高考化學一輪復習 同步課件 大單元四　第十章　熱點強化8　電解原理的創新應用（浙江版）

電解原理的創新應用第十章

熱點強化81.電解原理常見的考查點電解原理及應用是高考高頻考點，該類試題往往與生產、生活及新科技等方面相聯系，以裝置圖或流程圖為載體呈現，題材廣、信息新，題目具有一定的難度。主要考查陰、陽極的判斷、電極反應式及電解反應方程式的書寫、溶液離子濃度變化及有關計算等。2.“5點”突破電解綜合應用題(1)分清陰、陽極，與電源正極相連的為陽極，與電源負極相連的為陰極，兩極反應為“陽氧陰還”。(2)剖析離子移向，陽離子移向陰極，陰離子移向陽極。(注意離子交換膜會限制某些離子的移動方向)(3)注意放電順序，正確判斷放電的微粒或物質。(4)注意介質，正確判斷反應產物，酸性介質不出現OH-，堿性介質不出現H+；不能想當然地認為金屬作陽極，電極產物一定為金屬陽離子。(5)注意得失電子守恒和電荷守恒，正確書寫電極反應式。熱點專練一、電解原理制備無機物的創新1.(2025·湖南，9)一種電化學處理硝酸鹽產氨的工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是

√

2.(2024·山東，13)以不同材料修飾的Pt為電極，一定濃度的NaBr溶液為電解液，采用電解和催化相結合的循環方式，可實現高效制H2和O2，裝置如圖所示。下列說法錯誤的是

√

3.(2025·浙江二模)某小組研究設計了如下裝置示意圖，聯合制備硫酸、氯氣和氫氧化鈉。該設計改變了傳統氯堿工業能耗大的缺點，可大幅度降低能耗。下列說法不正確的是A.甲池中，質子經內電路移向Pt2電極B.理論上，甲池中消耗的SO2和乙池中

生成的Cl2的物質的量之比為1∶1C.乙池應選用陽離子交換膜D.乙池的總反應方程式：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑√

由乙池中陰、陽極的電極反應式結合得失電子守恒可得到總反應為4NaCl+2H2O+O24NaOH+2Cl2↑，D錯誤。二、電有機合成(溯源教材人教選擇性必修1

P109)4.(2025·陜晉青寧，13)我國科研人員采用圖甲所示的電解池，由百里酚(TY)合成了百里醌(TQ)。電極b表面的主要反應歷程如圖乙(灰球表示電極表面的催化劑)。下列說法錯誤的是A.電解時，H+從右室向左室移動B.電解總反應：TY+H2OTQ+2H2↑C.以

為原料，也可得到TQD.用18O標記電解液中的水，可得到√

結合TY和TQ的結構簡式可知，電極b上TY轉化為TQ，發生“得氧失氫”的氧化反應，故電極b為電解池的陽極，結合電極b表面上的主要反應歷程圖可得，電極反應式為

+H2O-4e-===+4H+，電極a為電解池的陰極，電極反應式為2H++2e-===H2↑。電解池中，陽離子移向陰極，故H+通過質子交換膜移向電極a，即從右室移向左室，A正確；電解的總反應=陽極的電極反應式+陰極的電極反應式，結合上述分析可知，電解總反應為TY+H2OTQ+2H2↑，B正確；

根據反應歷程圖可知，TY中酚羥基轉化為酮羰基，水中—OH連在酚羥基的對位上，進而轉化為酮羰基，結合

的結構并聯系反應機理可知，

也可以轉化為TQ，C正確；根據反應歷程圖可知，位于甲基鄰位的酮羰基上的氧原子來自水，故若用18O標記電解液中的水，則可得到

，D錯誤。5.(2025·紹興模擬預測)工業上以氨基丙醇(H2NCH2CH2CH2OH)和乙二酸為原料電解制備氨基丙酸和乙醛酸(HOOC—CHO)的裝置如圖所示，兩極室之間以能透過H+的陽離子交換膜隔開。電解過程中溫度保持不變。下列說法不正確的是A.Pb電極為陰極，H+通過離子交換膜從左室遷移至右室B.反應過程中兩室pH均變小C.若將兩電極材料互換，會使兩種產品產量下降D.PbO2電極上的電極反應：H2NCH2CH2CH2OH+H2O-4e-===H2NCH2CH2COOH+4H+√

左室為電解氨基丙醇生成氨基丙酸，電極反應式為H2NCH2CH2CH2OH-4e-+H2O===H2NCH2CH2COOH+4H+，反應失電子，PbO2電極為陽極；右室為電解乙二酸產生乙醛酸，電極反應式為HOOCCOOH+2e-+2H+===HOOC—CHO+H2O，反應得電子，Pb電極為陰極，據此解答。Pb電極為陰極，左室產生H+、右室消耗H+，H+通過離子交換膜從左室遷移至右室，故A正確；兩極轉移電子數相同時，生成和消耗的H+數目也相同，由于左室生成氨基丙酸且消耗水，則左室pH變小，同時右室由乙二酸轉化為乙醛酸，酸性減弱且反應生成水，故右室pH變大，B錯誤；若將兩側電極材料互換，則PbO2會與乙二酸反應生成沉淀，影響兩極放電效果，會使兩種產品產量下降，故C正確。6.(2022·重慶，12)硝酮是重要的有機合成中間體，可采用“成對間接電氧化”法合成。電解槽中水溶液的主要成分及反應過程如圖所示。

