专题04 有关电解装置分析（重难点专练）化学苏教版选择性必修1

**基本信息** 聚焦电解装置分析，按基础到复杂分5类题型系统编排，以真题为载体构建从原理到应用的知识网络，培养科学思维与问题解决能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |常规电解池分析|3题|熔融/水溶液体系，判断电极反应与离子变化|从电解池构成切入，建立电极判断、电子转移基本模型| |经典工业电解模型分析|3题|氯碱工业、粗铜精炼等，结合生产实际|衔接基础原理与工业应用，强化反应条件对产物的影响| |离子交换膜多室电解装置分析|3题|盐湖提锂、海水淡化等，涉及膜功能与离子迁移|深化离子移动规律，构建多室装置的电荷守恒思维| |新型创新情境电解装置分析|3题|碳中和、污水脱硝等新情境，融合催化与电解|拓展电解原理在新能源、环保中的应用，培养信息提取能力| |多池串联混合装置分析|3题|浓差电池、氢负离子电池等与电解池联用|综合原电池与电解池原理，提升复杂系统分析能力|

专题04 有关电解装置分析 类型01 常规电解池分析 1.（25-26高二下·江苏南京·期中）甲烷是良好的制氢材料。我国科学家发明了一种500℃时，在含氧离子(O2-)的熔融碳酸盐中电解甲烷的方法，实现了无水、零排放的方式生产H2和C。反应原理如图所示。下列说法正确的是 A．X为电源的负极 B．该条件下，每产生22.4 L H2，电路中转移2 mol电子 C．电解一段时间后，熔融盐中O2-的物质的量变多 D．Ni电极上发生还原反应 2.（24-25高二下·江苏盐城·期中）硫酸盐还原菌可以处理含的酸性硫酸盐废水，同时实现有机废水的处理，原理如图所示，下列说法不正确的是 A．若以铅蓄电池为电源，a为Pb电极 B．参与的电极反应为： C．电解一段时间后阳极区溶液的pH增大 D．标准状况下，产生时，理论上可产生 3.（24-25高二下·江苏连云港·期末）电解法制备超细粉体的装置如图所示。下列说法正确的是 A．b为直流电源的正极 B．电解生成1mol 时，理论上需通入5.6L C．电解时阳极电极反应式： D．电解一段时间后电解质溶液pH减小 类型02 经典工业电解模型分析 4.（24-25高三上·安徽合肥·开学考试）电解熔融氯化钠和氯化钙混合物制备金属钠的装置如图所示。阳极A为石墨，阴极为铁环K，两极用多孔隔离材料或膜隔离材料D隔开。氯气从上方的抽气罩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；也可以使用氯化镁代替 B．电解得到的钠在熔融混合盐的下层 C．D为固体隔膜时，制得的钠几乎无杂质，则电解的电流效率接近 D．电解时阴极发生还原反应：，阴极上还可能有少量的钙单质生成 5.（2025·河北衡水·三模）氯碱工业和电解精炼铜是工业上电解原理的重要应用，如图所示。下列说法正确的是 A．M是电源的负极 B．电解精炼铜过程中硫酸铜溶液的浓度保持不变 C．F口产生的气体是氯气 D．电解精炼铜中纯铜作阳极 6.（25-26高二上·广东汕头·期末）粗铜含锌、铁、镍、银、Pt、金等杂质，工业可用如图原理电解精炼铜，以下说法不正确的是 A．阳极材料是粗铜，只发生 B．阴极材料是精铜，只发生 C．离子在电解过程中向阳极移动 D．电解质溶液中浓度减小，、、等金属沉积形成阳极泥 类型03 离子交换膜多室电解装置分析 7.（25-26高二下·安徽宣城·期末）我国科研人员在聚合物离子通道内引入冠醚识别位点，制得的新型离子筛分膜M可以选择性富集。利用该膜设计如下电渗析装置（a、b均为惰性电极），用于模拟盐湖卤水（含KCl、）提锂。下列说法错误的是 A．b电极与直流电源负极相连 B．外电路中每转移1 mol电子，富集室溶液的质量增加7 g C．a电极反应为 D．与相比，与冠醚空腔匹配不佳，使其难以跨膜传输 8.（25-26高二下·陕西西安·期中）实验室利用模拟“海水-河水”浓差电池电解制备的装置如图所示，维持电流强度为(相当于每秒通过电子)进行电解，其中、均为复合电极(不考虑溶解氧的影响)。下列说法正确的是 A．膜和膜均为阴离子交换膜 B．电极发生反应： C．电解一段时间后，石墨电极区溶液减小 D．若电解，理论上制备的()的质量为 9.（25-26高二下·安徽·期中）一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化，并以形式回收含锂废弃物中的锂元素，其工作原理如图所示。 下列说法不正确的是 A．a电极电势高于b电极电势 B．电极a附近溶液的pH增大 C．Ⅱ为阴离子交换膜 D．若海水用溶液模拟，则每脱除NaCl，理论上可回收LiCl 类型04 新型创新情境电解装置分析 10.（25-26高二下·江西赣州·期末）海底沉积层微生物燃料是一种新型海洋可再生能源，用该燃料设计的原电池产电原理如图所示。下列说法正确的是 A．理论上每消耗0.1mol，消耗的为0.2mol B．该电池可以在高温环境下运行 C．a极为正极，发生氧化反应 D．若用该原电池给铅蓄电池充电，b极接铅蓄电池电极 11.（25-26高二下·河南新乡·期末）我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年实现碳中和，这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。在铜基配合物的催化作用下，利用电化学原理可将还原为碳基燃料(包括烷烃和羧酸等)，其装置原理如图所示。下列叙述正确的是 A．电源a极电势低于b极电势 B．该装置工作过程中，图中Pt电极附近溶液的pH变大 C．每转移1 mol电子，阴极室电解质溶液质量增加23 g D．若石墨烯电极上生成的是乙醇燃料，电极反应为 12.（25-26高二下·山西·期末）一种新型/乙醇电池系统工作原理如图，其在放电时可实现污水脱硝。下列说法错误的是 A．充电时，Zn板应与直流电源的负极相连 B．放电时，电极为正极，发生还原反应 C．充电时，阳极的电极反应式为 D．若放电时电极上生成1 mol ，则理论上充电时该电极上消耗1 mol 可使电池复原 类型05 多池串联混合装置分析 13.（25-26高二下·云南玉溪·期末）浓差电池是利用电解质溶液浓度不同而产生电流的一类电池。学习小组以浓差电池为电源，用如图所示装置，A室得到含的溶液，C室得到浓溶液。下列说法错误的是 已知： A．(Ⅰ)为负极，(Ⅱ)为正极，且起始加入的溶液的浓度 B．工作时，A室溶液的减小，C室溶液的增大 C．导线中通过，电解池中的阳极生成气体(标况下) D．膜a和膜b均选用阴离子交换膜 14.（25-26高二下·贵州铜仁·期末）我国某科研团队以、为电极组装了世界首例氢负离子电池。现以该电池作为电源，模拟氯碱工业制备。已知：为降低电压需求，图中氯碱工业已改进。 下列说法错误的是 A．电极d附近pH变大 B．电极a的反应为： C．电子流向为：a→d→c→b D．当生成标准状况下2.24 L 时，理论上从b电极迁出了0.2 mol 15.（2026·甘肃武威·模拟预测）近日，我国科学家开发肼-双氧水燃料电池，碱性条件下电解肼制备氢气，装置如图所示。 下列叙述正确的是 A．a极和b极材料可能相同 B．电子流向：b→c→d→a C．d极附近电解质溶液pH降低 D．乙池产生时，理论上甲池消耗 1.（24-25高三上·贵州贵阳·阶段检测）是一种重要的工业原料，研究表明用电解法直接制备的原理如图所示。下列说法正确的是 A．电极b接电源的正极 B．通过质子交换膜从右向左移动 C．电极a的电极反应式： D．当电极a消耗时，电极b可生成 2.（24-25高二下·江苏扬州·阶段检测）Mg/LiFePO4电池的电池反应为：xMg2++2LiFePO4xMg+2Li1-xFePO4+2xLi+，装置如下图所示。下列说法正确的是 A．放电时，Li+被还原 B．放电时，电路中每流过2 mol电子，有24g Mg2+迁移至正极区 C．充电时，化学能主要转变为电能 D．充电时，阳极发生的电极反应为LiFePO4-xe-=Li1-xFePO4+xLi+ 3.（24-25高二下·江苏南通·期中）科研工作者用金催化电极实现了常温、常压条件下合成氨，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．电解过程中，通过交换膜从右往左迁移 B．的主要作用是降低的溶解度 C．金催化电极的电极反应式： D．理论上合成，左室溶液质量减少27g 4.（25-26高二上·北京·期末）下列“铁钉镀铜”实验装置设计正确的是 A． B． C． D． 5.（2025·江苏·三模）一种储电制氢装置如图所示，该装置晚间通过转化储存电力，为白天制氢提供能量。下列说法正确的是 A．晚间储电时，电极A应与电源的负极相连 B．白天制氢时，溶液中从左室向右室移动 C．储电时的总反应为 D．理论上生成，溶液中减少64g 6.（25-26高二上·云南文山·阶段检测）下列说法不正确的是 A．用如图1所示装置在铁制品表面镀铜，能达到实验目的 B．用如图1所示装置电镀后，电解质溶液中Cu2+浓度基本不变 C．用如图2所示装置电解精炼粗铜，不能达到实验目的 D．电解精炼粗铜后的电解液中存在：Cu2＋、Zn2＋、、Fe2＋、Ag＋ 7．（25-26高二上·安徽滁州·期末）由电解制备的的工作原理如图所示，回答下列问题： (1)装置Ⅰ为_______(填“原电池”或“电解池”)；工作时，石墨1电极发生的反应为_______。 (2)装置Ⅲ中离子交换膜为_______(填“阳”、“阴”或“质子”)离子交换膜；石墨5电极发生_______(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为_______。 (3)若装置Ⅱ中足量，当装置Ⅰ中有0.02mol 参与反应时，理论上装置Ⅱ烧杯中溶液的pH为_______(忽略溶液体积变化)。 (4)若利用装置Ⅱ在铁制品上镀铜，则应把石墨3电极换成_______(填“铁制品”或“铜”)，电镀过程中装置Ⅱ溶液中浓度_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (5)已知：，其中，，n表示电解生成氧化产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。电解时装置Ⅲ中法拉第效率(FE%)可达到60%，则电解时装置Ⅲ中产生标准状况下11.2L的，可获得的质量为_______g。 8.（25-26高二上·山东·期中）电化学在生产生活中应用广泛，结合装置及电化学原理，回答下列问题： Ⅰ、如图所示装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的浓度和体积都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近溶液呈红色。回答下列问题： (1)一段时间后，装置丁中______极(填“X”或“Y”)附近的颜色逐渐变深。 (2)若在丙池中进行铁制品表面镀银，电镀液用硝酸银溶液，则银应为______电极(填“G”或“H”)。若乙溶液体积为500 mL，常温下当乙中溶液的时，丙中镀件上理论析出银的质量为______，甲中溶液的pH______(填“变大”“变小”或“不变”)。 Ⅱ、利用电解技术可以制备重铬酸钾，下图是以铬酸钾为主要原料电解制备重铬酸钾的装置示意图。 (3)离子交换膜应使用______离子交换膜(填“阳”或“阴”)；B极的电极反应式为(只写电极反应，不含后续反应)______。 1.（2026·重庆·高考真题）电化学捕获并生产的一种联合电解装置如图所示。下列叙述错误的是 A．两个电解池阳极上的电极反应相同 B．理论上电解池1中氧气的净增量为零 C．电解池2的总反应为 D．理论上该联合电解装置生产需转移电子 2.（2026·广东·高考真题）一种利用电解还原同时实现海水脱盐的装置如图，电解液在Ⅰ和Ⅳ室间循环，初始电解液为溶液，膜①~③为阳离子或阴离子交换膜。下列说法错误的是 A．①为阳离子交换膜，②为阴离子交换膜 B．阳极反应为 C．电解一段时间后，Ⅲ室海水中盐的浓度降低 D．电解过程中，Ⅰ室电解液的pH在一段时间内可保持稳定 3.（2026·湖北·高考真题）某光电化学还原制的装置如图所示。给光电极施加脉冲偏压，偏压为负时，光电极上发生还原反应。 下列说法错误的是 A．偏压为时，光电极反应为 B．每产生，右室溶液质量减少 C．偏压为时，光电极排斥以清洁表面 D．相对于恒定偏压，脉冲偏压利于提高光电极的制效率 4.（2026·河北·高考真题）我国科研工作者研发了一种高效双功能电催化剂，可实现硝酸盐与葡萄糖的同时转化，其原理如图所示： 下列说法错误的是 A．M是电源正极，N是电源负极 B．电解一段时间后，电极Ⅱ附近减小 C．电路中每通过 电子，理论上产生0.5 mol D．总反应为 5.（2026·黑吉辽蒙卷·高考真题）一种从废旧电池正极材料（）中回收锂元素的电化学装置如图。下列说法错误的是 A．电极反应： B．电路中转移电子，理论上可回收 C．电极连接电源正极 D．可转化为和，会降低锂的理论回收产率 6.（2026·江西·高考真题）背靠背式电解池可用于电化学合成氨，如图。下列说法正确的是 A．阳极反应： B．外电路电子由b流向a C．每生成，消耗 D．经交换膜从右向左移动 7.（2026·河南·高考真题）一种多组串联的电化学装置可以同时产生和，其工作原理如图所示。其中均为电极，每组装置左侧均为高浓度盐酸，右侧均为低浓度盐酸。该装置工作时仅在石墨电极与铂电极上产生气体。 下列说法错误的是 A．工作时，铂电极上产生 B．工作时，电极、、的质量均减小 C．定期互换直接相连的电极，并恢复溶液浓度，整个装置可再次运行 D．将盐酸换为对应浓度溶液，使用阳离子交换膜，每组装置启动时均生成 8.（2026·浙江·高考真题）一种电解葡萄糖()制取葡萄糖二酸钾()的装置示意图如图所示，下列说法中，不正确的是 A．电极M处的电极反应式为： B．离子交换膜P为阳离子交换膜 C．1 mol葡萄糖()完全转化为葡萄糖二酸钾()转移的电子数为 D．电解过程可能产生葡萄糖酸钾() 9.（2025·贵州·高考真题）以/SiC为阴极反应的催化剂，在溶液中电解和，两极协同合成(丙酰胺)的原理如图。 下列说法正确的是 A．b极与电源负极相连，发生氧化反应 B．a极涉及的反应有： C．当电路中转移2 mol电子时，理论上合成 D．合成时会生成副产物 10.（2025·福建·高考真题）一种无膜电合成碳酸乙烯酯()的工作原理如图。下列说法正确的是 A．电源a极为负极 B．反应中的物质的量不断减少 C．总反应为 D．“反应Ⅱ”为 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 有关电解装置分析 类型01 常规电解池分析 1.（25-26高二下·江苏南京·期中）甲烷是良好的制氢材料。我国科学家发明了一种500℃时，在含氧离子(O2-)的熔融碳酸盐中电解甲烷的方法，实现了无水、零排放的方式生产H2和C。反应原理如图所示。下列说法正确的是 A．X为电源的负极 B．该条件下，每产生22.4 L H2，电路中转移2 mol电子 C．电解一段时间后，熔融盐中O2-的物质的量变多 D．Ni电极上发生还原反应 【答案】D 【分析】电解反应在温度500℃时进行，电解质为熔融碳酸盐，则阳极的电极反应是甲烷失电子生成氢气和二氧化碳的过程，阴极是碳酸根离子得到电子生成碳，依据电子守恒和传导离子分析。 【解析】A．电解池电极Ni-YSZ中甲烷变成CO2， C元素的化合价升高，失电子，发生氧化反应，作阳极，因此X为电源的正极，A错误；B．类干中反应温度为，不是标准状况，的物质的量不是，无法计算转移电子的物质的量，B错误；C．总反应为，在反应中循环参与过程，总反应不消耗也不生成，因此熔融盐中物质的量不变，C错误；D．阴极上发生还原反应，电极上发生的电极反应方程式为，D正确；故选D。 2.（24-25高二下·江苏盐城·期中）硫酸盐还原菌可以处理含的酸性硫酸盐废水，同时实现有机废水的处理，原理如图所示，下列说法不正确的是 A．若以铅蓄电池为电源，a为Pb电极 B．参与的电极反应为： C．电解一段时间后阳极区溶液的pH增大 D．标准状况下，产生时，理论上可产生 【答案】D 【分析】由装置图可知右侧石墨电极上发生反应： ，可知右侧石墨电极作阳极，则左侧石墨电极为阴极，a为负极，b为正极，据此分析解答。 【解析】A．由以上分析可知a为负极，若以铅蓄电池为电源，a为Pb电极（正极），故A正确；B．左侧石墨电极为阴极，在该电极得电子转化为CuS，电极反应为：，故B正确；C．结合阳极反应可知，每转移8mol电子时，阳极区生成7mol氢离子，但为满足电荷守恒，同时有8mol氢离子通过质子交换膜进入阴极区，则阳极区溶液中氢离子浓度减小， pH增大，故C正确；D．标准状况下，2.24L CO2物质的量为0.1mol，转移0.4mol电子，阴极发生两个反应，除转化为CuS外，H+还转化为H2，结合阴极反应可知，此时阴极生成CuS小于0.05mol，质量小于4.8g，故D错误；故选D。 3.（24-25高二下·江苏连云港·期末）电解法制备超细粉体的装置如图所示。下列说法正确的是 A．b为直流电源的正极 B．电解生成1mol 时，理论上需通入5.6L C．电解时阳极电极反应式： D．电解一段时间后电解质溶液pH减小 【答案】D 【分析】电解法制备超细粉体，阳极上生成，电极反应式为，石墨电极上通氧气，为阴极，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-； 【解析】A．由上述分析可知，石墨为阴极，b为直流电源的负极，故A错误；B．由于没有强调温度和压强，无法计算氧气的体积，故B错误；C．阳极发生氧化反应，电极反应式为，故C错误；D．阳极反应式为，阴极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，总反应式为，由此可知，电解一段时间后，是净消耗，电解质溶液pH减小，故D正确；答案选D。 类型02 经典工业电解模型分析 4.（24-25高三上·安徽合肥·开学考试）电解熔融氯化钠和氯化钙混合物制备金属钠的装置如图所示。阳极A为石墨，阴极为铁环K，两极用多孔隔离材料或膜隔离材料D隔开。氯气从上方的抽气罩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；也可以使用氯化镁代替 B．电解得到的钠在熔融混合盐的下层 C．D为固体隔膜时，制得的钠几乎无杂质，则电解的电流效率接近 D．电解时阴极发生还原反应：，阴极上还可能有少量的钙单质生成 【答案】D 【分析】该装置中为电解池，阳极A为石墨，电极反应为：；阴极为铁环K，电极反应为：，氯化钙中的钙离子的氧化性强于Na+，故钙离子会在阴极上的电子生成少量钙，由此分析。 【解析】A．氯化钙的离子键比氯化钠的离子键弱，因此氯化钙的熔点比氯化钠的低，本装置的目的是电解熔融氯化钠，氯化钠是离子化合物，熔点较高，加入氯化钙的目的为做助熔剂，降低氯化钠的熔点，减少钠蒸汽的挥发，氯化镁中的离子键比氯化钠中的离子键强，因此氯化镁的熔点比氯化钠的高，因此氯化镁不会降低氯化钠的熔点，氯化镁不能作为助熔剂，故A错误；B．从图中知道，金属钠在上部收集，所以钠的密度小于混合盐的密度，故B错误；C．基于固体隔膜熔融电解法制备高纯金属钠的实验中，纯度与电解的电流效率无关，不能依据制得的钠几乎无杂质就说明电解的电流效率接近，故C错误；D．根据分析，电解时阴极发生还原反应，电极反应为：，同时钙离子也可能会在阴极上得电子生成少量钙，故D正确；故答案选D。 5.（2025·河北衡水·三模）氯碱工业和电解精炼铜是工业上电解原理的重要应用，如图所示。下列说法正确的是 A．M是电源的负极 B．电解精炼铜过程中硫酸铜溶液的浓度保持不变 C．F口产生的气体是氯气 D．电解精炼铜中纯铜作阳极 【答案】C 【分析】氯碱工业中，通过电解饱和食盐水生产氯气、氢气和氢氧化钠，阳极发生反应为：，阴极发生反应：，该装置用阳离子交换膜分隔阴阳极，防止氯气、氢气混合爆炸，同时允许迁移至阴极，维持电荷平衡，则M端与电解池阳极相连，N端与电解池阴极相连；电解精炼铜利用电解法提纯粗铜，去除杂质，阳极电解精炼铜时，粗铜作阳极，阳极上比铜活泼的金属（如锌、铁）和铜都会失电子被氧化成离子进入溶液，阴极发生反应：，电解质为含的硫酸铜溶液，需定期补充。 【解析】A．M端与电解池阳极相连，则M是电源的正极，A项错误；B．电解精炼铜过程中，阳极上比铜活泼的金属杂质会先于铜放电，导致阳极溶解的铜的物质的量小于阴极析出的铜的物质的量，因此硫酸铜溶液的浓度会下降，B项错误；C．阳极发生反应为：，则F口产生的气体是氯气，C项正确；D．电解精炼铜中纯铜作阴极，D项错误；故选C。 6.（25-26高二上·广东汕头·期末）粗铜含锌、铁、镍、银、Pt、金等杂质，工业可用如图原理电解精炼铜，以下说法不正确的是 A．阳极材料是粗铜，只发生 B．阴极材料是精铜，只发生 C．离子在电解过程中向阳极移动 D．电解质溶液中浓度减小，、、等金属沉积形成阳极泥 【答案】A 【分析】电解精炼铜的核心原理：粗铜作阳极，纯铜作阴极，含的盐溶液作电解质，据此分析； 【解析】A．阳极材料为粗铜，但粗铜中含有Zn、Fe、Ni等比铜活泼的杂质，这些活泼杂质也会在阳极失电子发生氧化反应，不只有，A错误；B．阴极材料为精铜，溶液中的得电子能力强于、等阳离子，因此阴极只有得电子生成Cu，只发生反应，B正确；C．电解池中阴离子向阳极移动，为阴离子，因此电解过程中向阳极移动，C正确；D．阳极有多种活泼杂质失电子，阴极只有得电子，因此电解质溶液中总浓度会减小；活泼性弱于铜的、Ag、Pt不会失电子溶解，会沉积在阳极形成阳极泥，D正确；故选A。 类型03 离子交换膜多室电解装置分析 7.（25-26高二下·安徽宣城·期末）我国科研人员在聚合物离子通道内引入冠醚识别位点，制得的新型离子筛分膜M可以选择性富集。利用该膜设计如下电渗析装置（a、b均为惰性电极），用于模拟盐湖卤水（含KCl、）提锂。下列说法错误的是 A．b电极与直流电源负极相连 B．外电路中每转移1 mol电子，富集室溶液的质量增加7 g C．a电极反应为 D．与相比，与冠醚空腔匹配不佳，使其难以跨膜传输 【答案】B 【分析】原料室中的经过离子筛分膜M进入富集室，按照电解池中阳离子移向阴极的原理，可推断电极b为阴极；电极a为阳极。 【解析】A．为阳离子，需向阴极移动才能进入富集室，故b为阴极，与直流电源负极相连，A正确； B．外电路转移1mol电子时，有1mol （质量7g）进入富集室，同时为平衡电荷，有1mol （质量35.5g）通过阴离子膜II进入富集室，溶液共增重，B错误； C．a为阳极，惰性电极条件下溶液中优先失电子放电，电极反应为，C正确； D．该筛分膜可选择性富集，说明与冠醚空腔匹配不佳，难以跨膜传输，D正确； 故选B。 8.（25-26高二下·陕西西安·期中）实验室利用模拟“海水-河水”浓差电池电解制备的装置如图所示，维持电流强度为(相当于每秒通过电子)进行电解，其中、均为复合电极(不考虑溶解氧的影响)。下列说法正确的是 A．膜和膜均为阴离子交换膜 B．电极发生反应： C．电解一段时间后，石墨电极区溶液减小 D．若电解，理论上制备的()的质量为 【答案】D 【分析】首先分析装置：左侧为浓差原电池，右侧为电解池。 浓差电池中，高浓度的从模拟海水（X侧，浓度更高）向低浓度的模拟河水（Y侧）移动，阳离子向原电池正极移动，因此Y是原电池正极，X是原电池负极；右侧电解池中，标注Co为阳极室，因此Co是阳极（接原电池正极Y），石墨是阴极（接原电池负极X），目标产物为，据此分析： 【解析】A．Co阳极反应为，需要穿过膜进入产品室，因此膜为阳离子交换膜；原料室的需要穿过膜进入产品室与结合，因此膜为阴离子交换膜。A错误；B．X是原电池负极，负极发生失电子的氧化反应，反应为，B错误；C．石墨是电解池阴极，阴极发生反应：，生成，且原料室的穿过膜进入阴极区，因此石墨区NaOH浓度增大，增大，C错误；D．电解，总转移电子的物质的量：；生成需要，对应转移电子，因此电解制备的，质量，D正确；故选D。 9.（25-26高二下·安徽·期中）一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化，并以形式回收含锂废弃物中的锂元素，其工作原理如图所示。 下列说法不正确的是 A．a电极电势高于b电极电势 B．电极a附近溶液的pH增大 C．Ⅱ为阴离子交换膜 D．若海水用溶液模拟，则每脱除NaCl，理论上可回收LiCl 【答案】A 【分析】由图可知，O2通入电极a发生还原反应，电极a为阴极，电极反应为：，电极b为阳极，电极反应为： ，在膜Ⅰ和膜Ⅱ间加入海水，钠离子透过膜Ⅰ进入阴极区得到氢氧化钠，氯离子透过膜Ⅱ进入膜Ⅱ与膜Ⅲ之间，锂离子透过膜Ⅲ进入膜Ⅱ与膜Ⅲ之间，在此处得到LiCl，则膜Ⅰ为阳离子交换膜，膜Ⅱ为阴离子交换膜，膜Ⅲ为阳离子交换膜，据此解答。 【解析】A．由分析可知，a为阴极，b为阳极。在电解池中，阳极电势高于阴极电势，因此a电极电势低于b电极电势，A错误；B．由分析可知，电极a为阴极，电极反应为：，附近溶液中氢氧根浓度增大，pH增大，B正确；C．由分析可知，膜Ⅱ为阴离子交换膜，C正确；D．每脱除58.5 g NaCl，n(NaCl)=，需要脱除1mol钠离子和氯离子，则需要转移1mol电子，有1 mol Li+和1 mol Cl-分别透过离子交换膜Ⅲ、膜Ⅱ，可得到1 mol LiCl，D正确；故选A。 类型04 新型创新情境电解装置分析 10.（25-26高二下·江西赣州·期末）海底沉积层微生物燃料是一种新型海洋可再生能源，用该燃料设计的原电池产电原理如图所示。下列说法正确的是 A．理论上每消耗0.1mol，消耗的为0.2mol B．该电池可以在高温环境下运行 C．a极为正极，发生氧化反应 D．若用该原电池给铅蓄电池充电，b极接铅蓄电池电极 【答案】A 【分析】首先判断电极：a极上转化为，O化合价降低，得电子，因此a是正极，发生还原反应，电极反应为 ；b极上转化为S和，S从−2价升高到价，失电子，因此b是负极，发生氧化反应，电极反应为 ，据此分析； 【解析】A．0.1 mol 完全反应得0.4 mol电子，b极反应为 ，需消耗0.2 mol ，根据S元素守恒，生成0.2 mol 对应消耗0.2 mol ，A正确；B．电池依赖微生物工作，高温会使微生物蛋白质变性失活，无法在高温环境运行，B错误；C．a极得电子生成，为正极，发生还原反应，C错误；D．给铅蓄电池充电时，铅蓄电池的正极需接外接电源的正极，即原电池的a极，b极为原电池负极，应接铅蓄电池的Pb电极，D错误；故选A。 11.（25-26高二下·河南新乡·期末）我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年实现碳中和，这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。在铜基配合物的催化作用下，利用电化学原理可将还原为碳基燃料(包括烷烃和羧酸等)，其装置原理如图所示。下列叙述正确的是 A．电源a极电势低于b极电势 B．该装置工作过程中，图中Pt电极附近溶液的pH变大 C．每转移1 mol电子，阴极室电解质溶液质量增加23 g D．若石墨烯电极上生成的是乙醇燃料，电极反应为 【答案】C 【分析】由图可知，Pt电极氧元素价态升高失电子，故Pt电极为阳极，电极反应式为，石墨烯电极为阴极，电极反应式为； 【解析】A．该装置工作时，铂电极为阳极，石墨烯为阴极，a极为正极，b极为负极，电源a极电势高于b极电势，A错误；B．该装置工作过程中，图中Pt电极上水失电子生成氧气和氢离子，电极附近溶液的pH减小，B错误；C．每转移1mol电子，阴极吸收0.5mol二氧化碳，同时有1molH+穿过质子交换膜从左向右移动，阴极室电解质溶液质量增加23g，C正确；D．若石墨烯电极上生成的是乙醇燃料，电极为阴极，阴极上得电子，电极反应为，D错误；答案选C。 12.（25-26高二下·山西·期末）一种新型/乙醇电池系统工作原理如图，其在放电时可实现污水脱硝。下列说法错误的是 A．充电时，Zn板应与直流电源的负极相连 B．放电时，电极为正极，发生还原反应 C．充电时，阳极的电极反应式为 D．若放电时电极上生成1 mol ，则理论上充电时该电极上消耗1 mol 可使电池复原 【答案】D 【解析】A．放电时，Zn板为负极，充电时，Zn板应与直流电源的负极相连，A正确；B．放电时，左室中转化为，N元素化合价降低，发生还原反应，故电极为正极，B正确；C．由类图可知，体系中存在，说明电解质溶液呈碱性，充电时，阳极发生氧化反应，乙醇转化为乙酸盐，C正确；D．放电时，正极，N元素的化合价从降至，转移8个，若放电时在电极生成1 mol ，则理论上充电时在该电极消耗2 mol 可使电池复原，D错误；故答案选D。 类型05 多池串联混合装置分析 13.（25-26高二下·云南玉溪·期末）浓差电池是利用电解质溶液浓度不同而产生电流的一类电池。学习小组以浓差电池为电源，用如图所示装置，A室得到含的溶液，C室得到浓溶液。下列说法错误的是 已知： A．(Ⅰ)为负极，(Ⅱ)为正极，且起始加入的溶液的浓度 B．工作时，A室溶液的减小，C室溶液的增大 C．导线中通过，电解池中的阳极生成气体(标况下) D．膜a和膜b均选用阴离子交换膜 【答案】A 【分析】从图中可知，左侧为浓差电池，右边为电解池，NaOH稀溶液中水得电子生成氢气和氢氧根离子，钠离子向NaOH区移动，从而生成NaOH使NaOH溶液浓度增大，因此惰性电极Ⅱ为阴极，则惰性电极Ⅰ为阳极，阳极上水失电子生成氧气和氢离子，向阳极区移动与氢离子反应生成，则左侧Cu(Ⅱ)为正极，Cu(Ⅰ)为负极，浓度大的CuSO4溶液中的Cu电极为正极，故c2>c1，据此分析； 【解析】A．由分析可知，(Ⅰ)为负极，(Ⅱ)为正极，浓差电池中高浓度一侧为正极，故c1<c2，A错误；B．工作时，A室（阳极）发生反应，H+浓度增大，pH减小；C室（阴极）发生反应，OH-浓度增大，pH增大，B正确；C．电解池阳极生成O2，导线中通过0.1 mol e-时，生成O2的物质的量为，标况下体积为，C正确；D．浓差电池中硫酸根离子通过膜a从右向左移动，电解池中通过膜b从右向左移动，故膜a和膜b均选用阴离子交换膜，D正确；故选A。 14.（25-26高二下·贵州铜仁·期末）我国某科研团队以、为电极组装了世界首例氢负离子电池。现以该电池作为电源，模拟氯碱工业制备。已知：为降低电压需求，图中氯碱工业已改进。 下列说法错误的是 A．电极d附近pH变大 B．电极a的反应为： C．电子流向为：a→d→c→b D．当生成标准状况下2.24 L 时，理论上从b电极迁出了0.2 mol 【答案】C 【分析】首先判断电极：左侧氢负离子电池中，极发生失电子的氧化反应（），故为负极，为正极；右侧电解池中，接正极为阳极，接负极为阴极。 【解析】A．为阴极，改进后在阴极得电子生成，反应：，浓度增大，变大，A正确；B．为负极，失电子结合生成，反应式满足原子、电荷守恒，B正确；C．电子只能沿导线移动，不能进入电解质溶液，电子流向为：a(负极)→d(阴极，导线)，c(阳极)→b(正极，导线)，不存在溶液中的电子移动，C错误；D．标准状况下为，生成时转移电子，原电池中对应从电极迁出进入电极参与反应，D正确；故选C。 15.（2026·甘肃武威·模拟预测）近日，我国科学家开发肼-双氧水燃料电池，碱性条件下电解肼制备氢气，装置如图所示。 下列叙述正确的是 A．a极和b极材料可能相同 B．电子流向：b→c→d→a C．d极附近电解质溶液pH降低 D．乙池产生时，理论上甲池消耗 【答案】A 【分析】该装置中，甲池为肼-双氧水燃料电池（原电池），乙池为电解池，先判断电极性质： 甲池中，失电子，故为负极；得电子，故为正极。乙池中，原电池负极接电解池阴极，原电池正极接电解池阳极，以此解答。 【解析】A．甲池为燃料电池，电极材料不参与反应，可以选择相同材料作电极，A正确；B．电子由负极流向阴极，阳极流向正极，即a→d，c→b，电解质溶液中靠离子迁移构成闭合回路，B错误；C．d极的电极反应式为，电极附近生成了OH-，pH升高，C错误；D．b极的电极反应式为，c极的电极反应式为，根据电子守恒，乙池生成时，理论上消耗，D错误；故选A。 1.（24-25高三上·贵州贵阳·阶段检测）是一种重要的工业原料，研究表明用电解法直接制备的原理如图所示。下列说法正确的是 A．电极b接电源的正极 B．通过质子交换膜从右向左移动 C．电极a的电极反应式： D．当电极a消耗时，电极b可生成 【答案】C 【分析】电极a作为阳极，转化为，元素化合价升高，发生氧化反应。电极反应式为；电极b作为阴极，转化为，元素化合价降低，发生还原反应。电极反应式为。质子交换膜允许通过。在电解过程中，阳离子向阴极移动，所以会从阳极（电极a）区域通过质子交换膜向阴极（电极b）区域移动。 【解析】A．在电极b上，转化为，元素化合价降低，发生还原反应，所以电极b是阴极，应接电源负极，A错误；B．电解池中，阳离子向阴极移动，电极b是阴极，所以通过质子交换膜应从左向右移动，B错误；C．电极a上转化为，N元素从0价升高到+5价，1个失去10个电子，结合电解质溶液为酸性环境，根据电荷守恒和原子守恒，电极反应式为，C正确；D．未指明2.24L是否处于标准状况，无法根据气体体积计算其物质的量，也就不能确定生成的物质的量，D错误；综上，答案是C。 2.（24-25高二下·江苏扬州·阶段检测）Mg/LiFePO4电池的电池反应为：xMg2++2LiFePO4xMg+2Li1-xFePO4+2xLi+，装置如下图所示。下列说法正确的是 A．放电时，Li+被还原 B．放电时，电路中每流过2 mol电子，有24g Mg2+迁移至正极区 C．充电时，化学能主要转变为电能 D．充电时，阳极发生的电极反应为LiFePO4-xe-=Li1-xFePO4+xLi+ 【答案】D 【解析】A．电池放电时发生原电池反应，被还原生成，没有发生还原反应，A错误；B．放电时，由于导电膜的限制作用，不能迁移至正极区，B错误；C．充电是电能转化为化学能的过程，C错误；D．充电时，原电池的正极接充电电源的正极作为阳极，此时阳极反应和原电池正极反应相反，即电极反应为，D正确；故答案选D。 3.（24-25高二下·江苏南通·期中）科研工作者用金催化电极实现了常温、常压条件下合成氨，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．电解过程中，通过交换膜从右往左迁移 B．的主要作用是降低的溶解度 C．金催化电极的电极反应式： D．理论上合成，左室溶液质量减少27g 【答案】D 【分析】根据图示知，金催化电极发生还原反应，得电子，是阴极，电极反应：；惰性电极是是阳极，。 【解析】A．电解过程中，向阴极移动，即H+通过质子交换膜从左往右迁移，A错误；B．可以电离出自由移动的离子，主要作用是增强溶液导电性，B错误；C．根据分析知，金催化电极的电极反应式：，C错误；D．理论上合成，转移电子，则左室生成，还有向阴极移动，则溶液质量减少，D正确；故选D。 4.（25-26高二上·北京·期末）下列“铁钉镀铜”实验装置设计正确的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A．装置中没有电源，属于原电池，铁钉和铜片在 溶液中构成原电池，铁钉作为负极，发生反应： ，铜片作为正极，发生反应：，铁钉会溶解，而铜片上会析出铜，无法实现“铁钉镀铜”，A错误；B．装置中有电源，属于电解池。铁钉连接电源负极，作为阴极；铜片连接电源正极，作为阳极。电解质溶液为 溶液，阳极反应： ，阴极反应： ，这种设计完全符合“铁钉镀铜”的要求，B正确；C．装置中有电源，属于电解池。铁钉连接电源负极，作为阴极；铜片连接电源正极，作为阳极。但电解质溶液为 溶液，含有 ，而不是 ，阳极反应： ，阴极反应： ，铁钉上会镀银，而不是镀铜，C错误；D．装置中有电源，属于电解池。铁钉连接电源正极，作为阳极；铜片连接电源负极，作为阴极。电解质溶液为 溶液。阳极反应： ，阴极反应： ，这种情况下，铁钉被腐蚀，而铜片上析出铜，无法实现“铁钉镀铜”，D错误；故答案选B。 5.（2025·江苏·三模）一种储电制氢装置如图所示，该装置晚间通过转化储存电力，为白天制氢提供能量。下列说法正确的是 A．晚间储电时，电极A应与电源的负极相连 B．白天制氢时，溶液中从左室向右室移动 C．储电时的总反应为 D．理论上生成，溶液中减少64g 【答案】C 【分析】该装置晚间通过转化储存电力，则晚间对应电解池原理，将电能转化为化学能，B为阴极，与电源的负极相连，A为阳极，与电源的正极相连；白天制氢为原电池，将化学能转化为电能，A为正极，B为负极。 【解析】A．由分析可知，晚间储电时对应电解池原理，A为阳极，与电源的正极相连，A错误；B．白天制氢时是原电池，A为正极，B为负极，溶液中为阳离子，从右室向左室移动，B错误；C．储电时，阳极发生：，阴极发生，则总反应为，C正确；D．，每生成，转移的电子为2mol，由知，溶液中减少的，对应的=32g，D错误；故选C。 6.（25-26高二上·云南文山·阶段检测）下列说法不正确的是 A．用如图1所示装置在铁制品表面镀铜，能达到实验目的 B．用如图1所示装置电镀后，电解质溶液中Cu2+浓度基本不变 C．用如图2所示装置电解精炼粗铜，不能达到实验目的 D．电解精炼粗铜后的电解液中存在：Cu2＋、Zn2＋、、Fe2＋、Ag＋ 【答案】D 【解析】A．铜为镀层金属，与电源正极相连，铁制品为镀件，与电源负极相连，溶液作电解质溶液，能达到实验目的，A正确；B．镀铜时，阳极Cu失电子生成，阴极得电子生成Cu，转移电子数相等，因此电解质溶液中浓度基本不变，B正确；C．电解精炼粗铜时，粗铜作阳极，精铜作阴极，溶液作电解质溶液，图2装置中粗铜作阴极，精铜作阳极，连接方式错误，故不能达到实验目的，C正确；D．电解精炼粗铜，由于Cu比Ag活泼，Ag不会在阳极放电，会形成阳极泥沉积，故电解精炼粗铜后的电解液中一定没有，D错误；故选D。 7．（25-26高二上·安徽滁州·期末）由电解制备的的工作原理如图所示，回答下列问题： (1)装置Ⅰ为_______(填“原电池”或“电解池”)；工作时，石墨1电极发生的反应为_______。 (2)装置Ⅲ中离子交换膜为_______(填“阳”、“阴”或“质子”)离子交换膜；石墨5电极发生_______(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为_______。 (3)若装置Ⅱ中足量，当装置Ⅰ中有0.02mol 参与反应时，理论上装置Ⅱ烧杯中溶液的pH为_______(忽略溶液体积变化)。 (4)若利用装置Ⅱ在铁制品上镀铜，则应把石墨3电极换成_______(填“铁制品”或“铜”)，电镀过程中装置Ⅱ溶液中浓度_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (5)已知：，其中，，n表示电解生成氧化产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。电解时装置Ⅲ中法拉第效率(FE%)可达到60%，则电解时装置Ⅲ中产生标准状况下11.2L的，可获得的质量为_______g。 【答案】(1)原电池 (2)质子 氧化 2−2e−=+2H+ (3)1 (4)铜 不变 (5)149.4 【分析】该装置为三个电池串联，装置Ⅰ为原电池，其中石墨1为负极，发生氧化反应，电极反应式为；石墨2为正极，发生还原反应，中Ti为+4价得1个电子被还原为+3价的，电极反应式为；石墨3与石墨2相连，故石墨3为阳极，发生氧化反应，电极反应式为；石墨4为阴极，发生还原反应，电极反应式为；石墨5作阳极，发生有机原料的氧化反应，电极反应式为2−2e−=+2H+；石墨6作阴极，发生还原反应，电极反应式为，串联电路中各电极转移电子的物质的量完全相等。 【解析】（1）由分析可知，装置Ⅰ为原电池；石墨1的电极反应式为； （2）装置Ⅲ中，石墨5为阳极，其电极反应式为2−2e−=+2H+，反应过程中会生成，而阴极石墨6发生还原反应需要参与，需透过离子交换膜从阳极区迁移到阴极区，因此离子交换膜为质子交换膜；石墨5上有机原料失去电子，发生的反应类型为氧化反应； （3）电极反应式为，由反应式可知，中Ti为+4价，还原为（+3价）时，每个得到1个电子，当有参与反应时，转移电子的物质的量；由于三个装置串联，装置Ⅱ中转移的电子数与装置Ⅰ完全相等，即装置Ⅱ转移电子也为，装置Ⅱ中石墨3为阳极，其电极反应式为，由该反应式可知，转移电子时生成，即转移电子生成，因此转移电子时，生成的物质的量为；装置Ⅱ溶液体积为，则溶液中的浓度，根据，可得； （4）在铁制品上镀铜，遵循电镀的核心规律：镀件（铁制品）作阴极，镀层金属（铜）作阳极；结合装置Ⅱ的电极判断，石墨3为阳极、石墨4为阴极，因此需要将石墨3（阳极）更换为铜，将石墨4（阴极）更换为铁制品；电镀过程中，阳极（铜片）发生的电极反应式为，阴极（铁制品）发生的电极反应式为，阳极溶解的铜的物质的量与阴极析出的铜的物质的量相等，因此装置Ⅱ溶液中的浓度保持不变； （5）标准状况下的物质的量；石墨6为阴极，其电极反应式为，由反应式可知，生成需要转移电子，因此生成时，电路中转移的总电子物质的量；法拉第效率为60%，即用于生成目标产物的电子占总电子的60%，因此用于生成目标产物的电子物质的量；由石墨5的电极反应式2−2e−=+2H+可知，生成目标产物需要转移电子，因此生成目标产物的物质的量；已知目标产物的摩尔质量，因此可得目标产物的质量为。 8.（25-26高二上·山东·期中）电化学在生产生活中应用广泛，结合装置及电化学原理，回答下列问题： Ⅰ、如图所示装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的浓度和体积都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近溶液呈红色。回答下列问题： (1)一段时间后，装置丁中______极(填“X”或“Y”)附近的颜色逐渐变深。 (2)若在丙池中进行铁制品表面镀银，电镀液用硝酸银溶液，则银应为______电极(填“G”或“H”)。若乙溶液体积为500 mL，常温下当乙中溶液的时，丙中镀件上理论析出银的质量为______，甲中溶液的pH______(填“变大”“变小”或“不变”)。 Ⅱ、利用电解技术可以制备重铬酸钾，下图是以铬酸钾为主要原料电解制备重铬酸钾的装置示意图。 (3)离子交换膜应使用______离子交换膜(填“阳”或“阴”)；B极的电极反应式为(只写电极反应，不含后续反应)______。 【答案】(1)Y (2)G 5.4g 变小 (3)阳 2H2O-4e-=4H++O2↑ 【分析】Ⅰ、由F极附近呈红色可知，A为直流电源的正极，B为负极，C、E、G、X为电解池的阳极，D、F、H、Y为阴极；甲中发生的反应为硫酸铜溶液电解生成铜、氧气和硫酸；乙中发生的反应为饱和食盐水电解生成氢氧化钠、氢气和氯气；丙为电镀银的电镀池，电镀液用硝酸银溶液，镀层金属银做电镀池的阳极，铁制品做阴极；丁为电泳装置，通电时，带正电荷的氢氧化铁胶体粒子向阴极Y移动，使Y极附近的颜色逐渐变深； Ⅱ、制备重铬酸钾的反应为：2CrO+2H+ =Cr2O+ H2O，由方程式可知，B电极为电解池的阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，氢离子与铬酸根离子反应转化为重铬酸根离子，A电极为阴极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电解时钾离子通过阳离子交换膜移向阴极区。 【解析】（1）由分析可知，丁为电泳装置，带正电荷的氢氧化铁胶体粒子向阴极Y移动，通电时，使Y极附近的颜色逐渐变深； （2）丙为电镀银的电镀池，电镀液用硝酸银溶液，镀层金属银做电镀池的阳极，铁制品做阴极，则银应为G极；由分析可知，乙中发生的反应为饱和食盐水电解生成氢氧化钠、氢气和氯气，由题意可知，500 mL溶液的pH为13，则溶液中的氢氧根离子的物质的量为：0.1 mol/L×0.5 L=0.05 mol，由电极反应式2H2O+2e-=2OH-+H2↑可知，外电路转移电子的物质的量为0.05 mol，则丙中镀件上理论析出银的质量为：0.05 mol×108 g/mol=5.4 g；由分析可知，甲中发生的反应为硫酸铜溶液电解生成铜、氧气和硫酸，则乙中溶液pH为13时，甲中溶液的pH变小； （3）由分析可知，B电极为电解池的阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为：2H2O-4e-=4H++O2↑；电解时钾离子通过阳离子交换膜移向阴极区。 1.（2026·重庆·高考真题）电化学捕获并生产的一种联合电解装置如图所示。下列叙述错误的是 A．两个电解池阳极上的电极反应相同 B．理论上电解池1中氧气的净增量为零 C．电解池2的总反应为 D．理论上该联合电解装置生产需转移电子 【答案】D 【分析】两个电解池中，b极和d极均生成，氧元素从-2价升高到0价，失电子发生氧化反应，因此b、d均为阳极，a、c均为阴极。 【解析】A．两个电解池的阳极（b、d）反应均为，电极反应相同，A正确；B．电解池1阴极a消耗，电极反应：，阳极b生成，相同转移电子数下，消耗和生成的物质的量相等，故净增量为零，B正确；C．电解池2阴极反应为，阳极反应为，阴阳极反应相加配平得到总反应，C正确；D．中C为+4价，中C为+2价，生成1mol 时C得到2mol电子，故转移电子为2mol；如果考虑整个联合装置的电子转移总数：为了给电解池2提供这 1 mol CO2，电解池1中需要生成 1 mol 并与反应放出 1 mol CO2。根据电解池1的阴极反应，生成1 mol 同样需要转移 2 mol 电子。 因此，系统内外总共转移 4 mol 电子。无论采用何种计算方式，转移的电子数都不是 3 mol，D错误；故选D。 2.（2026·广东·高考真题）一种利用电解还原同时实现海水脱盐的装置如图，电解液在Ⅰ和Ⅳ室间循环，初始电解液为溶液，膜①~③为阳离子或阴离子交换膜。下列说法错误的是 A．①为阳离子交换膜，②为阴离子交换膜 B．阳极反应为 C．电解一段时间后，Ⅲ室海水中盐的浓度降低 D．电解过程中，Ⅰ室电解液的pH在一段时间内可保持稳定 【答案】C 【分析】由题图可知，在电极上反应转化为，元素化合价降低，故电极为阴极，阴极反应为，生成的与电解液中的发生反应。电极为阳极，电离出的在阳极放电，阳极反应为，电离出的发生反应。若③为阴离子交换膜，结合电流方向可知，Ⅲ室海水中的会向右通过膜③迁移至Ⅳ室中，并在电极上放电生成，故③应为阳离子交换膜，以阻止通过，据此可知实现脱盐的海水不是Ⅲ室海水，而是Ⅱ室海水，则①为阳离子交换膜，②为阴离子交换膜，Ⅱ室海水中的向左通过膜①迁移至Ⅰ室中，Ⅱ室海水中的向右通过膜②迁移至Ⅲ室中，Ⅳ室电解液中的向左通过膜③迁移至Ⅲ室中，故电解一段时间后，Ⅱ室海水中盐的浓度降低，Ⅲ室海水中盐的浓度升高。 【解析】A．由分析知，①为阳离子交换膜，②为阴离子交换膜，A正确；B．由分析知，电极为阳极，电离出的在阳极放电，阳极反应为，B正确；C．由分析知，电解一段时间后，Ⅱ室海水中盐的浓度降低，Ⅲ室海水中盐的浓度升高，C错误；D．根据前述分析，Ⅰ室中阴极反应生成的与电解液中的反应生成，形成缓冲体系，有利于Ⅰ室电解液的pH在一段时间内保持稳定，D项正确；故选C。 3.（2026·湖北·高考真题）某光电化学还原制的装置如图所示。给光电极施加脉冲偏压，偏压为负时，光电极上发生还原反应。 下列说法错误的是 A．偏压为时，光电极反应为 B．每产生，右室溶液质量减少 C．偏压为时，光电极排斥以清洁表面 D．相对于恒定偏压，脉冲偏压利于提高光电极的制效率 【答案】B 【解析】A．偏压为-0.2V时为负偏压，光电极发生还原反应，得电子生成，电极方程式为，A正确；B．18g 的物质的量为1mol，生成1mol 转移8mol电子。右室对电极反应为，转移8mol电子时，生成2mol （质量64g）逸出，同时有8mol 通过质子交换膜进入左室，右室共减少质量为，B错误；C．偏压为1.0V时为正偏压，光电极带正电，会排斥阳离子，可清洁电极表面，C正确；D．脉冲偏压下，负偏压时还原生成，正偏压时同种电荷相互排斥，及时排出生成的，能有效刷新电极表面，从而提高长效反应的催化效率，利于提高制的效率，D正确；故选B。 4.（2026·河北·高考真题）我国科研工作者研发了一种高效双功能电催化剂，可实现硝酸盐与葡萄糖的同时转化，其原理如图所示： 下列说法错误的是 A．M是电源正极，N是电源负极 B．电解一段时间后，电极Ⅱ附近减小 C．电路中每通过 电子，理论上产生0.5 mol D．总反应为 【答案】B 【分析】左侧电极Ⅰ上，C6H12O6转化为，碳元素的化合价从0升高到+1，发生氧化反应，电极反应式为，因此电极Ⅰ是阳极。右侧电极Ⅱ上，转化为NH3，氮元素的化合价从+5降低到-3，发生还原反应，电极反应式为，因此电极Ⅱ是阴极。 【解析】A．根据上述分析，电极Ⅰ是阳极，应连接电源正极M；电极Ⅱ是阴极，应连接电源负极N，A项正确；B．电极Ⅱ是阴极，发生还原反应。转化为NH3，N的化合价从+5降为-3，每个N原子获得8e⁻。在碱性条件下，电极反应式为，阴极生成了OH⁻，导致电极Ⅱ附近c(OH⁻)增大，而不是减小，B项错误；C．根据分析可知电极Ⅰ发生的电极反应式为：每转移6mol e⁻，生成1mol。因此转移3mol e⁻时，生成0.5mol ， C正确；D．将两极电极反应结合：阳极：，阴极：，将阳极×4，阴极×3，使得失电子数相等，相加得，D项正确；故选B。 5.（2026·黑吉辽蒙卷·高考真题）一种从废旧电池正极材料（）中回收锂元素的电化学装置如图。下列说法错误的是 A．电极反应： B．电路中转移电子，理论上可回收 C．电极连接电源正极 D．可转化为和，会降低锂的理论回收产率 【答案】D 【分析】左侧池通入O2生成H2O2，这是还原反应，因此a电极是阴极，连接电源的负极。电极反应: ，右侧池被氧化为，这是氧化反应，因此b电极是阳极，连接电源的正极。电极反应: ；阴离子交换膜：允许阴离子(如、OH-等)通过，以维持电荷平衡。 【解析】A．如上分析，左侧通入氧气生成双氧水，且在溶液中可生成OH-，该方程式书写正确，A正确；B．电路中转移电子时，整个体系总电子转移量为，每释放对应电子转移（），双电极可同时回收，理论上可回收，B正确；C．右侧发生氧化反应：被氧化为，阳极连接电源正极，C正确；D．若歧化转化为和，反应为：，该歧化反应为碘自身氧化还原，总可得到的电子数（氧化的总能力）不变：原本可得到电子，歧化后作为氧化剂可得到电子，总氧化能力不变，理论上脱出回收的总物质的量不变，因此不会降低锂的理论回收产率，D错误；故选D。 6.（2026·江西·高考真题）背靠背式电解池可用于电化学合成氨，如图。下列说法正确的是 A．阳极反应： B．外电路电子由b流向a C．每生成，消耗 D．经交换膜从右向左移动 【答案】D 【分析】该装置为阴离子交换膜电解池，右侧通入与生成，氮元素化合价从0降低至-3，发生得电子的还原反应，因此右侧电极为阴极，连接电源负极b，阴极反应为；左侧电极为阳极，连接电源正极a，在阳极失电子发生氧化反应，阳极反应为，总电解反应为； 【解析】A．阳极是失去电子生成氧气，正确电极反应式为，A错误；B．右侧转化为，N元素化合价降低发生得电子的还原反应，故右侧为阴极，b为电源负极，a为电源正极，外电路电子只能在导线中移动，路径为b流向阴极、阳极流向a，不存在b直接流向a的路径，B错误；C．根据总反应，生成消耗，则生成 仅消耗，C错误；D．电解池通用规律为阴离子向阳极移动，阳极在装置左侧，体系中迁移的阴离子可穿过阴离子交换膜，因此从阴极区向阳极区移动，D正确；故选D。 7.（2026·河南·高考真题）一种多组串联的电化学装置可以同时产生和，其工作原理如图所示。其中均为电极，每组装置左侧均为高浓度盐酸，右侧均为低浓度盐酸。该装置工作时仅在石墨电极与铂电极上产生气体。 下列说法错误的是 A．工作时，铂电极上产生 B．工作时，电极、、的质量均减小 C．定期互换直接相连的电极，并恢复溶液浓度，整个装置可再次运行 D．将盐酸换为对应浓度溶液，使用阳离子交换膜，每组装置启动时均生成 【答案】D 【分析】整个装置中，中间串联的是原电池，左右两边是电解池，石墨电极为阳极，发生氧化反应：2Cl⁻ - 2e⁻ = Cl2↑，铂电极为阴极，发生还原反应：2H+ + 2e⁻ = H2↑。在原电池装置中，a2~an-1均为Ag/AgCl电极，偶数电极为负极，电极反应：Ag - e⁻ + Cl⁻ = AgCl，奇数电极为正极，电极反应：AgCl + e⁻ = Ag + Cl⁻，据此分析各选项； 【解析】A．铂电极是阴极，H+在阴极得电子生成H2：2H+ + 2e⁻ = H2↑，A正确；B．工作时，电极为阴极，电极反应：AgCl + e⁻ = Ag + Cl⁻，、等奇数电极为正极，电极反应：AgCl + e⁻ = Ag + Cl⁻，均是AgCl转化为Ag，质量减小，B正确；C．在装置运行过程中：左侧高浓度盐酸中，Cl⁻被消耗，同时H+通过质子交换膜迁移到右侧，最终，左侧盐酸浓度降低，右侧盐酸浓度升高；且a1、a3、…、an-1电极质量减小，a2、a4、…、an电极质量增加。若定期将直接相连的Ag/AgCl电极互换，并恢复两侧盐酸浓度，可使装置恢复到初始状态，再次运行，C正确；D．将盐酸换为NaCl溶液、使用阳离子交换膜时，阳极反应：2Cl⁻ - 2e⁻ = Cl2↑；阴极反应，Na+会通过阳离子交换膜向阴极移动，在铂电极附近生成NaOH。但中间的装置中，Ag/AgCl电极发生反应：Ag - e⁻ + Cl⁻ = AgCl和AgCl + e⁻ = Ag + Cl⁻，不会生成NaOH，D错误；故选D。 8.（2026·浙江·高考真题）一种电解葡萄糖()制取葡萄糖二酸钾()的装置示意图如图所示，下列说法中，不正确的是 A．电极M处的电极反应式为： B．离子交换膜P为阳离子交换膜 C．1 mol葡萄糖()完全转化为葡萄糖二酸钾()转移的电子数为 D．电解过程可能产生葡萄糖酸钾() 【答案】B 【分析】在该体系中，葡萄糖在右侧电极处反应生成葡萄糖二酸钾，已知K为+1价，H为+1价，O为-2价，可知中C的平均化合价为+1，每1 mol 转化为1 mol 会失去6 mol电子；产物中的C化合价升高，所以电极N为阳极发生氧化反应，电极M为阴极发生还原反应，阴极处的溶液仅含有KOH，电极反应式为，阳极处的电极反应式为；据此回答该问题。 【解析】A．由分析可知，电极M处的电极反应式为，A正确；B．由分析可知，随反应进行，阴极处不断生成OH-，同时阳极处不断消耗OH-，为维持电荷平衡，需要将阴极处生成的OH-补充至阳极处，P应为阴离子交换膜，B错误；C．由分析可知，1 mol 完全转化为1 mol ，转移的电子数为，C正确；D．中C的平均化合价为，与葡萄糖相比，C的平均化合价也升高，说明为不完全氧化产物，也可能是电解产物，D正确；故答案选B。 9.（2025·贵州·高考真题）以/SiC为阴极反应的催化剂，在溶液中电解和，两极协同合成(丙酰胺)的原理如图。 下列说法正确的是 A．b极与电源负极相连，发生氧化反应 B．a极涉及的反应有： C．当电路中转移2 mol电子时，理论上合成 D．合成时会生成副产物 【答案】D 【分析】a 极：被还原为、（得电子），故a 极为阴极，与电源负极相连；b 极：被氧化为（失电子），故b极为阳极，与电源正极相连，据此分析。 【解析】A．b 极发生氧化反应，应为阳极，与电源正极相连，而非负极，A不符合题意；B．溶液环境是溶液（呈弱碱性），反应式中不能出现，正确的反应应为，B不符合题意；C．合成可通过羟胺()与丙醛()反应生成，有 ，此时每生成，电极上转移6mol电子；也可通过氨气与丙醛反应生成，有，此时每生成 ，电极上转移8 mol电子，C不符合题意；D．b 极生成的，在碱性的溶液中，可进一步被氧化为，故会产生该副产物，D符合题意；故选D。 10.（2025·福建·高考真题）一种无膜电合成碳酸乙烯酯()的工作原理如图。下列说法正确的是 A．电源a极为负极 B．反应中的物质的量不断减少 C．总反应为 D．“反应Ⅱ”为 【答案】C 【分析】根据图中信息可知，电合成装置左边电极发生氧化反应，右边电极发生还原反应，即可判断电源a极为正极、电源b极为负极，据此解答。 【解析】A．由分析可知，电源a极为正极，A错误；B．从整个反应过程来看，在电极a转化为Br2后，又经反应I、Ⅱ等量产生（反应I为：），故的物质的量未发生变化，B错误；C．以整个电解池为研究对象，反应物为C2H4、CO2和H2O，生成物为C3H4O3和H2，总反应为，C正确；D．“反应Ⅱ”反应物为CO2和BrCH2CH2OH，生成物为C3H4O3和，题干中“无膜”及图中阴极产生OH-可知，“反应Ⅱ”是在碱性介质中进行，故“反应Ⅱ”应为，D错误；故选C。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 专题04有关电解装置分析 题组A类型突破 类型01常规电解池分析 1.D 2.D 3.D 类型02经典工业电解模型分析 4.D 5.c 6.A 类型03离子交换膜多室电解装置分析 7.B 8.D 9.A 类型04新型创新情境电解装置分析 10.A 11.c 12.D 类型05多池串联混合装置分析 13.A 14.c 15.A 题组B能力进阶 1.c 2.D 3.D 4.B 5.c 6.D 7.()原电池 Br+2CI-2e =BrCl, 1/2 函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 (2)质子 氧化 SH +2H (3)1 (4)铜 不变 (5)149.4 8.(1)Y (2)G 5.4g 变小 (3)阳 2H0-4e-4+02↑ 题组C 高考挑战 1.D 2.c 3.B 4.B 5.D 6.D 7.D 8.B 9.D 10.c 2/2