第32讲电解池金属的腐蚀与防护-【衡中学案】2027年高考化学一轮总复习学案

本讲要点速记： 注：原电池正极和负极与电极材料的性质有关，也 1.原电池中的能量转化及本质 与电解质溶液有关，即活泼电极不一定作负极。 (1)能量转化：化学能转化为电能。 例：Mg-Al、NaOH溶液形成的原电池中，铝作 (2)反应本质：自发进行的氧化还原反应。 负极。 2.原电池中粒子的“移动方向” 4.化学电源中电极反应式书写的一般方法 (1)外电路中电子移动方向：负极→正极。 (1)明确两极的反应物。 (2)外电路中电流方向：正极→负极。 (2)明确直接产物：根据负极氧化、正极还原，明 (3)电池内部离子移动方向：阴离子→负极，阳离 确两极的直接产物。 子→正极。 (4)盐桥中（含饱和KC1溶液）离子移动方向：K (3)确定最终产物：根据介质环境和共存原则，找 →正极，CI→负极。 出参与的介质粒子，确定最终产物。 3.原电池中正、负极的确定方法 (4)配平：根据电荷守恒、原子守恒配平电极反 ①负极 ②正极 t. 应式。 较活泼的 较不活泼的金 注意：①H在碱性环境中不存在；②02在水溶液 电极材料 金属 属或非金属 中不存在，在酸性环境中结合H,生成H,0,在中性或 电子流向 电子流出 电子流入 碱性环境中结合H,0,生成OH;③若已知总反应式 L电流流向 电流流入 电流 电流流出 Zn门 Fe 时，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电 离子移动 阴离子移向 硫酸 阳离子移向 方向 子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电 溶液测 发生氧化 反应类型 极反应式，即得到较难写出的另一极的电极反应式。 反应 发生还原反应 电极质量 电极质量 电极质量增加 变化 减轻 或有气体产生 温馨提示：复习至此，请完成练案[31 209 第32讲 电解池 金属的腐蚀与防护 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。 复习目标 2.掌握氯碱工业、电解精炼、电镀、电冶金等的反应原理。 3.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。 考点一 电解池及工作原理 必备知识·梳理夯实 2.电解池的工作原理（以惰性电极电解CuCL,溶 液为例) (1)电极名称与电极反应 1.电解和电解池 电极名称 电极名称 电解 作用下，电解质在两个电极上分别 反应类型： 反应类型： 发生 和 的过程 电极反应式： 电极反应式： 电解池将 转化为 的装置 CuCL,溶液 总反应的化学方程式： ①电极材料与电极反应：有与相连的 两个电极，电源正极一→电解池极一→发 总反应的离子方程式： 电解池 (2)电子和离子的移动方向 的构成 生 反应：电源负极→电解池极一→ 条件 发生反应 、可搬括为电子不下水，离子不上线 ②离子导体： (或 ①电子流向：从电源 极流出后，流向电解 ③电子导体：形成 池的 极；从电解池的 极流出后，流向 电源的 极。 ②离子流向：阳离子移向电解池的 极，阴 离子移向电解池的 阳极： 极。 ③电流移动方向：电源 极→电解池的 无氧酸 极→电解质溶液→电解池的 极→电 (氢氟 HCI 阴极 源 极。 酸除 溶液 [微点归纳]①电解时，在外电路中有电子通 外) 总反应： 过，而在溶液中是依靠离子定向移动形成电流，即电子 电解 本身不会通过电解质溶液。 ②从电子、离子、电流的移动方向角度理解电解池 电解 的工作原理 阳极： 质型 不活泼 电流氧化 金属的CuCl, 阴极： 阳极口 阴极 方向反应 →还原反应 电流 方向 溶液5 无氧酸溶液 阴离子移向阳极阳离子移向阴极 盐 总反应：Cm2++2C电解 ③从离子的放电先后顺序角度理解电解池的工作 Cu+Cl2↑ 原理 活性电极电极材料失电子溶解，生成金属 阳极： 阳 阳离子 阳极 极 物 惰性电极溶液中阴离子按放电顺序失电子 放氢活泼金 NaCl 阴极： 生碱属的无 S2-I-Br-Cl-OH- F还原性（减弱） 溶液 放电能力（减弱） 多 氧酸盐 含氧酸 水溶液中一般 总反应： 考虑此5种离子 根离子 阴 直接按阳离子放电顺序得电子 阴极 210 极 (氧化性强的先放电) 产物 阳极： 酸提供 水提供 不活泼 放氧 Ag'HgFeCuHPb Sn2 Fe2 Zn2H AP Mg Na*Ca2K' 金属的AgNO,阴极： 生酸 从左到右氧化性（减弱），放电能力（减弱）】 含氧酸溶液 总反应： 3.用惰性电极电解不同类型的电解质溶液 类型 溶液pH溶液复原 实例 电极反应式 的变化 的方法 通过以上分析，可得如下电解规律： 阳极： (1)电解实质为电解水的有 H,SOa阴极： 含氧酸 溶液 总反应： (2)电解实质为电解溶质本身的有 阳极： (3)电解生成H,和碱的有 电解 NaOH 阴极： 水型 强碱 溶液 (4)电解生成02和酸的有 总反应： 阳极： [微点拨]根据对电解规律的理解，用惰性电极 活泼金 电解3mol·L1NaCl和1mol·L1CuS04的混合溶 KNO3 阴极： 属的含 溶液 液，可看作三个电解阶段。①第一阶段：相当于电解 氧酸盐 总反应： 1mol·L1CuCl2溶液；②第二阶段：相当于电解 1 mol·L1NaCl溶液；③第三阶段：相当于电解水。 【易错辨析】 2.(2026·山东滨州高三检测)Cu,0是一种半导体材 (1)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的 料，基于绿色化学理念设计的制取Cu20的电解池示 过程。 意图如图所示，电解总反应为2Cu+H,0电解Cu,0+ (2)电解池中的氧化反应和还原反应不一定同时发生。 H,↑。下列说法正确的是 () (3)阳极失去的电子经过直流电源，流向阴极。 直流电源 石墨 Cu ( (4)电解池中的电解质可能是熔融状态或固体电解质。 氢氧化钠 溶液 ( ) (5)电解池中阳离子移向阳极。 A.石墨电极上产生氢气 (6)阳极不管是什么材料，电极本身都不反应。 B.铜电极上发生还原反应 C.铜电极接直流电源的负极 (7)电解过程中阴离子向阴极定向移动。 ( (8)直流电源跟电解池连接后，电子从电源负极流向 D.当有0.1mol电子发生转移时，有0.1 mol Cu20 电解池阳极。 ( 生成 (9)电解CuCL2溶液，阳极逸出的气体能够使湿润的淀3.(2026·湖南长沙模拟)一种采用H,0(g)和N2(g) 粉碘化钾试纸变蓝色。 ( 为原料制备NH,(g)的装置示意图如图。 (10)用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，加入 Ca(OH)2可使电解质溶液恢复到电解前的情况。 工作电源 211 0 NH 考点突破·能力提刊 固体氧化物电解质 微考点1电解池装置及工作原理 下列有关说法正确的是 1.(2024·甘肃卷)某固体电解池工作原理如图所示， A.在b电极上，N2被还原 下列说法错误的是 ( B.金属Ag可作为a电极的材料 。电源 C.改变工作电源电压，反应速率不变 HO(g) 0(g D.电解过程，固体氧化物电解质中02不断减少 H(g) 02 归纳拓展： 多孔电极1固体电解质 多孔电极2 电解池阴、阳极判断的“五个维度” A.电极1的多孔结构能增大与水蒸气的接触面积 B.电极2是阴极，发生还原反应：02+4e—202 与电源负 构造方面 与电源正极相连 极相连 C.工作时02从多孔电极1迁移到多孔电极2 电极反应还原反应 氧化反应 D.理论上电源提供2mole能分解1molH20 电子流向电子流入 电子流出 [方法归纳]解答涉及电解池方面的题目，关键 极 析出金属或 电极质量减小或有 在于首先确定电解池的阴、阳极，确定阴、阳极的最直 反应现象→ 有H,放出 非金属单质生成， 接方法是看外电源的正、负极；还可根据电极反应类型 如02、C1,等 离子移向阳离子移向 等进行判断 阴离子移向 微考点2电解规律及应用 令归纳拓展： 4,(2026·河北衡水高三检测)用惰性电极进行电解， 分析电解过程的思维流程 下列说法正确的是 判断：阴、阳极 一明确阳极是惰性电极还是活性电极 A.电解稀硫酸，相当于是电解水，故溶液pH不变 分析：电解质的 找全离子（包括水电离的H+和OH), 离子组成 并按阴、阳离子分组 B.电解稀NaOH溶液，要消耗OH,故溶液pH减小 C.