2026年高考化学第一轮基础练习--第21讲　电解原理及其应用（含答案+课件）

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一、 选择题(每小题只有一个选项符合题意)1 [2025常州中学期中]一种浓差电池的放电原理是利用电解质溶液的浓度不同而产生电流。某浓差电池装置示意图如图所示，该电池使用前将开关K先与a连接一段时间后再与b连接。下列说法正确的是(　　)A. 交换膜应当选择阳离子交换膜B. K与b连接时，电极A的质量相比于K与a相连时，质量会减轻C. K与b连接时，电极B上发生的反应为Cu－2e－===Cu2＋D. K与b连接时，电极A发生还原反应
解析：该浓差电池中的交换膜能阻止Cu2＋通过，应当选择阴离子交换膜，A错误；K与a相连时，是电解池装置，电极A为阴极：Cu2＋＋2e－===Cu，质量会增大，K与b连接时，是原电池装置，电极A是浓差电池的负极，发生氧化反应：Cu－2e－===Cu2＋，质量会减轻，B正确，D错误；K与b连接时，是原电池装置，电极B是浓差电池的正极：Cu2＋＋2e－===Cu，C错误。
答案：B
2 [2025常州期中]电解法制备H2O2的装置如图所示。下列说法正确的是(　　)A. 该装置工作时将化学能转化为电能B. 电解时，a极电极反应式：O2＋2H＋＋2e－===H2O2C. 电极b与电源负极相连接D. 电解生成2 ml H2O2时，理论上有4 ml H＋从a极室通过质子交换膜进入b极室
解析：用电解法制备H2O2时，电能转化为化学能，A错误；O2―→H2O2过程中O元素的化合价降低，得电子被还原：O2＋2H＋＋2e－===H2O2，B正确；电极b上发生失电子的氧化反应，应与电源正极相连接，C错误；a极电极反应式为O2＋2H＋＋2e－===H2O2，电解生成2 ml H2O2时，理论上有4 ml H＋从b极室通过质子交换膜进入a极室，D错误。
3 [2025南通期中]一种采用电解和催化相结合的循环方式实现高效制H2和O2的装置如图所示。下列说法正确的是(　　)A. 加入Y的目的是补充H2OB. 电极a连接电源正极
答案：A
4 [2025徐州期中]利用电解法可使 Fe2(SO4)3转化成FeSO4, 加入甲醇能提高FeSO4产率， 装置如图所示。下列有关说法不正确的是(　　)A. 电解时Fe3＋在阴极放电B. 可用酸性KMnO4溶液检验有Fe2＋生成C. 反应中每生成1 ml HCHO，转移电子数约为2×6.02×1023D. 生成的HCHO具有还原性，能防止Fe2＋被氧化
答案： B
解析： Fe3＋―→Fe2＋，Fe元素化合价降低，Fe3＋得到电子，则电解时Fe3＋在阴极放电，A正确；电解液中的甲醇、甲醛均能使酸性KMnO4溶液褪色，会干扰Fe2＋的检验，B错误；CH3OH―→HCHO，C元素由－2价升高到0价，化合价升高2价，则反应中每生成1 ml HCHO，转移电子数约为2×6.02×1023，C正确；HCHO具有还原性，可作抗氧化剂，能防止Fe2＋被氧化，D正确。
5 [2025南师附中期中]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. m极为电源正极B. 电解过程中，双极膜中产生的H＋移向右侧，产生的OH－移向左侧C. 装置a中溶液的作用是吸收废气中的CO2和SO2D. 装置b中，每当有标准状况下22.4 L CO2参与反应时，CO2可得到2 ml电子
答案： C
7 [2024无锡四校学情调研]太阳能光电催化—化学耦合分解H2S的装置如图所示。下列说法不正确的是(　　)A. 若接铅酸蓄电池进行电解，b极接Pb电极B. a极的电极反应为H2S－2e－===S＋2H＋C. 理论上每生成1 ml H2，a极上有2 ml Fe2＋参与放电D. 利用太阳能光进行电催化可以节约能源并产生清洁能源
解析：由H＋→H2知，b极发生得电子的还原反应，应接铅酸蓄电池的负极(Pb电极)，A正确；a极的电极反应为Fe2＋－e－===Fe3＋，B错误；由得失电子守恒知，2n(H2)＝n(Fe2＋)，理论上每生成1 ml H2，a极上有2 ml Fe2＋参与放电，C正确；利用太阳能进行电催化可节约能源，且有部分太阳能转化为氢能，氢能无污染，D正确。
8 [2024南京学情调研]锂硫电池因成本低、比能量高被寄予厚望。一种锂硫电池的结构如图所示，硫电极采用柔性聚丙烯石墨烯硫复合材料。工作时，在硫电极发生反应：
答案： D
9 [2024扬州期末]电解法制备Na2FeO4的工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　)A. M为电源的负极
A. b为电源的正极B. 钛基电极上的反应式为H2O＋e－===H＋＋·OHC. 碳钢电极底部有Mg(OH)2、CaCO3生成D. 每生成标准状况下2.24 L CO2，需要消耗 0.5 ml·OH
11 [2023南通如皋适应考一]双极膜是一种离子交换膜，在电场作用下能将中间层的水分子解离成H＋和OH－，并分别向两极移动。一种用双极膜电解法制取NaBrO3和丁二酸的装置如图所示。下列说法正确的是(　　)A. b极应与直流电源的负极相连B. a极上的电极反应为HOOCCH===CHCOOH＋2H＋－2e－===HOOCCH2CH2COOHC. 外电路中每转移1 ml电子，双极膜中有1 ml水解离D. 电解一段时间后，若溶液中Br－不足，则b极处可能有H2产生
解析：该装置为电解池，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，故a极为阴极，b极为阳极。b极为阳极，应与直流电源的正极相连，A错误；a极为阴极，电极反应为HOOCCH===CHCOOH＋2H＋＋2e－===HOOCCH2CH2COOH，B错误；外电路中每转移1 ml电子，则有1 ml H＋、1 ml OH－移向两极，则双极膜中有1 ml水解离，C正确；若溶液中Br－不足，Br－消耗完后，OH－失去电子放电生成O2，D错误。
12 [2023苏北四市期末]CO2通过电催化法可生成C2H5OH，c-NC、i-NC是可用于阴极电极的两种电催化剂，其表面发生转化原理如图所示。下列有关说法正确的是(　　)A. i-NC电极发生氧化反应B. 合成过程中CO2作为还原剂C. 合成过程中用i-NC作电极催化剂更利于生成C2H5OHD. c-NC电极上发生反应：2CO2＋12H＋＋12e－===C2H5OH＋3H2O
二、 非选择题13 [2023江苏卷]催化电解吸收CO2的KOH溶液可将CO2转化为有机物。相同条件下，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如图所示。
其中，QX＝nF，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。当电解电压为U3 V时，电解生成的C2H4和HCOO－的物质的量之比为________(写出计算过程)。
答案：1∶2
14 (1) [2025苏州高新区第一中学月考]电解Na2CO3溶液的原理如图所示。阳极的电极反应式为___________________________________，阴极产生的物质A的化学式为_____。
(2) [2025扬州开学考试]向KNO3溶液中通CO2至饱和，再经电解生成尿素(原理如图所示)，a极的电极反应式为_____________________________________________。
CO(NH2)2＋7H2O
(3) [2025南通启东中学月考]工业上还可用电催化CO2制甲醇实现资源综合利用，图示装置(设电解质溶液均呈酸性)工作时，阳极的电极反应式为__________________________，若阴极只生成甲醇，则每转移6 ml电子时，阴极室溶液质量增加_____g。
2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
2Na2CO3＋C－4e－===4Na＋＋3CO2↑
15 (1) [2024徐州一中、淮阴中学、姜堰中学联考改编]电解酸性ZnSO4溶液制备Zn时，采用Al作阴极，惰性电极作阳极，电解过程中发现当阳极产生1 ml O2时，阴极析出的Zn小于2 ml，其可能的原因是______________。电解过程中总反应的离子方程式为_________________________________。
O2↑＋2Zn＋4H＋
(2) [2024镇江名校期初]CO2通过电解法转化为HCOO－的反应机理如图1所示，Pt电极上覆盖的Nafin膜是一种阳离子交换膜，对浓度不高的HCOO－有较好的阻拦作用，可让H2O自由通过。电路中通过的电量与HCOO－产率的关系如图2所示，相同条件下，Pt电极有Nafin膜HCOO－产率明显提高，但电量>1 000 C后又显著下降，可能原因是_________________________________________________________________________________________。若电解时将Nafn膜置于两个电极中间，保持电流恒定，20 h时向阳极区补充KHCO3，电压与时间的关系如图3所示，0～20 h，电压增大的原因是_________________________________________________________________。
可以阻止HCOO－在阳极放电；电量1 000 C后，c(HCOO－)增大，Nafin
(3) [2024南通四模]①电催化还原N2制NH3。在碱性水溶液中，通过电催化使N2还原为NH3的电极反应式为________________________________。该制氨方法尚未能应用于工业生产，除因为N2的溶解度低、难吸附在电极和催化剂表面外，还有___________________________________________________。
N2＋6e－＋6H2O===2NH3＋6OH－
N2和H2O(H＋)在阴极表面同时发生得电子的