高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講練測(cè)（全國(guó)通用） 第19講 電解池 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)（講）（原卷版+答案解析）

第19講電解池金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)目錄第一部分：網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建（總覽全局）第二部分：知識(shí)點(diǎn)精準(zhǔn)記憶第三部分：典型例題剖析高頻考點(diǎn)1考查電解規(guī)律及電極產(chǎn)物的判斷高頻考點(diǎn)2考查電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)與正誤判斷高頻考點(diǎn)3考查電解原理的應(yīng)用高頻考點(diǎn)4考查金屬腐蝕與防護(hù)高頻考點(diǎn)5考查電子守恒在電化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用正文第一部分：網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建（總覽全局）第二部分：知識(shí)點(diǎn)精準(zhǔn)記憶知識(shí)點(diǎn)一電解的原理1.電解和電解池(1)電解：在電流作用下，電解質(zhì)在兩個(gè)電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過(guò)程。(2)電解池：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。(3)電解池的構(gòu)成①有與電源相連的兩個(gè)電極。②電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì))。③形成閉合回路。2.電解池的工作原理(1)電極名稱及電極反應(yīng)式(電解CuCl2溶液為例)總反應(yīng)式：CuCl2eq\o(=,\s\up7(電解))Cu＋Cl2↑(2)電解過(guò)程的三個(gè)流向①電子流向：電源負(fù)極→電解池陰極；電解池的陽(yáng)極→電源的正極；②離子流向：陽(yáng)離子→電解池的陰極，陰離子→電解池的陽(yáng)極。③電流方向：電源正極→電解池陽(yáng)極→電解質(zhì)溶液→陰極→負(fù)極。3.電極產(chǎn)物判斷(1)陽(yáng)極產(chǎn)物的判斷①活性電極(除Au、Pt以外的金屬材料作電極)，電極材料失電子，生成金屬陽(yáng)離子。②惰性電極(Pt、Au、石墨)，要依據(jù)陰離子的放電順序加以判斷。陰離子的放電順序：活潑電極＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根離子。S2－、I－、Br－、Cl－放電，產(chǎn)物分別是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放電，則得到H2O和O2。(2)陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)陽(yáng)離子放電順序進(jìn)行判斷。陽(yáng)離子放電順序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋。①若金屬陽(yáng)離子(Fe3＋除外)放電，則得到相應(yīng)金屬單質(zhì)；若H＋放電，則得到H2。②放電順序本質(zhì)遵循氧化還原反應(yīng)的優(yōu)先規(guī)律，即得(失)電子能力強(qiáng)的離子先放電。4.電極反應(yīng)式、電解方程式的書(shū)寫(xiě)(1)首先判斷陰、陽(yáng)極，分析陽(yáng)極材料是惰性電極還是活潑電極。(2)再分析電解質(zhì)水溶液的組成，找全離子并分陰離子、陽(yáng)離子兩組(不要忘記水溶液中的H＋和OH－)。(3)然后排出陰、陽(yáng)兩極的放電順序：陰極：陽(yáng)離子放電順序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋。陽(yáng)極：活潑電極＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根離子。(4)分析電極反應(yīng)，判斷電極產(chǎn)物，寫(xiě)出電極反應(yīng)式，要注意遵循原子守恒和電荷守恒。(5)最后寫(xiě)出電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式或離子方程式，并注明“電解”條件?！咎貏e提醒】①陰極不管是什么材料，電極本身都不反應(yīng)，一定是溶液(或熔融電解質(zhì))中的陽(yáng)離子放電，注意離子導(dǎo)體(電解質(zhì))是水溶液還是非水狀態(tài)。②陽(yáng)極材料不同，電極產(chǎn)物、電極反應(yīng)式可能不同，最常用、最重要的放電順序?yàn)殛?yáng)極：Cl－>OH－；陰極：Ag＋>Cu2＋>H＋。③電解水溶液時(shí)，K＋～Al3＋不可能在陰極放電，即不可能用電解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金屬。④書(shū)寫(xiě)電解池中的電極反應(yīng)式時(shí)，要以實(shí)際放電的離子表示，但書(shū)寫(xiě)總電解反應(yīng)方程式時(shí)，弱電解質(zhì)要寫(xiě)成分子式。⑤電解質(zhì)溶液中未參與放電的離子是否與放電后生成的離子發(fā)生反應(yīng)(離子共存)。⑥要確保兩極電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相同，且注明條件“電解”。5.陰、陽(yáng)極的判斷方法(1)根據(jù)外接電源:正極接陽(yáng)極,負(fù)極接陰極。(2)根據(jù)電流方向:從陰極流出,從陽(yáng)極流入。(3)根據(jù)電子流向:從陽(yáng)極流出,從陰極流入。(4)根據(jù)離子移向:陰離子移向陽(yáng)極,陽(yáng)離子移向陰極。(5)根據(jù)電極產(chǎn)物:陽(yáng)極——電極溶解、逸出O2(或陽(yáng)極區(qū)酸性增強(qiáng))或Cl2;陰極——析出金屬、逸出H2(或陰極區(qū)堿性增強(qiáng))。(6)根據(jù)反應(yīng)類型:陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),陰極發(fā)生還原反應(yīng)。6.用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律(1)電解溶劑水型電解質(zhì)類型電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)溶液濃度溶液pH電解質(zhì)溶液復(fù)原含氧酸，如H2SO4陰極：4H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－陽(yáng)極：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋總反應(yīng)式：2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2H2↑＋O2↑增大減小加水可溶性強(qiáng)堿，如NaOH增大活潑金屬含氧酸鹽，如KNO3不變(2)電解溶質(zhì)型電解質(zhì)類型電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)溶液濃度溶液pH電解質(zhì)溶液復(fù)原無(wú)氧酸，如HCl陰極：2H＋＋2e－=H2↑陽(yáng)極：2Cl－－2e－=Cl2↑總反應(yīng)式：2HCleq\o(=,\s\up7(電解))H2↑＋Cl2↑減小增大通入HCl氣體不活潑金屬無(wú)氧酸鹽，如CuCl2陰極：Cu2＋＋2e－=Cu陽(yáng)極：2Cl－－2e－=Cl2↑總反應(yīng)式：CuCl2eq\o(=,\s\up7(電解))Cu＋Cl2↑加入CuCl2固體(3)電解溶質(zhì)和溶劑水型，生成H2和堿（析氫生堿型）：電解質(zhì)(水溶液)電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)濃度溶液pH溶液復(fù)原活潑金屬的無(wú)氧酸鹽(如NaCl)陽(yáng)極：2Cl－－2e－=Cl2↑陰極：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－總反應(yīng)式：2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Cl2↑＋H2↑＋2OH－生成新電解質(zhì)增大通入HCl氣體(4)電解溶質(zhì)和溶劑水型，生成O2和酸（放氧生酸型）電解質(zhì)(水溶液)電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)濃度溶液pH溶液復(fù)原不活潑金屬的含氧酸鹽[如CuSO4]陽(yáng)極：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋陰極：2Cu2＋＋4e－=2Cu總反應(yīng)式：2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Cu＋O2↑＋4H＋生成新電解質(zhì)減小加CuO或CuCO3知識(shí)點(diǎn)二電解原理的應(yīng)用1.氯堿工業(yè)陽(yáng)極反應(yīng)式：2Cl－－2e－=Cl2↑(氧化反應(yīng))陰極反應(yīng)式：2H＋＋2e－=H2↑(還原反應(yīng))總反應(yīng)方程式：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑2.電鍍與電解精煉電鍍電解精煉銅示意圖電極反應(yīng)陽(yáng)極Cu－2e－=Cu2＋Zn－2e－=Zn2＋，Cu－2e－=Cu2＋陰極Cu2＋＋2e－=CuCu2＋＋2e－=Cu電解質(zhì)溶液的濃度變化CuSO4溶液的濃度不變CuSO4溶液的濃度變小注意：電解精煉銅時(shí)，陽(yáng)極質(zhì)量減小，陰極質(zhì)量增加，溶液中的Cu2＋濃度減小。粗銅中不活潑的雜質(zhì)(金屬活動(dòng)性順序中位于銅之后的銀、金等)，在陽(yáng)極難以失去電子，當(dāng)陽(yáng)極上的銅失去電子變成離子之后，它們以金屬單質(zhì)的形式沉積于電解槽的底部，成為陽(yáng)極泥。3.電冶金電解冶煉冶煉鈉冶煉鎂冶煉鋁電極反應(yīng)陽(yáng)極：2Cl－－2e－=Cl2↑陰極：2Na＋＋2e－=2Na陽(yáng)極：2Cl－2e－=Cl2↑陰極：Mg2＋＋2e－=Mg陽(yáng)極：6O2－－12e－=3O2↑陰極：4Al3＋＋12e－=4Al總反應(yīng)2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑MgCl2熔融eq\o(=,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))4Al＋3O2↑【特別提醒】(1)氯堿工業(yè)所用的飽和食鹽水需要精制，除去NaCl中混有的Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)。(2)電鍍銅時(shí)，電解質(zhì)溶液中c(Cu2＋)不變；電解精煉銅時(shí)，電解質(zhì)溶液中c(Cu2＋)減小。(3)電解熔融MgCl2冶煉鎂，而不能電解MgO冶煉鎂，是因?yàn)镸gO的熔點(diǎn)很高；電解熔融Al2O3冶煉鋁，而不能電解AlCl3冶煉鋁，是因?yàn)锳lCl3是共價(jià)化合物，其熔融態(tài)不導(dǎo)電。知識(shí)點(diǎn)三金屬的腐蝕與防護(hù)1.金屬腐蝕的本質(zhì)金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇?yáng)離子，金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。2.金屬腐蝕的類型(1)化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)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(wú)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(shí)發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更普遍(2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕（以鋼鐵的腐蝕為例）：類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強(qiáng)(pH≤4.3)水膜酸性很弱或呈中性電極反應(yīng)負(fù)極Fe－2e－=Fe2＋正極2H＋＋2e－=H2↑O2＋2H2O＋4e－=4OH－總反應(yīng)式Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍【特別提醒】①電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防腐措施的腐蝕。②鋼鐵暴露在潮濕空氣中主要發(fā)生的是吸氧腐蝕，鐵銹的形成過(guò)程中主要發(fā)生的反應(yīng)為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3,2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O(鐵銹)＋(3－x)H2O。3.金屬的防護(hù)(1)電化學(xué)防護(hù)①犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法——原電池原理a.負(fù)極：比被保護(hù)金屬活潑的金屬；b.正極：被保護(hù)的金屬設(shè)備。②外加電流的陰極保護(hù)法——電解原理a.陰極：被保護(hù)的金屬設(shè)備；b.陽(yáng)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(hù)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?！咎貏e提醒】(1)鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，負(fù)極鐵去電子生成Fe2＋，而不是生成Fe3＋。(2)金屬腐蝕時(shí)，電化學(xué)腐蝕與化學(xué)腐蝕往往同時(shí)存在，但前者更普遍，危害也更嚴(yán)重。(3)銅暴露在潮濕的空氣中發(fā)生的是化學(xué)腐蝕，而不是電化學(xué)腐蝕，生成銅綠的化學(xué)成分是Cu2(OH)2CO3。(4)兩種保護(hù)方法的比較：外加電流的陰極保護(hù)法比犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法保護(hù)效果好。(5)金屬越活潑，就越容易失去電子而被腐蝕，金屬活動(dòng)順序表中位于氫前面和氫后面的金屬都能發(fā)生吸氧腐蝕，但只有在金屬活動(dòng)順序表中氫前面的金屬才可能發(fā)生析氫腐蝕。知識(shí)點(diǎn)四電化學(xué)有關(guān)計(jì)算1.計(jì)算依據(jù)——三個(gè)相等(1)同一原電池的正、負(fù)極的電極反應(yīng)得、失電子數(shù)相等。(2)同一電解池的陰極、陽(yáng)極電極反應(yīng)中得、失電子數(shù)相等。(3)串聯(lián)電路中的各個(gè)電極反應(yīng)得、失電子數(shù)相等。上述三種情況下，在寫(xiě)電極反應(yīng)式時(shí)，得、失電子數(shù)要相等，在計(jì)算電解產(chǎn)物的量時(shí)，應(yīng)按得、失電子數(shù)相等計(jì)算。2.計(jì)算方法——三種常用方法(1)根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算先寫(xiě)出電極反應(yīng)式，再寫(xiě)出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計(jì)算。(2)根據(jù)電子守恒計(jì)算①用于串聯(lián)電路中陰陽(yáng)兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計(jì)算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。②用于混合溶液中分階段電解的計(jì)算。(3)根據(jù)關(guān)系式計(jì)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(jì)算所需的關(guān)系式。如以通過(guò)4mole-為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式:4e-~2C(式中M為金屬,n為其離子的化合價(jià)數(shù)值)該關(guān)系式具有總攬電化學(xué)計(jì)算的作用和價(jià)值,熟記電極反應(yīng),靈活運(yùn)用關(guān)系式便能快速解答常見(jiàn)的電化學(xué)計(jì)算問(wèn)題。提示：在電化學(xué)計(jì)算中，還常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19C來(lái)計(jì)算電路中通過(guò)的電量。第三部分：典型例題剖析高頻考點(diǎn)1考查電解規(guī)律及電極產(chǎn)物的判斷例1.(2023·安徽馬鞍山一模)NCl3是一種黃色黏稠狀液體，可用于制備新型消毒劑ClO2，其制備裝置如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.Pt極發(fā)生氧化反應(yīng)，可用淀粉－KI試紙檢驗(yàn)MB.石墨極的反應(yīng)式為NHeq\o\al(＋,4)＋6e－＋3Cl－=NCl3＋4H＋C.電解過(guò)程中，質(zhì)子交換膜右側(cè)溶液pH會(huì)增大D.每生成1molNCl3，會(huì)生成67.2L氣體M【變式訓(xùn)練】(2023·全國(guó)乙卷，12)沿海電廠采用海水為冷卻水，但在排水管中生物的附著和滋生會(huì)阻礙冷卻水排放并降低冷卻效率。為解決這一問(wèn)題，通常在管道口設(shè)置一對(duì)惰性電極(如圖所示)，通入一定的電流。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．陽(yáng)極發(fā)生將海水中的Cl－氧化生成Cl2的反應(yīng)B．管道中可以生成氧化滅殺附著生物的NaClOC．陰極生成的H2應(yīng)及時(shí)通風(fēng)稀釋安全地排入大氣D．陽(yáng)極表面形成的Mg(OH)2等積垢需要定期清理高頻考點(diǎn)2考查電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)與正誤判斷1．(2023·四川內(nèi)江·模擬預(yù)測(cè)）某電化學(xué)裝置如圖所示，該裝置能將CO2轉(zhuǎn)化為燃料C2H5OH，從而實(shí)踐“碳中和”。下列說(shuō)法正確的是A．該電化學(xué)裝置實(shí)現(xiàn)“碳中和”的同時(shí)將光能轉(zhuǎn)化為電能B．該電化學(xué)裝置工作時(shí)，溶液中的H+由a極區(qū)移向b極區(qū)C．a(chǎn)電極的反應(yīng)式為2CO2+12H++12e-=C2H5OH+3H2OD．每生成3.36LO2，有4.4gCO2被還原【變式訓(xùn)練】(2023·廣東·模擬預(yù)測(cè)）如圖電化學(xué)裝置可制備偏鎢酸銨(NH4)6(H2W12O40)，雙極膜中間層中的水解離為H+和OH-，并在直流電場(chǎng)作用下分別向兩極遷移。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為4NH3·H2O-4e-=4+O2↑+2H2OB．雙極膜中間層中的OH-向左側(cè)遷移進(jìn)入堿室，a膜為陽(yáng)離子交換膜C．產(chǎn)品室發(fā)生反應(yīng)：12+18H+=[H2W12O40]6-+8H2OD．當(dāng)電路中通過(guò)4mol電子時(shí)，陰極室溶液的質(zhì)量理論上增加72g高頻考點(diǎn)3考查電解原理的應(yīng)用例3．(2023·四川達(dá)州一診)二氧化氯是一種新型消毒劑，以氯酸鈉為原料采用電解法制備二氧化氯裝置如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是()A.電極B的材料是石墨B.陰極區(qū)部分ClO2循環(huán)反應(yīng)C.產(chǎn)生ClO2的反應(yīng)式為ClOeq\o\al(－,3)＋ClOeq\o\al(－,2)＋2H＋=2ClO2↑＋H2OD.電解后陽(yáng)極區(qū)溶液pH增大【變式訓(xùn)練】(2023·重慶·模擬)用鐵和石墨作電極電解酸性廢水，可將廢水中的POeq\o\al(3－,4)以FePO4(不溶于水)的形式除去，其裝置如圖所示。下列說(shuō)法中正確的是()A.若X、Y電極材料連接反了，則仍可將廢水中的POeq\o\al(3－,4)除去B.X極為石墨，該電極上發(fā)生氧化反應(yīng)C.電解過(guò)程中Y極周圍溶液的pH減小D.電解時(shí)廢水中會(huì)發(fā)生反應(yīng)：4Fe2＋＋O2＋4H＋＋4POeq\o\al(3－,4)=4FePO4↓＋2H2O高頻考點(diǎn)4考查金屬腐蝕與防護(hù)例4.(2023·湖北·荊州中學(xué)三模）在硫酸鹽還原細(xì)菌的作用下，深埋地下的鐵管道與土壤中的硫酸根離子會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕，其原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是A．鐵管道發(fā)生的是吸氧腐蝕B．鐵管道附近土壤的pH會(huì)減小C．鐵管道上鍍鋅可以延緩管道的腐蝕D．輸送高溫水蒸氣的鐵管道也會(huì)發(fā)生該類型腐蝕【變式訓(xùn)練】(2023·上海寶山·一模）鋼鐵的電化學(xué)腐蝕主要是吸氧腐蝕(如圖)和析氫腐蝕。關(guān)于這兩種電化腐蝕的說(shuō)法正確的是A．兩種電化腐蝕的電解質(zhì)溶液酸堿性有差異B．電化腐蝕比化學(xué)腐蝕危害更大的原因是發(fā)生了氧化還原反應(yīng)C．兩種電化腐蝕中都是鐵作為負(fù)極、發(fā)生還原反應(yīng)D．吸氧腐蝕正極的反應(yīng)為：4OH--4e-→O2+2H2O高頻考點(diǎn)5考查電子守恒在電化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用例5.(2023·江西宜春·模擬預(yù)測(cè)）在銅基配合物的催化作用下，利用電化學(xué)原理可將CO2還原為碳基燃料(包括CO、烷烴和羧酸等)，其裝置原理如圖所示。下列敘述正確的是A．該裝置工作時(shí)，H+穿過(guò)質(zhì)子交換膜從右向左移動(dòng)B．圖中石墨烯為陰極，電極反應(yīng)式為CO2+2H++2e-=HCOOHC．每轉(zhuǎn)移2mol電子，陰極室電解質(zhì)溶液質(zhì)量增加44gD．該裝置工作過(guò)程中，圖中Pt電極附近溶液的pH不變【變式訓(xùn)練】(2023·河南·模擬預(yù)測(cè)）我國(guó)科學(xué)家開(kāi)發(fā)了一款高壓無(wú)陽(yáng)極配置可充電鈉電池，其充電過(guò)程的原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是A．放電時(shí)，電子由b極經(jīng)3A沸石分子篩膜流向a極B．放電時(shí)，a極的電極反應(yīng)式為Na++e-=NaC．充電時(shí)，b極為陽(yáng)極，發(fā)生還原反應(yīng)D．充電時(shí)，電路中每遷移2mol電子，理論上a極凈增重46g第19講電解池金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)目錄第一部分：網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建（總覽全局）第二部分：知識(shí)點(diǎn)精準(zhǔn)記憶第三部分：典型例題剖析高頻考點(diǎn)1考查電解規(guī)律及電極產(chǎn)物的判斷高頻考點(diǎn)2考查電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)與正誤判斷高頻考點(diǎn)3考查電解原理的應(yīng)用高頻考點(diǎn)4考查金屬腐蝕與防護(hù)高頻考點(diǎn)5考查電子守恒在電化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用正文第一部分：網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建（總覽全局）第二部分：知識(shí)點(diǎn)精準(zhǔn)記憶知識(shí)點(diǎn)一電解的原理1.電解和電解池(1)電解：在電流作用下，電解質(zhì)在兩個(gè)電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過(guò)程。(2)電解池：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。(3)電解池的構(gòu)成①有與電源相連的兩個(gè)電極。②電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì))。③形成閉合回路。2.電解池的工作原理(1)電極名稱及電極反應(yīng)式(電解CuCl2溶液為例)總反應(yīng)式：CuCl2eq\o(=,\s\up7(電解))Cu＋Cl2↑(2)電解過(guò)程的三個(gè)流向①電子流向：電源負(fù)極→電解池陰極；電解池的陽(yáng)極→電源的正極；②離子流向：陽(yáng)離子→電解池的陰極，陰離子→電解池的陽(yáng)極。③電流方向：電源正極→電解池陽(yáng)極→電解質(zhì)溶液→陰極→負(fù)極。3.電極產(chǎn)物判斷(1)陽(yáng)極產(chǎn)物的判斷①活性電極(除Au、Pt以外的金屬材料作電極)，電極材料失電子，生成金屬陽(yáng)離子。②惰性電極(Pt、Au、石墨)，要依據(jù)陰離子的放電順序加以判斷。陰離子的放電順序：活潑電極＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根離子。S2－、I－、Br－、Cl－放電，產(chǎn)物分別是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放電，則得到H2O和O2。(2)陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)陽(yáng)離子放電順序進(jìn)行判斷。陽(yáng)離子放電順序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋。①若金屬陽(yáng)離子(Fe3＋除外)放電，則得到相應(yīng)金屬單質(zhì)；若H＋放電，則得到H2。②放電順序本質(zhì)遵循氧化還原反應(yīng)的優(yōu)先規(guī)律，即得(失)電子能力強(qiáng)的離子先放電。4.電極反應(yīng)式、電解方程式的書(shū)寫(xiě)(1)首先判斷陰、陽(yáng)極，分析陽(yáng)極材料是惰性電極還是活潑電極。(2)再分析電解質(zhì)水溶液的組成，找全離子并分陰離子、陽(yáng)離子兩組(不要忘記水溶液中的H＋和OH－)。(3)然后排出陰、陽(yáng)兩極的放電順序：陰極：陽(yáng)離子放電順序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋。陽(yáng)極：活潑電極＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根離子。(4)分析電極反應(yīng)，判斷電極產(chǎn)物，寫(xiě)出電極反應(yīng)式，要注意遵循原子守恒和電荷守恒。(5)最后寫(xiě)出電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式或離子方程式，并注明“電解”條件?！咎貏e提醒】①陰極不管是什么材料，電極本身都不反應(yīng)，一定是溶液(或熔融電解質(zhì))中的陽(yáng)離子放電，注意離子導(dǎo)體(電解質(zhì))是水溶液還是非水狀態(tài)。②陽(yáng)極材料不同，電極產(chǎn)物、電極反應(yīng)式可能不同，最常用、最重要的放電順序?yàn)殛?yáng)極：Cl－>OH－；陰極：Ag＋>Cu2＋>H＋。③電解水溶液時(shí)，K＋～Al3＋不可能在陰極放電，即不可能用電解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金屬。④書(shū)寫(xiě)電解池中的電極反應(yīng)式時(shí)，要以實(shí)際放電的離子表示，但書(shū)寫(xiě)總電解反應(yīng)方程式時(shí)，弱電解質(zhì)要寫(xiě)成分子式。⑤電解質(zhì)溶液中未參與放電的離子是否與放電后生成的離子發(fā)生反應(yīng)(離子共存)。⑥要確保兩極電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相同，且注明條件“電解”。5.陰、陽(yáng)極的判斷方法(1)根據(jù)外接電源:正極接陽(yáng)極,負(fù)極接陰極。(2)根據(jù)電流方向:從陰極流出,從陽(yáng)極流入。(3)根據(jù)電子流向:從陽(yáng)極流出,從陰極流入。(4)根據(jù)離子移向:陰離子移向陽(yáng)極,陽(yáng)離子移向陰極。(5)根據(jù)電極產(chǎn)物:陽(yáng)極——電極溶解、逸出O2(或陽(yáng)極區(qū)酸性增強(qiáng))或Cl2;陰極——析出金屬、逸出H2(或陰極區(qū)堿性增強(qiáng))。(6)根據(jù)反應(yīng)類型:陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),陰極發(fā)生還原反應(yīng)。6.用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律(1)電解溶劑水型電解質(zhì)類型電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)溶液濃度溶液pH電解質(zhì)溶液復(fù)原含氧酸，如H2SO4陰極：4H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－陽(yáng)極：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋總反應(yīng)式：2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2H2↑＋O2↑增大減小加水可溶性強(qiáng)堿，如NaOH增大活潑金屬含氧酸鹽，如KNO3不變(2)電解溶質(zhì)型電解質(zhì)類型電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)溶液濃度溶液pH電解質(zhì)溶液復(fù)原無(wú)氧酸，如HCl陰極：2H＋＋2e－=H2↑陽(yáng)極：2Cl－－2e－=Cl2↑總反應(yīng)式：2HCleq\o(=,\s\up7(電解))H2↑＋Cl2↑減小增大通入HCl氣體不活潑金屬無(wú)氧酸鹽，如CuCl2陰極：Cu2＋＋2e－=Cu陽(yáng)極：2Cl－－2e－=Cl2↑總反應(yīng)式：CuCl2eq\o(=,\s\up7(電解))Cu＋Cl2↑加入CuCl2固體(3)電解溶質(zhì)和溶劑水型，生成H2和堿（析氫生堿型）：電解質(zhì)(水溶液)電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)濃度溶液pH溶液復(fù)原活潑金屬的無(wú)氧酸鹽(如NaCl)陽(yáng)極：2Cl－－2e－=Cl2↑陰極：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－總反應(yīng)式：2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Cl2↑＋H2↑＋2OH－生成新電解質(zhì)增大通入HCl氣體(4)電解溶質(zhì)和溶劑水型，生成O2和酸（放氧生酸型）電解質(zhì)(水溶液)電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)濃度溶液pH溶液復(fù)原不活潑金屬的含氧酸鹽[如CuSO4]陽(yáng)極：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋陰極：2Cu2＋＋4e－=2Cu總反應(yīng)式：2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Cu＋O2↑＋4H＋生成新電解質(zhì)減小加CuO或CuCO3知識(shí)點(diǎn)二電解原理的應(yīng)用1.氯堿工業(yè)陽(yáng)極反應(yīng)式：2Cl－－2e－=Cl2↑(氧化反應(yīng))陰極反應(yīng)式：2H＋＋2e－=H2↑(還原反應(yīng))總反應(yīng)方程式：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑2.電鍍與電解精煉電鍍電解精煉銅示意圖電極反應(yīng)陽(yáng)極Cu－2e－=Cu2＋Zn－2e－=Zn2＋，Cu－2e－=Cu2＋陰極Cu2＋＋2e－=CuCu2＋＋2e－=Cu電解質(zhì)溶液的濃度變化CuSO4溶液的濃度不變CuSO4溶液的濃度變小注意：電解精煉銅時(shí)，陽(yáng)極質(zhì)量減小，陰極質(zhì)量增加，溶液中的Cu2＋濃度減小。粗銅中不活潑的雜質(zhì)(金屬活動(dòng)性順序中位于銅之后的銀、金等)，在陽(yáng)極難以失去電子，當(dāng)陽(yáng)極上的銅失去電子變成離子之后，它們以金屬單質(zhì)的形式沉積于電解槽的底部，成為陽(yáng)極泥。3.電冶金電解冶煉冶煉鈉冶煉鎂冶煉鋁電極反應(yīng)陽(yáng)極：2Cl－－2e－=Cl2↑陰極：2Na＋＋2e－=2Na陽(yáng)極：2Cl－2e－=Cl2↑陰極：Mg2＋＋2e－=Mg陽(yáng)極：6O2－－12e－=3O2↑陰極：4Al3＋＋12e－=4Al總反應(yīng)2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑MgCl2熔融eq\o(=,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))4Al＋3O2↑【特別提醒】(1)氯堿工業(yè)所用的飽和食鹽水需要精制，除去NaCl中混有的Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)。(2)電鍍銅時(shí)，電解質(zhì)溶液中c(Cu2＋)不變；電解精煉銅時(shí)，電解質(zhì)溶液中c(Cu2＋)減小。(3)電解熔融MgCl2冶煉鎂，而不能電解MgO冶煉鎂，是因?yàn)镸gO的熔點(diǎn)很高；電解熔融Al2O3冶煉鋁，而不能電解AlCl3冶煉鋁，是因?yàn)锳lCl3是共價(jià)化合物，其熔融態(tài)不導(dǎo)電。知識(shí)點(diǎn)三金屬的腐蝕與防護(hù)1.金屬腐蝕的本質(zhì)金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇?yáng)離子，金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。2.金屬腐蝕的類型(1)化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)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(wú)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(shí)發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更普遍(2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕（以鋼鐵的腐蝕為例）：類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強(qiáng)(pH≤4.3)水膜酸性很弱或呈中性電極反應(yīng)負(fù)極Fe－2e－=Fe2＋正極2H＋＋2e－=H2↑O2＋2H2O＋4e－=4OH－總反應(yīng)式Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍【特別提醒】①電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防腐措施的腐蝕。②鋼鐵暴露在潮濕空氣中主要發(fā)生的是吸氧腐蝕，鐵銹的形成過(guò)程中主要發(fā)生的反應(yīng)為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3,2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O(鐵銹)＋(3－x)H2O。3.金屬的防護(hù)(1)電化學(xué)防護(hù)①犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法——原電池原理a.負(fù)極：比被保護(hù)金屬活潑的金屬；b.正極：被保護(hù)的金屬設(shè)備。②外加電流的陰極保護(hù)法——電解原理a.陰極：被保護(hù)的金屬設(shè)備；b.陽(yáng)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(hù)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。【特別提醒】(1)鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，負(fù)極鐵去電子生成Fe2＋，而不是生成Fe3＋。(2)金屬腐蝕時(shí)，電化學(xué)腐蝕與化學(xué)腐蝕往往同時(shí)存在，但前者更普遍，危害也更嚴(yán)重。(3)銅暴露在潮濕的空氣中發(fā)生的是化學(xué)腐蝕，而不是電化學(xué)腐蝕，生成銅綠的化學(xué)成分是Cu2(OH)2CO3。(4)兩種保護(hù)方法的比較：外加電流的陰極保護(hù)法比犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法保護(hù)效果好。(5)金屬越活潑，就越容易失去電子而被腐蝕，金屬活動(dòng)順序表中位于氫前面和氫后面的金屬都能發(fā)生吸氧腐蝕，但只有在金屬活動(dòng)順序表中氫前面的金屬才可能發(fā)生析氫腐蝕。知識(shí)點(diǎn)四電化學(xué)有關(guān)計(jì)算1.計(jì)算依據(jù)——三個(gè)相等(1)同一原電池的正、負(fù)極的電極反應(yīng)得、失電子數(shù)相等。(2)同一電解池的陰極、陽(yáng)極電極反應(yīng)中得、失電子數(shù)相等。(3)串聯(lián)電路中的各個(gè)電極反應(yīng)得、失電子數(shù)相等。上述三種情況下，在寫(xiě)電極反應(yīng)式時(shí)，得、失電子數(shù)要相等，在計(jì)算電解產(chǎn)物的量時(shí)，應(yīng)按得、失電子數(shù)相等計(jì)算。2.計(jì)算方法——三種常用方法(1)根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算先寫(xiě)出電極反應(yīng)式，再寫(xiě)出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計(jì)算。(2)根據(jù)電子守恒計(jì)算①用于串聯(lián)電路中陰陽(yáng)兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計(jì)算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。②用于混合溶液中分階段電解的計(jì)算。(3)根據(jù)關(guān)系式計(jì)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(jì)算所需的關(guān)系式。如以通過(guò)4mole-為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式:4e-~2C(式中M為金屬,n為其離子的化合價(jià)數(shù)值)該關(guān)系式具有總攬電化學(xué)計(jì)算的作用和價(jià)值,熟記電極反應(yīng),靈活運(yùn)用關(guān)系式便能快速解答常見(jiàn)的電化學(xué)計(jì)算問(wèn)題。提示：在電化學(xué)計(jì)算中，還常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19C來(lái)計(jì)算電路中通過(guò)的電量。第三部分：典型例題剖析高頻考點(diǎn)1考查電解規(guī)律及電極產(chǎn)物的判斷例1.(2023·安徽馬鞍山一模)NCl3是一種黃色黏稠狀液體，可用于制備新型消毒劑ClO2，其制備裝置如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.Pt極發(fā)生氧化反應(yīng)，可用淀粉－KI試紙檢驗(yàn)MB.石墨極的反應(yīng)式為NHeq\o\al(＋,4)＋6e－＋3Cl－=NCl3＋4H＋C.電解過(guò)程中，質(zhì)子交換膜右側(cè)溶液pH會(huì)增大D.每生成1molNCl3，會(huì)生成67.2L氣體M【解析】Pt是陰極，在陰極上是氫離子得電子的還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑，M為H2，不可用濕潤(rùn)的淀粉－KI試紙檢驗(yàn)氫氣，故A不符合題意；由圖可知，石墨電極是陽(yáng)極，該電極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)為NHeq\o\al(＋,4)－6e－＋3Cl－=NCl3＋4H＋，故B不符合題意；電解過(guò)程中，質(zhì)子交換膜右側(cè)電極上發(fā)生的電極反應(yīng)NHeq\o\al(＋,4)－6e－＋3Cl－=NCl3＋4H＋，每生產(chǎn)1molNCl3同時(shí)生成4molH＋，理論上有6molH＋經(jīng)質(zhì)子交換膜由右側(cè)向左側(cè)遷移，右側(cè)溶液的c(H＋)減小，pH增大，故C符合題意；每生成1molNCl3，由于氣體所處的狀態(tài)未知，無(wú)法計(jì)算氫氣的體積，故D不符合題意?！敬鸢浮緾【題后歸納】分析電解池問(wèn)題的一般程序?yàn)檎译娫?或現(xiàn)象)→判兩極→寫(xiě)電極反應(yīng)式→得總反應(yīng)式。①連電源正極的為陽(yáng)極，陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)；連電源負(fù)極的為陰極，陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，兩電極反應(yīng)式之和即為電池總反應(yīng)式。②電極材料：惰性電極指Pt、Au、石墨；活性電極指除Pt、Au、石墨外的金屬材料?！咀兪接?xùn)練】(2023·全國(guó)乙卷，12)沿海電廠采用海水為冷卻水，但在排水管中生物的附著和滋生會(huì)阻礙冷卻水排放并降低冷卻效率。為解決這一問(wèn)題，通常在管道口設(shè)置一對(duì)惰性電極(如圖所示)，通入一定的電流。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．陽(yáng)極發(fā)生將海水中的Cl－氧化生成Cl2的反應(yīng)B．管道中可以生成氧化滅殺附著生物的NaClOC．陰極生成的H2應(yīng)及時(shí)通風(fēng)稀釋安全地排入大氣D．陽(yáng)極表面形成的Mg(OH)2等積垢需要定期清理【解析】根據(jù)題干信息分析可知，陽(yáng)極區(qū)海水中的Cl－會(huì)優(yōu)先失去電子生成Cl2，發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確；設(shè)置的裝置為電解池原理，陽(yáng)極區(qū)生成的Cl2與陰極區(qū)生成的OH－在管道中會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成NaCl、NaClO和H2O，其中NaClO具有強(qiáng)氧化性，可氧化滅殺附著的生物，B正確；因?yàn)镠2是易燃性氣體，所以陰極區(qū)生成的H2需及時(shí)通風(fēng)稀釋，安全地排入大氣，以排沉淀積垢，所以陰極表面會(huì)形成Mg(OH)2等積垢，需要定期清理，D錯(cuò)誤?！敬鸢浮緿高頻考點(diǎn)2考查電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)與正誤判斷1．(2023·四川內(nèi)江·模擬預(yù)測(cè)）某電化學(xué)裝置如圖所示，該裝置能將CO2轉(zhuǎn)化為燃料C2H5OH，從而實(shí)踐“碳中和”。下列說(shuō)法正確的是A．該電化學(xué)裝置實(shí)現(xiàn)“碳中和”的同時(shí)將光能轉(zhuǎn)化為電能B．該電化學(xué)裝置工作時(shí)，溶液中的H+由a極區(qū)移向b極區(qū)C．a(chǎn)電極的反應(yīng)式為2CO2+12H++12e-=C2H5OH+3H2OD．每生成3.36LO2，有4.4gCO2被還原【解析】A．該裝置是電解池裝置，是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，所以該裝置將光能和電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故A錯(cuò)誤；B．a(chǎn)與電源負(fù)極相連，所以a是陰極，而電解池中氫離子向陰極移動(dòng)，所以H+從陽(yáng)極b極區(qū)向陰極a極區(qū)遷移，故B錯(cuò)誤；C．a(chǎn)與電源負(fù)極相連，所以a是陰極，二氧化碳得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成C2H5OH，電極反應(yīng)式為2CO2+12H++12e-=C2H5OH+3H2O，故C正確；D．無(wú)標(biāo)準(zhǔn)狀況，無(wú)法計(jì)算氧氣的物質(zhì)的量，故D錯(cuò)誤；故選C?！敬鸢浮緾【題后歸納】①書(shū)寫(xiě)電解池的電極反應(yīng)式時(shí)，可以用實(shí)際放電的離子表示，但書(shū)寫(xiě)電解池的總反應(yīng)時(shí)，弱電解質(zhì)要寫(xiě)成分子式。如用惰性電極電解食鹽水時(shí)，陰極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑(或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－)；總反應(yīng)離子方程式為2Cl－＋2H2Oeq\o(=====,\s\up7(電解))2OH－＋H2↑＋Cl2↑。②電解水溶液時(shí)，應(yīng)注意放電順序，位于H＋、OH－之后的離子一般不參與放電。③Fe3＋在陰極上放電時(shí)生成Fe2＋而不是得到單質(zhì)Fe?！咀兪接?xùn)練】(2023·廣東·模擬預(yù)測(cè)）如圖電化學(xué)裝置可制備偏鎢酸銨(NH4)6(H2W12O40)，雙極膜中間層中的水解離為H+和OH-，并在直流電場(chǎng)作用下分別向兩極遷移。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為4NH3·H2O-4e-=4+O2↑+2H2OB．雙極膜中間層中的OH-向左側(cè)遷移進(jìn)入堿室，a膜為陽(yáng)離子交換膜C．產(chǎn)品室發(fā)生反應(yīng)：12+18H+=[H2W12O40]6-+8H2OD．當(dāng)電路中通過(guò)4mol電子時(shí)，陰極室溶液的質(zhì)量理論上增加72g【解析】該電解池左側(cè)為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，在氨水環(huán)境下，水失電子生成氧氣及銨根，堿室中陰離子通過(guò)陰離子交換膜進(jìn)入陽(yáng)極室，調(diào)整電荷關(guān)系；右側(cè)陰極室發(fā)生還原反應(yīng)，水得電子生成氫氣與氫氧根，產(chǎn)品室中銨根通過(guò)a膜進(jìn)入陰極室調(diào)節(jié)電荷關(guān)系，陰極室中離子不能進(jìn)入產(chǎn)品室，防止造成產(chǎn)品含有雜質(zhì)，所以a膜為陽(yáng)離子交換膜；根據(jù)題目要求，產(chǎn)品室中在酸性條件下生成產(chǎn)品的陰離子[H2W12O40]6-，產(chǎn)品室中富余的銨根通過(guò)a膜進(jìn)入陰極室；A．陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，H2O中氧原子失電子變?yōu)镺2和H+，酸性條件下NH3?H2O生成，電極反應(yīng)式表達(dá)正確，不符題意；B．電解池中陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，產(chǎn)品室中通過(guò)a膜進(jìn)入陰極室結(jié)合陰極上水得電子后的OH-生成NH3?H2O，描述正確，不符題意；C．根據(jù)題目所給信息及點(diǎn)解產(chǎn)物分析，離子方程式表達(dá)正確，不符題意；D．當(dāng)電路中通過(guò)4mol電子時(shí)，陰極反應(yīng)生成2molH2和4molOH-，通過(guò)a膜進(jìn)入4mol，所以陰極室質(zhì)量變化為18g?mol-1×4mol-2g?mol-1×2mol=68g，計(jì)算錯(cuò)誤，符合題意；綜上，本題選D?！敬鸢浮緿高頻考點(diǎn)3考查電解原理的應(yīng)用例3．(2023·四川達(dá)州一診)二氧化氯是一種新型消毒劑，以氯酸鈉為原料采用電解法制備二氧化氯裝置如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是()A.電極B的材料是石墨B.陰極區(qū)部分ClO2循環(huán)反應(yīng)C.產(chǎn)生ClO2的反應(yīng)式為ClOeq\o\al(－,3)＋ClOeq\o\al(－,2)＋2H＋=2ClO2↑＋H2OD.電解后陽(yáng)極區(qū)溶液pH增大【解析】由電解法制備二氧化氯的示意圖可知，A電極為電解池的陰極，ClO2在陰極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成ClOeq\o\al(－,2)，酸性條件下，生成的ClOeq\o\al(－,2)與溶液中ClOeq\o\al(－,3)發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成ClO2，B電極為陽(yáng)極，溶液中的水在陽(yáng)極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣。由分析可知，B電極為陽(yáng)極，由陽(yáng)極上水失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)可知，該電極為石墨惰性電極，故A正確；由分析可知，ClO2在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)生成ClOeq\o\al(－,2)，ClOeq\o\al(－,2)又與溶液中ClOeq\o\al(－,3)發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成ClO2，則陰極區(qū)部分ClO2循環(huán)反應(yīng)，故B正確；由分析可知，酸性條件下，生成的ClOeq\o\al(－,2)與溶液中ClOeq\o\al(－,3)發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成ClO2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為ClOeq\o\al(－,3)＋ClOeq\o\al(－,2)＋2H＋=2ClO2↑＋H2O，故C正確；由分析可知，溶液中的水在陽(yáng)極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，放電時(shí)有氫離子生成，則陽(yáng)極區(qū)溶液pH減小，故D錯(cuò)誤?！敬鸢浮緿【題后歸納】電解原理應(yīng)用的四點(diǎn)注意事項(xiàng)(1)陽(yáng)離子交換膜(以電解NaCl溶液為例)，只允許陽(yáng)離子(Na＋)通過(guò)，而阻止陰離子(Cl－、OH－)和氣體分子(Cl2)通過(guò)，這樣既能防止H2和Cl2混合發(fā)生爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液反應(yīng)生成NaClO而影響燒堿的質(zhì)量。(2)電解或電鍍時(shí)，電極質(zhì)量減小的電極必為金屬電極——陽(yáng)極；電極質(zhì)量增加的電極必為陰極，即溶液中的金屬陽(yáng)離子得電子變成金屬附著在陰極上。(3)電解精煉銅，粗銅中含有的Zn、Fe、Ni等活潑金屬失去電子，變成金屬陽(yáng)離子進(jìn)入溶液，其他活潑性弱于銅的雜質(zhì)以陽(yáng)極泥的形式沉積。電解過(guò)程中電解質(zhì)溶液中的Cu2＋濃度會(huì)逐漸減小。(4)電鍍時(shí)，陽(yáng)極(鍍層金屬)失去電子的數(shù)目與陰極鍍層金屬離子得到電子的數(shù)目相等，因此電鍍液中電解質(zhì)的濃度保持不變?！咀兪接?xùn)練】(2023·重慶·模擬)用鐵和石墨作電極電解酸性廢水，可將廢水中的POeq\o\al(3－,4)以FePO4(不溶于水)的形式除去，其裝置如圖所示。下列說(shuō)法中正確的是()A.若X、Y電極材料連接反了，則仍可將廢水中的POeq\o\al(3－,4)除去B.X極為石墨，該電極上發(fā)生氧化反應(yīng)C.電解過(guò)程中Y極周圍溶液的pH減小D.電解時(shí)廢水中會(huì)發(fā)生反應(yīng)：4Fe2＋＋O2＋4H＋＋4POeq\o\al(3－,4)=4FePO4↓＋2H2O【解析】根據(jù)題意分析，X電極材料為鐵，Y電極材料為石墨，若X、Y電極材料連接反了，鐵就不能失電子變?yōu)殡x子，也就不能生成FePO4，A項(xiàng)錯(cuò)誤；Y電極材料為石墨，該電極發(fā)生還原反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電解過(guò)程中Y極上發(fā)生的反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑，氫離子濃度減小，溶液的pH變大，C項(xiàng)錯(cuò)誤；鐵在陽(yáng)極失電子變?yōu)镕e2＋，通入的氧氣把Fe2＋氧化為Fe3＋，F(xiàn)e3＋與POeq\o\al(3－,4)反應(yīng)生成FePO4，D項(xiàng)正確。【答案】D高頻考點(diǎn)4考查金屬腐蝕與防護(hù)例4.(2023·湖北·荊州中學(xué)三模）在硫酸鹽還原細(xì)菌的作用下，深埋地下的鐵管道與土壤中的硫酸根離子會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕，其原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是A．鐵管道發(fā)生的是吸氧腐蝕B．鐵管道附近土壤的pH會(huì)減小C．鐵管道上鍍鋅可以延緩管道的腐蝕D．輸送高溫水蒸氣的鐵管道也會(huì)發(fā)生該類型腐蝕【解析】根據(jù)圖示可知該電化學(xué)腐蝕中，硫酸根離子得電子生成硫離子，電極反應(yīng)式為：，鐵管道做負(fù)極，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成亞鐵離子。A．根據(jù)上述分析可知，鐵管道正極不是氧氣得電子，發(fā)生的不是吸氧腐蝕，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)鐵管道的正極反應(yīng)：可知，該腐蝕會(huì)使鐵管道附近土壤的pH會(huì)增大，B錯(cuò)誤；C．鋅的金屬活動(dòng)性大于鐵的，所以鐵管道上鍍鋅，鋅隔絕了鐵與外界的接觸，既使鋅破損，鋅做負(fù)極，鐵做正極，被保護(hù)，可以延緩管道的腐蝕，C正確；D．高溫下，水蒸氣與鐵發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，與上述類型腐蝕不同，D錯(cuò)誤；答案選C?！敬鸢浮緾【名師歸納】利用原電池原理和電解原理的金