4.2 电解池（8大题型，举一反三题型专练，江苏专用）

第二节 电解池（题型突破·举一反三） 题型01 电解、电解原理、电解池 题型02 电极产物的判断及电极反应式书写 题型03 电解池阴阳极的判断及电解质溶液的恢复 题型04 电解池有关计算 题型05 原电池、电解池综合考查 题型06 电解原理的应用 ▌题型01 电解、电解原理、电解池 1.电解：在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。 2.电解池的工作原理 （1）电极名称及电极反应式(电解CuCl2溶液为例) 总反应式：CuCl2Cu＋Cl2↑ （2）电解过程的三个流向 ①电子流向：电源负极→电解池阴极；电解池的阳极→电源的正极； ②离子流向：阳离子→电解池的阴极，阴离子→电解池的阳极。 ③电流方向：电源正极→电解池阳极→电解质溶液→电解池阴极→电源极。 3.电解池 （1）电解池：将电能转化为化学能的装置。 （2）电解池的构成 ①有与直流电源相连的两个电极。 ②电解质溶液(或熔融电解质)。 ③形成闭合回路。 【典例1】（25-26高二下·江苏连云港·期中）电催化和在常温常压下可合成尿素[]，该技术有助于实现碳中和及解决含氮()废水污染问题。向一定浓度的酸性废水中通入至饱和，通电后电解原理如图所示。下列说法正确的是 A．电极与电源的正极相连 B．电解一段时间后，电极附近电解质溶液保持不变 C．每合成1 mol尿素时，理论上电极生成标况下 D．上的电极反应式为： 【答案】A 【解析】A． X电极上和转化为尿素，N从+5价降至-3价，C元素化合价不变，发生还原反应，因此X是阴极，连接电源负极；Y电极上转化为，O元素被氧化，Y是阳极，连接电源正极，A正确；B． X电极的还原反应总过程为：，X极每消耗18 mol ，电路中转移16 mol电子，就会有16 mol 通过质子交换膜从阳极区迁移至阴极区，整体X极的被净消耗，pH会升高，B错误；C．合成1 mol尿素时，C元素化合价不变，N从+5价降至-3价，2molN共得电子，总转移电子为16 mol。Y极（阳极）的电极反应为，每生成1 mol 转移4 mol电子，转移16 mol电子时生成4 mol ，标准状况下体积为，C错误；D． X是阴极，发生得电子的还原反应，电极反应式中应该是得到电子（），而非失去电子（），应该为：，D错误；故选A。 【变式1-1】（25-26高二下·江苏盐城·期末）一种电解耦合吸收装置可去除NOx，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．Pt电极I与直流电源正极相连 B．电解过程中，右极室的pH会逐渐增大 C．使用阴离子交换膜会降低HSO转化效率 D．若NOx为NO，吸收塔中每去除22.4 LNO时可生成2 molHSO 【答案】D 【分析】图中装置有电源，所以是电解池，根据左侧电极生成氧气可知此电极为阳极，则右侧电极为阴极；再根据图中进出的反应物和生成物可得电极反应：阳极：2H2O-4e-=O2↑+4H+；阴极：2HSO+2e-+2H+=S2O+2H2O，据此回答问题。 【解析】A．由分析知左侧Pt电极I为阳极，所以与电源正极相连，A正确；B．根据电极反应式可知右侧电极消耗氢离子且生成水，会使氢离子浓度减小，则右极室的pH会逐渐增大，B正确；C．使用阴离子交换膜，在电场的作用下，右极室的HSO会通过阴离子交换膜迁移到左极室而在左侧被氧化，导致其转化效率降低，C正确；D．根据得失电子守恒，NO会被还原为N2可得关系式：NO~2HSO，每消耗1 mol NO转移2 mol e-，生成2 mol HSO，但此项未说明是否在标准状况下，无法计算，D错误；故答案选D。 【变式1-2】（25-26高二下·江苏南京·期中）甲烷是良好的制氢材料。我国科学家发明了一种500℃时，在含氧离子(O2-)的熔融碳酸盐中电解甲烷的方法，实现了无水、零排放的方式生产H2和C。反应原理如图所示。下列说法正确的是 A．X为电源的负极 B．该条件下，每产生22.4 L H2，电路中转移2 mol电子 C．电解一段时间后，熔融盐中O2-的物质的量变多 D．Ni电极上发生还原反应 【答案】D 【分析】电解反应在温度500℃时进行，电解质为熔融碳酸盐，则阳极的电极反应是甲烷失电子生成氢气和二氧化碳的过程，阴极是碳酸根离子得到电子生成碳，依据电子守恒和传导离子分析。 【解析】A．电解池电极Ni-YSZ中甲烷变成CO2， C元素的化合价升高，失电子，发生氧化反应，作阳极，因此X为电源的正极，A错误；B．题干中反应温度为，不是标准状况，的物质的量不是，无法计算转移电子的物质的量，B错误；C．总反应为，在反应中循环参与过程，总反应不消耗也不生成，因此熔融盐中物质的量不变，C错误；D．阴极上发生还原反应，电极上发生的电极反应方程式为，D正确；故选D。 【变式1-3】（25-26高二下·江苏南京·期末）电解CO的装置如图所示。下列说法正确的是 A．工业主要通过乙醇的消去反应获取乙烯 B．电解时溶液中向阳极区移动，阳极区溶液pH增大 C．阴阳两极产生气体的物质的量之比为1：2 D．生成C2H4的电极反应式为 【答案】D 【分析】该电解池装置中，左侧电极与电源正极相连，为阳极，发生氧化反应，电极反应式为；右侧电极为阴极，发生还原反应，电极反应包括、； 【解析】A．工业上乙烯主要通过石油的裂化和裂解获取，乙醇消去反应是实验室制备乙烯的方法，A错误；B．电解池中阴离子向阳极移动，故向阳极区（左侧）移动，阳极发生反应，总量不变，但水增多，故阳极区溶液pH减小，B错误；C．根据得失电子守恒，若阴极只生成，则阴阳两极产生气体的物质的量之比为1：2，但阴极还有产生，因此无法确定阴阳两极产生气体的物质的量之比，C错误；D．阴极得电子生成，碱性环境下配平可得电极反应式，D正确；故答案选D。 ▌题型02 电极产物的判断及电极反应式书写 1.阳极产物的判断 ①活性电极(除Au、Pt以外的金属材料作电极)，电极材料失电子，生成金属阳离子。 ②惰性电极(Pt、Au、石墨)，要依据阴离子的放电顺序加以判断。 阴离子的放电顺序：活泼电极＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。S2－、I－、Br－、Cl－放电，产物分别是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放电，则得到H2O和O2。 2.阴极产物的判断 直接根据阳离子放电顺序进行判断。 阳离子放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋。 ①若金属阳离子(Fe3＋除外)放电，则得到相应金属单质；若H＋放电，则得到H2。 ②放电顺序本质遵循氧化还原反应的优先规律，即得(失)电子能力强的离子先放电。 3.电极反应式、电解方程式的书写 （1）首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。 （2）再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴离子、阳离子两组(不要忘记水溶液中的H＋和OH－)。 （3）然后排出阴、阳两极的放电顺序： 阴极：阳离子放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋。 阳极：活泼电极＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。 （4）分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。 （5）最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式，并注明“电解”条件。 【典例2】（25-26高二上·江苏苏州·阶段检测）用纳米作催化剂，常压下电化学合成氨的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．镍合金连接外接电源的正极 B．从镍合金向片运动 C．镍合金上电极反应式为： D．反应中，标准状况下每生成同时得到 【答案】D 【分析】由图可知，镍合金上氮气转化为氨气，化合价降低，得到电子，发生还原反应，故镍合金为阴极，电极反应式为，Pt片转化为，化合价升高，失去电子，故Pt片为阳极，电极反应式为，据此回答。 【解析】A．由分析知，镍合金为阴极，接外接电源的负极，A错误；B．由分析知，Pt片为阳极，电解池中阳离子移向阴极，所以从片向镍合金运动，B错误；C．由分析知，镍合金上电极反应式为，C错误；D．由分析知，每生成1个氧气失去4个电子，每生成1个氨气得到3个电子，生成失去电子的物质的量为=1.2 mol，根据得失电子守恒知，生成氨气的物质的量为，在标准状况下的体积为=，D正确；故答案选D。 【变式2-1】（25-26高二上·江苏·期末）羟基自由基(·OH)是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂，在直流电源的作用下，利用如图所示装置处理含苯酚废水和含甲醛废水(已知：在膜a、b间解离为和)。下列说法错误的是 A．直流电源的右端是正极 B．阳极的电极反应式为： C．每处理9.4 g苯酚，理论上有2.8 mol 透过膜b D．电解质的作用是可以增强溶液的导电能力 【答案】C 【分析】由图可知，M极 得电子生成 ，发生还原反应，为阴极，连接电源负极，N极 失电子生成 ，发生氧化反应，为阳极，连接电源正极。 【解析】A．由分析可知，N极 失电子生成 ，发生氧化反应，为阳极，连接电源正极，A正确；B．阳极（N极）发生氧化反应， 失电子生成 ，电极反应式为： ，B正确；C．苯酚（ ）被氧化为 ，碳元素平均化合价从 升至 ，苯酚的物质的量为 ，则失去电子总量为 ，理论上有2.8 mol 透过膜a移向阳极区(N)，C错误；D．是强电解质，可提供自由移动的离子，增强溶液导电能力，D正确；故答案选C。 【变式2-2】（25-26高二下·江苏·阶段检测）近日，武汉大学研究了一种电化学分解甲烷源(ESM)的方法，实现了以节能、无排放和无水的方式生产氢气，反应机理如图所示。下列说法正确的是 A．Ni电极连接电源的正极 B．反应过程中，不需要补充 C．Ni-YSZ电极的电极反应为： D．理论上每生产11.2LH2，电路中转移2mole- 【答案】B 【分析】该装置中有外接电源，因此装置为电解池。分析两极中物质的变化，在Ni电极，CO得电子，发生还原反应生成C单质，因此Ni电极为电解池的阴极，Ni-YSZ电极为电解池的阳极，CH4发生氧化反应生成CO2，据此分析。 【解析】A．据分析可知，Ni电极发生还原反应，作电解池的阴极，与电源的负极相连，A错误；B．反应过程中，CH4在阳极发生氧化反应，结合O2-离子生成CO2，CO2再与O2-结合生成，在阴极发生还原反应生成C，因此在反应过程中，作为电荷和元素的载体，总量保持不变，始终在循环使用，不需要补充，B正确；C．Ni-YSZ电极作阳极，CH4失去电子发生氧化反应，生成CO2和H2，碳元素化合价：-4→+4，氢元素化合价：+1→0，电极反应式为：，C错误；D．题中未指明温度和压强是否为标准状况，因此无法使用标准状况下的气体摩尔体积进行计算，因此无法计算电路中转移的电子的物质的量，D错误；答案选B。 【变式2-3】（25-26高二下·江苏盐城·期末）用溶液吸收烟气中的，所得的吸收液主要成分为，将吸收液通入如图所示的电解槽进行再生并制得浓硫酸。下列说法正确的是 A．M极与电源的正极相连 B．a为阴离子交换膜，b为阳离子交换膜 C．N极发生的反应为 D．当M极产生11.2 L（标况）时，N极生成的数目为 【答案】D 【分析】Ⅰ室电极M上生成，发生还原反应：，因此M为阴极，接电源负极；N电极为阳极，接电源正极，在阳极被氧化为：，Ⅲ室得到浓硫酸；分析离子交换膜Ⅰ 室阴极生成，Ⅱ室中的通过a 阳离子交换膜进入Ⅰ室，再生得到再生液；Ⅱ室中的通过b阴离子交换膜进入Ⅲ室，在阳极氧化为硫酸根，与形成浓硫酸。 【解析】A．M极生成，是得电子发生还原反应，因此M是阴极，应与电源负极相连，A错误；B． II室（吸收液室）中，阳离子（）需要透过交换膜进入I室，因此是阳离子交换膜；阴离子（）需要透过交换膜进入III室被氧化，因此是阴离子交换膜，B错误；C． N是阳极，发生失电子的氧化反应，正确反应是：，C错误；D．标况下物质的量为，生成共转移电子；从价被氧化为价生成，每生成转移电子，因此转移电子时，生成，数目为，D正确；故选D。 ▌题型03 电解池阴阳极的判断及电解质溶液的恢复 1.电解池中判断阴阳极的方法： （1）根据外接电源:正极接阳极,负极接阴极。 （2）根据电流方向:从阴极流出,从阳极流入。 （3）根据电子流向:从阳极流出,从阴极流入。 （4）根据离子移向:阴离子移向阳极,阳离子移向阴极。 （5）根据电极产物:阳极——电极溶解、逸出O2(或阳极区酸性增强)或Cl2;阴极——析出金属、逸出H2(或阴极区碱性增强)。 （6）根据反应类型:阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。 2.恢复电解质溶液的原则： 依据元素守恒，溶液体系中损失什么就加什么。 一般加入阴极产物与阳极产物反应生成的化合物。 若两极产物分别是H2和Cl2，则应通入HCl气体；若两极产物本别是Cu和O2，则应加入CuO，而不能加入Cu(OH)2。 【典例3】（24-25高二上·江苏·月考）用惰性电极电解AgNO3溶液，说法不正确的是(　　) A．电解过程中阴极质量不断增加 B．电解过程中溶液的pH不断降低 C．此时向溶液中加入适量的Ag2O固体可使溶液恢复到电解前的状况 D．电解后两极产生的气体体积比为2∶1 【答案】D 【分析】用惰性电极电解 溶液，溶液中的阴离子在阳极放电，阴极离子的放电顺序为氢氧根离子>硝酸根离子；溶液中的阳离子在阴极的放电，放电顺序为银离子>氢离子，故电解总反应为：。 【解析】A．电解过程中阴极银离子放电，生成单质，则阴极质量增加，故A正确；B．由生成硝酸，溶液的酸性增强，pH不断降低，故B正确；C．由电解反应可知，从溶液中析出单质和氧气，则可向溶液中加入适量的固体可使溶液恢复电解前的状况，故C正确；D．电解时只有阳极生成氧气，在阴极上产生的是金属银，不会在阴极上产生气体，故D错误；答案选D。 【变式3-1】（24-25高二上·江苏扬州·期末）一种新型锰氢二次电池以MnSO4溶液为电解质溶液，其充电原理如图所示，下列说法正确的是 A．电极a连接电源的负极 B．电极a所在电极室溶液的pH变小 C．H＋向电极a所在区域迁移 D．b极区产生的气体是O2 【答案】B 【分析】在充电过程中，电极a上Mn2+转化为MnO2，锰元素化合价升高，发生氧化反应，根据电解池原理，阳极发生氧化反应，a极为阳极，b极为阴极。阳极与电源正极相连， 【解析】A．根据分析，a极为阳极，阳极与电源正极相连，所以电极a连接电源的正极，A错误；B．电极a的电极反应式为Mn2+ + 2H2O-2e- = MnO2 + 4H+，反应生成了H+，导致电极a所在电极室溶液中H+浓度增大，溶液的pH变小，B正确；C．在电解池中，阳离子向阴极移动，电极a为阳极，电极b为阴极，所以H+向电极b所在区域迁移，C错误；D．电极b为阴极，发生还原反应，溶液中的H+得到电子生成H2，而不是O2，D错误；故选B。 【变式3-2】（24-25高二上·江苏南通·期中）一种采用电解和催化相结合的循环方式实现高效制H2和O2的装置如图所示。下列说法正确的是 A．加入Y的目的是补充H2O B．电极a连接电源正极 C．电极b表面发生的电极反应式为Br--6e-+3O2-= D．催化阶段Z与Br-的物质的量之比为2：3 【答案】A 【分析】由图可知，b极溴元素化合价升高，失电子，故b极为阳极，电极反应式为Br--6e-+3H2O=+6H+，故Y为水，a极为阴极，电极反应式为2H++2e-=H2↑，故X为氢气，循环阶段被还原为Br-，同时生成氧气，Z为氧气，据此作答。 【解析】A．由分析可知，Y为水，目的是补充H2O，故A正确；B．a极为阴极，连接电源的负极，故B错误；C．由分析可知，b极为阳极，电极反应式为Br--6e-+3H2O=+6H+，故C错误；D．催化阶段溴元素由+5价降低为-1价，生成1mol溴离子转移6mol电子，氧元素由-2价升高为0价，生成1mol氧气转移4mol电子，由电子守恒可知生成氧气与Br-的物质的量之比为6：4=3：2，故D错误；答案选A。 【变式3-3】（24-25高二下·江苏·期中）用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，加入一定质量的另一种物质(中括号内)，溶液能恢复到电解前的情况的是 A．CuCl2[CuSO4] B．NaOH[Na2O] C．NaCl[HCl] D．CuSO4[Cu(OH)2] 【答案】C 【解析】A、电解氯化铜时，阳极放氯气，阴极生成金属铜，所以应加氯化铜让电解质溶液复原，故A错误；B、电解氢氧化钠时，阳极产生氧气，阴极产生氢气，所以应加水让电解质溶液复原，故B错误；C、电解氯化钠时，阳极产生氯气，阴极产生氢气，所以应加氯化氢让电解质溶液复原，故C正确；D、电解硫酸铜时，阳极产生氧气，阴极产生金属铜，所以应加氧化铜让电解质溶液复原，加入氢氧化铜会多加入水，故D错误；故选C。 ▌题型04 电解池有关计算 解电化学相关计算类题的守恒关系及注意事项 1、守恒关系 电路中转移的电子数 = 参与电极反应的物质得到（或失去）的电子数 = 电解质溶液中迁移的某离子的物质的量 × 该离子所带电荷数 2、计算溶液质量变化的注意事项 （1）电极产物的影响：如逸出（或吸收）气体，析出（或溶解）固体等，使溶液质量 减小 。 （2）离子迁移的影响：当有离子交换膜时，容易忽略离子通过交换膜迁移对溶液质量的影响。需注意的是，电解质溶液中迁移的某离子的数目不一定等于电极反应中消耗该离子的数目，也不一定等于电路中转移的电子数目，应根据守恒关系计算。 【典例4】（25-26高二下·江苏扬州·期末）硫酸盐还原菌(SRB)可以处理含Cu2+酸性硫酸盐废水，结合电解法可同时实现有机废水(用含CH3COO-的溶液模拟)的处理，原理如题10图所示，下列说法正确的是 A．电极a与直流电源的正极相连 B．电解时，H+向电极b移动 C．电解后，该酸性硫酸盐废水的pH增大 D．电极b上产生0.1 mol CO2时，可产生4.8 g CuS 【答案】C 【分析】电极b上转化为，C元素化合价升高，失电子，故b为阳极，与电源正极相连；a为阴极，与电源负极相连。 【解析】A．电极a为阴极，应与直流电源负极相连，A错误；B．电解池中阳离子向阴极移动，应向电极a移动，B错误；C．外电路每转移电子，就有通过质子交换膜从阳极迁移到阴极区，阴极反应之一为，另一个反应为，根据转移电子数等于移动的电荷数，故转移来的恰好参与了两个电极反应，故硫酸盐废水的浓度是由于极反应生成了水导致浓度降低，pH增大，C正确；D．阳极反应为，生成时转移电子；被还原为时，每生成转移电子，故转移电子时生成，质量为，但因为存在你竞争反应导致产生的CuS小于4.8g，D错误；故选C。 【变式4-1】（2026·江苏连云港·三模）一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化，并以LiCl形式回收含锂废弃物中的锂元素，其工作原理如图所示。 下列说法正确的是 A．I为阳离子交换膜，III为阴离子交换膜 B．电极b上发生的电极反应式为： C．须在3室中加入海水，电解池工作一段时间后，3室中可以得到淡化海水 D．若海水用NaCl溶液模拟，则每脱除58.5 g NaCl，理论上消耗标准状况下 【答案】D 【分析】该装置为电解池，电极a与外接电源负极相连作阴极，电极反应为；电极b与外接电源正极相连作阳极，发生氧化反应，电极反应为。该电解池工作时可以实现海水淡化，并以形式回收含锂废弃物中的锂元素，电解池中阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，阳极有大量，所以阳极的通过离子交换膜Ⅲ向左移动，通过离子交换膜Ⅱ向右移动，在离子交换膜Ⅱ、Ⅲ之间得到，同时要淡化海水，所以离子交换膜Ⅰ、Ⅱ间的阴、阳离子向两侧移动，即通过离子交换膜Ⅰ向左移动，通过离子交换膜Ⅱ向右移动，离子交换膜Ⅰ、Ⅱ间得到淡化的海水，故离子交换膜Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为阳离子交换膜、阴离子交换膜、阳离子交换膜。 【解析】A．由分析知，I为阳离子交换膜，通过离子交换膜Ⅰ向左移动；III为阳离子交换膜，通过离子交换膜Ⅲ向左移动，A错误；B．由分析知，电极b与外接电源正极相连作阳极，发生氧化反应，电极反应为，B错误；C．由分析可知，应在2室中加入海水以进行淡化，而3室用于收集，离子浓度会增大，无法得到淡化水，C错误；D．每脱除58.5 g NaCl，电路中转移1 mol电子，根据a电极反应：计算可知，消耗，标准状况下体积为，D正确；故选D。 【变式4-2】（25-26高二下·江苏南通·期中）硫酸盐还原菌可以处理含的酸性硫酸盐废水，同时实现有机废水的处理，原理如图所示，下列说法不正确的是 A．若以铅蓄电池为电源，a为Pb电极 B．参与的电极反应为： C．电解一段时间后阳极区溶液的pH增大 D．标准状况下，产生时，理论上可产生 【答案】D 【分析】由装置图可知右侧石墨电极上发生反应： ，可知右侧石墨电极作阳极，则左侧石墨电极为阴极，a为负极，b为正极，据此分析解答。 【解析】A．由以上分析可知a为负极，若以铅蓄电池为电源，a为Pb电极（正极），故A正确；B．左侧石墨电极为阴极，在该电极得电子转化为CuS，电极反应为：，故B正确；C．结合阳极反应可知，每转移8mol电子时，阳极区生成7mol氢离子，但为满足电荷守恒，同时有8mol氢离子通过质子交换膜进入阴极区，则阳极区溶液中氢离子浓度减小， pH增大，故C正确；D．标准状况下，2.24L CO2物质的量为0.1mol，转移0.4mol电子，阴极发生两个反应，除转化为CuS外，H+还转化为H2，结合阴极反应可知，此时阴极生成CuS小于0.05mol，质量小于4.8g，故D错误；故选D。 【变式4-3】（2026·江苏常州·一模）我国科研团队利用电催化分解技术，在如图所示装置中实现了温和条件下消除污染物，同时回收和单质硫。下列说法正确的是 A．电极a连接电源的正极 B．通过阳离子交换膜从右室移向左室 C．电解前后左、右两室溶液的pH值均保持不变 D．理论上当外电路通过0.1 mol电子时，可回收3.2 g单质硫 【答案】B 【分析】电极a生成，发生还原反应：，所以电极a是阴极，连接电源负极。电极b：通入，生成单质硫，发生氧化反应：，所以电极b是阳极，连接电源正极。由此解题。 【解析】A．电极a是阴极，应连接电源负极，A错误；B．电解池中阳离子向阴极移动，即从右室移向左室，B正确；C．左室生成，pH增大；右室消耗，pH减小。因此两室pH均改变，C错误；D．由电极b反应可知，每生成1 molS转移2 mol电子，当外电路通过0.1 mol电子时，生成S的物质的量为0.05 mol，质量为0.05 mol×32 g/mol=1.6 g，D错误；故答案选B。 ▌题型05 原电池、电解池综合考查 原电池、电解池综合考查，通常是串联电化学装置 1、无外接电源时，多池串联装置中必有一个装置是原电池，其他装置为电解池。一般情况下，原电池中金属活动性较强的电极为负极，与之相连的为阴极。 2、有外接电源时，串联的多个装置都是电解池，与电源负极相连的是阴极，与电源正极相连的是阳极，所有电解池同侧电极的极性相同。当外接电源正、负极不明显时，要结合各装置中的现象进行判断。 【典例5】（25-26高二下·江苏南京·阶段检测）用水介质电池电解含尿素的碱性废水，装置如图所示（电极c为Zn，a、b、d均为惰性电极，双极膜为阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成）。下列说法正确的是 A．c为原电池的正极 B．电极a的电极反应式： C．装置Ⅱ中d极室一侧的双极膜为阳离子交换膜 D．相同条件下装置Ⅰ中生成和H的体积比为 【答案】C 【分析】装置Ⅱ是原电池：c为Zn，发生氧化反应：，所以c是负极；d为正极，CO2被还原为CH4。装置I是电解池：a为阳极，电极反应式为：，b为阴极，电极反应式为：，由分析解题。 【解析】A．Zn 在装置Ⅱ中失去电子，发生氧化反应，所以c是负极，A错误；B．由分析，碱性条件下，产物中不能出现CO2，应生成碳酸根离子，所以a的电极反应式为：，B错误；C．d极发生反应：，需要H+参与反应，双极膜解离产生H+和OH-，H+需要通过阳离子交换膜进入d极室参与反应，C正确；D．阳极每生成1 mol N2，转移6 mol电子，阴极每生成1 mol H2，转移2 mol电子，根据电子守恒，转移6 mol电子可以得到1 mol N2与3 mol H2，生成和H2的体积比为，D错误；故答案选C。 【变式5-1】（25-26高二下·江苏盐城·期中）某化学兴趣小组在实验室中设计如图所示装置(a、b、c、d均为惰性电极)，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水。下列分析错误的是 A．乙装置中，d极上发生氧化反应，移向该电极 B．理论上d极消耗的CH4与b极生成的O2物质的量之比为1：2 C．气体X为CO2，c极反应式为： D．一段时间后，甲装置中生成的O2与消耗的O2物质的量相等 【答案】D 【分析】在原电池中，阴离子向负极移动，乙装置中，通入甲烷的d极为负极，a电极与负极连接，作阴极，以此分析； 【解析】A．在原电池中，阴离子向负极移动。在乙装置中，通入甲烷的d极为负极，失去电子发生氧化反应，d极上发生氧化反应，则向d极移动，A正确；B．在d电极反应中每有1 mol CH4发生反应转化为CO2，转移8 mol电子；在b电极上每反应产生1 mol O2，转移4 mol电子，在同一闭合回路中电子转移数目相等，所以理论上d极消耗的CH4与b极生成的O2物质的量之比为1∶2，B正确；C．通入氧气的c极为燃料电池的正极，在二氧化碳作用下，氧气在正极得到电子发生还原反应生成碳酸根，c电极上电极反应式：，所以X为CO2，C正确；D．a电极与负极连接，作阴极，发生反应：；b电极与电源正极连接，作阳极，电极反应式为：，由于同一闭合回路中电子转移数目相等，所以a电极消耗的O2与b电极产生的O2的物质的量的比是2：1，生成氧气的量和消耗氧气的量不相等，D错误；故选：D。 【变式5-2】（25-26高二上·江苏宿迁·期末）我国科研工作者设计了一种Mg-海水电池驱动海水()电解系统如下图所示。以新型为催化剂(生长在泡沫镍电极上)，在电池和电解池中同时产生氢气且电解池中还产生。下列关于该系统的说法不正确的是    A．在外电路中，电子从电极1流向电极4 B．理论上，每通过1 mol电子，可产生 C．电极3的反应为： D．将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化效率 【答案】B 【分析】左边为Mg-海水电池，Mg转化为，Mg元素化合价升高，故电极1为原电池负极，电极2为原电池正极。右边为电解海水的电解池，为氧化产物，在阳极生成，原电池正极连接电解池阳极，故电极3为电解池阳极，电极4为电解池阴极。原电池正极、电解池阴极均发生还原反应生成，电解池阳极发生氧化反应生成，泡沫镍为多孔结构，可增大催化剂与反应物的接触面积。 【解析】A．外电路中电子从原电池负极即电极1流出，经外电路流向电解池阴极即电极4，A正确；B．原电池中每转移电子，正极生成；电解池中每转移电子，阴极生成，故每通过电子，共产生，B错误；C．电极3为电解池阳极，失电子生成，反应为，C正确；D．泡沫镍为多孔结构，将催化剂生长在泡沫镍电极上可增大催化剂与反应物的接触面积，提高催化效率，D正确；故选B。 【变式5-3】（24-25高二上·江苏扬州·期中）以乙烷燃料电池为电源进行电解的实验装置如下图所示。下列说法正确的是 A．燃料电池工作时，正极反应式为O2+4H+−4e−=2H2O B．a极是铁，b极是铜时，能达到铁上镀铜的目的 C．a极是纯铜，b极是粗铜时，a极上有铜析出，b极逐渐溶解，两极质量变化相同 D．a、b两极若是石墨，在同温同压下b极产生的气体与电池中消耗乙烷的体积之比为2:7 【答案】B 【分析】电池工作时，O2转化为H2O，由O元素的价态变化，可确定通入O2的电极为正极，通入乙烷的电极为负极；右侧电池为电解池，a电极为阴极，b电极为阳极。 【解析】A．燃料电池工作时，通入O2的电极为正极，O2得电子产物与电解质反应生成H2O，正极反应式为O2+4H++4e−=2H2O，A不正确；B．往铁上镀铜，则右侧电池为电镀池，铜应作阳极，铁应作阴极，则a极为阴极，应是铁，b极是阳极，应是铜，B正确；C．a极是纯铜，b极是粗铜时，a极上有铜析出，b极逐渐溶解，但由于粗铜中混有铁、锌、金、银等杂质，在电解过程中，Fe、Zn等失电子，而溶液中只有Cu2+在阴极得电子，且粗铜中的金、银会形成阳极泥，所以两极质量变化不相同，C不正确；D．a、b两极若是石墨，在同温同压下b极产生的气体为O2，电池中消耗乙烷，依据得失电子守恒可建立如下关系式：7O2——28e-——2C2H6，二者的体积之比等于物质的量之比，则为7:2，D不正确；故选B。 ▌题型06 电解原理的应用 一、电解饱和食盐水——氯碱工业 通电时，阳极： Cl- 被氧化为 氯气 ，电极反应式为：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：水电离产生的H+ 被还原为 氢气 ，电极反应式为：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 总反应式为：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 离子方程式：2Cl-＋2H2O2OH-＋H2↑＋Cl2↑ 二、电镀与电解精炼 电镀 电解精炼铜 概念 应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法 利用电解方法提取纯金属的技术。其基本原理是通过电解过程，利用不同元素在阳极溶解或阴极析出难易程度的差异，从而提取纯金属 装置示意图 待镀件作阴极，镀层金属（铜）作阳极，含有镀层金属离子（铜离子）的溶液作为电解液 粗铜作为阳极，纯铜作为阴极，含有铜离子的溶液作为电解液。 工作原理 电镀时，一般用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，把待镀的金属制品浸入电镀液中，与直流电源的负极相连，作为阴极；把镀层金属作为阳极，与直流电源的正极相连，通入低压直流电，阳极金属铜溶解，成为铜离子，移向阴极，铜离子在阴极获得电子被还原成金属铜，覆盖在待镀金属表面 粗铜中往往含有锌、铁、镍、金等多种金属，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，位于金属活动性顺序中铜以前的金属杂质如Zn、Fe、Ni等，也会同时失去电子，如Zn-2e-=Zn2+、Fe-2e-=Fe2+、Ni-2e-=Ni2+,但是它们的阳离子比Cu2+难还原，所以Zn2+、Fe2+、Ni2+并不在阴极获得电子析出，而只是留在电解质溶液里。而位于金属活动性顺序中铜之后的金属如银、金等金属杂质，因为银、金的失电子能力比铜弱，难以在阳极失去电子变成阳离子，所以以金属单质的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥(阳极泥可作为提炼金、银等费重金属的原料)。 电极反应 阳极 Cu－2e－===Cu2＋ Zn－2e－===Zn2＋、Fe-2e-=Fe2+、 Ni-2e-=Ni2+,Cu－2e－===Cu2＋ 阴极 Cu2＋＋2e－===Cu Cu2＋＋2e－===Cu 电解质溶液的浓度变化 CuSO4溶液的浓度不变 CuSO4溶液的浓度变小 说明 电镀装置的构成，一般用镀件做阴极，镀层金属做阳极，含有镀层金属离子的盐溶液做电镀液。 在铜的电解精炼过程中，作为阳极的粗铜不断溶解，铜在阴极上不断析出，结果使粗铜变成精铜，其纯度可达到99.95%—99.98%，完全达到做导线的要求。 三、电冶金 K、Ca、Na、Mg、Al等活泼金属，很难用还原剂从它们的化合物中还原得到单质，因此必须通过电解熔融的化合物的方法得到。 电解冶炼 冶炼钠 冶炼镁 冶炼铝 电极反应 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2Na＋＋2e－===2Na 阳极：2Cl－2e－===Cl2↑ 阴极：Mg2＋＋2e－===Mg 阳极：6O2－－12e－===3O2↑ 阴极：4Al3＋＋12e－===4Al 总反应 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ MgCl2熔融Mg＋Cl2↑ 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 【典例6】（25-26高二上·江苏南京·期末）下列有关电解原理的应用说法不正确的是 A．用如上图所示装置在铁制品表面镀铜，能达到实验目的 B．氯碱工业中的离子交换膜为阳离子交换膜 C．在铜的精炼过程中，溶液中的浓度保持不变 D．利用阳极氧化处理铝制品表面，形成致密的氧化膜达到防腐的目的 【答案】C 【解析】A．在铁制品表面镀铜时，要求镀件铁作阴极接电源负极，镀层金属铜作阳极接电源正极，电解质溶液为含铜离子的硫酸铜溶液，该装置符合要求，A正确；B．氯碱工业通过电解饱和食盐水生产氯气、氢气和氢氧化钠。使用阳离子交换膜可以允许离子从阳极室迁移到阴极室，以平衡电荷，同时阻止离子和离子通过，防止产物之间发生反应，并分离产物，B正确；C．粗铜精炼时，阳极是粗铜，阳极上比铜活泼的杂质如、会优先于铜失电子溶解，而阴极只有得电子析出铜，因此电解质溶液中浓度会逐渐降低，并非保持不变，C错误；D．阳极氧化处理铝制品时，铝作阳极，失电子在表面生成致密的氧化铝膜，隔绝内部铝与外界接触，可达到防腐目的，D正确；故选C。 【变式6-1】（25-26高二上·江苏扬州·期末）氯碱工业的原理如图所示。下列说法正确的是 A．电极a上发生氧化反应 B．离子交换膜为阴离子交换膜 C．电解前后，阴极区溶液的pH变小 D．外电路每通过2 mol电子，电极b上产生 【答案】A 【分析】电极b上生成，H元素化合价降低，得电子发生还原反应，故电极b为阴极，连接电源负极，电极a为阳极；阴极反应生成，通过离子交换膜移向阴极与结合生成，故离子交换膜为阳离子交换膜。 【解析】A．电极a为阳极，失电子发生氧化反应，A正确；B．离子交换膜允许通过，为阳离子交换膜，B错误；C．阴极区发生反应，浓度增大，溶液pH变大，C错误；D．未说明气体处于标准状况下，无法计算生成的体积，D错误；故选A。 【变式6-2】（25-26高二下·江苏盐城·期中）装置甲是一种将废水中的氯乙烯转换成对环境无害的微生物电池，连接甲、乙装置进行粗铜精炼，其原理如图所示， 下列说法正确的是 A．电解精炼时，粗铜与X电极相连 B．若N电极消耗11.2L ，粗铜电极质量减少64g C．电解过程中N区溶液的pH减小 D．M电极的电极反应式为 【答案】D 【分析】根据微生物电池中物质的变化，可判断电极N由转化为，做正极；电极M做负极；电解精炼铜工艺中需将粗铜中的铜单质提纯作阳极与电源正极相连即粗铜连接N极作阳极；精铜端只发生反应作阴极与电极M相连。以此答题。 【解析】A．根据分析，电解精炼时，粗铜与电源正极相连，X电极为负极，A错误；B．若N电极消耗11.2L ，没有说明状态，该选项无法计算，B错误；C．电解过程中N区发生的电极反应式为：，若反应1 mol O2，则转移4 mol电子，消耗4 mol H+，根据电荷守恒，将会有4 mol H+通过质子交换膜移向N区，N区H+的物质的量不变，但N区生成了水，所以H+的浓度减小，溶液的pH增大，C错误；D．M电极为负极，发生失电子的氧化反应，产物无污染，电极反应式为：，D正确；故选D。 【变式6-3】（25-26高三上·江苏连云港·期中）利用外加电流的阴极保护法减缓海水中钢铁闸门的腐蚀，其装置如图所示。下列有关说法正确的是 A．该保护法实现了电能全部转化为化学能 B．钢闸门作阳极，与电源的正极相连 C．辅助电极可以使用石墨 D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快 【答案】C 【分析】利用外加电流的阴极保护法减缓海水中钢铁闸门的腐蚀，则钢闸门作阴极，与直流电源负极相连。 【解析】A．该保护法可阻止铁失电子，但由于有一部分电能转化为热能等，所以电能不能全部转化为化学能，A不正确；B．由分析可知，钢闸门作阴极，与电源的负极相连，B不正确；C．辅助电极作阳极，应具有不溶性，而石墨是不溶性的惰性电极，所以可使用石墨作辅助电极，C正确；D．海水中含有大量的电解质，导电性比河水强，钢铁在海水中更容易形成原电池，所以钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的慢，D不正确；故选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节 电解池（题型突破·举一反三） 题型01 电解、电解原理、电解池 题型02 电极产物的判断及电极反应式书写 题型03 电解池阴阳极的判断及电解质溶液的恢复 题型04 电解池有关计算 题型05 原电池、电解池综合考查 题型06 电解原理的应用 ▌题型01 电解、电解原理、电解池 1.电解：在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。 2.电解池的工作原理 （1）电极名称及电极反应式(电解CuCl2溶液为例) 总反应式：CuCl2Cu＋Cl2↑ （2）电解过程的三个流向 ①电子流向：电源负极→电解池阴极；电解池的阳极→电源的正极； ②离子流向：阳离子→电解池的阴极，阴离子→电解池的阳极。 ③电流方向：电源正极→电解池阳极→电解质溶液→电解池阴极→电源极。 3.电解池 （1）电解池：将电能转化为化学能的装置。 （2）电解池的构成 ①有与直流电源相连的两个电极。 ②电解质溶液(或熔融电解质)。 ③形成闭合回路。 【典例1】（25-26高二下·江苏连云港·期中）电催化和在常温常压下可合成尿素[]，该技术有助于实现碳中和及解决含氮()废水污染问题。向一定浓度的酸性废水中通入至饱和，通电后电解原理如图所示。下列说法正确的是 A．电极与电源的正极相连 B．电解一段时间后，电极附近电解质溶液保持不变 C．每合成1 mol尿素时，理论上电极生成标况下 D．上的电极反应式为： 【变式1-1】（25-26高二下·江苏盐城·期末）一种电解耦合吸收装置可去除NOx，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．Pt电极I与直流电源正极相连 B．电解过程中，右极室的pH会逐渐增大 C．使用阴离子交换膜会降低HSO转化效率 D．若NOx为NO，吸收塔中每去除22.4 LNO时可生成2 molHSO 【变式1-2】（25-26高二下·江苏南京·期中）甲烷是良好的制氢材料。我国科学家发明了一种500℃时，在含氧离子(O2-)的熔融碳酸盐中电解甲烷的方法，实现了无水、零排放的方式生产H2和C。反应原理如图所示。下列说法正确的是 A．X为电源的负极 B．该条件下，每产生22.4 L H2，电路中转移2 mol电子 C．电解一段时间后，熔融盐中O2-的物质的量变多 D．Ni电极上发生还原反应 【变式1-3】（25-26高二下·江苏南京·期末）电解CO的装置如图所示。下列说法正确的是 A．工业主要通过乙醇的消去反应获取乙烯 B．电解时溶液中向阳极区移动，阳极区溶液pH增大 C．阴阳两极产生气体的物质的量之比为1：2 D．生成C2H4的电极反应式为 ▌题型02 电极产物的判断及电极反应式书写 1.阳极产物的判断 ①活性电极(除Au、Pt以外的金属材料作电极)，电极材料失电子，生成金属阳离子。 ②惰性电极(Pt、Au、石墨)，要依据阴离子的放电顺序加以判断。 阴离子的放电顺序：活泼电极＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。S2－、I－、Br－、Cl－放电，产物分别是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放电，则得到H2O和O2。 2.阴极产物的判断 直接根据阳离子放电顺序进行判断。 阳离子放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋。 ①若金属阳离子(Fe3＋除外)放电，则得到相应金属单质；若H＋放电，则得到H2。 ②放电顺序本质遵循氧化还原反应的优先规律，即得(失)电子能力强的离子先放电。 3.电极反应式、电解方程式的书写 （1）首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。 （2）再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴离子、阳离子两组(不要忘记水溶液中的H＋和OH－)。 （3）然后排出阴、阳两极的放电顺序： 阴极：阳离子放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋。 阳极：活泼电极＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。 （4）分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。 （5）最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式，并注明“电解”条件。 【典例2】（25-26高二上·江苏苏州·阶段检测）用纳米作催化剂，常压下电化学合成氨的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．镍合金连接外接电源的正极 B．从镍合金向片运动 C．镍合金上电极反应式为： D．反应中，标准状况下每生成同时得到 【变式2-1】（25-26高二上·江苏·期末）羟基自由基(·OH)是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂，在直流电源的作用下，利用如图所示装置处理含苯酚废水和含甲醛废水(已知：在膜a、b间解离为和)。下列说法错误的是 A．直流电源的右端是正极 B．阳极的电极反应式为： C．每处理9.4 g苯酚，理论上有2.8 mol 透过膜b D．电解质的作用是可以增强溶液的导电能力 【变式2-2】（25-26高二下·江苏·阶段检测）近日，武汉大学研究了一种电化学分解甲烷源(ESM)的方法，实现了以节能、无排放和无水的方式生产氢气，反应机理如图所示。下列说法正确的是 A．Ni电极连接电源的正极 B．反应过程中，不需要补充 C．Ni-YSZ电极的电极反应为： D．理论上每生产11.2LH2，电路中转移2mole- 【变式2-3】（25-26高二下·江苏盐城·期末）用溶液吸收烟气中的，所得的吸收液主要成分为，将吸收液通入如图所示的电解槽进行再生并制得浓硫酸。下列说法正确的是 A．M极与电源的正极相连 B．a为阴离子交换膜，b为阳离子交换膜 C．N极发生的反应为 D．当M极产生11.2 L（标况）时，N极生成的数目为 ▌题型03 电解池阴阳极的判断及电解质溶液的恢复 1.电解池中判断阴阳极的方法： （1）根据外接电源:正极接阳极,负极接阴极。 （2）根据电流方向:从阴极流出,从阳极流入。 （3）根据电子流向:从阳极流出,从阴极流入。 （4）根据离子移向:阴离子移向阳极,阳离子移向阴极。 （5）根据电极产物:阳极——电极溶解、逸出O2(或阳极区酸性增强)或Cl2;阴极——析出金属、逸出H2(或阴极区碱性增强)。 （6）根据反应类型:阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。 2.恢复电解质溶液的原则： 依据元素守恒，溶液体系中损失什么就加什么。 一般加入阴极产物与阳极产物反应生成的化合物。 若两极产物分别是H2和Cl2，则应通入HCl气体；若两极产物本别是Cu和O2，则应加入CuO，而不能加入Cu(OH)2。 【典例3】（24-25高二上·江苏·月考）用惰性电极电解AgNO3溶液，说法不正确的是(　　) A．电解过程中阴极质量不断增加 B．电解过程中溶液的pH不断降低 C．此时向溶液中加入适量的Ag2O固体可使溶液恢复到电解前的状况 D．电解后两极产生的气体体积比为2∶1 【变式3-1】（24-25高二上·江苏扬州·期末）一种新型锰氢二次电池以MnSO4溶液为电解质溶液，其充电原理如图所示，下列说法正确的是 A．电极a连接电源的负极 B．电极a所在电极室溶液的pH变小 C．H＋向电极a所在区域迁移 D．b极区产生的气体是O2 【变式3-2】（24-25高二上·江苏南通·期中）一种采用电解和催化相结合的循环方式实现高效制H2和O2的装置如图所示。下列说法正确的是 A．加入Y的目的是补充H2O B．电极a连接电源正极 C．电极b表面发生的电极反应式为Br--6e-+3O2-= D．催化阶段Z与Br-的物质的量之比为2：3 【变式3-3】（24-25高二下·江苏·期中）用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，加入一定质量的另一种物质(中括号内)，溶液能恢复到电解前的情况的是 A．CuCl2[CuSO4] B．NaOH[Na2O] C．NaCl[HCl] D．CuSO4[Cu(OH)2] ▌题型04 电解池有关计算 解电化学相关计算类题的守恒关系及注意事项 1、守恒关系 电路中转移的电子数 = 参与电极反应的物质得到（或失去）的电子数 = 电解质溶液中迁移的某离子的物质的量 × 该离子所带电荷数 2、计算溶液质量变化的注意事项 （1）电极产物的影响：如逸出（或吸收）气体，析出（或溶解）固体等，使溶液质量 减小 。 （2）离子迁移的影响：当有离子交换膜时，容易忽略离子通过交换膜迁移对溶液质量的影响。需注意的是，电解质溶液中迁移的某离子的数目不一定等于电极反应中消耗该离子的数目，也不一定等于电路中转移的电子数目，应根据守恒关系计算。 【典例4】（25-26高二下·江苏扬州·期末）硫酸盐还原菌(SRB)可以处理含Cu2+酸性硫酸盐废水，结合电解法可同时实现有机废水(用含CH3COO-的溶液模拟)的处理，原理如题10图所示，下列说法正确的是 A．电极a与直流电源的正极相连 B．电解时，H+向电极b移动 C．电解后，该酸性硫酸盐废水的pH增大 D．电极b上产生0.1 mol CO2时，可产生4.8 g CuS 【变式4-1】（2026·江苏连云港·三模）一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化，并以LiCl形式回收含锂废弃物中的锂元素，其工作原理如图所示。 下列说法正确的是 A．I为阳离子交换膜，III为阴离子交换膜 B．电极b上发生的电极反应式为： C．须在3室中加入海水，电解池工作一段时间后，3室中可以得到淡化海水 D．若海水用NaCl溶液模拟，则每脱除58.5 g NaCl，理论上消耗标准状况下 【变式4-2】（25-26高二下·江苏南通·期中）硫酸盐还原菌可以处理含的酸性硫酸盐废水，同时实现有机废水的处理，原理如图所示，下列说法不正确的是 A．若以铅蓄电池为电源，a为Pb电极 B．参与的电极反应为： C．电解一段时间后阳极区溶液的pH增大 D．标准状况下，产生时，理论上可产生 【变式4-3】（2026·江苏常州·一模）我国科研团队利用电催化分解技术，在如图所示装置中实现了温和条件下消除污染物，同时回收和单质硫。下列说法正确的是 A．电极a连接电源的正极 B．通过阳离子交换膜从右室移向左室 C．电解前后左、右两室溶液的pH值均保持不变 D．理论上当外电路通过0.1 mol电子时，可回收3.2 g单质硫 ▌题型05 原电池、电解池综合考查 原电池、电解池综合考查，通常是串联电化学装置 1、无外接电源时，多池串联装置中必有一个装置是原电池，其他装置为电解池。一般情况下，原电池中金属活动性较强的电极为负极，与之相连的为阴极。 2、有外接电源时，串联的多个装置都是电解池，与电源负极相连的是阴极，与电源正极相连的是阳极，所有电解池同侧电极的极性相同。当外接电源正、负极不明显时，要结合各装置中的现象进行判断。 【典例5】（25-26高二下·江苏南京·阶段检测）用水介质电池电解含尿素的碱性废水，装置如图所示（电极c为Zn，a、b、d均为惰性电极，双极膜为阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成）。下列说法正确的是 A．c为原电池的正极 B．电极a的电极反应式： C．装置Ⅱ中d极室一侧的双极膜为阳离子交换膜 D．相同条件下装置Ⅰ中生成和H的体积比为 【变式5-1】（25-26高二下·江苏盐城·期中）某化学兴趣小组在实验室中设计如图所示装置(a、b、c、d均为惰性电极)，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水。下列分析错误的是 A．乙装置中，d极上发生氧化反应，移向该电极 B．理论上d极消耗的CH4与b极生成的O2物质的量之比为1：2 C．气体X为CO2，c极反应式为： D．一段时间后，甲装置中生成的O2与消耗的O2物质的量相等 【变式5-2】（25-26高二上·江苏宿迁·期末）我国科研工作者设计了一种Mg-海水电池驱动海水()电解系统如下图所示。以新型为催化剂(生长在泡沫镍电极上)，在电池和电解池中同时产生氢气且电解池中还产生。下列关于该系统的说法不正确的是    A．在外电路中，电子从电极1流向电极4 B．理论上，每通过1 mol电子，可产生 C．电极3的反应为： D．将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化效率 【变式5-3】（24-25高二上·江苏扬州·期中）以乙烷燃料电池为电源进行电解的实验装置如下图所示。下列说法正确的是 A．燃料电池工作时，正极反应式为O2+4H+−4e−=2H2O B．a极是铁，b极是铜时，能达到铁上镀铜的目的 C．a极是纯铜，b极是粗铜时，a极上有铜析出，b极逐渐溶解，两极质量变化相同 D．a、b两极若是石墨，在同温同压下b极产生的气体与电池中消耗乙烷的体积之比为2:7 ▌题型06 电解原理的应用 一、电解饱和食盐水——氯碱工业 通电时，阳极： Cl- 被氧化为 氯气 ，电极反应式为：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：水电离产生的H+ 被还原为 氢气 ，电极反应式为：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 总反应式为：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 离子方程式：2Cl-＋2H2O2OH-＋H2↑＋Cl2↑ 二、电镀与电解精炼 电镀 电解精炼铜 概念 应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法 利用电解方法提取纯金属的技术。其基本原理是通过电解过程，利用不同元素在阳极溶解或阴极析出难易程度的差异，从而提取纯金属 装置示意图 待镀件作阴极，镀层金属（铜）作阳极，含有镀层金属离子（铜离子）的溶液作为电解液 粗铜作为阳极，纯铜作为阴极，含有铜离子的溶液作为电解液。 工作原理 电镀时，一般用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，把待镀的金属制品浸入电镀液中，与直流电源的负极相连，作为阴极；把镀层金属作为阳极，与直流电源的正极相连，通入低压直流电，阳极金属铜溶解，成为铜离子，移向阴极，铜离子在阴极获得电子被还原成金属铜，覆盖在待镀金属表面 粗铜中往往含有锌、铁、镍、金等多种金属，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，位于金属活动性顺序中铜以前的金属杂质如Zn、Fe、Ni等，也会同时失去电子，如Zn-2e-=Zn2+、Fe-2e-=Fe2+、Ni-2e-=Ni2+,但是它们的阳离子比Cu2+难还原，所以Zn2+、Fe2+、Ni2+并不在阴极获得电子析出，而只是留在电解质溶液里。而位于金属活动性顺序中铜之后的金属如银、金等金属杂质，因为银、金的失电子能力比铜弱，难以在阳极失去电子变成阳离子，所以以金属单质的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥(阳极泥可作为提炼金、银等费重金属的原料)。 电极反应 阳极 Cu－2e－===Cu2＋ Zn－2e－===Zn2＋、Fe-2e-=Fe2+、 Ni-2e-=Ni2+,Cu－2e－===Cu2＋ 阴极 Cu2＋＋2e－===Cu Cu2＋＋2e－===Cu 电解质溶液的浓度变化 CuSO4溶液的浓度不变 CuSO4溶液的浓度变小 说明 电镀装置的构成，一般用镀件做阴极，镀层金属做阳极，含有镀层金属离子的盐溶液做电镀液。 在铜的电解精炼过程中，作为阳极的粗铜不断溶解，铜在阴极上不断析出，结果使粗铜变成精铜，其纯度可达到99.95%—99.98%，完全达到做导线的要求。 三、电冶金 K、Ca、Na、Mg、Al等活泼金属，很难用还原剂从它们的化合物中还原得到单质，因此必须通过电解熔融的化合物的方法得到。 电解冶炼 冶炼钠 冶炼镁 冶炼铝 电极反应 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2Na＋＋2e－===2Na 阳极：2Cl－2e－===Cl2↑ 阴极：Mg2＋＋2e－===Mg 阳极：6O2－－12e－===3O2↑ 阴极：4Al3＋＋12e－===4Al 总反应 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ MgCl2熔融Mg＋Cl2↑ 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 【典例6】（25-26高二上·江苏南京·期末）下列有关电解原理的应用说法不正确的是 A．用如上图所示装置在铁制品表面镀铜，能达到实验目的 B．氯碱工业中的离子交换膜为阳离子交换膜 C．在铜的精炼过程中，溶液中的浓度保持不变 D．利用阳极氧化处理铝制品表面，形成致密的氧化膜达到防腐的目的 【变式6-1】（25-26高二上·江苏扬州·期末）氯碱工业的原理如图所示。下列说法正确的是 A．电极a上发生氧化反应 B．离子交换膜为阴离子交换膜 C．电解前后，阴极区溶液的pH变小 D．外电路每通过2 mol电子，电极b上产生 【变式6-2】（25-26高二下·江苏盐城·期中）装置甲是一种将废水中的氯乙烯转换成对环境无害的微生物电池，连接甲、乙装置进行粗铜精炼，其原理如图所示， 下列说法正确的是 A．电解精炼时，粗铜与X电极相连 B．若N电极消耗11.2L ，粗铜电极质量减少64g C．电解过程中N区溶液的pH减小 D．M电极的电极反应式为 【变式6-3】（25-26高三上·江苏连云港·期中）利用外加电流的阴极保护法减缓海水中钢铁闸门的腐蚀，其装置如图所示。下列有关说法正确的是 A．该保护法实现了电能全部转化为化学能 B．钢闸门作阳极，与电源的正极相连 C．辅助电极可以使用石墨 D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快 / 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 $可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 第二节 电解池（题型突破·举一反三） 题型01电解电解原理、电解池 三典例精析 【典例1】A 举一反王 【变式1-1】D 【变式1-2】D 【变式13】D 题型02电极产物的判断及电极反应式书写 典例精析 【典例2】D 举一反三 【变式2-1】C 【变式2-2】B 【变式23】D 题型03 电解池邮阴阳极的判断及电解质溶液的恢复 典例精析 【典例3】D 举一反三 【变式3-1】B 【变式32】A 【变式3-3】C 题型04电解池有送计算 1/2 可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 E 典例精析 【典例4】C 举一反三 【变式41】D 【变式42】D 【变式43】B 题型05原电池、电解池综合考查 三典例精析 【典例5】C 举一反三 【变式51】D 【变式52】B 【变式53】B 题型06电解原理的应用 典例精析 【典例6】C 举一反三 【变式61】A 【变式6-2】D 【变式6-3】C 2/2