第一部分 主题八 高频考点2 电解原理-【金版教程】2026年高考化学大二轮专题复习冲刺方案全书word

该高中化学高考复习讲义聚焦电解原理及应用核心考点，涵盖电解池工作原理、电极反应式书写、电解计算及注意事项，按“原理-方法-应用”逻辑架构知识体系。通过考点梳理、方法指导（如电极反应式书写四步法）、真题训练（2023-2025年多省市高考题）等环节，帮助学生系统突破电解池分析难点。 讲义突出科学思维培养，如通过对比不同电解质溶液电解时pH变化规律，引导学生建构电解过程分析模型。设置“三年真题集训+一年模拟演练”分层练习，配合详细解析，强化学生证据推理与问题解决能力，为教师精准把控复习进度、提升学生应考能力提供有力支持。

大二轮专题复习冲刺方案　化学 电解原理 1．电解池工作原理 2．电极反应式的书写 (1)根据各元素化合价变化，找出电子得失的数目。 (2)根据两极反应原理 阴极：得ne－，元素化合价降低，发生还原反应。 放电顺序：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋。 阳极：失ne－，元素化合价升高，发生氧化反应。 放电顺序：活泼电极>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－。 (3)电解质：注意两极产物能否与电解质继续反应。 (4)遵循离子方程式的书写原则 ①拆写正确，注意电解池的酸碱性及是否为固态电解质 ②守恒 3．电解有关计算破题“3方法” 4．电解池分析中的注意事项 (1)只有水被电解时，不要误认为溶液的pH不变或一定变化。若电解NaOH溶液，pH增大；电解H2SO4溶液，pH减小；电解Na2SO4溶液，pH不变。 (2)电解MgCl2和AlCl3溶液时，虽然放电离子和电解NaCl溶液一样，但总的电解离子方程式不同。 (3)判断电解质溶液质量变化时，不能只注意电极产物(沉淀、气体)的影响，还要关注离子迁移对溶液质量的影响。 (4)对于活泼金属电极，不能想当然地认为电极产物为金属离子，因为产生的金属离子一般会与电解质溶液中的离子继续反应，最终的氧化产物要根据题中信息确定。 (5)在计算电解池中电子转移数目、电极产物的量、电解质溶液浓度等问题时，要注意一个电极放电的物质可能有多种，一般需结合离子放电顺序及得失电子守恒判断放电物质的种类及物质的量。 1．(2025·湖北卷，15)某电化学制冷系统的装置如图所示。[Fe(H2O)6]3＋和[Fe(H2O)6]2＋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(①→②→③→④→①)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[Fe(H2O)6]3＋＋e－===[Fe(H2O)6]2＋ B．已知②处的电解液温度比①处的低，可推断[Fe(H2O)6]2＋比[Fe(H2O)6]3＋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。热效应主要来自电子转移后[Fe(H2O)6]2＋和[Fe(H2O)6]3＋离子结构的改变 答案：B 解析：由图可知，左侧电极反应为[Fe(H2O)6]2＋－e－===[Fe(H2O)6]3＋，则左侧电极为阳极，右侧电极反应为[Fe(H2O)6]3＋＋e－===[Fe(H2O)6]2＋，则右侧电极为阴极，A正确；已知②处的电解液温度比①处的低，则可推断[Fe(H2O)6]3＋＋e－===[Fe(H2O)6]2＋是吸热反应，则[Fe(H2O)6]3＋比[Fe(H2O)6]2＋稳定，B错误；由“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”可知多孔隔膜可阻止热交换，C正确；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，则热效应实际上来自电子转移完成后，新生成的离子[Fe(H2O)6]2＋和[Fe(H2O)6]3＋因配位环境或电荷分布变化引起的结构的改变，D正确。 2．(2024·辽宁卷，12)“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HCHO高效制H2的方法，装置如图所示。部分反应机理为： ＋H2。下列说法错误的是(　　) A．相同电量下H2理论产量是传统电解水的1.5倍 B．阴极反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ C．电解时OH－通过阴离子交换膜向b极方向移动 D．阳极反应：2HCHO－2e－＋4OH－===2HCOO－＋2H2O＋H2↑ 答案：A 解析：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 ＋H2可知阳极反应：①HCHO＋OH－－e－―→HCOOH＋H2，②HCOOH＋OH－===HCOO－＋H2O，阴极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。由以上分析可知，转移2 mol电子时，阴、阳两极各生成1 mol H2，共2 mol H2，而传统电解水：2H2O2H2↑＋O2↑，转移2 mol电子，只有阴极生成1 mol H2，所以相同电量下H2理论产量是传统电解水的2倍，A错误。 3．(2024·广东卷，16)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：2Cl－－2e－===Cl2↑ B．