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第03 讲 电解池、金属的腐蚀与防护
目录
01 考情解码·命题预警.........................................................................................................................1
02 体系构建·思维可视.........................................................................................................................1
03 核心突破·靶向攻坚.........................................................................................................................4
考点一 电解原理及应用................................................................................................................4
知识点1 电解和电解池.............................................................................................错误:
用源
引
未找到
知识点2 电解池的工作原理......................................................................................................................4
知识点3 惰性电极电解规律.....................................................................................错误:
用源
引
未找到
知识点4 氯碱工业——电解饱和食盐水..................................................................................................6
知识点5 电镀铜与电解精炼铜..................................................................................................................7
知识点6 电冶金..........................................................................................................................................7
考向1 考查电解的原理......................................................................................................................8
思
维
建
模
电
解
池
电
极
反
应
式
的
书
写
方
法
考向2 考查电解原理的应用.............................................................................错误:
用源
引
未找到
考向3 考查电解法制备物质.....................................................................................错误:
用源
引
未找到
考点二 金属的腐蚀与防护...........................................................................错误:
用
引
源未找到
知识点1 金属腐蚀.....................................................................................................错误:
用源
引
未找到
知识点2 金属的防护................................................................................................................................20
考向1 考查金属腐蚀的原理与探究........................................................................................................20
考向2 考查金属的防护............................................................................................................................23
04 真题溯源·考向感知.....................................................................................................................25
1
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考点要求
考查形式
2025 年
2024 年
电解原理及其应用
选择题
非选择题
T10（A）
T13
T11（B）（C）
T15（5）
金属的腐蚀与防护
选择题
非选择题
T3（A）
考情分析：
分析近两年年的高考
，高考命
在本
有以下
律：
试题
题
讲
规
1．从考
型和内容上看，高考命
以
和非
的形式呈
，考
内容主要有以下三个方面：
查题
题
题
题
查
选择
选择
现
（1）
用
应
极反
式和
反
的
写，
电
应
应
书
总
解原理
电
的
用；
应
（2）粗金属的精
、
或者制
某些金属等；
炼电镀
备
（3）金属
生
化学腐
的原因和防止金属腐
的措施。
电
蚀
蚀
发
2．从命
思路上看，
化学原理的
用
突出注重以
化工生
程
情境，以
化学基
题
电
应
题
题
电
试
设计
实际
产过
为问
知
体，将化学研究的基本思想与方法、基本概念与原理巧妙融合于
之中，考
考生
知
识
题
查
识
础
为载
试
对
的迁移
用能力。
应
（1）以新型
解池
电
(“活
阳极”
解池或多室膜
解池
电
电
泼
)
体，考
考生在新情境中
解原理及其
用
为载
查
对电
应
的理解迁移能力；
（2）以生
生活中的真
情境
体，考
金属
生
化学腐
的原因和防止金属腐
的措施。
查
电
蚀
蚀
产
实
为载
发
3.
解原理
用的复
考
以下几点：
对电
应
习备
应该针对
（1）掌握
化学基本原理，能
电
正确
写
书
或判断陌生
池
极反
式；
电
电
应
（2）准确判断原
池、
解池和
池：若无外接
源，可能是原
池，然后依据原
池的形成条件分析
电
电
电镀
电
电
电
判定，若有外接
源，两极插入
解
溶液中，
可能是
解池或
池。当阳极金属与
解
溶液中的
电
电
质
电
电
镀
电
质
金属阳离子相同
池。
电镀
则为
（3）掌握金属腐
快慢的
律，理解两种
化学保
法的原理。
蚀
规
电
护
复
目
：
习
标
1.理解
解池的构成、工作原理及
用
电
应
，能
写
极反
式和
反
方程式。
书
电
应
应
总
2.了解
解原理在
碱工
、精
、
、
冶金等方面的
用
电
氯
业
炼铜电镀电
应
3.了解金属
生
化学腐
的原因、金属腐
的危害以及防止金属腐
的措施。
发
电
蚀
蚀
蚀
2
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3
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考点一 电解原理及应用
知识点1 电解和电解池
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、阳两极引起 反应的过程。
(2)特点：电解过程中， 能转化为 能。
2.电解池的构成及工作原理
(1)概念：电解池是把 能直接转化为 能的装置。
(2)电解池的构成条件
①有 ；有与电源相连的两个电极。
② 溶液(或熔融电解质)。
③形成 回路。
知识点2 电解池的工作原理
1.构建电解池模型(以用惰性电极电解CuCl2溶液为例)
总反应式：
2.阴、阳极的判断方法
(1)根据外接电源:正极接 极，负极接 极。
(2)根据电流方向:从 极流出，从 极流入。
(3)根据电子流向:从 极流出，从 极流入。
(4)根据离子移向:阴离子移向 极，阳离子移向 极。
(5)根据电极产物:阳极——电极溶解、逸出O2(或阳极区酸性增强)或Cl2;阴极——析出金属、逸出H2(或阴
极区碱性增强)。
(6)根据反应类型: 极发生氧化反应， 极发生还原反应。
3.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 。
4
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(2)离子：阳离子移向电解池的 ，阴离子移向电解池的 。
得分速记
“电子不下水，离子不上线”。
4.电极上离子放电顺序
(1)阴极：
①(与电极材料无关)氧化性强的先放电，阳离子放电顺序：
＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋。
②阴极产物的判断：直接根据阳离子放电顺序进行判断。
若金属阳离子(Fe3＋除外)放电，则得到相应金属单质；若H＋放电，则得到H2。
(2)阳极：
①若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。
若是惰性电极作阳极，阴离子的放电顺序： OH－＞含氧酸根离子＞F-。
②阳极产物的判断
活性电极(除Au、Pt 以外的金属材料作电极)，电极材料失电子，生成金属阳离子。
S2－、I－、Br－、Cl－放电，产物分别是 ；若OH－放电，则得到 。
5.电极反应式、电解方程式的书写
(1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。
(2)再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴离子、阳离子两组(不要忘记水溶液中的H＋和OH－)。
(3)然后排出阴、阳两极的放电顺序：
①最常用、最重要的放电顺序为阳极：Cl－>OH－；阴极：Ag＋>Cu2＋>H＋。
②电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电。
(4)分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循 守恒和 守恒。
(5)最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式，并注明 条件。
得分速记
(1)阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电，注意离子导体
(电解质)是水溶液还是非水状态。
(2)阳极材料不同，电极产物、电极反应式可能不同，最常用、最重要的放电顺序为阳极：Cl－>OH－；阴
极：Ag＋>Cu2＋>H＋。
(3)电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al
等金属。
(4)书写电解池中的电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写
成分子式。
知识点3 惰性电极电解规律
1.惰性电极电解电解质溶液的四种类型坐标图
5
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2.坐标图解读举例
(1)放H2生碱型：(以NaCl 为例)
阴极反应式： 。
(2)电解电解质型：(以CuCl2为例)
阳极反应式： 。
(3)电解水型：(以H2SO4为例)
阳极反应式： 。
(4)放O2生酸型：(以CuSO4为例)
总离子方程式： 。
知识点4 氯碱工业——电解饱和食盐水
1.习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业，其装置为离子交换膜电解槽：
2.电极反应
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(反应类型： )
阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－(反应类型： )
总反应方程式：2NaCl＋2H2O
2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
离子方程式：2Cl－＋2H2O
2OH－＋H2↑＋Cl2↑
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。
知识点5 电镀铜与电解精炼铜
电镀铜与电解精炼比较
6
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电镀
电解精炼铜
示意图
电极材料
镀件作 极，镀层金
属铜作 极
粗铜作 极；纯铜作 极
电极反应
阳极
阴极
特点
阳极溶解，在阴极沉
积，电镀液的浓度
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
。
得分速记
(1)电镀过程中，溶液中离子浓度不变；
(2)电解精炼铜时，阳极质量减小，阴极质量增加，溶液中的Cu2＋浓度减小。
知识点6 电冶金
实质
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。
电解
冶炼
冶炼钠
冶炼镁
冶炼铝
电极
反应
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑
阴极：2Na＋＋2e－===2Na
阳极：2Cl－2e－===Cl2↑
阴极：Mg2＋＋2e－===Mg
阳极：6O2－－12e－===3O2↑
阴极：4Al3＋＋12e－===4Al
总反
应
得分速记
(1)电解熔融MgCl2冶炼镁，而不能电解MgO 冶炼镁，是因为MgO 的熔点很高；
(2)电解熔融Al2O3冶炼铝，而不能电解AlCl3冶炼铝，是因为AlCl3是共价化合物，其熔融态不导电；为降
低熔点，加入了助熔剂冰晶石(Na3AlF6)；电解过程中，阳极生成的氧气与石墨电极反应，所以石墨电极需
不断补充。
考向1 考查电解的原理
例1 （2025·安徽淮北·一模）微生物电合成系统(MES)是一种新型的碳捕获生物技术，已知阴极副产物有
乙醇、氢气。下列说法错误的是
7
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A．电流的流向：由N 电极经导线到M 电极
B．生成
的电极反应式为
C．离子交换膜为质子交换膜
D．每生成
，同时生成
【变式训练1·变载体】（2025·安徽·模拟预测）我国科技人员为了在更温和的条件下实现废水中氯苯的无
害化处理，设计开发了一种电化学装置(如图所示)。
转化过程：
CO2、H2O
下列说法错误的是
A．电解一段时间后，阴极区溶液pH 变大
B．阳极区发生的转化ⅰ的电极反应为
C．若有
氯苯完全反应转化为
，生成X 气体
D．将质子交换膜换为阴离子交换膜，气体X 成分不变
【变式训练2·变考法】（2024·安徽合肥·三模）环氧乙烷(
)可用于生产乙二醇。电化学合成环氧乙烷(
)的装置如图所示：
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已知：
下列说法错误的是
A．Pt 电极接电源正极
B．制备1mol 环氧乙烷，Ni 电极区产生2molH2
C．Pt 电极区的反应方程式为：CH2=CH2+Br2+H2O→HOCH2CH2Br+HBr
D．电解完成后，将阳极区和阴极区溶液混合才可得到环氧乙烷
【变式训练3·
】（2025·安徽池州·二模）我国科学家研究电化学降解甲醛，同时获得氢能源。
原理如图所示，已知在
溶液中，甲醛转化为
，存在平衡
。在
电极上发生的电子转移反应为
。
下列说法错误的是
A．
极与电源负极相连
B．电解时
通过阴离子交换膜向
极移动
C．电解过程中共制得
氢气，理论上外电路上迁移
电子
D．阳极总反应式为
思维建模 电解池电极反应式的书写方法
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考向2 考查电解原理的应用
例2 （2025·安徽黄山·二模）二氧化碳电化学甲烷化技术在能源储存、温室气体减排和可持续发展方面具
有重要意义。下图装置中双极膜中间层中的
解离为
和
，并在直流电场作用下分别向两极迁移。
有关说法错误的是
A．电极a 连接直流电源正极
B．电极b 的反应式为
C．电池工作时，
不能透过双极膜向电极a 迁移
D．每生成
甲烷，双极膜处有
的
解离
【变式训练1·变载体】己二酸是工业上最有应用价值的脂肪族二元羧酸。我国科学家合成了四氧化三钴/石
墨炔(
)复合电催化剂，利用该催化剂实现了己二酸的高效绿色制备，工作原理如图所示，下
列说法错误的是
10
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A．a 极电势高于b 极
B．制备己二酸的电极反应式为
C．该装置工作一段时间后，b 极区需补充水
D．该装置工作中至少涉及三种能量转化形式
【变式训练2·变考法】电化学合成是对环境友好的合成方法，以对硝基苯甲酸(
)为原料，采用惰性电极电解法合成对氨基苯甲酸(
)的装置如图。下列说法正确的是
A．N 电极电势高于M 电极电势
B．该离子交换膜为阴离子交换膜
C．电解一段时间后，阳极室的pH 不变
D．若直流电源用铅酸蓄电池，则每生成0.1mol 对氨基苯甲酸，铅酸蓄电池负极质量增加28.8g
【变式训练3·
】一种废水处理装置如图所示。直流电源先连结①④电极时可实现
的
分离并在Ⅲ室中富集NH3(aq)，再切换电源连结②③电极可实现
电还原为NH3(aq)，电极均为惰性电极。
下列说法正确的是
11
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A．a 为阳离子交换膜，b 为阴离子交换膜
B．电还原时，③接电源负极
C．电还原时，②的电极反应式为：
D．将1L 废水中的
完全转化为NH3时理论上转移的电子为0.09mol
考向3 考查电解法制备物质
例3（2025·安徽·一模）二苯重氮甲烷(
)在抗生素的制备过程中起关键作用。以二苯甲酮腙
(
)为前体合成二苯重氮甲烷的原理如图所示。下列说法错误的是
A．
为催化剂
B．若以铅蓄电池为电源，则与石墨一极相连的为
电极
C．阴极的电极反应式为
D．理论上生成
的同时生成1.5mol 二苯重氮甲烷
【变式训练1·变载体】（2025·安徽安庆·二模）一种采用新型双极膜电解硝酸盐制备
的方法，可以提
12
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高
的法拉第效率
。工作时
在双极膜界面处被催化解离成
和
并向两极移动，阴极副产物有
。该装置工作原理如图所示，下列说法正确的是
A．电势：
B．装置工作时，阴极区的
穿透双极膜进入阳极区
C．阴极反应式为
D．当阳极产生
气体(标准状况)时，阴极产生
，则
【变式训练2 变考法】工业上用单池双膜三液装置(如下图)，依据电解原理电解
制备
和
，下列说法正确的是
A．导线X 接外电源的负极
B．N 电极的电极反应方程式为
C．每当产生标准状况下
气体A，Ⅲ室溶液的质量理论上减少
D．离子交换膜Ⅱ为阳离子交换膜
【变式训练3·
】利用有机电化学合成1，2-二氯乙烷的装置如图所示。若该装置工作时中间室
NaCl 溶液的浓度通过调整保持不变，电解时阴极生成气体的速率为x mol·h-1，下列说法错误的是
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A．电源中电势比较：b>a
B．离子交换膜Ⅰ为阴离子交换膜，离子交换膜Ⅱ为阳离子交换膜
C．合成室内发生的反应为CH2=CH2+2CuCl2→CH2ClCH2Cl+2CuCl
D．中间室补充NaCl 的速率为2x mol·h-1
考点二 金属的腐蚀与防护
知识点1 金属腐蚀
1.金属腐蚀的本质：金属原子失去电子变为金属阳离子，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
类型
化学腐蚀
电化学腐蚀
条件
金属与其表面接触的一些物质(如
O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐
蚀
不纯金属与电解质溶液接触发生原电
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
(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以钢铁的腐蚀为例）
类型
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
水膜酸性较强(pH≤4.3)
水膜酸性很弱或呈中性
电极反应
负极
Fe－2e－===Fe2＋
正极
2H＋＋2e－===H2↑
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
总反应式
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
联系
吸氧腐蚀更普遍
得分速记
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。
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3.金属腐蚀快慢的一般规律
(1)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。
(2)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。
(3)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。
知识点2 金属的防护
1．金属的防护考虑的因素
金属的防护主要是从金属、与金属接触的物质及两者反应的条件等方面来考虑的。
2．金属的防护
(1)电化学保护法
①牺牲阳极法—— 原理
负极：比被保护金属活泼的金属；
正极：被保护的金属设备。
②外加电流法—— 原理
阴极：被保护的金属设备；
阳极：惰性电极。
(2)改变金属材料的组成，如制成合金、不锈钢等。
(3)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。
考向1 考查金属腐蚀的原理与探究
例1 将NaCl 溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)变暗，在液
滴外沿形成棕色环(b)，如图所示。下列说法正确的是
A．铁片发生还原反应而被腐蚀
B．液滴边缘是负极区，发生的电极反应为：Fe–2e–=Fe2+
C．铁片腐蚀最严重区域应该是生锈最多的区域
D．导致现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少
【变式训练1·变载体】根据下列实验操作及现象进行的分析和推断，正确的是
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操
作
现
象
一段时间后：①中裸露在外的铁钉附近区域变红；②中裸露在外的铁钉附
近区域_______，铜丝附近区域_______。
A．①中铁钉附近变红，因为发生
，促进了水的电离
B．②中现象是：铁钉附近区域变红，铜丝附近变蓝
C．②中正极区域发生了反应：
D．①和②中发生的氧化反应均可表示为
(M 代表铁或铜)
【变式训练2·变考法】按如图装置进行实验。预期现象及相应推理均合理的是
A．胶头滴管中水柱上升，说明发生了析氢腐蚀
B．滤纸1 变红，说明生成了
C．滤纸2 变红，说明生成了
D．一段时间铁钉出现红色物质，说明生成Fe(Ⅲ)化合物
【变式训练3·
】某兴趣小组通过数字化实验装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测定具
支锥形瓶中压强随时间变化关系以及溶氧量随时间变化关系，实验装置及数据记录如图所示。下列说法正
确的是
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A．整个过程中，正极电极反应式为2H++2e-=H2↑
B．pH=2.0 的酸溶液中，具支锥形瓶内只发生了析氢腐蚀
C．pH=4.0 的酸溶液中，具支锥形瓶内既发生析氢腐蚀也发生吸氧腐蚀，且消耗的氧气量与生成的氢气量
基本相当
D．1LpH=6.0 的酸溶液中，到A 点整个电化学腐蚀转移的电子数为
考向2 考查金属的防护
例2 汽车尾气管的钢材可通过镀铝的方法来延缓腐蚀，下列说法正确的是
A．该法中钢铁为负极被保护
B．该法为牺牲阴极法
C．镀铝时将钢材与电源正极相连
D．电化学腐蚀时铝发生反应：
【变式训练1·变载体】将镀层有破损的镀锡铁片放入酸化的3%NaCl 溶液中。下列说法正确的是
A．Fe 作原电池正极
B．溶液中的Cl⁻向锡极移动
C．铁片腐蚀速率比未镀锡时更快
D．铁表面发生的电极反应：2H++2e-=H2↑
【变式训练2·变题型】广西西江海洋油气钢结构平台安装在水深98 米的大海上。下列有关钢结构桩架的
腐蚀与防护的说法错误的是
A．特种合金钢防腐蚀的能力比生铁强
B．海水全浸区腐蚀随深度增加有所加重
C．在桩架上镶锌块，可使桩架不易被腐蚀
D．将钢结构与电源负极相连，可使桩架不易被腐蚀
【变式训练3·变考法】如图装置可防止金属管道在潮湿土壤中的腐蚀。下列有关说法中正确的是
A．电流由镁块经导线流向管道
B．管道表面上发生氧化反应
C．该保护法为牺牲阳极保护法
D．将镁块换为钠块，则保护效果更好
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1．（2025·安徽卷）研究人员开发出一种锂-氢可充电电池(如图所示)，使用前需先充电，其固体电解质仅
允许
通过。下列说法正确的是
A．放电时电解质溶液质量减小
B．放电时电池总反应为
C．充电时
移向惰性电极
D．充电时每转移
电子，
降低
2．（2025·安徽卷）下列实验操作能达到实验目的的是
选
项
实验操作
实验目的
A
将铁制镀件与铜片分别接直流电源的
正、负极，平行浸入
溶液中
在铁制镀件表面镀铜
B
向粗盐水中先后加入过量
溶
液、
溶液和
溶液
粗盐提纯中，去除
、
和
杂
质离子
C
向
溶液中滴加
5 滴
溶液，再滴加5 滴
溶液
探究
对如下平衡的影响：
D
将有机物M 溶于乙醇，加入金属钠
探究M 中是否含有羟基
A．A
B．B
C．C
D．D
3．（2024·安徽卷）我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如下。该电池分别以
(局部结
构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和
为电极，以
和
混合液为电解质溶液。下列说法错
误的是
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A．标注框内所示结构中存在共价键和配位键
B．电池总反应为：
C．充电时，阴极被还原的
主要来自
D．放电时，消耗
，理论上转移
电子
4．（2024·安徽卷节选）精炼铜产生的铜阳极泥富含
等多种元素。研究人员设计了一种从铜
阳极泥中分离提取金和银的流程，如下图所示。
回答下列问题：
(5)“电沉积”步骤中阴极的电极反应式为 。“电沉积”步骤完成后，阴极区溶液中可循环利用的物
质
为 (填化学式)。
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