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

该高中化学讲义聚焦电解池工作原理及应用、金属腐蚀与防护等高考核心考点，按命题透视、思维建模、考点精讲、真题溯源逻辑架构知识，通过考点梳理构建系统框架，方法指导归纳解题范式，真题训练强化考向感知，助力学生突破电化学难点。 讲义以科学思维为核心，创新设计电解规律对比表格、金属腐蚀快慢模型等教学工具，结合氯碱工业、电冶金等真实情境培养科学态度与责任，设置基础例题与变式训练分层突破，帮助学生高效掌握考点，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 ) ( 0 2 ) ( 思维建模·脉络梳理 ) ( 搭建知识框架，构建系统思维 ) ( 0 3 ) ( 考点精讲·靶向突破 ) ( 拆解核心考点，归纳解题范式 ) ( 考点一 电解池的工作原理 知识解构 知识点1 电解池的工作原理 ∣ 知识点2 电解规律 考向破译 考向1 电解池的工作原理 ∣ 考向 2 考查电解规律及电极产物的判断 考点二 电解原理的应用 知识解构 知识点1 离子交换膜的应用——氯碱工业 ∣ 知识点2 活性阳极的应用 知识点 3 电冶金 考向破译 考向1 电解原理的应用 ∣ 考向2 电解原理的创新应用 考点 三 金属的电化学腐蚀与防护 知识解构 知识点1 金属的电化学腐蚀 ∣ 知识点2 金属的防护 考向破译 考向1 金属的腐蚀的原理 ∣ 考向2 金属的防护方法 ) ( 0 4 ) ( 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 电解池的工作原理及应用 黑吉辽蒙卷T4,3分 黑吉辽蒙卷T8,3分 —— 辽宁卷T3,3分；T7,3分 辽宁卷T9,3分 金属的腐蚀与防护 —— —— —— 辽宁卷T1,3分 辽宁卷T6,3分 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码： 本专题是辽宁新高考化学高频考点，以选择题为核心考查形式，偶见于工艺流程大题嵌入设问，涵盖电解原理应用与金属腐蚀防护两大模块，紧密结合工业生产、新能源与生活实际，是一轮复习的核心内容。 1.题型稳定，分值固定，选择题为绝对主力 每年必考 1~2 道选择题（3~6 分），整体考查频次高、得分占比稳定。 2.情境贴合地域特色与产业热点 辽宁卷偏爱结合东北冶金工业、海水资源利用、废旧电池回收、储能电池、工业废水处理等真实情境，弱化纯理论装置分析，强化 “化学服务生产生活” 的应用导向，贴合东北重工业的地域背景。 3. 金属腐蚀重基础辨析，结合材料与生活场景 聚焦吸氧腐蚀与析氢腐蚀的区分、牺牲阳极法与外加电流法的原理辨析、镀层破损后腐蚀速率比较；常结合合金材料、生活防锈、等场景命题，难度偏低，以概念辨析与简单应用为主。 ►复习目标： 一、知识目标： 1.掌握电解池核心工作原理，能准确判断阴阳极、电子与离子移动方向； 2.掌握典型电解模型的产物规律与溶液 pH 变化； 3.掌握电镀、电解精炼、电冶金、氯碱工业等常见电解应用； 4.能准确区分：金属吸氧腐蚀、析氢腐蚀，牺牲阳极法、外加电流法两种防护方式。 二、能力目标： 1.能独立分析带交换膜的陌生电解装置，规范书写陌生电极反应式； 2.能对比不同条件下金属腐蚀的快慢，分析实际生产生活场景中的防腐原理； 3.能结合电子守恒完成电解产物、转化率的定量计算。 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 原电池的工作原理及其应用 知●识●解●构 知识点1 电解池的工作原理 一、电解与电解池 1.电解：电解是在 作用下，使电流通过 而在阴、阳两极引起 的过程。 2.电解池：把 转化为 的装置，叫做电解池，也叫电解槽 3．电解池的构成： ①有与 相连的两个电极。 ② 溶液(或 )。 ③形成 。 二、电解池的工作原理 1.电子和离子的移动方向 ①电子移动方向：电源负极→电解池的 ，电解池的阳极→电源 ②离子移动方向： 移向阴极， 移向阳极 2.电极 ①阳极：与电源 相连， 电子，发生 反应。 ②阴极：与电源 相连， 电子，发生 反应。 3.电极反应和总反应 阳极： 阴极： 电解总反应的化学方程式： 。 答疑解惑 电解工作原理的本质：当外电路既有电子导电又有电解质离子导电的时候，因为“电子不下水，离子不上线”，当电路中电子导电和电解质离子导电交接的时候，必然涉及得失电子： 离子角度：阴离子移动→阳极→失电子—— 反应；阳离子移动→阴极→得电子—— 反应。 电子角度：电源负极e—→阴极→给阳离子e—→ 反应；阴离子失去e——— 反应→阳极→电源正极 总之：电解池这个“地盘”电源做主。 知识点2 电解规律 一、电极类型及放电顺序（以锌铜原电池为例） 1、放电：当离子到达电极时，失去或获得电子，发生氧化或还原反应的过程，称为放电 2、电极类型：金属活动顺序表中银以前的金属(含银)做电极时，由于金属电极本身可以参与阳极反应，称为 (如：Zn、Fe、Cu、Ag等)；金属活动顺序表中银以后的金属或非金属作电极时，称为 ，主要有铂(Pt)、石墨等 3、电极放电顺序 ①阳极放电顺序（还原性强弱）： ②阴极放电顺序（氧化性强弱）： 4、阴、阳极放电后的产物 反应物 阴极金属阳离子(H+) 阳极活性金属电极 S2－ I－ Br－ Cl－ OH－ 产物 金属(H2) 金属离子 S I2 Br2 Cl2 O2、H2O 溯本求源 化理通考 电极放电顺序的本质：电解池相当于一个“氧化还原的舞台”，各种氧化剂、还原剂在电源的强制下按照能力强弱展示自己的“才艺”。阳极放电顺序——还原性强弱；阴极放电顺序——氧化性强弱。 问：为什么阳极分为：活性电极和惰性电极，阴极为什么不用分活性和惰性电极？ 答：因为在阳极发生氧化反应，按照还原性由强到弱放电，金属（(Au、Pt除外)还原性比溶液中的阴离子还原性强，所以如果是活性阳极，则电极本身先放电，直到电极全部反应，此时电解池也就没有了，所以活性阳极里面的阴离子不会参与放电。 而阴极发生还原反应，按照氧化性由强到弱放电，活性金属只是还原性强没有氧化性，所以不用分为 活性和惰性电极，电极能够导电就行。 问：既然Fe3＋的放电顺序排在H＋前，为什么电解含Fe3＋的水溶液不能得到金属铁？ 答：因为Fe3＋放电得到Fe2＋，而Fe2＋的氧化性比H＋弱，所以当Fe3＋放完电，不是Fe2＋放电，而是H＋又因为Fe3＋很容易水解，水溶液中要加入酸抑制水解，所以电解Fe3＋的水溶液不能得到金属铁。 问：为什么H前活泼金属电解水溶液不能得到相应的金属单质？ 答：还是因为放电顺序，因为H前活泼金属的阳离子氧化性比H＋弱，按照放电顺序H＋先被还原，当 H＋反应完，水没有了电解质就不能导电了，电解池也就不成立了。 二、电解的类型及电解产物判断 1.电解水型 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： 2.电解电解质型 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： 通入 CuCl2 阴极： 阳极： 总反应式： 加 3.电解质和水均参与电解型 实例 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 复原方法 NaCl、(放H2生碱) 阳极： 阴极： 总反应式： 减小并生成 新电解质 通入 气体 CuSO4、 Cu(NO3)2 (放O2生酸) 阳极： 阴极： 总反应式： 减小并生成 新电解质 加 考●向●破●译 考向1 电解池的工作原理 例1将CO2直接还原成固体碳可以实现碳源的有效固定。一种利用电化学技术固定碳源的装置及其转化过程如图所示，下列说法正确的是 A．电极A连接外接电源的负极，发生氧化反应 B．外电路通过1mol e-时，理论上可固定12 g碳 C．阴极的电极方程式为 D．该装置需要定期补充熔融碳酸盐 【变式1·换题型】（2025·辽宁沈阳·二模）“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高效制的方法，装置如图所示。部分反应机理为：。下列说法错误的是 A．相同电量下理论产量是传统电解水的2倍 B．阴极反应： C．电解时通过阴离子交换膜向a电极方向移动 D．阳极反应： 【变式2·变角度】光电共轭聚合物网络用于太阳能驱动硝酸盐转化氨和氧气。电化学装置如图所示。下列说法正确的是( ) A．上述装置实现太阳能全部转化成化学能 B．a极电极反应式为NO3-+6H2O+8e-=NH3＋9OH- C．装置工作一段时间后，KOH溶液的浓度降低 D．同温同压下，生成aLNH3时理论上逸出0.5aLY 【变式3·变角度——电荷移动方向】.（2025·辽宁省鞍山市一中·一模）我国科学家设计了一种CO2＋H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除，装置如下图。其中电极分别为ZnO＠石墨烯（石墨烯包裹ZnO）和石墨烯。下列有关说法不正确的是 A．ZnO＠石墨烯电极连接光伏电池的负极 B．石墨烯区电极反应：EDTA－Fe2＋－e—＝EDTA－Fe3＋ C．协同转化的总反应式：CO2＋H2S＝CO＋H2O＋S D．金属导线上每转移1 mol电子，CO2和H2S被去除的总体积约11.2 L（标准状况） 考向2 考查电解规律及电极产物的判断 例2某研究小组用微生物电池模拟淡化海水，同时进行电解实验，实验装置如下图所示。回答下列问题： 图左为微生物电池，已知苯酚的分子式为。 (1)离子交换膜A为_______离子交换膜。 A．阴        B．阳 (2)b极的电极反应式为___________________________________。 (3)当电路中转移1 mol电子时，模拟海水理论上除盐_______g。 图右中的甲和乙均为电解装置，其中A、B、C、D均是铂电极。 (4)甲池中的B电极为_____极。 A．阴        B．阳 (5)写出乙池中C极的电极反应式_____。 一段时间后停止电解，发现甲池电极、都产生气体。 (6)其中电极B的产物可能有___________。 (7)下列物质可能使甲池恢复到反应前浓度的是_______。(双选) A．Cu     B．CuO     C．     D． 【变式1·变角度】（2025·黑龙江·一模）电解法制溶胶的装置如图(a、b为惰性电极)所示，电解反应为。下列叙述错误的是 A．a为阳极，电极反应为 B．b极反应： C．随着电解反应进行，溶液的pH逐渐增大 D．