電解池金屬的電化學腐蝕與防護第22講第六章化學反應與能量一輪復習考綱要求KAOGANGYAOQIU1.理解電解池的構成、工作原理及應用，能書寫電極反應和總反應方程式。2.了解金屬發生電化學腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害以及防止金屬腐蝕的措施。考點一電解的原理考點二電解原理的應用探究高考明確考向課時作業內容索引NEIRONGSUOYIN考點三金屬的腐蝕與防護01考點一電解的原理1.電解和電解池(1)電解：在

作用下，電解質在兩個電極上分別發生

和_________的過程。(2)電解池：

轉化為

的裝置。(3)電解池的構成①有與

相連的兩個電極。②

(或

)。③形成

。知識梳理ZHISHISHULI電流氧化反應還原反應電能化學能電源電解質溶液熔融電解質閉合回路2.電解池的工作原理(1)電極名稱及電極反應式(電解CuCl2溶液為例)陽極氧化2Cl－－2e－===Cl2↑陰極還原Cu2＋＋2e－===Cu(2)電子和離子的移動方向①電子：從電源

流出后，流向電解池陰極；從電解池的

流出后流向電源的正極。②離子：陽離子移向電解池的

，陰離子移向電解池的

。負極陽極陰極陽極3.陰陽兩極上放電順序(1)陰極：(與電極材料無關)。氧化性強的先放電，放電順序：(2)陽極：若是活性電極作陽極，則活性電極首先失電子，發生氧化反應。若是惰性電極作陽極，放電順序為注意

①陰極不管是什么材料，電極本身都不反應，一定是溶液(或熔融電解質)中的陽離子放電。②最常用、最重要的放電順序為陽極：Cl－>OH－；陰極：Ag＋>Cu2＋>H＋。③電解水溶液時，K＋～Al3＋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.用惰性電極電解電解質溶液的規律類型實例電極反應特點或反應式電解產物溶液pH變化溶液復原電解水型含氧酸H2SO4溶液中的H＋和OH－分別在陰陽兩極放電：陰極：________________陽極：______________________H2O2

強堿NaOH

活潑金屬的含氧酸鹽KNO3

電解電解質型無氧酸(氫氟酸除外)HCl電解質電離的陰陽離子分別在兩極放電：陽極：__________________H2

Cl2

不活潑金屬的無氧酸鹽CuCl2Cu

Cl2

4H＋＋4e－===2H2↑4OH－－4e－===2H2O＋O2↑減小增大不變水2Cl－－2e－===Cl2↑增大HClCuCl2放氫生堿型活潑金屬的無氧酸鹽NaCl陰極水電離的H＋放電，陽極電解質電離的陰離子放電陰極：_______________陽極：___

放氧生酸性不活潑金屬的含氧酸鹽AgNO3陽極水電離的OH－放電，陰極電解質的陽離子放電陰極：_____________Ag陽極：___

H2(或H2、Cl2增大HClAg＋＋e－===AgO2減小Ag2ONaOH)(1)電解質溶液的導電過程就是電解質溶液被電解的過程(

)(2)某些不能自發進行的氧化還原反應，通過電解可以實現(

)(3)直流電源跟電解池連接后，電子從電源負極流向電解池陽極(

)(4)電解稀硫酸制H2、O2時，可用不活潑的銅作陽極(

)(5)電解CuCl2溶液，陰極逸出的氣體能夠使濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍色(

)(6)電解鹽酸、硫酸等溶液，H＋放電，溶液的pH均增大(

)辨析易錯易混·正誤判斷√√××××1.根據金屬活動性順序表，Cu和稀H2SO4不反應，怎樣根據電化學的原理實現Cu和稀H2SO4反應產生H2?提升思維能力·深度思考答案Cu作陽極，C作陰極，稀H2SO4作電解質溶液，通入直流電就可以實現該反應。電解反應式為陽極：Cu－2e－===Cu2＋，陰極：2H＋＋2e－===H2↑。總反應式：Cu＋2H＋

Cu2＋＋H2↑。2.若用惰性電極電解CuSO4溶液一段時間后，需加入98gCu(OH)2固體，才能使電解質溶液復原，則這段時間，整個電路中轉移的電子數為_____。解析方法一：98gCu(OH)2的物質的量為1mol，相當于電解了1mol的CuSO4后，又電解了1mol的水，所以轉移的電子數為2NA＋2NA＝4NA。方法二：可以認為整個電路中轉移的電子數與Cu(OH)2的O2－失電子數相等，共4NA。4NA題組一電解規律及電極產物的判斷1.用惰性電極電解下列各組中的三種電解質溶液，在電解的過程中，溶液的pH依次為升高、不變、降低的是A.AgNO3

CuCl2

Cu(NO3)2B.KCl

Na2SO4

CuSO4C.CaCl2

KOH

NaNO3D.HCl

HNO3

K2SO4解題探究JIETITANJIU√解析由電解電解質溶液的四種類型可知：類型化學物質pH變化放O2生酸型CuSO4、AgNO3、Cu(NO3)2降低放H2生堿型KCl、CaCl2升高電解電解質型CuCl2

HCl升高電解H2O型NaNO3、Na2SO4、K2SO4不變KOH升高HNO3降低2.(2018·天津市實驗中學高三模擬)以石墨為電極，電解KI溶液(含有少量的酚酞和淀粉)。下列說法錯誤的是A.陰極附近溶液呈紅色

B.陰極逸出氣體C.陽極附近溶液呈藍色

D.溶液的pH變小√解析以石墨為電極，電解KI溶液，發生的反應為2KI＋2H2O2KOH＋H2↑＋I2(類似于電解飽和食鹽水)，陰極產物是H2和KOH，陽極產物是I2。由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉，所以陽極附近的溶液會變藍(淀粉遇碘變藍)，陰極附近的溶液會變紅(溶液呈堿性)，A、B、C正確；由于電解產物有KOH生成，所以溶液的pH逐漸增大，D錯誤。3.用石墨作電極，電解稀Na2SO4溶液的裝置如圖所示，通電后在石墨電極A和B附近分別滴加一滴石蕊溶液。下列有關敘述正確的是A.逸出氣體的體積：A電極＜B電極B.一電極逸出無味氣體，另一電極逸出刺激性氣味氣體C.A電極附近呈紅色，B電極附近呈藍色D.電解一段時間后，將全部電解液轉移到同一燒杯中，充分攪拌后溶液呈中性√解析

、OH－移向B電極，在B電極OH－放電，產生O2，B電極附近c(H＋)＞c(OH－)，石蕊溶液變紅，Na＋、H＋移向A電極，在A電極H＋放電產生H2，A電極附近c(OH－)＞c(H＋)，石蕊溶液變藍，C項錯誤、D項正確；A電極產生的氣體體積大于B電極，A項錯誤；兩種氣體均為無色無味的氣體，B項錯誤。題組二電子守恒在電化學計算中的應用4.(2018·宜昌調研)以鉛蓄電池為電源，石墨為電極電解CuSO4溶液，裝置如下圖。若一段時間后Y電極上有6.4g紅色物質析出，停止電解。下列說法正確的是A.a為鉛蓄電池的負極B.電解過程中

向右側移動C.電解結束時，左側溶液質量增重8gD.鉛蓄電池工作時，正極電極反應式為：

PbSO4＋2e－===Pb＋√解析Y極有Cu析出，發生還原反應，Y極為陰極，故b為負極，a為正極，A錯誤；電解過程中陰離子向陽極移動，B錯誤；陰極反應式為Cu2＋＋2e－===Cu，陽極反應式為4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，當有6.4gCu析出時，轉移0.2mole－，左側生成1.6gO2，同時有0.1mol(9.6g)進入左側，則左側質量凈增加9.6g－1.6g＝8g，C正確；鉛蓄電池的負極是Pb，正極是PbO2，正極反應式為PbO2＋2e－＋4H＋＋

===PbSO4＋2H2O，D錯誤。5.500mLKNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中

＝0.6mol·L－1，用石墨作電極電解此溶液，當通電一段時間后，兩極均收集到2.24L氣體(標準狀況下)，假定電解后溶液體積仍為500mL，下列說法正確的是A.原混合溶液中c(K＋)為0.2mol·L－1B.上述電解過程中共轉移0.2mol電子C.電解得到的Cu的物質的量為0.05molD.電解后溶液中c(H＋)為0.2mol·L－1√解析石墨作電極電解KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液，陽極反應式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，陰極先后發生兩個反應：Cu2＋＋2e－===Cu，2H＋＋2e－===H2↑。從收集到O2為2.24L可推知上述電解過程中共轉移0.4mol電子，而在生成2.24LH2的過程中轉移0.2mol電子，所以Cu2＋共得到0.4mol－0.2mol＝0.2mol電子，電解前Cu2＋的物質的量和電解得到的Cu的物質的量都為0.1mol。電解前后分別有以下守恒關系：c(K＋)＋2c(Cu2＋)＝

，c(K＋)＋c(H＋)＝

，不難算出：電解前c(K＋)＝0.2mol·L－1，電解后c(H＋)＝0.4mol·L－1。電化學綜合計算的三種常用方法(1)根據總反應式計算先寫出電極反應式，再寫出總反應式，最后根據總反應式列出比例式計算。(2)根據電子守恒計算①用于串聯電路中陰陽兩極產物、正負兩極產物、相同電量等類型的計算，其依據是電路中轉移的電子數相等。②用于混合溶液中電解的分階段計算。練后反思(3)根據關系式計算根據得失電子守恒定律建立起已知量與未知量之間的橋梁，構建計算所需的關系式。如以通過4mole－為橋梁可構建如下關系式：4e－～

～

陽極產物

陰極產物(式中M為金屬，n為其離子的化合價數值)該關系式具有總攬電化學計算的作用和價值，熟記電極反應式，靈活運用關系式便能快速解答常見的電化學計算問題。題組三電極反應式的書寫與判斷6.按要求書寫電極反應式和總反應方程式：(1)用惰性電極電解MgCl2溶液陽極反應式：__________________；陰極反應式：_____________________________________；總反應離子方程式：_____________________________________________。(2)用Al作電極電解NaOH溶液陽極反應式：________________________________；陰極反應式：________________________________________________；總反應離子方程式：_____________________________________。2Cl－－2e－===Cl2↑Mg2＋＋2H2O＋2e－===H2↑＋Mg(OH)2↓6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－(或6H＋＋6e－===3H2↑)(3)以鋁材為陽極，電解H2SO4溶液，鋁材表面形成氧化膜陽極反應式：______________________________；陰極反應式：___________________；總反應方程式：____________________________。2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋6H＋＋6e－===3H2↑負H27.整合有效信息書寫電極反應(1)硫化氫的轉化是資源利用和環境保護的重要研究課題。由硫化氫獲得硫單質有多種方法。將用燒堿吸收H2S后所得的溶液加入如圖所示的電解池的陽極區進行電解。電解過程中陽極區發生如下反應：S2－－2e－===S

(n－1)S＋S2－===①寫出電解時陰極的電極反應式：__________________________。2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－解析電解時，陰極區溶液中的陽離子放電，即水溶液中的H＋放電生成H2。②電解后陽極區的溶液用稀硫酸酸化得到硫單質，其離子方程式可寫成_____________________________。2H＋===(n－1)S↓＋H2S↑(2)電解NO制備NH4NO3，其工作原理如圖所示，為使電解產物全部轉化為NH4NO3，需補充物質A，A是_____，說明理由：____________________________________________________________________________。NH3＋2HNO3，電解產生的HNO3多，應補充NH3做到“三看”，正確書寫電極反應式(1)一看電極材料，若是金屬(Au、Pt除外)作陽極，金屬一定被電解(注：Fe生成Fe2＋而不是生成Fe3＋)。(2)二看介質，介質是否參與電極反應。(3)三看電解質狀態，若是熔融狀態，就是金屬的電冶煉。反思歸納02考點二電解原理的應用1.氯堿工業知識梳理ZHISHISHULI陽極反應式：

(

反應)陰極反應式：

(

反應)總反應方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑2Cl－－2e－===Cl2↑氧化2H＋＋2e－===H2↑還原2.電鍍與電解精煉

電鍍電解精煉銅示意圖電極反應陽極_________________Zn－2e－===Zn2＋，Cu－2e－===Cu2＋陰極__________________________________電解質溶液的濃度變化CuSO4溶液的濃度______CuSO4溶液的濃度______Cu－2e－===Cu2＋Cu2＋＋2e－===CuCu2＋＋2e－===Cu不變變小3.電冶金電解冶煉冶煉鈉冶煉鋁電極反應陽極：__________________陰極：__________________陽極：____________________陰極：____________________總反應_______________________________________________________2Cl－－2e－===Cl2↑2Na＋＋2e－===2Na6O2－－12e－===3O2↑4Al3＋＋12e－===4Al(1)在鍍件上電鍍銅時，也可以用惰性材料作陽極，用硫酸銅溶液作電解液(

)(2)電解飽和食鹽水時，兩個電極均不能用金屬材料(

)(3)電鍍銅和電解精煉銅時，電解質溶液中c(Cu2＋)均保持不變(

)(4)電解冶煉鎂、鋁通常電解MgCl2和Al2O3，也可以電解MgO和AlCl3(

)(5)電解精煉時，陽極泥可以作為提煉貴重金屬的原料(

)(6)用Zn作陽極，Fe作陰極，ZnCl2作電解質溶液，由于放電順序H＋>Zn2＋，不可能在鐵上鍍鋅(

)辨析易錯易混·正誤判斷√×××√×題組一電解原理的常規應用1.金屬鎳有廣泛的用途，粗鎳中含有Fe、Zn、Cu、Pt等雜質，可用電解法制得高純度的鎳。下列敘述中正確的是(已知：氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋)A.陽極發生還原反應，其電極反應式為Ni2＋＋2e－===NiB.電解過程中，陽極質量的減少量與陰極質量的增加量相等C.電解后，溶液中存在的陽離子只有Fe2＋和Zn2＋D.電解后，電解槽底部的陽極泥中有Cu和Pt解題探究JIETITANJIU√解析電解時，陽極Zn、Fe、Ni失去電子，發生氧化反應，A項錯誤；因氧化性Ni2＋＞Fe2＋＞Zn2＋，故陰極反應式為Ni2＋＋2e－===Ni，可見，陽極質量減少是因為Zn、Fe、Ni溶解，而陰極質量增加是因為Ni析出，B項錯誤；電解后溶液中的陽離子除Fe2＋和Zn2＋外，還有Ni2＋和H＋，C項錯誤。2.利用如圖所示裝置模擬電解原理在工業生產中的應用。下列說法正確的是A.氯堿工業中，X電極上的反應式是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑B.電解精煉銅時，Z溶液中的Cu2＋濃度不變C.在鐵片上鍍銅時，Y是純銅D.制取金屬鎂時，Z是熔融的氯化鎂√解析氯堿工業中陽極是Cl－放電生成Cl2；電解精煉銅時陽極上粗銅溶解，陰極上Cu2＋放電析出Cu，由于粗銅中含有鋅、鐵、鎳等雜質，電解質溶液中Cu2＋濃度變小；鐵片上鍍銅時，陰極應該是鐵片，陽極是純銅。3.(2017·全國卷Ⅱ，11)用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜，電解質溶液一般為H2SO4－H2C2O4混合溶液。下列敘述錯誤的是A.待加工鋁質工件為陽極B.可選用不銹鋼網作為陰極C.陰極的電極反應式為Al3＋＋3e－===AlD.硫酸根離子在電解過程中向陽極移動√解析A項，根據電解原理可知，Al要形成氧化膜，化合價升高失電子，因此鋁為陽極，正確；B項，陰極僅作導體，可選用不銹鋼網，且不銹鋼網接觸面積大，能增加電解效率，正確；C項，陰極應為氫離子得電子生成氫氣，錯誤；D項，電解時，陰離子移向陽極，正確。題組二應用電解原理制備新物質4.高鐵酸鈉(Na2FeO4)是一種新型綠色水處理劑。工業上可用電解濃NaOH溶液制備Na2FeO4，其工作原理如圖所示，兩端隔室中離子不能進入中間隔室。下列說法錯誤的是A.陽極反應式：Fe－6e－＋8OH－===

＋4H2OB.甲溶液可循環利用C.離子交換膜a是陰離子交換膜D.當電路中通過2mol電子的電量時，會有1molH2生成√解析A項，陽極發生氧化反應，電極反應式：Fe－6e－＋8OH－===＋4H2O，正確；B項，陰極發生還原反應，水電離出的氫離子放電生成氫氣和氫氧根，甲溶液為濃的氫氧化鈉溶液，可循環利用，正確；C項，電解池中陽離子向陰極移動，通過離子交換膜a的是Na＋，故a為陽離子交換膜，錯誤；D項，陰極發生還原反應，水電離出的氫離子放電生成氫氣和氫氧根，電極反應式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，當電路中通過2mol電子的電量時，會有1molH2生成，正確。5.用惰性電極電解法制備硼酸[H3BO3或B(OH)3]的工作原理如圖所示(陽膜和陰膜分別只允許陽離子和陰離子通過)。下列有關說法正確的是A.陰極與陽極產生的氣體體積比為1∶2B.b極的電極反應式為2H2O－2e－===O2↑＋4H＋C.產品室中發生的反應是B(OH)3＋OH－===D.每增加1molH3BO3產品，NaOH溶液增重22g√解析由圖可知，b電極為陽極，電解時陽極上水失電子生成O2和H＋，a電極為陰極，電解時陰極上水得電子生成H2和OH－，原料室中的鈉離子通過陽膜進入a極室，溶液中c(NaOH)增大，原料室中

通過陰膜進入產品室，b極室中氫離子通過陽膜進入產品室，

、H＋發生反應生成H3BO3；a、b電極反應式分別為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－、2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，理論上每生成1mol產品，b極生成1molH＋、a極生成0.5molH2。6.(2018·太原質檢)采用電化學法還原CO2是一種使CO2資源化的方法。下圖是利用此法制備ZnC2O4的示意圖(電解液不參與反應)。下列說法中正確的是A.Zn與電源的負極相連B.ZnC2O4在交換膜右側生成C.電解的總反應為2CO2＋ZnZnC2O4D.通入11.2LCO2時，轉移0.5mol電子√解析電解過程中Zn被氧化，作陽極，所以Zn與電源的正極相連，A錯誤；Zn2＋透過陽離子交換膜到達左側與生成的

形成ZnC2O4，B錯誤；沒有給出氣體所處的溫度和壓強，D錯誤。題組三應用電解原理治理污染7.某些無公害免農藥果園利用如圖所示電解裝置，進行果品的安全生產，解決了農藥殘留所造成的生態及健康危害問題。下列說法正確的是A.a為直流電源的負極，與之相連的電極為陰極B.離子交換膜為陰離子交換膜C.“酸性水”具有強氧化性，能夠殺菌D.陰極反應式為H2O＋2e－===H2↑＋O2－√解析由“堿性水”可推知b為直流電源的負極，a為直流電源的正極，A項錯誤；右側生成OH－，K＋穿過離子交換膜移到右側，即該離子交換膜為陽離子交換膜，B項錯誤；陽極反應為2Cl－－2e－===Cl2↑，Cl2＋H2O===HCl＋HClO，故“酸性水”中含HClO，具有強氧化性，能殺菌，C項正確；水溶液中不可能存在O2－，D項錯誤。8.(2019·重慶調研)用鐵和石墨作電極電解酸性廢水，可將廢水中的

以FePO4(不溶于水)的形式除去，其裝置如圖所示。下列說法中正確的是A.若X、Y電極材料連接反了，則仍可將廢水中的

除去B.X極為石墨，該電極上發生氧化反應C.電解過程中Y極周圍溶液的pH減小D.電解時廢水中會發生反應：4Fe2＋＋O2＋4H＋＋

===4FePO4↓＋2H2O√解析根據題意分析，X電極材料為鐵，Y電極材料為石墨，若X、Y電極材料連接反了，鐵就不能失電子變為離子，也就不能生成FePO4，A項錯誤；Y電極材料為石墨，該電極發生還原反應，B項錯誤；電解過程中Y極上發生的反應為O2＋4e－＋4H＋===2H2O，氫離子濃度減小，溶液的pH變大，C項錯誤；鐵在陽極失電子變為Fe2＋，通入的氧氣把Fe2＋氧化為Fe3＋，Fe3＋與

反應生成FePO4，D項正確。9.SO2和NOx是主要大氣污染物，利用下圖裝置可同時吸收SO2和NO。下列有關說法錯誤的是A.a極為直流電源的負極，與其相連的電極發生還原反應B.陰極得到2mol電子時，通過陽離子交換膜的H＋為2mol√解析A項，陰極發生還原反應，亞硫酸氫根離子得電子生成硫代硫酸根離子，a是直流電源的負極，正確；D項，陽極發生失去電子的氧化反應，錯誤。03考點三金屬的腐蝕與防護1.金屬腐蝕的本質金屬原子

變為

，金屬發生

。知識梳理ZHISHISHULI失去電子金屬陽離子氧化反應2.金屬腐蝕的類型(1)化學腐蝕與電化學腐蝕類型化學腐蝕電化學腐蝕條件金屬跟

接觸不純金屬或合金跟

接觸現象

電流產生

電流產生本質金屬被_____較活潑金屬被_____聯系兩者往往同時發生，

腐蝕更普遍非金屬單質直接電解質溶液無有微弱氧化氧化電化學(2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕以鋼鐵的腐蝕為例進行分析：類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件___________________________________________電極反應負極________________正極__________________________________________總反應式________________________________________________聯系

更普遍水膜酸性較強(pH≤4.3)水膜酸性很弱或呈中性Fe－2e－===Fe2＋2H＋＋2e－===H2↑O2＋2H2O＋4e－===4OH－Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2吸氧腐蝕3.金屬的防護(1)電化學防護①犧牲陽極的陰極保護法——

原理a.

極：比被保護金屬活潑的金屬；b.

極：被保護的金屬設備。②外加電流的陰極保護法——

原理a.

極：被保護的金屬設備；b.

極：惰性金屬或石墨。(2)改變金屬的內部結構，如制成合金、不銹鋼等。(3)加防護層，如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。原電池負正電解陰陽(1)純銀器表面變黑和鋼鐵表面生銹腐蝕原理一樣(

)(2)Al、Fe、Cu在潮濕的空氣中腐蝕均生成氧化物(

)(3)鋼鐵發生電化學腐蝕時，負極鐵失去電子生成Fe3＋(

)(4)在金屬表面覆蓋保護層，若保護層破損后，就完全失去了對金屬的保護作用(

)(5)若在海輪外殼上附著一些銅塊，則可以減緩海輪外殼的腐蝕(

)(6)鐵表面鍍鋅可增強其抗腐蝕性(

)辨析易錯易混·正誤判斷×××××√實驗探究(如圖所示)(1)若棉團浸有NH4Cl溶液，鐵釘發生______腐蝕，正極反應式為____________________，右試管中現象是____________。(2)若棉團浸有NaCl溶液，鐵釘發生______腐蝕，正極反應式為__________________________，右試管中現象是________________。提升思維能力·深度思考析氫2H＋＋2e－===H2↑有氣泡冒出吸氧O2＋4e－＋2H2O===4OH－導管內液面上升根據介質判斷析氫腐蝕和吸氧腐蝕正確判斷“介質”溶液的酸堿性是分析析氫腐蝕和吸氧腐蝕的關鍵。潮濕的空氣、酸性很弱或中性溶液發生吸氧腐蝕；NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液發生析氫腐蝕。反思歸納題組一金屬腐蝕的原理1.炒過菜的鐵鍋未及時洗凈(殘液中含NaCl)，不久便會因被腐蝕而出現紅褐色銹斑。腐蝕原理如圖所示，下列說法正確的是A.腐蝕過程中，負極是CB.Fe失去電子經電解質溶液轉移給CC.正極的電極反應式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑D.C是正極，O2在C表面上發生還原反應解題探究JIETITANJIU√解析A項，鐵鍋中含有的Fe、C，和電解質溶液構成原電池，活潑金屬作負極，Fe易失電子，故腐蝕過程中，負極是Fe，錯誤；B項，原電池中電子由負極Fe經外電路向正極C流動，在電解質溶液中依靠離子的移動導電，錯誤；C項，該原電池中，C作正極，正極上氧氣得電子發生還原反應，電極反應式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，錯誤；D項，C是正極，O2在C表面上發生還原反應，正確。2.(2018·武漢質檢)下列與金屬腐蝕有關的說法，正確的是A.圖1中，鐵釘易被腐蝕B.圖2中，滴加少量K3[Fe(CN)6]溶液，沒有藍色沉淀出現C.圖3中，燃氣灶的中心部位容易生銹，主要是由于高溫下鐵發生化學腐蝕D.圖4中，用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊相當于原電池

的正極√解析A項，圖1中，鐵釘處于干燥環境，不易被腐蝕；B項，負極反應為Fe－2e－===Fe2＋，Fe2＋與K3[Fe(CN)6]反應生成Fe3[Fe(CN)6]2藍色沉淀；D項為犧牲陽極的陰極保護法，鎂塊相當于原電池的負極。題組二金屬腐蝕快慢比較3.如圖所示，各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕的速率由快到慢的順序為A.②①③④⑤⑥ B.⑤④③①②⑥C.⑤④②①③⑥ D.⑤③②④①⑥√解析②③④均為原電池，③中Fe為正極，被保護；②④中Fe為負極，均被腐蝕，但Fe和Cu的金屬活動性差別大于Fe和Sn的，故Fe－Cu原電池中Fe被腐蝕的較快。⑤是Fe接電源正極作陽極，Cu接電源負極作陰極的電解腐蝕，加快了Fe的腐蝕。⑥是Fe接電源負極作陰極，Cu接電源正極作陽極的電解腐蝕，防止了Fe的腐蝕。根據以上分析可知鐵在其中被腐蝕的速率由快到慢的順序為⑤>④>②>①>③>⑥。4.一定條件下，碳鋼腐蝕與溶液pH的關系如下，下列說法不正確的是pH2466.5813.514腐蝕快慢較快慢較快主要產物Fe2＋Fe3O4Fe2O3A.在pH＞14溶液中，碳鋼腐蝕的正極反應為O2＋4H＋＋4e－===2H2OB.在pH＜4溶液中，碳鋼主要發生析氫腐蝕C.在pH＞6溶液中，碳鋼主要發生吸氧腐蝕D.在煮沸除氧氣的堿性溶液中，碳鋼腐蝕速率會減緩√解析A項，pH＞14的溶液為堿性，正極反應式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故A符合題意；B項，pH＜4溶液為酸性溶液，碳鋼主要發生析氫腐蝕，正極反應式為2H＋＋2e－===H2↑，故B不符合題意；C項，pH＞6溶液中，碳鋼主要發生吸氧腐蝕，正極反應式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故C不符合題意；D項，在堿性溶液中碳鋼發生吸氧腐蝕，煮沸除氧氣后，腐蝕速率會減慢，故D不符合題意。判斷金屬腐蝕快慢的規律(1)對同一電解質溶液來說，腐蝕速率的快慢：電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學腐蝕>有防護措施的腐蝕。(2)對同一金屬來說，在不同溶液中腐蝕速率的快慢：強電解質溶液中>弱電解質溶液中>非電解質溶液中。(3)活動性不同的兩種金屬，活動性差別越大，腐蝕速率越快。(4)對同一種電解質溶液來說，電解質濃度越大，金屬腐蝕越快。反思歸納題組三金屬腐蝕防護措施的設計與選擇5.某同學進行下列實驗操作現象取一塊打磨過的生鐵片，在其表面滴一滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]的食鹽水放置一段時間后，生鐵片上出現如圖所示“斑痕”，其邊緣為紅色，中心區域為藍色，在兩色環交界處出現鐵銹下列說法不合理的是A.生鐵片發生吸氧腐蝕B.中心區的電極反應式為Fe－2e－===Fe2＋C.邊緣處的電極反應式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－D.交界處發生的反應為4Fe2＋＋O2＋10H2O===4Fe(OH)3＋8H＋√解析生鐵片邊緣處為紅色，說明生成了OH－，O2＋2H2O＋4e－===4OH－，生鐵片發生吸氧腐蝕，故A、C兩項合理；根據實驗現象，中心區域為藍色，說明生成了Fe2＋，Fe－2e－===Fe2＋，故B項合理；在兩色環交界處出現鐵銹，是因為生成的氫氧化亞鐵被氧氣氧化成了氫氧化鐵，不是4Fe2＋＋O2＋10H2O===4Fe(OH)3＋8H＋，故D項不合理。6.利用右圖裝置可以模擬鐵的電化學防護。下列說法錯誤的是A.若X為鋅棒，開關K置于M處，可減緩鐵的腐蝕B.若X為鋅棒，開關K置于M處，鐵極發生氧化反應C.若X為碳棒，開關K置于N處，可減緩鐵的腐蝕D.若X為碳棒，開關K置于N處，X極發生氧化反應解析若X為鋅棒，開關K置于M處時，鋅作負極，鐵作正極被保護，A項正確、B項錯誤；若X為碳棒，開關K置于N處，鐵連接電源負極作陰極被保護，C項正確；X連接電源正極作陽極被氧化，D項正確。√7.我國多條高壓直流電線路的瓷絕緣子出現鐵帽腐蝕現象，在鐵帽上加鋅環能有效防止鐵帽的腐蝕，防護原理如圖所示。下列說法錯誤的是A.通電時，鋅環是陽極，發生氧化反應B.通電時，陰極上的電極反應為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－C.斷電時，鋅環上的電極反應為Zn2＋＋2e－===ZnD.斷電時，仍能防止鐵帽被腐蝕解析鋅環與電源的正極相連，為陽極，A項正確；斷電時，Zn比鐵活潑，作負極，電極反應為Zn－2e－===Zn2＋，C項錯誤。√04探究高考明確考向1.(2017·全國卷Ⅰ，11)支撐海港碼頭基礎的鋼管樁，常用外加電流的陰極保護法進行防腐，工作原理如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關表述不正確的是A.通入保護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極材料和傳遞電流D.通入的保護電流應該根據環境條件變化進行調整√解析鋼管樁接電源的負極，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(陽極)流向正極，從負極流向鋼管樁(陰極)，A、B正確；C項，題給信息高硅鑄鐵為“惰性輔助陽極”不損耗，錯誤。12342.(2018·全國卷Ⅰ，13)最近我國科學家設計了一種CO2＋H2S協同轉化裝置，實現對天然氣中CO2和H2S的高效去除。示意圖如下所示，其中電極分別為ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯電極區發生反應為：①EDTA-Fe2＋－e－===EDTA-Fe3＋②2EDTA-Fe3＋＋H2S===2H＋＋S＋2EDTA-Fe2＋該裝置工作時，下列敘述錯誤的是A.陰極的電極反應：CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2OB.協同轉化總反應：CO2＋H2S===CO＋H2O＋SC.石墨烯上的電勢比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√12341234解析由題中信息可知，石墨烯電極發生氧化反應，為電解池的陽極，則ZnO@石墨烯電極為陰極。陽極接電源正極，電勢高，陰極接電源負極，電勢低，故石墨烯上的電勢比ZnO@石墨烯上的高，C項錯誤；由題圖可知，電解時陰極反應式為CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O，A項正確；將陰、陽兩極反應式合并可得總反應式為CO2＋H2S===CO＋H2O＋S，B項正確；Fe3＋、Fe2＋只能存在于酸性溶液中，D項正確。3.(2016·全國卷Ⅰ，11)三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示，采用惰性電極，ab、cd均為離子交換膜，在直流電場的作用下，兩膜中間的Na＋和可通過離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進入中間隔室。下列敘述正確的是A.通電后中間隔室的

離子向正極遷移，正極區溶液pH增大B.該法在處理含Na2SO4廢水時可以得到NaOH和H2SO4產品C.負極反應為2H2O－4e－===O2＋4H＋，負極區溶液pH降低D.當電路中通過1mol電子的電量時，會有0.5mol的O2生成1234√解析電解池中陰離子向陽極移動，陽離子向陰極移動，即

離子向正極區移動，Na＋

向負極區移動，正極區水電離的OH－發生氧化反應生成氧氣，H＋留在正極區，該極得到H2SO4產品，溶液pH減小，負極區水電離的H＋發生還原反應生成氫氣，OH－留在負極區，該極得到NaOH產品，溶液pH增大，故A、C錯誤，B正確；該電解池相當于電解水，根據電解水的方程式可計算出當電路中通過1mol電子的電量時，會有0.25mol的O2生成，D錯誤。12344.[2018·全國卷Ⅲ，27(3)]KIO3也可采用“電解法”制備，裝置如圖所示。①寫出電解時陰極的電極反應式___________________________。解析電解液是KOH溶液，陰極的電極反應式為2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑1234②電解過程中通過陽離子交換膜的離子主要為____，其遷移方向是_______。解析電解過程中陽極反應為I－＋6OH－－6e－===＋3H2O。陽極的K＋通過陽離子交換膜由電極a遷移到電極b。K＋由a到b1234③與“電解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之處有_____________________(寫出一點)。解析“KClO3氧化法”的主要不足之處是產生Cl2，易污染環境。產生Cl2易污染環境等123405課時作業1.(2018·湖南H11教育聯盟聯考)化學用語是學習化學的重要工具，下列用來表示物質變化的化學用語正確的是A.用銅作陰極，石墨作陽極，電解飽和食鹽水時，陽極的電極反應式為

2Cl－－2e－===Cl2↑B.鉛蓄電池放電時的正極反應式為Pb－2e－＋

===PbSO4C.粗銅精煉時，與電源正極相連的應是粗銅，該極發生的電極反應只有

Cu－2e－===Cu2＋D.鋼鐵發生電化學腐蝕的正極反應式為Fe－2e－===Fe2＋√12345678910111213解析用銅作陰極，石墨作陽極，電解飽和食鹽水時，氯離子的還原性大于氫氧根離子，陽極的電極反應式為2Cl－－2e－===Cl2↑，A項正確；鉛蓄電池放電時的正極反應式為PbO2＋4H＋＋

＋2e－===PbSO4＋2H2O，負極反應式為Pb－2e－＋

===PbSO4，B項錯誤；粗銅精煉時，與電源正極相連的應是粗銅，該極發生的電極反應除Cu－2e－===Cu2＋外，還有比銅活潑的雜質金屬失電子的反應，C項錯誤；鋼鐵發生電化學腐蝕的負極反應式為Fe－2e－===Fe2＋，D項錯誤。123456789101112132.(2018·哈爾濱高三一模)觀察如圖裝置，下列說法正確的是A.a、b接電流表，該裝置為原電池B.a、b接直流電源，該裝置為電解池C.a、b接直流電源，鐵可能不易被腐蝕D.a、b接電流表或接直流電源，鐵都可能是負極√12345678910111213解析A項，a、b接電流表，若液體c為非電解質溶液，不滿足原電池的構成條件，不能形成原電池，錯誤；B項，若液體c為非電解質溶液，溶液不導電，所以不能電解，即不是電解池，錯誤；C項，若該裝置是電解池，Fe與負極相連作陰極時被保護，即鐵可能不易被腐蝕，正確；D項，接直流電源時，該裝置可能為電解池沒有正負極，Fe作陰極或陽極，錯誤。3.電解法精煉含有Fe、Zn、Ag等雜質的粗銅。下列敘述正確的是A.電解時以硫酸銅溶液作電解液，精銅作陽極B.粗銅與電源負極相連，發生氧化反應C.陰極上發生的反應是Cu2＋＋2e－===CuD.電解后Fe、Zn、Ag等雜質會沉積在電解槽底部形成陽極泥12345678910111213√解析根據電解池原理，粗銅作陽極，比銅活潑的Zn、Fe等雜質發生氧化反應，比Cu不活潑的金屬單質，如Ag等在陽極底部沉積；精銅作陰極，只發生Cu2＋＋2e－===Cu。4.我國預計在2020年前后建成自己的載人空間站。為循環利用人體呼出的CO2并提供氧氣，我國科學家設計了一種裝置(如圖所示)，實現“太陽能→電能→化學能”轉化，總反應為2CO2===2CO＋O2，下列有關說法不正確的是A.該裝置屬于電解池B.X極發生氧化反應，Y極發生還原反應C.人體呼出的水蒸氣參與Y極反應：

CO2＋H2O＋2e－===CO＋2OH－D.X極每產生標準狀況下22.4L氣體，有

2mol的OH－從Y極移向X極√12345678910111213解析A項，該裝置實現“太陽能—電能—化學能”轉化，將電能轉化為化學能的裝置為電解池，正確；B項，根據圖中電子的流向“X→Y”可知，X極為陽極，失電子發生氧化反應，Y為陰極，得電子，發生還原反應，正確；C項，Y為陰極，根據總反應可知，陰極為CO2得電子，生成CO，電極反應為CO2＋H2O＋2e－===CO＋2OH－，正確；D項，X極為陽極，OH－放電生成氧氣，電極反應為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，生成1molO2，陽極有4molOH－放電，根據溶液電中性原理，X電極區陰離子減少，則會有4molOH－從Y極透過陰離子交換膜移向X極，使得溶液保持電中性，錯誤。123456789101112135.下列關于如圖裝置說法正確的是A.裝置中電子移動的途徑是：負極→Fe→M溶液→石墨→正極B.若M為NaCl溶液，通電一段時間后，溶液中可能有NaClOC.若M為FeCl2溶液，可以實現石墨上鍍鐵D.若M是海水，該裝置是通過“犧牲陽極的陰極保護法”使鐵不被腐蝕√12345678910111213解析裝置中電子移動的途徑：負極→Fe電極，然后是溶液中的陰離子在陽極(石墨)放電→電源的正極，A錯誤；若M為NaCl溶液，通電一段時間后，陽極產生Cl2，溶液中的NaOH與陽極產生的Cl2發生反應生成NaCl和NaClO，所以溶液中可能有NaClO，B正確；若M為FeCl2溶液，在陽極，溶液中的Fe2＋失去電子變為Fe3＋，所以不可能實現石墨上鍍鐵，C錯誤；若M是海水，該裝置是電解池，是通過外加電流的陰極保護法使鐵不被腐蝕，不是通過“犧牲陽極的陰極保護法”，D錯誤。123456789101112136.(2016·北京理綜，12)用石墨電極完成下列電解實驗。

實驗一實驗二裝置現象a、d處試紙變藍；b處變紅，局部褪色；c處無明顯變化兩個石墨電極附近有氣泡產生；n處有氣泡產生……下列對實驗現象的解釋或推測不合理的是A.a、d處：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－

B.b處：2Cl－－2e－===Cl2↑C.c處發生了反應：Fe－2e－===Fe2＋

D.根據實驗一的原理，實驗二中m處能析出銅√12345678910111213解析A項，a、d處試紙變藍，說明溶液顯堿性，是溶液中的氫離子得到電子生成氫氣，氫氧根離子剩余造成的，正確；B項，b處變紅，局部褪色，說明是溶液中的氯離子放電生成氯氣同時與H2O反應生成HClO和H＋，Cl－－2e－＋H2O===HClO＋H＋，錯誤；C項，c處為陽極，鐵失去電子生成亞鐵離子，正確；D項，實驗一中ac形成電解池，bd形成電解池，所以實驗二中形成3個電解池，n(右面)有氣泡生成，為陰極產生氫氣，n的另一面(左面)為陽極產生Cu2＋，Cu2＋在m的右面得電子析出銅，正確。123456789101112137.(2015·上海，14)研究電化學腐蝕及防護的裝置如下圖所示。下列有關說法錯誤的是A.d為石墨，鐵片腐蝕加快B.d為石墨，石墨上電極反應為O2＋2H2O＋4e－===4OH－C.d為鋅塊，鐵片不易被腐蝕D.d為鋅塊，鐵片上電極反應為2H＋＋2e－===H2↑√12345678910111213解析A項，由于活動性：Fe>石墨，所以鐵、石墨及海水構成原電池，Fe為負極，失去電子被氧化變為Fe2＋進入溶液，溶解在海水中的氧氣在正極石墨上得到電子被還原，比沒有形成原電池時的速率快，正確；B項，d為石墨，由于是中性電解質，所以發生的是吸氧腐蝕，石墨上氧氣得到電子，發生還原反應，電極反應為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，正確；C項，若d為鋅塊，則由于金屬活動性：Zn>Fe，Zn為原電池的負極，Fe為正極，首先被腐蝕的是Zn，鐵得到保護，鐵片不易被腐蝕，正確；D項，d為鋅塊，由于電解質為中性環境，發生的是吸氧腐蝕，在鐵片上電極反應為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，錯誤。123456789101112138.空氣污染物NO通常用含Ce4＋的溶液吸收，生成HNO2、

，再利用電解法將上述吸收液中的HNO2轉化為無毒物質，同時生成Ce4＋，其原理如圖所示。下列說法正確的是A.H＋由右室進入左室B.Ce4＋從電解槽的c口流出，且可循環使用C.陰極的電極反應式：2HNO2＋6H＋＋6e－===N2↑＋4H2OD.若用甲烷燃料電池作為電源，當消耗標準狀況下33.6L甲烷時，理論上可轉

化HNO22mol√12345678910111213解析A項，根據電解原理，H＋由左室向右室移動，錯誤；B項，空氣污染物NO通常用含Ce4＋溶液吸收，生成HNO2、

，N的化合價升高，Ce4＋的化合價降低，然后對此溶液進行電解，又產生Ce4＋，根據電解原理，應在陽極上產生，即Ce4＋從a口流出，可循環使用，錯誤；C項，根據電解原理，陰極上得電子，化合價降低，HNO2轉化為無毒物質，即轉化為N2，陰極電極反應式為2HNO2＋6H＋＋6e－===N2↑＋4H2O，正確；123456789101112139.鋁陽極氧化處理后形成的氧化膜比鋁的天然氧化膜耐磨性、耐腐蝕性及裝飾性有明顯的提高，工業中以鋁為陽極，置于硫酸溶液中電解，裝置如圖所示，下列說法正確的是A.陽極電極反應式為2Al－6e－＋6OH－===Al2O3＋3H2OB.隨著電解的進行，溶液的pH逐漸增大C.當陰極生成氣體3.36L(標準狀況)時，陽極增重2.4gD.電解過程中H＋移向鋁電極√解析A項，硫酸溶液顯酸性，陽極反應式為2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋；B項，陰極反應式為6H＋＋6e－===3H2↑，電解過程中H2O減少，pH減小；D項，電解過程中H＋移向陰極(石墨極)。1234567891011121310.如圖所示，在一定電壓下用惰性電極電解由等物質的量濃度的FeCl2、HCl組成的混合溶液。已知在此電壓下，陰、陽離子根據放電能力順序，都可能在陽極放電。下列分析正確的是