第34讲　电解池　金属的腐蚀与防护(基础课)（共90张PPT）-2024届高考化学一轮复习

(共90张PPT)
第34讲　电解池　金属的腐蚀与防护(基础课)
第四部分　化学反应原理
第六章　化学反应与能量
　　　　　1.理解电解池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应式和总反应方程式。　2.了解电解原理在氯碱工业、精炼铜、电镀、电冶金等方面的应用。　3.理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。
知识点一　电解原理及其规律
必备知识梳理
关键能力训练
01
1．电解
使______通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阴极、阳极引起______________的过程。
电流
氧化还原反应
2．电解池及其工作原理
(1)电解池：将______直接转化为________的装置。
(2)电解池的组成和工作原理(惰性电极电解CuCl2溶液)
总反应的离子方程式：_______________________________。
电能
化学能
(3)放电顺序(一般情况下)
①阴极：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。
②阳极：__________>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子>F－。
活性电极
　　　　　①活性电极指的是除去Au、Pt以外的金属电极，惰性电极指的是Pt、Au、C电极，不参与电极反应。
②阴极材料若为金属电极，一般是为增强导电性，但不参与反应。
3．以惰性电极电解水溶液的有关规律
(1)电解水型——含氧酸、强碱、活泼金属含氧酸盐
①阴极反应式为_________________________，阳极反应式为__________________________________，
总方程式为2H2O 2H2↑＋O2↑。
②电解质浓度变____，pH可能变大、变小或不变，可加_______复原。
4H＋＋4e－===2H2↑
4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
大
H2O
(2)电解电解质型——无氧酸(如HCl)，不活泼金属无氧酸盐(如CuCl2)，电解质浓度变____，加电解质本身复原。
(3)放H2生碱型——活泼金属的无氧酸盐(如NaCl)
①阴极反应式为____________________________，阳极反应式为__________________，总方程式为_______________________________
_______________。
②溶液pH变____，加_______复原。
小
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
2Cl－－2e－===Cl2↑
＋2OH－
大
HCl
(4)放O2生酸型——不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4)
①阴极反应式为_________________________，阳极反应式为________________________________，总方程式为___________________________________。
②溶液pH变____，加_____________________________复原。
2Cu2＋＋4e－===2Cu
2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
小
CuO(金属氧化物)或CuCO3
　　　　　水电离出的H＋或OH－放电，一般电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－或2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程。(　　)
(2)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现。(　　)
(3)电解池中的电子流向：电源负极→阴极→电解质溶液→阳极→电源正极。(　　)
(4)用Cu作电极电解CuSO4溶液的阳极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。(　　)
(5)用惰性电极电解NaCl和NaBr的混合液，阳极上的放电顺序为Br－、Cl－、OH－。(　　)
[答案]　(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√
2．按要求书写电极反应式和总反应方程式：
(1)用惰性电极电解MgCl2溶液
阳极反应式：_______________________；
阴极反应式：_______________________；
总反应离子方程式：_________________。
(2)用惰性电极电解AgNO3溶液
阴极反应式：____________________________
阳极反应式：____________________________
总反应离子方程式：______________________。
(3)某水溶液中含有等物质的量浓度的Cu(NO3)2和NaCl，以惰性电极对该溶液进行电解，分阶段写出电解反应的离子方程式：
___________________________________________________________、
___________________________________________________________、
___________________________________________________________。
1．用如图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中各项所列对应关系均正确的一项是(　　)
选项 X极 实验前U形 管中液体 通电后现 象及结论 恢复原溶液
所加物质
A 正极 Na2SO4溶液 U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色 H2O
B 正极 AgNO3溶液 a管中电极反应式是4OH－－4e－===O2↑＋2H2O AgOH
C 负极 CuCl2溶液 b管中有气体逸出 CuCl2
D 负极 NaOH溶液 溶液pH降低 H2O
C　[A项，a管电极附近生成H＋，呈酸性，错误；B项，AgNO3溶液电解可用Ag2O复原，错误；D项，电解水使c(NaOH)增大，pH增大，错误。]
2．采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如图所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是(　　)
A．阳极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑
B．电解一段时间后，阳极室的pH未变
C．电解过程中，H＋由a极区向b极区迁移
D．电解一段时间后，a极生成的O2与b极反应的O2等量
D　[根据题给电解装置图可知，电解池右侧O2参加反应生成H2O2，a极为阳极，b极为阴极。 电解时，阳极的电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，阴极的电极反应式为4H＋＋2O2＋4e－===2H2O2，A正确；根据电极反应式及得失电子守恒可知，阳极生成的H＋通过质子交换膜进入阴极区最终转化为H2O2，阳极区H＋的物质的量浓度不发生变化，pH不变，B、C正确；设电解时转移电子为4 mol，则阳极生成1 mol O2，阴极消耗2 mol O2，D错误。]
3. (2022·武汉模拟)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、阳离子根据放电能力顺序，都可能在阳极放电，下列分析正确的是(　　)
A．C1电极上的电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
B．C1电极处溶液首先变黄色
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(NA表示阿伏加德罗常数的值)
C　[C1电极与电源的负极相连，作阴极，溶液中的H＋在阴极放电，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，A错误；C1电极上H＋放电生成H2，C2电极与电源的正极相连，作阳极，Fe2＋的还原性强于Cl－，则依次发生的电极反应为Fe2＋－e－===Fe3＋、2Cl－－2e－===Cl2↑，故C2电极处溶液首先变黄色，B错误，C正确；电子只能通过导线传递，不能通过溶液传递，D错误。]
知识点二　电解原理的应用
02
必备知识梳理
关键能力训练
1．电解饱和食盐水——氯碱工业
(1)电极反应
阳极：__________________________(______反应)。
阴极：__________________________________(______反应)。
检验阳极产物的方法：用湿润的淀粉 KI试纸靠近阳极附近，若试纸变蓝，证明生成了Cl2。
电解时向食盐水中加酚酞，____极附近溶液变红，说明该电极附近产生的物质为_________。
2Cl－－2e－===Cl2↑
氧化
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
还原
阴
NaOH
(2)电解饱和食盐水的化学方程式和离子方程式
①2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
②______________________________________。
(3)阳离子交换膜法电解饱和食盐水示意图
①阳离子交换膜的作用
阻止________进入阳极室与Cl2发生反应：________________________
_____________________，阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。
OH－
2NaOH＋Cl2===NaCl＋
NaClO＋H2O
②a、b、c、d加入或取出的物质分别是________________、_______________、____________、_______________；X、Y分别是______、_____。
精制饱和食盐水
稀NaOH溶液
稀的食盐水
浓NaOH溶液
Cl2
H2
2．电镀和电解精炼铜
电镀(Fe表 面镀Cu) 电解精炼铜
阳 极 电极材料 镀层金属铜 ______(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质)
电极反应 _______________________ _______________________、
Fe－2e－===Fe2＋、
Ni－2e－===Ni2＋、
Cu－2e－===Cu2＋(主要)
粗铜
Cu－2e－===Cu2＋
Zn－2e－===Zn2＋
阴 极 电极材料 ____________ ______
电极反应 _______________________ 电解质溶液 含________的盐溶液 注：电解精炼铜时，粗铜中的Ag、Au等不反应，沉积在电解池底部形成________ 待镀金属铁
纯铜
Cu2＋＋2e－===Cu
Cu2＋
阳极泥
3.电冶金——活泼金属的冶炼方法
(1)电解熔融氯化钠得到钠
2Cl－－2e－===Cl2↑
2Na＋＋2e－===2Na
(2)电解熔融Al2O3制Al
电极反应：
阳极：___________________________
阴极：__________________________
冰晶石的作用是作Al2O3的助熔剂。
6O2－－12e－===3O2↑
4Al3＋＋12e－===4Al
4．电解在有机合成中的应用
以丙烯腈合成己二腈为例，两极反应式如下：
2CH2===CHCN＋2H＋＋2e－===NC(CH2)4CN
　　　　　　电解原理的一般应用
1. 利用如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(　　)
A．氯碱工业中，X电极上反应式是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
B．电解精炼铜时，Z溶液中的Cu2＋浓度不变