随着电解反应进行，溶液导电性逐渐增强 【变式2·变角度——电极反应产物判断】（2025·黑龙江大庆·二模）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，下表中各项所列对应关系均正确的是( ) 选项 X极 实验前U形管中的溶液 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处附近溶液呈红色 B 正极 AgNO3溶液 b处电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O C 负极 CuCl2溶液 b处有气体逸出 D 负极 NaOH溶液 溶液pH减小 【变式3·变角度——电极放电顺序考查】．（2025·黑龙江大庆实验中学·高二期末）某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为3∶1。滴入几滴石蕊溶液后，用石墨作电极电解该混合溶液，根据电极产物，电解过程可明显分为三个阶段。下列叙述中，不正确的是 A．阴极自始至终只产生H2 B．电解过程中，溶液颜色呈现红色→紫色→蓝色的变化 C．电解过程中，Na+和的物质的量浓度保持不变 D．第一阶段中阴、阳两极产生的气体混合引燃后，恰好完全反应得到HCl 考点二 电解原理的应用 知●识●解●构 知识点1 离子交换膜的应用——氯碱工业 一、反应原理——电解饱和食盐水 阳极： (氧化反应)； 阴极： (还原反应)； 总反应化学方程式： ； 总反应离子方程式： 。 二、装置——阳离子交换膜电解槽 三、工业产品生产过程示意图 1.产品生产分析： 因为离子交换膜存在把电解池分为两部分：阳极室、阴极室。 阳极室：电解液：精制饱和食盐水；电极反应： ； 阴极室：电解液：H2O（为了增加导电性加入少量NaOH）电极反应： ，阴极区H＋放电，破坏了水的电离平衡，使OH－浓度增大，阳极区Cl－放电，使溶液中的c(Cl－)减小，为保持电荷守恒，阳极室中的Na＋通过阳离子交换膜进入阴极室中，与阴极室生成的OH－结合，得到浓的NaOH溶液。 阳极产品： 阴极产品： 、 2.阳离子交换膜的作用 ①阻止 与Cl2发生副反应：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O； ②阻止 。 知识点2 活性阳极的应用 一、电镀 1.电镀池的构成 阳极：镀层金属浸入电镀液中与直流电源的正极相连作阳极； 阴极：待镀金属制品与直流电源的负极相连作阴极； 电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液； 2.电镀的原理 电镀时，通常把待镀的金属制品作为 ，把镀层金属作为 ，用含有镀层金属离子的溶液作为 。 通直流电时，阳极上镀层金属失去电子形成正离子，进入溶液中；阴极区，镀层金属正离子得到电子在待镀的金属表面被还原，形成一层均匀、光洁而致密的镀层。 例：铁上镀铜 阴极： 阳极： 电解质： 答疑解惑 问：电镀时镀件做阴极，电解质金属离子在阴极发生还原反应，就能镀上一层金属，为什么还要用镀层金属做活性阳极？ 答：镀层金属做阳极，失电子发生氧化反应，可以保持电解质溶液中镀层金属离子浓度保持不变从而保持镀件上金属析出的速率不变，从而保证镀件上析出致密而均匀的镀层金属。 所以电镀的特点：电解质溶液的浓度 ；阳极减少的质量和阴极增加的质量 ； 二、粗铜精炼 1.电解池的构成 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：Zn－2e－=Zn2＋、Fe－2e－=Fe2＋、 Ni－2e－=Ni2＋、Cu－2e－=Cu2＋； 阴极：Cu2＋＋2e－=Cu。 ④阳极泥的形成 阳极泥：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)，它们以金属单质的形式沉积于电解槽的底部，成为阳极泥。 答疑解惑 问：电解如何实现除去杂质？ 答：在精炼池的阳极，含杂质的铜不断溶解，比铜更活泼的Zn、Fe、Ni等也会失去电子，但Ag、Au等金属杂质由于失去电子能力比Cu弱，不会在阳极溶解，而是以单质的形式沉积在精炼池底，形成“阳极泥”。“阳极泥”经分离后可以得到Ag、Au等贵重金属。 在阴极，由于溶液中的Zn2+、Fe2+、Ni2+、H+等离子得到电子的能力均比Cu2+弱，且物质的量浓度均比 Cu2+小，所以只有Cu2+在阴极获得电子而析出Cu，这样，在阴极就得到了纯铜。 长时间电解后，电解质溶液的Cu2+浓度中有所减小，且引入了Zn2+、Fe2+、Ni2+等杂质，需定时除去杂 质 问：粗铜精炼时，粗铜里金属活动性在铜之后的金、银，金是惰性金属，但银并不是，为什么银不在阳极放电溶解进入溶液？ 答：阳极发生氧化反应，按照还原性强弱放电，只要铜还在持续放电，阳极银就不会放电溶解，只有铜消耗完之后，银才会开始放电。但粗铜中铜是主要成分，当铜消耗完了阳极就溶解了，所以金、银以单质沉积在阳极，形成阳极泥。 知识点3电冶金 实质为：Mn＋＋ne－===M，利用电解熔融盐(或氧化物)的方法来冶炼活泼金属，如Na、Ca、Mg、Al等。 一、冶炼钠 电极反应：阳极： 阴极： 总反应： 二、冶炼镁 电极反应：阳极： 阴极： 总反应： 三、冶炼铝 电极反应：阳极（石墨）： 副反应：阳极生产的氧气把石墨氧化生成CO2 阴极（石墨）： 总反应： 答疑解惑 问：为什么冶炼镁时用的是镁的氯化物，而冶炼铝时用的是铝的氧化物？能不能反过来或者都用氯化物或者氧化物？ 答：①电解法冶炼活泼金属，必须使用 状态物质，而不是水溶液； ②电解熔融冶炼Mg时，使用对应的金属氯化物，而不是金属氧化物，因为MgO的熔点较高，而 MgCl2的熔点较低，熔融时需要温度较低，能控制生产成本； ③电解熔融冶炼Al时，使用金属氧化物，而不是金属氯化物，因为AlCl3是 ，熔融态不导电； ④电解冶炼金属Al时，加入冰晶石的作用： 考●向●破●译 考向1 电解原理的应用 例1（25-26高三上·辽宁抚顺·期末）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：2H2O+2e-=H2↑＋2OH- 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·新角度——电解原理在环境保护中应用】有研究者提出，用如图所示装置从酸化的处理后海水中提取，从而降低环境中的含量。下列说法不正确的是 A．a室电极上发生氧化反应生成 B．b室发生反应，实现从海水中提取 C．通过阳离子交换膜从c室移向b室 D．用c室排出的溶液调节b室排出的处理后海水，可获得pH为8.3的海水 【变式2·变角度——利用电解法合成有机化合物】科研团队使用碳纳米管做电极，实现了常温、常压条件下尿素的合成，原理如图所示。下列说法正确的是 A．活性电极的电极电势高于Pt电极 B．活性电极上被还原 C．“气体”经过分离后，可以补充甲室消耗的 D．电路中转移16mol电子时，甲侧溶液质量增加44g 【变式3·变载体——金属钠的工业冶炼】．（2025·辽宁·模拟预测）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，降低氯化钠的熔点 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 考向2 电解原理的创新应用 例2（2025·内蒙古·一模）库伦仪可根据电路中消耗的电量来测定工业废气中SO2含量，装置如图。测定前电解质溶液中c(I3-)与c(I-)的比值保持恒定，电解池不工作；通入一定量待测气，其中SO2溶解并还原I3-，库伦仪便立即工作至c(I3-)与c(I-)比值重新恢复到原定值。下列说法不正确的是( ) A．a电极连接直流电源的正极 B．库伦仪工作时，b电极上有气泡生成 C．若废气中含有O2等氧化性气体，会导致测定结果偏高 D．SO2发生反应的离子方程式为SO2+I3-+2H2O+4H2PO4-=3I-+SO42-+H3PO4 【变式训练1·变题型】（2026·黑龙江哈尔滨·模拟预测）利用板状碳封装镍纳米晶体(Ni@C)电催化可将5-羟甲基糠醛(HMF)转化为2，5-呋喃二甲酸(FDCA)，工作原理如图所示。双极膜由阴、阳离子交换膜组成，在电场作用下，双极膜中离子向两极迁移。下列说法错误的是 A．a极的电势低于b极 B．b极的电极反应式为 C．制备1 mol 时，产生1.5 mol气体X D．该装置工作一段时间后，硫酸的浓度会减小 【变式训练2·变角度——二次电池充电过程】（2026·吉林长春·模拟预测）某科研团队设计出镍离子电池(NIB)，该电池在首次充电中，Na+从Na3V2(PO4)3框架中脱出并形成NaV2(PO4)3基质，然而在接下来的循环中，由于电解液中Na+很少，只有Ni2+可以可逆嵌入NaV2(PO4)3基质中并形成NaNiV2(PO4)3，关于该电池说法错误的是 A．该电池在首次充电中，V元素化合价升高 B．Na3V2(PO4)3电极的电势高于Ni@C电极 C．该电解液一定是有机溶剂 D．放电时，正极的电极反应式为：NaV2(PO4)3+Ni2++2e-=NaNiV2(PO4)3 【变式训练3·变角度——利用电解池离子交换膜制备物质】（2025·辽宁·一模）葡萄糖酸钙广泛用于食品、医药及水处理等领域，以葡萄糖为原料，加入少量NaBr，隔膜采用离子交换膜，石墨为电极，经电解后分批加入可制得葡萄糖酸钙，反应原理如图所示。下列说法错误的是 A．电极b应与电源的负极相连 B．电池工作时，由左池通过离子交换膜进入右池 C．在电极a上的电极反应式为 D．消耗18g葡萄糖，理论上电路转移0.1mol电子 考点三 金属的电化学腐蚀与防护 知识点1金属的电化学腐蚀 一、金属腐蚀的本质 金属原子 变为 ，金属发生 反应： 二、金属腐蚀的类型 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属与表面接触的一些物质 反应 不纯的金属与 接触，发生 反应 现象 金属被 较活泼金属被 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 ，危害也更严重 三、电化学腐蚀的分类——钢铁的电化学腐蚀 类型 析氢腐蚀(腐蚀过程中不断有氢气放出) 吸氧腐蚀(反应过程吸收氧气) 示意图 条件 水膜 较强 水膜 电极材料及反应 负极(Fe) 正极(碳) 总反应 联系 吸氧腐蚀更普遍 答疑解惑 金属腐蚀快慢的规律 同一金属在相同电解质溶液中，金属腐蚀的快慢：电解原理引起的腐蚀(即电解池的阳极)＞原电池原理引起的腐蚀(即原电池的负极)＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀(即电解池的阴极、原电池的正极及加有镀层的金属等) 同一金属在不同电解质溶液中，金属腐蚀的快慢： ＞ ＞ 活动性不同的两种金属，活动性越强，腐蚀得越快 同一金属在相同电解质溶液中，电解质浓度越大，腐蚀越快 知识点2 金属的防护 一、金属的防护方法 1.