2026届高三化学二轮高效复习主题巩固卷（双选）电解原理的分析与应用（Word版解析版）

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1．(2025·浙江杭州模拟)电解法对煤进行脱硫处理的基本原理如下图。下列说法正确的是( )
A．电解时阴极产物只有氢气
B．电解时混合液cH+减小
C．阴极区一定有红褐色沉淀产生
D．阳极主要反应式为Mn2+－e－===Mn3+
解析：选D。电解脱硫的基本原理是利用电极反应将Mn2+转化成Mn3+，将煤中的含硫物质(主要是FeS2)氧化成Fe3+和SO42−，FeS2+15Mn3+ +8H2O===Fe3+ +15Mn2+ +2SO42−＋16H＋。电解时阴极吸引阳离子，产物还有Mn2+、Fe3+、H＋，A错误；电解时混合液cH+增大，B错误；根据A分析，阴极区有Fe3+生成，没有红褐色沉淀产生，C错误；由图可知，Mn2+在阳极失电子生成Mn3+，阳极主要反应式为Mn2+－e－===Mn3+，D正确。
2．(2024·广东高考)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－－2e－===Cl2↑
B．阴极区溶液中OH－浓度逐渐升高
C．理论上每消耗1 ml Fe2O3，阳极室溶液减少213 g
D．理论上每消耗1 ml Fe2O3，阴极室物质最多增加138 g
解析：选C。由题图分析可知，阳极反应为：2Cl－－2e－===Cl2↑，A正确；由题图分析可知，阴极反应为：Fe2O3＋6e－＋3H2O===2Fe＋6OH－，消耗水产生OH－，阴极区溶液中OH－浓度逐渐升高，B正确；理论上每消耗1 ml Fe2O3，转移6 ml电子，产生3 ml Cl2，同时有6 ml Na＋由阳极转移至阴极，则阳极室溶液减少3×71 g＋6×23 g＝351 g，C错误。理论上每消耗1 ml Fe2O3，转移6 ml电子，有6 ml Na＋由阳极转移至阴极，阴极室物质最多增加6×23 g＝138 g，D正确。
3．(2023·辽宁高考)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如图所示，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2 ml e－生成4 g H2
C．电解后海水pH下降
D．阳极发生：Cl－＋H2O－2e－===HClO＋H＋
解析：选D。钛网上发生氧化反应，为阳极，则电源a端为正极，电源b端为负极，a端电势高于b端电势，A项错误；根据阴极反应式：2H2O＋2e－===H2+ ，理论上每转移2 ml e− ，生成1 ml H2，质量为2 g，B项
错误；电解总反应为，电解后产
生的ClO− 水解使溶液呈碱性，海水pH上升，C项错误；阳极上Cl− 放电转
化为HClO，电极反应为
4.2025·湖南一模某团队实现了基于均多相融合的热­电耦合催化室温空气直接
转化制HNO3反应的新过程。电解装置如图所示，已知石墨电极a上有气泡冒
出，电解液为Li2SO4H2SO4溶液pH＝3，下列说法正确的是
A.电解时，电流由电极a经导线流入电极b
B.电解时，阳极区的pH将升高
C.电解时，当电极a上产生22.4 L O2标准状况时，阴极区将产生1 ml HNO3
D.电解时，阴极区O2发生的反应的离子方程式为
解析：选D。在石墨电极b上，氧气得到电子发生还原反应生成过氧化氢，铁离子得到电子发生
还原反应生成亚铁离子，电极b为阴极，生成的过氧化氢与亚铁离子反应生成铁
离子和·OH，·OH与氮气反应生成硝酸；石墨电极a为阳极，石墨电极a上有气泡冒
出，说明水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子。电解时，电流
由电极b经导线、电源、导线流入电极a，A错误；石墨电极a为阳极，水分子在阳
极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，则阳极区溶液中氢离子浓度增大，溶
液的pH减小，B错误；由得失电子数目守恒可知，电解时，当电极a上产生标准状
况下22.4 L氧气时，阴极区将产生硝酸的物质的量为
＝0.8 ml，C错误；石墨电极b为阴极，酸性条件下氧气在阴极得到电子发生还原
反应生成过氧化氢，电极反应式为，D正确。
5.（2025.北京海淀一模）己二腈NCCH24CN是合成尼龙­66的原料。
可用电解丙烯腈CH2===CH−CN的方法合成己二腈，装置示意图如下。
已知：阳/阴极反应物的还原/氧化性越强，电解所需电压越小，消耗的电能
越少。
下列说法不正确的是
A.在阴极获得己二腈
B.制得1 ml己二腈的同时，阳极室中nH+ 增加2 ml
C.制得1 ml己二腈的同时，理论上会产生11.2 L O2标准状况下
D.若要降低电解丙烯腈的能耗，可向阳极室中加入强还原剂
解析：选B。用电解丙烯腈CH2===CH−CN的方法合成己
二腈NCCH24CN过程中，C元素化合价降低，发生还原反应，则丙烯腈在阴极左侧电极发生反应：2CH2===CHCN+2H+ +2e− ===CNCH24CN，
右侧电极为阳极，水失去电子发生氧化反应：2H2O−4e− ===4H+ +O2↑，
A正确；由电极反应式可知，制得1 ml己二腈时，阴极室消耗2 ml H+ ，
阳极室生成2 ml H+ 通过质子交换膜向阴极移动，则阳极室中nH+不变，
B错误；由电极反应式可知，制得1 ml己二腈时，转移2 ml e− ，生成
0.5 ml O2，即产生11.2 L O2标准状况下，C正确；根据题中所给已知信
息：阳/阴极反应物的还原/氧化性越强，电解所需电压越小，消耗的电能越少，
阳极室反应物具有还原性，发生氧化反应，则要降低电解丙烯腈的能耗，可向阳
极室中加入强还原剂，D正确。
6.（双选）2025·北京东城一模探究电解过程中离子迁移的规律，用石墨
电极完成如下实验。
下列分析不正确的是（ ）
A.a处电极接电源负极
B.pH 试纸Ⅰ的图案说明H+的迁移比OH一的迁移快
C.电极反应产生的H+的物质的量：a处>c处
D.pH试纸上发生迁移的离子主要是Na+和
解析：选AC。a、c处试纸变红，说明溶液显酸性，即a、c电极反应为水失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子：,a、c为阳极；b、d处试纸变蓝，说明溶液显碱性，即b、d电极反应为水得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子：, b、d为阴极。a 处电极为阳极，按电源正极，A错误；pH试纸I的图案红色区城大于蓝色区域，说明H+的迁移比OH一的迁移快，B正确；根据电路中电子守恒，则电极反应产生的H+的物质的量：a处=c处，C错误；pH试纸Ⅱ上变色范围较小，则发生迁移的离子主要是Na+和，离子的定向移动形成电流，D 正确。
7.(2023·北京高考)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的水解程度大于 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
D.装置b中的总反应为
解析：选C。SO2是酸性氧化物，废气中SO2排放到空气中会形成硫酸型酸雨，A正确；装置a 中溶液的溶质为 ，溶液显碱性，说明的水解程度大于电离程度，B正确；装置a中、溶液的作用是吸收SO2气体，CO2与，溶液不反应，不能吸收CO2，C错误；由电解池阴极和阳极反应可知，装置b中总反应为 D正确。
8.(2023·广东高考)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，H20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：
B.每生成，双极膜处有9 ml的 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
解析：选B。在电极a处KNO3放电生成NH3，，发生还原反应，故电极a为阴极，电极反应式为,电极b为阳极，电极反应式为，“卯榫”结构的双极膜中的H+移向电极a,移向电极b。由分析中阴、阳极电极反应式可知，电解总反应为, A 正确；每生成, 阴极得,同时双极膜处有进入阴极室，即有8ml的H2O解离，B错误；电解过程中，阳极室消耗 4 ml 的同时有4 ml 通过双极膜进入阳极室，KOH的物质的量不因反应而改变，C 正确；相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构具有更大的膜面积，有利于H2O被催化解离成 H+和，可提高氨生成速率，D正确。
9.2025·安徽合肥模拟“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2倍
B．阴极反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
C．电解时OH－通过阴离子交换膜向a电极方向移动
D．阳极反应：2HCHO－2e－＋4OH－===2HCOO－＋2H2O＋H2↑
解析：选C。根据图知，b电极上HCHO转化为HCOO－，碳元素的化合价由0价变为＋2价，所以该电极上C失电子发生氧化反应，为阳极，a电极为阴极，阳极反应式为HCHO＋OH－－e－===HCOOH＋12H2，HCOOH＋OH－===HCOO－＋H2O，阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，A、B、D正确；由电极反应式可知，电解过程中阴极生成OH－，负电荷增多，阳极负电荷减少，要使电解质溶液呈电中性，OH－应通过阴离子交换膜向阳极移动，即向b电极方向移动，C错误。
10．(2025·山东德州三模)光电催化CO2还原为含碳化合物，不仅实现了CO2的高效转化和利用，并且为合成碳氢化合物提供了一条新的途径，其工作原理如图。下列分析错误的是( )
A．装置中隔膜为质子交换膜
B．该装置的能量来源是光能和电能
C．阴极产生乙烯的电极反应为2CO2＋12e－＋12H＋===C2H4＋4H2O
D．每产生32 g氧气，电路中转移电子数为4NA
解析：选D。根据图示知，氢离子参与阴极反应，故隔膜为质子交换膜，A正确；根据图示知，该装置的能量来源是光能和电能，B正确；阴极发生还原反应，产生乙烯的电极反应为2CO2＋12e－＋12H＋===C2H4＋4H2O，C正确；氧气如果只来源于阳极反应，根据2H2O－4e－===O2＋4H＋，每产生32 g氧气，电路中转移电子数为4NA，但是根据图知，阴极也生成氧气，D错误。
11．（双选）(2025·江苏苏州模拟)一种海水中提取锂的电解装置如图所示。保持电源正负极不变，每运行一段时间后，将电极1与4取下互换，电极2与3取下互换，实现锂的富集。下列说法不正确的是( )
A．互换前电极2上发生的反应为Ag－e－＋Cl－===AgCl
B．互换后电极4发生的反应与互换前电极1发生的反应不相同
C．理论上，电极1与电极4的质量之和保持不变
D．理论上，电路中通过1 ml e－时，右侧电解液质量增加7 g
解析：选BD。互换前，电极2为阳极，Ag在阳极失电子结合海水中的Cl－生成AgCl，电极反应式为Ag－e－＋Cl－===AgCl，A正确；互换前电极1为阴极，发生反应FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4；互换后电极4连接电源负极变为阴极，发生的反应也是FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4，二者反应相同，B错误；电极1电极反应为FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4，电极4电极反应为LiFePO4－e－===Li＋＋FePO4，理论上，电极1增加的锂离子的质量等于电极4溶解的锂离子的质量，所以电极1与电极4的质量之和不变， C正确；电极3上电极反应式为AgCl＋e－===Ag＋Cl－，电极4上电极反应式为LiFePO4－e－===Li＋＋FePO4，所以理论上，电路通过1 ml e－时，右侧电解液增加的质量相当于1 ml LiCl的质量，质量为1 ml×42.5 g/ml＝42.5 g，D错误。
12．(2025·重庆模拟)某富集海水中锂的电化学系统如图所示，其工作步骤如下：
①启动电源1，MnO2所在腔室的海水中的Li＋进入MnO2结构而形成LixMn2O4；
②关闭电源1和海水通道，启动电源2，使LixMn2O4中的Li＋脱出进入腔室2。
下列说法正确的是( )
A．启动电源1时，电极1为阴极，发生还原反应
B．启动电源2时，MnO2电极反应式为xLi＋＋2MnO2＋xe－===Li3Mn2O4
C．该电化学系统提高了腔室2中LiOH的浓度，实现了海水中锂的富集
D．启动至关闭电源1，若转化的MnO2与生成的O2的物质的量之比为20∶3，则LixMn2O4中的x＝0.8
解析：选C。启动电源1，使海水中的Li＋进入MnO2结构形成LixMn2O4，二氧化锰中锰的化合价降低，为阴极，电极反应式为2MnO2＋xLi＋＋xe－===LixMn2O4，电极1为阳极，连接电源正极；关闭电源1和海水通道，启动电源2，使LixMn2O4中的Li＋脱出进入室2，可知，电极2为阴极，电极反应式：2H2O＋O2＋4e－===4OH－；阳极的电极反应式：LixMn2O4－xe－===2MnO2＋xLi＋。腔室1中电极1连接电源1的正极，作阳极，发生氧化反应，A错误；启动电源2时MnO2作阳极，电极反应式：LixMn2O4－xe－===2MnO2＋xLi＋，B错误；电化学系统提高了腔室2中LiOH的浓度，C正确；根据分析可知，启动至关闭电源1，转化的nMnO2与生成的nO2之比为20∶3，可得LixMn2O4中的x＝1.2，D错误。
实验
现象