電解池金屬的腐蝕與防護(hù)知識(shí)點(diǎn)01電解池知識(shí)點(diǎn)02金屬的腐蝕與防護(hù)知識(shí)點(diǎn)03特殊形式的電化學(xué)裝置知識(shí)點(diǎn)01電解池一、電解的原理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(guò)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有與直流電源相連的兩個(gè)電極。②電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）。③形成閉合回路。2．電解池的工作原理（1）電極反應(yīng)①陽(yáng)極：連原電池的正極，發(fā)生氧化反應(yīng)②陰極：連原電池的負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)（2）三個(gè)“流向”①電子流向：陽(yáng)極eq\o(→,\s\up7(外電路))陰極②電流流向：陰極eq\o(→,\s\up7(外電路))陽(yáng)極eq\o(→,\s\up7(內(nèi)電路))陰極③離子流向：陽(yáng)離子→陰極；陰離子→陽(yáng)極（3）電勢(shì)高低①原電池：正極＞負(fù)極②電解池：陰極＞陽(yáng)極3．電極按性質(zhì)分類（1）惰性電極：由Pt（鉑）、Au（金）、C（石墨）組成的電極（2）活潑電極：除了Pt、Au以外的其他金屬電極4．陰陽(yáng)兩極上放電順序（1）陰極（與電極材料無(wú)關(guān)）：氧化性強(qiáng)的微粒先放電，放電順序：（2）陽(yáng)極（與電極材料有關(guān)）：①若是活性電極作陽(yáng)極，則活性電極首先失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。②若是惰性電極作陽(yáng)極，放電順序?yàn)椋海?）三注意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(yáng)離子放電。②最常用、最重要的放電順序?yàn)殛?yáng)極：Cl－＞OH－；陰極：Ag+＞Cu2+＞H+。③電解水溶液時(shí)，K+～Al3+不可能在陰極放電。5．重要的電化學(xué)反應(yīng)式（水的化學(xué)計(jì)量數(shù)為2）（1）鉛蓄電池充放電反應(yīng)：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O（2）吸氧腐蝕的正極反應(yīng)①弱酸性、中性或堿性：2H2O+O2+4e－4OH－②酸性：4H++O2+4e－2H2O③CO2：O2+4e－+2CO22CO32－（3）陽(yáng)極OH－的放電反應(yīng)①堿溶液中OH－的放電反應(yīng)：4OH－－4e－2H2O+O2↑②水中的OH－的放電反應(yīng)：2H2O－4e－O2↑+4H+（3）陰極H+的放電反應(yīng)①酸溶液中H+的放電反應(yīng)：2H++2e－H2↑②水中的H+的放電反應(yīng)：2H2O+2e－H2↑+2OH－（4）惰性電極電解溶液①NaCl：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑②CuSO4：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4③AgNO3：4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3④Cu（NO3）2：2Cu（NO3）2+2H2O2Cu+O2↑+4HNO36．其他（1）電解質(zhì)溶液的選擇①堿金屬電極：不選擇水溶液及醇類，一般選擇有機(jī)電解質(zhì)或固體電解質(zhì)②鹽橋式原電池：負(fù)極材料和與其反應(yīng)的電解質(zhì)在不同的容器中（2）電極pH變化①看該電極反應(yīng)是消耗還是產(chǎn)生H+或OH－②若H+或OH－無(wú)變化，看該電極是消耗還是產(chǎn)生水（3）溶液pH變化①看總反應(yīng)是消耗還是產(chǎn)生H+或OH－②若H+或OH－無(wú)變化，看總反應(yīng)是消耗還是產(chǎn)生水（4）指示劑顏色變化和電極極性的關(guān)系指示劑顏色變化放電微粒電極極性酚酞變紅H+陽(yáng)極或正極石蕊變紅OH－陽(yáng)極淀粉變藍(lán)I－陽(yáng)極二、用惰性電極電解溶液1．電解水型（1）放電微粒：H+離子和OH－離子同時(shí)放電（2）放電產(chǎn)物：同時(shí)有H2和O2產(chǎn)生（3）溶液的變化電解液濃度變化pH變化溶液的復(fù)原H2SO4變大變小加H2ONaOH變大或不變變大或不變加H2OKNO3變大或不變不變加H2O2．電解電解質(zhì)型（1）放電微粒：電解質(zhì)中陰陽(yáng)離子同時(shí)放電（2）溶液的變化電解液濃度變化pH變化溶液的復(fù)原HCl變小變大通HCl氣體CuCl2變小理論變大，實(shí)際變小加CuCl2固體3．放氫生堿型（1）放電微粒：水中的H+離子和電解質(zhì)中的陰離子同時(shí)放電（2）陰極產(chǎn)物：H2和OH－（2H2O+2e－H2↑+2OH－）（3）溶液的變化電解液濃度變化pH變化溶液的復(fù)原NaCl變小變大通HCl氣體Na2S變小變大通H2S氣體4．放氧生酸型（1）放電微粒：水中的OH－離子和電解質(zhì)中的陽(yáng)離子同時(shí)放電（2）陽(yáng)極產(chǎn)物：O2和H+（2H2O－4e－O2↑+4H+）（3）溶液的變化電解液濃度變化pH變化溶液的復(fù)原CuSO4變小變小加CuO或CuCO3固體AgNO3變小變小加Ag2O或Ag2CO3固體【特別提醒】（1）在“電解水型”中，若電解某物質(zhì)的飽和溶液，則電解過(guò)程中會(huì)析出晶體，其濃度和pH均不變。（2）電解CuCl2溶液的pH變化①理論變大：平衡Cu2++2H2OCu（OH）2+2H+逆向移動(dòng)，c（H+）減?、趯?shí)際變?。篊l2+H2OH++Cl－+HClO，c（H+）增大（3）電解后溶液的復(fù)原原則：少什么加什么，少多少加多少（4）注意過(guò)度電解①NaCl：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑，2H2O2H2↑+O2↑，加鹽酸恢復(fù)原狀②CuSO4：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，2H2O2H2↑+O2↑，加Cu（OH）2或Cu2（OH）2CO3恢復(fù)原狀三、用活潑電極電解溶液1．電解精煉銅（含Zn、Ni、Fe、Ag、Au、Pt等雜質(zhì)）（1）電解池的構(gòu)成①粗銅作陽(yáng)極②精銅作陰極③硫酸酸化的CuSO4溶液作電解液（2）電極反應(yīng)①陽(yáng)極：Zn－2e－Zn2+、Fe－2e－Fe2+、Ni－2e－Ni2+、Cu－2e－Cu2+②陰極：Cu2++2e－Cu（3）精煉結(jié)果①比銅活潑的金屬：變成陽(yáng)離子留在溶液中②比銅不活潑的金屬：形成陽(yáng)極泥③銅在陰極上形成精銅（4）反應(yīng)特點(diǎn)①陽(yáng)極材料被消耗，需要及時(shí)補(bǔ)充②溶液中的陰離子SO42－濃度不變③電解過(guò)程中原電解質(zhì)溶液濃度減?、荜?yáng)極減重量和陰極增重量的關(guān)系不確定2．電鍍（1）電解池的構(gòu)成①鍍層金屬作陽(yáng)極②被鍍物品作陰極③含鍍層金屬離子溶液作電解液（2）電極反應(yīng)①陽(yáng)極：Cu－2e－Cu2+②陰極：Cu2++2e－Cu_（3）反應(yīng)特點(diǎn)①不能寫(xiě)出總反應(yīng)方程式②電解過(guò)程中原電解質(zhì)溶液濃度不變3．用活潑電極電解制備物質(zhì)（1）用鐵為陽(yáng)極電解KOH溶液制備K2FeO4①陽(yáng)極：Fe－6e－+8OH－FeO42－+4H2O②陰極：2H2O+2e－H2↑+2OH－③電解：Fe+2KOH+2H2OK2FeO4+3H2↑（2）用銅為陽(yáng)極電解NaOH溶液制備Cu2O①陽(yáng)極：2Cu+2OH－－2e－Cu2O+H2O②陰極：2H2O+2e－H2↑+2OH－③電解：2Cu+H2OCu2O+H2↑三、用惰性電極電解熔融物1．電冶煉：制備K、Ca、Na、Mg、Al等活潑金屬（1）煉鈉的方法：電解熔融的NaCl①陽(yáng)極反應(yīng)：2Cl－－2e－Cl2↑②陰極反應(yīng)：2Na++2e－2Na③電解反應(yīng)：2NaCl2Na+Cl2↑（2）煉鎂的方法：電解熔融的MgCl2①陽(yáng)極反應(yīng)：2Cl－－2e－Cl2↑②陰極反應(yīng)：Mg2++2e－Mg③電解反應(yīng)：MgCl2Mg+Cl2↑（3）煉鋁的方法：電解熔融的Al2O3①陽(yáng)極反應(yīng)：2O2－－4e－O2↑②陰極反應(yīng)：Al3++3e－Al③電解反應(yīng)：2Al2O34Al+3O2↑④不用氯化鋁的原因：AlCl3是共價(jià)化合物，熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電⑤冰晶石的作用：作熔劑，降低氧化鋁的熔點(diǎn)，節(jié)能⑥陽(yáng)極石墨被氧氣腐蝕，需定期更換2．電解熔融的碳酸鈉（1）陽(yáng)極反應(yīng)：2CO32－－4e－O2↑+2CO2↑（2）陰極反應(yīng)：2Na++2e－2Na（2）電解反應(yīng)：2Na2CO34Na+O2↑+2CO2↑易錯(cuò)點(diǎn)一．電解池與原電池的比較電解池原電池能否自發(fā)使“不能”變?yōu)椤澳堋被蚴埂澳堋弊優(yōu)椤耙住蹦茏园l(fā)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能裝置有外加電源無(wú)外加電源電極由外加電源決定：陽(yáng)極：連電源的正極；陰極：連電源的負(fù)極由電極或反應(yīng)物性質(zhì)決定，稱為正極或負(fù)極反應(yīng)類型陽(yáng)極：氧化反應(yīng)；陰極：還原反應(yīng)負(fù)極：氧化反應(yīng)；正極：還原反應(yīng)離子移動(dòng)陽(yáng)離子移向陰極；陰離子移向陽(yáng)極陽(yáng)離子移向正極；陰離子移向負(fù)極相同點(diǎn)都是電極上的氧化還原反應(yīng)，都必須有離子導(dǎo)體易錯(cuò)點(diǎn)二書(shū)寫(xiě)電解池的電極反應(yīng)式的方法①書(shū)寫(xiě)電解池的電極反應(yīng)式時(shí)，可以用實(shí)際放電的離子表示，但書(shū)寫(xiě)電解池的總反應(yīng)時(shí)，弱電解質(zhì)要寫(xiě)成分子式。如用惰性電極電解食鹽水時(shí)，陰極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑(或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－)；總反應(yīng)離子方程式為2Cl－＋2H2Oeq\o(=====,\s\up7(電解))2OH－＋H2↑＋Cl2↑。②電解水溶液時(shí)，應(yīng)注意放電順序，位于H＋、OH－之后的離子一般不參與放電。③Fe3＋在陰極上放電時(shí)生成Fe2＋而不是得到單質(zhì)Fe?！镜淅?1】（2023·浙江選考1月）在熔融鹽體系中，通過(guò)電解TiO2和SiO2獲得電池材料（TiSi），電解裝置如圖，下列說(shuō)法正確的是（）A.石墨電極為陰極，發(fā)生氧化反應(yīng)B.電極A的電極反應(yīng)：C.該體系中，石墨優(yōu)先于Cl-參與反應(yīng)D.電解時(shí)，陽(yáng)離子向石墨電極移動(dòng)【答案】C【解析】由圖可知，在外加電源下石墨電極上C轉(zhuǎn)化為CO，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽(yáng)極，與電源正極相連，則電極A作陰極，TiO2和SiO2獲得電子產(chǎn)生電池材料（TiSi），電極反應(yīng)為。在外加電源下石墨電極上C轉(zhuǎn)化為CO，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽(yáng)極，A錯(cuò)誤；電極A的電極反應(yīng)為，B錯(cuò)誤；根據(jù)圖中信息可知，該體系中，石墨優(yōu)先于Cl-參與反應(yīng)，C正確；電解池中石墨電極為陽(yáng)極，陽(yáng)離子向陰極電極A移動(dòng)，D錯(cuò)誤；故選C。【典例02】（2022·廣東卷）以熔融鹽為電解液，以含和等的鋁合金廢料為陽(yáng)極進(jìn)行電解，實(shí)現(xiàn)的再生。該過(guò)程中A.陰極發(fā)生的反應(yīng)為 B.陰極上被氧化C.在電解槽底部產(chǎn)生含的陽(yáng)極泥 D.陽(yáng)極和陰極的質(zhì)量變化相等【答案】C【解析】根據(jù)電解原理可知，電解池中陽(yáng)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，該題中以熔融鹽為電解液，含Cu、Mg和Si等的鋁合金廢料為陽(yáng)極進(jìn)行電解，通過(guò)控制一定的條件，從而可使陽(yáng)極區(qū)Mg和Al發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，分別生成Mg2+和Al3+，Cu和Si不參與反應(yīng)，陰極區(qū)Al3+得電子生成Al單質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)Al的再生，據(jù)此分析解答。陰極應(yīng)該發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，實(shí)際上Mg在陽(yáng)極失電子生成Mg2+，A錯(cuò)誤；Al在陽(yáng)極上被氧化生成Al3+，B錯(cuò)誤；陽(yáng)極材料中Cu和Si不參與氧化反應(yīng)，在電解槽底部可形成陽(yáng)極泥，C正確；因?yàn)殛?yáng)極除了鋁參與電子轉(zhuǎn)移，鎂也參與了電子轉(zhuǎn)移，且還會(huì)形成陽(yáng)極泥，而陰極只有鋁離子得電子生成鋁單質(zhì)，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移數(shù)守恒及元素守恒可知，陽(yáng)極與陰極的質(zhì)量變化不相等，D錯(cuò)誤；故選C?！镜淅?3】（2022·浙江卷）通過(guò)電解廢舊鋰電池中的可獲得難溶性的和，電解示意圖如下(其中濾布的作用是阻擋固體顆粒，但離子可自由通過(guò)。電解過(guò)程中溶液的體積變化忽略不計(jì))。下列說(shuō)法不正確的是A.電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)B.電極B的電極發(fā)應(yīng)：C.電解一段時(shí)間后溶液中濃度保持不變D.電解結(jié)束，可通過(guò)調(diào)節(jié)除去，再加入溶液以獲得【答案】C【解析】由電解示意圖可知，電極B上Mn2+轉(zhuǎn)化為了MnO2，錳元素化合價(jià)升高，失電子，則電極B為陽(yáng)極，電極A為陰極，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，A正確；由電解示意圖可知，電極B上Mn2+失電子轉(zhuǎn)化為了MnO2，電極反應(yīng)式為：2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+，B正確；電極A為陰極，LiMn2O4得電子，電極反應(yīng)式為：2LiMn2O4+6e-+16H+=2Li++4Mn2++8H2O，依據(jù)得失電子守恒，電解池總反應(yīng)為：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，反應(yīng)生成了Mn2+，Mn2+濃度增大，C錯(cuò)誤；電解池總反應(yīng)為：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，電解結(jié)束后，可通過(guò)調(diào)節(jié)溶液pH將錳離子轉(zhuǎn)化為沉淀除去，然后再加入碳酸鈉溶液，從而獲得碳酸鋰，D正確；故選C。知識(shí)點(diǎn)02金屬的腐蝕與防護(hù)金屬的腐蝕和電化學(xué)防護(hù)1．金屬的腐蝕（1）化學(xué)腐蝕①反應(yīng)類型：普通的化學(xué)反應(yīng)②特點(diǎn)：無(wú)電流產(chǎn)生，電子直接轉(zhuǎn)移給氧化劑（2）電化腐蝕①反應(yīng)類型：原電池反應(yīng)②特點(diǎn)：有電流產(chǎn)生，電子間接轉(zhuǎn)移給氧化劑（3）普遍性：兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化腐蝕更普遍2．電化學(xué)腐蝕的類型（1）析氫腐蝕①形成條件：水膜酸性較強(qiáng)②特點(diǎn)：在密閉容器中氣體壓強(qiáng)增大（2）吸氧腐蝕①形成條件：形成條件：水膜酸性很弱或呈中性甚至堿性②特點(diǎn)：在密閉容器中氣體壓強(qiáng)減?。?）特殊性：在酸性條件下，氫前的活潑金屬發(fā)生析氫腐蝕，氫后的不活潑金屬發(fā)生吸氧腐蝕（4）普遍性：吸氧腐蝕更為普遍3．鋼鐵吸氧腐蝕的過(guò)程（1）腐蝕過(guò)程①負(fù)極反應(yīng)：Fe－2e－Fe2+②正極反應(yīng)：2H2O+O2+4e－4OH－③電池反應(yīng)：2Fe+2H2O+O22Fe（OH）2（2）后續(xù)反應(yīng)①氧化反應(yīng)：4Fe（OH）2+O2+2H2O4Fe（OH）3②部分分解：2Fe（OH）3Fe2O3·xH2O+（3－x）H2O（3）鐵銹成分：Fe2O3的復(fù)雜水合物（Fe2O3·nH2O）（4）鐵在無(wú)氧條件下的生銹過(guò)程：FeFe2+Fe(OH)24．金屬的電化學(xué)防護(hù)（1）原電池防護(hù)法：犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法①負(fù)極：比被保護(hù)金屬活潑的金屬②正極：被保護(hù)的金屬設(shè)備（2）電解池防護(hù)法：外加電流的陰極保護(hù)法①陽(yáng)極：惰性電極②陰極：被保護(hù)的金屬設(shè)備5．金屬腐蝕速率的比較（1）同一金屬：離子濃度大＞離子濃度?。痉请娊赓|(zhì)（2）同一電解液①電解質(zhì)濃度越大，金屬腐蝕越快②電解腐蝕＞原電池腐蝕＞化學(xué)腐蝕＞有防護(hù)的腐蝕（3）不同金屬、同一電解液：兩金屬活動(dòng)性相差越大，活潑金屬腐蝕越快易錯(cuò)點(diǎn)判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律(1)對(duì)同一電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō)，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(xué)腐蝕>有防護(hù)措施的腐蝕。(2)對(duì)同一金屬來(lái)說(shuō)，在不同溶液中腐蝕速率的快慢：強(qiáng)電解質(zhì)溶液中>弱電解質(zhì)溶液中>非電解質(zhì)溶液中。(3)活動(dòng)性不同的兩種金屬，活動(dòng)性差別越大，腐蝕速率越快。(4)對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō)，電解質(zhì)濃度越大，金屬腐蝕越快。【典例04】支撐海港碼頭基礎(chǔ)的防腐技術(shù)，工作原理如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽(yáng)極。下列有關(guān)表述正確的是

A．高硅鑄鐵作用為傳遞電流和損耗陽(yáng)極材料B．通電后外電路電子被強(qiáng)制從鋼管樁流向高硅鑄鐵C．通入保護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零D．該防腐技術(shù)為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法【答案】C【解析】A．高硅鑄鐵為惰性輔助陽(yáng)極，作用為傳遞電流，沒(méi)有作損耗陽(yáng)極材料，A錯(cuò)誤；B．高硅鑄鐵為陽(yáng)極，通電后，電子從陽(yáng)極（高硅鑄鐵）經(jīng)導(dǎo)線流向電源正極，負(fù)極流向陰極（鋼管柱），B錯(cuò)誤；C．鋼管樁為電解池的陰極，沒(méi)有被損耗，其表面腐蝕電流接近為零，C正確；D．在電流的作用下，該裝置為外接電源的陰極保護(hù)法，D錯(cuò)誤；故選C?！镜淅?5】下列有關(guān)金屬的腐蝕與防護(hù)敘述正確的是A．鐵管上鑲嵌鋅塊，采用的是犧牲陽(yáng)極法使鐵不易被腐蝕B．用錫焊接的鐵質(zhì)品，焊接處不易腐蝕C．用鐵電極電解飽和食鹽水：D．用外加電流法保護(hù)鋼鐵設(shè)備時(shí)，將設(shè)備連接電源正極【答案】A【解析】A．鐵塊上鑲嵌鋅塊，鋅金屬活動(dòng)性強(qiáng)于鐵，作負(fù)極起到保護(hù)鐵管的作用，采用的是犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法，A正確；B．鐵的金屬活動(dòng)性強(qiáng)于錫，用錫焊接的鐵制品，焊接處鐵作負(fù)極較易被腐蝕，B錯(cuò)誤；C．用鐵作電極電解飽和食鹽水，陽(yáng)極上鐵失電子而不是氯離子失電子，C錯(cuò)誤；D．用外加電流法保護(hù)鋼鐵設(shè)備，設(shè)備連接電源負(fù)極，D錯(cuò)誤；故選A。【典例06】下列關(guān)于金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)的說(shuō)法正確的是A．銅板打上鐵鉚釘后，銅板更易被腐蝕B．鋼閘門與電源的負(fù)極相連，可防止鋼閘門腐蝕C．金屬M(fèi)比鐵活潑，電子由鋼鐵輸水管流出D．陰極的電極反應(yīng)式為【答案】B【解析】A．銅板打上鐵鉚釘后，鐵、銅與水膜形成原電池，銅做正極被保護(hù)，則銅板不易被腐蝕，故A錯(cuò)誤；B．鋼閘門與電源的負(fù)極相連防止鋼閘門腐蝕的方法為外加直流電源的陰極保護(hù)法，故B正確；C．金屬M(fèi)比鐵活潑，在潮濕的環(huán)境中M與鐵構(gòu)成原電池，M做負(fù)極被損耗，則電子由金屬M(fèi)流出，故C錯(cuò)誤；D．由圖可知，與電源負(fù)極相連的鐵管道為電解池的陰極，水在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和氫氧根離子，電極反應(yīng)式為2H2O+2e—=2OH—+H2↑，故D錯(cuò)誤；故選B。知識(shí)點(diǎn)03特殊形式的電化學(xué)裝置一、含離子交換膜電化學(xué)裝置分析1．離子交換膜在電解池中的作用（1）隔離：將兩極區(qū)隔離，阻止兩極區(qū)產(chǎn)生的物質(zhì)接觸①防止副反應(yīng)發(fā)生，避免影響所制取產(chǎn)品的質(zhì)量②防止副反應(yīng)發(fā)生，避免引發(fā)不安全因素（如爆炸）（2）通透：能選擇性的通過(guò)離子，起到平衡電荷、形成閉合回路的作用（3）實(shí)例：氯堿工業(yè)中陽(yáng)離子交換膜的作用①平衡電荷，形成閉合回路；②防止Cl2和H2混合而引起爆炸；③避免Cl2與NaOH反應(yīng)生成NaClO，影響NaOH的產(chǎn)量；④避免Cl－進(jìn)入陰極區(qū)導(dǎo)致制得的NaOH不純。2．常見(jiàn)的離子交換膜（隔膜）（1）陽(yáng)離子交換膜：簡(jiǎn)稱陽(yáng)膜，只允許陽(yáng)離子通過(guò)（2）陰離子交換膜：簡(jiǎn)稱陰膜，只允許陰離子通過(guò)（3）質(zhì)子交換膜：只允許氫離子通過(guò)3．含離子交換膜電化學(xué)裝置的幾個(gè)區(qū)域（1）原料區(qū)①主料區(qū)：加入原料的濃溶液，流出原料的稀溶液②輔料區(qū)：加入輔料的稀溶液，流出輔料的濃溶液（2）產(chǎn)品區(qū)：產(chǎn)品中的陰陽(yáng)離子通過(guò)離子交換膜進(jìn)入該區(qū)域（3）緩沖區(qū)：兩側(cè)的離子交換膜屬性相同，起防漏的保護(hù)作用（4）計(jì)算含交換膜電化學(xué)裝置中某一區(qū)域質(zhì)量變化，注意離子的遷移裝置問(wèn)題根據(jù)O2~4e－~4H+，陽(yáng)極產(chǎn)生lmolO2時(shí)，有4molH+由陽(yáng)極移向陰極，則陽(yáng)極溶液的質(zhì)量減輕32g+4g＝36g二、多池串聯(lián)池屬性的判斷1．有外接電源的全部都是原電池2．無(wú)明顯外接電源的一般只有1個(gè)原電池，其余全是電解池（1）有鹽橋的是原電池（2）有燃料電池的是原電池（3）能發(fā)生自發(fā)氧化還原反應(yīng)的裝置為原電池（4）多個(gè)自發(fā)，兩電極金屬性相差最大的為原電池3．電極的連接順序：負(fù)→陰→陽(yáng)→陰→…→陽(yáng)→正4．串聯(lián)電路的特點(diǎn)：每一個(gè)電極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)都相等三、電化學(xué)的相關(guān)計(jì)算1．方法：電子守恒和電荷守恒列關(guān)系式（1）電子守恒：兩極得失電子數(shù)相等①串聯(lián)電路各支路轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同，按支路算②并聯(lián)電路總電子數(shù)等于支路電子數(shù)之和，按干路算（2）電荷守恒：1個(gè)電子對(duì)應(yīng)1個(gè)正電荷或負(fù)電荷（3）常用關(guān)系式：O2~4e－~4Ag~2Cu~2H2~2Cl2~4OH－~4H+~Mn+2．電化學(xué)計(jì)算的物理公式（1）電量公式：Q＝It＝nNAq＝nF（2）電能公式：W＝UIt＝UQ①n——得失電子的物質(zhì)的量（mol）②NA——阿伏加德羅常數(shù)（6.02×1023mol－1）③q——1個(gè)電子所帶的電量（1.60×10－19C）④I——電流強(qiáng)度（A）⑤t——時(shí)間（s）⑥F——法拉弟常數(shù)（96500C/mol）⑦U——電壓（V）⑧W——電能（J）3．幾個(gè)注意問(wèn)題（1）氣體體積相關(guān)計(jì)算時(shí)，必須注明標(biāo)準(zhǔn)狀況（2）計(jì)算含交換膜電化學(xué)裝置中某一區(qū)域質(zhì)量變化，注意離子的遷移八、電解混合溶液或混合物時(shí)要注意以下問(wèn)題1．首先要考慮陽(yáng)極是否是惰性電極（1）若陽(yáng)極是惰性電極，則溶液中的陰離子放電（2）若陽(yáng)極是活潑電極，則是活潑電極放電2．其次要考慮離子間能否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（1）電解等物質(zhì)的量的Ag+、Cl－、SO42－、Ba2+、Na+、NO3－混合液（2）陽(yáng)極產(chǎn)物與陰極產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶23．不能按照電解各物質(zhì)計(jì)算，必須根據(jù)離子放電順序計(jì)算判斷（1）惰性電極電解KCl和CuSO4的混合溶液①首先電解CuCl2②其次電解H2O（2）陰陽(yáng)兩極都可能發(fā)生多個(gè)反應(yīng)，滿足陰陽(yáng)兩極得失電子總數(shù)相等易錯(cuò)點(diǎn)“隔膜”電解池的解題步驟第一步，分清隔膜類型。即交換膜屬于陽(yáng)膜、陰膜或質(zhì)子膜中的哪一種，判斷允許哪種離子通過(guò)隔膜。第二步，寫(xiě)出電極反應(yīng)式，判斷交換膜兩側(cè)離子變化，推斷電荷變化，根據(jù)電荷平衡判斷離子遷移方向。第三步，分析隔膜作用。在產(chǎn)品制備中，隔膜作用主要是提高產(chǎn)品純度，避免產(chǎn)物之間發(fā)生反應(yīng)，或避免產(chǎn)物因發(fā)生反應(yīng)而造成危險(xiǎn)?！镜淅?7】（2023·湖北卷）我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)如圖所示的電解池，實(shí)現(xiàn)了海水直接制備氫氣技術(shù)的綠色化。該裝置工作時(shí)陽(yáng)極無(wú)生成且KOH溶液的濃度不變，電解生成氫氣的速率為。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.b電極反應(yīng)式為B.離子交換膜為陰離子交換膜C.電解時(shí)海水中動(dòng)能高的水分子可穿過(guò)PTFE膜D.海水為電解池補(bǔ)水的速率為【答案】D【解析】由圖可知，該裝置為電解水制取氫氣的裝置，a電極與電源正極相連，為電解池的陽(yáng)極，b電極與電源負(fù)極相連，為電解池的陰極，陰極反應(yīng)為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，陽(yáng)極反應(yīng)為4OH--4e-=O2↑+2H2O，電池總反應(yīng)為2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2H2↑+O2↑，據(jù)此解答。b電極反應(yīng)式為b電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故A正確；該裝置工作時(shí)陽(yáng)極無(wú)Cl2生成且KOH濃度不變，陽(yáng)極發(fā)生的電極反應(yīng)為4OH--4e-=O2↑+2H2O，為保持OH-離子濃度不變，則陰極產(chǎn)生的OH-離子要通過(guò)離子交換膜進(jìn)入陽(yáng)極室，即離子交換膜應(yīng)為陰離子交換摸，故B正確；電解時(shí)電解槽中不斷有水被消耗，海水中的動(dòng)能高的水可穿過(guò)PTFE膜，為電解池補(bǔ)水，故C正確；由電解總反應(yīng)可知，每生成1molH2要消耗1molH2O，生成H2的速率為，則補(bǔ)水的速率也應(yīng)是，故D錯(cuò)誤；故選D?！镜淅?8】下列說(shuō)法正確的是

A．乙池中石墨電極表面有氣泡產(chǎn)生，丙池中向右側(cè)電極移動(dòng)B．甲池通入的電極反應(yīng)為C．反應(yīng)一段時(shí)間后，向乙池中加入一定量固體能使溶液恢復(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【答案】D【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(yáng)極，Ag為陰極，丙為電解池，左側(cè)Pt電極為陽(yáng)極，右側(cè)Pt電極為陰極，據(jù)此作答。【解析】A．乙池中石墨電極為陽(yáng)極，溶液中氫氧根離子放電生成氧氣，電極反應(yīng)式為4OH--4e-=O2↑+2H2O，丙為電解池，陰離子向陽(yáng)極(左側(cè)Pt電極)移動(dòng)，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-=+