na-电池，装置如图所示。放电时，与C均沉积在碳纳米管中。下列说法不正确的是 A．充电时，碳纳米管电极发生的反应为： B．放电时，每转移2 mol电子，消耗33.6 L （标准状况下） C．若电源为铅酸蓄电池，则电极b应与电极连接，向钠箔电极移动 D．用该装置电解精炼铜，粗铜接b极 【答案】A 【分析】可充电的电池放电时，与均沉积在碳纳米管中，说明碳纳米管作正极，电极反应式为，钠箔负极，电极反应式为，充电时，钠箔作阴极，碳纳米管作阳极，据此解答。 【解析】A．充电时，碳纳米管电极为阳极，发生氧化反应，发生的反应为：，A错误； B．由分析可知，放电时，正极发生的反应为：，故每转移电子，消耗CO2的物质的量为1.5 mol，即体积为标准状况下33.6 L，故B正确； C．充电时，该装置为电解池，电极b为阳极，应与电源的正极（PbO2电极）相连。钠箔电极为阴极，电解池中阳离子向阴极（钠箔电极）移动，故C正确； D．用该装置电解精炼铜，粗铜放阳极，与电极b相连，D正确； 故选A。 解题妙招 做到“三看”，正确书写电极反应式 (1)一看电极材料，若是金属(Au、Pt除外)作阳极，金属一定被电解(注：Fe生成Fe2＋)。 (2)二看介质，介质是否参与电极反应。 (3)三看是否有特殊信息，如4(3)目的是制取氧化铝，因而阳极产物不能是Al3＋，再如5(2)是非水体系，且不产生其他离子，因而离子只能在Al2Cl和AlCl之间转化。 【变式1·变载体】（25-26高三上·北京石景山·期末）利用双极膜电渗析装置从巯基乙酸钠()废水中再生巯基乙酸的原理如图所示。下列说法不正确的是 A．电极Ⅱ与电源负极相连 B．阴极的电极反应为： C．再生巯基乙酸的反应为： D．膜A表示阴离子交换膜 【答案】A 【分析】根据双极膜中离子的移动方向，电极Ⅰ是阴极，电极反应：，通过膜A与双极膜解离的再生为，离子方程式：，故膜A为阴膜，电极Ⅱ为阳极，电极反应：，结合再生为，通过膜B与双极膜解离的可以得到NaOH浓溶液，故膜B可为钠离子交换膜，据此解答。 【解析】A．根据分析，电极Ⅱ为阳极，与电源正极相连，A错误； B．根据分析，阴极发生还原反应，电极反应：，B正确； C．根据分析，再生巯基乙酸的反应为：，C正确； D．根据分析，膜A允许阴离子通过进入区域，为阴离子交换膜，D正确； 答案选A。 【变式2·变题型】（25-26高三上·天津和平·阶段检测）Na2Cr2O7的酸性水溶液随着H⁺浓度的增大会转化为CrO3。电解法制备CrO3的原理如图所示。下列说法错误的是 A．电解时阳极反应为2H2O-4e-=4H++O2↑ B．生成O2和H2的质量比为16：1 C．电解一段时间后阴极区溶液OH-的浓度增大 D．CrO3的生成反应为：+2H+=2CrO3+H2O 【答案】B 【分析】该装置为电解池，左侧阳极区为酸性溶液，发生反应，生成的使溶液酸性增强，促进转化为；右侧阴极区为溶液，发生反应，生成，溶液碱性增强，中间的离子交换膜允许离子通过以维持电荷平衡。 【解析】A．阳极发生氧化反应，溶液中的失去电子生成和，电极反应式为，A正确； B．根据电子守恒，电路中每转移4 mol电子，阳极生成1 mol，阴极生成2 mol，二者物质的量之比为，质量比为，B错误； C．阴极发生还原反应，电极反应为，反应生成，电解过程中阴极区溶液中的浓度会逐渐增大，C正确； D．由题可知，的酸性水溶液随着浓度的增大会转化为。阳极生成的使溶液酸性增强，发生反应，D正确； 故答案选B。 【变式3·变考法】（2025·天津河北·二模）南开大学科研团队通过电解法将CO2转化为高附加值化工产品乙烯，获得国家科学基金项目支持。下图为采用单原子Ni和纳米Cu作串联催化剂实现上述转化的装置图。已知：电解效率。下列说法正确的是 A．电极a连接电源的正极 B．通电后装置右室中溶液质量减少 C．电极b的电极反应方程式为： D．若电解效率为60%，电路中通过1mol电子时，产生1.12L乙烯（标准状况下） 【答案】D 【分析】由图可知，与直流电源负极相连的电极a为电解池的阴极，单原子镍做催化剂条件下二氧化碳在阴极得电子生成一氧化碳、纳米铜做催化剂条件下，一氧化碳在阴极得电子生成乙烯，电极b为阳极，氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水。 【解析】A．由分析可知，a为电解池的阴极，与直流电源负极相连，A项错误； B．右室为阳极，发生反应：，当转移4mol电子时，生成1mol氧气，质量减少32g，但同时会有通过阴离子交换膜移动到右室，质量增加68g，右室溶液总质量实际会增加36g，B项错误； C．由B选项可知，电极b的电极反应方程式为：，C项错误； D．若乙烯的电解效率为60%，电路中通过1mol电子时，根据题干电解效率公式可得生成乙烯所用的电子的物质的量n=0.6mol，二氧化碳转化为乙烯的总电极反应为2CO2+8H2O+12e-=C2H4+12OH-，则当生成乙烯所用的电子物质的量n=0.6mol，产生的乙烯为0.05mol，标况下体积为1.12L，D项正确； 故选D。 考向3 有关电化学的计算 例2（25-26高三上·天津蓟州·开学考试）一种新型的电化学锂回收系统结合二氧化氮捕获，实现了稳定且无需能量输入的同时，制得高纯度产品，工作原理如图。下列说法错误的是 A．碳布为正极，其电极电势高于含废电极 B．左侧电极的电极反应式为 C．当碳布捕获时，理论上有通过交换膜 D．右极室直接生成的反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为 【答案】D 【解析】A．该装置为原电池，左侧电极为负极，碳布为正极，正极电极电势高于负极，A正确； B．左侧负极上中Fe从+2价升高为+3价，失电子生成和，电极反应式符合电子、电荷守恒，B正确； C．。