電化學(xué)原理綜合分析-2024年高考化學(xué)壓軸題專項(xiàng)訓(xùn)練含答案

電化學(xué)原理綜合分析-2024年高考化學(xué)壓軸

題專項(xiàng)訓(xùn)練

人斜殿電化學(xué)原理候合臺(tái)新

NO.1

壓軸題解讀

電化學(xué)是氧化還原反應(yīng)知識(shí)的應(yīng)用和延伸，是高考每年必考內(nèi)容，通常會(huì)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(fù)極的判斷，電池充、放電時(shí)離子或電子移動(dòng)方向的判斷，電極附近離子濃度的變化，

命題預(yù)測(cè)電解的應(yīng)用與計(jì)算，金屬的腐蝕與防護(hù)等,體現(xiàn)了對(duì)電化學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)性、綜合性、創(chuàng)新性和應(yīng)用

性的考查。

預(yù)計(jì)2024年命題，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(duì)象和真實(shí)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

0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(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。工作時(shí)金屬鋰失去電子被氧化

為。+,負(fù)極反應(yīng)均為"一e-===Li+,負(fù)極生成的L#經(jīng)過電解質(zhì)定向移動(dòng)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(dòng)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(shí)陰極反應(yīng)式一般為C6+xLi+xe~———Li?；放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)是充電時(shí)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Li的化合物，目前已商業(yè)化的正極材料有LiFePO^LiCoO2.LiMn2

O4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(jī)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(fù)極

室厭氧環(huán)境下，有機(jī)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(fù)極之間進(jìn)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(jià)的變化或離子的移動(dòng)（陽離子移向正極區(qū)域，陰離子移向負(fù)極區(qū)域）判斷電池

的正、負(fù)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）

A、B為兩個(gè)串聯(lián)電解池，相同時(shí)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）

稀硫酸稀硫酸

AB

圖甲圖乙

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(fù)極相連

還原

反應(yīng)

陰離子陽離子

移向I電解質(zhì)溶液或移向

熔融電解質(zhì)

2.對(duì)比掌握電解規(guī)律（陽極為情性電極）

電解類型電解質(zhì)實(shí)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NaClHCI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

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

CuCO3復(fù)原，而完全放電之后,溶液中H+繼續(xù)放電,應(yīng)加入Cu（OH\或。”2（。打）2。。3復(fù)原。

四、電化學(xué)計(jì)算中常用的三種方法

1.根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)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(jì)算。

2.根據(jù)電子守恒計(jì)算???

（1）用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計(jì)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(jì)算。

3.根據(jù)關(guān)系式計(jì)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(jì)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~2cL,（Br.）~（%~2H/~2Cu?4AgzM

--r-----?----〃

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(jià)數(shù)值）

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

計(jì)算問題。

五、離子殛膜

1.交換膜類型及特點(diǎn)

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H2O解離出H和只允許特定的離子或分

允許通過的

電池的正極電池的負(fù)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(dòng)

（電解池的陰（電解池的陽（電解池的陰極），QFT移向原允許我+通過，氯離子交

方向

極）極）電池的負(fù)極（電解池的陽極）換膜只允許。廠通過

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(xiǎn)。

?題型01考查新型電源

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)溶液為氏屏（小）6]

和K4[Fe（C7V）6]的混合溶液,下列說法不正確的是

???

3+

A.K3[Fe（CN\]中，中心離子為Fe

B.電極a為負(fù)極

C.電子由電極b經(jīng)導(dǎo)線流向電極a

4

D.正極上發(fā)生的電極反應(yīng)：[Fe（CN）613-+e-=[Fe（C7V）6]-

?題型02考查儂電解池

:題目切（2024廣東「模）用如圖裝置電解CO2制取CH4，溫度控制在10℃左右,持續(xù)通入CO2，電解前后

HCO9物質(zhì)的量基本不變。下列說法正確的是

電源

持

續(xù)

通

入C

02

pH=8的KHCO,溶液

A.電解過程中HCO?的移動(dòng)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9CC>2+8e—+6H2。=CH&+8HCO'

D.當(dāng)乙室產(chǎn)生的氣體體積為11.2乙時(shí)，外電路轉(zhuǎn)移電子數(shù)為外

?題型03考查二次電池

題目可（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(shí)，電極a作電源的正極，。“3（。。4）2發(fā)生氧化反應(yīng)最終變?yōu)??！?/p>

???

B.充電時(shí)，水系電池中，a電極附近溶液的堿性增強(qiáng)

C.充電時(shí)，b電極上的電極反應(yīng)式為做肛4m阮。2—/=MZo.44—加。2+辦獷

D.當(dāng)1MO/C〃3（PO4）2完全放電時(shí)，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(yíng)養(yǎng)化的工作原理如圖所示。下列說法正確的

是

氣

體

散

Mg電極*11軍r-極

曲

含（NHJP04

的海水

A.叫作原電池的正極

B.放電時(shí)，P。丁向氣體擴(kuò)散電極移動(dòng)

C.反應(yīng)初始階段產(chǎn)生的是監(jiān)（OH%,后期會(huì)產(chǎn)生姆NHF5沉淀

D.氣體擴(kuò)散電極發(fā)生的電極反應(yīng)：。2+4曲+2H2。+4田=4限田2。

?題型05考查離子交換事的庖用

題目回（2024.河北滄州.模擬）我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)的一種三室電池既能凈化污水，又能淡化海水，同時(shí)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?a】鹽酸模擬

工作原理的示意圖如下，下列說法正確的是

入

電極B

廠1

怨=

-離

02—I

子

I中

交

H間

生il)

換

室

心

T膜.

BT

小

A.外電路中的電流方向?yàn)殡姌OA一電極B

B.該電池的正極反應(yīng)為。2+45+4H+=2反。

C.常溫下，當(dāng)電路中有O.lmole一通過時(shí)，鹽酸的p?=2

D.離子交換膜4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合

遨目1（2024.河南新鄉(xiāng).二模）自由基因?yàn)榛瘜W(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定往往不能穩(wěn)定存在，羥基自由基（。切有極強(qiáng)的氧

化性，其氧化性僅次于氟單質(zhì)。我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)的一種能將苯酚（cy%。）氧化為CQ和MO的原電池一電

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

b

質(zhì)

子

加

產(chǎn)2。丁平N交

微

換

生

膜

物

II:N=aCl溶液”

Cr(0H)3：n

I!IINa2so4高濃度含

溶液苯酚廢水

A.該裝置工作時(shí)，電流方向?yàn)殡姌O6-III室-II室一I室一電極a

B.當(dāng)電極a上有ImolCr（OH）3生成時(shí)，c極區(qū)溶液仍為中性

+

C.電極d的電極反應(yīng)為H2O-e-=H+-OH

D.當(dāng)電極6上有0.3mol82生成時(shí)，電極c、d兩極共產(chǎn)生氣體11.2L（標(biāo)準(zhǔn)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.向麗所在腔室通入海水，啟動(dòng)

電源乙,使海水中m+進(jìn)入Mi。2結(jié)構(gòu)形成LixMn2O4；II.關(guān)閉電源乙和海水通道，啟動(dòng)電源甲，同時(shí)向電極

a上通入Q.下列說法錯(cuò)誤的是

A.電極6與電源乙的正極相連

B.步驟I時(shí)，腔室2中的Na+進(jìn)入MnO2所在腔室

+

C.步驟H時(shí)，陽極的電極反應(yīng)式為L(zhǎng)kMg—xe=xLi+2MnO2

D.在電極a上每消耗5.6L。2（換算成標(biāo)準(zhǔn)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CO2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(dāng)K連接S時(shí)，6極區(qū)溶液能捕獲通入的。。2。

???

A.K連接8時(shí)，6極發(fā)生反應(yīng)：

B.K連接&時(shí)。a連接電源正極

C.K連接S2時(shí)，a極區(qū)"（[Fe（CN）6F-）：n（We（CN）6]4-）的值增大

D.該裝置通過“充電”和“放電”調(diào)控6極區(qū)溶液也，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（）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?；駼r,工作時(shí)X-和O/T同時(shí)且等量放電。下

列說法錯(cuò)誤的是

A.電解一段時(shí)間后,裝置中OH-物質(zhì)的量增大B.每轉(zhuǎn)移27n4e,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(shí)不需要補(bǔ)充X-

題目④（2024.湖北.一模）為了保護(hù)環(huán)境、充分利用鉛資源,科學(xué)家設(shè)計(jì)了如下的同-鉛化合物燃料電池實(shí)現(xiàn)

鉛單質(zhì)的回收。???

下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是

A.正極區(qū)溶液pH升高，負(fù)極區(qū)溶液pH降低

B.電子流向：電極6f負(fù)載-電極a

C.陰極區(qū)電極反應(yīng)式為HPbO9+H2O+2e-=Pb+3。Jr

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(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，關(guān)閉K后，反應(yīng)開始。下列說法錯(cuò)誤的是

,飽和NaCl

溶液

石墨1?石墨/，OH溶液

：E（J|NaBr溶液安全氣球

酸性濃鹽酸

KM11O4溶液

A.石墨電極A為正極

B.U型管中/■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(shí)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(chǎng)作用下,雙極膜可將水解離,在兩側(cè)分別得到H+和OH-o

???

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)：12a+2e-+2〃+=

C.一段時(shí)間后，陽極室的pH增大

D.每生成Imol山梨醇，理論上同時(shí)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—NO/C2HqH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(shí)，NO9轉(zhuǎn)化為NHyH.2O進(jìn)行氨電合成等,為解決環(huán)境問題提供了一種

新途徑。

一放電

--■?充電

已知：電解質(zhì)溶液1為弱堿性環(huán)境。下列說法錯(cuò)誤的是

A.放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為赤-2e-+2O斤=2n。+科。

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

C.充電時(shí)，左側(cè)電極的電勢(shì)低于右側(cè)電極

D.充電時(shí)，陽極溶液中OH-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Na2s

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

2L2.5molL-r2L0.5mol-L-1

CuSO4溶液」CuSO,溶液

陰離子交換膜

A.a為電解池的陰極

B.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移2moi電子時(shí)，2moZS。-通過膜d向右移動(dòng)

C.電池放電過程中，。“（2）電極上的電極反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu

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與血溶液能否發(fā)生氧化還原反應(yīng)，設(shè)計(jì)了如下裝置：閉合K一

段時(shí)間后,觀察到丫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KN6

Imol-L-1KI溶液ImolL-1AgNO,溶液

（含淀粉）

A.y電極為陰極B.右側(cè)燒杯中NO9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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不變

題目環(huán)（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(shí)的工作原理如圖所示。

下列說法錯(cuò)誤的是

A.充電時(shí)，抽2+和乙#均向Q極區(qū)移動(dòng)

+

B.充電時(shí)，陰極的電極反應(yīng)式為Z4VS2—比一=VS2+xLi

C.放電時(shí)，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(shí),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(zhǎng)沙?二模）溶液電池是最具潛力的大規(guī)模儲(chǔ)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,）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(cuò)誤的是

A.放電時(shí)，右側(cè)醍類電極為負(fù)極???

+

B.放電時(shí)，左側(cè)電極反應(yīng)式為MnO2+2e^+4H=M^+^O

C.充電時(shí)，陽極區(qū)電解質(zhì)溶液的pH保持不變

D.充電時(shí)，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(bào)道我國(guó)科學(xué)家耦合光催化/電催化分解水的裝置如圖，光照時(shí),

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

光催化裝置電催化裝置

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1.905gI3

C.電催化裝置陽極電極反應(yīng)式：4Q/T—4%+=2回。+QT

D.離子交換膜為陰離子交換膜

題目逗（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(cuò)誤的是

A.X極電勢(shì)高于y極電勢(shì)

B.放電時(shí)，X極電極反應(yīng)式為。3K（。。4）3-2葭+2。+=。5%（。。4）3

c.充電時(shí)，電極y與電源負(fù)極連接

D.充電時(shí)，每生成1.4g強(qiáng)時(shí)理論上轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為1.204X1（）23

題目H（2024.湖南長(zhǎng)沙.一模）利用氫氧燃料電池可實(shí)現(xiàn)由白磷電解法制備14P（av）21，并能實(shí)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???

限電極a電極bI02

電極C2MgSiCN+LiOH電極d

LiCN+HCN

P*

H

CN-2

Li[P（CN）Q

K2soKaq）隔膜eKOH（叫）

A.電池工作時(shí)電極a連接電極c

B,通電段時(shí)間后，當(dāng)生成9g24P（CW%］時(shí)，電極a消耗顯的體積（標(biāo)準(zhǔn)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(huì)使左側(cè)溶液pH增大

D.電解產(chǎn)生的用中的氫元素來自于

［題目［1］（2024?安徽合肥?一模）復(fù)旦大學(xué)設(shè)計(jì)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(cuò)誤的是

-------------?--------------1

MN

,總Na044.xMnO2、

S>H2ONa0.44tyMnO2,

口NaOH溶液口

A.放電時(shí)N為電池正極

B.放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)：氏一2片+2QfT=2Hq

C.充電時(shí)Na+由N極向河極移動(dòng)

+

D.充電時(shí)陽極反應(yīng)：Na0M-xMnO2+{x+y）Na—（x+y'）e~=Na0Ai+yMnO2

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(fù)極反應(yīng)為24+8Ale1赤丁一+QAICI；-6e-=8Al2cleB「一

C.正極反應(yīng)為3S+GAkCleBr-+6e-=42s3+6AlCl3Br-+6AICI；

D.AlCl；和⑷C73歷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(diǎn)，該電池以V2CTX

（含V、C、N元素）為正極材料，電解質(zhì)溶液中主要存在團(tuán)簇離子甌（皿0008）3。其放電工作期如

13

所示。下列說法錯(cuò)誤的是

I---------------------1負(fù)載I---------------------1

Y極X極

I（（）1

■V.e^CT,[NH：CH3COOH3]■

Na06MnO2I

從_NH：（CH3COOH）3I

■V2CT,MnOz^l

A.放電時(shí)，醞（網(wǎng)。。。印3向y極方向移動(dòng)

B.放電時(shí)，V極的電極反應(yīng)式為V2CTx+NH^CH3COOH）s+2e-^^V,e-\CTx-[NH^CH3co

C.甌與CH38OH間通過離子鍵結(jié)合

D.充電時(shí)，增加了Imol時(shí)，X極質(zhì)量增加46g

[題目18）（2024.黑龍江.二模）我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)的間接電化學(xué)氧化法可同時(shí)去除煙氣中的SO?和NO?，原理如

圖。下列說法正確的是

出氣口

質(zhì)

m子n

電

電

氣-液交

極

極

吸收柱換

膜

模擬煙氣

（含SO?、NO2）

A.H通過質(zhì)子父換膜向m電極移動(dòng)

B.NO?發(fā)生的反應(yīng)：NO2+Cfe4++H2O=NC6+Ce3++2H+

C.n電極的電極反應(yīng)式：H2O+2e-^H2]+2OH-

D.若產(chǎn)生22.4L也（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），則氣-液吸收柱中處理了64gSO2

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

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(cuò)誤的是

A.X極上發(fā)生氧化反應(yīng)，與電源的正極相連

CHjCCOOHCH3CHCOOH

II?

B.陰極反應(yīng)：。+NO3+llH++10e-=NH2+4用。

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

D.該離子交換膜為陰離子交換膜

題目,（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)（NO7等）在常溫常壓下合成尿素，有

9

助于實(shí)現(xiàn)碳中和及解決含氮廢水污染問題。向一定濃度的KN(2溶液中通。Q至飽和，在電極上反應(yīng)生成

。。(92)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2八￡>3+82+18〃++166-=。0(啊)2+7820

C.當(dāng)電極a區(qū)生成3.0g尿素時(shí)，電極6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“做?他&康靖健含臺(tái)折

NO.1

壓軸題解讀

電化學(xué)是氧化還原反應(yīng)知識(shí)的應(yīng)用和延伸，是高考每年必考內(nèi)容，通常會(huì)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(fù)極的判斷，電池充、放電時(shí)離子或電子移動(dòng)方向的判斷，電極附近離子濃度的變化，

命題預(yù)測(cè)電解的應(yīng)用與計(jì)算，金屬的腐蝕與防護(hù)等,體現(xiàn)了對(duì)電化學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)性、綜合性、創(chuàng)新性和應(yīng)用

性的考查。

預(yù)計(jì)2024年命題，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(duì)象和真實(shí)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

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(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。工作時(shí)金屬鋰失去電子被氧化

為L(zhǎng)i+,負(fù)極反應(yīng)均為"一el===Li+,負(fù)極生成的Li+經(jīng)過電解質(zhì)定向移動(dòng)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(dòng)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(shí)陰極反應(yīng)式一般為C6+xLi+xe~———Li?；放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)是充電時(shí)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Li的化合物，目前已商業(yè)化的正極材料有LiFePO^LiCoO2.LiMn2

5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(jī)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(fù)極

室厭氧環(huán)境下，有機(jī)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(fù)極之間進(jìn)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(jià)的變化或離子的移動(dòng)（陽離子移向正極區(qū)域，陰離子移向負(fù)極區(qū)域）判斷電池

的正、負(fù)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）

A、B為兩個(gè)串聯(lián)電解池，相同時(shí)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）

稀硫酸稀硫酸

AB

圖甲圖乙

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(fù)極相連

還原

反應(yīng)

陰離子陽離子

移向I電解質(zhì)溶液或移向

熔融電解質(zhì)

2.對(duì)比掌握電解規(guī)律（陽極為情性電極）

電解類型電解質(zhì)實(shí)例溶液復(fù)原物質(zhì)

電解水型NaOH、H2SOi或Na2SO4水

電解電解質(zhì)型HCI或CuCl2原電解質(zhì)

放氫生堿型NaClHCI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

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

CuCO3復(fù)原，而完全放電之后,溶液中H+繼續(xù)放電,應(yīng)加入Cu（OH\或。”2（。打）2。。3復(fù)原。

四、電化學(xué)計(jì)算中常用的三種方法

1.根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)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(jì)算。

2.根據(jù)電子守恒計(jì)算???

（1）用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計(jì)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(jì)算。

3.根據(jù)關(guān)系式計(jì)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(jì)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~2cL,（Br.）~（%~2H/~2Cu?4AgzM

--r-----?----〃

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(jià)數(shù)值）

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

計(jì)算問題。

五、離子殛膜

1.交換膜類型及特點(diǎn)

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H2O解離出H和只允許特定的離子或分

允許通過的

電池的正極電池的負(fù)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(dòng)

（電解池的陰（電解池的陽（電解池的陰極），QFT移向原允許我+通過，氯離子交

方向

極）極）電池的負(fù)極（電解池的陽極）換膜只允許。廠通過

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(xiǎn)。

?題型01考查新型電源

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)溶液為氏屏（?。?]

和K4[Fe（C7V）6]的混合溶液,下列說法不正確的是

???

3+

A.K3[Fe(CN\]中，中心離子為Fe

B.電極a為負(fù)極

C.電子由電極b經(jīng)導(dǎo)線流向電極a

4

D.正極上發(fā)生的電極反應(yīng)：[Fe(CN)613-+e-=[Fe(C7V)6]-

【答案

【解析】4K3[Fe(CN\]中"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(jià)升高，失去電子，電極b上鐵的化合價(jià)降低，得到電子，故a負(fù)極，6為正

極，B正確；

C.由圖可知，F(xiàn)e(CNyt—e-=Fe(CN)聯(lián)，電子由電極a經(jīng)導(dǎo)線流向電極錯(cuò)誤;

D.正極上Fe(CW)＞得到電子生成[屆(皈)6廣，電極方程式為：["(小)6廠+/=[Fe(CN)6]4,。正確;

故選。。

?題型02考查磔電解池

題目可(2024?廣東?一模)用如圖裝置電解CO2制取CH4，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

多晶

陰離子

粕電極季極持續(xù)通

交換膜

/L+入m

單室\/ZS

pH=8的KHCO,溶液

A.電解過程中的移動(dòng)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=CH&+8HCO三

D.當(dāng)乙室產(chǎn)生的氣體體積為11.2乙時(shí)，外電路轉(zhuǎn)移電子數(shù)為.

【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)化為西，因此銅電極為陰極，故鉆電極

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(dòng),HCOi由乙室向甲室移動(dòng)

B.電解前后HCO；物質(zhì)的量基本不變，陰極上有HCOI生成，則陽極上HCOi失電子生成。Q和5,電極

反應(yīng)為48以4-4。=O2T+4。。2T+282。，8錯(cuò)誤；

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

9CO2+8e^+6H2O=CH4+8HCO9,。正確；

。.沒有指明氣體所處的狀況，不能計(jì)算電子轉(zhuǎn)移數(shù)目，。錯(cuò)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(shí)，電極a作電源的正極，。“3仍。）發(fā)生氧化反應(yīng)最終變?yōu)?/p>

B.充電時(shí)，水系電池中，a電極附近溶液的堿性增強(qiáng)

C.充電時(shí)，b電極上的電極反應(yīng)式為NO。.八加。2—加=即。.-:/血。2+〃％?"

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

【答案】。

【分析】由圖可知，放電時(shí)為原電池，a極上Cu^PO^Cu2O-發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，6極上Na0M

旃j癡。2、發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，則a極為正極、b極為負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式為Na0MMnO2-xe~

+

—Na0M_xMnO2+xNa，充電時(shí)為電解池，原電池的正負(fù)極分別與電源的正負(fù)極相接，即a極為陽極、b極為

陰極，陰陽極反應(yīng)與負(fù)正極反應(yīng)相反，據(jù)此分析解答。

【解析】A.放電時(shí)為原電池，a極為正極、6極為負(fù)極，CwCP。）發(fā)生還原反應(yīng)最終變?yōu)镃u,故A錯(cuò)誤；

B.充電時(shí)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(cuò)誤;

C.充電時(shí)為電解池，a極為陽極、6極為陰極，陰極反應(yīng)式為Na-Mn02+xNa++xe-=Nao.MMn02,^C

錯(cuò)誤；

D.放電時(shí)為原電池，a極上發(fā)生反應(yīng)C〃3（PC>4）2一?！?。一則1加。/?！?（。。4）2完全放電時(shí)，轉(zhuǎn)移電子

6mol,有6mozNb+發(fā)生遷移，則6電極質(zhì)量減輕6moZx23g/mol=138g,故。正確；

故選：Do

?題型04考查燃料電池

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

是???

氣

體

擴(kuò)

散

電

Mg電極--Q11三年-極

含（NHO3PO4

的海水

A.叫作原電池的正極

B.放電時(shí)，PO7向氣體擴(kuò)散電極移動(dòng)

C.反應(yīng)初始階段產(chǎn)生的是皿（OH},后期會(huì)產(chǎn)生1P。4沉淀

D.氣體擴(kuò)散電極發(fā)生的電極反應(yīng)：O2+4W+2H2O+4e-=4W3-H2O

【答案】O

【分析】

該原電池工作時(shí)，除發(fā)生失電子的反應(yīng)生成煙2+、作負(fù)極，正極上氧氣發(fā)生得電子的還原反應(yīng)生成OH,

OH一與NHt結(jié)合生成即監(jiān)電極為負(fù)極，氣體擴(kuò)散電極為正極,放電時(shí)電解質(zhì)溶液中NH：向正

極移動(dòng)，PO7向負(fù)極移動(dòng)，則反應(yīng)初始階段Mg2+與（即）3。。4反應(yīng)生成MgNH4Po"沉淀，后期NHt向正極

移動(dòng)、溶液堿性增強(qiáng),生成Mg（OH\沉淀，正極反應(yīng)為O2+4MK+2H2O+4e-=4NH『"O,據(jù)此分析解答。

【解析】

A.鎂/海水燃料電池工作時(shí)，A3發(fā)生失電子的反應(yīng)生成姆2+,故作負(fù)極，入錯(cuò)誤；

B.原電池工作時(shí)，皿電極為負(fù)極，氣體擴(kuò)散電極為正極，向正極移動(dòng)，POt■向負(fù)極（陷電極）移動(dòng)，

B錯(cuò)誤；

C.反應(yīng)初始階段姆汗與仆田4）32。4反應(yīng)生成竭NH4P5沉淀，后期7W向正極移動(dòng)、溶液堿性增強(qiáng)，生

成Mg（OH）2沉淀,。錯(cuò)誤；

D.原電池工作時(shí)，幅電極為負(fù)極，氣體擴(kuò)散電極為正極,正極上5得電子生成。與遷移過來的NHt

結(jié)合生成也?&O,則正極反應(yīng)式為O2+4MK+2H2O+4e-=4NH3?H2。，。正確；

故答案為：D。

?題型05考查離子交換■的應(yīng)用

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

其中的能量,