高三化学一轮复习课件：电解池　金属的电化学腐蚀与防护

电解池金属的电化学腐蚀与防护第22讲第六章化学反应与能量一轮复习考纲要求KAOGANGYAOQIU1.理解电解池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反应方程式。2.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。考点一电解的原理考点二电解原理的应用探究高考明确考向课时作业内容索引NEIRONGSUOYIN考点三金属的腐蚀与防护01考点一电解的原理1.电解和电解池(1)电解：在

作用下，电解质在两个电极上分别发生

和_________的过程。(2)电解池：

转化为

的装置。(3)电解池的构成①有与

相连的两个电极。②

(或

)。③形成

。知识梳理ZHISHISHULI电流氧化反应还原反应电能化学能电源电解质溶液熔融电解质闭合回路2.电解池的工作原理(1)电极名称及电极反应式(电解CuCl2溶液为例)阳极氧化2Cl－－2e－===Cl2↑阴极还原Cu2＋＋2e－===Cu(2)电子和离子的移动方向①电子：从电源

流出后，流向电解池阴极；从电解池的

流出后流向电源的正极。②离子：阳离子移向电解池的

，阴离子移向电解池的

。负极阳极阴极阳极3.阴阳两极上放电顺序(1)阴极：(与电极材料无关)。氧化性强的先放电，放电顺序：(2)阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。若是惰性电极作阳极，放电顺序为注意

①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(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阳极：Cl－>OH－；阴极：Ag＋>Cu2＋>H＋。③电解水溶液时，K＋～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。4.用惰性电极电解电解质溶液的规律类型实例电极反应特点或反应式电解产物溶液pH变化溶液复原电解水型含氧酸H2SO4溶液中的H＋和OH－分别在阴阳两极放电：阴极：________________阳极：______________________H2O2

强碱NaOH

活泼金属的含氧酸盐KNO3

电解电解质型无氧酸(氢氟酸除外)HCl电解质电离的阴阳离子分别在两极放电：阳极：__________________H2

Cl2

不活泼金属的无氧酸盐CuCl2Cu

Cl2

4H＋＋4e－===2H2↑4OH－－4e－===2H2O＋O2↑减小增大不变水2Cl－－2e－===Cl2↑增大HClCuCl2放氢生碱型活泼金属的无氧酸盐NaCl阴极水电离的H＋放电，阳极电解质电离的阴离子放电阴极：_______________阳极：___

放氧生酸性不活泼金属的含氧酸盐AgNO3阳极水电离的OH－放电，阴极电解质的阳离子放电阴极：_____________Ag阳极：___

H2(或H2、Cl2增大HClAg＋＋e－===AgO2减小Ag2ONaOH)(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)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现(

)(3)直流电源跟电解池连接后，电子从电源负极流向电解池阳极(

)(4)电解稀硫酸制H2、O2时，可用不活泼的铜作阳极(

)(5)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(

)(6)电解盐酸、硫酸等溶液，H＋放电，溶液的pH均增大(

)辨析易错易混·正误判断√√××××1.根据金属活动性顺序表，Cu和稀H2SO4不反应，怎样根据电化学的原理实现Cu和稀H2SO4反应产生H2?提升思维能力·深度思考答案Cu作阳极，C作阴极，稀H2SO4作电解质溶液，通入直流电就可以实现该反应。电解反应式为阳极：Cu－2e－===Cu2＋，阴极：2H＋＋2e－===H2↑。总反应式：Cu＋2H＋

Cu2＋＋H2↑。2.若用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，需加入98gCu(OH)2固体，才能使电解质溶液复原，则这段时间，整个电路中转移的电子数为_____。解析方法一：98gCu(OH)2的物质的量为1mol，相当于电解了1mol的CuSO4后，又电解了1mol的水，所以转移的电子数为2NA＋2NA＝4NA。方法二：可以认为整个电路中转移的电子数与Cu(OH)2的O2－失电子数相等，共4NA。4NA题组一电解规律及电极产物的判断1.用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液，在电解的过程中，溶液的pH依次为升高、不变、降低的是A.AgNO3

CuCl2

Cu(NO3)2B.KCl

Na2SO4

CuSO4C.CaCl2

KOH

NaNO3D.HCl

HNO3

K2SO4解题探究JIETITANJIU√解析由电解电解质溶液的四种类型可知：类型化学物质pH变化放O2生酸型CuSO4、AgNO3、Cu(NO3)2降低放H2生碱型KCl、CaCl2升高电解电解质型CuCl2

HCl升高电解H2O型NaNO3、Na2SO4、K2SO4不变KOH升高HNO3降低2.(2018·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。3.用石墨作电极，电解稀Na2SO4溶液的装置如图所示，通电后在石墨电极A和B附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列有关叙述正确的是A.逸出气体的体积：A电极＜B电极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.电解一段时间后，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性√解析

、OH－移向B电极，在B电极OH－放电，产生O2，B电极附近c(H＋)＞c(OH－)，石蕊溶液变红，Na＋、H＋移向A电极，在A电极H＋放电产生H2，A电极附近c(OH－)＞c(H＋)，石蕊溶液变蓝，C项错误、D项正确；A电极产生的气体体积大于B电极，A项错误；两种气体均为无色无味的气体，B项错误。题组二电子守恒在电化学计算中的应用4.(2018·宜昌调研)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A.a为铅蓄电池的负极B.电解过程中

向右侧移动C.电解结束时，左侧溶液质量增重8gD.铅蓄电池工作时，正极电极反应式为：

PbSO4＋2e－===Pb＋√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＋＋2e－===Cu，阳极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，当有6.4gCu析出时，转移0.2mole－，左侧生成1.6gO2，同时有0.1mol(9.6g)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PbO2，正极反应式为PbO2＋2e－＋4H＋＋

===PbSO4＋2H2O，D错误。5.500mLKNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中

＝0.6mol·L－1，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－1B.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0.05molD.电解后溶液中c(H＋)为0.2mol·L－1√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4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极先后发生两个反应：Cu2＋＋2e－===Cu，2H＋＋2e－===H2↑。从收集到O2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Cu2＋共得到0.4mol－0.2mol＝0.2mol电子，电解前Cu2＋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(K＋)＋c(H＋)＝

，不难算出：电解前c(K＋)＝0.2mol·L－1，电解后c(H＋)＝0.4mol·L－1。电化学综合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用于混合溶液中电解的分阶段计算。练后反思(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。如以通过4mole－为桥梁可构建如下关系式：4e－～

～

阳极产物

阴极产物(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。题组三电极反应式的书写与判断6.按要求书写电极反应式和总反应方程式：(1)用惰性电极电解MgCl2溶液阳极反应式：__________________；阴极反应式：_____________________________________；总反应离子方程式：_____________________________________________。(2)用Al作电极电解NaOH溶液阳极反应式：________________________________；阴极反应式：________________________________________________；总反应离子方程式：_____________________________________。2Cl－－2e－===Cl2↑Mg2＋＋2H2O＋2e－===H2↑＋Mg(OH)2↓6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－(或6H＋＋6e－===3H2↑)(3)以铝材为阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜阳极反应式：______________________________；阴极反应式：___________________；总反应方程式：____________________________。2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋6H＋＋6e－===3H2↑负H27.整合有效信息书写电极反应(1)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。由硫化氢获得硫单质有多种方法。将用烧碱吸收H2S后所得的溶液加入如图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：S2－－2e－===S

(n－1)S＋S2－===①写出电解时阴极的电极反应式：__________________________。2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－解析电解时，阴极区溶液中的阳离子放电，即水溶液中的H＋放电生成H2。②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成_____________________________。2H＋===(n－1)S↓＋H2S↑(2)电解NO制备NH4NO3，其工作原理如图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是_____，说明理由：____________________________________________________________________________。NH3＋2HNO3，电解产生的HNO3多，应补充NH3做到“三看”，正确书写电极反应式(1)一看电极材料，若是金属(Au、Pt除外)作阳极，金属一定被电解(注：Fe生成Fe2＋而不是生成Fe3＋)。(2)二看介质，介质是否参与电极反应。(3)三看电解质状态，若是熔融状态，就是金属的电冶炼。反思归纳02考点二电解原理的应用1.氯碱工业知识梳理ZHISHISHULI阳极反应式：

