2026《金版教程》高考复习方案化学经典版-第2讲 电解原理　金属的腐蚀与防护

0第十单元

化学反应与电能第2讲电解原理金属的腐蚀与防护1.了解电解池的工作原理及应用，能正确书写电极反应式和总反应方程式，能设计简单的电解池。2.认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。3.了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害及防止金属腐蚀的措施。考点一01课时作业06目录CONTENTS考点二02高考真题演练05考点三03核心素养04考点一电解原理1．电解(1)定义：使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阴极、阳极引起_________________的过程。在此过程中，______能转化为______能。(2)特点：①电解是不可逆的；②电解质导电一定发生______变化。2．电解池的构成及工作原理(1)概念：电解池是________________________的装置。氧化还原反应电化学化学把电能直接转化为化学能(2)电解池的构成条件①有__________________。②有与________________________。③_________溶液(或____________)。④形成____________。外接电源电源相连的两个电极电解质熔融电解质闭合回路阴阳还原氧化Cu2＋＋2e－===Cu2Cl－－2e－===Cl2↑(4)电解池中电子和离子的移动方向①电子：从电源___________流出后，流向电解池的__________；从电解池的__________流向电源的__________。②离子：阳离子移向电解池的__________，阴离子移向电解池的__________。负极阴极阳极正极阴极阳极放H2生碱型(以NaCl为例)阳极反应式：___________________________阴极反应式：___________________________电解电解质型(以HCl为例)阳极反应式：___________________________阴极反应式：___________________________电解水型(以H2SO4为例)阳极反应式：___________________________阴极反应式：___________________________放O2生酸型(以CuSO4为例)阳极反应式：___________________________阴极反应式：___________________________3．惰性电极电解电解质溶液的四种类型2Cl－－2e－===Cl2↑2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－2Cl－－2e－===Cl2↑2H＋＋2e－===H2↑2H2O－4e－===O2↑＋4H＋2H＋＋2e－===H2↑2H2O－4e－===O2↑＋4H＋Cu2＋＋2e－===Cu判断下列说法的正误，并指出错误说法的错因。(1)电解CuCl2溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。()错因：______________________________________________________________(2)电解盐酸、硫酸溶液，H＋放电，溶液的pH逐渐增大。()错因：_____________________________________________________________________________(3)电解时，电解液中阳离子移向阳极，发生还原反应。()错因：______________________________________________________________×阴极上Cu2＋得电子生成铜单质。×

电解H2SO4溶液时，实际是电解H2O的过程，故溶液中c(H＋)增大，pH减小。×电解时，阳离子移向阴极。(4)电解池中，电子从电源的负极流向电解池的阳极。()错因：______________________________________________________________(5)电解稀硫酸制H2、O2时，可用不活泼的铜作阳极。()错因：______________________________________________________________错因：______________________________________________________________×电解池中，电子从电源的负极流向电解池的阴极。×Cu作阳极时，阳极反应式为Cu－2e－===Cu2＋。×1．电解池工作原理2．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性电极。(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H＋和OH－)。(3)排出阴、阳两极粒子的放电顺序(4)写出电极反应式，要注意遵循原子守恒、电荷守恒和得失电子守恒。(5)写出电解总反应式在两极转移电子数目相同的前提下，两极反应式相加即可得总反应的化学方程式或离子方程式，注意弱电解质要写化学式。3．电解后电解质溶液的复原使电解后的溶液恢复原状的方法：先让析出的产物(气体或沉淀)恰好完全反应，再将其化合物投入电解后的溶液中即可。如：①NaCl溶液：通HCl气体(不能加盐酸)；②AgNO3溶液：加Ag2O固体；③CuCl2溶液：加CuCl2固体；④KNO3溶液：加H2O；⑤CuSO4溶液：加CuO或CuCO3[不能加Cu2O、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3]。角度一理解与辨析电解池的构成及工作原理1.如图装置中X和Y均为石墨电极，电解液为滴有酚酞的某浓度NaCl溶液，电解一段时间后，X极附近溶液先变红。下列有关说法中正确的是(

)A．X极连接电源正极B．X极上产生的气体有刺激性气味C．Y极上发生氧化反应D．电子从X极经过溶液流向Y极2．用如图所示装置(熔融CaF2­CaO作电解质)获得金属钙，并用钙还原TiO2制备金属钛。下列说法正确的是(

)A．电解过程中，Ca2＋向阳极移动B．阳极的电极反应式为C＋2O2－－4e－===CO2↑C．在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量减少D．若用铅酸蓄电池作该装置的供电电源，“＋”接线柱是Pb电极解析：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Ca2＋向阴极移动，A错误；阴极反应式为2Ca2＋＋4e－===2Ca，Ca还原TiO2的反应方程式为2Ca＋TiO2===2CaO＋Ti，故制备Ti前后，整套装置中CaO的质量不变，C错误；“＋”表示铅酸蓄电池的正极，该接线柱为铅酸蓄电池的PbO2电极，D错误。角度二分析与推测电解规律及电解质溶液的复原3．用铂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、CuCl2、Ba(OH)2B．NaOH、H2SO4、CuSO4C．KOH、HNO3、Na2SO4D．NaCl、Cu(NO3)2、MgSO44．下列说法错误的是(

)A．用惰性电极电解Na2SO4溶液，当有2mol电子转移时，可加入18g水恢复B．用惰性电极电解1L1mol·L－1CuSO4溶液，加入1molCuO恢复，电路中转移了2mol电子C．用惰性电极电解含1molNaOH的水溶液，溶液的pH不变D．要想实现Cu＋H2SO4(稀)===CuSO4＋H2↑这一反应，需在电解池中进行，且Cu为阳极角度三分析与推理电解池的电极反应式5．(1)以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面可形成氧化膜。按要求书写有关的电极反应式及总反应式。阳极反应式：__________________________________；阴极反应式：_______________________；总反应式：______________________________。2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋6H＋＋6e－===3H2↑H26．(1)将PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的电解液，电解Na2PbCl4溶液生成Pb的装置如图甲所示。写出电解时阴极的电极反应式：__________________________。aMn2＋－2e－＋2H2O===MnO2↓＋4H＋考点二电解原理的应用1．电解饱和食盐水——氯碱工业(1)习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业，其装置如下：(2)电极反应阳极：______________________(反应类型：____________)；阴极：___________________________(反应类型：____________)；总反应方程式：____________________________________；总离子方程式：____________________________________。2Cl－－2e－===Cl2↑氧化反应2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－还原反应(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Cl2、H2、OH－通过，这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液反应而影响烧碱的质量。2．电镀(以在铁器表面镀铜为例)(1)镀件作_______极，镀层金属铜作_______极。(2)电镀液是____________________________。(3)电极反应阳极：_________________________；阴极：_________________________。(4)特点：_____极溶解，在_____极沉积，电镀液的浓度________。阴阳含有镀层金属离子的溶液Cu－2e－===Cu2＋Cu2＋＋2e－===Cu阳阴不变3．电解精炼铜(粗铜中含Zn、Fe、Ag、Au等杂质)(1)电极材料：阳极为_________；阴极为________。(2)电解质溶液：含Cu2＋的可溶性盐溶液。(3)电极反应阳极：______________________________________________________；阴极：________________________。(4)特点：粗铜中的Ag、Au等以阳极泥的形式沉淀下来，电解液中Cu2＋的浓度________。粗铜纯铜Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Cu－2e－===Cu2＋Cu2＋＋2e－===Cu减小4．电冶金本质为Mn＋＋ne－===M，利用电解熔融盐(或氧化物)的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。如电解熔融的NaCl制取Na，阳极：_______________________；阴极：___________________；总反应式：____________________________。2Cl－－2e－===Cl2↑Na＋＋e－===Na判断下列说法的正误，并指出错误说法的错因。(1)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中的c(Cu2＋)均保持不变。()错因：______________________________________________________________(2)电解冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3，也可电解MgO和AlCl3。()错因：____________________________________________________________________________________________________________(3)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料。()错因：______________________________________________________________电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)减小。×

不采用电解MgO制金属镁，因为MgO熔点高、耗能大、不经济，不能用电解AlCl3制金属铝，因为熔融AlCl3不导电。×电解饱和食盐水时，阴极可以用金属材料作电极。×(4)在镀件上电镀铜时，镀件应连接电源的正极。()错因：______________________________________________________________(5)用电解法冶炼金属时，都可以电解相应化合物的水溶液。()错因：______________________________________________________________×电镀铜时，铜应连接电源的正极作阳极，镀件连接电源的负极作阴极。×电解冶炼金属应电解其熔融化合物。1．电解精炼或电镀时，质量减少的电极必为金属电极——阳极；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。电解精炼铜时阳极发生多个反应，溶液中c(Cu2＋)减小。3．电解计算破题“三方法”有关电解的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、产物的量与电量关系的计算等。通常有下列三种方法：(1)根据得失电子守恒计算用于串联电路中阴阳两极产物、正负电极产物、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。(2)根据总反应方程式计算先写出电极反应式，再写出总反应方程式，最后根据总反应方程式列出比例式计算。(3)根据关系式计算根据得失电子守恒关系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。如以电路中通过4mole－为桥梁可构建如下关系式：角度一理解与辨析电解原理在物质制备中的应用1．如图所示的阴、阳离子交换膜电解槽中，用惰性电极电解Na2SO4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2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－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不断降低解析：由H2出口知电极A为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，电极B为阳极，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，A错误。2．(2025·浙江20校高三联考)电解NaBO2溶液可制得NaBH4，实现物质的循环利用，电解装置如图所示。阴极上的电极反应式是______________________________________。4．(2025·海淀区高三期末)氯苯是工业废水中的常见污染物，将其降解或资源化转化在能源利用、环境保护等方面意义重大。通常，废水中氯苯的处理过程为我国科研人员开发了一种电化学装置(如图)，可在更温和的条件下实现转化ⅰ、ⅱ。(1)补充完整阳极区发生的电极反应：2H2O1Cl－3H＋65%(3)一段时间后，阴极区溶液pH保持不变，结合化学用语解释其原因：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。阴极氢离子得到电子发生还原反应生成氢气：2H＋＋2e－===H2↑，而反应过程中阳极区反应生成的氢离子通过质子交换膜进入阴极区，根据电荷守恒，阴极消耗氢离子的物质的量等于进入阴极区的氢离子的物质的量考点三金属的腐蚀与防护类型化学腐蚀电化学腐蚀条件金属与__________________________________________________直接反应而引起的腐蚀不纯金属与_______________接触发生原电池反应现象______电流产生____________电流产生本质金属被______较活泼金属被______联系两者往往同时发生，____________腐蚀更普遍1．金属腐蚀的本质金属原子____________变为_____________，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失去电子金属阳离子

其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)电解质溶液无有微弱氧化氧化电化学类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件__________________________________________，且溶有一定量氧气电极反应负极________________________正极____________________________________________________总反应式____________________________________________________(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀以钢铁的腐蚀为例进行分析：水膜酸性较强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提醒：钢铁暴露在潮湿空气中主要发生的是吸氧腐蚀，铁锈的形成过程中主要发生的反应为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O。3．金属的防护(1)电化学保护法①牺牲阳极法——_____________原理a.______极：比被保护金属活泼的金属；b.______极：被保护的金属设备。②外加电流法——______原理a.______极：被保护的金属设备；b.______极：惰性电极。原电池负正电解阴阳(2)其他防护方法①改变金属材料的组成，如制成合金、不锈钢等。②在金属表面覆盖保护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。判断下列说法的正误，并指出错误说法的错因。(1)金属的化学腐蚀比电化学腐蚀更普遍。()错因：______________________________________________________________(2)生铁浸泡在食盐水中发生析氢腐蚀。()错因：______________________________________________________________(3)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。()错因：______________________________________________________________×金属的电化学腐蚀更普遍。×食盐水为中性溶液，生铁发生吸氧腐蚀。×由于铁比锡活泼，锡层破损后，形成原电池，铁作负极，腐蚀加快。(4)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失电子生成Fe3＋。()错因：______________________________________________________________(5)纯银器表面变黑与钢铁生锈原理相同。()错因：______________________________________________________________(6)将水库中的水闸(钢板)与外加直流电源的负极相连，可防止水闸被腐蚀。()×√铁失电子生成Fe2＋。×纯银器表面变黑发生化学腐蚀，钢铁生锈发生电化学腐蚀。1．金属防护效果比较：外加电流法防腐＞牺牲阳极法防腐＞有一般防护条件的防腐。2．金属腐蚀快慢的规律(1)纯度越高的金属，腐蚀得越慢。(2)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。(3)对同一电解质溶液来说，腐蚀由快到慢：电解池原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀。(4)活泼性不同的两种金属，活泼性差异越大，较活泼的金属腐蚀越快。(5)对同一种电解质溶液来说，一般电解质溶液浓度越大，金属腐蚀越快。角度一理解与归纳金属腐蚀的类型1．(2025·南充零诊)研究小组将混合均匀的铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入一定浓度醋酸溶液，进行铁的电化学腐蚀实验，容器中的压强随时间的变化曲线如图2。下列说法正确的是(

)A．0～t1时压强增大的原因可能是铁腐蚀放出热量B．铁被氧化的电极反应式为Fe－3e－===Fe3＋C．碳粉上发生了氧化反应D．铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能解析：题图Ⅱ中没有外加电源，采用的是牺牲阳极法，根据原电池原理，金属棒X应作负极，金属棒X的活泼性应大于铁，才能保护钢管，使其免受腐蚀，若金属棒X是铜，则形成Fe­Cu原电池，会加速铁的腐蚀；题图Ⅱ中钢管作正极，正极上H2O发生还原反应生成H2，电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，故钢管附近土壤中的c(OH－)会增大，pH可能会上升，A正确，C、D错误；题图Ⅰ钢管腐蚀的过程中，负极上Fe失去电子发生氧化反应生成的Fe2＋与正极周围的S2－和OH－反应分别生成FeS和Fe(OH)2，B错误。角度二理解与辨析金属的防护3．(2025·深圳市龙岗区高三期末)铁合金是用途最为广泛的合金材料。下列说法错误的是(

)A．生铁比纯铁更容易生锈B．海水呈弱碱性，轮船钢板在海水中易发生析氢腐蚀C．钢闸门连接直流电源负极，是采用了外加电流保护法D．人行道铁栏杆喷漆可以延缓钢铁腐蚀的速率4．(2024·浙江6月选考)金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图：下列说法正确的是(

)A．图1、图2中，阳极材料本身均失去电子B．图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－C．图2中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果D．图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，钢闸门、阳极均不发生化学反应解析：图2为外加电流法，阳极通常是惰性电极，其本身不失去电子，电解质溶液中的阴离子在其表面失去电子，如海水中的Cl－，A不正确；图2为外加电流法，理论上只要能对抗钢闸门表面的腐蚀电流即可，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时保护效果最好；腐蚀电流会随着环境的变化而变化，若外加电压保持恒定不变，则不能保证抵消腐蚀电流，不利于提高对钢闸门的防护效果，C不正确；图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，说明从牺牲阳极或外加电源传递过来的电子阻止了反应Fe－2e－===Fe2＋的发生，钢闸门不发生化学反应，但是牺牲阳极和辅助阳极上发生了氧化反应，D不正确。角度三分析与比较金属腐蚀的快慢5．如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为(

)A．②①③④⑤⑥ B．⑤④③①②⑥C．⑤④②①③⑥ D．⑤③②④①⑥解析：由题图可知，②③④装置是原电池，②④中金属铁作负极，③中金属铁作正极，作负极的腐蚀速率快，并且两个电极金属活泼性相差越大，负极金属腐蚀速率越快，正极被保护，并且原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀，所以腐蚀速率④＞②＞①，⑤⑥装置是电解池，⑤中金属铁为阳极，⑥中金属铁为阴极，阳极金属被腐蚀速率快，阴极被保护，即腐蚀速率⑤＞⑥，根据电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀及外加电流法的防腐效果强于牺牲阳极法的防腐效果知，铁被腐蚀由快到慢的顺序为⑤④②①③⑥。6．一定条件下，某含碳钢腐蚀情况与溶液pH的关系如下表：核心素养科学探究与创新意识——离子交换膜在电化学中的应用离子交换膜是一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。因它对离子具有选择透过性，且电化学性能优良，在涉及电化学的工业生产中广泛应用。由于离子交换膜能将工业生产与化学知识有机的融合，实现资源的最优配置，考查学生学以致用的能力，故在近几年的电化学高考试题中年年涉及。1．电化学中的离子交换膜(1)离子交换膜的种类及作用阳离子交换膜只允许阳离子透过，不允许阴离子或某些分子透过阴离子交换膜只允许阴离子透过，不允许阳离子或某些分子透过质子交换膜只允许H＋透过，不允许其他阳离子和阴离子透过双极膜由一张阳膜和一张阴膜复合制成。该膜特点是在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－并通过阳膜和阴膜分别向两极区移动，作为H＋和OH－的离子源(2)离子交换膜的功能选择性透过离子，平衡电荷，形成闭合回路。(3)离子交换膜的应用①隔离某些物质，防止发生反应。②用于物质的制备(电解后溶液阴极区或阳极区得到所制备的物质)。③物质分离、提纯。2．含膜电解池装置分析(1)两室电解池工业上利用如图两室电解装置制备烧碱阳极室中的电极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极室中的电极反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴极区H＋放电，破坏了水的电离平衡，使OH－浓度增大，阳极区Cl－放电，使溶液中的c(Cl－)减小，为保持电荷守恒，阳极室中的Na＋通过阳离子交换膜与阴极室中生成的OH－结合，得到浓的NaOH溶液。利用这种方法制备物质，纯度较高，基本没有杂质。3．有“膜”条件下离子定向移动方向的判断方法4．解答“离子交换膜题型”的思维方法第一步分清交换膜类型：即交换膜属于阳离子交换膜、阴离子交换膜或质子交换膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过交换膜第二步写出电极反应式：判断交换膜两侧离子的变化，推断电荷变化，根据电荷平衡判断离子迁移的方向和离子交换膜的类型第三步分析交换膜的作用：在产品制备中，交换膜作用主要是提高产品纯度，避免产物之间发生反应2．(2024·河北卷)阅读以下材料，完成下题。我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg­CO2电池，以Mg(TFSI)2为电解质，电解液中加入1，3­丙二胺(PDA)以捕获CO2，使放电时CO2还原产物为MgC2O4。该设计克服了MgCO3导电性差和释放CO2能力差的障碍，同时改善了Mg2＋的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。下列说法错误的是(

)A．放电时，电池总反应为2CO2＋Mg===MgC2O4B．充电时，多孔碳纳米管电极与电源正极连接C．充电时，电子由Mg电极流向阳极，Mg2＋向阴极迁移D．放电时，每转移1mol电子，理论上可转化1molCO2解析：充电时，Mg电极为阴极，电子从电源负极经外电路流向Mg电极，同时Mg2＋向阴极迁移，C错误。电极过程电极反应式Mg电极放电Mg－2e－===Mg2＋充电Mg2＋＋2e－===Mg多孔碳纳米管电极放电Mg2＋＋2CO2＋2e－===MgC2O4充电MgC2O4－2e－===Mg2＋＋2CO2↑解析：催化电极M上二氧化碳得到电子发生还原反应和水生成甲酸根离子和氢氧根离子：CO2＋2e－＋H2O===HCOO－＋OH－，则M是阴极，那么N是阳极，阳极水失去电子发生氧化反应生成氧气：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，甲酸根离子和氢氧根离子通过阴离子交换膜进入中间室，氢离子通过阳离子交换膜进入中间室，氢氧根离子和氢离子生成水、甲酸根离子和氢离子生成甲酸。由上述分析可知A、B、C错误。4．(2025·太原市高三学业诊断)我国科学家设计了一种由肼(N2H4)制取氢气、海水脱盐以及处理工业废水的电化学系统，其工作原理如图所示。下列说法错误的是(

)A．电极X上发生还原反应，生成1mol气体时转移2mol电子B．处理含肼碱性废水的电极反应为N2H4－4e－＋4OH－===N2↑＋4H2OC．a膜为阴离子交换膜，b膜为阳离子交换膜D．若不考虑其他副反应的发生，同温同压下阴阳两极生成气体的体积比为2∶1解析：电极X上发生还原反应为2H＋＋2e－===H2↑，故生成1molH2时转移2mol电子，A正确；由装置原理图分析可知，B正确，C错误；由阳极和阴极反应式可知总反应为N2H4＋4H＋＋4OH－===2H2↑＋N2↑＋4H2O，故同温同压时，阴阳极生成的气体体积比为2∶1，D正确。高考真题演练1．(2024·湖北卷)2024年5月8日，我国第三艘航空母舰福建舰顺利完成首次海试。舰体表面需要采取有效的防锈措施，下列防锈措施中不形成表面钝化膜的是(

)A．发蓝处理 B．阳极氧化C．表面渗镀 D．喷涂油漆2．(2024·甘肃卷)某固体电解池工作原理如图所示，下列说法错误的是(

)A．电极1的多孔结构能增大与水蒸气的接触面积B．电极2是阴极，发生还原反应：O2＋4e－===2O2－C．工作时O2－从多孔电极1迁移到多孔电极2D．理论上电源提供2mole－能分解1molH2O解析：多孔电极1上H2O(g)发生得电子的还原反应，多孔电极1为阴极，电极反应为2H2O＋4e－===2H2↑＋2O2－；多孔电极2上O2－发生失电子的氧化反应，多孔电极2为阳极，电极反应为2O2－－4e－===O2↑，B错误。6．(2023·浙江6月选考)氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是(

)A．电极A接电源正极，发生氧化反应B．电极B的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－C．应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的NaOH溶液D．改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗解析：电极B为阴极，氧气得电子，其电极反应式为2H2O＋4e－＋O2===4OH－，故B错误。7．(2023·辽宁卷)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如下图所示，其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法正确的是(

)A．b端电势高于a端电势B．理论上转移2mole－生成4gH2C．电解后海水pH下降D．阳极发生：Cl－＋H2O－2e－===HClO＋H＋解析：由题图可知，钛箔电极上有H2生成，H2O得电子发生还原反应，则b为电源负极，a为电源正极，a端电势高于b端电势，A错误；钛箔电极上每生成1molH2转移2mol电子，则生成4gH2理论上转移电子4mol，B错误；阳极O2的产生被抑制，海水中Cl－发生反应：Cl－＋H2O－2e－===HClO＋H＋，阴极发生反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，结合两极反应可知电解后海水中pH升高，C错误，D正确。8．(2023·全国甲卷)用可再生能源电还原CO2时，采用高浓度的K＋抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，装置如下图所示。下列说法正确的是(

)A．析氢反应发生在IrOx­Ti电极上B．Cl－从Cu电极迁移到IrOx­Ti电极C．阴极发生的反应有：2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2OD．每转移1mol电子，阳极生成11.2L气体(标准状况)解析：由题图可知，该装置为电解池，与直流电源正极相连的IrOx­Ti电极为电解池的阳极，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋；铜电极为阴极，电极反应式为2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O、2CO2＋12H＋＋12e－===C2H5OH＋3H2O等，电解池工作时，氢离子通过质子交换膜由阳极室进入阴极室。析氢反应为还原反应，应在阴极发生，即在铜电极上发生，A错误；离子交换膜为质子交换膜，只允许氢离子通过，Cl－不能通过，B错误；根据阳极电极反应式知，每转移1mol电子，生成0.25molO2，在标准状况下体积为5.6L，D错误。9．(2022·广东高考)为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3%NaCl溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是(

)A．加入AgNO3溶液产生沉淀B．加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现C．加入KSCN溶液无红色出现D．加入K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀生成解析：K3[Fe(CN)6]是用于检测Fe2＋的试剂，加入K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀出现，说明溶液中没有亚铁离子，故D能说明铁片没有被腐蚀。

阴极MgCl＋得到电子发生还原反应生成镁单质：MgCl＋＋2e－===Mg＋Cl－，在阴极区不断加入适量的CH3CH2Cl，发生反应CH3CH2Cl＋Mg===CH3CH2MgCl，实现阴极产物的循环利用(3)为减少铅污染，Pb(CH2CH3)4被限制使用。(CH3O)2CO是一种潜在替代品，其电解合成的原理如图所示(Pt/C为催化剂)。总反应化学方程式为__________________________________；外电路转移1mol电子时，理论上可生成(CH3O)2CO的物质的量为________mol。2CH3OH＋CO2===(CH3O)2CO＋H2O0.5解析：(3)由题图及分析可知反应中电子转移存在关系(CH3O)2CO～2e－，则外电路转移1mol电子时，理论上可生成(CH3O)2CO的物质的量为0.5mol。

课时作业[建议用时：40分钟]2．下列关于电化学的叙述正确的是(

)A．图①两极均有气泡产生，滴加酚酞溶液时石墨一极变红B．图②装置可以验证牺牲阳极法C．图③可以模拟钢铁的吸氧腐蚀，碳棒一极的电极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．上述4个装置中，图①、②、④中Fe腐蚀速率较快，图③中Fe腐蚀速率较慢解析：装置a中NaHCO3溶液的作用是吸收SO2气体，CO2与NaHCO3溶液不反应，不能吸收CO2，C错误。

4．(2023·浙江1月选考)在熔融盐体系中，通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi)，电解装置如图，下列说法正确的是(

)A．石墨电极为阴极，发生氧化反应B．电极A的电极反应：8H＋＋TiO2＋SiO2＋8e－===TiSi＋4H2OC．该体系中，石墨优先于Cl－参与反应D．电解时，阳离子向石墨电极移动解析：石墨电极为阳极，电极反应式为C－2e－＋O2－===CO，A错误；该电解池的电解质为熔融盐，不存在H＋，电极A的电极反应式为TiO2＋SiO2＋8e－===TiSi＋4O2－，B错误；根据阳极上生成CO知，石墨优先于Cl－参与反应，C正确；石墨电极为阳极，阴离子O2－向石墨电极移动，D错误。

5．我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是(

)A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应B．通电时，阴极上的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－C．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀D．断电时，锌环上的电极反应为Zn2＋＋2e－===Zn解析：由CuCl是在小孔内壁生成，可知Cl－会从小孔外向小孔内移动，C错误。

7．(2025·佛山市高三教学质量检测)如图装置可合成重要的化工中间体乙醛酸，双极膜中的H2O能解离为H＋和OH－，下列说法正确的是(

)A．石墨电极也可以用Pb代替B．双极膜解离出来的H＋向石墨电极移动C．H2C2O4在Pb电极表面发生反应：HOOC—COOH＋2e－＋2H＋===HOOC—CHO＋H2OD．当石墨电极上析出1molO2，Pb电极附近一定生成2mol乙醛酸解析：石墨电极上析出O2，为阳极，发生反应：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，若用Pb代替，则发生反应：Pb－2e－===Pb2＋，因此石墨电极不能用Pb代替，A错误；电解池中阴离子移向阳极，则双极膜解离出来的OH－向石墨电极移动，B错误；Pb电极上H2C2O4转化为HOOC—CHO，发生反应：HOOC—COOH＋2e－＋2H＋===HOOC—CHO＋H2O，C正确；当石墨电极上析出1molO2，转移4mol电子，Pb电极上发生反应：2H2O＋2e－===H2