專題11電化學(xué)基礎(chǔ)01專題網(wǎng)絡(luò)·思維腦圖02考情分析·解密高考03高頻考點(diǎn)·以考定法考點(diǎn)一原電池原理及其應(yīng)用【高考解密】命題點(diǎn)01原電池的工作原理及其應(yīng)用考點(diǎn)一原電池原理及其應(yīng)用【高考解密】命題點(diǎn)01原電池的工作原理及其應(yīng)用命題點(diǎn)02化學(xué)電源【技巧解密】【考向預(yù)測(cè)】考點(diǎn)二電解池原理及其應(yīng)用【高考解密】命題點(diǎn)01電解池原理命題點(diǎn)02電解池原理的應(yīng)用【技巧解密】【考向預(yù)測(cè)】考點(diǎn)三金屬腐蝕與防護(hù)【高考解密】命題點(diǎn)01金屬腐蝕的原理命題點(diǎn)02金屬的防護(hù)原理【技巧解密】【考向預(yù)測(cè)】04核心素養(yǎng)·微專題微專題電化學(xué)離子交換膜的分析與應(yīng)用考點(diǎn)考查內(nèi)容考情預(yù)測(cè)原電池原理及其應(yīng)用1、原電池的工作原理及其應(yīng)用2、化學(xué)電源電化學(xué)內(nèi)容是高考試卷中的常客，是氧化還原反應(yīng)知識(shí)的應(yīng)用和延伸，命題在繼續(xù)加強(qiáng)基本知識(shí)考查的基礎(chǔ)上，更加注重了試題題材的生活化、實(shí)用化、情境化，同時(shí)也加強(qiáng)了不同知識(shí)間的相互滲透與融合，試題的背景較為新穎，側(cè)重考查分析判斷、獲取信息解答問(wèn)題及計(jì)算能力。題型有以新型電池為背景的選擇題和以電極反應(yīng)式書寫為主的填空題，通常考查的知識(shí)點(diǎn)是從閉合回路的形成角度分析原電池、電解池的工作原理，電極的判斷，電極反應(yīng)式的書寫，電子的轉(zhuǎn)移或電流的方向和溶液中離子的移動(dòng)方向的判斷，溶液pH的變化，離子交換膜作用，有關(guān)計(jì)算，理解原電池和電解池原理的實(shí)際應(yīng)用等，難度一般偏大。解題時(shí)要求掌握“結(jié)合反應(yīng)原理，根據(jù)元素化合價(jià)變化，正確判斷電極發(fā)生的反應(yīng)和書寫電極反應(yīng)方程式”的方法。預(yù)計(jì)2024年高考選擇題中，仍然以某一個(gè)新型電池為背景考查電化學(xué)知識(shí)，結(jié)合物質(zhì)的制備、廢棄物的處理等內(nèi)容進(jìn)行考查，電極反應(yīng)方程式的書寫或正誤判斷、離子移動(dòng)的方向、電極產(chǎn)物種類的判斷及相關(guān)計(jì)算等仍是考查的重點(diǎn)。電解池原理及其應(yīng)用1、電解池原理2、電解池原理的應(yīng)用金屬腐蝕與防護(hù)1、金屬腐蝕的原理2、金屬的防護(hù)原理考點(diǎn)一原電池原理及其應(yīng)用命題點(diǎn)01原電池的工作原理及其應(yīng)用典例01（2023·廣東卷）負(fù)載有和的活性炭，可選擇性去除實(shí)現(xiàn)廢酸的純化，其工作原理如圖。下列說(shuō)法正確的是()A．Ag作原電池正極B．電子由Ag經(jīng)活性炭流向PtC．Pt表面發(fā)生的電極反應(yīng)：O2+2H2O+4e-=4OH-D．每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L的O2，最多去除1molCl-典例02（2022·山東卷）(雙選)設(shè)計(jì)如圖裝置回收金屬鈷。保持細(xì)菌所在環(huán)境pH穩(wěn)定，借助其降解乙酸鹽生成CO2，將廢舊鋰離子電池的正極材料LiCoO2轉(zhuǎn)化為Co2+，工作時(shí)保持厭氧環(huán)境，并定時(shí)將乙室溶液轉(zhuǎn)移至甲室。已知電極材料均為石墨材質(zhì)，右側(cè)裝置為原電池。下列說(shuō)法正確的是()A．裝置工作時(shí)，甲室溶液pH逐漸增大B．裝置工作一段時(shí)間后，乙室應(yīng)補(bǔ)充鹽酸C．乙室電極反應(yīng)式為L(zhǎng)iCoO2+2H2O+e-+4H+=Li++Co2++4OH-D．若甲室Co2+減少200mg，乙室Co2+增加300mg，則此時(shí)已進(jìn)行過(guò)溶液轉(zhuǎn)移典例03（2021·廣東卷）火星大氣中含有大量CO2，一種有CO2參加反應(yīng)的新型全固態(tài)電池有望為火星探測(cè)器供電。該電池以金屬鈉為負(fù)極，碳納米管為正極，放電時(shí)()A．負(fù)極上發(fā)生還原反應(yīng) B．CO2在正極上得電子C．陽(yáng)離子由正極移向負(fù)極 D．將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能命題點(diǎn)02化學(xué)電源典例01（2023·全國(guó)新課標(biāo)卷）一種以V2O5和Zn為電極、Zn(CF3SO3)2水溶液為電解質(zhì)的電池，其示意圖如下所示。放電時(shí)，Zn2+可插入V2O5層間形成·。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．放電時(shí)V2O5為正極B．放電時(shí)Zn2+由負(fù)極向正極遷移C．充電總反應(yīng)：·D．充電陽(yáng)極反應(yīng)：·典例02（2022·廣東卷）科學(xué)家基于Cl2易溶于CCl4的性質(zhì)，發(fā)展了一種無(wú)需離子交換膜的新型氯流電池，可作儲(chǔ)能設(shè)備(如圖)。充電時(shí)電極a的反應(yīng)為：NaTi2(PO4)3+2Na++2e-=Na3Ti2(PO4)3。下列說(shuō)法正確的是()A．充電時(shí)電極b是陰極B．放電時(shí)NaCl溶液的減小C．放電時(shí)NaCl溶液的濃度增大D．每生成1molCl2，電極a質(zhì)量理論上增加23g典例03（2021·遼寧卷）如圖，某液態(tài)金屬儲(chǔ)能電池放電時(shí)產(chǎn)生金屬化合物L(fēng)i3Bi。下列說(shuō)法正確的是()A．放電時(shí)，M電極反應(yīng)為B．放電時(shí)，Li+由M電極向N電極移動(dòng)C．充電時(shí)，M電極的質(zhì)量減小D．充電時(shí)，N電極反應(yīng)為L(zhǎng)i3Bi+3e-=3Li++Bi1．“五類”依據(jù)判斷原電池電極：(1)依據(jù)構(gòu)成原電池兩極的電極材料判斷。一般是較活潑的金屬為負(fù)極,活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。(2)依據(jù)原電池兩極發(fā)生反應(yīng)的類型判斷。負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng);正極發(fā)生還原反應(yīng)。(3)依據(jù)電子流動(dòng)方向或電流方向判斷。在外電路中,電子由負(fù)極流向正極,電流由正極流向負(fù)極。(4)依據(jù)原電池電解質(zhì)溶液中離子的移動(dòng)方向判斷。陽(yáng)離子向正極移動(dòng),陰離子向負(fù)極移動(dòng)。(5)依據(jù)原電池鹽橋中離子的移動(dòng)方向判斷。陽(yáng)離子向正極移動(dòng),陰離子向負(fù)極移動(dòng)。2．“三步”突破原電池電極反應(yīng)式的書寫：第一步：分析氧化還原反應(yīng)根據(jù)氧化還原反應(yīng)，分析元素化合價(jià)的升降，確定正負(fù)極反應(yīng)物質(zhì)及電子得失數(shù)目第二步：注意電解質(zhì)溶液環(huán)境分析電解質(zhì)溶液的酸堿性及離子參加反應(yīng)的情況，確定電極反應(yīng)，寫出電極反應(yīng)式第三步：合并正、負(fù)電極反應(yīng)調(diào)整兩極反應(yīng)式中得失電子數(shù)目相等并疊加，消去電子，得出總反應(yīng)式3．