高考總復(fù)習(xí) 化學(xué) （人教版）第六章 第3講

第3講電解池、金屬的腐住與防護(hù)

【2020?備考】

最新考綱：1.理解電解池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用。2.能書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)和總反應(yīng)方

程式。3.了解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害以及防止金屬腐蝕的

措施。

核心素養(yǎng)：1.變化觀念與平衡思想：認(rèn)識(shí)化學(xué)變化的本質(zhì)是有新物質(zhì)生成，并伴

有能量的轉(zhuǎn)化；能多角度、動(dòng)態(tài)地分析電解池中發(fā)生的反應(yīng)，并運(yùn)用電解池原理

解決實(shí)際問(wèn)題。2.科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任：肯定電解原理對(duì)社會(huì)發(fā)展的重大貢獻(xiàn)，

具有可持續(xù)發(fā)展意識(shí)和綠色化學(xué)觀念，能對(duì)與電解有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題做出正確

的價(jià)值判斷。

考點(diǎn)一電解原理

（頻數(shù)：★★★難度：★★☆）

名師課堂要點(diǎn)梳理夯基固本

>>名師課堂導(dǎo)語(yǔ)電解原理是電化學(xué)重要的理論基礎(chǔ)，掌握好放電順序，總結(jié)好

電解規(guī)律，是解答好電解原理應(yīng)用題的前提。另外對(duì)于設(shè)題方式多且靈活多變的

實(shí)物圖分析問(wèn)題，應(yīng)加以關(guān)注。

1.電解定義

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.能量轉(zhuǎn)化形式

電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。

3.電解池

（1）構(gòu)成條件

①有與電源相連的兩個(gè)電極。

②電解質(zhì)溶液（或熔融鹽）。

③形成閉合電路。

（2）電極名稱及電極的反應(yīng)式（如圖）

電極名稱：區(qū)邀‘電極名稱：陰極

反應(yīng)類型：駕傳反應(yīng)反應(yīng)類型：坦用反應(yīng)

電極反應(yīng)式：.電極反應(yīng)式：Cu2*+2e-=Cu

2Cr-2e--CUf

（3）電子和離子的移動(dòng)方向（惰性電極）

4.電解過(guò)程

（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、陽(yáng)兩組。

（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）海產(chǎn)一片

+>Na+>Ca2+>K+。

陽(yáng)極：活潑電極>亡江漁最高價(jià)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。

I名師課堂實(shí)錄I

1.不要忘記水溶液中的H=和0H，不要把H+、OFT誤加到熔融電解質(zhì)中。

2.最常用的放電順序：陽(yáng)極：活潑金屬（一般指Pt、Au以外的金屬）>C廠>OEr；

陰極：Ag+>Fe3+>Cu2+>H\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Zi?+,由于溶液中c（Zn2+）2c（H*）,則

2++

先在陰極上放電的是Zn2+,例如鐵上鍍鋅時(shí)，放電順序：Zn>HO

5.惰性電極電解電解質(zhì)溶液的產(chǎn)物判斷（圖示）

陰離子

-s2-

r

放也生堿型Q電解電解質(zhì)型

（如Na。、MgBrJ等（如CuCk、H。等）

ci-

Fe2+H\陽(yáng)離子

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

NO；

電解水型放生酸型

（如H,SO|、NaOH、SQt（如CuSO八AgNO：1等）

Na2sbi等）

［速查速測(cè)］

1.（易混點(diǎn)排查）正確的打“，錯(cuò)誤的打“X”

（1）電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過(guò)程就是電解質(zhì)溶液被電解的過(guò)程（J）

（2）電解CuCL溶液，陰極逸出的氣體能夠使?jié)駶?rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)色（X）

（3）電解時(shí)，電子的移動(dòng)方向?yàn)椋弘娫簇?fù)極一陰極一陽(yáng)極一電源正極（X）

（4）電解鹽酸、硫酸等溶液，H+放電，溶液的pH逐漸增大（X）

（5）用惰性電極電解CuSO4溶液一段時(shí)間后，加入Cu（OH）2可使電解質(zhì)溶

液恢復(fù)到電解前的情況（X）

2.（教材知識(shí)拓展題）要實(shí)現(xiàn)反應(yīng)：CU+2HC1=CUC12+H2t,設(shè)計(jì)了下列四個(gè)

實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為可行的是（）

解析銅與鹽酸不能直接發(fā)生反應(yīng)，由于不是能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，故不

能設(shè)計(jì)成原電池，即A、B選項(xiàng)不符合；由于銅失去電子，故銅作陽(yáng)極，與電源

的正極相連，選項(xiàng)C符合。

答案C

3.（探究思考題）用惰性電極電解2moi【-iNaCl和1molL-1CuSCU的混合溶液,

可看做兩個(gè)電解階段，試判斷在兩個(gè)階段中陰、陽(yáng)兩極得到的產(chǎn)物是什么？并寫(xiě)

出相應(yīng)的電極反應(yīng)式。

第一階段：陽(yáng)極產(chǎn)物,電極反應(yīng)

_____________________________________________________________________;

陰極產(chǎn)物，電極反應(yīng)

第二階段：陽(yáng)極產(chǎn)物,電極反應(yīng)

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

陰極產(chǎn)物,電極反應(yīng)

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

答案Ch2Cr-2e==C12t

CuCu21+2e=Cu

-

O240H^-4e=2H2O+02t

H24H++4e-=2H2t

題組診斷扣點(diǎn)專練通法悟道

「A組基礎(chǔ)知識(shí)鞏固］

1.下列裝置的線路接通后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，溶液的pH明顯減小的是()

解析A項(xiàng)，該裝置是原電池裝置，H+放電生成氫氣，溶液的pH增大，A項(xiàng)錯(cuò)

誤；B項(xiàng)，陽(yáng)極：Cu-2e-+2OH=Cu(OH)2i,陰極：2H2。+2廣=112f

通電

+2OH-,總反應(yīng)為：Cu+2H20—Cu(OH)2+H2t,pH增大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；

通電

電解食鹽水，總反應(yīng)為：2NaCl+2H2O^=2NaOH+H2t+Cbt,生成氫氧化

鈉使溶液的pH增大，C項(xiàng)錯(cuò)誤；電解硫酸銅溶液的總反應(yīng)為：2CuSO4+

通電

2H20—2CU+O2t+2H2SO4,溶液的pH減小，D項(xiàng)正確。

答案D

2.下圖為直流電源電解稀Na2sCU溶液的裝置。通電后在石墨電極a和b附近分別

滴加一滴石蕊溶液。下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中正確的是()

allb

--三?_?_T-三.――

A.逸出氣體的體積，a電極的小于b電極的

B.一電極逸出無(wú)味氣體，另一電極逸出刺激性氣味氣體

C.a電極附近呈紅色，b電極附近呈藍(lán)色

D.a電極附近呈藍(lán)色，b電極附近呈紅色

解析電解Na2sCU溶液時(shí)，a為陰極：4H'+4e=2H2t,b為陽(yáng)極：40H-

4e=02t+2H2O；a極周圍由于H+放電溶液呈堿性，石蕊顯藍(lán)色，b極周圍由

于0H放電溶液呈酸性，石蕊顯紅色。

答案D

3.（2018?河南豫南九校質(zhì)量考評(píng)）如圖所示，在一定電壓下用惰性電極電解由等

物質(zhì)的量濃度的FeCb、HC1組成的混合溶液。已知在此電壓下，陰、陽(yáng)離子根據(jù)

放電能力順序，都可能在陽(yáng)極放電，下列分析正確的是（）

A.Ci電極上的電極反應(yīng)式為2H2O+2e==2OH-+H2t

B.Ci電極處溶液首先變黃色

C.C2電極上可依次發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe?+—e=Fe3\2C1_2e=Cht

D.當(dāng)Ci電極上有2g物質(zhì)生成時(shí)，就會(huì)有2NA個(gè)電子通過(guò)溶液發(fā)生轉(zhuǎn)移

解析。電極與電源的負(fù)極相連，作陰極，溶液中的H+在陰極放電，電極反應(yīng)

式為2H++2e「=H2t,A錯(cuò)誤；Ci電極上丁放電生成H2,C2電極與電源的正

極相連，作陽(yáng)極，F(xiàn)e2+的還原性強(qiáng)于C「，則依次發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe2+—廣一

Fe3\2c「-2e--Cbt,故C2電極處溶液首先變黃色，B錯(cuò)誤，C正確；電子

只能通過(guò)導(dǎo)線傳遞，不能通過(guò)溶液傳遞，D錯(cuò)誤。

答案C

【原創(chuàng)總結(jié)】

以惰性電極電解電解質(zhì)溶液的類型和規(guī)律

類型放電規(guī)律電解質(zhì)（水溶液）

H+、0H-放電，電解質(zhì)形成的陽(yáng)離子要么含氧酸（如H2s04）

是H+,要么是放電順序排在H+之后的活

電解水型潑性較強(qiáng)的金屬對(duì)應(yīng)的陽(yáng)離子；陰離子要

強(qiáng)堿（如NaOH）

么是0H,要么是放電順序排在0H一之

后的含氧酸根等。

活潑金屬的含氧酸鹽

電解質(zhì)形成的陰、陽(yáng)離子放電，電解質(zhì)電無(wú)氧酸（如HC1）,除HF

電解電離形成的陰、陽(yáng)離子要么是H+、OH-,外

解質(zhì)型要么是放電順序排在H+、OH一之前的對(duì)不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽

應(yīng)離子。（如CUC12）,除氟化物外

陽(yáng)離子為放電順序排在H+之后的金屬陽(yáng)

放H2生堿活潑金屬的無(wú)氧酸鹽（如

離子；陰離子為放電順序排在OFT之前的

型NaCl）

陰離子。

陽(yáng)離子為放電順序排在H+之前的金屬陽(yáng)

放。2生酸不活潑金屬的含氧酸鹽

離子；陰離子為放電順序排在OFT之后的

a（如CuSOG

陰離子。

說(shuō)明：請(qǐng)同學(xué)們寫(xiě)出上述實(shí)例中的半反應(yīng)和總反應(yīng)的離子方程式，并分析電解后

溶液的pH變化。

[B組考試能力過(guò)關(guān)]

4.（海南高考）以石墨為電極，電解KI溶液（其中含有少量酚膚和淀粉）。下列

說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.陰極附近溶液呈紅色B.陰極逸出氣體

C.陽(yáng)極附近溶液呈藍(lán)色D.溶液的pH變小

通電

解析以石墨為電極，電解KI溶液，發(fā)生的反應(yīng)為2KI+2H2O=2KOH+

H2t+12（類似于電解飽和食鹽水），陰極產(chǎn)物是H2和KOH,陽(yáng)極產(chǎn)物是12。由

于溶液中含有少量的酚猷和淀粉，所以陽(yáng)極附近的溶液會(huì)變藍(lán)（淀粉遇碘變藍(lán)）,

陰極附近的溶液會(huì)變紅（溶液呈堿性），A、B、C正確；由于電解產(chǎn)物有KOH生

成，所以溶液的pH逐漸增大，D錯(cuò)誤。

答案D

5.（北京高考）用石墨電極電解CuCb溶液（見(jiàn)圖）。下列分析正確的是（）

---------1直流L電源I——

t

K

男

A.a端是直流電源的負(fù)極

B.通電使CuCb發(fā)生電離

C.陽(yáng)極上發(fā)生的反應(yīng)：Cu2+4-2e==Cu

D.通電一段時(shí)間后，在陰極附近觀察到黃綠色氣體

解析根據(jù)溶液中離子移動(dòng)方向可知，U型管左側(cè)電極是陰極，連接電源的負(fù)極,

a端是電源的負(fù)極，A正確；通電使CuCb發(fā)生電解，不是電離，B錯(cuò)誤；陽(yáng)極發(fā)

生氧化反應(yīng)，C「在陽(yáng)極放電2c「-2e=C12t,C錯(cuò)誤；C「發(fā)生氧化反應(yīng)，在

陽(yáng)極放電生成Cb,D錯(cuò)誤。

答案A

6.（1）（2017?江蘇高考）電解Na2co3溶液，原理如圖所示。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式

為，

陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學(xué)式為.

A

陽(yáng)極,」11v^陰極

二二;fNaOH溶液

NaHCO,溶液一

二二Na,------

Na2co籀液T—l-稀NaOHi容液

陽(yáng)離子交換膜

（2）（2015?山東高考）利用LiOH和鉆氧化物可制備鋰離子電池正極材料。LiOH

可由電解法制備，鉆氧化物可通過(guò)處理粘渣獲得。

利用如圖所示裝置電解制備LiOH,兩電極區(qū)電解液分別為L(zhǎng)iOH和LiCl溶液。B

極區(qū)電解液為_(kāi)________________________________________________________

溶液(填化學(xué)式)，陽(yáng)極電極反應(yīng)式為，

電解過(guò)程中L/向電極遷移(填"A”或"B”)。

解析(1)電解Na2cCh溶液，實(shí)際上是電解水，觀察電解池裝置可知，陽(yáng)極產(chǎn)

物有NaHCCh和02,則陽(yáng)極反應(yīng)式為4C0F+2H2O-4e-=4HCO3+02t,陰

極發(fā)生還原反應(yīng)，2H20+2。=H2t+20H,產(chǎn)物為H2。

(2)根據(jù)電解裝置圖，兩電極區(qū)電解液分別為L(zhǎng)iOH和LiCl溶液，B極區(qū)產(chǎn)生

氏，電極反應(yīng)式為2H20+2b=比f(wàn)+20H,OH-與Li卡結(jié)合生成LiOH,所以

B極區(qū)電解液應(yīng)為L(zhǎng)iOH溶液，B電極為陰極，則A電極應(yīng)為陽(yáng)極，陽(yáng)極區(qū)電解

液應(yīng)為L(zhǎng)iCl溶液，電極反應(yīng)式為2c「一21-02t。電解過(guò)程中，陽(yáng)離子向陰

極遷移，則Li卡向B電極遷移。

答案(1)4COr+2H2O-4e=4HCO?+O2fH2

(2)LiOH2Cr-2e-=ChtB

考點(diǎn)二電解原理的應(yīng)用

（頻數(shù)：★★★難度：★★☆）

名師課堂要點(diǎn)梳理夯基固本

>>名師課堂導(dǎo)語(yǔ)電解原理的綜合應(yīng)用是高考考查的重要內(nèi)容，在掌握好電解原

理基本應(yīng)用的基礎(chǔ)上，要特別關(guān)注電解在物質(zhì)制備、污水處理等方面的拓展應(yīng)用，

在分析電解裝置時(shí)，應(yīng)注意半透膜的作用。

1.電解飽和食鹽水

（1）電極反應(yīng)

陽(yáng)極反應(yīng)式：2c「-2e-Cbt（氧化反應(yīng)）

陰極反應(yīng)式：2H*+2e—=H2t（還原反應(yīng)）

（2）總反應(yīng)方程式

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

離子反應(yīng)方程式：2c子+2出0純且2OIT+H2t+CI2t

（3）應(yīng)用：氯堿工業(yè)制燒堿、氫氣和氯氣

陽(yáng)極：鈦網(wǎng)（涂有鈦、釘?shù)妊趸锿繉樱?/p>

陰極：碳鋼網(wǎng)。

陽(yáng)離子交換膜：

①只允許陽(yáng)離子逋過(guò)，能阻止陰離子和氣體通過(guò)。

②將電解槽隔成陽(yáng)極室和陰極室。

2.電解精煉銅

「丁廠陽(yáng)極:粗銅

電"（的型材對(duì)"L陰極:純銅

解

精

煉-陽(yáng)極（含Zn、Ni、Ag、Au等雜質(zhì)）

銅

■（兩極反應(yīng)）-Zn-2e=Zn2\Ni-2e==Ni"

Cu-2e=CV*（主要反應(yīng)）

.陰極:Cu2>2e-=Cu

3.電鍍銅

電

鍍

銅

4.電冶金

利用電解熔融鹽的方法來(lái)冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等

總方程式陽(yáng)極、陰極反應(yīng)式

2C1-2e=Cht

冶煉鈉2NaCl（熔融）=^￡2Na+Cl2t

2Na'+2e-=2Na

2c「一2b=02t

冶煉鎂MgCh（熔融）-^-Mg+Cht

Mg2++2e-=Mg

6。2—）2e,=3O2t

冶煉鋁2Al2O3（熔融）里鯉4A1+3O2t

4AF+12>=4Al

I名師課堂實(shí)錄I

由于A1C13為共價(jià)化合物熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電，所以電解冶煉鋁時(shí)，電解的為熔點(diǎn)

很高的氧化鋁，為降低熔點(diǎn)，加入了助熔劑冰晶石（Na3AlF6）;而且電解過(guò)程中，

陽(yáng)極生成的氧氣與石墨電極反應(yīng)，所以石墨電極需不斷補(bǔ)充。

［速查速測(cè)］

1.（易混點(diǎn)排查）正確的打“J”，錯(cuò)誤的打“X”

（1）電鍍銅和電解精煉銅時(shí)，電解質(zhì)溶液中c（Ci?+）均保持不變（X）

（2）電解飽和食鹽水時(shí)，兩個(gè)電極均不能用金屬材料（X）

（3）電解冶煉鎂、鋁通常電解MgCb和AbCh,也可以電解MgO和AlCb（X）

（4）電解精煉時(shí)，陽(yáng)極泥可以作為提煉貴重金屬的原料（J）

（5）用Zn作陽(yáng)極，F(xiàn)e作陰極，ZnCL作電解質(zhì)溶液，由于放電順序H+>Zn2+,

不可能在鐵上鍍鋅（X）

2.（教材改編題）（1）（LK選修4-Pi83改編）電解精煉銅時(shí)，如果轉(zhuǎn)移0.04mol

電子，陰極材料的質(zhì)量將增加L^g。

（2）（RJ選修4P834改編）電解飽和食鹽水時(shí)，從陰極逸出2.24L氫氣，從陽(yáng)極

逸出空氣體，逸出氣體的體積為2.24L（在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,不考慮氣體溶解）。

3.（思維探究題）比較下列兩種裝置有哪些不同？

pl—1

精銅J粗銅

匚*二二二.「CuS。?

生三叁3溶液

電鍍銅實(shí)驗(yàn)裝置電解精煉銅裝置

甲乙

（1）請(qǐng)分析兩裝置中各電極的質(zhì)量變化?

（2）請(qǐng)分析兩裝置中電解質(zhì)溶液濃度的變化?

答案（1）甲圖中銅片質(zhì)量減小，鐵制品質(zhì)量增加；乙圖中粗銅質(zhì)量減小，精銅

質(zhì)量增加

（2）甲圖中CuS04溶液濃度幾乎未變化，因?yàn)殛?yáng)極溶解多少銅，陰極就析出多

少銅；乙圖中CuS04溶液濃度逐漸變小，因?yàn)榇帚~中混有Zn、Fe等雜質(zhì)，放電

后轉(zhuǎn)化成Zn?+、Fe2+等離子，此時(shí)Ci?+會(huì)轉(zhuǎn)化為Cu,造成C11SO4溶液濃度減小

題組診斷扣點(diǎn)專練通法悟道

[A組基礎(chǔ)知識(shí)鞏固]

1.利用如圖所示裝置模擬電解原理在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用。下列說(shuō)法正確的是

A.氯堿工業(yè)中，X電極上反應(yīng)式是4OH--4e-=2H2O+O2t

B.電解精煉銅時(shí)，Z溶液中的Ci?+濃度不變

C.在鐵片上鍍銅時(shí)，Y是純銅

D.制取金屬鎂時(shí)，Z是熔融的氯化鎂

解析氯堿工業(yè)中陽(yáng)極是。放電生成C12；電解精煉銅時(shí)陽(yáng)極粗銅溶解，粗銅中

混有Zn、Fe等雜質(zhì)，放電后轉(zhuǎn)化為Zn2+、Fe2+,陰極Ci?+放電析出Cu,溶液中

C/+濃度變小；鐵片上鍍銅時(shí)，陰極應(yīng)該是鐵片，陽(yáng)極是純銅。

答案D

2.（物質(zhì)制備）（2018?武漢市部分學(xué)校調(diào)研）在電解液不參與反應(yīng)的情況下，采

用電化學(xué)法還原CO2可制備ZnC2O4,原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）

三二電解液I二三二電解液II二

陽(yáng)離了?交換膜

A.電解結(jié)束后電解液H中c（Zn2+）增大

B.電解液I應(yīng)為ZnSCU溶液

C.Pt極反應(yīng)式為2co2+2e--C2OK

D.當(dāng)通入44gCO2時(shí)，溶液中轉(zhuǎn)移1mol電子

解析因?yàn)橛沂襔n失去電子生成Zn2+,溶液中的Zn2+通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入左

室，根據(jù)電荷守恒，陰離子濃度不變，c（Z/-）不變，A項(xiàng)錯(cuò)誤；右室生成的

Z/+通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入左室與生成的C20仁結(jié)合為ZnC2O4,因此，電解液I

為稀的ZnC2O4溶液，不含雜質(zhì)，電解液H只要是含Z/+的易溶鹽溶液即可，B

項(xiàng)錯(cuò)誤；Pt極反應(yīng)式為2co2+2e=C2Cr,C項(xiàng)正確；當(dāng)通入44gCO2時(shí)，外

電路中轉(zhuǎn)移1mol電子，溶液中不發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

答案C

3.(廢氣處理)(2018?湖南三湘而名校教育聯(lián)盟第三次大聯(lián)考)[Fe(CN)矛

K,[Fe(CN),J與

KHCO/昆合溶液

可將氣態(tài)廢棄物中的硫化氫氧化為可利用的硫，自身被還原為[Fe(CN)6]4-O工

業(yè)上常采用如圖所示的電解裝置，通電電解，然后通入H2s加以處理。下列說(shuō)法

不正確的是()

4-3-

A.電解時(shí),陽(yáng)極反應(yīng)式為[Fe(CN)6]-e-=[Fe(CN)6]

B.電解時(shí)，陰極反應(yīng)式為2HCO,+2e==H2t+2C0F

C.當(dāng)電解過(guò)程中有標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4LH2生成時(shí)，溶液中有32gs析出(溶解忽略

不計(jì))

D.整個(gè)過(guò)程中需要不斷補(bǔ)充K4「Fe(CN)6]與KHCO3

解析電解時(shí)，陽(yáng)極上[Fe(CN)6]4-失去電子，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為[Fe(CN)

6]4--e=[Fe(CN)6]3-,A正確；陰極上HC03放電，發(fā)生還原反應(yīng)，陰極反

應(yīng)式為2HCO3+2e-=H2t+2C0＞，B正確；標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4LH2的物質(zhì)的量

為1mol,則轉(zhuǎn)移2moi電子。H2s失去2moi電子，生成1mol單質(zhì)S,即析出

32gS,C正確；根據(jù)以上分析可知，反應(yīng)的結(jié)果相當(dāng)于是H2s被電解生成H2和

S,所以不需要補(bǔ)充K4Fe(CN)6]和KHCO3,D錯(cuò)誤。

答案D

【方法技巧】

電化學(xué)中定量計(jì)算方法

1.根據(jù)電子守恒計(jì)算

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.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。

3.根據(jù)關(guān)系式計(jì)算

根據(jù)得失電子守恒定律關(guān)系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。

[B組考試能力過(guò)關(guān)]

4.（2018?課標(biāo)全國(guó)1,13）最近我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種CCh+H2s協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置,

實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣中CO2和H2s的高效去除。示意圖如圖所示，其中電極分別為ZnO@

石墨烯（石墨烯包裹的ZnO）和石墨烯，石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應(yīng)為：

①EDTA-Fe?'-e-EDTA-Fe3+

②2EDTA-Fe3++H2s=2EF+S+2EDTA-Fe2+

該裝置工作時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是（）

Zn@O

石

墨

烯

天然氣||天然氣

（04”8等）（8”82，146等）

質(zhì)子交換膜

陰極的電極反應(yīng)：+-

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

協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)：

B.CO2+H2S=CO+H2O+S

C.石墨烯上的電勢(shì)比ZnO@石墨烯上的低

D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需為酸性

解析陰極發(fā)生還原反應(yīng)，氫離子由交換膜右側(cè)向左側(cè)遷移，陰極的電極反應(yīng)式

為CO2+2e-+2H-==CO+H2O,A項(xiàng)正確；結(jié)合陽(yáng)極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)，可知協(xié)同

轉(zhuǎn)化總反應(yīng)為CO2+H2S=S+CO+H2O,B項(xiàng)正確；石墨烯作陽(yáng)極，其電勢(shì)高

于ZnO@石墨烯的，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Fe3\Fe?+在堿性或中性介質(zhì)中會(huì)生成沉淀，它

們只穩(wěn)定存在于酸性較強(qiáng)的介質(zhì)中，D項(xiàng)正確。

答案C

5.（2016?課標(biāo)全國(guó)I,11）三室式電滲析法處理含Na2s04廢水的原理如圖所示,

采用惰性電極，ab、cd均為離子交換膜，在直流電場(chǎng)的作用下，兩膜中間的Na，

和SO/可通過(guò)離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進(jìn)入中間隔室。

bfd

濃NaRO,溶液

下列敘述正確的是（）

A.通電后中間隔室的SOf離子向正極遷移，正極區(qū)溶液pH增大

B.該法在處理含Na2so4廢水時(shí)可以得到NaOH和H2s。4產(chǎn)品

C.負(fù)極反應(yīng)為2H2。-4e-=O2+4H+,負(fù)極區(qū)溶液pH降低

D.當(dāng)電路中通過(guò)1mol電子的電量時(shí)，會(huì)有0.5mol的。2生成

解析電解池中陰離子向正極移動(dòng)，陽(yáng)離子向負(fù)極移動(dòng)，即SO仁離子向正極區(qū)移

動(dòng)，Na+向負(fù)極區(qū)移動(dòng)，正極區(qū)水電離的OH一發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，H'留在正

極區(qū)，該極得到H2s04產(chǎn)品，溶液pH減小，負(fù)極區(qū)水電離的H+發(fā)生還原反應(yīng)生

成氫氣，OET留在負(fù)極區(qū)，該極得到NaOH產(chǎn)品，溶液pH增大，故A、C項(xiàng)錯(cuò)

誤，B正確；該電解池相當(dāng)于電解水，根據(jù)電解水的方程式可計(jì)算出當(dāng)電路中通

過(guò)1mol電子的電量時(shí)，會(huì)有0.25mol的。2生成，錯(cuò)誤。

答案B

6J2018?課標(biāo)全國(guó)I,27（3）］制備Na2s2。5也可采用三室膜電解技術(shù)，裝置如圖

所示，其中SO2堿吸收液中含有NaHSCh和Na2so3。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為

電解后，室的NaHSCh濃度增加。將該室溶液進(jìn)行結(jié)晶脫水，可得到

Na2s2O5。

陽(yáng)離子交換膜

稀H2soiSO?堿吸收液

解析陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)：2H2O_4e=4H+02t（^,40H—4e=2H2O+

02t）,陽(yáng)極室H+向a室遷移，a室中的Na2s03轉(zhuǎn)化成NaHSCh。陰極發(fā)生還原

反應(yīng)，析出H2,0H-增多，Na+由a室向b室遷移，則b室中Na2s。3濃度增大。

+-

答案2H2O-4e-=4H+O2t4OH-4e"=2H2O+O2t）a

考點(diǎn)三金屬的腐蝕與防護(hù)

（頻數(shù)：難度：★☆☆）

各用課堂I要點(diǎn)梳理夯基固本

》〉名師課堂導(dǎo)語(yǔ)金屬的腐蝕與防護(hù)，是電化學(xué)的重要組成部分，雖然考查力度

沒(méi)有新型電源和電解應(yīng)用頻率高，但作為考點(diǎn)知識(shí)輪換，在近幾年的考題中時(shí)有

出現(xiàn)，復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)特別關(guān)注兩種電化學(xué)防腐（犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法外、外加電流

的陰極保護(hù)法）。

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

金屬與干燥氣體（如。2、C12、

不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液

條件S。?等）或非電解質(zhì)液體（如石

接觸

油）等接觸

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

以鋼鐵的腐蝕為例進(jìn)行分析:

類型析氫腐蝕吸氧腐蝕

條件水膜酸性較強(qiáng)（PHW43）水膜酸性很弱或呈中性

電極材負(fù)極Fe：Fe-2b=Fe2+

料及反

正極C：2H++2e==H2tC：O2+2H2O+4e-=40ir

應(yīng)

總反應(yīng)式Fc±2旦:^士旦2上2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2

聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍

I名師課堂實(shí)錄I

1.電解質(zhì)所處環(huán)境決定金屬的腐蝕方式：若電解質(zhì)酸性較強(qiáng)，如NH40、H2s04

等，則發(fā)生析氫腐蝕，相當(dāng)于金屬與酸構(gòu)成原電池；若電解質(zhì)為弱酸、中性、弱

堿，則發(fā)生吸氧腐蝕，相當(dāng)于金屬、氧氣構(gòu)成燃料電池。

2.兩種腐蝕正極的現(xiàn)象不同：析氫腐蝕正極產(chǎn)生H2,氣體壓強(qiáng)變大，pH增大；

吸氧腐蝕正極吸收02,氣體壓強(qiáng)變小，pH增大。

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)法一一電解原理

a.陰極：被保護(hù)的金屬設(shè)備；

b.陽(yáng)極：惰性金屬。

（2）改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成，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。

I名師課堂實(shí)錄I

我們通常把原電池的兩極叫做正極和負(fù)極，電解池的兩極叫做陽(yáng)極和陰極，但實(shí)

際上，我們把失電子發(fā)生氧化反應(yīng)的電極都統(tǒng)稱為陽(yáng)極，即原電池的負(fù)極也稱為

陽(yáng)極，這種叫法在教材上也有所體現(xiàn)。

LK選修4P21銅鋅原電池裝置（2）示意圖

e-

RJ選修4P86犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法示意圖

［速查速測(cè)］

1.（易混點(diǎn)排查）正確的打“，錯(cuò)誤的打“X”

（1）Al、Fe、Cu在潮濕空氣中腐蝕均生成氧化物（X）

（2）鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的負(fù)極反應(yīng)式為Fe—3e-=Fe3+（X）

（3）在潮濕空氣中，鋼鐵表面形成水膜，金屬發(fā)生的一定是吸氧腐蝕（X）

（4）所有金屬純度越大，越不易被腐蝕（X）

（5）黃銅（銅鋅合金）制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠（J）

（6）生鐵比純鐵容易生銹（J）

2.（教材改編題）如圖所示，各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕由快到慢的順

序?yàn)椋ǎ?/p>

FeFeZnFeFeC,npH^qFeCu<^|Pe

A.②①③④⑤⑥B.⑤④③①②⑥

C.⑤④②①③⑥D(zhuǎn).⑤③②④①⑥

解析①是鐵發(fā)生化學(xué)腐蝕。②③④均為構(gòu)成原電池，由金屬的活動(dòng)性可知，③

中鐵作正極，受到保護(hù)；②、④中鐵作負(fù)極受到腐蝕，由于Fe和Cu的金屬活潑

性相差較Fe和Sn的大，故Fe-Cu原電池中Fe被腐蝕更快。⑤⑥為電解池，⑤

中鐵作陽(yáng)極，加快了Fe的腐蝕，⑥中鐵作陰極受到保護(hù)。根據(jù)以上分析可知，鐵

在其中被腐蝕由快到慢的順序?yàn)棰茛?gt;①下③〉⑥。

答案C

3.（思維探究題）寫(xiě)出鋼鐵、銅制品在潮濕的空氣中發(fā)生吸氧腐蝕生成鐵銹、銅

綠的原理。

（1）鐵銹的形成

負(fù)極：_______________________________________________________________

正極：_____________________________________________________________

（2）銅銹的形成

負(fù)極：________________________________________________________________

正極：_______________________________________________________________

解析(1)鐵銹的形成

負(fù)極：2Fe—4e=2Fe2'

正極：O2+4e+2H2O=4OH

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

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

2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(鐵銹)+(3—x)H2O

(2)銅銹的形成

負(fù)極：2Cu—4e「=2Cu2+

正極：O2+2H2(D+4e=4OH

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

2Cu(OH)2+CO2=Cu2(OH)2CO3(銅綠)+H2O

答案見(jiàn)解析

題組診斷扣點(diǎn)專練通法悟道

[A組基礎(chǔ)知識(shí)鞏固]

1.（2018?鄭州高三模擬）一定條件下，碳鋼腐蝕與溶液pH的關(guān)系如下表:

pH2466.5813.514

腐蝕快慢較快慢較快

主要產(chǎn)物Fe2+FesO4Fe2O3FeOi

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.當(dāng)pH<4時(shí)，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕

B.當(dāng)pH>6時(shí)，碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕

C.當(dāng)pH>14時(shí)，正極反應(yīng)為。2+4++4b=2H2O

D.在煮沸除氧氣后的堿性溶液中，碳鋼腐蝕速率會(huì)減緩

解析C項(xiàng)正極反應(yīng)為。2+4「+2H2O=4OH—。

答案C

2.鋼鐵的防護(hù)有多種方法，下列對(duì)于圖中的方法描述錯(cuò)誤的是（）

鋼

鐵

閘

門(mén)遹-米-二■:二

-------鈿助電機(jī)-

A.a、b以導(dǎo)線連接，輔助電極發(fā)生氧化反應(yīng)

B.a、b以導(dǎo)線連接或以電源連接，輔助電極的材料可能都含有Zn

C.a、b分別連接直流電源，通電后外電路電子被強(qiáng)制從輔助電極流向鋼鐵閘門(mén)

D.a、b分別連接直流電源的負(fù)極、正極，該方法是犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法

解析a、b以導(dǎo)線連接，即為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法，則輔助電極要作負(fù)極，發(fā)

生氧化反應(yīng)，A項(xiàng)正確；a、b以導(dǎo)線連接或以電源連接，輔助電極都是發(fā)生氧化

反應(yīng)，Zn比較活潑，要失去電子，B項(xiàng)正確；通電后，被保護(hù)的鋼鐵閘門(mén)作陰極,

輔助電極作陽(yáng)極，因此通電后外電路電子被強(qiáng)制從輔助電極流向鋼鐵閘門(mén)，C項(xiàng)

正確；由于有外加電源，故此方法為外加電流的陰極保護(hù)法，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

答案D

3.（2018?河南羅山模擬）某學(xué)生為探究銅生銹的過(guò)程設(shè)計(jì)如圖所示裝置，下列選

項(xiàng)正確的是（）

A.一段時(shí)間后C棒上有氣泡冒出，附近的溶液變?yōu)榧t色

B.一段時(shí)間后溶液中會(huì)有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生

C.Cu棒為正極，電極反應(yīng)式：Cu—2e^=Ci?-

D.C棒為正極，電極反應(yīng)式：2H'+2b=H2f

解析由于銅的金屬活動(dòng)性比氫弱，在電解質(zhì)溶液中發(fā)生吸氧腐蝕，負(fù)極：

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

Cu（OH）2I,所以B選項(xiàng)正確。

答案B

【規(guī)律總結(jié)】

電化學(xué)腐蝕規(guī)律

1.對(duì)同一種金屬來(lái)說(shuō)，腐蝕的快慢：強(qiáng)電解質(zhì)溶液中〉弱電解質(zhì)溶液中〉非電解

質(zhì)溶液中；活動(dòng)性不同的兩金屬，活動(dòng)性差別越大，活動(dòng)性強(qiáng)的金屬腐蝕越快。

2.對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō)，電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快，且氧化劑的濃度

越高，氧化性越強(qiáng)，腐蝕越快。

3.從防腐措施方面分析，腐蝕的由慢到快的順序?yàn)椋和饧与娏鞯年帢O保護(hù)法防腐＜

將牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法防腐〈有一般防護(hù)條件的防腐〈無(wú)防護(hù)條件的防腐。

4.不同類型腐蝕快慢：電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學(xué)腐蝕

＞有防護(hù)措施的腐蝕。

「B組考試能力過(guò)關(guān)］

4.（2017?課標(biāo)全國(guó)I,11）支撐海港碼頭基礎(chǔ)的防腐技術(shù)，常用外加電流的陰極

保護(hù)法進(jìn)行防腐，工作原理如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽(yáng)極。下列有關(guān)

表述不正確的是（）

—一直流電源

鋼管樁

不一高硅鑄鐵

海水

A.通入保護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零

B.通電后外電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁

C.高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽(yáng)極材料和傳遞電流

D.通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整

解析鋼管樁接電源的負(fù)極，高硅鑄鐵接電源的正極，通電后，外電路中的電子

從高硅鑄鐵（陽(yáng)極）流向正極，從負(fù)極流向鋼管樁（陰極），A、B正確；C項(xiàng)，

題給信息高硅鑄鐵為“惰性輔助陽(yáng)極”不損耗，錯(cuò)誤。

答案C

5.（2018?北京理綜）驗(yàn)證犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法，實(shí)驗(yàn)如下（燒杯內(nèi)均為經(jīng)過(guò)酸

化的3%NaCl溶液）。

①②③

一段時(shí)間后滴入tK3[Fe(CN)JKJFe（CN）J

Zn￡Ve(溶液

（）I溶液

-KJFeCN小容液三口時(shí)間'后J

Zfly產(chǎn)IB晶愿雕］取出的少

生最Fc附近

口I的溶液的溶液

在Fe表面生成藍(lán)色沉淀試管內(nèi)無(wú)明顯變化試管內(nèi)生成藍(lán)色沉淀

下列說(shuō)法不正確的是（）

A.對(duì)比②③，可以判定Zn保護(hù)了Fe

B.對(duì)比①②，K3［Fe（CN）6］可能將Fe氧化

C.驗(yàn)證Zn保護(hù)Fe時(shí)不能用①的方法

D.將Zn換成Cu,用①的方法可判斷Fe比Cu活潑

解析②中Zn作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)生成Zn2+,Fe作正極被保護(hù)，所以取出的

少量Fe附近的溶液中滴入鐵氟化鉀溶液，試管內(nèi)無(wú)明顯變化。但③中沒(méi)有Zn保

護(hù)Fe,Fe在酸性環(huán)境中發(fā)生析氫腐蝕，F(xiàn)e作負(fù)極被氧化生成Fe?+,所以取出的

少量Fe附近的溶液中滴入鐵氟化鉀溶液，生成藍(lán)色沉淀，對(duì)比②③可知Zn保護(hù)

了Fe,A項(xiàng)正確；①與②的區(qū)別在于：前者是將鐵氟化鉀溶液直接滴入燒杯中，

而后者是在取出的少量Fe附近的溶液中滴加鐵氟化鉀溶液，①中出現(xiàn)了藍(lán)色沉

淀，說(shuō)明有Fe2+生成。對(duì)比分析可知，可能是鐵氟化鉀氧化Fe生成了Fe2+,B

項(xiàng)正確；通過(guò)上述分析可知，驗(yàn)證Zn保護(hù)Fe時(shí)不能用①的方法，C項(xiàng)正確；若

將Zn換成Cu,鐵氟化鉀仍會(huì)將Fe氧化為Fe2+,在鐵的表面同樣會(huì)生成藍(lán)色沉

淀，所以無(wú)法判斷Fe2+是不是負(fù)極產(chǎn)物，即無(wú)法判斷Fe與Cu的活潑性，D項(xiàng)錯(cuò)

誤。

答案D

I分層課時(shí)作業(yè)I即時(shí)鞏固

[A級(jí)全員必做題]

1.下列防止金屬腐蝕的做法不可行的是（）

A.軍事演習(xí)期間給坦克的履帶上刷上油漆以防止生銹

B.地下鋼管道每隔一段距離就連接一定數(shù)量鎂塊

C.在輪船外殼水線以下部分裝上一定數(shù)量的鋅塊

D.洗衣機(jī)的滾筒采用不銹鋼材料，既耐磨又耐腐蝕

解析油漆經(jīng)不住高溫，軍事演習(xí)期間，坦克高速行駛履帶會(huì)發(fā)熱，油漆很快脫

落，故A項(xiàng)錯(cuò)；B、C項(xiàng)均屬于犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法，正確；D項(xiàng)滾筒采用的

不銹鋼材料既耐磨又耐腐蝕，正確。

答