课时冲关23 电解池及其工作原理-【创新教程】2026年高考化学总复习大一轮课时作业（人教版2019 多选）

课时冲关二十三　电解池及其工作原理 学生用书　P４２４ 一、选择题:每小题只有一个选项符合题意 １．(２０２５􀅰沈阳市高三开学考)电解原理在工业生 产中应用广泛,下列有关电解原理的应用正确 的是 (　　) A．工业上用电解饱和食盐水制备烧碱、氯气等 化工原料 B．可通过电解熔融 AlCl３ 冶炼铝 C．电镀时,镀层金属作为阴极,待镀金属作为 阳极 D．电解精炼铜时,用纯铜板作为阳极,粗铜板作 为阴极 解析:A　[A．烧碱、氯气等化工原料是通过氯 碱工业,即电解饱和食盐水得到的,选项 A正 确;B．AlCl３ 是共价化合物,熔融状态下不能电 离出 Al３＋,不能通过电解熔融AlCl３ 冶炼铝,选 项B错误;C．电镀时,待镀金属作为阴极,镀层 金属作为阳极,选项C错误;D．电解精炼铜时, 应用粗铜板作为阳极,纯铜板作为阴极,选项D 错误.] ２．(２０２４􀅰广东卷)一种基于氯碱工艺的新型电解 池(如图),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:２Cl－－２e－􀪅􀪅Cl２↑ B．阴极区溶液中OH－浓度逐渐升高 C．理论上每消耗１molFe２O３,阳极室溶液减少 ２１３g D．理论上每消耗１molFe２O３,阴极室物质最多 增加１３８g 解析:C　[右侧溶液为饱和食盐水,右侧电极产 生气体,则右侧电极为阳极,Cl－放电产生氯气, 电极反应为:２Cl－－２e－􀪅􀪅Cl２↑;左侧电极为 阴极,发生还原反应,Fe２O３ 在碱性条件下转化 为Fe,电极反应为:Fe２O３＋６e－ ＋３H２O􀪅􀪅 ２Fe＋６OH－;中间为阳离子交换膜,Na＋由阳极 向阴 极 移 动.A．由 分 析 可 知,阳 极 反 应 为: ２Cl－－２e－􀪅􀪅Cl２↑,A正确;B．由分析可知, 阴极 反 应 为:Fe２O３＋６e－ ＋３H２O􀪅􀪅２Fe＋ ６OH－,消耗水产生OH－,阴极区溶液中OH－ 浓度逐渐升高,B正确;C．由分析可知,理论上 每消耗１molFe２O３,转 移６mol电 子,产 生 ３molCl２,同时有６molNa＋由阳极转移至阴极, 则阳极室溶液减少３×７１g＋６×２３g＝３５１g,C错 误;D．由分析可知,理论上每消耗１molFe２O３,转 移６mol电子,有６molNa＋由阳极转移至阴极,阴 极室物质最多增加６×２３g＝１３８g,D正确.] ３．(２０２３􀅰广东卷)利用活性石墨电极电解饱和食 盐水,进行如 图 所 示 实 验.闭 合 K１,一 段 时 间后 (　　) A．U形管两侧均有气泡冒出,分别是Cl２ 和O２ B．a处布条褪色,说明Cl２ 具有漂白性 C．b处出现蓝色,说明还原性:Cl－＞I－ D．断开K１,立刻闭合K２,电流表发生偏转 解析:D　[闭合K１,形成电解池,电解饱和食盐 水,左侧为阳极,阳极氯离子失 去 电 子 生 成 氯 气,电极反应为２Cl－－２e－􀪅􀪅Cl２↑,右侧为阴 极,阴极电极反应为２H２O＋２e－􀪅􀪅H２↑＋ ２OH－,总反应为２NaCl＋２H２O 电解 　􀪅􀪅２NaOH＋ H２↑＋Cl２↑,据此解答.A．根据分析,U形管 两侧均有气泡冒出,分别是Cl２ 和 H２,A错误; B．左侧生成氯气,氯气遇到水生成 HClO,具有 漂白性,则a处布条褪色,说明 HClO具有漂白 性,B错 误;C．b处 出 现 蓝 色,发 生 Cl２＋２KI 􀪅􀪅I２＋２KCl,说明还原性:I－＞Cl－,C错误; D．断开K１,立刻闭合K２,此时构成氢氯燃料电 池,形成电流,电流表发生偏转,D正确.] ４．(２０２５􀅰济南市高三检测)如图两套实验装置, 都涉及金属的腐蚀反应,假设其中的金属块和 金属丝都是足量的.下列叙述正确的是 (　　) A．装置Ⅰ在反应过程中只生成NO２ 气体 B．装置Ⅱ开始阶段铁丝只发生析氢腐蚀 C．装置Ⅱ在反应过程中能产生氢气 D．装置Ⅰ在反应结束时溶液中的金属阳离子只 有Cu２＋ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰４８５􀅰 高考总复习　化学 解析:C　[装置Ⅰ中,铁被浓硝酸钝化,铜与浓 硝酸反应,在这种条件下,铜作原电池的负极, 铁作正极,反应生成红棕色的NO２,随着反应的 进行,浓硝酸变为稀硝酸,随后铁作负极,Cu作 正极,稀硝酸发生还原反应生成无色的 NO,金 属过 量,故 反 应 结 束 时 溶 液 中 既 有 Fe２＋ 又 有 Cu２＋,A、D错误;因为装置Ⅱ中左边充满氧气, 一开始发生吸氧腐蚀,消耗氧气导致左边液面 上升,铁与稀硫酸反应产生氢 气,发 生 析 氢 腐 蚀,B错误,C正确.] ５．(２０２５􀅰威海市模拟)工业上用石墨和铅作电 极,用双极膜电解葡萄糖溶液制备甘露醇和葡 萄糖酸盐.已知在直流电场作用下,双极膜将 水解离为 H＋和OH－并实现其定向通过,电解 过程如图所示.下列说法错误的是 (　　) A．b极材料为石墨,接电源正极 B．通 电 后 双 极 膜 中 产 生 的 OH－ 向 b 极 定 向移动 C．生成葡萄糖酸盐的反应为: ＋ BrO－３ ＋OH－􀪅􀪅HOCH２(CHOH)４COO－ ＋Br－＋H２O D．理论上若生成１mol甘露醇,则可生成１mol 葡萄糖酸盐 解析:C　[图示原理为电解葡萄糖溶液制备甘 露醇和葡萄糖酸盐.根据b电极反应可知溴离 子失去电子变成溴酸根,故b为阳极,电极反应 为Br－＋３H２O－６e－􀪅􀪅BrO－３ ＋６H＋,在阳极 区溴酸根和葡萄糖反应生成葡萄糖酸盐和溴离 子,离子反应为:３ ＋BrO－３ ＋３OH－ 􀪅􀪅３HOCH２(CHOH)４COO－＋Br－＋３H２O, １mol溴酸根生成溴离子转移电子数为６mol, 故１mol葡萄糖生成葡萄糖酸盐转移电子数为 ２mol,双极膜中产生的氢氧根向b电极移动. A．b极为阳极,电极材料不参与反应,故材料为 石墨,接电源正极,A正确;B．根据分析,通电后 双极膜中产生的OH－向b极(阳极)定向移动, B正确;C．根据分析,生成葡萄糖酸盐的反应 为:３ ＋ BrO－３ ＋ ３OH－ 􀪅􀪅 ３HOCH２(CHOH)４COO－＋Br－＋３H２O,C错 误;D．阴极区发生的反应为葡萄糖转变为甘露 醇,理论上若生成１mol甘露醇,需消耗１mol葡 萄糖,转移２mol电子,在阳极区可生成１mol葡 萄糖酸盐,D正确.] 二、选择题:每小题有一个或两个选项符合题意 ６．(２０２５􀅰日照市模拟)利用电解原理实现乙烯高 效合成环氧乙烷,电解装置如图所示: 已 知:CH２ 􀪅 CH２ HClO 　→ HOCH２ —CH２Cl OH－ 　→ O 下列说法正确的是 (　　) A．反应一段时间后,阴极区pH升高 B．Pt电极反应式为:Cl－ －２e－ ＋２OH－ 􀪅􀪅 ClO－＋H２O C．生成１mol环氧乙烷,有１molCl－ 通过交 换膜 D．电解完成后,将阴极区和阳极区溶液混合后 可得到环氧乙烷 解析:AD　[利用电解原理实现乙烯高效合成 环氧乙烷,结合已知原理可知,Ni极为阴极,水 放电发 生 还 原 反 应 生 成 氢 气 和 氢 氧 根 离 子, ２H２O＋２e－􀪅􀪅２OH－＋H２↑;Pt极为阳极,氯 离子发 生 氧 化 反 应 生 成 次 氯 酸:Cl－ －２e－ ＋ H２O􀪅􀪅HClO＋H＋,次 氯 酸 将 乙 烯 转 化 为 HOCH２－CH２Cl.HOCH２—CH２Cl和氢氧根 离子反应生成环氧乙烷;A．由分析可知,阴极区 生成氢氧根离子,则溶液碱性增强,pH升高,A 正确;B．由分析可知,Pt电极反应式为:Cl－－ ２e－＋H２O􀪅􀪅HClO＋H＋,B错 误;C．生 成 １mol环氧乙烷需要消耗１molHClO,结合反应 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰５８５􀅰 　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 第七章　化学反应与能量 可知,Cl－－２e－＋H２O􀪅􀪅HClO＋H＋,则阳 极区需要２mol负电荷,则由２mol氯离子通过 Cl－交换膜,C错误;D．由分析可知,阴极生成氢 氧化钾、阳极生成 HOCH２—CH２Cl,电解完成 后,将阴极区和阳极区溶液混合后,HOCH２— CH２Cl和 氢 氧 根 离 子 反 应 生 成 环 氧 乙 烷,D 正确.] ７．