解答新型化學(xué)電源的步驟(1)判斷電池類型→確認(rèn)電池原理→核實(shí)電子、離子移動(dòng)方向。(2)確定電池兩極→判斷電子、離子移動(dòng)方向→書寫電極反應(yīng)和電池反應(yīng)。(3)充電電池→放電時(shí)為原電池→失去電子的為負(fù)極反應(yīng)。(4)電極反應(yīng)→總反應(yīng)離子方程式減去較簡(jiǎn)單一極的電極反應(yīng)式→另一電極反應(yīng)式。4．化學(xué)電源(1)一次電池堿性鋅錳干電池負(fù)極材料：Zn電極反應(yīng)：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2正極材料：碳棒電極反應(yīng)：2MnO2＋2H2O＋2e－=2MnOOH＋2OH－總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnOOH＋Zn(OH)2鋅銀電池負(fù)極材料：Zn電極反應(yīng)：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2正極材料：Ag2O電極反應(yīng)：Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－總反應(yīng)：Zn＋Ag2O＋H2O=Zn(OH)2＋2Ag(2)二次電池鉛蓄電池是最常見(jiàn)的二次電池，總反應(yīng)為Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)【特別提醒】分析可充電電池問(wèn)題“三注意”(1)放電時(shí)是原電池反應(yīng)，充電時(shí)是電解池反應(yīng)。(2)充電電池需要注意的是充電、放電的反應(yīng)不能理解為可逆反應(yīng)。(3)充電時(shí)的電極反應(yīng)與放電時(shí)的電極反應(yīng)過(guò)程相反，充電時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)恰與放電時(shí)的正極反應(yīng)相反，充電時(shí)的陰極反應(yīng)恰與放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)相反。故二次電池充電時(shí)，可充電電池的正極連接外接電源的正極，可充電電池的負(fù)極連接外接電源的負(fù)極。簡(jiǎn)單記為“正接正、負(fù)接負(fù)”。(4)充、放電時(shí)電解質(zhì)溶液中離子移動(dòng)方向的判斷分析電池工作過(guò)程中電解質(zhì)溶液的變化時(shí)，要結(jié)合電池總反應(yīng)進(jìn)行分析。①首先應(yīng)分清電池是放電還是充電。②再判斷出正、負(fù)極或陰、陽(yáng)極。放電：陽(yáng)離子→正極，陰離子→負(fù)極；充電：陽(yáng)離子→陰極，陰離子→陽(yáng)極；總之：陽(yáng)離子→發(fā)生還原反應(yīng)的電極；陰離子→發(fā)生氧化反應(yīng)的電極。(5)書寫化學(xué)電源的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式時(shí)，關(guān)鍵是抓住氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的存在形式。(3)燃料電池氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池：總反應(yīng)式：2H2＋O2=2H2O①酸性介質(zhì)負(fù)極：2H2－4e－=4H＋正極：O2＋4H＋＋4e－=2H2O②堿性介質(zhì)負(fù)極：2H2＋4OH－－4e－=4H2O正極：O2＋2H2O＋4e－=4OH－③熔融的金屬氧化物作介質(zhì)負(fù)極：2H2－4e－＋2O2－=2H2O正極：O2＋4e－=2O2－④碳酸鹽作介質(zhì)負(fù)極：2H2－4e－＋2COeq\o\al(2－,3)=2H2O＋2CO2正極：O2＋4e－＋2CO2=2COeq\o\al(2－,3)(4)濃差電池1）在濃差電池中，為了限定某些離子的移動(dòng)，常涉及到“離子交換膜”。①常見(jiàn)的離子交換膜陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子(包括H＋)通過(guò)陰離子交換膜只允許陰離子通過(guò)質(zhì)子交換膜只允許H＋通過(guò)②離子交換膜的作用a.能將兩極區(qū)隔離，阻止兩極物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。b.能選擇性地允許離子通過(guò)，起到平衡電荷、形成閉合回路的作用。③離子交換膜的選擇依據(jù)：離子的定向移動(dòng)。2）“濃差電池”的分析方法濃差電池是利用物質(zhì)的濃度差產(chǎn)生電勢(shì)的一種裝置。兩側(cè)半電池中的特定物質(zhì)有濃度差，離子均是由“高濃度”移向“低濃度”，依據(jù)陰離子移向負(fù)極區(qū)域，陽(yáng)離子移向正極區(qū)域判斷電池的正、負(fù)極，這是解題的關(guān)鍵。5.電解池中電極反應(yīng)式的書寫方法(1)書寫步驟①首先注意陽(yáng)極是活性材料還是惰性材料。②分析確定溶液中所有陰陽(yáng)離子并清楚放電順序。③根據(jù)放電順序分析放電產(chǎn)物。④根據(jù)電解質(zhì)溶液的酸堿性確定電極反應(yīng)式中是否有H＋、OH－或H2O參與；最后配平電極反應(yīng)式。(2)介質(zhì)對(duì)電極反應(yīng)式的影響①在電解池電極方程式中，如果是H＋或OH－放電，則電解質(zhì)溶液的酸堿性對(duì)電極反應(yīng)式?jīng)]有影響。②酸性溶液反應(yīng)物或生成物中均沒(méi)有OH－。③堿性溶液反應(yīng)物或生成物中均沒(méi)有H＋。(3)電極產(chǎn)物的溶解性對(duì)電極反應(yīng)式的影響。電解MgCl2溶液時(shí)的陰極反應(yīng)式應(yīng)為：Mg2＋＋2H2O＋2e－=Mg(OH)2↓＋H2↑，而不是2H＋＋2e－=H2↑。總反應(yīng)離子方程式為：Mg2＋＋2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Mg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑。不能把電解MgCl2溶液的離子方程式寫成：2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2OH－＋Cl2↑＋H2↑，忽視了生成難溶的Mg(OH)2。6.原電池電極上區(qū)pH變化規(guī)律（1）若電極反應(yīng)消耗OH－(H＋)，則電極周圍溶液的pH減小(增大)；（2）若電極反應(yīng)生成H＋(OH－)，則電極周圍溶液的pH減小(增大)。（3）若總反應(yīng)的結(jié)果是消耗OH－(H＋)，則溶液的pH減小(增大)；（4）若總反應(yīng)的結(jié)果是生成H＋(OH－)，則溶液的pH減小(增大)。（5）若兩極消耗或生成的OH－(H＋)的物質(zhì)的量相等，則溶液的pH變化規(guī)律視溶液的酸堿性及是否有水生成而定，應(yīng)具體問(wèn)題具體分析（如酸性燃料電池，由于生成水，pH增大）。考向01原電池的工作原理及其應(yīng)用1．（2023·甘肅·統(tǒng)考二模）碳排放是影響氣候變化的重要因素之一。最近科學(xué)家研發(fā)出一種有利于“碳中和”的新型電池系統(tǒng)，通過(guò)二氧化碳溶于水觸發(fā)電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能和氫氣，其工作原理如下圖所示(鈉超離子導(dǎo)體只允許Na+通過(guò))。下列說(shuō)法正確的是A．電池系統(tǒng)工作時(shí)電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能B．用硫酸溶液替代有機(jī)電解液可增大電池工作效率C．b極區(qū)的電極反應(yīng)式為2CO2+2H2O+2e-=2+H2D．電池工作時(shí)每消耗2.24LCO2，a電極的質(zhì)量會(huì)減少2.3g2．（2023·遼寧沈陽(yáng)·東北育才學(xué)校校考模擬預(yù)測(cè)）用零價(jià)鐵去除酸性水體中的是地下水修復(fù)研究的熱點(diǎn)之一，下列有關(guān)敘述中錯(cuò)誤的是鐵粉還原水體中的反應(yīng)原理(已知：形成了原電池)示意圖足量鐵粉還原水體中后，鐵表面最終形態(tài)的示意圖初始的水體中，分別加入、(足量)、(足量)和對(duì)的去除率(％)的對(duì)比圖像A．甲圖中作原電池的負(fù)極B．甲圖中正極上發(fā)生的電極反應(yīng)：C．零價(jià)鐵去除的反應(yīng)速率會(huì)隨時(shí)間推移而減慢D．零價(jià)鐵去除時(shí)加入的適量能直接還原，從而提高的去除率3．（2023·廣東廣州·統(tǒng)考二模）科學(xué)家研發(fā)了一種以Al和Pd@石墨烯為電極的Al-電池，電池以離子液體作電解質(zhì)，放電時(shí)在提供能量的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了人工固氮，示意圖如下。下列說(shuō)法不正確的是A．充電時(shí)Al電極是陰極B．放電時(shí)離子濃度增大，離子濃度減少C．放電時(shí)正極反應(yīng)為D．放電時(shí)電路中每通過(guò)6mol，電池總質(zhì)量理論上增加28g4．（2023·遼寧大連·統(tǒng)考二模）某科研小組用電化學(xué)方法將轉(zhuǎn)化為實(shí)現(xiàn)再利用，轉(zhuǎn)化的基本原理如圖所示，下列敘述正確的是

A．光能全部轉(zhuǎn)化成電能B．M上的電極反應(yīng)方程式為C．該電池工作時(shí)溶液中移向N極D．若消耗標(biāo)況下，溶液中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為5．（2023·河北唐山·統(tǒng)考三模）某研究所為硫酸工廠的尾氣處理專門設(shè)計(jì)了SO2—空氣質(zhì)子交換膜燃料電池，以實(shí)現(xiàn)制硫酸、發(fā)電、環(huán)保的結(jié)合，電池示意圖如下。下列說(shuō)法正確的是(空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)按20%計(jì))

A．該電池放電時(shí)質(zhì)子從電極B移向電極AB．負(fù)極的電極反應(yīng)為C．a(chǎn)端的電勢(shì)高于b端D．相同條件下，放電過(guò)程中消耗的SO2和空氣的體積比為2：5考向02化學(xué)電源1．（2023·四川·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）某企業(yè)研發(fā)的鈉離子電池“超鈉F1”于2023年3月正式上市、量產(chǎn)。鈉離子電池因原料和性能的優(yōu)勢(shì)而逐漸取代鋰離子電池，電池結(jié)構(gòu)如圖所示。該電池的負(fù)極材料為NaxCy(嵌鈉硬碳)，正極材料為Na2Mn[Fe(CN)6](普魯士白)。在充、放電過(guò)程中，Na+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌。

下列說(shuō)法不正確的是A．由于未使用稀缺的鋰元素，量產(chǎn)后的鈉離子電池的生產(chǎn)成本比鋰離子電池的低B．放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為NaxCy-xe-=Cy+xNa+C．放電時(shí)，Na+移向電勢(shì)較高的電極后得到電子發(fā)生還原反應(yīng)D．充電時(shí)，每轉(zhuǎn)移1mol電子，陽(yáng)極的質(zhì)量減少23g2．（2023·江蘇揚(yáng)州·揚(yáng)州中學(xué)校考模擬預(yù)測(cè)）一種新型AC/LiMn2O4電池體系，在快速啟動(dòng)、電動(dòng)車等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。其采用尖晶石結(jié)構(gòu)的LiMn2O4作正極(可由Li2CO3和MnO2按物質(zhì)的量比1：2反應(yīng)合成)，高比表面積活性炭AC(石墨顆粒組成)作負(fù)極。充電、放電的過(guò)程如圖所示：

下列說(shuō)法正確的是A．合成LiMn2O4的過(guò)程中可能有H2產(chǎn)生B．放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為：LiMn2O4+xe-=Li(1-x)Mn2O4+xLi+C．充電時(shí)AC極應(yīng)與電源負(fù)極相連D．可以用Li2SO4水溶液做電解液3．（2024·安徽·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）復(fù)旦大學(xué)科研人員采用金屬碳酸鹽和獨(dú)特的固-固轉(zhuǎn)換反應(yīng)，設(shè)計(jì)出@石墨烯(ZZG)電極的概念電池，表現(xiàn)出91.3%的高鋅利用率，且壽命長(zhǎng)達(dá)2000次，其充電時(shí)的工作原理如圖所示：

下列說(shuō)法正確的是A．放電時(shí)的電極電勢(shì)：ZZG電極>鎳基電極B．充電時(shí)陰極附近電解液中增大C．放電時(shí)移向鎳基電極D．放電時(shí)當(dāng)外電路中有2mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，ZZG電極就會(huì)析出1mol固體4．（2023·河北唐山·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）浙江大學(xué)高超教授團(tuán)隊(duì)研究的水系雙離子電池原理如下圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A．放電時(shí)a極附近溶液pH增大B．放電時(shí)b極的電極反應(yīng)式為：C．充電時(shí)b極作陰極，發(fā)生還原反應(yīng)D．充電時(shí)1molCu完全轉(zhuǎn)化為Cu3(PO4)2，電池內(nèi)部有6molNa+發(fā)生遷移5．（2023·河南新鄉(xiāng)·統(tǒng)考一模）鋅電池具有成本低、安全性強(qiáng)、可循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)。一種新型鋅電池的工作原理如圖所示(凝膠中允許離子生成或遷移)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．基態(tài)錳原子價(jià)電子排布式為B．放電過(guò)程中，a極的電極反應(yīng)式為C．放電過(guò)程中，轉(zhuǎn)移時(shí)，b極消耗D．配離子中Zn采用的是雜化，該配離子為空間四面體結(jié)構(gòu)考點(diǎn)二電解池原理及其應(yīng)用命題點(diǎn)01電解池原理典例01（2023·廣東卷）利用活性石墨電極電解飽和食鹽水，進(jìn)行如圖所示實(shí)驗(yàn)。閉合K1，一段時(shí)間后()A．U型管兩側(cè)均有氣泡冒出，分別是Cl2和O2 B．a(chǎn)處布條褪色，說(shuō)明Cl2具有漂白性C．b處出現(xiàn)藍(lán)色，說(shuō)明還原性：Cl-I-D．?dāng)嚅_K1，立刻閉合K2，電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn)典例01（2022·海南卷）一種采用H2O(g)和N2(g)為原料制備NH3(g)的裝置示意圖如下。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．在b電極上，N2被還原B．金屬Ag可作為a電極的材料C．改變工作電源電壓，反應(yīng)速率不變D．電解過(guò)程中，固體氧化物電解質(zhì)中O2-不斷減少典例03（2021·海南卷）液氨中存在平衡：2NH3NH4++NH2-。如圖所示為電解池裝置，以KNH2的液氨溶液為電解液，電解過(guò)程中a、b兩個(gè)惰性電極上都有氣泡產(chǎn)生。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．b電極連接的是電源的負(fù)極 B．a(chǎn)電極的反應(yīng)為2NH3+2e-=H2+2NH2-C．電解過(guò)程中，陰極附近K+濃度減小 D．理論上兩極產(chǎn)生的氣體物質(zhì)的量之比為1:1命題點(diǎn)02電解池原理的應(yīng)用典例01（2023·浙江卷）在熔融鹽體系中，通過(guò)電解TiO2和SiO2獲得電池材料(TiSi)，電解裝置如圖，下列說(shuō)法正確的是()A．石墨電極為陰極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．電極A的電極反應(yīng)：8H++TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4H2OC．該體系中，石墨優(yōu)先于Cl-參與反應(yīng)D．電解時(shí)，陽(yáng)離子向石墨電極移動(dòng)典例02（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)Al的再生。該過(guò)程中()A．陰極發(fā)生的反應(yīng)為M-2e-=Mg2+ 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)量變化相等典例03（2021·遼寧卷）利用(Q)與電解轉(zhuǎn)化法從煙氣中分離的原理如圖。已知?dú)怏w可選擇性通過(guò)膜電極，溶液不能通過(guò)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．a(chǎn)為電源負(fù)極 B．溶液中Q的物質(zhì)的量保持不變C．在M極被還原 D．分離出的從出口2排出1．“五類”依據(jù)判斷電解池電極判斷依據(jù)電極電極材料電極反應(yīng)電子流向離子移向電極現(xiàn)象陽(yáng)極與電源正極相連氧化反應(yīng)流出陰離子移向電極溶解或pH減小陰極與電源負(fù)極相連還原反應(yīng)流入陽(yáng)離子移向電極增重或pH增大2．電解池電極反應(yīng)式的書寫（1）電極產(chǎn)物判斷（2）電解池電極反應(yīng)式的書寫模式：注：①陽(yáng)極陰離子放電次序：非惰性電極>S2->I->Br->Cl->OH->高價(jià)含氧酸根離子>F-②陰極陽(yáng)離子放電次序一般為：Ag+>Hg2+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+當(dāng)然，微粒的濃度也會(huì)影響放電的順序，如電鍍鋅時(shí)，溶液中C(Zn2+)>C(H+),放電次序Zn2+>H+。（3）電極反應(yīng)方程式的書寫技巧：分：分析電極材料是惰性電極如碳棒、Pt，還是活性電極（電極參與反應(yīng)）。析：分析溶液組成即溶液中有哪些離子。判：判斷離子流向（陽(yáng)離子移向陰極，陰離子移向陽(yáng)極）。斷：根據(jù)離子放電順序判斷反應(yīng)的離子。書：書寫電極反應(yīng)方程式。寫：書寫總反應(yīng)方程式，放電離子來(lái)源物質(zhì)=電極產(chǎn)物+剩余部分組合。3．惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律放H2生堿型(以NaCl為例)陽(yáng)極反應(yīng)式：2Cl－－2e－===Cl2↑電解后電解質(zhì)溶液的復(fù)原電解后電解質(zhì)溶液復(fù)原遵循“少什么補(bǔ)什么”原則，先讓析出的產(chǎn)物(氣體或沉淀)恰好完全反應(yīng)，再將其化合物投入電解后的溶液中即可。如：①NaCl溶液：通HCl氣體(不能加鹽酸)；②AgNO3溶液：加Ag2O固體；③CuCl2溶液：加CuCl2固體；④KNO3溶液：加H2O；⑤CuSO4溶液：加CuO或CuCO3[不能加Cu2O、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3]。陰極反應(yīng)式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－電解電解質(zhì)型(以HCl為例)陽(yáng)極反應(yīng)式：2Cl－－2e－===Cl2↑陰極反應(yīng)式：2H＋＋2e－===H2↑電解水型(以H2SO4為例)陽(yáng)極反應(yīng)式：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋陰極反應(yīng)式：4H＋＋4e－===2H2↑放O2生酸型(以CuSO4為例)陽(yáng)極反應(yīng)式：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋陰極反應(yīng)式：2Cu2＋＋4e－===2Cu總離子方程式：2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=====,\s\up7(電解))2Cu＋4H＋＋O2↑4．電解原理的應(yīng)用(1)電解飽和食鹽水。陽(yáng)極反應(yīng)式：2Cl－－2e－=Cl2↑(氧化反應(yīng))陰極反應(yīng)式：2H＋＋2e－=H2↑(還原反應(yīng))總反應(yīng)方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑離子反應(yīng)方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑(3)應(yīng)用：氯堿工業(yè)制燒堿、氫氣和氯氣陽(yáng)極：鈦網(wǎng)(涂有鈦、釕等氧化物涂層)。陰極：碳鋼網(wǎng)。陽(yáng)離子交換膜：①只允許陽(yáng)離子通過(guò)，能阻止陰離子和氣體通過(guò)。②將電解槽隔成陽(yáng)極室和陰極室。(2)電解精煉銅(3)電鍍銅(4)電冶金利用電解熔融鹽的方法來(lái)冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等總方程式陽(yáng)極、陰極反應(yīng)式冶煉鈉2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(通電))2Na＋Cl2↑2Cl－－2e－=Cl2↑，2Na＋＋2e－=2Na冶煉鎂MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(通電))Mg＋Cl2↑2Cl－－2e－=Cl2↑，Mg2＋＋2e－=Mg冶煉鋁2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(通電))4Al＋3O2↑6O2－－12e－=3O2↑，4Al3＋＋12e－=4Al5．有關(guān)電化學(xué)計(jì)算的三大方法(1)根據(jù)電子守恒計(jì)算用于串聯(lián)電路中電解池陰陽(yáng)兩極產(chǎn)物、原電池正負(fù)兩極產(chǎn)物、通過(guò)的電量等類型的計(jì)算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。(2)根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計(jì)算。