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)式和總 反應(yīng)方程式。2.了解電解原理在氯堿工業(yè)、精煉銅、電鍍、電冶金等方面的應(yīng) 用；認(rèn)識電解在實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和儲存能量中的具體應(yīng)用。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)二　電解原理的應(yīng)用
考點(diǎn)三　金屬的腐蝕與防護(hù)
1.電解原理(1)概念①電解使電流通過 而在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程。②電解池把 轉(zhuǎn)變?yōu)? 的裝置，也叫電解槽。
電解質(zhì)溶液(或熔融的電解質(zhì))
(2)電解池構(gòu)成的條件①與電源相連的兩個(gè)電極：與電源 極相連的電極是陽極，在陽極上發(fā)生 反應(yīng)；與電源 極相連的電極是陰極，在陰極上發(fā)生 反應(yīng)。②電解質(zhì)溶液(或熔融的電解質(zhì))。③形成閉合回路。
(3)電解池的工作原理①電極名稱和電極反應(yīng)式
總反應(yīng)方程式：____________________。
②電子流向和離子移動方向?qū)Ь€上(外電路)電子從電源的 極流出，經(jīng)導(dǎo)線流向電解池的 極。電解池的 極上產(chǎn)生的電子經(jīng)導(dǎo)線流入電源的 極。溶液中(內(nèi)電路)陰離子移向 極，陽離子移向 極。
2.電解規(guī)律(1)陽極產(chǎn)物的判斷①活性電極(除Au、Pt以外的金屬材料作電極)，電極材料失電子，生成金屬陽離子。②惰性電極(Pt、Au、石墨)，要依據(jù)陰離子的放電順序加以判斷。陰離子的放電順序：活潑電極＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根離子。S2－、I－、Br－、Cl－放電，產(chǎn)物分別是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放電，則得到H2O和O2。
(2)陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)陽離子放電順序進(jìn)行判斷。陽離子放電順序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋。①若金屬陽離子(Fe3＋除外)放電，則得到相應(yīng)金屬單質(zhì)；若H＋放電，則得到H2。②放電順序本質(zhì)遵循氧化還原反應(yīng)的優(yōu)先規(guī)律，即得(失)電子能力強(qiáng)的離子先放電。
3.惰性電極電解電解質(zhì)溶液的產(chǎn)物判斷(圖示)
4.電解后電解質(zhì)溶液的復(fù)原需加適量的某物質(zhì)，該物質(zhì)可以是陰極與陽極產(chǎn)物的化合物。例如惰性電極電解CuSO4溶液，要恢復(fù)原溶液的濃度，可向電解后的溶液中加入CuO，也可以加入CuCO3，但不能加入Cu(OH)2，因?yàn)镃u(OH)2與生成的H2SO4反應(yīng)后使水量增加。使電解后的溶液恢復(fù)原狀的方法：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 氣體(不能加鹽酸)；②AgNO3溶液：加 固體(不能加 )；③CuCl2溶液：加 固體；④KNO3溶液：加 ；⑤CuSO4溶液：加 或 [不能加Cu2O、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3]。
(1)電解CuCl2溶液，陰極逸出的氣體能夠使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{(lán)色(　　)錯(cuò)因：_____________。(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(　　)錯(cuò)因：________________________________________________________。(3)電解鹽酸、硫酸溶液等，H＋放電，溶液的pH逐漸增大(　　)錯(cuò)因：______________________________________________________。(4)用Cu作電極電解鹽酸可發(fā)生Cu＋2H＋ Cu2＋＋H2↑(　　)錯(cuò)因：________________________________________________________。
電解鹽酸，pH變大；電解硫酸溶液，實(shí)際是電解水，pH變小
根據(jù)金屬活動性順序表，Cu和稀H2SO4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作陽極，C作陰極，稀H2SO4作電解質(zhì)溶液，通入直流電就可以實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)。電解反應(yīng)式為陽極：Cu－2e－===Cu2＋，陰極：2H＋＋2e－===H2↑?？偡磻?yīng)式：Cu＋2H＋ Cu2＋＋H2↑。
題組一　電解規(guī)律及電極產(chǎn)物的判斷
1.(2020·天津市實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三模擬)以石墨為電極，電解KI溶液(含有少量的酚酞和淀粉)。下列說法錯(cuò)誤的是A.陰極附近溶液呈紅色 B.陰極逸出氣體C.陽極附近溶液呈藍(lán)色 D.溶液的pH變小
解析　以石墨為電極，電解KI溶液，發(fā)生的反應(yīng)為2KI＋2H2O 2KOH＋H2↑＋I(xiàn)2(類似于電解飽和食鹽水)，陰極產(chǎn)物是H2和KOH，陽極產(chǎn)物是I2。由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉，所以陽極附近的溶液會變藍(lán)(淀粉遇碘變藍(lán))，陰極附近的溶液會變紅(溶液呈堿性)，A、B、C正確；由于電解產(chǎn)物有KOH生成，所以溶液的pH逐漸增大，D錯(cuò)誤。
2.用惰性電極電解下列各組中的三種電解質(zhì)溶液，在電解的過程中，溶液的pH依次為升高、不變、降低的是A.AgNO3　CuCl2　Cu(NO3)2B.KCl　Na2SO4　CuSO4C.CaCl2　KOH　NaNO3D.HCl　HNO3　K2SO4
解析　AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4溶液隨電解的進(jìn)行，有酸產(chǎn)生，溶液pH降低；KCl、CaCl2溶液隨電解的進(jìn)行，有堿產(chǎn)生，溶液pH升高；CuCl2、HCl電解電解質(zhì)本身，溶液中CuCl2、HCl減少，對應(yīng)的H＋減少，溶液的pH升高；KOH、HNO3相當(dāng)于電解H2O，電解質(zhì)濃度增大，對應(yīng)的堿溶液堿性更強(qiáng)，酸溶液酸性更強(qiáng)。
3.(2020·鄭州一中月考)用石墨作電極電解溶有物質(zhì)的量之比為3∶1的NaCl和H2SO4的水溶液。根據(jù)反應(yīng)產(chǎn)物，電解可明顯分為三個(gè)階段，下列敘述不正確的是A.電解的最后階段為電解水B.陽極先逸出氯氣后逸出氧氣C.陰極逸出氫氣D.電解過程中溶液的pH不斷增大，最后pH為7
解析　根據(jù)離子放電順序可知，電解此混合溶液時(shí)，在陽極，陰離子放電的先后順序?yàn)镃l－、OH－、 ，在陰極，H＋放電，所以整個(gè)電解過程分三個(gè)階段：電解HCl溶液、電解NaCl溶液、電解H2O，最后溶液呈堿性，D錯(cuò)誤。
題組二　電極反應(yīng)式的書寫與判斷4.按要求書寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式：(1)用惰性電極電解MgCl2溶液陽極反應(yīng)式：___________________；陰極反應(yīng)式：_____________________________________；總反應(yīng)離子方程式：____________________________________________。
2Cl－－2e－===Cl2↑
Mg2＋＋2H2O＋2e－===H2↑＋Mg(OH)2↓
(2)用Al作電極電解NaOH溶液陽極反應(yīng)式：_______________________________；陰極反應(yīng)式：________________________________________________；總反應(yīng)離子方程式：____________________________________。(3)以鋁材為陽極，電解H2SO4溶液，鋁材表面形成氧化膜陽極反應(yīng)式：______________________________；陰極反應(yīng)式：___________________；總反應(yīng)方程式：____________________________。
6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－(或6H＋＋6e－===3H2↑)
2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋
6H＋＋6e－===3H2↑
5.整合有效信息書寫電極反應(yīng)式，按要求填空：(1)利用電化學(xué)原理，用惰性電極電解飽和NaHSO4溶液可以制備過硫酸鈉Na2S2O8。已知在陽極放電的離子主要為 ，則陽極反應(yīng)式為__________________________。(2)電化學(xué)干法氧化法脫除H2S的原理如圖所示。陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為________________；陰極上COS發(fā)生的電極反應(yīng)為_____________________。
2S2－－4e－===S2
COS＋2e－===S2－＋CO
1.分析電解過程的思維程序
2.解答電解問題的注意事項(xiàng)(1)書寫電解池的電極反應(yīng)式時(shí)，可以用實(shí)際放電的離子表示，但書寫電解池的總反應(yīng)時(shí)，H2O要寫成分子式。如用惰性電極電解食鹽水時(shí)，陰極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑，總反應(yīng)式為2Cl－＋2H2O 2OH－＋H2↑＋Cl2↑。(2)陰極不管是什么材料，電極本身都不反應(yīng)，一定是溶液(或熔融電解質(zhì))中的陽離子放電。(3)電解水溶液時(shí)，K＋～Al3＋不可能在陰極放電，即不可能用電解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金屬。
1.氯堿工業(yè)(1)電極反應(yīng)陽極：__________________(反應(yīng)類型：_____反應(yīng))；陰極：_________________ (反應(yīng)類型：_____反應(yīng))。檢驗(yàn)陽極產(chǎn)物的方法是________________________________________________________。電解時(shí)向食鹽水中滴加酚酞，___極附近溶液變紅，說明該電極附近產(chǎn)生的物質(zhì)為_______。
用濕潤的KI-淀粉試紙靠近陽極，若試紙變藍(lán)，證明生成了Cl2
2H＋＋2e－===H2↑
(2)電解方程式化學(xué)方程式：2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；離子方程式：__________________________________。
①陽離子交換膜的作用阻止____進(jìn)入陽極室與Cl2發(fā)生副反應(yīng)：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O，阻止陽極產(chǎn)生的Cl2和陰極產(chǎn)生的H2混合發(fā)生爆炸。②a、b、c、d加入或取出的物質(zhì)分別是___________、____________、_________、_____________；X、Y分別為____、____。
(3)陽離子交換膜法電解飽和食鹽水示意圖
2.電鍍應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的方法。
實(shí)例——電鍍銅陽極(銅片)：________________；陰極(待鍍鐵件)：_________________。
Cu－2e－===Cu2＋
Cu2＋＋2e－===Cu
3.電冶金(1)電解精煉銅①電極材料：陽極為粗銅，陰極為純銅。②電解質(zhì)溶液：含Cu2＋的鹽溶液。③電極反應(yīng)式陽極：_________________、_______________、_______________、Cu－2e－===Cu2＋；陰極：_________________。
Zn－2e－===Zn2＋
Ni－2e－===Ni2＋
④陽極泥的形成粗銅中不活潑的雜質(zhì)(金屬活動性順序中位于銅之后的銀、金等)在陽極難以失去電子，當(dāng)陽極上的銅失去電子變成離子之后，它們以金屬單質(zhì)的形式沉積于電解槽的底部，成為陽極泥。