当捕获时，根据反应式可知，转移电子的物质的量为，因此有通过交换膜，其质量为，C正确； D．右极室发生的氧化还原反应中，氧化剂为，还原剂为，由总反应可知，氧化剂和还原剂的物质的量之比为，D错误； 故答案选D。 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。 如以通过4 mol e－为桥梁可构建如下关系式： (式中M为金属，n为其离子的化合价数值) 该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。 【提示】在电化学计算中，还常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19 C来计算电路中通过的电量。 【变式1·变载体】（2026·天津滨海新区·一模）研究人员利用电化学原理吸收废气中的，其工作原理如下图所示。 下列说法正确的是（  ） A．a电极为阳极，c电极为负极 B．b电极的电极反应式为： C．反应一段时间后，c极区溶液pH增大 D．每吸收，理论上可以得到 【答案】B 【分析】由图可知，左侧为原电池，锌电极a为负极，电极反应式为：，惰性电极b为正极，电极反应式为：；右侧为电解池，惰性电极c与电源正极相连，为阳极，电极反应式为：，氢离子经过质子交换膜移向惰性电极d，惰性电极d与电源负极相连，为阴极，电极反应式为：，由此答题； 【解析】A．由分析知，a电极为负极，c电极为阳极，A 错误； B．由分析知，b电极的电极反应式为：，B 正确； C．电极c电极反应式为，即每转移电子，生成，同时有通过质子交换膜进入d极区，但c极区溶液中的水被消耗，溶液中浓度增大，因此减小，C 错误； D．根据电子守恒，吸收转移电子，而生成需要电子，故每吸收，理论上可以得到，D 错误； 故答案选B。 【变式2·变题型】（2026·天津河西·一模）以一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制和，电极材料为，装置如图所示。下列说法错误的是 A．电极a端溶液的pH增大 B．与电极b相连的是电源正极 C．催化反应阶段，产物物质的量之比 D．为维持电解池离子浓度的稳定，加入的应为 【答案】C 【解析】A．在b电极上，变为，化合价升高，发生氧化反应，b作阳极，所以a作阴极，发生还原反应。该装置用于制和，则X应为，电极反应式为，由此可知电解过程中，电极a端附近溶液的pH增大，A正确； B．b电极为阳极，与正极相连，B正确； C．催化阶段，分解生成和，配平反应：，因此，C错误； D． 总反应为，过程消耗水，因此补充Y为可维持离子浓度稳定，D正确； 故选C。 【变式3·变考法】（25-26高三下·天津·开学考试）设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．向1 L 0.1 mol·L-1CH3COOH溶液通入氨气至中性，铵根离子数小于0.1 NA B．电解精炼铜时，当电路中通过的电子数为NA时，阳极质量减少为32 g C．常温常压下，16 g甲烷所含的中子数为10 NA D．常温常压下， F2和C2H6的混合物中含有电子的数目为4.5NA 【答案】A 【解析】A．向溶液通入氨气至中性，根据电荷守恒，中性时，则，溶液中，故，A符合题意； B．电解精炼铜时，阳极粗铜中杂质、等优先放电，通过个电子时，阳极溶解质量不等于，B不符合题意； C．常温常压下，甲烷为，原子含个中子，原子不含中子，因此甲烷所含中子数为，C不符合题意； D．常温常压下，气体物质的量小于，含电子数目小于，D不符合题意； 故选A。 考点二 电解原理的应用 知●识●解●构 知识点1 电解原理的应用 1．电解饱和食盐水 (1)电极反应： 阴极：电极反应式：__2H＋＋2e－===H2↑__反应类型：__还原__反应。 阳极：电极反应式：__2Cl－－2e－===Cl2↑__反应类型：__氧化__反应。 (2)总反应离子方程式：__2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑__ 总反应化学方程式：__2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑__ (3)应用：氯碱工业制烧碱、氢气和氯气。 离子交换膜电解槽原理示意图 阳离子交换膜： ①只允许阳离子通过，能阻止阴离子和气体通过。 ②将电解槽隔成阳极室和阴极室。 2．电镀 下图为金属表面镀银的工作示意图，据此回答下列问题： (1)镀件作阴极，镀层金属银作阳极。 (2)电解质溶液是AgNO3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液。 (3)电极反应： 阳极：Ag－e－===Ag＋； 阴极：Ag＋＋e－===Ag。 (4)特点：阳极溶解，阴极沉积，电镀液的浓度不变。 3．电解精炼铜 (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。 (3)电极反应： 阳极：Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e－===Ni2＋、Cu－2e－===Cu2＋； 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu。 【注意】（1）阳极泥的主要成分有Ag、Au。（2）利用该原理也可设计精炼银。 (3)电解精炼铜时，阳极质量减小，阴极质量增加，溶液中的Cu2＋浓度减小。 4.工业电解制活泼金属 制钠，阴极反应：　Na＋＋e－Na　。 阳极反应：　2Cl－－2e－Cl2↑　。 总反应：2NaCl（熔融）2Na＋Cl2↑ 制镁，阴极反应：　Mg2＋＋2e－Mg　。 阳极反应：　2Cl－－2e－Cl2↑　。 总反应：MgCl2（熔融）Mg＋Cl2↑ 制铝，阴极反应：　Al3＋＋3e－Al　。 阳极反应：　2O2－－4e－O2↑　。 总反应：2Al2O3（熔融）4Al＋3O2↑ 得分速记 (1)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。 (2)电镀铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)不变；电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)减小。 (3)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；电解熔融Al2O3冶炼铝，而不能电解AlCl3冶炼铝，是因为AlCl3是共价化合物，其熔融态不导电。 考●向●破●译 考向1 电解原理的常规应用 例1（2026·天津·二模）科研人员在嫦娥五号带回的月球样本中发现了一种未知矿物晶体，其中M、X、Y、Z、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素，基态Y、Z原子的s能级与p能级的电子数相等，且X与M的质子数之和等于Y的质子数，同周期元素中，Q的电负性最大。下列说法不正确的是 A．第二电离能： B．简单离子半径： C．、两者的空间结构均为三角锥形 D．工业上可通过电解熔融Z、Q的化合物制备Z 【答案】A 【分析】M、X、Y、Z、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素，基态Y原子的s能级与p能级的电子数相等，Y为O（1s22s22p4），Z为Mg（1s22s22p63s2），结合晶体化学式中的“M2Y”可知，M为H；X与M的质子数之和等于Y的质子数，可得X的质子数为，故X为N；Q的电负性为同周期元素最大，Q为Cl。根据晶体的化学式，即。 【解析】A．N的+1价离子电子排布为1s22s22p2；O的+1价离子电子排布为1s22s22p3，2p轨道半充满更稳定，失去一个电子所需能量较高，故第二电离能N＜O，A错误； B．简单离子中Cl-有3个电子层，半径最大，O2-和Mg2+电子层结构相同，核电荷数越大半径越小，故半径Cl-＞O2-＞Mg2+，B正确； C．NH3和NCl3中心N原子价层电子对数均为3+×(5-3×1)=4，含1对孤电子对，空间结构均为三角锥形，C正确； D．工业上通过电解熔融MgCl2制备金属Mg，MgCl2Mg+Cl2↑，D正确； 故选A。 【变式1·变载体】（2026·天津滨海新区·二模）通过电化学方法制备，进而与反应合成。利用氧化性：，某小组设计下图所示电解装置提高合成的电流利用效率。 下列说法正确的是 A．电极A与电源负极相连 B．电极B的电极反应为： C．电解液中的可以用HI代替 D．原料足量的情况下，理论上电路中转移可获得1 mol 【答案】D 【解析】A．电极A（阳极）发生氧化反应：，应连接电源正极，A错误； B．电极B（阴极）发生还原反应，酸性介质中，不生成OH-，B错误； C．若用HI代替H2SO4，引入，H2O2优先氧化，，致Br2生成减少，目标产物产率下降，且可能产生副产物碘代物，C错误； D．每转移2 mol e-，阳极生成1 mol Br2，阴极生成1 mol H2O2；由于H2O2氧化性强于Br2，生成的H2O2会进一步氧化Br-，反应为；因此每转移2 mol e-，总计得2 mol Br2，与2 mol环己烯反应生成2 mol 1，2-二溴环己烷；所以，转移1 mol e-生成1 mol目标产物，D正确； 故答案为：D。 【变式2】（2026·天津红桥·一模）利用下列装置进行操作的实验，能达到实验目的的是 A．配制100 mL1.00mol/L的NaCl溶液 B．验证试样中含钾元素 C．铁钥匙镀铜 D．收集 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【解析】A．配制100 mL1.00mol/L的NaCl溶液，定容时胶头滴管应该悬空垂直滴加，故不选A； B．应该透过蓝色钴玻璃观察钾元素的焰色，故不选B； C．铁钥匙镀铜时，铁钥匙应该作阴极、铜作阳极，故不选C； D．氨气的密度比空气小，用向下排空气法收集，故选D； 选D。 【变式3】（2026·天津·二模）利用下列实验装置和试剂进行相应实验，无法达到实验目的的是 A．甲图比较苯和甲苯的化学性质 B．乙图验证浓硫酸的吸水性 C．丙图电解饱和食盐水制备NaOH溶液与氯气 D．丁图比较Fe2+、I-的还原性强弱 【答案】C 【解析】A．苯与酸性高锰酸钾不反应，甲苯能使酸性高锰酸钾褪色，A能达到实验目的； B．饱和溶液中的水由于浓硫酸的吸水性不断减少，故左侧析出晶体，可证明浓硫酸有吸水性，B能达到实验目的； C．丙装置中一段时间后阴极产生的会移向阳极与反应，故该装置不能制备NaOH溶液与，C不能达到实验目的； D．图中进入试管若与碘离子先反应则生成的会进入层使下层显示紫红色，若进入试管与反应则生成的会使水层显示黄色，故根据现象可达到实验目的； 故选C。 考向2 应用电解原理制备新物质 例2（2026·天津和平·一模）利用有机电化学合成1，2-二氯乙烷的装置如图所示。下列说法不正确的是 A．与a相连的电极可改为金属铁，b为电源的正极 B．离子交换膜Ⅰ为阳离子交换膜，离子交换膜Ⅱ为阴离子交换膜 C．X为CuCl，Y为，合成室内的反应为 D．中间室要补充NaCl固体 【答案】C 【分析】合成室内X与乙烯合成1，2-二氯乙烷，结合选项C，则N电极上CuCl转化为CuCl2，失电子发生氧化反应，因此N为阳极，连接电源正极，故为电源正极，为电源负极，M为阴极。 【解析】A．a连接阴极M，Fe作阴极时，阴极本身不参与反应，不会被氧化，因此可更换为铁电极，b为电源正极，A正确； B．