專題七電化學(xué)-2024高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)

專題七電化學(xué)

考情分析

（1）本專題為?？純?nèi)容，其中微專題I3年I考，微專題23年1考，微專題33年1

考，微專題4屬于冷考點，微專題53年1考。

考（2）以原電池（或電解池）工作原理及其應(yīng)用等為素材（背景）。

情（3）主要考查了原電池（或電解池）兩極判斷、離子（或電子）移動方向、電極反應(yīng)

分式書寫、物質(zhì)制備等知識，主要體現(xiàn)了宏觀辨識與微觀探析、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識、證

析據(jù)推理與模型認(rèn)知的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

（4）預(yù)測2023年該專題的考查不會削弱，在新型電池、面池串聯(lián)、膜電池等角度會進(jìn)

一步加強命題。

微專題1原電池原理及其應(yīng)用

突破核心整合

1.原電池的工作原理

外電路電子

沿著導(dǎo)線傳遞

氧

|還

得到

失

化

e-原

負(fù)

極

極

正

一

反

反

「

向

應(yīng)

'內(nèi)電

'應(yīng)

移

向

路電

一

離

子

離

陽

子

解質(zhì)

陰

2.原電池正、負(fù)極的判斷方法

鹽橋的作用：

①將正、負(fù)極反應(yīng)物隔開，避免直接接觸，導(dǎo)致電流不穩(wěn)定;

②通過離子的定向移動，構(gòu)成閉合回路；

③平衡電極區(qū)的電荷。

高考經(jīng)典再研

典例［2022湖南，8.3分］海水電池在海洋能源領(lǐng)域備受關(guān)注，一種鋰一海水

電池構(gòu)造示意圖如下。下列說法錯誤的是(B)

隔膜玻璃陶瓷

A.海水起電解質(zhì)溶液作用

B.N極僅發(fā)生的電極反應(yīng)：2H2。+2e-=20H-+H2T

C.玻璃陶潦具有傳導(dǎo)離子和防水的功能

D.該鋰一海水電池屬于一次電池

［解析］鋰為活潑金屬，作負(fù)極；N電極為正極，可能發(fā)生電極反應(yīng)。2+2H2。+

4e-=401,故B不正確。

情境素材鋰一海水電池

考查角度原電池原理

素養(yǎng)立意宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知

變式.火星大氣中含有大量CO?,一種有CO2參加反應(yīng)的新型全固態(tài)電池有望為

火星探測器供電。該電池以金屬鈉為負(fù)極，碳納米管為正極，放電時（B）

A.負(fù)極有黑色物質(zhì)附著

B.放電時總反應(yīng)為4Na+3CO2=2Na2CO3+C

C.陽離子由正極移向負(fù)極

D.電子由碳納米管流出

I解析根據(jù)題干信息可知，放電時總反應(yīng)為4Na+3co2=2Na2cO3+C，故B

正確；放電時，負(fù)極上Na失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Na+,正極上CO?得到電

子生成C,碳為黑色固體，故A錯誤；放電時陽離子移向正極，故C錯誤；放

電時裝置為原電池，電子由負(fù)極流出，故D錯誤。

解題思路

掌握新型化學(xué)電源中電極反應(yīng)式的書寫

(1)理清書寫步驟

負(fù)極反應(yīng)式：符合“還原劑-屋e—->

列物質(zhì)氧化產(chǎn)物”的形式

寫式子正極反應(yīng)式：符合“氧化劑+幾修一>

還原產(chǎn)物”的形式

檢查是否符合原子守恒、電荷守恒。

若是酸性介質(zhì)，多0加H+轉(zhuǎn)化為H1O,

不能出現(xiàn)OH-；若是堿性介質(zhì)，多7)

V與H<)轉(zhuǎn)化為0H1不能出現(xiàn)H+；若

是在熔融態(tài)電解質(zhì)中進(jìn)行的反應(yīng)，則

可添加熔融態(tài)電解質(zhì)中的相應(yīng)離子。

看環(huán)境例如：全軌液流電池的總反應(yīng)為vo；+

配守恒放電

2H++V2+V3++V02++H.0放電

充電2o

時的正極反應(yīng)式先寫成：VO；+e-?

V02+,酸性條件下多余的。與H+轉(zhuǎn)化

為H?。，則放電時的正極反應(yīng)式為

V+2+

VO^+2H+e-=VO+H2O

兩式加兩電極反應(yīng)式相加，與總反應(yīng)式對照

驗總式驗證

(2)燃料電池中不同環(huán)境下的電極反應(yīng)式以甲醇一氧氣燃料電池為例：

+

酸性介質(zhì)，如稀硫酸負(fù)極CH3OH-6e~+H2O=CO2T+6H

-+

正極102+6e4-6H=3H2O

堿性介質(zhì)，負(fù)極CH3OH-6e-+80H-=C01+6H20

-

如KOH溶液正極jo2+6e+3H2O=6OH-

熔融鹽介負(fù)極CH3OH-6e~+3COi-=4CO2T+2H2O

質(zhì)，如K2CO3正極弓O2+6e-+3co2=3C0g

高溫下能傳導(dǎo)。2-的固體作電負(fù)極CH3OH-6e-+302-=COzf+2H2O

2-

解質(zhì)正極1024-6e-=3O

模擬對:點演習(xí)

1.［2022廣西南寧模擬］工業(yè)上常用納米級零價鐵(ZVI)處理廢水［含C2HCI3(三

氯乙端)和NO］Jo處理后C2HCI3轉(zhuǎn)化為Cz*和Q-,NO］轉(zhuǎn)化為NH^，原理

如圖所示。下列說法正確的是(C)

A.水體中含NO］越多，三氯乙烯脫C1的效果越好

B.當(dāng)產(chǎn)生3molFe2+時有1mol三氯乙烯完全脫氯

C.用納米級零價鐵處理被三氯乙烯污染的水體可加快脫氯速率

D.NOJ發(fā)生的電極反應(yīng)為NO］+7H2O+8e-=NHj4-10OH-

［解析1三氯乙烯gHCI3)中c元素的化合價為+1價，乙烯中c元素的化合價為

-2價，處理后C2HC13轉(zhuǎn)化為C2H4和c「，C2HCI3發(fā)生還原反應(yīng)；NOJ轉(zhuǎn)化

為NHt,NO3也是發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)得失電子守恒，水體中含NO］越多,三

氯乙烯脫氯的效果越差，故A錯誤；當(dāng)產(chǎn)生3molFe2+時，失去6mol電子，

1molC2HCI3脫去3mol氯原子轉(zhuǎn)化為1molC2H4時，得到6mol電子，還有

NOJ轉(zhuǎn)化為NH；,發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，則產(chǎn)生3rr.olFe2+時,完全脫氯的

三氯乙烯小于1mol,故B錯誤；用納米級零價鐵處理被三氯乙烯污染的水

體，可以增大ZVI和廢水的接觸面積,加快ZVI釋放電子的速率，從而加快脫氯

速率，故C正確；NOJ發(fā)生的電極反應(yīng)為NO]+10H++8e-=NH：+3

H20,故D錯誤。

2.[2021四川成都三模]科學(xué)家研發(fā)出一種新系統(tǒng)，通過“溶解”水中的二氧化

碳，觸發(fā)電化學(xué)反應(yīng)，該裝置可有效減少碳的排放，其工作原理如圖所示。下

列有關(guān)說法中不正確的是(B)

鈉超

離子

導(dǎo)體

屬鈉

金

有機電解液

A.系統(tǒng)工作時，a極為電源負(fù)極，電子從a極流出

B.系統(tǒng)工作時，將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能

C.系統(tǒng)工作時，b極區(qū)可能會析出固體

D.系統(tǒng)工作時，b極區(qū)的電極反應(yīng)式為2cO2+2H2。+2e-=2HCO]+H2

[解析I金屬Na為活潑金屬,易失電子，所以a電極為負(fù)極，b電極為正極，電

子從a極流出，流向b極，A正確；系統(tǒng)工作時，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，B錯

誤；Na+移向正極，遇到HCOJ有可能形成溶解度較小的NaHCOs,故可能有固

體析出，C正確；由題圖知b極上星也0發(fā)生得電子的i不原反應(yīng)，電極反應(yīng)式

為2(：。2+2電0+2已一=214(：01+出，口正確。

3.［2022遼寧大連聯(lián)考］“碳呼吸電池''是一種新型能源裝置，其工作原理如圖所

AlgOJ

B.金屬鋁電極發(fā)生氧化反應(yīng)

C.每得到1molA12(C204)3,電路中轉(zhuǎn)移3mol電子

D.以該裝置為電源進(jìn)行粗洞的電解精煉,金屬鋁質(zhì)量減少27g時，理論上陰極

質(zhì)量增加96g

［解析I根據(jù)題圖可知CO?在正極被還原為草酸根離子，電極反應(yīng)式為2CO2+2

e-=C20廠，A正確；鋁作負(fù)極，被氧化為A13+,B正確；每得到1mol

A12(C204)3，電路中轉(zhuǎn)移6mul電子,C錯誤；金屬鋁質(zhì))減少27g,即減少

1mol,根據(jù)電極反應(yīng)A1-3。-=Al3+可知，電路中轉(zhuǎn)移3mol電子,則陰極

應(yīng)生成1.5mol銅,質(zhì)量為1.5molx64g/mol=96g,D正確。

4.［2021廣東陽江模擬］科學(xué)家發(fā)明的制取六。2的綠色方法的原理如圖所示

12

(已知：H2O2=H++HOJ,%=2.4x10-)。下列說法錯誤的是(B)

負(fù)載

去離子水

覆蓋催化劑覆蓋催化劑

電極\/電極

X多Y

孔

膜

莫

月

固

體2

電

離

解

離

母

質(zhì)

子*

a極H,0,溶液h極

A.x膜為陽離子交換膜

B.每生成1molH2O2,外電路通過4mole-

C.催化劑可增加單位時間內(nèi)反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移數(shù)目

D.b極上的電極反應(yīng)為。2+H2O+2e-=HO］+OH-

［解析］A項，a極的電極反應(yīng)為電-2e-=2H+,H+透過陽離子交換膜（X膜）

進(jìn)入電解質(zhì)中，與HO］反應(yīng)生成“。2,正確；B項，1mol02參加反應(yīng)生成

1molH2O2,共轉(zhuǎn)移2mol電子，錯誤；C項，催化劑可以加快反應(yīng)速率,故

可以增加單位時間內(nèi)反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移數(shù)目，正確；D項，13極為正極，電極

-

+H2O+2e-=HO2+OH，正確。

微專題2電解原理及其應(yīng)用

突破核心整合

1.電解池的工作原理（惰性電極）

與電源止極相連與電源負(fù)極相連

發(fā)生,還原

【陰極

反應(yīng)反應(yīng)

陰離子陽離子

移向

移向電解質(zhì)溶液｝

2.電解池陰、陽極的判斷方法

'與電源負(fù),與電源正

極相連「極相連,

還原反應(yīng)卜--［氧化反應(yīng)

x__?LJ

電子流入）—一■電子流出:

-------------JR

'析出金屬］虺［電極質(zhì)量減

小或有非金

或有氣體一一屬單質(zhì)生成

放出等（如0,、3等）

k.______r______z____J

陽離子移向同-［陰離子移向

X.yX.

3.明確電解池的電極反應(yīng)及其放電順序

:活-潑金扇廠電極材料本身灰電子

n+

；被氧化，M-ne-=MI___________________________

r■（陽列「---------------------------------

—惰性電極：一般溶液中還原性強

電極治勺陰離子優(yōu)先失去電子被氧化

反應(yīng)

麗「二版溶液市郭尼性盅鬲mWW

七竺廠先得到電子被還原

（1）陽離子在陰極上的放電順序：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）〉

Pb2+>Fe2+>Zn2+>H+（水）。

(2)陰離子在陽極上的放電順序：S2->r>Br->Cr>0H->含氧酸根離

子。

高考經(jīng)典再研

典例［2021全國乙，12,6分］沿海電廠采用海水為冷卻水，但在排水管中生物

的附著和滋生會阻礙冷卻水排放并降低冷卻效率。為解決這一問題，通常在管

道口設(shè)置一對惰性電極(如圖所示),通入一定的電流。

_________/陽極

海水

?、陰極?

下列敘述錯誤的是(D)

A.陽極發(fā)生將海水中的Q-氧化生成Cl?的反應(yīng)

B.管道中可以生成氧化滅殺附著生物的NaClO

C.陰極生成的注應(yīng)及時通風(fēng)稀釋安全地排入大氣

D.陽極表面形成的Mg(OH)2等積垢需要定期清理

［解析IA項，電解時，陽極電極反應(yīng)式為2C「-2e-=Cl2T,正確；8項，陽

極產(chǎn)生的Cl?與陰極產(chǎn)生的0H-發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生CIO-,C10-具有強氧化性，可以

滅殺附著生物，正確；C項，“聚集易發(fā)生爆炸，應(yīng)及時通風(fēng)稀釋排出，正

確；D項，陰極電極反應(yīng)式為2H2。+2e-=H2T+201，OH-遇海水中的

Mg2+產(chǎn)生白色沉淀Mg(OH)2,而非出現(xiàn)在陽極表面,錯誤。

情境素材電解海水

考直角度電解原理、電解池中離子放電順序等

素養(yǎng)立意宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知

變式.海水中鋰資源非常豐富，但是海水中的鋰濃度低，很難被提取出來。我國

科學(xué)家設(shè)計了一種在太陽能驅(qū)動下，利用選擇性固體陶瓷膜電解海水提取金屬

鋰的裝置，如圖所示。該裝置工作時，下列說法不正確的是(B)

電極A

——有機電解質(zhì)

固體陶瓷膜

.■、-----海水

~—電極B

A.該裝置主要涉及的能量變化：太陽能-電能-化學(xué)能

B.電極B上的電極反應(yīng)式：40H--4e-=02T+2H20

C.選擇性固休陶瓷膜不允許通過

D.工作時，電極A為陰極

［解析I該裝置主要涉及的能量變化：太陽能一電能一化學(xué)能，故A正確；在電

極B上，電子流出，發(fā)生氧化反應(yīng)，海水中的C1-失去電子被氧化為C12,電極

反應(yīng)式為2C「-2e-=Cl?T,故B錯誤；固體陶瓷膜上部區(qū)域是有機電解

質(zhì)，下部區(qū)域為海水，有機物與海水互不相溶，囚此該選擇性固體陶瓷膜不允

許電0通過，故C正確；電子流入電極A,Li+在電極A上得到電子被還原為Li

單質(zhì)，電極A為陰極，故D正確。

方法技巧

電解時電極反應(yīng)式的書寫步驟

一判一判斷電解池的陰、陽極

看清電解池的陽極材料是惰性電極還是活

二看一性電極(除Au、Pt外的金屬電極一般為活性

電極)

活性電極：電極材料失電子，生成相

間「應(yīng)的金屬陽離子

三寫-1惰性電極：陰離子失電子，一般生成

相應(yīng)的單質(zhì)或高價化合物

陰L陽離子得電子，一般生成相應(yīng)的單質(zhì)

極一或低價化合物

模擬對點演習(xí)

1.[2021廣東，16,4分]姑(Co)的合金材料廣泛應(yīng)用于航空航天、機械制造等

領(lǐng)域。如圖為水溶液中電解制備金屬鉆的裝置示意圖。下列說法正確的是(D)

-----------------111----------------

石墨陽離子陰離子Co

\]i交H換I膜-交I換°膜jif

圖"J

1室n室川室

A.工作時，1室和II室溶液的pH均增大

B.生成1molCo,I室溶液質(zhì)量理論上減少16g

C.移除兩交換膜后，石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)不變

通電

2+

D.電解總反應(yīng)：2Co+2H2。=2Co4-021+4H+

［解析1根據(jù)實驗裝置圖，電源正極對應(yīng)I室為陽極室，電極反應(yīng)式為

+

2H2。-4e-=02T+4H；電源負(fù)極對應(yīng)HI室為陰極室,電極反應(yīng)式為

2++

Co+2e-=CoeH通過陽離子交換膜由I室進(jìn)入II室，C1-通過陰離子交

換膜由in室進(jìn)入n室。A項,工作時室因消耗電。,溶液pH減小，n室因

H+由I室遷移過來而使溶液pH減小，錯誤；B項，生成1molCo,轉(zhuǎn)移2mol

e-,消耗1molH2O,I室溶液質(zhì)量理論上減少18g，錯誤；C項，移除兩交

換膜后,石墨電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為2C「-2e-=Cl2T,錯誤；D項，電

通電

解總反應(yīng)為2c。2++解2°=2CO+O2T+4H+,正確,

2.［2022廣西南寧三中模擬］KIO3廣泛用于化工、醫(yī)學(xué)和生活中，工業(yè)上制備

KIO3的工作原理如圖所示,下列說法正確的是(D)

電源

濃KOH溶液

稀KOH溶液

B.電子流向：Ata-?btB

C.X氣體是H2,每轉(zhuǎn)移2mole-,可產(chǎn)生22.4LX氣體

D.A極的電極反應(yīng)式為「+6OH--6e-=IO3+3H2O

[解析1根據(jù)圖示,該裝置為電解池，A電極上I-發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成

IOJ,A電極為陽極，則a為電源的正極，b為電源的負(fù)極，B電極為陰極。a

為電源的正極，B電極為陰極，B極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，A錯誤；A電極

為陽極，a為電源的正極，b為電源的負(fù)極，B電極為陰極，電子流向為

A-a、b-B,B錯誤；B極電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2T+20H-，*氣

體是”,每轉(zhuǎn)移2mole"生成1molH2,由于％所處溫度和壓強未知，不能

計算”的體積，C錯誤；A電極上I-發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成10],電極反

應(yīng)式為I-+60H--6e-=IOJ+3H2O,D正確。

微專題3二次電池

突破核心整合

1.二次電池基本工作原理

(1)可充電電池有充電和放電兩個過程，放電時是原電池，充電時是電解池。

(2)放電時的負(fù)極反應(yīng)和充電時的陰極反應(yīng)、放電時的正極反應(yīng)和充電時的陽

極反應(yīng)在形式上互逆。

放電

(3)放電總反應(yīng)和充電總反應(yīng)在形式上互逆(用二表示，但不是可逆反

充電

應(yīng))。

(4)二次電池充電時原負(fù)極必然要發(fā)生還原反應(yīng)，即作陰極，連接外接電源的

負(fù)極；同理，原正極連接電源的正極，作陽極。簡記為負(fù)連負(fù)，正連正。

2.突破二次電池的四個角度

裝置類型放電——原電池

的判斷充電——電解池

放電時的正極為充電時的陽極

放電時的負(fù)極為充電時的陰極

放電時的正極反應(yīng)顛倒過來,

為充電時的陽極反應(yīng)

放電時的負(fù)極反應(yīng)顛倒過來,

為充電時的陰極反應(yīng)

由生成的一'極移向消耗的一B極O

區(qū)域pH變化：生成0H-或消耗

H+的區(qū)域，pH增大；消耗0H-

或生成H+的區(qū)域，pH減小

高考經(jīng)典再研

典例［2022全國乙，12,6分］Li-。2電池比能量高，在汽車、航天等領(lǐng)域具有

良好應(yīng)用前景。近年來，科學(xué)家研究了一種光照充電Li-02電池(如圖所

示)。光照時，光催化電極產(chǎn)生電子(。一)和空穴(h+),驅(qū)動陰極反應(yīng)(Li++

e-=Li)和陽極反應(yīng)(火。2?2h+=2Li+I。2)對電池進(jìn)行充電。下列敘述錯

誤的是(C)

光

金充催光

屬電化照

鋰電

極

電解質(zhì)

電解質(zhì)

膜

交換

離子

+。2

2L1

。2

應(yīng)口2

的總反

,電池

電時

A.充

關(guān)

量有

空穴

子和

的電

產(chǎn)生

光照

率與

電效

B.充

移

極遷

向負(fù)

換膜

子交

過離

極穿

從正

，Li+

電時

C.放

LiO

e-=

+2

2Li+

。2+

反應(yīng)

發(fā)生

，正極

電時

D.放

22

池的總

時，電

，充電

可知

反應(yīng)

電極

陽極

陰、

結(jié)合

圖并

裝置

電池

題給

］根據(jù)

［解析

，充

應(yīng)可知

陽極反

陰、

照時