高考总复习 化学 （人教版）第六章 第3讲

第3讲电解池、金属的腐住与防护

【2020•备考】

最新考纲：1.理解电解池的构成、工作原理及应用。2.能书写电极反应和总反应方

程式。3.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的

措施。

核心素养：1.变化观念与平衡思想：认识化学变化的本质是有新物质生成，并伴

有能量的转化；能多角度、动态地分析电解池中发生的反应，并运用电解池原理

解决实际问题。2.科学精神与社会责任：肯定电解原理对社会发展的重大贡献，

具有可持续发展意识和绿色化学观念，能对与电解有关的社会热点问题做出正确

的价值判断。

考点一电解原理

（频数：★★★难度：★★☆）

名师课堂要点梳理夯基固本

>>名师课堂导语电解原理是电化学重要的理论基础，掌握好放电顺序，总结好

电解规律，是解答好电解原理应用题的前提。另外对于设题方式多且灵活多变的

实物图分析问题，应加以关注。

1.电解定义

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。

2.能量转化形式

电能转化为化学能。

3.电解池

（1）构成条件

①有与电源相连的两个电极。

②电解质溶液（或熔融盐）。

③形成闭合电路。

（2）电极名称及电极的反应式（如图）

电极名称：区邀‘电极名称：阴极

反应类型：驾传反应反应类型：坦用反应

电极反应式：.电极反应式：Cu2*+2e-=Cu

2Cr-2e--CUf

（3）电子和离子的移动方向（惰性电极）

4.电解过程

（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、阳两组。

（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'>Zn2'>H'（水）海产一片

+>Na+>Ca2+>K+。

阳极：活泼电极>亡江渔最高价含氧酸根离子。

（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。

I名师课堂实录I

1.不要忘记水溶液中的H=和0H，不要把H+、OFT误加到熔融电解质中。

2.最常用的放电顺序：阳极：活泼金属（一般指Pt、Au以外的金属）>C厂>OEr；

阴极：Ag+>Fe3+>Cu2+>H\但如果离子浓度相差十分悬殊，离子浓度大的也可以

先放电，如理论上H+的放电能力大于Zi?+,由于溶液中c（Zn2+）2c（H*）,则

2++

先在阴极上放电的是Zn2+,例如铁上镀锌时，放电顺序：Zn>HO

5.惰性电极电解电解质溶液的产物判断（图示）

阴离子

-s2-

r

放也生碱型Q电解电解质型

（如Na。、MgBrJ等（如CuCk、H。等）

ci-

Fe2+H\阳离子

Na'Mg2,Zn2>OHCu2+Fe3+Ag+

NO；

电解水型放生酸型

（如H,SO|、NaOH、SQt（如CuSO八AgNO：1等）

Na2sbi等）

［速查速测］

1.（易混点排查）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（J）

（2）电解CuCL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（X）

（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（X）

（4）电解盐酸、硫酸等溶液，H+放电，溶液的pH逐渐增大（X）

（5）用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，加入Cu（OH）2可使电解质溶

液恢复到电解前的情况（X）

2.（教材知识拓展题）要实现反应：CU+2HC1=CUC12+H2t,设计了下列四个

实验，你认为可行的是（）

解析铜与盐酸不能直接发生反应，由于不是能自发进行的氧化还原反应，故不

能设计成原电池，即A、B选项不符合；由于铜失去电子，故铜作阳极，与电源

的正极相连，选项C符合。

答案C

3.（探究思考题）用惰性电极电解2moi【-iNaCl和1molL-1CuSCU的混合溶液,

可看做两个电解阶段，试判断在两个阶段中阴、阳两极得到的产物是什么？并写

出相应的电极反应式。

第一阶段：阳极产物,电极反应

_____________________________________________________________________;

阴极产物，电极反应

第二阶段：阳极产物,电极反应

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

阴极产物,电极反应

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

答案Ch2Cr-2e==C12t

CuCu21+2e=Cu

-

O240H^-4e=2H2O+02t

H24H++4e-=2H2t

题组诊断扣点专练通法悟道

「A组基础知识巩固］

1.下列装置的线路接通后，经过一段时间，溶液的pH明显减小的是()

解析A项，该装置是原电池装置，H+放电生成氢气，溶液的pH增大，A项错

误；B项，阳极：Cu-2e-+2OH=Cu(OH)2i,阴极：2H2。+2广=112f

通电

+2OH-,总反应为：Cu+2H20—Cu(OH)2+H2t,pH增大，B项错误；

通电

电解食盐水，总反应为：2NaCl+2H2O^=2NaOH+H2t+Cbt,生成氢氧化

钠使溶液的pH增大，C项错误；电解硫酸铜溶液的总反应为：2CuSO4+

通电

2H20—2CU+O2t+2H2SO4,溶液的pH减小，D项正确。

答案D

2.下图为直流电源电解稀Na2sCU溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别

滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是()

allb

--三•_•_T-三.――

A.逸出气体的体积，a电极的小于b电极的

B.一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体

C.a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色

D.a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色

解析电解Na2sCU溶液时，a为阴极：4H'+4e=2H2t,b为阳极：40H-

4e=02t+2H2O；a极周围由于H+放电溶液呈碱性，石蕊显蓝色，b极周围由

于0H放电溶液呈酸性，石蕊显红色。

答案D

3.（2018•河南豫南九校质量考评）如图所示，在一定电压下用惰性电极电解由等

物质的量浓度的FeCb、HC1组成的混合溶液。已知在此电压下，阴、阳离子根据

放电能力顺序，都可能在阳极放电，下列分析正确的是（）

A.Ci电极上的电极反应式为2H2O+2e==2OH-+H2t

B.Ci电极处溶液首先变黄色

C.C2电极上可依次发生的电极反应为Fe?+—e=Fe3\2C1_2e=Cht

D.当Ci电极上有2g物质生成时，就会有2NA个电子通过溶液发生转移

解析。电极与电源的负极相连，作阴极，溶液中的H+在阴极放电，电极反应

式为2H++2e「=H2t,A错误；Ci电极上丁放电生成H2,C2电极与电源的正

极相连，作阳极，Fe2+的还原性强于C「，则依次发生的电极反应为Fe2+—广一

Fe3\2c「-2e--Cbt,故C2电极处溶液首先变黄色，B错误，C正确；电子

只能通过导线传递，不能通过溶液传递，D错误。

答案C

【原创总结】

以惰性电极电解电解质溶液的类型和规律

类型放电规律电解质（水溶液）

H+、0H-放电，电解质形成的阳离子要么含氧酸（如H2s04）

是H+,要么是放电顺序排在H+之后的活

电解水型泼性较强的金属对应的阳离子；阴离子要

强碱（如NaOH）

么是0H,要么是放电顺序排在0H一之

后的含氧酸根等。

活泼金属的含氧酸盐

电解质形成的阴、阳离子放电，电解质电无氧酸（如HC1）,除HF

电解电离形成的阴、阳离子要么是H+、OH-,外

解质型要么是放电顺序排在H+、OH一之前的对不活泼金属的无氧酸盐

应离子。（如CUC12）,除氟化物外

阳离子为放电顺序排在H+之后的金属阳

放H2生碱活泼金属的无氧酸盐（如

离子；阴离子为放电顺序排在OFT之前的

型NaCl）

阴离子。

阳离子为放电顺序排在H+之前的金属阳

放。2生酸不活泼金属的含氧酸盐

离子；阴离子为放电顺序排在OFT之后的

a（如CuSOG

阴离子。

说明：请同学们写出上述实例中的半反应和总反应的离子方程式，并分析电解后

溶液的pH变化。

[B组考试能力过关]

4.（海南高考）以石墨为电极，电解KI溶液（其中含有少量酚肤和淀粉）。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

通电

解析以石墨为电极，电解KI溶液，发生的反应为2KI+2H2O=2KOH+

H2t+12（类似于电解饱和食盐水），阴极产物是H2和KOH,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KOH生

成，所以溶液的pH逐渐增大，D错误。

答案D

5.（北京高考）用石墨电极电解CuCb溶液（见图）。下列分析正确的是（）

---------1直流L电源I——

t

K

男

A.a端是直流电源的负极

B.通电使CuCb发生电离

C.阳极上发生的反应：Cu2+4-2e==Cu

D.通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体

解析根据溶液中离子移动方向可知，U型管左侧电极是阴极，连接电源的负极,

a端是电源的负极，A正确；通电使CuCb发生电解，不是电离，B错误；阳极发

生氧化反应，C「在阳极放电2c「-2e=C12t,C错误；C「发生氧化反应，在

阳极放电生成Cb,D错误。

答案A

6.（1）（2017•江苏高考）电解Na2co3溶液，原理如图所示。阳极的电极反应式

为，

阴极产生的物质A的化学式为.

A

阳极,」11v^阴极

二二;fNaOH溶液

NaHCO,溶液一

二二Na,------

Na2co籀液T—l-稀NaOHi容液

阳离子交换膜

（2）（2015・山东高考）利用LiOH和钻氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH

可由电解法制备，钻氧化物可通过处理粘渣获得。

利用如图所示装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B

极区电解液为_________________________________________________________

溶液(填化学式)，阳极电极反应式为，

电解过程中L/向电极迁移(填"A”或"B”)。

解析(1)电解Na2cCh溶液，实际上是电解水，观察电解池装置可知，阳极产

物有NaHCCh和02,则阳极反应式为4C0F+2H2O-4e-=4HCO3+02t,阴

极发生还原反应，2H20+2。=H2t+20H,产物为H2。

(2)根据电解装置图，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液，B极区产生

氏，电极反应式为2H20+2b=比f+20H,OH-与Li卡结合生成LiOH,所以

B极区电解液应为LiOH溶液，B电极为阴极，则A电极应为阳极，阳极区电解

液应为LiCl溶液，电极反应式为2c「一21-02t。电解过程中，阳离子向阴

极迁移，则Li卡向B电极迁移。

答案(1)4COr+2H2O-4e=4HCO?+O2fH2

(2)LiOH2Cr-2e-=ChtB

考点二电解原理的应用

（频数：★★★难度：★★☆）

名师课堂要点梳理夯基固本

>>名师课堂导语电解原理的综合应用是高考考查的重要内容，在掌握好电解原

理基本应用的基础上，要特别关注电解在物质制备、污水处理等方面的拓展应用，

在分析电解装置时，应注意半透膜的作用。

1.电解饱和食盐水

（1）电极反应

阳极反应式：2c「-2e-Cbt（氧化反应）

阴极反应式：2H*+2e—=H2t（还原反应）

（2）总反应方程式

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

离子反应方程式：2c子+2出0纯且2OIT+H2t+CI2t

（3）应用：氯碱工业制烧碱、氢气和氯气

阳极：钛网（涂有钛、钉等氧化物涂层）。

阴极：碳钢网。

阳离子交换膜：

①只允许阳离子逋过，能阻止阴离子和气体通过。

②将电解槽隔成阳极室和阴极室。

2.电解精炼铜

「丁厂阳极:粗铜

电"（的型材对"L阴极:纯铜

解

精

炼-阳极（含Zn、Ni、Ag、Au等杂质）

铜

■（两极反应）-Zn-2e=Zn2\Ni-2e==Ni"