阴极M反应为，左室负电荷增多，中间室需移向左室平衡电荷，因此离子交换膜I允许阳离子通过，为阳离子交换膜；阳极N反应为，消耗，中间室需移向右室，因此离子交换膜Ⅱ允许阴离子通过，为阴离子交换膜，B正确； C．循环过程为：从合成室流出回到N极，在N极被氧化为，流入合成室，与乙烯反应生成1,2-二氯乙烷和。因此X应为，Y应为，选项中X、Y颠倒，C错误； D．中间室中经交换膜I移向左室，经交换膜Ⅱ移向右室，NaCl不断消耗，因此需要补充NaCl固体，D正确； 故选C。 解题妙招 电解原理应用的四点注意事项 (1)阳离子交换膜(以电解NaCl溶液为例)，只允许阳离子(Na＋)通过，而阻止阴离子(Cl－、OH－)和气体分子(Cl2)通过，这样既能防止H2和Cl2混合发生爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液反应生成NaClO而影响烧碱的质量。 (2)电解或电镀时，电极质量减小的电极必为金属电极——阳极；电极质量增加的电极必为阴极，即溶液中的金属阳离子得电子变成金属附着在阴极上。 (3)电解精炼铜，粗铜中含有的Zn、Fe、Ni等活泼金属失去电子，变成金属阳离子进入溶液，其他活泼性弱于铜的杂质以阳极泥的形式沉积。电解过程中电解质溶液中的Cu2＋浓度会逐渐减小。 (4)电镀时，阳极(镀层金属)失去电子的数目与阴极镀层金属离子得到电子的数目相等，因此电镀液中电解质的浓度保持不变。 【变式1·变载体】（2025·天津·二模）天津大学研究团队以KOH溶液为电解质，CoP和纳米片为催化电极材料，电催化合成偶氮化合物[]的装置如图所示(R代表烃基)。下列说法不正确的是 A．若用铅蓄电池作为电源，CoP极连接铅蓄电池的铅电极 B．离子交换膜是阴离子交换膜 C．合成1mol偶氮化合物，需转移8mol电子 D．电极反应式为 【答案】D 【分析】 该装置为电解池，电极上是生成RCN，发生氧化反应，为阳极，电极反应为，CoP电极是由硝基苯生成偶氮化合物，发生的是还原反应，CoP为阴极，电极反应式为2+8e-+4H2O=+8OH-，据此分析解答。 【解析】A．CoP为阴极，接直流电源的负极，即连接铅蓄电池的铅电极，A正确； B．左侧电极生成，右侧电极消耗，左侧需要迁移到右侧，离子交换膜是阴离子交换膜，B正确； C．CoP为阴极，根据电极反应式可知，合成1mol偶氮化合物，需转移8mol电子，C正确； D．为阳极，发生氧化反应，电解质溶液为碱性，电极反应为，D错误； 故答案选D。 【变式2·变题型】（24-25高三上·天津河北·期末）电化学合成是对环境友好的合成方法，以对硝基苯甲酸()为原料，采用惰性电极电解法合成对氨基苯甲酸()的装置如图。下列说法正确的是 A．直流电源a极为正极 B．离子交换膜为阴离子交换膜 C．每生成0.2mol对氨基苯甲酸，阳极室电解液质量减少9.6g D．生成的总反应为： 【答案】A 【分析】根据图示，N电极I2得电子发生还原反应生成I-，N是阴极，则直流电源b为负极、a为正极。电解池M极为阳极，M极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+。 【解析】A．由分析可知，a极为正极，故A正确； B．M极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，H+透过离子交换膜进入阴极区，阴极区发生反应，离子交换膜为阳离子交换膜，故B错误； C．根据，每生成对氨基苯甲酸，消耗1.2molI-，根据电极反应式I2+2e-=2I-可知电路中转移1.2mol电子，阳极发生反应2H2O-4e-=O2↑+4H+，阳极产生0.3molO2，向N极迁移1.2molH+，阳极室电解质液质量减少10.8g，故C错误； D．生成的总反应为，故D错误； 故选A。 【变式3·变考法】利用下图所示装置可合成己二腈[]。充电时生成己二腈，放电时生成，其中a、b是互为反置的双极膜，双极膜中的会解离出和向两极移动。下列说法正确的是 A．放电时M极为负极，发生氧化反应 B．放电时，双极膜中向N极移动 C．放电时，每生成，双极膜解离 D．充电时，N极的电极反应式为 【答案】D 【分析】放电时为原电池，N极上H2O失电子生成O2，则M极为正极，N极为负极，正极反应式为[Co(NH3)6]3++e−=[Co(NH3)6]2+，负极反应式为2H2O−4e−=O2↑+4H+，放电时，双极膜中OH−向负极移动，H+向正极移动；充电时为电解池，M极为阳极，N极为阴极，阳极反应式为[Co(NH3)6]2+−e−=[Co(NH3)6]3+，阴极反应式为2CH2=CHCN+2e−+2H+=NC(CH2)4CN。 【解析】A．放电时为原电池，N极上H2O失电子生成O2，则M极为正极，电极反应式为[Co(NH3)4]3++e-=[Co(NH3)4]2+，发生还原反应，故A错误； B．放电时为原电池，M极为正极，N极为负极，双极膜中OH−向负极移动，H+向正极移动，即OH−向N极移动，H+向M极移动，故B错误； C．放电时负极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，放电时生成1 mol O2，转移4 mol e-，有4 mol H+进入左室，双极膜需要解离4 mol H2O，故C错误； D．充电时，N极是阴极，反应式为2CH2=CHCN+2e−+2H+=NC(CH2)4CN，故D正确； 故答案选D。 考向3 应用电解原理治理污染 例4（2026·天津·检测）纳米零价铁电化学法除去酸性废水中三氯乙烯、五价砷的原理如图所示。下列说法正确的是 A．是碱性氧化物 B．该酸性废水中的发生氧化反应 C．该处理过程中纳米零价铁中的铁为正极 D．