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2027届高考化学第一轮复习
第三章 化学反应与能量转化
第3讲 电解原理及其应用
第2课时 电解原理的应用与创新应用
整合必备知识
1.电解饱和食盐水制备烧碱、氢气、氯气
习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫作氯碱工业
阻止
←OH-
增强
导电性
2H2O +2e- =H2↑+2OH-
2Cl- - 2e- = Cl2↑
阅读课本P27化学与技术
注意　电解所用的食盐要精制。
2Cl-+2H2O　　　2OH-+H2↑+Cl2↑
阳离子交换膜的作用：阻止OH-进入阳极室与Cl2发生副反应：2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O，阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。
这是人教版课本上的模型，必须搞懂，高考以此为母体派生出各种变体的试题
考点一 电解原理的应用
不同版本教科书对电化学相关的介绍
鲁科版P27
人教版P106
苏教版P25
沪科版P101-102
镀层金属
镀件
含有镀层金属离子
Cu-2e-===Cu2+
Cu2++2e-===Cu
整合必备知识
利用电镀也可以在塑料上镀上一层金属
镀层金属通常是一些在空气或溶液中不易发生变化的金属（锌、锡、铬、镍、银等）。
镀层能否很好地附着在镀件上，与镀层表面的洁净和平整程度有很大的关系。电镀时，为了得到均匀、光洁、致密的镀层，往往需要在电镀液中加入有关助剂。
思考：离子导体中Cu2+浓度会变吗？阳极减小的质量 = 阴极增加的质量？
相等
课本P29
不变
在CuSO4溶液中加入一些氨水，制成铜氨溶液，可使镀层光亮(2025广东第6题D项考过，人教版课本上有介绍）。
2.电镀、电解精炼
(1)电镀 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。
整合必备知识
(2)电解精炼
粗铜
纯铜
硫酸铜溶液
Cu-2e-===Cu2+、Zn-2e-===Zn2+、Ni-2e-===Ni2+
Cu2++2e-===Cu
银、金等金属不放电形成　　　　，在阴极只有Cu2+放电，锌、铁、镍较活泼的金属阳离子残留在　　　　　　中，故能够将杂质除去。电解过程中，Cu2+的浓度　　　　　。
阳极泥
电解质溶液
有所下降
主要反应：Cu－2e－=Cu2+
其他反应：Zn－2e－=Zn2+
Fe－2e－=Fe2+
Ni－2e－=Ni2+
氧化性强的Cu2＋优先放电
得到含铜量为99.95％ ~ 99.98％的电解铜
可用于回收
阅读课本第27-28页内容
其他如粗银、粗铅、粗镍等也可以用类似的方法精炼。但是电解、电镀行业是高污染行业，低污染化仍然是科技工作者面临的重要课题。
思考：离子导体中Cu2+浓度会变吗？阳极减小的质量 = 阴极增加的质量？
理论变小
理论不相等（取决于杂质）
整合必备知识
冶炼钠 2NaCl(熔融)　　2Na+Cl2↑ 阳极：2Cl--2e-===Cl2↑
阴极：Na++e-===Na
冶炼镁 MgCl2(熔融)　　Mg+Cl2↑ 阳极：2Cl--2e-===Cl2↑
阴极：Mg2++2e-===Mg
冶炼铝 2Al2O3(熔融)　　　　4Al+3O2↑ 阳极：2O2--4e-===O2↑
阴极：Al3++3e-===Al
3.电冶金
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。
(1) 金属冶炼的本质：
使矿石中的 获得电子变成
的过程。 如Mn＋＋ne－===M。
金属离子
金属单质
(2) 电解法是冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属的一种重要方法（通常电解混合物）。
但不能电解其盐溶液,应电解其熔融态。
当然,也可以用电解的方法获得F2单质。
一般不是电解氯化铝
不是电解氧化镁
【误区警示】工业上制备钾一般不用电解法，回顾钾的冶炼？
冰晶石的作用是降低氧化铝熔化所需的温度，一般不说降低熔点（不科学）
人教版课本P109补充了解
课本P30-31
电解是将化学能转化为电能，因此也可以实现能量的储存。
2024年第16题与此类似P163第10题
提升关键能力
一、氯碱工业
1.(2023·浙江6月选考，13)氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是
A.电极A接电源正极，发生氧化反应
