主题9 第3讲 电解池 金属的腐蚀与防护(课件PPT)-【新高考方案】2027年高考化学一轮总复习（江苏专版）

该高中化学高考复习课件聚焦电解池与金属腐蚀防护专题，依据高考评价体系明确电解原理、氯碱工业、电镀精炼、金属电化学腐蚀等核心考点，通过“逐点清”模块系统梳理电极反应规律、离子放电顺序等必备知识，结合近五年真题分析“电解后溶液复原”“腐蚀类型判断”等高频题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题情境+科学思维”的训练模式，如以2025湖南卷电化学处理硝酸盐真题为例，通过电极反应推导、离子迁移分析培养证据推理能力，针对电解应用中的“电镀铜阳极选择”“电冶金助熔剂作用”等易错点，构建“原理-应用-拓展”思维模型，助力学生掌握答题技巧，教师可依托分层训练实现高效复习。

第三讲 电解池　金属的腐蚀与防护 Di San Jiang |内|容|与|目|标| 1.理解电解池的构成及工作原理。 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原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。 1 逐点清(一)　电解池的工作原理 2 逐点清(二)　电解的应用 3 逐点清(三)　金属的腐蚀与防护 4 作业验收评价 目 录 电解池的工作原理 逐点清(一) 1.电解与电解池 电流 氧化还原反应 电 化学 2.电解工作原理 图示 分析 ①电子流向:电源负极→阴极，阳极→电源正极； ②离子移动方向:阳离子移向阴极，阴离子移向阳极； ③电流闭合:电源正极→阳极→溶液→阴极→电源负极 3.电解规律 (1)阳极产物的判断 ①活性电极(除Au、Pt外的金属)作阳极，则活性电极_____电子，发生_____反应。 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:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子。S2-、I-、Br-、Cl-放电，产物分别是S、I2、Br2、Cl2；若OH-放电，则得到H2O和O2。 (2)阴极产物的判断 直接根据阳离子放电顺序进行判断。 阳离子放电顺序: Ag+>Hg2+>Fe3+>C>H+(酸)>Pb2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+。 失去 氧化 4.用惰性电极电解电解质溶液的三种类型 (1)电解水型 实例H2SO4 ①电极反应式及总反应式 ②电解质溶液浓度:______(增大/减小)。 ③复原方法:______。 阴极:2H++2e-==H2↑ 阳极:2H2O-4e-==4H++O2↑ 总反应式:2H2O 2H2↑+O2↑ 增大 加水 (2)电解电解质型 实例Ⅰ HCl ①电极反应式及总反应式 ②电解质溶液浓度: ______(增大/减小)。 ③复原方法: __________。 阴极:2H++2e-==H2↑ 阳极:2Cl--2e-==Cl2↑ 总反应式:2HCl H2↑+Cl2↑ 减小 通入HCl 实例Ⅱ CuCl2 ①电极反应式及总反应式 ②电解质溶液浓度: ______(增大/减小)。 ③复原方法: _______________。 阴极:Cu2++2e-==Cu 阳极:2Cl--2e-==Cl2↑ 总反应式:CuCl2 Cu+Cl2↑ 减小 加CuCl2固体 (3)电解质和水均参与电解型 实例Ⅰ NaCl、KCl(放H2生碱) ①电极反应式及总反应式 ②电解质溶液浓度:减小并生成新电解质。 ③复原方法: _______________。 阳极:2Cl--2e-==Cl2↑ 阴极:2H2O+2e-==H2↑+2OH- 总反应式:2Cl-+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH- 通入HCl气体 实例Ⅱ CuSO4、Cu(NO3)2(放O2生酸) ①电极反应式及总反应式 ②电解质溶液浓度:减小并生成新电解质。 ③复原方法:________ 或CuCO3。 小结:电解后如果使溶液复原，遵循出来什么加什么，出来多少加多少的原则。 阳极:2H2O-4e-==4H++O2↑ 阴极:Cu2++2e-==Cu 总反应式:2Cu2++2H2O 2Cu+O2↑+4H+ 加CuO |基|础|落|实|小|练| 1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)阳极失去的电子经过直流电源，流向阴极 ( ) (2)电解池中的电解质可能是熔融状态或固体电解质 ( ) (3)电解池中的阳极和直流电源中的负极均发生氧化反应 ( ) (4)用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，加入Cu(OH)2可使电解质溶液恢复到电解前的情况 ( ) (5)电解盐酸和稀硫酸，H+放电，溶液的pH逐渐增大 ( ) (6)用Cu作电极电解CuSO4溶液的阳极反应式为2H2O-4e-==O2↑+4H+ ( ) × √ √ × × × 2.