在电极反应中，每生成乙烷气体（标准状况下），理论上会消耗纳米零价铁 【答案】D 【分析】处理过程中，纳米零价铁中的Fe由0价转化为Fe2+，失去电子，发生氧化反应，做原电池负极，在酸性条件下，C2HCl3被还原为乙烷，为正极，其电极反应式为C2HCl3+5H++8e－＝C2H6↑+3Cl－，亚铁离子在酸性条件下和、SO发生氧化还原反应，其反应的离子方程式为14Fe2+++SO+14H+＝FeAsS↓+13Fe3++7H2O，完成纳米零价铁除去酸性废水中的三氯乙烯、五价砷，据此解答。 【解析】A．中含有+2价和+3价铁，不是碱性氧化物，故A错误； B．亚铁离子在酸性条件下和、SO发生氧化还原反应，其反应的离子方程式为14Fe2+++SO+14H+＝FeAsS↓+13Fe3++7H2O，此反应中As元素、S元素均得到电子，发生还原反应，Fe2+失电子发生氧化反应，故B错误； C．在处理三氯乙烯的过程中，纳米零价铁中的Fe由0价转化为Fe2+，失去电子，发生氧化反应，作为原电池负极，故C错误； D．原电池的总反应为：4Fe+C2HCl3+5H+=4Fe2++C2H6↑+3Cl-，每生成标准状况下的11.2L乙烷气体，理论上会消耗2mol纳米零价铁，故D正确； 故选D。 【变式1·变载体】（25-26高三上·天津南开·阶段检测）如图甲是一种利用微生物将废水中的尿素(，氮元素显-3价)的化学能直接转化为电能，并生成对环境无害物质的装置，同时利用此装置的电能在铁上镀铜，下列说法中正确的是 A．透过质子交换膜由右向左移动 B．铜电极应与X相连接 C．当N电极消耗0.5mol气体时，则铁电极增重32g D．M电极的反应式： 【答案】D 【分析】甲为原电池，极尿素失电子发生氧化反应，故是负极，N极得电子发生还原反应，是正极；乙为铁上镀铜装置，镀层Cu作阳极，接原电池正极，镀件Fe作阴极，接原电池负极，据此分析； 【解析】A．原电池中阳离子向正极移动，是阳离子，应从左（负极区）向右（正极区）移动，A错误； B．铁上镀铜时，镀层金属铜作阳极，阳极需要接原电池的正极（极，接），因此铜电极应与相连，B错误； C．N极反应为：，消耗时，转移电子为；铁电极（阴极）反应为，电子生成，铁电极增重，C错误； D．M（负极）上尿素失电子，生成对环境无害的和，配平后反应式为： ，D正确； 故选D。 【变式2·变题型】如图甲是一种利用微生物将废水中的尿素(，氮元素显价)的化学能直接转化为电能，并生成对环境无害物质的装置，同时利用此装置的电能在铁上镀铜，下列说法中正确的是 A．透过质子交换膜由右向左移动 B．铜电极应与X相连接 C．M电极的反应式： D．当N电极消耗0.5mol气体时，则铁电极增重32g 【答案】C 【分析】该装置是将化学能转化为电能的原电池，由甲图可知，M是负极，N是正极，电解质溶液为酸性溶液，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应。 【解析】A．M是负极，N是正极，质子透过离子交换膜由左M极移向右N极，A错误； B．铁上镀铜，则铁为阴极应与负极相连，铜为阳极应与正极Y相连，B错误； C．H2NCONH2在负极M上失电子发生氧化反应，生成氮气、二氧化碳和水，电极反应式为H2NCONH2+H2O-6e-═CO2↑+N2↑+6H+，C正确； D．当N电极消耗0.5mol氧气时，则转移0.5×4=2.0mol电子，所以铁电极增重mol×64g/mol=64g，D错误； 故选C。 【变式3·变考法】电化学降解含的酸性废水的原理示意图。下列说法中正确的是 A．铅蓄电池的A极为负极，电极材料为Pb B．铅蓄电池工作过程中每通过电路中2mol则消耗1mol C．该电解池的阴极反应为 D．若电解过程中转移5mol，则交换膜两侧电解液的质量变化差值(左―右)为26g 【答案】C 【解析】A．根据题给装置知，右侧Ag-Pt电极上转化为N2，发生还原反应，为电解池的阴极，与铅蓄电池的负极相连，故铅蓄电池的B极为负极，A错误； B．铅蓄电池工作过程中的电池反应为：Pb+PbO2+4H++2 =2PbSO4+2H2O，每通过电路中2mol电子则消耗2molH2SO4，B错误； C．该电解池的电解液呈酸性，阴极反应为2 +12H++ 10e﹣= N2↑+6H2O，C正确； D．电解过程中阳极反应：2H2O-4e-=4H++O2↑，若电解过程中转移5moL电子，则左侧生成1.25mol氧气，同时还有5mol氢离子进入右侧装置，Δm左=45g，右侧生成0.5mol氮气，Δm右=9g，则交换膜两侧电解液的质量变化差(Δm左-Δm右)为36g，D错误； 故选C。 考点三 金属的腐蚀与防护 知●识●解●构 知识点1 金属腐蚀 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 (1)化学腐蚀与电化学腐蚀 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 定义 金属与接触到的干燥气体(如O2、Cl2等)或非电解质溶液等直接发生化学反应引起的腐蚀 不纯金属或合金与电解质溶液接触，会形成__原电池__，__较活泼__的金属失去电子被氧化腐蚀 特点 __无__电流产生 __有微弱__电流产生 普遍性 两者往往同时发生，金属的__电化学__腐蚀更普遍，而且危害性大，腐蚀速率大 (2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以钢铁的腐蚀为例进行分析) 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 水膜酸性 __酸性较强__ __酸性较弱或中性__ 负极反应 __Fe－2e－===Fe2＋__ 正极反应 __2H＋＋2e－===H2↑__ __O2＋2H2O＋4e－===4OH－__ 总反应 __Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ __2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2__ 其他反应 __4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3__ Fe(OH)3→Fe2O3·xH2O(铁锈) 腐蚀速率 较快，一般极少 较慢，非常普遍 普遍性 __吸氧__腐蚀更普遍 联系 往往两种腐蚀交替发生，但吸氧腐蚀更普遍，两种过程都有微弱电流产生。 