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

第23講電解池金屬的腐蝕與防護(hù)

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(diǎn)一電解原理

3考點(diǎn)三金屬的腐蝕與防護(hù)

【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(diǎn)1電解和電解池

知識點(diǎn)1金屬腐蝕

知識點(diǎn)2電解池的工作原理

知識點(diǎn)2金屬的防護(hù)

知識點(diǎn)3惰性電極電解規(guī)律

【提升?必考題型歸納】

知識點(diǎn)4電化學(xué)有關(guān)計(jì)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(hù)

考向1考查電解的原理

考向2考查電解的相關(guān)計(jì)算3考點(diǎn)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(diǎn)二電解原理的應(yīng)用

知識點(diǎn)1電化學(xué)中的隔膜

【夯基?必備基礎(chǔ)知識梳理】

知識點(diǎn)2隔膜在多室電解池中的應(yīng)用

知識點(diǎn)1氯堿工業(yè)

【提升?必考題型歸納】

知識點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)要考題統(tǒng)計(jì)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(gè)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(jì)突出“理論聯(lián)系實(shí)

際，強(qiáng)調(diào)學(xué)以致用”，注重以實(shí)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(shí)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(hù)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(diǎn)：

(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(dāng)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(hù)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(hù)層金屬腐

電鍍、噴鍍蝕與防

表面鈍化護(hù)

犧牲陽極

的陰極保

護(hù)法金屬防護(hù)

外

加電

的陰

源電化學(xué)保護(hù)法

保護(hù)

極

法J

改變金屬結(jié)構(gòu)

考點(diǎn)一電解原理

知識點(diǎn)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。

知識點(diǎn)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(gè)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(fù)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(fù)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(jìn)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(qiáng)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?yàn)殛枠O：Cr>OH；陰極：Ag+>Cu2+>H+o③電解水溶液時(shí)，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(shí)，要

以實(shí)際放電的離子表示，但書寫總電解反應(yīng)方程式時(shí)，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(fù)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(qiáng))或C12；陰極——析出金屬、逸出外(或陰極

區(qū)堿性增強(qiáng))。

(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(diǎn)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(qiáng)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(diǎn)4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(jì)算。

(2)根據(jù)電子守恒計(jì)算

①用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(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(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的電化學(xué)計(jì)

算問題。

提示：在電化學(xué)計(jì)算中，還常利用和。=〃(e-)xNAX1.60><lCri9c來計(jì)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)校考模擬預(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(shí)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(shí)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(fù)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(cuò)誤；B.在燃料電池甲池中，負(fù)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(cuò)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(cuò)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(dāng)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(shí)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(biāo)況下）CO?,NA個(gè)SO：透過離子交換膜進(jìn)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(jià)降低，

因此a電極為陰極，b為陽極，根據(jù)電解原理進(jìn)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(fù)極相連，故A錯(cuò)誤；B.根

據(jù)裝置圖，a電極上生成CO和氫氣，消耗ImoLCCh時(shí)，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(cuò)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(cuò)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?！糠治鲭娊膺^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(jì)算

例2.(2023?云南曲靖?統(tǒng)考二模)實(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)，可接入電源充電后再使用

B.以干電池為電源進(jìn)行粗銅電解精煉時(shí)，金屬鋅質(zhì)量減少6.5g時(shí)，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(fù)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(cuò)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(shí)，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(cuò)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(shí)，電路中有2moie-發(fā)

生轉(zhuǎn)移，可生成2moi乙醛酸，故D錯(cuò)誤；答案選C。

【答案】C

【變式訓(xùn)練11(2023?重慶沙坪壩?重慶一中校考模擬預(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(cuò)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(dāng)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(cuò)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?jǐn)嚢枋谷芤壕鶆颍雎匀芤后w積的變化。下列說法錯(cuò)誤的是

電解電解

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

B.若進(jìn)行到t2時(shí)刻共有0.224L氣體（標(biāo)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(shí)，理論上負(fù)極消耗的氣體物質(zhì)的量為0.005mol

D.電解到h時(shí)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(shí)：4AgNO3+2H2O4Ag+O2T+4HNO3,當(dāng)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(shí)：2H2H2T+O2T，故A正確；B.進(jìn)行到ti時(shí)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(jì)電子轉(zhuǎn)移0.02mol,故B錯(cuò)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(shí)，電子轉(zhuǎn)移O.Olmol,理論上負(fù)極消耗的氫氣物質(zhì)的量為0.005moL故C正確；

D.電解到h時(shí)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?！侩娀瘜W(xué)計(jì)算中常用的三種方法

（1）根據(jù)總反應(yīng)計(jì)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(jì)算。

（2）根據(jù)電子守恒計(jì)算

①用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(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用于混合溶液中電解的分階段計(jì)算。

（3）根據(jù)關(guān)系式計(jì)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(jì)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(jià)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(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的電化學(xué)計(jì)算

問題。

考點(diǎn)二電解原理的應(yīng)用

?夯基?必備基礎(chǔ)知識梳理

知識點(diǎn)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(cuò)提醒】粗食鹽水中的Ca2+、Mg2\SCU2-在電解時(shí)會生成沉淀堵塞離子交換膜而達(dá)不到電解的目的。

精制時(shí)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(diǎn)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(cuò)提醒】（1）電鍍過程中，溶液中離子濃度不變；

（2）電解精煉銅時(shí)，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(dāng)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(diǎn)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?yàn)镸gO的熔點(diǎn)很高;

（2）電解熔融AbCh冶煉鋁，而不能電解AlCb冶煉鋁，是因?yàn)锳lCb是共價(jià)化合物，其熔融態(tài)不導(dǎo)電；為降

低熔點(diǎn)，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(bǔ)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(fù)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?dú)?，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(cuò)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(cuò)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(cuò)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(jì)如圖所示裝置。鋰電池反應(yīng)為xLi+LiiMnzO,uLiMnq”。下列敘述錯(cuò)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(shí)，負(fù)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(yùn)動狀態(tài)的電子

D.N極收集到11.2L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時(shí)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(fù)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(shí)，負(fù)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(gè)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(yùn)動狀態(tài)的

電子，C錯(cuò)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(biāo)準(zhǔn)狀況）時(shí)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?！筷?、陽極的判斷方法

|根據(jù)外接電源|一|正極接陽極，負(fù)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(qiáng)）或陰極——析出金

屬、逸出Hz（或陰極區(qū)堿性增強(qiáng)）

|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(shí)現(xiàn)將CO2轉(zhuǎn)化為乙烯，C由+4價(jià)變?yōu)?2價(jià)，C的化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)，電極a為

陰極，與電源負(fù)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?yàn)椴糠諧O未轉(zhuǎn)化成乙烯，B錯(cuò)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(gè)+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(cuò)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(fù)極相連

O

B.陰極生成標(biāo)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(fù)極。

【解析】A.根據(jù)分析知,Ni為陰極，與電源負(fù)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(biāo)況下22.4L氣體時(shí)，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(cuò)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(shí)生成HC1,陰極反應(yīng)生成KOH,電解液混合時(shí)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(qiáng)版；面禽?亮才子,屜一應(yīng)相應(yīng)的革防

寫二：或高價(jià)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(diǎn)三金屬的腐蝕與防護(hù)

知識點(diǎn)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(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)（PHW4.3）水膜酸性很弱或呈中性

電極反應(yīng)負(fù)極Fe_2e=Fe2+

屋

正極2H++2=H2TO2+2H2O+4e=4OH-

總反應(yīng)式Fe+2H+=F