1、第21讲 电解池 金属的电化学腐蚀与防护【考情分析】1.理解电解池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反应方程式。2.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。【核心素养分析】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，并运用电解原理解决实际问题。 证据推理与模型认知：利用电解池装置，分析电解原理，建立解答电解池问题的思维模型，并利用模型揭示其本质及规律。科学态度与社会责任：肯定电解原理对社会发展的重大贫献，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。【重点
2、知识梳理】知识点一 电解的原理1.电解和电解池(1)电解：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)电解池：电能转化为化学能的装置。(3)电解池的构成有与电源相连的两个电极。电解质溶液(或熔融电解质)。形成闭合回路。2.电解池的工作原理(1)电极名称及电极反应式(电解CuCl2溶液为例)总反应式：CuCl2CuCl2(2)电子和离子的移动方向电子：从电源负极流出后，流向电解池阴极；从电解池的阳极流出后流向电源的正极。离子：阳离子移向电解池的阴极，阴离子移向电解池的阳极。3.阴阳两极上放电顺序(1)阴极：(与电极材料无关)。氧化性强的先放电，放电顺序：(2)阳极：若
3、是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。若是惰性电极作阳极，放电顺序为注意阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。最常用、最重要的放电顺序为阳极：ClOH；阴极：AgCu2H。电解水溶液时，KAl3不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。4.用惰性电极电解电解质溶液的规律4.用惰性电极电解电解质溶液的规律类型实例电极反应特点或反应式电解产物溶液pH变化溶液复原电解水型含氧酸H2SO4溶液中的H和OH分别在阴阳两极放电：阴极：4H4e=2H2阳极：4OH4e=2H2OO2H2O2减小水强碱NaOH增大
4、活泼金属的含氧酸盐KNO3不变电解电解质型无氧酸(氢氟酸除外)HCl电解质电离的阴阳离子分别在两极放电：阳极：2Cl2e=Cl2H2Cl2增大HCl不活泼金属的无氧酸盐CuCl2CuCl2CuCl2放氢生碱型活泼金属的无氧酸盐NaCl阴极水电离的H放电，阳极电解质电离的阴离子放电阴极：H2阳极：Cl2增大HCl放氧生酸性不活泼金属的含氧酸盐AgNO3阳极水电离的OH放电，阴极电解质的阳离子放电阴极：Age=AgAg阳极：O2减小Ag2O知识点二 电解原理的应用1.氯碱工业阳极反应式：2Cl2e=Cl2(氧化反应)阴极反应式：2H2e=H2(还原反应)总反应方程式：2NaCl2H2O2NaOHH
5、2Cl22.电镀与电解精炼电镀电解精炼铜示意图电极反应阳极Cu2e=Cu2Zn2e=Zn2，Cu2e=Cu2阴极Cu22e=CuCu22e=Cu电解质溶液的浓度变化CuSO4溶液的浓度不变CuSO4溶液的浓度变小3.电冶金电解冶炼冶炼钠冶炼铝电极反应阳极：2Cl2e=Cl2阴极：2Na2e=2Na阳极：6O212e=3O2阴极：4Al312e=4Al总反应2NaCl(熔融)2NaCl22Al2O3(熔融)4Al3O2知识点三 金属的腐蚀与防护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跟非金属单质
6、直接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反应负极Fe2e=Fe2正极2H2e=H2O22H2O4e=4OH总反应式Fe2H=Fe2H22FeO22H2O=2Fe(OH)2联系吸氧腐蚀更普遍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
7、金属或石墨。(2)改变金属的内部结构，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。【典型题分析】高频考点一 电解规律及电极产物的判断【例1】（2020山东卷）采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是A. 阳极反应B. 电解一段时间后，阳极室的pH未变C. 电解过程中，H+由a极区向b极区迁移D. 电解一段时间后，a极生成的O2与b极反应的O2等量【答案】D【解析】a极析出氧气，氧元素的化合价升高，做电解池的阳极，b极通入氧气，生成过氧化氢，氧元素的化合价降低，被还原，做电解池
8、的阴极。依据分析a极是阳极，属于放氧生酸性型的电解，所以阳极的反应式是2H2O-4e-=4H+O2，故A正确；电解时阳极产生氢离子，氢离子是阳离子，通过质子交换膜移向阴极，所以电解一段时间后，阳极室的pH值不变，故BC正确；电解时，阳极的反应为：2H2O-4e-=4H+O2，阴极的反应为：O2+2e-+2H+=H2O2，总反应为：O2+2H2O=2H2O2，要消耗氧气，即是a极生成的氧气小于b极消耗的氧气，故D错误。【变式探究】（2020山西大同模拟）用石墨做电极，电解稀Na2SO4溶液的装置如图所示，通电后在石墨电极A和B附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列有关叙述正确的是()A相同条件下，逸出气
9、体的体积：A电极B电极B一电极逸出无味气体，另一电极逸出有刺激性气味气体CA电极附近呈红色，B电极附近呈蓝色D电解一段时间后，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性【答案】D【解析】SO、OH移向B电极，在B电极上OH放电产生O2，B电极附近c(H)c(OH)，石蕊溶液变红，Na、H移向A电极，在A电极上H放电产生H2，A电极附近c(OH)c(H)，石蕊溶液变蓝，C项错误；相同条件下，A电极产生的气体体积大于B电极，A项错误；两种气体均为无色无味的气体，B项错误；用惰性电极电解Na2SO4溶液的实质是电解水，电解后的溶液全部转移到同一烧杯中，充分搅拌后，溶质仍为Na2SO4，溶液呈
10、中性，D项正确。高频考点二 电极反应式的书写与判断【例2】2019新课标节选近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：（4）在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示：负极区发生的反应有_（写反应方程式）。电路中转移1 mol电子，需消耗氧气_L（标准状况）。【答案】（4）Fe3+e=Fe2+，4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O 5.6【解析】（4）电解过程中，负极区即阴极上发生的是得电子反应，元素化合
11、价降低，属于还原反应，则图中左侧为负极反应，根据图示信息知电极反应为：Fe3+e Fe2+和4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O；电路中转移1 mol电子，根据电子得失守恒可知需消耗氧气的物质的量是1mol40.25mol，在标准状况下的体积为0.25mol22.4L/mol5.6L。【方法技巧】书写电解池的电极反应式时，可以用实际放电的离子表示，但书写电解池的总反应时，弱电解质要写成分子式。如用惰性电极电解食盐水时，阴极反应式为2H2e=H2(或2H2O2e=H22OH)；总反应离子方程式为2Cl2H2O2OHH2Cl2。电解水溶液时，应注意放电顺序，位于H、OH之后的离子一般不参与放电
12、。Fe3在阴极上放电时生成Fe2而不是得到单质Fe。【变式探究】(2018全国卷，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。示意图如下所示，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：EDTA-Fe2e=EDTA-Fe32EDTA-Fe3H2S=2HS2EDTA-Fe2该装置工作时，下列叙述错误的是()A.阴极的电极反应：CO22H2e=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EDTA-Fe3/EDTA-Fe2，溶液需为酸
13、性【答案】C【解析】由题中信息可知，石墨烯电极发生氧化反应，为电解池的阳极，则ZnO石墨烯电极为阴极。阳极接电源正极，电势高，阴极接电源负极，电势低，故石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的高，C项错误；由题图可知，电解时阴极反应式为CO22H2e=COH2O，A项正确；将阴、阳两极反应式合并可得总反应式为CO2H2S=COH2OS，B项正确；Fe3、Fe2只能存在于酸性溶液中，D项正确。高频考点三 电子守恒在电化学计算中的应用【例3】（2020吉林长春模拟）以石墨电极电解200 mL CuSO4溶液，电解过程中转移电子的物质的量n(e)与产生气体总体积V(标准状况)的关系如图所示，下列说法中正确的
14、是()A电解前CuSO4溶液的物质的量浓度为2 molL1B忽略溶液体积变化，电解后所得溶液中c(H)2 molL1C当n(e)0.6 mol时，V(H2)V(O2)32D向电解后的溶液中加入16 g CuO，则溶液可恢复到电解前的浓度【答案】B【解析】电解CuSO4溶液时，阳极反应式为2H2O4e=O24H，阴极反应式为Cu22e=Cu，若阴极上没有氢离子放电，则图中气体体积与转移电子物质的量的关系曲线是直线，而题图中是折线，说明阴极上还发生反应：2H2e=H2。当转移0.4 mol电子时，Cu2恰好完全析出，n(Cu2)0.2 mol，根据铜原子守恒得，c(CuSO4)c(Cu2)1 mo
15、lL1，A项错误；当转移0.4 mol电子时，生成n(H2SO4)0.2 mol，随后相当于电解水，因为忽略溶液体积变化，所以电解后所得溶液中c(H)2 molL1，B项正确；当n(e)0.6 mol时，发生反应：2CuSO42H2O2CuO22H2SO4、2H2O2H2O2，n(H2)0.1 mol，n(O2)0.1 mol0.05 mol0.15 mol，所以V(H2)V(O2)0.1 mol0.15 mol23，C项错误；因电解后从溶液中析出Cu、O2、H2，所以只加入CuO不能使溶液恢复到电解前的浓度，D项错误。【方法技巧】电化学综合计算的三种常用方法(1)根据总反应式计算先写出电极反
16、应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。(2)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、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。用于混合溶液中电解的分阶段计算。(3)根据关系式计算根据得失电子守恒定律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。【变式探究】（2020河北承德模拟）按如图1所示装置进行电解，A、B、C、D均为铂电极，回答下列问题。(1)甲槽电解的是200 mL一定浓度的NaCl与CuSO4的混合溶液，理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如图2所示(气体体积已换算成标准状况下的体积，电解前后溶液的体积变化忽略不计)。原混合溶
17、液中NaCl的物质的量浓度为_molL1，CuSO4的物质的量浓度为_molL1。t2时所得溶液的pH_。(2)乙槽为200 mL CuSO4溶液，乙槽内电解的总离子方程式：_：当C极析出0.64 g物质时，乙槽溶液中生成的H2SO4为_mol。电解后，若使乙槽内的溶液完全复原，可向乙槽中加入_(填字母)。ACu(OH)2BCuOCCuCO3 DCu2(OH)2CO3若通电一段时间后，向所得的乙槽溶液中加入0.2 mol的Cu(OH)2才能恰好恢复到电解前的浓度，则电解过程中转移的电子数为_。【解析】(1)A、B、C、D均为惰性电极Pt，甲槽电解NaCl和CuSO4的混合液，阳极上离子放电顺序
18、为ClOHSO，阴极上离子放电顺序为Cu2HNa，开始阶段阴极上析出Cu，阳极上产生Cl2，则题图2中曲线代表阴极产生气体体积的变化，曲线代表阳极产生气体体积的变化。阳极上发生的反应依次为2Cl2e=Cl2、4OH4e=2H2OO2，由曲线可知，Cl放电完全时生成224 mL Cl2，根据Cl原子守恒可知，溶液中c(NaCl)0.1 molL1；阴极上发生的反应依次为Cu22e=Cu、2H2e=H2，由曲线可知Cu2放电完全时，阳极上产生224 mL Cl2和112 mL O2，则电路中转移电子的物质的量为0.01 mol20.005 mol40.04 mol，据得失电子守恒可知n(Cu2)0
19、.04 mol0.02 mol，故混合液中c(CuSO4)0.1 molL1。0t1时间内相当于电解CuCl2，电解反应式为CuCl2CuCl2，t1t2时间内相当于电解CuSO4，而电解CuSO4溶液的离子反应为2Cu22H2O2CuO24H，则生成H的物质的量为0.005 mol40.02 mol，则有c(H)0.1 molL1，故溶液的pH1。(2)电解CuSO4溶液时，Cu2在阴极放电，水电离的OH在阳极放电，电解的总离子方程式为2Cu22H2O2CuO24H。C极为阴极，电极反应式为Cu22e=Cu，析出0.64 g Cu(即0.01 mol)时，生成H2SO4的物质的量也为0.01
20、 mol。电解CuSO4溶液时，阴极析出Cu，阳极上产生O2，故可向电解质溶液中加入CuO、CuCO3等使电解质溶液完全复原。加入0.2 mol Cu(OH)2相当于加入0.2 mol CuO和0.2 mol H2O，则电解过程中转移电子的物质的量为0.2 mol20.2 mol20.8 mol，即0.8NA个电子。【答案】(1)0.10.11(2)2Cu22H2O2CuO24H 0.01BC0.8NA高频考点四 电解原理的应用【例4】2019北京节选氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。（2）可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如下。通过控制开关连接K1或K
21、2，可交替得到H2和O2。制H2时，连接_。产生H2的电极反应式是_。改变开关连接方式，可得O2。结合和中电极3的电极反应式，说明电极3的作用：_。【答案】（2）K1 2H2O+2e=H2+2OH 连接K1或K2时，电极3分别作为阳极材料和阴极材料，并且NiOOH和Ni(OH)2相互转化提供电子转移【解析】（2）电极生成H2时，根据电极放电规律可知H+得到电子变为氢气，因而电极须连接负极，因而制H2时，连接K1，该电池在碱性溶液中，由H2O提供H+，电极反应式为2H2O+2e=H2+2OH；电极3上NiOOH和Ni(OH)2相互转化，其反应式为NiOOH+e+H2ONi(OH)2+OH，当连接
22、K1时，Ni(OH)2失去电子变为NiOOH，当连接K2时，NiOOH得到电子变为Ni(OH)2，因而作用是连接K1或K2时，电极3分别作为阳极材料和阴极材料，并且NiOOH和Ni(OH)2相互转化提供电子转移。【举一反三】2019江苏CO2的资源化利用能有效减少CO2排放，充分利用碳资源。（2）电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图如下。写出阴极CO2还原为HCOO的电极反应式： 。电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低，其原因是 。【答案】（2）CO2+H+2e=HCOO或CO2+ HCO3+2e=HCOO+ CO32 阳极产生O2，pH减小，H
23、CO3浓度降低；K+部分迁移至阴极区【解析】（2）根据电解原理，阴极上得到电子，化合价降低，CO2HCO32e =HCOOCO32，或CO2H2e =HCOO；阳极反应式为2H2O4e =O24H，阳极附近pH减小，H与HCO3 反应，同时部分K迁移至阴极区，所以电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低。高频考点五 金属腐蚀快慢比较【例5】（2020江苏卷）将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在题图所示的情境中，下列有关说法正确的是A. 阴极的电极反应式为B. 金属M的活动性比Fe的活动性弱C. 钢铁设施表面因积累大量电子而被保护D. 钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海
24、水中的快【答案】C【解析】该装置为原电池原理的金属防护措施，为牺牲阳极的阴极保护法，金属M作负极，钢铁设备作正极，据此分析解答。阴极的钢铁设施实际作原电池的正极，正极金属被保护不失电子，故A错误；阳极金属M实际为原电池装置的负极，电子流出，原电池中负极金属比正极活泼，因此M活动性比Fe的活动性强，故B错误；金属M失电子，电子经导线流入钢铁设备，从而使钢铁设施表面积累大量电子，自身金属不再失电子从而被保护，故C正确；海水中的离子浓度大于河水中的离子浓度，离子浓度越大，溶液的导电性越强，因此钢铁设施在海水中的腐蚀速率比在河水中快，故D错误；故选C。【方法技巧】判断金属腐蚀快慢的规律(1)对同一电解
25、质溶液来说，腐蚀速率的快慢：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。(2)对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中弱电解质溶液中非电解质溶液中。(3)活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快。(4)对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀越快。【变式探究】（2020浙江宁波模拟）一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下，下列说法不正确的是()pH2466.5813.514腐蚀快慢较快慢较快主要产物Fe2Fe3O4Fe2O3FeOA.在pH14溶液中，碳钢腐蚀的正极反应为O24H4e=2H2OB.在pH4溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀C.
26、在pH6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀D.在煮沸除氧气的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓【答案】A【解析】A项，pH14的溶液为碱性，正极反应式为O22H2O4e=4OH，故A符合题意；B项，pH4溶液为酸性溶液，碳钢主要发生析氢腐蚀，正极反应式为2H2e=H2，故B不符合题意；C项，pH6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀，正极反应式为O22H2O4e=4OH，故C不符合题意；D项，在碱性溶液中碳钢发生吸氧腐蚀，煮沸除氧气后，腐蚀速率会减慢，故D不符合题意。高频考点六 金属腐蚀与防护措施【例6】2019江苏将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关
27、该实验的说法正确的是A铁被氧化的电极反应式为Fe3e=Fe3+B铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C活性炭的存在会加速铁的腐蚀D以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀【答案】C【解析】在铁的电化学腐蚀中，铁单质失去电子转化为二价铁离子，即负极反应为：Fe2e=Fe2+，故A错误；铁的腐蚀过程中化学能除了转化为电能，还有一部分转化为热能，故B错误；活性炭与铁混合，在氯化钠溶液中构成了许多微小的原电池，加速了铁的腐蚀，故C正确；以水代替氯化钠溶液，水也呈中性，铁在中性或碱性条件下易发生吸氧腐蚀，故D错误。【举一反三】 (2017全国卷，11)支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防
28、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【答案】C【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。【变式探究】(2018北京高考)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
29、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【答案】D【解析】实验中加入K3Fe(CN)6，溶液无变化，说明溶液中没有Fe2；实验中加入K3Fe(CN)6生成蓝色沉淀，说明溶液中有Fe2，A项正确；对比可知，中K3Fe(CN)6可能将Fe氧化成Fe2，Fe2再与K3Fe(CN)6反应生成蓝色沉淀，B项正确；由以上分析可知，验证Zn保护Fe时，可以用做对比实验，不能用的方法，C项正确；K3Fe(CN)6可将单质铁氧化为Fe2，Fe2与K3Fe(CN
30、)6生成蓝色沉淀，附着在Fe表面，无法判断铁比铜活泼，D项错误。高频考点七 考查隔膜在电化学中的功能【例7】（2020山东卷）微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水(以含 CH3COO-的溶液为例)。下列说法错误的是A. 负极反应为 B. 隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜C. 当电路中转移1mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5gD. 电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2:1【答案】B【解析】据图可知a极上CH3COO转化为CO2和H+，C元素被氧
31、化，所以a极为该原电池的负极，则b极为正极。a极为负极，CH3COO失电子被氧化成CO2和H+，结合电荷守恒可得电极反应式为CH3COO+2H2O-8e=2CO2+7H+，故A正确；为了实现海水的淡化，模拟海水中的氯离子需要移向负极，即a极，则隔膜1为阴离子交换膜，钠离子需要移向正极，即b极，则隔膜2为阳离子交换膜，故B错误；当电路中转移1mol电子时，根据电荷守恒可知，海水中会有1molCl移向负极，同时有1molNa+移向正极，即除去1molNaCl，质量为58.5g，故C正确；b极为正极，水溶液为酸性，所以氢离子得电子产生氢气，电极反应式为2H+2e=H2，所以当转移8mol电子时，正极
32、产生4mol气体，根据负极反应式可知负极产生2mol气体，物质的量之比为4:2=2:1，故D正确；故答案为B。【举一反三】 2018全国卷，27(3)KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。写出电解时阴极的电极反应式_。电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_，其迁移方向是_。与“电解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之处有_(写出一点)。【答案】2H2O2e=2OHH2K由a到b产生Cl2易污染环境等【解析】电解液是KOH溶液，阴极的电极反应式为2H2O2e=2OHH2。电解过程中阳极反应为I6OH6e=IO3H2O。阳极的K通过阳离子交换膜由电极a迁移到电极b。“KClO3氧化
33、法”的主要不足之处是产生Cl2，易污染环境。【变式探究】（2020河南洛阳模拟）用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的NH，模拟装置如图所示。下列说法正确的是()A阳极室溶液由无色变成棕黄色B阴极的电极反应式为4OH4e=2H2OO2C电解一段时间后，阴极室溶液的pH升高D电解一段时间后，阴极室溶液中的溶质一定是(NH4)3PO4【答案】C【解析】阳极上Fe发生氧化反应生成Fe2，溶液由无色变为浅绿色，A项错误；阴极上H发生还原反应：2H2e=H2，电解一段时间后，阴极室溶液的pH升高，NH透过阳离子选择透过膜进入阴极室，阴极室溶液中的溶质可能有H3PO4、NH4H2PO4、(NH4)2HPO4、(NH4)3PO4等，B、D项错误，C项正确。