2026届高三化学二轮复习  微点突破　电解装置的分析训练

微点突破2　电解装置的分析 1.电解池模型 2.“五类”依据判断电解池电极 阳极 阴极 电极材料 与电源正极相连 与电源负极相连 电极反应 氧化反应 还原反应 电子流向 流出 流入 离子移向 阴离子移向 阳离子移向 电极现象 电极溶解等 电极增重等 【例1】 1.离子交换法电解饱和食盐水原理示意图： (1)M端为电源的 极；N端为电源的 极。 (2)电极a为阳极，发生 反应，电极反应式为 。 电极b为阴极，发生 反应，电极反应式为 。 (3) 加入或流出的物质A、B、C、D分别是 、 、 (4) 、 ；E、F分别是 、 。 【答案】(1) 正 负 (2) 氧化 2Cl-－2e-===Cl2↑。 阴 还原 2H2O＋2e-===H2↑＋2OH-。 (3) 精制饱和NaCl溶液、H2O(含少量NaOH)、稀NaCl溶液、NaOH溶液； H2、Cl2。 2.(2024·海南，13改编)电解NH4HSO4溶液得到S2，是早期制备H2O2的重要步骤。某实验装置如图所示。电解过程流出液b中混有少量气泡。 (1)气体a：H2，b中混有的少量气体：O2。 (2)写出两极的电极反应式。 阳极：2S－2e-===S2，副反应：2H2O－4e-===O2↑＋4H+；阴极：2H+＋2e-===H2↑。 (3)S不能从阴极区迁移到阳极区的原因：硫酸根离子不能通过质子交换膜。 【答案】(1) H2， O2 (2) 2S－2e-===S2， 2H2O－4e-===O2↑＋4H+； 2H+＋2e-===H2↑。(3)硫酸根离子不能通过质子交换膜。 【例3】(2024·黑吉辽，12改编)“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。 (1)X端为电源的　　　　极；Y端为电源的　　　　极。  (2)气体M为　　　　，气体N为　　　　。  (3)a为电解池的　　　　极，电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；b为电解池的　　　　极，阳极总反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)若电路中转移2 mol电子，此电解装置可制得H2物质的量　　　　。  【答案】　(1)负　正　(2)H2　H2　(3)阴　2H2O＋2e-===H2↑＋2OH-　阳　2HCHO＋4OH-－2e-===2HCOO-＋2H2O＋H2↑　(4)2 mol 【解析】　(3)阳极反应涉及到：①HCHO＋OH-－e-—→HCOOH＋H2，②HCOOH＋OH-===HCOO-＋H2O，由(①＋②)×2得阳极总反应式：2HCHO＋4OH-－2e-===2HCOO-＋2H2O＋H2↑。(4)电路中转移2 mol电子时，阴、阳两极各生成1 mol H2，共2 mol H2。 模拟演练 1．(2025·浙江省北斗星盟高三三模)用惰性电极电解碳酸钠溶液时，阳极无气体产生，但在阳极区检测到新增一种摩尔质量为的含碳元素的带2个单位负电荷的阴离子(碳元素的化合价为+4)。下列叙述正确的是 A．新增的这种阴离子只含有极性键 B．若用铅酸蓄电池作电源，Pb电极与a相接 C．电极B发生的电极反应为 D．其他条件不变，增加电解的电压，阳极区可能产生气体 【答案】D 阳极无气体产生，故A为阳极 【解析】由摩尔质量为的含碳元素的带2个单位负电荷的阴离子(碳元素的化合价为+4)可知，生成的阴离子为，存在氧氧非极性键，A错误；铅酸蓄电池的Pb电极为负极，电解时Pb与阴极b相连，B错误；电极B为阴极，碱性条件下的电极反应式为，C错误；a电极为阳极，电极反应式为，其他条件不变，增加电解的电压，失电子能力强，阳极区可能产生气体O2，D正确。选D。 2．(2025·广东省广州市高三综合测试（二模）)通过控制电位可以实现从地下卤水(主要含有Na＋、K＋、Cl-、Br-)中提取溴单质，其工作原理如图。电解过程中，下列说法不正确的是 A．Pt电极上发生还原反应 B．