第03讲 电解池、金属的腐蚀和防护（复习讲义）（北京专用）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“原理-应用-防护”逻辑构建知识网络。通过知识解构梳理基础、考向破译分析题型、解题妙招归纳方法、真题训练强化应用，形成系统性复习闭环，助力学生突破电化学难点。 资料以北京化工生产和前沿科技为情境载体，设计“四步法”书写电极反应式、“隔膜”电解池解题步骤等策略，培养学生科学思维与模型建构能力。设置分层变式题和真题溯源训练，精准对接高考考向，为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供高效支撑。

第03讲 电解池、金属的腐蚀和防护 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 知识点3 电解池电极反应式的书写 考向破译 考向1 考查电解规律及电极产物的判断 ∣ 考向2 考查电极反应的书写 考向 3 考查有关电化学的计算 解题妙招1 电解规律及电极产物的判断 解题妙招 2 电极反应的书写 解题妙招 3 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 氯碱工业 —— 电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气 ∣ 知识点2 电镀 知识点 3 电解精炼铜 ∣ 知识点4 电冶金 考向破译 考向1 考查电解原理的应用 ∣ 考向2 考查交换膜在电化学中的应用 解题妙招 1 “隔膜”电解池的解题步骤 考点 三 金属的腐蚀与防护 知识解构 知识点1 金属的腐蚀 ∣ 知识点2 金属的防护 考向破译 考向1 考查金属腐蚀的原理与探究 ∣ 考向2 考查金属的防护 解题妙招 1 分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键 解题妙招 2 金属防护的方法 ) ( 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 电解池及其工作原理 T5、T9 T14、T16 T16(3) T5、T16(3) 氯碱工业、电镀及精炼铜 T16 金属的腐蚀与防护 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码：(1) 依托北京本地化工生产（如氯碱工业、金属电解精炼、电镀工艺、污水处理电解工艺）与生活应用素材，以电解池工作原理、阴阳极反应、金属腐蚀与防护为核心，融合氧化还原反应、离子迁移、电解定量计算，侧重考查电化学实际应用与变化观念核心素养；常结合工业流程设问，区分电解装置在物质制备、金属提纯、防腐除杂体系中的功能差异。 (2) 以新型电解制备技术、废水电解处理、电催化合成、废旧金属回收等前沿科技与工业背景，围绕阴阳极判断、离子迁移、电极反应书写、离子交换膜应用、电解定量计算设置选择、工艺流程填空；突出电解体系氧化还原、离子平衡的综合定量分析，强化新情境下信息提取与化学建模能力。 (3) 依托古代湿法炼铜、金属冶炼、传统金属器物防锈工艺等古文史料、传统手工业操作，结合电解转化、金属腐蚀流程考查产物判断、分离提纯、防护操作；融合中华传统文化考点，落实北京高考素养导向，依托传统化工工艺考查电极推断、实验操作评价，增强文化自信。 ►复习目标： 1. 明晰电解池、电镀池、电解精炼池的装置构成，熟记各类电解体系核心电极反应方程式、总反应方程式，梳理完整电解体系 “价类” 二维转化网络，理清电极反应物、迁移离子、电解产物之间的转化逻辑。 2. 区分电解池阴阳极、原电池正负极的结构、氧化还原特性差异，熟练掌握阴阳极判断方法、电子与离子迁移规律，掌握离子交换膜选用要点与电解条件控制，能规避电解相关NA计算陷阱。 3. 精准辨析析氢腐蚀、吸氧腐蚀的发生条件与产物差异，掌握金属电化学防护、化学防护的原理与方法；理解电解制备、金属精炼、金属防腐的核心工艺与原理，能独立分析电解应用中的实验装置、操作步骤与反应流程。 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 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 得分速记 1.电解时溶液pH的变化规律 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； 若阴极上无H2产生，阳极上产生O2，则电解后溶液pH减小； 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： 如果原溶液是酸溶液，则pH变小；如果原溶液为碱溶液，则pH变大；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。 知识点3 电解池电极反应式的书写 1．基本电极反应式的书写 用惰性电极电解NaCl溶液 总反应：2NaCl＋2H2O2NaOH ＋ Cl2↑＋ H2↑ 阳极 2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－(或2H＋＋2e－===H2↑) 用惰性电极电解CuSO4溶液 总反应：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4 阳极 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋(或4OH－－4e－===2H2O＋O2↑) 阴极 2Cu2＋＋4e－===2Cu 用惰性电极电解熔融MgCl2 总反应：MgCl2(熔融)Mg＋ Cl2↑ 阳极 2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极 Mg2＋＋2e－===Mg 2．提取“信息”书写电极反应式 铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜 总反应：2Al ＋3H2OAl2O3＋3H2↑ 阳极 2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋ 阴极 6H＋＋6e－===3H2↑ 用惰性电极电解K2MnO4溶液能得到化合物KMnO4 总反应：2K2MnO4＋2H2O2KMnO4＋H2↑＋2KOH 阳极 2MnO－2e－===2MnO 阴极 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 有机阳离子、Al2Cl和AlCl组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。 阳极 Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl 阴极 4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl 3．多膜电解池方程式书写及分析 (1)双膜三室处理吸收液(吸收了烟气中的SO2)(或污水) 阳极室：HSO－2e－＋H2O===SO＋3H＋或SO－2e－＋H2O===SO＋2H＋ 吸收液(或污水)：Na＋穿过阳膜进入阴极室(左室)；HSO和SO穿过阴膜进入阴极室(右室)。 阴极室：2H2O＋4e－===2OH－＋H2↑ HSO ＋ OH－===SO＋H2O 产品： 阳极室 较浓的硫酸 阴极室 左室亚硫酸钠 (2)三膜四室制备硼酸[H3BO3( 一元弱酸)] 阳极室：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 产品室：H＋＋B(OH)===H3BO3＋ H2O 原料室：B(OH)穿过阴膜进入产品室，Na＋穿过阳膜进入阴极室 阴极室：4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－ 考●向●破●译 考向1 考查电解规律及电极产物的判断 例1（2026·北京房山·二模）消除NO对大气的污染一直是环境保护的重要研究课题。 Ⅰ、利用甲烷在催化剂条件下还原NO，相关反应如下： ①   ②   (1)写出甲烷还原NO的热化学方程式______。 Ⅱ、催化还原NO是重要的烟气脱硝技术，研究发现在以为主的催化剂上可能发生的反应过程如下图。 (2)写出脱硝过程的总反应的化学方程式______。 (3)结合上图分析，下列说法正确的是______。(填序号) a．中Fe元素的化合价为+3价 b．作催化剂，通过改变反应历程，提高反应速率 c．在等压条件下，反应①、②和③的反应热之和，小于总反应的反应热之和 Ⅲ、电解氧化吸收法可将废气中的NO转变为。分别向溶液和 溶液中通入NO，测得电流强度与NO的去除率的关系如图1所示。电解溶液时，溶液中相关成分的浓度变化与电流强度的关系如图2所示。 已知：的氧化性弱于 (4)电解溶液时产生。氧化吸收NO的离子方程式为______。 (5)图1中NaCl电解液比电解液的NO去除率大，原因是______。 (6)随着电流强度的增大，电解NaCl溶液时NO去除率下降的原因是______。 解题妙招 电解规律及电极产物的判断 【变式1·变载体】（2024·北京·三模）是一种重要的化工原料，可用于制革，印染等工业。 (1)以铬铁矿（主要成分为，还含有MgO、、等）为原料制备的工艺流程如图。 已知：Al2O3与纯碱焙烧转化为NaAlO2，SiO2与纯碱焙烧转化为Na2SiO3。 ①焙烧时将矿料磨碎且气体与矿料逆流而行，其目的是______。 ②焙烧的目的是将转化为并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐，写出焙烧时发生的化学方程式______。 ③滤渣1主要含有______。 ④矿物中相关元素可溶性组分的物质的量浓度c与pH的关系如下图所示。 ⅰ．过程Ⅲ中用H2SO4溶液的目的是______，pH的理论范围为______。 ⅱ．过程Ⅳ发生反应，计算该反应的K≈______。 (2)测定产品中的质量分数。 称取a g产品，用500mL容量瓶配制为待测液。取25mL待测液于锥形瓶中，加入蒸馏水和稀硫酸等，用b mol∙L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液v mL。产品中（摩尔质量为）的质量分数为______。（列计算式） (3)利用膜电解技术，以溶液为阳极室电解质溶液，NaOH溶液为阴极室电解质溶液也可以制备，装置如图。 ①离子交换膜应该选用______（填序号）。 a．阴离子交换膜                    b．质子交换膜                c．阳离子交换膜 ②结合方程式解释Na2Cr2O7产生的原理______。 已知：酸性条件下被还原为Cr3+。 【变式2】（2025·北京·三模）工业上常使用电解法处理含废水的流程如下。将NO2、O2与KNO3制成燃料电池，并按下图所示的方法连接甲、乙两个装置。 下列说法不正确的是 A．Y为N2O5，石墨(Ⅱ)电极反应： B．还原的主要方式是： C．阴极区发生的电极反应包括：和 D．废水的pH过高或过低均不会降低铬的去除率 【变式3】（2025·北京东城·一模）某学习小组为探究电解过程中离子迁移的规律，用石墨电极完成如下实验。 实验 现象 一段时间后，pH试纸上的图案 (代表电极的位置) 下列分析不正确的是 A．a处接电源正极 B．pH试纸Ⅰ的图案说明的迁移比的迁移快 C．电极反应产生的的物质的量：a处>c处 D．pH试纸Ⅱ上发生定向移动的离子主要是和 考向2 考查电极反应的书写 例2（2025·北京顺义·三模）下列方程式与所给事实相符的是 A．溶液处理水垢中的： B．电解饱和食盐水获取烧碱和氯气： C．体现酸性： D．向溶液中逐滴加入溶液至恰好沉淀完全： 解题妙招 电极反应的书写 1．书写电解池的电极反应式时，可以用实际放电的离子表示，但书写电解池的总反应时，H2O要写成分子式。如用惰性电极电解食盐水时，阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，总反应式为2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。 2．