電化學(xué)（講義）-2025高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)

專題十一電化學(xué)（講義）——高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)講練測(cè)合集

核心素養(yǎng)變化觀念與平衡思想證據(jù)推理與模型認(rèn)知

電化學(xué)是氧化還原反應(yīng)知識(shí)的應(yīng)用和延伸，是熱點(diǎn)考查

內(nèi)容，通常會(huì)以新型二次電池為載體考查電極方程式的書寫、

離子的移動(dòng)方向、金屬的電化學(xué)腐蝕及防護(hù)、計(jì)算等，同時(shí)

考情預(yù)測(cè)也對(duì)信息的提取、應(yīng)用能力進(jìn)行考查。

預(yù)計(jì)在2025年高考中，以二次電池以及含有離子交換膜

的電解池為背景的命題將成為熱點(diǎn)題型，命題角度豐富，便

于同時(shí)考查原電池和電解池工作原理及考生的探究能力。

考法1、電極的判斷方法

判斷依據(jù)電極材料電極反應(yīng)電子流向離子移向電極現(xiàn)象

負(fù)極活潑金屬氧化反應(yīng)流出陰離子移向電極質(zhì)量減小

原

電不活潑金

電極增重或質(zhì)

池正極屬或非金還原反應(yīng)流入陽離子移向

量不變

屬

與電源正電極溶解或pH減

陽極氧化反應(yīng)流出陰離子移向

電極相連小

解

池與電源負(fù)電極增重或pH增

陰極還原反應(yīng)流入陽離子移向

極相連大

考法2、新型電池電極反應(yīng)式的書寫

1、燃料電池電極反應(yīng)式的書寫（以氫氧燃料電池為例）

①注意介質(zhì)環(huán)境

H,-2e--2FT（酸作介質(zhì)）

H,+2OH—2e"-2H：O（堿作介質(zhì)）

面"凡（爆觸金屬氧化物作

f4H,+O*-2e-0

極介質(zhì)）

H,4-COj--2c------H：O+COJ端融碳酸

拄東介贏

t）,+4H++4b2H；O（酸作介St）

Oi+2HiO+4e-^-4OJT（被作介廉）

正

O,+4e------2C）A（熠融金KU化物作介質(zhì)）

（）,4-2CO,4-4c------2CO：-（煙融碳酸拄作

介質(zhì)）

②掌握書寫程序

分析■化,一一氧化還罩反應(yīng)，分析元索化合價(jià)的開

還原反應(yīng)降,確定正負(fù)極反應(yīng)物質(zhì)及電子得失數(shù)目

注比電解

分析電解質(zhì)潛液的Rt?t性及離子?加反應(yīng)

質(zhì)瘠液環(huán)

的情況.確定也援反應(yīng)，寫出電微反應(yīng)式

境

合并正、負(fù)溺看的電極反應(yīng)式中招失電子數(shù)目相

電極反應(yīng)式一1等并■加.消去電子,用出總反應(yīng)式

4、其他新型電池

總反應(yīng)：2Na+xS==Na?Sx

鈉硫電池

正極：xS+2e~===Sx~；負(fù)極：2Na—2e-==2Na+

3+2+

總反應(yīng)：VO9+2H++V2+黑V+VO+H2O

全軌液流

正極：VOJ+2H++e-===VO2++H0

電池2

負(fù)極：V2+—-===V3+

鋰銅電池總反應(yīng)：2Li+CU2。+H2（3===2Cu+2Li++20H

正極：Cu2O+H2O+2e===2Cu+2OH-

負(fù)極：Li—e===Li+

+2+

總反應(yīng)：H2O2+2H+Mg===Mg+2H2O

Mg-HzCh

電池

正極：H2O2+2H++2e~===2H2O；負(fù)極：Mg—2e-===Mg2+

總反應(yīng)：Mg+2AgCl===2Ag+MgCh

Mg-AgCl

電池

正極：2Agel+2e-===2CF+2Ag；負(fù)極：Mg-2e-===Mg2+

總反應(yīng)：NiO2+Fe+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2

-

正極：NiO2+2e"+2H2O===Ni(OH)2+2OH

鎮(zhèn)鐵電池

負(fù)極：Fe-2e+2OH===Fe(OH)2

陽極：Ni(OH)2+2OH--2e-===NiO2+2H2O

陰極：Fe(OH)2+2e===Fe+2OH

總反應(yīng)：LiiCoO2+LixC6LiCoO2+C6(x<l)

鋰離子電

正極：LijCoCh+xe-+xLi+===LiCoO2

池

負(fù)極：LLC6—xe-==xLi++C6

-+

陽極：L1COO2—xe==Lii_xCoO2+xLi

陰極：xLi++xe-+C6===LixC6

5、題型建模

鎂及其化合物一般無毒（或低毒）、無污染，鎂電池放電時(shí)電壓高且平穩(wěn)，因此成為人們研制綠

色電池所關(guān)注的重點(diǎn)。有一種鎂二次電池的反應(yīng)為xMg+Mo3s4黑MgxMo3s4。下列說法

錯(cuò)誤的是（）

A.放電時(shí)Mg2+向正極移動(dòng)

B.放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為Mo3s4+2xe-===Mo3Sf-

C.放電時(shí)Mo3s4發(fā)生氧化反應(yīng)

D.充電時(shí)陰極的電極反應(yīng)為xMg2++2xe-===xMg

【模型解題】

P槌:還原反應(yīng).負(fù)微：算化反應(yīng)

陽|陰'電?用iMg—Zic—xMg*

穌

AlA

f*5IE電

池f>f

川微:氧化反應(yīng)於F極:還順反應(yīng)

Mo.S；—lltc=M”SMojSj+Zxe=MoS：

11----------------------1I

技巧:陰極反應(yīng)式-無電總正極反應(yīng)式=收電總

反腐式-陽極反應(yīng)式反應(yīng)式-優(yōu)極反應(yīng)式

考法3、離子交換膜在電化學(xué)裝置中的應(yīng)用

常見的離子交換膜

種類允許通過的離子及移動(dòng)方向說明

陽離子陰離子和氣體不能通

陽離子一移向電解池的陰極或原電池的正極

交換膜過

陰離子陽離子和氣體不能通

陰離子一移向電解池的陽極或原電池的負(fù)極

交換膜過

質(zhì)子交

質(zhì)子一移向電解池的陰極或原電池的正極只允許H+通過

換膜

【解題模型】

三室式電滲析法處理含Na2s。4廢水的原理如下圖所示，采用惰性電極，ab、cd均為離

子交換膜，在直流電場(chǎng)的作用下，兩膜中間的Na+和SCT可通過離子交換膜，而兩端隔室

中離子被阻擋不能進(jìn)入中間隔室。判斷ab、cd是什么交換膜；判斷離子的遷移方向；書寫

電極反應(yīng)式；判斷電極產(chǎn)物。

e?船的NASO管液%

NaOH皿

故電胸花H>Na"沒工戒鼻港；觸W^：OH>SO;

2H,(H2e---%奉i*新WN；土苫T2H.O-4e―

H.f*2OHa后之窄到04MH

b?.1

儂的Na,SO,溶液

①弄清是原電池還是電解池，電極有外接電源一電解池；n-陽極，m一陰極

②根據(jù)電極判斷離子的移動(dòng)方向和交換膜的種類

Na'—■通過ab—?陰極今ab是陽離子交換膜

SOr-通過cd-陽極ncd是陰離子交換膜

③根據(jù)放電順序?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式

陰極，陽離子競(jìng)爭(zhēng)放電，放電順序：H+>Na+,陰極的電極反應(yīng)式為

2H2。+2e===仇T+20H；

陽極，陰離子競(jìng)爭(zhēng)放電，放電順序：OH->S03,陽極的電極反應(yīng)式為

2H2。-4e「===O2T+4H+。

④根據(jù)電極反應(yīng)式和離子移動(dòng)方向確定電極反應(yīng)物

陰極H+放電生成H2,剩余0H-與遷移過來的Na+生成NaOH；

陽極OH一放電生成O2,剩余H+與遷移過來的SO廠生成H2SO4。

考法4、以惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律

電解質(zhì)電解質(zhì)溶

類型實(shí)例電極反應(yīng)特點(diǎn)pH

濃度液復(fù)原

NaOH陰：4H++4e增大增大加水

——2H2t

電解

HSO陽：4OH增大減小力口水

水型2t

AP~-----2Hf)

Na,SO1+。2t增大不變力口水

HC1電解質(zhì)電離出減小增大通氯化氫

電解電

的陰、陽離子分

解質(zhì)型\

CuCl2別在兩極放電減小加氯化銅

陰極：旦()放

放H2H,生堿生成新

NaCl增大通氯化氫

生堿型陽極：電解質(zhì)陰電解質(zhì)

離子放電

陰極：電解質(zhì)陽

放()2離子放電生成新

CuSQi減小加氧化銅

生酸型陽極：H2()放電解質(zhì)

02生酸

考法5、電解原理的應(yīng)用

1、電解飽和食鹽水(氯堿工業(yè))

濕氯氣-------------*Cl2

陽極反應(yīng)式：2c「一2e-===CbT(氧化反應(yīng))

陰極反應(yīng)式：2H++2e-===H2f(還原反應(yīng))

總反應(yīng)方程式：2NaCl+2H2。jg鯉2NaOH+H2f+Cl2T

2、電解精煉銅

(1)電極材料：陽極為粗銅；陰極為純銅。

(2)電解質(zhì)溶液：含Cu2+的鹽溶液。

(3)電極反應(yīng)：

陽極：Zn—2e-==Zn2+Fe-2e==Fe2+^Ni—2e-==Ni2+>Cu_2e-==Cu2+；

陰極：Cu2++2e-==Cuo

(4)陽極泥的形成：在電解過程中，活動(dòng)性位于銅之后的銀、金等雜質(zhì)，難以在陽極失去電

子變成陽離子而溶解，它們以金屬單質(zhì)的形式沉積在電解槽底部，形成陽極泥。

3、電鍍

(1)鍍件作陰極，鍍層金屬銀作陽極。

(2)電解質(zhì)溶液是AgN03溶液等含鍍層金屬陽離子的鹽溶液。

(3)電極反應(yīng)：陽極：Ag—e"===Ag+；陰極：Ag++e-===Ago

(4)特點(diǎn)：陽極溶解，陰極沉積，電鍍液的濃度不變。

考法6、金屬的腐蝕與防護(hù)

1、化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕

類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕

條件金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸

現(xiàn)象無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生

本質(zhì)金屬被氧化較活潑金屬被氧化

聯(lián)系兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更普遍

2、析氫腐蝕與吸氧腐蝕(以鋼鐵的腐蝕為例進(jìn)行分析)

類型析氫腐蝕吸氧腐蝕

條件水膜酸性較強(qiáng)(PHW4.3)水膜酸性很弱或呈中性

電極負(fù)極Fe-2e==Fe2+

-

反應(yīng)正極2H++2b===叼02+2H2O+4e===40H

總反應(yīng)式+2+

Fe+2H===Fe+H2t2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2

聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍

3、金屬的防護(hù)

(1)電化學(xué)防護(hù)。

①犧牲陽極的陰極保護(hù)法一原電池原理

a.負(fù)極：比被保護(hù)金屬活潑的金屬；

b.正極：被保護(hù)的金屬設(shè)備。

②外加電流的陰極保護(hù)法一電解原理

a.陰極：被保護(hù)的金屬設(shè)備；

b.陽極：惰性金屬或石墨。

(2)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成合金、不銹鋼等。

(3)加防護(hù)層，如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。

真題賞析1：［2024?新課標(biāo)卷】一種可植入體內(nèi)的微型電池工作原理如圖所示，通過CuO催

化消耗血糖發(fā)電，從而控制血糖濃度。當(dāng)傳感器檢測(cè)到血糖濃度高于標(biāo)準(zhǔn)，電池啟動(dòng)。血糖濃

度下降至標(biāo)準(zhǔn)，電池停止工作。(血糖濃度以葡萄糖濃度計(jì))

納米Pt/導(dǎo)電聚合物

血液

葡萄糖

電池工作時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是()

A.電池總反應(yīng)為2c6Hla+O2=2C6H12O7

B.b電極上CuO通過Cu(n)和Cu(I)相互轉(zhuǎn)變起催化作用

C.消耗18mg葡萄糖，理論上a電極有0.4mmol電子流入

D.兩電極間血液中的Na+在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下的遷移方向?yàn)閎—a

答案：C

解析：由題圖可知，。2在a電極上得電子生成0H:a電極為原電池正極，CU2。在b電極上

失電子轉(zhuǎn)化成CuO,b電極為原電池負(fù)極。在負(fù)極區(qū)，葡萄糖被CuO氧化為葡萄糖酸，CuO被

還原為CU2。，該電池的總反應(yīng)為2c6H]2。6+O2^=2C6Hl2。7，A正確；由題圖可知，b電極

上發(fā)生轉(zhuǎn)化：CuO^Cu2O^CuO,反應(yīng)前后CuO的性質(zhì)和數(shù)目不變，故b電極上CuO通過

Cu(II)和Cu(I)相互轉(zhuǎn)變起催化作用，B正確；根據(jù)負(fù)極的電極反應(yīng)式可知當(dāng)消耗18mg

(0.1mmol)葡萄糖時(shí)，轉(zhuǎn)移0.2mmol電子，故理論上a電極有0.2mmol電子流入，C錯(cuò)誤；

原電池中，陽離子向正極遷移，由分析知，b電極為負(fù)極，a電極為正極，故兩電級(jí)間血液中

的Na卡在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下的遷移方向?yàn)閎—a,D正確。

真題賞析2：[2024?全國(guó)甲卷】科學(xué)家使用6-MnC)2研制了一種MnCVZn可充電電池(如圖所

示)。電池工作一段時(shí)間后，MnO2電極上檢測(cè)到MnOOH和少量ZnM%。一下列敘述正確的

是()

品7nZnSO4水溶液電Mn極O2

A.充電時(shí)，Zi?+向陽極方向遷移

B.充電時(shí)，會(huì)發(fā)生反應(yīng)Zn+2MnC>2-ZnMn2O4

C.放電時(shí)，正極反應(yīng)有MnO2+H2O+e-MnOOH+OH

D.放電時(shí)，Zn電極質(zhì)量減少0.65g,MnO2電極生成了0.020molMnOQH

答案：c

解析：充電時(shí)該裝置為電解池，電解池中陽離子向陰極遷移，即Zn2+向陰極方向遷移，A不

正確；放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)為Zn-2e-^=Zn2+,則充電時(shí)陰極反應(yīng)為Zi?++2e「^=Zn,

即充電時(shí)Zn元素化合價(jià)應(yīng)降低，而選項(xiàng)中Zn元素化合價(jià)升高，B不正確；放電時(shí)MnO2電極

為正極，正極上檢測(cè)到MnOOH和少量ZnM%。4，則正極上主要發(fā)生的電極反應(yīng)是

MnO2+H2O+eMnOOH+OH,C正確；放電時(shí)，Zn電極質(zhì)量減少0.65g(物質(zhì)的量為

O.OlOmol),電路中轉(zhuǎn)移0.020mol電子，由正極的主要反應(yīng)MnO?+1^0+6-MnOOH+OH」

可知，若正極上只有MnOOH生成，則生成MnOOH的物質(zhì)的量為0.020mol,但是正極上還有

ZnMn?。,生成，因此，MnOOH的物質(zhì)的量小于0.020mol,D不正確。

B.圖H所示干電池中鋅作負(fù)極

C.圖HI所示電池為二次電池，放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為Pb-2e-+sot—PbSO4

+

D.圖IV所示電池中正極反應(yīng)為：O2+4H+4e-2H,0

2.一種光照充電電池結(jié)構(gòu)如圖所示，充電時(shí)TiC)2光輔助電極受光激發(fā)產(chǎn)生電子和空穴，空穴作

用下Nai轉(zhuǎn)化為Na%。下列說法正確的是（）

TiOz光輔助

/電極

光

。

/

A.充電過程中，光能最終轉(zhuǎn)化為電能

B.充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量無關(guān)

C.放電時(shí)，電極M為正極，電極反應(yīng)為S「+6e-^4s2-

D.放電時(shí)N電極室增加2moi離子，理論上外電路轉(zhuǎn)移Imol電子

3.Zn-CC>2雙極膜電池實(shí)現(xiàn)了對(duì)CO?的高效利用，其原理如圖。已知：在直流電作用下，雙極

膜能夠?qū)⑺x解為氫離子（H+）和氫氧根離子（0H-）,這兩類離子分別向相反方向遷移。下列說

法錯(cuò)誤的是（）

A.多孔Pd納米片電極的電勢(shì)比Zn電極的電勢(shì)高

B.Zn電極每減少65g,理論上雙極膜產(chǎn)生1molIT和1molOH

C.圖中的a、b分別表示的離子是OH」、H+

D.Zn電極反應(yīng)式為Zn+4OH-2e——Zn(OH)j

4.以CoP和Ni2P納米片為催化電極材料，合成偶氮化合物的裝置如圖，下列說法正確的是

ab

A.a極的電勢(shì)低于b極

B.溶液中的OH-通過離子交換膜向N極移動(dòng)，保持溶液中電荷平衡

C.該電池工作時(shí)，M極為陽極，發(fā)生還原反應(yīng)

NO2

D.N極的電極反應(yīng)式為+8e+4H2O

答案以及解析

1.答案：c

解析：A.圖I水果電池中，鋅的活動(dòng)性比銅強(qiáng)，鋅作負(fù)極，銅作正極，電子由負(fù)極流向正極,

A正確；

B.圖n為鋅鎰干電池，鋅為金屬，鋅作負(fù)極，石墨作正極，B正確；

C.圖ni為鉛蓄電池，鉛作負(fù)極，二氧化鉛作正極，放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為

+

Pb-