第03讲 电解池、金属的腐蚀与防护（复习讲义）（广东专用）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应用、金属腐蚀与防护两大核心考点，按“原理-规律-应用”逻辑梳理电解池构成、工作原理、惰性电极电解规律等知识，结合氯碱工业、电镀精炼等实例构建系统框架，通过考点精讲、考向破译、真题训练环节，帮助学生突破电极反应书写、腐蚀类型判断等难点。 讲义创新采用“解题妙招+变式训练”模式，如归纳电解过程思维流程、阴阳极判断方法，设计电镀铜实验探究活动培养科学探究能力，真题溯源精准对接考情，助力学生高效掌握电化学原理，为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支撑。

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 电解原理及应用 知识解构 知识点1 电解和电解池 知识点2 电解池的工作原理 知识点 3 惰性电极电解规律 知识点 4 氯碱工业 知识点 5 电镀铜与电解精炼铜 知识点 6 电冶金 考向破译 考向1 电解的原理 考向 2 电解原理应用 解题妙招1 分析电解过程的思维流程 解题妙招2 阴、阳极的判断方法 考点二 金属的腐蚀与防护 知识解构 知识点1 金属腐蚀 知识点2 金属的防护 考向破译 考向1 金属腐蚀的原理与探究 考向2 金属的防护 解题 妙招1 电化学腐蚀的规律 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 电解原理及其应用 T16，4分 T6，2分 T16，4分 T13，4分 T16，4分 T10，2分 金属的腐蚀与防护 T6，2分 T5，2分 T11，4分 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码： 分析近三年的高考试题，高考命题在本讲有以下规律： 1．从考查题型和内容上看，高考命题以选择题和非选择题的形式呈现，考查内容主要有以下三个方面： （1）应用电解原理制备新物质、应用电解原理治理污染或通过电解原理形成致密氧化膜，提高抗腐蚀性等； （2）粗金属的精炼、电镀或者制备某些金属等； （3）金属发生电化学腐蚀的原因和防止金属腐蚀的措施。 2．从命题思路上看，电化学原理的应用试题设计突出“理论联系实际，强调学以致用”，注重以实际化工生产过程为问题情境，以电化学基础知识为载体，将化学研究的基本思想与方法、基本概念与原理、重要物质的性质与应用巧妙融合于试题之中，考查考生对知识的应用能力。 （1）以新型电解池(“活泼阳极”电解池或多室膜电解池)为载体，考查考生在新情境中对电解原理及其应用的理解迁移能力； （2）以生产生活中的真实情境为载体，考查金属发生电化学腐蚀的原因和防止金属腐蚀的措施。 3.对电解原理应用的复习备考应该针对以下几点： （1）理解电化学基本原理，并能熟练书写陌生电池电极反应式，这是电化学原理的“根”； （2）掌握金属腐蚀快慢的规律，理解两种电化学保护法的原理。 ►复习目标： 1.理解电解池的构成、工作原理，能书写电极反应式和总反应方程式。 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本质及危害。 4.能用电化学原理解释金属腐蚀的现象。 5.能选择设计金属的防腐措施。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 电解原理及应用 知●识●解●构 知识点1 电解和电解池 1.电解：使电流通过_______________而在阴、阳两极引起_______________的过程。 2.电解池：将_____能转化为______能的装置。 3.电解池的构成 ①有与_______________相连的两个电极。 ②_______溶液(或______________)。 ③形成_______。 知识点2 电解池的工作原理 1.构建电解池模型(电解CuCl2溶液为例) 总反应式：_____________________ 2.电解过程的三个流向 ①电子流向：电源_______极→电解池_______极；电解池的_______极→电源的_______极； ②离子流向：阳离子→电解池的_______极，阴离子→电解池的_______极。 ③电流方向：电源_______极→电解池_______极→电解质溶液→_______极→_______极。 3.电极产物判断 （1）阳极产物的判断 ①活性电极(除Au、Pt以外的金属材料作电极)，电极材料失电子，生成金属阳离子。 ②惰性电极(Pt、Au、石墨)，要依据阴离子的放电顺序加以判断。 阴离子的放电顺序：__________________________________________。 S2－、I－、Br－、Cl－放电，产物分别是______________；若OH－放电，则得到_______。 （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：__________________________________________。 ①若金属阳离子(Fe3＋除外)放电，则得到相应_______；若H＋放电，则得到_______。 ②放电顺序本质遵循氧化还原反应的_______，即得(失)电子能力_______的离子_______放电。 4.电极反应式、电解方程式的书写 （1）首先判断阴、阳极，分析阳极材料是_______电极还是_______电极。 （2）再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分_______离子、_______离子两组(不要忘记水溶液中的_______)。 （3）然后排出阴、阳两极的放电顺序： 阴极：________________________________________________________。 阳极：________________________________________________________。 （4）分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循_______守恒和_______守恒。 （5）最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式，并注明_______条件。 得分速记 ①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，注意离子导体(电解质)是水溶液还是非水状态。 ②阳极材料不同，电极产物、电极反应式可能不同，最常用、最重要的放电顺序为阳极：Cl－>OH－；阴极：Ag＋>Cu2＋>H＋。 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书写电解池中的电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式。 ⑤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)。 ⑥要确保两极电子转移数目相同，且注明条件“电解”。 ⑦电势的高低:在原电池中，正极电势高于负极;在电解池中，阳极电势高于阴极。 ⑧电化学中规定:发生氧化反应的为阳极，发生还原反应的为阴极。 5.阴、阳极的判断方法 （1）根据外接电源:正极接_______极，负极接_______极。 （2）根据电流方向:从_______极流出，从_______极流入。 （3）根据电子流向:从_______极流出，从_______极流入。 （4）根据离子移向:阴离子移向_______极，阳离子移向_______极。 （5）根据电极产物:阳极——电极溶解、逸出_____________________;阴极——析出_____________________。 （6）根据反应类型:_______极发生氧化反应，_______极发生还原反应。 知识点3 惰性电极电解规律 1.电解溶剂水型 电解质类型 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 溶液pH 电解质溶液复原 含氧酸，如H2SO4 可溶性强碱，如NaOH 活泼金属含氧酸盐，如KNO3 2.电解溶质型 电解质 类型 电极反应式 及总反应式 电解质 溶液 浓度 溶液 pH 电解质 溶液 复原 无氧酸，如HCl 不活泼金属无氧酸盐，如CuCl2 3.电解溶质和溶剂水型，生成H2和碱（析氢生碱型）： 电解质 (水溶液) 电极反应式及总反应式 电解质 浓度 溶液 pH 溶液 复原 活泼金属的无氧酸盐 (如NaCl) 4.电解溶质和溶剂水型，生成O2和酸（放氧生酸型） 电解质 (水溶液) 电极反应式 及总反应式 电解质 浓度 溶液 pH 溶液 复原 不活泼金属的含氧酸盐[如CuSO4] 知识点4 氯碱工业 1.离子交换膜电解槽 装置 离子交换膜电解槽 阳极 钛网(涂有钛、钌等氧化物涂层) 阴极 碳钢网 阳离子 交换膜 ①只允许_______离子通过，能阻止______________通过 ②将电解槽隔成阳极室和阴极室 总反应方程式 2.氯碱工业制烧碱、氢气和氯气图解 得分速记 粗食盐水中的Ca2＋、Mg2＋、SO42-在电解时会生成沉淀堵塞离子交换膜而达不到电解的目的。精制时可通过依次加入BaCl2、NaOH、Na2CO3溶液过滤，最后再加适量盐酸的方法除去粗盐中的杂质离子。 知识点5 电镀铜与电解精炼铜 1.电镀与电解精炼 电镀 电解精炼铜 示意图 电极反应 阳极 阴极 电解质溶液的浓度变化 得分速记 （1）电镀过程中，溶液中离子浓度不变； （2）电解精炼铜时，阳极质量减小，阴极质量增加，溶液中的Cu2＋浓度减小。粗铜中不活泼的杂质(金属活动性顺序中位于铜之后的银、金等)，在阳极难以失去电子，当阳极上的铜失去电子变成离子之后，它们以金属单质的形式沉积于电解槽的底部，成为阳极泥。 2.电解精炼铜时，粗铜中的Ag、Au等不反应，沉积在电解槽底部形成阳极泥。 实验用品 铁制镀件、铜片、电镀液(以CuSO4溶液为主配制)、1 mol/L NaOH溶液、20%盐酸、蒸馏水;烧杯、砂纸、导线、2~3 V的直流电源、电流表 实验装置 实验原理 铜片作阳极:Cu-2e-=Cu2+;铁制镀件作阴极:Cu2++2e-=Cu 实验步骤 1.用砂纸把铁制镀件打磨干净，放入1 mol/L NaOH溶液中除去油污，然后用蒸馏水洗净。再放入20%盐酸中除锈，几分钟后取出，并用蒸馏水(洗去残留的酸液)洗净。 2.把铁制镀件与2~3 V的直流电源的负极相连，铜片与直流电源的正极相连(如图)。将两极平行浸入电镀液中，两极间距约5 cm，5~10 min后取出，观察镀件表面发生的变化 实验现象 通电一段时间可观察到铜片逐渐溶解变薄;铁片表面覆盖一层红色物质 实验结论 通过电解原理可以在金属表面镀上其他金属 得分速记 ①在CuSO4溶液中加入一些氨水，制成铜氨溶液，可使镀层光亮。 ②向CuSO4溶液中边搅拌边滴加浓氨水，至溶液变为深蓝色铜氨溶液，此时放入洗净的新铁钉，几秒钟后取出，没有铜析出，表明所配溶液中溶质的浓度适宜。 知识点6 电冶金 电解冶炼 冶炼钠 冶炼镁 冶炼铝 电极反应 总反应 得分速记 （1）电解熔融MgCl2冶炼镁，而不能电解MgO冶炼镁，是因为MgO的熔点很高； （2）电解熔融Al2O3冶炼铝，而不能电解AlCl3冶炼铝，是因为AlCl3是共价化合物，其熔融态不导电；为降低熔点，加入了助熔剂冰晶石(Na3AlF6)；电解过程中，阳极生成的氧气与石墨电极反应，所以石墨电极需不断补充。 （3）冰晶石的作用:作助熔剂，节能。 考●向●破●译 考向1 电解的原理 例1某课题组设计的离子移动“可视化”电化学装置如图所示，已知Cu2+可以与乙二胺形成配合物乙二胺合铜离子[Cu(en)2]2+，其水溶液为深紫色。下列说法不正确的是 A．Ⅰ室的电极反应：Ag-e-=Ag+ B．Ⅰ室可观察到产生白色沉淀，Ⅲ室可观察到溶液变紫色且越来越深 C．隔膜M为阴离子交换膜，隔膜N为阳离子交换膜 D．当外电路转移2 mol e-时， Ⅰ 室溶液的质量保持不变， Ⅱ 室溶液的质量减少135 g， Ⅲ 室溶液的质量减少152 g 解题妙招 分析电解过程的思维流程 【变式1】（25-26高三上·广东广州·阶段检测）一种电化学处理硝酸盐产氨的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．X是电源的正极 B．电解过程中，左室中的浓度持续下降 C．装置中的离子交换膜为阴离子交换膜 D．完全转化为的电解总反应： 【变式2·变情境】（25-26高三上·广东广州·阶段检测）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HCHO高效制的方法，装置如图所示。部分反应机理为： 。 已知电路中每通过，理论上消耗电能。下列说法错误的是 A．工作时，b极应与电源正极相连 B．阳极反应： C．理论上每转移，a极区的质量减少34g D．理论上每制得标准状况下，消耗电能 【变式3】双极膜是一种离子交换复合膜，在直流电场作用下能将中间层的水分子解离成H+和OH-，并分别向两极迁移。用双极膜电解淀粉[(C6H10O5)n]溶液制取双醛淀粉[(C6H8O5)n]的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．搅拌能明显提高电解反应速率 B．a极的电势高于b极 C．b极的电极反应式为：、 D．当电路中转移2mol电子时，可得160g双醛淀粉 考向2 电解原理应用 例2（2026·广东肇庆·模拟预测）下列装置或操作能达到相应实验目的的是 A．测定次氯酸溶液的pH B．铁钥匙镀铜 C．除去乙炔中混有的H2S D．制备Cl2 解题妙招 阴、阳极的判断方法 【变式1】（2026·广东揭阳·二模）以粗铜为原料对其进行精炼并制备新制验证蔗糖的水解产物是否具有还原性。下列操作能达到实验目的的是 A．电解精炼铜 B．制备溶液 C．制备悬浊液 D．验证蔗糖的水解产物是否具有还原性 【变式2·变考法】（2026·广东广州·模拟预测）我国科研人员采用图示的电解池，由百里酚(TY)合成了百里醌(TQ)。电极b表面的主要反应历程见图(球表示电极表面催化剂)，下列说法错误的是 A．电解时，从右室向左室移动 B．每消耗，生成 C．仅作为溶剂，不参与电极反应 D．若选用代替TY反应，也可得到TQ 【变式3】一种电解装置如图所示，电解时H+从右室移向左室。通过电解获得的电解液可实现如下转化， 下列说法错误的是 A．右室电解获得的电解液可用于实现“转化Ⅰ” B．电解过程中右室溶液的pH上升 C．“转化Ⅱ”发生的反应为 D．“转化Ⅰ”生成1 mol，理论上电路中通过：6 mol e- 考点二 金属的腐蚀与防护 知●识●解●构 知识点1 金属腐蚀 1．