2025高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 第6章　第22講　電解池　金屬的腐蝕與防護(hù)

第六章化學(xué)反應(yīng)與能量第22講電解池金屬的腐蝕與防護(hù)課標(biāo)解讀1.了解電解池的工作原理，認(rèn)識電解在實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和儲存能量中的具體應(yīng)用。2．了解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)，知道金屬腐蝕的危害，了解防止金屬腐蝕的措施?？键c2考點3提能訓(xùn)練練案[22]考點1考點1

電解原理及電解規(guī)律知識梳理1．電解和電解池電流氧化反應(yīng)還原反應(yīng)電能化學(xué)能電源陽氧化陰還電解質(zhì)溶液熔融電解質(zhì)閉合回路原2．電解池的工作原理(以惰性電極電解CuCl2溶液為例)(1)電極名稱與電極反應(yīng)總反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________總反應(yīng)的離子方程式：______________________________(2)電子和離子的移動方向

可概括為電子不下水，離子不上線①電子流向：從電源______極流出后，流向電解池的______極；從電解池的______極流出后，流向電源的______極。②離子流向：陽離子移向電解池的______極，陰離子________電解池的______極。③電流移動方向：電源______極→電解池的______極→電解質(zhì)溶液→電解池的______極→電源______極。負(fù)陰陽正陰移向陽正陽陰負(fù)[微點歸納]

①電解時，在外電路中有電子通過，而在溶液中是依靠離子定向移動形成電流，即電子本身不會通過電解質(zhì)溶液。②一幅圖理解電子、離子、電流的移動方向3．電解規(guī)律(1)陽極產(chǎn)物的判斷①活性電極(除Au、Pt外的金屬)作陽極，則活性電極________電子，發(fā)生________反應(yīng)。②惰性電極(Pt、石墨等)作陽極，要依據(jù)陰離子的放電順序判斷。陰離子的放電順序如下：失去氧化(2)陰極產(chǎn)物的判斷不考慮電極材料，直接根據(jù)溶液中陽離子的放電順序進(jìn)行判斷。陽離子的放電順序如下：[微點歸納]

(1)陽離子的放電順序遵循氧化還原反應(yīng)的“先后規(guī)律”，前提條件是各種離子的濃度相差不大。(2)金屬陽離子(除Fe3＋外)放電，一般得到相應(yīng)的金屬單質(zhì)，H＋放電則得到H2；Fe3＋放電一般轉(zhuǎn)化為Fe2＋。(3)陰極不管是什么材料，電極本身都不反應(yīng)，一定是溶液(或熔融電解質(zhì))中的陽離子放電。(4)最常用、最重要的放電順序是陽極：Cl－>OH－；陰極：Ag＋>Cu2＋>H＋。(5)電解水溶液時，K＋～Al3＋不可能在陰極放電，即不可能用電解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金屬。4．電解池電極反應(yīng)式的書寫步驟與方法陰、陽陰陽惰性活性失電子陽離子失電子高價化合物得電子低價化合物(3)Fe3＋在陰極上放電時生成Fe2＋，而不是得到單質(zhì)Fe。(4)判斷電解產(chǎn)物、書寫電極反應(yīng)式以及分析電解質(zhì)溶液的變化時首先要注意陽極是活性材料還是惰性材料。(5)書寫電解化學(xué)方程式時，應(yīng)看清是電解電解質(zhì)的水溶液還是熔融電解質(zhì)。Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋只有在熔融狀態(tài)下才放電。5．判斷電解池陰、陽極的常用方法判斷方法陽極陰極與電源連接與正極相連與負(fù)極相連閉合回路導(dǎo)線中電子流出電子流入電解質(zhì)溶液中陽離子移離陽離子移向陰離子移向陰離子移離電極反應(yīng)得失電子失電子得電子化合價升高降低反應(yīng)類型氧化反應(yīng)還原反應(yīng)電極質(zhì)量減小或不變增大或不變自主小練1．易錯辨析：正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)電解池中的氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)不一定同時發(fā)生。(

)[提示]

電解池中的陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，二者同時進(jìn)行。(2)陽極失去的電子經(jīng)過直流電源，流向陰極。(

)[提示]

陽極失去的電子流向直流電源的正極，電子不能通過直流電源內(nèi)部的離子導(dǎo)體，直流電源的負(fù)極失去電子流向陰極。××(3)電解池中的電解質(zhì)可能是熔融狀態(tài)或固體電解質(zhì)。(

)[提示]

電解質(zhì)溶液、熔融狀態(tài)的電解質(zhì)、固體電解質(zhì)均是離子導(dǎo)體。(4)電解池中陽離子移向陽極。(

)[提示]

陽離子定向移動方向與電流一致。(5)電解池中的陽極和直流電源中的負(fù)極均發(fā)生氧化反應(yīng)。(

)[提示]

電解池中的陽極和直流電源中的負(fù)極均失去電子?！獭痢?6)Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑能設(shè)計成電解池。(

)[提示]

電解池是把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，所以不論自發(fā)、不自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)理論上均可設(shè)計成電解池；如用Zn作陽極、惰性電極作陰極，電解硫酸溶液，電池反應(yīng)即為上述反應(yīng)。(7)陰極不管是什么材料，電極本身都不反應(yīng)。(

)[提示]

陰極不管是什么材料，電極本身都不反應(yīng)，一定是溶液中的陽離子放電。√√(8)陽極不管是什么材料，電極本身都不反應(yīng)。(

)[提示]

陽極如果是活性電極，電極本身參加反應(yīng)。(9)電解過程中陰離子向陰極定向移動。(

)[提示]

電解過程中陰離子向陽極定向移動，陽離子向陰極定向移動。(10)直流電源跟電解池連接后，電子從電源負(fù)極流向電解池陽極。(

)[提示]

電解時電子從電源負(fù)極流向電解池陰極?！痢痢?11)電解CuCl2溶液，陽極逸出的氣體能夠使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{(lán)色。(

)[提示]

電解CuCl2溶液時，在陽極Cl－失電子變?yōu)镃l2。(12)電解鹽酸、硫酸等溶液，H＋放電，溶液的pH逐漸增大。(

)[提示]

電解H2SO4溶液時，實際是電解H2O的過程，故溶液中c(H＋)增大，pH減小?！獭?13)用惰性電極電解飽和食鹽水一段時間后，加入鹽酸可使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)。(

)[提示]

電解飽和食鹽水，兩極產(chǎn)生H2和Cl2，因此通入HCl氣體即可使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)。(14)電解池的陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)。(

)(15)電解池工作時電子從電源的負(fù)極流出，流入陰極通過溶液到陽極，然后從陽極流出，流回電源正極。(

)√××2.(1)如圖所示為一電解池裝置，A、B都是惰性電極，電解質(zhì)溶液c是飽和NaCl溶液，實驗開始時，同時在U形管兩邊各滴入幾滴酚酞試劑，試判斷：①a電極是______極(填“正”或“負(fù)”)，B電極是______極(填“陰”或“陽”)______極(填“A”或“B”)附近酚酞試液顯紅色。正陰B②A電極上的電極反應(yīng)式為_____________________________，B電極上的電極反應(yīng)式為_________________________________；③檢驗A電極上產(chǎn)物的方法是____________________________________________________________________________。2Cl－－2e－===Cl2↑2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－把濕潤的淀粉碘化鉀試紙放在A電極附近，試紙變藍(lán)，則證明A電極上的產(chǎn)物為氯氣(2)電解質(zhì)溶液通電時，一定會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)嗎？為什么？[提示]

一定發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。因為在電解池的陰極、陽極分別發(fā)生還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)，發(fā)生了電子的轉(zhuǎn)移，生成了新物質(zhì)，所以電解質(zhì)溶液通電時一定有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生。

(2022·海南卷，9)一種采用H2O(g)和N2(g)為原料制備NH3(g)的裝置示意圖如下。微考點1電解池工作原理、電極反應(yīng)式的書寫下列有關(guān)說法正確的是(

)A．在b電極上，N2被還原B．金屬Ag可作為a電極的材料C．改變工作電源電壓，反應(yīng)速率不變D．電解過程中，固體氧化物電解質(zhì)中O2－不斷減少A[思路點撥]

基于電極產(chǎn)物判斷陰、陽極。b電極上N2→NH3，發(fā)生還原反應(yīng)，則b電極是陰極，a電極是陽極。固體氧化物作電解質(zhì)，并非電解質(zhì)的水溶液。a電極陽極反應(yīng)為2O2－－4e－===O2↑

b電極陰極反應(yīng)為N2＋3H2O＋6e－===2NH3＋3O2－【對點訓(xùn)練】1．按要求書寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式：(1)用惰性電極電解熔融MgCl2陽極反應(yīng)式：____________________；陰極反應(yīng)式：_______________________；總反應(yīng)離子方程式：______________________________________。2Cl－－2e－===Cl2↑Mg2＋＋2e－===Mg(2)用銅作電極電解鹽酸溶液陽極反應(yīng)式：_____________________；陰極反應(yīng)式：_______________________；總反應(yīng)離子方程式：____________________________。(3)用鐵作電極電解NaCl溶液陽極反應(yīng)式：___________________；陰極反應(yīng)式：______________________________；總反應(yīng)方程式：___________________________________。Cu－2e－===Cu2＋2H＋＋2e－===H2↑Fe－2e－===Fe2＋2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－2．(2023·山東濰坊模擬)尿素[CO(NH2)2]是首個由無機(jī)物人工合成的有機(jī)物。(1)工業(yè)上尿素由CO2和NH3在一定條件下合成，其反應(yīng)方程式為_____________________________________。(2)人工腎臟可用間接電化學(xué)方法除去代謝產(chǎn)物中的尿素，原理如圖所示。①電源的負(fù)極為______(填“A”或“B”)。②陽極室中發(fā)生的反應(yīng)依次為____________________________、___________________________________________。B6Cl－－6e－===3Cl2↑CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O===N2＋CO2＋6HCl1電解池陰、陽極判斷的“五種方法”12

“三看法”正確書寫電極反應(yīng)式23分析電解過程的思維程序3微考點2電解的有關(guān)計算B【對點訓(xùn)練】1．(2024·湖南雅禮中學(xué)月考)以鉛酸蓄電池為電源，以石墨為電極電解CuSO4溶液，裝置如圖所示。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(

)C2．(2023·山東濱州高三模擬)化學(xué)工作者提出采用電解法除去工業(yè)污水中的NaCN，其原理如圖所示，通電前先向污水中加入適量食鹽并調(diào)整其pH維持堿性(CN－不參與電極反應(yīng))。下列說法正確的是(

)CA．b為電源的負(fù)極B．隔膜Ⅰ為陰離子交換膜C．X為H2，電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－D．當(dāng)生成2.24LN2時，電路中通過1mol電子[解析]

右側(cè)Cl－放電得到ClO－，ClO－再氧化CN－生成N2，則右側(cè)電極為陽極，b為電源的正極，A錯誤；b為電源的正極，則a為電源的負(fù)極，左側(cè)電極為陰極，發(fā)生反應(yīng)2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，陰離子增加，污水中的Na＋會通過隔膜Ⅰ進(jìn)入左側(cè)，形成NaOH溶液，則隔膜Ⅰ為陽離子交換膜，B錯誤；由A、B可知左側(cè)電極反應(yīng)為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，則X為H2，C正確；生成的2.24LN2未標(biāo)明條件，無法求得電路中通過電子的量，D錯誤?？键c2

電解原理的應(yīng)用知識梳理1．電解飽和食鹽水——氯堿工業(yè)(1)電極反應(yīng)陰極：電極反應(yīng)式：_________________反應(yīng)類型：_______反應(yīng)。陽極：電極反應(yīng)式：___________________反應(yīng)類型：________反應(yīng)。檢驗陽極產(chǎn)物的方法是______________________________________________________。電解時向食鹽水中滴加酚酞，______極附近溶液變紅，說明該電極附近產(chǎn)生的物質(zhì)為__________。2H＋＋2e－===H2↑還原2Cl－－2e－===Cl2↑氧化用濕潤的淀粉KI試紙靠近，若試紙變藍(lán)，證明生成了Cl2陰NaOH(2)電解方程式化學(xué)方程式：_______________________________________；離子方程式：____________________________________。(3)應(yīng)用：氯堿工業(yè)制燒堿、氫氣和氯氣陽離子交換膜法電解飽和食鹽水示意圖①陽離子交換膜的作用阻止__________進(jìn)入陽極室與Cl2發(fā)生副反應(yīng)2OH－＋Cl2===Cl－＋ClO－＋H2O，阻止陽極產(chǎn)生的Cl2和陰極產(chǎn)生的H2混合發(fā)生爆炸。②a、b、c、d加入或取出的物質(zhì)分別是__________________、____________________________、__________、________________；X、Y分別是__________、________。OH－精制飽和食鹽水H2O(含少量NaOH)淡鹽水NaOH溶液Cl2H22．電解精煉銅注意：電解精煉銅時，陽極質(zhì)量減小，陰極質(zhì)量增加，溶液中的Cu2＋濃度減小。3．電鍍銅[微點歸納]

(1)電鍍時，鍍層金屬作陽極，鍍件作陰極，含鍍層金屬陽離子的鹽溶液為電解質(zhì)溶液；(2)電解精煉銅時，粗銅中不活潑的雜質(zhì)(銀、金等)在陽極難以失去電子，最后以金屬單質(zhì)的形式沉積于電解槽的底部，成為陽極泥。4．電冶金利用電解熔融鹽(或氧化物)的方法來冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等。2Cl－－2e－===Cl2↑2Na＋＋2e－===2Na2Cl－2e－===Cl2↑Mg2＋＋2e－===Mg6O2－－12e－===3O2↑4Al3＋＋12e－===4Al(4)電解熔融MgCl2冶煉鎂，而不能電解MgO冶煉鎂，是因為MgO的熔點很高；電解熔融Al2O3冶煉鋁，而不能電解AlCl3冶煉鋁，是因為AlCl3是共價化合物，其熔融態(tài)不導(dǎo)電。自主小練1．易錯辨析：正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)電解飽和食鹽水制堿時，用Fe作陰極可增強(qiáng)導(dǎo)電性。(

)(2)電解熔融NaCl與電解飽和食鹽水的反應(yīng)原理相同。(

)(3)工業(yè)上電解飽和食鹽水時，Na＋通過交換膜移向陽極。(

)(4)電解飽和食鹽水制堿時，食鹽水中不能含有Ca2＋、Mg2＋等離子。(

)(5)電解精煉銅時，雜質(zhì)Zn、Au、Ag均不溶解，形成陽極泥而沉淀。(

)√××√×(6)電解精煉銀時，粗銀作陰極。(

)(7)用電解法冶煉活潑金屬時，不能電解相應(yīng)化合物的水溶液。(

)(8)若把Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑設(shè)計成電解池，應(yīng)用Cu作陽極。(

)(9)用Zn作陽極，F(xiàn)e作陰極，ZnCl2作電解質(zhì)溶液，由于放電順序H＋>Zn2＋，不可能在鐵上鍍鋅。(

)×√√×√××(13)電鍍銅和電解精煉銅時，電解質(zhì)溶液中的c(Cu2＋)均保持不變。(

)[提示]

電解精煉銅時，當(dāng)開始電解時雜質(zhì)Zn、Fe、Ni等活潑金屬失電子，電解質(zhì)溶液中Cu2＋得電子，造成溶液中c(Cu2＋)減小。(14)電解冶煉鎂、鋁通常電解MgCl2和Al2O3，也可電解MgO和AlCl3。(

)[提示]

不采用電解MgO制金屬鎂，因為MgO熔點高、耗能大、不經(jīng)濟(jì)，不能用電解AlCl3制金屬鋁，因為熔融AlCl3不導(dǎo)電。××(15)電解飽和食鹽水時，兩個電極均不能用金屬材料。(

)[提示]

陰極可用金屬材料作電極。(16)用銅作陽極、石墨作陰極電解CuCl2溶液時，陽極電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－===Cl2↑。(

)[提示]

活潑金屬作陽極時，金屬首先失電子被氧化，故陽極反應(yīng)為Cu－2e－===Cu2＋?！痢?17)根據(jù)得失電子守恒可知電解精煉銅時，陽極減少的質(zhì)量和陰極增加的質(zhì)量相等。(

)[提示]

電解精煉銅時，陰極析出的只有Cu，而陽極減少的有活潑的Zn、Fe、Ni等形成陽離子存在于溶液中，不活潑的Ag、Au等形成陽極泥沉在底部，故兩極的質(zhì)量變化不相等。(18)電鍍過程中，溶液中離子濃度不變。(

)[提示]

電鍍過程中陽極質(zhì)量減輕等于陰極質(zhì)量增加，電鍍液中離子濃度保持不變?！痢?19)電解精煉銅時，溶液中的陽離子濃度會發(fā)生變化。(

)[提示]

由于粗銅中含有Zn、Fe、Ni等活潑金屬，反應(yīng)過程中失去電子形成陽離子存在于溶液中，而陰極上只有Cu2＋被還原，所以電解過程中，溶液中的陽離子濃度會發(fā)生變化。(20)在鍍件上電鍍銅時，鍍件要連接外加電源的負(fù)極。(

)√√2．(1)如圖電解飽和食鹽水過程中，陽離子交換膜的作用為________________________________________________________。只允許陽離子通過，阻止Cl2與H2混合，防止Cl2與NaOH反應(yīng)(2)粗銅的電解精煉示意圖如圖所示。①在粗銅的電解過程中，粗銅板應(yīng)是圖中電極______(填圖中的字母)；在電極d上發(fā)生的電極反應(yīng)為______________________。cCu2＋＋2e－===Cu②若粗銅中還含有Au、Ag、Fe，則陽極的電極反應(yīng)為_____________________________________，粗銅中的Au、Ag的存在形式和位置為________________________________________________，溶液中c(Cu2＋)________(填“變大”“變小”或“不變”)。Fe－2e－===Fe2＋、Cu－2e－===Cu2＋Ag、Au以單質(zhì)形式沉積在c電極的下方，形成陽極泥變小利用如圖所示裝置模擬電解原理在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。下列說法正確的是(

)微考點1電解原理的常規(guī)應(yīng)用DA．氯堿工業(yè)中，X電極反應(yīng)式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑B．電解精煉銅時，Z溶液中的Cu2＋濃度不變C．在鐵片上鍍銅時，Y是純銅D．制取金屬鎂時，Z是熔融的氯化鎂[解析]

氯堿工業(yè)中陽極是Cl－放電生成Cl2，A錯誤；電解精煉銅時陽極上粗銅溶解，陰極上Cu2＋放電析出Cu，由于粗銅中含有鋅、鐵等比銅活動性強(qiáng)的雜質(zhì)金屬，活動性強(qiáng)的金屬先放電，因此電解質(zhì)溶液中Cu2＋濃度變小，B錯誤；鐵片上鍍銅時，陰極應(yīng)該是鐵片，陽極是純銅，C錯誤。C2．(2022·廣東卷，10)以熔融鹽為電解液，以含Cu、Mg和Si等的鋁合金廢料為陽極進(jìn)行電解，實現(xiàn)Al的再生。該過程中(

)A．陰極發(fā)生的反應(yīng)為Mg－2e－===Mg2＋B．陰極上Al被氧化C．在電解槽底部產(chǎn)生含Cu的陽極泥D．陽極和陰極的質(zhì)量變化相等C[解析]

電解精煉Al，陰極發(fā)生的反應(yīng)為Al3＋＋3e－===Al，A項錯誤；在陰極Al被還原，B項錯誤；Cu活潑性比Al弱，在電解過程中沉積在電解槽的底部，C項正確；在陽極Al、Mg放電，在陰極Al3＋得電子生成Al，質(zhì)量變化不相等，D項錯誤。

1．(2023·山東濰坊模擬)科技工作者開發(fā)以乙醇為原料制備DDE(OO)的電解裝置如圖所示。下列說法錯誤的是(

)微考點2電解原理的拓展應(yīng)用CA．電源的電極電勢：a>bB．陽極電極反應(yīng)式為C2H5OH＋Cl－－2e－===C2H5OCl＋H＋C．乙醛為該轉(zhuǎn)化過程的催化劑D．每產(chǎn)生1molDDE，電路中通過2mole－[解析]

M電極為陽極，N電極為陰極，則a為電源正極，b為電源負(fù)極，故電極電勢：a>b，A正確；M電極為陽極，電極反應(yīng)式為C2H5OH＋Cl－－2e－===C2H5OCl＋H＋，B正確；C2H5OCl先轉(zhuǎn)化為CH3CHO，CH3CHO再和C2H5OH反應(yīng)生成水和DDE，則CH3CHO為中間產(chǎn)物，C錯誤；產(chǎn)生1molDDE需要消耗1molCH3CHO，而1molCH3CH2OH轉(zhuǎn)化為1molCH3CHO需要轉(zhuǎn)移2mole－，故產(chǎn)生1molDDE時電路中通過2mole－，D正確。2．(2024·河北衡水高三檢測)某些無公害免農(nóng)藥果園利用如圖所示電解裝置進(jìn)行果品的安全生產(chǎn)，解決了農(nóng)藥殘留所造成的生態(tài)及健康危害問題。下列說法正確的是(

)CA．a(chǎn)為直流電源的負(fù)極，與其相連的電極為陰極B．離子交換膜為陰離子交換膜C．“酸性水”具有強(qiáng)氧化性，能夠殺菌D．陰極反應(yīng)式為H2O＋2e－===H2↑＋O2－[解析]

由“堿性水”可推知b為直流電源的負(fù)極，a為直流電源的正極，A錯誤；右側(cè)生成OH－，K＋穿過離子交換膜移到右側(cè)，即該離子交換膜為陽離子交換膜，B錯誤；陽極反應(yīng)式為2Cl－－2e－===Cl2↑，Cl2＋H2O

HCl＋HClO，故“酸性水”中含HClO，具有強(qiáng)氧化性，能殺菌，C正確；水溶液中不可能存在O2－，D錯誤。電鍍和電解精煉的特點分析1電鍍過程中的“一多，一少，一不變”：(1)“一多”指陰極上有鍍層金屬沉積；(2)“一少”指陽極上有鍍層金屬溶解；(3)“一不變”指電鍍液(電解質(zhì)溶液)的濃度基本不變。2電解精煉過程中的“兩不等”：(1)電解質(zhì)溶液濃度在電解前后不相等；(2)陰極增加的質(zhì)量和陽極減少的質(zhì)量不相等。12【對點訓(xùn)練】1．(2024·山東青島高三檢測)“84”消毒液在全球抗擊新型冠狀病毒肺炎過程中起到了重要作用，主要用于環(huán)境消毒。在不同電壓下，用惰性電極電解飽和NaCl溶液制備少量NaClO溶液，實驗結(jié)果如下：實驗①②③電壓U1U2U3現(xiàn)象a極產(chǎn)生少量氣泡，b極無明顯氣泡a極產(chǎn)生較多氣泡，b極產(chǎn)生少量氣泡a極產(chǎn)生大量氣泡，b極逸出大量黃綠色氣體下列分析不正確的是(

)A．①②③中，a極均發(fā)生了還原反應(yīng)B．①②③中均能發(fā)生Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2OC．電解時，OH－由b極向a極移動D．不宜采用實驗③的電壓制備NaClOC[解析]

實驗①～③中a極是陰極，均發(fā)生還原反應(yīng)，A正確；實驗①～③中，b極是陽極，電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－===Cl2↑，陰極反應(yīng)產(chǎn)生NaOH，Cl2與NaOH反應(yīng)生成NaCl、NaClO，B正確；電解時，陰離子向陽極移動，則OH－由a極向b極移動，C錯誤；實驗③中產(chǎn)生大量黃綠色氣體，說明電解速率過快，產(chǎn)生的Cl2并未被NaOH溶液吸收，故不宜采用該實驗電壓制備NaClO，D正確。2．(2023·河北唐山模擬)用電解法可提純含有某些含氧酸根雜質(zhì)的粗KOH溶液，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)說法錯誤的是(

)A．陽極反應(yīng)式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑B．通電后陰極區(qū)附近溶液pH會增大C．K＋通過交換膜從陰極區(qū)移向陽極區(qū)D．純凈的KOH溶液從b出口導(dǎo)出C[解析]

陽極區(qū)OH－放電生成氧氣，電極反應(yīng)式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，A正確；電解時，陰極區(qū)氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，電極反應(yīng)式為4H＋＋4e－===2H2↑，氫離子濃度減小，溶液的pH增大，B正確；電解池中陽離子向陰極區(qū)移動，故K＋通過交換膜從陽極區(qū)移向陰極區(qū)，C錯誤；在b電極附近產(chǎn)生OH－，鉀離子向b電極移動，除去雜質(zhì)后KOH溶液從出口b導(dǎo)出，D正確?？键c3

金屬的腐蝕與防護(hù)知識梳理1．金屬腐蝕的本質(zhì)金屬原子________電子變?yōu)榻饘訇栯x子，金屬發(fā)生________反應(yīng)。2．金屬腐蝕的類型(1)化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕失去氧化類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕定義金屬與接觸到的干燥氣體(如O2、Cl2等)或非電解質(zhì)溶液等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的腐蝕不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸，會形成_________，__________的金屬失去電子被氧化腐蝕本質(zhì)M－ne－===Mn＋M－ne－===Mn＋原電池較活潑類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象金屬被腐蝕較活潑金屬被腐蝕區(qū)別無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生聯(lián)系兩者往往同時發(fā)生，金屬的__________腐蝕更普遍，而且危害性大，腐蝕速率大。實質(zhì)都是金屬原子失去電子被氧化而損耗。電化學(xué)(2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕(以鋼鐵的腐蝕為例進(jìn)行分析)類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強(qiáng)水膜酸性很弱或呈中性負(fù)極反應(yīng)式Fe－2e－===Fe2＋正極反應(yīng)式2H＋＋2e－===H2↑O2＋2H2O＋4e－===4OH－總反應(yīng)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2↓類型析氫腐蝕吸氧腐蝕其他反應(yīng)__________________________________________Fe(OH)3→Fe2O3·xH2O(鐵銹)腐蝕速率較快較慢普遍性________腐蝕更普遍聯(lián)系往往兩種腐蝕交替發(fā)生，但________腐蝕更普遍，兩種過程都有微弱電流產(chǎn)生4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3吸氧吸氧[微點歸納]

鋼鐵暴露在潮濕空氣中主要發(fā)生的是吸氧腐蝕，鐵銹的形成過程中主要發(fā)生的反應(yīng)為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3,2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(鐵銹)＋(3－x)H2O。3．金屬電化學(xué)腐蝕規(guī)律(1)對同一種金屬來說，在不同溶液中腐蝕的快慢：強(qiáng)電解質(zhì)溶液______弱電解質(zhì)溶液______非電解質(zhì)溶液。(2)活動性不同的兩金屬：活動性差別越大，活動性強(qiáng)的金屬腐蝕越______。>快>(3)對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快，且氧化劑的濃度越高，氧化性越強(qiáng)，腐蝕越快。(4)對同一電解質(zhì)溶液來說。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。>>>4．金屬的防護(hù)(1)金屬防護(hù)的原理金屬的防護(hù)主要是從________、與金屬接觸的物質(zhì)及兩者_(dá)_______的條件等方面來考慮的。(2)金屬防護(hù)的方法金屬反應(yīng)原電池電解[微點歸納]

(1)鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時，負(fù)極鐵失去電子生成Fe2＋，而不是生成Fe3＋。(2)銅暴露在潮濕的空氣中發(fā)生的是化學(xué)腐蝕，而不是電化學(xué)腐蝕，生成銅綠的化學(xué)成分是Cu2(OH)2CO3。(3)兩種保護(hù)方法的比較外加電流的陰極保護(hù)法比犧牲陽極的陰極保護(hù)法保護(hù)效果好。自主小練1．易錯辨析：正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕的速率大得多。(

)[提示]

電化學(xué)腐蝕是金屬作原電池的負(fù)極而被加速腐蝕。(2)鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕中都是鐵作負(fù)極。(

)[提示]

鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕中都是活潑金屬鐵作負(fù)極。(3)鋼鐵設(shè)備與金屬銅捆綁即可被保護(hù)。(

)[提示]

鋼鐵設(shè)備作為原電池的正極才能被保護(hù)?！獭獭?4)鋼鐵設(shè)備與直流電源的正極相連即可被保護(hù)。(

)[提示]

鋼鐵設(shè)備作為電解池的陰極才能被保護(hù)。(5)把金屬鉻、鎳等加入普通鋼中能增強(qiáng)鋼鐵的耐腐蝕性。(

)[提示]

鋼鐵中加入金屬鉻、鎳等形成不銹鋼。(6)鋼鐵的發(fā)藍(lán)處理能增強(qiáng)其耐腐蝕性。(

)[提示]

鋼鐵的發(fā)藍(lán)處理是在其表面形成一層致密的四氧化三鐵保護(hù)膜?！獭痢?7)原電池分為正、負(fù)極，電解池分為陰、陽極，所以犧牲陽極的陰極保護(hù)法應(yīng)用的是電解池原理。(

)[提示]

犧牲陽極的陰極保護(hù)法是應(yīng)用原電池原理防腐。(8)在鐵板上鍍鋅是因為鋅比鐵活潑，形成原電池而保護(hù)鐵不易被腐蝕。(

)[提示]

在鐵板上鍍鋅是因為在鐵板表面形成一層鋅保護(hù)膜，可以阻止鐵與空氣的接觸，與原電池?zé)o關(guān)，鋅層破損后才與原電池有關(guān)。(9)鋼鐵水閘可用犧牲陽極或外加電流的陰極保護(hù)法防止其腐蝕。(

)××√(10)Al、Fe、Cu在潮濕的空氣中腐蝕均生成氧化物。(

)[提示]

Cu在潮濕的空氣中腐蝕生成Cu2(OH)2CO3。(11)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。(

)[提示]

如Fe件上鍍Zn，若保護(hù)層破損后，在潮濕的空氣中，F(xiàn)e、Zn構(gòu)成原電池，Zn作負(fù)極，仍然對Fe起到保護(hù)作用。(12)外加電流的陰極保護(hù)法，構(gòu)成了電解池；犧牲陽極的陰極保護(hù)法構(gòu)成了原電池。二者均能有效地保護(hù)金屬不容易被腐蝕。(

)××√(13)金屬的化學(xué)腐蝕比電化學(xué)腐蝕更普遍。(

)[提示]

金屬的電化學(xué)腐蝕更普遍。(14)生鐵浸泡在食鹽水中發(fā)生析氫腐蝕。(

)[提示]

食鹽水為中性溶液，生鐵發(fā)生吸氧腐蝕。(15)銅在酸性環(huán)境中易發(fā)生析氫腐蝕。(

)×××(16)當(dāng)鍍錫鐵制品的鍍層破損時，鍍層仍能對鐵制品起保護(hù)作用。(

)[提示]

由于鐵比錫活潑，錫層破損后，形成原電池，鐵作負(fù)極，腐蝕加快。(17)將水庫中的水閘(鋼板)與外加直流電源的負(fù)極相連，可防止水閘被腐蝕。(

)[提示]

外加電流的陰極保護(hù)法是把被保護(hù)的器件作陰極，與外加電源負(fù)極相連?！痢?18)若在海輪外殼上附著一些銅塊，則可以減緩海輪外殼的腐蝕。(

)(19)在船體外嵌入鋅塊，可以減緩船體的腐蝕，這屬于犧牲陰極的保護(hù)法。(

)(20)鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時，負(fù)極電極反應(yīng)式為Fe－3e－===Fe3＋。(

)[提示]

鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時，負(fù)極反應(yīng)為：Fe－2e－===Fe2＋?！痢痢?．(1)如圖所示：①若棉團(tuán)浸有NH4Cl溶液，鐵釘發(fā)生________腐蝕，正極反應(yīng)式為____________________，右試管中現(xiàn)象是______________。②若棉團(tuán)浸有NaCl溶液，鐵釘發(fā)生________腐蝕，正極反應(yīng)式為__________________________，右試管中現(xiàn)象是__________________。析氫2H＋＋2e－===H2↑有氣泡冒出吸氧O2＋4e－＋2H2O===4OH－導(dǎo)管內(nèi)液面上升(2)下圖是實驗室研究海水對鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖。①腐蝕最嚴(yán)重的部位是______(用“A”“B”或“C”回答，下同)。原因______________________________________________________________________________________________。②形成鐵銹最多的部位是______，原因________________________________________________________________________________________________________________________________________________。C由于近水面B處溶解氧濃度大于C處，發(fā)生吸氧腐蝕時B為正極，C為負(fù)極，C處Fe－2e－===Fe2＋B由于B處海水O2濃度較大，F(xiàn)e2＋擴(kuò)散至B處附近易發(fā)生Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3,2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O

(3)為什么要在輪船船體與水面接觸線以下的船殼上嵌入一定數(shù)量的鋅塊？[提示]

Fe、Zn和海水構(gòu)成原電池，Zn作負(fù)極，F(xiàn)e作正極，鋅被腐蝕，而船體受到保護(hù)。

(2024·湖南雅禮中學(xué)期末)點蝕又稱為孔蝕，是一種集中于金屬表面很小的范圍并深入到金屬內(nèi)部的腐蝕形態(tài)。某鐵合金鈍化膜破損后的孔蝕如圖，則下列說法正確的是(

)微考點1金屬腐蝕的原理及分析DA．為防止孔蝕發(fā)生可以將外接電源正極與金屬相連B．反應(yīng)時每吸收2.24LO2，則此時HCl可以氧化0.2molFeC．在腐蝕的過程中鈍化膜作為負(fù)極D．依題孔隙中局部可能發(fā)生析氫腐蝕[解析]

與電源正極相連作陽極，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，加快金屬的腐蝕，故為防止孔蝕發(fā)生可以將外接電源負(fù)極與金屬相連，A錯誤；未告知O2所處的狀態(tài)，無法計算2.24LO2的物質(zhì)的量，故無法計算此時HCl可以氧化Fe的物質(zhì)的量，B錯誤；由圖示可知，在腐蝕的過程中鈍化膜作為正極，O2在鈍化膜上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，C錯誤；依題孔隙中局部可能存在酸性環(huán)境，則可能發(fā)生析氫腐蝕，D正確。【對點訓(xùn)練】1．(2024·經(jīng)典習(xí)題選萃)如圖所示，各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序為(

)A．②①③④⑤⑥ B.⑤④③①②⑥C．⑤④②①③⑥ D.⑤③②④①⑥C[解析]

由圖可知，②③④裝置是原電池，在②④中，金屬鐵作負(fù)極，③中金屬鐵作正極，作負(fù)極的腐蝕速率快，并且兩個電極金屬活潑性相差越大，負(fù)極金屬腐蝕速率越快，正極被保護(hù)，并且原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕，所以腐蝕速率④>②>①，⑤⑥裝置是電解池，⑤中金屬鐵為陽極，⑥中金屬鐵為陰極，陽極金屬被腐蝕速率快，陰極被保護(hù)，即腐蝕速率⑤>⑥，根據(jù)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，并且原電池的正極金屬腐蝕速率快于電解池的陰極金屬腐蝕速率，即⑤④②①③⑥，故C項正確。[易錯警示]

金屬越活潑，就越容易失去電子而被腐蝕，金屬活動順序表中位于氫前面和氫后面的金屬都能發(fā)生吸氧腐蝕，但只有在金屬活動順序表中氫前面的金屬才可能發(fā)生析氫腐蝕。2．(2024·河北衡水高三檢測)下列敘述錯誤的是(

)A．生鐵中含有碳，抗腐蝕能力比純鐵弱B．用錫焊接的鐵質(zhì)器件，焊接處易生銹C．在鐵制品上鍍銅時，鍍件為陽極，銅鹽為電鍍液D．鐵管上鑲嵌鋅塊，鐵管不易被腐蝕C[解析]

生鐵中含有碳，形成了原電池，鐵被腐蝕速度加快，故抗腐蝕能力比純鐵弱，A項正確；用錫焊接的鐵質(zhì)器件，錫與鐵形成原電池，鐵作負(fù)極，被腐蝕，故焊接處易生銹，B項正確；在鐵制品上鍍銅時，鍍件應(yīng)為陰極，銅鹽為電鍍液，C項錯誤；鐵管上鑲嵌鋅塊，鋅與鐵形成原電池，鋅作負(fù)極被腐蝕，鐵作正極被保護(hù)，故鐵管不易被腐蝕，D項正確。

1．(2024·山東青島高三檢測)支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁，常用外加電流法進(jìn)行防腐，工作原理如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關(guān)表述不正確的是(

)微考點2金屬腐蝕的防護(hù)CA．通入保護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零B．通電后外電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁C．高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流D．通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整[解析]

鋼管樁接電源的負(fù)極，高硅鑄鐵接電源的正極，通電后，外電路中的電子從高硅鑄鐵(陽極)流向正極，從負(fù)極流向鋼管樁(陰極)，A、B均正確；高硅鑄鐵為惰性輔助陽極，在整個過程中不損耗，C錯誤；通入的保護(hù)電流可根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整，D正確。2．(2024·河北衡水高三檢測)研究電化學(xué)腐蝕及防護(hù)的裝置如圖所示。下列有關(guān)說法錯誤的是(

)DA．d為石墨，鐵片腐蝕加快B．d為石墨，石墨上電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．d為鋅塊，鐵片不易被腐蝕D．d為鋅塊，鐵片上電極反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑[解析]

由于活動性：Fe>石墨，所以鐵、石墨及海水構(gòu)成原電池，F(xiàn)e為負(fù)極，失去電子被氧化變?yōu)镕e2＋進(jìn)入溶液，溶解在海水中的氧氣在正極石墨上得到電子被還原，比沒有形成原電池時腐蝕的速率快，A項正確；d為石墨，由于是中性電解質(zhì)，所以發(fā)生的是吸氧腐蝕，石墨上氧氣得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B項正確；若d為鋅塊，則由于金屬活動性：Zn>Fe，Zn為原電池的負(fù)極，F(xiàn)e為正極，首先被腐蝕的是Zn，鐵得到保護(hù)，鐵片不易被腐蝕，C項正確；d為鋅塊，由于電解質(zhì)為中性環(huán)境，鐵片電極上發(fā)生的是吸氧腐蝕，鐵片上的電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D項錯誤。【對點訓(xùn)練】1．(2024·山東青島高三檢測)我國多條高壓直流電線路的瓷絕緣子出現(xiàn)鐵帽腐蝕現(xiàn)象，在鐵帽上加鋅環(huán)能有效防止鐵帽的腐蝕，防護(hù)原理如圖所示。下列說法錯誤的是(

)CA．通電時，鋅環(huán)是陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．通電時，陰極上的電極反應(yīng)為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－C．?dāng)嚯姇r，鋅環(huán)上的電極反應(yīng)為Zn2＋＋2e－===ZnD．?dāng)嚯姇r，仍能防止鐵帽被腐蝕[解析]

通電時，鋅環(huán)連接電源正極，所以是陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，A項正確；陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，B項正確；斷電時發(fā)生原電池反應(yīng)，鋅環(huán)失電子作負(fù)極，電極反應(yīng)為Zn－2e－===Zn2＋，C項錯誤；斷電時鋅作負(fù)極，屬于犧牲陽極法，D項正確。2．(2023·福建福州模擬)全世界每年鋼鐵因銹蝕造成大量的損失。某城市擬用如圖所示方法保護(hù)埋在弱堿性土壤中的鋼質(zhì)管道，使其免受腐蝕。關(guān)于此方法，下列說法不正確的是(

)CA．鋼質(zhì)管道易被腐蝕是因為在潮濕的土壤中形成了原電池B．這種方法稱為犧牲陽極的陰極保護(hù)法C．鋼管上的電極反應(yīng)式：2H＋＋2e－===2H2↑D．也可以外接直流電源保護(hù)鋼管，直流電源正極連接金屬棒X[解析]

根據(jù)圖知，該金屬防護(hù)措施采用的是犧牲陽極的陰極保護(hù)法，即把金屬棒X和鋼管、電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，金屬棒X作負(fù)極，鋼管作正極，從而使鋼管得到保護(hù)，據(jù)此分析解答。土壤中鋼管易被腐蝕是因為在潮濕的堿性土壤中形成了原電池，發(fā)生的是吸氧腐蝕，故A正確；根據(jù)圖片知，該金屬防護(hù)措施采用的是犧牲陽極的陰極保護(hù)法，故B正確；潮濕的堿性土壤發(fā)生吸氧腐蝕，故正極上氧氣放電，電極反應(yīng)為O2＋2H2