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。 3．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。 4．“四步法”书写电极总反应的规律：①列物质、标得失；②选离子、配电荷；③配个数、巧用水；④两式加、验总式。 5．书写电解池中的电极反应时，要以实际放电的离子表示，但书写电解总反应方程式时，弱电解质要写成分子式。 6．电解质溶液中未参与放电的离子是否与放电后生成的离子发生反应(离子共存)。 7．要确保两极电子转移的数目相同，且注明条件“电解”。 【变式1·变载体】（2026·北京·模拟预测）某光电化学装置工作原理如图所示(甲池含电对，乙池为 型半导体体系)，该装置可实现制备双氧水协同处理废气中硫化氢并回收高附加值的硫黄。 下列说法错误的是 A．甲池中， 发生反应： B．光照射下 型半导体为负极，发生的电极反应为 C．装置工作时，质子通过全氟磺酸膜从甲池向乙池迁移 D．若11.2 L(标准状况)参与反应，理论上生成16 g硫单质 【变式2·变题型】（2026·北京·三模）为了从海水中提取锂，某团队设计了图示的电解池。保持电源正负极不变，每运行一段时间后，将电极1与4取下互换，电极2与3(Ag电极或AgCl电极)取下互换，可实现锂的富集。下列说法正确的是 A．a为电源的正极 B．装置中电极2应选择Ag电极，电极反应为 C．互换后电极4发生的反应与互换前电极1发生的反应不同 D．理论上，电路通过1 mol电子时，有1 mol Li+富集在右侧电解液中 【变式3·变考法】（2026·北京·三模）下图为氯碱工业与燃料电池组合新工艺示意图，离子交换膜均为阳离子交换膜。 下列说法不正确的是 A．为，为 B．燃料电池正极反应为： C．比较图中溶液浓度： D．理论上制备，可同时制备 考向3 考查有关电化学的计算 例3（2025·北京·模拟预测）芬顿电化学可有效处理废水中的难降解有机物，一种甲烷-芬顿联合电池可有效处理废水中的邻苯二酚()，其装置如下图所示，已知邻苯二酚不参与电极反应，只与羟基自由基作用。下列说法正确的是 A．甲装置是原电池装置，交换膜M是质子交换膜 B．工作过程中，电子由b→X、Y→a C．Fe2+与生成的反应： D．每处理0.1 mol邻苯二酚，Y电极会消耗(标准状况下) 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。 【变式1·变载体】（2026·北京大兴·三模）传统氯碱工业的阳极产物除外，还有。现有一种新型电解装置如图1，可将的选择性提高至98%，电极II上所发生反应的催化机理如图2所示。下列说法不正确的是 A．图1装置应使用阳离子交换膜 B．是生成的中间体，也是生成的催化剂 C．该装置每生成1 mol ，可制得1 mol D．图1左室加入少量NaOH可增强溶液的导电性，保证电解顺利进行 【变式2·变题型】（2026·北京·模拟预测）二羟基嘧啶(DHP)是一种难生物降解的有机污染物。利用惰性电极电解含DHP、NaCl的工业废水，可将DHP氧化为无毒的和，以实现完全无害化处理。DHP的分子结构与电解装置如下图所示。 下列说法正确的是 A．电极a与电源负极相连 B．i中每生成1 mol ，则DHP失去3 mol C．ii反应的离子方程式为 D．若完全无害化处理1 mol DHP，理论上b极至少产生16 g 【变式3·变考法】（2026·北京东城·二模）电解还原 的原理如图 1 所示，阴极两个反应的反应速率随电解液 的变化如图 2 所示，反应 的历程如图 3 所示。在图 2 所示的 范围内，以下说法不正确的是 A．反应 的电极反应式为 B．反应 的速率几乎与 无关，说明过程 比 慢 C． 越大，产物中 越大 D．若阳极产物只有 时，阳极每生成 ，阴极可生成 考点二 电解原理的应用 知●识●解●构 知识点1 氯碱工业——电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气 阳离子交换膜电解槽 过程 分析 阳极室中电极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极室中的电极反应：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＋通过阳离子交换膜与阴极室中生成的OH－结合，得到浓的NaOH溶液 电极 反应 阳极(钛网(涂有钛、钌等氧化物涂层) 2Cl－－2e－===Cl2↑ (氧化反应) 阴极(碳钢网) 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ (还原反应) 化学方程式 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 离子方程式 2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ 阳离子交换膜的作用 只允许 通过，不允许 及 通过，可以防止阴极产生的氢气与阳极产生的氯气混合发生爆炸，也能避免氯气与阴极产生的氢氧化钠溶液反应而影响氢氧化钠溶液的产量和质量 得分速记 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-)和分子(Cl2)通过，这样既能防止H2和Cl2混合爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱质量。 知识点2 电镀 电镀原理 电镀时，把镀层金属作阳极，通常把待镀金属(镀件)作阴极，用含有镀层金属离子的溶液作电镀液。在直流电的作用下，阳极金属溶解在溶液中成为阳离子，移向阴极，在阴极获得电子被还原成金属，在镀件表面覆盖上一层均匀光洁而致密的镀层 电镀池的 构成 实例 (铁上镀铜) 阳极反应：Cu－2e—===Cu2+ 阴极反应：Cu2+＋2e—===Cu 特点 电镀时，电解质溶液的浓度 ；阳极减少的质量和阴极增加的质量 ；阳极失电子总数和阴极得电子总数 得分速记 1．电解或电镀时，电极质量减小的电极必为金属电极——阳极；电极质量增大的电极必为阴极，即溶液中的金属阳离子得电子变成金属吸附在阴极上。 2．电解精炼铜时，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，金属活动性小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+浓度会减小。 3．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，电镀液的浓度保持不变。 知识点3 电解精炼铜 原理 电解精炼粗铜时，通常把纯铜作阴极，把粗通板(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等)作阳极，用CuSO4溶液作电解质溶液，当通以直流电时，作为阳极的粗铜逐渐溶解，在阴极上析出纯铜，这样可得符合电气工业要求的纯度达99.95%～99.98%的铜 装置图 电极反应 阳极(粗铜) Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e—===Ni2+，Cu－2e－===Cu2＋ 阴极(纯铜) Cu2＋＋2e－===Cu 如何实现除杂？ 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，难以在阳极溶解，它们会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 特点 铜的电解精炼时，电解质溶液中的Cu2+浓度中有所 ；阳极减少的质量和阴极增加的质量 ；阳极失电子总数和阴极得电子总数 得分速记 电解精炼中，比需要精炼的金属活泼的杂质溶解，而不比需要精炼的金属活泼的杂质会沉积(如：精炼镍时Cu也会沉积) 知识点4 电冶金 冶炼钠 冶炼镁 冶炼铝 电极反应 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2Na＋＋2e－===2Na 总：2NaCl2Na＋Cl2↑ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：Mg2＋＋2e－===Mg 总：MgCl2Mg＋Cl2↑ 阳极：6O2－－12e－===3O2↑ 阴极：4Al3＋＋12e－===4Al 总：2Al2O34Al＋3O2↑ 得分速记 1、电解熔融MgCl2冶炼镁，而不能电解熔融MgO冶炼镁，因MgO的熔点很高 2、电解熔融Al2O3冶炼铝，而不能电解AlCl3冶炼铝，因AlCl3是共价化合物，其熔融态不导电 考●向●破●译 考向1 考查电解原理的应用 例1（2026·北京朝阳·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．在阳极比容易失去电子，被氧化生成 C．使用阳离子交换膜可防止发生反应： D．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 【变式1】（2025·北京·模拟预测）下列操作或实验，不能达到实验目的的是 A．实验室在铁制钥匙上镀铜 B．实验室制乙酸乙酯 C．分离二氯甲烷与四氯化碳的液体混合物 D．赶出碱式滴定管乳胶管中的气泡 A．A B．B C．C D．D 【变式2】（2026·北京·一模）粗铜中含铁、银等金属杂质，工业上常用电解法除去杂质制得精铜。铜的精炼如下图所示，下列说法不正确的是 A．a极是粗铜，b极是纯铜 B．电解法精炼铜充分利用了金属活动顺序 C．铁、铜、银以、、的形式进入溶液 D．电解过程中向阴极移动 【变式3】（2025·北京海淀·一模）己二腈是合成尼龙-66的原料。可用电解丙烯腈的方法合成己二腈，装置示意图如下。 已知：阳/阴极反应物的还原/氧化性越强，电解所需电压越小，消耗的电能越少。 下列说法不正确的是 A．在阴极获得己二腈 B．制得己二腈的同时，阳极室中增加 C．制得己二腈的同时，理论上会产生(标况下) D．若要降低电解丙烯腈的能耗，可向阳极室中加入强还原剂 考向2 考查交换膜在电化学中的应用 例2如图，甲是利用微生物将废水中的尿素[CO(NH2)2]的化学能直接转化为电能,并生成环境友好物质的装置，同时利用此装置的电能在铁上镀铜，下列说法中错误的是（    ） A．乙装置中溶液颜色不变 B．铜电极应与Y相连接 C．M电极反应式：CO(NH2)2+H2O-6e-=CO2↑+N2↑+6H+ D．当N电极消耗0.25mol气体时，铜电极质量减少16g 解题妙招 “隔膜”电解池的解题步骤 “隔膜”电解池的解题步骤： 【变式1】（2025·北京东城·二模）硼氢化钠（）具有高理论氢含量，是优秀的储氢材料。 (1)制取的反应为。该反应不是氧化还原反应。 ①从原子结构角度解释中B显正价的原因：__________。 ②比较中键角F-B-F和中键角H—B-H的大小并解释原因：__________。 ③下列说法正确的是__________（填序号）。 a．NaH的电子式： b．离子半径：> c．为极性分子 (2)晶体的一种晶胞形状为立方体，结构如图所示。 ①与最近且距离相等的有__________个。 ②已知该晶胞的体积为a ，为阿伏加德罗常数的值。则1晶体中，氢元素的质量为__________g（用含的代数式表示）。 (3)科学家设计如下图所示装置，实现发电和制氢一体化，总反应为：。 已知：在电场作用下，双极膜可将解离为和，和分别向两极迁移。 ①只在电极a产生，则b极的电极反应式是__________。 ②当电极产生1mol 时，双极膜解离水的物质的量为__________mol。 【变式2】（2024·北京·三模）利用双极膜电解制备，捕集烟气中，制备。电解原理如图所示： 已知：双极膜为复合膜，可在直流电的作用下，将膜间的解离，提供和。 下列说法正确的是 A．阴极反应式： B．Ⅰ为阴离子交换膜，Ⅱ阳离子交换膜 C．电路中转移电子时共产生 D．该装置总反应的方程式为 【变式3】（2024·北京朝阳·二模）以铬铁矿（主要成分为，还含有MgO、、等）为原料制备的一种工艺流程如图。 已知：与纯碱焙烧转化为，与纯碱焙烧转化为。 (1)过程Ⅰ中转化为和，反应中与的化学计量数之比为______。 (2)滤渣1主要含有______。 (3)矿物中相关元素可溶性组分的物质的量浓度c与pH的关系如下图所示。 ①过程Ⅲ中使用溶液的目的是____________。 ②过程Ⅳ发生反应，计算该反应的______。 (4)利用膜电解技术，以溶液为阳极室电解质溶液，NaOH溶液为阴极室电解质溶液也可以制备，装置如图。 ①离子交换膜应该选用______。 a．阴离子交换膜    b．质子交换膜    c．阳离子交换膜 ②结合方程式解释产生的原理______。 (5)测定产品中的质量分数。 称取产品，用500mL容量瓶配制为待测液。取25mL待测液于锥形瓶中，加入蒸馏水和稀硫酸等，用标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液。产品中（摩尔质量为）的质量分数为______。 已知：酸性条件下被还原为。 考点三 金属的腐蚀与防护 知●识●解●构 知识点1 金属的腐蚀 1．金属腐蚀的概念：金属腐蚀是金属或合金与周围的气体或液体发生 反应而引起损耗的现象。 2．金属腐蚀的本质：金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生 反应。 3．金属腐蚀的类型 (1)化学腐蚀与电化学腐蚀 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属跟 接触 不纯金属或合金跟 接触 现象 电流产生 电流产生 本质 金属被 较活泼金属被 联系 两者往往同时发生， 腐蚀更普遍 (2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以钢铁的腐蚀为例)： 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜 性较强(pH≤4．3) 水膜 性很弱或呈中性 电极反应 负极 正极 总反应式 2Fe＋O2＋2H2O=== 联系 腐蚀更普遍 得分速记 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。 4．金属腐蚀快慢的一般规律 (1)在同一电解质溶液中，金属腐蚀的速率快慢： 引起的腐蚀＞ 引起的腐蚀＞ 腐蚀＞有 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 ，负极金属越 被腐蚀，如Zn—Cu(H2SO4)中的Zn比Zn—Fe(H2SO4)中的Zn腐蚀 。 (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 ，负极金属越 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 ，负极金属腐蚀速率越 。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 ，负极金属越 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 于在干燥、隔绝空气条件下的腐蚀速率。 知识点2 金属的防护 1．金属的防护考虑的因素 金属的防护主要是从金属、与金属接触的物质及两者反应的条件等方面来考虑的。 2．金属的防护 (1)电化学防护 ①牺牲阳极法——原电池原理，通常是在被保护的钢铁设备上安装 。 a.负极：比被保护金属 的金属； b.正极：被保护的 。 原理装置如图所示：，锌比铁活泼，发生腐蚀时作为原电池的负极，不断遭受腐蚀，而作为正极的钢铁设备被保护起来。 ②外加电流法——电解原理，把被保护的钢铁设备(如钢闸门)作为 极，用惰性电极作为 ，两者均放在电解质溶液(如海水)里，外接 ，通电后，调整外加电压，强制电子流向 ，使钢铁表面腐蚀速率降至 ，钢铁设备被迫成为 极而受到保护。 a.阴极：被保护的 ； b.阳极： 。 原理装置如图所示。 (2)改变金属的 ，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，如制成合金、不锈钢等。 (3)在金属表面 ，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，如在金属表面 、 、 、喷镀或表面钝化等方法。 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。 5.金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀，金属活动顺序表中位于氢前面和氢后面的金属都能发生吸氧腐蚀，但只有在金属活动顺序表中氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀。 考●向●破●译 考向1 考查金属腐蚀的原理与探究 例1（2026·北京海淀·二模）B30铜镍合金的主要成分为Ni(约30%)、Cu(约68%)，该合金在洁净富氧的天然海水中表面会生成薄而致密的钝化膜，常用于制造远洋舰船。使用过程中，钝化膜在多种因素作用下缓慢被破坏，导致B30合金重新暴露于海水中(如图)。 已知：Ni在金属活动性顺序中位于H前。下列说法不正确的是 A．钝化膜被破坏后会发生电化学腐蚀，Ni作负极 B．正极的主要反应为 C．海水中的、等离子会加速合金的电化学腐蚀 D．使用预成膜等技术加厚钝化膜，有助于延缓合金的腐蚀 解题妙招 分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键 正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键。潮湿的空气、中性溶液发生吸氧腐蚀；NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液发生析氢腐蚀。 【变式1】（2026·北京门头沟·一模）某研究小组用下图装置探究NaCl溶液对钢铁腐蚀的影响。 实验Ⅰ：向烧杯a、b中各加入30 mL 3.5%的NaCl溶液，闭合K，指针未发生偏转。加热烧杯a，指针向右偏转。取a、b中溶液少量，滴加溶液，a中出现蓝色沉淀，b中无变化。 继续探究，改变NaCl溶液的浓度，实验记录如下。 已知；在饱和NaCl溶液中浓度较低，钢铁不易被腐蚀。 实验序号 a b 指针偏转方向 Ⅱ 0.1% 3.5% 向左 Ⅲ 0.1% 0.01% 向右 Ⅳ 3.5% 饱和溶液 向右 下列说法不正确的是 A．实验Ⅰ未加热时指针不偏转，说明两烧杯中生铁片未发生反应 B．实验Ⅱ中，a烧杯中生铁片为正极，该电极发生还原反应 C．实验Ⅳ中，若将饱和NaCl溶液换成同浓度的溶液，指针偏转方向可能不变 D．根据上述实验，影响钢铁腐蚀的因素有温度、NaCl溶液的浓度、的浓度等 【变式2】（2026·北京·一模）下列方程式与所给事实不相符的是 A．溶液腐蚀覆铜板： B．铅酸蓄电池放电： C．22℃，醋酸溶液的pH约为3.0： D．钢铁发生吸氧腐蚀：、 【变式3】（2026·北京丰台·一模）下列解释事实的方程式不正确的是 A．NO和通入水中制硝酸： B．铁制品在潮湿空气中发生电化学腐蚀的负极反应式： C．遇水产生大量气体： D．稀苯酚溶液与浓溴水反应产生白色沉淀：+3Br2↓+3HBr 考向2 考查金属的防护 例2（2026·北京·三模）制造印刷电路板步骤如下： i．用耐腐蚀油墨把电路印刷在覆铜板上，覆盖部分铜板。 ii．一定温度下，把覆铜板放入含盐酸和浓FeCl3的腐蚀液中。 iii．待未覆盖的铜被腐蚀掉，用溶液清洗覆铜板。 已知：耐腐蚀油墨的主要成分为聚丙烯酸树脂，结构为。下列说法正确的是 A．腐蚀覆铜板利用了和的氧化性 B．步骤ii中温度升高，腐蚀速率一定加快 C．合成丙烯酸树脂的单体为 D．聚丙烯酸树脂易溶于盐酸，难溶于NaOH溶液 解题妙招 金属防护的方法 (1)金属表面覆盖保护层的其他方法 ①用化学方法对钢铁部件进行发蓝处理(生成一层致密的Fe3O4薄膜)。 ②利用阳极氧化处理铝制品的表面，使之形成致密的氧化膜而钝化。 (2)Fe2＋能与[Fe(CN)6]3－反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀：Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－＋K＋===KFe[Fe(CN)6]↓，此反应可用于检验Fe2＋。 (3)金属防护效果比较：外接电流法>牺牲阳极法>有一般防护条件的防腐。 【变式1】（2026·北京顺义·一模）在钢铁部件表面进行发蓝处理，形成一层致密薄膜可减少钢铁的腐蚀。某种发蓝处理过程中铁的转化如下，过程中同时产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体。 下列说法不正确的是 A．钢铁腐蚀过程中，负极的电极反应式为 B．Ⅰ中反应的离子方程式为 C．温度升高为500℃、增大溶液浓度，更有利于发蓝处理 D．发蓝处理可减少钢铁腐蚀的主要原因是隔绝空气与钢铁接触，减小反应速率 【变式2】（2025·北京丰台·二模）下列关于电化学装置的说法中不正确的是 A．在铁钉表面镀铜 B．铅蓄电池放电时作正极 C．采用外加电流阴极保护法保护铁管道 D．电解饱和食盐水制烧碱和氯气 A．A B．B C．C D．D 【变式3】（2026·北京·一模）下列关于电化学装置的说法中不正确的是 A．在铁钉表面镀铜 B．铅蓄电池放电时作正极 C．采用外加电流阴极保护法保护铁管道 D．制备简易氢氧燃料电池 A．A B．B C．C D．D 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026·北京卷，9，3分）利用电化学-化学协同法将天然气中的转化为硫酸盐，实现资源化利用。原理示意图如下。 下列说法不正确的是 A．溶液的作用之一是吸收 B．极的电极反应式： C．工作一段时间后，阴极室的总浓度下降 D．理论上，阳极产生的大于阴极消耗的 2．（2026·北京卷，5，3分）下列方程式与所给事实相符的是 A．金属钠在空气中燃烧： B．钢铁电化学析氢腐蚀：(负极)；(正极) C．实验室用大理石和盐酸反应制二氧化碳： D．电解饱和食盐水制氯气： 3．（2025·北京卷，14，3分）用电解溶液(图1)后的石墨电极1、2探究氢氧燃料电池，重新取溶液并用图2装置按i→iv顺序依次完成实验。 实验 电极I 电极Ⅱ 电压/V 关系 i 石墨1 石墨2 a ii 石墨1 新石墨 b iii 新石墨 石墨2 c iv 石墨1 石墨2 d 下列分析不正确的是 A．，说明实验i中形成原电池，反应为 B．，是因为ii中电极Ⅱ上缺少作为还原剂 C．，说明iii中电极I上有发生反应 D．，是因为电极II上吸附的量：iv>iii 4．（2025·北京卷，16，10分）铅酸电池是用途广泛并不断发展的化学电源。 (1)十九世纪，铅酸电池工作原理初步形成并延续至今。 铅酸电池工作原理： ①充电时，阴极发生的电极反应为_______。 ②放电时，产生a库仑电量，消耗的物质的量为_______。已知：转移电子所产生的电量为96500库仑。 ③作为电解质溶液性质稳定、有较强的导电能力，参与电极反应并有利于保持电压稳定。该体系中不氧化，氧化性弱与其结构有关，的空间结构是_______。 ④铅酸电池储存过程中，存在化学能的缓慢消耗：电极在作用下产生的可将电极氧化。氧化发生反应的化学方程式为_______。 (2)随着铅酸电池广泛应用，需要回收废旧电池材料，实现资源的再利用。回收过程中主要物质的转化关系示意图如下。 ①将等物质转化为的过程中，步骤I加入溶液的目的是_______。 ②步骤Ⅱ、Ⅲ中和作用分别是_______。 (3)铅酸电池使用过程中，负极因生成导电性差的大颗粒，导致电极逐渐失活。通过向负极添加石墨、多孔碳等碳材料，可提高铅酸电池性能。碳材料的作用有_______(填序号)。 a．增强负极导电性 b．增大负极材料比表面积，利于生成小颗粒 c．碳材料作还原剂，使被还原 5．（2024·北京卷，18，13分）利用黄铜矿(主要成分为，含有等杂质)生产纯铜，流程示意图如下。 (1)矿石在焙烧前需粉碎，其作用是_______。 (2)的作用是利用其分解产生的使矿石中的铜元素转化为。发生热分解的化学方程式是_______。 (3)矿石和过量按一定比例混合，取相同质量，在不同温度下焙烧相同时间，测得：“吸收”过程氨吸收率和“浸铜”过程铜浸出率变化如图；和时，固体B中所含铜、铁的主要物质如表。 温度/℃ B中所含铜、铁的主要物质 400 500 ①温度低于，随焙烧温度升高，铜浸出率显著增大的原因是_______。 ②温度高于，根据焙烧时可能发生的反应，解释铜浸出率随焙烧温度升高而降低的原因是_______。 (4)用离子方程式表示置换过程中加入的目的_______。 (5)粗铜经酸浸处理，再进行电解精炼；电解时用酸化的溶液做电解液，并维持一定的和。粗铜若未经酸浸处理，消耗相同电量时，会降低得到纯铜的量，原因是_______。 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、金属的腐蚀和防护 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 知识点3 电解池电极反应式的书写 考向破译 考向1 考查电解规律及电极产物的判断 ∣ 考向2 考查电极反应的书写 考向 3 考查有关电化学的计算 解题妙招1 电解规律及电极产物的判断 解题妙招 2 电极反应的书写 解题妙招 3 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 氯碱工业 —— 电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气 ∣ 知识点2 电镀 知识点 3 电解精炼铜 ∣ 知识点4 电冶金 考向破译 考向1 考查电解原理的应用 ∣ 考向2 考查交换膜在电化学中的应用 解题妙招 1 “隔膜”电解池的解题步骤 考点 三 金属的腐蚀与防护 知识解构 知识点1 金属的腐蚀 ∣ 知识点2 金属的防护 考向破译 考向1 考查金属腐蚀的原理与探究 ∣ 考向2 考查金属的防护 解题妙招 1 分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键 解题妙招 2 金属防护的方法 ) ( 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 电解池及其工作原理 T5、T9 T14、T16 T16(3) T5、T16(3) 氯碱工业、电镀及精炼铜 T16 金属的腐蚀与防护 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码：(1) 依托北京本地化工生产（如氯碱工业、金属电解精炼、电镀工艺、污水处理电解工艺）与生活应用素材，以电解池工作原理、阴阳极反应、金属腐蚀与防护为核心，融合氧化还原反应、离子迁移、电解定量计算，侧重考查电化学实际应用与变化观念核心素养；常结合工业流程设问，区分电解装置在物质制备、金属提纯、防腐除杂体系中的功能差异。 (2) 以新型电解制备技术、废水电解处理、电催化合成、废旧金属回收等前沿科技与工业背景，围绕阴阳极判断、离子迁移、电极反应书写、离子交换膜应用、电解定量计算设置选择、工艺流程填空；突出电解体系氧化还原、离子平衡的综合定量分析，强化新情境下信息提取与化学建模能力。 (3) 依托古代湿法炼铜、金属冶炼、传统金属器物防锈工艺等古文史料、传统手工业操作，结合电解转化、金属腐蚀流程考查产物判断、分离提纯、防护操作；融合中华传统文化考点，落实北京高考素养导向，依托传统化工工艺考查电极推断、实验操作评价，增强文化自信。 ►复习目标： 1. 明晰电解池、电镀池、电解精炼池的装置构成，熟记各类电解体系核心电极反应方程式、总反应方程式，梳理完整电解体系 “价类” 二维转化网络，理清电极反应物、迁移离子、电解产物之间的转化逻辑。 2. 区分电解池阴阳极、原电池正负极的结构、氧化还原特性差异，熟练掌握阴阳极判断方法、电子与离子迁移规律，掌握离子交换膜选用要点与电解条件控制，能规避电解相关NA计算陷阱。 3. 精准辨析析氢腐蚀、吸氧腐蚀的发生条件与产物差异，掌握金属电化学防护、化学防护的原理与方法；理解电解制备、金属精炼、金属防腐的核心工艺与原理，能独立分析电解应用中的实验装置、操作步骤与反应流程。 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 得分速记 1.电解时溶液pH的变化规律 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； 若阴极上无H2产生，阳极上产生O2，则电解后溶液pH减小； 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： 如果原溶液是酸溶液，则pH变小；如果原溶液为碱溶液，则pH变大；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。 知识点3 电解池电极反应式的书写 1．基本电极反应式的书写 用惰性电极电解NaCl溶液 总反应：2NaCl＋2H2O2NaOH ＋ Cl2↑＋ H2↑ 阳极 2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－(或2H＋＋2e－===H2↑) 用惰性电极电解CuSO4溶液 总反应：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4 阳极 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋(或4OH－－4e－===2H2O＋O2↑) 阴极 2Cu2＋＋4e－===2Cu 用惰性电极电解熔融MgCl2 总反应：MgCl2(熔融)Mg＋ Cl2↑ 阳极 2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极 Mg2＋＋2e－===Mg 2．提取“信息”书写电极反应式 铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜 总反应：2Al ＋3H2OAl2O3＋3H2↑ 阳极 2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋ 阴极 6H＋＋6e－===3H2↑ 用惰性电极电解K2MnO4溶液能得到化合物KMnO4 总反应：2K2MnO4＋2H2O2KMnO4＋H2↑＋2KOH 阳极 2MnO－2e－===2MnO 阴极 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 有机阳离子、Al2Cl和AlCl组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。 阳极 Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl 阴极 4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl 3．多膜电解池方程式书写及分析 (1)双膜三室处理吸收液(吸收了烟气中的SO2)(或污水) 阳极室：HSO－2e－＋H2O===SO＋3H＋或SO－2e－＋H2O===SO＋2H＋ 吸收液(或污水)：Na＋穿过阳膜进入阴极室(左室)；HSO和SO穿过阴膜进入阴极室(右室)。 阴极室：2H2O＋4e－===2OH－＋H2↑ HSO ＋ OH－===SO＋H2O 产品： 阳极室 较浓的硫酸 阴极室 左室亚硫酸钠 (2)三膜四室制备硼酸[H3BO3( 一元弱酸)] 阳极室：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 产品室：H＋＋B(OH)===H3BO3＋ H2O 原料室：B(OH)穿过阴膜进入产品室，Na＋穿过阳膜进入阴极室 阴极室：4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－ 考●向●破●译 考向1 考查电解规律及电极产物的判断 例1（2026·北京房山·二模）消除NO对大气的污染一直是环境保护的重要研究课题。 Ⅰ、利用甲烷在催化剂条件下还原NO，相关反应如下： ①   ②   (1)写出甲烷还原NO的热化学方程式______。 Ⅱ、催化还原NO是重要的烟气脱硝技术，研究发现在以为主的催化剂上可能发生的反应过程如下图。 (2)写出脱硝过程的总反应的化学方程式______。 (3)结合上图分析，下列说法正确的是______。(填序号) a．中Fe元素的化合价为+3价 b．作催化剂，通过改变反应历程，提高反应速率 c．在等压条件下，反应①、②和③的反应热之和，小于总反应的反应热之和 Ⅲ、电解氧化吸收法可将废气中的NO转变为。分别向溶液和 溶液中通入NO，测得电流强度与NO的去除率的关系如图1所示。电解溶液时，溶液中相关成分的浓度变化与电流强度的关系如图2所示。 已知：的氧化性弱于 (4)电解溶液时产生。氧化吸收NO的离子方程式为______。 (5)图1中NaCl电解液比电解液的NO去除率大，原因是______。 (6)随着电流强度的增大，电解NaCl溶液时NO去除率下降的原因是______。 【答案】(1)   (2) (3)ab (4) (5)电解氯化钠溶液生成，氧化性强于，而且电解氯化钠溶液生成烧碱，溶液的碱性更强，更有利于NO的去除 (6)随着电流强度增大，电流强度大于4时产生的浓度减小，浓度增大，氧化性弱 【详解】（1）根据盖斯定律，反应②-反应①×2：   。 （2）将反应①、②、③相加消去中间产物，化学计量数化为最简整数比，得总反应的化学方程式为：。 （3）a．中，为-1价，因此Fe为+3价，a正确； b．作为催化剂，参与反应历程改变反应路径，降低活化能，提高反应速率，b正确； c．反应①、②、③相加等于总反应，根据盖斯定律，分步反应的反应热之和等于总反应的反应热，c错误； 故答案选ab。 （4）NO被氧化为，被还原为，离子方程式为：。 （5）电解NaCl溶液时生成，的氧化性强于，对NO的氧化效率更高，电解NaCl溶液时阴极产生OH⁻，使溶液呈碱性，更有利于对NO的吸收和氧化，因此NO去除率比电解液大。 （6）随着电流强度增大，电流强度大于4时，会被进一步氧化生成氧化性较弱的，导致溶液中有效氧化NO的浓度降低，因此NO去除率下降。 解题妙招 电解规律及电极产物的判断 【变式1·变载体】（2024·北京·三模）是一种重要的化工原料，可用于制革，印染等工业。 (1)以铬铁矿（主要成分为，还含有MgO、、等）为原料制备的工艺流程如图。 已知：Al2O3与纯碱焙烧转化为NaAlO2，SiO2与纯碱焙烧转化为Na2SiO3。 ①焙烧时将矿料磨碎且气体与矿料逆流而行，其目的是______。 ②焙烧的目的是将转化为并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐，写出焙烧时发生的化学方程式______。 ③滤渣1主要含有______。 ④矿物中相关元素可溶性组分的物质的量浓度c与pH的关系如下图所示。 ⅰ．过程Ⅲ中用H2SO4溶液的目的是______，pH的理论范围为______。 ⅱ．过程Ⅳ发生反应，计算该反应的K≈______。 (2)测定产品中的质量分数。 称取a g产品，用500mL容量瓶配制为待测液。取25mL待测液于锥形瓶中，加入蒸馏水和稀硫酸等，用b mol∙L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液v mL。产品中（摩尔质量为）的质量分数为______。（列计算式） (3)利用膜电解技术，以溶液为阳极室电解质溶液，NaOH溶液为阴极室电解质溶液也可以制备，装置如图。 ①离子交换膜应该选用______（填序号）。 a．阴离子交换膜                    b．质子交换膜                c．阳离子交换膜 ②结合方程式解释Na2Cr2O7产生的原理______。 已知：酸性条件下被还原为Cr3+。 【答案】(1)增大接触面积，提高反应速率，使矿石充分反应 Fe2O3和MgO 调节溶液pH使与转化为沉淀除去 4.5~9.3 1014.8 (2) (3) c 阳极发生反应：，导致增大，促进平衡正向移动，产生，同时部分移向阴极区，在阳极生成 【详解】（1）①焙烧时将矿料磨碎且气体与矿料逆流而行，可增大矿石与空气的接触面积，则其目的是：增大接触面积，提高反应速率，使矿石充分反应。 ②焙烧的目的是将转化为并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐，则FeO被O2氧化为Fe2O3，焙烧时发生的化学方程式为。 ③由分析可知，滤渣1主要含有Fe2O3和MgO。 ④ⅰ．由分析可知，过程Ⅲ中用H2SO4溶液的目的是：调节溶液pH使与转化为沉淀除去；pH的理论范围应在完全转化为Al(OH)3、Al(OH)3刚开始溶解的pH之间，即为4.5~9.3。 ⅱ．过程Ⅳ发生反应，我们选择pH=2.4的点，此时c()=1mol/L，c()=10-5mol/L，c(H+)=10-2.4mol/L，该反应的K≈=1014.8。 （2）依据得失电子守恒，可建立如下关系式：——6Fe2+，n(Fe2+)=bmol/L×v×10-3L=bv×10-3mol，n()=mol，则产品中（摩尔质量为）的质量分数为=。 （3）利用膜电解技术，以溶液为阳极室电解质溶液，NaOH溶液为阴极室电解质溶液也可以制备，则阳极发生反应，溶液的酸性增强，发生的转化，阴极发生反应4H2O+4e-=2H2↑+4OH-，阳极中的Na+、H+会向阴极迁移。 ①由分析可知，离子交换膜应允许Na+、H+通过，应该选用阳离子交换膜，故选c。 ②由分析可得出，Na2Cr2O7产生的原理：阳极发生反应：，导致增大，促进平衡正向移动，产生，同时部分Na+移向阴极区，在阳极生成。 【变式2】（2025·北京·三模）工业上常使用电解法处理含废水的流程如下。将NO2、O2与KNO3制成燃料电池，并按下图所示的方法连接甲、乙两个装置。 下列说法不正确的是 A．Y为N2O5，石墨(Ⅱ)电极反应： B．还原的主要方式是： C．阴极区发生的电极反应包括：和 D．废水的pH过高或过低均不会降低铬的去除率 【答案】D 【详解】A．该燃料电池中，负极失电子生成，电极反应式为，因此为；正极得电子，与结合生成，电极反应式为，A正确； B．为活性阳极，失电子生成，生成的还原，该过程的离子方程式为，B正确； C．阴极区，得电子生成，同时也可直接在阴极得电子被还原为，两个电极反应均正确，C正确； D．若pH过高，会生成、沉淀，覆盖电极阻碍反应，降低去除率；若pH过低，酸性过强，优先在阴极得电子生成大量，降低的还原效率，因此过高或过低都会降低铬的去除率，D错误； 故选D。 【变式3】（2025·北京东城·一模）某学习小组为探究电解过程中离子迁移的规律，用石墨电极完成如下实验。 实验 现象 一段时间后，pH试纸上的图案 (代表电极的位置) 下列分析不正确的是 A．a处接电源正极 B．pH试纸Ⅰ的图案说明的迁移比的迁移快 C．电极反应产生的的物质的量：a处>c处 D．pH试纸Ⅱ上发生定向移动的离子主要是和 【答案】C 【详解】A．a处电极为阳极，接电源正极，A正确； B．试纸Ⅰ的图案红色区域大于蓝色区域，说明的迁移比的迁移快，B正确； C．由图可知，两试纸串联在电路中，电解时间、电流 相同，则两实验中通过的电荷量相同，a、c两处作为阳极，产生的的物质的量应相等，C错误； D．电解过程中，溶液中的和作为电解质离子，定向移动形成电流，是发生迁移的主要离子。变色范围大小与产物和的扩散速率有关，D正确； 故选C。 考向2 考查电极反应的书写 例2（2025·北京顺义·三模）下列方程式与所给事实相符的是 A．溶液处理水垢中的： B．电解饱和食盐水获取烧碱和氯气： C．体现酸性： D．向溶液中逐滴加入溶液至恰好沉淀完全： 【答案】C 【详解】A．水垢中的是微溶固体，不能拆写为，正确的离子方程式为，A错误； B．电解饱和食盐水的反应需要标注“通电”条件，方程式缺反应条件，B错误； C．是两性氢氧化物，与强碱反应时体现酸性，对应离子方程式符合反应事实，C正确； D．恰好沉淀完全时，一个恰好完全反应需一个，对于溶液，含有一个的同时H+也只有1个，所以正确离子方程式为， D错误； 故选C。 解题妙招 电极反应的书写 1．书写电解池的电极反应式时，可以用实际放电的离子表示，但书写电解池的总反应时，H2O要写成分子式。如用惰性电极电解食盐水时，阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，总反应式为2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。 2．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。 3．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。 4．“四步法”书写电极总反应的规律：①列物质、标得失；②选离子、配电荷；③配个数、巧用水；④两式加、验总式。 5．书写电解池中的电极反应时，要以实际放电的离子表示，但书写电解总反应方程式时，弱电解质要写成分子式。 6．电解质溶液中未参与放电的离子是否与放电后生成的离子发生反应(离子共存)。 7．要确保两极电子转移的数目相同，且注明条件“电解”。 【变式1·变载体】（2026·北京·模拟预测）某光电化学装置工作原理如图所示(甲池含电对，乙池为 型半导体体系)，该装置可实现制备双氧水协同处理废气中硫化氢并回收高附加值的硫黄。 下列说法错误的是 A．甲池中， 发生反应： B．光照射下 型半导体为负极，发生的电极反应为 C．装置工作时，质子通过全氟磺酸膜从甲池向乙池迁移 D．若11.2 L(标准状况)参与反应，理论上生成16 g硫单质 【答案】C 【详解】A．甲池为正极，发生还原反应，被还原为，转化为，配平后反应为，原子、电荷均守恒，A正确； B．电子从电极流出，故该电极为负极，失去电子生成，电极反应书写正确，B正确； C．原电池中阳离子向正极（甲池碳棒）迁移，质子应从乙池向甲池迁移，不是从甲池向乙池迁移，C错误； D．标准状况下物质的量为，每个参与反应得，总转移电子，生成时每个失，故生成的物质的量为，质量为，D正确； 故选C。 【变式2·变题型】（2026·北京·三模）为了从海水中提取锂，某团队设计了图示的电解池。保持电源正负极不变，每运行一段时间后，将电极1与4取下互换，电极2与3(Ag电极或AgCl电极)取下互换，可实现锂的富集。下列说法正确的是 A．a为电源的正极 B．装置中电极2应选择Ag电极，电极反应为 C．互换后电极4发生的反应与互换前电极1发生的反应不同 D．理论上，电路通过1 mol电子时，有1 mol Li+富集在右侧电解液中 【答案】D 【详解】A．阳离子向阴极移动，由的移动方向可知向电极1移动，说明电极1为阴极，阴极连接电源负极，因此为电源负极，A错误； B．电极2为阳极，若发生反应，生成的会迁移至阴极发生还原析出，干扰提锂过程；实际电极反应为，B错误； C．互换前电极1（阴极）的反应为：，运行一段时间后，原电极4在右侧做阳极，反应为，因此原电极4最终转化为；互换后电极4移到原电极1的位置，仍接电源负极做阴极，反应同样为，和互换前电极1的反应相同，C错误； D．根据电子守恒，结合时，每转移电子，结合；互换后释放到右侧电解液时，每转移电子，恰好释放到右侧，同时电极3和4之间的阴离子交换膜阻止Li+迁出右侧电解室，因此释放的Li⁺在右侧富集，理论上电路通过电子时，有富集在右侧电解液中，D正确； 故选D。 【变式3·变考法】（2026·北京·三模）下图为氯碱工业与燃料电池组合新工艺示意图，离子交换膜均为阳离子交换膜。 下列说法不正确的是 A．为，为 B．燃料电池正极反应为： C．比较图中溶液浓度： D．理论上制备，可同时制备 【答案】C 【详解】A．电解饱和食盐水时，阳极放电生成，阴极放电生成，故X为，Y为，A正确； B．该燃料电池为碱性氢氧燃料电池，正极得电子与水反应生成，电极反应为，B正确； C．电解池阴极生成，通过阳离子交换膜进入阴极区，因此；燃料电池正极生成，移向正极，因此，浓度关系为，C错误； D．电解总反应为，生成1mol时同时生成2mol，D正确； 故选C。 考向3 考查有关电化学的计算 例3（2025·北京·模拟预测）芬顿电化学可有效处理废水中的难降解有机物，一种甲烷-芬顿联合电池可有效处理废水中的邻苯二酚()，其装置如下图所示，已知邻苯二酚不参与电极反应，只与羟基自由基作用。下列说法正确的是 A．甲装置是原电池装置，交换膜M是质子交换膜 B．工作过程中，电子由b→X、Y→a C．Fe2+与生成的反应： D．每处理0.1 mol邻苯二酚，Y电极会消耗(标准状况下) 【答案】C 【详解】A．装置甲是甲烷燃料电池（原电池）：a电极上转化为，发生氧化反应为负极；b电极上得电子生成，为正极，负极反应为，正极反应为，负极消耗、正极生成，因此交换膜M应为允许通过的阴离子交换膜，不是质子交换膜，A错误； B．装置乙为电解池，与原电池负极a相连的X电极为阴极，与原电池正极b相连的Y电极为阳极，原电池中电子从负极流出、流入正极，电解池中电子从阳极流出、流入阴极，因此电子流向应为：、，B错误； C．该反应中，和在酸性条件下反应生成羟基自由基，根据氧化还原配平：失1个电子被氧化为，得1个电子，其中1个O转化为，另一个O结合生成，反应式，电荷、原子均守恒，C正确； D．邻苯二酚分子式为，被羟基自由基完全氧化为和时，C平均价态从价升高到+4价，1 mol邻苯二酚共失去26 mol电子，根据电子守恒，处理0.1 mol邻苯二酚需要转移2.6 mol电子，对应标准状况下消耗体积为，不是14.56 L； 故选C。 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。 【变式1·变载体】（2026·北京大兴·三模）传统氯碱工业的阳极产物除外，还有。现有一种新型电解装置如图1，可将的选择性提高至98%，电极II上所发生反应的催化机理如图2所示。下列说法不正确的是 A．图1装置应使用阳离子交换膜 B．是生成的中间体，也是生成的催化剂 C．该装置每生成1 mol ，可制得1 mol D．图1左室加入少量NaOH可增强溶液的导电性，保证电解顺利进行 【答案】C 【详解】A．该电解目的是阴极制NaOH，阳极制Cl2，需要阳极的Na+迁移到阴极，同时阻止Cl-进入阴极，因此应使用阳离子交换膜，A正确； B．根据图b机理，生成O2​的过程中，Pt−O*是反应过程中生成、后续又被消耗的物质，属于生成O2​的中间体；生成Cl2​的循环中，Pt−O*参与反应，反应结束后重新生成，反应前后性质和质量不变，属于生成Cl2​的催化剂，B正确； C．生成1 mol H2​阴极转移电子的物质的量为2 mol，阳极除了生成Cl2​，仍有2%的O2​生成，每生成1 mol Cl2转移2 mol电子，每生成1 mol O2​转移4 mol电子，根据得失电子守恒有，已知，则，解得、，无法制得1 mol Cl2​，C错误； D．左室原料是纯水，导电性弱，加入少量NaOH可电离出自由移动的离子，增强溶液导电性，保证电解顺利进行，D正确； 故选C。 【变式2·变题型】（2026·北京·模拟预测）二羟基嘧啶(DHP)是一种难生物降解的有机污染物。利用惰性电极电解含DHP、NaCl的工业废水，可将DHP氧化为无毒的和，以实现完全无害化处理。DHP的分子结构与电解装置如下图所示。 下列说法正确的是 A．电极a与电源负极相连 B．i中每生成1 mol ，则DHP失去3 mol C．ii反应的离子方程式为 D．若完全无害化处理1 mol DHP，理论上b极至少产生16 g 【答案】D 【详解】A．电极a为阳极，应与电源正极相连，A错误； B．1mol DHP完全氧化生成4mol 时共失去16mol电子，故每生成1mol ，DHP失去4mol ，B错误； C．阳极区为酸性环境，不存在大量，ii反应的离子方程式为，C错误； D．处理1mol DHP时电路中转移16mol电子，b极生成的物质的量为，质量为，D正确； 故选 D。 【变式3·变考法】（2026·北京东城·二模）电解还原 的原理如图 1 所示，阴极两个反应的反应速率随电解液 的变化如图 2 所示，反应 的历程如图 3 所示。在图 2 所示的 范围内，以下说法不正确的是 A．反应 的电极反应式为 B．反应 的速率几乎与 无关，说明过程 比 慢 C． 越大，产物中 越大 D．若阳极产物只有 时，阳极每生成 ，阴极可生成 【答案】D 【详解】A．反应a为得到电子生成，电极反应式为，A正确； B．反应a的速率几乎不随pH变化，说明反应的决速步（慢步骤）不涉及；从图3可知，过程ⅰ只涉及电子转移，无参与，而过程ⅱ、ⅲ涉及参与；则过程 比 慢，即过程ⅰ是慢步骤，那么反应a的整体反应速率就由过程ⅰ决定，与pH无关，B正确； C．随着pH增大，反应a的速率随pH变化很小，则单位时间内生成的不变，反应b的速率随pH增大而显著减小，则单位时间内生成的降低；因此，pH越大，生成的减少，而生成的不变，所以产物中会增大，C正确； D．阳极反应：，生成，转移电子；时，从图2可知，反应a和反应b的速率相等，即阴极生成和的速率相同，说明阴极的电子同时参与了两个反应，生成的和的物质的量相等；设生成 和，生成H2的电极反应为2H++2e-=H2↑，每个反应均转移电子，根据得失电子守恒，列出计算式：，解得，即生成，而不是，D错误； 故选D。 考点二 电解原理的应用 知●识●解●构 知识点1 氯碱工业——电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气 阳离子交换膜电解槽 过程 分析 阳极室中电极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极室中的电极反应：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＋通过阳离子交换膜与阴极室中生成的OH－结合，得到浓的NaOH溶液 电极 反应 阳极(钛网(涂有钛、钌等氧化物涂层) 2Cl－－2e－===Cl2↑ (氧化反应) 阴极(碳钢网) 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ (还原反应) 化学方程式 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 离子方程式 2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ 阳离子交换膜的作用 只允许Na＋等阳离子通过，不允许Cl－、OH－等阴离子及气体分子通过，可以防止阴极产生的氢气与阳极产生的氯气混合发生爆炸，也能避免氯气与阴极产生的氢氧化钠溶液反应而影响氢氧化钠溶液的产量和质量 得分速记 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-)和分子(Cl2)通过，这样既能防止H2和Cl2混合爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱质量。 知识点2 电镀 电镀原理 电镀时，把镀层金属作阳极，通常把待镀金属(镀件)作阴极，用含有镀层金属离子的溶液作电镀液。在直流电的作用下，阳极金属溶解在溶液中成为阳离子，移向阴极，在阴极获得电子被还原成金属，在镀件表面覆盖上一层均匀光洁而致密的镀层 电镀池的 构成 实例 (铁上镀铜) 阳极反应：Cu－2e—===Cu2+ 阴极反应：Cu2+＋2e—===Cu 特点 电镀时，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；阳极失电子总数和阴极得电子总数相等 得分速记 1．电解或电镀时，电极质量减小的电极必为金属电极——阳极；电极质量增大的电极必为阴极，即溶液中的金属阳离子得电子变成金属吸附在阴极上。 2．电解精炼铜时，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，金属活动性小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+浓度会减小。 3．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，电镀液的浓度保持不变。 知识点3 电解精炼铜 原理 电解精炼粗铜时，通常把纯铜作阴极，把粗通板(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等)作阳极，用CuSO4溶液作电解质溶液，当通以直流电时，作为阳极的粗铜逐渐溶解，在阴极上析出纯铜，这样可得符合电气工业要求的纯度达99.95%～99.98%的铜 装置图 电极反应 阳极(粗铜) Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e—===Ni2+，Cu－2e－===Cu2＋ 阴极(纯铜) Cu2＋＋2e－===Cu 如何实现除杂？ 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，难以在阳极溶解，它们会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 特点 铜的电解精炼时，电解质溶液中的Cu2+浓度中有所减小；阳极减少的质量和阴极增加的质量不相等；阳极失电子总数和阴极得电子总数相等 得分速记 电解精炼中，比需要精炼的金属活泼的杂质溶解，而不比需要精炼的金属活泼的杂质会沉积(如：精炼镍时Cu也会沉积) 知识点4 电冶金 冶炼钠 冶炼镁 冶炼铝 电极反应 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2Na＋＋2e－===2Na 总：2NaCl2Na＋Cl2↑ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：Mg2＋＋2e－===Mg 总：MgCl2Mg＋Cl2↑ 阳极：6O2－－12e－===3O2↑ 阴极：4Al3＋＋12e－===4Al 总：2Al2O34Al＋3O2↑ 得分速记 1、电解熔融MgCl2冶炼镁，而不能电解熔融MgO冶炼镁，因MgO的熔点很高 2、电解熔融Al2O3冶炼铝，而不能电解AlCl3冶炼铝，因AlCl3是共价化合物，其熔融态不导电 考●向●破●译 考向1 考查电解原理的应用 例1（2026·北京朝阳·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．在阳极比容易失去电子，被氧化生成 C．使用阳离子交换膜可防止发生反应： D．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 【答案】D 【详解】A．阴极上水电离出的优先得电子生成，电极反应为，A正确； B．惰性电极电解时阴离子放电顺序，故阳极优先失电子被氧化为，B正确； C．阳离子交换膜只允许阳离子通过，可阻止阳极生成的与阴极区的接触，避免发生反应，C正确； D．电路中通过2mol电子时，阳极生成1mol（质量71g）逸出，同时为平衡电荷，有2mol（质量46g）通过阳离子交换膜进入阴极室，因此阳极室溶液共减少，D错误； 故选D。 【变式1】（2025·北京·模拟预测）下列操作或实验，不能达到实验目的的是 A．实验室在铁制钥匙上镀铜 B．实验室制乙酸乙酯 C．分离二氯甲烷与四氯化碳的液体混合物 D．赶出碱式滴定管乳胶管中的气泡 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．电镀时镀层金属铜作阳极接电源正极，镀件铁钥匙作阴极接电源负极，电解液用硫酸铜溶液，符合电镀原理，能达到实验目的，A正确； B．乙醇、乙酸和浓硫酸共热可制备乙酸乙酯，碎瓷片能防暴沸，饱和碳酸钠溶液可降低乙酸乙酯溶解度、吸收乙醇和乙酸，导管未插入液面下可防倒吸，能达到实验目的，B正确； C．蒸馏分离沸点不同的液体混合物时，温度计水银球应位于蒸馏烧瓶支管口处测量蒸气温度，且冷凝水应下口进上口出保证冷凝效果，该装置温度计位置、冷凝水流向均错误，不能达到实验目的，C错误； D．赶出碱式滴定管气泡时，将乳胶管向上弯曲，挤压玻璃珠处乳胶管即可排出气泡，操作正确，能达到实验目的，D正确； 故选C。 【变式2】（2026·北京·一模）粗铜中含铁、银等金属杂质，工业上常用电解法除去杂质制得精铜。铜的精炼如下图所示，下列说法不正确的是 A．a极是粗铜，b极是纯铜 B．电解法精炼铜充分利用了金属活动顺序 C．铁、铜、银以、、的形式进入溶液 D．电解过程中向阴极移动 【答案】C 【详解】A．电解精炼铜时，粗铜作阳极接电源正极，纯铜作阴极接电源负极。由图可知，a接电源正极，b接电源负极，因此a是粗铜、b是纯铜，A说法正确； B．精炼过程中，活泼性强于铜的杂质优先失电子进入溶液，活泼性弱于铜的杂质不放电，沉降为阳极泥，该过程充分利用了金属活动性顺序，B说法正确； C．金属活动性Fe>Cu>Ag，粗铜电解时，Ag活动性弱于铜，不会在阳极失电子生成Ag+，而是以单质形式从阳极脱落，沉入电解槽底部形成阳极泥，因此不会以Ag+形式大量进入溶液，C说法错误； D．电解池中，阳离子向阴极移动，Cu2+为阳离子，因此电解过程中Cu2+向阴极移动，D说法正确； 故选C。 【变式3】（2025·北京海淀·一模）己二腈是合成尼龙-66的原料。可用电解丙烯腈的方法合成己二腈，装置示意图如下。 已知：阳/阴极反应物的还原/氧化性越强，电解所需电压越小，消耗的电能越少。 下列说法不正确的是 A．在阴极获得己二腈 B．制得己二腈的同时，阳极室中增加 C．制得己二腈的同时，理论上会产生(标况下) D．若要降低电解丙烯腈的能耗，可向阳极室中加入强还原剂 【答案】B 【详解】A．由分析可知，丙烯腈在阴极发生还原反应生成己二腈，A正确； B．由电极反应式可知，制得己二腈时，阴极室消耗，阳极室生成通过质子交换膜向阴极移动，则阳极室中不变，B错误； C．由电极反应式可知，制得己二腈时，转移，生成，即产生(标况下)，C正确； D．根据题中所给已知信息：阳/阴极反应物的还原/氧化性越强，电解所需电压越小，消耗的电能越少；阳极室反应物具有还原性，发生氧化反应，则要降低电解丙烯腈的能耗，可向阳极室中加入强还原剂，D正确； 故选B。 考向2 考查交换膜在电化学中的应用 例2如图，甲是利用微生物将废水中的尿素[CO(NH2)2]的化学能直接转化为电能,并生成环境友好物质的装置，同时利用此装置的电能在铁上镀铜，下列说法中错误的是（    ） A．乙装置中溶液颜色不变 B．铜电极应与Y相连接 C．M电极反应式：CO(NH2)2+H2O-6e-=CO2↑+N2↑+6H+ D．当N电极消耗0.25mol气体时，铜电极质量减少16g 【答案】D 【详解】A．在铁上镀铜，则铁为阴极应与负极相连，铜为阳极应与正极相连，电解质的浓度不会发生变化，所以颜色不变，故A不符合题意； 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，故B不符合题意； C．CO(NH2)2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CO(NH2)2+H2O-6e-=CO2↑+N2↑+6H+，故C不符合题意； D．当N电极消耗0.25mol氧气时，则转移0.25 4=1.0mol电子，所以铁电极增重m=64g/mol=32g，故D符合题意； 故答案：D。 解题妙招 “隔膜”电解池的解题步骤 “隔膜”电解池的解题步骤： 【变式1】（2025·北京东城·二模）硼氢化钠（）具有高理论氢含量，是优秀的储氢材料。 (1)制取的反应为。该反应不是氧化还原反应。 ①从原子结构角度解释中B显正价的原因：__________。 ②比较中键角F-B-F和中键角H—B-H的大小并解释原因：__________。 ③下列说法正确的是__________（填序号）。 a．NaH的电子式： b．离子半径：> c．为极性分子 (2)晶体的一种晶胞形状为立方体，结构如图所示。 ①与最近且距离相等的有__________个。 ②已知该晶胞的体积为a ，为阿伏加德罗常数的值。则1晶体中，氢元素的质量为__________g（用含的代数式表示）。 (3)科学家设计如下图所示装置，实现发电和制氢一体化，总反应为：。 已知：在电场作用下，双极膜可将解离为和，和分别向两极迁移。 ①只在电极a产生，则b极的电极反应式是__________。 ②当电极产生1mol 时，双极膜解离水的物质的量为__________mol。 【答案】(1)B、F电子层数相同，核电荷数B<F，原子半径B>F，吸引电子能力B<F 前者大，中B为杂化，键角为120°；中B为杂化，键角为109°28＇ a (2) 6 (3) 2 【详解】（1）①B、F电子层数相同，核电荷数B<F，原子半径B>F，吸引电子能力B<F ，使得中B显正价、F显负价。 ②中B为杂化，键角为120°；中B为杂化，键角为109°28＇，故中键角F－B－F大于中键角H－B－H； ③a．NaH为钠离子和氢负离子形成的，电子式：，正确； b．电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；离子半径：<，错误； c．为平面三角形结构，分子中正负电荷重心重合，为非极性分子，错误； 故选a； （2）①与最近且距离相等的同层有4个，上下层各1个，共有6个。 ②根据“均摊法”，晶胞中含个，已知该晶胞的体积为a，则1晶体中，氢元素的质量为； （3）①只在电极a产生，由图，a极氢离子发生还原反应：，为正极，则b为负极，结合总反应，正极在碱性条件下，失去电子发生氧化反应生成和水，反应为； ②在电场作用下，双极膜可将解离为和，和分别向两极迁移，当电极产生1mol 时，电路中转移2mol电子，消耗2mol氢离子，则双极膜解离水的物质的量为2mol。 【变式2】（2024·北京·三模）利用双极膜电解制备，捕集烟气中，制备。电解原理如图所示： 已知：双极膜为复合膜，可在直流电的作用下，将膜间的解离，提供和。 下列说法正确的是 A．阴极反应式： B．Ⅰ为阴离子交换膜，Ⅱ阳离子交换膜 C．电路中转移电子时共产生 D．该装置总反应的方程式为 【答案】A 【详解】A．由分析知，阴极反应式：，A正确； B．由分析知，Ⅰ为阳离子交换膜，Ⅱ为阴离子交换膜，B错误； C．由分析知，电解过程中有两处生成，由电子守恒，电路中转移电子时共产生，C错误； D．由阴极和阳极电解反应式得，该装置总反应的方程式为，D错误； 故选A。 【变式3】（2024·北京朝阳·二模）以铬铁矿（主要成分为，还含有MgO、、等）为原料制备的一种工艺流程如图。 已知：与纯碱焙烧转化为，与纯碱焙烧转化为。 (1)过程Ⅰ中转化为和，反应中与的化学计量数之比为______。 (2)滤渣1主要含有______。 (3)矿物中相关元素可溶性组分的物质的量浓度c与pH的关系如下图所示。 ①过程Ⅲ中使用溶液的目的是____________。 ②过程Ⅳ发生反应，计算该反应的______。 (4)利用膜电解技术，以溶液为阳极室电解质溶液，NaOH溶液为阴极室电解质溶液也可以制备，装置如图。 ①离子交换膜应该选用______。 a．阴离子交换膜    b．质子交换膜    c．阳离子交换膜 ②结合方程式解释产生的原理______。 (5)测定产品中的质量分数。 称取产品，用500mL容量瓶配制为待测液。取25mL待测液于锥形瓶中，加入蒸馏水和稀硫酸等，用标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液。产品中（摩尔质量为）的质量分数为______。 已知：酸性条件下被还原为。 【答案】(1)4：7 (2)Fe2O3和MgO (3) 调节溶液pH使、转化沉淀过滤除去 (4) c 阳极发生反应为：，导致增大，促进平衡正向移动，产生，同时部分钠离子移向阴极区，在阳极区产生Na2Cr2O7 (5) 【详解】（1）由题可知，过程Ⅰ中转化为和，反应为：，反应中与的化学计量数之比为4：7，故答案为：4：7。 （2）根据分析可知滤渣1主要含有Fe2O3、MgO，故答案为：Fe2O3、MgO。 （3）①向过滤后向溶液中加入H2SO4调节溶液pH使NaAlO2、Na2SiO3转化为氢氧化铝和硅酸沉淀（滤渣2）过滤除去，故答案为：调节溶液pH使、转化沉淀过滤除去； ②过程Ⅳ发生反应，图中的点取pH=2.4，对应，有，又有即，该反应的，故答案为：。 （4）以溶液为阳极室电解质溶液，NaOH溶液为阴极室电解质溶液，制备，电解过程中实质是电解水，阳极发生反应为：，阴极发生的反应为：，阳极区中由可知，在氢离子浓度较大的电极室中制得，即Na2Cr2O7在阳极区产生，为保持溶液为电中性，离子交换膜应该选用阳离子交换膜，让钠离子通过交换膜移向阴极，由此可知总反应方程式为：，故答案为：c；阳极发生反应为：，导致增大，促进平衡正向移动，产生，同时部分钠离子移向阴极区，在阳极区产生Na2Cr2O7。 （5）根据得失电子守恒，可得反应的关系式为：，，即，故答案为：。 考点三 金属的腐蚀与防护 知●识●解●构 知识点1 金属的腐蚀 1．金属腐蚀的概念：金属腐蚀是金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象。 2．金属腐蚀的本质：金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生氧化反应。 3．金属腐蚀的类型 (1)化学腐蚀与电化学腐蚀 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属跟干燥气体或非电解质液体接触 不纯金属或合金跟电解质溶液接触 现象 无电流产生 有微弱电流产生 本质 金属被氧化 较活泼金属被氧化 联系 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍 (2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以钢铁的腐蚀为例)： 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜酸性较强(pH≤4．3) 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 得分速记 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。 4．金属腐蚀快慢的一般规律 (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。 知识点2 金属的防护 1．金属的防护考虑的因素 金属的防护主要是从金属、与金属接触的物质及两者反应的条件等方面来考虑的。 2．金属的防护 (1)电化学防护 ①牺牲阳极法——原电池原理，通常是在被保护的钢铁设备上安装锌块。 a.负极：比被保护金属活泼的金属； b.正极：被保护的金属设备。 原理装置如图所示：，锌比铁活泼，发生腐蚀时作为原电池的负极，不断遭受腐蚀，而作为正极的钢铁设备被保护起来。 ②外加电流法——电解原理，把被保护的钢铁设备(如钢闸门)作为阴极，用惰性电极作为辅助阳极，两者均放在电解质溶液(如海水)里，外接直流电源，通电后，调整外加电压，强制电子流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面腐蚀速率降至零或接近零，钢铁设备被迫成为阴极而受到保护。 a.阴极：被保护的金属设备； b.阳极：惰性金属或石墨。 原理装置如图所示。 (2)改变金属的内部结构，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，如制成合金、不锈钢等。 (3)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，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。 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。 5.金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀，金属活动顺序表中位于氢前面和氢后面的金属都能发生吸氧腐蚀，但只有在金属活动顺序表中氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀。 考●向●破●译 考向1 考查金属腐蚀的原理与探究 例1（2026·北京海淀·二模）B30铜镍合金的主要成分为Ni(约30%)、Cu(约68%)，该合金在洁净富氧的天然海水中表面会生成薄而致密的钝化膜，常用于制造远洋舰船。使用过程中，钝化膜在多种因素作用下缓慢被破坏，导致B30合金重新暴露于海水中(如图)。 已知：Ni在金属活动性顺序中位于H前。下列说法不正确的是 A．钝化膜被破坏后会发生电化学腐蚀，Ni作负极 B．正极的主要反应为 C．海水中的、等离子会加速合金的电化学腐蚀 D．使用预成膜等技术加厚钝化膜，有助于延缓合金的腐蚀 【答案】B 【详解】A．Ni金属活动性强于Cu，钝化膜破坏后合金与海水构成原电池，Ni作负极发生电化学腐蚀，A正确； B．海水为富氧的中性环境，正极发生吸氧腐蚀，主要反应为，析氢反应为酸性环境下的正极反应，不符合该场景，B错误； C．海水中的、等离子可增强海水导电性，且易破坏钝化膜，会加速合金的电化学腐蚀，C正确； D．钝化膜可隔绝合金与海水的接触，加厚钝化膜有助于延缓合金腐蚀，D正确； 故选B。 解题妙招 分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键 正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键。潮湿的空气、中性溶液发生吸氧腐蚀；NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液发生析氢腐蚀。 【变式1】（2026·北京门头沟·一模）某研究小组用下图装置探究NaCl溶液对钢铁腐蚀的影响。 实验Ⅰ：向烧杯a、b中各加入30 mL 3.5%的NaCl溶液，闭合K，指针未发生偏转。加热烧杯a，指针向右偏转。取a、b中溶液少量，滴加溶液，a中出现蓝色沉淀，b中无变化。 继续探究，改变NaCl溶液的浓度，实验记录如下。 已知；在饱和NaCl溶液中浓度较低，钢铁不易被腐蚀。 实验序号 a b 指针偏转方向 Ⅱ 0.1% 3.5% 向左 Ⅲ 0.1% 0.01% 向右 Ⅳ 3.5% 饱和溶液 向右 下列说法不正确的是 A．实验Ⅰ未加热时指针不偏转，说明两烧杯中生铁片未发生反应 B．实验Ⅱ中，a烧杯中生铁片为正极，该电极发生还原反应 C．实验Ⅳ中，若将饱和NaCl溶液换成同浓度的溶液，指针偏转方向可能不变 D．根据上述实验，影响钢铁腐蚀的因素有温度、NaCl溶液的浓度、的浓度等 【答案】A 【详解】A．实验Ⅰ未加热时指针不偏转，是因为两烧杯中电解质浓度与浓度相近，两极无电势差，无电流产生，并非生铁片未发生反应，钢铁在常温下可发生缓慢吸氧腐蚀，A错误； B．实验Ⅱ中指针向左偏转，说明a烧杯中生铁片为正极，正极上得电子发生还原反应，B正确； C．实验Ⅳ中将饱和NaCl溶液换成同浓度的溶液，两种溶液均为高浓度电解质溶液，浓度均较低，两极电势差方向不变，指针偏转方向可能不变，C正确； D．由实验可知，温度、溶液浓度、浓度均能影响钢铁的腐蚀速率，D正确； 故选A。 【变式2】（2026·北京·一模）下列方程式与所给事实不相符的是 A．溶液腐蚀覆铜板： B．铅酸蓄电池放电： C．22℃，醋酸溶液的pH约为3.0： D．钢铁发生吸氧腐蚀：、 【答案】B 【详解】A．该方程式描述了氧化Cu的反应，符合溶液腐蚀覆铜板的事实，A正确； B．选项中的方程式表示铅酸蓄电池充电反应，放电反应应为，B错误； C．醋酸为弱酸，其在水溶液中部分电离，故其电离方程式正确，C正确； D．吸氧腐蚀的负极反应正确，但正极反应为，D正确； 故选B。 【变式3】（2026·北京丰台·一模）下列解释事实的方程式不正确的是 A．NO和通入水中制硝酸： B．铁制品在潮湿空气中发生电化学腐蚀的负极反应式： C．遇水产生大量气体： D．稀苯酚溶液与浓溴水反应产生白色沉淀：+3Br2↓+3HBr 【答案】B 【详解】A．一氧化氮和氧气通入水中制硝酸的反应为一氧化氮与氧气和水反生成硝酸，反应的化学方程式为：，A正确； B．铁制品在潮湿空气中发生吸氧腐蚀，负极反应为铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式为：，B错误； C．过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，反应的离子方程式为：，C正确； D．稀苯酚溶液与浓溴水反应产生白色沉淀的反应为苯酚与浓溴水反应三溴苯酚白色沉淀和HBr，反应的化学方程式为：+3Br2↓+3HBr，D正确； 故选B。 考向2 考查金属的防护 例2（2026·北京·三模）制造印刷电路板步骤如下： i．用耐腐蚀油墨把电路印刷在覆铜板上，覆盖部分铜板。 ii．一定温度下，把覆铜板放入含盐酸和浓FeCl3的腐蚀液中。 iii．待未覆盖的铜被腐蚀掉，用溶液清洗覆铜板。 已知：耐腐蚀油墨的主要成分为聚丙烯酸树脂，结构为。下列说法正确的是 A．腐蚀覆铜板利用了和的氧化性 B．步骤ii中温度升高，腐蚀速率一定加快 C．合成丙烯酸树脂的单体为 D．聚丙烯酸树脂易溶于盐酸，难溶于NaOH溶液 【答案】C 【详解】A．腐蚀覆铜板的反应为，Cu的金属活动性弱于H，和不反应，仅利用的氧化性，A错误； B．温度过高会加快HCl挥发，促进水解生成沉淀，使浓度降低，腐蚀速率反而减慢，故温度升高腐蚀速率不一定加快，B错误； C．聚丙烯酸树脂属于加聚产物，将链节的单键变双键即可得到单体，C正确； D．聚丙烯酸树脂含羧基，可与反应生成易溶于水的羧酸钠，因此其难溶于盐酸，易溶于溶液，D错误； 故选C。 解题妙招 金属防护的方法 (1)金属表面覆盖保护层的其他方法 ①用化学方法对钢铁部件进行发蓝处理(生成一层致密的Fe3O4薄膜)。 ②利用阳极氧化处理铝制品的表面，使之形成致密的氧化膜而钝化。 (2)Fe2＋能与[Fe(CN)6]3－反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀：Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－＋K＋===KFe[Fe(CN)6]↓，此反应可用于检验Fe2＋。 (3)金属防护效果比较：外接电流法>牺牲阳极法>有一般防护条件的防腐。 【变式1】（2026·北京顺义·一模）在钢铁部件表面进行发蓝处理，形成一层致密薄膜可减少钢铁的腐蚀。某种发蓝处理过程中铁的转化如下，过程中同时产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体。 下列说法不正确的是 A．钢铁腐蚀过程中，负极的电极反应式为 B．Ⅰ中反应的离子方程式为 C．温度升高为500℃、增大溶液浓度，更有利于发蓝处理 D．发蓝处理可减少钢铁腐蚀的主要原因是隔绝空气与钢铁接触，减小反应速率 【答案】C 【详解】A．钢铁发生电化学腐蚀时，Fe作负极，失电子生成，电极反应式为，A正确； B．根据题干，反应生成使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体为，配平该离子方程式： Fe从0价变为中的+2价，N从中的+3价变为中的-3价，离子方程式为，B正确； C．该转化过程在水溶液中进行，水的沸点为100℃，温度升高到500℃时，水会完全汽化，无法维持溶液环境，不利于反应进行，因此不是更有利于发蓝处理，C错误； D．发蓝形成的致密薄膜，隔绝了空气、水与钢铁接触，减小了腐蚀反应的速率，减少钢铁腐蚀，D正确； 故选C。 【变式2】（2025·北京丰台·二模）下列关于电化学装置的说法中不正确的是 A．在铁钉表面镀铜 B．铅蓄电池放电时作正极 C．采用外加电流阴极保护法保护铁管道 D．电解饱和食盐水制烧碱和氯气 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．电镀时，镀层金属作阳极，镀件作阴极。在铁钉表面镀铜，应该是铜作阳极，与电源正极相连；铁钉作阴极，与电源负极相连，A选项正确； B．铅蓄电池放电时，得电子发生还原反应，作正极，电极反应式为，B选项正确； C．外加电流阴极保护法中，被保护的金属与电源的负极相连作阴极，能防止金属被腐蚀。图中铁管道与电源正极相连，C选项错误； D．电解饱和食盐水时，阳极发生氧化反应，失去电子生成；阴极发生还原反应，得到电子生成和，总反应为，可以制得烧碱和氯气，D选项正确； 故答案为：C。 【变式3】（2026·北京·一模）下列关于电化学装置的说法中不正确的是 A．在铁钉表面镀铜 B．铅蓄电池放电时作正极 C．采用外加电流阴极保护法保护铁管道 D．制备简易氢氧燃料电池 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．电镀时，待镀件（铁钉）作阴极接电源负极，镀层金属（Cu）作阳极接电源正极，电解质为含Cu2+的硫酸铜溶液，该装置符合镀铜要求，A正确； B．铅蓄电池放电时，Pb作负极，PbO2作正极，稀硫酸为电解质，B正确； C．外加电流的阴极保护法的原理是被保护金属接电源负极作阴极，才能防止被腐蚀，该装置中铁管道接电源正极，作阳极会加快腐蚀，C错误； D．该装置中，一侧电极吸附H2，一侧吸附O2，稀硫酸作电解质，可构成氢氧燃料电池，D正确； 故选C。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026·北京卷，9，3分）利用电化学-化学协同法将天然气中的转化为硫酸盐，实现资源化利用。原理示意图如下。 下列说法不正确的是 A．溶液的作用之一是吸收 B．极的电极反应式： C．工作一段时间后，阴极室的总浓度下降 D．理论上，阳极产生的大于阴极消耗的 【答案】D 【详解】A．溶液呈碱性，可与酸性气体发生反应，起到吸收的作用，A正确； B．a极为阴极，O2在碱性条件下得电子生成，电极反应式为：，B正确； C．阴极室中吸收H2S会消耗，假设处理：，消耗，生成，被氧化为消耗：，同时生成，为了生成需要转移8 mol电子：同时生成，同时双极膜中有向阴极迁移，并消耗（中和反应），综合来看，消耗，生成，因此总浓度下降，C正确； D．阳极反应为，每生成1 mol O2转移4 mol电子，阴极每消耗1 mol O2转移2 mol电子，相同转移电子数下，阳极产生的n(O2)小于阴极消耗的n(O2)，D错误； 故选D。 2．（2026·北京卷，5，3分）下列方程式与所给事实相符的是 A．金属钠在空气中燃烧： B．钢铁电化学析氢腐蚀：(负极)；(正极) C．实验室用大理石和盐酸反应制二氧化碳： D．电解饱和食盐水制氯气： 【答案】B 【详解】A．金属钠在空气中燃烧产物为，该化学方程式为2Na + O2 Na2O2，A错误； B．钢铁发生析氢腐蚀时，负极失电子生成，正极酸性条件下得电子生成，电极反应均符合事实，B正确； C．大理石主要成分为，属于难溶物，离子方程式中不能拆分为，大理石和盐酸反应制二氧化碳的离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O，C错误； D．电解饱和食盐水生成、和，电解熔融才生成和，化学方程式为‌，D错误； 故选B。 3．（2025·北京卷，14，3分）用电解溶液(图1)后的石墨电极1、2探究氢氧燃料电池，重新取溶液并用图2装置按i→iv顺序依次完成实验。 实验 电极I 电极Ⅱ 电压/V 关系 i 石墨1 石墨2 a ii 石墨1 新石墨 b iii 新石墨 石墨2 c iv 石墨1 石墨2 d 下列分析不正确的是 A．，说明实验i中形成原电池，反应为 B．，是因为ii中电极Ⅱ上缺少作为还原剂 C．，说明iii中电极I上有发生反应 D．，是因为电极II上吸附的量：iv>iii 【答案】D 【详解】A．由分析可知，石墨1中会吸附少量氧气，石墨2中会吸附少量氢气，实验i会形成原电池，，反应为2H2+O2=2H2O，A正确； B．因为ii中电极Ⅱ为新石墨，不含有H2，缺少作为还原剂，故导致，B正确； C．图2中，电极Ⅰ发生还原反应，实验iii中新石墨可能含有空气中的少量氧气，c＞0，说明iii中电极I上有发生反应，C正确； D．实验iii与实验iv的主要区别在于电极I不同，实验iv中石墨1电极上吸附氧气的量远大于实验iii中的新石墨电极，使得实验iv电压大于实验iii，由于实验iv在实验iii之后进行，故电极II上吸附氢气的量iv<iii，D错误； 故选D。 4．（2025·北京卷，16，10分）铅酸电池是用途广泛并不断发展的化学电源。 (1)十九世纪，铅酸电池工作原理初步形成并延续至今。 铅酸电池工作原理： ①充电时，阴极发生的电极反应为_______。 ②放电时，产生a库仑电量，消耗的物质的量为_______。已知：转移电子所产生的电量为96500库仑。 ③作为电解质溶液性质稳定、有较强的导电能力，参与电极反应并有利于保持电压稳定。该体系中不氧化，氧化性弱与其结构有关，的空间结构是_______。 ④铅酸电池储存过程中，存在化学能的缓慢消耗：电极在作用下产生的可将电极氧化。氧化发生反应的化学方程式为_______。 (2)随着铅酸电池广泛应用，需要回收废旧电池材料，实现资源的再利用。回收过程中主要物质的转化关系示意图如下。 ①将等物质转化为的过程中，步骤I加入溶液的目的是_______。 ②步骤Ⅱ、Ⅲ中和作用分别是_______。 (3)铅酸电池使用过程中，负极因生成导电性差的大颗粒，导致电极逐渐失活。通过向负极添加石墨、多孔碳等碳材料，可提高铅酸电池性能。碳材料的作用有_______(填序号)。 a．增强负极导电性 b．增大负极材料比表面积，利于生成小颗粒 c．碳材料作还原剂，使被还原 【答案】(1) 正四面体形 (2)脱除硫酸根，生成可溶于酸的氢氧化铅 H2O2作还原剂，K2S2O8作氧化剂 (3)ab 【详解】（1）①充电时，阴极发生还原反应，PbSO4得到电子变成Pb，其发生的电极反应为：； ②根据放电时的反应，每消耗1molH2SO4，转移1mol电子；产生a库伦电量，转移的电子为，故消耗H2SO4的物质的量为； ③的中心原子S原子的价层电子对数为，故其空间结构为正四面体形； ④Pb在H2SO4作用下与氧气反应，会生成PbSO4和水，反应的化学方程式为：。 （2）废旧铅酸电池通过预处理得到PbSO4、PbO、PbO2；加入NaOH，使PbSO4转化为Pb(OH)2，过滤得到Pb(OH)2、PbO、PbO2；若加入H2O2，在酸性条件下生成含Pb2+溶液，电解后生成Pb；若加入K2S2O8，在碱性条件下可生成PbO2。 ①由以上分析可知，加入NaOH，使PbSO4转化为Pb(OH)2，过滤得到Pb(OH)2、PbO、PbO2，其目的是脱除硫酸根，生成可溶于酸的氢氧化铅，便于后续的溶解； ②由以上分析可知，加入H2O2，在酸性条件下生成含Pb2+溶液，说明PbO2被H2O2还原，故H2O2的作用为还原剂；加入K2S2O8，在碱性条件下可生成PbO2，说明Pb(OH)2、PbO被K2S2O8氧化，故K2S2O8的作用为氧化剂。 （3）由于负极会生成导电性差的大颗粒PbSO4，石墨可以导电，多孔碳可以增加负极材料的比表面积，故碳材料的作用可以增强负极的导电性，且有利于生成小颗粒PbSO4，故a、b正确； 负极的主要材料是Pb，且电解质环境为酸性，故负极不存在PbO2，碳材料不能使PbO2被还原，c错误； 故选ab。 5．（2024·北京卷，18，13分）利用黄铜矿(主要成分为，含有等杂质)生产纯铜，流程示意图如下。 (1)矿石在焙烧前需粉碎，其作用是_______。 (2)的作用是利用其分解产生的使矿石中的铜元素转化为。发生热分解的化学方程式是_______。 (3)矿石和过量按一定比例混合，取相同质量，在不同温度下焙烧相同时间，测得：“吸收”过程氨吸收率和“浸铜”过程铜浸出率变化如图；和时，固体B中所含铜、铁的主要物质如表。 温度/℃ B中所含铜、铁的主要物质 400 500 ①温度低于，随焙烧温度升高，铜浸出率显著增大的原因是_______。 ②温度高于，根据焙烧时可能发生的反应，解释铜浸出率随焙烧温度升高而降低的原因是_______。 (4)用离子方程式表示置换过程中加入的目的_______。 (5)粗铜经酸浸处理，再进行电解精炼；电解时用酸化的溶液做电解液，并维持一定的和。粗铜若未经酸浸处理，消耗相同电量时，会降低得到纯铜的量，原因是_______。 【答案】(1)增大矿石的接触面积，提高反应速率，使反应更充分 (2) (3)随焙烧温度升高，生成的速率加快 发生分解生成难溶于水的 (4) (5)粗铜若未经酸浸，会残留较多的Fe，在电解时，阳极会发生反应Fe-2e-=Fe2+，溶液中的 Fe2+易被空气中O2氧化为 Fe3+，Fe3+在阴极发生反应Fe3++e-=Fe2+ 【详解】（1）黄铜矿的矿石在焙烧前需粉碎，是为了增大矿石的接触面积，提高反应速率，使反应更充分； （2）铵盐不稳定，易分解，分解为非氧化还原反应，产物中有NH3和SO3，故化学方程式为； （3）①由图，温度低于425℃，随焙烧温度升高，铜浸出率显著增大，是因为温度低于425℃，随焙烧温度升高，(NH4)2SO4分解产生的SO3增多，生成的速率加快，故铜浸出率显著增加； ②温度高于425℃，随焙烧温度升高，CuSO4发生分解生成难溶于水的CuO，铜浸出率降低； （4）加入置换硫酸铜溶液中的铜，反应的离子方程式为； （5）粗铜中含有杂质，加酸可以除，但粗铜若未经酸浸处理，会残留较多的Fe，在电解时，阳极会发生反应Fe-2e-=Fe2+，溶液中的 Fe2+易被空气中O2氧化为 Fe3+，Fe3+在阴极发生反应Fe3++e-=Fe2+，降低得到纯铜的量。 2 / 3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $