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1、届高三化学二轮复习电化学基础电解原理及应用核心突破经典例题高考12题逐题突破：电化学基础电解原理及应用【核心突破】1构建电解池模型，类比分析电解基本原理2电解池阴、阳极的判断(1)根据所连接的外加电源判断：与直流电源正极相连的为阳极，与直流电源负极相连的为阴极。(2)根据电子流动方向判断：电子流动方向为从电源负极流向阴极，从阳极流向电源正极。(3)根据电解池里电解质溶液中离子的移动方向判断：阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。(4)根据电解池两极产物判断(一般情况下)阴极上的现象是析出金属(质量增加)或有无色气体(H2)放出。阳极上的现象是有非金属单质生成，呈气态的有Cl2、O2或电极质量减小

2、(活性电极作阳极)。3电解池中的三个易误点(1)只有水被电解时，不要误认为溶液的pH不变或一定变化。若电解NaOH溶液，pH增大；电解H2SO4溶液，pH减小；电解Na2SO4溶液，pH不变。(2)在电解食盐水的过程中，阴极区显碱性。不要错误地认为阴极上产生的OH因带负电荷，移向阳极，使阳极区显碱性。(3)电解MgCl2和AlCl3溶液时，虽然放电离子和电解NaCl溶液一样，但总的电解离子方程式不同。1常见的离子交换膜及作用种类允许通过的离子及移动方向说明阳离子交换膜阳离子移向电解池的阴极或原电池的正极阴离子和气体不能通过阴离子交换膜阴离子移向电解池的阳极或原电池的负极阳离子和气体不能通过质子

3、交换膜质子移向电解池的阴极或原电池的正极只允许H通过2.阴、阳离子交换膜的判断方法(1)看清图示，是否在交换膜上标注了阴、阳离子，是否标注了电源的正、负极。是否标注了电子流向、电荷流向等，明确阴、阳离子的移动方向。(2)根据电解池中阴、阳离子的移动方向，结合题中给出的已知信息，找出物质生成或消耗的电极区域，确定移动的阴、阳离子，从而推知离子交换膜的种类。【经典例题】1(2018全国卷，13)最近我国科学家设计了一种CO2H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如下所示，其中电极分别为ZnO石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：EDTA-Fe2e

4、=EDTA-Fe32EDTA-Fe3H2S=2HS2EDTA-Fe2该装置工作时，下列叙述错误的是()A阴极的电极反应：CO22H2e=COH2OB协同转化总反应：CO2H2S=COH2OSC石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的低D若采用Fe3/Fe2取代EDTA-Fe3/EDTA-Fe2，溶液需为酸性答案C解析由题中信息可知，石墨烯电极发生氧化反应，为电解池的阳极，则ZnO石墨烯电极为阴极。阳极接电源正极，电势高，阴极接电源负极，电势低，故石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的高，C项错误；由题图可知，电解时阴极反应式为CO22H2e=COH2O，A项正确；将阴、阳两极反应式合并可得总反应式为CO2H

5、2S=COH2OS，B项正确；Fe3、Fe2只能存在于酸性溶液中，D项正确。2三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na和SO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。下列叙述正确的是()A通电后中间隔室的SO离子向正极迁移，正极区溶液pH增大B该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品C负极反应为2H2O4e=O24H，负极区溶液pH降低D当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.5 mol的O2生成答案B解析电解池中阴离子向正极移动，阳离子向负极移动，即SO离子向正极区

6、移动，Na 向负极区移动，正极区水电离的OH发生氧化反应生成氧气，H留在正极区，该极得到H2SO4产品，溶液pH减小，负极区水电离的H发生还原反应生成氢气，OH留在负极区，该极得到NaOH产品，溶液pH增大，故A、C项错误，B正确；该电解池相当于电解水，根据电解水的方程式可计算出当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.25 mol的O2生成，D错误。3NaBH4燃料电池具有电压高、能量密度大等优点。以该燃料电池为电源电解精炼铜的装置如图所示。下列说法不正确的是()A离子交换膜应为阳离子交换膜，Na由左极室向右极室迁移B该燃料电池的负极反应式为BH8OH8e=BO6H2OC电解池中的电解质溶

7、液可以选择 CuSO4溶液D每消耗2.24 L O2(标准状况)时，A电极的质量减轻12.8 g解析：选D通入O2发生反应O24e2H2O=4OH，通入O2的一极为正极。Na通过交换膜进入右边得到浓NaOH溶液，故离子交换膜允许Na通过，是阳离子交换膜，选项A正确；根据图示，负极BH转化为 BO，反应式为BH8OH8e=BO6H2O，选项B正确；该电解池用于电解精炼铜，电解质溶液可以选择CuSO4溶液，选项C正确；A极连接原电池的正极，作阳极，每消耗2.24 L O2(标准状况)时，转移电子 0.4 mol，但阳极上(A极)为粗铜，不只有Cu参与放电，还有比Cu 活泼的金属放电，故减少质量不一

8、定为 12.8 g，选项D不正确。【提升训练25题 答案+解析】1如下图所示a、b装置分别用来电解氯化铜溶液和饱和食盐水。下列判断错误的是()A阳极失电子的离子相同、产物相同B阴极产物因得电子的离子不同而不同C电解后两装置中溶液的pH都减小D电解后只有a装置阴极的质量增加答案C解析都是Cl在阳极失电子生成氯气，因而产物相同，A项正确；a中铜离子得电子生成铜，b中水中氢离子得电子生成氢气，B、D项均正确；b中水中氢离子得电子生成氢气破坏水的电离平衡，生成氢氧根，pH增大，故C项错误。2用石墨电极电解饱和食盐水的原理示意图如图所示。下列说法正确的是()AM为负极B通电使氯化钠发生电离Cc出口收集到

9、的物质是氯气D电解一段时间后，阴极区pH降低答案C解析a口加入的饱和食盐水变成稀食盐水从左上排出，则电极反应为2Cl2e=Cl2，Na通过阳离子交换膜进入右室，M为电源正极，A项错误，C项正确；氯化钠溶于水或熔融时，离解成自由移动离子的过程叫电离，不需通电，B项错误。3某实验小组用石墨作电极进行如图实验，实验观察到：a、d处试纸变蓝；b处变红，并局部褪色；c处无明显变化。下列说法中错误的是()Aa极为阴极，发生的电极反应为：2H2e=H2Bb极为阳极，涉及的反应有：2Cl2e=Cl2、Cl2H2O HClHClOC电解过程中，电子流向：电源负极acdb电源正极D若将铁丝改成铜丝，其余条件相同，

10、电解一段时间后，能发现c处附近变蓝答案C解析a极连接电源负极为阴极，水电离产生的氢离子得电子产生氢气，发生的电极反应为：2H2e=H2，选项A正确；b极连接电源的正极为阳极，溶液中氯离子失电子产生氯气，且产生的氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，涉及的反应有：2Cl2e=Cl2、Cl2H2O HClHClO，选项B正确；电解过程中，电子流向：电源负极a、dc、b电源正极，电子不能通过电解质溶液，选项C错误；c处为阳极，若将铁丝改成铜丝，铜失电子产生铜离子，其余条件相同，电解一段时间后，能发现c处附近变蓝，选项D正确。4.如图是一个石墨作电极，电解稀的Na2SO4溶液的装置，通电后在石墨电极A和B附近

11、分别滴加一滴石蕊溶液。下列有关叙述正确的是()A逸出气体的体积，A电极的小于B电极的B一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体CA电极附近呈红色，B电极附近呈蓝色D电解一段时间后，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶解呈中性解析：选DA、B电极反应式分别为4H2O4e=2H24OH、2H2O4e=O24H，相同温度和压强下，A电极生成气体体积大于B电极，A错误；阳极上生成O2，阴极上生成H2，O2和H2都是无色无味气体，B错误；由电极反应式知，A电极附近溶液呈碱性，B电极附近溶液呈酸性，则A电极附近溶液呈蓝色，B电极附近溶液呈红色，C错误；惰性电极电解稀的Na2SO4溶液，实际是电

12、解水，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性，D正确。5用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液，在电解的过程中，溶液的pH依次为升高、不变、降低的是()AAgNO3CuCl2Cu(NO3)2BKCl Na2SO4 CuSO4CCaCl2 KOH NaNO3DHCl HNO3 K2SO4解析：选BAgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4溶液随电解的进行，有酸产生，溶液pH降低；KCl、CaCl2溶液随电解的进行，有碱产生，溶液pH升高；CuCl2、HCl电解的电解质本身，溶液中CuCl2、HCl减少，对应的H减少，溶液的pH升高；KOH、HNO3相当于电解H2O，电解质浓度增大，对

13、应的碱溶液碱性更强，酸溶液酸性更强。6.如图所示，a、b、c、d均为石墨电极，通电进行电解，下列说法正确的是()A电路中电子流向：负极dcba正极Ba、c两极产生气体的物质的量相等CSO向b电极移动，Cl向c电极移动D通电后乙烧杯滴入酚酞溶液d极附近会变红解析：选D电子只能在外电路中移动，故A错误；a极产生O2，c极产生Cl2，根据电子守恒O22Cl24e，O2和Cl2的物质的量之比为12，故B错误；阴离子向阳极移动，a和c是阳极，所以SO向a电极移动，Cl向c电极移动，故C错误；d极是阴极，电极反应式可表示为2H2O2e=H22OH，所以滴入酚酞溶液d极附近会变红，故D正确。7.铝表面在空气

14、中天然形成的氧化膜耐磨性和抗蚀性不够强，控制一定的条件，用如图所示的电化学氧化法，可在铝表面生成坚硬的氧化膜。下列有关叙述正确的是()A阴极上有金属铝生成B电极A为石墨，电极B为金属铝COH在电极A上放电，有氧气生成D阳极的电极反应式为：2Al6e3H2O=Al2O36H答案D解析根据原电池装置和题目信息可知电解总反应为：2Al3H2OAl2O33H2，电解质为硫酸溶液，氢氧根离子不可能参加反应，阳极反应为：2Al3H2O6e=Al2O36H，阴极反应为：6H6e=3H2。8.利用电解法制备Ca(H2PO4)2并得到副产物NaOH和Cl2。下列说法正确的是()AC膜可以为质子交换膜B阴极室的电

15、极反应式为2H2O4e=O24HC可用铁电极替换阴极的石墨电极D每转移2 mol e，阳极室溶液质量减少71 g答案C解析根据装置图各室的物质成分可知，产品Ca(H2PO4)2中的Ca2来源于阳极室，H2PO来源于原料室，为了保持原料室中溶液为电中性，原料室中Na移向阴极室，故C膜为阳离子交换膜，A项错误；阴极室中为碱性溶液，不会产生H，发生“放氢生碱”的反应：2H2O2e=H22OH，B项错误；阴极发生还原反应，可用铁电极替换阴极的石墨电极，阳极发生氧化反应，若用铁电极替换阳极的石墨电极，Fe失电子，无法得到副产物氯气，C项正确；阳极电极反应式为2Cl2e=Cl2，每转移2 mol e，生成

16、1 mol Cl2，同时有1 mol Ca2移向产品室，因此阳极室溶液质量减少111 g，D项错误。9.二氧化碳的再利用是实现温室气体减排的重要途径之一。在稀H2SO4中利用电催化可将CO2同时转化为多种燃料，其原理如图所示。下列说法错误的是()A阳极的电极反应为2H2O4e=4HO2B铂极上的电势比铜极上的高，且一段时间后铜极区溶液质量增大C铜极上产生乙烯的电极反应式为2CO212H12e=C2H44H2OD若铜极上只生成0.34 mol CO和0.66 mol HCOOH，则电路中转移2.5 mol电子答案D解析该装置为电解池，铂极为阳极，铜极为阴极，阳极的电极反应为2H2O4e=4HO2

17、，A项正确；阳极(铂极)上的电势比阴极(铜极)上的高，且根据碳原子数守恒和电荷守恒可知：进入阴极区的H和CO2的质量之和大于从阴极上产生的气体(CH4、C2H4和CO)的质量之和，故一段时间后铜极区溶液质量增大，B项正确；铜极上产生乙烯的电极反应式为2CO212H12e=C2H44H2O，C项正确；若铜极上只生成0.34 mol CO和0.66 mol HCOOH，则电路中转移2 mol电子，D项错误。10用铂电极(惰性)电解下列溶液时，阴极和阳极上的主要产物分别是H2和O2的是()A稀NaOH溶液BHCl溶液C酸性MgCl2溶液D酸性 AgNO3溶液解析：选A阳极：4OH4e=O22H2O，

18、阴极：2H2O2e=H22OH，阴极和阳极上的主要产物分别是 H2 和 O2，故A正确；阳极：2Cl2e=Cl2，阴极：2H2e=H2，阴极和阳极上的主要产物分别是 H2 和Cl2，故B、C错误；阳极：2H2O4e=O24H，阴极：Age=Ag，阴极和阳极上的主要产物分别是Ag和O2，故D错误。11.利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用。下列说法正确的是()A氯碱工业中，X电极上反应式是4OH4e=2H2OO2B电解精炼铜时，Z溶液中的Cu2浓度不变C在铁片上镀铜时，Y是纯铜D制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁解析：选D氯碱工业中阳极是Cl放电生成Cl2；电解精炼铜时阳极粗铜溶解，阴极C

19、u2放电析出Cu，但是粗铜中含有锌、铁、镍等杂质，使得溶液中Cu2浓度变小；铁片上镀铜时，阴极应该是铁片，阳极是纯铜。12金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性Fe2Ni2FeNiCuPt发生氧化反应，电极反应依次为Zn2e=Zn2、Fe2e=Fe2、Ni2e=Ni2，A项错误；电解过程中，阳极Zn、Fe、Ni溶解，Cu、Pt沉积到电解槽底部，阴极只析出Ni，结合两极转移的电子数相等，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量不相等，B项错误；Cu和Pt还原性比Ni弱，不能失去电子，以沉淀的形式沉积在电解槽底部，形成阳极

20、泥，C项正确；电解后，溶液中存在的金属阳离子除了Fe2、Zn2外，还有Ni2，D项错误。13.酸性废水中的NH可在一定条件下利用硝酸盐菌转化为NO，再用如图所示的电化学装置除去NO，下列有关说法正确的是()Aa端是直流电源的负极B该装置把化学能转化为电能C图中离子交换膜应为阴离子交换膜D阴极的电极反应式为2NO12H10e=N26H2O答案D解析由图可知，电解池的右侧NO转化为N2，N元素的化合价由5价降为0价，说明右侧为电解池的阴极，因此b为电源的负极，a为电源的正极，A项错误；该装置是电解池，把电能转化为化学能，B项错误；左侧为阳极，发生的电极反应为2H2O4e=O24H，为保持电荷平衡，

21、产生的H通过离子交换膜进入右侧，所以离子交换膜为阳离子交换膜，C项错误；右侧为电解池的阴极，发生的电极反应为2NO12H10e=N26H2O，D项正确。14用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是()A待加工铝质工件为阳极B可选用不锈钢网作为阴极C阴极的电极反应式为Al33e=AlDSO在电解过程中向阳极移动解析：选C用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，则铝制品为阳极，即待加工铝质工件为阳极，A正确；选用不锈钢网作为阴极不会影响电极反应及总反应，故可选用不锈钢网作为阴极，B正确；阴极的电极反应式为2

22、H2e=H2，C不正确；电解过程中，阴离子向阳极移动，故SO在电解过程中向阳极移动，D正确。15用电解法制取KIO3的方法是以石墨和铁为电极电解KI溶液，电解反应方程式为KI3H2OKIO33H2。下列说法中正确的是()A电解时石墨作阴极B电解时阳极上产生H2C电解过程中阴极溶液pH升高D阴极电极反应式：I6e3H2O=IO6H解析：选C电解时，铁作阴极，石墨作阳极，若铁作阳极，则铁放电，A错误；阳极发生氧化反应，I失电子被氧化，电极反应为I6e3H2O=IO6H，B、D两项错误；阴极水放电，2H2O2e=H22OH，溶液的pH升高，C项正确。16某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种

23、类等信息表示在下图中，下列有关分析完全正确的是()选项ABCDa电极阳极阴极阳极阴极d电极正极正极负极负极Q离子阳离子阳离子阴离子阴离子解析：选B电子从电源的负极流出，故a是阴极，d是正极，溶液中阳离子Q移向阴极a。17用惰性电极电解如下物质可制得对应金属的是()A电解熔融AlCl3获取金属铝B电解MgCl2溶液获取金属镁C电解CuCl2溶液获取金属铜D电解饱和食盐水来获取金属钠解析：选C电解熔融的Al2O3才能够制备金属铝，A错误；电解熔融的MgCl2获取金属镁，B错误；电解CuCl2溶液，阴极得到铜，C正确；电解熔融的NaCl才能制备钠，而电解饱和食盐水得到NaOH溶液，D错误。18.现用

24、Pt电极电解1 L浓度均为0.1 molL1的HCl、CuSO4的混合溶液，装置如图，下列说法正确的是()A电解开始时阴极有H2放出B电解开始时阳极上发生：Cu22e=CuC当电路中通过电子的量超过0.1 mol时，此时阴极放电的离子发生了变化D整个电解过程中，SO不参与电极反应解析：选D依据放电顺序阴极先放电的是Cu2，故阴极开始析出的是Cu，阳极先放电的是Cl，故阳极开始产生的是Cl2，故A、B错误；由阴极反应Cu22e=Cu，n(Cu2)0.1 mol，当电路中通过电子的量达到0.2 mol时，此时Cu2消耗完毕，阴极放电离子变为H，故C错误；阳极先是Cl放电，当Cl消耗完毕，此时H2O

25、电离产生的OH开始在阳极放电，SO不参与电极反应，故D正确。19.取一张用饱和NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为白色，外圆呈浅红色。下列说法错误的是()Ab电极是阴极Ba电极与电源的正极相连接C电解过程中，水是氧化剂Db电极附近溶液的pH变小解析：选Da电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为白色，外圆呈浅红色，说明a极附近产生了Cl2，所以a极与电源的正极相连，即a为阳极，电极反应式为2Cl2e=Cl2，b为阴极，电极反应式为2H2O2e=H22OH，所以水作氧化剂，b极附近溶液的pH增大。20.如图所示

26、，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中。下列分析正确的是()AK1闭合，铁棒上发生的反应为2H2e=H2BK1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐降低CK2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于外加电流的阴极保护法DK2闭合，电路中通过0.4NA个电子时，两极共产生4.48 L气体解析：选CK1闭合构成原电池，铁棒是负极，失去电子，铁棒上发生的反应为Fe2e=Fe2，A项错误；K1闭合，构成原电池，石墨棒是正极，正极发生的反应为O24e2H2O=4OH，石墨棒周围溶液pH逐渐增大，B项错误；K2闭合，构成电解池，铁棒作阴极，铁棒不会被腐蚀，属于外加电流的阴极保护法，C项正确；K2闭合，构成电解池，电解

27、NaCl溶液，两极分别生成H2、Cl2，电路中通过0.4NA个电子时，两极共产生8.96 L(标准状况)气体，D项错误。21.用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是()A待加工铝质工件为阳极B可选用不锈钢网作为阴极C阴极的电极反应式：Al33e=AlD硫酸根离子在电解过程中向阳极移动答案C解析A项，根据电解原理可知，Al要形成氧化膜，化合价升高失电子，因此铝为阳极，正确；B项，阴极仅作导体，可选用不锈钢网，且不锈钢网接触面积大，能增加电解效率，正确；C项，阴极应为氢离子得电子生成氢气，错误；D项，电解时，阴离子移

28、向阳极，正确。22.某同学设计如图所示装置，探究氯碱工业原理，下列说法正确的是()A石墨电极与直流电源负极相连B用湿润 KI淀粉试纸在铜电极附近检验气体，试纸变蓝色C氢氧化钠在石墨电极附近产生，Na向石墨电极迁移D铜电极的反应式为2H2e=H2解析：选D设计本装置的目的是探究氯碱工业原理，也就是电解NaCl溶液，故Cu电极只能作阴极，连接电源的负极，A不正确；Cu电极周围得到的产物是H2，无法使湿润KI淀粉试纸变蓝色，B不正确；NaOH是Cu电极周围产物，Na向Cu电极迁移，C不正确；Cu电极发生的电极反应为 2H2e=H2，D正确。23.用如图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中各项所列对应关系均正确的一组是()选项X极实验前U形管中液体通电后现象及结论A正极Na2SO4溶液U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色B正极AgNO3溶液b管中电极反应式是4OH4e=O22H2OC负极CuCl2溶液b管中有气体逸出D负极NaOH溶液溶液pH降低解析：选C电解Na2SO4溶液时，阳极上是OH发生失电子的氧化反应，即a管中OH放电，酸性增强，酸遇酚酞不变色