高中化学2023年大一轮第六章化学反应与能量：第3讲电解池金属的腐蚀与防护

第3耕电斛池金属的腐体与防护

课程标准知识建构

------——

1.能分析、解释电解池的工作原理，能设计I-原理:址业

简单的电解池。电目阐|?极|

解阴离子一

2.认识电解在实现物质转化和储存能量中池还原^-阳离子现工

1-应用：氯碱工业、电镀、电冶炼等

的具体应用。认识化学能与电能相互转化的

实际意义及其重要应用。H化学腐蚀

腐蚀|吸氧腐蚀|

3.了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属1电化学腐蚀I—

腐蚀一U析氢腐蚀।

金属腐蚀的危害。了解防止金属腐蚀的措与防护I

T牺牲阳极原电池原理

电化学1—II

施。防护

U外加电流|—|电解原理|

双基过关夯实必备知识

一、电解原理

1.电解和电解池

(1)电解：在电流作用下,电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反

应的过程。

⑵电解池：电能转化为化学能的装置。

(3)电解池的构成

①外接电源;②两个电极;③电解质溶液或熔融电解质;④形成闭合回路。

2.电解池的工作原理

(1)以惰性电极电解CuC12溶液为例分析

电极名称:阴极、［电极名称:阳极

反应类型：还原反应反应类型：氧化反应

电极反应式：Cu"+2e-=cJ、电极反应式：

2CI-2e=CLf

CuCl；溶液

总反应方程式：CuCL=Cu+Cl21

(2)电解过程的三个流向

①电子流向：电源负极一电解池阴极;电解池的阳极一电源的正极;

②离子流向：阳离子一电解池的阴极，阴离子一电解池的阳极。

③电流方向：电源正极一电解池阳极一电解质溶液f阳极一负极。

3.电极反应式、电解方程式的书写

(1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。

(2)再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴离子、阳离子两组(不要忘

记水溶液中的H+和OH)o

(3)然后排出阴、阳两极的放电顺序：

阴极：阳离子放电顺序：Ag+>Fe3+>Cu2+>H'(酸)>Fe2+>Zi?+>H+(水)

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

阳极：活泼电极>$2->「>8「>0一>01i一>含氧酸根离子。

(4)分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒

和电荷守恒。

(5)最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式，并注明“电解”条件。

4.惰性电极电解电解质溶液的情况分析

(1)电解溶剂水

电极反应式电解质溶液电解质

电解质类型

及总反应式溶液浓度溶液复原

含氧酸，如阴极：4H2。+

减小

H2s。44e==2H2t+

可溶性强碱，如4OH-

增大

NaOH阳极：2H2。一

4e=O2t+增大加水

4H+

活泼金属含氧

总反应式：不变

酸盐，如KNO3

2H2O=M=

2H2t+O2t

(2)电解溶质

电解质电解质

电解质电极反应式溶液

溶液溶液

类型及总反应式pH

浓度复原

阴极:2H++2e通入

无氧酸，如HC1减小增大

=H2tHC1

阳极：2cr-2e气体

-=C12t

总反应式：

电解

H2t+C12t

阴极:Cu2,+2e

=Cu

不活泼金属无阳极:2Cl-2e加入

氧酸盐，如tCuC12

CuC12总反应式：固体

cc电解〃

CuC12-------Cu

+C12t

（3）电解溶质和溶剂水，生成H2和碱:

电解质电极反应式及电解质溶液溶液

（水溶液）总反应式浓度PH复原

阳极：2c「一

=Cbt

阴极：2H20+

2e=H2f+

活泼金属的无通入

20H生成新

氧酸盐（如增大HC1

总反应式：2C1电解质

NaCl）气体

2+

2H20=£^=

C12t+H2f

+20H~

（4）电解溶质和溶剂水，生成02和酸

电解质电极反应式电解质溶液溶液

（水溶液）及总反应式浓度pH复原

阳极：2H2。一

45=02」+

4H+

阴极：2Ci?'+

不活泼金属的

生成新加CuO

含氧酸盐[如减小

总反应式：电解质或CuCO3

CuSO]

42CU2++

2H20=£M=

2CU+€)2t+

4H+

【诊断1】判断下列说法是否正确，正确的打错误的打X。

(1)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程()

