专题03 电解池、金属的腐蚀与防护（举一反三讲义）2027年高考化学一轮复习

专题03 电解池、金属的腐蚀与防护 内容导航 题型精讲·举一反三 题型 01 电解池的判断 题型 02 电解池原理 （电子流向、离子流向、电流方向） 题型 03 电解规律及其应用（电解水型、电解电解质型、放H2生碱型、放O2生酸型） 题型 04 电解原理的应用（氯碱工业、电镀、电解精炼铜、点冶金） 题型 05 离子交换膜在电解中的应用 题型 06 电解的相关计算 题型 07 金属的腐蚀（化学腐蚀、电化学腐蚀） 题型 08 金属的防护（牺牲阳极法、外加电流法） 靶向突破·分层训练 题型精讲·举一反三 题型01 电解池的判断 举一反三 【例1】【结合电渗析制酸碱】（2025·河北沧州·三模）某焦化厂产生的废水中含有硫酸钠，经浓缩处理后，利用电渗析法可生产硫酸和氢氧化钠。电解槽的构造及工作原理如图所示，其中，M、N为惰性电极，a、b为离子交换膜。 下列说法错误的是 A．电极M为阴极，应连接直流电源的负极 B．a膜为阳离子交换膜，电池工作时由a膜的右侧移向左侧 C．电极N的电极反应式为 D．f口通入的物质为稀硫酸，d口排出的物质为较浓的硫酸 【答案】C 【详解】A．电极N上生成，发生失电子的氧化反应，为阳极，则电极M为阴极，连接直流电源负极，A正确； B．要在阴极室生成，中间室的需要向阴极（左侧）移动，因此a膜为阳离子交换膜，由a膜右侧（中间室）移向左侧（阴极室），B正确； C．电极N为阳极，阳极室为酸性硫酸环境，浓度极低，电极反应式应写为，选项中反应式为碱性环境下的阳极反应，不符合酸性介质的书写规则，C错误； D．阳极生成，中间室的通过阴离子交换膜b进入阳极室，与结合为，因此f口通入稀硫酸增强导电性，d口排出较浓的硫酸，D正确； 故选C。 【变式1-1】【结合电催化合成醛】（2026河南新乡·模拟预测）利用电化学原理合成邻硝基苯甲醛的装置如图。下列说法错误的是 A．X极的电极电势高于Y极的电极电势 B．交换膜应选用阳离子交换膜 C．Y极的电极反应式为 D．若该装置中生成邻硝基苯甲醛，理论上外电路中转移 【答案】C 【详解】A．由分析可知，电极X上发生氧化反应，为电解池的阳极，则X极的电极电势高于Y极的电极电势，A正确； B．若交换膜为阴离子交换膜，则右池中的阴离子例如氢氧根等会穿过交换膜迁移到左池即阳极区而放电，故应选阳离子交换膜，B正确； C．X极为电解池的阳极，Y极为阴极，电极X上的电极反应式为，电极Y上的电极反应式为，C错误； D．根据电子得失守恒可知两极产生的邻硝基苯甲醛的物质的量相等，当两极共产生邻硝基苯甲醛时，两个电极分别产生了邻硝基苯甲醛，根据C选项的电极反应式可知，Y极产生邻硝基苯甲醛时，外电路中共转移，D正确； 故答案选C。 【变式1-2】【结合固体氧化物电解】（2026·内蒙古呼和浩特·模拟预测）一种采用和为原料制备的装置示意图如下。下列有关说法正确的是 A．连接电源正极，金属可作为电极的材料 B．电解时，向电极移动 C．电极反应： D．电解过程中，固体氧化物电解质中不断变多 【答案】C 【详解】A．a电极生成，为阳极，连接电源正极；金属是活泼金属，若作为阳极材料，会优先失电子发生氧化反应，无法得到，A错误； B．电解池中阴离子向阳极移动，为阴离子，应向a极（阳极）移动，B错误； C．b电极上转化为，元素化合价降低，得电子发生还原反应，b为阴极，电极反应式配平后为，C正确； D．阴极生成，阳极反应为，消耗，根据电子守恒，阴极生成的和阳极消耗的物质的量相等，固体氧化物电解质中总量不变，D错误； 故选C。 【变式1-3】【结合矿渣湿法制备】（2025·四川绵阳·模拟预测）软锰矿的主要成分为，含少量和。闪锌矿的主要成分为，含少量、、CdS杂质。现以软锰矿和闪锌矿为原料制备和，其简化流程如下： 已知：Ⅰ．矿石中所有金属元素均以离子形式进入滤液中。 Ⅱ．常温下各种金属离子完全沉淀的如下表（当离子浓度小于时，认为该离子完全沉淀）： 离子 pH 8.5 10.1 9.0 3.6 5.0 回答下列问题： (1)Mn的价电子轨道表示式________；用硫酸酸浸，为提高酸浸时锌的浸出率，可以采取的措施是________（填一条）。 (2)滤渣2的成分有________（填化学式）。 (3)步骤①中发生多个反应，其中、与硫酸共热时有淡黄色物质析出，溶液变为棕黄色，写出、FeS与硫酸共热发生反应的离子方程式：________。 (4)经步骤③过滤得到滤渣的主要成分是和，此时，则用溶液调节的范围是________。 (5)该工艺中除和外，还可以循环利用的是________（填化学式）。 (6)以121.25 t含ZnS 80%的闪锌矿和软锰矿制备出了60 tZn，产率为________（结果保留3位有效数字）。 (7)步骤④是以锂离子电池作电源，结合流程图分析用惰性电极进行电解时：在阴极放电的离子是________（填离子符号），阳极的电极反应式为________。 【答案】(1) 延长浸泡时间或充分搅拌或适量增加硫酸的量或适当加热 (2)、 (3) (4) (5) (6)92.3% (7) 【详解】（1）①Mn是25号元素，价电子排布式为，根据洪特规则，价电子轨道表示式为； ②为提高酸浸时锌的浸出率，可以采取的措施是延长浸泡时间或充分搅拌或适量增加硫酸的量或适当加热； （2）向滤液A中加入适量锌，可以置换出滤液中的铜、镉，故滤渣2为Cu、Cd； （3）淡黄色物质为，棕黄色溶液为，、FeS与硫酸共热发生反应的离子方程式为：； （4）步骤③过滤得到滤渣的主要成分是和，需、完全沉淀，不沉淀，参考表格数据得：；完全沉淀时，，（当离子浓度小于时，认为该离子完全沉淀）；此时，，；则用溶液调节的范围是； （5）电解生成，步骤①酸浸消耗硫酸，可以循环利用； （6）ZnS实际质量为，Zn理论质量为，产率为； （7）①电解时，阴极得电子被还原，被还原为，在阴极放电的离子是； ②电解时，阳极失电子被氧化，被氧化为，阳极的电极反应式为。 技巧点拨 1.电解：使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阳极、阴极引起氧化还原反应的过程。 2.电解池(也称电解槽)：在外接电源的作用下，将电能转化为化学能的装置。 3.电解池的电极名称。 阴极：与直流电源的负极相连的电极，发生还原反应； 阳极：与直流电源的正极相连的电极，发生氧化反应。 4.电解池的构成条件。 题型02 电解池原理 举一反三 【例2】【结合导电催化】（2026·福建·高考真题）一种溴介导的电催化丙烷制丙烯工作原理如图。下列说法正确的是 A．交换膜为阳离子交换膜 B．每消耗，产生 C．阳极区总反应为 D．“反应ⅲ”为 【答案】C 【详解】A．右侧阴极发生还原反应生成，左侧阳极反应需要消耗，需从右向左迁移，因此离子交换膜为阴离子交换膜，A错误； B．由分析可知，生成1 mol 时转移2mol电子，1 mol 完全反应得到4 mol电子，根据电子守恒，1 mol 理论上可产生2 mol ，B错误； C．根据反应i、ii、iii历程可得，左侧阳极总反应为失电子与反应生成和，配平后方程式为，原子、电荷均守恒，C正确； D．反应iii中转化为的过程无元素化合价变化，没有电子转移，不需要失去电子，正确的反应是：，D错误； 故选C。 【变式2-1】【结合离子迁移研究】（2026·福建·高考真题）探究离子在电场中的迁移行为，装置如图。蘸取和浓氨水生成的溶液，在碱性电解液浸润的滤纸上a处画绿色条纹，通电并观察现象。已知呈黄色。下列说法错误的是 A．电源极为正极 B．该条件下，比迁移快 C．通电后，培养皿2中电极附近出现灰绿色沉淀 D．对调电源正负极并通电，蓝色条纹向滤纸b侧移动 【答案】C 【详解】A．为阴离子，向阳极移动，通电后黄色条带向左迁移，说明左侧Fe电极为阳极，阳极连接电源正极，故m极为正极，A正确； B．相同通电时间内，黄色条带的迁移距离大于蓝色条带，说明的迁移速率更快，B正确； C．培养皿2的Fe电极为阴极，阴极上得电子生成和，Fe电极被保护不溶解，无生成，不会产生及后续灰绿色沉淀，灰绿色沉淀出现在培养皿1上，C错误； D．调换电源正负极后，左侧变为阴极，带正电的向阴极（左侧）迁移，故蓝色条带向滤纸b侧迁移，D正确； 故选C。 【变式2-2】【结合纸带离子迁移】（2026·山东青岛·模拟预测）为探究电化学装置中离子的移动方向，某研究小组设计了如图1所示的装置。两个Fe电极各放在两个装有KOH溶液的圆形表面皿上，表面皿间连接了一条纸带(已用KOH溶液浸润)。实验时，研究员将氨水加入溶液中制得黄绿色溶液，并将该溶液均匀滴加在纸带的中央，然后打开电源，纸带的前后状态如图2所示。已知的颜色为黄色。 下列说法不正确的是 A．电源的m极为正极 B．本实验中的迁移速率比快 C．通电后，表面皿Ⅱ上将出现少量灰绿色沉淀 D．若将电源的正负极调换，再次通电后蓝色条带将向左侧迁移 【答案】C 【详解】A．为阴离子，向阳极移动，通电后黄色条带向左迁移，说明左侧Fe电极为阳极，阳极连接电源正极，故m极为正极，A正确； B．相同通电时间内，黄色条带的迁移距离大于蓝色条带，说明的迁移速率更快，B正确； C．表面皿Ⅱ的Fe电极为阴极，阴极上得电子生成和，Fe电极被保护不溶解，无生成，不会产生及后续灰绿色沉淀，灰绿色沉淀出现在表面皿Ⅰ上，C错误； D．调换电源正负极后，左侧变为阴极，带正电的向阴极（左侧）迁移，故蓝色条带向左侧迁移，D正确； 故选C。 【变式2-3】【结合镓制备GaN】（2026·浙江·高考真题）镓（Ga）在半导体领域有重要应用。 使用化学气相沉积技术、可用含镓前驱体[如、]制备膜。 已知：与同属于ⅢA族元素，具有两性。 请回答： (1)工业上制备高纯Ga所用装置示意图如图1。阴极的电极反应式是___________________________。 (2)Ga与HI反应的化学方程式如下：               ___________。 (3)某研究小组将转化为，并将其用于膜的制备。GaN膜的生长机理如下： Ⅰ  在基底上吸附，形成层； Ⅱ  在N层上吸附、反应，形成Ga层，并释放； Ⅲ  交替吸附、反应、形成层和层，不断生长增厚，形成空间网状结构的膜。 相关反应的化学方程式：    ①的空间结构名称是___________（将视为整体）。 ②在空气中易自燃，其在中充分燃烧的化学方程式是_______________________________。 ③某同学推测：GaN膜的空间网状结构中，能体现其成键结构的片段如图2.图中结构不合理之处是_______________________________。 ④常温下，与混合没有得到，可能原因是_______________________（写两条）。 ⑤步骤Ⅲ，一定条件下，GaN膜生长速率与膜生长温度的关系如图3，从化学反应原理角度分析原因________________________________________________________。 【答案】(1) (2)4.0 (3) 平面三角形 Ga形成3个单键不合理，应该形成4根 常温下反应的活化能较高，反应速率极慢；常温下，与容易通过配位键生成络合物，而无法发生断键生成 GaN 温度升高平衡逆向移动，同时温度过高会导致已吸附在基底表面的反应物发生脱附，反应物浓度降低，两个因素共同作用使得膜生长速率随温度升高而减小 【详解】（1）Ga与Al性质相似，粗Ga作阳极在NaOH电解液中溶解生成，阴极发生还原反应，得电子生成高纯Ga，阴极的电极反应式是：； （2）根据盖斯定律，目标反应=第二个反应-第一个反应，平衡常数作除法运算：。 （3）①将视为整体，中心 Ga 原子最外层有3个电子，形成3个键，没有孤电子对。根据价层电子对互斥理论，其空间构型为平面三角形。 ②Ga为+3价，充分燃烧生成对应氧化物，甲基完全氧化生成和，配平即得该反应式：； ③Ga为ⅢA族元素，最多形成3个普通共价键，在 GaN 的空间网状结构中，Ga 和 N 之间除了普通的共价键外，还存在 N 提供孤对电子、Ga 提供空轨道形成的配位键。故Ga应形成4个单键。 ④从动力学角度，常温下反应的活化能较高，反应几乎不发生；化学性质角度看，中心原子Ga有空轨道，中心原子N有孤对电子，两者在常温下更容易发生配位络合反应。 ⑤该反应为放热反应，温度升高平衡逆向移动，导致产率下降。同时温度过高会导致已吸附在基底表面的反应物发生脱附，反应物浓度降低，两个因素共同作用使得膜生长速率随温度升高而减小。 知识总结 电极名称和电极反应式 电解过程的三个流向 总反应离子方程式：Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑ 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 题型03 电解规律及其应用 举一反三 【例3】【结合方程式正误判断】（2026·河北·高考真题）化学在推动社会发展和进步中发挥着重要作用。下列相关化学方程式错误的是 A．工业合成氨： B．氯碱工业： C．氨脱硫法脱除烟气中少量二氧化硫： D．