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专题39 电解应用
考点
十年考情(2015-2024）
命题趋势
考点1 电解原
理综合应用(选
择题)
2024·湖北卷、2024·辽吉黑卷、2023•全国
甲卷、2023•北京卷、2023•广东卷、2022•
重庆卷、2022•全国甲卷、2022•海南省选择
性卷、2022•湖北省选择性卷、2022·浙江省
6 月卷、2021•全国甲卷、2021•全国乙卷、
2021•广东选择性卷、2021•天津卷、2021•
辽宁选择性考试、2021•海南选择性考试、
2020•浙江7 月卷、2020•山东卷
近年常考的电解池有离子交换膜电
解池、活泼阳极电解池，这类试题主
要以电解池的基本原理为基础，考查
考生的迁移运用能力，题型为选择
题。重点考向为借助电解原理(氯碱工
业、粗铜的精炼、电镀等）进行的工
业实际问题如新材料的制取等。复习
备考时应注重电解原理的实质，从氧
化还原反应的角度认识电化学，注重
与元素化合物、有机化学、电解质溶
液、化学实验设计、新能源等知识的
联系。
考点2 电解原
理综合应用(非
选择题)
2019•新课标Ⅱ卷、2019•新课标Ⅲ卷、
2019•江苏卷、2019•北京卷、2019• 浙江4
月卷、2019•天津卷、2018•新课标Ⅰ卷、
2018•新课标Ⅱ卷、2018•新课标Ⅲ卷、
2018•江苏卷、2017•津卷、2017•江苏卷
考点1 电解原理综合应用(选择题)
1．(2024·湖北卷，14，3 分)我国科学家设计了一种双位点PbCu 电催化剂，用H2C2O4和NH2OH 电化
学催化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中H2O 解离的H+和OH-在电场作用下向两极迁移。已知在KOH 溶
液中，甲醛转化为HOCH2O-，存在平衡HOCH2O-+OH-
[OCH2O]2-+H2O。Cu 电极上发生的电子转移
反应为[OCH2O]2--e-=HCOO-+H∙。下列说法错误的是( )
1
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A．电解一段时间后阳极区c(OH-)减小
B．理论上生成1molH3N+CH2COOH 双极膜中有4molH2O 解离
C．阳极总反应式
2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+H2↑+2H2O
D．阴极区存在反应H2C2O4+2e-+2H+=OHC—COOH+H2O
2．(2024·辽吉黑卷，12，3 分) “绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、
反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合HCHO 高效制H2的方法，装置如图所示。部分反应机理为：
。下列说法错误的是( )
A．相同电量下H2理论产量是传统电解水的1.5 倍
B．阴极反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C．电解时OH-通过阴离子交换膜向b 极方向移动
D．阳极反应：
3．(2023•全国甲卷，12)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
来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，装置如下图所示。下列说法正确的是( )
2
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A．析氢反应发生在IrOx-Ti 电极上
B．Cl-从
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1mol 电子，阳极生成11.2L 气体(标准状况)
4．(2023•北京卷，5)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
C．装置a 中溶液的作用是吸收废气中的CO2和SO2
D．装置中的总反应为SO3
2-+CO2+H2O
电
解HCOOH+SO4
2-
6．(2023•广东卷，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
KNO3溶液制氨。工作时，H2O 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
说法不正确的是( ）
3
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A．电解总反应：KNO3+3H2O= NH3·H2O+2O2↑+KOH
B．每生成1mol NH3·H2O，双极膜处有9 mol 的H2O 解离
C．电解过程中，阳极室中
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
7．(2022•重庆卷，12)硝酮是重要的有机合成中间体，可采用“成对间接电氧化”法合成。电解槽中
水溶液的主要成分及反应过程如图所示。
下列说法错误的是( )
A．惰性电极2 为阳极
B．反应前后WO4
2-/WO5
2-数量不变
C．消耗1mol 氧气，可得到1mol 硝酮
D．外电路通过1mol 电子，可得到1mol 水
8．(2022•全国甲卷，10)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) 4
2-存在)。电池放电时，下列叙述错误的是( )
A．Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移
B．Ⅰ区的SO4
2-通过隔膜向Ⅱ区迁移
C． MnO2电极反应：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O
4
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D．电池总反应：Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH) 4
2-+Mn2++2H2O
9．(2022•海南省选择性卷，9)一种采用H2O(g)和N2(g)为原料制备NH3(g)的装置示意图如下。
下列有关说法正确的是( )
A．在b 电极上，N2被还原
B．金属Ag 可作为a 电极的材料
C．改变工作电源电压，反应速率不变
D．电解过程中，固体氧化物电解质中O2-不断减少
10．(2022•湖北省选择性卷，14)含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备Li[P(CN)2]，过
程如图所示(
为甲基)。下列说法正确的是( )
A．生成1 mol Li[P(CN)2]，理论上外电路需要转移2mol 电子
B．阴极上的电极反应为：P4+8CN--4e-=4[P(CN)2]-
C．在电解过程中CN-向铂电极移动
D．电解产生的H2中的氢元素来自于LiOH
11．(2022·浙江省6 月卷，21)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( )
5
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A．电极A 为阴极，发生还原反应
B．电极B 的电极发应：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
除去Mn2+，再加入Na2CO3溶液以获得Li2CO3
12．(2021•全国甲卷，13)乙醛酸是一种重要的化工中间体，可果用如下图所示的电化学装置合成。图
中的双极膜中间层中的H2O 解离为H+和OH-，并在直流电场作用下分别问两极迁移。下列说法正确的是(
)
A．KBr 在上述电化学合成过程中只起电解质的作用
B．阳极上的反应式为：
+2H++2e-=
+H2O
C．制得2mol 乙醛酸，理论上外电路中迁移了1mol 电子
D．双极膜中间层中的
在外电场作用下向铅电极方向迁移
13．(2021•全国乙卷，12)沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水
排放并降低冷却效率，为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示)，通入一定的电流。
6
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下列叙述错误的是( )
A．阳极发生将海水中的Cl-氧化生成Cl2的反应
B．管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClO
C．阴极生成的H2应及时通风稀释安全地排入大气
D．阳极表面形成的Mg(OH)2等积垢需要定期清理
14．(2021•广东选择性卷，16)钴(Co)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶
液中电解制备金属钴的装置示意图。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1molCo，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
D．电解总反应：为2Co2++2H2O
2 Co +O2↑+4H+
15．(2021•天津卷，11)如下所示电解装置中，通电后石墨电极Ⅱ上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解，下列
判断错误的是( )
A．a 是电源的负极
B．通电一段时间后，向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出现红色
C．随着电解的进行，CuCl2溶液浓度变大
D．当0.01mol Fe2O3完全溶解时，至少产生气体336mL (折合成标准状况下)
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16．(2021•辽宁选择性考试，13)利用
(Q)与
电解转化法从烟气中分离
的原理如图。已知气体可选择性通过膜电极，溶液不能通过。下列说法错误的是( )
A．a 为电源负极
B．溶液中Q 的物质的量保持不变
C．
在M 极被还原
D．分离出的
从出口2 排出
17．(2021•海南选择性考试，9)液氨中存在平衡：2NH3
NH4
++NH2
-。如图所示为电解池装置，以
KNH2的液氨溶液为电解液，电解过程中a、b 两个惰性电极上都有气泡产生。下列有关说法正确的是( )
A．b 电极连接的是电源的负极
B．a 电极的反应为2NH3+2e-=H2+2NH2
-
C．电解过程中，阴极附近K+浓度减小
D．理论上两极产生的气体物质的量之比为1：1
18．(2020•浙江7 月卷，21)电解高浓度RCOONa(羧酸钠)的NaOH 溶液，在阳极RCOO−放电可得到
R−R(烷烃)。下列说法不正确的是( )
A．电解总反应方程式：2RCOONa＋2H2O
R−R＋2CO2↑＋H2↑＋2NaOH
B．RCOO−在阳极放电，发生氧化反应
C．阴极的电极反应：2H2O＋2e−===2OH−＋H2↑
D．电解CH3COONa、CH3CH2COONa 和NaOH 混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷
19．(2020•山东卷，)采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。
忽略温度变化的影响，下列说法错误的是( )
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A．阳极反应为2H2O-4e-=4H++O2↑
B．电解一段时间后，阳极室的pH 未变
C．电解过程中，H+由a 极区向b 极区迁移
D．电解一段时间后，a 极生成的O2与b 极反应的O2等量
考点2 电解原理综合应用(非选择题)
1．(2019•新课标Ⅱ卷，27 节选)环戊二烯(
)是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料
等生产。回答下列问题：
(4)环戊二烯可用于制备二茂铁(Fe(C5H5)2结构简式为
)，后者广泛应用于航天、化工等领域中。
二茂铁的电化学制备原理如下图所示，其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF 溶液(DMF
为惰性有机溶剂)。
该电解池的阳极为____________，总反应为__________________。电解制备需要在无水条件下进
行，原因为_________________________。
2．(2019•新课标Ⅲ卷，28 节选)近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量
也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：
(4)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方
案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示：
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负极区发生的反应有____________________ (写反应方程式)。
电路中转移1 mol 电子，需消耗氧气__________L(标准状况)
3．(2019•江苏卷，17 节选)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH 的原理示意
图如下。
①写出阴极CO2还原为HCOO−的电极反应式：________。
②电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低，其原因是________。
4．(2019•北京卷，11 节选)氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。
(2)可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如下。通过控制开关连接K1或K2，可交替得
到H2和O2。
①制H2时，连接_______________。产生H2的电极反应式是_______________。
②改变开关连接方式，可得O2。
③结合①和②中电极3 的电极反应式，说明电极3 的作用：________________________。
5．(2019• 浙江4 月卷，29 节选)水是“生命之基质”，是“永远值得探究的物质”。
(1) 关于反应H2(g)＋1/2O2(g)
H2O(l)，下列说法不正确的是________。
A．焓变ΔH＜0，熵变ΔS＜0
B．可以把反应设计成原电池，实现能量的转化
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C．一定条件下，若观察不到水的生成，说明该条件下反应不能自发进行
D．选用合适的催化剂，有可能使反应在常温常压下以较快的速率进行
(4) 以铂阳极和石墨阴极设计电解池，通过电解NH4HSO4溶液产生(NH4)2S2O8，再与水反应得到
H2O2，其中生成的NH4HSO4可以循环使用。
①阳极的电极反应式是 。
②制备H2O2的总反应方程式是 。
6．(2019•天津卷，10 节选)多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多晶硅的简易过程
(略)。
回答下列问题：
(1)氢化过程中所需的高纯度H2可用惰性电极电解KOH 溶液制备，写出产生H2的电极名称______(填
“阳极”或“阴极”)，该电极反应方程式为________________________。
7．(2018•新课标Ⅰ卷，27 节选)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回
答下列问题：
(3)制备Na2S2O5 也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2 碱吸收液中含有NaHSO3 和
Na2SO3。阳极的电极反应式为_____________。电解后，__________室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进
行结晶脱水，可得到Na2S2O5。
8．(2018•新课标Ⅱ卷，27 节选)我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。
(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为______________。
9．(2018•新课标Ⅲ卷，27 节选)KIO3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。回答下
列问题：
(3)KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。
①写出电解时阴极的电极反应式______。
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_________，其迁移方向是_____________。
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10．(2018•江苏卷，19 节选)NOx(主要指NO 和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是
环境保护的重要课题。
(2)用稀硝酸吸收NOx，得到HNO3和HNO2的混合溶液，电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电
解时阳极的电极反应式：____________________________________。
11．(2017•津卷，7 节选)某混合物浆液含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4。考虑到胶体的吸附作用使
Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置(见图2)，使浆液分离成固体混合物和含
铬元素溶液，并回收利用。回答Ⅰ和Ⅱ中的问题。
Ⅱ．含铬元素溶液的分离和利用
(4)用惰性电极电解时，CrO4
2-能从浆液中分离出来的原因是__________，分离后含铬元素的粒子是
_________；阴极室生成的物质为___________(写化学式)。
12．(2017•江苏卷，19 节选)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂
质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：
注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。
(3)“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是___________。
(4)“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示。阳极的电极反应式为_____________________，阴
极产生的物质A 的化学式为____________。
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