(

反应)阴极反应式：

(

反应)总反应方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑2Cl－－2e－===Cl2↑氧化2H＋＋2e－===H2↑还原2.电镀与电解精炼

电镀电解精炼铜示意图电极反应阳极_________________Zn－2e－===Zn2＋，Cu－2e－===Cu2＋阴极__________________________________电解质溶液的浓度变化CuSO4溶液的浓度______CuSO4溶液的浓度______Cu－2e－===Cu2＋Cu2＋＋2e－===CuCu2＋＋2e－===Cu不变变小3.电冶金电解冶炼冶炼钠冶炼铝电极反应阳极：__________________阴极：__________________阳极：____________________阴极：____________________总反应_______________________________________________________2Cl－－2e－===Cl2↑2Na＋＋2e－===2Na6O2－－12e－===3O2↑4Al3＋＋12e－===4Al(1)在镀件上电镀铜时，也可以用惰性材料作阳极，用硫酸铜溶液作电解液(

)(2)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料(

)(3)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)均保持不变(

)(4)电解冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3，也可以电解MgO和AlCl3(

)(5)电解精炼时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料(

)(6)用Zn作阳极，Fe作阴极，ZnCl2作电解质溶液，由于放电顺序H＋>Zn2＋，不可能在铁上镀锌(

)辨析易错易混·正误判断√×××√×题组一电解原理的常规应用1.金属镍有广泛的用途，粗镍中含有Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制得高纯度的镍。下列叙述中正确的是(已知：氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋)A.阳极发生还原反应，其电极反应式为Ni2＋＋2e－===NiB.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Zn2＋D.电解后，电解槽底部的阳极泥中有Cu和Pt解题探究JIETITANJIU√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，可见，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H＋，C项错误。2.利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用。下列说法正确的是A.氯碱工业中，X电极上的反应式是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑B.电解精炼铜时，Z溶液中的Cu2＋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Cl－放电生成Cl2；电解精炼铜时阳极上粗铜溶解，阴极上Cu2＋放电析出Cu，由于粗铜中含有锌、铁、镍等杂质，电解质溶液中Cu2＋浓度变小；铁片上镀铜时，阴极应该是铁片，阳极是纯铜。3.(2017·全国卷Ⅱ，11)用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4－H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是A.待加工铝质工件为阳极B.可选用不锈钢网作为阴极C.阴极的电极反应式为Al3＋＋3e－===AlD.硫酸根离子在电解过程中向阳极移动√解析A项，根据电解原理可知，Al要形成氧化膜，化合价升高失电子，因此铝为阳极，正确；B项，阴极仅作导体，可选用不锈钢网，且不锈钢网接触面积大，能增加电解效率，正确；C项，阴极应为氢离子得电子生成氢气，错误；D项，电解时，阴离子移向阳极，正确。题组二应用电解原理制备新物质4.高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色水处理剂。工业上可用电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4，其工作原理如图所示，两端隔室中离子不能进入中间隔室。下列说法错误的是A.阳极反应式：Fe－6e－＋8OH－===

＋4H2OB.甲溶液可循环利用C.离子交换膜a是阴离子交换膜D.当电路中通过2mol电子的电量时，会有1molH2生成√解析A项，阳极发生氧化反应，电极反应式：Fe－6e－＋8OH－===＋4H2O，正确；B项，阴极发生还原反应，水电离出的氢离子放电生成氢气和氢氧根，甲溶液为浓的氢氧化钠溶液，可循环利用，正确；C项，电解池中阳离子向阴极移动，通过离子交换膜a的是Na＋，故a为阳离子交换膜，错误；D项，阴极发生还原反应，水电离出的氢离子放电生成氢气和氢氧根，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，当电路中通过2mol电子的电量时，会有1molH2生成，正确。5.用惰性电极电解法制备硼酸[H3BO3或B(OH)3]的工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子和阴离子通过)。下列有关说法正确的是A.阴极与阳极产生的气体体积比为1∶2B.b极的电极反应式为2H2O－2e－===O2↑＋4H＋C.产品室中发生的反应是B(OH)3＋OH－===D.每增加1molH3BO3产品，NaOH溶液增重22g√解析由图可知，b电极为阳极，电解时阳极上水失电子生成O2和H＋，a电极为阴极，电解时阴极上水得电子生成H2和OH－，原料室中的钠离子通过阳膜进入a极室，溶液中c(NaOH)增大，原料室中

通过阴膜进入产品室，b极室中氢离子通过阳膜进入产品室，

、H＋发生反应生成H3BO3；a、b电极反应式分别为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－、2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，理论上每生成1mol产品，b极生成1molH＋、a极生成0.5molH2。6.(2018·太原质检)采用电化学法还原CO2是一种使CO2资源化的方法。下图是利用此法制备ZnC2O4的示意图(电解液不参与反应)。下列说法中正确的是A.Zn与电源的负极相连B.ZnC2O4在交换膜右侧生成C.电解的总反应为2CO2＋ZnZnC2O4D.通入11.2LCO2时，转移0.5mol电子√解析电解过程中Zn被氧化，作阳极，所以Zn与电源的正极相连，A错误；Zn2＋透过阳离子交换膜到达左侧与生成的

形成ZnC2O4，B错误；没有给出气体所处的温度和压强，D错误。题组三应用电解原理治理污染7.某些无公害免农药果园利用如图所示电解装置，进行果品的安全生产，解决了农药残留所造成的生态及健康危害问题。下列说法正确的是A.a为直流电源的负极，与之相连的电极为阴极B.离子交换膜为阴离子交换膜C.“酸性水”具有强氧化性，能够杀菌D.阴极反应式为H2O＋2e－===H2↑＋O2－√解析由“碱性水”可推知b为直流电源的负极，a为直流电源的正极，A项错误；右侧生成OH－，K＋穿过离子交换膜移到右侧，即该离子交换膜为阳离子交换膜，B项错误；阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，Cl2＋H2O===HCl＋HClO，故“酸性水”中含HClO，具有强氧化性，能杀菌，C项正确；水溶液中不可能存在O2－，D项错误。8.(2019·重庆调研)用铁和石墨作电极电解酸性废水，可将废水中的

以FePO4(不溶于水)的形式除去，其装置如图所示。下列说法中正确的是A.若X、Y电极材料连接反了，则仍可将废水中的

除去B.X极为石墨，该电极上发生氧化反应C.电解过程中Y极周围溶液的pH减小D.电解时废水中会发生反应：4Fe2＋＋O2＋4H＋＋

===4FePO4↓＋2H2O√解析根据题意分析，X电极材料为铁，Y电极材料为石墨，若X、Y电极材料连接反了，铁就不能失电子变为离子，也就不能生成FePO4，A项错误；Y电极材料为石墨，该电极发生还原反应，B项错误；电解过程中Y极上发生的反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，氢离子浓度减小，溶液的pH变大，C项错误；铁在阳极失电子变为Fe2＋，通入的氧气把Fe2＋氧化为Fe3＋，Fe3＋与

反应生成FePO4，D项正确。9.SO2和NOx是主要大气污染物，利用下图装置可同时吸收SO2和NO。下列有关说法错误的是A.a极为直流电源的负极，与其相连的电极发生还原反应B.阴极得到2mol电子时，通过阳离子交换膜的H＋为2mol√解析A项，阴极发生还原反应，亚硫酸氢根离子得电子生成硫代硫酸根离子，a是直流电源的负极，正确；D项，阳极发生失去电子的氧化反应，错误。03考点三金属的腐蚀与防护1.金属腐蚀的本质金属原子

变为

，金属发生

。知识梳理ZHISHISHULI失去电子金属阳离子氧化反应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条件金属跟

接触不纯金属或合金跟

接触现象

电流产生

电流产生本质金属被_____较活泼金属被_____联系两者往往同时发生，

腐蚀更普遍非金属单质直接电解质溶液无有微弱氧化氧化电化学(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___________________________________________电极反应负极________________正极__________________________________________总反应式________________________________________________联系

更普遍水膜酸性较强(pH≤4.3)水膜酸性很弱或呈中性Fe－2e－===Fe2＋2H＋＋2e－===H2↑O2＋2H2O＋4e－===4OH－Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2吸氧腐蚀3.金属的防护(1)电化学防护①牺牲阳极的阴极保护法——

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外加电流的阴极保护法——

原理a.

极：被保护的金属设备；b.

极：惰性金属或石墨。(2)改变金属的内部结构，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。原电池负正电解阴阳(1)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样(

)(2)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物(

)(3)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe3＋(

)(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)若在海轮外壳上附着一些铜块，则可以减缓海轮外壳的腐蚀(

)(6)铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性(

)辨析易错易混·正误判断×××××√实验探究(如图所示)(1)若棉团浸有NH4Cl溶液，铁钉发生______腐蚀，正极反应式为____________________，右试管中现象是____________。(2)若棉团浸有NaCl溶液，铁钉发生______腐蚀，正极反应式为__________________________，右试管中现象是________________。提升思维能力·深度思考析氢2H＋＋2e－===H2↑有气泡冒出吸氧O2＋4e－＋2H2O===4OH－导管内液面上升根据介质判断析氢腐蚀和吸氧腐蚀正确判断“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、酸性很弱或中性溶液发生吸氧腐蚀；NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液发生析氢腐蚀。反思归纳题组一金属腐蚀的原理1.炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含NaCl)，不久便会因被腐蚀而出现红褐色锈斑。腐蚀原理如图所示，下列说法正确的是A.腐蚀过程中，负极是CB.Fe失去电子经电解质溶液转移给CC.正极的电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑D.C是正极，O2在C表面上发生还原反应解题探究JIETITANJIU√解析A项，铁锅中含有的Fe、C，和电解质溶液构成原电池，活泼金属作负极，Fe易失电子，故腐蚀过程中，负极是Fe，错误；B项，原电池中电子由负极Fe经外电路向正极C流动，在电解质溶液中依靠离子的移动导电，错误；C项，该原电池中，C作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，错误；D项，C是正极，O2在C表面上发生还原反应，正确。2.(2018·武汉质检)下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是A.图1中，铁钉易被腐蚀B.图2中，滴加少量K3[Fe(CN)6]溶液，没有蓝色沉淀出现C.图3中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀D.图4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池

的正极√解析A项，图1中，铁钉处于干燥环境，不易被腐蚀；B项，负极反应为Fe－2e－===Fe2＋，Fe2＋与K3[Fe(CN)6]反应生成Fe3[Fe(CN)6]2蓝色沉淀；D项为牺牲阳极的阴极保护法，镁块相当于原电池的负极。题组二金属腐蚀快慢比较3.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A.②①③④⑤⑥ B.⑤④③①②⑥C.⑤④②①③⑥ D.⑤③②④①⑥√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的，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。4.一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下，下列说法不正确的是pH2466.5813.514腐蚀快慢较快慢较快主要产物Fe2＋Fe3O4Fe2O3A.在pH＞14溶液中，碳钢腐蚀的正极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2OB.在pH＜4溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀C.在pH＞6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀D.在煮沸除氧气的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓√解析A项，pH＞14的溶液为碱性，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故A符合题意；B项，pH＜4溶液为酸性溶液，碳钢主要发生析氢腐蚀，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，故B不符合题意；C项，pH＞6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故C不符合题意；D项，在碱性溶液中碳钢发生吸氧腐蚀，煮沸除氧气后，腐蚀速率会减慢，故D不符合题意。判断金属腐蚀快慢的规律(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。反思归纳题组三金属腐蚀防护措施的设计与选择5.某同学进行下列实验操作现象取一块打磨过的生铁片，在其表面滴一滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]的食盐水放置一段时间后，生铁片上出现如图所示“斑痕”，其边缘为红色，中心区域为蓝色，在两色环交界处出现铁锈下列说法不合理的是A.生铁片发生吸氧腐蚀B.中心区的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋C.边缘处的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－D.交界处发生的反应为4Fe2＋＋O2＋10H2O===4Fe(OH)3＋8H＋√解析生铁片边缘处为红色，说明生成了OH－，O2＋2H2O＋4e－===4OH－，生铁片发生吸氧腐蚀，故A、C两项合理；根据实验现象，中心区域为蓝色，说明生成了Fe2＋，Fe－2e－===Fe2＋，故B项合理；在两色环交界处出现铁锈，是因为生成的氢氧化亚铁被氧气氧化成了氢氧化铁，不是4Fe2＋＋O2＋10H2O===4Fe(OH)3＋8H＋，故D项不合理。6.利用右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。√7.我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是A.通电时，锌环是阳极，发生氧化反应B.通电时，阴极上的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－C.断电时，锌环上的电极反应为Zn2＋＋2e－===ZnD.断电时，仍能防止铁帽被腐蚀解析锌环与电源的正极相连，为阳极，A项正确；断电时，Zn比铁活泼，作负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，C项错误。√04探究高考明确考向1.(2017·全国卷Ⅰ，11)支撑海港码头基础的钢管桩，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。12342.(2018·全国卷Ⅰ，13)最近我国科学家设计了一种CO2＋H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如下所示，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-Fe2＋－e－===EDTA-Fe3＋②2EDTA-Fe3＋＋H2S===2H＋＋S＋2EDTA-Fe2＋该装置工作时，下列叙述错误的是A.阴极的电极反应：CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2OB.协同转化总反应：CO2＋H2S===CO＋H2O＋SC.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√12341234解析由题中信息可知，石墨烯电极发生氧化反应，为电解池的阳极，则ZnO@石墨烯电极为阴极。阳极接电源正极，电势高，阴极接电源负极，电势低，故石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的高，C项错误；由题图可知，电解时阴极反应式为CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O，A项正确；将阴、阳两极反应式合并可得总反应式为CO2＋H2S===CO＋H2O＋S，B项正确；Fe3＋、Fe2＋只能存在于酸性溶液中，D项正确。3.(2016·全国卷Ⅰ，11)三室式电渗析法处理含Na2SO4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。下列叙述正确的是A.通电后中间隔室的

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H2SO4产品C.负极反应为2H2O－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O2生成1234√解析电解池中阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动，即

离子向正极区移动，Na＋

向负极区移动，正极区水电离的OH－发生氧化反应生成氧气，H＋留在正极区，该极得到H2SO4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，OH－留在负极区，该极得到NaOH产品，溶液pH增大，故A、C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O2生成，D错误。12344.[2018·全国卷Ⅲ，27(3)]KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。①写出电解时阴极的电极反应式___________________________。解析电解液是KOH溶液，阴极的电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑1234②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为____，其迁移方向是_______。解析电解过程中阳极反应为I－＋6OH－－6e－===＋3H2O。阳极的K＋通过阳离子交换膜由电极a迁移到电极b。K＋由a到b1234③与“电解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之处有_____________________(写出一点)。解析“KClO3氧化法”的主要不足之处是产生Cl2，易污染环境。产生Cl2易污染环境等123405课时作业1.(2018·湖南H11教育联盟联考)化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语正确的是A.用铜作阴极，石墨作阳极，电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为

2Cl－－2e－===Cl2↑B.铅蓄电池放电时的正极反应式为Pb－2e－＋

===PbSO4C.粗铜精炼时，与电源正极相连的应是粗铜，该极发生的电极反应只有

Cu－2e－===Cu2＋D.钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式为Fe－2e－===Fe2＋√12345678910111213解析用铜作阴极，石墨作阳极，电解饱和食盐水时，氯离子的还原性大于氢氧根离子，阳极的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，A项正确；铅蓄电池放电时的正极反应式为PbO2＋4H＋＋

＋2e－===PbSO4＋2H2O，负极反应式为Pb－2e－＋

===PbSO4，B项错误；粗铜精炼时，与电源正极相连的应是粗铜，该极发生的电极反应除Cu－2e－===Cu2＋外，还有比铜活泼的杂质金属失电子的反应，C项错误；钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，D项错误。123456789101112132.(2018·哈尔滨高三一模)观察如图装置，下列说法正确的是A.a、b接电流表，该装置为原电池B.a、b接直流电源，该装置为电解池C.a、b接直流电源，铁可能不易被腐蚀D.a、b接电流表或接直流电源，铁都可能是负极√12345678910111213解析A项，a、b接电流表，若液体c为非电解质溶液，不满足原电池的构成条件，不能形成原电池，错误；B项，若液体c为非电解质溶液，溶液不导电，所以不能电解，即不是电解池，错误；C项，若该装置是电解池，Fe与负极相连作阴极时被保护，即铁可能不易被腐蚀，正确；D项，接直流电源时，该装置可能为电解池没有正负极，Fe作阴极或阳极，错误。3.电解法精炼含有Fe、Zn、Ag等杂质的粗铜。下列叙述正确的是A.电解时以硫酸铜溶液作电解液，精铜作阳极B.粗铜与电源负极相连，发生氧化反应C.阴极上发生的反应是Cu2＋＋2e－===CuD.电解后Fe、Zn、Ag等杂质会沉积在电解槽底部形成阳极泥12345678910111213√解析根据电解池原理，粗铜作阳极，比铜活泼的Zn、Fe等杂质发生氧化反应，比Cu不活泼的金属单质，如Ag等在阳极底部沉积；精铜作阴极，只发生Cu2＋＋2e－===Cu。4.我国预计在2020年前后建成自己的载人空间站。为循环利用人体呼出的CO2并提供氧气，我国科学家设计了一种装置(如图所示)，实现“太阳能→电能→化学能”转化，总反应为2CO2===2CO＋O2，下列有关说法不正确的是A.该装置属于电解池B.X极发生氧化反应，Y极发生还原反应C.人体呼出的水蒸气参与Y极反应：

CO2＋H2O＋2e－===CO＋2OH－D.X极每产生标准状况下22.4L气体，有

2mol的OH－从Y极移向X极√12345678910111213解析A项，该装置实现“太阳能—电能—化学能”转化，将电能转化为化学能的装置为电解池，正确；B项，根据图中电子的流向“X→Y”可知，X极为阳极，失电子发生氧化反应，Y为阴极，得电子，发生还原反应，正确；C项，Y为阴极，根据总反应可知，阴极为CO2得电子，生成CO，电极反应为CO2＋H2O＋2e－===CO＋2OH－，正确；D项，X极为阳极，OH－放电生成氧气，电极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，生成1molO2，阳极有4molOH－放电，根据溶液电中性原理，X电极区阴离子减少，则会有4molOH－从Y极透过阴离子交换膜移向X极，使得溶液保持电中性，错误。123456789101112135.下列关于如图装置说法正确的是A.装置中电子移动的途径是：负极→Fe→M溶液→石墨→正极B.若M为NaCl溶液，通电一段时间后，溶液中可能有NaClOC.若M为FeCl2溶液，可以实现石墨上镀铁D.若M是海水，该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”使铁不被腐蚀√12345678910111213解析装置中电子移动的途径：负极→Fe电极，然后是溶液中的阴离子在阳极(石墨)放电→电源的正极，A错误；若M为NaCl溶液，通电一段时间后，阳极产生Cl2，溶液中的NaOH与阳极产生的Cl2发生反应生成NaCl和NaClO，所以溶液中可能有NaClO，B正确；若M为FeCl2溶液，在阳极，溶液中的Fe2＋失去电子变为Fe3＋，所以不可能实现石墨上镀铁，C错误；若M是海水，该装置是电解池，是通过外加电流的阴极保护法使铁不被腐蚀，不是通过“牺牲阳极的阴极保护法”，D错误。123456789101112136.(2016·北京理综，12)用石墨电极完成下列电解实验。

实验一实验二装置现象a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c处无明显变化两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气泡产生……下列对实验现象的解释或推测不合理的是A.a、d处：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－

B.b处：2Cl－－2e－===Cl2↑C.c处发生了反应：Fe－2e－===Fe2＋

D.根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜√12345678910111213解析A项，a、d处试纸变蓝，说明溶液显碱性，是溶液中的氢离子得到电子生成氢气，氢氧根离子剩余造成的，正确；B项，b处变红，局部褪色，说明是溶液中的氯离子放电生成氯气同时与H2O反应生成HClO和H＋，Cl－－2e－＋H2O===HClO＋H＋，错误；C项，c处为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，正确；D项，实验一中ac形成电解池，bd形成电解池，所以实验二中形成3个电解池，n(右面)有气泡生成，为阴极产生氢气，n的另一面(左面)为阳极产生Cu2＋，Cu2＋在m的右面得电子析出铜，正确。123456789101112137.(2015·上海，14)研究电化学腐蚀及防护的装置如下图所示。下列有关说法错误的是A.d为石墨，铁片腐蚀加快B.d为石墨，石墨上电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－C.d为锌块，铁片不易被腐蚀D.d为锌块，铁片上电极反应为2H＋＋2e－===H2↑√12345678910111213解析A项，由于活动性：Fe>石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，失去电子被氧化变为Fe2＋进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成原电池时的速率快，正确；B项，d为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，正确；C项，若d为锌块，则由于金属活动性：Zn>Fe，Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，正确；D项，d为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，错误。123456789101112138.空气污染物NO通常用含Ce4＋的溶液吸收，生成HNO2、

，再利用电解法将上述吸收液中的HNO2转化为无毒物质，同时生成Ce4＋，其原理如图所示。下列说法正确的是A.H＋由右室进入左室B.Ce4＋从电解槽的c口流出，且可循环使用C.阴极的电极反应式：2HNO2＋6H＋＋6e－===N2↑＋4H2OD.若用甲烷燃料电池作为电源，当消耗标准状况下33.6L甲烷时，理论上可转

化HNO22mol√12345678910111213解析A项，根据电解原理，H＋由左室向右室移动，错误；B项，空气污染物NO通常用含Ce4＋溶液吸收，生成HNO2、

，N的化合价升高，Ce4＋的化合价降低，然后对此溶液进行电解，又产生Ce4＋，根据电解原理，应在阳极上产生，即Ce4＋从a口流出，可循环使用，错误；C项，根据电解原理，阴极上得电子，化合价降低，HNO2转化为无毒物质，即转化为N2，阴极电极反应式为2HNO2＋6H＋＋6e－===N2↑＋4H2O，正确；123456789101112139.铝阳极氧化处理后形成的氧化膜比铝的天然氧化膜耐磨性、耐腐蚀性及装饰性有明显的提高，工业中以铝为阳极，置于硫酸溶液中电解，装置如图所示，下列说法正确的是A.阳极电极反应式为2Al－6e－＋6OH－===Al2O3＋3H2OB.随着电解的进行，溶液的pH逐渐增大C.当阴极生成气体3.36L(标准状况)时，阳极增重2.4gD.电解过程中H＋移向铝电极√解析A项，硫酸溶液显酸性，阳极反应式为2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋；B项，阴极反应式为6H＋＋6e－===3H2↑，电解过程中H2O减少，pH减小；D项，电解过程中H＋移向阴极(石墨极)。1234567891011121310.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FeCl2、HCl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