专题03 电解池 金属的腐蚀与防护（知识清单）（全国通用）2027年高考化学一轮复习讲练测

该高中化学高考复习知识清单聚焦电解池与金属腐蚀防护专题，涵盖电解池工作原理、电解规律、原理应用及金属腐蚀与防护四大核心考点，通过知识脑图搭建框架，考点分层突破，素养技法提炼，优题实战通关构建完整复习体系。 清单以基础梳理与重难突破结合呈现知识，技法提炼如电极反应式书写、电化学计算方法培养科学思维，易错剖析标注放电顺序、腐蚀防护易错点强化科学态度，优题精练含高考真题与模拟题支持科学探究与实践，助力学生自主复习，辅助教师精准教学。

专题03 电解池 金属的腐蚀与防护 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 目录导航 01知识脑图·核心脉络搭建——梳理专题框架，搭建知识体系 02考点深研·知能分层突破——深挖高频考点，突破重点难点 考点01 电解池的工作原理 考点02 电解规律 考点03 电解原理的应用 考点04 金属的腐蚀与防护 03素养进阶·答题技法突破——提炼解题范式，提升答题素养 ▶技法提炼·审题点拨 技法点拨01 判断电解池阴、阳极的常用方法 技法点拨02 分析电解过程的思维程序 技法点拨03 电解池电极反应式的书写方法 技法点拨04 电化学综合计算的三种常用方法 技法点拨05 电镀和电解精炼的特点分析 技法点拨06 金属腐蚀的类型的判断及电化学防护方法的选择 ▶易错剖析·避坑攻略 易错剖析01 电解池放电顺序应用的易错点 易错剖析02 金属的腐蚀和防护的易错点 04优题精练·专题实战通关——精选优质试题，强化实战应用 知识脑图·核心脉络搭建 考点深研·知能分层突破 考点01 电解池的工作原理 基础梳理・自主夯基——核心背记 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________。 重难突破・考向深研——要点提炼 1．电解池的工作原理要点 (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)从电子、离子、电流的移动方向角度理解电解池的工作原理 考点02 电解规律 基础梳理・自主夯基——核心背记 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： 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 阳极：________________________ 阴极：________________________ 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 阳极：________________________ 阴极：________________________ 总反应式：______________________________ AgNO3 阳极：________________________ 阴极：________________________ 总反应式：______________________________ 重难突破・考向深研——要点提炼 1．惰性电极电解电解质溶液的产物判断 2．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。 考点03 电解原理的应用 基础梳理・自主夯基——核心背记 1．电解饱和食盐水——氯碱工业 (1)电极反应和电解反应 阳极：________________________(反应类型：______反应)； 阴极：________________________(反应类型：______反应)。 离子方程式：____________________________________。 (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 a．阻止______进入阳极室与Cl2发生副反应：______________________________； b．阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。 ②a、b、c、d加入或取出的物质分别是____________、____________、____________、____________；X、Y分别为______、______。 2．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______电子形成正离子，进入溶液中；阴极区，镀层金属正离子______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。 3．电冶金 (1)电解精炼铜 ①电极材料：阳极为______，阴极为______。 ②电解质溶液：含______的盐溶液。 ③电极反应式 阳极：__________________、__________________、__________________、__________________； 阴极：__________________。 ④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。 (2)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______________________________。 重难突破・考向深研——要点提炼 1．电解原理的应用要点归纳 (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)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。 (4)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。 (5)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。 (6)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。 考点04 金属的腐蚀与防护 基础梳理・自主夯基——核心背记 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 (3)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 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。 