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考点19 电解池
(核心考点精讲精练)
一、3 年真题考点分布
考点内容
考题统计
电解原理
2023 浙江1 月选考11 题，3 分；2023 辽宁卷7 题，3 分；2022 广东卷
10 题，2 分；2022 北京卷13 题，3 分；2021 海南卷9 题，4 分；2021
天津卷11 题，3 分；
电解原理综合应用
2023 湖北卷10 题，3 分；2023 全国甲卷13 题，6 分；2023 浙江6 月
选考13 题，3 分；2023 北京卷5 题，3 分；2023 广东卷13 题，4 分；
2023 广东卷16 题，4 分；2022 重庆卷12 题，4 分；2022 海南卷9
题，4 分；2022 湖北卷14 题，3 分；2022 湖南卷8 题，3 分；2022 浙
江1 月选考21 题，2 分；2022 浙江6 月选考21 题，2 分；2021 全国
甲卷13 题，6 分；2021 广东卷16 题，4 分；2021 湖北卷15 题，3
分；2021 辽宁卷13 题，3 分；
二、命题规律及备考策略
【命题规律】
从近三年高考试题来看，电解的原理和应用是历年高考热点，主要在选择题中电化学题、工艺流程题、
原理综合题中出现。主要包含金属的精炼、氯碱工业、活泼金属的制取、有关电解产物的判断和计算等内
容。必须熟悉微粒在各种电极上的放电次序，这样才能准确地判断出相关的电解产物，然后进行有关的计
算。有关电解的计算通常可根据电解方程式或电极反应式列比例求解或是利用各电极、线路中转移的电子
数目守恒列等式求解。
【备考策略】
备考时注重实物图分析、新型电解装置分析，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。关注氯碱工业、电镀和粗铜的电解精炼等，
通过新的电解装置的应用，能对与化学有关的热点问题作出正确的价值判断，能参与有关化学问题的社会
实践。
【命题预测】
预测2024 年高考仍会考查电解原理在实际化工生产中的应用，结合物质制备、分离和提纯等知识综合
考查，涉及电极反应式的书写、物质的提纯操作以及电极反应产物的判断等。能多角度、动态地分析电解
池中发生的反应，掌握好放电顺序，总结好电解规律，对于设题方式多且灵活多变的实物图分析问题，应
加以关注。
1
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考法
1
电解池的工作原理
1．电解和电解池
(1)电解：在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。
(2)电解池：电能转化为化学能的装置。
(3)电解池的构成
①有与电源相连的两个电极。
②电解质溶液(或熔融电解质)。
③形成闭合回路。
2．电解池的工作原理
(1)电极名称及电极反应式(电解CuCl2溶液为例)
总反应式：CuCl2=====Cu＋Cl2↑
(2)电子和离子的移动方向
①电子：从电源负极流出后，流向电解池阴极；从电解池的阳极流出后流向电源的正极。
②离子：阳离子移向电解池的阴极，阴离子移向电解池的阳极。
3．阴阳两极上放电顺序
(1)阴极：(与电极材料无关)。氧化性强的先放电，放电顺序：
(2)阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。
若是惰性电极作阳极，放电顺序为
注意：①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。②
最常用、最重要的放电顺序为阳极：Cl－>OH－；阴极：Ag＋>Cu2＋>H＋。③电解水溶液时，K＋～Al3＋不可
能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al 等金属。
4．“五类”依据判断电解池电极
判断依据
电极
电极材料
电极反应
电子流向
离子移向
电极现象
阳极
与电源正极相连
氧化反应
流出
阴离子移向
电极溶解或
2
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pH 减小
阴极
与电源负极相连
还原反应
流入
阳离子移向
电极增重或
pH 增大
5．电化学综合计算的三种常用方法
(1)根据总反应式计算
先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。
(2)根据电子守恒计算
①用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电
子数相等。
②用于混合溶液中电解的分阶段计算。
(3)根据关系式计算
根据得失电子守恒定律建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。
如以通过4 mol e－为桥梁可构建如下关系式：
(式中M 为金属，n 为其离子的化合价数值)
该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的
电化学计算问题。
1．惰性电极电解电解质溶液的产物判断(图示)
2．“串联”类装置的解题流程
3
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请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程( )
(2)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现( )
(3)直流电源跟电解池连接后，电子从电源负极流向电解池阳极( )
(4)电解稀硫酸制H2、O2时，可用不活泼的铜做阳极( )
(5)电解CuCl2溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色( )
(6)电解盐酸、硫酸等溶液，H＋放电，溶液的pH 均增大( )
(7)电解时，电子的移动方向为：电源负极→阴极→阳极→电源正极( )
(8)电解盐酸、硫酸等溶液，H＋放电，溶液的pH 逐渐增大( )
(9)用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，加入Cu(OH)2可使电解质溶液恢复到电解前的情况( )
答案：(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)× (7)× (8)× (9)×
例1 (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( )
A．b 端电势高于a 端电势
B．理论上转移2mol e-生成4 gH2
4
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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。
例2 (2022·浙江省6 月选考)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( )
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
【答案】C
【解析】A 项，由电解示意图可知，电极B 上Mn2+转化为了MnO2，锰元素化合价升高，失电子，则
电极B 为阳极，电极A 为阴极，得电子，发生还原反应，A 正确；B 项，由电解示意图可知，电极B 上
Mn2+失电子转化为了MnO2，电极反应式为：2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+，B 正确；C 项，电极A 为阴极，
LiMn2O4得电子，电极反应式为：2LiMn2O4+6e-+16H+=2Li++4Mn2++8H2O，依据得失电子守恒，电解池总反
应为：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，反应生成了Mn2+，Mn2+浓度增大，C 错误；D 项，电解池
总反应为：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，电解结束后，可通过调节溶液pH 将锰离子转化为沉
淀除去，然后再加入碳酸钠溶液，从而获得碳酸锂，D 正确；故选C。
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对点1 电解饱和食盐水，若生成4 mol 的NaOH，(a 为饱和食盐水)，下列说法正确的是( )
A．在X 极生成2 mol Cl2 B．在X 极生成2 mol H2
C．在Y 极生成4 mol Cl2 D．NaOH 在Y 极生成
【答案】B
【解析】由装置图可知Y 为电解池的阳极，电极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，X 为阴极，电极反应为：
2H ＋＋2e －===H2↑。A 项，X 电极为阴极，生成的是氢气，错误；B 项，由总反应方程式2NaCl＋
2H2O=====H2↑＋Cl2↑＋2NaOH 知，生成4 mol 的NaOH，同时生成2 mol H2，正确；C 项，Y 电极为电解
池阳极，由总反应方程式2NaCl＋2H2O=====H2↑＋Cl2↑＋2NaOH 可知，生成4 mol 的NaOH，同时生成氯
气2 mol，错误；D 项，阴极附近氢离子放电促进水电离，溶液中氢氧根离子浓度增大，NaOH 在X 极生成，
错误。
对点2 用石墨做电极，电解稀Na2SO4溶液的装置如图所示，通电后在石墨电极A 和B 附近分别滴
加一滴石蕊溶液。下列有关叙述正确的是( )
A．逸出气体的体积：A 电极＜B 电极
B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体
C．A 电极附近呈红色，B 电极附近呈蓝色
D．电解一段时间后，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
【答案】D
【解析】SO、OH－移向B 电极，在B 电极OH－放电，产生O2，B 电极附近c(H＋)＞c(OH－)，石蕊溶液
变红，Na＋、H＋移向A 电极，在A 电极H＋放电产生H2，A 电极附近c(OH－)＞c(H＋)，石蕊溶液变蓝，C 项
错误、D 项正确；A 电极产生的气体体积大于B 电极，A 项错误；两种气体均为无色无味的气体，B 项错
误。
考法
2
电解原理的运用
(1)电解饱和食盐水
①电极反应：阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应)
阴极：2H＋＋2e－===H2↑(还原反应)
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②总反应方程式：
2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
离子方程式：2Cl－＋2H2O=====2OH－＋H2↑＋Cl2↑
③应用：氯碱工业制烧碱、氯气和氢气。
(2)电镀和电解精炼铜
电镀(Fe 上镀Cu)
电解精炼铜
阳
极
电极材料
镀层金属铜
粗铜(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au 等杂质)
电极反应
Cu－2e－===Cu2＋
Cu－2e－===Cu2＋，Zn－2e－===Zn2＋，Fe－2e－
===Fe2＋，Ni－2e－===Ni2＋
阴
极
电极材料
待镀金属Fe
纯铜
电极反应
Cu2＋＋2e－===Cu
电解质溶液
含Cu2＋的盐溶液
电解精炼铜时，粗铜中的Ag、Au 等不反应，沉积在电解池底部形成阳极泥
(3)电冶金
利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al 等。
总方程式
阳极、阴极反应式
冶炼钠
2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑
2Cl－－2e－===Cl2↑，2Na＋＋2e－===2Na
冶炼镁
MgCl2(熔融)=====Mg＋Cl2↑
2Cl－－2e－===Cl2↑，Mg2＋＋2e－===Mg
冶炼铝
2Al2O3(熔融)=====4Al＋3O2↑
6O2－－12e－===3O2↑，4Al3＋＋12e－
===4Al
三”步完胜电极反应式的书写
请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
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(1)在镀件上电镀铜时，也可以用惰性材料做阳极，用硫酸铜溶液做电解液( )
(2)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料( )
(3)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)均保持不变( )
(4)电解冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3，也可以电解MgO 和AlCl3( )
(5)电解精炼时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料( )
(6)用Zn 做阳极，Fe 做阴极，ZnCl2做电解质溶液，由于放电顺序H＋>Zn2＋，不可能在铁上镀锌( )
(7)用铜做阴极，石墨做阳极，电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑( )
(8)粗铜精炼时，与电源正极相连的应是粗铜，该极发生的电极反应只有Cu－2e－===Cu2＋( )
(9)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)均保持不变( )
(10)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料( )
(11)电解冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3，也可以电解MgO 和AlCl3( )
(12)电解精炼时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料( )
(13)用Zn 作阳极，Fe 作阴极，ZnCl2作电解质溶液，由于放电顺序H＋>Zn2＋，不可能在铁上镀锌( )
答案：(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)√ (8)× (9)× (10)× (11)× (12)√ (13)×
例1 (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-
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
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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。
例2 (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-
【答案】C
【解析】A 项，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，故A 正确；B 项，
装置a 中溶液的溶质为NaHCO3，溶液显碱性，说明HCO3
-的水解程度大于电离程度，故B 正确；C 项，装
置a 中NaHCO3溶液的作用是吸收SO2气体，CO2与NaHCO3溶液不反应，不能吸收CO2，故C 错误；D 项，
由电解池阴极和阳极反应式可知，装置b 中总反应为SO3
2-+CO2+H2O
电
解HCOOH+SO4
2-，故D 正确；故选
C。
对点1 电化学原理在工业生产中发挥着巨大的作用。Na2FeO4是制造高铁电池的重要原料，同时也是
一种新型的高效净水剂。在工业上通常利用如图装置生产Na2FeO4，下列说法正确的是( )
A．阳极的电极反应式为Fe+8OH--6e-=FeO4
2-+4H2O
B．右侧的离子交换膜为阳离子交换膜
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C．阴极区a%>b%
D．阴极产生的气体是氧气
【答案】A
【解析】A 项，由图所示，Fe 为阳极，故发生氧化反应生成FeO4
2-，电极反应式为Fe+8OH--6e-=FeO4
2-
+4H2O，A 正确；B 项，阳极反应消耗阴离子氢氧根离子，向右侧阳极移动，故右侧交换膜为能使阴离子
通过的阴离子交换膜，B 错误；C 项，阴极区水被电解产生H2和OH-，故产出的NaOH 浓度变大，
a%<b%，C 错误；D 项，阴极区为水被电解发生还原反应得到电子，生成氢气，D 错误；故选A。
对点2 某二氧化氯复合消毒剂发生器的工作原理如图所示。通电后，产生成分为ClO2、Cl2、O3、
H2O2的混合气体甲，被水吸收后可制得具有更强的广谱杀菌灭毒能力的二氧化氯复合消毒剂。下列说法正
确的是( )
A．m 端为电源正极，隔膜为阴离子交换膜
B．产生ClO2的电极反应式为Cl-+5e-+2H2O=ClO2↑+4H+
C．通电后d 口所在极室pH 升高，e 口排出NaOH 溶液
D．标准状况下，b 口每收集到2.24 L 气体乙，电路中转移电子0.4NA
【答案】C
【解析】左室中氯元素化合价升高，发生氧化反应，为阳极室，故m 为电源的正极，n 为电源的负极，
右室发生还原反应，水放电生成氢气与氢氧根离子，离子交换膜为阳离子交换膜，左室中的钠离子通过离
子交换膜进入右室，溶液丙为NaOH 溶液。A 项，左室中氯元素化合价升高，发生氧化反应，为阳极室，
故m 为电源的正极，n 为电源的负极，右室发生还原反应，水放电生成氢气与氢氧根离子，离子交换膜为
阳离子交换膜，故A 错误；B 项，Cl-转化为ClO2发生氧化反应，应是失去电子，故B 错误；C 项， 右室
是水放电生成氢气与氢氧根离子，右室pH 升高，左室中的钠离子通过离子交换膜进入右室，e 口排出
NaOH 溶液，故C 正确；D 项，标准状况下，b 口每收集到2.24 L(0.1mol)气体乙，电路中转移电子0.2NA，
故选C。
1．(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
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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。
2．(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
11
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【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。
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( )
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)
【答案】C
【解析】由图可知，该装置为电解池，与直流电源正极相连的IrOx-Ti 电极为电解池的阳极，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2H2O-4e—=O2↑+4H+，铜电极为阴极，酸性条件
下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，电极反应式为2CO2+12H+
+12e−=C2H4+4H2O、2CO2+12H++12e−=C2H5OH+3H2O，电解池工作时，氢离子通过质子交换膜由阳极室进
入阴极室。A 项，析氢反应为还原反应，应在阴极发生，即在铜电极上发生，故A 错误；B 项，离子交换
膜为质子交换膜，只允许氢离子通过，Cl-不能通过，故B 错误；C 项，铜电极为阴极，酸性条件下二氧化
碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，电极反应式有2CO2+12H++12e−=C2H4+4H2O，故C 正
确；D 项，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2H2O-4e—=O2↑+4H+，每转移
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1mol 电子，生成0.25molO2，在标况下体积为5.6L，故D 错误；故选C。
4．(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
【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。
5．(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( )
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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
【答案】B
【解析】由信息大电流催化电解KNO3溶液制氨可知，在电极a 处KNO3放电生成NH3，发生还原反应，
故电极a 为阴极，电极方程式为NO3
- +8e－+7H2O= NH3·H2O+9OH-，电极b 为阳极，电极方程式为4OH--4e
－=O2↑＋2H2O，“卯榫”结构的双极膜中的H＋移向电极a，OH－移向电极b。A 项，由分析中阴阳极电极
方程式可知，电解总反应为KNO3+3H2O= NH3·H2O+2O2↑+KOH，故A 正确；B 项，每生成1mol
NH3·H2O，阴极得8mol e－，同时双极膜处有8mol H+进入阴极室，即有8mol 的H2O 解离，故B 错误；C 项，
电解过程中，阳极室每消耗4mol OH-，同时有4mol OH-通过双极膜进入阳极室，KOH 的物质的量不因反
应而改变，故C 正确；D 项，相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构具有更大的膜面积，有利于H2O 被催
化解离成H+和OH-，可提高氨生成速率，故D 正确；故选B。
6．(2022•广东选择性考试，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
【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。
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。
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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
【答案】C
【解析】A 项，惰性电极2，Br-被氧化为Br2，惰性电极2 为阳极，故A 正确；B 项，WO4
2-/WO5
2-循环
反应，反应前后WO4
2-/WO5
2-数量不变，故B 正确；C 项，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 项，外电路通过1mol 电子，生成0.5molH2O2，H2O2最终生成水，
根据氧原子守恒，可得到1mol 水，故D 正确；故选C。
8．(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
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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。
9．(2022•海南省选择性考试，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
【答案】A
【解析】由装置可知，b 电极的N2转化为NH3，N 元素的化合价降低，得到电子发生还原反应，因此
b 为阴极，电极反应式为N2+3H2O+6e-=2NH3+3O2-，a 为阳极，电极反应式为2O2-+4e-=O2。A 项，由分析可
得，b 电极上N2转化为NH3，N 元素的化合价降低，得到电子发生还原反应，即N2被还原，A 正确；B 项，
a 为阳极，若金属Ag 作a 的电极材料，则金属Ag 优先失去电子，B 错误；C 项，改变工作电源的电压，
反应速率会加快，C 错误；D 项，电解过程中，阴极电极反应式为N2+3H2O+6e-=2NH3+3O2-，阳极电极反
应式为2O2-+4e-=O2，因此固体氧化物电解质中O2-不会改变，D 错误；故选A。
10．(2022•湖北省选择性考试，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( )
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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
【答案】D
【解析】A 项，石墨电极发生反应的物质：P4→Li[P(CN)2]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：P4+8CN--4e-=4[P(CN)2]-，则生成1 mol Li[P(CN)2]，理论上外电路需要转移1
mol 电子，A 错误；B 项，阴极上发生还原反应，应该得电子，P4+8CN--4e-=4[P(CN)2]-为阳极发生的反应，
B 错误；C 项，石墨电极：P4→Li[P(CN)2]发生氧化反应，为阳极，铂电极为阴极，CN-应该向阳极移动，
即移向石墨电极，C 错误；D 项，由所给图示可知HCN 在阴极放电，产生CN-和H2，而HCN 中的H 来自
LiOH，则电解产生的H2中的氢元素来自于LiOH，D 正确；故选D。
11．(2022•湖南选择性考试，8)海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如下。
下列说法错误的是( )
A．海水起电解质溶液作用
B．N 极仅发生的电极反应：2H2O+2e-=2OH-+H2↑
C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
D．该锂-海水电池属于一次电池
【答案】C
【解析】锂海水电池的总反应为2Li+2H2O═2LiOH+H2↑， M 极上Li 失去电子发生氧化反应，则M 电
极为负极，电极反应为Li-e-=Li+，N 极为正极，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑。A 项，海水中含有丰富
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的电解质，如氯化钠、氯化镁等，可作为电解质溶液，故A 正确；B 项，N 为正极，电极反应为2H2O+2e-
=2OH-+H2↑，故B 正确；C 项，Li 为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li 反应，但不能
传导离子，故C 错误；D 项，该电池不可充电，属于一次电池，故D 正确；故选C。
12．(2022·浙江省1 月选考，21)pH 计是一种采用原电池原理测量溶液pH 的仪器。如图所示，以玻璃
电极(在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HCl 溶液，并插入Ag—AgCl 电极)和另一Ag—AgCl 电极插入待
测溶液中组成电池，pH 与电池的电动势E 存在关系：pH=(E-常数)/0.059。下列说法正确的是( )
A．如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极反应式为：AgCl(s)+e-=Ag(s)+Cl(0.1mol·L-1)
B．玻璃膜内外氢离子浓度的差异不会引起电动势的变化
C．分别测定含已知pH 的标准溶液和未知溶液的电池的电动势，可得出未知溶液的pH
D．pH 计工作时，电能转化为化学能
【答案】C
【解析】A 项，如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极为负极、负极发生氧化反应而不是还原反
应，A 错误；B 项，已知：pH 与电池的电动势E 存在关系：pH=(E-常数)/0.059，则玻璃膜内外氢离子浓度
的差异会引起电动势的变化，B 错误；C 项，pH 与电池的电动势E 存在关系：pH=(E-常数)/0.059，则分别
测定含已知pH 的标准溶液和未知溶液的电池的电动势，可得出未知溶液的pH，C 正确；D 项，pH 计工作
时，利用原电池原理，则化学能转化为电能，D 错误；故选C。
13．(2022·浙江省6 月选考，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( )
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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
【答案】C
【解析】A 项，由电解示意图可知，电极B 上Mn2+转化为了MnO2，锰元素化合价升高，失电子，则
电极B 为阳极，电极A 为阴极，得电子，发生还原反应，A 正确；B 项，由电解示意图可知，电极B 上
Mn2+失电子转化为了MnO2，电极反应式为：2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+，B 正确；C 项，电极A 为阴极，
LiMn2O4得电子，电极反应式为：2LiMn2O4+6e-+16H+=2Li++4Mn2++8H2O，依据得失电子守恒，电解池总反
应为：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，反应生成了Mn2+，Mn2+浓度增大，C 错误；D 项，电解池
总反应为：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，电解结束后，可通过调节溶液pH 将锰离子转化为沉
淀除去，然后再加入碳酸钠溶液，从而获得碳酸锂，D 正确；故选C。
14．(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(
)
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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
【答案】D
【解析】该装置通电时，乙二酸被还原为乙醛酸，因此铅电极为电解池阴极，石墨电极为电解池阳极，
阳极上Br-被氧化为Br2，Br2将乙二醛氧化为乙醛酸，双极膜中间层的H+在直流电场作用下移向阴极，OH-
移向阳极。A 项，KBr 在上述电化学合成过程中除作电解质外，同时还是电解过程中阳极的反应物，生成
的Br2为乙二醛制备乙醛酸的中间产物，故A 错误；B 项，阳极上为Br-失去电子生成Br2，Br2将乙二醛氧
化为乙醛酸，故B 错误；C 项，电解过程中阴阳极均生成乙醛酸，1mol 乙二酸生成1mol 乙醛酸转移电子
为2mol，1mol 乙二醛生成1mol 乙醛酸转移电子为2mol，根据转移电子守恒可知每生成1mol 乙醛酸转移
电子为1mol，因此制得2mol 乙醛酸时，理论上外电路中迁移了2mol 电子，故C 错误；D 项，由上述分析
可知，双极膜中间层的H+在外电场作用下移向阴极，即H+移向铅电极，故D 正确；故选D。
15．(2021•广东选择性考试，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+
【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2H2O-4e-=O2↑+4H+，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Co2++2e-=Co，Ⅲ室中阴离子电荷数大于阳离子电荷数，氯离子过阴离子交换膜由Ⅲ室向Ⅱ室移动，
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电解的总反应的离子方程式为2Co2++2H2O
2 Co +O2↑+4H+。A 项，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 项，由分析可知，阴极生成
1mol 钴，阳极有1mol 水放电，则Ⅰ室溶液质量减少18g，故B 错误；C 项，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 项，由分析可知，电解的总反应的离子方程式为2Co2++2H2O
2 Co
+O2↑+4H+，故D 正确；故选D。
16．(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。
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( )
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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
【答案】B
【解析】A 项，根据图示可知：在b 电极上产生N2，N 元素化合价升高，失去电子，发生氧化反应，
所以b 电极为阳极，连接电源的正极，A 错误；B 项，电极a 上产生H2，H 元素化合价降低得到电子，发
生还原反应，所以a 电极为阴极，电极反应式为：2NH3+2e-=H2+2NH2
-，B 正确；C 项，电解过程中，阴极
附近产生NH2
-，使附近溶液中阴离子浓度增大，为维持溶液电中性，阳离子K+会向阴极区定向移动，最终
导致阴极附近K+浓度增大，C 错误；D 项，每反应产生1 mol H2，转移2 mol 电子，每反应产生1 mol N2，
转移6 mol 电子，故阴极产生H2与阳极产生的N2的物质的量的比是3:1，D 错误；故选B。
18．(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)
【答案】C
【解析】通电后石墨电极Ⅱ上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解，说明石墨电极Ⅱ为阳极，则电源b 为正极，
a 为负极，石墨电极Ⅰ为阴极。A 项， a 是电源的负极，故A 正确；B 项，石墨电极Ⅱ为阳极，通电一段
时间后，产生氧气和氢离子，所以向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出现红色，故B 正确；C 项，随着电
解的进行，铜离子在阴极得电子生成铜单质，所以CuCl2溶液浓度变小，故C 错误；D 项，当0.01mol
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Fe2O3完全溶解时，消耗氢离子为0.06mol，根据阳极电极反应式2H2O-4e-=4H++O2，产生氧气为
0.015mol，体积为336mL (折合成标准状况下)，故D 正确；故选C。
19．(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
【答案】C
【解析】由题干信息可知，M 极发生的是由Q
转化为
的过程，该过程
是一个还原反应，故M 极为阴极，电极反应为：
+2H2O+2e-=
+2OH-，故与
M 极相连的a 电极为负极，N 极为阳极，电极反应为：
-2e-=
+2H+，b 极为
电源正极。A 项，由分析可知，a 为电源负极，A 正确；B 项，由分析可知，根据电子守恒可知，溶液中Q
的物质的量保持不变，B 正确；C 项，由分析可知，整个过程CO2未被还原，CO2在M 极发生反应为
CO2+OH-=HCO3
-，C 错误；D 项，由题干信息可知，M 极上CO2发生反应为：CO2+OH-= HCO3
-被吸收，
HCO3
-向阳极移动，N 极上发生的反应为：HCO3
-+H+=H2O+CO2↑，故分离出的CO2从出口2 排出，D 正确；
故选C。
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