石墨电极上发生的反应有： C．溶液中的阳离子从阳极室进入阴极室 D．阴极室溶液的pH逐渐降低 【答案】D 【解析】图示装置为电解池，Pt电极为阴极，在Pt电极上H2O得电子发生还原反应，A正确；石墨电极为阳极，Br－失电子生成Br2，电极反应式为；石墨电极为阳极，由于Cl－失电子能力弱于Br－，阳极首先发生的反应为，B正确；阴极电极反应式为2H2O＋2e-＝H2↑＋2OH－，溶液的pH逐渐升高，D正确。故选D。 3．(2025·河南省名校学术联盟高三下学期模拟冲刺)近日，浙江大学一课题组创建光电共轭聚合物网络用于太阳能驱动硝酸盐转化产氨和氧气。模拟装置如图所示。下列叙述正确的是 A．上述装置可实现太阳能全部转化成化学能 B．M极反应式为 C．装置工作一段时间后，N极区溶液pH升高 D．同温同压下，生成时理论上逸出 【答案】B 【解析】太阳能转化为化学能时，有部分能量转化为热能，A错误；由图示电解池可知，N极为阳极，OH-在N极失电子发生氧化反应生成O2，M极为阴极，M极上得电子发生还原反应生成NH3，电极反应式为 ，B正确；N电极为阳极，电极反应式为，故N极区溶液pH降低，C错误；根据得失电子守恒，，同温同压下，气体体积之比等于其物质的量之比，生成时理论上逸出体积为，D错误。故选B。 4．(2025·河南省开封市高三下学期第三次质量检测)摄取一定量的溴酸盐会使人出现恶心、腹泻等症状。某科研团队设计在RuCu/CNT上电催化处理的原理如图所示。下列说法正确的是 A．电子流向：电解质溶液 B．极上的电极反应式为 C．若电源为铅蓄电池，则极为电极 D．每处理，理论上阳极区溶液质量减少 【答案】B 【解析】由图示电解池可知，P电极上，得电子被还原为Br-，发生还原反应，P电极为阴极，则R电极为阳极，M极为负极，N极为正极，电子不能经过电解质溶液，故电子流向：，，A错误；P为阴极，P极上该电极的电极反应式为，B正确；N为正极，若电源为铅蓄电池，则极为PbO2电极，Pb电极是负极，C错误；每处理，电路上转移电子为6mol，则理论上阳极区释放出1.5molO2，同时有6molH＋经过质子交换膜由阳极区进入阴极区，故溶液质量减少1.5mol×32g/mol＋6mol×1g/mol＝54g，D错误。故选B。 5．(2025·广东省大湾区高三下学期联合模拟考试（二模）)一种氮掺杂碳材料用于碱性溶液中电催化N2合成NH3，工作原理如图所示，常温常压下NH3产率达到3.4μmol·h⁻¹。下列有关说法正确的是 A．N2发生氧化反应 B．将化学能转化为电能 C．这是一种新型的人工固氮技术 D．该条件下O2产率为3.4μmol·h⁻¹ 【答案】C 【解析】太阳能电池提供电源进行电催化合成氨气，左侧H2O生成O2，发生氧化反应，左侧电极为阳极，右侧电极为阴极，N2生成NH3，N化合价降低，N2发生还原反应，A错误； 该装置是电解装置，将电能转化为化学能，B错误；该装置将游离态的氮转化为化合态，属于一种新型的人工固氮技术，C正确；由阴极和阳极电子得失相等可知，生成的NH3和O2的物质的量之比为4∶3，NH3产率达到3.4μmol·h⁻¹，则O2的产率为×3.4μmol·h⁻¹，D错误。故选C。 6．(2025·江苏省苏州市八校高三下学期三模)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如图所示，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．a是电源的负极 B．电解后海水pH上升 C．理论上转移2mole－生成4gH2 D．阳极发生：Cl－＋H2O＋2e－=HClO＋H＋ 【答案】B 【解析】由图示电解池可知，钛网上海水中、发生失电子的氧化反应生成，钛网为阳极；钛箔上生成，钛箔为阴极。钛网与电源的极相连，则极为电源正极，A错误；电解的主要总反应为，电解后海水中浓度减小，上升，B正确；钛箔上生成，电极反应式为，理论上转移生成，生成的质量为，C错误；高选择性催化剂可抑制产生，则阳极主要的电极反应式为，D错误。故选B。 7.(2024·广西河池一模)利用电解原理，可将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。下列说法正确的是(　　) A.b为电解池阴极 B.电解后左侧电极室KOH溶液pH减小 C.电解过程中阴离子通过交换膜从右向左迁移 D.阳极电极反应式为2NH3-6e-＋6OH-===N2＋6H2O 答案　D 解析　根据图示可知：在a电极上，H2O电离产生的H＋得到电子被还原为H2，则a电极为阴极；在b电极上NH3失去电子产生N2，因此b电极为阳极，A错误；电解时，在a电极上发生反应：2H2O＋2e-===H2＋2OH-，反应消耗水产生OH-，因此电解后左侧电极室KOH溶液浓度增大，则溶液pH会增大，B错误；电解时，a为阴极，电极反应式为2H2O＋2e-===H2＋2OH-，b为阳极，电极反应式为2NH3-6e-＋6OH-===N2＋6H2O，反应消耗OH-，产生H2O，电解过程中左侧c(OH-)增大，右侧c(OH-)减小，为维持电池持续工作，则溶液中OH-会通过阴离子交换膜从左向右迁移，C错误、D正确。 8．(2025·江苏省苏州市高三下学期三模)通过电解废旧锂电池中的可获得难溶性的和，电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是 A．电极A为阴极，发生还原反应 B．电极B的电极反应： C．电解一段时间后溶液中浓度保持不变 D．电解结束，可通过调节除去，再加入溶液以获得 【答案】C 【解析】由电解示意图可知，电极B上Mn2＋→MnO2，Mn元素化合价升高失电子，电极B为阳极，则电极A为阴极，得电子发生还原反应，A正确；电极B上Mn2＋失电子转化为了MnO2，电极反应式为2H2O＋Mn2＋-2e-=MnO2＋4H＋，B正确；电极A为阴极， LiMn2O4得电子，电极反应式为2LiMn2O4＋6e-＋16H＋=2Li＋＋4Mn2＋＋8H2O，电解池总反应为2LiMn2O4＋4H＋=2Li＋＋Mn2＋＋3MnO2＋2H2O，Mn2＋浓度增大，C错误；电解结束后，可通过调节溶液pH，将Mn2＋转化为沉淀除去，再加入碳酸钠溶液生成碳酸锂，D正确。故选C。 9.过硫酸铵[(NH4)2S2O8]可用作氧化剂、漂白剂。利用电解法在两极分别生产过硫酸铵和过氧化氢的装置如图所示。下列说法错误的是(　　) A.a为外接电源的负极 B.电解总反应：O2＋2H＋＋2SH2O2＋S2 C.阴离子交换膜可用阳离子交换膜替代 D.电解池工作时，Ⅰ室溶液质量理论上逐渐减小 答案　C 解析　由(NH4)2SO4→(NH4)2S2O8，氧元素化合价升高被氧化，故右侧Pt电极为阳极，b为外接电源正极，a为外接电源负极，左侧Pt电极为阴极。阴极氧气被还原，阳极硫酸根离子被氧化，电解总反应为O2＋2H＋＋2SH2O2＋S2，B正确；根据阳极产物可知，反应需要消耗硫酸根离子，阴离子交换膜不可用阳离子交换膜替代，C错误；电解池工作时，Ⅰ室发生反应：O2＋2e-＋2H＋===H2O2，同时S移向阳极，故Ⅰ室溶液质量理论上逐渐减小，D正确。 10．(2025·黑龙江省哈尔滨市第三中学高三下学期第三次模拟考试)近年来，科学家利用电化学催化的方法，将PET塑料（聚对苯二甲酸乙二酯）水解液中的乙二醇（）和温室气体转化为甲酸（HCOOH），原理如图所示。下列说法错误的是 A．电极A与电源正极相连 B．电极B的反应： C．1 mol乙二醇参加反应两极共生成3 mol甲酸 D．两个电极反应中碳原子的杂化类型均发生改变 【答案】C 【解析】由图示电解池可知，H＋由电极A移向电极B，B电极CO2发生还原反应生成甲酸，B是阴极、电极A是阳极，A与电源正极相连，A正确；电极B的电极反应式为，B正确；A电极乙二醇失电子发生氧化反应生成甲酸，电极反应式为，1 mol乙二醇参加反应，阳极生成2mol甲酸，根据得失电子守恒知B电极生成3mol甲酸，两极共生成5 mol甲酸，C错误；乙二醇中碳原子采用sp3杂化，CO2中C原子采用sp杂化，甲酸中的碳原子采用sp2杂化，D正确。故选C。 11.(2025·贵阳第一中学高三上学期月考)科学家们发现锂介导的氮还原是一种有前途的电化学合成氨的方法，工作原理如图所示，下列说法正确的是(　　) A.理论上若电解质传导4 mol H＋，最多生成NH3 29.9 L B.电解池总反应：3H2＋N22NH3 C.右边的气体扩散电极连接电源正极 D.可以认为阴极发生的电极反应式为2Li＋-6e-＋N2＋4H＋===2LiNH2 答案　B 解析　由图可知，通入氢气的电极为阳极，氢气在阳极失去电子发生氧化反应生成氢离子，氢离子与C2H5O-反应生成C2H5OH，C2H5OH解离出氢离子和C2H5O-，通入氮气的电极为阴极，锂离子在阴极得到电子生成锂，锂与氮气和C2H5OH解离出的氢离子反应生成LiNH2，LiNH2与氢离子反应生成锂离子和氨气，则阴极的电极反应式为N2＋2Li＋＋4H＋＋6e-===2LiNH2，电解的总反应方程式为N2＋3H22NH3。阴极的电极反应式为N2＋2Li＋＋4H＋＋6e-===2LiNH2，则放电时4 mol氢离子参与放电生成2 mol LiNH2，2 mol氢离子与2 mol LiNH2生成2 mol氨气，则理论上若电解液传导6 mol氢离子，生成标准状况下氨气的体积为2 mol×22.4 L·mol-1=44.8 L，若电解质传导4 mol H＋，最多生成标准状况下NH3体积为44.8 L×≈29.9 L，但是选项未说标准状况，A错误。 12．(2025·四川省巴中市高三下学期一诊)电解法制取苯甲酸甲酯的相关原理如图所示。下列有关说法正确的是 A．为直流电源的正极，电子流向 B．极的电极反应为 C．生成时，理论上可得苯甲酸甲酯 D．属于氧化还原反应 【答案】B 【解析】由图示电解池中，铂电极N电极有H2生成，石墨电极(N )为阴极，N极接电源负极 b，碳电极(M)则为阳极，M极接电源正极 a。外电路中电子应从阳极 M 流向电源正极 a，再经电源内部到负极 b，最后到阴极 N；电子不能经过电解质溶液，A错误；在阳极(M)上，同时有 Br- 和  被氧化分别生成 ，可将这一步综合表示为 ，B 正确；没说明标况，不能计算H2的物质的量，C错误；反应，硫元素的化合价均为 +4，氧、钠元素价态不变，不属于氧化还原反应，D错误。故选B。 13．(2025·江西省重点中学盟校高三下第一次联考)电还原时，采用高浓度的抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，装置如下图所示，下列说法错误的是 A．电池工作时，质子从左室通过质子交换膜到右室 B．阳极生成了，则阴极生成(标准状况下) C．在电极上难于发生析氢反应 D．左室溶液中硫酸物质的量不变 【答案】B 【解析】图示装置为电解池，与直流电源正极相连的IrOx-Ti电极为电解池的阳极，电解池工作时，阳离子向阴极移动，即质子从左室通过质子交换膜移动到右室，A正确；阳极电极反应式为，当阳极生成了时转移12mol电子，阴极电极反应式为、，生成两种电极产物，故生成物质的量小于1mol，标况下体积小于22.4L，B错误；由题干信息可知，采用高浓度的抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，故在电极上难于发生析氢反应，C正确；左室发生的电极反应为，当转移4mol电子时，生成的4molH+通过离子交换膜向右侧移动，故左室硫酸物质的量不变，D正确。故选B。 14．(2025·山东省烟台市、德州市、东营市高三下学期第一次适应性检测)电催化共还原CO2与NO2-制备乙酰胺(CH3CONH2)是一种碳中和与废水处理有机结合的绿色电化学策略，其装置如图所示。已知：酸性条件下极易发生严重的析氢竞争反应。下列说法错误的是 A．电极M的电势比电极N低 B．电极N附近pH降低 C．M极存在电极反应：2CO2+10e-+7H2O=10OH-+CH3CHO D．制备1mol乙酰胺，电路中至少转移12mol e- 【答案】D 【解析】由图示为电解池装置可知，电极M上得电子，为阴极，N为阳极，M的电势比电极N低，A正确；N极发生电极反应为。电极N产生H+，附近pH降低，B正确；在碱性条件下，M极发生还原反应，电极反应为：，，C正确；制备1mol乙酰胺，电路中至少转移14mol e-，D错误。故选D； 15．(2025·甘肃省兰州市2025届高三诊断考试（一模）)科学家为消除酸性工业废水中甲醛的危害，利用驱动耦合电催化实现了与转化为高附加值的产品。下图是耦合电催化反应系统原理图示。下列有关说法不正确的是 A．管负载纳米绒电极为阴极 B．反应过程中从左极室向右极室移动 C．电路中通过2mol电子时，在装置中可生成1mol D．阳极的电极反应式为 【答案】C 【解析】图示装置为电解池，b连接的左侧中加入HCHO，生成HCOOH，C元素化合价升高，此电极为阳极，则右侧管负载纳米绒电极为阴极，A正确；反应过程中阳离子从阳极向阴极移动，即从左极室向右极室移动，B正确；左侧电极连接正极（b），为阳极，电极反应为，电路中通过2mol电子时，在装置中可生成2mol，C错误，D正确。故选C。 16．(2025·广东省佛山市高三下学期二模)科研团队使用碳纳米管做电极，实现了常温、常压条件下尿素的合成，原理如图所示。下列说法正确的是 A．活性电极的电极电势高于Pt电极 B．活性电极上被还原 C．“气体”经过分离后，可以补充甲室消耗的 D．电路中转移16mol电子时，甲侧溶液质量增加44g 【答案】C 【解析】由图示电解池可知，左侧活性电极为阴极，被还原为，阴极反应，Pt电极是阳极，阳极反应式为。活性电极是阴极，Pt电极是阳极，阳极电势高于阴极，A错误；活性电极上转化为，元素化合价并未发生变化，没有被还原，B错误；气体中含有、，经分离以后得到的可以补充甲室消耗的，C正确；甲侧的电极反应式为，当转移时，甲池溶液质量增加了，同时乙池中会有移向甲池，故增加的质量不是44g，D错误。故选C。 17．(2025·安徽省江淮十校高三上学期第一次联考)乙醛酸(OHC－COOH)是一种重要的化工中间体。工业上以乙二醛为原料制备乙醛酸的装置如图所示，通电后，阳极产物将乙二醛氧化为乙醛酸。已知乙醛酸的相对分子质量为74，下列说法正确的是 A．离子交换膜为阴离子交换膜 B．b极与外电源的正极相连 C．当外电路通过1mole－时，理论上最多可生成乙醛酸的质量为37g D．此装置中乙二醛被氧化的化学方程式：2＋O2→2 【答案】C 【解析】通电后，阳极产物将乙二醛氧化为乙醛酸，结合装置图可知，阳极生成的Cl2将乙二醛氧化为乙醛酸，a为电源正极，与b电极相连的电极发生还原反应生成H2，b为电源负极。H+由左侧经离子交换膜进入右侧，离子交换膜为阳离子交换膜，A和B错误；与a电极相连的电极为阳极，电极反应式为，与b相连电极为阴极，电极反应式为，由电子守恒知，，则当外电路通过1mole－时，理论上最多可生成乙醛酸的质量为，C正确；氯气将乙二醛氧化为乙醛酸，自身被还原为氯离子，化学方程式为：＋H2O＋Cl2＋2HCl，D错误。故选C。 18．(2025·福建省高三下学期名校联盟一模)我国科技工作者设计了成对电解的高效双功能电催化剂，实现了在电解池阴阳两极都得到高价值含氮化合物，其原理如图所示。下列说法正确的是 A．催化电极a的电极电势低于催化电极b B．电解过程中阳极区的c(NaOH)不变 C．催化电极b的反应式为 D．理论上每产生1mol 转移 【答案】C 【解析】左侧，被氧化，失去电子，作阳极，右侧，氮元素化合价降低，得到电子，作阴极，与相连的电源是正极，与相连的电源是负极，催化电极的电极电势低于催化电极，A错误；电解过程中阳极区的电极反应式:，阳极区的减小，B错误； 催化电极b的反应式为，C正确；根据阳极区的电极反应式:，理论上每产生转移，D错误。故选C。 19．(2025·北京市第二中学高三下学期4月模拟测)一种能在较低电压下获得氢气和氧气的电化学装置如图所示。下列说法不正确的是 A．隔膜为阴离子交换膜，OH-从电解池的右室通过隔膜向左室迁移 B．反应器I中发生的反应为4[Fe(CN)6]3-＋2H2O4[Fe(CN)6]4-＋O2↑＋4H＋ C．该装置的总反应为2H2O2H2↑＋O2↑，气体N是H2 D．电极b与电源的负极相连，电极反应为DHPS＋2H2O＋2e-＝DHPS-2H＋2OH- 【答案】B 【解析】由图示电解池可知，该装置目的是制备氧气和氢气，中间的电解池为反应器Ⅰ、Ⅱ提供反应原料，电极a处[Fe(CN)6]4－变为[Fe(CN)6]3－，铁的化合价升高，则电极a为阳极，电极反应式为[Fe(CN)6]4－－e－＝[Fe(CN)6]3－，电极b为阴极，发生还原反应，电极反应式为DHPS＋2H2O＋2e－＝DHPS-2H＋2OH－，为维持溶液呈电中性，保持电池的持续工作，隔膜应为阴离子交换膜，OH－由右室往左室移动，A正确。由图可知，装置中的反应皆在碱性环境中发生，故不可能有H+生成，正确的反应方程式为4[Fe(CN)6]3-＋4OH-4[Fe(CN)6]4- ＋O2↑＋2H2O，B错误；气体N为H2，该反应整体为电解水的反应，C正确；电极b为阴极，与电源负极相连，发生还原反应，电极反应为DHPS＋2H2O＋2e-＝DHPS-2H＋2OH-，D正确。故选B。 20．(2025·河北省保定市高三下学期一模)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，通过离子交换膜移向N极 B．阳极反应：2-4e-+4OH-=+4H2O C．装置工作时，阴离子交换膜两侧溶液的保持不变 D．转移相同电量，M电极消耗的和N电极产生的和相等 【答案】B 【解析】由图示电解池可知，电解池工作时，在N极发生还原反应生成，N极为阴极，M极为阳极，通过离子交换膜移向M极，A错误；M极为阳极，在阳极失去电子生成，电极反应式为2-4e-+4OH-= +4H2O，B正确；阴极电极方程式为+6e-+4H2O=+6OH-，当转移4mol电子时，阴离子交换膜右侧有4mol OH-进入左侧，同时左侧消耗4mol OH-，右侧生成4mol OH-，两侧OH-物质的量不变，但左侧生成了水，c(OH-)减小，pH减小；右侧消耗水，c(OH-)增大，pH增大，C错误；由阴、阳电极反应式可知，每转移相同电子，M电极消耗的大于N电极产生的，D错误。故选B。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 微点突破2　电解装置的分析 1.电解池模型 2.“五类”依据判断电解池电极 阳极 阴极 电极材料 与电源正极相连 与电源负极相连 电极反应 氧化反应 还原反应 电子流向 流出 流入 离子移向 阴离子移向 阳离子移向 电极现象 电极溶解等 电极增重等 【例1】 1.离子交换法电解饱和食盐水原理示意图： (1)M端为电源的 极；N端为电源的 极。 (2)电极a为阳极，发生 反应，电极反应式为 。 电极b为阴极，发生 反应，电极反应式为 。 (3) 加入或流出的物质A、B、C、D分别是 、 、 (4) 、 ；E、F分别是 、 。 2.(2024·海南，13改编)电解NH4HSO4溶液得到S2，是早期制备H2O2的重要步骤。某实验装置如图所示。电解过程流出液b中混有少量气泡。 (1)气体a： ，b中混有的少量气体： 。 (2)写出两极的电极反应式。 阳极： ，副反应： ；阴极：2 。 (3)S不能从阴极区迁移到阳极区的原因： 。 【例3】(2024·黑吉辽，12改编)“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。 (1)X端为电源的　　　　极；Y端为电源的　　　　极。  (2)气体M为　　　　，气体N为　　　　。  (3)a为电解池的　　　　极，电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；b为电解池的　　　　极，阳极总反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)若电路中转移2 mol电子，此电解装置可制得H2物质的量　　　　。  模拟演练 1．(2025·浙江省北斗星盟高三三模)用惰性电极电解碳酸钠溶液时，阳极无气体产生，但在阳极区检测到新增一种摩尔质量为的含碳元素的带2个单位负电荷的阴离子(碳元素的化合价为+4)。下列叙述正确的是 A．新增的这种阴离子只含有极性键 B．若用铅酸蓄电池作电源，Pb电极与a相接 C．电极B发生的电极反应为 D．其他条件不变，增加电解的电压，阳极区可能产生气体 2．(2025·广东省广州市高三综合测试（二模）)通过控制电位可以实现从地下卤水(主要含有Na＋、K＋、Cl-、Br-)中提取溴单质，其工作原理如图。电解过程中，下列说法不正确的是 A．Pt电极上发生还原反应 B．石墨电极上发生的反应有： C．溶液中的阳离子从阳极室进入阴极室 D．阴极室溶液的pH逐渐降低 3．(2025·河南省名校学术联盟高三下学期模拟冲刺)近日，浙江大学一课题组创建光电共轭聚合物网络用于太阳能驱动硝酸盐转化产氨和氧气。模拟装置如图所示。下列叙述正确的是 A．上述装置可实现太阳能全部转化成化学能 B．M极反应式为 C．装置工作一段时间后，N极区溶液pH升高 D．同温同压下，生成时理论上逸出 4．(2025·河南省开封市高三下学期第三次质量检测)摄取一定量的溴酸盐会使人出现恶心、腹泻等症状。某科研团队设计在RuCu/CNT上电催化处理的原理如图所示。下列说法正确的是 A．电子流向：电解质溶液 B．极上的电极反应式为 C．若电源为铅蓄电池，则极为电极 D．每处理，理论上阳极区溶液质量减少 5．(2025·广东省大湾区高三下学期联合模拟考试（二模）)一种氮掺杂碳材料用于碱性溶液中电催化N2合成NH3，工作原理如图所示，常温常压下NH3产率达到3.4μmol·h⁻¹。下列有关说法正确的是 A．N2发生氧化反应 B．将化学能转化为电能 C．这是一种新型的人工固氮技术 D．该条件下O2产率为3.4μmol·h⁻¹ 6．(2025·江苏省苏州市八校高三下学期三模)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如图所示，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．a是电源的负极 B．电解后海水pH上升 C．理论上转移2mole－生成4gH2 D．阳极发生：Cl－＋H2O＋2e－=HClO＋H＋ 7.(2024·广西河池一模)利用电解原理，可将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。下列说法正确的是(　　) A.b为电解池阴极 B.电解后左侧电极室KOH溶液pH减小 C.电解过程中阴离子通过交换膜从右向左迁移 D.阳极电极反应式为2NH3-6e-＋6OH-===N2＋6H2O 8．(2025·江苏省苏州市高三下学期三模)通过电解废旧锂电池中的可获得难溶性的和，电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是 A．电极A为阴极，发生还原反应 B．电极B的电极反应： C．电解一段时间后溶液中浓度保持不变 D．电解结束，可通过调节除去，再加入溶液以获得 9.过硫酸铵[(NH4)2S2O8]可用作氧化剂、漂白剂。利用电解法在两极分别生产过硫酸铵和过氧化氢的装置如图所示。下列说法错误的是(　　) A.a为外接电源的负极 B.电解总反应：O2＋2H＋＋2SH2O2＋S2 C.阴离子交换膜可用阳离子交换膜替代 D.电解池工作时，Ⅰ室溶液质量理论上逐渐减小 10．(2025·黑龙江省哈尔滨市第三中学高三下学期第三次模拟考试)近年来，科学家利用电化学催化的方法，将PET塑料（聚对苯二甲酸乙二酯）水解液中的乙二醇（）和温室气体转化为甲酸（HCOOH），原理如图所示。下列说法错误的是 A．电极A与电源正极相连 B．电极B的反应： C．1 mol乙二醇参加反应两极共生成3 mol甲酸 D．两个电极反应中碳原子的杂化类型均发生改变 11.(2025·贵阳第一中学高三上学期月考)科学家们发现锂介导的氮还原是一种有前途的电化学合成氨的方法，工作原理如图所示，下列说法正确的是(　　) A.理论上若电解质传导4 mol H＋，最多生成NH3 29.9 L B.电解池总反应：3H2＋N22NH3 C.右边的气体扩散电极连接电源正极 D.可以认为阴极发生的电极反应式为2Li＋-6e-＋N2＋4H＋===2LiNH2 12．(2025·四川省巴中市高三下学期一诊)电解法制取苯甲酸甲酯的相关原理如图所示。下列有关说法正确的是 A．为直流电源的正极，电子流向 B．极的电极反应为 C．生成时，理论上可得苯甲酸甲酯 D．属于氧化还原反应 13．(2025·江西省重点中学盟校高三下第一次联考)电还原时，采用高浓度的抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，装置如下图所示，下列说法错误的是 A．电池工作时，质子从左室通过质子交换膜到右室 B．阳极生成了，则阴极生成(标准状况下) C．在电极上难于发生析氢反应 D．左室溶液中硫酸物质的量不变 14．(2025·山东省烟台市、德州市、东营市高三下学期第一次适应性检测)电催化共还原CO2与NO2-制备乙酰胺(CH3CONH2)是一种碳中和与废水处理有机结合的绿色电化学策略，其装置如图所示。已知：酸性条件下极易发生严重的析氢竞争反应。下列说法错误的是 A．电极M的电势比电极N低 B．电极N附近pH降低 C．M极存在电极反应：2CO2+10e-+7H2O=10OH-+CH3CHO D．制备1mol乙酰胺，电路中至少转移12mol e- 15．(2025·甘肃省兰州市2025届高三诊断考试（一模）)科学家为消除酸性工业废水中甲醛的危害，利用驱动耦合电催化实现了与转化为高附加值的产品。下图是耦合电催化反应系统原理图示。下列有关说法不正确的是 A．管负载纳米绒电极为阴极 B．反应过程中从左极室向右极室移动 C．电路中通过2mol电子时，在装置中可生成1mol D．阳极的电极反应式为 16．(2025·广东省佛山市高三下学期二模)科研团队使用碳纳米管做电极，实现了常温、常压条件下尿素的合成，原理如图所示。下列说法正确的是 A．活性电极的电极电势高于Pt电极 B．活性电极上被还原 C．“气体”经过分离后，可以补充甲室消耗的 D．电路中转移16mol电子时，甲侧溶液质量增加44g 17．(2025·安徽省江淮十校高三上学期第一次联考)乙醛酸(OHC－COOH)是一种重要的化工中间体。工业上以乙二醛为原料制备乙醛酸的装置如图所示，通电后，阳极产物将乙二醛氧化为乙醛酸。已知乙醛酸的相对分子质量为74，下列说法正确的是 A．离子交换膜为阴离子交换膜 B．b极与外电源的正极相连 C．当外电路通过1mole－时，理论上最多可生成乙醛酸的质量为37g D．此装置中乙二醛被氧化的化学方程式：2＋O2→2 18．(2025·福建省高三下学期名校联盟一模)我国科技工作者设计了成对电解的高效双功能电催化剂，实现了在电解池阴阳两极都得到高价值含氮化合物，其原理如图所示。下列说法正确的是 A．催化电极a的电极电势低于催化电极b B．电解过程中阳极区的c(NaOH)不变 C．催化电极b的反应式为 D．理论上每产生1mol 转移 19．(2025·北京市第二中学高三下学期4月模拟测)一种能在较低电压下获得氢气和氧气的电化学装置如图所示。下列说法不正确的是 A．隔膜为阴离子交换膜，OH-从电解池的右室通过隔膜向左室迁移 B．反应器I中发生的反应为4[Fe(CN)6]3-＋2H2O4[Fe(CN)6]4-＋O2↑＋4H＋ C．该装置的总反应为2H2O2H2↑＋O2↑，气体N是H2 D．电极b与电源的负极相连，电极反应为DHPS＋2H2O＋2e-＝DHPS-2H＋2OH- 20．(2025·河北省保定市高三下学期一模)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，通过离子交换膜移向N极 B．阳极反应：2-4e-+4OH-=+4H2O C．装置工作时，阴离子交换膜两侧溶液的保持不变 D．转移相同电量，M电极消耗的和N电极产生的和相等 1 学科网（北京）股份有限公司 $