第3节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护
考纲点击：1.理解电解池的构成、工作原理及应用，能书
写电极反应和总反应方程式。2.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。
回归教材
一、电解原理
1.电解、电解池
电流
氧化还原反应
(1)电解：使______通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在
阴、阳两极引起__________________的过程。
(2)电解池(也叫电解槽)
电能转化为化学能电解池是把__________________的装置。
(3)电解池的构成条件：
①有外接直流电源。
电源
熔融
②有与______相连的两个电极。
③形成闭合回路。
阴极 阳极
还原反应 氧化反应
④电解质溶液或______电解质。
(4)电解池工作原理(以电解 CuCl2 溶液为例)。
总反应方程式：____________________
Cu2＋＋2e－==Cu 2Cl－－2e－===Cl2↑
CuCl2 Cu＋Cl2↑
(5)微粒的移动方向
负极 阴极
阳极 正极
①电子：从电源_____流向电解池的_____；从电解池的
_______流向电源的______。
阳离子 阴离子②离子：________移向电解池的阴极；________移向电解
池的阳极。
正 负
氧化 还原
阴 阳
(6)电解原理示意图
2.分析电解过程的思维程序
(1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活性
电极。
(2)再分析电解质水溶液的组成，找全离子，并分成阴、阳
离子两组(不要忘记水溶液中的 H＋和 OH－)。
(3)排出阴、阳两极的放电顺序
Fe－2e－===Fe2＋
Cu－2e－===Cu2＋
Ag－e－===Ag＋
(4)分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注
意遵循原子守恒、电荷守恒和电子转移守恒。
(5)写出电解总反应式，在两极转移电子数目相同的前提
下，两极反应相加即可得总反应的化学方程式或离子方程式。
[特别提醒](1)判断电解产物、书写电极反应式以及分析电
解质溶液的变化时首先要注意阳极是活性材料还是惰性材料。
(2)书写电解化学方程式时，应看清是电解电解质的水溶液
态下才放电。
还是熔融电解质。Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋只有在熔融状
二、电解原理的应用
1.电解饱和食盐水
(1)电极反应
(3)应用：氯碱工业制烧碱、氢气和氯气。
装置 离子交换膜电解槽
阳极 钛网(涂有钛、钌等氧化物涂层)
阴极 碳钢网
阳离子
交换膜
①只允许阳离子通过，能阻止阴离子和气体通过；
②将电解槽隔成阳极室和阴极室
2.电镀和电解精炼铜
镀层 粗铜
纯铜
项目 电镀 电解精炼铜
概念
电镀是应用电解原理在某
些金属表面镀上一薄层其
他金属或合金的方法
运用电解的方法
将粗铜提炼为纯
铜
主要目的 使金属增强抗腐蚀能力、
增大表面硬度等
将粗铜提炼为纯
铜
示意图
构成
条件
阳极 ____金属 ______
阴极 ______金属 ______
电解质 含______金属阳离子 CuSO4溶液
待镀
镀层
（续表）
Cu－2e－===Cu2＋
阳离子
阳极泥
基本不变 减小
项目 电镀 电解精炼铜
电极
反应
(以
铁上
镀铜
为例)
阳极 __________________
Zn－2e－===Zn2＋；比铜
活泼的金属杂质以______
形式残留在溶液中；Cu－
2e－===Cu2＋；比铜不活泼
的金属杂质形成______
阴极 __________________ ___________________
电解质溶液的
浓度变化
CuSO4溶液的浓度
______________
CuSO4溶液的
浓度______
Cu2＋＋2e－===Cu Cu2＋＋2e－===Cu
[记忆卡片]
电镀与电解精炼记忆口诀
阳为镀层阴镀件，阳杂阴纯是精炼。
活泼入液稳成泥，溶液含有相应盐。
3.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。
三、金属的腐蚀与防护
1.化学腐蚀和电化学腐蚀的比较
无 有
电化学
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反应
不纯金属接触到电解质
溶液发生原电池反应
本质 M－ne－===Mn＋
现象 金属被腐蚀 较活泼金属被腐蚀
区别 ____电流产生 ____电流产生
联系 两者往往同时发生，__________腐蚀更普遍
2.钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀
类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀
水膜
性质 (强)酸性 弱酸性或中性
正极
反应 __________________ ________________________
负极
反应 Fe－2e－===Fe2＋
总反应 Fe＋2H＋===Fe2＋＋
H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
其他
反应
铁锈的形成：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，
2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O
2H＋＋2e－===H2↑ 2H2O＋O2＋4e－===4OH－
3.金属的防护
原电池
负极
正极
(1)电化学防护
①牺牲阳极的阴极保护法——______原理
a.______：比被保护金属活泼的金属。
b.______：被保护的金属设备。
②外加电流的阴极保护法——______原理
a.______：被保护的金属设备。
b.______：惰性金属。
电解
阴极
阳极
(2)改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。
(3)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀
或表面钝化等方法。
基础测评
1.判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)任何化学反应都可以设计成电解池反应( )。
(2)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程
(
(
)。
(3)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现
)。
(4)电解 CuCl2 溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉-
碘化钾试纸变蓝色( )。
=====2Cu＋O2↑＋4H＋(
(5)用铜作电极电解 CuSO4 溶液的方程式为 2Cu＋2H2O
电解
)。
(6)电解 NaCl 溶液得到 22.4 L H2(标准状况)，理论上需要转
移 NA 个电子( )。
(7)电解质溶液通电后，电解质发生了电离，阴、阳离子分
别向两极移动( )。
(8)若使电解后的 CuSO4 溶液复原(用惰性电极电解)，可加
入 Cu(OH)2 固体( )。
答案：(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)× (6)×
(7)× (8)×
2.Na2FeO4 是一种既能杀菌、消毒，又能絮凝净水的水处理
剂，其电解制法如图所示。请根据图示分析：
Fe 为______(填“阴”或“阳”)极，其电极反应式为_____
______________，与铁电极相连的为电源的______极。
3.利用如右下图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应
用。下列说法正确的是( )。
解析：氯碱工业中阳极是 Cl－放电生成 Cl2；电解精炼铜时
阳极粗铜溶解，阴极 Cu2＋放电析出 Cu，由于粗铜中含有锌、铁、
镍等杂质，溶液中 Cu2＋浓度变小；铁片上镀铜时，阴极应该是
铁片，阳极是纯铜。
答案：D
4.如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速度
)。由快到慢的顺序为(
A.②①③④
C.④③②①
B.④③①②
D.③②④①
解析：①是 Fe 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；②③均为原电池，②③中 Fe 为负极，
均被腐蚀，但 Fe 和 Cu 的金属活泼性差异大于 Fe 和 Sn 的，故
Fe—Cu 原电池中 Fe 被腐蚀得较快；④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 Fe 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④>③>②>①。
答案：C
考点一
考向1
电解池原理
电极、电池反应式的书写
[典例1]下图中的 A 为直流电源，B 为浸透饱和氯化钠溶液
和酚酞试液的滤纸，C 为电镀槽，接通电路后，发现 B 上的 c
点显红色。请填空：
(1)电源 A 中 a 为________极。
(2)滤纸 B 上发生的总反应方程式为：
_________________________________________________。
(3)欲在电镀槽中实现铁上镀锌，接通 K 点，使 c、d 两点
