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专题46 电解原理
1．【2023年广东卷】利用活性石墨电极电解饱和食盐水，进行如图所示实验。闭合 ，一段时间后
A．U型管两侧均有气泡冒出，分别是 和 B．a处布条褪色，说明 具有漂白性
C．b处出现蓝色，说明还原性： D．断开 ，立刻闭合 ，电流表发生偏转
【答案】D
【解析】闭合 ，形成电解池，电解饱和食盐水，左侧为阳极，阳极氯离子失去电子生成氯气，电极反应
为2Cl-—2e-=Cl↑，右侧为阴极，阴极电极反应为2H++2e-=H ↑，总反应为2NaCl+2H O
2 2 2
2NaOH+H ↑+Cl↑，据此解答。A．根据分析，U型管两侧均有气泡冒出，分别是 和 ，A错误；
2 2
B．左侧生成氯气，氯气遇到水生成HClO，具有漂白性，则a处布条褪色，说明HClO具有漂白性，
B错误；C．b处出现蓝色，发生Cl+2KI=I +2KCl，说明还原性： ，C错误；D．断开 ，立刻
2 2
闭合 ，此时构成氢氯燃料电池，形成电流，电流表发生偏转，D正确；故选D。
2．【2023年广东卷】用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(下图)，可实现大电流催化电解
溶液制氨。工作时， 在双极膜界面处被催化解离成 和 ，有利于电解反应顺利进行。下列说
法不正确的是A．电解总反应：
B．每生成 ，双极膜处有 的 解离
C．电解过程中，阳极室中 的物质的量不因反应而改变
D．相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构可提高氨生成速率
【答案】B
【解析】由信息大电流催化电解 溶液制氨可知，在电极a处 放电生成 ，发生还原反应，
故电极a为阴极，电极方程式为 ，电极b为阳极，电极方程式为
，“卯榫”结构的双极膜中的H＋移向电极a，OH－移向电极b。A．由分析中
阴阳极电极方程式可知，电解总反应为 ，故A正确；B．每生
成 ，阴极得8mol e－，同时双极膜处有8mol 进入阴极室，即有8mol的 解离，
故B错误；C．电解过程中，阳极室每消耗4mol ，同时有4mol 通过双极膜进入阳极室，
KOH的物质的量不因反应而改变，故C正确；D．相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构具有更大的
膜面积，有利于 被催化解离成 和 ，可提高氨生成速率，故D正确；故选B。
3．【2023年1月浙江卷】在熔融盐体系中，通过电解 和 获得电池材料 ，电解装置如图，
下列说法正确的是
A．石墨电极为阴极，发生氧化反应
B．电极A的电极反应：C．该体系中，石墨优先于 参与反应
D．电解时，阳离子向石墨电极移动
【答案】C
【解析】由图可知，在外加电源下石墨电极上C转化为CO，失电子发生氧化反应，为阳极，与电源正极
相连，则电极A作阴极， 和 获得电子产生电池材料 ，电极反应为
。A．在外加电源下石墨电极上C转化为CO，失电子发生氧化反应，为
阳极，选项A错误；B．电极A的电极反应为 ，选项B错误；C．根据图
中信息可知，该体系中，石墨优先于 参与反应，选项C正确；D．电解池中石墨电极为阳极，阳离
子向阴极电极A移动，选项D错误；答案选C。
4．【2023年辽宁卷】某无隔膜流动海水电解法制 的装置如下图所示，其中高选择性催化剂 可抑制
产生。下列说法正确的是
A．b端电势高于a端电势 B．理论上转移 生成
C．电解后海水 下降 D．阳极发生：
【答案】D
【解析】由图可知，左侧电极产生氧气，则左侧电极为阳极，电极a为正极，右侧电极为阴极，b电极为
负极，该装置的总反应产生氧气和氢气，相当于电解水，以此解题。A．由分析可知，a为正极，b电
极为负极，则a端电势高于b端电势，A错误；B．右侧电极上产生氢气的电极方程式为：2H++2e-
=H ↑，则理论上转移 生成 ，B错误；C．由图可知，该装置的总反应为电解海水的装置，
2
随着电解的进行，海水的浓度增大，但是其pH基本不变，C错误；D．由图可知，阳极上的电极反应
为： ，D正确；故选D。
5．【2022年北京卷】利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。
装置示意图 序号 电解质溶液 实验现象
0.1mol/LCuSO 阴极表面有无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，
4
①
+少量HSO 气体减少。经检验电解液中有
2 4
② 0.1mol/LCuSO 4 阴极表面未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色+过量氨水 固体。经检验电解液中无 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 减少，且 覆盖铁电极，阻碍 与铁接触
B．①中检测到 ，推测可能发生反应：
C．随阴极析出 ，推测②中溶液 减少， 平衡逆移
D．②中 生成 ，使得 比①中溶液的小， 缓慢析出，镀层更致密
【答案】C
【解析】由实验现象可知，实验①时，铁做电镀池的阴极，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚
铁离子、氢气和铜，一段时间后，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜；实验②中铜离子与过
量氨水反应生成四氨合铜离子，使得溶液中铜离子浓度比①中要小，电解速率减慢，铜离子在阴极得
到电子缓慢发生还原反应生成铜，在铁表面得到比实验①更致密的镀层。A．由分析可知，实验①时，
铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应，当溶液中氢离子浓度减小，反应和放电生成的铜覆盖铁电极，
阻碍氢离子与铁接触，导致产生的气体减少，故A正确；B．由分析可知，实验①时，铁做电镀池的
阴极，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚铁离子、氢气和铜，可能发生的反应为
，故B正确；C．由分析可知，铜离子在阴极得到电子发生还原
反应，在阴极析出铜，但阳极发生Cu-2e-=Cu2+的反应，铜离子浓度不变，
平衡不移动，故C错误；D．由分析可知，实验②中铜离子与过量氨
水反应生成四氨合铜离子，使得溶液中铜离子浓度比①中要小，电解速率减慢，铜离子在阴极得到电
子缓慢发生还原反应生成铜，在铁表面得到比实验①更致密的镀层，故D正确；故选C。
6．【2022年天津卷】实验装置如图所示。接通电源后，用碳棒( 、 )作笔，在浸有饱和NaCl溶液和石
蕊溶液的湿润试纸上同时写字， 端的字迹呈白色。下列结论正确的是
A．a为负极
B． 端的字迹呈蓝色
C．电子流向为：D．如果将 、 换成铜棒，与碳棒作电极时的现象相同
【答案】B
【解析】A．根据实验现象，a'端呈白色，即生成了氯气，即氯离子失去电子，为阳极，即a为正极，A错
误；B．b'端为阴极，水得到电子放电的同时，生成氢氧根离子，遇石蕊变蓝，B正确；C．电子从电
源的负极出来，即从a极出来，而不是b极，C错误；D． 如果换成铜棒，铜做阳极放电，现象与碳
作电极时不相同，D错误；故选B。
7．（2021·海南真题）液氨中存在平衡： 。如图所示为电解池装置，以 的液氨溶
液为电解液，电解过程中a、b两个惰性电极上都有气泡产生。下列有关说法正确的是
A．b电极连接的是电源的负极 B．a电极的反应为
C．电解过程中，阴极附近K+浓度减小 D．理论上两极产生的气体物质的量之比为1:1
【答案】B
【解析】A．根据图示可知：在b电极上产生N，N元素化合价升高，失去电子，发生氧化反应，所以b
2
电极为阳极，连接电源的正极，A错误；B．电极a上产生H，H元素化合价降低得到电子，发生还
2
原反应，所以a电极为阴极，电极反应式为： ，B正确；C．电解过程中，阴极
附近产生 ，使附近溶液中阴离子浓度增大，为维持溶液电中性，阳离子K+会向阴极区定向移动，
最终导致阴极附近K+浓度增大，C错误；D．每反应产生1 mol H ，转移2 mol电子，每反应产生1
2
mol N，转移6 mol电子，故阴极产生H 与阳极产生的N 的物质的量的比是3:1，D错误；选B。
2 2 2
8．【2021年江苏卷】通过下列方法可分别获得H 和O：①通过电解获得NiOOH和H(如图)；②在90℃
2 2 2
将NiOOH与HO反应生成Ni(OH) 并获得O。下列说法正确的是
2 2 2A．电解后KOH溶液的物质的量浓度减小
B．电解时阳极电极反应式：Ni(OH) +OH--e-=NiOOH+H O
2 2
C．电解的总反应方程式：2HO 2H↑+O ↑
2 2 2
D．电解过程中转移4mol电子，理论上可获得22.4LO
2
【答案】B
【解析】A．阴极水电离的氢离子得电子生成氢气，阳极Ni(OH) 失电子生成NiOOH，电解过程总反应为
2
，电解后KOH溶液的物质的量浓度不变，故A错误；B．电解时阳极
Ni(OH) 失电子生成NiOOH，电极反应式为Ni(OH) +OH--e-=NiOOH+H O，故B正确；C．阴极水电离
2 2 2
的氢离子得电子生成氢气，阳极Ni(OH) 失电子生成NiOOH，电解过程总反应为
2
，故C错误；D．电解过程中转移4mol电子，生成4molNiOOH，根据
，生成1mol氧气，非标准状况下的体积不一定是22.4L，故D错误；
选B。
9．【2022年海南卷】一种采用 和 为原料制备 的装置示意图如下。下列有关说法正确的是
A．在b电极上， 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 不断减少
