电解池、金属的腐蚀与防腐-2020-2024年高考化学试题分类汇编（解析版）

冷集12电斛池金属的腐械与防萨

五年考情­探规律

考向五年考情(2020-2024)命题趋势

考点一电解池的工作原理2024•甘肃卷；2022•广东卷；2022•天津高考对电解池的考查概率有所提

卷；2022•辽宁卷

高，特别是利用电解池生产化工品

2024•湖北卷；2024•山东卷;2024•湖南

卷；2024.黑吉辽卷；2023•全国甲卷；和处理环境污染物成为命题特点。

考点二电解池在生产化工

2023•广东卷；2023•广东卷;2023•湖北万变不离其宗，问题的落脚点主要

品中的应用卷；2023•重庆卷；2023•辽宁卷；2022•重

庆卷；2022•北京卷；2021•全国乙卷；是在电极的极性判断、两极发生的

2021•全国甲卷；2021•广东卷等反应情况和电解液成分的参与情况

考点三电解池在处理环境

这些问题上。高考对金属的腐蚀与

2024.贵州卷;2023•北京卷

污染物中的应用

防护的考查命题较少，主要涉及概

考点四金属的腐蚀与防护2024•广东卷；2024•湖北卷；2024•浙江念、分类比较以及防护方法等。

6月卷；2022•辽宁卷；2020•江苏卷

分考点•精准练1

考点一电解池的工作原理

1.(2024•甘肃卷)某固体电解池工作原理如图所示，下列说法错误的是

Q电源O

多孔电极1固体电解质多孔电极2

A.电极1的多孔结构能增大与水蒸气的接触面积

B.电极2是阴极，发生还原反应：C>2+4e-=2O2-

C.工作时-从多孔电极1迁移到多孔电极2

D.理论上电源提供2mole-能分解ImolH?。

（答案］B

K祥解』多孔电极1上H20（g）发生得电子的还原反应转化成H2（g）,多孔电极1为阴极，电极反应为

2

2H2O+4e=2H2+2O-；多孔电极2上CP-发生失电子的氧化反应转化成02（g）,多孔电极2为阳极，电极反应

2

为20-4e=02o

K解析XA.电极1的多孔结构能增大电极的表面积，增大与水蒸气的接触面积，A项正确；

B.根据分析，电极2为阳极，发生氧化反应：2O"4e-=O2,B项错误；

C.工作时，阴离子02-向阳极移动，即02-从多孔电极1迁移到多孔电极2,C项正确；

D.根据分析，电解总反应为2H20（g）暨2H2+O2,分解2moiH2O转移4moi电子，则理论上电源提供2moi

电子能分解ImolH?。，D项正确；

K答案』选B。

2.（2022・广东卷）以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，实现A1的再生。

该过程中

A.阴极发生的反应为Mg-2e-=Mg?+B.阴极上A1被氧化

C.在电解槽底部产生含Cu的阳极泥D.阳极和阴极的质量变化相等

K答案』C

（解析』根据电解原理可知，电解池中阳极发生失电子的氧化反应，阴极发生得电子的还原反应，该题中

以熔融盐为电解液，含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，通过控制一定的条件，从而可使阳

极区Mg和A1发生失电子的氧化反应，分别生成Mg2+和AP+,Cu和Si不参与反应，阴极区AF+得电子生

成A1单质，从而实现A1的再生，据此分析解答。

A.阴极应该发生得电子的还原反应，实际上Mg在阳极失电子生成Mg2+,A错误；

B.Al在阳极上被氧化生成AF+,B错误；

C.阳极材料中Cu和Si不参与氧化反应，在电解槽底部可形成阳极泥，C正确；

D.因为阳极除了铝参与电子转移，镁也参与了电子转移，且还会形成阳极泥，而阴极只有铝离子得电子生

成铝单质，根据电子转移数守恒及元素守恒可知，阳极与阴极的质量变化不相等，D错误；

故选C。

3.（2022・天津卷）实验装置如图所示。接通电源后，用碳棒（a、b）作笔，在浸有饱和NaCl溶液和石蕊溶

液的湿润试纸上同时写字，a端的字迹呈白色。下列结论正确的是

汽渔电总

A.a为负极

B.b’端的字迹呈蓝色

C.电子流向为：bfb'fa'fa

D.如果将a、b’换成铜棒，与碳棒作电极时的现象相同

（答案］B

K解析XA.根据实验现象，a，端呈白色，即生成了氯气，即氯离子失去电子，为阳极，即a为正极，A错

误；

B.b，端为阴极，水得到电子放电的同时，生成氢氧根离子，遇石蕊变蓝，B正确；

C.电子从电源的负极出来，即从a极出来，而不是b极，C错误；

D.如果换成铜棒，铜做阳极放电，现象与碳作电极时不相同，D错误；

故选B。

4.（2022・辽宁卷）如图，c管为上端封口的量气管，为测定乙酸溶液浓度，量取10.00mL待测样品加入b容

器中，接通电源，进行实验。下列说法正确的是

+

A.左侧电极反应：2H2O-4e=O2T+4H

B.实验结束时，b中溶液红色恰好褪去

C.若c中收集气体11.20mL,则样品中乙酸浓度为O.lmoLL」

D.把盐桥换为U形铜导线，不影响测定结果

K答案aA

（祥解工本装置为电解池，左侧阳极析出氧气，右侧阴极析出氢气，据此分析解题。

+

K解析XA.左侧阳极析出氧气，左侧电极反应：2H2O-4e=O2T+4H,A正确；

B.右侧电极反应2cH3coOH+2e=H2T+2CH3coe?,反应结束时溶液中存在CH3COO,水解后溶液显碱性,

故溶液为红色，B错误；

C.若c中收集气体11.20mL,若在标况下，c中收集气体的物质的量为0.5xl（?3mol,转移电子量为

0.5x10-3molx4=2x10-3mol,故产生氢气：IxlO^moL则样品中乙酸浓度为:2xl0-3mol-10-10-3=0.2molL',

并且题中未给定气体状态不能准确计算，C错误；

D.盐桥换为U形铜导线则不能起到传递离子使溶液呈电中性的效果，影响反应进行，D错误；

K答案》选A。

考点二电解池在生产化工品中的应用

5.(2024.湖北卷)我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化剂，用HzCq,和NHQH电化学催化合成甘氨

酸，原理如图，双极膜中H?。解离的H+和OH-在电场作用下向两极迁移。己知在KOH溶液中，甲醛转化为

H0CH.0,存在平衡HOCH2O+OH「[OCH?。广+凡0。Cu电极上发生的电子转移反应为

2

[OCH2O]-e=HCOO+H.。下列说法错误的是

A.电解一段时间后阳极区c(OH)减小

B.理论上生成Imol^N+CH2coOH双极膜中有4moiH2O解离

C.阳极总反应式为2HCHO+4OH-2e=2HCOO+H2T+2H2O

D.阴极区存在反应H2c204+2H++2e-uCHOCOOH+HJD

K答案』B

k祥解D在KOH溶液中HCHO转化为HOCH2O-：HCHO+OH-HOCH2O,存在平衡HOCH2O+OH-

2

[OCH2O]-+H2O,CU电极上发生的电子转移反应为[0CH20]"e-=HC00-+H-，H•结合成H2,Cu电极为阳极；

PbCu电极为阴极，首先HOOC-COOH在Pb上发生得电子的还原反应转化为OHC—COOH：

++

H2C2O4+2e+2H=OHC—COOH+H2O,OHC—COOH与HO—NH3反应生成HOOC—CH-N—OH：

OHC—COOH+HO—N+H3THOOC—CH=N—OH+H2O+H+,HOOC—CH=N—OH发生得电子的还原反应转

++

化成H3N+CH2COOH：HOOC—CH=N—OH+4e-+5H=H3NCH2COOH+H2Oo

(解析』A.根据分析，电解过程中，阳极区消耗OH\同时生成H2O,故电解一段时间后阳极区c(OH-)

减小，A项正确；

B.根据分析，阴极区的总反应为H2c2O4+HO—N+H3+6e-+6H+=H3N+CH2coOH+3H2。，ImolHzO解离成

lmolH+和ImolOH-,故理论上生成ImolIhN+CH2coOH双极膜中有6molH2O解离，B项错误；

C.根据分析，结合装置图，阳极总反应为2HCHO-2e-+4OH=2HCOO-+H2T+2H20,C项正确；

D.根据分析，阴极区的Pb上发生反应H2c2O4+2e-+2H+=OHC—COOH+H2O,D项正确；

K答案》选B。

6.（2024•山东卷）以不同材料修饰的Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合

的循环方式，可实现高效制H?和。2,装置如图所示。下列说法错误的是

电源

催

I化剂

I

A

电极a连接电源负极

B.加入Y的目的是补充NaBr

电解小

C.电解总反应式为Bf+3HQ-BrO!+3H2T

D.催化阶段反应产物物质的量之比n（Z）:n（Br）=3:2

K答案XB

K祥解》电极b上B「发生失电子的氧化反应转化成BrO「电极b为阳极，电极反应为Br-6e-+3H2O=BrOg

+6H+；则电极a为阴极，电极a的电极反应为6H++6e-=3H21；电解总反应式为B「+3H2O曳驻BrOs+SHzf；

催化循环阶段BrOs被还原成Br循环使用、同时生成。2,实现高效制H?和。2,即Z为。2。

（解析》A.根据分析，电极a为阴极，连接电源负极，A项正确；

B.根据分析电解过程中消耗H2O和Br,而催化阶段BrO：被还原成Br循环使用，故加入Y的目的是补充

H2O,维持NaBr溶液为一定浓度，B项错误；

电解

C.根据分析电解总反应式为Br+3H2O『BrO/3H2T，C项正确；

D.催化阶段，Br元素的化合价由+5价降至-1价，生成ImolB「得到6moi电子，。元素的化合价由-2价升

至。价，生成ImoKh失去4moi电子，根据得失电子守恒，反应产物物质的量之比”（。2）：w（Br）=6：4=3：2,

D项正确；

（答案』选B。

7.（2024・湖南卷）在K0H水溶液中，电化学方法合成高能物质K4c6其$时，伴随少量O?生成，电解原理如

图所示，下列说法正确的是

------------------------1

VKOH溶液攀

卜cN,1

A.电解时，OH-向Ni电极移动

B.生成CfN；］的电极反应：2C3N8H4+8OH--4e-=C6<+8H2O

C.电解一段时间后，溶液pH升高

D.每生成ImolH?的同时，生成0.5molK4c6以6

K答案aB

"羊解』由电解原理图可知，Ni电极产生氢气，作阴极，发生还原反应，电解质溶液为KOH水溶液，则

电极反应为：2H2O+2e=HJ+2OH<Pt电极C3N8H,失去电子生成,作阳极，电极反应为：

2C3N8H4+8OH--4e=C6N^6+8H2O,同时，Pt电极还伴随少量。?生成，电极反应为：4OH-4e=O2f+2H2Oo

K解析』A.由分析可知，Ni电极为阴极，Pt电极为阳极，电解过程中，阴离子向阳极移动，即OH向Pt

电极移动，A错误；

B.由分析可知，Pt电极C3N8H4失去电子生成CeN=电解质溶液为KOH水溶液，电极反应为：

2C3N8H4+8OH--4e-=C6N^6+8H2O,B正确；

C.由分析可知，阳极主要反应为：2C3N8H4-4e+8OH-=C6N^6+8H2O,阴极反应为：2H2O+2e=H21+2OH-,

则电解过程中发生的总反应主要为：2C3N8H4+4OH-=C6N^+4H2O+2H2T,反应消耗Ob,生成HQ,电

解一段时间后，溶液pH降低，C错误；

D.根据电解总反应：2c3乂应+4。11-46用6+4凡0+2}12T可知，每生成ImolH。，生成0.5molK4c6%,

但Pt电极伴随少量生成，发生电极反应：4OH-4e=O2^+2H2O,则生成Imollh时得到的部分电子由

OH-放电产生02提供，所以生成K4c626小于0.5mol,D错误；

故选B。

8.（2024.黑吉辽卷）“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的

问题，科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法，装置如图所示。部分反应机理为：

HH

?、+H.„下列说法错误的是

HH9H°CX°y»°VH°+-

A.相同电量下H?理论产量是传统电解水的1.5倍

B.阴极反应：2H2O+2e=2OH+H2T

C.电解时OH通过阴离子交换膜向b极方向移动

D.阳极反应：2HCHO-2e+40H=2HC00+2H2O+H2T

K答案aA

K祥解》

据图示可知，b电极上HCHO转化为HCOO,而HCHO转化为HCOCT为氧化反应，所以b电极为阳极,

a电极为阴极，HCHO为阳极反应物，由反应机理

送H喘嗡＜二"七,呆可知：反应区甯做后生成

的转化为HCOOH。由原子守恒和电荷守恒可知，在生成HCOOH的同时还生成了H-,生成的

HCOOH再与氢氧化钾酸碱中和：HCOOH+OH-=HCOO-+H2O,而生成的H-在阳极失电子发生氧化反应生成

氢气，即2H--2e-=H2f,阴极水得电子生成氢气：2H2O-2e=H2T+2OH-。

K解析XA.由以上分析可知，阳极反应：①HCHO+OH-e-THCOOH+；H2,②HCOOH+OH=HCOO-+H2O,

阴极反应2H2O-2e-=H2T+2OH-,即转移2moi电子时，阴、阳两极各生成Imollh,共2moi氏，而传统电解

电解

水：2H2O=2H2T+O2T,转移2moi电子，只有阴极生成Imollh,所以相同电量下H?理论产量是传统

电解水的2倍，故A错误；

B.阴极水得电子生成氢气，阴极反应为2H2O-2e-=H2f+2OH,故B正确；

C.由电极反应式可知，电解过程中阴极生成0H-,负电荷增多，阳极负电荷减少，要使电解质溶液呈电中

性，OH-通过阴离子交换膜向阳极移动，即向b极方向移动，故C正确；

D.由以上分析可知，阳极反应涉及至1J：@HCHO+OH-e-^HCOOH+-H,@HC00H+0H=HC00+H20,

22

由(①+②)x2得阳极反应为：2HCHO-2e-+4OH=2HC00+2H2O+H2T,故D正确;

K答案X选A。

9.（2023•全国甲卷）用可再生能源电还原CO2时，采用高浓度的K+抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多

碳产物（乙烯、乙醇等）的生成率，装置如下图所示。下列说法正确的是

质

子

IrO-Ti交Cu

xKC1,

换电极

电极H2s溶液H3P溶液

膜

C2H4,C2H50H

A.析氢反应发生在IrO*-Ti电极上

B.C「从Cu电极迁移到IrO,-Ti电极

+

C.阴极发生的反应有：2CO2+12H+12e-=C2H4+4H2O

D.每转移lmol电子，阳极生成H.2L气体（标准状况）

K答案Xc

R祥解》由图可知，该装置为电解池，与直流电源正极相连的IrOx-Ti电极为电解池的阳极，水在阳极失去

电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O-4e—=O2f+4H+,铜电极为阴极，酸性条件下二氧

化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，电极反应式为2co2+12H++12e-=C2H4+4H2O、

+

2CO2+12H+12e-=C2H5OH+3H2O,电解池工作时，氢离子通过质子交换膜由阳极室进入阴极室。

K解析XA.析氢反应为还原反应，应在阴极发生，即在铜电极上发生，故A错误；

B.离子交换膜为质子交换膜，只允许氢离子通过，C1-不能通过，故B错误；

C.由分析可知，铜电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，电

极反应式有2co2+12H++12e=C2H4+4H2O,故C正确；

D.水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2<D-4e-=O2f+4H+,每转移lmol

电子，生成0.25molC）2,在标况下体积为5.6L,故D错误；

K答案》选C。

10.（2023•广东卷）利用活性石墨电极电解饱和食盐水，进行如图所示实验。闭合K1,一段时间后

A.U型管两侧均有气泡冒出，分别是C1?和。2

B.a处布条褪色，说明C1?具有漂白性

c.b处出现蓝色，说明还原性：cr>r

D.断开K-立刻闭合K2,电流表发生偏转

K答案』D

（祥解》闭合K-形成电解池，电解饱和食盐水，左侧为阳极，阳极氯离子失去电子生成氯气，电极反应

电解

为2C1-—2e-=C12f，右侧为阴极，阴极电极反应为2H++2e-=H2f,总反应为2NaCl+2H2O==2NaOH+H2T+Cht，

据此解答。

K解析XA.根据分析，U型管两侧均有气泡冒出，分别是CL和H2,A错误；

B.左侧生成氯气，氯气遇到水生成HC10,具有漂白性，则a处布条褪色，说明HC10具有漂白性，B错

误；

C.b处出现蓝色，发生C12+2KM2+2KC1,说明还原性：r>cr,C错误；

D.断开K1,立刻闭合K»此时构成氢氯燃料电池，形成电流，电流表发生偏转，D正确；

故选D。

11.（2023・广东卷）用一种具有“卯桦”结构的双极膜组装电解池（下图），可实现大电流催化电解KNOs溶液

制氨。工作时，凡。在双极膜界面处被催化解离成H+和OHl有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确

的是

A.电解总反应：KNO3+3H2O=NH3-H2O+2O2T+KOH

B.每生成1molNJVHz。，双极膜处有9moi的H?。解离

C.电解过程中，阳极室中KOH的物质的量不因反应而改变

D.相比于平面结构双极膜，“卯桦”结构可提高氨生成速率

K答案]]B

K祥解》由信息大电流催化电解KNOs溶液制氨可知，在电极a处KN。,放电生成NH3,发生还原反应,

故电极a为阴极，电极方程式为NO/8e+7H2。=?4应旧20+9011-，电极b为阳极，电极方程式为

4OH--4e=O2T+2H2O,“卯桦”结构的双极膜中的H+移向电极a,OJT移向电极b。

K解析』A.由分析中阴阳极电极方程式可知，电解总反应为KNC>3+3H2O=NH3-H2O+2O2T+KOH,故

A正确；

B.每生成ImolNH/H?。，阴极得8moie,同时双极膜处有8moi可进入阴极室，即有8moi的H?。解离，

故B错误；

C.电解过程中，阳极室每消耗4moi0H,同时有4moi0日通过双极膜进入阳极室，KOH的物质的量不因

反应而改变，故C正确；

D.相比于平面结构双极膜，“卯桦”结构具有更大的膜面积，有利于HQ被催化解离成H+和OH\可提高

氨生成速率，故D正确；

故选B。

12.（2023•湖北卷）我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工

作时阳极无C1?生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为;onoLh-'下列说法错误的是

离千交换膜

透汽不透液态水

的PTEE股

30%KCH溶液

海水

A.b电极反应式为2HzO+Ze=HzT+ZOH-

B.离子交换膜为阴离子交换膜

C.电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜

D.海水为电解池补水的速率为2皿1011-

K答案』D

（祥解力由图可知，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2H2O+2e-=H2f+2OH-,阳极反应为40任-4已=02日2H2O,

通电

电池总反应为2H2。=2H2T+O2T，据此解答。

（解析HA.b电极反应式为b电极为阴极，发生还原反应，电极反应为2H2O+2e-=H2T+2OH;故A正确；

B.该装置工作时阳极无CL生成且KOH浓度不变，阳极发生的电极反应为4OH-4e-=O2T+2H20,为保持

OH离子浓度不变，则阴极产生的OH-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摸,

故B正确；

C.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，故C正确；

D.由电解总反应可知，每生成ImolHz要消耗ImolHzO,生成H2的速率为jcmol.hT,则补水的速率也应是

.unol-h-1,故D错误；

（答案I选D。

13.（2023•重庆卷）电化学合成是一种绿色高效的合成方法。如图是在酸性介质中电解合成半胱氨酸和烟酸

的示意图。下列叙述埼误的是

NH,

I

质

惰

惰S—CH—CH—COOH_“

子

胱乳酸性

性

交

—CH—CH—COOH电

电-

换

I极

极

NH,膜b

aNH2

HS—CH—CH—COOH半胱氨酸

A.电极a为阴极

B.可从电极b移向电极a

入/出—/COOH

-+

C.电极b发生的反应为：/|+2H2O-6e=[|J+6H

D.生成3moi半胱氨酸的同时生成Imol烟酸

K答案XD

K祥解X

该装置是电解池，电极b上3-甲基毗咤转化为烟酸过程中，加氧少氢、发生氧化反应，则b为阳极，a为阴

NH2

S—H^C—CH—COOHNH2

极，阴极电极反应式为］八八个ccu+2e-+2H+=2I八八八”

S—H2C—CH—COOHHS—H2C—CH—COOH

NH2

K解析XA.a极上硫元素化合价升高，a为阴极，A正确；

B.电解池中阳离子移向阴极，则H+移向a电极，B正确；

C.电极b上3-甲基毗咤转化为烟酸过程中发生氧化反应，在酸性介质中电极反应式为:

C正确;

COOHNH2

D.根据电子守恒可得关系式:~6e~6I，因此生成6moi

HS—H2C—CH—COOH

半胱氨酸的同时生成Imol烟酸，D错误;

故选：D。

14.（2023•浙江卷）氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是

A.电极A接电源正极，发生氧化反应

B.电极B的电极反应式为：2HQ+2e-=H2?+20JT

C.应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的NaOH溶液

D.改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗

K答案』B

《解析》A.电极A是氯离子变为氯气，化合价升高，失去电子，是电解池阳极，因此电极A接电源正极,

发生氧化反应，故A正确;

B.电极B为阴极，通入氧气，氧气得到电子，其电极反应式为：2H2O+4e-+O2=4OH-,故B错误;

C.右室生成氢氧根，应选用阳离子交换膜，左边的钠离子进入到右边，在右室获得浓度较高的NaOH溶液,

故C正确;

D.改进设计中增大了氧气的量，提高了电极B处的氧化性，通过反应物的氧化性来降低电解电压，减少能

耗，故D正确。

综上所述，K答案U为B。

15.（2023•辽宁卷）某无隔膜流动海水电解法制H?的装置如下图所示，其中高选择性催化剂PRT可抑制。2

产生。下列说法正确的是

PRTMnO.

A.b端电势高于a端电势B.理论上转移2moi片生成4gH2

C.电解后海水pH下降D.阳极发生：C「+H£)—2e-=HC1O+H+

（答案》D

K祥解》由图可知，左侧电极产生氧气，则左侧电极为阳极，电极a为正极，右侧电极为阴极，b电极为

负极，该装置的总反应产生氧气和氢气，相当于电解水，以此解题。

K解析XA.由分析可知，a为正极，b电极为负极，则a端电势高于b端电势，A错误;

B.右侧电极上产生氢气的电极方程式为：2H++2e-=H2],则理论上转移21noi-生成2gH2,B错误；

C.由图可知，该装置的总反应为电解海水的装置，随着电解的进行，海水的浓度增大，但是其pH基本不

变，C错误；

D.由图可知，阳极上的电极反应为：Cl+HP-2e=HC1O+H+,D正确；

故选D。

16.（2022•海南卷）一种采用Hq（g）和N?（g）为原料制备NHJg）的装置示意图如下。

工作电源

固体氧化物电解质

下列有关说法正确的是

A.在b电极上，M被还原

B.金属Ag可作为a电极的材料

C.改变工作电源电压，反应速率不变

D.电解过程中，固体氧化物电解质中一不断减少

K答案』A

K解析》由装置可知，b电极的N2转化为NH3,N元素的化合价降低，得到电子发生还原反应，因此b为

阴极，电极反应式为N2+3H2O+6e=2NH3+3O2-,a为阳极，电极反应式为2C）2-+4e-=O2,据此分析解答；

A.由分析可得，b电极上N2转化为NH3,N元素的化合价降低，得到电子发生还原反应，即N2被还原，

A正确；

B.a为阳极，若金属Ag作a的电极材料，则金属Ag优先失去电子，B错误；

C.改变工作电源的电压，反应速率会加快，C错误；

D.电解过程中，阴极电极反应式为N2+3H2O+6e=2NH3+3C）2-,阳极电极反应式为2O2-+4e=C）2,因此固体

氧化物电解质中-不会改变，D错误；

k答案》选A。

17.（2022•重庆卷）硝酮是重要的有机合成中间体，可采用“成对间接电氧化”法合成。电解槽中水溶液的主

要成分及反应过程如图所示。

下列说法错误的是

A.惰性电极2为阳极B.反应前后WOj/WO：数量不变

C.消耗Imol氧气，可得到Imol硝酮D.外电路通过Imol电子，可得到Imol水

（答案》C

R解析XA.惰性电极2,Br-被氧化为Bm惰性电极2为阳极，故A正确;

B.WO〉/WO；-循环反应，反应前后WO^/WO「数量不变，故B正确；

C.总反应为氧气把二丁基-N-羟基胺氧化为硝酮，Imol二丁基-N-羟基胺失去2molH原子生成Imol硝酮,

氧气最终生成水，根据氧原子守恒，消耗Imol氧气，可得到2moi硝酮，故C错误；

D.外电路通过Imol电子，生成0.5molH2Ch,H2O2最终生成水，根据氧原子守恒，可得到Imol水，故D

正确；

选C。

18.（2022•北京卷）利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。

序

装置示意图电解质溶液实验现象

号

0.1mol/LCuSO阴极表面有无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，气体减

①4

1"1+少量H2so4少。经检验电解液中有Fe?+

Cu--二Fe

0.1mol/LCuSO阴极表面未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色固体。

②4

电解质溶液

+过量氨水经检验电解液中无Fe元素

下列说法不亚螂的是

A.①中气体减少，推测是由于溶液中c（H*）减少，且Cu覆盖铁电极，阻碍H+与铁接触

+2+2+2+

B.①中检测到Fe?+,推测可能发生反应：Fe+2H=Fe+H2,Fe+Cu=Fe+Cu

2+

C.随阴极析出Cu,推测②中溶液c（C/+）减少，CU+4NH3［CulNHs）」"平衡逆移

D.②中加+生成［CU（NH3）J+,使得c（Cu?+）比①中溶液的小，Cu缓慢析出，镀层更致密

（答案』C

（祥解］］由实验现象可知，实验①时，铁做电镀池的阴极，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚

铁离子、氢气和铜，一段时间后，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜；实验②中铜离子与过量氨

水反应生成四氨合铜离子，使得溶液中铜离子浓度比①中要小，电解速率减慢，铜离子在阴极得到电子缓

慢发生还原反应生成铜，在铁表面得到比实验①更致密的镀层。

K解析』A.由分析可知，实验①时，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应，当溶液中氢离子浓度减小，

反应和放电生成的铜覆盖铁电极，阻碍氢离子与铁接触，导致产生的气体减少，故A正确；

B.由分析可知，实验①时，铁做电镀池的阴极，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚铁离子、氢

气和铜，可能发生的反应为Fe+2H+=Fe2++Hz、Fe+Cu2+=Fe2++Cu,故B正确；

C.由分析可知，铜离子在阴极得到电子发生还原反应，在阴极析出铜，但阳极发生Cu-2e=Cu2+的反应，

2+

铜离子浓度不变，CU+4NH3,[CU(NH3)41*平衡不移动，故C错误；

D.由分析可知，实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子，使得溶液中铜离子浓度比①中要小,

电解速率减慢，铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜，在铁表面得到比实验①更致密的镀层，

故D正确；

故选C。

19.(2021•全国乙卷)沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降

低冷却效率，为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示)，通入一定的电流。

下列叙述错误的是

A.阳极发生将海水中的C「氧化生成CU的反应

B.管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClO

C.阴极生成的H2应及时通风稀释安全地排入大气

D.阳极表面形成的Mg(OH)2等积垢需要定期清理

K答案』D

R祥解X海水中除了水，还含有大量的Na+、ChMg2+等，根据题干信息可知，装置的原理是利用惰性电

极电解海水，阳极区溶液中的Ct会优先失电子生成Cb,阴极区H2O优先得电子生成H2和OH-,结合海水

成分及电解产物分析解答。

K解析』A.根据分析可知，阳极区海水中的。一会优先失去电子生成Cb,发生氧化反应，A正确；

B.设置的装置为电解池原理，根据分析知，阳极区生成的Cb与阴极区生成的OH-在管道中会发生反应生

成NaCl、NaClO和H2O,其中NaClO具有强氧化性，可氧化灭杀附着的生物，B正确；

C.因为H2是易燃性气体，所以阳极区生成的H2需及时通风稀释，安全地排入大气，以排除安全隐患，C

正确；

D.阴极的电极反应式为：2H2O+2e=H2T+2OH-,会使海水中的Mg2+沉淀积垢，所以阴极表面会形成Mg（OH）2

等积垢需定期清理，D错误。

故选D。

20.（2021•全国甲卷）乙醛酸是一种重要的化工中间体，可果用如下图所示的电化学装置合成。图中的双极

膜中间层中的H?。解离为H+和0H，并在直流电场作用下分别问两极迁移。下列说法正确的是

电源

0O

OOH

H2C

IIII2-石

铅HO—C—C—HO—H

墨

电（乙醛酸）I（乙二醛）\

电

极H

，极

O+

、O0Hoox'<

IIII・II||2Br

H0—C—C—OHHO—C—C—H

（乙二酸）（乙醛酸）

饱和乙二酸溶液双极膜乙二醛+KBr酸溶液

A.KBr在上述电化学合成过程中只起电解质的作用

OOOO

B.阳极上的反应式为:+2H++2e=IIII+H2O

HO-C-C-OHHO-C-C-H

C.制得2moi乙醛酸，理论上外电路中迁移了Imol电子

D.双极膜中间层中的H+在外电场作用下向铅电极方向迁移

K答案XD

K祥解》该装置通电时，乙二酸被还原为乙醛酸，因此铅电极为电解池阴极，石墨电极为电解池阳极，阳

极上Br被氧化为Bn,Bn将乙二醛氧化为乙醛酸，双极膜中间层的H+在直流电场作用下移向阴极，0后移

向阳极。

R解析》A.KBr在上述电化学合成过程中除作电解质外，同时还是电解过程中阳极的反应物，生成的Br2

为乙二醛制备乙醛酸的中间产物，故A错误；

B.阳极上为Br失去电子生成BmBr2将乙二醛氧化为乙醛酸，故B错误；

C.电解过程中阴阳极均生成乙醛酸，Imol乙二酸生成Imol乙醛酸转移电子为2mol,Imol乙二醛生成Imol

乙醛酸转移电子为2mol,根据转移电子守恒可知每生成Imol乙醛酸转移电子为Imol,因此制得2moi乙醛

酸时，理论上外电路中迁移了2moi电子，故C错误；

D.由上述分析可知，双极膜中间层的H+在外电场作用下移向阴极，即H+移向铅电极，故D正确；

综上所述，说法正确的是D项，故R答案』为D。

21.（2021・广东卷）钻（Co）的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备

金属钻的装置示意图。下列说法正确的是

i室ntmf

A.工作时，I室和II室溶液的pH均增大

B.生成1molCo,［室溶液质量理论上减少16g

C.移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变

2+

D.电解总反应：2Co+2H2。—2Co+O2T+4H

K答案』D

K祥解》由图可知，该装置为电解池，石墨电极为阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离

子，电极反应式为2H2O-4e=O2T+4H+,I室中阳离子电荷数大于阴离子电荷数，放电生成的氢离子通过阳

离子交换膜由I室向H室移动，钻电极为阴极，钻离子在阴极得到电子发生还原反应生成钻，电极反应式

为Co2++2e=Co,III室中阴离子电荷数大于阳离子电荷数，氯离子过阴离子交换膜由III室向II室移动，电解

的总反应的离子方程式为2co2++2H的通电2Co+O2T+4H+。

（解析』A.由分析可知，放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由I室向H室移动，使II室中氢离子浓度

增大，溶液pH减小，故A错误；

B.由分析可知，阴极生成Imol钻，阳极有Imol水放电，则I室溶液质量减少18g,故B错误；

C.若移除离子交换膜，氯离子的放电能力强于水，氯离子会在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，则移

除离子交换膜，石墨电极的电极反应会发生变化，故C错误；

D.由分析可知，电解的总反应的离子方程式为2co2++2在0通电2Co+02T+4H+,故D正确；

故选D。

22.（2020•新课标H卷）电致变色器件可智能调控太阳光透过率，从而实现节能。下图是某电致变色器件的

示意图。当通电时，Ag+注入到无色WO3薄膜中，生成AgxWCh,器件呈现蓝色，对于该变化过程，下列叙

述错误的是

Ag固体电解质，只

允许Ag+通过

电电致变色层（W0,）

源透明导电层

A.Ag为阳极B.Ag+由银电极向变色层迁移

元素的化合价升高

C.WD.总反应为：WO3+xAg=Ag.rWO3

［答案』C

（解析I通电时，Ag电极有Ag+生成，故Ag电极为阳极，故A项正确；通电时电致变色层变蓝色，说明

有Ag+从Ag电极经固体电解质进入电致变色层，故B项正确；过程中，W由W03的+6价降低到AgxWCh

中的+（6-x）价，故C项错误；该电解池中阳极即Ag电极上发生的电极反应为：xAg-xe=xAg+,而另一极阴

极上发生的电极反应为：WO3+xAg++xe-=AgxWO3,故发生的总反应式为：xAg+WO3=AgxWO3,故D项

正确；1答案》选C。

23.（2020•浙江卷）电解高浓度RCOONa（竣酸钠）的NaOH溶液，在阳极RCOCT放电可得到R—R（烷

煌）。下列说法不.确的是（）

通电小小

A.电解总反应方程式：2RCOONa+2H2O^=R-R+2CO2T+H2T+2NaOH

B.RCOCF在阳极放电，发生氧化反应

C.阴极的电极反应：2H2O+2e=2OH+H2T

D.电解CH3cOONa、CH3cH2cOONa和NaOH混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷

（答案》A

2

K解析X因为阳极RCOO-放电可得到R-R（烷煌）和产生CO2,在强碱性环境中，CO2会