第十章 第36讲 电解原理及基本应用【精讲精练】-2027届高三化学一轮复习讲义●专题突破（新高考通）

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、产物与pH变化分析，以及氯碱工业、电镀、电解精炼、电冶金等典型应用。按双基自测夯实基础、考点突破构建网络、真题训练强化应用、限时练习提升能力的流程，帮助学生系统掌握知识内在联系，突破电极反应书写等难点。 讲义以科学思维与实践为导向，如设计真实工业情境下的电极反应分析，强调溶液环境与电极类型对产物的影响。设置从基础判断到综合计算的分层练习，结合高考真题再现，培养学生证据推理与模型建构能力，为教师提供精准复习框架，助力学生高效备战高考电解相关考点。

第十章　化学反应与能量转化 第36讲　电解原理及基本应用 【高考考向预测】 电解原理依托外接电源促使氧化还原反应发生，依据离子放电顺序判断电极产物，涵盖电解精炼、电镀、氯碱工业等典型应用；近三年是电化学核心考点，各类题型均频繁出现，分值占比不低；预测2027 年侧重电极反应式书写、产物与 pH 变化分析，结合工业实际场景，兼顾电子守恒相关定量计算。 【双基自测●明考向】 1.氯碱工业既可以用阳离子交换膜，也可以用阴离子交换膜(　　) 2.电解精炼铜时，阳极泥中含有Zn、Fe、Ag、Au等金属(　　) 3.电镀时，应把待镀金属置于电解槽的阴极(　　) 4.若使用惰性电极电解废银催化剂制取银，该催化剂应与直流电源的正极相连(　　) 5.K金属性极强，工业上只能用电解熔融KCl来冶炼金属K(　　) 6.电解精炼铜时，阴极增重64 g，阳极一定减少64 g(　　) 7.在铁上镀锌，阳极用锌，电解质溶液可用硫酸亚铁(　　) 8.我国古代精美金属器皿的表面使用了鎏金工艺，利用的是电镀原理(　　) 【答案】1.×　2.×　3.√　4.√　5.×　6.×　7.×　8.× 9.如图所示是电解氯化铜溶液的装置，其中c、d均为石墨电极。试回答下列问题： (1)a电极为　　　　，b电极为　　　　。 (2)c电极为　　　　，电极反应式为　　　　　　　　　　，发生了　　　反应；d电极为　　　，电极反应式为　　　　　　　　　，发生了　　　反应。 (3)电解过程中，铜离子向　　(填“阴”或“阳”，下同)极移动，氯离子向　　极移动。电解总反应式：　　　　　　　　　　　　　　。 【答案】(1)正极　负极　(2)阳极　2Cl--2e-===Cl2↑　氧化　阴极　Cu2++2e-===Cu　还原　(3)阴　阳　CuCl2Cu+Cl2↑ 【考点突破●明方向】 考点一　电解池及工作原理 1.电解与电解池 (1)电解：使电流通过电解质溶液 (或熔融电解质) 而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。 (2)电解池：将电能转化为化学能的装置。 (3)电解池的构成： ① 有与直流电源相连的两个电极。 ② 电解质溶液 (或熔融电解质)。 ③ 形成闭合回路。 2.构建电解池模型 注意：电子不下水，离子不上线。 3.电解规律 (1)电解水型 实例 电极反应式及总反应式 电解质 溶液浓度 复原 方法 H2SO4 阴极：2H++2e-===H2↑ 阳极：2H2O-4e-===4H++O2↑ 总反应式：2H2O2H2↑+O2↑ 增大 加水 (2)电解电解质型 实例 电极反应式及总反应式 电解质 溶液浓度 复原 方法 HCl 阴极：2H++2e-===H2↑ 阳极：2Cl--2e-===Cl2↑ 总反应式：2HClH2↑+Cl2↑ 减小 通入HCl (3)电解质和水均参与电解型 实例 电极反应式及总反应式 电解质 溶液浓度 复原 方法 NaCl、KCl(放H2生碱) 阳极：2Cl--2e-===Cl2↑ 阴极：2H2O+2e-===H2↑+2OH- 总反应式：2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH- 减小并生成新电解质 通入HCl CuSO4、Cu(NO3)2 (放O2生酸) 阳极：2H2O-4e-===4H++O2↑ 阴极：Cu2++2e-===Cu 总反应式：2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+ 减小并生成新电解质 加CuO 【考点突破●明方向】 考向一、电解规律应用 1.用如图所示装置电解一段时间后，下列叙述错误的是(　　) A.电极Ⅰ、电极Ⅱ均为Fe，A为NaCl溶液，两电极间可能会出现白色沉淀 B.电极Ⅰ、电极Ⅱ均为石墨，A为CaCl2溶液，电极Ⅱ附近溶液变成黄绿色 C.电极Ⅰ、电极Ⅱ均为Pt，A为饱和Na2SO4溶液，电解质溶液中有晶体析出 D.电极Ⅰ、电极Ⅱ均为Al，A为AlCl3溶液，电极Ⅰ质量增加 【答案】D 【解析】A项，电极Ⅰ、电极Ⅱ均为Fe，A为NaCl溶液，则在阳极、阴极分别生成亚铁离子和氢氧根离子，两电极间可能会出现白色沉淀，正确；B项，电极Ⅰ、电极Ⅱ均为石墨，A为CaCl2溶液，电极Ⅱ上氯离子失电子变成氯气，使其附近溶液变成黄绿色，正确；C项，电极Ⅰ、电极Ⅱ均为Pt，A为饱和Na2SO4溶液，电解后水减少，电解质溶液中有晶体析出，正确；D项，电极Ⅰ、电极Ⅱ均为Al，A为AlCl3溶液，电极Ⅰ上氢离子得电子生成H2，电极Ⅰ质量不增加，错误。 考向二、真实情境下电极反应式的书写 2.按要求书写电极反应式和总反应式： (1)用惰性电极电解MgCl2溶液 阳极反应式：　　　　；阴极反应式：　　　　；总反应离子方程式：　　　　。 (2)以铝材为阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜 阳极反应式：　　　　；阴极反应式：　　　　；总反应方程式：　　　　。 (3)电解MnSO4溶液可制备MnO2，其阳极的电极反应式为　　　　。 【答案】(1)2Cl--2e-===Cl2↑　Mg2++2H2O+2e-===H2↑+Mg(OH)2↓　Mg2++2Cl-+2H2OMg(OH)2↓+Cl2↑+H2↑ (2)2Al-6e-+3H2O===Al2O3+6H+　2H++2e-===H2↑　2Al+3H2OAl2O3+3H2↑ (3)Mn2++2H2O-2e-===MnO2↓+4H+ 3.(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。 电解池电极反应式书写的注意事项 (1)一定要看清楚环境是“溶液”还是“熔融态”，若为溶液，不要忽略水参与的反应。 (2)一定要看清楚阳极是“惰性电极”还是“活性电极”，活性电极在阳极优先放电。 (3)一定要关注溶液中剩余的离子是否与电极产物生成沉淀或弱电解质。 考向三、电解时电解质溶液的复原问题 4.从H+、Cu2+、Na+、S、Cl- 5种离子中两两组成电解质，按下列要求进行电解： (1)以碳棒为电极，电解过程中电解质质量减少，水量不变，则采用的电解质是　　　　　　　　(填化学式，下同)。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是　　　　　　　　　　。 (2)以碳棒为电极，电解过程中电解质质量不变，水量减少，则采用的电解质是　　　　　　　　。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是　　　　　　　　　　　　。 (3)以碳棒为阳极，铁棒为阴极，电解过程中电解质和水量都减少，则电解质是　　　　　　。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是　　　　　　　　　　　　。 【答案】(1)HCl、CuCl2　HCl、CuCl2 (2)Na2SO4、H2SO4　H2O (3)CuSO4、NaCl　CuO或CuCO3、HCl 【解析】(1)以碳棒为电极，电解过程中电解质质量减少，水量不变，则阳离子只能为H+、Cu2+，阴离子只能是Cl-，其电解质分别是HCl、CuCl2。(2)实质上是电解水，H+、OH-分别在两极上放电，因此，其电解质是Na2SO4、H2SO4。(3)若电解质是CuSO4，2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑，要恢复到原状态，可加入CuO，也可加入CuCO3；若电解质是NaCl，2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，要恢复到原状态可通入HCl。 5.以惰性电极电解100 mL 0.05 mol·L-1 CuSO4溶液。 (1)阳极产生56 mL(标准状况下)气体时，所得溶液的pH为　　　　(不考虑溶液体积变化)，要使溶液恢复到电解前的状态，可加入　　　　　　　　g的　　　　(填化学式，下同)。 (2)继续通电电解，此时被电解的物质为　　　　，若加入0.005 mol Cu(OH)2可使溶液复原，则电路中转移的电子为　　　　mol。 (3)通电一段时间，加入0.002 5 mol Cu2(OH)2CO3可使溶液复原，则电路中转移的电子为　　　mol。 【答案】(1)1　0.4　CuO(或0.62　CuCO3) (2)H2O　0.02　(3)0.015 【解析】(1)阳极生成56 mL(标准状况)即0.002 5 mol O2，依据总反应式：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，溶液中生成0.01 mol H+，c(H+)=0.1 mol·L-1，pH=1；电解生成0.002 5 mol O2 和0.005 mol Cu，故要使溶液复原可加0.005 mol CuO，质量为0.4 g，或加0.005 mol CuCO3，质量为0.62 g。(2)继续通电电解，电解质溶液为H2SO4溶液，故实际被电解的物质为H2O；加入 0.005 mol Cu(OH)2可使溶液复原，相当于加入0.005 mol CuO和0.005 mol H2O，故转移电子为(0.005×2+0.005×2) mol=0.02 mol。(3)Cu2(OH)2CO3相当于2CuO·H2O·CO2，故转移的电子为0.005 mol×2+0.002 5 mol×2=0.015 mol。 考点二　电解原理的应用 1.氯碱工业 习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业。 (1)反应原理 阳极：2Cl--2e-===Cl2↑(氧化反应)。 阴极：2H2O+2e-===H2↑+2OH-(还原反应)。 总反应的化学方程式：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。 总反应的离子方程式：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑。 注意　电解所用的食盐要精制。 (2)离子交换膜法的生产过程 加入或流出的物质：a、b、c、d分别是精制饱和NaCl溶液、H2O(含少量NaOH)、淡盐水、NaOH溶液；X、Y分别是Cl2、H2。氯碱工业产品还可用于制备含氯消毒剂和盐酸。 (3)阳离子交换膜的作用 阻止OH-进入阳极室与Cl2发生副反应：2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O，阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。 2.电镀、电解精炼 (1)电镀 ①概念：利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的加工工艺。 ②目的：增强金属的抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观性。 1)电极材料： 阳极：镀层金属。 阴极：镀件。 2)电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。 3)电极反应： 阳极：Cu-2e-= Cu2+ 阴极：Cu2++2e-=Cu (2)电解精炼 ①电极材料： 阳极：粗铜 阴极：纯铜 ②电解质溶液：硫酸铜溶液 ③电极反应： 阳极（含 Zn、Ni、Ag、Au 等杂质）： Cu - 2e- = Cu2+、Zn - 2e- = Zn2+、Ni - 2e- = Ni2+ 阴极：Cu2+ + 2e- = Cu 银、金等金属不放电形成阳极泥，在阴极只有Cu2+放电，锌、铁、镍等较活泼的金属阳离子残留在电解质溶液中，故能够将杂质除去。电解过程中，Cu2+的浓度有所下降。 3.电冶金 利用电解熔融盐或氧化物的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。 冶炼钠 2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑ 阳极：2Cl--2e-===Cl2↑ 阴极：Na++e-===Na 冶炼镁 MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑ 阳极：2Cl--2e-===Cl2↑ 阴极：Mg2++2e-===Mg 冶炼铝 2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑ 阳极：2O2--4e-===O2↑ 阴极：Al3++3e-===Al 【考点突破●明方向】 考向一、氯碱工业拓展应用 1.(2023·浙江6月选考，13改编)氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗。 (1)电极A接电源正极(填“正极”或“负极”)，发生氧化(填“氧化”或“还原”)反应。 (2)电极B的电极反应式为2H2O+4e-+O2===4OH-。 (3)离子交换膜的类型为阳离子交换膜。 (4)电池总反应式：4NaCl+O2+2H2O4NaOH+2Cl2↑(或4Cl-+O2+2H2O4OH-+2Cl2↑)。 2.“84”消毒液是环境消毒液之一。某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图所示的装置。c、d都为石墨电极。 完成下列填空： (1)a为电源的　　　　　　(填“正”“负”“阴”或“阳”，下同)极，c为电解池的　　　　　极。 (2)d电极的电极反应式：　　　　　　　， 电解产生消毒液的总化学方程式为　　　　　　　。 【答案】(1)负　阳　(2)2H2O+2e-===H2↑+2OH-　NaCl+H2ONaClO+H2↑ 【解析】(2)电解饱和氯化钠溶液的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，该学生的目的是使Cl2被完全吸收制得NaClO溶液，即要让Cl2与NaOH溶液充分混合反应。所以应在下端产生Cl2，上端产生NaOH，则a为负极，b为正极，c为阳极，d为阴极，Cl2和NaOH溶液发生反应：Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O，故电解产生消毒液的总化学方程式为NaCl+H2ONaClO+H2↑。 考向二、电解精炼、电镀拓展应用 3.金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，思考回答下列问题： (1)阳极发生　　　　(填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式：　　　　　　　　。 (2)电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加　　　　　　(填“相等”或“不相等”)。 (3)电解后，溶液中存在的金属阳离子有　　　　　　　　、Ni2+等。 (4)电解后，电解槽底部含有　　　　　　　等金属。 【答案】(1)氧化　Ni-2e-===Ni2+、Fe-2e-===Fe2+、Zn-2e-===Zn2+　(2)不相等　(3)Fe2+、Zn2+　(4)Cu、Pt 【解析】(2)电解过程中阳极失电子的有Fe、Zn、Ni，阴极析出的是镍，依据得失电子守恒，阳极质量的减少与阴极质量的增加不相等。(4)粗镍作阳极，Fe、Zn在电极上失去电子形成阳离子进入溶液中，但Cu和Pt沉降到电解槽底部。 4.工业上常用电解铬酐(CrO3，遇水生成H2Cr2O7和H2CrO4)水溶液的方法镀铬，电镀液中需加入适量的催化剂和添加剂，并通过加入H2O2提高或降低电镀液中Cr(Ⅲ)的含量，发生的部分反应有： a.2H++2e-===H2↑ b.2H2O-4e-===O2↑+4H+ c.2Cr+2H+⥫⥬Cr2+H2O d.Cr2+14H++6e-===2Cr3++7H2O e.2Cr3++7H2O-6e-===Cr2+14H+ (1)镀件上发生的反应有　　　　(填上述字母)。 (2)电极上Cr放电生成铬的电极反应式为　　　　　　　　　　。 (3)镀铬过程中H2O2体现的化学性质是　　　　　　　(填字母)。 A.仅氧化性 B.仅还原性 C.氧化性和还原性 【答案】(1)ad　(2)Cr+8H++6e-===Cr+4H2O　(3)C 【解析】(1)镀件连接电源负极发生得电子的还原反应，因此发生的反应有2H++2e-===H2、Cr2+14H++6e-===2Cr3++7H2O。(3)H2Cr2O7和H2CrO4均具有强氧化性，能够氧化H2O2，H2O2体现还原性；加入H2O2能够降低电镀液中Cr(Ⅲ)的含量，H2O2体现氧化性。 5.用有机阳离子、Al2和组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的__________极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极反应式为___________。若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为　　　　。 【答案】负　4Al2+3e-===Al+7　H2 考向三、电冶金拓展应用(溯源教材人教选择性必修1 P108) 6.电解熔融氯化钠和氯化钙的混合物制备金属钠的装置如图所示。阳极A为石墨，阴极K为铁环，两极用隔膜D隔开。氯气从阳极上方的抽气罩H抽出，液态金属钠经铁管F流入收集器G。下列叙述正确的是(　　) A.氯化钙的作用是作助熔剂，降低氯化钠的熔点 B.金属钠的密度大于熔融混合盐的密度，电解得到的钠在下层 C.隔膜D为阳离子交换膜，防止生成的氯气和钠重新生成氯化钠 D.电解时阴极的电极反应为Na++e-===Na，发生氧化反应，阴极上可能有少量的钙单质生成 【答案】A 【解析】本装置的目的是制备金属Na，可以联想电解铝工业中的助熔剂冰晶石，则加入氯化钙的目的是作助熔剂，A正确；由图可知，金属钠在上部收集，所以钠的密度小于熔融混合盐的密度，B不正确；由图可知，Cl-通过隔膜D移至阳极A，放电产生Cl2，所以隔膜D应该为阴离子交换膜，C不正确；阴极发生的是还原反应，D不正确。 7.研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2⁃CaO作电解质，利用图示装置获得金属钙，并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛。下列说法正确的是(　　) A.将熔融CaF2⁃CaO换成Ca(NO3)2溶液也可以达到相同目的 B.阳极的电极反应式为C+2O2--4e-===CO2↑ C.在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量减少 D.阴极的电极反应式为Ca-2e-===Ca2+ 【答案】B 【解析】由图可知，石墨为阳极，其电极反应式为C+2O2--4e-===CO2↑，钛网是阴极，其电极反应式为Ca2++2e-===Ca。将熔融CaF2⁃CaO换成Ca(NO3)2溶液，阴极上H+放电，无法得到金属Ca；钙还原二氧化钛的化学方程式为2Ca+TiO2===Ti+2CaO，制备金属钛前后，CaO的总量不变。 【真题再现●明考向】 1.(2024·甘肃，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】电极1上H2O(g)得电子发生还原反应生成H2(g)，电极1为阴极，电极反应为H2O+2e-===H2+O2-，电极1的多孔结构能增大电极的表面积，增大与水蒸气的接触面积，A项正确；电极2上O2-失电子发生氧化反应生成O2(g)，电极2为阳极，电极反应为2O2--4e-===O2，B项错误；电解池工作时，阴离子向阳极移动，即O2-从多孔电极1迁移到多孔电极2，C项正确；电解总反应为2H2O(g)2H2(g)+O2(g)，分解2 mol H2O转移4 mol电子，则理论上电源提供2 mol电子能分解1 mol H2O，D项正确。 2.(2024·广东，16)一种基于氯碱工艺的新型电解池(如图)，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】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-，右侧电极为阳极，溶液为饱和食盐水，Cl-放电产生氯气，电极反应为2Cl--2e-===Cl2↑，中间为阳离子交换膜，Na+由阳极向阴极移动，A、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，阴极室物质最多增加6×23 g=138 g，C错误、D正确。 3.(2023·辽宁，7)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.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】由题图分析可知，a为正极，b为负极，则a端电势高于b端电势，A错误；右侧电极上产生氢气的电极反应式为2H++2e-===H2↑，则理论上转移2 mol e-生成2 g H2，B错误。 【限时训练】 （40分钟） (1~8题，每小题6分，9~12题，每小题8分) 1.下列装置不属于电解池的是(　　) 【答案】D 【解析】D项装置属于氢氧燃料电池。 2.下列指定反应的离子方程式正确的是(　　) A.电解氯化镁溶液：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ B.用铜作电极电解NaCl溶液：2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH- C.用惰性电极电解NaCl溶液：2Cl-+2H+Cl2↑+H2↑ D.电解熔融氧化铝：2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑ 【答案】D 【解析】电解氯化镁溶液的离子方程式：Mg2++2Cl-+2H2OMg(OH)2↓+H2↑+Cl2↑，A错误；铜作阳极时，铜失电子变成Cu2+，Cl-不参与反应，B错误；用惰性电极电解NaCl溶液的离子方程式：2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-，C错误。 3.(2025·黑龙江一模)用惰性电极实现电解，下列说法正确的是(　　) A.电解氢氧化钠溶液，在阴极生成Na单质 B.电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变 C.电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1 D.电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2 【答案】C 【解析】电解氢氧化钠溶液时，实质上是电解水，得不到Na单质，A错误；电解稀硫酸时，实质上是电解水，所以氢离子的浓度增大，溶液的pH变小，B错误；电解氯化铜溶液时，阴极上铜离子得电子生成铜，阳极上氯离子失电子生成氯气，根据得失电子守恒，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1，C正确；电解硫酸钠溶液，实质上是电解水，阳极生成氧气，阴极生成氢气，则阴极和阳极析出产物的物质的量之比为2∶1，D错误。 4.下列有关电解的说法正确的是(　　) A.惰性电极电解硝酸银溶液不可能在电极上生成银，因为银可以溶于硝酸 B.25 ℃，惰性电极电解氢氧化钠溶液，溶液pH不变，因为实质是电解水 C.惰性电极电解足量硫酸铜溶液一段时间后，加入氧化铜固体可使电解质溶液恢复到电解前 D.惰性电极电解淀粉碘化钾溶液，可看到阴极区域溶液变蓝 【答案】C 【解析】惰性电极电解硝酸银溶液，在阴极和阳极上分别析出金属银和氧气，Ag不能溶解，A错误；惰性电极电解氢氧化钠溶液，实质是电解水，溶液碱性增强，pH增大，B错误；电解总反应式为2H2O+2CuSO42Cu+O2↑+2H2SO4，相当于析出CuO，加入氧化铜固体可使电解质溶液恢复到电解前，C正确；阴极发生还原反应，水电离的H+放电生成氢气，阳极发生氧化反应，碘离子放电生成碘单质，则阳极区域溶液变蓝，D错误。 5.分别以ZrO2、石墨为电极，以熔融CaCl2为电解质，采用熔盐电脱氧法电解制备金属Zr。下列说法不正确的是(　　) A.石墨电极接电源正极 B.阴极有O2生成 C.O2-向石墨电极迁移 D.Zr4+优先于Ca2+在阴极被还原 【答案】B 【解析】石墨电极为阳极，接电源正极，A正确；在阴极发生反应：ZrO2+4e-===Zr+2O2-，没有O2生成，B不正确；电池工作时，阴离子向阳极移动，则O2-向石墨电极迁移，C正确；Zr4+的氧化性大于Ca2+，则Zr4+优先于Ca2+在阴极被还原，D正确。 6.用如图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中各项所列对应关系均正确的是(　　) 选项 X极 实验前U形管中液体 通电后现象及结论 A 正极 Na2SO4溶液 U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色 B 正极 AgNO3溶液 b管中电极反应式是4OH--4e-===O2↑+2H2O C 负极 CuCl2溶液 b管中有气体逸出 D 负极 NaOH溶液 溶液pH降低 【答案】C 【解析】电解Na2SO4溶液时，阳极上是H2O电离出的OH-发生失电子的氧化反应，a管中溶液酸性增强，酸遇酚酞不变色，即a管中溶液呈无色，A错误；电解AgNO3溶液时，阴极上Ag+发生得电子的还原反应，即b管中电极反应是析出金属Ag的反应，B错误；电解CuCl2溶液时，阳极上Cl-发生失电子的氧化反应，即b管中Cl-放电，产生Cl2，C正确；电解NaOH溶液时，实际上电解的是水，导致NaOH溶液的浓度增大，碱性增强，pH升高，D错误。 7.关于下列装置分析正确的是(　　) A.装置甲中阳极上析出红色物质 B.若开始阶段装置甲两极质量相同，电流表中通过0.1 mol电子，则两极质量差为3.2 g C.若装置乙通电一段时间后，撤去直流电源，电流表指针会偏转 D.可以将装置乙中的铜片更换为锌片制成镀锌铁 【答案】B 【解析】由图可知，装置甲为电解池，右端石墨为阳极，氯离子发生氧化反应生成氯气，故A错误；装置甲左端析出铜单质，转移0.1 mol电子，会生成3.2 g铜单质，右端无固体析出，两极质量差为3.2 g，故B正确；由图可知，装置乙为电镀池，阳极电极反应式为Cu-2e-===Cu2+，阴极电极反应式为Cu2++2e-===Cu，所以电解池工作一段时间后，铁表面镀上一层铜，撤去直流电源无法形成原电池，电流表指针不会偏转，故C错误；将铜片更换为锌片，阳极的电极反应式为Zn-2e-===Zn2+，氧化性：Zn2+<Cu2+，放电顺序Cu2+优先，故无法实现铁上镀锌，故D错误。 8.汞阴极法电解饱和食盐水制取NaOH的原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A.电解室中可使用铜棒作阳极 B.电解室中汞阴极的反应为Na++e-===Na C.解汞室中的反应为吸热反应 D.两室联合生产的总反应为2NaCl2Na+Cl2↑ 【答案】B 【解析】由原理图可知，电解室内阳极反应为2Cl--2e-===Cl2↑，阴极反应为Na++e-===Na；解汞室内发生的反应为2Na+2H2O===2NaOH+H2↑。电解室中若使用铜棒作阳极，则发生反应：Cu-2e-===Cu2+，因此不可使用铜棒作阳极，A错误；解汞室中钠与水的反应为放热反应，C错误；根据分析，电解室内总反应为2NaCl2Na+Cl2↑，D错误。 9.(2023·湖北，10)我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为x mol·h-1。下列说法错误的是(　　) A.b电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH- B.离子交换膜为阴离子交换膜 C.电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜 D.海水为电解池补水的速率为2x mol·h-1 【答案】D 【解析】b电极为阴极，发生还原反应，电极反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-，故A正确；该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH浓度不变，阳极发生的电极反应为4OH--4e-===O2↑+2H2O，为保持OH-浓度不变，则阴极产生的OH-要通过离子交换膜进入阳极室，即离子交换膜应为阴离子交换膜，故B正确；电解时电解槽中不断有水被消耗，海水中的动能高的水可穿过PTFE膜，为电解池补水，故C正确；由电解总反应可知，每生成1 mol H2要消耗1 mol H2O，生成H2的速率为x mol·h-1，则补水的速率也应是x mol·h-1，故D错误。 10.(2022·北京，13)利用如图装置进行铁上电镀铜的实验探究。 序号 电解质溶液 实验现象 ① 0.1 mol·L-1 CuSO4+少量H2SO4 阴极表面有无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，气体减少。经检验电解液中有Fe2+ ② 0.1 mol·L-1 CuSO4+过量氨水 阴极表面未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验电解液中无Fe元素 下列说法不正确的是(　　) A.①中气体减少，推测是由于溶液中c(H+)减少，且Cu覆盖铁电极，阻碍H+与铁接触 B.①中检测到Fe2+，推测可能发生反应：Fe+2H+===Fe2++H2↑、Fe+Cu2+===Fe2++Cu C.随阴极析出Cu，推测②中溶液c(Cu2+)减少，Cu2++4NH3⥫⥬[Cu(NH3)4]2+平衡逆移 D.②中Cu2+生成[Cu(NH3)4]2+，使得c(Cu2+)比①中溶液的小，Cu缓慢析出，镀层更致密 【答案】C 【解析】实验①中，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应，当溶液中氢离子浓度减小，放电生成的铜覆盖在铁电极上，阻碍氢离子与铁接触，导致产生的气体减少，可能发生的反应为Fe+2H+===Fe2++H2↑、Fe+Cu2+===Fe2++Cu，故A、B正确；当阴极有铜析出时，阴极电极反应：Cu2++2e-===Cu，阳极电极反应为Cu-2e-===Cu2+，又因②中电解液无铁元素，根据得失电子守恒，溶液c(Cu2+)不变，故C错误。 11.(2025·沈阳重点高中联合体高三上学期期中)如图所示，利用N2H4、O2和KOH溶液制成燃料电池(总反应为N2H4 + O2 ===N2+2H2O)，模拟氯碱工业。下列说法正确的是(　　) A.甲池中负极反应为N2H4 - 4e-===N2 + 4H+ B.乙池中出口G、H处气体分别为H2、Cl2 C.乙池中离子交换膜为阴离子交换膜 D.当甲池中消耗32 g N2H4时，乙池中理论上最多产生142 g Cl2 【答案】D 【解析】甲池中为原电池反应，正极反应：O2+4e-+2H2O===4OH-，负极反应：N2H4-4e-+4OH-===N2+4H2O，故A错误；乙池为电解池，与负极相连的d电极为阴极，电极反应为2H2O+2e-===2OH-+H2↑，与正极相连的c电极为阳极，电极反应为2Cl--2e-===Cl2↑，故乙池中出口G、H处气体分别为Cl2、H2，故B错误；溶液中的钠离子通过阳离子交换膜移向阴极，由F出口得到氢氧化钠溶液，故乙池中离子交换膜为阳离子交换膜，故C错误；由负极反应可知，当甲池中消耗32 g(即1 mol)N2H4时，转移4 mol电子，阳极产生2 mol Cl2，故乙池中理论上最多产生2 mol×71 g·mol-1=142 g Cl2，故D正确。 12.(2026·广西南宁模拟)大连化物所邓德会团队实现了基于均多相融合的热⁃电耦合催化室温空气直接转化制HNO3反应的新过程。电解装置如图所示，已知石墨电极a上有气泡冒出，电解液为Li2SO4/H2SO4溶液(pH=3)，下列说法正确的是(　　) A.电解时，电流由电极a经导线流入电极b B.电解时，阳极附近溶液的pH将升高 C.电解时，阴极上O2发生的电极反应式为O2+2e-+2H+===H2O2 D.电解时，当电极a上产生22.4 L O2(标准状况)时，阴极区将产生0.8 mol HNO3 【答案】C 【解析】酸性条件下，石墨电极b上氧气得电子发生还原反应生成过氧化氢，铁离子得到电子发生还原反应生成亚铁离子，电极b为阴极；过氧化氢与亚铁离子反应生成铁离子和·OH，·OH与氮气反应生成硝酸；石墨电极a为阳极，有气泡冒出，说明水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子。由分析可知，电解时，电极b为阴极，电极a为阳极，电流由电极b经导线、电源、导线流入电极a，A错误；石墨电极a为阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，则阳极附近溶液中氢离子浓度增大，溶液的pH减小，B错误；电解时，酸性条件下，阴极上氧气得到电子发生还原反应生成过氧化氢：O2+2e-+2H+===H2O2，C正确；电解时，当电极a上产生标准状况下22.4 L氧气时，只能确定阴极电极反应中共得到4 mol电子，无法确定后续反应中产生硝酸的物质的量，D错误。 13.(8分)氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺，节能超过30%，在此工艺中，物料传输和转化关系如图，其中电极未标出，所用离子交换膜只允许阳离子通过。 (1)分析比较图示中a%与b%的大小：a%　　　(填“>”“<”或“=”)b%。 (2)写出燃料电池B中的正极的电极反应：　　　　　　　。 (3)图中Y是　　　　　(填化学式)，若电解产生11.2 L(标准状况)该物质，则至少转移电子　　　　　mol。 【答案】(1)<　(2)O2+4e-+2H2O===4OH- (3)H2　1 【解析】(1)燃料电池中，通入Y气体的电极为负极，电解饱和食盐水生成的Y为氢气，X为Cl2，由于燃料电池正极发生反应：O2+4e-+2H2O===4OH-，燃料电池中的离子膜只允许阳离子通过，而燃料电池中正极氧气得到电子产生OH-，所以反应后氢氧化钠的浓度升高，即a%<b%。(3)根据以上分析可知图中Y是H2，若电解产生11.2 L(标准状况)该物质，氢气的物质的量是0.5 mol，则至少转移电子1.0 mol。 14.(12分)为防止钢铁制品腐蚀，在有些铁制器具表面镀上一薄层其他金属或合金，如镀锌、镀铜等。 回答下列问题： (1)锌酸盐镀锌是镀锌的一种工艺：用ZnO、NaOH配制溶液，加入适量的镀锌添加剂，在通电状态下，在金属或其他材料表面镀一层金属锌，来增加材料耐蚀性和装饰性(已知锌酸根离子的化学式为[Zn(OH)4]2-)。 ①写出氢氧化钠溶液与氧化锌反应制备电镀液的离子方程式：　　　　　　　。 ②电镀时阴极的电极反应式为　　　　　　　。 洗刷导电铜杠时致使镀液中引入铜离子，导致镀锌层粗糙、光亮度低，其原因是　　　　　　　(用电极反应式表示)。 (2)某电镀铜实验装置(电镀池)如图所示。 ①A电极对应的金属是　　　　(填元素名称)，B电极的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②若电镀前A、B质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，两者质量差为5.12 g，则电镀时电路中通过的电子的物质的量为　　　　　　　　　　　　。 【答案】(1)①ZnO+2OH-+H2O===[Zn(OH)4]2- ②[Zn(OH)4]2-+2e-===Zn+4OH-　Cu2++2e-===Cu (2)①铜　Cu2++2e-===Cu　②0.08 mol 【解析】(1)②锌酸盐镀锌，电镀时[Zn(OH)4]2-在阴极上放电，电极反应式为[Zn(OH)4]2-+2e-===Zn+4OH-。电镀液中引入铜离子，铜离子在阴极上得电子生成单质铜，电极反应式为Cu2++2e-===Cu，导致镀锌层粗糙、光亮度低。(2)①电镀时，镀层金属铜作阳极，镀件作阴极，即A电极是阳极，对应的金属是铜，B电极是阴极，阴极上Cu2+得电子生成Cu，电极反应式为Cu2++2e-===Cu。②阳极上Cu发生氧化反应，阴极上Cu2+发生还原反应，电镀完成后两者质量差为5.12 g，其质量差的一半为阴极析出铜的质量，为2.56 g，可知转移n(e-)=×2=0.08 mol。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十章　化学反应与能量转化 第36讲　电解原理及基本应用 【高考考向预测】 电解原理依托外接电源促使氧化还原反应发生，依据离子放电顺序判断电极产物，涵盖电解精炼、电镀、氯碱工业等典型应用；近三年是电化学核心考点，各类题型均频繁出现，分值占比不低；预测2027 年侧重电极反应式书写、产物与 pH 变化分析，结合工业实际场景，兼顾电子守恒相关定量计算。 【双基自测●明考向】 1.氯碱工业既可以用阳离子交换膜，也可以用阴离子交换膜(　　) 2.电解精炼铜时，阳极泥中含有Zn、Fe、Ag、Au等金属(　　) 3.电镀时，应把待镀金属置于电解槽的阴极(　　) 4.若使用惰性电极电解废银催化剂制取银，该催化剂应与直流电源的正极相连(　　) 5.K金属性极强，工业上只能用电解熔融KCl来冶炼金属K(　　) 6.电解精炼铜时，阴极增重64 g，阳极一定减少64 g(　　) 7.在铁上镀锌，阳极用锌，电解质溶液可用硫酸亚铁(　　) 8.我国古代精美金属器皿的表面使用了鎏金工艺，利用的是电镀原理(　　) 9.如图所示是电解氯化铜溶液的装置，其中c、d均为石墨电极。试回答下列问题： (1)a电极为　　　　，b电极为　　　　。 (2)c电极为　　　　，电极反应式为　　　　　　　　　　，发生了　　　反应；d电极为　　　，电极反应式为　　　　　　　　　，发生了　　　反应。 (3)电解过程中，铜离子向　　(填“阴”或“阳”，下同)极移动，氯离子向　　极移动。电解总反应式：　　　　　　　　　　　　　　。 【考点突破●明方向】 考点一　电解池及工作原理 1.电解与电解池 (1)电解：使电流通过电解质溶液 (或熔融电解质) 而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。 (2)电解池：将电能转化为化学能的装置。 (3)电解池的构成： ① 有与直流电源相连的两个电极。 ② 电解质溶液 (或熔融电解质)。 ③ 形成闭合回路。 2.构建电解池模型 注意：电子不下水，离子不上线。 3.电解规律 (1)电解水型 实例 电极反应式及总反应式 电解质 溶液浓度 复原 方法 H2SO4 阴极：2H++2e-===H2↑ 阳极：2H2O-4e-===4H++O2↑ 总反应式：2H2O2H2↑+O2↑ 增大 加水 (2)电解电解质型 实例 电极反应式及总反应式 电解质 溶液浓度 复原 方法 HCl 阴极：2H++2e-===H2↑ 阳极：2Cl--2e-===Cl2↑ 总反应式：2HClH2↑+Cl2↑ 减小 通入HCl (3)电解质和水均参与电解型 实例 电极反应式及总反应式 电解质 溶液浓度 复原 方法 NaCl、KCl(放H2生碱) 阳极：2Cl--2e-===Cl2↑ 阴极：2H2O+2e-===H2↑+2OH- 总反应式：2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH- 减小并生成新电解质 通入HCl CuSO4、Cu(NO3)2 (放O2生酸) 阳极：2H2O-4e-===4H++O2↑ 阴极：Cu2++2e-===Cu 总反应式：2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+ 减小并生成新电解质 加CuO 【考点突破●明方向】 考向一、电解规律应用 1.用如图所示装置电解一段时间后，下列叙述错误的是(　　) A.电极Ⅰ、电极Ⅱ均为Fe，A为NaCl溶液，两电极间可能会出现白色沉淀 B.电极Ⅰ、电极Ⅱ均为石墨，A为CaCl2溶液，电极Ⅱ附近溶液变成黄绿色 C.电极Ⅰ、电极Ⅱ均为Pt，A为饱和Na2SO4溶液，电解质溶液中有晶体析出 D.电极Ⅰ、电极Ⅱ均为Al，A为AlCl3溶液，电极Ⅰ质量增加 考向二、真实情境下电极反应式的书写 2.按要求书写电极反应式和总反应式： (1)用惰性电极电解MgCl2溶液 阳极反应式：　　　　；阴极反应式：　　　　；总反应离子方程式：　　　　。 (2)以铝材为阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜 阳极反应式：　　　　；阴极反应式：　　　　；总反应方程式：　　　　。 (3)电解MnSO4溶液可制备MnO2，其阳极的电极反应式为　　　　。 3.(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。 电解池电极反应式书写的注意事项 (1)一定要看清楚环境是“溶液”还是“熔融态”，若为溶液，不要忽略水参与的反应。 (2)一定要看清楚阳极是“惰性电极”还是“活性电极”，活性电极在阳极优先放电。 (3)一定要关注溶液中剩余的离子是否与电极产物生成沉淀或弱电解质。 考向三、电解时电解质溶液的复原问题 4.从H+、Cu2+、Na+、S、Cl- 5种离子中两两组成电解质，按下列要求进行电解： (1)以碳棒为电极，电解过程中电解质质量减少，水量不变，则采用的电解质是　　　　　　　　(填化学式，下同)。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是　　　　　　　　　　。 (2)以碳棒为电极，电解过程中电解质质量不变，水量减少，则采用的电解质是　　　　　　　　。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是　　　　　　　　　　　　。 (3)以碳棒为阳极，铁棒为阴极，电解过程中电解质和水量都减少，则电解质是　　　　　　。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是　　　　　　　　　　　　。 5.以惰性电极电解100 mL 0.05 mol·L-1 CuSO4溶液。 (1)阳极产生56 mL(标准状况下)气体时，所得溶液的pH为　　　　(不考虑溶液体积变化)，要使溶液恢复到电解前的状态，可加入　　　　　　　　g的　　　　(填化学式，下同)。 (2)继续通电电解，此时被电解的物质为　　　　，若加入0.005 mol Cu(OH)2可使溶液复原，则电路中转移的电子为　　　　mol。 (3)通电一段时间，加入0.002 5 mol Cu2(OH)2CO3可使溶液复原，则电路中转移的电子为　　　mol。 考点二　电解原理的应用 1.氯碱工业 习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业。 (1)反应原理 阳极：2Cl--2e-===Cl2↑(氧化反应)。 阴极：2H2O+2e-===H2↑+2OH-(还原反应)。 总反应的化学方程式：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。 总反应的离子方程式：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑。 注意　电解所用的食盐要精制。 (2)离子交换膜法的生产过程 加入或流出的物质：a、b、c、d分别是精制饱和NaCl溶液、H2O(含少量NaOH)、淡盐水、NaOH溶液；X、Y分别是Cl2、H2。氯碱工业产品还可用于制备含氯消毒剂和盐酸。 (3)阳离子交换膜的作用 阻止OH-进入阳极室与Cl2发生副反应：2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O，阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。 2.电镀、电解精炼 (1)电镀 ①概念：利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的加工工艺。 ②目的：增强金属的抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观性。 1)电极材料： 阳极：镀层金属。 阴极：镀件。 2)电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。 3)电极反应： 阳极：Cu-2e-= Cu2+ 阴极：Cu2++2e-=Cu (2)电解精炼 ①电极材料： 阳极：粗铜 阴极：纯铜 ②电解质溶液：硫酸铜溶液 ③电极反应： 阳极（含 Zn、Ni、Ag、Au 等杂质）： Cu - 2e- = Cu2+、Zn - 2e- = Zn2+、Ni - 2e- = Ni2+ 阴极：Cu2+ + 2e- = Cu 银、金等金属不放电形成阳极泥，在阴极只有Cu2+放电，锌、铁、镍等较活泼的金属阳离子残留在电解质溶液中，故能够将杂质除去。电解过程中，Cu2+的浓度有所下降。 3.电冶金 利用电解熔融盐或氧化物的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。 冶炼钠 2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑ 阳极：2Cl--2e-===Cl2↑ 阴极：Na++e-===Na 冶炼镁 MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑ 阳极：2Cl--2e-===Cl2↑ 阴极：Mg2++2e-===Mg 冶炼铝 2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑ 阳极：2O2--4e-===O2↑ 阴极：Al3++3e-===Al 【考点突破●明方向】 考向一、氯碱工业拓展应用 1.(2023·浙江6月选考，13改编)氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗。 (1)电极A接电源正极(填“正极”或“负极”)，发生氧化(填“氧化”或“还原”)反应。 (2)电极B的电极反应式为2H2O+4e-+O2===4OH-。 (3)离子交换膜的类型为阳离子交换膜。 (4)电池总反应式：4NaCl+O2+2H2O4NaOH+2Cl2↑(或4Cl-+O2+2H2O4OH-+2Cl2↑)。 2.“84”消毒液是环境消毒液之一。某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图所示的装置。c、d都为石墨电极。 完成下列填空： (1)a为电源的　　　　　　(填“正”“负”“阴”或“阳”，下同)极，c为电解池的　　　　　极。 (2)d电极的电极反应式：　　　　　　　， 电解产生消毒液的总化学方程式为　　　　　　　。 考向二、电解精炼、电镀拓展应用 3.金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，思考回答下列问题： (1)阳极发生　　　　(填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式：　　　　　　　　。 (2)电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加　　　　　　(填“相等”或“不相等”)。 (3)电解后，溶液中存在的金属阳离子有　　　　　　　　、Ni2+等。 (4)电解后，电解槽底部含有　　　　　　　等金属。 4.工业上常用电解铬酐(CrO3，遇水生成H2Cr2O7和H2CrO4)水溶液的方法镀铬，电镀液中需加入适量的催化剂和添加剂，并通过加入H2O2提高或降低电镀液中Cr(Ⅲ)的含量，发生的部分反应有： a.2H++2e-===H2↑ b.2H2O-4e-===O2↑+4H+ c.2Cr+2H+⥫⥬Cr2+H2O d.Cr2+14H++6e-===2Cr3++7H2O e.2Cr3++7H2O-6e-===Cr2+14H+ (1)镀件上发生的反应有　　　　(填上述字母)。 (2)电极上Cr放电生成铬的电极反应式为　　　　　　　　　　。 (3)镀铬过程中H2O2体现的化学性质是　　　　　　　(填字母)。 A.仅氧化性 B.仅还原性 C.氧化性和还原性 5.用有机阳离子、Al2和组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的__________极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极反应式为___________。若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为　　　　。 考向三、电冶金拓展应用(溯源教材人教选择性必修1 P108) 6.电解熔融氯化钠和氯化钙的混合物制备金属钠的装置如图所示。阳极A为石墨，阴极K为铁环，两极用隔膜D隔开。氯气从阳极上方的抽气罩H抽出，液态金属钠经铁管F流入收集器G。下列叙述正确的是(　　) A.氯化钙的作用是作助熔剂，降低氯化钠的熔点 B.金属钠的密度大于熔融混合盐的密度，电解得到的钠在下层 C.隔膜D为阳离子交换膜，防止生成的氯气和钠重新生成氯化钠 D.电解时阴极的电极反应为Na++e-===Na，发生氧化反应，阴极上可能有少量的钙单质生成 7.研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2⁃CaO作电解质，利用图示装置获得金属钙，并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛。下列说法正确的是(　　) A.将熔融CaF2⁃CaO换成Ca(NO3)2溶液也可以达到相同目的 B.阳极的电极反应式为C+2O2--4e-===CO2↑ C.在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量减少 D.阴极的电极反应式为Ca-2e-===Ca2+ 【真题再现●明考向】 1.(2024·甘肃，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 2.(2024·广东，16)一种基于氯碱工艺的新型电解池(如图)，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 3.(2023·辽宁，7)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.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+ 【限时训练】 （40分钟） (1~8题，每小题6分，9~12题，每小题8分) 1.下列装置不属于电解池的是(　　) 2.下列指定反应的离子方程式正确的是(　　) A.电解氯化镁溶液：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ B.用铜作电极电解NaCl溶液：2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH- C.用惰性电极电解NaCl溶液：2Cl-+2H+Cl2↑+H2↑ D.电解熔融氧化铝：2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑ 3.(2025·黑龙江一模)用惰性电极实现电解，下列说法正确的是(　　) A.电解氢氧化钠溶液，在阴极生成Na单质 B.电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变 C.电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1 D.电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2 4.下列有关电解的说法正确的是(　　) A.惰性电极电解硝酸银溶液不可能在电极上生成银，因为银可以溶于硝酸 B.25 ℃，惰性电极电解氢氧化钠溶液，溶液pH不变，因为实质是电解水 C.惰性电极电解足量硫酸铜溶液一段时间后，加入氧化铜固体可使电解质溶液恢复到电解前 D.惰性电极电解淀粉碘化钾溶液，可看到阴极区域溶液变蓝 5.分别以ZrO2、石墨为电极，以熔融CaCl2为电解质，采用熔盐电脱氧法电解制备金属Zr。下列说法不正确的是(　　) A.石墨电极接电源正极 B.阴极有O2生成 C.O2-向石墨电极迁移 D.Zr4+优先于Ca2+在阴极被还原 6.用如图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中各项所列对应关系均正确的是(　　) 选项 X极 实验前U形管中液体 通电后现象及结论 A 正极 Na2SO4溶液 U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色 B 正极 AgNO3溶液 b管中电极反应式是4OH--4e-===O2↑+2H2O C 负极 CuCl2溶液 b管中有气体逸出 D 负极 NaOH溶液 溶液pH降低 7.关于下列装置分析正确的是(　　) A.装置甲中阳极上析出红色物质 B.若开始阶段装置甲两极质量相同，电流表中通过0.1 mol电子，则两极质量差为3.2 g C.若装置乙通电一段时间后，撤去直流电源，电流表指针会偏转 D.可以将装置乙中的铜片更换为锌片制成镀锌铁 8.汞阴极法电解饱和食盐水制取NaOH的原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A.电解室中可使用铜棒作阳极 B.电解室中汞阴极的反应为Na++e-===Na C.解汞室中的反应为吸热反应 D.两室联合生产的总反应为2NaCl2Na+Cl2↑ 9.(2023·湖北，10)我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为x mol·h-1。下列说法错误的是(　　) A.b电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH- B.离子交换膜为阴离子交换膜 C.电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜 D.海水为电解池补水的速率为2x mol·h-1 10.(2022·北京，13)利用如图装置进行铁上电镀铜的实验探究。 序号 电解质溶液 实验现象 ① 0.1 mol·L-1 CuSO4+少量H2SO4 阴极表面有无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，气体减少。经检验电解液中有Fe2+ ② 0.1 mol·L-1 CuSO4+过量氨水 阴极表面未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验电解液中无Fe元素 下列说法不正确的是(　　) A.①中气体减少，推测是由于溶液中c(H+)减少，且Cu覆盖铁电极，阻碍H+与铁接触 B.①中检测到Fe2+，推测可能发生反应：Fe+2H+===Fe2++H2↑、Fe+Cu2+===Fe2++Cu C.随阴极析出Cu，推测②中溶液c(Cu2+)减少，Cu2++4NH3⥫⥬[Cu(NH3)4]2+平衡逆移 D.②中Cu2+生成[Cu(NH3)4]2+，使得c(Cu2+)比①中溶液的小，Cu缓慢析出，镀层更致密 11.(2025·沈阳重点高中联合体高三上学期期中)如图所示，利用N2H4、O2和KOH溶液制成燃料电池(总反应为N2H4 + O2 ===N2+2H2O)，模拟氯碱工业。下列说法正确的是(　　) A.甲池中负极反应为N2H4 - 4e-===N2 + 4H+ B.乙池中出口G、H处气体分别为H2、Cl2 C.乙池中离子交换膜为阴离子交换膜 D.当甲池中消耗32 g N2H4时，乙池中理论上最多产生142 g Cl2 12.(2026·广西南宁模拟)大连化物所邓德会团队实现了基于均多相融合的热⁃电耦合催化室温空气直接转化制HNO3反应的新过程。电解装置如图所示，已知石墨电极a上有气泡冒出，电解液为Li2SO4/H2SO4溶液(pH=3)，下列说法正确的是(　　) A.电解时，电流由电极a经导线流入电极b B.电解时，阳极附近溶液的pH将升高 C.电解时，阴极上O2发生的电极反应式为O2+2e-+2H+===H2O2 D.电解时，当电极a上产生22.4 L O2(标准状况)时，阴极区将产生0.8 mol HNO3 13.(8分)氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺，节能超过30%，在此工艺中，物料传输和转化关系如图，其中电极未标出，所用离子交换膜只允许阳离子通过。 (1)分析比较图示中a%与b%的大小：a%　　　(填“>”“<”或“=”)b%。 (2)写出燃料电池B中的正极的电极反应：　　　　　　　。 (3)图中Y是　　　　　(填化学式)，若电解产生11.2 L(标准状况)该物质，则至少转移电子　　　　　mol。 14.(12分)为防止钢铁制品腐蚀，在有些铁制器具表面镀上一薄层其他金属或合金，如镀锌、镀铜等。 回答下列问题： (1)锌酸盐镀锌是镀锌的一种工艺：用ZnO、NaOH配制溶液，加入适量的镀锌添加剂，在通电状态下，在金属或其他材料表面镀一层金属锌，来增加材料耐蚀性和装饰性(已知锌酸根离子的化学式为[Zn(OH)4]2-)。 ①写出氢氧化钠溶液与氧化锌反应制备电镀液的离子方程式：　　　　　　　。 ②电镀时阴极的电极反应式为　　　　　　　。 洗刷导电铜杠时致使镀液中引入铜离子，导致镀锌层粗糙、光亮度低，其原因是　　　　　　　(用电极反应式表示)。 (2)某电镀铜实验装置(电镀池)如图所示。 ①A电极对应的金属是　　　　(填元素名称)，B电极的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②若电镀前A、B质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，两者质量差为5.12 g，则电镀时电路中通过的电子的物质的量为　　　　　　　　　　　　。 学科网（北京）股份有限公司 $