新高考化学二轮复习讲义+分层训练专题09 电化学基础（讲义）（含解析）

09电化学基础考点热度★★★★★考点1、原电池原理及其应用1．（2022·湖南·高考真题）海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是A．海水起电解质溶液作用B．N极仅发生的电极反应：SKIPIF1<0C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能D．该锂-海水电池属于一次电池【解析】锂海水电池的总反应为2Li+2H2O═2LiOH+H2↑，M极上Li失去电子发生氧化反应，则M电极为负极，电极反应为Li-e-=Li+，N极为正极，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，同时氧气也可以在N极得电子，电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-。A．海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，可作为电解质溶液，故A正确；B．由上述分析可知，N为正极，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，和反应O2+4e-+2H2O=4OH-，故B错误；C．Li为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应，并能传导离子，故C正确；D．该电池不可充电，属于一次电池，故D正确；答案选B。【答案】B考点2、电解池原理及其应用2．（2023·浙江·高考真题）在熔融盐体系中，通过电解SKIPIF1<0和SKIPIF1<0获得电池材料SKIPIF1<0，电解装置如图，下列说法正确的是A．石墨电极为阴极，发生氧化反应B．电极A的电极反应：SKIPIF1<0C．该体系中，石墨优先于SKIPIF1<0参与反应D．电解时，阳离子向石墨电极移动【解析】由图可知，在外加电源下石墨电极上C转化为CO，失电子发生氧化反应，为阳极，与电源正极相连，则电极A作阴极，SKIPIF1<0和SKIPIF1<0获得电子产生电池材料SKIPIF1<0，电极反应为SKIPIF1<0。A．在外加电源下石墨电极上C转化为CO，失电子发生氧化反应，为阳极，选项A错误；B．电极A的电极反应为SKIPIF1<0，选项B错误；C．根据图中信息可知，该体系中，石墨优先于SKIPIF1<0参与反应，选项C正确；D．电解池中石墨电极为阳极，阳离子向阴极电极A移动，选项D错误；答案选C。【答案】C考点3、金属腐蚀与防护3．（2022·广东·高考真题）为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的SKIPIF1<0溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是A．加入SKIPIF1<0溶液产生沉淀 B．加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现C．加入SKIPIF1<0溶液无红色出现 D．加入SKIPIF1<0溶液无蓝色沉淀生成【解析】镀层有破损的镀锌铁片被腐蚀，则将其放入到酸化的3%NaCl溶液中，会构成原电池，由于锌比铁活泼，作原电池的负极，而铁片作正极，溶液中破损的位置会变大，铁也会继续和酸化的氯化钠溶液反应产生氢气，溶液中会有亚铁离子生成。A．氯化钠溶液中始终存在氯离子，所以加入硝酸银溶液后，不管铁片是否被腐蚀，均会出现白色沉淀，故A不符合题意；B．淀粉碘化钾溶液可检测氧化性物质，但不论铁片是否被腐蚀，均无氧化性物质与碘化钾发生反应，故B不符合题意；C．KSCN溶液可检测铁离子的存在，上述现象中不会出现铁离子，所以无论铁片是否被腐蚀，加入KSCN溶液后，均无红色出现，故C不符合题意；D．K3[Fe(CN)6]是用于检测Fe2+的试剂，若铁片没有被腐蚀，则溶液中不会生成亚铁离子，则加入K3[Fe(CN)6]溶液就不会出现蓝色沉淀，故D符合题意。综上所述，答案为D。【答案】D1、对点核心素养(1)变化观念与平衡思想:能以变化观念认识电化学反应的本质是氧化还原反应,能多角度、动态分析电化学反应,并运用电化学原理解决实际问题。(2)证据推理与模型认知:能运用原电池、电解池模型示意图解释电极及电池反应现象,揭示“放电”“充电”时现象的本质与规律。培养证据推理意识(3)科学探究与创新意识:能够发现和提出有探究价值的新型化学电源、确定探究目的,设计探究方案,进行实验探究,能根据实验现象总结规律,培养科学探究与创新意识。(4)科学态度与社会责任：通过原电池和电解池等电化学问题在环境污染与防治应用，以培养学生科学态度与社会责任。2、对点命题分析电化学内容是高考试卷中的常客，是氧化还原反应知识的应用和延伸，命题在继续加强基本知识考查的基础上，更加注重了试题题材的生活化、实用化、情境化，同时也加强了不同知识间的相互渗透与融合，试题的背景较为新颖，侧重考查分析判断、获取信息解答问题及计算能力。题型有以新型电池为背景的选择题和以电极反应式书写为主的填空题，通常考查的知识点是从闭合回路的形成角度分析原电池、电解池的工作原理，电极的判断，电极反应式的书写，电子的转移或电流的方向和溶液中离子的移动方向的判断，溶液pH的变化，离子交换膜作用，有关计算，理解原电池和电解池原理的实际应用等，难度一般偏大。解题时要求掌握“结合反应原理，根据元素化合价变化，正确判断电极发生的反应和书写电极反应方程式”的方法。核心考点一原电池化学电源1．“五类”依据判断原电池电极：(1)依据构成原电池两极的电极材料判断。一般是较活泼的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。(2)依据原电池两极发生反应的类型判断。负极发生氧化反应;正极发生还原反应。(3)依据电子流动方向或电流方向判断。在外电路中,电子由负极流向正极,电流由正极流向负极。