高中化學(xué)2023年大一輪第六章化學(xué)反應(yīng)與能量：第3講電解池金屬的腐蝕與防護(hù)

第3耕電斛池金屬的腐體與防護(hù)

課程標(biāo)準(zhǔn)知識建構(gòu)

------——

1.能分析、解釋電解池的工作原理，能設(shè)計I-原理:址業(yè)

簡單的電解池。電目闡|?極|

解陰離子一

2.認(rèn)識電解在實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和儲存能量中池還原^-陽離子現(xiàn)工

1-應(yīng)用：氯堿工業(yè)、電鍍、電冶煉等

的具體應(yīng)用。認(rèn)識化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的

實際意義及其重要應(yīng)用。H化學(xué)腐蝕

腐蝕|吸氧腐蝕|

3.了解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)，知道金屬1電化學(xué)腐蝕I—

腐蝕一U析氫腐蝕?

金屬腐蝕的危害。了解防止金屬腐蝕的措與防護(hù)I

T犧牲陽極原電池原理

電化學(xué)1—II

施。防護(hù)

U外加電流|—|電解原理|

雙基過關(guān)夯實必備知識

一、電解原理

1.電解和電解池

(1)電解：在電流作用下,電解質(zhì)在兩個電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反

應(yīng)的過程。

⑵電解池：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。

(3)電解池的構(gòu)成

①外接電源;②兩個電極;③電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì);④形成閉合回路。

2.電解池的工作原理

(1)以惰性電極電解CuC12溶液為例分析

電極名稱:陰極、［電極名稱:陽極

反應(yīng)類型：還原反應(yīng)反應(yīng)類型：氧化反應(yīng)

電極反應(yīng)式：Cu"+2e-=cJ、電極反應(yīng)式：

2CI-2e=CLf

CuCl；溶液

總反應(yīng)方程式：CuCL=Cu+Cl21

(2)電解過程的三個流向

①電子流向：電源負(fù)極一電解池陰極;電解池的陽極一電源的正極;

②離子流向：陽離子一電解池的陰極，陰離子一電解池的陽極。

③電流方向：電源正極一電解池陽極一電解質(zhì)溶液f陽極一負(fù)極。

3.電極反應(yīng)式、電解方程式的書寫

(1)首先判斷陰、陽極，分析陽極材料是惰性電極還是活潑電極。

(2)再分析電解質(zhì)水溶液的組成，找全離子并分陰離子、陽離子兩組(不要忘

記水溶液中的H+和OH)o

(3)然后排出陰、陽兩極的放電順序：

陰極：陽離子放電順序：Ag+>Fe3+>Cu2+>H'(酸)>Fe2+>Zi?+>H+(水)

>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+o

陽極：活潑電極>$2->「>8「>0一>01i一>含氧酸根離子。

(4)分析電極反應(yīng)，判斷電極產(chǎn)物，寫出電極反應(yīng)式，要注意遵循原子守恒

和電荷守恒。

(5)最后寫出電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式或離子方程式，并注明“電解”條件。

4.惰性電極電解電解質(zhì)溶液的情況分析

(1)電解溶劑水

電極反應(yīng)式電解質(zhì)溶液電解質(zhì)

電解質(zhì)類型

及總反應(yīng)式溶液濃度溶液復(fù)原

含氧酸，如陰極：4H2。+

減小

H2s。44e==2H2t+

可溶性強(qiáng)堿，如4OH-

增大

NaOH陽極：2H2。一

4e=O2t+增大加水

4H+

活潑金屬含氧

總反應(yīng)式：不變

酸鹽，如KNO3

2H2O=M=

2H2t+O2t

(2)電解溶質(zhì)

電解質(zhì)電解質(zhì)

電解質(zhì)電極反應(yīng)式溶液

溶液溶液

類型及總反應(yīng)式pH

濃度復(fù)原

陰極:2H++2e通入

無氧酸，如HC1減小增大

=H2tHC1

陽極：2cr-2e氣體

-=C12t

總反應(yīng)式：

電解

H2t+C12t

陰極:Cu2,+2e

=Cu

不活潑金屬無陽極:2Cl-2e加入

氧酸鹽，如tCuC12

CuC12總反應(yīng)式：固體

cc電解〃

CuC12-------Cu

+C12t

（3）電解溶質(zhì)和溶劑水，生成H2和堿:

電解質(zhì)電極反應(yīng)式及電解質(zhì)溶液溶液

（水溶液）總反應(yīng)式濃度PH復(fù)原

陽極：2c「一

=Cbt

陰極：2H20+

2e=H2f+

活潑金屬的無通入

20H生成新

氧酸鹽（如增大HC1

總反應(yīng)式：2C1電解質(zhì)

NaCl）氣體

2+

2H20=￡^=

C12t+H2f

+20H~

（4）電解溶質(zhì)和溶劑水，生成02和酸

電解質(zhì)電極反應(yīng)式電解質(zhì)溶液溶液

（水溶液）及總反應(yīng)式濃度pH復(fù)原

陽極：2H2。一

45=02」+

4H+

陰極：2Ci?'+

不活潑金屬的

生成新加CuO

含氧酸鹽[如減小

總反應(yīng)式：電解質(zhì)或CuCO3

CuSO]

42CU2++

2H20=￡M=

2CU+€)2t+

4H+

【診斷1】判斷下列說法是否正確，正確的打錯誤的打X。

(1)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程就是電解質(zhì)溶液被電解的過程()

(2)電解CuCb溶液，陰極逸出的氣體能夠使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{(lán)色

()

(3)電解時，電子的移動方向為：電源負(fù)極一陰極一陽極一電源正極()

(4)電解鹽酸、硫酸等溶液，H,放電，溶液的pH逐漸增大()

(5)用惰性電極電解CuS04溶液一段時間后，加入Cu(0H)2可使電解質(zhì)溶液

恢復(fù)到電解前的情況()

答案(1)V(2)X(3)X(4)X(5)X

二'電解原理的應(yīng)用

1.氯堿工業(yè)

(1)裝置圖示(離子交換膜電解槽)

(2)電極反應(yīng)式、總反應(yīng)方程式

陽極反應(yīng)式：2c「一2^-02t(氧化反應(yīng))

陰極反應(yīng)式：2H?0+2e=H2(+20H-(還原反應(yīng))

總反應(yīng)方程式:

由解

2NaCl+2H2O=^^2NaOH+H2t+C12f

2.電鍍與電解精煉銅

電鍍電解精煉銅

純福甲d

示意圖銅片、口二擊2

CuSO“/聿三1:--:恪笑上—鐵俄|銅溜用

溶液件

Zn-2e==Zn21,

電極陽極Cu_2e=Cu2+

Cu-2e-=Cu2+

反應(yīng)

陰極Cu2++2e=CuCu2++2e=Cu

電解質(zhì)溶液

CuSO4溶液的濃度不變CuSO4溶液的濃度變小

的濃度變化

3.電冶金

電解冶煉冶煉鈉冶煉鋁

陽極：6。2一一12屋

陽極：2C「一2e-=Cbt

電極反應(yīng)^=302t

陰極：2Na++2e-^=2Na

陰極：4AF'+i2e==4Al

2NaCl（熔融）=^^2Na+2Al2。3（熔融）~^^4A1+

總反應(yīng)

C12t302t

【診斷2】判斷下列說法是否正確，正確的打錯誤的打X。

(1)活潑金屬鎂可以通過電解MgCb溶液冶煉()

(2)電解飽和食鹽水時，兩個電極均不能用金屬材料()

(3)電解冶煉鎂、鋁通常電解熔融MgCh和熔融AI2O3,也可以電解MgO固

體和A1C13溶液()

(4)電解精煉銅時，陽極泥可以作為提煉貴重金屬的原料()

(5)用Zn作陽極，F(xiàn)e作陰極，ZnCb溶液作電解質(zhì)溶液，由于放電順序H卡

>Zn2+,不可能在鐵上鍍鋅()

(6)電鍍銅和電解精煉銅時，電解質(zhì)溶液中c(Q?+)均保持不變()

答案(1)X(2)X(3)X(4)V(5)X(6)X

三、金屬的腐蝕和防護(hù)

1.金屬腐蝕的本質(zhì)

金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇栯x子,金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。

2.金屬腐蝕的類型

⑴化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕

類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕

金屬跟非金屬單質(zhì)直接接不純金屬或合金跟電解質(zhì)

條件

觸溶液接觸

現(xiàn)象無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生

本質(zhì)金屬被氧化較活潑金屬被氧化

聯(lián)系兩者往往同時發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更普遍

(2)鋼鐵的析氫腐蝕與吸氧腐蝕

類型析氫腐蝕吸氧腐蝕

條件水膜酸性較強(qiáng)(PHW4.3)水膜酸性很弱或呈中性

電極負(fù)極Fe—26-=Fe2一

反應(yīng)正極2H+2e=H2」O2+2H2O+4e=40H

2Fe+Ch+

總反應(yīng)式Fe+2H+=Fe2++H2t

2H2O=2Fe(OH)2

聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍

3.金屬的防護(hù)

(1)電化學(xué)防護(hù)

(2)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成合金、不銹鋼等。

⑶加防護(hù)層，如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方

法。

【診斷3】判斷下列說法是否正確，正確的打J,錯誤的打X。

(1)金屬發(fā)生腐蝕就是金屬得電子轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘倩衔锏倪^程()

(2)鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時，負(fù)極鐵失去電子生成Fe3+()

(3)A1、Fe、Cu在潮濕的空氣中腐蝕均生成氧化物()

(4)在金屬表面覆蓋保護(hù)層，若保護(hù)層破損后，就完全失去了對金屬的保護(hù)

作用()

(5)鐵表面鍍鋅可增強(qiáng)其抗腐蝕性()

(6)干燥環(huán)境下，所有金屬都不能被腐蝕()

(7)銅在酸性環(huán)境下，不易發(fā)生析氫腐蝕()

答案(1)X(2)X(3)X(4)X(5)V(6)X(7)V

重難突破培育關(guān)鍵能力

考點一電解原理分析

【典例1】500mLKN03和Cu(NO3)2的混合溶液中c(N03)=0.6mol-L

用石墨作電極電解此溶液，當(dāng)通電一段時間后，兩極均收集到2.24L氣體(標(biāo)準(zhǔn)

狀況下)，假定電解后溶液體積仍為500mL,下列說法正確的是()

A.原混合溶液中c(K+)為0.2mol-L-1

B.上述電解過程中共轉(zhuǎn)移0.2mol電子

C.電解得到的Cu的物質(zhì)的量為0.05mol

D.電解后溶液中c(H')為0.2mol-L1

答案A

解析石墨作電極電解KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液，陽極反應(yīng)式為2H2。

—4e-=4H++O2t,陰極先后發(fā)生兩個反應(yīng)：Cu2++2e-=Cu,2H2O+2e一

=2OH"+H2t0從收集到02為2.24L可推知，上述電解過程中共轉(zhuǎn)移0.4mol

電子，而在生成2.24LH2的過程中轉(zhuǎn)移0.2mol電子，所以CM卡共得到0.4mol

-0.2mol=0.2mol電子，電解前Ci?+的物質(zhì)的量和電解得到的Cu的物質(zhì)的量

都為0.1mol。電解前后分別有以下守恒關(guān)系：C(K+)+2C(CU2+)=C(NO,),C(K+)

+C(H+)=C(NO3),可得，電解前c(K')=0.2moLL電解后c(H")=0.4mol.L

名師點撥

電化學(xué)計算的三種常用方法

（1）根據(jù)總反應(yīng)式計算

先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計算。

（2）根據(jù)電子守恒計算

①用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計算，

其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。

②用于混合溶液中分階段電解的計算。

（3）根據(jù)關(guān)系式計算

根據(jù)得失電子守恒定律建立起已知量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建計算所需的

關(guān)系式。

【對點練1】（電解原理分析）（2020.福建福州市高三期末）某研究小組在探究

電化學(xué)原理時，如圖將鹽橋換成n型彎鐵絲，當(dāng)接通直流電源后，石墨①附近溶

液變紅。下列判斷或預(yù)測錯誤的是（）

NaCl溶液（酚猷）

A.A為電源的正極

B.鐵絲左端③附近出現(xiàn)灰綠色沉淀

C.電子移動方向為：Af石墨①一鐵絲-＞石墨②一B

D.石墨棒②電極反應(yīng)式為2c「-2。一。2t

答案AC

解析鹽橋換成n型彎鐵絲，當(dāng)接通直流電源后，石墨①附近溶液變紅，說

明石墨①是陰極，A為負(fù)極，B為正極，石墨②為陽極，故A錯誤；鐵絲左端

③為陽極，F(xiàn)e-2e-=Fe2+,Fe?+與陰極產(chǎn)生的OH一結(jié)合生成Fe（OH）2,很快被

氧化呈灰綠色，鐵絲左端③附近出現(xiàn)灰綠色沉淀，故B正確；電子不能在溶液

中移動，故C錯誤；石墨棒②為陽極，氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)

式為2C「一2b=C12f,故D正確。

【對點練2】（電子守恒在電解計算的應(yīng)用）以鉛蓄電池為電源，石墨為電

極電解CuSO4溶液，裝置如下圖。若一段時間后Y電極上有6.4g紅色物質(zhì)析出，

停止電解。下列說法正確的是()

b

，鉛蓄電池，

陰離子交換膜

A.a為鉛蓄電池的負(fù)極

B.電解過程中SO彳向右側(cè)移動

C.電解結(jié)束時，左側(cè)溶液質(zhì)量增重8g

D.鉛蓄電池工作時，正極電極反應(yīng)式為：PbSO4+2e-=Pb4-SOF

答案C

解析Y極有Cu析出，發(fā)生還原反應(yīng)，Y極為陰極，故b為負(fù)極，a為正

極，A錯誤；電解過程中陰離子向陽極移動，B錯誤；陰極反應(yīng)式為Cu2++21

=Cu,陽極反應(yīng)式為2H2O-4e=4H'+O2t,當(dāng)有6.4gCu析出時，轉(zhuǎn)移

0.2mole,左側(cè)生成1.6gO2,同時有0.1mol(9.6g)SO/進(jìn)入左側(cè)，則左側(cè)質(zhì)

量凈增加9.6g—1.6g=8g,C正確；鉛蓄電池的負(fù)極是Pb,正極是PbCh,正極

1

反應(yīng)式為PbO2+2e+4H+SO5=PbSO4+2H2O,D錯誤。

/------------------歸納總結(jié)------------------

(1)分析電解過程的思維流程

判斷：陰、陽極—明確陽極是惰性電極還是活潑電極

分析：電解質(zhì)溶—找全離子(包括水電離的H+和OH-),

液的離子組成并按陰、陽離子分組

確定：放電離子—排出陰、陽離子在兩極的放電順序，確

或物質(zhì)定優(yōu)先放電的微粒

寫出:電極反應(yīng)—判斷電極產(chǎn)物,注意溶液的酸堿性、

式、電池反應(yīng)式產(chǎn)物的溶解性

—解答有關(guān)離子濃度、pH、電極產(chǎn)物量

解答問題一的變化，溶液的復(fù)原等同題

(2)做到“三看”，正確書寫電極反應(yīng)式

考點二電解原理的拓展應(yīng)用

【典例2]（2020.湖北黃岡中學(xué)高三測試）一種生物電化學(xué)方法脫除水體中

NHi的原理如下圖所示：

下列說法正確的是（）

A.裝置工作時，化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/p>

B.裝置工作時，a極周圍溶液pH降低

C.裝置內(nèi)工作溫度越高，NHj脫除率一定越大

D.電極b上發(fā)生的反應(yīng)之一是：2NO3-2e-=N2t+3O2t

答案B

解析該裝置是把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故A錯誤；a極為陽極，電極反應(yīng)為

+

NH4+2H2O-6e=NO2+8H,所以a極周圍溶液的pH減小，故B正確；該

裝置是在細(xì)菌生物作用下進(jìn)行的，所以溫度過高，導(dǎo)致細(xì)菌死亡，NHj脫除率會

減小，故C錯誤；b極上反應(yīng)式為2NO3+12H++10e=N2t+6H2O,故D

錯誤。

【對點練3]（新物質(zhì)的制備）（2020.陜西榆林市高三一模）利用電解法制取

Na2FeO4的裝置圖如圖所示，下列說法正確的是（電解過程中溫度保持不變，溶

液體積變化忽略不計X）

X一,_隔膜L

NaOHNaOHI

溶液㈣上

A室B室

A.Y是外接電源的正極，F(xiàn)e電極上發(fā)生還原反應(yīng)

B.Ni電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為：2H2O—4e-=021+4H+

C.若隔膜為陰離子交換膜，則電解過程中0H一由B室進(jìn)入A室

D.電解后，撤去隔膜，充分混合，電解液的pH比原來小

答案D

解析鐵電極為陽極，Y接電源的正極，鐵電極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng):

Fe+8OH-6e=FeOF+4H2O,故A錯誤；鑲電極為陰極，X接電源的負(fù)極，

鎮(zhèn)電極上發(fā)生的反應(yīng)為2H2O+2e=H2t+20H,故B錯誤；在電解池裝置

中，陰離子向陽極移動，OET由A室進(jìn)入B室，故C錯誤；總反應(yīng)為2Fe+20H

-+2H2O==FeOF+3H2t,由于反應(yīng)消耗0H,電解液中OIT濃度降低，pH

比原來小，故D正確。

【對點練4】（電解精煉的拓展應(yīng)用）金屬鑲有廣泛的用途，粗銀中含有Fe、

Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制得高純度的鏢。下列敘述中正確的是（已知：

氧化性Fe2+VNi2+〈Cu2+）（）

A.陽極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為Ni2++2b==Ni

B.電解過程中，陽極質(zhì)量的減少量與陰極質(zhì)量的增加量相等

C.電解后，溶液中存在的陽離子只有Fe2+和Z/+

D.電解后，電解槽底部的陽極泥中有Cu和Pt

答案D

解析電解時，陽極Zn、Fe、Ni失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，A項錯誤；因

氧化性Ni2+>Fe2+>Zn2+,故陰極反應(yīng)式為Ni2++2e-=Ni,可知，陽極質(zhì)量減

少是因為Zn、Fe、Ni溶解，而陰極質(zhì)量增加是因為Ni析出，B項錯誤；電解后

溶液中的陽離子除Fe2+和Zn2+外,還有Ni2+和水中的H+,C項錯誤。

【對點練5】（電冶金的拓展應(yīng)用）研究發(fā)現(xiàn)，可以用石墨作陽極、鈦網(wǎng)作陰

極、熔融CaF2—CaO作電解質(zhì)，利用圖示裝置獲得金屬鈣，并以鈣為還原劑還

原二氧化鈦制備金屬鈦。下列說法中正確的是（）

co,

A.將熔融CaF2—CaO換成Ca（NO3）2溶液也可以達(dá)到相同目的

2

B.陽極的電極反應(yīng)式為：C+20-4e-=CO2t

C.在制備金屬鈦前后，整套裝置中CaO的總量減少

D.石墨為陽極

答案BD

解析電解Ca（NO3）2溶液，陰極上生成H2,而不是金屬鈣，A錯誤；由圖

可知，石墨為陽極，陽極上的電極反應(yīng)式為C+2CP一-4e=C02T,B、D正

確；鈦網(wǎng)電極是陰極，陰極上的電極反應(yīng)式為：2Ca2++4e「=2Ca,鈣還原二氧

化鈦反應(yīng)方程式為：2Ca+TiO2=Ti+2CaO,由電子守恒、鈣原子守恒知CaO

的總量不變，C錯誤。

考點三金屬的腐蝕原理及防護(hù)措施

【典例3]（2020.貴州貴陽摸底）在一塊表面無銹的鐵片上滴食鹽水，放置

一段時間后看到鐵片上有鐵銹出現(xiàn)。鐵片腐蝕過程中發(fā)生反應(yīng)的總化學(xué)方程式：

2Fe+2H2O+O2==2Fe（OH）2,Fe（OH）2進(jìn)一步被氧氣氧化為Fe（OH）3,再在一定

條件下脫水生成鐵銹，其原理如圖所示。

下列說法正確的是（）

A.鐵片發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕

B.鐵片腐蝕生成的鐵銹可以保護(hù)內(nèi)層的鐵不被腐蝕

C.鐵片腐蝕過程中負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)：2H2O+O2+4e--4OH-

D.鐵片里的鐵和碳與食鹽水形成了無數(shù)微小原電池，發(fā)生了電化學(xué)腐蝕

答案D

解析結(jié)合題圖知Fe失電子，化合價升高，被氧化，A項錯誤；鐵銹結(jié)構(gòu)

疏松，不能保護(hù)內(nèi)層金屬，B項錯誤；鐵片腐蝕時，F(xiàn)e作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)：

2+

Fe-2e=Fe,C項錯誤；鐵片上的NaCl溶液為鐵與碳形成原電池提供了電

解質(zhì)溶液，D項正確。

【對點練6]（金屬腐蝕與防護(hù)）（2020.湖北四地七校期末）下列關(guān)于金屬腐蝕

和保護(hù)的說法正確的是（）

A.犧牲陽極的陰極保護(hù)法利用電解原理

B.金屬的化學(xué)腐蝕的實質(zhì)是：M—〃e==M"+,電子直接轉(zhuǎn)移給還原劑

C.外加直流電源的陰極保護(hù)法，在通電時被保護(hù)的金屬表面腐蝕電流降至

零或接近于零

D.銅碳合金鑄成的銅像在酸雨中發(fā)生電化學(xué)腐蝕時正極的電極反應(yīng)為：2H

'+2e「「==H2t

答案C

解析犧牲陽極的陰極保護(hù)法利用原電池原理，用較活潑的金屬作負(fù)極先被

氧化，故A錯誤；金屬的化學(xué)腐蝕的實質(zhì)是：金屬作還原劑M—=M"+,電

子直接轉(zhuǎn)移給氧化劑，故B錯誤；外加直流電源的陰極保護(hù)法，在通電時被保

護(hù)的金屬表面腐蝕電流降至零或接近于零，故C正確；銅碳合金鑄成的銅像在

酸雨中發(fā)生電化學(xué)腐蝕時，銅作負(fù)極，碳正極的電極反應(yīng)為：O24-4e-+4H'

=2H2O,故D錯誤。

【對點練7］（金屬腐蝕防護(hù)的探究X2020.懷化高三月考）利用如圖裝置可以

模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。下列說法錯誤的是（）

A.若X為鋅棒，開關(guān)K置于M處，可減緩鐵的腐蝕

B.若X為鋅棒，開關(guān)K置于M處，鐵極發(fā)生氧化反應(yīng)

C.若X為碳棒，開關(guān)K置于N處，可減緩鐵的腐蝕

D.若X為碳棒，開關(guān)K置于N處，X極發(fā)生氧化反應(yīng)

答案B

解析若X為鋅棒，開關(guān)K置于M處時，鋅作負(fù)極，鐵作正極被保護(hù)，A

項正確、B項錯誤；若X為碳棒，開關(guān)K置于N處，鐵連接電源負(fù)極作陰極被

保護(hù)，C項正確；X連接電源正極作陽極被氧化，D項正確。

【對點練8】（金屬腐蝕的快慢）如圖所示，各燒杯中盛有海水，鐵在其中被

腐蝕的速率由快到慢的順序為

Fe,Sn1jFeZn||Fe

塞IIj建11I[菖III]

d)??

Fe￡2ZicuCuj-ll-jFeCuf^^liFe

睫r(nóng)ttr瞳rj—IT睫r(nóng)|~r(

④⑤⑥

答案⑤④②①③⑥

解析②③④均為原電池，③中Fe為正極，被保護(hù)；②④中Fe為負(fù)極，均

被腐蝕，但Fe和Cu的金屬活動性差別大于Fe和Sn,故Fe-Cu原電池中Fe

被腐蝕的較快。⑤是Fe接電源正極作陽極，Cu接電源負(fù)極作陰極的電解腐蝕，

加快了Fe的腐蝕。⑥是Fe接電源負(fù)極作陰極，Cu接電源正極作陽極的電解腐

蝕，防止了Fe的腐蝕。根據(jù)以上分析可知鐵在其中被腐蝕的速率由快到慢的順

序為⑤>④>②>①>③>⑥。

-----------------歸納總結(jié)---------------->

金屬腐蝕快慢的判斷

(1)對同一電解質(zhì)溶液來說，腐蝕速率的快慢：電解原理引起的腐蝕>原電

池原理引起的腐蝕,化學(xué)腐蝕〉有防護(hù)措施的腐蝕。

(2)對同一金屬來說，在不同溶液中腐蝕速率的快慢：強(qiáng)電解質(zhì)溶液中>弱

電解質(zhì)溶液中>非電解質(zhì)溶液中。

(3)活動性不同的兩種金屬，活動性差別越大，腐蝕速率越快。

(4)對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)濃度越大，金屬腐蝕越快。

真題鏈接把握高考命脈

1.(2020.課標(biāo)全國II,12)電致變色器件可智能調(diào)控太陽光透過率，從而實

現(xiàn)節(jié)能。下圖是某電致變色器件的示意圖。當(dāng)通電時，Ag+注入無色WO3薄膜

中，生成AgvWCh,器件呈現(xiàn)藍(lán)色，對于該變化過程，下列敘述錯誤的是()

固體電解質(zhì)，只允許Ag,通過

電致變色層(WO0

透明導(dǎo)電層

A.Ag為陽極

B.Ag+由銀電極向變色層遷移

C.W元素的化合價升局

D.總反應(yīng)為：WO3+xAg=AgvWO3

答案C

解析根據(jù)題圖可知，該裝置為電解池，由通電時Ag+注入無色W03薄膜

中，生成AgxWCh,可知Ag為該電解池的陽極，透明導(dǎo)電層為該電解池的陰極,

結(jié)合題給信息可寫出陽極和陰極的電極反應(yīng)式分別為Ag—==Ag-和i-Ag++

WCh+xe=AgvWO3o根據(jù)上述分析可知Ag為陽極，A項正確；電解池工作

時，Ag+向陰極移動，即Ag+由銀電極向變色層遷移，B項正確；結(jié)合上述分析

可知W03在陰極發(fā)生還原反應(yīng)，即W元素的化合價降低，C項錯誤；結(jié)合陽極

和陰極的電極反應(yīng)式可寫出總反應(yīng)為W03+Ag=AgAW03,D項正確。

2.（2020.山東學(xué)業(yè)水平等級考試，13）采用惰性電極，以去離子水和氧氣為原

料通過電解法制備雙氧水的裝置如圖所示。忽略溫度變化的影響，下列說法錯誤

A.陽極反應(yīng)為2H20—4e-=4H++O2t

B.電解一段時間后，陽極室的pH未變

C.電解過程中，H'由a極區(qū)向b極區(qū)遷移

D.電解一段時間后，a極生成的02與b極反應(yīng)的02等量

答案D

解析結(jié)合題圖，可知a極上產(chǎn)生02,發(fā)生的反應(yīng)為水被氧化生成02的反

應(yīng)，即a極為陽極，b極為陰極，電極反應(yīng)式如表：

電極名稱電極反應(yīng)式

2H20—4e-=4H'+

a極（陽極）

O21

b極（陰極）2H++O2+2e=H2（）2

結(jié)合上述分析可知，A項正確；電解一段時間后，溶液中H+濃度未變，即

陽極室的pH未變，B項正確；電解過程中H+通過質(zhì)子交換膜，從a極區(qū)向b

極區(qū)遷移，C項正確；由陰、陽極的電極反應(yīng)式，可知電解一段時間后，b極消

耗02的量是a極生成02的量的2倍，即a極生成的。2與b極反應(yīng)的。2的量不

相等，D項錯誤。

3.（2020.浙江1月選考，18）在氯堿工業(yè)中，離子交換膜法電解飽和食鹽水示

意圖如圖，下列說法不正確的是（）

A.電極A為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣

B.離子交換膜為陽離子交換膜

C.飽和NaCl溶液從a處進(jìn)，NaOH溶液從d處出

D.OH」遷移的數(shù)量等于導(dǎo)線上通過電子的數(shù)量

答案D

解析電解池的陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，氯離子放電生成氯氣，所以電極A為

陽極，故A項正確；在電極B上有水電離的H+放電生成H2,這一極區(qū)域c（OH

一）增大，為防止陽極生成的氯氣與OH」反應(yīng)，所以用陽離子交換膜隔開，允許

Na.透過，飽和NaCl溶液從a處進(jìn)入，NaOH溶液從d處流出，故B項、C項

正確；因用陽離子交換膜隔開，OIF不能透過，故D項錯誤。答案選D。

4.（20207月浙江選考，21）電解高濃度RCOONa（竣酸鈉）的NaOH溶液，

在陽極RCOCT放電可得到R—R（烷妙）。下列說法不正確的是（）

A.電解總反應(yīng)方程式：2RCOONa+2H2。遽型R—R+2cChf+H2t+

2NaOH

B.RCOO在陽極放電，發(fā)生氧化反應(yīng)

C.陰極的電極反應(yīng)：2H2O+2e-=2OFF+H2t

D.電解CH3coONa、CH3cH2coONa和NaOH混合溶液可得至【J乙烷、丙烷

和丁烷

答案A

解析CO2可與NaOH反應(yīng)，故電解后不能得到CO2,A項錯誤；陽極發(fā)生

失電子的氧化反應(yīng)，B項正確；陰極得電子，電極反應(yīng)為2H2O+2e==20H^

+H2t,C項正確；根據(jù)電解RCOONa的NaOH溶液生成R—R可知，電解

CH3COONa、CH3cH2coONa和NaOH的混合溶液，CH3—、CH3cH2—可結(jié)合

成乙烷、丙烷、丁烷，D項正確。

5.（2019.江蘇化學(xué)，10）將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液濕潤后，置于

如圖所示裝置中，進(jìn)行鐵的電化學(xué)腐蝕實驗。下列有關(guān)該實驗的說法正確的是

鐵、炭‘

混合物

A.鐵被氧化的電極反應(yīng)式為Fe—3b=Fe3‘

B.鐵腐蝕過程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能

C.活性炭的存在會加速鐵的腐蝕

D.以水代替NaCl溶液，鐵不能發(fā)生吸氧腐蝕

答案C

解析A項，鐵和炭的混合物用NaCl溶液濕潤后構(gòu)成原電池，鐵作負(fù)極，

鐵失去電子生成Fe?+,電極反應(yīng)式為Fe—2e「^=Fe2+,錯誤；B項，鐵腐蝕過程

中化學(xué)能除了轉(zhuǎn)化為電能外，還可轉(zhuǎn)化為熱能等，錯誤；C項，構(gòu)成原電池后，

鐵腐蝕的速率變快，正確；D項，用水代替NaCl溶液，F(xiàn)e和炭也可以構(gòu)成原電

池，F(xiàn)e失去電子，空氣中的02得到電子，鐵發(fā)生吸氧腐蝕，錯誤。

6.（2020.北京卷）電化學(xué)制備H2O2的方法。

已知反應(yīng)2H2O2=2H2O+O2t能自發(fā)進(jìn)行，反向不能自發(fā)進(jìn)行，通過電解

可以實現(xiàn)由H2O和02為原料制備H2O2,如圖為制備裝置示意圖。

r|電源卜

高選擇性催化劑質(zhì)子交換膜

①a極的電極反應(yīng)式是________________________________________

②下列說法正確的是。

A.該裝置可以實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

B.電極b連接電源負(fù)極

C.該方法相較于早期制備方法具有原料廉價，對環(huán)境友好等優(yōu)點

答案①O2+2H卜+25=氏。2②AC

解析①a為陰極，a極的電極反應(yīng)式是O2+2H++2e-=H2O2；②A.根據(jù)

圖示，該裝置有電源，屬于電解池，電解池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，故A

正確；B.電極b為陽極，電解池陽極與電源正極連接，故B錯誤；C.該裝置的總

反應(yīng)為2H2。+02==2出02,根據(jù)反應(yīng)可知，制取雙氧水的原料為氧氣和水，來

源廣泛，原料廉價，對環(huán)境友好等優(yōu)點，故C正確。

課時演練提升學(xué)科素養(yǎng)

一'選擇題（本題包括8小題，每小題只有一個選項符合題意）

1.下列現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無關(guān)的是（）

A.生鐵比純鐵易生銹

B.純銀飾品久置表面變暗

C.黃銅（銅鋅合金）制品不易產(chǎn)生銅綠

D.與銅管連接的鐵管易生銹

答案B

解析A項，生鐵能夠構(gòu)成原電池，所以比純鐵易生銹；B項，純銀不符合

構(gòu)成原電池的條件，故它表面變暗與電化學(xué)腐蝕無關(guān)；C項，銅鋅合金能構(gòu)成原

電池，鋅做負(fù)極被氧化，銅被保護(hù)不易腐蝕；D項，銅管與鐵管連接構(gòu)成原電池,

鐵做負(fù)極，易被腐蝕。

2.下列描述不符合生產(chǎn)實際的是（）

A.電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁時用鐵做陽極

B.電解法精煉粗銅時用純銅做陰極

C.電解飽和食鹽水制燒堿時用涂鍥碳鋼網(wǎng)做陰極

D.在鍍件上電鍍鋅時用鋅做陽極

答案A

解析鐵做陽極時，鐵發(fā)生氧化反應(yīng)生成Fe2+,在陰極析出使鋁不純。

3.（202。天津市實驗中學(xué)高三模擬）以石墨為電極，電解KI溶液（含有少量

的酚醐和淀粉）。下列說法錯誤的是（）

A.陰極附近溶液呈紅色B.陰極逸出氣體

C.陽極附近溶液呈藍(lán)色D.溶液的pH變小

答案D

解析以石墨為電極，電解KI溶液，發(fā)生的反應(yīng)為2KI+2H2。里堡2KoH

+H2t+12(類似于電解飽和食鹽水)，陰極產(chǎn)物是H2和K0H,陽極產(chǎn)物是12。

由于溶液中含有少量的酚猷和淀粉，所以陽極附近的溶液會變藍(lán)(淀粉遇碘變

藍(lán))，陰極附近的溶液會變紅(溶液呈堿性)，A、B、C正確；由于電解產(chǎn)物有K0H

生成，所以溶液的pH逐漸增大，D錯誤。

4.(2020.河北保定市高三期末)用惰性電極電解物質(zhì)的量濃度相同、體積比

為1：3的CuSO4和NaCl的混合溶液，可能發(fā)生的反應(yīng)有()

2++

@2CU+2H2O^^2CU+4H+O2t

②C/++2C「止鯉Cu+CLt

(3)2Cr+2H2O-￡^H2f+CI2t+2OH

④2H20^^=2H2t+O2t

A.①②③B.①②④

C.②③④D.②④

答案C

解析用惰性電極電解物質(zhì)的量濃度相同、體積之比為1：3的CuSCU和

NaCl的混合溶液，〃(CuSO4)=lmol,貝I〃(NaCl)=3mol,Z?(CUSO4)=/J(CU2+)=1

mol,?(NaCl)=?(Cr)=3molo第一階段：陽極上C「放電、陰極上C#+放電，

當(dāng)銅離子完全反應(yīng)時消耗2moic「，所以還剩余l(xiāng)molC「，此時發(fā)生的電解反

應(yīng)式為②；第二階段：陽極上C「放電，陰極上H2O放電，當(dāng)C「完全反應(yīng)前，

發(fā)生的電解反應(yīng)式為③；第三階段：電解Na2s04和NaOH的混合溶液，發(fā)生的

電解反應(yīng)式為④；故合理選項是C。

5.(2020.山東等級模擬考江業(yè)上電解NaHSCh溶液制備Na2s2。8。電解時，

陰極材料為Pb；陽極(粕電極)電極反應(yīng)式為2HSO3—2e-—S201+2H+。下列

說法正確的是()

A.陰極電極反應(yīng)式為Pb+HSCU—2e-PbS04+H+

B.陽極反應(yīng)中S的化合價升高

C.S20l中既存在非極性鍵又存在極性鍵

D.可以用銅電極作陽極

答案C

解析A選項，陰極發(fā)生還原反應(yīng)；B選項，S201的結(jié)構(gòu)為

oo

IIII,

Eo—s—（）—（）—s—o]2-

（"）,S為+6價，。為一2、一1價；D選項，若用銅作陽極則

銅被氧化而溶解。

6.某?；顒有〗M為探究金屬腐蝕的相關(guān)原理，設(shè)計了如下裝置（圖a）。圖a

的鐵棒末段分別連上一塊Zn片和Cu片，并靜置于含有K3[Fe（CN）6]及酚獻(xiàn)的混

合凝膠上，一段時間后發(fā)現(xiàn)凝膠的某些區(qū)域發(fā)生了變化（圖b）o下列說法錯誤的

是（）

一段時間后,

圖卜

A.甲區(qū)發(fā)生的電極反應(yīng)式：Fe—2e-=Fe2^

B.乙區(qū)產(chǎn)生Zi?+

C.丙區(qū)呈現(xiàn)紅色

D.丁區(qū)呈現(xiàn)藍(lán)色

答案A

解析圖a中為兩種情況的吸氧腐蝕。鋅比鐵活潑，鋅為負(fù)極：Zn—2e「

=Zn2,鐵為正極：02+4e-+2H2O^=4OH,A項錯誤、B項正確；鐵比銅

活潑，鐵為負(fù)極，生成的Fe2+與[Fe（CN）6p一結(jié)合產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，銅電極產(chǎn)生0H

，丙區(qū)遇酚酰變紅色，C、D項正確。

7.（2021.江西南昌高三摸底）利用質(zhì)子傳導(dǎo)型固體氧化物電解池將乙烷轉(zhuǎn)化為乙

烯，示意圖如圖。下列說法正確的是（）

固體電解質(zhì)

A.電極a與電源的負(fù)極相連

B.固體電解質(zhì)中質(zhì)子向a極移動

+

C.電極b的電極反應(yīng)式是CO2+2e+2H=CO+H2O

D.電路中每通過2mol電子時理論上可產(chǎn)生22.4L乙烯

答案C

解析由題圖可知，a極發(fā)生氧化反應(yīng)，a為陽極，電極反應(yīng)式為C2H6—2e

-C2H4+2H',b極為陰極，電極反應(yīng)式為CO2+2e+2H=CO+H2OO

C2H6-C2H4,C的化合價升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，故電極a為陽極，與電源的正極

相連，A項錯誤；電解池中陽離子向陰極移動，即質(zhì)子向b極移動，B項錯誤；

未指明標(biāo)準(zhǔn)狀況，無法求得乙烯的體積，D項錯誤。

8.普通電解精煉銅的方法所制備的銅中仍含雜質(zhì)，利用下面的雙膜（陰離子

交換膜和過濾膜）電解裝置可制備高純度的Cu。下列有關(guān)敘述中正確的是（）

電極aI-------二|電源戶------電極b

CU（NO.,）2陽極液

溶液'

——|凈化裝置|—

A.電極a為粗銅，電極b為精銅

B.甲膜為過濾膜，可阻止陽極泥及漂浮物雜質(zhì)進(jìn)入陰極區(qū)

C.乙膜為陰離子交換膜，可阻止雜質(zhì)陽離子進(jìn)入陰極區(qū)

D.當(dāng)電路中通過1mol電子時，可生成32g精銅

答案D

解析由題意結(jié)合電解原理可知，電極a是陰極，為精銅，電極b是陽極，

為粗銅，A項錯誤；甲膜為陰離子交換膜，可阻止雜質(zhì)陽離子進(jìn)入陰極區(qū)，B項

錯誤；乙膜為過濾膜，可阻止陽極泥及漂浮物雜質(zhì)進(jìn)入陰極區(qū)，C項錯誤；當(dāng)電

路中通過Imol電子時，可生成0.5mol銅，其質(zhì)量為32g,D項正確。

二、選擇題（本題包括4小題，每小題有一個或兩個選項符合題意）

9.實驗室可以用苯乙酮間接電氧化法合成苯甲酸，原理如圖所示，下列說

法不正確的是（）

o

II^

/X/C、1071,⑷一

小于a

A.這個裝置是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

B.陰極反應(yīng)是2H++25-H2t

C.陽極廠失去電子后的產(chǎn)物與OH-反應(yīng)的離子方程式為I2+2OH=F+

10+H2O

D.此裝置需要定期向電解質(zhì)溶液中添加KI溶液

答案D

解析A.根據(jù)裝置圖可知，該裝置為電解池，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故A

正確；B.根據(jù)裝置圖可知，右邊電極為陰極，氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)

是2H++2屋==H2f,故B正確；C.左邊電極為電解池的陽極，「失電子發(fā)生氧

化反應(yīng)，電極反應(yīng)式是2「-2e==h,所以陽極I失去電子后的產(chǎn)物與OIF反

應(yīng)的離子方