文档文本内容
专题27 电解原理及其应用
考点
十年考情（2016-2025）
命题趋势
考点01 电解池
的工作原理
2025：湖南、全国卷、广东、河北、陕
晋青宁卷
2024：重庆、广东、甘肃、湖南、山东
2023：湖北、辽宁、浙江
2022：辽宁、海南
2021：江苏、海南、湖北、全国乙卷
2020：山东
2017：全国II 卷
2016：北京
注重考查学科核心知识 ：本专题重点考查
电解池的工作原理，如阴阳极的判
断、电极反应式的书写及溶液pH 的变
化、电极产物判断与计算等核心知
识。
强调知识的灵活运用与综合分析 ：电解原
理及其应用，是常见的高考题型之
一，题目通常以科学研究或者工业上
的电解操作为背景，以电解池的基本
原理为基础，考查考生的迁移运用能
力，题型为选择题。重点考向为借助
电解原理的应用(氯碱工业、粗铜的精
炼、电镀等）进行的工业实际问题如
新材料的制取等。复习备考时应注重
电解原理的实质，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。
考点02 电解原
理的应用
2025：湖北、云南、河南
2024：贵州、湖北、吉林
2023：重庆、广东、北京、浙江、湖
南、全国甲卷
2022：北京、天津、重庆、湖北、浙江
2021：辽宁、天津、广东、全国甲卷
2020：浙江、全国II 卷、浙江
2018：全国I 卷
2017：海南
2016：全国I 卷
1．（2025·湖南·高考真题）一种电化学处理硝酸盐产氨的工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．电解过程中，
向左室迁移
B．电解过程中，左室中
的浓度持续下降
C．用湿润的蓝色石蕊试纸置于b 处，试纸先变红后褪色
D．
完全转化为
的电解总反应：
【答案】B
【分析】由图可知，左侧发生
，N 元素化合价下降，则左侧是阴极区，右侧发生
，Cl 元素化合价上升，则右侧是阳极区，据此解答；
【详解】A．电解池中，阳离子向阴极移动，则，
向左室迁移，A 正确；
B．电解过程中，
先生成，再消耗，是中间产物，其浓度增大还是减小，取决于生成速率与消耗速率，
无法得出其浓度持续下降的结论，B 错误；
C．b 处生成氯气，与水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸能使蓝色石蕊试纸变红，次氯酸能使变红的试纸褪色，
故能看到试纸先变红后褪色，C 正确；
D．左侧阴极总反应是
，右侧阳极总反应是
，将两电极反
应相加即可得到总反应，D 正确；
故选B。
2．（2025·全国卷·高考真题）某研究小组设计如下电解池，既可将中性废水中的硝酸盐转化为氨，又可将
废塑料(PET)碱性水解液中的乙二醇转化为羟基乙酸盐，实现变废为宝。
知识点01 电解池的工作原理
电解时，下列说法错误的是
A．阳极区
下降
B．
从阴极区向阳极区迁移
C．阴极发生反应
D．阴极转化
，阳极将生成
【答案】D
【分析】根据图示，电解时，左侧电极连接电源负极，为阴极区，发生还原反应，电极反应式为：
；右侧电极连接电源正极，为阳极区，发生氧化反应，电极反应式为：
。
【详解】A．根据分析，阳极区消耗了
，
下降，A 正确；
B．阴极区生成了
，阳极区消耗了
，按照离子移动方向，
从阴极区通过阴离子交换膜向阳极
区迁移，B 正确；
C．根据分析阴极发生还原反应，电极反应式为：
，C 正确；
D．阴极转化
，转移
，此时阳极将生成
，D 错误；
故选D。
3．（2025·广东·高考真题）一种高容量水系电池示意图如图。已知：放电时，电极Ⅱ上
减少；电极
材料每转移1mol 电子，对应的理论容量为
。下列说法错误的是
A．充电时Ⅱ为阳极
B．放电时Ⅱ极室中溶液的pH 降低
C．放电时负极反应为：
D．充电时16gS 能提供的理论容量为
【答案】B
【分析】放电时，电极Ⅱ上
减少，说明MnO2转化为Mn2+，化合价降低，发生还原反应，为原电池
的正极，由于电解质溶液为MnSO4，故电解质应为酸性溶液，正极反应为：
；则电极Ⅰ为原电池负极，MnS 失去电子生成S 和Mn2+，负极反应为：
。
【详解】A．由分析可知，放电时电极Ⅱ为正极，故充电时电极Ⅱ为阳极，A 正确；
B．由分析可知，放电时电极Ⅱ为正极，正极反应为：
，反应消耗
，溶
液的pH 升高，B 错误；
C．由分析可知，放电时电极Ⅰ为原电池负极，负极反应为：
，C 正确；
D．根据放电时负极反应，可知充电时阴极反应为
，每消耗16gS，即0.5molS，转移
1mol 电子，据题意可知，能提供的理论容量为26.8A h
⋅，D 正确；
故选B。
4．（2025·河北·高考真题）科研工作者设计了一种用于废弃电极材料
再锂化的电化学装置，
其示意图如下：
已知：参比电极的作用是确定
再锂化为
的最优条件，不干扰电极反应。下列说法正确的是
A．
电极上发生的反应：
B．产生标准状况下
时，理论上可转化
的
C．再锂化过程中，
向
电极迁移
D．电解过程中，阳极附近溶液pH 升高
【答案】B
【分析】由装置图可知，该装置中有直流电源，为电解池，则
转化为
过程中，Co
元素化合价由
降为+3，
得电子发生还原反应，为阴极，电极反应式为
，Pt 电极为阳极，失电子，发生氧化反应，电极反应式为
，据此回答。
【详解】A．由分析知，
电极上发生的反应：
，A 错误；
B．由电极反应式可知，产生标准状况下5.6L(即0.25 mol)
时转移1 mol 电子，理论上转化
的
，B 正确；
C．
为阴离子，应向阳极移动，即向Pt 电极迁移，C 错误；
D．由阳极电极反应式可知，电解过程中，阳极产生
、消耗
，酸性增强，则阳极附近pH 降低，D
错误；
故选B。
5．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）我国科研人员采用图示的电解池，由百里酚(TY)合成了百里醌(TQ)。电
极b 表面的主要反应历程见图(灰球表示电极表面催化剂)，下列说法错误的是
A．电解时，
从右室向左室移动
B．电解总反应：
C．以
为原料，也可得到TQ
D．用
标记电解液中的水，可得到
【答案】D
【分析】电极b 发生TY→TQ，发生加氧去氢的反应，发生氧化反应，b 为阳极，a 为阴极，阴极上氢离子
得电子生成H2，以此解题。
【详解】A．电解时阳离子向阴极移动，H+从右室向左室移动，A 正确；
B．根据转化关系图可知，电极b 中TY 是反应物，TQ 是生成物，电极a 上H+得电子生成H2，总反应方程式
为：
，B 正确；
C．将TY(
)换成
为原料，仍然能够得到TQ(
)，C 正确；
D．根据右图可知，用
标记电解液中的水，可得到的
18O 在环上甲基的邻位上
，D 错
误；
答案选D。
6．（2024·重庆·高考真题）我国科研工作者研发了一种新型复合电极材料，可将
电催化转化为甲酸，
如图是电解装置示意图。下列说法正确的是
A．电解时电极N 上产生
B．电解时电极M 上发生氧化反应
C．阴、阳离子交换膜均有两种离子通过
D．总反应为
【答案】D
【分析】催化电极M 上二氧化碳得到电子发生还原反应和水生成甲酸根离子和氢氧根离子：
，甲酸根离子和氢氧根离子通过阴离子膜加入中间室，氢氧根离子和氢离子
生成水、甲酸根离子和氢离子生成甲酸，则M 是阴极，那么N 是阳极，阳极水失去电子发生氧化反应生成
氧气：
，氢离子通过阳离子膜进入中间室；
【详解】A．酸性条件下，电解时电极N 上水失去电子发生氧化反应生成氧气：
，A
错误；
B．催化电极M 上二氧化碳得到电子发生还原反应生成甲酸，B 错误；
C．由分析，阳离子交换膜有1 种离子通过，C 错误；
D．由分析，总反应为二氧化碳和水生成甲酸和氧气，D 正确；
故选D。
7．（2024·广东·高考真题）一种基于氯碱工艺的新型电解池(下图)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，
下列说法不正确的是
A．阳极反应：
B．阴极区溶液中
浓度逐渐升高
C．理论上每消耗
，阳极室溶液减少
D．理论上每消耗
，阴极室物质最多增加
【答案】C
【分析】左侧电极为阴极，发生还原反应，
在碱性条件下转化为Fe，从而实现冶铁，电极反应为：
；右侧电极为阳极，溶液为饱和食盐水，
放电产生氯气，电极反应为：
；中间为阳离子交换膜，
由阳极向阴极移动。
【详解】A．由分析可知，阳极反应为：
，A 正确；
B．由分析可知，阴极反应为：
，消耗水产生
，阴极区溶液中
浓
度逐渐升高，B 正确；
C．由分析可知，理论上每消耗
，转移6mol 电子，产生3mol
，同时有6mol
由阳极转移
至阴极，则阳极室溶液减少
，C 错误；
D．由分析可知，理论上每消耗
，转移6mol 电子，有6mol
由阳极转移至阴极，阴极室物质
最多增加
，D 正确；
故选C。
8．（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
【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
。
【详解】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。
9．（2024·湖南·高考真题）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：
。
【详解】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。
10．（2024·山东·高考真题）以不同材料修饰的
为电极，一定浓度的
溶液为电解液，采用电解和催
化相结合的循环方式，可实现高效制
和
，装置如图所示。下列说法错误的是
A．电极a 连接电源负极
B．加入Y 的目的是补充
C．电解总反应式为
D．催化阶段反应产物物质的量之比
【答案】B
【分析】电极b 上Br-发生失电子的氧化反应转化成
，电极b 为阳极，电极反应为Br- -6e-+3H2O=
+6H+；则电极a 为阴极，电极a 的电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-；电解总反应式为Br-+3H2O
+3H2↑；催化循环阶段
被还原成Br-循环使用、同时生成O2，实现高效制H2和O2，即Z 为O2。
【详解】A．根据分析，电极a 为阴极，连接电源负极，A 项正确；
B．根据分析电解过程中消耗H2O 和Br-，而催化阶段
被还原成Br-循环使用，故加入Y 的目的是补充
H2O，维持NaBr 溶液为一定浓度，B 项错误；
C．根据分析电解总反应式为Br-+3H2O
+3H2↑，C 项正确；
D．催化阶段，Br 元素的化合价由+5 价降至-1 价，生成1molBr-得到6mol 电子，O 元素的化合价由-2 价升
至0 价，生成1molO2失去4mol 电子，根据得失电子守恒，反应产物物质的量之比n(O2) ∶n(Br-)=6 4=3 2
∶
∶，D
项正确；
答案选B。
11．（2023·湖北·高考真题）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
生成且KOH 溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为
。下列说法错误的
是
A．b 电极反应式为
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
【答案】D
【分析】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↑，据此解答。
【详解】A．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．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．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1molH2要消耗1molH2O，生成H2的速率为
，则补水的速率也应是
，故D 错误；
答案选D。
12．（2023·辽宁·高考真题）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
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
【分析】根据图示，钛网上海水中Cl-、H2O 发生失电子的氧化反应生成HClO、O2，钛网为阳极，电极反应
式为Cl-+H2O-2e-=HClO+H+，钛箔上生成H2，钛箔上生成H2的电极反应为2H++2e-=H2↑，钛箔为阴极，高选
择性催化剂PRT 可抑制O2产生，电解的主要总反应为Cl-+2H2O
HClO+H2↑+OH-，以此解题。
【详解】A．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．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
生成
，B 错误；
C．由分析可知，电解的主要总反应为Cl-+2H2O
HClO+H2↑+OH-，电解后海水中OH-浓度增大，pH 上升，
C 错误；
D．由图可知，阳极上的电极反应为：
，D 正确；
故选D。
13．（2023·浙江·高考真题）在熔融盐体系中，通过电解
和
获得电池材料
，电解装置如图，
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：
C．该体系中，石墨优先于
参与反应
D．电解时，阳离子向石墨电极移动
【答案】C
【分析】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，
和
获得电子产生电池材料
，电极反应为
。
【详解】A．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，选项A 错误；
B．电极A 的电极反应为
，选项B 错误；
C．根据图中信息可知，该体系中，石墨优先于
参与反应，选项C 正确；
D．电解池中石墨电极为阳极，阳离子向阴极电极A 移动，选项D 错误；
答案选C。
14．（2022·辽宁·高考真题）如图，c 管为上端封口的量气管，为测定乙酸溶液浓度，量取
待测样
品加入b 容器中，接通电源，进行实验。下列说法正确的是
A．左侧电极反应：
B．实验结束时，b 中溶液红色恰好褪去
C．若c 中收集气体
，则样品中乙酸浓度为
D．把盐桥换为U 形铜导线，不影响测定结果
【答案】A
【分析】本装置为电解池，左侧阳极析出氧气，右侧阴极析出氢气，据此分析解题。
【详解】A．左侧阳极析出氧气，左侧电极反应：
，A 正确；
B．右侧电极反应2CH3COOH+2e-=H2
+2CH3COO-，反应结束时溶液中存在CH3COO-，水解后溶液显碱性，故
溶液为红色，B 错误；
C．若c 中收集气体
，若在标况下，c 中收集气体的物质的量为0.5×10-3mol，转移电子量为0.5×10-
3mol×4=2×10-3mol，故产生氢气：1×10-3mol，则样品中乙酸浓度为：2×10-3mol ÷10÷10-3=
，并且题
中未给定气体状态不能准确计算，C 错误；
D．盐桥换为U 形铜导线，则铜导线构成了电解池的一部分，左侧铜导线为阴极，右侧铜导线为阳极，生
成的铜离子影响溶液酸碱性，影响测定结果，D 错误；
答案选A。
15．（2022·海南·高考真题）一种采用
和
为原料制备
的装置示意图如下。
下列有关说法正确的是
A．在b 电极上，
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
不断减少
【答案】A
【分析】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，据此分析解答；
【详解】A．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．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．改变工作电源的电压，电流强度发生改变，反应速率也会改变，C 错误；
D．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；
答案选A。
16．（2021·江苏·高考真题）通过下列方法可分别获得H2和O2：①通过电解获得NiOOH 和H2(如图)；②在
90℃将NiOOH 与H2O 反应生成Ni(OH)2并获得O2。下列说法正确的是
A．电解后KOH 溶液的物质的量浓度减小
B．电解时阳极电极反应式：Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O
C．电解的总反应方程式：2H2O
2H2↑+O2↑
D．电解过程中转移4mol 电子，理论上可获得22.4LO2
【答案】B
【详解】A．阴极水电离的氢离子得电子生成氢气，阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH，电解过程总反应为
，电解后KOH 溶液的物质的量浓度不变，故A 错误；
B．电解时阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH，电极反应式为Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O，故B 正确；
C．阴极水电离的氢离子得电子生成氢气，阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH，电解过程总反应为
，故C 错误；
D．电解过程中转移4mol 电子，生成4molNiOOH，根据
，生成1mol 氧气，
非标准状况下的体积不一定是22.4L，故D 错误；
选B。
17．（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
【详解】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。
18．（2021·湖北·高考真题）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：Cr2O
+2H+=2CrO3+H2O
【答案】A
【分析】根据左侧电极上生成
，右侧电极上生成
，知左侧电极为阳极，发生反应：
，右侧电极为阴极，发生反应：
；由题意知，左室中
随着
浓度增大转化为
，因此阳极生成的
不能通过离子交
换膜。
【详解】A．由以上分析知，电解时通过离子交换膜的是
，A 项错误；
B．根据各电极上转移电子数相同，由阳极反应和阴极反应，知生成
和
的物质的量之比为1 2∶，其质
量比为8 1∶，B 项正确；
C．根据阴极反应知，电解一段时间后阴极区溶液
的浓度增大，C 项正确：
D．电解过程中阳极区
的浓度增大，
转化为
，D 项正确。
故选A。
19．（2021·全国乙卷·高考真题）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
【分析】海水中除了水，还含有大量的Na+、Cl-、Mg2+等，根据题干信息可知，装置的原理是利用惰性电
极电解海水，阳极区溶液中的Cl-会优先失电子生成Cl2，阴极区H2O 优先得电子生成H2和OH-，结合海水成
分及电解产物分析解答。
【详解】A．根据分析可知，阳极区海水中的Cl-会优先失去电子生成Cl2，发生氧化反应，A 正确；
B．设置的装置为电解池原理，根据分析知，阳极区生成的Cl2与阴极区生成的OH-在管道中会发生反应生
成NaCl、NaClO 和H2O，其中NaClO 具有强氧化性，可氧化灭杀附着的生物，B 正确；
C．因为H2是易燃性气体，所以阴极区生成的H2需及时通风稀释，安全地排入大气，以排除安全隐患，C
正确；
D．阴极的电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，会使海水中的Mg2+沉淀积垢，所以阴极表面会形成
Mg(OH)2等积垢需定期清理，D 错误。
故选D。
20．（2020·山东·高考真题）采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下
图所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是
A．阳极反应为
B．电解一段时间后，阳极室的pH 未变
C．电解过程中，H+由a 极区向b 极区迁移
D．电解一段时间后，a 极生成的O2与b 极反应的O2等量
【答案】D
【分析】a 极析出氧气，氧元素的化合价升高，做电解池的阳极，b 极通入氧气，生成过氧化氢，氧元素的
化合价降低，被还原，做电解池的阴极。
【详解】A.依据分析a 极是阳极，属于放氧生酸性型的电解，所以阳极的反应式是2H2O-4e-=4H++O2↑，故
A 正确，但不符合题意；
B.电解时阳极产生氢离子，氢离子是阳离子，通过质子交换膜移向阴极，所以电解一段时间后，阳极室的
pH 值不变，故B 正确，但不符合题意；
C.有B 的分析可知，C 正确，但不符合题意；
D.电解时，阳极的反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，阴极的反应为：O2+2e-+2H+=H2O2，总反应为：
O2+2H2O=2H2O2，要消耗氧气，即是a 极生成的氧气小于b 极消耗的氧气，故D 错误，符合题意；
故选：D。
21．（2017·全国II 卷·高考真题）用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶
液一般为
混合溶液。下列叙述错误的是
A．待加工铝质工件为阳极
B．可选用不锈钢网作为阴极
C．阴极的电极反应式为：
D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动
【答案】C
【详解】A、根据原理可知，Al 要形成氧化膜，化合价升高失电子，因此铝为阳极，故A 说法正确；B、不
锈钢网接触面积大，能增加电解效率，故B 说法正确；C、阴极应为阳离子得电子，根据离子放电顺序应
是H＋放电，即2H＋＋2e－=H2↑，故C 说法错误；D、根据电解原理，电解时，阴离子移向阳极，故D 说法
正确。
22．（2016·北京·高考真题）用石墨电极完成下列电解实验
实验一
实验二
装置
现象
a、d 处试纸变蓝；b 处变红，局
部褪色；c 处无明显变化
两个石墨电极附近有气泡产生；n
处有气泡产生……
下列对实验现象的解释或推测不合理的是
A．a、d 处：2H2O+2e-=H2↑+2OH-
B．b 处：2Cl--2e-=Cl2↑
C．c 处发生了反应：Fe-2e-=Fe2+
D．根据实验一的原理，实验二中m 处能析出铜
【答案】B
【详解】A、a、d 处试纸变蓝，说明溶液显碱性，是溶液中的氢离子得到电子生成氢气，破坏了水的电离
平衡，氢氧根离子浓度增大造成的，A 正确；
B、b 处变红，局部褪色，说明是溶液中的氢氧根和氯离子同时放电，分别产生氧气和氯气，氢离子浓度增
大，酸性增强，氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性，B 错误；
C、c 处为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，C 正确；
D、实验一中ac 形成电解池，db 形成电解池，所以实验二中也相当于形成三个电解池（一个球两面为不同
的两极），m 为电解池的阴极，另一球朝m 的一面为阳极（n 的背面），故相当于电镀，即m 上有铜析出，
D 正确；
答案选B。
【点睛】化学反应主要是物质变化，同时也伴随着能量变化。电化学是化学能与电能转化关系的化学。电
解池是把电能转化为化学能的装置，它可以使不能自发进行的化学借助于电流而发生。与外接电源正极连
接的电极为阳极，与外接电源的负极连接的电极为阴极。阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。若阳极
是活性电极(除Au、Pt、C 之外的电极)，则电极本身失去电子，发生氧化反应；若是惰性电极(Au、Pt、C
等电极)，则是溶液中的阴离子放电，放电的先后顺序是S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子，阴极则是溶液中
的阳离子放电，放电顺序是Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+，与金属活动性顺序刚好相反。因此掌握电解池反应原理
是本题解答的关键。注意依据实验现象分析可能发生的电极反应。
23．（2025·湖北·高考真题）某电化学制冷系统的装置如图所示。
和
在电极上
发生相互转化，伴随着热量的吸收或释放，经由泵推动电解质溶液的循环流动
实现制冷。装置只通过热交换区域Ⅰ和Ⅱ与环境进行传热，其他区域绝热。下列描述错误的是
A．阴极反应为
B．已知②处的电解液温度比①处的低，可推断
比
稳定
C．多孔隔膜可以阻止阴极区和阳极区间的热交换
D．已知电子转移过程非常快，物质结构来不及改变。热效应主要来自于电子转移后
和
离子结构的改变
【答案】B
【分析】由图可知，左侧电极发生反应
，则左侧为阳极，右侧电极反应
知识点02 电解原理的应用
为
，则右侧电极为阴极，据此解答。
【详解】A．由分析可知，阴极反应为
，A 正确；
B．已知②处的电解液温度比①处的低，则可推断
是吸热反应，无法推断
和
的稳定性，B 错误；
C．多孔隔膜可以阻止两电极区的溶液对流，可阻止热交换，C 正确；
D．题干明确指出电子转移过程非常快，物质结构来不及改变。这意味着电子转移（即氧化还原反应）本
身不会直接导致结构变化，热效应实际上来源于电子转移完成后，新生成的离子：
和
因配位环境或电荷分布变化引起的结构重组导致热量变化，D 正确；
故选B。
24．（2025·云南·高考真题）一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示，双极膜中
解离的
和
在电场作用下向两极迁移。除硼原理：
。下列说法错误的是
A．Pt 电极反应：
B．外加电场可促进双极膜中水的电离
C．Ⅲ室中，X 膜、Y 膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜
D．Ⅳ室每生成
，同时Ⅱ室最多生成
【答案】C
【分析】由图中氢离子和氢氧根的流向，可推出左侧Pt 电极为阳极，右侧石墨电极为阴极，阳极发生的反
应为：
，阴极发生的反应为：
，Ⅲ室中氯化钠浓度降低了，说
明钠离子往阴极方向移动，氯离子往阳极反向移动，据此解答。
【详解】A．由分析可知，Pt 电极为阳极，阳极发生的反应为：
，A 正确；
B．水可微弱的电离出氢离子和氢氧根，在外加电场作用下，使氢离子和氢氧根往两侧移动，降低了浓度，
可促进双极膜中水的电离，B 正确；
C．由分析可知，Ⅲ室中氯化钠浓度降低了，说明钠离子往阴极方向移动，氯离子往阳极反向移动，即钠
离子往右侧移动，通过Y 膜，则Y 膜为阳离子交换膜，氯离子往左侧移动，通过X 膜，则X 膜为阴离子交
换膜，C 错误；
D．Ⅳ室每生成
，则转移1mol 电子，有1mol 氢离子移到Ⅱ室中，生成
，D 正确；
故选C。
25．（2025·河南·高考真题）一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化，并以
形式回收含锂废弃物
中的锂元素，其工作原理如图所示。
下列说法正确的是
A．Ⅱ为阳离子交换膜
B．电极a 附近溶液的
减小
C．电极b 上发生的电极反应式为
D．若海水用
溶液模拟，则每脱除
，理论上可回收
【答案】D
【分析】由图可知，左侧为阴极，电极反应为
，右侧为阳极，电极反应为
，在膜Ⅰ和膜Ⅱ间加入海水，钠离子透过膜Ⅰ进入阴极区得到氢氧化钠，
氯离子透过膜Ⅱ进入膜Ⅱ与膜Ⅲ之间，锂离子透过膜Ⅲ进入膜Ⅱ与膜Ⅲ之间，在此处得到LiCl，则膜Ⅰ为
阳膜，膜Ⅱ为阴膜，膜Ⅲ为阳膜，据此解答。
【详解】A．由分析可知，膜Ⅱ为阴膜， A 错误
B．a 电极的反应为
，pH 变大，B 错误；
C．由分析可知，电极b 的反应为
，C 错误；
D．每脱除58.5gNaCl，转移电子数为1mol，有1molLi+和1molCl-分别透过离子交换膜Ⅲ、膜Ⅱ，可得到
1molLiCl，D 正确；
故选D。
26．（2024·贵州·高考真题）一种太阳能驱动环境处理的自循环光催化芬顿系统工作原理如图。光阳极发
生反应：
，
。体系中
与Mn(
)/Mn(
)
Ⅱ
Ⅳ
发生反应产生的活性氧自由基可用于处理污水中的有机污染物。
下列说法错误的是
A．该芬顿系统能量转化形式为太阳能
电能
化学能
B．阴极反应式为
C．光阳极每消耗
，体系中生成
D．
在Mn(
)/Mn(
)
Ⅱ
Ⅳ的循环反应中表现出氧化性和还原性
【答案】C
【分析】该装置为电解池，光阳极上水失电子生成H2O2和氢离子，电极反应式为
，
阴极上氧气和氢离子得电子生成过氧化氢，电极反应式为
；
【详解】A．该装置为电解池，利用光能提供能量转化为电能，在电解池中将电能转化为化学能，A 正确；
B．由图可知，阴极上氧气和氢离子得电子生成过氧化氢，电极反应式为
，B 正确；
C．光阳极上水失电子生成H2O2和氢离子，电极反应式为
，每转移2mol 电子生成
，此时阴极也生成
：
，即光阳极每消耗1molH2O，体系中生成
，C 错误；
D．由Mn(
)
Ⅳ和过氧化氢转化为Mn(
)
Ⅱ过程中，锰元素化合价降低，
做还原剂，表现还原性，由
Mn(
)
Ⅱ转化为Mn(
)
Ⅳ时，
中O 元素化合价降低，做氧化剂，表现氧化性，D 正确；
故选C。
27．（2024·湖北·高考真题）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。
【详解】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。
28．（2024·吉林·高考真题）“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
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-。
【详解】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
(①+②)×2 得阳极反应为：
，故D 正确；
答案选A。
29．（2023·重庆·高考真题）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
A．电极a 为阴极
B．
从电极b 移向电极a
C．电极b 发生的反应为：
D．生成
半胱氨酸的同时生成
烟酸
【答案】D
【分析】
该装置是电解池，电极b 上3-甲基吡啶转化为烟酸过程中‘加氧少氢’，发生氧化反应，则b 为阳极，a
为阴极，阴极电极反应式为
+2e-+2H+=2
；
【详解】A．a 极上硫元素化合价升高，a 为阴极，A 正确；
B．电解池中阳离子移向阴极，则H+移向a 电极，B 正确；
C．电极b 上3-甲基吡啶转化为烟酸过程中发生氧化反应，在酸性介质中电极反应式为：
，C 正确；
D．根据电子守恒可得关系式：
~6e-~6
，因
此生成6mol 半胱氨酸的同时生成
烟酸，D 错误；
故选：D。
30．（2023·广东·高考真题）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
溶液制氨。工作时，
在双极膜界面处被催化解离成
和
，有利于电解反应顺利进行。下列
说法不正确的是
A．电解总反应：
B．每生成
，双极膜处有
的
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
【分析】由信息大电流催化电解
溶液制氨可知，在电极a 处
放电生成
，发生还原反应，
故电极a 为阴极，电极方程式为
，电极b 为阳极，电极方程式为
，“卯榫”结构的双极膜中的H＋移向电极a，OH－移向电极b。
【详解】A．由分析中阴阳极电极方程式可知，电解总反应为
，故
A 正确；
B．每生成
，阴极得8mole－，同时双极膜处有8mol
进入阴极室，即有8mol 的
解离，
故B 错误；
C．电解过程中，阳极室每消耗4mol
，同时有4mol
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．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
被催化解离成
和
，可提
高氨生成速率，故D 正确；
故选B。
31．（2023·北京·高考真题）回收利用工业废气中的
和
，实验原理示意图如下。
下列说法不正确的是
A．废气中
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
的水解程度大于
的电离程度
C．装置a 中溶液的作用是吸收废气中的
和
D．装置中的总反应为
【答案】C
【详解】A．
是酸性氧化物，废气中
排放到空气中会形成硫酸型酸雨，故A 正确；
B．装置a 中溶液的溶质为
，溶液显碱性，说明
的水解程度大于电离程度，故B 正确；
C．装置a 中
溶液的作用是吸收
气体，
与
溶液不反应，不能吸收
，故C 错误；
D．由图可知一个电极亚硫酸根失电子生成硫酸根，另一个极二氧化碳和水转化为甲酸，装置b 中总反应
为
，故D 正确；
选C。
32．（2023·浙江·高考真题）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
【详解】A．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．电极B 为阴极，通入氧气，氧气得到电子，其电极反应式为：
，故B 错误；
C．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
溶
液，故C 正确；
D．改进设计中增大了氧气的量，提高了电极B 处的氧化性，通过反应物的氧化性来降低电解电压，减少
能耗，故D 正确。
综上所述，答案为B。
33．（2023·湖南·高考真题）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下：
下列说法错误的是
A．溴化钠起催化和导电作用
B．每生成
葡萄糖酸钙，理论上电路中转移了
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】B
【详解】A．由图中信息可知，溴化钠是电解装置中的电解质，其电离产生的离子可以起导电作用，且
在阳极上被氧化为
，然后
与
反应生成
和
，
再和葡萄糖反应生成葡萄糖酸和
，
溴离子在该过程中的质量和性质保持不变，因此，溴化钠在反应中起催化和导电作用，A 说法正确；
B．由A 中分析可知，2mol
在阳极上失去2mol 电子后生成1mol
，1mol
与
反应生成1mol
，1mol
与1mol 葡萄糖反应生成1mol 葡萄糖酸，1mol 葡萄糖酸与足量的碳酸钙反应可生成0.5
mol 葡萄糖酸钙，因此，每生成1 mol 葡萄糖酸钙，理论上电路中转移了4 mol 电子，B 说法不正确；
C．葡萄糖酸分子内既有羧基又有羟基，因此，其能通过分子内反应生成含有六元环状结构的酯，C 说法正
确；
D．葡萄糖分子中的1 号C 原子形成了醛基，其余5 个C 原子上均有羟基和H；醛基上既能发生氧化反应生
成羧基，也能在一定的条件下与氢气发生加成反应生成醇，该加成反应也是还原反应；葡萄糖能与酸发生
酯化反应，酯化反应也是取代反应；羟基能与其相连的C 原子的邻位C 上的H（
）发生消去反应；综
上所述，葡萄糖能发生氧化、还原、取代、加成和消去反应，D 说法正确；
综上所述，本题选B。
34．（2023·全国甲卷·高考真题）用可再生能源电还原
时，采用高浓度的
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
电极上
B．
从
电极迁移到
电极
C．阴极发生的反应有：
D．每转移
电子，阳极生成
气体(标准状况)
【答案】C
【分析】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。
【详解】A．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．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．由分析可知，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．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1mol
电子，生成0.25molO2，在标况下体积为5.6L，故D 错误；
答案选C。
35．（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
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
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
【详解】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。
36．（2022·天津·高考真题）实验装置如图所示。接通电源后，用碳棒(
、
)作笔，在浸有饱和NaCl 溶液
和石蕊溶液的湿润试纸上同时写字，
端的字迹呈白色。下列结论正确的是
A．a 为负极
B．
端的字迹呈蓝色
C．电子流向为：
D．如果将
、
换成铜棒，与碳棒作电极时的现象相同
【答案】B
【详解】A．根据实验现象，a'端呈白色，即生成了氯气，即氯离子失去电子，为阳极，即a 为正极，A 错
误；
B．b'端为阴极，水得到电子放电的同时，生成氢氧根离子，遇石蕊变蓝，B 正确；
C．电子只在导线内移动，a 为正极，b 为负极，方向为
，C 错误；
D． 如果换成铜棒，铜做阳极放电，现象与碳作电极时不相同，D 错误；
故选B。
37．（2022·重庆·高考真题）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
A．惰性电极2 为阳极
B．反应前后WO
/WO
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
【分析】惰性电极1，1mol 氧气得到2mol 电子生成1mol H2O2，则惰性电极1 为阴极，惰性电极2 上Br-失
去电子被氧化为Br2，为阳极，WO
/WO
循环反应，WO
/WO
数量不变，然后结合得失电子守恒解答。
【详解】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
/WO
循环反应，反应前后WO
/WO
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，消耗0.5molO2，根据C 选项分析消耗1mol 氧气，得到2mol 电子生成
2molH2O，因此外电路通过1mol 电子，可得到1mol 水，故D 正确；
选C。
38．（2022·湖北·高考真题）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
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
【详解】A．石墨电极发生反应的物质：P4→
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：P4→
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HCN 在阴极放电，产生
和
，而HCN 中的H 来自
，则电解产生的
中的
氢元素来自于
，D 正确；
故选D。
39．（2022·浙江·高考真题）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 的电极反应：
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
【详解】A．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．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．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．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；
答案选C。
40．（2021·辽宁·高考真题）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
【分析】
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，据此分
析解题。
【详解】A．由分析可知，a 为电源负极，A 正确；
B．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．由分析可知，整个过程CO2未被还原，
在M 极发生反应为CO2+OH-=
，C 错误；
D．由题干信息可知，M 极上CO2发生反应为：CO2+OH-=
被吸收，
向阳极移动，N 极上发生的
反应为：
+H+=H2O+CO2↑，故分离出的
从出口2 排出，D 正确；
故答案为：C。
41．（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
【分析】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。
【详解】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。
42．（2021·广东·高考真题）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
A．工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的
均增大
B．生成
，Ⅰ室溶液质量理论上减少
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
【分析】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，电解
的总反应的离子方程式为2Co2++2H2O
2 Co +O2↑+4H+。
【详解】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1mol 钴，阳极有1mol 水放电，则Ⅰ室溶液质量减少18g，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2Co2++2H2O
2 Co +O2↑+4H+，故D 正确；
故选D。
43．（2021·全国甲卷·高考真题）乙醛酸是一种重要的化工中间体，可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
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：
+2H++2e-=
+H2O
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
【分析】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。
【详解】A．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．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．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．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；
综上所述，说法正确的是D 项，故答案为D。
44．（2020·浙江·高考真题）电解高浓度
(羧酸钠)的
溶液，在阳极
放电可得到
(烷烃)。下列说法不正确的是
A．电解总反应方程式：
B．
在阳极放电，发生氧化反应
C．阴极的电极反应：
D．电解
、
和
混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷
【答案】A
【详解】A．因为阳极RCOO-放电可得到R-R(烷烃)和产生CO2，在强碱性环境中，CO2会与OH-反应生成
CO3
2-和H2O，故阳极的电极反应式为2RCOO--2e-+4OH-=R-R+2CO3
2-+2H2O，阴极上H2O 电离产生的H+放电生
成H2，同时生成OH-，阴极的电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，因而电解总反应方程式为
2RCOONa+2NaOH
R-R+2Na2CO3+H2↑，故A 说法不正确；
B．RCOO-在阳极放电，电极反应式为2RCOO--2e-+4OH-=R-R+2CO3
2-+2H2O， -COO-中碳元素的化合价由+3 价
升高为+4 价，发生氧化反应，烃基-R 中元素的化合价没有发生变化，故B 说法正确；
C．阴极上H2O 电离产生的H+放电生成H2，同时生成OH-，阴极的电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，故C 说
法正确；
D．根据题中信息，由上述电解总反应方程式可以确定下列反应能够发生：2CH3COONa+2NaOH
CH3-
CH3+2Na2CO3+H2↑，2CH3CH2COONa+2NaOH
CH3CH2-CH2CH3+2Na2CO3+H2↑，
CH3COONa+CH3CH2COONa+2NaOH
CH3-CH2CH3+2Na2CO3+H2↑。因此，电解CH3COONa、CH3CH2COONa 和
NaOH 的混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷，D 说法正确。
答案为A。
45．（2020·全国II 卷·高考真题）电致变色器件可智能调控太阳光透过率，从而实现节能。下图是某电致
变色器件的示意图。当通电时，Ag+注入到无色WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈现蓝色，对于该变化过
程，下列叙述错误的是
A．Ag 为阳极
B．Ag+由银电极向变色层迁移
C．W 元素的化合价升高
D．总反应为：WO3+xAg=AgxWO3
【答案】C
【分析】从题干可知，当通电时，Ag+注入到无色WO3薄膜中，生成AgxWO3器件呈现蓝色，说明通电时，
Ag 电极有Ag+生成然后经固体电解质进入电致变色层，说明Ag 电极为阳极，透明导电层时阴极，故Ag 电
极上发生氧化反应，电致变色层发生还原反应。
【详解】A．通电时，Ag 电极有Ag+生成，故Ag 电极为阳极，故A 项正确；
B．通电时电致变色层变蓝色，说明有Ag+从Ag 电极经固体电解质进入电致变色层，故B 项正确；
C．过程中，W 由WO3的+6 价降低到AgxWO3中的+(6-x)价，故C 项错误；
D．该电解池中阳极即Ag 电极上发生的电极反应为：xAg-xe- = xAg+，而另一极阴极上发生的电极反应为：
WO3+xAg++xe- = AgxWO3，故发生的总反应式为：xAg + WO3 =AgxWO3，故D 项正确；
答案选C。
【点睛】电解池的试题，重点要弄清楚电解的原理，阴、阳极的判断和阴、阳极上电极反应式的书写，阳
极反应式+阴极反应式=总反应式，加的过程中需使得失电子数相等。
46．（2020·浙江·高考真题）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 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
【答案】D
【分析】氯碱工业中的总反应为2Cl-+2H2O
2OH-+H2↑+Cl2↑；电解池中阳极失电子发生氧化反应，
氯碱工业中Cl2为氧化产物，所以电极A 为阳极，电极B 为阴极，据此作答。
【详解】A.根据分析可知电极A 为阳极，发生氧化反应生成氯气，故A 正确；
B.阳极发生的方程式为：2Cl--2e- Cl
═
2↑，阴极：2H2O+2e- H
═
2↑+2OH-；为了防止生成的氯气与氢氧化钠发生
反应，氢氧化钠要从d 口流出，所以要防止OH-流向阳极即电极A，该离子交换膜为阳离子交换膜，故B 正
确；
C.根据B 选项的分析可知饱和NaCl 从a 处进，NaOH 溶液从d 处出，故C 正确；
D.因为有离子交换膜的存在，OH-不发生迁移，故D 错误；
故答案为D。
【点睛】本题考查电解池的工作原理知识，注意把握阴阳两极上参加反应的离子的判断，根据电极产物判
断阴阳极是解题的关键。
47．（2018·全国I 卷·高考真题）最近我国科学家设计了一种CO2+H2S 协同转化装置，实现对天然气中CO2
和H2S 的高效去除。示意图如图所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯（石墨烯包裹的ZnO）和石墨烯，石墨
烯电极区发生反应为：
①EDTA-Fe2+-e-＝EDTA-Fe3+
②2EDTA-Fe3++H2S＝2H++S+2EDTA-Fe2+
该装置工作时，下列叙述错误的是
A．阴极的电极反应：CO2+2H++2e-＝CO+H2O
B．协同转化总反应：CO2+H2S＝CO+H2O+S
C．石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低
D．若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+，溶液需为酸性
【答案】C
【详解】分析：该装置属于电解池，CO2在ZnO@石墨烯电极上转化为CO，发生得到电子的还原反应，为
阴极，石墨烯电极为阳极，发生失去电子的氧化反应，据此解答。
详解：A、CO2在ZnO@石墨烯电极上转化为CO，发生得到电子的还原反应，为阴极，电极反应式为CO2+H
＋+2e－＝CO+H2O，A 正确；
B、根据石墨烯电极上发生的电极反应可知①+②即得到H2S－2e－＝2H＋+S，因此总反应式为CO2+H2S＝
CO+H2O+S，B 正确；
C、石墨烯电极为阳极，与电源的正极相连，因此石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯电极上的高，C 错误；
D、由于铁离子、亚铁离子均易水解，所以如果采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTA-Fe3＋/EDTA-Fe2＋，溶液需要酸性，D
正确。答案选C。
点睛：准确判断出阴阳极是解答的关键，注意从元素化合价变化的角度去分析氧化反应和还原反应，进而
得出阴阳极。电势高低的判断是解答的难点，注意从物理学的角度借助于阳极与电源的正极相连去分析。
48．（2017·海南·高考真题）一种电化学制备NH3的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H+。下列
叙述错误的是
A．Pd 电极b 为阴极
B．阴极的反应式为：N2+6H++6e−
2NH3
C．H+由阳极向阴极迁移
D．陶瓷可以隔离N2和H2
【答案】A
【详解】A、此装置为电解池，总反应是N2＋3H2=2NH3，Pd 电极b 上是氢气发生反应，即氢气失去电子化
合价升高，Pd 电极b 为阳极，故A 说法错误；B、根据A 选项分析，Pd 电极a 为阴极，反应式为N2＋6H＋
＋6e－=2NH3，故B 说法正确；C、根据电解的原理，阴极上发生还原反应，即有阳极移向阴极，故C 说法
正确；D、根据装置图，陶瓷隔离N2和H2，故D 说法正确。
49．（2016·全国I 卷·高考真题）三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，
ab、cd 均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na+和SO4
2-可通过离子交换膜，而两端隔室中
离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是
A．通电后中间隔室的SO4
2-离子向正极迁移，正极区溶液pH 增大
B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH 和H2SO4产品
C．负极反应为2H2O–4e–=O2+4H+，负极区溶液pH 降低
D．当电路中通过1mol 电子的电量时，会有0.5mol 的O2生成
【答案】B
【详解】A．根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，在电解池中阴离子会向正电荷较多的阳
极区定向移动，因此通电后中间隔室的SO4
2－离子向正极迁移；在正极区带负电荷的OH－失去电子，发生
氧化反应而放电，由于破坏了附近的水的电离平衡，使溶液中c(H＋)>c(OH－)，所以正极区溶液酸性增强，
溶液的pH 减小，故A 错误；
B．阳极区氢氧根放电，溶液中产生硫酸，阴极区氢离子获得电子，发生还原反应而放电，破坏了附近的
水的电离平衡，使溶液中c(OH－)>c(H＋)，所以产生氢氧化钠，因此该法在处理含Na2SO4废水时可以得到
NaOH 和H2SO4产品，故B 正确；
C．负极区氢离子得到电子，使溶液中c(H＋)增大，所以负极区溶液pH 升高，故C 错误；
D．当电路中通过1mol 电子的电量时，根据整个闭合回路中电子转移数目相等可知反应产生氧气的物质的
量是n(O2)=1mol÷4=0.25mol，故D 错误。
故选B。
【点睛】本题主要是考查电解原理及其应用、电极判断、电极反应式书写、电极产物判断与计算等。电化
学是历年高考的重要考点之一，考查的内容为：提供电极材料和电解质溶液判断能否形成原电池，原电池
电极名称判断及电极反应式的书写，提供反应方程式设计原电池、电解池（包括电镀池、精炼池），根据
电解时电极质量或溶液p H 的变化判断电极材料或电解质种类，电解产物的判断和计算，结合图象考查电
极质量或电解质溶液质量分数的变化。
