专题02 有关电解的计算及在物质制备、工业生产中的应用（重难点专练）化学人教版选择性必修1

函学科网·上好课 www.zxxk.com 专题02有关电解的计算及在物质制备、 题组A 类型突破 类型一电解原理在物质制备中的应用 1.C 2.D 3.C 类型二 电解原理在工业生产中的应用 4.C 5.D 6.D 类型三离子交换膜在电解池中的应用 7.C 8.B 9.c 类型四 有关电解的计算 10.D 11.C 12.C 题组B能力进阶 1.D 2.D 3.A 4.D 5.C 6.B 7.B 1/2 上好每一堂课 工业生产中的应用 可学科网·上好课 8.A 9.B 10.B 11.D 12.C 13.B 14.C 15.D 1.B 2.D 3.D 4.D 5.B 6.B 7.D 8.C 9.B 10.D 11.D 12.B www.zxxk.com 上好每一堂课 题组c高考挑战 2/2 专题02 有关电解的计算及在物质制备、工业生产中的应用 类型一 电解原理在物质制备中的应用 1.（2026·内蒙古呼和浩特·模拟预测）一种采用和为原料制备的装置示意图如下。下列有关说法正确的是 A．连接电源正极，金属可作为电极的材料 B．电解时，向电极移动 C．电极反应： D．电解过程中，固体氧化物电解质中不断变多 【答案】C 【解析】a电极生成，为阳极，连接电源正极；金属是活泼金属，若作为阳极材料，会优先失电子发生氧化反应，无法得到，A错误； 电解池中阴离子向阳极移动，为阴离子，应向a极（阳极）移动，B错误； b电极上转化为，元素化合价降低，得电子发生还原反应，b为阴极，电极反应式配平后为，C正确； 阴极生成，阳极反应为，消耗，根据电子守恒，阴极生成的和阳极消耗的物质的量相等，固体氧化物电解质中总量不变，D错误；故选C。 2.（2026·陕西榆林·模拟预测）利用丙烯腈（）制备己二腈的电有机合成装置如图所示。已知四甲基溴化铵为盐溶液。下列说法错误的是 A．X极的电势低于Y极 B．a极的电极反应式： C．四甲基溴化铵可增加溶液导电性 D．当外电路转移4 mol电子时，右室溶液质量减小32 g 【答案】D 【分析】由图结合总反应可知，a极丙烯腈得到电子发生还原反应生成己二腈，a为阴极，接电源负极X，a电极反应为；b极中水失去电子发生氧化反应生成氧气，b为阳极，接电源正极Y，b电极反应为；阳极生成的通过质子交换膜进入阴极；据此解答。 【解析】电源中负极电势低于正极，X为负极，因此X极电势低于Y极，A正确； a极丙烯腈得到电子发生还原反应生成己二腈，电极反应为，B正确； 四甲基溴化铵是可溶性盐，在水溶液中电离出自由移动的离子，可增加溶液导电性，C正确； 根据阳极电极反应式可知，当电路中转移4 mol电子时，阳极室生成氧气1 mol，质量为32 g，同时有4 mol氢离子（质量为4 g）进入阴极区，故溶液质量减少32+4=36 g，D错误；故选D。 3.（2026·山西晋城·一模）我国科研团队开发的HMF电氧化制备FDCA装置如图所示。下列说法正确的是 A．Y极电极反应式为 B．若用KCl溶液代替右侧的K2SO4溶液，不影响电解效率 C．制备0.1 mol FDCA，理论上左侧电解液的质量变化为22.8 g D．若将膜替换为普通多孔陶瓷隔膜(可允许其他物质通过)，FDCA产率会显著提高 【答案】C 【解析】Y极发生氧化反应(：，：)，电极反应式为，A错误； 若换为KCl溶液，会在阳极发生氧化反应，导致副反应消耗电能，电解效率降低，B错误； X极发生还原反应，转移电子时，生成，导致左侧溶液质量减少，同时有通过膜向阴极迁移，导致左侧溶液质量增加，左侧电解液质量变化，C正确； 若替换为普通多孔陶瓷隔膜，只能物理阻隔，不能选择性阻止分子扩散，会导致流失到阴极室，产率下降，D错误；故选C。 类型二 电解原理在工业生产中的应用 4.（2026·河北秦皇岛·模拟预测）通过NO协同耦合反应，实现了NO的电催化歧化，并同时合成了双氮产物(NH3和硝酸盐)，是实现可持续固氮的一种极具潜力的方法，装置如图。下列说法错误的是 A．电解液E为阴极电解液，呈碱性 B．电极B的电极反应： C．中间层的H+透过选择性离子膜向B极迁移 D．若电解一段时间后，取两极所有产物于溶液中反应，可得硝酸盐和硝酸 【答案】C 【分析】由图可知，A极氮元素价态降低得电子，A极为阴极，电极反应式为，B极为阳极，电极反应式为。 【解析】根据以上分析，A极为阴极，电极反应式为，则电解液E为阴极电解液，呈碱性，A正确； B极为阳极，电极反应式为，B正确； 由两极反应式可知，阳极区产生氢离子，阴极区消耗氢离子，中间层的透过选择性离子膜向A极迁移，C错误； 由图可知，A极，B极，根据电子得失守恒，电解一段时间后，取两极所有产物于溶液中反应，可得硝酸盐和硝酸，D正确；故选C。 5.（25-26高三上·辽宁沈阳·期末）在直流电源作用下，利用双极膜电解池产生羟基自由基()处理含苯酚废水和含甲醛废水，原理如图所示。已知：双极膜中间层中的解离为和。下列说法正确的是 A．相同数目的和具有相同的质子数和电子数 B．M极为阳极，电极反应式： C．每处理3.0 g甲醛，理论上有0.4 mol 透过膜a D．通电一段时间后，理论上处理的苯酚和甲醛的物质的量之比为 【答案】D 【分析】题目已知“双极膜中间层中的解离为和”。在直流电场作用下，阳离子（）向阴极移动，阴离子（）向阳极移动。左侧 M极通入，生成，发生还原反应，因此M极为阴极，N极为阳极；膜b位于双极膜左侧，需要穿过膜b进入左侧阴极室参与反应，因此膜b是阳离子交换膜。膜a位于双极膜右侧，需要穿过膜a进入右侧阳极室参与反应，因此膜a是阴离子交换膜，以此解答。 【解析】的质子数为，电子数为，的质子数为，电子数为，A错误； 由分析可知，M极为阴极，得电子生成，电极反应式：，B错误； 甲醛的物质的量为=，甲醛被氧化生成，碳元素化合价从价升高到价，反应式为：，处理甲醛需要消耗，右侧N极（阳极）产生的反应为。产生需要转移电子，同时消耗，这些是由双极膜中间层解离产生的，并透过膜a（阴离子交换膜）到达阳极室。因此，透过膜a的是，而不是。是透过膜b向阴极移动的，C错误； 左侧处理苯酚，苯酚被氧化为：，右侧处理甲醛：，在电解池中，阴极（M极）产生和阳极（N极）产生的过程中，整个电路转移的电子数是相等的。阴极产生：，每转移电子生成，阳极产生：，每转移电子生成 ，因此，两侧产生的物质的量相等。设产生的均为 ，处理的苯酚物质的量为，处理的甲醛物质的量为 ，两者的物质的量之比为，D正确；故选D。 6.（2026·广东广州·二模）电催化还原硝酸盐生成氨气的原理如图所示，下列说法错误的是 A．惰性电极a为阳极 B．离子交换膜为阳离子交换膜 C．工作一段时间后，右室溶液变大 D．从溶液中逸出，左室溶液质量减少了 【答案】D 【解析】在b极得电子生成，b为阴极，故惰性电极a为阳极，A正确； 阳极a的反应为，左室正电荷过剩，需迁移到右室平衡电荷，因此离子交换膜为阳离子交换膜，B正确； 右室阴极反应为，反应生成，增大，溶液pH变大，C正确； 逸出1mol时，转移2mol电子，同时有2mol（质量为46g）从左室迁移到右室，左室溶液总减少质量为71g+46g=117g，不是71g，D错误；故选D。 类型三 离子交换膜在电解池中的应用 7.（2026·浙江绍兴·二模）我国科学家以海水（含、、少量）为氯源，用电化学方法合成2'，α，α‑三氯苯乙酮，其装置示意图如图所示。 下列说法不正确的是 A．阳极反应： B．