Cu-2e=CV*（主要反应）

.阴极:Cu2>2e-=Cu

3.电镀铜

电

镀

铜

4.电冶金

利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等

总方程式阳极、阴极反应式

2C1-2e=Cht

冶炼钠2NaCl（熔融）=^£2Na+Cl2t

2Na'+2e-=2Na

2c「一2b=02t

冶炼镁MgCh（熔融）-^-Mg+Cht

Mg2++2e-=Mg

6。2—）2e,=3O2t

冶炼铝2Al2O3（熔融）里鲤4A1+3O2t

4AF+12>=4Al

I名师课堂实录I

由于A1C13为共价化合物熔融状态下不导电，所以电解冶炼铝时，电解的为熔点

很高的氧化铝，为降低熔点，加入了助熔剂冰晶石（Na3AlF6）;而且电解过程中，

阳极生成的氧气与石墨电极反应，所以石墨电极需不断补充。

［速查速测］

1.（易混点排查）正确的打“J”，错误的打“X”

（1）电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c（Ci?+）均保持不变（X）

（2）电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料（X）

（3）电解冶炼镁、铝通常电解MgCb和AbCh,也可以电解MgO和AlCb（X）

（4）电解精炼时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料（J）

（5）用Zn作阳极，Fe作阴极，ZnCL作电解质溶液，由于放电顺序H+>Zn2+,

不可能在铁上镀锌（X）

2.（教材改编题）（1）（LK选修4-Pi83改编）电解精炼铜时，如果转移0.04mol

电子，阴极材料的质量将增加L^g。

（2）（RJ选修4P834改编）电解饱和食盐水时，从阴极逸出2.24L氢气，从阳极

逸出空气体，逸出气体的体积为2.24L（在标准状况下,不考虑气体溶解）。

3.（思维探究题）比较下列两种装置有哪些不同？

pl—1

精铜J粗铜

匚*二二二.「CuS。।

生三叁3溶液

电镀铜实验装置电解精炼铜装置

甲乙

（1）请分析两装置中各电极的质量变化?

（2）请分析两装置中电解质溶液浓度的变化?

答案（1）甲图中铜片质量减小，铁制品质量增加；乙图中粗铜质量减小，精铜

质量增加

（2）甲图中CuS04溶液浓度几乎未变化，因为阳极溶解多少铜，阴极就析出多

少铜；乙图中CuS04溶液浓度逐渐变小，因为粗铜中混有Zn、Fe等杂质，放电

后转化成Zn?+、Fe2+等离子，此时Ci?+会转化为Cu,造成C11SO4溶液浓度减小

题组诊断扣点专练通法悟道

[A组基础知识巩固]

1.利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用。下列说法正确的是

A.氯碱工业中，X电极上反应式是4OH--4e-=2H2O+O2t

B.电解精炼铜时，Z溶液中的Ci?+浓度不变

C.在铁片上镀铜时，Y是纯铜

D.制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁

解析氯碱工业中阳极是。放电生成C12；电解精炼铜时阳极粗铜溶解，粗铜中

混有Zn、Fe等杂质，放电后转化为Zn2+、Fe2+,阴极Ci?+放电析出Cu,溶液中

C/+浓度变小；铁片上镀铜时，阴极应该是铁片，阳极是纯铜。

答案D

2.（物质制备）（2018•武汉市部分学校调研）在电解液不参与反应的情况下，采

用电化学法还原CO2可制备ZnC2O4,原理如图所示。下列说法正确的是（）

三二电解液I二三二电解液II二

阳离了•交换膜

A.电解结束后电解液H中c（Zn2+）增大

B.电解液I应为ZnSCU溶液

C.Pt极反应式为2co2+2e--C2OK

D.当通入44gCO2时，溶液中转移1mol电子

解析因为右室Zn失去电子生成Zn2+,溶液中的Zn2+通过阳离子交换膜进入左

室，根据电荷守恒，阴离子浓度不变，c（Z/-）不变，A项错误；右室生成的

Z/+通过阳离子交换膜进入左室与生成的C20仁结合为ZnC2O4,因此，电解液I

为稀的ZnC2O4溶液，不含杂质，电解液H只要是含Z/+的易溶盐溶液即可，B

项错误；Pt极反应式为2co2+2e=C2Cr,C项正确；当通入44gCO2时，外

电路中转移1mol电子，溶液中不发生电子转移，D项错误。

答案C

3.(废气处理)(2018•湖南三湘而名校教育联盟第三次大联考)[Fe(CN)矛

K,[Fe(CN),J与

KHCO/昆合溶液

可将气态废弃物中的硫化氢氧化为可利用的硫，自身被还原为[Fe(CN)6]4-O工

业上常采用如图所示的电解装置，通电电解，然后通入H2s加以处理。下列说法

不正确的是()

4-3-

A.电解时,阳极反应式为[Fe(CN)6]-e-=[Fe(CN)6]

B.电解时，阴极反应式为2HCO,+2e==H2t+2C0F

C.当电解过程中有标准状况下22.4LH2生成时，溶液中有32gs析出(溶解忽略

不计)

D.整个过程中需要不断补充K4「Fe(CN)6]与KHCO3

解析电解时，阳极上[Fe(CN)6]4-失去电子，阳极的电极反应式为[Fe(CN)

6]4--e=[Fe(CN)6]3-,A正确；阴极上HC03放电，发生还原反应，阴极反

应式为2HCO3+2e-=H2t+2C0＞，B正确；标准状况下22.4LH2的物质的量

为1mol,则转移2moi电子。H2s失去2moi电子，生成1mol单质S,即析出

32gS,C正确；根据以上分析可知，反应的结果相当于是H2s被电解生成H2和

S,所以不需要补充K4Fe(CN)6]和KHCO3,D错误。

答案D

【方法技巧】

电化学中定量计算方法

1.根据电子守恒计算

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.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。

3.根据关系式计算

根据得失电子守恒定律关系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。

[B组考试能力过关]

4.（2018•课标全国1,13）最近我国科学家设计了一种CCh+H2s协同转化装置,

实现对天然气中CO2和H2s的高效去除。示意图如图所示，其中电极分别为ZnO@

石墨烯（石墨烯包裹的ZnO）和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：

①EDTA-Fe?'-e-EDTA-Fe3+

②2EDTA-Fe3++H2s=2EF+S+2EDTA-Fe2+

该装置工作时，下列叙述错误的是（）

Zn@O

石

墨

烯

天然气||天然气

（04”8等）（8”82，146等）

质子交换膜

阴极的电极反应：+-

A.CO2+2H+2e=CO+H2O

协同转化总反应：

B.CO2+H2S=CO+H2O+S

C.石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低

D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需为酸性

解析阴极发生还原反应，氢离子由交换膜右侧向左侧迁移，阴极的电极反应式

为CO2+2e-+2H-==CO+H2O,A项正确；结合阳极区发生的反应，可知协同

转化总反应为CO2+H2S=S+CO+H2O,B项正确；石墨烯作阳极，其电势高

于ZnO@石墨烯的，C项错误；Fe3\Fe?+在碱性或中性介质中会生成沉淀，它

们只稳定存在于酸性较强的介质中，D项正确。

答案C

5.（2016•课标全国I,11）三室式电渗析法处理含Na2s04废水的原理如图所示,

采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na，

和SO/可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。

bfd

浓NaRO,溶液

下列叙述正确的是（）

A.通电后中间隔室的SOf离子向正极迁移，正极区溶液pH增大

B.该法在处理含Na2so4废水时可以得到NaOH和H2s。4产品

C.负极反应为2H2。-4e-=O2+4H+,负极区溶液pH降低

D.当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.5mol的。2生成

解析电解池中阴离子向正极移动，阳离子向负极移动，即SO仁离子向正极区移

动，Na+向负极区移动，正极区水电离的OH一发生氧化反应生成氧气，H'留在正

极区，该极得到H2s04产品，溶液pH减小，负极区水电离的H+发生还原反应生

成氢气，OET留在负极区，该极得到NaOH产品，溶液pH增大，故A、C项错

误，B正确；该电解池相当于电解水，根据电解水的方程式可计算出当电路中通

过1mol电子的电量时，会有0.25mol的。2生成，错误。

答案B

6J2018•课标全国I,27（3）］制备Na2s2。5也可采用三室膜电解技术，装置如图

所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSCh和Na2so3。阳极的电极反应式为

电解后，室的NaHSCh浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到

Na2s2O5。

阳离子交换膜

稀H2soiSO?碱吸收液

解析阳极发生氧化反应：2H2O_4e=4H+02t（^,40H—4e=2H2O+

02t）,阳极室H+向a室迁移，a室中的Na2s03转化成NaHSCh。阴极发生还原

反应，析出H2,0H-增多，Na+由a室向b室迁移，则b室中Na2s。3浓度增大。

+-

答案2H2O-4e-=4H+O2t4OH-4e"=2H2O+O2t）a

考点三金属的腐蚀与防护

（频数：难度：★☆☆）

各用课堂I要点梳理夯基固本

》〉名师课堂导语金属的腐蚀与防护，是电化学的重要组成部分，虽然考查力度

没有新型电源和电解应用频率高，但作为考点知识轮换，在近几年的考题中时有

出现，复习时应特别关注两种电化学防腐（牺牲阳极的阴极保护法外、外加电流

的阴极保护法）。

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

（1）化学腐蚀与电化学腐蚀

类型化学腐蚀电化学腐蚀

金属与干燥气体（如。2、C12、

不纯金属或合金跟电解质溶液

条件S。?等）或非电解质液体（如石

接触

油）等接触

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）析氢腐蚀与吸氧腐蚀

以钢铁的腐蚀为例进行分析:

类型析氢腐蚀吸氧腐蚀

条件水膜酸性较强（PHW43）水膜酸性很弱或呈中性

电极材负极Fe：Fe-2b=Fe2+

料及反

正极C：2H++2e==H2tC：O2+2H2O+4e-=40ir

应

总反应式Fc±2旦:^士旦2上2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2

联系吸氧腐蚀更普遍

I名师课堂实录I

1.电解质所处环境决定金属的腐蚀方式：若电解质酸性较强，如NH40、H2s04

等，则发生析氢腐蚀，相当于金属与酸构成原电池；若电解质为弱酸、中性、弱

碱，则发生吸氧腐蚀，相当于金属、氧气构成燃料电池。

2.两种腐蚀正极的现象不同：析氢腐蚀正极产生H2,气体压强变大，pH增大；

吸氧腐蚀正极吸收02,气体压强变小，pH增大。

3.金属的防护

（1）电化学防护

①牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理

a.负极：比被保护金属活泼的金属；

b.正极：被保护的金属设备。

②外加电流的阴极保护法一一电解原理

a.阴极：被保护的金属设备；

b.阳极：惰性金属。

（2）改变金属的内部结构组成，如制成合金、不锈钢等。

（3）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。

I名师课堂实录I

我们通常把原电池的两极叫做正极和负极，电解池的两极叫做阳极和阴极，但实

际上，我们把失电子发生氧化反应的电极都统称为阳极，即原电池的负极也称为

阳极，这种叫法在教材上也有所体现。

LK选修4P21铜锌原电池装置（2）示意图

e-

RJ选修4P86牺牲阳极的阴极保护法示意图

［速查速测］

1.（易混点排查）正确的打“，错误的打“X”

（1）Al、Fe、Cu在潮湿空气中腐蚀均生成氧化物（X）

（2）钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe—3e-=Fe3+（X）

（3）在潮湿空气中，钢铁表面形成水膜，金属发生的一定是吸氧腐蚀（X）

（4）所有金属纯度越大，越不易被腐蚀（X）

（5）黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿（J）

（6）生铁比纯铁容易生锈（J）

2.（教材改编题）如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺

序为（）

FeFeZnFeFeC,npH^qFeCu<^|Pe

A.②①③④⑤⑥B.⑤④③①②⑥

C.⑤④②①③⑥D.⑤③②④①⑥

解析①是铁发生化学腐蚀。②③④均为构成原电池，由金属的活动性可知，③

中铁作正极，受到保护；②、④中铁作负极受到腐蚀，由于Fe和Cu的金属活泼

性相差较Fe和Sn的大，故Fe-Cu原电池中Fe被腐蚀更快。⑤⑥为电解池，⑤

中铁作阳极，加快了Fe的腐蚀，⑥中铁作阴极受到保护。根据以上分析可知，铁

在其中被腐蚀由快到慢的顺序为⑤②>①下③〉⑥。

答案C

3.（思维探究题）写出钢铁、铜制品在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀生成铁锈、铜

绿的原理。

（1）铁锈的形成

负极：_______________________________________________________________

正极：_____________________________________________________________

（2）铜锈的形成

负极：________________________________________________________________

正极：_______________________________________________________________

解析(1)铁锈的形成

负极：2Fe—4e=2Fe2'

正极：O2+4e+2H2O=4OH

2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2

4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3

2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(铁锈)+(3—x)H2O

(2)铜锈的形成

负极：2Cu—4e「=2Cu2+

正极：O2+2H2(D+4e=4OH

2CU+2H2O+O2=2CU(OH)2

2Cu(OH)2+CO2=Cu2(OH)2CO3(铜绿)+H2O

答案见解析

题组诊断扣点专练通法悟道

[A组基础知识巩固]

1.（2018•郑州高三模拟）一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下表:

pH2466.5813.514

腐蚀快慢较快慢较快

主要产物Fe2+FesO4Fe2O3FeOi

下列说法错误的是（）

A.当pH<4时，碳钢主要发生析氢腐蚀

B.当pH>6时，碳钢主要发生吸氧腐蚀

C.当pH>14时，正极反应为。2+4++4b=2H2O

D.在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓

解析C项正极反应为。2+4「+2H2O=4OH—。

答案C

2.钢铁的防护有多种方法，下列对于图中的方法描述错误的是（）

钢

铁

闸

门遹-米-二■:二

-------钿助电机-

A.a、b以导线连接，辅助电极发生氧化反应

B.a、b以导线连接或以电源连接，辅助电极的材料可能都含有Zn

C.a、b分别连接直流电源，通电后外电路电子被强制从辅助电极流向钢铁闸门

D.a、b分别连接直流电源的负极、正极，该方法是牺牲阳极的阴极保护法

解析a、b以导线连接，即为牺牲阳极的阴极保护法，则辅助电极要作负极，发

生氧化反应，A项正确；a、b以导线连接或以电源连接，辅助电极都是发生氧化

反应，Zn比较活泼，要失去电子，B项正确；通电后，被保护的钢铁闸门作阴极,

辅助电极作阳极，因此通电后外电路电子被强制从辅助电极流向钢铁闸门，C项

正确；由于有外加电源，故此方法为外加电流的阴极保护法，D项错误。

答案D

3.（2018・河南罗山模拟）某学生为探究铜生锈的过程设计如图所示装置，下列选

项正确的是（）

A.一段时间后C棒上有气泡冒出，附近的溶液变为红色

B.一段时间后溶液中会有蓝色沉淀产生

C.Cu棒为正极，电极反应式：Cu—2e^=Ci?-

D.C棒为正极，电极反应式：2H'+2b=H2f

解析由于铜的金属活动性比氢弱，在电解质溶液中发生吸氧腐蚀，负极：

Cu—2e^^=Cu2,正极：02+4e+2H2O^=4OH^,溶液中，Cu2+2OH^^=

Cu（OH）2I,所以B选项正确。

答案B

【规律总结】

电化学腐蚀规律

1.对同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液中〉弱电解质溶液中〉非电解

质溶液中；活动性不同的两金属，活动性差别越大，活动性强的金属腐蚀越快。

2.对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快，且氧化剂的浓度

越高，氧化性越强，腐蚀越快。

3.从防腐措施方面分析，腐蚀的由慢到快的顺序为：外加电流的阴极保护法防腐＜

将牲阳极的阴极保护法防腐〈有一般防护条件的防腐〈无防护条件的防腐。

4.不同类型腐蚀快慢：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。

「B组考试能力过关］

4.（2017•课标全国I,11）支撑海港码头基础的防腐技术，常用外加电流的阴极

保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关

表述不正确的是（）

—一直流电源

钢管桩

不一高硅铸铁

海水

A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零

B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩

C.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流

D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整

解析钢管桩接电源的负极，高硅铸铁接电源的正极，通电后，外电路中的电子

从高硅铸铁（阳极）流向正极，从负极流向钢管桩（阴极），A、B正确；C项，

题给信息高硅铸铁为“惰性辅助阳极”不损耗，错误。

答案C

5.（2018•北京理综）验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下（烧杯内均为经过酸

化的3%NaCl溶液）。

①②③

一段时间后滴入tK3[Fe(CN)JKJFe（CN）J

Zn£Ve(溶液

（）I溶液

-KJFeCN小容液三口时间'后J

Zfly产IB晶愿雕］取出的少

生最Fc附近

口I的溶液的溶液

在Fe表面生成蓝色沉淀试管内无明显变化试管内生成蓝色沉淀

下列说法不正确的是（）

A.对比②③，可以判定Zn保护了Fe

B.对比①②，K3［Fe（CN）6］可能将Fe氧化

C.验证Zn保护Fe时不能用①的方法

D.将Zn换成Cu,用①的方法可判断Fe比Cu活泼

解析②中Zn作负极，发生氧化反应生成Zn2+,Fe作正极被保护，所以取出的

少量Fe附近的溶液中滴入铁氟化钾溶液，试管内无明显变化。但③中没有Zn保

护Fe,Fe在酸性环境中发生析氢腐蚀，Fe作负极被氧化生成Fe?+,所以取出的

少量Fe附近的溶液中滴入铁氟化钾溶液，生成蓝色沉淀，对比②③可知Zn保护

了Fe,A项正确；①与②的区别在于：前者是将铁氟化钾溶液直接滴入烧杯中，

而后者是在取出的少量Fe附近的溶液中滴加铁氟化钾溶液，①中出现了蓝色沉

淀，说明有Fe2+生成。对比分析可知，可能是铁氟化钾氧化Fe生成了Fe2+,B

项正确；通过上述分析可知，验证Zn保护Fe时不能用①的方法，C项正确；若

将Zn换成Cu,铁氟化钾仍会将Fe氧化为Fe2+,在铁的表面同样会生成蓝色沉

淀，所以无法判断Fe2+是不是负极产物，即无法判断Fe与Cu的活泼性，D项错

误。

答案D

I分层课时作业I即时巩固

[A级全员必做题]

1.下列防止金属腐蚀的做法不可行的是（）

A.军事演习期间给坦克的履带上刷上油漆以防止生锈

B.地下钢管道每隔一段距离就连接一定数量镁块

C.在轮船外壳水线以下部分装上一定数量的锌块

D.洗衣机的滚筒采用不锈钢材料，既耐磨又耐腐蚀

解析油漆经不住高温，军事演习期间，坦克高速行驶履带会发热，油漆很快脱

落，故A项错；B、C项均属于牺牲阳极的阴极保护法，正确；D项滚筒采用的

不锈钢材料既耐磨又耐腐蚀，正确。

答