【答案】A
【解析】由装置可知，b电极的N 转化为NH ，N元素的化合价降低，得到电子发生还原反应，因此b为
2 3
阴极，电极反应式为N+3H O+6e-=2NH+3O2-，a为阳极，电极反应式为2O2-+4e-=O ，据此分析解答；
2 2 3 2
A．由分析可得，b电极上N 转化为NH ，N元素的化合价降低，得到电子发生还原反应，即N 被还
2 3 2
原，A正确；B．a为阳极，若金属Ag作a的电极材料，则金属Ag优先失去电子，B错误；C．改变
工作电源的电压，电流强度发生改变，反应速率也会改变，C错误；D．电解过程中，阴极电极反应
式为N+3H O+6e-=2NH+3O2-，阳极电极反应式为2O2-+4e-=O ，因此固体氧化物电解质中O2-不会改变，
2 2 3 2
D错误；答案选A。
10．【2022年6月浙江卷】通过电解废旧锂电池中的 可获得难溶性的 和 ，电解示意
图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。
下列说法不正确的是
A．电极A为阴极，发生还原反应
B．电极B的电极发应：
C．电解一段时间后溶液中 浓度保持不变
D．电解结束，可通过调节 除去 ，再加入 溶液以获得
【答案】C
【解析】A．由电解示意图可知，电极B上Mn2+转化为了MnO ，锰元素化合价升高，失电子，则电极B
2
为阳极，电极A为阴极，得电子，发生还原反应，A正确；B．由电解示意图可知，电极B上Mn2+失
电子转化为了MnO ，电极反应式为：2HO+Mn2+-2e-=MnO+4H+，B正确；C．电极A为阴极，
2 2 2
LiMn O 得电子，电极反应式为：2LiMn O+6e-+16H+=2Li++4Mn2++8H O，依据得失电子守恒，电解池
2 4 2 4 2
总反应为：2LiMn O+4H+=2Li++Mn2++3MnO+2H O，反应生成了Mn2+，Mn2+浓度增大，C错误；D．
2 4 2 2电解池总反应为：2LiMn O+4H+=2Li++Mn2++3MnO+2H O，电解结束后，可通过调节溶液pH将锰离
2 4 2 2
子转化为沉淀除去，然后再加入碳酸钠溶液，从而获得碳酸锂，D正确；答案选C。
11．（2020·山东高考真题）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下图
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
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O 与b极反应的O 等量
2 2
【答案】D
【解析】a极析出氧气，氧元素的化合价升高，做电解池的阳极，b极通入氧气，生成过氧化氢，氧元素的
化合价降低，被还原，做电解池的阴极。A．依据分析a极是阳极，属于放氧生酸性型的电解，所以
阳极的反应式是2HO-4e-=4H++O ↑，正确；B．电解时阳极产生氢离子，氢离子是阳离子，通过质子
2 2
交换膜移向阴极，所以电解一段时间后，阳极室的pH值不变，正确；C．有B的分析可知，C正确；
D．电解时，阳极的反应为：2HO-4e-=4H++O ↑，阴极的反应为：O+2e-+2H+=H O，总反应为：
2 2 2 2 2
O+2H O=2HO，要消耗氧气，即是a极生成的氧气小于b极消耗的氧气，错误；故选：D。
2 2 2 2
12．（2020·全国高考真题）电致变色器件可智能调控太阳光透过率，从而实现节能。下图是某电致变色器
件的示意图。当通电时，Ag+注入到无色WO 薄膜中，生成AgWO，器件呈现蓝色，对于该变化过
3 x 3
程，下列叙述错误的是
A．Ag为阳极 B．Ag+由银电极向变色层迁移
C．W元素的化合价升高 D．总反应为：WO+xAg=AgWO
3 x 3
【答案】C
【解析】从题干可知，当通电时，Ag+注入到无色WO 薄膜中，生成Ag WO 器件呈现蓝色，说明通电时，
3 x 3
Ag电极有Ag+生成然后经固体电解质进入电致变色层，说明Ag电极为阳极，透明导电层时阴极，g
电极上发生氧化反应，电致变色层发生还原反应。A．通电时，Ag电极有Ag+生成，g电极为阳极，正确；B．通电时电致变色层变蓝色，说明有Ag+从Ag电极经固体电解质进入电致变色层，正确；
C．过程中，W由WO 的+6价降低到Ag WO 中的+(6-x)价，错误；D．该电解池中阳极即Ag电极上
3 x 3
发生的电极反应为：xAg-xe-= xAg+，而另一极阴极上发生的电极反应为：WO+xAg++xe- = AgxWO，
3 3
故发生的总反应式为：xAg + WO =Ag WO，正确；答案选C。
3 x 3
13．（2013·天津高考真题）为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以Al作阳极、Pb作阴极，电