B.电极B的电极反应式为：2H2O+2e-===H2↑+2OH-
C.应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的NaOH溶液
D.改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压,减少能耗
√
2.工业上利用电解食盐溶液制取盐酸和氢氧化钠的装置如图所示。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-。
下列有关说法错误的是
A.N表示阴离子交换膜
B.甲室流出的为氢氧化钠溶液
C.电解总反应：NaCl+H2O　 　NaOH+HCl
D.相比现有氯碱工业制取氢氧化钠，该方法更环保
√
【变式】用惰性电极电解制“84”消毒液如右图，哪是阴、阳极？总反应？
NaCl＋H2O
提升关键能力
二、电解精炼、电镀
3.(2025·惠州模拟)金属镍有广泛的用途，粗镍中含有Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制得高纯度的镍。下列叙述正确的是(已知氧化性：Fe2+A.阳极发生还原反应，其电极反应式为Ni2++2e-===Ni
B.电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量相等
C.电解后，溶液中存在的阳离子只有Fe2+和Zn2+
D.电解后，电解槽底部的阳极泥中有Cu和Pt
√
4.(2024·陕西榆林模拟)工业上用PbSiF6、H2SiF6混合溶液作电解液，用电解法实现粗铅(主要杂质为Cu、Ag、Fe、Zn，杂质总质量分数约为4%)提纯，装置示意图如图所示，M极附近析出金属单质。下列说法错误的是
A.M极与电源的负极相连
B.电子由M极流出，经电源流回N极
C.N极发生的电极反应之一为Pb-2e-===Pb2+
D.工作一段时间后，溶液中c(Pb2+)减小
√
提升关键能力
三、电冶金
5.(2024·深圳模拟)分别以ZrO2、石墨为电极，以熔融CaCl2为电解质，采用熔盐电脱氧法电解制备金属Zr。下列说法不正确的是
A.石墨电极接电源正极 B.阴极有O2生成
C.O2-向石墨电极迁移 D.Zr4+优先于Ca2+在阴极被还原
√
6.电解熔融氯化钠和氯化钙混合物制备金属钠的装置如图所示。阳极A为石墨，阴极为铁环K，两极用隔膜D隔开。氯气从阳极上方的抽气罩H抽出，液态金属钠经铁管F流入收集器G。下列叙述正确的是
A.氯化钙的作用是做助熔剂，降低氯化钠的熔点
B.金属钠的密度大于熔融混合盐的密度，
　电解得到的钠在下层
C.隔膜D为阳离子交换膜，防止生成的氯
　气和钠重新生成氯化钠
D.电解时阴极的电极反应为Na++e-===Na，发生氧化反应，阴极上可能有
　少量的钙单质生成
√
1.(2022·广东，10)以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，实现Al的再生。该过程中
A.阴极发生的反应为Mg-2e-===Mg2+ B.阴极上Al被氧化
C.在电解槽底部产生含Cu的阳极泥 D.阳极和阴极的质量变化相等
√
2.(2023·广东，13)利用活性石墨电极电解饱和食盐水，进行如图所示实验。闭合K1，一段时间后
A.U形管两侧均有气泡冒出，分别是
Cl2和O2
B.a处布条褪色，说明Cl2具有漂白性
C.b处出现蓝色，说明还原性：Cl->I-
D.断开K1，立刻闭合K2，电流表发生偏转
√
3.(2024·广东，16)一种基于氯碱工艺的新型电解池(如图)，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 mol Fe2O3，阳极室溶
　液减少213 g
D.理论上每消耗1 mol Fe2O3，阴极室物质最多增加138 g
√
4.(2025·广东，18(6)②节选)“电解”时，颗粒分散于溶液中，以Fe片、石墨棒为电极，在答题卡虚线框中，画出电解池示意图并做相应标注。
2025年高考评分细则：两个给分点。 1、画出闭合回路电解池、电极标注正确（不能以“Fe2O3”、“碳”为电极），并且连接电源正、负极正确，给1分。标注了Fe作阴极或连接电源负极，C作阳极或连接电源正极，但是电源符号长短线不正确，不扣分。不符合上述要求给0分，无电源、电源未标出正负极、Fe2O3作电极，0分；
2、Fe2O3和NaOH需要同时出现在示意图中，给1分。只出现1种不给分。符合上述得分点要求，并且画出的电解池或者另外写出的电极反应式不用准确，但不能出现H+。
仔细看看这两个题有没有相似的地方？你有啥启迪
1.电解原理常见的考查点
电解原理及应用是高考高频考点，该类试题往往与生产、生活及新科技等方面相联系，以装置图或流程图为载体呈现，题材广、信息新，题目具有一定的难度。主要考查阴、阳极的判断、电极反应式及电解反应方程式的书写、溶液离子浓度变化及有关计算等。
2.“5点”突破电解综合应用题
(1)分清阴、阳极，与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极，两极反应为“阳氧阴还”。
(2)剖析离子移向，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。(注意离子交换膜会限制某些离子的移动方向)
(3)注意放电顺序，正确判断放电的微粒或物质。
(4)注意介质，正确判断反应产物，酸性介质不出现OH-，碱性介质不出现H+；不能想当然地认为金属作阳极，电极产物为金属阳离子。
(5)注意得失电子守恒和电荷守恒，正确书写电极反应式。
提升关键能力
考点二 电解原理创新应用
A.工作时，Ⅰ 室和 Ⅱ 室溶液的pH均增大
B.生成1 mol Co，Ⅰ室溶液质量理论上减少16 g
C.移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变
D.电解总反应：2Co2++2H2O 2Co+O2↑+4H+
类型一　电解与物质制备
1.(2021·广东，16)钴(Co)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是
√
2.(2023·广东，16)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，H2O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：KNO3+3H2O===NH3·
H2O+2O2↑+KOH
B.每生成1 mol NH3·H2O，双极膜处
有9 mol的H2O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
√
类型二　电解与“三废”治理 3.(2023·全国甲卷，12)用可再生能源电还原CO2时，采用高浓度的K+抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，装置如图所示。下列说法正确的是
A.析氢反应发生在IrOx Ti电极上
B.Cl-从Cu电极迁移到IrOx Ti电极
C.阴极发生的反应有：2CO2+12H++
　12e-===C2H4+4H2O
D.每转移1 mol电子，阳极生成11.2 L气体(标准状况)
√
4.(2024·汕头高三模拟)资源再利用有利于保护生态，某实验小组研究电催化CO2和含氮废水()在常温常压下合成尿素，即向一定浓度的KNO3溶液中通入CO2至饱和，在电极上反应生成CO(NH2)2，电解原理如图所示。下列有关说法错误的是
A.离子交换膜为质子交换膜
B.电极b发生氧化反应，为电解池的阳极
C.每消耗44 g CO2，理论上可在b处得到 4 mol O2
D.电极a的电极反应式为2N+CO2-16e-+18H+===CO(NH2)2+7H2O
√
类型三　电解与分离提纯
5.我国科研团队开发了一种新型铠甲催化剂Ni/Co@石墨烯，可以高效去除合成气中的H2S杂质并耦合产氢，其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.M电极为阴极
B.电极上生成H2和Sx的物质的量之比为1∶x
C.阳极的电极反应式为xH2S-2xe-===Sx+2xH+
D.铠甲催化剂表面的石墨烯可以保护内部金属免受环境的影响
√
6.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
√
7.(2025·梅州高三质检) 电解法常用于分离提纯物质，某混合物浆液含Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置(如图)，使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液进行回收利用(已知：2Cr+2H+　　Cr2+H2O)，下列说法不正确的是
A.阴极室生成的物质为NaOH和H2
B.阳极发生的电极反应是2H2O-4e-===
　4H++O2↑
C.a离子交换膜为阳离子交换膜
D.当外电路中转移2 mol电子时，阳极室可生成1 mol Cr2
√

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