下图所示为电解氯化铜溶液的装置及其产物。 (1)通电前，CuCl2溶液中存在的离子有哪些? 提示:有Cu2+、H+、Cl-、OH-四种离子，因为存在CuCl2==Cu2++2Cl-，H2O⇌H++OH-。 (2)在氯化铜溶液中除Cu2+和Cl-之外还有H+和OH-，这两种离子为什么没有得到或失去电子? 提示:电解时，溶液中离子的放电先后顺序与离子的氧化性或还原性有关，氧化性强的阳离子先得电子被还原，还原性强的阴离子先失电子被氧化。Cu2+比H+更容易得电子，而Cl-比OH-更容易失电子，可从氧化性强弱的角度比较得电子的顺序，从还原性强弱的角度比较失电子的顺序。 √ 题点、考法讲评 一、电解池的工作原理 1.用Pt电极电解饱和Na2CO3溶液的装置如图所示，两极均有气体生成，c电极附近产生可燃性气体，澄清石灰水无浑浊现象。下列说法正确的是(　　) A.a为电源正极 B.c电极附近生成了CH4 C.电子的流动方向:c→溶液→d D.反应后恢复到原温度，溶液pH不变 解析:用Pt电极电解饱和Na2CO3溶液，阳极是水电离出的OH-放电，电极反应式为4OH--4e-==2H2O+O2↑，阴极是水电离出的H+放电，电极反应式为2H2O+2e-==H2↑+2OH-，c电极附近产生可燃性气体，则c电极为阴极，d电极为阳极，a为电源负极，b为电源正极。 2.用惰性电极进行电解，下列说法正确的是 (　　) A.电解NaNO3溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为2∶1 B.电解足量CuSO4溶液一段时间后，加入一定质量的Cu(OH)2，溶液能与原溶液完全相同 C.电解硫酸钠溶液时，Na+向阳极移动 D.电解KOH溶液，实质是电解水，故溶液pH不变 √ 解析:电解NaNO3溶液，在阴极上析出H2，阳极上析出O2，电解时两极转移电子数相同，则其物质的量之比为2∶1，A正确；电解硫酸铜溶液得到硫酸、铜、氧气，则加入一定质量的Cu(OH)2，比原溶液增加了水，应加氧化铜或者CuCO3，B错误；电解池中阳离子向阴极移动，故电解硫酸钠溶液时，Na+向阴极移动，C错误；电解KOH溶液实质是电解水，KOH浓度增大，溶液pH增大，D错误。 3.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。   解析:阳极生成56 mL(标准状况)即0.002 5 mol O2，依据总反应式:2CuSO4 +2H2O 2Cu+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。 1 0.4 CuO(或0.62　CuCO3) (2)继续通电电解，此时被电解的物质为___________，若加入0.005 mol Cu(OH)2可使溶液复原，则电路中转移的电子为_____ mol。   (3)通电一段时间，加入0.002 5 mol Cu2(OH)2CO3可使溶液复原，则电路中转移的电子为_______ mol。   解析: (2)继续通电电解，电解质溶液为H2SO4溶液，故实际被电解的物质为H2O；加入 0.005 mol Cu(OH)2可使溶液复原，相当于加入0.005 mol CuO和0.005 mol H2O，故转移电子为(0.005×2+0.005×2)mol=0.02 mol。(3)Cu2(OH)2CO3相当于2CuO·H2O·CO2，故转移的电子为0.005 mol×2+0.002 5 mol×2=0.015 mol。 水(或H2O) 0.02 0.015 二、电极反应式的书写 4.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:__________________________。 2Cl--2e-==Cl2↑ Mg2++2H2O+2e-==H2↑+Mg(OH)2↓ Mg2++2Cl-+2H2O Mg(OH)2↓+Cl2↑+H2↑ 2Al-6e-+3H2O==Al2O3+6H+ 2H++2e-==H2↑ 2Al+3H2O Al2O3+3H2↑ (3)KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。 ①电解时的阴极电极反应式为_______________________；  ②电解时的阳极电极反应式为_____________________________。  解析:①由题图知，阴极电解质溶液为氢氧化钾溶液，实质为电解水，电极反应式为2H2O+2e-==2OH-+H2↑。