文档文本内容
3-1 电解原理
图示结合型：多数题目配有电解装置示意图，要求学生结合图示判断电极、反
应类型、离子移动方向等。
综合性强：常融合电极反应、离子迁移、电子转移、产物判断、定量计算等多
个知识点。
情境新颖：多采用高考真题或模拟题，情境真实，体现应用性，如固体电解
池、液氨电解、工业制备等。
选项干扰性强：常见“似是而非”的表述，需精准理解原理才能识别错误。
考查知识：
电解池基础：阳极/阴极的定义、反应类型（氧化/还原）、与电源的连接方式。
电极反应式：正确书写半反应式，包括电子转移和物质变化。
离子移动：阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动。
电子转移计算：根据电极反应计算电子转移与物质量的关系，应用法拉第定律。
浓度变化：电解过程中离子浓度的变化趋势。
特殊电解池：如固体电解池、非水电解液（如液氨）等。
考查能力：
分析能力：从图示和文本中提取关键信息，识别电解池组件。
推理能力：根据电极反应推断离子移动、浓度变化等。
计算能力：进行摩尔计算和气体体积计算（标准状况下）。
判断能力：识别错误选项，避免常见陷阱。
考查方式：
通过具体电解场景设置选项，测试对原理的理解和应用。
选项常涉及细节错误，如电极判断错误、反应式书写错误、离子移动方向错误等。
第一步 识别电解池组件：
确定电源正负极（如果给出）。
判断电解池的阳极和阴极：阳极连接电源正极，发生氧化反应；阴极连接电源负极，发生还原反
应。
第二步 分析电极反应：
根据电解液和电极材料，写出可能的电极反应式。
注意电子平衡和物质守恒，考虑电解质环境（酸性、碱性、熔融等）。
第三步 判断离子移动方向：
阴离子（如O²⁻、Cl⁻）向阳极移动。
阳离子（如H⁺、Na⁺、K⁺）向阴极移动。
第四步 计算电子转移：
根据电极反应式，计算电子转移与物质量的关系。
使用法拉第定律（1 mol e⁻ ≈ 96485 C）进行定量计算。
第五步 验证选项：
逐个检查选项，确保与原理一致。
注意常见错误点，如电极反应式错误、离子移动方向错误、计算单位错误等。
电解池基础：
电解池将电能转化为化学能。
阳极：发生氧化反应，连接电源正极。
阴极：发生还原反应，连接电源负极。
电极反应式书写：
阳极：物质失去电子，氧化数升高（如：2O²⁻ → O₂ + 4e⁻）。
阴极：物质得到电子，氧化数降低（如：2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻）。
注意电解质环境的影响（如酸性条件下H⁺参与反应，碱性条件下OH⁻参与反应）。
离子移动：
阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动。
在固体电解池中，离子通过固体电解质迁移。
电子转移计算：
根据电极反应，1 mol e⁻对应特定物质的量（如：生成1 mol H₂ 需要2 mol e⁻）。
标准状况下气体体积计算：V = n × 22.4 L/mol。
特殊电解池：
固体电解池：离子在固体中移动，电极反应可能涉及气体（如H₂O 电解）。
非水电解液：如液氨，存在电离平衡（2NH₃ ⇌ NH₄⁺ + NH₂⁻），影响电极反应。
电极判断错误：混淆阳极和阴极，或误判电源连接方式（如将阳极误连负极）。
电极反应式错误：写错反应物或产物（如忽略电子平衡或物质状态）。
离子移动方向错误：记错阴离子和阳离子的移动方向（如认为O²⁻向阴极移动）。
电子转移计算错误：忽略反应计量比（如生成O₂ 和H₂ 的电子转移数不同）。
浓度变化错误：误判电解过程中离子浓度的变化（如认为阴极区阳离子浓度一定减小）。
图示误解：从图中错误提取信息（如误读电极材料或离子路径）。
单位换算错误：在计算气体体积时，未将摩尔转换为标准状况下的体积。
【典例】
【审题】
1．（2024·甘肃·高考真题）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
【解析】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
1.
读题与识图：题目描述固体电解池工作
原理，图示显示电极1 和电极2 均为多
孔结构。电极1 上H₂O(g)转化为H₂(g)，
电极2 上O²⁻转化为O₂(g)。
2.
判断电极：
o
电极1：H₂O 得电子生成H₂，发
生还原反应 → 阴极。
o
电极2：O²⁻失电子生成O₂，发
生氧化反应 → 阳极。
3.
分析选项：
o
A 项：电极1 的多孔结构能增大
接触面积 → 正确，多孔结构增
加反应界面。
o
B 项：电极2 是阴极 → 错误，
电极2 是阳极，反应应为2O²⁻ -
4e⁻ → O₂。
o
C 项：O²⁻从电极1 迁移到电极2
→ 正确，阴离子向阳极（电极
+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
。
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-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。
2）移动。
o
D 项：提供2 mol e⁻能分解1 mol
H₂O → 正确，总反应2H₂O →
2H₂ + O₂，转移4 mol e⁻。
4.
结论：B 项错误，答案为B。
关键点：正确判断电极性质是解题核心，避
免被“多孔结构”等细节干扰。
1．（2021·海南·高考真题）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
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．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．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：
，B 正确；C．电解过程中，阴极
附近产生
，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．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；选B。
2．（2021·天津·高考真题）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
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，据此解答。A．由分析可知，a 是电源的负极，故A 正确；B．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．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．当
完全溶解时，消耗氢离子为0.06mol，根据阳极电极反应式
，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。
3．（2025·重庆·三模）工业上以
为原料电解制备
的装置如图所示。下列说法错误的是
A．a 为光伏电池的正极
B．左侧电极上的电极反应为：
C．处得到的是
溶液，
处得到较浓的
溶液
D．若电解得到
，理论上产生气体
的质量为
【答案】D
【解析】根据Na+移动方向可知，a 为光伏电池的正极，b 为光伏电池的负极，左侧为阳极室，其电极反应
为：
，右侧为阴极室，其电极反应为2H2O+2e−=H2↑+2OH−，由阳极反应可
知，生成1mol HClO4电路中转移1mole-，由阴极反应可知，转移1mole-产生1gH2。A．根据分析，a
为光伏电池的正极，故A 正确；B．左侧为阳极室，其电极反应为：
，故B
正确；C．左侧阳极生成H+与ClO 结合为HClO4，故c 处得HClO4；右侧阴极H2O 得电子生成OH-，
Na+移向阴极，故d 处得浓NaOH，故C 正确；D．生成1mol HClO4，电路中转移1mole-，由阴极反应
可知，转移1mole-产生1gH2，故D 错误；故选：D。
4．（25-26 高二上·全国·课后作业）某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述错误的是
A．a 和b 不连接时，铁片上会有金属铜析出
B．a 和b 用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu2＋＋2e-=Cu
C．a 和b 分别连接足够电压的直流电源正、负极时，Cu2＋向铜电极移动
D．无论a 和b 是否用导线连接，铁片均溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色
【答案】C
【解析】A．a 和b 不连接时，铁和铜离子发生置换反应，所以铁片上有铜析出，A 正确；B．a 和b 连接
时，该装置构成原电池，铁作负极，铜作正极，正极上铜离子得电子发生还原反应，电极反应式为
Cu2++2e-═Cu，B 正确；C．a 和b 分别连接直流电源正、负极，在电解池中阳离子向负极移动，铜离
子向铁电极移动，C 错误；D．结合选项A、B，无论a 和b 是否连接，铁都失电子发生氧化反应，所
以铁都溶解，D 正确；故选C。