(2)电解CuCb溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色

()

(3)电解时，电子的移动方向为：电源负极一阴极一阳极一电源正极()

(4)电解盐酸、硫酸等溶液，H,放电，溶液的pH逐渐增大()

(5)用惰性电极电解CuS04溶液一段时间后，加入Cu(0H)2可使电解质溶液

恢复到电解前的情况()

答案(1)V(2)X(3)X(4)X(5)X

二'电解原理的应用

1.氯碱工业

(1)装置图示(离子交换膜电解槽)

(2)电极反应式、总反应方程式

阳极反应式：2c「一2^-02t(氧化反应)

阴极反应式：2H?0+2e=H2(+20H-(还原反应)

总反应方程式:

由解

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

2.电镀与电解精炼铜

电镀电解精炼铜

纯福甲d

示意图铜片、口二击2

CuSO“/聿三1:--:恪笑上—铁俄|铜溜用

溶液件

Zn-2e==Zn21,

电极阳极Cu_2e=Cu2+

Cu-2e-=Cu2+

反应

阴极Cu2++2e=CuCu2++2e=Cu

电解质溶液

CuSO4溶液的浓度不变CuSO4溶液的浓度变小

的浓度变化

3.电冶金

电解冶炼冶炼钠冶炼铝

阳极：6。2一一12屋

阳极：2C「一2e-=Cbt

电极反应^=302t

阴极：2Na++2e-^=2Na

阴极：4AF'+i2e==4Al

2NaCl（熔融）=^^2Na+2Al2。3（熔融）~^^4A1+

总反应

C12t302t

【诊断2】判断下列说法是否正确，正确的打错误的打X。

(1)活泼金属镁可以通过电解MgCb溶液冶炼()

(2)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料()

(3)电解冶炼镁、铝通常电解熔融MgCh和熔融AI2O3,也可以电解MgO固

体和A1C13溶液()

(4)电解精炼铜时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料()

(5)用Zn作阳极，Fe作阴极，ZnCb溶液作电解质溶液，由于放电顺序H卡

>Zn2+,不可能在铁上镀锌()

(6)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Q?+)均保持不变()

答案(1)X(2)X(3)X(4)V(5)X(6)X

三、金属的腐蚀和防护

1.金属腐蚀的本质

金属原子失去电子变为金属阳离子,金属发生氧化反应。

2.金属腐蚀的类型

⑴化学腐蚀与电化学腐蚀

类型化学腐蚀电化学腐蚀

金属跟非金属单质直接接不纯金属或合金跟电解质

条件

触溶液接触

现象无电流产生有微弱电流产生

本质金属被氧化较活泼金属被氧化

联系两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍

(2)钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀

类型析氢腐蚀吸氧腐蚀

条件水膜酸性较强(PHW4.3)水膜酸性很弱或呈中性

电极负极Fe—26-=Fe2一

反应正极2H+2e=H2」O2+2H2O+4e=40H

2Fe+Ch+

总反应式Fe+2H+=Fe2++H2t

2H2O=2Fe(OH)2

联系吸氧腐蚀更普遍

3.金属的防护

(1)电化学防护

(2)改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。

⑶加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方

法。

【诊断3】判断下列说法是否正确，正确的打J,错误的打X。

(1)金属发生腐蚀就是金属得电子转变为金属化合物的过程()

(2)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe3+()

(3)A1、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物()

(4)在金属表面覆盖保护层，若保护层破损后，就完全失去了对金属的保护

作用()

(5)铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性()

(6)干燥环境下，所有金属都不能被腐蚀()

(7)铜在酸性环境下，不易发生析氢腐蚀()

答案(1)X(2)X(3)X(4)X(5)V(6)X(7)V

重难突破培育关键能力

考点一电解原理分析

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

用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到2.24L气体(标准

状况下)，假定电解后溶液体积仍为500mL,下列说法正确的是()

A.原混合溶液中c(K+)为0.2mol-L-1

B.上述电解过程中共转移0.2mol电子

C.电解得到的Cu的物质的量为0.05mol

D.电解后溶液中c(H')为0.2mol-L1

答案A

解析石墨作电极电解KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液，阳极反应式为2H2。

—4e-=4H++O2t,阴极先后发生两个反应：Cu2++2e-=Cu,2H2O+2e一

=2OH"+H2t0从收集到02为2.24L可推知，上述电解过程中共转移0.4mol

电子，而在生成2.24LH2的过程中转移0.2mol电子，所以CM卡共得到0.4mol

-0.2mol=0.2mol电子，电解前Ci?+的物质的量和电解得到的Cu的物质的量

都为0.1mol。电解前后分别有以下守恒关系：C(K+)+2C(CU2+)=C(NO,),C(K+)

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

名师点拨

电化学计算的三种常用方法

（1）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出比例式计算。

（2）根据电子守恒计算

①用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，

其依据是电路中转移的电子数相等。

②用于混合溶液中分阶段电解的计算。

（3）根据关系式计算

根据得失电子守恒定律建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的

关系式。

【对点练1】（电解原理分析）（2020.福建福州市高三期末）某研究小组在探究

电化学原理时，如图将盐桥换成n型弯铁丝，当接通直流电源后，石墨①附近溶

液变红。下列判断或预测错误的是（）

NaCl溶液（酚猷）

A.A为电源的正极

B.铁丝左端③附近出现灰绿色沉淀

C.电子移动方向为：Af石墨①一铁丝-＞石墨②一B

D.石墨棒②电极反应式为2c「-2。一。2t

答案AC

解析盐桥换成n型弯铁丝，当接通直流电源后，石墨①附近溶液变红，说

明石墨①是阴极，A为负极，B为正极，石墨②为阳极，故A错误；铁丝左端

③为阳极，Fe-2e-=Fe2+,Fe?+与阴极产生的OH一结合生成Fe（OH）2,很快被

氧化呈灰绿色，铁丝左端③附近出现灰绿色沉淀，故B正确；电子不能在溶液

中移动，故C错误；石墨棒②为阳极，氯离子失电子发生氧化反应，电极反应

式为2C「一2b=C12f,故D正确。

【对点练2】（电子守恒在电解计算的应用）以铅蓄电池为电源，石墨为电

极电解CuSO4溶液，装置如下图。若一段时间后Y电极上有6.4g红色物质析出，

停止电解。下列说法正确的是()

b

，铅蓄电池，

阴离子交换膜

A.a为铅蓄电池的负极

B.电解过程中SO彳向右侧移动

C.电解结束时，左侧溶液质量增重8g

D.铅蓄电池工作时，正极电极反应式为：PbSO4+2e-=Pb4-SOF

答案C

解析Y极有Cu析出，发生还原反应，Y极为阴极，故b为负极，a为正

极，A错误；电解过程中阴离子向阳极移动，B错误；阴极反应式为Cu2++21

=Cu,阳极反应式为2H2O-4e=4H'+O2t,当有6.4gCu析出时，转移

0.2mole,左侧生成1.6gO2,同时有0.1mol(9.6g)SO/进入左侧，则左侧质

量净增加9.6g—1.6g=8g,C正确；铅蓄电池的负极是Pb,正极是PbCh,正极

1

反应式为PbO2+2e+4H+SO5=PbSO4+2H2O,D错误。

/------------------归纳总结------------------

(1)分析电解过程的思维流程

判断：阴、阳极—明确阳极是惰性电极还是活泼电极

分析：电解质溶—找全离子(包括水电离的H+和OH-),

液的离子组成并按阴、阳离子分组

确定：放电离子—排出阴、阳离子在两极的放电顺序，确

或物质定优先放电的微粒

写出:电极反应—判断电极产物,注意溶液的酸碱性、

式、电池反应式产物的溶解性

—解答有关离子浓度、pH、电极产物量

解答问题一的变化，溶液的复原等同题

(2)做到“三看”，正确书写电极反应式

考点二电解原理的拓展应用

【典例2]（2020.湖北黄冈中学高三测试）一种生物电化学方法脱除水体中

NHi的原理如下图所示：

下列说法正确的是（）

A.装置工作时，化学能转变为电能

B.装置工作时，a极周围溶液pH降低

C.装置内工作温度越高，NHj脱除率一定越大

D.电极b上发生的反应之一是：2NO3-2e-=N2t+3O2t

答案B

解析该装置是把电能转化为化学能，故A错误；a极为阳极，电极反应为

+

NH4+2H2O-6e=NO2+8H,所以a极周围溶液的pH减小，故B正确；该

装置是在细菌生物作用下进行的，所以温度过高，导致细菌死亡，NHj脱除率会

减小，故C错误；b极上反应式为2NO3+12H++10e=N2t+6H2O,故D

错误。

【对点练3]（新物质的制备）（2020.陕西榆林市高三一模）利用电解法制取

Na2FeO4的装置图如图所示，下列说法正确的是（电解过程中温度保持不变，溶

液体积变化忽略不计X）

X一,_隔膜L

NaOHNaOHI

溶液㈣上

A室B室

A.Y是外接电源的正极，Fe电极上发生还原反应

B.Ni电极上发生的电极反应为：2H2O—4e-=021+4H+

C.若隔膜为阴离子交换膜，则电解过程中0H一由B室进入A室

D.电解后，撤去隔膜，充分混合，电解液的pH比原来小

答案D

解析铁电极为阳极，Y接电源的正极，铁电极上发生失电子的氧化反应:

Fe+8OH-6e=FeOF+4H2O,故A错误；镶电极为阴极，X接电源的负极，

镇电极上发生的反应为2H2O+2e=H2t+20H,故B错误；在电解池装置

中，阴离子向阳极移动，OET由A室进入B室，故C错误；总反应为2Fe+20H

-+2H2O==FeOF+3H2t,由于反应消耗0H,电解液中OIT浓度降低，pH

比原来小，故D正确。

【对点练4】（电解精炼的拓展应用）金属镶有广泛的用途，粗银中含有Fe、

Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制得高纯度的镖。下列叙述中正确的是（已知：

氧化性Fe2+VNi2+〈Cu2+）（）

A.阳极发生还原反应，其电极反应式为Ni2++2b==Ni

B.电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量相等

C.电解后，溶液中存在的阳离子只有Fe2+和Z/+

D.电解后，电解槽底部的阳极泥中有Cu和Pt

答案D

解析电解时，阳极Zn、Fe、Ni失去电子，发生氧化反应，A项错误；因

氧化性Ni2+>Fe2+>Zn2+,故阴极反应式为Ni2++2e-=Ni,可知，阳极质量减

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；电解后

溶液中的阳离子除Fe2+和Zn2+外,还有Ni2+和水中的H+,C项错误。

【对点练5】（电冶金的拓展应用）研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴

极、熔融CaF2—CaO作电解质，利用图示装置获得金属钙，并以钙为还原剂还

原二氧化钛制备金属钛。下列说法中正确的是（）

co,

A.将熔融CaF2—CaO换成Ca（NO3）2溶液也可以达到相同目的

2

B.阳极的电极反应式为：C+20-4e-=CO2t

C.在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量减少

D.石墨为阳极

答案BD

解析电解Ca（NO3）2溶液，阴极上生成H2,而不是金属钙，A错误；由图

可知，石墨为阳极，阳极上的电极反应式为C+2CP一-4e=C02T,B、D正

确；钛网电极是阴极，阴极上的电极反应式为：2Ca2++4e「=2Ca,钙还原二氧

化钛反应方程式为：2Ca+TiO2=Ti+2CaO,由电子守恒、钙原子守恒知CaO

的总量不变，C错误。

考点三金属的腐蚀原理及防护措施

【典例3]（2020.贵州贵阳摸底）在一块表面无锈的铁片上滴食盐水，放置

一段时间后看到铁片上有铁锈出现。铁片腐蚀过程中发生反应的总化学方程式：

2Fe+2H2O+O2==2Fe（OH）2,Fe（OH）2进一步被氧气氧化为Fe（OH）3,再在一定

条件下脱水生成铁锈，其原理如图所示。

下列说法正确的是（）

A.铁片发生还原反应而被腐蚀

B.铁片腐蚀生成的铁锈可以保护内层的铁不被腐蚀

C.铁片腐蚀过程中负极发生的电极反应：2H2O+O2+4e--4OH-

D.铁片里的铁和碳与食盐水形成了无数微小原电池，发生了电化学腐蚀

答案D

解析结合题图知Fe失电子，化合价升高，被氧化，A项错误；铁锈结构

疏松，不能保护内层金属，B项错误；铁片腐蚀时，Fe作负极，发生氧化反应：

2+

Fe-2e=Fe,C项错误；铁片上的NaCl溶液为铁与碳形成原电池提供了电

解质溶液，D项正确。

【对点练6]（金属腐蚀与防护）（2020.湖北四地七校期末）下列关于金属腐蚀

和保护的说法正确的是（）

A.牺牲阳极的阴极保护法利用电解原理

B.金属的化学腐蚀的实质是：M—〃e==M"+,电子直接转移给还原剂

C.外加直流电源的阴极保护法，在通电时被保护的金属表面腐蚀电流降至

零或接近于零

D.铜碳合金铸成的铜像在酸雨中发生电化学腐蚀时正极的电极反应为：2H

'+2e「「==H2t

答案C

解析牺牲阳极的阴极保护法利用原电池原理，用较活泼的金属作负极先被

氧化，故A错误；金属的化学腐蚀的实质是：金属作还原剂M—=M"+,电

子直接转移给氧化剂，故B错误；外加直流电源的阴极保护法，在通电时被保

护的金属表面腐蚀电流降至零或接近于零，故C正确；铜碳合金铸成的铜像在

酸雨中发生电化学腐蚀时，铜作负极，碳正极的电极反应为：O24-4e-+4H'

=2H2O,故D错误。

【对点练7］（金属腐蚀防护的探究X2020.怀化高三月考）利用如图装置可以

模拟铁的电化学防护。下列说法错误的是（）

A.若X为锌棒，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀

B.若X为锌棒，开关K置于M处，铁极发生氧化反应

C.若X为碳棒，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀

D.若X为碳棒，开关K置于N处，X极发生氧化反应

答案B

解析若X为锌棒，开关K置于M处时，锌作负极，铁作正极被保护，A

项正确、B项错误；若X为碳棒，开关K置于N处，铁连接电源负极作阴极被

保护，C项正确；X连接电源正极作阳极被氧化，D项正确。

【对点练8】（金属腐蚀的快慢）如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被

腐蚀的速率由快到慢的顺序为

Fe,Sn1jFeZn||Fe

塞IIj建11I[菖III]

d)®®

Fe£2ZicuCuj-ll-jFeCuf^^liFe

睫rttr瞳rj—IT睫r|~r(

④⑤⑥

答案⑤④②①③⑥

解析②③④均为原电池，③中Fe为正极，被保护；②④中Fe为负极，均

被腐蚀，但Fe和Cu的金属活动性差别大于Fe和Sn,故Fe-Cu原电池中Fe

被腐蚀的较快。⑤是Fe接电源正极作阳极，Cu接电源负极作阴极的电解腐蚀，

加快了Fe的腐蚀。⑥是Fe接电源负极作阴极，Cu接电源正极作阳极的电解腐

蚀，防止了Fe的腐蚀。根据以上分析可知铁在其中被腐蚀的速率由快到慢的顺

序为⑤>④>②>①>③>⑥。

-----------------归纳总结---------------->

金属腐蚀快慢的判断

(1)对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：电解原理引起的腐蚀>原电

池原理引起的腐蚀,化学腐蚀〉有防护措施的腐蚀。

(2)对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中>弱

电解质溶液中>非电解质溶液中。

(3)活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快。

(4)对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀越快。

真题链接把握高考命脉

1.(2020.课标全国II,12)电致变色器件可智能调控太阳光透过率，从而实

现节能。下图是某电致变色器件的示意图。当通电时，Ag+注入无色WO3薄膜

中，生成AgvWCh,器件呈现蓝色，对于该变化过程，下列叙述错误的是()

固体电解质，只允许Ag,通过

电致变色层(WO0

透明导电层

A.Ag为阳极

B.Ag+由银电极向变色层迁移

C.W元素的化合价升局

D.总反应为：WO3+xAg=AgvWO3

答案C

解析根据题图可知，该装置为电解池，由通电时Ag+注入无色W03薄膜

中，生成AgxWCh,可知Ag为该电解池的阳极，透明导电层为该电解池的阴极,

结合题给信息可写出阳极和阴极的电极反应式分别为Ag—==Ag-和i-Ag++

WCh+xe=AgvWO3o根据上述分析可知Ag为阳极，A项正确；电解池工作

时，Ag+向阴极移动，即Ag+由银电极向变色层迁移，B项正确；结合上述分析

可知W03在阴极发生还原反应，即W元素的化合价降低，C项错误；结合阳极

和阴极的电极反应式可写出总反应为W03+Ag=AgAW03,D项正确。

2.（2020.山东学业水平等级考试，13）采用惰性电极，以去离子水和氧气为原

料通过电解法制备双氧水的装置如图所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误

A.阳极反应为2H20—4e-=4H++O2t

B.电解一段时间后，阳极室的pH未变

C.电解过程中，H'由a极区向b极区迁移

D.电解一段时间后，a极生成的02与b极反应的02等量

答案D

解析结合题图，可知a极上产生02,发生的反应为水被氧化生成02的反

应，即a极为阳极，b极为阴极，电极反应式如表：

电极名称电极反应式

2H20—4e-=4H'+

a极（阳极）

O21

b极（阴极）2H++O2+2e=H2（）2

结合上述分析可知，A项正确；电解一段时间后，溶液中H+浓度未变，即

阳极室的pH未变，B项正确；电解过程中H+通过质子交换膜，从a极区向b

极区迁移，C项正确；由阴、阳极的电极反应式，可知电解一段时间后，b极消

耗02的量是a极生成02的量的2倍，即a极生成的。2与b极反应的。2的量不

相等，D项错误。

3.（2020.浙江1月选考，18）在氯碱工业中，离子交换膜法电解饱和食盐水示

意图如图，下列说法不正确的是（）

A.电极A为阳极，发生氧化反应生成氯气

B.离子交换膜为阳离子交换膜

C.饱和NaCl溶液从a处进，NaOH溶液从d处出

D.OH」迁移的数量等于导线上通过电子的数量

答案D

解析电解池的阳极发生氧化反应，氯离子放电生成氯气，所以电极A为

阳极，故A项正确；在电极B上有水电离的H+放电生成H2,这一极区域c（OH

一）增大，为防止阳极生成的氯气与OH」反应，所以用阳离子交换膜隔开，允许

Na.透过，饱和NaCl溶液从a处进入，NaOH溶液从d处流出，故B项、C项

正确；因用阳离子交换膜隔开，OIF不能透过，故D项错误。答案选D。

4.（20207月浙江选考，21）电解高浓度RCOONa（竣酸钠）的NaOH溶液，

在阳极RCOCT放电可得到R—R（烷妙）。下列说法不正确的是（）

A.电解总反应方程式：2RCOONa+2H2。遽型R—R+2cChf+H2t+

2NaOH

B.RCOO在阳极放电，发生氧化反应

C.阴极的电极反应：2H2O+2e-=2OFF+H2t

D.电解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可与NaOH反应，故电解后不能得到CO2,A项错误；阳极发生

