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专题12 电解池 金属的腐蚀与防护
考向
五年考情（2020-2024）
命题趋势
考点一 电解池的工作原理
2024·甘肃卷；2022·广东卷；2022·天
津卷；2022·辽宁卷
高考对电解池的考查概率有所提
高，特别是利用电解池生产化工品
和处理环境污染物成为命题特点。
万变不离其宗，问题的落脚点主要
是在电极的极性判断、两极发生的
反应情况和电解液成分的参与情况
这些问题上。高考对金属的腐蚀与
防护的考查命题较少，主要涉及概
念、分类比较以及防护方法等。
考点二 电解池在生产化工
品中的应用
2024·湖北卷；2024·山东卷；2024·湖
南卷；2024·黑吉辽卷；2023·全国甲
卷；2023· 广东卷；2023· 广东卷；
2023·湖北卷；2023·重庆卷；2023·辽
宁卷；2022·重庆卷；2022·北京卷；
2021· 全国乙卷；2021· 全国甲卷；
2021·广东卷等
考点三 电解池在处理环境
污染物中的应用
2024·贵州卷；2023·北京卷
考点四 金属的腐蚀与防护
2024·广东卷；2024·湖北卷；2024·浙
江6 月卷；2022·辽宁卷；2020·江苏卷
考点一 电解池的工作原理
1．（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：
C．工作时
从多孔电极1 迁移到多孔电极2
D．理论上电源提供
能分解
1
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【答案】B
【分析】多孔电极1 上H2O(g)发生得电子的还原反应转化成H2(g)，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转化成O2(g)，多孔电极2 为阳极，电极反应
为2O2--4e-=O2。
【解析】A．电极1 的多孔结构能增大电极的表面积，增大与水蒸气的接触面积，A 项正确；
B．根据分析，电极2 为阳极，发生氧化反应：2O2--4e-=O2，B 项错误；
C．工作时，阴离子O2-向阳极移动，即O2-从多孔电极1 迁移到多孔电极2，C 项正确；
D．根据分析，电解总反应为2H2O(g)
2H2+O2，分解2molH2O 转移4mol 电子，则理论上电源提供
2mol 电子能分解1molH2O，D 项正确；
答案选B。
2．（2022·广东卷）以熔融盐为电解液，以含
和
等的铝合金废料为阳极进行电解，实现
的再
生。该过程中
A．阴极发生的反应为
B．阴极上
被氧化
C．在电解槽底部产生含
的阳极泥
D．阳极和阴极的质量变化相等
【答案】C
【解析】根据电解原理可知，电解池中阳极发生失电子的氧化反应，阴极发生得电子的还原反应，该题中
以熔融盐为电解液，含
和
等的铝合金废料为阳极进行电解，通过控制一定的条件，从而可使阳
极区Mg 和Al 发生失电子的氧化反应，分别生成Mg2+和Al3+，Cu 和Si 不参与反应，阴极区Al3+得电子生
成Al 单质，从而实现Al 的再生，据此分析解答。
A．阴极应该发生得电子的还原反应，实际上Mg 在阳极失电子生成Mg2+，A 错误；
B．Al 在阳极上被氧化生成Al3+，B 错误；
C．阳极材料中Cu 和Si 不参与氧化反应，在电解槽底部可形成阳极泥，C 正确；
D．因为阳极除了铝参与电子转移，镁也参与了电子转移，且还会形成阳极泥，而阴极只有铝离子得电子
生成铝单质，根据电子转移数守恒及元素守恒可知，阳极与阴极的质量变化不相等，D 错误；
故选C。
3．（2022·天津卷）实验装置如图所示。接通电源后，用碳棒(
、
)作笔，在浸有饱和NaCl 溶液和石蕊
溶液的湿润试纸上同时写字，
端的字迹呈白色。下列结论正确的是
A．a 为负极
2
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B．
端的字迹呈蓝色
C．电子流向为：
D．如果将
、
换成铜棒，与碳棒作电极时的现象相同
【答案】B
【解析】A．根据实验现象，a'端呈白色，即生成了氯气，即氯离子失去电子，为阳极，即a 为正极，A 错
误；
B．b'端为阴极，水得到电子放电的同时，生成氢氧根离子，遇石蕊变蓝，B 正确；
C．电子从电源的负极出来，即从a 极出来，而不是b 极，C 错误；
D． 如果换成铜棒，铜做阳极放电，现象与碳作电极时不相同，D 错误；
故选B。
4．（2022·辽宁卷）如图，c 管为上端封口的量气管，为测定乙酸溶液浓度，量取
待测样品加入b
容器中，接通电源，进行实验。下列说法正确的是
A．左侧电极反应：
B．实验结束时，b 中溶液红色恰好褪去
C．若c 中收集气体
，则样品中乙酸浓度为
D．把盐桥换为U 形铜导线，不影响测定结果
【答案】A
【分析】本装置为电解池，左侧阳极析出氧气，右侧阴极析出氢气，据此分析解题。
【解析】A．左侧阳极析出氧气，左侧电极反应：
，A 正确；
B．右侧电极反应2CH3COOH+2e-=H2
+2CH3COO-，反应结束时溶液中存在CH3COO-，水解后溶液显碱
性，故溶液为红色，B 错误；
C．若c 中收集气体
，若在标况下，c 中收集气体的物质的量为0.5×10-3mol，转移电子量为0.5×10-
3mol×4=2×10-3mol，故产生氢气：1×10-3mol，则样品中乙酸浓度为：2×10-3mol ÷10÷10-3=
，并且
3
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题中未给定气体状态不能准确计算，C 错误；
D．盐桥换为U 形铜导线则不能起到传递离子使溶液呈电中性的效果，影响反应进行，D 错误；
答案选A。
考点二 电解池在生产化工品中的应用
5．（2024·湖北卷）我国科学家设计了一种双位点
电催化剂，用
和
电化学催化合成甘
氨酸，原理如图，双极膜中
解离的
和
在电场作用下向两极迁移。已知在
溶液中，甲醛转
化为
，存在平衡
。
电极上发生的电子转移反应为
。下列说法错误的是
A．电解一段时间后阳极区
减小
B．理论上生成
双极膜中有
解离
C．阳极总反应式为
D．阴极区存在反应
【答案】B
【分析】在KOH 溶液中HCHO 转化为HOCH2O-：HCHO+OH-→HOCH2O-，存在平衡HOCH2O-+OH-
[OCH2O]2-+H2O，Cu 电极上发生的电子转移反应为[OCH2O]2--e-=HCOO-+H∙，H∙结合成H2，Cu 电极为阳
极；PbCu 电极为阴极，首先HOOC—COOH 在Pb 上发生得电子的还原反应转化为OHC—COOH：
H2C2O4+2e-+2H+=OHC—COOH+H2O，OHC—COOH 与HO—N+H3反应生成HOOC—CH=N—OH：OHC—
COOH+HO—N+H3→HOOC—CH=N—OH+H2O+H+，HOOC—CH=N—OH 发生得电子的还原反应转化成
H3N+CH2COOH：HOOC—CH=N—OH+4e-+5H+=H3N+CH2COOH+H2O。
【解析】A．根据分析，电解过程中，阳极区消耗OH-、同时生成H2O，故电解一段时间后阳极区c(OH-)减
小，A 项正确；
B．根据分析，阴极区的总反应为H2C2O4+HO—N+H3+6e-+6H+= H3N+CH2COOH+3H2O，1molH2O 解离成
1molH+和1molOH-，故理论上生成1molH3N+CH2COOH 双极膜中有6molH2O 解离，B 项错误；
C．根据分析，结合装置图，阳极总反应为2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+H2↑+2H2O，C 项正确；
D．根据分析，阴极区的Pb 上发生反应H2C2O4+2e-+2H+=OHC—COOH+H2O，D 项正确；
4
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答案选B。
6．（2024·山东卷）以不同材料修饰的
为电极，一定浓度的
溶液为电解液，采用电解和催化相结
合的循环方式，可实现高效制
和
，装置如图所示。下列说法错误的是
A．电极a 连接电源负极
B．加入Y 的目的是补充
C．电解总反应式为
D．催化阶段反应产物物质的量之比
【答案】B
【分析】电极b 上Br-发生失电子的氧化反应转化成
，电极b 为阳极，电极反应为Br- -6e-+3H2O=
+6H+；则电极a 为阴极，电极a 的电极反应为6H++6e-=3H2↑；电解总反应式为Br-+3H2O
+3H2↑；催化循环阶段
被还原成Br-循环使用、同时生成O2，实现高效制H2和O2，即Z 为O2。
【解析】A．根据分析，电极a 为阴极，连接电源负极，A 项正确；
B．根据分析电解过程中消耗H2O 和Br-，而催化阶段
被还原成Br-循环使用，故加入Y 的目的是补充
H2O，维持NaBr 溶液为一定浓度，B 项错误；
C．根据分析电解总反应式为Br-+3H2O
+3H2↑，C 项正确；
D．催化阶段，Br 元素的化合价由+5 价降至-1 价，生成1molBr-得到6mol 电子，O 元素的化合价由-2 价升
至0 价，生成1molO2失去4mol 电子，根据得失电子守恒，反应产物物质的量之比n(O2) ∶n(Br-)=6 4=3 2
∶
∶，D
项正确；
答案选B。
7．（2024·湖南卷）在
水溶液中，电化学方法合成高能物质
时，伴随少量
生成，电解原理
如图所示，下列说法正确的是
5
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A．电解时，
向Ni 电极移动
B．生成
的电极反应：
C．电解一段时间后，溶液pH 升高
D．每生成
的同时，生成
【答案】B
【分析】由电解原理图可知，Ni 电极产生氢气，作阴极，发生还原反应，电解质溶液为KOH 水溶液，则
电极反应为：
；Pt 电极
失去电子生成
，作阳极，电极反应为：
，同时，Pt 电极还伴随少量
生成，电极反应为：
。
【解析】A．由分析可知，Ni 电极为阴极，Pt 电极为阳极，电解过程中，阴离子向阳极移动，即
向Pt
电极移动，A 错误；
B．由分析可知，Pt 电极
失去电子生成
，电解质溶液为KOH 水溶液，电极反应为：
，B 正确；
C．由分析可知，阳极主要反应为：
，阴极反应为：
，则电解过程中发生的总反应主要为：
，反应
消耗
，生成
，电解一段时间后，溶液pH 降低，C 错误；
D．根据电解总反应：
可知，每生成1mol
，生成0.5mol
，但Pt 电极伴随少量
生成，发生电极反应：
，则生成1molH2时得到的部分电子
由OH-放电产生O2提供，所以生成
小于0.5mol，D 错误；
故选B。
8．（2024·黑吉辽卷）“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率
缓慢的问题，科技工作者设计耦合
高效制
的方法，装置如图所示。部分反应机理为：
。下列说法错误的是
6
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A．相同电量下
理论产量是传统电解水的1.5 倍
B．阴极反应：
C．电解时
通过阴离子交换膜向b 极方向移动
D．阳极反应：
【答案】A
【分析】
据图示可知，b 电极上HCHO 转化为HCOO-，而HCHO 转化为HCOO-为氧化反应，所以b 电极为阳极，
a 电极为阴极，HCHO 为阳极反应物，由反应机理
可知：反应
后生
成的
转化为HCOOH。由原子守恒和电荷守恒可知，在生成HCOOH 的同时还生成了H-，生成的
HCOOH 再与氢氧化钾酸碱中和：HCOOH+OH-=HCOO-+H2O，而生成的H-在阳极失电子发生氧化反应生
成氢气，即2H--2e-=H2↑，阴极水得电子生成氢气：2H2O-2e-=H2↑+2OH-。
【解析】A．由以上分析可知，阳极反应：①HCHO+OH--e-→HCOOH+
H2，②HCOOH+OH-=HCOO-
+H2O，阴极反应2H2O-2e-=H2↑+2OH-，即转移2mol 电子时，阴、阳两极各生成1molH2，共2molH2，而传
统电解水：
，转移2mol 电子，只有阴极生成1molH2，所以相同电量下
理论产量
是传统电解水的2 倍，故A 错误；
B．阴极水得电子生成氢气，阴极反应为2H2O-2e-=H2↑+2OH-，故B 正确；
C．由电极反应式可知，电解过程中阴极生成OH-，负电荷增多，阳极负电荷减少，要使电解质溶液呈电
中性，
通过阴离子交换膜向阳极移动，即向b 极方向移动，故C 正确；
D．由以上分析可知，阳极反应涉及到：①HCHO+OH--e-→HCOOH+
H2，②HCOOH+OH-=HCOO-
+H2O，由(
+
)×2
①②
得阳极反应为：
，故D 正确；
答案选A。
7
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9．（2023·全国甲卷）用可再生能源电还原
时，采用高浓度的
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
电极上
B．
从
电极迁移到
电极
C．阴极发生的反应有：
D．每转移
电子，阳极生成
气体(标准状况)
【答案】C
【分析】由图可知，该装置为电解池，与直流电源正极相连的IrOx-Ti 电极为电解池的阳极，水在阳极失去
电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O-4e—=O2↑+4H+，铜电极为阴极，酸性条件下二
氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，电极反应式为2CO2+12H++12e−=C2H4+4H2O、
2CO2+12H++12e−=C2H5OH+3H2O，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。
【解析】A．析氢反应为还原反应，应在阴极发生，即在铜电极上发生，故A 错误；
B．离子交换膜为质子交换膜，只允许氢离子通过，Cl-不能通过，故B 错误；
C．由分析可知，铜电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，
电极反应式有2CO2+12H++12e−=C2H4+4H2O，故C 正确；
D．水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O-4e—=O2↑+4H+，每转移1mol
电子，生成0.25molO2，在标况下体积为5.6L，故D 错误；
答案选C。
10．（2023·广东卷）利用活性石墨电极电解饱和食盐水，进行如图所示实验。闭合
，一段时间后
8
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A．U 型管两侧均有气泡冒出，分别是
和
B．a 处布条褪色，说明
具有漂白性
C．b 处出现蓝色，说明还原性：
D．断开
，立刻闭合
，电流表发生偏转
【答案】D
【分析】闭合
，形成电解池，电解饱和食盐水，左侧为阳极，阳极氯离子失去电子生成氯气，电极反应
为2Cl-—2e-=Cl2↑，右侧为阴极，阴极电极反应为2H++2e-=H2↑，总反应为2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑，据此解答。
【解析】A．根据分析，U 型管两侧均有气泡冒出，分别是
和
，A 错误；
B．左侧生成氯气，氯气遇到水生成HClO，具有漂白性，则a 处布条褪色，说明HClO 具有漂白性，B 错
误；
C．b 处出现蓝色，发生Cl2+2KI=I2+2KCl，说明还原性：
，C 错误；
D．断开
，立刻闭合
，此时构成氢氯燃料电池，形成电流，电流表发生偏转，D 正确；
故选D。
11．（2023·广东卷）用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(下图)，可实现大电流催化电解
溶液制氨。工作时，
在双极膜界面处被催化解离成
和
，有利于电解反应顺利进行。下列说法不
正确的是
A．电解总反应：
B．每生成
，双极膜处有
的
解离
C．电解过程中，阳极室中
的物质的量不因反应而改变
D．相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构可提高氨生成速率
【答案】B
【分析】由信息大电流催化电解
溶液制氨可知，在电极a 处
放电生成
，发生还原反应，
故电极a 为阴极，电极方程式为
，电极b 为阳极，电极方程式为
9
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，“卯榫”结构的双极膜中的H＋移向电极a，OH－移向电极b。
【解析】A．由分析中阴阳极电极方程式可知，电解总反应为
，故
A 正确；
B．每生成
，阴极得8mole－，同时双极膜处有8mol
进入阴极室，即有8mol 的
解
离，故B 错误；
C．电解过程中，阳极室每消耗4mol
，同时有4mol
通过双极膜进入阳极室，KOH 的物质的量不因
反应而改变，故C 正确；
D．相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构具有更大的膜面积，有利于
被催化解离成
和
，可提
高氨生成速率，故D 正确；
故选B。
12．（2023·湖北卷）我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置
工作时阳极无
生成且KOH 溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为
。下列说法错误的是
A．b 电极反应式为
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE 膜
D．海水为电解池补水的速率为
【答案】D
【分析】由图可知，该装置为电解水制取氢气的装置，a 电极与电源正极相连，为电解池的阳极，b 电极与
电源负极相连，为电解池的阴极，阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阳极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O，电
池总反应为2H2O
2H2↑+O2↑，据此解答。
【解析】A．b 电极反应式为b 电极为阴极，发生还原反应，电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故A 正确；
B．该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH 浓度不变，阳极发生的电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O，为保持
OH-离子浓度不变，则阴极产生的OH-离子要通过离子交换膜进入阳极室，即离子交换膜应为阴离子交换
摸，故B 正确；
C．电解时电解槽中不断有水被消耗，海水中的动能高的水可穿过PTFE 膜，为电解池补水，故C 正确；
10
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D．由电解总反应可知，每生成1molH2要消耗1molH2O，生成H2的速率为
，则补水的速率也应是
，故D 错误；
答案选D。
13．（2023·重庆卷）电化学合成是一种绿色高效的合成方法。如图是在酸性介质中电解合成半胱氨酸和烟
酸的示意图。下列叙述错误的是
A．电极a 为阴极
B．
从电极b 移向电极a
C．电极b 发生的反应为：
D．生成
半胱氨酸的同时生成
烟酸
【答案】D
【分析】
该装置是电解池，电极b 上3-甲基吡啶转化为烟酸过程中‘加氧少氢’，发生氧化反应，则b 为阳极，a
为阴极，阴极电极反应式为
+2e-+2H+=2
；
【解析】A．a 极上硫元素化合价升高，a 为阴极，A 正确；
B．电解池中阳离子移向阴极，则H+移向a 电极，B 正确；
C．电极b 上3-甲基吡啶转化为烟酸过程中发生氧化反应，在酸性介质中电极反应式为：
，C 正确；
D．根据电子守恒可得关系式：
~6e-~6
，因此生成
6mol 半胱氨酸的同时生成
烟酸，D 错误；
故选：D。
11
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14．（2023·浙江卷）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：
C．应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的
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
【答案】B
【解析】A．电极A 是氯离子变为氯气，化合价升高，失去电子，是电解池阳极，因此电极A 接电源正
极，发生氧化反应，故A 正确；
B．电极B 为阴极，通入氧气，氧气得到电子，其电极反应式为：
，故B 错误；
C．右室生成氢氧根，应选用阳离子交换膜，左边的钠离子进入到右边，在右室获得浓度较高的
溶
液，故C 正确；
D．改进设计中增大了氧气的量，提高了电极B 处的氧化性，通过反应物的氧化性来降低电解电压，减少
能耗，故D 正确。
综上所述，答案为B。
15．（2023·辽宁卷）某无隔膜流动海水电解法制
的装置如下图所示，其中高选择性催化剂
可抑制
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
生成
C．电解后海水
下降
D．阳极发生：
【答案】D
【分析】由图可知，左侧电极产生氧气，则左侧电极为阳极，电极a 为正极，右侧电极为阴极，b 电极为
负极，该装置的总反应产生氧气和氢气，相当于电解水，以此解题。
12
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【解析】A．由分析可知，a 为正极，b 电极为负极，则a 端电势高于b 端电势，A 错误；
B．右侧电极上产生氢气的电极方程式为：2H++2e-=H2↑，则理论上转移
生成
，B 错误；
C．由图可知，该装置的总反应为电解海水的装置，随着电解的进行，海水的浓度增大，但是其pH 基本不
变，C 错误；
D．由图可知，阳极上的电极反应为：
，D 正确；
故选D。
16．（2022·海南卷）一种采用
和
为原料制备
的装置示意图如下。
下列有关说法正确的是
A．在b 电极上，
被还原
B．金属Ag 可作为a 电极的材料
C．改变工作电源电压，反应速率不变
D．电解过程中，固体氧化物电解质中
不断减少
【答案】A
【解析】由装置可知，b 电极的N2转化为NH3，N 元素的化合价降低，得到电子发生还原反应，因此b 为
阴极，电极反应式为N2+3H2O+6e-=2NH3+3O2-，a 为阳极，电极反应式为2O2-+4e-=O2，据此分析解答；
A．由分析可得，b 电极上N2转化为NH3，N 元素的化合价降低，得到电子发生还原反应，即N2被还原，
A 正确；
B．a 为阳极，若金属Ag 作a 的电极材料，则金属Ag 优先失去电子，B 错误；
C．改变工作电源的电压，反应速率会加快，C 错误；
D．电解过程中，阴极电极反应式为N2+3H2O+6e-=2NH3+3O2-，阳极电极反应式为2O2-+4e-=O2，因此固体
氧化物电解质中O2-不会改变，D 错误；
答案选A。
17．（2022·重庆卷）硝酮是重要的有机合成中间体，可采用“成对间接电氧化”法合成。电解槽中水溶液
的主要成分及反应过程如图所示。
13
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下列说法错误的是
A．惰性电极2 为阳极
B．反应前后WO
/WO
数量不变
C．消耗1mol 氧气，可得到1mol 硝酮
D．外电路通过1mol 电子，可得到1mol 水
【答案】C
【解析】A．惰性电极2，Br-被氧化为Br2，惰性电极2 为阳极，故A 正确；
B．WO
/WO
循环反应，反应前后WO
/WO
数量不变，故B 正确；
C．总反应为氧气把二丁基-N-羟基胺氧化为硝酮，1mol 二丁基-N-羟基胺失去2molH 原子生成1mol 硝酮，
氧气最终生成水，根据氧原子守恒，消耗1mol 氧气，可得到2mol 硝酮，故C 错误；
D．外电路通过1mol 电子，生成0.5molH2O2，H2O2最终生成水，根据氧原子守恒，可得到1mol 水，故D
正确；
选C。
18．（2022·北京卷）利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。
装置示意图
序
号
电解质溶液
实验现象
①
0.1mol/LCuSO4
+少量H2SO4
阴极表面有无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，气体
减少。经检验电解液中有
②
0.1mol/LCuSO4
+过量氨水
阴极表面未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色固
体。经检验电解液中无
元素
下列说法不正确的是
A．①中气体减少，推测是由于溶液中
减少，且
覆盖铁电极，阻碍
与铁接触
B．①中检测到
，推测可能发生反应：
C．随阴极析出
，推测②中溶液
减少，
平衡逆移
D．②中
生成
，使得
比①中溶液的小，
缓慢析出，镀层更致密
【答案】C
【分析】由实验现象可知，实验①时，铁做电镀池的阴极，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚
铁离子、氢气和铜，一段时间后，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜；实验②中铜离子与过量氨
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水反应生成四氨合铜离子，使得溶液中铜离子浓度比①中要小，电解速率减慢，铜离子在阴极得到电子缓
慢发生还原反应生成铜，在铁表面得到比实验①更致密的镀层。
【解析】A．由分析可知，实验①时，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应，当溶液中氢离子浓度减
小，反应和放电生成的铜覆盖铁电极，阻碍氢离子与铁接触，导致产生的气体减少，故A 正确；
B．由分析可知，实验①时，铁做电镀池的阴极，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚铁离子、
氢气和铜，可能发生的反应为
，故B 正确；
C．由分析可知，铜离子在阴极得到电子发生还原反应，在阴极析出铜，但阳极发生Cu-2e-=Cu2+的反应，
铜离子浓度不变，
平衡不移动，故C 错误；
D．由分析可知，实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子，使得溶液中铜离子浓度比①中要
小，电解速率减慢，铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜，在铁表面得到比实验①更致密的镀
层，故D 正确；
故选C。
19．（2021·全国乙卷）沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并
降低冷却效率，为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示)，通入一定的电流。
下列叙述错误的是
A．阳极发生将海水中的
氧化生成
的反应
B．管道中可以生成氧化灭杀附着生物的
C．阴极生成的
应及时通风稀释安全地排入大气
D．阳极表面形成的
等积垢需要定期清理
【答案】D
【分析】海水中除了水，还含有大量的Na+、Cl-、Mg2+等，根据题干信息可知，装置的原理是利用惰性电
极电解海水，阳极区溶液中的Cl-会优先失电子生成Cl2，阴极区H2O 优先得电子生成H2和OH-，结合海水
成分及电解产物分析解答。
【解析】A．根据分析可知，阳极区海水中的Cl-会优先失去电子生成Cl2，发生氧化反应，A 正确；
B．设置的装置为电解池原理，根据分析知，阳极区生成的Cl2与阴极区生成的OH-在管道中会发生反应生
成NaCl、NaClO 和H2O，其中NaClO 具有强氧化性，可氧化灭杀附着的生物，B 正确；
C．因为H2是易燃性气体，所以阳极区生成的H2需及时通风稀释，安全地排入大气，以排除安全隐患，C
正确；
D．阴极的电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，会使海水中的Mg2+沉淀积垢，所以阴极表面会形成
Mg(OH)2等积垢需定期清理，D 错误。
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故选D。
20．（2021·全国甲卷）乙醛酸是一种重要的化工中间体，可果用如下图所示的电化学装置合成。图中的双
极膜中间层中的
解离为
和
，并在直流电场作用下分别问两极迁移。下列说法正确的是
A．
在上述电化学合成过程中只起电解质的作用
B．阳极上的反应式为：
+2H++2e-=
+H2O
C．制得
乙醛酸，理论上外电路中迁移了
电子
D．双极膜中间层中的
在外电场作用下向铅电极方向迁移
【答案】D
【分析】该装置通电时，乙二酸被还原为乙醛酸，因此铅电极为电解池阴极，石墨电极为电解池阳极，阳
极上Br-被氧化为Br2，Br2将乙二醛氧化为乙醛酸，双极膜中间层的H+在直流电场作用下移向阴极，OH-移
向阳极。
【解析】A．KBr 在上述电化学合成过程中除作电解质外，同时还是电解过程中阳极的反应物，生成的Br2
为乙二醛制备乙醛酸的中间产物，故A 错误；
B．阳极上为Br-失去电子生成Br2，Br2将乙二醛氧化为乙醛酸，故B 错误；
C．电解过程中阴阳极均生成乙醛酸，1mol 乙二酸生成1mol 乙醛酸转移电子为2mol，1mol 乙二醛生成
1mol 乙醛酸转移电子为2mol，根据转移电子守恒可知每生成1mol 乙醛酸转移电子为1mol，因此制得
2mol 乙醛酸时，理论上外电路中迁移了2mol 电子，故C 错误；
D．由上述分析可知，双极膜中间层的H+在外电场作用下移向阴极，即H+移向铅电极，故D 正确；
综上所述，说法正确的是D 项，故答案为D。
21．（2021·广东卷）钴(
)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制
备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是
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A．工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的
均增大
B．生成
，Ⅰ室溶液质量理论上减少
C．移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变
D．电解总反应：
【答案】D
【分析】由图可知，该装置为电解池，石墨电极为阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离
子，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，Ⅰ室中阳离子电荷数大于阴离子电荷数，放电生成的氢离子通过阳
离子交换膜由Ⅰ室向Ⅱ室移动，钴电极为阴极，钴离子在阴极得到电子发生还原反应生成钴，电极反应式
为Co2++2e-=Co，Ⅲ室中阴离子电荷数大于阳离子电荷数，氯离子过阴离子交换膜由Ⅲ室向Ⅱ室移动，电解
的总反应的离子方程式为2Co2++2H2O
2 Co +O2↑+4H+。
【解析】A．由分析可知，放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由Ⅰ室向Ⅱ室移动，使Ⅱ室中氢离子浓度
增大，溶液pH 减小，故A 错误；
B．由分析可知，阴极生成1mol 钴，阳极有1mol 水放电，则Ⅰ室溶液质量减少18g，故B 错误；
C．若移除离子交换膜，氯离子的放电能力强于水，氯离子会在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，则
移除离子交换膜，石墨电极的电极反应会发生变化，故C 错误；
D．由分析可知，电解的总反应的离子方程式为2Co2++2H2O
2 Co +O2↑+4H+，故D 正确；
故选D。
22.（2020·新课标Ⅱ卷）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WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈现蓝色，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：WO3+xAg=AgxWO3
【答案】C
【解析】通电时，Ag 电极有Ag+生成，故Ag 电极为阳极，故A 项正确；通电时电致变色层变蓝色，说明
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有Ag+从Ag 电极经固体电解质进入电致变色层，故B 项正确；过程中，W 由WO3的+6 价降低到AgxWO3
中的+(6-x)价，故C 项错误；该电解池中阳极即Ag 电极上发生的电极反应为：xAg-xe-= xAg+，而另一极阴
极上发生的电极反应为：WO3+xAg++xe- = AgxWO3，故发生的总反应式为：xAg + WO3=AgxWO3，故D 项
正确；答案选C。
23.（2020·浙江卷）电解高浓度
(羧酸钠)的
溶液，在阳极
放电可得到
(烷
烃)。下列说法不正确的是( )
A. 电解总反应方程式：
B.
在阳极放电，发生氧化反应
C. 阴极的电极反应：
D. 电解
、
和
混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷
【答案】A
【解析】因为阳极RCOO-放电可得到R-R(烷烃)和产生CO2，在强碱性环境中，CO2会与OH-反应生成
CO3
2-和H2O，故阳极的电极反应式为2RCOO--2e-+4OH-=R-R+2CO3
2-+2H2O，阴极上H2O 电离产生的H+放
电生成H2，同时生成OH-，阴极的电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，因而电解总反应方程式为
2RCOONa+2NaOH
R-R+2Na2CO3+H2↑，故A 错误；RCOO-在阳极放电，电极反应式为2RCOO--2e-
+4OH-=R-R+2CO3
2-+2H2O， -COO-中碳元素的化合价由+3 价升高为+4 价，发生氧化反应，烃基-R 中元素
的化合价没有发生变化，故B 正确；阴极上H2O 电离产生的H+放电生成H2，同时生成OH-，阴极的电极
反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，故C 正确；根据题中信息，由上述电解总反应方程式可以确定下列反应能够
发生：2CH3COONa+2NaOH
CH3-CH3+2Na2CO3+H2↑，2CH3CH2COONa+2NaOH
CH3CH2-CH2CH3+2Na2CO3+H2↑，CH3COONa+CH3CH2COONa+2NaOH
CH3-CH2CH3+2Na2CO3+H2↑。
因此，电解CH3COONa、CH3CH2COONa 和NaOH 的混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷，D 正确。
24.（2020·山东卷）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下图所示。
忽略温度变化的影响，下列说法错误的是
A. 阳极反应
B. 电解一段时间后，阳极室的pH 未变
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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O2与b 极反应的O2等量
【答案】D
【解析】a 极析出氧气，氧元素的化合价升高，做电解池的阳极，b 极通入氧气，生成过氧化氢，氧元素的
化合价降低，被还原，做电解池的阴极。依据分析a 极是阳极，属于放氧生酸性型的电解，所以阳极的反
应式是2H2O-4e-=4H++O2↑，故A 正确；电解时阳极产生氢离子，氢离子是阳离子，通过质子交换膜移向阴
极，所以电解一段时间后，阳极室的pH 值不变，故BC 正确；电解时，阳极的反应为：2H2O-4e-=4H+
+O2↑，阴极的反应为：O2+2e-+2H+=H2O2，总反应为：O2+2H2O=2H2O2，要消耗氧气，即是a 极生成的氧气
小于b 极消耗的氧气，故D 错误。
考点三 电解池在处理环境污染物中的应用
25．（2024·贵州卷）一种太阳能驱动环境处理的自循环光催化芬顿系统工作原理如图。光阳极发生反应：
，
。体系中
与Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)发生反应产
生的活性氧自由基可用于处理污水中的有机污染物。
下列说法错误的是
A．该芬顿系统能量转化形式为太阳能
电能
化学能
B．阴极反应式为
C．光阳极每消耗
，体系中生成
D．
在Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)的循环反应中表现出氧化性和还原性
【答案】C
【分析】该装置为电解池，光阳极上水失电子生成氧气和氢离子，电极反应式为
，阴
极上氧气和氢离子得电子生成过氧化氢，电极反应式为
；
【解析】A．该装置为电解池，利用光能提供能量转化为电能，在电解池中将电能转化为化学能，A 正
确；
B．由图可知，阴极上氧气和氢离子得电子生成过氧化氢，电极反应式为
，B 正确；
C．光阳极上水失电子生成氧气和氢离子，电极反应式为
，每消耗
，转移
2mol 电子，由
，则体系中生成
，C 错误；
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D．由Mn(Ⅳ)和过氧化氢转化为Mn(Ⅱ)过程中，锰元素化合价降低，
做还原剂，表现还原性，由
Mn(Ⅱ)转化为Mn(Ⅳ)时，
中O 元素化合价降低，做氧化剂，表现氧化性，D 正确；
故选C。
26．（2023·北京卷）回收利用工业废气中的
和
，实验原理示意图如下。
下列说法不正确的是
A．废气中
排放到大气中会形成酸雨
B．装置a 中溶液显碱性的原因是
的水解程度大于
的电离程度
C．装置a 中溶液的作用是吸收废气中的
和
D．装置中的总反应为
【答案】C
【解析】A．
是酸性氧化物，废气中
排放到空气中会形成硫酸型酸雨，故A 正确；
B．装置a 中溶液的溶质为
，溶液显碱性，说明
的水解程度大于电离程度，故B 正确；
C．装置a 中
溶液的作用是吸收
气体，
与
溶液不反应，不能吸收
，故C 错
误；
D．由电解池阴极和阳极反应式可知，装置b 中总反应为
，故D 正
确；
选C。
考点四 金属的腐蚀与防护
27．（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
【答案】D
【解析】A．发蓝处理技术通常用于钢铁等黑色金属，通过在空气中加热或直接浸泡于浓氧化性溶液中来
实现，可在金属表面形成一层极薄的氧化膜，这层氧化膜能有效防锈，A 不符合题意；
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B．阳极氧化是将待保护的金属与电源正极连接，在金属表面形成一层氧化膜的过程，B 不符合题意；
C．表面渗镀是在高温下将气态、固态或熔化状态的欲渗镀的物质(金属或非金属元素)通过扩散作用从被渗
镀的金属的表面渗入内部以形成表层合金镀层的一种表面处理的方法，C 不符合题意；
D．喷涂油漆是将油漆涂在待保护的金属表面并没有在表面形成钝化膜，D 符合题意；
故答案选D。
28．（2024·浙江6 月卷）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：
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
【答案】B
【解析】A．图1 为牺牲阳极的阴极瓮中保护法，牺牲阳极一般为较活泼金属，其作为原电池的负极，其
失去电子被氧化；图2 为外加电流的阴极保护法，阳极材料为辅助阳极，其通常是惰性电极，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
，A 不正确；
B．图2 中，外加电压偏高时，钢闸门表面积累的电子很多，除了海水中的
放电外，海水中溶解的
也
会竞争放电，故可发生
，B 正确；
C．图2 为外加电流的阴极保护法，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；
D．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
的发生，钢闸门不发生化学反应，但是牺牲阳极和发生了氧化反应，辅助阳极上也发生了氧化
反应，D 不正确；
综上所述，本题选B。
29．（2024·广东卷）我国自主设计建造的浮式生产储御油装置“海葵一号”将在珠江口盆地海域使用，其
钢铁外壳镶嵌了锌块，以利用电化学原理延缓外壳的腐蚀。下列有关说法正确的是
A．钢铁外壳为负极
B．镶嵌的锌块可永久使用
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C．该法为外加电流法
D．锌发生反应：
【答案】D
【分析】钢铁外壳镶嵌了锌块，由于金属活动性Zn＞Fe，即锌块为负极，钢铁为正极，形成原电池，Zn
失去电子，发生还原反应，
，从而保护钢铁，延缓其腐蚀。
【详解】A．由于金属活动性Zn＞Fe，钢铁外壳为正极，锌块为负极，故A 错误；
B．Zn 失去电子，发生氧化反应，
，镶嵌的锌块会被逐渐消耗，需根据腐蚀情况进行维护
和更换，不能永久使用，故B 错误；
C．由分析得，该方法为牺牲阳极的阴极保护法，故C 错误；
D．Zn 失去电子，发生氧化反应：
，故D 正确；
故选D。
30．（2024·浙江1 月卷）破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成
和
，下列说法不
正确的是
A．氨水浓度越大，腐蚀趋势越大
B．随着腐蚀的进行，溶液
变大
C．铁电极上的电极反应式为：
D．每生成标准状况下
，消耗
【答案】C
【详解】A．氨水浓度越大，越容易生成
，腐蚀趋势越大，A 正确；
B．腐蚀的总反应为Zn+4NH3•H2O=
+H2↑+2H2O+2OH-，有OH-离子生成，溶液
变大，B
正确；
C．该电化学腐蚀中Zn 作负极，Fe 作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，铁电极上的电极反应式为：
，C 错误；
D．根据得失电子守恒，每生成标准状况下
，转移电子数为
，消耗
，D 正确；
故选C。
31．（2022·辽宁卷）镀锌铁钉放入棕色的碘水中，溶液褪色；取出铁钉后加入少量漂白粉，溶液恢复棕
色；加入
，振荡，静置，液体分层。下列说法正确的是
A．褪色原因为
被
还原
B．液体分层后，上层呈紫红色
C．镀锌铁钉比镀锡铁钉更易生锈
D．溶液恢复棕色的原因为
被氧化
【答案】D
【解析】A．
比
活泼，更容易失去电子，还原性更强，先与
发生氧化还原反应，故溶液褪色原因为
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被
还原，A 项错误；
B．液体分层后，
在
层，
的密度比水大，则下层呈紫红色，B 项错误；
C．若镀层金属活泼性大于
，则
不易生锈，反之，若
活泼性大于镀层金属，则
更易生锈，由于
活泼性：
，则镀锡铁钉更易生锈，C 项错误；
D．漂白粉的有效成分为
，其具有强氧化性，可将
氧化，D 项正确；
答案选D。
32.（2020·江苏卷）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。在题图所示的情境
中，下列有关说法正确的是
A. 阴极的电极反应式为
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
【答案】C
【解析】该装置为原电池原理的金属防护措施，为牺牲阳极的阴极保护法，金属M 作负极，钢铁设备作正
极，据此分析解答。阴极的钢铁设施实际作原电池的正极，正极金属被保护不失电子，故A 错误；阳极金
属M 实际为原电池装置的负极，电子流出，原电池中负极金属比正极活泼，因此M 活动性比Fe 的活动性
强，故B 错误；金属M 失电子，电子经导线流入钢铁设备，从而使钢铁设施表面积累大量电子，自身金属
不再失电子从而被保护，故C 正确；海水中的离子浓度大于河水中的离子浓度，离子浓度越大，溶液的导
电性越强，因此钢铁设施在海水中的腐蚀速率比在河水中快，故D 错误；故选C。
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