电解Na,S04溶液，在阴极和阳极上生成气体产物 确定：放电离子 排出阴、阳离子在两极的放电顺 域物质 序，确定优先放电的微粒 的物质的量之比为1：2 写出：电极反应 判断电极产物，注意溶液的酸碱 式，总反应式 性、产物的溶解性 D.电解氯化铜溶液，在阴极和阳极上生成产物的物 质的量之比为1：1 解答问题 解答有关离子浓度、H、电极产 物量的变化，溶液的复原等问题 5.(2026·山东济南高三检测)用石墨作电极，电解稀 微考点3电极反应方程式的书写 Na,S0,溶液的装置如图所示，通电后在石墨电极A 7.按要求书写电极反应式和总反应方程式。 和B附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列叙述正确的 (1)用惰性电极电解MgCl2溶液。 是 阳极反应式： 阴极反应式： 总反应的离子方程式： (2)用铁作电极电解NaCl溶液。 H.OE 阳极反应式： Na,SO,溶液 阴极反应式： 212 A.逸出气体的体积：A电极<B电极 总反应的离子方程式： B.一电极逸出无味气体，另一电极逸出有刺激性气8.整合有效信息书写电极反应式。 味气体 (1)用烧碱吸收H,S后所得的溶液加入如图所示的 C.A电极附近呈红色，B电极附近呈蓝色 电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区 D.电解一段时间后，将全部电解液转移到同一烧杯 发生如下反应：S2-2e—S;(n-1)S+s2 中，充分搅拌后溶液呈中性 S2。 6.(2026·湖北武汉检测)如图所示，x、y分别是直流 电极 电极 电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处 有无色无味的气体放出，符合这一情况的是() 阳离子交换膜 ①写出电解时阴极的电极反应式： z溶液 ②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单 选项 a极板 b极板 x电极 z溶液 质，其离子方程式可写成 锌 石墨 负极 CuSo. (2)电解NO制备NHNO,其工作原理如图所示，为 B 石墨 石墨 负极 NaOH 使电解产物全部转化为NHNO,需补充物质 C 银 铁 负极 AgNO A,A是 说明理由： D 铜 石墨 负极 CuCl 物质A三 →NHNO,浓溶液 电源 阴极 阳极 Br 电 NO+ NH 催化剂 NO -NO NO NO NH,NO,稀溶液 归纳拓展： A.电极a连接电源负极 ①“三看法”正确书写电极反应式 B.加入Y的目的是补充NaBr 若是金属（除金、铂）材料为阳极，会 C.电解总反应式为Br+3H,0电解Br0;+3H,↑ 一看： 优先失去电子；若是惰性电极，则分 D.催化阶段反应产物物质的量之比n(Z):n(Br) 电极材料 析离子的放电顺序 =3:2 二看： 10.以惰性电极电解200mL某浓度的Cu(NO3)2 介质是否参与电极反应 介质 溶液。 (1)阳极产生112mL(标准状况下)气体时，阴极 三看： 熔融状态，如金属的电冶炼 无气体生成。所得溶液的pH为 (不 电解质状态 考虑溶液体积变化)，要使溶液恢复到电解前 (1)用惰性电极电解，分析溶液中的阴阳离子：阳 的状态，可加入 g的 (填化学 离子向阴极移动，分析阳离子在阴极上得电子的顺序； 式)。 阴离子向阳极移动，分析阴离子在阳极上失电子的 (2)继续通电电解一段时间，若加入0.02mol 213 顺序。 Cu(OH)2可使溶液复原，则电路中转移电子 (2)金属被腐蚀溶解的作阳极，被保护不被腐蚀 为 mola 的作阴极。 (3)若通电足够长时间，加入0.02mol (3)在写电极反应式时，要考虑电解质溶液的酸 Cu2(OH),CO,可使溶液复原，则电路中转移 碱性、离子交换膜、甚至反应的区域等对电极产物的 电子为 mol。 影响。 归纳拓展： ☑惰性电极电解电解质溶液的产物判断 电解相关计算的原理与方法 阴离子 ①计算原理。 串联电路中的各个电极反应得、失电子数相等。 放H,生碱型 电解电解质型 -Br ☑电解相关计算的常用方法。 (如NaCl、MgBr等) (如CuC2、HCl等) -CI (1)根据得失电子守恒计算 Fe2 H 阳离子 Na'Mg Zn2 OH Cu2 Fe Ag" 串联电路中阴阳两极、电源正负极、电路中通过电 电解水型 No 放0，生酸型 子数相等。 (如HSO4、NaOH (如CuS04、AgNO3等) (2)根据总反应计算 NaS04等) 先写出电极反应，再写出总反应，最后根据总反应 微考点4电解的有关计算 列出比例式计算。 9.(2024·山东卷)以不同材料修饰的P为电极，一定 (3)根据关系式计算 浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合 根据得失电子守恒构建已知量与未知量之间的关 的循环方式，可实现高效制H2和O,装置如图所系式，然后通过关系式计算。 示。下列说法错误的是 考点二 电解原理的应用 必备知识·梳理夯实 注意：电解精炼铜时，阳极质量减小，阴极质量增 加，溶液中的Cu+浓度减小。 1.电解饱和食盐水 氯碱工业 【微思考2】电解精炼铜时，银、金、铂等金属不 (1)电极反应 放电形成 ,在阴极只有Cu2放电，锌、铁镍较 阴极：电极反应式： 活泼的金属阳离子残留在 中，故能够将杂质 反应类型： 除去。电解过程中，Cu2+的浓度 反应。 3.电镀铜 阳极：电极反应式： 反应类型： 反应。 阳极： 两极材料 检验阳极产物的方法是 阴极： 电镀液：含 的电解质溶液。 电解时向食盐水中滴加酚酞， 极附近 阳极： 两极 溶液变红，说明该电极附近产生的物质为 阴极： 反应 (2)电解方程式 应用：铁上镀铜等。 CuSO,溶液 化学方程式： 电镀钥 阳极质量 阴极 离子方程式： 质量 (3)应用：氯碱工业制烧碱、氢气和氯气 特点 溶液中的离子浓度 阳离子交换膜法电解饱和食盐水示意图 [微点归纳](1)电镀时，镀层金属作阳极，镀件 作阴极，含镀层金属阳离子的盐溶液为电解质溶液； (2)电解精炼铜时，粗铜中不活泼的杂质（银、金 214 等)在阳极难以失去电子，最后以金属单质的形式沉积 于电解槽的底部，成为阳极泥。 4.电冶金 阳离子交换膜 利用电解熔融盐（或氧化物）的方法来冶炼活泼 【微思考1】(1)阳离子交换膜的作用 金属Na、Ca、Mg、Al等。 阻止 进入阳极室与Cl2发生副反 阳极： 应 ,阻止阳 极产生的 和阴极产生的 混合发生 钠 阴极： 爆炸。 总方程式： (2)a、b、c、d加入或取出的物质分别是 的 阳极： :X、Y分 夺 镁 阴极 别是 金 总方程式： 2.电解精炼铜 阳极： 阳极： 两极材料 阴极： 阴极： 总方程式： 阳极（设含Zn、Fe杂质）： [微点归纳](1)由于A1CL3为共价化合物，熔融 Zn-2e-Zn2+ 状态下不导电，所以电解冶炼铝时，电解的为熔，点很高 两极 Fe-2e—fe2 的氧化铝，为降低熔点，加入了助熔剂冰晶石 反应 (Na3AF6);电解过程中，阳极生成的氧气与石墨电极 CuSO4溶液 (主要反应) 电解精炼铜 反应，因此石墨电极需不断补充。 阴极： (2)氯碱工业所用的饱和食盐水需要精制，除去 应用：电解精炼铜 NaCl中混有的Ca2+、Mg2+、S0。 (3)电镀铜时，电解质溶液中c(C2+)不变；电解2.(2023·广东卷)利用活性石墨电极电解饱和食盐 精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2+)减小。 水，进行如图所示实验。闭合K,一段时间后 (4)电解熔融MgCl2冶炼镁，而不能电解Mg0冶 炼镁，是因为MgO的熔点很高；电解熔融AL,O3冶炼 铝，而不能电解A1CL3冶炼铝，是因为A1CL,是共价化 安全 湿润的 合物，其熔融态不导电。 气球 红布条 【易错辨析】 浸有浓NaOH (1)在镀件上电镀铜时，镀件应连接电源的正极。 溶液的棉花 ( (2)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2+)均 淀粉-KI溶液 饱和食盐水 保持不变。 A.U形管两侧均有气泡冒出，分别是Cl2和02 (3)电解冶炼铝通常电解熔融的AL,03,也可以电解熔 B.a处布条褪色，说明Cl2具有漂白性 融的A1CL3。 ( C.b处出现蓝色，说明还原性：Cl>I (4)电解饱和食盐水中阳极产生的气体能使湿润的淀 D.