十年（2016-2025）高考化學真題分類匯編：專題27 電解原理及其應用（原卷版）

專題27電解原理及其應用

考點十年考情（2016-2025）命題趨勢

2025：湖南、全國卷、廣東、河北、陜晉注重考查學科核心知識：本專題重點考查電

青寧卷解池的工作原理，如陰陽極的判斷、電極

2024：重慶、廣東、甘肅、湖南、山東

反應式的書寫及溶液pH的變化、電極產

考點01電解池的2023：湖北、遼寧、浙江

：遼寧、海南物判斷與計算等核心知識。

工作原理2022

2021：江蘇、海南、湖北、全國乙卷強調知識的靈活運用與綜合分析：電解原理

2020：山東

及其應用，是常見的高考題型之一，題目

2017：全國II卷

2016：北京通常以科學研究或者工業上的電解操作

為背景，以電解池的基本原理為基礎，考

2025：湖北、云南、河南

查考生的遷移運用能力，題型為選擇題。

2024：貴州、湖北、吉林

2023：重慶、廣東、北京、浙江、湖南、重點考向為借助電解原理的應用(氯堿工

全國甲卷業、粗銅的精煉、電鍍等）進行的工業實

考點電解原理

02：北京、天津、重慶、湖北、浙江

2022際問題如新材料的制取等。復習備考時應

的應用2021：遼寧、天津、廣東、全國甲卷

注重電解原理的實質，從氧化還原反應的

2020：浙江、全國II卷、浙江

2018：全國I卷角度認識電化學，注重與元素化合物、有

2017：海南機化學、電解質溶液、化學實驗設計、新

2016：全國I卷

能源等知識的聯系。

1．（2025·湖南·高考真題）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

A．電解過程中，K向左室遷移

B．電解過程中，左室中NO2的濃度持續下降

C．用濕潤的藍色石蕊試紙置于b處，試紙先變紅后褪色

電解

D．NO3完全轉化為NH3的電解總反應：NO38Cl6H2ONH39OH4Cl2

2．（2025·全國卷·高考真題）某研究小組設計如下電解池，既可將中性廢水中的硝酸鹽轉化為氨，又可將廢

塑料(PET)堿性水解液中的乙二醇轉化為羥基乙酸鹽，實現變廢為寶。

電解時，下列說法錯誤的是

A．陽極區pH下降

B．OH-從陰極區向陽極區遷移

---

C．陰極發生反應NO3+7H2O+8e=NH3H2O+9OH

-

D．陰極轉化1molNO3，陽極將生成4molHOCH2COO

3．（2025·廣東·高考真題）一種高容量水系電池示意圖如圖。已知：放電時，電極Ⅱ上MnO2減少；電極材

料每轉移1mol電子，對應的理論容量為26.8Ah。下列說法錯誤的是

A．充電時Ⅱ為陽極

B．放電時Ⅱ極室中溶液的pH降低

C．放電時負極反應為：MnS2eSMn2

D．充電時16gS能提供的理論容量為26.8Ah

4．（2025·河北·高考真題）科研工作者設計了一種用于廢棄電極材料LixCoO2(x1)再鋰化的電化學裝置，

其示意圖如下：

已知：參比電極的作用是確定LixCoO2再鋰化為LiCoO2的最優條件，不干擾電極反應。下列說法正確的是

A．LixCoO2電極上發生的反應：LixCoO2xexLiLiCoO2

1

B．產生標準狀況下5.6LO時，理論上可轉化mol的LiCoO

21xx2

2

C．再鋰化過程中，SO4向LixCoO2電極遷移

D．電解過程中，陽極附近溶液pH升高

5．（2025·陜晉青寧卷·高考真題）我國科研人員采用圖示的電解池，由百里酚(TY)合成了百里醌(TQ)。電極b

表面的主要反應歷程見圖(灰球表示電極表面催化劑)，下列說法錯誤的是

A．電解時，H+從右室向左室移動

電解

B．電解總反應：TY+H2OTQ+2H2

C．以為原料，也可得到TQ

D．用18O標記電解液中的水，可得到

6．（2024·重慶·高考真題）我國科研工作者研發了一種新型復合電極材料，可將CO2電催化轉化為甲酸，如

圖是電解裝置示意圖。下列說法正確的是

A．電解時電極N上產生OH-B．電解時電極M上發生氧化反應

電解

C．陰、陽離子交換膜均有兩種離子通過D．總反應為2CO2+2H2O2HCOOH+O2

7．（2024·廣東·高考真題）一種基于氯堿工藝的新型電解池(下圖)，可用于濕法冶鐵的研究。電解過程中，

下列說法不正確的是

--

A．陽極反應：2Cl-2eCl2

B．陰極區溶液中OH-濃度逐漸升高

C．理論上每消耗1molFe2O3，陽極室溶液減少213g

D．理論上每消耗1molFe2O3，陰極室物質最多增加138g

8．（2024·甘肅·高考真題）某固體電解池工作原理如圖所示，下列說法錯誤的是

A．電極1的多孔結構能增大與水蒸氣的接觸面積

-2-

B．電極2是陰極，發生還原反應：O2+4e=2O

C．工作時O2-從多孔電極1遷移到多孔電極2

-

D．理論上電源提供2mole能分解1molH2O

9．（2024·湖南·高考真題）在KOH水溶液中，電化學方法合成高能物質K4C6N16時，伴隨少量O2生成，電

解原理如圖所示，下列說法正確的是

A．電解時，OH向Ni電極移動

44

B．生成C6N16的電極反應：2C3N8H48OH4eC6N168H2O

C．電解一段時間后，溶液pH升高

D．每生成1molH2的同時，生成0.5molK4C6N16

10．（2024·山東·高考真題）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

A．電極a連接電源負極

B．加入Y的目的是補充NaBr

電解

--

C．電解總反應式為Br+3H2OBrO3+3H2

D．催化階段反應產物物質的量之比n(Z):nBr-=3:2

11．（2023·湖北·高考真題）我國科學家設計如圖所示的電解池，實現了海水直接制備氫氣技術的綠色化。

1

該裝置工作時陽極無Cl2生成且KOH溶液的濃度不變，電解生成氫氣的速率為xmolh。下列說法錯誤的是

A．b電極反應式為2H2O2eH22OH

B．離子交換膜為陰離子交換膜

C．電解時海水中動能高的水分子可穿過PTFE膜

D．海水為電解池補水的速率為2xmolh1

12．（2023·遼寧·高考真題）某無隔膜流動海水電解法制H2的裝置如下圖所示，其中高選擇性催化劑PRT可

抑制O2產生。下列說法正確的是

A．b端電勢高于a端電勢B．理論上轉移2mole生成4gH2

C．電解后海水pH下降D．陽極發生：ClH2O2eHClOH

13．（2023·浙江·高考真題）在熔融鹽體系中，通過電解TiO2和SiO2獲得電池材料TiSi，電解裝置如圖，

下列說法正確的是

A．石墨電極為陰極，發生氧化反應

B．電極A的電極反應：8HTiO2SiO28e=TiSi4H2O

C．該體系中，石墨優先于Cl參與反應

D．電解時，陽離子向石墨電極移動

14．（2022·遼寧·高考真題）如圖，c管為上端封口的量氣管，為測定乙酸溶液濃度，量取10.00mL待測樣品

加入b容器中，接通電源，進行實驗。下列說法正確的是

-+

A．左側電極反應：2H2O-4e=O2+4H

B．實驗結束時，b中溶液紅色恰好褪去

C．若c中收集氣體11.20mL，則樣品中乙酸濃度為0.1molL-1

D．把鹽橋換為U形銅導線，不影響測定結果

15．（2022·海南·高考真題）一種采用H2O(g)和N2(g)為原料制備NH3(g)的裝置示意圖如下。

下列有關說法正確的是

A．在b電極上，N2被還原

B．金屬Ag可作為a電極的材料

C．改變工作電源電壓，反應速率不變

D．電解過程中，固體氧化物電解質中O2-不斷減少

16．（2021·江蘇·高考真題）通過下列方法可分別獲得H2和O2：①通過電解獲得NiOOH和H2(如圖)；②在

90℃將NiOOH與H2O反應生成Ni(OH)2并獲得O2。下列說法正確的是

A．電解后KOH溶液的物質的量濃度減小

--

B．電解時陽極電極反應式：Ni(OH)2+OH-e=NiOOH+H2O

通電

C．電解的總反應方程式：2H2O2H2↑+O2↑

D．電解過程中轉移4mol電子，理論上可獲得22.4LO2

?+-

17．（2021·海南·高考真題）液氨中存在平衡：2NH3NH4+NH2。如圖所示為電解池裝置，以KNH2的液

氨溶液為電解液，電解過程中a、b兩個惰性電極上都有氣泡產生。下列有關說法正確的是

--

A．b電極連接的是電源的負極B．a電極的反應為2NH3+2e=H2+2NH2

C．電解過程中，陰極附近K+濃度減小D．理論上兩極產生的氣體物質的量之比為1:1

