十年（2016-2025）高考化学真题分类汇编：专题27 电解原理及其应用（原卷版）

专题27电解原理及其应用

考点十年考情（2016-2025）命题趋势

2025：湖南、全国卷、广东、河北、陕晋注重考查学科核心知识：本专题重点考查电

青宁卷解池的工作原理，如阴阳极的判断、电极

2024：重庆、广东、甘肃、湖南、山东

反应式的书写及溶液pH的变化、电极产

考点01电解池的2023：湖北、辽宁、浙江

：辽宁、海南物判断与计算等核心知识。

工作原理2022

2021：江苏、海南、湖北、全国乙卷强调知识的灵活运用与综合分析：电解原理

2020：山东

及其应用，是常见的高考题型之一，题目

2017：全国II卷

2016：北京通常以科学研究或者工业上的电解操作

为背景，以电解池的基本原理为基础，考

2025：湖北、云南、河南

查考生的迁移运用能力，题型为选择题。

2024：贵州、湖北、吉林

2023：重庆、广东、北京、浙江、湖南、重点考向为借助电解原理的应用(氯碱工

全国甲卷业、粗铜的精炼、电镀等）进行的工业实

考点电解原理

02：北京、天津、重庆、湖北、浙江

2022际问题如新材料的制取等。复习备考时应

的应用2021：辽宁、天津、广东、全国甲卷

注重电解原理的实质，从氧化还原反应的

2020：浙江、全国II卷、浙江

2018：全国I卷角度认识电化学，注重与元素化合物、有

2017：海南机化学、电解质溶液、化学实验设计、新

2016：全国I卷

能源等知识的联系。

1．（2025·湖南·高考真题）一种电化学处理硝酸盐产氨的工作原理如图所示。下列说法错误的是

A．电解过程中，K向左室迁移

B．电解过程中，左室中NO2的浓度持续下降

C．用湿润的蓝色石蕊试纸置于b处，试纸先变红后褪色

电解

D．NO3完全转化为NH3的电解总反应：NO38Cl6H2ONH39OH4Cl2

2．（2025·全国卷·高考真题）某研究小组设计如下电解池，既可将中性废水中的硝酸盐转化为氨，又可将废

塑料(PET)碱性水解液中的乙二醇转化为羟基乙酸盐，实现变废为宝。

电解时，下列说法错误的是

A．阳极区pH下降

B．OH-从阴极区向阳极区迁移

---

C．阴极发生反应NO3+7H2O+8e=NH3H2O+9OH

-

D．阴极转化1molNO3，阳极将生成4molHOCH2COO

3．（2025·广东·高考真题）一种高容量水系电池示意图如图。已知：放电时，电极Ⅱ上MnO2减少；电极材

料每转移1mol电子，对应的理论容量为26.8Ah。下列说法错误的是

A．充电时Ⅱ为阳极

B．放电时Ⅱ极室中溶液的pH降低

C．放电时负极反应为：MnS2eSMn2

D．充电时16gS能提供的理论容量为26.8Ah

4．（2025·河北·高考真题）科研工作者设计了一种用于废弃电极材料LixCoO2(x1)再锂化的电化学装置，

其示意图如下：

已知：参比电极的作用是确定LixCoO2再锂化为LiCoO2的最优条件，不干扰电极反应。下列说法正确的是

A．LixCoO2电极上发生的反应：LixCoO2xexLiLiCoO2

1

B．产生标准状况下5.6LO时，理论上可转化mol的LiCoO

21xx2

2

C．再锂化过程中，SO4向LixCoO2电极迁移

D．电解过程中，阳极附近溶液pH升高

5．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）我国科研人员采用图示的电解池，由百里酚(TY)合成了百里醌(TQ)。电极b

表面的主要反应历程见图(灰球表示电极表面催化剂)，下列说法错误的是

A．电解时，H+从右室向左室移动

电解

B．电解总反应：TY+H2OTQ+2H2

C．以为原料，也可得到TQ

D．用18O标记电解液中的水，可得到

6．（2024·重庆·高考真题）我国科研工作者研发了一种新型复合电极材料，可将CO2电催化转化为甲酸，如

图是电解装置示意图。下列说法正确的是

A．电解时电极N上产生OH-B．电解时电极M上发生氧化反应

电解

C．阴、阳离子交换膜均有两种离子通过D．总反应为2CO2+2H2O2HCOOH+O2

7．（2024·广东·高考真题）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，

下列说法不正确的是

--

A．阳极反应：2Cl-2eCl2

B．阴极区溶液中OH-浓度逐渐升高

C．理论上每消耗1molFe2O3，阳极室溶液减少213g

D．理论上每消耗1molFe2O3，阴极室物质最多增加138g

8．（2024·甘肃·高考真题）某固体电解池工作原理如图所示，下列说法错误的是

A．电极1的多孔结构能增大与水蒸气的接触面积

-2-

B．电极2是阴极，发生还原反应：O2+4e=2O

C．工作时O2-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1molH2O

9．（2024·湖南·高考真题）在KOH水溶液中，电化学方法合成高能物质K4C6N16时，伴随少量O2生成，电

解原理如图所示，下列说法正确的是

A．电解时，OH向Ni电极移动

44

B．生成C6N16的电极反应：2C3N8H48OH4eC6N168H2O

C．电解一段时间后，溶液pH升高

D．每生成1molH2的同时，生成0.5molK4C6N16

10．（2024·山东·高考真题）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H2和O2，装置如图所示。下列说法错误的是

A．电极a连接电源负极

B．加入Y的目的是补充NaBr

电解

--

C．电解总反应式为Br+3H2OBrO3+3H2

D．催化阶段反应产物物质的量之比n(Z):nBr-=3:2

11．（2023·湖北·高考真题）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。

1

该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为xmolh。下列说法错误的是

A．b电极反应式为2H2O2eH22OH

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2xmolh1

12．（2023·辽宁·高考真题）某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如下图所示，其中高选择性催化剂PRT可

抑制O2产生。下列说法正确的是

A．b端电势高于a端电势B．理论上转移2mole生成4gH2

C．电解后海水pH下降D．阳极发生：ClH2O2eHClOH

13．（2023·浙江·高考真题）在熔融盐体系中，通过电解TiO2和SiO2获得电池材料TiSi，电解装置如图，

下列说法正确的是

A．石墨电极为阴极，发生氧化反应

B．电极A的电极反应：8HTiO2SiO28e=TiSi4H2O

C．该体系中，石墨优先于Cl参与反应

D．电解时，阳离子向石墨电极移动

14．（2022·辽宁·高考真题）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=O2+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0.1molL-1

D．把盐桥换为U形铜导线，不影响测定结果

15．（2022·海南·高考真题）一种采用H2O(g)和N2(g)为原料制备NH3(g)的装置示意图如下。

下列有关说法正确的是

A．在b电极上，N2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O2-不断减少

16．（2021·江苏·高考真题）通过下列方法可分别获得H2和O2：①通过电解获得NiOOH和H2(如图)；②在

90℃将NiOOH与H2O反应生成Ni(OH)2并获得O2。下列说法正确的是

A．电解后KOH溶液的物质的量浓度减小

--

B．电解时阳极电极反应式：Ni(OH)2+OH-e=NiOOH+H2O

通电

C．电解的总反应方程式：2H2O2H2↑+O2↑

D．电解过程中转移4mol电子，理论上可获得22.4LO2

ƒ+-

17．（2021·海南·高考真题）液氨中存在平衡：2NH3NH4+NH2。如图所示为电解池装置，以KNH2的液

氨溶液为电解液，电解过程中a、b两个惰性电极上都有气泡产生。下列有关说法正确的是

--

A．b电极连接的是电源的负极B．a电极的反应为2NH3+2e=H2+2NH2

C．电解过程中，阴极附近K+浓度减小D．理论上两极产生的气体物质的量之比为1:1

+

18．（2021·湖北·高考真题）Na2Cr2O7的酸性水溶液随着H浓度的增大会转化为CrO3。电解法制备CrO3的原

理如图所示。下列说法错误的是

A．电解时只允许H+通过离子交换膜

B．生成O2和H2的质量比为8∶1

C．电解一段时间后阴极区溶液OH-的浓度增大

2+

D．CrO3的生成反应为：Cr2O7+2H=2CrO3+H2O

19．（2021·全国乙卷·高考真题）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Cl氧化生成Cl2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

20．（2020·山东·高考真题）采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图

所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是

A．阳极反应为2H2O4e4HO2

B．电解一段时间后，阳极室的pH未变

C．电解过程中，H+由a极区向b极区迁移

D．电解一段时间后，a极生成的O2与b极反应的O2等量

21．（2017·全国II卷·高考真题）用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液

一般为H2SO4H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是

A．待加工铝质工件为阳极

B．可选用不锈钢网作为阴极

C．阴极的电极反应式为：Al33eAl

D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动

22．（2016·北京·高考真题）用石墨电极完成下列电解实验

实验一实验二

装置

a、d处试纸变蓝；b处变红，局部两个石墨电极附近有气泡产生；n

现象

褪色；c处无明显变化处有气泡产生……

下列对实验现象的解释或推测不合理的是

----

A．a、d处：2H2O+2e=H2↑+2OHB．b处：2Cl-2e=Cl2↑

C．c处发生了反应：Fe-2e-=Fe2+D．根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜

32

23．（2025·湖北·高考真题）某电化学制冷系统的装置如图所示。FeHO和FeHO在电极上发

2626

生相互转化，伴随着热量的吸收或释放，经由泵推动电解质溶液的循环流动①②③④①实现

制冷。装置只通过热交换区域Ⅰ和Ⅱ与环境进行传热，其他区域绝热。下列描述错误的是

32

A．阴极反应为FeHOeFeHO

2626

23

B．已知②处的电解液温度比①处的低，可推断FeHO比FeHO稳定

2626

C．多孔隔膜可以阻止阴极区和阳极区间的热交换

2

D．已知电子转移过程非常快，物质结构来不及改变。热效应主要来自于电子转移后FeHO和

26

3

FeHO离子结构的改变

26

24．（2025·云南·高考真题）一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示，双极膜中H2O解离的H和

在电场作用下向两极迁移。除硼原理：BOHHBOHHO。下列说法错误的是

OH432

A．Pt电极反应：4OH4eO22H2O

B．外加电场可促进双极膜中水的电离

C．Ⅲ室中，X膜、Y膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜

．Ⅳ室每生成，同时Ⅱ室最多生成

D1molNaOH1molBOH3

25．（2025·河南·高考真题）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．Ⅱ为阳离子交换膜

B．电极a附近溶液的pH减小

4--3-

C．电极b上发生的电极反应式为Fe(CN)6+e=Fe(CN)6

D．若海水用NaCl溶液模拟，则每脱除58.5gNaCl，理论上可回收1molLiCl

26．（2024·贵州·高考真题）一种太阳能驱动环境处理的自循环光催化芬顿系统工作原理如图。光阳极发生

反应：HCO3H2OHCO42H2e，HCO4H2OHCO3H2O2。体系中H2O2与Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)发生

反应产生的活性氧自由基可用于处理污水中的有机污染物。

下列说法错误的是

A．该芬顿系统能量转化形式为太阳能电能化学能

B．阴极反应式为O22H2eH2O2

C．光阳极每消耗1molH2O，体系中生成2molH2O2

D．H2O2在Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)的循环反应中表现出氧化性和还原性

27．（2024·湖北·高考真题）我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化剂，用H2C2O4和NH2OH电化学催化

+-

合成甘氨酸，原理如图，双极膜中H2O解离的H和OH在电场作用下向两极迁移。已知在KOH溶液中，

---2-

甲醛转化为HOCH2O，存在平衡HOCH2O+OHOCH2O+H2O。Cu电极上发生的电子转移反应为

2---

[OCH2O]-eHCOO+H。下列说法错误的是

A．电解一段时间后阳极区cOH-减小

+

B．理论上生成1molH3NCH2COOH双极膜中有4molH2O解离

---

C．阳极总反应式为2HCHO+4OH-2e2HCOO+H2+2H2O

+-

D．阴极区存在反应H2C2O4+2H+2eCHOCOOH+H2O

28．（2024·吉林·高考真题）“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：

。下列说法错误的是

A．相同电量下H2理论产量是传统电解水的1.5倍

-=-

B．阴极反应：2H2O+2e2OH+H2

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+4OH2HCOO+2H2O+H2

29．（2023·重庆·高考真题）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。下列叙述错．误．的是

A．电极a为阴极

B．H从电极b移向电极a

C．电极b发生的反应为：

D．生成3mol半胱氨酸的同时生成1mol烟酸

30．（2023·广东·高考真题）用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(下图)，可实现大电流催化电解KNO3

+-

溶液制氨。工作时，H2O在双极膜界面处被催化解离成H和OH，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+3H2ONH3H2O+2O2+KOH

B．每生成1molNH3H2O，双极膜处有9mol的H2O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，“卯榫”结构可提高氨生成速率

31．（2023·北京·高考真题）回收利用工业废气中的CO2和SO2，实验原理示意图如下。

下列说法不正确的是

A．废气中SO2排放到大气中会形成酸雨

B．装置a中溶液显碱性的原因是HCO3的水解程度大于HCO3的电离程度

C．装置a中溶液的作用是吸收废气中的CO2和SO2

电解

22

D．装置b中的总反应为SO3CO2H2OHCOOHSO4

32．（2023·浙江·高考真题）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：2H2O+2eH2+2OH

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

33．（2023·湖南·高考真题）葡萄糖酸钙是一种重要的补钙剂，工业上以葡萄糖、碳酸钙为原料，在溴化钠

溶液中采用间接电氧化反应制备葡萄糖酸钙，其阳极区反应过程如下：

下列说法错误的是

A．溴化钠起催化和导电作用

B．每生成1mol葡萄糖酸钙，理论上电路中转移了2mol电子

C．葡萄糖酸能通过分子内反应生成含有六元环状结构的产物

D．葡萄糖能发生氧化、还原、取代、加成和消去反应

34．（2023·全国甲卷·高考真题）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

A．析氢反应发生在IrOxTi电极上

B．Cl从Cu电极迁移到IrOxTi电极

C．阴极发生的反应有：2CO212H12eC2H44H2O

D．每转移1mol电子，阳极生成11.2L气体(标准状况)

35．（2022·北京·高考真题）利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。

装置序号电解质溶液实验现象

阴极表面产生无色气体，一

1

0.1molLCuSO4少段时间后阴极表面有红色固

①

体，气体减少。经检验，电

量H2SO4溶液

解液中有Fe2

阴极表面未观察到气体，一

1

0.1molLCuSO4过段时间后阴极表面有致密红

②

量氨水色固体。经检验，电解液中

无Fe元素

下列分析不．正．确．的是

A．①中气体减少，推测是由于溶液中cH减小，且Cu覆盖铁电极，阻碍H与铁接触

2222

B．①中检测到Fe，推测可能发生反应：Fe2HFeH2、FeCuFeCu

22

C．随阴极析出铜，推测②中溶液cCu减小，Cu24NHCuNH平衡逆向移动

334

22

D．②中2生成CuNH，使得cCu比①中溶液的小，Cu缓慢析出，镀层更致密

Cu34

36．（2022·天津·高考真题）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

A．a为负极

B．b'端的字迹呈蓝色

C．电子流向为：bb'a'a

D．如果将a'、b'换成铜棒，与碳棒作电极时的现象相同

37．（2022·重庆·高考真题）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

22

A．惰性电极2为阳极B．反应前后WO4/WO5数量不变

C．消耗1mol氧气，可得到1mol硝酮D．外电路通过1mol电子，可得到1mol水

．（湖北高考真题）含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备，过程如图所

382022··LiPCN2

示(Me为甲基)。下列说法正确的是

．生成，理论上外电路需要转移电子

A1molLiPCN22mol

-

B．阴极上的电极反应为：--

P4+8CN-4e=4PCN2

C．在电解过程中CN-向铂电极移动

D．电解产生的H2中的氢元素来自于LiOH

39．（2022·浙江·高考真题）通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4可获得难溶性的Li2CO3和MnO2，电解示意图

如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说

法不．正．确．的是

A．电极A为阴极，发生还原反应

2+-+

B．电极B的电极反应：2H2O+Mn-2e=MnO2+4H

C．电解一段时间后溶液中Mn2+浓度保持不变

2+

D．电解结束，可通过调节pH除去Mn，再加入Na2CO3溶液以获得Li2CO3

40．（2021·辽宁·高考真题）利用(Q)与电解转化法从烟气中分离CO2的原理

如图。已知气体可选择性通过膜电极，溶液不能通过。下列说法错误的是

A．a为电源负极B．溶液中Q的物质的量保持不变

C．CO2在M极被还原D．分离出的CO2从出口2排出

41．（2021·天津·高考真题）如下所示电解装置中，通电后石墨电极Ⅱ上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解，下列

判断错．误．的是

A．a是电源的负极

B．通电一段时间后，向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出现红色

C．随着电解的进行，CuCl2溶液浓度变大

D．当0.01molFe2O3完全溶解时，至少产生气体336mL(折合成标准状况下)

42．（2021·广东·高考真题）钴(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

解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是

A．工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大

B．生成1molCo，Ⅰ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通电

D．电解总反应：2Co2H2O2CoO24H

43．（2021·全国甲卷·高考真题）乙醛酸是一种重要的化工中间体，可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H2O解离为H和OH，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是

A．KBr在上述电化学合成过程中只起电解质的作用

+-

B．阳极上的反应式为：+2H+2e=+H2O

C．制得2mol乙醛酸，理论上外电路中迁移了1mol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

44．（2020·浙江·高考真题）电解高浓度RCOONa(羧酸钠)的NaOH溶液，在阳极RCOO放电可得到RR