生产可降解高分子聚乳酸： 【答案】D 【详解】A．工业合成氨是与在高温、高压、催化剂条件下发生可逆反应生成，化学方程式为：，A正确； B．氯碱工业是电解饱和氯化钠溶液，生成、和，化学方程式为：，B正确； C．氨脱硫时，先与、反应生成亚硫酸铵，亚硫酸铵再被氧化为硫酸铵，化学方程式为：，C正确； D．乳酸发生缩聚反应生成聚乳酸时，聚合物两端各保留1个氢原子和1个羟基，脱去的水分子数应为 ，化学方程式书为：+(n-1)H2O，D错误； 故选D。 【变式3-1】【结合协同电合成酰胺】（2025·贵州·高考真题）以/SiC为阴极反应的催化剂，在溶液中电解和，两极协同合成(丙酰胺)的原理如图。 下列说法正确的是 A．b极与电源负极相连，发生氧化反应 B．a极涉及的反应有： C．当电路中转移2 mol电子时，理论上合成 D．合成时会生成副产物 【答案】D 【详解】A．b 极发生氧化反应，应为阳极，与电源正极相连，而非负极，A不符合题意； B．溶液环境是溶液（呈弱碱性），反应式中不能出现，正确的反应应为，B不符合题意； C．阴极：，1 mol完全还原共得到；阳极：，1 mol 正丙醇失去； 合成 1 mol 丙酰胺需要与 。电路转移 2 mol 电子时，阳极生成 1 mol 丙醛，阴极仅得到 0.25 mol NH3，最多合成 0.25 mol 丙酰胺，C不符合题意； D．b 极生成的，在碱性的溶液中，可进一步被氧化为，故会产生该副产物，D符合题意； 故选D。 【变式3-2】【结合无膜电合成酯】（2025·福建·高考真题）一种无膜电合成碳酸乙烯酯()的工作原理如图。下列说法正确的是 A．电源a极为负极 B．反应中的物质的量不断减少 C．总反应为 D．“反应Ⅱ”为 【答案】C 【详解】A．由分析可知，电源a极为正极，A错误； B．从整个反应过程来看，在电极a转化为Br2后，又经反应I、Ⅱ等量产生（反应I为：），故的物质的量未发生变化，B错误； C．以整个电解池为研究对象，反应物为C2H4、CO2和H2O，生成物为C3H4O3和H2，总反应为，C正确； D．“反应Ⅱ”反应物为CO2和BrCH2CH2OH，生成物为C3H4O3和，题干中“无膜”及图中阴极产生OH-可知，“反应Ⅱ”是在碱性介质中进行，故“反应Ⅱ”应为，D错误； 故选C。 【变式3-3】【结合实验装置评价】（2025·浙江·高考真题）利用下列装置进行实验，能达到实验目的的是 A．铁制镀件上镀铜 B．实验室快速制备氨气 C．实验室蒸馏分离和 D．检验乙醇脱水生成乙烯 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．铁制镀件上镀铜时，铜片应该作阳极与电源正极相连，铁制镀件作阴极与电源负极相连，A错误； B．NaOH固体溶于水放热且呈碱性，则浓氨水和NaOH固体反应能够生成氨气，B正确； C．蒸馏装置中温度计水银球应该放在支管口，不能插入液面，C错误； D．乙醇在浓硫酸加热条件下发生消去反应生成的乙烯中混有乙醇蒸气和二氧化硫，乙醇蒸气、二氧化硫和乙烯均能够使酸性高锰酸钾溶液褪色，该装置不能检验乙醇脱水生成乙烯，D错误； 故选B。 方法总结 类型 电极反应特点 电解质溶液 电解质浓度 pH 电解质溶液复原 电解 水型 阴极：4H++4e-=2H2↑(酸性)，2H2O+2e-=H2↑+2OH-(碱性) 阳极：2H2O-4e-=4H++O2↑(酸性)，4OH--4e-=2H2O+O2↑(碱性) 强碱(NaOH) 增大 增大 加水 含氧酸(H2SO4) 增大 减小 加水 活泼金属的最高价含氧酸盐(Na2SO4) 增大 不变 加水 电解电 解质型 电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电 无氧酸(HCl) 减小 增大 通入HCl气体 不活泼金属的无氧酸盐(CuCl2) 减小 — 加氯化铜 放H2 生碱型 阴极：H2O放H2生成碱 阳极：电解质阴离子放电 活泼金属的无氧酸盐(NaCl) 生成新电解质 增大 通入HCl(g) 放O2 生酸型 阴极：电解质阳离子放电 阳极：H2O放O2生成酸 不活泼金属的最高价含氧酸盐(CuSO4) 生成新电解质 减小 加氧化铜 题型04 电解原理的应用 举一反三 【例4】【结合电解变废为宝】（2025·全国卷·高考真题）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 【详解】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。 【变式4-1】【结合硝酸盐电解产氢】（2025·湖南·高考真题）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 【详解】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。 【变式4-2】【结合电镀操作判断】（2025·广东·高考真题）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 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】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。 【变式4-3】【结合双极膜电渗析】（2025·云南·高考真题）一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示，双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。除硼原理：。下列说法错误的是 A．Pt电极反应： B．外加电场可促进双极膜中水的电离 C．Ⅲ室中，X膜、Y膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜 D．Ⅳ室每生成，同时Ⅱ室最多生成 【答案】C 【详解】A．由分析可知，Pt电极为阳极，阳极发生的反应为：，A正确； B．水可微弱的电离出氢离子和氢氧根，在外加电场作用下，使氢离子和氢氧根往两侧移动，降低了浓度，可促进双极膜中水的电离，B正确； C．由分析可知，Ⅲ室中氯化钠浓度降低了，说明钠离子往阴极方向移动，氯离子往阳极方向移动，即钠离子往右侧移动，通过Y膜，则Y膜为阳离子交换膜，氯离子往左侧移动，通过X膜，则X膜为阴离子交换膜，C错误； D．Ⅳ室每生成，则转移1mol电子，有1mol氢离子移到Ⅱ室中，生成，D正确； 故选C。 方法总结 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 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 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 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↑ 型题05 离子交换膜在电解中的应用 举一反三 【例5】【结合电解脱盐还盐】（2026·山东济南·一模）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和③均为阳离子交换膜，②为阴离子交换膜 B．阳极反应为 C．电解一段时间后，Ⅱ室海水中盐的浓度升高，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 【详解】A．阳极b处生成，为防止海水中的进入Ⅳ室并在阳极放电，膜③应阻止阴离子通过，因此③为阳离子交换膜，Ⅳ室中的可向左穿过③进入Ⅲ室。要使海水脱盐，应使Ⅱ室中的阳、阴离子同时移出：向左穿过①进入Ⅰ室，向右穿过②进入Ⅲ室，因此①为阳离子交换膜，②为阴离子交换膜，A正确； B．初始电解液为溶液，呈碱性，电极b为阳极，失去电子生成，配平原子和电荷后，阳极反应为，B正确； C．Ⅱ室中的向左穿过阳离子交换膜①进入Ⅰ室，向右穿过阴离子交换膜②进入Ⅲ室，Ⅱ室中的盐分减少；Ⅲ室同时接收由Ⅱ室穿过②迁入的和由Ⅳ室向左穿过③迁入的，盐分增加。因此电解一段时间后，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．Ⅰ室中在阴极得到电子生成CO，结合碱性介质配平，阴极反应为；Ⅳ室的阳极反应为。同一电路中两极转移电子的物质的量相等，因此阴极生成的与阳极消耗的的物质的量相等。电解液循环使Ⅰ室生成的随电解液进入Ⅳ室并在阳极被消耗，电解液随后返回Ⅰ室，因此Ⅰ室电解液的pH在一段时间内可保持稳定，D正确； 故选C。 【变式5-1】【结合电解欸制备】（2026·甘肃天水·一模）某研究团队通过调控纳米立方体的尺寸效应，实现了高效、稳定的电解转化为氨，装置如图。已知：AEM表示阴离子交换膜。 下列说法正确的是 A．极为该电解池的阴极 B．与的VSEPR模型相同 C．极的电极反应式为 D．理论上该体系每制得1molFDCA，电路中转移 【答案】D 【详解】A．极上转化为，元素化合价降低、发生得电子的还原反应，故为阴极，极为阳极，A错误； B．中心原子价层电子对数为3，无孤电子对，VSEPR模型为平面三角形；中心原子价层电子对数为4，含1对孤电子对，VSEPR模型为四面体形，二者模型不同，B错误； C．极为阴极，发生得电子的还原反应，电极反应式应为，选项中反应式为失电子的氧化反应，C错误； D．中的氧化为失去，氧化为失去，故每制得，电路中共转移，D正确； 故选D。 【变式5-2】【结合微生物电解池】（25-26高一上·江苏苏州·阶段检测）利用微生物电解池在酸性条件下合成的电化学装置如图所示。下列说法错误的是 A．离子交换膜为阴离子交换膜 B．b极为阴极 C．该电解池不可在高温下工作 D．有机物为时，a极电极反应式为 【答案】A 【详解】A．a极（阳极）反应生成，b极（阴极）反应消耗，需要通过交换膜从a极区向b极区迁移，因此离子交换膜为阳离子交换膜，A错误； B．b极连接电源负极，发生得电子的还原反应，为阴极，B正确； C．该装置依靠微生物/细菌催化反应，高温会使微生物的蛋白质变性失活，因此不可在高温下工作，C正确； D．中C平均价态为0，生成中C为+4价， 反应失去 ，酸性条件下配平后该电极反应式为，D正确； 故选A。 【变式5-3】【结合二氧化碳电解制盐】（2025·甘肃白银·模拟预测）科学研究小组设计电化学装置回收制取，工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．a电极的电极反应式为 B．吸收2 mol ，a极区溶液增重88 g C．离子交换膜e为阴离子交换膜，离子交换膜f为阳离子交换膜 D．a电极电势高于d电极 【答案】C 【详解】A．a极区溶液显碱性，反应物无氢离子，并且生成物应为，电极方程式为，A错误； B．左室吸收，吸收时，增重88 g，但同时还有经过离子交换膜e迁移的离子，所以a极区溶液增重的质量不是88 g，B错误； C．在左侧a极区，被还原成，由于中心区域的产物为， 需要产生的通过膜e迁移到中心区域，因此e为阴离子交换膜；在右侧d极区，生成的需要通过膜f迁移到中心区域，因此f为阳离子交换膜，C正确； D．由分析可知，a为阴极，d为阳极，阳极电势高于阴极，所以d电极电势高于a电极电势，D错误； 故答案为C。 知识总结 1．常见的离子交换膜 离子交换膜又叫隔膜，由特殊高分子材料制成。离子交换膜分为以下几类： (1)阳离子交换膜，简称阳膜，只允许阳离子通过，不允许阴离子通过。 (2)阴离子交换膜，简称阴膜，只允许阴离子通过，不允许阳离子通过。 (3)质子交换膜，只允许H＋通过，不允许其他阳离子和阴离子通过。 (4)双极膜，亦称双极性膜，膜的一侧为阳膜，只允许阳离子通过，另一侧为阴膜，只允许阴离子通过。 2．离子交换膜的作用 (1)能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。 (2)能选择性地通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。 3.“离子交换膜”电解池的解题步骤 第一步，分清离子交换膜的类型，判断允许哪种离子通过离子交换膜。 第二步，写出电极反应式，判断离子交换膜两侧离子变化，推断电荷变化，根据电荷守恒判断离子迁移方向。 第三步，分析离子交换膜的作用。在产品制备中，离子交换膜的作用主要是提高产品纯度，避免产物之间发生反应，或避免产物因发生反应而造成危险。 4．离子交换膜的相关计算 (1)迁移离子所带的电荷总数等于外电路上转移的电子总数。 (2)溶液质量变化等于电极反应引起的变化和离子迁移引起的变化之和。 题型06 电解的相关计算 举一反三 【例6】【结合卡尔费休测水】（2025·浙江宁波·模拟预测）卡尔·费休水分测定仪可精确测定某些物质中的水分含量，仪器示意图如图，卡氏试剂由KI、SO2、C5H5N(吡啶)和CH3OH组成。