文档内容
第3讲 电解池 金属的腐蚀与防护
[考纲要求]
1.了解电解池的工作原理，能写出电极反应和电解反应方程式。
2.了解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。
考点一 电解原理
1知识梳理
1.电解
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 的过程。
在此过程中， 能转化为 能。
2.电解池
（1）电解池的构成条件
①有与 相连的两个电极。
②两个电极插入 或 中。
③形成 。
（2）电极名称及电极反应式（如图）
（3）电子和离子的移动方向
3.阴、阳两极的放电顺序
（1）阳极放电顺序活性电极（Zn、Fe、Cu等）：电极材料失电子；
惰性阳极（Pt、Au、石墨等）： >OH－>含氧酸根>F－。
（2）阴极放电顺序
>H＋（酸中）>Fe2＋>Zn2＋>H＋（水）>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。
[思考]
根据对电解规律的理解，用惰性电极电解3 mol·L－1 NaCl和1 mol·L－1 CuSO 的混
4
合溶液，可看作三个电解阶段。
（ 1 ） 第 一 阶 段 ： 相 当 于 电 解 溶 液 ， 电 解 总 反 应
________________________________________________________________________；
（ 2 ） 第 二 阶 段 ： 相 当 于 电 解 溶 液 ， 电 解 总 反 应
________________________________________________________________________；
（ 3 ） 第 三 阶 段 ： 相 当 于 电 解 溶 液 ， 电 解 总 反 应
________________________________________________________________________。
[判断] （正确的打“√”，错误的打“×”）
（1）电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程（ ）
（2）某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现（ ）
（3）电解CuCl 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（ ）
2
（4）电解盐酸、硫酸等溶液，H＋放电，溶液的pH逐渐增大（ ）
（5）电解时，电解液中阳离子移向阳极，发生还原反应（ ）
（6）用惰性电极电解CuSO 溶液一段时间后，加入Cu（OH） 一定可使电解质溶液恢
4 2
复到电解前的情况（ ）
[提醒]
常见的电解类型（惰性电极）
电解质 电解质溶
类型 实例 电极反应特点 pH
浓度 液复原
NaOH 阴：4H＋＋4e－ 增大 增大 加水
===2H↑
电解 HSO 2 增大 减小 加水
2 4
阳：4OH－－4e
水型
－===2HO＋
NaSO 2 增大 不变 加水
2 4
O↑
2
HCl 电解质电离出 减小 增大 通氯化氢
电解电 的阴、阳离子
解质型 CuCl 分别在两极放 减小 加氯化铜
2
电阴极：HO放
2
放H H 生碱 生成新
2 2
NaCl 增大 通氯化氢
生碱型 阳极：电解质 电解质
阴离子放电
阴极：电解质
放O 阳离子放电 生成新
2
CuSO 减小 加氧化铜
4
生酸型 阳极：HO放 电解质
2
O 生酸
2
2对点速练
练点一 电极的判断与电极反应式书写
1.按要求书写电极反应式和总反应方程式：
（1）用惰性电极电解AgNO 溶液
3
阳 极 反 应 式
________________________________________________________________________；
阴 极 反 应 式
________________________________________________________________________；
总 反 应 离 子 方 程 式
________________________________________________________________________。
（2）用惰性电极电解MgCl 溶液
2
阳 极 反 应 式
________________________________________________________________________；
阴 极 反 应 式
________________________________________________________________________；
总 反 应 离 子 方 程 式
________________________________________________________________________。
（3）用铁作电极电解NaCl溶液
阳 极 反 应 式
________________________________________________________________________；
阴 极 反 应 式
________________________________________________________________________；
总 反 应 化 学 方 程 式
________________________________________________________________________。
（4）用Al作电极电解NaOH溶液阳 极 反 应 式
________________________________________________________________________；
阴 极 反 应 式
________________________________________________________________________；
总 反 应 离 子 方 程 式
________________________________________________________________________。
（5）用Al作阳极，电解HSO 溶液，铝材表面形成氧化膜
2 4
阳 极 反 应 式
________________________________________________________________________；
阴 极 反 应 式
________________________________________________________________________；
总 反 应 化 学 方 程 式
________________________________________________________________________。
练后归纳
电解时电极反应书写“四注意”
1.书写电解池中电极反应式时，如果氢离子来自于水，那电极反应式写水或氢离子都
可以，但书写电解总反应方程式时，要写水分子。
2.阴极材料主要作用是导电，电极本身一般不反应，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，且总反应方程式中注明条件“电解”。
4.电解水溶液时，应注意放电顺序中H＋、OH－之后的离子一般不参与放电。
练点二 电解原理分析判断
2.以石墨为电极分别电解水和饱和食盐水，关于两个电解池反应的说法正确的是（
）
A．阳极反应式相同
B．电解结束后所得液体的pH相同
C．阴极反应式相同
D．通过相同电量时生成的气体总体积相等（同温同压）
3.纳米级CuO由于具有优良的催化性能而受到关注。采用离子交换膜控制电解液中OH
2－的浓度制备纳米级CuO的装置如图所示，发生的反应为：2Cu＋HO=====CuO＋H↑。下列
2 2 2 2
说法正确的是（ ）
A．钛电极发生氧化反应
B．阳极附近溶液的pH逐渐增大
C．离子交换膜应采用阳离子交换膜
D．阳极反应式是：2Cu＋2OH－－2e－===CuO＋HO
2 2
4.用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的NH，模拟装置如图所示。下列说
法正确的是（ ）
A．阳极室溶液由无色变成棕黄色
B．阴极的电极反应式为4OH－－4e－===2HO＋O↑
2 2
C．电解一段时间后，阴极室溶液中的pH升高
D．电解一段时间后，阴极室溶液中的溶质一定是（NH）PO
4 3 4
练点三 电解原理的创新应用
5.一种电化学制备NH 的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H＋。下列叙述错
3
误的是（ ）A．Pd电极b为阴极
B．阴极的反应式为：N＋6H＋＋6e－===2NH
2 3
C．H＋由阳极向阴极迁移
D．陶瓷可以隔离N 和H
2 2
6.（1）硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。由硫化氢获得硫单质有
多种方法。
将用烧碱吸收HS后所得的溶液加入如图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程
2
中阳极区发生如下反应：
S2－－2e－===S （n－1）S＋S2－===S2−
n
①写出电解时阴极的电极反应式： 。
②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成
。
（2）电解NO制备NHNO ，其工作原理如图所示，为使电解产物全部转化为NHNO ，需
4 3 4 3
补 充 物 质 A ， A 是 ， 说 明 理 由 ：
________________________________________________________________________。考点二 电解原理的应用
1知识梳理
1.电解饱和食盐水
（1）电极反应
阳极反应式： （ 反应）
阴极反应式： （ 反应）
（2）总反应方程式
2NaCl＋2HO=====2NaOH＋H↑＋Cl↑
2 2 2
离子反应方程式：2Cl－＋2HO=====2OH－＋H↑＋Cl↑
2 2 2
2.电解精炼铜
（1）电极材料：阳极为 ；阴极为 。
（2）电解质溶液：含Cu2＋的盐溶液。
（3）电极反应：
阳极： 、 、 、
；
阴极： 。
3.电镀
右图为金属表面镀银的工作示意图，据此回答下列问题：
（1）镀件作 极，镀层金属银作 极。
（2）电解质溶液是 。
（3）电极反应：
阳 极 ：
________________________________________________________________________；
阴 极 ：
________________________________________________________________________。（4）特点： 极溶解， 极沉积，电镀液的浓度 。
4.电冶金
利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。
（1）冶炼钠
2NaCl（熔融）=====2Na＋Cl↑
2
电极反应：
阳 极 ：
________________________________________________________________________；
阴 极 ：
________________________________________________________________________。
（2）冶炼铝
2AlO（熔融）=====4Al＋3O↑
2 3 2
电极反应：
阳 极 ：
________________________________________________________________________；
阴 极 ：
________________________________________________________________________。
（3）冶炼Mg、Ca与钠相似都是电解氯化物，因AlCl 是共价化合物，故电解AlO 制
3 2 3
Al。
[判断] （正确的打“√”，错误的打“×”）
（1）电解铜和电解精炼铜时，电解质溶液中的c（Cu2＋）均保持不变（ ）
（2）电解冶炼镁、铝通常电解MgCl 和AlO，也可电解MgO和AlCl（ ）
2 2 3 3
（3）若把Cu＋HSO===CuSO＋H↑设计成电解池，应用Cu作阳极（ ）
2 4 4 2
（4）电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料（ ）
（5）在镀件上电镀铜时，镀件应连接电源的正极（ ）
（6）电解精炼时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料（ ）
2对点速练
练点一 氯碱工业分析与拓展
1.如图为电解饱和食盐水装置，下列有关说法不正确的是（ ）A.左侧电极上发生氧化反应
B．右侧生成的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
C．电解一段时间后，B口排出NaOH溶液
D．电解饱和食盐水的离子方程式：2Cl－＋2HO=====2OH－＋H↑＋Cl↑
2 2 2
2.用电解法可提纯含有某种含氧酸根杂质的粗KOH溶液，其工作原理如图所示。下列
有关说法错误的是（ ）
A．阳极反应式为4OH－－4e－===2HO＋O↑
2 2
B．通电后阴极区溶液pH会增大
C．K＋通过交换膜从阴极区移向阳极区
D．纯净的KOH溶液从b口导出
练后归纳
（1）氯碱工业的生产流程图：
（2）阳离子交换膜的作用：
阳离子交换膜只允许阳离子（Na＋）通过，而阻止阴离子（Cl－、OH－）和分子（Cl）
2
通过，这样既能阻止H 和Cl 混合爆炸，又能避免Cl 和NaOH溶液作用生成的NaClO影响烧
2 2 2
碱质量。应用：氯碱工业制烧碱、氯气和氢气。
练点二 电镀、电冶与精炼
3.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
HSOHCO 混合溶液。下列叙述错误的是（ ）
2 4 2 2 4
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Al3＋＋3e－===Al
D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动
4.金属镍有广泛的用途，粗镍中含有Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制得高纯度
的镍。下列叙述中正确的是（已知：氧化性Fe2＋原电池原理引起
的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
（2）对同一金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液
中（浓度相同）。
（3）活泼性不同的两种金属，活泼性差异越大，腐蚀越快。
（4）对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀速率越快。
练点二 金属的腐蚀与防护措施
3.支撑海港码头基础的防腐技术，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
4.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2HO＋2e－===H↑＋2OH－
2 2
C．断电时，锌环上的电极反应为Zn2＋＋2e－===Zn
D．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀
练后归纳
影响金属腐蚀的因素包括金属本身的性质和外界环境两个方面：
（1）就金属本身的性质来说，金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀。
（2）外界环境对金属腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体
或电解质溶液，都容易被腐蚀。
由于在通常情况下，金属表面不会遇到酸性较强的溶液，所以吸氧腐蚀是金属腐蚀的
主要形式，而且析氢腐蚀最终也会被吸氧腐蚀所代替。
本讲真题研练
1.[2020·全国卷Ⅱ，12]电致变色器件可智能调控太阳光透过率，从而实现节能。下
图是某电致变色器件的示意图。当通电时，Ag＋注入到无色WO 薄膜中，生成AgWO ，器件呈
3 x 3
现蓝色，对于该变化过程，下列叙述错误的是（ ）A.Ag为阳极
B.Ag＋由银电极向变色层迁移
C.W元素的化合价升高
D.总反应为：WO＋xAg===AgWO
3 x 3
2. [2020·山东卷，13]采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧
水的装置如图所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是（ ）
A.阳极反应为2HO－4e－===4H＋＋O↑
2 2
B.电解一段时间后，阳极室的pH未变
C.电解过程中，H＋由a极区向b极区迁移
D.电解一段时间后，a极生成的O 与b极反应的O 等量
2 2
3.[2020·江苏卷，11]将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。
在如图所示的情境中，下列有关说法正确的是（ ）
A.阴极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
B.金属M的活动性比Fe的活动性弱
C.钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
D.钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
4.[2019·全国卷Ⅱ，27（4）]环戊二烯可用于制备二茂铁[Fe（CH ） ，结构简式为
5 5 2]，后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示，其中
电解液为溶解有溴化钠（电解质）和环戊二烯的DMF溶液（DMF为惰性有机溶剂）。
该电解池的阳极为 ，总反应为 。电解制备需要在
无水条件下进行，原因为 。
5.[2019·全国卷Ⅲ，28（4）]在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最
近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所
示：
负极区发生的反应有 （写反应方程式）。电路中转移
1 mol电子，需消耗氧气 L（标准状况）。
6.[2018·全国卷Ⅰ，13]最近我国科学家设计了一种CO ＋HS协同转化装置，实现对
2 2
天然气中CO 和HS的高效去除。示意图如下图所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯（石墨烯包
2 2
裹的ZnO）和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：
①EDTAFe2＋－e－===EDTAFe3＋
②2EDTAFe3＋＋HS===2H＋＋S＋2EDTAFe2＋
2该装置工作时，下列叙述错误的是（ ）
A.阴极的电极反应：CO＋2H＋＋2e－===CO＋HO
2 2
B.协同转化总反应：CO＋HS===CO＋HO＋S
2 2 2
C.石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低
D.若采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTAFe3＋/EDTAFe2＋，溶液需为酸性
7.[2018·北京卷，12]验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下（烧杯内均为经过酸化
的3%NaCl溶液）。
① ② ③
在Fe表面生
试管内无明显变化 试管内生成蓝色沉淀
成蓝色沉淀
下列说法不正确的是（ ）
A．对比②③，可以判定Zn保护了Fe
B．对比①②， K[Fe（CN）]可能将Fe氧化
3 6
C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法
D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼第3讲 电解池 金属的腐蚀与防护
考点一
1知识梳理
1．氧化还原反应 电 化学
2．(1)直流电源 电解质溶液 熔融盐 闭合回路 (2)阳极 氧化 2Cl－－2e－
===Cl↑ 阴极 还原 Cu2＋＋2e－===Cu
2
3．(1)S2－>I－>Br－>Cl－ (2)Ag＋>Fe3＋>Cu2＋
思考 答案：(1)1 mol·L－1 CuCl
2
CuCl=====Cu＋Cl↑
2 2
(2)1 mol·L－1 NaCl 2NaCl＋2HO=====2NaOH＋H↑＋Cl↑
2 2 2
(3)1 mol·L－1 NaOH 2HO=====O↑＋2H↑
2 2 2
判断 答案：(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)×
2对点速练
1．答案：(1)4OH－－4e－===O↑＋2HO(或2HO－4e－===O↑＋4H＋)
2 2 2 2
4Ag＋＋4e－===4Ag
4Ag＋＋2HO=====4Ag＋O↑＋4H＋
2 2
(2)2Cl－－2e－===Cl↑
2
2H＋＋2e－===H↑(或2HO＋2e－===H↑＋2OH－)
2 2 2
Mg2＋＋2Cl－＋2HO=====Mg(OH)↓＋Cl↑＋H↑
2 2 2 2
(3)Fe－2e－===Fe2＋
2H＋＋2e－===H↑(或2HO＋2e－===H↑＋2OH－)
2 2 2
Fe＋2HO=====Fe(OH)↓＋H↑
2 2 2
(4)2Al－6e－＋8OH－===2AlO−
＋4HO
2 2
6HO＋6e－===3H↑＋6OH－(或6H＋＋6e－===3H↑)
2 2 2
2Al＋2HO＋2OH－=====2AlO−
＋3H↑
2 2 2
(5)2Al－6e－＋3HO===AlO＋6H＋
2 2 3
6H＋＋6e－===3H↑
2
2Al＋3HO=====AlO＋3H↑
2 2 3 2
2．解析：A项，以石墨为电极电解水，阳极：4OH－－4e－===2HO＋O↑，以石墨为电
2 2极电解饱和食盐水，阳极：2Cl－－2e－===Cl↑，二者阳极电极反应式不同，故A错误；B项，
2
电解水溶液的pH不变，电解饱和氯化钠溶液生成氢氧化钠、氯气和氢气，pH变大，所以电
解结束后所得液体的pH不相同，故B错误；C项，以石墨为电极分别电解水和饱和食盐水阴
极上都是2H＋＋2e－===H↑，所以阴极电极反应式相同，故C正确；D项，设转移电子数为4
2
mol，则依据电解方程式：2HO=====2H↑＋O↑～4e－，电解水生成3 mol气体，依据电解方
2 2 2
程式2NaCl＋2HO=====2NaOH＋Cl↑＋H↑～2e－，电解饱和食盐水生成4 mol气体，故D错
2 2 2
误。
答案：C
3．解析：钛电极为阴极，发生还原反应，A项错误；铜作阳极，阳极上铜发生失电子
的氧化反应，电极反应式为2Cu＋2OH－－2e－===CuO＋HO，OH－由阴极区迁移到阳极区参与反
2 2
应，离子交换膜应为阴离子交换膜，C项错误，D项正确；由阴极区迁移过来的OH－在阳极全
部参与反应，消耗OH－，pH值减小，B项错误。
答案：D
4．解析：阳极上Fe发生氧化反应，溶液由无色变为浅绿色，A项错误；阴极上H＋发
生还原反应：2H＋＋2e－===H↑，B项错误；根据阴极上电极反应，阴极消耗H＋，电解一段时
2
间后，阴极室溶液pH升高，C项正确；电解一段时间后，阴极室溶液中溶质除(NH)PO 外，
4 3 4
还可能有NHHPO、(NH)HPO 等，D项错误。
4 2 4 4 2 4
答案：C
5．解析：A.此装置为电解池，总反应是N ＋3H===2NH ，Pd电极b上是氢气发生反应，
2 2 3
即氢气失去电子化合价升高，Pd电极b为阳极，故A说法错误；B.根据A选项分析，Pd电极
a为阴极，反应式为N ＋6H＋＋6e－===2NH ，故B说法正确；C.根据电解池的原理，阳离子在
2 3
阴极上放电，即由阳极移向阴极，故C说法正确；D.根据装置图，陶瓷隔离N 和H ，故D说
2 2
法正确。
答案：A
6．解析：(1)①电解时，阴极区溶液中的阳离子放电，即水溶液中的H＋放电生成H 。
2
②由题给反应可知，阳极区生成了S2− ，S2− 可以理解为(n－1)S＋S2－，加入稀硫酸生成S单
n n
质和HS气体。
2
(2)根据电解NO制备NHNO 的工作原理示意图知：阴极反应式为 3NO＋15e－＋18H＋
4 3===3NH+ ＋3HO，阳极反应式为 5NO－15e－＋10HO===5NO− ＋20H＋，总反应式为 8NO＋
4 2 2 3
7HO=====3NHNO＋2HNO，为了使电解产生的HNO 全部转化为NHNO，应补充NH。
2 4 3 3 3 4 3 3
答案：(1)①2HO＋2e－===H↑＋2OH－
2 2
②S2− ＋2H＋===(n－1)S↓＋HS↑
n 2
(2)NH 根据总反应：8NO＋7HO=====3NHNO＋2HNO，电解产生的HNO 多，应补充NH
3 2 4 3 3 3 3
考点二
1知识梳理
1．(1)2Cl－－2e－===Cl↑ 氧化 2H＋＋2e－===H↑ 还原
2 2
2．(1)粗铜 纯铜 (3)Zn－2e－===Zn2＋ Fe－2e－===Fe2＋ Ni－2e－===Ni2＋ Cu－2e
－===Cu2＋ Cu2＋＋2e－===Cu
3．(1)阴 阳 (2)AgNO 溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液
3
(3)Ag－e－===Ag＋ Ag＋＋e－===Ag (4)阳 阴 不变
4．(1)2Cl－－2e－===Cl↑ 2Na＋＋2e－===2Na (2)6O2－－12e－===3O↑ 4Al3＋＋12e－
2 2
===4Al
判断 答案：(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√
2对点速练
1．答案：B
2．解析：阳极区为粗KOH溶液，阳极上OH－失电子发生氧化反应：4OH－－4e－===2HO
2
＋O↑，A项正确；阴极上HO得电子发生还原反应：2HO＋2e－===H↑＋2OH－，阴极区附近
2 2 2 2
溶液中c(OH－)增大，pH增大，B项正确；电解时阳离子向阴极移动，故K＋通过阳离子交换膜
从阳极区移向阴极区，C项错误；阴极区生成KOH，故纯净的KOH溶液从b口导出，D项正确。
答案：C
3．解析：A对：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，
阳极电极反应为2Al－6e－＋3HO===AlO ＋6H＋。B对，C错：阴极发生的电极反应为2H＋＋2e
2 2 3
－===H↑，阴极可选用不锈钢网作电极。D对：电解质溶液中的阴离子向阳极移动。
2
答案：C
4．解析：电解时，阳极Zn、Fe、Ni失去电子，发生氧化反应，A项错误；因氧化性
Ni2＋>Fe2＋>Zn2＋，故阴极反应式为Ni2＋＋2e－===Ni，可见，阳极质量减少是因为Zn、Fe、Ni溶解，而阴极质量增加是因为Ni析出，B项错误；电解后溶液中的阳离子除Fe2＋和Zn2＋外，
还有Ni2＋和H＋，C项错误。
答案：D
5．解析：A项，阳极应发生氧化反应；B项，盖·吕萨克法制钠原理是根据钠的沸点
较低、易从反应混合物中分离出来，从而使化学平衡向正向移动；C项，根据反应方程式可
知用戴维法制取金属钠，每反应产生4 mol Na转移电子的物质的量是4 mol，而用盖·吕萨
克法制得4 mol的钠转移电子的物质的量是8 mol，因此制取等量的金属钠，转移电子的物
质的量不相等；D项，由于NaCl是离子化合物，可用电解熔融氯化钠的方法制金属钠。
答案：D
6．解析：电解过程中Zn被氧化，作阳极，所以Zn与电源的正极相连，A错误；Zn2＋
透过阳离子交换膜到达左侧与生成的CO2−
形成ZnCO ，B错误；没有给出气体所处的温度和
2 4 2 4
压强，D错误。
答案：C
7．解析：电解质中的阴离子 O2－、Cl－向阳极移动，由图示可知阳极生成 O 、CO、
2
CO ，所以电极反应为2O2－－4e－===O↑，O 与石墨反应生成CO、CO ，A、C、D项错误，只有
2 2 2 2
B项正确。
答案：B
8．解析：阳极产生ClO－，发生的反应为Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋HO，所以阳极一
2
定是石墨电极而不是铁电极，A、B两项正确；阴极是HO得电子产生H ，C项正确；溶液的
2 2
pH为9～10，显碱性，因而除去CN－的反应为2CN－＋5ClO－＋2OH－===N↑＋2CO2− ＋5Cl－＋
2 3
HO，D项错误。
2
答案：D
9．解析：由A室产生N ，可知A室的电解质溶液为NaNO 和NaNO
的混合溶液，NO−
在
2 3 2 2
电极Ⅰ上放电生成N ，则电极Ⅰ为阴极，电极Ⅱ为阳极，B室的电解质溶液为NaOH溶液，OH
2
－在电极Ⅱ上放电生成O。
2
答案：①阳 O ②2NO− ＋6e－＋4HO===8OH－＋N↑
2 2 2 2考点三
1知识梳理
1．失去电子 金属阳离子 氧化
2．(1)非金属单质直接 电解质溶液 无 有微弱 氧化 氧化 电化学 (2)水膜酸
性较强(pH≤4.3) 水膜酸性很弱或呈中性 Fe－2e－===Fe2＋ 2H＋＋2e－===H↑ O ＋2HO＋
2 2 2
4e－===4OH－ Fe＋2H＋===Fe2＋＋H↑ 2Fe＋O＋2HO===2Fe(OH) 吸氧腐蚀
2 2 2 2
3．(1)负 正 阴 阳
思考 答案：铁锅中含有的Fe、C和电解质溶液构成原电池，活泼金属作负极，Fe为
负极，C作正极。具体电极反应如下：
负极：2Fe－4e－===2Fe2＋
正极：O＋4e－＋2HO===4OH－
2 2
2Fe＋O＋2HO===2Fe(OH)
2 2 2
4Fe(OH)＋O＋2HO===4Fe(OH)
2 2 2 3
2Fe(OH)===FeO·xHO(铁锈)＋(3－x)HO
3 2 3 2 2
判断 答案：(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)√
2对点速练
1．解析：①是Fe为负极，杂质为正极的原电池腐蚀，是钢铁的吸氧腐蚀，腐蚀较慢。
②、③、④实质均为原电池装置。③中Fe为正极，被保护；②、④中Fe为负极，均被腐蚀，
但Fe和Cu的金属活泼性差别比Fe和Sn的大，故Fe－Cu原电池中Fe被腐蚀较快；⑤是Fe
接电源正极作阳极，Cu接电源负极作阴极的电解腐蚀，加快了Fe的腐蚀；⑥Fe接电源负极
作阴极，Cu接电源正极作阳极，防止了Fe的腐蚀。根据以上分析可知：铁在其中被腐蚀由
快到慢的顺序为⑤>④>②>①>③>⑥。
答案：C
2．解析：图a中，海水的液面与空气的交界处腐蚀最严重，A项错误；图b中，开关
由M改置于N时，形成原电池，Zn为负极，Cu－Zn合金为正极，腐蚀速率减小，B项正确；
图c中，接通开关时，形成原电池，Zn为原电池的负极，Zn腐蚀速率增大，Pt电极上放出
气体的速率也增大，C项错误；Zn－MnO 干电池中Zn作负极，干电池放电腐蚀主要是由Zn的
2
还原作用引起的，D项错误。
答案：B
3．解析：钢管桩接电源的负极，高硅铸铁接电源的正极，通电后，外电路中的电子从高硅铸铁(阳极)流向正极，从负极流向钢管桩(阴极)，A、B正确；C项，题给信息高硅铸铁
为“惰性辅助阳极”不损耗，错误。
答案：C
4．解析：锌环与电源的正极相连，为阳极，A项正确；断电时，Zn比铁活泼，做负极，
电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，C项错误。
答案：C
本讲真题研练
1．解析：本题重点考查电解原理及其应用。根据题给装置图可知，该装置有外接电源，
为电解池，且Ag电极作阳极，故A项正确；通电时，阳极反应式为Ag－e－===Ag＋，生成的
Ag＋通过固体电解质进入电致变色层，与WO 结合得到AgWO ，W的化合价降低，阴极反应式
3 x 3
为WO＋xe－===WOx−
，总反应为xAg＋WO===AgWO，故B、D项正确，C项错误。
3 3 3 x 3
答案：C
2．解析：结合题图，可知a极上产生O ，发生的反应为水被氧化生成O 的反应，即a
2 2
极为阳极，b极为阴极，电极反应式如表：
电极名称 电极反应式
a极(阳极) 2HO－4e－===4H＋＋O↑
2 2
b极(阴极) 2H＋＋O＋2e－===HO
2 2 2
结合上述分析可知，A项正确；电解一段时间后，溶液中H＋浓度未变，即阳极室的pH
未变，B项正确；电解过程中H＋通过质子交换膜，从a极区向b极区迁移，C项正确；由阴、
阳极的电极反应式，可知电解一段时间后，b极消耗O 的量是a极生成O 的量的2倍，即a
2 2
极生成的O 与b极反应的O 的量不相等，D项错误。
2 2
答案：D
3．解析：本题考查金属的腐蚀与防护，考查的化学学科核心素养是科学态度与社会责
任。该装置中阴极发生还原反应，A项错误；金属M被氧化，即金属活动性：M>Fe，B项错误；钢铁设施为原电池的正极，表面积累大量电子而被保护，C项正确；海水中含有大量的NaCl
等电解质，而河水中电解质较少，故钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的慢，D项错
误。
答案：C
4．解析：根据反应历程可知，铁电极溶解生成了 Fe2＋，故应让Fe电极作电解池的阳
极；由反应历程可知，反应物为Fe与环戊二烯，生成物为二茂铁和H，再根据原子守恒写出
2
总反应式；根据反应历程中有Na生成，水会与Na反应，从而中止反应，且电解过程中水会
在阴极生成OH－，进一步与Fe2＋反应生成Fe(OH)。
2
答案：Fe电极
Fe＋2 === ＋H↑[Fe＋2CH===Fe(CH)＋H↑]
2 5 6 5 5 2 2
水会阻碍中间物Na的生成；水会电解生成OH－，进一步与Fe2＋反应生成Fe(OH)
2
5．解析：负极区发生的是得电子的还原反应，故负极区的反应有Fe3＋＋e－===Fe2＋、
4Fe2＋＋O＋4H＋===4Fe3＋＋2HO；根据得失电子守恒得出关系式：
2 2
1
Fe3＋～e－～Fe2＋～ O
4 2
1 mol 0.25 mol
n(O)＝0.25 mol，标准状况下体积为5.6 L。
2
答案：Fe3＋＋e－===Fe2＋，4Fe2＋＋O＋4H＋===4Fe3＋＋2HO 5.6
2 2
6．解析：阴极发生还原反应，氢离子由交换膜右侧向左侧迁移，阴极的电极反应式为
CO＋2e－＋2H＋===CO＋HO，A项正确；结合阳极区发生的反应，可知协同转化总反应为 CO＋
2 2 2
HS===S＋CO＋HO，B项正确；石墨烯作阳极，其电势高于ZnO@石墨烯的，C项错误；Fe3＋、
2 2
Fe2＋在碱性或中性介质中会生成沉淀，它们只稳定存在于酸性较强的介质中，D项正确。
答案：C
7．解析：②中Zn作负极，发生氧化反应生成Zn2＋，Fe作正极被保护，所以取出的少
量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，试管内无明显变化。但③中没有 Zn保护Fe，Fe在酸
性环境中发生析氢腐蚀，Fe作负极被氧化生成Fe2＋，所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入
铁氰化钾溶液，生成蓝色沉淀，对比②③可知Zn保护了Fe，A项正确；①与②的区别在于：
前者是将铁氰化钾溶液直接滴入烧杯中，而后者是在取出的少量Fe附近的溶液中滴加铁氰化
钾溶液，①中出现了蓝色沉淀，说明有Fe2＋生成。对比分析可知，可能是铁氰化钾氧化Fe生
成了Fe2＋，B项正确；通过上述分析可知，验证Zn保护Fe时不能用①的方法，C项正确；若将Zn换成Cu，铁氰化钾仍会将Fe氧化为Fe2＋，在铁的表面同样会生成蓝色沉淀，所以无法
判断Fe2＋是不是负极产物，即无法判断Fe与Cu的活泼性，D项错误。
答案：D
