第36講電解池金屬的腐蝕與防護(hù)

【課程標(biāo)準(zhǔn)】1.理解電解池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用，能書寫電極反應(yīng)和總反應(yīng)方程式。

2.掌握氯堿工業(yè)、電解精煉、電鍍、電冶金等的反應(yīng)原理。3.了解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原

因、金屬腐蝕的危害以及防止金屬腐蝕的措施。

考點(diǎn)一電解原理

叵要點(diǎn)梳理>?

1.電解和電解池

(I)電解：在電流作用下,電解質(zhì)在兩個(gè)電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程。

(2)電解池：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。

(3)電解池的構(gòu)成

①有與電遮相連的兩個(gè)電極。

②電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì))。

③形成閉合回路。

2.電解池的工作原理(以惰性電極電解CuCb溶液為例)

總反應(yīng)離子方程式：CU2,+2C「^=CU+CLT。

注意：“電子不下水，離子不上線

3.陰、陽(yáng)兩極上放電順序

⑴陰極：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Fe2+>Zi?+>H+(水)>A[3+>Mg2+。

(2)陽(yáng)極：活性電極>$2一>1一>8r>。一>0?1一>含氯酸根離子例01SO/等)〉F，

4.用惰性電極電解不同類型電解質(zhì)溶液

(1)電解水型

實(shí)例電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)溶液濃度復(fù)原方法

陰極：2H"2e-=H2T

陽(yáng)極：2H2O-4b=4H'+O2T

H2s加水

總反應(yīng)式：2H2。一"2H2f+O2T

學(xué)生用書J笫204頁(yè)

（2）電解電解質(zhì)型

實(shí)例電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)溶液濃度復(fù)原方法

1

陰極：2H+2e=H2f通入

HCI陽(yáng)極：2C「一2e-=CbTHC1

總反應(yīng)式：2HCI金^=H2T+CLT氣體

減小

陰極：Cu2++2e-=Cu如

陽(yáng)極:2Cr-2e-=Cl2TCuCh

CuCl2

總反應(yīng)式：01口2粵=01+。2T固體

（3）電解質(zhì)和水均參與電解型

實(shí)例電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)溶液濃度復(fù)原方法

陽(yáng)極：2c廣-2L=C12T

陰極：

2H2O4-2e-=H2t+2OH-減小并生成新電解通入HC1氣

NaCl（放H?生堿）

總反應(yīng)式：2c「+2H2O=^=C12T質(zhì)修

+叼+20H-

陽(yáng)極：2H20—40—=4H'+O2T

陰極：Cu2*+2e-=Cu

CuSO」（放02減小并生成新電解

力口CuO

2+

生酸）總反應(yīng)式:2CU+2H2O=S^2CU質(zhì)

+O2T+4H*'

［正誤辨析］

1.電解CuCb溶液，陰極逸出的氣體能夠使?jié)駶?rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)色（）

2.電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程就是電解質(zhì)溶液被電解的過程（）

3.電解鹽酸、硫酸溶液等，H+放電，溶液的pH逐漸增大（）

4.某些不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，通過電解可以實(shí)現(xiàn)（）

答案：1.x2.73.x4.、’

——rrrni＞「

（2023?遼寧卷）某無隔膜流動(dòng)海水電解法制出的裝置如下圖所示，其中高選擇性催

化劑PRT可抑制O2產(chǎn)生。下列說法正確的是（）

B.理論上轉(zhuǎn)移2moi「生成4gH2

C.電解后海水pH下降

+

D.陽(yáng)極發(fā)生：CF+H20-2e=HC1O+H

答案：D

解析：鈦網(wǎng)上發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽(yáng)極，則電源a端為正極，電源b端為負(fù)極，a端電勢(shì)高于

b端也勢(shì)，A項(xiàng)錯(cuò)誤：根據(jù)陰極反應(yīng)式：2H2O+2e—=H2T+20H，理論上每轉(zhuǎn)移2m。1e

生成1mol%,質(zhì)量為2g,B項(xiàng)錯(cuò)誤；電解總反應(yīng)為C「+H20M=。0一+%3電解

后CIO一水解使溶液呈堿性，海水pH上升，C項(xiàng)錯(cuò)誤：陽(yáng)極上C「放電轉(zhuǎn)化為HCIO,電極

+

反應(yīng)式為C「4-H2O-2e-=HC1O+H,D項(xiàng)正確。

（2023.浙汀1月選考）在熔融鹽體系中，通過電解TiO?和SiCh獲得電池材料（TiSi）,

電解裝置如圖，下列說法正確的是（）

A.石墨電極為陰極，發(fā)牛.氧化反應(yīng)

B.電極A的電極反應(yīng)：8H++TiO2+SiO2+8-=TiSi+4H2。

C.該體系中，石墨優(yōu)先于C廠參與反應(yīng)

D.電解時(shí)，陽(yáng)離子向石墨電極移動(dòng)

答案：C

解析：由題圖可知，在外加電源下石黑電極上C轉(zhuǎn)化為CO,失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽(yáng)極，

與電源正極相連，則電極A作陰極，TiCh和SiO?獲得電?子生成電池材料(TiSi),也極反應(yīng)為

-2-

TiO2+SiO2+8e=TiSi+4O?在外加電源下石墨電極上C轉(zhuǎn)化為CO,失電1子發(fā)生氧化

反應(yīng)，為陽(yáng)極，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；根據(jù)題圖中信息可知，該體系中，石墨優(yōu)先于C「參與反

