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考向 21 电解池 金属的腐蚀与防护
【2022·湖北卷】含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备 ，过程如图所示( 为
甲基)。下列说法正确的是
A．生成 ，理论上外电路需要转移 电子
B．阴极上的电极反应为：
C．在电解过程中 向铂电极移动
D．电解产生的 中的氢元素来自于
【答案】D
【详解】
A．石墨电极发生反应的物质：P→ 化合价升高发生氧化反应，所以石墨电极为阳极，对应的
4
电极反应式为： ，则生成 ，理论上外电路需要转移 电子，
A错误；
B．阴极上发生还原反应，应该得电子， 为阳极发生的反应， B错误；C．石墨电极：P→ 发生氧化反应，为阳极，铂电极为阴极， 应该向阳极移动，即移向石
4
墨电极，C错误；
D．由所给图示可知HCN在阴极放电，产生 和 ，而HCN中的H来自 ，则电解产生的 中的
氢元素来自于 ，D正确；
故选D。
知识点一 电解原理
1．电解与电解池
(1)电解：在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。
(2)电解池：将电能转化为化学能的装置。
(3)电解池的构成①有与直流电源相连的两个电极；
②电解质溶液(或熔融盐)；
③形成闭合回路。
2．电解池的工作原理
(1)工作原理
[示例] 用惰性电极电解CuCl 溶液
2
阳极反应式： 2Cl － － 2e － == =Cl ↑；
2
阴极反应式： Cu 2 ＋ ＋ 2e － == =Cu ；
总反应式：CuCl ===== Cu ＋ Cl ↑。
2 2
(2)电子和离子的移动方向(惰性电极)
3．阴、阳两极上的放电顺序
(1)阴极(与电极材料无关)
氧化性强的先放电，放电顺序：
――――――――――――――――――――――――――→
(2)阳极(与电极材料有关)
①活性电极作阳极(除Au、Pt以外的金属)，则活性电极本身失去电子，发生氧化反应。如Cu－2e－
===Cu2＋，Fe－2e－===Fe2＋。
②惰性电极作阳极(Pt、Au、石墨碳棒)
离子的放电顺序为
――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――
―→
4．分析电解的思维流程5．惰性电极电解电解质溶液的产物判断(图示)
[示例] 用惰性电极电解CuSO 溶液(放O 生酸型)
4 2
阳极反应式：2HO－4e－===O ↑＋4H＋(或4OH－－4e－===2H O＋O↑)
2 2 2 2
阴极反应式：2Cu2＋＋4e－===2Cu
电池反应式：2CuSO ＋2HO=====2Cu＋O↑＋2HSO
4 2 2 2 4
[名师点拨] (1)阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放
电。
(2)电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、
Mg、Al等金属。
(3)电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是靠离子移动导电。因此，电子和离子的移动遵循
“电子不下水，离子不上线”。
(4)书写电解池的电极反应式时，可以用实际放电的离子表示，但书写电解池的总反应时，HO要写成
2
分子式。如用惰性电极电解食盐水时，阴极反应式为2H＋＋2e－===H ↑(或2HO＋2e－===H ↑＋2OH－)，总
2 2 2
反应式为2Cl－＋2HO=====2OH－＋H↑＋Cl↑。
2 2 2
知识点二 电解原理的应用
1．氯碱工业阳极反应式： 2Cl － － 2e － == =Cl ↑(氧化反应)
2
阴极反应式：2H O ＋ 2e － == =H ↑ ＋ 2OH － ( 或 2H ＋ ＋ 2e － == =H ↑)(还原反应)
2 2 2
总反应方程式：2NaCl＋2HO=====2NaOH＋H↑＋Cl↑
2 2 2
装置 离子交换膜电解槽
阳极 钛网(涂有钛、钌等氧化物涂层)
阴极 碳钢网
①只允许离子通过，能阻止离子和气体通过
阳离子交换膜
②将电解槽隔成阳极室和阴极室
2．电镀与电解精炼
电镀 电解精炼铜
示意图
Zn－2e－===Zn2＋，
阳极 Cu － 2e － == =Cu 2 ＋
电极
Cu－2e－===Cu2＋
反应
阴极 Cu 2 ＋ ＋ 2e － == =Cu Cu 2 ＋ ＋ 2e － == =Cu
电解质溶液
CuSO 溶液的浓度不变 CuSO 溶液的浓度变小
的浓度变化 4 4
3．电冶金
利用电解熔融盐(或氧化物)的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。
总方程式 阳极、阴极反应式
2Cl－－2e－===Cl↑、2Na＋＋2e
冶炼钠 2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl↑ 2
2 －===2Na
冶炼镁 MgCl 2 (熔融)=====Mg＋Cl 2 ↑ 2Cl － － 2e － == =Cl 2 ↑、 Mg 2 ＋ ＋ 2e－ == =M g
6O 2 － － 12e － == =3O ↑、 4Al 3 ＋ ＋
冶炼铝 2Al O(熔融)=====4Al＋3O↑ 2
2 3 2 12e － == =4Al
[名师点拨] (1)电解精炼铜时，阳极减少的质量与阴极增加的质量不相等，电解质溶液的浓度减小。
(2)粗铜中不活泼的杂质(金属活动性顺序中位于铜之后的银、金等)，在阳极难以失去电子，当阳极上
的铜失去电子变成离子之后，它们以金属单质的形式沉积于电解槽的底部，成为阳极泥。
(3)由于AlCl 为共价化合物，熔融状态下不导电，所以电解冶炼铝时，电解的为熔点很高的氧化铝，
3
为降低熔化温度，加入了助熔剂冰晶石(Na AlF)；而且电解过程中，阳极生成的氧气会与石墨电极反应，
3 6
所以石墨电极需不断补充。
知识点三 金属的腐蚀与防护
1．金属腐蚀的本质
金属原子失去电子变成金属阳离子，金属发生氧化反应。
2．金属腐蚀的类型
(1)化学腐蚀和电化学腐蚀
类型 化学腐蚀 电化学腐蚀
金属与接触到的物质直接发生 不纯的金属接触到电解质溶液
条件
反应 发生原电池反应
①实质都是金属原子失去电子
被氧化而损耗；
实质与联系 ②化学腐蚀与电化学腐蚀往往
同时发生，但电化学腐蚀更普
遍
(2)钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀
类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀
水膜性质 酸性 酸性很弱或者呈中性
负极反应 ① Fe － 2e － == =Fe 2 ＋
正极反应 ② 2H ＋ ＋ 2e － == =H ↑ ③ 2H O ＋ O ＋ 4 e － == =4OH －
2 2 2
总反应 ④ Fe ＋ 2H ＋ == =Fe 2 ＋ ＋ H ↑ ⑤ 2Fe ＋ 2H O ＋ O == =2Fe(OH)
2 2 2 2
3．金属腐蚀的快慢规律
(1)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。(2)对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液
中。
(3)活动性不同的两种金属，活动性差别越大，活动性强的金属腐蚀速率越快。
(4)对同一种电解质溶液来说，一般电解质溶液浓度越大，金属腐蚀速率越快。
[名师点拨] (1)铁锈的形成过程：
4Fe(OH) ＋O＋2HO===4Fe(OH)
2 2 2 3
2Fe(OH) ===Fe O·xHO(铁锈)＋(3－x)H O
3 2 3 2 2
(2)金属越活泼就越易失去电子而被腐蚀，金属活动性顺序中位于氢前面和氢后面的金属都能发生吸氧
腐蚀，但只有在金属活动性顺序中排在氢前面的金属才可发生析氢腐蚀。
4．金属的防护
1．某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在下图中，下列有关分析完全
正确的是( )
选项 A B C D
a电极 阳极 阴极 阳极 阴极d电极 正极 正极 负极 负极
Q离子 阳离子 阳离子 阴离子 阴离子
2．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2HO＋2e－===H ↑＋2OH－
2 2
C．断电时，锌环上的电极反应为Zn2＋＋2e－===Zn
D．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀
3．如图是某课题组设计的一种利用电解原理制取HO 并用来处理工业废氨水的装置。为了不影响
2 2
HO 的产量，需向废氨水中加入适量硝酸调节溶液的pH约为5。下列说法正确的是( )
2 2
A．阴极的电极反应式为2HO－4e－===4H＋＋O↑
2 2
B．阳极的电极反应式为O＋2H＋＋2e－===H O
2 2 2
C．处理废氨水的过程中所发生的反应为
3HO＋2NH ·H O===8H O＋N↑
2 2 3 2 2 2
D．工作过程中阳极附近溶液的pH逐渐增大
4．科学家采用碳基电极材料设计了一种制取氯气的新工艺方案，装置如图所示。下列说法错误的是(
)
A.反应过程中需要不断补充Fe2＋
B．阳极反应式是2HCl－2e－===Cl↑＋2H＋
2
C．电路中转移1 mol电子，消耗标况下氧气5.6 LD．电解总反应可看作是4HCl(g)＋O(g)=====2Cl(g)＋2HO(g)
2 2 2
5．我国研制出非贵金属镍钼基高效电催化剂，实现电解富尿素废水低能耗制H(装置如图)。总反应为
2
CO(NH)＋HO===3H ↑＋N↑＋CO↑。下列说法中错误的是( )
2 2 2 2 2 2
A．a为阳极，CO(NH) 发生氧化反应
2 2
B．b电极反应为2HO＋2e－===H ↑＋2OH－
2 2
C．每转移6 mol电子，a电极产生1 mol N
2
D．电解一段时间，a极区溶液pH升高
1．（河北省唐山市2022届高三普通高中学业水平选择性考试）某科研小组用碱性甲烷燃料电池制备
，其工作原理如图所示(已知电解装置的电极材料分别为金属钴和不锈钢)：
下列有关说法错误的是
A．N电极为不锈钢
B．电极n处电极反应式为：
C．电解一段时间后，N极区溶液 增大D．膜a、膜c均为阳离子交换膜
2．（江西省新余市2022届高三第二次模拟考试）科学家采用碳基电极材料设计了一种新的电解氯化氢回
收氯气的工艺方案，原理如图所示。下列说法错误的是
A．b极是电源的正极
B．阴极的电极反应式为：Fe3++e-=Fe2+
C．电路中每转移1mol e-理论上可以回收氯气11.2L(标准状况)
D．该工艺涉及的总反应为4HCl+O 2Cl+2H O
2 2 2
3．（辽宁省辽南协作体2022届高三第二次模拟考试）目前可采用“双极膜组"电渗析法淡化海水，同时获
得副产品A和B。其模拟工作原理如图所示。M和N为离子交换膜，在直流电作用下，双极阴阳膜(BP)复
合层间的HO解离成H+和OH-，作为H+和OH-的离子源。下列说法正确的是
2
A．X电极为阴极，电极反应式为2HO+2e-=2OH-+H ↑
2 2
B．M为阳离子交换膜，N为阴离子交换膜，BP膜作用是选择性通过Cl-和Na+
C．电路中每生成标况5.6 L气体a，理论上获得副产品A和B各1 mol
D．“双极膜组”电渗析法也可应用于从盐溶液(MX)制备相应的酸(HX)和碱(MOH)
4．（广东省深圳市普通高中2022届高三下学期第一次调研）利用电化学原理可对海水(主要成分NaCl和
HO，还含有少量微生物)进行消毒，并能清除残留的含氯消毒物质(工作原理如图，其中电极均为惰性电
2
极)。
已知：工作时，先断开K，闭合K，一段时间后，断开K，闭合K
2 1 1 2下列说法不正确的是
A．闭合K 后的总反应为2Cl-+2H O Cl↑+H ↑+2OH-
1 2 2 2
B．闭合K 后，Na+通过离子交换膜从Ⅱ室迁移至Ⅲ室
2
C．工作完成后，Ⅱ室中有金属Na剩余
D．残留的含氯消毒物质在III室放电被脱除
5．（广东省韶关市2021-2022学年高三上学期综合测试（一））某锂离子电池的总反应为：2Li+FeS = Fe
+Li S。某小组以该电池为电源电解处理含Ba(OH) 废水和含Ni2+、Cl-的酸性废水，并分别获得BaCl 溶液
2 2 2
和单质镍。电解处理的工作原理如下图所示[LiPF ·SO(CH ) 为锂离子电池的电解质]。下列说法正确的是
6 3 2
A．X与锂离子电池的Li电极相连
B．a室的电极反应式为：2HO—4e—=O ↑+4H+
2 2
C．离子膜M为阳离子交换膜，离子膜N为阴离子交换膜
D．若去掉离子膜M将a、b两室合并，则X电极的反应不变1．（2022·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
2．（2022北京）利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。
序
装置示意图 电解质溶液 实验现象
号
阴极表面有无色气体，一段时间后阴
① 极表面有红色固体，气体减少。经检
验电解液中有
阴极表面未观察到气体，一段时间后
② 阴极表面有致密红色固体。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3．（2022·全国乙卷） 电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究
了一种光照充电 电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子 和空穴 ，驱动阴极反应
和阳极反应(Li O+2h+=2Li++O )对电池进行充电。下列叙述错误的是
2 2 2
A．充电时，电池的总反应
B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关
C．放电时，Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移
D．放电时，正极发生反应
4.（2021广东卷）钴（Co）的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。图5为水溶液中电解制备
金属钴的装置示意。下列说法正确的是
A. 工作时，I室和Ⅱ室溶液的pH均增大
B. 生成1 mol Co，I室溶液质量理论上减少16 g
C. 移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变通电
D. 电解总反应：2Co2+ + 2HO 2Co + O ↑ + 4H+
2 2
5.（2020浙江高考真题）在氯碱工业中，离子交换膜法电解饱和食盐水示意图如下，下列说法不正确的是
（ ）离子交换膜
A．电极A为阳极，发生氧化反应生成氯气
B．离子交换膜为阳离子交换膜
C．饱和NaCl从a处进，NaOH溶液从d处出
D．OH-迁移的数量等于导线上通过电子的数量
1．【答案】B
【解析】电子从电源的负极流出，故a是阴极，d是正极，溶液中的阳离子Q移向阴极a。
2．【答案】C
【解析】锌环与电源的正极相连，为阳极，发生氧化反应，A项正确；断电时，Zn比铁活泼，作负极，
电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，C项错误。
3．【答案】C
【解析】根据题给装置图可知，阳极的电极反应式为2HO－4e－===4H＋＋O↑，阴极的电极反应式为
2 2
O＋2H＋＋2e－===H O，故A、B项错误。根据题图可知，HO 可将NH ·H O氧化为N，C项正确。根据
2 2 2 2 2 3 2 2
电极反应式可知，工作过程中阳极上生成氢离子，所以阳极附近溶液的pH逐渐减小，D项错误。
4．【答案】A
【解析】HCl在阳极失电子，发生氧化反应，生成Cl 和H＋，Fe3＋在阴极得电子，还原成Fe2＋，Fe2
2
＋、H＋、O 反应生成Fe3＋和HO，Fe2＋、Fe3＋在阴极循环，A错误；HCl在阳极失电子生成Cl 和H＋，电
2 2 2
极反应式为2HCl－2e－===Cl↑＋2H＋，B正确；根据电子得失守恒有O～4e－，电路中转移1 mol电子，消
2 2
耗0.25 mol氧气，标准状况下体积为5.6 L，C正确；由图可知，反应物为HCl(g)和O(g)，生成物为
2
HO(g)和Cl(g)，故电解总反应可看作是4HCl(g)＋O(g)=====2Cl(g)＋2HO(g)，D正确。
2 2 2 2 25．【答案】D
【解析】 电解池工作时，CO(NH) 失去电子，a为阳极，发生氧化反应，A正确；阴极水得电子生
2 2
成H，则阴极反应式为2HO＋2e－===2OH－＋H↑，B正确；阳极的电极反应式为CO(NH)－6e－＋
2 2 2 2 2
HO===CO ↑＋N↑＋6H＋，若电路中通过6 mol电子，阳极产生N 的物质的量为n(N )＝6 mol×＝1 mol，C
2 2 2 2 2
正确；a极反应式为CO(NH)－6e－＋HO===CO ↑＋N↑＋6H＋，则a极区溶液中氢离子浓度增大，溶液的
2 2 2 2 2
pH降低，D错误。
1．【答案】B
【分析】
根据图示，M电极所在为阳极室，M电极为阳极，N电极为阴极，则碱性甲烷燃料电池中m电极为正极，
n电极为负极；据此分析作答。
【详解】
A．该装置用于制备Co(HPO )，M电极为阳极，则M电极为金属Co，M电极的电极反应为Co-2e-
2 2 2
=Co2+，N电极为不锈钢，A正确；
B．n电极为碱性甲烷燃料电池的负极，n电极通入CH，电极反应式为CH-8e-+10OH-= +7H O，B错
4 4 2
误；
C．N电极为阴极，N电极电极反应为2HO+2e-=H ↑+2OH-，电解一段时间后，N极区碱性增强，溶液的
2 2
pH增大，C正确；
D．阳极室中的Co2+通过膜a进入产品室，膜a为阳离子交换膜，原料室中 通过膜b进入产品室，膜
b为阴离子交换膜，则原料室中Na+通过膜c进入阴极室，膜c为阳离子交换膜，D正确；
答案选B。
2．【答案】A
【分析】
HCl(g)→Cl(g)，Cl元素失电子发生氧化反应，则与a电极相连的电极为电解池的阳极，从而得出a极为正
2
极。
【详解】
A．由分析可知，a极是电源的正极，则b极是电源的负极，A错误；
B．在阴极，Fe3+得电子生成Fe2+，则电极反应式为：Fe3++e-=Fe2+，B正确；C．阳极发生的电极反应为2HCl-2e-=Cl+2H+，则电路中每转移1mol e-，理论上可以回收氯气(标准状况)的
2
体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2L，C正确；
D．该工艺涉及的反应为4HCl-4e-=2Cl+4H+、4Fe3++4e-=4Fe2+、4Fe2++O +4H+=4Fe3++2H O，总反应为
2 2 2
4HCl+O 2Cl+2H O，D正确；
2 2 2
故选A。
3．【答案】D
【分析】
由BP双极膜中H+、OH-移动方向可知：X电极为电解池的阳极，电极反应式为：2C1--2e-=Cl↑；Y电极为
2
阴极，电极反应式为：2H++2e-=H ↑，电解总反应为2HO+2Cl- Cl↑+H ↑+2OH-。精制盐水中Na+经过M
2 2 2 2
离子交换膜移向产品A室，与BP双极膜中转移过来的OH-结合生成NaOH，所以M膜为阳离子交换膜，
盐室中Cl-经过N离子交换膜移向产品B室，与BP双极膜中转移过来的H+结合生成HC1，所以N膜为阴
离子交换膜，据此分析解答。
【详解】
A．由以上分析知，X电极为电解池的阳极，电极反应式为：2C1--2e-=Cl↑；Y电极为阴极，电极反应式为：
2
2H++2e-=H ↑，A错误；
2
B．由题意可知：精制盐水中Na+经过M离子交换膜移向产品A室，与BP双极膜中转移过来的OH-结合生
成NaOH，所以M膜为阳离子交换膜，盐室中Cl-经过N离子交换膜移向产品B室，与BP双极膜中转移过
来的H+结合生成HC1，所以N膜为阴离子交换膜，BP膜作用是选择性通过H+和OH-，B错误；
C．阳极反应式为电极反应式为：2C1--2e-=Cl↑，电路中每生成标况5.6 L气体Cl，其物质的量是0.25
2 2
mol，转移电子0.5 mol，理论上获得副产品A (NaOH溶液)和B (HCl溶液)各0.5 mol，C错误；
D．“双极膜组”电渗析法从NaCl溶液获得酸( HCl )和碱( NaOH )，由此推知：也可从MX溶液制备相应
的酸( HX )和碱( MOH)，D正确；
故合理选项是D。
4．【答案】A
【详解】A．闭合K 后为电解池，阳极海水中的Cl-被氧化为氯气，阴极为含Na+的有机电解液，所以应是Na+被还
1
原生成Na单质，总反应为2Cl-+2Na+ Cl↑+Na，A错误；
2
B．闭合K 后为原电池，Ⅱ室中Na单质被氧化为Na+，所以为负极，Ⅲ室为正极，原电池中阳离子流向正
2
极，所以Na+通过离子交换膜从Ⅱ室迁移至Ⅲ室，B正确；
C．闭合K 时在Ⅰ室生成的氯气与水反应生成HClO(含氯消毒物质)，假设此过程生成1mol氯气，则生成
1
1molHClO，根据电子守恒可知生成2mol钠单质；HClO可以氧化微生物，进行消毒，未反应的HClO在闭
合K 后的Ⅲ室中被还原，由于部分HClO是被微生物还原，所以在Ⅲ室中被还原的HClO的物质的量小于
2
1mol，则消耗的钠单质小于2mol，所以有金属Na剩余，C正确；
D．闭合K 时在Ⅰ室生成的氯气与水反应生成含氯消毒物质，含氯消毒物质可以氧化微生物，进行消毒，
1
闭合K 后Ⅲ室为正极，剩余的氯消毒物质被还原，D正确；
2
综上所述答案为A。
5．【答案】C
【分析】
由方程式可知，锂为锂离子电池的负极，FeS为正极，由图可知，X电极与FeS电极相连，为电解池的阳
极，氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水，电极反应式为4OH——4e—=O ↑+2H O，a室
2 2
中溶液中钡离子通过阳离子交换膜进入b室；Y电极与锂电极相连，为电解池的阴极，镍离子在阴极得到
电子发生还原反应生成镍，电极反应式为Ni2++2 e—=Ni，c室中氯离子通过阳离子交换膜进入b室，则离子
膜M为阳离子交换膜，离子膜N为阴离子交换膜。
【详解】
A．由分析可知，X电极与FeS电极相连，为电解池的阳极，故A错误；
B．由分析可知，X电极与FeS电极相连，为电解池的阳极，氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生
成氧气和水，a室的电极反应式为4OH——4e—=O ↑+2H O，故B错误；
2 2
C．由分析可知，离子膜M为阳离子交换膜，离子膜N为阴离子交换膜，故C正确；
D．若去掉离子膜M将a、b两室合并，放电能力强于氢氧根离子的氯离子会在阳极失去电子发生氧化反应
生成氯气，电极反应式为2Cl——2e—=Cl↑，故D错误；
2
故选C。1．【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-
2 2
=MnO+4H+，B正确；
2
C．电极A为阴极， LiMn O 得电子，电极反应式为：2LiMn O+6e-+16H+=2Li++4Mn2++8H O，依据得失
2 4 2 4 2
电子守恒，电解池总反应为：2LiMn O+4H+=2Li++Mn2++3MnO+2H O，反应生成了Mn2+，Mn2+浓度增大，
2 4 2 2
C错误；
D．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。
2．【答案】C
【分析】
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，铜离子在阴极失去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，四氨合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。
【详解】
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，四氨合铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜，随阴极析出铜，四氨合铜离子
浓度减小， 平衡向正反应方向移动，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，四氨合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。
3．【答案】C
【解析】充电时光照光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应（Li++e-=Li+）和阳极反应
（LiO+2h+=2Li++O ），则充电时总反应为LiO=2Li+O ，结合图示，充电时金属Li电极为阴极，光催化
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电极为阳极；则放电时金属Li电极为负极，光催化电极为正极；据此作答。
A．光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应和阳极反应对电池进行充电，结合阴极反应和阳
极反应，充电时电池的总反应为LiO=2Li+O ，A正确；
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B．充电时，光照光催化电极产生电子和空穴，阴极反应与电子有关，阳极反应与空穴有关，故充电效率
与光照产生的电子和空穴量有关，B正确；
C．放电时，金属Li电极为负极，光催化电极为正极，Li+从负极穿过离子交换膜向正极迁移，C错误；
D．放电时总反应为2Li+O=Li O，正极反应为O+2Li++2e-=Li O，D正确；
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答案选C。
4.【答案】D
【解析】
由图可知，石墨电极为阳极，得电子，阳极的反应式为2HO-4e- = O ↑+4H+, Co电极为阴极，得电子，电
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极反应为Co2+ +2e- = Co， 则总的电解反应为 。
A项，由上述分析可知，在I室中产生H+，通过阳极交换膜进入II室，则I室和II室的pH减小，故A项
错误；
B、生成1 mol Co，同时转移2 mole-，需要消耗1 mol的水，则I室溶液质量理论上减少18g，B错误；
C、移除两交换膜后，溶液中的CI-更容易失去电子生成Cl,石墨电极发生的反应改变，C错误；
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D、由上述分析可知，电解总反应为 。
故答案为D。
5.【答案】D
【解析】氯碱工业中的总反应为2Cl-+2H O 2OH-+H ↑+Cl↑；电解池中阳极失电子发生氧化反应，
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氯碱工业中Cl 为氧化产物，所以电极A为阳极，电极B为阴极，据此作答。A．根据分析可知电极A
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为阳极，发生氧化反应生成氯气，正确；B．阳极发生的方程式为：2Cl--2e-═Cl ↑，阴极：HO+2e-
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═H ↑+2OH-；为了防止生成的氯气与氢氧化钠发生反应，氢氧化钠要从d口流出，所以要防止OH-流
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向阳极即电极A，该离子交换膜为阳离子交换膜，正确；C．根据B选项的分析可知饱和NaCl从a处进，NaOH溶液从d处出，正确；D．因为有离子交换膜的存在，OH-不发生迁移，错误；故答案为
D。
