高考化学一轮复习 第9章 电化学基础 第2节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护学案-人教版高三全册化学学案

第2节电解池金属的电化学腐蚀与防护

考试说明

1.了解电解池的工作原理，并能写出电极反应及总反应的方程式，认识电解在实现物

质转化中的具体应用。

2.了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害，了解防止金属腐蚀的措施。

命题规律

本节是高考的常考内容，其考查的内容有：一是电解过程的分析，多借助于图像考查电

极上离子的放电顺序与产物的判断，电极反应式的书写；二是注重原电池与电解池相结合考

查新型充电电池；三是考查新情境下电解原理的实际应用，如氯碱工业、电解精炼铜、电镀、

电解除污、结合离子交换膜进行电解等；四是金属腐蚀的原因与防护措施。考查题型有选择

题和填空题两种。

板块一主干层级突破・-------------------------

考点1电解原理

梳理

1.电解

(1)定义：使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应

的过程。在此过程中，电能转化为化学能。

(2)特点：①电解是不可逆的；②电解质导电一定发生化学变化。

2.电解池

(1)概念：电解池是把电能转化为化学能的装置。

(2)电解池的构成条件

①有与电速相连的两个电极。

②电解质溶液(或熔融电解质)-

③形成闭合回路。

(3)电极名称及电极反应式

以用惰性电极电解CuCL溶液为例：

电极名称：阴极"电极名称：阳极

反应类型：还原反应反应类型：氧化反应

电极反应式：

电极反应式：Cu2++2e~=Cu

2Cl--2e-=Cl2t

Cud2溶液

电解

总反应方程式：CuCl2^=Cu+Cl2t0

(4)电解池中电子和离子的移动方向

①电子：从电源负极流出后,流向电解池阴极;从电解池的阳极流向电源的正极。

②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.电解产物的判断及有关反应式的书写

(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(勿忘水溶液中的酎和0匹)。

(3)排出阴、阳两极的放电顺序

Fe：Fc—2c-Fe2+

活性电极：电极

2+

<Cu：Cu—24cCu

材料失电子,如

阳根据

.Ag：Ag—(?一

极电极

惰性电极(Pt、Au、石墨等)：溶液中的阴离

子失电子。阴离子放电顺序：s2->r>

Br->Cl->OH-

血根据离子溶液中的阳离子得到电子，阳离子放电

------►

极活动性顺序.Ag->Fe3+>Cu2+>H

(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、电荷守恒

和电子转移守恒。

(5)写出电解总反应式

在两极转移电子数目相同的前提下，两极反应相加即可得总反应的化学方程式或离子方

程式。

4.惰性电极电解电解质溶液的四种类型

（1）电解水型

--1、

电解质被电解总化学电解质溶液

电极方程式复原

（水溶液）的物质方程式浓度pH

阳极:4OH--4e-

八电解

2H2（）+（）2f

含氧酸2H2（）=加

H2()增大减小

（如H2so4）阴极：+"11()

2H24+（）2t2

2H2f

阳极：4OH--4e-

八电解

~2H2()+()2f

强碱2H2（）加

H2O增大增k

(如NaOII)阴极：4H++4e-11,0

2H2，+（）2小

=2H?f

活泼金属的阳极：4（）I「-4e-

八电解

含氧酸盐2H2（）+（）2f

2H2（）-加

HO增大不变

（如KN（）,211()

3阴极：4II+卜建一2H2，+。2，2

Na2S（）4）2H2f

X.y

（2）电解电解质型

电解质被电解电解质溶液

电极方程式总反应式复原

（水溶液）的物质浓度pH

阳极：2CL—2e-

无氧酸通人

=-=Cl2t2Hq

（如HC1）HC1减小HC1

阴极：2H++2小Hf+CIf

除HF外z2气体

^=112t

不活泼金属阳极：2C「~2e~

c八，电解

的无氧酸盐=ci1CuCl----加

22—

CuCl2减小

（如CuCl2）阴极：Cu2++2e-Cu+Cl?fCuC12

氟化物除外----Cu

____L

(3)放Hz生碱型

电解质被电解电解质溶液

电极方程式总反应式复原

(水溶液)的物质浓度pH

阳极：2('1一一2e-2C1-+2HO

活泼金属的2通人

C120NaCl和

电解生成新

无氧酸盐I【2f+增大HC1

阴极：2H++2e-H2O电解质

气体

(如NaCl)Cl4+2OH-

t2

(4)放Oz生酸型

电解质被电解电解质溶液

电极方程式总反应式复原

(水溶液)的物质浓度pH

阳极：4()1厂一限一

U2+

2C+2H2()加Cu()

2H2()+。2卒CuS()生成新

4电解.

CuS()4或加

不活阴极：竺止—上坦二和HO电解质

2CuC()

()f+4H+3

泼金---2

属的

含氧阳极：4()1厂一遍一

4AgA+2112。加Agg()

2H2()+()2tAgN(%生成新

酸盐电解

AgN()31Ag+减小或加

阴极：4Ag++4e-和II2()电解质

()21+4H+Ag2c(为

4Ag

易错⑴书写电解池中电极反应式时,要以实际放电的离子

表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式。

(2)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。

(3)要确保两极电子转移数目相同，且注明条件“电解”。

【基础辨析】

判断正误，正确的画“，错误的画“义”。

(1)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现。(J)

(2)电解CuCk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。(义)

(3)电解盐酸、硫酸等溶液，H+放电，溶液的pH逐渐增大。(X)

（4）电解时，电解液中阳离子移向阳极，发生还原反应。（X）

（5）用惰性电极电解饱和食盐水一段时间后，加入盐酸可使电解质溶液恢复到电解前的

状态。（X）

递进题组

£题组一电极反应苏…电解总反应式的书写

1.用如图所示装置（熔融CaFz-CaO作电解质）获得金属钙，并用钙还原TiO,制备金属钛。

下列说法正确的是（）

A.电解过程中，Ca"向阳极移动

2--

B.阳极的电极反应式为C+20-4e=C02t

C.在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量减少

D.若用铅蓄电池作该装置的供电电源，“+”接线柱是Pb电极

答案B

解析由题图可知，石墨与外加电源的正极相连，则石墨为阳极，钛网电极作阴极，电

解过程中，电解液中Ca?+向阴极移动，A错误；据题图可知，阳极上发生氧化反应生成CO”

则阳极反应式为C+20--4“=CC）2t,B正确；阴极反应式为2Ca"+4e—=2Ca,Ca还原

TiO?的反应方程式为2Ca+TiOz=2CaO+Ti,故制备Ti前后，整套装置中CaO的质量不变,

C错误；“+”表示铅蓄电池的正极，该接线柱为铅蓄电池的PbO?极，D错误。

2.按要求书写有关的电极反应式及总反应式。

（1）以铝材为阳极，在HzSOa溶液中电解，铝材表面可形成氧化膜。

阳极反应式

阴极反应式

总化学方程式

(2)用惰性电极电解NaCl和CuSOi的混合溶液，电解过程中两极均有两种产物产生，判

断阴、阳两极的产物并根据电解的先后顺序写出电极反应方程式。

①阳极

产物：;

电极反应：

②阴极

产物

电极反应

-+

答案(l)2Al-6e+3H20=A1203+6H

+-

6H+6e=3H2t

电解

2Al+3H20^=AL03+3H2t

-

(2)①CL、022Cr-2e"=Cl2f,40H-4e-=2H20+02t

2+-+-

②Cu、H2Cu+2e=Cu>2H+2e^H2t

解析(2)阴离子在阳极发生氧化反应，由于还原性：cr>oH->sor,故先生成Ck,后

生成心阳离子在阴极发生还原反应，由于氧化性：Cu"〉H+〉Na+,故先生成Cu,后生成H?。

Q题组二电解原理和电解规律的考查

3.用钳电极电解一定浓度的下列物质的水溶液，在电解后的电解液中加适量水，能使

溶液浓度恢复到电解前浓度的是()

A.NaBr、CuCl^Ba(OH)2

B.NaOH、H2s0八CuS04

C.KOH、HNO3、Na2S04

D.NaCl、CU(NO3)2、MgSO4

答案C

解析加适量水能使溶液恢复到电解前的浓度，则实际是电解水，只有C项符合题意。

4.如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5%NaOH溶液、足量CuSO,

溶液和100g10%K2s04溶液，电极均为石墨电极。

直流电源

(1)接通电源，一段时间后，测得丙中K2SO4溶液的质量分数为10.47%,乙中c电极质

量增加。则

①电源的N端为极；

②电极b上发生的电极反应为；

③计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积为L；

④电解前后丙中溶液的pH(填“增大”“减小”或“不变”)。

⑵乙装置中如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行：(填“能”

或“不能”)，原因是o

答案(1)①正②401r—4葭=0一+2氏0

③2.8④不变

(2)能CuSOa溶液变为压S0&溶液，可继续电解H£(h溶液，相当于电解水

解析(D①接通电源一段时间后，乙中c电极质量增加，说明c电极表面析出Cu,则

该电极为阴极，从而推知M端为电源的负极，N端为电源的正极。

②电极b为阳极，用惰性电极电解NaOH溶液相当于电解水，阳极上0IT放电生成

电极反应式为40『一4"二。2t+2H20O

③用惰性电极电解K2s04溶液相当于电解水，设电解过程中消耗水的质量为xg,据电

解前后溶质的质量不变可得：100gX10%=(100—x)gXIO.47%,解得x=4.5,则电解过

45s

程中消耗水的物质的量为愕,「1=0.25mol,转移电子的物质的量为0.5mol,故电极

1

b上生成的@在标准状况下的体积为r(02)=0.5moix|x22.4L-mor=2.8L„

④丙中用惰性电极电解K2SO,溶液相当于电解水，电解过程中c(K2s0)增大，但溶液的

pH不变。

(2)当电解过程中铜全部析出时，CuS04溶液变为HzSO,溶液，继续电解则为电解H2s溶

液，相当于电解水。

考点2电解原理的应用

知识梳理

1.氯碱工业一一电解饱和食盐水

(1)概念：用电解饱和NaCl溶液的方法来制取随J、理和0,并以它们为原料生产一

系列化工产品的工业，称为氯碱工业。

(2)电极反应

阳极：2Cr-2e-=Cl2t(反应类型：氧化反应),

阴极：2H++2e-=H?t(反应类型：还原反应),

通电

总反应方程式：2NaCl+2H2O^=2NaOH+H2t+C12t,

通电

离子方程式：2Cr+2H20^=20H~+H2t+C12t。

(3)阳离子交换膜的作用：阳离子交换膜只允许阳离子通过，阻止CL、压、OIT通过，

这样既能防止阴极产生的乂和阳极产生的Ck相混合而引起爆炸，又能避免CL和NaOH溶液

作用生成NaClO而影响烧碱的质量。

2.电镀和电解精炼铜

电镀电解精炼铜

电镀是应用电解原

理在某些金属表面运用电解的方法将

概念

镀上一薄层其他金粗铜提炼为纯铜

属或合金的方法

使金属增强抗腐蚀

主要目的能力、增大表面硬将粗铜提炼为纯铜

度等

Zn2e----^Zn

比铜活泼的金属杂

质以阳离子形式残

电极反应阳极Cu—2e"-(u2+留在溶液中

(以铁上镀Cu—2e~Cu"

铜为例)比铜不活泼的金属

杂质形成阳极泥

阴极Cu2++2e-Cu('u2++2e-------Cu

电解质溶液的浓CuS()4溶液的浓度CuS()4溶液的浓度

度变化基本不变减小

3.冶炼金属

(1)原理：利用电解原理使矿石中的金属离子获得电子，从它们的化合物中还原出来。

(2)适用范围：制取活泼金属单质，如电解NaCl、MgCl2>AIG制取Na、Mg、Al,化学

方程式分别为：

电解电解电解

2NaCl(熔融)^=2Na+Cl2t,MgCL(熔融)=Mg+CLt,2Al2()3(熔融)=4A1+

冰晶石

302t。

易错(1)电解或电镀时，电极质量减少的电极必为金属电极——

阳极；电极质量增加的电极必为阴极，即溶液中的金属阳离子得电子变成金属吸附在阴极上。

(2)电镀时，阳极(镀层金属)失去电子的数目跟阴极镀层金属离子得到电子的数目相等,

因此电镀液的浓度保持不变。精炼铜时由于阳极发生多个反应，阴极增重质量不等于阳极减

少的质量，故溶液中c(Cu2+)减小。

【基础辨析】

判断正误，正确的画“，错误的画“X”。

(1)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中的c(Cu")均保持不变。(X)

(2)电解冶炼镁、铝通常电解MgCL和ALOs,也可电解MgO和AlCk。(X)

(3)若把CU+H2SO4=CUSO4+H2f设计成电解池，应用Cu作阳极。(J)

（4）电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料。（义）

（5）在镀件上电镀铜时，镀件应连接电源的正极。（X）

（6）电解精炼时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料。（J）

递进题组

/题组一电解原理的基本应用

1.某同学设计如图装置，探究氯碱工业原理，下列说法正确的是（）

电源

饱和食盐水

A.石墨电极与直流电源的负极相连

B.铜电极的电极反应式为2H++2屋=H2t

C.氢氧化钠在石墨电极附近产生，Na+向石墨电极迁移

D.用湿润的淀粉-KI试纸在铜电极附近检验气体，试纸变蓝色

答案B

通电

解析氯碱工业的反应原理为2NaCl+2H2O^=2NaOH+H2t+CLt，而Cu为活性电极,

故应将Cu电极与电源的负极相连，石墨电极与电源的正极相连，A错误；Cu电极为阴极，

电极反应式为2H++2e-=H2t（或2H2+2r=出t+20『），B正确；电解池中，电解质溶

液中的阳离子向阴极移动，则Na+向Cu电极迁移，在Cu电极附近与反应生成的结合生

--

成NaOH,C错误；由B项分析可知，Cu电极上产生H?,石墨电极的反应为2C1-2e=Cl2t,

故用湿润的淀粉-KI试纸在铜电极附近检验气体，试纸不变色，D错误。

2.如图所示的阴、阳离子交换膜电解槽中，用惰性电极电解Na2s04溶液可制得硫酸和

氢氧化钠溶液。下列说法不正确的是（）

-

A.阳极反应式为2H20+2e=H2f+20H

B.N为阴离子交换膜

C.进口b补充的是稀NaOH溶液

D.电解过程中阳极附近的pH不断降低

答案A

解析电解Na2s溶液，实际上是电解水，所以阳极反应式为2H2。-4葭=。2t+4H+,

A错误；由上出口知电极A为阴极，电极B为阳极，产生广，故要不断补充阴离子，故N

为阴离子交换膜，B正确；电极A为阴极，水中的酎放电，大量的氢氧化钠在阴极附近生成,

故在b口加入稀氢氧化钠以增强导电性，C正确；阳极反应不断地产生H+,故pH不断降低，

D正确。

c题组二电解原理在化工制备中的应用

3.工业上，常用NCL制备水的消毒剂CIO?。利用如图装置电解氯化锈和盐酸的混合溶

液制得NCh（已知NCL的水溶液具有漂白性）。下列推断正确的是（）

混合溶液

A.石墨极为正极

B.铁极附近电解质溶液的pH减小

C.每生成1molNCL时必转移3mol电子

通电

D.电解反应为NH£1+2HC1^=NC13+3H2t

答案D

解析石墨极为阳极，A错误；铁为阴极，电极反应式为2H++2葭f,故溶液的

酸性逐渐减弱，pH增大，B错误；每生成1molNCL,必转移6mol电子，C错误。

4.以稀硫酸为电解质溶液，利用太阳能电池将CO?转化为乙烯的工作原理如下图所示,

则N极上的电极反应式为

;该电解池中所发生的总反应的化学方程式为。

通电

-+

答案2H20-4e=4H+02t2C02+2H20^=C2H4+302

解析M极C0=-C2H4,碳元素化合价降低，发生还原反应；N极，H20中0IT放电生成

+

02和H。总反应为C02和H20反应生成C2H4和02o

考点3金属的腐蚀与防护

阿理梳理

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

⑴化学腐蚀与电化学腐蚀

类型化学腐蚀电化学腐蚀

金属跟非金属单质直不纯金属或合金跟曳

条件

接接触解质溶液接触

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，曳化变腐蚀更普遍

(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(pH&4.3)水膜酸性很弱或呈中性

负

极2+

+

正极2H+2e-==H2fQ+2H2(>F4e~=~=4()H-

2

总反Fe+2H=^=Fe+2Fe+()2+2H2()—

应式凡12Fe(OH)2

联系吸氧腐蚀更普遍

铁锈的形成：2Fe+0z+2H20=2Fe(0H)2,

4Fe(OH)2+02+2H20=4Fe(OH)3,2Fe(OH)3+(x-3)H20=Fe203•阳2。(铁锈)。

3.金属的防护

(1)电化学防护

①牺牲阳极的阴极保护法一一原电池原理

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。

②外加电流的阴极保护法一一电解原理

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，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。

易错膏W(1)在同一电解质溶液中，金属腐蚀由快到慢的顺序：电解原

理引起的阳极腐蚀〉原电池原理引起的负极腐蚀〉化学腐蚀〉应用原电池原理有保护措施的腐

蚀〉应用电解原理有保护措施的腐蚀。

(2)纯度越高的金属，腐蚀得越慢。

(3)不纯的金属或合金，在潮湿空气中的腐蚀速率远大于在干燥、隔绝空气条件下的腐

蚀速率。

【基础辨析】

判断正误，正确的画“，错误的画“X”。

⑴纯银器在空气中因化学腐蚀表面渐渐变暗。(J)

(2)金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍。(J)

(3)生铁浸泡在食盐水中发生析氢腐蚀。(X)

(4)当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用。(X)

(5)牺牲阳极的阴极保护法是利用电解原理防腐蚀。(X)

(6)将水库中的水闸(钢板)与外加直流电源的负极相连，正极连接到一块废铁上可防止

水闸被腐蚀。(J)

递进题组

C题组一金属的电化学腐蚀

1.利用如图装置进行实验，开始时，左右两管液面相平，密封好，放置一段时间。下列

说法正确的是()

铁丝

A.左管中6得到电子，右管中酎得到电子

B.一段时间后，左管液面低于右管液面

C.a、b两处具有相同的电极反应式：Fe—3e-=Fe3+

D.a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小

答案A

解析左管中铁丝发生吸氧腐蚀，0,得电子，右管中铁丝发生析氢腐蚀，酎得电子，A

正确；左管中吸收氧气，压强减小，右管中析出氢气，压强增大，故一段时间后，左管液面

上升，右管液面下降，左管液面高于右管液面，B错误；a、b两处铁丝均作负极，电极反应

式均为Fe—2e-=Fe”,C错误；左管中0?得电子，发生反应：。2+2压0+46-=40『，故a

处溶液c(OIT)增大，pH增大，右管中射得电子，发生反应：2H++2葭=丛t,b处溶液c(H

+)减小，pH增大,D错误。

2.下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()

图图d

A.图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重

B.图b中，开关由M改置于N时，Cu—Zn合金的腐蚀速率减小

C.图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大

D.图d中，Zn-MnOz干电池自放电腐蚀主要是由MnOz的氧化作用引起的

答案B

解析因液面处氧气的浓度大且与海水接触，故在液面处铁棒腐蚀最严重，A错误；接

通开关后形成原电池，Zn的腐蚀速率增大，『在Pt电极上放电产生压，C错误；干电池自

放电腐蚀是NH4cl产生的H+的氧化作用引起的，D错误。

f题组二金属的防护

解析金属活泼性：Zn>Fe>Cu,所以若将锌板换成铜板，则先腐蚀活泼金属Fe,C错误;

钢闸门与电源的负极相连而被保护，D正确。

4.钢铁很容易因生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之

一。请回答钢铁在腐蚀、防护过程中的有关问题。

(1)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀，装置示意图如图所示。

①A电极对应的金属是(写元素名称)。

B电极的电极反应式是

②镀层破损后，镀铜铁和镀锌铁更容易被腐蚀的是(填“镀铜铁”或“镀锌

铁》

(2)下列哪些装置可防止铁棒被腐蚀(填序号)。

(3)利用如图所示装置可以模拟铁的电化学防护。

①若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于处。假设海水中只有NaCl溶

质，写出此时总反应的离子方程式：o

②若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为o写出铁电极

的电极反应式：o

答案(1)①铜Cu2++2e-=Cu②镀铜铁

(2)BD

通电

-

⑶①N2Cr+2H20=20H+Cl2t+H2f

②牺牲阳极的阴极保护法02+2H20+4e-=40H-

解析(1)①在铁件的表面镀铜时，应将铁件与电源的负极相连，作电解池的阴极，将

铜与电源的正极相连，作电解池的阳极，故A电极是铜；B电极上Cu"得电子发生还原反应,

电极反应式为Cu=++2e-=Cuo

②镀层破损后，镀铜铁发生腐蚀时，Fe作负极被腐蚀；镀锌铁发生腐蚀时，Zn作负极

被腐蚀，而Fe作正极受到保护，故镀铜铁更容易被腐蚀。

(2)铁棒和碳棒用导线连接插入水中，形成原电池，Fe作负极，发生氧化反应而被腐蚀,

A错误；铁棒和锌棒用导线连接插入水中，形成原电池，Zn作负极发生氧化反应而被腐蚀，

Fe则作正极受到保护，B正确；铁棒放入水中，Fe和其中含有的少量碳形成微小原电池，

Fe作负极而发生腐蚀，C错误；铁棒与电源负极相连，作电解池的阴极而受到保护，D正确。

（3）①若开关K置于M处，该装置为原电池，Fe作负极，腐蚀速率加快；若开关置于N

处，该装置为电解池，铁与电源的负极相连，作电解池的阴极而受到保护，可减缓铁的腐蚀。

假设海水中只有NaCl溶质，电解时C厂在阳极放电，酎在阴极放电，电解总反应的离子方

通电

-

程式为2Cr+2H2O=2OH+Cl2t+H=fo

②若X为锌，开关K置于M处，该装置为原电池，Zn作负极，失电子被氧化，而Fe作

正极受到保护，该电化学防护法属于牺牲阳极的阴极保护法。Fe作正极，在海水中发生吸

氧腐蚀，铁电极（正极）的电极反应式为0+2H2+4葭=40『。

板块二高考真题实战・---------------------

1.[2017•天津高考]下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是（）

A.硅太阳能电池工作时，光能转化成电能

B.锂离子电池放电时，化学能转化成电能

C.电解质溶液导电时，电能转化成化学能

D.葡萄糖为人类生命活动提供能量时，化学能转化成热能

答案A

解析硅太阳能电池发电的主要原理是半导体的光电效应，将太阳能转化为电能，与氧

化还原反应无关，A正确。该能量转化过程利用的是原电池原理，在负极发生氧化反应，正

极发生还原反应，与氧化还原反应有关，B错误。该能量转化过程利用的是电解池原理，阳

极发生氧化反应，阴极发生还原反应，与氧化还原反应有关，C错误。葡萄糖为生命活动提

供能量时，能量转化的同时葡萄糖被氧化为C02和水，与氧化还原反应有关，D错误。

2.[2017•全国卷I]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

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

解析外加强大的电流可以抑制金属电化学腐蚀产生的电流，A正确。被保护的钢管桩

作阴极，高硅铸铁作阳极，电解池中外电路电子由阳极流向阴极，即从高硅铸铁流向钢管桩,

B正确。高硅铸铁为惰性辅助阳极，其主要作用是传递电流，而不是作为损耗阳极，C错误。

保护电流要抑制金属电化学腐蚀产生的电流，应根据环境条件变化进行调整，D正确。

3.[2017•全国卷II]用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电

解质溶液一般为H2S（VH2c混合溶液。下列叙述错误的是（）

A.待加工铝质工件为阳极

B.可选用不锈钢网作为阴极

C.阴极的电极反应式为Al"+3e-=A1

D.硫酸根离子在电解过程中向阳极移动

答案C

解析该电解池阳极发生的电极反应为2压0—4葭=4酎+0",氧气将铝制品表面氧

化形成致密的氧化膜，所以待加工铝质工件应为阳极，A正确。阴极发生的电极反应为2酎

+2屋=H",阴极可选用不锈钢网作电极，B正确，C错误。电解质溶液中的阴离子向阳

极移动，D正确。

4.[2016•北京高考]用石墨电极完成下列电解实验。

实验一实验二

—

j\

星a一-专Z-注/察稀硫酸

置

氯化钠溶液润湿的pH试纸铜珠

到a>d处试纸变蓝；b处变红，局部两个石墨电极附近有气泡产生；n

象褪色；c处无明显变化处有气泡产生

下列对实验现象的解释或推测不合理的是（）

A.a、d处：2H2。+2屋=压t+201r

--

B.b处：2C1-2e^Cl2f

C.c处发生了反应：Fe—2e-=Fe2+

D.根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜

答案B

解析由于有外接电源，所以实验一和实验二均为电解池装置。实验一中，铁丝中的电

流方向为从d到C,电子移动方向为从C到d,所以实验一的装置是比较复杂的电解池，其

中a为阴极，C为阳极，d为阴极，b为阳极。a、d处发生反应2H2。+2屋=压f+20H,A

正确；若b处发生反应2Cr-2e-=Cl2t,不足以解释b处“变红”和“褪色”现象，故

B错误；c处铁作阳极，发生反应Fe—2屋=Fe?+,由于生成的Fe?+浓度较小，且pH试纸本

身有颜色，故颜色上无明显变化，C正确；实验二是一个更加复杂的电解池装置，两个铜珠

的左端均为阳极，右端均为阴极，初始时两个铜珠的左端（阳极）均发生反应Cu—2e-=C/

十,右端（阴极）均发生反应2H++2屋=H",一段时间后，Cu?+移动到m和n处，m、n处附

近C/+浓度增大，发生反应Cu"+2e-=Cu,m、n处能生成铜，D正确。

5.[2016•全国卷I]三室式电渗析法处理含Na2s0,废水的原理如图所示，采用惰性电

极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na+和S0厂可通过离子交

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S07离子向正极迁移，正极区溶液pH增大

B.该法在处理含NazSOi废水时可以得到NaOH和HBO,产品

C.负极反应为2HzO—4e-=02+4H+,负极区溶液pH降低

D.当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.5mol的02生成

答案B

+

解析负极区（阴极）电极反应为：4H+4e-=2H2t,正极区（阳极）电极反应为：40IT

-

-4e=2H2O+O2t=通电后SO厂向正极移动，正极区放电，溶液酸性增强，pH减小，A

错误；负极区反应为4H++4屋=2H",溶液pH增大，C错误；当电路中通过1mol电子

的电量时，会有0.25molO2生成，D错误。

6.[2015•浙江高考]在固态金属氧化物电解池中，高温下电解H?0—CO?混合气体制备

员和C0是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。下列说法不正确的是（）

A.X是电源的负极

B.阴