2．金属的防护 (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牺牲阳极法 原理：原电池原理，被保护的金属作______，活泼性更强的金属作______。 应用：锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门安装镁合金或锌块。 ②外加电流法 原理：电解池原理，被保护的金属作为______，与电源的______相连。 应用：钢铁闸门，高压线铁架，地下管道连接直流电源的负极。 重难突破・考向深研——要点提炼 1．金属腐蚀的规律 (1)在同一电解质溶液中，金属腐蚀的速率快慢：电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀。 (2)在原电池中，电解质溶液相同时，两极的活泼性差别越大，负极金属越易被腐蚀，如Zn－Cu(H2SO4)中的Zn比Zn－Fe(H2SO4)中的Zn腐蚀快。 (3)对由相同正、负极构成的原电池(如Fe－Cu原电池) ①电解质的氧化能力越强，负极金属越易被腐蚀。如：Fe在不同电解质溶液中的腐蚀速率是CuSO4溶液＞稀H2SO4＞NaCl溶液。 ②电解质中起氧化作用的离子相同时，该离子浓度越大，负极金属腐蚀速率越快。如腐蚀速率：1 mol·L－1盐酸＞0.1 mol·L－1盐酸＞0.1 mol·L－1醋酸＞海水(起氧化作用的H＋浓度逐渐减小)。 ③溶液的导电能力越强，负极金属越易被腐蚀。如腐蚀速率：海水＞淡水＞酒精。 (4)一般情况下不纯的金属或合金在潮湿的空气中腐蚀的速率远快于在干燥、隔绝空气条件下的腐蚀速率。 素养进阶·答题技法突破 技法提炼・审题点拨——技巧总结 【技法点拨01】判断电解池阴、阳极的常用方法 【技法点拨02】分析电解过程的思维程序 【技法点拨03】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。 【技法点拨04】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。 【技法点拨05】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。 【技法点拨06】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 易错剖析・避坑攻略——易错归纳 【易错点01】电解池放电顺序应用的易错点 (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。 【易错点02】金属的腐蚀和防护的易错点 (1)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe2＋，而不是生成Fe3＋。 (2)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。 (3)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。 优题精练·专题实战通关 1．用如图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中各项所列对应关系均正确的一项是(　　) 选项 X极 实验前U形管中液体 通电后现象及结论 A 正极 Na2SO4溶液 U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色 B 正极 AgNO3溶液 b管中电极反应式是4OH－－4e－===O2↑＋2H2O C 负极 CuCl2溶液 b管中有气体逸出 D 负极 NaOH溶液 溶液pH降低 2．考古中出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有铜锈覆盖在其表面。铜锈的成分非常复杂，主要成分有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl。考古学家将铜锈分为无害锈和有害锈，结构如图所示。 下列说法正确的是( ) A．锡青铜中的锡加速了铜的腐蚀速度 B．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快 C．Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl分别属于有害锈和无害锈 D．生成Cu2(OH)2CO3是电化学腐蚀过程，生成Cu2(OH)3Cl是化学腐蚀过程 3．关于图中装置说法正确的是(　　) A．装置中电子移动的方向：负极→Fe→M溶液→石墨→正极 B．若M为滴加酚酞的NaCl溶液，通电一段时间后，铁电极附近溶液显红色 C．若M为CuSO4溶液，可以实现在石墨上镀铜 D．若将电源反接，M为NaCl溶液，可以用于制备Fe(OH)2并使其较长时间保持白色 4．下列说法正确的是(　　) A．图①：通电一段时间后，搅拌均匀，溶液的pH增大 B．图②：此装置可实现铜的精炼 C．图③：盐桥中的K＋移向FeCl3溶液 D．图④：若观察到甲烧杯中石墨电极附近先变红，则乙烧杯中铜电极为阳极 5．（26-27高三上·湖北武汉·开学考试）我国学者在Science报道了一种氯离子介导的电化学合成方法，能将乙烯高效清洁、选择性地转化为环氧乙烷，电化学反应的具体过程如图所示。电解结束后，将阴、阳极电解液输出混合，可生成环氧乙烷。 下列说法错误的是 A．Ni电极与电源负极相连 B．工作过程中阴极附近增大 C．该过程的总反应为：CH2＝CH2＋H2O→＋H2 D．电解结束后，将阴、阳极电解液混合后所得溶液浓度不变 6．（26-27高三上·重庆·阶段检测）一种基于氯碱工艺的新型电解池(如图)，可用于湿法冶铁的研究。下列说法错误的是 A．电极A的电势低于电极B B．电极B上产生的气体能使湿润淀粉KI试纸变蓝 C．电极A上的电极反应式为 D．忽略气体的溶解，理论上每获得2 mol Fe，右侧溶液质量减少213 g 7．（2026·全国卷·高考真题）我国科学家设计了一种电解装置(如图所示)，在降解环境污染物四环素(TC)的同时，将转化为甲醇和乙醇。 电解时，下列叙述正确的是 A．在BiOBr电极上，TC的降解为还原反应 B．从CuO电极向BiOBr电极方向迁移 C．阴极发生的反应有 D．CuO电极通过6 mol电子，生成的甲醇少于1 mol 8．（2026·湖北武汉·一模）我国学者设计了一种新型去除工业污水重金属离子的电池(如图)，重金属离子被电极吸附并发生电极反应。下列说法错误的是 已知：为铜基普鲁士蓝() A．CuHCF中的铁为+3价 B．交换膜为阴离子交换膜 C．