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2023——2024 年解密高考化学大一轮复习精讲案
第六章 化学反应与能量变化
专题二十四 电解池
第一板块 明确目标
课标要求
核心素养
1. 理解电解池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反应方程
式，认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。
2. 理解电解池的构成、工作原理，能书写电极反应式和总反应方程式。
3. 掌握氯碱工业、电解精炼、电镀、电冶金等的反应原理。
宏观辨识与微观探析
科学态度与社会责任
第二板块 夯实基础
1
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考点一 电解池及工作原理
1．电解与电解池
2．构建电解池模型(以电解CuCl2溶液为例)
3．电解规律
(1)阳极放电规律
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
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(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＋。
注意 电解水溶液时，Al3＋、Mg2＋、Na＋、K＋不可能在阴极放电。
(3)用惰性电极电解不同类型电解质溶液
①电解水型
实例
电极反应式及总反应式
电解质溶液浓度
复原方法
H2SO4
阴极：________________
阳极：________________
总反应式：2H2O=====2H2↑＋O2↑
②电解电解质型
实例
电极反应式及总反应式
电解质溶液浓度
复原方法
HCl
阴极：__________________
阳极：__________________
总反应式：2HCl=====H2↑＋Cl2↑
CuCl2
阴极：_________________
阳极：_________________
总反应式：_______________
③电解质和水均参与电解型
实例
电极反应式及总反应式
电解质溶液浓度
复原方法
NaCl、KCl(放H2
生碱)
阳极：______________
阴极：______________
总反应式：__________
减小并生成新电解质
CuSO4、
Cu(NO3)2 (放O2
生酸)
阳极：______________
阴极：______________
总反应式：__________
考点二 电解原理的应用
1．氯碱工业
习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业。
(1)反应原理
阳极：_________________________________________________________(______反应)。
阴极：_________________________________________________________(______反应)。
总反应化学方程式：________________________________。
总反应离子方程式：________________________________。
3
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注意 电解所用的食盐要精制。
(2)离子交换膜法的生产过程
加入或流出的物质a、b、c、d 分别是________________、________________、________、______________；
X、Y 分别是____、____。
(3)阳离子交换膜的作用
阻止______进入阳极室与Cl2发生副反应：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O，阻止阳极产生的Cl2和阴
极产生的H2混合发生爆炸。
(4)氯碱工业产品
2．电镀 电解精炼
(1)电镀
①概念：利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的加工工艺。
②目的：增强金属的抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观。
(2)电解精炼
银、金、铂等金属不放电形成________，在阴极只有Cu2 ＋放电，锌、铁、镍较活泼的金属阳离子
____________________中，故能够将杂质除去。电解过程中，Cu2＋的浓度____________。
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。
总反应化学方程式
电极反应式
4
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冶炼钠
阳极：______________
阴极：______________
冶炼镁
阳极：______________
阴极：______________
冶炼铝
阳极：______________
阴极：______________
【答案】
考点一 电解池及工作原理
1．电流 氧化还原反应 电 化学 电源 电解质 熔融电解质 闭合回路
3．(3)
2H
①
＋＋2e－===H2↑ 2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ 增大 加水 ②2H＋＋2e－===H2↑ 2Cl－－2e－
===Cl2↑ Cu2＋＋2e－===Cu 2Cl－－2e－===Cl2↑ CuCl2=====Cu＋Cl2↑ 减小 通入HCl 加CuCl2固体
③2Cl－－2e－===Cl2↑ 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 2Cl－＋2H2O=====Cl2↑＋H2↑＋2OH－ 通入HCl 气体
2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ Cu2＋＋2e－===Cu 2Cu2＋＋2H2O=====2Cu＋O2↑＋4H＋ 减小并生成新电解质
加CuO
考点二 电解原理的应用
1．(1)2Cl－－2e－===Cl2↑ 氧化 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 还原 2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋
Cl2↑
2Cl－＋2H2O=====2OH－＋H2↑＋Cl2↑ (2)精制饱和NaCl 溶液 H2O(含少量NaOH) 淡盐水 NaOH 溶液
Cl2 H2 (3)OH－
2．(1)②镀层金属 镀件 含有镀层金属离子 Cu－2e－===Cu2＋ Cu2＋＋2e－===Cu (2)粗铜 纯铜 Cu
－2e－===Cu2＋、Zn－2e－===Zn2＋、Ni－2e－===Ni2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 阳极泥 残留在电解质溶液 有
所下降
3．2NaCl(熔融) ===== 2Na＋Cl2↑ 2Cl－－2e－===Cl2↑ 2Na＋＋2e－===2Na MgCl2(熔融)=====Mg＋Cl2↑
2Cl－－2e－===Cl2↑ Mg2＋＋2e－===Mg 2Al2O3(熔融)=====4Al＋3O2↑ 6O2－－12e－===3O2↑ 4Al3＋＋12e
－===4Al
考点一 电解池及工作原理
1、下列关于电解的说法正确的是( )
①电解过程将电能转化成化学能
②电解过程将化学能转化成电能
5
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③电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化
④某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现
⑤任何水溶液被电解时，必然发生氧化还原反应
A.②③④
B.①②③④
C.①②④
D.①③④⑤
【答案】D
【解析】
电解过程将电能转化成化学能，①正确，②错误；电解质溶液导电时，溶液中的阴、阳离子分别向阳极和
阴极移动，该过程一定发生氧化还原反应，金属导电只是自由电子的定向移动，不存在电子得失，没有新
物质产生，是物理过程，③正确；某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现，④正确；电解
质溶液的导电过程就是电解过程，发生了电子的转移，一定发生了氧化还原反应，⑤正确。
2、某同学将电解池工作时电子、离子移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
【答案】B
【解析】
电子由电源的负极流出，故a 是阴极，d 是正极，溶液中阳离子移向阴极，Q 离子为阳离子，故选B。
3、钴(
)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( )
6
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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
D.电解总反应：
【答案】D
【解析】
由图可知，该装置为电解池，石墨电极为阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极
反应式为
，Ⅰ室中阳离子电荷数大于阴离子电荷数，放电生成的氢离子通过
阳离子交换膜由Ⅰ室向Ⅱ室移动，钴电极为阴极，钴离子在阴极得到电子发生还原反应生成钴，电极反应
式为
，Ⅲ室中阴离子电荷数大于阳离子电荷数，氯离子通过阴离子交换膜由Ⅲ室向Ⅱ
室移动，电解的总反应的离子方通电程式为
。A.由分析可知，放电
生成的氢离子通过阳离子交换膜由Ⅰ室向Ⅱ室移动，使Ⅱ室中氢离子浓度增大，溶液pH 减小，故A 错
误；B.由分析可知，阴极生成1 mol 钴，阳极有1 mol 水放电，则Ⅰ室溶液质量减少18 g，故B 错误；C.若
移除离子交换膜，氯离子的放电能力强于水，氯离子会在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，则移除离
子交换膜，石墨电极的电极反应会发生变化，故C 错误；D.由分析可知，电解的总反应的离子方程式为
，故D 正确。
4、由于锂电池的需求急剧增长，全球陷入锂资源“争夺战”。而海水是一个巨大的资源宝库，科研人员
利用电解原理富集海水中的锂离子，其原理如图所示（a、b 均为惰性电极），下列有关说法正确的是( )
7
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A.a 电极为阴极，发生氧化反应
B.b 电极反应式为
C.一段时间后，b 电极附近溶液的pH 降低
D.当有1 mol
通过锂离子交换膜，b 电极产生35.5g 气体
【答案】B
【解析】
该装置为电解池，溶液中的阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，要富集海水中的锂离子，则锂离子应
从左室通过锂离子交换膜进入右室，则b 电极为阴极，a 电极为阳极。由上述分析可知，a 电极为阳极，发
生氧化反应，A 错误；b 电极为阴极，氢离子发生得电子的还原反应，电极反应式为
，B 正确；b 电极上氢离子放电，则电极附近溶液的pH 升高，C 错误；当有1 mol
通过锂离子交换膜，
转移1mol
，b 电极的电极反应式为
，则生成0.5mol
，质量为0.5mol×2g/mol=1g
，D 错误。
5、某无隔膜流动海水电解法制
的装置如下图所示，其中高选择性催化剂
可抑制
产生。下列说
法正确的是( )
8
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A.b 端电势高于a 端电势
B.理论上转移
生成
C.电解后海水
下降
D.阳极发生：
【答案】D
【解析】
钛网上发生氧化反应，为阳极，测电源a 端为正极，电源b 端为负极，a 端电势高于b 端电势，A 项错误；
理论上每转移
，生成
，质量为2 g，B 项错误；电解总反应为
，电解后
水解使溶液呈碱性，海水pH 上升，C 项错误；阳极上
放
电转化为HClO，电极反应为
，D 项正确。
6、某学生设计了一种家用消毒液发生器，装置如图如示。下列说法错误的是( )
A.该消毒液的有效成分是NaClO
B.通电时
发生氧化反应
C.通电时电子从阳极经食盐溶液流向阴极
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D.该装置的优点是随制随用
【答案】C
【解析】
A.电解食盐溶液会生成氯气、氢气和氢氧化钠，氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠，故有效成分为是次氯
酸钠，A 正确；B.通电时
发生氧化反应生成氯气，Cl 的化合价由-1 变为0，B 正确；C.溶液中只有阴阳
离子没有电子，电子不能经过电解质溶液，C 错误；D.该装置的优点是随制随用，以防旧制的次氯酸钠分
解失效，D 正确；故选C。
7、研究人员利用膜电解技术，以
溶液为主要原料制备
的装置如图所示。已知：在不
同pH 时
和
在溶液中可相互转化，
和
的物质的量浓度的对数与pH 的关系如图
所示。下列叙述正确的是( )
A.a 为负极，b 为正极
B.
在阴极室制得
C.阳极的电极反应式为
D.外电路中每通过1mol 电子，产生标准状况下16.8L 气体
【答案】D
【解析】
A.由分析可知，产品室为阳极室，故a 为正极，b 为负极，故A 错误。
B.由分析可知，
在阳极室制得，故B 错误。
C.由分析可知，阳极的电极反应式为
，故C 错误。
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D.由分析可知，外电路中通过1mol 电子时，阳极产生0.25mol
，阴极产生0.5mol
，故标准状况下产
生气体的体积为16.8L，故D 正确。
【思维建模】
分析电解过程的思维流程
考点二 电解原理的应用
1、氯碱工业的一种节能新工艺是将电解池与燃料电池相组合，相关物料的传输与转化关系如图所示（电
极未标出）。下列说法正确的是( )
A.电解池的阴极反应式为
B.通入空气的电极为负极
C.电解池中产生
时，理论上燃料电池中消耗
D.
的大小关系为
【答案】A
【解析】
A.电解池中生成氢气的一端为电解池的阴极，溶液中氢离子得到电子生成氢气，电解池的阴极反应式为：
，故A 正确；B.由燃料电池的工作原理可以知道，负极是燃料氢气发生氧
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化反应，正极为通入空气的电极，故B 错误；C.电解池中产生
，根据电子守恒得到
，则电
解池中产生
时，理论上燃料电池中消耗
，故C 错误；D.燃料电池中的阳离子交换膜只
允许阳离子通过，而燃料电池中正极氧气得到电子产生
，所以反应后氢氧化钠的浓度升高，即
小
于
，负极氢气失电子生成水，消耗氢氧根离子，所以
，得到
，故D 错误。
2、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：
C.应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的
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】
电极A 为阳极，接电源正极，阳极发生失电子的氧化反应，A 正确；电极B 的电极反应式为
，B 错误；应选择阳离子交换膜，使左室中的
定向迁移至右室，在右室
得到浓度较高的NaOH 溶液，同时防止
与氯气接触发生反应，C 正确；改进设计中，阴极的反应物由
变为
，氧化性增强，外加电源的电压降低也可电解，可以降低能耗，D 正确。
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3、利用如图所示装置可以在铜牌表面电镀一层银。下列有关说法正确的是( )
A.通电后，
向阳极移动
B.银片与电源负极相连
C.该电解池阴极发生的电极反应可表示为
D.当电镀一段时间后，将电源反接，铜牌可恢复如初
【答案】C
【解析】
铜牌上镀银，银片为阳极，
向阴极移动，阴极反应为
。由于实验中镀层不可能非常
均匀致密，所以将电源反接，阳极上Cu、Ag 均会溶解，铜牌不可能恢复如初。
4、利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。
装置
序
号
电解质溶液
实验现象
①
少量
溶液
阴极表面产生无色气体，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
②
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
下列分析不正确的是( )
A.①中气体减少，推测是由于溶液中
减小，且Cu 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.随阴极析出铜，推测②中溶液
减小，
平衡逆向移动
D.②中
生成
，使得
比①中溶液的小，Cu 缓慢析出，镀层更致密
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【答案】C
【解析】
随着反应进行，
浓度减小，其与Fe 的反应速率减慢，且
得电子生成的铜覆盖铁电极，可阻碍
与铁接触，导致产生的气体减少，A 项正确；由以上分析知，B 项正确；
在阴极得到电子
缓慢发生还原反应生成铜，故随阴极析出铜，
浓度减小，
平衡正向移动，C 项错误；由以上分析知，D 项正确。
5 、用电解法可以在铝制品表面生成致密保护膜而有效防止铝被腐蚀, 其原理为:
,下列说法正确的是( )
A.电解时阳极材料可选用金属铜
B.电解形成保护膜过程中阳极附近溶液pH 降低
C.若电解质选用稀硫酸,则
向阴极移动
D.形成保护膜的铝制餐具可长时间盛放碱性食品
【答案】B
【解析】略
6、下列化工生产原理错误的是( )
①可以用电解熔融的氯化钠的方法来制取金属钠
②可以用钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁
③用电解法制铝时,原料是氯化铝
④炼铁高炉中所发生的反应都是放热的,故无须加热
A.②③ B.①③ C.②③④ D.①②③
【答案】C
【解析】
金属的冶炼一般有电解法、热还原法、热分解法、物理分离法。电解法:冶炼活泼金属
、
、
、
14
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、
,一般用电解熔融的氯化物(
是电解熔融的三氧化二铝)制得;热还原法:冶炼较不活泼的金属
、
、
、
、
,常用还原剂有(
、
、
等);热分解法:
、
用加热分解氧化物的方法
制得;物理分离法:
、
用物理分离的方法制得。①冶炼钠等活泼金属采用电解法冶炼,工业上用电解
熔融氯化钠的方法制取钠,正确;②钠加入氯化镁的饱和溶液中会迅速和水之间反应生成氢氧化钠和氢气,不
会置换出金属镁,错误;③氯化铝是分子晶体,熔融物中不含自由移动的铝离子,工业上是电解熔融的氧化铝来
冶炼金属铝,错误;④炼铁高炉中所发生的反应虽然都是放热的,但仍需加热,错误。答案选C。
7、工业上制取金属钠的方法是( )
A.用H2还原钠的化合物 B.电解饱和食盐水
C.电解熔融氯化钠 D.电解氢氧化钠溶液
【答案】C
【解析】
钠的活泼性很强,用一般的还原剂难以将其从化合物中还原出来。电解饱和食盐水,只能得到NaOH、H2和
Cl2。工业上用电解熔融NaCl 的方法制取金属钠。电解氢氧化钠溶液,得到的是H2和O2。
8、镓的化学性质与铝相似，电解精炼法提纯镓（Ga）的原理如图所示。已知：金属活动顺序Zn>Ga>Fe。
下列说法错误的是( )
A.阳极泥的主要成分是铁和铜
B.阴极反应为
C.若电压过高，阴极可能会产生
导致电解效率下降
D.电流流向为：N 极→粗
高纯Ga→M 极
【答案】B
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【解析】
电解精炼时，粗镓作阳极，活泼的锌和镓优先失去电子被氧化溶解，杂质中的铁和铜沉积下来形成阳极
泥，A 正确；镓的化学性质与铝相似，则阳极镓失去电子在强碱性溶液中被氧化为
，阴极生成镓的
反应为
，B 错误；若电压过高，溶液中的水可能在阴极得到电子生
成氢气和
，从而导致电解效率下降，C 正确；电流方向与电子流向相反，所以电流由外电源正极经电
解池阳极、电解质溶液、电解池阴极到外电源负极，D 正确。
9、下列有关电解原理的应用的说法正确的是( )
A.氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝
B.电解饱和食盐水时，阴极反应式为
2
2
2H O
2e
H
2OH
C.电解法精炼铜时，以粗铜作阴极，纯铜作阳极
D.在铁制品上镀银时，铁制品与电源正极相连
【答案】B
【解析】
A.氯化铝是一种电解质，属于共价化合物，熔融后不导电，不可用于电解法制铝，A 错误；
B.电解饱和食盐水时，水电离出氢离子在阴极放电生成氢气，反应式为
，B
正确；
C.电解法精炼铜时，以粗铜作阳极，发生氧化反应生成铜离子；纯铜作阴极，铜离子发生还原反应生成
铜，C 错误；
D.在铁制品上镀银时，铁制品与电源负极相连作为电解池的阴极，D 错误。
故选B。
第三板块 真题演练
1.（2023·湖北）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C l2生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为xmol·h
−1。下列说法错误的是
16
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A. b电极反应式为2 H 2O+2e
−= H 2↑+2O H
−
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2 xmol·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2 H 2O+2e
−= H 2↑+2O H
−，阳极反应为
4O H
−−4 e
−=O2↑+2 H 2O，电池总反应为2 H 2O
2 H 2↑+O2↑，据此解答。
A.b电极为阴极，发生还原反应，电极反应为2 H 2O+2e
−= H 2↑+2O H
−，故A 正确；
B.该装置工作时阳极无C l2生成且KOH浓度不变，阳极发生的电极反应为4O H
−−4 e
−=O2↑+2 H 2O，
为保持O H
−离子浓度不变，则阴极产生的O H
−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.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.由电解总反应可知，每生成1mol H 2要消耗1mol H 2O，生成H 2的速率为 xmol⋅h
−1 ，则补水的速率也
应是 xmol⋅h
−1 ，故D 错误。
2.（2023·重庆）电化学合成是一种绿色高效的合成方法。如图是在酸性介质中电解合成半胱氨酸和烟酸的
示意图。下列叙述错误的是 ( )
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A. 电极a为阴极
B. H
+从电极b移向电极a
C. 电极b发生的反应为：
D. 生成3mol半胱氨酸的同时生成1mol烟酸
【答案】D
【解析】
由图可知，惰性电极a上胱氨酸得电子转化为半胱氨酸，惰性电极b上3−甲基吡啶发生失电子的氧化反应
生成烟酸，则惰性电极a为阴极，惰性电极b为阳极，阴极反应式为
+2 H
++2e
−=2
，阳极反应式为
，据此分析解答。
A.惰性电极a上胱氨酸得电子转化为半胱氨酸，则a为电解池的阴极，故A 正确；
B.由上述分析可知，惰性电极a为阴极，电极b为阳极，则H
+从电极b通过质子交换膜移向电极a，故B 正
确；
C. 惰性电极b为阳极，电极b上3−甲基吡啶发生失电子的氧化反应生成烟酸，阳极反应式为
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，故C 正确；
D. 阴极反应式为
+2 H
++2e
−=2
，阳极反应式为
，根据电子守恒可知，生成6mol半胱氨酸的同时生成
1mol烟酸，故D 错误；
故选：D。
3.（2023·辽宁）某无隔膜流动海水电解法制H 2的装置如图所示，其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。
下列说法正确的是( )
A. b端电势高于a端电势
B. 理论上转移2mol e
−生成4 g H 2
C. 电解后海水pH下降
D. 阳极发生：C l
−+ H 2O−2e
−= HClO+ H
+
【答案】D
【解析】
A .根据分析可知，a为正极，b为负极，则b端电势低于a端电势，故A 错误；
B.根据阴极电极反应2 H 2O+2e
−= H 2↑+2O H
−可知，转移2mol e
−生成2g H 2，故B 错误；
C.电解后得到NaClO溶液，水解呈碱性，溶液的pH升高，故C 错误；
19
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D.阳极电极反应为C l
−+ H 2O−2e
−= HClO+ H
+，故D 正确；
故选：D。
4.（2023·浙江）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：2 H 2O+2e
−= H 2↑+2O H
−
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 .电极A上C l
−失去电子生成C l2，为阳极，接电源正极，发生氧化反应，故A 正确；
B.阴极上O2得电子和H 2O反应生成O H
−，电极反应式为O2+2 H 2O+ 4 e
−= 4O H
−，故B 错误；
C.阴极区域生成O H
−，N a
+从阳极区域通过交换膜进入阴极区，所以应选用阳离子交换膜，在右室获得浓
度较高的NaOH溶液，故C 正确；
D.改进设计中通过向阴极区通入O2，避免水电离的H
+直接得电子生成H 2，降低了电解电压，电耗明显减
少，故D 正确；
故选：B。
5.（2023·广东）用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(如图)，可实现大电流催化电解KN O3溶液
制氨。工作时，H 2O在双极膜界面处被催化解离成H
+和O H
−，有利于电解反应顺利进行。下列说法不正
确的是( )
20
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A. 电解总反应：KN O3+3 H 2O = N H 3⋅H 2O+2O2↑+ KOH
B. 每生成1molN H 3⋅H 2O，双极膜处有9mol的H 2O解离
C. 电解过程中，阳极室中KOH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
【答案】B
【解析】
A .阴
极
反
应
式
为
N O3
−+7 H 2O+8e
−= N H 3⋅H 2O+9O H
−，
阳
极
反
应
式
为
8O H
−−8e
−=2O2↑+ 4 H 2O，电解总反应为N O3
−+3 H 2O = N H 3⋅H 2O+2O2↑+O H
−，即为
KN O3+3 H 2O = N H 3⋅H 2O+2O2↑+ KOH，故A 正确；
B.阴极反应式为N O3
−+7 H 2O+8e
−= N H 3⋅H 2O+9O H
−，生成1molN H 3⋅H 2O转移8mol电子，则
双极膜处有8mol的H 2O解离，故B 错误；
C.每生成1molN H 3⋅H 2O，双极膜处有8mol的H 2O解离，产生的8molO H
−移向阳极室且全部放电，
阳极室中KOH的物质的量不变，故C 正确；
D.“卯榫”结构可实现大电流催化电解KN O3溶液制氨，单位时间内流过的电量增大，即单位时间内电子
转移增大了，提高了氨生成速率，故D 正确；
故选：B。
6.（2023·湖南）葡萄糖酸钙是一种重要的补钙剂，工业上以葡萄糖、碳酸钙为原料，在溴化钠溶液中采用
间
接
电
氧
化
反
应
制
备
葡
萄
糖
酸
钙
，
其
阳
极
区
反
应
过
程
如
图
：
21
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下列说法错误的是( )
A. 溴化钠起催化和导电作用
B. 每生成1mol葡萄糖酸钙，理论上电路中转移了2mol电子
C. 葡萄糖酸能通过分子内反应生成含有六元环状结构的产物
D. 葡萄糖能发生氧化、还原、取代、加成和消去反应
【答案】A
【解析】
A .溴化钠为电解质溶液，起导电作用，平衡电荷，也是氧化剂溴分子还原后的产物，故A 错误；
B.1mol葡萄糖转化成1mol葡萄糖酸，化合价升高，转移了2mol电子，每生成1mol葡萄糖酸钙，理论上
电路中转移了2mol电子，故B 正确；
C.葡萄糖酸的羧基和羟基能通过发生酯化反应生成含有六元环状结构的产物，故C 正确；
D.葡萄糖中含有官能团羟基和醛基，能发生氧化、还原、取代、加成和消去反应，故D 正确；
故选：A。
7.（2023·湖北）回收利用工业废气中的C O2和SO2，实验原理如图所示。
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
22
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B. 装置a中溶液显碱性的原因是HC O3
−的水解程度大于HC O3
−的电离程度
C. 装置a中溶液的作用是吸收废气中的C O2和SO2
D. 装置b中的总反应为SO3
2−+C O2+ H 2O
电解̲̲
HCOOH + SO4
2−
【答案】C
【解析】
A.SO2是酸性氧化物，废气中SO2排放到空气中会形成硫酸型酸雨，A 正确；
B．装置a中溶液的溶质为NaHC O3，溶液显碱性，说明HC O3
−的水解程度大于电离程度，B 正确；
C．装置a中NaHC O3溶液的作用是吸收SO2气体，C O2与NaHC O3溶液不反应，不能吸收C O2，C 错
误；
D．由电解池阴极和阳极反应式可知，装置b中总反应为SO3
2−+C O2+ H 2O
电解̲̲
HCOOH + SO4
2−，D
正确。
故选C。
8.（2023·北京）电解食盐水间接氧化法去除工业废水中氨氮的原理如图所示，通
过电解氨氮溶液(含有少量的NaCl)，将N H 3转化为N 2(无C l2逸出)，下列说法
正确的是( )
A. M为负极
B. N极附近pH不变化
23
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C. n( N 2)<n( H 2)
D. 电解后c(C l
−)上升
【答案】C
【解析】
A .由分析可知，M极为阳极，故A 错误；
B.M极电极反应是：2C l
−−2e
−=C l2↑，3C l2+2 N H 4
+ = N 2+8 H
++6C l
−，N极电极反应为：
2 H
++2e
−= H 2↑，该过程无C l2逸出，根据电子守恒得到，6 H
+～6e
−～3C l2～8 H
+，阳极产生的H
+
比阴极消耗的H
+多，处理后废水的pH减小，故B 错误；
C.M极电极反应是：2C l
−−2e
−=C l2↑，3C l2+2 N H 4
+ = N 2+8 H
++6C l
−，阴极电极反应为：
2 H
++2e
−= H 2↑，该过程无C l2逸出，根据电子守恒得到6 H
+～3 H 2～6e
−～3C l2～N 2，生成n( H 2)
：n( N 2)=3：1，故C 正确；
D.M极电极反应是：2C l
−−2e
−=C l2↑，3C l2+2 N H 4
+ = N 2+8 H
++6C l
−，该过程无C l2逸出，电解后
c(C l
−)不变，故D 错误；
故选：C。
9.（2022·湖北）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( )
24
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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
【解析】
A.石墨电极发生反应的物质：
化合价升高发生氧化反应，所以石墨电极为阳极，对应的
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：
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
墨电极，C 错误；
D.由所给图示可知
在阴极放电，产生
和
，而
中的
来自
，则电解产生的
中
的氢元素来自于
，D 正确；
故选D。
10.（2022·浙江）通过电解废旧锂电池中的
可获得难溶性的
和
，电解示意图如图
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( )
25
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A. 电极
为阴极，发生还原反应
B. 电极
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
【答案】C
【解析】
电极
发生的反应为：
，发生还原反应，为阴极，故A
正确；
B.由图示可知电极
发生的电极反应为：
，故B 正确；
C.电解过程中水会增加，锰离子浓度会减小，需补充硫酸锰，故C 错误；
D.因为
难溶，故可添加碳酸钠进行沉淀，故D 正确；
故选：
。
11.（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
对电池进行充电。下列叙述错误的是( )
26
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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，
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
【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
和阳极反应
，总反应可用阴阳极反应式相加，方程式为：
，故A 正确；
B.充电时，电子驱动阴极反应，空穴驱动阳极反应，即充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，故B 正
确；
C.放电时，相当于原电池，阳离子移向正极，阴离子移向负极，正极为光催化电极，
从负极穿过离子
交换膜向正极迁移，故C 错误；
D.放电时总反应与充电时相反，方程式为
，正极反应为
，故D
正确；
12.（2021·江苏）通过下列方法可分别获得
和
：
通过电解获得
和
装置示意图；
在
将
与
反应生成
并获得
。下列说法正确的是( )
27
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A. 电解后
溶液的物质的量浓度减小
B. 电解时阳极电极反应式：
C. 电解的总反应方程式：
D. 电解过程中转移
电子，理论上可获得
【答案】B
【解析】
A.根据以上分析，电解的总反应方程式为：
，则
溶液的物质的量浓
度不变，则故A 错误；
B.电解时阳极
失电子发生氧化反应，电极反应式：
，故
B 正确；
C.根据以上分析，电解的总反应方程式为：
2
，故C 错误；
D.未指明标准状态，无法计算氧气体积，故D 错误；
13.（2021·海南）液氨中存在平衡：
。如图所示为电解池装置，以
的液氨溶
液为电解液，电解过程中
、
两个惰性电极上都有气泡产生。下列有关
说法正确的是( )
28
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A.
电极连接的是电源的负极
B.
电极的反应为
C. 电解过程中，阴极附近
浓度减小
D. 理论上两极产生的气体物质的量之比为：
【答案】B
【解析】
极为阳极，连接电源的正极，故A 错误；
B.
极为阴极，电极反应式为
，故B 正确；
C.电解过程中，阳离子向阴极移动，阴极附近
浓度增大，故C 错误；
D.每产生
氢气，转移
电子，每产生
氮气，转移
电子，故阴极产生氢气和阳极产生氮
气的物质的量之比为：，故D 错误；
故选：
。
14.（2021·湖北）
的酸性水溶液随着
浓度的增大会转化为
。电解法制备
的原理
如图所示。下列说法错误的是( )
A. 电解时只允许
通过离子交换膜
B. 生成
和
的质量比为：
C. 电解一段时间后阴极区溶液
的浓度增大
D.
的生成反应为：
【答案】A
【解析】
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在阳极区，水失去电子，电极反应为：
，导致阳极区
浓度增大，
的酸性水溶液随着
浓度的增大制得
，所以电解时阳极区的
不能通过离子交换膜，
根据题意，通过离子交换膜的应为钠离子，故A 错误；
B.阳极电极反应为：
，阴极电极反应为：
，根据
得失电子守恒，生成
和
的物质的量比为
：，则生成
和
的质量比为
：
：，故B 正
确；
C.阴极生成
，则电解一段时间后阴极区溶液
的浓度增大，故C 正确；
D.
的酸性水溶液随着
浓度的增大会转化为
，则
的生成反应为：
，故D 正确；
故选：
。
15.（2021·天津）如图所示电解装置中，通电后石墨电极Ⅱ上有
生成，
逐渐溶解，下列判断错误
的是( )
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，
溶液浓度变大
D. 当
完全溶解时，至少产生气体
折合成标准状况下
【答案】C
【解析】
通电后石墨电极Ⅱ上有
生成，氢氧根离子放电生成氧气，电极反应式为
，石
墨电极Ⅱ为阳极，电极为电源正极，
为负极，石墨电极Ⅰ为阴极，
得电子发生还原，据此分析解
答。
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A.通电后石墨电极Ⅱ上有
生成，石墨电极Ⅱ为阳极，电极为电源正极，
为负极，故A 正确；
B.通电后石墨电极Ⅱ电极反应式为
，该极酸性增强，向石墨电极Ⅱ附近滴加石
蕊溶液，出现红色，故B 正确；
C.石墨电极Ⅰ为阴极，
得电子发生还原，氯离子向阳极移动，随着电解的进行，
溶液浓度减
小，故C 错误；
D. 当
完全溶解时，消耗
氢离子，根据
，生成
，标准状况下至少产生气体
，故D 正确。
16.（2021·全国甲卷）乙醛酸是一种重要的化工中间体，可采用如图所示的电化学装置合成。图中的双极
膜中间层中的
解离为
和
，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是( )
A.
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：
C. 制得
乙醛酸，理论上外电路中迁移了
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
【答案】D
【解析】
乙二酸还原为乙醛酸，发生还原反应，则左侧电极为阴极，而
氧化为
，发生氧化反应，右侧电极
为阳极，生成的
再氧化乙二醛生成乙醛酸，电解池工作时阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，则
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双极膜的左侧膜为阳离子交换膜，右侧膜为阴离子交换膜，结合电子守恒分析解答。
A.电解池工作时，右侧
氧化为
，生成的
再氧化乙二醛生成乙醛酸，
再还原为
，说明
还起催化作用，故A 错误；
B.右侧为阳极，发生氧化反应，电极反应为
，故B 错误；
C.阳极区和阴极区均有乙醛酸生成，且
乙二酸转化为
乙醛酸、与
乙二醛转化为
乙醛
酸均转移
电子，根据电子守恒，则制得
乙醛酸，理论上外电路中迁移了
电子，故C 错
误；
D.双极膜的左侧为阳离子交换膜，中间层的
在外电场作用下，向左侧即铅电极方向迁移，故D 正确；
故选：
。
17.（2021·全国乙卷）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。下列
叙述错误的是( )
A. 阳极发生将海水中的
氧化生成
的反应
B. 管道中可以生成氧化灭杀附着生物的
C. 阴极生成的
应及时通风稀释安全地排入大气
D. 阳极表面形成的
等积垢需要定期清理
【答案】D
【解析】
海水通入管道后，形成电解池，阳极发生反应
，阴极发生反应
，此时海水碱性增大，生成的氯气会与碱性海水反应，生成次氯酸钠进而达
到灭杀附着生物的效果。
A.阳极发生反应
，故A 正确；
B.依据分析可知，管道中可以生成氧化灭杀附着生物的
，故B 正确；
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C.氢气易燃，阴极生成的
应及时通风稀释安全地排入大气，故C 正确；
D.阴极发生反应
，
等沉积在阴极表面，故D 错误，
故选：
。
18.（2021·浙江）镍镉电池是二次电池，其工作原理示意图如图
为小灯泡，
、
为开关，
、
为
直流电源的两极。下列说法不正确的是( )
A. 断开
、合上
，镍镉电池能量转化形式：化学能
电能
B. 断开
、合上
，电极
为阴极，发生还原反应
C. 电极
发生氧化反应过程中，溶液中
浓度不变
D. 镍镉二次电池的总反应式：
【答案】C
【解析】
根据图示，电极
充电时为阴极，则放电时电极
为负极，负极上
失电子发生氧化反应生成
，负极反应式为
，电极
充电时为阳极，则放电时电极
为正极，正极上
得
电
子
发
生
还
原
反
应
生
成
，
正
极
反
应
式
为
，
放
电
时
总
反
应
为
，据此分析作答。
A.断开
、合上
，为放电过程，镍镉电池能量转化形式：化学能
电能，故A 正确；
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B.断开
、合上
，为充电过程，电极
与直流电源的负极相连，电极
为阴极，发生还原反应，故B
正确；
C.电极
发生氧化反应的电极反应式为
，则电极
发生还
原反应的电极反应式为
，此时为充电过程，总反应为
，溶液中
浓度减小，故C 错误；
D.根据分析，镍镉二次电池总反应式为
，故D 正
确。
故选：
。
19.（2020·江苏）将金属
连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在如图所示的情境中，
下列有关说法正确的是( )
A. 阴极的电极反应式为
B. 金属
的活动性比
的活动性弱
C. 钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
D. 钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
【答案】C
【解析】
A、阴极其实是原电池的正极，阴极发生还原反应，故A 错误；
B、金属
的活泼性比
的活泼性强才能保护铁不被腐蚀，故B 错误；
C、当钢铁设施做原电池的正极时被保护，将导线与金属
相连，
做负极，电子沿着导线进入钢铁设
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施表面，钢铁设施表面因积累大量电子而被保护，故C 正确；
D、海水中有大量的电解质溶液，更容易腐蚀，故D 错误。
20.（2020·新课标卷Ⅱ）电致变色器件可智能调控太阳光透过率，从而实现节能。如图是某电致变色器件
的示意图。当通电时，
注入到无色
薄膜中，生成
，器件呈现蓝色，对于该变化过程，
下列叙述错误的是( )
A.
为阳极
B.
由银电极向变色层迁移
C.
元素的化合价升高
D. 总反应为：
【答案】C
【解析】
由图可知这是一个电解池，银做阳极，发生的电极反应
，当通电时，
注入到无色
薄膜中生成
，电极方程式：
是还原反应，总的反应方程
式：
，据此答题。
A.由图可知这是一个电解池，银做阳极，发生的电极反应
，故A 正确；
B.当通电时，
注入到无色
薄膜中生成
，故B 正确；
C.电极方程式：
，
由
的
价降低到
中的
价，
的化合价降低，故C 错误；
D. 阳极反应：
，阴极反应：
，二者合并：
，故D 正确；
故选：
。
21.（2020·浙江）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( )
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A. 电极
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
溶液从
处进，
溶液从
处出
D.
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
；电解池中阳极失电子发生氧化反应，氯
碱工业中
为氧化产物，所以电极
为阳极，电极
为阴极，据此作答。
A.根据分析可知电极
为阳极，发生氧化反应生成氯气，故A 正确；
B.该离子交换膜为阳离子交换膜，允许钠离子通过，在
处得到氢氧化钠，故B 正确；
C.饱和
从
处进，
溶液从
处出，故C 正确；
D.
没有发生迁移，迁移的是钠离子，故D 错误。
22.（2022·山东）设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境
稳定，借助其降解乙酸盐生成
，将
废旧锂离子电池的正极材料
转化为
，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
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
D. 若甲室
减少
，乙室
增加
，则此时已进行过溶液转移
【答案】BD
【解析】
由于乙室中两个电极的电势差比甲室大，所以乙室是原电池，甲室是电解池，然后根据原电池、电解池反
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应原理分析解答。
电池工作时，甲室中细菌上乙酸盐的阴离子失去电子被氧化为
气体，同时生成
，电极反应式为
，
通过阳膜进入阴极室，甲室的电
极反应式为
，因此，甲室溶液
逐渐减小，A 错误；
对于乙室，正极上
得
到电子，被还原为
，同时得到
，其中的
与溶液中的
结合
，电极反应式为
，
负
极
发
生
的
反
应
为
，负极产生的
通过阳膜进入正极室，但是乙室的
浓
度仍然是减小的，因此电池工作一段时间后应该补充盐酸，B 正确；
电解质溶液为酸性，不可能大量存
在
，乙室电极反应式为：
，C 错误；
若甲室
减少
，则电子转移物质的量为
；若乙室
增加
，则转移
电子的物质的量为
，由于电子转移的物质的量不等，说明此时已进行过
溶液转移，即将乙室部分溶液转移至甲室，D 正确；故合理选项是
。
第四板块 模拟提升
1.高电压水系锌—有机混合液流电池的装置如图所示。下列说法错误的是( )
A. 放电时，负极反应式为Zn−2e
−+ 4O H
−= Zn(OH )4
2−
B. 放电时，正极区溶液的pH增大
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C. 充电时，1molFQ H 2转化为FQ转移2mol电子
D. 充电时，中性电解质NaCl的浓度增大
【答案】D
【解析】
A.由于是碱性电池，所以反应式为Zn−2e
−+ 4O H
−= Zn(OH )4
2−，故A 正确；
B.放电时，正极反应是FQ+2 H
++2e
−= FQ H 2，正极区H
+浓度减小，所以正极区溶液的pH增大，故B
正确；
C.依据充电时，是FQ H 2转化成FQ，失去2个电子，所以1molFQ H 2转化为FQ转移2mol电子，故C 正
确；
D.依据电解池的工作原理可知，充电时，钠离子向左移动，氯离子向右移动，所以中性电解质NaCl的浓
度减小，故D 错误；
2.N a2SO3溶液可吸收SO2，得到的吸收液可通过电解法再生。室温下用0.1mol· L
−1 N a2SO3溶液吸收
SO2，用如下图所示装置进行电解。吸收SO2、电解所引起的溶液体积变化和H 2O的挥发可忽略。已知：
K a1( H 2SO3)=1.3×10
−2、K a2( H 2SO3)=6.3×10
−8。下列说法正确的是( )
A. 0.1mol· L
−1 N a2SO3溶液中存在：c(O H
−)=c( H
+)+c(HSO3
−)+c(H 2SO3)
B. 当吸收液的pH =7时，溶液中一定存在：c( N a
+)>c(SO3
2−)+c( HSO3
−)+c( H 2SO3)
C. 再生液中一定存在：c( N a
+)<2[c(SO3
2−)+c( HSO3
−)+c( H 2SO3)]
38
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D. 阴极区排出的气体一定是O2
【答案】B
【解析】
A．由质子守恒，0.1mol· L
−1 N a2SO3溶液中存在：c(O H
−)=c( H
+)+c( HSO3
−)+2c( H 2SO3)，故A
错误；
B．
K a2( H 2SO3)=6.3×10
−8，
K h( HSO3
−)= K w
K a1
=7.7×10
−13，
K a2( H 2SO3)> K h( HSO3
−)，
NaHSO3溶液显酸性，则当吸收液的pH =7时，溶液为NaHSO3和N a2SO3混合溶液，则溶液中一定存
在：c( N a
+)>c(SO3
2−)+c( HSO3
−)+c( H 2SO3)，故B 正确；
C．再生液是N a2SO3溶液，存在：c( N a
+)=2[c(SO3
2−)+c( HSO3
−)+c( H 2SO3)]，故C 错误；
D．阴极上电极反应式为2 H 2O+2e
−=2O H
−+ H 2↑，阴极区内HSO3
−+O H
−= SO3
2−+ H 2O，则阴极区
排出的气体是氢气，故D 错误。
故选B。
3.利用电化学原理控制反应条件能将C O2电催化还原为HCOOH，电解过程中还伴随着析氢反应，反应过
程原理的示意图如图。下列有关说法正确的是
A. 玻碳电极发生还原反应
B. 铂电极发生的电极反应为4 H
++C O2+ 4 e
−= HCOOH + H 2
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C. 电池工作时，电流由玻碳电极经电解质溶液到铂电极
D. 当电路中转移1mol e
−时，阳极室溶液的质量减少8 g
【答案】C
【解析】
A .玻碳电极为阳极，发生氧化反应，A 错误；
B.铂电极发生的电极反应为C O2+2 H
++2e
−= HCOOH、 2 H
++2e
−= H 2↑ ，B 错误；
C.玻碳电极为阳极，铂电极为阴极，电池工作时，电流由玻碳电极经电解质溶液到铂电极，C 正确；
D.当电路中转移1mol e
− 时，同时有1mol氢离子通过质子交换膜进入左侧，阳极室溶液的质量减
少 1
4 mol×32g/mol+1mol×1 g/mol =9 g ，D 错误；
故选C。
4.三维多孔海绵状Zn(3 D−Zn)可以高效沉积ZnO，强碱性3 D−Zn−NiOOH二次电池结构如图所示，
放电时电池反应为Zn+2 NiOOH + H 2O = ZnO+2∋(OH )2，下列说法正确的是
A. 充电时阳极反应为 ¿(OH )2+O H
−−e
−= NiOOH + H 2O
B. 充电时导电线圈应与外接直流电源的负极相连
C. 放电时电解质溶液碱性减弱
D. 放电时每沉积0.1molZnO，有0.1molO H
−通过隔膜
【答案】A
【解析】
A .由分析可知，充电时，导电线圈做阳极，碱性条件下，氢氧化镍在阳极失去电子发生氧化反应生成碱式
氧化镍和水，电极反应式为¿(OH )2+O H
—−2e
−= NiOOH + H 2O，故A 正确；
B.由分析可知，充电时，与外接直流电源的正极相连的导电线圈做阳极，故B 错误；
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C.由放电时电池反应可知，强碱性溶液中水的量减少，则溶液中氢氧根离子浓度增大，电解质溶液的碱性
增强，故C 错误；
D.由分析可知，放电时三维多孔海绵状锌为原电池的负极，碱性条件下，锌失去电子发生氧化反应生成氧
化锌，电极反应式为Zn+2O H
−−2e
−= ZnO+ H 2O，导电线圈为正极，水分子作用下，碱式氧化镍得到
电子发生还原反应生成氢氧化镍和氢氧根离子，电极反应式为NiOOH + H 2O+2e
−=∋(OH )2+O H
—，
则放电时每沉积0.1mol氧化锌时，有0.2mol氢氧根离子通过阴离子交换隔膜，故D 错误；
故选A。
5.以硝酸盐为离子导体的Na−O2电池装置与其某一电极M附近的反应机理如图所示。下列说法错误的是
A. 镍电极上发生还原反应
B. NaO2是该过程中的中间产物
C. 固体电解质能起到隔绝空气的作用
D. M的电极反应为4 N a
++O2+2 N O3
−+2e
−= 4 NaN O2
【答案】D
【解析】
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A .由分析可知，镍电极为原电池的正极，氧气在正极上发生还原反应最终生成过氧化钠，故A 正确；
B.由分析可知，镍电极为原电池的正极，氧气在正极上发生还原反应最终生成过氧化钠，则氧化钠为该过
程中的中间产物，故B 正确；
C.液态钠和空气中的氧气和水蒸气会发生反应，所以电池工作时需要隔绝空气，固体电解质能起到隔绝空
气的作用，故C 正确；
D.由分析可知，M电极发生的反应为氧气在正极上发生还原反应最终生成过氧化钠，电极反应式为
2 N a
++O2+2e
— = N a2O2，故D 错误；
故选D。
6.(2022·北京·高考真题)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
①0.1mol/ LCuSO4+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F e
2+
②0.1mol / LCuSO4+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F e
2+，推测可能发生反应：Fe+2 H
+= F e
2++ H 2、Fe+C u
2+= F e
2++Cu
C. 随阴极析出Cu，推测②中溶液c(C u
2+)减少，C u
2++ 4 N H 3⇌
[Cu(N H 3)4]
2+
平衡逆移
D. ②中C u
2+生成[Cu(N H 3)4]
2+，使得c(C u
2+)比①中溶液的小，Cu缓慢析出，镀层更致密
【答案】C
【解析】
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
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气和铜，可能发生的反应为 Fe+2 H
+= F e
2++ H 2、Fe+C u
2+= F e
2++Cu ，故B 正确；
C.由分析可知，铜离子在阴极得到电子发生还原反应，在阴极析出铜，但阳极发生Cu−2e
−=C u
2+的反应，
铜离子浓度不变， C u
2++ 4 N H 3⇌
[Cu(N H 3)4]
2+ 平衡不移动，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，使得溶液中铜离子浓度比①中要小，
电解速率减慢，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。
7.用惰性电极电解制备高锰酸钾的装置示意图如下图5。下列说法不正确的是
图 5
A. b为电源正极
B. Ⅱ中的K
+通过阳离子交换膜移向Ⅰ
C. 若不使用离子交换膜，KMnO4的产率可能会降低
D. 若阴极产生0.2mol气体，理论上可得到0.2molKMnO4
【答案】D
【解析】略
8.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
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A. 惰性电极2为阳极
B. 反应前后WO❑4
2−/WO❑5
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
【答案】C
【解析】
A.惰性电极2，Br
−被氧化为Br2，惰性电极2为阳极，故A 正确；
B.WO ❑4
2− /WO ❑5
2− 循环反应，反应前后WO ❑4
2− /WO ❑5
2− 数量不变，故B 正确；
C.总反应为氧气把二丁基−N −羟基胺氧化为硝酮，1mol二丁基−N −羟基胺失去2molH原子生成1mol
硝酮，氧气最终生成水，根据氧原子守恒，消耗1mol氧气，可得到2mol硝酮，故C 错误；
D.外电路通过1mol电子，生成0.5mol H 2O2，H 2O2最终生成水，根据氧原子守恒，可得到1mol水，故
D 正确；
9.一种将电氧化法和电还原法联合处理含HCHO的酸性废水的装置如图所示。
下列说法错误的是( )
A. SnO2−PdO−RuO2−TiO2电极为阳极
B. 反应前后C l
−/ HClO数量不变
C. 消耗1mol氧气，可得到2molHCOOH
D. 外电路转移4 mol电子，能处理60 gHCHO
【答案】D
【解析】
A .由图可知，在SnO2−PdO−RuO2−TiO2电极上C l
−失电子生成HClO，则
SnO2−PdO−RuO2−TiO2电极为阳极，故A 正确；
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B.由图可知，C l
−失电子生成HClO，HClO与HCHO反应生成C l
−，反应前后C l
−/ HClO数量不变，故
B 正确；
C.由图可知，O2得电子生成H 2O2，H 2O2与HCHO反应生成HCOOH，1molO2转移2mol电子，
1molHCHO生成1molHCOOH转移2mol电子，故消耗1mol氧气，可得到2molHCOOH，故C 正确；
D.1molHCHO生成1molHCOOH转移2mol电子，外电路中转移4 mol电子时，在阳极生成2molHClO，
在阴极生产2mol H 2O2，则能氧化4 molHCHO，即120 gHCHO，故D 错误；
故选：D。
10.双极膜在直流电场作用下，可将水离解，在膜两侧分别得到H
+和O H
−。工业上用“双极膜双成对电解
法”生产乙醛酸(OHCCOOH )，原理如图所示，装置中两极均为惰性电极。下列说法错误的是( )
A. a为阳极，b为阴极
B. b极上草酸发生的反应为H 2C2O4+2e
−+2 H
+=OHCCOOH + H 2O
C. HBr的作用是增强阳极液的导电能力和充当间接电氧化的媒介
D. 两极均产生2.24 L(标准状况)气体时，理论上可得到乙醛酸7.4 g
【答案】D
【解析】
A .根据分析可知，a为阳极，b为阴极，故A 正确；
B.根据分析可知，b极上草酸发生的还原反应为：H 2C2O4+2e
−+2 H
+=OHCCOOH + H 2O，故B 正确；
C.OHCCHO属于非电解质，HBr的作用是增强阳极液的导电能力，Br
−在阳极去电子，被氧化为Br2，
Br2将OHCCHO氧化为OHCCOOH，HBr充当间接电氧化的媒介，故C 正确；
D.当阳极产生2.24 L(标准状况)氧气时，n(O2)=
2.24 L
22.4 L/mol =0.1mol，转移电子为0.4 mol，设生成乙
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醛酸为amol，当阴极产生2.24 L(标准状况)氢气时，n( H 2)=
2.24 L
22.4 L/mol =0.1mol，转移电子为0.2mol，
设生成乙醛酸为bmol，另根据关系式：2e
−～OHCCOOH，则有：0.4 mol+2amol =0.2mol+2bmol，
解得b−a=0.1，则理论上可得到乙醛酸的质量：(a+b)mol×74 g/mol一定大于
0.1mol×74 g/mol =7.4 g，故D 错误；
故选：D。
11.电解法处理C O2和SO2的混合气体的原理如图所示，电解质为熔融碳酸盐和硫酸盐，通电一段时间后，
Ni表面电极表面掺杂硫的碳积层。下列有关说法错误的是( )
A. Ni电极表面发生了还原反应
B. 阳极的电极反应为：2O
2−−4 e
−=O2
C. 该过程实现了电解质中熔融碳酸盐和硫酸盐的自主补充循环
D. 电解质中发生的离子反应只有2SO2+2O
2−+O2=2SO4
2−
【答案】D
【解析】
A .由题图可知，在Ni电极表面SO4
2−→S和C O3
2−→C均为得电子被还原，发生还原反应，故A 正确；
B.SnO2电极表面O
2−→O2，失电子发生氧化反应，即SnO2电极作阳极，电极反应式为2O
2−−4 e
−=O2↑
故B 正确；
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C.该转换过程中，SO4
2−和C O3
2−在阴极得电子被还原，同时电解质中又不断生成SO4
2−和C O3
2−，所以实现
了电解质中熔融碳酸盐和硫酸盐的自主补充循环，故C 正确；
D.由题图电解质中各物质之间的转换关系可知，电解质中发生的离子反应有2SO2+2O
2−+O2=2SO4
2−、
C O2+O
2−=C O3
2−，故D 错误；
故选：D。
12.在直流电源作用下，双极膜中间层中的H 2O解离为H
+和O H
−.某技术人员利用双极膜(膜c、膜d)和离
子交换膜高效制备H 2SO4和NaOH，工作原理如图所示，下列说法错误的是( )
A. 电势：N电极> M电极
B. 双极膜膜c输出H
+，膜a、膜e为阳离子
C. M极电极反应式为2 H 2O+2e
−= H 2↑+2O H
−
D. 当电路中转移2mol e
−时，整套装置将制得1mol H 2SO4
【答案】D
【解析】
A . M极为阴极，N极为阳极，电势：N电极> M电极，故A 正确；
B.左侧硫酸钠溶液中钠离子透过膜a向左侧迁移，故膜a为阳离子交换膜，水解离出的氢离子经过膜c向左
侧迁移，膜c为阳离子交换膜，钠离子透过膜e向左侧迁移，故膜e为阳离子交换膜，故B 正确；
C.M极为阴极，电极反应式为2 H 2O+2e
−= H 2↑+2O H
−，故C 正确；
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D.N极为阳极，电极反应式为2 H 2O−4 e
−=O2↑+ 4 H
+，当电路中转移2mol e
−时，阳极生成4 mol氢离
子，同时水解离出4 mol氢离子，故整套装置将制得2mol H 2SO4，故D 错误；
故选：D。
13.科研工作者利用如图所示装置除去含NaCl废水中的尿素[CO( N H 2)2]。下列说法错误的是 ( )
A. b为直流电源的负极
B. 工作时，废水中NaCl的浓度保持不变
C. 工作时，N极区NaCl溶液的质量基本不变
D. 若导线中通过6mol电子，则理论上生成1mol N 2
【答案】B
【解析】
A .由图知，N极区生成H 2，N极作阴极，故b为直流电源的负极，故A 正确；
B.工作时，阳极区的反应为6C l
−−6e
−=3C l2↑、3C l2+CO( N H 2)2+ H 2O =6C l
−+C O2+ N 2+6 H
+，
因消耗水而使废水中NaCl的浓度增大，故B 错误；
C.工作时，H
+由M极区通过质子交换膜移向N极区，同时N极区产生H 2，与H
+进入N极区的质量相等，
N极区NaCl溶液的质量基本不变，故C 正确；
D.相当于CO( N H 2)2在阳极M上失电子发生氧化反应，生成N 2、C O2，结合电荷守恒得到电极反应式为
CO( N H 2)2+ H 2O−6e
−=C O2↑+ N 2↑+6 H
+，由阳极区发生的反应知，若导线中通过6mol电子，理论
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上生成1mol N 2，故D 正确；
故选：B。
14.我国科研工作者提出通过电解原理联合制备环氧乙烷同时处理酸性含铬废水，其工作原理示意图如图所
示。其中双极膜由阳离子交换膜和阴离子交换膜组成，工作时内层H 2O解离为H
+和O H
−，并分别向两极
迁移。下列说法正确的是( )
A. 电极a为电源正极
B. 膜q为阳离子交换膜
C. 工作时，NaOH溶液浓度保持不变
D. N极的电极反应式为C r2O7
2−+14 H
++6e
−=2C r
3++7 H 2O
【答案】D
【解析】
A.电极M上乙烯被氧化为环氧乙烷、电极N上C r2O7
2−被还原为C r
3+，则电极M为阳极、电极N为阴极，
电极a为负极、电极b为正极，故A 错误；
B.由分析可知，双极膜中水解离出来的氢氧根离子向阳极区移动，膜q适合选用阴离子交换膜，故B 错误；
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C.阳极反应式为C2 H 4+2O H
−−2e
−=
+ H 2O，工作时阳极区生成水，NaOH溶液浓度减小，
故C 错误；
D.电极N上C r2O7
2−被还原为C r
3+，N极的反应方程式为为C r2O7
2−+14 H
++6e
−=2C r
3++7 H 2O，故D
正确；
故选：D。
15.一种能将甘油(C3 H 8O3)和二氧化碳转化为甘油醛(C3 H 6O3)和合成气的电化学装置如图所示。下列说
法正确的是
A. 催化电极a与电源负极相连
B. 电解时催化电极a附近的pH减小
C. 电解时b极区N a2C O3溶液浓度升高
D. 生成的甘油醛与合成气的物质的量相等
【答案】BD
【解析】
A.根据图示，催化电极b上发生还原反应：2C O2+2e
−=CO+C O3
2−，H 2O+2e
−+C O2= H 2+C O3
2−，
则电极b为阴极，与电源负极相连，A项错误；
B.催化电极a上发生氧化反应：电极a的电极方程式为C3 H 8O3−2e
−+2C O3
2−=C3 H 6O3+2 HC O3
−，则
电极a附近溶液pH减小，B项正确；
C.由阴离子交换膜可知，钠离子不能由a极区进入b极区，电解过程中，虽然b电极上产生碳酸根，但同时
碳酸根由b极区移向a极区，根据电荷守恒，b极区N a2C O3溶液浓度不变，C项错误；
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D.由阳极反应，生成1mol甘油醛转移2mol电子，由阴极反应，生成1mol 合成气转移2mol电子，根据电
解时各电极上转移电子数相同，则阳极生成的甘油醛与阴极生成的合成气的物质的量相等，D项正确。
51
