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(共23张PPT)
专题6　电化学
选择题型1　新型化学电源
高考重点：电化学知识是中学阶段学习的重要知识，因此在高考中成为必考题，且常 考常新。相较于传统的有机体系电池，水系电池具有较高的安全性、较低的生产成本 和较高的能量密度，成为储能电池和电池领域研究的热点。试题主要考查原电池的工 作原理、微粒的移动方向、电极反应式书写、交换膜类型和电池工作过程中质量变化 等必备知识。此类试题以陌生新型化学电源装置为情景素材，主要考查学生信息获取 与加工、逻辑推理和论证能力。
■真题调研
A. 电极a上发生氧化反应生成O2
B. H＋通过质子交换膜从右室移向左室
C. 光解前后，H2SO4溶液的pH不变
D. 外电路每通过0.01 mol电子，电极b上产生0.01 mol H2
A
A. 放电时Na＋向b极迁移
B. 该电池可用于海水脱盐
D. 若以Ag/AgCl电极代替a极，电池将失去储氯能力
D
A. 熔融盐中LiNO3的物质的量分数影响充放电速率
B. 充放电时，Li＋优先于K＋通过固态电解质膜
D. 充电时，锂电极接电源负极
C
■重点理解
1. 原电池工作原理及正、负极判断
注意：原电池正、负极的判断不仅与电极材料的性质有关，还与电解质溶液有关，不 要形成活泼金属一定作负极的思维定式。如以Cu、Fe为电极，浓硝酸为电解质溶液 时，构成的原电池负极是Cu。
2. 电极反应式的书写方法
（1）四步法（也适用于电解池）
①确定电极上的反应物及产物。
③根据原子守恒及介质信息，在初步书写的电极反应式两侧补充介质，介质常为 H2O、H＋、OH－等。
④根据原子守恒及电荷守恒配平电极反应式。
（2）加减法（一般适用于燃料电池或给出电池总反应的电池）
②先判断哪个电极反应式较简单，写出该电极反应式，并使该电极反应式与电 池总反应转移的电子数相等。例如燃料电池的正极反应式较简单，一般为O2得 电子的还原反应。
③用电池总反应减去较简单的电极反应式即得复杂的电极反应式。
3. 几种常考的电池
（1）可充电电池（二次电池）的工作原理
（2）燃料电池
燃料电池转化：通入O2或空气的一极为正极，通入燃料的一极为负极。
燃料电池中电极反应式的书写（以甲醇—O2的燃料电池为例）
酸性介质
（如稀硫酸） 负极
正极
碱性介质
（如KOH溶液） 负极
正极
熔融盐介质
（如熔融K2CO3） 负极
正极
高温下能
传导O2－的陶瓷 负极
正极
（3）3种特殊的原电池
一般情况下，能自发进行的氧化还原反应可设计成原电池，但也存在一些特殊情况。
①沉淀反应、中和反应等非氧化还原反应也可以设计为原电池。
a.利用沉淀反应设计的原电池
b.利用中和反应设计的原电池
②利用离子浓度差也可以设计成原电池，即“浓差电池”，其总反应是一个体系的物 理状态的变化。
③可逆的氧化还原反应也可设计成原电池，改变物质的浓度，电极反应式会发 生变化。
利用可逆氧化还原反应设计的原电池
■题组演练
A. Au作原电池正极
B. 电子由FeS流向Au
D. Au的溶解速率与溶液中O2的浓度有关
D
A. 与气态氧化剂相比，液态氧化剂具有溶解度大、传质效率高等优点
C. 电池工作时，[Fe（CN）6]4－通过主流道向阳极移动
C
A. In/In2O3－x极与电源的正极相连
C. 若碱液吸收的CO2全部参与反应，当外电路中转移2 mol电子时，图甲阴极区溶液质量增加10 g
D. 充电时，N极附近pH减小
C(共24张PPT)
专题6　电化学
选择题型2　电解原理的应用
高考重点：利用电解池工作原理不仅能制备某些物质，还有其他方面的应用，试题通 过电解装置考查学生对电解原理的掌握程度，主要涉及阴、阳极及其电解产物的判 断，电极反应式的书写，离子移动方向的判断，电解的简单计算等必备知识。此类试 题一般给出电解装置图示，需要学生结合电解原理，从微观角度和宏观角度进行综合 分析，考查学生信息获取与加工、逻辑推理与论证能力。
■真题调研
1. （2025·河南卷）一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化，并以LiCl形式回收 含锂废弃物中的锂元素，其工作原理如图所示。
