专题4 电化学 选择题突破 2.电解原理的多方面应用-【创新大课堂】2026年高考二轮化学专题复习

该高中化学高考复习讲义聚焦电解原理的多方面应用，涵盖电解池模型、电解规律对比、氯碱工业等核心考点，按“基础模型-规律归纳-应用拓展”逻辑架构知识，通过考点梳理（如对比表格）、方法指导（溶液复原规律）、真题讲解（高考真题分析）等环节，帮助学生构建系统知识网络，突破电解应用难点。 资料融合科学思维与科学探究，通过对比电解类型及溶液复原物质表格培养归纳能力，结合电化学处理硝酸盐产氨等真题分析电极反应与离子迁移，设置分层题型强化练。采用“规律总结-真题验证-练习巩固”策略，提升学生分析解决问题能力，为教师把控复习节奏提供清晰路径。

选择题突破　2.电解原理的多方面应用 1．电解池模型 2．对比掌握电解规律(阳极为惰性电极) 电解类型 电解质实例 溶液复原物质 电解水 NaOH、H2SO4 或Na2SO4 水 电解电解质 HCl或CuCl2 原电解质 放氢生碱 NaCl HCl气体 放氧生酸 CuSO4或AgNO3 CuO或Ag2O 注意　电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情况，如用惰性电极电解CuSO4溶液，Cu2＋完全放电之前，可加入CuO或CuCO3复原，而Cu2＋完全放电之后，溶液中H＋继续放电，应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3复原。 3．电解原理的基本应用 (1)电解饱和食盐水(氯碱工业) 阳极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应)。 阴极反应式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。 总反应方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 (2)电解精炼铜 电极材料：阳极为粗铜，阴极为纯铜。 电解质溶液：含Cu2＋的盐溶液。 阳极反应：Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e－===Ni2＋、Cu－2e－===Cu2＋。 阴极反应：Cu2＋＋2e－===Cu。 阳极泥的形成：在电解过程中，活动性位于铜之后的银、金等杂质，难以在阳极失去电子变成阳离子而溶解，它们以金属单质的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥。 (3)电镀：图为金属表面镀银的工作示意图。 镀件作阴极，镀层金属银作阳极。电解质溶液是AgNO3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液。 电极反应：阳极Ag－e－===Ag＋；阴极：Ag＋＋e－===Ag。 特点：阳极溶解，阴极沉积，电镀液的浓度不变。 4．金属的电化学腐蚀与防护 (1)牺牲阳极法 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。 (2)外加电流法 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。 考向　电解制备物质 1．(2025·湖南高考真题)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 分析　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，据此解答。 解析　电解池中，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；故选B。 2．(2025·浙江高考真题)一种可充放电Li－O2电池的结构示意图如图所示。该电池放电时，产物为Li2O和Li2O2，随温度升高Q(消耗1 mol O2转移的电子数)增大。下列说法不正确的是(　　) A．熔融盐中LiNO3的物质的量分数影响充放电速率 B．充放电时，Li＋优先于K＋通过固态电解质膜 C．放电时，随温度升高Q增大，是因为正极区O2－转化为O D．充电时，锂电极接电源负极 答案　C 分析　Li－O2电池放电时，锂电极为负极，发生反应：Li－e－===Li＋，多孔功能电极为正极，低温时发生反应：O2＋2e－===O，随温度升高Q增大，正极区O转化为O2－；充电时，锂电极为阴极，得到电子，多孔功能电极为阳极，O或O2－失去电子。 解析　由分析可知，电池总反应方程式为：O2＋2LiLi2O2或O2＋4Li2Li2O，充放电时有Li＋参与或生成，因此熔融盐中LiNO3的物质的量分数影响充放电速率，A正确；Li＋比K＋的半径小，因此Li＋优先于K＋通过固态电解质膜，B正确；放电时，正极得到电子，O中氧原子为－1价，O2－中氧原子为－2价，因此随温度升高Q增大，正极区O转化为O2－，C错误；充电时，锂电极为阴极，连接电源负极，D正确；故选C。 题型强化练(十四)　2.电解原理的多方面应用 1．(2025·天津二模)天津大学研究团队以KOH溶液为电解质，CoP和Ni2P纳米片为催化电极材料，电催化合成偶氮化合物[]的装置如图所示(R代表烃基)。下列说法不正确的是(　　) A．若用铅蓄电池作为电源，CoP极连接铅蓄电池的铅电极 B．离子交换膜是阴离子交换膜 C．合成1 mol偶氮化合物，需转移8 mol电子 D．Ni2P电极反应式为RCH2NH2－4e－===4H＋＋RCN 答案　D 解析　CoP为阴极，接直流电源的负极，即连接铅蓄电池的铅电极，A正确；左侧电极生成OH－，右侧电极消耗OH－，左侧OH－需要迁移到右侧，离子交换膜是阴离子交换膜，B正确；CoP为阴极，根据电极反应式可知，合成1 mol偶氮化合物，需转移8 mol电子，C正确；Ni2P为阳极，发生氧化反应，电解质溶液为碱性，电极反应为RCH3NH2＋4OH－－4e－===RCN＋4H2O，D错误。 2．(2025·北京大兴三模)氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是(　　) A．电极A接电源正极，发生氧化反应 B．应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的NaOH溶液 C．电极B的电极反应式为：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ D．与传统的电解饱和食盐水对比该改进装置能降低电解电压，减少能耗 答案　C 解析　由分析知，电极A为阳极，接电源正极，发生氧化反应，A正确；由分析知，离子交换膜为阳离子交换膜，钠离子移向右室，氧气放电生成氢氧根离子，获得浓度较高的NaOH溶液，B正确；电极B上的氧气放电生成氢氧根离子，电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C错误；与传统的电解饱和食盐水对比，氧气更容易在阴极放电，从而能降低电解电压，减少能耗，D正确。 3．(2025·湖北二模)一种微生物电池无害化处理有机废水的原理如图所示，废水中含有的有机物用C6H12O6表示。下列说法正确的是(　　) A．N极电势低于M极电势 B．温度越高废水处理速率越快 C．M极产生5.6 L CO2，则Ⅲ区溶液质量增加23 g D．M极的电极反应式为：C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2↑＋24H＋ 答案　D 解析　M极C6H12O6转化为CO2，碳元素化合价升高，M极为原电池负极，负极电势低于正极电势，A错误；升高温度微生物容易失去活性，影响电池工作效率，B错误；未指明CO2所处的温度和压强，C错误；M极为负极，发生氧化反应，有机物被氧化生成CO2，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒可得电极反应式为：C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2↑＋24H＋，D正确。 4．(2025·北京通州三模)电解NH4HSO4溶液得到S2O，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。下列说法不正确的是(　　) A．电解过程中阴极区的SO不断迁移到阳极区 B．图中a代表H2 C．回路中通过1 mol电子，产生的(NH4)2 S2O8小于0.5 mol D．SO氧化成S2O的电极反应式为2SO－2e－===S2O 答案　A 解析　该装置为质子交换膜，只允许H＋通过，SO不能透过，所以阴区的SO不会迁移到阳极区，故A错误；阴极发生还原反应，H＋得电子生成H2，所以图中a代表H2，故B正确；阳极反应为2SO－2e－===S2O，理论上回路中通过1 mol电子，产生0.5 mol(NH4)2S2O8，但由于电解过程中可能有副反应等，实际产生的(NH4)2S2O8小于0.5 mol，故C正确；阳极上SO氧化成S2O，电极反应式为2SO－2e－===S2O，故D正确。 5．(2025·江苏苏州三模)利用下图装置进行“铁件镀铜”实验，观察到阴极表面产生无色气体，一段时间后，气体减少，表面有红色固体，经检验，电解液中有Fe2＋。下列分析或说法不正确的是(　　) A．阴极表面产生气体的反应可能为2H＋＋2e－===H2↑ B．Cu覆盖在Fe电极表面，导致气体减少 C．电镀完成后，阳极减少的质量等于阴极增加的质量 D．向电解后的溶液中滴加KSCN溶液，不会变成血红色 答案　C 解析　由题干图示信息可知，Cu作阳极，电极反应为：Cu－2e－===Cu2＋，Fe作阴极，电极反应为：Cu2＋＋2e－===Cu，2H＋＋2e－===H2↑，经检验，电解液中有Fe2＋，说明阴极上有Cu析出可于Fe形成局部原电池反应，正极反应为：2H＋＋2e－===H2↑，负极反应为：Fe－2e－===Fe2＋，则Cu覆盖Fe表面越多，该电池反应越弱。由分析可知，阴极表面产生气体的反应可能为2H＋＋2e－===H2↑，A正确；由题干信息可知，一段时间后，气体减少，表面有红色固体，即Cu覆盖在Fe电极表面，导致气体减少，B正确；由分析可知，阳极电极反应为：Cu－2e－===Cu2＋，阴极电极反应为：Cu2＋＋2e－===Cu，2H＋＋2e－===H2↑，根据电子守恒可知，电镀完成后，阳极减少的质量大于阴极增加的质量，C错误；由题干信息可知，电解液中有Fe2＋，故向电解后的溶液中滴加KSCN溶液，不会变成血红色，D正确。 6．(2025·广西南宁二模)某种可充电固态锂电池放电时工作原理如图所示，下列说法错误的是(　　) A．电极电势：b极>a极 B．放电时电子流向：a极→负载→b极 C．充电时，阳极电极反应为：LiLaZrTaO－xe－===xLi＋＋Li1－xLaZrTaO D．外电路通过1 mol电子时，理论上两电极质量变化差值为7 g 答案　D 解析　根据Li＋移动方向可知：b极为正极，a极为负极；充电时，b极为阳极，a极为阴极，故电极电势b极高于a极，A正确；放电时，电子由负极a流出经外电路负载流入正极b，B正确；充电时，b极为阳极，失去电子，电极反应为：LiLaZrTaO－xe－===xLi＋＋Li1－xLaZrTaO，C正确；放电时：外电路通过1 mol电子时，b极减少1 mol Li＋，质量为7 g，a极1 mol Li＋得到电子变为锂增重7 g，充电时：外电路通过1 mol电子时，a极失去电子迁移1 mol Li＋到b极，a极质量减少7 g，b极1 mol Li＋得到电子变为锂增重7 g，两电极质量变化差值为14 g，D错误。 7．(2025·辽宁二模)利用板状碳封装镍纳米晶体(Ni@C)电催化将5­羟甲基糠醛(HMF)转化为2，5­呋喃二甲酸(FDCA)，工作原理如图所示。 下列说法正确的是(　　) A．电极电势：a>b B．该装置工作时，H＋向b极移动 C．一段时间后阴极区pH不变 D．产生1 mol气体X，双极膜中质量减少18 g 答案　C 解析　板状碳封装镍纳米晶体是阳极，b是电源正极、a是负极，电极电势：a＜b，故A错误；板状碳封装镍纳米晶体是阳极，电解池中阳离子向阴极移动，H＋向a极移动，故B错误；a是阴极，阴极水得电子生成氢气和氢氧根离子，电路中转移2 mol电子，阴极生成1 mol氢气和2 mol OH－，同时双极膜有2 mol H＋移入a极区，所以阴极区pH不变，故C正确；a为阴极，X为氢气，则每产生1 mol H2转移2 mol电子，双极膜中有2 mol OH－移向阳极，同时有2 mol H＋移向阴极，双极膜中质量减少36 g，故D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $