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第03 讲 电解池、金属的腐蚀与防护
目录
01 课标达标练
题型01 考查电解的原理
题型02 考查电解原理应用
题型03 考查电解法制备物质
题型04 考查金属腐蚀的原理与探究
题型05 考查金属的防护
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 考查电解的原理
1.（2025·黑龙江大庆·模拟预测）通过
超低电位下电催化硝酸盐与甲醛的耦合反应，实现了处理污染
物的同时产生增值化学品，其原理如图所示。下列说法错误的是
A．电极的电势：
电极a>
电极b
B．当电源的电压过大时，阳极可能会产生氧气
C．阳极区发生的总反应为
D．由
生成34g
时至少转移12mol 电子
1
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【答案】D
【分析】根据图知，
电极a 发生氧化反应，是阳极， 电极反应主要是：
；
电极b 发生还原反应，是阴极，电极反应主要是：
。
【解析】A．阳极电势高于阴极电势，即
电极a>
电极b，A 正确；B．当电源的电压过大时，氢
氧根可能在阳极发生反应产生氧气，B 正确；C．根据图知，阳极电极反应主要是：
，又发生：
，则阳极区发
生的总反应为
，C 正确；D．根据电极反应：
，生成34g
（即2mol）时至少转移16mol 电子，D 错误；故选D。
2.（2025·湖南·三模）工业生产产生的氨逸到空气中会造成污染，科学家采用石墨烯作电极材料设计了一种
新型绿色处理尾气中
的方案，主要包括电化学过程和化学过程，如图所示。下列说法正确的是
A．
极接直流电源的负极，发生氧化反应
B．
极的电极反应式为
C．当电解质溶液中传导
时，有
穿过质子交换膜
D．若用铅酸蓄电池作电源，当电源负极增重
时，
极消耗
(折合成标准状况)
【答案】B
【分析】图中的电化学过程涉及电解池原理，
在N 极被氧化为N2，则N 极为阳极，阳极式为
；M 极为阴极，
在阴极得到电子被还原为
，阴极式为
，M 极
产生的
可再被氧气氧化为
，反应的离子方程式为
。
【解析】A．结合分析知，
在M 极得到电子被还原为
，则
极为电解池的阴极，接直流电源的负
极，发生还原反应，A 项错误；B．
极为阳极，电极反应式为
，B 项正确；C．电
子可从导线过，电解质溶液不能传导电子，C 项错误；D．若用铅酸蓄电池作电源，电源负极的反应式为
，负极增重
时，参与反应的
为0.05mol，电路中转移电子0.1mol，结合M 极
式
知，
极产生的
为0.1mol，再根据
知，反应消耗的
2
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为0.025mol，其标况下的体积为
，D 项错误；故选B。
3．（2025·河南·三模）电催化还原
制CO 对减少温室气体排放具有重要意义，装置如图所示。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。下列说法错误的是
A．M 接电源正极
B．N 极电极反应式为
C．制得1molCO，理论上外电路中迁移了2mol 电子
D．双极膜中间层中的
在外电场作用下向M 电极方向迁移
【答案】A
【分析】
转化为CO 需要得到电子，则M 电极是阴极，N 电极是阳极。
【解析】A．
转化为CO 需要得到电子，则M 电极是阴极，连接电源的负极，A 错误；B．N 极是阳
极，N 极电极反应式为
，B 正确；C．碳元素化合价从+4 降低到+2，所以制得
1molCO，理论上外电路中迁移了2mol 电子，C 正确；D．阳离子向阴极移动，则双极膜中间层中的
在
外电场作用下向M 电极方向迁移，D 正确；故选A。
4.（2025·浙江·三模）用惰性电极电解碳酸钠溶液时，阳极无气体产生，但在阳极区检测到新增一种摩尔质
量为
的含碳元素的带2 个单位负电荷的阴离子(碳元素的化合价为+4)。下列叙述正确的是
A．新增的这种阴离子只含有极性键
B．若用铅酸蓄电池作电源，Pb 电极与a 相接
C．电极B 发生的电极反应为
D．其他条件不变，增加电解的电压，阳极区可能产生气体
【答案】D
【分析】摩尔质量为
的含碳元素的带2 个单位负电荷的阴离子(碳元素的化合价为+4)，可知生成
3
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的阴离子为
，阳极无气体产生，故A 为阳极，电极反应为
，B 为阴极，电极反应为
，据此分析；
【解析】A．阴离子为过二碳酸根离子
，存在氧氧非极性键，A 错误；B．Pb 电极为负极，失电子，
要与阴极b 相连，B 错误；C．碱性条件下不出现氢离子，电极B 发生的电极反应为：
，C 错误；D．其他条件不变，增加电解的电压，失电子能力强，可能会产生氧气，
阳极区可能产生气体，D 正确；故选D。
02 考查电解原理应用
5．（2025·江苏苏州·三模）利用下图装置进行“铁件镀铜”实验，观察到阴极表面产生无色气体，一段时
间后，气体减少，表面有红色固体，经检验，电解液中有Fe2+。下列分析或说法不正确的是
A．阴极表面产生气体的反应可能为2H++2e-=H2↑
B．Cu 覆盖在Fe 电极表面，导致气体减少
C．电镀完成后，阳极减少的质量等于阴极增加的质量
D．向电解后的溶液中滴加KSCN 溶液，不会变成血红色
【答案】C
【分析】由题干图示信息可知，Cu 作阳极，电极反应为：Cu-2e-=Cu2+，Fe 作阴极，电极反应为：Cu2++2e-
=Cu，2H++2e-=H2↑，经检验，电解液中有Fe2+，说明阴极上有Cu 析出可于Fe 形成局部原电池反应，正极
反应为：2H++2e-=H2↑，负极反应为：Fe-2e-=Fe2+，则Cu 覆盖Fe 表面越多，该电池反应越弱，据此分析解
题。
【解析】A．由分析可知，阴极表面产生气体的反应可能为2H++2e-=H2↑，A 正确；B．由题干信息可知，
一段时间后，气体减少，表面有红色固体，即Cu 覆盖在Fe 电极表面，导致气体减少，B 正确；C．由分
析可知，阳极电极反应为：Cu-2e-=Cu2+，阴极电极反应为：Cu2++2e-=Cu，2H++2e-=H2↑，根据电子守恒可
知，电镀完成后，阳极减少的质量大于阴极增加的质量，C 错误；D．由题干信息可知，电解液中有Fe2+，
故向电解后的溶液中滴加KSCN 溶液，不会变成血红色，D 正确；故答案为：C。
6.（2025·江苏苏州·三模）某无隔膜流动海水电解法制H2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
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A．a 是电源的负极
B．电解后海水pH 上升
C．理论上转移2mole-生成4gH2
D．阳极发生：Cl-＋H2O＋2e-=HClO＋H＋
【答案】B
【分析】结合图示可知，钛网上海水中
、
发生失电子的氧化反应生成
，钛网为阳极；
钛箔上生成
，钛箔为阴极。
【解析】A．钛网为阳极，钛网与电源的
极相连，则
极为电源正极，A 错误；B．电解的主要总反应为
，电解后海水中
浓度减小，
上升，B 正确；C．钛箔上生成
的电
极反应为
，理论上转移
生成
，生成
的质量为
，C 错误；D．高选择性
催化剂
可抑制
产生，则阳极的(主要)电极反应为海水中
发生失电子的氧化反应生成
，电
极反应式为
，D 错误；故选B。
7.（2025·山东临沂·二模）一种电化学处理氨氮污染废水的装置如图所示。已知：Cl•与HO•为自由基，自
由基之间结合生成的分子也可将
氧化为
。下列说法正确的是
A．电极电势：a 电极<b 电极
B．自由基HO·氧化
的离子方程式为
C．相同数目的自由基结合生成的分子不同，标准状况下产生
的体积不同
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D．左室溶液pH 下降，说明参加反应的
数目大于
数目
【答案】B
【解析】A．由图可知a 电极上
转化为
、
转化为
，均发生失电子的氧化反应，所以a 为阳
极，b 为阴极。电极电势阳极高于阴极，即电极电势：a 电极>b 电极，A 错误；B．
氧化
生成
，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，离子方程式为
，B 正确；C．
、
，
、
氧化
时，根据得失电子守恒，相同数目的自由基结合成的分子，
氧化
生成
的物质的量相同，标准状况下体积也相同 ，C 错误；D．
转化为
、
转化为
，
、
氧化
的反应分别为
、
，左室
溶液pH 下降，说明生成
增多，从反应看参加反应的
数目小于
数目 ，D 错误；故答案选B。
03 考查电解法制备物质
8．
【结合物质制备考查电解原理应用】（2025·湖南·模拟预测）利用不同氢源(D2O 和HCHO)在
两个Pd 膜电极上同时对同一有机物进行双边加氢的原理如图所示(以NaOH 溶液为电解质溶液，—H 可用
H 表示)。下列说法正确的是
A．电子的流向：电源负极→M 极→电解质溶液→N 极→电源正极
B．电解一段时间后，阳极室溶液pH 升高
C．消耗1mol
，有4mol 阴离子通过交换膜
D．若无论电解多久N 极区产物中也不会有
，则存在反应：
【答案】D
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【分析】由图可知，M 为阴极，右侧N 为阳极，N 电极反应方程式为HCHO-e-+2OH-=HCOO-+H+H2O，M
极反应为
；两极的
均被加H 还原，当1mol
被加氢还
原，则相当于阴阳两极各有0.5mol
被还原，需要H 或D 的物质的量为0.5mol×4=2mol，
根据电极反应方程式可知，转移电子2mol；【解析】A．电子在外电路移动，而不会进入内电路，A 错
误；B．由分析中的电极反应可知，当转移1mol 电子时，阳极消耗2mol 氢氧根离子，同时会有1mol 氢氧
根从阴极通过离子交换膜向阳极移动，且阳极还会生成水，则阳极室氢氧根离子浓度降低，pH 降低，B 错
误；
C．由分析可知，1mol
~2mole-，若消耗1mol
，转移电子2mol，对应
的阴离子交换膜转移2mol 阴离子，C 错误；D．中间是阴离子交换膜，导致左侧产生的
，会进入右侧
溶液参与放电，若无论电解多久N 极产物中也不会含有
，说明产生的H 来自于
HCHO，即反应为
，D 正确；故选D。
9．（2025·辽宁·二模）利用板状碳封装镍纳米晶体
电催化将5—羟甲基糠醛
转化为2，5—
呋喃二甲酸
，工作原理如图所示。
下列说法正确的是
A．电极电势：
B．该装置工作时，
向b 极移动
C．一段时间后阴极区
不变
D．产生
气体X，双极膜中质量减少
【答案】C
【分析】HMF 在b 极发生氧化反应生成FDCA，则板状碳封装镍纳米晶体是阳极、石墨烯是阴极。
【解析】A．板状碳封装镍纳米晶体是阳极，b 是电源正极、a 是负极，电极电势：
，故A 错误；B．
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板状碳封装镍纳米晶体是阳极，电解池中阳离子向阴极移动，
向a 极移动，故B 错误；C．a 是阴极，
阴极水得电子生成氢气和氢氧根离子，电路中转移2mol 电子，阴极生成1mol 氢气和2molOH-，同时双极膜
有2molH+移入a 极区，所以阴极区
不变，故C 正确；D．a 为阴极，X 为氢气，则每产生1molH2转移
2mol 电子，双极膜中2molOH-有移向阳极，同时有2molH+移向阴极，双极膜中质量减少36g，故 D 错
误；选C。
10．
【结合物质的制备考查电解原理应用】（2025·黑龙江哈尔滨·二模）环己酮是一种重要的化
工原料。苯酚电催化加氢具有操作条件温和、由可再生的电力驱动等优势，是一种有吸引力的环己酮生产
工艺。我国科研人员选用不同负载材料电极研究其合成机理如图所示[已知：Hads代表吸附态氢原子；法拉
第效率
]。
下列说法正确的是
A．Pt/C 和Pt/TiO2电极均连接电源的正极
B．Pt/C 和Pt/TiO2电极上均可能有H2溢出
C．Pt/C 电极上若生成1mol 环己酮的FE 为20%，则一定伴随生成约2.7mol 环己醇
D．TiO2增大了Pt 上Hads的覆盖度，有利于提高环己酮制备的纯度
【答案】B
【分析】苯酚Pt/C 和Pt/TiO2在表面电化学加氢生成环己酮和环己醇的机理为：首先溶液中的H+得电子生
成吸附态的H 原子，然后苯酚与吸附态的H 原子反应生成环己酮和环己醇，电极反应式可写为C6H6O+4H+
+4e-=C6H10O 和C6H6O+6H++6e-=C6H12O，因此Pt/C 和Pt/TiO2电极为阴极，连接电源负极。H+得电子除了生
成吸附态的H 原子，还可能还原为H2。如图所示，TiO2诱导了Hads从Pt 到TiO2的迁移，降低了Pt 表面的
Hads覆盖度，有效抑制了环己酮的过度加氢，因此Pt/C 表面苯酚加氢生成环己酮和环己醇，而Pt/TiO2表面
苯酚加氢还原产物只有环己酮，提高了环己酮选择性。
【解析】A．据分析，Pt/C 和Pt/TiO2电极均连接电源的负极，故A 错误；B．Pt/C 和Pt/TiO2电极上均存在
吸附于Pt 表面的氢原子，这些氢原子在电催化条件下能够发生氢还原反应生成H2，故B 正确；C．生成环
己酮的FE 为20%，若通过电极的电子全部用于苯酚加氢生成环己酮和环己醇，则生成环己酮和环己醇所
需电子数比例为1:4，根据电极反应式可知生成1mol 环己酮所需4mol 电子，因此由16mol 电子用于生成环
己醇，得到环己醇的物质的量为2.7mol，由于通过电极的电子可能存在其他用途，则生成环己醇的物质的
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量最大为2.7mol，故C 错误；D．据分析，TiO2减小了Pt 上Hads的覆盖度，有利于提高环己酮制备的选择
性，故D 错误；故答案为B。
04 考查金属腐蚀的原理与探究
11．（2025·河南·模拟预测）“伏鸟双尾青铜虎”是“江西博物馆十大镇馆之宝”之一，如图所示。
下列叙述错误的是
A．青铜是铜锡合金材料
B．表面铜绿的主要成分是
C．青铜在碱性潮湿土壤中易发生析氢腐蚀
D．可采用蜡封法保存“伏鸟双尾青铜虎”
【答案】C
【解析】A．青铜合金主要成分是
和Sn，A 正确；B．铜绿的主要成分是铜与氧气、二氧化碳、水生成
的
，B 正确；C．青铜在碱性土壤中易发生吸氧腐蚀，C 错误；D．蜡封能隔绝金属与空
气、水、土壤等外界介质接触，起到防腐蚀作用，D 正确；故选C。
12．（2025·广东惠州·一模）将镀层有破损的镀锡铁片放入酸化的3%NaCl 溶液中。下列说法正确的是
A．Fe 作原电池正极
B．溶液中的Cl⁻向锡极移动
C．铁片腐蚀速率比未镀锡时更快
D．铁表面发生的电极反应：2H++2e-=H2↑
【答案】C
【分析】将镀层有破损的镀锡铁片放入酸化的3%NaCl 溶液中，则能够形成原电池反应，Fe 比Sn 活泼，
则Fe 作负极，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，Sn 作正极，电极反应为：2H++2e-=H2↑，据此分析解题。
【解析】A．由分析可知，Fe 作原电池负极，A 错误；B．由分析可知，Sn 为正极，原电池中电解质溶液
中阴离子移向负极，即溶液中的Cl⁻向铁极移动，B 错误；C．原电池一般能够加快反应速率，铁片上镀有
锡时构成原电池，且Fe 作负极，而未镀锡时Fe 只能发生化学腐蚀，故铁片腐蚀速率比未镀锡时更快，C
正确；D．由分析可知，Fe 作负极，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，D 错误；故答案为：C。
13．（2025·湖南岳阳·一模）恒温条件下，用图1 所示装置研究铁的电化学腐蚀，测定结果如图2。
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下列说法正确的是
A．铁的电化学腐蚀属于化学腐蚀
B．
段
越大，析氢速率越大
C．
段正极反应式主要为
D．
段
基本不变，说明生成铁锈覆盖在铁粉表面，阻止铁粉继续发生腐蚀
【答案】C
【分析】图1 中构成原电池，铁作负极，开始时pH=1.8，AB 段溶液pH 值增大，体系压强增大，铁主要发
生析氢腐蚀；BD 段溶液的pH 值增加，体系压强减小，发生吸氧腐蚀，正极反应式为：O2+4e-
+4H+=2H2O；DE 段溶液pH 基本不变，但压强减小，产生的Fe2+被O2氧化，pH 基本不变可能的原因：相
同时间内，2Fe + O2 + 4H+=2Fe2+ + 2H2O 消耗H+的量与4Fe2+ + O2 +10H2O=4Fe(OH)3 + 8H+产生H+的量基
本相同。
【解析】A．铁的电化学腐蚀发生电化学反应，不属于化学腐蚀，A 错误；B．
段
越大，氢离子浓
度越小，析氢速率越小，B 错误；C．根据分析，
段正极反应式主要为
，C 正
确；D．铁锈疏松，不能阻止铁粉继续发生腐蚀，
段
基本不变，可能的原因：相同时间内，2Fe +
O2 + 4H+=2Fe2+ + 2H2O 消耗H+的量与4Fe2+ + O2 +10H2O=4Fe(OH)3 + 8H+产生H+的量基本相同，D 错误；
故选C。
05 考查金属的防护
14．
【结合金属保护考查电解原理应用】（2025·广东湛江·一模）海港码头埋设管道的钢制阀门
会受到海水的长期侵袭，可利用电化学保护法防止钢制阀门的腐蚀，示意图如下：
下列说法不正确的是
A．该装置防腐蚀的方法称为牺牲阳极法
B．物块X 可选用锌块
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C．钢制阀门在海水中发生吸氧腐蚀时正极反应为
D．当导线上通过的电子越多，钢制阀门被腐蚀得越严重
【答案】D
【解析】A．由图可知，X 电极失去电子，作原电池的负极，钢制阀门作正极，这种防腐蚀的方法为牺牲
阳极法，A 正确；B．牺牲阳极法中的阳极应选用金属活动性比铁更活泼的金属，故可以选用锌块，B 正
确；C．钢制阀门在海水中发生吸氧腐蚀时，O2在正极得到电子生成OH-，正极反应为
，C 正确；D．当导线上通过的电子越多，说明牺牲阳极消耗越多，与钢制阀门腐蚀程度无关，D 错
误；故选D。
15．（2025·广东汕头·三模）生活中许多现象与电化学原理密切相关，下列说法正确的是
A．铜板打上铁铆钉后，铜板更易被腐蚀
B．用“保暖贴”取暖，铁做负极发生吸氧腐蚀，放出热量
C．保护水中的钢闸门，应将其与电源正极连接
D．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁强
【答案】B
【解析】A．铜板打上铁铆钉后，金属性强于铜的铁做负极，则铁铆钉更易被腐蚀，故A 错误；B．“保
暖贴”内含铁粉、碳、氯化钠，取暖时，铁做原电池的负极发生吸氧腐蚀，放出热量，故B 正确；C．保
护水中的钢闸门时，应将钢闸门与电源负极连接做电解池的阴极被保护，故C 错误；D．生铁中含有碳能
与铁在潮湿的空气中形成原电池，铁做负极被损耗，所以生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱，故D 错
误；故选B。
1．
【结合环境保护考查电解原理应用】（2025·宁夏银川·三模）中国科学院通过非热等离子体
驱动空气活化生成
，
电化学还原生成
，为更环保的合成氨生产提供了新的前景。c 装置中的
隔膜只有气体不能通过。
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下列有关说法错误的是
A．a 装置中等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子组成的特殊气体
B．c 装置中
由右室移向左室
C．阳极的电极反应为
D．b 中可能发生反应：
【答案】C
【分析】由图可知，a 装置中发生的反应为空气中的氮气与氧气在放电条件下反应生成一氧化氮，一氧化
氮与氧气反应生成二氧化氮；将a 装置中得到的氮气、氧气和氮的氧化物通入盛有过量氢氧化钾溶液的b
装置中，将氮的氧化物转化为
；c 装置为电解池，经循环泵加入电解池的
在阴极得到电子发生还
原反应生成氨气，则m 电极为电源的负极、n 为正极，装置c 中右侧电极为电解池的阳极，氢氧根离子在
阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水。
【解析】A．等离子体中的微粒带有电荷且能自由运动，是物质在气态的基础上进一步形成的气态微粒聚
集体，a 装置中等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子组成的特殊气体，A 正确；B．c 装置为电解池，
左侧电极为阴极、右侧电极为阳极，则电解池工作时氧离子钾离子由右室移向左室的阴极区，B 正确；
C．装置c 中右侧电极为电解池的阳极，氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水：
，C 错误；D．由分析可知，将a 装置中得到的氮气、氧气和氮的氧化物通入盛有过
量氢氧化钾溶液的b 装置中的目的是将氮的氧化物转化为
，b 中可能发生反应一氧化氮、二氧化氮在
碱性条件下发生归中反应生成亚硝酸盐：
，D 正确；故选C。
2．
【结合物质的制备考查电解原理应用】（2025·福建厦门·二模）以废塑料
(聚丁二酸丁二
酯)和生物质源马来酸(
)为原料无膜共电解生产琥珀酸(
)
的工作原理如图。下列有关说法正确的是
A．
的水解反应为
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B．阳极电极反应式为：
C．理论上电解过程转移
，最终至少可获得
琥珀酸
D．若略去碳酸化步骤，可简化分离提纯过程并提高经济效益
【答案】C
【分析】由图可知，左侧电极为电解池的阳极，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Ni(OH)2—e—+ OH—=NiOOH+H2O，放电生成的碱式氧化镍碱性条件下与丁
二醇反应生成氢氧化镍、丁二酸根离子和水，离子方程式为
+8NiOOH+2OH—
+8Ni(OH)2；右侧电极为阴极，水电离出的氢离子在阴极得到电子发生还原反
应生成氢气，电极反应式为2H++2e—=H2↑，放电生成的氢气与
反应生成
，
+H2
，反应得到的溶液经碳酸化、盐酸沉淀得到琥珀酸。
【解析】A．由结构简式可知，聚丁二酸丁二酯一定条件下发生水解反应生成丁二酸和丁二醇，反应的化
学方程式为
，故A 错误；B．由分析可知，左侧电极为电解池的阳极，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Ni(OH)2—e—+ OH—=NiOOH+H2O，故B
错误；C．由题意可知，聚丁二酸丁二酯水解生成1mol 丁二醇时，生成1mol 丁二酸，由分析可知，电解
过程转移8xmol 电子时，阳极消耗xmol 丁二醇、生成xmol
，阴极生成4xmol
，所以理论上生成琥珀酸的物质的量为6xmol，故C 正确；D．由图可知，向溶液
中通入二氧化碳碳酸化时，二氧化碳转化为碳酸氢钠，说明电解所得溶液呈碱性，若略去碳酸化步骤，会
使盐酸沉淀步骤消耗盐酸的量增大，导致经济效益降低，故D 错误；故选C。
3．（2025·全国·模拟预测）乙醛酸(OHCCOOH)可用作调香剂和定香剂，工业上可以利用如图装置制备乙
醛酸。下列说法错误的是
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A．电极电势：b＞a
B．左侧的电极反应式：HOOCCOOH+2H++2e-=OHCCOOH+H2O
C．若c 为稀硫酸，当生成1mol 乙醛酸时，阳极区质量减少16g
D．若c 为稀硫酸和乙二醛的混合溶液，制备乙醛酸的效率明显提高
【答案】C
【分析】由电解装置目的及原料乙二酸的位置，可确定左侧为阴极，电极反应式为HOOCCOOH+2H++2e-
=OHCCOOH+H2O，右侧为阳极，即a 为电源负极，b 为电源正极，据此分析解题。
【解析】A．由分析可知，a 为电源负极，b 为电源正极，电极电势b＞a，A 正确；B．由分析可知，左侧
的电极反应式为HOOCCOOH+2H++2e-=OHCCOOH+H2O，B 正确；C．当生成1mol 乙醛酸时转移电子的
物质的量为2mol，若c 为稀硫酸，阳极的电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2，当电路中通过电子的物质的量
为2mol 时，生成0.5molO2，同时有2molH+穿过离子交换膜进入左侧，导致阳极区质量减少18g，C 错误；
D．若c 为稀硫酸和乙二醛的混合溶液，阳极区也可生成乙醛酸，即会发生反应OHCCHO+H2O-2e-
=OHCCOOH+2H+，则制备乙醛酸的效率明显提高，D 正确；故答案为：C。
4．
【结合新技术考查电解原理应用】（2025·浙江宁波·模拟预测）卡尔·费休水分测定仪可精确
测定某些物质中的水分含量，仪器示意图如图，卡氏试剂由KI、SO2、C5H5N(吡啶)和CH3OH 组成。其工
作原理是待测样品中的水与电解产生的I2发生反应：
，直至水分耗尽，电解自动停止，测定
电解电路通过的电量即可计算水分含量。已知法拉第常数(1 mol 电子所带电量)为F。
下列说法不正确的是
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A．B 极为阳极，电极反应：
B．测定过程中阳离子从B 极区移向A 极区
C．样品中水分质量m 与电解消耗电量Q 的关系为
D．若用于测定Na2CO3固体中的水分含量，测定结果将偏高
【答案】C
【分析】与外加电源正极连接的B 为阳极，阳极上发生氧化反应：
，生成的I2与SO2、C5H5N(吡
啶)和CH3OH 反应：
，直至水分耗尽，电
解自动停止，测定电解电路通过的电量即可计算水分含量。
【解析】A．B 与外加电源正极连接，B 极为阳极，发生氧化反应，电极反应：
，A 正确；B．电
解过程中阳离子向阴极移动，阳离子从B 极区移向A 极区，B 正确；C．根据关系式2e-~I2~H2O，2mol 电
子通过，消耗的水为1mol，样品中水分质量m 与电解消耗电量Q 的关系为
，C 错误；D．若用
于测定Na2CO3固体中的水分含量，I2与Na2CO3反应，消耗的I2量偏多，测定结果将偏高，D 正确；答案
选C。
5．（2025·浙江·模拟预测）表面皿中都装有混合了饱和食盐水、酚酞和铁氰化钾溶液的琼脂，分别将缠有
铜丝的铁钉(图A)和缠有锌皮的铁钉(图
)放置其中，如图所示。下列说法不正确的是
A．图
中铁钉受锌皮保护，为牺牲阳极的阴极保护法
B．图
中铁钉上的电极反应式：
C．离子在半凝固态的琼脂内可定向移动
D．图
中，会出现蓝、红、蓝三个色块
【答案】B
【分析】图A 中，根据题中条件可知，形成原电池，其中铁为负极，电极反应式为：
，铜
为正极，电极反应式为：
；图B 中，根据题中条件可知，形成原电池，其中锌作负
极，电极反应式为：
，铁作正极，电极反应式为：
，据此作答。
【解析】A．B 中铁为正极，锌为负极，是牺牲阳极的阴极保护法，故A 正确；B．根据分析可知，图B 中
铁作正极，电极反应式为：
，故B 错误；C．该装置形成原电池，所以离子在半凝
固态的琼脂内可定向移动，故C 正确；D．根据以上分析可知，此时铁作负极，发生氧化反应，其电极反
应式为：
，Fe2+与
反应产生蓝色沉淀，铜作正极，其电极反应式为
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，生成氢氧根，所以铜电极附近变红，由于铜裹在铁的中段，所以琼脂中会出现
蓝、红、蓝三个色块，故D 正确；故答案选B。
1．（2025·北京卷）用电解
溶液(图1)后的石墨电极1、2 探究氢氧燃料电池，重新取
溶液
并用图2 装置按i→iv 顺序依次完成实验。
实
验
电极I
电极Ⅱ
电压/V
关系
i
石墨1
石墨2
a
ii
石墨1
新石墨
b
iii
新石墨
石墨2
c
iv
石墨1
石墨2
d
下列分析不正确的是
A．
，说明实验i 中形成原电池，反应为
B．
，是因为ii 中电极Ⅱ上缺少
作为还原剂
C．
，说明iii 中电极I 上有
发生反应
D．
，是因为电极I 上吸附
的量：iv>iii
【答案】D
【分析】按照图1 电解
溶液，石墨1 为阳极，发生反应
，石墨1 中会吸附
少量氧气；石墨2 为阴极，发生反应
，石墨2 中会吸附少量氢气；图2 中电极Ⅰ
为正极，氧气发生还原反应，电极Ⅱ为负极。
【解析】A．由分析可知，石墨1 中会吸附少量氧气，石墨2 中会吸附少量氢气，实验i 会形成原电池，
，反应为2H2+O2=2H2O，A 正确；B．因为ii 中电极Ⅱ为新石墨，不含有H2，缺少
作为还原剂，
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故导致
，B 正确；C．图2 中，电极Ⅰ发生还原反应，实验iii 中新石墨可能含有空气中的少量氧气，c
＞0，说明iii 中电极I 上有
发生反应，C 正确；D．
，实验iii 与实验iv 中电极Ⅰ不同，
，是因
为电极I 上吸附
的量：iv>iii，D 错误；故选D。
2．（2025·甘肃卷）我国科研工作者设计了一种Mg-海水电池驱动海水(
)电解系统(如下图)。以新
型
为催化剂(生长在泡沫镍电极上)。在电池和电解池中同时产生氢气。下列关于该系统的
说法错误的是
A．将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化效率
B．在外电路中，电子从电极1 流向电极4
C．电极3 的反应为：
D．理论上，每通过2mol 电子，可产生
【答案】D
【分析】由图可知，左侧为原电池，右侧为电解池，电极1 为负极，发生氧化反应，电极反应式为：
Mg-2e-+2OH-=Mg(OH)2，电极2 为正极发生还原反应，电极反应式为：H2O+2e-=H2↑+2OH-，右侧为电解
池，电极3 为阳极，产生氧气，电极4 产生阴极，产生氢气。
【解析】A．催化剂生长在泡沫镍电极上可加快电解速率，提高催化效率，A 正确；B．根据分析，电极1
是负极，电极4 为阴极，电子从电极1 流向电极4，B 正确；C．由分析可知，电极3 为阳极，发生氧化反
应，生成氧气，电极3 的反应为：
，C 正确；D．根据分析可知，电极2 和电极4
均产生氢气，理论上，每通过2mol 电子，可产生2molH2，D 错误；答案选D。
3．（2022·北京卷）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
元素
下列分析不正确的是
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A．①中气体减少，推测是由于溶液中
减小，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，
缓慢析出，镀层更致密
【答案】C
【解析】A．随着反应的进行，一段时间后溶液中的
减小，同时阴极发生电极反应：
，生成的Cu 覆盖在阴极铁制镀件表面，阻碍了
与铁的接触，故气体减少，A 正确；B．因为溶液中有
和
，铁制镀件与其接触，铁可能与
和
发生氧化还原反应生成
，B 正确；C．当阴极有
Cu 析出时，阴极电极反应：
，阳极电极反应：
，又因为②中电解液中无Fe
元素，根据得失电子守恒，溶液
不变，C 错误；D．②中
与
反应生成
，使得
比①溶液中
小，Cu 缓慢析出，镀层更致密，D 正确；答案选C。
4．（2024·甘肃卷）某固体电解池工作原理如图所示，下列说法错误的是
A．电极1 的多孔结构能增大与水蒸气的接触面积
B．电极2 是阴极，发生还原反应：
C．工作时
从多孔电极1 迁移到多孔电极2
D．理论上电源提供
能分解
【答案】B
【分析】多孔电极1 上H2O(g)发生得电子的还原反应转化成H2(g)，多孔电极1 为阴极，电极反应为
2H2O+4e-=2H2
+2O2-；多孔电极2 上O2-发生失电子的氧化反应转化成O2(g)，多孔电极2 为阳极，电极反
应为2O2--4e-=O2
。
【解析】A．电极1 的多孔结构能增大电极的表面积，增大与水蒸气的接触面积，A 项正确；B．根据分
析，电极2 为阳极，发生氧化反应：2O2--4e-=O2
，B 项错误；C．工作时，阴离子O2-向阳极移动，即O2-
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从多孔电极1 迁移到多孔电极2，C 项正确；D．根据分析，电解总反应为2H2O(g)
2H2
+O2
，分解
2molH2O 转移4mol 电子，则理论上电源提供2mol 电子能分解1molH2O，D 项正确；答案选B。
5．（2024·湖南卷）在
水溶液中，电化学方法合成高能物质
时，伴随少量
生成，电解原
理如图所示，下列说法正确的是
A．电解时，
向Ni 电极移动
B．生成
的电极反应：
C．电解一段时间后，溶液pH 升高
D．每生成
的同时，生成
【答案】B
【分析】由电解原理图可知，Ni 电极产生氢气，作阴极，发生还原反应，电解质溶液为KOH 水溶液，则
电极反应为：
；Pt 电极
失去电子生成
，作阳极，电极反应为：
，同时，Pt 电极还伴随少量
生成，电极反应为：
。
【解析】A．由分析可知，Ni 电极为阴极，Pt 电极为阳极，电解过程中，阴离子向阳极移动，即
向Pt
电极移动，A 错误；B．由分析可知，Pt 电极
失去电子生成
，电解质溶液为KOH 水溶液，电
极反应为：
，B 正确；C．由分析可知，阳极主要反应为：
，阴极反应为：
，则电解过程中发生的总反应主要
为：
，反应消耗
，生成
，电解一段时间后，溶液pH 降低，
C 错误；D．根据电解总反应：
可知，每生成1mol
，生成0.5mol
，但Pt 电极伴随少量
生成，发生电极反应：
，则生成1molH2时得到的
部分电子由OH-放电产生O2提供，所以生成
小于0.5mol，D 错误；故选B。
6．（2024·广东卷）我国自主设计建造的浮式生产储御油装置“海葵一号”将在珠江口盆地海域使用，其
钢铁外壳镶嵌了锌块，以利用电化学原理延缓外壳的腐蚀。下列有关说法正确的是
A．钢铁外壳为负极
B．镶嵌的锌块可永久使用
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C．该法为外加电流法
D．锌发生反应：
【答案】D
【分析】钢铁外壳镶嵌了锌块，由于金属活动性Zn＞Fe，即锌块为负极，钢铁为正极，形成原电池，Zn
失去电子，发生还原反应，
，从而保护钢铁，延缓其腐蚀。
【解析】A．由于金属活动性Zn＞Fe，钢铁外壳为正极，锌块为负极，故A 错误；B．Zn 失去电子，发生
氧化反应，
，镶嵌的锌块会被逐渐消耗，需根据腐蚀情况进行维护和更换，不能永久使
用，故B 错误；C．由分析得，该方法为牺牲阳极的阴极保护法，故C 错误；D．Zn 失去电子，发生氧化
反应：
，故D 正确；故选D。
7．（2024·浙江卷）金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种
对海水中钢闸门的防腐措施示意图：
下列说法正确的是
A．图1、图2 中，阳极材料本身均失去电子
B．图2 中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应：
C．图2 中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果
D．图1、图2 中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，钢闸门、阳极均不发生化学反应
【答案】B
【解析】A．图1 为牺牲阳极的阴极保护法，牺牲阳极一般为较活泼金属，其作为原电池的负极，其失去
电子被氧化；图2 为外加电流保护法，阳极材料为辅助阳极，其通常是惰性电极，本身不失去电子，电解
质溶液中的阴离子在其表面失去电子，如海水中的
，A 不正确；B．图2 中，外加电压偏高时，钢闸门
表面积累的电子很多，除了海水中的
放电外，海水中溶解的
也会竞争放电，故可发生
，B 正确；C．图2 为外加电流保护法，理论上只要能对抗钢闸门表面的腐蚀电流即
可，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时保护效果最好；腐蚀电流会随着环境的变化而变化，若外加电压保持
恒定不变，则不能保证抵消腐蚀电流，不利于提高对钢闸门的防护效果，C 不正确；D．图1 当钢闸门表
面的腐蚀电流为零时，说明钢闸门被保护，钢闸门不发生化学反应，图2 中当钢闸门表面的腐蚀电流为零
时，说明钢闸门被保护，辅助阳极上发生了氧化反应，D 不正确；综上所述，本题选B。
8．（2024·湖北卷）我国科学家设计了一种双位点
电催化剂，用
和
电化学催化合成
甘氨酸，原理如图，双极膜中
解离的
和
在电场作用下向两极迁移。已知在
溶液中，甲醛
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转化为
，存在平衡
。
电极上发生的电子转移反应为
。下列说法错误的是
A．电解一段时间后阳极区
减小
B．理论上生成
双极膜中有
解离
C．阳极总反应式为
D．阴极区存在反应
【答案】B
【分析】在KOH 溶液中HCHO 转化为HOCH2O-：HCHO+OH-→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∙，H∙结合成H2，Cu 电极为阳
极；PbCu 电极为阴极，首先HOOC—COOH 在Pb 上发生得电子的还原反应转化为OHC—COOH：
H2C2O4+2e-+2H+=OHC—COOH+H2O，OHC—COOH 与HO—N+H3反应生成HOOC—CH=N—OH：OHC—
COOH+HO—N+H3→HOOC—CH=N—OH+H2O+H+，HOOC—CH=N—OH 发生得电子的还原反应转化成
H3N+CH2COOH：HOOC—CH=N—OH+4e-+5H+=H3N+CH2COOH+H2O。
【解析】A．根据分析，电解过程中，阳极区消耗OH-、同时生成H2O，故电解一段时间后阳极区c(OH-)减
小，A 项正确；B．根据分析，阴极区的总反应为H2C2O4+HO—N+H3+6e-+6H+= H3N+CH2COOH+3H2O，
1molH2O 解离成1molH+和1molOH-，故理论上生成1molH3N+CH2COOH 双极膜中有6molH2O 解离，B 项错
误；C．根据分析，结合装置图，阳极总反应为2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+H2↑+2H2O，C 项正确；D．根
据分析，阴极区的Pb 上发生反应H2C2O4+2e-+2H+=OHC—COOH+H2O，D 项正确；答案选B。
9．（2024·吉林卷）“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
高效制
的方法，装置如图所示。部分反应机理为：
。下列说法错误的是
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A．相同电量下
理论产量是传统电解水的1.5 倍
B．阴极反应：
C．电解时
通过阴离子交换膜向b 极方向移动
D．阳极反应：
【答案】A
【分析】据图示可知，b 电极上HCHO 转化为HCOO-，而HCHO 转化为HCOO-为氧化反应，所以b 电极
为阳极，a 电极为阴极，HCHO 为阳极反应物，由反应机理
可知：反应
后生成
的
转化为HCOOH。由原子守恒和电荷守恒可知，在生成HCOOH 的同时还生成了H-，生成
的HCOOH 再与氢氧化钾酸碱中和：HCOOH+OH-=HCOO-+H2O，而生成的H-在阳极失电子发生氧化反应
生成氢气，即2H--2e-=H2↑，阴极水得电子生成氢气：2H2O+2e-=H2↑+2OH-。
【解析】A．由以上分析可知，阳极反应：①HCHO+OH--e-→HCOOH+
H2，②HCOOH+OH-=HCOO-
+H2O，阴极反应2H2O+2e-=H2↑+2OH-，即转移2mol 电子时，阴、阳两极各生成1molH2，共2molH2，而传
统电解水：
，转移2mol 电子，只有阴极生成1molH2，所以相同电量下
理论产量
是传统电解水的2 倍，故A 错误；B．阴极水得电子生成氢气，阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故B 正
确；C．由电极反应式可知，电解过程中阴极生成OH-，负电荷增多，阳极负电荷减少，要使电解质溶液
呈电中性，
通过阴离子交换膜向阳极移动，即向b 极方向移动，故C 正确；D．由以上分析可知，阳
极反应涉及到：①HCHO+OH--e-→HCOOH+
H2，②HCOOH+OH-=HCOO-+H2O，由(
+
)×2
①②
得阳极反应
为：
，故D 正确；答案选A。
10．（2023·广东卷）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
，一段时间后
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A．U 型管两侧均有气泡冒出，分别是
和
B．a 处布条褪色，说明
具有漂白性
C．b 处出现蓝色，说明还原性：
D．断开
，立刻闭合
，电流表发生偏转
【答案】D
【分析】闭合
，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↑，据此解答。
【解析】A．根据分析，U 型管两侧均有气泡冒出，分别是
和
，A 错误；B．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．b 处出现蓝色，发
生Cl2+2KI=I2+2KCl，说明还原性：
，C 错误；D．断开
，立刻闭合
，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。
23
