第23講電解池金屬的腐蝕與防護（講義）2024年高考化學卓越講義（原卷版）

第23第23講電解池金屬的腐蝕與防護考點導航考點導航考點一考點一電解的原理重難點辨析重難點辨析1．電解定義在電流作用下，電解質(zhì)在兩個電極上分別發(fā)生氧化反應和還原反應的過程。2．能量轉(zhuǎn)化形式電能轉(zhuǎn)化為化學能。3．電解池(1)構(gòu)成條件①有與電源相連的兩個電極。②電解質(zhì)溶液(或熔融鹽)。③形成閉合回路。(2)電極名稱及電極反應式(如圖)(3)電子和離子的移動方向4．陰陽兩極上放電順序陰離子失去電子或陽離子得到電子的過程叫放電。離子的放電順序取決于離子本身的性質(zhì)即離子得失電子的能力，另外也與離子的濃度及電極材料有關(guān)。(1)陰極：陰極上放電的總是溶液中的陽離子，與電極材料無關(guān)。氧化性強的先放電，放電順序：(2)陽極：若是活性電極作陽極，則活性電極首先失電子，發(fā)生氧化反應。若是惰性電極作陽極，則僅是溶液中的陰離子放電，常見離子的放電順序是一般情況下，離子按上述順序放電，但如果離子濃度相差十分懸殊，離子濃度大的也可以先放電。如理論上H＋的放電能力大于Fe2＋、Zn2＋，但在電解濃度大的硫酸亞鐵或硫酸鋅溶液中，由于溶液中c(Fe2＋)或c(Zn2＋)≥c(H＋)，則先在陰極上放電的是Fe2＋或Zn2＋，因此陰極上的主要產(chǎn)物為Fe或Zn；但在水溶液中，Al3＋、Mg2＋、Na＋等是不會在陰極上放電的。規(guī)律·方法·技巧·點拔規(guī)律·方法·技巧·點拔1.做到“三看”，正確書寫電極反應式(1)一看電極材料，若是金屬(Au、Pt除外)作陽極，金屬一定被電解(注：Fe生成Fe2＋)。(2)二看介質(zhì)，介質(zhì)是否參與電極反應。(3)三看電解質(zhì)狀態(tài),若是熔融狀態(tài),則一般為金屬的電冶煉。2.電化學綜合計算的三種常用方法(1)根據(jù)總反應式計算先寫出電極反應式，再寫出總反應式，最后根據(jù)總反應式列出比例式計算。(2)根據(jù)電子守恒計算①用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(chǎn)物、正負兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。②用于混合溶液中電解的分階段計算。(3)根據(jù)關(guān)系式計算根據(jù)得失電子守恒定律建立起已知量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建計算所需的關(guān)系式。如以通過4mole－為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式：(式中M為金屬，n為其離子的化合價數(shù)值)該關(guān)系式具有總攬電化學計算的作用和價值，熟記電極反應式，靈活運用關(guān)系式便能快速解答常見的電化學計算問題?！咎嵝选吭陔娀瘜W計算中，還常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA××10－19C來計算電路中通過的電量。3.用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律類型實例電極反應特點電解質(zhì)濃度溶液pH電解質(zhì)溶液復原電解水型NaOH溶液陰極:4H++4e2H2↑陽極:4OH4e2H2O+O2↑增大增大加水H2SO4溶液增大減小加水Na2SO4溶液增大不變加水電解電解質(zhì)型HCl溶液電解質(zhì)電離出的陰、陽離子分別在兩極放電減小增大通氯化氫CuCl2溶液減小—加氯化銅放H2生堿型NaCl溶液陰極:H2O放H2生堿陽極:電解質(zhì)陰離子放電生成新電解質(zhì)增大通氯化氫放O2生酸型CuSO4溶液陰極:電解質(zhì)陽離子放電陽極:H2O放O2生酸生成新電解質(zhì)減小加氧化銅典型例題剖析典型例題剖析考向1電解池工作原理【典例1】（2022·全國·高三專題練習）下列有關(guān)電化學的說法正確的是A．原電池的金屬負極質(zhì)量一定減小 B．待充電電池的負極應與電源正極相連C．電解池的電解質(zhì)溶液質(zhì)量一定減小 D．原電池工作時在溶液中電流由負極到正極【變式練1】（2023秋·河南·高三校聯(lián)考開學考試）我國科學家采用雙極膜實現(xiàn)連續(xù)合成氨，電解裝置工作原理如圖所示。圖中的雙極膜中間層中的H2O解離為H+和OH，并在電流作用下分別向兩極遷移。下列說法錯誤的是A．催化電極a上的電勢低于催化電極bB．工作一段時間后，右室中c(OH)不變C．生成氨氣和氧氣的質(zhì)量比為17∶64D．若使用鉛酸蓄電池作電源，獲得1molNH3時，鉛酸蓄電池中有8molH2O生成【變式練2】（2022·浙江·校聯(lián)考二模）某興趣小組通過鈣熱還原法制備金屬鈦，其工作原理如圖所示，下列說法不正確的是A．石墨棒a電極為陽極，發(fā)生氧化反應B．石墨棒b電極及其周圍發(fā)生反應：，C．該裝置可能會產(chǎn)生、等副產(chǎn)物，通入惰性氣體可減少副產(chǎn)物D．該裝置工作時，移向陽極且含的熔融鹽中無電流通過考向2電解池電極反應的書寫【典例2】（2023秋·廣西南寧·高三校聯(lián)考階段練習）酸性廢水中的可在一定條件下利用硝酸鹽菌轉(zhuǎn)化為，再用如圖所示的電化學裝置除去，下列有關(guān)說法正確的是A．a(chǎn)端是鉛蓄電池的負極B．該裝置把化學能轉(zhuǎn)化為電能C．鉛蓄電池b端電極材料為D．電解池陰極的電極反應式為【變式練3】（2023秋·湖南·高三校聯(lián)考階段練習）含有硝酸鹽和亞硝酸鹽的酸性廢水可導致水體富營養(yǎng)化，引發(fā)環(huán)境污染。如圖是利用電化學原理處理的原理，下列有關(guān)敘述錯誤的是A．直流電源為鉛蓄電池時，極連接X電極B．Y電極上發(fā)生還原反應C．陽極電極反應方程式為D．當產(chǎn)生28g時，一定有6mol穿過質(zhì)子交換膜【變式練4】（2023秋·廣東佛山·高三統(tǒng)考開學考試）2022年我國十大科技突破——海水直接電解制，其工作原理如圖，防水透氣膜只能水分子通過。下列說法正確的是A．a(chǎn)為電解池的陰極B．b的電極反應方程式：C．去除透氣膜，a極發(fā)生的電極反應不變D．電解池工作時，海水側(cè)的離子濃度理論上逐漸減小三年真題·兩年模擬三年真題·兩年模擬1．（2023·重慶·統(tǒng)考高考真題）電化學合成是一種綠色高效的合成方法。如圖是在酸性介質(zhì)中電解合成半胱氨酸和煙酸的示意圖。下列敘述錯誤的是A．電極a為陰極B．從電極b移向電極aC．電極b發(fā)生的反應為：

D．生成半胱氨酸的同時生成煙酸2．（2023·廣東·統(tǒng)考高考真題）用一種具有“卯榫”結(jié)構(gòu)的雙極膜組裝電解池(下圖)，可實現(xiàn)大電流催化電解溶液制氨。工作時，在雙極膜界面處被催化解離成和，有利于電解反應順利進行。下列說法不正確的是A．電解總反應：B．每生成，雙極膜處有的解離C．電解過程中，陽極室中的物質(zhì)的量不因反應而改變D．相比于平面結(jié)構(gòu)雙極膜，“卯榫”結(jié)構(gòu)可提高氨生成速率3．（2023·浙江·統(tǒng)考高考真題）氯堿工業(yè)能耗大，通過如圖改進的設(shè)計可大幅度降低能耗，下列說法不正確的是A．電極A接電源正極，發(fā)生氧化反應B．電極B的電極反應式為：C．應選用陽離子交換膜，在右室獲得濃度較高的溶液D．改進設(shè)計中通過提高電極B上反應物的氧化性來降低電解電壓，減少能耗4．（2023·湖北·統(tǒng)考高考真題）我國科學家設(shè)計如圖所示的電解池，實現(xiàn)了海水直接制備氫氣技術(shù)的綠色化。該裝置工作時陽極無生成且KOH溶液的濃度不變，電解生成氫氣的速率為。下列說法錯誤的是A．b電極反應式為B．離子交換膜為陰離子交換膜C．電解時海水中動能高的水分子可穿過PTFE膜D．海水為電解池補水的速率為5．（2023·遼寧·統(tǒng)考高考真題）某無隔膜流動海水電解法制的裝置如下圖所示，其中高選擇性催化劑可抑制產(chǎn)生。下列說法正確的是A．b端電勢高于a端電勢 B．理論上轉(zhuǎn)移生成C．電解后海水下降 D．陽極發(fā)生：6．（2023·全國·統(tǒng)考高考真題）用可再生能源電還原時，采用高濃度的抑制酸性電解液中的析氫反應來提高多碳產(chǎn)物(乙烯、乙醇等)的生成率，裝置如下圖所示。下列說法正確的是

A．析氫反應發(fā)生在電極上B．從電極遷移到電極C．陰極發(fā)生的反應有：D．每轉(zhuǎn)移電子，陽極生成氣體(標準狀況)考點考點二電解原理在工業(yè)生產(chǎn)中的應用重難點辨析重難點辨析1．氯堿工業(yè)(1)電極反應陽極反應式：2Cl－－2e－=Cl2↑(氧化反應)陰極反應式：2H＋＋2e－=H2↑(還原反應)(2)總反應方程式2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑(3)氯堿工業(yè)生產(chǎn)流程圖2．電鍍下圖為金屬表面鍍銀的工作示意圖，據(jù)此回答下列問題：(1)鍍件作陰極，鍍層金屬銀作陽極。(2)電解質(zhì)溶液是AgNO3溶液等含鍍層金屬陽離子的鹽溶液。(3)電極反應：陽極：Ag－e－=Ag＋；陰極：Ag＋＋e－=Ag。(4)特點：陽極溶解，陰極沉積，電鍍液的濃度不變。3．電解精煉銅(1)電極材料：陽極為粗銅；陰極為純銅。(2)電解質(zhì)溶液：含Cu2＋的鹽溶液。(3)電極反應：陽極：Zn－2e－=Zn2＋、Fe－2e－=Fe2＋、Ni－2e－=Ni2＋、Cu－2e－=Cu2＋；陰極：Cu2＋＋2e－=Cu。4．電冶金利用電解熔融鹽的方法來冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等。(1)冶煉鈉2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑電極反應：陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑；陰極：2Na＋＋2e－=2Na。(2)冶煉鋁2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))4Al＋3O2↑電極反應：陽極：6O2－－12e－=3O2↑；陰極：4Al3＋＋12e－=4Al。規(guī)律·方法·技巧·點拔規(guī)律·方法·技巧·點拔1.陰、陽極的判斷方法(1)根據(jù)外接電源:正極接陽極,負極接陰極。(2)根據(jù)電流方向:從陰極流出,從陽極流入。(3)根據(jù)電子流向:從陽極流出,從陰極流入。(4)根據(jù)離子移向:陰離子移向陽極,陽離子移向陰極。(5)根據(jù)電極產(chǎn)物:陽極——電極溶解、逸出O2(或陽極區(qū)酸性增強)或Cl2;陰極——析出金屬、逸出H2(或陰極區(qū)堿性增強)。(6)根據(jù)反應類型:陽極發(fā)生氧化反應,陰極發(fā)生還原反應。典型例題剖析典型例題剖析考向1電解原理的應用【典例1】（2023·全國·高三專題練習）工業(yè)上先后用下列方法制備金屬鈉：①用石墨作電極電解熔融氫氧化鈉制鈉。②鐵與熔融氫氧化鈉作用制鈉：。③電解熔融氯化鈉。下列有關(guān)說法正確的是A．電解熔融氫氧化鈉制鈉的反應為B．在電解熔融氯化鈉的電解槽(如圖)中，石墨為陽極，鐵為陰極C．電解熔融氯化鈉時，向陽極移動D．方法①與②制得等量的鈉，兩反應中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)相等【變式練1】（2023秋·全國·高三校聯(lián)考開學考試）某小組設(shè)計利用鹽湖水的工業(yè)流程如下圖所示：下列敘述正確的是A．根據(jù)物質(zhì)組成分類，純堿和燒堿都屬于堿B．利用氯化鈉溶解度隨溫度升高而減小提取粗鹽C．上述制備燒堿的副產(chǎn)品可以用于制備鹽酸D．工業(yè)制備鈉的尾氣可以直接排入空氣中【變式練2】（2023秋·山西大同·高三統(tǒng)考開學考試）根據(jù)下列裝置和物質(zhì)，能達到相應實驗目的的是

A．驗證的水解程度比大B．實驗室制備C．鐵表面鍍銅D．演示噴泉實驗A．A B．B C．C D．D考向2與電解有關(guān)的計算【典例2】（2023·全國·高三專題練習）利用如圖所示裝置，當X、Y選用不同材料時，可將電解原理廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)。下列說法中正確的是A．氯堿工業(yè)中，X、Y均為石墨，X附近能得到氫氧化鈉B．銅的電解精煉中，X是純銅，Y是粗銅，Z是CuSO4C．電鍍工業(yè)中，X是待鍍金屬，Y是鍍層金屬D．外加電流法中，Y是待保護金屬【變式練3】（2023·全國·高三專題練習）金屬鎳有廣泛的用途，粗鎳中含有Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制得高純度的鎳。下列敘述中正確的是(已知：氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋)A．陽極發(fā)生還原反應，其電極反應式為Ni2＋＋2e－=NiB．電解過程中，陽極質(zhì)量的減少量與陰極質(zhì)量的增加量相等C．電解后，溶液中存在的陽離子只有Fe2＋和Zn2＋D．電解后，電解槽底部的陽極泥中有Cu和Pt【變式練4】（2023春·全國·高三專題練習）普通電解精煉銅的方法所制備的銅中仍含雜質(zhì)，利用下面的雙膜(陰離子交換膜和過濾膜)電解裝置可制備高純度的Cu。下列有關(guān)敘述中正確的是A．電極a為精銅，電極b為粗銅B．甲膜為過濾膜，可阻止陽極泥及漂浮物雜質(zhì)進入陰極區(qū)C．乙膜為陰離子交換膜，可阻止雜質(zhì)陽離子進入陰極區(qū)D．當電路中通過1mol電子時，可生成16g精銅三年真題·兩年模擬三年真題·兩年模擬1．（2022·廣東·高考真題）以熔融鹽為電解液，以含和等的鋁合金廢料為陽極進行電解，實現(xiàn)的再生。該過程中A．陰極發(fā)生的反應為 B．陰極上被氧化C．在電解槽底部產(chǎn)生含的陽極泥 D．陽極和陰極的質(zhì)量變化相等2．（2024·湖南長沙·長郡中學校聯(lián)考模擬預測）含有硝酸鹽和亞硝酸鹽的酸性廢水可導致水體富營養(yǎng)化，引發(fā)環(huán)境污染。如圖是利用電化學原理處理的原理，下列有關(guān)敘述錯誤的是A．直流電源為鉛蓄電池時，極連接X電極B．Y電極上發(fā)生還原反應C．陽極電極反應方程式為D．當產(chǎn)生28g時，一定有6mol穿過質(zhì)子交換膜3．（2023·山西晉城·晉城市第一中學校?？寄M預測）室溫鈉硫電池被認為是一種成本低、比能量高的能源存儲系統(tǒng)。一種室溫鈉硫電池的結(jié)構(gòu)如圖所示。將鈉箔置于聚苯并咪唑膜上作為一個電極，表面噴涂有硫黃粉末的炭化纖維素紙作為另一電極。工作時，在硫電極發(fā)生反應：，，下列敘述錯誤的是A．炭化纖維素紙的作用是增強硫電極導電性能B．放電時負極反應為：C．充電時從硫電極向鈉電極遷移D．放電時外電路電子流動的方向是4．（2023·遼寧鞍山·統(tǒng)考一模）海水中有豐富的鋰資源，我國科學家研發(fā)出利用太陽能從海水中提取金屬鋰的技術(shù)，提取原理如圖所示，下列說法錯誤的是A．該裝置將光能間接轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能B．a(chǎn)極為陰極，電極上發(fā)生還原反應C．電解過程中可監(jiān)測到b極附近溶液pH減小D．固體陶瓷膜允許Li+、H2O等較小微粒通過5．（2023·福建福州·統(tǒng)考模擬預測）我國科學家經(jīng)過研究發(fā)明了以下裝置從海水中提取鋰單質(zhì)，其工作原理如圖所示。該裝置運行期間電極Ⅱ上產(chǎn)生和氣體X。下列說法錯誤的是A．該裝置實現(xiàn)了“太陽能→電能→化學能”的轉(zhuǎn)化B．電極Ⅰ連接太陽能電池的負極C．工作時，電極Ⅱ附近溶液的pH增大D．實驗室檢驗氣體X可用濕潤的淀粉KI試紙6．（2024·福建泉州·統(tǒng)考一模）一種水系的鋅可充電超級電池放電時原理如圖所示，下列說法錯誤的是A．放電時，電解質(zhì)中的保持不變B．放電時，電極a為正極C．充電時，消耗電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為D．充電時，陽極反應式：考點考點三隔膜在電化學中的作用重難點辨析重難點辨析1．常見的隔膜隔膜又叫離子交換膜，由高分子特殊材料制成。離子交換膜分三類：(1)陽離子交換膜，簡稱陽膜，只允許陽離子通過，即允許H＋和其他陽離子通過，不允許陰離子通過。(2)陰離子交換膜，簡稱陰膜，只允許陰離子通過，不允許陽離子通過。(3)質(zhì)子交換膜，只允許H＋通過，不允許其他陽離子和陰離子通過。(4)雙極膜，雙極膜亦稱雙極性膜，是特種離子交換膜，它是由一張陽膜和一張陰膜復合制成的陰、陽復合膜。該膜的特點是在直流電場的作用下，陰、陽膜復合層間的H2O解離成H+和OH并分別通過陰膜和陽膜，作為H+和OH離子源。2．隔膜的作用(1)能將兩極區(qū)隔離，阻止兩極區(qū)產(chǎn)生的物質(zhì)接觸，防止發(fā)生化學反應。(2)能選擇性的通過離子，起到平衡電荷、形成閉合回路的作用。規(guī)律·方法·技巧·點拔規(guī)律·方法·技巧·點拔解這類問題可以分三步：第一步，分清隔膜類型。即交換膜屬于陽膜、陰膜或質(zhì)子膜中的哪一種，判斷允許哪種離子通過隔膜。第二步，寫出電極反應式，判斷交換膜兩側(cè)離子變化，推斷電荷變化，根據(jù)電荷平衡判斷離子遷移方向。第三步，分析隔膜作用。在產(chǎn)品制備中，隔膜作用主要是提高產(chǎn)品純度，避免產(chǎn)物之間發(fā)生反應，或避免產(chǎn)物因發(fā)生反應而造成危險。反應物相同，不同的交換膜，遷移的離子種類不同；同種交換膜，轉(zhuǎn)移相同的電子數(shù)，如果離子所帶電荷數(shù)不同，遷移離子數(shù)不同。離子遷移依據(jù)電荷平衡，而離子數(shù)目變化量可能不相等。交換膜隔離兩種電解質(zhì)溶液，避免負極材料與能發(fā)生反應的電解質(zhì)溶液直接接觸，能提高電流效率。在這種裝置中，交換膜起到鹽橋作用，且優(yōu)于鹽橋(鹽橋需要定時替換或再生)。通過限制離子遷移，使指定離子在溶液中定向移動形成閉合回路，完成氧化劑和還原劑在不接觸條件下發(fā)生氧化還原反應。典型例題剖析典型例題剖析考向1提高產(chǎn)品純度【典例1】（2023秋·四川成都·高三校聯(lián)考開學考試）釩電池具有特殊的電池結(jié)構(gòu)，具有充電迅速、比能量高、價格低廉等優(yōu)點，工作原理如圖所示。酸性溶液中釩通常以、、、等形式存在，離子顏色依次為紫色、綠色、藍色、黃色。放電過程中，a極電解質(zhì)溶液由紫色變?yōu)榫G色。下列說法錯誤的是A．該電池工作原理為：B．放電時，由質(zhì)子交換膜左側(cè)移向右側(cè)C．充電時，a極發(fā)生還原反應，應接電源正極D．充電時，b極附近溶液黃色加深【變式練1】（2023春·安徽·高三安徽省宿松中學校聯(lián)考開學考試）一種可實現(xiàn)氫氣循環(huán)利用的新型電池的放電工作原理如圖所示，下列說法正確的是A．放電時，電子由極經(jīng)外電路到極B．放電時，極電極反應式為C．放電過程中由左池通過交換膜向右池移動D．充電時，電極接電源的負極【變式練2】（2023秋·湖南·高三校聯(lián)考階段練習）含有硝酸鹽和亞硝酸鹽的酸性廢水可導致水體富營養(yǎng)化，引發(fā)環(huán)境污染。如圖是利用電化學原理處理的原理，下列有關(guān)敘述錯誤的是A．直流電源為鉛蓄電池時，極連接X電極B．Y電極上發(fā)生還原反應C．陽極電極反應方程式為D．當產(chǎn)生28g時，一定有6mol穿過質(zhì)子交換膜考向2限制離子遷移【典例2】（2023秋·重慶沙坪壩·高三重慶南開中學?？奸_學考試）鈉離子電池以其快速充放電的特性受到科研工作者的重視，具有廣泛的應用前景。某基于有機電解質(zhì)的鈉離子可充電電池的放電工作原理如圖所示：下列說法正確的是A．x>yB．放電時，外電路通過電子，A電極質(zhì)量減少C．充電時，B電極發(fā)生的反應為D．與鋰離子電池相比，鈉離子電池具有受損后不易燃燒的優(yōu)點【變式練3】（2024秋·內(nèi)蒙古呼和浩特·高三統(tǒng)考階段練習）己二腈是制尼龍66的原料，利用丙烯腈(，不溶于水)為原料、四甲基溴化銨為鹽溶液制備己二腈的電化學合成裝置如圖所示，其總反應為：。下列說法正確的是A．電解過程中，向電極b移動B．電極a的電極反應為C．當電路中轉(zhuǎn)移時，陽極室溶液質(zhì)量增加9gD．在電化學合成中作電解質(zhì)，并有利于丙烯腈的溶解【變式練4】（2023秋·廣東·高三校聯(lián)考階段練習）電解法制取Na2FeO4的總反應為Fe+2H2O+2OH=+3H2↑，工作原理如圖所示。已知：Na2FeO4只在強堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原。下列敘述正確的是A．鐵電極做陽極，發(fā)生還原反應B．Ni電極發(fā)生還原反應，有H2生成C．該離子交換膜為陽離子交換膜D．當電路中通過1mol電子時，陰極區(qū)有11.2LH2生成考向3提高電流效率【典例3】（2023·全國·高三專題練習）研究發(fā)現(xiàn)，可以用石墨作陽極、鈦網(wǎng)作陰極、熔融CaF2CaO作電解質(zhì)，利用圖示裝置獲得金屬鈣，并以鈣為還原劑還原二氧化鈦制備金屬鈦。下列說法正確的是A．將熔融CaF2CaO換成Ca(NO3)2溶液也可以達到相同目的B．陽極的電極反應式為C＋2O2－－4e－=CO2↑C．在制備金屬鈦前后，整套裝置中CaO的總量減少D．陰極的電極反應式為Ca－2e－=Ca2＋【變式練5】（2023秋·廣東佛山·高三統(tǒng)考開學考試）2022年我國十大科技突破——海水直接電解制，其工作原理如圖，防水透氣膜只能水分子通過。下列說法正確的是A．a(chǎn)為電解池的陰極B．b的電極反應方程式：C．去除透氣膜，a極發(fā)生的電極反應不變D．電解池工作時，海水側(cè)的離子濃度理論上逐漸減小【變式練6】（2023秋·四川南充·高三四川省南充高級中學?？茧A段練習）某無隔膜流動海水電解法制H2的裝置如下圖所示，其中高選擇性催化劑PRT可抑制O2產(chǎn)生。下列說法正確的是A．a(chǎn)極為電源負極B．理論上轉(zhuǎn)移2mole生成4gH2C．陽極的(主要)電極反應：Cl+H2O2e=HClO+H+D．電解后海水pH下降三年真題·兩年模擬三年真題·兩年模擬1．（2022秋·江蘇徐州·高三江蘇省沛縣中學?？茧A段練習）由于鈉與鋰具有相似的物理和化學性質(zhì)，因此鈉離子電池與鋰離子電池的工作原理相似。有機鈉離子電池一般采用對苯二甲酸鈉(結(jié)構(gòu)簡式如圖)作為電極材料。有機鈉離子電池的工作原理圖如圖(SEI代表鈉離子交換膜)。下列說法中正確的是A．充電時，a連接電源的負極B．放電時，電解質(zhì)溶液中向右移動C．有機鈉離子電池工作時，正極反應式為D．用鉛蓄電池對該有機鈉離子電池充電，每消耗鉛，有機鈉離子電池正極區(qū)域質(zhì)量增加2．（2024·福建泉州·統(tǒng)考一模）一種水系的鋅可充電超級電池放電時原理如圖所示，下列說法錯誤的是A．放電時，電解質(zhì)中的保持不變B．放電時，電極a為正極C．充電時，消耗電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為D．充電時，陽極反應式：3．（2023秋·山西朔州·高三懷仁市第一中學校校聯(lián)考階段練習）水系有機液流電池作為大規(guī)模儲能技術(shù)，在實現(xiàn)可再生能源高效利用方面展現(xiàn)出良好的應用潛力。一種新型有機液流電池的工作原理如圖所示。下列說法正確的是A．放電時，多孔碳電極A為負極，其電極反應為B．離子交換膜為陰離子交換膜C．充電時，陰極的電極反應為D．增大泵的功率，能提高液體的流速，但并不能增大電池的電流量4．（2022秋·遼寧大連·高三大連八中?？茧A段練習）中科院大連化物所儲能技術(shù)研究部將鋅溴液流電池電堆面容量提高至140mAh/cm2，從而大幅度提高了電池能量密度。其原理如圖所示(已知：絡(luò)合溴為Br、Br等)，下列說法正確的是A．端電極電勢比端電極電勢低B．放電時，負極電極反應為C．充電時，負極材料每增重65g，正極發(fā)生還原反應產(chǎn)生160gBr2D．放電時，電極表面之間的微孔隔膜阻止了絡(luò)合溴向鋅沉積物的擴散，減少了電池的自放電5．（2023秋·河南·高三校聯(lián)考開學考試）我國科學家采用雙極膜實現(xiàn)連續(xù)合成氨，電解裝置工作原理如圖所示。圖中的雙極膜中間層中的H2O解離為H+和OH，并在電流作用下分別向兩極遷移。下列說法錯誤的是A．催化電極a上的電勢低于催化電極bB．工作一段時間后，右室中c(OH)不變C．生成氨氣和氧氣的質(zhì)量比為17∶64D．若使用鉛酸蓄電池作電源，獲得1molNH3時，鉛酸蓄電池中有8molH2O生成6．（2023·重慶·統(tǒng)考高考真題）電化學合成是一種綠色高效的合成方法。如圖是在酸性介質(zhì)中電解合成半胱氨酸和煙酸的示意圖。下列敘述錯誤的是A．電極a為陰極B．從電極b移向電極aC．電極b發(fā)生的反應為：

D．生成半胱氨酸的同時生成煙酸7．（2023·江蘇·統(tǒng)考高考真題）氫元素及其化合物在自然界廣泛存在且具有重要應用。、、是氫元素的3種核素，基態(tài)H原子的核外電子排布，使得H既可以形成又可以形成，還能形成、、、、等重要化合物；水煤氣法、電解水、光催化分解水都能獲得，如水煤氣法制氫反應中，與足量反應生成和吸收的熱量。在金屬冶煉、新能源開發(fā)、碳中和等方面具有重要應用，如在催化劑作用下與反應可得到。我國科學家在氫氣的制備和應用等方面都取得了重大成果。下列化學反應表示正確的是A．水煤氣法制氫：

B．催化加氫生成的反應：C．電解水制氫的陽極反應：D．與水反應：8．（2023·廣東·統(tǒng)考高考真題）用一種具有“卯榫”結(jié)構(gòu)的雙極膜組裝電解池(下圖)，可實現(xiàn)大電流催化電解溶液制氨。工作時，在雙極膜界面處被催化解離成和，有利于電解反應順利進行。下列說法不正確的是A．電解總反應：B．每生成，雙極膜處有的解離C．電解過程中，陽極室中的物質(zhì)的量不因反應而改變D．相比于平面結(jié)構(gòu)雙極膜，“卯榫”結(jié)構(gòu)可提高氨生成速率考點考點四金屬的腐蝕與防護重難點辨析重難點辨析1．金屬腐蝕的本質(zhì)金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇栯x子，金屬發(fā)生氧化反應。2．金屬腐蝕的類型(1)化學腐蝕與電化學腐蝕類型化學腐蝕電化學腐蝕條件金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被氧化較活潑金屬被氧化聯(lián)系兩者往往同時發(fā)生，電化學腐蝕更普遍(2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕以鋼鐵的腐蝕為例進行分析：類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強(pH≤4.3)水膜酸性很弱或呈中性電極反應負極Fe－2e－=Fe2＋正極2H＋＋2e－=H2↑O2＋2H2O＋4e－=4OH－總反應式Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍3.金屬的防護(1)電化學防護①犧牲陽極的陰極保護法—原電池原理a．負極：比被保護金屬活潑的金屬；b．正極：被保護的金屬設(shè)備。②外加電流陰極保護法—電解原理a．陰極：被保護的金屬設(shè)備；b．陽極：惰性金屬或石墨。(2)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成合金、不銹鋼等。(3)加防護層，如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。規(guī)律·方法·技巧·點拔規(guī)律·方法·技巧·點拔1．判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律(1)對同一電解質(zhì)溶液來說，腐蝕速率的快慢：電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學腐蝕>有防腐措施的腐蝕。(2)對同一金屬來說，在不同溶液中腐蝕速率的快慢：強電解質(zhì)溶液中>弱電解質(zhì)溶液中>非電解質(zhì)溶液中。(3)活動性不同的兩種金屬，活動性差別越大，腐蝕速率越快。(4)對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大，金屬腐蝕越快。2．兩種保護方法的比較外加電流的陰極保護法保護效果大于犧牲陽極的陰極保護法。(1)鋼鐵發(fā)生電化學腐蝕時，負極鐵去電子生成Fe2＋，而不是生成Fe3＋。(2)金屬腐蝕時，電化學腐蝕與化學腐蝕往往同時存在，但前者更普遍，危害也更嚴重。(3)銅暴露在潮濕的空氣中發(fā)生的是化學腐蝕，而不是電化學腐蝕，生成銅綠的化學成分是Cu2(OH)2CO3。(4)兩種保護方法的比較外加電流的陰極保護法比犧牲陽極的陰極保護法保護效果好。典型例題剖析典型例題剖析考向1金屬腐蝕的原理、金屬腐蝕速率快慢的比較【典例1】（2023秋·福建寧德·高二福建省寧德第一中學?？茧A段練習）下列有關(guān)金屬腐蝕與防護的說法正確的是A．鐵鍋中殘留的水滴內(nèi)部比邊緣更容易生銹B．海船只的船底鑲嵌鋅塊，利用了犧牲陽極保護法保護金屬船體C．航純銀器長時間暴露在空氣中變黑，是因為發(fā)生了吸氧腐蝕D．保暖貼在發(fā)熱過程中主要發(fā)生了化學腐蝕【變式練1】（2023·四川南充·統(tǒng)考模擬預測）研究小組將混合均勻的鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部，塞上瓶塞(如圖1)。從膠頭滴管中滴入一定濃度醋酸溶液，進行鐵的電化學腐蝕實驗，容器中的壓強隨時間的變化曲線如圖2。下列說法正確的是A．0t1時壓強增大的原因可能是鐵腐蝕放出熱量B．鐵被氧化的電極反應式為：C．碳粉上發(fā)生了氧化反應D．鐵腐蝕過程中化學能全部轉(zhuǎn)化為電能【變式練2】（2023·全國·高三專題練習）炒過菜的鐵鍋未及時洗凈(殘液中含NaCl)，不久便會因被腐蝕而出現(xiàn)紅褐色銹斑。腐蝕原理如圖所示，下列說法正確的是A．腐蝕過程中，負極是CB．Fe失去電子經(jīng)電解質(zhì)溶液轉(zhuǎn)移給CC．正極的電極反應式為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑D．C是正極，O2在C表面上發(fā)生還原反應考向2金屬腐蝕的防護措施【典例2】（2023秋·湖北孝感·高三應城市第一高級中學校聯(lián)考開學考試）化學與生活密切相關(guān)。下列日常生活場景中，相關(guān)措施正確的是選項ABCD場景塑料的老化食物氧化變質(zhì)金屬的腐蝕環(huán)境和物品消毒措施生產(chǎn)塑料時添加增塑劑用生石灰作脫氧劑被保護金屬作原電池負極用紫外線照射A．A B．B C．C