洗脱过程中元素化合价升高 D．溶液可电解再生电池负极 9．（26-27高三上·云南昆明·阶段检测）乙醇酸在生物可降解塑料领域的应用十分广泛。可用双催化体系来制备乙醇酸，原理如图所示。已知：双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。下列说法正确的是 A．双极膜中解离出的迁移至PdBi电极区 B．电极上的反应式为 C．电解一段时间后阳极区pH增大 D．理论上该体系每制得1 mol乙醇酸，电路中转移 10．（25-26高三上·重庆沙坪坝·阶段检测）环己酮在生产生活中有重要的用途，可在酸性溶液中用环己醇间接电解氧化法制备，其原理如图所示。下列说法正确的是 A．极电势比极低 B．电子从极流向极 C．极的电极反应式是： D．理论上生成环己酮时，有生成 11．（2025·河北秦皇岛·模拟预测）通过NO协同耦合反应，实现了NO的电催化歧化，并同时合成了双氮产物(NH3和硝酸盐)，是实现可持续固氮的一种极具潜力的方法，装置如图。下列说法错误的是 A．电解液E为阴极电解液，呈碱性 B．电极B的电极反应： C．中间层的H+透过选择性离子膜向B极迁移 D．若电解一段时间后，取两极所有产物于溶液中反应，可得硝酸盐和硝酸 12．（25-26高三上·山东临沂·期末）广泛应用于清洁和消毒。模块化电化学合成装置如图1，实际浓度的变化与理论浓度(电路中通过的电子均用于生成H2O2)的变化如图2。 图1                                       图2 下列说法错误的是 A．电解过程中NaOH溶液的pH值保持不变 B．后，H2O2分解使H2O2的实际浓度低于理论浓度 C．充分电解后，将电极a、b对调，能继续合成NaClO、H2O2，多次循环实现可持续生产 D．模块化电化学合成过程中，每合成1 molClO-，同时可获得1mol H2O2 13．（25-26高三上·广东梅州·期末）某科研室设计如图装置，实现乙二醇耦合二氧化碳高效生成甲醛，其工作原理如图所示，该装置工作过程中离子交换膜两侧NaOH物质的量均不变。下列说法错误的是 A．a电极为负极 B．该离子交换膜为阴离子交换膜 C．当电路中转移2 mol电子时，阴极区溶液质量增重34 g D．阴极的电极反应式： 14．（25-26高三上·湖南湘西·期末）最近，我国科学工作者制备了一种电催化剂，并将其与金属铝组装成可充电电池，用于将污水中的还原为，其工作原理如图所示。研究证明，电池放电时，水电离出的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子，氢原子再将吸附在电催化剂表面的逐步还原为。 下列说法错误的是 A．放电时，还原为，理论上需要氢原子 B．放电时，产生的的空间结构为三角锥形 C．充电时，阴极区游离的数保持不变 D．充电时，阴极反应式为 15．（2026·福建福州·模拟预测）电解水制氢和耦合醇制酸的装置及机理如下，下列说法错误的是 A．阳极反应的催化剂是NiO B．当被氧化为时，转移4 mol电子 C．阴极室的KOH的物质的量不因反应而改变 D．经历2次1mol NiO与的互相转化可得到2 molH2 16．(1)可利用甲醇燃烧反应设计一个燃料电池。如图1所示，用作电极材料，用氢氧化钾溶液作电解质溶液，在两个电极上分别充入甲醇和氧气。 ①写出燃料电池负极的电极反应式：_______。 ②若利用该燃料电池作电源，与图1右边烧杯相连，在铁件表面镀铜，则铁件应是_______极(填“A”或“B”)；当铁件的质量增加时，燃料电池中消耗标准状况下氧气的体积为_______L。 (2)电解法可消除甲醇对水质造成的污染，原理为通电后转化为，然后将甲醇氧化成和(用石墨烯除去)。现用如图2所示装置模拟上述过程，则在阳极的电极反应式为_______。除去甲醇的离子方程式为_______。 (3)一种用铅蓄电池进行电絮凝净水装置如图3所示，回答下列问题： ①装置Ⅰ中Y电极的电极材料是_______(填化学式)，工作时向_______(填“X”或“Y”)电极移动；Y电极的电极反应式为_______。 ②装置Ⅱ中电极的电极反应式为_______。 ③每消耗，装置的电流效率为，则理论上电解池阴极上生成_______。 17．电解是最强有力的氧化还原手段，在化工生产中有着重要的应用。请回答下列问题： (1)以铜为阳极，石墨为阴极，用NaCl溶液作电解液进行电解，得到半导体材料Cu2O和一种清洁能源，则阳极反应式为________________________，阴极反应式为_____________________________。 (2)某同学设计如图1所示的装置探究金属的腐蚀情况。下列判断合理的是______(填字母)。 a．②区铜片上有气泡产生 b．③区铁片的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑ c．最先观察到变成红色的区域是②区 d．②区和④区中铜片的质量均不发生变化 (3)最新研究发现，用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水的工艺具有流程简单、能耗较低等优点，其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应生成乙醇和乙酸，总反应式为2CH3CHO＋H2OCH3CH2OH＋CH3COOH，其装置如图2所示。 若以甲烷碱性燃料电池为直流电源，则燃料电池中b极应通入____________(填化学式)，电极反应式为______________________________。电解过程中，阴极区Na2SO4的物质的量______(填“增大”“减小”或“不变”)。 18．(1)我国研制出非贵金属镍钼基高效电催化剂，实现电解富尿素废水低能耗制H2，装置如图甲，总反应：CO(NH2)2＋H2O3H2↑＋N2↑＋CO2↑。 ①A电极连接电源的______极(填“正”或“负”)。 ②A电极的电极反应为_______________________________。 (2)电解制备KMnO4的装置如图乙所示。 ①b与电源的______(填“正”或“负”)极相连，电解液中最好选择______(填“阳”或“阴”)离子交换膜。 ②电解时，阳极反应式为__________________________________。 $专题03 电解池 金属的腐蚀与防护 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 目录导航 01知识脑图·核心脉络搭建——梳理专题框架，搭建知识体系 02考点深研·知能分层突破——深挖高频考点，突破重点难点 考点01 电解池的工作原理 考点02 电解规律 考点03 电解原理的应用 考点04 金属的腐蚀与防护 03素养进阶·答题技法突破——提炼解题范式，提升答题素养 ▶技法提炼·审题点拨 技法点拨01 判断电解池阴、阳极的常用方法 技法点拨02 分析电解过程的思维程序 技法点拨03 电解池电极反应式的书写方法 技法点拨04 电化学综合计算的三种常用方法 技法点拨05 电镀和电解精炼的特点分析 技法点拨06 金属腐蚀的类型的判断及电化学防护方法的选择 ▶易错剖析·避坑攻略 易错剖析01 电解池放电顺序应用的易错点 易错剖析02 金属的腐蚀和防护的易错点 04优题精练·专题实战通关——精选优质试题，强化实战应用 知识脑图·核心脉络搭建 考点深研·知能分层突破 考点01 电解池的工作原理 基础梳理・自主夯基——核心背记 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。 重难突破・考向深研——要点提炼 1．电解池的工作原理要点 (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)从电子、离子、电流的移动方向角度理解电解池的工作原理 考点02 电解规律 基础梳理・自主夯基——核心背记 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： 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 重难突破・考向深研——要点提炼 1．惰性电极电解电解质溶液的产物判断 2．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。 考点03 电解原理的应用 基础梳理・自主夯基——核心背记 1．电解饱和食盐水——氯碱工业 (1)电极反应和电解反应 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(反应类型：氧化反应)； 阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－(反应类型：还原反应)。 离子方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。 (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 a．阻止OH－进入阳极室与Cl2发生副反应：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O； b．阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。 ②a、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。 2．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。 3．电冶金 (1)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电极反应式 阳极：Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e－===Ni2＋、Cu－2e－===Cu2＋； 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu。 ④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。 (2)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。 重难突破・考向深研——要点提炼 1．电解原理的应用要点归纳 (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)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。 (4)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。 (5)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。 (6)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。 考点04 金属的腐蚀与防护 基础梳理・自主夯基——核心背记 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 (3)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 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。 2．金属的防护 (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牺牲阳极法 原理：原电池原理，被保护的金属作正极，活泼性更强的金属作负极。 应用：锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门安装镁合金或锌块。 ②外加电流法 原理：电解池原理，被保护的金属作为阴极，与电源的负极相连。 应用：钢铁闸门，高压线铁架，地下管道连接直流电源的负极。 重难突破・考向深研——要点提炼 1．金属腐蚀的规律 (1)在同一电解质溶液中，金属腐蚀的速率快慢：电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀。 (2)在原电池中，电解质溶液相同时，两极的活泼性差别越大，负极金属越易被腐蚀，如Zn－Cu(H2SO4)中的Zn比Zn－Fe(H2SO4)中的Zn腐蚀快。 (3)对由相同正、负极构成的原电池(如Fe－Cu原电池) ①电解质的氧化能力越强，负极金属越易被腐蚀。如：Fe在不同电解质溶液中的腐蚀速率是CuSO4溶液＞稀H2SO4＞NaCl溶液。 ②电解质中起氧化作用的离子相同时，该离子浓度越大，负极金属腐蚀速率越快。如腐蚀速率：1 mol·L－1盐酸＞0.1 mol·L－1盐酸＞0.1 mol·L－1醋酸＞海水(起氧化作用的H＋浓度逐渐减小)。 ③溶液的导电能力越强，负极金属越易被腐蚀。如腐蚀速率：海水＞淡水＞酒精。 (4)一般情况下不纯的金属或合金在潮湿的空气中腐蚀的速率远快于在干燥、隔绝空气条件下的腐蚀速率。 