其工作原理是待测样品中的水与电解产生的I2发生反应：，直至水分耗尽，电解自动停止，测定电解电路通过的电量即可计算水分含量。已知法拉第常数(1 mol电子所带电量)为F。 下列说法不正确的是 A．B极为阳极，电极反应： B．测定过程中阳离子从B极区移向A极区 C．样品中水分质量m与电解消耗电量Q的关系为 D．若用于测定Na2CO3固体中的水分含量，测定结果将偏高 【答案】C 【详解】A．B与外加电源正极连接，B极为阳极，发生氧化反应，电极反应：，A正确； B．电解过程中阳离子向阴极移动，阳离子从B极区移向A极区，B正确； C．根据关系式2e-~I2~H2O，2mol电子通过，消耗的水为1mol，样品中水分质量m与电解消耗电量Q的关系为，C错误； D．若用于测定Na2CO3固体中的水分含量，I2与Na2CO3反应，消耗的I2量偏多，测定结果将偏高，D正确； 答案选C。 【变式6-1】【结合光电还原二氧化碳】（2023·北京西城·三模）光电化学装置可以将还原为有机物，实现碳资源的再生利用。图1是光电化学法实现转化的电解装置示意图。在不同电压条件下进行光照电解实验，不同有机产物的法拉第效率如图2所示。 资料：ⅰ．还原性： ⅱ．法拉第效率的定义：(生成的电子)(通过电极的电子) ⅲ．选择性的定义：(生成的)(发生反应的) 以下说法不正确的是 A．阳极电极反应式为： B．使用光电极可以节约电能，为阴极的转化提供 C．由图2通过计算可知：电解电压为时， D．以上实验表明：通过改变电压可以选择性地获得不同还原产物 【答案】C 【详解】A．由图可知，BiVO4电极为阳极，电极反应式，A正确； B．使用BiVO4光电极进行光照电解实验，可以将光能转化为化学能可以节约电能，为阴极CO2的转化提供H+，B正确； C．由分析可知，生成等物质的量的CH2O或HCOOH等产物时转移的电子不同，由法拉第效率的定义，，选择性(S)的定义，，故由图2可知，电解电压为0.9V 时，则，则，C错误； D．由图2可知，通过改变电压可以选择性地获得不同还原产物，D正确； 故答案为：C。 【变式6-2】【结合燃料电池联合电解】（2021·四川凉山·一模）雾霾主要由二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物这三项组成，它们与雾气结合在一起，让天空瞬间变得阴沉灰暗，若选择乙醇(H2SO4)燃料电池将雾霾中的NO、SO2转化为硫酸铵，从而实现废气的回收再利用，其回收利用装置如图所示。下列有关说法正确的是 A．b电极发生的反应式为： B．通入NO的电极为阴极，发生氧化反应 C．该装置实际工作过程中不通入也能达到相同的效果 D．当消耗46g乙醇时(不计算电解过程中的能量损耗)，则通入的的物质的量为 【答案】D 【详解】A． b电极发生的反应式为： ,故A错误； B．通入NO的电极为阴极，发生还原反应，故B错误； C．电池的总反应为,产生硫酸铵需要通入，故C错误； D．由C 得，又因为，由电子守恒可得，所以当消耗46g乙醇时，则通入的的物质的量为，故D正确； 故答案为：D 【变式6-3】 【结合PET电催化重整】PET(，M链节=192g•mol-1)为乳白色或浅黄色高度结晶性的聚合物，其结构片段如下：～～～～X－Y－X－Y～～～～(～～～～表示链延长)。其中X为，Y为－OCH2CH2O－可通过测定某PET样品的端基中羧基的物质的量，计算其平均聚合度。以酚酞溶液为指示剂，用cmol•L-1NaOH醇溶液滴定mgPET端基中的羧基至滴定终点(现象与水溶液相同)，共消耗VmLNaOH醇溶液；电催化重整废弃PET可将其转化为 和C2O。下列说法错误的是 A．也可通过质谱法测定PET的平均相对分子质量，得到其聚合度 B．PET电催化重整时，PET在阴极发生反应 C．若PET结构中的Y用替代，则可形成网状结构 D．PET的平均聚合度n为(忽略端基的摩尔质量) 【答案】B 【详解】A．用质谱法可测出PET的平均相对分子质量，再由链节计算出PET的聚合度，A说法正确； B．由电催化重整废弃PET可将其转化为和可知，被氧化为故PET应该在阳极发生反应，B说法错误； C．若PET结构中的Y用替代，分子中不同链之间可以相互结合形成网状结构，C说法正确； D．mgPET的物质的量(忽略端基的摩尔质量)，达到滴定终点时消耗NaOH的物质的量，因n(PET)=n(NaOH)，则，所以PET的平均聚合度n为，D说法正确； 故答案选B。 方法总结 电解计算的方法 (1)根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。 (2)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比例式计算。 (3)根据关系式计算：根据得失电子守恒的关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。 电解计算时常用的定量关系为4e－～4H＋～4OH－～2H2～O2～2Cu～4Ag。 题型07 金属的腐蚀 举一反三 【例7】【结合金属防锈盘判断】（2025·湖北·高考真题）2024年5月8日，我国第三艘航空母舰福建舰顺利完成首次海试。舰体表面需要采取有效的防锈措施，下列防锈措施中不形成表面钝化膜的是 A．发蓝处理 B．阳极氧化 C．表面渗镀 D．喷涂油漆 【答案】D 【详解】A．发蓝处理技术通常用于钢铁等黑色金属，通过在空气中加热或直接浸泡于浓氧化性溶液中来实现，可在金属表面形成一层极薄的氧化膜，这层氧化膜能有效防锈，A不符合题意； B．阳极氧化是将待保护的金属与电源正极连接，在金属表面形成一层氧化膜的过程，B不符合题意； C．表面渗镀是在高温下将气态、固态或熔化状态的欲渗镀的物质(金属或非金属元素)通过扩散作用从被渗镀的金属的表面渗入内部以形成表层合金镀层的一种表面处理的方法，C不符合题意； D．喷涂油漆是将油漆涂在待保护的金属表面并没有在表面形成钝化膜，D符合题意； 故答案选D。 【变式7-1】【结合镀锌铁腐蚀】（2025·浙江·高考真题）破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成和，下列说法不正确的是 A．氨水浓度越大，腐蚀趋势越大 B．随着腐蚀的进行，溶液变大 C．铁电极上的电极反应式为： D．每生成标准状况下，消耗 【答案】C 【详解】A．氨水浓度越大，越容易生成，腐蚀趋势越大，A正确； B．腐蚀的总反应为Zn+4NH3•H2O=+H2↑+2H2O+2OH-，有OH-离子生成，溶液变大，B正确； C．该电化学腐蚀中Zn作负极，Fe作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，铁电极上的电极反应式为：，C错误； D．根据得失电子守恒，每生成标准状况下，转移电子数为，消耗，D正确； 故选C。 【变式7-2】【结合牺牲阳极检验】（2025·广东·高考真题）为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是 A．加入溶液产生沉淀 B．加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现 C．加入溶液无红色出现 D．加入溶液无蓝色沉淀生成 【答案】D 【详解】A．氯化钠溶液中始终存在氯离子，所以加入硝酸银溶液后，不管铁片是否被腐蚀，均会出现白色沉淀，故A不符合题意； B．淀粉碘化钾溶液可检测氧化性物质，但不论铁片是否被腐蚀，均无氧化性物质与碘化钾发生反应，故B不符合题意； C．KSCN溶液可检测铁离子的存在，上述现象中不会出现铁离子，所以无论铁片是否被腐蚀，加入KSCN溶液后，均无红色出现，故C不符合题意； D．K3[Fe(CN)6]是用于检测Fe2+的试剂，若铁片没有被腐蚀，则溶液中不会生成亚铁离子，则加入K3[Fe(CN)6]溶液就不会出现蓝色沉淀，故D符合题意。 综上所述，答案为D。 【变式7-3】【结合物质性质辨析】（2025·湖南·高考真题）下列说法正确的是 A．糖类、蛋白质均属于天然有机高分子化合物 B．粉末在空气中受热，迅速被氧化成 C．可漂白纸浆，不可用于杀菌、消毒 D．镀锌铁皮的镀层破损后，铁皮会加速腐蚀 【答案】B 【详解】A．糖类分为单糖、二糖和多糖，其中属于多糖的淀粉、纤维素的相对分子质量上万，属于天然高分子化合物，蛋白质也属于天然有机高分子化合物，而单糖和二糖相对分子质量较小，不属于天然高分子化合物，A错误； B．氧化亚铁具有较强的还原性，在空气中受热容易被氧气氧化为稳定的四氧化三铁，B正确； C．二氧化硫除了具有漂白作用，可漂白纸浆、毛和丝等，还可用于杀菌消毒，例如，在葡萄酒酿制过程中可适当添加二氧化硫，起到杀菌、抗氧化作用，C错误； D．镀锌的铁皮镀层破损后构成原电池，锌作负极，铁作正极被保护，铁皮不易被腐蚀，D错误； 故选B。 技巧点拨 1.化学腐蚀与电化学腐蚀 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 概念 金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀，如：铁与氯气直接反应而腐蚀，输油、输气的钢管被原油、天然气中的含硫化合物腐蚀等 当不纯的金属与电解质溶液接触时会发生原电池反应，比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀 本质 金属和非电解质或其它物质相接触直接发生氧化还原反应而引起的腐蚀 发生原电池反应 特点 腐蚀过程没有电流产生，腐蚀的速率随温度升高而加快 电化学腐蚀过程有微弱电流产生 联系 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍 2．电化学腐蚀的分类——钢铁的电化学腐蚀 类型 析氢腐蚀(腐蚀过程中不断有氢气放出) 吸氧腐蚀(反应过程吸收氧气) 示意图 条件 水膜酸性较强 水膜酸性很弱或呈中性 电极材料及反应 负极(Fe) Fe－2e－===Fe2＋ Fe－2e－===Fe2＋ 正极(碳) 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 总反应 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O 联系 吸氧腐蚀更普遍 题型08 金属的防护 举一反三 【例8】【结合坝体防护化学】（2026·云南·高考真题）化学护坝体，劳动保安全，某水电站坝体维护示意图如下，下列说法错误的是 A．黏土是生产水泥的主要原料之一 B．与的反应属于氧化还原反应 C．聚四氟乙烯的合成： D．利用板保护钢闸门时，需定期检查、更换 【答案】B 【详解】A．水泥的主要原料是石灰石（CaCO3）和黏土，黏土提供硅、铝等元素，是水泥生产的核心原料之一，A正确； B．根据图示，与反应方程式可表示为：，反应前后，各元素化合价均未发生变化，没有电子转移，属于非氧化还原反应，B错误； C．聚四氟乙烯由四氟乙烯（CF2=CF2）通过加聚反应合成，双键打开形成高分子链，反应方程式为：，C正确； D．该防护方法为牺牲阳极法（牺牲负极保护法），Zn的金属活动性比Fe强，作为原电池的负极，会不断被氧化腐蚀，而钢闸门（Fe）作为正极被保护，随着反应进行，Zn板会逐渐消耗，因此需要定期检查、更换Zn板，保证防护效果，D正确； 故选B。 【变式8-1】【结合实验方案判断】（2026·黑吉辽蒙卷·高考真题）化学是一门实验与理论并重的学科。下列实验方案不合理的是 A．收集及尾气处理 B．实验室制备乙炔 C．除去中的 D．实验室铜件镀镍 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．氯气的密度大于空气，使用向上排空气法收集，氯气与CaCl2不反应，不能用CaCl2吸收尾气，需用NaOH溶液吸收，A方案不合理； B．电石与水反应生成乙炔，该反应剧烈，采用饱和NaCl溶液可减缓电石与水的反应速度，B方案合理； C．亚硫酸的酸性比碳酸强，SO2通入到饱和NaHCO3溶液可发生反应生成Na2SO3和CO2，能除去CO2中的SO2，C方案合理； D．实验室铜件镀镍，铜制镀件接电源负极作阴极，镍接电源正极作阳极，电解液中含Ni2+，D方案合理； 故选A。 【变式8-2】【结合物质用途正误】（2025·天津·高考真题）下列有关物质用途的说法错误的是 A．液氮可用于制冷 B．油脂可用于生产甘油 C．二氧化硫可用于漂白 D．铜块镶嵌在轮船外壳可用于避免船体被腐蚀 【答案】D 【详解】A．液氮易液化，汽化时吸热，常用于制冷，A正确； B．油脂水解可生成甘油，B正确； C．二氧化硫能与有色物质反应生成不稳定的无色物质，具有漂白性，C正确； D．铜的金属活动性比铁弱，与铁形成原电池时铁作负极被腐蚀，反而加速船体腐蚀，D错误； 故选D。 【变式8-3】【结合反应匹配判断】（2025·海南·高考真题）下列化学应用实例与方程式不匹配的是 选项 应用实例 方程式 A 海上油气加工平台海葵一号的钢壳外壁铺装锌锭减缓腐蚀 B 用硫黄粉减少破损水银体温计洒落的Hg的危害 C 用浓溶液洗除实验服上的黑色银斑 D 烘焙糕点时，以食品级作膨松剂 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．海上油气1工平台海葵一号的钢壳外壁铺装锌锭能减缓腐蚀是因为金属性强于铁的锌做原电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子被损耗，电极反应式为，故A错误； B．用硫黄粉减少破损水银体温计洒落的汞的危害是因为硫能与汞反应生成硫化汞，减少汞挥发产生蒸气而污染环境，反应的化学方程式为，故B正确； C．用浓硫代硫酸钠溶液洗除实验服上的黑色银斑是因为银与能与含有硫代硫酸根离子的溶液和氧气反应生成二硫代硫酸根合银离子和氢氧根离子，反应的离子方程式为，故C正确； D．烘焙糕点时，以食品级碳酸氢铵作膨松剂是因为碳酸氢铵受热分解生成的氨气和二氧化碳能使食品疏松多孔，反应的化学方程式为，故D正确； 故选A。 方法总结 电化学防护法 (1)牺牲阳极法——原电池原理 原理 利用原电池原理，让被保护金属做正极，一种活泼性较强的金属做负极，用导线相连 要求 被保护的金属作正极，活泼性更强的金属作负极 应用 锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门安装镁合金或锌块 (2)外加电流法——电解原理 原理 利用电解池原理，把被保护的钢铁设备作为阴极，用惰性电极作为辅助阳极，两者均放在电解质溶液里，接外加直流电源。通电后，调整外加电压，强制电子流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面腐蚀电流降至零或接近零。在这个系统中，钢铁设备被迫成为阴极而受到保护 要求 被保护的金属作为阴极，与电源的负极相连 应用 钢铁闸门，高压线铁架，地下管道连接直流电源的负极 (3) 两种保护方法的比较：外加电流法保护效果大于牺牲阳极法 靶向突破·分层训练 根基夯实 1．（2026·浙江·高考真题）某课题组采用电化学方法合成含硫磷有机化合物（以作溶剂，Ph—代表苯基，电负性：）。合成机理示意图如下： 下列说法不正确的是 A．该合成中NaI可作电解质 B．化合物1、化合物2中P元素的化合价不同 C．转化为化合物4的反应中，被还原 D．该合成的反应式为 【答案】B 【详解】A．在中可电离出和，能够导电，可作电解质，同时，在阳极失去电子生成，参与后续反应后又重新生成，起到了电催化剂（氧化还原媒介物）的作用，A正确； B．化合物1和2为互变异构体，化合物1：P 原子与两个 O 原子（电负性 O > P）、一个 S 原子（电负性 S > P，且形成双键）和一个 H 原子相连（电负性 P> H），该P 原子的化合价为：+2+2-1= +3 价；化合物2：P 原子与两个 O 原子和一个 S 原子（形成单键）相连，该P原子化合价为：+2+1= +3 价。P元素化合价相同，B错误； C．化合物4的P 原子与 O、S(双键)、S(单键) 相连，所有成键电子均偏离 P，此时 P 的化合价为 +5 价。 P 元素的化合价从反应前的 +3 价升高到了 +5 价，发生了氧化反应。因此，作为氧化剂，自身发生还原反应，C正确； D．结合反应机理，总反应的反应物为化合物1和，生成物为化合物4和，反应式配平、条件标注均正确，D正确； 故选B。 2．（2026·全国卷·高考真题）我国科学家设计了一种电解装置(如图所示)，在降解环境污染物四环素(TC)的同时，将转化为甲醇和乙醇。 电解时，下列叙述正确的是 A．在BiOBr电极上，TC的降解为还原反应 B．从CuO电极向BiOBr电极方向迁移 C．阴极发生的反应有 D．CuO电极通过6 mol电子，生成的甲醇少于1 mol 【答案】D 【详解】A．由分析可知，BiOBr电极为电解池的阳极，光照条件下，TC在阳极失去电子发生氧化反应生成降解产物，A错误； B．由分析可知，BiOBr电极为电解池的阳极，氧化铜是阴极，则氢离子从BiOBr电极向氧化铜电极方向迁移，B错误； C．由分析可知，氧化铜是阴极，水分子作用下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成甲醇或乙醇和碳酸氢根离子，C错误； D．氧化铜是阴极，在电极上生成甲醇的反应为，即该反应每转移6 mol电子，理论上可生成1 mol甲醇，由于氧化铜电极上同时还生成乙醇，转移电子并不能全部用于生成甲醇，因此氧化铜电极通过6 mol电子生成的甲醇少于1 mol，D正确； 故选D。 3．（2026·北京·高考真题）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。 4．（2026·四川·高考真题）化学工作者最近研究出一种电化学回收废旧电极材料中有价成分的新方法。将在磷酸存在下处理得到的溶液经提取电解槽电解，和分别进入对应的储存电极。提取完成后，将储存电极转移到含LiCl溶液的释放电解槽电解，即得纯净的。其工作原理示意图如下。 下列说法错误的是 A．提取的电极反应为 B．提取电解槽中，每提取，理论上可回收 C．释放电解槽中，中的钛被氧化 D．释放电解槽的总反应为 【答案】B 【详解】A．提取的电极为阴极，得电子嵌入电极，反应式电荷、原子均守恒，符合反应事实，A正确； B．提取电解槽中，每提取，电路中转移，由阳极电极反应式可知，理论上可回收，B错误； C．释放电解槽中，释放出，转化为，反应中失电子，Ti元素化合价升高，钛被氧化，C正确； D．配平释放电解槽的总反应， 阳极：；阴极：，两式相加，结合，整理后得到选项中的总反应，原子、电子均守恒，D正确； 故选B。 5．（2026·贵州·高考真题）下列实验操作和现象，得出的相应结论正确的是 选项 实验操作和现象 结论 A 向CuSO4溶液中滴加过量氨水，溶液由蓝色变为深蓝色 稳定性： B 将NaCl溶液注入连有电流表的电解池中，接通直流电源，电流表指针偏转 C 将1-溴丙烷与NaOH的乙醇溶液共热，产生的气体通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色 反应生成了丙烯 D 足量Zn分别与等体积、等pH的两种酸HA和HB充分反应，产生H2的物质的量：HA＞HB 结合质子的能力：A-＜B- A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．根据现象可知稳定性：，这是因为N的电负性比O的电负性小，更容易给出孤电子对，形成的配合物更稳定，A正确； B．电解NaCl溶液时发生氧化还原反应，生成NaOH、Cl2和H2，离子方程式为：；NaCl溶于水时已自发电离出和，电离不需要通电，B错误； C．1-溴丙烷与NaOH乙醇溶液共热时，挥发的乙醇具有还原性，也能使酸性溶液褪色，无法证明反应生成了丙烯，C错误； D．产生H2的物质的量：HA＞HB，则n(HA)>n(HB)，又因为HA和HB 两种酸的体积和pH相同，则酸性：HA<HB，酸越弱，电离能力越弱，则酸根离子结合质子的能力越强，故结合质子的能力：，D错误； 故选A。 6．（2026·广东·高考真题）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 【详解】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，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。 7．（2025·广西·高考真题）大型发电机的定子线圈由空芯铜导线缠绕制成。发电机运行时，需向铜导线的空芯通冷水降温，铜导线内壁因发生电化学反应生成层。一段时间后，表面产生的沉积物会造成堵塞，空芯铜导线截面如图。下列说法错误的是 A．层对铜导线起保护作用 B．正极生成的电极反应式为 C．沉积物的成分可能有 D．腐蚀最严重的区域是沉积物最多之处 【答案】D 【详解】A．Cu2O层为致密的氧化膜，能阻止内部铜与水、氧气进一步接触，对铜导线起保护作用，A正确； B．由分析得，电极反应式为，B正确； C．Cu2O可被氧化为CuO，或与H2O、CO2、O2反应生成Cu2(OH)2CO3，沉积物成分可能包含二者，C正确； D．沉积物最多的区域，有较厚的CuO、Cu2(OH)2CO3层覆盖，Cu与冷水、O2的接触被阻碍，腐蚀速率减慢，D错误； 故选D。 8．（2024·广东·高考真题）我国自主设计建造的浮式生产储卸油装置“海葵一号”将在珠江口盆地海域使用，其钢铁外壳镶嵌了锌块，以利用电化学原理延缓外壳的腐蚀。下列有关说法正确的是 A．钢铁外壳为负极 B．镶嵌的锌块可永久使用 C．该法为外加电流法 D．锌发生反应： 【答案】D 【详解】A．由于金属活动性Zn＞Fe，钢铁外壳为正极，锌块为负极，故A错误； B．Zn失去电子，发生氧化反应，，镶嵌的锌块会被逐渐消耗，需根据腐蚀情况进行维护和更换，不能永久使用，故B错误； C．由分析得，该方法为牺牲阳极的阴极保护法，故C错误； D．Zn失去电子，发生氧化反应：，故D正确； 故选D。 9．（2025·安徽·高考真题）青少年帮厨既可培养劳动习惯，也能将化学知识应用于实践。下列有关解释合理的是 A．清洗铁锅后及时擦干，能减缓铁锅因发生吸氧腐蚀而生锈 B．烹煮食物的后期加入食盐，能避免长时间受热而分解 C．将白糖熬制成焦糖汁，利用蔗糖高温下充分炭化为食物增色 D．制作面点时加入食用纯碱，利用中和发酵过程产生的酸 【答案】A 【详解】A．铁发生吸氧腐蚀时，正极上O2得电子结合水生成氢氧根离子，清洗铁锅后及时擦干，除去了铁锅表面的水分，没有了电解质溶液，能减缓铁锅因发生吸氧腐蚀而生锈，A正确； B．食盐中含有碘酸钾，碘酸钾受热不稳定易分解，因此烹煮食物时后期加入食盐，与NaCl无关，B错误； C．焦糖的主要成分仍是糖类，同时还含有一些醛类、酮类等物质，蔗糖在高温下并未炭化，C错误； D．食用纯碱主要成分为Na2CO3，制作面点时加入食用纯碱，利用了Na2CO3中和发酵过程产生的酸，D错误； 故答案选A。 10．（2025·重庆·高考真题）下列实验装置或操作能够达到实验目的的是 A B C D             制取 转移溶液 保护铁件 收集 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．氯化铵受热分解为氨气和氯化氢，两者遇冷又会生成氯化铵，不适合制取氨气，A不符合题意； B．转移溶液时玻璃棒应该伸入容量瓶刻度线以下，正确，B符合题意； C．保护铁件应该连接比铁更活泼的金属使得铁被保护，而不是连接惰性电极石墨，C不符合题意； D．NO会与空气中氧气反应，不适合排空气法收集，D不符合题意； 故选B。 11．（2026·江苏·高考真题）碳循环是地球生物圈主要的物质循环。 (1)自然界中的主要碳循环过程如图所示。数百万年前，大气中的经碳循环后，会存在于_____(填字母序号)。 A．水体中的　　　B．淀粉　　　　C．石灰石 (2)碱液捕集。一定温度下，用浓氨水吸收含的模拟烟气，常加入一定浓度的溶液，生成一种空间构型为正八面体的镍氨配合物离子，位于正八面体中心，如图所示，生成镍氨配合物的离子方程式为___________________________________________，加入溶液的作用是_______________________。 (3)金属有机骨架(简称MOFs)材料在资源利用中有重要应用。MOFs材料具有一定数量孔隙，热稳定性不高。 ①一定条件下，利用一种基材料催化电解与碱性混合液制备尿素，阴极区、生成的电极反应式为________________________________。 ②某Al基MOFs材料Al(HCOO)3可吸附CO2，结构如图所示，Al、C、O形成_____(填数字)元环状结构。为检测其吸附能力，将吸附至饱和的(不含其他气体和杂质)在空气中加热，350℃时完全分解生成。 的饱和吸附量 则该材料对的饱和吸附量为__________。 ③一定条件下，密闭体系中发生反应。不改变其他条件，反应相同时间，加入能显著提升产率。已知：分子碳氧键键能大、结构稳定。从结构和反应原理角度分析产率增大的可能原因：_________________________________________。 ④已知：孔隙尺寸0.41~0.46 nm，分子直径。为实现的高效捕集和资源利用，结合相关结构和性质，综合分析Al基材料的优化方向是______________________。 【答案】(1)ABC (2) 减少氨气受热挥发，提高氨气的利用率，增加吸收二氧化碳的量和稳定性 (3) 16 中带正电的H会和中带负电的O结合，从而使分子碳氧键的键能减小，稳定性降低；可以使催化剂的活性增强；可以吸附，可以使表面的局部浓度提高，从而提高产率； 减小孔隙尺寸与匹配、增加孔隙数量、提高材料热稳定性 【详解】（1）A．