D
A. Ⅱ为阳离子交换膜
B. 电极a附近溶液的pH减小
D. 若海水用NaCl溶液模拟，则每脱除58.5 g NaCl，理论上可回收1 mol LiCl
解析：根据电解池装置中电极上物质变化及实现海水淡化、以LiCl形式回收锂元素， 对电解池进行如下具体分析：
为实现海水的淡化，海水中Na＋应通过离子交换膜Ⅰ进入最左侧，为以LiCl形式回收 锂元素，海水中Cl－应通过离子交换膜Ⅱ向右侧迁移，Li＋应通过离子交换膜Ⅲ向左 侧迁移，故离子交换膜Ⅱ为阴离子交换膜，A错误；由阴极反应知，电极a附近溶液 的pH增大，B错误；由上述分析知，C错误；每脱除58.5 g（1 mol）NaCl，溶液中 有1 mol Na＋、1 mol Cl－和1 mol Li＋迁移，所以理论上可回收1 mol LiCl，D正确。
A. 电解时，H＋从右室向左室移动
C. 以 为原料，也可得到TQ
D. 用18O标记电解液中的水，可得到
D
由反应历程图分析，TY转化为TQ过程中，酚羟基的O原子并未脱离苯环，而酚羟基 对位引入的O原子来自H2O，所以用18O标记电解液中的水，得到的是 ，D 错误。
3. （2025·北京卷）用电解Na2SO4溶液（图1）后的石墨电极1、2探究氢氧燃料电 池，重新取Na2SO4溶液并用图2装置按ⅰ→ⅳ顺序依次完成实验。
实验 电极Ⅰ 电极Ⅱ 电压/Ⅴ 关系
ⅰ 石墨1 石墨2 a a＞d＞c＞b＞0
ⅱ 石墨1 新石墨 b
ⅲ 新石墨 石墨2 c
ⅳ 石墨1 石墨2 d
B. b＜d，是因为ⅱ中电极Ⅱ上缺少H2作为还原剂
C. c＞0，说明ⅲ中电极Ⅰ上有O2发生反应
D. d＞c，是因为电极Ⅱ上吸附H2的量：ⅳ＞ⅲ
D
■重点理解
1. 电解原理及阴、阳极判断
2. 分析电解过程的思维模型
（1）判断：阴、阳极
明确阳极是惰性电极还是活泼电极。
（2）分析：电解质溶液的离子组成
找全离子（包括水电离的H＋和OH－），并按阴、阳离子分组。
（3）确定：放电离子或物质
排出阴、阳离子在两极的放电顺序，确定优先放电的微粒。
（4）写出：电极反应、电池反应式
判断电极产物，注意溶液的酸碱性、产物的溶解性。
（5）解答问题
解答有关离子浓度、pH、电极产物量的变化、溶液的复原等问题。
3. 对比掌握电解规律（阳极为惰性电极）
电解类型 电解质实例 溶液复原物质
电解水型 NaOH、H2SO4或Na2SO4 水
电解电解质型 HCl或CuCl2 原电解质
放氢生碱型 NaCl HCl气体
放氧生酸型 CuSO4或AgNO3 CuO或Ag2O
注意：电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳 极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情况，如用惰性电极电解CuSO4溶液，Cu2＋ 完全放电之前，可加入CuO或CuCO3复原，而Cu2＋完全放电之后，溶液中H＋继续放 电，应加入Cu（OH）2或Cu2（OH）2CO3复原。
4. 金属的电化学腐蚀与防护
5. 陌生电解池装置图的知识迁移
（1）电解池
（2）金属腐蚀
6. 常考两种复杂的电解装置
（1）复杂有机电化学装置
快速判断有机物电池电极类型的方法：某电极有机物中碳原子的化合价变化不易判 断，电极是发生氧化反应，为阳极（或负极），还是发生还原反应，为阴极（或正 极），可通过以下四种方法判断：
①比较反应前后有机物分子式（或结构简式），得氢去氧为还原反应，得氧去氢为氧 化反应。
②将有机物分子去掉“H2O”，剩余的部分再分析元素化合价，如C3H8O3去掉3个 “H2O”后剩余“C3H2”，C3H6O3去掉3个“H2O”后剩余“C3”，则C3H8O3转化为 C3H6O3可看作“C3H2”转化为“C3”，C的化合价升高，发生氧化反应。
④有机反应中，分子结构整体变化不大时，分析局部价键变化。适用于分析结构复杂 体系，根据常用电负性顺序：F＞O＞N＞C＞H＞Si，可以判断有机物中元素化合价 的变化。如某研究团队以KOH溶液为电解质溶液，CoP和Ni2P纳米片为催化电极材 料，电催化合成偶氮化合物（RCN，R代表烃基）的装置如图所示：
③燃料电池中通入O2的电极发生还原反应，该电极为正极。
（2）协同转化装置
解题关键：分清楚哪个是电极反应，哪个是电极区反应，要注意电极及电极区均可能 存在多个反应。如CO2＋H2S协同转化装置实现了对天然气中CO2和H2S的高效去除。 电极分别为ZnO@石墨烯（石墨烯包裹的ZnO）和石墨烯，石墨烯电极区发生反应：
■题组演练
1. 我国科技工作者设计了一套电化学装置，能在常温常压下实现硫化氢分解，制取 氢气和硫黄，其原理如图所示。
D
A. 该装置实现了光能→电能→化学能的转化
C. 质子交换膜不能换为阳离子交换膜
D. 每产生32 g S，阴极区溶液质量会减小2 g
A. 铅电极的电势高于石墨电极的电势
C. 制得2 mol乙醛酸，理论上外电路中迁移了4 mol电子
D. 双极膜中间层中的H＋在外电场作用下向铅电极方向迁移
D
A. 电流方向：正极→电极A→电极B→负极
B. 电极电势：A＞B
D. 消耗3 mol O2可生成硝酸0.4 mol
D(共17张PPT)
专题6　电化学
选择题型3　有“膜”电化学装置的分析
高考重点：试题主要以新型电池或电解池为载体，考查离子交换膜在化学电源、电解 制备物质或电渗析等方面的实际应用。主要考查离子交换膜的性质、离子在溶液中的 迁移方向、分析离子的浓度变化等。考查学生逻辑推理能力、电化学分析能力。
B. 外加电场可促进双极膜中水的电离
C. Ⅲ室中，X膜、Y膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜
D. Ⅳ室每生成1 mol NaOH，同时Ⅱ室最多生成1 mol B（OH）3
C
■真题调研
解析：
A. 充电时Ⅱ为阳极
B. 放电时Ⅱ极室中溶液的pH降低
D. 充电时16 g S能提供的理论容量为26.8 A·h
B
■重点理解
1. 常见的“膜”及功能
交换膜类型 阳膜 阴膜 双极膜 特定的交换膜
允许通
过的离
子及移
动方向 阳离子 原电池的正极 （电解池的阴极） 阴离子 原 电池的负极 （电解池的 阳极） 中间层中的H2O解离 出H＋和OH－，H＋通 过阳极膜移向原电池 的正极（电解池的阴 极），OH－通过阴极 膜移向原电池的负极 （电解池的阳极） 只允许特定的离子 或分子通过，如质 子交换膜只允许H＋ 通过，氯离子交换 膜只允许Cl－通过
通性 无论是原电池还是电解池中，阳离子均移向得电子的一极，阴离子均移向失电子的一极
功能 离子有选择性的定向移动，平衡整个溶液的离子电荷守恒
2. 离子移动方向
判断依据 判断方法
电极 原电池中“正正负负”；电解池中“阴阳相吸”。即原电池中，阳 离子移向正极，阴离子移向负极；电解池中，阳离子移向阴极，阴 离子移向阳极
电极反应 离子从“生成区”移向“消耗区”
装置信息 离子从“原料区”移向“产品区”；从“浓→稀”的溶液区移出， 移向“稀→浓”的溶液区
3. “膜”种类的判断
（1）离子从“生成区”移向“消耗区”（以电解CO2制HCOOH为例，其原理如 图所示）
（2）离子从“原料区”移向“产品区”（以电渗析法制备H3PO2为例，其原理如图 所示）
（3）离子从“浓→稀”的溶液区移出，移向“稀→浓”的溶液区（以电化学制备 K2Cr2O7为例，其原理如图所示，其中a、b均为石墨电极）
■题组演练
A. 电流不可以通过离子交换膜
B. 电子由电极B经负载流向电极A
C. 相同状况下，左右两侧电极室中产生的气体体积比为3∶4
D
A. 放电时，电子流向：b→离子交换膜→a
B. 放电时，每消耗0.1 mol O2，负极区电解质溶液的质量增加13 g
C. 充电时，电势高低：a＜b
D
A. Cu（Ⅰ）是电池的负极
B. b膜、d膜是阳离子交换膜，c膜是阴离子交换膜
C. 电渗析过程中M、N室中H2SO4和NaOH的浓度均增大
D. 电池从开始到停止放电，理论上可制备0.02 mol H3PO2
D

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