题型十九 电解原理及应用（原卷版）

题型十九电解原理及应用

【考情分析•明考向】

考点频次总结2026命题预测

考点2025年2024年2023年属于高考化学高频考点，选

择题与非选择题均有考查.

分值2-15分。2026年将延

续“情境化+电化学综合”

全国甲卷T10,6分；

新课标卷T11,6分；新课标【卷T10,6分；的命题趋势,选择题侧重电

全国乙卷T10,6分；

电解山东卷T11,2分；新课标【【卷T11,6分；解池工作原理、电解效率与

新课标卷T1L6分；

原理广东卷T11,2分；山东卷T11,2分；能量转化分析;非选择题将

山东卷T11,2分；

及应湖南卷TU,3分；广东卷T11,2分；深度结合化工生产等情境，

广东卷T11,2分；

考查电解装置设计、电极反

用江苏卷T11,2分：湖南卷T11,3分；

湖南卷T11,3分；

北京卷TII,3分江苏卷T11,2分应式书写、电解产物判断及

江苏卷T11,2分

电化学计算，突出对电化学

原理应用与解决实际问题

能力的考查。

【核心梳理•明考点】

I.电解池基础模型

辄化反应还原反应

Cu2++2e-=Cu

2C|--2e=CI2t

2.电解问题的思维步骤

(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)再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的

H+和OH)o

(3)然后排出阴、阳两极的放电顺序。

口「活性阳极卡。、5148留金屈,电极优先失电子）

酬生成对应金屈离不Fe2+、Cu2+、Ag♦等

L恪性阳极（Pl、石墨等，电极本身不发生变化）

S2-[>OH>G何酸根

生成对应非j生成O2

金属单质

品•与阳离子得电子能力有关，与电极材料无关

—AgBFeiACu?，>H♦（酸♦（水）>AP*>

生版AgJ^'Cu；'生成H八媪应金帆单质

3.电解计算的“三方法”

电子守串联电路中阴、阳两极与正、负两极转移的电

恒法子数相等

总反应

式法-根据总反应式列出比例式il•算

2Fc4C|-（BrJ）4OH-4H.2Cu244Ai

关系_IIIII4

式法2Fe2**-2Cl2（Bf2、L）~O2~4e~~2H2~2Cu~4Ag

阳极产物阴极产物

4.金属的电化学腐蚀与防护

电「析氢腐蚀[正极：2H++2c-=H2t）

化

学

吸氧腐蚀（正极：。2+祀-+2H2。=

腐二OIH-）

蚀

与

防.a广牺牲阳极法

护防护T

J外加电流法

牺

牲1被保护的金属作原电池的正极

e-

阳钢闸门■,钟板（阴极），活泼金属作原电池的负

（阴极）、

海水1r（牺牲阳极）

极*--极（阳极），阳极要定期予以更换。

法

外

将被保护的金属与电源负极相

加

连，作电解池的阴极，另一附加

电制闸门二辅助阳极

1阴极）、海水■（不溶性）电极与电源正极相连，作电解池

流1—----

的阳极。

法

【真题再现•明方向】

1.（2025・湖南卷，9）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（）

b

H

11

交

NH.阳

换

;离

膜

NO二子

NO；;4

IKNO：,

A.电解过程中，K+向左室迁移

B.电解过程中，左室中NO］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.NO1完全转化为NH3的电解总反应：NO3+8C1-+6H2O=NH3t+9OH

+4Cht

2.（2024.甘肃卷，7）某固体电解池工作原理如图所示，下列说法错误的是（）

。电源。

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：O2+4e=2O2-

C.工作时CP-从多孔电极1迁移到多孔电极2

D.理论上电源提供2mol能分解1molH2O

3.（2025♦河北卷，10）科研工作者设计了一种用于废弃电极材料LiKoO2a<1）再

锂化的电化学装置，其示意图如下:

参

比LiCoO?Li2soi常

电电极溶液点

极

己知：参比电极的作用是确定LiKoCh再锂化为LiCoCh的最优条件，不干扰电

极反应。下列说法正确的是（）

-+

A.LLCoCh电极上发生的反应：LiACoO2+xe+xLi=LiCoO2

B.产生标准状况下5.6LO2时，理论上可转化」-molWLLCOO2

l-x

C.再锂化过程中，SO厂向LiiCoCh电极迁移

D.电解过程中，阳极附近溶液pH升高

4.（2025・陕晋宁青卷，13）我国科研人员采用图甲所示的电解池，由百里酚［TY）

合成了百里醍（TQ）。电极b表面的主要反应历程如图乙（灰球表示电极表面催化

剂）。下列说法错误的是（）

电极a质子交换膜电极b

乙

A.电解时，H+从右室向左室移动

B.电解总反应：TY+H2c彦TQ+2H2t

C.以（）H为原料，也可得到TQ

弋

D.用18。标记电解液中的水，可得到I。

5.（2025・北京卷，14）月电解Na2s04溶液（图1）后的石墨电极1、2探究氢氧燃料

电池，重新取Na2sCM溶液并用图2装置按i-iv顺序依次完成实验。

电极-

-

新

Nil

.液

溶

图2

实验电极I电极n电压/V关系

i石墨1石墨2a

ii石墨1新石墨b

a>d>c>b>0

iii新石墨石墨2c

iv石墨1石墨2d

下列分析不正确的是()

A.〃>0,说明实验i中形成原电池，反应为2H2+O2=2H2O

B.b<d,是因为ii中电极H上缺少H2作为还原剂

C.c>0,说明iii中电极I上有02发生反应

D.d>c,是因为电极I上吸附H2的量：

6.(2025・湖北卷，15)某电化学制冷系统的装置如图所示。［Fe(H2O)6产和

［Fe(H?O)6产在电极上发生相互转化，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(①一②—③一④一①)实现制冷。装置只通过热交换区域I

和I［与环境进行传热，其他区域绝热。下列描述错误的是()

热交换区域II

多

孔

电隔电

极膜极

2+

A.阴极反应为［Fe(H20)6〕3++e-===［Fe(H2O)6］

B.已知②处的电解液温度比①处的低，可推断［Fe(H2O)6产比［Fe(H2O)6产稳定

C.多孔隔膜可以阻止阴极区和阳极区间的热交换

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［Fe（H20）6产和［Fe（H2O）6产离子结构的改变

7.（2024.浙江6月选考，13）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：02十4°一十2H2O==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

限时规范训练

（建议用时：45分钟满分：30分）

选择题：每小题3分，共3（）分。

1.（2025・湖北十一校一模）大桥主要的防腐方法有：①钢梁上安装铝片；②使用

高性能富锌（富含锌粉）底漆；③使用高附着性防腐涂料；④预留钢铁腐蚀量。下

列分析不合理的是（）

A.若将钢梁与直流电源负极相连，也可减慢腐蚀速率

B.防腐过程中铝和锌均作为负极，失去电子

C.方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，未能完全消除

D.钢梁在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀

2.（2025•广东大湾区二模）一种氮掺杂碳材料用于碱性溶液中电催化N2合成NH3,

工作原理如图所示，常温常压下NH3生产速率达到3.4gmolhdo下列有关说法

正确的是（）

2光

。2H2ON2NH,

A.N2发生氧化反应

B.将化学能转化为电能

C.这是一种新型的人工固氮技术

D.该条件下Ch生产速率为3.4jimolh"

3.（2025・北京门头沟区一模）尿素［CO（NH2）2］是一种重要的化学肥料，利用电催

化法将CCh和含氮物质（NO］）等转化成尿素，电解原理如图所示。下列说法不正

确的是（）

质子交换膜

A.尿素中C原子采用sp2杂化

B.电极b接电源的正极

C.标况下，b电极每生成1.12LCh,会有0.1molH,移向a极

D.a极的电极反应式为：CO2+2NO3+18H*+16e=CO（NH2）2+7H2O

4.（2025•白城一模）电解精炼法提纯钱（Ga）是工业上常用的方法，具体原理如图

所示。己知：金属活动性顺序Zn>Ga>Fe；钱的化学性质与铝相似。下列说法错

误的是（）

A.该装置中电流方向为N极粗Ga-NaOH溶液f高纯Ga->M极

B.电解精炼钱时产生的阳极泥的主要成分为Fe、Cu

C.阴极发生的电极反应为Ga3++3b=Ga

D.电解过程中需控制合适的条件，否则阴极可能会产生H2导致电解效率下降

5.（2025・常德一模）电催化还原技术是电镀废水的一种新型处理方法。某科研团

队以铜、船和镀铜废水构建电催化还原体系（如图所示），处理含[CU（NH3）4]2+、NO]

的镀铜废水，同时回收氨和铜资源。下列说法错误的是（）

电源

----1ab卜笈回收装置

膜Mg镀

PtOIE_|CU铜

装

置

Na2sol溶液I镀铜废水

电催化还原装置

A.对处理后的铜片清洗、干燥和称量，发现铜片质量增加，可能是铜片上析出

了铜单质

_-

B.NO]发生的电极反应式为：NO3+8e+6H2O=NH3t+9OH

C膜M为阳离子交换膜

D.当有（）.8mol电子通过导线时，若NH3全部逸出，理论上可回收NH3的质量

一定少于1.7g

6.（2025•深河三模）一种在电催化剂TiO2T作用下，还原NO1合成镂盐的原理如

图所示。下列叙述正确的是（）

a极

NH；aq)

膜M

A.膜M为阴离子交换膜

B.装置工作一段时间后，b极表面pH明显升高

+

C.a极的电极反应式为NO1+8e-+10H===NH；+3H2O

D.标准状况下，b极收集6.72L气体时，阴极上有0.3molNHJ•生成

7.（2025,广东一模）一种厌氧氨氧化菌生物电解池处理生活含氮废水的工作原理

如图所示。下列说法不正确的是（）

lfl电源

质[Fc(CN),1・

子

交

换

膜[Fc(CN)小-

口厌K氨氧化菌

A.与导电碳布相连的一极为电源的负极

B.反应••段时间后，阴极区和阳极区溶液的pH均减小

C.理论上每将2molNH：•处理为N2,阳极区溶液减少28g

D.若该电池在高温下工作，其处理废水的效率会下降

8.（2025♦日照一模）硫酸盐还原菌（SRB）可以处理含C/+的硫酸盐酸性废水，同时

实现有机废水的处理，原理如图所示，下列说法正确的是（）

A.若以铅酸蓄电池为电源，b为Pb电极

B.SO/参与的电极反应为：Cip++S0t+8e-+8H+鎏CuS+4H2O

C.电解一段时间后阳极区溶液的pH减小

D.标准状况下，产生2.24LCO2时，理论上可产生9.6gCuS

9.（2025・湖北新八校标作体三模）我国科技工作者设计了成对电解的高效双功能

电催化剂，在电解池中实现了阴阳两极都得到高价值含氮化合物，其原理如图所

示。下列说法正确的是（）

A.催化电极a可连接铅酸蓄电池的Pb电极

B.电解过程中阳极室Na+向催化电极b移动

C.阴极区的反应式为N0]+8e—+9ir=NH3+3H2O

CN

D.每产生1molNH3,理论上正极区会产生2mol\

10.(2025.安庆二模)为了更好模拟在pH=2的混合溶液中钢铁电化学腐蚀的过

程,利用压强传感器、氧气传感器进行数字化实验，得出相应的图像数据如图所

/K©下列说法错误的是()

A.2()〜4()s内平均反应速率U(02)=0.03kPa/s

B.反应初期氧气减少，总压增大，说明初期以析氢腐蚀为主，不受其他因素影

响

C.以析氢腐蚀为主时，pH越小，腐蚀越快

D.40s后，碳粉表面发生的主要电极反应是02+2比0+公=40H-