阴极区溶液中OH－浓度逐渐升高 C．理论上每消耗1 mol Fe2O3，阳极室溶液减少213 g D．理论上每消耗1 mol Fe2O3，阴极室物质最多增加138 g 答案：C 解析：根据题意可知，此氯碱工艺的电解池可用于湿法冶铁，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，Fe2O3在碱性条件下转化为Fe，电极反应为Fe2O3＋6e－＋3H2O===2Fe＋6OH－；Na＋由阳极向阴极移动。由分析可知，理论上每消耗1 mol Fe2O3，转移6 mol电子，产生3 mol Cl2，同时有6 mol Na＋由阳极转移至阴极，则阳极室溶液减少3×71 g＋6×23 g＝351 g，C错误。 4．(2023·重庆卷，12)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．H＋从电极b移向电极a C．电极b发生的反应为＋2H2O－6e－===＋6H＋ D．生成3 mol半胱氨酸的同时生成1 mol烟酸 答案：D 解析：由题图可知电极a发生还原反应：＋2e－＋2H＋=== ，电极a为阴极，电极b发生氧化反应：＋2H2O－6e－===＋6H＋，为阳极。由分析可知A、C正确；H＋从阳极移向阴极，B正确；根据得失电子守恒知，生成6 mol半胱氨酸的同时生成1 mol烟酸，D错误。 高频考点作业 [三年真题集训] 1．(2025·河北卷，10)科研工作者设计了一种用于废弃电极材料LixCoO2(x<1)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LixCoO2再锂化为LiCoO2的最优条件，不干扰电极反应。下列说法正确的是(　　) A．LixCoO2电极上发生的反应：LixCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2 B．产生标准状况下5.6 L O2时，理论上可转化 mol的LixCoO2 C．再锂化过程中，SO向LixCoO2电极迁移 D．电解过程中，阳极附近溶液pH升高 答案：B 解析：由装置图可知，该装置中有直流电源，为电解池，则LixCoO2(x<1)转化为LiCoO2过程中，Co元素化合价由＋(4－x)降为＋3，LixCoO2得电子发生还原反应，为阴极，电极反应式为LixCoO2＋(1－x)e－＋(1－x)Li＋===LiCoO2，Pt电极为阳极，失电子，发生氧化反应，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。由分析知，A错误；SO应向阳极移动，即向Pt电极迁移，C错误；由阳极电极反应式可知，电解过程中，阳极产生H＋、消耗H2O，酸性增强，则阳极附近溶液pH降低，D错误。 2．(2025·陕晋宁青卷，13)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，H＋从右室向左室移动 B．电解总反应：TY＋H2OTQ＋2H2↑ C．以为原料，也可得到TQ D．用18O标记电解液中的水，可得到 答案：D 解析：电极b由TY转化为TQ，发生加氧去氢的反应，为氧化反应，则电极b为阳极，电极a为阴极，阴极上氢离子得电子生成H2。电解时阳离子向阴极移动，H＋从右室向左室移动，A正确；根据转化关系图可知，电极b上TY是反应物，TQ是生成物，电极a上水是反应物，H2为生成物，则电解总反应为TY＋H2OTQ＋2H2↑，B正确；将原料TY()换成，仍然能够得到TQ()，C正确；根据电极b的反应历程图可知，用18O标记电解液中的水，得到的产物中18O在环上甲基的邻位上，即，D错误。 3．(2024·甘肃卷，7)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：O2＋4e－===2O2－ C．工作时O2－从多孔电极1迁移到多孔电极2 D．理论上电源提供2 mol e－能分解1 mol H2O 答案：B 解析：多孔电极1上H2O(g)发生得电子的还原反应，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，多孔电极2为阳极，电极反应为2O2－－4e－===O2↑，B错误。 4．(2024·湖南卷，10)在KOH水溶液中，电化学方法合成高能物质K4C6N16时，伴随少量O2生成，电解原理如图所示，下列说法正确的是(　　) A．电解时，OH－向Ni电极移动 B．生成C6N的电极反应：2C3N8H4＋8OH－－4e－===C6N＋8H2O C．电解一段时间后，溶液pH升高 D．每生成1 mol H2的同时，生成0.5 mol K4C6N16 答案：B 解析：由电解原理图可知，Ni电极产生氢气，发生还原反应，作阴极，电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－；Pt电极C3N8H4失去电子生成C6N，作阳极，电极反应为2C3N8H4＋8OH－－4e－===C6N＋8H2O，同时，Pt电极还伴随少量O2生成，电极反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O。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OH－向Pt电极移动，A错误；由分析可知，阳极主要反应为2C3N8H4－4e－＋8OH－===C6N＋8H2O，阴极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，总反应主要为2C3N8H4＋4OH－===C6N＋4H2O＋2H2↑，反应消耗OH－，生成H2O，电解一段时间后，溶液pH降低，C错误；根据电解总反应：2C3N8H4＋4OH－===C6N＋4H2O＋2H2↑可知，每生成1 mol H2，生成0.5 mol K4C6N16，但Pt电极还伴随少量O2生成，发生电极反应：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，则生成1 mol H2时生成的K4C6N16小于0.5 mol，D错误。 5．(2024·山东卷，13)以不同材料修饰的Pt为电极，一定浓度的NaBr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H2和O2，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NaBr C．电解总反应式为Br－＋3H2OBrO＋3H2↑ D．催化阶段反应产物物质的量之比n(Z)∶n(Br－)＝3∶2 答案：B 解析：电极b上Br－发生失电子的氧化反应转化成BrO，电极b为阳极，电极反应为Br－－6e－＋3H2O===BrO＋6H＋；则电极a为阴极，电极a的电极反应为6H＋＋6e－===3H2↑；电解总反应式为Br－＋3H2OBrO＋3H2↑；催化循环阶段BrO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。根据分析电解过程中消耗H2O和Br－，而催化阶段BrO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错误。 6．(2023·辽宁卷，7)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如下图所示，其中高选择性催化剂PRT可抑制O2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2 mol e－生成4 g H2 C．电解后海水pH下降 D．阳极发生：Cl－＋H2O－2e－===HClO＋H＋ 答案：D 解析：由题图可知，钛箔电极上有H2生成，H2O得电子发生还原反应，则b为电源负极，a为电源正极，a端电势高于b端电势，A错误；钛箔电极上每生成1 mol H2(即2 g)转移2 mol电子，B错误；阳极发生反应：Cl－＋H2O－2e－===HClO＋H＋，阴极发生反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，结合两极反应可知电解后海水中pH升高，C错误，D正确。 7．(2023·浙江1月选考，11)在熔融盐体系中，通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi)，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：8H＋＋TiO2＋SiO2＋8e－===TiSi＋4H2O C．该体系中，石墨优先于Cl－参与反应 D．电解时，阳离子向石墨电极移动 答案：C 解析：由题图知，石墨电极为阳极，阳极反应：C－2e－＋O2－===CO↑，A错误；该电解池的电解质为熔融盐，不存在H＋，电极A的电极反应：TiO2＋SiO2＋8e－===TiSi＋4O2－，B错误；根据阳极上生成CO知，石墨优先于Cl－参与反应，C正确；石墨电极为阳极，阴离子O2－向石墨电极移动，D错误。 8．(2023·广东卷，13)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型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 答案：D 解析：闭合K1，形成电解池，电解饱和食盐水，左侧为阳极，电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，右侧为阴极，电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，总反应为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。根据分析，U型管两侧均有气泡冒出，分别是Cl2和H2，A错误；左侧生成氯气，氯气遇到水生成的HClO具有漂白性，使a处布条褪色，B错误；b处出现蓝色，发生Cl2＋2KI===I2＋2KCl，说明还原性：I－>Cl－，C错误。 [一年模拟演练] 9．(2025·湖南省邵阳市三模)电化学合成是对环境友好的合成方法，以对硝基苯甲酸()为原料，采用惰性电极电解法合成对氨基苯甲酸 ()的装置如图。下列说法正确的是(　　) A．N极电势高于M极电势 B．该离子交换膜为阴离子交换膜 C．电解一段时间后，阳极室的pH不变 D．若直流电源用铅酸蓄电池，则每生成0.1 mol对氨基苯甲酸，铅酸蓄电池负极质量增加28.8 g 答案：D 解析：根据图示，N极I2得电子发生还原反应生成I－，N极是阴极，则直流电源b端为负极、a端为正极，电解池M极为阳极。由分析可知，N极为阴极，M极为阳极，故N极电势低于M极电势，A错误；由分析可知，M极为阳极，反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，生成对氨基苯甲酸的反应消耗H＋，且阳离子移向阴极区，故该离子交换膜为阳离子交换膜，B错误；由分析可知，M极为阳极，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，实质为电解水，则电解一段时间后，阳极室的H2SO4浓度增大，pH减小，C错误；由分析可知，每生成0.1 mol对氨基苯甲酸，电路上转移0.6 mol电子，若直流电源用铅酸蓄电池，则铅酸蓄电池负极反应式为Pb－2e－＋SO===PbSO4(s)，故质量增加×96 g/mol＝28.8 g，D正确。 10．(2025·甘肃省高三高考诊断)近年研究发现，电催化CO2和含氮物质(NO等)在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的KNO3溶液中通入CO2至饱和，在电极上反应生成CO(NH2)2，电解原理如图所示(阴、阳极区溶液均为KNO3溶液)。下列说法错误的是(　　) A．电极X为直流电源的负极 B．氢离子通过质子交换膜向左移动 C．电解过程中，生成尿素的电极反应式为CO2＋2NO＋16e－＋18H＋===CO(NH2)2＋7H2O D．理论上电源每提供2 mol e－能生成1 mol氧气 答案：D 解析：电极a上NO转化为CO(NH2)2，N元素的化合价由＋5降为－3，则电极a为电解池的阴极，与直流电源的负极相连，故电极X为直流电源的负极，A正确；电解池中，阳离子向阴极移动，故氢离子通过质子交换膜向左移动，B正确；电解过程中，NO和CO2在电极a上反应生成CO(NH2)2，电极反应式为CO2＋2NO＋16e－＋18H＋===CO(NH2)2＋7H2O，C正确；电极b为阳极，电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，则理论上电源每提供2 mol e－能生成0.5 mol氧气，D错误。 11．(2025·广东省四校高三联考)我国一大科技突破——海水直接电解制H2，其工作原理如图，防水透气膜只能水分子通过。下列说法正确的是(　　) A．a极为电解池的阴极 B．b极的电极反应式：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ C．去除透气膜，a极发生的电极反应不变 D．电解池工作时，理论上海水侧的离子浓度逐渐减小 答案：B 解析： 结合上述分析可知，A错误，B正确；去除透气膜，海水中的Cl－会移向阳极并在阳极发生氧化反应，故a极发生的电极反应发生变化，C错误；电解池工作时，溶剂水不断被消耗，海水中的H2O不断通过透气膜进入a、b两极发生反应，故理论上海水侧的离子浓度逐渐增大，D错误。 12．(2025·贵阳市高三年级质量监测)HNO3是一种重要的工业原料，研究表明用电解法直接制备HNO3的原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．电极b接电源的正极 B．H＋通过质子交换膜从右向左移动 C．电极a的电极反应式：N2－10e－＋6H2O===2NO＋12H＋ D．当电极a消耗2.24 L N2时，电极b可生成0.5 mol H2 答案：C 解析： 由上述分析可知，A错误，C正确；电解池中阳离子移向阴极，故H＋通过质子交换膜从左向右移动，B错误；电极a消耗2.24 L N2，但未说明是否处于标准状况下，无法计算消耗N2的物质的量，则不能确定该过程通过的电子数，故电极b生成气体的量无法计算，D错误。 13．(2025·湖北省智学联盟高三联考)我国科学家采用单原子Ni和纳米Cu作串联催化剂，通过电解法将CO2转化为乙烯。装置示意图如下。下列说法正确的是(　　) 已知：电解效率η(B)＝ ×100%。 A．电极a的电势高于电极b B．纳米Cu属于胶体，可产生丁达尔效应 C．纳米Cu催化剂上发生反应：2CO＋6H2O＋8e－===C2H4＋8OH－ D．若乙烯的电解效率为60%，电路中通过1 mol电子时，产生0.075 mol乙烯 答案：C 解析：由题图及分析知，电极a为阴极，电极b为阳极，故电极a的电势低于电极b，A错误；纳米Cu是单质，未形成分散系，不属于胶体，不能产生丁达尔效应，B错误；若乙烯的电解效率为60%，电路中通过1 mol电子时，根据题干电解效率公式可得，生成乙烯所用的电子的物质的量为0.6 mol，二氧化碳转化为乙烯的总电极反应为2CO2＋8H2O＋12e－===C2H4＋12OH－，则当生成乙烯所用的电子物质的量为0.6 mol，产生的乙烯为0.05 mol，D错误。 14．(2025·华中师大附中高三质检)氨合成已经塑造了我们的现代文明。如图是以苯酚(图中的BH)作为质子穿梭剂和缓冲液，用氮气(N2)和H2作为原料，利用电解原理在非水电解质中实现氨气的合成。 下列说法错误的是(　　) A．a接电源的正极 B．将苯酚电解液换成纯水，消耗相同电量时，NH3的产量会降低 C．生成氨气的电极反应式为LiNxHy＋(3x－y)H＋＋(3x－y)e－===Li＋xNH3 D．若消耗标准状况下22.4 L的H2，则b极上质量增加14 g 答案：D 解析：左侧电极a上氢气变成氢离子，失电子为阳极，接电源的正极，电极反应为H2－2e－===2H＋；b极得电子为阴极，电极反应为LiNxHy＋(3x－y)H＋＋(3x－y)e－===Li＋xNH3。由分析可知，A、C正确；将苯酚电解液换成纯水，Li会与水反应且NH3极易溶于水，所以NH3的产量会降低，B正确；因为b极上有多个微粒得到电子(氮气在该极上得电子)，故若消耗标准状况下22.4 L的H2，则转移电子为2 mol，则b极上质量增加少于14 g，D错误。 16 学科网（北京）股份有限公司 $