解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。其反应原理如下： 电池： Pb(s) + PbO (s) + 2H SO (aq)
2 2 4
=2PbSO(s) + 2H O(l)；
4 2
电解池：2Al+3O Al O+3H ↑电解过程中，以下判断正确的是（ ）
2 2 3 2
电池 电解池
A H+移向Pb电极 H+移向Pb电极
B 每消耗3molPb 生成2molAl O
2 3
C 正极：PbO +4H++2e—=Pb2++2H O 阳极：2Al+3H O-6e—=AlO+6H+
2 2 2 2 3
D
【答案】D
【解析】A．原电池中，溶液中氢离子向正极二氧化铅电极移动，错误；B．根据电子守恒分析，每消耗
3molPb，转移6mol电子，根据电子守恒生成lmolAl O，错误；C．原电池正极上二氧化铅得电子生
2 3
成硫酸铅，错误；D．原电池中铅作负极，负极上铅失电子和硫酸根离子反应生成难溶性的硫酸铅，
所以质量增加，在电解池中，Pb阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，所以铅电极质量不变，正确；
故选D。
14．（2007·全国高考真题）以惰性电极电解足量的CuSO 溶液。若阳极上产生气体的物质的量为0.0100
4
mol，则阴极上析出铜的质量为（ ）
A．0.64 g B．1.28 g C．2.56 g D．5.12 g
【答案】B
【解析】惰性电极电解CuSO 溶液时，阳极产生的是氧气，则转移电子是0.04mol，因此根据电子得失守
4
恒可知，析出铜是 ＝0.02mol，质量是0.02mol×64g/mol＝1.28g；答案选B。
15．（2014·上海高考真题）如图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U型管中，下列分析正
确的是A．K 闭合，铁棒上发生的反应为2H＋＋2e－=H ↑
1 2
B．K 闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高
1
C．K 闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法
2
D．K 闭合，电路中通过0.002N 个电子时，两极共产生0.001 mol气体
2 A
【答案】B
【解析】A、K 闭合构成原电池，铁是活泼的金属，铁棒是负极，铁失去电子，铁棒上发生的反应为Fe-2e
1
－＝Fe2＋，A不正确；B、K 闭合构成原电池，铁棒是负极，铁失去电子，石墨棒是正极，溶液中的氧
1
气得到电子转化为OH－，电极反应式为O＋4e－＋2HO＝4OH－，石墨棒周围溶液pH逐渐升高，B正
2 2
确；C、K 闭合构成电解池，铁棒与电源的负极相连，作阴极，溶液中的氢离子放电产生氢气，铁不
2
会被腐蚀，属于外加电流的阴极保护法，C不正确；D、K 闭合构成电解池，铁棒与电源的负极相连，
2
作阴极，溶液中的氢离子放电生成氢气。石墨棒是阳极，溶液中的氯离子放电生成氯气，电极反应式
分别为2H＋＋2e－＝H↑、2Cl－－2e－＝Cl↑，电路中通过0.002N 个电子时，两极均产生0.001mol气体，
2 2 A
共计是0.002mol气体，D不正确；答案选B。
16．（2012·安徽高考真题）某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，现断开K，闭合K，两极均有
2 1
气泡产生；一段时间后，断开K，闭合K，发现电流表指针偏转，下列有关描述正确的是
1 2
A．断开K，闭合K 时，总反应的离子方程式为：2H++2Cl— Cl↑+H ↑
2 1 2 2
B．断开K，闭合K 时，石墨电极附近溶液变红
2 1
C．断开K，闭合K 时，铜电极上的电极反应为：Cl+2e—＝2Cl—
1 2 2
D．断开K，闭合K 时，石墨电极作正极
1 2
【答案】D
【解析】A、断开K、闭合K 时，装置为电解池，两极均有气泡产生，则总反应为2Cl-+2H O
2 1 2H↑+2OH-+Cl↑，石墨为阳极，铜为阴极，因此石墨电极处产生Cl，在铜电极处产生H，铜电极附近
2 2 2 2
产生OH-，溶液变红，A错误；B、根据A中分析可知B错误；C、断开K、闭合K 时，装置为原电
1 2
池，铜电极上的电极反应为H-2e-+2OH-=2H O，其为负极，而石墨上的电极反应为Cl+2e-=2Cl-，其
2 2 2
为正极，C错误；D、根据C中分析可知D正确，答案选D。
17．（2007·上海高考真题）某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的
混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，
下列叙述正确的是
A．铅笔端作阳极，发生还原反应
B．铂片端作阴极，发生氧化反应
C．铅笔端有少量的氯气产生
D．a点是负极，b点是正极
【答案】D
【解析】出现红色字迹，说明溶液中有OH－生成，所以铅笔端作阴极，氢离子放电，发生还原反应，因此
a是电源的负极，b是正极。A．铅笔端作阴极，发生还原反应，错误；B．铂片端作阳极，发生氧化
反应，错误；C．铅笔端作阴极，溶液中的阳离子在铅笔端放电，所以不会生成氯气，错误；D．铅笔
端作阴极，则a是电源的负极，b是正极，正确；答案选D。
18．（2012·上海高考真题）右图装置中发生反应的离子方程式为：Zn＋2H＋=Zn2＋＋H↑，下列说法错误的
2
是
A．a、b不可能是同种材料的电极
B．该装置可能是电解池，电解质溶液为稀盐酸
C．该装置可能是原电池，电解质溶液为稀盐酸
D．该装置可看作是铜－锌原电池，电解质溶液是稀硫酸
【答案】A
【解析】A、如果此装置是电解池装置，阴阳两极可以都为锌，电解质溶液是硫酸溶液，错误；B、如果是
电解池，阳极是锌，电极反应式：Zn－2e－=Zn2＋，阴极：2H＋＋2e－=H ↑，正确；B、如果是原电池，
2
负极为Zn，反应式为Zn－2e－=Zn2＋，正极反应式：2H＋＋2e－=H ↑，正确；D、锌比铜活泼，锌作负
2
极，负极为Zn，反应式为Zn－2e－=Zn2＋，铜作正极，正极反应式：2H＋＋2e－=H ↑，正确。
2
19．（2012·海南高考真题）下列各组中，每种电解质溶液电解时（惰性电极）只生成氢气和氧气的是
A．HCl、CuCl 、Ba(OH) B．NaOH、CuSO 、HSO
2 2 4 2 4C．NaOH、HSO 、Ba(OH) D．NaBr、HSO 、Ba(OH)
2 4 2 2 4 2
【答案】C
【解析】A、根据我们所学的电解原理，惰性电极电解CuCl 时阳极析出氯气，阴极析出铜，A错误；B、
2
惰性电极电解CuSO 时阴极析出铜，阳极产生氧气，B错误；C、惰性电极电解NaOH、HSO 、
4 2 4
Ba(OH) 实质上均是电解水，只生成氢气和氧气，C正确；D、惰性电极电解NaBr时，阳极析出溴单
2
质，阴极产生氢气，D错误。答案选C
20．（2012·福建高考真题）将下图所示实验装置的 K 闭合，下列判断正确的是
A．Cu 电极上发生还原反应
B．电子沿 Zn→a→b→Cu 路径流动
C．片刻后甲池中c(SO 2-)增大
4
D．片刻后可观察到滤纸b点变红色
【答案】A
【解析】关闭K后，甲、乙装置能自发的进行氧化还原反应，所以是原电池，锌易失电子作负极，铜作正
极，则含有硫酸钠溶液的滤纸是电解池，a是阴极，b是阳极。A、铜电极上铜离子得电子发生还原反
应生成铜，正确；B、电子从Zn→a，b→Cu路径流动，电子不能进入电解质溶液，错误；C、锌作负
极，负极上锌失电子发生氧化反应生成锌离子进入溶液，硫酸根离子不参加反应，所以硫酸根离子浓
度不变，错误；D、电解池中，a电极上氢离子放电生成氢气，同时a电极附近生成氢氧根离子，导致
溶液碱性增强，所以a点变红色，错误；答案选A。
21．（2014·江苏高考真题）硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。由硫化氢获得硫单质有
多种方法。
（1）将烧碱吸收HS后的溶液加入到如题图—1所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生
2
如下反应：S2－—2e－＝S（n—1）S+ S2－＝S2－。
n
①写出电解时阴极的电极反应式：__________________。
②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成_____________。【答案】（1）2HO+2e-=H ↑+2OH- S 2-+2H+=(n-1)S↓+H S↑
2 2 n 2
【解析】
（1）①阳极上硫离子放电，电极反应式为S2--2e-＝S，阴极上氢离子放电生成氢气，电极反应式为
2HO+2e-=H ↑+2OH-，故答案为2HO+2e-=H ↑+2OH-；
2 2 2 2
②电解后阳极区离子为S2-，酸性条件下，S2-和氢离子反应生成S单质，S元素失电子发生氧化反应生成S
n n
单质，同时S元素得电子生成HS，反应方程式为S2-+2H+=（n-1）S↓+HS↑，故答案为S2-+2H+=
2 n 2 n
（n-1）S↓+HS↑；
2
22．（2019·江苏高考真题）CO 的资源化利用能有效减少CO 排放，充分利用碳资源。
2 2
（2）电解法转化CO 可实现CO 资源化利用。电解CO 制HCOOH的原理示意图如下。
2 2 2
①写出阴极CO 还原为HCOO−的电极反应式：________。
2
②电解一段时间后，阳极区的KHCO 溶液浓度降低，其原因是________。
3
【答案】（2）①CO+H++2e− HCOO−或CO+ +2e− HCOO−+ ②阳极产生O，pH
2 2 2
减小， 浓度降低；K+部分迁移至阴极区
【解析】
（2）①根据电解原理，阴极上得到电子，化合价降低，CO＋HCO －＋2e－=HCOO－＋CO2－，或CO＋H＋
2 3 3 2
＋2e－=HCOO－；
②阳极反应式为2HO－4e－=O ↑＋4H＋，阳极附近pH减小，H＋与HCO －反应，同时部分K＋迁移至阴极区，
2 2 3
所以电解一段时间后，阳极区的KHCO 溶液浓度降低；
3
23．（2015·北京高考真题）研究CO 在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域。
2
（4）利用下图所示装置从海水中提取CO，有利于减少环境温室气体含量。
2
①结合方程式简述提取CO 的原理：_________。
2②用该装置产生的物质处理b室排出的海水，合格后排回大海。处理至合格的方法是_______。
【答案】（4）①a室：2HO-4e－= O ↑+4H+，H+通过阳离子膜进入b室，发生反应：HCO －+H+=
2 2 3
CO↑+H O ② c室的反应：2HO+2e-=2OH-+H ↑，用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调节
2 2 2 2
至接近装置入口海水的pH
【解析】
（4）①海水pH＞8，显碱性，需要H+中和降低海水的碱性，a室发生阳极反应：2HO-4e－= O ↑+4H+，c
2 2
（OH－）下降，HO OH－+H+平衡右移，c（H+）增大，H+从a室进入b室，发生反应：HCO －
2 3
+H+= CO+H O。
2 2
②c室的反应：2HO+2e-=2OH-+H ↑，用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调节至接近装置入口海水
2 2
的pH 。
24．（2012·全国高考真题）由黄铜矿(主要成分是CuFeS)炼制精铜的工艺流程示意图如下：
2
（3）粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极 (填图中的字母)；在电极d
上发生的电极反应式为_______；若粗铜中还含有Au､Ag､Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为
______。
【答案】（3） c Cu2++2e-= Cu Au、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方，Fe以Fe2+的形式进入电
解质溶液中
【解析】
（3）①在粗铜的电解过程中，粗铜板作阳极，应是图中电极c；
②在电极d为阴极，发生的电极反应式为Cu2++2e-=Cu；
③若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，Au、Ag的活泼性弱于铜，所以Au、Ag以单质形式沉积在阳极下方，铁
比铜活泼，会失电子生成Fe2+，Fe2+氧化性弱于Cu2+，所以Fe以Fe2+形式进入电解液中。
25．（2014·重庆高考真题）氢能是重要的新能源。储氢作为氢能利用的关键技术，是当前关注的热点之一。
（4）一定条件下，题11图示装置可实现有机物的电化学储氢（忽略其它有机物）。①导线中电子移动方向为____________。
②生成目标产物的电极反应式为_________。
③该储氢装置的电流效率 ＝_____（ ＝ ×100%，计算结果保留小数点
后1位）
【答案】
（4）①A→D ②C H＋6H＋＋6e－＝C H ③64.3%
6 6 6 12
【解析】
（4）①苯生成环戊烷属于得氢反应，因此是还原反应，即电极D是阴极，电极E是阳极，因此导线中电
子的流动方向是A→D。
②苯得到电子生成环戊烷是目标产物，由于存在质子交换膜，所以氢离子向阴极移动，则电极反应式为
C H＋6H＋＋6e－＝C H 。
6 6 6 12
③阳极生成2.8mol气体，该气体应该是阳极OH－放电生成的氧气，则转移电子的物质的量＝2.8mol×4＝
11.2mol。设阴极消耗苯的物质的量是xmol，则同时生成 xmol环戊烷，根据电极反应式C H＋6H＋＋
6 6
6e－＝C H 可知得到电子是6xmol，根据电子守恒可知，阴极生成氢气是 ＝5.6mol
6 12
－3xmol，所以 ＝0.1，解得x＝1.2，因此储氢装置的电流效率＝ ×100%＝
64.3%。
26．（2017·江苏高考真题）铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al O，含SiO 和Fe O 等杂质)为
2 3 2 2 3
原料制备铝的一种工艺流程如下：
注：SiO 在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。
2
（1）“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为_____________________。（2）向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO 溶液，溶液的pH_________ (填“增大”、“不变”或“减
3
小”)。
（3）“电解Ⅰ”是电解熔融Al O，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是___________。
2 3
（4）“电解Ⅱ”是电解NaCO 溶液，原理如图所示。阳极的电极反应式为_____________________，阴
2 3
极产生的物质A的化学式为____________。
【答案】（1）Al O+2OH−=2 +H O （2）减小 （3） 石墨电极被阳极上产生的O 氧化
2 3 2 2
（4）4 +2H O−4e−=4 +O ↑ H
2 2 2
【解析】以铝土矿（主要成分为Al O，含SiO 和Fe O 等杂质）为原料制备铝，由流程可知，加NaOH溶
2 3 2 2 3
解时Fe O 不反应，由信息可知SiO 在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀，过滤得到的滤渣为Fe O、铝
2 3 2 2 3
硅酸钠，碳酸氢钠与偏铝酸钠反应生成Al（OH），过滤II得到Al（OH），灼烧生成氧化铝，电解
3 3
I为电解氧化铝生成Al和氧气，电解II为电解NaCO 溶液，结合图可知，阳极上碳酸根离子失去电
2 3
子生成碳酸氢根离子和氧气，阴极上氢离子得到电子生成氢气。
（1）“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为：Al O+2OH-==2AlO -+H O；（2）向“过滤I”所得滤液中
2 3 2 2
加入NaHCO 溶液，与NaAlO 反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸钠，碱性为OH－＞AlO－＞CO2－，可知
3 2 2 3
溶液的pH减小，NaHCO 中存在化学键有：离子键和共价键；（3）“电解I”是电解熔融Al O，电解
3 2 3
过程中作阳极的石墨易消耗，原因是石墨电极被阳极上产生的O 氧化。（4）由图可知，阳极反应为
2
4CO2－+2H O-4e－═4HCO －+O ↑，阴极上氢离子得到电子生成氢气，则阴极产生的物质A的化学式为
3 2 3 2
H。
2
27．（2011·天津高考真题）工业废水中常含有一定量的 ，它们会对人类及生态系统产生
很大的伤害，必须进行处理。常用的处理方法有两种。
方法1：还原沉淀法
该法的工艺流程为
其中第①步存在平衡：
方法2：电解法
该法用Fe做电极电解含Cr O 的酸性废水，随着电解进行，在阴极附近溶液pH升高，产生Cr(OH) 沉
淀。（5）用Fe做电极的原因为 。
（6）在阴极附近溶液pH升高的原因是（用电极反应解释） 。
溶液中同时生成的沉淀还有 。
【答案】
（5）阳极极反应：Fe-2e-=Fe2+，提供还原剂Fe2+
（6）2H++2e-=H ↑，氢氧化铁或Fe(OH)
2 3
【解析】
（5）金属铁做阳极，失电子生成亚铁离子，能够把Cr O2-还原为Cr3+；
2 3
综上所述，本题正确答案：阳极极反应：Fe-2e-=Fe2+，提供还原剂Fe2+。
（6）在阴极，溶液中的氢离子得电子发生还原反应：2H++2e-=H ↑，氢离子浓度减小，阴极附近溶液pH
2
升高； 氢离子浓度减小，氢氧根离子浓度增大，被亚铁离子氧化成的铁离子与氢氧根离子反应生成
氢氧化铁沉淀，
综上所述，本题正确答案：2H++2e-=H ↑，氢氧化铁或Fe(OH) 。
2 3
28．（2010·全国高考真题）右图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO 溶液的装置，电解液中加有中性
4
红指示剂，此时溶液呈红色。（指示剂的pH变色范围：6.8~8.0，酸色—红色，碱色—黄色）
回答下列问题：
（1）下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是________（填编号）；
①A管溶液由红变黄；②B管溶液由红变黄；
③A管溶液不变色；④B管溶液不变色；
（2）写出A管中发生反应的反应式：_________________________________；
（3）写出B管中发生反应的反应式：_________________________________；
（4）检验a管中气体的方法是_______________________________________；
（5）检验b管中气体的方法是____________________________________________；
（6）电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内观察到的现象是_____________________。
【答案】（1）①④ （2）2H++2e-=H ↑(或2HO+2e-=2OH-+H ↑)、Mg2++2OH-=Mg（OH）↓ （3）
2 2 2 2
4OH- -4e- =O ↑+2H O (或2HO-4e- =O ↑+4H+) （4）用拇指按住管口，取出试管，靠近火焰，放
2 2 2 2
开拇指，有爆鸣声，管口有蓝色火焰 （5）用拇指按住管口，取出试管，放开拇指，将带有火星
的木条伸入试管内会复燃 （6）溶液呈红色，白色沉淀溶解（或大部分溶解）
【解析】
（1）由装置图可知A为电解池的阴极，电极反应为：4H++4e-=2H ↑；B为电解池的阳极，电极反应为：
24OH--4e-=2H O+O↑。根据放电情况可知A管由于H+放电，A管中溶液显碱性，溶液由红变黄，同时
2 2
还会发生反应Mg2++2OH-=Mg(OH) ↓；B管由于OH-放电，B管中溶液显酸性，溶液不变色；答案选
2
①④。
（2）A管中发生的反应有：2H++2e-=H ↑(或2HO+2e-=2OH-+H ↑)、Mg2++2OH-=Mg（OH）↓。
2 2 2 2
（3）B管中发生的反应有：4OH- -4e- =O ↑+2H O (或2HO-4e- =O ↑+4H+)。
2 2 2 2
（4）a管中为H，检验H 时利用其可燃性，方法是：用拇指按住管口，取出试管，靠近火焰，放开拇指，
2 2
有爆鸣声，管口有蓝色火焰。
（5）b管中为O，检验O 时利用其能使带火星的木条复燃的性质进行检验，方法是：用拇指按住管口，
2 2
取出试管，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内会复燃。
（6）由于该电解反应的实质是电解水，所以将电解液倒入烧杯后，整个溶液呈中性，故溶液呈红色，
Mg(OH) 沉淀会溶解。
2
29．（2014·北京高考真题）（15分）用FeCl 酸性溶液脱除HS后的废液，通过控制电压电解得以再生。
3 2
某同学使用石墨电极，在不同电压（x）下电解pH=1的0.1mol/LFeCl 溶液，研究废液再生机理。记
2
录如下（a、b、c代表电压值：）
序号 电压/V 阳极现象 检验阳极产物
I x≥a 电极附近出现黄色，有气泡产 有Fe3+、有Cl
2
生
II a＞x≥b 电极附近出现黄色，无气泡产 有Fe3+、无Cl
2
生
III b＞x＞0 无明显变化 无Fe3+、无Cl
2
（1）用KSCN溶液检验出Fe3+的现象是_______。
（2）I中，Fe2+产生的原因可能是Cl-在阳极放电，生成的Cl 将Fe2+氧化。写出有关反应的方程式_____。
2
（3）由II推测，Fe3+产生的原因还可能是Fe2+在阳极放电，原因是Fe2+具有_____性。
（4）II中虽未检测出Cl，但Cl-在阳极是否放电仍需进一步验证。电解pH=1的NaCl溶液做对照实验，记
2
录如下：
序号 电压/V 阳极现象 检验阳极产物
IV a＞x≥c 无明显变化 有Cl
2
V c＞x≥b 无明显变化 无Cl
2
①NaCl溶液的浓度是________mol/L。
②IV中检测Cl 的实验方法:____________________。
2
③与II对比，得出的结论（写出两点）：___________________。
【答案】（1）溶液变为血红色（2）2Cl--2e-=Cl↑；2Fe2++Cl=2Fe3++2Cl-；
2 2
（3）还原
（4）①0.2②取少量阳极附近的溶液，滴在淀粉KI试纸上，试纸变蓝
③通过控制电压，证实了产生Fe3+的两种原因都成立；通过控制电压，验证了Fe2+先于Cl-放电
【解析】
（1）铁离子与KSCN反应生成血红色络合物，故现象为溶液变为血红色；
（2）Cl-在阳极放电，电解反应式为2Cl--2e-=Cl↑，生成的氯气氧化Fe2+为Fe3+，方程式为：2Fe2+
2
+Cl=2Fe3++2Cl-；
2
（3）因为阳极产物无Cl，又Fe2+具有还原性，故也可能是Fe2+在阳极放电，被氧化为Fe3+；
2
（4）①因为为对比实验，l-浓度应与电解FeCl 的相同，即为0.1mol/L ×2=0.2mol/L；
2
②检测氯气可以用淀粉碘化钾试纸，可取少量阳极附近的溶液，滴在淀粉KI试纸上，若试纸变蓝色，则
说明有氯气存在；
③与II对比可知，IV中电解氯化亚铁时，电压较大a＞x≥c时，氯离子放电产生氯气，即说明Fe3+可能是
由氯气氧化亚铁离子得到；电压较小c＞x≥b时，氯离子不放电，即还原性Fe2+＞Cl-，同时也说明了铁
离子也可能是由亚铁离子直接放电得到的。故结论为：①通过控制电压，证实了产生Fe3+的两种原因
都成立；②通过控制电压，验证了Fe2+先于Cl-放电。
