2026版高考化学一轮总复习考点突破练习第六章化学反应与能量第三十讲电解池金属的腐蚀与防护考点二电解原理的应用

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1．(2023·浙江6月选考卷)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＋2e－===H2↑＋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
[答案] B
[解析] 电极A是氯离子变为氯气，化合价升高，失去电子，是电解池阳极，因此电极A接电源正极，发生氧化反应，A正确；电极B为阴极，通入氧气，氧气得到电子，其电极反应式为2H2O＋4e－＋O2===4OH－，B错误；右室生成氢氧根，应选用阳离子交换膜，左边的钠离子进入右边，在右室获得浓度较高的NaOH溶液，C正确；改进设计中增大了氧气的量，提高了电极B处的氧化性，通过提高反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗，D正确。
2．(2025·北京西城检测)疫情防控中要对环境进行彻底消毒，二氧化氯(ClO2，黄绿色、易溶于水的气体)是一种安全稳定、高效低毒的消毒剂。工业上通过惰性电极电解氯化铵和盐酸的方法制备ClO2的原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A．c为电源的正极，在b极区流出的Y溶液是浓盐酸
B．电解池a极上发生的电极反应式为NHeq \\al(＋,4)－6e－＋3Cl－===NCl3＋4H＋
C．二氧化氯发生器内，发生的氧化还原反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶6
D．当有0.3 ml阴离子通过离子交换膜时，二氧化氯发生器中产生标准状况下1.12 L NH3
[答案] A
[解析] 由题图可知，右侧装置为电解池，a极为电解池的阳极，NHeq \\al(＋,4)在阳极失去电子发生氧化反应生成NCl3，电极反应式为NHeq \\al(＋,4)－6e－＋3Cl－===NCl3＋4H＋，b为电解池阴极，氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成H2，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，在b极区流出的Y溶液是稀盐酸，则c为直流电源的正极，d为负极；a极生成的NCl3进入左侧的二氧化氯发生器中与NaClO2发生氧化还原反应3H2O＋NCl3＋6NaClO2===6ClO2↑＋NH3↑＋3NaCl＋3NaOH。
微考点2 电解精炼与电镀
3．(2025·江西赣州模拟)金属镍有广泛的用途，粗镍中含有Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制得高纯度的镍。下列叙述中正确的是(已知：氧化性Fe2＋Zn2＋，故阴极反应式为Ni2＋＋2e－===Ni，可见，阳极质量减少是因为Zn、Fe、Ni溶解，而阴极质量增加是因为Ni析出，B项错误；电解后溶液中的阳离子除Fe2＋和Zn2＋外，还有Ni2＋和H＋，C项错误。
4．以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是( )
A．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程
B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系
C．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率
D．镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用
[答案] C
[解析] 电镀前，Zn与Fe构成原电池，Zn为负极，Fe为正极，电镀时，Fe为阴极，Zn为阳极，原电池充电时，原电池负极为阴极、正极为阳极，故不属于原电池的充电过程，A错误；根据电子守恒，通过电子的电量与析出Zn的量成正比，B错误；电流恒定，单位时间通过的电子的物质的量恒定，即电解速率恒定，C正确；镀层破损后，Zn与Fe仍能构成原电池，其中Zn为负极被腐蚀，Fe为正极被保护，D错误。
微考点3 电解在环保方面的应用
5．(2025·山东滨州检测)如图为CO2电甲烷化的装置图(MEC)，其利用微生物催化驱动工作，该生物电催化技术既有助于降低温室效应，又可处理有机废水。下列说法正确的是( )
A．b电极为MEC的阳极
B．若b电极转化1.5 ml CO2，装置中转移的电子数是15NA
C．MEC工作时，质子将从a电极室向b电极室迁移
D．b电极的反应为CO2＋8e－＋6H2O===CH4＋8OH－
[答案] C
[解析] 由题图可知有机物在a电极被氧化成二氧化碳，二氧化碳在b电极被还原成甲烷，则a电极为阳极，b电极为阴极，A错误；b电极上二氧化碳得到电子被还原成甲烷，其反应为CO2＋8e－＋8H＋===CH4＋2H2O，则转化1.5 ml CO2，装置中转移的电子数是12NA，B错误；MEC工作时，阳离子向阴极移动，则质子将从a电极室向b电极室迁移，C正确；在酸性条件下无氢氧根离子生成，则b电极的电极反应为CO2＋8e－＋8H＋===CH4＋2H2O，D错误。
6．(2025·河北石家庄检测)MFC-电芬顿技术不需要外加能量即可发生，通过产生羟基自由基(·OH)处理有机污染物，可获得高效的废水净化效果。其耦合系统原理示意图如图，下列说法中错误的是( )
A．标准状况下，乙池中消耗22.4 L O2时，可以产生2 ml ·OH
B．甲池是将化学能转化为电能，其中a极上发生氧化反应
C．电子移动方向为：a→Y，X→b
D．乙池中生成羟基自由基的反应为Fe2＋＋H2O2＋H＋===Fe3＋＋H2O＋·OH
[答案] A
[解析] 乙池中Y电极上的反应为O2＋2H＋＋2e－===H2O2，之后再发生反应H2O2＋H＋＋Fe2＋===Fe3＋＋H2O＋·OH，当产生1 ml羟基自由基时，需要1 ml H2O2，消耗1 ml O2。所以标准状况下消耗22.4 L O2时，产生1 ml羟基自由基，A错误；甲池为原电池，将化学能转化为电能，是燃料电池，b极上氧气被还原，为正极，a电极为负极，发生的是氧化反应，B正确；甲池为原电池，a电极为负极，b电极为正极。乙池为电解池，X电极为阳极，Y电极为阴极。串联装置中，电子由原电池负极流向电解池阴极，即a→Y，由电解池的阳极流向原电池正极，即X→b，C正确；乙池中Y极为阴极，电极反应式为O2＋2e－＋2H＋===H2O2，则生成·OH的反应为Fe2＋＋H2O2＋H＋===·OH＋Fe3＋＋H2O，D正确。
7．三室式电渗析法处理含NH4NO3废水的原理如图所示，在直流电源的作用下，两膜中间的NHeq \\al(＋,4)和NOeq \\al(－,3)可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。工作一段时间后，在两极区均得到副产品NH4NO3。下列叙述正确的是( )
A．a极为电源负极，b极为电源正极
B．c膜是阴离子交换膜，d膜是阳离子交换膜
C．阴极电极反应式为2NOeq \\al(－,3)＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O
D．当电路中通过2 ml电子的电量时，阳极产生标准状况下的O2 5.6 L
[答案] A
[解析] 根据题意两极均得到副产品NH4NO3可知，Ⅱ室废水中的NHeq \\al(＋,4)移向Ⅰ室、NOeq \\al(－,3)移向Ⅲ室，根据电解过程中离子的移动方向可知，Ⅰ室石墨电极为阴极，Ⅲ室石墨电极为阳极。阴极所连的a极为电源负极，阳极所连的b极为电源正极，A项正确；c膜通过的是NHeq \\al(＋,4)，故c膜应为阳离子交换膜，同理可知，d膜为阴离子交换膜，B项错误；阴极上H＋得电子生成氢气，C项错误；阳极上OH－失电子生成氧气，电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，当电路中通过1 ml电子的电量时，阳极产生标准状况下的O2体积为5.6 L，D项错误。
归纳拓展：
电镀和电解精炼的特点分析
1 电镀过程中的“一多，一少，一不变”：
(1)“一多”指阴极上有镀层金属沉积；
(2)“一少”指阳极上有镀层金属溶解；
(3)“一不变”指电镀液(电解质溶液)的浓度基本不变。
2 电解精炼过程中的“两不等”：
(1)电解质溶液浓度在电解前后不相等；
(2)阴极增加的质量和阳极减少的质量不相等。