新高考化学一轮复习考点举一反三讲义第03讲 电解池、金属的腐蚀与防护（2份，原卷版+解析版）

这是一份新高考化学一轮复习考点举一反三讲义第03讲 电解池、金属的腐蚀与防护（2份，原卷版+解析版）试卷主要包含了靶向突破等内容，欢迎下载使用。
目录
一、题型精讲TOC \ "1-3" \h \u
\l "_Tc7183" 题型01 考查电解池原理 PAGEREF _Tc7183 \h 1
\l "_Tc7415" 题型02 考查电解规律及其应用 PAGEREF _Tc7415 \h 3
\l "_Tc18489" 题型03 考查电解原理的应用 PAGEREF _Tc18489 \h 5
\l "_Tc22710" 题型04 考查离子交换膜在电解中的应用 PAGEREF _Tc22710 \h 8
\l "_Tc23521" 题型05 考查电解的相关计算 PAGEREF _Tc23521 \h 10
\l "_Tc12838" 题型06 考查金属的腐蚀 PAGEREF _Tc12838 \h 12
\l "_Tc22265" 题型07 考查金属的防护 PAGEREF _Tc22265 \h 15
二、靶向突破
题型01 考查电解池原理
1.电解定义：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.电解池定义：将电能转化为化学能的装置。
3．电解池阴阳极的判断方法
【例1】（2025·河北石家庄·一模）在某电解质溶液里，用M和N作电极，通电一段时间后，发现M极质量减小，N极质量增大，符合这一情况的是( )
A．电解质溶液是稀硫酸B．M是阳极，N是阴极
C．M和N都是石墨电极D．M是阴极，N是阳极
【变式1-1】（2025·辽宁鞍山·一模）如图所示是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关判断正确的是( )
A．a为负极、b为正极
B．a为阳极、b为阴极
C．电解过程中，d电极质量增加
D．电解过程中，氯离子浓度不变
【变式1-2】（2025·河南开封·一模）某同学按如图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是( )
A．电解过程中，铜电极上有H2产生
B．电解初期，主反应方程式为Cu＋H2SO4eq \(=====,\s\up7(电解))CuSO4＋H2↑
C．电解一定时间后，石墨电极上始终无铜析出
D．整个电解过程中，H＋的浓度不断增大
【变式1-3】（2025·湖北鄂州·一模）如图所示，在一定电压下用惰性电极电解由等物质的量浓度的FeCl2、HCl组成的混合溶液。已知在此电压下，阴、阳离子根据放电顺序都可能在阳极放电，下列分析不正确的是( )
A．C1电极上的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
B．C2电极处溶液首先变棕黄色
C．C2电极上可依次发生的电极反应为Fe2＋－e－===Fe3＋、2Cl－－2e－===Cl2↑
D．当C1电极上有2 g物质生成时，就会有2NA个电子通过溶液发生转移
题型02 考查电解规律及其应用
1．电解水型
2.电解电解质型
3.电解质和水都发生电解型
【例2】（2025·湖北·二模）用惰性电极电解稀硫酸、Cu(NO3)2、NaCl的混合液，最初一段时间阴极和阳极上析出的物质分别是( )
A．H2和Cl2B．H2和O2
C．Cu和Cl2D．Cu和O2
【变式2-1】（2025·安徽阜阳·一模）某同学设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如图)。通电后，溶液中产生白色沉淀，且较长时间不变色。下列说法正确的是( )
A．电源中a为负极，b为正极
B．电解池中的电解液不可以是NaCl溶液
C．B电极发生的反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
D．A、B两端都必须使用铁作为电极
【变式2-2】（2025·广西柳州·一模）下列关于如图电解池工作时的相关叙述正确的是( )
A．Fe电极为阳极，发生氧化反应
B．Cl－向石墨电极做定向移动
C．石墨电极上的电极反应：Fe3＋＋3e－===Fe
D．电解池总反应：2Cl－＋2Fe3＋eq \(=====,\s\up7(电解))Cl2↑＋2Fe2＋
【变式2-3】（2025·湖南·二模）用惰性电极电解足量的Cu(NO3)2溶液，下列说法不正确的是( )
A．阴极上的电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu
B．阳极上的电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
C．若有6.4 g金属Cu析出，放出的O2为0.05 ml
D．恰好电解完时，加入一定量的Cu(NO3)2使溶液恢复到原来的浓度
题型03 考查电解原理的应用
1．电解饱和食盐水(氯碱工业)
离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图
2.电镀
(1)定义：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)主要目的：使金属增强抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观。
