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第03 讲 电解池、金属的腐蚀与防护
目录
01 课标达标练
题型01 电解池的工作原理
题型02 电解池电极反应式的书写
题型03 电解规律及其应用
题型04 电解原理的应用——氯碱工业、电镀、精炼和电冶金
题型05 电解原理的应用——制备无机、有机物质
题型06 电解原理的应用——环境污染处理
题型07 金属电化学腐蚀的原理
题型08 金属腐蚀的防护
02 核心突破练
03 真题溯源练
1
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01 电解池的工作原理
1. 实验装置如图所示,以石墨为电极电解氯化铜溶液,下列说法正确的是 ( )
A.a 电极为阳极,发生还原反应
B.b 电极有红色物质析出,电极反应为Cu2++2e-
Cu
C.若电解中有0.2 mol 电子转移,则阳极产生Cl2的体积为2.24 L
D.此装置将化学能转化为电能
2. 右图中X 为电源，Y 为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，通电后Y
中央的紫红色色斑向d 端扩散。下列判断正确的是( )
A．滤纸上c 点附近会变红色
B．Cu 电极质量减小，Pt 电极质量增大
C．Z 中溶液的pH 先减小，后增大
D．Z 溶液中SO 向Cu 电极定向移动
02 电极反应式的书写
3. 电解锰酸钾制取高锰酸钾的简易装置如图所示:
2
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(1)则图中n 为直流电源的 极,该装置中的离子交换膜是 离子交换膜。
(2)阳极的电极反应为 。
4．科学家开发高效催化电极,实现CO 和CO2气体(体积之比为3 1∶)还原制备CH3OH,其反应机理如图所示。
阴极的电极反应为 。
03 电解规律及其应用
5.
【电解池与阿伏伽德罗常数相结合】用惰性电极电解硫酸铜溶液的原理为2CuSO4+2H2O
2Cu+O2↑+2H2SO4,NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.反应生成33.6 L O2时,参加反应的Cu2+数目为3NA
B.当电解消耗1 mol H2O 时,可生成硫酸分子数为NA
C.pH=1 的稀硫酸中,n(H+)=0.1NA
D.电解后加入8 g CuO 可使溶液复原,则电解时转移电子数为0.2NA
6. 实验装置如图所示。接通电源后，用碳棒(a′、b′)作笔，在浸有饱和NaCl 溶液和紫色石蕊溶液的湿润试
纸上同时写字，a′端的字迹呈白色。下列结论正确的是( )
A．电极a 为负极
3
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B．b′端的字迹呈蓝色
C．电子流向为a→a′→b′→b
D．如果将a′、b′换成铜棒，与碳棒作电极时的现象相同
B 解析：
04 电解原理的应用——氯碱工业、电镀、精炼和电冶金
7.
【氯碱工业改良新工艺】（2025•四川达州•二模）传统氯碱工业能耗高，科学家研发了“氧
阴极技术”新工艺。其与传统工艺主要差异在阴极结构，新工艺通过向阴极区供纯氧，避免
直接得电
子生成
，实现了降电压、减能耗。采用“氧阴极技术”的氯碱工业的装置如图所示，下列说法错误的
是
A. 该离子交换膜只允许阳离子通过，不允许阴离子通过
B 装置工作时，阴极区溶液
逐渐增大
C. 电子从阳极经稀碱溶液流向阴极
D. 装置中发生的总反应式为：
8. 如图是利用阳离子交换膜和过滤膜制备高纯度的Cu 的装置示意图，下列有关叙述不正确的是( )
4
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A．电极A 是粗铜，电极B 是纯铜
B．电路中通过1 mol 电子，生成32 g 铜
C．溶液中SO 向电极A 迁移
D．膜B 是过滤膜，阻止阳极泥及杂质进入阴极区
05 电解原理的应用——制备无机、有机物质
9. （2025•四川成都•二模）使用如图所示的单池双膜三液装置电解
可制得氨水及硝酸。下列说法
错误的是
A. 左池中加入稀硝酸是为了增强溶液的导电能力
B. M 的电极反应为
C. 离子交换膜I 为阴离子交换膜
D. 每当产生22.4L（标准状况）气体A，溶液中有
通过离子交换膜Ⅱ
10. FFC 电解法可由金属氧化物直接电解制备金属单质，西北稀有金属材料研究院利用此法成功电解制备
钽粉(Ta)，其原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．该装置将化学能转化为电能
B．a 极为电源的正极
C．Ta2O5极发生的电极反应式为Ta2O5＋10e－===2Ta＋5O2－
5
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D．常温常压下，石墨电极上生成22.4 L O2，则电路中转移的电子数为4NA
06 电解原理的应用——环境污染处理
11. (2024·重庆市育才中学·模拟)铈元素(Ce)是镧系金属中自然丰度最高的一种，常见有＋3、＋4 两种
价态。空气污染物NO 通常用含Ce4＋的溶液吸收，生成HNO2、NO，再利用电解法将上述吸收液中的
HNO2转化为无毒物质，同时生成Ce4＋，其原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．H＋由右室进入左室
B．Ce4＋从电解槽的c 口流出，且可循环使用
C．若用甲烷燃料电池作为电源，当消耗33.6 L(标准状况)甲烷时，理论上可转化2 mol HNO2
D．阴极的电极反应式：2HNO2＋6H＋＋6e－===N2↑＋4H2O
12. 羟基自由基(·OH)具有极强的氧化能力，它能有效地氧化降解废水中的有机污染物。在直流电源作用下，
利用双极膜电解池产生羟基自由基(·OH)处理含苯酚废水和含甲醛废水，原理如图所示。已知：双极膜中
间层中的H2O 解离为H＋和OH－。下列说法错误的是( )
A．M 极为阴极，电极反应式：O2＋2e－＋2H＋===2·OH
B．双极膜中H2O 解离出的OH－透过膜a 向N 极移动
C．每处理6.0 g 甲醛，理论上有0.4 mol H＋透过膜b
D．通电一段时间后，理论上苯酚和甲醛转化生成CO2物质的量之比为6∶7
07 金属电化学腐蚀的原理
13. 厌氧腐蚀指在缺乏氧气的深层潮湿土壤中,存在的硫酸盐还原菌会附着在钢管表面促进钢铁的腐蚀,其反
应原理如图所示。下列说法错误的是 ( )
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A.厌氧腐蚀属于化学腐蚀
B.负极的电极反应:Fe-2e-
Fe2+
C.每生成1 mol FeS,最终转移的电子数为8NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)
D.镀锌钢管破损后仍能减缓钢管的腐蚀
14. 点蚀又称为孔蚀，是一种集中于金属表面很小的范围并深入金属内部的腐蚀形态。某铁合金钝化膜破
损后的孔蚀如图所示，则下列说法正确的是( )
A．为防止孔蚀发生可以将外接电源正极与金属相连
B．蚀孔外每吸收2.24 L O2，则此时HCl 可以氧化0.2 mol Fe
C．在腐蚀的过程中钝化膜作为负极
D．依题孔隙中局部可能发生析氢腐蚀
08 金属腐蚀的防护
15. 港珠澳大桥的设计使用寿命高达120 年，主要的防腐蚀方法有：①钢梁上安装铝片；②使用高性能富
锌(富含锌粉)底漆；③使用高附着性防腐涂料；④预留钢铁腐蚀量。下列分析不合理的是( )
A．防腐涂料可以防水、隔离O2，降低吸氧腐蚀速率
B．防腐过程中铝和锌均作为负极，失去电子
C．钢铁在海水中发生吸氧腐蚀时正极反应为O2＋4e－===2O2－
D．方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，未能完全消除
16．利用如图装置可以模拟铁的电化学防护。下列说法错误的是( )
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A．若X 为锌棒，开关K 置于M 处，可减缓铁的腐蚀
B．若X 为锌棒，开关K 置于M 处，铁极发生氧化反应
C．若X 为碳棒，开关K 置于N 处，可减缓铁的腐蚀
D．若X 为碳棒，开关K 置于N 处，X 极发生氧化反应
1．电化学广泛应用于工业领域。下列叙述正确的是( )
A．电解精炼铜时，与电源正极相连的是精铜
B．锌铜原电池产生电流时，溶液中的阳离子移向Zn 电极
C．用惰性电极电解足量的饱和食盐水时，阳极的电极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑
D．外接电源保护海水中钢闸门时，应将钢闸门与电源的正极相连
2．选取pH＝2.5 和pH＝5.0 的醋酸溶液分别与生铁反应，进行腐蚀实验，测量密闭容器内压强变化情况如
图。下列结论错误的是( )
A．pH＝5.0 的醋酸溶液中一定存在吸氧腐蚀
B．酸度不同，腐蚀的主要类型可能不同
C．两组溶液的pH 一定逐渐变大
D．若改用盐酸进行实验，腐蚀速率一定变大
3.下列有关甲、乙、丙、丁四个图示的叙述正确的是( )
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A．甲中Zn 电极失去电子发生氧化反应，电子经过H2SO4溶液后，流向Ag 电极
B．乙中阴极反应式为Ag＋＋e－===Ag
C．丙中H＋向Fe 电极方向移动
D．丁中电解开始时阳极产生黄绿色气体
4.用如图所示装置(X、Y 是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中各项所列对应关系均正确的
是( )
选项
X 极
实验前U 形管中液体
通电后现象及结论
A
正极
Na2SO4溶液
U 形管两端滴入酚酞后，a 管中呈红
色
B
正极
AgNO3溶液
b 管中电极反应式是4OH－－4e－
===O2↑＋2H2O
C
负极
CuCl2溶液
b 管中有气体逸出
D
负极
NaOH 溶液
溶液pH 降低
5．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H2SO4—H2C2O4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Al3＋＋3e－===Al
D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动
6．南京大学开发出一种以太阳能驱动的恒流电解装置，成功实现了从海水中提取金属锂，其工作原理如
图所示。下列说法不正确的是( )
A．工作时的能量转化形式：太阳能→电能→化学能
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B．铜箔为阳极，Li＋在铜箔上发生氧化反应得到金属锂
C．阳极区可能有Cl2和O2生成
D．固体陶瓷膜可让海水中Li＋选择性通过
7．工业上电解MnSO4溶液制备Mn 和MnO2的工作原理如图所示，下列说法错误的是( )
A．电流由钛电极经MnSO4溶液流向不锈钢电极
B．阳极反应为Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋
C．离子交换膜为阳离子交换膜
D．当电路中有2 mol e－转移时，生成55 g Mn
8. 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X 的电极反应：8H＋＋TiO2＋SiO2＋8e－===TiSi＋4H2O
C．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
9.