(２０２５􀅰聊城市高三检测)羟基自由基(􀅰OH) 是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂.我国科 学家设计了一种能将苯酚氧化为CO２ 和 H２O 的原电池Ｇ电解池组合装置,实现了发电、环保 两位一体.下列说法错误的是 (　　) A．a极１molCr２O２－７ 参与反应,理论上 NaCl 溶液中减少的离子数为１２NA B．电池工作时,b极附近pH减小 C．右侧装置中,c、d两极产生气体的体积比(相 同条件下)为７∶３ D．d极区苯酚被氧化的化学方程式为C６H５OH ＋２８􀅰OH􀪅􀪅６CO２↑＋１７H２O 解析:A　[a极Cr２O２－７ 得电子生成Cr(OH)３, 所以a是正极、b是负极;又a极反应为Cr２O２－７ ＋６e－＋７H２O􀪅􀪅２Cr(OH)３＋８OH－,则a极 １molCr２O２－７ 参与反应转移６mol电子,OH－ 通过阴离子交换膜进入 NaCl溶液中;b是 负 极,转移６mol电子时有６molH＋ 通过阳离子 交换膜进入 NaCl溶液中,OH－、H＋ 反应生成 水,理论上NaCl溶液中离子数不变,A项错误; 电池 工 作 时,b极 反 应 为 C６H５OH－２８e－ ＋ １１H２O􀪅􀪅６CO２↑＋２８H＋,b极 附 近pH 减 小,B项正确;右侧为电解装置,c是阴极,电极 反应式为２H２O＋２e－􀪅􀪅H２↑＋２OH－,d为 阳极,电 极 反 应 式 为 H２O－e－ 􀪅􀪅􀅰OH＋ H＋,C６H５OH＋２８􀅰OH􀪅􀪅６CO２↑＋１７H２O, 转移２８mol电子,c极生成１４mol氢气,d极生 成６mol二氧化碳气体,所以两极产生气体的体 积比(相同条件下)为７∶３,C项正确;d极区苯 酚被􀅰OH氧化为二氧化碳,反应的化学方程式 为C６H５OH＋２８􀅰OH􀪅􀪅６CO２↑＋１７H２O, D项正确.] ８．(２０２５􀅰聊城市模拟)利用氢氧燃料电池可实现 由白磷电解法制备Li[P(CN)２],并能实现 H２ 的循环利用,其工作原理如图所示.(已知:Me 为甲基;电极均为石墨电极) 下列说法正确的是 (　　) A．电池工作时电极a连接电极d B．当生成９gLi[P(CN)２]时,电极a消耗 H２ 的体积(标准状况)为２．２４L C．通电一段时间后,若隔膜e为阴离子交换膜, 则c(KOH)减小 D．电极c的电极方程式为P４－４e－ ＋８LiCN 􀪅􀪅４Li[P(CN)２]＋４Li＋ 解析:AD　[由图可知,左侧装置为氢氧燃料电 池装置,通入氢气的电极a为负极,氢气在负极 失去电子生成氢离子,通入氧气的电极b为正 极,水分子作用下氧气在正极得到电子发生还 原反应生成氢氧根离子,氢氧根离子通过阴离 子交换膜进入负极区;右侧装置为电解池,与电 极a连接的电极d为阴极,氢氰酸在阴极得到 电子发生还原反应生成氰酸根离子和氢气,与 电极b连接的电极c为阳极,氰化锂作用下白磷在 阳极失去电子发生氧化反应生成Li[P(CN)２]和锂 离子.A．由分析可知,电池工作时,右侧装置为电 解池,与电极a连接的电极d为阴极,故A正确; B．由分析可知,左侧装置为氢氧燃料电池装置,通 入氢气的电极a为负极,氢气在负极失去电子生成 氢离子,右侧装置为电解池,电极c为阳极,氰化锂 作用下白磷在阳极失去电子发生氧化反应生成 Li[P(CN)２]和锂离子,由得失电子守恒可知,标准 状况下,生成９gLi[P(CN)２]时,电极a消耗氢 气的体积为 ９g ９０g/mol× １ ２×２２．４L /mol＝１．１２L, 故B错误;C．由分析可知,左侧装置为氢氧燃料电 池装置,通入氧气的电极b为正极,水分子作用 下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧 根离子,氢氧根离子通过阴离子交换膜进入负 极区,则通电一段时间后,正极区中消耗水导致 溶液体积偏小,氢氧化钾的浓度增大,故C错 误;D．由分析可知,右侧装置为电解池,通入氧 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰６８５􀅰 高考总复习　化学 气的电极b为正极,与电极b连接的电极c为 阳极,氰化锂作用下白磷在阳极失去电子发生 氧化反应生成Li[P(CN)２]和锂离子,电极反应 式为P４－４e－ ＋８LiCN 􀪅􀪅４Li[P(CN)２]＋ ４Li＋,故D正确.] 三、非选择题 ９．(２０２５􀅰青岛高三检测)电化学在化学工业中有 着广泛应用. (１)根据图示电化学装置,回答下列问题: ①甲池通入乙烷(C２H６)一极的电极反应式为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　. ②乙池中,若 X、Y都是石墨,A是 Na２SO４ 溶 液,实验开始时,同时在两极附近溶液中各滴入 几滴紫色石蕊溶液,X极的电极反应式为　　 　　　　　　　　;一段时间后,在Y极附近观 察到的现象是　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　. ③乙池中,若X、Y都是石墨,A是足量AgNO３ 溶液,体积为０􀆰２L,则 Y极的电极反应式为 　　　　　　　;电解一段时间后,甲池消耗 １１２mLO２(标准状况下),则乙池溶液的pH为 　　(忽略溶液体积的变化). (２)若要用该装置在铁制钥匙表面镀一层金属 铜,CuSO４ 溶液作电解液,则乙池中: ①X极的材料是　　　　,电极反应式为　　 　　　　　. ②Y极的材料是　　　　,电极反应式为　　 　　　　. (３)工业上通过电解浓NaOH溶液制备Na２FeO４, 其工作原理如图所示,则阳极的电极反应式为　　 　　　　,阴极反应式为　　　　　. 解析:(１)①甲池中乙烷(C２H６)通入左侧电极发 生氧化反应,则左侧Pt电极为负极,电解质溶 液为 KOH 溶 液,故 负 极 反 应 式 为 C２H６＋ １８OH－－１４e－ 􀪅􀪅２CO２－３ ＋１２H２O.②乙 池 中,若X、Y都是石墨,A是 Na２SO４ 溶液,则X 是阳极,发生氧化反应,电极反应式为４OH－－ ４e－􀪅􀪅２H２O＋O２↑.Y是阴极,电极反应式 为２H２O＋２e－􀪅􀪅２OH－＋H２↑,则Y极附近 观察到的现象是电极表面产生气泡,附近溶液 变蓝.③甲池中右侧Pt电极发生的反应为O２ ＋２H２O＋４e－ 􀪅􀪅４OH－,消 耗 标 准 状 况 下 １１２mLO２(即０􀆰００５mol)时电路中转移电子的 物质的量为０􀆰００５mol×４＝０􀆰０２mol.乙 池 中,若X、Y都是石墨,A是足量AgNO３ 溶液,Y 极是阴极,电极反应式为 Ag＋＋e－􀪅􀪅Ag.X 极是阳极,电极反应式为２H２O－４e－􀪅􀪅４H＋ ＋O２↑,根据得失电子守恒可知,电路中转移 ０􀆰０２mol电子时,X极生成０􀆰０２molH＋,则乙 池溶液中c(H＋)＝０．０２mol０．２L ＝０􀆰１mol 􀅰L－１, 溶液pH＝１.(２)①在铁表面镀一层金属铜,X 极是阳极,要用镀层金属铜作阳极,电极反应式 为Cu－２e－􀪅􀪅Cu２＋.②Y极是阴极,要用待 镀件———铁制钥匙作阴极,电极反应式为Cu２＋ ＋２e－􀪅􀪅Cu.(３)由图可知,Fe电极与电源正 极相 连,作 电 解 池 的 阳 极,Fe被 氧 化 生 成 FeO２－４ ,故阳极的电极反应式为Fe＋８OH－－ ６e－􀪅􀪅FeO２－４ ＋４H２O.Cu电极与电源的负极 相连,作电解池的阴极,发生还原反应析出 H２, 电极反应式为２H２O＋２e－􀪅􀪅２OH－＋H２↑. 答案:(１)①C２H６＋１８OH－－１４e－􀪅􀪅２CO２－３ ＋１２H２O　②２H２O－４e－􀪅􀪅４H＋＋O２↑ 电极表面产生气泡,附近溶液变蓝 ③Ag＋＋e－􀪅􀪅Ag　１ (２)①铜　Cu－２e－􀪅􀪅Cu２＋　②铁制钥匙　 Cu２＋＋２e－􀪅􀪅Cu (３)Fe＋８OH－ －６e－ 􀪅􀪅FeO２－４ ＋４H２O　 ２H２O＋２e－􀪅􀪅２OH－＋H２↑ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰７８５􀅰 　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 第七章　化学反应与能量