2023-2024屆高考一輪復(fù)習(xí)化學(xué)教案（人教版）第七章化學(xué)反應(yīng)與能量熱點(diǎn)強(qiáng)化17電解原理創(chuàng)新應(yīng)用

熱點(diǎn)強(qiáng)化17電解原理創(chuàng)新應(yīng)用

熱點(diǎn)精講

1.電解原理常見(jiàn)的考查點(diǎn)

電解原理及應(yīng)用是高考高頻考點(diǎn)，該類(lèi)試題往往與生產(chǎn)、生活及新科技等相聯(lián)系，以裝置圖

或流程圖為載體呈現(xiàn)，題材廣、信息新，題目具有一定難度。主要考查陰、陽(yáng)極的判斷、電

極反應(yīng)式、電解反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)、溶液離子濃度變化及有關(guān)計(jì)算等。

2.“5點(diǎn)”突破電解綜合應(yīng)用題

(1)分清陰、陽(yáng)極，與電源正極相連的為陽(yáng)極，與電源負(fù)極相連的為陰極，兩極反應(yīng)為“陽(yáng)氧

陰還”。

(2)剖析離子移向，陽(yáng)離子移向陰極，陰離子移向陽(yáng)極。

(3)注意放電順序，正確判斷放電的微?；蛭镔|(zhì)。

(4)注意介質(zhì)，正確判斷反應(yīng)產(chǎn)物，酸性介質(zhì)不出現(xiàn)OFT,堿性介質(zhì)不出現(xiàn)H+;不能想當(dāng)然

地認(rèn)為金屬作陽(yáng)極，電極產(chǎn)物為金屬陽(yáng)離子。

⑸注意得失電子守恒和電荷守恒，正確書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式。

熱點(diǎn)專(zhuān)練

題組一電解原理在物質(zhì)提純中的應(yīng)用

1.科學(xué)家采用電滲析法提純?nèi)榍?富含Nael的蛋白質(zhì))，有價(jià)值的蛋白質(zhì)回收率達(dá)到98%,

工作原理如圖所示：

a藉呼菽b

稀NaoH(aq)原一稀鹽酸

料

室

濃NaOH(aq)溶液R

膜1乳清膜2

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

A.膜1為陽(yáng)離子交換膜，膜2為陰離子交換膜

B.膜1、膜2孔徑不大于半透膜孔徑

C.a極的電極反應(yīng)式為2H2θ+2e^^=2OH+H2t

D.每轉(zhuǎn)移2mol電子，理論上乳清質(zhì)量減少g

答案D

解析a極區(qū)的稀氫氧化鈉溶液變?yōu)闈鈿溲趸c溶液，說(shuō)明a極區(qū)生成了氫氧化鈉，即鈉離

子通過(guò)膜1向a極區(qū)遷移，膜1為陽(yáng)離子交換膜；同理，氯離子通過(guò)膜2向b極區(qū)迂移，膜

2為陰離子交換膜，A項(xiàng)正確；提純蛋白質(zhì)，不能讓蛋白質(zhì)（膠體粒子）通過(guò)膜1、膜2,所以

膜1、膜2孔徑皮不大于半透膜孔徑，B項(xiàng)正確：a極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)：2H2θ+2e-=2OH-

+H2↑,C項(xiàng)正確；每轉(zhuǎn)移2mol電子，結(jié)合電極反應(yīng)和電荷守恒可知，理論上乳清減少的

質(zhì)量為2molNaCI的質(zhì)量，即質(zhì)量減少117g,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

2.（2022.廣東梅州模擬）電解法常用于分離提純物質(zhì)，某混合物漿液含Al（OH）3、Mnc）2和少

量Na2CrO4o考慮到膠體的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小組利用設(shè)計(jì)的

電解分離裝置（如圖），使?jié){液分離成固體混合物和含錨元素溶液進(jìn)行回收利用（已知：2Cr0Γ

+2H-Cr2Of+H2O）,下列說(shuō)法不正確的是（）

惰性電極

攪拌槳

混合物漿液

Na/SO,溶液a離子b離子NazSO,溶液

交換膜交換膜

A.陰極室生成的物質(zhì)為NaOH和H?

B.陽(yáng)極的電極反應(yīng)式是2H?O-4b=4H++θ2t

C.a離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜

D.當(dāng)外電路中轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí)，陽(yáng)極室可生成ImOlCr2。y

答案D

解析電解時(shí)，陽(yáng)極上水中的OH-放電：2H2θ-4e--Ch+4H+,漿液中的CrOF通過(guò)陰離

子交換膜向陽(yáng)極移動(dòng)，從而從漿液中分離出來(lái)，因存在2CrθF+2H+Cr2O7"+H2O,則

分離后含絡(luò)元素的粒子是CrO/、Cr20Γ;陰極上水中的H卡放電：2H2θ+2e--H2t+20H

，混合物漿液中的鈉離子通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入陰極，故陰極反應(yīng)生成氫氣和NaoH;電解

時(shí)，每轉(zhuǎn)移2mol電子，陽(yáng)極區(qū)生成2molH,由于2CΓOF+2H+CnO歹+H2O為可逆

反應(yīng)，陽(yáng)極室生成的CnO廠小于ImO1,D錯(cuò)誤。

題組二電解原理在無(wú)機(jī)物制備中的應(yīng)用

3.（2022?湖北，14）含磷有機(jī)物應(yīng)用廣泛。電解法可實(shí)現(xiàn)由白磷直接制備Li[P（CN）2],過(guò)程如

圖所示（Me為甲基）。下列說(shuō)法正確的是（）

2MetSiCN+LiOH

卜O(SiMeN

LiCN+HCN、

Li[P(CN)J

A.生成1molLi[P（CN）2],理論上外電路需要轉(zhuǎn)移2mol電子

B.陰極上的電極反應(yīng)為：P4+8CN—―4e--4[P（CN）2「

C.在電解過(guò)程中CN-向伯電極移動(dòng)

D.電解產(chǎn)生的H2中的氫元素來(lái)自于LioH

答案D

解析石墨電極為陽(yáng)極，對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)式為P4+8CN--4e--4[P（CN）2「，則生成1mol

LifP（CN）2],理論上外電路需要轉(zhuǎn)移1mol電子，A錯(cuò)誤；陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)該得電子，

電極反應(yīng)式為2HCN+2e^^=H2t+2CN,B錯(cuò)誤；石墨電極為陽(yáng)極，鈾電極為陰極，CN-

應(yīng)該向陽(yáng)極移動(dòng)，即移向石墨電極，C錯(cuò)誤；由所給圖示可知HCN在陰極放電，產(chǎn)生CN-

和H2,而HCN中的H來(lái)自于LiOH,則電解產(chǎn)生的H?中的氫元素來(lái)自于LiOH,D正確。

4.（2022?四川模擬）科研工作者利用雙功能催化劑實(shí)現(xiàn)了室溫條件下電催化聯(lián)合制備氨氣和硝

酸。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

一直流電源PLn

離子交換膜

A.X端為化學(xué)電源的負(fù)極

+

B.b極的電極反應(yīng)式為N2+6H2O-IOe=2N0?+12H

C.理論上a、b電極消耗N2速率相等

D.離子交換膜可以是質(zhì)子交換膜

答案C

解析因?yàn)閍電極氮元素化合價(jià)降低，氮?dú)獾秒娮?，所以a極為陰極，X端為化學(xué)電源的負(fù)

極，A正確；理論上a、b電極得失電子數(shù)相等，但a極上ImolN2得到6mol電子，b極上

1mo?N2失去IomOl電子，所以消耗N2速率不相等，C錯(cuò)誤；離子交換膜可以是質(zhì)子交換膜，

b極產(chǎn)生的質(zhì)子通過(guò)交換膜進(jìn)入a極區(qū)，D正確。

5.（2022?浙江6月選考，21）通過(guò)電解廢舊鋰電池中的LiMn2O4可獲得難溶性的Li2CO3和

MnO2，電解示意圖如下（其中濾布的作用是阻擋固體顆粒，但離子可自由通過(guò)。電解過(guò)程中

溶液的體積變化忽略不計(jì)）。下列說(shuō)法不正確的是（）

A.電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)

B.電極B的電極反應(yīng)：2H2θ+Mn2+-2e--MnCh+4H+

C.電解一段時(shí)間后溶液中Md.濃度保持不變

D.電解結(jié)束，可通過(guò)調(diào)節(jié)PH除去Mι√+,再加入Na2CO3溶液以獲得Li2CO3

答案C

解析由電解示意圖可知，電極B上Mn2+轉(zhuǎn)化為Mno2,鎰元素化合價(jià)升高，失電子，則電

極B為陽(yáng)極，電極A為陰極，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，A正確；由電解示意圖可知，電極B

上Mn2+失電子轉(zhuǎn)化為MnC）2,電極反應(yīng)式為2氏0+MM+-Ze-=MnCh+4H+,B正確；電

極A為陰極，LiMn2O4得電子，電極反應(yīng)式為L(zhǎng)iMn2θ4+3e-+8H+=Li++2Mn2++4H2θ,

依據(jù)得失電子守恒，電解池總反應(yīng)為2LiMmθ4+4H+=2Li++Mn2++3Mnθ2+2H2θ,反應(yīng)

生成了Mn2+,Mn?+濃度增大，C錯(cuò)誤；電解池總反應(yīng)為2LiMn2θ4+4H+=2Li++M∏2++

3MnO2+2H2O,電解結(jié)束后，可通過(guò)調(diào)節(jié)溶液PH將鎰離子轉(zhuǎn)化為沉淀除去，然后再加入碳

酸鈉溶液，從而獲得碳酸鋰，D正確。

題組三電解原理在有機(jī)合成方面的應(yīng)用

6.（2020.浙江7月選考，21）電解高濃度RCOONa（竣酸鈉）的NaOH溶液，在陽(yáng)極RCOO一放

電可得到R—R（烷嫌）。下列說(shuō)法不正確的是（）

A.電解總反應(yīng)方程式：2RC00Na+2H2O=?^R-R+2CO2t+H2t+2NaOH

B.RCOcr在陽(yáng)極放電，發(fā)生氧化反應(yīng)

C.陰極的電極反應(yīng)：2比0+2/=2OIΓ+H2t

D.電解CHaCOONa、CH3CH2COONa和NaoH混合溶液可得至IJ乙烷、丙烷和丁烷

答案A

解析由于電解液呈強(qiáng)堿性，電解反應(yīng)不能釋放出C02氣體，A錯(cuò)誤；電解高濃度RCooNa

的NaOH溶液，陽(yáng)極上RCoCr發(fā)生氧化反應(yīng)，得到R-R（燒燒），B正確；陰極上HzO得電

子放出H2,電極反應(yīng)式為2H2θ+2e-=2OlΓ+H2t,C正確；根據(jù)題中電解原理，電解

RCooNa和NaoH混合液可得至UR-R（烷燒），類(lèi)比推理，電解ChhCOONa、CH3CH2COONa

和NaOH混合溶液，可得到CH3CH3（乙烷）、CH3CH2CH3（丙烷）和CH3CH2CH2CH3（丁烷），D

正確。

7.（2022?長(zhǎng)春模擬）乙醛酸（HOoCCHo）是有機(jī)合成的重要中間體。工業(yè)上以乙二醛（OHCCHo）

和乙二酸（HOc）CCoOH）為原料，用“雙極室成對(duì)電解法”生產(chǎn)乙醛酸，原理如圖所示。該裝

置中陰、陽(yáng)兩極均為惰性電極，兩極室均可產(chǎn)生乙醛酸，其中乙二醛與M電極生成的物質(zhì)反

應(yīng)生成乙醛酸。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

-------1直流電源

Mpj________________QN

乙二醛溶液質(zhì)子乙二酸溶液

濃鹽酸交換膜

A.M極與直流電源的正極相連

B.N極上的電極反應(yīng)式為H00CC00H+2e+2H-=HOOCCHO+H2O

C.電解一段時(shí)間后，N極附近溶液的PH變小

D.若有2molIT通過(guò)質(zhì)子交換膜，則該裝置中生成2mol乙醛酸

答案C

解析由圖中質(zhì)子的移動(dòng)方向可知，M極為電解池的陽(yáng)極，與電源正極相連，A正確；N極

為陰極，乙二酸在陰極的電極反應(yīng)式為HOOCCOc）H+2e^^+2H+=H00CCH0+H20,放電

時(shí)消耗氫離子，溶液PH增大，B正確、C錯(cuò)誤；若有2mol氫離子通過(guò)質(zhì)子交換膜，陰極和

陽(yáng)極各生成Imol乙醛酸，則裝置中生成2mol乙醛酸，D正確。

題組四應(yīng)用電解原理回收空氣中的COz

8.（2022?廣西柳州模擬）實(shí)現(xiàn)“碳中和”的重要方式之一是將CO2重新轉(zhuǎn)化成能源，在金屬

氧化物電解池，高溫下電解H2O-CO2的混合氣體制備H2和CO是一種新的能源利用方式，

基本原理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.Y是電源的正極

B.陽(yáng)極的電極反應(yīng)式是20廠一4b=。2t

C.總反應(yīng)可表示為H2O+CO2普Uh+Cθ+O2

D.陰、陽(yáng)兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是1：2

答案D

解析由圖可知與X相連的電極產(chǎn)生氫氣和CO,H、C元素化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)，

為電解池的陰極，則X是電源的負(fù)極，Y為正極，A正確；金屬氧化物為電解質(zhì)，則陽(yáng)極的

電極反應(yīng)式為2C）2—4e=O2t,B正確；由圖可知反應(yīng)物為水和二氧化碳，生成物為氫氣、

一氧化碳和氧氣，則該電解池的總反應(yīng)可表示為H2O+CO2-H2+CO+O2,C正確；結(jié)

合總反應(yīng)的化學(xué)方程式可知，陰極產(chǎn)生ImOlH2和ImOICO時(shí)，陽(yáng)極產(chǎn)生ImolO2,則陰、

陽(yáng)兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是2：1,D錯(cuò)誤。

9.（2022?河北模擬）為實(shí)現(xiàn)碳回收，我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)的用電化學(xué)法還原CO2制備草酸的裝置如

圖所示。下列有關(guān)該裝置的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.a、b分別為電源的負(fù)極、正極

B.電解裝置左池發(fā)生的電極反應(yīng)為2CCh+2e=C2Oi

C.為增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性，左池中可加入少量Na2C2O4溶液

+

D.右池電解質(zhì)溶液為稀硫酸，發(fā)生的電極反應(yīng)為2比0—4e=O2f+4H

答案B

解析由圖可知，左池發(fā)生的反應(yīng)為CC>2得電子被還原為H2C2O4,電極反應(yīng)式為2Cθ2+2b+

2H+=H2C2O4,M極作陰極，電解池陰極與電源負(fù)極相連，則a為電源的負(fù)極，b為電源的

正極，A正確、B錯(cuò)誤；為增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性，同時(shí)減少雜質(zhì)，左池可加入少量Na2C2O4溶液,

C正確；右池為電解池的陽(yáng)極區(qū)，F(xiàn)hO失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成。2和H卡,D正確。

題組五電解原理在污水處理方面的應(yīng)用

10.某工廠采用電解法處理含絡(luò)廢水，耐酸電解槽用鐵板作陰、陽(yáng)極，槽中盛放含鋁廢水，

原理如圖所示，下列說(shuō)法不正確的是（）

I

PH為3.5~6.5

Cr2O?-為主的廢水

A.a接電源正極

2+3+5+

B.陽(yáng)極區(qū)溶液中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)為Cr20Γ+6Fe'+14H=2Cr+6Fe+7H2O

C.若不考慮氣體的溶解，當(dāng)收集到L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）①時(shí)，有molCnO歹被還原

D.陰極區(qū)附近溶液PH增大

答案C

解析由圖可知，右側(cè)生成氫氣，發(fā)生還原反應(yīng)，右側(cè)鐵板為陰極，則左側(cè)鐵板為陽(yáng)極，故

a接電源正極，A項(xiàng)正確；左側(cè)鐵板為陽(yáng)極，鐵放電生成亞鐵離子，亞鐵離子被溶液中的Cr2Of

氧化，反應(yīng)的離子方程式為Cr2θy+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2θ,B項(xiàng)正確；標(biāo)準(zhǔn)

狀況下，L氫氣的物質(zhì)的量為錯(cuò)誤！=mol,根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得"(Fe?*)=錯(cuò)誤！=mol,

根據(jù)CnO歹?6Fe2'可知，被還原的CnO廠的物質(zhì)的量為molXt=mol,C項(xiàng)錯(cuò)誤；陰極氫

離子放電生成氫氣，氫離子濃度降低，溶液的PH增大，D項(xiàng)正確。

11.工業(yè)上用電解法治理亞硝酸