短路，则电极 e 上发生的反应为：______________，电极 f 上
发生的反应为：______________________，槽中盛放的电镀液
可以是________或________(只要求填两种电解质溶液)。
[方法技巧] 电解池中方程式书写的 3 个关键点
(1)书写电解池中电极反应式时，要以实际放电的离子表
示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成化学式。
(2)电极反应的书写首先根据题干要求及信息大胆写出反
应物和生成物，然后根据“阴得阳失”加上得失电子数目，最
后根据电解质溶液酸碱性补上H＋、OH－或H2O，依据电荷守恒
配平。
(3)要确保两极得失电子数目相等，且注明条件“电解”。
考向2 阴、阳极和电解产物的判断
[典例2](2018 年河北邯郸模拟)如图中两烧杯盛有相同电解
质溶液，X、Y 分别是直流电源的两极，通电后发现 a 极板质量
增加。b 极板处有无色无味气体放出，符合这一情况的是( )。
解析：由通电后 a、b 两极的现象知，X 为负极，Y 为正极，
故B、D错误；b为阳极，A项中的阳极反应：4OH－－4e－===O2↑
＋2H2O，C 项中的阳极发生反应：Fe－2e－===Fe2＋，结合 b 极
板处有无色无味气体放出，则 A 正确，C 错误。
答案：A
选项 a电极 b电极 X电极 溶液
A 锌 石墨 负极 CuSO4
B 石墨 石墨 正极 NaOH
C 银 铁 负极 AgNO3
D 石墨 铜 正极 NaNO3
判断方法 阳极 阴极
电源正负极 与正极相连 与负极相连
闭合
回路
导线中 电子流出 电子流入
电解质溶
液中
阳离子移离 阳离子移向
阴离子移向 阴离子移离
电极
反应
得失电子 失电子 得电子
化合价 升高 降低
反应类型 氧化反应 还原反应
电极质量 减小或不变 增大或不变
[方法技巧] 阴、阳极的判断方法
考向3 电解规律的考查
[ 典例3](2016 年新课标Ⅰ卷) 三室式电渗析法处理含
Na2SO4 废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd 均为离子
交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的 Na＋和 SO2－可通过
离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。
4
下列叙述正确的是( )。
A.通电后中间隔室的SO向正极迁移，正极区溶液pH增大
B.该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品
C.负极反应为2H2O－4e－===O2＋4H＋，负极区溶液pH降低
D.当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.5 mol的O2生成
解析：该装置为电解池，H2O 在正(阳)极区放电，生成 O2
正(阳)极区得到 H2SO4 ，当电路中通过 1 mol 电子时生成 0.25
mol O2，正(阳)极区溶液 pH 减小，H2O 在负(阴)极区放电，生
在负(阴)极区放电生成 H2 和 OH－，中间隔室中的阳离子 Na＋通
过 ab 膜移向负(阴)极，故负(阴)极区可得到 NaOH，而正(阳)极
区可得到 H2SO4，故 B 正确。
答案：B
成OH－和H2，负(阴)极区溶液pH增大，A、C、D均错误；H2O
和H＋，中间隔室中的阴离子SO 通过cd膜移向正(阳)极，故
[规律总结]
1.以惰性电极电解电解质的规律
（续表）
2.电解过程中离子浓度的变化规律
(1)若阴极为H＋放电，则阴极区c(OH－)增大。
(2)若阳极为OH－放电，则阳极区c(H＋)增大。
(3)若阴、阳两极同时有H＋、OH－放电，相当于电解水，溶
质离子的浓度增大。
【拓展演练】
1.(2018 年新课标Ⅰ卷)最近我国科学家设计了一种 CO2＋
H2S 协同转化装置，实现对天然气中 CO2 和 H2S 的高效去除。
示意图如图所示，其中电极分别为 ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的
ZnO)和石墨烯，石墨烯电极区发生的反应为：
①EDTA-Fe2＋－e－===EDTA--Fe3＋
②2EDTA-Fe3＋＋H2S===2H＋＋S＋2EDTA--Fe2＋
解析：该装置属于电解池，CO2在ZnO@石墨烯电极上转化为CO，发生得电子
的还原反应，为阴极，石墨烯电极为阳极，发生失电子的氧化反应。CO2在ZnO@
石墨烯电极为阴极，电极反应式为CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O，A正确；根据石
墨烯电极上发生的电极反应可知①＋②即得到H2S－2e－=== 2H＋＋S，因此总反应