断开K,立刻闭合K,电流表发生偏转 粉碘化钾试纸变蓝。 3.在氯碱工业中，常用电解饱和食盐水的方法制备氯 ( 气。中国最早的氯碱工厂是上海天原电化厂，其使 (5)用铜作阳极、石墨作阴极电解CuCl2溶液时，阳极 用的电解饱和食盐水的装置原理简图如图所示。 电极反应式为2Cl-2eCl,↑。 ④ (6)根据得失电子守恒可知电解精炼铜时，阳极减少 的质量和阴极增加的质量相等。 (7)电镀过程中，溶液中离子浓度不变。 饱和 215 (8)电解精炼铜时，溶液中的阳离子浓度会发生变化。 NaCd溶液 ( (1)电解饱和食盐水的化学方程式为 考点突破·能力提升 氯气在 极上产生，检验氯气的方法为 微考点1氯碱工业与电解原理 1.(2023·浙江6月卷)氯碱工业能耗大，通过如图改 (2)实验后U形管中得到的NaOH溶液中还混有少 进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是 量NaCl(两种物质的溶解度曲线如图所示)，分 ( 离得到NaOH的实验方法是 o 电源 NaOH 电极A 离子交换膜 电极B 100 NaCl 饱和Nad溶液H,O(含少量NaOH田 →温度℃ 50 A.电极A接电源正极，发生氧化反应 (3)氯碱工厂按下面的流程生产：食越水，电解→合 B.电极B的电极反应式为2H20+2e—H2↑ 成氯化氢吸收，该流程中用稍过量的氢气和氯 +20H 气的燃烧反应来制备氯化氢，氢气要稍过量的 C.应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的 原因是 ,合 NaOH溶液 成氯化氢的化学方程式为 D.改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性 燃烧时火焰呈 色，生成 来降低电解电压，减少能耗 的氯化氢溶于水即得盐酸。 微考点2电解精炼与电镀 反应，阴极反应式为 4.(2026·山东青岛高三检测)金属镍有广泛的用途 粗镍中含有Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制得 ②若改用A1CL3水溶液作电解液，则阴极产物为 高纯度的镍。下列叙述正确的是（已知：氧化性Fe24 <Ni2*<Cu2*) ( 微考点3 利用电解原理治理污染问题 A.阳极发生还原反应，其电极反应式为N2++2e 7.(2024·贵州卷)一种太阳能驱动环境处理的自循 -Ni 环光催化芬顿系统工作原理如图。光阳极发生反 B.电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量的增 应：HC0+H20-2e—HC0:+2H,HC0:+H,0 加量相等 一HC03+H202。体系中H202与Mn(Ⅱ)/ C.电解后，溶液中存在的阳离子只有Fe2+和Zm2 Mn(N)发生反应产生的活性氧自由基可用于处理 D.电解后，电解槽底部的阳极泥中有Cu和Pt 污水中的有机污染物。 5.(2026·安徽阜阳统考)以乙烷燃料电池为电源进 行电解的实验装置如图所示。下列说法正确的是 光阳极nnn 阴极 ( H,0 HCO, r HCO, 、H02 H,0 HCO H.O Mn(lI) 0 水体 质子交换膜 硫酸铜溶液 下列说法错误的是 ( A.燃料电池工作时，正极的电极反应式为02+4H 216 4e—2H,0 A.该芬顿系统能量转化形式为太阳能→电能→化 学能 B.a极是铜，b极是铁时，能达到铁上镀铜的目的 B.阴极反应式为02+2H+2e=H202 C.a极是纯铜，b极是粗铜时，a极上有铜析出，b极 C.光阳极每消耗1molH,0,体系中生成2molH,02 逐渐溶解，两极质量变化相同 D.H,O2在Mn(Ⅱ)/Mn(V)的循环反应中表现出 D.a、b两极若是石墨，同温同压下b极产生的气体 氧化性和还原性 与电池中消耗乙烷的体积之比为7：2 8.MFC-电芬顿技术不需要外加能量即可发生，通过产 受归纳拓展： 生羟基自由基(·OH)处理有机污染物，可获得高效 电镀铜和电解精炼铜的区别 的废水净化效果。其耦合系统原理示意图如图，下 电解质溶液中阳 阳极质量的减少和 列说法错误的是 ( 电解应用 离子浓度的变化 阴极质量的增加 电镀 不变 相等 H,O >Fe 于交换 H,0 -Fe2+4 电解精炼铜 变化 不相等 Co. 极 02 极 OH HO 极 6.电镀是材料表面处理中不可或缺的一部分，解答下 H H,O (污染物 溶液 C02 中0 列问题 甲 (1)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石 A.标准状况下，乙池中消耗22.4L02时，可以产生 墨作阳极的原因是 2mol·0H B.甲池是将化学能转化为电能，其中a极上发生氧 (2)用有机阳离子、[A12Cl,]和[A1CL4]ˉ组成的离 化反应 子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。 C.电子移动方向为a→Y,Xb ①钢制品应接电源的 极，已知电镀过 D.乙池中生成羟基自由基的反应为Fe2++H,02+H 程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极 =fe3++H,0+·0H 壁归纳拓展： NaCI进口 C,出口 电镀和电解精炼的特点分析 ①电镀过程中的“一多，一少，一不变”： 液态 熔融 (1)“一多”指阴极上有镀层金属沉积； 金属钠 NaCl (2)“一少”指阳极上有镀层金属溶解； (3)“一不变”指电镀液（电解质溶液）的浓度基本 Na出口 不变。 阴极 阴极 ☑电解精炼过程中的“两不等”： 阳极 (1)电解质溶液浓度在电解前后不相等； A.氯化钙的作用是作助熔剂，降低氯化钠的熔点 (2)阴极增加的质量和阳极减少的质量不相等。 B.金属钠的密度大于熔融混合盐的密度，电解得到 微考点4极活泼金属的制取—电冶金 的钠在下层 9.电解熔融氯化钠和氯化钙混合物制备金属钠的装置 C.隔膜D为阳离子交换膜，防止生成的氯气和钠重 如图所示。阳极A为石墨，阴极为铁环K,两极用隔 新生成氯化钠 膜D隔开。氯气从阳极上方的抽气罩H抽出，液态 D.电解时阴极的电极反应为Na+e=Na,发生氧 金属钠经铁管F流入收集器G。下列叙述正确的是 化反应，阴极上可能有少量的钙单质生成 考点三 金属的腐蚀与防护 必备知识·梳理夯实 负极反应式 Fe-2e =Fe2 1.金属腐蚀的本质 02+2H20+4e 正极反应式 2H+2e=H,↑ 217 金属原子 电子变为金属阳离子，金属发 =40H 生 反应。 2.金属腐蚀的类型 Fe 2H* Fe2++ 2Fe+02+2H20 总反应 H2↑ 2Fe(OH),↓ (1)化学腐蚀与电化学腐蚀 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 其他反应 金属与接触到的干燥 Fe(OH)3→Fe,O3·xH,O(铁锈》 不纯金属或合金与电解质 气体（如02、CL2等）或 溶液接触，会形成 定义 非电解质溶液等直接 腐蚀速率 较快 较慢 的金 发生化学反应引起的 属失去电子被氧化腐蚀 普遍性 腐蚀更普遍 腐蚀 往往两种腐蚀交替发生，但 腐蚀更 本质 M-ne= =M" M-ne= =M" 联系 普遍，两种过程都有微弱电流产生 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 [微点归纳] 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 两者往往同时发生，金属的 腐蚀更普遍，而 联系 且危害性大，腐蚀速率大。实质都是金属原子失去 4Fe(0H)2+02+2H20-4Fe(0H)3,2Fe(0H)3 电子被氧化而损耗 Fe203·xH20(铁锈)+(3-x)H20。 (2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以钢铁的腐蚀为例进 3.金属电化学腐蚀规律 行分析) (1)对同一种金属来说，在不同溶液中腐蚀的快 类型 析氢腐蚀 慢：强电解质溶液 弱电解质溶液 非 吸氧腐蚀 电解质溶液。 