應(yīng)，選項(xiàng)C正確；電解池中石墨電極為陽(yáng)極，陽(yáng)離子向陰極電極A移動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

學(xué)生用書，第205頁(yè)

.電維核

分析電解過程的思維過程

考向一利用電解的思維模型分析電解過程

I.川石震作電極，電解稀Na2s04溶液的裝置如圖所示：通電后在石墨電極A和B附近分

別滴加一滴石蕊溶液。下列敘述正確的是()

A.逸出氣體的體積：A電極VB電極

B.一電極逸出無味氣體，另一電極逸出有刺激性氣味氣體

C.A電極附近呈紅色，B電極附近呈藍(lán)色

D.電解?段時(shí)間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到同?燒杯中，充分?jǐn)嚢韬笕芤撼手行?/p>

答案：D

解析：用惰性電極電解NgSCh溶液，電極A為陰極，B為陽(yáng)極。SOM、OH一移向B電極，

在B也極0FT放電，產(chǎn)生02，B電(極附近以H+)>C(OFT),石蕊溶液變紅，Na\H’移向

+

A也極，在A也極H.放也產(chǎn)生H2,A也極附近c(diǎn)(OH)>c(H),石蕊溶液變藍(lán)，產(chǎn)生H?

和02的體積之比為2：1,A、C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。

2.根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表，Cu和稀H2s0“不反應(yīng)，怎樣根據(jù)電化學(xué)的原理實(shí)現(xiàn)Cu和稀

H2SO4反應(yīng)產(chǎn)生H2?

答案：Cu作陽(yáng)極，C作陰極，稀H2s。4作電解質(zhì)溶液，通入直流電就可以實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)。電

極反應(yīng)式為陽(yáng)極：Cu—2e-=Cu2+,陰極：2H++2e-=H2T。總反應(yīng)式：Cu+2Hb==Cu2

“H2T。

3.若用惰性電極電解C11SO4溶液一段時(shí)間后，需加入98gCu(OH)2固體，才能使電解質(zhì)溶

液復(fù)原，則這段時(shí)間，整個(gè)電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為。

答案：4NA

解析：方法一：98gCu(OH)2的物質(zhì)的量為1mol,相當(dāng)于電解了1mol的C11SO4后，又電

解了1mol的水，所以轉(zhuǎn)承的電子數(shù)為2NA+2NA=4NA。

方法二：可以認(rèn)為整個(gè)電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)與Cu(0H)2的O?-失電子數(shù)相等，共4必。

考向二利用電解的思維模型書寫電極反應(yīng)式

4.按要求書寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式。

(I)用惰性電極電解MgCb溶液

陽(yáng)極反應(yīng)式：;

陰極反應(yīng)式：;

總反應(yīng)離子方程式：O

⑵用AI作電極電解NaOH溶液

陽(yáng)極反應(yīng)式：;

陰極反應(yīng)式：；

總反應(yīng)離子方程式：O

答案：(1)2C「-20=C12T

-2

2H2O+2e+Mg*=H2t+Mg(OH)2I

2+

Mg+2CP+2H2O^tMg(OH)2I+Q2T+H2T

(2)2Al-6e-+8OH-=2A1O2+4H2O

6H2O十6e=3H2t+6OH

|||觸

2AI+2H2O+2OH==2A1OE+3H2T

5.某水溶液中含有等物質(zhì)的量濃度的Cu(NO3)2和NaQ,用惰性電極對(duì)該溶液進(jìn)行電解，

分階段寫出電解反應(yīng)的化學(xué)方程式。

答案：第一階段的反應(yīng)：CuCl2=^=Cu+Cl2t

第二階段的反應(yīng)：2CU(NO3)2+2H2O也=2Cu+021+4HNO3

第三階段的反應(yīng)：2H202叁2H2f+02T

解析：第一階段陽(yáng)極：2Cl--2e-=C12t

陰極：Cu2+4-2e-^=Cu

第二階段陰極：2Cu2++4e-=2Cu

陽(yáng)極：2H2O-4e-=O2T+4H+

+-

第三階段陰極：4H+4e=2H2t

陽(yáng)極：2H2O-4e——O2T+4H+

將電極反應(yīng)式合并可得電解反應(yīng)的化學(xué)方程式。

6.整合有效信息書寫電極反應(yīng)。

⑴用燒堿吸收H2s后所得的溶液加入如圖所示的電解池的陽(yáng)極區(qū)進(jìn)行電解電解過程L卜陽(yáng)

22

極區(qū)發(fā)生如下反應(yīng):S~-2e~=S：(n—\)S+S~=S7,~a

學(xué)生用書[第206頁(yè)

①寫出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式：O

②電解后陽(yáng)極區(qū)的溶液用稀硫酸酸化得到硫單質(zhì)，其離子方程式可寫成

___________________________________________0

⑵電解NO制備NH4NO3：其工作原理如圖所示，為使可解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3,需補(bǔ)

充物質(zhì)A,A是,說明理由：

答案：(1)①2H2O+2e==H2T+2OFT

②ST+ZH+HS-DSI+H2ST

if]AQ

(2)NH3根據(jù)總反應(yīng)：8NO+7H2。==3NH4NO3+2HNO3,電解產(chǎn)生的HNO3多，應(yīng)補(bǔ)充

NH3

解析：⑴①電解時(shí)，陰極區(qū)溶液中的陽(yáng)離子放電，即水溶液中的H+放電生成Hz。②由題給

反應(yīng)可知，陽(yáng)極區(qū)生成了S/，S?可以理解為(〃-1)S+S2,加入稀硫酸生成S單質(zhì)和H2s

氣體。(2)根據(jù)電解NO制備NH4NO3的工作原理亦意圖知：陰極反應(yīng)式為3NO十15c一十18H

+

=3NH4+3H2O,陽(yáng)極反應(yīng)式為5NO-15e~+10H2O=5NO3+

中解

20H+,總反應(yīng)式為8NO4-7H2O=3NH4NO3+2HNO3,為了使電解產(chǎn)生的HNO3全部轉(zhuǎn)