②依据电解目的，在阳极上发生氧化反应，单质碘失去电子生成I。 2H2O+2e-==2OH-+H2↑ I2+12OH--10e-==2I+6H2O 电解的应用 逐点清(二) 1.电解饱和食盐水 (1)电极反应 阴极: ______________________(_____反应)； 阳极: ________________(_____反应)； 总反应:______________________________。 (2)应用:氯碱工业制烧碱、氢气和氯气。 2H2O+2e-==H2↑+2OH- 还原 2Cl--2e-==Cl2↑ 氧化 2Cl-+2H2O 2OH-+H2↑+Cl2↑ 2.电镀和电解精炼铜   电镀 电解精炼铜 示意图 阳极 _______________ 先是粗铜中比铜活动性强的Zn、Fe等失电子，然后是Cu-2e-==Cu2+ 阴极 ________________ _________________ 电解质溶液 c(CuSO4)______ c(CuSO4)______ Cu-2e-==Cu2+ Cu2++2e-==Cu Cu2++2e-==Cu 不变 变小 电镀时的注意事项 (1)一般用含有镀层金属阳离子的电解质溶液作电镀液。 (2)把待镀金属制品浸入电镀液中，与直流电源的负极相连，作阴极，发生还原反应；用镀层金属与直流电源的正极相连，作阳极，发生氧化反应。 3.电冶金 利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。 类型 总反应化学方程式 阳极、阴极反应式 冶炼钠 ____________________________ 阳极:________________ 阴极:______________ 冶炼镁 ____________________________ 阳极:_________________ 阴极:________________ 冶炼铝 ____________________________ 阳极:_________________ 阴极:________________ 2Cl--2e-==Cl2↑ Na++e-==Na 2Cl--2e-==Cl2↑ Mg2++2e-==Mg 2O2--4e-==O2↑ Al3++3e-==Al 2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑ MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑ 2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑ (1)在镀件上电镀铜时，镀件应连接电源的正极 ( ) (2)电解精炼铜时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料 ( ) (3)用Zn作阳极，Fe作阴极，ZnCl2作电解质溶液，由于放电顺序:H+>Zn2+，不可能在铁上镀锌 ( ) × √ × 题点、考法讲评 √ 一、电解的常规应用 1.工业上利用电解食盐溶液制取盐酸和氢氧化钠的装置如图所示。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-。 下列有关说法错误的是(　　) A.N表示阴离子交换膜 B.甲室流出的为氢氧化钠溶液 C.电解总反应:NaCl+H2O NaOH+HCl D.相比现有氯碱工业制取氢氧化钠，该方法更环保 解析:由图可知，左边石墨电极为阴极，右边石墨电极为阳极，Na+由乙室向甲室迁移，OH-由双极膜向甲室迁移，甲室流出的为氢氧化钠溶液，M为阳离子交换膜，氯离子由乙室向丙室迁移，氢离子由双极膜向丙室迁移，丙室流出的是盐酸，N为阴离子交换膜，A、B项正确；电解总反应为2H2O 2H2↑+O2↑，C项错误；相比现有氯碱工业制取氢氧化钠，该方法无氯气产生，更环保，D项正确。 √ 2.电解熔融氯化钠和氯化钙混合物制备金属钠的装置如图所示。阳极A为石墨，阴极为铁环K，两极用隔膜D隔开。氯气从阳极上方的抽气罩H抽出，液态金属钠经铁管F流入收集器G。下列叙述正确的是 (　　) A.氯化钙的作用是作助熔剂，降低氯化钠的熔化温度 B.金属钠的密度大于熔融混合盐的密度，电解得到的钠在下层 C.隔膜D为阳离子交换膜，防止生成的氯气和钠重新生成氯化钠 D.电解时阴极的电极反应为Na++e-==Na，发生氧化反应，阴极上可能有少量的钙单质生成 解析:本装置的目的是制备金属Na，可以联想电解铝工业中的助熔剂冰晶石，则加入氯化钙的目的为作助熔剂，A正确；由图可知，金属钠在上部收集，所以钠的密度小于熔融混合盐的密度，B不正确；由图可知，Cl-通过隔膜D移至阳极A放电产生Cl2，所以隔膜D应该为阴离子交换膜，C不正确；阴极发生的是还原反应，D不正确。 3.电镀是材料表面处理中不可或缺的一部分，解答下列问题。 (1)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是_______ _______________________________________________________。  (2)用有机阳离子、[Al2Cl7]-和[AlCl4]-组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。 ①钢制品应接电源的____极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极反应式为____________________________。  ②若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为_____。  用铜作 阳极可补充溶液中消耗的Cu2+，保持溶液中Cu2+浓度恒定 负　 4[Al2Cl7]-+3e-==Al+7[AlCl4]- H2 二、电解的创新应用 4.(2025·湖南卷)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.N完全转化为NH3的电解总反应:N+8Cl-+6H2O NH3↑+9OH-+4Cl2↑ √ 解析:由图可知，左侧发生N→N→NH3，N元素化合价降低，则左侧是阴极区，右侧发生Cl-→Cl2，Cl元素化合价升高，则右侧是阳极区，据此解答；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，N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，盐酸能使蓝色石蕊试纸变红，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；左侧阴极反应是N+8e-+6H2O==NH3↑+9OH-，右侧阳极反应是8Cl--8e-==4Cl2↑，将两电极反应相加即可得到总反应，D正确。 5.(2025·河北卷)科研工作者设计了一种用于废弃电极材料LixCoO2(x<1)再锂化的电化学装置，其示意图如下: 已知:参比电极的作用是确定LixCoO2再锂化为LiCoO2的最优条件，不干扰电极反应。下列说法正确的是(　　) A.LixCoO2电极上发生的反应:LixCoO2+xe-+xLi+==LiCoO2 B.产生标准状况下5.6 L O2时，理论上可转化 mol的LixCoO2 C.再锂化过程中，S向LixCoO2电极迁移 D.电解过程中，阳极附近溶液pH升高 √ 解析:由装置图可知，该装置中有直流电源，为电解池，则LixCoO2(x<1) 转化为LiCoO2过程中，Co元素化合价由+(4-x)降为+3，LixCoO2得电子发生还原反应，为阴极，电极反应为LixCoO2+(1-x)e-+(1-x)Li+==LiCoO2，Pt电极为阳极，失电子，发生氧化反应，电极反应为2H2O-4e-==O2↑+4H+，据此回答。由分析知，LixCoO2电极上发生的反应:LixCoO2+(1-x)e-+(1-x)Li+==LiCoO2，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；S为阴离子，应向阳极移动，即向Pt电极迁移，C错误；由阳极电极反应可知，电解过程中，阳极产生H+、消耗H2O，酸性增强，则阳极附近pH降低，D错误。 金属的腐蚀与防护 逐点清(三) 1.金属的腐蚀 (1)钢铁的电化学腐蚀 ①钢铁的吸氧腐蚀 通常情况下，在潮湿的空气中，钢铁表面凝结了一层溶有氧气的水膜，将会发生______腐蚀。 负极反应式: ______________；正极反应式:O2+2H2O+4e-==4OH-； 总反应式:2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2。 Fe(OH)2进一步被氧化成Fe(OH)3，Fe(OH)3部分脱水生成Fe2O3·xH2O，是铁锈的主要成分。 吸氧 Fe-2e-==Fe2+ ②钢铁的析氢腐蚀 当钢铁表面的电解质溶液______较强时，腐蚀过程中有_____放出。其中，Fe是负极，C是___极。 负极反应式:Fe-2e-==Fe2+；正极反应式:_______________; 总反应式:Fe+2H+==Fe2++H2↑。 酸性 H2 正 2H++2e-==H2↑ (2)化学腐蚀与电化学腐蚀的比较 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属与接触到的干燥气体或非电解质液体直接发生化学反应 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 较活泼的金属被腐蚀 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.金属的防护 (1)改变金属的内部结构 可根据不同的用途选用不同的金属或非金属制成合金。 (2)覆盖保护层 可以通过喷油漆、涂油脂、电镀或表面钝化等方法使金属与介质隔离。 (3)电化学防护 牺牲阳极法 ——原电池原理 负极 比被保护金属活泼的金属 正极 被保护的金属设备 外加电流法 　——电解原理 阴极 被保护的金属设备 阳极 惰性电极 题点、考法讲评 √ 一、金属的腐蚀 1.下列有关钢铁的电化学腐蚀及防护描述正确的是(　　) A.可利用右图装置保护钢闸门 B.镀层破坏后，白铁(镀锌铁) 比马口铁(镀锡铁)的腐蚀速率更快 C.阴极保护法中的牺牲阳极法和外加电流法都要采用辅助阳极，两种方法中的辅助阳极上发生的电极反应类型相同 D.钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe-3e-==Fe3+ 解析:该装置为电解池，钢闸门连接电源正极作电解池的阳极，铁失电子生成亚铁离子，加速腐蚀，不能保护钢闸门，A错误；镀层破坏后，白铁(镀锌铁)中锌的活泼性比铁的强，铁作正极被保护，马口铁(镀锡铁)中铁的活泼性比锡强，铁作负极被腐蚀，则镀层破坏后马口铁的腐蚀速率更快，B错误；牺牲阳极法是原电池原理，将被保护的金属作为正极，辅助阳极作为负极；外加电流法是电解池原理，将被保护的金属作为阴极，辅助阳极作为阳极，辅助阳极都是发生氧化反应，C正确；钢铁发生电化学腐蚀的负极铁单质失去电子生成亚铁离子，负极的反应式:Fe-2e-==Fe2+，D错误。 2.(2026·湖南雅礼中学期末)点蚀又称为孔蚀，是一种集中于金属表面很小的范围并深入到金属内部的腐蚀形态。某铁合金钝化膜破损后的孔蚀如图，则下列说法正确的是 (　　) A.为防止孔蚀发生，可以将外接电源正极与金属相连 B.反应时每吸收2.24 L O2，则此时HCl可以氧化0.2 mol Fe C.在腐蚀的过程中钝化膜作为负极 D.孔隙中局部可能发生析氢腐蚀 √ 解析:与电源正极相连作阳极，阳极发生氧化反应，加快金属的腐蚀，故为防止孔蚀发生，可以将外接电源负极与金属相连，A项错误；未告知O2所处的状态，无法计算2.24 L O2的物质的量，故无法计算此时HCl可以氧化Fe的物质的量，B项错误；由图示可知，在腐蚀的过程中钝化膜作为正极，O2在钝化膜上得到电子发生还原反应，C项错误；孔隙中局部可能存在酸性环境，则可能发生析氢腐蚀，D项正确。 二、金属腐蚀的防护方法 3.(2024·广东卷改编)我国自主设计建造的浮式生产储卸油装置“海葵一号”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+ √ 解析:钢铁外壳镶嵌了锌块，由于金属活动性Zn>Fe，即锌块为负极，钢铁为正极，形成原电池，Zn失去电子，发生氧化反应:Zn-2e-==Zn2+，从而保护钢铁，延缓其腐蚀。由于金属活动性Zn>Fe，钢铁外壳为正极，锌块为负极，故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，故B错误，D正确；由分析得，该方法为牺牲阳极法，故C错误。 √ 4.(2026·江苏连云港高三期中)利用外加电流的阴极保护法减缓海水中钢铁闸门的腐蚀,其装置如图所示。下列有关说法正确的是 (　　) A.该保护法实现了电能全部转化为化学能 B.钢闸门作阳极,与电源的正极相连 C.辅助电极可以使用石墨 D.钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快 解析:利用外加电流的阴极保护法减缓海水中钢铁闸门的腐蚀,则钢闸门作阴极,与直流电源负极相连。该保护法可阻止铁失电子,但由于有一部分电能转化为热能等,所以电能不能全部转化为化学能,A不正确;由分析可知,钢闸门作阴极,与电源的负极相连,B不正确;辅助电极作阳极,应具有不溶性,而石墨是不溶性的惰性电极,所以可使用石墨作辅助电极,C正确;海水中含有大量的电解质,导电性比河水强,钢铁在海水中更容易形成原电池,所以钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的慢,D不正确。 5.验证牺牲阳极法，实验如图(烧杯内均为经过酸化的3% NaCl溶液)。 ① 在Fe表面生成蓝色沉淀 ② 试管内无明显变化 ③ 试管内生成蓝色沉淀 √ 下列说法不正确的是 (　　) A.对比②③，可以判定Zn保护了Fe B.对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化 C.验证Zn保护Fe时不能用①的方法 D.将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼 解析:实验②中加入K3[Fe(CN)6]溶液，溶液无变化，说明溶液中没有Fe2+；实验③中加入K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀，说明溶液中有Fe2+，A项正确；对比①②可知，①中K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化成Fe2+，Fe2+再与K3[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀，B项正确；由B项分析可知，验证Zn保护Fe时，可以用②③做对比实验，不能用①的方法，C项正确；K3[Fe(CN)6]可将单质铁氧化为Fe2+，Fe2+与K3[Fe(CN)6]生成蓝色沉淀，附着在Fe表面，无法判断铁比铜活泼，D项错误。 作业验收评价 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 一、选择题 1.(2026·广州模拟)用如图所示装置模拟钢材防腐。下列相关表述正确的是(　　) A.若在钢材表面镀X金属层进行防腐， 则理论上钢材电极减少的质量等于X电极增加的质量 B.若甲为直流电源，则该保护方法为牺牲阳极法 C.若甲为直流电源，则钢材接甲的正极可有效防腐 D.若甲为导线，则X为锌电极即可实现防腐 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析:若在钢材表面镀X金属层，装置为电解池，钢材为阴极，X离子得电子析出，质量增加，镀层金属为阳极，镀件为阴极，X为阳极失电子溶解，质量减少，理论上X电极减少的质量等于钢材电极增加的质量，故A错误；若甲为直流电源，装置为电解池，该保护方法为外加电流法，故B错误；若甲为直流电源，钢材需接电源负极，作阴极才能被保护，若接正极则为阳极，会发生氧化反应加快腐蚀，故C错误；若甲为导线，装置为原电池，X为锌，比铁活泼，锌作负极被腐蚀，钢材作正极，被保护，即牺牲阳极法，可实现防腐，故D正确。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 解析:电解盐酸，溶质HCl的量减少，溶剂的量不变，所以酸性减弱，pH增大，A项错误；电解硝酸银溶液生成硝酸、金属银和氧气，溶液酸性增强，pH减小，B项错误；电解氢氧化钾溶液的实质是电解水，溶质的量不变，溶剂的量减少，溶液碱性增强，pH增大，C项正确；电解氯化钡溶液得到氢氧化钡、氢气和氯气，溶液碱性增强，pH增大，D项错误。 2.四个电解装置都以Pt作电极，它们分别装有如下电解质溶液，电解一段时间后，测定其pH变化，所记录的结果正确的是 (　　) 选项 A B C D 电解质溶液 HCl AgNO3 KOH BaCl2 pH变化 减小 增大 增大 不变 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 3.用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用。下列说法正确的是 (　) A.在铁片上镀铜时，Y是纯铜 B.电解精炼铜时，Z溶液中的Cu2+浓度不变 C.制取金属镁时，Z是氯化镁溶液 D.氯碱工业中，若在X电极附近滴入少量淀粉⁃KI溶液，溶液呈蓝色 解析:在铁片上镀铜时，纯铜应作阳极，X极为阳极，则Y是铁片，A不正确；电解精炼铜时，粗铜中铜、锌、铁等金属都失电子，生成相应的金属离子进入溶液，而阴极只有溶液中的Cu2+得电子，所以Z溶液中的Cu2+浓度将减小，B不正确；制取金属镁时，电解氯化镁溶液得不到镁，则Z应是熔融的氯化镁，C不正确；氯碱工业中，X电极为阳极，Cl-在该电极上失电子生成Cl2，滴入少量淀粉⁃KI溶液，Cl2将I-氧化为I2，使淀粉溶液变蓝色，D正确。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 4.(2026·江苏南京学情调研)探究铁的电化学腐蚀实验如下:向饱和NaCl溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液(能与Fe2+形成蓝色沉淀)和酚酞,将铜片紧密覆盖在铁片上,向金属片交界处滴加1滴上述混合溶液,可能的原理如图所示。下列说法正确的是 (　) A.铁片上发生还原反应,出现蓝色沉淀 B.铜片上的溶液变为红色,电极反应式为O2+4e-+2H2O==4OH- C.用锌片代替铜片,保持其他操作不变,观察到的现象相同 D.用盐酸代替NaCl溶液,保持其他操作不变,观察到的现象相同 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 解析:装置中铁发生吸氧腐蚀,铁片为负极,负极上铁失电子生成亚铁离子,亚铁离子与K3[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀,铜片为正极,正极上氧气得电子生成氢氧根离子。