高考化学一轮复习第六章第三节电解池金属的腐蚀与防护课件

第三节电解池金属的腐蚀与防护课标要求核心素养1.能分析、解释电解池的工作原理，能设计简单的电解池。2.能利用电化学原理解释金属腐蚀现象，选择并设计防腐措施。1.证据推理与模型认知：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.科学探究与创新意识：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作出正确的价值判断。[目标导航][自主测评]1.易错易混辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)。(1)电解CuCl2

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。()(2)电解时，电子的移动方向：电源负极→阴极→阳极→电源正极。()()(3)电解盐酸、硫酸等溶液，H＋放电，溶液的pH逐渐增大。(4)电解精炼时，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，ZnCl2

溶液作电解质溶液，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(Cu2+)均保持不变。()

答案：(1)×错因：阳极逸出的气体是Cl2，能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色。

(2)×源正极。 (3)×错因：电子的移动方向：电源负极→阴极、阳极→电错因：电解硫酸实质是电解水，所以溶液的pH逐渐减小。 (4)√

(6)×

错因：电解精炼铜时电解质溶液中c(Cu2+)减小。向b电极移动，Cl－向c电极运动2.如图所示，a、b、c、d均为石墨电极，通电进行电解。下列说法正确的是()

A.电路中电子流向：负极→d→c→b→a→正极

B.a、c两极产生气体的物质的量相等C.SO2-4D.通电后向烧杯中滴入酚酞溶液，d极附近会变红答案：D答案：C3.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了电解池原理B.金属的化学腐蚀的实质：M－ne－===Mn＋，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，负极的电极反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－4.以石墨为电极，电解KI溶液(含有少量的酚酞和淀粉)。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变小解析：以石墨为电极，电解KI溶液，发生的反应为2KI＋2H2O2KOH＋H2↑＋I2(类似于电解饱和食盐水)，阴极产物是H2

和KOH，阳极产物是I2。由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉，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考点一电解原理及规律还原阴阳氧化1.电解池工作原理注意：电子不下水，离子不上线。项目电解池原电池能否自发使“不能”变为“能”或使“能”变为“易”能自发进行能量转化_____能转化为_____能______能转化为____能装置有外加电源无外加电源电极由外加电源决定阳极：连电源的______；阴极：连电源的______由电极或反应物性质决定，称为正极或负极2.电解池与原电池的比较电化学化学电正极负极项目电解池原电池反应类型阳极：____反应阴极：____反应负极：____反应正极：____反应离子移动阳离子移向____阴离子移向____阳离子移向____阴离子移向____相同点都是电极上的氧化还原反应，都必须有离子导体(续表)氧化还原氧化还原阴极阳极正极负极3.电解规律

(1)阳极产物的判断 ①活性电极(除Au、Pt以外的金属材料作电极)：电极材料失电子，生成金属阳离子。 ②惰性电极(Pt、Au、石墨)：要依据阴离子的放电顺序加以判断。阴离子的放电顺序：活泼电极＞S2-＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。S2-、I－、Br－、Cl－放电，产物分别是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放电，则得到H2O和O2。(2)阴极产物的判断直接根据阳离子放电顺序进行判断。阳离子放电顺序：Ag＋＞Fe3+＞Cu2+＞H＋(酸)＞Fe2+＞Zn2+＞H＋(水)＞Al3+＞Mg2+。①若金属阳离子(Fe3+除外)放电，则得到相应金属单质；若H＋放电，则得到H2。②放电顺序本质上遵循氧化还原反应的优先规律，即得(失)电子能力强的离子先放电。[方法技巧]电极放电顺序(1)阴极：(与电极材料无关)(2)阳极：①活性电极作阳极，活性电极失电子。②惰性电极作阳极，放电顺序为考点二电解原理的应用1.氯碱工业(电解饱和食盐水)(1)阳离子交换膜法电解饱和食盐水示意图(2)阳离子交换膜的作用①阻止OH－进入阳极室与Cl2发生副反应：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O；②阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。(3)电极反应阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑；阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。类型电镀(Fe表面镀Cu)电解精炼铜阳极电极材料镀层金属铜______(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质)电极反应Cu－2e－===Cu2+①Zn－2e－===Zn2+；②Fe－2e－===Fe2+；③Ni－2e－===Ni2+；④Cu－2e－===Cu2+2.电镀和电解精炼铜粗铜类型电镀(Fe表面镀Cu)电解精炼铜阴极电极材料待镀金属铁纯铜电极反应Cu2+＋2e－===Cu电解质溶液含Cu2+的盐溶液注：电解精炼铜时，粗铜中Ag、Au等不反应，沉积在电解池底部形成阳极泥(续表)物质总反应化学方程式阳极、阴极反应式钠2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑阴极：2Na＋＋2e－===2Na镁MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑阴极：Mg2+＋2e－===Mg3.电冶金利用电解熔融盐或氧化物的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。物质总反应化学方程式阳极、阴极反应式铝2Al2O3(熔融)

4Al＋3O2↑阳极：6O2-－12e－===3O2↑阴极：4Al3+＋12e－===4Al(续表)注意：冶炼镁不可用MgO作原料；冶炼铝不可用AlCl3

作原料。考点三金属腐蚀与防护1.金属的腐蚀(1)金属腐蚀的本质氧化金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生______反应。类型化学腐蚀电化学腐蚀条件金属与其表面接触到的物质 直接发生化学反应不纯的金属接触到电解质溶 液发生原电池反应本质M－ne－===Mn＋M－ne－===Mn＋现象金属被腐蚀较活泼金属被腐蚀区别无电流产生有微弱电流产生联系电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多，腐蚀速率更快，危害也更严重(2)金属腐蚀的类型①化学腐蚀与电化学腐蚀类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强(pH≤4.3)水膜酸性很弱或呈中性电极反应负极Fe－2e－===Fe2+正极2H＋＋2e－===H2↑O2＋2H2O＋4e－===4OH－

总反应式Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑

2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2

联系吸氧腐蚀更普遍②析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以钢铁的腐蚀为例)根据介质判断电化学腐蚀类型

正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键。潮湿的空气、酸性很弱或中性的溶液中发生吸氧腐蚀；NH4Cl溶液、稀硫酸等酸性溶液中发生析氢腐蚀。

钢铁暴露在潮湿空气中主要发生的是吸氧腐蚀，铁锈的形成过程中主要发生的反应为4Fe(OH)2

＋O2

＋2H2O===4Fe(OH)3

，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O。2.金属的防护原电池负正(1)电化学保护法①牺牲阳极法——________原理a.____极：比被保护金属活泼的金属；b.____极：被保护的金属设备。②外加电流法——__________原理a.____极：被保护的金属设备；b.____极：惰性电极。电解池阴阳

(2)改变金属材料的组成，如制成防腐的合金等。 (3)在金属表面覆盖致密的保护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。

考向1电解池的组成及工作原理分析

1.(2023年鹰潭二模)为探究电解过程中溶液pH的变化。装置、所得数据结果如图所示。电解过程中，充分搅拌使溶液均匀，忽略溶液体积的变化。下列说法错误的是()A.0～t1时：4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3，t1～t2时：2H2O2H2↑＋O2↑

B.若进行到t2

时刻共有0.224L气体(标准状况下)产生，则外电路有0.04mol电子通过 C.若使用氢氧燃料电池为电源，t1

时，理论上负极消耗的气体物质的量为0.005mol D.电解到t1

时刻，加入1.16gAg2O可使溶液复原解析：银离子氧化性大于氢离子的氧化性，所以溶液中银离子先被还原，水电离出的OH－被氧化生成氧气，0～t1时：4AgNO3＋2H2O

4Ag＋O2↑＋4HNO3，当银离子被电解完，水电离出来的氢离子被还原生成氢气，t1～t2时，2H2O

2H2↑＋O2↑，A正确；进行到t1时银离子被完全还原，溶液的pH为1，硝酸银溶液中c(Ag＋)＝0.1mol·L-1，n(Ag＋)＝0.1mol·L-1×0.1L＝0.01mol，由反应得消耗0.01molAg＋电子转移0.01mol，设此过程生成氧气的物质的量为n(O2)，4Ag+~O2

40.01mol

1

，n(O2)

t1

时，电子转移0.01mol，理论上负极消耗的氢气物质的量为0.005mol，C正确；电解到t1

时刻，生成了0.01mol的银和0.025mol氧气，0.01mol硝酸，加入1.16gAg2O其物质的量为mol＝0.005mol，0.005molAg2O与0.01mol硝酸恰好完全反应生成0.01mol硝酸银和0.005mol水，可使溶液复原，D正确。若使用氢氧燃料电池为电源，氢气与通过电子的关系为H2～2e－，答案：B

2.(热点情境题)CO2

资源化利用是实现碳中和的一种有效途径，如图是CO2

在电催化下产生合成气(CO和H2)的一种方法(不考虑CO2的溶解)。下列说法正确的是()答案：D[方法技巧]分析电解过程的思维流程

考向2电解池的电极反应式书写及相关计算

3.实验室模拟工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸(HOOC—CHO)，原理如下图1所示，该装置中M、N均为惰性电极，两极室均可产生乙醛酸。直流电源可用普通锌锰干电池，简===[Zn(NH3)2]2+＋Mn2O3＋H2O。下列说法正确的是(

)A.干电池提供的电流很弱时，可接入电源充电后再使用B.以干电池为电源进行粗铜电解精炼时，金属锌质量减少6.5g时，理论上精炼池阳极质量减少6.4gC.N电极上的电极反应式：HOOC—COOH＋2e－＋2H＋===HOOC－CHO＋H2OD.若有2molH＋通过质子交换膜并完全参与反应，则电解生成的乙醛酸为1mol装置中根据H＋的移向可判断M电极是阳极，而N电极是阴极；根据Zn＋2NH＋2MnO2===[Zn(NH3)2]2+＋Mn2O3＋H2O，判断得解析：电解池中阳离子向阴极移动，“双极室成对电解法”出Zn失去电子发生氧化反应，该电极为负极，石墨电极上二氧化锰得到电子发生还原反应，该电极为正极。干电池属于一次电池，发生氧化还原反应的物质大部分被消耗后，不能再使用，A错误；金属锌质量减少6.5g，即减少0.1molZn，转移0.2mol电子，而电解精炼铜时，阳极上金属铜和比铜活泼的金属杂质都失去电子，答案：C则消耗的Cu不是0.1mol，阳极质量减少不一定是6.4g，B错误；N电极为阴极，发生还原反应，即HOOC—COOH得电子生成HOOC—CHO，电极反应式为HOOC—COOH＋2e－＋2H＋===HOOC—CHO＋H2O，C正确；根据电解池的总反应OHC—CHO＋HOOC—COOH===2HOOC—CHO可推知，若有2molH＋通过质子交换膜并完全参与反应时，电路中有2mole－发生转移，可生成2mol乙醛酸，D错误。

4.(2022年山东卷改编)设计如图所示装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成CO2，将废旧锂离子电池的正极材料LiCoO2(s)转化为Co2+，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法错误的是()C.乙室电极反应式为LiCoO2＋2H2O＋e－===Li＋＋Co2+＋4OH－A.装置工作时，甲室溶液pH逐渐减小B.装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸

D.若甲室Co2+减少200mg，乙室Co2+增加300mg，则此时已

进行过溶液转移

解析：由于乙室中两个电极的电势差比甲室大，所以乙室是原电池，甲室是电解池，然后根据原电池、电解池反应原理分析解答。电池工作时，甲室中细菌上乙酸盐的阴离子失去电子被氧化为CO2气体，同时生成H＋，电极反应式为CH3COO－－8e－＋2H2O===2CO2↑＋7H＋，H＋通过阳膜进入阴极室，甲室的电极反应式为Co2+＋2e－===Co，因此，甲室溶液pH逐渐减小，A正确；对于乙室，正极上LiCoO2得到电子，被还原为Co2+，同时得到Li＋，其中的O2-与溶液中的H＋结合H2O，电极反应式为2LiCoO2＋2e－＋8H＋===2Li＋＋2Co2+＋4H2O，负极发生的反应为CH3COO－－8e－＋2H2O===2CO2↑＋7H＋，负极产生的H＋通过阳膜进入正极室，但是乙室的H＋浓度仍然是减小的，因此电池工作一段时答案：C[思维建模]1.电解池中电极反应式的书写