金属腐蚀的概念：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_______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 现象 本质 区别 联系 （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 电极反应 负极 正极 总反应式 联系 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_______、_______、_______、_______或表面_______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 金属腐蚀的原理与探究 例1（25-26高三上·广东东莞·期末）验证实验条件下铁能发生吸氧腐蚀。下列操作中不能达到实验目的的是 A．给铁电极除锈 B．组装吸氧腐蚀装置 C．验证腐蚀发生 D．验证腐蚀类型 解题妙招 电化学腐蚀的规律 （1）对同一种金属来说，其他条件相同时腐蚀的快慢：强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。 （2）活泼性不同的两金属：活泼性差别越大，活泼性强的金属腐蚀越快。 （3）对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快，且氧化剂的浓度越高，氧化性越强，腐蚀越快(钝化除外)。 （4）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。 【变式1】（25-26高三上·广东广州·阶段检测）厌氧腐蚀是指在缺乏氧气的深层潮湿土壤中，存在的硫酸盐还原菌会附着在钢管表面能加速钢铁的腐蚀，其反应原理如图所示。下列说法错误的是 A．负极的电极反应式：Fe-2e-=Fe2+ B．正极的电极反应式：2H2O+2e-=2OH-+H2↑ C．厌氧细菌可促使与H2反应生成S2-，加速钢管的腐蚀 D．镀锌或铜的钢管破损后均会加快钢管的腐蚀 【变式2·变考法】为了探究金属腐蚀的原理，用如图1所示的实验装置进行实验，用压强传感器分别记录pH=2和pH=6.5的盐酸中发生腐蚀过程的压强变化，记录数据如图2所示。下列说法正确的是 A．曲线a记录的容器中铁为正极，电极反应式为 B．曲线b记录的容器中的反应是吸氧腐蚀，消耗1 mol O2理论上转移4 mol电子 C．一段时间后向试管中加入KSCN溶液，溶液未变红，说明铁被保护 D．轮船利用连接铜片保护钢铁的方法叫牺牲阳极法 【变式3·变情境】我国最新研发的海洋气象漂流观测仪备受瞩目，其上部安装有太阳能电池板以供气象仪工作，水下装备刷油漆和安装锌块。下列说法正确的是 A．刷油漆和钢铁表面发蓝处理的目的相同 B．太阳能电池与原电池的工作原理相同 C．安装锌块的保护法为外加电流法 D．锌块为负极，电极反应式为 考向2 金属的防护 例2（25-26高三上·广东中山·期中）下列说法正确的是 A．装置①可用于制乙炔气体，使用饱和食盐水的目的是加快反应速率 B．装置②可用于制晶体，放入小块晶体前应使饱和溶液的温度略高于室温 C．装置③可用于测量中和热，温度计测量反应后的最高温度 D．装置④可用于保护铁管道，电压越高越好 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·广东佛山·模拟预测）下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确，且两者间具有因果关系的是 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A I2易溶于CCl4 I2和CCl4都为非极性分子 B 实验室加热NH4Cl固体制取NH3 NH4Cl受热易分解 C 铜锣(铜锌合金)不易产生铜绿 形成Cu-Zn原电池，Cu作负极被保护 D 向NaBr溶液中加入过量氯水，溶液变橙色；再加入淀粉-KI溶液，溶液变蓝色 非金属性：Cl> Br> I 【变式2】（2026·广东广州·三模）支撑海港码头基础的防腐技术的工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助电极。下列有关叙述中错误的是 A．a为负极，b为正极 B．该防腐技术为外加电流法 C．通电后使钢制管桩表面的腐蚀电流接近零 D．高硅铸铁是作为牺牲阳极材料发挥作用的 【变式3】（2026·广东茂名·二模）海船上加装锌块可延缓船体的腐蚀。下列有关说法正确的是 A．锌块发生氧化反应 B．加装锌块后可永久防腐 C．该法为外加电流法保护钢铁 D．负极主要发生反应： 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026·广东卷）做好防腐是发展海上风电的基础。下列措施不能达到防腐目的的是 A． B． C． D． 2．（2026·广东卷）一种利用电解还原同时实现海水脱盐的装置如图，电解液在Ⅰ和Ⅳ室间循环，初始电解液为溶液，膜①~③为阳离子或阴离子交换膜。下列说法错误的是 A．①为阳离子交换膜，②为阴离子交换膜 B．阳极反应为 C．电解一段时间后，Ⅲ室海水中盐的浓度降低 D．电解过程中，Ⅰ室电解液的pH在一段时间内可保持稳定 3．（2025·广东卷）对铁钉进行预处理，并用铜氨溶液给铁钉镀铜。下列操作不能达到实验目的的是 A．除油污 B．除铁锈 C．制铜氨溶液 D．铁钉镀铜 4．（2025·全国卷）某研究小组设计如下电解池，既可将中性废水中的硝酸盐转化为氨，又可将废塑料(PET)碱性水解液中的乙二醇转化为羟基乙酸盐，实现变废为宝。 电解时，下列说法错误的是 A．阳极区下降 B．从阴极区向阳极区迁移 C．阴极发生反应 D．阴极转化，阳极将生成 5．（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，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．完全转化为的电解总反应： 6．（2025·陕晋青宁卷卷）我国科研人员采用图示的电解池，由百里酚(TY)合成了百里醌(TQ)。电极b表面的主要反应历程见图(灰球表示电极表面催化剂)，下列说法错误的是 A．电解时，从右室向左室移动 B．电解总反应： C．以为原料，也可得到TQ D．用标记电解液中的水，可得到 7．（2025·全国卷）下列关于铁腐蚀与防护的反应式正确的是 A．酸性环境中铁发生析氢腐蚀的负极反应： B．铁发生腐蚀生锈的反应： C．铁经过发蓝处理形成致密氧化膜： D．安装锌块保护船舶外壳，铁电极上发生的反应： 8．（2024·重庆卷）我国科研工作者研发了一种新型复合电极材料，可将电催化转化为甲酸，如图是电解装置示意图。下列说法正确的是 A．电解时电极N上产生 B．电解时电极M上发生氧化反应 C．阴、阳离子交换膜均有两种离子通过 D．总反应为 2 / 3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第03讲 电解池、金属的腐蚀与防护 内容导航 ( 01 ) ( 命题透视·考情前瞻 ) ( 对标素养，研判高考命题趋势 ) ( 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 电解原理及应用 知识解构 知识点1 电解和电解池 知识点2 电解池的工作原理 知识点 3 惰性电极电解规律 知识点 4 氯碱工业 知识点 5 电镀铜与电解精炼铜 知识点 6 电冶金 考向破译 考向1 电解的原理 考向 2 电解原理应用 解题妙招1 分析电解过程的思维流程 解题妙招2 阴、阳极的判断方法 考点二 金属的腐蚀与防护 知识解构 知识点1 金属腐蚀 知识点2 金属的防护 考向破译 考向1 金属腐蚀的原理与探究 考向2 金属的防护 解题 妙招1 电化学腐蚀的规律 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 电解原理及其应用 T16，4分 T6，2分 T16，4分 T13，4分 T16，4分 T10，2分 金属的腐蚀与防护 T6，2分 T5，2分 T11，4分 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码： 分析近三年的高考试题，高考命题在本讲有以下规律： 1．