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高考解密09 电化学基础
考点热度 ★★★★★
考点1、原电池原理及其应用
1．（2022·湖南·高考真题）海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如下。下
列说法错误的是
A．海水起电解质溶液作用
B．N极仅发生的电极反应：
C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
D．该锂-海水电池属于一次电池
【解析】锂海水电池的总反应为2Li+2HO═2LiOH+H↑， M极上Li失去电子发生氧化反应，则M电极为负
2 2
极，电极反应为Li-e-=Li+，N极为正极，电极反应为2HO+2e-=2OH-+H↑，同时氧气也可以在N极得电子，
2 2
电极反应为O+4e-+2HO=4OH-。A．海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，可作为电解质溶液，
2 2
故A正确；B．由上述分析可知，N为正极，电极反应为2HO+2e-=2OH-+H↑，和反应O+4e-+2HO=4OH-，故
2 2 2 2
B错误；C．Li为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应，并能传导离子，故C正确；
D．该电池不可充电，属于一次电池，故D正确；答案选B。
【答案】B
考点2、电解池原理及其应用
2．（2023·浙江·高考真题）在熔融盐体系中，通过电解 和 获得电池材料 ，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：
C．该体系中，石墨优先于 参与反应
D．电解时，阳离子向石墨电极移动
【解析】由图可知，在外加电源下石墨电极上C转化为CO，失电子发生氧化反应，为阳极，与电源正极相
连，则电极A作阴极， 和 获得电子产生电池材料 ，电极反应为
。A．在外加电源下石墨电极上C转化为CO，失电子发生氧化反应，为阳极，
选项A错误；B．电极A的电极反应为 ，选项B错误；C．根据图中信息可知，
该体系中，石墨优先于 参与反应，选项C正确；D．电解池中石墨电极为阳极，阳离子向阴极电极A移
动，选项D错误；答案选C。
【答案】C
考点3、金属腐蚀与防护
3．（2022·广东·高考真题）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 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 溶液产生沉淀 B．加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现
C．加入 溶液无红色出现 D．加入 溶液无蓝色沉淀生成
【解析】镀层有破损的镀锌铁片被腐蚀，则将其放入到酸化的3%NaCl溶液中，会构成原电池，由于锌比铁
活泼，作原电池的负极，而铁片作正极，溶液中破损的位置会变大，铁也会继续和酸化的氯化钠溶液反应
产生氢气，溶液中会有亚铁离子生成。A．氯化钠溶液中始终存在氯离子，所以加入硝酸银溶液后，不管
铁片是否被腐蚀，均会出现白色沉淀，故A不符合题意；B．淀粉碘化钾溶液可检测氧化性物质，但不论铁
片是否被腐蚀，均无氧化性物质与碘化钾发生反应，故B不符合题意；C．KSCN溶液可检测铁离子的存在，
上述现象中不会出现铁离子，所以无论铁片是否被腐蚀，加入KSCN溶液后，均无红色出现，故C不符合题
意；D．K[Fe(CN)]是用于检测Fe2+的试剂，若铁片没有被腐蚀，则溶液中不会生成亚铁离子，则加入
3 6
K[Fe(CN)]溶液就不会出现蓝色沉淀，故D符合题意。综上所述，答案为D。
3 6
【答案】D1、对点核心素养
(1)变化观念与平衡思想:能以变化观念认识电化学反应的本质是氧化还原反应,能多角度、动态分析电化
学反应,并运用电化学原理解决实际问题。