大气中的可以直接溶于水体，因此水体中的会存在，A符合题意； B．在太阳能的作用下，会通过光合作用被生物固定，转化为淀粉，因此淀粉中会存在，B符合题意； C．水体中溶解的可以转化为无机碳酸盐，而石灰石的主要成分是碳酸钙，因此石灰石中也会存在，C符合题意； 故选ABC； （2）根据已知镍氨配合物离子的空间结构为正八面体，位于正八面体的中心，配体数目为6，该配合物离子为，该过程为与氨水反应生成镍氨配合物离子，因此离子方程式为；碱液捕集的过程为中和反应，该过程放热会导致浓氨水中氨气挥发，降低的吸收效率，加入后，可以与氨气结合生成稳定的，可以减少氨气受热挥发，提高氨气的利用率，增加吸收二氧化碳的量和稳定性； （3）①阴极区应发生还原反应，反应物应为、，产物为、水和，因此电极反应为； ②根据图可知，Al、C、O组合的环形结构中，有Al原子4个，O原子8个，C原子4个，因此组成的结构为16元环；生成的物质的量为，根据Al元素守恒，对应的的物质的量为，其质量为，吸附的的质量为 ，对应的物质的量为，代入饱和吸附量公式，的饱和吸附量为； ③从结构角度：中的H带正电，而中O带负电，因此中带正电的H会和中带负电的O结合，从而使分子碳氧键的键能减小，稳定性降低，从而提高产率； 从反应原理的角度：可以使催化剂的活性增强，同时可以吸附，可以使表面的局部浓度提高，加快反应速率，从而提高产率； ④从结构角度：可以适当的减小孔隙尺寸，使其与的分子直径接近，减少其他分子的进入；并且材料具有一定数量的孔隙，可以适当的增加孔隙的数量；从性质角度：根据已知材料热稳定性不高，因此可以提高材料的热稳定性，因此优化方向为适当减小孔隙尺寸、增加孔隙数量、提高材料热稳定性。 12．（2026·湖南衡阳·一模）烯烃氢甲酰化是工业上制备醛类物质的重要方法。丙烯催化氢甲酰化制备正丁醛，涉及如下反应： i．   ii．   iii．   iv．   回答下列问题： (1)反应的__________，该反应能够自发进行，说明__________(填“>”或“<”)0。 (2)一定温度下，作催化剂时，醛的生成速率满足下列关系：。已知：为速率常数，与温度有关；，温度升高时，受热分解产生沉积在反应器壁上使传热条件变坏。 ①催化机理中，参与反应的步骤是__________(填“慢反应”或“快反应”)。 ②醛的生成速率与成反比，但工业上选择，分析分压不宜过低的原因是____________________________________________________________。 (3)下，、和(体积比为)通入装有催化剂的反应器中发生上述反应。平衡时，测得丙烯转化率、与温度的变化关系如图所示。已知：有效氢含量，选择性。 ①随着温度升高，减小的原因可能是______________________________。 ②下，平衡时，的转化率__________(填“>”“<”或“=”)60%，反应的压强平衡常数__________。 ③下，平衡时，测得丙烷和正丁醇的选择性均为，则有效氢含量__________(保留3位有效数字)。 (4)科学研究者提出以副产物正丁醇为原料电解制备正丁醛，则酸性条件下的阳极反应式为____________________________________________________________。 【答案】(1) +6.2 > (2) 慢反应 分压过低不利于反应正向进行生成产物，导致倾向分解方向进行 (3) 反应i和ii均为放热反应，升温使平衡均逆向移动，但反应i逆向移动的程度更大 < 67 56.7% (4) 【详解】（1）反应可由反应i-反应ⅱ得到，因此；判断反应能自发进行的依据为；该反应，若能自发进行，需要满足，因此。 （2）①慢反应决定反应的速率，催化剂的浓度能够影响反应速率，说明参与了慢反应。 ②CO分压过低不利于反应正向进行生成产物，适量增大可以使反应逆向移动，阻止分解。 （3）①反应i和ii均为放热反应，升温使平衡均逆向移动，但反应i逆向移动的程度更大，生成的量更少，因此减少。 ②128.3℃时，丙烯的平衡转化率为60%，直接消耗丙烯的反应有i~iii，而直接消耗CO的反应只有反应i和反应ii，消耗量要少于丙烯，由投料相等，故CO的平衡转化率小于60%；，，该反应是一个气体分子数相等的反应，可得。 ③丙烷和正丁醇的选择性均为16.5%，则正丁醛与异丁醛的选择性之和为67%，且，令丙烷、正丁醇、正丁醛、异丁醛分别为、、、。根据上述反应，可知参加反应的，而转化为正丁醛的氢气的物质的量，则有效氢含量约为56.7%。 （4）酸性条件下，阳极发生的反应为正丁醇氧化为正丁醛，同时释放，电极反应式为。 综合进阶 1．（2026·陕西西安·二模）世界沿海各国已经把海洋开发上升到国家战略高度，海上钢铁构筑物的防腐也尤为重要。两种钢闸门防腐措施如图所示，下列说法错误的是 A．图a箭头所示为电子流动方向，图b箭头所示也为电子流动方向 B．金属A和金属B均发生氧化反应 C．金属A换为惰性电极也可达到防腐效果 D．金属B可选用比铁活泼的金属，如：、、等 【答案】D 【详解】A．图a为外加电流法，电子从电源负极流向阴极（钢闸门），阳极（金属A）失电子流回电源正极，箭头为电子流动方向；图b为牺牲阳极法，金属B为负极，失电子经导线流向正极（钢闸门），箭头也为电子流动方向，A正确； B．金属A作电解池阳极，失电子发生氧化反应，金属B作原电池负极，失电子发生氧化反应，二者均发生氧化反应，B正确； C．外加电流法中，阳极仅需起到导电作用，换为惰性电极时，海水中的阴离子在阳极失电子发生氧化反应，钢闸门仍作阴极被保护，可达到防腐效果，C正确； D．性质过于活泼，会直接与海水剧烈反应，无法用作牺牲阳极的材料，D错误； 故选D。 2．（2026·河北沧州·二模）下列实验装置或操作能够达到实验目的的是 A．比较金属活动性强弱 B．制取少量氨气 C．防止铁钉生锈 D．制备沉淀 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．常温下遇浓硝酸发生钝化，无法通过反应现象比较和的金属活动性，A错误； B．该装置为实验室加热和固体制取氨气的装置，试管口略向下可防止冷凝水倒流炸裂试管，向下排空气法收集、管口放棉花可避免氨气与空气对流，能制取少量氨气，B正确； C．铁钉与电源正极相连，作电解池阳极，失电子被氧化，会加速铁钉腐蚀，无法防止生锈，C错误； D．两侧试管中溶液位置颠倒，关闭止水夹后，生成的无法将溶液压入左侧溶液中，不能制备沉淀，D错误； 故选B。 3．（2026·贵州遵义·一模）下列劳动内容的具体做法和对应的化学知识解释合理的是 选项 劳动内容 化学知识 A 家务劳动：擦干已洗净的铁锅以防生锈 铁锅在空气中发生析氢腐蚀 B 职业劳动：食品包装袋内充氮气 氮气无色无味 C 社区服务：用风油精擦去墙上的胶水印 风油精与胶水中某些成分“相似相溶” D 科技助农：牧民在草场安装太阳能电池 晶体硅硬度大，具有良好导电性 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．擦干铁锅是为了除去水分，破坏铁发生电化学腐蚀的水膜条件，铁锅在中性的空气环境中发生的是吸氧腐蚀，析氢腐蚀需要在酸性条件下进行，对应解释不合理，A不符合题意； B．食品包装袋充氮气的原理是氮气化学性质稳定、常温下难与食物发生反应，能隔绝氧气防止食品氧化变质，和氮气无色无味的物理性质无关，对应解释不合理，B不符合题意； C．风油精中含有有机溶剂，胶水的部分有机成分属于非极性或弱极性有机物，二者符合相似相溶原理，因此可以溶解胶水印将其擦除，解释合理，C符合题意； D．晶体硅用作太阳能电池材料是因为其为良好的半导体材料，与其硬度大无关，且晶体硅不属于导电性良好的导体，解释不合理，D不符合题意； 故选C。 4．（2026·四川雅安·二模）化学在生产生活中有着重要的应用，下列说法正确的是 A．苯甲酸钠可用作食品增味剂 B．“东风”系列导弹外壳中使用的碳纤维属于有机高分子材料 C．雾霾的形成与过度施用氮肥有关 D．钢铁闸门连接电源负极，利用了牺牲阳极法进行防护 【答案】C 【详解】A．苯甲酸钠是常用的食品防腐剂，不属于增味剂，A错误； B．碳纤维的主要成分为碳单质，属于无机非金属材料，不属于有机高分子材料，B错误； C．过度施用氮肥时，含氮氮肥会转化为NOₓ等氮氧化物，这些物质可参与形成大气中的细颗粒物，是雾霾的成因之一，C正确； D．钢铁闸门连接电源负极的防护方法属于外加电流法，牺牲阳极法是将更活泼的金属与钢铁闸门相连，不需要外接电源，D错误； 故选C。 5．（2026·湖北十堰·一模）关于物质的工业制备，下列说法不正确的是 A．侯氏制碱法：先向饱和食盐水中通入，再通入，有利于析出 B．合成氨工业：采用高温高压条件，都有利于提高的平衡产率 C．工业制硫酸：吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收，以防止形成酸雾 D．氯碱工业：使用阳离子交换膜，可阻止进入阴极室，防止与反应 【答案】B 【详解】A．极易溶于水且水溶液呈碱性，先通入可增大的吸收量，生成更多，有利于溶解度较小的析出，A正确； B．合成氨反应为放热反应，高压可使平衡正向移动，提高平衡产率，但高温会使平衡逆向移动，降低平衡产率，高温是为了加快反应速率、满足催化剂活性温度，并非为了提高平衡产率，B错误； C．若直接用水吸收，会释放大量热形成酸雾，降低吸收效率，用98.3%的浓硫酸吸收可避免酸雾产生，C正确； D．氯碱工业的阳离子交换膜只允许阳离子（如、）通过，阻止、气体分子通过，既避免阳极生成的进入阴极室和阴极产物N反应，也能防止和混合发生爆炸，D正确； 故选B。 6．（2026·广西南宁·一模）实验室配制一定物质的量浓度的溶液，随后进行相关的实验。下列实验操作不规范的是 A．溶解固体 B．电解制取氧气和氢气 C．滴定未知浓度的溶液 D．测定中和反应反应热 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．容量瓶仅用于一定物质的量浓度溶液的定容操作，不能用于溶解固体，且固体溶解放热会导致容量瓶受热后刻度不准确，操作不规范，A符合题意； B．以为惰性电极电解溶液本质是电解水，阴极（连电源负极）产生、阳极（连电源正极）产生，二者体积比为，装置和操作均规范，B不符合题意； C．标准溶液为碱性溶液，使用碱式滴定管盛装，滴定含酚酞的溶液，指示剂和仪器选择均正确，操作规范，C不符合题意； D．测定中和反应反应热的装置设置隔热层减少热量损失，配有温度计测量温度、玻璃搅拌器使溶液混合均匀，操作规范，D不符合题意； 故选A。 7．（2026·贵州贵阳·模拟预测）蛇纹石（含MgO、NiO、SiO2、Fe2O3、FeO等）因其外表青绿相间像蛇纹一样而得名。一种以蛇纹石为原料制取铁红和碱式碳酸镍的流程如图： 已知：Ⅰ．该实验温度下，不同pH时铁沉淀物成分及热分解产物： pH 铁沉淀物成分 热分解产物 2.5 NH4Fe3(SO4)2(OH)6 Fe2O3，SO2，SO3，NH3，O2，H2O 3.5 α-FeOOH Fe2O3，H2O Ⅱ．部分金属离子沉淀的pH： Mg2+ Fe2+ Ni2+ 开始沉淀的pH 9.4 6.5 6.7 沉淀完全的pH 12.4 9.7 9.5 Ⅲ．“氨浸”后所得溶液中主要成分为，且存在 请回答： (1)滤饼b经洗涤、煅烧可得铁红。则“一次沉淀”时应控制pH=________（填“2.5”或“3.5”），其原因为________________________________。 (2)“氨浸”时生成的离子方程式为________________________________；此过程会同时加入NH4HCO3，其目的为________________________________。 (3)“沉淀”前须先“酸化”，用平衡移动原理解释其原因为________________________。 (4)实验室测得（M=377）样品在空气中受热时样品失重率（失重率=固体样品损失的总质量/起始加入样品的质量×100%）与温度（T）的关系如图所示： ①200℃时所得固体的化学式为_________________________________。 ②250～350℃之间反应的化学方程式为_________________________________。 (5)碱式碳酸镍可进一步转化制得镍氢电池。镍氢电池的工作原理为：（M表示储氢金属或合金）。该电池充电过程中阴极的电极反应式为________________________________。 【答案】(1) 3.5 pH=3.5时，铁沉淀物为α-FeOOH，煅烧产物只有和，氧化铁产率高，且不产生、等有害气体，污染小 (2) 存在，消耗，有利于的溶解，也消耗，有利于的溶解，同时生成，可以降低原料的用量 (3)溶液中存在平衡，酸化时与结合生成，降低了的浓度，使配位平衡正向移动，解离出，便于后续加入碳酸钠时生成碱式碳酸镍沉淀 (4) (5) 【详解】（1）滤饼b经洗涤、煅烧可得铁红，由表可知，pH=3.5时，铁沉淀物为α-FeOOH，煅烧产物只有和，氧化铁产率高，且不产生、等有害气体，污染小； （2）根据分析，“氨浸”时生成的离子方程式为，同时加入，因为存在，消耗，有利于的溶解，也消耗，有利于的溶解，同时生成，可以降低原料的用量。 可以消耗反应生成的，同时可以补充体系中的，促进的溶解，提高的生成率； （3）溶液中存在平衡，酸化时与结合生成，降低了的浓度，使配位平衡正向移动，解离出，便于后续加入碳酸钠时生成碱式碳酸镍沉淀。 （4）①样品摩尔质量为377 g/mol，200℃时失重率19.1%，1 mol样品损失的质量为，恰好对应4 mol结晶水的质量（），说明200℃时失去全部结晶水，得到。 ②250~350℃总失重率为40.3%，1 mol样品总损失质量为，减去之前失去的4 mol结晶水的72 g，此阶段损失质量为80 g，对应2 mol和1mol的总质量（），剩余固体为3 mol NiO，反应配平后得到化学方程式：。 （5）充电过程为电解池，阴极发生还原反应，总反应充电方向中M得电子结合氢生成MH，碱性环境下由提供氢元素，生成，配平得到该电极反应式：。 8．（2026·河南驻马店·模拟预测）铜是重要的战略金属，ZnO可用作制氢产业的催化剂。一种以硫化铜精矿(主要成分为CuS，含FeS、ZnS等杂质)制备Cu粉与ZnO的工艺流程如下。 已知：25℃时，。 回答下列问题： (1)“浸取”时有淡黄色沉淀生成。浸取FeS的化学方程式为___________。 (2)若不通入高压O2，25℃时，反应)的平衡常数K=___________(保留2位有效数字)，因此CuS___________(填“能”或“不能”)直接被过量硫酸溶液浸取。 (3)“还原”时，一定温度下，利用高压还原，应先调节pH=2.0~3.0，铜还原率达90%以上。过程中可能依次经历了如下反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： “还原”时调节溶液的pH=1，铜还原率降低到10%。铜还原率降低的主要原因是___________。 (4)“高压氢还原”使用内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜，聚四氟乙烯的作用为___________。 (5)图a是纤锌矿型ZnO晶体的晶胞，图b是闪锌矿型ZnO晶体的晶胞。图中黑球代表Zn2+，白球代表O2-。 ①纤锌矿型ZnO晶体中Zn2+的配位数为___________。 ②在闪锌矿晶胞俯视图中标记出Zn2+(用黑球表示)的位置___________。 (6)在“Ag/Zn/Al2O3”催化作用下，乙醇-水催化重整制氢中部分物种变化路径如图所示。 若乙醇分子中甲基上的碳原子用同位素标记()，则最终产物中含的物质为___________(填名称)。 【答案】(1) (2) 不能 (3)pH过小，抑制了反应Ⅰ和反应Ⅱ发生，导致Cu2O减少，使产率降低 (4)防止溶液中的Cu2+、H+与不锈钢反应釜中的铁等金属反应，使反应釜破损 (5) 4 (6)甲烷、焦炭 【详解】（1）“浸取”时，有淡黄色沉淀S生成，浸取FeS的化学方程式； （2）反应)的平衡常数； （3）pH过小，太大，抑制了反应Ⅰ和反应Ⅱ发生，导致Cu2O减少，使铜的还原率降低； （4）Fe可以和铜离子、氢离子反应，“高压氢还原”使用内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜，聚四氟乙烯的作用为防止反应釜中的Fe与Cu2+、H+反应，使反应釜破损； （5）参照图a和图b可知，纤锌矿型ZnO晶体中Zn2+的配位数为4；闪锌矿型中Zn2+填入O2-所形成的“正四面体”空隙中，俯视图中Zn2+的位置； （6）若用标记乙醇，的碳原子在甲基上，观察可知，甲基上碳原子最终转化为CH4和焦炭，故最终产物中含的物质为甲烷、焦炭。 1 / 47 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 电解池、金属的腐蚀与防护 内容导航 题型精讲·举一反三 题型 01 电解池的判断 题型 02 电解池原理 （电子流向、离子流向、电流方向） 题型 03 电解规律及其应用（电解水型、电解电解质型、放H2生碱型、放O2生酸型） 题型 04 电解原理的应用（氯碱工业、电镀、电解精炼铜、点冶金） 题型 05 离子交换膜在电解中的应用 题型 06 电解的相关计算 题型 07 金属的腐蚀（化学腐蚀、电化学腐蚀） 题型 08 金属的防护（牺牲阳极法、外加电流法） 靶向突破·分层训练 题型精讲·举一反三 题型01 电解池的判断 举一反三 【例1】【结合电渗析制酸碱】（2025·河北沧州·三模）某焦化厂产生的废水中含有硫酸钠，经浓缩处理后，利用电渗析法可生产硫酸和氢氧化钠。电解槽的构造及工作原理如图所示，其中，M、N为惰性电极，a、b为离子交换膜。 下列说法错误的是 A．电极M为阴极，应连接直流电源的负极 B．a膜为阳离子交换膜，电池工作时由a膜的右侧移向左侧 C．电极N的电极反应式为 D．f口通入的物质为稀硫酸，d口排出的物质为较浓的硫酸 【变式1-1】【结合电催化合成醛】（2026河南新乡·模拟预测）利用电化学原理合成邻硝基苯甲醛的装置如图。下列说法错误的是 A．X极的电极电势高于Y极的电极电势 B．交换膜应选用阳离子交换膜 C．Y极的电极反应式为 D．若该装置中生成邻硝基苯甲醛，理论上外电路中转移 【变式1-2】【结合固体氧化物电解】（2026·内蒙古呼和浩特·模拟预测）一种采用和为原料制备的装置示意图如下。下列有关说法正确的是 A．连接电源正极，金属可作为电极的材料 B．电解时，向电极移动 C．电极反应： D．电解过程中，固体氧化物电解质中不断变多 【变式1-3】【结合矿渣湿法制备】（2025·四川绵阳·模拟预测）软锰矿的主要成分为，含少量和。闪锌矿的主要成分为，含少量、、CdS杂质。现以软锰矿和闪锌矿为原料制备和，其简化流程如下： 已知：Ⅰ．矿石中所有金属元素均以离子形式进入滤液中。 Ⅱ．常温下各种金属离子完全沉淀的如下表（当离子浓度小于时，认为该离子完全沉淀）： 离子 pH 8.5 10.1 9.0 3.6 5.0 回答下列问题： (1)Mn的价电子轨道表示式________；用硫酸酸浸，为提高酸浸时锌的浸出率，可以采取的措施是________（填一条）。 (2)滤渣2的成分有________（填化学式）。 (3)步骤①中发生多个反应，其中、与硫酸共热时有淡黄色物质析出，溶液变为棕黄色，写出、FeS与硫酸共热发生反应的离子方程式：________。 (4)经步骤③过滤得到滤渣的主要成分是和，此时，则用溶液调节的范围是________。 (5)该工艺中除和外，还可以循环利用的是________（填化学式）。 (6)以121.25 t含ZnS 80%的闪锌矿和软锰矿制备出了60 tZn，产率为________（结果保留3位有效数字）。 (7)步骤④是以锂离子电池作电源，结合流程图分析用惰性电极进行电解时：在阴极放电的离子是________（填离子符号），阳极的电极反应式为________。 技巧点拨 1.电解：使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阳极、阴极引起氧化还原反应的过程。 2.电解池(也称电解槽)：在外接电源的作用下，将电能转化为化学能的装置。 3.电解池的电极名称。 阴极：与直流电源的负极相连的电极，发生还原反应； 阳极：与直流电源的正极相连的电极，发生氧化反应。 4.电解池的构成条件。 题型02 电解池原理 举一反三 【例2】【结合导电催化】（2026·福建·高考真题）一种溴介导的电催化丙烷制丙烯工作原理如图。下列说法正确的是 A．交换膜为阳离子交换膜 B．每消耗，产生 C．阳极区总反应为 D．“反应ⅲ”为 【变式2-1】【结合离子迁移研究】（2026·福建·高考真题）探究离子在电场中的迁移行为，装置如图。蘸取和浓氨水生成的溶液，在碱性电解液浸润的滤纸上a处画绿色条纹，通电并观察现象。已知呈黄色。下列说法错误的是 A．电源极为正极 B．该条件下，比迁移快 C．通电后，培养皿2中电极附近出现灰绿色沉淀 D．对调电源正负极并通电，蓝色条纹向滤纸b侧移动 【变式2-2】【结合纸带离子迁移】（2026·山东青岛·模拟预测）为探究电化学装置中离子的移动方向，某研究小组设计了如图1所示的装置。两个Fe电极各放在两个装有KOH溶液的圆形表面皿上，表面皿间连接了一条纸带(已用KOH溶液浸润)。实验时，研究员将氨水加入溶液中制得黄绿色溶液，并将该溶液均匀滴加在纸带的中央，然后打开电源，纸带的前后状态如图2所示。已知的颜色为黄色。 下列说法不正确的是 A．电源的m极为正极 B．本实验中的迁移速率比快 C．通电后，表面皿Ⅱ上将出现少量灰绿色沉淀 D．若将电源的正负极调换，再次通电后蓝色条带将向左侧迁移 【变式2-3】【结合镓制备GaN】（2026·浙江·高考真题）镓（Ga）在半导体领域有重要应用。 使用化学气相沉积技术、可用含镓前驱体[如、]制备膜。 已知：与同属于ⅢA族元素，具有两性。 请回答： (1)工业上制备高纯Ga所用装置示意图如图1。阴极的电极反应式是___________________________。 (2)Ga与HI反应的化学方程式如下：               ___________。 (3)某研究小组将转化为，并将其用于膜的制备。GaN膜的生长机理如下： Ⅰ  在基底上吸附，形成层； Ⅱ  在N层上吸附、反应，形成Ga层，并释放； Ⅲ  交替吸附、反应、形成层和层，不断生长增厚，形成空间网状结构的膜。 相关反应的化学方程式：    ①的空间结构名称是___________（将视为整体）。 ②在空气中易自燃，其在中充分燃烧的化学方程式是_______________________________。 ③某同学推测：GaN膜的空间网状结构中，能体现其成键结构的片段如图2.图中结构不合理之处是_______________________________。 ④常温下，与混合没有得到，可能原因是_______________________（写两条）。 ⑤步骤Ⅲ，一定条件下，GaN膜生长速率与膜生长温度的关系如图3，从化学反应原理角度分析原因________________________________________________________。 知识总结 电极名称和电极反应式 电解过程的三个流向 总反应离子方程式：Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑ 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 题型03 电解规律及其应用 举一反三 【例3】【结合方程式正误判断】（2026·河北·高考真题）化学在推动社会发展和进步中发挥着重要作用。下列相关化学方程式错误的是 A．工业合成氨： B．氯碱工业： C．氨脱硫法脱除烟气中少量二氧化硫： D．生产可降解高分子聚乳酸： 【变式3-1】【结合协同电合成酰胺】（2025·贵州·高考真题）以/SiC为阴极反应的催化剂，在溶液中电解和，两极协同合成(丙酰胺)的原理如图。 下列说法正确的是 A．b极与电源负极相连，发生氧化反应 B．a极涉及的反应有： C．当电路中转移2 mol电子时，理论上合成 D．合成时会生成副产物 【变式3-2】【结合无膜电合成酯】（2025·福建·高考真题）一种无膜电合成碳酸乙烯酯()的工作原理如图。下列说法正确的是 A．电源a极为负极 B．反应中的物质的量不断减少 C．总反应为 D．“反应Ⅱ”为 【变式3-3】【结合实验装置评价】（2025·浙江·高考真题）利用下列装置进行实验，能达到实验目的的是 A．铁制镀件上镀铜 B．实验室快速制备氨气 C．实验室蒸馏分离和 D．检验乙醇脱水生成乙烯 A．A B．B C．C D．D 方法总结 类型 电极反应特点 电解质溶液 电解质浓度 pH 电解质溶液复原 电解 水型 阴极：4H++4e-=2H2↑(酸性)，2H2O+2e-=H2↑+2OH-(碱性) 阳极：2H2O-4e-=4H++O2↑(酸性)，4OH--4e-=2H2O+O2↑(碱性) 强碱(NaOH) 增大 增大 加水 含氧酸(H2SO4) 增大 减小 加水 活泼金属的最高价含氧酸盐(Na2SO4) 增大 不变 加水 电解电 解质型 电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电 无氧酸(HCl) 减小 增大 通入HCl气体 不活泼金属的无氧酸盐(CuCl2) 减小 — 加氯化铜 放H2 生碱型 阴极：H2O放H2生成碱 阳极：电解质阴离子放电 活泼金属的无氧酸盐(NaCl) 生成新电解质 增大 通入HCl(g) 放O2 生酸型 阴极：电解质阳离子放电 阳极：H2O放O2生成酸 不活泼金属的最高价含氧酸盐(CuSO4) 生成新电解质 减小 加氧化铜 题型04 电解原理的应用 举一反三 【例4】【结合电解变废为宝】（2025·全国卷·高考真题）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 【变式4-1】【结合硝酸盐电解产氢】（2025·湖南·高考真题）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： 【变式4-2】【结合电镀操作判断】（2025·广东·高考真题）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 A．A B．B C．C D．D 【变式4-3】【结合双极膜电渗析】（2025·云南·高考真题）一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示，双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。除硼原理：。下列说法错误的是 A．Pt电极反应： B．外加电场可促进双极膜中水的电离 C．Ⅲ室中，X膜、Y膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜 D．Ⅳ室每生成，同时Ⅱ室最多生成 方法总结 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 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 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 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↑ 型题05 离子交换膜在电解中的应用 举一反三 【例5】【结合电解脱盐还盐】（2026·山东济南·一模）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和③均为阳离子交换膜，②为阴离子交换膜 B．阳极反应为 C．电解一段时间后，Ⅱ室海水中盐的浓度升高，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 【变式5-1】【结合电解欸制备】（2026·甘肃天水·一模）某研究团队通过调控纳米立方体的尺寸效应，实现了高效、稳定的电解转化为氨，装置如图。已知：AEM表示阴离子交换膜。 下列说法正确的是 A．极为该电解池的阴极 B．与的VSEPR模型相同 C．极的电极反应式为 D．理论上该体系每制得1molFDCA，电路中转移 【变式5-2】【结合微生物电解池】（25-26高一上·江苏苏州·阶段检测）利用微生物电解池在酸性条件下合成的电化学装置如图所示。下列说法错误的是 A．离子交换膜为阴离子交换膜 B．b极为阴极 C．该电解池不可在高温下工作 D．有机物为时，a极电极反应式为 【变式5-3】【结合二氧化碳电解制盐】（2025·甘肃白银·模拟预测）科学研究小组设计电化学装置回收制取，工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．a电极的电极反应式为 B．吸收2 mol ，a极区溶液增重88 g C．离子交换膜e为阴离子交换膜，离子交换膜f为阳离子交换膜 D．a电极电势高于d电极 知识总结 1．常见的离子交换膜 离子交换膜又叫隔膜，由特殊高分子材料制成。离子交换膜分为以下几类： (1)阳离子交换膜，简称阳膜，只允许阳离子通过，不允许阴离子通过。 (2)阴离子交换膜，简称阴膜，只允许阴离子通过，不允许阳离子通过。 (3)质子交换膜，只允许H＋通过，不允许其他阳离子和阴离子通过。 (4)双极膜，亦称双极性膜，膜的一侧为阳膜，只允许阳离子通过，另一侧为阴膜，只允许阴离子通过。 2．离子交换膜的作用 (1)能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。 (2)能选择性地通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。 3.“离子交换膜”电解池的解题步骤 第一步，分清离子交换膜的类型，判断允许哪种离子通过离子交换膜。 第二步，写出电极反应式，判断离子交换膜两侧离子变化，推断电荷变化，根据电荷守恒判断离子迁移方向。 第三步，分析离子交换膜的作用。在产品制备中，离子交换膜的作用主要是提高产品纯度，避免产物之间发生反应，或避免产物因发生反应而造成危险。 4．离子交换膜的相关计算 (1)迁移离子所带的电荷总数等于外电路上转移的电子总数。 (2)溶液质量变化等于电极反应引起的变化和离子迁移引起的变化之和。 题型06 电解的相关计算 举一反三 【例6】【结合卡尔费休测水】（2025·浙江宁波·模拟预测）卡尔·费休水分测定仪可精确测定某些物质中的水分含量，仪器示意图如图，卡氏试剂由KI、SO2、C5H5N(吡啶)和CH3OH组成。其工作原理是待测样品中的水与电解产生的I2发生反应：，直至水分耗尽，电解自动停止，测定电解电路通过的电量即可计算水分含量。已知法拉第常数(1 mol电子所带电量)为F。 下列说法不正确的是 A．B极为阳极，电极反应： B．测定过程中阳离子从B极区移向A极区 C．样品中水分质量m与电解消耗电量Q的关系为 D．若用于测定Na2CO3固体中的水分含量，测定结果将偏高 【变式6-1】【结合光电还原二氧化碳】（2023·北京西城·三模）光电化学装置可以将还原为有机物，实现碳资源的再生利用。图1是光电化学法实现转化的电解装置示意图。在不同电压条件下进行光照电解实验，不同有机产物的法拉第效率如图2所示。 资料：ⅰ．还原性： ⅱ．法拉第效率的定义：(生成的电子)(通过电极的电子) ⅲ．选择性的定义：(生成的)(发生反应的) 以下说法不正确的是 A．阳极电极反应式为： B．使用光电极可以节约电能，为阴极的转化提供 C．由图2通过计算可知：电解电压为时， D．以上实验表明：通过改变电压可以选择性地获得不同还原产物 【变式6-2】【结合燃料电池联合电解】（2021·四川凉山·一模）雾霾主要由二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物这三项组成，它们与雾气结合在一起，让天空瞬间变得阴沉灰暗，若选择乙醇(H2SO4)燃料电池将雾霾中的NO、SO2转化为硫酸铵，从而实现废气的回收再利用，其回收利用装置如图所示。下列有关说法正确的是 A．b电极发生的反应式为： B．通入NO的电极为阴极，发生氧化反应 C．该装置实际工作过程中不通入也能达到相同的效果 D．当消耗46g乙醇时(不计算电解过程中的能量损耗)，则通入的的物质的量为 【变式6-3】 【结合PET电催化重整】PET(，M链节=192g•mol-1)为乳白色或浅黄色高度结晶性的聚合物，其结构片段如下：～～～～X－Y－X－Y～～～～(～～～～表示链延长)。其中X为，Y为－OCH2CH2O－可通过测定某PET样品的端基中羧基的物质的量，计算其平均聚合度。以酚酞溶液为指示剂，用cmol•L-1NaOH醇溶液滴定mgPET端基中的羧基至滴定终点(现象与水溶液相同)，共消耗VmLNaOH醇溶液；电催化重整废弃PET可将其转化为 和C2O。下列说法错误的是 A．也可通过质谱法测定PET的平均相对分子质量，得到其聚合度 B．PET电催化重整时，PET在阴极发生反应 C．若PET结构中的Y用替代，则可形成网状结构 D．PET的平均聚合度n为(忽略端基的摩尔质量) 方法总结 电解计算的方法 (1)根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。 (2)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比例式计算。 (3)根据关系式计算：根据得失电子守恒的关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。 电解计算时常用的定量关系为4e－～4H＋～4OH－～2H2～O2～2Cu～4Ag。 题型07 金属的腐蚀 举一反三 【例7】【结合金属防锈盘判断】（2025·湖北·高考真题）2024年5月8日，我国第三艘航空母舰福建舰顺利完成首次海试。舰体表面需要采取有效的防锈措施，下列防锈措施中不形成表面钝化膜的是 A．发蓝处理 B．阳极氧化 C．表面渗镀 D．喷涂油漆 【变式7-1】【结合镀锌铁腐蚀】（2025·浙江·高考真题）破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成和，下列说法不正确的是 A．氨水浓度越大，腐蚀趋势越大 B．随着腐蚀的进行，溶液变大 C．铁电极上的电极反应式为： D．每生成标准状况下，消耗 【变式7-2】【结合牺牲阳极检验】（2025·广东·高考真题）为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是 A．加入溶液产生沉淀 B．加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现 C．加入溶液无红色出现 D．加入溶液无蓝色沉淀生成 【变式7-3】【结合物质性质辨析】（2025·湖南·高考真题）下列说法正确的是 A．糖类、蛋白质均属于天然有机高分子化合物 B．粉末在空气中受热，迅速被氧化成 C．可漂白纸浆，不可用于杀菌、消毒 D．镀锌铁皮的镀层破损后，铁皮会加速腐蚀 技巧点拨 1.化学腐蚀与电化学腐蚀 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 概念 金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀，如：铁与氯气直接反应而腐蚀，输油、输气的钢管被原油、天然气中的含硫化合物腐蚀等 当不纯的金属与电解质溶液接触时会发生原电池反应，比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀 本质 金属和非电解质或其它物质相接触直接发生氧化还原反应而引起的腐蚀 发生原电池反应 特点 腐蚀过程没有电流产生，腐蚀的速率随温度升高而加快 电化学腐蚀过程有微弱电流产生 联系 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍 2．电化学腐蚀的分类——钢铁的电化学腐蚀 类型 析氢腐蚀(腐蚀过程中不断有氢气放出) 吸氧腐蚀(反应过程吸收氧气) 示意图 条件 水膜酸性较强 水膜酸性很弱或呈中性 电极材料及反应 负极(Fe) Fe－2e－===Fe2＋ Fe－2e－===Fe2＋ 正极(碳) 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 总反应 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O 联系 吸氧腐蚀更普遍 题型08 金属的防护 举一反三 【例8】【结合坝体防护化学】（2026·云南·高考真题）化学护坝体，劳动保安全，某水电站坝体维护示意图如下，下列说法错误的是 A．黏土是生产水泥的主要原料之一 B．与的反应属于氧化还原反应 C．聚四氟乙烯的合成： D．利用板保护钢闸门时，需定期检查、更换 【变式8-1】【结合实验方案判断】（2026·黑吉辽蒙卷·高考真题）化学是一门实验与理论并重的学科。下列实验方案不合理的是 A．收集及尾气处理 B．实验室制备乙炔 C．除去中的 D．实验室铜件镀镍 A．A B．B C．C D．D 【变式8-2】【结合物质用途正误】（2025·天津·高考真题）下列有关物质用途的说法错误的是 A．液氮可用于制冷 B．油脂可用于生产甘油 C．二氧化硫可用于漂白 D．铜块镶嵌在轮船外壳可用于避免船体被腐蚀 【变式8-3】【结合反应匹配判断】（2025·海南·高考真题）下列化学应用实例与方程式不匹配的是 选项 应用实例 方程式 A 海上油气加工平台海葵一号的钢壳外壁铺装锌锭减缓腐蚀 B 用硫黄粉减少破损水银体温计洒落的Hg的危害 C 用浓溶液洗除实验服上的黑色银斑 D 烘焙糕点时，以食品级作膨松剂 A．A B．B C．C D．D 方法总结 电化学防护法 (1)牺牲阳极法——原电池原理 原理 利用原电池原理，让被保护金属做正极，一种活泼性较强的金属做负极，用导线相连 要求 被保护的金属作正极，活泼性更强的金属作负极 应用 锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门安装镁合金或锌块 (2)外加电流法——电解原理 原理 利用电解池原理，把被保护的钢铁设备作为阴极，用惰性电极作为辅助阳极，两者均放在电解质溶液里，接外加直流电源。通电后，调整外加电压，强制电子流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面腐蚀电流降至零或接近零。在这个系统中，钢铁设备被迫成为阴极而受到保护 要求 被保护的金属作为阴极，与电源的负极相连 应用 钢铁闸门，高压线铁架，地下管道连接直流电源的负极 (3) 两种保护方法的比较：外加电流法保护效果大于牺牲阳极法 靶向突破·分层训练 根基夯实 1．（2026·浙江·高考真题）某课题组采用电化学方法合成含硫磷有机化合物（以作溶剂，Ph—代表苯基，电负性：）。合成机理示意图如下： 下列说法不正确的是 A．该合成中NaI可作电解质 B．化合物1、化合物2中P元素的化合价不同 C．转化为化合物4的反应中，被还原 D．该合成的反应式为 2．（2026·全国卷·高考真题）我国科学家设计了一种电解装置(如图所示)，在降解环境污染物四环素(TC)的同时，将转化为甲醇和乙醇。 电解时，下列叙述正确的是 A．在BiOBr电极上，TC的降解为还原反应 B．从CuO电极向BiOBr电极方向迁移 C．阴极发生的反应有 D．CuO电极通过6 mol电子，生成的甲醇少于1 mol 3．（2026·北京·高考真题）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 4．（2026·四川·高考真题）化学工作者最近研究出一种电化学回收废旧电极材料中有价成分的新方法。将在磷酸存在下处理得到的溶液经提取电解槽电解，和分别进入对应的储存电极。提取完成后，将储存电极转移到含LiCl溶液的释放电解槽电解，即得纯净的。其工作原理示意图如下。 下列说法错误的是 A．提取的电极反应为 B．提取电解槽中，每提取，理论上可回收 C．释放电解槽中，中的钛被氧化 D．释放电解槽的总反应为 5．（2026·贵州·高考真题）下列实验操作和现象，得出的相应结论正确的是 选项 实验操作和现象 结论 A 向CuSO4溶液中滴加过量氨水，溶液由蓝色变为深蓝色 稳定性： B 将NaCl溶液注入连有电流表的电解池中，接通直流电源，电流表指针偏转 C 将1-溴丙烷与NaOH的乙醇溶液共热，产生的气体通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色 反应生成了丙烯 D 足量Zn分别与等体积、等pH的两种酸HA和HB充分反应，产生H2的物质的量：HA＞HB 结合质子的能力：A-＜B- A．A B．B C．C D．D 6．（2026·广东·高考真题）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 7．（2025·广西·高考真题）大型发电机的定子线圈由空芯铜导线缠绕制成。发电机运行时，需向铜导线的空芯通冷水降温，铜导线内壁因发生电化学反应生成层。一段时间后，表面产生的沉积物会造成堵塞，空芯铜导线截面如图。下列说法错误的是 A．层对铜导线起保护作用 B．正极生成的电极反应式为 C．沉积物的成分可能有 D．腐蚀最严重的区域是沉积物最多之处 8．（2024·广东·高考真题）我国自主设计建造的浮式生产储卸油装置“海葵一号”将在珠江口盆地海域使用，其钢铁外壳镶嵌了锌块，以利用电化学原理延缓外壳的腐蚀。下列有关说法正确的是 A．钢铁外壳为负极 B．镶嵌的锌块可永久使用 C．该法为外加电流法 D．锌发生反应： 9．（2025·安徽·高考真题）青少年帮厨既可培养劳动习惯，也能将化学知识应用于实践。下列有关解释合理的是 A．清洗铁锅后及时擦干，能减缓铁锅因发生吸氧腐蚀而生锈 B．烹煮食物的后期加入食盐，能避免长时间受热而分解 C．将白糖熬制成焦糖汁，利用蔗糖高温下充分炭化为食物增色 D．制作面点时加入食用纯碱，利用中和发酵过程产生的酸 10．（2025·重庆·高考真题）下列实验装置或操作能够达到实验目的的是 A B C D             制取 转移溶液 保护铁件 收集 A．A B．B C．C D．D 11．（2026·江苏·高考真题）碳循环是地球生物圈主要的物质循环。 (1)自然界中的主要碳循环过程如图所示。数百万年前，大气中的经碳循环后，会存在于_____(填字母序号)。 A．水体中的　　　B．淀粉　　　　C．石灰石 (2)碱液捕集。一定温度下，用浓氨水吸收含的模拟烟气，常加入一定浓度的溶液，生成一种空间构型为正八面体的镍氨配合物离子，位于正八面体中心，如图所示，生成镍氨配合物的离子方程式为___________________________________________，加入溶液的作用是_______________________。 (3)金属有机骨架(简称MOFs)材料在资源利用中有重要应用。MOFs材料具有一定数量孔隙，热稳定性不高。 ①一定条件下，利用一种基材料催化电解与碱性混合液制备尿素，阴极区、生成的电极反应式为________________________________。 ②某Al基MOFs材料Al(HCOO)3可吸附CO2，结构如图所示，Al、C、O形成_____(填数字)元环状结构。为检测其吸附能力，将吸附至饱和的(不含其他气体和杂质)在空气中加热，350℃时完全分解生成。 的饱和吸附量 则该材料对的饱和吸附量为__________。 ③一定条件下，密闭体系中发生反应。不改变其他条件，反应相同时间，加入能显著提升产率。已知：分子碳氧键键能大、结构稳定。从结构和反应原理角度分析产率增大的可能原因：_________________________________________。 ④已知：孔隙尺寸0.41~0.46 nm，分子直径。为实现的高效捕集和资源利用，结合相关结构和性质，综合分析Al基材料的优化方向是______________________。 12．（2026·湖南衡阳·一模）烯烃氢甲酰化是工业上制备醛类物质的重要方法。丙烯催化氢甲酰化制备正丁醛，涉及如下反应： i．   ii．   iii．   iv．   回答下列问题： (1)反应的__________，该反应能够自发进行，说明__________(填“>”或“<”)0。 (2)一定温度下，作催化剂时，醛的生成速率满足下列关系：。已知：为速率常数，与温度有关；，温度升高时，受热分解产生沉积在反应器壁上使传热条件变坏。 ①催化机理中，参与反应的步骤是__________(填“慢反应”或“快反应”)。 ②醛的生成速率与成反比，但工业上选择，分析分压不宜过低的原因是____________________________________________________________。 (3)下，、和(体积比为)通入装有催化剂的反应器中发生上述反应。平衡时，测得丙烯转化率、与温度的变化关系如图所示。已知：有效氢含量，选择性。 ①随着温度升高，减小的原因可能是______________________________。 ②下，平衡时，的转化率__________(填“>”“<”或“=”)60%，反应的压强平衡常数__________。 ③下，平衡时，测得丙烷和正丁醇的选择性均为，则有效氢含量__________(保留3位有效数字)。 (4)科学研究者提出以副产物正丁醇为原料电解制备正丁醛，则酸性条件下的阳极反应式为____________________________________________________________。 综合进阶 1．（2026·陕西西安·二模）世界沿海各国已经把海洋开发上升到国家战略高度，海上钢铁构筑物的防腐也尤为重要。两种钢闸门防腐措施如图所示，下列说法错误的是 A．图a箭头所示为电子流动方向，图b箭头所示也为电子流动方向 B．金属A和金属B均发生氧化反应 C．金属A换为惰性电极也可达到防腐效果 D．金属B可选用比铁活泼的金属，如：、、等 2．（2026·河北沧州·二模）下列实验装置或操作能够达到实验目的的是 A．比较金属活动性强弱 B．制取少量氨气 C．防止铁钉生锈 D．制备沉淀 A．A B．B C．C D．D 3．（2026·贵州遵义·一模）下列劳动内容的具体做法和对应的化学知识解释合理的是 选项 劳动内容 化学知识 A 家务劳动：擦干已洗净的铁锅以防生锈 铁锅在空气中发生析氢腐蚀 B 职业劳动：食品包装袋内充氮气 氮气无色无味 C 社区服务：用风油精擦去墙上的胶水印 风油精与胶水中某些成分“相似相溶” D 科技助农：牧民在草场安装太阳能电池 晶体硅硬度大，具有良好导电性 A．A B．B C．C D．D 4．（2026·四川雅安·二模）化学在生产生活中有着重要的应用，下列说法正确的是 A．苯甲酸钠可用作食品增味剂 B．“东风”系列导弹外壳中使用的碳纤维属于有机高分子材料 C．雾霾的形成与过度施用氮肥有关 D．钢铁闸门连接电源负极，利用了牺牲阳极法进行防护 5．（2026·湖北十堰·一模）关于物质的工业制备，下列说法不正确的是 A．侯氏制碱法：先向饱和食盐水中通入，再通入，有利于析出 B．合成氨工业：采用高温高压条件，都有利于提高的平衡产率 C．工业制硫酸：吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收，以防止形成酸雾 D．氯碱工业：使用阳离子交换膜，可阻止进入阴极室，防止与反应 6．（2026·广西南宁·一模）实验室配制一定物质的量浓度的溶液，随后进行相关的实验。下列实验操作不规范的是 A．溶解固体 B．电解制取氧气和氢气 C．滴定未知浓度的溶液 D．测定中和反应反应热 A．A B．B C．C D．D 7．（2026·贵州贵阳·模拟预测）蛇纹石（含MgO、NiO、SiO2、Fe2O3、FeO等）因其外表青绿相间像蛇纹一样而得名。一种以蛇纹石为原料制取铁红和碱式碳酸镍的流程如图： 已知：Ⅰ．该实验温度下，不同pH时铁沉淀物成分及热分解产物： pH 铁沉淀物成分 热分解产物 2.5 NH4Fe3(SO4)2(OH)6 Fe2O3，SO2，SO3，NH3，O2，H2O 3.5 α-FeOOH Fe2O3，H2O Ⅱ．部分金属离子沉淀的pH： Mg2+ Fe2+ Ni2+ 开始沉淀的pH 9.4 6.5 6.7 沉淀完全的pH 12.4 9.7 9.5 Ⅲ．“氨浸”后所得溶液中主要成分为，且存在 请回答： (1)滤饼b经洗涤、煅烧可得铁红。则“一次沉淀”时应控制pH=________（填“2.5”或“3.5”），其原因为________________________________。 (2)“氨浸”时生成的离子方程式为________________________________；此过程会同时加入NH4HCO3，其目的为________________________________。 (3)“沉淀”前须先“酸化”，用平衡移动原理解释其原因为________________________。 (4)实验室测得（M=377）样品在空气中受热时样品失重率（失重率=固体样品损失的总质量/起始加入样品的质量×100%）与温度（T）的关系如图所示： ①200℃时所得固体的化学式为_________________________________。 ②250～350℃之间反应的化学方程式为_________________________________。 (5)碱式碳酸镍可进一步转化制得镍氢电池。镍氢电池的工作原理为：（M表示储氢金属或合金）。该电池充电过程中阴极的电极反应式为________________________________。 8．（2026·河南驻马店·模拟预测）铜是重要的战略金属，ZnO可用作制氢产业的催化剂。一种以硫化铜精矿(主要成分为CuS，含FeS、ZnS等杂质)制备Cu粉与ZnO的工艺流程如下。 已知：25℃时，。 回答下列问题： (1)“浸取”时有淡黄色沉淀生成。浸取FeS的化学方程式为___________。 (2)若不通入高压O2，25℃时，反应)的平衡常数K=___________(保留2位有效数字)，因此CuS___________(填“能”或“不能”)直接被过量硫酸溶液浸取。 (3)“还原”时，一定温度下，利用高压还原，应先调节pH=2.0~3.0，铜还原率达90%以上。过程中可能依次经历了如下反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： “还原”时调节溶液的pH=1，铜还原率降低到10%。铜还原率降低的主要原因是___________。 (4)“高压氢还原”使用内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜，聚四氟乙烯的作用为___________。 (5)图a是纤锌矿型ZnO晶体的晶胞，图b是闪锌矿型ZnO晶体的晶胞。图中黑球代表Zn2+，白球代表O2-。 ①纤锌矿型ZnO晶体中Zn2+的配位数为___________。 ②在闪锌矿晶胞俯视图中标记出Zn2+(用黑球表示)的位置___________。 (6)在“Ag/Zn/Al2O3”催化作用下，乙醇-水催化重整制氢中部分物种变化路径如图所示。 若乙醇分子中甲基上的碳原子用同位素标记()，则最终产物中含的物质为___________(填名称)。 1 / 47 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $