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(共68张PPT)
第7讲
电化学原料及其应用
2024高考化学试题评析及教学启示
contents
目录
01
命题特点
01
02
03
经典重现
模型建构
04
教学启示
命题特点
PART 01
01
研究命题特点，把握命题方向
命题形成
图文信息
分析模型
解题信息获取
装置种类
离子转移方向
物质变化关系
电极种类
电子转移方向
研究命题特点，把握命题方向
命题形成
图文信息
分析模型
解题信息获取
装置种类
离子转移方向
物质变化关系
电极种类
电子转移方向
认知能力评估
逻辑推理
信息加工
信息识别能力
信息转化能力
信息应用能力
研究命题特点，把握命题方向
命题形成
图文信息
分析模型
解题信息获取
装置种类
离子转移方向
物质变化关系
电极种类
电子转移方向
认知能力评估
逻辑推理
信息加工
信息识别能力
信息转化能力
信息应用能力
素养水平评估
模型认知
变化观念
证据推理
宏观辨识
微观探析
研究命题特点，把握命题方向
情景信息
试题来源 情景类型 情景来源 情景信息
24年河北 电化学装置设计 学术 Mg-CO2电池
24年湖南 电化学装置应用 学术 合成K4C6N16
24年湖北 电化学装置应用 学术 甘氨酸合成
24年东三省 电化学装置应用 学术 电化学装置制氢气
24年安徽 电化学装置设计 学术 基于超分子材料设计锌电池
24年甘肃 电化学装置设计 学术 固体电解质原电池
研究命题特点，把握命题方向
情景信息
试题来源 情景类型 情景来源 情景信息
24年全国卷 电化学装置应用 学术 原电池控制血糖
24年全国卷 电化学装置设计 学术 MnO2-Zn可充电电池
24年山东卷 电化学装置设计 学术 电解制备H2、O2
24年浙江 电化学装置应用 教材 电化学防腐
24年江苏 电化学装置设计 教材 碱性锌锰干电池
研究命题特点，把握命题方向
情景信息
多以学术情景为主
大部分省市试题命制时选择情景内容多是以学术情景信息为主，突出电化学发展前沿，培养学生科学探究与创新意识，促进学生科学探究与创新意识、科学态度与社会责任素养水平的提升。
情景内容具选取具有多元性
部分省市选取情景内容不仅局限于传统电化学装置，凸显电化学装置在碳中和、电化学制备、医疗等多方面的应用，凸显其应用价值，这也呼应了教育部在《关于做好2024年普通高等学校招生工作的通知》提出的增强试题的应用型、探究性、开放性的要求。也体现科学进步对人类社会发展的积极作用。
研究命题特点，把握命题方向
情景信息
部分省市在试题命制过程中选择了以教材内容为情景。这也体现教育部在《关于做好2024年普通高等学校招生工作的通知》提出的“促进新高考、新课程、新教材的协调联动”的要求。这也体现高考指挥棒积极作用，引导教师在日常教学中用好新课标、用好新教材。
研究命题特点，把握命题方向
知识考查
电化学考查
“三驾马车”
粒子转移
电化学方程式
电极判定
学生需要通过图像内容和电极特点，判断导线中电子转移、电解质溶液中离子转移。
学生基于模型和物质变化关系，正确判断（书写）电极方程式书写。
学生需要结合概念模型和图像特点判断电极种类。
研究命题特点，把握命题方向
知识考查
三驾
马车
认知能力
逻辑推理
信息加工
语言表达
独立思考
核心素养
证据推理
变化观念
模型认知
宏观辨识
微观探析
研究命题特点，把握命题方向
2024年电化学试题主要是基础知识考查为主要考查方向，部分省市在命题过程中尝试学科内知识融合或者学科间知识融合，部分省市为了评估学生的阅读与信息加工认知水平在试题内容文字信息增多。虽然形式略有变，但是考查主题没变，考查方向变化不大。不会对学生造成过大认知差异。主要依然侧重评估学科内容的理解和能力水平。
经典重现
PART 03
02
【例1】（24全国卷）一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计)
重温经典，感悟高考
电池工作时，下列叙述错误的是
A．电池总反应为2C6H12O6+O2=2C6H12O7
B．b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用
C．消耗18mg葡萄糖，理论上a电极有0.4mmol电子流入
D．两电极间血液中的Na+在电场驱动下的迁移方向为b→a
C
【例1】（24全国卷）一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计)
重温经典，感悟高考
从结构化角度认识原电池
正极
负极
阳离子
阴离子
e－
O2+4e－+2H2O=4OH－
2Cu2O-4e－+4OH－=4CuO+2H2O
负极上CuO与葡萄糖转化：
C6H12O6(葡萄糖)+2CuO=C6H12O7(葡萄酸)+Cu2O
正极：
O2+4e－=4OH－
左右两侧原子不守恒左侧补2H2O，得电极方程式如下：
负极：
2Cu2O-4e－=4CuO
左右两侧电荷不守恒，左侧补4OH－，右侧补2H2O，使左右两侧原子守恒，得电极方程式如下：
【例1】（24全国卷）一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计)
重温经典，感悟高考
选项解析：
正极
负极
阳离子
阴离子
e－
正极：O2+4e－+2H2O=4OH－
负极：2Cu2O-4e－+4OH－=4CuO+2H2O
负极上CuO与葡萄糖转化：
C6H12O6(葡萄糖)+2CuO=C6H12O7(葡萄酸)+Cu2O
A．电池总反应为2C6H12O6+O2=2C6H12O7
将正极、负极及负极上CuO与葡萄糖转化方程式（乘2）加和得：2C6H12O6+O2=2C6H12O7，A选项正确。
【例1】（24全国卷）一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计)
重温经典，感悟高考
电池工作时，下列叙述错误的是
B．b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用
负极上CuO与葡萄糖发生反应产生葡萄糖酸和Cu2O，Cu2O在负极上失电子转化成CuO，CuO的质量保持不变，符合催化剂特征反应前后不变，因此CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用。B选项正确。
【例1】（24全国卷）一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计)
重温经典，感悟高考
电池工作时，下列叙述错误的是
C．消耗18mg葡萄糖，理论上a电极有0.4mmol电子流入
D．两电极间血液中的Na+在电场驱动下的迁移方向为b→a
【解析】
C选项。18mg葡萄糖物质的量为0.1mmol，根据方程式得电子转移关系如下：
2C6H12O6 ~ O2 ~ 4e－
0.1mmol 0.2mmol
a电极有0.2mmole－电子流入。
D选项。原电池中阳离子从负极移向正极迁移，故Na+迁移方向为b→a，D选项正确。
【例1】（24全国卷）一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计)
重温经典，感悟高考
电池工作时，下列叙述错误的是
A．电池总反应为2C6H12O6+O2=2C6H12O7
B．b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用
C．消耗18mg葡萄糖，理论上a电极有0.4mmol电子流入
D．两电极间血液中的Na+在电场驱动下的迁移方向为b→a
试题感悟：
该试题考查主体内容为电化学。题干从CuO催化作用和机理图像分析对反应机理的考查，评估学生图像信息和文字信息处理能力；从葡萄糖化学式判定评价学生化学语言辨析，我个人觉得这里想侧重评估学生对教材内容的积累。该试题C选项出现mmol（毫摩尔）对于考生来说会有一定障碍，但是整体影响不大。
【例2】（2024·山东·高考真题）以不同材料修饰的Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制H2和O2，装置如图所示。下列说法错误的是
重温经典，感悟高考
B

【例2】（2024·山东·高考真题）以不同材料修饰的Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制H2和O2，装置如图所示。下列说法错误的是
重温经典，感悟高考
B
装置目的
电解池
氧化反应
还原反应
阴极
阳极
正极
负极
e－
e－
O2
电解池模型构建
【例2】（2024·山东·高考真题）以不同材料修饰的Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制H2和O2，装置如图所示。下列说法错误的是
重温经典，感悟高考
B
装置目的
电解池
氧化反应
还原反应
阴极
阳极
正极
负极
e－
电解池模型构建
Ag+、Fe3+、Cu2+、H+（强酸）、H2O
得阴极电极方程式：
6H2O+6e－=3H2↑+6OH－
阴极：
阴极未提供信息，可以根据阴极还原剂失电子顺序表，寻找还原剂及氧化产物。
【例2】（2024·山东·高考真题）以不同材料修饰的Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制H2和O2，装置如图所示。下列说法错误的是
重温经典，感悟高考
B
装置目的
电解池
氧化反应
还原反应
阴极
阳极
正极
负极
结合题干信息可知：
Br- -6e-→BrO3-
补项：左侧少水补H2O，右侧少H补H+
得阳极电极方程式：Br- -6e-+3H2O=BrO3-+6H+
缺项
【例2】（2024·山东·高考真题）以不同材料修饰的Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制H2和O2，装置如图所示。下列说法错误的是
重温经典，感悟高考
A．电极a连接电源负极
B．加入Y的目的是补充NaBr
装置目的
电解池

～
【例2】（2024·山东·高考真题）以不同材料修饰的Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制H2和O2，装置如图所示。下列说法错误的是
重温经典，感悟高考

装置目的
电解池
解析：
D选项。BrO3－与在催化剂作用下O(II)与反应产生O2和Br－结合化合价得电子转移关系如下：
BrO3－ +6e－→Br－
3O(II)-6e－→1.5O2
得Br－:O2(Z)=3:2，D选项正确。
【例2】（2024·山东·高考真题）以不同材料修饰的Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制H2和O2，装置如图所示。下列说法错误的是
重温经典，感悟高考

试题感悟：
该试题以电解水制氢气和氧气为背景，但是反应规律上又有别于传统的电解水制氢气和氧气。因此需要学生需要正确理解情景内容提取有效信息，结合有效信息和模型与图像内容对应寻找反应规律。该试题问题内容中B选项也是基于情景而设计需要学生在充分理解电极反应关系基础上，才能发现问题寻找正确答案。
【例3】（2024·全国卷）科学家使用δ-MnO2研制了一种 MnO2-Zn可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，MnO2电极上检测到 MnOOH和少量 ZnMn2O4。下列叙述正确的是
重温经典，感悟高考
A．充电时， Zn2+向阳极方向迁移
B．充电时，会发生反应 Zn+2MnO2=ZnMn2O4
C．放电时，正极反应有 MnO2+H2O+e－=MnOOH+OH－
D．放电时，Zn电极质量减少0.65g， MnO2电极生成了0.020molMnOOH
C
【例3】（2024·全国卷）科学家使用δ-MnO2研制了一种 MnO2-Zn可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，MnO2电极上检测到 MnOOH和少量 ZnMn2O4。下列叙述正确的是
重温经典，感悟高考
C
二次电池分析模型构建
工作时：（原电池）
充电时：（电解池）
e－
e－
负极
阳极
正极
阴极
Zn2+→
←SO42－
负极：Zn-2e-=Zn2+ （阳极）
正极主要反应：
2MnO2+2H2O+2e－=2MnOOH+2OH－（阴极）
e－
e－
负极
阴极
正极
阳极
←Zn2+
SO42－→
负极：Zn2++2e-=Zn（阴极）
正极主要反应：
2MnOOH+2OH－-2e－=2MnO2+2H2O（阳极）
- 电源 +
二次电池
MnO2不能完全转化为还原产物（MnOOH）
【例3】（2024·全国卷）科学家使用δ-MnO2研制了一种 MnO2-Zn可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，MnO2电极上检测到 MnOOH和少量 ZnMn2O4。下列叙述正确的是
重温经典，感悟高考
A．充电时， Zn2+向阳极方向迁移
B．充电时，会发生反应 Zn+2MnO2=ZnMn2O4
解析：
B.结合题干信息可知 ZnMn2O4的产生是在放电过程中，因此B选项错误。
【例3】（2024·全国卷）科学家使用δ-MnO2研制了一种 MnO2-Zn可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，MnO2电极上检测到 MnOOH和少量 ZnMn2O4。下列叙述正确的是
重温经典，感悟高考
C．放电时，正极反应有 MnO2+H2O+e－=MnOOH+OH－
D．放电时，Zn电极质量减少0.65g， MnO2电极生成了0.020molMnOOH
解析：
D.结合题干信息可知 MnO2电极在放电时除了产生MnOOH以外还会产生ZnMn2O4，因此D选项错误。
注意：学生需要辨析情景信息结合问题判断内容正误，体现在真实情景下解决问题的命题要求。
【例3】（2024·全国卷）科学家使用δ-MnO2研制了一种 MnO2-Zn可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，MnO2电极上检测到 MnOOH和少量 ZnMn2O4。下列叙述正确的是
重温经典，感悟高考
A．充电时， Zn2+向阳极方向迁移
B．充电时，会发生反应 Zn+2MnO2=ZnMn2O4
C．放电时，正极反应有 MnO2+H2O+e－=MnOOH+OH－
D．放电时，Zn电极质量减少0.65g， MnO2电极生成了0.020molMnOOH
试题感悟：
该试题命制形式、问题呈现方式均属于常规方式，考查内容基本以电化学为主。
【例4】（2024·河北卷）我国科技工作者设计了如图所示的可充电 Mg-CO2电池，以 Mg(TFSI)2为电解质，电解液中加入1，3-丙二胺(PDA)以捕获CO2，使放电时CO2还原产物为MgC2O4。该设计克服了MgCO3导电性差和释放CO2能力差的障碍，同时改善了Mg2+的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。下列说法错误的是
重温经典，感悟高考
A．放电时，电池总反应为 2CO2+Mg=MgC2O4
B．充电时，多孔碳纳米管电极与电源正极连接
C．充电时，电子由Mg电极流向阳极，Mg2+向阴极迁移
D．放电时，每转移1mol电子，理论上可转化1molCO2
C
【例4】（2024·河北卷）我国科技工作者设计了如图所示的可充电 Mg-CO2电池，以 Mg(TFSI)2为电解质，电解液中加入1，3-丙二胺(PDA)以捕获CO2，使放电时CO2还原产物为MgC2O4。该设计克服了MgCO3导电性差和释放CO2能力差的障碍，同时改善了Mg2+的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。下列说法错误的是
重温经典，感悟高考
二次电池分析模型构建
工作时：（原电池）
充电时：（电解池）
e－
e－
负极
阳极
正极
阴极
Mg2+→
负极：Mg-2e－=Mg2+ （阳极）
正极：Mg2++2CO2+2e－=MgC2O4（阴极）
e－
e－
负极
阴极
正极
阳极
←Mg2+
负极：Mg2++2e－=Mg（阴极）
正极：MgC2O4-2e－=Mg2++2CO2 ↑（阳极）
二次电池
工作时正极转化关系。
【例4】（2024·河北卷）我国科技工作者设计了如图所示的可充电 Mg-CO2电池，以 Mg(TFSI)2为电解质，电解液中加入1,3-丙二胺(PDA)以捕获CO2，使放电时CO2还原产物为MgC2O4。该设计克服了MgCO3导电性差和释放CO2能力差的障碍，同时改善了Mg2+的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。下列说法错误的是
重温经典，感悟高考
A．放电时，电池总反应为 2CO2+Mg=MgC2O4
D．放电时，每转移1mol电子，理论上可转化1molCO2
解析：
D选项。结合放电时正极方程式可知数量关系如下：1个CO2 发生反应转移1个 e－，可得1mol电子，转化1molCO2。
【例4】（2024·河北卷）我国科技工作者设计了如图所示的可充电 Mg-CO2电池，以 Mg(TFSI)2为电解质，电解液中加入1,3-丙二胺(PDA)以捕获CO2，使放电时CO2还原产物为MgC2O4。该设计克服了MgCO3导电性差和释放CO2能力差的障碍，同时改善了Mg2+的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。下列说法错误的是
重温经典，感悟高考
B．充电时，多孔碳纳米管电极与电源正极连接
C．充电时，电子由Mg电极流向阳极，Mg2+向阴极迁移
【例4】（2024·河北卷）我国科技工作者设计了如图所示的可充电 Mg-CO2电池，以 Mg(TFSI)2为电解质，电解液中加入1，3-丙二胺(PDA)以捕获CO2，使放电时CO2还原产物为MgC2O4。该设计克服了MgCO3导电性差和释放CO2能力差的障碍，同时改善了Mg2+的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。下列说法错误的是
重温经典，感悟高考
A．放电时，电池总反应为 2CO2+Mg=MgC2O4
B．充电时，多孔碳纳米管电极与电源正极连接
C．充电时，电子由Mg电极流向阳极，Mg2+向阴极迁移
D．放电时，每转移1mol电子，理论上可转化1molCO2
试题感悟：
该试题文字信息对于电极上物质转化信息描述充分，学生需要在充分理解文字信息基础上结合图像信息才能结合模型进行结构化分析获取解题关键信息。
【例5】（2024·东三省卷）“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法，装置如图所示。部分反应机理为： ，下列说法错误的是
重温经典，感悟高考
C
A．相同电量下H2理论产量是传统电解水的1.5倍
B．阴极反应：2H2O+2e－=2OH－+H2↑
C．电解时OH－通过2阴离子交换膜向b极方向移动
D．阳极反应：2HCHO-2e－+4OH－=2HCOO－+2H2O+H2↑
A
【例5】（2024·东三省卷）“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法，装置如图所示。部分反应机理为： ，下列说法错误的是
重温经典，感悟高考
C
电解池
电解池模型构建
氧化反应
还原反应
阴极
阳极
正极
负极
e－
e－
阳极：氧化反应物质转化关系
OH－→
【例5】（2024·东三省卷）“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法，装置如图所示。部分反应机理为： ，下列说法错误的是
重温经典，感悟高考
C
电解池
电解池模型构建
氧化反应
还原反应
阴极
阳极
正极
负极
e－
e－
阳极：氧化反应物质转化关系
阴极：
阴极未提供信息，可以根据阴极还原剂失电子顺序表，寻找还原剂及还原产物。
OH－→

Ag+、Fe3+、Cu2+、H+（强酸）、H2O
【例5】（2024·东三省卷）“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法，装置如图所示。部分反应机理为： ，下列说法错误的是
重温经典，感悟高考
C
电解池模型构建
氧化反应
还原反应
阴极
阳极
正极
负极
e－
阳极：
阳极有足够信息提示，根据信息内容进行判定
OH－→
信息1:HCHO→HCOO－
信息2:
方程式主体
HCOO－
OH－

【例5】（2024·东三省卷）“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法，装置如图所示。部分反应机理为： ，下列说法错误的是
重温经典，感悟高考
C
A．相同电量下H2理论产量是传统电解水的1.5倍


转移相同的电荷数，新型电解水法产生氢气是传统电解水法的2倍，A选项错误。
【例5】（2024·东三省卷）“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法，装置如图所示。部分反应机理为： ，下列说法错误的是
重温经典，感悟高考
C
B．阴极反应：2H2O+2e－=2OH－+H2↑
C．电解时OH－通过2阴离子交换膜向b极方向移动
D．阳极反应：2HCHO-2e－+4OH－=2HCOO－+2H2O+H2↑
【例5】（2024·东三省卷）“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法，装置如图所示。部分反应机理为： ，下列说法错误的是
重温经典，感悟高考
C
A．相同电量下H2理论产量是传统电解水的1.5倍
B．阴极反应：2H2O+2e－=2OH－+H2↑
C．电解时OH－通过2阴离子交换膜向b极方向移动
D．阳极反应：2HCHO-2e－+4OH－=2HCOO－+2H2O+H2↑
试题感悟：
该试题文字信息对于电极上物质转化信息描述充分，学生需要在充分理解文字信息基础上结合图像信息才能结合模型进行结构化分析获取解题关键信息。
【例6】（24年湖北真题）我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化剂，用H2C2O4和NH2OH电化学催化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中H2O解离的H+和OH-在电场作用下向两极迁移。已知在KOH溶液中，甲醛转化为HOCH2O-，存在平衡HOCH2O-+OH- [OCH2O]2-+H2O。Cu电极上发生的电子转移反应为 [OCH2O]2--e-=HCOO-+H·。下列说法错误的是
重温经典，感悟高考
B
A．电解一段时间后阳极区 c(OH-)减小
B．理论上生成 1molH3N+CH2OOH双极膜中有4molH2O解离
C．阳极总反应式为2HCHO+4OH--2e-=2HCOO-+H2↑+2H2O
D．阴极区存在反应 H2C2O4+2H++2e-=CHOCOOH+H2O
【例6】（24年湖北真题）我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化剂，用H2C2O4和NH2OH电化学催化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中H2O解离的H+和OH-在电场作用下向两极迁移。已知在KOH溶液中，甲醛转化为HOCH2O-，存在平衡HOCH2O-+OH- [OCH2O]2-+H2O。Cu电极上发生的电子转移反应为 [OCH2O]2--e-=HCOO-+H·。下列说法错误的是
重温经典，感悟高考
电解池模型构建
电解池
氧化反应
阳极
+3
+1
还原反应
阴极
-1
+1
-1
-3
负极 正极
阴离子 →
← 阳离子
OH－ →
← H+
【例6】（24年湖北真题）我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化剂，用H2C2O4和NH2OH电化学催化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中H2O解离的H+和OH-在电场作用下向两极迁移。已知在KOH溶液中，甲醛转化为HOCH2O-，存在平衡HOCH2O-+OH- [OCH2O]2-+H2O。Cu电极上发生的电子转移反应为 [OCH2O]2--e-=HCOO-+H·。下列说法错误的是
重温经典，感悟高考
电解池
阳极
阳极物质转化关系：
HOCH2O-+OH- [OCH2O]2-+H2O
[OCH2O]2--e-=HCOO-+H·


阴极
A．电解一段时间后阳极区 c(OH-)减小
C．阳极总反应式为2HCHO+4OH--2e-=2HCOO-+H2↑+2H2O
【例6】（24年湖北真题）我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化剂，用H2C2O4和NH2OH电化学催化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中H2O解离的H+和OH-在电场作用下向两极迁移。已知在KOH溶液中，甲醛转化为HOCH2O-，存在平衡HOCH2O-+OH- [OCH2O]2-+H2O。Cu电极上发生的电子转移反应为 [OCH2O]2--e-=HCOO-+H·。下列说法错误的是
重温经典，感悟高考
电解池模型构建
电解池
阳极
+3
+1
阴极
+2e－ +2H+=H2O+
NH2OH+H+=HONH3+
+ HONH3+→ +H++H2O
+4e－ +5H+= +H2O
-1
+1
-1
-3
阴极： +6e－ +NH2OH+7H+= +3H2O
2e－
4e－
D．阴极区存在反应 H2C2O4+2H++2e-=CHOCOOH+H2O
【例6】（24年湖北真题）我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化剂，用H2C2O4和NH2OH电化学催化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中H2O解离的H+和OH-在电场作用下向两极迁移。已知在KOH溶液中，甲醛转化为HOCH2O-，存在平衡HOCH2O-+OH- [OCH2O]2-+H2O。Cu电极上发生的电子转移反应为 [OCH2O]2--e-=HCOO-+H·。下列说法错误的是
重温经典，感悟高考
电解池模型构建
电解池
阳极
阴极
B．理论上生成 1molH3N+CH2OOH双极膜中有4molH2O解离
阴极： +6e－ +NH2OH+7H+= +3H2O
阳极：6HOCH2O－+6OH－-6e-=6HCOO－+3H2+6H2O
OH－ →
← H+
~ 6e－
结合题意可知，存在如下数量关系：
1mol
6 mol
当导线中有6mole－发生转移，在电场作用下阴阳两极有6molH+和OH－发生转移，双极膜有6molH2O发生解离。
【例6】（24年湖北真题）我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化剂，用H2C2O4和NH2OH电化学催化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中H2O解离的H+和OH-在电场作用下向两极迁移。已知在KOH溶液中，甲醛转化为HOCH2O-，存在平衡HOCH2O-+OH- [OCH2O]2-+H2O。Cu电极上发生的电子转移反应为 [OCH2O]2--e-=HCOO-+H·。下列说法错误的是
重温经典，感悟高考
A．电解一段时间后阳极区 c(OH-)减小
B．理论上生成 1molH3N+CH2OOH双极膜中有4molH2O解离
C．阳极总反应式为2HCHO+4OH--2e-=2HCOO-+H2↑+2H2O
D．阴极区存在反应 H2C2O4+2H++2e-=CHOCOOH+H2O
试题感悟：
该试题无论是从文字信息还是图像内容量都比较大，特别是图像中阴极转化关系，会涉及多步，对于学生来说是一个极大的挑战。该试题也融合了往年试题中双极膜相关内容的考查，既有所继承，又有所创新。
模型建构
PART 02
03
构建思维模型，兼顾方法模型
电化学装置分析模型：
判装置
判电极
判转移
写方程式
装置模型
原电池
电解池
二次电池
构建思维模型，兼顾方法模型
原电池分析模型：
两极
一液
一回路
两转移
正负极
电解质溶液
闭合电路回路
导线中电子转移
溶液中离子转移
负极：电子流出电极
正极：电子流入电极
“两极”有“自由”移动阴阳离子
“两极 ”有“定向移动电子”
负极
正极
导线
阳离子
正极
阴离子
负极
氧化反应
还原反应
负
极
正极
e－
阴离子
阳离子
构建思维模型，兼顾方法模型
示例分析：
（2017 浙江17节选）银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag
负
极
正
极
e－
OH－
K+
构建思维模型，兼顾方法模型
原电池电极方程式书写：
负
极
正极
e－
阴离子
阳离子
第一步：写剂产
负极：还原剂-e－=氧化产物
正极：氧化剂+e－=还原产物
第二步：补项
酸性条件：原子守恒补项少H补H+，少O补H2O
碱性条件：先电荷守恒补OH－，在原子守恒补H2O
构建思维模型，兼顾方法模型
示例分析：
正极电极方程式：
写剂产：
（2017 浙江17节选）银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag
Ag2O+2e－=2Ag
补项：
Ag2O+2e－+H2O=2Ag+2OH－
左侧1个O，右侧2个O和2个H。左侧补H2O
Ag2O+2e－=2Ag
左侧电荷数：-2，右侧电荷数：0。右侧补2OH－
Ag2O+2e－=2Ag+2OH－
构建思维模型，兼顾方法模型
电解池分析模型：
两极
一液
一回路
两转移
导线中电子转移
溶液中离子转移
阴阳极
阴极：发生还原反应电极
阳极：发生氧化反应电极
电解质溶液
“两极”有“自由”移动阴阳离子
闭合电路回路
“两极”有“ 定向移动电子”
阳离子
阴极
阴离子
阳极
阳极
正极
导线
负极
阴极
导线
阳离子
阴离子
e－
e－
阴极
阳极
构建思维模型，兼顾方法模型
示例分析：
（2018 全国I卷12）最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如图所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯（石墨烯包裹的ZnO）和石墨烯=
还原反应
氧化反应
阳极
阴极
e－
e－
负极
正极
构建思维模型，兼顾方法模型
电解池电极方程式书写：
有信息按信息走，没有信息按表走
阳极 “ 还原剂 ” 失电子顺序表
较活泼金属、S2－、I－、Br－、Cl－、OH－（强碱）、H2O
A-xe－=Ax+
阴离子-xe－=单质
4OH－-4e－=O2↑+2H2O
2H2O-4e－=O2↑+4H+
阴极 “ 氧化剂 ” 得电子顺序表
Ag+、Fe3+、Cu2+、H+（强酸）、H2O
Fe3++e－=Fe2+
2H++2e－=H2↑
2H2O+2e－=H2↑+2OH－
构建思维模型，兼顾方法模型
示例分析：
（2018 全国I卷12）最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如图所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯（石墨烯包裹的ZnO）和石墨烯=
阳极
阴极
负极
正极
阴极电极方程式：
写剂产：
CO2+2e－=CO
补项：
左侧2个O，右侧1个O，右侧补1个H2O，左侧补2H+。
CO2+2e－+2H+=CO+H2O
阳极电极方程式：
写剂产：
EDTA-Fe2+-e－=EDTA-Fe3+
构建思维模型，兼顾方法模型
二次电池分析模型：
一定：正负极位置固定
一变：阴阳极随工作状态而改变
一固定：放电时氧化产物或者还原产物固定在电极表面
工作时：放电状态（原电池）
e－
阴离子
阳离子
二次电池工作时确定正负极
负极
正极
根据电极反应关系特点确定阴阳极。
阳极
阴极
e－
e－
充电时：充电状态（电解池）
二次电池在充电时。二次电池负极需要与电源负极连接，氧化产物得电子变为还原剂。
二次电池正极需要与电源正极连接，还原产物失电子变为氧化剂。
阴离子
阳离子
阳极
阴极
负极
正极
构建思维模型，兼顾方法模型
示例分析：
工作时：（原电池）
充电时：（电解池）
(2019全国III 13)为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn（3D Zn）可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D Zn-NiOOH二次电池，结构如下图所示。
负极（阳极）
正极（阴极）
e－
阴离子
阴离子
负极（阴极）
正极（阳极）
e－
e－
构建思维模型，兼顾方法模型
二次电池电极方程式书写：
放电时
负极：还原剂-e－=氧化产物
正极：氧化剂+e－=还原产物
充电时
负极：氧化产物+e－=还原剂
正极：还原产物-e－=氧化剂
第二步：补项
酸性条件：原子守恒补项少H补H+，少O补H2O
碱性条件：先电荷守恒补OH－，在原子守恒补H2O
第一步：写剂产
氧化剂 + 还原剂 → 氧化产物 + 还原产物
放电时
充电时
构建思维模型，兼顾方法模型
示例分析：
(2019全国III 13)为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn（3D Zn）可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D Zn-NiOOH二次电池，结构如下图所示。
放电时
充电时
负极：Zn-2e－+2OH－=ZnO+H2O
正极：2NiOOH+2e－+2H2O=2Ni(OH)2+2OH－
负极：ZnO+H2O+2e－=Zn+2OH－
正极：2Ni(OH)2-2e－+2OH－=2NiOOH+2H2O
教学启示
PART 04
04
高考引领教学，教学衔接高考
注意概念的正确理解
电化学是基于氧化还原反应理论构建的装置。因此需要学生首先正确理解氧化还原反应相关概念及电化学装置相关名词解释。
注重模型构建
除了提及的装置模型构建以外，学生需要归纳和总结信息处理模型，只有基于模型才能更快、更准的提取信息、加工信息。
电化学信息处理能力提升培养策略：
将相同类型装置，按照信息复杂程度一次排序，结合信息点构建装置模型，寻找信息提取方法和策略的不同点。
高考引领教学，教学衔接高考
抓住真题看清命题方向
通过将24年真题与往年针对分析来看，试题在命制过程，不是一味求新、求异。而是在学生认知框架内做加法，寻找知识的内在关系，将学科内不同知识或者学科间不同知识联系在一起。情景素材的呈现也是注重与考查内容关联性的构建。情景内容不只是单一为了引出试题内容，而是从情景内容中构建信息，由信息构建问题，对学生进行考查。同时部分试题会借鉴之前高考试题中出现内容，比如双极膜、机理图。因此备考过程中做真题、研真题重要性尤为凸显。
THANKS

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