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(共26张PPT)
2026高考冲刺考题预测化学专题
第8讲-电化学及其应用
contents
目录
01
考情解码
01
02
重温经典
03
考题预测
考情解码
PART 01
01
课标要求
《普通高中化学课程标准》2020年修订版中，对电化学知识的学业要求为：“能分析、解释原电池和电解池的工作原理，能设计简单的原电池和电解池；能列举常见的化学电源，并利用相关信息分析化学电源的工作原理。”
课标解读
加强学生对原电池和电解池工作原理的理解，认识电极材料、电极反应、离子导体、电子导体是电化学体系的基本要素，创建对电化学过程的系统分析思路，提升学生对电化学本质的理解。
考情解码：课标要求
卷别 呈现形式 考查元素 考点分布
电极判断 电子、离子 移动方向 方程式书写 氧还分析、电解液分析 守恒计算 离子交换膜 反应历程、
电催化
北京 图文结合 探究氢氧燃料电池 √ √ √ √
江苏 图文结合 光解水 √ √ √ √ √
广东 图文结合 燃料电池、 高容量水系电池 √ √ √√ √ √√ √
安徽 图文结合 锂-氢可充电电池 √ √ √
山东 图文结合 全铁液流电池 √ √ √ √
福建 图文结合 无膜合成碳酸乙烯酯 √ √ √
浙江 图文结合 电化学制备Br2 √ √ √ √
河北 图文结合 废弃电极材料LixCoO2再锂化 √ √ √ √
全国 图文结合 电解处理废水 √ √ √ √ √
四川 图文结合 电催化还原污水中NO3- √ √ √ √ √ √
江西 图文结合 除工业废水重离子电池 √ √ √ √
湖南 图文结合 电化学处理硝酸盐 √ √ √
云南 图文结合 双极膜电渗析法卤水除硼、充放电中晶胞结构变化 √ √√ √
考情解码：考点统计
新型电化学装置，突出电化学发展前沿。
内容多元：电催化、电化学制备、电渗析、净水、环保、材料再生等。
真实工业情境、学术情境为主。考查点逐渐从理想模型过渡到真实情境，如考查竞争反应、副反应。
(1)题型频次 (2)考点分布 (3)试题情境
电化学属高考必考内容，试题难度中等偏上。
多为选择题，部分Ⅱ卷有设问（25北京卷16题整道主观题）。
25年全国卷、广东卷、湖北卷均有两道电化学选择题。
常规考点：电子离子流向、电极反应、氧还分析、电解液分析。
新型考点：各类膜应用、反应机理、电催化、能量效率分析。
考情解码：考向分析
重温经典
PART 02
02
重温经典，感悟高考
经典考点：电极、电极反应
【例1】（25北京卷·14T）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
下列分析不正确的是（ ）
A. a＞0，说明实验ⅰ中形成原电池，反应为2H2＋O2== 2H2O
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
电解池
阳极
阴极
燃料电池
2H2O－4e－=O2↑+4H+
2H2O+2e－=H2↑+2OH－
O2
H2
O2
O2
H2
H2
逐渐减
少
逐渐减
少
与ⅳ相比，ⅱ中电极Ⅰ上吸附O2多，但电压更小
与ⅲ相比，ⅳ中电压更大，但电极Ⅱ上吸附H2较ⅲ少，故主要原因是电极Ⅰ上吸附O2较ⅲ多
重温经典，感悟高考
经典考点：电极反应之多个/多步反应
【例2】（25湖南卷·9T）一种电化学处理硝酸盐产氨的工作原理如图所示。下列说法错误的是
( )
A．电解过程中，K+向左室迁移
B．电解过程中，左室中NO2－ 的浓度持续下降
C．用湿润的蓝色石蕊试纸置于b处，试纸先变红后褪色
D．NO3－ 完全转化为NH3的电解总反应：
NO3－ +8Cl－+6H2O NH3+9OH－+4Cl2↑
B
阳极
阴极
－1
0
+5
+3
－3
NO3－+2e－+H2O=NO2－+2OH－
2Cl－－2e－=Cl2↑
电极反应式/总反应式书写：
电子守恒→电荷守恒→原子守恒
NO2－+6e－+5H2O=NH3+7OH－
Cl2+H2O HCl+HClO
+5
－3
－1
0
离子交换膜——原电池
【例3】(25江苏卷·8T)以稀H2SO4为电解质溶液的光解水装置如图所示，总反应为2H2O 2H2↑+O2↑。下列说法正确的是( )
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
质子膜
h+
（-）
（+）
空穴
电极a材料+hv=e- + h+
光电池，类比原电池
A
H+
光解消耗水，H2O ↓，c(H+) ↑，pH↓
0.005 mol H2
隔离两电极气体产物,防止混合爆炸
电极a失电子,做负极：2H2O-4e- =O2↑+4H+
h+
正极b：
4H++4e- = 2H2↑
经典考点：电子离子流向、电解液分析
重温经典，感悟高考
新型装置：能量效率分析
【例4】(25浙江1月·12T) 一种可充放电Li－O2电池的结构示意图如图所示。该电池放电时，产物为Li2O和Li2O2，随温度升高Q(消耗1 mol O2转移的电子数)增大。下列说法不正确的是( )
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
C. 放电时，随温度升高Q增大，是因为正极区O2－转化为O22-
D. 充电时，锂电极接电源负极
C
负极：Li－e－=Li+
正极
负极
O2+2e－=O22－
O22－+2e－=2O2－
O2+4e－=2O2－
阴极：Li++e－=Li
Li+半径小于K+，更易透过固态电解质膜
重温经典，感悟高考
新型装置：得失电子守恒
【例5】（25山东卷·12T）全铁液流电池工作原理如图所示，两电极分别为石墨电极和负载铁的石墨电极。下列说法正确的是( )
A.隔膜为阳离子交换膜
B.放电时，a极为负极
C.充电时，隔膜两侧溶液Fe2+浓度均减小
D.理论上，Fe3+每减少1 mol，Fe2+总量相应增加2 mol
BC
(+)
(-)
Fe－2e－=Fe2+
Fe3++e－=Fe2+
Fe/石墨
石墨
1 mol Fe3+~1 mol e－
正极：1 mol e－ ~ 1 mol Fe2+
负极：1 mol e－ ~ mol Fe2+
1.5 mol
电子守恒计算：关系式法
电池为自发进行的氧化还原反应
总式为Fe + 2Fe3+====3Fe2+
【例6】(26·杭州市教学质量检测)在恒温条件下，一种S2浓差电池的工作原理如下图，下列说法不正确的是( )
重温经典，感悟高考
新型装置：电极方程式书写
A. 气体压强P1[S2(g)] < P2[S2(g)]
B. 固体电解质中加入TiS2的目的是提高电解质的导电能力
C. B电极的电极方程式为：2Mg2+ + 4e- +S2 ==== 2MgS
D. 若外电路中转移4mol e- 则两极气体的质量差将改变64 g
原电池中离子移动方向为“正正负负”
(+)
(-)
浓差电池自发进行方向S2从高压(高浓度)变为低压(低浓度)
TiS2离子化合物具有导电性
S2得电子，结合Mg2+生成MgS，电极反应2Mg2+ + 4e- + S2 === 2MgS
转移4mol e-时，A极生成1molS2(+64g)，B极消耗1molS2(-64g)，两极气体的质量差改变量为64×2=128g
【例7】(25福建卷·9T) 一种无膜电合成碳酸乙烯酯(C3H4O3)的工作原理如图。下列说法正确的是( )
重温经典，感悟高考
电化学在生产中的应用：物质制备
A．电源a极为负极
B．反应中Br-的物质的量不断减少
C．总反应为
D．“反应Ⅱ”为
(+)
(-)
Br-在电极a转化为Br2后,又经反应I、Ⅱ等量产生,故n(Br-)未变
以整个电解池为研究对象，反应物为C2H4、CO2和H2O，生成物为C3H4O3和H2
题干中“无膜”及图中阴极产生OH-可知，“反应Ⅱ”是在碱性介质中进行
【例8】(25河南卷·12T)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。下列说法正确的是（ ）
A. Ⅱ为阳离子交换膜
B. 电极a附近溶液的pH减小
C. 电极b上发生的电极反应式为：[Fe(CN)6]4-+e-=[Fe(CN)6]3-
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
阴膜、阳膜，多膜
阴极
阳极
1
2
3
4
[Fe(CN)6]3- + Li = [Fe(CN)6]4-+Li+
阳极：
[Fe(CN)6]4--e- = [Fe(CN)6]3-
Li+
产品室LiCl
Cl-
阴极：
O2+4e-+2H2O = 4OH-
Na+
原料室
NaCl
阳膜
阳膜
阴膜




电荷守恒
D
重温经典，感悟高考
电化学在生产中的应用：元素回收
【例9】（25江西卷·9T）我国学者设计了一种新型去除工业污水重金属离子的电池(如图)。已知：CuHCF为铜基普鲁士蓝(Cu[Fe(CN)6]0.67·nH2O)。下列说法错误的是（ ）
A．CuHCF中的铁为+3价
B．交换膜为阴离子交换膜
C．洗脱目的是去除电极吸附的Ni2+
D．Zn2+溶液可电解再生电池负极
重温经典，感悟高考
电化学在生产中的应用：废水治理
Zn－2e－=Zn2+
(-)
(+)
Cu为+2价,CN-为-1价,设Fe化合价为x,整体电中性：+2+0.67×(x-6)=0，解得x≈+3
污水中SO42-通过交换膜移向负极区以平衡电荷，说明交换膜允许阴离子通过
正极生成的Ni被CuHCF电极吸附，洗脱目的是利用H2O2的氧化性去除电极吸附的Ni
电解Zn2+溶液时，阴极反应为Zn2+ + 2e- = Zn，可得到Zn单质再生负极
【例10】(26·铜陵市模拟) 电化学以其高效能量转换和环境友好性，在二氧化碳捕集与转化中展现出巨大潜力。某研究小组利用太阳能碱性电化学法将CO2转化为CH4和C2H4原理如图所示。下列说法错误的是( )
重温经典，感悟高考
电化学在生产中的应用：绿色化学、竞争反应
A. 其他条件相同时，酸性条件使用阳离子交换膜更有利于CO2的捕集和转化
B. 电极Ⅱ上可能存在反应：
C.OH-由电极Ⅱ室经阴离子交换膜流向电极1室
D. 理论上两极所生成的气体物质的量关系为：
竞争反应
副反应
碱性条件下CO2可与OH-反应促进吸收，因此酸性条件不利于CO2捕集和转化
(+) (-)
根据电子守恒，
阳极总失电子数 = 阴极总得电子数
4n(O2) = 2n(H2)+8n(CH4)+12n(C2H4)
重温经典，感悟高考
跨专题融合：有机物转化与反应机理
【例11】(25陕晋青宁·13T) 我国科研人员采用图示的电解池，由百里酚(TY)合成了百里醌(TQ)。电极b表面的主要反应历程见图(灰球表示电极表面催化剂)。下列说法错误的是( )
A. 电解时，H＋从右室向左室移动
B. 电解总反应：TY＋H2O TQ＋2H2↑
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
阴极
阳极
2H++2e－=H2↑
TY+H2O－4e－=TQ+4H+
H+
A．每个晶胞中O2-个数为12
B．该晶胞在yz平面的投影为
C．取代后，该电解质的化学式为
D．若只有Li+发生迁移，外电路转移的电子数与通过截面MNPQ的Li+数目相等
【例12】(25云南卷·13T)(Li0.45La0.85)ScO3是优良的固态电解质材料，Ce4+ 取代部分La3+后产生空位，可提升传导性能。取代后材料的晶胞结构示意图(未画出)及其作为电解质的电池装置如下。下列说法错误的是( )

重温经典，感悟高考
跨专题融合：物质结构
Sc原子分布在晶胞的8个棱心和4个面心,均摊后为4个，O原子的个数是Sc的3倍
即前视图
Ce4+ 取代La3+后，Li+数目减少并产生空位。
化合价的代数和应为0，
Li+与e-电性不同，所带的电荷数目相同
电子守恒、电荷守恒、元素守恒。建立变化观念和平衡思想。
定量计算
探究原理
建构模型
电极反应物、电极材料、电子导体和离子导体4个核心构成要素，形成闭合回路。
分析机理
复习策略
正极
负极
阴离子
氧化反应
e－
氧化反应
还原反应
阳极
还原反应
阴极
阴离子
阳离子
阳离子
化学能
电能
放电
充电
e－
考题预测
PART 03
03
【例1】（26·广元市适应性测试）我国科学家成功构建全球首例氢负离子原型电池，工作原理如图所示。放电时，H-由电极a移向电极b。下列说法正确的是
A. 放电时，电流方向为由电极b经负载流向电极a
B. 放电时，电极b的电极反应式为: CeH3+ e- === CeH2+H-
C. 充电时，消耗3molCeH3的同时将消耗1molNa3[AlH6]
D. 充电时，电极a的电极反应式为: Na3[AlH6]+2Al+6H- -6e-=== 3Na[AlH4]
重温经典，感悟高考
新型电池的考查：氢负离子电池
(+) (-)
e－
←
放电时，b为负极：
充电时总式为：
中科院大连物化所于2025年9月发表于Nature，开辟了电化学新方向。
↓
→
↓
【例2】(26·徐州市模拟)一种使用催化剂(Ni/TiO2)合成NH3并联合燃料电池的装置如图所示，光照下催化剂被激发产生电子(e-)和(h+)。下列有关说法不正确的是( )
重温经典，感悟高考
电化学的应用：联合装置的物质制备
A. Ni/TiO2可实现低能绿色合成NH3
B. Ni/TiO2表面发生的反应有:
C. X电极上可能发生反应：
D. 当用电器通过4 mol电子时，该联合装置需补充2molH2O
(-) (+)
N2 + 6H+ + 6e- ==NH3
电极a材料+hv = e- + h+
↓O2
燃料电池部分阴极生成4 mol H2O阳极消耗2 molH2O
光催化部分恰好消耗2 molH2O
【例3】(26·石家庄一中二模）人工湿地微生物燃料电池(CW-MFC)是一种将人工湿地的生态净化功能与微生物燃料电池的生物电化学技术相结合的创新工艺，实现废水脱氮与产能的协同，装置原理如图。下列说法错误的是（ ）
重温经典，感悟高考
废水综合治理：真实情境下的竞争反应
A．负极反应有
B．CW-MFC工作时，H+由负极区移向正极区
C．若产生标准状况下224m3N2,理论上转移3×104mol电子
D．“负载”中的箭头方向表示电子的流动方向
+3 0
(+)
(-)
e－
电池中，离子迁移方向为“正正负负”
正负两极均存在多个反应且均产生N2，仅根据N2的生成量，无法确定转移的电子的量，C错误。
【例4】(26·内蒙古一月份适应性测试) 钾锰铁基普鲁士白[K2MnFe(CN)6]是一种钾离子电池正极材料，充电时随着K+脱出，其结构由Ⅰ经Ⅱ最终转变为Ⅲ；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的晶胞俯视图及Ⅱ的晶胞结构如下图所示。下列说法正确的是( )
A. Ⅲ转化为Ⅰ是非自发过程 B. 充电过程中Fe或Mn化合将降低
C. 晶体Ⅱ的化学式为KMnFe(CN)6 D. 晶胞Ⅲ中π键数目为24
重温经典，感悟高考
跨专题考查：与物质结构的融合
为放电过程，原电池均为自发进行的反应
充电过程中K+脱出，为保证化合价代数和为零，Fe或Mn的价态升高
据“均摊法”，晶胞Ⅱ中含FeC6、MnN6、K+各4个
晶胞Ⅲ中24个CN-，CN-中含一个碳氮叁键，即1个σ键2个π键，则其中π键数目为48
【例5】(26·台州市第二次教学质量评估) Ru掺杂非晶Se电极水系锌电池应用前景广阔，其充电原理如图所示，Ru掺杂可有效降低Zn2+嵌入电极过程的活化能，下列说法不正确的是( )
重温经典，感悟高考
跨专题考查：与物质结构的融合
A. 充电时，Zn电极接电源负极，发生还原反应
B. 充电时，需控制充电速率使Zn2+在电极均匀沉积
C. 放电时，Zn电极会发生腐蚀
D. 放电时，Ru掺杂可加快Zn2+在ɑ-RuxSe电极得电子速率
(-) (+)
充电时Zn2+会在Zn电极表面被还原成Zn单质，如果速率过快，容易造成Zn枝晶生成，刺破隔膜，导致电池短路，所以必须控制速率，保证均匀沉积
即加速了离子在固相中的嵌入动力学过程。
在电极表面的电化学反应中，得电子的并非Zn2+而是嵌入物整体，Zn2+仅作为平衡电荷的离子参与反应。第8讲-电化学及其应用
一、考情解码
1．课标要求
《普通高中化学课程标准》2020年修订版中，对电化学知识的学业要求为：“能分析、解释原电池和电解池的工作原理，能设计简单的原电池和电解池；能列举常见的化学电源，并利用相关信息分析化学电源的工作原理。”
加强学生对原电池和电解池工作原理的理解，认识电极材料、电极反应、离子导体、电子导体是电化学体系的基本要素，创建对电化学过程的系统分析思路，提升学生对电化学本质的理解。
2．考点统计
卷别 呈现形式 考查元素 考点分布
电极判断 电子、离子移动方向 方程式书写 氧还分析、电解液分析 守恒计算 离子交换膜 反应历程、电催化
浙江 图文结合 电化学制备Br2 √ √ √ √
云南 图文结合 双极膜电渗析法卤水除硼、充放电中晶胞结构变化 √ √√ √
全国 图文结合 电解处理废水 √ √ √ √ √
安徽 图文结合 锂-氢可充电电池 √ √ √
四川 图文结合 电催化还原污水中NO3- √ √ √ √ √ √
河北 图文结合 废弃电极材料LixCoO2再锂化 √ √ √ √
湖北 图文结合 电化学制冷系统 √ √ √
福建 图文结合 无膜合成碳酸乙烯酯 √ √ √
湖南 图文结合 电化学处理硝酸盐 √ √ √
广东 图文结合 高容量水系电池、 燃料电池 √ √ √√ √ √√ √
陕晋青宁 图文结合 电解百里酚合成百里醌 √ √ √ √
山东 图文结合 全铁液流电池 √ √ √ √
江西 图文结合 除工业废水重离子电池 √ √ √ √
3．考向分析
题型频次 电化学属高考必考内容，试题难度中等偏上。 多为选择题，部分Ⅱ卷有设问（25北京卷16题整道主观题）。 25年全国卷、广东卷、湖北卷均有两道电化学选择题。
考点分布 常规考点：电子离子流向、电极反应、氧还分析、电解液分析。 新型考点：各类膜应用、反应机理、电催化、能量效率分析。
试题情境 真实工业情境、学术情境为主。 新型电化学装置，突出电化学发展前沿。 内容多元：电催化、电化学制备、电渗析、净水、材料再生等。考查点逐渐从理想模型过渡到真实情境，如考查竞争反应、副反应。
重温经典
1.基于教材的电化学知识考查
【例1】（25北京·14T）用电解溶液(图1)后的石墨电极1、2探究氢氧燃料电池，重新取溶液并用图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
ii 石墨1 新石墨 b
iii 新石墨 石墨2 c
iv 石墨1 石墨2 d
下列分析不正确的是( )
A．，说明实验i中形成原电池，反应为
B．，是因为ii中电极Ⅱ上缺少作为还原剂
C．，说明iii中电极I上有发生反应
D．，是因为电极I上吸附的量：iv>iii
【例2】（25江苏·8T）以稀为电解质溶液的光解水装置如图所示，总反应为。下列说法正确的是( )
A．电极a上发生氧化反应生成
B．通过质子交换膜从右室移向左室
C．光解前后，溶液的不变
D．外电路每通过电子，电极b上产生
【例3】（25湖南·9T）一种电化学处理硝酸盐产氨的工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A．电解过程中，向左室迁移
B．电解过程中，左室中的浓度持续下降
C．用湿润的蓝色石蕊试纸置于b处，试纸先变红后褪色
D．完全转化为的电解总反应：
新型电池的考查
【例4】（25浙江1月卷·12T）一种可充放电电池的结构示意图如图所示。该电池放电时，产物为和，随温度升高Q(消耗转移的电子数)增大。下列说法不正确的是( )
A．熔融盐中的物质的量分数影响充放电速率
B．充放电时，优先于通过固态电解质膜
C．放电时，随温度升高Q增大，是因为正极区转化为
D．充电时，锂电极接电源负极
【例5】（25山东·12T改编）全铁液流电池工作原理如图所示，两电极分别为石墨电极和负载铁的石墨电极。下列说法正确的是( )
A．隔膜为阳离子交换膜
B．放电时，a极为正极
C．充电时，隔膜两侧溶液浓度均减小
D．理论上，每减少总量相应增加
【例6】（26杭州市教学质量检测） 在恒温条件下，一种浓差电池的工作原理如下图，下列说法不正确的是( )
A. 气体压强
B. 固体电解质中加入的目的是提高电解质的导电能力
C. B电极的电极方程式为：
D. 若外电路中转移，则两极气体的质量差将改变64 g
电化学在实际生产生活的应用
【例7】（25福建·9T）一种无膜电合成碳酸乙烯酯()的工作原理如图。下列说法正确的是( )
电源a极为负极
B．反应中的物质的量不断减少
C．总反应为
D．“反应Ⅱ”为
【例8】（25河南·12T）一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化，并以形式回收含锂废弃物中的锂元素，其工作原理如图所示。
下列说法正确的是( )
A．Ⅱ为阳离子交换膜
B．电极a附近溶液的pH减小
C．电极b上发生的电极反应式为
D．若海水用溶液模拟，则每脱除，理论上可回收
【例9】（25江西·9T）我国学者设计了一种新型去除工业污水重金属离子的电池(如图)。下列说法错误的是( )
已知：为铜基普鲁士蓝()
A．中的铁为价 B．交换膜为阴离子交换膜
C．洗脱目的是去除电极吸附的 D．溶液可电解再生电池负极
【例10】（26铜陵市模拟） 电化学以其高效能量转换和环境友好性，在二氧化碳捕集与转化中展现出巨大潜力。某研究小组利用太阳能碱性电化学法将转化为和的原理如图所示。下列说法错误的是
A. 其他条件相同时，酸性条件使用阳离子交换膜更有利于的捕集和转化
B. 电极II上可能存在反应：
C. 由电极室经阴离子交换膜流向电极室
D. 理论上两极所生成的气体物质的量关系为：
跨专题考查
【例11】（25陕晋宁青·13T）我国科研人员采用图示的电解池，由百里酚(TY)合成了百里醌(TQ)。电极b表面的主要反应历程见图(灰球表示电极表面催化剂)，下列说法错误的是
A．电解时，从右室向左室移动
B．电解总反应：
C．以为原料，也可得到TQ
D．用标记电解液中的水，可得到
【例12】（25云南·13T）(Li0.45La0.85)ScO3是优良的固态电解质材料，取代部分后产生空位，可提升传导性能。取代后材料的晶胞结构示意图(未画出)及其作为电解质的电池装置如下。下列说法错误的是
A．每个晶胞中个数为12
B．该晶胞在yz平面的投影为
C．取代后，该电解质的化学式为
D．若只有发生迁移，外电路转移的电子数与通过截面MNPQ的数目相等
考题预测
【例1】（26广元市适应性测试）我国科学家成功构建全球首例氢负离子原型电池，工作原理如图所示。放电时，由电极a移向电极b。下列说法正确的是
A. 放电时，电流方向为由电极b经负载流向电极a
B. 放电时，电极b的电极反应式为
C. 充电时，消耗的同时将生成
D. 充电时，电极a的电极反应式为
【例2】（26徐州市模拟）一种使用催化剂()合成并联合燃料电池的装置如图所示，光照下催化剂被激发产生电子和空穴。下列有关说法不正确的是
A. 可实现低能绿色合成
B. 表面发生的反应有
C. X电极上可能发生反应：
D. 当用电器通过4 mol电子时，该联合装置需补充
【例3】（石家庄一中二模）人工湿地微生物燃料电池(CW-MFC)是一种将人工湿地的生态净化功能与微生物燃料电池的生物电化学技术相结合的创新工艺，实现废水脱氮与产能的协同，装置原理如图。下列说法错误的是（ ）
A．负极反应有
B．CW-MFC工作时，由负极区移向正极区
C．若产生标准状况下，理论上转移电子
D．“负载”中的箭头方向表示电子的流动方向
【例4】（26内蒙古一月份适应性测试）钾锰铁基普鲁士白是一种钾离子电池正极材料，充电时随着脱出，其结构由Ⅰ经Ⅱ最终转变为Ⅲ；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的晶胞俯视图及Ⅱ的晶胞结构如下图所示。下列说法正确的是
A. Ⅲ转化为Ⅰ是非自发过程 B. 充电过程中或的价态降低
C. 晶体Ⅱ的化学式为 D. 晶胞Ⅲ中键数目为24
【例5】（26台州市第二次教学质量评估） Ru掺杂非晶Se电极水系锌电池应用前景广阔，其充电原理如图所示，Ru掺杂可有效降低Zn2+嵌入电极过程的活化能，下列说法不正确的是
A. 充电时，Zn电极接电源负极，发生还原反应
B. 充电时，需控制充电速率使Zn2+在电极均匀沉积
C. 放电时，Zn电极会发生腐蚀
D. 放电时，Ru掺杂可加快Zn2+在ɑ-RuxSe电极得电子速率
第8讲-电化学及应用答案
重温经典
例1【答案】D
【解析】按照图1电解溶液，石墨1为阳极，发生反应，石墨1中会吸附少量氧气；石墨2为阴极，发生反应，石墨2中会吸附少量氢气；图2中电极Ⅰ为正极，氧气发生还原反应，电极Ⅱ为负极。
【解法点拨】
A．由分析可知，石墨1中会吸附少量氧气，石墨2中会吸附少量氢气，实验i会形成原电池，，反应为2H2+O2=2H2O，A正确；
B．因为ii中电极Ⅱ为新石墨，不含有H2，缺少作为还原剂，故导致，B正确；
C．图2中，电极Ⅰ发生还原反应，实验iii中新石墨可能含有空气中的少量氧气，c＞0，说明iii中电极I上有发生反应，C正确；
D．，实验iii与实验iv中电极Ⅰ不同，，是因为电极I上吸附的量：iv>iii，D错误；
故选D。
例2【答案】A
【解析】光解过程中，电极a上电子流出，发生氧化反应，a为负极，电极反应式为：；电极b上电子流入，发生还原反应，b为正极，电极反应式为：。
【解法点拨】
A．根据分析，电极a为负极，发生氧化反应，电极反应式为：，生成物有O2，A正确；
B．原电池中阳离子向正极移动，电极a上生成，电极b上消耗，通过质子交换膜从左室移向右室，B错误；
C．在探究溶液浓度变化时，不仅要关注溶质的变化，也要关注溶剂的变化，在光解总反应是电解水，溶液中减少，溶液浓度增大，pH减小，C错误；
D．生成，转移2mol电子，外电路通过0.01mol电子时，电极b上生成，D错误；
例3【答案】B
【解析】由图可知，左侧发生，N元素化合价下降，则左侧是阴极区，右侧发生，Cl元素化合价上升，则右侧是阳极区，据此解答；
【解法点拨】
A．电解池中，阳离子向阴极移动，则，向左室迁移，A正确；
B．电解过程中，先生成，再消耗，是中间产物，其浓度增大还是减小，取决于生成速率与消耗速率，无法得出其浓度持续下降的结论，B错误；
C．b处生成氯气，与水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸能使蓝色石蕊试纸变红，次氯酸能使变红的试纸褪色，故能看到试纸先变红后褪色，C正确；
D．左侧阴极总反应是，右侧阳极总反应是，将两电极反应相加即可得到总反应，D正确；
例4【答案】C
【解析】电池放电时，锂电极为负极，发生反应：，多孔功能电极为正极，低温时发生反应：，随温度升高Q增大，正极区转化为；充电时，锂电极为阴极，得到电子，多孔功能电极为阳极，或失去电子。
【解法点拨】
A．由分析可知，电池总反应方程式为：或，充放电时有参与或生成，因此熔融盐中的物质的量分数影响充放电速率，A正确；
B．比的半径小，因此优先于通过固态电解质膜，B正确；
C．放电时，正极得到电子，中氧原子为-1价，中氧原子为-2价，因此随温度升高Q增大，正极区转化为，C错误；
D．充电时，锂电极为阴极，连接电源负极，D正确；
答案选C。
例5【答案】C
【解析】全铁流电池原理为2Fe3++Fe=3Fe2+，a极发生Fe-2e-=Fe2+，为负载铁的石墨电极做负极，b极发生Fe3++e-=Fe2+，发生还原反应，b为石墨电极，做正极，依次解题。
【解法点拨】
A．隔膜为阴离子交换膜，若为阳离子交换膜，铁离子移向左侧时会与电极反应，A错误；
B．根据分析，放电时，a极为负极，b极为正极，B错误；
C．充电时，a接电源负极，为阴极，电极反应式为Fe2++2e-=Fe，b接电源正极，为阳极，发生的电极反应式为：Fe2+-e-=Fe3+，两极的Fe2+均减少，C正确；
D．根据总反应方程式2Fe3++Fe=3Fe2+可知，Fe3+减少1mol，Fe2+增加1.5mol，D错误；
例6【答案】D
【解析】原电池中阳离子向正极移动，由移向B电极可知：A为负极，B为正极，据此分析。
【解法点拨】A．负极（A）反应：（生成S2）；正极（B）反应：（消耗S2）。浓差电池自发进行方向S2从高压（高浓度）变为低压（低浓度），消耗S2一极的气体压强更大，所以压强为，A正确；
B．具有导电性，加入固体电解质中可以提高电解质导电能力，B正确；
C．B为正极，S2得电子，结合生成，电极反应，配平、原理均正确，C正确；
D．转移时，A极生成（气体质量增加64g），B极消耗1molS2（气体质量减少64g），两极气体的质量差改变量为64g+64g=128g，不是64g，D错误；
故选D。
例7【答案】C
【解析】根据图中信息可知，电合成装置左边电极发生氧化反应，右边电极发生还原反应，即可判断电源a极为正极、电源b极为负极，据此解答。
【解法点拨】
A．由分析可知，电源a极为正极，A错误；
B．从整个反应过程来看，在电极a转化为Br2后，又经反应I、Ⅱ等量产生（反应I为：），故的物质的量未发生变化，B错误；
C．以整个电解池为研究对象，反应物为C2H4、CO2和H2O，生成物为C3H4O3和H2，总反应为，C正确；
D．“反应Ⅱ”反应物为CO2和BrCH2CH2OH，生成物为C3H4O3和，题干中“无膜”及图中阴极产生OH-可知，“反应Ⅱ”是在碱性介质中进行，故“反应Ⅱ”应为，D错误；
例8【答案】D
【解析】由图可知，左侧为阴极，电极反应为，右侧为阳极，电极反应为，在膜Ⅰ和膜Ⅱ间加入海水，钠离子透过膜Ⅰ进入阴极区得到氢氧化钠，氯离子透过膜Ⅱ进入膜Ⅱ与膜Ⅲ之间，锂离子透过膜Ⅲ进入膜Ⅱ与膜Ⅲ之间，在此处得到LiCl，则膜Ⅰ为阳膜，膜Ⅱ为阴膜，膜Ⅲ为阳膜，据此解答。
【解法点拨】
A．由分析可知，膜Ⅱ为阴膜， A错误
B．a电极的反应为，pH变大，B错误；
C．由分析可知，电极b的反应为，C错误；
D．每脱除58.5gNaCl，转移电子数为1mol，有1molLi+和1molCl-分别透过离子交换膜Ⅲ、膜Ⅱ，可得到1molLiCl，D正确；
例9【答案】C
【解析】由图可知，Zn电极失去电子生成Zn2+，该原电池中左侧电极为负极，右侧电极为正极。
【解法点拨】A．CuHCF的化学式为Cu[Fe(CN)6]0.67·nH2O，设Fe化合价为x。Cu为+2价，CN-为-1价，整体电中性：+2 + 0.67×(x - 6) = 0，解得x≈+3，A正确；
B．Zn电极为负极，反应为Zn - 2e- = Zn2+，负极区正电荷增加。污水中通过交换膜移向负极区以平衡电荷，说明交换膜允许阴离子通过，为阴离子交换膜，B正确；
C．Ni2+在正极得到电子生成Ni，Ni被CuHCF电极吸附，洗脱目的是利用H2O2的氧化性去除电极吸附的Ni，C错误；
D．电解Zn2+溶液时，阴极反应为Zn2+ + 2e- = Zn，可得到Zn单质再生负极，D正确；
例10【答案】A
【解析】该装置是太阳能供电的电解池，用于将还原为、。电极判断：电极I：失电子生成，发生氧化反应，为阳极，电极反应：；电极II：得电子被还原为、，同时也可副反应生成，发生还原反应，为阴极。中间为阴离子交换膜，仅允许阴离子通过。
【解法点拨】
A．CO2是酸性气体，酸性条件下CO2溶解度远低于碱性条件，更难被吸收捕集，不利于CO2的转化；碱性条件下CO2可与OH-反应促进吸收，因此酸性条件不利于CO2捕集和转化，A错误；
B．检验反应 ，该反应式中电荷与原子均守恒。从化合价变化角度看，反应物中8个C原子均为+4价，生成物中2个C原子在中为-2价，6个C原子在中为+4价，化合价总共降低12，即得到12个电子，与反应式相符，B正确；
C．电解池中阴离子向阳极移动，阳极是电极I，是阴离子，可通过阴离子交换膜，从电极II（阴极）室流向电极I（阳极）室，C正确；
D．根据电子守恒，阳极总失电子数 = 阴极总得电子数： 阳极：每生成失电子，总失电子阴极：每生成得电子，得电子，得电子，总得电子等式两边同时除以2得：，与选项一致，D正确；
故选A。
例11【答案】D
【解析】电极b发生TY→TQ，发生加氧去氢的反应，发生氧化反应，b为阳极，a为阴极，阴极上氢离子得电子生成H2，以此解题。
【解法点拨】
A．电解时阳离子向阴极移动，H+从右室向左室移动，A正确；
B．根据转化关系图可知，电极b中TY是反应物，TQ是生成物，电极a上H+得电子生成H2，总反应方程式为：，B正确；
C．将TY()换成为原料，仍然能够得到TQ()，C正确；
D．根据右图可知，用标记电解液中的水，可得到的18O在环上甲基的邻位上，D错误；
例12【答案】C
【解法点拨】A．由晶胞结构可知，Sc原子分布在晶胞的8个棱心和4个面心，由均摊法算出其原子个数为，由晶体的化学式可知，O原子的个数是Sc的3倍，因此，每个晶胞中O2-个数为12，A正确；
B．由晶胞结构可知，该晶胞在yz平面的投影就是其前视图，B正确；
C．Ce4+ 取代La3+后，Li+数目减小并产生空位，因此，根据化合价的代数和为0可知，取代后该电解质的化学式为，C错误；
D．Li+与电子所带的电荷数目相同，只是电性不同，原电池中内电路和外电路通过的电量相等，因此，若只有Li+发生迁移，外电路转移的电子数与通过截面MNPQ的Li+数目相等，D正确
考题预测
例1【答案】D
【解析】上述装置为二次电池，放电时，H-由电极a移向电极b，即a作正极，b为负极；充电时，电极a变为阳极，应发生氧化反应，电极b变为阴极，发生还原反应。
【解法点拨】
A．原电池中，电流从正极（电极a）经外电路流向负极（电极b），与电子流向相反，A错误；
B．放电时，电极b为负极，发生氧化反应，失去电子，其电极反应式为，B错误；
C．充电时总反应为，故每消耗6 mol ，实际是消耗1 mol；若消耗3 mol，则消耗0.5mol，C错误；
D．充电时，原正极a变为阳极，应发生氧化反应，电极a的电极反应式为，D正确；
故选D。
例2【答案】D
【解析】在光催化剂表面转化为，在光催化剂表面转化为，在电极X转化为，发生氧化反应，则X为负极，Y为正极，X(负极)：，Y(正极)：。
【解法点拨】
A．可实现在光催化剂表面转化为，A正确；
B．光催化剂表面转化为，发生反应为，B正确；
C．X为负极，电极反应为：，C正确；
D．当用电器通过4 mol电子时，燃料电池部分阴极生成4 mol ，阳极消耗2 mol，净生成2 mol；为提供燃料电池所需的燃料，光催化部分恰好消耗2 mol 。整个联合装置刚好不需要补水。
例3【答案】C
【解析】该燃料电池为原电池装置，m极表面N元素化合价降低，m极为正极；n极表面C元素和N元素化合价升高，n极为负极，电子由负极沿导线流向正极，故“负载”中的箭头方向表示电子的流动方向。
【解法点拨】
A．由题图可知，正极、负极均有多个电极反应，其中的电极式为：，A正确；
B．电池工作时阳离子由负极区移向正极区，B正确；
C．因正极、负极均存在多个反应，且正极、负极均产生N2，故只根据生成N2的量，无法确定转移的电子的量，C错误；
D．根据分析，“负载”中的箭头方向表示电子的流动方向，D正确；
故答案选C。
例4【答案】C
【解析】钾锰铁基普鲁士白是一种钾离子电池正极材料，充电时装置为电解池，其为阳极，失去电子发生氧化反应，充电随着脱出，其结构由Ⅰ经Ⅱ最终转变为Ⅲ，则Ⅲ转化为Ⅰ是原电池放电过程；
【解法点拨】
A．由分析，Ⅲ转化为Ⅰ是原电池放电过程，原电池中会发生自发的氧化还原反应，A错误；
B．充电过程阳极发生氧化反应，则Fe或Mn的价态升高，B错误；
C．根据“均摊法”，晶胞Ⅱ中含个FeC6、个MnN6、4个K，则化学式为，C正确；
D．结合C分析，晶胞Ⅲ中24个CN-，CN-中含有碳氮叁键，1个叁键含有1个σ键2个π键，则其中π键数目为48，D错误；
故选C。
阅读下列材料，完成下列小题。
随着锂离子电池在众多领域的广泛应用，其废旧电池的回收工作愈发显得意义重大。现行的回收工艺通常采用酸浸碱浸的方法，从锂离子电池正极材料(含少量金属)中提取和，得到的和在空气中煅烧，可实现的再生。与此同时，为达成绿色回收和的目标，科研人员正在研究一种新型电解回收工艺。已知：。
例5【答案】D
【解析】A．根据图中信息，充电时，Zn电极发生的反应是：，是还原反应，接电源负极，A正确；
B．充电时Zn2+会在Zn电极表面被还原成Zn单质，如果速率过快，容易造成Zn枝晶生成，刺破隔膜，导致电池短路，所以必须控制速率，保证均匀沉积，B正确；
C．放电时，Zn电极作为负极，发生氧化反应，Zn与H3O+反应发生腐蚀，C正确；
D．放电时，Zn电极为负极，α-RuxSe为正极，正极反应为RuxSe+zZn2++yH++(2z+y)e-=HyZnzRuxSe，掺杂可有效降低嵌入电极过程的活化能，可以加快正极Zn2+的嵌入，但Zn2+没有在正极得到电子，D错误；
故答案选D。

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