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专题16 电解池以及电化学综合应用【八大题型】
【新高考通用】
【知识点1 电解原理】......................................................................3
【知识点2 电解原理的应用】................................................................5
【知识点3 多池串联的两大模型及原理分析】..................................................6
【知识点4 电化学装置中的膜技术】..........................................................7
【知识点4 电化学的有关计算】..............................................................8
【题型1 电解池的原理及其应用】............................................................9
【题型2 电解规律及其应用】...............................................................11
【题型3 电解原理的传统应用】.............................................................13
【题型4 电解原理新型应用】...............................................................16
【题型5 多池串联的考查】.................................................................19
【题型6 膜技术的应用】...................................................................21
【题型7 电化学的有关计算】...............................................................23
【题型8 电化学的综合考查】...............................................................25
【过关测试】..............................................................................29
考点要求
真题统计
考情分析
1.了解电解池的工作原理，
能设计简单的电解池。
2.学会分析原电池与电解池
串联装置。
3.了解离子交换膜的分类及
特点，理解离子交换膜在
电化学装置中的作用和类
型。
4.掌握电化学计算中的常用
方法与技巧。
5.掌握多池连接的分析和应
用。
2024·甘肃卷，7 题，3 分；
2024·广东卷，16 题，3 分；
2024·湖北卷，14 题3 分；
2024·山东卷，13 题，4 分；
2024·辽宁卷，12 题，3 分；
2023·辽宁卷，11 题，3 分；
2023·全国甲卷，12 题，6 分；
2023·浙江选考，13 题，3 分；
2023·北京卷，5 题，3 分；
本专题试题将原电池和电解
池结合在一起，综合考查化
学反应中的能量变化、氧化
还原反应、化学实验和化学
计算等知识，特别是离子交
换膜的应用及电解质介质对
电极反应的影响的试题比较
多，且常考常新。预测2025
年，该类题目以新情境为载
体，重点考查电极的判断、
电极反应式的书写、溶液中
离子的移动、溶液pH 的变
化、电解质溶液的恢复及运
用得失电子守恒进行相关计
算等。
1
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6.提升应用电化学原理解决
工业生产、生活中实际问
题的能力。
2023 广东卷，13 题，4 分；
2023·湖北卷，10，3 分；
2023·山东卷，11，3 分；
2023·浙江1 月选考，11 题，3 分；
2023·辽宁卷，7 题，3 分；
【思维导图】
【知识点1 电解原理及其类型】
1.电解池的构成及工作原理
2
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2.电解池与原电池的比较
电解池
原电池
能否自发
使“不能”变为“能”或使“能”变
为“易”
能自发进行
能量转化
电能转化为化学能
化学能转化为电能
装置
有外加电源
无外加电源
电极
由外加电源决定：
阳极：连电源的正极；
阴极：连电源的负极
由电极或反应物性质决定，称为正极
或负极
反应类型
阳极：氧化反应
阴极：还原反应
负极：氧化反应
正极：还原反应
离子移动
阳离子移向阴极
阴离子移向阳极
阳离子移向正极
阴离子移向负极
相同点
都是电极上的氧化还原反应，都必须有离子导体
3.电解产物的判断
(1)阳极产物的判断
①活性电极(除Au、Pt 以外的金属材料作电极)，电极材料失电子，生成金属阳离子。
②惰性电极(Pt、Au、石墨)，要依据阴离子的放电顺序加以判断。
阴离子的放电顺序：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。
S2－、I－、Br－、Cl－放电，产物分别是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放电，则得到H2O 和O2。
(2)阴极产物的判断
直接根据阳离子放电顺序进行判断。
阳离子放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋。
①若金属阳离子(Fe3＋除外)放电，则得到相应金属单质；若H＋放电，则得到H2。
②放电顺序本质遵循氧化还原反应的优先规律，即得(失)电子能力强的离子先放电。
4.电解的四大类型
类型
实例
电极反应式
电解
对象
溶液
pH
溶液复
原方法
电解
含氧酸
H2SO4
阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑
水
减小
加水
3
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水型
阴极：4H＋＋4e－===2H2↑
总反应：2H2O=====2H2↑＋O2↑
强碱
NaOH
阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
阴极：4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－
总反应：2H2O=====2H2↑＋O2↑
增大
活泼金
属的含
氧酸盐
KNO3
阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑
阴极：4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－
总反应：2H2O=====2H2↑＋O2↑
不变
电解
电解
质型
无氧酸(氢
氟酸除外)
HCl
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑
阴极：2H＋＋2e－===H2↑
总反应：2H＋＋2Cl－=====H2↑＋Cl2↑
HCl
增大
通入
HCl 气
体
不活泼金
属的无氧
酸盐
CuCl2
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑
阴极：Cu2＋＋2e－===Cu
总反应：Cu2＋＋2Cl－=====Cu＋Cl2↑
CuCl2
－
加CuCl2
固体
放氢
生碱
型
活泼金属
的无氧酸
盐
NaCl
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑
阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
总反应：2Cl－＋2H2O=====H2↑＋Cl2↑＋
2OH－
NaCl
和
H2O
增大
通入
HCl 气
体
放氧
生酸
型
不活泼金
属的含氧
酸盐
AgN
O3
阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑
阴极：4Ag＋＋4e－===4Ag
总反应：4Ag＋＋2H2O=====4Ag＋O2↑＋4H＋
AgNO
3和
H2O
减小
加入
Ag2O 固
体
【知识点2 电解原理的应用】
1.氯碱工业
(1)电极反应
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应)；
阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－(还原反应)。
(2)总反应方程式：2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
(3)设备装置
4
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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
阳离子交换膜
①只允许阳离子通过，能阻止阴离子和气体通过
②将电解槽隔成阳极室和阴极室
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
粗铜(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au 等杂质)
电极反应
Cu－2e－===Cu2＋
Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、
Ni－2e－===Ni2＋、Cu－2e－===Cu2＋
阴
极
电极材料
待镀金属铁
纯铜
电极反应
Cu2＋＋2e－===Cu
电解质溶液
含Cu2＋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阳极泥
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。
(1)冶炼钠
2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑
阳极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑；
阴极反应式：2Na＋＋2e－===2Na。
(2)冶炼镁
MgCl2(熔融)=====Mg＋Cl2↑
阳极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑；
阴极反应式：Mg2＋＋2e－===Mg。
(3)冶炼铝
2Al2O3(熔融)=====4Al＋3O2↑
阳极反应式：6O2－－12e－===3O2↑；
5
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阴极反应式：4Al3＋＋12e－===4Al。
【知识点3 多池串联的两大模型及原理分析】
1.常见串联装置
模型一 外接电源与电解池的串联(如图)
A、B 为两个串联电解池，相同时间内，各电极得失电子数相等。
模型二 原电池与电解池的串联(如图)
图甲
图乙
显然两图中，A 均为原电池，B 均为电解池。
2.串联装置的解题模型
6
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【名师点拨】
(1)多池串联的装置中，先根据电极反应物和电解质溶液判断哪个是原电池，其余装置一般为电解池。
(2)与原电池正极相连的电极为电解池阳极，与原电池负极相连的电极为电解池阴极，据此判断各池中发生
的反应。
【知识点4 电化学装置中的膜技术】
1.常见的隔膜
隔膜又叫离子交换膜，由高分子特殊材料制成。离子交换膜分三类：
(1)阳离子交换膜，简称阳膜，只允许阳离子通过，不允许阴离子通过。
(2)阴离子交换膜，简称阴膜，只允许阴离子通过，不允许阳离子通过。
(3)质子交换膜，只允许H＋通过，不允许其他阳离子和阴离子通过。
2.隔膜的作用
(1)能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。
(2)能选择性的通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。
3.隔膜装置的解题步骤
第一步，分清隔膜类型。即交换膜属于阳膜、阴膜或质子膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜。
第二步，写出电极反应式，判断交换膜两侧离子变化，推断电荷变化，根据电荷平衡判断离子迁移方向。
7
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第三步，分析隔膜作用。在产品制备中，隔膜作用主要是提高产品纯度，避免产物之间发生反应，或避免
产物因发生反应而造成危险。
【方法技巧】
在原电池中应用离子交换膜，起到替代盐桥的作用，一方面能起到平衡电荷、导电的作用，另一方面能防
止电解质溶液中的离子与电极直接反应，提高电流效率；在电解池中使用选择性离子交换膜的主要目的是
限制某些离子(或分子)的定向移动，避免电解质溶液中的离子或分子与电极产物反应，提高产品纯度或防
止造成危险等。
【知识点5 电化学的有关计算】
1.根据总反应式计算
先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。
2.根据电子守恒计算
(1)用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数
相等。
(2)用于混合溶液中电解的分阶段计算。
3.根据关系式计算
根据得失电子守恒建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。
如以电路中通过4 mol e－为桥梁可构建以下关系式：
4e-~2C l2(Br2、I 2)~O2
⏟
阳极产物
~2 H 2~2Cu~4Ag~ 4
n M
⏟
阴极产物
(式中M 为金属，n 为其离子的化合价数值)
(式中M 为金属，n 为其离子的化合价数值)
该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化
学计算问题。
【题型1 电解池的原理及其应用】
【例1】用固体二氧化钛（TiO2）生产海绵钛的装置如图所示，其原理是在较低的阴极电位下，TiO2（阴
极）中的氧离子进入熔融盐，阴极最后只剩下纯钛。下列说法正确的是（ ）
8
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A.阳极上生成O2的电极反应式为2H2O－4e－
4H＋＋O2↑
B.阴极的电极反应式为TiO2＋4e－
Ti＋2O2－
C.通电后，O2－、Cl－均向阴极移动
D.石墨电极的质量不发生变化
【变式1-1】四个电解装置都以Pt 做电极，它们分别装有如下电解质溶液，电解一段时间后，测定其pH 变
化，所记录的结果正确的是( )
选项
A
B
C
D
电解质溶液
HCl
CuSO4
KOH
BaCl2
pH 变化
减小
增大
增大
不变
【变式1-2】如图所示，x、y 分别是直流电源的两极，通电后发现a 极板质量增加，b 极板处有无色无味的
气体放出，符合这一情况的是( )
选项
a 极板
b 极板
x 电极
z 溶液
A
锌
石墨
负极
CuSO4
B
石墨
石墨
负极
NaOH
C
银
铁
正极
AgNO3
D
铜
石墨
负极
CuCl2
【变式1-3】以铅酸蓄电池为电源，石墨为电极电解CuSO4溶液，装置如下图。若一段时间后Y 电极上有
6.4 g 红色物质析出，停止电解。下列说法正确的是( )
9
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A.a 为铅酸蓄电池的负极
B.电解过程中SO 向右侧移动
C.电解结束时，左侧溶液质量增重8 g
D.铅酸蓄电池工作时，正极电极反应式为PbSO4＋2e－===Pb＋SO
【题型2 电解规律及其应用】
【例2】用惰性电极进行电解，下列说法正确的是( )
A.电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液pH 不变
B.电解稀NaOH 溶液，要消耗OH－，故溶液pH 减小
C.电解Na2SO4溶液，在阴极上和阳极上生成气体产物的物质的量之比为1 2∶
D.电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上生成产物的物质的量之比为1 1∶
【变式2-1】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
A
正极
Na2SO4溶液
U 形管两端滴入酚酞后，a 管中呈红色
B
正极
AgNO3溶液
b 管中电极反应式是4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
C
负极
CuCl2溶液
b 管中有气体逸出
D
负极
NaOH 溶液
溶液pH 降低
【变式2-2】如图中X 为电源，Y 为浸透饱和食盐水和酚酞溶液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，
通电后Y 中央的紫红色斑向d 端扩散。下列判断正确的是( )
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A.滤纸上c 点附近会变红色
B.Cu 电极质量减小，Pt 电极质量增大
C.Z 中溶液的pH 先减小，后增大
D.溶液中的SO 向Cu 电极定向移动
【变式2-3】如图所示a、b 都是惰性电极，通电一段时间后，b 极附近溶液显红色。下列说法中正确的是(
)
A.X 是负极，Y 是正极
B.Cu 电极上产生了无色、无味的气体
C.当b 极产生标况下2.24 L 的气体时，Pt 电极上生成了6.4 g 的铜单质
D.电解一段时间后，CuSO4溶液的浓度减小
【题型3 电解原理的传统应用】
【例3】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＋＜Ni2＋＜Cu2＋)( )
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
【变式3-1】用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4－
H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是( )
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A.待加工铝质工件为阳极
B.可选用不锈钢网作为阴极
C.阴极的电极反应式为Al3＋＋3e－===Al
D.硫酸根离子在电解过程中向阳极移动
【变式3-2】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
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
【变式3-3】某学习小组将有关“电解饱和食盐水”的相关内容进行梳理，形成如下问题(显示的电极均为
石墨)。
(1)图1 中，电解一段时间后，气球b 中的气体是________(填化学式)，U 形管________(填“左”或“右”)
边的溶液变红。
(2)利用图2 制作一种环保型消毒液发生器，可制备“84”消毒液的有效成分，则c 为电源的________极；该
发生器中反应的总离子方程式为________________________________。
(3)氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上。该工艺的相
关物质运输与转化关系如图3 所示(其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过)。
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①燃料电池B 中的电极反应式分别为
负极：________________________________________________________，
正极：________________________________________________________。
②分析图3 可知，氢氧化钠的质量分数为a%、b%、c%，由大到小的顺序为________。
【题型4 电解原理新型应用】
【例4】用可再生能源电还原CO2时，采用高浓度的K＋抑制酸性电解液中的析氢反应可提高多碳产物（乙
烯、乙醇等）的生成率，装置如下图所示。下列说法正确的是（ ）
A.析氢反应发生在IrOx－Ti 电极上
B.Cl－从 Cu 电极迁移到IrOx－Ti 电极
C.阴极发生的反应有：2CO2＋12H＋＋12e－
C2H4＋4H2O
D.每转移1 mol 电子，阳极生成11.2 L 气体（标准状况）
【变式4-1】回收利用工业废气中的CO2和SO2，实验原理示意图如下。
下列说法不正确的是（ ）
A.废气中SO2排放到大气中会形成酸雨
B.装置a 中溶液显碱性的原因是HCO3
－的水解程度大于HCO3
－的电离程度
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C.装置a 中溶液的作用是吸收废气中的CO2和SO2
D.装置b 中的总反应为SO3
2－＋CO2＋H2O 电解
HCOOH＋SO4
2－
【变式4-2】Na2FeO4是制造高铁电池的重要原料，同时也是一种新型的高效净水剂。在工业上通常利用如
图装置生产Na2FeO4，下列有关说法不正确的是( )
A.右侧电极反应式：Fe＋8OH－－6e－===FeO＋4H2O
B.左侧为阳离子交换膜，当Cu 电极生成1 mol 气体时，有2 mol Na＋通过阳离子交换膜
C.可以将左侧流出的氢氧化钠补充到该装置中部，以保证装置连续工作
D.Na2FeO4具有强氧化性且产物为Fe3＋，因此可以利用Na2FeO4除去水中的细菌、固体颗粒以及Ca2＋等
【变式4-3】通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4可获得难溶性的Li2CO3和MnO2，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 的电极反应：2H2O＋Mn2＋－2e－===MnO2＋4H＋
C.电解一段时间后溶液中Mn2＋浓度保持不变
D.电解结束，可通过调节pH 除去Mn2＋，再加入Na2CO3溶液以获得Li2CO3
【题型5 多池串联的考查】
【例5】研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行电解饱和NaCl 溶液的实验，装置如下图所示，
下列说法正确的是( )
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A.甲烷燃料电池工作时，负极的电极反应为：CH4－8e－＋10OH－===7H2O＋CO
B.电极b 上得到的是Cl2
C.标准状况下，每个电池通入1 L CH4且完全反应，理论上最多能得到8 L H2
D.若将电极a 的石墨棒换成Fe 棒，NaCl 溶液中发生的总反应式为：2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋
Cl2↑
【变式5-1】NO－空气质子交换膜燃料电池实现了制硝酸、发电、环保一体化，某兴趣小组用该电池模拟
工业处理废气和废水的过程，装置如图所示。下列说法错误的是（ ）
A.交换膜b 为阴离子交换膜
B.乙池中总反应的离子方程式为5SO2＋2NO＋8H2O＋8NH3 电解
10NH 4
＋＋5SO4
2－
C.当浓缩室得到4 L 0.6 mol·L－1盐酸时，M 室溶液的质量变化为18 g（溶液体积变化忽略不计）
D.若甲池有0.25 mol O2参加反应，则乙池中处理废气（SO2和NO）的总体积为15.68 L（标准状况）
【变式5-2】某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到
电流表的指针发生了偏转。
请回答下列问题：
(1)甲池为________(填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH 电极的电极反应式为
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________________。
(2)乙池中A(石墨)电极的名称为________(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，总反应式为
________________。
(3)当乙池中B 极质量增加5.40 g 时，甲池中理论上消耗O2的体积为________mL(标准状况下)，丙池中
________极析出________g 铜。
(4)若丙池中电极不变，将其溶液换成NaCl 溶液，电键闭合一段时间后，甲中溶液的pH 将________(填
“增大”“减小”或“不变”)；丙中溶液的pH 将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
【题型6 膜技术的应用】
【例6】二甲醚(CH3OCH3)燃料电池的工作原理如图，下列有关叙述正确的是( )
A.该装置能实现化学能100%转化为电能
B.电子移动方向：a 极→b 极→质子交换膜→a 极
C.a 电极的电极反应式为：CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋
D.当b 电极消耗22.4 L O2时，质子交换膜有4 mol H＋通过
【变式6-1】一种水性电解液Zn－MnO2离子选择双隔膜电池如图所示[KOH 溶液中，Zn2＋以Zn(OH)存在]。
电池放电时，Ⅱ区的K2SO4溶液浓度变大，下列叙述错误的是( )
A.电池放电时，转移2 mol e－正极质量减少32 g
B.Ⅰ区与Ⅱ区之间的离子交换膜为阴离子交换膜
C.Zn 电极反应：Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)
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D.Ⅲ区的K＋通过隔膜向Ⅱ区迁移
【变式6-2】利用LiOH 和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。可用电解LiCl 溶液制备LiOH，装置如图
所示。下列说法正确的是( )
A.电极B 连接电源正极
B.A 极区电解液为LiCl 溶液
C.阳极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
D.每生成1 mol H2，有1 mol Li＋通过该离子交换膜
【变式6-3】某科研小组研究采用BMED 膜堆(示意图如下)，模拟以精制浓海水为原料直接制备酸碱。
BMED 膜堆包括阳离子交换膜、阴离子交换膜和双极膜(A、D)。已知：在直流电源的作用下，双极膜内中
间界面层发生水的解离，生成H＋和OH－。下列说法错误的是( )
A.电极a 连接电源的正极
B.B 为阳离子交换膜
C.电解质溶液采用Na2SO4溶液可避免有害气体的产生
D.Ⅱ口排出的是淡水
【题型7 电化学的有关计算】
【例7】将两个铂电极插入500 mL CuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064 g(设电
解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为( )
A.4×10－3 mol/L
B.2×10－3 mol/L
C.1×10－3 mol/L
D.1×10－7 mol/L
【变式7-1】用惰性电极电解一定浓度的CuSO4溶液时，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol
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Cu2(OH)2CO3后恰好恢复到电解前的浓度和pH(不考虑二氧化碳的溶解)。则电解过程中转移电子的物质的
量为( )
A.0.4 mol
B.0.5 mol
C.0.6 mol
D.0.8 mol
【变式7-2】500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)＝0.6 mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通
电一段时间后，两极均收集到2.24 L 气体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确
的是( )
A.原混合溶液中c(K＋)为0.4 mol·L－1
B.上述电解过程中共转移0.2 mol 电子
C.电解得到的Cu 的物质的量为0.05 mol
D.电解后溶液中c(H＋)为0.4 mol·L－1
【变式7-3】某化学课外活动小组拟用铅蓄电池进行电絮凝净水的实验探究，设计的实验装置如图所示，
下列叙述正确的是( )
A.X 极的电极反应式：Pb－2e－＋SO===PbSO4
B.铅蓄电池工作时，每转移2 mol 电子，消耗98 g H2SO4
C.电解池的反应仅有2Al＋6H2O=====2Al(OH)3↓＋3H2↑
D.每消耗103.5 g Pb，理论上电解池阴极上有11.2 L H2生成
【题型8 电化学的综合考查】
【例8】一种将燃料电池与电解池组合制备KMnO4的装置如图所示(电极甲、乙、丙、丁均为惰性电极)。
该装置工作时，下列说法不正确的是( )
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A.甲为正极，丙为阴极
B.丁极的电极反应式为MnO－e－===MnO
C.KOH 溶液的质量分数：c%＞b%＞a%
D.标准状况下，乙电极上每消耗22.4 L 气体时，理论上有4 mol K＋移入阴极区
【变式8-1】设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH 稳定，借助其降解乙酸盐生成CO2，将废旧
锂离子电池的正极材料LiCoO2（s）转化为Co2＋，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。
已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是（ ）
A.装置工作时，甲室溶液pH 逐渐增大
B.装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸
C.乙室电极反应式为LiCoO2＋2H2O＋e－
Li＋＋Co2＋＋4OH－
D.若甲室Co2＋减少200 mg，乙室Co2＋增加300 mg，则此时已进行过溶液转移
【变式8-2】如图，c 管为上端封口的量气管，为测定乙酸溶液浓度，量取10.00 mL 待测样品加入b 容器中，
接通电源，进行实验。下列说法正确的是（ ）
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A.左侧电极反应：2H2O－4e－
O2↑＋4H＋
B.实验结束时，b 中溶液红色恰好褪去
C.若c 中收集气体11.20 mL，则样品中乙酸浓度为0.1 mol·L－1
D.把盐桥换为U 形铜导线，不影响测定结果
【变式8-3】如图1 所示，A 为新型高效的甲烷燃料电池，采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和
O2，电解质为KOH 溶液。B 为浸透饱和硫酸钠和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，C、D
为电解槽，其电极材料、电解质溶液见图。
(1)甲烷燃料电池负极的电极反应式为_____________________________。
(2)关闭K1，打开K2，通电后，B 的KMnO4紫红色液滴向d 端移动，则电源a 端为________极，通电一段
时间后，观察到滤纸c 端出现的现象是________________。
(3)D 装置中有200 mL 一定浓度的NaCl 与CuSO4的混合溶液，理论上两极所得气体的体积随时间变化的关
系如图2 所示(气体体积已换算成标准状况下的体积)，(电解前后溶液的体积变化关系忽略不计)原混合溶液
中NaCl 的物质的量浓度________ mol·L－1，t2时所得溶液的pH＝________。
(4)若C 装置中溶液为AgNO3且足量，总反应的离子方程式为_________________________。
电解结束后，为了使溶液恢复原样，则可以在反应后的溶液中加入________________(填化学式)。
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【基础题】
1.（2024·北京东城·二模）CO2资源化利用是实现碳中和的一种有效途径。下图是CO2在电催化下产生合成
气(CO 和H2)的一种方法。下列说法不正确的是
A．a 电极连接电源的负极
B．
从a 极区向b 极区移动
C．b 极区中c(CH3COO-)逐渐增大
D．a 极区中c(
)逐渐增大
2.（2024·河北张家口·一模）由于氯酸钠(NaClO3)具有吸湿性，不易保存，因此工业上常采用电渗析法将氯
酸钠(NaClO3)转化成氯酸钾(KClO3)，其工作原理如图所示(a、b 两电极均为石墨电极，c、d、e 依次为阳离
子交换膜、阴离子交换膜、阳离子交换膜），下列法说不正确的是（ ）
A．a 电极连接电源负极
B．左池NaOH 溶液出口浓度大于入口浓度
C．该电解池的工作原理实质是电解水
D．制备1molKClO3，a、b 两极共产生16.8L 气体
3.（2024·广西河池·一模）利用电解原理，可将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。下列说法正确的是
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A．b 为电解池阴极
B．电解后左侧电极室KOH 溶液pH 减小
C．电解过程中阴离子通过交换膜从右向左迁移
D．阳极电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
4.（2024·四川德阳·一模）一种成本低、稳定性好的全碱性多硫化物—空气液流二次电池工作时，原理如图
所示。下列说法正确的是
A．连接负载时，电极A 为正极
B．连接负载时，电极A 的反应方程式为
C．连接电源时，电路中每通过
个电子，生成
的质量为
D．膜a 为阴离子交换膜，膜b 为阳离子交换膜
5.（2024·安徽马鞍山·三模）碲(Te)被誉为尖端技术等工业的维生素。工业上常以粗铜精炼的阳极泥(主要成
分是
，含Ag、Au 等杂质)为原料提取碲并回收金属，Te 与S 同族，其工艺流程如图所示。
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下列说法错误的是
A．粗铜精炼和电镀铜的阴极电极反应相同
B．每回收
理论上步骤①中转移电子数为
C．步骤②电解后的溶液可以参与循环
D．可以用硝酸分离出滤渣X 中的Au
6.（2024·湖南·模拟预测）用电解法处理废水中的
模拟装置如图所示。a、b 为离子选择性透过膜，下
列说法正确的是
A．阳极室溶液由无色变成蓝色
B．阴极的电极反应式为
C．a 膜为阴离子选择性透过膜
D．每转移2mol 电子，阴极室质量增重34g
7.（2024·山东·模拟预测）利用如下装置模拟工业上电渗析法实现海水淡化。下列说法错误的是
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A．乙室的Ag 电极电势高于甲室
B．Cl 电极的反应为
C．膜1 为阳离子交换膜、膜2 为阴离子交换膜
D．当乙室Ag 电极的质量增加
时，理论上NaCl 溶液减少
8.（2024·湖南娄底·模拟预测）焦亚硫酸钠
俗称保险粉，也是食品级添加剂等。工业上可用情性
电极电解
溶液得到焦亚硫酸钠
，如下图所示。下列说法正确的是
A．得到焦亚硫酸钠
产品电极反应式为
B．b 为阳极
C．该电池使用过程中需补充NaOH
D．每转移2mol 电子，阴极生成22.4L 气体
9.（2024·广东茂名·一模）用惰性电极电解硫酸铜溶液的原理为
，
NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A．反应生成33.6L
时，参加反应的
数目为3NA
B．当电解消耗1mol 水时，可生成硫酸分子数为NA
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C．
的
溶液中，
D．电解后加入8gCuO 可使溶液复原，则电解时转移电子数为0.2NA
10.（2024·陕西西安·模拟预测）氨是生产化肥、药品、精细化学品和塑料等必要的原料，在电化学合成氨
方法中，锂介导的氮气还原反应(Li-NRR)是一种有吸引力且已验证的电化学合成氨途径。如图是其中一种
电合成氨装置，下列说法错误的是
A．电极A 的电势高于电极B
B．由图可知该装置反应前后，理论上乙醇的浓度不变
C．阴极电极反应式为N2+2Li++4H++6e-=2LiNH2
D．理论上若电解液传导6mol H+，最多生成标准状况下33.6L NH3
【提升题】
11.（2024·安徽·一模）乙醛酸(OHC－COOH)是一种重要的化工中间体。工业上以乙二醛为原料制备乙醛
酸的装置如图所示，通电后，阳极产物将乙二醛氧化为乙醛酸。已知乙醛酸的相对分子质量为74，下列说
法正确的是
A．离子交换膜为阴离子交换膜
B．b 极与外电源的正极相连
C．当外电路通过1mole-时，理论上最多可生成乙醛酸的质量为37g
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D．此装置中乙二醛被氧化的化学方程式：2
+O2→2
12.（2024·福建泉州·模拟预测）一种自生酸和碱的电化学回收体系，原理如图所示。在Ⅲ室中将
等
含磷微粒转化为羟基磷灰石
（
），同时将
转化为
，实现废水中的
等含磷微粒和
的回收。下列说法不正确的是
（注：
表示
等含磷微粒，
为羟基磷灰石）
A．a、c 为阳离子交换膜，b 为阴离子交换膜
B．Ⅲ室可发生反应：
C．当电路中通过
电子，阴极增重10.04g
D．物质X 为硫酸溶液，将其泵入吸收室用于吸收
13.（2024·福建福州·模拟预测）利用废旧锂电池中
制备
的装置如图所示，下列说法错误的
是
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A．电极A 为阴极
B．电极B 发生的反应为：
C．
中的Mn 元素均转移到了
中
D．
和
的迁移方向相同
14.（2024·安徽蚌埠·模拟预测）某研究所构建了
新型二次电池，该电池以
和多孔
纳米片为
两极材料，分别以
和
溶液为电解液，工作原理如图所示。双极膜中的
解离成
和
。
下列说法正确的是
A．a 极电势高于b 极
B．当双极膜中离解
时，外电路转移
电子
C．放电时，总反应为：
D．充电时，双极膜中
移向a 极，
移向b 极
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15.（2024·江西上饶·模拟预测）电解硫酸钠溶液制取电池正极材料
的前驱体
，其工作原理如图所示：
下列说法正确的是
A．a 是直流电源的负极，石墨电极发生还原反应
B．交换膜A 是阴离子交换膜，通电一段时间，I 室
上升
C．当产生
的
时，理论上纯钛电极上产生标准状况下
气体
D．若将纯钛电极直接放入Ⅱ室，则前驱体产率升高
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