2023年高考化学新编大一轮复习讲义 电解池 金属的电化学腐蚀与防护（解析版）.pdf

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1、专题5.5电解池金属的电化学腐蚀与防护【考纲要求】1、理解电解池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应式和总反应方程式2,了解电解原理在氯碱工业、精炼铜、电镀、电冶金等方面的应用3、了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施考点一电解原理【核心知识梳理】1、电解和电解池(1)电解：使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程，在此过程中,电能转化为化学能(2)电解池：把电能转化为化学能的装置，叫做电解池，也叫电解槽(3)电解池的构成与电源相连的两个电极：与电源正极相连的电极是阳极，在阳极上发生氧化反应；与电源负极相连的电极是阴极，在阴极上发

2、生还原反应电解质溶液(或熔融的电解质)形成闭合回路(4)放电：当离子到达电极时，失去或获得电子，发生氧化或还原反应的过程，称为放电2、电解池的工作原理以惰性电极电解CuCL溶液为例3、电极反应式 电解方程式的书写电极名称和电极反应式电解过程的三个流向e-沿导包 反 应 油2Cr-2e-=Cl2t 移鳖向卓总反应离子方程式线传递12一 沿1三乐逆 魂 用电解质溶液U：CU2+2导线传递S L述 反 应&一c r c u+c h t电子流向：电源负极电解池阴极；电解池的阳极一电源的正极离子流向：阳离子一电解池的阴极，阴离子一电解池的阳极电流方向：电源正极电解池阳极-电解质溶液一阴极一负极(1)电极

3、类型：金属活动顺序表中银以前的金属(含银)做电极时，由于金属电极本身可以参与阳极反应，称为金属电极或活性电极(如：Zn、Fe、Cu、A g等)；金属活动顺序表中银以后的金属或非金属作电极时,称为惰性电极，主要由伯(Pt)、石墨等电解时电极产物的判断阳极产物的判断：阳极吸引的是阴离子，比较阴离子还原性的大小首先看电极材料，是惰性电极还是活性电极，若阳极材料为活性电极(Fe、Cu)等金属，则阳极反应为电极材料失去电子，电极被溶解变成离子而进入溶液，溶液中的阴离子不能失电子；若阳极材料为惰性电极（P t、石墨），则根据阴离子的放电顺序来判断：阳极（阴离子放电顺序）：金属（A u、P t 除外）电极

4、s 2 s o 3 2-r B d 。一 0 丁 含氧酸根离子阴极产物的判断：阴极吸引的是阳离子，比较阳离子氧化性的大小直接根据阳离子的放电顺序进行判断阳离子放电顺序A g+H g 2+F e 3+C u 2+H+（指酸电离的）P b 2+S n 2+F e 2+Z n 2+H+（指水电离的）A l M g 2+Na+C a 2+K+（3）阴、阳极放电后的产物反应物阴极金属阳离子（H+）阳极活性金属电极S2-IBLc rOH-产物金属（H 2）金属离子ShB r 2C h0 2、H2O4、情性电极电解电解质溶液的情况分析（1）电解溶质电解溶质和溶剂水，生成H2和碱电解质类型电极反应式及总反应式

5、电解质浓度变化pH电解质溶液复原不活泼金属无氧酸盐，如 C U 0 2阳极2 C 1 -2 e=C 1 2 t减小增大通入HC1气体阴极Cu21+2 e =Cu总反应式C u C L电=C解u+C l 2 T无氧酸，如 HC1阳极2 Q-2 e-：=C1 2 T减小增大加入CuCl2固体阴极2 H+2e-=H2T总反应式2 H C l由=解 H2t +C1 2?（3）电解溶质和溶剂水，生成H2和碱电解质（水溶液）电极反应式及总反应式电解质浓度变化PH电解质溶液复原活泼金属的无氧酸盐（如N a Cl）阳极2 C r-2 e =C l2t生成新电解质增大通 入 HC1气体阴极2 H2 O+2 e-

6、=H 2 T+2 0 H总反应式电解2 c r+2 H2 O 叁 些 0 2 T+H2?+2 0 H电解质（水溶液）电极反应式及总反应式电解质浓度变化PH电解质溶液复原不活泼金属的含氧酸盐（如 CuSO4）阳极2 H2O-4e-=O2t+4 H+生成新电解质减小加 CuO或 CuCO3阴极2 Cu2+4 e =2C u总反应式上 由解2 Cu2+2H2O=2CU+O2T+4H(4)电解溶剂水电解质类型电极反应式及总反应式电解质浓度变化pH电解质溶液复原含氧酸，如 H2 s。4阳极2 H2。-4 e =O2t+4 H+阴极4 H+4 e-=2 H2 T增大减小加水总反应式2 H2。叁市些解 2