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 金属电化学保护 1．金属电化学保护的两种方法 2．其他防护方法 (1)覆盖保护层(涂油漆、油脂、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料等)，电镀。 (2)改变金属内部结构→可根据不同的用途，运用不同的金属或非金属制成合金，如制成不锈钢。 得分速记 (1)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁去电子生成Fe2＋，而不是生成Fe3＋。 (2)金属腐蚀时，电化学腐蚀与化学腐蚀往往同时存在，但前者更普遍，危害也更严重。 (3)铜暴露在潮湿的空气中发生的是化学腐蚀，而不是电化学腐蚀，生成铜绿的化学成分是Cu2(OH)2CO3。 (4)两种保护方法的比较 外加电流的阴极保护法比牺牲阳极的阴极保护法保护效果好。 考●向●破●译 考向1 金属腐蚀的原理、金属腐蚀速率快慢的比较 例1（2026·天津东丽·一模）类比或推理是重要的学习方法，下列类比或推理正确的是 选项 已知 方法 结论 A 铁制品在潮湿空气里易腐蚀 类比 铝制品在潮湿空气里也易腐蚀 B 常温下，， 推理 常温下F溶液显酸性 C I-I键能小于Br-Br键能 类比 Cl-Cl键能小于F-F键能 D 是正盐 推理 是三元酸 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【解析】A．铝在潮湿空气中表面会生成致密的氧化铝薄膜，阻止内层金属继续被氧化，因此铝制品不易腐蚀，A错误； B．的水解常数，的水解常数；因为，所以的水解程度大于的水解程度，溶液显酸性，B正确； C．F原子半径很小，键间孤电子对排斥作用强，实际键能：，即键能大于键能，C错误； D．正盐中不含可电离的氢，是正盐说明只有1个可电离的氢，属于一元酸，D错误； 故选B。 解题妙招 判断金属腐蚀快慢的规律 (1)对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀。 (2)对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中。 (3)活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快。 (4)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀越快。 【变式1·变载体】（25-26高三下·天津·开学考试）下列叙述正确的是 A．在密闭容器中有反应：A(g) + xB(g)3C(g)。达到平衡时测得c(A)为0.5 mol·L-1，将容器容积扩大到原来的5倍，测得 c(A)为0.2 mol·L-1，则平衡逆向移动 B．向0.1 mol·L-1 pH=1的NaHA溶液中加入NaOH溶液的离子方程式：HA- + OH- = A2- + H2O C．向钢铁电极附近溶液中滴加溶液，产生蓝色沉淀，证明钢铁发生吸氧腐蚀 D．催化剂可降低整个反应的活化能，因此使ΔH减小 【答案】A 【解析】A．在一定温度的密闭容器中发生反应反应，平衡时测得A的浓度为0.5 mol/L，保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的5倍，若平衡不移动，A的浓度变为0.1 mol/L，再次达平衡时，测得A的浓度为0.2 mol/L，说明减小压强，平衡逆向移动，A符合题意； B．，说明完全电离，加入离子方程式，B不符合题意； C．能氧化Fe生成，向钢铁电极附近溶液中滴加溶液，产生蓝色沉淀，不能说明钢铁发生吸氧腐蚀，C不符合题意； D．催化剂可降低整个反应的活化能，不改变ΔH，D不符合题意； 故选A。 【变式2】（25-26高三下·天津河东·开学考试）下列实验中，能达到实验目的的 A．验证牺牲阳极法 B．比较和与酸反应的快慢 C．用光洁的铁丝蘸取待测样品检验烧碱样品中是否含有 D．检验待测液中是否含有 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】A．牺牲阳极法利用原电池原理，锌比铁活泼，锌作为负极（被牺牲的阳极）失电子被腐蚀，铁作为正极被保护，不会生成，加入不会产生蓝色沉淀，可验证铁被保护，能达到实验目的，A正确； B．相同温度下，溶解度远大于，二者饱和溶液的物质的量浓度不同，不符合控制变量法，无法比较反应速率，不能达到实验目的，B错误； C．焰色反应检验时，必须透过蓝色钴玻璃观察火焰，以滤去钠元素的黄光干扰，本实验没有蓝色钴玻璃，无法检验，不能达到实验目的，C错误； D．若待测液中含有，直接加入盐酸酸化的也会产生白色沉淀，干扰的检验；正确操作是先加盐酸酸化排除干扰，静置后再加氯化钡检验，不能达到实验目的，D错误； 答案选A。 【变式3】（25-26高三上·天津河西·期末）下列实验装置及操作正确且能达到实验目的的是 A．制备氢氧化铝 B．检验溴乙烷发生消去反应生成的乙烯 C．比较盐酸、碳酸的酸性 D．检验铁发生了吸氧腐蚀 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【解析】A．过量会与反应生成的反应生成，无法得到氢氧化铝，A错误； B．溴乙烷在水溶液中加热发生水解反应，消去反应需要醇溶液作反应试剂，无法生成乙烯，B错误； C．盐酸具有挥发性，挥发出的HCl会随CO2进入澄清石灰水，干扰实验，不能准确比较盐酸和碳酸的酸性，无法达到实验目的，C错误； D．中性溶液中铁和炭粉构成原电池，铁发生吸氧腐蚀消耗装置内氧气，左侧试管内压强减小，红墨水沿导管上升，可证明铁发生吸氧腐蚀，D正确； 故选D。 考向2 金属腐蚀的防护措施 例2（2026·天津·二模）下列实验装置能达到实验目的的是 A．检验气体中含和 B．测定锌与稀硫酸的反应速率 C．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．可推测极易溶于水且水溶液呈碱性 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【解析】A．若气体先通入品红溶液，会被品红溶液吸收，后续再通入溶液时无法检验是否存在。正确顺序应先通过溶液检验，再通过品红溶液检验，A装置不能达到目的，A错误； B．该装置中，分液漏斗中的硫酸与锌粒发生反应生成氢气，其会进入针筒使活塞向右移动，并根据准确测量单位时间内活塞向右移动的刻度来测定锌与稀硫酸的反应速率，B装置能达到目的，B正确； C．图为外加电流的阴极保护法，钢闸门作阴极，辅助电极为阳极，钢闸门被保护不被腐蚀，其表面腐蚀电流为零，但腐蚀电流会随环境变化而变化，若外加电压保持恒定不变，则不利于提高对钢闸门的防护效果，C装置不能达到目的，C错误； D．氨气的喷泉实验中，挤压胶头滴管后，氨气溶于水使烧瓶内压强迅速减小，外界大气压将烧杯中的水压入烧瓶，形成喷泉，说明极易溶于水；但无法判断水溶液是否呈碱性，D装置不能达到目的，D错误； 故选B。 【变式1·变载体】利用下列装置进行实验，能达到实验目的的是 A．甲装置：制备并测量其体积 B．乙装置：测定锌与稀硫酸反应速率 C．丙装置：测定醋酸的浓度 D．丁装置：探究铁钉发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀 【答案】D 【解析】A．生成氨气极易溶于水，不能用排水法测定氨气体积，A错误； B．由装置乙可知，题给装置为恒压制备氢气的装置，氢气会从长颈漏斗中逸出，无法测定生成氢气的体积且缺少计时器，因此无法测定反应速率，B错误； C．丙装置指示剂选择错误，醋酸与氢氧化钠反应生成的醋酸钠溶液呈碱性，滴定终点在碱性范围，应选用酚酞（变色范围 8.2~10）作指示剂，甲基橙的变色范围（3.1~4.4）不适合该滴定反应，因此该装置不能达到测定醋酸浓度的实验目的，C错误； D．铁钉在NaCl溶液(中性环境)中，若发生析氢腐蚀会产生氢气从而使压强增大，发生吸氧腐蚀会消耗氧气从而导致压强减小，通过压强传感器采集的压强变化数据可判断腐蚀类型，D正确； 故答案为D。 【变式2·变题型】（2026·天津河西·一模）性质决定用途，下列说法正确的是 A．苯酚消毒是利用其强氧化性破坏病毒蛋白结构 B．在钢铁设备上安装铜片或锌块，避免设备遭受腐蚀 C．是抗氧化剂，能防止葡萄酒中一些成分被氧化 D．碳化硅抗氧化且耐高温，可用作固体电解质 【答案】C 【解析】A．苯酚消毒是通过使病毒蛋白质变性实现的，苯酚不具有强氧化性，A错误； B．铜的金属活动性弱于铁，在钢铁设备上装铜片时，铁会作为原电池负极加快腐蚀，只有装锌块才能保护钢铁，B错误； C．具有还原性，可作为抗氧化剂消耗葡萄酒中的氧气，防止其中的成分被氧化，C正确； D．碳化硅属于共价晶体，没有可自由移动的离子或电子，不具备离子导电性，不能用作固体电解质，D错误； 故选C。 【变式3·变考法】（25-26高三下·天津蓟州·开学考试）下列做法或实验(图中部分夹持装置已省略)，能达到目的的是 A．橡皮管能减小气体体积测量的误差 B．分离碘和四氯化碳的混合液 C．浓硫酸与乙醇加热制备乙烯 D．防止铁管道被腐蚀 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】A．橡皮管可平衡气压，便于液体顺利流下，则对生成的气体体积进行测量可以减少误差，A正确； B．碘在CCl4中的溶解度很大，两者之间互溶，因此不能通过分液的方法分离，B错误； C．浓硫酸与乙醇制备乙烯需要反应温度达到，制备乙烯时温度计需要测定反应液温度，且应插入混合液中，图中装置缺少温度计，C错误； D．废铁、铁管道和电源形成电解池，为外加电流阴极保护法，应当将铁管道连接电源的负极，作阴极才能防止铁管道被腐蚀，图中铁管道连接电源正极作阳极，不能达到保护铁管道被腐蚀的目的，D错误； 故选A。 真题溯源·考向感知 1．（2025·天津·高考真题）天津位于渤海之滨，地处“九河下梢”，因河而生，向海而兴，自古流传着“精卫填海”“哪吒闹海”等传说，其海水资源丰富，下列说法错误的是 A．海水可经蒸馏制备淡水 B．海水经氯气氧化可直接得到液溴 C．海水晒盐的过程涉及溶液的蒸发、结晶 D．用离子交换膜法电解饱和溶液可得到烧碱溶液 【答案】B 【解析】A．蒸馏法通过蒸发和冷凝分离水和盐分，正确制备淡水，A正确； B．海水中的需经氧化生成，但需进一步蒸馏或萃取才能得到液溴，不能直接获得，B错误； C．海水晒盐通过蒸发水分使结晶析出，属于蒸发结晶过程，C正确； D．离子交换膜电解溶液时，阴极区生成并富集，得到烧碱溶液，D正确； 故答案选B。 2．（2022·天津·高考真题）实验装置如图所示。接通电源后，用碳棒(、)作笔，在浸有饱和NaCl溶液和石蕊溶液的湿润试纸上同时写字，端的字迹呈白色。下列结论正确的是 A．a为负极 B．端的字迹呈蓝色 C．电子流向为： D．如果将、换成铜棒，与碳棒作电极时的现象相同 【答案】B 【解析】A．