1、第3讲电解池、金属的腐蚀与防护【2020备考】最新考纲：1.理解电解池的构成、工作原理及应用。2.能书写电极反应和总反应方程式。3.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。核心素养：1.变化观念与平衡思想：认识化学变化的本质是有新物质生成，并伴有能量的转化；能多角度、动态地分析电解池中发生的反应，并运用电解池原理解决实际问题。2.科学精神与社会责任：肯定电解原理对社会发展的重大贡献，具有可持续发展意识和绿色化学观念，能对与电解有关的社会热点问题做出正确的价值判断。考点一电解原理（频数：难度：）名师课堂导语 电解原理是电化学重要的理论基础，掌握好放电顺序，总结好电解规
2、律，是解答好电解原理应用题的前提。另外对于设题方式多且灵活多变的实物图分析问题，应加以关注。1.电解定义在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。2.能量转化形式电能转化为化学能。3.电解池（1）构成条件有与电源相连的两个电极。电解质溶液（或熔融盐）。形成闭合电路。（2）电极名称及电极的反应式（如图）（3）电子和离子的移动方向（惰性电极）4.电解过程（1）首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。（2）再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组。（3）然后排出阴、阳两极的放电顺序阴极：阳离子放电顺序AgFe3Cu2H（酸）Fe2Zn2H（水）Al3Mg
3、2NaCa2K。阳极：活泼电极S2IBrClOH最高价含氧酸根离子。（4）分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。（5）最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。1.不要忘记水溶液中的H和OH，不要把H、OH误加到熔融电解质中。2.最常用的放电顺序：阳极：活泼金属（一般指Pt、Au以外的金属）ClOH；阴极：AgFe3Cu2H，但如果离子浓度相差十分悬殊，离子浓度大的也可以先放电，如理论上H的放电能力大于Zn2，由于溶液中c（Zn2）c（H），则先在阴极上放电的是Zn2，例如铁上镀锌时，放电顺序：Zn2H。5.惰性电极电解电解质溶液的产物判断（图示）速查速测
4、1.（易混点排查）正确的打“”，错误的打“”（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）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（） （3）电解时，电子的移动方向为：电源负极阴极阳极电源正极（） （4）电解盐酸、硫酸等溶液，H放电，溶液的pH逐渐增大（） （5）用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，加入Cu（OH）2可使电解质溶液恢复到电解前的情况（）2.（教材知识拓展题）要实现反应：Cu2HCl=CuCl2H2，设计了下列四个实验，你认为可行的是（）解析铜与盐酸不能直接发生反应，由于不是能自发进行的氧化还原反应，故不能设计成原电池，即A、B选项
5、不符合；由于铜失去电子，故铜作阳极，与电源的正极相连，选项C符合。答案C3.（探究思考题）用惰性电极电解2 molL1 NaCl和1 molL1 CuSO4的混合溶液，可看做两个电解阶段，试判断在两个阶段中阴、阳两极得到的产物是什么？并写出相应的电极反应式。第一阶段：阳极产物，电极反应_；阴极产物，电极反应_。第二阶段：阳极产物，电极反应_。阴极产物，电极反应_。答案Cl22Cl2e=Cl2CuCu22e=CuO24OH4e=2H2OO2H24H4e=2H2A组基础知识巩固1.下列装置的线路接通后，经过一段时间，溶液的pH明显减小的是（）解析A项，该装置是原电池装置，H放电生成氢气，溶液的pH
6、增大，A项错误；B项，阳极：Cu2e2OH=Cu（OH）2，阴极：2H2O2e=H22OH，总反应为：Cu2H2OCu（OH）2H2，pH增大，B项错误；电解食盐水，总反应为：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，生成氢氧化钠使溶液的pH增大，C项错误；电解硫酸铜溶液的总反应为：2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，溶液的pH减小，D项正确。答案D2.下图为直流电源电解稀Na2SO4溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是（）A.逸出气体的体积，a电极的小于b电极的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
7、近呈蓝色D.a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色解析电解Na2SO4溶液时，a为阴极：4H4e=2H2，b为阳极：4OH4e=O22H2O；a极周围由于H放电溶液呈碱性，石蕊显蓝色，b极周围由于OH放电溶液呈酸性，石蕊显红色。答案D3.（2018河南豫南九校质量考评）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（）A.C1电极上的电极反应式为2H2O2e=2OHH2B.C1电极处溶液首先变黄色C.C2电极上可依次发生的电极反应为Fe2e=Fe3、2Cl2e=Cl2D.当C1电
8、极上有2 g物质生成时，就会有2NA个电子通过溶液发生转移解析C1电极与电源的负极相连，作阴极，溶液中的H在阴极放电，电极反应式为2H2e=H2，A错误；C1电极上H放电生成H2，C2电极与电源的正极相连，作阳极，Fe2的还原性强于Cl，则依次发生的电极反应为Fe2e=Fe3、2Cl2e=Cl2，故C2电极处溶液首先变黄色，B错误，C正确；电子只能通过导线传递，不能通过溶液传递，D错误。答案C【原创总结】以惰性电极电解电解质溶液的类型和规律类型放电规律电解质（水溶液）电解水型H、OH放电，电解质形成的阳离子要么是H，要么是放电顺序排在H之后的活泼性较强的金属对应的阳离子；阴离子要么是OH，要么
9、是放电顺序排在OH之后的含氧酸根等。含氧酸（如H2SO4）强碱（如NaOH）活泼金属的含氧酸盐电解电解质型电解质形成的阴、阳离子放电，电解质电离形成的阴、阳离子要么是H、OH，要么是放电顺序排在H、OH之前的对应离子。无氧酸（如HCl），除HF外不活泼金属的无氧酸盐（如CuCl2），除氟化物外放H2生碱型阳离子为放电顺序排在H之后的金属阳离子；阴离子为放电顺序排在OH之前的阴离子。活泼金属的无氧酸盐（如NaCl）放O2生酸型阳离子为放电顺序排在H之前的金属阳离子；阴离子为放电顺序排在OH之后的阴离子。不活泼金属的含氧酸盐（如CuSO4）说明：请同学们写出上述实例中的半反应和总反应的离子方程式，
10、并分析电解后溶液的pH变化。B组考试能力过关4.（海南高考）以石墨为电极，电解KI溶液（其中含有少量酚酞和淀粉）。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2KI2H2O2KOHH2I2（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。答案D5.（北京高考）用石墨电极电解CuCl2溶液（见图）。
11、下列分析正确的是（）A.a端是直流电源的负极B.通电使CuCl2发生电离C.阳极上发生的反应：Cu22e=CuD.通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体解析根据溶液中离子移动方向可知，U型管左侧电极是阴极，连接电源的负极，a端是电源的负极，A正确；通电使CuCl2发生电解，不是电离，B错误；阳极发生氧化反应，Cl在阳极放电2Cl2e=Cl2，C错误；Cl发生氧化反应，在阳极放电生成Cl2，D错误。答案A6.（1）（2017江苏高考）电解Na2CO3溶液，原理如图所示。阳极的电极反应式为_，阴极产生的物质A的化学式为_。（2）（2015山东高考）利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料
12、。LiOH可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。利用如图所示装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为_溶液（填化学式），阳极电极反应式为_，电解过程中Li向电极迁移（填“A”或“B”）。解析（1）电解Na2CO3溶液，实际上是电解水，观察电解池装置可知，阳极产物有NaHCO3和O2，则阳极反应式为4CO2H2O4e=4HCOO2，阴极发生还原反应，2H2O2e=H22OH，产物为H2。（2）根据电解装置图，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液，B极区产生H2，电极反应式为2H2O2e=H22OH，OH与Li结合生成LiOH，所以B极区电解液应
13、为LiOH溶液，B电极为阴极，则A电极应为阳极，阳极区电解液应为LiCl溶液，电极反应式为2Cl2e=Cl2。电解过程中，阳离子向阴极迁移，则Li向B电极迁移。答案（1）4CO2H2O4e=4HCOO2H2（2）LiOH2Cl2e=Cl2B考点二电解原理的应用（频数：难度：）名师课堂导语 电解原理的综合应用是高考考查的重要内容，在掌握好电解原理基本应用的基础上，要特别关注电解在物质制备、污水处理等方面的拓展应用，在分析电解装置时，应注意半透膜的作用。1.电解饱和食盐水（1）电极反应阳极反应式：2Cl2e=Cl2（氧化反应）阴极反应式：2H2e=H2（还原反应）（2）总反应方程式2NaCl2H2
14、O2NaOHH2Cl2离子反应方程式：2Cl2H2O2OHH2Cl2（3）应用：氯碱工业制烧碱、氢气和氯气阳极：钛网（涂有钛、钌等氧化物涂层）。阴极：碳钢网。阳离子交换膜：只允许阳离子通过，能阻止阴离子和气体通过。将电解槽隔成阳极室和阴极室。2.电解精炼铜3.电镀铜4.电冶金利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等总方程式阳极、阴极反应式冶炼钠2NaCl（熔融）2NaCl22Cl2e=Cl22Na2e=2Na冶炼镁MgCl2（熔融）MgCl22Cl2e=Cl2Mg22e=Mg冶炼铝2Al2O3（熔融）4Al3O26O212e=3O24Al312e=4Al由于AlCl3为共价化
15、合物熔融状态下不导电，所以电解冶炼铝时，电解的为熔点很高的氧化铝，为降低熔点，加入了助熔剂冰晶石（Na3AlF6）；而且电解过程中，阳极生成的氧气与石墨电极反应，所以石墨电极需不断补充。速查速测1.（易混点排查）正确的打“”，错误的打“”（1）电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c（Cu2）均保持不变（）（2）电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料（）（3）电解冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3，也可以电解MgO和AlCl3（）（4）电解精炼时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料（）（5）用Zn作阳极，Fe作阴极，ZnCl2作电解质溶液，由于放电顺序HZn2，不可能在铁上镀锌（）2.（教
16、材改编题）（1）（LK选修4P183改编）电解精炼铜时，如果转移0.04 mol电子，阴极材料的质量将增加1.28 g。（2）（RJ选修4P834改编）电解饱和食盐水时，从阴极逸出2.24 L氢气，从阳极逸出Cl2气体，逸出气体的体积为2.24 L（在标准状况下，不考虑气体溶解）。3.（思维探究题）比较下列两种装置有哪些不同？（1）请分析两装置中各电极的质量变化？_。（2）请分析两装置中电解质溶液浓度的变化？_。答案（1）甲图中铜片质量减小，铁制品质量增加；乙图中粗铜质量减小，精铜质量增加（2）甲图中CuSO4溶液浓度几乎未变化，因为阳极溶解多少铜，阴极就析出多少铜；乙图中CuSO4溶液浓度逐
17、渐变小，因为粗铜中混有Zn、Fe等杂质，放电后转化成Zn2、Fe2等离子，此时Cu2会转化为Cu，造成CuSO4溶液浓度减小A组基础知识巩固1.利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用。下列说法正确的是（）A.氯碱工业中，X电极上反应式是4OH4e=2H2OO2B.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；电解精炼铜时阳极粗铜溶解，粗铜中混有Zn、Fe等杂质，放电后转化为Zn2、Fe2，阴极Cu2放电析出Cu，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。答案D2.（物质制
18、备）（2018武汉市部分学校调研）在电解液不参与反应的情况下，采用电化学法还原CO2可制备ZnC2O4，原理如图所示。下列说法正确的是（）A.电解结束后电解液中c（Zn2）增大B.电解液应为ZnSO4溶液C.Pt极反应式为2CO22e=C2OD.当通入44 g CO2时，溶液中转移1 mol电子解析因为右室Zn失去电子生成Zn2，溶液中的Zn2通过阳离子交换膜进入左室，根据电荷守恒，阴离子浓度不变，c（Zn2）不变，A项错误；右室生成的Zn2通过阳离子交换膜进入左室与生成的C2O结合为ZnC2O4，因此，电解液为稀的ZnC2O4溶液，不含杂质，电解液只要是含Zn2的易溶盐溶液即可，B项错误；P
19、t极反应式为2CO22e=C2O，C项正确；当通入44 g CO2时，外电路中转移1 mol电子，溶液中不发生电子转移，D项错误。答案C3.（废气处理）（2018湖南三湘名校教育联盟第三次大联考）Fe（CN）63可将气态废弃物中的硫化氢氧化为可利用的硫，自身被还原为Fe（CN）64。工业上常采用如图所示的电解装置，通电电解，然后通入H2S加以处理。下列说法不正确的是（）A.电解时，阳极反应式为Fe（CN）64e=Fe（CN）63B.电解时，阴极反应式为2HCO2e=H22COC.当电解过程中有标准状况下22.4 L H2生成时，溶液中有32 g S析出（溶解忽略不计）D.整个过程中需要不断补充
20、K4Fe（CN）6与KHCO3解析电解时，阳极上Fe（CN）64失去电子，阳极的电极反应式为Fe（CN）64e=Fe（CN）63，A正确；阴极上HCO放电，发生还原反应，阴极反应式为2HCO2e=H22CO，B正确；标准状况下22.4 L H2的物质的量为1 mol，则转移2 mol 电子。H2S失去2 mol电子，生成1 mol单质S，即析出32 g S，C正确；根据以上分析可知，反应的结果相当于是H2S被电解生成H2和S，所以不需要补充K4Fe（CN）6和KHCO3，D错误。答案D【方法技巧】电化学中定量计算方法1.根据电子守恒计算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
21、计算，其依据是电路中转移的电子数相等。2.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。3.根据关系式计算根据得失电子守恒定律关系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。B组考试能力过关4.（2018课标全国，13）最近我国科学家设计了一种CO2H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如图所示，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：EDTAFe2e=EDTAFe32EDTAFe3H2S=2HS2EDTAFe2该装置工作时，下列叙述错误的是（）A.阴极的电极反应：CO22H2e
22、=COH2OB.协同转化总反应：CO2H2S=COH2OSC.石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的低D.若采用Fe3/Fe2取代EDTAFe3/EDTAFe2，溶液需为酸性解析阴极发生还原反应，氢离子由交换膜右侧向左侧迁移，阴极的电极反应式为CO22e2H=COH2O，A项正确；结合阳极区发生的反应，可知协同转化总反应为CO2H2S=SCOH2O，B项正确；石墨烯作阳极，其电势高于ZnO石墨烯的，C项错误；Fe3、Fe2在碱性或中性介质中会生成沉淀，它们只稳定存在于酸性较强的介质中，D项正确。答案C5.（2016课标全国，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
23、、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na和SO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SO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2H2O4e=O24H，负极区溶液pH降低D.当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.5 mol的O2生成解析电解池中阴离子向正极移动，阳离子向负极移动，即SO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
24、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项错误，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1 mol电子的电量时，会有0.25 mol的O2生成，错误。答案B6.2018课标全国，27（3）制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为_。电解后，室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。解析阳极发生氧化反应：2H2O4e=4HO2（或4OH4e=2H2OO2），阳极室H向a室迁移，a室中的Na2SO3转化成NaHSO3。阴极发生
25、还原反应，析出H2，OH增多，Na由a室向b室迁移，则b室中Na2SO3浓度增大。答案2H2O4e=4HO2（或4OH4e=2H2OO2）a考点三金属的腐蚀与防护（频数：难度：）名师课堂导语 金属的腐蚀与防护，是电化学的重要组成部分，虽然考查力度没有新型电源和电解应用频率高，但作为考点知识轮换，在近几年的考题中时有出现，复习时应特别关注两种电化学防腐（牺牲阳极的阴极保护法外、外加电流的阴极保护法）。1.金属腐蚀的本质金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生氧化反应。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与干燥气体（如O2、Cl2、SO2等）或非电解质液体（如
26、石油）等接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触现象无电流产生有微弱电流产生本质金属被氧化较活泼金属被氧化联系两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍（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水膜酸性较强（pH4.3）水膜酸性很弱或呈中性电极材料及反应负极Fe：Fe2e=Fe2正极C：2H2e=H2C：O22H2O4e=4OH总反应式Fe2H=Fe2H22FeO22H2O=2Fe（OH）2联系吸氧腐蚀更普遍1.电解质所处环境决定金属的腐蚀方式：若电解质酸性较强，如NH4Cl、H2SO4等，则发生析氢腐蚀，相当于金属与酸构成原电池；若电解质为弱酸、中性、弱碱，则发生吸氧腐蚀，
27、相当于金属、氧气构成燃料电池。2.两种腐蚀正极的现象不同：析氢腐蚀正极产生H2，气体压强变大，pH增大；吸氧腐蚀正极吸收O2，气体压强变小，pH增大。3.金属的防护（1）电化学防护牺牲阳极的阴极保护法原电池原理a.负极：比被保护金属活泼的金属；b.正极：被保护的金属设备。外加电流的阴极保护法电解原理a.阴极：被保护的金属设备；b.阳极：惰性金属。（2）改变金属的内部结构组成，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。我们通常把原电池的两极叫做正极和负极，电解池的两极叫做阳极和阴极，但实际上，我们把失电子发生氧化反应的电极都统称为阳极，即原电池
28、的负极也称为阳极，这种叫法在教材上也有所体现。LK选修4P21铜锌原电池装置（2）示意图RJ选修4P86牺牲阳极的阴极保护法示意图速查速测1.（易混点排查）正确的打“”，错误的打“”（1）Al、Fe、Cu在潮湿空气中腐蚀均生成氧化物（）（2）钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe3e=Fe3（） （3）在潮湿空气中，钢铁表面形成水膜，金属发生的一定是吸氧腐蚀（） （4）所有金属纯度越大，越不易被腐蚀（）（5）黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿（）（6）生铁比纯铁容易生锈（）2.（教材改编题）如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为（）A. B.C. D.解析是铁发生化学腐蚀
29、。均为构成原电池，由金属的活动性可知，中铁作正极，受到保护；、中铁作负极受到腐蚀，由于Fe和Cu的金属活泼性相差较Fe和Sn的大，故FeCu原电池中Fe被腐蚀更快。为电解池，中铁作阳极，加快了Fe的腐蚀，中铁作阴极受到保护。根据以上分析可知，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为。答案C3.（思维探究题）写出钢铁、铜制品在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀生成铁锈、铜绿的原理。（1）铁锈的形成负极：_正极：_（2）铜锈的形成负极：_正极：_。解析（1）铁锈的形成负极：2Fe4e=2Fe2正极：O24e2H2O=4OH2FeO22H2O=2Fe（OH）24Fe（OH）2O22H2O=4Fe（OH）32Fe（OH）
30、3=Fe2O3xH2O（铁锈）（3x）H2O（2）铜锈的形成负极：2Cu4e=2Cu2正极：O22H2O4e=4OH2Cu2H2OO2=2Cu（OH）22Cu（OH）2CO2=Cu2（OH）2CO3（铜绿）H2O答案见解析A组基础知识巩固1.（2018郑州高三模拟）一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下表：pH2466.5813.514腐蚀快慢较快慢较快主要产物Fe2Fe3O4Fe2O3FeO下列说法错误的是（）A.当pH6时，碳钢主要发生吸氧腐蚀C.当pH14时，正极反应为O24H4e=2H2OD.在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓解析C项正极反应为O24e2H2O=4OH。答
31、案C2.钢铁的防护有多种方法，下列对于图中的方法描述错误的是（）A.a、b以导线连接，辅助电极发生氧化反应B.a、b以导线连接或以电源连接，辅助电极的材料可能都含有ZnC.a、b分别连接直流电源，通电后外电路电子被强制从辅助电极流向钢铁闸门D.a、b分别连接直流电源的负极、正极，该方法是牺牲阳极的阴极保护法解析a、b以导线连接，即为牺牲阳极的阴极保护法，则辅助电极要作负极，发生氧化反应，A项正确；a、b以导线连接或以电源连接，辅助电极都是发生氧化反应，Zn比较活泼，要失去电子，B项正确；通电后，被保护的钢铁闸门作阴极，辅助电极作阳极，因此通电后外电路电子被强制从辅助电极流向钢铁闸门，C项正确；
32、由于有外加电源，故此方法为外加电流的阴极保护法，D项错误。答案D3.（2018河南罗山模拟）某学生为探究铜生锈的过程设计如图所示装置，下列选项正确的是（）A.一段时间后C棒上有气泡冒出，附近的溶液变为红色B.一段时间后溶液中会有蓝色沉淀产生C.Cu棒为正极，电极反应式：Cu2e=Cu2D.C棒为正极，电极反应式：2H2e=H2解析由于铜的金属活动性比氢弱，在电解质溶液中发生吸氧腐蚀，负极：Cu2e=Cu2，正极：O24e2H2O=4OH，溶液中，Cu22OH=Cu（OH）2，所以B选项正确。答案B【规律总结】电化学腐蚀规律1.对同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液中弱电解质溶液中非电解质溶
33、液中；活动性不同的两金属，活动性差别越大，活动性强的金属腐蚀越快。2.对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快，且氧化剂的浓度越高，氧化性越强，腐蚀越快。3.从防腐措施方面分析，腐蚀的由慢到快的顺序为：外加电流的阴极保护法防腐牺牲阳极的阴极保护法防腐有一般防护条件的防腐无防护条件的防腐。4.不同类型腐蚀快慢：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。B组考试能力过关4.（2017课标全国，11）支撑海港码头基础的防腐技术，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
34、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。答案C5.（2018北京理综）验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下（烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液）。在Fe表面生成蓝色沉淀试管内无明显变化试管内生成蓝色沉淀下列说法不正确的是（）A.对比，可以判定Zn保护了FeB.对比，K3Fe（CN）6可能将Fe氧化C.验
35、证Zn保护Fe时不能用的方法D.将Zn换成Cu，用的方法可判断Fe比Cu活泼解析中Zn作负极，发生氧化反应生成Zn2，Fe作正极被保护，所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，试管内无明显变化。但中没有Zn保护Fe，Fe在酸性环境中发生析氢腐蚀，Fe作负极被氧化生成Fe2，所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，生成蓝色沉淀，对比可知Zn保护了Fe，A项正确；与的区别在于：前者是将铁氰化钾溶液直接滴入烧杯中，而后者是在取出的少量Fe附近的溶液中滴加铁氰化钾溶液，中出现了蓝色沉淀，说明有Fe2生成。对比分析可知，可能是铁氰化钾氧化Fe生成了Fe2，B项正确；通过上述分析可知，验证
36、Zn保护Fe时不能用的方法，C项正确；若将Zn换成Cu，铁氰化钾仍会将Fe氧化为Fe2，在铁的表面同样会生成蓝色沉淀，所以无法判断Fe2是不是负极产物，即无法判断Fe与Cu的活泼性，D项错误。答案DA级全员必做题1.下列防止金属腐蚀的做法不可行的是（）A.军事演习期间给坦克的履带上刷上油漆以防止生锈B.地下钢管道每隔一段距离就连接一定数量镁块C.在轮船外壳水线以下部分装上一定数量的锌块D.洗衣机的滚筒采用不锈钢材料，既耐磨又耐腐蚀解析油漆经不住高温，军事演习期间，坦克高速行驶履带会发热，油漆很快脱落，故A项错；B、C项均属于牺牲阳极的阴极保护法，正确；D项滚筒采用的不锈钢材料既耐磨又耐腐蚀，正
37、确。答案A2.某溶液中含有Cu2、Fe2、Al3、Cl、NO，且浓度均大于0.1 mol/L，用石墨作电极进行电解时，肯定得不到的产物是（）A.Cl2 B.Al C.Cu D.H2解析阴极上Al3、Fe2的放电能力弱于H，而Cu2的放电能力比水电离出的H的放电能力强，阳极上Cl放电能力强于OH。答案B3.在酸性或碱性较强的溶液中，铝均溶解。用食盐腌制的食品也不能长期存放在铝制品中，其主要原因是（）A.铝能与NaCl直接发生反应而被腐蚀B.长期存放的NaCl发生水解，其水溶液不再呈中性，可与铝发生反应C.铝与铝制品中的杂质（碳）、NaCl溶液形成原电池，发生析氢腐蚀D.铝与铝制品中的杂质（碳）、
38、NaCl溶液形成原电池，发生吸氧腐蚀解析铝不能与NaCl直接发生反应，选项A错误；氯化钠是强酸强碱盐，不发生水解，选项B错误；铝制品不能长时间存放食盐腌制的食品，是因为氯离子对氧化膜有破坏作用，若氧化膜被破坏，则由于铝制品不纯，铝与其中的杂质、氯化钠溶液形成原电池，铝失去电子，被氧化，发生吸氧腐蚀，选项C错误，选项D正确。答案D4.（2018福州毕业班质检，12）科研人员设计一种电化学反应器，以Na2SO4溶液为电解质，负载纳米MnO2的导电微孔钛膜和不锈钢为电极材料。这种电催化膜反应器可用于正丙醇合成丙酸，装置示意图如图。以下叙述错误的是（）A.微孔钛膜作阴极B.使用Na2SO4溶液是为了在
39、电解开始时增强溶液导电性C.丙醇转化为丙酸的电极反应式为：CH3CH2CH2OHH2O4e=CH3CH2COOH4HD.反应器工作时料槽中正丙醇分子向电催化膜移动解析微孔钛膜与电源正极相连，作阳极，A项错误；Na2SO4为强电解质，使用Na2SO4溶液是为了在电解开始时增强溶液导电性，B项正确；丙醇转化为丙酸，发生氧化反应：CH3CH2CH2OHH2O4e=CH3CH2COOH4H，C项正确；反应器工作时，正丙醇发生氧化反应，根据阳极上发生氧化反应，知正丙醇分子向电催化膜移动，D项正确。答案A5.利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是（）A
40、.氯碱工业中，X、Y均为石墨，X附近能得到NaOHB.铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4C.电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属D.外加电流的阴极保护法中，Y是待保护金属解析电解饱和食盐水时，阴极区得到H2和NaOH。电解法精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极；电镀时，应以镀层金属作阳极，待镀金属作阴极。答案D6.电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法，其原理如图所示。已知海水中含Na、Cl、Ca2、Mg2、SO等离子，电极为惰性电极。下列叙述中正确的是（）A.B膜是阴离子交换膜B.通电后，海水中阳离子往a电极处运动C.通电后，a电极的电极反应式为4OH4e=O22H2OD.
41、通电后，b电极区周围会出现少量白色沉淀解析根据海水中离子成分及离子放电顺序知，通电后阳极是氯离子放电，阴极是氢离子放电，电解过程中，海水中阳离子通过B膜进入阴极区，所以B膜是阳离子交换膜（海水中阴离子通过A膜进入阳极区），b电极（阴极）区周围OH浓度增大，与镁离子反应生成白色沉淀。答案D7.（2018浙江温州十校联合体期末联考）如图所示实验装置，下列说法不正确的是（）A.装置为铁的吸氧腐蚀实验B.一段时间后，向插入铁钉的玻璃筒内滴入NaOH溶液，即可观察到铁钉附近的溶液有沉淀C.向插入石墨棒的玻璃筒内滴入石蕊试液，可观察到石墨附近的溶液变红D.若将装置中饱和食盐水换成稀硫酸，装置内发生析氢腐蚀
42、解析无锈铁钉通过导线与石墨棒相连并插入饱和食盐水中形成原电池，由于NaCl溶液呈中性，故铁钉发生吸氧腐蚀，则正极反应式为2H2OO24e=4OH，A正确；发生腐蚀时，Fe作负极被氧化，电极反应式为Fe2e=Fe2，一段时间后，铁钉附近溶液中含有Fe2，滴入NaOH溶液时，先生成Fe（OH）2沉淀，后被氧化生成Fe（OH）3沉淀，B正确；发生吸氧腐蚀时，石墨棒周围溶液呈碱性，滴入石蕊试液，溶液变成蓝色，C错误；将装置中饱和食盐水换成稀硫酸，电解质溶液呈酸性，发生腐蚀时，正极反应式为2H2e=H2，故发生析氢腐蚀，D正确。答案C8.（2019广东深圳一模）利用如图所示装置可制取H2，两个电极均为惰
43、性电极，c为阴离子交换膜。下列叙述正确的是（）A.a为电源的正极B.工作时，OH向左室迁移C.右室的电极反应式为C2H5OHH2O4e=CH3COO5HD.生成H2和CH3COONa的物质的量之比为21解析根据图示，电解池左侧生成氢气，是溶液中的水放电，发生了还原反应，左侧电极为阴极，则a为电源的负极，故A错误；工作时，在阴极水放电生成H2和OH，OH浓度增大，向右室迁移，故B错误；右室电极为阳极，发生氧化反应，根据图示，右室溶液显碱性，不可能生成H，故C错误；根据得失电子守恒，生成1 mol H2转移2 mol电子，则生成CH3COONa的物质的量为0.5 mol，H2和CH3COONa的物
44、质的量之比为21，故D正确。答案D9.（2018湖北武汉部分学校调研）如图所示，甲池的总反应式为2CH3OH3O24KOH=2K2CO36H2O。下列说法正确的是（）A.甲池通入CH3OH的电极反应式为CH3OH6e2H2O=CO8HB.反应一段时间后，向乙池中加入一定量Cu（OH）2固体，能使CuSO4溶液恢复到原浓度C.甲池中消耗224 mL（标准状况）O2，此时丙池中理论上产生1.16 g 固体D.若将乙池电解质溶液换成AgNO3溶液，则可以实现在石墨棒上镀银解析甲池通入CH3OH的电极发生氧化反应：CH3OH6e8OH=CO6H2O，A项错误；乙池中石墨作阳极，Ag作阴极，电解总反应为
45、2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，由于CuSO4溶液过量，溶液中减少的是“2CuO2”，因此加入CuO或CuCO3能使原溶液恢复到原浓度，B项错误；丙池中的总反应为MgCl22H2OMg（OH）2H2Cl2，根据各电极上转移电子数相同，可得关系式：O24e2Mg（OH）2，丙池中产生Mg（OH）2固体的质量为258 gmol11.16 g，C项正确；石墨棒作阳极，Ag作阴极，只能在银极上镀银，D项错误。答案C10.钢铁是目前应用最广泛的金属材料，了解钢铁腐蚀的原因与防护方法具有重要意义，对钢铁制品进行抗腐蚀处理，可适当延长其使用寿命。（1）抗腐蚀处理前，生产中常用盐酸来除铁锈。现将一
46、表面生锈的铁件放入盐酸中，当铁锈除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式为_。（2）利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁件的腐蚀，开关K应置于处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为。（3）图中若X为粗铜，容器中海水替换为硫酸铜溶液，开关K置于N处，一段时间后，当铁件质量增加3.2 g时，X电极溶解的铜的质量3.2 g（填“”或“”）。（4）图中若X为铜，容器中海水替换为FeCl3溶液，开关K置于M处，铜电极发生的反应是，若将开关K置于N处，发生的总反应是_。解析（1）铁锈的成分为Fe2O3，能和盐酸反应生成FeCl3和水，当铁锈除尽后，溶液中发生的化合反应的化学
47、方程式为Fe2FeCl3=3FeCl2。（2）若X为碳棒，由于Fe比较活泼，为减缓铁的腐蚀，应使Fe为电解池的阴极即连接电源的负极，故K连接N处。若X为锌，开关K置于M处，Zn为阳极被腐蚀，Fe为阴极被保护，该防护法称为牺牲阳极的阴极保护法。（3）若X为粗铜，容器中海水替换为硫酸铜溶液，开关K置于N处，一段时间后，当铁件质量增加3.2 g时，由于粗铜中有杂质参加反应，所以X电极溶解的铜的质量3.2 g。（4）若X为铜，容器中海水替换为FeCl3溶液，开关K置于M处，此时构成原电池装置，铜电极为正极，发生的反应是2Fe32e=2Fe2；若将开关K置于N处，此时构成电解池装置，铜为阳极，铜本身被氧
48、化而溶解，阴极铁离子被还原，发生的总反应是：Cu2Fe3=2Fe2Cu2。答案（1）Fe2FeCl3=3FeCl2（2）N牺牲阳极的阴极保护法（3）a%c%。答案（1）H2右（2）负ClH2OClOH2（3）2H24e4OH=4H2OO24e2H2O=4OHb%a%c%B级拔高选做题12.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1滴含酚酞和K3Fe（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”。其边缘处为红色，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：Fe2e=Fe2C.边缘处：O22H2O4e=4OHD.
49、交界处：4Fe2O210H2O=4Fe（OH）38H解析生铁片边缘处为红色，说明生成了氢氧根离子，O22H2O4e=4OH，生铁片发生吸氧腐蚀，故A、C合理；根据实验现象，中心区域为蓝色，说明生成了亚铁离子，Fe2e=Fe2，故B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生成了氢氧化铁，故D不合理。答案D13.（2018湖北八校第二次联考）H3BO3可以通过电解NaB（OH）4溶液的方法制备，其工作原理如图所示，下列叙述错误的是（）A.M室发生的电极反应为2H2O4e=O24HB.N室中：a%b%C.b膜为阴膜，产品室发生反应的化学原理为强酸制弱酸D.理论上每生成1 mol
50、产品，阴极室可生成标准状况下5.6 L气体解析M室为阳极室，发生氧化反应，电极反应式为2H2O4e=O24H，故A正确；N室为阴极室，溶液中水电离的H得电子发生还原反应生成H2，促进水的电离，溶液中OH浓度增大，即a%b%，故B正确；阳极室的H穿过阳膜扩散至产品室，原料室的B（OH）穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3BO3，则b膜为阴膜，故C正确；每生成1 mol产品，转移电子的物质的量为1 mol，阴极室生成0.5 mol氢气，其标准状况下的体积为11.2 L，故D错误。答案D14.（1）（2016天津理综）化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢
51、气：Fe2H2O2OHFeO3H2，工作原理如图1所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色FeO，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。电解一段时间后，c（OH）降低的区域在（填“阴极室”或“阳极室”）。电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因为_。c（ Na2FeO4）随初始c（NaOH）的变化如图2，任选M、N两点中的一点，分析c（ Na2FeO4）低于最高值的原因：_。（2）（2016浙江理综）研究证实，CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，则生成甲醇的反应发生在极，该电极反应式是_。解析（1）
52、根据题意，镍电极有气泡产生是H得电子生成H2，发生还原反应，则铁电极上发生反应Fe6e8OH=FeO4H2O使溶液中的OH减少，因此电解一段时间后，c（OH）降低的区域在阳极室。H2具有还原性，根据题意：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。因此，电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，防止Na2FeO4与H2反应使产率降低。根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，在M点：c（OH）低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢；在N点：c（OH）过高，铁电极上有Fe（OH）3生成，使Na2FeO4产率降低。（2）根据题意，二氧化碳在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，CO2中C呈4价，CH3OH中C呈2价，结合反应前后碳元素化合价变化，可知碳元素的化合价降低，得到电子，故该电极为阴极，电极反应式为CO26H6e=CH3OHH2O。答案（1）阳极室 防止Na2FeO4与H2反应使产率降低M点：c（OH）低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢或N点：c（OH）过高，铁电极上有Fe（OH）3（或Fe2O3）生成，使Na2FeO4产率降低（2）阴CO26H6e=CH3OHH2O