(3)铁件上镀铜
3.金属的电解精炼(如电解精炼铜，杂质含Zn、Fe、Ag、Au等)
(1)粗铜为阳极，主要的电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋；纯铜为阴极，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu；电解质溶液为CuSO4溶液。
(2)活泼性较强的铁、锌等以离子形式进入电解质溶液，活泼性较差的金、银则沉积在电解槽底部形成阳极泥。
4．电冶金
(1)本质：使矿石中的金属离子获得电子变成金属单质的过程：Mn＋＋ne－=== M。
(2)实例：电解熔融氯化钠可以得到金属钠。
阴极：Na＋＋e－===Na，阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑，总反应：2NaCl(熔融)eq \(=====,\s\up7(电解))2Na＋Cl2↑。
【例3】（2025·山东德州·一模）如图是工业电解饱和食盐水的原理示意图，下列有关说法不正确的是( )
A．装置中出口①处的物质是氯气，出口②处的物质是氢气
B．该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过
C．装置中发生反应的离子方程式为Cl－＋2H＋eq \(=====,\s\up7(电解))Cl2↑＋H2↑
D．该装置将电能转化为化学能
【变式3-1】（2025·河北衡水·一模）用铁棒和铜棒作为电极，模拟在铁棒上镀铜，实验装置如图所示，下列判断正确的是( )
A．溶液中阳离子移向b电极发生还原反应
B．铜棒的材质必须用纯铜
C．电解一段时间后加Cu(OH)2固体使溶液恢复原来的浓度
D．该实验过程中电解质溶液的pH会不断减小
【变式3-2】（2025·四川泸州·一模）粗铜中含有Fe、Zn、Ni等杂质，用如图装置精炼铜。下列有关说法正确的是( )
A．a是粗铜、b是纯铜
B．反应前后 CuSO4溶液的浓度保持不变
C．阴极电极反应为 Cu2＋＋2e－===Cu
D．电解过程中，a、b两极质量的变化量一直相等
【变式3-3】（2025·海南三亚·一模）下列叙述正确的是( )
A．电镀时，通常把待镀的金属制品作为阳极
B．氢氧燃料电池(酸性电解质)中O2通入正极，电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O
C．电解熔融的NaCl，在阳极能得到Na
D．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作为阳极
题型04 考查离子交换膜在电解中的应用
1．常见的离子交换膜
离子交换膜又叫隔膜，由特殊高分子材料制成。离子交换膜分为以下几类：
(1)阳离子交换膜，简称阳膜，只允许阳离子通过，不允许阴离子通过。
(2)阴离子交换膜，简称阴膜，只允许阴离子通过，不允许阳离子通过。
(3)质子交换膜，只允许H＋通过，不允许其他阳离子和阴离子通过。
(4)双极膜，亦称双极性膜，膜的一侧为阳膜，只允许阳离子通过，另一侧为阴膜，只允许阴离子通过。
2．离子交换膜的作用
(1)能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。
(2)能选择性地通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。
3.“离子交换膜”电解池的解题步骤
第一步，分清离子交换膜的类型，判断允许哪种离子通过离子交换膜。
第二步，写出电极反应式，判断离子交换膜两侧离子变化，推断电荷变化，根据电荷守恒判断离子迁移方向。
第三步，分析离子交换膜的作用。在产品制备中，离子交换膜的作用主要是提高产品纯度，避免产物之间发生反应，或避免产物因发生反应而造成危险。
4．离子交换膜的相关计算
(1)迁移离子所带的电荷总数等于外电路上转移的电子总数。
(2)溶液质量变化等于电极反应引起的变化和离子迁移引起的变化之和。
【例4】（2025·河北秦皇岛·一模）三室式电渗析法处理含NH4NO3废水的原理如图所示，工作一段时间后，在两极区均得到副产品NH4NO3。下列叙述错误的是( )
A．a极为电源负极，b极为电源正极
B．c膜是阳离子交换膜，d膜是阴离子交换膜
C．阳极电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
D．Ⅱ室溶液pH保持不变
【变式4-1】（2025·山西太原·一模）采用电催化氧化法可将污水中毒性较大的含氯有机化合物转化为低毒性物质，提高产物的可生物降解性。其原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．装置中的离子交换膜为质子交换膜
B．电路中每通过2 ml电子，阳极可收集到标准状况下22.4 L O2
C．阴极电极反应式：RCl＋H＋＋e－===RH＋Cl－
D．电解过程中阴极室的酸碱性保持不变
【变式4-2】（2025·黑龙江牡丹江·一模）电化学原理在工业生产中发挥着巨大的作用。Na2FeO4是制造高铁电池的重要原料，同时也是一种新型的高效净水剂。在工业上通常利用如图装置生产Na2FeO4。下列说法正确的是( )
A．阳极的电极反应式为Fe＋8OH－－6e－===FeOeq \\al(2－,4)＋4H2O
B．右侧的离子交换膜为阳离子交换膜
C．阴极区a%>b%
D．阴极产生的气体是氧气
【变式4-3】（2025·浙江宁波·一模）双极膜在电渗析中应用广泛，它是由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成。双极膜内层为水层，工作时水层中的H2O解离成H＋和OH－，并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移。下图为NaBr溶液的电渗析装置示意图。
下列说法正确的是( )
A．出口2的产物为HBr溶液
B．出口5的产物为硫酸溶液
C．Br－可从盐室最终进入阳极液中
D．阴极电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
题型05 考查电解的相关计算
1．电解计算的依据
(1)阳极失去的电子数＝阴极得到的电子数。
(2)串联电路中各电解池转移的电子总数相等。
(3)电源输出的电子总数和电解池中转移的电子总数相等。
2．电解计算的步骤
(1)正确书写电极反应式(特别要注意阳极材料)。
(2)注意溶液中有多种离子共存时，要确定离子放电的先后顺序。
(3)根据得失电子守恒，列出关系式进行计算。
【例5】（2025·吉林四平·一模）在100 mL H2SO4和CuSO4的混合溶液中，用石墨作为电极进行电解，两极均收集到2.24 L气体(标准状况下)，则原混合溶液中Cu2＋的物质的量浓度为( )
A．0.1 ml·L－1B．0.2 ml·L－1
C．1 ml·L－1D．2 ml·L－1
【变式5-1】（2025·江西九江水·一模）将0.2 ml AgNO3、0.4 ml Cu(NO3)2、0.6 ml KCl溶于水，配成100 mL的溶液，用石墨作为电极电解一段时间后，在一极析出0.3 ml Cu，此时在另一极收集到气体的体积为(标准状况)( )
A．4.48 LB．5.6 L
C．6.72 LD．7.84 L
【变式5-2】（2025·福建三明·一模）用惰性电极电解硫酸铜溶液，整个过程转移电子的物质的量与产生气体总体积的关系如图所示(气体体积均在相同状况下测定)。欲使溶液恢复到起始状态，可向溶液中加入( )
A．0.1 ml CuO
B．0.1 ml CuCO3
C．0.075 ml Cu(OH)2
D．0.05 ml Cu2(OH)2CO3
【变式5-3】（2025·安徽·二模）400 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NOeq \\al(－,3))＝0.6 ml·L－1，用石墨作为电极电解此溶液，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400 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0.5 ml·L－1
题型06 考查金属的腐蚀
1．金属的腐蚀
(1)定义：金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象。
(2)本质：金属原子eq \(――→,\s\up8(失电子),\s\d3(氧化反应))金属阳离子，即M－ne－===Mn＋。
(3)分类
2.钢铁的电化学腐蚀
【例6】（2025·甘肃白银·一模）某地下了一场酸雨，在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对该条件下铁制品发生电化学腐蚀的叙述正确的是( )
A．该电化学腐蚀是析氢腐蚀
B．正极反应式：O2＋4e－===2O2－
C．原电池反应减缓了铁制品的腐蚀
D．负极反应式：Fe－3e－===Fe3＋
【变式6-1】（2025·山东·二模）如图，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH＝4的雨水和生铁片。实验观察到开始时导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管内液面。下列说法正确的是( )
A．生铁片中的碳是原电池的负极，发生氧化反应
B．雨水酸性较强，生铁片始终发生析氢腐蚀
C．墨水回升时，碳电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．具支试管中溶液酸性增强
【变式6-2】（2025·陕西咸阳·一模）NaCl是海洋大气环境中金属表面的主要固体沉积物之一，NaCl颗粒落在金属表面上，具有很强的吸湿性，促进了金属的腐蚀。下图为碳钢基体在NaCl­大气环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。下列说法不正确的是( )
A．腐蚀过程中，Fe为负极，发生氧化反应
B．正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
C．Cl－对腐蚀反应起催化作用
D．随着锈层不断增厚，腐蚀速率加快
【变式6-3】（2025·河北·二模）验证牺牲阳极法，实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。
下列说法不正确的是( )
A．对比②③，可以判定Zn保护了Fe
B．对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化
C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法
D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼
题型07 考查金属的防护
1．改变金属材料的组成
在金属中添加其他金属或非金属可以制成性能优异的合金，如不锈钢、钛合金等。
2．在金属表面覆盖保护层
在金属表面覆盖致密的保护层，将金属制品与周围物质隔开是一种普遍采用的防护方法。举例如下：
(1)非金属保护层：在钢铁制品的表面喷涂油漆、矿物性油脂或覆盖搪瓷、塑料等。
(2)金属保护层：用电镀等方法在钢铁表面镀上一层锌、锡、铬、镍等金属。
(3)发蓝处理：用化学方法在钢铁部件表面进行发蓝处理(生成一层致密的四氧化三铁薄膜)。
(4)钝化处理：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。另外，采用离子注入、表面渗镀等方式在金属表面也可以形成稳定的钝化膜。
【例7】（2025·广东肇庆·一模）在城市地下常埋有纵横交错的管道和运输电线路，有些地面上还铺有地铁或城铁的铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道或铁轨形成回路时，就会引起金属管道、铁轨的腐蚀，原理简化如图所示。则下列有关说法不正确的是( )
A．溶液中铁丝左端电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
B．若在NaCl溶液中加入酚酞，右边Fe电极附近溶液会变红
C．地下管道被腐蚀，不易发现，也不便维修，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等)，也可以使用外加电流法
D．该原理图可理解为两个串联电解装置
【变式7-1】（2025·福建漳州·一模）将一块镀层破损的铁片置于海边潮湿环境中，一段时间后铁片如图所示。下列说法正确的是( )
A．电子由铁片流向镀层
B．铁片凹陷深处产生了较多的OH－
C．镀层的金属活动性比铁强
D．对铁进行了牺牲阳极法保护
【变式7-2】（2025·江苏镇江·一模）验证牺牲阳极法，实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。
下列说法不正确的是( )
A．对比②③，可以判定Zn保护了Fe
B．对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化
C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法
D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼
【变式7-3】（2025·湖南衡阳·一模）钢铁的防护有多种方法，下列对于图中的方法描述错误的是( )
A．a、b以导线连接，辅助电极发生氧化反应
B．a、b以电源连接，辅助电极的材料是惰性电极
C．a、b分别连接直流电源，通电后外电路电子被强制从辅助电极流向钢铁闸门
D．a、b分别连接直流电源的负极、正极，该方法是牺牲阳极法
1.（2025·全国卷）某研究小组设计如下电解池，既可将中性废水中的硝酸盐转化为氨，又可将废塑料(PET)碱性水解液中的乙二醇转化为羟基乙酸盐，实现变废为宝。
电解时，下列说法错误的是
A．阳极区pH下降
B．OH-从阴极区向阳极区迁移
C．阴极发生反应NO3-+7H2O+8e-=NH3⋅H2O+9OH-
D．阴极转化1ml NO3−，阳极将生成4ml HOCH2COO-
2.（2025·湖南卷）一种电化学处理硝酸盐产氨的工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．电解过程中，K+向左室迁移
B．电解过程中，左室中NO2−的浓度持续下降
C．用湿润的蓝色石蕊试纸置于b处，试纸先变红后褪色
D．NO3−完全转化为NH3的电解总反应：NO3−+8Cl−+6H2O电解NH3↑+9OH−+4Cl2↑
3.（2025·云南卷）一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示，双极膜中H2O解离的H+和OH−在电场作用下向两极迁移。除硼原理：BOH4−+H+=BOH3+H2O。下列说法错误的是
A．Pt电极反应：4OH−−4e−=O2↑+2H2O
B．外加电场可促进双极膜中水的电离
C．Ⅲ室中，X膜、Y膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜
D．Ⅳ室每生成1mlNaOH，同时Ⅱ室最多生成1mlBOH3
4.（2025·陕晋青宁卷）我国科研人员采用图示的电解池，由百里酚(TY)合成了百里醌(TQ)。电极b表面的主要反应历程见图(灰球表示电极表面催化剂)，下列说法错误的是
A．电解时，H+从右室向左室移动
B．电解总反应：TY+H2O电解TQ+2H2↑
C．以为原料，也可得到TQ
D．用18O标记电解液中的水，可得到
5.（2025·河北卷）科研工作者设计了一种用于废弃电极材料LixCO2(x