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2025年高考化学一轮复习讲练测第03讲电解池、金属的腐蚀与防护（新教材新高含解析答案
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这是一份2025年高考化学一轮复习讲练测第03讲电解池、金属的腐蚀与防护（新教材新高含解析答案，共65页。
02 知识导图·思维引航
03考点突破·考法探究
考点一 电解原理
知识点1 电解池模型
知识点2 电解规律
知识点3 电解池电极反应式的书写
考向1 电解规律及电极产物的判断
考向2 电极反应的书写
考点二 电解原理的应用
知识点1氯碱工业
知识点2 电冶金
知识点3 电镀
考向1 电解原理的应用
考向2 交换膜在电化学中的应用
考向3 有关电化学计算
考点三 金属的腐蚀与防护
知识点1 腐蚀“两比较”
知识点2 两种保护方法
考向1 金属的腐蚀
考向2 金属腐蚀的防护
04真题练习·命题洞见
考点一 电解原理
知识点1 电解池模型
1．电极名称和电极反应式
2．电子流向和离子移动方向
导线上(外电路)电子从电源的负极流出，经导线流向电解池的阴极。电解池的阳极上产生的电子经导线流入电源的正极。溶液中(内电路)阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。
【名师提醒】
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。
4．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。
5．书写电解池中的电极反应时，要以实际放电的离子表示，但书写电解总反应方程式时，弱电解质要写成分子式。
6．电解质溶液中未参与放电的离子是否与放电后生成的离子发生反应(离子共存)。
7．要确保两极电子转移的数目相同，且注明条件“电解”。
知识点2 电解规律
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。
S2－、I－、Br－、Cl－放电，产物分别是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放电，则得到H2O和O2。
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，则得到相应金属单质；若H＋放电，则得到H2。
（2）放电顺序本质遵循氧化还原反应的优先规律，即得(失)电子能力强的离子先放电。
3．用惰性电极电解电解质溶液的四种类型
2．【方法技巧】
知识点3 电解池电极反应式的书写
1．基本电极反应式的书写
2．提取“信息”书写电极反应式
3．多膜电解池方程式书写及分析
(1)双膜三室处理吸收液(吸收了烟气中的SO2)(或污水)
阳极室：HSO－2e－＋H2O=SO＋3H＋或SO－2e－＋H2O=SO＋2H＋
吸收液(或污水)：Na＋穿过阳膜进入阴极室(左室)；HSO和SO穿过阴膜进入阴极室(右室)。
阴极室：2H2O＋4e－=2OH－＋H2↑
HSO ＋ OH－=SO＋H2O
产品： 阳极室 较浓的硫酸 阴极室 左室亚硫酸钠
(2)三膜四室制备硼酸[H3BO3( 一元弱酸)]
阳极室：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋
产品室：H＋＋B(OH)=H3BO3＋H2O
原料室：B(OH)穿过阴膜进入产品室，Na＋穿过阳膜进入阴极室
阴极室：4H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－
考向1 电解规律及电极产物的判断
1．用石墨作电极电解溶有物质的量之比为3∶1的和的水溶液。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．电解过程中溶液的不断增大，最后为7
【思维建模】
2．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一组是
A．AB．BC．CD．D
考向2 电极反应的书写
3．化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是
A．氢氧燃料电池的负极反应式：O2+2H2O+4e-═4OH-
B．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe-2e-═Fe2+
C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu-2e-═Cu2+
D．铅蓄电池充电时，标示“+”的接线柱连电源的正极，电极反应式为：PbSO4(s) - 2e-+2H2O(l)═PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)
【名师点晴】
1．书写电解池的电极反应式时，可以用实际放电的离子表示，但书写电解池的总反应时，H2O要写成分子式。如用惰性电极电解食盐水时，阴极反应式为2H＋＋2e－=H2↑，总反应式为2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。
2．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。
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．“四步法”书写电极总反应的规律：①列物质、标得失；②选离子、配电荷；③配个数、巧用水；④两式加、验总式。
4．某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。放电时电池的总反应为：Li1-xCO2+LixC6=LiCO2+ C6(x<1)。下列关于该电池的说法不正确的是（ ）
A．放电时，Li+在电解质中由负极向正极迁移
B．放电时，负极的电极反应式为LixC6-xe-= xLi++ C6
C．充电时，若转移1mle-，石墨C6电极将增重7xg
D．充电时，阳极的电极反应式为LiCO2-xe-=Li1-xCO2+xLi+
考点二 电解原理的应用
知识点1 氯碱工业
1．电极反应
阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑(反应类型：氧化反应)；
阴极：2H＋＋2e－=H2↑(反应类型：还原反应)。
检验阳极产物的方法是用湿润的KI-淀粉试纸靠近阳极，若试纸变蓝，证明生成了Cl2。电解时向食盐水中滴加酚酞，阴极附近溶液变红，说明该电极附近产生的物质为NaOH。
2．电解方程式
化学方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；
离子方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。
3．阳离子交换膜法电解饱和食盐水示意图
（1）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。
（2）a、b、c、d加入或取出的物质分别是饱和食盐水、稀NaOH溶液、稀食盐水、浓NaOH溶液；X、Y分别为Cl2、H2。
【名师提醒】
阳离子交换膜(以电解NaCl溶液为例)，只允许阳离子(Na+)通过，而阻止阴离子(Cl-、OH-)和分子(Cl2)通过，这样既能防止H2和Cl2混合爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱质量。
知识点2 电冶金
1．电解精炼铜
（1）电极材料：阳极为粗铜，阴极为纯铜。
（2）电解质溶液：含Cu2＋的盐溶液。
（3）电极反应式
阳极：Zn－2e－=Zn2＋、Fe－2e－=Fe2＋、Ni－2e－=Ni2＋、Cu－2e－=Cu2＋；
阴极：Cu2＋＋2e－=Cu。
④阳极泥的形成
粗铜中不活泼的杂质(金属活动性顺序中位于铜之后的银、金等)在阳极难以失去电子，当阳极上的铜失去电子变成离子之后，它们以金属单质的形式沉积于电解槽的底部，成为阳极泥。
2．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。
【名师提醒】
工业上不能电解熔融MgO、AlCl3制Mg和Al。MgO的熔点较高，MgCl2的熔点较低，工业上电解熔融MgCl2制Mg。由于AlCl3为共价化合物，熔融状态下不导电，所以电解冶炼铝时，电解熔点很高的氧化铝，为降低熔点，加入了助熔剂冰晶石(Na3AlF6)；而且电解过程中，阳极生成的氧气与石墨电极反应，所以石墨电极需定期检查并及时更换补充。
知识点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。
实例——电镀铜
阳极(铜片)：Cu－2e－=Cu2＋；
阴极(待镀铁件)：Cu2＋＋2e－=Cu。
【名师提醒】
1．电解或电镀时，电极质量减小的电极必为金属电极——阳极；电极质量增大的电极必为阴极，即溶液中的金属阳离子得电子变成金属吸附在阴极上。
2．电解精炼铜时，粗铜中含有的Zn、Fe、Ni等活泼金属失去电子变成金属阳离子进入溶液，金属活动性小于铜的杂质以阳极泥的形式沉积。电解过程中电解质溶液中的Cu2+浓度会减小。
3．电镀时，阳极(镀层金属)失去电子的数目与阴极镀层金属离子得到电子的数目相等，电镀液的浓度保持不变。
考向1 电解原理的应用
(2024·湖北卷，14)
5．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
（2024·山东省潍坊市二模）
6．天津大学张兵团队合成了高曲率的纳米针尖电极催化剂，实现了溴自由基介导的环氧氯丙烷无膜电合成。其工作原理如图所示。已知：。具有较低的和生成能垒、较高的氧化的能垒和固定的Br吸附位点，同时抑制析氧和析溴竞争反应。
下列说法错误的是
A．电极a接电源的正极
B．Ⅱ可能为
C．由Ⅱ生成环氧氯丙烷的方程式为
D．当合成1ml环氧氯丙烷时，至少有22.4L （标准状况）生成
考向2 交换膜在电化学中的应用
（2024·辽宁省沈阳市模拟预测）
7．在直流电场作用下双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-，并分别向两极迁移。如图所示装置，可将捕捉的二氧化碳转化为CaCO3而矿化封存，减少碳排放，同时得到氧气、氢气、高浓度盐酸等产品。下列说法正确的是
A．CaCO3在碱室形成
B．两个双极膜中间层的H+均向右移动
C．向碱室中加入NaHCO3固体，有利于CO2的矿化封存
D．b极为阳极，电极反应式为
【思维建模】
“隔膜”电解池的解题步骤：
（2024·湖南省邵阳市三模）
8．退役锂离子电池正极材料中有价金属的回收利用，是解决新能源汽车产业环境污染和资源短缺的有效方法，也是该产业可持续发展的关键。回收过程中产生的沉锂后的母液中的溶质主要是Na2SO4，可根据电化学原理采用双极膜(BP)与离子交换膜(A、C)组合技术处理沉锂后的母液，实现废水的净化和资源回收(如图所示)。下列说法错误的是
A．双极膜(BP)可有效阻隔Na+和SO的通过，膜C为阳离子交换膜
B．阳极的电极反应为，阴极的电极反应为
C．阳极与直流电源的正极相连，阳极上的电势比阴极上的高
D．当阳极上放出22.4L(标准状况)气体时，该装置有2mlH2SO4和4mlNaOH生成
考向3 有关电化学计算
9．500 mL KNO3和Cu(NO3）2的混合溶液中c(NO）＝0.6 ml·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到2.24 L气体(标准状况下），假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是
A．原混合溶液中c(K＋）为0.2 ml·L－1
B．上述电解过程中共转移0.2 ml电子
C．电解得到的Cu的物质的量为0.05 ml
D．电解后溶液中c(H＋）为0.2 ml·L－1
【思维建模】
1．计算原理——三个相等。
(1)同一原电池的正、负极的电极反应中得失电子数相等。
(2)同一电解池的阴、阳极的电极反应中得失电子数相等。
(3)串联电路中的各个电极反应得失电子数相等。上述三种情况下，在写电极反应时，得失电子数要相等，在计算电解产物的量时，应按得失电子数相等计算。
2.计算方法——三种常用方法。
(1)根据总反应计算。先写出电极反应，再写出总反应，最后根据总反应列出比例式计算。
(2)根据得失电子守恒计算。
①用于串联电路中阴、阳两极产物，正、负两极产物，相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。
②用于混合溶液中分阶段电解的计算。
(3)根据关系式计算。根据得失电子守恒建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。