改变金属材料的组成 在金属中添加 或 可以制成性能优异的 。如普通钢中加入镍、铬等制成不锈钢产品，钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性，还具有良好的生物相容性。 2.在金属表面覆盖保护层 在金属表面覆盖 保护层，将金属制品与周围物质隔开是一种普遍采用的防护方法。如，在钢铁制品的表面喷涂油漆、涂矿物性油脂、覆盖搪瓷、塑料等；电镀锌、锡、铬、镍等；利用化学方法、离子注入法、表面渗镀等方式在金属表面形成稳定的钝化膜。 3.电化学保护法 金属在发生电化学腐蚀时，总是作为原电池 的金属被腐蚀，作为 的金属不被腐蚀，如果能使被保护的金属成为 ，则该金属就不易被腐蚀。 ①牺牲阳极的阴极保护法 原理：原电池原理，被保护的金属作为阴极（原电池的 ），活泼性更强的金属作 。 应用：轮船船体、锅炉内壁、船舶外壳、地下管道等安装 或 。 ②外加电流阴极保护法 原理：将作为 的被保护金属和作为 的惰性电极，置于电解质溶液中，外界直流电源。 应用：钢铁闸门、海水中的船体等。 答疑解惑 问：为什么利用原电池原理保护法叫“牺牲阳极的阴极保护法”？ 答：电化学有一条通用原则： 阳极：发生氧化反应的电极；阴极：发生还原反应的电极 。该定义适用于原电池与电解池。 牺牲阳极：将还原性更强的金属作为原电池负极，该电极发生氧化反应被损耗，即 “牺牲阳极”。 阴极保护：被保护金属设备作原电池正极（阴极），发生还原反应，从而避免被腐蚀。 注意：该方法属于原电池防护，无需外接电源，此处 “阳极” 依据氧化反应判定，不等同于电解池的阳极。 外加电流的阴极保护法：属于电解池防护体系，需要外接电源。被保护金属接电源负极，作电解池阴极；惰性辅助电极接电源正极，作电解池阳极。依靠外加电源强制实现防护，无需消耗电极。 考●向●破●译 考向1 金属的腐蚀的原理 例1（2025·吉林·二模）为了更好模拟在的混合溶液中钢铁电化学腐蚀的过程，利用压强传感器、氧气传感器进行数字化实验，得出相应的图像数据如图所示。下列说法错误的是 A．内平均反应速率 B．反应初期氧气减少，总压增大，说明初期以析氢腐蚀为主，不受其他因素影响 C．以析氢腐蚀为主时，越小，腐蚀越快 D．后，碳粉表面发生的主要电极反应是 【变式1·新角度——微观角度分析金属腐蚀】（2025高三上·辽宁葫芦岛·一模）碳钢作为海洋工程中的常见材料，其电化学腐蚀过程易受微生物影响。某碳钢在混合微生物介质中的腐蚀机理如图所示。下列说法错误的是 A．a区为负极区 B．b区的电极反应为： C．菌a、菌b参与的转化过程，铁元素不一定均被氧化 D．图中附着于碳钢的混合菌会加速碳钢的腐蚀 【变式2·变题型——实验探究金属腐蚀】（19-20高三上·辽宁葫芦岛·阶段检测）在一块打磨过的生铁片的表面滴加含K3[Fe(CN)6]的食盐水。下列说法错误的是 A．一段时间后，黄色溶液中出现蓝色沉淀 B．轻轻晃动液滴可以加快反应速率 C．反应中K3[Fe(CN)6]被氧化 D．可形成原电池，负极发生反应：Fe-2e-=Fe2＋ 【变式3·变载体】．（2025·辽宁·模拟预测）下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图，环境中的扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈，下列说法正确的是 A．青铜基体发生还原反应被腐蚀 B．电子由青铜基体经溶液流向多孔催化层 C．负极发生的电极反应： D．生成，理论上消耗 考向2 金属的防护方法 例2（2025·上海·模拟预测）金属腐蚀会显著降低金属材料的强度、韧性等力学性能，缩短设备的使用寿命，甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故。防止金属腐蚀的方法有很多，可以在其表面涂一层防护层，也可以结合电化学的知识来想办法。某课外兴趣小组设计了如下装置对铁片进行保护。 (1)装置中的_________电极是铁片。 A．a    B．b (2)写出通入气体电极的电极反应方程式：_________。 (3)如果用该装置给铁片镀银，则电解质溶液X的溶质为_________（填化学式），当铁片上析出1 mol Ag时，消耗标准状况下的体积为_________L。 (4)利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，开关K置于N处，该电化学防护法称为_________；若X为锌棒，开关K置于M处，能否达到防止铁腐蚀的目的？_________。 以下为铝材表面处理的一种方法： (4)碱洗的目的是______________________________（用离子方程式表示）；碱洗时常有气泡冒出，该气体是_________（填化学式）。 (5)电解时，处理好的铝材应与电源的_____极相连，铝材表面形成氧化膜的电极反应式为_________。 (6)下列几种金属的镀层被破坏后，金属腐蚀的速率最快的是________。 A．镀铝铁桶 B．食品铁罐头盒（镀锡） C．镀银铜质奖章 D．白铁水桶（镀锌） 【变式训练1·变题型】（2026·黑龙江哈尔滨·模拟预测）港珠澳大桥钢管桥墩防腐技术先进，外壳镶嵌铝合金片，其结构如图所示。下列说法正确的是 A．桥墩为负极 B．海水层为电子迁移的通路 C．铝合金片上发生反应： D．若用外加电流法保护桥墩可使腐蚀电流接近零 【变式训练2·变角度——电化学防护方法】（2025·内蒙古·二模）如图装置可防止金属管道在潮湿土壤中的腐蚀。下列有关说法中正确的是 A．电流由镁块经导线流向管道 B．管道表面上发生氧化反应 C．该保护法为牺牲阳极保护法 D．将镁块换为钠块，则保护效果更好 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2022·辽宁卷）镀锌铁钉放入棕色的碘水中，溶液褪色；取出铁钉后加入少量漂白粉，溶液恢复棕色；加入，振荡，静置，液体分层。下列说法正确的是 A. 褪色原因为被还原 B. 液体分层后，上层呈紫红色 C. 镀锌铁钉比镀锡铁钉更易生锈 D. 溶液恢复棕色的原因为被氧化 2.（2022·辽宁卷）如图，c管为上端封口的量气管，为测定乙酸溶液浓度，量取待测样品加入b容器中，接通电源，进行实验。下列说法正确的是 A. 左侧电极反应： B. 实验结束时，b中溶液红色恰好褪去 C. 若c中收集气体，则样品中乙酸浓度为 D. 把盐桥换为U形铜导线，不影响测定结果 3.（2023·辽宁卷）科技是第一生产力，我国科学家在诸多领域取得新突破，下列说法错误的是 A. 利用CO2合成了脂肪酸：实现了无机小分子向有机高分子的转变 B. 发现了月壤中的“嫦娥石[(Ca8Y)Fe(PO4)7]”：其成分属于无机盐 C. 研制了高效率钙钛矿太阳能电池，其能量转化形式：太阳能→电能 D. 革新了海水原位电解制氢工艺：其关键材料多孔聚四氟乙烯耐腐蚀 4.（2023年·辽宁卷）下列有关物质的工业制备反应错误的是 ( 高温高压 催化剂 )A. 合成氨：N2+3H2 ⇋ 2NH3 B. 制HCl：H2+Cl22HCl C. 制粗硅：SiO2+2CSi+2CO D. 冶炼镁：2MgO(熔融)2Mg+O2↑ 5.（2023年·辽宁卷）某无隔膜流动海水电解法制的装置如下图所示，其中高选择性催化剂可抑制产生。下列说法正确的是 A. b端电势高于a端电势 B. 理论上转移生成 C. 电解后海水下降 D. 阳极发生： 6.（2025·黑、吉、辽卷）巧设实验，方得真知。下列实验设计合理的是 A．除去中的HCl B．制备少量NO避免其被氧化 C．用乙醇萃取中的S D．制作简易氢氧燃料电池 7.（2026年·黑、吉、辽、蒙卷） 化学是一门实验与理论并重的学科。下列实验方案不合理的是 A．收集及尾气处理 B．实验室制备乙炔 C．除去中的 D．实验室铜件镀镍 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 ) ( 0 2 ) ( 思维建模·脉络梳理 ) ( 搭建知识框架，构建系统思维 ) ( 0 3 ) ( 考点精讲·靶向突破 ) ( 拆解核心考点，归纳解题范式 ) ( 考点一 电解池的工作原理 知识解构 知识点1 电解池的工作原理 ∣ 知识点2 电解规律 考向破译 考向1 电解池的工作原理 ∣ 考向 2 考查电解规律及电极产物的判断 考点二 电解原理的应用 知识解构 知识点1 离子交换膜的应用——氯碱工业 ∣ 知识点2 活性阳极的应用 知识点 3 电冶金 考向破译 考向1 电解原理的应用 ∣ 考向2 电解原理的创新应用 考点 三 金属的电化学腐蚀与防护 知识解构 知识点1 金属的电化学腐蚀 ∣ 知识点2 金属的防护 考向破译 考向1 金属的腐蚀的原理 ∣ 考向2 金属的防护方法 ) ( 0 4 ) ( 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 电解池的工作原理及应用 黑吉辽蒙卷T4,3分 黑吉辽蒙卷T8,3分 —— 辽宁卷T3,3分；T7,3分 辽宁卷T9,3分 金属的腐蚀与防护 —— —— —— 辽宁卷T1,3分 辽宁卷T6,3分 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码： 本专题是辽宁新高考化学高频考点，以选择题为核心考查形式，偶见于工艺流程大题嵌入设问，涵盖电解原理应用与金属腐蚀防护两大模块，紧密结合工业生产、新能源与生活实际，是一轮复习的核心内容。 1.题型稳定，分值固定，选择题为绝对主力 每年必考 1~2 道选择题（3~6 分），整体考查频次高、得分占比稳定。 2.情境贴合地域特色与产业热点 辽宁卷偏爱结合东北冶金工业、海水资源利用、废旧电池回收、储能电池、工业废水处理等真实情境，弱化纯理论装置分析，强化 “化学服务生产生活” 的应用导向，贴合东北重工业的地域背景。 3. 金属腐蚀重基础辨析，结合材料与生活场景 聚焦吸氧腐蚀与析氢腐蚀的区分、牺牲阳极法与外加电流法的原理辨析、镀层破损后腐蚀速率比较；常结合合金材料、生活防锈、等场景命题，难度偏低，以概念辨析与简单应用为主。 ►复习目标： 一、知识目标： 1.掌握电解池核心工作原理，能准确判断阴阳极、电子与离子移动方向； 2.掌握典型电解模型的产物规律与溶液 pH 变化； 3.掌握电镀、电解精炼、电冶金、氯碱工业等常见电解应用； 4.能准确区分：金属吸氧腐蚀、析氢腐蚀，牺牲阳极法、外加电流法两种防护方式。 二、能力目标： 1.能独立分析带交换膜的陌生电解装置，规范书写陌生电极反应式； 2.能对比不同条件下金属腐蚀的快慢，分析实际生产生活场景中的防腐原理； 3.能结合电子守恒完成电解产物、转化率的定量计算。 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 原电池的工作原理及其应用 知●识●解●构 知识点1 电解池的工作原理 一、电解与电解池 1.电解：电解是在直流电作用下，使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。 2.电解池：把电能转化为化学能的装置，叫做电解池，也叫电解槽 3．电解池的构成： ①有与直流电源相连的两个电极。 ②电解质溶液(或熔融电解质)。 ③形成闭合回路。 二、电解池的工作原理 1.电子和离子的移动方向 ①电子移动方向：电源负极→电解池的阴极，电解池的阳极→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 2.电极 ①阳极：与电源正极相连，失去电子，发生氧化反应。 ②阴极：与电源负极相连，得到电子，发生还原反应。 3.电极反应和总反应 阳极：2Cl-—2e- === Cl2↑ 阴极： Cu2++2e- === Cu 电解总反应的化学方程式：CuCl2Cu＋Cl2↑。 答疑解惑 电解工作原理的本质：当外电路既有电子导电又有电解质离子导电的时候，因为“电子不下水，离子不上线”，当电路中电子导电和电解质离子导电交接的时候，必然涉及得失电子： 离子角度：阴离子移动→阳极→失电子——氧化反应；阳离子移动→阴极→得电子——还原反应。 电子角度：电源负极e—→阴极→给阳离子e—→还原反应；阴离子失去e———氧化反应→阳极→电源正极 总之：电解池这个“地盘”电源做主。 知识点2 电解规律 一、电极类型及放电顺序（以锌铜原电池为例） 1、放电：当离子到达电极时，失去或获得电子，发生氧化或还原反应的过程，称为放电 2、电极类型：金属活动顺序表中银以前的金属(含银)做电极时，由于金属电极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)；金属活动顺序表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 3、电极放电顺序 ①阳极放电顺序（还原性强弱）： 活泼(Au、Pt除外)电极>S2－>SO32－>I－>Br－>Cl－>OH－>(H2O)含氧酸根离子 ②阴极放电顺序（氧化性强弱）： Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Pb2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+ 4、阴、阳极放电后的产物 反应物 阴极金属阳离子(H+) 阳极活性金属电极 S2－ I－ Br－ Cl－ OH－ 产物 金属(H2) 金属离子 S I2 Br2 Cl2 O2、H2O 溯本求源 化理通考 电极放电顺序的本质：电解池相当于一个“氧化还原的舞台”，各种氧化剂、还原剂在电源的强制下按照能力强弱展示自己的“才艺”。阳极放电顺序——还原性强弱；阴极放电顺序——氧化性强弱。 问：为什么阳极分为：活性电极和惰性电极，阴极为什么不用分活性和惰性电极？ 答：因为在阳极发生氧化反应，按照还原性由强到弱放电，金属（(Au、Pt除外)还原性比溶液中的阴离子还原性强，所以如果是活性阳极，则电极本身先放电，直到电极全部反应，此时电解池也就没有了，所以活性阳极里面的阴离子不会参与放电。 而阴极发生还原反应，按照氧化性由强到弱放电，活性金属只是还原性强没有氧化性，所以不用分为 活性和惰性电极，电极能够导电就行。 问：既然Fe3＋的放电顺序排在H＋前，为什么电解含Fe3＋的水溶液不能得到金属铁？ 答：因为Fe3＋放电得到Fe2＋，而Fe2＋的氧化性比H＋弱，所以当Fe3＋放完电，不是Fe2＋放电，而是H＋又因为Fe3＋很容易水解，水溶液中要加入酸抑制水解，所以电解Fe3＋的水溶液不能得到金属铁。 问：为什么H前活泼金属电解水溶液不能得到相应的金属单质？ 答：还是因为放电顺序，因为H前活泼金属的阳离子氧化性比H＋弱，按照放电顺序H＋先被还原，当 H＋反应完，水没有了电解质就不能导电了，电解池也就不成立了。 二、电解的类型及电解产物判断 1.电解水型 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 2.电解电解质型 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 CuCl2 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 总反应式：CuCl2Cu＋Cl2↑ 加CuCl2固体 3.电解质和水均参与电解型 实例 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 复原方法 NaCl、(放H2生碱) 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 CuSO4、 Cu(NO3)2 (放O2生酸) 阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu 总反应式：2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋ 减小并生成 新电解质 加CuO 考●向●破●译 考向1 电解池的工作原理 例1将CO2直接还原成固体碳可以实现碳源的有效固定。一种利用电化学技术固定碳源的装置及其转化过程如图所示，下列说法正确的是 A．电极A连接外接电源的负极，发生氧化反应 B．外电路通过1mol e-时，理论上可固定12 g碳 C．阴极的电极方程式为 D．该装置需要定期补充熔融碳酸盐 【答案】C 【分析】该装置为电解池，根据转化过程判断：转化为固体时元素化合价降低，得电子，因此电极为阴极（接电源负极，发生还原反应），电极为阳极（失电子生成，接电源正极，发生氧化反应），逐一分析选项： 【解析】A极为阴极，则电极A连接外接电源的负极，发生还原反应，A错误； B.从中的价变为价的单质，生成（即碳）需要转移电子，因此转移电子时，仅固定碳，，B错误； C.阴极上得电子生成和，电极反应，原子守恒、电荷守恒，符合反应原理，C正确； D.该过程的总反应为，在循环中再生，不需要定期补充熔融碳酸盐，D错误； 故选C。 【变式1·换题型】（2025·辽宁沈阳·二模）“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高效制的方法，装置如图所示。部分反应机理为：。下列说法错误的是 A．相同电量下理论产量是传统电解水的2倍 B．阴极反应： C．电解时通过阴离子交换膜向a电极方向移动 D．阳极反应： 【答案】C 【分析】根据图知，b电极上HCHO转化为HCOO-，碳元素的化合价由0价变为+2价，所以该电极上失电子发生氧化反应，为阳极，a电极为阴极；阳极反应式为HCHO+OH--e-=HCOOH+H2，HCOOH+OH-=HCOO-+H2O，阴极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-。 【详解】A．由以上分析可知，阳极反应：①HCHO+OH--e-=HCOOH+H2，②HCOOH+OH-=HCOO-+H2O，阴极反应2H2O+2e-=H2↑+2OH-，即转移2mol电子时，阴、阳两极各生成1molH2，共2molH2，而传统电解水：，转移2mol电子，只有阴极生成1molH2，所以相同电量下理论产量是传统电解水的2倍，故A正确； B．由分析可知，a电极为阴极，H2O得到电子生成H2和OH-，阴极反应为：，故B正确； C．由电极反应式可知，电解过程中阴极生成OH-，负电荷增多，阳极负电荷减少，要使电解质溶液呈电中性，OH-通过阴离子交换膜向阳极移动，即向b极方向移动，故C错误； D．由以上分析可知，阳极反应涉及到：①HCHO+OH--e-=HCOOH+H2，②HCOOH+OH-=HCOO-+H2O，由(①+②)×2得阳极反应为：，D正确； 故选C。 【变式2·变角度】光电共轭聚合物网络用于太阳能驱动硝酸盐转化氨和氧气。电化学装置如图所示。下列说法正确的是( ) A．上述装置实现太阳能全部转化成化学能 B．a极电极反应式为NO3-+6H2O+8e-=NH3＋9OH- C．装置工作一段时间后，KOH溶液的浓度降低 D．同温同压下，生成aLNH3时理论上逸出0.5aLY 【答案】B 【解析】a极上NO3-转化为NH3，N元素化合价从+5降低至-3，发生还原反应，故a为阴极，b为阳极，电解质为碱性KOH溶液，阳极上OH-失电子生成O2 ，气体Y为O2 ，配平两极电极反应式，明确电子守恒关系。 A项，太阳能转化为电能、电能转化为化学能的过程中均存在能量损耗，部分能量会转化为热能散失，不可能全部转化为化学能，A错误； B项，a为阴极，碱性环境下NO3-得电子生成NH3，电荷、原子均守恒的电极反应式为NO3-+6H2O+8e-=NH3＋9OH-，B正确； C项，总反应为NO3-+2H2O=NH3＋2O2+OH-，反应消耗水且生成OH-，故KOH溶液浓度增大，C错误； D项，根据电子守恒，生成1molNH3转移8mol电子，生成1molO2 转移4mol电子，同温同压下气体体积比等于物质的量之比，故生成时，逸出O2 的体积为，D错误； 故选B。 【变式3·变角度——电荷移动方向】.（2025·辽宁省鞍山市一中·一模）我国科学家设计了一种CO2＋H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除，装置如下图。其中电极分别为ZnO＠石墨烯（石墨烯包裹ZnO）和石墨烯。下列有关说法不正确的是 A．ZnO＠石墨烯电极连接光伏电池的负极 B．石墨烯区电极反应：EDTA－Fe2＋－e—＝EDTA－Fe3＋ C．