第53讲 电解原理的创新应用【大单元核心精讲精练】2027届高三化学一轮复习讲义●分层对点训练（新高考通用）

该高中化学高考复习讲义聚焦电解原理的创新应用，涵盖电解制备特种物质、污水净化、资源回收等真实情境，围绕装置识别、电极反应书写、离子迁移等核心考点，通过考向预测、真题演练、核心梳理、分层训练及限时实战的系统流程，帮助学生构建电化学知识框架，突破解题难点。 讲义以碳中和、双极膜分离等热点情境为载体，培养学生科学态度与责任，通过“5点突破法”（阴阳极判断、离子移向等）强化科学思维，设置基础与能力分层练习及30分钟限时训练，助力学生高效掌握电极反应书写等关键技能，为教师把控复习节奏提供精准指导。

大单元五化学反应原理 第一单元化学反应与能量 第53讲　电解原理的创新应用 复习导航 01 考向预测●明考向 对标核心素养，研判高考命题趋势 02 真题演练●悟高考 溯源真题逻辑，感知高考考向 03 核心梳理●明考点 搭建知识框架，构建系统思维 04 对点训练●夯基础 夯实基础知识，总结易错难点 05 考点通关●破重难 拆解核心考点，归纳解题范式 06 过关限时训练 限定答题时长，模拟考场实战 【考向预测●明考向】 综合近三年高考考频分析，电解原理的创新应用属于电化学模块中档高频考点，大多以装置图为载体出现在原理综合大题，部分也作为选择题压轴选项，命题多围绕电解制备特种物质、污水净化、物质分离提纯、电还原固碳等真实工业与科研情境，重点考查电解装置的识别、阴阳极判断、隔膜作用分析、陌生电极反应式书写、离子迁移方向、产物定量计算等内容，常设置忽略介质酸碱性书写电极反应、混淆离子透过隔膜的种类、电子不进入电解质溶液等典型陷阱，预测2027年高考预计延续真实情境命题特点，会进一步结合碳中和、资源回收利用等热点素材，强化对陌生电解装置图像信息解读能力的考查，还可能实现电解与原电池、多室隔膜装置的综合串联设问，弱化课本模型的直接考查，侧重学生依托氧化还原规律进行逻辑推导，试题区分度较强，整体难度中等偏上，备考应强化多室电解装置读图训练，重视不同电解质环境下电极反应的规范书写。 【真题演练●悟高考】 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。 【详解】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·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； 【详解】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。 3．（2026·河北·高考真题）化学在推动社会发展和进步中发挥着重要作用。下列相关化学方程式错误的是 A．工业合成氨： B．氯碱工业： C．氨脱硫法脱除烟气中少量二氧化硫： D．生产可降解高分子聚乳酸： 【答案】D 【详解】A．工业合成氨是与在高温、高压、催化剂条件下发生可逆反应生成，化学方程式为：，A正确； B．氯碱工业是电解饱和氯化钠溶液，生成、和，化学方程式为：，B正确； C．氨脱硫时，先与、反应生成亚硫酸铵，亚硫酸铵再被氧化为硫酸铵，化学方程式为：，C正确； D．乳酸发生缩聚反应生成聚乳酸时，聚合物两端各保留1个氢原子和1个羟基，脱去的水分子数应为 ，化学方程式书为：+(n-1)H2O，D错误； 故选D。 4．（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。 【详解】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．阴极：，1 mol完全还原共得到；阳极：，1 mol 正丙醇失去； 合成 1 mol 丙酰胺需要与 。电路转移 2 mol 电子时，阳极生成 1 mol 丙醛，阴极仅得到 0.25 mol NH3，最多合成 0.25 mol 丙酰胺，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。 5．（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。 【详解】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。 6．（2025·全国卷·高考真题）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 D．阴极转化，阳极将生成 【答案】D 【分析】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：；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：。 【详解】A．根据分析，阳极区消耗了，下降，A正确； B．阴极区生成了，阳极区消耗了，按照离子移动方向，从阴极区通过阴离子交换膜向阳极区迁移，B正确； C．根据分析阴极发生还原反应，电极反应式为：，C正确； D．阴极转化，转移，此时阳极将生成，D错误； 故选D。 7．（2025·湖南·高考真题）一种电化学处理硝酸盐产氨的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．电解过程中，向左室迁移 B．电解过程中，左室中的浓度持续下降 C．用湿润的蓝色石蕊试纸置于b处，试纸先变红后褪色 D．完全转化为的电解总反应： 【答案】B 【分析】由图可知，左侧发生，N元素化合价下降，则左侧是阴极区，右侧发生，Cl元素化合价上升，则右侧是阳极区，据此解答； 【详解】A．电解池中，阳离子向阴极移动，则，向左室迁移，A正确； B．电解过程中，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．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．左侧阴极总反应是，右侧阳极总反应是，将两电极反应相加即可得到总反应，D正确； 故选B。 8．（2025·云南·高考真题）一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示，双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。除硼原理：。下列说法错误的是 A．Pt电极反应： B．外加电场可促进双极膜中水的电离 C．Ⅲ室中，X膜、Y膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜 D．Ⅳ室每生成，同时Ⅱ室最多生成 【答案】C 【分析】由图中氢离子和氢氧根的流向，可推出左侧Pt电极为阳极，右侧石墨电极为阴极，阳极发生的反应为：，阴极发生的反应为：，Ⅲ室中氯化钠浓度降低了，说明钠离子往阴极方向移动，氯离子往阳极方向移动，据此解答。 【详解】A．由分析可知，Pt电极为阳极，阳极发生的反应为：，A正确； B．水可微弱的电离出氢离子和氢氧根，在外加电场作用下，使氢离子和氢氧根往两侧移动，降低了浓度，可促进双极膜中水的电离，B正确； C．由分析可知，Ⅲ室中氯化钠浓度降低了，说明钠离子往阴极方向移动，氯离子往阳极方向移动，即钠离子往右侧移动，通过Y膜，则Y膜为阳离子交换膜，氯离子往左侧移动，通过X膜，则X膜为阴离子交换膜，C错误； D．Ⅳ室每生成，则转移1mol电子，有1mol氢离子移到Ⅱ室中，生成，D正确； 故选C。 【核心梳理●明考点】 1.电解原理常见的考查点 电解原理及应用是高考高频考点，该类试题往往与生产、生活及新科技等方面相联系，以装置图或流程图为载体呈现，题材广、信息新，题目具有一定的难度。主要考查阴、阳极的判断、电极反应式及电解反应方程式的书写、溶液离子浓度变化及有关计算等。 2.“5点”突破电解综合应用题 (1)分清阴、阳极，与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极，两极反应为“阳氧阴还”。 (2)剖析离子移向，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。(注意离子交换膜会限制某些离子的移动方向) (3)注意放电顺序，正确判断放电的微粒或物质。 (4)注意介质，正确判断反应产物，酸性介质不出现OH－，碱性介质不出现H＋；不能想当然地认为金属作阳极，电极产物为金属阳离子。 (5)注意得失电子守恒和电荷守恒，正确书写电极反应式。 【考点通关●破重难】 类型一　电解法制备无机物的创新 1.(2025·湖南卷)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N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.N完全转化为NH3的电解总反应:N＋8Cl－＋6H2ONH3↑＋9OH－＋4Cl2↑ 【答案】B 【解析】左侧电极上N转化为N、NH3，N的化合价降低，发生还原反应，故左侧电极为阴极；右侧电极上Cl－转化为Cl2，Cl的化合价升高，发生氧化反应，故右侧电极为阳极。左侧电极为阴极，电解时阳离子向阴极迁移，则K＋向左室迁移，A项正确；电解过程中左室中N转化为N，N转化为NH3，N是中间产物，其浓度变化取决于生成速率和消耗速率的相对快慢，若前者比后者快，则N浓度增大，B项错误；b处产生Cl2，Cl2能使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色，C项正确；左室阴极反应为N＋8e－＋6H2O===NH3↑＋9OH－，右室阳极反应为8Cl－－8e－===4Cl2↑，则电解总反应为N＋8Cl－＋6H2ONH3↑＋9OH－＋4Cl2↑，D项正确。 2.(2024·山东卷)以不同材料修饰的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。下列说法错误的是(　　) A.电极a连接电源负极 B.加入Y的目的是补充NaBr C.电解总反应式为Br－＋3H2OBr＋3H2↑ D.催化阶段反应产物物质的量之比n(Z)∶n(Br－)＝3∶2 【答案】B 【解析】电极b上Br－发生失电子的氧化反应转化成Br，电极b为阳极，电极反应为Br－－6e－＋3H2O===Br＋6H＋；则电极a为阴极，电极a的电极反应为6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－；电解总反应式为Br－＋3H2OBr＋3H2↑；催化循环阶段Br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.根据分析，电极a为阴极，连接电源负极，A项正确；B.根据分析电解过程中消耗H2O和Br－，而催化阶段Br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，B项错误；C.根据分析电解总反应式为Br－＋3H2OBr＋3H2↑，C项正确；D.催化阶段，Br元素的化合价由＋5价降至－1价，生成1 mol Br－得到6 mol电子，O元素的化合价由－2价升至0价，生成1 mol O2失去4 mol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项正确。 3.(2024·海南卷改编)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。下列说法正确的是(　　) A.电解过程中阴极区的S不断迁移到阳极区 B.图中a代表O2 C.回路中通过1 mol电子产生0.5 mol (NH4)2S2O8 D.S氧化成S2的电极反应为2S－2e－===S2 【答案】D 【解析】由实验装置图可知，与电源正极相连的电极为阳极，电极反应式为2S－2e－===S2，电解过程流出液b中混有少量气泡，发生副反应2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，与电源负极相连的电极为阴极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。C.由于阳极区存在副反应，则当回路中通过1 mol电子产生的(NH4)2S2O8小于0.5 mol，C错误。 类型二　应用电解原理创新合成有机物 4.(2025·陕晋青宁卷)我国科研人员采用图甲所示的电解池，由百里酚(TY)合成了百里醌(TQ)。电极b表面的主要反应历程如图乙(灰球表示电极表面催化剂)。下列说法错误的是(　　) A.电解时，H＋从右室向左室移动 B.电解总反应:TY＋H2OTQ＋2H2↑ C.以为原料，也可得到TQ D.用18O标记电解液中的水，可得到 【答案】D 【解析】结合TY和TQ的结构简式可知，电极b上TY转化为TQ，发生“得氧失氢”的氧化反应，故电极b为电解池的阳极，结合电极b表面上的主要反应历程图可得，电极反应式为＋H2O－4e－===＋4H＋，电极a为电解池的阴极，电极反应式为4H＋＋4e－===2H2↑。电解池中，阳离子移向阴极，故H＋通过质子交换膜移向电极a，即从右室移向左室，A正确；电解的总反应＝阳极的电极反应式＋阴极的电极反应式，结合上述分析可知，电解总反应为TY＋H2OTQ＋2H2↑，B正确；根据反应历程图可知，TY中酚羟基转化为酮羰基，水中—OH连在酚羟基的对位上，进而转化为酮羰基，结合的结构并联系反应机理可知，也可以转化为TQ，C正确；根据反应历程图可知，位于甲基邻位的酮羰基上的氧原子来自水，故若用18O标记电解液中的水，则可得到，D错误。 5.(2025·浙江6月选考)通过电化学方法制备Br2，进而由Br2与反应合成。为提高电流利用效率，某小组设计电化学合成示意图如下，已知氧化性:H2O2>Br2。下列说法不正确的是(　　) A.电极A与电源正极相连 B.电极B的电极反应式为O2＋2H＋＋2e－===H2O2 C.电解液中H2SO4可以用氢溴酸代替 D.原料足量的情况下，理论上电路中转移0.2 mol e－可得到0.1 mol 【答案】D 【解析】由图可知，该装置为电解池，电极A发生氧化反应为阳极，电极B发生还原反应为阴极，A接电源正极，A正确；B为阴极，在电解液H2SO4中得电子生成H2O2，电极反应式为O2＋2H＋＋2e－===H2O2，B正确；C.电解液中H2SO4用氢溴酸代替，溴离子既起导电作用，又可在电极A上放电，所以可以用氢溴酸代替H2SO4，提高电流利用效率，C正确；D.由得失电子守恒可知，电路中转移0.2 mol e－生成0.1 mol Br2，但由信息可知氧化性:H2O2>Br2，所以电极B上生成的H2O2也可将溴离子氧化为Br2，所以电路中转移0.2 mol e－生成Br2的物质的量大于0.1 mol，则得到的物质的量大于0.1 mol，D错误。 6.(2024·湖南卷)在KOH水溶液中，电化学方法合成高能物质K4C6N16时，伴随少量O2生成，电解原理如图所示，下列说法正确的是(　　) A.电解时，OH－向Ni电极移动 B.生成C6的电极反应:2C3N8H4＋8OH－－4e－===C6＋8H2O C.电解一段时间后，溶液pH升高 D.每生成1 mol H2的同时，生成0.5 mol K4C6N16 【答案】B 【解析】由电解原理图可知，Ni电极产生氢气，作阴极，发生还原反应，电解质溶液为KOH水溶液，则电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－；Pt电极C3N8H4失去电子生成C6，作阳极，电极反应为2C3N8H4＋8OH－－4e－===C6＋8H2O，同时，Pt电极还伴随少量O2生成，电极反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O。A.由分析可知，Ni电极为阴极，Pt电极为阳极，电解过程中，阴离子向阳极移动，即OH－向Pt电极移动，A错误；B.由分析可知，Pt电极C3N8H4失去电子生成C6，电解质溶液为KOH水溶液，电极反应为2C3N8H4＋8OH－－4e－===C6＋8H2O，B正确；C.由分析可知，阳极主要反应为2C3N8H4－4e－＋8OH－===C6＋8H2O，阴极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，则电解过程中发生的总反应主要为2C3N8H4＋4OH－===C6＋4H2O＋2H2↑，反应消耗OH－，生成H2O，电解一段时间后，溶液pH降低，C错误；D.根据电解总反应:2C3N8H4＋4OH－===C6＋4H2O＋2H2↑可知，每生成1 mol H2，生成0.5 mol K4C6N16，但Pt电极伴随少量O2生成，发生电极反应:4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，则生成1 mol H2时得到的部分电子由OH－放电产生O2提供，所以生成K4C6N16小于0.5 mol，D错误。 类型三　应用电解原理进行废物利用与产品再生 7.(2025·湖北卷)某电池的正极材料为LiFePO4，负极材料为嵌锂石墨。利用人工智能筛选出的补锂试剂LiSO2CF3，能使失活的电池再生并延长寿命，且保持电池原结构。将LiSO2CF3注入电池后充电补锂，过程中[SO2CF3]－转化为气体离去。下列有关充电补锂的说法错误的是(　　) A.[SO2CF3]－在阳极失去电子 B.生成气体中含有氟代烃 C.过程中铁元素的价态降低 D.[SO2CF3]－反应并离去是该电池保持原结构的原因 【答案】C 【解析】A.充电时，阴极得电子，Li＋嵌入负极材料，[SO2CF3]－在阳极失去电子生成气体离去，A正确；B.[SO2CF3]－在阳极失去电子，反应为2[SO2CF3]－－2e－===2SO2↑＋CF3—CF3↑，生成气体中含有氟代烃CF3—CF3，B正确；C.充电补锂时阳极反应为2[SO2CF3]－－2e－===2SO2↑＋CF3—CF3↑，不涉及正极材料反应，铁元素价态不变，C错误；D.[SO2CF3]－反应后离去，维持电池原结构，D正确。 8.(2025·河北卷)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5.6 L O2时，理论上可转化 mol的LixCoO2 C.再锂化过程中，S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】LixCoO2转化为LiCoO2，Co的化合价降低，LixCoO2电极作阴极，电极反应式为LixCoO2＋(1－x)Li＋＋(1－x)e－===LiCoO2；H2O中O失电子，化合价升高，Pt电极作阳极，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。由电池分析知，A错误；由电极反应式可知，每产生标准状况下5.6 L(0.25 mol) O2时转移1 mol电子，根据得失电子守恒，理论上转化的LixCoO2的物质的量为 mol，B正确；S为阴离子，向阳极(即Pt电极)迁移，C错误；由阳极的电极反应式知，电解过程中阳极有H＋生成，且消耗H2O，故阳极附近溶液pH降低，D错误。 类型四　电解与分离提纯 9.(2025·云南卷)一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示，双极膜中H2O解离的H＋和OH－在电场作用下向两极迁移。除硼原理:[B(OH)4]－＋H＋===B(OH)3＋H2O。下列说法错误的是(　　) A.Pt电极反应:4OH－－4e－===O2↑＋2H2O B.外加电场可促进双极膜中水的电离 C.Ⅲ室中，X膜、Y膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜 D.Ⅳ室每生成1 mol NaOH，同时Ⅱ室最多生成1 mol B(OH)3 【答案】C 【解析】由图中氢离子和氢氧根离子的流向，可推出左侧Pt电极为阳极，右侧石墨电极为阴极，阳极发生的反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，阴极发生的反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，Ⅲ室中氯化钠浓度降低了，说明钠离子往阴极方向移动，氯离子往阳极方向移动，据此解答。A.由分析可知，Pt电极为阳极，阳极发生的反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，A正确；B.水可微弱的电离出氢离子和氢氧根离子，在外加电场作用下，使氢离子和氢氧根离子往两侧移动，降低了浓度，可促进双极膜中水的电离，B正确；C.由分析可知，Ⅲ室中氯化钠浓度降低了，说明钠离子往阴极方向移动，氯离子往阳极方向移动，即钠离子往右侧移动，通过Y膜，则Y膜为阳离子交换膜，氯离子往左侧移动，通过X膜，则X膜为阴离子交换膜，C错误；D.Ⅳ室每生成1 mol NaOH，则转移1 mol 电子，有1 mol 氢离子移到Ⅱ室中，生成1 mol B(OH)3，D正确。 10.科学家采用电渗析法提纯乳清(富含NaCl的蛋白质)，有价值的蛋白质回收率达到98%，工作原理如图所示: 下列说法错误的是(　　) A.膜1为阳离子交换膜，膜2为阴离子交换膜 B.膜1、膜2孔径不大于半透膜孔径 C.a极的电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ D.每转移2 mol电子，理论上乳清质量减少58.5 g 【答案】D 【解析】a极区的稀氢氧化钠溶液变为浓氢氧化钠溶液，说明a极区生成了氢氧化钠，即钠离子通过膜1向a极区迁移，膜1为阳离子交换膜；同理，氯离子通过膜2向b极区迁移，膜2为阴离子交换膜，A项正确；提纯蛋白质，不能让蛋白质(胶体粒子)通过膜1、膜2，所以膜1、膜2的孔径应不大于半透膜的孔径，B项正确；a极为阴极，发生还原反应:2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，C项正确；每转移2 mol电子，结合电极反应和电荷守恒可知，理论上乳清减少的质量为2 mol NaCl的质量，即质量减少117 g，D项错误。 ▶我的收获 知识建构 感悟笔记 1.方法规律:　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　 2.盲点误区:　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　  【过关限时●练实战】 （30分钟） 基础落实 1.(2024·甘肃卷)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】多孔电极表面积大，可增大其与水蒸气的接触面积，A项正确；电极2作阳极，O2－发生氧化反应，电极反应式为2O2－－4e－===O2↑，B项错误；电解池中阴离子向阳极移动，即O2－从多孔电极1向多孔电极2移动，C项正确；阴极反应式为2H2O＋4e－===2H2↑＋2O2－，则分解2 mol H2O时电路中通过4 mol电子，故理论上电源提供2 mol电子能分解1 mol H2O，D项正确。 2.(2025·陕西宝鸡二模)微酸性次氯酸水广泛应用于果蔬、医疗器械的消毒。一种制备微酸性次氯酸水的电解设备的工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A.电极a与直流电源的负极相连 B.阳极室的总反应可表示为Cl－－2e－＋H2O===HClO＋H＋ C.B离子交换膜为阴离子交换膜 D.理论上每转移2 mol e－时阴极室增重46 g 【答案】B 【解析】由图可知，左室的电解质是水，制备的产品是微酸性次氯酸水，说明氯离子向左室迁移，故电极a为阳极，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，后发生反应Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，电极b为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。阳极电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，后发生反应Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，总反应为Cl－－2e－＋H2O===HClO＋H＋，B正确；由分析可知，氯离子向左室迁移，A离子交换膜为阴离子交换膜，钠离子向右室迁移，B离子交换膜为阳离子交换膜，C错误；每转移2 mol e－，电极b生成1 mol氢气，右室质量减小2 g，同时有2 mol钠离子向右室迁移，右室增重46 g，净增加44 g，D错误。 3.(2025·河南三模)电催化还原CO2制CO对减少温室气体排放具有重要意义，装置如图所示。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H＋和OH－，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法错误的是(　　) A.M接电源正极 B.N极电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O C.制得1 mol CO，理论上外电路中迁移了2 mol电子 D.双极膜中间层中的H＋在外电场作用下向M电极方向迁移 【答案】A 【解析】CO2转化为CO需要得到电子，则M电极是阴极，N电极是阳极。A.CO2转化为CO需要得到电子，则M电极是阴极，连接电源的负极，A错误；B.N极是阳极，N极电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，B正确；C.碳元素化合价从＋4降低到＋2，所以制得1 mol CO，理论上外电路中迁移了2 mol电子，C正确；D.阳离子向阴极移动，则双极膜中间层中的H＋在外电场作用下向M电极方向迁移，D正确。 4.(2026·福州质检)我国科学家经过研究发明了以下装置从海水中提取锂单质，其工作原理如图所示。该装置运行期间电极Ⅱ上产生O2和气体X。下列说法错误的是(　　) A.该装置实现了“太阳能→电能→化学能”的转化 B.电极Ⅰ连接太阳能电池的负极 C.工作时，电极Ⅱ附近溶液的pH增大 D.实验室检验气体X可用湿润的淀粉－KI试纸 【答案】C 【解析】由图可知，锂离子向电极Ⅰ迁移，则电极Ⅰ为阴极，电极反应式:Li＋＋e－===Li；电极Ⅱ为阳极，该装置运行期间电极Ⅱ上产生O2和气体X，则电极反应式:2Cl－－2e－===Cl2↑、2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。A.根据该装置示意图可知，实现了太阳能→电能→化学能的转化，故A正确；B.根据分析可知，电极Ⅰ为阴极，连接太阳能电池负极，故B正确；C.根据分析可知，电极Ⅱ为阳极，电极反应式:2Cl－－2e－===Cl2↑、2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，则工作时，电极Ⅱ附近溶液的pH减小，故C错误；D.根据分析可知X气体为Cl2，可用湿润的淀粉－KI试纸检验，故D正确。 5.(2025·湖北武汉二模)我国科技工作者设计了一套电化学装置，能在常温常压下实现硫化氢分解，制取氢气和硫黄，其原理如图所示。 质子交换膜 下列说法错误的是(　　) A.该装置实现了光能→电能→化学能的转化 B.阳极区的总反应为H2S－2e－===S↓＋2H＋ C.质子交换膜不能换为阳离子交换膜 D.每产生32 g S，阴极区溶液质量会减小2 g 【答案】D 【解析】A.由分析，该装置实现了光能→电能→化学能的转化，A正确；B.由分析，阳极亚铁离子失去电子被氧化为铁离子，然后硫化氢和铁离子发生氧化还原反应生成硫单质和亚铁离子、氢离子，总反应为硫化氢失去电子生成硫单质和氢离子:H2S－2e－===S↓＋2H＋，B正确；C.为防止Fe3＋、Fe2＋向阴极移动而发生副反应，则质子交换膜不能换为阳离子交换膜，C正确；D.结合H2S－2e－===S↓＋2H＋，每产生32 g S(为1 mol)，电路中转移2 mol电子，会有2 mol氢离子迁移到阴极区生成氢气，则阴极区溶液质量不减小，D错误。 6.羟基自由基(·OH)具有极强的氧化能力，它能有效地氧化降解废水中的有机污染物。在直流电源作用下，利用双极膜电解池产生羟基自由基(·OH)处理含苯酚废水和含甲醛废水，原理如图所示。已知:双极膜中间层中的H2O解离为H＋和OH－。下列说法错误的是(　　) A.M极为阴极，电极反应式:O2＋2e－＋2H＋===2·OH B.双极膜中H2O解离出的OH－透过膜a向N极移动 C.每处理6.0 g甲醛，理论上有0.4 mol H＋透过膜b D.通电一段时间后，理论上苯酚和甲醛转化生成CO2物质的量之比为6∶7 【答案】C 【解析】M电极通入O2，发生反应生成自由基·OH，电极反应式为O2＋2e－＋2H＋===2·OH，M作阴极，A正确；N为阳极，电解时阴离子向阳极移动，所以OH－透过膜a向N极移动，B正确；1 mol甲醛生成1 mol CO2转移4 mol电子，1 mol 苯酚生成6 mol CO2转移28 mol电子，理论上苯酚和甲醛转化生成CO2物质的量之比为6∶7，D正确。 7.利用电化学高级氧化技术可以在电解槽中持续产生·OH，使处理含苯酚(C6H5OH)废水更加高效，装置如图所示。已知a极主要发生的反应是O2生成H2O2，然后在电解液中产生·OH并迅速与苯酚反应。 (1)b极连接电源的________极(填“正”或“负”)。  (2)a极的电极反应式为________________。  (3)除电极反应外，电解液中主要发生的反应方程式为________________。  【答案】(1)正　(2)O2＋2e－＋2H＋===H2O2 (3)C6H6O＋28·OH===6CO2↑＋17H2O 【解析】(1)a极主要发生的反应是O2生成H2O2，O元素化合价降低。得到电子，发生还原反应，则a电极为阴极，与电源负极相接，所以b电极为阳极，与电源正极相接；(2)a电极为阴极，O2得到电子生成H2O2，电解质溶液显酸性，电极反应式为O2＋2e－＋2H＋===H2O2；(3)H2O2分解产生·OH，化学方程式为H2O2===2·OH，·OH与苯酚反应生成无毒的氧化物，该氧化物为CO2，反应的化学方程式为C6H6O＋28·OH===6CO2↑＋17H2O。 能力提升 8.(2025·辽宁抚顺二模)利用有机电化学合成1，2－二氯乙烷的装置如图所示。若该装置工作时中间室NaCl溶液的浓度通过调整保持不变，电解时阴极生成气体的速率为x mol·h－1，下列说法错误的是(　　) A.电源中电势比较:b>a B.离子交换膜Ⅰ为阴离子交换膜，离子交换膜Ⅱ为阳离子交换膜 C.合成室内发生的反应为CH2==CH2＋2CuCl2—→CH2ClCH2Cl＋2CuCl D.中间室补充NaCl的速率为2x mol·h－1 【答案】B 【解析】a为电源的负极，b为正极，故电源中电势比较:b>a ，A正确；B.由图可知，中间室内的氯离子通过离子交换膜Ⅱ进入右室，最终和CuCl生成CuCl2，左室H＋得到电子，生成H2，OH－浓度增大，与中间室移动过来的Na＋结合，生成NaOH，所以离子交换膜Ⅰ为阳离子交换膜，Ⅱ为阴离子交换膜，B错误；C.根据原子守恒可知，合成室内发生的反应为CH2==CH2＋2CuCl2—→CH2ClCH2Cl＋2CuCl，C正确；D.电解时阴极生成气体的速率为x mol·h－1，根据阴极反应:2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－及电荷守恒可知，中间室移动过来的Na＋的速率为2x mol·h－1，故中间室补充NaCl的速率为2x mol·h－1，D正确。 9.(2025·河北衡水一模)富集海水中锂的电化学系统如图所示，工作步骤如下: ①启动电源1，MnO2所在腔室的Li＋进入MnO2结构而形成LixMn2O4。 ②关闭电源1和海水通道，启动电源2，使LixMn2O4中的Li＋脱出进入腔室2。 关于该电化学系统的说法正确的是(　　) A.启动电源1时，电极1为阴极 B.启动至关闭电源1，若转化的n(MnO2)与生成的n(O2)之比为20∶3，可得LixMn2O4中的x＝1.2 C.启动电源2时MnO2电极反应式为xLi＋＋2MnO2＋xe－===LixMn2O4 D.电化学系统降低了腔室2中LiOH的浓度 【答案】B 【解析】由①可知，启动电源1，MnO2所在腔室的Li＋进入MnO2结构而形成LixMn2O4，可知MnO2中Mn元素的化合价降低，为阴极，电极反应式为xLi＋＋2MnO2＋xe－===LixMn2O4，电极1为阳极，连接电源正极，A错误；②关闭电源1和海水通道，启动电源2，使LixMn2O4中的Li＋脱出进入腔室2，可知，电极2为阴极，电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－；阳极的电极反应式为LixMn2O4－xe－===xLi＋＋2MnO2，启动至关闭电源1，转化的n(MnO2)与生成的n(O2)之比为20∶3，设生成的氧气为3 mol，转移电子为12 mol，根据阳极的电极反应式:LixMn2O4－xe－===xLi＋＋2MnO2，结合得失电子守恒，可知2 mol MnO2生成时转移1.2 mol电子，可得LixMn2O4中的x＝1.2，故B正确；启动电源2时，MnO2电极是阳极，电极反应式为LixMn2O4－xe－===xLi＋＋2MnO2，故C错误。 10.经测定污水里NaNO2含量为4.6%，科研人员研究发现可用如图所示的装置处理污水中的NaNO2，原理是利用Fe2＋把N还原成N2。 (1)阳极附近溶液中发生的离子方程式为_______________________________。  (2)在实验室恰好完全处理3.0 kg该NaNO2污水，则理论上阴极区与阳极区溶液质量变化的差为________g。  【答案】(1)6Fe2＋＋2N＋8H＋===6Fe3＋＋N2↑＋4H2O　(2)128 学科网（北京）股份有限公司 $ 大单元五化学反应原理 第一单元化学反应与能量 第53讲　电解原理的创新应用 复习导航 01 考向预测●明考向 对标核心素养，研判高考命题趋势 02 真题演练●悟高考 溯源真题逻辑，感知高考考向 03 核心梳理●明考点 搭建知识框架，构建系统思维 04 对点训练●夯基础 夯实基础知识，总结易错难点 05 考点通关●破重难 拆解核心考点，归纳解题范式 06 过关限时训练 限定答题时长，模拟考场实战 【考向预测●明考向】 综合近三年高考考频分析，电解原理的创新应用属于电化学模块中档高频考点，大多以装置图为载体出现在原理综合大题，部分也作为选择题压轴选项，命题多围绕电解制备特种物质、污水净化、物质分离提纯、电还原固碳等真实工业与科研情境，重点考查电解装置的识别、阴阳极判断、隔膜作用分析、陌生电极反应式书写、离子迁移方向、产物定量计算等内容，常设置忽略介质酸碱性书写电极反应、混淆离子透过隔膜的种类、电子不进入电解质溶液等典型陷阱，预测2027年高考预计延续真实情境命题特点，会进一步结合碳中和、资源回收利用等热点素材，强化对陌生电解装置图像信息解读能力的考查，还可能实现电解与原电池、多室隔膜装置的综合串联设问，弱化课本模型的直接考查，侧重学生依托氧化还原规律进行逻辑推导，试题区分度较强，整体难度中等偏上，备考应强化多室电解装置读图训练，重视不同电解质环境下电极反应的规范书写。 【真题演练●悟高考】 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·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 3．（2026·河北·高考真题）化学在推动社会发展和进步中发挥着重要作用。下列相关化学方程式错误的是 A．工业合成氨： B．氯碱工业： C．氨脱硫法脱除烟气中少量二氧化硫： D．生产可降解高分子聚乳酸： 4．（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 5．（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 6．（2025·全国卷·高考真题）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 D．阴极转化，阳极将生成 7．（2025·湖南·高考真题）一种电化学处理硝酸盐产氨的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．电解过程中，向左室迁移 B．电解过程中，左室中的浓度持续下降 C．用湿润的蓝色石蕊试纸置于b处，试纸先变红后褪色 D．完全转化为的电解总反应： 8．（2025·云南·高考真题）一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示，双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。除硼原理：。下列说法错误的是 A．Pt电极反应： B．外加电场可促进双极膜中水的电离 C．Ⅲ室中，X膜、Y膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜 D．Ⅳ室每生成，同时Ⅱ室最多生成 【核心梳理●明考点】 1.电解原理常见的考查点 电解原理及应用是高考高频考点，该类试题往往与生产、生活及新科技等方面相联系，以装置图或流程图为载体呈现，题材广、信息新，题目具有一定的难度。主要考查阴、阳极的判断、电极反应式及电解反应方程式的书写、溶液离子浓度变化及有关计算等。 2.“5点”突破电解综合应用题 (1)分清阴、阳极，与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极，两极反应为“阳氧阴还”。 (2)剖析离子移向，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。(注意离子交换膜会限制某些离子的移动方向) (3)注意放电顺序，正确判断放电的微粒或物质。 (4)注意介质，正确判断反应产物，酸性介质不出现OH－，碱性介质不出现H＋；不能想当然地认为金属作阳极，电极产物为金属阳离子。 (5)注意得失电子守恒和电荷守恒，正确书写电极反应式。 【考点通关●破重难】 类型一　电解法制备无机物的创新 1.(2025·湖南卷)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N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.N完全转化为NH3的电解总反应:N＋8Cl－＋6H2ONH3↑＋9OH－＋4Cl2↑ 2.(2024·山东卷)以不同材料修饰的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。下列说法错误的是(　　) A.电极a连接电源负极 B.加入Y的目的是补充NaBr C.电解总反应式为Br－＋3H2OBr＋3H2↑ D.催化阶段反应产物物质的量之比n(Z)∶n(Br－)＝3∶2 3.(2024·海南卷改编)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。下列说法正确的是(　　) A.电解过程中阴极区的S不断迁移到阳极区 B.图中a代表O2 C.回路中通过1 mol电子产生0.5 mol (NH4)2S2O8 D.S氧化成S2的电极反应为2S－2e－===S2 类型二　应用电解原理创新合成有机物 4.(2025·陕晋青宁卷)我国科研人员采用图甲所示的电解池，由百里酚(TY)合成了百里醌(TQ)。电极b表面的主要反应历程如图乙(灰球表示电极表面催化剂)。下列说法错误的是(　　) A.电解时，H＋从右室向左室移动 B.电解总反应:TY＋H2OTQ＋2H2↑ C.以为原料，也可得到TQ D.用18O标记电解液中的水，可得到 5.(2025·浙江6月选考)通过电化学方法制备Br2，进而由Br2与反应合成。为提高电流利用效率，某小组设计电化学合成示意图如下，已知氧化性:H2O2>Br2。下列说法不正确的是(　　) A.电极A与电源正极相连 B.电极B的电极反应式为O2＋2H＋＋2e－===H2O2 C.电解液中H2SO4可以用氢溴酸代替 D.原料足量的情况下，理论上电路中转移0.2 mol e－可得到0.1 mol 6.(2024·湖南卷)在KOH水溶液中，电化学方法合成高能物质K4C6N16时，伴随少量O2生成，电解原理如图所示，下列说法正确的是(　　) A.电解时，OH－向Ni电极移动 B.生成C6的电极反应:2C3N8H4＋8OH－－4e－===C6＋8H2O C.电解一段时间后，溶液pH升高 D.每生成1 mol H2的同时，生成0.5 mol K4C6N16 类型三　应用电解原理进行废物利用与产品再生 7.(2025·湖北卷)某电池的正极材料为LiFePO4，负极材料为嵌锂石墨。利用人工智能筛选出的补锂试剂LiSO2CF3，能使失活的电池再生并延长寿命，且保持电池原结构。将LiSO2CF3注入电池后充电补锂，过程中[SO2CF3]－转化为气体离去。下列有关充电补锂的说法错误的是(　　) A.[SO2CF3]－在阳极失去电子 B.生成气体中含有氟代烃 C.过程中铁元素的价态降低 D.[SO2CF3]－反应并离去是该电池保持原结构的原因 8.(2025·河北卷)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5.6 L O2时，理论上可转化 mol的LixCoO2 C.再锂化过程中，S向LixCoO2电极迁移 D.电解过程中，阳极附近溶液pH升高 类型四　电解与分离提纯 9.(2025·云南卷)一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示，双极膜中H2O解离的H＋和OH－在电场作用下向两极迁移。除硼原理:[B(OH)4]－＋H＋===B(OH)3＋H2O。下列说法错误的是(　　) A.Pt电极反应:4OH－－4e－===O2↑＋2H2O B.外加电场可促进双极膜中水的电离 C.Ⅲ室中，X膜、Y膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜 D.Ⅳ室每生成1 mol NaOH，同时Ⅱ室最多生成1 mol B(OH)3 10.科学家采用电渗析法提纯乳清(富含NaCl的蛋白质)，有价值的蛋白质回收率达到98%，工作原理如图所示: 下列说法错误的是(　　) A.膜1为阳离子交换膜，膜2为阴离子交换膜 B.膜1、膜2孔径不大于半透膜孔径 C.a极的电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ D.每转移2 mol电子，理论上乳清质量减少58.5 g 【过关限时●练实战】 （30分钟） 基础落实 1.(2024·甘肃卷)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.(2025·陕西宝鸡二模)微酸性次氯酸水广泛应用于果蔬、医疗器械的消毒。一种制备微酸性次氯酸水的电解设备的工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A.电极a与直流电源的负极相连 B.阳极室的总反应可表示为Cl－－2e－＋H2O===HClO＋H＋ C.B离子交换膜为阴离子交换膜 D.理论上每转移2 mol e－时阴极室增重46 g 3.(2025·河南三模)电催化还原CO2制CO对减少温室气体排放具有重要意义，装置如图所示。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H＋和OH－，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法错误的是(　　) A.M接电源正极 B.N极电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O C.制得1 mol CO，理论上外电路中迁移了2 mol电子 D.双极膜中间层中的H＋在外电场作用下向M电极方向迁移 4.(2026·福州质检)我国科学家经过研究发明了以下装置从海水中提取锂单质，其工作原理如图所示。该装置运行期间电极Ⅱ上产生O2和气体X。下列说法错误的是(　　) A.该装置实现了“太阳能→电能→化学能”的转化 B.电极Ⅰ连接太阳能电池的负极 C.工作时，电极Ⅱ附近溶液的pH增大 D.实验室检验气体X可用湿润的淀粉－KI试纸 5.(2025·湖北武汉二模)我国科技工作者设计了一套电化学装置，能在常温常压下实现硫化氢分解，制取氢气和硫黄，其原理如图所示。 质子交换膜 下列说法错误的是(　　) A.该装置实现了光能→电能→化学能的转化 B.阳极区的总反应为H2S－2e－===S↓＋2H＋ C.质子交换膜不能换为阳离子交换膜 D.每产生32 g S，阴极区溶液质量会减小2 g 6.羟基自由基(·OH)具有极强的氧化能力，它能有效地氧化降解废水中的有机污染物。在直流电源作用下，利用双极膜电解池产生羟基自由基(·OH)处理含苯酚废水和含甲醛废水，原理如图所示。已知:双极膜中间层中的H2O解离为H＋和OH－。下列说法错误的是(　　) A.M极为阴极，电极反应式:O2＋2e－＋2H＋===2·OH B.双极膜中H2O解离出的OH－透过膜a向N极移动 C.每处理6.0 g甲醛，理论上有0.4 mol H＋透过膜b D.通电一段时间后，理论上苯酚和甲醛转化生成CO2物质的量之比为6∶7 7.利用电化学高级氧化技术可以在电解槽中持续产生·OH，使处理含苯酚(C6H5OH)废水更加高效，装置如图所示。已知a极主要发生的反应是O2生成H2O2，然后在电解液中产生·OH并迅速与苯酚反应。 (1)b极连接电源的________极(填“正”或“负”)。  (2)a极的电极反应式为________________。  (3)除电极反应外，电解液中主要发生的反应方程式为________________。  能力提升 8.(2025·辽宁抚顺二模)利用有机电化学合成1，2－二氯乙烷的装置如图所示。若该装置工作时中间室NaCl溶液的浓度通过调整保持不变，电解时阴极生成气体的速率为x mol·h－1，下列说法错误的是(　　) A.电源中电势比较:b>a B.离子交换膜Ⅰ为阴离子交换膜，离子交换膜Ⅱ为阳离子交换膜 C.合成室内发生的反应为CH2==CH2＋2CuCl2—→CH2ClCH2Cl＋2CuCl D.中间室补充NaCl的速率为2x mol·h－1 9.(2025·河北衡水一模)富集海水中锂的电化学系统如图所示，工作步骤如下: ①启动电源1，MnO2所在腔室的Li＋进入MnO2结构而形成LixMn2O4。 ②关闭电源1和海水通道，启动电源2，使LixMn2O4中的Li＋脱出进入腔室2。 关于该电化学系统的说法正确的是(　　) A.启动电源1时，电极1为阴极 B.启动至关闭电源1，若转化的n(MnO2)与生成的n(O2)之比为20∶3，可得LixMn2O4中的x＝1.2 C.启动电源2时MnO2电极反应式为xLi＋＋2MnO2＋xe－===LixMn2O4 D.电化学系统降低了腔室2中LiOH的浓度 10.经测定污水里NaNO2含量为4.6%，科研人员研究发现可用如图所示的装置处理污水中的NaNO2，原理是利用Fe2＋把N还原成N2。 (1)阳极附近溶液中发生的离子方程式为_______________________________。  (2)在实验室恰好完全处理3.0 kg该NaNO2污水，则理论上阴极区与阳极区溶液质量变化的差为________g。  学科网（北京）股份有限公司 $