(2)证据推理与模型认知:能运用原电池、电解池模型示意图解释电极及电池反应现象,揭示“放电”“充
电”时现象的本质与规律。培养证据推理意识
(3)科学探究与创新意识:能够发现和提出有探究价值的新型化学电源、确定探究目的,设计探究方案,进行
实验探究,能根据实验现象总结规律,培养科学探究与创新意识。
(4)科学态度与社会责任：通过原电池和电解池等电化学问题在环境污染与防治应用，以培养学生科学态
度与社会责任。
2、对点命题分析
电化学内容是高考试卷中的常客，是氧化还原反应知识的应用和延伸，命题在继续加强基本知识考查
的基础上，更加注重了试题题材的生活化、实用化、情境化，同时也加强了不同知识间的相互渗透与融合，
试题的背景较为新颖，侧重考查分析判断、获取信息解答问题及计算能力。题型有以新型电池为背景的选
择题和以电极反应式书写为主的填空题，通常考查的知识点是从闭合回路的形成角度分析原电池、电解池
的工作原理，电极的判断，电极反应式的书写，电子的转移或电流的方向和溶液中离子的移动方向的判断，
溶液pH的变化，离子交换膜作用，有关计算，理解原电池和电解池原理的实际应用等，难度一般偏大。
解题时要求掌握“结合反应原理，根据元素化合价变化，正确判断电极发生的反应和书写电极反应方程
式”的方法。
核心考点一 原电池 化学电源
1．“五类”依据判断原电池电极：
(1)依据构成原电池两极的电极材料判断。一般是较活泼的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非
金属为正极。
(2)依据原电池两极发生反应的类型判断。负极发生氧化反应;正极发生还原反应。
(3)依据电子流动方向或电流方向判断。在外电路中,电子由负极流向正极,电流由正极流向负极。
(4)依据原电池电解质溶液中离子的移动方向判断。阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。
(5)依据原电池盐桥中离子的移动方向判断。阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。
2．“三步”突破原电池电极反应式的书写：
第一步：分析氧化还原反应
根据氧化还原反应，分析元素化合价的升降，确定正负极反应物质及电子得失数目
第二步：注意电解质溶液环境
分析电解质溶液的酸碱性及离子参加反应的情况，确定电极反应，写出电极反应式
第三步：合并正、负电极反应
调整两极反应式中得失电子数目相等并叠加，消去电子，得出总反应式
3．解答新型化学电源的步骤
(1)判断电池类型→确认电池原理→核实电子、离子移动方向。
(2)确定电池两极→判断电子、离子移动方向→书写电极反应和电池反应。(3)充电电池→放电时为原电池→失去电子的为负极反应。
(4)电极反应→总反应离子方程式减去较简单一极的电极反应式→另一电极反应式。
4．化学电源
(1)一次电池
负极材料：Zn
电极反应： Zn ＋ 2OH － － 2e － == =Zn(OH)
2
碱性锌锰
正极材料：碳棒
干电池
电极反应：2MnO ＋2HO＋2e－===2MnOOH＋2OH－
2 2
总反应：Zn＋2MnO ＋2HO===2MnOOH＋Zn(OH)
2 2 2
负极材料：Zn
电极反应： Zn ＋ 2OH － － 2e － == =Zn(OH)
2
锌银电池 正极材料：Ag O
2
电极反应：Ag O＋HO＋2e－===2Ag＋2OH－
2 2
总反应：Zn＋Ag O＋HO===Zn(OH) ＋2Ag
2 2 2
(2)二次电池
铅蓄电池是最常见的二次电池，总反应为
Pb(s)＋PbO (s)＋2HSO (aq) 2PbSO (s)＋2HO(l)
2 2 4 4 2
(3)燃料电池
氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池：总反应式：2H＋O===2H O
2 2 2
①酸性介质
负极：2H－4e－===4H＋ 正极：O＋4H＋＋4e－===2H O
2 2 2
②碱性介质
负极：2H＋4OH－－4e－===4H O 正极：O＋2HO＋4e－===4OH－
2 2 2 2
③熔融的金属氧化物作介质
负极：2H－4e－＋2O2－===2H O 正极：O＋4e－===2O2－
2 2 2
④碳酸盐作介质
负极：2H－4e－＋2CO===2H O＋2CO 正极：O＋4e－＋2CO===2CO
2 2 2 2 25.电解池中电极反应式的书写方法
(1)书写步骤
①首先注意阳极是活性材料还是惰性材料。
②分析确定溶液中所有阴阳离子并清楚放电顺序。
③根据放电顺序分析放电产物。
④根据电解质溶液的酸碱性确定电极反应式中是否有H＋、OH－或HO参与；最后配平电极反应式。
2
(2)介质对电极反应式的影响
①在电解池电极方程式中，如果是H＋或OH－放电，则电解质溶液的酸碱性对电极反应式没有影响。
②酸性溶液反应物或生成物中均没有OH－。
③碱性溶液反应物或生成物中均没有H＋。
(3)电极产物的溶解性对电极反应式的影响。
电解MgCl 溶液时的阴极反应式应为：Mg2＋＋2HO＋2e－===Mg(OH) ↓＋H↑，而不是 2H＋＋2e－
2 2 2 2
===H ↑。
2
总反应离子方程式为：Mg2＋＋2Cl－＋2HO=====Mg(OH) ↓＋Cl↑＋H↑。
2 2 2 2
不能把电解MgCl 溶液的离子方程式写成：2Cl－＋2HO=====2OH－＋Cl↑＋H↑，忽视了生成难溶的
2 2 2 2
Mg(OH) 。
2
核心考点二 电解原理及其应用
1．“五类”依据判断电解池电极
判断依据
电极材料 电极反应 电子流向 离子移向 电极现象
电极
电极溶解或
阳极 与电源正极相连 氧化反应 流出 阴离子移向
pH减小
电极增重或
阴极 与电源负极相连 还原反应 流入 阳离子移向
pH增大
2．电解池电极反应式的书写模式：
注：阳极阴离子放电次序：非惰性电极>S2->I->Br->Cl->OH->高价含氧酸根离子>F-
阴极阳离子放电次序一般为：Ag+>Hg2+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+
当然，微粒的浓度也会影响放电的顺序，如电镀锌时，溶液中C(Zn2+)>C(H+),放电次序 Zn2+>H+。
3．电解原理的应用(1)电解饱和食盐水。
阳极反应式：2Cl－－2e－===Cl↑(氧化反应) 阴极反应式：2H＋＋2e－===H ↑(还原反应)
2 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
(3)应用：氯碱工业制烧碱、氢气和氯气
阳极：钛网(涂有钛、钌等氧化物涂层)。
阴极：碳钢网。
阳离子交换膜：①只允许阳离子通过，能阻止阴离子和气体通过。②将电解槽隔成阳极室和阴极室。
(2)电解精炼铜
(3)电镀铜
(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
总方程式 阳极、阴极反应式
冶炼钠 2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl↑ 2Cl－－2e－===Cl↑，2Na＋＋2e－===2Na
2 2
冶炼镁 MgCl (熔融)=====Mg＋Cl↑ 2Cl－－2e－===Cl↑，Mg2＋＋2e－===Mg
2 2 2
冶炼铝 2Al O(熔融)=====4Al＋3O↑ 6O2－－12e－===3O ↑，4Al3＋＋12e－===4Al
2 3 2 2
4．有关电化学计算的三大方法
(1)根据电子守恒计算
用于串联电路中电解池阴阳两极产物、原电池正负两极产物、通过的电量等类型的计算，其依据是电路中
转移的电子数相等。
(2)根据总反应式计算先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。
(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。
如以通过4 mol e－为桥梁可构建如下关系式：
(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)
5．常见膜化学：
(1)膜的作用：阳离子交换膜允许阳离子通过，不允许阴离子通过；阴离子交换膜允许阴离子通过，不允许
阳离子通过；质子交换膜允许质子通过而避免不同电极区域内某些离子间的反应。
(2)阴、阳离子交换膜的判断
①看清图示，是否在交换膜上标注了阴、阳离子，是否标注了电源的正、负极，是否标注了电子流向、电
荷流向等，明确阴、阳离子的移动方向。
②根据原电池、电解池中阴、阳离子的移动方向，结合题意中给出的制备、电解物质等信息，找出物质生
成或消耗的电极区域、确定移动的阴、阳离子，从而推知离子交换膜的种类。
6．原电池、电解池、电镀池判定
（1）若无外接电源，可能是原电池，然后根据原电池的形成条件判定；
（2）若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池，当阳极金属与电解质溶液中的
金属离子相同则为电镀池；
（3）若为无明显外接电源的串联电路，则应利用题中信息找出能发生自发氧化还原反应的装置为原电
池。
5．可充电电池的判断 放电时相当于原电池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；充电时相当于电
解池，放电时的正极变为电解池的阳极，与外电源正极相连，负极变为阴极，与外电源负极相连。
核心考点三 金属腐蚀与防护
1．影响金属腐蚀的因素
(1)对于金属本性来说，金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀。
(2)电解质溶液对金属的腐蚀的影响也很大，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。
2．金属腐蚀快慢的规律
(1)金属腐蚀类型的差异：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。
(2)电解质溶液的影响：对同一金属来说，腐蚀的快慢(浓度相同)强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解
质溶液；对同一种电解质溶液来说，一般电解质溶液浓度越大，腐蚀越快；活泼性不同的两金属与电解质
溶液构成原电池时，一般活泼性差别越大，负极腐蚀越快。
3．金属腐蚀的类型
类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀
条件 水膜呈酸性 水膜呈弱酸性或中性
正极反应 2H＋＋2e－===H↑ O＋2HO＋4e－===4OH－
2 2 2负极反应 Fe－2e－===Fe2＋
其他反应 吸氧腐蚀更普遍，危害更大
4.金属保护的方法
(1)加防护层，如在金属表面加上油漆、搪瓷、沥青、塑料、橡胶等耐腐蚀的非金属材料；采用电镀或表
面钝化等方法在金属表面镀上一层不易被腐蚀的金属。
(2)电化学防护：牺牲阳极保护法——原电池原理是正极为被保护的金属，负极为比被保护的金属活泼的
金属；外加电流阴极保护法的原理是阴极为被保护的金属，阳极为惰性电极。
考点1、考查原电池的工作原理及其应用
【高考解密】本考点主要以新型化学电源为背景命题，考查原电池的工作原理。新型电池一般具有高能环
保，经久耐用，电压稳定，比能量高等特点，取材于这些新型电池的试题，既能体现化学的实用性，又能
体现化学命题的时代性、新颖性，使试题在考查电化学知识的同时，又能较好地考查学生分析、灵活解答
问题的能力，预测该种命题情景趋势将会继续。涉及考查电极反应式的书写，离子移动的方向的判断及原
电池原理的应用。
例1.（2022·上海黄浦·格致中学校考模拟预测）锌铜原电池装置如图所示(电解质溶液为1mol/L的稀硫
酸)，其中阴离子交换膜只允许阴离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是
A．电池工作一段时间后，甲池溶液的总质量减轻
B．铜电极上发生氧化反应
C．电池工作一段时间后，乙池的c(Zn2+)＞c( )
D．阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡
【解析】该图为锌铜原电池装置，Zn比Cu活泼，Zn做负极，失去电子，经导线向Cu移动，Cu做正极，氢
离子在铜电极得电子，生成氢气，硫酸根离子向负极移动，使保持溶液呈电中性。但乙池中也是稀硫酸溶
液，故Zn会直接与稀硫酸发生反应。A．经分析，甲池溶液中的硫酸浓度减小，乙池硫酸锌的浓度增大，
水分子从甲池移向乙池，故乙池溶液总质量增加，甲池总质量减小，故A项正确；B．经分析，该原电池反
应式为：Zn+2H+=Zn2++H↑，Zn为负极，Zn-2e- Zn2+，发生氧化反应,，Cu为正极，2H++2e- H↑，发生还
2 2
原反应，故B项错误；C．乙池中是稀硫酸溶液，若不考虑乙池Zn直接与稀硫酸发生反应，阴离子交换膜
只允许阴离子通过，乙池发生Zn-2e- Zn2+，不断产生Zn2+，而 通过阴离子交换膜进入乙池，(Zn2+)＜
c( ) ，若考虑Zn直接与稀硫酸发生反应，且乙中硫酸反应完全，则(Zn2+)＝c( ) ，综上所述，
(Zn2+) c( )， 故C项错误；D．其中阴离子交换膜只允许阴离子和水分子通过，阳离子不能通过阴离子交换膜，故D项错误；故答案选A。
【答案】A
【易错提醒】本题易错占为D选项，易忽略阴离子交换膜只允许阴离子和水分子通过。
【变式训练1】（考查原电池的工作原理）（2022·江苏·校联考模拟预测）一种锌——空气电池工作原
理如图所示，放电时Zn转化为ZnO。下列说法正确的是
A．空气中的氧气在石墨电极上发生氧化反应
B．该电池的负极反应为
C．该电池放电时溶液中的 向石墨电极移动
D．该电池工作一段时间后，溶液pH明显增大
【答案】B
【解析】锌失电子发生氧化反应，作为负极，氧气得电子发生还原反应，石墨电极为正极。A．空气中的
氧气在石墨电极上发生还原反应，选项A错误；B．该电池的负极上锌失电子生成ZnO，电极反应为
选项B正确；C．该电池放电时溶液中的 向Zn电极移动，选项C错误；
D．电池工作时，溶液的 变化不大，选项D错误；答案选B。
【变式训练2】（考查原电池的工作原理的应用）（2022·上海杨浦·统考一模）如图利用铁碳原电池原
理处理酸性污水。若上端开口关闭，可得到强还原性的H (氢原子)；若上端开口打开并鼓入空气，可得到
强氧化性的 OH。下列说法错误的是
A．无论是否鼓入空气，负极：
B．上端开口关闭，正极：
C．鼓入空气，每生成 有 电子转移
D．处理含 的污水时，打开上端开口并鼓入空气
【解析】A．无论是否鼓入空气，铁作负极，负极反应式为 ，故A正确；B．上端开口关闭，
可得到强还原性的H ，则正极反应式为 ，故B正确；C． OH中O的化合价为-1,每生成
有 电子转移，故C错误；D．处理含 的污水时， 发生氧化反应，需要强氧化性的 OH，所以要打开上端开口并鼓入空气，故D正确；选C。
【答案】C
【变式训练3】（考查新型电池）（2022·湖南·湘潭一中校联考模拟预测）碱性锌铁液流电池具有电压
高、成本低的优点。该电池的总反应为 ，
下列叙述不正确的是
A． 中含有 键与 键的数目之比为1∶1
B．放电时，N极电势低于M极，N极电极反应为
C．若离子交换膜只有 通过， 反应时，有 通过离子交换膜
D．维持电流强度0.5A，电池工作5分钟，理论上消耗锌约0.5g(已知 )
【解析】由图可知：碱性锌铁液流电池放电时，右侧N极为负极，Zn发生失电子的氧化反应生成Zn(OH)
，负极发生电极反应为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH) ；左侧M为正极，正极上发生得电子的还原反应，正极电极
反应为Fe(CN) +e-=Fe(CN) 。充电时和放电时刚好相反，电池正极与电源正极相连。A．共价单键和配位
键都是 键，共价三键中有一个是 键两个是 键， 中有6个配位键和6个碳氮三键，故
中含有 键与 键的数目之比为（6+6）∶6 2=1∶1，A正确；B．放电时该装置为原电池，N
极为原电池的负极，M为原电池的正极，正极的电势比负极高，因此M极电势高于N极，N极电极反应为
，B正确；C．在放电时，M为正极，发生反应为：Fe(CN) +e-=Fe(CN) 。
当左侧M电极有1 mol Fe(CN) 发生时，左侧负电荷数目会增加1 mol，为维持电荷守恒，就会1 mol即
NA个OH-通过离子交换膜移向负极N极，C正确；D．电池工作5分钟，通过的电量Q＝0.5A×5min×60s/mi
n＝150C，因此通过电子的物质的量n(e－)＝Q/F＝150C/96500C/mol＝1.554×10-3mol，则理论消耗Zn的质
量是m(Zn)＝1.554×10-3mol 2×65g/mol＝0.05g，D错误；故选D。
【答案】D
考点2、考查可充电电池的工作原理及其应用
【高考解密】本考点主要以新型化学电源——可充电电池为背景命题，考查原电池的工作原理和电解原
理。涉及考查充、放电时电极反应式的书写，离子移动的方向的判断、外接电源正负极判断及简单计算。例2.（2022·全国·校联考模拟预测）离子液体是指在室温或接近室温下呈现液态的、完全由阴、阳离子
所组成的盐，也称为低温熔融盐。一种以 离子液体为电解质的铝-磷酸铁锂二次电池放电时工作原
理如图所示。下列说法正确的是
A．放电时，铝电极的电极反应式为：
B．放电时，磷酸铁锂电极中锂元素被氧化
C．充电时，阳极的电极反应式为：
D．充、放电时，磷酸铁锂电极中铁元素质量、价态均保持不变
【解析】A．根据放电时图中 由铝电极透过 选择性透过膜向左迁移，可知放电时，铝电极为负极，
发生反应： ，故A错误；B．放电时，磷酸铁锂电极为正极，铁元素被还原，故B
错误；C．充电时，磷酸铁锂电极为阳极，发生反应： ，故C正确；D．放
电时磷酸铁锂电极中三价铁被还原为二价铁，充电时则相反，故D错误；故选C。
【答案】C
【名师点睛】正确理解充电电池的原理是解题的关键。解答本题可以根据化合价的变化分析判断出原电池
的正负极及其电极反应式，充电时为电解池，电极反应式可以看成原电池的电极反应式的逆反应。
【变式训练】（考查二次电池）（2022·陕西汉中·统考模拟预测）钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多
硫化钠(NaS)分别作为两个电极的反应物，固体AlO 陶瓷(可传导Na+)为电解质，反应原理如图所示。下
2 x 2 3
列说法正确的是A．放电时，电极B为负极
B．钠硫电池在常温下能正常工作
C．充电时，电极B与外接电源正极相连，电极反应式为
D．当Na+由B极区向A极区移动时，能量转换方式为化学能转化为电能
【解析】由图可知，放电时，A为负极，电极反应式为Na-e- =Na+，B为正极，电极反应式为：xS+2e-=
；充电时，A为阴极，电极反应式为Na++e- =Na，B为阳极，电极反应式为 -2e- =xS。A．根据上述分析
可知放电时，A为负极，B为正极，A错误；B．原电池工作时，控制的温度应为满足Na、S为熔融状态，
则温度应高于常温，B错误；C．充电时，B为阳极，与外接电源正极相连,电极反应式为： -2e- =xS ，
C正确；D．在原电解池中，阳离子向阴极(A)移动；当Na+由B极向A极移动时，该装置为电解池，能量转
换方式为电能转化为化学能，D错误；故合理选项是C。
【答案】C
考点3、考查电解池的工作原理及其应用
【高考解密】本考点主要以电解原理在物质合成、污染处理的应用为背景考查电解池的工作原理、电极反
应式的书写、电极周围的pH变化、电极质量变化的有关计算。
例3．（2023·四川成都·一模）某种电催化法以 为催化电极合成腈类化合物 和偶氮化
合物 ，装置示意图如图。下列说法错误的是
A．左侧电极的电势比右侧的高，且发生氧化反应
B．阴极发生反应：
C． 从右侧经过阴离子交换膜向左侧移动
D．每当合成得到 ，同时合成
【解析】A．右侧电极硝基苯发生还原反应，右侧为阴极、左侧为阳极，所以左侧电极的电势比右侧的高，
且发生氧化反应，故A正确；B．右侧电极硝基苯发生还原反应，右侧为阴极，阴极发生反应为
，故B正确；
C．右侧为阴极、左侧为阳极， 从右侧经过阴离子交换膜向左侧移动，故C正确；D．阳极反应式为，
R-CHNH-4e-+4OH-=R-CN+4HO，根据得失电子守恒，每当合成得到 ，同时合成
2 2 2
，故D错误；选D。
【答案】D【名师点睛】本题考查了电解原理，注意电解池反应的原理和离子流动的方向，能够正确判断电极名称，
明确离子交换膜的作用是解答关键。
【变式训练1】（考查电解原理）（2023·重庆·统考模拟预测）我们要给子孙后代留下绿水青山等最美
好的生态环境，就必须对污水进行处理。用电解法(图Ⅰ)可以对同时含有 和 的生活污水进行处理，
除去 的原理如图Ⅱ所示，除 是将其转化为 沉淀。实验在 和 联合脱除过程中，
测得溶液pH变化如图Ⅲ所示。
下列说法正确的是
A．在0～20min时，a为电源的正极
B．除 时，阴极附近的pH减小
C．除 时，阳极反应为：
D．除 过程中的总离子反应式为：
【解析】A．0-20min，若a为正极，铁就作阳极，失电子变为了 ，与磷酸根产生沉淀。阴极为石墨，
属于惰性电极，水放电，产生 ，溶液pH升高，与图像不符，故A错误；B．除 时，阳极氯离子放
电生成氯气，阴极是 放电，局部产生大量 ，阴极附近的pH增大，故B错误；C．除 时，阳极
氯离子放电生成氯气，阳极反应为 ，故C错误；D．除 时，铁就作阳极，失电子变为
了 ，与磷酸根产生沉淀，阴极为石墨，氢离子得电子生成氢气，总离子反应式为：
，故D正确；选D。
【答案】D
【变式训练2】（考查电解反应原理的应用）（2022·浙江舟山·舟山中学校考模拟预测）2，6-二氨基庚
二酸(RH)是1949年由科学家沃克(E.Work)从白喉棒杆菌的水解物中发现的一种氨基酸，对眼睛、呼吸道
2
和皮肤有刺激作用，其结构简式为 。其中一种三槽电渗析法制备2，6-二氨
基庚二酸的装置工作原理如图所示(电极均为惰性电极)。下列说法不正确的是A．交换膜A为阳离子交换膜，B为阴离子交换膜
B．装置工作一段时间后，阳极区可能生成氨基酸内盐类的结晶
C．阴极反应式为2HO+2e-=H↑+2OH-，还可获得副产品氢氧化钠
2 2
D．若用氢氧燃料电池作电源，当生成1 mol RH 时，电源的正极消耗气体11.2 L
2
【解析】由图可知，左侧为阴极，水中氢离子放电发生还原反应生成氢气；右侧为阳极，水中氢氧根离子
放电发生氧化反应生成氧气。A．电解池中阳离子向阴极移动、阴离子向阳极移动，故交换膜A为阳离子交
换膜，钠离子进入左侧得到浓氢氧化钠溶液；B为阴离子交换膜，R2-进入右侧得到浓RH 溶液，A正确；
2
B．装置工作一段时间后，R2-进入右侧得到浓RH 溶液，故阳极区可能生成氨基酸内盐类的结晶，B正确；
2
C．由分析可知，阴极反应式为2HO+2e-=H↑+2OH-，钠离子进入左侧得到浓氢氧化钠溶液，C正确；D．没
2 2
有标况，不能计算消耗气体体积的多少，D错误；故选D。
【答案】D
【变式训练3】（考查电解的膜化学原理）（2022·山东·模拟预测）相同金属在其不同浓度盐溶液中可
形成浓差电池。如图所示装置是利用浓差电池电解NaSO 溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得O、
2 4 2
H、HSO 和NaOH。下列说法正确的是
2 2 4
A．电池放电过程中，Cu(2)作正极，电极反应为Cu2++2e﹣=Cu
B．b为电解池的阴极，电极反应为2HO+2e﹣=H↑+2OH﹣
2 2
C．c、d离子交换膜依次为阴离子交换膜和阳离子交换膜
D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得160gNaOH
【解析】浓差电池中，Cu2+浓度大的电极为正极，则Cu（1）电极为正极、Cu（2）电极为负极，正极上
Cu2+发生得电子的还原反应，正极反应为Cu2++2e-═Cu，负极反应式为Cu-2e-═Cu2+；电解槽中a电极为阴
极、b电极为阳极，阳极上水失电子生成O 和H+，阳极反应为2HO-4e-=O↑+4H+，阴极生成H，反应为
2 2 2 2
2HO+2e-=H↑+2OH-，所以Na+通过离子交换膜c生成NaOH，SO 通过离子交换膜d生成硫酸，即c、d离子
2 2
交换膜分别为阳离子交换膜、阴离子交换膜。A．浓差电池中，Cu（1）电极为正极，正极上Cu2+得电子生成Cu，电极反应为Cu2++2e-═Cu，故A错误；B．电解槽中a电极为阴极，a电极反应为4HO+4e-
2
═2H↑+4OH-，故B错误；C．根据分析，c、d离子交换膜分别为阳离子交换膜、阴离子交换膜，，故C错
2
误；D．电池从开始工作到停止放电，溶液中Cu2+浓度变为1.5mol/L，正极析出Cu：（2.5-1.5）mol/
L×2L=2mol，正极反应为Cu2++2e-═Cu，阴极反应为2HO+2e-=H↑+2OH-，根据电子守恒有Cu～2e-～
2 2
2NaOH，电解池理论上生成NaOH的物质的量n（NaOH）=2n（Cu）=4mol，生成NaOH的质量m（NaOH）
=nM=4mol×40g/mol=160g，故D正确；故选：D。
【答案】D
考点4、考查金属的腐蚀与防护
【高考解密】本考点主要以金属的腐蚀与防护为背景，考查金属腐蚀的原理及防护的工作原理，主要以选
择题为主，解题的关键是明确金属腐蚀原理及防护工作原理。
例4．（2022·吉林长春·长春十一高校考模拟预测）下列叙述正确的是
A．在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐溶液为电镀液
B．钢铁水闸可用外加电流的阴极保护法防止其腐蚀
C．钢铁吸氧腐蚀的负极反应：O+2HO+4e-=4OH-
2 2
D．船底镶嵌锌块，锌作阴极，以防船体被腐蚀
【解析】A．电镀时，镀件作为阴极，被镀金属作为阳极，故A错误；B．铁易被腐蚀，可用电化学方法防
止其腐蚀，被保护时，被保护金属作为阴极或者正极，外加电流的阴极保护法属于电解池原理，故B正确；
C．钢铁吸氧腐蚀负极失电子，发生氧化反应，其电极反应式为： ，故C错误；D．船底镶嵌锌
块，形成原电池，锌作为负极，铁作为正极，属于牺牲阳极的阴极保护法，故D错误；故选B。
【答案】B
【变式训练1】（考查金属腐蚀的原理）（2022·全国·校联考模拟预测）青铜器文物腐蚀物以粉末状有
害锈最为严重，某种碱式氯化铜粉状锈的形成过程分下面三个阶段：
阶段一：铜在电解质溶液中发生一般腐蚀 ； (灰白色)；
阶段二：
阶段三：CuCl和 具有很强穿透力，可深入铜体内部，产生粉状锈：
下列说法正确的是
A．该粉状锈生成的条件中需要有：潮湿环境、可溶性的氯化物、氧化性的物质
B．上述过程涉及的化学反应有：电解反应、水解反应、氧化还原反应
C．依据反应 ，可以判断氧化亚铜不能溶于盐酸
D．利用外加电源保护法保护铜制文物时，青铜器应连接电源的正极
【解析】A．由反应可知，碱式氯化铜粉状锈产生的基本条件是：氧化性气体、潮湿环境和水溶性氯化物，
故A正确；B．没有涉及到电解反应，这里是原电池原理，没有形成电解池，故B错误；C．
该反应是水解反应，是非常微弱的过程，逆反应过程是容易发生的，氧化亚铜
是能溶于盐酸的，故C错误；D．保护铜制文物时，就是防止铜失去电子被氧化，则应该是接电源负极，若
是接电源正极，则作阳极，会加速失去电子，不能起到保护作用，故D错误；故选A。【答案】A
【变式训练2】（考查金属的防护原理）（2022·广东深圳·统考一模）我国有着丰富的海风资源，在海水中
建立风电设备，防腐蚀是一个突出问题。下列说法正确的是
A．钢铁构件表面的镀铜破损后依然会保护内部钢铁不被腐蚀
B．可将钢铁构件与电源负极连接臧缓腐蚀发生
C．钢铁发生吸氧腐蚀时负极发生的反应为
D．海水中发生化学腐蚀的速率大于电化学腐蚀速率
【解析】Ａ．铜镀层破损后，Cu、Fe和海水构成原电池，Fe失电子作负极，Fe加速被腐蚀，A错误；Ｂ．
将钢铁部件与电源负极连接作阴极，属于外加电流法，可以减缓腐蚀发生，B项正确；Ｃ．钢铁发生吸氧
腐蚀时负极发生的反应为Fe-2e-=Fe2+，C错误；Ｄ．发生电化学腐蚀的速率大于化学腐蚀速率，D错误；
故选B。
【答案】B