根据实验现象，a'端呈白色，即生成了氯气，即氯离子失去电子，为阳极，即a为正极，A错误； B．b'端为阴极，水得到电子放电的同时，生成氢氧根离子，遇石蕊变蓝，B正确； C．电子只在导线内移动，a为正极，b为负极，方向为，C错误； D． 如果换成铜棒，铜做阳极放电，现象与碳作电极时不相同，D错误； 故选B。 3．（2022·天津·高考真题）金属钠及其化合物在人类生产生活中起着重要作用。回答下列问题： (1)基态Na原子的价层电子轨道表示式为___________。 (2)NaCl熔点为800.8℃，工业上采用电解熔融NaCl制备金属Na，电解反应方程式：，加入的目的是___________。 (3)的电子式为___________。在25℃和101kPa时，Na与反应生成1mol 放热510.9kJ，写出该反应的热化学方程式：___________。 (4)采用空气和Na为原料可直接制备。空气与熔融金属Na反应前需依次通过___________、___________(填序号) a．浓硫酸    b．饱和食盐水    c．NaOH溶液    d．溶液 (5)钠的某氧化物晶胞如下图，图中所示钠离子全部位于晶胞内。由晶胞图判断该氧化物的化学式为___________。 (6)天然碱的主要成分为，1mol 经充分加热得到的质量为___________g。 【答案】(1)(或) (2)作助熔剂，降低了共熔物的熔点，节省能耗 (3) (4) c a (5) (6)159 【解析】（1） 基态Na原子的价电子排布式为3s1，则价层电子轨道表示式为(或)；故答案为：(或)。 （2）NaCl熔点为800.8℃，工业上采用电解熔融NaCl制备金属Na，电解反应方程式：，电解时温度降低了即熔点降低了，说明加入的目的是作助熔剂，降低了共熔物的熔点，节省能耗；故答案为：作助熔剂，降低了共熔物的熔点，节省能耗。 （3） 含有钠离子和过氧根离子，其电子式为。在25℃和101kPa时，Na与反应生成1mol 放热510.9kJ，则该反应的热化学方程式：    ；故答案为：；    。 （4）采用空气和Na为原料可直接制备，由于空气中含有二氧化碳和水蒸气，因此要用氢氧化钠溶液除掉二氧化碳，用浓硫酸除掉水蒸气，一般最后除掉水蒸气，因此空气与熔融金属Na反应前需依次通过NaOH溶液、浓硫酸；故答案为：c；a。 （5）钠的某氧化物晶胞如下图，图中所示钠离子全部位于晶胞内，则晶胞中有8个钠，氧有个，钠氧个数比为2：1，则该氧化物的化学式为；故答案为：。 （6），因此1mol 经充分加热得到1.5mol，其质量为1.5mol×106g∙mol−1＝159g；故答案为：159。 4．（2025·天津·高考真题）以苯为代表的挥发性有机污染物可以在Co3O4的催化作用下，与O2反应生成CO2和H2O，进一步将CO2转化成高附加值的化学品，可减少污染和碳排放。 Ⅰ．CO2与苯的分子结构 (1)CO2分子中碳原子的杂化轨道类型为___________，苯是___________(填“极性”或“非极性”)分子。 Ⅱ．苯的催化氧化 Co3O4做催化剂时，在有、无光照条件下，苯的催化氧化产物相同，但反应历程不同。无光照条件下反应活化能为38 kJ/mol，有光照条件下反应活化能为26 kJ/mol。如图是290℃时，有、无光照条件下，苯的转化率随时间的变化曲线。 (2)光照条件下，对应的转化率曲线为___________(填“a”或“b”)。 (3)有、无光照条件下，两种反应历程的___________(填“相等”或“不等”)。 Ⅲ．CO2的转化 (4)CO2与H2反应可以合成甲醇：。一定温度下，等物质的量的CO2和H2在恒容密闭容器中发生上述反应达到平衡后，下列各操作有利于平衡正向移动的是___________(填序号)。 a.分离出甲醇    b.充入稀有气体    c.增加H2量    d.降低温度 (5)一定条件下，以CO2和CH3OH为原料制备HCOOH和甲酸盐，其装置原理如图。 ①电极a是___________极，电极反应式为___________； ②电解过程中，电极b一侧的溶液pH将___________(填“升高”“不变”或“降低”)； ③电解过程中通过阳离子交换膜的离子为___________。 【答案】(1) sp 非极性 (2)a (3)相等 (4)acd (5) 阴 降低 K+ 【解析】（1）CO2分子中碳原子的中心原子价层电子对数为=2，故杂化轨道类型为sp；苯分子的空间构型是平面正六边形，分子结构对称，为非极性分子，故答案为sp；非极性。 （2）活化能越低，反应速率越快，相同时间内反应物的转化率越高，无光照条件下反应活化能为38 kJ/mol，有光照条件下反应活化能为26 kJ/mol，所以有光照条件下反应速率更快，对应的转化率曲线为a，故答案为a。 （3）反应的焓变只与反应物与生成物的总能量有关，与反应历程无关，所以有、无光照条件下，两种反应历程的相等，故答案为相等。 （4）a．分离出甲醇，即减小生成物浓度，平衡正向移动，a符合题意； b．恒温恒容条件下充入稀有气体，各反应物和生成物浓度不变，平衡不移动，b不符合题意； c．增加H2量，即增大反应物浓度，平衡正向移动，c符合题意；     d．该反应的，降低温度，平衡正向移动，d符合题意； 故答案选acd。 （5）①由图可知，电极a上转化为，碳元素化合价降低，发生还原反应，为阴极，电极反应式为，故答案为阴极；。 ②由图可知，电极b上转化为，碳元素化合价升高，发生氧化反应，为阳极，电极反应式为， 反应过程中消耗，溶液的pH降低，故答案为降低。 ③电解过程中，阳离子向阴极（电极a）移动，左侧溶液中有，所以通过阳离子交换膜的离子为，故答案为。 2 / 3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $