热点培优专练10　电解原理及其应用--2026全国版高考化学突破练(含答案)

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2026全国版高考化学突破练
热点培优专练10　电解原理及其应用
选择题每小题3分,共27分。
基础·满分练
命题角度1　电解池的工作原理及应用
1.(2026·湖南益阳质量监测)硫酸厂烟气中SO2可用碱吸—电解法进行处理。先用NaOH溶液吸收SO2,再将生成的Na2SO3溶液进行电解,其原理如下图所示,下列说法错误的是(　　)
A.电极a与电源的正极相连
B.电极b上发生的电极反应为2H2O+2e-2OH-+H2↑
C.半透膜Ⅰ为阳离子交换膜,半透膜Ⅱ为阴离子交换膜
D.标准状况下,若收集到22.4 L的气体G,则有1 mol M离子移向左室
2.(2026·浙江名校协作体联考)我国科学家研究C3N4/BiOCl在酸性海水中催化乙炔制备氯乙烯的原理如图所示,太阳光照射下,催化剂表面产生电子和“空穴”(h+),驱动两极反应,如图所示。
下列叙述错误的是(　　)
A.能量主要转化形式是太阳能→电能→化学能
B.一段时间后阴极区pH降低
C.阳极反应式为Cl-+h+Cl
D.总反应为CH≡CH+HClCH2CHCl
3.(2025·福建福州三模)某科研团队实现CO高效稳定转化为乙酸盐的绿色合成路径如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.X为电源正极
B.b电极反应式为2CO-6e-+8OH-CH3COO-+4H2O
C.电解一段时间后,a电极附近溶液pH升高
D.温度升高有利于乙酸盐的合成
4.(2025·吉林长春三模)DTD是一种提高锂离子电池充放电性能的电解液添加剂。目前DTD主要由强氧化剂氧化ES合成,我国科学家利用电化学方法合成DTD的原理如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.ES分子中所有原子共平面
B.DTD和ES都属于酯类化合物
C.阴极反应式为Mn2+-5e-+4H2OMn+8H+
D.电解时H+通过质子交换膜向碳极板N方向移动
命题角度2　基于电解原理的有机物合成
5.(2026·河北邯郸示范高中联考)我国科学家采用电解法电解葡萄糖(C6H12O6)溶液可同时制备山梨醇(C6H14O6)和葡萄糖酸(C6H12O7),电解原理如图所示。已知双极膜中水解离的H+和OH-在电场作用下向两极迁移。下列说法错误的是(　　)
A.M极与电源的负极相连
B.双极膜产生的OH-会移向N极
C.阴极的电极反应:C6H12O6+2e-+2H+C6H14O6
D.每生成1 mol山梨醇,理论上共消耗1 mol葡萄糖
6.(2026·湖北荆州统测)在新材料工业中,己内酰胺是生产尼龙-6和聚酰胺的关键原料。利用氮氧化物(NOx)和环己酮、乙二醇(EG)进行电化学还原偶联反应以合成己内酰胺是一种有前景的绿色合成途径(装置及物质转化示意图如下),同时得到副产品乙醇酸(GA)。下列说法正确的是(　　)
A.m为电源负极
B.电解时阴极周围的pH会减小
C.EG转化为GA反应式为HOCH2—CH2OH-4e-+H2OHOCH2—COOH+4H+
D.当生成1 mol GA时,则生成己内酰胺的质量约为56.5 g
7.(2025·福建泉州三模)某课题组提出电解偶联方法,通过双金属协同催化实现了木质素衍生酚类化合物到己二酸的高效转化,原理如下图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.PtAu合金和CuCo2O4的使用降低了电极反应的活化能
B.电解时,双极膜中OH-向N极区移动
C.M极区可发生反应:+4e-+4H+
D.电解一段时间后,N极区溶液的pH增大
能力·高分练
8.(2026·江苏南通名校联盟联考)我国科学家为消除酸性工业废水中甲醛的危害,利用驱动耦合电催化实现了CO2与HCHO转化为高附加值的产品HCOOH。下图是耦合电催化反应系统原理图示。下列有关说法不正确的是(　　)
A.Cu箔负载Cu纳米绒电极为阴极
B.反应过程中H+从左极室向右极室移动
C.电路中通过2 mol电子时,在装置中可生成1 mol HCOOH
D.阳极的电极反应式为HCHO+H2O-2e-HCOOH+2H+
9.(2026·浙江七彩阳光联盟联考)采用如图所示的间接电解法制备氯仿(CHCl3),离子交换膜只允许Na+通过,生成CHCl3的原理:CH3COCH3+3ClO-CHCl3+CH3COO-+2OH-。下列叙述不正确的是(　　)
A.电解时须控制电流强度,防止Cl-利用率下降
B.冷水可防止副反应3Cl2+6OH-5Cl-+Cl+3H2O发生
C.每生成1 mol CHCl3,通过交换膜的Na+为2 mol
D.电解结束后,右室溶液添加CH3COCH3后可导入左室
参考答案
高考热点培优专练10
1.C　a电极上稀硫酸转化为浓硫酸,过程中S的量增大,是由S发生氧化反应得到,则电极a为阳极,电极b为阴极。电极a为阳极,与外接电源正极相连,A项正确。电极b为阴极,电极上稀NaOH溶液转化为浓NaOH溶液,过程中OH-浓度增大,则发生电极反应2H2O+2e-2OH-+H2↑,B项正确。S通过半透膜到电极a发生氧化反应,则半透膜Ⅰ为阴离子交换膜,半透膜Ⅱ应为阳离子交换膜,C项错误。标准状况下,若收集到22.4 L H2,可知转移电子数为2 mol,根据内外电路转移电子数目相等,可知有1 mol S进入左室,D项正确。
2.B　太阳光作用下,催化剂表面产生“空穴”,相当于将太阳能转化成电能,电能将氯化氢转化成氢原子、氯原子,活泼性强的氯原子、氢原子与乙炔加成生成氯乙烯,A项正确。阴极反应为H++e-H,H+的物质的量减少,pH增大,B项错误。阳极上发生氧化反应,即氯离子转化成氯原子,得到1个“空穴”相当于失去1个电子,阳极反应式为Cl-+h+Cl,C项正确。两极反应加合,再与乙炔反应得到目标产物总反应为CH≡CH+HClCH2CHCl,D项正确。
3.A　a电极为阳极,连接电源正极,则X为正极,A项正确。b电极为阴极,发生还原反应,电极反应式为2CO+4e-+3H2OCH3COO-+3OH-,B项错误。a电极为阳极,电极反应式为4OH--4e-O2↑+2H2O,消耗OH-,附近溶液pH降低,C项错误。温度升高可能导致CO溶解度降低,且电解反应中高温可能影响离子迁移及电极稳定性,不利于乙酸盐合成,D项错误。
4.B　ES分子中含有饱和碳原子,该碳原子为sp3杂化,呈四面体结构,ES分子中所有原子不可能共平面,A项错误。DTD是硫酸乙二醇酯,ES是亚硫酸乙二醇酯,都属于酯类化合物,B项正确。阴极发生还原反应,而该反应式中Mn元素化合价从+2升高到+7,失去电子,为氧化反应,氢离子在阴极得电子生成氢气,阴极反应式为2H++2e-H2↑,C项错误。碳极板M为阴极,碳极板N为阳极;电解池中阳离子向阴极移动,H+通过质子交换膜向碳极板M方向移动,D项错误。
5.D　由图可知,M电极葡萄糖被还原为山梨醇,为阴极,电极反应式为C6H12O6+2e-+2H+C6H14O6,N电极溴离子失电子被氧化为溴,为阳极,电极反应式为2Br--2e-Br2。M电极为阴极,与电源的负极相连,A项正确。N电极为阳极,双极膜产生的OH-会移向N极,B项正确。根据得失电子守恒可知每生成1 mol山梨醇,转移2 mol电子,同时阴极生成1 mol葡萄糖酸,理论上共消耗2 mol葡萄糖,D项错误。
6.C　左侧电极上乙二醇(EG)转化为乙醇酸(GA),发生氧化反应,故该电极为阳极,连接电源正极,即m为电源正极,A项错误。阴极发生还原反应,N在电极上发生得电子的还原反应转化为NH2OH,电极反应为N+4e-+5H+NH2OH+H2O,故电解时阴极周围的pH会变大,B项错误。乙二醇(EG)在阳极发生氧化反应生成乙醇酸(GA),电极反应为HOCH2CH2OH-4e-+H2OHOCH2COOH+4H+,C项正确。生成1 mol GA时转移4 mol电子(阳极失电子),阴极得4 mol电子,根据电极反应N+4e-+5H+NH2OH+H2O可知,会生成1 mol NH2OH,故生成己内酰胺也是1 mol,质量为1 mol×113 g·mol-1=113 g,D项错误。
7.D　PtAu合金和CuCo2O4为催化剂,可降低电极反应活化能,A项正确。双极膜中OH-向阳极(N极)移动,B项正确。M极上转化为,发生还原反应,为阴极,C项正确。N极上转化为,发生氧化反应,为阳极,电极反应式为+8OH--6e-+5H2O,消耗OH-,pH减小,D项错误。
8.C　b连接的左侧中加入HCHO,生成HCOOH,C元素化合价升高,此电极为阳极,连接正极(b),电极反应为HCHO-2e-+H2OHCOOH+2H+,则右侧为阴极,连接电源负极(a),电极反应为CO2+2e-+2H+HCOOH。Cu箔负载Cu纳米绒电极为阴极,A项正确。反应过程中阳离子H+从阳极向阴极移动,即从左极室向右极室移动,B项正确。电路中通过2 mol电子时,在装置中可生成2 mol HCOOH,C项错误。阳极的电极反应式为HCHO+H2O-2e-HCOOH+2H+,D项正确。
9.C　电解时电流强度过大,Cl-在阳极失电子生成Cl2的速率过快,可能导致Cl2未来得及与OH-反应生成ClO-就逸出,降低Cl-利用率,需控制电流强度,A项正确。副反应3Cl2+6OH-5Cl-+Cl+3H2O需加热条件,冷水可降低温度,抑制该反应发生,B项正确。根据反应:2Cl--2e-Cl2↑,Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O,CH3COCH3+3ClO-CHCl3+CH3COO-+2OH-可知,每生成1 mol CHCl3,通过交换膜的Na+为6 mol,C项错误。右室为阴极区,反应生成NaOH,含过量NaCl,添加CH3COCH3后导入左室,可提供OH-、Cl-及反应物CH3COCH3,实现循环利用,D项正确。
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