C．在铁片上镀铜时，Y是纯铜
D．制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁
D　[氯碱工业中阳极是Cl－放电生成Cl2，A错误；电解精炼铜时阳极粗铜溶解，阴极Cu2＋放电析出Cu，溶液中Cu2＋浓度变小，B错误；铁片上镀铜时，阴极应该是铁片，阳极是纯铜，C错误。]
2．(2022·石家庄模拟)金属镍有广泛的用途，粗镍中含有Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制得高纯度的镍。下列叙述中正确的是(已知：氧化性Fe2＋A．阳极发生还原反应，其电极反应式为Ni2＋＋2e－===Ni
B．电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量相等
C．电解后，溶液中存在的阳离子只有Fe2＋和Zn2＋
D．电解后，电解槽底部的阳极泥中有Cu和Pt
D　[电解时，阳极Zn、Fe、Ni失去电子，发生氧化反应，A项错误；因氧化性Ni2＋>Fe2＋>Zn2＋，故阴极反应式为Ni2＋＋2e－===Ni，可见，阳极质量减少是因为Zn、Fe、Ni溶解，而阴极质量增加是因为Ni析出，B项错误；电解后溶液中的阳离子除Fe2＋和Zn2＋外，还有Ni2＋和H＋，C项错误。]
　　　　　　电解原理在实际中的创新应用
3．(2022·济南模拟)在直流电源作用下，双极膜中间层中的H2O解离为H＋和OH－，利用双极膜电解池产生的强氧化性羟基自由基(·OH)处理含苯酚废水和含SO2的烟气的工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．N电极为阴极，发生还原反应
B．阴极电极反应式为O2＋2e－＋2H＋===2·OH　
C．每处理9.4 g苯酚，理论上有2.8 mol H＋透过膜a
D．若·OH只与苯酚和SO2反应，则参加反应的苯酚和SO2物质的量之比为1∶14
AC　[M极上O2得电子生成羟基自由基(·OH)，电极反应为O2＋2e－＋2H＋===2·OH，则M极为阴极，连接电源的负极，膜b允许H＋透过进入阴极区，M极上产生的羟基自由基将苯酚氧化成CO2；N极为阳极，其电极反应为OH－－e－===·OH，则膜a允许OH－透过进入阳极区，N极上产生的羟基自由基将SO2氧化为硫酸根离子。N为阳极发生氧化反应，A错误；1 mol 苯酚转化为CO2，失去28 mol电子，则每处理9.4 g(0.1 mol)苯酚，理论上有2.8 mol H＋透过膜b，C项错误。]
4．(2022·海淀区模拟)电解制备H2O2，装置示意图如图所示。
(1)a极的电极反应式为________________________________________。
(2)通过管道将b极产生的气体送至a极，目的是___________________。
(3)pH过高时H2O2会分解。但电解一段时间后，a极附近溶液的pH基本不变，原因是______________________________________________。
[答案]　(1)O2＋2H2O＋2e－===H2O2＋2OH－　(2)将b极产生的氧气循环利用，用于制备H2O2　(3)反应转移2 mol电子时，即阴极产生2 mol OH－的同时，阳极反应产生2 mol H＋并通过质子交换膜移至阴极室，与OH－发生中和反应
5．如图所示是电解法合成氨反应装置示意图。
则b极为________(填“阴”或“阳”)极，a极的电极反应式为__________________________，电解装置中质子交换膜的作用为_____________________________________________________________
____________________；
若b极产生的O2在一定条件下的体积为336 L，a极中通入相同条件下N2的总体积为672 L，则N2的转化率为________%(保留两位有效数字)。
[解析]　b极上H2O转化为O2，发生氧化反应，则b极为阳极；a极上N2转化为NH3，发生还原反应，则a极为阴极，其电极反应式为N2＋6e－＋6H＋===2NH3；质子交换膜只允许H＋通过，电解过程中a极上消耗H＋，b极上生成H＋，因此质子交换膜的作用是为质子的迁移和输送提供通道，并阻隔阴阳极产物接触；b极的电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，根据各电极上通过电量相等，可得关系式：2N2～3O2，则相同条件下，生成的O2和消耗的N2的体积比为3∶2，因此若b极产生O2 336 L，则a极消耗N2 224 L，而通入的N2为672 L，因此N2的转化率为 ×100%≈33%。
[答案]　阳　N2＋6e－＋6H＋===2NH3　质子交换膜为质子的迁移和输送提供通道，并阻隔阴阳极产物接触　33
知识点三　金属的腐蚀与防护
03
必备知识梳理
关键能力训练
1．金属的腐蚀及分类
(1)金属腐蚀：金属或合金与周围的气体或液体发生__________反应而引起损耗的现象。其本质是M－ne－===Mn＋。
氧化还原
(2)分类
①化学腐蚀：金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀。如钢材在高温下容易被氧化，表面生成由FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的一层氧化物。
②电化学腐蚀：当不纯的金属与电解质溶液接触时会发生________反应，__________的金属发生氧化反应而被腐蚀。比化学腐蚀更普遍、速率更快。
原电池
比较活泼
2．电化学腐蚀的分类
以钢铁腐蚀为例进行分析
类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀
条件 水膜____性较____(pH≤_____)，如NH4Cl溶液 水膜酸性很____或呈____性，如NaCl溶液
酸
强
4.3
弱
中
电极材料及反应 负 极 Fe：_______________________ 正 极 C：_____________________ C：________________________________
Fe－2e－===Fe2＋
2H＋＋2e－===H2↑
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
总反 应式 _______________________ ________________________________
联系 __________更普遍 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
吸氧腐蚀
　　　　　铁锈的主要成分为Fe2O3·xH2O，其形成过程所涉及的反应为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O。
3．电化学腐蚀的实验探究(如图所示)
(1)若棉团浸有NH4Cl溶液，铁钉发生______腐蚀，正极反应式为________________________，右侧试管中现象是____________。
(2)若棉团浸有NaCl溶液，铁钉发生______腐蚀，正极反应式为________________________________，右侧试管中现象是________________。
析氢
2H＋＋2e－===H2↑
有气泡冒出
吸氧
O2＋4e－＋2H2O===4OH－
导管内液面上升
4．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。
(2)在金属表面覆盖保护层
①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用电镀等方法在钢铁表面镀上一层Zn、Sn、Cr、Ni等金属，如白铁皮(镀Zn)、马口铁(镀Sn)。
③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Fe3O4薄膜)。
④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。
(3)电化学保护法
①牺牲阳极法—________原理
a．______：比被保护金属活泼的金属；
b. ______：被保护的金属设备。
原电池
负极
正极
②外加电流法—______原理
通电后，调整外加电压，强制电子流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面腐蚀电流________________，从而得到保护。
a．______：被保护的金属设备；
b．______：惰性金属。
电解
降至零或接近零
阴极
阳极
(4)实验探究
为验证牺牲阳极法，如图所示：
①Fe作____极，电极反应式为________________________。
②Zn作负极，电极反应式为_______________________。
正
2H＋＋2e－===H2↑
Zn－2e－===Zn2＋
③Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液，溶液中是否有蓝色沉淀生成？____，说明_____被保护。
④若将Zn改为Cu，则Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液，现象为____________________，说明_____被保护。此现象的离子方程式为________________________________________________________。
否
Fe
溶液中生成蓝色沉淀
Cu
3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样。(　　)
(2)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物。(　　)
(3)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe3＋。(　　)
(4)在金属表面覆盖保护层，若保护层破损后，就完全失去了对金属的保护作用。(　　)
(5)为了保护船体，在船体表面嵌入锌块，利用了牺牲阳极保护法。(　　)
[答案]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√
　　　　　　金属的腐蚀与防护
1．下列与金属腐蚀有关的说法正确的是(　　)
A．图1中，铁钉易被腐蚀
B．图2中，滴加少量K3[Fe(CN)6]溶液，没有蓝色沉淀出现
C．图3中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀
D．图4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁输水管的腐蚀，镁块相当于原电池的正极
C　[浓硫酸从环境中吸收水分，使铁钉周围的空气比较干燥，因此铁钉不易腐蚀，A项错误；Fe、Cu与酸化的3% NaCl溶液构成原电池，Fe作负极，发生失去电子的氧化反应，有Fe2＋生成，因此滴加少量K3[Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀出现，B项错误；燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀，C项正确；用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁输水管的腐蚀，镁块相当于原电池的负极，D项错误。]
2. (2022·佛山模拟)如图，将一根纯铁棒垂直没入水中，一段时间后发现AB段产生较多铁锈，BC段腐蚀严重。下列关于此现象的说法不正确的是(　　)
A．铁棒AB段的溶解氧浓度高于BC段
B．铁棒AB段电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．铁棒AB段的Fe2＋浓度高于BC段
D．该腐蚀过程属于电化学腐蚀
C　[AB段作原电池正极，BC段为原电池负极。BC段电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，AB段电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，BC段溶解而被腐蚀，AB段形成铁锈。C项不正确。]
3. 我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应
B．通电时，阴极上的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
C．断电时，锌环上的电极反应为Zn2＋＋2e－===Zn
D．通电时为外加电流法，断电时为牺牲阳极法
C　[断电时，锌作负极，反应式为Zn－2e－===Zn2＋，保护铁不被腐蚀，C项错误。]
4．如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为________(填序号)。
[解析]　②③④是原电池，⑤⑥是电解池，金属被腐蚀由快到慢的顺序：电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极。
[答案]　⑤④②①③⑥
(1)判断析氢腐蚀与吸氧腐蚀的依据：对于金属活动顺序表氢元素前的金属，酸性发生析氢腐蚀，中性或碱性发生吸氧腐蚀；对于氢元素后的金属只能发生吸氧腐蚀。
(2)对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀。
　　　　　　金属的腐蚀与防护实验探究
5．(2022·武汉模拟)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)。
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
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
D　[②中Zn作负极，发生氧化反应生成Zn2＋，Fe作正极被保护，所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，试管内无明显变化。但③中没有Zn保护Fe，Fe在酸性环境中发生析氢腐蚀，Fe作负极被氧化生成Fe2＋，所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，生成蓝色沉淀，对比②③可知Zn保护了Fe，A项正确；①与②的区别在于前者是将铁氰化钾溶液直接滴入烧杯中，而后者是在取出的少量Fe附近的溶液中滴加铁氰化钾溶液，①中出现了蓝色沉淀，说明有Fe2＋生成。对比分析可知，可能是铁氰化钾氧化Fe生成了Fe2＋，B项正确；通过上述分析可知，验证Zn保护Fe时不能用①的方法，C项正确；若将Zn换成Cu，铁氰化钾仍会将Fe氧化为Fe2＋，在铁的表面同样会生成蓝色沉淀，所以无法判断Fe2＋是不是负极产物，即无法判断Fe与Cu的活泼性，D项错误。]
6. 利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护，减缓铁的腐蚀。
(1)若开关K置于N处，则X应为____________________，该电化学防护法为__________________________。
(2)若开关K置于M处，则X应为____________________________，该电化学防护法称为________________________。
[答案]　(1)碳棒或Pt等惰性电极　外加电流法
(2)比铁活泼的金属如Zn等　牺牲阳极法
真题感悟·明确考向
04
1．(2022·广东选择性考试，T10)以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，实现Al的再生。该过程中(　　)
A．阴极发生的反应为Mg－2e－===Mg2＋
B．阴极上Al被氧化
C．在电解槽底部产生含Cu的阳极泥
D．阳极和阴极的质量变化相等
1
3
2
4
C　[阴极发生得电子的还原反应，Mg在阳极失电子生成Mg2＋，A错误；Al在阳极上被氧化生成Al3＋，B错误；阳极材料中Cu和Si不参与氧化反应，在电解槽底部可形成阳极泥，C正确；因为阳极除了铝参与电子转移，镁也参与了电子转移，且还会形成阳极泥，而阴极只有铝离子得电子生成铝单质，根据得失电子守恒及元素守恒可知，阳极与阴极的质量变化不相等，D错误。]
1
3
2
4
2．(2022·北京等级考，T4)利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。
1
3
2
4
序号 电解质溶液 实验现象
① 0.1 mol/L CuSO4＋少量H2SO4 阴极表面有无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，气体减少。经检验电解液中有Fe2＋
② 0.1 mol/L CuSO4＋过量氨水 阴极表面未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验电解液中无Fe元素
下列说法不正确的是(　　)
A．①中气体减少，推测是由于溶液中c(H＋)减少，且Cu覆盖铁电极，阻碍H＋与铁接触
B．①中检测到Fe2＋，推测可能发生反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑、Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
C．随阴极析出Cu，推测②中溶液c(Cu2＋)
减少，Cu2＋＋4NH3 [Cu(NH3)4]2＋平衡逆移
D．②中Cu2＋生成[Cu(NH3)4]2＋，使得c(Cu2＋)
比①中溶液的小，Cu缓慢析出，镀层更致密
1
3
2
4
C　[C项，阴极析出Cu，阳极溶解Cu，析出和溶解的Cu的量相同，②中c(Cu2＋)不变，C错误。]
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2
4
3．(2022·海南等级考，T9)一种采用H2O(g)和N2(g)为原料制备NH3(g)的装置示意图如下。
下列有关说法正确的是(　　)
A．在b电极上，N2被还原
B．金属Ag可作为a电极的材料
C．改变工作电源电压，反应速率不变
D．电解过程中，固体氧化物电解质中O2－不断减少
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A　[由图可知，N2→NH3，发生还原反应，b为阴极，a为阳极。]
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A．a为电源负极
B．溶液中Q的物质的量保持不变
C．CO2在M极被还原
D．分离出的CO2从出口2排出
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