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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
02 体系构建·思维可视...........................................................................................................................
03 核心突破·靶向攻坚...........................................................................................................................
考点一 电解池及工作原理...............................................................................................................
知识点1 电解池的工作原理.............................................................................................................................................
知识点2 电解的类型...........................................................................................................................................................
考向1 考查电解原理和电解规律.................................................................................................................................
【思维建模】电解池阴阳极的判断方法
考向2 考查电解方程式的书写......................................................................................................................................
【思维建模】电极反应式、电解方程式的书写
考点二 电解原理的应用...................................................................................................................
知识点1 电解饱和食盐水.................................................................................................................................................
知识点2 电镀与电解精炼铜.............................................................................................................................................
知识点3 电冶金....................................................................................................................................................................
考向1 电解原理的基本应用.............................................................................................................................................
考向2 电解原理的创新应用.............................................................................................................................................
考点三 金属的腐蚀与防护.................................................................................................................
知识点1 金属的腐蚀...........................................................................................................................................................
知识点2 金属的防护...........................................................................................................................................................
考向1 金属腐蚀快慢的判断.............................................................................................................................................
【思维建模】金属腐蚀快慢的判断
考向2 金属的腐蚀与防护.................................................................................................................................................
【思维建模】金属防护常见方法
04 真题溯源·考向感知............................................................................................................................
1
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考点要求
