2026届高考化学专题复习：电解原理及其应用

专题五

电化学(热点)——电解原理及其应用1.电解池基础模型2.电解问题的解答步骤(1)首先判断阴、阳极,分析阳极材料是惰性电极还是活性电极。(2)再分析电解质的组成,找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H+和OH-)。(3)然后排出阴、阳两极离子的放电顺序。电解池阴、阳两极的放电顺序:3.掌握电解计算的“三方法”4.金属的电化学腐蚀与防护

D

2.(2025·广东省二模)一种固态氧化物电解池能电解CO2和H2O制备合成气(CO、H2),其装置如图所示。该装置工作时,下列说法正确的是(

)A.a电极连接外接电源的负极B.O2-从a电极移向b电极C.b电极上CO2的反应为CO2+2e-═CO+O2-D.生成的O2中的O元素均来自CO2C

【解析】由分析可知,a电极为阳极,连接外接电源的正极,A不正确;在电解池中,阴离子向阳极移动,a电极为阳极,则O2-从b电极移向a电极,B不正确;b电极上,CO2得电子生成CO和O2-,则b电极上CO2的反应为CO2+2e-═CO+O2-,C正确;在b电极,CO2得电子生成CO和O2-、H2O得电子生成H2和O2-,则生成的O2中的O元素来自固态氧化物、CO2和H2O,D不正确。3.(2025·广州二模)通过控制电位可以实现从地下卤水(主要含有Na+、K+、Cl-、Br-)中提取溴单质,其工作原理如图。电解过程中,下列说法不正确的是(

)A.Pt电极上发生还原反应B.石墨电极上发生的反应有:2Br--2e-═Br2C.溶液中的阳离子从阳极室进入阴极室D.阴极室溶液的pH逐渐降低D

【解析】由分析可知,Pt电极为阴极,在Pt电极上H2O得电子发生还原反应,A正确;石墨电极为阳极,由于Cl-放电能力弱于Br-,所以阳极首先发生的反应有:2Br--2e-═Br2,B正确;电解池工作时,阳离子向阴极移动,则溶液中的阳离子从阳极室进入阴极室,C正确;阴极室中,发生的电极反应为2H2O+2e-═H2↑+2OH-,溶液的pH逐渐变大,D不正确。4.(2025·大湾区二模)电渗析系统可从空气中大规模捕获CO2。以KOH溶液为基底溶液的CO2吸收系统工作原理如下图(a、b需接直流电源电极)。下列说法不正确的是(

)A.a接直流电源的负极B.M膜为阳离子交换膜C.b上发生的电极反应式为:2H2O+2e-═H2↑+2OH-D.理论上每分离得到1molCO2,电路中转移n(e-)≤2molA

【解析】由分析可知,a电极为阳极应接电源正极,A错误;由分析可知,M膜可让钾离子通过,则为阳离子交换膜,B正确;b电极为阴极,水在阴极发生还原反应生成氢气,反应式为:2H2O+2e-═H2↑+2OH-,C正确;二氧化碳在碱溶液中转化为碳酸根或碳酸氢根,在分离器中分离出来后的氢氧化钾可循环使用,所以每分离得到1

mol

CO2,电路中转移n(e-)≤2

mol

,D正确。

C

6.(2024·佛山二模)某实验小组利用下图所示的装置探究电化学法保护铁制品的原理。反应一段时间后,下列说法错误的是(

)A.装置甲利用的是牺牲阳极法B.取a处溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,有蓝色沉淀C.向c处滴加几滴酚酞溶液,变红D.在d处上方放置湿润的淀粉-KI试纸,试纸变蓝B

【解析】装置甲中,Zn的活泼性较强,为负极,电极反应式为Zn-2e-═Zn2+,Fe为正极,电极反应式为2H2O+4e-+O2═4OH-;装置乙中,C为阳极,电极反应式为2Cl--2e-═Cl2↑,Fe为阴极,电极反应式为2H2O+2e-═2OH-+H2↑。装置甲利用了牺牲阳极法保护铁制品不被腐蚀,A正确;a处不会生成Fe2+,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,不会产生蓝色沉淀,B错误;c处有OH-生成,滴加酚酞溶液,溶液变红,C正确;d处有Cl2生成,在d处上方放置湿润的淀粉-KI试纸,试纸变蓝,D正确。7.(2024·南京联考)在熔融盐体系中,通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi),电解装置如图所示。下列说法正确的是(

)A.该装置将化学能转化为电能B.M电极的电极反应:8H++TiO2+SiO2+8e-═TiSi+4H2OC.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C

【解析】由题图可知,该装置有外加电源,为电解池,将电能转化为化学能,A项错误;由题给条件可知,M电极上TiO2和SiO2发生得电子的还原反应生成TiSi,M电极为阴极,发生还原反应,熔融盐体系中不存在H+,故电极反应为TiO2+SiO2+8e-═TiSi+4O2-,B项错误;石墨电极中的C单质转化为CO,失电子发生氧化反应,而Cl-未反应,说明石墨优先于Cl-参与反应,C项正确;电解时阳离子向阴极移动,而石墨电极为阳极,M电极为阴极,阳离子应向M电极移动,D项错误。1.(2025·广东卷)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26.8A·h。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:MnS-2e-═S+Mn2+D.充电时16gS能提供的理论容量为26.8A·hB

【解析】由分析可知,放电时电极Ⅱ为正极,故充电时电极Ⅱ为阳极,A正确;由分析可知,放电时电极Ⅱ为正极,正极反应为:MnO2+2e-+4H+═Mn2++2H2O,反应消耗H+,溶液的pH升高,B错误;由分析可知,放电时电极Ⅰ为原电池负极,负极反应为:MnS-2e-═S+Mn2+,C正确;根据放电时负极反应,可知充电时阴极反应为S+Mn2++2e-═MnS,每消耗16

g

S,即0.5

mol

S,转移1

mol电子,据题意可知,能提供的理论容量为26.8A·h,D正确。

D

3.(2024·浙江6月选考)金属腐蚀会对设备产生严重危害,腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图。下列说法正确的是(

)A.图1、图2中,阳极材料本身均失去电子B.图2中,外加电压偏高时,钢闸门表面可发生反应:O2+4e-+2H2O═4OH-C.图2中,外加电压保持恒定不变,有利于提高对钢闸门的防护效果D.图1、图2中,当钢闸门表面的腐蚀电流为零时,钢闸门、阳极均不发生化学反应B

【解析】图1为牺牲阳极法,牺牲阳极一般为较活泼金属,作为原电池的负极,失去电子被氧化;图2为外加电流的阴极保护法,阳极材料为辅助阳极,通常是惰性电极,本身不失去电子,电解质溶液中的阴离子在阳极表面失去电子,如海水中的Cl-,A错误。图2中,外加电压偏高时,钢闸门表面积累的电子很多,除了海水中的H+放电外,海水中溶解的O2也会竞争放电,故可发生反应O2+4e-+2H2O═4OH-,B正确。图2为外加电流的阴极保护法,理论上只要能对抗钢闸门表面的腐蚀电流即可,当钢闸门表面的腐蚀电流为零时保护效果最好;腐蚀电流会随着环境的变化而变化,若外加电压保持恒定不变,则不能保证抵消腐蚀电流,不利于提高对钢闸门的防护效果,C错误。图1、图2中,当钢闸门表面的腐蚀电流为零时,说明从牺牲阳极或外加电源传递过来的电子阻止了Fe-2e-═Fe2+的发生,钢闸门不发生化学反应,但是牺牲阳极发生了氧化反应,辅助阳极上也发生了氧化反应,D错误。4.(2024·甘肃卷)某固体电解池工作原理如下图所示。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B.电极2是阴极,发生还原反应:O2+4e-═2O2-C.工作时O2-从多孔电极1迁移到多孔电极2D.理论上电源提供2mol电子能分解1molH2OB

【解析】电极1上H2O(g)发生得电子的还原反应转化成H2(g),电极1为阴极,电极反应式为2H2O(g)+4e-═2H2+2O2-;电极2上O2-发生失电子的氧化反应转化成O2(g),电极2为阳极,电极反应式为2O2--4e-═O2↑。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正确;根据分析可知