铁电极为负极,铁失电子生成亚铁离子,发生氧化反应,电极反应为Fe-2e-==Fe2+,A错误;铜片为正极,正极上氧气得电子生成氢氧根离子,电极反应为O2+4e-+2H2O==4OH-,酚酞遇碱变红,B正确;用锌片代替铜片,锌片为负极,Zn失电子生成Zn2+,发生氧化反应,电极反应为Zn-2e-==Zn2+,无亚铁离子生成,不能生成蓝色沉淀,现象不同,C错误;用盐酸代替NaCl溶液,保持其他操作不变,铜片仍为正极,正极上是氢离子得电子生成氢气,现象不同,D错误。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 5.(2026·辽宁沈阳一模)研究人员发现在碱性条件下，使用 Cu⁃Ag 电催化水还原与甲醛氧化的双重制氢比电解水制氢效率高，能耗低，其装置如图所示。下列说法正确的是 (　　) A.a电极接电源的正极 B.c为阴离子交换膜，电解时OH-从b极移向a极 C.双重制氢的总反应为HCHO+OH- HCOO-+H2↑ D.标准状况下，电路中每转移2 mol e-，生成22.4 L H2 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 解析:a极区H2O得电子生成H2，发生还原反应，说明a为阴极，接电源的负极，故A错误；氢氧根离子从阴极移向阳极，即从a极移向b极，故B错误；b为阳极发生氧化反应，结合装置示意图，电极反应为2HCHO-2e-+4OH-==2HCOO-+2H2O+H2↑，总反应为HCHO+OH- HCOO-+H2↑，故C正确；阴极电极反应: 2H2O+2e-==H2↑+2OH-，阳极电极反应:2HCHO-2e-+4OH-==2HCOO-+2H2O+H2↑，标准状况下，电路中每转移2 mol电子，生成氢气物质的量为2 mol，标准状况下体积为2 mol×22.4 L·mol-1=44.8 L，故D错误。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 6.(2026·潍坊模拟)某同学用如图所示的装置探究金属的腐蚀情况。下列说法错误的是 (　　) A.最先观察到变红的区域是① B.③处铁片质量减轻 C.②处多孔石墨上生成黄绿色气体 D.④处多孔石墨上发生反应2H2O+2e-==H2↑+2OH- 解析:①处Fe为阴极，电极反应:2H2O+2e-==H2↑+2OH-，电解反应快，最先观察到变红的区域是①，故A正确；③处Fe为负极，电极反应:Fe-2e-==Fe2+，铁片质量减轻，故B正确；②处多孔石墨为阳极，石墨电极上氯离子失电子发生氧化反应，电极反应:2Cl--2e-==Cl2↑，多孔石墨上生成黄绿色气体，故C正确；④处多孔石墨为原电池正极，石墨上发生反应:O2+2H2O+4e-==4OH-，故D错误。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 7.(2026·广州仲元中学模拟预测)利用原电池原理可以避免金属腐蚀，某小组同学设计了如图所示的实验方案来探究铁片的腐蚀情况。下列说法中正确的是 (　　) A.甲中的铁片附近会出现蓝色 B.甲中形成了原电池，锌片作正极 C.乙中铜片附近会出现红色 D.乙中的铜片上发生氧化反应 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 解析:甲中锌为负极，其失去电子变为锌离子，而铁片是正极，其被保护而不会被腐蚀，没有亚铁离子生成，而铁氰化钾与亚铁离子反应会生成蓝色物质，因此铁片附近不会出现蓝色，故A错误。甲中形成了原电池，锌为负极，锌失去电子变为锌离子，铁为正极，铁不反应，故B错误。乙中铁作负极，铜作正极，铜附近氧气得到电子变为氢氧根而使溶液呈碱性，因此，酚酞变为红色，故铜片附近出现红色，故C正确。乙中铁作为负极，其失去电子变为亚铁离子发生氧化反应；铜片作为正极，其表面上有氧气发生还原反应，故D错误。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 8.电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理如图所示。下列有关说法正确的是 (　　) A.Pt片接电源负极 B.Sn片上发生的电极反应式为CO2+2e-+H2O==HCOO-+OH- C.每产生1 mol HCOO-,阳离子交换膜中有4 mol K+通过 D.电解一段时间后,阳极区的KHCO3溶液浓度降低 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 解析:CO2、HCOO-中碳元素的化合价分别为+4、+2,阴极发生还原反应,电极(Sn电极)反应为CO2+HC+2e-==HCOO-+C,阳极(Pt电极)生成O2:2H2O-4e-==O2↑+4H+。由分析知Pt片为阳极,接电源正极,A错误;由分析知,Sn片为阴极,发生得电子的还原反应,电极反应式应为CO2+HC+2e-==HCOO-+C ,B错误;由反应CO2+HC+2e-==HCOO-+C可知,每产生1 mol HCOO-,转移2 mol电子,由电荷守恒得,阳离子交换膜中有2 mol K+通过,C错误;阳极发生反应2H2O-4e-==O2↑+4H+,产生氢离子,消耗KHCO3,使KHCO3溶液浓度降低,D正确。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 9.以甲烷燃料电池为电源电解NaB(OH)4溶液制备H3BO3的工作原理如图所示,下列叙述错误的是 (　　) A.燃料电池通入氧气的电极接电解池的X电极 B.N室中:a%>b% C.膜Ⅰ、Ⅲ为阳离子交换膜,膜Ⅱ为阴离子交换膜 D.理论上每生成1 mol产品,需消耗甲烷的体积为2.8 L(标况) 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 解析:根据装置工作原理,原料室中的B(OH通过膜Ⅱ进入产品室,最终转化为H3BO3,阴离子向阳极移动,则M室中石墨电极为阳极,电解时阳极电极反应为2H2O-4e-==O2↑+4H+,M室中H+通过膜Ⅰ进入产品室,与B(OH结合得到H3BO3,N室中石墨为阴极,原料室中的Na+通过膜Ⅲ进入N室,电解时阴极生成OH-,溶液中c(NaOH)增大。燃料电池通入O2的电极为正极,接电解池的阳极,M室中石墨电极为阳极,则X电极为正极,A正确;根据分析,溶液中c(NaOH)增大,即N室:a%<b%,B错误;原料室中的B(OH通过膜Ⅱ进入产品室,M室中H+通过膜Ⅰ进入产品室,原料室中Na+通过膜Ⅲ进入N室,则Ⅰ、Ⅲ为阳离子交换膜,Ⅱ为阴离子交换膜,C正确; B(OH与H+反应的离子方程式为B(OH+H+==H3BO3+H2O,则理论上每生成 1 mol H3BO3,则M室中就有1 mol H+通入膜Ⅰ进入产品室,根据阳极电极反应式,产生1 mol H+转移1 mol e-,而在燃料电池的负极反应中,消耗1 mol CH4转移8 mol e-,则转移1 mol e-应该消耗 mol CH4,标准状况下体积为2.8 L,D正确。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 二、非选择题 10.(4分)(2025·湖南卷·节选)在温和条件下，将CO转化为C4烃类具有重要意义。采用电化学—化学串联催化策略可将CO高选择性合成C4H10，该流程示意图如下: 回答下列问题: (1)电解池中电极M与电源的_____极相连。  解析:由图可知，N电极上CO转化为C2H4，C元素化合价下降，发生还原反应，N为阴极，则M为阳极，与电源正极相连。 正 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 (2)CO放电生成C2H4的电极反应式为_______________________________。  解析:CO发生得电子的还原反应转化为C2H4，电解液是碱性环境，电极反应为2CO+8e-+6H2O==C2H4+8OH-。 2CO+8e-+6H2O==C2H4+8OH- 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 11.(10分)氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺，节能超过30%，在此工艺中，物料传输和转化关系如图，其中电极未标出，所用离子交换膜只允许阳离子通过。 (1)分析比较图示中a%与b%的大小:a%____(填“>”“<”或“=”)b%。  解析:燃料电池中，通入Y气体的电极为负极，电解饱和食盐水生成的Y为氢气，X为Cl2，由于燃料电池正极发生反应:O2+4e-+2H2O==4OH-，燃料电池中的离子膜只允许阳离子通过，而燃料电池中正极氧气得到电子产生OH-，所以反应后氢氧化钠的浓度升高，即a%<b%。 < 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 (2)写出燃料电池B中的正极的电极反应:______________________。  (3)图中Y是____(填化学式)，若电解产生11.2 L(标准状况)该物质，则至少转移电子____ mol；X元素的基态原子的电子排布式为________________。  解析: (3)根据以上分析可知图中Y是H2，若电解产生11.2 L(标准状况)H2，氢气的物质的量是0.5 mol，则至少转移电子1 mol。 O2+4e-+2H2O==4OH- H2 1 1s22s22p63s23p5 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn $