2023年届高三化学二轮复习：电化学基础-电解原理及应用核心突破、经典例题

10《高考12电化学根底——电解原理及应用【核心突破】构建电解池模型，类比分析电解根本原理电解池阴、阳极的推断依据所连接的外加电源推断：与直流电源正极相连的为阳极，与直流电源负极相连的为阴极。依据电子流淌方向推断：电子流淌方向为从电源负极流向阴极，从阳极流向电源正极。依据电解池里电解质溶液中离子的移动方向推断：阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。依据电解池两极产物推断(一般状况下)①阴极上的现象是析出金属(质量增加)或有无色气体(H)放出。2②阳极上的现象是有非金属单质生成，呈气态的有ClO或电极质量减小(活性2 2电极作阳极)。3．电解池中的三个易误点只有水被电解时，不要误认为溶液的pH不变或确定变化。假设电解NaOH溶液，pHHSO溶液，pHNaSO

溶液，pH不变。2 4 2 4在电解食盐水的过程中，阴极区显碱性。不要错误地认为阴极上产生的OH－因带负电荷，移向阳极，使阳极区显碱性。MgCl2

AlCl3

溶液时，虽然放电离子和电解NaCl溶液一样，但总的电解离子方程式不同。常见的离子交换膜及作用允许通过的离子及移动允许通过的离子及移动种类说明方向阳离子阳离子→移向电解池的阴离子和气体不能通交换膜阴极或原电池的正极过阴离子阴离子→移向电解池的阳离子和气体不能通交换膜阳极或原电池的负极过质子交质子→移向电解池的阴只允许H＋通过换膜极或原电池的正极阴、阳离子交换膜的推断方法看清图示，是否在交换膜上标注了阴、阳离子，是否标注了电源的正、负极。是否标注了电子流向、电荷流向等，明确阴、阳离子的移动方向。依据电解池中阴、阳离子的移动方向，结合题中给出的信息，找出物质生成或消耗的电极区域，确定移动的阴、阳离子，从而推知离子交换膜的种类。【经典例题】1．(2023·全国卷Ⅰ，13)最近我国科学家设计了一种COHS协同转扮装置，2 2实现对自然气中CO2

和HS的高效去除。示意图如下所示，其中电极分别为ZnO@2石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯电极区发生反响为：①EDTA-Fe2＋－e－===EDTA-Fe3＋②2EDTA-Fe3＋＋HS===2H＋＋S＋2EDTA-Fe2＋2该装置工作时，以下表达错误的选项是( )阴极的电极反响：CO＋2H＋＋2e－===CO＋HO2 2协同转化总反响：CO＋HS===CO＋HO＋S2 2 2石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低假设承受Fe3＋/Fe2＋取代EDTA-Fe3＋/EDTA-Fe2＋，溶液需为酸性答案C解析由题中信息可知，石墨烯电极发生氧化反响，为电解池的阳极，则ZnO@石墨烯电极为阴极。阳极接电源正极，电势高，阴极接电源负极，电势低，故石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的高，C项错误；由题图可知，电解时阴极反响式为CO＋2H＋＋2e－===CO＋HO，A项正确；将阴、阳两极反响式合并可得总反响式2 2COHS===CO＋HO＋S，BFe3＋、Fe2＋只能存在于酸性溶液中，D2 2 2确。三室式电渗析法处理含NaSO2 4

废水的原理如以下图，承受惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na＋和SO2－可通过离子交换4膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。以下表达正确的选项是( )通电后中间隔室的SO2－离子向正极迁移，正极区溶液pH增大4NaSONaOHHSO产品2 4 2 4负极反响为2HO－4e－===O4H＋，负极区溶液pH降低2 21mol0.5molO生成2答案B解析电解池中阴离子向正极移动，阳离子向负极移动，即SO2－离子向正极区移4动，Na向负极区移动，正极区水电离的OH－发生氧化反响生成氧气，H＋留在正极区，该极得到HSO2 4

产品，溶液pH减小，负极区水电离的H＋发生复原反响生成氢气，OH－留在负极区，该极得到NaOH产品，溶液pH增大，故A、C项错误，B1mol0.25molO2

生成，D错误。NaBH4

燃料电池具有电压高、能量密度大等优点。以该燃料电池为电源电解精炼铜的装置如以下图。以下说法不正确的选项是( )离子交换膜应为阳离子交换膜，Na＋由左极室向右极室迁移该燃料电池的负极反响式为BH－＋8OH－－8e－===BO－＋6HO4 2 2电解池中的电解质溶液可以选择CuSO溶液42.24LO

(标准状况)时，A12.8g2DO

O4e－＋2HO===4OH－O

的一极为正极。2 2 2 2Na＋通过交换膜进入右边得到浓NaOH溶液，故离子交换膜允许Na＋通过，是阳离子交换膜，选项A正确；依据图示，负极BH－转化为BO－，反响式为BH－＋8OH－4 2 4－8e－===BO－＋6HO，选项B正确；该电解池用于电解精炼铜，电解质溶液可以选2 2CuSO4

CA2.24LO2准状况)时，转移电子0.4mol，但阳极上(A极)为粗铜，不只有Cu参与放电，Cu活泼的金属放电，故削减质量不愿定为12.8gD25题答案+解析】如以以下图所示a、b装置分别用来电解氯化铜溶液和饱和食盐水。以下推断错误的选项是25题答案+解析】阳极失电子的离子一样、产物一样B．阴极产物因得电子的离子不同而不同C．电解后两装置中溶液的pH都减小D．电解后只有a装置阴极的质量增加答案C解析Cl－在阳极失电子生成氯气，因而产物一样，Aa电子生成铜，b中水中氢离子得电子生成氢气，B、D项均正确；b中水中氢离子pHCA．M为负极B．通电使氯化钠发生电离C．c出口收集到的物质是氯气D．电解一段时间后，阴极区pH降低答案C解析a口参与的饱和食盐水变成稀食盐水从左上排出，则电极反响为2Cl－－2e－===ClNa＋通过阳离子交换膜进入右室，M为电源正极，A项错误，C2氯化钠溶于水或熔融时，离解成自由移动离子的过程叫电离，不需通电，B项错误。某试验小组用石墨作电极进展如图试验，试验观看到：a、d处试纸变蓝；b处变红，并局部褪色；c处无明显变化。以下说法中错误的选项是()A．a2H＋＋2e－===H2B．b极为阳极，涉及的反响有：2Cl－－2e－===Cl↑、Cl＋HO HCl＋HClO2 2 2C．电解过程中，电子流向：电源负极→a→c→d→b→电源正极D．假设将铁丝改成铜丝，其余条件一样，电解一段时间后，能觉察c处四周变蓝答案C解析a极连接电源负极为阴极，水电离产生的氢离子得电子产生氢气，发生的电极反响为：2H＋＋2e－===H↑，选项A正确；b极连接电源的正极为阳极，溶液2中氯离子失电子产生氯气，且产生的氯气与水反响生成盐酸和次氯酸，涉及的反应有：2Cl－－2e－===Cl↑、Cl＋HO HCl＋HClO，选项B正确；电解过程中，2 2 2电子流向：电源负极→a、d→c、b→电源正极，电子不能通过电解质溶液，选项C错误；c处为阳极，假设将铁丝改成铜丝，铜失电子产生铜离子，其余条件一样，cD如图是一个石墨作电极，电解稀的NaSO溶液的装置，通电后在石墨电极A和2 4B四周分别滴加一滴石蕊溶液。以下有关表达正确的选项是( A．逸出气体的体积，A电极的小于B电极的B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体C．ABD．电解一段时间后，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶解呈中性DAB4HO＋4e－===2H4OH－2HO－4e－===O2 2 2 2↑＋4H＋，一样温度和压强下，A电极生成气体体积大于B电极，A错误；阳极上O，阴极上生成HO和H都是无色无味气体，BA2 2 2 2电极四周溶液呈碱性，B电极四周溶液呈酸性，则A电极四周溶液呈蓝色，B电极四周溶液呈红色，C错误；惰性电极电解稀的NaSO溶液，实际是电解水，将2 4全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性，D正确。用惰性电极电解以下各组中的三种电解质溶液，在电解的过程中，溶液的pH依次为上升、不变、降低的是( )AgNO

CuCl

Cu(NO)3 2 32B．KCl NaSO2 4

CuSO4C．CaCl2

KOH NaNO3D．HCl HNO3

KSO2 4解析：选BAgNOCu(NOCuSO溶液随电解的进展，有酸产生，溶液pH3 32 4降低；KCl、CaCl2

溶液随电解的进展，有碱产生，溶液pH上升；CuCl、HCl电2CuClHClH＋pH上升；KOH、2HNO3

相当于电解HO，电解质浓度增大，对应的碱溶液碱性更强，酸溶液酸性更2强。以下说法正确的选项是()A．电路中电子流向：负极→d→c→b→a→正极如以下图，a、b、c、d以下说法正确的选项是()A．电路中电子流向：负极→d→c→b→a→正极B．a、cC．SO2－bCl－c4D．通电后乙烧杯滴入酚酞溶液d解析：选D电子只能在外电路中移动，故A错误；a极产生Oc极产生2ClO～2Cl～4e－，OCl

的物质的量之比为1∶2，故B2 2 2 2 2阴离子向阳极移动，acSO2－aCl－c4故C错误；d极是阴极，电极反响式可表示为2HO＋2e－===H2OH－，所以滴2 2入酚酞溶液dD铝外表在空气中自然形成的氧化膜耐磨性和抗蚀性不够强，把握确定的条件，用如以下图的电化学氧化法，可在铝外表生成坚硬的氧化膜。以下有关表达正确的是()阴极上有金属铝生成ABC．OH－在电极A上放电，有氧气生成D．阳极的电极反响式为：2Al－6e－＋3HO===AlO6H＋2 23答案D电解解析2Al＋3HO=====AlO3H2 23 2↑，电解质为硫酸溶液，氢氧根离子不行能参与反响，阳极反响为：2Al＋3HO2－6e－===AlO6H＋，阴极反响为：6H＋＋6e－===3H23 2利用电解法制备Ca(HPO)并得到副产物NaOH和Cl以下说法正确的选项是( )2 42 2A．C阴极室的电极反响式为2HO－4e－===O4H＋2 2可用铁电极替换阴极的石墨电极2mole－71g答案C解析Ca(HPOCa2＋来源于阳极室，2 42HPO－Na＋移向阴极室，2 4故CAH＋氢生碱”的反响：2HO＋2e－===H2OH－，B项错误；阴极发生复原反响，可用2 2铁电极替换阴极的石墨电极，阳极发生氧化反响，假设用铁电极替换阳极的石墨电极，Fe失电子，无法得到副产物氯气，C项正确；阳极电极反响式为2Cl－－2e－===Cl2mole－，生成1molCl2

1molCa2＋移向产品室，2因此阳极室溶液质量削减111g，D二氧化碳的再利用是实现温室气体减排的重要途径之一。在稀HSO2 4

中利用电催化可将CO2

同时转化为多种燃料，其原理如以下图。以下说法错误的选项是( )阳极的电极反响为2HO－4e－===4H＋＋O↑2 2铂极上的电势比铜极上的高，且一段时间后铜极区溶液质量增大11铜极上产生乙烯的电极反响式为2CO＋12H＋＋12e－===CH＋4HO2 24 20.34molCO0.66molHCOOH2.5mol子答案D解析2HO－4e2－===4H＋＋O↑，A项正确；阳极(铂极)上的电势比阴极(铜极)上的高，且依据碳2原子数守恒和电荷守恒可知：进入阴极区的H＋和CO2

的质量之和大于从阴极上产生的气体(CH、CH和CO)的质量之和，故一段时间后铜极区溶液质量增大，B项4 24正确；铜极上产生乙烯的电极反响式为2CO12H＋＋12e－===CH4HO，C项正2 24 20.34molCO0.66molHCOOH2molD用铂电极(惰性)电解以下溶液时，阴极和阳极上的主要产物分别是HO2 2的是( )NaOHB．HClCMgCl2DAgNO3A4OH－－4e－===O2

O2

O＋2e－===H2 ↑＋2OH－H2

和O，故A22Cl－－2e－===Cl2H＋＋2e===H↑，阴极和阳极上的主H

2 2Cl，故B、C2HO－4e－===O4H＋，阴2 2 2 2极：Ag＋＋e－===AgAgOD21611.利用如以下图装置模拟电解原理在工业生产中的应用。以下说法正确的选项是()A．氯碱工业中，X电极上反响式是4OH－－4e－11.利用如以下图装置模拟电解原理在工业生产中的应用。以下说法正确的选项是()A．氯碱工业中，X电极上反响式是4OH－－4e－===2HO＋O↑2 2解析：选D氯碱工业中阳极是Cl－Cl2解，阴极Cu2＋放电析出Cu，但是粗铜中含有锌、铁、镍等杂质，使得溶液中Cu2＋浓度变小；铁片上镀铜时，阴极应当是铁片，阳极是纯铜。金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，以下表达正确的选项是(：氧化性Fe2＋<Ni2＋<Cu2＋)( )阳极发生复原反响，其电极反响式为Ni2＋＋2e－===NiB．电解过程中，阳极质量的削减量与阴极质量的增加量确定相等C．电解后，电解槽底部的阳极泥中含有Cu和PtDFe2＋Zn2＋解析：选C电解法制备高纯度的镍，粗镍作为阳极，金属按复原性挨次Zn>Fe>Ni>Cu>Pt发生氧化反响，电极反响依次为Zn－2e－===Zn2＋Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e－===Ni2＋，A项错误；电解过程中，阳极Zn、Fe、Ni溶解，Cu、Pt沉积到电解槽底部，阴极只析出Ni，结合两极转移的电子数相等，阳极质量的削减量与阴极质量的增加量不相等，B项错误；Cu和Pt复原性比Ni弱，不能失去电C项正确；电解后，溶液中Fe2＋、Zn2＋Ni2＋，D酸性废水中的NH＋可在确定条件下利用硝酸盐菌转化为NO－，再用如以下图的4 3电化学装置除去NO－，以下有关说法正确的选项是( )3端是直流电源的负极B．该装置把化学能转化为电能C．图中离子交换膜应为阴离子交换膜D．阴极的电极反响式为2NO－＋12H＋＋10e－===N↑＋6HO3 2 2答案D解析由图可知，电解池的右侧NO－转化为NN元素的化合价由＋5价降为03 2价，说明右侧为电解池的阴极，因此b为电源的负极，a为电源的正极，A项错误；该装置是电解池，把电能转化为化学能，B项错误；左侧为阳极，发生的电极反响为2HO－4e－===O4H＋，为保持电荷平衡，产生的H＋通过离子交换膜2 2进入右侧，所以离子交换膜为阳离子交换膜，C项错误；右侧为电解池的阴极，发生的电极反响为2NO－＋12H＋＋10e－===N6HO，D项正确。3 2 2用电解氧化法可以在铝制品外表形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一HSOHCO

混合溶液。以下表达错误的选项是( )2 4 224待加工铝质工件为阳极B．可选用不锈钢网作为阴极C．阴极的电极反响式为Al3＋＋3e－===AlD．SO2－在电解过程中向阳极移动4解析：选C用电解氧化法可以在铝制品外表形成致密、耐腐蚀的氧化膜，则铝制品为阳极，即待加工铝质工件为阳极，A正确；选用不锈钢网作为阴极不会影响电极反响及总反响，故可选用不锈钢网作为阴极，B正确；阴极的电极反应式为2H＋＋2e－===HC不正确；电解过程中，阴离子向阳极移动，故SO2－在2 4电解过程中向阳极移动，D正确。用电解法制取KIO3电解

的方法是以石墨和铁为电极电解KI溶液，电解反响方程式为KI＋3HO=====KIO＋3H↑。以下说法中正确的选项是( )2 3 2电解时石墨作阴极电解时阳极上产生H2电解过程中阴极溶液pH上升阴极电极反响式：I－－6e－＋3HO===IO－＋6H＋2 3解析：选C电解时，铁作阴极，石墨作阳极，假设铁作阳极，则铁放电，AI－I－－6e－＋3HO===IO－＋2 36H＋，B、D2HO＋2e－===H2OH－，溶液的pHC2 2项正确。某同学将电解池工作时电子离子流淌方向及电极种类等信息表示在以以下图中，以下有关分析完全正确的选项是( )选项ABCDa阳极阴极阳极阴极d正极正极负极负极Q阳离子阳离子阴离子阴离子解析：选B电子从电源的负极流出，故a是阴极，d是正极，溶液中阳离Qa。用惰性电极电解如下物质可制得对应金属的是( )电解熔融AlCl3

猎取金属铝MgCl2

溶液猎取金属镁CuCl2

溶液猎取金属铜电解饱和食盐水来猎取金属钠CAlO才能够制备金属铝，AMgCl23 2猎取金属镁，B错误；电解CuCl2

溶液，阴极得到铜，C正确；电解熔融的NaCl才能制备钠，而电解饱和食盐水得到NaOH溶液，D错误。Pt1L0.1mol·L－1HCl、CuSO4如图，以下说法正确的选项是( )

的混合溶液，装置电解开头时阴极有H放出2电解开头时阳极上发生：Cu2＋＋2e－===CuC0.1mol化D．整个电解过程中，SO2－不参与电极反响4D依据放电挨次阴极先放电的是Cu2＋，故阴极开头析出的是Cu，阳极先放电的是Cl－，故阳极开头产生的是Cl，故A、B错误；由阴极反响Cu2＋2＋2e－===Cu，n(Cu2＋)＝0.1mol，当电路中通过电子的量到达0.2mol时，此时Cu2＋消耗完毕，阴极放电离子变为H＋，故C错误；阳极先是Cl－放电，当Cl－消耗完毕，此时HO电离产生的OH－开头在阳极放电，SO2－不参与电极反响，故D2 4正确。a电极与试纸接触处消灭一个双色同心圆，内圆为白色，外圆呈浅红色。以下说法错误的选项是取一张用饱和NaCla电极与试纸接触处消灭一个双色同心圆，内圆为白色，外圆呈浅红色。以下说法错误的选项是( )电极是阴极B．a电极与电源的正极相连接C．电解过程中，水是氧化剂D．bpHDa呈浅红色，说明a极四周产生了Cl，所以a极与电源的正极相连，即a为阳极，2电极反响式为2Cl－－2e－===Clb为阴极，电极反响式为2HO＋2e－===H2 2 22OH－，所以水作氧化剂，bpH20.如以下图，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和20.如以下图，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中。以下分析正确的选项是()A．K闭合，铁棒上发生的反响为2H＋＋2e－===H1 21

闭合，石墨棒四周溶液pH渐渐降低C．K2

闭合，铁棒不会被腐蚀，属于外加电流的阴极保护法D．K2

闭合，电路中通过0.4NA

4.48LCK1

闭合构成原电池，铁棒是负极，失去电子，铁棒上发生的反响为Fe－2e－===Fe2＋，AK1

闭合，构成原电池，石墨棒是正极，正极发生的反应为O4e－＋2HO===4OH－，石墨棒四周溶液pH渐渐增大，B项错误；K闭合，2 2 2构成电解池，铁棒作阴极，铁棒不会被腐蚀，属于外加电流的阴极保护法，C项正确；K闭合，构成电解池，电解NaCl溶液，两极分别生成HCl2 2 20.4NA

个电子时，两极共产生8.96L(标准状况)气体，D项错误。用电解氧化法可以在铝制品外表形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为HSO-HCO混合溶液。以下表达错误的选项是( )2 4 224A．待加工铝质工件为阳极B．可选用不锈钢网作为阴极C．阴极的电极反响式：Al3＋＋3e－===AlD．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动答案C22.某同学设计如以下图装置，探究氯碱工业原理，以下说法正确的是()解析AAl要形成氧化膜，化合价上升失电子，因此铝为阳极，正确；B能增加电解效率，正确；CD22.某同学设计如以下图装置，探究氯碱工业原理，以下说法正确的是()石墨电极与直流电源负极相连用潮湿KI淀粉试纸在铜电极四周检验气体，试纸变蓝色C．氢氧化钠在石墨电极四周产生，Na＋向石墨电极迁移D2H＋＋2e－===H2DNaCl故Cu电极只能作阴极，连接电源的负极，A不正确；Cu电极四周得到的产物是H，无法使潮湿KI淀粉试纸变蓝色，B不正确；NaOH是Cu电极四周产物，Na＋2CuCCu电极发生的电极反响为2H＋＋2e－===HD23.用如以下图装置(X、Y是直流电源的两极)分别进展以下各组23.用如以下图装置(X、Y是直流电源的两极)分别进展以下各组试验，则下表中各项所列对应关系均正确的一组是()选项选项X试验前U形管中液体通电后现象及结论A正极NaSO溶液2 4U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色B正极3b管中电极反响式是4OH－－4e－===O22HO2C负极2b管中有气体逸出D负极NaOHpH解析：选CNaSO2 4

溶液时，阳极上是OH－发生失电子的氧化反响，即a管中OH－a管中呈无色，AAgNO3溶液时，阴极上是Ag＋发生得电子的复原反响，即b管中电极反响是析出金属Ag的反响，B错误；电解CuCl2

溶液时，阳极上是Cl－发生失电子的氧化反响，即b管中Cl－放电，产生ClC正确；电解NaOH溶液时，阴极上是H＋放电，阳极上2是OH－放电，实际上电解的是水，导致NaOH溶液的浓度增大，碱性增加，pH上升，D24.电解原理在化学工业中有广泛的应用。如以下图为一电解池装置，U24.电解原理在化学工业中有广泛的应用。如以下图为一电解池装置，U形管内装有电解液c，A、B是两块电极板，通过导线与直流假设A、B都是惰性电极，电解质溶液c是饱和NaCl溶液，试验开头时，U①a电极是 极(填“正”或“负”)，B电极是 或“阳”)；②A电极上的电极反响式为 ，B电极上的电极反响 式 ；③ 检 验 A 电 极 上 产 物 的 方 法 是 。假设图示装置为用惰性电极电解CuSO4

溶液的装置，其中阴极上析出Cu的质量为3.2g，则阳极上产生的气体在标准状况下的体积为 假设将电解后的溶液稀释至1L，则溶液的pH约为 。解析：(1)依据电流的方向可知，a电极为电源的正极，b电极为电源的负极。A电极为阳极，发生氧化反响2Cl－－2e－===ClB电极为阴极，发生复原反响22HO＋2e－===H↑＋2OH－。氯气可用潮湿的淀粉碘化钾试纸检验。(2)用惰性电极2 2电解CuSO溶液时，阳极反响式为2HO－4e－===O4