从考查题型和内容上看，高考命题以选择题和非选择题的形式呈现，考查内容主要有以下三个方面： （1）应用电解原理制备新物质、应用电解原理治理污染或通过电解原理形成致密氧化膜，提高抗腐蚀性等； （2）粗金属的精炼、电镀或者制备某些金属等； （3）金属发生电化学腐蚀的原因和防止金属腐蚀的措施。 2．从命题思路上看，电化学原理的应用试题设计突出“理论联系实际，强调学以致用”，注重以实际化工生产过程为问题情境，以电化学基础知识为载体，将化学研究的基本思想与方法、基本概念与原理、重要物质的性质与应用巧妙融合于试题之中，考查考生对知识的应用能力。 （1）以新型电解池(“活泼阳极”电解池或多室膜电解池)为载体，考查考生在新情境中对电解原理及其应用的理解迁移能力； （2）以生产生活中的真实情境为载体，考查金属发生电化学腐蚀的原因和防止金属腐蚀的措施。 3.对电解原理应用的复习备考应该针对以下几点： （1）理解电化学基本原理，并能熟练书写陌生电池电极反应式，这是电化学原理的“根”； （2）掌握金属腐蚀快慢的规律，理解两种电化学保护法的原理。 ►复习目标： 1.理解电解池的构成、工作原理，能书写电极反应式和总反应方程式。 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本质及危害。 4.能用电化学原理解释金属腐蚀的现象。 5.能选择设计金属的防腐措施。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 电解原理及应用 知●识●解●构 知识点1 电解和电解池 1.电解：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：将电能转化为化学能的装置。 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。 知识点2 电解池的工作原理 1.构建电解池模型(电解CuCl2溶液为例) 总反应式：CuCl2Cu＋Cl2↑ 2.电解过程的三个流向 ①电子流向：电源负极→电解池阴极；电解池的阳极→电源的正极； ②离子流向：阳离子→电解池的阴极，阴离子→电解池的阳极。 ③电流方向：电源正极→电解池阳极→电解质溶液→阴极→负极。 3.电极产物判断 （1）阳极产物的判断 ①活性电极(除Au、Pt以外的金属材料作电极)，电极材料失电子，生成金属阳离子。 ②惰性电极(Pt、Au、石墨)，要依据阴离子的放电顺序加以判断。 阴离子的放电顺序：活泼电极＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子＞F-。 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＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋。 ①若金属阳离子(Fe3＋除外)放电，则得到相应金属单质；若H＋放电，则得到H2。 ②放电顺序本质遵循氧化还原反应的优先规律，即得(失)电子能力强的离子先放电。 4.电极反应式、电解方程式的书写 （1）首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。 （2）再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴离子、阳离子两组(不要忘记水溶液中的H＋和OH－)。 （3）然后排出阴、阳两极的放电顺序： 阴极：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞（后为熔融体放电顺序）Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋。 阳极：活泼电极＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。 （4）分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。 （5）最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式，并注明“电解”条件。 得分速记 ①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，注意离子导体(电解质)是水溶液还是非水状态。 ②阳极材料不同，电极产物、电极反应式可能不同，最常用、最重要的放电顺序为阳极：Cl－>OH－；阴极：Ag＋>Cu2＋>H＋。 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书写电解池中的电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式。 ⑤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)。 ⑥要确保两极电子转移数目相同，且注明条件“电解”。 ⑦电势的高低:在原电池中，正极电势高于负极;在电解池中，阳极电势高于阴极。 ⑧电化学中规定:发生氧化反应的为阳极，发生还原反应的为阴极。 5.阴、阳极的判断方法 （1）根据外接电源:正极接阳极，负极接阴极。 （2）根据电流方向:从阴极流出，从阳极流入。 （3）根据电子流向:从阳极流出，从阴极流入。 （4）根据离子移向:阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。 （5）根据电极产物:阳极——电极溶解、逸出O2(或阳极区酸性增强)或Cl2;阴极——析出金属、逸出H2(或阴极区碱性增强)。 （6）根据反应类型:阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。 知识点3 惰性电极电解规律 1.电解溶剂水型 电解质类型 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 溶液pH 电解质溶液复原 含氧酸，如H2SO4 阴极：4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－ 阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 总反应式：2H2O2H2↑＋O2↑ 增大 减小 加水 可溶性强碱，如NaOH 增大 活泼金属含氧酸盐，如KNO3 不变 2.电解溶质型 电解质 类型 电极反应式 及总反应式 电解质 溶液 浓度 溶液 pH 电解质 溶液 复原 无氧酸，如HCl 阴极：2H＋＋2e－===H2↑ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 总反应式：2HClH2↑＋Cl2↑ 减小 增大 通入 HCl 气体 不活泼金属无氧酸盐，如CuCl2 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 总反应式：CuCl2Cu＋Cl2↑ 加入 CuCl2 固体 3.电解溶质和溶剂水型，生成H2和碱（析氢生碱型）： 电解质 (水溶液) 电极反应式及总反应式 电解质 浓度 溶液 pH 溶液 复原 活泼金属的无氧酸盐 (如NaCl) 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 总反应式：2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－ 生成新 电解质 增大 通入 HCl 气体 4.电解溶质和溶剂水型，生成O2和酸（放氧生酸型） 电解质 (水溶液) 电极反应式 及总反应式 电解质 浓度 溶液 pH 溶液 复原 不活泼金属的含氧酸盐[如CuSO4] 阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu 总反应式：2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋ 生成新 电解质 减小 加CuO 或CuCO3 知识点4 氯碱工业 1.离子交换膜电解槽 装置 离子交换膜电解槽 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 2H＋＋2e－===H2↑(还原反应) 阳离子 交换膜 ①只允许阳离子通过，能阻止阴离子和气体通过 ②将电解槽隔成阳极室和阴极室 总反应方程式 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 2.氯碱工业制烧碱、氢气和氯气图解 得分速记 粗食盐水中的Ca2＋、Mg2＋、SO42-在电解时会生成沉淀堵塞离子交换膜而达不到电解的目的。精制时可通过依次加入BaCl2、NaOH、Na2CO3溶液过滤，最后再加适量盐酸的方法除去粗盐中的杂质离子。 知识点5 电镀铜与电解精炼铜 1.电镀与电解精炼 电镀 电解精炼铜 示意图 电极反应 阳极 Cu－2e－===Cu2＋ Zn－2e－===Zn2＋，Cu－2e－===Cu2＋ 阴极 Cu2＋＋2e－===Cu Cu2＋＋2e－===Cu 电解质溶液的浓度变化 CuSO4溶液的浓度不变 CuSO4溶液的浓度变小 得分速记 （1）电镀过程中，溶液中离子浓度不变； （2）电解精炼铜时，阳极质量减小，阴极质量增加，溶液中的Cu2＋浓度减小。粗铜中不活泼的杂质(金属活动性顺序中位于铜之后的银、金等)，在阳极难以失去电子，当阳极上的铜失去电子变成离子之后，它们以金属单质的形式沉积于电解槽的底部，成为阳极泥。 2.电解精炼铜时，粗铜中的Ag、Au等不反应，沉积在电解槽底部形成阳极泥。 实验用品 铁制镀件、铜片、电镀液(以CuSO4溶液为主配制)、1 mol/L NaOH溶液、20%盐酸、蒸馏水;烧杯、砂纸、导线、2~3 V的直流电源、电流表 实验装置 实验原理 铜片作阳极:Cu-2e-=Cu2+;铁制镀件作阴极:Cu2++2e-=Cu 实验步骤 1.用砂纸把铁制镀件打磨干净，放入1 mol/L NaOH溶液中除去油污，然后用蒸馏水洗净。再放入20%盐酸中除锈，几分钟后取出，并用蒸馏水(洗去残留的酸液)洗净。 2.把铁制镀件与2~3 V的直流电源的负极相连，铜片与直流电源的正极相连(如图)。将两极平行浸入电镀液中，两极间距约5 cm，5~10 min后取出，观察镀件表面发生的变化 实验现象 通电一段时间可观察到铜片逐渐溶解变薄;铁片表面覆盖一层红色物质 实验结论 通过电解原理可以在金属表面镀上其他金属 得分速记 ①在CuSO4溶液中加入一些氨水，制成铜氨溶液，可使镀层光亮。 ②向CuSO4溶液中边搅拌边滴加浓氨水，至溶液变为深蓝色铜氨溶液，此时放入洗净的新铁钉，几秒钟后取出，没有铜析出，表明所配溶液中溶质的浓度适宜。 知识点6 电冶金 电解冶炼 冶炼钠 冶炼镁 冶炼铝 电极反应 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2Na＋＋2e－===2Na 阳极：2Cl－2e－===Cl2↑ 阴极：Mg2＋＋2e－===Mg 阳极：6O2－－12e－===3O2↑ 阴极：4Al3＋＋12e－===4Al 总反应 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ MgCl2熔融Mg＋Cl2↑ 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 得分速记 （1）电解熔融MgCl2冶炼镁，而不能电解MgO冶炼镁，是因为MgO的熔点很高； （2）电解熔融Al2O3冶炼铝，而不能电解AlCl3冶炼铝，是因为AlCl3是共价化合物，其熔融态不导电；为降低熔点，加入了助熔剂冰晶石(Na3AlF6)；电解过程中，阳极生成的氧气与石墨电极反应，所以石墨电极需不断补充。 （3）冰晶石的作用:作助熔剂，节能。 考●向●破●译 考向1 电解的原理 例1某课题组设计的离子移动“可视化”电化学装置如图所示，已知Cu2+可以与乙二胺形成配合物乙二胺合铜离子[Cu(en)2]2+，其水溶液为深紫色。下列说法不正确的是 A．Ⅰ室的电极反应：Ag-e-=Ag+ B．Ⅰ室可观察到产生白色沉淀，Ⅲ室可观察到溶液变紫色且越来越深 C．隔膜M为阴离子交换膜，隔膜N为阳离子交换膜 D．当外电路转移2 mol e-时， Ⅰ 室溶液的质量保持不变， Ⅱ 室溶液的质量减少135 g， Ⅲ 室溶液的质量减少152 g 【答案】A 【分析】根据电流方向，Ⅱ室的 ，移向Ⅲ室，移向Ⅰ室，所以隔膜M为阴离子交换膜，隔膜N为阳离子交换膜。 【解析】A．Ⅰ室Ag做阳极，发生氧化反应，电极反应为：，A项不正确； B．Ⅰ室生成，可观察到产生白色沉淀，Ⅲ室生成，可观察到溶液变紫色，且电解时间越长，浓度越大，颜色越来越深，B项正确； C．移向Ⅰ室，移向Ⅲ室，故隔膜M为阴离子交换膜，隔膜N为阳离子交换膜，C项正确； D．当外电路转移2 mol 时，Ⅰ室溶解的Ag和转移过来的刚好形成沉淀，故Ⅰ室溶液的质量保持不变，Ⅱ室消耗1 mol ，故Ⅱ室溶液的质量减少135 g，Ⅲ室析出216 g Ag的同时有64 g 转移过来，故Ⅲ室溶液的质量减少152 g，D项正确； 故选A。 解题妙招 分析电解过程的思维流程 【变式1】（25-26高三上·广东广州·阶段检测）一种电化学处理硝酸盐产氨的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．X是电源的正极 B．电解过程中，左室中的浓度持续下降 C．装置中的离子交换膜为阴离子交换膜 D．完全转化为的电解总反应： 【答案】D 【分析】由图可知，左侧发生，N元素化合价下降，发生还原反应，则左侧是阴极区，连接电源负极，阴极的电极反应为；右侧发生，Cl元素化合价上升，发生氧化反应，则右侧是阳极区，连接电源正极，阳极的电极反应为；据此解答。 【解析】A．据分析，X为电源负极，A错误； B．电解过程中，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； C．阳极和阴极均消耗阴离子，转移相同电子数时，阳极消耗阴离子数大于阴极消耗阴离子数，不参与电极反应可用于平衡电荷，因此阳极多余的通过离子交换膜进入阴极，则离子交换膜为阳离子膜，C错误； D．左侧阴极发生还原反应，右侧阳极发生氧化反应，则电解总反应为，D正确； 故选D。 【变式2·变情境】（25-26高三上·广东广州·阶段检测）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HCHO高效制的方法，装置如图所示。部分反应机理为： 。 已知电路中每通过，理论上消耗电能。下列说法错误的是 A．工作时，b极应与电源正极相连 B．阳极反应： C．理论上每转移，a极区的质量减少34g D．理论上每制得标准状况下，消耗电能 【答案】C 【分析】据图示装置为电解池装置，b电极上HCHO转化为HCOO-，为氧化反应，所以b电极为阳极、a电极为阴极； 【解析】A．工作时，b极为阳极，应与电源正极相连，A正确； B．阳极反应为在碱性条件下，HCHO失去电子被氧化为HCOO-，反应为：，B正确； C．a极反应为，理论上每转移，a极区生成1mol氢气，为2g氢气，同时有2mol氢氧根离子通过阴离子交换膜进入阳极区，为34g氢氧根离子，则a极区的质量减少36g，C错误； D．结合反应机理，电路中每通过，在a、b极均产生1mol氢气，共产生2mol氢气，理论上每制得标准状况下，为1mol氢气，电路中转移1mol电子，需消耗电能，D正确； 故选C。 【变式3】双极膜是一种离子交换复合膜，在直流电场作用下能将中间层的水分子解离成H+和OH-，并分别向两极迁移。用双极膜电解淀粉[(C6H10O5)n]溶液制取双醛淀粉[(C6H8O5)n]的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．搅拌能明显提高电解反应速率 B．a极的电势高于b极 C．b极的电极反应式为：、 D．当电路中转移2mol电子时，可得160g双醛淀粉 【答案】C 【分析】双极膜将水分子解离为和，在a极得电子，发生还原反应生成，故a为阴极；在b极失电子，发生氧化反应生成，Br-在b极失电子，发生氧化反应生成，故b为阳极。 【解析】A．电解反应速率主要由外加电压、电流决定，搅拌仅可加快溶液中反应物扩散，不能明显提高电解反应本身的速率，A错误； B．电解池中阳极接电源正极，阴极接电源负极，阳极电势高于阴极，即b极电势高于a极，B错误； C．b为阳极，发生两个氧化反应，在碱性环境下，失电子生成，电极反应式为；失电子生成，电极反应式为；两个电极反应电荷、原子均配平正确，C正确； D．由反应关系：1个淀粉单元转化为1个双醛单元，转移电子，1个结构单元的式量为160；但b极存在生成的副反应，转移的电子部分用于副反应，实际得到双醛淀粉的质量小于，D错误； 故选C。 考向2 电解原理应用 例2（2026·广东肇庆·模拟预测）下列装置或操作能达到相应实验目的的是 A．测定次氯酸溶液的pH B．铁钥匙镀铜 C．除去乙炔中混有的H2S D．制备Cl2 【答案】C 【解析】A．次氯酸钠溶液有漂白性，会漂白pH试纸，A错误； B．此项中铁钥匙镀铜，铁应该充当阴极，铜充当阳极，B错误； C．乙炔与CuSO4溶液不反应，H2S和CuSO4溶液反应得到CuS沉淀和H2SO4，从而除去H2S，C正确； D．实验室制取氯气用浓盐酸和MnO2加热反应，0.1mol/L的盐酸为稀盐酸，不能制取氯气，D错误； 故选C。 解题妙招 阴、阳极的判断方法 【变式1】（2026·广东揭阳·二模）以粗铜为原料对其进行精炼并制备新制验证蔗糖的水解产物是否具有还原性。下列操作能达到实验目的的是 A．电解精炼铜 B．制备溶液 C．制备悬浊液 D．验证蔗糖的水解产物是否具有还原性 【答案】A 【解析】A．电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，电解质溶液为硫酸铜溶液，A能达到实验目的； B．与稀硫酸不反应，该装置无法制备溶液，B不能达到实验目的； C．向溶液中滴加过量氨水，会先产生沉淀，继续滴加氨水，沉淀会溶解，生成可溶的配合物，无法得到悬浊液，C不能达到实验目的； D．蔗糖水解液呈酸性（通常用稀硫酸催化水解），若不先加碱中和酸，直接加入新制，酸会与反应，导致实验失败，D不能达到实验目的； 故选A。 【变式2·变考法】（2026·广东广州·模拟预测）我国科研人员采用图示的电解池，由百里酚(TY)合成了百里醌(TQ)。电极b表面的主要反应历程见图(球表示电极表面催化剂)，下列说法错误的是 A．电解时，从右室向左室移动 B．每消耗，生成 C．仅作为溶剂，不参与电极反应 D．若选用代替TY反应，也可得到TQ 【答案】B 【分析】电极b发生TY转化为TQ的加氧脱氢反应，被氧化，所以属于电解池的阳极，则a为阴极，阴极上氢离子得电子转化为氢气，据此分析。 【解析】A．电解时阳离子向阴极移动，氢离子从右室向左室移动，A正确； B．根据图示可以看出，消耗1mol水，TY转化为TQ，转移4mol电子，则生成2mol氢气，B错误； C．根据分析可知，仅作为溶剂，不参与电极反应，C正确； D．选用代替TY反应，依然是酚羟基被氧化成醌类，所以也能得到TQ，D正确。 【变式3】一种电解装置如图所示，电解时H+从右室移向左室。通过电解获得的电解液可实现如下转化， 下列说法错误的是 A．右室电解获得的电解液可用于实现“转化Ⅰ” B．电解过程中右室溶液的pH上升 C．“转化Ⅱ”发生的反应为 D．“转化Ⅰ”生成1 mol，理论上电路中通过：6 mol e- 【答案】B 【分析】根据氢离子在电解池中移动方向可知，a电极为阴极，b电极为阳极，阳极发生失电子的氧化反应，阴极发生得电子的还原反应，阳极反应为，阴极上，阳极生成的具有强氧化性，阴极生成的具有强还原性，“转化Ⅰ”为氧化反应、可加入右室电解获得的电解液氧化实现，“转化Ⅱ”为还原反应，可加入左室电解获得的电解液还原实现，“转化Ⅱ”的反应为，据此分析解答。 【解析】A．由上述分析可知，“转化Ⅰ”为氧化反应、应加入氧化剂实现，右室电解液含有，所以实现“转化Ⅰ”需要右室电解获得的电解液，A正确； B．由上述分析可知，a电极为阴极，b电极为阳极，阳极上失电子生成，阳极反应为，生成，pH降低，B错误； C．“转化Ⅱ”为还原反应，可加入实现转化，发生的反应为，C正确； D．“转化Ⅰ”反应为-6e-+2H2O=+6H+，根据电子守恒可知，生成1 mol时理论上电路中通过6 mol e-，D正确； 故选B。 考点二 金属的腐蚀与防护 知●识●解●构 知识点1 金属腐蚀 1．金属腐蚀的概念：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 金属跟非金属单质直接接触 不纯金属或合金跟电解质溶液接触 现象 金属被腐蚀 较活泼的金属被腐蚀 本质 金属被氧化 较活泼金属被氧化 区别 无电流产生 有微弱电流产生 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 金属腐蚀的原理与探究 例1（25-26高三上·广东东莞·期末）验证实验条件下铁能发生吸氧腐蚀。下列操作中不能达到实验目的的是 A．给铁电极除锈 B．组装吸氧腐蚀装置 C．验证腐蚀发生 D．验证腐蚀类型 【答案】D 【解析】A．铁锈主要成分为铁的氧化物，可与稀盐酸反应除去铁表面的锈，利于铁后续发生腐蚀，该操作可以达到目的，A不符合题意； B．该装置是Fe-C原电池，电解质为中性饱和NaCl溶液，符合铁吸氧腐蚀的反应条件，可用于组装吸氧腐蚀装置，该操作可以达到目的，B不符合题意； C．铁发生吸氧腐蚀时，Fe作负极失电子生成，可以与反应生成蓝色沉淀，能证明铁发生了腐蚀，该操作可以达到目的，C不符合题意； D．铁发生吸氧腐蚀时，正极（C电极）的反应为，原本饱和NaCl溶液为中性，甲基橙在中性、碱性环境中都显黄色，没有明显的颜色变化，无法验证腐蚀类型为吸氧腐蚀，该操作不能达到实验目的，D符合题意； 故选D。 解题妙招 电化学腐蚀的规律 （1）对同一种金属来说，其他条件相同时腐蚀的快慢：强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。 （2）活泼性不同的两金属：活泼性差别越大，活泼性强的金属腐蚀越快。 （3）对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快，且氧化剂的浓度越高，氧化性越强，腐蚀越快(钝化除外)。 （4）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。 【变式1】（25-26高三上·广东广州·阶段检测）厌氧腐蚀是指在缺乏氧气的深层潮湿土壤中，存在的硫酸盐还原菌会附着在钢管表面能加速钢铁的腐蚀，其反应原理如图所示。下列说法错误的是 A．负极的电极反应式：Fe-2e-=Fe2+ B．正极的电极反应式：2H2O+2e-=2OH-+H2↑ C．厌氧细菌可促使与H2反应生成S2-，加速钢管的腐蚀 D．镀锌或铜的钢管破损后均会加快钢管的腐蚀 【答案】D 【解析】A．钢铁腐蚀时铁作负极，失电子生成，电极反应式为，A正确； B．厌氧环境缺乏，正极上水得电子发生还原反应，生成和，电极反应式为，B正确； C．厌氧细菌促使与反应生成，与负极生成的结合生成沉淀，促进铁的氧化，加速钢管腐蚀，C正确； D．金属活动性，镀锌钢管破损后作负极被腐蚀，被保护，不会加快钢管腐蚀；镀铜钢管破损后作负极，会加快腐蚀，并非二者均加快腐蚀，D错误； 故选D。 【变式2·变考法】为了探究金属腐蚀的原理，用如图1所示的实验装置进行实验，用压强传感器分别记录pH=2和pH=6.5的盐酸中发生腐蚀过程的压强变化，记录数据如图2所示。下列说法正确的是 A．曲线a记录的容器中铁为正极，电极反应式为 B．曲线b记录的容器中的反应是吸氧腐蚀，消耗1 mol O2理论上转移4 mol电子 C．一段时间后向试管中加入KSCN溶液，溶液未变红，说明铁被保护 D．轮船利用连接铜片保护钢铁的方法叫牺牲阳极法 【答案】B 【分析】首先明确金属腐蚀的规律：酸性较强（）时，铁钉发生析氢腐蚀，产生，容器压强增大；酸性较弱（）时，发生吸氧腐蚀，消耗，容器压强减小，因此曲线为析氢腐蚀，为吸氧腐蚀，据此分析； 【解析】A．曲线a压强逐渐增大，说明有气体生成，是在pH=2的强酸性条件下发生析氢腐蚀，负极反应式为，铁是负极不是正极，A错误； B．曲线b压强逐渐减小，说明气体被消耗，是在pH=6.5的弱酸性条件下发生吸氧腐蚀，正极反应式为，所以消耗1 mol O2理论上转移4 mol电子，B正确； C．一段时间后向试管中加入KSCN溶液，溶液未变红，只能说明溶液中没有Fe3+，但铁发生了析氢腐蚀或吸氧腐蚀(生成的是），不能说明铁被保护，C错误； D．牺牲阳极法需要连接比铁更活泼的金属，Cu活泼性弱于Fe，连接铜片时铁作负极，会加速钢铁腐蚀，D错误； 故选B。 【变式3·变情境】我国最新研发的海洋气象漂流观测仪备受瞩目，其上部安装有太阳能电池板以供气象仪工作，水下装备刷油漆和安装锌块。下列说法正确的是 A．刷油漆和钢铁表面发蓝处理的目的相同 B．太阳能电池与原电池的工作原理相同 C．安装锌块的保护法为外加电流法 D．锌块为负极，电极反应式为 【答案】A 【解析】A．刷油漆可隔绝金属与氧气、水接触，钢铁表面发蓝处理是在金属表面形成致密氧化膜阻碍腐蚀，二者目的都是防止金属腐蚀，A正确； B．太阳能电池是将光能转化为电能，原电池是将化学能转化为电能，二者工作原理不同，B错误； C．锌比铁活泼，安装锌块的保护法为牺牲阳极的阴极保护法，外加电流法需要外接电源才能实现，C错误； D．锌块为负极，发生失电子的氧化反应，正确电极反应式为，选项给出的反应为得电子的还原反应，D错误； 故选A。 考向2 金属的防护 例2（25-26高三上·广东中山·期中）下列说法正确的是 A．装置①可用于制乙炔气体，使用饱和食盐水的目的是加快反应速率 B．装置②可用于制晶体，放入小块晶体前应使饱和溶液的温度略高于室温 C．装置③可用于测量中和热，温度计测量反应后的最高温度 D．装置④可用于保护铁管道，电压越高越好 【答案】B 【解析】A．制取乙炔时，饱和食盐水的作用是降低水的浓度，减慢反应速率以获得平稳气流，并非加快反应速率，A错误； B．制备晶体时，温度略高于室温的饱和溶液冷却至室温时会变为过饱和状态，加入晶种可使溶质在晶核上析出得到晶体，B正确； C．中和热测定装置需要环形玻璃搅拌棒使酸碱充分混合反应，装置③缺少搅拌装置，无法准确测量中和热，C错误； D．装置④为外加电流的阴极保护法，电压过高会引发析氢等副反应，加速管道损坏，并非电压越高越好，D错误； 故答案为B。 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·广东佛山·模拟预测）下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确，且两者间具有因果关系的是 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A I2易溶于CCl4 I2和CCl4都为非极性分子 B 实验室加热NH4Cl固体制取NH3 NH4Cl受热易分解 C 铜锣(铜锌合金)不易产生铜绿 形成Cu-Zn原电池，Cu作负极被保护 D 向NaBr溶液中加入过量氯水，溶液变橙色；再加入淀粉-KI溶液，溶液变蓝色 非金属性：Cl> Br> I 【答案】A 【解析】A．根据相似相溶原理，非极性溶质易溶于非极性溶剂，和均为非极性分子，因此易溶于，两个陈述均正确且存在因果关系，A符合题意； B．受热易分解为和，但二者在试管口遇冷会重新化合生成，无法通过加热固体制取，陈述Ⅰ错误，B不符合题意； C．铜锌合金中Cu和Zn可形成原电池，原电池中活泼性强于，作负极被腐蚀，作正极被保护，因此铜锣不易产生铜绿，陈述Ⅱ错误，C不符合题意； D．实验中加入的氯水过量，过量的可直接将氧化为使淀粉变蓝，无法证明非金属性，二者无因果关系，D不符合题意； 故选A。 【变式2】（2026·广东广州·三模）支撑海港码头基础的防腐技术的工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助电极。下列有关叙述中错误的是 A．a为负极，b为正极 B．该防腐技术为外加电流法 C．通电后使钢制管桩表面的腐蚀电流接近零 D．高硅铸铁是作为牺牲阳极材料发挥作用的 【答案】D 【分析】该防护技术为外加电流的阴极保护法，原理是将被保护金属连接外接电源负极，使其作阴极被保护，惰性辅助电极作阳极 【解析】A．被保护的钢制管桩作阴极，连接电源负极，因此为负极，高硅铸铁作阳极，连接电源正极，为正极，A正确； B．该方法有外接直流电源，属于外加电流防腐法，B正确； C．外加电流法可抑制钢铁腐蚀过程的电子转移，使钢制管桩表面的腐蚀电流接近零，几乎不被腐蚀，C正确； D．题干明确说明高硅铸铁为惰性辅助阳极，惰性阳极不参与反应，不会被损耗，D错误； 故选D。 【变式3】（2026·广东茂名·二模）海船上加装锌块可延缓船体的腐蚀。下列有关说法正确的是 A．锌块发生氧化反应 B．加装锌块后可永久防腐 C．该法为外加电流法保护钢铁 D．负极主要发生反应： 【答案】A 【解析】A．锌的金属活动性强于铁，加装锌块后，锌作原电池负极，发生氧化反应，A正确； B．锌块作负极会不断被腐蚀消耗，消耗完毕后就无法继续保护船体，不能实现永久防腐，B错误； C．该防护方法为牺牲阳极的阴极保护法，无需外加电源，不属于外加电流法，C错误； D． 为吸氧腐蚀的正极反应，负极是锌失电子生成锌离子，D错误； 故选A。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026·广东卷）做好防腐是发展海上风电的基础。下列措施不能达到防腐目的的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A．钢管桩主要成分为铁，铁的金属活动性强于铜，二者在海水中形成原电池时，铁作负极失电子被氧化，会加速钢管桩腐蚀，不能达到防腐目的，A符合题意； B．铝表面致密的氧化膜能防止内部的铁被腐蚀，即使富铝涂层破损，形成原电池时铝作负极被腐蚀，可保护钢管桩；故能达到防腐目的，B不符合题意； C．该装置为外加电流法，钢管桩连接电源负极作阴极被保护，能达到防腐目的，C不符合题意； D．锌的金属活动性强于铁，二者在海水中形成原电池时锌作负极被腐蚀，属于牺牲阳极法，钢管桩作正极被保护，能达到防腐目的，D不符合题意； 故选A。 2．（2026·广东卷）一种利用电解还原同时实现海水脱盐的装置如图，电解液在Ⅰ和Ⅳ室间循环，初始电解液为溶液，膜①~③为阳离子或阴离子交换膜。下列说法错误的是 A．①为阳离子交换膜，②为阴离子交换膜 B．阳极反应为 C．电解一段时间后，Ⅲ室海水中盐的浓度降低 D．电解过程中，Ⅰ室电解液的pH在一段时间内可保持稳定 【答案】C 【分析】由题图可知，在电极上反应转化为，元素化合价降低，故电极为阴极，阴极反应为，生成的与电解液中的发生反应。电极为阳极，电离出的在阳极放电，阳极反应为，电离出的发生反应。若③为阴离子交换膜，结合电流方向可知，Ⅲ室海水中的会向右通过膜③迁移至Ⅳ室中，并在电极上放电生成，故③应为阳离子交换膜，以阻止通过，据此可知实现脱盐的海水不是Ⅲ室海水，而是Ⅱ室海水，则①为阳离子交换膜，②为阴离子交换膜，Ⅱ室海水中的向左通过膜①迁移至Ⅰ室中，Ⅱ室海水中的向右通过膜②迁移至Ⅲ室中，Ⅳ室电解液中的向左通过膜③迁移至Ⅲ室中，故电解一段时间后，Ⅱ室海水中盐的浓度降低，Ⅲ室海水中盐的浓度升高。 【解析】A．由分析知，①为阳离子交换膜，②为阴离子交换膜，A正确； B．由分析知，电极为阳极，电离出的在阳极放电，阳极反应为，B正确； C．由分析知，电解一段时间后，Ⅱ室海水中盐的浓度降低，Ⅲ室海水中盐的浓度升高，C错误； D．根据前述分析，Ⅰ室中阴极反应生成的与电解液中的反应生成，形成缓冲体系，有利于Ⅰ室电解液的pH在一段时间内保持稳定，D项正确； 故选C。 3．（2025·广东卷）对铁钉进行预处理，并用铜氨溶液给铁钉镀铜。下列操作不能达到实验目的的是 A．除油污 B．除铁锈 C．制铜氨溶液 D．铁钉镀铜 【答案】D 【解析】A．碳酸钠溶液为碱性，油污在碱性溶液中发生水解反应，同时加热可以增强碳酸钠溶液的碱性，可以达到除油污的目的，A不符合题意； B．铁锈的主要成分为氧化铁，稀盐酸可以用来除去铁锈，可以达到实验目的，B不符合题意； C．硫酸铜溶液中滴加过量氨水，可以生成铜氨溶液，可以达到实验目的，C不符合题意； D．铁钉镀铜，需要电解装置，使Cu片与电源正极相连，铁钉与电源负极相连，图中无电源，故不能达到实验目的，D符合题意； 故选D。 4．（2025·全国卷）某研究小组设计如下电解池，既可将中性废水中的硝酸盐转化为氨，又可将废塑料(PET)碱性水解液中的乙二醇转化为羟基乙酸盐，实现变废为宝。 电解时，下列说法错误的是 A．阳极区下降 B．从阴极区向阳极区迁移 C．阴极发生反应 D．阴极转化，阳极将生成 【答案】D 【分析】根据图示，电解时，左侧电极连接电源负极，为阴极区，发生还原反应，电极反应式为：；右侧电极连接电源正极，为阳极区，发生氧化反应，电极反应式为：。 【解析】A．根据分析，阳极区消耗了，下降，A正确；B．阴极区生成了，阳极区消耗了，按照离子移动方向，从阴极区通过阴离子交换膜向阳极区迁移，B正确；C．根据分析阴极发生还原反应，电极反应式为：，C正确；D．阴极转化，转移，此时阳极将生成，D错误；故选D。 5．（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，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．完全转化为的电解总反应： 【答案】B 【分析】由图可知，左侧发生，N元素化合价下降，则左侧是阴极区，右侧发生，Cl元素化合价上升，则右侧是阳极区，据此解答； 【解析】A．电解池中，阳离子向阴极移动，则，向左室迁移，A正确；B．电解过程中，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；C．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；D．左侧阴极总反应是，右侧阳极总反应是，将两电极反应相加即可得到总反应，D正确；故选B。 6．（2025·陕晋青宁卷卷）我国科研人员采用图示的电解池，由百里酚(TY)合成了百里醌(TQ)。电极b表面的主要反应历程见图(灰球表示电极表面催化剂)，下列说法错误的是 A．电解时，从右室向左室移动 B．电解总反应： C．以为原料，也可得到TQ D．用标记电解液中的水，可得到 【答案】D 【分析】电极b发生TY→TQ，发生加氧去氢的反应，发生氧化反应，b为阳极，a为阴极，阴极上氢离子得电子生成H2，以此解题。 【解析】A．电解时阳离子向阴极移动，H+从右室向左室移动，A正确；B．根据转化关系图可知，电极b中TY是反应物，TQ是生成物，电极a上H+得电子生成H2，总反应方程式为：，B正确；C．将TY()换成为原料，仍然能够得到TQ()，C正确；D．根据右图可知，用标记电解液中的水，可得到的18O在环上甲基的邻位上，D错误；答案选D。 7．（2025·全国卷）下列关于铁腐蚀与防护的反应式正确的是 A．酸性环境中铁发生析氢腐蚀的负极反应： B．铁发生腐蚀生锈的反应： C．铁经过发蓝处理形成致密氧化膜： D．安装锌块保护船舶外壳，铁电极上发生的反应： 【答案】A 【解析】A．酸性环境中铁发生析氢腐蚀，负极是Fe，电极反应式为，故A正确；B．铁腐蚀生锈的产物应为Fe2O3·xH2O，故B错误；C．发蓝处理形成的是Fe3O4氧化膜，且反应条件与产物不符，故C错误；D．安装锌块保护船舶外壳，属于牺牲阳极保护法，铁作为阴极，铁电极上可能是O2得电子发生还原反应，非Fe3+被还原，故D错误；选A。 8．（2024·重庆卷）我国科研工作者研发了一种新型复合电极材料，可将电催化转化为甲酸，如图是电解装置示意图。下列说法正确的是 A．电解时电极N上产生 B．电解时电极M上发生氧化反应 C．阴、阳离子交换膜均有两种离子通过 D．总反应为 【答案】D 【分析】催化电极M上二氧化碳得到电子发生还原反应和水生成甲酸根离子和氢氧根离子：，甲酸根离子和氢氧根离子通过阴离子膜加入中间室，氢氧根离子和氢离子生成水、甲酸根离子和氢离子生成甲酸，则M是阴极，那么N是阳极，阳极水失去电子发生氧化反应生成氧气：，氢离子通过阳离子膜进入中间室； 【解析】A．酸性条件下，电解时电极N上水失去电子发生氧化反应生成氧气：，A错误；B．催化电极M上二氧化碳得到电子发生还原反应生成甲酸，B错误；C．由分析，阳离子交换膜有1种离子通过，C错误；D．由分析，总反应为二氧化碳和水生成甲酸和氧气，D正确；故选D。 2 / 3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $