文档文本内容
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
专题38 电解原理
考点
十年考情(2015-2024)
命题趋势
考点1 电解原
理
2023•广东卷、2022•北京卷、2022•广东
选择性卷、2016·北京理综、2015·福建
卷、2015·四川卷、2015·浙江卷
高考电解池应用试题，是常见的高考类型
之一，题目以科学研究中或者工业上的电
解操作为背景，重点考查电解池的工作原
理，如阴阳极的判断、电极反应式的书写
及溶液pH 的变化等。电解原理的复习应
该针对以下几点：一是理解电解池基本原
理；二是重点复习：阴、阳极的判断；电
极反应类型；电极反应式的书写。
考点2 电解原
理简单应用
2024·山东卷、2023•浙江省1 月选考、
2023•浙江省6 月选考、2023•湖北省选择
性考试、2023•辽宁省选择性考试、
2021•湖北选择性考试、2020•浙江1 月
卷、2017•海南卷
考点1 电解原理
1．(2023•广东卷，13)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K1，一段时间后(
)
A．U 型管两侧均有气泡冒出，分别是Cl2和O2
B．a 处布条褪色，说明Cl2具有漂白性
C．b 处出现蓝色，说明还原性：Cl-＞I-
D．断开K1，立刻闭合K2，电流表发生偏转
1
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【答案】D
【解析】闭合K1，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-=Cl2↑，右侧为阴极，阴极电极反应为2H++2e-=H2↑，总反应为2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑。A 项，根据分析，U 型管两侧均有气泡冒出，分别是Cl2和H2，A 错误；B 项，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 项，
b 处出现蓝色，发生Cl2+2KI=I2+2KCl，说明还原性：I-＞Cl-，C 错误；D 项，断开K1，立刻闭合K2，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．(2022•北京卷，13)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
0.1mol·L-1
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
0.1mol·L-1
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
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
，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，
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。A 项，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 项，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Fe+2H+= Fe2++H2↑、Fe+Cu2+=Fe2++ Cu，故B 正确；C 项，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，Cu2＋+4NH3
[Cu(NH3)4]2＋平衡向正反应方
向移动，故C 错误；D 项，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．(2022•广东选择性卷，10)以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg 和Si 等的铝合金废料为阳极进行电解，
实现Al 的再生。该过程中( )
A．阴极发生的反应为M-2e-=Mg2+
B．阴极上Al 被氧化
C．在电解槽底部产生含Cu 的阳极泥
D．阳极和阴极的质量变化相等
2
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【答案】C
【解析】根据电解原理可知，电解池中阳极发生失电子的氧化反应，阴极发生得电子的还原反应，该
题中以熔融盐为电解液，含Cu、Mg 和Si 等的铝合金废料为阳极进行电解，通过控制一定的条件，从而可
使阳极区Mg 和Al 发生失电子的氧化反应，分别生成Mg2+和Al3+，Cu 和Si 不参与反应，阴极区Al3+得电
子生成Al 单质，从而实现Al 的再生。A 项，阴极应该发生得电子的还原反应，实际上Mg 在阳极失电子
生成Mg2+，A 错误；B 项，Al 在阳极上被氧化生成Al3+，B 错误；C 项，阳极材料中Cu 和Si 不参与氧化
反应，在电解槽底部可形成阳极泥，C 正确；D 项，因为阳极除了铝参与电子转移，镁也参与了电子转移，
且还会形成阳极泥，而阴极只有铝离子得电子生成铝单质，根据电子转移数守恒及元素守恒可知，阳极与
阴极的质量变化不相等，D 错误；故选C。
4．(2016·北京理综，12)用石墨电极完成下列电解实验。
实验一
实验二
装置
现象
a、d 处试纸变蓝；b 处变红，局部褪
色；c 处无明显变化
两个石墨电极附近有气泡产生；n
处有气泡产生；……
下列对实验现象的解释或推测不合理的是( )
A．a、d 处：2H2O+2e-=H2↑+2OH-
B．b 处：2Cl--2e-=Cl2↑
C．c 处发生了反应：Fe-2e-=Fe2+
D．根据实验一的原理，实验二中m 处能析出铜
【答案】B
【解析】A 项，a、d 处试纸变蓝，说明溶液显碱性，是溶液中的氢离子得到电子生成氢气，氢氧根离
子剩余造成的，故正确；B 项，b 处变红，局部褪色，说明是溶液中的氢氧根和氯离子同时放电，故错误
C 项，c 处为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，故正确；D 项，实验一中ac 形成电解池，db 形成电解池，
所以实验二中也相当于形成三个电解池(一个球两面为不同的两极)，m 为电解池的阴极，另一球朝m 的一
面为阳极(n 的背面)，故相当于电镀，即m 上有铜析出，正确。
5．(2015·福建卷，11)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示，该装置能将H2O 和CO2转化
为O2和燃料(C3H8O)，下列说法正确的是( )
3
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A．该装置将化学能转化为光能和电能
B．该装置工作时H+从b 极区向a 极区迁移
C．每生成1 mol O2，有44 g CO2被还原
D．a 电极的反应为：3CO2+18H+-18e-=C3H8O+5H2O
【答案】B
【解析】该装置有外接电源，结合题中图示分析可知该装置应为电能和光能转化为化学能，A 错误；根
据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，该装置工作时，H+从正电荷较多的阳极b 极区向负电荷
较多的阴极a 极区迁移，B 正确。该反应的总方程式是6CO2+8H2O=2C3H8O+9O2。根据反应方程式可知，
每生成1 mol O2，有2
3mol CO2被还原，其质量是88
3 g，C 错误。根据题中图示可知与电源负极连接的a 电
极为阴极，发生还原反应，电极的反应式为3CO2+18H++18e-=C3H8O+5H2O，D 错误。
6．(2015·四川卷，4)用下图所示装置除去含CN-、Cl-废水中的CN-时，控制溶液pH 为9～10，阳极
产生的ClO-将CN-氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确的是( )
A．用石墨作阳极，铁作阴极
B．阳极的电极反应式：Cl-+2OH--2e-=ClO-+H2O
C．阴极的电极反应式：2H2O+2e-=H2↑+2OH-
D．除去CN-的反应：2CN-+5ClO-+2H+=N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2O
【答案】D
【解析】A 选项石墨作阳极，为惰性电极，由溶液中的Cl-放电，电极反应式：Cl-+2OH--2e-=ClO-
+H2O，铁作阴极，在碱性环境下发生2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故A、B、C 正确；D 选项pH 为9~10 的碱性
溶液不可能是H+参加反应，离子反应应为2CN-+5ClO-+H2O=N2↑+2CO2↑+5Cl-+2OH-。
7．(2015·浙江卷，11)在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O-CO2混合气体制备H2和CO 是一
种新的能源利用方式，基本原理如图所示。下列说法不正确的是( )
4
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A．X 是电源的负极
B．阴极的电极反应式是H2O+2e-=H2+O2-
CO2+2e-=CO+O2-
C．总反应可表示为H2O+CO2
H2+CO+O2
D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1
【答案】D
【解析】从图示可看出，与X 相连的电极发生H2O→H2、CO2→CO 的转化，均得电子，应为电解池的
阴极，则X 为电源的负极，A 正确；阴极H2O→H2、CO2→CO 均得电子发生还原反应，电极反应式分别为
H2O+2e-=H2+O2-、CO2+2e-=CO+O2-，B 正确；从图示可知，H2O→H2、CO2→CO 转化的同时有氧气生成，
所以总反应可表示为H2O+CO2
H2+CO+O2，C 正确；从总反应可知，阴、阳两极生成的气体的物质的量
之比为2∶1，D 不正确。
考点2 电解原理简单应用
1．(2024·山东卷，13，4 分)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H2和O2，装置如图所示。下列说法错误的是( )
A．电极a 连接电源负极
B．加入Y 的目的是补充NaBr
C．电解总反应式为Br-+3H2O
BrO3
-+3H2↑
D．催化阶段反应产物物质的量之比n(Z) ∶n(Br-)=3∶2
【答案】B
【解析】电极b 上Br-发生失电子的氧化反应转化成BrO3
-，电极b 为阳极，电极反应为Br- -6e-+3H2O=
BrO3
-+6H+；则电极a 为阴极，电极a 的电极反应为6H++6e-=3H2↑；电解总反应式为Br-+3H2O
BrO3
-
+3H2↑；催化循环阶段BrO3
-被还原成Br-循环使用、同时生成O2，实现高效制H2和O2，即Z 为O2。A 项，
5
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
电极a 为阴极，连接电源负极，A 项正确；B 项，根据分析电解过程中消耗H2O 和Br-，而催化阶段BrO3
-
被还原成Br-循环使用，故加入Y 的目的是补充H2O，维持NaBr 溶液为一定浓度，B 项错误；C 项，根据
分析电解总反应式为Br-+3H2O
BrO3
-+3H2↑，C 项正确；D 项，催化阶段，Br 元素的化合价由+5 价降
至-1 价，生成1molBr-得到6mol 电子，O 元素的化合价由-2 价升至0 价，生成1molO2失去4mol 电子，根
据得失电子守恒，反应产物物质的量之比n(O2) ∶n(Br-)=6∶4=3∶2，D 项正确；故选B。
2．(2023•浙江省1 月选考，11)在熔融盐体系中，通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi)，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：8H++TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4H2O
C．该体系中，石墨优先于Cl-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，TiO2和SiO2获得电子产生电池材料(TiSi)，电极反应为TiO2+SiO2+8e-
=TiSi+4O2-。A 项，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，A 错误；B 项，
电极A 的电极反应为TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4O2-，B 错误；C 项，根据图中信息可知，该体系中，石墨优先
于Cl-参与反应，C 正确；D 项，电解池中石墨电极为阳极，阳离子向阴极电极A 移动，D 错误；故选C。
3．(2023•浙江省6 月选考，13)氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不
正确的是( )
A．电极A 接电源正极，发生氧化反应
B．电极B 的电极反应式为：2H2O＋2e-=H2↑＋2OH-
6
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
C．应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的NaOH 溶液
D．改进设计中通过提高电极B 上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗
【答案】B
【解析】A 项，电极A 是氯离子变为氯气，化合价升高，失去电子，是电解池阳极，因此电极A 接电
源正极，发生氧化反应，故A 正确；B 项，电极B 为阴极，通入氧气，氧气得到电子，其电极反应式为：
O2+2H2O+4e-=4OH-，故B 错误；C 项，右室生成氢氧根，应选用阳离子交换膜，左边的钠离子进入到右
边，在右室获得浓度较高的NaOH 溶液，故C 正确；D 项，改进设计中增大了氧气的量，提高了电极B 处
的氧化性，通过反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗，故D 正确。故选B。
4．(2023•湖北省选择性考试，10)我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的
绿色化。该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH 溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为x mol·h -1。下列说
法错误的是( )
A．b 电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE 膜
D．海水为电解池补水的速率为2x mol·h -1
【答案】D
【解析】由图可知，该装置为电解水制取氢气的装置，a 电极与电源正极相连，为电解池的阳极，b 电
极与电源负极相连，为电解池的阴极，阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH- ，阳极反应为4OH--4e-
=O2↑+2H2O，电池总反应为2H2O
2H2↑+O2↑。A 项，b 电极反应式为b 电极为阴极，发生还原反应，电
极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故A 正确；B 项，该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH 浓度不变，阳极发
生的电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O，为保持OH-离子浓度不变，则阴极产生的OH-离子要通过离子交换膜
进入阳极室，即离子交换膜应为阴离子交换摸，故B 正确；C 项，电解时电解槽中不断有水被消耗，海水
中的动能高的水可穿过PTFE 膜，为电解池补水，故C 正确；D 项，由电解总反应可知，每生成1molH2要
消耗1molH2O，生成H2的速率为x mol·h -1，则补水的速率也应是x mol·h -1，故D 错误；故选D。
5．(2023•辽宁省选择性考试，7)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如下图所示，其中高选择性催化
剂PRT 可抑制O2产生。下列说法正确的是( )
7
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A．b 端电势高于a 端电势
B．理论上转移2mol e-生成4 gH2
C．电解后海水pH 下降
D．阳极发生：Cl-+H2O-2e-=HClO+H+
【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。A 项，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 项，右侧电极上产生氢气的电极方程式为：2H++2e-=H2↑，则理论上
转移2mol e-生成2 gH2，B 错误；C 项，由图可知，该装置的总反应为电解海水的装置，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 项，由图可知，阳极上的电极反应为：Cl-+H2O-2e-
=HClO+H+，D 正确；故选D。
6．(2021•湖北选择性考试，15) Na2Cr2O7的酸性水溶液随着H浓度的增大会转化为CrO3。电解法制备
CrO3的原理如图所示。下列说法错误的是( )
A．电解时只允许H通过离子交换膜
B．生成O2和H2的质量比为8：1
C．电解一段时间后阴极区溶液OH的浓度增大
D．CrO3的生成反应为：Cr2O7
2＋2H＝2CrO3＋H2O
【答案】A
【解析】左侧电极上产生O2，右侧电极上产生H2，说明左极为阳极，电极反应式为2H2O－4e＝4H
＋O2↑，左侧制备三氧化铬：Cr2O7
2＋2H＝2CrO3＋H2O；右极为阴极，电极反应式为4H2O＋4e＝4OH＋
2H2↑。在阳极区参与反应制备三氧化铬，故不通过离子交换膜，通过交换膜向阴极区迁移，A 项错误；根
据电子守恒，产生O2、H2的质量之比为32：4＝8：1，B 项正确；由阴极反应式知，阴极产生OH；如果
阴极通过交换膜向左侧迁移，OH必然会中和H，与题意相矛盾，所以，钠离子由左侧向右侧迁移，阴极
区氢氧化钠溶液浓度增大，C 项正确；根据原料和产物组成知，Cr2O7
2＋2H＝2CrO3＋H2O；D 项正确。
8
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
7．(2020•浙江1 月卷，18)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
【答案】D
【解析】氯碱工业中的总反应为2Cl-+2H2O
2OH-+H2↑+Cl2↑；电解池中阳极失电子发生氧化反应，
氯碱工业中Cl2为氧化产物，所以电极A 为阳极，电极B 为阴极。A 项，根据分析可知电极A 为阳极，发
生氧化反应生成氯气，故A 正确；B 项，阳极发生的方程式为：2Cl--2e-═Cl2↑，阴极：2H++2e-═H2↑；为了
防止生成的氯气与氢氧化钠发生反应，氢氧化钠要从b 口流出，所以要防止OH-流向阳极即电极A，该离
子交换膜为阳离子交换膜，故B 正确；C 项，根据B 选项的分析可知饱和NaCl 从a 处进，NaOH 溶液从d
处出，故C 正确；D 项，根据总反应方程式可知当反应中转移4mol 电子时，生成2mol OH-，故D 错误；
故选D。
8．(2017•海南卷，10)一种电化学制备NH3的装置如下图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H＋。下列
叙述错误的是( )
A．Pd 电极b 为阴极
B．阴极的反应式：N2＋6H＋＋6e－===2NH3
C．H＋由阳极向阴极迁移
D．陶瓷可以隔离N2和H2
【答案】A
【解析】此装置为电解池，总反应式是N2＋3H2===2NH3，Pd 电极b 上是氢气发生氧化反应，即氢气
失去电子化合价升高，Pd 电极b 为阳极，故A 说法错误；根据A 选项分析，Pd 电极a 为阴极，反应式为
N2＋6H＋＋6e－===2NH3，故B 说法正确；根据电解池的原理，阳离子在阴极上放电，即由阳极移向阴极，
故C 说法正确；根据装置图，陶瓷可以隔离N2和H2，故D 说法正确。
9
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
10