将海水导入装置前应除去，否则会破坏离子交换膜导致电解效率降低 C．M为阴离子交换膜 D．该装置工作初期可向左室加入稀NaOH以增强溶液导电性 【答案】C 【分析】装置分析可知，左侧电极生成H2，发生还原反应：2H2O + 2e-=H2↑ + 2OH-，故左室为阴极室；右侧发生有机物氯化氧化，右室为阳极室。 【解析】分析可知，阳极电极反应为：，A正确； 若海水中的Mg2+进入装置，Mg2+会与阴极产生的OH−反应生成Mg(OH)2​沉淀，沉淀会破坏离子交换膜，从而导致电解效率降低，所以将海水导入装置前应除去Mg2+，B正确； 阴极反应生成OH-，阳极反应生成H+，为维持溶液电中性，阳极区H+需要穿过膜 M 移向阴极室，因此 M 是阳离子交换膜，不是阴离子交换膜，C错误； 左室是阴极区，加入稀NaOH可电离出Na+、OH-，增大离子浓度，增强溶液导电性， D正确；故选C。 8.（2026·山东潍坊·三模）以滤纸包裹的固体粉末为原料，一定浓度的溶液、溶液分别作为两极区的电解液，用惰性电极电解制备的原理如图。下列说法正确的是 A．a极为负极 B．隔膜为阳离子交换膜 C．两极区的电解液也可互换 D．“氧化”消耗与电解产生的的物质的量相等 【答案】B 【分析】用惰性电极电解制备属于电解池原理，d极区氧气得电子和水转化为氢氧根离子，电极反应式为：，则电源b为负极，a为正极，阳极区水失去电子转化为氧气和氢离子，电极反应式为：，据此分析解答。 【解析】根据上述分析可知，a为电源的正极，A错误； 阳极区水失去电子生成的氢离子与碳酸铈结合后生成Ce3+，通过隔膜向阴极区迁移，与氢氧根离子结合生成Ce(OH)3，所以隔膜为阳离子交换膜，B正确； 若两极区电解液交换后，则阳极区氯离子会优先失去电子转化为氯气，有毒，且碳酸铈无法溶解生成Ce3+，改变电解反应，不能达到制备目的，C错误； 根据图示与得失电子数守恒可知，若“氧化”消耗1mol，则需要4mol Ce(OH)3，即12mol氢氧根离子参与离子反应，结合关系式：可知，需要消耗氧气的物质的量为3mol，即“氧化”消耗与电解产生的的物质的量不相等，D错误。 9.（2026·云南昆明·三模）一定条件下，以CO2和CH3OH为原料制备HCOOH和甲酸盐，其装置原理如图。下列说法错误的是 A．电极a连接电源负极 B．电极b的电极反应式： C．电解过程中，左侧溶液中不变 D．电解过程中，转化的CO2与CH3OH的物质的量之比为2：1 【答案】C 【分析】由图可知，与直流电源负极相连电极a是电解池的阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成甲酸，电极反应式为CO2+2H++2e- =HCOOH；电极b为阳极，碱性条件下甲醇在阳极失去电子发生氧化反应生成甲酸根离子和水，电极反应式为：CH3OH-4e-+5OH- = HCOO-+4H2O；电解时，钾离子通过阳离子交换膜由阳极区移向阴极区。 【解析】由分析可知，与直流电源负极相连电极a是电解池的阴极，A正确； 由分析可知，电极b为阳极，碱性条件下甲醇在阳极失去电子发生氧化反应生成甲酸根离子和水，电极反应式为：CH3OH-4e-+5OH- = HCOO-+4H2O，B正确； 由分析可知，电解时，与直流电源负极相连电极a是电解池的阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成甲酸，钾离子通过阳离子交换膜由阳极区移向阴极区，则电解过程中，左侧溶液中氯化钾的物质的量增大，C错误； 由得失电子数目守恒可知，电解过程中，转化的二氧化碳与甲醇的物质的量之比为2：1，D正确；故选C。 类型四 有关电解的计算 10.（2026·安徽六安·模拟预测）科研人员以对硝基甲苯和丙烯腈为原料，采用间接成对电解方法协同合成对硝基苯甲酸和己二腈。两极均为惰性电极，电解质溶液为稀硫酸，双极膜内层为水层，工作时水层中的H2O解离成OH-和H+，并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移，反应的原理示意图如下图所示。下列说法正确的是 A．a为电源正极 B．转化2 mol丙烯腈，理论上电路中转移电子数为2NA C．双极膜中减少27 gH2O时，则与b极相连的电极上有1molCr3+发生转化 D．右半区综合反应的方程式为：-6e-+2H2O→+6H+ 【答案】D 【分析】a侧电解池的电极得电子发生还原反应生成、得电子发生还原反应生成，a是电源负极；b侧电解池的电极失电子发生氧化反应生成 , b是电源正极； 【解析】根据以上分析，a侧电解池的电极发生还原反应为阴极，a为电源负极，A错误； 丙烯腈转化为己二腈的方程式为，转化2 mol丙烯腈，氧化还原过程转移2mol电子，但阴极存在副反应，理论上电路中转移电子数大于，B错误； 电极上有发生转化，转移电子数为，对应双极膜迁移出和，减轻，C错误； 右半区在阳极失电子发生氧化反应生成，把对硝基甲苯氧化为对硝基苯甲酸，综合反应的方程式为：-6e-+2H2O→+6H+，D正确；故选D。 11.（2026·山东·模拟预测）中科院化学研究所开发了一个包括苯酚电催化还原和苯酚电催化氧化两个半反应的综合电化学策略，成功实现了苯酚合成两种重要的化工原料——环己酮和苯醌。下列说法错误的是 A．电势 B．阳极区的电极反应式为C6H5OH+H2O-4e-=C6H4O2+4H+ C．该装置每消耗苯酚时，有由电极向电极迁移 D．该电化学合成环己酮和苯醌的原子利用率为100% 【答案】C 【分析】该装置是一个成对电解体系，左侧电极a发生苯酚的电催化氧化，生成苯醌；右侧电极b发生苯酚的电催化还原，生成环己酮。质子交换膜允许H+通过，阳极区氧化产生的H+可以迁移到阴极区，参与苯酚加氢还原生成环己酮； 【解析】电极a处苯酚被氧化生成苯醌，电极a为阳极；电极b处苯酚被还原生成环己酮，电极b为阴极。电解池中阳极接电源正极、阴极接电源负极，所以电势a>b，A正确；   B．阳极区发生氧化反应，苯酚被氧化为苯醌，电极反应式可写为：C6H5OH+H2O-4e-=C6H4O2+4H+，即图中所给反应式表示苯酚失电子生成苯醌和H+，B正确； 从半反应看，阳极每氧化1mol苯酚生成1mol苯醌，会产生4molH+，同时转移4mol电子；阴极每还原1mol苯酚生成1mol环己酮，也需要4molH+和4mol电子。因此整个装置完成一次配对反应时，阳极消耗1mol苯酚，阴极也消耗1mol苯酚，共消耗2mol苯酚，同时有4molH+由电极a侧经质子交换膜迁移到电极b侧。若“该装置消耗1mol苯酚”指整个装置总共消耗1mol苯酚，则对应迁移的H+应为2mol，而不是4mol，C错误； 将两个半反应相加可得总反应：2C6H5OH+H2O→C6H4O2+C6H10O。反应中苯酚分别转化为苯醌和环己酮，水中的H、O也进入目标产物，没有生成额外副产物，因此该电化学合成环己酮和苯醌的原子利用率可认为为100%，D正确；故选C。 12.（2026·黑龙江哈尔滨·模拟预测）利用板状碳封装镍纳米晶体(Ni@C)电催化可将5-羟甲基糠醛(HMF)转化为2，5-呋喃二甲酸(FDCA)，工作原理如图所示。双极膜由阴、阳离子交换膜组成，在电场作用下，双极膜中离子向两极迁移。下列说法错误的是 A．a极的电势低于b极 B．b极的电极反应式为 C．制备1 mol 时，产生1.5 mol气体X D．该装置工作一段时间后，硫酸的浓度会减小 【答案】C 【分析】HMF转化为FDCA的过程是氧化反应（、被氧化为），电解池中氧化反应发生在阳极，因此为阳极，接电源正极；为阴极，接电源负极。 【解析】由图可知，HMF在b极上转化为FDCA，羟基和醛基转化为羧基，该反应为氧化反应，则b极为阳极，a极为阴极，阴极的电势低于阳极，故a极的电势低于b极，A正确； b极羟基和醛基转化为羧基，失去，失去，共失去，发生了氧化反应，，B正确； 制备1 mol FDCA时，转移6 mol电子；阴极（极）反应为，转移6 mol电子时，生成气体的物质的量为，C错误； 双极膜中，阳离子向阴极（侧）移动，阴离子向阳极（侧，硫酸区）移动；会与阳极反应生成的结合为水，硫酸不发生迁移，物质的量不变，水的量增大，因此硫酸浓度减小，D正确；故选C。 1.（2026·河北·模拟预测）随着可再生能源的持续发展，电催化有机合成成为替代传统化工品生产的潜在途径之一。一种电催化乙二醇转化为高价值的乙醇酸的装置如图。下列说法错误的是 A．外电路中电子转移方向：电源负极→M极，N极→电源正极 B．电极N为阳极，发生氧化反应 C．每生成2.24 L（标准状况），理论上消耗0.05 mol乙二醇 D．电解过程中，阴极区溶液的pH不变 【答案】D 【分析】M电极水得电子生成氢气和氢氧根离子，M是阴极，阴极反应式为 ；N是阳极，阳极乙二醇失电子发生氧化反应生成CH2OHCOOH，阳极反应式为；氢氧根离子由M极通过阴离子交换膜移向N极。 【解析】A. M是阴极、N是阳极，外电路中电子转移方向：电源负极→M极，N极→电源正极，A正确； 电极N为阳极，阳极乙二醇失电子发生氧化反应生成CH2OHCOOH，B正确；阴极发生反应，每生成2.24 L（标准状况），转移0.2mol电子，根据，理论上消耗0.05mol乙二醇，C正确；电解过程中，即电路上通过4mole-就有4molOH-由M极移向N极，阴极发生反应生成0.4mol氢氧根离子，阴极区氢氧根离子的物质的量不变，反应消耗水，所以氢氧根离子浓度增大，阴极区溶液的pH增大，D错误；故选D。 2.（2026·天津和平·三模）我国科学家设计如图所示的电解池，该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH溶液的浓度不变。下列说法不正确的是 A．b电极反应式为 B．电解时海水水分子可穿过PTFE膜，且与产生氢的物质的量相同 C．该电解池实现了海水直接制备氢气技术的绿色化 D．离子交换膜为阳离子交换膜 【答案】D 【分析】由图可知，该装置为电解水制取氢气的装置，a电极与电源正极相连，为电解池的阳极，b电极与电源负极相连，为电解池的阴极，阴极反应为，阳极反应为，电解的总反应为，据此解答。 【解析】b电极与电源负极相连，为电解池的阴极，阴极反应为，A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，电解的总反应为，所以电解时海水水分子可穿过PTFE膜，且与产生氢的物质的量相同，B正确； 该电解池无污染性物质生成，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化，C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，为保持离子浓度不变，则阴极产生的离子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，D错误；故选D。 3.（25-26高三下·重庆·阶段检测）某研究小组设计如下电解池如图所示，既可将中性废水中的硝酸盐转化为氨，又可将酸性条件下的百里酚(TY，)合成百里醌(TQ，)。电解时，下列说法错误的是 A．电解过程中，左室中的浓度持续下降 B．以为原料，也可得到TQ() C．阴极总反应为 D．阴极完全转化为氨，理论上阳极生成() 【答案】A 【分析】由图可知，左边电极接电源的负极，为阴极，阴极上先被还原为，再被还原为，右边电极接电源的正极，为阳极，阳极上TY被氧化为TQ，据此分析。 【解析】由图可知，左室中先得电子生成，再得电子被还原为，因此浓度先升高（生成速率大于消耗速率）后降低，不会持续下降，该说法错误，A错误； 由图可知，TY在阳极氧化为TQ的过程是酚羟基被氧化为羰基，酚羟基邻位和间位上的变为羰基，同时苯环结构重排与羰基共轭，碳骨架不变，为TY的官能团位置异构体，同样可以发生氧化反应得到目标产物百里醌，该说法正确，B正确； 阴极总反应为还原为，配平后反应为，C正确； 转化为，从价变为价，共得到电子；氧化为，碳元素总共升高价，失去电子，根据电子守恒，转移电子时理论生成，D正确；故选A。 4.（25-26高二上·广西钦州·期末）从海水中提取锂，某团队设计了图示的电解池。保持电源正负极不变，每运行一段时间后，将电极1与4取下互换，电极2与3取下互换，实现从海水中提取锂，即锂的富集。下列说法错误的是 A．电极2为阳极，发生氧化反应 B．电极1的电极反应式为 C．理论上，电极1与电极4的质量之和保持不变 D．理论上，电路通过1 mol电子时，右侧电解液中会富集14 g 【答案】D 【分析】为从海水中提取锂，每运行一段时间后，将电极1与4取下互换，电极2与3取下互换，电极1的电极反应式为，则电极1为阴极，电极2为阳极，电极2材料为Ag，电极反应式为；电极3为阴极，电极材料为AgCl，电极反应式为，电极4为阳极，电极4上发生氧化反应：，实现了锂的富集。 【解析】由分析可知，电极2为阳极，发生氧化反应，A正确； 电极1的电极反应式为，B正确； 通过相同电量，电极1上附着的的量和电极4上失去的的量相等，所以理论上，电极1与电极4的质量之和保持不变，C正确； 电路通过电子时，右侧电解液中会富集7 g ，D错误；故选D。 5.（25-26高二上·广东东莞·期末）如图为利用固体二氧化钛生产海绵金属钛的装置示意图。下列说法正确的是 A．a为电池的正极 B．生成氧气的电极反应为 C．高纯电极发生还原反应 D．制备金属钛前后，石墨总量不发生变化 【答案】C 【解析】电解池中阴离子向阳极移动，由向石墨电极移动可知石墨为阳极，阳极连接电源正极，则b为正极、a为负极，A错误； 生成氧气的反应为失电子的氧化反应，电极反应为，选项中电极反应为得电子的还原反应，B错误； 高纯电极为阴极，中元素化合价降低、得电子，发生还原反应，C正确； 石墨电极产生的气体含、，说明石墨与反应生成的发生反应被消耗，总量减少，D错误；故选C。 6.（25-26高二上·云南文山·期末）电催化含氮废水合成尿素，开创了无机物转化为有机物的新纪元。利用如图所示装置可合成尿素。该装置工作时，下列说法不正确的是 A．乙为电源的正极 B．外电路中每转移4 mol电子，理论上电极b生成22.4 L C．a电极上发生反应： D．工作时移向阴极，装置中交换膜为质子交换膜 【答案】B 【解析】a电极上被还原为，氮元素化合价：+5→-3，则a为阴极，连接电源负极甲，故乙为电源正极，A正确； 选项未指明气体处于标准状况，无法确定生成的体积，B错误； a极上元素从+5价降为-3价，2mol 共得到16mol电子，结合电荷守恒、原子守恒验证，该电极反应式书写正确，C正确； 电解池中阳离子向阴极移动，阳极式为，阳极生成的移向阴极参与反应，因此交换膜为质子交换膜，D正确；故选B。 7.（26-27高二上·湖南邵阳·阶段检测）清华大学研究团在《德国应用化学》上发表，苯酚选择性电催化加氢制环己酮，解决了环己酮的选择性和法拉第效率难以同时提升的难题，提供了绿色可持续路线。电解前阴极区和阳极区溶液质量相等，下面说法错误的是 A．从左往右迁移 B．忽略溶液体积变化，电解后右区浓度增大 C．生成2 mol A，对应有2 mol环己酮生成 D．电路中转移2 mol电子时，两极区溶液质量相差 【答案】B 【分析】首先判断电极属性：右侧N电极上苯酚转化为环己酮，发生加氢还原反应，电极反应为，因此N为阴极，连接电源负极；左侧M电极为阳极，电极反应为，连接电源正极。 【解析】电解池中阳离子向阴极定向移动，作为阳离子从左侧阳极区向右侧阴极区迁移，A正确； 右区（阴极区）发生还原反应：，每消耗4mol的同时，会有4mol 通过质子交换膜从左区迁移进入右区，右区H⁺的物质的量并未净增加，忽略体积变化时浓度不变，B错误； 阳极区：反应是，生成2molA即2mol氧气时，转移8mol电子，消耗2mol，对应有2 mol环己酮生成， C正确； 转移2mol电子时，阳极区：反应是，转移2mol电子时，消耗1mol ，生成0.5mol （16g）逸出，同时生成2mol （2g）迁移到右区，所以阳极区质量减少：逸出的（）16g + 迁移走的（）2g = 18g；阴极区：转移2mol电子时，有2mol （2g）从左区迁移进来，这部分参与反应进入环己酮，没有任何物质逸出，所以阴极区质量增加2g；初始两极质量相等，电解后阳极质量=初始m -18g，阴极质量=初始m +2g，差值是(m+2)-(m-18)=20g，D正确；故选B。 8.（25-26高二上·安徽芜湖·期末）如图为电解装置示意图。下列电解目的不能实现的是 选项 电极材料 电解质溶液 电解目的 A a．铜，b．铜 饱和食盐水 制取Cl2、NaOH和H2 B a．银，b．铁 AgNO3溶液 铁上镀银 C a．粗铜，b．精铜 CuSO4溶液 电解精炼铜 D a．碳棒，b．碳棒 KNO3稀溶液 制取少量O2和H2 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【分析】装置中a接电源正极，为电解池阳极，b为阴极。 【解析】a为阳极，铜是活性电极，阳极上失电子生成，溶液中无法放电，不能得到，无法实现电解目的，A符合题意； 铁上镀银时，镀层金属银作阳极，镀件铁作阴极，电解质为溶液，符合镀银的装置要求，可以实现，B不符合题意； 电解精炼铜时，粗铜作阳极，精铜作阴极，电解质为溶液，符合精炼铜的装置要求，可以实现，C不符合题意； 两个电极均为惰性碳棒，电解稀溶液本质是电解水，阳极放电生成，阴极放电生成，可以实现，D不符合题意；故选A。 9.（25-26高二上·四川成都·期末）科研工作者设计了一种用于废弃电极材料再锂化的电化学装置，其示意图如下，下列说法不正确的是[已知：参比电极的作用是确定再锂化为的最优条件，不干扰电极反应。] A．直流电源中B极为正极 B．电极上发生的反应： C．电解过程中，阳极附近溶液pH降低 D．再锂化过程中，向Pt电极迁移 【答案】B 【解析】Pt电极上产生，O元素化合价升高发生氧化反应，因此Pt为阳极，接直流电源正极，即B极为正极，A正确； 转化为需要结合、得到电子，电极反应应为，选项中电子和的系数错误，B错误； 阳极反应为，生成使阳极附近增大，pH降低，C正确； D．电解池中阴离子向阳极迁移，向阳极Pt电极迁移，D正确；故选B。 10.（26-27高二上·山东日照·开学考试）一种利用电解还原同时实现海水脱盐的装置如图所示，电解液在Ⅰ和Ⅳ室间循环，初始电解液为溶液(显碱性)。下列说法正确的是 A．电极b与蓄电池的负极相连 B．a极的电极反应式为 C．②为阳离子交换膜，①③为阴离子交换膜 D．电解一段时间后，Ⅱ室海水中盐的浓度降低 【答案】B 【解析】电极a上被还原为，发生得电子的还原反应，属于电解池的阴极，需连接蓄电池负极；电极b上生成，发生失电子的氧化反应，为阳极，应与蓄电池的正极相连，A错误； a极为阴极，中元素从+4价得电子降到+2价生成，结合电解液碳酸氢钠溶液配平，则电极反应式为，B正确； 海水脱盐的原理是海水中的阴、阳离子分别向两极移动，Ⅱ、Ⅲ室海水中的阳离子(等)向阴极（左侧）移动，阴离子(等）向阳极（右侧）移动，因此： ①为阳离子交换膜，允许Ⅱ室的阳离子进入Ⅰ室；②为阳离子交换膜，允许Ⅲ室阳离子进入Ⅱ室；③为阴离子交换膜，允许Ⅲ室阴离子进入Ⅳ室，选项描述②为阳离子交换膜、①③为阴离子交换膜，与实际情况不符，C错误； 电解过程中，Ⅱ室中阳离子通过①膜进入Ⅰ室的同时，Ⅲ室阳离子通过②膜进入Ⅱ室，Ⅱ室阴阳离子总量均不变，盐浓度不变，D错误；故选B。 11（26-27高三上·河北雄安·开学考试）电芬顿属于电化学高级氧化工艺，结合电解与芬顿氧化，持续生成强氧化性的羟基自由基(·OH)，彻底将有机污染物矿化为、等无机小分子。某课题小组利用电芬顿工艺降解M()的工作原理如图所示，下列说法错误的是 A．a为电源的正极，电极电势：a>b B．在该电芬顿工艺中，作催化剂 C．电解一段时间后，ACF/NF@FeOCl电极附近溶液pH增大 D．每处理含0.1 mol M的废水，理论上电路中通过2.6 mol电子 【答案】D 【分析】电解池中，失电子发生氧化反应的电极为阳极，得电子发生还原反应的电极为阴极：左侧RuO2/Ti电极上H2O中O元素从-2价升高为O2中的0价，失电子发生氧化反应，为阳极，连接电源的正极，即电源a为正极；右侧ACF/NF@FeOCl电极上O2中O元素从0 价降低为H2O2中的-1价，Fe从+3价降低至+2价，得电子发生还原反应，为阴极，连接电源的负极，即电源b为负极。 【解析】电源正极的电极电势高于负极，a为正极、b为负极，因此电极电势a＞b，A正确； 工艺中Fe3+先在阴极得电子生成Fe2+ ，Fe2+与H2O2 反应重新生成Fe3+ ，Fe3+ 在反应前后质量和化学性质均不改变，因此Fe3+作催化剂，B正确； 右侧阴极的电极反应为O2 +2H++2e-= H2O2，，反应消耗溶液中的H+，导致电极附近H+浓度降低，pH增大，C正确； M为对苯二酚，分子式为C6H6O2，由图可知，处理M时，阴极分别发生O2 +2H++2e-= H2O2、，阴极产生的、发生反应，生成与M发生反应转化为H2O和CO2 除去，由此得到关系式，故处理0.1mol M需要在阴极产生2.6 mol和2.6 mol ，阴极得到的电子数为，故理论上电路中通过7.8 mol电子，D错误；故选D。 12.（26-27高三上·江苏扬州·开学考试）为实现CO2资源化利用，可电解CO2制HCOOH(同时也生成CH4、C2H4等产物)。以Sn/Pt材料作电极，0.1 mol/L NaHCO3溶液作电解液，电解CO2制备HCOO-的装置如图。下列说法正确的是 A．该装置将化学能转化为电能 B．Pt电极区产生的气体只有O2 C．电解CO2过程中每消耗1 mol CO2转移电子数大于2×6.02×1023 D．电解过程中H＋通过阳离子交换膜从右室移向左室 【答案】C 【分析】该装置为外接电源驱动的电解池体系，以0.1 mol/L NaHCO3溶液作为电解液，中间设置阳离子交换膜分隔左右两个电解室：通入CO2的右室中Sn电极为阴极，CO2在此得电子发生还原反应，主反应生成HCOO-，同时还会副反应生成CH4、C2H4等还原产物，左室的Pt电极为阳极，阳极区主要发生H2O失电子生成O2的氧化反应，电解液中的阳离子可通过阳离子交换膜定向移动，整个装置的作用是利用电能驱动CO2的还原过程，实现CO2向高附加值化学品的资源化转化，据此作答。 【解析】该装置为电解池，外接电源，是将电能转化为化学能，A错误； 电极为阳极，阳极放电生成，同时生成的与反应生成，故产生的气体不是只有，B错误； 生成时，转移电子，同时有、等副产物生成，生成该类产物时转移电子数大于，故每消耗转移电子数大于，C正确； 电解池中阳离子向阴极移动，电极为阴极（位于右室），故通过阳离子交换膜从左室移向右室，D错误；故选C。 13.（25-26高二下·广东汕头·期中）二氯氢化偶氮苯（N）是生产一种有机颜料的中间体，一种利用邻硝基氯苯（M）为原料合成N，且能实现海水淡化的装置示意图如图所示。下列说法正确的是 A．电极a接电源正极 B．离子交换膜a为阳离子交换膜，离子交换膜b为阴离子交换膜 C．电极a的电极反应为 D．撤去离子交换膜，电极a、b的电极反应式均不变 【答案】B 【解析】电极a上邻硝基氯苯转化为二氯氢化偶氮苯，发生得电子的还原反应，故电极a为阴极，应接电源负极，A错误； 要实现海水淡化，海水中等阳离子向阴极（电极a）移动，需通过阳离子交换膜a进入左极室；等阴离子向阳极（电极b）移动，需通过阴离子交换膜b进入右极室，中间室可得到淡水，B正确； 电极a为阴极，发生得电子的还原反应，选项给出的反应为失电子的氧化反应，与电极a的反应类型不符，C错误； 撤去离子交换膜后，可移动到阳极b，优先在阳极失去电子生成，电极b的反应式发生改变，D错误；故选B。 14.（25-26高二下·湖南·开学考试）目前可采用“双极膜组”电渗析法淡化海水，同时获得副产品 A 和B．其模拟工作原理如图所示(图右为“双极膜组”内部结构图)。M、N为离子交换膜，在直流电作用下，双极阴阳膜(BP)复合层间的解离成H+和OH-，作为H+和OH-的离子源。下列说法错误的是 A．M为阳离子交换膜，N为阴离子交换膜 B．X电极为阳极，电极反应式为 C．电路中每生成 0.25 mol气体 a，理论上获得副产品 A 和 B各0.5mol D．“双极膜组”电渗析法也可应用于从盐溶液(MX)制备相应的酸(HX)和碱(MOH) 【答案】C 【分析】在双极膜组的左侧区域，由离子移动方向可知，X电极为电解池的阳极，电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑；Y电极为阴极，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，电解总反应为2H2O+2Cl-Cl2↑+H2↑+2OH-。精制盐水中Na+经过M离子交换膜移向产品A室，与BP双极膜中转移过来的OH-结合生成NaOH，所以M膜为阳离子交换膜，Cl-经过N离子交换膜移向产品B室，与BP双极膜中转移过来的H+结合生成HCl，所以N膜为阴离子交换膜，据此分析解答。 【解析】可透过M膜进入产品A室与结合为，故M为阳离子交换膜；可透过N膜进入产品B室与结合为，故N为阴离子交换膜，A正确； X电极为阳极，失电子生成，电极反应：，B正确； 生成0.25 mol气体a（）时转移电子为，理论上1个双极膜组生成、各0.5 mol，但根据题图，该电池存在多个“电极膜组”，C错误； 双极膜可解离出和，盐溶液中与结合得，与结合得，可用于制备对应酸和碱，D正确；故选C。 15.（25-26高二上·广东汕头·期末）如图是一种基于氯碱工艺的新型电解池，可用于湿法冶铁的研究。下列说法正确的是 A．左室电极作阴极，发生氧化反应 B．右室电极产生的气体是氢气 C．电解一段时间后溶液的浓度减小 D．每生成1molFe，有从交换膜右侧移动到左侧 【答案】D 【分析】装置图中右侧为饱和食盐水，右侧电极上生成气体，则右侧为电解池的阳极，氯离子放电生成氯气，电极反应：；因此左室电极上转化为，元素化合价降低，得电子发生还原反应，左室为阴极，电极反应：，中间为阳离子交换膜，从阳极移动到阴极，据此分析。 【解析】根据分析可知，左室电极作阴极，发生还原反应，A错误； 根据分析可知，右室电极反应：，产生的气体是氯气，B错误； 左室阴极反应生成，且通过阳离子交换膜从右室移入左室，的物质的量增大，溶液浓度增大，C错误； 生成时，元素化合价从+3变为0，转移，根据电荷守恒，有从交换膜右侧移动到左侧，D正确；故选D。 1.（2026·浙江卷）某课题组采用电化学方法合成含硫磷有机化合物（以作溶剂，Ph—代表苯基，电负性：）。合成机理示意图如下： 下列说法不正确的是 A．该合成中NaI可作电解质 B．化合物1、化合物2中P元素的化合价不同 C．转化为化合物4的反应中，被还原 D．该合成的反应式为 【答案】B 【分析】据图可知，左侧Pt电极失去电子，则左侧为阳极，右侧Pt电极得到电子，则右侧为阴极，据此解答。 【解析】在中可电离出和，能够导电，可作电解质，同时，在阳极失去电子生成，参与后续反应后又重新生成，起到了电催化剂（氧化还原媒介物）的作用，A正确； 化合物1和2为互变异构体，化合物1：P 原子与两个 O 原子（电负性 O > P）、一个 S 原子（电负性 S > P，且形成双键）和一个 H 原子相连（电负性 P> H），该P 原子的化合价为：+2+2-1= +3 价；化合物2：P 原子与两个 O 原子和一个 S 原子（形成单键）相连，该P原子化合价为：+2+1= +3 价。P元素化合价相同，B错误； 化合物4的P 原子与 O、S(双键)、S(单键) 相连，所有成键电子均偏离 P，此时 P 的化合价为 +5 价。 P 元素的化合价从反应前的 +3 价升高到了 +5 价，发生了氧化反应。因此，作为氧化剂，自身发生还原反应，C正确；结合反应机理，总反应的反应物为化合物1和，生成物为化合物4和，反应式配平、条件标注均正确，D正确；故选B。 2.（2026·全国卷卷）我国科学家设计了一种电解装置(如图所示)，在降解环境污染物四环素(TC)的同时，将转化为甲醇和乙醇。 电解时，下列叙述正确的是 A．在BiOBr电极上，TC的降解为还原反应 B．从CuO电极向BiOBr电极方向迁移 C．阴极发生的反应有 D．CuO电极通过6 mol电子，生成的甲醇少于1 mol 【答案】D 【分析】由图可知，BiOBr电极为电解池的阳极，光照条件下，TC在阳极失去电子发生氧化反应生成降解产物、水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子；氧化铜是阴极，二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成甲醇、乙醇和碳酸氢根离子。 【解析】由分析可知，BiOBr电极为电解池的阳极，光照条件下，TC在阳极失去电子发生氧化反应生成降解产物，A错误； 由分析可知，BiOBr电极为电解池的阳极，氧化铜是阴极，则氢离子从BiOBr电极向氧化铜电极方向迁移，B错误； 由分析可知，氧化铜是阴极，水分子作用下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成甲醇或乙醇和碳酸氢根离子，C错误； 氧化铜是阴极，在电极上生成甲醇的反应为，即该反应每转移6 mol电子，理论上可生成1 mol甲醇，由于氧化铜电极上同时还生成乙醇，转移电子并不能全部用于生成甲醇，因此氧化铜电极通过6 mol电子生成的甲醇少于1 mol，D正确；故选D。 3.（2026·北京卷）利用电化学-化学协同法将天然气中的转化为硫酸盐，实现资源化利用。原理示意图如下。 下列说法不正确的是 A．溶液的作用之一是吸收 B．极的电极反应式： C．工作一段时间后，阴极室的总浓度下降 D．理论上，阳极产生的大于阴极消耗的 【答案】D 【分析】由题可知，通入溶液中，反应生成，在a电极得到电子生成和，电极反应式为，被氧化为，b电极上，失去电子生成水和氧气，电极反应式为：，据此回答。 【解析】溶液呈碱性，可与酸性气体发生反应，起到吸收的作用，A正确； a极为阴极，O2在碱性条件下得电子生成，电极反应式为：，B正确； 阴极室中吸收H2S会消耗，假设处理：，消耗，生成，被氧化为消耗：，同时生成，为了生成需要转移8 mol电子：同时生成，同时双极膜中有向阴极迁移，并消耗（中和反应），综合来看，消耗，生成，因此总浓度下降，C正确； 阳极反应为，每生成1 mol O2转移4 mol电子，阴极每消耗1 mol O2转移2 mol电子，相同转移电子数下，阳极产生的n(O2)小于阴极消耗的n(O2)，D错误；故选D。 4.（2026·重庆卷）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】两个电解池的阳极（b、d）反应均为，电极反应相同，A正确； 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； 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； 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。 5.（2026·湖北卷）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】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； 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； 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； 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。 6.（2026·四川卷）化学工作者最近研究出一种电化学回收废旧电极材料中有价成分的新方法。将在磷酸存在下处理得到的溶液经提取电解槽电解，和分别进入对应的储存电极。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。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，理论上可回收 C．释放电解槽中，中的钛被氧化 D．释放电解槽的总反应为 【答案】B 【分析】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，电极反应为；释放电解槽中，左侧释放，为电解池阳极，电极反应：，右侧为释放，为电解池阴极，电极反应：，与结合，即得纯净的，据此解答。 【解析】提取的电极为阴极，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； 提取电解槽中，每提取，电路中转移，由阳极电极反应式可知，理论上可回收，B错误； 释放电解槽中，释放出，转化为，反应中失电子，Ti元素化合价升高，钛被氧化，C正确； 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。 7.（2026·江西卷）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】阳极是失去电子生成氧气，正确电极反应式为，A错误； 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； 根据总反应，生成消耗，则生成 仅消耗，C错误； 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。 8.（2026·广东卷）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】由分析知，①为阳离子交换膜，②为阴离子交换膜，A正确； 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； 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； 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。 9.（2026·河北卷）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】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； 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； 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； 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。 10.（2026·云南卷）一种“双模式”锂电池工作原理如图。已知：只参与模式Ⅰ的充放电，其放电时反应方程式为。下列说法正确的是 A．充电时，模式Ⅱ的反应为 B．充电时，若外电路通过1 mol电子，则石墨电极最多生成 C．放电时，体系中的向电池的锂电极迁移 D．放电时，分别消耗，模式Ⅰ理论放电量大于模式Ⅱ 【答案】D 【分析】中S元素为+6价，由此可知模式I放电过程中石墨电极上S元素化合价降低，发生还原反应，为正极，锂电极为负极，充电过程中石墨电极为阳极，锂电极为阴极。 【解析】充电时，模式II阴极上LiCl得到电子生成Li，阳极上Li2S2O4失去电子生成，根据守恒关系可知模式II的反应为，A项错误； 模式I充电时总反应为，充电过程中Li元素化合价降低，S元素及部分Cl元素化合价升高，因此外电路通过1mol电子，石墨阳极上最多生成0.25mol Cl2，B项错误； 放电时，Li+移向正极，即石墨电极，C项错误； 放电时，模式I的总反应与转移电子关系为，模式II的总反应与转移电子关系为，由此可知分别消耗，模式Ⅰ理论放电量大于模式Ⅱ，D项正确；故选D。 11.（2026·黑吉辽蒙卷卷）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】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； 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； 右侧发生氧化反应：被氧化为，阳极连接电源正极，C正确； 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。 12.（2026·浙江卷）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】由分析可知，电极M处的电极反应式为，A正确； 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； 由分析可知，1 mol 完全转化为1 mol ，转移的电子数为，C正确； 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；故选B。 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02 有关电解的计算及在物质制备、工业生产中的应用 类型一 电解原理在物质制备中的应用 1.（2026·内蒙古呼和浩特·模拟预测）一种采用和为原料制备的装置示意图如下。下列有关说法正确的是 A．连接电源正极，金属可作为电极的材料 B．电解时，向电极移动 C．电极反应： D．电解过程中，固体氧化物电解质中不断变多 2.（2026·陕西榆林·模拟预测）利用丙烯腈（）制备己二腈的电有机合成装置如图所示。已知四甲基溴化铵为盐溶液。下列说法错误的是 A．X极的电势低于Y极 B．a极的电极反应式： C．四甲基溴化铵可增加溶液导电性 D．当外电路转移4 mol电子时，右室溶液质量减小32 g 3.（2026·山西晋城·一模）我国科研团队开发的HMF电氧化制备FDCA装置如图所示。下列说法正确的是 A．Y极电极反应式为 B．若用KCl溶液代替右侧的K2SO4溶液，不影响电解效率 C．制备0.1 mol FDCA，理论上左侧电解液的质量变化为22.8 g D．若将膜替换为普通多孔陶瓷隔膜(可允许其他物质通过)，FDCA产率会显著提高 类型二 电解原理在工业生产中的应用 4.（2026·河北秦皇岛·模拟预测）通过NO协同耦合反应，实现了NO的电催化歧化，并同时合成了双氮产物(NH3和硝酸盐)，是实现可持续固氮的一种极具潜力的方法，装置如图。下列说法错误的是 A．电解液E为阴极电解液，呈碱性 B．电极B的电极反应： C．中间层的H+透过选择性离子膜向B极迁移 D．若电解一段时间后，取两极所有产物于溶液中反应，可得硝酸盐和硝酸 5.（25-26高三上·辽宁沈阳·期末）在直流电源作用下，利用双极膜电解池产生羟基自由基()处理含苯酚废水和含甲醛废水，原理如图所示。已知：双极膜中间层中的解离为和。下列说法正确的是 A．相同数目的和具有相同的质子数和电子数 B．M极为阳极，电极反应式： C．每处理3.0 g甲醛，理论上有0.4 mol 透过膜a D．通电一段时间后，理论上处理的苯酚和甲醛的物质的量之比为 6.（2026·广东广州·二模）电催化还原硝酸盐生成氨气的原理如图所示，下列说法错误的是 A．惰性电极a为阳极 B．离子交换膜为阳离子交换膜 C．工作一段时间后，右室溶液变大 类型三 离子交换膜在电解池中的应用 7.（2026·浙江绍兴·二模）我国科学家以海水（含、、少量）为氯源，用电化学方法合成2'，α，α‑三氯苯乙酮，其装置示意图如图所示。 下列说法不正确的是 A．阳极反应： B．将海水导入装置前应除去，否则会破坏离子交换膜导致电解效率降低 C．M为阴离子交换膜 D．该装置工作初期可向左室加入稀NaOH以增强溶液导电性 8.（2026·山东潍坊·三模）以滤纸包裹的固体粉末为原料，一定浓度的溶液、溶液分别作为两极区的电解液，用惰性电极电解制备的原理如图。下列说法正确的是 A．a极为负极 B．隔膜为阳离子交换膜 C．两极区的电解液也可互换 D．“氧化”消耗与电解产生的的物质的量相等 9.（2026·云南昆明·三模）一定条件下，以CO2和CH3OH为原料制备HCOOH和甲酸盐，其装置原理如图。下列说法错误的是 A．电极a连接电源负极 B．电极b的电极反应式： C．电解过程中，左侧溶液中不变 D．电解过程中，转化的CO2与CH3OH的物质的量之比为2：1 类型四 有关电解的计算 10.（2026·安徽六安·模拟预测）科研人员以对硝基甲苯和丙烯腈为原料，采用间接成对电解方法协同合成对硝基苯甲酸和己二腈。两极均为惰性电极，电解质溶液为稀硫酸，双极膜内层为水层，工作时水层中的H2O解离成OH-和H+，并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移，反应的原理示意图如下图所示。下列说法正确的是 A．a为电源正极 B．转化2 mol丙烯腈，理论上电路中转移电子数为2NA C．双极膜中减少27 gH2O时，则与b极相连的电极上有1molCr3+发生转化 D．右半区综合反应的方程式为：-6e-+2H2O→+6H+ 11.（2026·山东·模拟预测）中科院化学研究所开发了一个包括苯酚电催化还原和苯酚电催化氧化两个半反应的综合电化学策略，成功实现了苯酚合成两种重要的化工原料——环己酮和苯醌。下列说法错误的是 A．电势 B．阳极区的电极反应式为C6H5OH+H2O-4e-=C6H4O2+4H+ C．该装置每消耗苯酚时，有由电极向电极迁移 D．该电化学合成环己酮和苯醌的原子利用率为100% 12.（2026·黑龙江哈尔滨·模拟预测）利用板状碳封装镍纳米晶体(Ni@C)电催化可将5-羟甲基糠醛(HMF)转化为2，5-呋喃二甲酸(FDCA)，工作原理如图所示。双极膜由阴、阳离子交换膜组成，在电场作用下，双极膜中离子向两极迁移。下列说法错误的是 A．a极的电势低于b极 B．b极的电极反应式为 C．制备1 mol 时，产生1.5 mol气体X D．该装置工作一段时间后，硫酸的浓度会减小 1.（2026·河北·模拟预测）随着可再生能源的持续发展，电催化有机合成成为替代传统化工品生产的潜在途径之一。一种电催化乙二醇转化为高价值的乙醇酸的装置如图。下列说法错误的是 A．外电路中电子转移方向：电源负极→M极，N极→电源正极 B．电极N为阳极，发生氧化反应 C．每生成2.24 L（标准状况），理论上消耗0.05 mol乙二醇 D．电解过程中，阴极区溶液的pH不变 2.（2026·天津和平·三模）我国科学家设计如图所示的电解池，该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH溶液的浓度不变。下列说法不正确的是 A．b电极反应式为 B．电解时海水水分子可穿过PTFE膜，且与产生氢的物质的量相同 C．该电解池实现了海水直接制备氢气技术的绿色化 D．离子交换膜为阳离子交换膜 3.（25-26高三下·重庆·阶段检测）某研究小组设计如下电解池如图所示，既可将中性废水中的硝酸盐转化为氨，又可将酸性条件下的百里酚(TY，)合成百里醌(TQ，)。电解时，下列说法错误的是 A．电解过程中，左室中的浓度持续下降 B．以为原料，也可得到TQ() C．阴极总反应为 D．阴极完全转化为氨，理论上阳极生成() 4.（25-26高二上·广西钦州·期末）从海水中提取锂，某团队设计了图示的电解池。保持电源正负极不变，每运行一段时间后，将电极1与4取下互换，电极2与3取下互换，实现从海水中提取锂，即锂的富集。下列说法错误的是 A．电极2为阳极，发生氧化反应 B．电极1的电极反应式为 C．理论上，电极1与电极4的质量之和保持不变 D．理论上，电路通过1 mol电子时，右侧电解液中会富集14 g 5.（25-26高二上·广东东莞·期末）如图为利用固体二氧化钛生产海绵金属钛的装置示意图。下列说法正确的是 A．a为电池的正极 B．生成氧气的电极反应为 C．高纯电极发生还原反应 D．制备金属钛前后，石墨总量不发生变化 6.（25-26高二上·云南文山·期末）电催化含氮废水合成尿素，开创了无机物转化为有机物的新纪元。利用如图所示装置可合成尿素。该装置工作时，下列说法不正确的是 A．乙为电源的正极 B．外电路中每转移4 mol电子，理论上电极b生成22.4 L C．a电极上发生反应： D．工作时移向阴极，装置中交换膜为质子交换膜 7.（26-27高二上·湖南邵阳·阶段检测）清华大学研究团在《德国应用化学》上发表，苯酚选择性电催化加氢制环己酮，解决了环己酮的选择性和法拉第效率难以同时提升的难题，提供了绿色可持续路线。电解前阴极区和阳极区溶液质量相等，下面说法错误的是 A．从左往右迁移 B．忽略溶液体积变化，电解后右区浓度增大 C．生成2 mol A，对应有2 mol环己酮生成 D．电路中转移2 mol电子时，两极区溶液质量相差 8.（25-26高二上·安徽芜湖·期末）如图为电解装置示意图。下列电解目的不能实现的是 选项 电极材料 电解质溶液 电解目的 A a．铜，b．铜 饱和食盐水 制取Cl2、NaOH和H2 B a．银，b．铁 AgNO3溶液 铁上镀银 C a．粗铜，b．精铜 CuSO4溶液 电解精炼铜 D a．碳棒，b．碳棒 KNO3稀溶液 制取少量O2和H2 A．A B．B C．C D．D 9.（25-26高二上·四川成都·期末）科研工作者设计了一种用于废弃电极材料再锂化的电化学装置，其示意图如下，下列说法不正确的是[已知：参比电极的作用是确定再锂化为的最优条件，不干扰电极反应。] A．直流电源中B极为正极 B．电极上发生的反应： C．电解过程中，阳极附近溶液pH降低 D．再锂化过程中，向Pt电极迁移 10.（26-27高二上·山东日照·开学考试）一种利用电解还原同时实现海水脱盐的装置如图所示，电解液在Ⅰ和Ⅳ室间循环，初始电解液为溶液(显碱性)。下列说法正确的是 A．电极b与蓄电池的负极相连 B．a极的电极反应式为 C．②为阳离子交换膜，①③为阴离子交换膜 D．电解一段时间后，Ⅱ室海水中盐的浓度降低 11（26-27高三上·河北雄安·开学考试）电芬顿属于电化学高级氧化工艺，结合电解与芬顿氧化，持续生成强氧化性的羟基自由基(·OH)，彻底将有机污染物矿化为、等无机小分子。某课题小组利用电芬顿工艺降解M()的工作原理如图所示，下列说法错误的是 A．a为电源的正极，电极电势：a>b B．在该电芬顿工艺中，作催化剂 C．电解一段时间后，ACF/NF@FeOCl电极附近溶液pH增大 D．每处理含0.1 mol M的废水，理论上电路中通过2.6 mol电子 12.（26-27高三上·江苏扬州·开学考试）为实现CO2资源化利用，可电解CO2制HCOOH(同时也生成CH4、C2H4等产物)。以Sn/Pt材料作电极，0.1 mol/L NaHCO3溶液作电解液，电解CO2制备HCOO-的装置如图。下列说法正确的是 A．该装置将化学能转化为电能 B．Pt电极区产生的气体只有O2 C．电解CO2过程中每消耗1 mol CO2转移电子数大于2×6.02×1023 D．电解过程中H＋通过阳离子交换膜从右室移向左室 13.（25-26高二下·广东汕头·期中）二氯氢化偶氮苯（N）是生产一种有机颜料的中间体，一种利用邻硝基氯苯（M）为原料合成N，且能实现海水淡化的装置示意图如图所示。下列说法正确的是 A．电极a接电源正极 B．离子交换膜a为阳离子交换膜，离子交换膜b为阴离子交换膜 C．电极a的电极反应为 D．撤去离子交换膜，电极a、b的电极反应式均不变 14.（25-26高二下·湖南·开学考试）目前可采用“双极膜组”电渗析法淡化海水，同时获得副产品 A 和B．其模拟工作原理如图所示(图右为“双极膜组”内部结构图)。M、N为离子交换膜，在直流电作用下，双极阴阳膜(BP)复合层间的解离成H+和OH-，作为H+和OH-的离子源。下列说法错误的是 A．M为阳离子交换膜，N为阴离子交换膜 B．X电极为阳极，电极反应式为 C．电路中每生成 0.25 mol气体 a，理论上获得副产品 A 和 B各0.5mol D．“双极膜组”电渗析法也可应用于从盐溶液(MX)制备相应的酸(HX)和碱(MOH) 15.（25-26高二上·广东汕头·期末）如图是一种基于氯碱工艺的新型电解池，可用于湿法冶铁的研究。下列说法正确的是 A．左室电极作阴极，发生氧化反应 B．右室电极产生的气体是氢气 C．电解一段时间后溶液的浓度减小 D．每生成1molFe，有从交换膜右侧移动到左侧 1.（2026·浙江卷）某课题组采用电化学方法合成含硫磷有机化合物（以作溶剂，Ph—代表苯基，电负性：）。合成机理示意图如下： 下列说法不正确的是 A．该合成中NaI可作电解质 B．化合物1、化合物2中P元素的化合价不同 C．转化为化合物4的反应中，被还原 D．该合成的反应式为 2.（2026·全国卷卷）我国科学家设计了一种电解装置(如图所示)，在降解环境污染物四环素(TC)的同时，将转化为甲醇和乙醇。 电解时，下列叙述正确的是 A．在BiOBr电极上，TC的降解为还原反应 B．从CuO电极向BiOBr电极方向迁移 C．阴极发生的反应有 D．CuO电极通过6 mol电子，生成的甲醇少于1 mol 3.（2026·北京卷）利用电化学-化学协同法将天然气中的转化为硫酸盐，实现资源化利用。原理示意图如下。 下列说法不正确的是 A．溶液的作用之一是吸收 B．极的电极反应式： C．工作一段时间后，阴极室的总浓度下降 D．理论上，阳极产生的大于阴极消耗的 4.（2026·重庆卷）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 5.（2026·湖北卷）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 6.（2026·四川卷）化学工作者最近研究出一种电化学回收废旧电极材料中有价成分的新方法。将在磷酸存在下处理得到的溶液经提取电解槽电解，和分别进入对应的储存电极。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。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，理论上可回收 C．释放电解槽中，中的钛被氧化 D．释放电解槽的总反应为 ， 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。 7.（2026·江西卷）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 8.（2026·广东卷）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 9.（2026·河北卷）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 10.（2026·云南卷）一种“双模式”锂电池工作原理如图。已知：只参与模式Ⅰ的充放电，其放电时反应方程式为。下列说法正确的是 A．充电时，模式Ⅱ的反应为 B．充电时，若外电路通过1 mol电子，则石墨电极最多生成 C．放电时，体系中的向电池的锂电极迁移 D．放电时，分别消耗，模式Ⅰ理论放电量大于模式Ⅱ 11.（2026·黑吉辽蒙卷卷）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 12.（2026·浙江卷）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() 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 $