2025年人教版高二化学寒假提升练：电解池（学生版）

专题11电解池

嫌内容早知道

"■第一层巩固提升练(3大考点)

考点一电解池的工作原理

考点二电解原理的应用

考点三电解计算类型及方法分析

"■第二层能力提升练

«■第三层拓展突破练

--------CHlhO-O-©--------

考点一电解池的工作原理

□积累与运用

1.电解池的工作原理

传

传

递

递

氧化反应还原反应

阳极阴极

阳

B'-ne=B阴A"+〃e~=A

离

离

子

子

移

移

向

向

(1)电流方向：电源正极一一>金属导线f阳极f电解质溶液一一>阴极一一>金属导线一一>电源负极。

(2)电子、离子移动方向：在电解质溶液中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动；在外电路中,

电子由阳极--->正极，负极》阴极。

2.电解产物的判断及有关反应式的书写

(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。

⑵再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分成阴、阳两组(勿忘水溶液中的H+和OH)

(3)排出阴、阳两极的放电顺序

①阴极放电顺序

Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(®)>Pb2+>Snz+>Fe2+>Zn2+>H+(x|C)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+o

②阳极放电顺序

活泼金属阳极>$2—>C「>OJT>含氧酸根离子>F，

［特别提醒］①活性电极一般指Pt、Au以外的金属电极。②电解的离子方程式中，若参与电极反

应的H+或OIF是由水电离出来的，用HzO作为反应物。

1.近日，科学家开发了高活性磷化铁催化剂用于选择性电化学硝酸盐还原为氨气，工作原理如图所示。下

列叙述正确的是

B.一段时间后，KOH溶液浓度保持不变

C.a极的主要电极反应为NC)3+6H2O+8e-=NH3T+9OH

D.b极电势小于a极电势

2.二氧化氯(CIO2)是国内外公认的高效、广谱、快速、安全无毒的杀菌消毒剂，电解法是目前研究最为

热门的生产CI02的方法之一。如图所示为直接电解氯酸钠、自动催化循环制备高纯CI02的装置。下列说法

A.a接电源负极B.b极发生氧化反应

C.H从电解池左侧通过质子交换膜移向右侧D.阴极的电极反应式为CK)2+e-=ClOZ

3.因银与盐酸反应缓慢，工业上以银和盐酸为原料，利用离子膜电解技术制取氯化银(NiC)),其原理如图。

电解过程需不断往b极区补充盐酸。下列说法正确的是

离子交换膜

A.a接外电源的负极

B.离子交换膜为阳离子交换膜

C.总反应为：Ni+2HC1—NiCl2+H2f

D.电解过程可用NaCl溶液代替盐酸

4.FFC电解法可由金属氧化物直接电解制备金属单质，西北稀有金属材料研究院利用此法成功电解制备铝

粉（Ta）,其原理如图所示。下列说法正确的是

ab

电源

石墨

气体

2X

Ta2O5O-

（。2、CO、CO）

J____1____L2

熔鬲虫CaO

A.该装置将化学能转化为电能

B.a极为电源的正极

2

C.Ta2O5极发生的电极反应为Ta2O5+10e-=2Ta+5O-

D.石墨电极上生成22.4LO2,则电路中转移的电子数为4x6.02x1023

考点二电解原理的应用

□积累与运用

1.电解饱和食盐水（氯碱工业一一制备氢气、氯气和烧碱）

方程式装置图

ClH

阳极反应2C1-2e-=Ch?22

-鼻L液

2H++2e-=H2T

阴极反应淡盐水Fj

通电

2NaCl+2HO2NaOH+H2T+

总反应方程式2

精制饱和I'阳离子'I”

Cl2TNaCl溶液交换膜（杳少量NaOH）

离子反应方程式通电1

2C1-+2H2。上上2OH+H2t+Cl2T

①防止阴极产生的H2和阳极产生的Cb相混合而引起爆炸；

阳离子交换膜作用

②避免C12与NaOH作用生成NaClO而影响烧碱的质量。

□积累与运用

2.电镀与电解精炼铜对比

电镀精炼铜

纯铜粗铜

装置（阴极）-7阳极）

CuSO,溶液

阳极材料镀层金属Cu粗铜（含锌、银、金等杂质）

阴极材料镀件金属Fe纯铜

阳极反应Cu-2e-=Cu2+Zn—2e-=Zn2+>Cu-2e-=Cu2

阴极反应Cu2++2e=CuCu2++2e=Cu

溶液变化硫酸铜溶液浓度保持不变Cl?*浓度减小，金、银等金属沉积形成阳极泥

3.电冶金

（1）金属冶炼的本质：使矿石中的金属离子获得电子变成金属单质的过程。如M/+wl==M。

（2）电解法用于冶炼较活泼的金属（如钾、钠、镁、铝等），但不能电解其盐溶液，应电解其熔融态。

如：电解熔融的氯化钠可制取金属钠的反应式:

-

阳极：2Cr-2e=Cl2t；

阴极：2Na++2e-=2Na；

总反应：2NaCl（熔融）=^^2Na+Cl2To

（3）常见金属的冶炼方法:

物理方

电解法（熔融态）热还原法（常见还原剂：C、CO、H2,Al）热分解法

法

K、Ca、Na、Mg、AlZn>Fe、Sn、Pb>CuHg、ARPt>Au

5.某研究性学习小组利用以下装置探究氯碱工业和铜的精炼的工作原理（X是离子交换膜）,下列说法正确的

是

甲乙

A.甲装置Fe电极和C电极位置可以互换

B.X可以是阳离子交换膜，也可以是阴离子交换膜

C.电解前后乙装置中硫酸铜溶液浓度保持不变

D.电解一段时间后去掉X并将C电极换成Mg电极继续通电，则Mg电极的电极反应式为

--

Mg-2e+2OH=Mg(OH)2J

6.金属镇有广泛的用途，粗银中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的保，下列叙述

中正确的是(已知氧化性：Fe2+<Ni2+<Cu2+)

A.阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2++2e=Ni

B.电解后，Cu和Pt沉降在电解槽底部的阳极泥中

C.电解后，溶液中存在的离子只有Fe2+和ZM+

D.电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等

7.将电化学法和生物还原法有机结合，利用微生物电化学方法可生产甲烷，装置如图所示。下列说法正确

的是

A.通电时，电子由b玲电解池阴极好电解液玲电解池阳极玲a

B.X为阴离子交换膜

C.生成O.lmol甲烷时阳极室理论上生成4.48L二氧化碳

+

D.阳极反应式为：CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2T+7H

8.已知某高能锂电池的电池反应为2Li+FeS=Fe+Li2s[LiPF6SO(CH3)2为电解质]。以该电池为电源进行如图电

解实验，电解一段时间后测得甲池产生4.48L(标准状况下)小。下列有关叙述正确的是

B.从交换膜中通过0.2molK+

C.若忽略溶液体积变化，则电解后甲池中溶液浓度为4mol/L

D.放电时，正极反应式为FeS+2Li+-2e-=Fe+Li2s

考点三电解的计算

积累与运用

1.电解计算的类型：电解的相关计算包括两极产物的定量计算(如质量、气体的体积、某元素的化合

价、溶液的pH及物质的量浓度等)

2.电解计算的依据

(1)阳极失去的电子数=阴极得到的电子数

(2)串联电路中通过各电解池的电子总数相等

(3)电源输出的电子总数和电解池中转移的电子总数相等

3.电解计算的方法

(1)根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算,

其依据是电路上转移的电子数相等。

(2)根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。

(3)根据关系式计算：根据得失电子守恒的关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的

关系式。

9.一种基于氯碱工艺的新型电解池(下图)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法不IE聊的是

A.右侧电极作阳极，发生氧化反应

B.理论上每消耗0.1molFe203,阳极室溶液减少21.3g

C.阴极区电极反应：Fe2O3+6e-+3H2O=2Fe+6OH-,溶液中0田逐渐升高

D.理论卜.每消耗O.lmolFezS,产生气体6.72L（标准状况下）

10.近年研究发现，电催化COz和含氮物质（NO］等）在常温常压下合成尿素，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KNO3溶液通CO?至饱和，在电极上反应生成CO（NH2）2,电解原理如图所示。

以下有关判断错误的是

B.电解过程中含氮废水pH基本不变

C.a极主要反应为2NO3+16e.+CO2+18H+=CO（NH2）,+7H2。

D.理论上每生成60gCO（NH2）2同时产生89.6LO,（标准状况）

11.NO-空气质子交换膜燃料电池实现了制硝酸、发电、环保一体化，某兴趣小组用该电池模拟工业处理废

气和废水的过程，装置如图所示。下列说法错误的是

NO+H2O

HNO3

A.交换膜b为阴离子交换膜

电解,

B.乙池中总反应的离子方程式为5SO2+2NO+8H2O+8NH3=10NH*+5SO^

C.当浓缩室得到4L0.6moi/L盐酸时，M室溶液的质量变化为36g（溶液体积变化忽略不计）

D.若甲池有0.25molO2参加反应，则乙池中处理废气（SCh和NO）的总体积为15.68L（标准状况）

12.一种基于氯碱工艺的新型电解池（如图所示，M、N电极均为惰性电极），可用于湿法冶铁的研究。电解

过程中，下列说法错误的是

阳离子交换膜

A.若电源为铅酸蓄电池，则Q应与PbOz电极相连

B.M电极上发生还原反应，其电极反应式为FeOs+GeT3H0=2Fe+601r

C.工作时，右侧工作室的Na+穿过阳离子交换膜往左侧工作室迁移

D.装置工作时，电路中每转移0.6mol电子，同时右侧工作室溶液减轻的质量与左侧工作室溶液增加的

质量相差15.6g

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

1.用惰性电极通过阳离子交换膜电解饱和食盐水时，下列说法错误的是

A.电解过程中，Na+向阴极方向移动

B.电解一段时间后，阴极附近溶液的pH增大

C.电解池中的阳极发生反应的电极反应式为2cr-2e-=C1?T

D.电解过程中，阴极和阳极产生的氢氧化钠和氯气会反应生成次氯酸钠

2.工业上用电解法精炼粗铅（主要杂质为Cu、Ag、Zn）的装置如下图。已知：HzSi耳为强酸，PbSiR的电离

方程式为PbSiR=Pb"+SiIt。下列说法正确的是

A.Y极材料为粗铅B.通电过程中，溶液中《Pb2+）不变

C.通电时，SiFj向X极移动D.阳极泥的成分包括Cu、Ag和Zn

如图是电解稀盐酸的装置，其中d为石墨电极。以下说法正确的是

a|直流电源|b

If

------—

…一.--11■…

•….…Cl■…

E二史比:二习

A.a电极为负极

B.d电极为阳极

C.电解过程中，氢离子向c电极

电解小小

D.电解总方程式为：2HC1-H2T+C12T

4.某无隔膜流动海水电解法制出的装置如下图所示，其中高选择性催化剂PRT可抑制02产生。下列说法

不正确的是

A.b端电势低于a端电势

B.理论上转移2moi片生成2gH2

C.电解后海水PH下降

D.阳极发生：Cl+H,O-2e=HC1O+H+

5.近日，科学家发表了高温二氧化碳电解发展报告，利用固体氧化物电解池将C02和也0转化为合成气并

联产高纯度.原理如图所示。下列说法正确的是

2

2O'O2

A.当产生11.21_。2时，有2moi电子流向a极

B.x极为电源正极

+

C.b极C02的反应式：CO2+2H+2e-CO+H2O

D.电解质中阴离子由a向b移动

6.科学家利用质子导体反应器实现了电化学合成NHa,证明了HQ作为氢源的可行性。以Hq替换H?作

为氢源，可以免除的生产和提纯成本，进一步降低氨气的生产成本，且可以以最低成本生产纯。2,其工

作原理如图所示。下列说法正确的是

氨电极

电解质

氢电极

H2O02

A.该电池工作时，电能全部转化为化学能

B.若以铅酸蓄电池为电源，氨电极应与铅酸蓄电池的Pb。？电极相连

C.氢电极上的电极反应式为2H2O+4e-=4H++O2T

D.该电池工作时，每生成O.lmolNHj,同时消耗水的物质的量为0.15mol

7.厦门大学国家重点实验室，受根瘤菌中固氮酶反应机理的启发，制备出生态友好经济高效的仿生Ciscos。

纳米片电催化剂，可用于电化学法还原硝酸盐制NH3,原理如图所示。下列说法正确的是

太阳能电池板

r

b

soc

r

c

^

o

x

o

KNO,和KOH

A.CU5°CO5。纳米片作阳极B.OH向a电极移动

C.标准状况下，生成22.4LNH”转移8moi电子D.b电极表面发生的电极反应：O2+2Hq+4e=4OH

8.为实现“碳中和"目标，实现CO?循环利用，现利用双极膜电解含有HCO；的溶液，使HCO；转化成碳燃料，

实现了co?的还原流动。电解池如图所示，双极膜中水电离的H+和OH-在电场作用下可以向两极迁移。下

列说法不正确的是

多孔石墨电极双极膜

CO

t

NaOHHCO；溶液

稀溶液

A.银网电极与电源负极相连

B.工作一段时间后，阳极区溶液pH不变

+

C.阴极电极反应为：HCO；+2e-+3H=CO+2H2O

D.双极膜中有O.lmolH?。电离，则阳极附近理论上产生0Q25mol02

9.利用电解法将污染性气体NO2转化为（NHJ2SO4溶液的原理如图所示。下列说法错误的是

A.电解时，当有2moiH+透过质子交换膜，则电极Y增重96g

B.NO?在电极b上的反应式为NO2+8H++7e-=NH：+2H2O

C.电解过程中，H+由a极区向b极区迁移

D.电解时Na2sO’溶液的浓度保持不变

10.化学家们通过开发新型催化剂，利用太阳能电池将工业排放的CO?转化为HCOOH,如图所示，下列说

法不正确的是

+

A.N极的电极反应为：H2-2e=2H

B.离子交换膜为质子交换膜

C.消耗11.2LHz（标况），P极电解液质量增加22g

D.工作时HFO「KH2PO,缓冲溶液的pH保持不变

--------©-O-©-©-©--------

11.电致变色材料在飞机的舷窗和智能太阳镜等方面具有广泛应用。一种新一代集电致变色功能和储能功

能于一体的电子器件的工作原理如图所示，放电时该器件的透光率逐渐增强。下列说法正确的是

c接用电器c

或电源

ab

（透明）

。LiTiO,

入射光FePO4452

0

Li。

V。;▼

LiFePO」

Li7Ti5Ol2

（透明）

A.放电时，Li+移向b极

B.充电时，b极接外电源的正极

+

C.充电时，b极的电极反应：Li4Ti5O12+3Li+3e=Li7Ti5Ou

D.放电时，电路中转移Imol电子时，a极质量减少7g

12.利用电渗析法，制取循环脱硫的吸收液Na2s。3，同时还可获取高浓度的SO。，工作原理如图所示。已

知：①双极膜在电流作用下可将水解离，膜两侧分别得到H+和OH：②Na2so3-NaHSC>3溶液为两溶质的

混合溶液。下列说法正确的是

阴离子

双极膜交换膜双极膜

Na2sO3•NaHSO3

溶液(nHv6)

A.通电后，双极膜左侧得到的是H+

B.吸收液Na2sO3从M室流出液中获得

+

C.若左侧双极膜损坏，阳极可能发生的电极反应为：SO；+H2O-2e=SO^+2H

D.阴极生成22.4L气体（标准状况）时，一定有ImolSO,通过阴离子交换膜

13.2021年5月，我国某动力电池巨头宣布开发钠离子电池，同年7月29日，发布了其第1代钠离子电池,

并实现量产。一种钠离子电池构造如图所示，下列说法错误的是

A.硬碳在放电时作负极，充电时作阴极

B.若