文档内容
电解原理的多方面应用
1.电解池模型
2.对比掌握电解规律(阳极为惰性电极)
电解类型 电解质实例 溶液复原物质
NaOH、H SO
2 4
电解水 水
或Na SO
2 4
电解电解质 HCl或CuCl 原电解质
2
放氢生碱 NaCl HCl气体
放氧生酸 CuSO 或AgNO CuO或Ag O
4 3 2
注意 电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极产物的
化合物，但也有特殊情况，如用惰性电极电解CuSO 溶液，Cu2+完全放电之前，可加入CuO或CuCO 复原，
4 3
而Cu2+完全放电之后，溶液中H+继续放电，应加入Cu(OH) 或Cu (OH) CO 复原。
2 2 2 3
3.电解原理的基本应用
(1)电解饱和食盐水(氯碱工业)
阳极反应式： (氧化反应)。
阴极反应式：
。
总反应方程式： 。
(2)电解精炼铜电极材料：阳极为粗铜，阴极为纯铜。
电解质溶液：含Cu2+的盐溶液。
阳极反应：Zn-2e-===Zn2+、Fe-2e-===Fe2+、Ni-2e-===Ni2+、Cu-2e-===Cu2+。
阴极反应：Cu2++2e-===Cu。
阳极泥的形成：在电解过程中，活动性位于铜之后的银、金等杂质，难以在阳极失去电子变成阳离子
而溶解，它们以金属单质的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥。
(3)电镀：图为金属表面镀银的工作示意图。
镀件作阴极，镀层金属银作阳极。电解质溶液是AgNO 溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液。
3
电极反应：阳极Ag-e-===Ag+；阴极：Ag++e-===Ag。
特点：阳极溶解，阴极沉积，电镀液的浓度不变。
4.金属的电化学腐蚀与防护
(1)牺牲阳极法
被保护的金属作原电池的正极(阴极)，活泼金属作原电池的负极(阳极)，阳极要定期予以更换。
(2)外加电流法
将被保护的金属与电源负极相连，作电解池的阴极，另一附加电极与电源正极相连，作电解池的阳极。
考向一 金属的腐蚀与防护
1.(2024·广东，5)我国自主设计建造的浮式生产储油装置“海葵一号”将在珠江口盆地海域使用，其钢
铁外壳镶嵌了锌块，以利用电化学原理延缓外壳的腐蚀。下列有关说法正确的是( )A.钢铁外壳为负极
B.镶嵌的锌块可永久使用
C.该法为外加电流法
D.锌发生反应：Zn-2e-===Zn2+
2.(2024·浙江6月选考，13)金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下
图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图：
下列说法正确的是( )
A.图1、图2中，阳极材料本身均失去电子
B.图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应：O +4e-+2H O===4OH-
2 2
C.图2中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果
D.图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，钢闸门、阳极均不发生化学反应
考向二 电解制备物质
3.(2024·湖南，10)在KOH水溶液中，电化学方法合成高能物质K C N 时，伴随少量O 生成，电解原
4 6 16 2
理如图所示，下列说法正确的是( )
A.电解时，OH-向Ni电极移动
B.生成C N4-的电极反应：2C N H +8OH--4e-===C N4- +8H O
6 16 3 8 4 6 16 2
C.电解一段时间后，溶液pH升高
D.每生成1 mol H 的同时，生成0.5 mol K C N
2 4 6 164.(2024·山东，13)以不同材料修饰的Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结
合的循环方式，可实现高效制H 和O ，装置如图所示。下列说法错误的是( )
2 2
A.电极a连接电源负极
B.加入Y的目的是补充NaBr
O-
C.电解总反应式为Br-+3H O Br 3+3H ↑
2 2
D.催化阶段反应产物物质的量之比n(Z)∶n(Br-)=3∶2
5.(2024·广东，16)一种基于氯碱工艺的新型电解池(如图)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列
说法不正确的是( )
A.阳极反应：2Cl--2e-===Cl ↑
2
B.阴极区溶液中OH-浓度逐渐升高
C.理论上每消耗1 mol Fe O ，阳极室溶液减少213 g
2 3
D.理论上每消耗1 mol Fe O ，阴极室物质最多增加138 g
2 3
6.(2023·辽宁，7)某无隔膜流动海水电解法制H 的装置如下图所示，其中高选择性催化剂PRT可抑制
2
O 产生。下列说法正确的是( )
2
A.b端电势高于a端电势
B.理论上转移2 mol e-生成4 g H
2
C.电解后海水pH下降
D.阳极发生：Cl-+H O-2e-===HClO+H+
27.(2023·广东，16)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KNO
3
溶液制氨。工作时，H O在双极膜界面处被催化解离成H+和OH-，有利于电解反应顺利进行。下列说
2
法不正确的是( )
A.电解总反应：KNO +3H O===NH ·H O+2O ↑+KOH
3 2 3 2 2
B.每生成1 mol NH ·H O，双极膜处有9 mol的H O解离
3 2 2
C.电解过程中，阳极室中KOH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
考向三 电解处理污染
8.(2024·贵州，11)一种太阳能驱动环境处理的自循环光催化芬顿系统工作原理如图。光阳极发生反应：
HCO- +H O===HCO- +2H++2e-，HCO- +H O===HCO- +H O 。体系中H O 与Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)发生反应产
3 2 4 4 2 3 2 2 2 2
生的活性氧自由基可用于处理污水中的有机污染物。
下列说法错误的是( )
A.该芬顿系统能量转化形式为太阳能→电能→化学能
B.阴极反应式为O +2H++2e-===H O
2 2 2
C.光阳极每消耗1 mol H O，体系中生成2 mol H O
2 2 2
D.H O 在Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)的循环反应中表现出氧化性和还原性
2 2
9.(2023·北京，5)回收利用工业废气中的CO 和SO ，实验原理示意图如下。
2 2下列说法不正确的是( )
A.废气中SO 排放到大气中会形成酸雨
2
B.装置a中溶液显碱性的原因是HCO- 的水解程度大于HCO-
的电离程度
3 3
C.装置a中溶液的作用是吸收废气中的CO 和SO
2 2
SO2- SO2-
D.装置b中的总反应为 3 +CO 2 +H 2 O HCOOH+ 4答案精析
盘点核心知识
3.(1)2Cl--2e-===Cl ↑ 2H O+2e-===H ↑+2OH- 2NaCl+2H O 2NaOH+H ↑+Cl ↑
2 2 2 2 2 2
精练高考真题
1.D [由于金属活动性Zn>Fe，钢铁外壳为正极，锌块为负极，故A错误；Zn失去电子，发生氧化反应：
Zn-2e-===Zn2+，镶嵌的锌块会被逐渐消耗，需根据腐蚀情况进行维护和更换，不能永久使用，故B错误、
D正确；该方法为牺牲阳极法，故C错误。]
2.B [图1为牺牲阳极法，牺牲阳极一般为较活泼金属，其作为原电池的负极，失去电子被氧化；图2为
外加电流法，辅助阳极通常是惰性电极，本身不失去电子，电解质溶液中的阴离子在其表面失去电子，A
不正确；图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面积累的电子很多，除了海水中的H+放电外，海水中溶解的
O 也会竞争放电，故可发生反应：O +4e-+2H O===4OH-，B正确；图2为外加电流法，理论上只要能对抗
2 2 2
钢闸门表面的腐蚀电流即可，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时保护效果最好；腐蚀电流会随着环境的变化
而变化，若外加电压保持恒定不变，则不能保证抵消腐蚀电流，不利于提高对钢闸门的防护效果，C不正
确；图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，说明从牺牲阳极或外加电源传递过来的电子阻止了
Fe-2e-===Fe2+的发生，钢闸门不发生化学反应，但是牺牲或辅助阳极均发生了氧化反应，D不正确。]
3.B [由图可知，Ni电极产生氢气，发生还原反应，作阴极，Pt电极作阳极。电解过程中，阴离子向阳极
移动，即OH-向Pt电极移动，A错误；Pt电极C N H 失去电子生成C
N4-
，电极反应为2C N H +8OH--4e-
3 8 4 6 16 3 8 4
===C N4- +8H O，同时Pt电极还伴随少量O 生成，电极反应为4OH--4e-===O ↑+2H O，B正确；阴极反
6 16 2 2 2 2
应为2H O+2e-===H ↑+2OH-，结合B项分析，则电解过程中发生的总反应为2C N H +4OH-===C
N4-
2 2 3 8 4 6 16
+4H O+2H ↑，反应消耗OH-，生成H O，电解一段时间后，溶液pH降低，C错误；根据2C N H +4OH-
2 2 2 3 8 4
===C N4- +4H O+2H ↑可知，每生成1 mol H ，应生成0.5 mol K C N ，但Pt电极伴随少量O 生成，根据
6 16 2 2 2 4 6 16 2
阴、阳两极得失电子数相等知，生成1 mol H 时，生成的K C N 小于0.5 mol，D错误。]
2 4 6 16
4.B
[电极b上Br-发生失电子的氧化反应转化成BrO-
，电极b为阳极，电极反应为Br--6e-+3H
O===BrO-
3 2 3
BrO-
+6H+，则电极a为阴极，电极反应为2H 2 O+2e-===H 2 ↑+2OH-，电解总反应式为Br-+3H 2 O 3
+3H 2 ↑，A、C项正确；催化循环阶段发生反应：2Br O 3 - 2Br-+3O 2 ↑，即Z为O 2 ，电解过程中消耗
H O和Br-，故加入Y的目的是补充H O，维持NaBr溶液为一定浓度，B项错误，D项正确。]
2 2
5.C [左侧电极为阴极，发生还原反应，Fe O 在碱性条件下转化为Fe，电极反应为Fe O +6e-
2 3 2 3
+3H O===2Fe+6OH-，右侧电极为阳极，溶液为饱和食盐水，Cl-放电产生氯气，电极反应为2Cl--2e-
2
===Cl ↑，中间为阳离子交换膜，Na+由阳极向阴极移动，A、B正确；理论上每消耗1 mol Fe O ，转移6
2 2 3mol电子，产生3 mol Cl ，同时有6 mol Na+由阳极室转移至阴极室，则阳极室溶液减少3×71 g+6×23
2
g=351 g，阴极室物质最多增加6×23 g=138 g，C错误、D正确。]
6.D [由题图分析可知，a为正极，b为负极，则a端电势高于b端电势，A错误；右侧电极上产生氢气的
电极反应式为2H O+2e-===H ↑+2OH-，则理论上转移2 mol e-生成2 g H ，B错误；由PRT可抑制O 产生，
2 2 2 2
可知阳极电极反应式为Cl-+H O-2e-===HClO+H+，结合阴、阳极电极反应式可知溶液呈碱性，海水pH上升，
2
C错误。]
7.B [由大电流催化电解KNO 溶液制氨可知，在电极a处KNO 放电生成NH ，发生还原反应，故电极a
3 3 3
为阴极，电极反应式为NO-
+8e-+7H O===NH ·H O+9OH-，电极b为阳极，电极反应式为4OH--4e-
3 2 3 2
===O ↑+2H O，电解总反应为KNO +3H O===NH ·H O+2O ↑+KOH，故A正确；每生成1 mol
2 2 3 2 3 2 2
NH ·H O，阴极得8 mol e-，同时双极膜处有8 mol H+进入阴极室，即有8 mol的H O解离，故B错误；电
3 2 2
解过程中，阳极室每消耗4 mol OH-，同时有4 mol OH-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；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H O被催化解离成
2
H+和OH-，可提高氨生成速率，故D正确。]
8.C [该装置利用光能提供能量转化为电能，在电解池中将电能转化为化学能，A正确；由图可知，阴极
上O 和H+得电子生成H O ，电极反应式为O +2H++2e-===H O ，B正确；光阳极上水失电子生成O 和
2 2 2 2 2 2 2
H+，电极反应式为2H O-4e-===4H++O ↑，每消耗1 mol H O，转移2 mol电子，由阴极反应式O +2H++2e-
2 2 2 2
===H O 知，体系中生成1 mol H O ，C错误；由Mn(Ⅳ)和H O 转化为Mn(Ⅱ)过程中，锰元素化合价降低，
2 2 2 2 2 2
则H O 中O元素化合价升高，H O 表现还原性，由Mn(Ⅱ)转化为Mn(Ⅳ)时，锰元素化合价升高，则H O
2 2 2 2 2 2
中O元素化合价降低，H O 表现氧化性，D正确。]
2 2
9.C [SO 是酸性氧化物，废气中SO 排放到大气中会形成硫酸型酸雨，故A正确；装置a中溶液的溶质为
2 2
NaHCO
，溶液显碱性，说明HCO-
的水解程度大于其电离程度，故B正确；装置a中NaHCO 溶液的作用
3 3 3
是吸收SO 气体，NaHCO 溶液不能吸收CO ，故C错误。]
2 3 2
