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电解原理的多方面应用
(选择题1~5题，每小题3分，6~12题，每小题5分，共50分)
1.(2024·吉林高三模拟)环氧乙烷( ，简称EO)是一种重要的工业原料和消毒剂。由乙烯经电解制备EO
的原理示意图如图，一定条件下，反应物按一定流速通过该装置。
n(生成B所用的电子)
已知：电解效率η(B)= ×100%。
n(通过电极的电子)
下列说法正确的是( )
A.电极1应与电源正极相连，离子交换膜应为阴离子交换膜
B.若η(EO)=100%，则溶液c的溶质为KCl
C.不考虑各项损失，理论上生成2 g气体A，可得到产品EO 88 g
D.每生成1 mol EO，理论上电路中转移电子数为N
A
2.(2024·东北三省高三下学期三校二模联考)我国科学家设计的间接电化学氧化法可同时去除烟气中的SO
2
和NO ，原理如图。下列说法不正确的是( )
2
A.H+通过质子交换膜向n电极移动
B.NO 发生的反应：NO +Ce4++H
O===NO-
+Ce3++2H+
2 2 2 3
C.n电极的电极反应式：2H++2e-===H ↑
2
D.若产生22.4 L H 2 (标准状况下)，则气 ⁃ 液吸收柱中处理了64 g SO 23.(2024·贵阳高三下学期适应性测试)双极膜是由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成的，其内层为水层，
装置工作时水层中的H O解离成H+和OH-，分别向两侧发生迁移。CO 电化学还原法制备甲醇的电解原理
2 2
如图所示。该装置工作时，下列说法正确的是( )
A.电极A是电源的负极
B.OH-穿过b膜进入右室溶液
C.催化电极的电极反应：CO -6e-+6H+===CH OH+H O
2 3 2
D.当催化电极生成64 g甲醇时，左侧电极室质量增加108 g
4.(2024·贵州省六校联盟高三联考)实验室模拟工业上用“双极室成对电解法”，生产乙醛酸(HOOC—
CHO)，原理如图所示，该装置中M、N均为惰性电极，两极室均可产生乙醛酸。下列说法正确的是( )
A.以铅酸蓄电池作为直流电源进行电解，M极接Pb电极
B.阴极区溶液pH下降
C.N电极上的电极反应式：HOOC—COOH+2e-+2H+===HOOC—CHO+H O
2
D.若有2 mol H+通过质子交换膜并完全参与反应，则电解生成的乙醛酸为1 mol
5.(2024·福建省名校联盟全国优质校高三大联考)光伏电池驱动的甲醛废水转化装置及MnO 的晶胞结构如
2
图。下列说法不正确的是( )
A.阴极发生的总电极反应式为2CO +12e-+12H+===C H +4H O
2 2 4 2
B.每生成11.2 L(标准状况下)C H 时，阳极生成CO 的数目为3N
2 4 2 A
C.晶胞中灰球为Mn原子
D.晶胞中灰球处于白球构成的八面体空隙中6.(2024·北京市西城区高三统一测试)双极膜可用于电解葡萄糖(C H O )溶液同时制备山梨醇(C H O )和葡
6 12 6 6 14 6
萄糖酸(C H O )。电解原理示意如图(忽略副反应)。已知：在电场作用下，双极膜可将水解离，在两侧分
6 12 7
别得到H+和OH-。
注：R为—C H O 。
5 11 5
下列说法不正确的是( )
A.右侧的电极与电源的正极相连
B.阴极的电极反应：C H O +2e-+2H+===C H O
6 12 6 6 14 6
C.一段时间后，阳极室的pH增大
D.每生成1 mol山梨醇，理论上同时可生成1 mol葡萄糖酸
7.(2024·北京市丰台区高三综合练习)用电解法从含MnSO 废水中提取Mn和H SO 的原理如图所示，阴极
4 2 4
室中加入适量(NH ) SO 。
4 2 4
已知：ⅰ.电解时，适当减慢反应速率，有利于得到致密的金属锰。
n(生成B所用的电子)
ⅱ.电解效率η(B)= ×100%。
n(通过电极的电子)
下列说法不正确的是( )
A.阳极反应式为2H O-4e-===O ↑+4H+
2 2
B.离子交换膜为阴离子交换膜
C.阴极室产生的NH 可与Mn2+形成配合物，c(Mn2+)降低，利于形成致密的金属锰
3
D.若η(Mn)=80%，当析出1 mol Mn时，产生O 的体积为8.96 L(标准状况)
2
8.为减少CO 的排放，科研工作者利用 (Q)与 (QH )电解转化法从烟气
2 2
中分离CO 的原理如图。已知气体可选择性通过膜电极，溶液不能通过。下列说法不正确的是( )
2A.b为电源正极
B.CO 在M极被还原
2
C.溶液中Q的物质的量保持不变
D.N极上的反应为 -2e-=== +2H+
9.(2024·安徽淮北市高三第一次质量检测)利用废旧锂电池中LiMn O 制备MnO 的装置如图所示，下列说法
2 4 2
错误的是( )
A.电极A为阴极
B.电极B发生的反应为Mn2+-2e-+2H O===MnO ↓+4H+
2 2
C.LiMn O 中的Mn元素转移到了MnO 中
2 4 2
D.Mn2+和H+的迁移方向相同
10.(2024·安徽黄山高三模拟)一种用3⁃ 氯丙烯( )电解合成环氧氯丙烷( )的装置如图所示。该装置
无需使用隔膜，且绿色高效，图中X为Cl或Br，工作时X-和OH-同时且等量放电。下列说法错误的是(
)
A.电解一段时间后，装置中OH-物质的量不变
B.每转移2 mol e-，生成1 mol环氧氯丙烷
C.若X为Br，也可电解制得环氧氯丙烷D.该装置工作时不需要补充X-
11.(2024·湖南邵阳市高三模拟)ClO 是一种高效、安全的消毒用品。某电解法制备ClO 的装置如图，有关
2 2
说法错误的是( )
A.与a相连的电极上发生氧化反应
B.电解过程中转移2 mol电子时，有2 mol Cl-通过离子交换膜进入阳极区
C.整个生产过程中，理论上得到两种气体产物ClO 和H 的体积比为1∶2
2 2
D.“二氧化氯发生器”中生成的X溶液的主要溶质为NaCl和NaOH
12.(2024·辽宁鞍山市高三第二次质量监测)工业上通过电解NaCl⁃CaCl
2
共熔物制取金属Na的装置如图所示，
已知在电解过程中会产生一定量的金属Ca，下列说法错误的是( )
A.b电极为阳极
B.添加CaCl 的目的之一是降低电解质体系的熔点
2
C.阴极反应：Na++e-===Na；Ca2++2e-===Ca
D.为防止生成的Na与Cl 接触，阴、阳两极之间应用钢板隔开
2答案精析
1.B [电极1电解氯化钾溶液产生氯气，氯气与水反应得次氯酸，乙烯与次氯酸反应，故电极1为阳极，
应与电源正极相连，如果离子交换膜为阴离子交换膜，电极2电解水产生的氢氧根离子进入电极室1会影
响次氯酸生成，故应是电极室1中钾离子进入电极室2，离子交换膜为阳离子交换膜，A错误；若
η(EO)=100%，则HOCH CH Cl与溶液b中的KOH恰好反应：HOCH CH Cl+KOH===KCl+H O+ ，则溶
2 2 2 2 2
液c的溶质为KCl，B正确；气体A是阴极产生的氢气，2 g气体A即1 mol，转移电子2 mol，对应电极1
产生氯气1 mol，生成HOCH CH Cl的物质的量为1 mol，则产品EO也为1 mol，质量为44 g，C错误；每
2 2
生成1 mol EO，需要1 mol氯气，理论上电路中转移电子数为2N ，D错误。]
A
2.D [m为阳极，H+通过质子交换膜向阴极(n电极)移动，故A正确；NO
被Ce4+氧化为NO-
，离子方程式
2 3
为NO +Ce4++H
O===NO-
+Ce3++2H+，故B正确；n极电极反应式为2H++2e-===H ↑，若产生22.4 L H (标
2 2 3 2 2
准状况下)，转移电子2 mol，SO
被Ce4+氧化为SO2-
，反应的离子方程式为SO +2Ce4++2H
O===SO2-
2 4 2 2 4
+2Ce3++4H+，当转移2 mol电子时，消耗1 mol SO ，质量为64 g，但实际上SO 、NO 同时与Ce4+反应，因
2 2 2
此处理的SO 小于64 g，故C正确、D错误。]
2
3.D [由图可知，左侧电极-2价氧失去电子发生氧化反应，为电解池的阳极，右侧电极二氧化碳得到电子
发生还原反应，为电解池的阴极，以此解题。右侧电极为阴极，左侧电极为阳极，在电解池中阴离子向阳
极移动，则OH-穿过a膜进入左室溶液，B错误；催化电极为阴极，电极反应为CO +6e-
2
+6H+===CH OH+H O，64 g甲醇的物质的量为2 mol，此时转移12 mol电子，左侧电极有如下对应关系：
3 2
12
O ~4e-~4OH-~Δm(36)，则当转移12 mol电子时，左侧电极室质量增加 ×36 g=108 g，C错误，D正确。]
2 4
4.C [该装置M为阳极、N为阴极，铅酸蓄电池中Pb电极为负极，以铅酸蓄电池作为直流电源进行电解，
N极接Pb电极，故A错误；N为阴极，阴极发生反应HOOC—COOH+2e-+2H+===HOOC—CHO+H O，消
2
耗氢离子，阴极区溶液pH升高，故B错误、C正确；M为阳极，阳极反应式为OHC—CHO-2e-
+H O===HOOC—CHO+2H+，N为阴极，电极反应式为HOOC—COOH+2e-+2H+===HOOC—CHO+H O，若
2 2
有2 mol H+通过质子交换膜并完全参与反应，阴极、阳极各生成1 mol乙醛酸，则电解生成的乙醛酸为2
mol，故D错误。]
5.B [由图可知，右侧电极上二氧化碳转化为CO，CO最终转化为乙烯，C元素化合价降低，发生还原反
应，则右侧电极为阴极，左侧电极为阳极，阳极甲醛失电子生成HCOOH，HCOOH继续失电子生成二氧
化碳，据此分析解答。由上述分析可知阴极发生的总电极反应式为2CO +12e-+12H+===C H +4H O，故A
2 2 4 2
1 1
正确；晶胞中灰球位于顶角和体心，个数为8× +1=2，白球位于面上和体内，个数为4× +2=4，结合
8 2
MnO 的化学式可知灰球为Mn，故C正确；以体心灰球为观察对象，可知其周围有4个白球位于面上，2
2
个白球位于体内，灰球处于白球构成的八面体空隙中，故D正确。]6.C [左边电极葡萄糖被还原为山梨醇，为阴极，右边电极溴离子失电子被氧化为溴，为阳极，与电源正
极相连，故A正确；左边电极为阴极，葡萄糖中的醛基被还原，电极反应式：C H O +2e-
6 12 6
+2H+===C H O ，故B正确；阳极室中还发生：H O+Br +RCHO===RCOOH+2H++2Br-，电解一段时间后，
6 14 6 2 2
溶液pH减小，故C错误；制备山梨醇的反应为C H O +2e-+2H+===C H O ，制备葡萄糖酸的总反应为
6 12 6 6 14 6
C H O -2e-+H O===C H O +2H+，根据得失电子守恒可知每生成1 mol山梨醇，理论上同时可生成1 mol葡
6 12 6 2 6 12 7
萄糖酸，故D正确。]
7.D [根据图示，阳极放出氧气，阳极反应式为2H O-4e-===O ↑+4H+，故A正确；电解过程中，阴极室
2 2
硫酸根离子移向阳极室生成硫酸，所以离子交换膜为阴离子交换膜，故B正确；电解时，适当减慢反应速
率，有利于得到致密的金属锰，阴极室产生的NH 可与Mn2+形成配合物，c(Mn2+)降低，有利于形成致密的
3
1mol×2
金属锰，故C正确；若η(Mn)=80%，当析出1 mol Mn时，转移电子 =2.5 mol，阳极发生反应：
80%
2.5mol
2H O-4e-===O ↑+4H+，产生O 的体积为 ×22.4 L·mol-1=14 L，故D错误。]
2 2 2 4
8.B [结合该电解池图示中的信息可知，M极发生的是由 转化为 的反应，
从分子组成上看，该过程中是一个加氢的过程，属于还原反应，故M极为阴极，则阴极的电极反应式为
+2H O+2e-=== +2OH-，故与M相连的a电极为电源负极，b为电源正极，N
2
为阳极，阳极的电极反应式为 -2e-=== +2H+，由此分析回答。由阴极的电极
反应式可知整个过程CO 并未被还原，CO 在M极上发生的反应为CO
+OH-===HCO-
，B错误；结合阴
2 2 2 3
极和阳极的电极反应式可知，该电解池中的总反应的方程式可表示为H O H++OH-，在该电解池中Q相
2
当于是反应的催化剂，结合该电解装置中气体可选择性通过膜电极、溶液不能通过，则溶液中Q的物质的
量保持不变，C、D正确。]
9.C [由图可知，该装置为电解池，电极A与直流电源负极相连为阴极，酸性条件下，LiMn O 在阴极得
2 4
到电子发生还原反应生成锰离子，电极反应式为LiMn O +3e-+8H+===Li++2Mn2++4H O，电极B为阳极，锰
2 4 2
离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化锰，电极反应式为2H O+Mn2+-2e-===MnO +4H+，则电解的
2 2
总反应方程式为2LiMn O +4H+ 2Li++Mn2++3MnO +2H O。由上述电解的总反应方程式知LiMn O 中的
2 4 2 2 2 4
Mn元素转移到了MnO 和Mn2+中，故C错误；电解池中阳离子移向阴极，Mn2+和H+的迁移方向相同，都
2
向阴极移动，故D正确。]
10.A [由图可知，右电极上H O被还原生成H ，即右电极作阴极，则左电极作阳极，阳极上X-和OH-同
2 2
时且等量放电：X--e-===X·、OH--e-===·OH；由装置原理图可知，每生成1个环氧氯丙烷，阳极上消耗1个
OH-，阴极上生成2个OH-，反应消耗1个，还剩1个OH-，则电解一段时间后，装置中OH-的物质的量增大，A错误；由装置原理图可知，阳极上X-和OH-各失去1个电子，即转移2个电子，就生成1个环氧氯
丙烷，则每转移2 mol e-，生成1 mol环氧氯丙烷，B正确；由装置原理图可知，X为Cl或Br，电解制备
产物均为环氧氯丙烷，C正确；由装置原理图可知，每生成1个环氧氯丙烷，阳极上先消耗1个X-，最终
生成环氧氯丙烷时又释放1个X-，即X-为可循环离子，则该装置工作时无需补充X-，D正确。]
11.C [图中右室生成H ，发生还原反应，b连接电解池的阴极，b为电源负极，则a连接电解池的阳极，
2
发生氧化反应，故A正确；电解池中阴离子向阳极移动，则电解过程中转移2 mol电子时，有2 mol Cl-通
过离子交换膜进入阳极区，故B正确；阴极反应式为2H++2e-===H ↑，阳极反应式为N H+ +3Cl--6e-
2 4
===NCl +4H+，每转移6个电子，生成1个NCl ，3个H ，二氧化氯发生器中发生反应的化学方程式为
3 3 2
NCl +6NaClO +3H O===6ClO ↑+NH ↑+3NaCl+3NaOH，每转移6个电子，生成6个ClO ，则整个生产过
3 2 2 2 3 2
程中，理论上得到两种气体产物ClO 和H 的物质的量比为2∶1，故C错误、D正确。]
2 2
12.D [依据图示可知，b电极出口有Cl ，故b为阳极，电极反应为2Cl--2e-===Cl ↑，则a为阴极，电极反
2 2
应为Na++e-===Na。添加CaCl 的目的是降低电解质熔点，节省能源，同时减少单质钠的挥发；增大密度，
2
使得被还原出的密度较低的液态钠单质能漂浮在混合盐之上，易于分离得到产物，B正确；电解过程中会
产生一定量的金属Ca，说明部分钙离子会在阴极放电，C正确；为了防止生成的Na与Cl 接触，阴、阳两
2
极应该用离子交换膜，以保持两极区电解质的电中性，不能使用钢板，D错误。]
