2026版《金版教程》高考复习化学区域A版第3讲 电解原理及其应用

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基础过关第四章

化学反应与能量变化第3讲

电解原理及其应用考点1电解原理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(

)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2mole－能分解1molH2O解析多孔电极1上H2O(g)发生得电子的还原反应，多孔电极1为阴极，电极反应为2H2O＋4e－===2H2↑＋2O2－；多孔电极2上O2－发生失电子的氧化反应，多孔电极2为阳极，电极反应为2O2－－4e－===O2↑，B错误。2．(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Cl2和O2B．a处布条褪色，说明Cl2具有漂白性C．b处出现蓝色，说明还原性：Cl－>I－D．断开K1，立刻闭合K2，电流表发生偏转3．(2025·贵阳市高三适应性考试)双极膜是由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成的，其内层为水层，装置工作时水层中的H2O解离成H＋和OH－，分别向两侧发生迁移。CO2电化学还原法制备甲醇的电解原理如图所示。该装置工作时，下列说法正确的是(

)A．电极A是电源的负极B．OH－穿过b膜进入右室溶液C．催化电极的电极反应：CO2－6e－＋6H＋===CH3OH＋H2OD．当催化电极生成64g甲醇时，左侧电极室质量增加108g解析由电池分析知，A、C错误；水层中的H2O解离成H＋和OH－，OH－通过a膜向阳极(石墨电极)移动，B错误；当催化电极生成64g(2mol)甲醇时，根据阴极反应CO2＋6e－＋6H＋===CH3OH＋H2O可知，电路中通过12mol电子，由阳极反应4OH－－4e－===O2↑＋2H2O及各电极上转移电子数相等可知，左侧电极室质量增加6×18g＝108g，D正确。

5．(2024·广东卷)一种基于氯碱工艺的新型电解池(右图)，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－－2e－===Cl2↑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213gD．理论上每消耗1molFe2O3，阴极室物质最多增加138g解析

根据题意可知，此氯碱工艺的电解池可用于湿法冶铁，则右侧电极为阳极，Cl－放电产生氯气，电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑；左侧电极为阴极，Fe2O3在碱性条件下转化为Fe，电极反应为Fe2O3＋6e－＋3H2O===2Fe＋6OH－；Na＋由阳极向阴极移动。由分析可知，理论上每消耗1molFe2O3，转移6mol电子，产生3molCl2，同时有6molNa＋由阳极转移至阴极，则阳极室溶液减少3×71g＋6×23g＝351g，C错误。解析电解过程中OH－向阳极移动，由左室移向右室，B错误。考点3金属的腐蚀与防护7．(2025·深圳市龙岗区高三期末质量监测)铁合金是用途最为广泛的合金材料。下列说法错误的是(

)A．生铁比纯铁更容易生锈B．海水呈弱碱性，轮船钢板在海水中易发生析氢腐蚀C．钢闸门连接直流电源负极，是采用了外加电流保护法D．人行道铁栏杆喷漆可以延缓钢铁腐蚀的速率8．(2024·广东卷)我国自主设计建造的浮式生产储卸油装置“海葵一号”将在珠江口盆地海域使用，其钢铁外壳镶嵌了锌块，以利用电化学原理延缓外壳的腐蚀。下列有关说法正确的是(

)A．钢铁外壳为负极B．镶嵌的锌块可永久使用C．该法为外加电流法D．锌发生反应：Zn－2e－===Zn2＋解析

钢铁外壳为正极，锌块为负极，A错误；镶嵌的锌块会被逐渐消耗，需根据腐蚀情况进行维护和更换，不能永久使用，B错误；该方法为牺牲阳极法，C错误。9．地下管道表面附着的硫酸盐会促进钢铁发生厌氧腐蚀，为减少腐蚀的发生，可使钢管与外接电源相连，使其表面形成致密的Fe3O4。下列说法错误的是(

)A．钢管应与电源的负极相连B．电压过高有可能会加剧腐蚀C．发生厌氧腐蚀会使土壤碱性增强D．厌氧腐蚀过程中有FeS生成解析电极M上二氧化碳得到电子发生还原反应和水生成甲酸根离子和氢氧根离子：CO2＋2e－＋H2O===HCOO－＋OH－，则M是阴极，那么N是阳极，阳极水失去电子发生氧化反应生成氧气：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，甲酸根离子和氢氧根离子通过阴离子交换膜进入中间室，氢离子通过阳离子交换膜进入中间室，氢氧根离子和氢离子生成水、甲酸根离子和氢离子生成甲酸。由上述分析可知A、B、C错误。11．(2025·太原市高三年级学业诊断)我国科学家设计了一种由肼(N2H4)制取氢气、海水脱盐以及处理工业废水的电化学系统，其工作原理如图所示。下列说法错误的是(

)A．电极X上发生还原反应，生成1mol气体时转移2mol电子B．处理含肼碱性废水的电极反应为N2H4－4e－＋4OH－===N2↑＋4H2OC．a膜为阴离子选择性膜，b膜为阳离子选择性膜D．若不考虑其他副反应的发生，同温同压下阴、阳两极生成气体的体积比为2∶1解析电极X上发生的还原反应为2H＋＋2e－===H2↑，故生成1molH2时转移2mol电子，A正确；由装置原理图分析可知，B正确，C错误；由阳极和阴极反应式可知，总反应为N2H4＋4H＋＋4OH－===2H2↑＋N2↑＋4H2O，故同温同压时，阴、阳两极生成的气体体积比为2∶1，D正确。

12．(2025·深圳市龙岗区高三期末质量监测)我国科学家发现锂介导的氮还原法可实现电化学高效合成氨。下列说法正确的是(

)A．Pt电极连接电源负极B．该电解池可以采用Li2SO4溶液作电解质溶液C．分层Si基电极附近发生的反应为6Li＋N2===2Li3ND．外电路转移6mol电子时，理论上生成NH3的体积为44.8L解析该装置为电解池，通入H2的Pt电极上H2发生失电子的氧化反应转化成H＋，Pt电极为阳极，分层Si基电极为阴极。根据分析可知，Pt电极为阳极，连接电源的正极，A错误；Li能与Li2SO4溶液中的水发生反应，故该电解池不能采用Li2SO4溶液作电解质溶液，B错误；NH3所处温度和压强未知，无法计算生成NH3的体积，D错误。14．(1)某实验小组用Zn­CO2水介质电池电解含有尿素的碱性废水，装置如图1(电极a为Zn，b、c、d均为惰性电极)。装置Ⅰ中双极膜由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成，与b极室相连的交换膜为________(填“阴”或“阳”)离子交换膜，装置Ⅱ阳极的电极反应式为__________________________________________。阳12815．(2025·广东省江门市高三质检)我国科学家设计了一种CO2＋H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除，装置如图所示。其中电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹ZnO)和石墨烯。下列有关说法不正确的是(

)A．ZnO@石墨烯电极连接光伏电池的负极B．石墨烯区电极反应：EDTA­Fe2＋－e－===EDTA­Fe3＋C．协同转化的总反应式：CO2＋H2S===CO＋H2O＋S↓D．金属导线上每转移1mol电子，CO2和H2S被去除的总体积约为11.2L(标准状况)解析根据示意图可判断该装置为电解池，ZnO@石墨烯电极为阴极，连接光伏电池的负极；石墨烯电极为阳极，连接光伏电池的正极。由上述分析可知，A正确；根据示意图可知，石墨烯区电极反应：EDTA­Fe2＋－e－===EDTA­Fe3＋，故B正确；根据图中进入物质、出来物质可知，协同转化过程中反应物是H2S、CO2，生成物是S、CO、H2O，总反应式为CO2＋H2S===CO＋H2O＋S↓，故C正确；根据总反应可知，金属导线上每转移1mol电子，CO2和H2S被去除的总物质的量为1mol，总体积约为22.4L(标准状况)，故D错误。16．我国学者开发了一种新型高效的催化剂，大幅度降低了电解所需的电压，同时可将H2S气体变废为宝，其工作原理如图所示，下列说法正确的是(

)A．Y电极与电源负极相连B．吸收H2S的反应的离子方程式为S2－＋2Fe3＋===2Fe2＋＋S↓C．交换膜M为质子交换膜，电解时H＋由a流向bD．标准状况下，若X电极上生成4.48LH2，理论上c中可处理0.2molH2S分子18．(2025·金版原创)在1.0mol·L－1KOH和4.0mol·L－1N2H4电解液中以RuP/PNPC催化剂作为电极，在0.5mol·L－