考察形式
2025 年
2024 年
2023 年
2022 年
2021 年
电解池原理及其
应用
选择题
非选择题
黑吉辽卷
T12，3 分
辽宁卷T7，3
分
辽宁卷
T13，3 分
金属腐蚀与防护
选择题
非选择题
考情分析：
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
解原理制
新物
、治理
染；
应
电
备
质
污
（2）金属的精
、
或者制
某些金属等；
炼电镀
备
（3）
化学腐
和防止金属腐
的措施。
电
蚀
蚀
2．从命
思路上看，注重以
化工生
程
情境，
题
题
实际
产过
为问
注重考
考生
知
的
用能力。
查
识
应
对
（1）以新型
解池
体，考
解原理及其
用的理解迁移能力；
电
查
电
应
为载
对
（2）以生
生活中的真
情境
体，考
化学腐
的原因和防止金属腐
的措施。
产
实
为载
查电
蚀
蚀
3.
解原理
用的复
考
以下几点：
对电
应
习备
应该针对
（1）理解
化学基本原理，并能熟
写陌生
池
极反
式；
电
书
电
电
应
（2）掌握原
池、
解池和
池判定
律。
电
电
电镀
规
（3）掌握金属腐
快慢的
律，
化学保
法的原理
蚀
规
电
护
及其
用
应
。
复习目标：
1.
解池的工作原理，会利用其分析
解装
认识电
电
置并能写出
极反
和
解反
方程式。
电
应
电
应
2.了解金属
生
化学腐
的原因，能用
化学原理分析
的
象。
发
电
蚀
电
对应
现
3.了解金属腐
的危害以及防止金属腐
的措施。
蚀
蚀
2
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考点一 电解池及工作原理
知识点1 电解池工作原理
1.电解与电解池
3
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（1）电解：使电流通过 而在阴、阳两极引起 的过程。
（2）电解池：将 能转化为 能的装置。
（3）电解池的构成
①有与 相连的两个电极。
② 溶液(或 )。
③形成 。
2.电解池工作原理(以电解CuCl2溶液为例)
3.电极产物判断
(1)阳极产物的判断
①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。
②惰性电极(Pt、Au、石墨)，要依据阴离子的放电顺序加以判断。
阴离子的放电顺序：活泼电极＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子＞F-。
S2－、I－、Br－、Cl－放电，产物分别是
；若OH－放电，则得到 。
(2)阴极产物的判断
直接根据阳离子放电顺序进行判断。
阳离子放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋。
①若金属阳离子(Fe3＋除外)放电，则得到相应
；若H＋放电，则得到 。
②放电顺序本质遵循氧化还原反应的 ，即得(失)电子能力强的离子先放电。
【特别提醒】
①放电指的是电极上的得、失电子。
②活性电极指的是除去Au、Pt 以外的金属，惰性电极指的是Pt、Au、C 电极，不参与电极反应。
③阴极材料若为金属电极，一般是增强导电性但不参与反应。
知识点2 电解的类型
1.电解水型
实例
电极反应式及总反应式
电解质溶液浓度
复原方法
H2SO4
阴极：2H＋＋2e－===H2↑
阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑
总反应式：2H2O=====2H2↑＋O2↑
2.电解电解质型
实例
电极反应式及总反应式
电解质溶液浓度
复原方法
4
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HCl
阴极：2H＋＋2e－===H2↑
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑
总反应式：2HCl=====H2↑＋Cl2↑
通入HCl
CuCl2
阴极：Cu2＋＋2e－===Cu
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑
总反应式：CuCl2=====Cu＋Cl2↑
加CuCl2
固体
3.电解质和水均参与电解型
实例
电极反应式及总反应式
电解质溶液浓度
复原方法
NaCl、
KCl(放H2生
碱)
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑
阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
总反应式：2Cl－＋2H2O=====Cl2↑＋H2↑＋2OH－
减小并生成
新电解质
通入
气体
CuSO4、
Cu(NO3)2
(放O2生酸)
阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑
阴极：Cu2＋＋2e－===Cu
总反应式：2Cu2＋＋2H2O=====2Cu＋O2↑＋4H＋
减小并生成
新电解质
加
考向1 考查电解原理和电解规律
例1 （2025·吉林·一模）用惰性电极进行电解，下列说法正确的是( )
A.电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液pH 不变
B.电解稀NaOH 溶液，要消耗OH－，故溶液pH 减小
C.电解Na2SO4溶液，在阴极上和阳极上生成气体产物的物质的量之比为1 2∶
D.电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上生成产物的物质的量之比为1 1∶
思维建模 电解池阴、阳极的判断方法
1.根据外接电源：正极接阳极，负极接阴极。
2.根据电流方向：从阴极流出，从阳极流入。
3.根据电子流向：从阳极流出，从阴极流入。
4.根据离子移向：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。
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：阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。
【变式训练1】（2025·内蒙古·一模）FFC—剑桥法制取高纯硅是以夹有石英片的单晶硅和石墨作电极、氯
化钙熔盐为电解质直接电解，同时产生CO 和CO2等气体。下列说法错误的是( )
A.夹有石英片的单晶硅作阴极，石墨作阳极
5
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B.阴极电极反应为SiO2＋4e－===Si＋2O2－
C.将生成的O2转化为CO 和CO2可促进电子的转移
D.将石英片夹在单晶硅中，可以避免对产物纯度的影响
【变式训练2】（2025·黑龙江·一模）用惰性电极实现电解，下列说法正确的是( )
A.电解氢氧化钠溶液，要消耗OH-，故溶液pH 减小
B.电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH 不变
C.电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1 1∶
D.电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1 2∶
考向2 考查电解方程式的书写
例2 （2025·辽宁·一模）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－1。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－1
思维建模 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：
阴极：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞（后为熔融体放电顺序）Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞
Ca2＋＞K＋。
阳极：活泼电极＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。
4.分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。
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“电解”条件。
【变式训练1】（2025·内蒙古·二模）电解催化CO2还原为乙烯能缓解碳排放引发的温室效应，还将成为获
得重要化工原料的补充形式，原理如图所示(a、b 均为惰性电极)。下列说法正确的是( )
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A.B 为电源负极
B.H＋从左边透过阳离子交换膜到右边
C.电解一段时间后，阳极区溶液的c(OH－)增大
D.阴极反应为2CO2＋12e－＋12H＋===C2H4＋4H2O
【变式训练2】（2025·黑龙江·二模）“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HCHO 高效制H2的方法，装置如图所示。部分反应机理
为
+
1
2
H2。下列说法错误的是( )
A.相同电量下H2理论产量是传统电解水的1.5 倍
B.阴极反应:2H2O+2e-===2OH-+H2↑
C.电解时OH-通过阴离子交换膜向b 极方向移动
D.阳极反应:2HCHO-2e-+4OH-===2HCOO-+2H2O+H2↑
考点二 电解原理的应用
知识点1 电解饱和食盐水
1.反应原理
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑( 反应)；
阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－( 反应)；
总反应化学方程式：2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；
总反应离子方程式：2Cl－＋2H2O=====2OH－＋H2↑＋Cl2↑。
2.氯碱工业
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（1）含义
把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业。
（2）离子交换膜法的生产过程
（3）阳离子交换膜的作用
阻止OH－进入阳极室与Cl2发生副反应：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O，阻止阳极产生的Cl2和阴极
产生的H2混合发生爆炸。
（4）氯碱工业产品
知识点2 电镀与电解精炼铜
1.电镀原理
（1）概念：利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的加工工艺。
（2）目的：增强金属的抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观。
2.电解精炼铜
知识点3 电冶金
1.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。
2.实例
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①冶炼钠
2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑
阳极反应式： ；
阴极反应式： 。
②冶炼镁
MgCl2(熔融)=====Mg＋Cl2↑
阳极反应式： ；
阴极反应式： 。
③冶炼铝
2Al2O3(熔融)=====4Al＋3O2↑
阳极反应式： ；
阴极反应式： 。
考向1 电解原理的基本应用
例1 （2025·吉林长春·二模）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＋＜Ni2＋＜Cu2＋)( )
A.阳极发生还原反应，其电极反应式为Ni2＋＋2e－===Ni
B.电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量相等
C.电解后，溶液中存在的阳离子只有Fe2＋和Zn2＋
D.电解后，电解槽底部的阳极泥中有Cu 和Pt
【变式训练1】（2025·辽宁大连·一模）氯碱工业是高耗能产业，将电解池与燃料电池串联组合的新工艺可
节能，装置图如图所示，下列叙述错误的是(注：假定空气中氧气的体积分数为20%)( )
A.X 为Cl2，Y 为H2
B.c%＞a%＞b%
C.若生成标准状况下22.4 L X，则消耗标准状况下空气56 L
D.两池中阳离子交换膜均可以换为阴离子交换膜
【变式训练2】（2025·黑龙江·一模）下列关于电解精炼铜与电镀的说法正确的是( )
A.电解精炼铜时，将电能转化为化学能，电路中每通过2 mol e-，阳极就会溶解64 g 铜
B.电解精炼铜时，阳极为粗铜，阴极为精铜，电解过程中电解质溶液不需要更换
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C.在铁制器皿上镀铝，熔融氧化铝作电解质，铁制器皿作阴极，铝棒作阳极
D.电镀过程中电镀液需要不断更换
考向2 电解原理的创新应用
例2（2025·内蒙古·一模）科学家采用电渗析法提纯乳清(富含NaCl 的蛋白质)，有价值的蛋白质回收率达
到98%，工作原理如图所示：
下列说法错误的是( )
A.膜1 为阳离子交换膜，膜2 为阴离子交换膜
B.膜1、膜2 孔径不大于半透膜孔径
C.a 极的电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
D.每转移2 mol 电子，理论上乳清质量减少58.5 g
【变式训练1】（2025·辽宁沈阳·二模）间接电解法可对大气污染物NO 进行无害化处理，其工作原理如图
所示，质子膜允许H＋和H2O 通过。下列有关说法正确的是( )
A.电极Ⅱ的材料可用铁、铜等导电材料替换
B.电极Ⅰ的电极反应为2HSO＋2e－＋2H＋===S2O＋2H2O
C.电解过程中电极Ⅱ附近溶液的pH 增大
D.工作时有0.2 mol H＋通过质子膜时可处理2.24 L NO
【变式训练2】（2025·黑龙江哈尔滨·一模）以不同材料修饰的Pt 为电极，一定浓度的NaBr 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H2和O2，装置如图所示。下列说法错误的是( )
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A.电极a 连接电源负极
B.加入Y 的目的是补充NaBr
C.电解总反应式为Br-+3H2O=====BrO3
−+3H2↑
D.催化阶段反应产物物质的量之比n(Z)∶n(Br-)=3 2∶
考点三 金属的腐蚀与防护
知识点1 金属的腐蚀
1.金属腐蚀的本质
金属原子失去电子变为金属阳离子，发生 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
金属与接触到的干燥气体或非电解质液
体直接发生化学反应
不纯的金属接触到电解质溶液发生原电
池反应
本质
M－ne－===Mn＋
M－ne－===Mn＋
现象
金属被腐蚀
较活泼的金属被腐蚀
区别
无电流产生
有微弱电流产生
联系
电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多，腐蚀速率 ，危害也更严重
（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
水膜酸性很弱或呈中性
电极
反应
负极
正极
总反应式
联系
更普遍
知识点2 金属的防护
1.改变金属材料的组成
如制成合金、不锈钢等。
2.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。
3.电化学保护法
（1）牺牲阳极法—— 原理
a.负极：比被保护金属活泼的金属；
b.正极：被保护的金属设备。
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（2）外加电流法—— 原理
a.阴极：被保护的金属设备；
b.阳极：惰性金属。
考向1 金属腐蚀快慢的判断
例1(2025·内蒙古高三联考)某学习小组利用如图装置探究金属电化学腐蚀与防护的原理，下列说法正确的
是( )
A.若b 极为正极，K 连接A 时，铁棒防腐的方式称为牺牲阳极法
B.相同条件下，若X 溶液为食盐水，K 分别连接B、C 时前者铁棒的腐蚀速率更慢
C.若X 溶液为模拟海水，K 未闭合时铁棒上E 点表面铁锈最多
D.若在X 溶液中预先加入适量的K4[Fe(CN )6]溶液，可有效增强铁棒腐蚀或防腐的观察效果
思维建模 金属腐蚀快慢的判断
(1)对同一电解质溶液来说，腐蚀的快慢：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)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)活动性不同的两种金属，活动性差异越大，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。
【变式训练1】（2025·黑龙江·一模）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( )
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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：O2+4e-+2H2O===4OH-
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
考向2 金属的腐蚀与防护
例2（2025·吉林·二模）下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是( )
A.铁锅中残留的水滴内部比边缘更容易生锈
B.航海船只的船底镶嵌锌块，利用了牺牲阳极法保护金属船体
C.纯银器长时间暴露在空气中变黑，是因为发生了吸氧腐蚀
D.保暖贴在发热过程中主要发生了化学腐蚀
思维建模 金属防护常见方法
1.金属表面覆盖保护层的其他方法
①用化学方法对钢铁部件进行发蓝处理(生成一层致密的Fe3O4薄膜)。
②利用阳极氧化处理铝制品的表面，使之形成致密的氧化膜而钝化。
2.Fe2 ＋能与[Fe(CN)6]3 －反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀：Fe2 ＋＋[Fe(CN)6]3 －＋K ＋
===KFe[Fe(CN)6]↓，此反应可用于检验Fe2＋。
3.金属防护效果比较：外接电流法>牺牲阳极法>有一般防护条件的防腐。
【变式训练1】（2025·辽宁·二模）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( )
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
【变式训练2】（2025·黑龙江·一模）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:
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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:O2+4e-+2H2O===4OH-
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
1.（2024·辽宁卷）“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
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：
2.(2023·辽宁卷)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如下图所示，其中高选择性催化剂PRT 可抑制O2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2 mol e－生成4 g H2
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C.电解后海水pH 下降
D.阳极发生：Cl－＋H2O－2e－===HClO＋H＋
3.（2021·辽宁卷）利用
(Q)与
电解转化法从烟气中分离
的原理如图。已
知气体可选择性通过膜电极，溶液不能通过。下列说法错误的是
A．a 为电源负极
B．溶液中Q 的物质的量保持不变
C．
在M 极被还原
D．分离出的
从出口2 排出
15
