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第19讲　电解池及其应用
复习要求 1. 理解电解池工作原理，能写出常见的电解总反应式和电极反应式。2. 了解电解池在工业上的几种常见应用。3. 了解金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。
知识体系
考点一　电解池工作原理
一、 电解池的定义及工作原理
1. 定义
2. 工作原理(以用惰性电极电解CuCl2溶液为例)
二、 阴、阳极的判断及放电顺序
1. 阴、阳极的判断依据
(1)依据外接电源判断：与外接电源正极相连的一极是阳极，与外接电源负极相连的一极是阴极。
(2)依据电子流向判断：电子流出的一极是阳极，电子流入的一极是阴极。
(3)依据电极反应判断：得到电子发生还原反应的一极是阴极，失去电子发生氧化反应的一极是阳极。
(4)依据离子迁移方向判断：阴离子移向的一极是阳极，阳离子移向的一极是阴极。
(5)依据电极现象判断：一般质量减小或产生氧气、氯气的一极是阳极，质量增大或产生氢气或电极附近溶液能使无色酚酞变红的一极是阴极。
2. 阴、阳极放电顺序
(1)阴极(发生还原反应)放电顺序：
①阴极材料不参与放电，一般是电解液(或熔融电解质)中的阳离子在阴极上得电子。
②阳离子得电子顺序：Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Pb2＋>Fe2＋>Zn2＋>H2O。溶液中活泼金属的阳离子不参与放电(如K＋、Ca2＋、Na＋、Mg2＋、Al3＋)。
③熔融电解质中阳离子得电子顺序：Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。
(2)阳极(发生氧化反应)放电顺序：
①若阳极为金属电极(除Pt、Au外的其他金属)，如Fe和Cu，则阳极材料直接失去电子(阳极材料被消耗)。
②若阳极为惰性电极(如C、Pt、Au)，则阳极材料不参与放电，一般是电解液(或熔融电解质)中的阴离子在阳极上失电子。阴离子失电子顺序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－。NO、SO等不参与放电，由溶液中的H2O去放电。
三、 用惰性电极电解不同类型电解质溶液
1. 电解水型
【思维拓展】
(1)溶液中活泼金属的阳离子不参与放电(如K＋、Ca2＋、Na＋、Mg2＋、Al3＋)。
(2)溶液中复杂的阴离子不参与放电(如SO、NO)。
2. 电解电解质型
盐溶液 电极反应式及总反应 电解后溶液pH变化
NaCl溶液 阳极：______________________阴极：______________________总反应：______________________________________________ ________
CuSO4溶液 阳极：______________________阴极：______________________总反应：______________________________________ ________
3. 电解质和水均参与电解型
实例 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 复原方法
NaCl、KCl(放H2生碱) 阳极：________________阴极：________________总反应式：______________________________ ______________________ 通入HCl
续表
CuSO4、Cu(NO3)2(放O2生酸) 阳极：________________________________阴极：________________总反应式：______________________________ ________________________ 加CuO
【思维拓展】
利用电解原理实现“碳中和”
电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理如图所示。其中阴极CO2还原为HCOO－。
【易错辨析】
1. 电解池工作时电子从电源的负极流出，流入阴极通过溶液到阳极，然后从阳极流出，流回电源正极。(　　)
2. 阳极不管是什么材料，电极本身都不反应。(　　)
3. 电解池中的电解质可能是熔融状态或固体电解质。(　　)
4. 电解池中的氧化反应和还原反应不一定同时发生。(　　)
5. 电解池工作时，溶液中的阳离子向阳极移动，阴离子向阴极移动。(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
类型1　如何判断装置是电解池
1. 如图所示装置中，属于电解池的是(　　)
A. B.
C. D.
类型2　电解原理
2. (2025·镇江一中期初学情检测)利用惰性电极电解Na2SO3和NaHSO3混合溶液分离得到两者的浓溶液，其电解装置如图所示，Ⅰ室里加入的是稀硫酸，Ⅱ室和Ⅲ室里加入的是Na2SO3和NaHSO3的混合溶液。下列说法正确的是(　　)
A. 阳极上发生的电极反应：2H＋＋2e－===H2↑
B. 交换膜a是阴离子交换膜
C. 电解一段时间后，Ⅱ室得到NaHSO3溶液
D. 电解时每转移1 mol电子，理论上阴极区可获得11.2 L气体
类型3　电解池电极反应式的书写
3. (1)(2023·北京卷)近年研究发现，电催化CO2和含氮物质(NO等)在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的KNO3溶液通CO2至饱和，在电极上反应生成CO(NH2)2，电解原理如图所示。
电解过程中生成尿素的电极反应式是___________________________________________________。
(2)(2024·宿迁高三三模)电化学方法还原可将CO2将其转化为其他化学产品。酸性条件下电化学还原CO2的装置如图所示。
阴极生成甲烷的电极反应式是__________________________________________________________________。
考点二　电解原理的应用
一、 电冶金
本质为Mn＋＋ne－===M，利用电解熔融盐(或氧化物)的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。
冶炼钠、镁、铝的电极反应式如下表：
冶炼金属 总反应 电极反应式
钠 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 阳极：__________________阴极：__________________
镁 MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 阳极：__________________阴极：__________________
铝 2Al2O3(熔融) 4Al＋3O2↑ 阳极：__________________阴极：__________________
二、 电解精炼铜
粗铜(含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等)精炼
(1)电解过程中，Cu2＋的浓度有所下降。
(2)由于杂质的存在，一般情况下，阳极金属减轻的质量________阴极金属增加的质量。
(3)银、金等金属不放电形成阳极泥，在阴极只有Cu2＋放电，锌、铁、镍较活泼的金属阳离子残留在电解质溶液中，故能够将杂质除去。
三、 电镀(以电镀银为例)
1. 概念及目的
(1)概念：利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的加工工艺。
(2)目的：增强金属的抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观。
2. 电镀银原理示意图
(1)电极材料
①阳极：镀层金属(银)。
②阴极：待镀金属制品。
(2)电镀液：含Ag＋的电解质溶液。
(3)电极反应式
阳极：______________________________。
阴极：______________________________。
(4)电镀液中c(Ag＋)：________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)阳极金属减轻的质量等于阴极金属增加的质量。
四、 电解饱和食盐水
习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业。
1. 反应原理
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(______反应)。
阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－(______反应)。
总反应化学方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
总反应离子方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。
【注意】　电解所用的食盐要精制。
2. 离子交换膜法的生产过程
加入或流出的物质a、b、c、d分别是______________、______________、________、__________；X、Y分别是________、________。
3. 阳离子交换膜的作用
(1)阻止________进入阳极室与Cl2发生副反应：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O；
(2)阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。
4. 阴极室加入NaOH稀溶液的作用：增强导电性且不引入杂质。
5. 氯碱工业产品
【易错辨析】
1. 在镀件上电镀铜时，镀件应连接电源的正极。(　　)
2. 根据得失电子守恒可知电解精炼铜时，阳极减少的质量和阴极增加的质量相等。(　　)
3. 电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)均保持不变。(　　)
4. 电解冶炼镁、铝通常电解熔融的MgCl2和Al2O3，也可以电解熔融的MgO和AlCl3。(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
类型1　电镀与精炼
1. 金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量铁、锌、铜、铂等杂质，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：Fe2＋A. 阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2＋＋2e－===Ni
B. 电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
C. 电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋
D. 电解后，电解槽底部的阳极泥中有铜和铂，没有锌、铁、镍
类型2　电解溶液与电解熔融电解质(电冶金)
2. 下列指定反应的离子方程式正确的是(　　)
A. 电解氯化镁溶液：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑
B. 用铜作电极电解NaCl溶液：2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－
C. 用惰性电极电解NaCl溶液：2Cl－＋2H＋Cl2↑＋H2↑
D. 电解熔融氧化铝：4Al3＋＋6O2－4Al＋3O2↑
类型3　电解原理在生活、生产中的应用
3. (2024·南京高三二模)一种电解乙酰基吡嗪废水中的(NH4)2SO4制备(NH4)2S2O8的电化学装置如题图所示。下列说法正确的是(　　)
A. 石墨电极与直流电源正极相连
B. 电解时，铂网电极附近pH增大
C. 离子交换膜应选择性透过阴离子
D. 阴极上的电极反应为2SO＋2e－===S2O
类型4　光解装置
4. (2024·南京、盐城高三二模)“太阳水”电池装置如图所示，该电池由三个电极组成，其中a为TiO2电极，b为Pt电极，c为WO3电极，电解质溶液为pH＝3的Li2SO4—H2SO4溶液。锂离子交换膜将电池分为A、B两个区，A区与大气相通，B区为封闭体系并有N2保护。下列关于该电池的说法错误的是(　　)
A. 若用导线连接a、c，则a为负极，该电极附近pH减小
B. 若用导线连接a、c，则c电极的电极反应式为HxWO3－xe－===WO3＋xH＋
C. 若用导线先连接a、c，再连接b、c，可实现太阳能向电能转化
D. 若用导线连接b、c，b电极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O
考点三　金属的腐蚀与防护
一、 金属腐蚀
1. 金属腐蚀的本质
金属原子失去电子变为金属阳离子，发生________反应。
2. 金属腐蚀的类型
(1)化学腐蚀与电化学腐蚀
类型 化学腐蚀 电化学腐蚀
条件 金属与接触到的干燥气体或非电解质液体直接发生化学反应 不纯的金属接触到电解质溶液发生原电池反应
本质 M－ne－===Mn＋ M－ne－===Mn＋
现象 金属被腐蚀 较活泼的金属被腐蚀
区别 无电流产生 有微弱电流产生
联系 ______________比______________普遍得多，腐蚀速率更快，危害也更严重
(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以Fe为例)
类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀
示意图
条件 水膜酸性较强 水膜酸性很弱或呈中性
电极反应 负极 Fe－2e－===Fe2＋
正极 __________________________________ ________________________________________
总反应式 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2[Fe(OH)2进一步被O2氧化：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3]
联系 __________更普遍，钢铁的腐蚀主要是__________
二、 金属的防护
【思维拓展】
金属腐蚀快慢的规律
(1)对同一电解质溶液来说，腐蚀的快慢：电解池原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀。
(2)对同一金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液中＞弱电解质溶液中＞非电解质溶液中(浓度相同)。
(3)活动性不同的两种金属，活动性差异越大，腐蚀越快。
(4)对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀速率越快。
【易错辨析】
1. 干燥环境下，所有金属都不能被腐蚀。(　　)
2. 铜在酸性环境下，不易发生析氢腐蚀。(　　)
3. 纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样。(　　)
4. Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物。(　　)
5. 钢铁水闸可用牺牲阳极法防止其腐蚀。(　　)
(2024·浙江1月选考)破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成[Zn(NH3)4]2＋和H2，下列说法不正确的是(　　)
A. 氨水浓度越大，腐蚀趋势越大
B. 随着腐蚀的进行，溶液pH变大
C. 铁电极上的电极反应式为：2NH3＋2e－===2NH＋H2↑
D. 每生成标准状况下224 mL H2，消耗0.010 mol Zn
　 素 养 评 估 　
　　　　　　　　　　　　　　　　
1. 用阴离子交换膜控制电解液中OH－的浓度制备纳米Cu2O，反应为2Cu＋H2OCu2O＋H2↑，装置如图，下列说法中正确的是(　　)
A. 电解时Cl－通过交换膜向Ti极移动
B. 阳极发生的反应为2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O
C. 阴极OH－放电，有O2生成
D. Ti电极和Cu电极生成物物质的量之比为2∶1
2. 科学家采用电渗析法提纯乳清(富含NaCl的蛋白质)，有价值的蛋白质回收率达到98%，工作原理如图所示：
下列说法错误的是(　　)
A. 膜1为阳离子交换膜，膜2为阴离子交换膜
B. 膜1、膜2孔径不大于半透膜孔径
C. a极的电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
D. 每转移2 mol电子，理论上乳清质量减少58.5 g
3. 利用如图装置可以模拟铁的电化学防护。下列说法错误的是(　　)
A. 若X为锌棒，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀
B. 若X为锌棒，开关K置于M处，铁极发生氧化反应
C. 若X为碳棒，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀
D. 若X为碳棒，开关K置于N处，X极发生氧化反应
4. (1)利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。利用图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为__________(填化学式)溶液，阳极电极反应式为__________________________，电解过程中Li＋向________(填“A”或“B”)电极迁移。
(2)图是一种用电解原理来制备H2O2，并用产生的H2O2处理废氨水的装置。
①为了不影响H2O2的产量，需要向废氨水中加入适量HNO3调节溶液的pH约为5，则所得溶液中c(NH)________(填“>”“＜”或“＝”)c(NO)。
②Ir—Ru惰性电极吸附O2生成H2O2，其电极反应式为__________________________________________。
③理论上电路中每转移3 mol e－，最多可以处理废氨水中溶质(以NH3计)的质量是________ g。
第19讲　电解池及其应用
考点一　电解池工作原理
知识归纳
一、 1. 电解质溶液(或熔融电解质)　氧化还原反应　电　化学　①直流电源　②电解质　熔融电解质　③闭合回路
2. 氧化　2Cl－－2e－===Cl2↑　还原　Cu2＋＋2e－===Cu
三、 1. H2O　4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－　增大　2H2O－4e－===4H＋＋O2↑　2H＋＋2e－===H2↑　减小　2H2O－4e－===4H＋＋O2↑　2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－　不变
2. 2Cl－－2e－===Cl2↑　2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－　2NaCl＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2NaOH　增大　2H2O－4e－===O2↑＋4H＋　Cu2＋＋2e－===Cu
2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4　减小
3. 2Cl－－2e－===Cl2↑　2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－　2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－　减小并生成新电解质　2H2O－4e－===4H＋＋O2↑　Cu2＋＋2e－===Cu　2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋　减小并生成新电解质
【易错辨析】
1. ×　2. ×　3. √　4. ×　5. ×
命题突破
1. C　解析：电解池是把电能转化为化学能的装置，A没有电源，属于原电池，故A错误；B装置也没有电源，故B错误；C为电解氯化铜溶液的装置图，故C正确；没有形成闭合回路，不能构成电池，故D错误。故选C。
2. C　解析：Ⅰ室为阳极室，发生氧化反应，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，A错误；Ⅲ室为阴极室，发生反应2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，生成的OH－在Ⅲ室与NaHSO3反应，生成Na2SO3，a为阳离子交换膜，B错误；Ⅰ室中产生的H＋通过阳离子交换膜进入Ⅱ室，与SO离子结合成HSO，电解一段时间内，Ⅱ室得到的NaHSO3溶液，Ⅲ室得到Na2SO3，C正确；没有标明是在标准状况下，无法计算气体的体积，D错误。
3. (1)2NO＋16e－＋CO2＋18H＋===CO(NH2)2＋7H2O
(2)CO2＋8H＋＋8e－===CH4＋2H2O
解析：(1)a极硝酸根离子得电子转化为尿素，再结合酸性环境可分析出电极反应式为2NO＋16e－＋CO2＋18H＋===CO(NH2)2＋7H2O。
(2)酸性条件下，阴极生成甲烷的电极反应式是CO2＋8H＋＋8e－===CH4＋2H2O。
考点二　电解原理的应用
知识归纳
一、 2Cl－－2e－===Cl2↑　Na＋＋e－===Na　2Cl－－2e－===Cl2↑　Mg2＋＋2e－===Mg　2O2－－4e－===O2↑　Al3＋＋3e－===Al
二、 粗铜　纯铜　硫酸铜溶液　Zn－2e－===Zn2＋、Ni－2e－===Ni2＋、Cu－2e－===Cu2＋、　Cu2＋＋2e－===Cu　(2)不等于
三、 2. (3)Ag－e－===Ag＋　Ag＋＋e－===Ag　(4)不变
四、 1. 氧化　还原
2. 精制饱和NaCl溶液　H2O(含少量NaOH)　淡盐水　NaOH溶液　Cl2
H2
3. (1)OH－
五、 原电池　电解池
【易错辨析】
1. ×　2. ×　3. ×　4. ×
命题突破
1. D　解析：阳极发生氧化反应，其电极反应式：Ni－2e－===Ni2＋，Fe－2e－===Fe2＋，Zn－2e－===Zn2＋，A错误；电解过程中阳极失电子的有Fe、Zn、Cu；阴极析出的是镍；依据电子守恒，阳极质量的减少与阴极质量的增加不相等，B错误；电解后，溶液中存在的阳离子有Fe2＋、Zn2＋、Ni2＋，C错误；粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质做阳极，铜和铂不失电子沉降在电解池底部形成阳极泥，电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt，D正确。故选D。
2. D　解析：电解氯化镁溶液的离子方程式：Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg(OH)2↓＋H2↑＋Cl2↑，A错误；铜作阳极时，铜失电子变成Cu2＋，Cl－不参与反应，B错误；用惰性电极电解NaCl溶液的离子方程式：2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－，C错误；氧化铝在熔融状态下能电离成自由移动的离子，D正确。
3. B　解析：电解乙酰基吡嗪废水中的(NH4)2SO4制备(NH4)2S2O8，由图可知，铂网电极上(NH4)2SO4失去电子发生氧化反应生成(NH4)2S2O8，为阳极，则石墨电极为阴极。石墨电极为阴极，与直流电源负极相连，A错误；电解时，铂网电极为阳极，(NH4)2SO4失去电子发生氧化反应生成(NH4)2S2O8，电极反应式为2SO－2e－===S2O，阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，则右侧氢离子通过阳离子交换进入左侧，使得铂网电极附近pH增大，B正确；由B分析可知，离子交换膜应选择性透过氢离子，C错误；阴极上的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，D错误。
4. B　解析：由图可知，连接a、c时，a极上水失去电子生成氧气，发生氧化反应，则a极是负极，电极反应式是2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，生成氢离子，a极附近pH减小，故A不选；由图可知，用导线连接a、c，a极上水失去电子生成氧气，发生氧化反应，则a极是负极，c极是正极，则c电极的电极反应式为WO3＋xH＋＋xe－===HxWO3，故B选；若用导线先连接a、c，则c电极是正极，发生WO3生成HxWO3，将太阳能转化为化学能储存，再连接b、c，b极发生氧气生成水，为正极，则c电极是负极，实现化学能转化为电能，对外供电，故C不选；用导线连接b、c，b电极发生氧气生成水为正极，电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，故D不选。
考点三　金属的腐蚀与防护
知识归纳
1. 氧化
2. (1)电化学腐蚀　化学腐蚀　(2)2H＋＋2e－===H2↑　O2＋2H2O＋4e－===4OH－　吸氧腐蚀　吸氧腐蚀
【易错辨析】
1. ×　2. √　3. ×　4. ×　5. √
命题突破
C　解析：氨水浓度越大，越容易生成[Zn(NH3)4]2＋，腐蚀趋势越大，A正确；腐蚀的总反应为Zn＋4NH3·H2O===[Zn(NH3)4]2＋＋H2↑＋2H2O＋2OH－，有OH－离子生成，溶液pH变大，B正确；该电化学腐蚀中Zn作负极，Fe作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，铁电极上的电极反应式为：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，C错误；根据得失电子守恒，每生成标准状况下224 mL H2，转移电子数为＝0.02 mol，消耗0.010 mol Zn，D正确。故选C。
素养评估
1. B　解析：由图可知，Ti极与负极相连为阴极，Cu极与正极相连为阳极，电解时阴离子向阳极移动，OH－通过阴离子交换膜向Cu极移动，A错误；由总方程式可知，Cu在阳极失去电子生成Cu2O，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O，B正确；钛极与电源负极相连是阴极发生H＋得电子的还原反应，有H2生成，C错误；由图可知，Ti极与负极相连为阴极，电极方程式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，Cu极与正极相连为阳极，电极方程式为2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O，当转移相同物质的量电子时，Ti极生成的H2和Cu极生成的Cu2O物质的量之比为1∶1，D错误。故选B。
2. D　解析：a极区的稀氢氧化钠溶液变为浓氢氧化钠溶液，说明a极区生成了氢氧化钠，即钠离子通过膜1向a极区迁移，膜1为阳离子交换膜；同理，氯离子通过膜2向b极区迁移，膜2为阴离子交换膜，A正确；提纯蛋白质，不能让蛋白质(胶体粒子)通过膜1、膜2，所以膜1、膜2孔径应不大于半透膜孔径，B正确；a极为阴极，发生还原反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，C正确；每转移2 mol电子，结合电极反应和电荷守恒可知，理论上乳清减少的质量为2 mol NaCl的质量，即质量减少117 g，D错误。故选D。
3. B　解析：若X为锌棒，开关K置于M处时，锌作负极发生氧化反应，铁作正极被保护，A正确、B错误；若X为碳棒，开关K置于N处，铁连接电源负极作阴极被保护，C正确；X连接电源正极作阳极发生氧化反应，D正确。故选B。
4. (1)LiOH　2Cl－－2e－===Cl2↑　B　(2)①＜　②O2＋2H＋＋2e－===H2O2
③17
解析：(1)B极区生成H2，同时会生成LiOH，则B极区电解液为LiOH溶液；电极A为阳极，在阳极区LiCl溶液中Cl－放电，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑；在电解过程中Li＋(阳离子)向B电极(阴极区)迁移；
(2)①溶液呈现电中性，c(NH)＋c(H＋)＝c(NO)＋c(OH－)，pH约为5呈酸性，即c(H＋)>c(OH－)，则c(NH)＜c(NO)；②Ir—Ru惰性电极有吸附氧气作用，氧气得电子发生还原反应，O2＋2H＋＋2e－===H2O2；③O2＋2e－＋2H＋===H2O2，3H2O2＋2NH3·H2O===N2↑＋8H2O，4 mol氨气转移12 mol电子，因此转移3 mol电子，最多可以处理NH3·H2O的物质的量为1 mol，其质量为17 g。

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