上篇 专题三 选择题突破三 2.电解原理及应用-【创新教程】2027年高考化学大二轮专题增分方案学生用书

化学 2.(再生电池2026·陕晋青宁卷)某科研团队 利用S和Cu2S的相互转化设计了如图所示 电池。工作时，两极上发生反应的S和 Cu2S的物质的量相等。放电完成后，将一 侧的电解液加热，产生的气体通入另一侧， 可使电池重复工作。若性能显著衰减，经简 单处理可恢复。下列说法正确的是( 负载 电极 电极 LiSO. LiSO, u.S H,0 H,0 CuSo NH,H,0(过量) 选择题突破三 度 2.电 突破核心透视 1.电解原理及阴、阳极判断 观察闭合回路特征 阳离子转化为 e 单质：阴离子 电源+e 活性电极：金属溶解失 中部分元素的 电字，如e、Zn、Cu等 价态降低，如 格性电极(PLAu或石器) s0→S0、 原反应 一溶液中还原性较强的微粒 观察两极的物质 失电子如Ss、C、0等 信息及反应特征 2.电解工作原理的思维模板 明确阳极是惰性电极还是 判断：阴、阳极 活性电极 找全离子（包括水电离的 分析：电解质溶 H+和OH),并按阴、阳 液的离子组成 离子分组 排出阴、阳离子在两极的 确定：放电离子 放电顺序，确定优先放电 或物质 的微粒 写出：电极反应、 判断电极产物，注意溶液 电池反应式 的酸碱性、产物的溶解性 解答有关离子浓度、pH、 解答问题 电极产物量的变化、溶液 的复原等问题 3.金属腐蚀的快慢比较模型 根据电极材料 根据接触介质 两极材料的活动性相差越大 活泼金属在电解质溶液中的腐蚀速率大于在 氧化还原反应的速率越快，金 非电解质溶液中的腐蚀速率，在强电解质溶液中 属被腐蚀的速率就越快 的腐蚀速率大于在弱电解质溶液中的腐蚀速率 金属腐蚀的一般顺序 电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池阴极 A.膜为阳离子交换膜 B.当气体通人左室开始工作时，电极a为 正极 C.理论上，电路中通过的e与消耗NH,· H2O的物质的量之比为1：4 D.电池总反应为C++4NH—[CuNH)4 C温馨提 学习至此，请完成配套专题精准强化9 原理及应用 4.利用电解原理制备物质可分为两个类型 类型 电解池构造 膜类型 A B 膜1：阳离 浓A(OH 浓HE 溶液 “解离”型 溶液 子交换膜； 膜2：阴离 稀A(OH)。 稀HE 溶液 溶液 子交换膜 膜3：阳离 “组合”型 子交换膜； 膜4：阴离 子交换膜 膜3 膜4 5.常考两种复杂的电解装置 (1)复杂有机电化学装置 根据有机化合物分子的特点判断电极：加 氢去氧发生还原反应，所在电极作阴极；加 氧去氢发生氧化反应，所在电极作阳极。 如：某研究团队以KOH溶液为电解质溶 液，CoP和Ni2P纳米片为催化电极材料， 电催化合成偶氨化合物(RCN,R代表烃 基)的装置如图所示： 直流电源 RCH,NH. 离子 交换膜 RCN KOH溶液 Ni2P极作阳极，电极反应式为RCH2NH2 4e+4OH-—RCN+4H2O;CoP极 作阴极，电极反应式为2C6HNO2+4H2O +8e(C6H,N)2+8OH。 30 (2)协同转化装置 解题关键：分清楚哪个是电极反应，哪个是 电极区反应，要注意电极及电极区均可能 存在多个反应。如：CO2+H2S协同转化 装置实现了对天然气中CO,和H,S的高 效去除。电极分别为ZnO@石墨烯（石墨 烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯电极区发 生反应： DEDTA-Fe2+-e-EDTA-Fe3+; ②2EDTA-Fe3++H,S—2H++S+ 2EDTA-Fe+。 光伏电池 2HEDTA-Fe? 2● @石墨 2H HS● EDTA-Fe>+ 天然气 (CH,C0等) 天然气 CH,C0H,s等) 质子交换膜 阴极的电极反应为 CO2+2H++2e CO+H2O; 协同转化总反应为 CO2+H2S-CO+H2O+S。 高考经典再研 1.(电解回收|2026·四川卷)化学工作者最近 研究出一种电化学回收废I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，L和PO3分别进入对应 的储存电极。L提取完成后，将储存电极 转移到含LC1溶液的释放电解槽电解，即 得纯净的LiPO4。其工作原理示意图 如下。 电源 电源 LizzTi(PO) BiPO +Li' +PO Li,PO,沉淀 Li,Tiz(POs LH,PO,溶液 LiC溶液 提取电解槽 释放电解槽 下列说法错误的是 A.提取Li的电极反应为Li1.5Ti2(PO4)3十 0.7Lit+0.7e—Li2.2Ti2(PO4)3 B.提取电解槽中，每提取1.0 mol 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3Li2.2Ti2(PO4): +0.7BiPO4—3Li1.5Ti2(PO4)3+0. 7Bi-0.7LisPO 31 上篇专题三电化学 2.(电解有机物制备2026·1月浙江卷)一种 电解葡萄糖(C6H12O。)制取葡萄糖二酸钾 (C6HOgK2)的装置示意图如图所示，下列 说法中，不正确的是 () 电极M 电源 电极N 5m被猜密 士0mol班K0H 离子交换膜P A.电极M处的电极反应式为：2H2O十2e =H2个+2OH B.离子交换膜P为阳离子交换膜 C.1mol葡萄糖(C6H12O)完全转化为葡萄 糖二酸钾(C6HO3K2)转移的电子数 为6NA D.电解过程可能产生葡萄糖酸钾(C6H1 O,K) 满分模板 电解原理应用的解题模板 提取装置信息→电源电极类型 电极的物质转化离子迁移方向→①离子从“生成区”移向 皮文→股：碧餐相鞋餐姿货整用 浓的液区移 的溶被区 书写电极反应式】 根据迁移离子种类判断爽的类型. 变式集训典题 1.(电催化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： M电源工 oH NH, ●0 ●Cu ○Ni NO ●Fe KOH+C&H2Os KOH+KNO, 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c(OH) 减小 C.电路中每通过3mol电子，理论上产生 0.5 mol Ce HaO D.总反应为4C6H2O。+3NO3+5OH 通电4C,H,0%+3NH,十6H,0 2.(电解有机合成|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 主要反应历程见图乙（灰球表示电极表面催 化剂)。下列说法错误的是 () 化学 电源 A.电解时，H从右室向左室移动 H,SO, H.SO, B.电解总反应：TY+H,0电解TQ十2H,个 TQ CHCN CH CN H,0 H,0 TY 电极a 质子交换膜 电极b C.以 为原料，也可得到TQ 甲 OH (TY)+H.O D.用8O标记电解液中的水，可得 18 到 C温馨提 学习至此，请完成配套专题精准强化10 选择题突破三 3.电化学中的多室、多池装置 突破核心透视 1.“膜”在电化学中的应用 (1)常见的“膜”及功能 交换膜 类型 阳膜 阴膜 双极膜 特定的交换膜 允许通 阳离子移向 阴离子移向 中间层中的H2O解离出H+和 只允许特定的离子或分子通过， 过的离 原电池的正 原电池的负 OH一，H+移向原电池的正极 子及移 如质子交换膜只允许H+通过， 极（电解池 极（电解池 (电解池的阴极)，OH一移向原电 动方向 氯离子交换膜只允许CI一通过 的阴极) 的阳极) 池的负极（电解池的阳极） 通性 无论是原电池还是电解池中，阳离子均移向得电子的一极，阴离子均移向失电子的一极 功能 离子有选择性的定向移动，使整个溶液的离子电荷守恒 (2)“膜”种类的判断 ③离子从“浓→稀”的溶液区移出，移向“稀 ①离子从“生成区”移向“消耗区”（以电解 →浓”的溶液区（以电化学制备K2Cr2O, CO2制HCOOH为例，其原理如图所示) 为例，其原理如图所示，其中a、b均为石墨 电 电极) 作用锐水电离 电深 P片 【突破口】C0, 形☆★ 电极反应式为 作阴极，电极反应式 KOH浓溶液 →K,Cr,0,溶液 作阳极电极反应式为 为C0,+2H+2e 促使溶液中反应2C0 0.1mol·LKs0,游液 CO: HCOOH,稍耗H KOH稀溶液 ←KCr0,溶液 K'交换膜 通过阳离子交换膜从左侧移向右侧 ②离子从“原料区”移向“产品区”（以电渗 5歌 析法制备H3PO2为例，其原理如图所示) 2.电化学计算 电淑 (1)得失电子守恒法计算 作阳极，电极反应式 1 2 原理：电路中转移的电子数=电极上得失 2H,04合移人 H,PO生成H,PO0 20H.0H结合移人 电子数。 的Na生成NaOH 形式：利用电极反应式、总反应式确定比 产品室丁原料室阴极室 例关系。 子交换膜 32化学 答案：(1)4(0.5,0,0.25)、(0.5,0.5,0)4 (2)①[AuC,][AuCL] (1,1,n十0.5m 2’2’m十n ②[Si,O3m]2m 专题三电化学 选择题突破三1新型化学电源 高考经典再研 1.B[A.充电时电极a连接电源负极，为阴极，得电子发 生还原反应，A错误；B.充电时电子仅在外电路移动，由 电源负极流向阴极a,再由阳极b流向电源正极，B正确； C.放电时正极发生得电子的还原反应，正确反应为 [Tmap-TEMPO]2++e一[Tmap-TEMPO]+,选 项给出的是失电子的氧化反应，C错误；D.放电时阴离 子Cl厂向负极移动，转移2mol电子时，有2 mol Cl进 入负极区，负极区溶液质量增加71g,而非减少，D 错误。] 2.D[A.铂电极是阴极，H在阴极得电子生成H2:2H 十2e一H2个，A正确；B.工作时，电极a1为阴极，电 极反应：AgCl十e一Ag十CI,ag、…an-1等奇数电极 为正极，电极反应：AgCl十e一Ag十C1,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，CI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a1a、…、a-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一2e一Cl2个；阴极反应2H2O十 2e一H2↑十2OH,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+CI一AgCI和 AgCl+e一Ag十C1,不会生成NaOH,D错误.] 变式集训典题 1.B[A.石墨具有良好的导电性，添加到Ag2CrO4电极 材料中可增强电极的导电性，A正确；B.题干明确 Ag2CrO4难溶于有机溶剂，无法电离出自由移动的 Ag,正极反应物是固体Ag2CrO4,正极反应应为 Ag2CrO4十2e-2Ag+CrO,B错误；C.原电池放电 时，阳离子向正极移动，因此L从负极向正极移动，C 正确；D.负极反应为Li一e一Li,2.1gLi的物质的量 为7高-03m现论上外电路中遥过Q3ml。,D 正确。门 29 2.D[A.反应后左室消耗Cu+,剩余多余的SO2;右室 生成带正电的[Cu(NH3)4]+,正电荷多余。需要SO (阴离子)从左室迁移到右室平衡电荷，因此膜为阴离子 交换膜；若为阳离子交换膜，[Cu(NH)4]+向左侧移 动，无法实现该电池的功能，A错误；B.放电完成后，电 极a的S完全转化Cu2S,电极b的Cu2S完全转化为S; 加热右室电解液，[Cu(NH3)4]+分解放出NH,将 NH3通入左室后重新开始工作时，电极a现在为Cu2S, 发生失电子的氧化反应，为负极，B错误；C.根据负极反 应，转移4mole时，消耗8 mol NH3·H2O,因此电路 中通过的e与消耗NH3·H2O的物质的量之比为4： 8=1：2,不是1：4，C错误；D.将正负极反应相加，消去 两边均有的S、Cu2S和电子，得到总反应：2Cu+十8NH —2[Cu(NH3),]2+,化简得Cu2++4NH3一[Cu (NH3)4]2+,D正确。] 选择题突破三2电解原理及应用 高考经典再研 1.B[A.提取Li的电极为阴极，Li计得电子嵌入电极，反 应式电荷、原子均守恒，符合反应事实，A正确；B.提取 电解槽中，每转移3mol电子时可提取3 mol Li,同时 消耗1 mol PO,处理得到LiH2PO4溶液的反应是： 3Li+PO+2HPO4一3LiH2PO4,仅消耗2mol PO,故每提取1.0 mol L,理论上回牧号mol HPO4,B错误；C.释放电解槽中，Li2.2Ti2(PO4)3释放 出Li计，转化为i.Ti2(PO,)3,反应中失电子，Ti元素 化合价升高，钛被氧化，C正确；D.配平释放电解槽的总 反应，阳极：3Li2.2Ti2（P04),一2.1e一3Li.5Ti2 (PO4)3+2.1Li;阴极：0.7BiPO4十2.1e=0.7Bi+ 0.7P0,两式相加，结合2.1Li计+0.7PO 0.7LiPO4￥，整理后得到选项中的总反应，原子、得失 电子均守恒，D正确。] 2.B[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为十1价，H为十1价，O为一2价，可知 CoHgOgK2中C的平均化合价为+1，每1molC6HzO 转化为1 mol Ca HaO3K2会失去6mol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2H2O+2e一H2个+2OH,阳极处的电极 反应式为C6H2O。+8OH-6e一(CoHgOg)2-+ 6H2O;据此回答该问题。 0 A.由分析可知，电极M处的电极反应式为2H,O十2e 一H2个十2OH,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厂补充至阳 极处，离子交换膜P应为阴离子交换膜，B错误；C.由分 析可知，1 mol C.H12O。完全转化为1 mol C Hs Og K2, 转移的电子数为6NA,C正确；D.C6H:O,K中C的平 均化合价为十子，与葡萄糖相比，C的平均化合价也升 高，说明C。H1O,K为不完全氧化产物，也可能是电解产 物，D正确。] 变式集训典题 1.B[经分析知A正确；由电极Ⅱ反应式可知NO得电 子转变为NH?的同时生成OH,故电极Ⅱ附近c (OH)增大，B错误；由电极I反应式可得关系式：6e ~C6HO,则电路中每通过3mol电子时，理论上生成 0.5 mol C.HsO?,C正确：根据阴、阳极反应，得失电子 守恒可知该电解池的总反应方程式正确，D正确。] 2.D[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,以此解题。 A.电解时阳离子向阴极移动，H从右室向左室移动，A 正确；B.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：TY十H,0电解TQ十2H,+,B正确；C.将 OH TY( )换成 为原料，仍然能够得 OH 到TQ( ),C正确；D.根据题图可知，用18O 0 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。] 180 选择题突破三3电化学中的多室、多池装置 高考经典再研 1.C[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（根据离子流向判断电解池朋阳极）， 22 讲解册参考答案 阳极发生的反应为：4OH-4e一02个十2H20,阴极 发生的反应为：2H2O+2e一H2个十2OH,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一O2↑+2H2O,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.V室每生成1 mol NaOH,则转移1mol电 子，有1mol氢离子移到Ⅱ室中，生成1molB(OHD3,D正确。 2.C[由题图可知，CO2在电极a上反应转化为CO,C元 素化合价降低，故电极a为阴极，阴极反应为CO2十H2O +2e一CO+2OH,生成的OH与电解液中的 HCO发生反应OH+HCO?一CO号+H2O。电 极b为阳极，H2O电离出的OH在阳极放电，阳极反应 为4OH一4e一O2个十2H2O,H2O电离出的H发 生反应H叶十CO号一HCO。若③为阴离子交换膜， 结合电流方向可知，Ⅲ室海水中的C1厂会向右通过膜③ 迁移至V室中，并在电极上放电生成C2,故③应为阳离 子交换膜，以阻止C1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Na向左通过膜①迁移至 I室中，Ⅱ室海水中的CI厂向右通过膜②迁移至Ⅲ室中， Ⅳ室电解液中的Na+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。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b为阳极， H2O电离出的OH在阳极放电，阳极反应为4OH 4e—O2个十2H2O,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 OH与电解液中的HCO3反应生成CO,形成 HCO/CO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。] 变式集训典题 1.B[在KOH溶液中HCHO转化为HOCH2O:HCHO+ OH→HOCH,O,存在平衡HOCH2O+OHT=