水膜酸性很弱或呈 条件 水膜酸性较强 中性 (2)活动性不同的两金属：活动性差别越大，活动 性强的金属腐蚀越 (3)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度 ②外加电流法 越大，腐蚀越快，且氧化剂的浓度越高，氧化性越强，腐 示例： 蚀越快。 被保护金属设备 一般为情性金属或万墨 (4)对同一电解质溶液来说。电解原理引起的腐 钢闸门 辅助。 蚀 原电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀 (阴极) 海水阳极 有防护措施的腐蚀。 (不溶性 【微思考】如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在 【易错辨析】 其中被腐蚀的速率由快到慢的顺序为 (1)干燥环境下，所有金属都不能被腐蚀。() Fe r (2)在潮湿空气中，钢铁表面形成水膜，金属一定发生 吸氧腐蚀。 () (3)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样。 () (4)铜在酸性环境下，不易发生析氢腐蚀。 () (5)在船体嵌入锌块，减缓船体腐蚀，属于牺牲阳极法。 (6)电化学腐蚀比化学腐蚀的速率大得多。() (7)钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀中都是铁作负极。 4.金属的防护 (8)原电池分为正、负极，电解池分为阴、阳极，所以牺 (1)金属防护的原理 牲阳极的阴极保护法应用的是电解池原理。 金属的防护主要是从 、与金属接触的物 ( 218 质及两者 的条件等方面来考虑的。 (9)在铁板上镀锌是因为锌比铁活泼，形成原电池而 (2)金属防护的方法 保护铁不易被腐蚀。 牺牲阳极法：利用 原理 电化学保护法 (10)在金属表面覆盖保护层，若保护层破损后，就完全 外加电流法：利用 原理 改变金属材料 失去了对金属的保护作用。 () →如制取不锈钢等 的组成 护 在金属表面覆 考点突破·能力提升 →如电镀、喷漆、覆膜等 盖保护层 微考点1 金属腐蚀的原理及分析 [微点归纳] (1)钢铁发生电化学腐蚀时，负极1.(2026·江苏南京模拟)如图所示，下列叙述错误的 铁失去电子生成Fe2,而不是生成Fe+ 是 () (2)铜暴露在潮湿的空气中发生的是化学腐蚀， 而不是电化学腐蚀，生成铜绿的化学成分是 Cu2(OH)2CO3 (3)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。 ①牺牲阳极法 C Zn Fe 示例： A.开关未闭合时，铁棒上B点腐蚀最快 B.若X为NaCl,K与M连接，铁棒处pH最大 无外接电源，实质：原电池 实为正极 e C.若X为H,SO4,K与N连接，铁棒上发生反应： 被保护 锌板 2H*+2e—H2↑ 比被保护金属活泼 阴极 海水应牺牲安为鱼极，清耗 D.若X为H,SO4,K分别与N、M连接，Fe腐蚀情况 (阳极 前者更慢 2.(2022·上海卷)浓硫酸贮存罐的饨化金属保护法5.实验探究（如图所示） 示意图如图，其原理是利用可钝化的金属与直流电 源相连，控制合适的电压，使金属贮存罐表面形成致 铁钉 密的钝化膜，以有效减缓金属腐蚀。下列选项错误 浸有某溶液 的棉团 官红水 的是 (1)若棉团浸有NH,Cl溶液，铁钉发生 腐 直流电源 蚀，正极反应式为 浓硫酸 右侧试管中的现象是 贮存罐 (金属制品) 浓硫酸 辅助电极 SM地面LM A.金属贮存罐可用钢制材料 (2)若棉团浸有NaCl溶液，铁钉发生 腐蚀， B.电子沿导线流入辅助电极 正极反应式为 C.贮存浓硫酸的金属罐与电源负极相连 右侧试管中的现象是 D.电压高到一定程度有可能会加剧腐蚀 3.关于研究生铁的锈蚀实验，下列分析不正确的是 受归纳拓展： ( 金属腐蚀快慢的判断 序号 ① ② ③ ①对同一电解质溶液来说，腐蚀快慢：电解池原 理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有 N 实验 防护措施的腐蚀。 NaCl溶液 6 Nadl溶液 ☑对同一金属来说，腐蚀快慢：强电解质溶液中> 219 生铁片 生铁片 生铁片 弱电解质溶液中>非电解质溶液中（浓度相同）。 8小时未观 8小时未观察 1小时观察到明 了活动性不同的两种金属，活动性差异越大，腐 现象 察到明显 到明显锈蚀 显锈蚀 蚀越快。 锈蚀 ④对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大。 A.①中，NaCl溶液中溶解的O2不足以使生铁片明 金属腐蚀速率越快。 显锈蚀 微考点2金属腐蚀的防护方法 B.②中，生铁片未明显锈蚀的原因之一是缺少H,0 6.(2024·浙江6月卷)金属腐蚀会对设备产生严重危 C.③中正极反应为02+4e+2H,0一40H 害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。如图为两 D.对比①②③，说明苯能隔绝02 种对海水中钢闸门的防腐措施示意图。 4.如图所示，将铁钉的一部分镀上不同的金属，放入培 养皿中，加入含有饱和食盐水及琼脂的溶液，再各滴 入几滴酚酞溶液和K,[Fe(CN)6]溶液。下列分析 阴极 海水 不正确的是 牺牲阳极 锌 图1 铁钉 e-+ a A.a中铁钉附近呈现蓝色 海水 B.b中铁钉附近出现红色 辅助阳极 C.a中铜上发生反应：02+2H20+4e一40H D.b中锌上发生还原反应 图2 下列说法正确的是 ( 2.电解池实质的两个方面 A.图1、图2中，阳极材料本身均失去电子 (1)反应本质：氧化还原反应。 B.图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反 (2)能量转化：电能转化为化学能。 应：02+4e+2H20=40H 3.电化学腐蚀两种类型的正极反应 C.图2中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢 （1)析氢腐蚀：2H+2e—H2↑ 闸门的防护效果 (2)吸氧腐蚀：02+2H,0+4e=40H D.图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时， 钢闸门、阳极均不发生化学反应 4.电解池电极判断的方法 7.港珠澳大桥设计使用寿命为120年，对桥体钢构件 (1)阳极：与电源正极相连的一极，流出电子、发 采用了多种防腐方法。下列分析错误的是( 生氧化反应的一极，阴离子定向移动的一极，往往有氧 A.防腐原理主要是避免发生反应：2Fe+02+2H,0 气、氯气、单质溴、碘生成或电极质量减轻，生成氢离子 =2Ffe(0H)2 的一极； B.钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，是为了隔绝空气、 (2)阴极：与电源负极相连的一极，流入电子、发 水等防止形成原电池 生还原反应的一极，阳离子定向移动的一极、一般有氢 C.采用外加电流法时需外接镁、锌等作辅助阳极 气生成或金属单质析出而质量增加，或生成氢氧根离 D.钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学腐蚀 子的一极。 8.钢闸门的防护方法有多种，下列对于图中的防护方 5.阴阳两极的放电顺序 法描述错误的是 活性电极：电极材料本身放电 h 1 (1)阳极 惰性电极：S2>厂>Br>C>0H> 钢闸 含氧酸根离子>F 220 海水 口笔 (2)阴极：Ag>Fe3+>Cu2+>H(酸)>Sn2*>Fe2*> Zn2+>H*(H20)>A13+>Mg2+>Na 6.电解原理应用的“四方面” A.a、b以导线连接，辅助电极发生氧化反应 (1)电解饱和食盐水的化学方程式为： B.a、b分别连接直流电源的负极、正极，该方法是牺 牲阳极法 2NaC1+2H,0电解2Na0H+H,↑+Cl,↑ C.a、b以电源连接，辅助电极的材料可能含有Cu (2)电镀时，待镀的金属制品作阴极，镀层金属作 D.、b分别连接直流电源，通电后外电路电子被强阳极，用含镀层金属离子的溶液作电镀液。 制从辅助电极流向钢闸门 (3)电解精炼铜时，用纯铜作阴极，粗铜作阳极， 9.(2024·广东卷)我国自主设计建造的浮式生产储用CS04溶液作电解液。 卸油装置“海葵一号”将在珠江口盆地海域使用，其 (4)电解熔融A1,O3制取铝，电解熔融氯化钠制取 钢铁外壳镶嵌了锌块，以利用电化学原理延缓外壳 钠，电解熔融MgCL2制取镁。 的腐蚀。下列有关说法正确的是 7.金属的两种腐蚀与三种保护 A.钢铁外壳为负极 B.镶嵌的锌块可永久使用 化学腐蚀 加保护层 改变金属结构 C.该法为外加电流法 金属腐蚀 [金属防护 牺牲阳极的 D.锌发生反应：Zn-2e—Zn2 析氢腐蚀 阴极保护法 电化学腐蚀 电化学法 受本讲要点速记： 吸氧腐蚀 外加电流的 阴极保护法 1.两个概念 (1)电解：使电流通过电解质溶液（或熔融的电解 质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。 温馨提示：复习至此，请完成练案[32 (2)电解池：把电能转化为化学能的装置。MO2为正极，得到电子发生还原反应，A错误；电池工作时，OH通过隔：7.D由电池装置图可知，放电时Zn为负极，电极反应式为Zn-2e+4OH 膜向负极移动，B错误：环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电池 一[Zn(0H)]2,多孔碳为正极，电极反应式为S,02+2e 放电，C正确；由电极反应式Mn02+e+H20一Mn0(0H)+0H可知， 2S,0号；充电时Zn为阴极，电极反应式为[Zn(0H)4]2+2e一Zn+ 反应中每生成1 mol Mn(0(0H),转移电子数为6.02×102，D错误。 40H,多孔碳为阳极，电极反应式为2S20?-2e—S,0后。放电时为 3.(1)①Mn022Mn0,+2H,0+2e2Mn0(0H)+20H 原电池，原电池中K+向正极移动，A正确：碱性环境中有[Z(0H)4]2 2Zn Zn+20H-2e=Zn(OH) 生成，说明Z乙(OH),能与碱反应，既能与酸反应又能与碱反应，说明 ③2N. Z(OH)2具有两性，B正确；充电时为电解池，根据上述分析可知，总反 (2)①ZmNH4Cl 应为[Zn(0H)4]2+2S203一Zn+40H+S40后，C正确；由电极反应 ②碳粉MnO(OH)在空气中加热碳粉转变为C02,Mn0(OH)氧化 式2S205-2e一S40后可知，生成1.0molS40后转移电子的物质的 为Mn02 量为2.0mdl,则应有2.0molK穿过离子交换膜，D错误。 (3)碱性锌锰电池不容易发生电解质溶液泄漏，因为消耗的负极在电池： 的内部（或碱性电池使用寿命长，因为金属材料在碱性电解质中比在酸} 微考点3 8.B氢氧燃料电池的，总反应为2H2+O2—2H20,a电极通人H2,a电极 性电解质中的稳定性好) 为负极，b电极通入02，电极为正极，A正确；未指明气体所处的状况， [解析](1)①碱性锌锰电池中二氧化锰是电池的正极反应物，在水分 不能确定转移电子的数目，B错误；b电极上O2得电子生成OH,电极反 子作用下，二氧化锰在正极得到电子发生还原反应生成碱式氧化锰和氢 应式为02+2H,0+4e= 氧根离子，电极反应式为2Mn02+2H20+2e一2Mn0(OH)+20H 一4OH,C正确；电池工作时有水生成，一段时 ②碱性锌锰电池中锌为电池的负极，碱性条件下，锌失去电子发生氧化 间后KC1溶液的浓度降低，D正确。 19.(1)Ca-2eCa2 反应生成氢氧化锌，电极反应式为Zn+20H-2e一Zn(OH)2。③碱 (2)脱嵌嵌入 性锌锰电池中锌为电池的负极，碱性条件下，锌失去电子发生氧化反应 (3)2.6 生成氢氧化锌，则反应每消耗1mol锌理论上转移的电子数目为1mol×2 [解析](1)由总反应式可知，放电时为原电池反应，C化合价升高被 ×WAm0=2NA。(2)①原电池中负极发生氧化反应、正极发生还原反 氧化，为负极，电极反应式为Ca-2e一Ca2+。(2)正极反应为 应，根据Zn+2NH4Cl+2Mn02-Zn(NH3)2Cl2+2Mn0(0H),可知Zn发 Li1-FePO4+x山i+xe一LiFePO4,电极发生Li嵌入，充电时，阳极发 生氧化反应、MnO2发生还原反应，所以该电池中负极材料主要是Zn,电 生：LiFePO.4-xe-xli"+i1-xfeP04,电极发生Li脱嵌。(3)充电时， 解质的主要成分为NH,CI。②废电池糊状填充物中的氯化锌和氯化铵 阴极发生：Ca2++2e一Ca,转移0.2mol电子时，有0.2moli从右室 溶于水，加水处理后，过滤，滤渣的主要成分为MnO2、Mn0(OH)和碳粉， 通过锂离子导体膜移入左室，左室电解质中有0.1 mol Ca2+得电子生成 在空气中加热，碳粉转变为C02,MnO(OH)氧化为Mn02,可以得到较纯 Ca沉积在钙电极上，故左室中电解质的质量减轻40×0.1g-7×0.2g= 的二氧化锰。(3)与普通锌锰电池相比，碱性锌锰电池不容易发生电解 2.6g0 质溶液泄漏，因为消耗的负极在电池的内部。 微考点2 第32讲 电解池 金属的腐蚀与防护 4.C[装置分析]结合锂一氢可充电电池装置，再结合题中信息“使用 前需先充电”可知，先充电的目的是将惰性电极附近的有机电解质中的 考点一 Li转化为Li,故充电时，惰性电极为阴极，其电极反应式为i+e 必备知识·梳理夯实 Li;气体扩散电极为阳极，其电极反应式为H-2e一2H。放电时，惰1.电流氧化反应还原反应电能化学能电源阳氧化阴 性电极为负极，其电极反应式为i-一i;气体扩散电极为正极，其！还原电解质溶液熔融电解质闭合回路 电极反应式为2H+2e—H2↑。 2.(1)阴极还原反应Cu2+2e—Cu阳极氧化反应2C-2e [解析]已知固体电解质仅允许通过，根据放电时正极的电极反应 一C,↑CCL,通电Cu+,↑Cm2+2Cr通电C+C,↑ 式可知，每转移2mol电子，电解质溶液中消耗2molH,同时会有2mol (2)负阴阳正阴阳正阳阴负 L计通过固体电解质进入电解质溶液中，故放电时电解质溶液质量增大， A项错误；根据放电时正、负极的电极反应式可知，电池总反应为2+ 3.2H,0-4e一4H+0,↑2H+2e—H,↑2H,0通电H2↑+0，↑ 2H—H2↑+2，B项错误充电时阳离子移向阴极，即Li移向惰性 减小40H-4e—2H20+02↑2H,0+2e—H2↑+20H 电极，C项正确；充电时每转移1mol电子，会生成1m0lH,但未指明电 2H,0电邂2H2↑+0，↑增大2H,0-4e—4H*+0,↑2H,0+2e 解质溶液的体积，无法计算出c(H)的变化量，D项错误。 一H,↑+20H2H,0电蟹2H,↑+0，↑不变加水2C-2e 5.C放电时，C02转化为MgC204,碳元素化合价由+4价降低为+3价，发 生还原反应，所以放电时，多孔碳纳米管电极为正极，电极反应式为Mg C,↑2H*+2e一H,↑2r+20电解H,↑+C,↑增大通 +2C02+2e—MgC204,Mg电极为负极，电极反应式为Mg-2e 入HC1气体2Cl-2eCl2↑Cu2++2eCu加CuCl2固体 Mg+,则放电时的总反应为Mg+2C02一MgC204,A正确：由于放电时 20-2e—C,↑2H,0+2e—H2↑+20H2C+2H,0电邂 多孔碳纳米管电极为正极，则充电时多孔碳纳米管电极应作阳极，与电： H2↑+Cl2↑+20H增大通人HCI气体2H20-4e-=4H+02↑ 源正极连接，B正确；充电时，Mg电极为阴极，则电子应由电源的负极流 Ag+e—Ag4Ag+2H,0电解4Ag+02↑+4H减小加人A,0 向Mg电极，Mg向阴极迁移，C错误；根据放电时的电极反应式Mg2++ 固体 2C02+2eMgC204可知，每转移2mol电子，有2molC02参与反应， (1)含氧酸、可溶性强诚、活泼金属含氧酸盐 因此每转移1mdl电子，理论上可转化1molC0,D正确 (2)无氧酸、不活泼金属无氧酸盐 6.C[装置分析]结合全铁液流电池工作原理图，a极区中的阳离子为！ (3)活泼金属无氧酸盐 fe2+b极区的阳离子为Fe2+、Fe3+,故a极为负载铁的石墨电极，b极为 (4)不活泼金属含氧酸盐 石墨电极，电池总反应为Fe+2Fe改惠3Fe2 :【易错辨析】 充电 (1)V [解析]因为a极区的电解质溶液中含有Fe2,不含Fe,为防止Fe”进(2)× 电解池中的阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，二者同时进行 入a极区，故隔膜应为阴离子交换膜，A项错误；极是负载铁的石墨电极，(3)×阳极失去的电子流向直流电源的正极，电子不能通过直流电源内 放电时，Fe在a极发生氧化反应，电极反应式为Fe-2e一fe2+,故放电 部的离子导体，直流电源的负极失去电子流向阴极。 