7、H2 f+O 2 T可溶性强碱，如N a O H阳极4 O H-4 e =O2T +2 H2O阴极4 H2 O+4 e-=2H2f+4 O H增大增大加水总反应式2 H2（声由解2 H2 f+O 2 T活泼金属含氧酸盐，如KNO3N a 2 s O 4阳极2 H2O-4 e =O2T+4 H+阴极4 H2O+4 e =2 H 2 T+4 O H-增大不变加水总反应式2 H2。里 鳍 2 H2 f+O 2 T5、活性电极电解电解质溶液的情况分析用金属电极电解下列电解质溶液铜为电极电解“H 2 s 溶液HK -/Cu阳极为C u,属于活性电极，因此阳极反应应为金属失电子阳极：C u-2e=C u2

8、+阴极：2H+2e-=HzT申解总反应：Cu+H2so4=WCuSO4+H2T 三匕H2s04溶液用铜作电极电解Zn SCU 溶液阳极反应阴极反应总反应用铜作电极电解CuSO4溶液阳极反应阴极反应用铁作电极电解N a O H 溶液阳极反应阴极反应总反应 用 A g 作电极电解稀盐酸阳极反应阴极反应6、混合溶液用惰性电极电解CuS04和 NaCl的混合液（CuSCU与 NaCl的物质的量为1 ：I）,明显分三总反应以铝材为阳极，电 解 H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜阳极反应阴极反应总反应用A1作电极电解NaOH溶液阳极反应阴极反应总反应个阶段，写出三个阶段的阴、阳两极反应式第一阶段：阳极反应

9、式：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _阴极反应式：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _总反应化学方程式：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

10、 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _第二阶段：阳极反应式：阴极反应式：总反应化学方程式：第三阶段：阳极反应式：阴极反应式：总反应化学方程式：【微点拨】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）中阳离子放电阳极材料若是金属电极（Au、P t除外），溶液中的阴离子不反应，电极金属失电子被氧化电解水溶液时，K+A+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、A l等金属单质电解水溶液时，P b2 Sn2 Fe2 Zi?+浓度较大时在H+之前放电【精准训练11、以石墨为电极，电解K I溶液（含有少量的酚酸和淀粉）。

11、下列说法错误的是（）A.阴极附近溶液呈红色 B.阴极逸出气体C.阳极附近溶液呈蓝色 D.溶液的pH变小2、用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液，在电解的过程中，溶液的pH 依次为升高、不变、降低的是（）A.AgNO3 CuCl2 CU（NO3）2 B.KC1 Na2so4 CuS04C.CaCl2 KOH NaNCh D.HC1 HNO3 K2so43、用石墨作电极电解溶有物质的量之比为3：1 的 NaCl和 H2sCU的水溶液。根据反应产物，电解可明显分为三个阶段，下列叙述不正确的是（）A.电解的最后阶段为电解水 B.阳极先逸出氯气后逸出氧气C.阴极逸出氢气D.电解过程中溶液的pH 不断

12、增大，最后pH 为 74、如图所示为用固体二氧化钛（TiCh）生产海绵钛的装置示意图，其原理是TiO2中的氧解离进入熔融盐中而得到钝钛。下列说法中正确的是（A.a 极是正极，石墨极是阴极电极的质量不发生变化C.电解过程中，C P、C均向a 极移动 D.阴极的电极反应式为TiO2+4e=T i+2 O25、某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示，该装置能将H2。和 C02转化为。2和燃料（C3H80）。下列说法正确的是（）C02 IGHQBis旺光0电化学催化剂质子交换膜光催化剂A.该装置将化学能转化为光能和电能B.该装置工作时，H+从 b 极区向a 极区迁移C.每生成ImolCh，有 44

13、gCO2被还原D.a 电极的反应为：3co2+I8H-18e=C 3H8。+5%06,铝阳极氧化处理后形成的氧化膜比铝的天然氧化膜耐磨性、耐腐蚀性及装饰性有明显的提高，工业中以铝为阳极，置于硫酸溶液中电解，装置如图所示，下列说法正确的是（）硫酸溶液A.阳极电极方程式为2Al6e+6OH-A12O3+3H2。B.随着电解的进行，溶液的pH 逐渐增大C.当阴极生成气体3.36 L（标准状况）时，阳极增重2.4 gD.电解过程中H*移向铝电极考点二电解原理原理的应用【核心知识梳理】1、氯碱工业电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气2、电冶金利用电解熔融盐或氧化物的方法来冶炼活泼金属N a、C a、M g、

14、A l等阳离子交换膜电解槽（淡 盐 水 七 不1n精制饱:NaCl 溶.二 一 二 -尸液 交 电三二二溶液Na-j&：-：q等 子1忌）（含 少 量NaOH）兔膜过程分析阳极室中电极反应：2 c-2 e =C 1 2 T，阴极室中的电极反应：2 H2 O+2 e =H2 T +2 O H，阴极区H放电，破坏了水的电离平衡，使O F T浓度增大，阳极区C T放电，使溶液中的c（C）减小，为保持电荷守恒，阳极室中的N a+通过阳离子交换膜与阴极室中生成的0 H一结合，得到浓的N a O H溶液电极反应阳极（钛网（涂有钛、钉等氧化物涂层）2 C r-2 e-=C l2t （氧化反应）阴极（碳钢网）

15、2 H2 O+2 e=H 2 T+2 0 H-（还原反应）化学方程式2 N a C l+2比0 型 鲤 2 N a O H+的+C l 2 T离子方程式2 c+2比0 =2 0丁+叼+C 1 2 T阳离子交换膜的作用只允许N a+等阳离子通过，不允许C、O I F等阴离子及气体分子通过，可以防止阴极产生的氢气与阳极产生的氯气混合发生爆炸，也能避免氯气与阴极产生的氢氧化钠溶液反应而影响氢氧化钠溶液的产量和质量3、电镀应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方法，叫电镀，是一种特殊的电冶炼钠冶炼镁冶炼铝电极反应阳极：2c一2e-=C L T阴极：2N a +2e-=2N a总反应：2N

16、 a C l里 曼2N a+C l 2T阳极：2C-2e =C l 2f阴极：M g24+2e-=Mg总反应：M g C 12=M g+C h T阳极：6O2 12e =302?阴 极:4A l3+12e-=4A l电解总反应：2A l 2O 3Na3AlF64A l+302T微点按电解熔融M g C b冶炼镁，而不能电解熔融M g O冶炼镁，因M g O的熔点很高电解熔融A b C h冶炼铝，而不能电解A l C b冶炼铝，因A l C b是共价化合物，其熔融态不导电解电镀原理电镀时，把镀层金属作阳极，通常把待镀金属（镀件）作阴极，用含有镀层金属离子的溶液作电镀液。在直流电的作用下，阳极金属

17、溶解在溶液中成为阳离子，移向阴极，在阴极获得电子被还原成金属，在镀件表面覆盖上一层均匀光洁而致密的镀层电镀池的构成阳极：镀层金属7H l-IJ1阴镀极液：待：含镀有的镀金层属金制属品离子的溶液4、电解精炼铜实例（铁上镀铜）承装溶液 _电镀铜实验卜一待镀铁制品装置阳极反应：Cu2e=C u2+阴极反应：Cu2+2e-=C u特点电镀时，电解质溶液的浓度保持不变；阳极减少的质量和阴极增加的质量相等；阳极失电子总数和阴极得电子总数相等电解精炼粗铜时，通常把纯铜作阴极，把粗通板（含Zn、Fe、Ni、Ag、A u等）作阳极，用原理 CuS04溶液作电解质溶液，当通以直流电时.，作为阳极的粗铜逐渐溶解，在

18、阴极上析出纯铜，这样可得符合电气工业要求的纯度达99.95%99.98%的铜装置图电极反应在精炼池的阳极，含杂质的铜不断溶解，比铜更活泼的Zn、Fe、N i等也会失去电子，但阳极（粗铜）Zn-2e-=Z n2*F e-2e-=F e2 Ni2e-=N i2+,Cu2e-=Cu2+阴极（纯铜）Cu2 1+2e=C u【精 准 训 练2】Ag、A u等金属杂质由于失去电子能力比C u弱，难以在阳极溶解，它们会以单质的形式沉如何实现除 杂？积在精炼池底，形成“阳极泥”。“阳极泥”经分离后可 以 得 到Ag、A u等贵重金属。在 阴极,由于溶液中的Zn2+、Fe2 Ni2 H+等离子得到电子的能力均比

19、Ct?+弱，且物质的量浓度均比Ci?+小，所 以 只 有C/+在阴极获得电子而析出C u,这 样，在阴极就得到了纯铜。长时间电解后，电解质溶液的C/+浓度中有所减小，且引入了 Zn2+、Fe2+、Ni?+等杂质，需定时除去杂质铜的电解精炼时，电 解 质 溶 液 中的CM+浓度中有所减小；阳极减少的质量和阴极增加的质特点量 不 相 等；阳极失电子总数和阴极得电子总数相等电解精炼中，比需要精炼的金属活泼的杂质溶解，而不比需要精炼的金属活泼的杂质会沉微点拨积（如：精 炼 银 时C u也会沉积）1、金属银有广泛的用途，粗 银 中 含 有Fe、Zn、Cu、P t等杂质，可用电解法制得高纯度的保。下列叙述

20、中正确的是（已知：氧 化 性Fe2+2-D.转 移 1 m ol电子可捕获C02 5.6 L16、知识的梳理和感悟是有效学习的方法之一。某学习小组将有关“电解饱和食盐水 的相关内容进行梳理,形成如下问题（显示的电极均为石墨）up饱和食盐水-图 1 中，电解一段时间后，气球b 中 的 气 体 是（填化学式），U 形管（填“左”或“右”）边的溶液变红（2）利用图2 制作一种环保型消毒液发生器，电解可制备“84”消毒液的有效成分，则 c 为电源的 极;该发生器中反应的总离子方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

21、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _（3）氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节（电）能 30%以上。该工艺的相关物质运输与转化关系如图3 所示（其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过）精制饱和NaCl溶液 a%NaOH溶液稀NaCl溶液 c%NaOH溶液 6%NaOH溶液A(电解池)B(燃料电池)图3燃料电池B 中的电极反应式分别为负极,正极分析图3可知，氢氧化钠的质量分数为。、b%、c%,由大到小的顺序为1 7、利用电化学原理，将 N O?、C h 和熔融K N C h 制成燃料电池，模拟工业电解法来处理含C r z O 厂废水，如下图

22、所示；电解过程中溶液发生反应：C r2O r+6 F e2+1 4 H+=2Cr,+6 F e3+7 H2O 甲池工作时，N 0 2 转变成绿色硝化剂Y,丫 是 N 2 O 5,可循环使用。则石墨H是电池的 极；石墨 附近发生的电极反应式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(2)工作时，甲池内的N 0 3 向 极移动(填石墨I”或石墨H”)；在相同条件下，消耗的0 2 和 N 0 2的体积比为

23、(3)乙池中F e(I )棒上发生的电极反应为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(4)若溶液中减少了 0.0 1 m o l C r2Or，则电路中至少转移了 m o l 电子答案5、活性电极电解电解质溶液的情况分析用金属电极电解下列电解质溶液 阳极：Cu 2e-=C u2+阴极：Zn2+2e-=Z n 总：Cu+ZnSO4=CuSO4+ZnSO4阳极：C u-2e=Cu2+阴极：Cu2+4-2e-=C u阳极：Fe-2e-4-2OH-

24、=Fe(O H)2阴极：2H 2O+2e-=H 2T+2OFT总：Fe+2H2O=Fe(OH)2+H2T阳极：2A g-2e-+2C r=2A gC l阴极：2H+2e-=H 2T总：2Ag+2H+2Cr=2AgCl+H2T阳极：2A l-6e-+3H2O=ALCh+6H阴极：6H+6 e-=3 H 2T2 A 1 +3 H 2。A I 2 O 3+3 H 2 T阳极：2Al 6e-+8O H-=2AlO f+4H 2O阴极：6H2O+6e-=3H 2T+6OH-总：2A1+2H2O+2OFT 里 箜2AKX+3H2T6,混合溶液第一阶段：阴：Cu2+2 e-=Cu阳：2c厂一 2 1=C12

25、?第二阶段：阴：Cu2+2e-=C u阳：4OH_-4 e_=2H2O+O2T第三阶段：阴：2H2O+2e-=H2t+2OH-阳：4O H-4e-=2 H2O+O2T【精准训练1】1、D 解析：以石墨为电极，电解K I溶液，发生的反应为2 K I +2 H 2。鸟 至2 K oH +H 2 T+L（类似于电解饱和食盐水），阴极产物是H 2和K O H,阳极产物是L。由于溶液中含有少量的酚酿和淀粉，所以阳极附近的溶液会变蓝（淀粉遇碘变蓝），阴极附近的溶液会变红（溶液呈碱性），A、B、C正确；由于电解产物有K O H生成，所以溶液的p H逐渐增大，D错误。2、B=解析：A gN C h、CU（NO

26、3）2、C U SO 4溶液随电解的进行，有酸产生，溶 液p H降低；K C 1、C aC L溶液随电解的进行，有碱产生，溶 液p H升高；C u C b、H C 1电解电解质本身，溶液中C u C b、H C 1减少，对应的H+减少，溶液的p H升高；K O H、H N C h相当于电解H 2 O,电解质浓度增大，对应的碱溶液碱性更强，酸溶液酸性更强。3、D 解析：根据离子放电顺序可知，电解此混合溶液时，在阳极，阴离子放电的先后顺序为C、O H：S O?,在阴极，H+放电，所以整个电解过程分三个阶段：电解H C 1溶液、电解N aC l溶液、电解H 2 O,最后溶液呈碱性，D错误。4、Do解

27、析：Ti C h发生还原反应得到纯钛，故加入高纯Ti C h的电极是电解池的阴极，a极是电源的负极，石墨极是阳极，A项错误；。2-在 阳 极 发 生 氧 化 反 应 生 成 高 温 下，石墨与0 2反应生成C O、C O 2,导致石墨质量减小，B项错误；电解过程中，阴离子向阳极（石墨极）移动，C项错误；Ti C h中的氧解离进入熔融盐而得到纯钛，发生了还原反应，生成了 Ti和 一，D项正确。5、B。解析：结合装置图为电解装置，模拟“人工树叶”，故为电能转化为化学能，A项错误；b极连接电源的正极，为阳极，在电解池中H+为阳离子，向a极（阴极）区移动，B项正确；右 侧H 2 O-。2发生的是氧化反

28、应，每 生 成1 m ol 02,转 移4 m oi电子，C3H8O中碳元素的化合价是一2,3 cC h-C 3 H 8。，转 移1 8 m ol电子，故生成1 m ol O 2消耗2/3 m ol C O 2,C项错误;a电极发生的是还原反应：3 C O2+1 8 H+1 8 e=C3H8O+5 H2O,D项错误。6、C o解析：A项，硫酸溶液为酸性，阳极反应式为2Al-6e+3H2O=A 12O 3+6H 1B项，阴极反应式为6H+6 e-3 H 2 f,电解过程中H2O减少，pH减小；D项，电解过程中H+移向阴极(石墨极)。【精准训练2】1、D o解析：电解时，阳极Zn、Fe、N i失去

29、电子，发生氧化反应，A项错误；因氧化性Ni?+Fe?+AZn?+,故阴极反应式为Ni2+2 L=N i,可知，阳极质量减少是因为Zn、Fe、N i溶解，而阴极质量增加是因为N i析出，B项错误；电解后溶液中的阳离子除Fe2+和Zi?+外，还有Ni?+和水中的H+,C项错误。2、D o解析：氯碱工业中，阳 极 上C放 电 生 成Cl2;电解精炼铜时，阳极上粗铜中的Zn、Fe、Ni、Cu放电而溶解，阴极上只有C f+放电析出C u,电解质溶液中的Cu?+浓度变小；在铁片上镀铜时，阴极(Y)应该是铁片，阳极(X)是纯铜。3、A o 解析：本题考查的是电镀的原理。电镀原理是镀层金属作阳极，镀件作阴极，

30、含有镀层金属阳离子的电解质溶液作电镀液。【精准训练3】1、Do解析：A项，碳作正极，应发生还原反应；B项，钢铁被腐蚀的最终产物为FezCh-xHzO;C项，生活中钢铁制品以发生吸氧腐蚀为主，所以C错误。2、Co解析：是F e为负极，杂质碳为正极的原电池腐蚀，是铁的吸氧腐蚀，腐蚀较慢。其电极反应式：负极Fe2 e-=F e 2+,正极2H2O+Ch+4e 40H L 均为原电池，中F e为正极，被保护；中F e为负极，均被腐蚀，但F e和C u的金属活动性差别大于F e和S n的，故F e-C u原电池中Fe被腐蚀的较快。是Fe接电源正极作阳极，Cu接电源负极作阴极的电解腐蚀，加快了 F e的腐

31、蚀。是Fe接电源负极作阴极，Cu接电源正极作阳极的电解腐蚀，防止了 F e的腐蚀。根据以上分析可知铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为，O3、Do解析：结合题图知Fe 失电子，化合价升高，被氧化，A 项错误；铁锈结构疏松，不能保护内层金属，B项错误；铁片腐蚀时，Fe作负极，发生氧化反应：Fe-2e=F e2+,C项错误；铁片上的NaCl溶液为铁与碳形成原电池提供了电解质溶液，D 项正确。4、C o解析：牺牲阳极的阴极保护法利用原电池原理，用较活泼的金属作负极先被氧化，故A错误；金属的化学腐蚀的实质是：金 属 作 还 原 剂 电 子 直 接 转 移 给 氧 化 剂，故B错误；外加直流电源的阴极保护法，

32、在通电时被保护的金属表面腐蚀电流降至零或接近于零，故 C 正确；铜碳合金铸成的铜像在酸雨中发生电化学腐蚀时，铜作负极，碳正极的电极反应为：O2+4e-+4H+=2 H2O,故D错误。5,B。解析：若X为锌棒，开关K置于M处时，锌作负极，铁作正极被保护，A项正确、B项错误；若X为碳棒，开 关K置 于N处，铁连接电源负极作阴极被保护，C项正确；X连接电源正极作阳极被氧化，D项正确。【精准训练4】1、B o解析：首先结合离子放电顺序，弄清楚两极的反应：阳 极4OH-4 5=。21+2H2 0;阴 极4Ag+4 b=4 A g,电解的总反应式为4AgN0a4-2H 2O=4A g+O 2 T+4HNO

33、3o由电解的总反应式可知，电解过程中生成的 n(Ag)=n(HN03)=n(H+)=(10-3mol-L-10 6mol L)xO.5L5xlO 4mol,m(Ag)=5xl(T4molx 108g-mor=0.054g=54mg。市 总 军0 064。2、A o 解析：4 2CUSO4+2H2O=M=2CU+2H2SO4+02?,得：n(H-)=2n(H2SO4)=2n(Cu)=2x777o4g-rnoi=0.002mol,c(H+)=,=4x0_3mo.LT。3、B o 解析：阴极析出铜 0.3 m o l,由 Cu?+2 e-=C u 知 Cu?+得到 0.6 mol 电子，根据 2C-

34、2 e-=C L T,求出当溶液中Cl 一全部参与电极反应时，放 出C L 0.2 m o l,失去电子0.4mol。因此在阳极还有O H放电，根 据4OH-4丁=2%0+0 2 1和电子守恒，在阳极有0.05 mol。2放出，即阳极共放出0.25 mol、标准状况下为5.6 L的气体。4、A 解析：石墨作电极电解KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液，阳极反应式为2H2。-4e-=4H+C)2T,阴极先后发生两个反应：Cu2+2 e-=C u,2H2O+2e=2 O H +H2To从收集到O2为2.24 L可推知，上述电解过程中共转移0.4 m ol电子，而在生成2.24 LH2的过程中转移0

35、.2 m ol电子，所以+共得到0.4mol 0.2 moi=0.2 m ol电子，电解前Ci?+的物质的量和电解得到的C u的物质的量都为0.1 mol。电解前后分别有以下守恒关系:c(K+)+2c(Cu2+)=c(NOf),c(K+)+c(H+)=c(N O r),可得,电解前 c(K+)=0.2mol-L 1,电解后 c(H+)=0.4 moLL-i。5、负(2)增 大 减 小 不 变(3)0.025mol-L-1(4)13解析：(1)三个装置是串联的电解池。电解AgNCh溶液时，Ag+在阴极发生还原反应变为A g,所以质量增加的铜电极是阴极，则银电极是阳极，丫是正极，X是负极。(2)电

36、解KC1溶液生成K O H,溶液pH增大；电解CuSCU溶液生成H2so4,溶 液pH减小；电解AgNCh溶液，银为阳极，不断溶解，Ag+浓度基本不变，pH不变。(3)通 电5min时，C中析出0.02m olAg,电路中通过0.02mol电子。B中共收集O.Olmol气体，若该气体全为氧气，则电路中需通过0.04mol电子，电子转移不守恒。因此，B中电解分为两个阶段，先电解CuSCU溶液，生成。2,后电解水，生成。2和H 2,B中收集到的气体是02和H2的混合物。设电解CuS0 4溶液时生成。2的物质的量为X,电解H2O时生成0 2的物质的量为y,则4x+4y=0.02mol(电子转移守恒)

37、，x+3y=0.01mol(气体体积之和)，解得 x=y=0.0025mol,所以 n(CuS04)=2x0.0025mol=0.005mol,c(CuSC)4)=0.005mol+0.2L=0.025mol-LT0(4)通电 5min 时，A 中放出 O.OhnolH2,溶液中生成 0.02molKOH,c(OH)=0.02moR0.2L=0.Imol L 1,pH=13。【真题感悟】1、Do解析：A.KB r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B n为乙二醛制备乙醛酸的中间产物，故A错误；B.阳极上为B r失去电子生成B n,B n将乙二醛氧化为乙醛酸

38、，故B错误；C.电解过程中阴阳极均生成乙醛酸，I m o l乙二酸生成I m o l乙醛酸转移电子为2 m o l,I m o l乙二醛生成I m o l乙醛酸转移电子为2 m o l,根据转移电子守恒可知每生成I m o l乙醛酸转移电子为I m o l,因此制得2 m o i乙醛酸时，理论上外电路中迁移了 2 m o i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。2、D 解析：A.根据分析可知，阳极区海水中的C 1-会优先失去电子生成C L,发生氧化反应，A 正确；B.设置的装置为电解池原

39、理，根据分析知，阳极区生成的C 12与阴极区生成的0 H在管道中会发生反应生成N aC l、N aC l O和H 2 O,其中N aC l O具有强氧化性，可氧化灭杀附着的生物，B正确；C.因为H 2是易燃性气体，所以阳极区生成的H?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：2 H 2 2,总反应为O 2+2H 2O=2H 2C 2,要消耗氧气，即a极生成的氧气小于b极消耗的氧气，故D错误，符合题意故选D。8、Do解析：氯碱工业中的总反应为2。-+2H 20里t 2O H-+H 2T+CL T；电解池中阳极失电子发生氧化反应，氯碱工业中C L为氧化产物，

40、所以电极A为阳极，电极B为阴极，据此作答。A.根据分析可知电极A为阳极，发生氧化反应生成氯气，正确；B.阳极发生的方程式为：2Ch 2e=C1 2T,阴极:H2O+2e-=H2T+2O H-;为了防止生成的氯气与氢氧化钠发生反应，氢氧化钠要从d 口流出，所以要防止O H-流向阳极即电极A,该离子交换膜为阳离子交换膜，正确；C.根 据B选项的分析可知饱和N a Cl从a处进，N a O H溶液从d处出，正确；D.因为有离子交换膜的存在，0 H-不发生迁移，错误；故答案为D。9、A。解析：由于电解液呈强碱性，电解反应不能释放出C02气体，A错误；电解高浓度RCO O N a的N a O H溶液，阳

41、极上RCO CT发生氧化反应，得 到R-R（烷运），B正确；阴极上H 2O得电子放出H 2,电极反应式为2H 2。+2e -=2 0H 一 +H zf,C正确；根据题中电解原理，电解RCO O N a和N a O H混合液可得到RR（烷烧），类比月隹理，电解CH 3 c oO N a、CH 3 c H 2c oO N a和N a O H混合溶液，可得到CH 3 c H 3（乙烷）、CH 3 c H 2c H 3（丙烷）和 CH 3 c H 2c H 2c H 3（丁 烷），D 正确。1 0、C o解析：该装置中阴极发生还原反应，A项错误；金 属M被氧化，即金属活动性：M Fe,B项错误；钢铁设

42、施为原电池的正极，表面积累大量电子而被保护，C项正确；海水中含有大量的N a Cl等电解质，而河水中电解质较少，故钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的慢，D项错误。1 1、Do解析：中Z n作负极，发生氧化反应生成Z i?+,F e作正极被保护，所以取出的少量F e附近的溶液中滴入铁氨化钾溶液，试管内无明显变化。但中没有Z n保 护F e,F e在酸性环境中发生析氢腐蚀，F e作负极被氧化生成F e 2+,所以取出的少量F e附近的溶液中滴入铁氨化钾溶液，生成蓝色沉淀，对比可 知Z n保护了 F e,A项正确；与的区别在于：前者是将铁氨化钾溶液直接滴入烧杯中，而后者是在取出的少量F e附近的

43、溶液中滴加铁氨化钾溶液，中出现了蓝色沉淀，说明有F e?+生成。对比分析可知，可能是铁氨化钾氧化F e生成了 F e?+,B项正确；通过上述分析可知，验证Z n保 护F e时不能用的方法，C项正确；若 将Z n换 成C u,铁冢化钾仍会将F e氧化为F e 2+,在铁的表面同样会生成蓝色沉淀，所以无法判断F e 2+是不是负极产物，即无法判断F e与Cu的活泼性，D项错误。12、C o解析：阴极发生还原反应，氢离子由交换膜右侧向左侧迁移，阴极的电极反应式为C O 2+2 e-+2H+=CO+H2O,A项正确；结合阳极区发生的反应，可知协同转化总反应为C O 2 +H 2 S=S +C O +H

44、 2 O,B项正确；石墨烯作阳极，其电势高于Z n O 石屋烯的，C项错误；F e 3+、F e?，在碱性或中性介质中会生成沉淀，它们只稳定存在于酸性较强的介质中，D项正确。【课时达标训练】1、C解析：盐桥换成n型弯铁丝，当接通直流电源后，石墨附近溶液变红，说明石墨是阴极，A为负极，B为正极，石墨为阳极，故A正确；铁丝左端为阳极，F e-2 e-=F e2+,F e?+与阴极产生的0H结合生成F e(O H)2,很快被氧化呈灰绿色，铁丝左端附近出现灰绿色沉淀，故B正确；电子不能在溶液中移动，故C错误；石墨棒为阳极，氯离子失电子发生氧化反应，电极反应式为2 c l 2 e-=C L T,故D正确

45、。2、Co解析：丫 极 有Cu析出，发生还原反应，丫极为阴极，故b为负极，a为正极，A错误；电解过程中阴离子向阳极移动，B错误；阴极反应式为C u 2+2 b =Cu,阳极反应式为2 H 2 O 4 e-=4 H+C)2 3当有6.4 g C u析出时，转 移0.2 mo l e；左侧生成1.6 g O 2,同时有0.1 mo l (9.6 g)S O进入左侧，则左侧质量净增加9.6 g-l.6 g =8 g,C正确；铅蓄电池的负极是P b,正极是P b C h,正极反应式为P b C h+2 e-+4 H+S O?=PbSO4+2 H2O,D 错误。3、B。解析：由题意知，电解L i C l

46、溶液制备L i O H,由于B电极生成氢气，A与B用阳离子交换膜隔开，所 以B为阴极，B极区为L i O H溶液，A极区为L i C l溶液。电极B上产生氢气，所 以B为阴极，B连接电源负极，A项错误；阳极反应式为2 c-2 e-=C 1 2 T,C项错误；每 生 成I mo l E h,有2 m oi L i+通过该离子交换膜，D项错误。4、Ao解析：紫红色斑即M n O 7向d端扩散，根据阴离子向阳极移动的原理，可知d端为阳极，即b为正极，a为负极，c为阴极，N a C l溶液中H+放电，产 生O H-，c点附近会变红色，A正确；电解硫酸铜溶液时，P t为阳极，溶液中的O F T放电：4

47、O H-4 e-=O2T +2 H2O,Cu为阴极，溶液中的C iP+得电子，生成铜，总反应式为2 CUS O 4 +2 H 2 O 2 CU+C)2 T +2 H 2 S O 4,P t也极附近生成H+,则S O 7向P t电极移动，B、D不正确；随着电解的进行，Z中溶液变为硫酸溶液，继续电解则为电解水，硫酸浓度增大，pH减小，C不正确。5、C o解析：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，则铝制品为阳极，即待加工铝质工件为阳极，A正确；选用不锈钢网作为阴极不会影响电极反应及总反应，故可选用不锈钢网作为阴极，B正确；阴极的电极反应式为2 H+2 e-=H 2 3 c不正确；电

48、解过程中，阴离子向阳极移动，故S O在电解过程中向阳极移动，D正确。6、B。解析：电解C a(N O 3)2溶液，阴极上生成H 2,而不是金属钙，A错误；由图可知，石墨为阳极，阳极上的电极反应式为C+2C)2-4 e-=C O 2 f,B 正确，D 错误；钛网电极是阴极，阴极上的电极反应式为：2Ca2+4 e =2 C a,钙还原二氧化钛反应方程式为：2Ca+TiC)2=T i+2C aO,由电子守恒、钙原子守恒知 CaO的总量不变，C 错误。7、A 解析：A.此装置为电解池，总反应是N2+3H2=2NH3,P d 电极b 上是氢气发生反应，即氢气失去电子化合价升高，P d 电极b 为阳极，故

49、 A 说法错误；B.根 据 A 选项分析，P d 电极a 为阴极，反应式为N?+6H+6e=2N H3,故 B 说法正确；C.根据电解池的原理，阳离子在阴极上放电，即由阳极移向阴极，故 C 说法正确；D.根据装置图，陶瓷隔离N?和 H?,故 D 说法正确。8、B o 解析：电解池中阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动，即 SO厂向正极区移动，N a+向负极区移动，正极区水电离的0H 一发生氧化反应生成氧气，H，留在正极区，该极得到H 2 s 产品，溶液pH 减小，负极区水电离的H+发生还原反应生成氢气，OFT留在负极区，该极得到NaOH产品，溶 液 pH 增大，故 A、C 错误，B 正确；该电解

50、池相当于电解水，根据电解水的方程式可计算出当电路中通过1 m ol电子的电量时，会 有 0.25 m ol的 生 成，D 错误。9、D 解析：阳极产生CIO,发生的反应为C1+2O H-2 b=C lC r +H 2O,所以阳极一定是石墨电极而不是铁电极，A、B 两项正确；阴极是H2O得电子产生H?,C 项正确；溶液的p H 为 91 0,显碱性，因而除去 C N-的反应为 2CN-+5C1O+2OH=N2f+2CO32-+5C1-+H2O,D 项错误。10、C 解析：依题意，钢管桩为阴极，电子流向阴极，阴极被保护，铁不容易失去电子，故钢管桩表面腐蚀电流(指铁失去电子形成的电流)，接近于0,A