2025年高考化學(xué)熱點(diǎn)題型復(fù)習(xí)之電化學(xué)及其應(yīng)用（解析版）

熱點(diǎn)06電化學(xué)及其應(yīng)用

【注意】

①活潑性強(qiáng)的金屬不一定作負(fù)極，對(duì)于某些原電池，如鎂、鋁和NaOH溶液組成的原電池，A1作負(fù)極，

Mg作正極。原電池的正極和負(fù)極與電極材料的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)，不要形成思維定式一活

潑金屬一定是負(fù)極，但負(fù)極一定發(fā)生氧化反應(yīng)。

②電子不能通過(guò)電解質(zhì)溶液，溶液中的離子不能通過(guò)鹽橋和導(dǎo)線(即電子不下水，離子不上岸)。

③負(fù)極失去電子總數(shù)一定等于正極得到電子總數(shù)。

2.原電池原理的應(yīng)用

(1)設(shè)計(jì)制作化學(xué)電源

例：①根據(jù)Cu+2Ag+=Cu2++2Ag設(shè)計(jì)電池:

②根據(jù)反應(yīng)2FeCb+Cu=2FeC12+CuC12設(shè)計(jì)原電池:

(2)加快化學(xué)反應(yīng)速率

一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，形成原電池時(shí)會(huì)使反應(yīng)速率增大。如在Zn與稀硫酸反應(yīng)時(shí)加入少量CuS04

溶液構(gòu)成原電池，反應(yīng)速率增大。

(3)比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱

原電池中，一般活動(dòng)性強(qiáng)的金屬作負(fù)極，而活動(dòng)性弱的金屬(或非金屬導(dǎo)體)作正極。

(4)用于金屬的防護(hù)

使需要保護(hù)的金屬制品作原電池正極而受到保護(hù)。例如：要保護(hù)一個(gè)鐵質(zhì)的輸水管道或鋼鐵橋梁，可用導(dǎo)

線將其與一塊鋅塊相連，使鋅作原電池的負(fù)極。

熟悉常見(jiàn)的化學(xué)電源

1.一次電池——干電池

(1)堿性鋅鎬電池

+

鋅粉和KOH

的混合物

-MnO2

-金屬外殼

圖1

堿性鋅錦電池的負(fù)極是Zn,正極是M11O2，電解質(zhì)是KOH,其電極反應(yīng)如下:

總反應(yīng)：Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2。

負(fù)極：Zn-2e-+2OH=Zn(OH)2；

正極：2MnO2+2e-+2H2O=2MnO(OH)+2OH-；

(2)銀鋅電池

浸有KOH溶液

的隔板

圖2

銀鋅電池的負(fù)極是Zn,正極是AgzO,電解質(zhì)是KOH,其電極反應(yīng)如下:

總反應(yīng)：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag?

負(fù)極：Zn-2e-+2OH==Zn(OH)2；

正極：Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-；

2.二次電池——充電電池或蓄電池

放電后可以再充電而反復(fù)使用的電池，又稱(chēng)為可充電電池或蓄電池。

(1)鉛酸蓄電池

鉛酸蓄電池是最常見(jiàn)的二次電池，負(fù)極材料是Pb,正極材料是PbO2，電解質(zhì)溶液為稀H2s。4。

鉛酸蓄電池總反應(yīng)：Pb+PbO2+2H,SO4仝2PbSO4+2H2Oo

充電

①放電時(shí)的反應(yīng)

負(fù)極反應(yīng)：Pb+SOr-2e-=PbSO4；

正極反應(yīng)：PbO2+4H++SO廠+2e-=PbSO4+2H2O?

②充電時(shí)的反應(yīng)

陰極反應(yīng)：PbSO4+2e-==Pb+SOF；

陽(yáng)極反應(yīng)：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SOF。

(2)鋰離子電池

一種鋰離子電池，其負(fù)極材料為嵌鋰石墨(LLC)正極材料為L(zhǎng)iCoC)2(鉆酸鋰)，電解質(zhì)溶液為L(zhǎng)iPF6(六氟磷

酸鋰）的碳酸酯溶液（無(wú)水），其總反應(yīng)為L(zhǎng)ixC”+LiirCoC）2空LiCoO2+Cr其放電時(shí)電極反應(yīng)式為

充電

負(fù)極：L*G，—xe-=xLi++C）,；

+-

正極：Lii_xCoO2+xLi+xe=LiCoO2□

3.分析可充電電池問(wèn)題“三注意”

（1）放電時(shí)是原電池反應(yīng)，充電時(shí)是電解池反應(yīng)。

（2）充電電池需要注意的是充電、放電的反應(yīng)不能理解為可逆反應(yīng)。

（3）充電時(shí)的電極反應(yīng)與放電時(shí)的電極反應(yīng)過(guò)程相反，充電時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)恰與放電時(shí)的正極反應(yīng)相反，充

電時(shí)的陰極反應(yīng)恰與放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)相反。故二次電池充電時(shí)，可充電電池的正極連接外接電源的正極,

可充電電池的負(fù)極連接外接電源的負(fù)極。簡(jiǎn)單記為“正接正、負(fù)接負(fù)”。

（4）充、放電時(shí)電解質(zhì)溶液中離子移動(dòng)方向的判斷

分析電池工作過(guò)程中電解質(zhì)溶液的變化時(shí)，要結(jié)合電池總反應(yīng)進(jìn)行分析。

①首先應(yīng)分清電池是放電還是充電。

②再判斷出正、負(fù)極或陰、陽(yáng)極。

放電：陽(yáng)離子一正極，陰離子一負(fù)極；

充電：陽(yáng)離子一陰極，陰離子一陽(yáng)極；

總之：陽(yáng)離子一發(fā)生還原反應(yīng)的電極；陰離子一發(fā)生氧化反應(yīng)的電極。

（5）書(shū)寫(xiě)化學(xué)電源的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式時(shí)，關(guān)鍵是抓住氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的存在形式。

4.燃料電池

①特點(diǎn)：連續(xù)地將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，電能轉(zhuǎn)化率超過(guò)80%。燃料電池的電極本身不

參與反應(yīng)，燃料和氧化劑連續(xù)地由外部供給。通入負(fù)極的物質(zhì)為燃料，通入正極的物質(zhì)一般為氧氣。

②燃料電池常用的燃料：H2>CO、水煤氣（CO和H2）、炮如CH4、C2H6）、醇（如CH3OH）、朋（N2H4）、醛類(lèi)

（如CH30cH3）、氨（NH3）等。如無(wú)特別提示，燃料電池反應(yīng)原理類(lèi)似于燃料的燃燒。

③燃料電池常用的電解質(zhì)：

a.酸性電解質(zhì)溶液，如H2s。4溶液，。2-在水溶液中不存在，在酸性環(huán)境中結(jié)合H+,生成H2O；

b.堿性電解質(zhì)溶液，如NaOH溶液，。2-在水溶液中不存在，在堿性環(huán)境結(jié)合H2O,生成OH-；

c.中性電解質(zhì)溶液，如NaCl溶液，02一在水溶液中不存在，在中性環(huán)境結(jié)合H2O,生成0H-；

d.熔融氧化物：存在02-。

e.熔融碳酸鹽，如K2c。3等，一般利用電解質(zhì)的陰離子配平電荷。

④燃料電池電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)的常用方法

第一步：寫(xiě)出電池總反應(yīng)式。

燃料電池的總反應(yīng)與燃料燃燒的反應(yīng)一致，若產(chǎn)物能和電解質(zhì)反應(yīng)，則總反應(yīng)為加合后的反應(yīng)。如甲烷燃

料電池（電解質(zhì)溶液為NaOH溶液）的反應(yīng)如下：

CH4+2O2=CO2+2H2O①

CO2+2NaOH=Na2CO3+H20②

①+②可得甲烷燃料電池的總反應(yīng)式:CH4+20,+2NaOH=Na2CO3+3H2O,其離子方程式為CH4+2O2+

20H-=COF+3H2OO

第二步：寫(xiě)出電池的正極反應(yīng)式。

根據(jù)燃料電池的特點(diǎn)，一般在正極上發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)都是。2，因電解質(zhì)溶液不同，故其電極反應(yīng)也會(huì)

有所不同：

燃料電池電解質(zhì)正極反應(yīng)式

+

酸性電解質(zhì)O2+4H+4e-=2H2O

堿性電解質(zhì)O2+2H2O+4e==4OH-

2

固體電解質(zhì)（高溫下能傳導(dǎo)。2-）O2+4e-=2O-

熔融碳酸鹽（如熔融K2co3）O2+2CO2+4e=2COF

第三步：電池的總反應(yīng)式一電池的正極反應(yīng)式=電池的負(fù)極反應(yīng)式，注意在將兩個(gè)反應(yīng)式相減時(shí)，要約去

正極的反應(yīng)物

三.掌握?？嫉男滦突瘜W(xué)電源

1.鋰電池與鋰離子電池

（1）鋰電池

鋰電池是一類(lèi)由金屬鋰或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。工作時(shí)金屬鋰失去電子被氧化

為L(zhǎng)i+,負(fù)極反應(yīng)均為L(zhǎng)i—b=Li+,負(fù)極生成的Li+經(jīng)過(guò)電解質(zhì)定向移動(dòng)到正極。

（2）鋰離子二次電池

①鋰離子電池基于電化學(xué)“嵌入/脫嵌”反應(yīng)原理，替代了傳統(tǒng)的“氧化一還原”原理；在兩極形成的電壓降的

驅(qū)動(dòng)下，Li+可以從電極材料提供的“空間”中“嵌入”或“脫嵌”。

+

②鋰離子電池充電時(shí)陰極反應(yīng)式一般為C6+xLi+xe-=LivC6；放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)是充電時(shí)陰極反應(yīng)的逆過(guò)

程：口工6—xe-=C6+xLi+。

③鋰離子電池的正極材料一般為含Li+的化合物，目前已商業(yè)化的正極材料有LiFeP04、LiCoO2,LiMn2O4

等。

2.微生物燃料電池

微生物燃料電池是一種利用微生物將有機(jī)物中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置。其基本工作原理是在負(fù)極

室厭氧環(huán)境下，有機(jī)物在微生物作用下分解并釋放出電子和質(zhì)子，電子依靠合適的電子傳遞介體在生物組

分和負(fù)極之間進(jìn)行有效傳遞，并通過(guò)外電路傳遞到正極形成電流，而質(zhì)子通過(guò)質(zhì)子交換膜傳遞到正極，氧

化劑（如氧氣）在正極得到電子被還原。

3.物質(zhì)循環(huán)轉(zhuǎn)化型電池

根據(jù)物質(zhì)轉(zhuǎn)化中，元素化合價(jià)的變化或離子的移動(dòng)（陽(yáng)離子移向正極區(qū)域，陰離子移向負(fù)極區(qū)域）判斷電池的

正、負(fù)極，是分析該電池的關(guān)鍵。

4.濃差電池

（1）在濃差電池中，為了限定某些離子的移動(dòng)，常涉及到“離子交換膜”。

①常見(jiàn)的離子交換膜

陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子（包括H+）通過(guò)

陰離子交換膜只允許陰離子通過(guò)

質(zhì)子交換膜只允許H+通過(guò)

②離子交換膜的作用

a.能將兩極區(qū)隔離，阻止兩極物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

b.能選擇性地允許離子通過(guò)，起到平衡電荷、形成閉合回路的作用。

③離子交換膜的選擇依據(jù)：離子的定向移動(dòng)。

（2）“濃差電池”的分析方法

濃差電池是利用物質(zhì)的濃度差產(chǎn)生電勢(shì)的一種裝置。兩側(cè)半電池中的特定物質(zhì)有濃度差，離子均是由“高

濃度”移向“低濃度”，依據(jù)陰離子移向負(fù)極區(qū)域，陽(yáng)離子移向正極區(qū)域判斷電池的正、負(fù)極，這是解題的關(guān)

鍵。

四.熟練掌握電解池的原理及應(yīng)用

1.電解過(guò)程的三個(gè)流向

①電子流向：電源負(fù)極-電解池陰極；電解池的陽(yáng)極一電源的正極；

②離子流向：陽(yáng)離子一電解池的陰極，陰離子一電解池的陽(yáng)極。

③電流方向：電源正極—電解池陽(yáng)極—電解質(zhì)溶液一陰極—負(fù)極。

2.陰、陽(yáng)兩極上的放電順序

在陽(yáng)極上陰離子失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，在陰極上陽(yáng)離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)的過(guò)程叫放電。離子的放

電順序取決于離子本身的性質(zhì)即離子得失電子的能力，另外也與離子的濃度及電極材料有關(guān)。

（1）陰極：陰極上放電的總是溶液中的陽(yáng)離子，與電極材料無(wú)關(guān)。

陽(yáng)離子放電順序?yàn)锳g+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Fe2+>Zn2+。（在溶液中AF+、Mg2+>Na+、Ca2+.K+等是不會(huì)

在陰極上放電的，但在熔融狀態(tài)下的物質(zhì)中會(huì)放電）

（2）陽(yáng)極：

①若是活性電極作陽(yáng)極，則活性電極首先失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；

②若是惰性電極作陽(yáng)極，則僅是溶液中的陰離子放電，常見(jiàn)陰離子的放電順序?yàn)镾2>I>Br>C1>0H>#

氧酸根離子》已。

3.電解后電解質(zhì)溶液的復(fù)原

電解后電解質(zhì)溶液復(fù)原遵循“少什么補(bǔ)什么”原則，先讓析出的產(chǎn)物（氣體或沉淀）恰好完全反應(yīng)，再將其化合

物投入電解后的溶液中即可。如：

①NaCl溶液:通HC1氣體（不能加鹽酸）；

②AgNCh溶液：加AgzO固體；

③CuCb溶液：力口CuCb固體；

④KNC>3溶液：加HzO；

⑤CuSC)4溶液：力口CuO或CuCC)3[不能力口CwO、CU(OH)2、CU2(OH)2CO3]0

4.電鍍：電鍍是利用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過(guò)程。

電鍍是一種特殊的電解，要求鍍件必須作陰極，鍍層金屬作陽(yáng)極，含鍍層金屬離子的可溶性鹽溶液作電解

質(zhì)溶液(作為電鍍液)。

特征：①陽(yáng)極本身放電被氧化，不斷溶解；

②宏觀上看無(wú)新物質(zhì)生成；

③電解液的總量、濃度、pH均不變。

電鍍

⑥內(nèi)-

n

「

■待

鍍

示意圖銅片、目I

鐵

B件

CuSO4

溶液」

陽(yáng)極Cu_2e-^=Cu2+

電極反應(yīng)

陰極Cu2++2e-=Cu

電解質(zhì)溶液的濃度變化C11SO4溶液的濃度不變

5.電解精煉粗銅：

①陽(yáng)極材料是粗銅，陰極材料是精銅，電解質(zhì)溶液是CuSOt溶液(或Cu(NO0z溶液)。

②粗銅中往往含有鋅、鐵、銀、銀、金等多種雜質(zhì)，當(dāng)含雜質(zhì)的銅在陽(yáng)極不斷溶解時(shí)，位于金屬活動(dòng)性順

序銅以前的金屬雜質(zhì)如Zn、Fe、Ni等，也會(huì)同時(shí)放電：

Zn-2e=Zn2+,Fe—2b=Fe2+、Ni—2b=Ni2+、Cu-2e=Cu2+,

位于金屬活動(dòng)性順序銅之后的金、銀等金屬雜質(zhì)，因?yàn)槭ル娮幽芰Ρ菴u弱，難以在陽(yáng)極失去電子變成

陽(yáng)離子溶解下來(lái)，而以陽(yáng)極泥的形式沉積下來(lái)，陽(yáng)極泥可作為提煉金、銀等貴重金屬的原料。

③長(zhǎng)時(shí)間電解后，CuSO土溶液的濃度變小，電解質(zhì)溶液必須補(bǔ)充。

電解精煉銅

示意圖

Zn_2e-=Zn2+>Fe_2e-=Fe2+>

陽(yáng)極

電極反應(yīng)Ni—2e-=Ni2+>Cu_2e-=Cu2+。

陰極Cu2++2e-=Cu

電解質(zhì)溶液的濃度變化CuSC>4溶液的濃度變小

6.電解計(jì)算中常用的方法

（1）根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算

先寫(xiě)出電極反應(yīng)式，再寫(xiě)出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計(jì)算。

（2）根據(jù)得失電子守恒計(jì)算

①用于串聯(lián)電路中陰陽(yáng)兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類(lèi)型的計(jì)算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)

相等。

②用于混合溶液中電解的分階段計(jì)算。

③根據(jù)得失電子守恒定律建立起已知量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建計(jì)算所需的關(guān)系式。

如以通過(guò)4molb為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式：

2Cl：（Br2??2H2?2Cu?4Ag?

陽(yáng)極產(chǎn)的

陰極產(chǎn)物

（式中M為金屬?“為其離子的化金價(jià)能值）

該關(guān)系式具有總攬電化學(xué)計(jì)算的作用和價(jià)值，熟記電極反應(yīng)式，靈活運(yùn)用關(guān)系式便能快速解答常見(jiàn)的電化

學(xué)計(jì)算問(wèn)題。

五.牢記金屬的腐蝕與防護(hù)方法

1.化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的比較

類(lèi)型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕

金屬與其表面接觸的一些物質(zhì)（如。2、不純金屬與電解質(zhì)溶液接觸發(fā)生原

條件

。2、SO2等）直接反應(yīng)而引起的腐蝕電池反應(yīng)

現(xiàn)象無(wú)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，目口化學(xué)腐蝕更普遍

2.析氫腐蝕與吸氧腐蝕的比較

以鋼鐵的腐蝕為例進(jìn)行分析：

類(lèi)型析氫腐蝕吸氧腐蝕

水膜酸性很弱或呈中性，且溶有一定

條件水膜酸性較強(qiáng)

量氧氣

負(fù)極Fe_2e-^=Fe2+

電極反應(yīng)

正極

2H++2b=H2T02+2H2。+4e=4OH-

總反應(yīng)式2

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

①鋼鐵暴露在潮濕空氣中主要發(fā)生的是吸氧腐蝕，鐵銹的形成過(guò)程中主要發(fā)生

的反應(yīng)為：

4Fe(OH)2+02+2H2O=4Fe(OH)3,

易錯(cuò)提醒

2Fe(OH)3=Fe2O3-xH20(鐵銹)+(3-x)H2O?

②純度越高的金屬，腐蝕得越慢。

③不純的金屬或合金，在潮濕空氣中的腐蝕速率遠(yuǎn)大于在干燥、隔絕空氣條

件下的腐蝕速率。

聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍

3.金屬的防護(hù)

(1)電化學(xué)保護(hù)法

①犧牲陽(yáng)極法——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外加電流法——電解原理

a.陰極：被保護(hù)的金屬設(shè)備；

b.陽(yáng)極：惰性金屬。

六.能進(jìn)行隔膜多室電池裝置的分析

1.電化學(xué)中的離子交換膜

(1)離子交換膜的種類(lèi)及作用

陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子透過(guò)，不允許陰離子或某些分子透過(guò)

陰離子交換膜只允許陰離子透過(guò)，不允許陽(yáng)離子或某些分子透過(guò)

質(zhì)子交換膜只允許H+透過(guò)，不允許其他陽(yáng)離子和陰離子透過(guò)

由一張陽(yáng)膜和一張陰膜復(fù)合制成。該膜特點(diǎn)是在直流電的作用下，陰、陽(yáng)

雙極膜膜復(fù)合層間的HzO解離成H+和0H-并通過(guò)陽(yáng)膜和陰膜分別向兩極區(qū)移

動(dòng)，作為H+和0H-的離子源

(2)離子交換膜的功能：選擇性透過(guò)離子，平衡電荷，形成閉合回路。

(3)離子交換膜的應(yīng)用

①隔離某些物質(zhì)，防止發(fā)生反應(yīng)。

②用于物質(zhì)的制備(電解后溶液陰極區(qū)或陽(yáng)極區(qū)得到所制備的物質(zhì))。

③物質(zhì)分離、提純。

2.含膜電解池裝置分析

(1)兩室電解池：

例如，工業(yè)上利用如圖兩室電解裝置制備燒堿：

陽(yáng)極室中電極反應(yīng)：2C「-2b=C12T，

陰極室中的電極反應(yīng)：2H2。+25一H2T+2OH-,

陰極區(qū)H+放電，破壞了水的電離平衡，使0H-濃度增大，陽(yáng)極區(qū)C「放電，使溶液中的c(C「)減小，為保

持電荷守恒，陽(yáng)極室中的Na+通過(guò)陽(yáng)離子交換膜與陰極室中生成的0H-結(jié)合，得到濃的NaOH溶液。利用

這種方法制備物質(zhì)，純度較高，基本沒(méi)有雜質(zhì)。

(2)三室電解池

例如，利用三室電解裝置制備N(xiāo)H4NO3,其工作原理如圖所示。

NH3=營(yíng)NH4NO3濃溶液

交換膜NH4NO3稀溶液交換膜

陰極的NO被還原為NHI：NO+5e-+6H+=NHt+H2O,NH1通過(guò)陽(yáng)禺子交換膜進(jìn)入中間室；

陽(yáng)極的NO被氧化為NO「NO—3e-+2H2（D=N（萬(wàn)+4H+,NO1通過(guò)陰離子交換膜進(jìn)入中間室。

由4金

根據(jù)電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等可得電解總反應(yīng)：8NO+7H2。叁暨3NH4NO3+2HNO3，為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)

化為NH4NO3，補(bǔ)充適量NH3可以使電解產(chǎn)生的HNO3轉(zhuǎn)化為NH4NO3=

（3）多室電解池

例如，“四室電滲析法”制備H3P。2（次磷酸），其工作原理如圖所示：

陽(yáng)離子陰量子陽(yáng)離子

石墨?1交換膜交換膜交換膜1?石墨

H3P。2NaH.PO2NaOH

稀硫酸稀溶液濃溶液稀溶液

陽(yáng)極室產(chǎn)品室原料室陰極室

電解稀硫酸的陽(yáng)極反應(yīng)：2H4e-=O2T+4H+,產(chǎn)生的H+通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入產(chǎn)品室，原料室中的

H2Po5穿過(guò)陰離子交換膜進(jìn)入產(chǎn)品室，與H+結(jié)合生成弱電解質(zhì)H3P02；

電解NaOH稀溶液的陰極反應(yīng)：4印0+45=2H2f+4OH-,原料室中的Na+通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入陰極室,

可得副產(chǎn)品NaOH。

3.離子交換膜類(lèi)型的判斷方法

（1）首先寫(xiě)出陰、陽(yáng)兩極上的電極反應(yīng)。

（2）依據(jù)電極反應(yīng)確定該電極附近哪種離子剩余。

（3）根據(jù)電極附近溶液呈電中性，從而判斷出離子移動(dòng)的方向。

（4）根據(jù)離子移動(dòng)的方向，確定離子交換膜的類(lèi)型。

4.有“膜”條件下離子定向移動(dòng)方向的判斷方法

電陽(yáng)離子移向電解池陰極（或原電池的正極）;

池陽(yáng)離子交換膜會(huì)阻斷陰離子的定向移動(dòng)

裝

置陰離子移向電解池陽(yáng)極（或原電池的負(fù)極）；

陰離子交換膜會(huì)阻斷陽(yáng)離子的定向移動(dòng)

限時(shí)提升練

（建議用時(shí):45分鐘）

考向01電化學(xué)原理

1.（2025?遼寧精準(zhǔn)教學(xué)?聯(lián)考）稀土元素鋪（Eu）摻雜的鋰鈦氧化物基材料（LijEuTiO"）通常以改善材料的

Li+擴(kuò)散性為目的，銷(xiāo)并不參與電子的轉(zhuǎn)移。該材料與嵌鋰石墨（Li、Cy）組成的電池原理如圖。下列說(shuō)法錯(cuò)

LiPFe的碳酸酯溶液

A.放電時(shí)，正極反應(yīng)為L(zhǎng)ijEuTiC)4+xe-+xLi+=LiEuTiC)4

B.放電時(shí)，溶液中Li+的濃度減小

C.充電時(shí)，a極材料中Ti元素的化合價(jià)升高

D.充電時(shí)，若轉(zhuǎn)移Imol電子，嵌鋰石墨將增重7g

【答案】B

【解析】A.該電池通過(guò)Li+在兩個(gè)電極上的嵌入與脫嵌實(shí)現(xiàn)充放電，放電時(shí)Li+嵌入正極，正極反應(yīng)式為

+

Li-EuTiOd+xe-+xLi=LiEuTiO4,A正確；

B.放電時(shí)，Li+從負(fù)極脫嵌，負(fù)極反應(yīng)式為L(zhǎng)i￡y-xe-=xLi++Cy,結(jié)合正極反應(yīng)式可知放電過(guò)程中從負(fù)

極脫嵌的Li+與嵌入正極的Li+的物質(zhì)的量相等，且放電過(guò)程中電解質(zhì)溶液體積不變，則放電過(guò)程中溶液中

Li+的濃度不變，B錯(cuò)誤；

+

C.根據(jù)放電時(shí)的正極反應(yīng)可得充電時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)：LiEuTiO4-xe-=Li,_xEuTiO4+xLi,因?yàn)橄洳粎⑴c電

子的轉(zhuǎn)移，且Li與O元素的化合價(jià)也不變，則充電時(shí)化合價(jià)升高的元素是Ti,C正確；

+

D.根據(jù)放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)可得充電時(shí)的陰極反應(yīng)；Cy+xe-+xLi=LixCy,每轉(zhuǎn)移Imol電子，有

lmolLi+嵌入陰極，使陰極的質(zhì)量增加7g,D正確；

答案選B。

2.(2023?遼寧?高考真題)某無(wú)隔膜流動(dòng)海水電解法制H?的裝置如下圖所示，其中高選擇性催化劑PRT

可抑制產(chǎn)生。下列說(shuō)法正確的是

A.b端電勢(shì)高于a端電勢(shì)B.理論上轉(zhuǎn)移2moiF生成4gH2

+

C.電解后海水pH下降D.陽(yáng)極發(fā)生：Cr+H2O-2e=HClO+H

【答案】D

【分析】根據(jù)圖示，鈦網(wǎng)上海水中C1-、氏0發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成HC10、。2,鈦網(wǎng)為陽(yáng)極，電極反

應(yīng)式為Cl-+H20-2e-=HC10+H+,鈦箔上生成H2,鈦箔上生成H2的電極反應(yīng)為2H++26-=也3鈦箔為陰極，

電解

高選擇性催化劑PRT可抑制02產(chǎn)生，電解的主要總反應(yīng)為C1+2H2O-HC10+H2f+0H-,以此解題。

【解析】A.由分析可知，a為正極，b電極為負(fù)極，則a端電勢(shì)高于b端電勢(shì)，A錯(cuò)誤;

B.右側(cè)電極上產(chǎn)生氫氣的電極方程式為：2H++2e=H2f,則理論上轉(zhuǎn)移2mole-生成2gH2,B錯(cuò)誤;

電解

C.由分析可知，電解的主要總反應(yīng)為C1-+2H2。HClO+H2t+OH-,電解后海水中OH-濃度增大，pH±

升,C錯(cuò)誤;

D.由圖可知，陽(yáng)極上的電極反應(yīng)為：Cr+H20-2e=HC10+H+,D正確;

故選D。

3.（2025?哈爾濱九中?期中）二氧化鎰氧化還原吸附劑調(diào)制的碳?xì)?，其?kù)侖效率（衡量電池充放電過(guò)程中

電荷轉(zhuǎn)移效率的一個(gè)重要指標(biāo)）優(yōu)于傳統(tǒng)的鋅氯電池。其工作原理如圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.放電時(shí),碳?xì)值碾妱?shì)高于鋅箔

B.放電時(shí),負(fù)極的電極反應(yīng)式：Zn-2e=Zn2+

C.充電時(shí),C1向鋅箔移動(dòng)

D.充電時(shí),陰極增重6.5g時(shí)，陽(yáng)極轉(zhuǎn)移02NA個(gè)電子

【答案】C

【分析】充電過(guò)程，鋅離子轉(zhuǎn)變?yōu)殇\，為陰極上得電子的還原反應(yīng)，鎰離子轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸€、氯離子轉(zhuǎn)變

為氯氣，為陽(yáng)極上失電子的氧化反應(yīng);

放電過(guò)程，鋅轉(zhuǎn)變?yōu)殇\離子，為負(fù)極上失電子的氧化反應(yīng)，二氧化鎰轉(zhuǎn)變?yōu)殒勲x子、氯氣轉(zhuǎn)化為氯離子,

為正極上得電子的還原反應(yīng)，由此分析回答。

【解析】A.放電時(shí)，鋅箔為負(fù)極，電極電勢(shì)低，A正確;

B.由分析可知，放電時(shí)，負(fù)極上為鋅失電子轉(zhuǎn)化為鋅離子，電極反應(yīng)式：Zn-2e-=Zn2+,B正確;

C.充電時(shí)，C「向陽(yáng)極移動(dòng)，C錯(cuò)誤;

D.充電時(shí)，陰極的電極反應(yīng)式：Zn2++2e-=Zn,陰極增重6.5g時(shí)，則陰極轉(zhuǎn)移0.2乂個(gè)電子，根據(jù)電子守

恒，陽(yáng)極轉(zhuǎn)移0.2乂個(gè)電子，D正確；

故選C。

考向02多室隔膜電池

4.（2025?遼寧名校聯(lián)盟?聯(lián)考）某團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種制備HCOOCHs的電化學(xué)裝置，該裝置如圖所示。下列

說(shuō)法錯(cuò)誤的是

1mol/LKC1溶液

A.電極A的電勢(shì)大于電極B

B.陽(yáng)極的電極反應(yīng)方程式為CH4-2e-+C1+OH.=CH3cl+H2O

C.該裝置還可能得到甲醇

D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗22.4LCO?時(shí)，理論上有2moiHCOCF通過(guò)陰離子交換膜

【答案】D

【分析】由圖可知，電極A上甲烷生成一氯甲烷，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極A為陽(yáng)極；電極B上CO2生成

HCOO,發(fā)生還原反應(yīng)，電極B為陰極。

【解析】A.A是陽(yáng)極，B是陰極，故電極A的電勢(shì)大于電極B,A項(xiàng)正確；

B.陽(yáng)極上發(fā)生失電子氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)方程式為CH4-2e-+Cr+OJF=CH3Cl+H2O,B項(xiàng)正確；

C.CH3cl在堿性條件下水解生成甲醇，C項(xiàng)正確；

D.陰極的反應(yīng)為Ca+2e-+H2O=〃COO-+O/T,當(dāng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗22.4LCC?2時(shí)，陰極室中的

HCOO-和OIF都可以通過(guò)陰離子交換膜，故通過(guò)陰離子交換膜的HCOCT小于2mol,D項(xiàng)錯(cuò)誤；

答案選D。

5.（2025?遼寧點(diǎn)石聯(lián)考?期末）某化學(xué)興趣小組用如圖裝置模擬工業(yè)處理廢氣和廢水的過(guò)程，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了

發(fā)電、制酸、回收金屬和環(huán)境保護(hù)，體現(xiàn)了綠色發(fā)展理念。已知電極材料均為石墨烯。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.該裝置工作時(shí)，b極電勢(shì)高于a極電勢(shì)

B.M膜為質(zhì)子交換膜、N膜為陰離子交換膜

C.若去掉M膜，c極反應(yīng)發(fā)生變化

D.該裝置工作一段時(shí)間后，n室和ni室獲得產(chǎn)品的物質(zhì)的量之比為1：1

【答案】D

【分析】該裝置工作時(shí)，左池為原電池，a極反應(yīng)式為SC>2+2H2O-2e-=SOj+4H+,a極為負(fù)極，b極反

應(yīng)式為O2+4e-+4H+=2凡0,b極為正極；右池為電解池，c極為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為

+

2H2O_4e=O2t+4H,d極為陰極，電極反應(yīng)式為Ci?++2e.=Cu。

【解析】A.左池為原電池，a極反應(yīng)式為SO2+2Ha-2e-=SOj+4H+,a極為負(fù)極，b極反應(yīng)式為

+

O2+4e+4H=2H2O,b極為正極，所以b極電勢(shì)高于a極電勢(shì)，故A正確；

B.右池為電解池，c極為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為2凡0-46一=021+411+,11室中鹽酸濃度增大，則I室中的

H+通過(guò)M膜進(jìn)入n室，故M膜為質(zhì)子交換膜，in室中的氯離子透過(guò)N膜，故N為陰離子交換膜，故B正

確；

C.若去掉M膜，氯離子移動(dòng)到c極失電子，c極反應(yīng)變?yōu)?C「-2e-=CU個(gè)，故C正確；

D.根據(jù)得失電子守恒可知，若轉(zhuǎn)移2moi電子，III室獲得ImolCu,II室獲得2moiHC1,II室和III室獲得產(chǎn)

品的物質(zhì)的量之比為2：1,故D錯(cuò)誤；

故選D。

6.（2025?遼寧省?聯(lián)考）我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)首次提出了光伏-電催化實(shí)現(xiàn)H2s與CO?協(xié)同轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品

的方法，為酸性氣藏中天然氣的凈化提供了新的思路。下列說(shuō)法正確的是

石

墨

烯

化反應(yīng)

發(fā)生氧

極，

極為陰

烯電

石墨

nO@

A.Z

電極

石墨烯

液流向

解質(zhì)溶

極經(jīng)電

墨烯電

@石

由ZnO

電子

B.

S

2H++

-2e=

：H2s

反應(yīng)式

電極

陽(yáng)極

C.

量H2

到少

檢測(cè)

室可

陰極

D.

案】D

【答

+

+2e-

+2H

：CO

反應(yīng)為

,電極

CO

化為

2轉(zhuǎn)

生CO

上發(fā)

電極

墨烯

@石

，ZnO

息可知

圖示信

由題干

析】

【分

2

氧