时，a极为负极，B项错误；充电时，a极为阴极，电极反应式为Fe2++2e(4)V电解质溶液，熔融状态的电解质、固体电解质均是离子导体。 =Fe,b极为阳极，电极反应式为Fe2+-e 一Fe+,故充电时，隔膜两！(5)×阳离子移向电解池的阴极。 侧溶液中F2+浓度均减小，C项正确；放电时，a极、b极的电极反应式分(6)×阳极如果是活性电极，电极本身参加反应。 别为Fe-2e一fe2+、Fe3++e一fe2+,放电时，Fe3+每减少1mol,电路(7)×电解过程中阴离子向阳极定向移动，阳离子向阴极定向移动。 中转移1mol电子，同时a极区生成0.5 mol Fe2+,b极区生成1 mol Fe2+,:(8)×电解时电子从电源负极流向电解池阴极。 故理论上fe3+每减少1mdl,Fe2+总量相应增加1.5mol,D项错误。 (9)V电解CuCl2溶液时，在阳极C失电子变为Cl2 619- (10)×使电解后的溶液恢复到原状态，应遵循“出什么加什么”（即一般微考点3 加人阴极产物与阳极产物形成的化合物)的原则。如用惰性电极电7.(1)2CI-2eC12↑ 解CS04溶液一段时间后，若要使溶液复原，应加人Cu0而不能加人 2H20+2e+Mg2+-H2↑+Mg(0H)2↓ Cu(OH) Mg2*+2C+2H,0电解Mg(0H)2↓+C,↑+H,↑ 考点突破·能力提升 (2)Fe-2e+20H—fe(0H)2 微考点1 2H20+2eH2↑+20H 1.B[思路分析]解答本题的思维流程如下： Fe+2H,0电解fe(0H)2+H,个 o电源 [解析](1)电解时，阳极区溶液中的C1放电生成C12,阴极区H20放 电极反应为 电极反应为 电生成H,和0H,Mg2+与OH结合生成Mg(OH)2沉淀。(2)电解时， 2H,0+4e H.O(g) 0(g 202-4e =01 阳极区电极材料铁优先放电，阴极区H20放电生成H2和OH。 21↑+20 线H,g 料断B项 8.(1)①2H20+2e—H2↑+20H 判D项 正确与 ②S+2H—(n-1)S↓+H2St 正确与否 多孔电极1固体电解质多孔电极2 (2)NH,根据总反应：8NO+7H,0电解3NH,NO,+2HNO,要使电解产 多乳结构能增 电极2 生的HNO3转化为NH4NO3,应补充NH3 大接触面积 句此电极 [解析](1)①电解时，阴极区溶液中的阳离子放电，即水溶液中的H 判密A项正确与否 判离C项正确与香 放电生成H2。②由题给反应可知，阳极区生成了S,S2可以理解为 (n-1)S+S2,加入稀硫酸生成S单质和H2S气体。(2)根据电解N0制 [解析]多孔电极1上H20(g)发生得电子的还原反应转化成H2(g), 备NH4NO3的工作原理示意图知：阴极反应式为3NO+15e+18H 多孔电极1为阴极，电极反应式为H20+2e一H2↑+02；多孔电极2 3NH4+3H,0,阳极反应式为5N0-15e+10H20=5N03+20H,总反 上02发生失电子的氧化反应转化成0，(g),多孔电极2为阳极，电极反 应式为8NO+7H,0电邂3NH4NO,+2HNO,为了使电解产生的HNO,全 应式为202-4e02↑，B错误；电极1的多孔结构能增大电极的表 部转化为NH4NO3,应补充NH3。 面积，增大与水蒸气的接触面积，A正确；工作时，阴离子(02)向阳极移！ 微考点4 动，即02从多孔电极1迁移到多孔电极2，C正确；电解总反应为 9.B电极b上Br发生失电子的氧化反应转化成B03,电极b为阳极，电 2H,0(g)电邂2H,(g)+0,(g),分解2l,0转移4ml电子，则理论 极反应式为Br-6e+3H20B0?+6H;则电极a为阴极，电极a的 上电源提供2mol电子能分解1molH,0,D正确。 电极反应式为2H+2e一H,↑；电解总反应式为Br+3H,0电解B0 2.A根据电解，总反应及题图可知，石墨电极上发生还原反应产生H2,A +3H2↑：催化循环阶段BO3被还原成Br循环使用，同时生成O2,实现 正确；铜电极上发生氧化反应，连接电源正极，B、C错误；当有0.1mol电 高效制H2和02，即Z为O2。电极a为阴极，连接电源负极，A正确；电 子发生转移时，有0.05 mol Cu20生成，D错误。 解过程中消耗H2O和Br,而催化阶段BO3被还原成Br循环使用，故 3.A[析题·图文诠释] 加人Y的目的是补充H2O,维持NaBr溶液为一定浓度，B错误；电解总 化合价升高， 工作电源 化合价降低， 发生氧化反应， N-发生还原反应 反应式为Br+3H,0电堡B0,+3H,↑，C正确：催化阶段，Br元素的化 阳极产物 阴极产物 合价由+5价降至-1价，生成1 mol Br得到6mdl电子，0元素的化合价 由-2价升至0价，生成1mol02失去4m0l电子，根据得失电子守恒，反 阳极 朋极 H.0 应产物物质的量之比n(02):n(Br)=6:4=3:2,D正确。 氧化剂， - 被还原 10.(1)10.8Cu0(或1.24CuC03） 固体氧化物电解质 (2)0.08 [解析]由装置示意图可知，b电极上N2转化为NH3,V元素的化合价 (3)0.12 降低，得到电子发生还原反应，因此b为阴极，电极反应式为N2+3H20 [解析](1)电解Cu(NO3)2溶液，阳极是H20失电子生成02，得到 6e—2NH3+302,a为阳极，电极反应式为202-4e02↑，据此 112mL(标准状况下)即0.005mol02,依据总反应2Cu(N03)2+2H20 分析解答。由分析可得，在b电极上，N2被还原，A正确；为阳极，若金 电解2Cu+02↑+4HN0,此时溶液中生成0.02molH,c(H) 属Ag作为a的电极材料，则金属Ag优先失去电子，B错误；改变工作电 0.1mol·L,pH=1;电解生成0.005mdl02和0.01molC,故要使溶 源的电压，电流大小改变，反应速率也会改变，C错误；电解过程中，阴极 液复原可加0.01 mol Cu0,质量为0.8g,或加0.01 mol CuC03,质量为 电极反应式为2N2+6H20+12e一4NH3+602,阳极电极反应式为 1.24g。(2)加入0.02 mol Cu(0H)2可使溶液复原，相当于加入 602-12e—302↑，因此固体氧化物电解质中02不会减少，D错误。 0.02 mol Cu0和0.02mdlH20,故转移电子为(0.02×2+0.02×2)mol= 微考点2 0.08mdl。(3)Cu2(0H)2C03相当于2Cu0·H20·C02,加入0.02mol Cu2(0H)2C03可使溶液复原，则转移电子为0.04mol×2+0.02mdl×2= 4.D电解稀硫酸时，相当于是电解水，溶剂的质量减少，溶质的质量不变， 0.12mol. 所以H,SO4的浓度增大，氢离子的浓度增大，溶液的pH变小，A错误； 电解稀氢氧化钠溶液时，相当于是电解水，溶剂的质量减少，溶质的质量 考点二 不变，所以NaOH的浓度增大，氢氧根离子的浓度增大，溶液的pH变大， 必备知识·梳理夯实 B错误；电解硫酸钠溶液时，实质上是电解水，阴极上氢离子得电子生成 1.(1)2H20+2e—H2↑+20H还原2CI-2e-Cl2↑氧化用 氢气，阳极上氢氧根离子失电子生成氧气，根据得失电子守恒，在阴极上 湿润的淀粉K试纸靠近，若试纸变蓝，证明生成了Cl2阴NaOH 和阳极上析出产物的物质的量之比为2：1，C错误；电解氯化铜溶液时 阴极上铜离子得电子生成铜，阳极上氯离子失电子生成氯气，根据得失 (2)2NaC1+2H,0电壁2Na0H+H,↑+C,↑20+2H,0电解20H+ 电子守恒，在阴极和阳极上析出产物的物质的量之比为1：1，D正确。 H2↑+Cl2↑ 5.D用惰性电极电解Na2S04溶液，A电极为阴极，B电极为阳极。B电 【微思考1】 (1)OH 20H-+Cl2 =CI+ClO+H20 Cl2 H2 极H20电离出的OH放电，产生O2,B电极附近c(H)>c(OH),石蕊 (2)精制饱和食盐水H,O(含少量NaOH)淡盐水NaOH溶液 溶液变红，A电极H20电离出的H放电产生H2,A电极附近c(OH)> Cl H c(H),石蕊溶液变蓝，产生H2和02的体积之比为2：1，A,BC项错2.粗铜精铜Cu-2eCu2+Cu2+2eCu 误，D项正确。 【微思考2】 6.Aa极板质量增加，排除B项，b极板处有无色无味气体放出，排除D: 阳极泥电解质溶液下降 项；b极板处有气体放出，说明b极是阳极，b极板材料不能是Fe,排除C3.