(2)利用電解熔融鹽(或氧化物)的方法來冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等。
2Cl－－2e－===Cl2↑、2Na＋＋2e－===2Na
2Cl－－2e－===Cl2↑、Mg2＋＋2e－===Mg
6O2－－12e－===3O2↑、4Al3＋＋12e－===4Al
(1)電解飽和食鹽水時(shí)，兩個(gè)電極均不能用金屬材料(　　)錯(cuò)因：_________________________________________________________________。(2)在鍍件上電鍍銅時(shí)，鍍件應(yīng)連接電源的正極(　　)錯(cuò)因：_____________________________________。(3)根據(jù)得失電子守恒可知電解精煉銅時(shí)，陽極減少的質(zhì)量和陰極增加的質(zhì)量相等(　　)錯(cuò)因：________________________________。
金屬材料Pt和Au都是惰性電極，兩極都可用，陰極也可用活潑金屬電極
鍍件應(yīng)連接電源的負(fù)極，作電解池的陰極
陽極溶解的金屬還有Zn、Ni、Fe等
(4)電鍍銅和電解精煉銅時(shí)，電解質(zhì)溶液中c(Cu2＋)均保持不變(　　)錯(cuò)因：________________________________________________。(5)電解冶煉鎂、鋁通常電解熔融的MgCl2和Al2O3，也可以電解熔融的MgO和AlCl3( )錯(cuò)因：_____________________________________________________________。
電鍍銅時(shí)c(Cu2＋)保持不變，電解精煉銅時(shí)c(Cu2＋)減小
MgO熔點(diǎn)高，熔融需要能量高；AlCl3是共價(jià)化合物，熔融時(shí)不導(dǎo)電
工業(yè)電解氧化鋁制取金屬鋁時(shí)，常加入冰晶石(Na3AlF6)，其作用是_____________。電解過程中還需不斷補(bǔ)充陽極(石墨)，其原因是___________________________________。
氧氣與石墨電極發(fā)生了反應(yīng)
題組一　氯堿工業(yè)1.用石墨作電極，電解盛放在U形管的飽和NaCl溶液(滴有酚酞)，如圖，下列敘述正確的是A.通電后，NaCl才能發(fā)生電離B.通電一段時(shí)間后，陽極附近溶液先變紅C.當(dāng)陽極生成0.1 ml氣體時(shí)，整個(gè)電路中轉(zhuǎn)移了0.1 ml e－D.電解飽和食鹽水的總反應(yīng)式為2NaCl＋2H2O 2NaOH ＋H2↑＋Cl2↑
解析　NaCl為強(qiáng)電解質(zhì)，無論是否通電，在溶液中都發(fā)生電離，A錯(cuò)誤；陽極生成氯氣，陰極生成NaOH，則陰極附近溶液先變紅，B錯(cuò)誤；陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－===Cl2↑，生成0.1 ml氯氣時(shí)，轉(zhuǎn)移電子為0.2 ml，C錯(cuò)誤；電解飽和食鹽水，陽極生成氯氣，陰極生成氫氣和氫氧化鈉，總反應(yīng)式為2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，D正確。
2.如圖為電解飽和食鹽水裝置，下列有關(guān)說法不正確的是A.左側(cè)電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B.右側(cè)生成的氣體能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣? 鉀試紙變藍(lán)C.電解一段時(shí)間后，B口排出NaOH溶液D.電解飽和食鹽水的離子方程式：2Cl－
3.(2020·山東德州模擬)高氯酸在化工生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用，工業(yè)上以NaClO4為原料制備高氯酸的原理如圖所示。下列說法正確的是A.上述裝置中，f極為光伏電池的正極B.陰極反應(yīng)式為2H2O－4e－===4H＋＋O2↑C.d處得到較濃的NaOH溶液，c處得到HClO4D.若轉(zhuǎn)移2 ml電子，理論上生成100.5 g HClO4
解析　電解時(shí)，Na＋移向陰極區(qū)，則f為電源負(fù)極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；電解時(shí)，陽極反應(yīng)式為2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，Na＋移向陰極區(qū)，陽極區(qū)溶液逐漸由NaClO4轉(zhuǎn)化為HClO4；陰極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，陰極區(qū)產(chǎn)生NaOH，B項(xiàng)錯(cuò)誤、C項(xiàng)正確；根據(jù)得失電子守恒，若轉(zhuǎn)移2 ml電子，理論上生成201 g HClO4，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
題組二　電鍍4.(2020·廣東六校聯(lián)考)下列圖示中關(guān)于銅電極的連接錯(cuò)誤的是
解析　A項(xiàng)，鋅比銅活潑，鋅作負(fù)極，銅作正極，連接正確；B項(xiàng)，電解精煉銅，粗銅作陽極，純銅作陰極，連接正確；C項(xiàng)，電鍍時(shí)，鍍件作陰極，鍍層金屬作陽極，連接錯(cuò)誤；D項(xiàng)，電解氯化銅溶液，銅作陰極，石墨作陽極，連接正確。
5.用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜，電解質(zhì)溶液一般為H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列敘述錯(cuò)誤的是A.待加工鋁質(zhì)工件為陽極B.可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極C.陰極的電極反應(yīng)式為Al3＋＋3e－===AlD.硫酸根離子在電解過程中向陽極移動
解析　A項(xiàng)，根據(jù)電解原理可知，Al要形成氧化膜，化合價(jià)升高失電子，因此鋁為陽極，正確；B項(xiàng)，陰極僅作導(dǎo)體，可選用不銹鋼網(wǎng)，且不銹鋼網(wǎng)接觸面積大，能增加電解效率，正確；C項(xiàng)，陰極應(yīng)為氫離子得電子生成氫氣，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，電解時(shí)，陰離子移向陽極，正確。
6.(2020·云南師范大學(xué)附屬中學(xué)高三月考)如圖是利用陽離子交換膜和過濾膜制備高純度的Cu的裝置示意圖，下列有關(guān)敘述不正確的是A.電極A是粗銅，電極B是純銅B.電路中通過1 ml電子，生成32 g銅C.溶液中 向電極A遷移D.膜B是過濾膜，阻止陽極泥及雜質(zhì) 進(jìn)入陰極區(qū)
解析　精煉銅時(shí)，粗銅作陽極，純銅作陰極，根據(jù)電解原理，電極A為粗銅，電極B為純銅，A項(xiàng)正確；陰極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－===Cu，當(dāng)電路中通過1 ml電子時(shí)，生成0.5 ml Cu，即生成32 g Cu，B項(xiàng)正確；根據(jù)電解原理， 向陽極移動，C項(xiàng)正確；膜A為過濾膜，阻止陽極泥及雜質(zhì)進(jìn)入陰極區(qū)，膜B為陽離子交換膜，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
7.金屬鎳有廣泛的用途，粗鎳中含有Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制得高純度的鎳。下列敘述中正確的是(已知：氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋)A.陽極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為Ni2＋＋2e－===NiB.電解過程中，陽極質(zhì)量的減少量與陰極質(zhì)量的增加量相等C.電解后，溶液中存在的陽離子只有Fe2＋和Zn2＋D.電解后，電解槽底部的陽極泥中有Cu和Pt
解析　電解時(shí)，陽極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Ni2＋＞Fe2＋＞Zn2＋，故陰極反應(yīng)式為Ni2＋＋2e－===Ni，可見，陽極質(zhì)量減少是因?yàn)閆n、Fe、Ni溶解，而陰極質(zhì)量增加是因?yàn)镹i析出，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電解后溶液中的陽離子除Fe2＋和Zn2＋外，還有Ni2＋和H＋，C項(xiàng)錯(cuò)誤。
8.1807年化學(xué)家戴維電解熔融氫氧化鈉制得鈉：4NaOH(熔融) O2↑＋4Na↑＋2H2O；后來蓋·呂薩克用鐵與熔融氫氧化鈉作用也制得鈉：3Fe＋4NaOH===Fe3O4＋2H2↑＋4Na↑。下列有關(guān)說法正確的是A.戴維法制鈉，陽極的電極反應(yīng)式為Na＋＋e－===Na↑B.蓋·呂薩克法制鈉原理是利用鐵的金屬性比鈉的強(qiáng)C.若用戴維法與蓋·呂薩克法制得等量的鈉，兩方法轉(zhuǎn)移電子總數(shù)相等D.還可以用電解熔融氯化鈉法制鈉
解析　A項(xiàng)，陽極應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)；B項(xiàng)，蓋·呂薩克法制鈉原理是根據(jù)鈉的沸點(diǎn)較低、易從反應(yīng)混合物中分離出來，從而使化學(xué)平衡正向移動；C項(xiàng)，根據(jù)反應(yīng)方程式可知，用戴維法制取金屬鈉，每產(chǎn)生4 ml鈉轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是4 ml，而用蓋·呂薩克法制得4 ml鈉轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是8 ml，因此制取等量的金屬鈉，轉(zhuǎn)移電子總數(shù)不相等；D項(xiàng)，由于NaCl是離子化合物，可用電解熔融氯化鈉的方法制金屬鈉。
1.金屬的腐蝕(1)金屬腐蝕的本質(zhì)金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇栯x子，金屬發(fā)生 反應(yīng)。
(2)金屬腐蝕的類型①化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕
②析氫腐蝕與吸氧腐蝕(以鋼鐵的腐蝕為例)
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
特別提醒　鋼鐵暴露在潮濕空氣中主要發(fā)生的是吸氧腐蝕，鐵銹的形成過程中主要發(fā)生的反應(yīng)為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(鐵銹)＋(3－x)H2O。
2.金屬的防護(hù)(1)電化學(xué)防護(hù)①犧牲陽極的陰極保護(hù)法—— 原理a. 極：比被保護(hù)金屬活潑的金屬；b. 極：被保護(hù)的金屬設(shè)備。②外加電流的陰極保護(hù)法—— 原理a. 極：被保護(hù)的金屬設(shè)備；b. 極：惰性電極。
(2)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成防腐的合金等。(3)加防護(hù)層，如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。
(1)干燥環(huán)境下，所有金屬都不能被腐蝕( )錯(cuò)因： 。(2)在潮濕空氣中，鋼鐵表面形成水膜，金屬發(fā)生的一定是吸氧腐蝕( )錯(cuò)因： 。(3)銅在酸性環(huán)境下，不易發(fā)生析氫腐蝕( )錯(cuò)因： 。
干燥環(huán)境下，金屬可發(fā)生化學(xué)腐蝕
水膜酸性較強(qiáng)時(shí)，鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕
(4)在船體外嵌入鋅塊，可以減緩船體的腐蝕，屬于犧牲陰極的保護(hù)法( )錯(cuò)因： 。(5)外加電流的陰極保護(hù)法是將被保護(hù)金屬接在直流電源的正極( )錯(cuò)因： 。
應(yīng)該是犧牲陽極的陰極保護(hù)法——原電池原理
外加電流的陰極保護(hù)法中，被保護(hù)金屬應(yīng)接電源的負(fù)極
題組一　金屬腐蝕的類型1.(2019·江蘇，10)將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液濕潤后，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.鐵腐蝕過程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能C.活性炭的存在會加速鐵的腐蝕D.以水代替NaCl溶液，鐵不能發(fā)生吸氧腐蝕
解析　D項(xiàng)，用水代替NaCl溶液，F(xiàn)e和炭也可以構(gòu)成原電池，F(xiàn)e失去電子，空氣中的O2得到電子，鐵發(fā)生吸氧腐蝕，錯(cuò)誤。
2.利用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，開始時(shí)，a、b兩處液面相平，密封好，放置一段時(shí)間。下列說法不正確的是A.a處發(fā)生吸氧腐蝕，b處發(fā)生析氫腐蝕B.一段時(shí)間后，a處液面高于b處液面C.a處的溶液pH增大，b處的溶液pH減小D.a、b兩處具有相同的電極反應(yīng)式：Fe－2e－===Fe2＋
3.實(shí)驗(yàn)探究(如圖所示)：(1)若棉團(tuán)浸有NH4HSO4溶液，鐵釘發(fā)生__________腐蝕，正極反應(yīng)式為_________________，右試管中的現(xiàn)象是____________。(2)若棉團(tuán)浸有NaCl溶液，鐵釘發(fā)生___________腐蝕，正極反應(yīng)式為________________________，右試管中的現(xiàn)象是_________________。
O2＋4e－＋2H2O===4OH－
題組二　金屬腐蝕的防護(hù)方法4.支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁，常用外加電流的陰極保護(hù)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極。下列有關(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
解析　鋼管樁接電源的負(fù)極，高硅鑄鐵接電源的正極，通電后，外電路中的電子從高硅鑄鐵(陽極)流向正極，從負(fù)極流向鋼管樁(陰極)，A、B正確；題給信息高硅鑄鐵為“惰性輔助陽極”不損耗，C錯(cuò)誤。
5.(2020·懷化高三月考)利用下圖裝置可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。下列說法錯(cuò)誤的是A.若X為鋅棒，開關(guān)K置于M處，可減緩鐵的腐蝕B.若X為鋅棒，開關(guān)K置于M處，鐵極發(fā)生氧化反應(yīng)C.若X為碳棒，開關(guān)K置于N處，可減緩鐵的腐蝕D.若X為碳棒，開關(guān)K置于N處，X極發(fā)生氧化反應(yīng)
解析　若X為鋅棒，開關(guān)K置于M處時(shí)，鋅作負(fù)極，鐵作正極被保護(hù)，A項(xiàng)正確、B項(xiàng)錯(cuò)誤；若X為碳棒，開關(guān)K置于N處，鐵連接電源負(fù)極作陰極被保護(hù)，C項(xiàng)正確；X連接電源正極作陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，D項(xiàng)正確。
題組三　金屬腐蝕的實(shí)驗(yàn)探究6.(2020·安徽滁州二中、定遠(yuǎn)二中等11校聯(lián)考)某小組同學(xué)用如圖裝置研究鋼鐵在海水中的腐蝕與防腐(①中鐵片為生鐵)。下列說法正確的是A.①中只發(fā)生化學(xué)腐蝕B.②中只發(fā)生的是析氫 腐蝕C.③為犧牲陽極的陰極 保護(hù)法D.鋼鐵被腐蝕的速率：②＞①＞③
解析?、僦需F片為生鐵，生鐵表面形成無數(shù)個(gè)原電池，發(fā)生電化學(xué)腐蝕，A項(xiàng)錯(cuò)誤；②中電解質(zhì)溶液為海水，發(fā)生的是吸氧腐蝕，B項(xiàng)錯(cuò)誤；③為電解池裝置，為外加電流的陰極保護(hù)法，C項(xiàng)錯(cuò)誤；①中主要發(fā)生化學(xué)腐蝕，②中鐵片為負(fù)極發(fā)生吸氧腐蝕，③中鐵片連接外接電源的負(fù)極被保護(hù)，所以鋼鐵被腐蝕的速率為②>①>③，D項(xiàng)正確。
7.(2020·河北衡水中學(xué)調(diào)研)一定條件下，某含碳鋼腐蝕情況與溶液pH的關(guān)系如右表：下列說法正確的是A.pH＜4時(shí)，發(fā)生析 氫腐蝕B.隨pH的升高，含碳鋼的腐蝕速率逐漸加快C.pH為14時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為2H2O＋Fe－3e－=== ＋4H＋D.pH為7時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為Fe－3e－===Fe3＋，生成的Fe3＋被空氣中的氧 氣氧化為Fe2O3
解析　pH＜4時(shí)，鋼鐵腐蝕的主要產(chǎn)物為Fe2＋，此時(shí)溶液呈酸性，正極上H＋得電子，生成H2，A正確；由表中信息可知，隨pH的升高，含碳鋼的腐蝕速率先減慢后加快，B錯(cuò)誤；pH為14時(shí)，電解質(zhì)溶液呈堿性，負(fù)極反應(yīng)式為Fe＋4OH－－3e－===＋2H2O，C錯(cuò)誤；pH為7時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋，生成的二價(jià)鐵被氧氣氧化，最終生成Fe2O3，D錯(cuò)誤。
8.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)開____________。
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的金屬活動性差別大于Fe和Sn的，故Fe-Cu原電池中Fe被腐蝕的較快。⑤是Fe接電源正極作陽極，Cu接電源負(fù)極作陰極的電解池，加快了Fe的腐蝕。⑥是Fe接電源負(fù)極作陰極，Cu接電源正極作陽極的電解池，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)棰茛堍冖佗邰蕖?br/>金屬腐蝕的一般規(guī)律(1)在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的速率快慢：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。(2)在原電池中，電解質(zhì)溶液相同時(shí)，兩極的活潑性差別越大，負(fù)極金屬越易被腐蝕，如Zn－Cu(H2SO4)中的Zn比Zn－Fe(H2SO4)中的Zn腐蝕快。(3)對由相同正、負(fù)極構(gòu)成的原電池(如Fe－Cu原電池)①電解質(zhì)的氧化能力越強(qiáng)，負(fù)極金屬越易被腐蝕。如：Fe在不同電解質(zhì)溶液中的腐蝕速率是CuSO4溶液＞稀H2SO4＞NaCl溶液。
②電解質(zhì)中起氧化作用的離子相同時(shí)，該離子濃度越大，負(fù)極金屬腐蝕速率越快。如腐蝕速率：1 ml·L－1鹽酸＞0.1 ml·L－1鹽酸＞0.1 ml·L－1醋酸＞海水(起氧化作用的H＋濃度逐漸減小)。③溶液的導(dǎo)電能力越強(qiáng)，負(fù)極金屬越易被腐蝕。如腐蝕速率：海水＞淡水＞酒精。(4)一般情況下不純的金屬或合金在潮濕的空氣中腐蝕的速率遠(yuǎn)快于在干燥、隔絕空氣條件下的腐蝕速率。
1.(2020·全國卷Ⅱ，12)電致變色器件可智能調(diào)控太陽光透過率，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能。下圖是某電致變色器件的示意圖。當(dāng)通電時(shí)，Ag＋注入到無色WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈現(xiàn)藍(lán)色，對于該變化過程，下列敘述錯(cuò)誤的是A.Ag為陽極B.Ag＋由銀電極向變色層遷移C.W元素的化合價(jià)升高D.總反應(yīng)為：WO3＋xAg===AgxWO3
解析　根據(jù)題給信息，通電時(shí)Ag＋注入到無色WO3薄膜中，生成AgxWO3，可得Ag為陽極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag－e－===Ag＋，Ag＋通過固體電解質(zhì)向變色層遷移，總反應(yīng)為WO3＋xAg===AgxWO3，A、B、D正確；
2.(2020·江蘇，11)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－===Fe2＋B.金屬M(fèi)的活動性比Fe的活動性弱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
解析　陰極得電子，A錯(cuò)誤；金屬M(fèi)失電子，其活動性應(yīng)比鐵強(qiáng)，B錯(cuò)誤；M失去的電子流入鋼鐵設(shè)施表面，因積累大量電子而被保護(hù)，C正確；海水中所含電解質(zhì)的濃度遠(yuǎn)大于河水中的，因此鋼鐵設(shè)施在海水中被腐蝕的速率快，D錯(cuò)誤。
3.(2018·全國卷Ⅰ，13)最近我國科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種CO2＋H2S協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置，實(shí)現(xiàn)對天然氣中CO2和H2S的高效去除。示意圖如下所示，其中電極分別為ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應(yīng)為：①EDTA-Fe2＋－e－===EDTA-Fe3＋②2EDTA-Fe3＋＋H2S===2H＋＋S＋2EDTA-Fe2＋該裝置工作時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是A.陰極的電極反應(yīng)：CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2OB.協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)：CO2＋H2S===CO＋H2O＋SC.石墨烯上的電勢比ZnO@石墨烯上的低D.若采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTA-Fe3＋/EDTA-Fe2＋，溶液需為酸性
解析　由題中信息可知，石墨烯電極發(fā)生氧化反應(yīng)，為電解池的陽極，則ZnO@石墨烯電極為陰極。陽極接電源正極，電勢高，陰極接電源負(fù)極，電勢低，故石墨烯上的電勢比ZnO@石墨烯上的高，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由題圖可知，電解時(shí)陰極反應(yīng)式為CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O，A項(xiàng)正確；將陰、陽兩極反應(yīng)式合并可得總反應(yīng)式為CO2＋H2S===CO＋H2O＋S，B項(xiàng)正確；Fe3＋、Fe2＋只能存在于酸性溶液中，D項(xiàng)正確。
4.[2019·全國卷Ⅲ，28(4)]近年來，隨著聚酯工業(yè)的快速發(fā)展，氯氣的需求量和氯化氫的產(chǎn)出量也隨之迅速增長。因此，將氯化氫轉(zhuǎn)化為氯氣的技術(shù)成為科學(xué)研究的熱點(diǎn)。在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術(shù)的基礎(chǔ)上，科學(xué)家最近采用碳基電極材料設(shè)計(jì)了一種新的工藝方案，主要包括電化學(xué)過程和化學(xué)過程，如圖所示：負(fù)極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)有____________________________________________________(寫反應(yīng)方程式)。電路中轉(zhuǎn)移1 ml電子，需消耗氧氣____L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。
Fe3＋＋e－===Fe2＋，4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋
解析　負(fù)極區(qū)發(fā)生還原反應(yīng)Fe3＋＋e－===Fe2＋，生成的二價(jià)鐵又被氧氣氧化成三價(jià)鐵，發(fā)生反應(yīng)4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，由反應(yīng)可知電路中轉(zhuǎn)移4 ml電子消耗1 ml O2，則轉(zhuǎn)移1 ml電子消耗氧氣
5.[2019·全國卷Ⅱ，27(4)]環(huán)戊二烯( )是重要的有機(jī)化工原料，廣泛用于農(nóng)藥、橡膠、塑料等生產(chǎn)。環(huán)戊二烯可用于制備二茂鐵[Fe(C5H5)2，結(jié)構(gòu)簡式為 ]，后者廣泛應(yīng)用于航天、化工等領(lǐng)域中。二茂鐵的電化學(xué)制備原理如圖所示，其中電解液為溶解有溴化鈉(電解質(zhì))和環(huán)戊二烯的DMF溶液(DMF為惰性有機(jī)溶劑)。
該電解池的陽極為________，總反應(yīng)為_______________________________________________________。電解制備需要在無水條件下進(jìn)行，原因?yàn)開__________________________________________________________________________。
水會阻礙中間物Na的生成，且水會電解生成OH－，進(jìn)一步與Fe2＋反應(yīng)生成Fe(OH)2
Fe＋2 ＋H2↑[或Fe
＋2C5H6===Fe(C5H5)2＋H2↑]　
解析　結(jié)合圖示電解原理可知，F(xiàn)e電極發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽極；在陰極上有H2生成，故電解時(shí)的總反應(yīng)為Fe＋2 ＋H2↑或Fe＋2C5H6===Fe(C5H5)2＋H2↑。結(jié)合相關(guān)反應(yīng)可知，電解制備需在無水條件下進(jìn)行，否則水會阻礙中間產(chǎn)物Na的生成，水電解生成OH－，OH－會進(jìn)一步與Fe2＋反應(yīng)生成Fe(OH)2，從而阻礙二茂鐵的生成。
1.用如圖所示裝置(X、Y是直流電源的兩極)分別進(jìn)行下列各組實(shí)驗(yàn)，則下表中各項(xiàng)所列對應(yīng)關(guān)系均正確的一項(xiàng)是
解析　電解Na2SO4溶液時(shí)，陽極上是OH－發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即a管中OH－放電，酸性增強(qiáng)，酚酞遇酸不變色，即a管中呈無色，A錯(cuò)誤；電解AgNO3溶液時(shí)，陰極上是Ag＋得電子發(fā)生還原反應(yīng)，即b管中電極反應(yīng)是析出金屬Ag的反應(yīng)，B錯(cuò)誤；電解CuCl2溶液時(shí)，陽極上是Cl－失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，即b管中Cl－放電，產(chǎn)生Cl2，C正確；電解NaOH溶液時(shí)，陰極上是H＋放電，陽極上是OH－放電，實(shí)際上電解的是水，導(dǎo)致NaOH溶液的濃度增大，堿性增強(qiáng)，pH升高，D錯(cuò)誤。
2.(2019·貴州遵義航天高中月考)關(guān)于圖中裝置說法正確的是A.裝置中電子移動的方向：負(fù)極→Fe→M溶液→石墨→正極B.若M為滴加酚酞的NaCl溶液，通電一段時(shí)間后， 鐵電極附近溶液顯紅色C.若M為CuSO4溶液，可以實(shí)現(xiàn)在石墨上鍍銅D.若將電源反接，M為NaCl溶液，可以用于制備 Fe(OH)2并使其較長時(shí)間保持白色
解析　電子不能進(jìn)入溶液中，A錯(cuò)誤；由圖可知鐵電極為陰極，水電離出的氫離子在陰極得電子生成氫氣，電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，陰極附近OH－濃度增大，堿性增強(qiáng)，使酚酞溶液變紅，B正確；若M為CuSO4溶液，Cu在鐵電極表面析出，C錯(cuò)誤；若將電源反接，鐵作陽極，則鐵失電子生成Fe2＋，石墨作陰極，水電離出的氫離子在陰極得到電子生成氫氣，溶液中的OH－濃度增大，F(xiàn)e2＋和OH－反應(yīng)生成氫氧化亞鐵沉淀，但是溶液中的氧氣能夠?qū)溲趸瘉嗚F氧化為紅褐色的氫氧化鐵沉淀，則氫氧化亞鐵不能較長時(shí)間保持白色，D錯(cuò)誤。
3.利用如圖所示裝置模擬電解原理在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。下列說法正確的是A.氯堿工業(yè)中，X電極上反應(yīng)式是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑B.電解精煉銅時(shí)，Z溶液中的Cu2＋濃度不變C.在鐵片上鍍銅時(shí)，Y是純銅D.制取金屬鎂時(shí)，Z是熔融的氯化鎂
解析　氯堿工業(yè)中陽極是Cl－放電生成Cl2；電解精煉銅時(shí)陽極粗銅溶解，陰極Cu2＋放電析出Cu，但是粗銅中含有鋅、鐵、鎳等雜質(zhì)，使得溶液中Cu2＋濃度變小；鐵片上鍍銅時(shí)，陰極應(yīng)該是鐵片，陽極是純銅。
4.下列說法正確的是A.圖①：通電一段時(shí)間后，攪拌 均勻，溶液的pH增大B.圖②：此裝置可實(shí)現(xiàn)銅的精煉C.圖③：鹽橋中的K＋移向FeCl3 溶液D.圖④：若觀察到甲燒杯中石墨 電極附近先變紅，則乙燒杯中 銅電極為陽極
解析　電解硫酸溶液，實(shí)質(zhì)是電解其中的水，電解一段時(shí)間后，溶劑水減少，溶液中硫酸濃度增加，整體溶液的pH減小，A錯(cuò)誤；電解精煉銅時(shí)，粗銅應(yīng)與電源正極相連，純銅與電源負(fù)極相連，B錯(cuò)誤；此原電池中銅電極為負(fù)極，石墨電極為正極，陽離子K＋向正極移動，C正確；甲燒杯中石墨電極附近先變紅，說明甲燒杯中石墨電極附近有OH－生成，則此電極為陰極，鐵電極為陽極，所以直流電源M為正極，N為負(fù)極，與N負(fù)極相連的銅電極為陰極，D錯(cuò)誤。
5.(2020·北京朝陽區(qū)模擬)在不同電壓下，用惰性電極電解飽和NaCl溶液制備少量NaClO，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：
下列分析不正確的是A.①②③中，a極均發(fā)生了還原反應(yīng)B.①②③中均能發(fā)生Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2OC.電解時(shí)，OH－由b極向a極移動D.不宜采用實(shí)驗(yàn)③的電壓制備NaClO
解析　本題考查電解飽和NaCl溶液制備NaClO的原理。實(shí)驗(yàn)①～③中a極是陰極，均發(fā)生還原反應(yīng)，A正確；實(shí)驗(yàn)①～③中，b極是陽極，電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－===Cl2↑，陰極反應(yīng)產(chǎn)生NaOH，Cl2與NaOH反應(yīng)生成NaCl、NaClO和H2O，B正確；電解時(shí)，陰離子向陽極移動，則OH－由a極向b極移動，C錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)③中產(chǎn)生大量黃綠色氣體，說明電解速率過快，產(chǎn)生的Cl2并未與NaOH反應(yīng)，故不宜采用該實(shí)驗(yàn)的電壓制備NaClO，D正確。
6.我國科學(xué)家設(shè)計(jì)了二氧化碳的熔鹽捕獲及電化學(xué)轉(zhuǎn)化裝置，其示意圖如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A.b為電源的正極B.①②中，捕獲CO2時(shí)碳元素的化合價(jià) 發(fā)生了變化C.a極的電極反應(yīng)式為 4CO2↑＋O2↑D.上述裝置的總反應(yīng)式為
7.(2019·南陽高三模擬)某同學(xué)進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：
下列說法不合理的是A.生鐵片發(fā)生吸氧腐蝕B.中心區(qū)的電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋C.邊緣處的電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－D.交界處發(fā)生的反應(yīng)為4Fe2＋＋O2＋10H2O===4Fe(OH)3＋8H＋
解析　生鐵片邊緣處為紅色，說明生成了OH－，O2＋2H2O＋4e－===4OH－，生鐵片發(fā)生吸氧腐蝕，故A、C選項(xiàng)合理；根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，中心區(qū)域?yàn)樗{(lán)色，說明生成了Fe2＋(Fe2＋遇K3[Fe(CN)6]變藍(lán))，F(xiàn)e－2e－===Fe2＋，故B項(xiàng)合理；在兩色環(huán)交界處出現(xiàn)鐵銹，是因?yàn)樯傻臍溲趸瘉嗚F被氧氣氧化成了氫氧化鐵，故D項(xiàng)不合理。
8.在一塊表面無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)。鐵片腐蝕過程中發(fā)生的總反應(yīng)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數(shù)微小原電池，發(fā)生了電化學(xué)腐蝕
解析　A項(xiàng)，在鐵的吸氧腐蝕過程中，鐵片發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕；B項(xiàng)，鐵片負(fù)極腐蝕最嚴(yán)重，由于離子的移動，在正極區(qū)域生成鐵銹最多；C項(xiàng)，鐵片腐蝕中負(fù)極反應(yīng)式應(yīng)為Fe－2e－===Fe2＋。
解析　由于陽極材料為銅，所以銅自身失電子被氧化，由題可知，氧化產(chǎn)物為Cu2O，可得陽極反應(yīng)式為2Cu＋H2O－2e－===Cu2O＋2H＋，陰極上陽離子放電，即溶液中H＋被還原成清潔能源H2。
9.電解是最強(qiáng)有力的氧化還原手段，在化工生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用。請回答下列問題：(1)以銅為陽極，石墨為陰極，用NaCl溶液作電解液進(jìn)行電解，得到半導(dǎo)體材料Cu2O和一種清潔能源，則陽極反應(yīng)式為__________________________________，陰極反應(yīng)式為__________________。
2Cu＋H2O－2e－===
(2)某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖1所示的裝置探究金屬的腐蝕情況。下列判斷合理的是______(填字母)。 a.②區(qū)銅片上有氣泡產(chǎn)生b.③區(qū)鐵片的電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－===Cl2↑c(diǎn).最先觀察到變成紅色的區(qū)域是②區(qū)d.②區(qū)和④區(qū)中銅片的質(zhì)量均不發(fā)生變化
解析　左半?yún)^(qū)是原電池裝置，發(fā)生的是鐵的吸氧腐蝕，電極反應(yīng)式為負(fù)極(Fe)：Fe－2e－===Fe2＋，正極(Cu)：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，右半?yún)^(qū)是電解池裝置，電極反應(yīng)式為陽極(Fe)：Fe－2e－===Fe2＋，陰極(Cu)：2H＋＋2e－===H2↑。由于電解引起腐蝕的速率遠(yuǎn)大于吸氧腐蝕的速率，因此最先觀察到變成紅色的區(qū)域是④區(qū)，故a、b、c三項(xiàng)均錯(cuò)誤。
(3)最新研究發(fā)現(xiàn)，用隔膜電解法處理高濃度乙醛廢水的工藝具有流程簡單、能耗較低等優(yōu)點(diǎn)，其原理是使乙醛分別在陰、陽極發(fā)生反應(yīng)生成乙醇和乙酸，總反應(yīng)式為2CH3CHO＋H2O CH3CH2OH＋CH3COOH，其裝置如圖2所示。
①若以甲烷堿性燃料電池為直流電源，則燃料電池中b極應(yīng)通入_______(填化學(xué)式)，電極反應(yīng)式為_______________________________。電解過程中，陰極區(qū)Na2SO4的物質(zhì)的量_____(填“增大”“減小”或“不變”)。
解析　根據(jù)電解液中陽離子的遷移方向可知直流電源上a為正極，通入O2，b為負(fù)極，通入CH4，在堿性條件下CH4的氧化產(chǎn)物為 。在電解過程中，由于 沒能參與放電，且陽離子交換膜不允許陰離子自由通過，因此根據(jù)質(zhì)量守恒可得陰極區(qū)Na2SO4的物質(zhì)的量不變。
②在實(shí)際工藝處理中，陰極區(qū)乙醛的去除率可達(dá)60%。若在兩極區(qū)分別注入1 m3乙醛含量為3 000 mg·L－1 的廢水，可得到乙醇________kg(計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后一位)。
解析　陰極區(qū)發(fā)生還原反應(yīng)，即CH3CHO轉(zhuǎn)化成CH3CH2OH，設(shè)生成的乙醇為x kg，根據(jù)碳原子守恒可得關(guān)系式：CH3CHO～CH3CH2OH 44　　　　　 46
解析　B電極上逸出氫氣，發(fā)生還原反應(yīng)，故B電極為陰極，A電極為陽極，電極反應(yīng)為CO(NH2)2＋H2O－6e－===N2↑＋CO2↑＋6H＋。
10.(1)(2020·北京石景山區(qū)模擬)我國研制出非貴金屬鎳鉬基高效電催化劑，實(shí)現(xiàn)電解富尿素廢水低能耗制H2，裝置如圖甲，總反應(yīng)：CO(NH2)2＋H2O 3H2↑＋N2↑＋CO2↑。
①A電極連接電源的___極(填“正”或“負(fù)”)。②A電極的電極反應(yīng)為__________________________________________。
CO(NH2)2＋H2O－6e－
===N2↑＋CO2↑＋6H＋
(2)(2020·四川綿陽月考)電解制備KMnO4的裝置如圖乙所示。①b與電源的____(填“正”或“負(fù)”)極相連，電解液中最好選擇______(填“陽”或“陰”)離子交換膜。②電解時(shí)，陽極反應(yīng)式為____________________。

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