专题09 电解池 金属的腐蚀与防护（考点清单）（讲+练）-2024-2025学年高二化学上学期期末考点大串讲（人教版2019）(原卷版+解析版)

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▉考点01 电解原理
1．电解：使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阳极、阴极引起氧化还原反应的过程。
2．电解池的定义和构成
（1）定义：电解池是把电能转化为化学能的装置。
（2）电解池的构成条件。
①有外接直流电源。
②有与电源相连的两个电极。其中与电源正极相连的叫阳极，与电源负极相连的叫阴极。
③电解质溶液或熔融电解质。
④形成闭合回路。
3．电解池的工作原理
（1）电极名称及电极反应式(以惰性电极电解CuCl2溶液为例)。
（2）电子和离子移动方向。
电子：从电源负极流向电解池的阴极，从电解池的阳极流向电源的正极。
离子：阳离子移向电解池的阴极；阴离子移向电解池的阳极。
（3）电极的放电顺序
①常见阳极的放电顺序：活性电极 > S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根 > F-
②常见阳离子放电顺序：金属活动性顺序的 倒 序
Ag+ > Hg2+ > Fe3+ > Cu2+ > H+(酸) > Pb2+ > Fe2+ > Zn2+ > H+（水） > Al3+ Mg2+ > Na+ > Ca2+ > K+
4.电解规律
（1）电解池中的阴、阳极判断
（2）四种电解类型的规律
5.常见的电解池类型
名师点拨
1.分析电解过程的思维程序
2.电极反应式书写
3.原电池与电解池的区别与联系
▉考点02 电解原理的应用
一、氯碱工业
1．概念
用电解__饱和氯化钠溶液__的方法来制取__氢氧化钠、氢气和氯气__，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为氯碱工业。
2．原理
（1）阳极反应：__2Cl－－2e－===Cl2↑__(__氧化__反应)
（2）阴极反应：__2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－__(__还原__反应)
（3）总反应
①化学方程式：__2NaCl＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑__
②离子方程式：__2Cl－＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))2OH－＋H2↑＋Cl2↑__
3.现象及检验
阴极：有 无色、无味气泡 产生，滴加酚酞——变 红
阳极：有黄绿色、刺激性气味 的气体产生，使湿润的淀粉KI试纸变 蓝
4.阳离子交换膜的作用
（1）将电解池隔成 阳极室和阴极室 ，只允许 阳离子 通过，而阻止阴离子和气体 通过
（2）既能防止阴极产生的H2 和阳极产生的 Cl2而引起爆炸，又能避免Cl2 和NaOH 作用生成 NaClO 而影响烧碱的质量
二、电镀和电解精炼铜
三、电冶金
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。
注意 冶炼镁不可用MgO作原料；冶炼铝不可用AlCl3作原料。
名师点拨
一、原电池、电解池、电镀池的判断方法
1．若无外接电源的单一装置则一般是原电池，然后依据原电池的形成条件判定，主要思路是三“看”：
先看电极：两种活泼性不同的金属(或其中一种为非金属导体)作电极。
再看溶液：在电解质溶液中能自发地发生氧化还原反应。
后看回路：用导线连接的两电极与电解质溶液接触并形成闭合回路。
2．若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池，当阳极金属与电解质溶液中的金属离子相同时则为电镀池。
3．若为无明显外接电源的串联电路，则应利用题中信息找出能自发发生氧化还原反应的装置为原电池，与其相连的池为电解池或电镀池。
4．若为二次电池使用过程的分析，其中放电过程是将化学能转变成电能，为原电池反应；充电过程是将电能转变成化学能，为电解池反应。
二、几种电解应用类型的比较
▉考点03 金属的腐蚀
注：I、只有 位于金属活动性顺序中氢前 的金属才可能发生析氢腐蚀
II、 氢前和氢后的金属 可发生吸氧腐蚀
名师点拨
金属腐蚀快慢的判断
▉考点04 金属的防护
1．金属的电化学防护
2．金属的其他防护方法
（1）加涂保护层：如采用喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法，使金属与空气、水等物质隔离，防止金属被氧化腐蚀。
（2）改变金属的内部结构：如把铬、镍等金属加入普通钢中制成耐腐蚀的不锈钢。
1．用惰性电极电解等浓度等体积的AgNO3和NaCl的混合溶液，阴极和阳极上最先析出的物质分别是
A．和B．Ag和C．和D．Ag和
【答案】C
【解析】由于等浓度等体积的AgNO3和NaCl的混合溶液发生反应生成硝酸钠和氯化银沉淀，故所得溶液为硝酸钠溶液，电解硝酸钠溶液相当于电解水型，含有H+、Na+两种阳离子，且放电的先后顺序为：H+、Na+，故阴极上首先发生的电极反应为：2H++2e-= H2↑，溶液中的阴离子有：OH-、，且放电的先后顺序为：OH-、，故阳极上首先发生的电极反应为：4OH--4e-=O2↑+2H2O，故用惰性电极电解AgNO3和NaCl的混合溶液，阴极和阳极上最先析出的物质分别是和；
答案选C。
2．（23-24高二上·上海·期末）下列说法中正确的是
A．电解氯化铜溶液就是氯化铜的电离
B．电解氯化铜溶液是化学变化，不通电也能发生
C．氯化铜溶液是强电解质
D．电解是最强的氧化还原手段，不能自发进行的氧化还原也可以发生
【答案】D
【解析】A、电解氯化铜溶液就是电解氯化铜本身，电解总反应方程式为：，氯化铜是强电解质，完全电离：，故A错误；
B、电解氯化铜溶液是化学变化，需要通电才能发生，故B错误；
C、氯化铜是强电解质，溶液是混合物，故C错误；
D、电解池反应是外加电源强迫下的氧化还原反应，不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现，故D正确。
故答案为：D
3．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项是( )
答案 C
解析 电解Na2SO4溶液时，阳极上是OH－发生失电子的氧化反应，即a管中OH－放电，酸性增强，酸遇酚酞不变色，即a管中呈无色，A错误；电解AgNO3溶液时，阴极上是Ag＋发生得电子的还原反应，即b管中电极反应是析出金属Ag的反应，B错误；电解CuCl2溶液时，阳极上是Cl－发生失电子的氧化反应，即b管中Cl－放电，产生Cl2，C正确；电解NaOH溶液时，实际上电解的是水，导致NaOH溶液的浓度增大，碱性增强，
4．（23-24高二上·河南洛阳·期末）用如图所示装置电解硫酸铜溶液，下列表述中错误的是
A．c极发生氧化反应
B．若两极均为惰性电极，d极电极反应式为：
C．溶液中阳离子往d极移动
D．若c极电极材料为Cu，电解开始后，溶液中浓度持续减小
【答案】D
【分析】由电流的方向可知，a为电源的正极，b为电源的负极，则c为阳极，d为阴极，据此进行解答。
【解析】A．c极为电解池的阳极，发生氧化反应，故A正确；
B．d为电解池阴极，发生还原反应，d极电极反应式为：Cu2++2e-═Cu，故B正确；
C．电解池中阳离子往阴极移动，d为阴极，则溶液中阳离子往d极移动，故C正确；
D．若c为Cu，则Cu失去电子变为铜离子，溶液中Cu2+浓度保持不变，故D错误；
答案选D。
5．关于如图所示各装置的叙述中，正确的是
A．图1是原电池，总反应是：Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋
B．图2通电一段时间后石墨I电极附近溶液红褐色加深(已知氢氧化铁胶粒带正电荷)
C．若用图3精炼铜，则d极为纯铜，电子迁移方向为b→d→c→a
D．若用图4电镀，M为CuSO4溶液，可以实现在铁上镀铜
【答案】D
【解析】A．根据形成原电池装置条件，图1为原电池装置，因为Fe比Cu活泼，且Fe能与Fe3+发生氧化还原反应，因此Fe作负极，总反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+，故A错误；
B．氢氧化铁胶粒带正电荷，通电后向阴极移动，即向石墨Ⅱ电极移动，该电极附近溶液红褐色加深，故B错误；
C．根据图3电流方向，a为正极，b为负极，依据原电池工作原理，电子不通过电解质溶液，电子迁移方向是b→d，c→a，精炼铜时，纯铜作阴极，粗铜作阳极，即d电极为纯铜，故C错误；
D．电镀过程中，待镀金属作阴极，根据图4可知，铁作阴极，电解质溶液为硫酸铜溶液，根据原电池工作原理，阴极反应式为Cu2++2e-=Cu，可以实现在铁上镀铜，故D正确；
答案为D。
6．模拟铁制品镀铜的装置如图，下列说法正确的是
A．a电极为铁制品
B．可用CuSO4溶液作电镀液
C．b电极上发生氧化反应
D．电镀过程中，理论上溶液中Cu2+浓度不断减小
【答案】B
【解析】A．由图示分析可知：该装置为电解池。a为阳极发生氧化反应，b为阴极发生还原反应，所以a电极为铜，b电极为铁制品，故A错；
B．为减少副反应发生的同时增加电镀液的导电性，所以应选CuSO4溶液作电镀液，故选B；
C．由A分析可知b电极为阴极，Cu2+在b电极上得到电子发生还原反应，故C错；
D．Cu2+在阴极(b电极)得到电子被还原为Cu，Cu在阳极(a电极)被氧化为Cu2+，根据得失电子守恒可知，理论上溶液中Cu2+浓不变，故D错。
答案选B
7．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
【答案】C
【解析】A．电解稀氢氧化钠溶液时，实质上是电解水，溶剂的质量减少，溶质的质量不变，所以氢氧根离子的浓度增大，溶液的pH值变大，选项A错误；
B．电解稀硫酸时，实质上是电解水，溶剂的质量减少，溶质的质量不变，所以氢离子的浓度增大，溶液的pH值变小，选项B错误；
C．电解氯化铜溶液时，阴极上铜离子得电子生成铜，阳极上氯离子失电子生成氯气，根据得失电子守恒，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1：1，选项C正确；
D．电解硫酸钠溶液，实质电解水，阳极生成氧气，阴极生成氢气，则阴极和阳极析出产物的物质的量之比为2：1，选项D错误；
答案选C。
8．（23-24高二上·天津·期末）有关电解池的应用，下列叙述错误的是
A．使用阳离子交换膜工业电解饱和食盐水时，阴极区获得烧碱溶液和氧气
B．电解精炼铜时外电路通过，阳极质量减少64g
C．以硫酸铜溶液为电镀液，在铁件上镀铜的过程中，硫酸铜溶液的浓度保持不变
D．工业上用石墨电极电解熔融冶炼铝时，阳极因被氧气氧化需定期更换
【答案】B
【解析】A．工业电解饱和食盐水，阴极上H2O得电子生成氢气和OH-，因此阴极区获得烧碱溶液和氢气，A正确；
B．电解精炼铜时外电路通过2ml电子，则阴极上生成1ml铜，阳极上为粗铜，除了铜还有其它金属失电子，转移2ml电子并不是消耗1ml铜，阳极质量减少量不是64g，B错误；
C．以硫酸铜溶液为电镀液，在铁件上镀铜的过程中，阳极铜溶解、阴极铜析出，硫酸铜溶液的浓度保持不变，C正确；
D．工业上用石墨电极电解熔融冶炼铝时，阳极上生成氧气，石墨高温下容易被氧气氧化因此需定期更换，D正确；
故选B。
9．利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt 等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是
A．电解时以精铜作阳极
B．粗铜接电源的负极，其电极反应是Cu-2e - = Cu2+
C．电解后，电解槽底部会形成含少量Fe、Ag、Pt等金属的阳极泥
D．以CuSO4溶液为电解质溶液，同时应向电解液中加入硫酸以抑制金属阳离子水解
【答案】D
【解析】A．电解时，阳极发生氧化反应，故精铜放在阴极，粗铜放在阳极，A错误；
B．粗铜接电源阴极，电极反应式有：、、，B错误；
C．电解时，活泼金属发生氧化反应，不活泼金属会沉到底部形成阳极泥。因此，电解槽底部会形成含有Ag、Pt等金属的阳极泥，C错误；
D．以CuSO4溶液为电解质溶液，同时向电解液中加入硫酸，因为溶液中存在大量Cu2+和H+，会抑制金属阳离子水解，D正确。
故本题选D。
10．（23-24高二上·广东肇庆·期末）工业上用电解法精炼粗铅(主要杂质为Cu、Ag、Zn)的装置如下图。已知：为强酸，的电离方程式为。下列说法正确的是
A．Y极材料为粗铅B．通电过程中，溶液中不变
C．通电时，向X极移动D．阳极泥的成分包括Cu、Ag和Zn
【答案】A
【分析】电解法精炼粗铅，粗铅作为阳极，与外接直流电正极相连，放在Y极，X为阴极。
【解析】A．据分析，Y极为阳极，材料为粗铅，A项正确；
B．Zn比Pb活泼，通电过程中由于Zn先放电，阴极上Pb2+先得电子，所以溶液中降低，B项错误；
C．通电时，阴离子朝阳极移动，向Y极移动，C项错误；
D．Zn会先放电，所以阳极泥的成分不包括Zn，D项错误；
故选A。
11．氯碱工业用离子交换膜法电解饱和食盐水，装置示意图如图。下列说法错误的是
A．a为阳极，发生氧化反应生成氯气
B．b极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C．电解时，Na+穿过离子交换膜进入阳极室
D．饱和食盐水从c处进入，淡盐水从d处流出
【答案】C
【分析】从图中看出，右侧通入水，故c侧通入饱和食盐水；e出口为氢氧化钠溶液，故b为阴极，钠离子通过离子交换膜移向右侧；a电极为阳极，d出口为淡盐水。
【解析】A．a为阳极，氯离子失去电子生成氯气，发生氧化反应，A正确；
B．b极为阴极，水得电子生成氢气和氢氧根，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，B正确；
C．电解时，Na+穿过离子交换膜进入阴极室，C错误；
D．根据分析，饱和食盐水从c处进入，淡盐水从d处流出，D正确；
故选C。
12．铆有铁钉的铜板暴露在潮湿的空气中，一段时间后铁钉上有铁锈出现，其原理如图所示。下列说法错误的是
A．铁发生氧化反应
B．腐蚀过程中铜板上发生的反应为
C．铁锈的主要成分是
D．在铆有铁钉的铜板上刷一层油漆，可减缓腐蚀
【答案】C
【分析】铆有铁钉的铜板暴露在潮湿的空气中，形成原电池，铁为负极，失电子被氧化。
【解析】A．由图可知，Fe失电子，化合价升高，被氧化，选项A正确；
B．腐蚀过程中，铁钉作负极，铜板作正极，正极上发生还原反应，电极反应式为，选项B正确；
C．铁锈的主要成分是，选项C错误；
D．在铆有铁钉的铜板上刷一层油漆，可隔绝空气和水，减缓腐蚀，选项D正确；
答案选C。
13．将Zn块连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在如图所示的情境中，下列有关说法不正确的是
A．该装置设计利用了原电池原理
B．Zn的金属性比Fe的金属性强
C．Zn极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+
D．工作时电子经外电路由钢铁设施流向金属Zn
【答案】D
【解析】A．锌和铁相连浸泡在海水里构成了原电池，锌做负极，失去电子被氧化，钢铁设施做正极被保护，该装置设计利用了原电池原理，故Ａ正确；
B．在该原电池中锌失去电子做负极，所以锌的金属性比铁强，故Ｂ正确；
C．锌做负极，失去电子被氧化，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，故Ｃ正确；
D．原电池中电子由负极流向正极，锌为负极，钢铁设施为正极，工作时电子经外电路由金属锌流向钢铁设施，故Ｄ错误；
故选Ｄ。
14．下列有关工业生产的叙述正确的是
A．工业上通常采用电解熔融的MgO制得金属Mg
B．在铁的表面镀铝的工艺中，镀件作阴极，镀层金属为阳极，饱和氯化铝溶液作为电镀液
C．电解饱和食盐水制烧碱采用阳离子交换膜法，可防止阴极室产生的OH-进入阳极室
D．电解精炼铜时，同一时间内阳极减少的质量一定等于阴极增加的质量
【答案】C
【解析】A．MgO熔点很高，会消耗大量能源，工业上通常采用电解熔融的MgCl2制得金属Mg，故A错误；
B．阴极上溶液中铝离子难以放电，不能用氯化铝溶液作为电镀液，故B错误；
C．电解饱和食盐水制烧碱采用阳离子交换膜法，可防止阴极室产生的OH-进入阳极室，避免与氯气发生反应，故C正确；
D．阳极上比Cu活泼的金属先放电，然后Cu再放电，而阴极只有Cu析出，根据电子转移守恒，同一时间内阳极减少的质量一定不等于阴极增加的质量，故D错误；
故选：C。
15．下列现象与电化学腐蚀无关的是
A．铜锌合金（黄铜）不易被腐蚀
B．银质物品久置表面变黑
C．附有银制配件的铁制品其接触处易生锈
D．生铁比纯铁更容易生锈
【答案】B
【解析】A．铜锌合金中，金属锌为负极，金属铜为正极，Cu被保护，不易被腐蚀，与电化学腐蚀有关，A错误；
B．银质物品长期放置表面变黑是因为金属银和空气中氧气发生反应生成氧化银的结果，属于化学腐蚀，与电化学腐蚀无关，B正确；
C．铁制品附有银制配件时，在接触处形成原电池，其中铁为负极，易生锈，和电化学腐蚀有关，C错误；
D．铁、碳和电解质溶液构成原电池，Fe作负极失电子加速腐蚀，纯铁和电解质溶液发生化学腐蚀，所以生铁比纯铁更容易生锈，与电化学腐蚀有关，D错误；
故答案选B。
16．C(H2PO2)2可用于化学镀钴。工业上以金属钴和不锈钢为电极，NaH2PO2溶液为原料按图装置进行电解生产C(H2PO2)2。
下列说法正确的是
A．电源的a电极是正极，M电极是不锈钢
B．膜I、膜III是阳离子交换膜，膜II是阴离子交换膜
C．理论上每生成1 ml C(H2PO2)2，装置中同时生成标准状况下气体11.2 L
D．该装置工作时，M极室溶液的pH减小，N极室溶液pH增大
【答案】B
【分析】以金属钴和不锈钢为电极，以NaH2PO2溶液为原料，采用四室电渗析槽电解法制备次磷酸钴[C(H2PO2)2]，由图可知：阳极上C失去电子，变为C2+进入溶液，C2+通过膜I进入产品室，而通过膜II由原料室进入产品室，则膜II为阴离子交换膜；在阴极不锈钢上是H2O电离产生H+得到电子生成H2，使附近溶液中c(OH-)增大，Na+通过阳离子膜III进入NaOH溶液中，N极室NaOH溶液浓度增大，据此来解答。
【解析】A．根据上述分析可知：M为阳极，N为阴极，所以电源的a电极是正极，M电极是C电极，N为不锈钢电极，A错误；
B．根据上述分析可知：膜I、膜III是阳离子交换膜，膜II是阴离子交换膜，B正确；
C．根据原子守恒、电子守恒可得关系式：C~C2+~2e- ~2H+~H2，所以n(H2)=n(C)=1 ml，当生成1 mlC(H2PO2)2时，阴极反应产生1 ml H2，其在标准状况下的体积V(H2) =1 ml×22.4 L/ml=22.4 L，C错误；
D．该装置工作时，M电极产生的C2+通过膜I进入产品室， 通过膜II进入产品室，M极室溶质、溶剂不消耗，溶液，故溶液的pH不变，二者阴极N上水电离产生H+放电产生H2，使N极室溶剂水减少，n(OH-)增大，故c(OH-)增大，因此M极室溶液的pH不变，N极室溶液pH增大，D错误；
故合理选项是B。
17．CH4和CO2都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如图所示：
①阴极上的反应式为___________________________________________________________。
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为2∶1，则消耗的CH4和CO2体积比为________。
【答案】①CO2＋2e－＝CO＋O2－ ②6∶5
【解析】假设生成的乙烯和乙烷的物质的量分别为2 ml和1 ml，由2CH4―→C2H4＋2H2、2CH4―→C2H6＋H2知，生成2 ml乙烯和1 ml乙烷时，共脱去5 ml H2，转移10 ml e－，根据电子转移数目守恒可知，此时消耗的CO2为5 ml，消耗的CH4为6 ml，即消耗的CH4和CO2的体积比为6∶5。
18．电化学方法是化工生产及生活中常用的一种方法。回答下列问题：
（1）二氧化氯()为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。目前已开发出用电解法制取的新工艺如图所示：
①图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取。产生的电极应连接电源的___________(填“正极”或“负极”)，对应的电极反应式为___________。
②a极区___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
③图中应使用___________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
（2）电解溶液制备。
①工业上，通常以软锰矿(主要成分是)与的混合物在铁坩埚(熔融池)中混合均匀，小火加热至熔融，即可得到绿色的，化学方程式为___________。
②用镍片作阳极(镍不参与反应)，铁板为阴极，电解溶液可制备。上述过程用流程图表示如下：
则阳极的电极反应式为___________；该工艺流程中循环利用的物质是___________。
（3）电解硝酸工业的尾气可制备，其工作原理如图所示：
①阴极的电极反应式为___________。
②将电解生成的全部转化为，则通入的与实际参加反应的的物质的量之比至少为___________。
【答案】（1） 正极 增大 阳
（2）
（3） 1：4
【解析】（1）由图可知，b电极为电解池的阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化氯气体和氢离子，电极反应式为，a电极为电解池的阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为，阳极区钠离子通过阳离子交换膜进入阴极区；
①由分析可知，b电极为电解池的阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化氯气体和氢离子，电极反应式为，故答案为：；
②由分析可知，a电极为电解池的阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为，由电极反应式可知，阴极附近溶液pH增大，故答案为：增大；
③由分析可知，电解池工作时，阳极区钠离子通过阳离子交换膜进入阴极区，故答案为：阳；
（2）由图可知，熔融池中发生的反应为二氧化锰、氢氧化钾和氧气在加热条件下发生反应生成锰酸钾和水，反应生成的锰酸钾在阳极室中电离出的锰酸根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成高锰酸根离子，阴极室中水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，钾离子通过阳离子交换膜进入阴极室，在阴极室制得氢氧化钾溶液，氢氧化钾溶液经蒸发得到氢氧化钾固体，氢氧化钾固体可以进入熔融室循环使用；
①由分析可知，熔融池中发生的反应为二氧化锰、氢氧化钾和氧气在加热条件下发生反应生成锰酸钾和水，反应的化学方程式为，故答案为：；
②由分析可知，阳极室中电锰酸根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成高锰酸根离子，电极反应式为；阴极室制得氢氧化钾溶液经蒸发得到氢氧化钾固体，氢氧化钾固体可以进入熔融室循环使用，故答案为：；KOH；
（3）由图可知，阴极室中一氧化氮在酸性条件下在阴极得到电子发生还原反应生成铵根离子，电极反应式为；阳极室中一氧化氮在水分子作用下在阳极失去电子发生氧化反应生成硝酸根离子和氢离子，电极反应式为向产品室中通入氨气与氢离子反应生成铵根离子，从而得到高浓度的硝酸铵溶液；
①由分析可知，阴极室中一氧化氮在酸性条件下在阴极得到电子发生还原反应生成铵根离子，电极反应式为，故答案为：；
②由分析可知，阴极室中一氧化氮在酸性条件下在阴极得到电子发生还原反应生成铵根离子，阳极室中一氧化氮在水分子作用下在阳极失去电子发生氧化反应生成硝酸根离子和氢离子，由得失电子数目守恒可知，阴极消耗3ml一氧化氮和6ml氢离子，阳极消耗5ml一氧化氮，生成4ml氢离子，则电解过程中生成的2ml氢离子需消耗2ml氨气，所以通入氨气和反应一氧化氮的物质的量为2ml：(5ml+3ml)=1：4，故答案为：1：4。考点01 电解原理
考点02电解原理的应用
考点03 金属的腐蚀
考点04 金属的防护
判断方法
与电源连接方式
电子流动方向
离子移动方向
反应类型
电极现象
阳极
与电源正极相连
电子流出
阴离子移向
氧化反应
溶解或产生有色气体
阴极
与电源负极相连
电子流入
阳离子移向
还原反应
析出金属或产生氢气
阳离子
惰性电极电解电解质溶液的四种类型
阴离子
物质
类别
代表物
被电解
物质
阴极
产物
阳极
产物
电解方程式
浓度变化
pH
溶液复原
加入物质
电解
类型
含氧酸
H2SO4
H2O
H2
O2
2H2Oeq \(=====,\s\up6(通电))H2↑＋O2↑
变大
减小
水
电解
水型
可溶性碱
NaOH
H2O
H2
O2
变大
增大
活泼金属
含氧酸盐
Na2SO4
H2O
H2
O2
变大
不变
无氧酸
HCl
HCl
H2
Cl2
2HCleq \(=====,\s\up6(通电))H2↑＋Cl2↑
变小
变大
HCl
电解
自身型
不活泼金属
无氧酸盐
CuCl2
CuCl2
Cu
Cl2
2CuCl2eq \(=====,\s\up6(通电))Cu↑＋Cl2↑
变小
——
加CuCl2固体
活泼金属
无氧酸盐
NaCl
NaCl
H2O
H2
Cl2
NaOH
2Cl－＋2H2Oeq \(====,\s\up11(通电),\s\d4())2OH－＋Cl2↑＋H2↑
NaCl浓度减小
变大
通入HCl气体
放氢
生碱型
不活泼金属
含氧酸盐
Cu(NO3)2
Cu(NO3)2
H2O
Cu
O2
2Cu2＋＋2H2Oeq \(====,\s\up11(通电),\s\d4())2Cu＋O2↑＋4H＋
Cu(NO3)2浓度减小
有HNO3生成
变小
加CuO
放氧
生酸型
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、阳两组(不要忘记水溶液中的H＋和OH－)
③
然后确定放电离子或物质：排出阴、阳离子在两极的放电顺序，确定优先放电的粒子。
阴极：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋
阳极：活泼电极＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞最高价含氧酸根离子
④
写出电极反应式、总反应式：判断电极产物，注意溶液的酸碱性、产物的溶解性
⑤
解答问题：如有关离子浓度、pH、电极产物量的变化、溶液的复原
注意
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。
②最常用、最重要的放电顺序是：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。
一看电源定阴阳极
接电源正极为______阳极，接电源负极为_____阴极
二看电极材料定电极反应
损失阳极（C、Pt除外），保护阴极
三看离子放电能力定阴阳极产物
易放电的阳离子在阴极上发生还原反应，阴极本身不发生氧化还原反应
温馨提醒
①活性电极（指金属活动顺序表Ag及Ag以前的金属）：则电极材料失电子；②惰性电极：通常为Pt、Au、石墨；③离子的放电顺序往往还与溶液的酸碱性、温度、离子的浓度等有关。
原 电 池
电 解 池
电 镀 池
装置
见课本
见课本
见课本
能量转换
（实质）
化学能→电能
（两极分别发生氧化还原反应，产生电流）
电能→化学能
（在电流作用下两极分别发生氧化还原反应）
电极
正极
负极
较活泼金属
较不活泼金属
Pt/C
Pt/C
金属氧化物
金属
阴极：接电源负极
阳极：接电源正极
阴极：镀件
阳极：镀层金属
电解液
和负极可反应，也可不反应
无特殊要求
电解液须含有镀层金属离子
构成条件
两极、一液、一反应(自发)
直流电源、两极一液
直流电源、两极一液
离子迁移
阳离子→正极 阴离子→负极
阳离子→阴极 阴离子→阳极
电子流向
原电池(－)eq \(\s\up 4(eq \(\s\up 2(导线),\s\d 4(———→))),\s\d 6())原电池(＋)
电镀(Fe表面镀Cu)
电解精炼铜
阳极
电极材料
镀层金属铜
粗铜(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质)
电极反应
Cu－2e－===Cu2＋
Zn－2e－===Zn2＋、
Fe－2e－===Fe2＋、
Ni－2e－===Ni2＋、
Cu－2e－===Cu2＋
阴极
电极材料
待镀金属铁
纯铜
电极反应
Cu2＋＋2e－===Cu
电解质溶液
含Cu2＋的盐溶液
注：电解精炼铜时，粗铜中Ag、Au等不反应，沉积在电解池底部形成阳极泥
总反应化学方程式
阳极、阴极反应式
冶炼钠
2NaCl(熔融)eq \(=====,\s\up7(电解))2Na＋Cl2↑
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑
阴极：2Na＋＋2e－===2Na
冶炼镁
MgCl2(熔融)eq \(=====,\s\up7(电解))Mg＋Cl2↑
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑
阴极：Mg2＋＋2e－===Mg
冶炼铝
2Al2O3(熔融)eq \(=====,\s\up7(电解),\s\d5(冰晶石))4Al＋3O2↑
阳极：6O2－－12e－===3O2↑
阴极：4Al3＋＋12e－===4Al
电解食盐水
电解NaCl(熔融)
电镀锌
电解精炼铜
装置
示意图
阴极反应式
2H＋＋2e－＝H2↑
Na＋＋e－＝Na
Zn2＋＋2e－＝Zn
___________(精铜)
阳极反应式
2H2O－4e—＝
O2↑＋4H＋
2Cl－－2e—＝Cl2↑
Zn－2e—＝Zn2＋
Cu－2e－＝Cu2＋、Zn－2e－＝Zn2＋
Fe－2e－＝Fe2＋、Ni－2e－＝Ni2＋(粗铜)
电解
总反应式
2NaCl＋2H2O
eq \(====,\s\up11(通电),\s\d4())2NaOH+H2↑+Cl2↑
2NaCleq \(====,\s\up11(通电),\s\d4())2Na+Cl2↑
——
①电解液中增加Zn2＋、Fe2＋、Ni2＋
②阳极质量减小不等于阴极质量的增加
温馨提醒
①阴极室与阳极室应用隔膜分开
②食盐水需净化，除去Mg2＋、Ca2＋、SO42－等离子(BaCl2要在Na2CO3之前！)
电解法冶炼金属常为：Na、Mg、Al，用的分别是熔融NaCl、熔融MgCl2(不是MgO)、熔融Al2O3(不是AlCl3)
①镀件必须作阴极
②Zn作阳极
③用含Zn2＋的溶液作电镀液
①粗铜作阳极，溶解下来
②电解液中的c(Cu2＋)：减小
③阳极金属减轻的质量不等于阴极金属增加的质量
（电解初期阳极铜失去2 ml e－，阴极析出的铜不是1 ml）
金属腐蚀的本质
金属原子失去电子变为金属阳离子，发生氧化反应
金属腐蚀的类型
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，腐蚀速率更快，危害也更严重
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
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
对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢
电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀；外界条件相同时，电解质浓度越大，金属腐蚀越快
对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢
强电解质溶液中＞弱电解质溶液中＞非电解质溶液中；活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快
电化学防护
牺牲阳极的阴极保护法
外加电流的阴极保护法
依据
原电池原理
电解池原理
原理
被保护金属作正极(阴极)；活泼金属作负极(阳极)。阳极要定期予以更换
将被保护金属与电源的负极相连作阴极；另一附加电极与电源的正极相连作阳极
实例示意图
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