【电解池与坐标图像相结合】(2024·四川蓉城名校·联考)以惰性电
极电解CuSO4 和NaCl 的混合溶液，两电极上产生的气体(标准状况下测定)体积如
图所示，下列有关说法正确的是( )
A.原溶液中CuSO4和NaCl 物质的量之比为1∶2
B．a 表示阳极上产生的气体，t1前产生的为Cl2
C．若t1时溶液的体积为1 L，此时溶液的pH 为13
D．若原溶液体积为1 L，则原溶液中SO 的物质的量浓度为0.2 mol·L－1
10. 工业上制取KIO3可采用如下两种方法：
方法1：直接歧化法：将精制I2 溶于过量KOH 溶液，发生的反应为3I2＋6KOH===KIO3＋5KI＋
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3H2O。
方法2：电解法：将直接歧化法反应后的溶液，加入阳极区，使KI 转化为KIO3(I－＋6OH－－6e－===IO
＋3H2O)，在阴极区加入KOH 溶液，电解槽用水冷却。
下列说法正确的是( )
A．方法1 中，氧化剂与还原剂物质的量之比为5∶1
B．当外电路转移1 mol e－，阴极区溶液质量减少9 g
C．电解过程中处于阴极区的电极1 上会有氧气生成
D．若电流利用率为100%，理论上电解法制KIO3碘原子的利用率是直接歧化法的3 倍
11. (1)目前已开发出电解法制取ClO2的新工艺。
①用石墨作为电极,在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2(如图甲所示),写出阳极产生ClO2的电极反应:
。
②电解一段时间,当阴极产生的气体体积为112 mL(标准状况)时,停止电解,通过阳离子交换膜的阳离子的物
质的量为 mol; 用平衡移动原理解释阴极区pH 增大的原因:
。
(2)粗银精炼装置如图乙所示,电解质溶液为稀硫酸,下列说法正确的是 (填字母)。
A.体系中存在沉淀溶解平衡:Ag2SO4(s)
2Ag+(aq)+SO4
2-(aq)
B.阳极的电极反应为Ag-e-
Ag+
C.钛电极电势高
D.阴极区可获得超细银粉的原理:Ti3++Ag+
Ag+Ti4+
E.电解液中添加Ti3+/Ti4+,可实现Ti3+/Ti4+循环利用
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1. （2025·四川卷）为了节约资源，减少重金属对环境的污染，一研究小组对某有色金属冶炼厂的高氯烟
道灰(主要含有
等)进行研究，设计如下工艺流程。实
现了铜和锌的分离回收。
回答下列问题：
“电解分离”采用无隔膜电解槽，以石墨为阳极，铜为阴极。
①“电解分离”时，阴极产生大量气泡，说明铜、锌分离已完成，其理由是_______。
②“电解分离”前，需要脱氯的原因有_______。
2. （2025·河北卷）科研工作者设计了一种用于废弃电极材料
再锂化的电化学装置，其示
意图如下：
已知：参比电极的作用是确定
再锂化为
的最优条件，不干扰电极反应。下列说法正确的
是
A.
电极上发生的反应：
B. 产生标准状况下
时，理论上可转化
的
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C. 再锂化过程中，
向
电极迁移
D. 电解过程中，阳极附近溶液pH 升高
3. （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
4. （2024·重庆卷）为减少铅污染，
被限制使用。
是一种潜在替代品，其电
解合成的原理如图所示(
为催化剂)。总反应化学方程式为_______；外电路转移
电子时，理论上
可生成
的物质的量为_______
。
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5. （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：
6．（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Cl2生成且KOH 溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为x mol/h。下列说法错误的是( )
A．b 电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
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2x mol/h
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