+

18．（2021·湖北·高考真題）Na2Cr2O7的酸性水溶液隨著H濃度的增大會轉化為CrO3。電解法制備CrO3的原

理如圖所示。下列說法錯誤的是

A．電解時只允許H+通過離子交換膜

B．生成O2和H2的質量比為8∶1

C．電解一段時間后陰極區溶液OH-的濃度增大

2+

D．CrO3的生成反應為：Cr2O7+2H=2CrO3+H2O

19．（2021·全國乙卷·高考真題）沿海電廠采用海水為冷卻水，但在排水管中生物的附著和滋生會阻礙冷卻

水排放并降低冷卻效率，為解決這一問題，通常在管道口設置一對惰性電極(如圖所示)，通入一定的電流。

下列敘述錯誤的是

A．陽極發生將海水中的Cl氧化生成Cl2的反應

B．管道中可以生成氧化滅殺附著生物的NaClO

C．陰極生成的H2應及時通風稀釋安全地排入大氣

D．陽極表面形成的Mg(OH)2等積垢需要定期清理

20．（2020·山東·高考真題）采用惰性電極，以去離子水和氧氣為原料通過電解法制備雙氧水的裝置如下圖

所示。忽略溫度變化的影響，下列說法錯誤的是

A．陽極反應為2H2O4e4HO2

B．電解一段時間后，陽極室的pH未變

C．電解過程中，H+由a極區向b極區遷移

D．電解一段時間后，a極生成的O2與b極反應的O2等量

21．（2017·全國II卷·高考真題）用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜，電解質溶液

一般為H2SO4H2C2O4混合溶液。下列敘述錯誤的是

A．待加工鋁質工件為陽極

B．可選用不銹鋼網作為陰極

C．陰極的電極反應式為：Al33eAl

D．硫酸根離子在電解過程中向陽極移動

22．（2016·北京·高考真題）用石墨電極完成下列電解實驗

實驗一實驗二

裝置

a、d處試紙變藍；b處變紅，局部兩個石墨電極附近有氣泡產生；n

現象

褪色；c處無明顯變化處有氣泡產生……

下列對實驗現象的解釋或推測不合理的是

----

A．a、d處：2H2O+2e=H2↑+2OHB．b處：2Cl-2e=Cl2↑

C．c處發生了反應：Fe-2e-=Fe2+D．根據實驗一的原理，實驗二中m處能析出銅

32

23．（2025·湖北·高考真題）某電化學制冷系統的裝置如圖所示。FeHO和FeHO在電極上發

2626

生相互轉化，伴隨著熱量的吸收或釋放，經由泵推動電解質溶液的循環流動①②③④①實現

制冷。裝置只通過熱交換區域Ⅰ和Ⅱ與環境進行傳熱，其他區域絕熱。下列描述錯誤的是

32

A．陰極反應為FeHOeFeHO

2626

23

B．已知②處的電解液溫度比①處的低，可推斷FeHO比FeHO穩定

2626

C．多孔隔膜可以阻止陰極區和陽極區間的熱交換

2

D．已知電子轉移過程非常快，物質結構來不及改變。熱效應主要來自于電子轉移后FeHO和

26

3

FeHO離子結構的改變

26

24．（2025·云南·高考真題）一種用雙極膜電滲析法鹵水除硼的裝置如圖所示，雙極膜中H2O解離的H和

在電場作用下向兩極遷移。除硼原理：BOHHBOHHO。下列說法錯誤的是

OH432

A．Pt電極反應：4OH4eO22H2O

B．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

．Ⅳ室每生成，同時Ⅱ室最多生成

D1molNaOH1molBOH3

25．（2025·河南·高考真題）一種液流電解池在工作時可以實現海水淡化，并以LiCl形式回收含鋰廢棄物中

的鋰元素，其工作原理如圖所示。

下列說法正確的是

A．Ⅱ為陽離子交換膜

B．電極a附近溶液的pH減小

4--3-

C．電極b上發生的電極反應式為Fe(CN)6+e=Fe(CN)6

D．若海水用NaCl溶液模擬，則每脫除58.5gNaCl，理論上可回收1molLiCl

26．（2024·貴州·高考真題）一種太陽能驅動環境處理的自循環光催化芬頓系統工作原理如圖。光陽極發生

反應：HCO3H2OHCO42H2e，HCO4H2OHCO3H2O2。體系中H2O2與Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)發生

反應產生的活性氧自由基可用于處理污水中的有機污染物。

下列說法錯誤的是

A．該芬頓系統能量轉化形式為太陽能電能化學能

B．陰極反應式為O22H2eH2O2

C．光陽極每消耗1molH2O，體系中生成2molH2O2

D．H2O2在Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)的循環反應中表現出氧化性和還原性

27．（2024·湖北·高考真題）我國科學家設計了一種雙位點PbCu電催化劑，用H2C2O4和NH2OH電化學催化

+-

合成甘氨酸，原理如圖，雙極膜中H2O解離的H和OH在電場作用下向兩極遷移。已知在KOH溶液中，

---2-

甲醛轉化為HOCH2O，存在平衡HOCH2O+OHOCH2O+H2O。Cu電極上發生的電子轉移反應為

2---

[OCH2O]-eHCOO+H。下列說法錯誤的是

A．電解一段時間后陽極區cOH-減小

+

B．理論上生成1molH3NCH2COOH雙極膜中有4molH2O解離

---

C．陽極總反應式為2HCHO+4OH-2e2HCOO+H2+2H2O

+-

D．陰極區存在反應H2C2O4+2H+2eCHOCOOH+H2O

28．（2024·吉林·高考真題）“綠色零碳”氫能前景廣闊。為解決傳統電解水制“綠氫”陽極電勢高、反應速率緩

慢的問題，科技工作者設計耦合HCHO高效制H2的方法，裝置如圖所示。部分反應機理為：

。下列說法錯誤的是

A．相同電量下H2理論產量是傳統電解水的1.5倍

-=-

B．陰極反應：2H2O+2e2OH+H2

C．電解時OH-通過陰離子交換膜向b極方向移動

---

D．陽極反應：2HCHO-2e+4OH2HCOO+2H2O+H2

29．（2023·重慶·高考真題）電化學合成是一種綠色高效的合成方法。如圖是在酸性介質中電解合成半胱氨

酸和煙酸的示意圖。下列敘述錯．誤．的是

A．電極a為陰極

B．H從電極b移向電極a

C．電極b發生的反應為：

D．生成3mol半胱氨酸的同時生成1mol煙酸

30．（2023·廣東·高考真題）用一種具有“卯榫”結構的雙極膜組裝電解池(下圖)，可實現大電流催化電解KNO3

+-

溶液制氨。工作時，H2O在雙極膜界面處被催化解離成H和OH，有利于電解反應順利進行。下列說法不

正確的是

A．電解總反應：KNO3+3H2ONH3H2O+2O2+KOH

B．每生成1molNH3H2O，雙極膜處有9mol的H2O解離

C．電解過程中，陽極室中KOH的物質的量不因反應而改變

D．相比于平面結構雙極膜，“卯榫”結構可提高氨生成速率

31．（2023·北京·高考真題）回收利用工業廢氣中的CO2和SO2，實驗原理示意圖如下。

下列說法不正確的是

A．廢氣中SO2排放到大氣中會形成酸雨

B．裝置a中溶液顯堿性的原因是HCO3的水解程度大于HCO3的電離程度

C．裝置a中溶液的作用是吸收廢氣中的CO2和SO2

電解

22

D．裝置b中的總反應為SO3CO2H2OHCOOHSO4

32．（2023·浙江·高考真題）氯堿工業能耗大，通過如圖改進的設計可大幅度降低能耗，下列說法不．正．確．的

是

A．電極A接電源正極，發生氧化反應

=

B．電極B的電極反應式為：2H2O+2eH2+2OH

C．應選用陽離子交換膜，在右室獲得濃度較高的NaOH溶液

D．改進設計中通過提高電極B上反應物的氧化性來降低電解電壓，減少能耗

33．（2023·湖南·高考真題）葡萄糖酸鈣是一種重要的補鈣劑，工業上以葡萄糖、碳酸鈣為原料，在溴化鈉

溶液中采用間接電氧化反應制備葡萄糖酸鈣，其陽極區反應過程如下：

下列說法錯誤的是

A．溴化鈉起催化和導電作用

B．每生成1mol葡萄糖酸鈣，理論上電路中轉移了2mol電子

C．葡萄糖酸能通過分子內反應生成含有六元環狀結構的產物

D．葡萄糖能發生氧化、還原、取代、加成和消去反應

34．（2023·全國甲卷·高考真題）用可再生能源電還原CO2時，采用高濃度的K抑制酸性電解液中的析氫反

應來提高多碳產物(乙烯、乙醇等)的生成率，裝置如下圖所示。下列說法正確的是

A．析氫反應發生在IrOxTi電極上

B．Cl從Cu電極遷移到IrOxTi電極

C．陰極發生的反應有：2CO212H12eC2H44H2O

D．每轉移1mol電子，陽極生成11.2L氣體(標準狀況)

35．（2022·北京·高考真題）利用下圖裝置進行鐵上電鍍銅的實驗探究。

裝置序號電解質溶液實驗現象

陰極表面產生無色氣體，一

1

0.1molLCuSO4少段時間后陰極表面有紅色固

①

體，氣體減少。經檢驗，電

量H2SO4溶液

解液中有Fe2

陰極表面未觀察到氣體，一

1

0.1molLCuSO4過段時間后陰極表面有致密紅

②

量氨水色固體。經檢驗，電解液中

無Fe元素

下列分析不．正．確．的是

A．①中氣體減少，推測是由于溶液中cH減小，且Cu覆蓋鐵電極，阻礙H與鐵接觸

2222

B．①中檢測到Fe，推測可能發生反應：Fe2HFeH2、FeCuFeCu

22

C．隨陰極析出銅，推測②中溶液cCu減小，Cu24NHCuNH平衡逆向移動

334

22

D．②中2生成CuNH，使得cCu比①中溶液的小，Cu緩慢析出，鍍層更致密

Cu34

36．（2022·天津·高考真題）實驗裝置如圖所示。接通電源后，用碳棒(a'、b')作筆，在浸有飽和NaCl溶液

和石蕊溶液的濕潤試紙上同時寫字，a'端的字跡呈白色。下列結論正確的是

A．a為負極

B．b'端的字跡呈藍色

C．電子流向為：bb'a'a

D．如果將a'、b'換成銅棒，與碳棒作電極時的現象相同

37．（2022·重慶·高考真題）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。

下列說法錯誤的是

22

A．惰性電極2為陽極B．反應前后WO4/WO5數量不變

C．消耗1mol氧氣，可得到1mol硝酮D．外電路通過1mol電子，可得到1mol水

．（湖北高考真題）含磷有機物應用廣泛。電解法可實現由白磷直接制備，過程如圖所

382022··LiPCN2

示(Me為甲基)。下列說法正確的是

．生成，理論上外電路需要轉移電子

A1molLiPCN22mol

-

B．陰極上的電極反應為：--

P4+8CN-4e=4PCN2

C．在電解過程中CN-向鉑電極移動

D．電解產生的H2中的氫元素來自于LiOH

39．（2022·浙江·高考真題）通過電解廢舊鋰電池中的LiMn2O4可獲得難溶性的Li2CO3和MnO2，電解示意圖

如下(其中濾布的作用是阻擋固體顆粒，但離子可自由通過。電解過程中溶液的體積變化忽略不計)。下列說

法不．正．確．的是

A．電極A為陰極，發生還原反應

2+-+

B．電極B的電極反應：2H2O+Mn-2e=MnO2+4H

C．電解一段時間后溶液中Mn2+濃度保持不變

2+

D．電解結束，可通過調節pH除去Mn，再加入Na2CO3溶液以獲得Li2CO3

40．（2021·遼寧·高考真題）利用(Q)與電解轉化法從煙氣中分離CO2的原理

如圖。已知氣體可選擇性通過膜電極，溶液不能通過。下列說法錯誤的是

A．a為電源負極B．溶液中Q的物質的量保持不變

C．CO2在M極被還原D．分離出的CO2從出口2排出

41．（2021·天津·高考真題）如下所示電解裝置中，通電后石墨電極Ⅱ上有O2生成，Fe2O3逐漸溶解，下列

判斷錯．誤．的是

A．a是電源的負極

B．通電一段時間后，向石墨電極Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出現紅色

C．隨著電解的進行，CuCl2溶液濃度變大

D．當0.01molFe2O3完全溶解時，至少產生氣體336mL(折合成標準狀況下)

42．（2021·廣東·高考真題）鈷(Co)的合金材料廣泛應用于航空航天、機械制造等領域。如圖為水溶液中電

解制備金屬鈷的裝置示意圖。下列說法正確的是

A．工作時，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大

B．生成1molCo，Ⅰ室溶液質量理論上減少16g

C．移除兩交換膜后，石墨電極上發生的反應不變

2通電

D．電解總反應：2Co2H2O2CoO24H

43．（2021·全國甲卷·高考真題）乙醛酸是一種重要的化工中間體，可用如下圖所示的電化學裝置合成。圖

+-

中的雙極膜中間層中的H2O解離為H和OH，并在直流電場作用下分別向兩極遷移。下列說法正確的是

A．KBr在上述電化學合成過程中只起電解質的作用

+-

B．陽極上的反應式為：+2H+2e=+H2O

C．制得2mol乙醛酸，理論上外電路中遷移了1mol電子

D．雙極膜中間層中的H+在外電場作用下向鉛電極方向遷移

44．（2020·浙江·高考真題）電解高濃度RCOONa(羧酸鈉)的NaOH溶液，在陽極RCOO放電可得到RR