10．用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 ml Cu2(OH)2CO3后恰好恢复到电解前的状态(不考虑二氧化碳的溶解)，则电解过程中共转移电子的物质的量为
A．0.4 mlB．0.5 mlC．0.6 mlD．0.8 ml
考点三 金属的腐蚀与防护
知识点1 腐蚀“两比较”
1．化学腐蚀与电化学腐蚀
2．析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较
【方法技巧】
1．一般来说可用下列原则判断：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。
3．活泼性不同的两种金属，活泼性差别越大，腐蚀越快。
4．对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀的速率越快。
知识点2 两种保护方法
1．加防护层
如在金属表面加上油漆、搪瓷、沥青、塑料、橡胶等耐腐蚀的非金属材料；采用电镀或表面钝化等方法在金属表面镀上一层不易被腐蚀的金属。
2．电化学防护
（1）牺牲阳极法——原电池原理：正极为被保护的金属；负极为比被保护的金属活泼的金属；
（2）外加电流法——电解原理：阴极为被保护的金属，阳极为惰性电极。
考向1 金属的腐蚀
(2024·浙江1月卷，13)
11．破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成[Zn(NH3)4]2+和H2，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pH变大
C．铁电极上的电极反应式为：2NH3+2e-=H2↑＋2NH
D．每生成标准状况下224mLH2，消耗0.010 ml Zn
【思维建模】
正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键。潮湿的空气、中性溶液发生吸氧腐蚀；NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液发生析氢腐蚀。
（2024·山东省聊城市高三二模）
12．恒温条件下，用图1所示装置研究铁的电化学腐蚀，测定结果如图2。
下列说法正确的是
A．AB段越大，析氢速率越大
B．其他条件不变，增大空气中氧气浓度，析出质量减少
C．BC段正极反应式主要为
D．DE段溶液基本不变，可能的原因：相同时间内，消耗的量与产生的量基本相同
考向2 金属腐蚀的防护
(2024·浙江6月卷，13)
13．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
【思维建模】
金属防护分析建模
14．2020年7月1日，世界首座跨度超千米的公铁两用斜拉桥——沪苏通长江公铁大桥胜利开通。下列有关大桥设施的说法不正确的是
A．为了防止铁质桥索被腐蚀，可在焊点附近用锌块打“补丁”
B．桥下层铁路铺设的钢轨是一种铁合金，铁被腐蚀时的电极反应式为
C．桥栏杆涂油漆兼具美观和防止金属生锈的功能
D．桥索上的彩色灯光与原子核外电子的跃迁有关
(2024·广东卷，5)
15．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
C．该法为外加电流法D．锌发生反应：
(2024·广东卷，16)
16．一种基于氯碱工艺的新型电解池(下图)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法不正确的是
A．阳极反应：
B．阴极区溶液中浓度逐渐升高
C．理论上每消耗，阳极室溶液减少
D．理论上每消耗，阴极室物质最多增加
(2024·甘肃卷，7)
17．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
(2024·山东卷，13)
18．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
(2024·辽吉黑卷，12)
19．“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：
(2023•浙江省6月选考，13)
20．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
(2023•北京卷，5)
21．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
(2023•湖北省选择性考试，10)
22．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
(2023•广东卷，16)
23．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
(2023•辽宁省选择性考试，7)
24．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：
(2022•重庆卷，12)
25．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。
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1ml氧气，可得到1ml硝酮D．外电路通过1ml电子，可得到1ml水
(2022•海南省选择性考试，9)
26．一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
(2022•湖北省选择性考试，14)
27．含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备，过程如图所示(为甲基)。下列说法正确的是
A．生成，理论上外电路需要转移电子
B．阴极上的电极反应为：
C．在电解过程中向铂电极移动
D．电解产生的中的氢元素来自于
(2022•湖南选择性考试，8)
28．海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是
A．海水起电解质溶液作用
B．N极仅发生的电极反应：
C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
D．该锂-海水电池属于一次电池
(2022·浙江省6月选考，21)
29．通过电解废旧锂电池中的可获得难溶性的和，电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是
A．电极A为阴极，发生还原反应
B．电极B的电极反应：
C．电解一段时间后溶液中浓度保持不变
D．电解结束，可通过调节除去，再加入溶液以获得
(2021•全国甲卷，13)
30．乙醛酸是一种重要的化工中间体，可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向两极迁移。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
(2021•海南选择性考试，9)
31．液氨中存在平衡：。如图所示为电解池装置，以的液氨溶液为电解液，电解过程中a、b两个惰性电极上都有气泡产生。下列有关说法正确的是
A．b电极连接的是电源的负极B．a电极的反应为
C．电解过程中，阴极附近K+浓度减小D．理论上两极产生的气体物质的量之比为1:1
(2021•辽宁选择性考试，13)
32．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
(2022•广东选择性考试，11)
33．为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是
A．加入溶液产生沉淀B．加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现
C．加入溶液无红色出现D．加入溶液无蓝色沉淀生成
(2021•全国乙卷，6)
34．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
(2024·浙江省1月选考，13)
35．破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成[Zn(NH3)4]2+和H2，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pH变大
C．铁电极上的电极反应式为：2NH3+2e-=H2↑＋2NH
D．每生成标准状况下224mLH2，消耗0.010 ml Zn
(2020·江苏卷，11)
36．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
考点要求
考题统计
考情分析
电解原理
2024·甘肃卷7题，3分；2024·广东卷16题，3分；2023浙江1月选考11题，3分；2023辽宁卷7题，3分；2022广东卷10题，2分；2022北京卷13题，3分；2021海南卷9题，4分；2021天津卷11题，3分；
本讲是历年高考热点，主要在选择题中电化学题、工艺流程题、原理综合题中出现。主要包含金属的精炼、氯碱工业、活泼金属的制取、有关电解产物的判断和计算等内容。必须熟悉微粒在各种电极上的放电次序，这样才能准确地判断出相关的电解产物，然后进行有关的计算。有关电解的计算通常可根据电解方程式或电极反应式列比例求解或是利用各电极、线路中转移的电子数目守恒列等式求解。备考时注重实物图分析、新型电解装置分析，从氧化还原反应的角度认识电化学，注重与元素化合物、有机化学、电解质溶液、化学实验设计、新能源等知识的联系。关注氯碱工业、电镀和粗铜的电解精炼等，通过新的电解装置的应用，能对与化学有关的热点问题作出正确的价值判断，能参与有关化学问题的社会实践。
电解原理综合应用
2024·湖北卷，14题3分；2024·山东卷13题，4分；2024·山东卷13题，4分；2024·辽吉黑卷12题，3分；2023湖北卷10题，3分；2023全国甲卷13题，6分；2023浙江6月选考13题，3分；2023北京卷5题，3分；2023广东卷13题，4分；2023广东卷16题，4分；2022重庆卷12题，4分；2022海南卷9题，4分；2022湖北卷14题，3分；2022湖南卷8题，3分；2022浙江1月选考21题，2分；2022浙江6月选考21题，2分；2021全国甲卷13题，6分；2021广东卷16题，4分；2021湖北卷15题，3分；2021辽宁卷13题，3分；
金属的腐蚀与防护
2024·广东卷5题，2分；2024·浙江6月卷13题，3分；2024·浙江1月卷13题，3分；2022•广东选择性考试11题，4分；2021•全国乙卷12题，6分；
复习目标：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；认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。
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。
电解池基础模型
惰性电极电解CuCl2溶液
类型
电极反应特点
电解质溶液
电解质浓度
pH
电解质溶液复原
电解水型
阴极：4H++4e-=2H2↑(酸性)，2H2O+2e-=H2↑+2OH-(碱性)
阳极：2H2O-4e-=4H++O2↑(酸性)，4OH--4e-=2H2O+O2↑(碱性)
强碱(NaOH)
增大
增大
加水
含氧酸(H2SO4)
增大
减小
加水
活泼金属的最高价含氧酸盐(Na2SO4)
增大
不变
加水
电解电解
质型
电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电
无氧酸(HCl)
减小
增大
通入HCl气体
不活泼金属的无氧酸盐(CuCl2)
减小
—
加氯化铜
放H2
生碱型
阴极：H2O放H2生成碱
阳极：电解质阴离子放电
活泼金属的无氧酸盐(NaCl)
生成新电解质
增大
通入HCl(g)
放O2
生酸型
阴极：电解质阳离子放电阳极：H2O放O2生成酸
不活泼金属的最高价含氧酸盐(CuSO4)
生成新电解质
减小
加氧化铜
用惰性电极电解NaCl溶液
总反应：2NaCl＋2H2O2NaOH ＋ Cl2↑＋ H2↑
阳极
2Cl－－2e－=Cl2↑
阴极
2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－(或2H＋＋2e－=H2↑)
用惰性电极电解CuSO4溶液
总反应：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4
阳极
2H2O－4e－=O2↑＋4H＋(或4OH－－4e－=2H2O＋O2↑)
阴极
2Cu2＋＋4e－=2Cu
用惰性电极电解熔融MgCl2
总反应：MgCl2(熔融)Mg＋ Cl2↑
阳极
2Cl－－2e－=Cl2↑