协同转化的总反应式：CO2＋H2S＝CO＋H2O＋S D．金属导线上每转移1 mol电子，CO2和H2S被去除的总体积约11.2 L（标准状况） 【答案】D 【解析】根据示意图可判断该装置为电解池，ZnO＠石墨烯电极为阴极，接光伏电池的负极；石墨烯电极为阳极，接光伏电池的正极。 A项，由上述分析可知，ZnO＠石墨烯电极连接光伏电池的负极，A正确； B项，根据示意图，石墨烯区电极反应：EDTA－Fe2＋－e—＝EDTA－Fe3＋，B正确； C项，根据图中进入物质、出来物质知，协同转化过程中反应物是H2S、CO2，生成物是S、CO、H2O，电池反应式为CO2＋H2S＝CO＋H2O＋S，C正确； D项，根据总反应：CO2＋H2S＝CO＋H2O＋S，金属导线上每转移1 mol电子，CO2和H2S被去除的总物质的量为1 mol，总体积约22.4 L(标准状况)，D错误。 故答案选D 考向2 考查电解规律及电极产物的判断 例2某研究小组用微生物电池模拟淡化海水，同时进行电解实验，实验装置如下图所示。回答下列问题： 图左为微生物电池，已知苯酚的分子式为。 (1)离子交换膜A为_______离子交换膜。 A．阴        B．阳 (2)b极的电极反应式为___________________________________。 (3)当电路中转移1 mol电子时，模拟海水理论上除盐_______g。 图右中的甲和乙均为电解装置，其中A、B、C、D均是铂电极。 (4)甲池中的B电极为_____极。 A．阴        B．阳 (5)写出乙池中C极的电极反应式_____。 一段时间后停止电解，发现甲池电极、都产生气体。 (6)其中电极B的产物可能有___________。 (7)下列物质可能使甲池恢复到反应前浓度的是_______。(双选) A．Cu     B．CuO     C．     D． 【答案】(1) A (2) (3)58.5 (4)A (5) (6) Cu和H2 (7)CD 【详解】（1）苯酚在a极被氧化，a为负极，b为正极；原电池中阴离子移向负极，阳离子移向正极，中间NaCl溶液要淡化，需要穿过交换膜A移向负极a侧，因此A为阴离子交换膜，选A。 （2）b极得电子被还原为，酸性环境配平后电极反应为：。 （3）电路转移电子时，有1mol Cl-移向负极、移向正极，即除去，质量为。 （4）原电池中b为正极，连接电解池甲的A电极，因此A为电解池阳极，B为阴极，选A。 （5）乙池中C连接甲的阴极B，因此C为乙的阳极，惰性电极电解溶液，溶液中的水失电子生成氧气。电极反应式为。 （6）甲池电解CuSO4溶液，B为阴极发生还原反应，首先是Cu2+得电子还原析出单质Cu，题目强调“一段时间后停止电解，发现甲池电极A、B都产生气体”，说明溶液中的Cu2+已经完全耗尽，此时 H+开始在 B 极放电生成H2气体。因此B极的产物可能包含Cu和H2。 （7） A、B都产生气体，说明阴极完全放电析出Cu后，继续电解水，放电产生，同时阳极OH-放电产生O2，总过程析出全部，加上电解逸出的和，总脱出组成为。可看作，符合；可看作，逸出后，也满足组成要求；故选CD。 【变式1·变角度】（2025·黑龙江·一模）电解法制溶胶的装置如图(a、b为惰性电极)所示，电解反应为。下列叙述错误的是 A．a为阳极，电极反应为 B．b极反应： C．随着电解反应进行，溶液的pH逐渐增大 D．随着电解反应进行，溶液导电性逐渐增强 【答案】D 【解析】A.由图可知，a接电源的正极，a为阳极，电极反应为，A正确； B.b接电源的负极，b为阴极，电极反应式为；B正确； C.氯化铝是强酸弱碱盐，溶液呈酸性，随着电解反应进行，溶液中氢离子浓度逐渐减小，溶液的pH逐渐增大，C正确； D.由电解总反应知，随着电解反应进行，溶液中离子浓度逐渐减小，溶液导电性逐渐减弱，D错误； 故选D。 【变式2·变角度——电极反应产物判断】（2025·黑龙江大庆·二模）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，下表中各项所列对应关系均正确的是( ) 选项 X极 实验前U形管中的溶液 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处附近溶液呈红色 B 正极 AgNO3溶液 b处电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O C 负极 CuCl2溶液 b处有气体逸出 D 负极 NaOH溶液 溶液pH减小 【答案】C 【解析】A.电解Na2SO4溶液时，阳极上OH-失电子，发生氧化反应，即a处OH-放电，酸性增强，酸遇酚酞不变色，即a处无明显变化，A错误； B.电解AgNO3溶液时，阴极上Ag+得电子，发生还原反应，即b处电极反应为Ag++e-=Ag，B错误； C.电解CuCl2溶液时，阳极上Cl-失电子，发生氧化反应，即b处Cl-放电，产生Cl2，C正确； D.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增大，D项错误。 故答案选C 【变式3·变角度——电极放电顺序考查】．（2025·黑龙江大庆实验中学·高二期末）某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为3∶1。滴入几滴石蕊溶液后，用石墨作电极电解该混合溶液，根据电极产物，电解过程可明显分为三个阶段。下列叙述中，不正确的是 A．阴极自始至终只产生H2 B．电解过程中，溶液颜色呈现红色→紫色→蓝色的变化 C．电解过程中，Na+和的物质的量浓度保持不变 D．第一阶段中阴、阳两极产生的气体混合引燃后，恰好完全反应得到HCl 【答案】C 【知识点】根据电解产物进行相关推断、电解池有关计算、电解原理的理解及判断 【分析】已知：NaCl与H2SO4按物质的量之比3∶1加入，则有：Cl-与H+物质的量之比为3︰2； 第一阶段：阳极：Cl-放电 2Cl- - 2e- = Cl2↑ ，阴极：H+放电2H+ + 2e- = H2↑，直到H+完全放电； 第二阶段：阳极：Cl-放电 2Cl- - 2e- = Cl2↑，阴极：H2O放电2H2O+2e- = H2↑+2OH-，直到Cl-完全放电； 第三阶段：Cl-和H+都已完全放电，实质是在电解水，所以水减少，离子浓度开始增大。 【详解】A．由上述分析可知，阴极自始至终只产生H2，故A正确； B．开始时溶液呈酸性，滴入几滴石蕊后溶液呈红色，在第一阶段H+完全放电，溶液呈现紫色，在第二阶段阴极是水放电，使溶液呈碱性，则溶液变为蓝色，故B正确； C．在电解过程中，溶剂水减少，所以Na+和的物质的量浓度增大，故C错误； D．由上述分析可知，根据得失电子守恒，第一阶段中阴、阳两极产生的气体混合引燃后，恰好完全反应得到HCl，故D正确； 答案选C。 考点二 电解原理的应用 知●识●解●构 知识点1 离子交换膜的应用——氯碱工业 一、反应原理——电解饱和食盐水 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应)； 阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－(还原反应)； 总反应化学方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑； 总反应离子方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。 二、装置——阳离子交换膜电解槽 三、工业产品生产过程示意图 1.产品生产分析： 因为离子交换膜存在把电解池分为两部分：阳极室、阴极室。 阳极室：电解液：精制饱和食盐水；电极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑； 阴极室：电解液：H2O（为了增加导电性加入少量NaOH）电极反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴极区H＋放电，破坏了水的电离平衡，使OH－浓度增大，阳极区Cl－放电，使溶液中的c(Cl－)减小，为保持电荷守恒，阳极室中的Na＋通过阳离子交换膜进入阴极室中，与阴极室生成的OH－结合，得到浓的NaOH溶液。 阳极产品：Cl2 阴极产品：H2、NaOH 2.阳离子交换膜的作用 ①阻止OH－进入阳极室与Cl2发生副反应：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O； ②阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。 知识点2 活性阳极的应用 一、电镀 1.电镀池的构成 阳极：镀层金属浸入电镀液中与直流电源的正极相连作阳极； 阴极：待镀金属制品与直流电源的负极相连作阴极； 电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液； 2.电镀的原理 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。 例：铁上镀铜 阴极：镀件，阳极：镀层金属铜 电解质：硫酸铜 答疑解惑 问：电镀时镀件做阴极，电解质金属离子在阴极发生还原反应，就能镀上一层金属，为什么还要用镀层金属做活性阳极？ 答：镀层金属做阳极，失电子发生氧化反应，可以保持电解质溶液中镀层金属离子浓度保持不变从而保持镀件上金属析出的速率不变，从而保证镀件上析出致密而均匀的镀层金属。 所以电镀的特点：电解质溶液的浓度保持不变；阳极减少的质量和阴极增加的质量相等； 二、粗铜精炼 1.电解池的构成 ①电极材料：阳极为粗铜，阴极为纯铜。 ②电解质溶液：含Cu2＋的盐溶液。 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 阳极泥：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)，它们以金属单质的形式沉积于电解槽的底部，成为阳极泥。 答疑解惑 问：电解如何实现除去杂质？ 答：在精炼池的阳极，含杂质的铜不断溶解，比铜更活泼的Zn、Fe、Ni等也会失去电子，但Ag、Au等金属杂质由于失去电子能力比Cu弱，不会在阳极溶解，而是以单质的形式沉积在精炼池底，形成“阳极泥”。“阳极泥”经分离后可以得到Ag、Au等贵重金属。 在阴极，由于溶液中的Zn2+、Fe2+、Ni2+、H+等离子得到电子的能力均比Cu2+弱，且物质的量浓度均比 Cu2+小，所以只有Cu2+在阴极获得电子而析出Cu，这样，在阴极就得到了纯铜。 