電化學(xué)原理綜合分析-2025高考化學(xué)壓軸題

專項訓(xùn)練含答案

人枯敗電化學(xué)原理除合合折

NO.1

壓軸題解讀

電化學(xué)是氧化還原反應(yīng)知識的應(yīng)用和延伸，是高考每年必考內(nèi)容，通常會以新型二次電池

為載體考查原電池原理與電解原理。試題主要考查電極反應(yīng)式的正誤判斷與書寫，電池反應(yīng)式

的書寫，正負極的判斷，電池充、放電時離子或電子移動方向的判斷，電極附近離子濃度的變化，

命題預(yù)測電解的應(yīng)用與計算，金屬的腐蝕與防護等,體現(xiàn)了對電化學(xué)知識基礎(chǔ)性、綜合性、創(chuàng)新性和應(yīng)用

性的考查。

預(yù)計命題，以新型電源及含有離子交換膜的原電池、電解池為背景,通過陌生電化學(xué)裝置

圖，在新穎的研究對象和真實問題情境下，考查原電池的原理、電解池原理、電池反應(yīng)式。

(1)考查新型電源

(2)考查新型電解池

(3)考查二次電池

高頻考法

(4)考查燃料電池

(5)考查離子交換膜的應(yīng)用

(6)考查原電池和電解池綜合

NO.2

壓軸題密押

日方法總結(jié)

一、新型化學(xué)電源

i.鋰電池

鋰電池是一類由金屬鋰或鋰合金為負極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。工作時金屬鋰失去電子被氧化

為。+,負極反應(yīng)均為〃一—===。+,負極生成的經(jīng)過電解質(zhì)定向移動到正極。

2.鋰離子二次電池

(1)鋰離子電池基于電化學(xué)“嵌入/脫嵌”反應(yīng)原理,替代了傳統(tǒng)的“氧化-還原”原理;在兩極形成的電壓降

的驅(qū)動下，。+可以從電極材料提供的“空間”中“嵌入”或“脫嵌”。

(2)鋰離子電池充電時陰極反應(yīng)式一般為4+"讓+t6-===幾。6；放電時負極反應(yīng)是充電時陰極反應(yīng)的

+

逆過程：LixC6—xe~———C6+xLio

(3)鋰離子電池的正極材料一般為含乙戶的化合物，目前已商業(yè)化的正極材料有。&PO4、＞。。。2、

LiMn2O等。???

3.微生物燃料電池

微生物燃料電池是一種利用微生物將有機物中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置。其基本工作原理是在負極

室厭氧環(huán)境下，有機物在微生物作用下分解并釋放出電子和質(zhì)子，電子依靠合適的電子傳遞介體在生物組分

和負極之間進行有效傳遞,并通過外電路傳遞到正極形成電流，而質(zhì)子通過質(zhì)子交換膜傳遞到正極,氧化劑

（如氧氣）在正極得到電子被還原。

4.物質(zhì)循環(huán)轉(zhuǎn)化型電池

根據(jù)物質(zhì)轉(zhuǎn)化中，元素化合價的變化或離子的移動（陽離子移向正極區(qū)域，陰離子移向負極區(qū)域）判斷電池

的正、負極,是分析該電池的關(guān)鍵。

二、多池串聯(lián)的兩大模型及原理分析

1.常見串聯(lián)裝置圖

模型一外接電源與電解池的串聯(lián)（如圖）

稀硫酸稀硫酸

A、B為兩個串聯(lián)電解池，相同時間內(nèi)，各電極得失電子數(shù)相等。

模型二原電池與電解池的串聯(lián)（如圖）

a

含金屬催化劑的多孔電極

顯然兩圖中，A均為原電池，3均為電解池。

2.“串聯(lián)”類裝置的解題流程

???

三、電解池

1.圖解電解池工作原理（陽極為情性電極）

與電源正極相連與電源負極相連

還原

反應(yīng)

陰離子陽離子

移向I電解質(zhì)溶液或II移向

熔融電解質(zhì)

2.對比掌握電解規(guī)律（陽極為情性電極）

電解類型電解質(zhì)實例溶液復(fù)原物質(zhì)

電解水型NaOH,H2so4或Na2so4水

電解電解質(zhì)型HCI或CuCl2原電解質(zhì)

放氫生堿型NaCl氣體

放氧生酸型CuSO4或AgNChCuO或Ag2O

【特別提醒】電解后有關(guān)電解質(zhì)溶液恢復(fù)原態(tài)的問題應(yīng)該用質(zhì)量守恒法分析。一般是加入陽極產(chǎn)物和陰極

2+

產(chǎn)物的化合物，但也有特殊情況,如用惰性電極電解CuSOi溶液，Cu完全放電之前，可加入CuO或

2+

CuCO3復(fù)原，而Cu完全放電之后,溶液中H+繼續(xù)放電,應(yīng)加入CU（OH）2或CU2（OH\CO3復(fù)原。

四、電化學(xué)計算中常用的三種方法

1.根據(jù)總反應(yīng)式計算

先寫出電極反應(yīng)式,再寫出總反應(yīng)式,最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計算。

2.根據(jù)電子守恒計算???

（1）用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(chǎn)物、正負兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相

等。

（2）用于混合溶液中電解的分階段計算。

3.根據(jù)關(guān)系式計算

根據(jù)得失電子守恒建立起已知量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建計算所需的關(guān)系式。

如以電路中通過4moie-為橋梁可構(gòu)建以下關(guān)系式：

4

4e?2cx（Br,、I,）?-C）,~2H,~2Cu~4Ag~1M

■:——入------'.-”

陽極產(chǎn)物陰極產(chǎn)物

（式中M為金屬,n為其離子的化合價數(shù)值）

該關(guān)系式具有總攬電化學(xué)計算的作用和價值,熟記電極反應(yīng)式，靈活運用關(guān)系式便能快速解答常見的電化學(xué)

計算問題。

五、離子殛膜

1.交換膜類型及特點

交換膜類型陽膜陰膜雙極膜特定的交換膜

陽離子移向原陰離子移向原中間層中的HO解離出8+和只允許特定的離子或分

允許通過的2

電池的正極電池的負極OH〕H+移向原電池的正極子通過，如質(zhì)子交換膜只

離子及移動

（電解池的陰（電解池的陽（電解池的陰極），OH一移向原允許H+通過，氯離子交

方向

極）極）電池的負極（電解池的陽極）換膜只允許。「通過

通性無論是原電池還是電解池中，陽離子均移向得電子的一極,陰離子均移向失電子的一極

2.“隔膜”電解池的解題步驟

第一步，分清隔膜類型。即交換膜屬于陽膜、陰膜或質(zhì)子膜中的哪一種，判斷允許哪種離子通過隔膜。

第二步，寫出電極反應(yīng)式,判斷交換膜兩側(cè)離子變化，推斷電荷變化,根據(jù)電荷平衡判斷離子遷移方向。

第三步,分析隔膜作用。在產(chǎn)品制備中，隔膜作用主要是提高產(chǎn)品純度，避免產(chǎn)物之間發(fā)生反應(yīng)，或避免產(chǎn)物

因發(fā)生反應(yīng)而造成危險。

?題型01考查3電源

題目1（2024?北京房山?一模）一種太陽能電池工作原理示意圖如圖所示，其中電解質(zhì)溶液為氏麻（前）6]

和KjFe（CN）6]的混合溶液,下列說法不正確的是

???

A.&[Fe(CN)6]中，中心離子為用3+

B.電極a為負極

C.電子由電極6經(jīng)導(dǎo)線流向電極a

D,正極上發(fā)生的電極反應(yīng)：[Fe(CN)6廣+e-=[Fe(CN)6]4-

?題型02考查儂電解泄

題目0(2024.廣東.一模)用如圖裝置電解CO2制取血,溫度控制在10℃左右,持續(xù)通入CO2,電解前后

物質(zhì)的量基本不變。下列說法正確的是

電源

需工贏最持續(xù)通

銷電極

父換膜J/符裝圖

I—!||/L*入co.

孕-P-

6-G

--

￡--

-QOki

五-Q

-ks

QQ

Pl_Q

SD?

翌-

Q-

-=

-￡-)_

a-

(5

單望\/ZS

pH=8的KHCO,溶液

A.電解過程中"CO?的移動方向是：甲室一乙室

B.甲室產(chǎn)生的氣體只有。2

C.乙室電極反應(yīng)為9CO2+8e-+6H2O=CHt+8HCO3

D,當乙室產(chǎn)生的氣體體積為U.2L時，外電路轉(zhuǎn)移電子數(shù)為外

?題型03考查二?電池

題目萬:(2024.浙江嘉興.二模)水系雙離子電池原理如圖所示，下列有關(guān)敘述正確的是

電源/用電器

Cug)2?Na-MnO.

第1次

放電

CuO

2Na..MnO3

'第2次上0A.44-x2

放電/

Cu

A.放電時，電極a作電源的正極，。電(？。4)2發(fā)生氧化反應(yīng)最終變?yōu)椤！???

B.充電時，水系電池中，a電極附近溶液的堿性增強

C.充電時，b電極上的電極反應(yīng)式為做肛4m加。2—力巳-=Na。,44fMnC）2+xNa+

D.當1MO/C〃3（PO4）2完全放電時，則b電極質(zhì)量減輕138g

?題型04考查燃料電池

隨目⑷（2024?廣東?一模）一種鎂/海水燃料電池處理海水富營養(yǎng)化的工作原理如圖所示。下列說法正確的

是

氣

體

散

擴

Mg電極-田Ell鼻-極

<-

含（NHQ3PO4

的海水

A.叫作原電池的正極

B.放電時，P。廣向氣體擴散電極移動

C.反應(yīng)初始階段產(chǎn)生的是姆（OH%，后期會產(chǎn)生MgNH.POi沉淀

D.氣體擴散電極發(fā)生的電極反應(yīng)：O2+4W+2H2O+4e-=4NH3-H2O

?題型05考查M子交換餐的應(yīng)用

題目回（2024.河北滄州.模擬）我國科學(xué)家設(shè)計的一種三室電池既能凈化污水，又能淡化海水，同時還可回收

其中的能量,用葡萄糖溶液（足量，代替污水）氯化鈉溶液（足量，代替海水）和100mLl.lmol鹽酸模擬

工作原理的示意圖如下，下列說法正確的是

電A

X

離

02H離

子

子

中

交

交

H間

換

換

室

膜

膜

TAB

A.外電路中的電流方向為電極電極B

B.該電池的正極反應(yīng)為O2+4e-+48+=2H2。

C.常溫下，當電路中有O.lmole-通過時，鹽酸的pH=2

D.離子交換膜A可以是陽離子交換膜也可以是陰離子交換膜，但不能與離子交換膜B相同

?題型06考查原電池和電解池綜臺

遨目1（2024.河南新鄉(xiāng).二模）自由基因為化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定往往不能穩(wěn)定存在，羥基自由基（QH）有極強的氧

化性，其氧化性僅次于氟單質(zhì)。我國科學(xué)家設(shè)計的一種能將苯酚（C6H6。）氧化為co2和H2O的原電池一電

解池組合裝置如圖所示,該裝置能實現(xiàn)發(fā)電、環(huán)保二位一體。下列說法錯誤的是???

d

H質(zhì)

H5^O/子

15O”MN交

微

換

I;^生

膜

物

I；NaCl溶液%也

Cr(0H)3：

I!IINa2so4高濃度含

溶液苯酚廢水

A.該裝置工作時，電流方向為電極b-in室-n室-i室—電極。

B.當電極Q上有l(wèi)molCT（OH）3生成時，。極區(qū)溶液仍為中性

C.電極d的電極反應(yīng)為其。—5=H++?OH

D.當電極b上有0.3mol82生成時，電極c、d兩極共產(chǎn)生氣體U.2L（標準狀況）

NO.3

壓軸題速練

,穎目工］（2024?黑龍江?二模）某電化學(xué)鋰富集裝置如圖，工作步驟如下：I.向麗Q所在腔室通入海水，啟動

+

電源乙，使海水中Li進入MnO2結(jié)構(gòu)形成LixMn2O4；II.關(guān)閉電源乙和海水通道，啟動電源甲，同時向電極

a上通入。2.下列說法錯誤的是

A.電極6與電源乙的正極相連

B.步驟I時，腔室2中的M+進入MnO2所在腔室

+

C.步驟H時，陽極的電極反應(yīng)式為既-=xLi+2MnO2

D.在電極a上每消耗5.6L。2（換算成標準狀況），腔室1質(zhì)量增加7g

題目（2024?北京東城?一模）-種能捕獲和釋放CQ的電化學(xué)裝置如下圖所示。其中a、b均為惰性電極，電

解質(zhì)溶液均為KC7溶液。當K連接S時，6極區(qū)溶液能捕獲通入的

???

下列說法不正確的是

A.K連接&時，b極發(fā)生反應(yīng):

B.K連接Si時。a連接電源正極

C.K連接52時，a極區(qū)n（We（CN）6『-）："（［Fe（CN）6『-）的值增大

D.該裝置通過“充電”和“放電”調(diào)控6極區(qū)溶液pH,捕獲和釋放CQ

趣瓦區(qū)（2024.安徽黃山.二模）一種用3—氯丙烯（C1一）電解合成環(huán)氧氯丙烷（Gg）的裝置

如圖所示。該裝置無需使用隔膜，且綠色高效，圖中X為。或Br,工作時X-和08-同時且等量放電。下

列說法錯誤的是

A.電解一段時間后,裝置中OH-物質(zhì)的量增大B.每轉(zhuǎn)移2m。岳一,生成Imol環(huán)氧氯丙烷

C.若X為Br,也可電解制得環(huán)氧氯丙烷D.該裝置工作時不需要補充X-

題目④（2024.湖北.一模）為了保護環(huán)境、充分利用鉛資源,科學(xué)家設(shè)計了如下的同一鉛化合物燃料電池實現(xiàn)

鉛單質(zhì)的回收。???

下列有關(guān)說法錯誤的是

A.正極區(qū)溶液以/升高，負極區(qū)溶液pH降低

B.電子流向：電極6f負載-電極a

C.陰極區(qū)電極反應(yīng)式為HPb5+H2O+2e-=Pb+3OH-

D.為了提高Pb的回收率,離子交換膜為陰離子交換膜

［題目回（2024.廣東佛山.一模）按如圖裝置進行探究實驗，關(guān)閉K后，反應(yīng)開始。下列說法錯誤的是

飽和NaCl

溶液

溶液

石墨石墨NaOH

a

NaBr溶液安全氣球

酸性If濃鹽酸

KMnO4溶液

A.石墨電極A為正極

B.U型管中刊代表陽離子交換膜

C.a中產(chǎn)生白色沉淀,溶液中c（Na+）c（CT）減小

D.b中溶液變?yōu)槌赛S色，說明非金屬性：

題目回（2024?北京西城?一模）雙極膜可用于電解葡萄糖（。出2。6）溶液同時制備山梨醇（。6乂。6）和葡萄糖

酸（G3H12。7）。電解原理示意圖如下（忽略副反應(yīng)）。

已知：在電場作用下,雙極膜可將水解離,在兩側(cè)分別得到H+和OH-.

???

注：R為一。5舊11。5

下列說法不正確的是

A.右側(cè)的電極與電源的正極相連

B.陰極的電極反應(yīng)：。正!2。6+2e-+2H+=。汨4

C.一段時間后，陽極室的pH增大

D.每生成Imol山梨醇，理論上同時可生成Imol葡萄糖酸

遒目可（2024.安徽.一模）科學(xué)家發(fā)明了一種新型可充電Zn—NORCE10H電池，電池示意圖如圖所示，電極

為金屬鋅和雙功能催化材料，放電時，NO常化為NH3-H2O進行氨電合成等,為解決環(huán)境問題提供了一種

新途徑。

f放電

?充電

已知：電解質(zhì)溶液1為弱堿性環(huán)境。下列說法錯誤的是

A.放電時,負極反應(yīng)為Zn-2e^+2OH-=ZnO+HQ

B.放電時，ImolNC>3轉(zhuǎn)化為N4?同O,轉(zhuǎn)移的電子為8moi

充電時，左側(cè)電極的電勢低于右側(cè)電極

D.充電時，陽極溶液中。上「濃度升高

題目回（2024?河北衡水?一模）濃差電池是一種特殊的化學(xué)電源。如圖所示裝置是利用濃差電池電解Na.SO,

溶液（a、b電極均為石墨電極），可以制得。2、氏、丑2s和NaOH。下列說法正確的是

溶液

Na2soit

r一

一

稀

H與

H-1一

一

一

2L2.5molL:2L0.5mol-L&N溶

液

ao一

-一

-”

溶液：：溶液一

CuSOCuSO,一

4->_一

陰離子交換膜

離子交換膜

A.a為電解池的陰極

B.當電路中轉(zhuǎn)移2moi電子時，2moZSO『通過膜d向右移動

C.電池放電過程中，Ou（2）電極上的電極反應(yīng)為CV++2e-=C〃

D.電池從開始工作到停止放電，電解池理論上可制得\2QgNaOH

題目可（2024.湖南益陽.三模）為探究AgNA與K7溶液能否發(fā)生氧化還原反應(yīng)，設(shè)計了如下裝置:閉合K一

段時間后,觀察到y(tǒng)電極表面有銀白色物質(zhì)析出。下列說法正確的是???

裝有飽和KNQ

Imolf'KI溶液ImoLL-iAgNO,溶液

（含淀粉）

A.y電極為陰極B.右側(cè)燒杯中NO.經(jīng)鹽橋移向左側(cè)燒杯

C.閉合K后右側(cè)燒杯中溶液pH不斷升高D.若將X電極換成Ag,實驗現(xiàn)象不變

題目口口（2024?河南濮陽?二模）鎂鋰雙鹽電池是新型二次離子電池，其放電時的工作原理如圖所示。

下列說法錯誤的是

A.充電時，胸2+和乙武均向Q極區(qū)移動

B.充電時，陰極的電極反應(yīng)式為LixVS2-xe-=VS2+xLi+

C.放電時，Q電極皿失去電子，電子經(jīng)導(dǎo)線流向R電極

D.電池工作時,若外電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為O.lmol,則兩極的質(zhì)量變化值相差0.5g

題目?（2024?湖南長沙?二模）溶液電池是最具潛力的大規(guī)模儲能電化學(xué)器件,然而不同的水溶液電池的發(fā)

展又受到不同因素的限制。醍類（O由）電極的酸堿混合電池能夠?qū)崿F(xiàn)高能量密度和優(yōu)異的

循環(huán)穩(wěn)定性。電池工作示意圖如圖所示，下列有關(guān)說法錯誤的是

A.放電時，右側(cè)醍類電極為負極???