式为CO2＋H2S===CO＋H2O＋S，B正确；石墨烯电极为阳极，与电源的正极相连，
因此石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯电极上的高，C错误；由于铁离子、亚铁离子
均易水解，所以如果采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTA--Fe3＋/EDTA-- Fe2＋，溶液需要酸性，
D正确。
答案：C
2.(2018 届河南新乡三模) 利用电化学原理还原 CO2 制取
ZnC2O4 的装置如图所示(电解液不参加反应)，下列说法正确的
是( )。
A.可用 H2SO4 溶液作电解液
B.阳离子交换膜的主要作用是增强导电性
C.工作电路中每流过 0.02 mol 电子，Zn 电极质量减重 0.65 g
考点二
考向 1
电化学计算题和解题方法
得失电子守恒应用于电化学计算
[典例 4](2018 年山东潍坊模拟)(1)用惰性电极电解 400 mL
一定浓度的硫酸铜溶液(不考虑电解过程中溶液体积的变化)，
通电一段时间后，向所得的溶液中加入 0.1 mol CuO 后，使溶
液恰好恢复到电解前的浓度和 pH，电解过程中转移的电子为
______ mol。
(2)如果向所得的溶液中加入 0.1 mol Cu(OH)2 后，使溶液恰
好恢复到电解前的浓度和 pH，电解过程中转移的电子为______
mol。
(3)如果向所得的溶液中加入 0.1 mol Cu2(OH)2CO3 后，使溶
液恰好恢复到电解前的浓度和 pH(不考虑 CO2 的溶解)，电解过
程中转移的电子为______ mol。
解析：(1)电解硫酸铜溶液的反应方程式为 2CuSO4＋2H2O
2Cu＋2H2SO4＋O2↑，从方程式可以看出，电解硫酸铜过
程中只析出铜和释放出氧气，加入 0.1 mol CuO 可以使溶液恢
复至原来状态，说明参与反应的硫酸铜只有 0.1 mol，转移的电
子为 0.2 mol。(2)加入 0.1 mol Cu(OH)2 可以使溶液恢复至原来
状态，说明电解过程中不仅硫酸铜被电解，而且有水被电解。0.1
mol Cu(OH)2 可以看作是 0.1 mol CuO 和 0.1 mol H2O，则转移的
电子为 0.4 mol。(3)加入 0.1 mol Cu2(OH)2CO3 可以看作 0.2 mol
CuO、0.1 mol H2O 和 0.1 mol CO2，相当于有 0.2 mol 的硫酸铜
和 0.1 mol 的水被电解，因此转移的电子为 0.6 mol。
答案：(1)0.2 (2)0.4 (3)0.6
考向2 多池串联的计算
[典例5](2018 年山东淄博检测)某小组用下图装置进行实
验，下列说法正确的是( )。
D.导线中通过0.15mole－时，加入5.55gCu2(OH)2CO3，
A.盐桥中的电解质可以用 KCl
B.闭合 K，外电路电流方向为 Fe 电极→石墨电极
C.闭合 K，石墨电极上只生成铜
CuSO4 溶液可恢复原组成
解析：由于 KCl 能和 AgNO3 反应产生沉淀，因此盐桥中的
电解质不能用 KCl，故 A 错误；闭合 K，铁比银活泼，铁为负
极，与铁相连的石墨为阴极，所以外电路电流方向为石墨电极
→Fe 电极，故 B 错误；闭合 K，与铁相连的石墨电极为阴极，
2e－===H2↑，故还会放出氢气，故 C 错误；CuSO4 溶液中
发生还原反应，首先Cu2＋＋2e－===Cu，析出Cu，然后2H＋＋
n(Cu2＋)＝0.05 mol，完全消耗时转移电子数为 0.1 mol，导线中
通过 0.15 mol e－，说明有 H＋在阴极放电，电解 CuSO4 溶液的总
反应式为 2Cu2＋＋2H2O 2Cu＋O2↑＋4H＋，溶液中减少的
是 2Cu 和 O2(相当于 2CuO)，需要补充 0.05 mol CuO 才能使溶
液恢复，电解水的总反应式为 2H2O 2H2↑＋O2↑，转移电
子数为 0.05 mol 时消耗 0.025 mol H2O ，Cu2(OH)2CO3 可写为
2CuO·H2O·CO2 ， 所 以 加 入 0.025 mol×222 g·mol－1 ＝ 5.55 g
Cu2(OH)2CO3，CuSO4 溶液可恢复原组成，故 D 正确。
答案：D
[方法技巧] 根据关系式计算
根据得失电子守恒定律建立已知量与未知量之间的桥梁，
构建计算所需的关系式。串联电路中各电极得失电子数相等，
即电路中通过的电量(电子总数)相等。
该关系式具有总揽电化学计算的作用，熟记电极反应式，
灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。
如以通过4 mol e－为桥梁可构建如下关系式：
【拓展演练】
===4H＋＋O2↑，所以每转移2 mol 电子时，左侧电极就产生 0.5
解析：A 项，该装置中，硝酸根离子得电子发生还原反应，
则 Ag-Pt 电极为阴极，Pt 电极为阳极，连接阴极的 B 为负极，
A 为正极，正确；B 项，电解时阳离子向阴极移动，所以 H＋从
阳极向阴极迁移，正确；C 项，左侧电极为阳极发生 2H2O－4e－
mol O2 即 16 g 氧气，错误；D 项，阴极上硝酸根离子得电子发
6H2O，正确。
答案：C
解析：A 项，充电时阳离子向阴极移动，错误；B 项，放
时生成氢氧化钾，溶液中的氢氧根离子浓度增大，错误；C 项，
放电时，锌在负极失去电子，正确；D 项，标准状况下 22.4 L
氧气的物质的量为 1 mol，对应转移 4 mol 电子，错误。
答案：C
考点三
考向 1
电解原理的应用
应用电解原理制备新物质
[典例 6](制备金属氧化物)(2017 年新课标Ⅱ卷)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，电解质溶液
)。一般为 H2SO4--H2C2O4 混合溶液。下列叙述错误的是(
A.待加工铝制工件为阳极
B.可选用不锈钢网作为阴极
D.硫酸根离子在电解过程中向阳极移动
C.阴极的电极反应式为：Al3＋＋3e－===Al
. .
解析：A 项，根据原理可知，Al 要形成氧化膜，化合价升
高失电子，因此铝为阳极，正确；B 项，不锈钢网接触面积大，
能增加电解效率，正确；C 项，阴极应为氢离子得电子生成氢
气，错误；D 项，电解时，阴离子移向阳极，正确。
答案：C
[典例 7](制备新型净水剂)(2016 年天津卷节选)化工生产的
副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的 Na2FeO4，
镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产
生红褐色物质。已知：Na2FeO4 只在强碱性条件下稳定，易被
H2 还原。
图 1 图 2
(1)电解一段时间后，c(OH－)降低的区域在__________(填
“阴极室”或“阳极室”)。
(2)电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因为
_____________________________________________________。
(3)c(Na2FeO4)随初始 c(NaOH)的变化如图 2，任选 M、N 两
点中的一点，分析 c(Na2FeO4)低于最高值的原因：_________
_____________________________________________________。
答案：(1)阳极室
(2)防止 Na2FeO4 与 H2 反应使产率降低
(3)M 点：c(OH－)低，Na2FeO4 稳定性差，反应慢[或 N 点：
c(OH－)过高，铁电极上有 Fe(OH)3 生成，使 Na2FeO4 产率降低]
考向 2 应用电解原理治理污染
[典例8](白色垃圾处理)(2018 届湖北三模)某化学
兴趣小组学生对塑料饭盒废弃物的水解液进行电渗析处理，同
时得到对苯二甲酸。原理如图所示(H2A 表示对苯二甲酸，A2－
表示对苯二甲酸根离子)，下列说法正确的是( )。
A.电极 a 为阴极，电极 b 产生氧气
B.通电一段时间后，硫酸溶液 pH 升高
C.A2－通过阴离子交换膜进入浓缩室
D.对 200 mL 的 8.3 g·L－1 对苯二甲酸溶液，通电一段时间
后，浓度上升到 0.1 mol·L－1，阴极产生气体体积 4.48 L
解析：根据电解规律：电极a上电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，生
成的H＋通过阳离子交换膜进入浓缩室，电极b上电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，
A错误；通电一段时间后，电极a附近区域氢离子浓度增大，酸性增强，所以硫酸
溶液pH降低，B错误；A2－通过阴离子交换膜进入浓缩室，C正确；没有给定气体
的外界条件下，无法用气体摩尔体积进行计算，D错误。
答案：C
[典例 9](有机微粒处理)(2018 年湖南长沙三模)工业上，在
强碱性条件下用电解法除去废水中的 CN－，装置如图所示，依
次发生的反应有：
下列说法正确的是( )。
A.a 为电源负极
B.通电过程中溶液 pH 不断增大
C.除去 1 mol CN－，外电路中至少需要转移 5 mol 电子
D.为了使电解池连续工作，需要不断补充 NaCl
[思维建模]
电解原理解题流程
【拓展演练】
5.(2018 年新课标Ⅲ卷)KIO3 是一种重要的无机化合物，可
作为食盐中的补碘剂。回答下列问题：
(1)KIO3 的化学名称是______。
(2)利用“KClO3 氧化法”制备 KIO3 工艺流程如下图所示：
“酸化反应”所得产物有 KH(IO3)2、Cl2 和 KCl。“逐 Cl2”
采用的方法是________。“滤液”中的溶质主要是__________。
“调 pH”中发生反应的化学方程式为___________________。
(3)KIO3 也可采用“电解法”制备，装置如图所示。
①写出电解时阴极的电极反应式：____________________。
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为______，其
迁移方向是____________。
③与“电解法”相比，“KClO3 氧化法”的主要不足之处
有________________________(写出一点)。
解析：(1)根据氯酸钾(KClO3)可以推测 KIO3 为碘酸钾。
(2)将溶解在溶液中的气体排出的一般方法是将溶液加热，原因
是气体的溶解度随温度上升而减小。第一步反应得到的产品中
氯气在“逐 Cl2”时除去，根据图示，碘酸钾在最后得到，所以
过滤时 KH(IO3)2 应该在滤渣中，所以滤液中主要为 KCl。
“调pH”的主要目的是将KH(IO3)2转化为KIO3，所以化学方程式为KH(IO3)2＋
KOH===2KIO3＋H2O。(3)①由图示，阴极为氢氧化钾溶液，所以反应为水电
离的氢离子得电子，反应为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。②电解时，溶液中
的阳离子应该向阴极迁移，明显是溶液中大量存在的钾离子迁移，方向为由左
向右，即由a到b。③KClO3氧化法的最大不足之处在于生产中会产生污染环境
的氯气。
答案：(1)碘酸钾 (2)加热 KCl
KH(IO3)2＋KOH===2KIO3＋H2O或(HIO3＋KOH===KIO3＋H2O)
(3)①2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
②K＋ a到b ③产生Cl2易污染环境等
6.(2017 年天津卷节选)某混合物浆液含 Al(OH)3、MnO2 和
少量 Na2CrO4。考虑到胶体的吸附作用使 Na2CrO4 不易完全被
水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置(如图)，使浆液
分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。
____________________________________________，分离后含
铬元素的粒子是______________________；阴极室生成的物质
为__________(写化学式)。
子，密封好，放置一段时间后，下列有关叙述中错误的是(
考点四
考向1
金属的腐蚀与防护
金属腐蚀
[典例10](2018 年安徽江淮名校联考)如图装置中，在 U 形
管底部盛有 CCl4，分别在 U 形管两端小心倒入饱和食盐水和稀
硫酸，并使 a、b 两处液面相平，然后分别塞上插有生铁丝的塞
)。. .
A.铁丝在两处的腐蚀速率：a＜b
B.a 管发生吸氧腐蚀，b 管发生析氢腐蚀
C.一段时间后，a 处液面高于 b 处液面
D.生铁丝中的碳在 a、b 两处分别作原电池的负极和正极
解析：O2 与 H2SO4 相比，常温下 H2SO4 更易与 Fe 反应，
故生铁丝在两处的腐蚀速率 a原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>应用
原电池原理有保护措施的腐蚀>应用电解原理有保护措施的腐
蚀。或电解池阳极>原电池负极>化学腐蚀>原电池正极>电解池
阴极。
(2)同一种金属在同浓度的不同介质中腐蚀由快到慢的顺
序：强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。
(3)对于活动性不同的两种金属的合金，活动性差别越大，
氧化还原反应速率越快，活泼金属腐蚀越快。
(4)对于同一电解质溶液，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀
越快(除钝化外)。
(5)纯度越高的金属，腐蚀的速率越慢。
中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是(
考向2 金属的防护
[典例11](2017 年新课标Ⅰ卷)支撑海港码头基础的钢管桩，
常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其
)。
A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零
B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩
C.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流
D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整
. . .
解析：本题使用的是外加电流的阴极保护法。外加强大的
电流抑制金属电化学腐蚀产生的电流，A 正确；通电后，被保
护的钢管桩作阴极，高硅铸铁作阳极，因此电子被强制从高硅
铸铁流向钢管桩，B 正确；高硅铸铁为惰性辅助阳极，所以高
硅铸铁不损耗，C 错误；外加电流要抑制金属电化学腐蚀产生
的电流，D 正确。
答案：C
[特别提醒]外加电流的阴极保护法的保护效果好于牺牲阳
极的阴极保护法。
① ② ③
在 Fe 表面生成蓝
色沉淀 试管内无明显变化 试管内生成蓝色沉淀
【拓展演练】
7.(2018 年北京卷)验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下
(烧杯内均为经过酸化的 3%NaCl 溶液)。
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
解析：A项，对比②③，②Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]无明显变化，②Fe
附近的溶液中不含Fe2＋，③Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]产生蓝色沉淀，③Fe附
近的溶液中含Fe2＋，
②中Fe被保护，正确；B项，①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面产生蓝色沉淀，Fe表面产
生了Fe2＋，对比①②的异同，①可能是K3[Fe(CN)6]将Fe氧化成Fe2＋，故B说法正确；
C项，对比①②，①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面产生蓝色沉淀，①也能检验出
Fe2＋，不能用①的方法验证Zn保护Fe，正确；D项，由实验可知K3[Fe(CN)6]可能将
Fe氧化成Fe2＋，将Zn换成Cu不能用①的方法证明Fe比Cu活泼，错误。
答案：D
8.(2016 年北京卷)用石墨电极完成下列电解实验。
项目 实验一 实验二
装置
现象 a、d处试纸变蓝；b处变红，
局部褪色；c处无明显变化
两个石墨电极附近有气泡
产生；n处有气泡产生……
解析：A 项，a、d 处试纸变蓝，说明溶液显碱性，是溶液
中的氢离子得到电子生成氢气，氢氧根离子剩余造成的，正确；
B 项，b 处变红，局部褪色，说明是溶液中的氢氧根和氯离子
同时放电，错误；C项，c处为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，
正确；D 项，实验一中 ac形成电解池，db形成电解池，所以实
验二中也相当于形成三个电解池(一个球两面为不同的两极)，
m 为电解池的阴极，另一球朝 m 的一面为阳极(即 n 的背面)，
故相当于电镀，即 m 上有铜析出，正确。
答案：B
隔膜在电化学中的功能
1.常见的隔膜
隔膜又叫离子交换膜，由高分子特殊材料制成。离子交换
膜分三类：
(1)阳离子交换膜，简称阳膜，只允许阳离子通过，即允许
H＋和其他阳离子通过，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。
2.隔膜的作用
(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)能选择性的通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的
作用。
A.电子流向：电源负极→b 电极→电解液→a 电极→电源正
极
B.阳极的电极反应式为 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
C.当电路中通过 3 mol 电子时，可得到 1 mol H3BO3
D.A 膜为阳膜，B 膜为阴膜，且穿过 A 膜和 B 膜的离子数
相同
已知：①Ni2＋在弱酸性溶液中发生水解；
②氧化性：Ni2＋(高浓度)＞H＋＞Ni2＋(低浓度)。
A.碳棒上发生的电极反应：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
B.电解过程中，B 室中 NaCl 溶液的物质的量浓度将不断减
小
C.为了提高 Ni 的产率，电解过程中需要控制废水的 pH
D.若将图中阳离子膜去掉，将 A、B 两室合并，则电解反
应总方程式发生改变
解析：电极反应式：
阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，
阴极：Ni2＋＋2e－===Ni、2H＋＋2e－===H2↑，
A正确；由于C室中Ni2＋、H＋不断减少，Cl－通过阴离子膜从C室移向B室，A
室中OH－不断减少，Na＋通过阳离子膜从A室移向B室，所以B室中NaCl溶液的物
质的量浓度不断增大，B错误；由于H＋的氧化性大于Ni2＋(低浓度)的氧化性，所
以为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水的pH，C正确；若去掉阳离子膜，
在阳极Cl－首先放电生成Cl2，反应总方程式发生改变，D正确。
答案：B
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