长时间电解后，电解质溶液的Cu2+浓度中有所减小，且引入了Zn2+、Fe2+、Ni2+等杂质，需定时除去杂 质 问：粗铜精炼时，粗铜里金属活动性在铜之后的金、银，金是惰性金属，但银并不是，为什么银不在阳极放电溶解进入溶液？ 答：阳极发生氧化反应，按照还原性强弱放电，只要铜还在持续放电，阳极银就不会放电溶解，只有铜消耗完之后，银才会开始放电。但粗铜中铜是主要成分，当铜消耗完了阳极就溶解了，所以金、银以单质沉积在阳极，形成阳极泥。 知识点3电冶金 实质为：Mn＋＋ne－===M，利用电解熔融盐(或氧化物)的方法来冶炼活泼金属，如Na、Ca、Mg、Al等。 一、冶炼钠 电极反应：阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2Na＋＋2e－===2Na 总反应：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 二、冶炼镁 电极反应：阳极：2Cl－2e－===Cl2↑ 阴极：Mg2＋＋2e－===Mg 总反应：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 三、冶炼铝 电极反应：阳极（石墨）：6O2－－12e－===3O2↑ 副反应：阳极生产的氧气把石墨氧化生成CO2 阴极（石墨）：4Al3＋＋12e－===4Al 总反应：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 答疑解惑 问：为什么冶炼镁时用的是镁的氯化物，而冶炼铝时用的是铝的氧化物？能不能反过来或者都用氯化物或者氧化物？ 答：①电解法冶炼活泼金属，必须使用熔融状态物质，而不是水溶液； ②电解熔融冶炼Mg时，使用对应的金属氯化物，而不是金属氧化物，因为MgO的熔点较高，而 MgCl2的熔点较低，熔融时需要温度较低，能控制生产成本； ③电解熔融冶炼Al时，使用金属氧化物，而不是金属氯化物，因为AlCl3是共价化合物，熔融态不导电； ④电解冶炼金属Al时，加入冰晶石的作用：降低Al2O3的熔点 考●向●破●译 考向1 电解原理的应用 例1（25-26高三上·辽宁抚顺·期末）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：2H2O+2e-=H2↑＋2OH- 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项，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2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，A正确； B项，图中离子交换膜允许Na+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项，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：2Cl--2e-=Cl2↑，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 Cl2(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项，右侧为阴极区，水放电生成H2和OH-，OH-浓度升高，溶液 pH 升高，D正确； 故选C。 【变式1·新角度——电解原理在环境保护中应用】有研究者提出，用如图所示装置从酸化的处理后海水中提取，从而降低环境中的含量。下列说法不正确的是 A．a室电极上发生氧化反应生成 B．b室发生反应，实现从海水中提取 C．通过阳离子交换膜从c室移向b室 D．用c室排出的溶液调节b室排出的处理后海水，可获得pH为8.3的海水 【答案】C 【分析】本装置为电解池，室接电源正极，为阳极；室接电源负极，为阴极，隔膜均为阳离子交换膜。 A．由分析可得室为阳极，水发生氧化反应，，生成，A正确； B．阳极生成的移动到室，与海水中反应，，实现提取，B正确； C．电解池中阳离子向阴极移动，由分析可得移动方向为室室室，C错误； D．室阴极反应生成，排出溶液呈碱性，可中和室排出的酸性海水，调节得到的海水，D正确； 故答案选C。 【变式2·变角度——利用电解法合成有机化合物】科研团队使用碳纳米管做电极，实现了常温、常压条件下尿素的合成，原理如图所示。下列说法正确的是 A．活性电极的电极电势高于Pt电极 B．活性电极上被还原 C．“气体”经过分离后，可以补充甲室消耗的 D．电路中转移16mol电子时，甲侧溶液质量增加44g 【答案】C 【分析】左侧活性电极为阴极：被还原为，阴极反应：， Pt电极是阳极，阳极反应式为； 【解析】A．活性电极是阴极，Pt电极是阳极，阳极电势高于阴极，A错误； B．活性电极上转化为，元素化合价并未发生变化，没有被还原，B错误； C．由分析可知，气体中含有、，经分离以后得到的可以补充甲室消耗的，C正确； D．由分析可知，甲侧的电极反应为，当转移时，甲池溶液质量增加了，同时乙池中会有移向甲池，故增加的质量不是44g，D错误； 故选C。 【变式3·变载体——金属钠的工业冶炼】．（2025·辽宁·模拟预测）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，降低氯化钠的熔点 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 【答案】A 【解析】A.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，加入氯化钙的目的同样为作助熔剂，A正确； B.从题图知，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； C.由题图可知，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； D.阴极发生的是还原反应，D不正确。 故答案选A 考向2 电解原理的创新应用 例2（2025·内蒙古·一模）库伦仪可根据电路中消耗的电量来测定工业废气中SO2含量，装置如图。测定前电解质溶液中c(I3-)与c(I-)的比值保持恒定，电解池不工作；通入一定量待测气，其中SO2溶解并还原I3-，库伦仪便立即工作至c(I3-)与c(I-)比值重新恢复到原定值。下列说法不正确的是( ) A．a电极连接直流电源的正极 B．库伦仪工作时，b电极上有气泡生成 C．若废气中含有O2等氧化性气体，会导致测定结果偏高 D．SO2发生反应的离子方程式为SO2+I3-+2H2O+4H2PO4-=3I-+SO42-+H3PO4 【答案】C 【解析】将废气通入电解池后，SO2溶解并将I3-还原，生成I-、SO42-和H+，反应的离子方程式为SO2+I3-+2H2O+4H2PO4-=3I-+SO42-+H3PO4，当打破c(I3-)与c(I-)平衡以后，测硫仪便立即进行电解，由图可知，测硫仪工作时，左侧铂电极(a极)为电解池的阳极，I-在阳极失去电子发生氧化反应生成I3-，电极反应式为3I—2e-=I3-，直到回到原定值，右侧铂电极(b极)为阴极，溶液中的H+在阴极得到电子发生还原反应生成H2，则SO2含量的计算可以通过总反应：SO2+2H2O2H++SO42-+H2↑。 A项，电解时，M为阳极，接电源的正极，故A正确； B项，可知库伦仪工作时，b电极上有氢气，即气泡生成，故B正确； C项，待测气体中O2能将部分I−氧化为I3-，对于反应SO2+I3-+2H2O+4H2PO4-=3I-+SO42-+H3PO4，即减少参加该反应的SO2的量但I3-总量不受影响，或者说，对SO2+2H2O2H++SO42-+H2↑，减少了参加该反应的SO2的量，会使电解消耗的电量减小，测定结果会偏低，故C错误； D项，SO2溶解并将I3-还原，生成I-、SO42-和H+，得SO2发生反应的离子方程式为SO2+I3-+2H2O+4H2PO4-=3I-+SO42-+H3PO4，故D正确； 故选C。 【变式训练1·变题型】（2026·黑龙江哈尔滨·模拟预测）利用板状碳封装镍纳米晶体(Ni@C)电催化可将5-羟甲基糠醛(HMF)转化为2，5-呋喃二甲酸(FDCA)，工作原理如图所示。双极膜由阴、阳离子交换膜组成，在电场作用下，双极膜中离子向两极迁移。下列说法错误的是 A．a极的电势低于b极 B．b极的电极反应式为 C．制备1 mol 时，产生1.5 mol气体X D．该装置工作一段时间后，硫酸的浓度会减小 【答案】C 【分析】HMF转化为FDCA的过程是氧化反应（、被氧化为），电解池中氧化反应发生在阳极，因此为阳极，接电源正极；为阴极，接电源负极。 【解析】由图可知，HMF在b极上转化为FDCA，羟基和醛基转化为羧基，该反应为氧化反应，则b极为阳极，a极为阴极，阴极的电势低于阳极，故a极的电势低于b极，A正确；b极羟基和醛基转化为羧基，失去，失去，共失去，发生了氧化反应，，B正确；制备1 mol FDCA时，转移6 mol电子；阴极（极）反应为，转移6 mol电子时，生成气体的物质的量为，C错误；双极膜中，阳离子向阴极（侧）移动，阴离子向阳极（侧，硫酸区）移动；会与阳极反应生成的结合为水，硫酸不发生迁移，物质的量不变，水的量增大，因此硫酸浓度减小，D正确；故选C。 【变式训练2·变角度——二次电池充电过程】（2026·吉林长春·模拟预测）某科研团队设计出镍离子电池(NIB)，该电池在首次充电中，Na+从Na3V2(PO4)3框架中脱出并形成NaV2(PO4)3基质，然而在接下来的循环中，由于电解液中Na+很少，只有Ni2+可以可逆嵌入NaV2(PO4)3基质中并形成NaNiV2(PO4)3，关于该电池说法错误的是 A．该电池在首次充电中，V元素化合价升高 B．Na3V2(PO4)3电极的电势高于Ni@C电极 C．该电解液一定是有机溶剂 D．放电时，正极的电极反应式为：NaV2(PO4)3+Ni2++2e-=NaNiV2(PO4)3 【答案】C 【分析】由题可知，首次充电时，含V基质脱出Na+，化合价升高，作阳极，Ni@C为阴极；放电时含V基质得电子，作正极，Ni@C失电子作负极，据此分析作答； 【解析】A.首次充电时，Na3V2（PO4）3脱出2个Na+，变为NaV2（PO4）3，脱出2个单位正电荷后，V元素总化合价升高2价，因此V元素化合价升高，A 正确； B.充电时，Na3V2(PO4)3电极作阳极，Ni@C失电子作阴极，阳极的电势高于阴极，B正确； C.该电池含Ni2+相关组分，若用水溶液作为电解质，充电过程可能发生水的电解副反应，影响Ni2+的嵌入，因此通常选用有机溶剂作为电解液。但“一定”为有机溶剂的说法过于绝对，存在特殊水系耐腐蚀体系，C错误； D.由分析知，放电时右侧为正极，得电子，电极方程式为：NaV2(PO4)3+Ni2++2e-=NaNiV2(PO4)3，D正确： 故选C。 【变式训练3·变角度——利用电解池离子交换膜制备物质】（2025·辽宁·一模）葡萄糖酸钙广泛用于食品、医药及水处理等领域，以葡萄糖为原料，加入少量NaBr，隔膜采用离子交换膜，石墨为电极，经电解后分批加入可制得葡萄糖酸钙，反应原理如图所示。下列说法错误的是 A．电极b应与电源的负极相连 B．电池工作时，由左池通过离子交换膜进入右池 C．在电极a上的电极反应式为 D．消耗18g葡萄糖，理论上电路转移0.1mol电子 【答案】D 【分析】电极a失电子，为阳极，电极反应：，同时发生反应，阳极的总反应为，电极b为阴极，电极反应：，据此分析； 【解析】电极是阴极，应与电源负极相连，A正确；电解时阳极的总反应为，与反应生成葡萄糖酸钙，生成的必须移向阴极，即由左池经离子交换膜进入右池，B正确；在电极a上反应式为，C正确；由电解时阳极总反应，葡萄糖为0.1mol，转移0.2mol电子，D错误；故选D。 考点三 金属的电化学腐蚀与防护 知识点1金属的电化学腐蚀 一、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：M－ne－===Mn＋ 二、金属腐蚀的类型 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属与表面接触的一些物质直接反应 不纯的金属与电解质溶液接触，发生原电池反应 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 三、电化学腐蚀的分类——钢铁的电化学腐蚀 类型 析氢腐蚀(腐蚀过程中不断有氢气放出) 吸氧腐蚀(反应过程吸收氧气) 示意图 条件 水膜酸性较强 水膜酸性很弱或呈中性 电极材料及反应 负极(Fe) Fe－2e－===Fe2＋ Fe－2e－===Fe2＋ 正极(碳) 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 总反应 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O 联系 吸氧腐蚀更普遍 答疑解惑 金属腐蚀快慢的规律 同一金属在相同电解质溶液中，金属腐蚀的快慢：电解原理引起的腐蚀(即电解池的阳极)＞原电池原理引起的腐蚀(即原电池的负极)＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀(即电解池的阴极、原电池的正极及加有镀层的金属等) 同一金属在不同电解质溶液中，金属腐蚀的快慢：强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液 活动性不同的两种金属，活动性越强，腐蚀得越快 同一金属在相同电解质溶液中，电解质浓度越大，腐蚀越快 知识点2 金属的防护 一、金属的防护方法 1.改变金属材料的组成 在金属中添加其他金属或非金属可以制成性能优异的合金。如普通钢中加入镍、铬等制成不锈钢产品，钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性，还具有良好的生物相容性。 2.在金属表面覆盖保护层 在金属表面覆盖致密的保护层，将金属制品与周围物质隔开是一种普遍采用的防护方法。如，在钢铁制品的表面喷涂油漆、涂矿物性油脂、覆盖搪瓷、塑料等；电镀锌、锡、铬、镍等；利用化学方法、离子注入法、表面渗镀等方式在金属表面形成稳定的钝化膜。 3.电化学保护法 金属在发生电化学腐蚀时，总是作为原电池负极(阳极)的金属被腐蚀，作为正极(阴极)的金属不被腐蚀，如果能使被保护的金属成为阴极，则该金属就不易被腐蚀。 ①牺牲阳极的阴极保护法 原理：原电池原理，被保护的金属作为阴极（原电池的正极），活泼性更强的金属作负极。 应用：轮船船体、锅炉内壁、船舶外壳、地下管道等安装镁合金或锌块。 ②外加电流阴极保护法 原理：将作为阴极的被保护金属和作为辅助阳极的惰性电极，置于电解质溶液中，外界直流电源。 应用：钢铁闸门、海水中的船体等。 答疑解惑 问：为什么利用原电池原理保护法叫“牺牲阳极的阴极保护法”？ 答：电化学有一条通用原则： 阳极：发生氧化反应的电极；阴极：发生还原反应的电极 。该定义适用于原电池与电解池。 牺牲阳极：将还原性更强的金属作为原电池负极，该电极发生氧化反应被损耗，即 “牺牲阳极”。 阴极保护：被保护金属设备作原电池正极（阴极），发生还原反应，从而避免被腐蚀。 注意：该方法属于原电池防护，无需外接电源，此处 “阳极” 依据氧化反应判定，不等同于电解池的阳极。 外加电流的阴极保护法：属于电解池防护体系，需要外接电源。被保护金属接电源负极，作电解池阴极；惰性辅助电极接电源正极，作电解池阳极。依靠外加电源强制实现防护，无需消耗电极。 考●向●破●译 考向1 金属的腐蚀的原理 例1（2025·吉林·二模）为了更好模拟在的混合溶液中钢铁电化学腐蚀的过程，利用压强传感器、氧气传感器进行数字化实验，得出相应的图像数据如图所示。下列说法错误的是 A．内平均反应速率 B．反应初期氧气减少，总压增大，说明初期以析氢腐蚀为主，不受其他因素影响 C．以析氢腐蚀为主时，越小，腐蚀越快 D．后，碳粉表面发生的主要电极反应是 【答案】B 【详解】A．由图可知时氧气的压力为，时氧气的压力为，内压力变化了，内平均反应速率，A正确； B．反应初期总压增大还可能受温度影响，铁的腐蚀是放热反应，B错误； C．越小，氢离子的浓度越大，腐蚀速率越快，C正确； D．40s后总压和氧气的压力均减小，此时主要发生了吸氧腐蚀，D正确； 故选B。 【变式1·新角度——微观角度分析金属腐蚀】（2025高三上·辽宁葫芦岛·一模）碳钢作为海洋工程中的常见材料，其电化学腐蚀过程易受微生物影响。某碳钢在混合微生物介质中的腐蚀机理如图所示。下列说法错误的是 A．a区为负极区 B．b区的电极反应为： C．菌a、菌b参与的转化过程，铁元素不一定均被氧化 D．图中附着于碳钢的混合菌会加速碳钢的腐蚀 【答案】B 【解析】A.a区Fe失电子生成，发生氧化反应，为负极区，A正确； B.由图可知b区发生得电子的还原反应生成OH-，电极反应为，B错误； C.菌a作用下转化为时，部分+3价Fe化合价降低被还原，因此铁元素不一定均被氧化，C正确；D.混合菌可促进碳钢电化学腐蚀过程持续进行，会加速碳钢的腐蚀，D正确： 故选B。 【变式2·变题型——实验探究金属腐蚀】（19-20高三上·辽宁葫芦岛·阶段检测）在一块打磨过的生铁片的表面滴加含K3[Fe(CN)6]的食盐水。下列说法错误的是 A．一段时间后，黄色溶液中出现蓝色沉淀 B．轻轻晃动液滴可以加快反应速率 C．反应中K3[Fe(CN)6]被氧化 D．可形成原电池，负极发生反应：Fe-2e-=Fe2＋ 【答案】C 【分析】生铁片含有Fe和C，在含有K3[Fe(CN)6]（黄色）的食盐水中会发生吸氧腐蚀，形成原电池，负极为Fe-2e-=Fe2+，然后发生K++Fe2++[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓（蓝色沉淀），正极为O2+2H2O+4e-=4OH-，据此解答。 【详解】A．据分析，K3[Fe(CN)6]溶液为黄色，产物KFe[Fe(CN)6]为蓝色沉淀，A正确； B．轻轻晃动液滴能增加溶液中溶解的氧气量，氧气是吸氧腐蚀的反应物，反应物浓度升高，反应速率加快，B正确； C．反应中K3[Fe(CN)6]与Fe2+反应生成KFe[Fe(CN)6]蓝色沉淀，该过程没有化合价的改变，不是氧化还原反应，C错误； D．据分析，吸氧腐蚀为原电池，负极为Fe-2e-=Fe2+，D正确； 故答案为C。 【变式3·变载体】．（2025·辽宁·模拟预测）下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图，环境中的扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈，下列说法正确的是 A．青铜基体发生还原反应被腐蚀 B．电子由青铜基体经溶液流向多孔催化层 C．负极发生的电极反应： D．生成，理论上消耗 【答案】D 【分析】负极发生氧化反应，应为Cu元素从0价氧化为+2价，再结合题干中所给出生成的条件，可知负极反应为，随后反应产物Cu2+再发生反应：；正极发生还原反应，应为O2的还原反应，反应式为，据此可完成各选项的解答。 【解析】A．由以上分析可知，青铜基体发生氧化反应被腐蚀，A错误； B．原电池反应中，电子不会经过溶液而流动，B错误； C．负极反应为，C错误； D．根据电子守恒计算： 1个含2个，生成，总共失电子； 反应得电子，因此生成，转移电子，理论消耗的物质的量为，D正确； 故选D。 考向2 金属的防护方法 例2（2025·上海·模拟预测）金属腐蚀会显著降低金属材料的强度、韧性等力学性能，缩短设备的使用寿命，甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故。防止金属腐蚀的方法有很多，可以在其表面涂一层防护层，也可以结合电化学的知识来想办法。某课外兴趣小组设计了如下装置对铁片进行保护。 (1)装置中的_________电极是铁片。 A．a    B．b (2)写出通入气体电极的电极反应方程式：_________。 (3)如果用该装置给铁片镀银，则电解质溶液X的溶质为_________（填化学式），当铁片上析出1 mol Ag时，消耗标准状况下的体积为_________L。 (4)利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，开关K置于N处，该电化学防护法称为_________；若X为锌棒，开关K置于M处，能否达到防止铁腐蚀的目的？_________。 以下为铝材表面处理的一种方法： (4)碱洗的目的是______________________________（用离子方程式表示）；碱洗时常有气泡冒出，该气体是_________（填化学式）。 (5)电解时，处理好的铝材应与电源的_____极相连，铝材表面形成氧化膜的电极反应式为_________。 (6)下列几种金属的镀层被破坏后，金属腐蚀的速率最快的是________。 A．镀铝铁桶 B．食品铁罐头盒（镀锡） C．镀银铜质奖章 D．白铁水桶（镀锌） 【答案】(1)B (2) (3) 5.6 (4)外加电流的阴极保护法 能 (5)或 (6)正 (7)B 【详解】(1)左侧装置为碱性甲烷燃料电池，通入的电极为负极，通入的电极为正极；要保护铁片，需要铁片作电解池的阴极（阴极被保护），原电池负极连接电解池阴极，根据装置连线可知b为电解池阴极，因此铁片是b电极。 (2)碱性环境下甲烷燃料电池中，在负极失电子，产物为碳酸根，配平后得到电极反应式。 (3)给铁片镀银时，电解质溶液需要含有银离子，因此电解质溶液X的溶质为；析出时，转移电子，原电池中参与反应转移电子，因此转移电子时消耗，标准状况下体积为。 (4)若X为碳棒，开关K接N，铁连接外加电源的负极，该防护法为外加电流的阴极保护法；若X为锌棒，K接M，构成原电池，锌比铁活泼，锌作负极失电子，铁作正极被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法，可以达到防护目的。 (5)铝材表面自然生成氧化铝膜，碱洗目的是除去该氧化膜，氧化铝为两性氧化物，与碱反应的离子方程式或；碱洗时，铝单质也会与碱发生反应：，因此冒出的气体为。 (6)要在铝材表面生成氧化膜，需要Al失电子被氧化，氧化反应在阳极发生，因此铝材需要与电源正极相连；电解质为硫酸溶液，Al失电子结合水生成氧化铝，配平后得到电极反应式。 (7)镀层破坏后形成原电池，活泼性更强的金属作负极被腐蚀： A．铝比铁活泼，镀层破坏后，铝作为负极被腐蚀，铁作为正极被保护，铁的腐蚀速率较慢； B．铁比锡活泼，镀层破坏后，铁作为负极，锡作为正极，形成原电池，铁会加速腐蚀； C．铜比银活泼，镀层破坏后，铜作为负极，银作为正极，铜会被腐蚀，但铜活泼性弱于铁，腐蚀速率比B慢； D．锌比铁活泼，镀层破坏后，锌作为负极被腐蚀，铁作为正极被保护，铁的腐蚀速率较慢； 因此镀层破坏后，食品铁罐头盒（镀锡）中的铁腐蚀速率最快，故选B。 【变式训练1·变题型】（2026·黑龙江哈尔滨·模拟预测）港珠澳大桥钢管桥墩防腐技术先进，外壳镶嵌铝合金片，其结构如图所示。下列说法正确的是 A．桥墩为负极 B．海水层为电子迁移的通路 C．铝合金片上发生反应： D．若用外加电流法保护桥墩可使腐蚀电流接近零 【答案】D 【详解】A．该防护方法为牺牲阳极法，铝合金的活泼性强于铁，故铝合金片作负极，桥墩钢管作正极，A错误； B．海水层为离子迁移的通路，电子通过导线在电极间迁移，电子不能进入电解质溶液，B错误； C．铝合金片为负极，发生氧化反应：，桥墩钢管为正极，发生吸氧腐蚀的还原反应：，C错误； D．外加电流法中，桥墩钢管作阴极被保护，外加电流抑制金属的氧化反应，可使腐蚀电流接近零，D正确； 故选D。 【变式训练2·变角度——电化学防护方法】（2025·内蒙古·二模）如图装置可防止金属管道在潮湿土壤中的腐蚀。下列有关说法中正确的是 A．电流由镁块经导线流向管道 B．管道表面上发生氧化反应 C．该保护法为牺牲阳极保护法 D．将镁块换为钠块，则保护效果更好 【答案】C 【分析】Mg的活泼性大于Fe，形成原电池Mg为负极失去电子被氧化，Fe为正极受到保护。 【解析】A.电流由钢铁管道(正极)经导线流向镁块(负极)，A错误； B.管道表面上发生得电子的还原反应，B错误； C.该保护法牺牲镁块（原电池的负极，发生氧化反应），故称为牺牲阳极保护法，C正确； D.钠太活泼，极易直接与空气中及等反应，不能为管道提供电子，无法保护管道，D错误； 故选C。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2022·辽宁卷）镀锌铁钉放入棕色的碘水中，溶液褪色；取出铁钉后加入少量漂白粉，溶液恢复棕色；加入，振荡，静置，液体分层。下列说法正确的是 A. 褪色原因为被还原 B. 液体分层后，上层呈紫红色 C. 镀锌铁钉比镀锡铁钉更易生锈 D. 溶液恢复棕色的原因为被氧化 【答案】D 【解析】 【详解】A．比活泼，更容易失去电子，还原性更强，先与发生氧化还原反应，故溶液褪色原因为被还原，A项错误； B．液体分层后，在层，的密度比水大，则下层呈紫红色，B项错误； C．若镀层金属活泼性大于，则不易生锈，反之，若活泼性大于镀层金属，则更易生锈，由于活泼性：，则镀锡铁钉更易生锈，C项错误； D．漂白粉的有效成分为，其具有强氧化性，可将氧化，D项正确； 答案选D。 2.（2022·辽宁卷）如图，c管为上端封口的量气管，为测定乙酸溶液浓度，量取待测样品加入b容器中，接通电源，进行实验。下列说法正确的是 A. 左侧电极反应： B. 实验结束时，b中溶液红色恰好褪去 C. 若c中收集气体，则样品中乙酸浓度为 D. 把盐桥换为U形铜导线，不影响测定结果 【答案】A 【解析】 【分析】本装置为电解池，左侧阳极析出氧气，右侧阴极析出氢气，据此分析解题。 【详解】A．左侧阳极析出氧气，左侧电极反应：，A正确； B．右侧电极反应2CH3COOH+2e-=H2+2CH3COO-，反应结束时溶液中存在CH3COO-，水解后溶液显碱性，故溶液为红色，B错误； C．若c中收集气体，若在标况下，c中收集气体的物质的量为0.5×10-3mol，转移电子量为0.5×10-3mol×4=2×10-3mol，故产生氢气：1×10-3mol，则样品中乙酸浓度为：2×10-3mol ÷10÷10-3=，并且题中未给定气体状态不能准确计算，C错误； D．盐桥换为U形铜导线，则铜导线构成了电解池的一部分，左侧铜导线为阴极，右侧铜导线为阳极，生成的铜离子影响溶液酸碱性，影响测定结果，D错误； 答案选A。 3.（2023·辽宁卷）科技是第一生产力，我国科学家在诸多领域取得新突破，下列说法错误的是 A. 利用CO2合成了脂肪酸：实现了无机小分子向有机高分子的转变 B. 发现了月壤中的“嫦娥石[(Ca8Y)Fe(PO4)7]”：其成分属于无机盐 C. 研制了高效率钙钛矿太阳能电池，其能量转化形式：太阳能→电能 D. 革新了海水原位电解制氢工艺：其关键材料多孔聚四氟乙烯耐腐蚀 【答案】A 【解析】 【详解】A．常见的脂肪酸有：硬脂酸(C17H35COOH)、油酸(C17H33COOH)，二者相对分子质量虽大，但没有达到高分子化合物的范畴，不属于有机高分子，A错误； B．嫦娥石因其含有Y、Ca、Fe等元素，属于无机化合物，又因含有磷酸根，是无机盐，B正确； C．电池是一种可以将其他能量转化为电能的装置，钙钛矿太阳能电池可以将太阳能转化为电能，C正确； D．海水中含有大量的无机盐成分，可以将大多数物质腐蚀，而聚四氟乙烯塑料被称为塑料王，耐酸、耐碱，不会被含水腐蚀，D正确； 故答案选A。 4.（2023年·辽宁卷）下列有关物质的工业制备反应错误的是 ( 高温高压 催化剂 )A. 合成氨：N2+3H2 ⇋ 2NH3 B. 制HCl：H2+Cl22HCl C. 制粗硅：SiO2+2CSi+2CO D. 冶炼镁：2MgO(熔融)2Mg+O2↑ 【答案】D 【解析】 【详解】A．工业合成氨是利用氮气和氢气在催化剂的条件下反应生成的，反应方程式为N2+3H2 ⇋ 2NH3，A正确； B．工业制氯化氢是利用氢气和氯气反应生成的，反应方程式为H2+Cl22HCl，B正确； C．工业制粗硅是将SiO2与C在高温下反应生成粗硅，反应方程式为SiO2+2CSi+2CO，C正确； D．冶炼金属镁是电解熔融氯化镁，反应方程式为MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑，D错误； 故答案选D。 5.（2023年·辽宁卷）某无隔膜流动海水电解法制的装置如下图所示，其中高选择性催化剂可抑制产生。下列说法正确的是 A. b端电势高于a端电势 B. 理论上转移生成 C. 电解后海水下降 D. 阳极发生： 【答案】D 【解析】 【分析】根据图示，钛网上海水中Cl-、H2O发生失电子的氧化反应生成HClO、O2，钛网为阳极，电极反应式为Cl-+H2O-2e-=HClO+H+，钛箔上生成H2，钛箔上生成H2的电极反应为2H++2e-=H2↑，钛箔为阴极，高选择性催化剂PRT可抑制O2产生，电解的主要总反应为Cl-+2H2OHClO+H2↑+OH-，以此解题。 【详解】A．由分析可知，a为正极，b电极为负极，则a端电势高于b端电势，A错误； B．右侧电极上产生氢气的电极方程式为：2H++2e-=H2↑，则理论上转移生成，B错误； C．由分析可知，电解的主要总反应为Cl-+2H2OHClO+H2↑+OH-，电解后海水中OH-浓度增大，pH上升，C错误； D．由图可知，阳极上的电极反应为：，D正确； 故选D。 6.（2025·黑、吉、辽卷）巧设实验，方得真知。下列实验设计合理的是 A．除去中的HCl B．制备少量NO避免其被氧化 C．用乙醇萃取中的S D．制作简易氢氧燃料电池 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．碱石灰为NaOH和CaO的混合物，既能吸收HCl又能吸收Cl2，不能用碱石灰除去Cl2中的HCl，故A错误； B．铜丝和稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水，NO难溶于水，U形管左侧与大气隔绝，即NO存在于无氧环境中，故B正确； C．S微溶于酒精、易溶于CS2，不能用乙醇萃取CS2中的S，故C错误； D．关闭K1、打开K2时，该装置为电解池，锌为活性阳极，无氧气生成，阴极生成氢气，则打开K1、关闭K2时，不能形成氢氧燃料电池，故D错误； 故答案选：B。 7.（2026年·黑、吉、辽、蒙卷） 化学是一门实验与理论并重的学科。下列实验方案不合理的是 A．收集及尾气处理 B．实验室制备乙炔 C．除去中的 D．实验室铜件镀镍 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A．氯气的密度大于空气，使用向上排空气法收集，氯气与CaCl2不反应，不能用CaCl2吸收尾气，需用NaOH溶液吸收，A方案不合理； B．电石与水反应生成乙炔，该反应剧烈，采用饱和NaCl溶液可减缓电石与水的反应速度，B方案合理； C．亚硫酸的酸性比碳酸强，SO2通入到饱和NaHCO3溶液可发生反应生成Na2SO3和CO2，能除去CO2中的SO2，C方案合理； D．实验室铜件镀镍，铜制镀件接电源负极作阴极，镍接电源正极作阳极，电解液中含Ni2+，D方案合理； 故选A。 2 / 3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $