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(共21张PPT)
专题6　电化学
主观题型　电极反应式的书写及电化学计算
高考重点：试题主要以新型电池或电解池真实情境为载体，结合氧化还原反应配平、 电子转移等知识考查电极反应式的书写及电化学计算等必备知识。此类试题能力要求 较高，难度较大，考查学生逻辑推理能力、分析与计算能力。
■真题调研
该电池以3.2 A恒定电流工作14分钟，消耗H2体积为0.49 L，故可测得该电池将化学 能转化为电能的转化率为 。[已知：该条件下H2的摩尔体积为24.5 L·mol－ 1；电荷量q（C）＝电流I（A）×时间（s）；NA＝6.0×1023 mol－1；e＝1.60×10－ 19 C]
O2
70％
2. （2024·浙江1月选考节选）通过电化学、热化学等方法，将CO2转化为HCOOH等 化学品，是实现“双碳”目标的途径之一。请回答：
（1）十九世纪，铅酸电池工作原理初步形成并延续至今。
铅酸电池工作原理：PbO2＋Pb＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O。
①充电时，阴极发生的电极反应为 。
②放电时，产生a库仑电量，消耗H2SO4的物质的量为 mol。
已知：转移1 mol电子所产生的电量为96 500库仑。

3. （2025·北京卷）铅酸电池是用途广泛并不断发展的化学电源。
正四面体形
2PbSO4＋2H2O
（2）随着铅酸电池广泛应用，需要回收废旧电池材料，实现资源的再利用。回收过 程中主要物质的转化关系示意图如下。
②步骤Ⅱ、Ⅲ中H2O2和K2S2O8作用分别是 。
将PbSO4转
化为可溶于酸的Pb（OH）2，有利于步骤Ⅱ中生成含Pb2＋溶液
作还原剂，作氧化剂
解析：（2）①PbSO4不溶于酸，加入NaOH溶液后PbSO4转化为Pb（OH）2，说明加 入NaOH溶液的目的是将PbSO4转化为可溶于酸的Pb（OH）2，便于后续转化。②步 骤Ⅱ中加入H2O2后，得到Pb2＋，说明PbO2中Pb元素的化合价降低，PbO2为氧化剂， H2O2为还原剂；步骤Ⅲ中加入K2S2O8后获得PbO2，说明Pb（OH）2、PbO中Pb元素 的化合价升高，则K2S2O8作氧化剂。
（3）铅酸电池使用过程中，负极因生成导电性差的大颗粒PbSO4，导致电极逐渐失 活。通过向负极添加石墨、多孔碳等碳材料，可提高铅酸电池性能。碳材料的作用 有 （填序号）。
a.增强负极导电性
b.增大负极材料比表面积，利于生成小颗粒PbSO4
c.碳材料作还原剂，使PbO2被还原
解析：（3）碳材料本身导电性较好，因此可以增强负极导电性，a正确；向负极添 加石墨、多孔碳等碳材料可增大负极材料比表面积，利于生成小颗粒PbSO4，b正 确；负极为Pb，且生成PbSO4，不存在PbO2，因此碳材料不作还原剂，c错误。
ab
■重点理解
1. “九看”解答电化学问题
“看” 思维
看情境“明类型” 有无电源→电池类型
看图像“定电极” 物质变化→电极反应
看目的“谁变谁” 价态升降→得失电子
看反应“谁放电” 电极性质→放电顺序
看离子“断方向” 正正负负（原电池）→阴阳相吸（电解池）
看电极“知增减” 正增负减（原电池），阴盛阳衰（电解池）
看隔膜“谁通过” 粒子种类→迁移方向
看介质“谁配平” 导电粒子：酸、碱性
看盐桥“知守恒” 阳离子移向正极区（或阴极区），阴离子移向负极区（或阳极区）
2. “串联”类装置的解题流程
3. 电化学计算
（1）电子守恒法计算
原理：电路中转移的电子数＝电极上得失电子数。
形式：利用电极反应式、总反应式确定比例关系。
如4e－～2Cl2（Br2、I2）～O2～2H2～2Cu～4Ag～4Cl－～4OH－～4H＋～2Cu2＋～4Ag ＋。
（2）计算膜两侧溶液质量变化——勿忽略离子迁移
注意气体的排出（质量变小）、吸收（质量变大）、固体的析出（溶液质量变小）、 固体溶解（溶液质量变大），尤其不能忽略通过膜的转移移出（溶液质量变小）、移 入（溶液质量变大）。
（3）跨学科信息为载体的电化学计算
①结合法拉第常数：Q＝It＝nF（已知F＝96 500 C·mol－1）。
■题组演练
1. （2025·河北张家口一模）硫、氮、碳、硅都是化工生产中的重要非金属元素，这 四种元素形成的部分物质类别与化合价的关系如图所示，每小问涉及的物质中均含有 同种元素。回答下列问题：
若C具有良好的导电性，利用D可以设计一种碱性电池，无污染，能量高，其工作原 理如图所示。
（1）该燃料电池中正极是 （填“a”或“b”）电极，负极的电极反应式 为 。
b
（2）当电池放电转移10 mol电子时，至少消耗燃料D g。
140
2. （2025·江苏无锡一模）甲烷是最简单的有机化合物，可用于制备多种化工原料。
利用CH4燃料电池可以电解制备Ca（H2PO4）2，并得到副产物NaOH、H2、Cl2等，装 置如图所示。
（1）分析图中a电极上发生的电极反应式为 。
（2）①K膜为 （填“阴”或“阳”）离子交换膜，可在产品室得到Ca （H2PO4）2。
②a极上通入标准状况下2.24 L CH4，阳极室Ca2＋减少 mol。
解析：（2）①由分析可知，K膜为阳离子交换膜，可在产品室得到Ca（H2PO4）2。
②a极上通入标准状况下2.24 L CH4，其物质的量为0.1 mol，由电极反应式和离子迁 移，可得出如下关系式：CH4～8e－～4Ca2＋，则阳极室Ca2＋减少0.4 mol。
阳
0.4
3. （2025·河北保定一模）能源是现代社会物质文明的原动力，研究化学反应能量变 化意义重大。
利用原电池可以实现人工光合作用，如图是以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的装 置示意图。
电极a
CO2＋
（2）电极b区域溶液pH （填“变高”或“变低”）；电极中每生成0.1 mol 氧气，则有 L（标准状况下）CO2参与反应。
变高
4.48
解析：（2）根据电极b区电极反应式可知，氢离子 被消耗，溶液pH变高；电极中每生成0.1 mol氧气， 转移0.4 mol e－，则生成0.2 mol CO2，标准状况下 CO2的体积为4.48 L。

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