素养进阶·答题技法突破 技法提炼・审题点拨——技巧总结 【技法点拨01】判断电解池阴、阳极的常用方法 【技法点拨02】分析电解过程的思维程序 【技法点拨03】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。 【技法点拨04】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。 【技法点拨05】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。 【技法点拨06】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 易错剖析・避坑攻略——易错归纳 【易错点01】电解池放电顺序应用的易错点 (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。 【易错点02】金属的腐蚀和防护的易错点 (1)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe2＋，而不是生成Fe3＋。 (2)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。 (3)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。 优题精练·专题实战通关 1．用如图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中各项所列对应关系均正确的一项是(　　) 选项 X极 实验前U形管中液体 通电后现象及结论 A 正极 Na2SO4溶液 U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色 B 正极 AgNO3溶液 b管中电极反应式是4OH－－4e－===O2↑＋2H2O C 负极 CuCl2溶液 b管中有气体逸出 D 负极 NaOH溶液 溶液pH降低 【答案】C 【解析】电解Na2SO4溶液时，阳极上是OH－发生失电子的氧化反应，即a管中OH－放电，酸性增强，酚酞遇酸不变色，即a管中呈无色，A错误；电解AgNO3溶液时，阴极上是Ag＋得电子发生还原反应，即b管中电极反应是析出金属Ag的反应，B错误；电解CuCl2溶液时，阳极上是Cl－失电子发生氧化反应，即b管中Cl－放电，产生Cl2，C正确；电解NaOH溶液时，阴极上是H＋放电，阳极上是OH－放电，实际上电解的是水，导致NaOH溶液的浓度增大，碱性增强，pH升高，D错误。 2．考古中出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有铜锈覆盖在其表面。铜锈的成分非常复杂，主要成分有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl。考古学家将铜锈分为无害锈和有害锈，结构如图所示。 下列说法正确的是( ) A．锡青铜中的锡加速了铜的腐蚀速度 B．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快 C．Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl分别属于有害锈和无害锈 D．生成Cu2(OH)2CO3是电化学腐蚀过程，生成Cu2(OH)3Cl是化学腐蚀过程 【答案】B 【解析】锡青铜中的锡比铜活泼，所以形成原电池时，锡作负极，则铜被保护，故A不符合题意；在潮湿环境中，锡青铜易形成原电池而发生电化学腐蚀，所以在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快，故B符合题意；Cu2(OH)2CO3为致密结构，可以阻止潮湿空气进入内部进一步腐蚀铜，属于无害锈，Cu2(OH)3Cl为疏松结构，潮湿空气可以进入空隙内将内部的铜进一步腐蚀，属于有害锈，故C不符合题意；生成Cu2(OH)3Cl主要是电化学腐蚀过程，生成Cu2(OH)2CO3主要是化学腐蚀过程，故D不符合题意。 3．关于图中装置说法正确的是(　　) A．装置中电子移动的方向：负极→Fe→M溶液→石墨→正极 B．若M为滴加酚酞的NaCl溶液，通电一段时间后，铁电极附近溶液显红色 C．若M为CuSO4溶液，可以实现在石墨上镀铜 D．若将电源反接，M为NaCl溶液，可以用于制备Fe(OH)2并使其较长时间保持白色 【答案】B 【解析】电子不能进入溶液中，A错误；由图可知铁电极为阴极，水电离出的氢离子在阴极得电子生成氢气，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴极附近OH－浓度增大，碱性增强，使酚酞溶液变红，B正确；若M为CuSO4溶液，Cu在铁电极表面析出，C错误；若将电源反接，铁作阳极，则铁失电子生成Fe2＋，石墨作阴极，水电离出的氢离子在阴极得到电子生成氢气，溶液中的OH－浓度增大，Fe2＋和OH－反应生成氢氧化亚铁沉淀，但是溶液中的氧气能够将氢氧化亚铁氧化为红褐色的氢氧化铁沉淀，则氢氧化亚铁不能较长时间保持白色，D错误。 4．下列说法正确的是(　　) A．图①：通电一段时间后，搅拌均匀，溶液的pH增大 B．图②：此装置可实现铜的精炼 C．图③：盐桥中的K＋移向FeCl3溶液 D．图④：若观察到甲烧杯中石墨电极附近先变红，则乙烧杯中铜电极为阳极 【答案】C 【解析】电解硫酸溶液，实质是电解其中的水，电解一段时间后，溶剂水减少，溶液中硫酸浓度增加，整体溶液的pH减小，A错误；电解精炼铜时，粗铜应与电源正极相连，纯铜与电源负极相连，B错误；此原电池中铜电极为负极，石墨电极为正极，阳离子K＋向正极移动，C正确；甲烧杯中石墨电极附近先变红，说明甲烧杯中石墨电极附近有OH－生成，则此电极为阴极，铁电极为阳极，所以直流电源M为正极，N为负极，与N负极相连的铜电极为阴极，D错误。 5．（26-27高三上·湖北武汉·开学考试）我国学者在Science报道了一种氯离子介导的电化学合成方法，能将乙烯高效清洁、选择性地转化为环氧乙烷，电化学反应的具体过程如图所示。电解结束后，将阴、阳极电解液输出混合，可生成环氧乙烷。 下列说法错误的是 A．Ni电极与电源负极相连 B．工作过程中阴极附近增大 C．该过程的总反应为：CH2＝CH2＋H2O→＋H2 D．电解结束后，将阴、阳极电解液混合后所得溶液浓度不变 【答案】D 【解析】A．Pt电极区被氧化为，发生氧化反应，故Pt为阳极，Ni电极为阴极，与电源负极相连，A正确； B．工作时阴极反应为，生成，阴极附近pH增大，B正确； C．为反应的催化剂，总反应为环氧乙烷，符合转化过程，C正确； D．总反应消耗溶剂，而、总物质的量不变，故混合后溶液浓度增大，并非不变，D错误； 故选D。 6．