化為NH4NO3，應(yīng)補(bǔ)充Nth。

歸納總結(jié)

做到“三看”，正確書寫電極反應(yīng)式

1.一看電極材料，若是金屬(Au、Pt除外)作陽(yáng)極，金屬一定被電解(注：Fe生成Fe?.而不

是生成Fe3+)o

2.二看介質(zhì)，介質(zhì)是否參與電極反應(yīng)。

3.三看電解質(zhì)狀態(tài)，若是熔融狀態(tài)，就是金屬的冶煉。

考點(diǎn)二電解原理的應(yīng)用

叵要點(diǎn)梳理

1.電解飽和食鹽水

(I)電極反應(yīng)

陽(yáng)極：2Q—2e-CbT；

陰極：2H2O+2e==H2T+2OH，

(2)電解反應(yīng)離子方程式：2cl+2H2O=^=2OH+H2T+Q2J

(3)應(yīng)用：氯堿工業(yè)制燒堿、氯氣和氯氣。

裝置離子交換膜電解槽

陽(yáng)極鈦網(wǎng)(涂有鈦、釘?shù)妊趸锿繉?

陰極碳鋼網(wǎng)

①只允許陽(yáng)離子通過，能阻止陰離子和氣體通過

陽(yáng)離子交換膜

②將電解槽隔成陽(yáng)極室和陰極室

2.電鍍銅

3.電解精煉銅

（1）電極材料：陽(yáng)極為粗銅;陰極為純銅。

⑵電解質(zhì)溶液：含CU?一的鹽溶液。

（3）電極反應(yīng)

陽(yáng)極：Zn—20-=2]]2-、

Fe—2c-=Fc2fs

Ni-2e—=Ni2+、

Cu_2e=Cu2+；

陰極：Ci?'+2b^=Cu。

4.電冶金

總反應(yīng)化學(xué)方程式電極反應(yīng)式

市解陽(yáng)極：2c廠—2廣一。2f

冶煉鈉2NaQ（熔融）=2Na+ChT

陰極：2Na*4-2e-=2Na

學(xué)生用書，第207頁(yè)

陽(yáng)極：2c「-2L=C12f

冶煉鎂MgCL（熔融）a=Mg+CLf

陰極：Mg2*+2e=Mg

陽(yáng)極：6O2—12e=3021

冶煉鋁2ALOK熔融）*y4A1+302T

陰極：4AI3++12e-=4Al

[正誤辨析1

I.電解飽和食鹽水時(shí)，兩個(gè)電極均不能用金屬材料（）

2.電鍍銅和電解精煉銅時(shí)，電解質(zhì)溶液中《（2/一）均保持不變（）

3.電解精煉時(shí)，陽(yáng)極泥可以作為提煉貴重金屬的原料（）

4.用Zn作陽(yáng)極，F(xiàn)e作陰極，ZnCk作電解質(zhì)溶液，由于放電順序H不可能在鐵上

鍍鋅（）

答案：1.x2.x3.V4.x

典題H領(lǐng)_____________________________注

典題D《（2022?廣東卷）以熔融鹽為電解液，以含Cu、Mg和Si等的鋁合金廢料為陽(yáng)極進(jìn)行

電解，實(shí)現(xiàn)A1的再生。該過程中（）

A.陰極發(fā)生的反應(yīng)為Mg-2e-=Mg?+

B.陰極上Al被氧化

C.在電解槽底部產(chǎn)生含Cu的陽(yáng)極泥

D.陽(yáng)極和陰極的質(zhì)量變化相等

答案：C

解析：根據(jù)電解原理可知，電解池中陽(yáng)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生得電子的還原反

應(yīng)，該題中以熔融鹽為電解液，含Cu、Mg和Si等的鋁合金廢料為陽(yáng)極進(jìn)行電解，通過控

制一定的條件，從而可使陽(yáng)極區(qū)Mg和A1發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，分別生成Mg2'和AH卡,

Cu和Si不參與反應(yīng)，陰極區(qū)AU.得電子生成AI單質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)A1的再生。陰極應(yīng)該發(fā)生

得電子的還原反應(yīng)，實(shí)際上Mg在陽(yáng)極失電子生成Mg2+,A錯(cuò)誤；Al在陽(yáng)極上被氧化生成

Al3+,B錯(cuò)誤；陽(yáng)極材料中Cu和Si不參與氧化反應(yīng)，在電解槽底部可形成陽(yáng)極泥，C正確；

因?yàn)殛?yáng)極除了鋁參與電子轉(zhuǎn)移，鎂也參與了電子轉(zhuǎn)移，且還會(huì)形成陽(yáng)極泥，而陰極只有鋁離

子得電子生成鋁單質(zhì)，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移數(shù)守恒及元素守恒可知，陽(yáng)極與陰極的質(zhì)量變化不相等，

D錯(cuò)誤。

典題團(tuán)《（2023?浙江6月選考）氯堿工業(yè)能耗大，通過如圖改進(jìn)的設(shè)計(jì)可大幅度降低能耗,

下列說法不正確的是（）

A.電極A接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)

-

B.電極B的電極反應(yīng)式為2H2O+2C-=H2T4-2OH

C.應(yīng)選用陽(yáng)離子交換膜，在右室獲得濃度較高的NaOH溶液

D.改進(jìn)設(shè)計(jì)中通過提高電極B上反應(yīng)物的氧化性來降低電解電壓，減少能耗

答案：B

解析：電極A是氯離子變?yōu)槁葰?，化合價(jià)升高，失去電子，是電解池的陽(yáng)極，因此電極A

接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故A正確；電極B為陰極，通入氧氣，氧氣得到電子，其電

極反應(yīng)式為2H20+4?一+。2=4014一，故B錯(cuò)誤：右室芻成氫兔根，應(yīng)選用陽(yáng)離子交換膜，

左邊的鈉離子進(jìn)入到右邊，在右室獲得濃度較高的NaOH溶液，同時(shí)防止OH一與氯氣接觸

發(fā)生反應(yīng)，故C正確；改進(jìn)設(shè)計(jì)中增大了氧氣的量，提高了電極B處的氧化性，通過提高

反應(yīng)物的氧化性來降低電解電壓，減少能耗，故D正確。

里考向探究?>

考向一氯堿工業(yè)

1.氯堿工業(yè)以電解精制飽和食鹽水的方法制取氯氣、氫氣、燒堿和氯的含氧酸鹽等系列化

工產(chǎn)品。如圖是離子交換摸法電解食鹽水的示意圖，圖中的離子交換膜只允許陽(yáng)離子通過。

完成卜列填空：

(1)寫出電解飽和食鹽水的離子方程式：____________________________________________

(2)離子交換膜的作用為____________________________________________________________

⑶精制飽和食鹽水從圖中(選填“a”“b”“c”或"d"，下同)位置補(bǔ)充，氫氧化鈉

溶液從圖中位置流出。

(11解

答案：(1)2C廠+2H20=CbT+H2T+20H

⑵能得到純度更高的氫氧化鈉溶液、阻止陽(yáng)極產(chǎn)生的C12和陰極產(chǎn)生的出混合發(fā)生反應(yīng)

(3)ad

2.氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)，將電解池與燃料電池串聯(lián)組合的新工藝可節(jié)能，裝置圖如圖所

示，下列敘述錯(cuò)誤的是(注：假定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為20%)()

A.X為Cb，Y為Hz

B.c%>a%>b0/0

C.若生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4LX,則消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下空氣56L

D.兩池中陽(yáng)離子交換膜均可以換為陰離子交換膜

答案：D

解析：A池是電解池，從題圖中看出，左邊加入精制飽和NaCl溶液流出稀NaCl溶液，左

邊電極放電產(chǎn)生氯氣，是汨極，則右邊電極是陰極，陰極上氫離子放電產(chǎn)生氫氣：B池是燃

料電池，電池右邊通入除去CO2后的空氣，發(fā)生還原反應(yīng)為正極，左邊通入Hz，發(fā)生氧化

反應(yīng)為負(fù)極。燃料電池中正極Ch得電子產(chǎn)生OH,Na-通過陽(yáng)離子交換膜從左往右移動(dòng)，

反應(yīng)后NaOH濃度增大，即c、%>〃％,負(fù)極H?失業(yè)子生成的H,.消耗OH,所以〃％?%,

則B正確;根據(jù)得失電子守恒可得關(guān)系式:2c12?2H2?。2,BO2）=0.5%（C12）

=0.5mol,所以酒空氣）=5〃（O2）=2.5moL則標(biāo)準(zhǔn)狀況下V（空氣）=2.5molx22.4L?mo「=

56L,C正確。

學(xué)生用書，第208頁(yè)

考向二電解精煉、電鍍、電冶金

3.金屬銀有廣涉的用途，粗銀中含有Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制得高紳度的

鍥。下列敘述中正確的是i已知：氧化性Fe2'VNi2+vCu2，（）

A.陽(yáng)極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為Ni?*+2e=Ni

B.電解過程中，陽(yáng)極質(zhì)量的減少量與陰極質(zhì)量的增加量相等

C.電解后，溶液中存在的陽(yáng)離子只有Fe?+和Z/+

D.電解后，電解槽底部的陽(yáng)極泥中有Cu和Pt

答案：D

解析：電解時(shí)，陽(yáng)極Zn、Fe、Ni失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；因氧化性Ni?->

Fe2+>Zn2+,故陰極反應(yīng)式為Ni2++2-=Ni,可見，汨極質(zhì)量減少是因?yàn)閆n、Fe、。溶

解，而陰極質(zhì)量增加是因?yàn)镹i析出，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電解后溶液中的陽(yáng)離子除Fe?+和Zi?+外，

還有Ni?+和H+,C項(xiàng)錯(cuò)誤。

4.以KC1和ZnCh混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅，下列說法正確的是（）

A.木通電前上述鍍鋅裝置可構(gòu)成原電池，電鍍過程是該原電池的充電過程

B.因部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，電鍍時(shí)通過的電量與鋅的析出量無確定關(guān)系

C.電鍍時(shí)保持電流恒定，升高溫度不改變電解反應(yīng)速率

D.鍍鋅層破損后即對(duì)鐵制品失去保護(hù)作用

答案：C

解析：電鍍前，Zn與Fe構(gòu)成原電池，Zn為負(fù)極，F(xiàn)e為正極，電鍍時(shí)，F(xiàn)e為陰極，Zn為

陽(yáng)極，原電池充電時(shí)，原電池負(fù)極為陰極、正極為怕極，故不屬于原電池的充電過程，A錯(cuò)

誤；根據(jù)電子守恒，通過電子的電量與析出Zn的量成正比，B錯(cuò)誤；電流恒定，單位時(shí)間

通過的電子的物質(zhì)的量恒定，即電解速率恒定，C正確；皺層破損后，Zn與Fe仍能構(gòu)成原

電池，其中Zn為負(fù)極被腐蝕，F(xiàn)e為正極被保護(hù)，D錯(cuò)誤。

5.電鍍是材料表面處理中不可或缺的一部分，解答下列問題：

(I)鍍銅可防止鐵制品腐蝕，電鍍時(shí)用銅而不用石墨作陽(yáng)吸的原因是

⑵以鋁材為陽(yáng)極，電解H2s04溶液，鋁材表面形成氧化膜。

陽(yáng)極反應(yīng)式：；

陰極反應(yīng)式：；

總反應(yīng)方程式：o

(3)用有機(jī)陽(yáng)離子、ALCE和A1CU■組成的離子液體作電解液時(shí)，可在鋼制品上電鍍鋁。

①鋼制品應(yīng)接電源的極，已知電鐫過程中不產(chǎn)生其仙離子H.有機(jī)陽(yáng)離子不參

與電極反應(yīng)，陰極反應(yīng)式為0

②若改用A1CL水溶液作電解液，則陰極產(chǎn)物為。

答案：(1)用銅作陽(yáng)極可補(bǔ)充溶液中消耗的C/+,保持溶液中C{+濃度恒定

市解

t

(2)2AI-6e+3H2O=Al2O34-6H6H*+6e=3H2T2Al+3H2O=^=A12O3+3H21

⑶①負(fù)4Al2C17+3e-=Al+7AIC14'②H?

考點(diǎn)三金屬的腐蝕與防護(hù)

叵要點(diǎn)梳理_________________________也

1.金屬腐蝕的本質(zhì)

金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇?yáng)離子，金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。

2.化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐但

類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕

反應(yīng)物金屬、干燥的氣體或非電解質(zhì)不純金屬、電解質(zhì)溶液

反應(yīng)類型直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)原電池反應(yīng)

有無電流產(chǎn)生無有

實(shí)質(zhì)金屬原子失電子被氧化

3.電化學(xué)腐蝕的分類(以鋼鐵腐蝕為例)

類型析氫腐蝕吸氧腐蝕

水膜性質(zhì)酸性較強(qiáng)弱酸性、中性或堿性

負(fù)極反應(yīng)Fe-2e=Fe2*

+

正極反應(yīng)2H+2e-=H2t2H9+02+4。=401<

t2+

總反應(yīng)Fe+2H=Fe+H2T2Fe+Ch+2H2O=2Fe(OH)2

聯(lián)系吸氧腐蝕比析氫腐蝕更普遍

學(xué)生用書，第209頁(yè)

4.金屬的防護(hù)

（I）犧牲陽(yáng)極法利用座電辿原理。

（2）外加電流法利用電解池原理。

（3）改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)一如制成不銹鋼。

（4）加保爐層一如電鍛、噴漆、覆膜等。

［正誤辨析］

1.純銀器表面變黑和鋼鐵表面生銹腐蝕原理一樣（）

2.Al、Fe、Cu在潮濕的空氣中腐蝕均生成氧化物（）

3.鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，負(fù)極鐵失去電子生成Fe3+（）

4.在金屬表面覆蓋保護(hù)層，若保護(hù)層破損后，就完全失去了對(duì)金屬的保護(hù)作用（）

5.若在海輪外殼上附著一些銅塊，則可以減緩海輪外殼的腐蝕（）

答案：1.x2.x3.x4.x5.x

叵典題引領(lǐng)&

典題D&（2020?江蘇卷）將金屬M(fèi)連接在鋼鐵設(shè)施表面，可減緩水體中鋼鐵設(shè)施的腐蝕。在

題圖所示的情境中，下列有關(guān)說法正確的是（）

A.陰極的電極反應(yīng)式為Fe—2e=Fe"

B.金屬M(fèi)的活動(dòng)性比Fe的活動(dòng)性弱

C.鋼鐵設(shè)施表面因積累大量電子而被保護(hù)

D.鋼鐵設(shè)施在河水中的腐蝕速率比在海水中的快

答案：C

解析：陰極的鋼鐵設(shè)施實(shí)際作原電池的正極，正極金屬被保護(hù)不失電子，故A錯(cuò)誤：陽(yáng)極

金屬M(fèi)實(shí)際為原電池裝置的負(fù)極，電子流出，原電池中負(fù)極金屬比正極活潑，因此M活動(dòng)

性比Fe的活動(dòng)性強(qiáng)，故B錯(cuò)誤；金屬M(fèi)失電子，電子經(jīng)導(dǎo)線流入鋼鐵設(shè)備，從而使鋼鐵

設(shè)施表面積累大量電子，自身金屬不再失業(yè)子從而被保護(hù)，故C正確；海水中的離子濃度

大于河水中的離子濃度，離子濃度越大，溶液的導(dǎo)也性越強(qiáng)，因此鋼鐵設(shè)施在海水中的腐蝕

速率比在河水中快，故D錯(cuò)誤。

典題國(guó)《(北京卷)驗(yàn)證犧牲陽(yáng)極法，實(shí)驗(yàn)如下(燒杯內(nèi)均為經(jīng)過酸化的3%NaCI溶液)。

①②③

Hi

在Fe表面生成藍(lán)色沉淀試管內(nèi)無明顯變化試管內(nèi)生成藍(lán)色沉淀

下列說法不正確的是(

A.對(duì)比②③，可以判定Zn保護(hù)了Fe

B.對(duì)比①②，K"Fe(CN)6］可能將Fe氧化

C.驗(yàn)證Zn保護(hù)Fe時(shí)不能用①的方法

D.將Zn換成Cu,用①的方法可判斷Fe比Cu活潑

答案：D

解析：實(shí)臉②中加入K3［Fe(CN)6］溶液，溶液無變化，說明溶液中沒有Fe?+；實(shí)臉③中加入

K3［Fe(CN)6］溶液生成籃色沉淀，說明溶液中有Fe2+,A項(xiàng)正確：對(duì)比①②可知，①中

K3［Fe(CN)d可能將Fe氧化成Fe?+,Fe?+再與K3【Fe(CN)b］反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀，B項(xiàng)正確：由

以上分析可知，瞼證Zn保護(hù)Fc時(shí)，可以用②③做對(duì)比實(shí)驗(yàn)，不能用①的方法，C項(xiàng)正確:

K3［Fe(CN)6］可將單質(zhì)鐵氧化為Fe?+,Fe?+與K3［Fe(CN)6］生成藍(lán)色沉淀，附著在Fe表面，無

法判斷鐵比銅活潑，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

里考向探究?>

考向一金屬腐蝕的類型及比較

1.實(shí)驗(yàn)探究（如圖所示）。

（1）若棉團(tuán)浸有NH4cl溶液，鐵釘發(fā)生________腐蝕，正極反應(yīng)式為

右試管中現(xiàn)象是。

⑵若棉團(tuán)沒有NaCl溶液，鐵釘發(fā)生________腐蝕，正極反應(yīng)式為

右試管中現(xiàn)象是。

答案：（1）析氫2H'+2e=H2t有氣泡冒出

-

（2）吸氧O2+4e+2H2O=4OH導(dǎo)管內(nèi)液面上升

2.如圖所示，各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕的速率由快到慢的順序?yàn)椋ㄌ?/p>

序號(hào)）。

答案：⑤④②①③⑥

解析：②③④均為原電池，③中Fe為正極，被保護(hù)；②④中Fe為負(fù)極，均被腐蝕，但Fe

和Cu的金屬活動(dòng)性差別x于Fe和Sn的，故Fe-Cu原電池中Fe被腐蝕的較快。⑤是Fe接

電源正極作陽(yáng)極，Cu接電源負(fù)極作陰極的電解腐蝕，加快了Fe的腐蝕。⑥是Fe接電源負(fù)

極作陰極，Cu接電源正極作陽(yáng)極的電解腐蝕，防止了Fe的腐蝕。根據(jù)以上分析可知鐵在其

中被腐蝕的速率由快到慢的順序?yàn)棰荨耽?，②〉①，③〉⑥?/p>

歸納總結(jié)

金屬腐蝕快慢的規(guī)律

1.對(duì)同一電解質(zhì)溶液來說，腐蝕速率的快慢：電解原理引起的腐蝕,原電池原理引起的腐

蝕〉化學(xué)腐蝕〉有防護(hù)措施的腐蝕。

學(xué)生用書，第210頁(yè)

2.對(duì)同一金屬來說，在不同溶液中腐蝕速率的快慢：強(qiáng)電解質(zhì)溶液中,弱電解質(zhì)溶液中〉

非電解質(zhì)溶液中。

3.活動(dòng)性不同的兩種金屬，活動(dòng)性差別越大，腐蝕速率越快

4.對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)濃度越大，金屬腐蝕越快。

考向二金屬腐蝕的防護(hù)

3.支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁，常用外加電流法進(jìn)行防腐，工作原理如圖所示，其中高硅

鑄鐵為惰性輔助陽(yáng)極。卜列有關(guān)表述不正確的是（）

A.通入保護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零

B.通電后外電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁

C.高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽(yáng)極材料和傳遞電流

D.通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整

答案：C

解析：本題使用的是外加電流法，鋼管樁與電源的負(fù)極相連，被保護(hù)。外加強(qiáng)大的電流可以

抑制金屬電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生的電流，從而保護(hù)鋼管樁，A正確；通電后，被保護(hù)的鋼管樁作陰

極，高硅鑄鐵作陽(yáng)極，因比外電路電子被強(qiáng)制從高硅待鐵流向鋼管樁，B正確；高硅鑄鐵為

惰性輔助陽(yáng)極，只起導(dǎo)也作用，所以高硅鑄鐵不損耗，C錯(cuò)誤；通過外加電流抑制金屬電化

學(xué)腐蝕產(chǎn)生的也流，因此通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整，D正確。

4.利用如圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。

為減緩鐵的腐蝕：

（1）若開關(guān)K置于N處，則X應(yīng)為，該電叱學(xué)防護(hù)法為

⑵若開關(guān)K置于M處，則X應(yīng)為，該電化學(xué)防護(hù)法稱為

答案：（1）碳棒或Pl等惰性電極外加電流法

⑵比鐵活潑的金屬Zn等犧牲陽(yáng)極法

對(duì)應(yīng)學(xué)生

課時(shí)測(cè)評(píng)36電解池金屬的腐蝕與防護(hù)F22FF11F熊氤

（時(shí)間：45分鐘滿分：100分）

（本欄目?jī)?nèi)容，在學(xué)生用書中以獨(dú)立形式分冊(cè)裝訂！）

（選擇題1一10題，每題7分，第11題30分，共100分）

1.港珠澳大橋設(shè)計(jì)壽命為120年，對(duì)橋體鋼制構(gòu)件采用了多種防腐措施，下列防腐措施錯(cuò)

誤的是（）

A.用導(dǎo)線與石墨相連

B.用導(dǎo)線與電源負(fù)極相連

C.鋼制構(gòu)件上焊接鋅塊

D.表面噴涂分子涂層

答案：A

解析：A項(xiàng)，石墨、Fe和電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，F(xiàn)e作負(fù)極加速被腐蝕，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，將

鐵和電源負(fù)極相連時(shí)，F(xiàn)e作陰極而被保護(hù)，正確：C項(xiàng)，為犧牲陽(yáng)極法，正確：D項(xiàng)，為

增加防護(hù)層，正確。

2.四個(gè)電解裝置都以Pl作電極，它們分別裝有如下電解質(zhì)溶液，電解一段時(shí)間后，測(cè)定其

pH變化，所記錄的結(jié)果正確的是（）

選項(xiàng)ABCD

電解質(zhì)溶液HC1AgNOiKOHBaCh

pH變化減小增大增大不變

答案：C

解析：電解鹽酸，溶質(zhì)HQ的量減少，溶劑的量不變，所以酸性減弱，pH增大，A項(xiàng)錯(cuò)誤；

電解硝酸銀溶液生成硝酸、金屬銀和氧氣，溶液酸性增強(qiáng)，pH減小，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電解氫氧

化鉀溶液的實(shí)質(zhì)是電解水，溶質(zhì)的量不變，溶劑的量減少，溶液堿性增強(qiáng)，pH增大，C項(xiàng)

正確；電解氯化鎖溶液得到氫氧化領(lǐng)、氫氣和氯氣，溶液堿性增強(qiáng)，pH增大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

3.利用如圖所示裝置，當(dāng)X、Y選用不同材料時(shí)，可符電解原理廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。下

列說法中正確的是（）

A.氯堿工業(yè)中，X、Y均為石墨，X附近能得到氫氧化鈉

B.銅的精煉中，X是純銅，Y是粗銅，Z是CuSCh

C.電鍍工業(yè)中，X是待鍍金屬，Y是鍍層金屬

D.外加電流法中，Y是待保護(hù)金屬

答案：D

解析：根據(jù)題圖可知，X為陽(yáng)極，Y為陰極，電解飽和食鹽水時(shí)，陰極區(qū)得到H?和NaOH,

所以Y附近得到氫氧化鈉，故A錯(cuò)誤；銅的也解精煉，應(yīng)用粗桐作陽(yáng)極，純銅作陰極，所

以X是粗銅，Y是純銅，故B錯(cuò)誤；電鍍時(shí)，應(yīng)以鍍層金屬作陽(yáng)極、待鍍金屬作陰極，所

以X是鍍層金屬，Y是待鍍金屬，故C錯(cuò)誤。

4.某電化學(xué)裝置如圖所示，a、b分別接直流電源兩極。下列說法正確的是（）

A.電解質(zhì)溶液中電子從B極移向A極

B.若B為粗銅，A為精銅，則溶液中c（Cu2+）保持不變

C.若A、B均為石墨電極，則通電一段時(shí)間后，溶液pH增大

D.若B為粗銅，A為精桐，則A、B兩極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等

答案：D

解析：曲解質(zhì)溶液通過離子移動(dòng)導(dǎo)電，電解質(zhì)溶液中沒有電子移動(dòng)，故A錯(cuò)誤；若B為粗

銅，A為精銅，包解質(zhì)溶液是硫酸銅溶液，該裝置為包解精煉銅裝置，粗銅中有鐵鋅等雜質(zhì)，

溶液中dCu2+)喀減小，故B錯(cuò)誤；若A、B均為石墨電極，電解總反應(yīng)式為2C11SO4+

2H2O=2CU+O21+2H2SO4，則通包一段時(shí)間后，溶液pH減小，故C錯(cuò)誤；根據(jù)電子

守恒，陰極、陽(yáng)極轉(zhuǎn)移電子數(shù)一定相等，若B為粗銅，A為精銅，則A、B兩極轉(zhuǎn)移的電子

數(shù)相等，故D正確。

5.如圖為電解裝置示意圖。下列電解目的不能實(shí)現(xiàn)的是()

選項(xiàng)電極材料電解質(zhì)溶液電解目的

Aa.銅，b.碳棒飽和食鹽水制取Cb、NaOH和H?

Ba.銀，b.鐵AgNCh溶液鐵上鍍銀

Ca.粗銅，b.精銅CuSCh溶液電解精煉銅

Da.碳棒，b.銅K2s。4稀溶液制取少量02和H2

答案：A

解析：由題圖可知，該裝置為電解池，且a端接電源正極，為電解池的陽(yáng)極，b為陰極。銅

作陽(yáng)極，自身放電產(chǎn)生C/+,此時(shí)溶液中C廠無法放電，故不能得到氯氣，故A符合題意；

鍍根時(shí)，F(xiàn)e為鍍件，Ag為鍍層金屬，鍍件作陰極被保護(hù)，則陽(yáng)極為銀，陰極為鐵，電解質(zhì)

為AgNCh溶液，故B可以實(shí)現(xiàn)，不符合題意；電解精煉殂銅時(shí)，粗銅作陽(yáng)極，純銅作陰極，

電解質(zhì)溶液為可溶性的銅鹽，故C可以實(shí)現(xiàn)，不符合題意；破棒為陽(yáng)極，銅作陰極，則此

時(shí)陽(yáng)極為HzO電離出的0H一放電生成。2，陰極為HzO電離出的H+放電生成Hz，故D可

以實(shí)現(xiàn)，不符合題意。

6.粗銀中含有Cu、Pl等雜質(zhì)，用電解法以硝酸銀為電解質(zhì)溶液提純銀。下列說法正碓的是

()

A.粗銀與電源負(fù)極相連

B.陰極反應(yīng)式為Ag++e-=Ag

C.Cu、Pt在陽(yáng)極區(qū)中沉積

D.電解液中c(Ag+)先增大后減小

答案：B

解析：用電解法精煉粗銀，銀單質(zhì)失電子生成銀離子，發(fā)生氧化反應(yīng)，粗銀與也源正極相連，

故A錯(cuò)誤：由得電子能力：Ag+>Cu2+,陰極為Ag+得也子生成Ag,陰極電極反應(yīng)式為

Ag++e-=Ag,故B正確；粗銀作陽(yáng)極，Cu失電子生成Ci?’,Pt為惰性金屬成為陽(yáng)極泥，

故C錯(cuò)誤；電解精煉銀時(shí)，粗銀中比根活潑的銅會(huì)先失電子形成離子進(jìn)入溶液，Ag再失電

子生成Ag'進(jìn)入溶液，但陰極Ag+生成Ag的量更多，則電解液中c（Ag+）不可能增大，故D

錯(cuò)誤。

7.關(guān)于金屬的腐蝕與防護(hù)，下列說法正確的是（）

A.圖①：鐵絲發(fā)生吸氧腐蝕

B.圖②：M可用石墨代替

C.圖③：若電源斷開閘門發(fā)生吸氧腐蝕

D.圖③：N不可選石墨

答案：C

解析：鐵絲發(fā)生吸氧腐蝕也需要水參加，困①干燥的空氣中沒有水分不易形成原電池，很難

發(fā)生吸氧腐蝕，故A錯(cuò)誤；圖②采用的是犧牲陽(yáng)極法，金屬M(fèi)必須比鐵活潑才可以，則M

不可用石墨代替，故B錯(cuò)誤；圖③采用的是外加電,流法，若電源斷開，則鋼鐵閉門和周圍

的海水形成原電池，發(fā)生的是吸氧腐蝕，故C正確；圖③采用的是外加電流法，輔助電極N

為陽(yáng)極，可以是惰性電極石墨，則N可選石墨，故D錯(cuò)誤。

8.關(guān)于研究生鐵的銹蝕實(shí)驗(yàn)，下列分析不正確的是（）

序號(hào)①②③

實(shí)驗(yàn)

現(xiàn)象8小時(shí)未觀察到明顯銹蝕8小時(shí)未觀察到明顯銹蝕1小時(shí)觀察到明顯銹蝕

A.①中，NaQ溶液中溶解的02不足以使生鐵片明顯銹蝕

B.②中，生鐵片未明顯銹蝕的原因之一是缺少比。

C.③中正極反應(yīng)式為O2+4e.+2H2O=4OH.

D.對(duì)比①②③，說明苯能隔絕

答案：D

解析：①是密閉體系，NaCl溶液中溶解的Ch較少，不足以使生鐵片明顯銹蝕，A項(xiàng)正確：

苯屬于非電解質(zhì)，②中無電解質(zhì)溶液，不滿足電化學(xué)腐蝕的條件，B項(xiàng)正確；根據(jù)③中現(xiàn)象，

鐵在中性環(huán)境下發(fā)生吸氧腐蝕，正極反應(yīng)式為。2+4b+2H2O==4OH，C項(xiàng)正確；根據(jù)現(xiàn)

象可知，③中發(fā)生吸氧腐蝕，③中觀察到明顯銹蝕，說明苯不能隔絕02,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

9.（2023?安徼廬江模擬）含可鈍化金屬的工業(yè)管道或反應(yīng)器，由于會(huì)被內(nèi)部溶液腐蝕，通過

外接電源而鈍化，稱之為陽(yáng)極保護(hù)法。如圖是某金屬外接電勢(shì)與電流密度的變化關(guān)系，下列

有關(guān)說法正確的是（）

A.陽(yáng)極保護(hù)法中受保護(hù)的金屬外接電源的負(fù)極

B.電流密度越大，金屬受保護(hù)程度越好

C.CFD區(qū)，金屬受到保護(hù)

D.外接電勢(shì)越高，對(duì)金屬保護(hù)性越有效

答案：C

解析：金屬?gòu)幕顟B(tài)向鈍態(tài)的轉(zhuǎn)變叫鈍化，而通過外接電源而鈍化的陽(yáng)極保護(hù)法，指的是使受

保護(hù)的金屬作為陽(yáng)極，通過外加電流使陽(yáng)極鈍化，電位強(qiáng)烈正移，腐蝕速率大幅度降低，所

以，陽(yáng)極保護(hù)法中受保護(hù)的金屬外接電源的正極，A錯(cuò)誤；幾代表的是金屬鈍化的難易程

度，即開始的時(shí)候電流密度增大，金屬溶解，表示金屬越難鈍化，所以并非電流密度越大，

金屬受保護(hù)程度越好，B錯(cuò)誤；當(dāng)外接電勢(shì)超過團(tuán)后，金屬開始鈍化，從民到歷都是金

屬鈍化較穩(wěn)定