阴极
Mg2＋＋2e－=Mg
铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜
总反应：2Al ＋3H2OAl2O3＋3H2↑
阳极
2Al－6e－＋3H2O=Al2O3＋6H＋
阴极
6H＋＋6e－=3H2↑
用惰性电极电解K2MnO4溶液能得到化合物KMnO4
总反应：2K2MnO4＋2H2O2KMnO4＋H2↑＋2KOH
阳极
2MnO－2e－=2MnO
阴极
2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－
有机阳离子、Al2Cl和AlCl组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。
阳极
Al－3e－＋7AlCl=4Al2Cl
阴极
4Al2Cl＋3e－=Al＋7AlCl
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
总方程式
阳极、阴极反应式
冶炼钠
2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
2Cl－－2e－=Cl2↑、2Na＋＋2e－=2Na
冶炼镁
MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
2Cl－－2e－=Cl2↑、Mg2＋＋2e－=Mg
冶炼铝
2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑
6O2－－12e－=3O2↑、4Al3＋＋12e－=4Al
类型
化学腐蚀
电化学腐蚀
条件
金属与接触到的物质直接发生化学反应
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，腐蚀速率更快，危害也更严重
类型
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
水膜呈酸性
水膜呈弱酸性或中性
正极反应
2H＋＋2e－=H2↑
O2＋2H2O＋4e－=4OH－
负极反应
Fe－2e－=Fe2＋
其他反应
Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3
Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈
两种防护
解题模型
首先判断防护类型其次根据原电池原理和电解池原理分析防腐原理
结合生活实际对选项做出合理判断
参考答案：
1．D
【详解】A．整个电解过程分三个阶段：电解溶液、电解溶液、电解，A正确；
B．在阳极，阴离子放电的先后顺序为，先逸出氯气后逸出氧气，B正确；
C．在阴极，放电，逸出氢气，C正确；
D．电解过程中溶液的不断增大，最后溶液呈碱性，D错误；
故选D。
2．C
【分析】本题考查了电解过程中，溶液pH的变化，电极反应式的书写和电解产物；根据电解规律“有氢无氧增碱性，有氧无氢增酸性，有氢有氧增原性”分析溶液pH的变化。
【详解】A. 电解Na2SO4溶液，实质是电解水，X极为正极，a管附近石墨电极的对应阳极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O，Y为负极，b管附近石墨对应阴极反应式为2H++2e-=H2↑，氢离子浓度降低，故两端滴入酚酞后，b管中呈红色，A错误；
B.电解硝酸银，阳离子放电顺序Ag+〉H+，阴离子放电顺序NO3-＜OH-，Y为负极，b管附近石墨对应阴极反应式为Ag++e-=Ag，B错误；
C.电解氯化铜，阳离子放电顺序Cu2+〉H+，阴离子放电顺序OH-＜Cl-，故实质为电解电解质，Y为正极，b管附近石墨对应阳极反应为2Cl--2e-=Cl2↑，产生氯气，C正确；
D.电解氢氧化钠，本质上为电解水，NaOH溶液浓度增大，碱性更强，pH增大，D错误；
答案为C。
3．D
【详解】A项、氢氧燃料电池中负极放电的一定是燃料，即在负极上是氢气放电，故A错误；
B项、钢铁发生电化学腐蚀的正极发生的是氧气得电子的还原反应，故B错误；
C项、粗铜精炼时，阴极（和电源的负极相连）是纯铜，粗铜作阳极（和电源的正极相连），故C错误；
D项、铅蓄电池充电时，原电池正极接电源的正极做电解池的阳极，失电子发生氧化反应，电极反应式为：PbSO4(s) - 2e-+2H2O(l)═PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)，故D正确；
故选D。
【点睛】铅蓄电池充电时，原电池正极接电源的正极做电解池的阳极，失电子发生氧化反应是解答关键。
4．C
【详解】A．放电时，负极LixC6失去电子得到Li+，在原电池中，阳离子移向正极，则Li+在电解质中由负极向正极迁移，故A正确；
B．放电时，负极LixC6失去电子产生Li+，电极反应式为LixC6-xe-═xLi++C6，故B正确；
C．充电时，石墨(C6)电极变成LixC6，电极反应式为：xLi++C6+xe-═LixC6，则石墨(C6)电极增重的质量就是锂离子的质量，根据关系式：
xLi+～～～xe-
1ml 1ml
可知若转移1mle-，就增重1mlLi+，即7g，故C错误；
D．正极上C元素化合价降低，放电时，电池的正极反应为：Li1-xCO2+xLi++xe-═LiCO2，充电是放电的逆反应，故D正确；故选C。
【点晴】明确电池反应中元素的化合价变化及原电池的工作原理是解题关键，放电时的反应为Li1-xCO2+LixC6═LiCO2+C6，C元素的化合价降低，C得到电子，则Li1-xCO2为正极，LixC6为负极，Li元素的化合价升高变成Li+，结合原电池中负极发生氧化反应，正极发生还原反应，充电是放电的逆过程，据此解答。
5．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。
【详解】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，1mlH2O解离成1mlH+和1mlOH-，故理论上生成1mlH3N+CH2COOH双极膜中有6mlH2O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；
答案选B。
6．B
【分析】由图可知，右电极上H2O被还原生成H2，即右电极作阴极，则左电极作阳极，阳极上X-和OH-同时且等量放电：X- -e-=X·、OH- -e-=OH·。据此作答。
【详解】A．根据分析，左边电极a为阳极，所以电极a接电源的正极，A正确；
B．根据图示，I与·OH结合生成II，所以II只能是，B错误；
C．根据图示，由Ⅱ生成环氧氯丙烷的方程式为，C正确；
D．当合成1ml环氧氯丙烷时，阳极上X-和OH-各失去1ml电子，共转移2ml电子，根据2H2O+2e-=2OH-+H2↑，转移2ml电子时，生成1mlH2，即22.4L （标准状况），D正确；
答案选B。
7．D
【分析】右侧双极膜中氢离子进入酸室，氢氧根离子右移在电极b上发生还原反应生成O2，所以b为阳极，左侧双极膜中氢氧根离子进入碱室，与二氧化碳反应生成碳酸根离子，氢离子左移在电极a上发生还原反应生成H2，所以a为阴极，以此解答。
【详解】A．由图可知，通过左侧阴离子交换膜进入中间室内与Ca2+结合形成碳酸钙，CaCO3 在中间室形成，故A错误；
B．由图可知，右侧双极膜中氢离子进入酸室生成盐酸，左侧双极膜中氢离子左移在电极a上发生还原反应生成H2，故B错误；
C．碱室中二氧化碳和碱反应生成碳酸根离子，碳酸根离子通过左侧阴离子交换膜进入中间室内，与Ca2+结合形成碳酸钙，加入NaHCO3固体会消耗氢氧根不利于CO2的吸收，故C错误；
D．b为阳极，电极反应式为，右侧双极膜中氢氧根进入右侧电极，中和反应产生的氢离子，故D正确；
故选D。
8．D
【分析】右侧为电解池的阴极，电极反应式为2H++2e-=H2↑，左侧为阳极，电极反应式为4OH--4e-═O2↑+2H2O，硫酸钠溶液中Na+经过C离子交换膜移向动，与BP双极膜中转移过来的OH-结合生成NaOH，所以C膜为阳离子交换膜，盐室中SO经过A离子交换膜移动，与BP双极膜中转移过来的H+结合生成硫酸，所以A膜为阴离子交换膜，据此分析解答。
【详解】A．根据图中、移动方向可知，膜A为阴离子交换膜，膜C为阳离子交换膜，故A正确；
B．阳极的电极反应为，阴极的电极反应为，故B正确；
C．阳极与直流电源的正极相连，阳极上的电势比阴极上的高，故C正确；
D．当阳极上放出(标准状况)气体时，外电路中转移电子，该装置中有2个阴离子交换膜和2个阳离子交换膜，每个阴离子交换膜有通过，每个阳离子交换膜有通过，即该装置有和生成，故D错误。
答案选D。
9．A
【分析】电解硝酸钾和硝酸铜混合溶液时，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，阴极上先铜离子放电生成铜单质，当铜离子完全析出时，氢离子放电生成氢气，气体的物质的量为2.24L÷22.4L/ml=0.1ml；每生成0.1ml氧气转移0.4ml电子，每生成0.1ml氢气转移0.2ml电子，每生成1ml铜转移2ml电子，所以根据转移电子守恒得铜的物质的量=(0.4-0.2）/2ml=0.1ml，则铜离子的物质的量浓度为0.1ml÷0.5L=0.2ml/L，根据电荷守恒得钾离子浓度=0.6ml•L-1-0.2 ml•L-1×2=0.2ml/L。据此分析解答。
【详解】A、根据分析知，原混合溶液中c（K+）为0.2ml•L-1，正确；
B、转移电子的物质的量=0.1ml×4=0.4ml，错误；
C、根据以上分析知，铜的物质的量为0.1ml，错误；
D、当电解硝酸铜时溶液中生成氢离子，当电解硝酸钾溶液时，实际上是电解水，所以电解后氢离子的物质的量为氧气的4倍，为0.1ml×4=0.4ml，则氢离子浓度为0.8ml/L，错误；
答案选A。
10．C
【详解】用惰性电极电解硫酸铜时，初阶段：2CuSO4+2H2O2Cu↓+O2↑+2H2SO4，后阶段：2H2O2H2↑+O2↑，如果只按照第一阶段的电解，反应只需要加入CuO或CuCO3就可以，但是现在加入的是0.1 ml Cu2(OH)2CO3，相当于加入了0.2mlCuO和0.1mlH2O，这0.1ml的水，应该是第二阶段反应消耗的，该阶段转移了0.2ml电子，第一阶段转移了0.4ml电子，所以总共转移电子0.6ml，故选C。
【点睛】明确电解的原理是解题的关键。解答本题要注意根据加入的物质判断出电解过程中发生反应的方程式，要注意该电解过程实际上是分为两个阶段进行的，第一阶段电解硫酸铜溶液，第二阶段电解水。
11．C
【详解】A．氨水浓度越大，越容易生成[Zn(NH3)4]2+，腐蚀趋势越大，A正确；
B．腐蚀的总反应为Zn+4NH3•H2O=[Zn(NH3)4]2++H2↑+2H2O+2OH-，有OH-离子生成，溶液pH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：2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，C错误；
D．根据得失电子守恒，每生成标准状况下224mLH2，转移电子数为，消耗0.01 ml Zn，D正确；
故选C。
12．BD
【分析】图1中构成原电池，铁作负极，开始时pH较小，AB段溶液pH值增大，体系压强增大，铁主要发生析氢腐蚀；BD段溶液的pH值增加，体系压强减小，正极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O；DE段溶液pH基本不变，但压强减小，产生的Fe2+被O2氧化，pH基本不变可能的原因：相同时间内，2Fe + O2 + 4H+=2Fe2++2H2O消耗H+的量与4Fe2+ + O2 +10H2O=4Fe(OH)3+8H+产生H+的量基本相同。
【详解】A．铁主要发生析氢腐蚀，负极，正极，越大，析氢速率越小，A错误；
B．铁主要发生析氢腐蚀，负极，正极，当氧气浓度增大时，还会发生O2+4e-+4H+=2H2O，因此析出质量减小，B正确；
C．由图可知BC段的pH为3-5，正极不能产生氢氧根，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，C错误；
D．pH基本不变可能的原因：相同时间内，2Fe + O2 + 4H+=2Fe2++2H2O消耗H+的量与4Fe2+ + O2 +10H2O=4Fe(OH)3+8H+产生H+的量基本相同，D正确；
故选BD。
13．B
【详解】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。
14．B
【详解】A．为了防止铁质桥索被腐蚀，可在焊点附近用锌块打“补丁”，利用牺牲阳极的阴极保护法，锌活泼性比铁强，先腐蚀，故A正确；
B．桥下层铁路铺设的钢轨是一种铁合金，铁被腐蚀时生成亚铁离子，电极反应式为，故B错误；
C．桥栏杆涂油漆，使铁与空气隔开，兼具美观和防止金属生锈的功能，故C正确；
D．桥索上的彩色灯光与原子核外电子的跃迁后由激发态回到基态产生发射光谱有关，故D正确；
故选B。
15．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。
16．C
【分析】右侧溶液为饱和食盐水，右侧电极产生气体，则右侧电极为阳极，放电产生氯气，电极反应为：；左侧电极为阴极，发生还原反应，在碱性条件下转化为Fe，电极反应为：；中间为阳离子交换膜，由阳极向阴极移动。
【详解】A．由分析可知，阳极反应为：，A正确；
B．由分析可知，阴极反应为：，消耗水产生，阴极区溶液中浓度逐渐升高，B正确；
C．由分析可知，理论上每消耗，转移6ml电子，产生3ml，同时有6ml由阳极转移至阴极，则阳极室溶液减少，C错误；
D．由分析可知，理论上每消耗，转移6ml电子，有6ml由阳极转移至阴极，阴极室物质最多增加，D正确；
故选C。
17．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。
【详解】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2mlH2O转移4ml电子，则理论上电源提供2ml电子能分解1mlH2O，D项正确；
答案选B。
18．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。
【详解】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1mlBr-得到6ml电子，O元素的化合价由-2价升至0价，生成1mlO2失去4ml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。
19．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-。
【详解】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2ml电子时，阴、阳两极各生成1mlH2，共2mlH2，而传统电解水：，转移2ml电子，只有阴极生成1mlH2，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(①+②)×2得阳极反应为：，故D正确；
答案选A。
20．B
【详解】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。
21．C
【详解】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．由图可知一个电极亚硫酸根失电子生成硫酸根，另一个极二氧化碳和水转化为甲酸，装置b中总反应为，故D正确；
选C。
22．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2H2O2H2↑+O2↑，据此解答。
【详解】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；
D．由电解总反应可知，每生成1mlH2要消耗1mlH2O，生成H2的速率为，则补水的速率也应是，故D错误；
答案选D。
23．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，“卯榫”结构的双极膜中的H＋移向电极a，OH－移向电极b。
【详解】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8mle－，同时双极膜处有8ml进入阴极室，即有8ml的解离，故B错误；
C．电解过程中，阳极室每消耗4ml，同时有4ml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。
24．D
【分析】根据图示，钛网上海水中Cl-、H2O发生失电子的氧化反应生成HClO、O2，钛网为阳极，电极反应式为Cl-+H2O-2e-=HClO+H+，钛箔上生成H2，钛箔上生成H2的电极反应为2H++2e-=H2↑，钛箔为阴极，高选择性催化剂PRT可抑制O2产生，电解的主要总反应为Cl-+2H2OHClO+H2↑+OH-，以此解题。
【详解】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．由分析可知，电解的主要总反应为Cl-+2H2OHClO+H2↑+OH-，电解后海水中OH-浓度增大，pH上升，C错误；
D．由图可知，阳极上的电极反应为：，D正确；
故选D。
25．C
【分析】惰性电极1，1ml氧气得到2ml电子生成1ml H2O2，则惰性电极1为阴极，惰性电极2上Br-失去电子被氧化为Br2，为阳极，WO/WO循环反应，WO/WO数量不变，然后结合得失电子守恒解答。
【详解】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，1ml二丁基-N-羟基胺失去2mlH原子生成1ml硝酮，氧气最终生成水，根据氧原子守恒，消耗1ml氧气，可得到2ml硝酮，故C错误；
D．外电路通过1ml电子，消耗0.5mlO2，根据C选项分析消耗1ml氧气，得到2ml电子生成2mlH2O，因此外电路通过1ml电子，可得到1ml水，故D正确；
选C。
26．A
【分析】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；
【详解】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，电流强度发生改变，反应速率也会改变，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。
27．D
【详解】A．石墨电极发生反应的物质：P4→化合价升高发生氧化反应，所以石墨电极为阳极，对应的电极反应式为：，则生成，理论上外电路需要转移电子，A错误；
B．阴极上发生还原反应，应该得电子，为阳极发生的反应， B错误；
C．石墨电极：P4→发生氧化反应，为阳极，铂电极为阴极，应该向阳极移动，即移向石墨电极，C错误；
D．由所给图示可知HCN在阴极放电，产生和，而HCN中的H来自，则电解产生的中的氢元素来自于，D正确；
故选D。
28．B
【分析】锂海水电池的总反应为2Li+2H2O═2LiOH+H2↑， M极上Li失去电子发生氧化反应，则M电极为负极，电极反应为Li-e-=Li+，N极为正极，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，同时氧气也可以在N极得电子，电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-。
【详解】A．海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，可作为电解质溶液，故A正确；
B．由上述分析可知，N为正极，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，和反应O2+4e-+2H2O=4OH-，故B错误；
C．Li为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应，并能传导离子，故C正确；
D．该电池不可充电，属于一次电池，故D正确；
答案选B。
29．C
【详解】A．由电解示意图可知，电极B上Mn2+转化为了MnO2，锰元素化合价升高，失电子，则电极B为阳极，电极A为阴极，得电子，发生还原反应，A正确；
B．由电解示意图可知，电极B上Mn2+失电子转化为了MnO2，电极反应式为：2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+，B正确；
C．电极A为阴极， LiMn2O4得电子，电极反应式为：2LiMn2O4+6e-+16H+=2Li++4Mn2++8H2O，依据得失电子守恒，电解池总反应为：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，反应生成了Mn2+，Mn2+浓度增大，C错误；
D．电解池总反应为：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，电解结束后，可通过调节溶液pH将锰离子转化为沉淀除去，然后再加入碳酸钠溶液，从而获得碳酸锂，D正确；
答案选C。
30．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。
【详解】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，1ml乙二酸生成1ml乙醛酸转移电子为2ml，1ml乙二醛生成1ml乙醛酸转移电子为2ml，根据转移电子守恒可知每生成1ml乙醛酸转移电子为1ml，因此制得2ml乙醛酸时，理论上外电路中迁移了2ml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。
31．B
【详解】A．根据图示可知：在b电极上产生N2，N元素化合价升高，失去电子，发生氧化反应，所以b电极为阳极，连接电源的正极，A错误；
B．电极a上产生H2，H元素化合价降低得到电子，发生还原反应，所以a电极为阴极，电极反应式为：，B正确；
C．电解过程中，阴极附近产生，使附近溶液中阴离子浓度增大，为维持溶液电中性，阳离子K+会向阴极区定向移动，最终导致阴极附近K+浓度增大，C错误；
D．每反应产生1 ml H2，转移2 ml电子，每反应产生1 ml N2，转移6 ml电子，故阴极产生H2与阳极产生的N2的物质的量的比是3:1，D错误；
选B。
32．C
【分析】
由题干信息可知，M极发生的是由Q转化为的过程，该过程是一个还原反应，故M极为阴极，电极反应为：+2H2O+2e-=+2OH-，故与M极相连的a电极为负极，N极为阳极，电极反应为：-2e-=+2H+，b极为电源正极，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，a为电源负极，A正确；
B．由分析可知，根据电子守恒可知，溶液中Q的物质的量保持不变，B正确；
C．由分析可知，整个过程CO2未被还原，在M极发生反应为CO2+OH-=，C错误；
D．由题干信息可知，M极上CO2发生反应为：CO2+OH-=被吸收，向阳极移动，N极上发生的反应为：+H+=H2O+CO2↑，故分离出的从出口2排出，D正确；
故答案为：C。
33．D
【分析】镀层有破损的镀锌铁片被腐蚀，则将其放入到酸化的3%NaCl溶液中，会构成原电池，由于锌比铁活泼，作原电池的负极，而铁片作正极，溶液中破损的位置会变大，铁也会继续和酸化的氯化钠溶液反应产生氢气，溶液中会有亚铁离子生成，据此分析解答。
【详解】A．氯化钠溶液中始终存在氯离子，所以加入硝酸银溶液后，不管铁片是否被腐蚀，均会出现白色沉淀，故A不符合题意；
B．淀粉碘化钾溶液可检测氧化性物质，但不论铁片是否被腐蚀，均无氧化性物质与碘化钾发生反应，故B不符合题意；
C．KSCN溶液可检测铁离子的存在，上述现象中不会出现铁离子，所以无论铁片是否被腐蚀，加入KSCN溶液后，均无红色出现，故C不符合题意；
D．K3[Fe(CN)6]是用于检测Fe2+的试剂，若铁片没有被腐蚀，则溶液中不会生成亚铁离子，则加入K3[Fe(CN)6]溶液就不会出现蓝色沉淀，故D符合题意。
综上所述，答案为D。
34．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。
【详解】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，所以阴极区生成的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。
故选D。
35．C
【详解】A．氨水浓度越大，越容易生成[Zn(NH3)4]2+，腐蚀趋势越大，A正确；
B．腐蚀的总反应为Zn+4NH3•H2O=[Zn(NH3)4]2++H2↑+2H2O+2OH-，有OH-离子生成，溶液pH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：2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，C错误；
D．根据得失电子守恒，每生成标准状况下224mLH2，转移电子数为，消耗0.01 ml Zn，D正确；
故选C。
36．C
【分析】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。
【详解】A.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；
B.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；
C.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；
D.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。
02 知识导图·思维引航
03考点突破·考法探究
考点一 电解原理
知识点1 电解池模型
知识点2 电解规律
知识点3 电解池电极反应式的书写
考向1 电解规律及电极产物的判断
考向2 电极反应的书写
考点二 电解原理的应用
知识点1氯碱工业
知识点2 电冶金
知识点3 电镀
考向1 电解原理的应用
考向2 交换膜在电化学中的应用
考向3 有关电化学计算
考点三 金属的腐蚀与防护
知识点1 腐蚀“两比较”
知识点2 两种保护方法
考向1 金属的腐蚀
考向2 金属腐蚀的防护
04真题练习·命题洞见
考点一 电解原理
知识点1 电解池模型
1．电极名称和电极反应式
2．电子流向和离子移动方向
导线上(外电路)电子从电源的负极流出，经导线流向电解池的阴极。电解池的阳极上产生的电子经导线流入电源的正极。溶液中(内电路)阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。
【名师提醒】
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。
4．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。
5．书写电解池中的电极反应时，要以实际放电的离子表示，但书写电解总反应方程式时，弱电解质要写成分子式。
6．电解质溶液中未参与放电的离子是否与放电后生成的离子发生反应(离子共存)。
7．要确保两极电子转移的数目相同，且注明条件“电解”。
知识点2 电解规律
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。
S2－、I－、Br－、Cl－放电，产物分别是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放电，则得到H2O和O2。
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，则得到相应金属单质；若H＋放电，则得到H2。
（2）放电顺序本质遵循氧化还原反应的优先规律，即得(失)电子能力强的离子先放电。
3．用惰性电极电解电解质溶液的四种类型
2．【方法技巧】
知识点3 电解池电极反应式的书写
1．基本电极反应式的书写
2．提取“信息”书写电极反应式
3．多膜电解池方程式书写及分析
(1)双膜三室处理吸收液(吸收了烟气中的SO2)(或污水)
阳极室：HSO－2e－＋H2O=SO＋3H＋或SO－2e－＋H2O=SO＋2H＋
吸收液(或污水)：Na＋穿过阳膜进入阴极室(左室)；HSO和SO穿过阴膜进入阴极室(右室)。
阴极室：2H2O＋4e－=2OH－＋H2↑
HSO ＋ OH－=SO＋H2O
产品： 阳极室 较浓的硫酸 阴极室 左室亚硫酸钠
(2)三膜四室制备硼酸[H3BO3( 一元弱酸)]
阳极室：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋
产品室：H＋＋B(OH)=H3BO3＋H2O
原料室：B(OH)穿过阴膜进入产品室，Na＋穿过阳膜进入阴极室
阴极室：4H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－
考向1 电解规律及电极产物的判断
1．用石墨作电极电解溶有物质的量之比为3∶1的和的水溶液。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．电解过程中溶液的不断增大，最后为7
【思维建模】
2．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一组是
A．AB．BC．CD．D
考向2 电极反应的书写
3．化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是
A．氢氧燃料电池的负极反应式：O2+2H2O+4e-═4OH-
B．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe-2e-═Fe2+
C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu-2e-═Cu2+
D．铅蓄电池充电时，标示“+”的接线柱连电源的正极，电极反应式为：PbSO4(s) - 2e-+2H2O(l)═PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)
【名师点晴】
1．书写电解池的电极反应式时，可以用实际放电的离子表示，但书写电解池的总反应时，H2O要写成分子式。如用惰性电极电解食盐水时，阴极反应式为2H＋＋2e－=H2↑，总反应式为2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。
2．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。
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．“四步法”书写电极总反应的规律：①列物质、标得失；②选离子、配电荷；③配个数、巧用水；④两式加、验总式。
4．某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。放电时电池的总反应为：Li1-xCO2+LixC6=LiCO2+ C6(x<1)。下列关于该电池的说法不正确的是（ ）
A．放电时，Li+在电解质中由负极向正极迁移
B．放电时，负极的电极反应式为LixC6-xe-= xLi++ C6
C．充电时，若转移1mle-，石墨C6电极将增重7xg
D．充电时，阳极的电极反应式为LiCO2-xe-=Li1-xCO2+xLi+
考点二 电解原理的应用
知识点1 氯碱工业
1．电极反应
阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑(反应类型：氧化反应)；
阴极：2H＋＋2e－=H2↑(反应类型：还原反应)。
检验阳极产物的方法是用湿润的KI-淀粉试纸靠近阳极，若试纸变蓝，证明生成了Cl2。电解时向食盐水中滴加酚酞，阴极附近溶液变红，说明该电极附近产生的物质为NaOH。
2．电解方程式
化学方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；
离子方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。
3．阳离子交换膜法电解饱和食盐水示意图
（1）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。
（2）a、b、c、d加入或取出的物质分别是饱和食盐水、稀NaOH溶液、稀食盐水、浓NaOH溶液；X、Y分别为Cl2、H2。
【名师提醒】
阳离子交换膜(以电解NaCl溶液为例)，只允许阳离子(Na+)通过，而阻止阴离子(Cl-、OH-)和分子(Cl2)通过，这样既能防止H2和Cl2混合爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱质量。
知识点2 电冶金
1．电解精炼铜
（1）电极材料：阳极为粗铜，阴极为纯铜。
（2）电解质溶液：含Cu2＋的盐溶液。
（3）电极反应式
阳极：Zn－2e－=Zn2＋、Fe－2e－=Fe2＋、Ni－2e－=Ni2＋、Cu－2e－=Cu2＋；
阴极：Cu2＋＋2e－=Cu。
④阳极泥的形成
粗铜中不活泼的杂质(金属活动性顺序中位于铜之后的银、金等)在阳极难以失去电子，当阳极上的铜失去电子变成离子之后，它们以金属单质的形式沉积于电解槽的底部，成为阳极泥。
2．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。
【名师提醒】
工业上不能电解熔融MgO、AlCl3制Mg和Al。MgO的熔点较高，MgCl2的熔点较低，工业上电解熔融MgCl2制Mg。由于AlCl3为共价化合物，熔融状态下不导电，所以电解冶炼铝时，电解熔点很高的氧化铝，为降低熔点，加入了助熔剂冰晶石(Na3AlF6)；而且电解过程中，阳极生成的氧气与石墨电极反应，所以石墨电极需定期检查并及时更换补充。
知识点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。
实例——电镀铜
阳极(铜片)：Cu－2e－=Cu2＋；
阴极(待镀铁件)：Cu2＋＋2e－=Cu。
【名师提醒】
1．电解或电镀时，电极质量减小的电极必为金属电极——阳极；电极质量增大的电极必为阴极，即溶液中的金属阳离子得电子变成金属吸附在阴极上。
2．电解精炼铜时，粗铜中含有的Zn、Fe、Ni等活泼金属失去电子变成金属阳离子进入溶液，金属活动性小于铜的杂质以阳极泥的形式沉积。电解过程中电解质溶液中的Cu2+浓度会减小。
3．电镀时，阳极(镀层金属)失去电子的数目与阴极镀层金属离子得到电子的数目相等，电镀液的浓度保持不变。
考向1 电解原理的应用
(2024·湖北卷，14)
5．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
（2024·山东省潍坊市二模）
6．天津大学张兵团队合成了高曲率的纳米针尖电极催化剂，实现了溴自由基介导的环氧氯丙烷无膜电合成。其工作原理如图所示。已知：。具有较低的和生成能垒、较高的氧化的能垒和固定的Br吸附位点，同时抑制析氧和析溴竞争反应。
下列说法错误的是
A．电极a接电源的正极
B．Ⅱ可能为
C．由Ⅱ生成环氧氯丙烷的方程式为
D．当合成1ml环氧氯丙烷时，至少有22.4L （标准状况）生成
考向2 交换膜在电化学中的应用
（2024·辽宁省沈阳市模拟预测）
7．在直流电场作用下双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-，并分别向两极迁移。如图所示装置，可将捕捉的二氧化碳转化为CaCO3而矿化封存，减少碳排放，同时得到氧气、氢气、高浓度盐酸等产品。下列说法正确的是
A．CaCO3在碱室形成
B．两个双极膜中间层的H+均向右移动
C．向碱室中加入NaHCO3固体，有利于CO2的矿化封存
D．b极为阳极，电极反应式为
【思维建模】
“隔膜”电解池的解题步骤：
（2024·湖南省邵阳市三模）
8．退役锂离子电池正极材料中有价金属的回收利用，是解决新能源汽车产业环境污染和资源短缺的有效方法，也是该产业可持续发展的关键。回收过程中产生的沉锂后的母液中的溶质主要是Na2SO4，可根据电化学原理采用双极膜(BP)与离子交换膜(A、C)组合技术处理沉锂后的母液，实现废水的净化和资源回收(如图所示)。下列说法错误的是
A．双极膜(BP)可有效阻隔Na+和SO的通过，膜C为阳离子交换膜
B．阳极的电极反应为，阴极的电极反应为
C．阳极与直流电源的正极相连，阳极上的电势比阴极上的高
D．当阳极上放出22.4L(标准状况)气体时，该装置有2mlH2SO4和4mlNaOH生成
考向3 有关电化学计算
9．500 mL KNO3和Cu(NO3）2的混合溶液中c(NO）＝0.6 ml·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到2.24 L气体(标准状况下），假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是
A．原混合溶液中c(K＋）为0.2 ml·L－1
B．上述电解过程中共转移0.2 ml电子
C．电解得到的Cu的物质的量为0.05 ml
D．电解后溶液中c(H＋）为0.2 ml·L－1
【思维建模】
1．计算原理——三个相等。
(1)同一原电池的正、负极的电极反应中得失电子数相等。
(2)同一电解池的阴、阳极的电极反应中得失电子数相等。
(3)串联电路中的各个电极反应得失电子数相等。上述三种情况下，在写电极反应时，得失电子数要相等，在计算电解产物的量时，应按得失电子数相等计算。
2.计算方法——三种常用方法。
(1)根据总反应计算。先写出电极反应，再写出总反应，最后根据总反应列出比例式计算。
(2)根据得失电子守恒计算。
①用于串联电路中阴、阳两极产物，正、负两极产物，相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。
②用于混合溶液中分阶段电解的计算。
(3)根据关系式计算。根据得失电子守恒建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。
10．用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 ml Cu2(OH)2CO3后恰好恢复到电解前的状态(不考虑二氧化碳的溶解)，则电解过程中共转移电子的物质的量为
A．0.4 mlB．0.5 mlC．0.6 mlD．0.8 ml
考点三 金属的腐蚀与防护
知识点1 腐蚀“两比较”
1．化学腐蚀与电化学腐蚀
2．析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较
【方法技巧】
1．一般来说可用下列原则判断：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。
3．活泼性不同的两种金属，活泼性差别越大，腐蚀越快。
4．对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀的速率越快。
知识点2 两种保护方法
1．加防护层
如在金属表面加上油漆、搪瓷、沥青、塑料、橡胶等耐腐蚀的非金属材料；采用电镀或表面钝化等方法在金属表面镀上一层不易被腐蚀的金属。
2．电化学防护
（1）牺牲阳极法——原电池原理：正极为被保护的金属；负极为比被保护的金属活泼的金属；
（2）外加电流法——电解原理：阴极为被保护的金属，阳极为惰性电极。
考向1 金属的腐蚀
(2024·浙江1月卷，13)
11．破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成[Zn(NH3)4]2+和H2，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pH变大
C．铁电极上的电极反应式为：2NH3+2e-=H2↑＋2NH
D．每生成标准状况下224mLH2，消耗0.010 ml Zn
【思维建模】
正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键。潮湿的空气、中性溶液发生吸氧腐蚀；NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液发生析氢腐蚀。
（2024·山东省聊城市高三二模）
12．恒温条件下，用图1所示装置研究铁的电化学腐蚀，测定结果如图2。
下列说法正确的是
A．AB段越大，析氢速率越大
B．其他条件不变，增大空气中氧气浓度，析出质量减少
C．BC段正极反应式主要为
D．DE段溶液基本不变，可能的原因：相同时间内，消耗的量与产生的量基本相同
考向2 金属腐蚀的防护
(2024·浙江6月卷，13)
13．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
【思维建模】
金属防护分析建模
14．2020年7月1日，世界首座跨度超千米的公铁两用斜拉桥——沪苏通长江公铁大桥胜利开通。下列有关大桥设施的说法不正确的是
A．为了防止铁质桥索被腐蚀，可在焊点附近用锌块打“补丁”
B．桥下层铁路铺设的钢轨是一种铁合金，铁被腐蚀时的电极反应式为
C．桥栏杆涂油漆兼具美观和防止金属生锈的功能
D．桥索上的彩色灯光与原子核外电子的跃迁有关
(2024·广东卷，5)
15．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
C．该法为外加电流法D．锌发生反应：
(2024·广东卷，16)
16．一种基于氯碱工艺的新型电解池(下图)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法不正确的是
A．阳极反应：
B．阴极区溶液中浓度逐渐升高
C．理论上每消耗，阳极室溶液减少
D．理论上每消耗，阴极室物质最多增加
(2024·甘肃卷，7)
17．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
(2024·山东卷，13)
18．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
(2024·辽吉黑卷，12)
19．“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：
(2023•浙江省6月选考，13)
20．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
(2023•北京卷，5)
21．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
(2023•湖北省选择性考试，10)
22．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
(2023•广东卷，16)
23．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
(2023•辽宁省选择性考试，7)
24．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：
(2022•重庆卷，12)
25．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。
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1ml氧气，可得到1ml硝酮D．外电路通过1ml电子，可得到1ml水
(2022•海南省选择性考试，9)
26．一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
(2022•湖北省选择性考试，14)
27．含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备，过程如图所示(为甲基)。下列说法正确的是
A．生成，理论上外电路需要转移电子
B．阴极上的电极反应为：
C．在电解过程中向铂电极移动
D．电解产生的中的氢元素来自于
(2022•湖南选择性考试，8)
28．海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是
A．海水起电解质溶液作用
B．N极仅发生的电极反应：
C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
D．该锂-海水电池属于一次电池
(2022·浙江省6月选考，21)
29．通过电解废旧锂电池中的可获得难溶性的和，电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是
A．电极A为阴极，发生还原反应
B．电极B的电极反应：
C．电解一段时间后溶液中浓度保持不变
D．电解结束，可通过调节除去，再加入溶液以获得
(2021•全国甲卷，13)
30．乙醛酸是一种重要的化工中间体，可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向两极迁移。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
(2021•海南选择性考试，9)
31．液氨中存在平衡：。如图所示为电解池装置，以的液氨溶液为电解液，电解过程中a、b两个惰性电极上都有气泡产生。下列有关说法正确的是
A．b电极连接的是电源的负极B．a电极的反应为
C．电解过程中，阴极附近K+浓度减小D．理论上两极产生的气体物质的量之比为1:1
(2021•辽宁选择性考试，13)
32．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
(2022•广东选择性考试，11)
33．为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是
A．加入溶液产生沉淀B．加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现
C．加入溶液无红色出现D．加入溶液无蓝色沉淀生成
(2021•全国乙卷，6)
34．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
(2024·浙江省1月选考，13)
35．破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成[Zn(NH3)4]2+和H2，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pH变大
C．铁电极上的电极反应式为：2NH3+2e-=H2↑＋2NH
D．每生成标准状况下224mLH2，消耗0.010 ml Zn
(2020·江苏卷，11)
36．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
考点要求
考题统计
考情分析
电解原理
2024·甘肃卷7题，3分；2024·广东卷16题，3分；2023浙江1月选考11题，3分；2023辽宁卷7题，3分；2022广东卷10题，2分；2022北京卷13题，3分；2021海南卷9题，4分；2021天津卷11题，3分；
本讲是历年高考热点，主要在选择题中电化学题、工艺流程题、原理综合题中出现。主要包含金属的精炼、氯碱工业、活泼金属的制取、有关电解产物的判断和计算等内容。必须熟悉微粒在各种电极上的放电次序，这样才能准确地判断出相关的电解产物，然后进行有关的计算。有关电解的计算通常可根据电解方程式或电极反应式列比例求解或是利用各电极、线路中转移的电子数目守恒列等式求解。备考时注重实物图分析、新型电解装置分析，从氧化还原反应的角度认识电化学，注重与元素化合物、有机化学、电解质溶液、化学实验设计、新能源等知识的联系。关注氯碱工业、电镀和粗铜的电解精炼等，通过新的电解装置的应用，能对与化学有关的热点问题作出正确的价值判断，能参与有关化学问题的社会实践。
电解原理综合应用
2024·湖北卷，14题3分；2024·山东卷13题，4分；2024·山东卷13题，4分；2024·辽吉黑卷12题，3分；2023湖北卷10题，3分；2023全国甲卷13题，6分；2023浙江6月选考13题，3分；2023北京卷5题，3分；2023广东卷13题，4分；2023广东卷16题，4分；2022重庆卷12题，4分；2022海南卷9题，4分；2022湖北卷14题，3分；2022湖南卷8题，3分；2022浙江1月选考21题，2分；2022浙江6月选考21题，2分；2021全国甲卷13题，6分；2021广东卷16题，4分；2021湖北卷15题，3分；2021辽宁卷13题，3分；
金属的腐蚀与防护
2024·广东卷5题，2分；2024·浙江6月卷13题，3分；2024·浙江1月卷13题，3分；2022•广东选择性考试11题，4分；2021•全国乙卷12题，6分；
复习目标：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；认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。
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。
电解池基础模型
惰性电极电解CuCl2溶液
类型
电极反应特点
电解质溶液
电解质浓度
pH
电解质溶液复原
电解水型
阴极：4H++4e-=2H2↑(酸性)，2H2O+2e-=H2↑+2OH-(碱性)
阳极：2H2O-4e-=4H++O2↑(酸性)，4OH--4e-=2H2O+O2↑(碱性)
强碱(NaOH)
增大
增大
加水
含氧酸(H2SO4)
增大
减小
加水
活泼金属的最高价含氧酸盐(Na2SO4)
增大
不变
加水
电解电解
质型
电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电
无氧酸(HCl)
减小
增大
通入HCl气体
不活泼金属的无氧酸盐(CuCl2)
减小
—
加氯化铜
放H2
生碱型
阴极：H2O放H2生成碱
阳极：电解质阴离子放电
活泼金属的无氧酸盐(NaCl)
生成新电解质
增大
通入HCl(g)
放O2
生酸型
阴极：电解质阳离子放电阳极：H2O放O2生成酸
不活泼金属的最高价含氧酸盐(CuSO4)
生成新电解质
减小
加氧化铜
用惰性电极电解NaCl溶液
总反应：2NaCl＋2H2O2NaOH ＋ Cl2↑＋ H2↑
阳极
2Cl－－2e－=Cl2↑
阴极
2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－(或2H＋＋2e－=H2↑)
用惰性电极电解CuSO4溶液
总反应：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4
阳极
2H2O－4e－=O2↑＋4H＋(或4OH－－4e－=2H2O＋O2↑)
阴极
2Cu2＋＋4e－=2Cu
用惰性电极电解熔融MgCl2
总反应：MgCl2(熔融)Mg＋ Cl2↑
阳极
2Cl－－2e－=Cl2↑
阴极
Mg2＋＋2e－=Mg
铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜
总反应：2Al ＋3H2OAl2O3＋3H2↑
阳极
2Al－6e－＋3H2O=Al2O3＋6H＋
阴极
6H＋＋6e－=3H2↑
用惰性电极电解K2MnO4溶液能得到化合物KMnO4
总反应：2K2MnO4＋2H2O2KMnO4＋H2↑＋2KOH
阳极
2MnO－2e－=2MnO
阴极
2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－
有机阳离子、Al2Cl和AlCl组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。
阳极
Al－3e－＋7AlCl=4Al2Cl
阴极
4Al2Cl＋3e－=Al＋7AlCl
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
总方程式
阳极、阴极反应式
冶炼钠
2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
2Cl－－2e－=Cl2↑、2Na＋＋2e－=2Na
冶炼镁
MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
2Cl－－2e－=Cl2↑、Mg2＋＋2e－=Mg
冶炼铝
2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑
6O2－－12e－=3O2↑、4Al3＋＋12e－=4Al
类型
化学腐蚀
电化学腐蚀
条件
金属与接触到的物质直接发生化学反应
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，腐蚀速率更快，危害也更严重
类型
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
水膜呈酸性
水膜呈弱酸性或中性
正极反应
2H＋＋2e－=H2↑
O2＋2H2O＋4e－=4OH－
负极反应
Fe－2e－=Fe2＋
其他反应
Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3
Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈
两种防护
解题模型
首先判断防护类型其次根据原电池原理和电解池原理分析防腐原理
结合生活实际对选项做出合理判断
参考答案：
1．D
【详解】A．整个电解过程分三个阶段：电解溶液、电解溶液、电解，A正确；
B．在阳极，阴离子放电的先后顺序为，先逸出氯气后逸出氧气，B正确；
C．在阴极，放电，逸出氢气，C正确；
D．电解过程中溶液的不断增大，最后溶液呈碱性，D错误；
故选D。
2．C
【分析】本题考查了电解过程中，溶液pH的变化，电极反应式的书写和电解产物；根据电解规律“有氢无氧增碱性，有氧无氢增酸性，有氢有氧增原性”分析溶液pH的变化。
【详解】A. 电解Na2SO4溶液，实质是电解水，X极为正极，a管附近石墨电极的对应阳极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O，Y为负极，b管附近石墨对应阴极反应式为2H++2e-=H2↑，氢离子浓度降低，故两端滴入酚酞后，b管中呈红色，A错误；
B.电解硝酸银，阳离子放电顺序Ag+〉H+，阴离子放电顺序NO3-＜OH-，Y为负极，b管附近石墨对应阴极反应式为Ag++e-=Ag，B错误；
C.电解氯化铜，阳离子放电顺序Cu2+〉H+，阴离子放电顺序OH-＜Cl-，故实质为电解电解质，Y为正极，b管附近石墨对应阳极反应为2Cl--2e-=Cl2↑，产生氯气，C正确；
D.电解氢氧化钠，本质上为电解水，NaOH溶液浓度增大，碱性更强，pH增大，D错误；
答案为C。
3．D
【详解】A项、氢氧燃料电池中负极放电的一定是燃料，即在负极上是氢气放电，故A错误；
B项、钢铁发生电化学腐蚀的正极发生的是氧气得电子的还原反应，故B错误；
C项、粗铜精炼时，阴极（和电源的负极相连）是纯铜，粗铜作阳极（和电源的正极相连），故C错误；
D项、铅蓄电池充电时，原电池正极接电源的正极做电解池的阳极，失电子发生氧化反应，电极反应式为：PbSO4(s) - 2e-+2H2O(l)═PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)，故D正确；
故选D。
【点睛】铅蓄电池充电时，原电池正极接电源的正极做电解池的阳极，失电子发生氧化反应是解答关键。
4．C
【详解】A．放电时，负极LixC6失去电子得到Li+，在原电池中，阳离子移向正极，则Li+在电解质中由负极向正极迁移，故A正确；
B．放电时，负极LixC6失去电子产生Li+，电极反应式为LixC6-xe-═xLi++C6，故B正确；
C．充电时，石墨(C6)电极变成LixC6，电极反应式为：xLi++C6+xe-═LixC6，则石墨(C6)电极增重的质量就是锂离子的质量，根据关系式：
xLi+～～～xe-
1ml 1ml
可知若转移1mle-，就增重1mlLi+，即7g，故C错误；
D．正极上C元素化合价降低，放电时，电池的正极反应为：Li1-xCO2+xLi++xe-═LiCO2，充电是放电的逆反应，故D正确；故选C。
【点晴】明确电池反应中元素的化合价变化及原电池的工作原理是解题关键，放电时的反应为Li1-xCO2+LixC6═LiCO2+C6，C元素的化合价降低，C得到电子，则Li1-xCO2为正极，LixC6为负极，Li元素的化合价升高变成Li+，结合原电池中负极发生氧化反应，正极发生还原反应，充电是放电的逆过程，据此解答。
5．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。
【详解】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，1mlH2O解离成1mlH+和1mlOH-，故理论上生成1mlH3N+CH2COOH双极膜中有6mlH2O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；
答案选B。
6．B
【分析】由图可知，右电极上H2O被还原生成H2，即右电极作阴极，则左电极作阳极，阳极上X-和OH-同时且等量放电：X- -e-=X·、OH- -e-=OH·。据此作答。
【详解】A．根据分析，左边电极a为阳极，所以电极a接电源的正极，A正确；
B．根据图示，I与·OH结合生成II，所以II只能是，B错误；
C．根据图示，由Ⅱ生成环氧氯丙烷的方程式为，C正确；
D．当合成1ml环氧氯丙烷时，阳极上X-和OH-各失去1ml电子，共转移2ml电子，根据2H2O+2e-=2OH-+H2↑，转移2ml电子时，生成1mlH2，即22.4L （标准状况），D正确；
答案选B。
7．D
【分析】右侧双极膜中氢离子进入酸室，氢氧根离子右移在电极b上发生还原反应生成O2，所以b为阳极，左侧双极膜中氢氧根离子进入碱室，与二氧化碳反应生成碳酸根离子，氢离子左移在电极a上发生还原反应生成H2，所以a为阴极，以此解答。
【详解】A．由图可知，通过左侧阴离子交换膜进入中间室内与Ca2+结合形成碳酸钙，CaCO3 在中间室形成，故A错误；
B．由图可知，右侧双极膜中氢离子进入酸室生成盐酸，左侧双极膜中氢离子左移在电极a上发生还原反应生成H2，故B错误；
C．碱室中二氧化碳和碱反应生成碳酸根离子，碳酸根离子通过左侧阴离子交换膜进入中间室内，与Ca2+结合形成碳酸钙，加入NaHCO3固体会消耗氢氧根不利于CO2的吸收，故C错误；
D．b为阳极，电极反应式为，右侧双极膜中氢氧根进入右侧电极，中和反应产生的氢离子，故D正确；
故选D。
8．D
【分析】右侧为电解池的阴极，电极反应式为2H++2e-=H2↑，左侧为阳极，电极反应式为4OH--4e-═O2↑+2H2O，硫酸钠溶液中Na+经过C离子交换膜移向动，与BP双极膜中转移过来的OH-结合生成NaOH，所以C膜为阳离子交换膜，盐室中SO经过A离子交换膜移动，与BP双极膜中转移过来的H+结合生成硫酸，所以A膜为阴离子交换膜，据此分析解答。
【详解】A．根据图中、移动方向可知，膜A为阴离子交换膜，膜C为阳离子交换膜，故A正确；
B．阳极的电极反应为，阴极的电极反应为，故B正确；
C．阳极与直流电源的正极相连，阳极上的电势比阴极上的高，故C正确；
D．当阳极上放出(标准状况)气体时，外电路中转移电子，该装置中有2个阴离子交换膜和2个阳离子交换膜，每个阴离子交换膜有通过，每个阳离子交换膜有通过，即该装置有和生成，故D错误。
答案选D。
9．A
【分析】电解硝酸钾和硝酸铜混合溶液时，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，阴极上先铜离子放电生成铜单质，当铜离子完全析出时，氢离子放电生成氢气，气体的物质的量为2.24L÷22.4L/ml=0.1ml；每生成0.1ml氧气转移0.4ml电子，每生成0.1ml氢气转移0.2ml电子，每生成1ml铜转移2ml电子，所以根据转移电子守恒得铜的物质的量=(0.4-0.2）/2ml=0.1ml，则铜离子的物质的量浓度为0.1ml÷0.5L=0.2ml/L，根据电荷守恒得钾离子浓度=0.6ml•L-1-0.2 ml•L-1×2=0.2ml/L。据此分析解答。
【详解】A、根据分析知，原混合溶液中c（K+）为0.2ml•L-1，正确；
B、转移电子的物质的量=0.1ml×4=0.4ml，错误；
C、根据以上分析知，铜的物质的量为0.1ml，错误；
D、当电解硝酸铜时溶液中生成氢离子，当电解硝酸钾溶液时，实际上是电解水，所以电解后氢离子的物质的量为氧气的4倍，为0.1ml×4=0.4ml，则氢离子浓度为0.8ml/L，错误；
答案选A。
10．C
【详解】用惰性电极电解硫酸铜时，初阶段：2CuSO4+2H2O2Cu↓+O2↑+2H2SO4，后阶段：2H2O2H2↑+O2↑，如果只按照第一阶段的电解，反应只需要加入CuO或CuCO3就可以，但是现在加入的是0.1 ml Cu2(OH)2CO3，相当于加入了0.2mlCuO和0.1mlH2O，这0.1ml的水，应该是第二阶段反应消耗的，该阶段转移了0.2ml电子，第一阶段转移了0.4ml电子，所以总共转移电子0.6ml，故选C。
【点睛】明确电解的原理是解题的关键。解答本题要注意根据加入的物质判断出电解过程中发生反应的方程式，要注意该电解过程实际上是分为两个阶段进行的，第一阶段电解硫酸铜溶液，第二阶段电解水。
11．C
【详解】A．氨水浓度越大，越容易生成[Zn(NH3)4]2+，腐蚀趋势越大，A正确；
B．腐蚀的总反应为Zn+4NH3•H2O=[Zn(NH3)4]2++H2↑+2H2O+2OH-，有OH-离子生成，溶液pH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：2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，C错误；
D．根据得失电子守恒，每生成标准状况下224mLH2，转移电子数为，消耗0.01 ml Zn，D正确；
故选C。
12．BD
【分析】图1中构成原电池，铁作负极，开始时pH较小，AB段溶液pH值增大，体系压强增大，铁主要发生析氢腐蚀；BD段溶液的pH值增加，体系压强减小，正极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O；DE段溶液pH基本不变，但压强减小，产生的Fe2+被O2氧化，pH基本不变可能的原因：相同时间内，2Fe + O2 + 4H+=2Fe2++2H2O消耗H+的量与4Fe2+ + O2 +10H2O=4Fe(OH)3+8H+产生H+的量基本相同。
【详解】A．铁主要发生析氢腐蚀，负极，正极，越大，析氢速率越小，A错误；
B．铁主要发生析氢腐蚀，负极，正极，当氧气浓度增大时，还会发生O2+4e-+4H+=2H2O，因此析出质量减小，B正确；
C．由图可知BC段的pH为3-5，正极不能产生氢氧根，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，C错误；
D．pH基本不变可能的原因：相同时间内，2Fe + O2 + 4H+=2Fe2++2H2O消耗H+的量与4Fe2+ + O2 +10H2O=4Fe(OH)3+8H+产生H+的量基本相同，D正确；
故选BD。
13．B
【详解】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。
14．B
【详解】A．为了防止铁质桥索被腐蚀，可在焊点附近用锌块打“补丁”，利用牺牲阳极的阴极保护法，锌活泼性比铁强，先腐蚀，故A正确；
B．桥下层铁路铺设的钢轨是一种铁合金，铁被腐蚀时生成亚铁离子，电极反应式为，故B错误；
C．桥栏杆涂油漆，使铁与空气隔开，兼具美观和防止金属生锈的功能，故C正确；
D．桥索上的彩色灯光与原子核外电子的跃迁后由激发态回到基态产生发射光谱有关，故D正确；
故选B。
15．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。
16．C
【分析】右侧溶液为饱和食盐水，右侧电极产生气体，则右侧电极为阳极，放电产生氯气，电极反应为：；左侧电极为阴极，发生还原反应，在碱性条件下转化为Fe，电极反应为：；中间为阳离子交换膜，由阳极向阴极移动。
【详解】A．由分析可知，阳极反应为：，A正确；
B．由分析可知，阴极反应为：，消耗水产生，阴极区溶液中浓度逐渐升高，B正确；
C．由分析可知，理论上每消耗，转移6ml电子，产生3ml，同时有6ml由阳极转移至阴极，则阳极室溶液减少，C错误；
D．由分析可知，理论上每消耗，转移6ml电子，有6ml由阳极转移至阴极，阴极室物质最多增加，D正确；
故选C。
17．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。
【详解】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2mlH2O转移4ml电子，则理论上电源提供2ml电子能分解1mlH2O，D项正确；
答案选B。
18．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。
【详解】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1mlBr-得到6ml电子，O元素的化合价由-2价升至0价，生成1mlO2失去4ml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。
19．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-。
【详解】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2ml电子时，阴、阳两极各生成1mlH2，共2mlH2，而传统电解水：，转移2ml电子，只有阴极生成1mlH2，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(①+②)×2得阳极反应为：，故D正确；
答案选A。
20．B
【详解】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。
21．C
【详解】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．由图可知一个电极亚硫酸根失电子生成硫酸根，另一个极二氧化碳和水转化为甲酸，装置b中总反应为，故D正确；
选C。
22．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2H2O2H2↑+O2↑，据此解答。
【详解】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；
D．由电解总反应可知，每生成1mlH2要消耗1mlH2O，生成H2的速率为，则补水的速率也应是，故D错误；
答案选D。
23．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，“卯榫”结构的双极膜中的H＋移向电极a，OH－移向电极b。
【详解】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8mle－，同时双极膜处有8ml进入阴极室，即有8ml的解离，故B错误；
C．电解过程中，阳极室每消耗4ml，同时有4ml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。
24．D
【分析】根据图示，钛网上海水中Cl-、H2O发生失电子的氧化反应生成HClO、O2，钛网为阳极，电极反应式为Cl-+H2O-2e-=HClO+H+，钛箔上生成H2，钛箔上生成H2的电极反应为2H++2e-=H2↑，钛箔为阴极，高选择性催化剂PRT可抑制O2产生，电解的主要总反应为Cl-+2H2OHClO+H2↑+OH-，以此解题。
【详解】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．由分析可知，电解的主要总反应为Cl-+2H2OHClO+H2↑+OH-，电解后海水中OH-浓度增大，pH上升，C错误；
D．由图可知，阳极上的电极反应为：，D正确；
故选D。
25．C
【分析】惰性电极1，1ml氧气得到2ml电子生成1ml H2O2，则惰性电极1为阴极，惰性电极2上Br-失去电子被氧化为Br2，为阳极，WO/WO循环反应，WO/WO数量不变，然后结合得失电子守恒解答。
【详解】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，1ml二丁基-N-羟基胺失去2mlH原子生成1ml硝酮，氧气最终生成水，根据氧原子守恒，消耗1ml氧气，可得到2ml硝酮，故C错误；
D．外电路通过1ml电子，消耗0.5mlO2，根据C选项分析消耗1ml氧气，得到2ml电子生成2mlH2O，因此外电路通过1ml电子，可得到1ml水，故D正确；
选C。
26．A
【分析】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；
【详解】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，电流强度发生改变，反应速率也会改变，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。
27．D
【详解】A．石墨电极发生反应的物质：P4→化合价升高发生氧化反应，所以石墨电极为阳极，对应的电极反应式为：，则生成，理论上外电路需要转移电子，A错误；
B．阴极上发生还原反应，应该得电子，为阳极发生的反应， B错误；
C．石墨电极：P4→发生氧化反应，为阳极，铂电极为阴极，应该向阳极移动，即移向石墨电极，C错误；
D．由所给图示可知HCN在阴极放电，产生和，而HCN中的H来自，则电解产生的中的氢元素来自于，D正确；
故选D。
28．B
【分析】锂海水电池的总反应为2Li+2H2O═2LiOH+H2↑， M极上Li失去电子发生氧化反应，则M电极为负极，电极反应为Li-e-=Li+，N极为正极，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，同时氧气也可以在N极得电子，电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-。
【详解】A．海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，可作为电解质溶液，故A正确；
B．由上述分析可知，N为正极，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，和反应O2+4e-+2H2O=4OH-，故B错误；
C．Li为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应，并能传导离子，故C正确；
D．该电池不可充电，属于一次电池，故D正确；
答案选B。
29．C
【详解】A．由电解示意图可知，电极B上Mn2+转化为了MnO2，锰元素化合价升高，失电子，则电极B为阳极，电极A为阴极，得电子，发生还原反应，A正确；
B．由电解示意图可知，电极B上Mn2+失电子转化为了MnO2，电极反应式为：2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+，B正确；
C．电极A为阴极， LiMn2O4得电子，电极反应式为：2LiMn2O4+6e-+16H+=2Li++4Mn2++8H2O，依据得失电子守恒，电解池总反应为：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，反应生成了Mn2+，Mn2+浓度增大，C错误；
D．电解池总反应为：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，电解结束后，可通过调节溶液pH将锰离子转化为沉淀除去，然后再加入碳酸钠溶液，从而获得碳酸锂，D正确；
答案选C。
30．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。
【详解】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，1ml乙二酸生成1ml乙醛酸转移电子为2ml，1ml乙二醛生成1ml乙醛酸转移电子为2ml，根据转移电子守恒可知每生成1ml乙醛酸转移电子为1ml，因此制得2ml乙醛酸时，理论上外电路中迁移了2ml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。
31．B
【详解】A．根据图示可知：在b电极上产生N2，N元素化合价升高，失去电子，发生氧化反应，所以b电极为阳极，连接电源的正极，A错误；
B．电极a上产生H2，H元素化合价降低得到电子，发生还原反应，所以a电极为阴极，电极反应式为：，B正确；
C．电解过程中，阴极附近产生，使附近溶液中阴离子浓度增大，为维持溶液电中性，阳离子K+会向阴极区定向移动，最终导致阴极附近K+浓度增大，C错误；
D．每反应产生1 ml H2，转移2 ml电子，每反应产生1 ml N2，转移6 ml电子，故阴极产生H2与阳极产生的N2的物质的量的比是3:1，D错误；
选B。
32．C
【分析】
由题干信息可知，M极发生的是由Q转化为的过程，该过程是一个还原反应，故M极为阴极，电极反应为：+2H2O+2e-=+2OH-，故与M极相连的a电极为负极，N极为阳极，电极反应为：-2e-=+2H+，b极为电源正极，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，a为电源负极，A正确；
B．由分析可知，根据电子守恒可知，溶液中Q的物质的量保持不变，B正确；
C．由分析可知，整个过程CO2未被还原，在M极发生反应为CO2+OH-=，C错误；
D．由题干信息可知，M极上CO2发生反应为：CO2+OH-=被吸收，向阳极移动，N极上发生的反应为：+H+=H2O+CO2↑，故分离出的从出口2排出，D正确；
故答案为：C。
33．D
【分析】镀层有破损的镀锌铁片被腐蚀，则将其放入到酸化的3%NaCl溶液中，会构成原电池，由于锌比铁活泼，作原电池的负极，而铁片作正极，溶液中破损的位置会变大，铁也会继续和酸化的氯化钠溶液反应产生氢气，溶液中会有亚铁离子生成，据此分析解答。
【详解】A．氯化钠溶液中始终存在氯离子，所以加入硝酸银溶液后，不管铁片是否被腐蚀，均会出现白色沉淀，故A不符合题意；
B．淀粉碘化钾溶液可检测氧化性物质，但不论铁片是否被腐蚀，均无氧化性物质与碘化钾发生反应，故B不符合题意；
C．KSCN溶液可检测铁离子的存在，上述现象中不会出现铁离子，所以无论铁片是否被腐蚀，加入KSCN溶液后，均无红色出现，故C不符合题意；
D．K3[Fe(CN)6]是用于检测Fe2+的试剂，若铁片没有被腐蚀，则溶液中不会生成亚铁离子，则加入K3[Fe(CN)6]溶液就不会出现蓝色沉淀，故D符合题意。
综上所述，答案为D。
34．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。
【详解】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，所以阴极区生成的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。
故选D。
35．C
【详解】A．氨水浓度越大，越容易生成[Zn(NH3)4]2+，腐蚀趋势越大，A正确；
B．腐蚀的总反应为Zn+4NH3•H2O=[Zn(NH3)4]2++H2↑+2H2O+2OH-，有OH-离子生成，溶液pH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：2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，C错误；
D．根据得失电子守恒，每生成标准状况下224mLH2，转移电子数为，消耗0.01 ml Zn，D正确；
故选C。
36．C
【分析】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。
【详解】A.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；
B.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；
C.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；
D.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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