第03讲 电解池、金属的腐蚀与防护（专项训练）（浙江专用）2027年高考化学一轮复习讲练测

第03讲 电解池、金属的腐蚀与防护 (专项训练) 目 录 模拟·基础演练 考向01电解规律及电极产物的判断 考向02电极反应方程式书写 考向03电解原理的应用 考向04电解法制备物质 考向05金属的腐蚀 考向06金属腐蚀的防护 重难·创新演练 真题·实战演练 模拟·基础演练 考向01电解规律及电极产物的判断 1．下列说法错误的是( ) A．用惰性电极电解Na2SO4溶液，当2mol电子转移时，可加入18g水恢复 B．用惰性电极电解1mol/LCuSO4溶液，加入1molCuO恢复，电路中转移了2mol电子 C．用惰性电极电解含1molNaOH的水溶液，溶液的pH不变 D．要想实现Cu+H2SO4(稀)=CuSO4+H2↑的反应，需在电解池中进行，且Cu为阳极 2．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，下表中各项所列对应关系均正确的是( ) 选项 X极 实验前U形管中的溶液 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处附近溶液呈红色 B 正极 AgNO3溶液 b处电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O C 负极 CuCl2溶液 b处有气体逸出 D 负极 NaOH溶液 溶液pH减小 3．(2026·湖南师大附中考前模拟预测)研究者用如图装置提取 MnO2中的锰元素，图中“H·”代表氢自由基。下列说法错误的是( ) A．随着电流继续增大，使得阴极 c(Mn2+)增大 B．阴极反应有 H++e-=H· C．H⁺放电可能生成H2 D．每生成1mol O2，理论上可消耗 2mol MnO2 考向02电极反应方程式书写 4．(2025·浙江省绍兴市高三二模)工业上常用的合成氨的方法反应方程式：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0。请回答： (4)某研究团队构筑耦合的NiO/Cu纳米电催化剂加速硝酸盐电还原成氨气，电源正极所连电极为NiO/Cu，负极所连电极为惰性电极，电解质溶液为KOH溶液，请写出阴极的电极反应式 。 5．(2025·浙江省绍兴市高三第一次模拟)CO2的综合利用，对于资源综合利用和减碳有重要意义。 (3)试验中的可充电锂电池，有望将二氧化碳变废为宝。以金属锂和多孔石墨为电极材料，反应原理如图。放电时总反应为3CO2+4Li=2Li2CO3+C，过程中锂浓度保持不变。则放电时，正极反应为 。充电时，保持电流恒定(电流强度电量/时间)，升高温度，电解反应的速率 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 6．【化工生产与科学建模】(2025·浙江省诸暨市高三第一次模拟)苯甲醛是香料、医药、农化等行业的重要中间体，被广泛地应用于食品、化妆品、塑料工业等行业中。 (4)利用纳米TiO2-Pt电极电解MnSO4和H2SO4的混合溶液(如图3)，电解一段时间后，将电解液与甲苯混合可制得苯甲醛，已知适当增大Mn2+和H+浓度可以抑制Mn3+的歧化倾向，电解过程中，阳极表面有少量气泡产生，且溶液中有极少量黑色固体物质生成。请写出： ①产生气泡对应的电极反应方程式： 。 ②溶液中生成黑色固体的离子方程式： 。 7．高铁酸钾(K2FeO4)可用于废水中氨氮的去除。一种双阴极室隔膜电解KOH溶液制备K2FeO4的装置如图所示。电解时，阳极的电极反应式为___________________________________________。 8．甲醇是重要的化工基础原料，以CO2为原料制甲醇具有重要的社会价值。电化学法制甲醇。工业上采用如图所示装置电解制备甲醇，反应前后KHCO3浓度基本保持不变。生成CH3OH的电极反应式为___________________________________________________________。 9．用烟气中SO2制S是一种重要的脱硫技术。用电解法将 SO2转化为S的原理如图所示。 电极a表面的电极反应式为_______________________。随稀硫酸的浓度增大，SO2转化率先增大后减小的可能原因为__________________________________________________。 考向03电解原理的应用 10．金属镍有广泛的用途，粗镍中含有Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制得高纯度的镍。下列叙述正确的是(已知氧化性：Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋) A．阳极发生还原反应，其电极反应式为Ni2＋＋2e－＝Ni B．电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量相等 C．电解后，溶液中存在的阳离子只有Fe2＋和Zn2＋ D．电解后，电解槽底部的阳极泥中有Cu和Pt 11．下图为氯碱工业与燃料电池组合新工艺示意图，离子交换膜均为阳离子交换膜。 下列说法不正确的是( ) A．X为Cl2，Y为H2 B．燃料电池正极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH- C．比较图中NaOH溶液浓度：c=a＞b D．理论上制备1molCl2，可同时制备2molNaOH 12．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＋ 13．(2025·浙江省宁波一模)如图所示，连接2～3V的直流电源进行铁制镀件镀铜。铁制镀件在电镀前需除油、除锈处理。甲同学选用的电镀液为0.1 mol·L－1 CuSO4溶液；乙同学先往0.1 mol·L－1 CuSO4溶液加入浓氨水至溶液恰好澄清，取所得澄清液做为电镀液。下列说法不正确的是( ) A．除去镀件表面油污的试剂可以是Na2CO3溶液或溶液 B．甲同学实验中，阴极表面可发生的反应有2H＋＋2e－＝H2↑、Cu2＋＋2e－＝Cu C．乙同学的实验中，若Cu2＋参与放电，则Cu2＋＋4NH3[Cu(NH3)4]2＋将逆向移动 D．甲、乙两同学实验完毕后，乙同学所得镀件的镀层更光亮 14．(2025·浙江省宁波市高三二模)卡尔·费休水分测定仪可精确测定某些物质中的水分含量，仪器示意图如图，卡氏试剂由KI、SO2、C5H5N(吡啶)和CH3OH组成。其工作原理是待测样品中的水与电解产生的I2发生反应：I2+SO2+H2O+3C5H5N+CH3OH→2[C5H5NH]+I-+C5H5NHSO4CH3，直至水分耗尽，电解自动停止，测定电解电路通过的电量即可计算水分含量。已知法拉第常数(1 mol电子所带电量)为F。 下列说法不正确的是( ) A．B极为阳极，电极反应：2I--2e-=I2 B．测定过程中阳离子从B极区移向A极区 C．样品中水分质量m与电解消耗电量Q的关系为 D．若用于测定Na2CO3固体中的水分含量，测定结果将偏高 15．(2025·浙江省精诚联盟二模)库伦仪可根据电路中消耗的电量来测定工业废气中SO2含量，装置如图。测定前电解质溶液中c(I3-)与c(I-)的比值保持恒定，电解池不工作；通入一定量待测气，其中SO2溶解并还原I3-，库伦仪便立即工作至c(I3-)与c(I-)比值重新恢复到原定值。下列说法不正确的是( ) A．a电极连接直流电源的正极 B．库伦仪工作时，b电极上有气泡生成 C．若废气中含有O2等氧化性气体，会导致测定结果偏高 D．SO2发生反应的离子方程式为SO2+I3-+2H2O+4H2PO4-=3I-+SO42-+H3PO4 考向04电解法制备物质 16．(2026·浙江衢州二模考试)一种通过一氧化碳与乙炔共电解高效合成1-丙醇的装置如图所示(电解质为溶液)，下列说法中不正确的是( ) A．基I4RuOx电极的电极反应为：4OH--4e-=O2↑＋2H2O B．离子交换膜为阳离子交换膜 C．1 molCO与1molC2H2完全转化为1-丙醇转移电子数为6NA D．电解过程可能产生1，3-丁二烯 17．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，H＋通过交换膜从右往左迁移 B．LiCF3SO3的主要作用是降低NH3的溶解度 C．金催化电极的电极反应式：N2＋6CH3OH－6e－＝2NH3＋6CH3O－ D．理论上合成1 mol NH3，左室Na2SO4溶液质量减少27 g 18．(2026·浙江宁波市“十校”高三二模)以Co3O4/SiC为阴极反应的催化剂，在KHCO3溶液中电解CH3CH2CH2OH和KNO3，两极协同合成CH3CH2CONH2(丙酰胺)的原理如图。 下列说法正确的是( ) A．合成CH3CH2CONH2时会生成CH3CH2COOK副产物 B．a极的反应为NO3-+5H2O+6e-=NH2OH+7OH- C．b极与电源负极相连，发生还原反应 D．当电路中转移2 mol电子时，理论上合成0.25 mol CH3CH2CONH2 19．(2026·浙江省嘉兴市2026届高三基础测试)某电化学制冷装置如图所示。[Fe(H2O)6]2+和[Fe(H2O)6]3+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。下列说法正确的是( ) A．电极a是阴极，电极反应为[Fe(H2O)6]2+-e−=[Fe(H2O)6]3+ B．已知②处的电解液温度比①处的低，则电极b处发生放热反应 C．多孔隔板只起到阻止两电极区阳离子移动的作用 D．电流方向：电源正极→电极a→电解质溶液→电极b→电源负极 20． (2025·浙江省嘉兴市高三基础测试)以Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制H2和O2，装置如图所示。下列说法不正确的是( ) A．X为H2，Y为NaBr，Z为O2 B．电极b连接电源正极 C．电解总反应式为Br-+3H2OBrO3-+3H2↑ D．催化阶段反应产物物质的量之比n(Z) ：n(Br-)=3∶2 21． (2025·浙江省绍兴市三模)工业上以氨基丙醇(H2NCH2CH2CH2OH)和乙二酸为原料电解，制备氨基丙酸和乙醛酸(HOOC-CHO)。装置如图所示，两级室之间以能透过H+的阳离子交换膜隔开。电解过程中温度保持不变。下列说法不正确的是( ) A．Pb电极为阴极，H+通过离子交换膜从左室迁移至右室 B．反应过程中两室pH均变小 C．若将两电极材料互换，会使两种产品产量下降 D．PbO2电极上的电极反应：H2NCH2CH2CH2OH + H2O -4e-= H2NCH2CH2COOH + 4H+ 22．【新型制氢法与学科知识结合】(2025·浙江省Z20名校联盟高三第二次联考) “绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”需要较高电压、反应速率缓慢等问题，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： 。下列说法不正确的是( ) A．电解时OH-通过阴离子交换膜向极方向移动 B．相同电量下H2理论产量是传统电解水的1.5倍 C．在一定电压下，极可能产生O2 D．阳极反应：2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+2H2O+H2↑ 23．(2026·福建厦门高三联考)我国研究人员利用如图所示装置电催化蒽醌(AQDS2-)加氢制H2O2。碱性条件下，水和甲醛均在电极上生成活性氢H+，双源H+均可实现AQDS2-到AQDSH22-的转化，AQDSH22-与O2自发生成H2O2，同时蒽醌再生循环。下列说法错误的是( ) A．a电极接电源负极 B．b电极反应为HCHO-e-+2OH-=HCOO-+H++H2O C．AQDSH22-生成H2O2的反应为AQDSH22-+O2=+AQDS2-H2O2 D．理论上每1molOH-通过阴离子交换膜，可产生0.5molH2O2 24．(2026·浙江强基联盟高三联考)某课题组以硫酸为介质，采用电解法制备H2O2，间接氧化邻硝基甲苯()制备邻硝基苯甲醛()，装置如图所示。制备过程中，b极表面无明显现象。下列说法正确的是( ) A．a电极连接电源正极 B．b电极反应式： C．电解质溶液的酸性逐渐增强 D．理论上，每生成1 mol邻硝基苯甲醛，标况下a电极消耗22.4LO2 考向05金属的腐蚀 25．(2025·浙江省北斗星盟高三联考)在NaCl浓溶液中及空气存在下，矿砂中的单质银发生吸氧腐蚀生成[AgCl2]-，再加入锌粉生成[ZnCl4]2-和纯度较高的单质银，下列说法正确的是( ) A．提高Cl-浓度有利于单质银的溶解 B．发生腐蚀时正极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e-=2H2O C．随着腐蚀的进行，溶液的pH减小 D．加入锌粉反应后，溶液中阴离子总浓度增大 26．海洋工程中，钢铁设备在海水环境中常发生缝隙腐蚀。缝隙处因氧气难以扩散而导致氧浓度远低于自由表面，形成氧浓差电池，加速局部腐蚀。扩散至缝隙外，与自由表面的氧气接触，形成铁锈，机理如图。下列说法正确的是( ) A．缝隙内表面为氧浓差电池的正极 B．随电池反应进行，自由表面附近的海水pH升高 C．海水中向自由表面迁移 D．若有1 mol氧气参与反应，金属内部转移4 mol电子 27．(2026·安徽合肥二模)铝丝在盐溶液中会发生腐蚀，系碳纤维的铝丝在不同盐溶液中质量的减少量随时间变化关系如下图所示。下列说法正确的是( ) A．碱性条件下铝丝的腐蚀速率最慢 B．1mol·L-1AlCl3 溶液中，0~3h内的平均反应速率 C．铝丝与足量的1mol·L-1Na2CO3溶液发生反应的离子方程式2Al+CO32-+7H2O=2[Al(OH)4]-+CO2↑+3H2↑ D．其他条件相同时，加入Cl-可以加快铝丝腐蚀速率 考向06金属腐蚀的防护 28．(2026·广东韶关二模)港珠澳大桥钢管桥墩防腐技术先进，外壳镶嵌铝合金片，其结构如图所示。下列说法正确的是( ) A．桥墩为负极 B．海水层为电子迁移的通路 C．铝合金片上发生反应：O2+2H2O+4e-=4OH- D．若用外加电流法保护桥墩可使腐蚀电流接近零 29．钢铁的防护有多种方法，下列对于图中的方法描述错误的是( ) A．a、b以导线连接，辅助电极发生氧化反应 B．a、b以导线连接或以电源连接，辅助电极的材料可能都含有Zn C．a、b分别连接直流电源，通电后外电路电子被强制从辅助电极流向钢铁闸门 D．a、b分别连接直流电源的负极、正极，该方法是牺牲阳极的阴极保护法 30．(2025·浙江省强基联盟高三10月联考)将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在题图所示的情境中，下列有关说法正确的是( ) A．阴极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+ B．金属M的活动性比Fe的活动性弱 C．钢铁设施表面因积累大量电子而被保护 D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快 重难·创新演练 1．一种以NaOH为介质电催化还原CO2的工作原理如图所示。 下列说法正确的是( ) A．电解池工作时，OH－由右室通过隔膜向左室移动 B．M为电解池的阳极 C．N电极上发生的反应：CH3(CH2)7NH2＋4e－＋4OH－＝CH3(CH2)6CN＋4H2O D．电路中通过2 mol e－时，理论上有1 mol CO2被还原 2．(2026·浙江第二届NBchem高考模拟考试第二次联考)长期以来，CO2电还原被认为必须在碱性环境下才能有效进行。浙江大学科研人员近日在酸性条件下CO2电还原方面作出突破，研究者通过构建ZrO2-Nafion(Nafion提供基团-SO32-)吸附层，在酸性电解液中实现了CO2向产物(如乙烯、乙醇等)的高选择性、高电流密度转化。 提示：1.酸性环境中H+还原会导致氢析出反应(HER)剧烈竞争；2.C-C耦合(C2+产物生成的决速步)需碱性环境，酸性条件下能垒高；3.ZrO2纳米片能优先“捕获”质子(H+)，下列说法不正确的是( ) A．阳极每氧化4molH2O，电路中通过8NA电电子 B．阴极生成乙醇的电化学方程式为：2CO2+9H2O+12e-=C2H5OH+12OH- C．将气相CO2直接输运到电解液中，有助于提升CO2电还原过程的效率 D．推测ZrO2-Nafion吸附层协同构造电极处局部碱性，从而有利于CO2电还原的发生 3．(2026·浙江杭州高级中学选考模拟)光电化学法能将CO2转变为有价值的有机物，装置如图。电解得到还原产物的法拉第效率(FE%)定义如下。 下列说法正确的是( ) A．生成甲醇的正极反应：CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O B．光敏电极上水发生还原反应 C．实际生产中若发现pH过低时，则有机物产率会升高 D．HCHO和CH3OH法拉第效率1：1时，若无其他有机物生成，n(HCHO)/(CH3OH)=1.5 4．(2025·浙江省绍兴市高三第一次模拟)库仑滴定法是一种利用电解原理来测定溶液中未知酸浓度的方法，由电解过程中产生的OH-测定待测液中的H+，装置如图，其中玻璃套管底部允许阴阳离子通过： 下列说法不正确的是( ) A．通过分析pH计示数的变化可以判断酸碱反应的终点 B．工作电极与外接电源的负极相连 C．辅助电极上的电极反应式为：Ag-e-＝Ag+ D．当电路中通过0.02mol电子时，理论上生成标况下224mL气体 5．【电化学与定量实验结合】(2025·浙江省高三普通高校招生模拟选考科目模拟考试)为测定阿伏加德罗常数，某研究小组试图利用电解法根据电极上析出物质的质量来测验，其实验方案的要点为： ①用直流电电解氯化铜溶液，所用仪器如下图所示。 ②在电流强度为IA，通电时间为t秒钟后，精准测得某电极上析出的铜的质量为mg。 下列说法不正确的是( ) A．电极B反应方程式：2Cl-_2e-=Cl2 ↑ B．电流方向：F→B→A→C→D→E C．为精确测定质量，应在高温下烘干电极再测量，从而减少O2的溶解 D．结合测得的析出物质的质量，算出1mol金属所含的原子：[已知单个电子的电荷量为q=1.6×10-19C，Q为流经电路的电荷总量，Q(C)=I(A)×t(s)] 6．(2026·浙江温州育英实验学校等校选考模拟)电化学介导胺再生是一种新兴的CO2捕集技术。首先通过乙二胺吸收法捕集CO2，捕集了CO2的乙二胺富液进入电化学反应器阳极室，其机理和装置如图。下列说法不正确的是( ) A．电解过程中铜在阳极溶解，在阴极析出，实现了循环利用 B．乙二胺与Cu2+的结合能力弱于其与CO2的结合能力 C．阴极的电极反应为 D．当电路中转移0.2 mol电子时，阳极室理论上可释放出标准状况下4.48 L的CO2 7．(2026·浙江省永嘉市高三第一次联考)工业废水中常含有氮、氯元素，可用电解原理对含有高浓度氯离子的工业废水中的氮进行脱除。用NH4NO3和NaCl分别模拟工业废水中的氮和氯，电化学处理装置如图1所示；在电解过程中，模拟工业废水中ClO-的浓度随时间变化的曲线如图2所示。 下列说法不正确的是( ) A．该方法能脱除废水中的NO3，无法脱除NH4+ B．A电极接电源的正极，B电极接电源的负极 C．B电级的反应式为：2NO3-+10e-+6H2O=N2↑+12OH- D．电解过程中，A电极附近的溶液pH值降低 8．(2026·浙江省新阵地教育联盟三联考)硬水除垢可以让循环冷却水系统稳定运行。某科研团队改进了主动式电化学硬水处理技术，原理如图所示(其中R为有机物)。下列说法正确的是( ) A．电极B上总反应式为2Ca 2++2Mg2++2HCO3-+6H2O+6e-=2Mg(OH)2+2CaCO3+3H2↑ B．处理过程中可循环利用 C．处理后的水垢主要沉降在阳极附近 D．当外电路通过2mole-时，电极A上产生1mol气体 9．(2026·浙江省宁波市镇海中学三模)氮杂环丙烷是常见且重要的含氮三元环化合物，广泛存在于各种药物分子和天然产物之中，DeVo课题组利用NH3作为有效氮源，实现了简单苯乙烯衍生物在氨水和碘化钠作用下的电化学氮杂环丙烷化反应实验原理如下图所示 下列说法不正确的是( ) A．Ni电极连接电源负极 B．用CH3NH2和苯乙烯为原料可能制备 C．阳极区域的总反应方程式为 D．向电解液中加入少量LiClO4的目的是提高电导率从而提高电解效率 10．【合成已二酸】(2026·重庆高三模拟)己二酸是生产聚酰胺和聚酯的重要原料，我国科学家设计了一种电化学逐步氧化环己烯为己二酸的工艺，其装置如图所示。下列说法错误的是( ) A．a极为电源的正极 B．反应结束后，N极区溶液的pH基本不变 C．生成己二酸的电极反应式为： D．若N极产生44.8 L氢气(标准状况)，则理论上最多生成1 mol 11．(2026·浙江省新阵地教育联盟高三第一次模拟预测，节选)SO2既是大气污染物之一，也是一种重要的基础化工原料，广泛应用于含硫化工产品的生产。 库仑滴定法是常用的快捷检测煤中全硫含量的方法。库仑测硫仪中电解原理示意图如右。检测前，电解质溶液中保持定值时，电解池不工作。待测气体进入电解池后，SO2溶解并将I3-还原，测硫仪便立即自动进行电解到又回到原定值，测定结束。通过测定电解消耗的电量可以求得煤中含硫量。 (1)测硫仪工作时电解池的阳极反应式为 。 (2)煤样为ag，电解消耗的电量为x库仑，煤样中硫的质量分数为 。(已知：电解中转移1mol电子所消耗的电量为96500库仑。)(用含x和a的关系式表示) 12．(2026·浙江宁波质检)某化学兴趣小组的同学学了金属的电化学腐蚀，对教材叙述［钢铁在酸性环境中发生析氢腐蚀；在酸性很弱或呈中性，溶有O2的环境中发生吸氧腐蚀；钢铁等金属的腐蚀主要为吸氧腐蚀］产生疑问，决定用数字化实验模拟探究钢铁在酸性环境下的腐蚀情况。 (1)用图1所示装置进行实验：打开a___________(填仪器名称)的活塞，加入溶液，测得压强随时间变化曲线如图2。 同学甲得出结论：酸性条件下，铁粉发生析氢腐蚀。 (2)同学乙认为甲的结论不科学，锥形瓶内压强变大还可能是___________，提出改进措施：___________。改进后，再次实验，证明甲、乙的猜想均正确，请在图2中绘制出改进后的曲线。 (3)同学丙认为甲、乙的实验不具代表性，建议用不同浓度的酸进行实验。在改进后的装置中分别用pH=4、pH=6的硫酸实验，测定压强随时间变化情况，结果如图3.同学丙得出：酸性较弱时，铁会发生吸氧腐蚀，其依据是___________。 (4)对于图3中pH=4时，铁是否发生了腐蚀？同学们意见不统一，经讨论，他们把压强传感器换成氧气传感器，得出不同时装置中浓度随时间的变化曲线如图4。 结合实验分析：pH=4时，压强几乎不随时间改变是因为___________。 综上，小组同学得出结论：教材表述科学严谨。 真题·实战演练 1．(2026·广东卷，6，2分)做好防腐是发展海上风电的基础。下列措施不能达到防腐目的的是( ) A． B． C． D． 2．(2026·云南卷，7，3分)化学护坝体，劳动保安全，某水电站坝体维护示意图如下，下列说法错误的是( ) A．黏土是生产水泥的主要原料之一 B．MgSiF6与Ca(OH)2的反应属于氧化还原反应 C．聚四氟乙烯的合成： D．利用Zn板保护钢闸门时，需定期检查、更换 3．(2026·江西卷，7，3分)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：4OH=O2↑＋2H2O B．外电路电子由b流向a C．每生成1molNH3，消耗6molH2O D．OH-经交换膜从右向左移动 4．(2026·山东卷，12，4分)利用电还原O2产生的H2O2氧化石油化工副产物H2S制备K2SO4，装置如图所示。电解过程中，双极膜中H2O解离的H+和OH-在电场作用下向两极迁移。下列说法错误的是( ) A．b极反应式为4OH--4e-=O2↑＋2H2O B．双极膜中H2O解离的H+向a极方向迁移 C．电解一段时间后，电极反应消耗与生成O2的质量相等 D．理论上，生成1molK2SO4时，a极上消耗2molO2 5．(2026·四川卷，13，3分)化学工作者最近研究出一种电化学回收废旧LiFePO4电极材料中有价成分的新方法。将LiFePO4在磷酸存在下处理得到的LiH2PO4溶液经提取电解槽电解，Li+和PO43-分别进入对应的储存电极。Li+提取完成后，将储存电极转移到含LiCl溶液的释放电解槽电解，即得纯净的Li3PO4。其工作原理示意图如下。 下列说法错误的是( ) A．提取的电极反应为 B．提取电解槽中，每提取1.0mol Li+，理论上可回收1.0molH3PO4 C．释放电解槽中，Li2.2Ti2(PO4)3中的钛被氧化 D．释放电解槽的总反应为 6．(2026·黑吉辽蒙卷，13，3分)一种从废旧电池正极材料(LiFePO4)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：O2+2H2O+4e-=H2O2+2OH- B．电路中转移2mol电子，理论上可回收4molLi+ C．电极连接电源正极 D．I3-可转化为I-和IO3-，会降低锂的理论回收产率 7．(2025·全国新课标卷，4，6分)某研究小组设计如下电解池，既可将中性废水中的硝酸盐转化为氨，又可将废塑料(PET)碱性水解液中的乙二醇转化为羟基乙酸盐，实现变废为宝。 电解时，下列说法错误的是( ) A．阳极区下降 B．从阴极区向阳极区迁移 C．阴极发生反应NO3-+7H2O+8e-=NH3·H2O+9OH- D．阴极转化1molNO3-，阳极将生成4 molHOCH2COO- 8．(2025·湖南卷，9，3分)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NO2-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．NO3-完全转化为NH3的电解总反应：NO3-+8Cl-+6H2ONH3↑+9OH-+4Cl2↑ 9．(2025•河北卷，10，3分)科研工作者设计了一种用于废弃电极材料LixCoO2(x＜1)再锂化的电化学装置，其示意图如下： 已知：参比电极的作用是确定LixCoO2再锂化为LiCoO2的最优条件，不干扰电极反应。下列说法正确的是( ) A．LixCoO2电极上发生的反应：LixCoO2+xe-+xLi＋=LiCoO2 B．产生标准状况下5.6LO2时，理论上可转化的LixCoO2 C．再锂化过程中，SO42-向LixCoO2电极迁移 D．电解过程中，阳极附近溶液pH升高 10．(2025•陕晋宁青卷，13，3分)我国科研人员采用图示的电解池，由百里酚(TY)合成了百里醒(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( ) A．电解时，从右室向左室移动 B．电解总反应： C．以为原料，也可得到TQ D．用标记电解液中的水，可得到 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第03讲 电解池、金属的腐蚀与防护(专项训练) 参考答案 模拟·基础演练 1．C 2．C 3．A 4．(4) NO3-+6H2O+8e-=NH3+9OH- 5．(4) 2H2O-4e-=O2↑＋4H＋ 2Mn3++2H2O=Mn2++ MnO2↓+4H+ 7．Fe＋8OH－－6e－＝FeO42－＋4H2O 8．CO2＋6e—＋6HCO3－＝CH3OH＋6CO32－＋H2O或7CO2＋6e—＋5H2O＝CH3OH＋6HCO3－ 9．SO2＋4H＋＋4e－＝S＋2H2O SO2得电子时需要H＋参与，c(H＋)增大，有利于SO2被还原；c(H＋)过大，SO2溶解量减少；H＋得电子产生H2，使SO2得电子的量减少，转化率减小 10 D 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 C B C C C B D A D A 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 B B B D A B D D D C 重难·创新演练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 D C D C C B A B C D 11．(1) 3I--2e-=I3- (2) 12．(1)恒压滴液漏斗 (2) 反应放热，温度升高使瓶内压强变大 在恒温装置中进行或在恒温槽中进行 (3)pH=6时，装置中压强减小 (4)析氢腐蚀产生H2与吸氧腐蚀消耗O2的体积相当(或析氢腐蚀与吸氧腐蚀的速率相当) 真题·实战演练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A B D CD B D D B B D 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第03讲 电解池、金属的腐蚀与防护 (专项训练) 目 录 模拟·基础演练 考向01电解规律及电极产物的判断 考向02电极反应方程式书写 考向03电解原理的应用 考向04电解法制备物质 考向05金属的腐蚀 考向06金属腐蚀的防护 重难·创新演练 真题·实战演练 模拟·基础演练 考向01电解规律及电极产物的判断 1．下列说法错误的是( ) A．用惰性电极电解Na2SO4溶液，当2mol电子转移时，可加入18g水恢复 B．用惰性电极电解1mol/LCuSO4溶液，加入1molCuO恢复，电路中转移了2mol电子 C．用惰性电极电解含1molNaOH的水溶液，溶液的pH不变 D．要想实现Cu+H2SO4(稀)=CuSO4+H2↑的反应，需在电解池中进行，且Cu为阳极 【答案】C 【解析】A项，用惰性电极电解Na2SO4溶液，由于溶液中阴离子的放电顺序为： OH-> SO42-，放电为OH- ，阳离子放电顺序为：H+>Na+，放电为H+，故实质为电解水： 2H2O 2H2↑+O2，当2mol电子转移时，可加入18g水恢复，A正确；B项，用惰性电极电解1 L 1 mol/L CuSO4溶液，反应为： 2 CuSO4+ 2H2O 2Cu+O2↑+H2SO4，电解一段时间后，两个电极产物为Cu和氧气，即溶液中减少了等量的铜原子和氧原子，当加入1 mol CuO，CuO可与生成的硫酸生成CuSO4可以恢复电解前浓度时，电路中转移了mole-，B正确；C项，用惰性电极电解含1 mol NaOH的水溶液，实质是电解水，溶剂减少，碱性增大，pH变大，C错误；D项，要实现Cu+H2SO4(稀) =CuSO4+H2↑的反应，需在电解池中进行，由方程可知，Cu失去电子发生氧化，应作为阳极，D正确；故选C。 2．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，下表中各项所列对应关系均正确的是( ) 选项 X极 实验前U形管中的溶液 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处附近溶液呈红色 B 正极 AgNO3溶液 b处电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O C 负极 CuCl2溶液 b处有气体逸出 D 负极 NaOH溶液 溶液pH减小 【答案】C 【解析】电解Na2SO4溶液时，阳极上OH-失电子，发生氧化反应，即a处OH-放电，酸性增强，酸遇酚酞不变色，即a处无明显变化，A项错误；电解AgNO3溶液时，阴极上Ag+得电子，发生还原反应，即b处电极反应为Ag++e-=Ag，B项错误；电解CuCl2溶液时，阳极上Cl-失电子，发生氧化反应，即b处Cl-放电，产生Cl2，C项正确；电解NaOH溶液时，阴极上是H+放电，阳极上是OH-放电，实际上电解的是水，导致NaOH溶液的浓度增大，碱性增强，pH增大，D项错误。 3．(2026·湖南师大附中考前模拟预测)研究者用如图装置提取 MnO2中的锰元素，图中“H·”代表氢自由基。下列说法错误的是( ) A．随着电流继续增大，使得阴极 c(Mn2+)增大 B．阴极反应有 H++e-=H· C．H⁺放电可能生成H2 D．每生成1mol O2，理论上可消耗 2mol MnO2 【答案】A 【解析】图中阳极反应为2H2O-4e-=O2↑＋4H＋，阴极反应为H++e-=H·、MnO2+2H++2H·=Mn2++2H2O，随着电流继续增大，Mn2+在阴极得到电子：Mn2++2e-=Mn，使得c(Mn2+)减小；同时H+也得到电子直接生成氢气而不是H·，使得c(Mn2+)减小。A项，随着电解进行，MnO2逐渐被还原为Mn2+，当二氧化锰完全消耗后，溶液中锰离子浓度不再升高；且电流继续增大到一定程度后，锰离子在阴极得到电子析出Mn单质，因此阴极c(Mn2+)不会随电流增大持续增大，A错误；B项，根据图示转化，阴极上氢离子得到电子生成氢自由基H·，电极反应为H++e-=H·，B正确；C项， 两个氢自由基H·可以结合生成H2，因此氢离子放电过程中可能生成H2，C正确；D项，阳极的反应为2H2O-4e-=O2↑＋4H＋，生成1molO2时转移4mol电子；MnO2被还原为Mn2+，每个MnO2中Mn从+4价变为+2价，得到2mol电子，根据电子守恒可知，转移4mol电子时共消耗2molMnO2，D正确；故选A。 考向02电极反应方程式书写 4．(2025·浙江省绍兴市高三二模)工业上常用的合成氨的方法反应方程式：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0。请回答： (4)某研究团队构筑耦合的NiO/Cu纳米电催化剂加速硝酸盐电还原成氨气，电源正极所连电极为NiO/Cu，负极所连电极为惰性电极，电解质溶液为KOH溶液，请写出阴极的电极反应式 。 【答案】(4) NO3-+6H2O+8e-=NH3+9OH- 【解析】(4)阴极发生还原反应，则该电极上，在碱性条件下硝酸盐被还原成氨气，电极反应式NO3-+6H2O+8e-=NH3+9OH-。 5．(2025·浙江省绍兴市高三第一次模拟)CO2的综合利用，对于资源综合利用和减碳有重要意义。 (3)试验中的可充电锂电池，有望将二氧化碳变废为宝。以金属锂和多孔石墨为电极材料，反应原理如图。放电时总反应为3CO2+4Li=2Li2CO3+C，过程中锂浓度保持不变。则放电时，正极反应为 。充电时，保持电流恒定(电流强度电量/时间)，升高温度，电解反应的速率 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 【答案】(3)3CO2+4Li++4e-=2Li2CO3+C 不变 【解析】。(3)放电时，二氧化碳在正极得电子生成碳酸锂和碳单质，正极反应为3CO2+4Li++4e-=2Li2CO3+C。充电时，电流恒定，升高温度，电解反应的速率不变。 6．【化工生产与科学建模】(2025·浙江省诸暨市高三第一次模拟)苯甲醛是香料、医药、农化等行业的重要中间体，被广泛地应用于食品、化妆品、塑料工业等行业中。 (4)利用纳米TiO2-Pt电极电解MnSO4和H2SO4的混合溶液(如图3)，电解一段时间后，将电解液与甲苯混合可制得苯甲醛，已知适当增大Mn2+和H+浓度可以抑制Mn3+的歧化倾向，电解过程中，阳极表面有少量气泡产生，且溶液中有极少量黑色固体物质生成。请写出： ①产生气泡对应的电极反应方程式： 。 ②溶液中生成黑色固体的离子方程式： 。 【答案】(4) 2H2O-4e-=O2↑＋4H＋ 2Mn3++2H2O=Mn2++ MnO2↓+4H+ 【解析】(4)①由题可知，阳极发生氧化反应：Mn2+-e-=Mn3+，阳极还产生少量气泡，说明存在竞争反应，只能是溶液中的OH-在阳极放电生成氧气，电极反应为2H2O-4e-=O2↑＋4H＋；②溶液中有极少量黑色固体物质生成，由题给信息可知，增大Mn2+和H+浓度可以抑制Mn3+的歧化倾向，说明Mn3+的歧化倾向被抑制所以生成的黑色固体很少，则Mn3+发生歧化反应生成+4价的MnO2和+2价的Mn2+，该黑色固体是MnO2，离子方程式为2Mn3++2H2O=Mn2++ MnO2↓+4H+。 7．高铁酸钾(K2FeO4)可用于废水中氨氮的去除。一种双阴极室隔膜电解KOH溶液制备K2FeO4的装置如图所示。电解时，阳极的电极反应式为___________________________________________。 【答案】Fe＋8OH－－6e－＝FeO42－＋4H2O 【解析】一种双阴极室隔膜电解KOH溶液制备K2FeO4的装置如图所示，则电解时，阳极的铁丝网中的铁应失电子转化为FeO42－，Fe元素由0价升高到＋6价，则失去6e－，依据得失电子守恒、电荷守恒和元素守恒，可得出阳极的电极反应式为Fe＋8OH－－6e－＝FeO42－＋4H2O。 8．甲醇是重要的化工基础原料，以CO2为原料制甲醇具有重要的社会价值。电化学法制甲醇。工业上采用如图所示装置电解制备甲醇，反应前后KHCO3浓度基本保持不变。生成CH3OH的电极反应式为___________________________________________________________。 【答案】CO2＋6e—＋6HCO3－＝CH3OH＋6CO32－＋H2O或7CO2＋6e—＋5H2O＝CH3OH＋6HCO3－ 【解析】该装置为电解池装置，右侧电极为阴极，CO2得电子发生还原反应生成CH3OH，电解质为KHCO3溶液，则电极反应为CO2＋6e—＋6HCO3－＝CH3OH＋6CO32－＋H2O或7CO2＋6e—＋5H2O＝CH3OH＋6HCO3－。 9．用烟气中SO2制S是一种重要的脱硫技术。用电解法将 SO2转化为S的原理如图所示。 电极a表面的电极反应式为_______________________。随稀硫酸的浓度增大，SO2转化率先增大后减小的可能原因为__________________________________________________。 【答案】SO2＋4H＋＋4e－＝S＋2H2O SO2得电子时需要H＋参与，c(H＋)增大，有利于SO2被还原；c(H＋)过大，SO2溶解量减少；H＋得电子产生H2，使SO2得电子的量减少，转化率减小 【解析】用电解法将SO2转化为S，电极a表面SO2得电子被还原为S，稀硫酸作电解质溶液，则电极a表面的电极反应式为：SO2＋4H＋＋4e－＝S＋2H2O；由电极反应SO2＋4H＋＋4e－＝S＋2H2O可知，SO2得电子被还原为S时需要H＋参加反应，随稀硫酸的浓度增大，c(H＋)增大，有利于SO2被还原，所以SO2转化率先增大；但c(H＋)过大，会引起SO2溶解量减少；且c(H＋)过大，H＋得电子产生H2，使SO2得电子的量减少，SO2转化率减小。所以随稀硫酸的浓度增大，SO2转化率先增大后减小的可能原因为：SO2得电子时需要H＋参与，c(H＋)增大，有利于SO2被还原；c(H＋)过大，SO2溶解量减少；H＋得电子产生H2，使SO2得电子的量减少，转化率减小。 考向03电解原理的应用 10．金属镍有广泛的用途，粗镍中含有Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制得高纯度的镍。下列叙述正确的是(已知氧化性：Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋) A．阳极发生还原反应，其电极反应式为Ni2＋＋2e－＝Ni B．电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量相等 C．电解后，溶液中存在的阳离子只有Fe2＋和Zn2＋ D．电解后，电解槽底部的阳极泥中有Cu和Pt 【答案】D 【解析】A项，电解时，阳极Zn、Fe、Ni失去电子，发生氧化反应，错误；B项，因氧化性：Ni2＋＞Fe2＋＞Zn2＋，故阴极的电极反应式为Ni2＋＋2e－＝Ni，阳极质量减少是因为Zn、Fe、Ni溶解，而阴极质量增加是因为Ni析出，二者质量不相等，错误；C项，电解后溶液中的阳离子除Fe2＋和Zn2＋外，还有Ni2＋和H＋，错误；D项，由氧化性：Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋可知：还原性Fe＞Ni＞Cu，用电解法制得高纯度的镍时，金属Cu和鉑不放电，则电解槽底部的阳极泥中有Cu和Pt，正确。 11．下图为氯碱工业与燃料电池组合新工艺示意图，离子交换膜均为阳离子交换膜。 下列说法不正确的是( ) A．X为Cl2，Y为H2 B．燃料电池正极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH- C．比较图中NaOH溶液浓度：c=a＞b D．理论上制备1molCl2，可同时制备2molNaOH 【答案】C 【解析】右侧装置为燃料电池，其中右边通入空气，则氧气放电，为原电池正极，电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-；电解池中生成X一侧进入的饱和NaCl溶液浓度降低，则发生了Na+向右的迁移，在电解池中，阳离子向阴极移动，故电解池右侧为阴极，左侧为阳极，阳极上Cl-放电生成Cl2，阴极上水放电生成H2与OH-，使得b%的NaOH浓度上升，变为a%；同时在原电池中，Na+向正极迁移，与正极生成的OH-结合生成NaOH，得到c%的NaOH溶液，浓度进一步提高。A项，电解饱和食盐水时，阳极Cl-放电生成Cl2，阴极H2O放电生成H2，故X为Cl2，Y为H2，A正确；B项，该燃料电池为碱性氢氧燃料电池，正极O2得电子与水反应生成OH-，电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，B正确； C项，电解池阴极生成OH-，Na+通过阳离子交换膜进入阴极区，因此a%＞b%；燃料电池正极生成OH-，Na+移向正极，因此c%＞a%，浓度关系为c＞a＞b，C错误； D项，电解总反应为2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH，生成1molCl2时同时生成2molNaOH，D正确；故选C。 12．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】A项，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，错误；B项，由图可知，石墨为阳极，其电极反应式为C＋2O2－－4e－＝CO2↑，正确；C项，钛网是阴极，其电极反应式为Ca2＋＋2e－＝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，错误；D项，阴极得电子发生还原反应，错误。 13．(2025·浙江省宁波一模)如图所示，连接2～3V的直流电源进行铁制镀件镀铜。铁制镀件在电镀前需除油、除锈处理。甲同学选用的电镀液为0.1 mol·L－1 CuSO4溶液；乙同学先往0.1 mol·L－1 CuSO4溶液加入浓氨水至溶液恰好澄清，取所得澄清液做为电镀液。下列说法不正确的是( ) A．除去镀件表面油污的试剂可以是Na2CO3溶液或溶液 B．甲同学实验中，阴极表面可发生的反应有2H＋＋2e－＝H2↑、Cu2＋＋2e－＝Cu C．乙同学的实验中，若Cu2＋参与放电，则Cu2＋＋4NH3[Cu(NH3)4]2＋将逆向移动 D．甲、乙两同学实验完毕后，乙同学所得镀件的镀层更光亮 【答案】C 【解析】题干装置是一个在铁制镀件上镀铜的装置，铜片与电源正极相连，作阳极，其电极反应为：Cu－2e－＝Cu2＋，铁制镀件与电源负极相连，作阴极，电极反应为：Cu2＋＋2e－＝Cu。A项，油脂在碱性条件下能够完全水解而溶解除去，Na2CO3溶液或NaOH溶液均显碱性，故实验前可用Na2CO3溶液或NaOH溶液来除掉铁制镀件上的油污，正确；B项，阴极发生还原反应，可以为铜离子得到电子被还原，也可能为水电离出的氢离子得到电子被还原，正确；C项，由分析，阳极铜被氧化为铜离子，阴极铜离子被还原铜单质，结合电子守恒，溶液中铜离子浓度不变，则乙同学的实验中，若Cu2＋参与放电，Cu2＋＋4NH3[Cu(NH3)4]2＋不移动，错误；D项，乙实验中Cu2＋生成[Cu(NH3)4] 2＋，存在Cu2＋＋4NH3[Cu(NH3)4]2＋，从而使得c(Cu2＋)小且相对稳定，Cu缓慢析出，镀层更致密，镀层更光亮，正确。 14．(2025·浙江省宁波市高三二模)卡尔·费休水分测定仪可精确测定某些物质中的水分含量，仪器示意图如图，卡氏试剂由KI、SO2、C5H5N(吡啶)和CH3OH组成。其工作原理是待测样品中的水与电解产生的I2发生反应：I2+SO2+H2O+3C5H5N+CH3OH→2[C5H5NH]+I-+C5H5NHSO4CH3，直至水分耗尽，电解自动停止，测定电解电路通过的电量即可计算水分含量。已知法拉第常数(1 mol电子所带电量)为F。 下列说法不正确的是( ) A．B极为阳极，电极反应：2I--2e-=I2 B．测定过程中阳离子从B极区移向A极区 C．样品中水分质量m与电解消耗电量Q的关系为 D．若用于测定Na2CO3固体中的水分含量，测定结果将偏高 【答案】C 【解析】与外加电源正极连接的B为阳极，阳极上发生氧化反应：2I--2e-=I2，生成的I2与SO2、C5H5N(吡啶)和CH3OH反应：I2+SO2+H2O+3C5H5N+CH3OH→2[C5H5NH]+I-+C5H5NHSO4CH3，直至水分耗尽，电解自动停止，测定电解电路通过的电量即可计算水分含量。A项，B与外加电源正极连接，B极为阳极，发生氧化反应，电极反应：2I--2e-=I2，A正确；B项，电解过程中阳离子向阴极移动，阳离子从B极区移向A极区，B正确；C项，根据关系式2e-~I2~H2O，2mol电子通过，消耗的水为1mol，样品中水分质量m与电解消耗电量Q的关系为，C错误；D项，若用于测定Na2CO3固体中的水分含量，I2与Na2CO3反应，消耗的I2量偏多，测定结果将偏高，D正确；故选C。 15．(2025·浙江省精诚联盟二模)库伦仪可根据电路中消耗的电量来测定工业废气中SO2含量，装置如图。测定前电解质溶液中c(I3-)与c(I-)的比值保持恒定，电解池不工作；通入一定量待测气，其中SO2溶解并还原I3-，库伦仪便立即工作至c(I3-)与c(I-)比值重新恢复到原定值。下列说法不正确的是( ) A．a电极连接直流电源的正极 B．库伦仪工作时，b电极上有气泡生成 C．若废气中含有O2等氧化性气体，会导致测定结果偏高 D．SO2发生反应的离子方程式为SO2+I3-+2H2O+4H2PO4-=3I-+SO42-+H3PO4 【答案】C 【解析】将废气通入电解池后，SO2溶解并将I3-还原，生成I-、SO42-和H+，反应的离子方程式为SO2+I3-+2H2O+4H2PO4-=3I-+SO42-+H3PO4，当打破c(I3-)与c(I-)平衡以后，测硫仪便立即进行电解，由图可知，测硫仪工作时，左侧铂电极(a极)为电解池的阳极，I-在阳极失去电子发生氧化反应生成I3-，电极反应式为3I—2e-=I3-，直到回到原定值，右侧铂电极(b极)为阴极，溶液中的H+在阴极得到电子发生还原反应生成H2，则SO2含量的计算可以通过总反应：SO2+2H2O2H++SO42-+H2↑。A项，电解时，M为阳极，接电源的正极，故A正确；B项，可知库伦仪工作时，b电极上有氢气，即气泡生成，故B正确；C项，待测气体中O2能将部分I−氧化为I3-，对于反应SO2+I3-+2H2O+4H2PO4-=3I-+SO42-+H3PO4，即减少参加该反应的SO2的量但I3-总量不受影响，或者说，对SO2+2H2O2H++SO42-+H2↑，减少了参加该反应的SO2的量，会使电解消耗的电量减小，测定结果会偏低，故C错误；D项，SO2溶解并将I3-还原，生成I-、SO42-和H+，得SO2发生反应的离子方程式为SO2+I3-+2H2O+4H2PO4-=3I-+SO42-+H3PO4，故D正确；故选C。 考向04电解法制备物质 16．(2026·浙江衢州二模考试)一种通过一氧化碳与乙炔共电解高效合成1-丙醇的装置如图所示(电解质为溶液)，下列说法中不正确的是( ) A．基I4RuOx电极的电极反应为：4OH--4e-=O2↑＋2H2O B．离子交换膜为阳离子交换膜 C．1 molCO与1molC2H2完全转化为1-丙醇转移电子数为6NA D．电解过程可能产生1，3-丁二烯 【答案】B 【解析】右侧OD-Cu5Pd通入CO和C2H2合成1-丙醇，发生得电子的还原反应，为阴极；则左侧Ni基I4RuOx为阳极。A项，电解质为KOH溶液，阳极OH-失电子生成O2，电极反应4OH--4e-=O2↑＋2H2O，A正确；B项，阳极消耗OH-，阴极生成OH-，为维持电中性、补充阳极消耗的OH-，OH-需要从阴极室迁移到阳极室，因此R应为阴离子交换膜，B错误；C项，1-丙醇为CH3CH2CH2OH，1molCO中C为+2价，1molC2H2中2个C总共为-2价，反应物中C总化合价为0；产物1 mol 1-丙醇中3个C总化合价为-6，总共得到6mol电子，转移电子数为6NA，C正确；D项，电解过程中，2分子乙炔可以发生偶联加氢，生成1，3-丁二烯，因此可能生成该产物，D正确；故选B。 17．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，H＋通过交换膜从右往左迁移 B．LiCF3SO3的主要作用是降低NH3的溶解度 C．金催化电极的电极反应式：N2＋6CH3OH－6e－＝2NH3＋6CH3O－ D．理论上合成1 mol NH3，左室Na2SO4溶液质量减少27 g 【答案】D 【解析】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：N2＋6CH3OH＋6e－＝2NH3＋6CH3O－；惰性电极是是阳极，2H2O－4e－＝4H＋＋O2↑。A项，电解过程中，H＋向阴极移动，即H＋通过质子交换膜从左往右迁移，错误；B项，LiCF3SO3可以电离出自由移动的离子，主要作用是增强溶液导电性，错误；C项，根据分析知，金催化电极的电极反应式：N2＋6CH3OH＋6e－＝2NH3＋6CH3O－，错误；D项，理论上合成1 mol NH3，转移3 mol电子，则左室生成0.75 mol O2，还有3 mol H＋向阴极移动，则溶液质量减少(0.75×32＋3) g＝27 g，正确。 18．(2026·浙江宁波市“十校”高三二模)以Co3O4/SiC为阴极反应的催化剂，在KHCO3溶液中电解CH3CH2CH2OH和KNO3，两极协同合成CH3CH2CONH2(丙酰胺)的原理如图。 下列说法正确的是( ) A．合成CH3CH2CONH2时会生成CH3CH2COOK副产物 B．a极的反应为NO3-+5H2O+6e-=NH2OH+7OH- C．b极与电源负极相连，发生还原反应 D．当电路中转移2 mol电子时，理论上合成0.25 mol CH3CH2CONH2 【答案】A 【解析】从图中可以看出，a极上NO3-被还原为NH2OH，NH2OH被还原为NH3，N化合价降低，发生还原反应，a极为电解池阴极，与电源负极相连，电极反应式为：NO3-+7HCO3-+6e-=NH2OH+7CO32-＋2H2O、NH2OH+2HCO3-+2e-=NH3↑＋2CO32-＋H2O；b极上CH3CH2CH2OH被氧化为CH3CH2CHO，C化合价升高，发生氧化反应，b极为电解池阳极，与电源正极相连，电极反应式为：CH3CH2CH2OH+2HCO3--2e-=CH3CH2CHO+2CO2↑＋2H2O；CH3CH2CHO进一步与NH2OH或NH3反应合成CH3CH2CONH2。A项，结合电池分析，电解池工作时b极产生的CH3CH2CHO较多，合成CH3CH2CONH2时有剩余，且具有还原性，在阳极上可失去电子，发生氧化反应转化为CH3CH2COOH，与溶液中的KHCO3反应生成副产物CH3CH2COOK，A正确；B项，电解质为KHCO3溶液，故a极的反应为：NO3-+7HCO3-+6e-=NH2OH+7CO32-＋2H2O，B错误；C项，由分析可知，b极为阳极，与电源正极相连，发生氧化反应，C错误；D项，当电路中转移2 mol电子时，b极生成1 mol CH3CH2CHO，而a极发生两个反应，无法确定生成的NH2OH和NH3的总量，故无法确定合成的CH3CH2CONH2的物质的量，D错误；故选A。 19．(2026·浙江省嘉兴市2026届高三基础测试)某电化学制冷装置如图所示。[Fe(H2O)6]2+和[Fe(H2O)6]3+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。下列说法正确的是( ) A．电极a是阴极，电极反应为[Fe(H2O)6]2+-e−=[Fe(H2O)6]3+ B．已知②处的电解液温度比①处的低，则电极b处发生放热反应 C．多孔隔板只起到阻止两电极区阳离子移动的作用 D．电流方向：电源正极→电极a→电解质溶液→电极b→电源负极 【答案】D 【解析】由图可知，电极a发生反应[Fe(H2O)6]2+-e−=[Fe(H2O)6]3+，则电极a为阳极，电极b反应为[Fe(H2O)6]3++e−=[Fe(H2O)6]2+，则电极b为阴极。A项，由分析可知，电极b为阴极，电极反应为[Fe(H2O)6]3++e−=[Fe(H2O)6]2+，A错误；B项，已知②处的电解液温度比①处的低，则可推断[Fe(H2O)6]3++e−=[Fe(H2O)6]2+是吸热反应，B错误；C项，多孔隔膜可以阻止两电极区的溶液对流，可阻止热交换，C错误；D项，电极a附近发生失电子的氧化反应，电极b发生得电子还原反应，电子转移方向电极a→电源正极→电源负极→电极b，则电流方向：电源正极→电极a→电解质溶液→电极b→电源负极，D正确；故选D。 20． (2025·浙江省嘉兴市高三基础测试)以Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制H2和O2，装置如图所示。下列说法不正确的是( ) A．X为H2，Y为NaBr，Z为O2 B．电极b连接电源正极 C．电解总反应式为Br-+3H2OBrO3-+3H2↑ D．催化阶段反应产物物质的量之比n(Z) ：n(Br-)=3∶2 【答案】A 【解析】电极b上Br-发生失电子的氧化反应转化成BrO3-，电极b为阳极，电极反应为Br--6e-+3H2O=BrO3-+6H+；则电极a为阴极，电极a的电极反应为6H++6e-=3H2↑；电解总反应式为Br-+3H2OBrO3-+3H2↑；催化循环阶段BrO3-被还原成Br-循环使用、同时生成O2，实现高效制H2和O2，即Z为O2。A项，电解过程中消耗H2O和Br-，而催化阶段被还原成Br-循环使用，故加入Y的目的是补充H2O，维持NaBr溶液为一定浓度，Y为H2O，电极a为阴极，电极a的电极反应为6H++6e-=3H2↑，X为H2，催化循环阶段BrO3-被还原成Br-循环使用、同时生成Z为O2，A错误；B项，电极b为阳极，连接电源正极，B正确；C项，电解总反应式为Br-+3H2OBrO3-+3H2↑，C正确；D项，催化阶段，Br元素的化合价由+5价降至-1价，生成1mol Br-得到6mol电子，O元素的化合价由-2价升至0价，生成1molO2失去4mol电子，根据得失电子守恒，反应产物物质的量之比n(O2) ：n(Br-)=6∶4=3∶2，D正确；故选A。 21． (2025·浙江省绍兴市三模)工业上以氨基丙醇(H2NCH2CH2CH2OH)和乙二酸为原料电解，制备氨基丙酸和乙醛酸(HOOC-CHO)。装置如图所示，两级室之间以能透过H+的阳离子交换膜隔开。电解过程中温度保持不变。下列说法不正确的是( ) A．Pb电极为阴极，H+通过离子交换膜从左室迁移至右室 B．反应过程中两室pH均变小 C．若将两电极材料互换，会使两种产品产量下降 D．PbO2电极上的电极反应：H2NCH2CH2CH2OH + H2O -4e-= H2NCH2CH2COOH + 4H+ 【答案】B 【解析】左室为氨基丙醇电解生成氨基丙酸，电极方程式为H2NCH2CH2CH2OH-4e-+H2O=H2NCH2CH2COOH+4H+，反应失电子，为阳极；右室为乙二酸电解产生乙醛酸，电极方程式为HOOCCOOH+2e-+2H+=HOOC-CHO+H2O，反应得电子，为阳极。A项，Pb电极表面乙二酸得电子，为阴极，左室产生H+、右室消耗H+，H+通过离子交换膜从左室迁移至右室，故A正确；B项，左室产生H+，pH降低，右室消耗H+，pH增加，故B错误；C项，若将两电极材料互换，原料与电极吸附能力会改变，影响电极与反应物之间的电子转移，会使两种产品产量下降，故C正确；D项，据分析，PbO2电极(左室)上的电极反应为H2NCH2CH2CH2OH + H2O -4e-= H2NCH2CH2COOH + 4H+，故D正确；故选B。 22．【新型制氢法与学科知识结合】(2025·浙江省Z20名校联盟高三第二次联考) “绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”需要较高电压、反应速率缓慢等问题，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： 。下列说法不正确的是( ) A．电解时OH-通过阴离子交换膜向极方向移动 B．相同电量下H2理论产量是传统电解水的1.5倍 C．在一定电压下，极可能产生O2 D．阳极反应：2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+2H2O+H2↑ 【答案】B 【解析】据图示可知，b电极上HCHO 转化为HCOO-，而HCHO 转化为HCOO-为氧化反应，所以b电极为阳极，a电极为阴极，HCHO为阳极反应物，结合反应机理可知，阳极反应为2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+2H2O+H2↑，阴极水得电子生成氢气：2H2O+2e-=H2↑+2OH-。A项，由电极反应式可知，电解过程中阴极生成OH-，负电荷增多，阳极负电荷减少，要使电解质溶液呈电中性，OH-通过阴离子交换膜向阳极移动，即向b极方向移动，A正确；B项，阳极反应：①HCHO+OH--e-→HCOOH+H2，②HCOOH+OH-=HCOO-+H2O，阴极反应2H2O+2e-=H2↑+2OH-，即转移2mol电子时，阴、阳两极各生成1molH2，共2molH2，而传统电解水：2H2O2H2↑+O2↑，转移2mol电子，只有阴极生成1molH2，所以相同电量下H2理论产量是传统电解水的2倍，B错误；C项，b极是阳极，一定条件下氢氧根失电子发生氧化反应生成氧气，C正确；D项，阳极反应涉及到：①HCHO+OH--e-→HCOOH+H2，②HCOOH+OH-=HCOO-+H2O，由(①+②)×2得阳极反应为：2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+2H2O+H2↑，D正确；故选B。 23．(2026·福建厦门高三联考)我国研究人员利用如图所示装置电催化蒽醌(AQDS2-)加氢制H2O2。碱性条件下，水和甲醛均在电极上生成活性氢H+，双源H+均可实现AQDS2-到AQDSH22-的转化，AQDSH22-与O2自发生成H2O2，同时蒽醌再生循环。下列说法错误的是( ) A．a电极接电源负极 B．b电极反应为HCHO-e-+2OH-=HCOO-+H++H2O C．AQDSH22-生成H2O2的反应为AQDSH22-+O2=+AQDS2-H2O2 D．理论上每1molOH-通过阴离子交换膜，可产生0.5molH2O2 【答案】B 【解析】a电极上AQDS2-转化为AQDSH22-，发生得电子的还原反应，为电解池阴极，接电源负极；b电极上甲醛失去电子被氧化为甲酸，为电解池阳极，接电源正极。A项，a电极上AQDS2-转化为AQDSH22-，发生得电子的还原反应，为电解池阴极，接电源负极，A正确；B项，反应在碱性条件下进行，电极反应中不能生成H+，且HCHO中C为0价、HCOO-中C为+2价，1mol HCHO反应应失去2mole-，且所给电极反应式电荷不守恒，给出的电极反应式不符合反应事实，B错误；C项，根据题干信息，AQDSH22-与O2应生成H2O2的同时AQDS2-再生，该反应式原子、电荷均守恒，C正确；D项，1molOH-通过阴离子交换膜时，电路中转移1mol电子，生成1molH2O2对应转移2mol电子，故理论上可产生0.5molH2O2，D正确；故选B。 24．(2026·浙江强基联盟高三联考)某课题组以硫酸为介质，采用电解法制备H2O2，间接氧化邻硝基甲苯()制备邻硝基苯甲醛()，装置如图所示。制备过程中，b极表面无明显现象。下列说法正确的是( ) A．a电极连接电源正极 B．b电极反应式： C．电解质溶液的酸性逐渐增强 D．理论上，每生成1 mol邻硝基苯甲醛，标况下a电极消耗22.4LO2 【答案】D 【解析】a电极通入氧气，转化为过氧化氢，氧元素化合价降低，为阴极，电极反应式为O2＋2H＋＋2e-=H2O2，则b电极为阳极，电极反应式为 2H2O-2e-=H2O2＋2H＋。A项，据分析，a电极为阴极，连接外接电源负极，A错误；B项，据分析，b电极为阳极，电极反应为 2H2O-2e-=H2O2＋2H＋，B错误；C项，转移相同电子数时，a电极消耗H+与b电极生成H+的物质的量相同，b电极消耗水，a极生成H2O2，忽略体积变化，溶液中H+浓度基本不变，酸性基本不变，C错误；D项，，转移4 mol电子时，生成1 mol邻硝基苯甲醛，需要2 molH2O2，由a电极反应式O2＋2H＋＋2e-=H2O2和b电极反应2H2O-2e-=H2O2＋2H＋可知，此时a电极消耗1 mol氧气，即消耗标准状况下氧气的体积为22.4 L，D正确；故选D。 考向05金属的腐蚀 25．(2025·浙江省北斗星盟高三联考)在NaCl浓溶液中及空气存在下，矿砂中的单质银发生吸氧腐蚀生成[AgCl2]-，再加入锌粉生成[ZnCl4]2-和纯度较高的单质银，下列说法正确的是( ) A．提高Cl-浓度有利于单质银的溶解 B．发生腐蚀时正极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e-=2H2O C．随着腐蚀的进行，溶液的pH减小 D．加入锌粉反应后，溶液中阴离子总浓度增大 【答案】A 【解析】A项，银单质在氯化钠浓溶液中与氧气反应生成[AgCl2]-，离子方程式为：4Ag+O2+8Cl-+2H2O4 [AgCl2]-+4OH-，增大氯离子的浓度平衡正向移动，有利于单质银的溶解，A正确；B项，在氯化钠溶液中，正极电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，B错误；C项，根据A可知，随着腐蚀的进行，氢氧根离子的浓度增大，溶液pH增大，C错误；D项，加入锌粉后，发生反应：Zn +2[AgCl2]-=2Ag+[ZnCl4]2-，溶液中阴离子总浓度降低，D错误；故选A。 26．海洋工程中，钢铁设备在海水环境中常发生缝隙腐蚀。缝隙处因氧气难以扩散而导致氧浓度远低于自由表面，形成氧浓差电池，加速局部腐蚀。扩散至缝隙外，与自由表面的氧气接触，形成铁锈，机理如图。下列说法正确的是( ) A．缝隙内表面为氧浓差电池的正极 B．随电池反应进行，自由表面附近的海水pH升高 C．海水中向自由表面迁移 D．若有1 mol氧气参与反应，金属内部转移4 mol电子 【答案】B 【解析】该腐蚀属于氧浓差原电池腐蚀：氧气浓度更高的自由表面为原电池正极，氧气浓度低的缝隙内为负极。A项，缝隙处氧气浓度低，Fe在缝隙处失电子发生氧化反应，是氧浓差电池的负极，A错误；B项，自由表面是正极，正极的电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，反应生成OH-，使自由表面附近氢氧根浓度增大，pH升高，B正确；C项，原电池中阴离子向负极迁移，负极是缝隙内，因此Cl-向缝隙内迁移，而非自由表面，C错误；D项，O2 参与反应时，每个O原子从0价变为-2价，1 mol O2 共得到4 mol电子，但转移的4 mol电子并非全部用于金属内部的转移(电极反应)，还包括外部Fe2+与自由表面的氧气接触，形成铁锈的过程，D错误；故选B。 27．(2026·安徽合肥二模)铝丝在盐溶液中会发生腐蚀，系碳纤维的铝丝在不同盐溶液中质量的减少量随时间变化关系如下图所示。下列说法正确的是( ) A．碱性条件下铝丝的腐蚀速率最慢 B．1mol·L-1AlCl3 溶液中，0~3h内的平均反应速率 C．铝丝与足量的1mol·L-1Na2CO3溶液发生反应的离子方程式2Al+CO32-+7H2O=2[Al(OH)4]-+CO2↑+3H2↑ D．其他条件相同时，加入Cl-可以加快铝丝腐蚀速率 【答案】D 【解析】A项，强碱(如NaOH)碱性条件下铝的腐蚀速率很快，仅题给弱碱性Na2CO3溶液中腐蚀速率慢，该表述绝对，A错误；B项，纵轴单位为10-3g，0~3h铝质量减少，，不是0.1g/h，B错误；C项，CO32-水解使溶液呈碱性，铝在碱性环境下发生腐蚀，失电子生成四羟基合铝酸根，水得电子生成氢气，碱性环境不会放出CO2 ，离子方程式为： 2Al+2CO32-+8H2O=2[Al(OH)4]-+2HCO3-+3H2↑，C错误； D项，含Cl-的NaCl、AlCl3溶液中铝的腐蚀速率均远大于不含Cl-的Na2CO3溶液，说明Cl-可破坏铝表面氧化膜，加快腐蚀速率，D正确；故选D。 考向06金属腐蚀的防护 28．(2026·广东韶关二模)港珠澳大桥钢管桥墩防腐技术先进，外壳镶嵌铝合金片，其结构如图所示。下列说法正确的是( ) A．桥墩为负极 B．海水层为电子迁移的通路 C．铝合金片上发生反应：O2+2H2O+4e-=4OH- D．若用外加电流法保护桥墩可使腐蚀电流接近零 【答案】D 【解析】A项，该防护方法为牺牲阳极法，铝合金的活泼性强于铁，故铝合金片作负极，桥墩钢管作正极，A错误；B项，海水层为离子迁移的通路，电子通过导线在电极间迁移，电子不能进入电解质溶液，B错误；C项，铝合金片为负极，发生氧化反应：Al-3e-=Al3+，桥墩钢管为正极，发生吸氧腐蚀的还原反应：O2+2H2O+4e-=4OH-，C错误；D项，外加电流法中，桥墩钢管作阴极被保护，外加电流抑制金属的氧化反应，可使腐蚀电流接近零，D正确；故选D。 29．钢铁的防护有多种方法，下列对于图中的方法描述错误的是( ) A．a、b以导线连接，辅助电极发生氧化反应 B．a、b以导线连接或以电源连接，辅助电极的材料可能都含有Zn C．a、b分别连接直流电源，通电后外电路电子被强制从辅助电极流向钢铁闸门 D．a、b分别连接直流电源的负极、正极，该方法是牺牲阳极的阴极保护法 【答案】D 【解析】a、b以导线连接，即为牺牲阳极的阴极保护法，则辅助电极要作负极，发生氧化反应，A项正确；a、b以导线连接或以电源连接，辅助电极都是发生氧化反应，Zn比较活泼，要失去电子，B项正确；通电后，被保护的钢铁闸门作阴极，辅助电极作阳极，因此通电后外电路电子被强制从辅助电极流向钢铁闸门，C项正确；由于有外加电源，故此方法为外加电流的阴极保护法，D项错误。 30．(2025·浙江省强基联盟高三10月联考)将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在题图所示的情境中，下列有关说法正确的是( ) A．阴极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+ B．金属M的活动性比Fe的活动性弱 C．钢铁设施表面因积累大量电子而被保护 D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快 【答案】C 【解析】A项，阴极的钢铁设施实际作原电池的正极，正极金属被保护不失电子，故A错误；B项，阳极金属M实际为原电池装置的负极，电子流出，原电池中负极金属比正极活泼，因此M活动性比Fe的活动性强，故B错误；C项，金属M失电子，电子经导线流入钢铁设备，从而使钢铁设施表面积累大量电子，自身金属不再失电子从而被保护，故C正确；D项，海水中的离子浓度大于河水中的离子浓度，离子浓度越大，溶液的导电性越强，因此钢铁设施在海水中的腐蚀速率比在河水中快，故D错误；故选C。 重难·创新演练 1．一种以NaOH为介质电催化还原CO2的工作原理如图所示。 下列说法正确的是( ) A．电解池工作时，OH－由右室通过隔膜向左室移动 B．M为电解池的阳极 C．N电极上发生的反应：CH3(CH2)7NH2＋4e－＋4OH－＝CH3(CH2)6CN＋4H2O D．电路中通过2 mol e－时，理论上有1 mol CO2被还原 【答案】D 【解析】由图可知，M极CO2发生还原反应生成HCOO－，故M为阴极，N为阳极。A项，由上述分析可知，M电极为阴极，N电极为阳极，则电解池工作时，OH－由左室通过隔膜向右室移动，错误；B项，M电极为阴极，N电极为阳极，错误；C项，N电极为阳极，阳极反应式为CH3(CH2)7NH2－4e－＋4OH－＝CH3(CH2)6CN＋4H2O，错误；D项，阴极反应式为CO2＋2e－＋H2O＝HCOO－＋OH－，则电路中通过2 mol e－时，理论上有1 mol CO2被还原，正确。 2．(2026·浙江第二届NBchem高考模拟考试第二次联考)长期以来，CO2电还原被认为必须在碱性环境下才能有效进行。浙江大学科研人员近日在酸性条件下CO2电还原方面作出突破，研究者通过构建ZrO2-Nafion(Nafion提供基团-SO32-)吸附层，在酸性电解液中实现了CO2向产物(如乙烯、乙醇等)的高选择性、高电流密度转化。 提示：1.酸性环境中H+还原会导致氢析出反应(HER)剧烈竞争；2.C-C耦合(C2+产物生成的决速步)需碱性环境，酸性条件下能垒高；3.ZrO2纳米片能优先“捕获”质子(H+)，下列说法不正确的是( ) A．阳极每氧化4molH2O，电路中通过8NA电电子 B．阴极生成乙醇的电化学方程式为：2CO2+9H2O+12e-=C2H5OH+12OH- C．将气相CO2直接输运到电解液中，有助于提升CO2电还原过程的效率 D．推测ZrO2-Nafion吸附层协同构造电极处局部碱性，从而有利于CO2电还原的发生 【答案】C 【解析】OER催化剂电极与电池正极相连，为阳极，电解时发生氧化反应；铜基电极与电池负极相连，为阴极，电解时发生还原反应。A项，阳极水氧化反应为2H2O-4e-=O2↑＋4H＋，每氧化4molH2O转移8NA电子，A正确。B项，CO2还原生成乙醇的电极反应式配平正确，提示2说明反应在碱性条件下进行，提示3说明在电极处构建碱性环境，电极配平在碱性条件下是合理的，B正确；C项，将气相CO2直接输运到催化层/电解质界面(短扩散通路)才是正确的，输运到电解液中也不利于CO2的溶解过程，C错误；D项，Zr-Nafion吸附层通过优先吸附H+形成局部碱性微环境，有利于C-C耦合即二氧化碳电还原反应的发生，D正确；故选C。 3．(2026·浙江杭州高级中学选考模拟)光电化学法能将CO2转变为有价值的有机物，装置如图。电解得到还原产物的法拉第效率(FE%)定义如下。 下列说法正确的是( ) A．生成甲醇的正极反应：CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O B．光敏电极上水发生还原反应 C．实际生产中若发现pH过低时，则有机物产率会升高 D．HCHO和CH3OH法拉第效率1：1时，若无其他有机物生成，n(HCHO)/(CH3OH)=1.5 【答案】D 【解析】，电源正极连接光敏电极，因此光敏电极为阳极；电源负极连接Cu电极，Cu电极为阴极，CO2在阴极发生还原反应得到有机物。A项，生成甲醇的还原反应发生在阴极，不是正极，A错误；B项，光敏电极是阳极，H2O转化为O2，O元素化合价从-2升高到0，发生氧化反应，不是还原反应，B错误；C项，pH过低即H+浓度过大，H+会优先在阴极得电子生成H2，导致用于还原二氧化碳的电量减少，有机物产率降低，C错误；D项，根据法拉第效率定义：，，当时，二者对应转移电子的物质的量相等，即。生成1molHCHO，C从+4价变为0价，转移4mol电子，即；生成1molCH3OH，C从+4价变为-2价，转移6mol电子，即。因此4n(HCHO)=6n(CH3OH)，整理得，D正确；故选D。 4．(2025·浙江省绍兴市高三第一次模拟)库仑滴定法是一种利用电解原理来测定溶液中未知酸浓度的方法，由电解过程中产生的OH-测定待测液中的H+，装置如图，其中玻璃套管底部允许阴阳离子通过： 下列说法不正确的是( ) A．通过分析pH计示数的变化可以判断酸碱反应的终点 B．工作电极与外接电源的负极相连 C．辅助电极上的电极反应式为：Ag-e-＝Ag+ D．当电路中通过0.02mol电子时，理论上生成标况下224mL气体 【答案】C 【解析】库仑滴定法中在工作电极附近不断产生滴定剂——OH-，OH-能与未知酸中的H+发生反应，另一个称为辅助电极。据此判断铂电极与银电极分别与外接电源的负极和正极相连。辅助电解质加入辅助电极中，Cl-与银电极生成的Ag+结合生成AgCl，保证整个电解回路的电荷平衡，配合工作电极的反应。A项，由题可知，该滴定原理为利用电解过程中产生的OH-测定待测液中的H+，实质发生的反应为：H++OH-＝H2O，随着反应的进行，pH计示数发生相应的改变，故通过pH传感器连接外接电脑可以直观判断反应发生的终点，A项正确；B项，库伦滴定中工作电极通过电极反应产生滴定剂，即在工作电极上产生OH-，说明工作电极发生还原反应，由此可知工作电极为阴极，与外接电源的负极相连，B项正确；C项，在该实验中，辅助电解质KCl加在辅助电极玻璃套内，辅助电极与外接电源的正极相连，发生氧化反应，电极反应式为：Ag-e-+Cl-＝AgCl↓，C项错误；D项，该实验中，电解时生成气体的电极反应式为：2H2O+2e-＝H2↑+2OH-。电路中每通过0.02mol电子时，理论上生成0.01molH2，在标准状况下，0.01molH2的体积为224mL，D项正确；故选C。 5．【电化学与定量实验结合】(2025·浙江省高三普通高校招生模拟选考科目模拟考试)为测定阿伏加德罗常数，某研究小组试图利用电解法根据电极上析出物质的质量来测验，其实验方案的要点为： ①用直流电电解氯化铜溶液，所用仪器如下图所示。 ②在电流强度为IA，通电时间为t秒钟后，精准测得某电极上析出的铜的质量为mg。 下列说法不正确的是( ) A．电极B反应方程式：2Cl-_2e-=Cl2 ↑ B．电流方向：F→B→A→C→D→E C．为精确测定质量，应在高温下烘干电极再测量，从而减少O2的溶解 D．结合测得的析出物质的质量，算出1mol金属所含的原子：[已知单个电子的电荷量为q=1.6×10-19C，Q为流经电路的电荷总量，Q(C)=I(A)×t(s)] 【答案】C 【解析】A项，B为电解池的阳极，溶液中的氯离子失电子发生氧化反应生成氯气，反应的离子方程式为：2Cl-―2e-=Cl2↑，A正确；B项，依据装置图分析可知U形管通入G中的气体是氯气，所以B电极为阳极，A为阴极，电路连接应遵循电流计串联，电源负极接电流表负极，电流表的正极接U形管A电极，B电极接电源的正极，所以线路连接顺序为：E接D，C接A，B接F；电流是由电源正极流向负极，故电流方向为F→B→A→C→D→E，B正确；C项，防止Cu被氧化，在有空气存在的情况下，烘干电极必须采用低温烘干的方法，防止Cu被氧化，C错误；D项，Q=It，则，其物质的量为：，由Cu～2e-、生成Cu的质量为mg得，，解得，D正确；故选C。 6．(2026·浙江温州育英实验学校等校选考模拟)电化学介导胺再生是一种新兴的CO2捕集技术。首先通过乙二胺吸收法捕集CO2，捕集了CO2的乙二胺富液进入电化学反应器阳极室，其机理和装置如图。下列说法不正确的是( ) A．电解过程中铜在阳极溶解，在阴极析出，实现了循环利用 B．乙二胺与Cu2+的结合能力弱于其与CO2的结合能力 C．阴极的电极反应为 D．当电路中转移0.2 mol电子时，阳极室理论上可释放出标准状况下4.48 L的CO2 【答案】B 【解析】分析装置中涉及到的核心反应，乙二胺吸收CO2：乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH2)与CO2结合生成负载胺，氨基中的氮氢键断裂，与CO2发生加成反应，阳极反应：Cu被氧化为Cu2+，并与负载胺竞争结合，释放CO2，2+H3NCH2CH2CO2-+Cu-2e-=+2CO2；阴极反应：复合胺中的Cu2+被还原为Cu，同时再生乙二胺，，整体循环：通过电能驱动，实现CO2的捕集与释放，同时乙二胺得以再生，据此分析以下各选项。A项，由分析知阳极Cu溶解生成的Cu2+结合负载胺转化成同时释放CO2，阴极室的发生还原反应，重新转化为铜单质，乙二胺再生，所以阳极溶解的铜，通过溶液中的离子迁移和阴极的还原反应，又以单质形式析出，实现了铜的循环利用，A正确；B项，阳极Cu-2e-=Cu2+，Cu2+与负载胺反应，生成复合胺，释放出CO2，说明乙二胺与Cu2+的结合能力强于其与CO2的结合能力，B错误；C项，阴极复合胺中铜离子得电子变成铜原子，释放出乙二胺，所以阴极的电极反应为，C正确；D项，根据电子守恒计算，阴极每转移2 mol电子，生成1 mol Cu，对应阳极室释放2 mol CO2(根据反应计量比)，当电路中转移0.2 mol电子时，阳极室释放0.2 molCO2，标准状况下体积为0.2 mol×22.4L·molˉ1=4.48 L，D正确；故选B。 7．(2026·浙江省永嘉市高三第一次联考)工业废水中常含有氮、氯元素，可用电解原理对含有高浓度氯离子的工业废水中的氮进行脱除。用NH4NO3和NaCl分别模拟工业废水中的氮和氯，电化学处理装置如图1所示；在电解过程中，模拟工业废水中ClO-的浓度随时间变化的曲线如图2所示。 下列说法不正确的是( ) A．该方法能脱除废水中的NO3，无法脱除NH4+ B．A电极接电源的正极，B电极接电源的负极 C．B电级的反应式为：2NO3-+10e-+6H2O=N2↑+12OH- D．电解过程中，A电极附近的溶液pH值降低 【答案】A 【解析】根据图1，A电极反应中，氯元素化合价升高，失去电子，故A电极为阳极，B电极为阴极，A、B电极反应式分别为Cl-+H2O-2e-= ClO-+2H＋、2NO3-+6H2O+10e-=N2↑＋12OH-，OH-与NH4+反应生成NH3·H2O，NH3·H2O不稳定，分解生成NH3、H2O，因此电解池内的总反应为5Cl-+2NO3-+2NH4+=5ClO-+N2↑＋2NH3↑＋H2O。A项，根据电解池总反应得该方法能同时除去废水中的NO3-、NH4+，A错误；B项，A为阳极，接电源正极，B为阴极，接电源负极，B正确；C项，B为阴极，电极反应式为2NO3-+6H2O+10e-=N2↑＋12OH-，C正确；D项，A为阳极，电极反应式为Cl-+H2O-2e-= ClO-+2H＋，A电极附近的溶液pH值降低，D正确；故选A。 8．(2026·浙江省新阵地教育联盟三联考)硬水除垢可以让循环冷却水系统稳定运行。某科研团队改进了主动式电化学硬水处理技术，原理如图所示(其中R为有机物)。下列说法正确的是( ) A．电极B上总反应式为2Ca 2++2Mg2++2HCO3-+6H2O+6e-=2Mg(OH)2+2CaCO3+3H2↑ B．处理过程中可循环利用 C．处理后的水垢主要沉降在阳极附近 D．当外电路通过2mole-时，电极A上产生1mol气体 【答案】B 【解析】电极B为阴极，水放电产生氢气和氢氧根离子，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-；A为阳极，氯离子放电产生氯气，电极反应：2Cl-―2e-=Cl2↑；氯气与水的反应为可逆反应，次氯酸将有机物R氧化生成CO2，同时H2O放电生成O2，电极反应：2H2O-4e-=O2↑＋4H＋。A项，根据分析，电极B为阴极，发生还原反应，阴极主要是水得电子生成H2和OH-(2H2O+2e-=H2↑+2OH-)，生成的OH⁻与Mg2+结合为Mg(OH)2，与HCO3-反应生成CO32-，进而生成CaCO3，总反应式为2Ca 2++2Mg2++2HCO3-+6H2O+6e-=2Mg(OH)2+2CaCO3+3H2↑，A错误；B项，阳极产生氯气，氯气与水反应生成次氯酸和HCl，HClO能将有机物氧化为二氧化碳和水，HClO自身被还原为氯离子，Cl-可以循环利用，B正确；C项，硬水中存在镁离子、钙离子和碳酸氢根离子，阴极放电产生氢氧根离子，氢氧根离子与镁离子结合生成氢氧化镁，氢氧根离子与碳酸氢根离子生成碳酸根离子，钙离子与碳酸根离子结合生成碳酸钙，氢氧化镁和碳酸钙主要沉降在阴极附近，C错误；D项，A极氯离子放电生成氯气转化为HClO再与有机物反应放出CO2，同时水也放电生成氧气，由于未给出有机物且未给出氯离子和水在电极A上放电的比例，因此无法计算产生气体的物质的量，D错误；故选B。 9．(2026·浙江省宁波市镇海中学三模)氮杂环丙烷是常见且重要的含氮三元环化合物，广泛存在于各种药物分子和天然产物之中，DeVo课题组利用NH3作为有效氮源，实现了简单苯乙烯衍生物在氨水和碘化钠作用下的电化学氮杂环丙烷化反应实验原理如下图所示 下列说法不正确的是( ) A．Ni电极连接电源负极 B．用CH3NH2和苯乙烯为原料可能制备 C．阳极区域的总反应方程式为 D．向电解液中加入少量LiClO4的目的是提高电导率从而提高电解效率 【答案】C 【解析】A项，Ni电极上发生的反应是2NH4++2e-=2NH3+H2，属于还原反应，因此 Ni 电极为阴极，连接电源负极，A正确；B项，根据总反应原理，用CH3NH2和苯乙烯为原料，在LiI，LiClO4条件下，理论上可以制备目标产物，B正确；C项，阳极区域的反应包括2I--2e-=I2，以及后续的多步反应，最终生成氮杂环丙烷和2H+。但阳极区域的总反应式中，除了生成2H+，还会生成I-，并非简单的，该式忽略了I-/I2的催化循环过程，C错误；D项，LiClO4是强电解质，加入电解液中可提高离子浓度，从而提高电导率和电解效率，D正确；故选C。 10．【合成已二酸】(2026·重庆高三模拟)己二酸是生产聚酰胺和聚酯的重要原料，我国科学家设计了一种电化学逐步氧化环己烯为己二酸的工艺，其装置如图所示。下列说法错误的是( ) A．a极为电源的正极 B．反应结束后，N极区溶液的pH基本不变 C．生成己二酸的电极反应式为： D．若N极产生44.8 L氢气(标准状况)，则理论上最多生成1 mol 【答案】D 【解析】根据图示，惰性电极N上水发生得电子的还原反应生成氢气，N是阴极；惰性电极M上环己烯发生氧化反应先生成1，2-环己二醇，1，2-环己二醇最终氧化为己二酸，M是阳极；则电源的a极是正极、b是负极。A项，M电极上发生氧化反应，故M为阳极，阳极连接电源正极，a极为正极，A正确；B项，N极消耗水电离出的H+生成H2，但电极M上生成的H+通过质子交换膜移向N极，补充N极消耗的H+，且消耗量和补充量相等，所以N极区溶液的H+浓度不变，pH不变，B正确；C项，M电极上1，2-环己二醇转化为己二酸，发生氧化反应，失电子，结合酸性环境，配平后电极方程式为，C正确；D项，若N极产生44.8 L氢气(标准状况)，产生2mol氢气，转移4mole-，根据生成己二酸的电极反应式(总反应式-8e-+4H2O→+8H+)可知，理论上最多生成0.5mol的己二酸，D错误；故选D。 11．(2026·浙江省新阵地教育联盟高三第一次模拟预测，节选)SO2既是大气污染物之一，也是一种重要的基础化工原料，广泛应用于含硫化工产品的生产。 库仑滴定法是常用的快捷检测煤中全硫含量的方法。库仑测硫仪中电解原理示意图如右。检测前，电解质溶液中保持定值时，电解池不工作。待测气体进入电解池后，SO2溶解并将I3-还原，测硫仪便立即自动进行电解到又回到原定值，测定结束。通过测定电解消耗的电量可以求得煤中含硫量。 (1)测硫仪工作时电解池的阳极反应式为 。 (2)煤样为ag，电解消耗的电量为x库仑，煤样中硫的质量分数为 。(已知：电解中转移1mol电子所消耗的电量为96500库仑。)(用含x和a的关系式表示) 【答案】(1) 3I--2e-=I3- (2) 【解析】(1)库仑滴定是一个“动态补偿”过程，进入电解池的SO2会与I3-反应，消耗I3-，生成I-，为了使的比值恢复到原定值，仪器需要自动电解，将生成的I-重新氧化成I3-，根据电荷守恒和原子守恒，3个I-失去2个电子生成I3-，故阳极反应为：3I--2e-=I3-。 (2)根据S原子守恒以及转移电子守恒可知：S~SO2~SO42-~2e-，转移1mol电子所消耗的电量为96500库仑，实验消耗的总电量为x库仑，所以转移的电子物质的量为，S的物质的量为，S的质量为，煤样中硫的质量分数为。 12．(2026·浙江宁波质检)某化学兴趣小组的同学学了金属的电化学腐蚀，对教材叙述［钢铁在酸性环境中发生析氢腐蚀；在酸性很弱或呈中性，溶有O2的环境中发生吸氧腐蚀；钢铁等金属的腐蚀主要为吸氧腐蚀］产生疑问，决定用数字化实验模拟探究钢铁在酸性环境下的腐蚀情况。 (1)用图1所示装置进行实验：打开a___________(填仪器名称)的活塞，加入溶液，测得压强随时间变化曲线如图2。 同学甲得出结论：酸性条件下，铁粉发生析氢腐蚀。 (2)同学乙认为甲的结论不科学，锥形瓶内压强变大还可能是___________，提出改进措施：___________。改进后，再次实验，证明甲、乙的猜想均正确，请在图2中绘制出改进后的曲线。 (3)同学丙认为甲、乙的实验不具代表性，建议用不同浓度的酸进行实验。在改进后的装置中分别用pH=4、pH=6的硫酸实验，测定压强随时间变化情况，结果如图3.同学丙得出：酸性较弱时，铁会发生吸氧腐蚀，其依据是___________。 (4)对于图3中pH=4时，铁是否发生了腐蚀？同学们意见不统一，经讨论，他们把压强传感器换成氧气传感器，得出不同时装置中浓度随时间的变化曲线如图4。 结合实验分析：pH=4时，压强几乎不随时间改变是因为___________。 综上，小组同学得出结论：教材表述科学严谨。 【答案】(1)恒压滴液漏斗 (2) 反应放热，温度升高使瓶内压强变大 在恒温装置中进行或在恒温槽中进行 (3)pH=6时，装置中压强减小 (4)析氢腐蚀产生H2与吸氧腐蚀消耗O2的体积相当(或析氢腐蚀与吸氧腐蚀的速率相当) 【解析】该实验探究钢铁在不同酸性环境下的腐蚀机理：在强酸性(pH=2)条件下，铁主要发生析氢腐蚀，负极反应为Fe-2e-=Fe2+，正极反应为2H＋＋2e-=H2↑，同时铁与稀硫酸直接发生置换反应Fe +H2SO4== FeSO4 +H2↑，产生氢气使装置内压强增大，且反应放热也会导致气体受热膨胀、压强升高；在弱酸性(pH=4、pH=6)条件下，铁发生吸氧腐蚀，负极反应为Fe-2e-=Fe2+，正极反应为O2＋4H＋＋4e-=2H2O，消耗装置内氧气使压强或氧气浓度下降；当pH=4时，析氢腐蚀产生的氢气与吸氧腐蚀消耗的氧气量相当，两者对压强的影响相互抵消，因此装置内压强几乎不随时间改变，据此分析。 (1)仪器a为恒压滴液漏斗； (2)同学乙认为甲的结论不科学，锥形瓶内压强变大除了生成气体以外，还可能是反应放热，温度升高使瓶内压强变大。因此，需要控制装置的温度，故可在恒温装置中进行或在恒温槽中进行。改进后，再次实验，证明甲、乙的猜想均正确，则改进后压强也随时间变大但小于改进前；在图2绘制出改进后的曲线如图所示：； (3)同学丙认为甲、乙的实验不具代表性，建议用不同浓度的酸进行实验。在改进后的装置中分别用pH=4、pH=6的硫酸实验，测定压强随时间变化情况，结果如图3.同学丙得出：酸性较弱时，铁会发生吸氧腐蚀，其依据是：pH=6时，装置中压强减小； (4)结合图4分析可知，pH=4时，O2浓度随时间而减小，但是测得压强基本保持不变，因此分析可知发生析氢腐蚀产生H2与吸氧腐蚀消耗O2的体积相当(或析氢腐蚀与吸氧腐蚀的速率相当)。 真题·实战演练 1．(2026·广东卷，6，2分)做好防腐是发展海上风电的基础。下列措施不能达到防腐目的的是( ) A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A项，钢管桩主要成分为铁，铁的金属活动性强于铜，二者在海水中形成原电池时，铁作负极失电子被氧化，会加速钢管桩腐蚀，不能达到防腐目的，A符合题意；B项，铝表面致密的氧化膜能防止内部的铁被腐蚀，即使富铝涂层破损，形成原电池时铝作负极被腐蚀，可保护钢管桩；故能达到防腐目的，B不符合题意；C项，该装置为外加电流法，钢管桩连接电源负极作阴极被保护，能达到防腐目的，C不符合题意；D项，锌的金属活动性强于铁，二者在海水中形成原电池时锌作负极被腐蚀，属于牺牲阳极法，钢管桩作正极被保护，能达到防腐目的，D不符合题意；故选A。 2．(2026·云南卷，7，3分)化学护坝体，劳动保安全，某水电站坝体维护示意图如下，下列说法错误的是( ) A．黏土是生产水泥的主要原料之一 B．MgSiF6与Ca(OH)2的反应属于氧化还原反应 C．聚四氟乙烯的合成： D．利用Zn板保护钢闸门时，需定期检查、更换 【答案】B 【解析】A项，水泥的主要原料是石灰石(CaCO3)和黏土，黏土提供硅、铝等元素，是水泥生产的核心原料之一，A正确；B项，根据图示，MgSiF6与Ca(OH)2反应方程式可表示为：MgSiF6+2Ca(OH)2=MgF2+2CaF2+SiO2+2H2O，反应前后，各元素化合价均未发生变化，没有电子转移，属于非氧化还原反应，B错误；C项，聚四氟乙烯由四氟乙烯(CF2=CF2)通过加聚反应合成，双键打开形成高分子链，反应方程式为：，C正确；D项，该防护方法为牺牲阳极法(牺牲负极保护法)，Zn的金属活动性比Fe强，作为原电池的负极，会不断被氧化腐蚀，而钢闸门(Fe)作为正极被保护，随着反应进行，Zn板会逐渐消耗，因此需要定期检查、更换Zn板，保证防护效果，D正确；故选B。 3．(2026·江西卷，7，3分)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：4OH=O2↑＋2H2O B．外电路电子由b流向a C．每生成1molNH3，消耗6molH2O D．OH-经交换膜从右向左移动 【答案】D 【解析】该装置为阴离子交换膜电解池，右侧通入N2与H2O生成NH3，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N2+6H2O+6e-=2NH3↑＋6OH-；左侧电极为阳极，连接电源正极a，OH-在阳极失电子发生氧化反应，阳极反应为4OH--4e-=O2↑＋2H2O，总电解反应为2N2+6H2O4NH3+3O2；A项，阳极是OH-失去电子生成氧气，正确电极反应式为4OH--4e-=O2↑＋2H2O，A错误；B项，右侧N2转化为NH3，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项，根据总反应2N2+6H2O4NH3+3O2，生成4molNH3消耗6molH2O，则生成 1molNH3仅消耗1.5molH2O，C错误；D项，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OH-可穿过阴离子交换膜，因此OH-从阴极区向阳极区移动，D正确；故选D。 4．(2026·山东卷，12，4分)利用电还原O2产生的H2O2氧化石油化工副产物H2S制备K2SO4，装置如图所示。电解过程中，双极膜中H2O解离的H+和OH-在电场作用下向两极迁移。下列说法错误的是( ) A．b极反应式为4OH--4e-=O2↑＋2H2O B．双极膜中H2O解离的H+向a极方向迁移 C．电解一段时间后，电极反应消耗与生成O2的质量相等 D．理论上，生成1molK2SO4时，a极上消耗2molO2 【答案】CD 【解析】该装置为电解池，双极膜将槽体分隔为a极室、b极室，双极膜解离出H+、OH-，阳离子H+向阴极移动、阴离子OH-向阳极移动；b极发生OH-失电子的氧化反应析出O2，故b为阳极、接电源正极；a为阴极，通入O2结合迁移过来的H+得电子生成H2O2，生成的H2O2再与进料H2S在碱性体系中发生氧化还原反应，最终得到目标产物K2SO4，阳极持续生成O2，阴极持续消耗O2用于制备H2O2，电极反应为：阳极(b极)：4OH--4e-=O2↑＋2H2O；阴极(a极)制H2O2：O2+2H++2e-=H2O2；氧化H2S反应：H2S+4H2O2+2KOH=K2SO4+6H2O。A项，由分析可知，b极是阳极，电解液为KOH碱性溶液，OH-放电生成O2，电极反应4OH--4e-=O2↑＋2H2O，A正确；B项，电解池中阳离子向阴极定向迁移，a极为阴极，双极膜解离出的H+向a极移动，OH-向阳极b移动，B正确；C项，设电路中转移4mole-。阳极反应4OH--4e-=O2↑＋2H2O，转移4mole-，阳极生成1molO2；阴极反应O2+2H++2e-=H2O2，每2mole-消耗1molO2，转移4mole-时阴极消耗2molO2，因此电极反应消耗与生成O2的质量不相等，C错误；D项，由氧化H2S反应H2S+4H2O2+2KOH=K2SO4+6H2O、a极电极反应O2+2H++2e-=H2O2可得关系式K2SO4~4H2O~4O2，因此生成1molK2SO4时，a极上消耗4molO2，D错误；故选CD。 5．(2026·四川卷，13，3分)化学工作者最近研究出一种电化学回收废旧LiFePO4电极材料中有价成分的新方法。将LiFePO4在磷酸存在下处理得到的LiH2PO4溶液经提取电解槽电解，Li+和PO43-分别进入对应的储存电极。Li+提取完成后，将储存电极转移到含LiCl溶液的释放电解槽电解，即得纯净的Li3PO4。其工作原理示意图如下。 下列说法错误的是( ) A．提取的电极反应为 B．提取电解槽中，每提取1.0mol Li+，理论上可回收1.0molH3PO4 C．释放电解槽中，Li2.2Ti2(PO4)3中的钛被氧化 D．释放电解槽的总反应为 【答案】B 【解析】由图可知，提取电解槽中，左侧为阴极，电极反应：，右侧电极为阳极，电极反应：Bi-3e-+PO43-=BiPO4；释放电解槽中，左侧释放Li+，为电解池阳极，电极反应：，右侧为释放PO43-，为电解池阴极，电极反应：BiPO4+3e-=Bi+PO43-，Li+与PO43-结合，即得纯净的Li3PO4。A项，提取Li+的电极为阴极，Li+得电子嵌入电极，反应式电荷、原子均守恒，符合反应事实，A正确； B项，提取电解槽中，每转移3 mol电子时可提取3 mol Li+，同时消耗1 molPO43-，处理得到LiH2PO4溶液的反应是：3Li++PO43-+2H3PO4=3LiH2PO4，仅消耗2molH3PO4，故每提取1.0molH3PO4，理论上回收，B错误；C项，释放电解槽中，Li2.2Ti2(PO4)3释放出Li+，转化为Li1.5Ti2(PO4)3，反应中失电子，Ti元素化合价升高，钛被氧化，C正确；D项，配平释放电解槽的总反应， 阳极：；阴极：，两式相加，结合，整理后得到选项中的总反应，原子、电子均守恒，D正确；故选B。 6．(2026·黑吉辽蒙卷，13，3分)一种从废旧电池正极材料(LiFePO4)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：O2+2H2O+4e-=H2O2+2OH- B．电路中转移2mol电子，理论上可回收4molLi+ C．电极连接电源正极 D．I3-可转化为I-和IO3-，会降低锂的理论回收产率 【答案】D 【解析】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： O2+2H2O+4e-=H2O2+2OH-，右侧池I-被氧化为I3-，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：I--2e-=I3- ；阴离子交换膜：允许阴离子(如SO42-、OH-等)通过，以维持电荷平衡。A项，如上分析，左侧通入氧气生成双氧水，且在Na2SO4溶液中可生成OH-，该方程式书写正确，A正确；B项，电路中转移2mol电子时，整个体系总电子转移量为2mol，每释放1molLi+对应1mol电子转移(LiFePO4-e-=Li++FePO4)，双电极可同时回收Li+，理论上可回收4molLi+，B正确；C项，右侧发生氧化反应：I-被氧化为I3-，阳极连接电源正极，C正确；D项，若I3-歧化转化为I-和IO3-，反应为：3I3-+3H2O=8I-+IO3-+6H+，该歧化反应为碘自身氧化还原，总可得到的电子数(氧化LiFePO4的总能力)不变：3molI3-原本可得到6mol电子，歧化后1molI3-作为氧化剂可得到6mol电子，总氧化能力不变，理论上脱出回收的Li+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。 7．(2025·全国新课标卷，4，6分)某研究小组设计如下电解池，既可将中性废水中的硝酸盐转化为氨，又可将废塑料(PET)碱性水解液中的乙二醇转化为羟基乙酸盐，实现变废为宝。 电解时，下列说法错误的是( ) A．阳极区下降 B．从阴极区向阳极区迁移 C．阴极发生反应NO3-+7H2O+8e-=NH3·H2O+9OH- D．阴极转化1molNO3-，阳极将生成4 molHOCH2COO- 【答案】D 【解析】根据图示，电解时，左侧电极连接电源负极，为阴极区，发生还原反应，电极反应式为：NO3-+7H2O+8e-=NH3·H2O+9OH-；右侧电极连接电源正极，为阳极区，发生氧化反应，电极反应式为：HOCH2CH2OH+5OH--4e-=HOCH2COO-+4H2O。A项，阳极区消耗了OH-，pH下降，A正确；B项，阴极区生成了OH-，阳极区消耗了OH-，按照离子移动方向，OH-从阴极区通过阴离子交换膜向阳极区迁移，B正确；C项，根据分析阴极发生还原反应，电极反应式为：NO3-+7H2O+8e-=NH3·H2O+9OH-，C正确；D项，阴极转化1molNO3-，转移8mole-，此时阳极将生成2molHOCH2COO-，D错误；故选D。 8．(2025·湖南卷，9，3分)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NO2-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．NO3-完全转化为NH3的电解总反应：NO3-+8Cl-+6H2ONH3↑+9OH-+4Cl2↑ 【答案】B 【解析】由图可知，左侧发生NO3-→NO2-→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。A项，电解池中，阳离子向阴极移动，则，K+向左室迁移，A正确；B项，电解过程中，NO2-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；C项，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；D项，左侧阴极总反应是NO3- +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。 9．(2025•河北卷，10，3分)科研工作者设计了一种用于废弃电极材料LixCoO2(x＜1)再锂化的电化学装置，其示意图如下： 已知：参比电极的作用是确定LixCoO2再锂化为LiCoO2的最优条件，不干扰电极反应。下列说法正确的是( ) A．LixCoO2电极上发生的反应：LixCoO2+xe-+xLi＋=LiCoO2 B．产生标准状况下5.6LO2时，理论上可转化的LixCoO2 C．再锂化过程中，SO42-向LixCoO2电极迁移 D．电解过程中，阳极附近溶液pH升高 【答案】B 【解析】由装置图可知，该装置中有直流电源，为电解池，则LixCoO2(x＜1) 转化为LiCoO2过程中，Co元素化合价由+(4-x)降为+3，LixCoO2得电子发生还原反应，为阴极，电极反应式为LixCoO2+(1-x)e-+(1-x)Li＋= LiCoO2，Pt电极为阳极，失电子，发生还原反应，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑＋4H＋。A项，由分析知，LixCoO2电极上发生的反应：LixCoO2+(1-x)e-+(1-x)Li＋= LiCoO2，A错误；B项，由电极反应式可知，产生标准状况下5.6L(即0.25 mol) O2时转移1 mol 电子，理论上转化的LixCoO2，B正确；C项，SO42-为阴离子，应向阳极移动，即向Pt电极迁移，C错误；D项，由阳极电极反应式可知，电解过程中，阳极产生H+、消耗H2O，酸性增强，则阳极附近pH降低，D错误；故选B。 10．(2025•陕晋宁青卷，13，3分)我国科研人员采用图示的电解池，由百里酚(TY)合成了百里醒(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( ) A．电解时，从右室向左室移动 B．电解总反应： C．以为原料，也可得到TQ D．用标记电解液中的水，可得到 【答案】D 【解析】电极b发生TY→TQ，发生加氧去氢的反应，发生氧化反应，b为阳极，a为阴极，阴极上氢离子得电子生成H2。A项，电解时阳离子向阴极移动，H+从右室向左室移动，A正确；B项，根据转化关系图可知，电极b中TY是反应物，TQ是生成物，电极a中水是反应物，H2为生成物，总反应方程式为：，B正确；C项，将TY()换成为原料，仍然能够得到TQ()，C正确；D项，根据右图可知，用18O标记电解液中的水，可得到的18O在环上甲基的邻位上，D错误；故选D。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $