板块4 选择题突破2 电解原理的应用-【红对勾讲与练】2026年高考化学二轮复习讲义

模拟测评 融会贯通 1.(2025·广东深圳二模)锂一氟化碳(Li-C℉，)电 池具有优异的性能。该电池的总反应为C℉，十 xLi一C十xLiF,电池工作时，下列说法正确 的是 A.锂电极为正极 B.电子由Li电极经导线流向CF,电极 C.负极反应为CF,十xeC十xF D.将电能转化为化学能 2.(2025·四川眉山东坡区一模)一种肼(N2H1) 燃料电池的工作原理如图所示： 用电器 NHI①) ,Fe2+ HO 稀硫酸 稀硫酸 N, Fe+ 质子交换膜 下列说法正确的是 A.a极发生还原反应 B.该装置将电能转化为化学能 C.电池内发生的反应有4Fe++O2十4H+ 4Fe3++2H2O D.当有32gN2H4反应时，消耗22.4LO2 3.(2025·河南焦作一模)镁一锑液态金属电池是 新型二次电池，白天利用太阳能给电池充电，夜 晚电池可以给外电路供电。该电池利用液体密 度不同，在重力作用下分为三层，工作时中间层 选择题突破2 真题研悟 明晰方向。 1.(2025·河北卷)科研工作者设计了一种用于废 弃电极材料Li,CoO2(x<1)再锂化的电化学装 置，其示意图如下： A B+ 直流电源 比 Pt Li.CoO, LiSO. 电极 溶液 电 极 极 己知：参比电极的作用是确定Li,CoO2再锂化 032 对闪·讲与练·高三二轮化学 熔融盐的组成及浓度不变。工作原理如图所 示，下列有关该二次电池说法正确的是() Mg(液) 太阳能 电池 熔融NaCl、KCL、MgCl2 ⑧ 流 Mg-Sb(液) 向 A.该电池放电时，C1向下层方向移动 B.充电时，阴极的电极反应为Mg2++2e -Mg C.该电池充电时，Mg-Sb(液)层作阴极 D.放电时，Mg(液)层的质量增大 4.(2025·辽宁省名校联盟一模)某水系氢气一质 子二次电池以质子作为载流子，高浓度的 9mol/L磷酸为电解液，联合普鲁土蓝衍生物 (PBA)电极优异的电化学特性，形成一种理想 的质子全电池。工作原理示意图如下： 负载 00 Hx-Vgd/Vad 9mol/L磷酸 H+4 下列说法正确的是 A.充电时M极连接电源负极作阴极 B.放电时电流方向：N极→电解质溶液→M极 C.充电时M极反应为PBA+xe十xH+ PBA-x H D.为提高电池工作效率可将9mol/L磷酸用 纯磷酸代替 电解原理的应用 为LiCoO2的最优条件，不干扰电极反应。下 列说法正确的是 () A.Li,CoO2电极上发生的反应：Li,CoO2十 xe +xLi-LiCoO2 B.产生标准状况下5.6LO2时，理论上可转化 :ml的5，co0 C.再锂化过程中，SO?向Li,CoO2电极迁移 D.电解过程中，阳极附近溶液pH升高 2.(2025·陕晋宁青卷)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 ( 电源 HSO HSO, TQ CH.CN CH.CN H,O HO 电极a质子交换膜电极b H (TY)+H,O- (TQ H-0 H 2H 2e 2H+ -2e (H义 H A.电解时，H+从右室向左室移动 B.电解总反应：TY+H,0电解TQ十2H,◆ C.以 为原料，也可得到TQ OH D.用8O标记电解液中的水，可得到 18 3.(2025·湖北卷)某电化学制冷系统的装置如图 所示。[Fe(H2O)s]3+和[Fe(H2O)6]+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 热交换区域Ⅱ ④ 可可 ① 电 [Fe(HO) 孔 [Fe(H2O). 极 [Fe(HO)P 隔 [Fe(H,O)P+ 板 ③包包 ② 泵热交换区域I 电源 A.阴极反应为[Fe(H2O)6]3+十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),]+比[Fe(H2O)6]3+稳定 C.多孔隔板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)]2+和[Fe(H2O)6]3+离子结构的 改变 湖源固本 整合关键。 1.电解池基础模型 e沿导线传递 氧化反应 还原反应 阳极 阴极 2C-2e 阳 (Cu2++2e =CL,↑ 阴 向 溶液 离 移 =Cu 子 电解质溶液 到 向 2.电解问题的解答步骤 (1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电 极还是活性电极。 (2)再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分 阴、阳两组（不要忘记水溶液中的H和 OH)。 (3)然后排出阴、阳两极的放电顺序。 电解池阴、阳两极的放电顺序如下： →活性阳极(Fe、Cu、Ag等金属，电极优先失电子) 阳 极 生成对应金属离子Fe2*、Cu2*、Ag*等 惰性阳极(P1、石墨等，电极本身不发生变化) S2->I>Br>CI >OH>含氧酸根离子 生成对应非 生成02 金属单质 阴 ,与阳离子得电子能力有关，与电极材料无关 极 Ag*>Fe3>Cu2+>H(酸)>Fe2>Zn2+>H(水)>A1+>. 生成Ag、Fe2+、Cu 生成H,对应金属单质 3.掌握电解计算的“三方法” 得失电 串联电路中阴、阳两极与正、负两极转移 子守恒法 的电子数相等 总反应 根据总反应式列出比例式计算 式法 关系 2Fe 4CI-(Br1)40H-4H+2Cu2*4Ag*2H2O 式法 2Fe2+~2CL(Br,L)O 4e~2H,~2Cu-4Ag~40H- 阳极产物 阴极产物 板块四电化学 033 4.金属的电化学腐蚀与防护 析氢腐蚀（正极：2H+2e H2个) 电化 →·腐蚀 吸氧腐蚀（正极：O2+4e+2H2O 学腐 =4OH) 蚀与 防护 牺牲阳极法 →防护 外加电流法 被保护的金属作 牺 原电池的正极（阴 e 极)，活泼金属作 阳 钢闸门 锌板 (阴极) 海水（牺牲 原电池的负极（阳 法 阳极) 极)，阳极要定期 予以更换 将被保护的金属 外 中叶 与电源负极相连， e 作电解池的阴极， 钢闸门 辅助帕 屋 海水极（不溶另一附加电极与 性) 电源正极相连，作 电解池的阳极 模拟测评 融会贯通 1.(2025·广东大湾区二模)一 出光 种氮掺杂碳材料用于碱性溶 ■ 液中电催化N2合成NH,O,H0,N, 工作原理如图所示，常温常压下NH?产率达到 3.4umol·h1。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3.4mol·h 2.(2025·吉林白城一模)电解精炼法提纯镓 (Ga)是工业上常用的方法，具体原理如图所 示。已知：金属活动性顺序：Zn>Ga>Fe,镓的 化学性质与铝相似。下列说法错误的是() M 外电源 N o a 高纯Ga 粗Ga(含有杂质 Zn、Fe、Cu) NaOH溶液 034红勾·讲与练·高三二轮化学 A.该装置中电流方向为N极→粗Ga→NaOH 溶液→高纯Ga→M极 B.电解精炼镓时产生的阳极泥的主要成分为 Fe、Cu C.阴极发生的电极反应为Ga3+十3e一-Ga D.电解过程中需控制合适的条件，否则阴极可 能会产生H2导致电解效率下降 3.(2025·湖北名校协作体二模)间接电解法可对 大气污染物NO进行无害化处理。其工作原理 如图所示（质子膜只允许H+通过）。下列有关 说法错误的是 () S,0 溶液 电 吸 电 极 b Na SO 溶液 NO 质子膜 HSO溶液 A.电极b接电源正极，电解过程中附近溶液的 pH增大 B.电极a的电极反应式为2HSO3+2e+ 2H-S2O+2H2O C.电解过程中右侧NaSO4的浓度增大 D.电解过程中有4molH通过质子膜时，可 处理60gNO 4.(2025·东北三省四市教研联合体一模)DTD 是一种提高锂离子电池充放电性能的电解液添 加剂。利用电化学方法合成DTD的原理如图 所示。下列说法正确的是 () 电源 Mn2+ 碳极板A 碳极板B ES H,O MnO DTD 质子交换膜 A.H通过质子交换膜向碳极板A方向移动 B.阴极反应：Mn2+-5e+4H2O一MnO,+ 8H C.ES分子中所有原子共平面 D.DTD和ES都属于酯类化合物 温髻提示》请完成热点强化练⑦动，故A错误：充电时，Mg(液)层作阴极，阳离子移向阴极， 发生还原反应，阴极的电极反应为Mg2+十2e一Mg,故B 正确；根据电流的方向，该电池充电时，Mg-Sb(液)层作阳 极，故C错误；放电时，负极Mg失电子转化为镁离子，则Mg (液)层的质量减小，故D错误。 4.B氢气在负极上失去电子产生氢离子，发生氧化反应，所以 N极是负极，M极为正极，正极上发生还原反应，电极反应式 为PBA+xe+xH+一PBA-2 H;充电时N极成为阴极， M极为阳极。由分析可知，N极为原电池负极，充电时作电 解池阴极，M极为原电池正极，充电时作电解池阳极，A项错 误；由分析可知，放电时为原电池，N极为原电池负极，电流 方向：N极→电解质溶液·M极，B项正确；充电时M极发 生氧化反应，反应为PBA-z H一xe 一PBA十xH+,C项 错误：纯磷酸几乎不导电，用其代替9ol/L磷酸，电池效率 会大大降低，甚至无法工作，D项错误。 选择题突破2电解原理的应用 》真题研悟·明晰方向《 1.B由题给装置图可知，该装置中有直流电源，为电解池，则 Li,CoO,(x<1)转化为LiCo)。过程中，Co元素化合价由 十(4一x)降为十3，Li,CoO2得电子发生还原反应，为阴极， 电极反应式为Li,CoO,+(1-x)e+(1-x)Li LiCoO,,Pt电极为阳极，失电子，发生氧化反应，电极反应式 为2H2O一4e一)2个十4H十，据此回答。由分析知， Li,CoO2电极上发生的反应：Li,CoO2十(1-x)e十 (1一x)Li一一LiCoO:,A错误；由电极反应式可知，产生标 准状况下5.6L(即0.25mol)O2时转移1mol电子，理论上 转化-立mol的Li,Co0,B正确：s0为阴离子，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H2(O,酸性增强，则阳极附 近pH降低，D错误。 2.D电极b上TY转化为TQ,发生加氧去氢的反应，即氧化 反应，故电极b为阳极，电极为阴极，阴极上氢离子得电子 生成H2,以此解题。电解时阳离子向阴极移动，H从右室 向左室移动，A正确：根据题图可知，电解总反应方程式为 TY十H.0电解TQ十2H+,B正确：振搭反应历程图可知， TY中酚羟基转化为羰基，水中一OH连在酚羟基的对位上， 进而转化为羰基，结合 的结构并联系反应机理 OH 也可以转化为TQ,C正确：根据反应历程 OH 图可知，用1“)标记电解液中的水，1“()会出现在TQ环上甲 基的邻位上 ,D错误。 18(0 3.B由题图可知，左侧电极发生反应：[Fe(H,O):]+一e 一一[Fe(H,O):]3+,则左侧为阳极，右侧电极反应为 [Fe(H,O):]3++e一[Fe(H2O)]+,则右侧电极为阴极 据此解答。由分析可知，阴极反应为[Fe(HO)]3+十e [F(H,O):]2+,A正确：已知②处的电解液温度比①处的 低，则可推断[Fe(HO):]3+十e一一[Fe(H2O)6]+是吸热 反应，[Fe(H,O):]3+比[Fe(H,O)]+稳定，B错误：多孔隔 板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，新生成的离子： [Fe(H,O),]+和[Fe(H,O):]+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。 》模拟测评·融会贯通《 1.C太阳能电池提供电源进行电催化合成氨气，题图左侧发 生HO转化为)。的氧化反应，为阳极，右侧发生N转化 为NH,的还原反应，为阴极。N,转化为NH3,N的化合价 降低，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；该装置将游离态的氨转化为化合态的 氨，属于一种新型的人工固氨技术，C正确：根据得失电子守 恒，通过相同物质的量的电子生成的NH3和O2的物质的量 之比为4：3，NH产率达到3.4umol·h1,则O2的产率 为子×3.4m0lh,D错误。 2.C由题图可知，该装置为电解精炼池，与直流电源正极相连 的粗镓为精炼池的阳极，碱性条件下，阳极中的锌和镓失去 电子发生氧化反应，电极反应式为Ga一3e十4)H Ga)+2H,)、Zn-2e+4OH一Zn)+2H,(),比镓 不活泼的铁和铜不参与放电，沉在阳极的底部形成阳极泥， 与负极相连的高纯镓为阴极，偏镓酸根离子在阴极得到电子 生成镓，电极反应式为GaO:十3e+十2H20一Ga十 4OH。精炼池工作时，电流由正极N流向粗镓，经NaOH 溶液，由高纯镓流向负极M,形成闭合电路，故A正确；由分 析可知，电解精炼镓时产生的阳极泥的主要成分为铁和铜， 故B正确；由分析可知，与负极相连的高纯镓为阴极，偏镓酸 根离子在阴极得到电子生成镓，电极反应式为GO?十 3e+2H2)一Ga十4OH,故C错误；若电解过程中溶液 的碱性过低，溶液中的水也会在阴极得到电子发生还原反应 生成氢气和氢氧根离子，导致电解效率下降，故D正确。 3.A由题图可知，电极b上水放电生成氧气，电极反应为 2H,O-4e 一O),◆十4H,生成的氢离子通过质子膜向 电极a移动，电极b附近溶液的pH不变，故A错误；电极a 上HSO转化为S,O,电极反应为2HS)+2e+2H+ 一S)十2H2O,故B正确；电极b上水放电生成氧气，反 应生成的氢离子通过质子膜进入左侧，电解过程中损失水， 则右侧Na2SO:的浓度增大，故C正确；由电极反应可知，电 解过程中有4molH+通过质子膜时，电路中转移4mol电 子，则生成2 mol S2O,SO与NO反应生成氪气和 HS03,反应方程式为2S,0十2N0十2H20 4HS()3+N2,2 mol S2O可处理2 mol NO,质量为60g, 故D正确。 4.D碳极板A上Mn2+失电子发生氧化反应转化为MnO, 碳极板A是阳极，碳极板B是阴极。碳极板A是阳极，碳极 板B是阴极，所以H+通过质子交换膜向碳极板B方向移 动，故A错误；Mn2+失电子发生氧化反应转化为MnO,,碳 极板A是阳极，阳极反应为Mn一5e十4HO一 Mn):十8H+,故B错误；ES分子中C为sp杂化，不可能 所有原子共平面，故C错误；DTD是硫酸乙二醇酯，ES是亚 硫酸乙二醇酯，都属于酯类化合物，故D正确。 选择题突破3“多池”“多室”电化学 装置的分析与计算 》真题研悟·明晰方向《 1.C全铁液流电池工作原理为2Fe3++Fe一一3Fe+,a极发 生反应：Fe一2e一Fe+,则a极为负载铁的石墨电极，作 负极，b极发生反应：Fe3+十e一一Fe2+,则b极为石墨电 极，作正极，据此解题。隔膜需防止右侧的F+进入左侧， 应使用阴离子交换膜，A错误；根据分析，放电时，极为负 极，b极为正极，B错误；充电时，极接电源负极，为阴极，电 极反应式为Fe2+十2e一一Fe,b极接电源正极，为阳极，电 极反应式为Fe+一e一一Fe+,两极的Fe+均减少，C正 确；根据总反应方程式2Fe3+十Fe 一3Fe+可知，Fe+减少 1mol,Fe+增加1.5mol,D错误。 2.D由题图可知，左侧为原电池，右侧为电解池，电极1为负 极，发生氧化反应，电极反应式为Mg一2e+2)H Mg(OH)2,电极2为正极，发生还原反应，电极反应式为 2H2)十2e一一H2↑十2OH,右侧为电解池，电极3为阳 极，产生氧气，电极4为阴极，产生氢气。催化剂生长在泡沫 镍电极上可增大催化剂与反应物的接触面积，提高催化效 参考答案221