（26-27高三上·重庆·阶段检测）一种基于氯碱工艺的新型电解池(如图)，可用于湿法冶铁的研究。下列说法错误的是 A．电极A的电势低于电极B B．电极B上产生的气体能使湿润淀粉KI试纸变蓝 C．电极A上的电极反应式为 D．忽略气体的溶解，理论上每获得2 mol Fe，右侧溶液质量减少213 g 【答案】D 【解析】A．电解池中阳极电势高于阴极，电极A为阴极、电极B为阳极，故电极A的电势低于电极B，A正确； B．电极B为阳极，发生反应，可与反应生成，能使湿润淀粉-KI试纸变蓝，B正确； C．电极A为阴极，电解质为碱性溶液，得电子被还原为，电极反应式为，C正确； D．每获得2 mol ，转移6 mol电子，阳极生成3 mol （质量为），同时有6 mol 通过阳离子交换膜从右侧移向左侧，故右侧溶液减少质量为，D错误； 故选D。 7．（2026·全国卷·高考真题）我国科学家设计了一种电解装置(如图所示)，在降解环境污染物四环素(TC)的同时，将转化为甲醇和乙醇。 电解时，下列叙述正确的是 A．在BiOBr电极上，TC的降解为还原反应 B．从CuO电极向BiOBr电极方向迁移 C．阴极发生的反应有 D．CuO电极通过6 mol电子，生成的甲醇少于1 mol 【答案】D 【分析】由图可知，BiOBr电极为电解池的阳极，光照条件下，TC在阳极失去电子发生氧化反应生成降解产物、水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子；氧化铜是阴极，二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成甲醇、乙醇和碳酸氢根离子。 【解析】A．由分析可知，BiOBr电极为电解池的阳极，光照条件下，TC在阳极失去电子发生氧化反应生成降解产物，A错误； B．由分析可知，BiOBr电极为电解池的阳极，氧化铜是阴极，则氢离子从BiOBr电极向氧化铜电极方向迁移，B错误； C．由分析可知，氧化铜是阴极，水分子作用下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成甲醇或乙醇和碳酸氢根离子，C错误； D．氧化铜是阴极，在电极上生成甲醇的反应为，即该反应每转移6 mol电子，理论上可生成1 mol甲醇，由于氧化铜电极上同时还生成乙醇，转移电子并不能全部用于生成甲醇，因此氧化铜电极通过6 mol电子生成的甲醇少于1 mol，D正确； 故选D。 8．（2026·湖北武汉·一模）我国学者设计了一种新型去除工业污水重金属离子的电池(如图)，重金属离子被电极吸附并发生电极反应。下列说法错误的是 已知：为铜基普鲁士蓝() A．CuHCF中的铁为+3价 B．交换膜为阴离子交换膜 C．洗脱过程中元素化合价升高 D．溶液可电解再生电池负极 【答案】C 【分析】由题干装置图可知，Zn电极转化为，发生氧化反应，电极反应式为：，该电极为负极；CuHCF为正极，发生还原反应，被电极CuHCF吸附还原为，然后用将Ni重新氧化为实现洗脱。 【解析】A．根据化合物电中性原则，CuHCF中Cu为+2价，整体为-1价，设Fe化合价为，则，解得，即铁为+3价，A正确； B．电极为负极，电极反应为，负极区正电荷增加，为避免进入右室污染污水，需通过交换膜进入左室平衡电荷，故交换膜为阴离子交换膜，B正确； C．洗脱时作为氧化剂，将吸附的0价氧化为，失去的电子全部被中-1价的得到生成，元素化合价不变，C错误； D．电解溶液时，阴极反应为，可得到单质再生电池负极，D正确； 故选C。 9．（26-27高三上·云南昆明·阶段检测）乙醇酸在生物可降解塑料领域的应用十分广泛。可用双催化体系来制备乙醇酸，原理如图所示。已知：双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。下列说法正确的是 A．双极膜中解离出的迁移至PdBi电极区 B．电极上的反应式为 C．电解一段时间后阳极区pH增大 D．理论上该体系每制得1 mol乙醇酸，电路中转移 【答案】D 【分析】电极所在区域羧基转化为醇羟基，被还原，为阴极，反应式为；电极所在区域醇羟基被氧化为羧基，为阳极，反应式为，据此分析； 【解析】A．阳离子迁移至阴极区为电极区，A错误； B．阴极电极反应式为，B错误； C．阳极总反应式为，反应1 mol乙二醇时，转移4 mol电子，消耗5 mol ，从双极膜上迁移至阳极区，同时生成水，使得减小，pH应减小，C错误； D．每转移4 mol电子，经后处理，阴阳两极各产生1 mol乙醇酸，所以每制备1 mol乙醇酸转移2 mol电子，D正确； 故答案选D。 10．（25-26高三上·重庆沙坪坝·阶段检测）环己酮在生产生活中有重要的用途，可在酸性溶液中用环己醇间接电解氧化法制备，其原理如图所示。下列说法正确的是 A．极电势比极低 B．电子从极流向极 C．极的电极反应式是： D．理论上生成环己酮时，有生成 【答案】D 【分析】该装置为电解池，b极上得电子生成，发生还原反应，为阴极，电极反应为；a极上转化为，Cr元素失电子化合价升高，发生氧化反应，为阳极，电极反应为，据此分析； 【解析】A．a极为电解池的阳极，与电源正极相连，电势高于与电源负极相连的阴极b，A错误； B．电解池中电子从电源负极流向阴极b，从阳极a流向电源正极，电子无法经过电解质溶液，故不会从b极流向a极，B错误； C．反应在酸性溶液中进行，a极电极反应式应为，不存在大量参与反应，C错误； D．生成1 mol 环己酮时转移2 mol 电子，阴极生成的反应为，根据电子守恒，生成的物质的量为1 mol，D正确； 故选D。 11．（2025·河北秦皇岛·模拟预测）通过NO协同耦合反应，实现了NO的电催化歧化，并同时合成了双氮产物(NH3和硝酸盐)，是实现可持续固氮的一种极具潜力的方法，装置如图。下列说法错误的是 A．电解液E为阴极电解液，呈碱性 B．电极B的电极反应： C．中间层的H+透过选择性离子膜向B极迁移 D．若电解一段时间后，取两极所有产物于溶液中反应，可得硝酸盐和硝酸 【答案】C 【分析】由图可知，A极氮元素价态降低得电子，A极为阴极，电极反应式为，B极为阳极，电极反应式为。 【解析】A．根据以上分析，A极为阴极，电极反应式为，则电解液E为阴极电解液，呈碱性，A正确； B．B极为阳极，电极反应式为，B正确； C．由两极反应式可知，阳极区产生氢离子，阴极区消耗氢离子，中间层的透过选择性离子膜向A极迁移，C错误； D．由图可知，A极，B极，根据电子得失守恒，电解一段时间后，取两极所有产物于溶液中反应，可得硝酸盐和硝酸，D正确； 故选C。 12．（25-26高三上·山东临沂·期末）广泛应用于清洁和消毒。模块化电化学合成装置如图1，实际浓度的变化与理论浓度(电路中通过的电子均用于生成H2O2)的变化如图2。 图1                                       图2 下列说法错误的是 A．电解过程中NaOH溶液的pH值保持不变 B．后，H2O2分解使H2O2的实际浓度低于理论浓度 C．充分电解后，将电极a、b对调，能继续合成NaClO、H2O2，多次循环实现可持续生产 D．模块化电化学合成过程中，每合成1 molClO-，同时可获得1mol H2O2 【答案】D 【分析】由图1可知，电解氢氧化钠溶液时，左侧电极为阴极，水分子作用下氧气在阴极得到电子发生还原反应生成过氧化氢和氢氧根离子，a电极为阳极，碱性条件下氢氧化氧镍在阳极失去电子发生氧化反应生成碱式氧化镍和水；电解氯化钠溶液时，b电极为阴极，水分子作用下碱式氧化镍在阴极得到电子发生还原反应生成氢氧化镍和氢氧根离子，右侧电极为阳极，碱性条件下氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成次氯酸根离子和水，则模块化电化学合成的总反应为：O2+NaCl+H2ONaClO+ H2O2；由图2可知，t1 min后，过氧化氢的实际浓度远低于理论浓度的原因可能是过氧化氢分解所致，也可能是过氧化氢在阴极放电所致。 【解析】A．由分析可知，电解氢氧化钠溶液时，左侧电极为阴极，水分子作用下氧气在阴极得到电子发生还原反应生成过氧化氢和氢氧根离子，a电极为阳极，碱性条件下氢氧化氧镍在阳极失去电子发生氧化反应生成碱式氧化镍和水，则电解氢氧化钠溶液的总方程式为：O2+2Ni(OH)2=2NiOOH+ H2O2，由方程式可知，反应中没有消耗氢氧根离子，说明电解过程中氢氧化钠溶液的pH值保持不变，A正确； B．由分析可知，t1 min后，过氧化氢的实际浓度远低于理论浓度的原因可能是过氧化氢分解所致，也可能是过氧化氢在阴极放电所致，B正确； C．由分析可知，a电极为阳极，碱性条件下氢氧化氧镍在阳极失去电子发生氧化反应生成碱式氧化镍和水；b电极为阴极，水分子作用下碱式氧化镍在阴极得到电子发生还原反应生成氢氧化镍和氢氧根离子，则充分电解后，将电极a、b对调，能继续合成次氯酸钠、过氧化氢，多次循环实现可持续生产，C正确； D．由分析可知，模块化电化学合成的总反应为：O2+NaCl+H2ONaClO+ H2O2，由方程式可知，模块化电化学合成过程中，每合成1 mol次氯酸根离子，同时理论上可获得1mol过氧化氢，由图2可知，过氧化氢分解或放电会使得过氧化氢的物质的量小于1 mol，D错误； 故选D。 13．（25-26高三上·广东梅州·期末）某科研室设计如图装置，实现乙二醇耦合二氧化碳高效生成甲醛，其工作原理如图所示，该装置工作过程中离子交换膜两侧NaOH物质的量均不变。下列说法错误的是 A．a电极为负极 B．该离子交换膜为阴离子交换膜 C．当电路中转移2 mol电子时，阴极区溶液质量增重34 g D．阴极的电极反应式： 【答案】C 【解析】A．c极转变成HCHO，发生还原反应，电极c为阴极，a极为负极，A项正确； B．电极c产生的通过离子交换膜移动到d极，该离子交换膜为阴离子交换膜，B项正确； C．当电路中转移2 mol电子时，阴极区引入0.5 mol （质量为22 g），同时有2 mol （质量为34 g）移出，故阴极区溶液质量减少，C项错误； D．阴极电极反应式为，D项正确； 因此答案选C。 14．（25-26高三上·湖南湘西·期末）最近，我国科学工作者制备了一种电催化剂，并将其与金属铝组装成可充电电池，用于将污水中的还原为，其工作原理如图所示。研究证明，电池放电时，水电离出的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子，氢原子再将吸附在电催化剂表面的逐步还原为。 下列说法错误的是 A．放电时，还原为，理论上需要氢原子 B．放电时，产生的的空间结构为三角锥形 C．充电时，阴极区游离的数保持不变 D．充电时，阴极反应式为 【答案】C 【分析】由图可知，放电时，铝电极是原电池的负极，碱性条件下铝在负极失去电子发生氧化反应生成四羟基合铝酸根离子，电极反应式为：， Ni-CuO电极为正极，水分子在正极得到电子发生还原反应生成氢原子和氢氧根离子，电极反应式为：H2O+e-=H+OH-，放电生成的氢原子与废水中的硝酸根离子反应生成氨气、氢氧根离子和水，反应的离子方程式为：；充电时，与直流电源负极相连的铝电极是阴极，四羟基合铝酸根离子在阴极得到电子发生还原反应生成铝和氢氧根离子，电极反应式为：，Ni-CuO电极为阳极，氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水，电极反应式为：4OH--4e-=O2↑+2H2O。 【解析】A．由分析可知，放电生成的氢原子与废水中的硝酸根离子反应生成氨气、氢氧根离子和水，反应的离子方程式为：，则0.1 mol硝酸根离子还原为氨气时，理论上需要0.8 mol氢原子，A正确； B．氨分子中氮原子的价层电子对数为：3+(5-1×3) ×=4，孤对电子对数为：(5-1×3) ×=1，则分子的空间结构为三角锥形，B正确； C．由分析可知，充电时，与直流电源负极相连的铝电极是阴极，四羟基合铝酸根离子在阴极得到电子发生还原反应生成铝和氢氧根离子，电极反应式为：，Ni-CuO电极为阳极，氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水，电极反应式为：4OH--4e-=O2↑+2H2O，外电路通过3 mol电子时，阴极放电生成氢氧根离子的物质的量为4 mol，阳极放电消耗氢氧根离子的物质的量为3 mol，则3 mol氢氧根离子通过氢氧根离子交换膜由阴极区移向阳极区，所以阴极区氢氧根离子的物质的量增加1 mol，C错误； D．分析可知，充电时，与直流电源负极相连的铝电极是阴极，四羟基合铝酸根离子在阴极得到电子发生还原反应生成铝和氢氧根离子，电极反应式为：，D正确； 故选C。 15．（2026·福建福州·模拟预测）电解水制氢和耦合醇制酸的装置及机理如下，下列说法错误的是 A．阳极反应的催化剂是NiO B．当被氧化为时，转移4 mol电子 C．阴极室的KOH的物质的量不因反应而改变 D．经历2次1mol NiO与的互相转化可得到2 molH2 【答案】D 【解析】A．从右侧机理图可见，先在阳极失去电子转化为，后续参与醇的氧化反应后又重新生成，整个过程中循环参与反应、最终不被消耗，符合催化剂的特征，因此阳极反应的催化剂是，A正确； B．被氧化为时，中官能团碳的化合价从升高到中的，该物质共失去电子，B正确； C．阴极反应为，生成的会通过阴离子交换膜迁移到阳极室，不能透过阴离子交换膜，留在阴极，因此阴极室的物质的量不变，C正确； D．，从价升高到，每转移电子；一次完整的和互相转化共转移电子，2次转化转移 电子；阴极生成需要得到 电子，因此最终得到，D错误； 故选D。 16．(1)可利用甲醇燃烧反应设计一个燃料电池。如图1所示，用作电极材料，用氢氧化钾溶液作电解质溶液，在两个电极上分别充入甲醇和氧气。 ①写出燃料电池负极的电极反应式：_______。 ②若利用该燃料电池作电源，与图1右边烧杯相连，在铁件表面镀铜，则铁件应是_______极(填“A”或“B”)；当铁件的质量增加时，燃料电池中消耗标准状况下氧气的体积为_______L。 (2)电解法可消除甲醇对水质造成的污染，原理为通电后转化为，然后将甲醇氧化成和(用石墨烯除去)。现用如图2所示装置模拟上述过程，则在阳极的电极反应式为_______。除去甲醇的离子方程式为_______。 (3)一种用铅蓄电池进行电絮凝净水装置如图3所示，回答下列问题： ①装置Ⅰ中Y电极的电极材料是_______(填化学式)，工作时向_______(填“X”或“Y”)电极移动；Y电极的电极反应式为_______。 ②装置Ⅱ中电极的电极反应式为_______。 ③每消耗，装置的电流效率为，则理论上电解池阴极上生成_______。 【答案】(1) B 1.12 (2) (3) X 、 【解析】（1）①用作电极材料，用氢氧化钾溶液作电解质溶液，在两个电极上分别充入甲醇和氧气，甲醇失电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，通入甲醇的一极为负极，负极的电极反应式为； ②利用该燃料电池作电源，与题图1右边烧杯相连，在铁件表面镀铜，则铁件作电解池的阴极，阴极与电源负极连接，题图1中与甲醇相连的B电极是阴极；所以铁件应是B极；在铁件表面镀铜，当铁件的质量增加时，根据可知转移电子，燃料电池中消耗氧气的电极反应式为，依据得失电子守恒，消耗的氧气的物质的量为，标准状况下氧气的体积为； （2）通电后，转化为，电解池中阳极失电子发生氧化反应，电极反应式为；作氧化剂把水中的甲醇氧化成和，自身被还原为，反应的离子方程式为； （3）①由装置Ⅱ中电极失电子发生的氧化反应知为阳极、为阴极，与相接的铅蓄电池的Y电极为正极，电极材料是；工作时向负极移动，即移向X电极；Y电极得电子生成PbSO4，电极反应式为。 ②装置Ⅱ是电絮凝净水装置，工作时，转化为胶体，电极反应式为；由题图3知，还发生反应。 ③由可知消耗，转移电子的物质的量为，装置的电流效率为，故装置Ⅱ阴极上参与反应的电子为，该电极反应式为，即产生。 17．电解是最强有力的氧化还原手段，在化工生产中有着重要的应用。请回答下列问题： (1)以铜为阳极，石墨为阴极，用NaCl溶液作电解液进行电解，得到半导体材料Cu2O和一种清洁能源，则阳极反应式为________________________，阴极反应式为_____________________________。 (2)某同学设计如图1所示的装置探究金属的腐蚀情况。下列判断合理的是______(填字母)。 a．②区铜片上有气泡产生 b．③区铁片的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑ c．最先观察到变成红色的区域是②区 d．②区和④区中铜片的质量均不发生变化 (3)最新研究发现，用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水的工艺具有流程简单、能耗较低等优点，其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应生成乙醇和乙酸，总反应式为2CH3CHO＋H2OCH3CH2OH＋CH3COOH，其装置如图2所示。 若以甲烷碱性燃料电池为直流电源，则燃料电池中b极应通入____________(填化学式)，电极反应式为______________________________。电解过程中，阴极区Na2SO4的物质的量______(填“增大”“减小”或“不变”)。 【答案】(1)2Cu＋H2O－2e－===Cu2O＋2H＋　2H＋＋2e－===H2↑　(2)d (3)CH4　CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O　不变 【解析】(1)由于阳极材料为铜，所以铜自身失电子被氧化，由题可知，氧化产物为Cu2O，可得阳极反应式为2Cu＋H2O－2e－===Cu2O＋2H＋，阴极上阳离子放电，即溶液中H＋被还原成清洁能源H2。(2)左半区是原电池装置，发生的是铁的吸氧腐蚀，电极反应式为负极(Fe)：Fe－2e－===Fe2＋，正极(Cu)：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，右半区是电解池装置，电极反应式为阳极(Fe)：Fe－2e－===Fe2＋，阴极(Cu)：2H＋＋2e－===H2↑。由于电解引起腐蚀的速率远大于吸氧腐蚀的速率，因此最先观察到变成红色的区域是④区，故a、b、c三项均错误。(3)根据电解液中阳离子的迁移方向可知直流电源上a为正极，通入O2，b为负极，通入CH4，在碱性条件下CH4的氧化产物为CO。在电解过程中，由于SO没能参与放电，且阳离子交换膜不允许阴离子自由通过，因此根据质量守恒可得阴极区Na2SO4的物质的量不变。 18．(1)我国研制出非贵金属镍钼基高效电催化剂，实现电解富尿素废水低能耗制H2，装置如图甲，总反应：CO(NH2)2＋H2O3H2↑＋N2↑＋CO2↑。 ①A电极连接电源的______极(填“正”或“负”)。 ②A电极的电极反应为_______________________________。 (2)电解制备KMnO4的装置如图乙所示。 ①b与电源的______(填“正”或“负”)极相连，电解液中最好选择______(填“阳”或“阴”)离子交换膜。 ②电解时，阳极反应式为__________________________________。 【答案】(1)①正　②CO(NH2)2＋H2O－6e－===N2↑＋CO2↑＋6H＋　(2)①负　阳　②MnO－e－===MnO 【解析】(1)B电极上逸出氢气，发生还原反应，故B电极为阴极，A电极为阳极，电极反应为CO(NH2)2＋H2O－6e－===N2↑＋CO2↑＋6H＋。(2)电解K2MnO4溶液制备KMnO4，则左侧惰性电极是阳极，a与电源的正极相连，b与电源的负极相连。电解时，阳极反应式为MnO－e－===MnO，阴极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，为保持阴极区、阳极区溶液呈电中性，阳极区的K＋透过离子交换膜向阴极区迁移，故离子交换膜是阳离子交换膜。 $