高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)：電解池、金屬的腐蝕與防護（講義）（解析版）

第23講電解池金屬的腐蝕與防護

目錄

考情分析考向1考查電解原理應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建考向2考查電解法制備物質(zhì)

1考點一電解原理

3考點三金屬的腐蝕與防護

【夯基?必備基礎(chǔ)知識梳理】

【夯基?必備基礎(chǔ)知識梳理】

知識點1電解和電解池

知識點1金屬腐蝕

知識點2電解池的工作原理

知識點2金屬的防護

知識點3惰性電極電解規(guī)律

【提升?必考題型歸納】

知識點4電化學(xué)有關(guān)計算

考向1考查金屬腐蝕的原理與探究

【提升?必考題型歸納】

考向2考查金屬的防護

考向1考查電解的原理

考向2考查電解的相關(guān)計算3考點四離子交換膜在電化學(xué)中的應(yīng)用

【夯基?必備基礎(chǔ)知識梳理】

2考點二電解原理的應(yīng)用

知識點1電化學(xué)中的隔膜

【夯基?必備基礎(chǔ)知識梳理】

知識點2隔膜在多室電解池中的應(yīng)用

知識點1氯堿工業(yè)

【提升?必考題型歸納】

知識點2電鍍銅與電解精煉銅

考向1考查離子交換膜在原電池中的應(yīng)用

知識點3電冶金

考向2考查離子交換膜在電解池中的應(yīng)用

【提升?必考題型歸納】

真題感悟

考點要考題統(tǒng)計考情分析

求

2023廣東卷13題，4分分析近三年的高考試題，高考命題在本講有以下規(guī)律：

電解原2022天津卷11題，3分1.從考查題型和內(nèi)容上看，高考命題以選擇題和非選擇題的形式

理2021全國乙卷12題，6分呈現(xiàn)，考查內(nèi)容主要有以下三個方面：

(1)應(yīng)用電解原理制備新物質(zhì)、應(yīng)用電解原理治理污染或通過電解原

電解原2023全國甲卷12題，6分

理形成致密氧化膜，提高抗腐蝕性等；

理的應(yīng)2022重慶卷12題，3分

(2)粗金屬的精煉、電鍍或者制備某些金屬等；

用2021海南卷9題，4分

(3)金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因和防止金屬腐蝕的措施。

2.從命題思路上看，電化學(xué)原理的應(yīng)用試題設(shè)計突出“理論聯(lián)系實

際，強調(diào)學(xué)以致用”，注重以實際化工生產(chǎn)過程為問題情境，以電

化學(xué)基礎(chǔ)知識為載體，將化學(xué)研究的基本思想與方法、基本概念與

原理、重要物質(zhì)的性質(zhì)與應(yīng)用巧妙融合于試題之中，考查考生對知

識的應(yīng)用能力，分值為4?8分。

(1)以新型電解池(“活潑陽極”電解池或多室膜電解池)為載體，考查

考生在新情境中對電解原理及其應(yīng)用的理解遷移能力；

金屬的2023全國乙卷7題，6分(2)以生產(chǎn)生活中的真實情境為載體，考查金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原

腐蝕與2022湖北卷6題,3分因和防止金屬腐蝕的措施。

防護2021全國乙卷12題，6分3.對電解原理應(yīng)用的復(fù)習(xí)備考應(yīng)該針對以下幾點：

(1)理解電化學(xué)基本原理，并能熟練書寫陌生電池電極反應(yīng)式，這是

電化學(xué)原理的“根”；

(2)掌握“三池”的判斷：原電池、電解池和電鍍池判定規(guī)律：若無外

接電源，可能是原電池，然后依據(jù)原電池的形成條件分析判定，若

有外接電源，兩極插入電解質(zhì)溶液中，則可能是電解池或電鍍池。

當陽極金屬與電解質(zhì)溶液中的金屬陽離子相同則為電鍍池。

(3)掌握金屬腐蝕快慢的規(guī)律，理解兩種電化學(xué)保護法的原理。

化學(xué)腐蝕

金屬腐蝕

析氫腐蝕

電化學(xué)腐蝕

吸氧腐蝕

噴油漆

涂油脂

加保護層金屬腐

電鍍、噴鍍蝕與防

表面鈍化護

犧牲陽極

的陰極保

護法金屬防護

外

加電

的陰

源電化學(xué)保護法

保護

極

法J

改變金屬結(jié)構(gòu)

考點一電解原理

知識點1電解和電解池

1.電解：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(yīng)和還原反應(yīng)的過程。

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電極。

②電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）。

③形成閉合回路。

知識點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）

電源

電極名稱：陽極”電極名稱：陰極

反應(yīng)類型：氧化反應(yīng)反應(yīng)類型：還原反應(yīng)

電極反應(yīng)式：電極反應(yīng)式：Cu2++2e-=Cu

2Cl--2e-=CM

CuCh溶液

息反應(yīng)式：CuC12=Cu+Cl2T

2.電解過程的三個流向

+

還原反應(yīng)四兩|電解質(zhì)AB|pi函氧化反應(yīng)

熔融或

溶于水

①電子流向：電源負極-電解池陰極；電解池的陽極一電源的正極；

②離子流向：陽離子一電解池的陰極，陰離子一電解池的陽極。

③電流方向：電源正極—電解池陽極—電解質(zhì)溶液一陰極一負極。

3.電極產(chǎn)物判斷

（1）陽極產(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>52一>廠>：6「>C「>OfT>含氧酸根離子〉F。

2

S->Br,C「放電，產(chǎn)物分別是S、b、Bn、Cl2；若OH一放電，則得到H2O和O?。

（2）陰極產(chǎn)物的判斷

直接根據(jù)陽離子放電順序進行判斷。

陽離子放電順序：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Fe2+>Zn2+>H+（水）>AF+>Mg2+。

①若金屬陽離子（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）電子能力強的離子先放電。

4.電極反應(yīng)式、電解方程式的書寫

（1）首先判斷陰、陽極，分析陽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、陽離子兩組（不要忘記水溶液中的H+和OH）。

（3）然后排出陰、陽兩極的放電順序：

陰極：陽離子放電順序：Ag+>Fe3+>Ci?+>H+（酸）>Fe2+>Zn2+>H+（水）>AF+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。

陽極：活潑電極>S2->：F>Br->C「>OH->含氧酸根離子。

（4）分析電極反應(yīng)，判斷電極產(chǎn)物，寫出電極反應(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。

【特別提醒】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、

最重要的放電順序為陽極：Cr>OH；陰極：Ag+>Cu2+>H+o③電解水溶液時，K+?AU+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書寫電解池中的電極反應(yīng)式時，要

以實際放電的離子表示，但書寫總電解反應(yīng)方程式時，弱電解質(zhì)要寫成分子式。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。

⑶根據(jù)電子流向:從陽極流此從陰極流入。

(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:陽極一電極溶解、逸出02(或陽極區(qū)酸性增強)或C12；陰極——析出金屬、逸出外(或陰極

區(qū)堿性增強)。

(6)根據(jù)反應(yīng)類型:陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)。

知識點3惰性電極電解規(guī)律

1.電解溶劑水型

電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液

電解質(zhì)類型電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式溶液pH

濃度復(fù)原

含氧酸，如H2s04陰極：4H2。+41=2?4+減小

可溶性強堿，如4OH-

增大

NaOH陽極：2H2。一4屋=O2f+4H

+增大加水

活潑金屬含氧酸

總反應(yīng)式：2H2?？仗?H21十不變

鹽，如KNCh

02T

2.電解溶質(zhì)型

電解質(zhì)電解質(zhì)

電解質(zhì)電極反應(yīng)式溶液

溶液溶液

類型及總反應(yīng)式PH

濃度復(fù)原

陰極：。

2H++2=H2T通入

無氧酸，如

陽極：2CF—2屋增大HC1

HC1

總反應(yīng)式：2HC1里曼H2T+CI2T氣體

減小

陰極：2+

不活潑金屬Cu+2e^^=Cu加入

無氧酸鹽，陽極：2Cr-2e-=Cl2T

CuCl2

總反應(yīng)式：CuCb里/Cu+ChT固體

如CuCl2

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)電解質(zhì)溶液溶液

電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式

(水溶液)濃度PH復(fù)原

-

陽極：2Cr-2e=Cl2t

活潑金屬的無通入

陰極：2H2。+2屋=H2T+2OJT生成新

氧酸鹽增大HC1

總反應(yīng)式：2CF+2H2。里星Cbf+H2T電解質(zhì)

(如NaCl)氣體

+2OH-

4.電解溶質(zhì)和溶劑水型，生成02和酸(放氧生酸型)

電解質(zhì)電極反應(yīng)式電解質(zhì)溶液溶液

(水溶液)及總反應(yīng)式濃度PH復(fù)原

陽極：2H20—4e-=C)2T+4H+

不活潑金屬的陰極：

2Cu2++4e-=2Cu生成新加CuO

含氧酸鹽[如減小

總反應(yīng)式：2Cu2++2H2。里曼2Cu電解質(zhì)或CuCCh

CuS04]

+

+O2T+4H

知識點4電化學(xué)有關(guān)計算

1.計算依據(jù)——三個相等

(1)同一原電池的正、負極的電極反應(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)電路中的各個電極反應(yīng)得、失電子數(shù)相等。

上述三種情況下，在寫電極反應(yīng)式時，得、失電子數(shù)要相等，在計算電解產(chǎn)物的量時，應(yīng)按得、失電子數(shù)

相等計算。

2.計算方法——三種常用方法

(1)根據(jù)總反應(yīng)式計算:先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)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用于混合溶液中分階段電解的計算。

(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4moiU為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式：

4e-2Cl(Br>1)-0?2H2?2Cu?4Ag?34M

'---2----2,___2____2,_____________九,

陽極產(chǎn)物'陰極’產(chǎn)物

(式中M為金屬，力為其離子的化合價數(shù)值)

該關(guān)系式具有總攬電化學(xué)計算的作用和價值,熟記電極反應(yīng)，靈活運用關(guān)系式便能快速解答常見的電化學(xué)計

算問題。

提示：在電化學(xué)計算中，還常利用和。=〃(e-)xNAX1.60><lCri9c來計算電路中通過的電量。

提升?必考題型歸納

考向1考查電解的原理

例1.（2023?天津南開?南開中學(xué)?？寄M預(yù)測）下列說法正確的是

A.乙池中石墨電極表面有氣泡產(chǎn)生，丙池中cr向右側(cè)Pt電極移動

B.甲池通入CH30H的電極反應(yīng)為CH30H-6片+凡。=CO2T+6H+

C.反應(yīng)一段時間后，向乙池中加入一定量Cu（OH）2固體能使CuSC>4溶液恢復(fù)到原濃度

D.收集一段時間后丙池中兩電極上產(chǎn)生的氣體，左側(cè)電極可能得到混合氣體

【分析】由圖可知，甲為原電池，甲醇通入極為負極，氧氣通入極為正極，乙為電解池，石墨為陽極，Ag

為陰極，丙為電解池，左側(cè)Pt電極為陽極，右側(cè)Pt電極為陰極。

【解析】A.乙池中石墨電極為陽極，溶液中氫氧根離子放電生成氧氣，電極反應(yīng)式為40H—2廿2H20,

丙為電解池，陰離子向陽極（左側(cè)Pt電極）移動，故A錯誤；B.在燃料電池甲池中，負極是甲醇發(fā)生失電子

的氧化反應(yīng)，在堿性電解質(zhì)下的電極反應(yīng)為CH3OH-6e-+8OH-=CO；+6H2。，故B錯誤；C.電解池乙池中，

電解后生成硫酸、銅和氧氣，要想復(fù)原，要加入氧化銅，故C錯誤；D.丙池是電解池，左側(cè)電極是陽極,

開始生成氯氣，電極反應(yīng)式為2Cl-2e=C12T，當氯離子消耗完以后，電極繼續(xù)生成氧氣，電極反應(yīng)式為

4OH-4e=O2T+2H2O,故左側(cè)電極可能得到混合氣體，故D正確；故選：D。

【答案】D

【變式訓(xùn)練】（2023?重慶沙坪壩?重慶南開中學(xué)?？寄M預(yù)測）CO?資源化利用是實現(xiàn)碳中和的一種有效途

徑，如圖是CO?在電催化下產(chǎn)生合成氣（CO和H?）的一種方法（不考慮CO2的溶解）。下列說法正確的是電源

Na2so4、CH3coOH、

CH3coONa混合溶液

陰離子交換膜

（只允許SO。通過）

A.電極a與電源的正極相連

B.每消耗22.4L（標況下）CO?,NA個SO：透過離子交換膜進入b極區(qū)

C.a極區(qū)中c(COj)逐漸增大，b極區(qū)c(CH3coeT)逐漸增大

D.外電路轉(zhuǎn)移Imol電子，陽極區(qū)溶液質(zhì)量增加48g

【分析】該裝置有外加電源，因此屬于電解裝置，根據(jù)裝置圖，a電極上C02-CO,碳元素的化合價降低，

因此a電極為陰極，b為陽極，根據(jù)電解原理進行分析；

【解析】A.根據(jù)上述分析，a電極為陰極，根據(jù)電解原理，a電極應(yīng)與電源的負極相連，故A錯誤；B.根

據(jù)裝置圖，a電極上生成CO和氫氣，消耗ImoLCCh時，由于生成氫氣的量未知，無法判斷轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)

的量，即無法確定透過離子交換膜的SO：粒子數(shù)，故B錯誤；C.電解過程中，a極電極反應(yīng)式為2HC0]

+2e-=H2f+2cO：、CO2+2e+2HCO；=CO+2CO；~,電極區(qū)c(CO：)逐漸增大，b極為陽極，電極反應(yīng)式為

C6H5cH2OH-2e-+2cH3coO=C6H5cHO+2CH3coOH,c(CH3co。)逐漸減小，故C錯誤；D.由電荷守恒可

知，外電路轉(zhuǎn)移Imol電子，有0.5molSO：由左側(cè)向右側(cè)遷移，陽極區(qū)溶液質(zhì)量增加0.5molx96g/mol=48g,

故D正確；答案為D。

【答案】D

【思維建模】分析電解過程的思維流程

|判斷：陰、陽樹一明確陽極是惰性電極還是活潑電極

分析：電解質(zhì)溶找全離子(包括水電離的H+和

液的離子組成OH-),并按陰、陽離子分組

確定：放電離子_排出陰、陽離子在兩極的放電順序,

或物質(zhì)確定優(yōu)先放電的微粒

寫出：電極反應(yīng)、_判斷電極產(chǎn)物，注意溶液的酸堿性、

總反應(yīng)—產(chǎn)物的溶解性

解答有關(guān)離子濃度、pH、電極產(chǎn)物量

|解答問題|一

的變化，溶液的復(fù)原等問題

考向2考查電解的相關(guān)計算

例2.(2023?云南曲靖?統(tǒng)考二模)實驗室模擬工業(yè)上用“雙極室成對電解法”生產(chǎn)乙醛酸(HOOC-CHO),原理

如下圖1所示，該裝置中M、N均為惰性電極，兩極室均可產(chǎn)生乙醛酸。直流電源可用普通鋅錦干電池，

簡圖如下圖2所示，該電池工作時的總反應(yīng)為Zn+2NH：+2MnO2=[Zn(NH3)2]2++Mn2O3+H2O。下列說法正確

的是

蜂蠟

鋅筒

多孔紙

NH4cl溶液

石墨電極

MnO2+C

乙R溶液質(zhì)子乙二酸溶液

樹激交換膜也

圖1圖2

A.干電池提供電流很弱時，可接入電源充電后再使用

B.以干電池為電源進行粗銅電解精煉時，金屬鋅質(zhì)量減少6.5g時，理論上精煉池陽極質(zhì)量減少6.4g

+

C.N電極上的電極反應(yīng)式：HOOC-COOH+2e+2H=HOOC-CHO+H2O

D.若有2moiH+通過質(zhì)子交換膜并完全參與反應(yīng)，則電解生成的乙醛酸為Imol

【分析】電解池中陽離子向陰極移動，“雙極室成對電解法”裝置中根據(jù)H+的移向可判斷M電極是陽極，而

N電極是陰極；根據(jù)Zn+2NH：+2MnO2=[Zn(NH3)2]2++Mn2O3+H2O,判斷得出Zn失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，

該電極為負極，石墨電極上二氧化銃得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，該電極為正極，以此解題。

【解析】A.干電池屬于一次電池，發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)大部分被消耗后，不能再使用，故A錯誤；B.金

屬鋅質(zhì)量減少6.5g,即減少O.lmolZn,轉(zhuǎn)移0.2mol電子，而電解精煉銅時，陽極上金屬銅和比銅活潑的金

屬雜質(zhì)都失去電子，則消耗的Cu不是O.lmol,陽極質(zhì)量減少不一定是6.4g,故B錯誤；C.N電極為陰極,

發(fā)生還原反應(yīng)，即HOOC-COOH得電子生成HOOC-CHO,電極反應(yīng)式為

+

HOOC-COOH+2e+2H=HOOC-CHO+H2O,故C正確；D.根據(jù)電解池的總反應(yīng)OHC-CHO+

HOOC-COOH=2HOOC-CHO可推知，若有2moiH+通過質(zhì)子交換膜并完全參與反應(yīng)時，電路中有2moie-發(fā)

生轉(zhuǎn)移，可生成2moi乙醛酸，故D錯誤；答案選C。

【答案】C

【變式訓(xùn)練11(2023?重慶沙坪壩?重慶一中?？寄M預(yù)測)一種將電氧化法和電還原法聯(lián)合處理含HCHO

的酸性廢水的裝置如圖所示。

s

pl

lsl氧

a化

ol石

p墨

ld

oz

su

一

下列說法錯誤的是

A.SnOz-PdO-RuO?-Tic)?電極為陽極

B.反應(yīng)前后/HC1O數(shù)量不變

C.消耗Imol氧氣，可得到2moiHCOOH

D.外電路轉(zhuǎn)移4moi電子，能處理60gHeHO

【分析】當外電路有2mol電子通過，左邊電極ImolCI失去2mol電子生成ImolHClO,根據(jù)得失電子守恒,

ImolHClO剛好氧化Imol甲醛生成ImolHCOOH,右邊電極ImolCh得到2moi電子生成ImolFhCh,ImolELCh

也正好把Imol甲醛氧化成ImolHCOOH,在電解池中SnO?-PdO-RuO?-TiO?電極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)

為陽極，氧化石墨電極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)為陰極。

【解析】A.在SnO2-Pd。-RuO2-TiO2電極上Cl-失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)為陽極，故A正確；B.在反應(yīng)

過程中Cr/HC1O循環(huán)利用，反應(yīng)前后數(shù)量不變，故B正確；C.消耗Imol氧氣，外電路轉(zhuǎn)移2moi電子,

兩極分別生成ImolHzCh和ImolHClO,又分別氧化Imol甲醛生成HCOOH,總共生成2moiHCOOH,故C

正確；D.同樣轉(zhuǎn)移4moi電子，可以處理4moi甲醛，應(yīng)該是120克，故D錯誤；答案選D。

【答案】D

【變式訓(xùn)練2】（2023?江西鷹潭?統(tǒng)考二模）為探究電解過程中溶液pH的變化。裝置、所得數(shù)據(jù)結(jié)果如圖所

示。電解過程中，充分攪拌使溶液均勻，忽略溶液體積的變化。下列說法錯誤的是

電解電解

A.0-ti時：4AgNO3+2H2O4Ag+O2T+4HNO3,t「t2時：2H2O^2H2T+O2T

B.若進行到t2時刻共有0.224L氣體（標況下）產(chǎn)生，則外電路有0.04mol電子通過

C.若使用氫氧燃料電池為電源，ti時，理論上負極消耗的氣體物質(zhì)的量為0.005mol

D.電解到h時刻，加入1.16gAg2O可使溶液復(fù)原

【解析】A.銀離子氧化性大于氫離子的氧化性，所以溶液中銀離子先被還原，水電離出的OH-被氧化生成

電解__

氧氣，0七時：4AgNO3+2H2O4Ag+O2T+4HNO3,當銀離子被電解完，水電離出來的氫離子被還原生成

電解

氫氣，h-t2時：2H2H2T+O2T，故A正確；B.進行到ti時銀離子被完全還原，溶液的pH為1,硝酸

銀溶液中c（Ag+）=0/moI?”,怛11她,由反應(yīng)得消耗O.OlmolAg+電子轉(zhuǎn)移

4Ag+~0,

,、$4O.Olmol/、

O.Olmol,設(shè)此過程生成氧氣的物質(zhì)的量為“（。2）,41,--zx,n（02）=0.0025mol,

2

O.Olmoln（O2）

4

V（O2）=0.0025molx22.4L?,ti-12電解水生成的氣體體積為0.224L-0.056L=0.168L,其中氧氣和

氫氣體積比為1：2,電解水生成的氧氣體積為0.056L,氧氣的物質(zhì)的量為詈匚=。。。25mo1,

電子轉(zhuǎn)移O.Olmol,共計電子轉(zhuǎn)移0.02mol,故B錯誤；C.若使用氫氧燃料電池為電源，氫氣與通過電子

的關(guān)系為：H,?20,ti時，電子轉(zhuǎn)移O.Olmol,理論上負極消耗的氫氣物質(zhì)的量為0.005moL故C正確；

D.電解到h時刻，生成了O.Olmol的銀和0.025mol氧氣，O.Olmol硝酸，加入1.16gAg2O其物質(zhì)的量為

二3mol=0.005mol,0.005molAg20與O.Olmol硝酸恰好完全反應(yīng)生成O.Olmol硝酸銀和0.005mol水，可使

溶液復(fù)原，故D正確；故選：Bo

【答案】B

【思維建模】電化學(xué)計算中常用的三種方法

（1）根據(jù)總反應(yīng)計算

先寫出電極反應(yīng)，再寫出總反應(yīng)，最后根據(jù)總反應(yīng)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。

如以電路中通過4moi1為橋梁可構(gòu)建以下關(guān)系式：

4

4e~2cb（Br2、12）??2H2?2Cu?4Ag'~—M

-----------------。（式中M為金屬，"為其離子的化合價數(shù)值）該關(guān)

陽極產(chǎn)物陰極產(chǎn)物

系式具有總覽電化學(xué)計算的作用和價值，熟記電極反應(yīng)，靈活運用關(guān)系式便能快速解答常見的電化學(xué)計算

問題。

考點二電解原理的應(yīng)用

?夯基?必備基礎(chǔ)知識梳理

知識點1氯堿工業(yè)

1.離子交換膜電解槽

nilill

精制飽和陽離子H2O

交換膜（含少量NaOH）

裝置離子交換膜電解槽

陽極鈦網(wǎng)（涂有鈦、釘?shù)妊趸锿繉樱?C「—21=C12T（氧化反應(yīng)）

陰極碳鋼網(wǎng)2H++21=H2T（還原反應(yīng)）

陽離子①只允許陽離子通過，能阻止陰離子和氣體通過

交換膜②將電解槽隔成陽極室和陰極室

總反應(yīng)方程式2NaCl+2H2O坦且2NaOH+H2t+C12T

2.氯堿工業(yè)制燒堿、氫氣和氯氣圖解

濕氯氣----------Cl2

【易錯提醒】粗食鹽水中的Ca2+、Mg2\SCU2-在電解時會生成沉淀堵塞離子交換膜而達不到電解的目的。

精制時可通過依次加入BaCL、NaOH、Na2cO3溶液過濾，最后再加適量鹽酸的方法除去粗鹽中的雜質(zhì)離子。

知識點2電鍍銅與電解精煉銅

一「電鍍電解精煉銅

1-1

Jr!"0~i

示意圖銅片、

鐵銅N乎銅:

CuSO,i件

口溶液_口

溶液y________7

陽極Cu_2e=Cu2+Zn—2e=Zn2+,Cu-2e^^=Cu2+

電極反應(yīng)

陰極Cu2++2e=CuCu2++2e=Cu

電解質(zhì)溶液的濃度變化C11SO4溶液的濃度不變CUSO4溶液的濃度變小

【易錯提醒】（1）電鍍過程中，溶液中離子濃度不變；

（2）電解精煉銅時，陽極質(zhì)量減小，陰極質(zhì)量增加，溶液中的C/+濃度減小。粗銅中不活潑的雜質(zhì)（金屬活動

性順序中位于銅之后的銀、金等），在陽極難以失去電子，當陽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，成為陽極泥。

知識點3電冶金

電解冶

冶煉鈉冶煉鎂冶煉鋁

煉

電極反陽極：2c「一2屋=CLT陽極：2Cl-2e-=Cl2T陽極：602——12屋=302?

應(yīng)陰極：2Na++2e「=2Na陰極：Mg2++2e~=Mg陰極：4Al3++12e-=4Al

總反應(yīng)2NaCl（熔融）里叫2Na+Cl2TMgCb熔融"叫Mg+CbT2Al2。3（熔融）”呈4A1+302T

【特別提醒】（1）電解熔融MgCb冶煉鎂，而不能電解MgO冶煉鎂，是因為MgO的熔點很高;

（2）電解熔融AbCh冶煉鋁，而不能電解AlCb冶煉鋁，是因為AlCb是共價化合物，其熔融態(tài)不導(dǎo)電；為降

低熔點，加入了助熔劑冰晶石（Na3AlF6）；電解過程中，陽極生成的氧氣與石墨電極反應(yīng)，所以石墨電極需

不斷補充。

一提升-必考題型歸納

考向1考查電解原理應(yīng)用

例1.（2023?上海?統(tǒng)考模擬預(yù)測）電解食鹽水間接氧化法去除工業(yè)廢水中氨氮的原理如圖所示，通過電解氨

氮溶液（含有少量的NaCl）,將NH3轉(zhuǎn)化為N?（無Cl?逸出），下列說法正確的是

直流電源

A.M為負極B.N極附近pH值不變化

D.電解后c（C1）上升

C.n（N2）＜n（H2）

【分析】該裝置為電解池裝置，在M電極上氯離子失去電子生成氯氣（無Cb逸出），然后氯氣將氨氧化為

氮氣，氯氣又被還原為氯離子，在這過程中氯離子做了催化劑，M電極為陽極，陽極區(qū)的總反應(yīng)為

+

2NH3-6e=N2T+6H；N電極為陰極，電極反應(yīng)為2H2O+2e-=H2t+2OHo

【解析】A.由分析可知，M電極為陽極，A錯誤；B.由分析可知，N電極為陰極，電極反應(yīng)為

2H2O+2e=H2T+2OH-,故該電極附近pH增大，B錯誤；C.M電極為陽極，陽極區(qū)的總反應(yīng)為

+

2NH3-6e=N2T+6H,陰極的電極反應(yīng)為2H2O+2e=H2T+2OH,根據(jù)電路中電子轉(zhuǎn)移守恒可知，生成的氫

氣更多，C正確；D.由分析可知，在陽極上氯離子失去電子生成氯氣，然后氯氣又被氨還原為氯離子，電

解后氯離子濃度不可能上升，D錯誤；故選C。

【答案】C

【變式訓(xùn)練】（2023?遼寧?校聯(lián)考模擬預(yù)測）工業(yè)上，常用電滲析法淡化海水。某小組模擬淡化海水原理，

設(shè)計如圖所示裝置。鋰電池反應(yīng)為xLi+LiiMnzO,uLiMnq”。下列敘述錯誤的是

模擬海水

|NaCl,MgS04：HfO,

A.M極為陽極，膜2為陽離子交換膜

B.鋰電池放電時，負極的電極反應(yīng)式為Li-b=Li-

C.基態(tài)銃原子中有15種不同運動狀態(tài)的電子

D.N極收集到11.2L氣體（標準狀況）時理論上轉(zhuǎn)移Imol電子

【分析】由題干信息可知，電極M與鋰離子電池的正極相連，是陽極，電極反應(yīng)為：2Cr-2e-=CbT，電極

N與鋰離子電池的負極相連，是陰極，電極反應(yīng)為：2H++2e-=H2f,陽離子由M極移向N極，陰離子由N

極移向M極，即膜1為陰離子交換膜，膜2為陽離子交換膜。

【解析】A.由分析可知，M極為陽極，膜2為陽離子交換膜，A正確；B.由題干信息可知，鋰電池電池

反應(yīng)為：xLi+Li［^Mn2O4=LiMn2O4,故放電時，負極的電極反應(yīng)式為：Li-e-=Li+,B正確；C.已知

Mn是25號元素，其核外有25個電子，根據(jù)鮑利不相容原理可知，基態(tài)銃原子中有25種不同運動狀態(tài)的

電子，C錯誤；D.由分析可知，N極電極反應(yīng)為：2H++2e=H2f,故N極收集到11.2L氣體（標準狀況）時理

112J

論上轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為：|X2=lmol,D正確；故答案為：Co

0ML?'1

【答案】C

【思維建模】陰、陽極的判斷方法

|根據(jù)外接電源|一|正極接陽極，負極接陰極

I

|根據(jù)電流方向|一|從陰極流出，從陽極流入

I

|根據(jù)電子流向|一|從陽極流出，從陰極流入

|根據(jù)離子移向］一|陰離子移向陽極，陽離子移向陰極|

陽極——電極溶解、逸出或陽極

|根據(jù)電'極產(chǎn)物］一區(qū)酸性增強）或陰極——析出金

屬、逸出Hz（或陰極區(qū)堿性增強）

|根據(jù)反'應(yīng)類圜一|陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)

考向2考查電解法制備物質(zhì)

例2.（2023?北京東城?北京五十五中?？寄M預(yù)測）我國科學(xué)家采用單原子Ni和納米Cu作串聯(lián)催化劑，通

過電解法將CO2轉(zhuǎn)化為乙烯。裝置示意圖如下。

n（生成B所用的電子）

已知:電解效率解B尸xlOO%

n（通過電極的電子）

下列說法不思螂的是

A.納米Cu催化劑上發(fā)生反應(yīng)：2c0+6H2O+8b=C2H4+80H-

B.若乙烯的電解效率小于100%,可能是部分CO未能轉(zhuǎn)化成乙烯

C.電極b上有02產(chǎn)生，陽極室溶液n(OH-)不變

D.若陰極室只生成CO和C2H4,則2n(CO)+8n(C2H4)=4n(O2)

【分析】電極a實現(xiàn)將CO2轉(zhuǎn)化為乙烯，C由+4價變?yōu)?2價，C的化合價降低，發(fā)生還原反應(yīng)，電極a為

陰極，與電源負極相連；

【解析】A.由圖可知，納米Cu催化劑上發(fā)生CO轉(zhuǎn)化為乙烯的反應(yīng)，反應(yīng)為

2CO+6H2O+8e-=C2H4+8OH,A正確；B.根據(jù)電解效率可知，電解過程中會有其他形式能量的轉(zhuǎn)化，

則會造成乙烯的電解效率小于100%,不是因為部分CO未轉(zhuǎn)化成乙烯，B錯誤；C.a電極產(chǎn)生的OH-向陽

極室移動，在b電極上發(fā)生反應(yīng)4O￡T-4e-=。2個+2Hq,陽極上的量不變，C正確；D.由陽極電極

2e

反應(yīng)式4OH--4e-=O2T+2H2O,陰極CO?+~+2。"一=CO,ICO+6H2O+8e-=C2H4+SOH-,結(jié)合電子

守恒，若陰極只生成CO和C2H4,則2n(CO)+8n(C2H4)=4n(O2),D正確；故答案為：B?

【答案】B

【變式訓(xùn)練】(2023?遼寧沈陽?東北育才學(xué)校?？寄M預(yù)測)一種氯離子介導(dǎo)的電化學(xué)合成方法，能將乙烯

高效清潔、選擇性地轉(zhuǎn)化為環(huán)氧乙烷，電化學(xué)反應(yīng)的具體過程如圖所示。在電解結(jié)束后，將陰、陽極電解

液輸出混合，便可反應(yīng)生成環(huán)氧乙烷。下列說法錯誤的是

O

H,C=CH,OH/\

Cl-^Cl2-HC1O-------------CH2cH20H>H2c—CH2

Ici

Cl

I-----電源--------1

CH2=CH2fr

二二KCL三二二：二二KC1二二二：

陰離子交換膜

A.Ni電極與電源負極相連

O

B.陰極生成標況下22.4L氣體，最終可制得2mo1”/

H2c—CH2

C.工作過程中陰極附近pH增大

D.在電解液混合過程中會發(fā)生反應(yīng)：HC1+KOH=KC1+H2O

【分析】根據(jù)題給信息得乙烯在左室與HC1O發(fā)生氧化還原反應(yīng)，HC1O由C12與H2O反應(yīng)生成，而由cr轉(zhuǎn)

化生成C1z應(yīng)發(fā)生在pt電極上，即Pt電極為陽極，連接電源正極，Ni為陰極，連接電源負極。

【解析】A.根據(jù)分析知,Ni為陰極，與電源負極相連,A正確;B.陰極電極反應(yīng)式為：2Hq+2e-=H2T+2OH-,

陰極生成標況下22.4L氣體時，電路上轉(zhuǎn)移的電子為2mol；陽極對應(yīng)生成ImolCb,Cb與水反應(yīng)為可逆反

應(yīng)，生成的HC1O小于Imol,被氧化的CH2=CH2小于Imol,因此可制得的環(huán)氧乙烷小于Imol,B錯誤；C.工

作過程中，陰極上水被電解生成氫氣和氫氧根離子，因此陰極附近pH增大，C正確；D.電解過程中，陽

極生成的CL與水反應(yīng)時生成HC1,陰極反應(yīng)生成KOH,電解液混合時會發(fā)生以下反應(yīng)：

HC1+KOH=KC1+H2O,D正確；故選B。

【答案】B

【思維建?！侩娊獬仉姌O反應(yīng)式的書寫步驟

口_；河新電醉遍而雨而寂;寫宜就南盲貢嬴有連而司：

囪］一:陰極，與直流電源正極相連的為陽極：

i

可_:蓍清電廨通威而菽疥劉■昊摘桂冠板這瓦落桂.一板：

圉一；（除Au、Pt外的金屬都可作活性電極）：

I—I：活性電極：電極材料失電子，生成相應(yīng)的金

|陽］：屬陽離子

三「極Lr懵桂強版；面禽?亮才子,屜一應(yīng)相應(yīng)的革防

寫二：或高價化合物

網(wǎng)」—而商字篇南.字就加面.斷章正最福林彳匕

—n極廠;合物

考點三金屬的腐蝕與防護

知識點1金屬腐蝕

1.金屬腐蝕的概念：金屬腐蝕是金屬或合金與周圍的氣體或液體發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起損耗的

現(xiàn)象。

2.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(yīng)。

3.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(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（PHW4.3）水膜酸性很弱或呈中性

電極反應(yīng)負極Fe_2e=Fe2+

屋

正極2H++2=H2TO2+2H2O+4e=4OH-

總反應(yīng)式Fe+2H+=F