失电子的氧化反应，B项正确；阴极得电子，电极反应为2H2O+2e==20H^

+H2t,C项正确；根据电解RCOONa的NaOH溶液生成R—R可知，电解

CH3COONa、CH3cH2coONa和NaOH的混合溶液，CH3—、CH3cH2—可结合

成乙烷、丙烷、丁烷，D项正确。

5.（2019.江苏化学，10）将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于

如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是

铁、炭‘

混合物

A.铁被氧化的电极反应式为Fe—3b=Fe3‘

B.铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能

C.活性炭的存在会加速铁的腐蚀

D.以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀

答案C

解析A项，铁和炭的混合物用NaCl溶液湿润后构成原电池，铁作负极，

铁失去电子生成Fe?+,电极反应式为Fe—2e「^=Fe2+,错误；B项，铁腐蚀过程

中化学能除了转化为电能外，还可转化为热能等，错误；C项，构成原电池后，

铁腐蚀的速率变快，正确；D项，用水代替NaCl溶液，Fe和炭也可以构成原电

池，Fe失去电子，空气中的02得到电子，铁发生吸氧腐蚀，错误。

6.（2020.北京卷）电化学制备H2O2的方法。

已知反应2H2O2=2H2O+O2t能自发进行，反向不能自发进行，通过电解

可以实现由H2O和02为原料制备H2O2,如图为制备装置示意图。

r|电源卜

高选择性催化剂质子交换膜

①a极的电极反应式是________________________________________

②下列说法正确的是。

A.该装置可以实现电能转化为化学能

B.电极b连接电源负极

C.该方法相较于早期制备方法具有原料廉价，对环境友好等优点

答案①O2+2H卜+25=氏。2②AC

解析①a为阴极，a极的电极反应式是O2+2H++2e-=H2O2；②A.根据

图示，该装置有电源，属于电解池，电解池是将电能转化为化学能的装置，故A

正确；B.电极b为阳极，电解池阳极与电源正极连接，故B错误；C.该装置的总

反应为2H2。+02==2出02,根据反应可知，制取双氧水的原料为氧气和水，来

源广泛，原料廉价，对环境友好等优点，故C正确。

课时演练提升学科素养

一'选择题（本题包括8小题，每小题只有一个选项符合题意）

1.下列现象与电化学腐蚀无关的是（）

A.生铁比纯铁易生锈

B.纯银饰品久置表面变暗

C.黄铜（铜锌合金）制品不易产生铜绿

D.与铜管连接的铁管易生锈

答案B

解析A项，生铁能够构成原电池，所以比纯铁易生锈；B项，纯银不符合

构成原电池的条件，故它表面变暗与电化学腐蚀无关；C项，铜锌合金能构成原

电池，锌做负极被氧化，铜被保护不易腐蚀；D项，铜管与铁管连接构成原电池,

铁做负极，易被腐蚀。

2.下列描述不符合生产实际的是（）

A.电解熔融的氧化铝制取金属铝时用铁做阳极

B.电解法精炼粗铜时用纯铜做阴极

C.电解饱和食盐水制烧碱时用涂锲碳钢网做阴极

D.在镀件上电镀锌时用锌做阳极

答案A

解析铁做阳极时，铁发生氧化反应生成Fe2+,在阴极析出使铝不纯。

3.（202。天津市实验中学高三模拟）以石墨为电极，电解KI溶液（含有少量

的酚醐和淀粉）。下列说法错误的是（）

A.阴极附近溶液呈红色B.阴极逸出气体

C.阳极附近溶液呈蓝色D.溶液的pH变小

答案D

解析以石墨为电极，电解KI溶液，发生的反应为2KI+2H2。里堡2KoH

+H2t+12(类似于电解饱和食盐水)，阴极产物是H2和K0H,阳极产物是12。

由于溶液中含有少量的酚猷和淀粉，所以阳极附近的溶液会变蓝(淀粉遇碘变

蓝)，阴极附近的溶液会变红(溶液呈碱性)，A、B、C正确；由于电解产物有K0H

生成，所以溶液的pH逐渐增大，D错误。

4.(2020.河北保定市高三期末)用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比

为1：3的CuSO4和NaCl的混合溶液，可能发生的反应有()

2++

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

②C/++2C「止鲤Cu+CLt

(3)2Cr+2H2O-£^H2f+CI2t+2OH

④2H20^^=2H2t+O2t

A.①②③B.①②④

C.②③④D.②④

答案C

解析用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积之比为1：3的CuSCU和

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

mol,«(NaCl)=«(Cr)=3molo第一阶段：阳极上C「放电、阴极上C#+放电，

当铜离子完全反应时消耗2moic「，所以还剩余lmolC「，此时发生的电解反

应式为②；第二阶段：阳极上C「放电，阴极上H2O放电，当C「完全反应前，

发生的电解反应式为③；第三阶段：电解Na2s04和NaOH的混合溶液，发生的

电解反应式为④；故合理选项是C。

5.(2020.山东等级模拟考江业上电解NaHSCh溶液制备Na2s2。8。电解时，

阴极材料为Pb；阳极(粕电极)电极反应式为2HSO3—2e-—S201+2H+。下列

说法正确的是()

A.阴极电极反应式为Pb+HSCU—2e-PbS04+H+

B.阳极反应中S的化合价升高

C.S20l中既存在非极性键又存在极性键

D.可以用铜电极作阳极

答案C

解析A选项，阴极发生还原反应；B选项，S201的结构为

oo

IIII,

Eo—s—（）—（）—s—o]2-

（"）,S为+6价，。为一2、一1价；D选项，若用铜作阳极则

铜被氧化而溶解。

6.某校活动小组为探究金属腐蚀的相关原理，设计了如下装置（图a）。图a

的铁棒末段分别连上一块Zn片和Cu片，并静置于含有K3[Fe（CN）6]及酚献的混

合凝胶上，一段时间后发现凝胶的某些区域发生了变化（图b）o下列说法错误的

是（）

一段时间后,

图卜

A.甲区发生的电极反应式：Fe—2e-=Fe2^

B.乙区产生Zi?+

C.丙区呈现红色

D.丁区呈现蓝色

答案A

解析图a中为两种情况的吸氧腐蚀。锌比铁活泼，锌为负极：Zn—2e「

=Zn2,铁为正极：02+4e-+2H2O^=4OH,A项错误、B项正确；铁比铜

活泼，铁为负极，生成的Fe2+与[Fe（CN）6p一结合产生蓝色沉淀，铜电极产生0H

，丙区遇酚酰变红色，C、D项正确。

7.（2021.江西南昌高三摸底）利用质子传导型固体氧化物电解池将乙烷转化为乙

烯，示意图如图。下列说法正确的是（）

固体电解质

A.电极a与电源的负极相连

B.固体电解质中质子向a极移动

+

C.电极b的电极反应式是CO2+2e+2H=CO+H2O

D.电路中每通过2mol电子时理论上可产生22.4L乙烯

答案C

解析由题图可知，a极发生氧化反应，a为阳极，电极反应式为C2H6—2e

-C2H4+2H',b极为阴极，电极反应式为CO2+2e+2H=CO+H2OO

C2H6-C2H4,C的化合价升高，发生氧化反应，故电极a为阳极，与电源的正极

相连，A项错误；电解池中阳离子向阴极移动，即质子向b极移动，B项错误；

未指明标准状况，无法求得乙烯的体积，D项错误。

8.普通电解精炼铜的方法所制备的铜中仍含杂质，利用下面的双膜（阴离子

交换膜和过滤膜）电解装置可制备高纯度的Cu。下列有关叙述中正确的是（）

电极aI-------二|电源户------电极b

CU（NO.,）2阳极液

溶液'

——|净化装置|—

A.电极a为粗铜，电极b为精铜

B.甲膜为过滤膜，可阻止阳极泥及漂浮物杂质进入阴极区

C.乙膜为阴离子交换膜，可阻止杂质阳离子进入阴极区

D.当电路中通过1mol电子时，可生成32g精铜

答案D

解析由题意结合电解原理可知，电极a是阴极，为精铜，电极b是阳极，

为粗铜，A项错误；甲膜为阴离子交换膜，可阻止杂质阳离子进入阴极区，B项

错误；乙膜为过滤膜，可阻止阳极泥及漂浮物杂质进入阴极区，C项错误；当电

路中通过Imol电子时，可生成0.5mol铜，其质量为32g,D项正确。

二、选择题（本题包括4小题，每小题有一个或两个选项符合题意）

9.实验室可以用苯乙酮间接电氧化法合成苯甲酸，原理如图所示，下列说

法不正确的是（）

o

II^

/X/C、1071,⑷㊀

小于a

A.这个装置是将电能转化为化学能

B.阴极反应是2H++25-H2t

C.阳极厂失去电子后的产物与OH-反应的离子方程式为I2+2OH=F+

10+H2O

D.此装置需要定期向电解质溶液中添加KI溶液

答案D

解析A.根据装置图可知，该装置为电解池，将电能转化为化学能，故A

正确；B.根据装置图可知，右边电极为阴极，氢离子得电子发生还原反应，反应

是2H++2屋==H2f,故B正确；C.左边电极为电解池的阳极，「失电子发生氧

化反应，电极反应式是2「-2e==h,所以阳极I失去电子后的产物与OIF反

应的离子方