2+

B.放電時，左側(cè)電極反應(yīng)式為MnO2+2e-+4H+=Mn+2H2O

C.充電時，陽極區(qū)電解質(zhì)溶液的pH保持不變

D.充電時，電路中每轉(zhuǎn)移Imol電子，陰極增重質(zhì)量為20g

題目主］（2024.山東濰坊.二模）報道我國科學(xué)家耦合光催化/電催化分解水的裝置如圖，光照時,

光催化電極產(chǎn)生電子（e-）和空穴仇+）,下列有關(guān)說法正確的是

光催化裝理電催化裝置

A.光催化裝置中溶液的c（H+）增大

B.整套裝置轉(zhuǎn)移O.Olmole「,光催化裝置生成1.905g

C.電催化裝置陽極電極反應(yīng)式:4OH--4%+=2Hq+O2T

D.離子交換膜為陰離子交換膜

題目衛(wèi)（2024?河南?二模）最近，科學(xué)家開發(fā)一種寬溫域的鋰離子電池，其工作原理如圖所示。

下列敘述錯誤的是

A.x極電勢高于y極電勢

B.放電時，X極電極反應(yīng)式為Li3^（m）3-2丁+2Li+=Li5I4（PO4）3

c.充電時，電極y與電源負極連接

D.充電時，每生成1.4g。時理論上轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為1.204X1023

題目西（2024.湖南長沙.一模）利用氫氧燃料電池可實現(xiàn)由白磷電解法制備14P（av）21，并能實現(xiàn)其的循

環(huán)利用，其工作原理如圖所示（已知：Me為甲基；電極均為石墨電極），下列說法正確的是???

，H2電極a電極bI0

2電極cZMgSiCN+LiOH電極d

^?O(SiMe3),

LiCN+HCN

Pa

H

CNJ"2

Li[P(CN)J

K2soKaq)隔膜eKOH(叫)

A.電池工作時電極a連接電極c

B.通電段時間后，當生成9g24P（ON%］時，電極a消耗區(qū)的體積（標準狀況）為2.24L

C.若隔膜e為陽離子交換膜，則燃料電池的放電會使左側(cè)溶液pH增大

D.電解產(chǎn)生的其中的氫元素來自于杳

［題目運（2024?安徽合肥?一模）復(fù)旦大學(xué)設(shè)計了一種新型堿性區(qū)/Nao.MiQ氣體可逆電池工作原理示意

圖如下。下列敘述錯誤的是

JE--------------@----------------1

___________________N

Nao.^MnOj、

\>H2ONa044+yMnO2J

UNaOH溶液口

A.放電時N為電池正極

B.放電時負極反應(yīng)：每一2b+2OH-=2凡。

C.充電時Na+由N極向河極移動

+

D.充電時陽極反應(yīng)：Mzo.44-5伍。2+（x+y）Na—（x+y）e~^=NaQM+vMnO2

題目百（2024.北京石景山.一模）一種鋁硫電池放電過程示意圖如下，下列說法正確的是

A.硫電極是正極，發(fā)生得電子的氧化反應(yīng)

B.負極反應(yīng)為2⑷+SAlCl^r-+6AICH-6e-=8Al2cls0廣

C.正極反應(yīng)為3s+6AZ2CZ6Br-+6e-=42s3+6AlCl3Br-+GAICI^

D.AlCli和4a33-一中心原子的雜化軌道類型相同，均為正四面體結(jié)構(gòu)

題目叵］（2024.湖南常德.一模）水系鏤根離子可充電電池具有成本低、安全、無污染等優(yōu)點

該電池以V2G

（含V、C、N元素）為正極材料，電解質(zhì)溶液中主要存在團簇離子心療（。風(fēng)。00笈）3。其放電工作里曼如

13

所示。下列說法錯誤的是

--------------1負載|-----------

Y極X極

(V,e)2CTx[NH：(CH3COOH)3]

/Na06MnO.

NH；(CH3COOH)3

V2CTVMnO,

A.放電時，TWC&COOH%向y極方向移動

B.放電時，y極的電極反應(yīng)式為V2CTX+NHKCH3coOH）3+2e-=（V,e-\CTx-[NHt（CH.COOH^]

C.7W與CH3co0H間通過離子鍵結(jié)合

D.充電時，7W（CH3COOH）3增加了lmol時，X極質(zhì)量增加46g

[題目過（2024?黑龍江?二模）我國科學(xué)家設(shè)計的間接電化學(xué)氧化法可同時去除煙氣中的SO?和NO?，原理如

圖。下列說法正確的是

出氣口H.

模擬煙氣

（含SO?、NO2）

A.H+通過質(zhì)子父換膜向7n電極移動

i+3+

B.NO?發(fā)生的反應(yīng)：NO2+Ce+H2O=NOW+Ce+2H+

C.外電極的電極反應(yīng)式：52。+26-=827+2。步

D.若產(chǎn)生22.4L也（標準狀況下），則氣-液吸收柱中處理了64gSO.

題目電（2024.山西太原.一模）我國科學(xué)家通過電化學(xué)耦合丙酮酸和硝酸鉀，在PdCu納米珠線

（Pd.Cu.NBWs）的催化作用下合成了丙氨酸，其工作原理示意圖如下。下列說法錯誤的是

A.X極上發(fā)生氧化反應(yīng)，與電源的正極相連

CH3CCOOHCH3CHCOOH

B.陰極反應(yīng)：。+NO'+llH++10e-=NFL+4也。

C.該工藝可將污水中的硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氨基酸，實現(xiàn)變廢為寶

D.該離子交換膜為陰離子交換膜

題目R（2024.福建寧德.一模）近年研究發(fā)現(xiàn)，電催化CO2和含氮物質(zhì)（NOW等）在常溫常壓下合成尿素，有

助于實現(xiàn)碳中和及解決含氮廢水污染問題。向一定濃度的溶液中通至飽和,在電極上反應(yīng)生成

KNO3co2

CO(NH2)2,電解原理如圖所示。下列說法不正確的是

A.電極6連接電源的正極,發(fā)生氧化反應(yīng)

+

B.電極a發(fā)生的電極反應(yīng)式為2NO3+CO2+18H+16e「=CO(NH叱7H2O

C.當電極a區(qū)生成3.0g尿素時，電極b區(qū)質(zhì)量減少6.4g

D.電極a區(qū)電解質(zhì)溶液pH增大

???

成”題?也&及耀健含臺新

NO.1

壓軸題解讀

電化學(xué)是氧化還原反應(yīng)知識的應(yīng)用和延伸，是高考每年必考內(nèi)容，通常會以新型二次電池

為載體考查原電池原理與電解原理。試題主要考查電極反應(yīng)式的正誤判斷與書寫，電池反應(yīng)式

的書寫，正負極的判斷，電池充、放電時離子或電子移動方向的判斷，電極附近離子濃度的變化，

命題預(yù)測電解的應(yīng)用與計算，金屬的腐蝕與防護等,體現(xiàn)了對電化學(xué)知識基礎(chǔ)性、綜合性、創(chuàng)新性和應(yīng)用

性的考查。

預(yù)計命題，以新型電源及含有離子交換膜的原電池、電解池為背景,通過陌生電化學(xué)裝置

圖，在新穎的研究對象和真實問題情境下，考查原電池的原理、電解池原理、電池反應(yīng)式。

(1)考查新型電源

(2)考查新型電解池

(3)考查二次電池

高頻考法

(4)考查燃料電池

(5)考查離子交換膜的應(yīng)用

(6)考查原電池和電解池綜合

N0.2

壓軸題密押

，方法總結(jié)

一、新型化學(xué)電源

1.鋰電池

鋰電池是一類由金屬鋰或鋰合金為負極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。工作時金屬鋰失去電子被氧化

為。+,負極反應(yīng)均為〃一—===。+,負極生成的。+經(jīng)過電解質(zhì)定向移動到正極。

2.鋰離子二次電池

(1)鋰離子電池基于電化學(xué)“嵌入/脫嵌”反應(yīng)原理,替代了傳統(tǒng)的“氧化-還原”原理;在兩極形成的電壓降

的驅(qū)動下，。+可以從電極材料提供的“空間”中“嵌入”或“脫嵌”。

+

(2)鋰離子電池充電時陰極反應(yīng)式一般為4+xLi+xe^———LixC6；放電時負極反應(yīng)是充電時陰極反應(yīng)的

+

逆過程：LixC6—xe~———C6+xLio

(3)鋰離子電池的正極材料一般為含乙戶的化合物，目前已商業(yè)化的正極材料有。&PO4、

LiMn2Oa等。???

3.微生物燃料電池

微生物燃料電池是一種利用微生物將有機物中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置。其基本工作原理是在負極

室厭氧環(huán)境下，有機物在微生物作用下分解并釋放出電子和質(zhì)子，電子依靠合適的電子傳遞介體在生物組分

和負極之間進行有效傳遞,并通過外電路傳遞到正極形成電流，而質(zhì)子通過質(zhì)子交換膜傳遞到正極,氧化劑

（如氧氣）在正極得到電子被還原。

4.物質(zhì)循環(huán)轉(zhuǎn)化型電池

根據(jù)物質(zhì)轉(zhuǎn)化中，元素化合價的變化或離子的移動（陽離子移向正極區(qū)域，陰離子移向負極區(qū)域）判斷電池

的正、負極，是分析該電池的關(guān)鍵。

二、多池串聯(lián)的兩大模型及原理分析

1.常見串聯(lián)裝置圖

模型一外接電源與電解池的串聯(lián)（如圖）

稀硫酸稀硫酸

A、B為兩個串聯(lián)電解池，相同時間內(nèi)，各電極得失電子數(shù)相等。

模型二原電池與電解池的串聯(lián)（如圖）

a

含金屬催化劑的多孔電極NaOHNaCl溶液

圖甲

顯然兩圖中，A均為原電池，B均為電解池。

2.“串聯(lián)”類裝置的解題流程

???

三、電解池

1.圖解電解池工作原理（陽極為情性電極）

與電源正極相連與電源負極相連

還原

反應(yīng)

陰離子陽離子

移向I電解質(zhì)溶液或II移向

熔融電解質(zhì)

2.對比掌握電解規(guī)律（陽極為情性電極）

電解類型電解質(zhì)實例溶液復(fù)原物質(zhì)

電解水型NaOH,H2so4或Na2so4水

電解電解質(zhì)型HCI或CuCl2原電解質(zhì)

放氫生堿型NaCl氣體

放氧生酸型CuSO4或AgNChCuO或Ag2O

【特別提醒】電解后有關(guān)電解質(zhì)溶液恢復(fù)原態(tài)的問題應(yīng)該用質(zhì)量守恒法分析。一般是加入陽極產(chǎn)物和陰極

2+

產(chǎn)物的化合物，但也有特殊情況,如用惰性電極電解CuSOi溶液，Cu完全放電之前，可加入CuO或

2+

CuCO3復(fù)原，而Cu完全放電之后,溶液中H+繼續(xù)放電,應(yīng)加入CU（OH）2或CU2（OH\CO3復(fù)原。

四、電化學(xué)計算中常用的三種方法

1.根據(jù)總反應(yīng)式計算

先寫出電極反應(yīng)式,再寫出總反應(yīng)式,最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計算。

2.根據(jù)電子守恒計算???

（1）用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(chǎn)物、正負兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相

等。

（2）用于混合溶液中電解的分階段計算。

3.根據(jù)關(guān)系式計算

根據(jù)得失電子守恒建立起已知量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建計算所需的關(guān)系式。

如以電路中通過4moie-為橋梁可構(gòu)建以下關(guān)系式：

4

4e?2cx（Br,、I,）?-C）,~2H,~2Cu~4Ag~1M

■:——入------'.-”

陽極產(chǎn)物陰極產(chǎn)物

（式中M為金屬,n為其離子的化合價數(shù)值）

該關(guān)系式具有總攬電化學(xué)計算的作用和價值,熟記電極反應(yīng)式，靈活運用關(guān)系式便能快速解答常見的電化學(xué)

計算問題。

五、離子殛膜

1.交換膜類型及特點

交換膜類型陽膜陰膜雙極膜特定的交換膜

陽離子移向原陰離子移向原中間層中的HO解離出8+和只允許特定的離子或分

允許通過的2

電池的正極電池的負極OH〕H+移向原電池的正極子通過，如質(zhì)子交換膜只

離子及移動

（電解池的陰（電解池的陽（電解池的陰極），OH一移向原允許H+通過，氯離子交

方向

極）極）電池的負極（電解池的陽極）換膜只允許。「通過

通性無論是原電池還是電解池中，陽離子均移向得電子的一極,陰離子均移向失電子的一極

2.“隔膜”電解池的解題步驟

第一步，分清隔膜類型。即交換膜屬于陽膜、陰膜或質(zhì)子膜中的哪一種，判斷允許哪種離子通過隔膜。

第二步，寫出電極反應(yīng)式,判斷交換膜兩側(cè)離子變化，推斷電荷變化,根據(jù)電荷平衡判斷離子遷移方向。

第三步,分析隔膜作用。在產(chǎn)品制備中，隔膜作用主要是提高產(chǎn)品純度，避免產(chǎn)物之間發(fā)生反應(yīng)，或避免產(chǎn)物

因發(fā)生反應(yīng)而造成危險。

?題型01考查3電源

題目1（2024?北京房山?一模）一種太陽能電池工作原理示意圖如圖所示，其中電解質(zhì)溶液為氏麻（前）6]

和KjFe（CN）6]的混合溶液,下列說法不正確的是

???

0

A.&［Fe(CN)6］中，中心離子為用3+

B.電極a為負極

C.電子由電極6經(jīng)導(dǎo)線流向電極a

D,正極上發(fā)生的電極反應(yīng)：［Fe(CN)6廣+e-=［Fe(CN)6］4-

【答案】。

【解析】4a［民(皿)6］中昆3+有空軌道，中心離子為"3+,A正確；

B.由圖可知，電極a上鐵的化合價升高，失去電子，電極6上鐵的化合價降低，得到電子，故a負極，6為正

極，B正確；

C.由圖可知,Fe(CN)二一e-=尸e(CW)聯(lián)，電子由電極a經(jīng)導(dǎo)線流向電極b,。錯誤；

D.正極上Fe(CW)＞得到電子生成［Fe(CN)6/一，電極方程式為：［Fe(CN)6］3-+e-=［Fe(CN)/，D正確;

故選。。

?題型02考查儂電解泄

箍目幻(2024.廣東.一模)用如圖裝置電解。。2制取C/，溫度控制在10℃左右，持續(xù)通入CO2,電解前后

HCO'物質(zhì)的量基本不變。下列說法正確的是

I-----1電源|---

鋁電極蠹晟持舞通

\I父換膜J/持續(xù)逋

\?11I?仔/L一入co,

單堂\/ZA

pH=8的KHCCh溶液

A.電解過程中打。。9的移動方向是：甲室一乙室

B.甲室產(chǎn)生的氣體只有。2

C.乙室電極反應(yīng)為9co2+8e-+6H2。=64+888?

D.當乙室產(chǎn)生的氣體體積為11.2L時，外電路轉(zhuǎn)移電子數(shù)為5rA

【答案】。

【分析】從圖中可知，該裝置為電解池裝置，銅電極上。。2得電子轉(zhuǎn)化為血，因此銅電極為陰極，故箱電極

為陽極。

［解析】A.由分析知,電解過程中電解質(zhì)中的陰離子向陽極移動,HCOi

B.電解前后HCOW物質(zhì)的量基本不變，陰極上有生成，則陽極上HCO5失電子生成CO2和。2,電極

反應(yīng)為4HCO?-4e-=O2T+4CO2T+2H2O,B錯誤；

C.電解時電解質(zhì)溶液中KHCOi物質(zhì)的量基本不變，故在陰極會同時產(chǎn)生碳酸氫根，發(fā)生的電極反應(yīng)為

9CO2+8e-+6H2。=網(wǎng)+8HCO3,。正確；

D.沒有指明氣體所處的狀況，不能計算電子轉(zhuǎn)移數(shù)目，。錯誤；

故選C。

■題型03考查二次電池

題目包（2024?浙江嘉興?二模）水系雙離子電池原理如圖所示，下列有關(guān)敘述正確的是

A.放電時，電極a作電源的正極，。“3仍。）發(fā)生氧化反應(yīng)最終變?yōu)椤

B.充電時，水系電池中，a電極附近溶液的堿性增強

C.充電時，b電極上的電極反應(yīng)式為No。.八如。2—2e-=Mzo.44-JWh02+a：Na+

D.當hnoQ〃3（PO4）2完全放電時，則b電極質(zhì)量減輕138g

【答案】。

【分析】由圖可知，放電時為原電池，a極上。〃3（「。4）2-Cu2o-Ou、發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，b極上

Na0MMnO2-Na0M_xMnO2、發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，則a極為正極、6極為負極，負極反應(yīng)式為NaQMMnO2

+

—xe~-Na0M-xMnO2+xNa,充電時為電解池，原電池的正負極分別與電源的正負極相接，即a極為陽

極、b極為陰極，陰陽極反應(yīng)與負正極反應(yīng)相反，據(jù)此分析解答。

【解析】4放電時為原電池，a極為正極、b極為負極，。〃3仍。4）2發(fā)生還原反應(yīng)最終變?yōu)镃u,故4錯誤；

B.充電時為電解池，a極為陽極、b極為陰極，陽極上OH~失電子生成水，陽極附近的堿性減弱，故B錯誤;

+

C.充電時為電解池，a極為陽極、6極為陰極，陰極反應(yīng)式為Na0M_xMnO2+xNa+xe-=Na0MMnO2,故

C錯誤；

D.放電時為原電池，a極上發(fā)生反應(yīng)。〃3（。。4）2一則1"1。心”3/。4）2完全放電時，轉(zhuǎn)移電子

6mol,有6molNa+發(fā)生遷移,則b電極質(zhì)量減輕6moiX23g/mol=138g,故。正確；

故選：Do

?題型04考查燃料電池

題目