精铜待镀金属Cm2+Cu-2e一Cu24Cu2++2e一Cu减小 项；A项符合题意。 :增加不变 620 4.20-2e—C,↑2Na*+2e一2a2NaC(融)通电2Na+C,↑ 料电池中负极的电极反应式为C,H。+4H,0-14e一2C0,+14H,当转 20-2eC,↑NMg*+2e一MgM,@,(熔融)通电Mg+C,↑ 移等量电子时，同温同压下b极产生的氧气与电池中消耗乙烷的体积之 比为7：2，D正确。 602--12e—302↑4A1++12e=4A12A1203(熔融) 通电4+ 6.(1)用铜作阳极可补充溶液中消耗的C2+,保持溶液中Cu+浓度恒定 302↑ (2)①负4[Al2Cl,]+3e—A1+7[A1C14]②H2 【易错辨析】 微考点3 (1)×镀层金属连接正极作阳极，镀件连接负极作阴极 7.C该装置为电解池，利用光能提供能量转化为电能，在电解池中将电能 (2)×电解精炼时溶液中c(Cu2+)减小。 转化为化学能，A正确：该电解池中，阴极上氧气得电子生成过氧化氢， (3)×A1C1,为共价化合物，熔融状态不电离，不能冶炼金属铝。 电极反应式为02+2H+2e一H202,B正确；光阳极上水失电子生成 (4)V阳极产生C2,能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。 过氧化氢和氢离子，电极反应式为2H20-2e—H202+2H,总反应为 (5)×活泼金属作阳极时，金属首先失电子被氧化，故阳极反应为C-2 2H20+02一2H202,则每消耗1molH20,体系中生成1molH202,C错 -Cu 误；由Mn(IV)和过氧化氢转化为Mn(Ⅱ)的过程中，锰元素化合价降 (6)×电解精炼铜时，阴极析出的只有Cu,而阳极减少的有活泼的Z、 低，H2O2作还原剂，表现还原性，由Mn(Ⅱ)转化为Mn(V)时，H202中 Fe、Ni等形成阳离子存在于溶液中，不活泼的Ag、Au等形成阳极泥沉！ 0元素化合价降低，作氧化剂，表现氧化性，D正确。 在底部，故两极的质量变化不相等。 :8.A乙池中Y电极上的反应为02+2H+2e—H202,之后再发生反应 (7)√电镀过程中阳极质量减轻等于阴极质量增加，电镀液中离子浓度 H,0,+H+Fe2+一Fe#+H,0+·OH,当产生1mol羟基自由基时，需要 保持不变。 1molH202,消耗1md02,所以标准状况下消耗22.4L02时，产生 (8)V√由于粗铜中含有Zn,Fe、Ni等活泼金属，反应过程中失去电子形成 1ol羟基自由基，A错误；甲池为原电池，将化学能转化为电能，是燃料 阳离子存在于溶液中，而阴极上只有C+被还原，所以电解过程中，溶 电池，b极上氧气被还原，为正极，a电极为负极，发生的是氧化反应，B 液中的阳离子浓度会发生变化」 正确；甲池为原电池，a电极为负极，b电极为正极；乙池为电解池，X电 考点突破·能力提升 极为阳极，Y电极为阴极；串联装置中，电子由原电池负极流向电解池阴 微考点1 极，即a→Y,由电解池的阳极流向原电池正极，即X→b,C正确；乙池中 1.B电极A上氯离子变为氯气，化合价升高，失去电子，是电解池的阳极 Y电极为阴极，电极反应式为0，+2e+2H一H,0,,则生成·OH的反 因此电极A接电源正极，发生氧化反应，A正确；电极B为阴极，通入氧 应为Fe2++H,0,+H·0H+Fe3++H0,D正确 气，氧气得到电子，其电极反应式为2H20+4e+02一40H,B错误；微考点4 右室生成氢氧根离子，应选用阳离子交换膜，左边的钠离子进人右室，在9.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 右室获得浓度较高的NOH溶液，C正确：改进设计中增大了氧气的量， 石，加人氯化钙的目的同样为作助熔剂，A正确；从题图知，金属钠在上 提高了电极B处的氧化性，通过提高反应物的氧化性来降低电解电压， 部收集，所以钠的密度小于熔融混合盐的密度，B不正确；：由题图可知， 诚少能耗，D正确。 C通过隔膜D移至阳极A放电产生C,,所以隔膜D应该为阴离子交换 2.D根据题意可知，闭合K,后，形成电解池。电解饱和食盐水，由题图可 膜，C不正确；阴极发生的是还原反应，D不正确。 知，左侧电极为阳极，阳极上氯离子失去电子生成氯气，电极反应式为 2C1-2e—Cl2↑，右侧电极为阴极，电极反应式为2H20+2e 考点三 H,↑+20H,总反应式为2NaC+2H,0电解2Na0H+H,↑+0，↑。根据 必备知识·梳理夯实 分析，0形管两侧均有气泡冒出，分别是2和H,A错误；左侧生成氯1，失去氧化 气，氧气与水反应生成HCI0,HC0具有漂白性，则a处湿润的红布条褪2.(I)原电池较活泼电化学 色，说明HCI0具有漂白性，B错误：b处出现蓝色，发生反应Cl,+2KI (2)4Fe(OH)2+02+2H204Fe(0H)3吸氧吸氧 2+2KC1,说明还原性>CI,C错误；断开K1,立刻闭合K2,此时构 3.(1)>> 成氢氯燃料电池，产生电流，电流表发生偏转，D正确。 (2)快 3.1)2aC+2H,0电解2NaOH+C,↑+H,↑阳通人淀粉碘化钾溶液 (4)>>> 【微思考】 中，若溶液变蓝，则为氯气 ⑤④②①③⑥ (2)降温结晶 :4.(1)金属反应 (3)提高氯气的转化率H2+C,点燃2HC苍白色 (2)原电池电解 [解析](1)氯碱工业是电解饱和食盐水产生氯气和氢气，其反应方程【易错辨析】 武为2八aC+2H,0电超H2↑+Q,↑+2Na0H;根据电解原理，氯离子在阳(2× (1)×能发生化学腐蚀。 极失去电子形成氯气，氯气具有较强氧化性，检验氯气可以用淀粉K溶(3)× 当水膜酸性较强时发生析氢腐蚀。 前者是化学腐蚀，后者是电化学腐蚀。 液，氯气将碘离子氧化生成碘单质，碘单质遇到淀粉，淀粉变蓝。(2)氢(4)V 铜活泼性较弱，即使酸性强也不易发生析氢腐蚀。 氧化钠溶解度受温度影响较大，氯化钠溶解度受温度影响较小，故要分：(5)V 离得到Na0H,可通过降温结晶的方法。(3)氯气属于有毒气体，氢气过(6)√ 实为原电池牺牲负极，保护了正极。 量可以提高氯气的转化率，氢气与氯气反应生成氯化氢的反应方程式为(7)V 电化学腐蚀是金属作原电池的负极而被加速腐蚀 钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀中都是活泼金属铁作负极。 H,+CL,点燕2HC;两种气体然烧时火焰呈苍白色 (8)×牺牲阳极的阴极保护法是应用原电池原理防腐。 微考点2 :(9)×在铁板上镀锌是因为在铁板表面形成一层锌保护膜，可以阻止铁 4.D电解时，阳极Zn、Fe、Ni失去电子，发生氧化反应，A项错误；因氧化： 与空气的接触，与原电池无关，锌层破损后才与原电池有关。 性N2+>fe2+>Z2+,故阴极反应式为N2++2e—Ni,可见，阳极质量减： (10)×如Fe件上镀Zn,若保护层破损后，在潮湿的空气中，Fe、Zn构成原 少是因为Zn、Fe、Ni溶解，而阴极质量增加是因为Ni析出，B项错误；电 电池，Zn作负极，仍然对Fe起到保护作用。 解后溶液中的阳离子除Fe2+和Zn外，还有Ni和H,C项错误。 考点突破·能力提升 5.D根据题图可知，乙烷燃料电池中左侧电极为电源的正极，右侧电极为微考点1 电源的负极，a极为电解池的阴极，b极为电解池的阳极，该燃料电池工1.B开关未闭合时，铁棒上B点同时与空气H,0接触，腐蚀最快，A项正 作时，负极产物为CO2,说明电解质溶液呈酸性、正极的电极反应式为 确；若X为NaCl,K与M连接，形成原电池，铁棒作负极，电极反应为 02+4H+4e一2H,0,A错误；a极是铜，b极是铁时，铁作阳极，铁失 Fe-2e= =Fe2+,碳棒作正极，电极反应为02+4e+2H20一40H,故 电子，铜离子在铜电极得电子生成铜单质，不能达到铁上镀铜的目的，！ 碳棒处pH最大，B项错误；若X为H2S04,K与N连接，形成原电池，铁 B错误；a极是纯铜，b极是粗铜时，为铜的电解精炼，a极上有铜析出，b: 棒为正极，电极反应为2H+2e—H2↑，C项正确；若X为H2S04,K 极逐渐溶解，但是b极不只是铜放电，两极质量变化不相同，C错误；a,b: 与V连接时，铁棒为正极，被保护，K与M连接时，铁棒为负极，被腐蚀， 两极若是石墨，b极的电极反应式为2H,0-4e一02↑+4H,乙烷燃：故Fe腐蚀情况前者更慢，D项正确。 621 2.C钢的主要成分为铁，铁遇浓H,S0,发生钝化，因此可用铁制材料做：(3)V化学反应速率是指单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的 金属贮存罐，故A正确：贮存罐需要被氧化形成钝化层，因此作阳极，连 增加，单位是mol·L·s或mol·L·min,单位由时间单位和物 接到电源正极，辅助电极作阴极，电子流人，故B正确，C错误；当控制合 质的量浓度的单位决定。 适电压时，会在金属贮存罐表面形成一层薄而致密的氧化膜，但电压高： (4)√化学反应速率是衡量化学反应进行快慢的物理量，也可以用单位 到一定程度，内层的金属有可能继续会失电子被氧化，从而加剧腐蚀，故 时间内生成某物质的物质的量多少来表示。 D正确。 (5)√用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的平均速率时， 3.D①是密闭体系，NCI溶液中溶解的O2较少，不足以使生铁片明显锈 其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比。 蚀，A项正确；苯属于非电解质，②中无电解质溶液，不满足电化学腐蚀(6)×用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的速率时，其数 的条件，B项正确；根据③中现象，铁在中性环境下发生吸氧腐蚀，正极 值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比，相同条件下用 反应为02+4e+2H20一40H,C项正确；①③NaC1溶液中均溶解有 不同物质表示的反应速率，数值越大，不能表示化学反应速率越快。 氧气，③中观察到明显锈蚀的现象，说明苯不能隔绝02，D项错误。 (7)×化学反应速率为平均速率，不能表示某时刻的物质的浓度。 4.Da中铁比铜活泼，发生腐蚀时，铁作负极被氧化生成Fe2+,滴加 (8)×固体和纯液体的浓度变化视为0，不能用其浓度变化表示化学反应 K,[Fe(CN)6]溶液，铁钉附近出现蓝色沉淀，A正确；b中Zn比Fe活 速率。 泼，发生腐蚀时，Z作负极被氧化为Zn2+,铁钉作正极，电极反应式为02 考点突破·能力提升 +2H,0+4e一40H,滴加酚酞溶液，铁钉附近溶液变成红色，B正确，微考点1 D错误；a中铜是正极，发生吸氧腐蚀，电极反应式为0，+2H,0+4e 1.C反应达到平衡时，X的变化量为1.0mol-0.4mol=0.6mol,Y的变化 量为1.0mol-0.8mol=0.2mol,Z的变化量为0.5mol-0.1mol= 40H,C正确 0.4mol,变化量之比等于化学计量数之比，则该反应的化学方程式为 5.(1)析氢2H+2eH2↑有气泡冒出 3X(g)+Y(g)一2Z(g),A错误；前2min内，消耗Y的物质的量为 (2)吸氧02+4e+2H20一40H导管内液面上升 [解析](1)NH4CI溶液水解显酸性，故铁钉发生析氢腐蚀，正极上H 0mol-0.9mol=0.1mol,则Y的转化率为0gX19 ×100%=10%,B错 发生还原反应生成氢气，右侧试管有气泡产生。(2)NaCI溶液显中性 故铁钉发生吸氧腐蚀，正极上O2发生还原反应被消耗，左侧试管内气体 误；经过5min达到平衡，则有(X)=L上0ml04m=0.3mdLl, 4L×5min 压强减小，导管内液面上升。 min,C正确：前2min内，Z的变化量为0.3mol-0.1mol=0.2mol,则 微考点2 0.2 mol 6.B图1为利用原电池原理防腐，属于牺牲阳极法。牺牲阳极即原电池 有(Z)=4x2m=0.025mol,L·min,D错误。 的负极失去电子被氧化。图2为利用电解原理防腐，属于外加电流法。2.C由题图可知，2m时反应没有达到平衡，向正反应方向进行，故正反 辅助阳极通常是惰性电极，其本身不失去电子，A错误；图2中，外加电】 压偏高时，钢闸门表面积累的电子很多，除了海水中的H放电外，海水 应速率大于逆反应速率，A正确；0~4min内N0的转化率为a=-心× 中溶解的02也会竞争放电，故可发生02+4e+2H2040H,B正 100%,根据转化率定义，0、C0起始投料相等、化学计量数相同，则0~ 确：图2为外加电流法防腐，理论上只要能对抗钢闸门表面的腐蚀电流！ 4min内它们的转化率相等，B正确；8min时达到平衡状态，此时N0消 即可，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时保护效果最好；腐蚀电流会随着 耗速率等于N2消耗速率的2倍，C错误；2~4min内N0平均速率v(N0) 环境的变化而变化，若外加电压保持恒定不变，则不能保证抵消腐蚀电 C2-C3 流，不利于提高对钢闸门的防护效果，C错误；图1、图2中，当钢闸门表 mol·L·min,在相同时间内，N2的平均速率是NO的一半， 2 面的腐蚀电流为零时，说明从栖牲阳极或外加电流传递过来的电子阻止 了Fe-2e 一2+的发生，钢闸门不发生化学反应，但是栖牲阳极发生 (W3)=3c3 mol.L1·minl,D正确。 了氧化反应，辅助阳极上也发生了氧化反应，D错误。 3.(1)0.006(2)18.1 7.C该桥体钢构件主要发生吸氧腐蚀，吸氧腐蚀的，总反应为2Fe+2H,0+ [解析](1)反应A(g)一一B(g)+2C(g),反应前后气体压强变化和生 O2一2F(OH)2,防腐原理主要是避免发生该反应，A项正确；钢构件 表面喷涂环氧树脂涂层，目的是将钢构件与空气、水隔绝，防止形成原电 成C的量成正比，同时A的变化为总变化量的？，用压强代表浓度，则 池，发生吸氧腐蚀，B项正确；采用牺牲阳极法时需外接镁、锌等作辅助 100~150min体系压强变化=13.9kPa-13.3kPa=0.6kPa,消耗A的平 阳极，采用外加电流法时需要外接电源，C项错误；钢构件采用不锈钢材 料，可以诚缓电化学腐蚀，D项正确。 2X0.6 kPa 8.Ba、b以导线连接，构成的是原电池，辅助电极作负极发生氧化反应，A 均速率=150mn-100in0.06ka,min。(2)0-100min,压强交 正确：由于有外加电源，故方法为外加电流法，B错误；a、b以电源连接， 化为1.2kPa,150min~250min,压强变化1.2kPa,则100kPa~500kPa, 该方法为外加电流法，则辅助电极作阳极，铜可作辅助电极，C正确：通： 体系压强变化1.2×4kPa=4.8kPa,则500min时，体系压强=13.3kPa+ 电后，被保护的钢闸门作阴极，辅助电极作阳极，因此通电后外电路电子 4.8 kPa=18.1 kPa. 被强制从辅助电极流向钢闸门，使钢闸门得到保护，D正确 微考点2 9.D钢铁外壳镶嵌锌块，与海水接触时构成原电池，金属活泼性：Zn>Fe 铁作正极得到保护，锌作负极，电极反应式为Zn-2eZn,锌逐渐被 4.c①m(A)=0.01mml.L·g,则0=0.01mlL·s: 1 消耗，应定时更换锌块，该方法为牺牲阳极法，故选D。 ②(B)=0.06malL1.91,(B2_0.06 3 mol·L1·s1=0.02mol· 第七章化学反应速率与化学平衡 3 第33讲化学反应速率 )2.mdl min(C)mdmin 2 1.2mol·L-1·min1=0.02mol·L·s1;④(D)=3.5mol·L1 考点一 min)3. 3 molL·min≈0.019molL1·;反应速率与 必备知识·梳理夯实 化学计量数的比值越大，则反应速率越快，根据分析可知，反应速率由快 1.快慢诚少量增加量md·L1·smol·L1·min 到慢为②=③>④>①. 【微思考】 微考点3 2mol·L·mint 5.B速率方程为v=k·c“(H2)·(Br2)·c'(HBr),将H2、Br、HBr的浓 2.(1)化学计量数m:n:p:9 度值和速率都代人速率方程可以得到，①m=k×0.1“×0.1B×2'、②8=k× (2)0.3mol·L·s10.1mol·L1·s10.2mol·L1·s 0.1“×0.4×2'、③16=k×0.2×0.4×2'、④2=k×0.4“×0.1B×4y,由① 【易错辨析】 (1)×有些化学反应没有明显的现象。 ②得到B= 2,由②3得到α=1，由①④得到y=-1,对于4如=k.(0.2). (2)×表示某反应的化学反应速率时，无论用反应物还是生成物表示均 取正值。 (0.1)A·c'(HB)与①，将=1，B=之，y=-1代人，解得c=1,A正确，B 622