注意：①阴极只起导电作用，本身不参与反应，一般是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。②最常用、最重要的放电顺序为Al3+不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。阳极：Cl－>OH－；阴极：Ag＋>Cu2+>H＋。③电解水溶液时，K＋～2.电解池相关计算的“3

个方法”

考向3金属的腐蚀与防护

5.(2023年天津一中模拟)2023年天津一中化学组开设了“传感器实验”选修课，其中几位同学利用数字化实验进行铁的电化学腐蚀实验探究，实验结果如图所示，以下说法中正确的是()A.pH＝2.0时，体系压强增大的主要原因是反应放热B.整个过程中，铁是负极，参与反应生成铁离子C.pH＝4.0时，只发生析氢腐蚀，不发生吸氧腐蚀D.pH＝6.0时，正极可能发生的电极反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O原反应生成水O2＋4e－＋4H＋===2H2O，D正确。

解析：pH＝2.0时，溶液酸性较强，铁发生析氢腐蚀生成氢气，体系压强增大的主要原因是反应放出氢气，A错误。整个过程中，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，是负极，B错误。析氢腐蚀生成氢气，导致压强变大；吸氧腐蚀，消耗氧气导致压强变小；结合图像可知，pH＝4.0时，装置中压强几乎不变，故同时发生析氢腐蚀、吸氧腐蚀，C错误。pH＝6.0时，装置中压强减小，溶解氧减小，则正极可能发生的电极反应为氧气得到电子发生还答案：D

6.(2022年广东卷)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3%NaCl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AgNO3

溶液产生沉淀 B.加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现 C.加入KSCN溶液无红色出现 D.加入K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀生成

解析：镀层有破损的镀锌铁片被腐蚀，则将其放入到酸化的3%NaCl溶液中，会构成原电池，由于锌比铁活泼，作原电池的负极，而铁片作正极，溶液中破损的位置会变大，铁也会继续和酸化的氯化钠溶液反应产生氢气，溶液中会有亚铁离子生成。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，A不符合题意；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，B不符合题意；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，C不符合题意；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，D符合题意。答案：D[方法技巧]金属电化学保护的两种方法

考向4通过电化学法利用离子交换膜除杂B.阳极发生的电极反应是2H2O－4e－===4H＋＋O2↑A.阴极室生成的物质为NaOH和H2C.a离子交换膜为阳离子交换膜D.当外电路中转移2mol电子时，阳极室可生成1molCr2O答案：D

8.(2023年辽宁模拟)工业上，常用电渗析法淡化海水。某小组模拟淡化海水原理，设计如图所示装置。锂电池反应为xLi＋Li1－xMn2O4===LiMn2O4。下列叙述错误的是(

)B.锂电池放电时，负极的电极反应式为Li－e－＝Li＋A.M极为阳极，膜2为阳离子交换膜C.基态锰原子中有15种不同运动状态的电子D.N极收集到11.2L气体(标准状况)时理论上转移1mol电子

解析：由题干信息可知，电极M与锂离子电池的正极相连，是阳极，电极反应为：2Cl－－2e－===Cl2↑，电极N与锂离子电池的负极相连，是阴极，电极反应为：2H＋＋2e－===H2↑，阳离子由M极移向N极，阴离子由N极移向M极，即膜1为阴离子交换膜，膜2为阳离子交换膜。由分析可知，M极为阳极，膜2为阳离子交换膜，A正确；由题干信息可知，锂电池反应为：xLi＋Li1－xMn2O4＝LiMn2O4，故放电时，负极的电极反应式为：Li－e－===Li＋，B正确；已知Mn是25号元素，其核外有25个电子，答案：C

考向5通过电化学法利用离子交换膜制备物质9.(2023年广东卷)用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(下图)，可实现大电流催化电解KNO3溶液制氨。工作时，H2O在双极膜界面处被催化解离成H＋和OH－，有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是(

)A.电解总反应：KNO3＋3H2O===NH3·H2O＋2O2↑＋KOHB.每生成1molNH3·H2O，双极膜处有9mol的H2O解离C.电解过程中，阳极室中KOH的物质的量不因反应而改变D.相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构可提高氨生成速率

解析：由信息大电流催化电解KNO3

溶液制氨可知，在电极a处KNO3放电生成NH3·H2O，发生还原反应，故电极a为阴极，电极方程式为NO＋8e－＋9H＋===NH3·H2O＋2H2O，电极b为阳极，电极方程式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，“卯榫”结构的双极膜中的H＋移向电极a，OH－移向电极b。由分析中阴、阳极电极方程式可知，电解总反应为KNO3＋3H2O===NH3·H2O＋2O2↑＋KOH，A正确；每生成1molNH3·H2O，阴极得8mole－，同时双极膜处有8molH＋进入阴极室，即有8mol的H2O解离，答案：BB错误；电解过程中，阳极室每消耗4molOH－，同时有4molOH－通过双极膜进入阳极室，KOH的物质的量不因反应而改变，C正确；相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构具有更大的膜面积，有利于H2O被催化解离成H＋和OH－，可提高氨生成速率，D正确。

10.(2023年长沙一中模拟)四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]常用作电子工业清洗剂，下图为以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]为原料，利用光伏并网发电装置采用电渗析法合成(CH3)4NOH，下列叙述正确的是()A.a极电极反应式：2(CH3)4N＋＋2H2O－2e－===2(CH3)4NOH＋H2↑B.制备0.4mol(CH3)4NOH时，两极共产生6.72L气体(标准状况)C.c为阳离子交换膜，d，e均为阴离子交换膜D.保持电流恒定，升高温度可以加快合成(CH3)4NOH的反应速率

解析：根据de池中浓度变化得出，钠离子从b极池通过e膜，氯离子从cd池通过d膜，由电解池中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，则a为阴极，b为阳极，a与N型半导体相连，b与P型半导体相连，所以N型半导体为负极，P型半导体为正极。由题中信息可知，a为阴极，发生得电子的还原反应，其电极反应式为2(CH3)4N＋＋2H2O＋2e－===2(CH3)4NOH＋H2↑，A错误；a极电极反应式为2(CH3)4N＋＋2H2O＋2e－===2(CH3)4NOH＋H2↑，收集氢气0.2mol，转移电子为0.4mol，b极电极反应式为4OH－－答案：B4e－===O2↑＋2H2O，收集氧气为0.1mol，标准状况下两极可得气体体积为0.3mol×22.4L/mol＝6.72L，B正确；由题中图示信息可知，Na＋离子通过e膜，Cl－通过d膜，(CH3)4N＋通过c膜，所以c、e膜为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜，C错误；保持电流恒定，则单位时间a极得到的电子数目是恒定的，升高温度，电极反应2(CH3)4N＋＋2H2O＋2e－===2(CH3)4NOH＋H2↑的速率不变，D错误。1.(2023年全国甲卷)用可再生能源电还原CO2时，采用高浓度的K＋抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，装置如下图所示。下列说法正确的是(

)A.析氢反应发生在IrOx­Ti电极上B.Cl－从Cu电极迁移到IrOx­Ti电极C.阴极发生的反应有：2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2OD.每转移1mol电子，阳极生成11.2L气体(标准状况)

解析：由图可知，该装置为电解池，与直流电源正极相连的IrOx－Ti电极为电解池的阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，铜电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，电极反应式为2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O、2CO2＋12H＋＋12e－===C2H5OH＋3H2O，电解池工作时，氢离子通过质子交换膜由阳极室进入阴极室。析氢反应为还原反应，应在阴极发生，即在铜电极上发生，A错误；离子交换膜为答案：C质子交换膜，只允许氢离子通过，Cl－不能通过，B错误；由分析可知，铜电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，电极反应式有2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O，C正确；水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，每转移1mol电子，生成0.25molO2，在标况下体积为5.6L，D错误。

2.(2023年湖北卷)我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无Cl2

生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为xmol·h-1。下列说法错误的是()A.b电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－B.离子交换膜为阴离子交换膜C.电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜D.海水为电解池补水的速率为2xmol·h-1

解析：由题图可知，该装置为电解水制取氢气的装置，a电极与电源正极相连，为电解池的阳极，b电极与电源负极相连，为电室，即离子