電解池 -沖刺2023年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)核心考點逐項突破（解析版）

專題九電解池

核心考點1、電解池的原理

1.電解：電解是使電流通過電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)而在兩個電極上引起氧化還原反應(yīng)的過

程。

①電解時所用的電流必須是直流電，而不是交流電。

②熔融態(tài)電解質(zhì)可被電解，電解質(zhì)溶液也可被電解。

③電解的過程實質(zhì)是一個氧化還原反應(yīng)發(fā)生的過程，這一過程在通常情況下是不能進(jìn)行的。

2.電解池

包卜電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置.

①外加直流電源；

②有與電源相連的兩個電極，陽極與電源正

兩成薪極相連，陰極與電源負(fù)極相連：

③電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）；

④形成閉合電路.

①陽極：與電源正極相連，在電極上

發(fā)生氧化反應(yīng).

②陰極：與電源負(fù)極相連，在電極上

發(fā)生還原反應(yīng)，

3.電解池的工作原理

電子由電源的負(fù)極出發(fā)，流向電解池的陰極，陽離子在陰極上獲得電子發(fā)生還原反應(yīng);

與此同時，陰離子在陽極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，失去的電子再從電池的陽極流向電源的

正極，從而形成閉合回路。

如圖所示（陽極為惰性電極）

e

陰

陽

極

氧化反應(yīng)極電解池還原反應(yīng)

陰離子移向陽離子移向

電解質(zhì)溶液

4.正確判斷電極產(chǎn)物

（1）陽極產(chǎn)物的判斷首先看電極，如果是活性電極作陽極，則電極材料失電子，電極溶解（注

意：鐵作陽極溶解生成Fe2+,而不是Fe3+）；如果是惰性電極，則需看溶液中陰離子的失電

子能力,陰離子放電順序為S2->廠>Br->Cl>0H（水）。

（2）陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)陽離子的放電順序進(jìn)行判斷：

Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+>H+（水）。

（3）電解池的電極名稱：陰極——與電源負(fù)極相連的電極，發(fā)生還原反應(yīng)；陽極——與電源

正極相連的電極，發(fā)生氧化反應(yīng)。

(4)電解池的構(gòu)成條件：具有與直流電源相連接的兩個電極(陰極、陽極)，插入電解質(zhì)溶液或

熔融電解質(zhì)中，形成閉合回路。

(二)提取“信息”書寫電極反應(yīng)式

2.按要求書寫電極反應(yīng)式

(1)以鋁材為陽極，在H2s04溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽極反應(yīng)式為2A1—6e+

+

3H2O=A12O3+6H1,

(2)用Al單質(zhì)作陽極，石墨作陰極，NaHCCh溶液作電解液進(jìn)行電解，生成難溶物R,R受

熱分解生成化合物Q,寫出陽極生成R的電極反應(yīng)式：Al+3HC0；-3e^=Al(OH)31+

3co2〃

(3)離子液體是一種室溫熔融鹽，為非水體系。由有機(jī)陽離子、AbCE和A1C14組成的離子液

體作電解液時，可在鋼制品上電鍍鋁。已知電鍍過程中不產(chǎn)生其他離子且有機(jī)陽離子不參與

電極反應(yīng)，則電極反應(yīng)式為

陽極：Al-3e^+7A1C1；^=4A12C17?

陰極：4Al2cb+3e=A1+7A1CU?

(4)用惰性電極電解LMnCU溶液能得到化合物KMnCU，則電極反應(yīng)式為

陽極：2MnO3_2e=2MnO4()

陰極：2H++2e-=H2b

(5)將一定濃度的磷酸二氫錢(NH4H2Po4)、氯化鋰混合液作為電解液，以鐵棒作陽極，石墨

為陰極，電解析出LiFePCU沉淀，則陽極反應(yīng)式為Fe+H2P04+Li*—2e-=LiFePO4+2H

(三)根據(jù)“交換膜”利用“信息”書寫電極反應(yīng)式

3.按要求書寫電極反應(yīng)式：

(1)電解裝置如圖，電解槽內(nèi)裝有KI及淀粉溶液，中間用陰離子交換膜隔開。在一定的電壓

下通電，發(fā)現(xiàn)左側(cè)溶液變藍(lán)色，一段時間后，藍(lán)色逐漸變淺。

已知：3E+6OH=ICh+51+3H2O

陽極：2廣—

陰極：2H2(D+2e==H2T+2OH-O

(2)可用氨水作為吸收液吸收工業(yè)廢氣中的SO?，當(dāng)吸收液失去吸收能力時，可通過電解法使

吸收液再生而循環(huán)利用(電極均為石墨電極)，并生成化工原料硫酸。其工作示意圖如下：

h

陽極：HSO?-2e+H2O=3H+SOf?

-

陰極：2H++2b=142T(或2H20+2e~=H2T+20H)o

1.【2022年海南卷】一種采用Hq（g）和N式g）為原料制備NH,（g）的裝置示意圖如下。

固體氧化物電解質(zhì)

下列有關(guān)說法正確的是

A.在b電極上，M被還原

B.金屬Ag可作為a電極的材料

C.改變工作電源電壓，反應(yīng)速率不變

D.電解過程中，固體氧化物電解質(zhì)中O”不斷減少

【答案】A

【解析】由裝置可知，b電極的N2轉(zhuǎn)化為NE,N元素的化合價降低，得到電子發(fā)生還原

反應(yīng)，因此b為陰極，電極反應(yīng)式為N2+3H2O+6e=2NH3+3O2-,a為陽極，電極反應(yīng)式為

2O2+4e=O2,據(jù)此分析解答；A.由分析可得，b電極上N2轉(zhuǎn)化為NH*N元素的化合價

降低，得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，即N2被還原，A正確；B.a為陽極，若金屬Ag作a的電

極材料，則金屬Ag優(yōu)先失去電子，B錯誤；C.改變工作電源的電壓，電流強度發(fā)生改變，

反應(yīng)速率也會改變，C錯誤；D.電解過程中，陰極電極反應(yīng)式為N2+3H2O+6e-=2NH3+3O2-,

陽極電極反應(yīng)式為2O2+4e=C）2,因此固體氧化物電解質(zhì)中02-不會改變，D錯誤；

2.[2022年6月浙江卷】通過電解廢舊鋰電池中的LiMi^Oa可獲得難溶性的Li2cO,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。電解過程中溶

液的體積變化忽略不計）。下列說法不事確的是

濾布

A.電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)

2++

B.電極B的電極發(fā)應(yīng)：2H2O+Mn-2e=MnO2+4H

C.電解一段時間后溶液中Mt?+濃度保持不變

D.電解結(jié)束，可通過調(diào)節(jié)pH除去Mr?*,再加入Na2cO3溶液以獲得Li2cO、

【答案】C

【解析】A.由電解示意圖可知，電極B上Mn2+轉(zhuǎn)化為了MnCh,鐳元素化合價升高，失電

子，則電極B為陽極，電極A為陰極，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，A正確；B.由電解示意圖

可知，電極B上Mn?+失電子轉(zhuǎn)化為了MnCh,電極反應(yīng)式為：2H2O+MM+-2e-=MnO2+4H+,

B正確；C.電極A為陰極，LiMmCM得電子，電極反應(yīng)式為：

++2+

2LiMn2O4+6e+16H=2Li+4Mn+8H2O,依據(jù)得失電子守恒，電解池總反應(yīng)為：

2LiMmO4+4H+=2Li++Mn2++3MnCh+2H2O,反應(yīng)生成了MM+,MM+濃度增大，C錯誤；D.電

解池總反應(yīng)為：2LiMn2O4+4H，=2Li++Mn2*+3MnCh+2H2O,電解結(jié)束后，可通過調(diào)節(jié)溶液pH

將鎬離子轉(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。

1.觀察如圖裝置，下列說法正確的是

液體C

A.a、b接電流表，該裝置為原電池

B.a、b接直流電源，該裝置為電解池

C.a、b接直流電源，鐵可能不易被腐蝕

D.a、b接電流表或接直流電源，鐵都可能是負(fù)極

【答案】C

【詳解】A、如果液體c為乙醇等非電解質(zhì)，則不符合構(gòu)成原電池的條件，故A錯誤；

B、如果液體c為乙醇等非電解質(zhì)，該電路為斷路，不能構(gòu)成電解池，故B錯誤；

C、連接直流電源，如果讓鐵作陰極，按照電解原理，鐵不被腐蝕，故C正確；

D、如果接電流表，構(gòu)成原電池，鐵作負(fù)極，如果接直流電源，構(gòu)成電解池，兩極的名稱為

陰陽極，故D錯誤。

2.（2022秋?湖南株洲?高三?？茧A段練習(xí)）CO2資源化利用是實現(xiàn)碳中和的一種有效途徑。

下圖是CO2在電催化下產(chǎn)生合成氣（CO和H?的一種方法。下列說法不正確的是

Na2SOrNa,SO,、CHjCOOH、

KHCO,C凡COONa混合溶液

陰離子交換膜

（只允許SO：通過）

A.a電極連接電源的負(fù)極B.SO：從a極區(qū)向b極區(qū)移動

C.b極區(qū)中c（CH3c0。）逐漸增大D.a極區(qū)中c（CO；）逐漸增大

【答案】C

【分析】從圖中可以看出，在a電極，C02、H2O得電子生成CO、H2,所以a為陰極，b

為陽極。

【詳解】A.由分析可知，a電極為陰極，則連接電源的負(fù)極，A正確；

B.S。：為陰離子，應(yīng)從陰極向陽極移動，所以從a極區(qū)向b極區(qū)移動，B正確；

「丫叫°”pyCH0

C.b極為陽極，-2e+2CH3COO=+2CH3co0H,則溶液中

c（CH3coeT）逐漸減小，C不正確；

D.a極為陰極，CO2+2e+2HCO；=CO+2CO^+H20,2HCO；+2e-H2?+2CO^,所以c（CO；）

逐漸增大，D正確；

3.如圖是CO?電催化還原為C&的工作原理示意圖。下列說法不正確的是

ab

例源*

CO2

,鹽橋(KC1)

銅電極

,鉗電極

①KHCO3溶液②K2SO4溶液

(溶有CO2)

A.該過程是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程

+

B.銅電極的電極反應(yīng)式為CO2+8H+8e=CH4+2H2O

C.一段時間后，①池中n(KHCCh)不變

D.一段時間后，②池中溶液的pH不一定升高

【答案】C

【詳解】A.該裝置有外接電源，是一個電解池，電解池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，A

正確；

B.C02電催化還原為CH4的過程是一個還原反應(yīng)過程，所以銅電解是電解池的陰極，銅電

+

極的電極反應(yīng)式為CO2+8H+8e-=CH4+2H2O,B正確；

C.在電解池的陰極上發(fā)生二氧化碳得電子的還原反應(yīng)，即CO2+8H++8e=CH4+2H2O,一

段時間后，氫離子減小，氫氧根濃度增大,氫氧根會和①池中的碳酸氫鉀反應(yīng)，所以n(KHCO.?)

會減小，C錯誤；

D.在電解池的陽極上，是陰離子氫氧根離子發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，所以酸性增強，pH

一定下降，D正確；

核心考點2、電解原理的應(yīng)用

1.氯堿工業(yè)的電解原理(電解食鹽水)：

(1)通電前，氯化鈉溶液中含有的離子：Na\Cl、H\0H\通電時，Na\H/移向陰極，

H*放電，C「、OFT移向陽極，C「放電。電極反應(yīng)式為：

陽極：2cl—2e=C12T(氧化反應(yīng))

陰極：2H++26-=山~還原反應(yīng))，因H+放電，導(dǎo)致水的電離平衡H2O=rH++OH-向右

移動，致使生成NaOH。

(2)電解的總反應(yīng)式:

由解

化學(xué)方程式：2NaCl+2H2T+Cl2T+2NaOH

由解

離子方程式：2c「+2H2O=H2T+C12f+2OH-

2.電鍍:

(1)電鍍：應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的方法。電鍍的特點是

陽極本身參與電極反應(yīng)，電鍍過程中相關(guān)離子的濃度、溶液pH等保持不變。

(2電鍍池的構(gòu)成：一般都是用含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液作電鍍液；把鍍層金屬浸入

電鍍液中與直流電源的正極相連，作為陽極;待鍍金屬制品與直流電源的負(fù)極相連，作陰極。

(3)電極反應(yīng)式：待鍍鐵件表面鍍上一層紅色的銅，銅片不斷溶解。硫酸銅溶液濃度的變

化是不變。

cuso^M

陽極：Cu—2e-^=Cu2

陰極：Cu2+2e=Cu

3.電解精煉銅:

(1)粗銅中往往含有鐵、鋅、銀、金等多種雜質(zhì)，常用電解的方法進(jìn)行精煉。其電解池的

構(gòu)成是用粗銅作陽極，用純銅作陰極，用CuSO4溶液作電解質(zhì)溶液。

(2)裝置

7

精練銅原理

(3)原理：粗銅作陽極，精銅作陰極，電解液是含有C/+的可溶性鹽溶液。金屬活動性順

序表銅之前金屬先反應(yīng)以離子形式進(jìn)入溶液，銅之后金屬不反應(yīng)，形成“陽極泥”。

(4)電極反應(yīng)及產(chǎn)物分析

粗銅(陽極)溶液?精銅(陰極)

4.電冶金:

(1)金屬冶煉的本質(zhì)：使礦石中的金屬離子獲得電子，從它們的化合物中還原出來。如M，

+?e-^=Mo

(2)電解法用于冶煉較活潑的金屬如：K、Na、Mg、Al等，但不能電解其鹽溶液，應(yīng)電解其

熔融態(tài)。利用電解熔融鹽的方法來冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等

總方程式陽極、陰極反應(yīng)式

陽極：2Cr-2e-=Cht

冶煉鈉2NaCl（熔融）里^2Na+CLT

陰極：2Na++2e-=2Na

陽極:2Cr-2e-=Cht

冶煉鎂MgCL（熔融）型或Mg+Cbf

陰極：Mg24+2e-=Mg

陽極：6O2—12e=3O2f

冶煉鋁2Al2（）3（熔融）里叫4Al+3ChT

陰極：4Al3++12e~=4Al

5.電解的有關(guān)計算：有關(guān)電解的計算通常是求電解后某產(chǎn)物的質(zhì)量、氣體的體積、某元素的

化合價、元素的相對原子質(zhì)量、溶液的pH及物質(zhì)的量濃度等。不論哪種計算，均可概括為

下列三種方法：

(1)得失電子守恒法計算：用于串聯(lián)電路、通過陰陽兩極的電量相同等類型的計算，其依據(jù)

是電路上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。

(2)總反應(yīng)式計算：先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列比例式計算。

(3)關(guān)系式計算：借得失電子守恒關(guān)系建立已知量與未知量之間的橋梁，建立計算所需的關(guān)

系式。

【歸納提升】以惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律：

1.電解類型及基本規(guī)律[3]

電解時象水

含氧酸，強堿，活潑

電解水型電解質(zhì)濃度增大

金屬的含氧酸鹽

電解質(zhì)復(fù)原加水

電解對象電解質(zhì)

不活潑金屬的無氧

電解電解質(zhì)型酸鹽、無氧酸(HF電解質(zhì)濃度減小

除外)

電解質(zhì)復(fù)原加電解質(zhì)

三層規(guī)律

電解對象電解質(zhì)和水

活潑金屬的無氧酸鹽

*譴邨^M(氟化物除外)，比電解質(zhì)濃度原物質(zhì)減小

如：NaCl

電解質(zhì)復(fù)原力HHC1

電解對象電解質(zhì)和水

不活潑金屬的含氧酸鹽,

,比如：磕醺銅電解質(zhì)濃度原物質(zhì)減小

電解質(zhì)復(fù)原力口CuO

2.pH變化

類型溶液實例電極反應(yīng)及總反應(yīng)PH

電解水型稀H2so4、陽極：4OH-4e=2H2O+O2T減小

陰極：2H++2e=H2T

NaOH溶液增大

總反應(yīng)：2H2。==2H+02T

Na2s04溶液不變

電解電解質(zhì)CuCl2陽極：2C「-2e-=Cl2T

陰極：Cu2++2e=Cu

總反應(yīng)：CuC12===Cu+Cbf

HC1陽極：2Cl-2e=C12t增大

陰極：2H++2e=H2f

總反應(yīng)：2HC1粵H2T+CI2T

放氫生成堿NaCl陽極：2Cr-2e-=CLT增大

型陰極：2H++2e=H2f

總反應(yīng)：2NaCl+2H2。擘H2T+CLT+2NaOH

放氧生酸型如CuSO4陽極：40HMe■=2H2O+O2T減小

陰極：Cu2++2e-=Cu

總反應(yīng)：2CuSO4+2H2O里2CU+O2T+2H2sCU

注意：若陰極為H+放電，則陰極區(qū)c(OH。增大；若陽極為0匕一放電，則陽極區(qū)c(H+)增大;

若陰極、陽極同時有H+、OH放電，相當(dāng)于電解水，電解質(zhì)溶液濃度增大。

1.【2022年北京卷】利用下圖裝置進(jìn)行鐵上電鍍銅的實驗探究。

序

裝置示意圖電解質(zhì)溶液實驗現(xiàn)象

陰極表面有無色氣體，

一段時間后陰極

?0.1mol/LCUSO4+少量H2so4

表面有紅色固體，

_Fc

日氣體減少。經(jīng)檢驗

電解液中有Fe"

陰極表面未觀察到氣

體，一段時間后陰

②0.1mol/LCUSO4+過量氨水極表面有致密紅

色固體。經(jīng)檢驗電

解液中無Fe元素

下列說法不巧建的是

A.①中氣體減少，推測是由于溶液中c(H)減少，且Cu覆蓋鐵電極，阻礙H+與鐵接

觸

B.①中檢測到Fe”,推測可能發(fā)生反應(yīng)：Fe+2H+=Fe2*+H?、Fe+Cu2t=Fe2++Cu

C.隨陰極析出Cu,推測②中溶液c(CF)減少，C/+4NH3；［Cu(NHjJ+平衡

逆移

D.②中Cu"生成［CU(NHJ4『，使得c(C/+)比①中溶液的小，Cu緩慢析出，鍍層更

致密

【答案】C

【解析】由實驗現(xiàn)象可知，實驗①時，鐵做電鍍池的陰極，鐵會先與溶液中的氫離子、銅離

子反應(yīng)生成亞鐵離子、氧氣和銅，一段時間后，銅離子在陰極失去電子發(fā)生還原反應(yīng)生成銅；

實驗②中銅離子與過量氨水反應(yīng)生成四氨合銅離子，四氨合銅離子在陰極得到電子緩慢發(fā)生

還原反應(yīng)生成銅，在鐵表面得到比實驗①更致密的鍍層。A.由分析可知，實驗①時，鐵會

先與溶液中的氫離子、銅離子反應(yīng)，當(dāng)溶液中氫離子濃度減小，反應(yīng)和放電生成的銅覆蓋鐵

電極，阻礙氫離子與鐵接觸，導(dǎo)致產(chǎn)生的氣體減少，故A正確；B.由分析可知，實驗①時，

鐵做電鍍池的陰極，鐵會先與溶液中的氫離子、銅離子反應(yīng)生成亞鐵離子、氫氣和銅，可能

發(fā)生的反應(yīng)為Fe+2H*=Fe2"H2、Fe+Cu2+=Fe2++Cu,故B正確；C.由分析可知，四氨合銅

離子在陰極得到電子緩慢發(fā)生還原反應(yīng)生成銅，隨陰極析出銅，四氨合銅離子濃度減小，

Cu2t+4NH,，［CU(NH3)4『平衡向正反應(yīng)方向移動，故C錯誤；D.由分析可知，實驗

②中銅離子與過量氨水反應(yīng)生成四氨合銅離子，四氨合銅離子在陰極得到電子緩慢發(fā)生還原

反應(yīng)生成銅，在鐵衣面得到比實驗①更致密的鍍層，故D正確；故選C。

2.【2022年廣東卷】以熔融鹽為電解液，以含Cu、Mg和Si等的鋁合金廢料為陽極進(jìn)行電

解，實現(xiàn)A1的再生。該過程中

A.陰極發(fā)生的反應(yīng)為Mg-2e=Mg2+B.陰極上A1被氧化

C.在電解槽底部產(chǎn)生含Cu的陽極泥D.陽極和陰極的質(zhì)量變化相等

【答案】C

【解析】根據(jù)電解原理可知，電解池中陽極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生得電子的還原

反應(yīng)，該題中以熔融鹽為電解液，含Cu、Mg和Si等的鋁合金廢料為陽極進(jìn)行電解，通過控

制一定的條件，從而可使陽極區(qū)Mg和A1發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，分別生成Mg2+和AP+,

Cu和Si不參與反應(yīng)，陰極區(qū)A聲得電子生成A1單質(zhì)，從而實現(xiàn)A1的再生,據(jù)此分析解答。

A.陰極應(yīng)該發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，實際上Mg在陽極失電子生成Mg2+,A錯誤；B.Al

在陽極上被氧化生成AF+,B錯誤；C.陽極材料中Cu和Si不參與氧化反應(yīng)，在電解槽底

部可形成陽極泥，C正確；D.因為陽極除了鋁參與電子轉(zhuǎn)移，鎂也參與了電子轉(zhuǎn)移，且還

會形成陽極泥，而陰極只有鋁離子得電子生成鋁單質(zhì)，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移數(shù)守恒及元素守恒可知,

陽極與陰極的質(zhì)量變化不相等，D錯誤；故選C。

3.【2022年湖北卷】含磷有機(jī)物應(yīng)用廣泛。電解法可實現(xiàn)由白磷直接制備Li[P（CN）J,

過程如圖所示（Me為甲基）。下列說法正確的是

A.生成lmolLi[P（CN）J,理論上外電路需要轉(zhuǎn)移2moi電子

B.陰極上的電極反應(yīng)為：P4+8CN--4e-=4[p（CN）,]'

C.在電解過程中CN響銷電極移動

D.電解產(chǎn)生的H?中的氫元素來自于LiOH

【答案】D

【解析】A.P4-Li[P（CN）J化合價升高發(fā)生氧化反應(yīng)，所以石墨電極為陽極，電極反

應(yīng)式為：R+8CN-4e=4[P（CN）2],則生成lmolLi[P（CN）21，理論上外電路需要轉(zhuǎn)移Imol

電子，A錯誤；B.陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)該得到電子，B錯誤；C.銷電極為陰極，CN

應(yīng)該向陽極移動，即移向石墨電極，C錯誤；D.由圖示可知HCN在陰極放電，產(chǎn)生CN■和

H,,而HCN中的H來自LiOH,則電解產(chǎn)生的H2中的氫元素來自于UOH,D正確；

4.（2021.廣東真題）鉆（Co）的合金材料廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械制造等領(lǐng)域。如圖為水

溶液中電解制備金屬鉆的裝置示意圖。下列說法正確的是

i室n室in室

A.工作時，I室和I【室溶液的pH均增大

B.生成ImolC。，I室溶液質(zhì)量理論上減少16g

C.移除兩交換膜后，石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)不變

D.電解總反應(yīng)：2co2++2氏0鯉2Co+O2T+4H+

【答案】D

【解析】由圖可知，該裝置為電解池，石墨電極為陽極，水在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生

成氧氣和氫離子，電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=O2f+4H+,I室中陽離子電荷數(shù)大于陰離子電荷

數(shù)，放電生成的氫離子通過陽離子交換膜由I室向II室移動，鉆電極為陰極，鉆離子在陰極

得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鉆，電極反應(yīng)式為C02++2e=Co,HI室中陰離子電荷數(shù)大于陽離

子電荷數(shù)，氯離子過陰離子交換膜由III室向II室移動，電解的總反應(yīng)的離子方程式為

2co2++2H2O遐里2Co+O2T+4H+。A.由分析可知，放電生成的氫離子通過陽離子交換膜由

I室向n室移動，使11室中氫離子濃度增大，溶液pH減小，故A錯誤；B.由分析可知，

陰極生成Imol鉆，陽極有Imol水放電，則I室溶液質(zhì)量減少18g,故B錯誤；C.若移除

離子交換膜，氯離子的放電能力強于水，氯離子會在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣,

則移除離子交換膜，石墨電極的電極反應(yīng)會發(fā)生變化，故C錯誤；D.由分析可知，電解的

總反應(yīng)的離子方程式為2co2++2H2O逋曳2Co+O2T+4H+,故D正確；

1.（2020?安徽淮北?統(tǒng)考二模）清華大學(xué)伍暉和斯坦福大學(xué)崔屹教授使用LLZTO陶瓷作為

隔膜，以添加有Ale1的低濃度LiQ熔鹽作為電解質(zhì)，在2400c條件下電解獲得高純度的金

屬鋰，使鋰的生產(chǎn)成本有望降低80%。下列說法錯誤的是

A.LLZTO陶瓷管能傳導(dǎo)Li+

B.熔鹽中添加Aid?可以降低工作溫度

C.A1比石墨做陽極材料更環(huán)保

D.每轉(zhuǎn)移3moi電子，電解質(zhì)增重7g

【答案】D

【分析】根據(jù)題干信息，以添加有A1CL,的低濃度LiCl熔鹽作為電解質(zhì)，則陽極A1失去電

子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為AL3e=A|3+,Li+在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)

方程式為Li++e=Li,據(jù)此分析解答。

【詳解】A.由電解工作示意圖可知，Li+通過LLZTO陶瓷管在陰極得到電子，SiftLLZTO

陶瓷管能傳導(dǎo)Li+,A正確；

B.混合物的熔點低于其組成成分，向熔鹽中添加AlCb可以降低鹽的熔融溫度，B正確；

C.若用石墨作陽極，則陽極上C1-失去電子，電極反應(yīng)為2C「-2e-=C12,產(chǎn)生有毒氣體C12

污染環(huán)境，而A1作電極時，A1優(yōu)先失去電子不會產(chǎn)生污染環(huán)境的物質(zhì)，所以A1比石墨做

陽極材料更環(huán)保，C正確；

D.根據(jù)上述分析可知，Li+在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Li++e=Li,陽極

發(fā)生Al-3e=A13+,因此每轉(zhuǎn)移3moi電子，生成3moiLi,電解質(zhì)增重27g-21g=6g,D錯誤;

2.（2021?全國?模擬預(yù)測）下圖所示電解裝置（電極均為惰性電極）可用于制取硫酸，該工藝

已被某些工廠所采用。下列說法錯誤的是（）

較濃的H2SO4溶液

稀H2SO4

A.陰極的電極反應(yīng)式為2HSC）3-+2e-=2SO3>+H2f

B.該工藝中NaHSCh轉(zhuǎn)化為硫酸的轉(zhuǎn)化率不會超過33.3%

C.通過陰離子交換膜交換的離子主要是SCh"

D.圖中右側(cè)電極應(yīng)連接電源的正極

【答案】B

【詳解】A.根據(jù)陰極上發(fā)生還原反應(yīng)可判斷放出氫氣的一極為陰極，該電極的產(chǎn)物為H2和

Na2s。3，電極反應(yīng)式為2HSO[+2e=2SO32-+H2T，A正確；

2

B.陰極上每得到4molU生成4molSOa',同時在陽極生成1mol02,根據(jù)反應(yīng)2so3、。2=2

SCV-可知1molO2只能與2molSO32-反應(yīng)，所以該工藝中NaHSCh轉(zhuǎn)化為硫酸的轉(zhuǎn)化率可以

大于33.3%,但不會超過50%,B錯誤；

C.根據(jù)陰極的電極反應(yīng)式2HSOy+2e-=2SO32-+H2T可知，陰離子交換膜交換的離子主要是

SO；,C正確；

D.根據(jù)圖示可知：左側(cè)電極為陰極，右側(cè)電極為陽極，右側(cè)電極連接電源的正極，D正確;

3.(2022?上海浦東新?校考模擬預(yù)測)FFC電解法可由金屬氧化物直接電解制備金屬單質(zhì),

西北稀有金屬材料研究院利用此法成功電解制備鋁粉(Ta),其原理如圖所示。下列說法正確

A.該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

B.a極為電源的正極

C.TazOs極發(fā)生的電極反應(yīng)為Ta2O5+10e=2Ta+5O2

D.石墨電極上生成22.4LCh，則電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為4x6.02x1()23

【答案】C

【分析】電解池工作時向陽極移動，則石墨電極為陽極，電源的b極為正極，電解池的

陰極發(fā)生還原反應(yīng)，據(jù)此分析解題。

【詳解】A.該裝置是電解池，是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故A錯誤；B.電解池工作時

向陽極移動，則石墨電極為陽極，電源的b極為正極，a極為電源的負(fù)極，故B錯誤；C.Ta2O5

極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)為TazOs+lOe=2Ta+5O2,故C正確：D.石墨電極

上生成的22.4LCh沒有指明是標(biāo)準(zhǔn)狀況，則其物質(zhì)的量不一定是Imol,轉(zhuǎn)移電子數(shù)也不一

定是4x6.02x1()23,故D錯誤;

核心考點3、離子交換膜

1.離子交換膜的功能與作用

使離子選擇性定向移動，平衡

整個溶液的離子濃度或電荷

離子交隔離某些物質(zhì)，防止陰極與陽極產(chǎn)

換膜物之間發(fā)生反應(yīng)

―二用于物質(zhì)的制備（電解后溶液陰極

區(qū)或陽極區(qū)得到所制備的物質(zhì)）

一物質(zhì)分離、提純

2.離子交換膜的類型

⑴陽離子交換膜（只允許陽離子和水分子通過）

鋅銅原電池

①負(fù)極反應(yīng)式：Zn—2e-=Zn2"；

②正極反應(yīng)式：Cu2i+2e-=Cu；

③Z/+通過阻離壬交換膜進(jìn)入正極區(qū)；

④陽離子一透過陽離子交換膜一原電池正極（或電解池的陰極）。

⑵質(zhì)子交換膜（只允許H+和水分子通過）

在微生物作用下電解有機(jī)廢水（含CH3COOH）,可獲得清潔能源H2

平電源

一

惰

情

性性

電電

極

梅極

儂

有

水

稀

破酸

質(zhì)子交換膜

f-

①陰極反應(yīng)式：2H+2e=^H2T；

②陽極反應(yīng)式：CH3COOH-8e+2H2O=2CO2T+8H*'；

③陽極產(chǎn)生的H+通過質(zhì)子交換膜移向陰極;

④H」透過質(zhì)子交換膜—原電迤正極（或電解池的陰極）。

（3）陰離子交換膜（只允許陰離子和水分子通過）

以Pt為電極電解淀粉-KI溶液，中間用陰離子交換膜隔開

陰離子

交換膜

①陰極反應(yīng)式：2H2O+2「=H2T+2OFT；

②陽極反應(yīng)式：21—2e=b;

-

③陰極產(chǎn)生的OIT移向陽極與陽極產(chǎn)物反應(yīng)：3I2+6OH=IO?+5F+3H2O;

④陰離子一透過陰離子交換膜-電解池陽極(或原電池的負(fù)極)。

3.電滲析法將含A,B"的廢水再生為H?B和A(OH),?的原理:

已知A為金屬活動順序表H之前的金屬，為含氧酸根離子。

競爭放電:H+>A"競爭放電

+

2H2O+2e=H2t+2OH-2H2O-4e=4H+O2t

陰極陽極

有膜：純凈的H2、A(OH)加有膜:純凈的O2、H“B

無膜：％和的混合氣體無膜：出和的混合氣體

1.(2020.山東高考真題)采用惰性電極，以去離子水和氧氣為原料通過電解法制備雙氧水

的裝置如下圖所示。忽略溫度變化的影響，下列說法錯誤的是

O2f電叱j

H202

A.陽極反應(yīng)為2H2O-4e-=4H++C）2T

B.電解一段時間后，陽極室的pH未變

C.電解過程中，H+由a極區(qū)向b極區(qū)遷移

D.電解一段時間后，a極生成的02與b極反應(yīng)的02等量

【答案】D

【解析】a極析出氧氣，氧元素的化合價升高，做電解池的陽極，b極通入氧氣，生成過氧

化氫，氧元素的化合價降低，被還原，做電解池的陰極。A.依據(jù)分析a極是陽極，屬于放

氧生酸性型的電解，所以陽極的反應(yīng)式是2H2O-4e=4H++ChT，正確；B.電解時陽極產(chǎn)生氫

離子，氫離子是陽離子，通過質(zhì)子交換膜移向陰極，所以電解一段時間后，陽極室的pH值

+

不變，正確；C.有B的分析可知，C正確；D.電解時，陽極的反應(yīng)為：2H2O-4e=4H+O2t，

陰極的反應(yīng)為：Ch+2e-+2H+=H2O2,總反應(yīng)為：O2+2H2O2H2O2,要消耗氧氣，即是a極生

成的氧氣小于b極消耗的氧氣，錯誤；故選：D。

2.（2021?全國甲卷真題）乙醛酸是一種重要的化工中間體，可果用如下圖所示的電化學(xué)裝

置合成。圖中的雙極膜中間層中的HQ解離為H+和OH,并在直流電場作用下分別問兩極

遷移。下列說法正確的是

----------------電源-----------------

OO

UU

ooH

IIIIO石

鉛HO—C—C—HC-C-

I墨

電（乙醛酸）H

電

極,

+極

ooO

IIII2H

HO―C—C—OH，

（乙二酸）

飽和乙二酸溶液雙極膜乙二醛+KBr酸溶液

A.KBr在上述電化學(xué)合成過程中只起電解質(zhì)的作用

oo

hn

B.陽極上的反應(yīng)式為:

HO-C-C-OH+2H++2e=c-e-H

C.制得2moi乙醛酸，理論上外電路中遷移了Imol電子

D.雙極膜中間層中的H*在外電場作用下向鉛電極方向遷移

【答案】D

【解析】該裝置通電時，乙二酸被還原為乙醛酸，因此鉛電極為電解池陰極，石墨電極為電

解池陽極，陽極上B「被氧化為Bn,Bn將乙二醛氧化為乙醛酸，雙極膜中間層的H+在直流

電場作用下移向陰極，OH移向陽極。A.KBr在上述電化學(xué)合成過程中除作電解質(zhì)外，同

時還是電解過程中陽極的反應(yīng)物，生成的Bn為乙二醛制備乙醛酸的中間產(chǎn)物，故A錯誤;

B.陽極上為Br失去電子生成Bn,Br2將乙二醛氧化為乙醛酸，故B錯誤；C.電解過程

中陰陽極均生成乙醛酸，Imol乙二一酸生成Imol乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為2moi,Imol乙二醛生成

Imol乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為2moi，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒可知每生成Imol乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為Imol,

因此制得2moi乙醛酸時，理論上外電路中遷移/2mol電子，故C錯誤：D.由上述分析可

知，雙極膜中間層的H+在外電場作用下移向陰極，即H+移向鉛電極，故D正確；綜上所述，

說法正確的是D項，故答案為D。

3.（2020?浙江高考真題）在氯堿工業(yè)中，離子交換膜法電解飽和食鹽水示意圖如下，下列

說法不正確的是（）

離子交換膜

A.電極A為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣

B.離子交換膜為陽離子交換膜

C.飽和NaCl從a處進(jìn)，NaOH溶液從d處出

D.0H-遷移的數(shù)量等于導(dǎo)線上通過電子的數(shù)量

【答案】D

電角隼

【解析】氯堿工業(yè)中的總反應(yīng)為2。-+2H2。^^=2OH+H2t+C12t；電解池中陽極失電子

發(fā)生氧化反應(yīng)，氯堿工業(yè)中Cb為氧化產(chǎn)物，所以電極A為陽極，電極B為陰極，據(jù)此作

答。A.根據(jù)分析可知電極A為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，正確；B.陽極發(fā)生的方程

式為：2Cl-2e=O23陰極：H2O+2e=H2T+20H-；為了防止生成的氯氣與氫氧化鈉發(fā)生反

應(yīng)，氫氧化鈉要從d口流出，所以要防止0H流向陽極即電極A,該離子交換膜為陽離子交

換膜，正確；C.根據(jù)B選項的分析可知飽和NaCl從a處進(jìn)，NaOH溶液從d處出，正確；

D.因為有離子交換膜的存在，0H-不發(fā)生遷移，錯誤。

1.（2022?全國?高三專題練習(xí)）因銀與鹽酸反應(yīng)緩慢，工業(yè)上以鍥和鹽酸為原料，利用離子

膜電解技術(shù)制取氯化銀（NiCl?）,其原理如圖。電解過程露不斷往b極區(qū)補充鹽酸。下列說

法正確的是

B.離子交換膜為陽離子交換膜

C.總反應(yīng)為:Ni+2IIC1—NiCl,+H,t

D.電解過程可用NaCl溶液代替鹽酸

【答案】C

【詳解】A.a是電解池的陽極，接外電源的正極，A錯誤；

B.a電極失電子產(chǎn)生Ni2+,溶液中的氯離子在左池與Ni2+結(jié)合生成NiCl?,所以氯離子要能

由右池進(jìn)入左池，則離子交換膜為陰離子交換膜，B錯誤：

C.a電極失電子產(chǎn)生Ni2+,b為陰極，氫離子得電子生成氫氣，所以總反應(yīng)為：

通電小

Ni+2HC1—NiCl2+H,T,C正確；

D.電解過程若用NaCl溶液代替鹽酸則右池水中氫離子放電，產(chǎn)生氫氧根，氫氧根進(jìn)入左

池，使Ni2+沉淀，降低產(chǎn)率，D錯誤；

2.(2021秋?湖南永州?高三統(tǒng)考階段練習(xí))科研工作者利用如圖所示裝置除去廢水中的尿

素［CO(NH2)2］。下列說法錯誤的是

A.b為直流電源的負(fù)極

B.工作時，廢水中NaCl的濃度保持不變

C.工作時，H+由M極區(qū)通過質(zhì)子交換膜移向N極區(qū)

D.若導(dǎo)線中通過6moi電子，理論上生成ImolN2

【答案】B

【詳解】A.由圖知，N極區(qū)生成H2,N極作陰極，故b為直流電源的負(fù)極，A項正確；

+

B.工作時，陽極區(qū)的反應(yīng)為6c「-6e=3C12T、3CI2+CO(NH2)2+H2O=6Cr+6H+CO2+N2，因

消耗水而使廢水中NaCl的濃度增大，B項錯誤；

C.工作時，H+由M極區(qū)通過質(zhì)子交換膜移向N