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第37 天 押创新电解装置
电化学合成（CO₂ 还原、水处理）的膜与析出顺序
（2026·浙江·高考真题）一种电解葡萄糖(
)制取葡萄糖二酸钾(
)的装置
示意图如图所示，下列说法中，不正确的是
A．电极M 处的电极反应式为：
B．离子交换膜P 为阳离子交换膜
C．1 mol 葡萄糖(
)完全转化为葡萄糖二酸钾(
)转移的电子数为
D．电解过程可能产生葡萄糖酸钾(
)
【答案】B
【解析】在该体系中，葡萄糖在右侧电极处反应生成葡萄糖二酸钾，已知K 为+1 价，H 为+1 价，O 为-2
价，可知
中C 的平均化合价为+1，每1 mol
转化为1 mol
会失去6 mol
电子；产物中的C 化合价升高，所以电极N 为阳极发生氧化反应，电极M 为阴极发生还原反应，阴
极处的溶液仅含有KOH，电极反应式为
，阳极处的电极反应式为
；据此回答该问题。A．由分析可知，电极M 处的电极反
例1
应式为
，A 正确；B．由分析可知，随反应进行，阴极处不断生成OH-，同
时阳极处不断消耗OH-，为维持电荷平衡，需要将阴极处生成的OH-补充至阳极处，P 应为阴离子交
换膜，B 错误；C．由分析可知，1 mol
完全转化为1 mol
，转移的电子数为
，
C 正确；D．
中C 的平均化合价为
，与葡萄糖相比，C 的平均化合价也升高，说明
为不完全氧化产物，也可能是电解产物，D 正确；故答案选B。
（2025·贵州·高考真题）以
/SiC 为阴极反应的催化剂，在
溶液中电解
和
，两极协同合成
(丙酰胺)的原理如图。
下列说法正确的是
A．b 极与电源负极相连，发生氧化反应
B．a 极涉及的反应有：
C．当电路中转移2 mol 电子时，理论上合成
D．合成
时会生成
副产物
【答案】D
【解析】a 极：
被还原为
、
（得电子），故a 极为阴极，与电源负极相连；b 极：
被氧化为
（失电子），故b 极为阳极，与电源正极相连，据此分析。
A．b 极发生氧化反应，应为阳极，与电源正极相连，而非负极，A 不符合题意；B．溶液环境是
溶液（呈弱碱性），反应式中不能出现
，正确的反应应为
，B 不符合题意；C．合成
可通过羟胺(
)与丙醛(
)反应生成
，有
，此时每生成
，电极上转移4
mol 电子；也可通过氨气与丙醛反应生成
，有
，此时每生成
，电极上转移8 mol 电
例2
子，C 不符合题意；D．b 极生成的
，在碱性的
溶液中，
可进一步
被氧化为
，故会产生该副产物
，D 符合题意；故选D。
（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。
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
【解析】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：
。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。
（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
例3
例4
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
【解析】由图可知，左侧电极发生反应
，则左侧为阳极，右侧电极反应
为
，则右侧电极为阴极，据此解答。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，则可推断
的能量更低，
比
稳定，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。
（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
例5
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
【解析】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，氯离子往阳极方向移动，据此解答。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，氯离子往阳极方向移动，
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。
“电解的应用”是高考电化学板块的重要组成部分，命题呈现“原理新颖、场景真实、综合性强”的
特点。试题常以有机电合成（如葡萄糖制葡萄糖二酸钾、CO₂ 与甲醇制碳酸二甲酯）、废水处理（硝酸盐
还原、氨氮回收）、物质转化（H₂S 制H₂ 和S、SO₂ 与二醇合成环状亚硫酸酯）、双极膜技术、配对电解
等为背景，通过装置图、反应机理、法拉第效率等综合信息，考查电极反应式的书写、离子迁移方向、隔
膜类型判断、电子转移计算、产物选择性分析等。近年趋势是强化对有机电化学反应机理（如羟醛、加成、
氧化还原）的理解，以及双极膜、质子交换膜、阴/阳离子交换膜在电渗析、电合成中的作用，同时注重对
“法拉第效率”“电流效率”等实际生产指标的计算与评价。预计2026 年将继续以“陌生电解装置+多步
反应”的形式出现，要求学生从装置图中提取信息，运用电解基本原理进行综合推理和定量计算。
常考的方向和角度有：
电解池电极名称与电源连接：阳极发生氧化反应，与电源正极相连；阴极发生还原反应，与电源
负极相连。根据物质转化（化合价升降）或离子迁移方向判断电极。常见考点：葡萄糖氧化为葡
萄糖二酸钾的阳极反应；CO₂ 还原为CO 的阴极反应。
电极反应式的书写（包括有机反应）：根据反应物、产物、介质（酸性、碱性、中性）正确书写
电极反应式。注意有机物中碳的平均化合价变化，配平电子、原子和电荷。常见考点：甘油氧化
为甲酸盐；烯烃氯醇化反应；乙二醇与SO₂ 成环反应。
离子迁移与离子交换膜：阳离子向阴极迁移，阴离子向阳极迁移。根据离子迁移方向判断隔膜类
型（阳离子交换膜、阴离子交换膜、质子交换膜、双极膜）。双极膜可将水解离为H⁺和OH⁻并定
向迁移。常见考点：葡萄糖电解中OH⁻通过阴离子交换膜；双极膜电渗析除硼中H⁺和OH⁻的迁移。
电子转移与物质质量/体积计算：根据电极反应，计算转移电子数、生成物的物质的量、质量或气
体体积（注意标准状况）。需结合法拉第效率进行实际产量计算。常见考点：电解CO₂ 与甲醇制
DMC 时，法拉第效率为60%，电源提供2 mol 电子只生成0.6 mol DMC。
溶液pH 或浓度变化：阳极若消耗OH⁻或生成H⁺，则阳极区pH 降低；阴极若消耗H⁺或生成OH⁻，
则阴极区pH 升高。需结合离子迁移判断两室pH 变化。常见考点：Al-硝酸盐电池放电时负极区
pH 减小；电化学合成氯醇时阴极区OH⁻数目几乎不变。
电解过程中质量变化计算：电极溶解或析出、离子迁移、气体逸出都会引起电极区或溶液质量变
化。需综合电极反应和离子迁移计算净增重或减重。常见考点：镧系单原子催化剂电解CO₂ 时，
阴极区溶液增重计算；电化学制冷中热效应与离子结构改变的关系。
双极膜的工作原理与应用：双极膜在电场作用下将水分子解离为H⁺和OH⁻，分别向两极迁移，维
持电解质电中性，促进电解持续进行。常用于电渗析、酸/碱制备。常见考点：卤水除硼中双极膜
的应用；电化学制备甲酸和氢气中双极膜提供H⁺和OH⁻。
配对电解与成对电合成：阴极和阳极同时生成有价值产物，提高电流效率。需分别写出两极反应，
并注意电子守恒。常见考点：邻苯二甲酸还原和甲醇氧化配对电解；电化学介导胺再生中阳极氧
化铜、阴极还原铜离子。
法拉第效率的计算：法拉第效率 = (实际生成目标产物所需电荷量 / 总输入电荷量) × 100%。根据
产物生成量计算理论电荷，与实际电荷比较求效率。常见考点：CO₂ 电还原生成甲酸和CO 的法拉
第效率随电压变化；DMC 合成中效率为60%时的产量计算。
电化学催化与反应机理：催化剂（如Pd、Ce-SACs、Ni-CuO）参与电极反应或后续化学过程，降
低活化能，提高选择性。需结合反应机理图分析。常见考点：Pd(II)催化CO 与CH₃O⁻结合；Ce-
SACs 催化CO₂ 还原为CO。
隔膜类型与离子选择性：质子交换膜只允许H⁺通过；阳离子交换膜允许阳离子（如Na⁺、K⁺）通
过；阴离子交换膜允许阴离子（如Cl⁻、OH⁻）通过；多孔隔膜允许离子通过但阻止热交换。常见
考点：电解葡萄糖中P 为阴离子交换膜；电解Na₂SO₄ 制备H₂SO₄ 和NaOH 中需使用阳离子交换膜
和阴离子交换膜。
电解在环境治理中的应用：处理废水中的硝酸盐（还原为N₂ 或NH₃）、氨氮（氧化为N₂）、H₂S
（转化为S 和H₂）等。常见考点：硝酸盐转化为氨；H₂S 离场电催化制H₂ 和S；畜牧业废水回收
氨氮并联产H₂O₂。
电化学制冷原理：利用某些离子（如Fe³⁺/Fe²⁺）在电极上发生氧化还原时伴随热量变化，通过溶液
循环实现制冷。热效应主要来自离子结构改变而非电子转移。常见考点：Fe³⁺/Fe²⁺体系电化学制冷。
有机电合成中的副反应与选择性：有机物电解时可能发生部分氧化或过氧化，生成副产物。需根
据电极电势和反应条件控制选择性。常见考点：葡萄糖电解可能生成葡萄糖酸钾（不完全氧化）；
丙醛在碱性条件下可进一步氧化为丙酸。
电解池与外部化学反应的耦合：电解产物与外部物质反应生成目标产品，电解池只提供氧化剂或
还原剂。常见考点：离场电催化中电解生成Fe³⁺和V²⁺，再与H₂S 反应生成S 和H₂；电化学介导胺
再生中阳极生成Cu²⁺，与乙二胺富液竞争释放CO₂。
1．电解池模型
2．“五类”依据判断电解池电极
阳极
阴极
电极材料
与电源正极相连
与电源负极相连
电极反应
氧化反应
还原反应
电子流向
流出
流入
离子移向
阴离子移向
阳离子移向
电极现象
电极溶解等
电极增重等
3．交换膜类型及特点
交换膜类型
阳膜
阴膜
双极膜
特定的交换膜
允许通过的离子
及移动方向
阳离子移向原电
池的正极(电解池
的阴极)
阴离子移向原电
池的负极( 电解
池的阳极)
中间层中的H2O 解离出
H+和OH-，H+移向原电池的
正极(电解池的阴极)，OH-
移向原电池的负极(电解池
的阳极)
只允许特定的离子或
分子通过，如质子交
换膜只允许H+通过，
氯离子交换膜只允许
Cl-通过
通性
无论是原电池还是电解池中，阳离子均移向得电子的一极，阴离子均移向失电子的
一极
4．离子交换膜的作用
1．（2026·重庆·模拟预测）镧系单原子催化剂(Ce-SACs)，能将
电催化还原成CO，其工作原理如图所
示(电解质为
溶液)。下列说法正确的是
A．a 为电源负极，发生还原反应
B．电解过程中阴极附近溶液的pH 减小
C．阳极上的电极反应式为
D．当电路中转移
时，理论上阴极区溶液增重47 g
【答案】D
【解析】阳离子
向左移动，说明左侧电极为阴极，
还原为
，得电子发生还原反应，连接电源负
极，因此
为电源负极，
为电源正极，右侧为阳极，生成
，据此分析：A．
是电源负极，发生
氧化反应，失去电子，还原反应发生在电解池的阴极，不是电源负极，A 错误；B．阴极电极反应为
，弱碱性环境下，
生成，阴极附近
浓度增大，
增大，B 错
误；C．阳极生成
，是水电离的
失电子的反应，正确反应为
，选项给
出的是
得电子的反应，原理完全错误，C 错误；D．转移
时，阴极消耗
，质量为
，生成
，逸出CO 质量为
，同时电荷平衡需要
迁移进入
阴极区，质量为
，总增重为
，D 正确；答案选D。
2．（2026·广东江门·一模）中国科学院研发的离场电催化技术可实现H2S 100%转化为H2和S，其基本工
作原理如图所示(C1、C2均为惰性电极)。下列说法错误的是
A．产品Ⅰ为S，产品Ⅱ为H2
B．电解池工作时，C2接外电源负极
C．电解过程中，理论上阳极室质量增加
D．该技术中Fe3+和V3+可循环利用
【答案】C
【解析】通过离场电催化实现
100%转化为
和
，反应为
。离场反应Ⅰ中
氧化
：
，生成产品Ⅰ（
）；电解池中
（阳极）：
，
（阴极）：
；离场反应Ⅱ中
与
反应：
，生成产品Ⅱ
（
），
和
可循环利用，据此分析。A．由反应可知产品Ⅰ为
，产品Ⅱ为
，A 不符合题
意；B．电解池中
为阴极，接外电源负极，B 不符合题意；C．阳极室中
被氧化为
，同时
质子交换膜允许
进入阴极室，阳极室质量减少，C 符合题意；D．
和
在反应中循环再生，
可循环利用，D 不符合题意；故选C。
3．（2026·北京丰台·一模）科学家开发了一种电化学驱动的
反应技术，当
粉末进入电解
池后开始电解，原理示意图如下。下列说法不正确的是
已知：
A．气体X 和Y 分别为
和
B．阴极电极反应式为：
C．电解过程中，
D．该工艺最终的目的是以海水为原料制备
、
和盐
【答案】C
【解析】已知反应
，电解池中，Zn 电极接电源负极作阴极，电极反应
为：
，Pt 电极接电源正极作阳极，电极反应：
；左侧装置中Zn 与水蒸气反应生成ZnO 和气体X，反应：
，ZnO 再送入电解池再生Zn，循环使用；A．左侧反应：
，因此气体
为
；电解池阳极Pt 上
放电生成
：
，因此气体
为
，A 正确；B．阴极上
得电子，
价
被
还原为
，配平后电极反应为：
，B 正确；C．结合已知反应
和阴、阳极反应，总电解反应为：
，
不
消耗也不生成，物质的量不变，溶液体积也几乎不变，因此
，C 错误；D．整个流
程中，Zn 循环使用，最终以海水为原料，得到
、
，同时分离出海水中的盐（
），D 正确；
故选C。
4．（2026·四川广安·二模）最近，我国科学工作者提出了一种电化学合成氯醇的策略：在含Cl 的水性介
质中直接从烯烃合成氯醇，避免了传统方法中氯气和次氯酸的使用，其合成原理如图所示。
下列说法错误的是
A．工作一会儿，阴极区游离的
数目几乎不变
B．理论上，当有
气体生成时，向右穿过质子交换膜的
可能为2 mol
C．若电解质溶液更换为海水，将不能合成氯醇
D．工作时，a 极反应为：
【答案】C
【解析】根据图示，a 电极上烯烃转化为氯醇，这是一个加成反应，且有氯离子参与并失去电子(生成的氯
原子加到碳碳双键上)，属于氧化反应；因此a 为阳极，b 为阴极；b 电极上H2O 得电子发生还原反应，
反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-；因此X2是H2；A．阴极（b 电极）的电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-；
阳极（a 电极）反应生成H+并通过质子交换膜迁移到阴极；每生成2molOH-，就会有2molH+通过质子
交换膜从阳极区移动到阴极区，2molOH-与2molH+结合为水，因此阴极区游离的OH-数目几乎不变，
A 正确；B．生成1molH2时，阴极生成2molOH-对应转移2mol 电子，因此需要有2molH+从阳极区(左
侧)向右穿过质子交换膜进入阴极区；题目中说“22.4LX2”即22.4LH2；若该气体处于标准状况下，其
物质的量为1mol，则向右迁移的H+就是2mol，因此“可能为2mol”的描述成立，B 正确；C．该反应
需要在含Cl-的水性介质中进行，海水中含有大量Cl-，因此更换为海水后仍然可以合成氯醇，C 错误；
D．a 极是阳极，烯烃、Cl-失电子，结合水生成氯醇，同时生成H+，配平后电极反应为:
，D 正确；故答案选C。
5．（2026·四川内江·二模）现代膜技术可使某种离子具有单向通过能力。电解
溶液可制备
，其工作原理如图所示。下列叙述错误的是
A．改变电源工作电压可控制反应速率
B．b、c 为阴离子交换膜
C．产品室发生的反应是
D．理论上每生成1 mol 产品，M 室溶液质量减少9 g
【答案】B
【解析】A．电压升高，电流增大，电解速率加快，A 正确；B．N 室中石墨为阴极，电解时阴极上水得电
子生成H2和OH-，原料室中的钠离子通过c 膜进入N 室，故c 膜为阳离子交换膜，原料室中
的通过b 膜进入产品室，故b 膜为阴离子交换膜，B 错误；C．M 室中氢离子通入a 膜进入
产品室，原料室中的
通过b 膜进入产品室，故产品室发生的反应是
，C 正确；D．根据
，理论上每生成1
mol H3BO3，则M 室中就有1 mol(1 g)氢离子通入a 膜进入产品室，即转移1 mol e-， 根据电子守恒和
M 室电极反应式
可知，M 室溶液质量理论上减少
，D 正确；故
答案选B。
6．（2026·河北廊坊·一模）某科研团队提出了一种在温和条件下
和甲醇通过氧化还原中性电合成碳酸
二甲酯
，简称DMC 的方案。实验装置和反应机理如图所示(Me 表示甲基)，电解液为
，最大法拉第效率(实际生成目标产物所需的电荷量与总输入电荷量之比)为60%。下列
说法正确的是
A．b 电极连接电源的负极
B．a 电极的电极反应式为
C．当电源提供2 mol 电子时，生成1 mol DMC
D．Pd(II)降低了CO 与
结合的活化能
【答案】D
【解析】A．b 电极上溴离子氧化为Br2，b 电极为阳极，应接电源正极，A 错误；B．溶剂是
NaBr−CH3OH，不存在氢离子，正确反应式为CO2+2CH3OH+2e−=CO+H2O+2CH3O−，B 错误；C．最大
法拉第效率为60%，电源提供2 mol 电子时，实际参加反应电子为1.2 mol，仅生成0.6 mol DMC，C
错误；D．Pd 在反应中构成催化循环，Pd(II)是催化过程的活性物种，作为催化剂可降低反应的活化能，
D 正确；故选D。
7．（2026·湖南衡阳·模拟预测）一种有机多孔电极材料电催化还原
的装置如图所示。下列说法不正确
的是
A．b 极电势低于
极电势
B．该电池所用隔膜为质子交换膜，质子由a 极移向b 极
C．b 极生成
的电极反应为
D．当隔膜穿过
离子时，阳极生成气体的体积为
，则此时电池效率为70%
【答案】D
【解析】由图可知，在
电极，
被氧化为
，a 电极为阳极，与外接电源正极连接；电极为阴极，
与外接电源负极连接，据此作答。A．由分析可知，a 电极为阳极，b 电极为阴极，分别与外接电源正
极和负极连接，因此，a 极电势高于b 极，A 正确；B．a 电极反应的方程式为
，
反应生成
。由图可知，b 电极反应消耗
，因此，该电池所用隔膜为质子交换膜，质子由
极移
向极，B 正确；C．由分析可知，电极是阴极，发生还原反应，电极反应的方程式为
，C 正确；D．未给出气体所处的状态是否为标况，无法计算，D 错误；故
选D。
8．（2026·河南郑州·模拟预测）一种从畜牧业废水中回收氨氮（
）并联产
的电化学装置如图所
示，其中电极a 和b 均为负载催化剂的惰性电极，多孔玻璃膜只允许
和
通过。
下列说法错误的是
A．电极a 接直流电源的正极
B．回收的
在①区富集
C．停止通入
则电解池停止工作
D．电极b 上发生的电极反应式为
【答案】C
【解析】由图可知，电极a：
，发生氧化反应，是阳极，
接直流电源正极；电极b：
，发生还原反应，是阴极，接直流电源负极。
A．由分析可知，电极a 接直流电源的正极，A 正确；B．由分析可知，电极a 的电极反应式为
，释放
，
在①区浓度升高，B 正确；
C．该装置是电解池，工作动力来自直流电源，停止通入O2，电极b 的反应无法进行，但电解池仍可
依靠直流电源维持其他过程，只是目标产物H2O2不再生成，C 错误；D．由分析可知，电极b 发生的
电极反应式为
，D 正确；故答案为C。
9．（2026·福建泉州·一模）我国科研工作者采用配对电解体系将工业废气中的
转化为单质硫，并与二
醇反应高效构建五元、六元及七元环状亚硫酸酯，实现资源的可持续利用。例如，与乙二醇反应制备
的原理如图。下列说法错误的是
A．石墨为阳极，发生氧化反应
B．总反应方程式为：SO2+HOCH2CH2OH
H2O+
C．若消耗0.5 mol 乙二醇，理论上交换膜中通过的离子数为
D．若与
反应，可制得
【答案】D
【解析】右侧Pt 电极上，
转化为
，
从
价降为
价，得电子发生还原反应，因此Pt 为阴极；则
左侧石墨为阳极，据此解答。A．根据分析左侧石墨为阳极，阳极失电子发生氧化反应，A 正确；B．
总反应为
与乙二醇反应生成环状亚硫酸酯和水，反应为
，
原子守恒、产物正确，B 正确；C．左侧电极反应为：
，1mol 乙二醇反应转移
电子，因此
乙二醇对应转移
电子；质子交换膜中，
每转移
电子有
通过，因此通过交换膜的离子数为
，C 正确；D．反应物二醇为
，两个羟基分别在1 号、3 号碳上，成环时环骨架共6 个原子，为六元环，且只连有
1 个甲基，正确的结构应为
，D 错误；故选D。
10．（2026·陕西西安·模拟预测）利用温室气体
实现有机物转化是环境治理和提高产能的重要研究。
现有光电转化装置如图甲所示，在不同电压下进行光照电解实验，不同有机产物的法拉第效率（
）随电压变化如图乙所示。
已知：
，其中，
，n 表示电解生成还原产物X 所转
移电子的物质的量，F 表示法拉第常数。下列说法错误的是
A．N 极电势高于M 极
B．装置中的交换膜为质子交换膜
C．
的电极反应式为
D．在电压为
条件下，生成的
和
的物质的量之比为
，则生成
的法拉第效
率m 为
【答案】C
【解析】A．电源的正极电势高于负极，由图可知，右侧电极O 的化合价升高，发生氧化反应，做阳极，
阳极与电源的正极相连，所以
为正极、
为负极，A 正确；B．阳极的
经过反应生成了
，
电极反应式为
。阴极的生成物中含有甲酸，
需要从阳极移向阴极，交换膜
为质子交换膜，B 正确；C．根据选项B 的分析可知，
正确电极反应为
，C 错误；D．
生成
时
从
价变为
价，每生成
转
移
；生成
时
从
价变为
价，每生成
转移
。已知
，则转移电子的物质的量之比为
。法拉第效率与转移
电子量成正比，
时生成
的法拉第效率为
，因此
，得
，D 正确；答案选
C。
11．（2026·广东广州·一模）一种以Ni-CuO 作为电催化剂的Al-
新型电池如图所示，放电时可将污水
中的
转化为
。下列说法错误的是
A．充电时，电极Ⅱ为阳极
B．放电时，负极区溶液中pH 逐渐减小
C．放电时，理论上每消耗4 mol Al 最多可处理62 g 的
D．充电时，电解池的总反应为
【答案】C
【解析】放电时，负极铝失去电子和氢氧根离子结合生成四羟基合铝酸根，电极反应式为
，电极Ni-CuO 为正极，
被还原为NH3，正极发生反应为
，充电时，金属铝为阴极，电极反应与原电池相反，电极Ni-CuO 为阳
极，阳极反应式为
，据此解答。A．放电时电极Ⅱ为正极，充电时正极连接电
源正极作阳极，A 正确； B．放电时负极反应为
，消耗
，负极区
浓度降低，pH 逐渐减小，B 正确； C．1 mol Al 反应失去3 mol 电子，4 mol Al 共失去12 mol 电
子；
转化为
时N 元素从+5 价变为-3 价，1 mol
得到8 mol 电子，故可处理
的物质
的量为
，质量为
，C 错误；D．充电时阴极
得电子生成
Al，阳极
失电子生成
，配平总反应为
，D 正确；
故选C。
12．（2026·安徽合肥·模拟预测）科研人员开发电化学法制备甲酸和氢气，装置如图所示。已知：双极膜
可在电场作用下将水解离成
和
，分别向两侧电极区域迁移，维持电解质溶液的电中性，促进
电解反应持续进行。下列叙述错误的是
A．电极a 为阳极，电极b 为阴极
B．若电路中转移
电子，理论上电极b 产生
C．阳极反应式为
D．双极膜产生的
向电极b 迁移，
向电极a 迁移
【答案】B
【解析】由图可知，电极b 为
得电子的反应，为阴极，其电极反应为
，电极a 为阳极，
其电极反应为
。A．由分析可知，电极b 为阴极，电极a 为阳
极，A 正确；B．根据电子守恒，电极b 的反应式为
，
，因
为不确定温度压强，无法计算氢气体积，B 错误；C．阳极上，甘油在碱的作用下发生氧化反应生成
甲酸根离子，
甘油完全被氧化时碳元素化合价共升高8 价，故阳极反应式为
，C 正确；D．根据电荷守恒，双极膜中水电离的离子中
向阳极迁移，
向阴极迁移，D 正确；故选B。
13．（2026·山西太原·模拟预测）电化学介导胺再生是一种新兴的
捕集技术。首先通过乙二胺吸收法
捕集
，捕集了
的乙二胺富液进入电化学反应器阳极室，电化学反应器的电极采用
，
通过电能特异性氧化/溶解铜来产生
与进入阳极室的乙二胺富液发生竞争反应驱动
的释放，
最后通过还原铜离子为铜单质实现乙二胺的再生。其机理和装置如图。
下列说法错误的是
A．
的捕获富集是熵增的过程，故而会消耗电能
B．乙二胺与
的结合能力高于其与
的结合能力
C．乙二胺吸收
的反应为加成反应
D．阴极的电极反应为
【答案】A
【解析】由图可知，阳极电极反应：2
+Cu-2e-=
，阴极电极反应
，据此分析；A．熵描述体系混乱度，
捕
获富集过程中，游离气态的
转变为结合态的含碳物种，体系混乱度降低，属于熵减过程，A 错误；
B．题干说明
与结合了
的乙二胺发生竞争反应，能置换出
，说明乙二胺与
的结合能
力强于和
的结合能力，B 正确；C．乙二胺的
与
反应时，
的碳氧双键断裂一个键，
键断裂，加成得到
，无其他小分子生成，属于加成反应，C 正确；D．阴极发生得
电子的还原反应，根据反应机理，阴极是
与乙二胺形成的配离子得电子，还原为
单质，同时
释放出乙二胺实现再生，电极反应
，D 正确；
故选A。
14．（2026·江西·模拟预测）成对电合成法是一种在电解池的阴、阳两极获得有价值的产物和提高电流效
率的技术。如图是利用该方法合成
和
原理示意图。下列说法正确
的是
A．
极为阴极
B．
电极的反应为：
+2H++4e-=
C．
极区溶液的
值减小
D．电路中每转移
时，理论上能得到
【答案】C
【解析】左侧
电极上，邻苯二甲酸发生加氢还原反应生成
，为阴极，连接电源负极
；右侧
电极上，
发生氧化反应生成
，为阳极，连
接电源正极
。阴极反应为
+2H++4e-=
，阳极反应为
，质子通过质子交换膜，从阳极移向阴极，
据此分析。A．
极上
发生氧化反应生成
，为阳极，A
不符合题意；B．
电极为阴极，邻苯二甲酸发生加氢还原反应，电极反应为
+2H+
+4e-=
，，B 不符合题意；C．
极为阳极，电极反应生成
，
增大，
溶液
减小，C 符合题意；D．阳极反应中，
生成
转
移
，电路中每转移
时，理论上能得到
，D 不符合题意；故选C。