√

三、利用電解原理進行廢物的再利用及污染治理7.(2025·河北，10)科研工作者設計了一種用于廢棄電極材料LixCoO2(x<1)再鋰化的電化學裝置，其示意圖如下：

√

A.在分解池中發生的化學反應為2KHCO3

K2CO3+H2O+CO2↑B.玻碳電極為陽極，電極反應式為2H2O-4e-===O2+4H+C.離子交換膜為質子交換膜D.若生成HCOOH的電解效率為60%，當電路中轉移1mol電子時，陰極

室溶液的質量增加14.2g√

由圖可知，高爐氣中的二氧化碳被飽和碳酸鉀溶液吸收生成碳酸氫鉀，分解池中碳酸氫鉀受熱分解為碳酸鉀、水和二氧化碳，二氧化碳進入電解池，電解池右側水失去電子發生氧化反應生成氧氣，為陽極，左側二氧化碳得到電子發生還原反應生成甲酸，為陰極。在分解池中發生的化學反應為2KHCO3K2CO3+H2O+CO2↑，A正確；玻碳電極為陽極，水失去電子發生氧化反應生成氧氣：2H2O-4e-===O2+4H+，B正確；由分析可知，電解池左側反應為CO2+2e-+2H+===HCOOH，則右側氫離子遷移到左側，離子交換膜為質子交換膜，C正確；

9.(2025·浙江模擬預測)為處理工業尾氣中的NO2，某課題小組以硫化鈉溶液為電解質溶液通過電化學的方法將NO2轉變為NH3，同時將電解質溶液中的硫元素轉化成高附加值的硫酸鹽，裝置示意圖如圖所示，下列說法不正確的是

√

10.(2025·金華高三模擬)已知：將工業廢氣(主要成分是CO2和SO2)通入足量NaHCO3溶液獲得溶液A和CO2，如圖裝置可實現污染治理和CO2、SO2的綜合利用。下列說法不正確的是A.裝置①實現了化學能轉化為電能B.電極2發生的反應為O2+4H++4e-===2H2OC.反應一段時間后，裝置②的陽極區溶液pH降低D.治理過程中參與反應的SO2、CO2物質的量之比為1∶1√

11.羥基自由基(·OH)具有極強的氧化能力，它能有效地氧化降解廢水中的有機污染物。在直流電源作用下，利用雙極膜電解池產生羥基自由基(·OH)處理含苯酚廢水和含甲醛廢水，原理如圖所示。已知：雙極膜中間層中的H2O解離為H+和OH-。下列說法錯誤的是A.M極為陰極，電極反應式：O2+2e-+

2H+===2·OHB.雙極膜中H2O解離出的OH-透過膜a向

N極移動C.每處理6.0g甲醛，理論上有0.4molH+透過膜bD.通電一段時間后，理論上苯酚和甲醛轉化生成的CO2物質的量之比為6∶7√M電極通入O2，發生反應生成·OH，電極反應式為O2+2e-+2H+===2·OH，M作陰極，A正確；N為陽極，電解時陰離子向陽極移動，所以OH-透過膜a向N極移動，B正確；1

mol甲醛生成1

mol

CO2轉移4

mol電子，1

mol

苯酚生成6

mol

CO2轉移28

mol電子，理論上苯酚和甲醛轉化生成CO2物質的量之比為6∶7，D正確。12.工業上用電解法治理亞硝酸鹽對水體的污染，模擬工藝如圖所示，寫出電解時鐵電極發生的電極反應：

。隨后，鐵電極附近有無色氣體產生，寫出有關反應的離子方程式：_____________________

。Fe-2e-===Fe2+

N2↑+6Fe3++4H2O

A.Pt電極反應：4OH--4e-===O2↑+2H2OB.外加電場可促進雙極膜中水的電離C.Ⅲ室中，X膜、Y膜分別為陽離子交

換膜和陰離子交換膜D.Ⅳ室每生成1molNaOH，同時Ⅱ室最

多生成1molB(OH)3√

由圖中H+、OH-的遷移方向可知，Pt電極為陽極，陽極發生的反應為4OH--4e-===O2↑+2H2O，A正確；水中存在電離平衡：H2O??H++OH-，在外加電場作用下，H+和OH-向兩極遷移，水的電離平衡正向移動，因此外加電場可促進雙極膜中水的電離，B正確；由圖可知，電解過程中，Ⅲ室中氯化鈉溶液的濃度降低，Ⅳ室中NaOH溶液的濃度增大，說明鈉離子通過陽離子交換膜Y向Ⅳ室遷移，氯離子通過陰離子交換膜X向Ⅱ室遷移，則X膜、Y膜分別為陰離子交換膜和陽離子交換膜，C錯誤；Ⅳ室每生成1

mol

NaOH，則轉移1

mol電子，有1

mol氫離子移到Ⅱ室中，生成1

mol

B(OH)3，D正確。14.(2024·紹興高三聯考)科學家采用電滲析法提純乳清(富含NaCl的蛋白質)，有價值的蛋白質回收率達到98%，工作原理如圖所示：下列說法錯誤的是A.膜1為陽離子交換膜，膜2為陰離子交

換膜B.膜1、膜2孔徑不大于半透膜孔徑C.a極的電極反應式為2H2O+2e-===2OH-+H2↑D.每轉移2mol電子，理論上乳清質量減少58.5g√a極區的稀氫氧化鈉溶液變為濃氫氧化鈉溶液，說明a極區生成了氫氧化鈉，即鈉離子通過膜1向a極區遷移，膜1為陽離子交換膜；同理，氯離子通過膜