化學(xué)

大一輪復(fù)習(xí)第九章第41講電解原理創(chuàng)新應(yīng)用復(fù)習(xí)目標1.深化對電解原理及規(guī)律的理解，提升應(yīng)用電解原理綜合分析解決實際問題的能力。2.熟知電解原理創(chuàng)新試題的呈現(xiàn)方式及問題設(shè)置，總結(jié)解答此類問題的一般方法及規(guī)律。1.電解原理常見的考查點電解原理及應(yīng)用是高考高頻考點，該類試題往往與生產(chǎn)、生活及新科技等方面相聯(lián)系，以裝置圖或流程圖為載體呈現(xiàn)，題材廣、信息新，題目具有一定的難度。主要考查陰、陽極的判斷、電極反應(yīng)式及電解反應(yīng)方程式的書寫、溶液離子濃度變化及有關(guān)計算等。2.“5點”突破電解綜合應(yīng)用題(1)分清陰、陽極，與電源正極相連的為陽極，與電源負極相連的為陰極，兩極反應(yīng)為“陽氧陰還”。(2)剖析離子移向，陽離子移向陰極，陰離子移向陽極。(注意離子交換膜會限制某些離子的移動方向)(3)注意放電順序，正確判斷放電的微粒或物質(zhì)。(4)注意介質(zhì)，正確判斷反應(yīng)產(chǎn)物，酸性介質(zhì)不出現(xiàn)OH-，堿性介質(zhì)不出現(xiàn)H+；不能想當然地認為金屬作陽極，電極產(chǎn)物為金屬陽離子。(5)注意得失電子守恒和電荷守恒，正確書寫電極反應(yīng)式。

√

反應(yīng)式為2HCN+2e-===H2↑+2CN-，B錯誤；石墨電極為陽極，鉑電極為陰極，CN-應(yīng)該向陽極移動，即移向石墨電極，C錯誤；由所給圖示可知HCN在陰極放電，產(chǎn)生CN-和H2，而HCN中的H來自于LiOH，則電解產(chǎn)生的H2中的氫元素來自于LiOH，D正確。

√由題意可知，Cu電極為陽極，電極總反應(yīng)為2HCHO-2e-+4OH-===2HCOO-+H2↑+2H2O，陽極區(qū)消耗OH-、同時生成H2O，c(OH-)減小，A、C正確；PbCu電極為陰極，首先HOOC—COOH在Pb上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為OHC—COOH：H2C2O4+2e-+2H+===OHC—COOH+H2O，OHC—COOH與HO—N+H3反應(yīng)生成HOOC—CH==N—OH：OHC—COOH+HO—N+H3—→HOOC—CH==N—OH+H2O+H+，HOOC—CH==N—OH發(fā)生得電子的還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化成H3N+CH2COOH：HOOC—CH==N—OH+4e-+5H+===

√

H3N+CH2COOH+H2O，陰極總反應(yīng)為H2C2O4+NH2OH+6e-+7H+===H3N+CH2COOH+3H2O，1

mol

H2O解離成1

mol

H+和1

mol

OH-，故理論上生成1

mol

H3N+CH2COOH雙極膜中有6

mol

H2O解離，B錯誤、D正確。類型二電解與“三廢”治理4.(2023·全國甲卷，12)用可再生能源電還原CO2時，采用高濃度的K+抑制酸性電解液中的析氫反應(yīng)來提高多碳產(chǎn)物(乙烯、乙醇等)的生成率，裝置如圖所示。下列說法正確的是A.析氫反應(yīng)發(fā)生在IrOx?Ti電極上B.Cl-從Cu電極遷移到IrOx?Ti電極C.陰極發(fā)生的反應(yīng)有：2CO2+12H++

12e-===C2H4+4H2OD.每轉(zhuǎn)移1mol電子，陽極生成11.2L氣體(標準狀況)√析氫反應(yīng)為還原反應(yīng)，應(yīng)在陰極發(fā)生，即在銅電極上發(fā)生，故A錯誤；離子交換膜為質(zhì)子交換膜，只允許氫離子通過，Cl-不能通過，故B錯誤；銅電極為陰極，酸性條件下二氧化碳在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成乙烯、乙醇等，電極反應(yīng)有2CO2+12H++12e-===C2H4+4H2O，故C正確；水在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子，電極反應(yīng)式為2H2O-4e-===O2↑+4H+，每轉(zhuǎn)移1

mol電子，生成0.25

mol

O2，在標準狀況下體積為5.6

L，故D錯誤。5.(2021·遼寧，13)利用

(Q)與

電解轉(zhuǎn)化法從煙氣中分離CO2的原理如圖。已知氣體可選擇性通過膜電極，溶液不能通過。下列說法錯誤的是A.a為電源負極B.溶液中Q的物質(zhì)的量保持不變C.CO2在M極被還原D.分離出的CO2從出口2排出√由題干信息可知，M極發(fā)生的是

(Q)轉(zhuǎn)化為

的還原反應(yīng)，故M極為陰極，電極反應(yīng)式為

+2H2O+2e-===

+2OH-，故與M極相連的a電極為負極，N極為陽極，電極反應(yīng)式為

-2e-===

+2H+，b極為電源正極，據(jù)此分析解題。由分析可知，溶液中Q的物質(zhì)的量保持不變，B正確；

類型三電解與分離提純6.我國科研團隊開發(fā)了一種新型鎧甲催化劑Ni/Co@石墨烯，可以高效去除合成氣中的H2S雜質(zhì)并耦合產(chǎn)氫，其工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是A.M電極為陰極B.電極上生成H2和Sx的物質(zhì)的量之比為1∶xC.陽極的電極反應(yīng)式為xH2S-2xe-===Sx+2xH+D.鎧甲催化劑表面的石墨烯可以保護內(nèi)部金屬免受環(huán)境的影響√由題圖可知，鎧甲催化劑電極上H2S轉(zhuǎn)化為Sx，S元素化合價升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，則鎧甲催化劑電極為陽極，電極反應(yīng)式為xH2S-2xe-===Sx+2xH+，M電極為陰極，電極反應(yīng)式為2H++2e-===H2↑，A、C項正確；根據(jù)得失電子守恒可得關(guān)系式：xH2~Sx~2xe-，則生成H2和Sx的物質(zhì)的量之比為x∶1，B項錯誤；由于鎧甲催化劑電極為陽極，若沒有表面的石墨烯，內(nèi)部金屬容易放電，故鎧甲催化劑表面的石墨烯可以保護內(nèi)部金屬免受環(huán)境的影響，D正確。7.科學(xué)家采用電滲析法提純?nèi)榍?富含NaCl的蛋白質(zhì))，有價值的蛋白質(zhì)回收率達到98%，工作原理如圖所示：下列說法錯誤的是A.膜1為陽離子交換膜，膜2為陰離

子交換膜B.膜1、膜2孔徑不大于半透膜孔徑C.a極的電極反應(yīng)式為2H2O+2e-===2OH-+H2↑D.每轉(zhuǎn)移2mol電子，理論上乳清質(zhì)量減少58.5g√a極區(qū)的稀氫氧化鈉溶液變?yōu)闈鈿溲趸c溶液，說明a極區(qū)生成了氫氧化鈉，即鈉離子通過膜1向a極區(qū)遷移，膜1為陽離子交換膜；同理，氯離子通過膜2向b極區(qū)遷移，膜2為陰離子交換膜，A項正確；提純蛋白質(zhì)，不能讓蛋白質(zhì)(膠體粒子)通過膜1、膜2，所以膜1、膜2的孔徑應(yīng)不大于半透膜的孔徑，B項正確；a極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)：2H2O+2e-===2OH-+H2↑，C項正確；每轉(zhuǎn)移2

mol電子，結(jié)合電極反應(yīng)和電荷守恒可知，理論上乳清減少的質(zhì)量為2

mol

NaCl的質(zhì)量，即質(zhì)量減少117

g，D項錯誤。

√

KESHIJINGLIAN課時精練對一對題號12345678答案CBAAACAA題號9101112

13答案DDCC

C答案123456789101112131415答案12345678910111213141514.

15.(1)使陰極表面盡可能被CO2附著，減少析氫反應(yīng)的發(fā)生(減少氫離子在陰極上放電的幾率)，提高含碳化合物的產(chǎn)率(2)2.8

(3)為確定陰極上生成的含碳化合物源自CO2而非有機多孔電極材料答案12345678910111213141515.

1.利用廢料Ce2O3制備Ce(SO4)2的工作原理如圖，下列說法不正確的是A.電極b為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)B.電解總反應(yīng)方程式：Ce2O3+8H+

2Ce4++3H2O+H2↑C.離子交換膜為陰離子交換膜D.X可以是H2SO4溶液√123456789101112131415答案123456789101112131415答案由圖可知，與直流電源正極相連的電極a為陽極，酸性條件下三氧化二鈰在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鈰離子和水，電極b為陰極，氫離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，則X為硫酸溶液，鈰離子通過陽離子交換膜由陽極室移向陰極室，電解的總反應(yīng)方程式為Ce2O3+8H+

2Ce4++3H2O+H2↑。

√123456789101112131415答案123456789101112131415答案

電解過程中，K+會向陰極區(qū)定向移動，最終導(dǎo)致陰極附近K+濃度增大，C錯誤；每產(chǎn)生1

mol

H2，轉(zhuǎn)移2

mol電子，每產(chǎn)生1

mol

N2，轉(zhuǎn)移6

mol電子，故陰極產(chǎn)生的H2與陽極產(chǎn)生的N2的物質(zhì)的量之比是3∶1，D錯誤。123456789101112131415答案3.(2022·海南，9)一種采用H2O(g)和N2(g)為原料制備NH3(g)的裝置示意圖如圖。下列有關(guān)說法正確的是A.在b電極上，N2被還原B.金屬Ag可作為a電極的材料C.改變工作電源電壓，反應(yīng)速率不變D.電解過程中，固體氧化物電解質(zhì)中O2-不斷減少√123456789101112131415答案由裝置示意圖可知，b電極上N2轉(zhuǎn)化為NH3，N元素的化合價降低，得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，因此b為陰極，電極反應(yīng)式為N2+3H2O+6e-===2NH3+3O2-，A正確；a為陽極，電極反應(yīng)式為2O2--4e-===O2，若金屬Ag作為a的電極材料，則金屬Ag優(yōu)先失去電子，B錯誤；改變工作電源的電壓，導(dǎo)致電流大小改變，反應(yīng)速率也會改變，C錯誤；電解過程中，陰極電極反應(yīng)式為2N2+6H2O+12e-===4NH3+6O2-，陽極電極反應(yīng)式為6O2--12e-===3O2，因此固體氧化物電解質(zhì)中O2-不會減少，D錯誤。123456789101112131415答案

√123456789101112131415答案

極，電極反應(yīng)式為4H2O+4e-===4OH-+2H2↑。H+在陽極區(qū)參與反應(yīng)制備三氧化鉻，故不通過離子交換膜向陰極區(qū)遷移，A項錯誤；根據(jù)得失電子守恒，產(chǎn)生O2、H2的質(zhì)量之比為32∶4=8∶1，B項正確；由陰極反應(yīng)式知，陰極產(chǎn)生OH-，如果OH-通過交換膜向左側(cè)遷移，OH-必然會中和H+，與題意相矛盾，所以，鈉離子應(yīng)該由左側(cè)向右側(cè)遷移，陰極區(qū)氫氧化鈉溶液濃度增大，C項正確。123456789101112131415答案

√123456789101112131415答案

由陰、陽極的電極反應(yīng)式可知，反應(yīng)過程中不需要補充NaOH，C錯誤；電路中每轉(zhuǎn)移2

mol電子，陰極生成1

mol氣體，但未說明是否處于標準狀況，無法計算氣體的體積，D錯誤。

√123456789101112131415答案123456789101112131415答案由(NH4)2SO4→(NH4)2S2O8，氧元素化合價升高被氧化，故右側(cè)Pt電極為陽極，b為外接電源正極，a為外接電源負極，左側(cè)Pt電極為陰極。陰極氧氣

123456789101112131415答案

√123456789101112131415答案123456789101112131415答案

123456789101112131415答案8.(2022·遼寧，9)如圖，c管為上端封口的量氣管，為測定乙酸溶液濃度，量取10.00mL待測樣品加入b容器中，接通電源，進行實驗。下列說法正確的是A.左側(cè)電極反應(yīng)：2H2O-4e-===O2↑+4H+B.實驗結(jié)束時，b中溶液紅色恰好褪去C.若c中收集氣體11.20mL，則樣品中乙酸

濃度為0.1mol·L-1D.把鹽橋換為U形銅導(dǎo)線，不影響測定結(jié)果√123456789101112131415答案本裝置為電解池，左側(cè)為陽極，右側(cè)為陰極，左側(cè)電極反應(yīng)：2H2O-4e-===O2↑+4H+，A正確；右側(cè)電極反應(yīng)：2CH3COOH+2e-===H2↑+2CH3COO-，實驗結(jié)束時溶液中存在CH3COO-，水解后溶液呈堿性，故溶液為紅色，B錯誤；題中未給定氣體狀態(tài)，不能進行計算，C錯誤；把鹽橋換為U形銅導(dǎo)線，不能起到傳遞離子使溶液呈電中性的作用，會影響反應(yīng)進行及測定結(jié)果，D錯誤。9.(2024·廣水模擬)某同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)水銀電解法電解飽和食鹽水可以獲得金屬鈉汞齊(鈉汞合金)，裝置圖如圖，實驗現(xiàn)象記錄如下：接通電源，一段時間后，金屬汞表面有細微氣泡出現(xiàn)，加大電壓電解足夠長時間后分離出其中的金屬Hg。取少量分離出的Hg投入滴有酚酞溶液的水中，酚酞變紅且有無色氣體放出。123456789101112131415答案下列有關(guān)該實驗的說法錯誤的是A.Q溶液可以是NaOH溶液，作用是吸收尾氣B.玻璃管的作用是防止鐵絲暴露在NaCl溶液中，導(dǎo)致生

成大量的H2而無法得到金屬NaC.鈉汞齊在有機合成中常用于氫化醛酮等羰基化合物，

表現(xiàn)出鈉汞齊的強還原性D.出于安全角度考慮，進行該實驗時需要準備硫粉，并

開啟實驗室上方排風(fēng)扇√123456789101112131415答案123456789101112131415答案在b極，Cl-失電子生成Cl2，需用吸收液吸收，所以Q溶液可以是NaOH溶液，用作尾氣處理，故A正確；若鐵絲暴露在NaCl溶液中，溶液中H2O得電子生成H2，無法得到金屬Na，故B正確；鈉汞齊在有機合成中常用于氫化醛酮等羰基化合物，加氫發(fā)生還原反應(yīng)，鈉汞齊作還原劑，表現(xiàn)強還原性，故C正確；Hg蒸氣有毒，實驗時應(yīng)該開啟排風(fēng)扇，汞蒸氣密度比空氣密度大，應(yīng)打開下方排風(fēng)扇，故D錯誤。10.(2024·武漢模擬)我國科學(xué)家開發(fā)了如圖所示的電化學(xué)裝置，實現(xiàn)了H2O2的制備和廢棄PET的回收利用。下列說法錯誤的是A.溶液中OH-移向電極BB.電極B的電勢高于電極A的電勢C.陽極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)為HOCH2CH2OH-6e-+

8OH-===2HCOO-+6H2OD.理論上每消耗3molO2，電極B消耗乙二

醇124g√123456789101112131415答案123456789101112131415答案電極A中O2轉(zhuǎn)化為H2O2，發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)，電極A是陰極，電極B是陽極。所以溶液中OH-移向陽極即電極B，且電極B的電勢高于電極A的電勢，A、B正確；電極B為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為HOCH2CH2OH-6e-+8OH-===2HCOO-+6H2O，C正確；陰極上O2→H2O2，消耗3

mol

O2時轉(zhuǎn)移6

mol電子，則電極B消耗乙二醇的物質(zhì)的量是1

mol，質(zhì)量是62

g，D錯誤。11.實驗室可用苯乙酮間接電氧化法合成苯甲酸，其原理如圖所示。下列說法錯誤的是A.膜m為陰離子交換膜B.每生成1mol苯甲酸鹽，轉(zhuǎn)移6mol電子C.電路中轉(zhuǎn)移2mol電子，陰極區(qū)溶液質(zhì)

量減少18gD.若用鉛酸蓄電池作電源，a電極應(yīng)與PbO2極相連√123456789101112131415答案123456789101112131415答案根據(jù)圖像可知，a極碘離子失電子生成碘單質(zhì)，作陽極，則電極材料為惰性電極；b極為陰極，水得電子生成氫氣和氫氧根離子。a極區(qū)碘單質(zhì)與氫氧根離子反應(yīng)生成次碘酸根離子，為保持電荷守恒，則b極產(chǎn)生的氫氧根離子需移動到a極區(qū)，則膜m為陰離子交換膜，A正確；a極碘離子失電子生成碘單質(zhì)，碘單質(zhì)與氫氧根離子反應(yīng)生成次碘酸根離子，次碘酸根將苯乙酮氧化生成苯甲酸鹽：

+3IO-—→

+CHI3+2OH-，可得3I2~3IO-~

~6e-，每生成1

mol苯甲酸鹽，轉(zhuǎn)移6

mol電子，B正確；123456789101112131415答案陰極反應(yīng)式：2H2O+2e-===H2↑+2OH-，電路中轉(zhuǎn)移2

mol電子，陰極區(qū)產(chǎn)生1

mol

H2，移向陽極區(qū)2

mol

OH-，陰極區(qū)溶液質(zhì)量減少36

g，C錯誤；a電極為陽極，若用鉛酸蓄電池作電源，a電極應(yīng)與鉛酸蓄電池正極PbO2極相連，D正確。12.羥基自由基(·OH)具有極強的氧化能力，它能有效地氧化降解廢水中的有機污染物。在直流電源作用下，利用雙極膜電解池產(chǎn)生羥基自由基(·OH)處理含苯酚廢水和含甲醛廢水，原理如圖所示。已知：雙極膜中間層中的H2O解離為H+和OH-。下列說法錯誤的是A.M極為陰極，電極反應(yīng)式：O2+2e-+2H+===2·OHB.雙極膜中H2O解離出的OH-透過膜a向N極移動C.每處理6.0g甲醛，理論上有0.4molH+透過膜bD.通電一段時間后，理論上苯酚和甲醛轉(zhuǎn)化生

成CO2物質(zhì)的量之比為6∶7√123456789101112131415答案123456789101112131415答案M電極通入O2，發(fā)生反應(yīng)生成·OH，電極反應(yīng)式為O2+2e-+2H+===2·OH，M作陰極，A正確；N為陽極，電解時陰離子向陽極移動，所以O(shè)H-透過膜a向N極移動，B正確；1

mol甲醛生成1

mol

CO2轉(zhuǎn)移4

mol電子，1

mol

苯酚生成6

mol

CO2轉(zhuǎn)移28

mol電子，理論上苯酚和甲醛轉(zhuǎn)化生成CO2物質(zhì)的量之比為6∶7，D正確。123456789101112131415答案13.(2024·武穴高三模擬)為了實現(xiàn)空間站的零排放，循環(huán)利用人體呼出的CO2并提供O2，我國科學(xué)家設(shè)計了如圖裝置，反應(yīng)完畢后，陽極區(qū)電解質(zhì)溶液的pH保持不變。下列說法正確的是A.圖中電極電勢：N型半導(dǎo)體比P型

半導(dǎo)體高B.X電極發(fā)生反應(yīng)：4OH--4e-===2H2O

+O2C.該裝置實現(xiàn)了“太陽能→電能→化學(xué)能”的轉(zhuǎn)化D.圖中離子交換膜為陽離子交換膜√123456789101112131415答案裝置實現(xiàn)“太陽能→電能→化學(xué)能”轉(zhuǎn)化，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，為電解裝置，總反應(yīng)為2CO2

2CO+O2，陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成CO：CO2+H2O+2e-===CO+2OH-，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣：4OH--4e-===2H2O+O2，由電子的定向移動可知X為陰極，Y為陽極。圖中N型半導(dǎo)體為負極，P型半導(dǎo)體為正極，N型半導(dǎo)體電極電勢比P型半導(dǎo)體低，故A錯誤；123456789101112131415答案左側(cè)為原電池，右側(cè)為電解池，該裝置實現(xiàn)了“太陽能→電能→化學(xué)能”轉(zhuǎn)化，故C正確；反應(yīng)完成后陽極區(qū)電解質(zhì)pH不變，由陰、陽極電極反應(yīng)式可知圖中離子交換膜允許OH-通過，為陰離子交換膜，故D錯誤。14.工業(yè)上用電解法治理亞硝酸鹽對水體的污染，模擬工藝如圖所示，寫出電解時鐵電極發(fā)生的電極反應(yīng)：

。隨后，鐵電極附近有無色氣體產(chǎn)生，寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式：_______________