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第26 讲 电解池原理
1．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
2．KIO3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所
示。下列说法错误的是（ ）
A．阴极的电极反应式为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑
B．电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为K+
C．溶液中阳离子的迁移方向是从右池到左池
D．采用“电解法”制备KIO3的优点是不产生有害气体，能减少对环境的污染
3．我国科学家研发了一种水系可逆Zn-CO2电池，电池工作时，复合膜(由a、b 膜复合而成)层间的H2O 解
离成H+和OH- ，在外加电场中可透过相应的离子膜定向移动。当闭合K1时，Zn-CO2电池工作原理如图所
示：
下列说法不正确的是( )
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A．闭合K1时，Zn 表面的电极反应式为Zn + 4OH− - 2e− = Zn(OH)
B．闭合K1时，反应一段时间后，NaCl 溶液的pH 减小
C．闭合K2时，Pd 电极与直流电源正极相连
D．闭合K2时，H+通过a 膜向Pd 电极方向移动
4．2016 年8 月，联合国开发计划署在中国的首个“氢经济示范城市”在江苏落户。用吸附了H2的碳纳米
管等材料制作的二次电池的原理如图所示。下列说法正确的是
A．放电时，乙电极反应为：NiO（OH）+H2O-e﹣=Ni（OH）2+OH﹣
B．放电时，甲电极为负极，该电极区溶液的pH 逐渐增大
C．充电时，电池的碳电极与直流电源的正极相连，电极反应为： 2H2O+2e﹣= H2↑+2OH﹣
D．电池总反应为H2+2NiOOH
2Ni（OH）2
5．高氯酸在化工生产中有广泛应用，工业上以NaClO4为原料制备高氯酸的原理如图所示。下列说法正确
的是( )
A．上述装置中，f 极为光伏电池的正极
B．阴极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑
C．d 处得到较浓的NaOH 溶液，c 处得到HClO4
D．若转移1 mol 电子，理论上生成201 g HClO4
6．若要在铁钉上镀铜，下列设计正确的是
选项
接电源正极
接电源负极
电解质溶液
A
Cu
Fe
CuSO4溶液
2
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B
Cu
Fe
FeSO4溶液
C
Fe
Cu
CuSO4溶液
D
Fe
Cu
FeSO4溶液
7．如图是利用阳离子交换膜和过滤膜制备高纯度的Cu 的装置示意图，下列有关叙述不正确的是( )
A．电极A 是粗铜，电极B 是纯铜
B．电路中通过1 mol 电子，生成32 g 铜
C．溶液中SO 向电极A 迁移
D．膜B 是过滤膜，阻止阳极泥及杂质进入阴极区
8．工业上电解NaHSO4溶液制备Na2S2O8。电解时，阴极材料为Pb；阳极(铂电极)电极反应式为2HSO－2e
－===S2O＋2H＋。下列说法正确的是( )
A．阴极电极反应式为Pb＋HSO－2e－===PbSO4＋H＋
B．阳极反应中S 的化合价升高
C．S2O 中既存在非极性键又存在极性键
D．可以用铜电极作阳极
9．利用电解法将CO2转化为CH4的原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．电解过程中，H＋由a 极区向b 极区迁移
B．电极b 上反应为CO2＋8HCO－8e－===CH4＋8CO＋2H2O
C．电解过程中化学能转化为电能
D．电解时Na2SO4溶液浓度保持不变
10．如图，
都是惰性电极，
为电源电极．接通电源一段时间后，
极液体颜
色变深[
胶体粒子带正电荷]．
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（1）若用甲醇碱性燃料电池作电源，则
为________极，其电极反应式为_________________．
（2）若甲中装有
硫酸铜溶液，工作一段时间后，当硫酸铜恰好完全被消耗时，停止通
电，此时测得溶液
___________（假设溶液体积不变）．
（3）欲用丙装置给铁件镀铜，则
为___________（填“
”或“
”）片；阴极反应式为
_______________________；反应一段时间后（用甲醇碱性燃料电池作电源）铁制品质量增加
，理论
上消耗甲醇的物质的量为____________________．
1．粗铜中含有锌、铁、金、银等杂质，通过电解法将其精炼，下列说法不正确的是
A．粗铜与电源的正极相连发生氧化反应：Cu-2e－= Cu2+
B．精铜作为阴极材料，不参与电极反应，电解过程中逐渐变粗
C．用CuSO4作电解质溶液，电解过程中CuSO4溶液浓度略减小
D．锌、铁、金、银等杂质沉积在阳极周围，成为阳极泥
2．用电解法制备高纯金属铬和硫酸的原理如图所示。下列说法正确的是
A．b 为直流电源的负极
B．A 膜是阳离子交换膜，B 膜是阴离子交换膜
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C．阴极电极反应式为2H++2e-=H2↑
D．若有1 mol 离子通过A 膜，理论上阳极生成0.5 mol 气体
3．1807 年化学家戴维电解熔融氢氧化钠制得钠：4NaOH(熔融)=====O2↑＋4Na↑＋2H2O；后来盖·吕萨克
用铁与熔融氢氧化钠作用也制得钠：3Fe＋4NaOH===Fe3O4＋2H2↑＋4Na↑。下列有关说法正确的是( )
A．戴维法制钠，阳极的电极反应式为Na＋＋e－===Na↑
B．盖·吕萨克法制钠原理是利用铁的金属性比钠的强
C．若用戴维法与盖·吕萨克法制得等量的钠，两方法转移的电子总数相等
D．还可以用电解熔融氯化钠法制钠
4．Zn−CO2水介质电池通过放电获取储氢物质甲酸。电池示意图如图，电极为金属锌和选择性催化材料。
下列说法错误的是
A．充电时，a 电极反应为Zn(OH)
+ 2e- = Zn + 4OH-
B．充电时，b 电极反应为2H2O - 4e- = 4H+ + O2 ↑
C．放电时，总反应 2CO2 + 2H2O = 2HCOOH + O2
D．放电时，标况下22.4L CO2转化为HCOOH，转移的电子数为2NA
5.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( )
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 溶液从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
6．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。
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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
7．某大学科研团队，在光电催化体系中，利用双极膜处理烟气中的SO2，工作原理如下图所示，O2在电极
上生成一种具有强氧化性的羟基自由基(
)，
下列有关说法错误的是( )
A．该装置把电能和光能转化成化学能
B．阳极电极反应式：SO2-2e-+4OH-= SO4
2-+2H2O
C．该装置处理标准状况下5.6LSO2时，有0.25 mol H+透过膜a
D．该装置中总反应方程式：2SO2+O2+2H2O
2 H2SO4
8．某同学模拟氯碱工业生产组装了如图所示的电化学装置，电极材料I～IV 均为石墨，闭合K 后，下列叙
述不正确的是
A．电流流动方向：电极IV→I
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B．电极II 电极反应式：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
C．电极IV 附近溶液的碱性增强
D．右池的隔膜在实际生产中只允许阴离子通过
9． 2020 年《科学》报道科研人员研发了一种将乙烯高效转化为环氧乙烷的电化学合成方法，工作原理如
图。电解结束后，将阴阳极电解液输出混合，便可生成环氧乙烷。下列说法错误的是( )
A．泡沫镍电极为电解池的阳极
B．铅箔电极的电极反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C．甲室中发生了取代反应
D．反应I 的离子方程式为
+OH-→
+Cl-+H2O
10．环氧乙烷(
，简称EO)是一种重要的工业原料和消毒剂。由乙烯经电解制备EO 的原
理示意图如下。
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(1)①阳极室产生Cl2后发生的反应有：_______、CH2=CH2+HClO→HOCH2CH2Cl。
②结合电极反应式说明生成溶液a 的原理_______。
(2)一定条件下，反应物按一定流速通过该装置。
电解效率η 和选择性S 的定义：
η(B)=
×100%
S(B)=
×100%
①若η(EO)=100%，则溶液b 的溶质为_______。
②当乙烯完全消耗时，测得η(EO)≈70%，S(EO)≈97%，推测η(EO)≈70%的原因：
I.阳极有H2O 放电
II.阳极有乙烯放电
III.阳极室流出液中含有Cl2和HClO
……
i.检验电解产物，推测I 不成立。需要检验的物质是_______。
ii.假设没有生成EO 的乙烯全部在阳极放电生成CO2，η(CO2)≈_______%。经检验阳极放电产物没有
CO2。
iii.实验证实推测III 成立，所用试剂及现象是_______。
可选试剂：AgNO3溶液、KI 溶液、淀粉溶液、品红溶液。
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