(3)根據(jù)關(guān)系式計(jì)算根據(jù)得失電子守恒關(guān)系建立起已知量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建計(jì)算所需的關(guān)系式。如以通過(guò)4mole－為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式：(式中M為金屬，n為其離子的化合價(jià)數(shù)值)6．原電池、電解池、電鍍池判定（1）若無(wú)外接電源，可能是原電池，然后根據(jù)原電池的形成條件判定；（2）若有外接電源，兩極插入電解質(zhì)溶液中，則可能是電解池或電鍍池，當(dāng)陽(yáng)極金屬與電解質(zhì)溶液中的金屬離子相同則為電鍍池；（3）若為無(wú)明顯外接電源的串聯(lián)電路，則應(yīng)利用題中信息找出能發(fā)生自發(fā)氧化還原反應(yīng)的裝置為原電池。考向01電解池原理1．（2023·廣西南寧·南寧三中校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）如圖是利用甲醇燃料電池進(jìn)行電化學(xué)研究的裝置圖，下列說(shuō)法正確的是

A．甲池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，總反應(yīng)為2CH3OH+3O2=2CO2+4H2OB．乙池中的Ag不斷溶解C．反應(yīng)一段時(shí)間后要使乙池恢復(fù)原狀，可加入一定量CuO固體D．當(dāng)甲池中有22.4LO2參與反應(yīng)時(shí)，乙池中理論上可析出12.8g固體2．（2023·湖北·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）科研團(tuán)隊(duì)開創(chuàng)了海水原位直接電解制氫的全新技術(shù)(如圖所示)。該研究的關(guān)鍵點(diǎn)是利用海水側(cè)和電解質(zhì)側(cè)的水蒸氣壓力差使海水自發(fā)蒸發(fā)，并以蒸汽形式通過(guò)透氣膜擴(kuò)散到電解質(zhì)側(cè)重新液化，即“液-氣-液”水遷移機(jī)制，為電解提供淡水。下列敘述錯(cuò)誤的是

A．直接電解海水存在陽(yáng)極易腐蝕問(wèn)題B．液態(tài)水、陰離子分別不能通過(guò)膜a、膜bC．鉛酸蓄電池做電源時(shí)，電極與N電極相連D．電解過(guò)程中，陰極區(qū)溶液可能不變3．（2023·貴州貴陽(yáng)·統(tǒng)考三模）如圖2所示是一種低電壓下獲得氫氣和氧氣的電化學(xué)裝置。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A．a(chǎn)電極為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．M、N電極產(chǎn)生的氣體物質(zhì)的量之比為2∶1C．標(biāo)況下生成2.24L的氣體N，則有0.2NA的OH-經(jīng)隔膜從b移向aD．反應(yīng)器I中反應(yīng)為4[Fe(CN)6]3-+4OH-=4[Fe(CN)6]4-+O2↑+2H2O4．（2023·湖北武漢·華中師大一附中校考模擬預(yù)測(cè)）將、和熔融制成燃料電池，模擬工業(yè)電解法來(lái)處理含廢水，如圖所示：電解過(guò)程中溶液發(fā)生反應(yīng)：，Y是可循環(huán)使用的氧化物。下列說(shuō)法不正確的是A．Y是B．Fe(Ⅰ)的電極反應(yīng)式為C．若Fe(Ⅱ)電極改為Cu電極，電解結(jié)束時(shí)乙池中的產(chǎn)物會(huì)發(fā)生改變D．若石墨Ⅰ消耗46g，則乙池中可處理0.083mol5．（2023·天津南開·南開中學(xué)校考模擬預(yù)測(cè)）下列說(shuō)法正確的是

A．乙池中石墨電極表面有氣泡產(chǎn)生，丙池中向右側(cè)電極移動(dòng)B．甲池通入的電極反應(yīng)為C．反應(yīng)一段時(shí)間后，向乙池中加入一定量固體能使溶液恢復(fù)到原濃度D．收集一段時(shí)間后丙池中兩電極上產(chǎn)生的氣體，左側(cè)電極可能得到混合氣體考向02電解池原理的應(yīng)用1．（2023·江蘇·統(tǒng)考二模）用電解法對(duì)酸性含氯氨氮廢水進(jìn)行無(wú)害化處理的過(guò)程如圖所示。下列說(shuō)法正確的是

A．DSA電極與外接電源的負(fù)極連接B．發(fā)生的電極反應(yīng)為：C．降解過(guò)程中應(yīng)該控制條件避免發(fā)生反應(yīng)②D．1molHO·和足量反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2．（2023·陜西榆林·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）電解HF和熔融KHF2的混合物(熔融混合物中常加入少量LiF或AlF3)制備單質(zhì)氟，以電解槽內(nèi)壁(鎳銅合金)和石墨為電極，總反應(yīng)為2KHF2＝2KF+F2↑+H2↑。下列有關(guān)電解制備單質(zhì)氟的說(shuō)法正確的是A．電解過(guò)程中，電解槽內(nèi)壁與電源的正極相連B．石墨電極發(fā)生的電極反應(yīng)為2F－+2e－＝F2↑C．電解過(guò)程中加入少量LiF或AlF3可以降低混合物的熔點(diǎn)，增強(qiáng)導(dǎo)電性D．電解一段時(shí)間后，加入一定量的固體KHF2可還原混合物的組成3．（2023·山東威海·威海市第一中學(xué)統(tǒng)考二模）將CO2轉(zhuǎn)化為系列化工原料，越來(lái)越引起科研工作者的重視。光、電催化酶耦合反應(yīng)器固定CO2原理如圖所示。已知固碳酶在催化反應(yīng)時(shí)需要輔助因子NAD(P)H提供還原力。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A．裝置工作時(shí)，由光能、電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B．轉(zhuǎn)化生成1mol得到6molC．當(dāng)有2mol通過(guò)交換膜進(jìn)入陰極室，一定生成1molHCOOHD．在電解液中添加并給反應(yīng)器施加電壓，有利于轉(zhuǎn)換為NAD(P)H4．（2023·江西景德鎮(zhèn)·統(tǒng)考二模）在電還原條件下由PVC{

}產(chǎn)生的氯離子可以直接用于串聯(lián)電氧化氯化反應(yīng)。PVC可用于常規(guī)回收DEHP(在電化學(xué)反應(yīng)中可充當(dāng)氧化還原介質(zhì)，提高反應(yīng)效率)，轉(zhuǎn)化過(guò)程如圖。

下列敘述錯(cuò)誤的是A．上述裝置為將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能的裝置B．電極d上發(fā)生還原反應(yīng)C．上述轉(zhuǎn)化的總反應(yīng)方程式為

D．該裝置工作時(shí)，氯離子向d極移動(dòng)5．（2023·重慶沙坪壩·重慶八中校考二模）我國(guó)學(xué)者利用雙膜三室電解法合成了，該方法的優(yōu)點(diǎn)是能耗低、原料利用率高，同時(shí)能得到高利用。價(jià)值的副產(chǎn)品，其工作原理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A．b為電源負(fù)極，氣體X為B．膜I、膜Ⅱ依次適合選用陰離子交換膜、陽(yáng)離子交換膜C．電解過(guò)程中需及時(shí)補(bǔ)充NaClD．制得的同時(shí)NaOH溶液質(zhì)量增加80g考點(diǎn)三金屬腐蝕與防護(hù)命題點(diǎn)01金屬腐蝕的原理典例01（2022·遼寧卷）鍍鋅鐵釘放入棕色的碘水中，溶液褪色；取出鐵釘后加入少量漂白粉，溶液恢復(fù)棕色；加入，振蕩，靜置，液體分層。下列說(shuō)法正確的是A．褪色原因?yàn)楸贿€原 B．液體分層后，上層呈紫紅色C．鍍鋅鐵釘比鍍錫鐵釘更易生銹 D．溶液恢復(fù)棕色的原因?yàn)楸谎趸淅?2（2019·江蘇卷）將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液濕潤(rùn)后，置于如圖所示裝置中，進(jìn)行鐵的電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法正確的是()A．鐵被氧化的電極反應(yīng)式為Fe?3e?=Fe3+B．鐵腐蝕過(guò)程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能C．活性炭的存在會(huì)加速鐵的腐蝕D．以水代替NaCl溶液，鐵不能發(fā)生吸氧腐蝕典例03（2017·浙江卷）在一塊表面無(wú)銹的鐵片上滴食鹽水，放置一段時(shí)間后看到鐵片上有鐵銹出現(xiàn)，鐵片腐蝕過(guò)程中發(fā)生的總化學(xué)方程式：2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2進(jìn)一步被氧氣氧化為Fe(OH)3，再在一定條件下脫水生成鐵銹，其原理如圖。下列說(shuō)法正確的是A．鐵片發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕B．鐵片腐蝕最嚴(yán)重區(qū)域應(yīng)該是生銹最多的區(qū)域C．鐵片腐蝕中負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)：2H2O＋O2＋4e－===4OH－D．鐵片里的鐵和碳與食鹽水形成無(wú)數(shù)微小原電池，發(fā)生了電化學(xué)腐蝕命題點(diǎn)02金屬的防護(hù)原理典例01（2022·廣東卷）為檢驗(yàn)犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法對(duì)鋼鐵防腐的效果，將鍍層有破損的鍍鋅鐵片放入酸化的3%NaCl溶液中。一段時(shí)間后，取溶液分別實(shí)驗(yàn)，能說(shuō)明鐵片沒(méi)有被腐蝕的是()A．加入AgNO3溶液產(chǎn)生沉淀 B．加入淀粉碘化鉀溶液無(wú)藍(lán)色出現(xiàn)C．加入KSCN溶液無(wú)紅色出現(xiàn) D．加入K3[Fe(CN)6]溶液無(wú)藍(lán)色沉淀生成典例02（2021·全國(guó)乙卷）沿海電廠采用海水為冷卻水，但在排水管中生物的附著和滋生會(huì)阻礙冷卻水排放并降低冷卻效率，為解決這一問(wèn)題，通常在管道口設(shè)置一對(duì)惰性電極(如圖所示)，通入一定的電流。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．陽(yáng)極發(fā)生將海水中的Cl-氧化生成Cl2的反應(yīng)B．管道中可以生成氧化滅殺附著生物的NaClOC．陰極生成的H2應(yīng)及時(shí)通風(fēng)稀釋安全地排入大氣D．陽(yáng)極表面形成的Mg(OH)2等積垢需要定期清理典例03（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(shuō)法正確的是()A．陰極的電極反應(yīng)式為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1．影響金屬腐蝕的因素(1)對(duì)于金屬本性來(lái)說(shuō)，金屬越活潑，就越容易失去電子而被腐蝕。(2)電解質(zhì)溶液對(duì)金屬的腐蝕的影響也很大，如果金屬在潮濕的空氣中，接觸腐蝕性氣體或電解質(zhì)溶液，都容易被腐蝕。2．金屬腐蝕快慢的規(guī)律(1)金屬腐蝕類型的差異：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。(2)電解質(zhì)溶液的影響：對(duì)同一金屬來(lái)說(shuō)，腐蝕的快慢(濃度相同)強(qiáng)電解質(zhì)溶液＞弱電解質(zhì)溶液＞非電解質(zhì)溶液；對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō)，一般電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快；活潑性不同的兩金屬與電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池時(shí)，一般活潑性差別越大，負(fù)極腐蝕越快。3．金屬電化腐蝕的類型類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜呈酸性水膜呈弱酸性或中性正極反應(yīng)2H＋＋2e－=H2↑O2＋2H2O＋4e－=4OH－負(fù)極反應(yīng)Fe－2e－=Fe2＋其他反應(yīng)吸氧腐蝕更普遍，危害更大4.金屬保護(hù)的方法(1)加防護(hù)層，如在金屬表面加上油漆、搪瓷、瀝青、塑料、橡膠等耐腐蝕的非金屬材料；采用電鍍或表面鈍化等方法在金屬表面鍍上一層不易被腐蝕的金屬。(2)電化學(xué)防護(hù)：1）犧牲陽(yáng)極法：原電池原理，外接活潑金屬作負(fù)極(陽(yáng)極)使被保護(hù)金屬作正極(陰極)。形成原電池時(shí)，被保護(hù)的金屬作正極，不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)受到保護(hù)；活潑金屬作負(fù)極，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)受到腐蝕。負(fù)極要定期予以更換。2）外加電流法：電解原理，被保護(hù)金屬作陰極，用惰性電極作輔助陽(yáng)極。通電后強(qiáng)制電子流向被保護(hù)的金屬設(shè)備，使金屬表面腐蝕電流降至零或接近零。從而使金屬受到保護(hù)。方法犧牲陽(yáng)極法外加電流法依據(jù)原電池原理電解池原理原理形成原電池時(shí)，被保護(hù)的金屬作正極，不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)受到保護(hù)；活潑金屬作負(fù)極，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)受到腐蝕。負(fù)極要定期予以更換將被保護(hù)的金屬與另一附加電極作為電解池的兩個(gè)電極，使被保護(hù)的金屬作陰極，在外加直流電的作用下使陰極得到保護(hù)應(yīng)用保護(hù)一些鋼鐵設(shè)備，如鍋爐內(nèi)壁、船體外殼等裝上鎂合金或鋅塊保護(hù)土壤、海水及水中的金屬設(shè)備實(shí)例示意圖考向01金屬腐蝕的原理1．（2023·河南·校聯(lián)考一模）科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)金屬生銹時(shí)，銹層內(nèi)如果有硫酸鹽會(huì)加快金屬的腐蝕，其腐蝕原理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．鋼鐵的腐蝕中正極電極反應(yīng)式為B．酸雨地區(qū)的鋼鐵更易被腐蝕C．生成反應(yīng)的化學(xué)方程式為D．硫酸鹽加速電子傳遞，有一定的催化劑作用2．（2023·河北保定·統(tǒng)考一模）某實(shí)驗(yàn)小組要定量探究鐵銹蝕的因素，設(shè)計(jì)如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置，檢查氣密性，將5g鐵粉和2g碳粉加入三頸燒瓶，時(shí)刻，加入2mL飽和氯化鈉溶液后，再將一只裝有5mL稀鹽酸的注射器插到燒瓶上，采集數(shù)據(jù)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．鐵發(fā)生銹蝕的反應(yīng)是放熱反應(yīng)B．溫度降低是因?yàn)榉磻?yīng)速率減慢了C．BC段壓強(qiáng)減小是因?yàn)殍F和氧氣直接反應(yīng)生成了氧化鐵D．壓強(qiáng)變大是因?yàn)榘l(fā)生了鐵的析氫腐蝕3．（2023·廣東惠州·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）下列現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無(wú)關(guān)的是A．銅鋅合金(黃銅)不易被腐蝕B．銀質(zhì)物品久置表面變黑C．附有銀制配件的鐵制品其接觸處易生銹D．鐵鍋炒菜后未洗凈擦干容易生銹4．（2023·上海閔行·統(tǒng)考二模）國(guó)產(chǎn)航母山東艦采用模塊制造，然后焊接組裝而成。實(shí)驗(yàn)室模擬海水和淡水對(duì)焊接金屬材料的影響，結(jié)果如圖所示。下列分析正確的是?A．艦艇被腐蝕是因?yàn)樾纬闪穗娊獬谺．甲是海水環(huán)境下的腐蝕情況C．被腐蝕時(shí)正極反應(yīng)式為：Fe-2e→Fe2＋D．焊點(diǎn)附近用鋅塊打“補(bǔ)丁”延緩腐蝕5．（2023·廣東·廣州市第二中學(xué)校聯(lián)考三模）利用原電池原理可以避免金屬腐蝕，某小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)方案來(lái)探究鐵片的腐蝕情況。下列說(shuō)法中正確的是

A．甲中的鐵片附近會(huì)出現(xiàn)藍(lán)色B．甲中形成了原電池，鋅片作正極C．乙中銅片附近會(huì)出現(xiàn)紅色D．乙中的銅片上發(fā)生氧化反應(yīng)考向02金屬的防護(hù)原理1．（2023下·廣東河源·高三統(tǒng)考開學(xué)考試）埋在土壤中的輸油鋼制管道容易被腐蝕。已知對(duì)管道1和管道2進(jìn)行如圖所示的電化學(xué)防護(hù)設(shè)計(jì)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A．對(duì)管道1進(jìn)行防腐時(shí)，需要定期更換鎂塊B．管道1的電勢(shì)低于Mg塊C．區(qū)域②采用外加電流法D．區(qū)域②通入保護(hù)電流使管道2表面腐蝕電流接近于02．（2023·上海普陀·統(tǒng)考二模）為檢驗(yàn)犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法對(duì)鋼鐵防腐的效果，將鍍層有破損的鍍鋅鐵片放入硫酸酸化的3%NaCl溶液中。一段時(shí)間后，取溶液分別實(shí)驗(yàn)，能說(shuō)明鐵片沒(méi)有被腐蝕的是A．加入酸性KMnO4溶液紫紅色不褪去 B．加入淀粉碘化鉀溶液無(wú)藍(lán)色出現(xiàn)C．加入KSCN溶液無(wú)紅色出現(xiàn) D．加入AgNO3溶液產(chǎn)生沉淀3．（2023·上海崇明·統(tǒng)考一模）用如圖示的方法可以保護(hù)鋼質(zhì)閘門。下列說(shuō)法正確的是A．當(dāng)a、b間用導(dǎo)線連接時(shí)，X可以是鋅棒，X上發(fā)生氧化反應(yīng)B．當(dāng)a、b間用導(dǎo)線連接時(shí)，X可以是鋅棒，電子經(jīng)導(dǎo)線流入XC．當(dāng)a、b與外接電源相連時(shí)，a應(yīng)連接電源的正極D．當(dāng)a、b與外接電源相連時(shí)，陰極的電極反應(yīng)式：2Cl--2e-=Cl2↑4．（2023·湖南衡陽(yáng)·校聯(lián)考三模）鎏金獸面紋鼎是湖南省博物館收藏的珍貴文物。該文物為青銅器，其形制和紋飾與商代銅鼎相同。鎏金又稱火法鍍金，其工藝是將黃金溶于汞中形成的金汞齊均勻地涂到干凈的金屬器物表面，加熱使汞揮發(fā)，黃金與金屬表面固結(jié)，形成光亮的金黃色鍍層。下列說(shuō)法正確的是A．青銅比純銅硬度小B．常溫下的金汞齊是金屬晶體C．鎏金獸面紋鼎應(yīng)保存在干燥的環(huán)境中D．銅腐蝕后生成的銅綠為CuO5．（2023上·云南昆明·高三昆明市官渡區(qū)第二中學(xué)校考開學(xué)考試）港珠澳大橋的設(shè)計(jì)使用壽命高達(dá)120年，主要的防腐方法有：①鋼梁上安裝鋁片；②使用高性能富鋅(富含鋅粉)底漆；③使用高附著性防腐涂料；④預(yù)留鋼鐵腐蝕量。下列分析不合理的是A．鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)的負(fù)極反應(yīng)式為：Fe-3e-=Fe3+B．防腐過(guò)程中鋁和鋅均作為犧牲陽(yáng)極，失去電子C．防腐涂料可以防水、隔離O2，降低吸氧腐蝕速率D．方法①②③只能減緩鋼鐵腐蝕，未能完全消除微專題電化學(xué)離子交換膜的分析與應(yīng)用命題點(diǎn)01原電池中的離子交換膜的分析與應(yīng)用典例01（2023·遼寧卷）某低成本儲(chǔ)能電池原理如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A．放電時(shí)負(fù)極質(zhì)量減小B．儲(chǔ)能過(guò)程中電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能C．放電時(shí)右側(cè)通過(guò)質(zhì)子交換膜移向左側(cè)D．充電總反應(yīng)：Pb+SO42-+2Fe3+=PbSO4+2Fe2+典例02（2022·山東卷）(雙選)設(shè)計(jì)如圖裝置回收金屬鈷。保持細(xì)菌所在環(huán)境pH穩(wěn)定，借助其降解乙酸鹽生成CO2，將廢舊鋰離子電池的正極材料LiCoO2轉(zhuǎn)化為Co2+，工作時(shí)保持厭氧環(huán)境，并定時(shí)將乙室溶液轉(zhuǎn)移至甲室。已知電極材料均為石墨材質(zhì)，右側(cè)裝置為原電池。下列說(shuō)法正確的是()A．裝置工作時(shí)，甲室溶液pH逐漸增大B．裝置工作一段時(shí)間后，乙室應(yīng)補(bǔ)充鹽酸C．乙室電極反應(yīng)式為L(zhǎng)iCoO2+2H2O+e-+4H+=Li++Co2++4OH-D．若甲室Co2+減少200mg，乙室Co2+增加300mg，則此時(shí)已進(jìn)行過(guò)溶液轉(zhuǎn)移典例03（2021·湖南卷）鋅/溴液流電池是一種先進(jìn)的水溶液電解質(zhì)電池，廣泛應(yīng)用于再生能源儲(chǔ)能和智能電網(wǎng)的備用電源等。三單體串聯(lián)鋅/溴液流電池工作原理如圖所示：下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．放電時(shí)，N極為正極 B．放電時(shí)，左側(cè)貯液器中ZnBr2的濃度不斷減小 C．充電時(shí)，M極的電極反應(yīng)式為Zn2++2e-═Zn D．隔膜允許陽(yáng)離子通過(guò)，也允許陰離子通過(guò)命題點(diǎn)02電解池中的離子交換膜的分析與應(yīng)用典例01（2023·湖北卷）我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)如圖所示的電解池，實(shí)現(xiàn)了海水直接制備氫氣技術(shù)的綠色化。該裝置工作時(shí)陽(yáng)極無(wú)生成且KOH溶液的濃度不變，電解生成氫氣的速率為。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A．b電極反應(yīng)式為B．離子交換膜為陰離子交換膜C．電解時(shí)海水中動(dòng)能高的水分子可穿過(guò)PTFE膜D．海水為電解池補(bǔ)水的速率為典例02（2022·河北卷）科學(xué)家研制了一種能在較低電壓下獲得氧氣和氫氣的電化學(xué)裝置，工作原理示意圖如圖。下列說(shuō)法正確的是A．電極b為陽(yáng)極B．隔膜為陰離子交換膜C．生成氣體M與N的物質(zhì)的量之比為2：1D．反應(yīng)器I中反應(yīng)的離子方程式為4[Fe(CN)6]3—+4OH—4[Fe(CN)6]4—+O2↑+2H2O典例03（2021·天津卷）（2021·天津·統(tǒng)考高考真題）如下所示電解裝置中，通電后石墨電極Ⅱ上有O2生成，F(xiàn)e2O3逐漸溶解，下列判斷錯(cuò)誤的是A．a(chǎn)是電源的負(fù)極B．通電一段時(shí)間后，向石墨電極Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出現(xiàn)紅色C．隨著電解的進(jìn)行，CuCl2溶液濃度變大D．當(dāng)完全溶解時(shí)，至少產(chǎn)生氣體336mL(折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下)一、電化學(xué)中的隔膜1．離子交換膜的概念離子交換膜又叫隔膜，由高分子特殊材料制成。使離子選擇性定向遷移(目的是平衡整個(gè)溶液的離子濃度或電荷)。2．離子交換膜的作用(1)能將兩極區(qū)隔離，阻止兩極區(qū)產(chǎn)生的物質(zhì)接觸，防止副反應(yīng)的發(fā)生,避免影響所制取產(chǎn)品的質(zhì)量;防止引發(fā)不安全因素。如在電解飽和食鹽水中,利用陽(yáng)離子交換膜,防止陽(yáng)極產(chǎn)生的氯氣進(jìn)入陰極室與氫氧化鈉反應(yīng),導(dǎo)致所制產(chǎn)品不純;防止氯氣與陰極產(chǎn)生的氫氣混合發(fā)生爆炸。(2)能選擇性的通過(guò)離子，起到平衡電荷、形成閉合回路的作用。(3)雙極膜：由一張陽(yáng)膜和一張陰膜復(fù)合制成的陰、陽(yáng)復(fù)合膜。該膜的特點(diǎn)是在直流電的作用下，陰、陽(yáng)膜復(fù)合層間的H2O解離成H＋和OH－并分別通過(guò)陽(yáng)膜和陰膜，作為H＋和OH－的離子源。(4)用于物質(zhì)的制備、分離、提純等。3．離子交換膜的類型(1)陽(yáng)離子交換膜(只允許陽(yáng)離子和水分子通過(guò)，阻止陰離子和氣體通過(guò))以鋅銅原電池為例，中間用陽(yáng)離子交換膜隔開①負(fù)極反應(yīng)式：Zn－2e－=Zn2＋②正極反應(yīng)式：Cu2＋＋2e－=Cu③Zn2＋通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入正極區(qū)④陽(yáng)離子→透過(guò)陽(yáng)離子交換膜→原電池正極(或電解池的陰極)(2)陰離子交換膜(只允許陰離子和水分子通過(guò)，阻止陽(yáng)離子和氣體通過(guò))以Pt為電極電解淀粉-KI溶液，中間用陰離子交換膜隔開①陰極反應(yīng)式：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－②陽(yáng)極反應(yīng)式：2I－－2e－=I2③陰極產(chǎn)生的OH－移向陽(yáng)極與陽(yáng)極產(chǎn)物反應(yīng)：3I2＋6OH－=IOeq\o\al(－,3)＋5I－＋3H2O④陰離子→透過(guò)陰離子交換膜→電解池陽(yáng)極(或原電池的負(fù)極)(3)質(zhì)子交換膜(只允許H＋和水分子通過(guò))在微生物作用下電解有機(jī)廢水(含CH3COOH)，可獲得清潔能源H2①陰極反應(yīng)式：2H＋＋2e－=H2↑②陽(yáng)極反應(yīng)式：CH3COOH－8e－＋2H2O=2CO2↑＋8H＋③陽(yáng)極產(chǎn)生的H＋通過(guò)質(zhì)子交換膜移向陰極④H＋→透過(guò)質(zhì)子交換膜→原電池正極(或電解池的陰極)(4)雙極膜雙極膜由一張陽(yáng)膜和一張陰膜復(fù)合制成。該膜特點(diǎn)是在直流電的作用下，陰、陽(yáng)膜復(fù)合層間的H2O解離成H＋和OH－并通過(guò)陽(yáng)膜和陰膜分別向兩極區(qū)移動(dòng)，作為H＋和OH－的離子源4.離子交換膜選擇的依據(jù)：離子的定向移動(dòng)。5.離子交換膜類型的判斷（根據(jù)電解質(zhì)溶液呈中性的原則,判斷交換膜的類型）（1）首先寫出陰、陽(yáng)兩極上的電極反應(yīng),依據(jù)電極反應(yīng)確定該電極附近哪種離子剩余,（2）根據(jù)溶液呈電中性,從而判斷出離子移動(dòng)的方向,進(jìn)而確定離子交換膜的類型。如電解飽和食鹽水時(shí),陰極反應(yīng)為2H++2e-H2↑,則陰極區(qū)域破壞水的電離平衡,OH-有剩余,陽(yáng)極區(qū)域的Na+穿過(guò)離子交換膜進(jìn)入陰極室,與OH-形成NaOH溶液,故電解食鹽水時(shí)的離子交換膜是陽(yáng)離子交換膜。6.“離子交換膜”電解池的解題思路(1)分清隔膜類型：即交換膜屬于陽(yáng)膜、陰膜或質(zhì)子膜中的哪一種，判斷允許哪種離子通過(guò)隔膜；(2)寫出電極反應(yīng)式：判斷交換膜兩側(cè)離子變化，推斷電荷變化，據(jù)電荷平衡判斷離子遷移方向；(3)分析隔膜作用：在產(chǎn)品制備中，隔膜作用主要是提高產(chǎn)品純度，避免產(chǎn)物之間發(fā)生反應(yīng)，或避免產(chǎn)物因發(fā)生反應(yīng)而造成危險(xiǎn)；(4)利用定量關(guān)系進(jìn)行計(jì)算：外電路電子轉(zhuǎn)移數(shù)＝通過(guò)隔膜的陰、陽(yáng)離子帶的負(fù)或正電荷數(shù)。二、隔膜在多室電解池中的應(yīng)用多室電解池是利用離子交換膜的選擇透過(guò)性，即允許帶某種電荷的離子通過(guò)而限制帶相反電荷的離子通過(guò)，將電解池分為兩室、三室、多室等，以達(dá)到濃縮、凈化、提純及電化學(xué)合成的目的。(1)兩室電解池①制備原理：如工業(yè)上利用如圖兩室電解裝置制備燒堿陽(yáng)極室中電極反應(yīng)：2Cl－－2e－=Cl2↑，陰極室中的電極反應(yīng)：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，陰極區(qū)H＋放電，破壞了水的電離平衡，使OH－濃度增大，陽(yáng)極區(qū)Cl－放電，使溶液中的c(Cl－)減小，為保持電荷守恒，陽(yáng)極室中的Na＋通過(guò)陽(yáng)離子交換膜與陰極室中生成的OH－結(jié)合，得到濃的NaOH溶液。利用這種方法制備物質(zhì)，純度較高，基本沒(méi)有雜質(zhì)。②陽(yáng)離子交換膜的作用：它只允許Na＋通過(guò)，而阻止陰離子(Cl－)和氣體(Cl2)通過(guò)。這樣既防止了兩極產(chǎn)生的H2和Cl2混合爆炸，又避免了Cl2和陰極產(chǎn)生的NaOH反應(yīng)生成NaClO而影響燒堿的質(zhì)量。(2)三室電解池利用三室電解裝置制備NH4NO3，其工作原理如圖所示。陰極的NO被還原為NHeq\o\al(＋,4)：NO＋5e－＋6H＋=NHeq\o\al(＋,4)＋H2O，NHeq\o\al(＋,4)通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入中間室；陽(yáng)極的NO被氧化為NOeq\o\al(－,3)：NO－3e－＋2H2O=NOeq\o\al(－,3)＋4H＋，NOeq\o\al(－,3)通過(guò)陰離子交換膜進(jìn)入中間室。根據(jù)電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等可得電解總反應(yīng)：8NO＋7H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))3NH4NO3＋2HNO3，為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為