大单元四 专题二 电解原理及应用【精讲精练】-2026届高三化学二轮复习●大概念专题突破（新高考通用）

该高中化学高考复习讲义聚焦电化学专题中的电解原理及应用，涵盖电解装置模型、电极反应判断、金属腐蚀与防护等核心考点，按“真题再现-核心梳理-考点突破-限时训练”逻辑架构知识体系，通过考点梳理构建认知框架，方法指导提炼解题策略，真题训练强化实战能力，助力学生系统突破电化学难点。 资料以科学思维培养为核心，创新设计“阴阳极放电离子判断模型”“电解应用解题策略”等工具，结合2024-2025年新课标卷真题案例分析，通过对比牺牲阳极法与外加电流法防护原理、探究电解池离子迁移方向等教学活动，分层设置考点突破题与限时训练题，高效提升学生分析解决电化学问题的能力，为教师精准把控复习节奏提供清晰路径。

大单元四 电化学 专题二　电解原理及应用 【真题再现●明考向】 1.(2024·浙江6月选考)金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图： 下列说法正确的是(　　) A.图1、图2中，阳极材料本身均失去电子 B.图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－ C.图2中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果 D.图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，钢闸门、阳极均不发生化学反应 【答案】B　 【解析】图1为牺牲阳极法，牺牲阳极一般为较活泼金属，其作为原电池的负极，失去电子被氧化；图2为外加电流法，阳极材料为辅助阳极，其通常是惰性电极，其本身不失去电子，电解质溶液中的阴离子在其表面失去电子，如海水中的Cl－，A错误；图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面积累的电子很多，除了海水中的H＋放电外，海水中溶解的O2也会竞争放电，故可发生O2＋4e－＋2H2O===4OH－，B正确；图2为外加电流法，理论上只要能对抗钢闸门表面的腐蚀电流即可，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时保护效果最好；腐蚀电流会随着环境的变化而变化，若外加电压保持恒定不变，则不能保证抵消腐蚀电流，不利于提高对钢闸门的防护效果，C错误；图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，说明从牺牲阳极或外加电源传递过来的电子阻止了Fe－2e－===Fe2+的发生，钢闸门不发生化学反应，但是牺牲阳极发生了氧化反应，辅助阳极上也发生了氧化反应，D错误。 2.(2025·新课标卷)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pH下降 B.OH－从阴极区向阳极区迁移 C.阴极发生反应NO＋7H2O＋8e－===NH3·H2O＋9OH－ D.阴极转化1 mol NO，阳极将生成4 mol HOCH2COO－ 【答案】D　 【解析】根据图示，电解时，左侧为阴极区，发生还原反应，电极反应式为NO＋7H2O＋8e－===NH3·H2O＋9OH－，C正确；右侧为阳极区，发生氧化反应，电极反应式为HOCH2CH2OH－4e－＋5OH－===HOCH2COO－＋4H2O，阳极区消耗了OH－，pH下降，A正确；阴极区生成了OH－，阳极区消耗了OH－，按照离子移动方向，OH－从阴极区通过阴离子交换膜向阳极区迁移，B正确；阴极转化1 mol NO，转移8 mol e－，此时阳极将生成2 mol HOCH2COO－，D错误。 3.(2025·湖北卷)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。热效应主要来自于电子转移后[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，左侧电极发生反应[Fe(H2O)6]2+－e－===[Fe(H2O)6]3+，则左侧为阳极，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，[Fe(H2O)6]2+能量低，更稳定，B错误；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；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[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重组导致热量变化，D正确。 4.(2025·陕西卷)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】结合TY和TQ的结构简式可知，电极b上TY转化为TQ，发生“得氧失氢”的氧化反应，故电极b为电解池的阳极，结合电极b表面上的主要反应历程图可得，电极反应式为＋H2O－4e－=== ＋4H＋，电极a为电解池的阴极，电极反应式为4H＋＋4e－===2H2↑。电解池中，阳离子移向阴极，故H＋通过质子交换膜移向电极a，即从右室移向左室，A正确；电解的总反应＝阳极的电极反应式＋阴极的电极反应式，结合上述分析可知，电解总反应为TY＋H2OTQ＋2H2↑，B正确；根据反应历程图可知，TY中酚羟基转化为酮羰基，水中—OH连在酚羟基的对位上，进而转化为酮羰基，结合的结构并联系反应机理可知，也可以转化为TQ，C正确；根据反应历程图可知，位于甲基邻位的酮羰基上的氧原子来自水，故若用18O标记电解液中的水，则可得到，D错误。 【核心梳理●明方向】 1.电解装置及原理模型 2.阴、阳极放电离子判断模型 3.电解原理应用解题策略 4.金属的电化学腐蚀与防护 牺牲阳极法 外加电流法 被保护的金属作原电池的正极(阴极)，活泼金属作原电池的负极(阳极)，阳极要定期予以更换 将被保护的金属与电源负极相连，作电解池的阴极，另一附加电极与电源正极相连，作电解池的阳极 【考点突破●提能力】 1.(2025·广东湛江二模)点蚀又称小孔腐蚀，是一种极端的局部腐蚀形态，大多数点蚀是由Cl－引起的。曾侯乙青铜编钟发生点蚀的基本原理为PbO＋H2O＋Sn＋4Cl－===Pb＋2OH－＋[SnCl4]2-，下列说法不正确的是(　　) A.潮湿的空气会加速曾侯乙青铜编钟的腐蚀 B.负极反应为Sn＋4Cl－－2e－===[SnCl4]2- C.点蚀的过程中化学能转化为电能 D.长江中的轮船比大海中的轮船更容易发生点蚀 【答案】D　 【解析】潮湿的空气中有H2O，会加速曾侯乙青铜编钟的腐蚀，A不符合题意；根据点蚀的原理可知，负极发生氧化反应，Sn失去电子与Cl－形成[SnCl4]2-，B不符合题意；点蚀的过程中化学能转化为电能，C不符合题意；大海中含有Cl－，会更容易发生点蚀，D符合题意。 2.(2025·山西省吕梁市二模)常温常压电催化技术可以实现氮还原，是人工合成肼的关键技术，其装置如图所示。已知电催化过程中会伴有副产物氨生成。下列说法正确的是(　　) A.电极A的电势高于电极B的电势 B.电解过程中质子由电极室A移向电极室B C.电极A上生成N2H电极反应式：N2＋5H2O＋4e－===N2H＋5OH－ D.理论上同时生成0.1 mol N2H和0.1 mol NH时，生成5.6 g O2 【答案】D　 【解析】电极A上发生还原反应：N2＋5H＋＋4e－⥫⥬N2H和N2＋8H＋＋6e－===2NH，电极A应与电源的负极相连作阴极，电极B上发生氧化反应：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，B为阳极与电源正极连接，H＋通过质子交换膜向阴极移动，B、C项错误；电极A的电势低于电极B的电势，A项错误；理论上生成0.1 mol N2H转移0.4 mol电子，生成 0.1 mol NH转移0.3 mol电子，总共转移0.7 mol电子，因此生成＝0.175 mol O2，即生成0.175 mol×32 g·mol-1＝5.6 g O2，D项正确。 3.(2025·贵州普通高中选择性考试模拟) 成对电解可提高电化学合成的电子经济性。在含特殊催化剂的电极上电解，两极同时得到H2O2的电解池工作原理如图所示： 下列说法错误的是(　　) A.阴极反应式：O2＋2e－＋2HCO===H2O2＋2CO B.电解过程中，K＋从n区通过阳离子交换膜移向m区 C.电解过程中，当转移1 mol电子时，理论上生成1 mol H2O2 D.电解结束后，阳极区的c(HCO)/c(CO)小于1∶7 【答案】D　 【解析】由图示可知，和电极负极相连的左侧电极为阴极，阴极反应式为O2＋2e－＋2HCO===H2O2＋2CO，故A不符合题意；电解过程中，K＋从n区(阳极区)通过阳离子交换膜移向m区(阴极区)，故B不符合题意；由阴极反应式O2＋2e－＋2HCO===H2O2＋2CO可知，电解过程中，当转移 1 mol 电子时，在阴极生成0.5 mol H2O2，由阳极反应式2H2O－2e－＋2CO===H2O2＋2HCO可知，电解过程中，当转移1 mol电子时，在阳极生成 0.5 mol H2O2，则当转移 1 mol电子时，理论上共生成1 mol H2O2，故C不符合题意；由阳极反应式2H2O－2e－＋2CO===H2O2＋2HCO可知，电解过程中阳极消耗CO同时生成HCO，则电解结束后，阳极区的c(HCO)/c(CO)大于 1∶7，故D符合题意。 4.(2025·湖北部分高中协作体一模联考)电有机合成相对于传统有机合成具有显著优势，利用下图所示装置实现电催化合成2，5­呋喃二甲酸。下列说法错误的是(　　) A.催化电极b连接电源的负极 B.阴极区溶液中c(H2SO4)不变 C.阳极区的总反应为－6e－＋2H2O===＋6H＋ D.每消耗1 mol对硝基苯酚同时生成1 mol 2，5­呋喃二甲酸 【答案】B　 【解析】由题图可知，a极镍失去电子发生氧化反应，为阳极，则b为阴极，与电源负极相连，A不符合题意；阳极区总反应为转化为，反应为－6e－＋2H2O===＋6H＋，故C不符合题意；阴极区总反应为对硝基苯酚转化为对氨基苯酚，反应为＋6e－＋6H＋===＋2H2O，由电极反应式可知，得到6 mol e－，消耗6 mol H＋，但有6 mol H＋迁移到阴极，故H＋个数不变，但阴极区反应中生成水，故溶液中 c(H2SO4)减小，B符合题意；根据电子守恒，每消耗1 mol对硝基苯酚同时生成1 mol 2，5­呋喃二甲酸，D不符合题意。 【限时训练】（限时：60分钟） 　电解原理及应用 (选择题每题5分，满分：50分) 1.(2025·辽宁省鞍山市模拟)工业上通过电解NaCl­CaCl2共熔物制取金属Na的装置如图所示，已知在电解过程中会产生一定量的金属Ca，下列说法错误的是(　　) A.b电极为阳极 B.添加CaCl2的目的之一是降低电解质体系的熔点 C.阴极反应：Na＋＋e－===Na；Ca2+＋2e－===Ca D.为防止生成的Na与Cl2接触，阴、阳两极之间应用钢板隔开 【答案】D　 【解析】依据图示可知，b电极出口有Cl2，故b为阳极，电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，A不符合题意；a为阴极，添加CaCl2的目的是降低电解质熔点，节省能源，同时减少单质钠的挥发，增大熔融电解质密度，使得被还原出的密度较低的液态钠单质能漂浮在混合盐之上，易于分离得到产物，B不符合题意；电解过程中会产生一定量的金属Ca，说明部分钙离子会在阴极放电，C不符合题意；为了防止生成的Na与Cl2接触，阴、阳两极应该用离子交换膜隔开，以保持两极区电解质的电中性，不能使用钢板，D符合题意。 2.(2025·河北石家庄市模拟)科学研究发现金属生锈时，锈层内如果有硫酸盐会加快金属的腐蚀，其腐蚀原理如图所示。下列说法错误的是(　　) A.钢铁的腐蚀中正极电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－ B.酸雨地区的钢铁更易被腐蚀 C.Fe(OH)2生成FeO(OH)反应的化学方程式为2Fe(OH)2＋O2===2FeO(OH)＋H2O D.硫酸盐加速电子传递，有一定的催化剂作用 【答案】C　 【解析】钢铁发生吸氧腐蚀时C作正极，氧气在正极得电子，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，A不符合题意；酸性溶液可以加速铁的锈蚀，B不符合题意；Fe(OH)2不稳定，易被氧气氧化生成FeO(OH)，反应为4Fe(OH)2＋O2===4FeO(OH)＋2H2O，C符合题意；锈层内如果有硫酸盐会加快金属的腐蚀，硫酸盐能增加导电性，加速电子传递，有一定的催化剂作用，D不符合题意。 3.(2024·广东卷)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】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正确；由阴极反应可知，消耗水产生OH－，阴极区溶液中OH－浓度逐渐升高，B正确；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；理论上每消耗1 mol Fe2O3，转移6 mol电子，有6 mol Na＋由阳极转移至阴极，阴极室物质最多增加6×23 g＝138 g，D正确。 4.(2025·河南许平汝名校二模)一定条件下，利用如图所示装置可实现苯的电化学储氢(苯→环己烷，忽略其他有机物)。 下列说法错误的是(　　) A.B端为电源的正极 B.生成环己烷的电极反应式为＋6H＋＋6e－=== C.反应中生成环己烷的物质的量为1.4 mol D.电极D产生的n(环己烷)∶n(H2)＝3∶5 【答案】C　 【解析】苯生成环己烷发生还原反应，由此可知电极D为阴极，电极E为阳极，A端为电源负极，B端为电源正极，A不符合题意；生成环己烷是还原反应，电极反应式为＋6H＋＋6e－===，B不符合题意；假设阴极只发生苯生成环己烷的反应，由苯生成环己烷的电极反应式可知，反应前后物质的量不变，则生成环己烷为10×(24%－10%)＝1.4 mol，转移电子为1.4 mol×6＝8.4 mol，阳极生成2.8 mol O2，转移电子物质的量为 2.8 mol×4＝11.2 mol，转移电子不守恒，说明阴极还有H＋得电子生成H2，故假设不成立，C符合题意；设D极生成x mol H2，y mol环己烷，则2x＋6y＝11.2，含苯10%的气体总量为(10＋x)mol，则有10×24%－y＝(10＋x)×10%，得x＝2，y＝1.2，则电极D产生的 n(环己烷)∶n(H2)＝3∶5，D不符合题意。 5.(2025·湖南卷)一种电化学处理硝酸盐产氨的工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　) A.电解过程中，K＋向左室迁移 B.电解过程中，左室中NO的浓度持续下降 C.用湿润的蓝色石蕊试纸置于b处，试纸先变红后褪色 D.NO完全转化为NH3的电解总反应：NO＋8Cl－＋6H2ONH3↑＋9OH－＋4Cl2↑ 【答案】B　 【解析】由图可知，左侧发生NO→NO→NH3，N元素化合价下降，则左侧是阴极区，右侧发生Cl－→Cl2，Cl元素化合价上升，则右侧是阳极区。电解过程中，阳离子向阴极移动，则K＋向左室迁移，A正确；电解过程中，NO先生成，再消耗，是中间产物，其浓度增大还是减小，取决于生成速率与消耗速率，无法得出其浓度持续下降的结论，B错误；b处生成氯气，与水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，次氯酸能使变红的试纸褪色，故能看到试纸先变红后褪色，C正确；左侧阴极总反应是NO＋8e－＋6H2O===NH3↑＋9OH－，右侧阳极总反应是8Cl－－8e－===4Cl2↑，将两电极反应相加即可得到总反应，D正确。 6.(2025·河南新乡一模)科学家开发催化电极材料，实现电催化CO2和硝酸盐在常温常压下合成尿素。电解质溶液为一定浓度KNO3溶液，在电极上生成CO(NH2)2，模拟装置如图所示。下列叙述错误的是(　　) A.a极与电源负极连接，发生还原反应 B.气体X常用作助燃剂，b极表面pH降低 C.a极电极反应式：CO2＋2NO＋18H＋＋16e－===CO(NH2)2＋7H2O D.每生成30.0 g CO(NH2)2，有9 mol H＋由b极向a极迁移 【答案】D　 【解析】由题图可知，a极电极反应式为CO2＋2NO＋18H＋＋16e－===CO(NH2)2＋7H2O，N元素化合价降低，则a为阴极发生还原反应，b极为阳极。电解池的阴极与电源负极连接，发生还原反应；b极为阳极，水发生氧化反应生成氧气，气体X为O2，常作助燃剂，b极电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，电极表面酸性增强，pH降低，故A、B、C不符合题意；30.0 g CO(NH2)2的物质的量为0.5 mol，为了维持电荷守恒，H＋迁移数目等于电子转移数目，即生成0.5 mol CO(NH2)2时迁移 8 mol H＋，故D符合题意。 7. (2025·黑吉辽蒙3月联考)通过Cu2O超低电位下电催化硝酸盐与甲醛的耦合反应，实现了处理污染物的同时产生增值化学品，其原理如图所示。下列说法错误的是(　　) A.电极的电势：Cu2O电极a>Cu2O电极b B.当电源的电压过大时，阳极可能会产生氧气 C.阳极区发生的总反应为HCHO＋3OH－－2e－===HCOO－＋2H2O D.由NO生成34 g NH3时至少转移12 mol电子 【答案】D　 【解析】Cu2O电极a为阳极，Cu2O电极b为阴极，电极的电势：Cu2O电极a>Cu2O电极b，A不符合题意；当电源的电压过大时，阳极会发生4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，可能会产生氧气，B不符合题意；阳极上Cu2O可以看作催化剂，HCHO为反应物，被氧化为HCOO－，总反应为HCHO＋3OH－－2e－===HCOO－＋2H2O，C不符合题意；由NO生成NH3转移电子数目为8，生成34 g NH3即2 mol，至少转移 2×8 mol＝16 mol电子，D符合题意。 8.(2024·贵州卷)一种太阳能驱动环境处理的自循环光催化芬顿系统工作原理如图。光阳极发生反应：HCO＋H2O===HCO＋2H＋＋2e－，HCO＋H2O===HCO＋H2O2。体系中H2O2与Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)发生反应产生的活性氧自由基可用于处理污水中的有机污染物。 下列说法错误的是(　　) A.该芬顿系统能量转化形式为太阳能→电能→化学能 B.阴极反应式为O2＋2H＋＋2e－===H2O2 C.光阳极每消耗1 mol H2O，体系中生成 2 mol H2O2 D.H2O2在Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)的循环反应中表现出氧化性和还原性 【答案】C　 【解析】该装置为电解池，利用光能提供能量转化为电能，在电解池中将电能转化为化学能，A不符合题意；由图可知，阴极上氧气和氢离子得电子生成过氧化氢，电极反应式为O2＋2H＋＋2e－===H2O2，B不符合题意；光阳极上水失电子生成过氧化氢和氢离子，电极反应式为2H2O－2e－===H2O2＋2H＋，每消耗1 mol H2O，阴阳极各生成0.5 mol H2O2，则体系中生成1 mol H2O2，C符合题意；由Mn(Ⅳ)和过氧化氢转化为Mn(Ⅱ)过程中，锰元素化合价降低，H2O2做还原剂，表现还原性，由Mn(Ⅱ)转化为Mn(Ⅳ)时，H2O2中O元素化合价降低，做氧化剂，表现氧化性，D不符合题意。 9.(2025·山西省临汾市二模)三维电极法是在传统的电解槽两电极之间填充粒状或碎屑状材料，填充的粒子电极表面能带电，成为新的一极(第三极)。如图为用三维电极法处理酸性氨氮废水的原理。下列说法中错误的是(　　) A.a电极接电源的正极 B.b电极上的反应为O2＋2e－＋2H＋===2·OH C.每去除0.2 mol NH，需消耗6.72 L O2(标准状况) D.相比于传统的二维电极反应系统，三维电极法可产生大量强氧化性物质，氧化效率高 【答案】C　 【解析】a电极上H2O发生失电子的氧化反应转化成·OH、Cl－发生失电子的氧化反应转化成Cl2，a电极为电解池的阳极，接电源的正极。b电极为电解池的阴极，接电源的负极，A不符合题意；b电极上O2发生得电子的还原反应转化成·OH，由于混合溶液呈酸性，故b电极的电极反应为O2＋2e－＋2H＋===2·OH，B不符合题意；该装置中·OH将NH氧化成N2，·OH被还原成H2O，反应的离子方程式为6·OH＋2NH===N2↑＋6H2O＋2H＋，每除去0.2 mol NH，转移电子为0.6 mol，消耗·OH为0.6 mol，若·OH全部由O2生成，则需要O2为0.3 mol，标准状况下为6.72 L，但·OH不止由O2生成，C符合题意；三维电极法是在传统的电解槽两电极之间填充粒状或碎屑状材料，填充的粒子电极表面能带电，成为新的一极(第三极)，结合图示可知，相比于传统的二维电极反应系统，三维电极的电极表面积增大，粒子间距小，提高了电流效率，粒子电极表面会生成许多强氧化性物质，氧化效率高，D不符合题意。 10.(2025·河北保定市一模)有机物参加的反应在日常生活和科学研究中扮演着重要的角色，不仅可以用于有机合成，还可以用于多种材料的改性和功能化设计。某科研小组以硝基苯为原料电催化合成NN的装置如图所示，M电极和N电极为覆盖催化剂的惰性电极，装置工作时定时将N电极室溶液转移至M电极室。下列说法正确的是(　　) A.装置工作时，OH－通过离子交换膜移向N极 B.阳极反应：－4e－＋4OH－―→＋4H2O C.装置工作时，阴离子交换膜两侧溶液的pH保持不变 D.转移相同电量，M电极消耗的和N电极产生的相等 【答案】B　 【解析】由图可知，在N极发生还原反应生成，N极为阴极，M极为阳极，装置工作时，OH－通过离子交换膜移向M极，A错误；在阳极失去电子生成，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极反应式为2－4e－＋4OH－―→＋4H2O，B正确；阴极电极反应式为：＋6e－＋4H2O―→＋6OH－，当转移4 mol电子时，阴离子交换膜右侧有4 mol OH－进入左侧，同时左侧消耗4 mol OH－，右侧生成 4 mol OH－，两侧OH－物质的量不变，但左侧生成了水，OH－浓度减小，pH减小；右侧消耗水，OH－浓度增大，pH增大，C错误；每转移相同电子，M电极消耗的大于N电极产生的，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $ 大单元四 电化学 专题二　电解原理及应用 【真题再现●明考向】 1.(2024·浙江6月选考)金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图： 下列说法正确的是(　　) A.图1、图2中，阳极材料本身均失去电子 B.图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－ C.图2中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果 D.图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，钢闸门、阳极均不发生化学反应 2.(2025·新课标卷)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pH下降 B.OH－从阴极区向阳极区迁移 C.阴极发生反应NO＋7H2O＋8e－===NH3·H2O＋9OH－ D.阴极转化1 mol NO，阳极将生成4 mol HOCH2COO－ 3.(2025·湖北卷)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。热效应主要来自于电子转移后[Fe(H2O)6]2+和[Fe(H2O)6]3+离子结构的改变 4.(2025·陕西卷)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 【核心梳理●明方向】 1.电解装置及原理模型 2.阴、阳极放电离子判断模型 3.电解原理应用解题策略 4.金属的电化学腐蚀与防护 牺牲阳极法 外加电流法 被保护的金属作原电池的正极(阴极)，活泼金属作原电池的负极(阳极)，阳极要定期予以更换 将被保护的金属与电源负极相连，作电解池的阴极，另一附加电极与电源正极相连，作电解池的阳极 【考点突破●提能力】 1.(2025·广东湛江二模)点蚀又称小孔腐蚀，是一种极端的局部腐蚀形态，大多数点蚀是由Cl－引起的。曾侯乙青铜编钟发生点蚀的基本原理为PbO＋H2O＋Sn＋4Cl－===Pb＋2OH－＋[SnCl4]2-，下列说法不正确的是(　　) A.潮湿的空气会加速曾侯乙青铜编钟的腐蚀 B.负极反应为Sn＋4Cl－－2e－===[SnCl4]2- C.点蚀的过程中化学能转化为电能 D.长江中的轮船比大海中的轮船更容易发生点蚀 2.(2025·山西省吕梁市二模)常温常压电催化技术可以实现氮还原，是人工合成肼的关键技术，其装置如图所示。已知电催化过程中会伴有副产物氨生成。下列说法正确的是(　　) A.电极A的电势高于电极B的电势 B.电解过程中质子由电极室A移向电极室B C.电极A上生成N2H电极反应式：N2＋5H2O＋4e－===N2H＋5OH－ D.理论上同时生成0.1 mol N2H和0.1 mol NH时，生成5.6 g O2 3.(2025·贵州普通高中选择性考试模拟) 成对电解可提高电化学合成的电子经济性。在含特殊催化剂的电极上电解，两极同时得到H2O2的电解池工作原理如图所示： 下列说法错误的是(　　) A.阴极反应式：O2＋2e－＋2HCO===H2O2＋2CO B.电解过程中，K＋从n区通过阳离子交换膜移向m区 C.电解过程中，当转移1 mol电子时，理论上生成1 mol H2O2 D.电解结束后，阳极区的c(HCO)/c(CO)小于1∶7 4.(2025·湖北部分高中协作体一模联考)电有机合成相对于传统有机合成具有显著优势，利用下图所示装置实现电催化合成2，5­呋喃二甲酸。下列说法错误的是(　　) A.催化电极b连接电源的负极 B.阴极区溶液中c(H2SO4)不变 C.阳极区的总反应为－6e－＋2H2O===＋6H＋ D.每消耗1 mol对硝基苯酚同时生成1 mol 2，5­呋喃二甲酸 【限时训练】（限时：60分钟） 　电解原理及应用 (选择题每题5分，满分：50分) 1.(2025·辽宁省鞍山市模拟)工业上通过电解NaCl­CaCl2共熔物制取金属Na的装置如图所示，已知在电解过程中会产生一定量的金属Ca，下列说法错误的是(　　) A.b电极为阳极 B.添加CaCl2的目的之一是降低电解质体系的熔点 C.阴极反应：Na＋＋e－===Na；Ca2+＋2e－===Ca D.为防止生成的Na与Cl2接触，阴、阳两极之间应用钢板隔开 2.(2025·河北石家庄市模拟)科学研究发现金属生锈时，锈层内如果有硫酸盐会加快金属的腐蚀，其腐蚀原理如图所示。下列说法错误的是(　　) A.钢铁的腐蚀中正极电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－ B.酸雨地区的钢铁更易被腐蚀 C.Fe(OH)2生成FeO(OH)反应的化学方程式为2Fe(OH)2＋O2===2FeO(OH)＋H2O D.硫酸盐加速电子传递，有一定的催化剂作用 3.(2024·广东卷)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 4.(2025·河南许平汝名校二模)一定条件下，利用如图所示装置可实现苯的电化学储氢(苯→环己烷，忽略其他有机物)。 下列说法错误的是(　　) A.B端为电源的正极 B.生成环己烷的电极反应式为＋6H＋＋6e－=== C.反应中生成环己烷的物质的量为1.4 mol D.电极D产生的n(环己烷)∶n(H2)＝3∶5 5.(2025·湖南卷)一种电化学处理硝酸盐产氨的工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　) A.电解过程中，K＋向左室迁移 B.电解过程中，左室中NO的浓度持续下降 C.用湿润的蓝色石蕊试纸置于b处，试纸先变红后褪色 D.NO完全转化为NH3的电解总反应：NO＋8Cl－＋6H2ONH3↑＋9OH－＋4Cl2↑ 6.(2025·河南新乡一模)科学家开发催化电极材料，实现电催化CO2和硝酸盐在常温常压下合成尿素。电解质溶液为一定浓度KNO3溶液，在电极上生成CO(NH2)2，模拟装置如图所示。下列叙述错误的是(　　) A.a极与电源负极连接，发生还原反应 B.气体X常用作助燃剂，b极表面pH降低 C.a极电极反应式：CO2＋2NO＋18H＋＋16e－===CO(NH2)2＋7H2O D.每生成30.0 g CO(NH2)2，有9 mol H＋由b极向a极迁移 7. (2025·黑吉辽蒙3月联考)通过Cu2O超低电位下电催化硝酸盐与甲醛的耦合反应，实现了处理污染物的同时产生增值化学品，其原理如图所示。下列说法错误的是(　　) A.电极的电势：Cu2O电极a>Cu2O电极b B.当电源的电压过大时，阳极可能会产生氧气 C.阳极区发生的总反应为HCHO＋3OH－－2e－===HCOO－＋2H2O D.由NO生成34 g NH3时至少转移12 mol电子 8.(2024·贵州卷)一种太阳能驱动环境处理的自循环光催化芬顿系统工作原理如图。光阳极发生反应：HCO＋H2O===HCO＋2H＋＋2e－，HCO＋H2O===HCO＋H2O2。体系中H2O2与Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)发生反应产生的活性氧自由基可用于处理污水中的有机污染物。 下列说法错误的是(　　) A.该芬顿系统能量转化形式为太阳能→电能→化学能 B.阴极反应式为O2＋2H＋＋2e－===H2O2 C.光阳极每消耗1 mol H2O，体系中生成 2 mol H2O2 D.H2O2在Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)的循环反应中表现出氧化性和还原性 9.(2025·山西省临汾市二模)三维电极法是在传统的电解槽两电极之间填充粒状或碎屑状材料，填充的粒子电极表面能带电，成为新的一极(第三极)。如图为用三维电极法处理酸性氨氮废水的原理。下列说法中错误的是(　　) A.a电极接电源的正极 B.b电极上的反应为O2＋2e－＋2H＋===2·OH C.每去除0.2 mol NH，需消耗6.72 L O2(标准状况) D.相比于传统的二维电极反应系统，三维电极法可产生大量强氧化性物质，氧化效率高 10.(2025·河北保定市一模)有机物参加的反应在日常生活和科学研究中扮演着重要的角色，不仅可以用于有机合成，还可以用于多种材料的改性和功能化设计。某科研小组以硝基苯为原料电催化合成NN的装置如图所示，M电极和N电极为覆盖催化剂的惰性电极，装置工作时定时将N电极室溶液转移至M电极室。下列说法正确的是(　　) A.装置工作时，OH－通过离子交换膜移向N极 B.阳极反应：－4e－＋4OH－―→＋4H2O C.装置工作时，阴离子交换膜两侧溶液的pH保持不变 D.转移相同电量，M电极消耗的和N电极产生的相等 学科网（北京）股份有限公司 $