(4)依据原电池电解质溶液中离子的移动方向判断。阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。(5)依据原电池盐桥中离子的移动方向判断。阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。2．“三步”突破原电池电极反应式的书写：第一步：分析氧化还原反应根据氧化还原反应，分析元素化合价的升降，确定正负极反应物质及电子得失数目第二步：注意电解质溶液环境分析电解质溶液的酸碱性及离子参加反应的情况，确定电极反应，写出电极反应式第三步：合并正、负电极反应调整两极反应式中得失电子数目相等并叠加，消去电子，得出总反应式3．解答新型化学电源的步骤(1)判断电池类型→确认电池原理→核实电子、离子移动方向。(2)确定电池两极→判断电子、离子移动方向→书写电极反应和电池反应。(3)充电电池→放电时为原电池→失去电子的为负极反应。(4)电极反应→总反应离子方程式减去较简单一极的电极反应式→另一电极反应式。4．化学电源(1)一次电池碱性锌锰干电池负极材料：Zn电极反应：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2正极材料：碳棒电极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－=2MnOOH＋2OH－总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnOOH＋Zn(OH)2锌银电池负极材料：Zn电极反应：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2正极材料：Ag2O电极反应：Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－总反应：Zn＋Ag2O＋H2O=Zn(OH)2＋2Ag(2)二次电池铅蓄电池是最常见的二次电池，总反应为Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)(3)燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池：总反应式：2H2＋O2=2H2O①酸性介质负极：2H2－4e－=4H＋正极：O2＋4H＋＋4e－=2H2O②碱性介质负极：2H2＋4OH－－4e－=4H2O正极：O2＋2H2O＋4e－=4OH－③熔融的金属氧化物作介质负极：2H2－4e－＋2O2－=2H2O正极：O2＋4e－=2O2－④碳酸盐作介质负极：2H2－4e－＋2COeq\o\al(2－,3)=2H2O＋2CO2正极：O2＋4e－＋2CO2=2COeq\o\al(2－,3)5.电解池中电极反应式的书写方法(1)书写步骤①首先注意阳极是活性材料还是惰性材料。②分析确定溶液中所有阴阳离子并清楚放电顺序。③根据放电顺序分析放电产物。④根据电解质溶液的酸碱性确定电极反应式中是否有H＋、OH－或H2O参与；最后配平电极反应式。(2)介质对电极反应式的影响①在电解池电极方程式中，如果是H＋或OH－放电，则电解质溶液的酸碱性对电极反应式没有影响。②酸性溶液反应物或生成物中均没有OH－。③碱性溶液反应物或生成物中均没有H＋。(3)电极产物的溶解性对电极反应式的影响。电解MgCl2溶液时的阴极反应式应为：Mg2＋＋2H2O＋2e－=Mg(OH)2↓＋H2↑，而不是2H＋＋2e－=H2↑。总反应离子方程式为：Mg2＋＋2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))Mg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑。不能把电解MgCl2溶液的离子方程式写成：2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2OH－＋Cl2↑＋H2↑，忽视了生成难溶的Mg(OH)2。核心考点二电解原理及其应用1．“五类”依据判断电解池电极判断依据电极电极材料电极反应电子流向离子移向电极现象阳极与电源正极相连氧化反应流出阴离子移向电极溶解或pH减小阴极与电源负极相连还原反应流入阳离子移向电极增重或pH增大2．电解池电极反应式的书写模式：注：阳极阴离子放电次序：非惰性电极>S2->I->Br->Cl->OH->高价含氧酸根离子>F-阴极阳离子放电次序一般为：Ag+>Hg2+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+当然，微粒的浓度也会影响放电的顺序，如电镀锌时，溶液中C(Zn2+)>C(H+),放电次序Zn2+>H+。3．电解原理的应用(1)电解饱和食盐水。阳极反应式：2Cl－－2e－=Cl2↑(氧化反应)阴极反应式：2H＋＋2e－=H2↑(还原反应)总反应方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑离子反应方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑(3)应用：氯碱工业制烧碱、氢气和氯气阳极：钛网(涂有钛、钌等氧化物涂层)。阴极：碳钢网。阳离子交换膜：①只允许阳离子通过，能阻止阴离子和气体通过。②将电解槽隔成阳极室和阴极室。(2)电解精炼铜(3)电镀铜(4)电冶金利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等总方程式阳极、阴极反应式冶炼钠2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(通电))2Na＋Cl2↑2Cl－－2e－=Cl2↑，2Na＋＋2e－=2Na冶炼镁MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(通电))Mg＋Cl2↑2Cl－－2e－=Cl2↑，Mg2＋＋2e－=Mg冶炼铝2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(通电))4Al＋3O2↑6O2－－12e－=3O2↑，4Al3＋＋12e－=4Al4．有关电化学计算的三大方法(1)根据电子守恒计算用于串联电路中电解池阴阳两极产物、原电池正负两极产物、通过的电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。(2)根据总反应式计算先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。(3)根据关系式计算根据得失电子守恒关系建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。如以通过4mole－为桥梁可构建如下关系式：(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)5．常见膜化学：(1)膜的作用：阳离子交换膜允许阳离子通过，不允许阴离子通过；阴离子交换膜允许阴离子通过，不允许阳离子通过；质子交换膜允许质子通过而避免不同电极区域内某些离子间的反应。(2)阴、阳离子交换膜的判断①看清图示，是否在交换膜上标注了阴、阳离子，是否标注了电源的正、负极，是否标注了电子流向、电荷流向等，明确阴、阳离子的移动方向。②根据原电池、电解池中阴、阳离子的移动方向，结合题意中给出的制备、电解物质等信息，找出物质生成或消耗的电极区域、确定移动的阴、阳离子，从而推知离子交换膜的种类。6．原电池、电解池、电镀池判定（1）若无外接电源，可能是原电池，然后根据原电池的形成条件判定；（2）若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池，当阳极金属与电解质溶液中的金属离子相同则为电镀池；（3）若为无明显外接电源的串联电路，则应利用题中信息找出能发生自发氧化还原反应的装置为原电池。5．可充电电池的判断放电时相当于原电池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；充电时相当于电解池，放电时的正极变为电解池的阳极，与外电源正极相连，负极变为阴极，与外电源负极相连。核心考点三金属腐蚀与防护1．影响金属腐蚀的因素(1)对于金属本性来说，金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀。(2)电解质溶液对金属的腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。2．金属腐蚀快慢的规律(1)金属腐蚀类型的差异：电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀。(2)电解质溶液的影响：对同一金属来说，腐蚀的快慢(浓度相同)强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液；对同一种电解质溶液来说，一般电解质溶液浓度越大，腐蚀越快；活泼性不同的两金属与电解质溶液构成原电池时，一般活泼性差别越大，负极腐蚀越快。3．金属腐蚀的类型类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈酸性水膜呈弱酸性或中性正极反应2H＋＋2e－=H2↑O2＋2H2O＋4e－=4OH－负极反应Fe－2e－=Fe2＋其他反应吸氧腐蚀更普遍，危害更大4.金属保护的方法(1)加防护层，如在金属表面加上油漆、搪瓷、沥青、塑料、橡胶等耐腐蚀的非金属材料；采用电镀或表面钝化等方法在金属表面镀上一层不易被腐蚀的金属。(2)电化学防护：牺牲阳极保护法——原电池原理是正极为被保护的金属，负极为比被保护的金属活泼的金属；外加电流阴极保护法的原理是阴极为被保护的金属，阳极为惰性电极。考点1、考查原电池的工作原理及其应用【】本考点主要以新型化学电源为背景命题，考查原电池的工作原理。新型电池一般具有高能环保，经久耐用，电压稳定，比能量高等特点，取材于这些新型电池的试题，既能体现化学的实用性，又能体现化学命题的时代性、新颖性，使试题在考查电化学知识的同时，又能较好地考查学生分析、灵活解答问题的能力，预测该种命题情景趋势将会继续。涉及考查电极反应式的书写，离子移动的方向的判断及原电池原理的应用。例1.（2022·上海黄浦·格致中学校考模拟预测）锌铜原电池装置如图所示(电解质溶液为1mol/L的稀硫酸)，其中阴离子交换膜只允许阴离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是A．电池工作一段时间后，甲池溶液的总质量减轻B．铜电极上发生氧化反应C．电池工作一段时间后，乙池的c(Zn2+)＞c(SKIPIF1<0)D．阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡【解析】该图为锌铜原电池装置，Zn比Cu活泼，Zn做负极，失去电子，经导线向Cu移动，Cu做正极，氢离子在铜电极得电子，生成氢气，硫酸根离子向负极移动，使保持溶液呈电中性。但乙池中也是稀硫酸溶液，故Zn会直接与稀硫酸发生反应。A．经分析，甲池溶液中的硫酸浓度减小，乙池硫酸锌的浓度增大，水分子从甲池移向乙池，故乙池溶液总质量增加，甲池总质量减小，故A项正确；B．经分析，该原电池反应式为：Zn+2H+=Zn2++H2↑，Zn为负极，Zn-2e-SKIPIF1<0Zn2+，发生氧化反应,，Cu为正极，2H++2e-SKIPIF1<0H2↑，发生还原反应，故B项错误；C．乙池中是稀硫酸溶液，若不考虑乙池Zn直接与稀硫酸发生反应，阴离子交换膜只允许阴离子通过，乙池发生Zn-2e-SKIPIF1<0Zn2+，不断产生Zn2+，而SKIPIF1<0通过阴离子交换膜进入乙池，(Zn2+)＜c(SKIPIF1<0)

，若考虑Zn直接与稀硫酸发生反应，且乙中硫酸反应完全，则(Zn2+)＝c(SKIPIF1<0)

，综上所述，(Zn2+)SKIPIF1<0c(SKIPIF1<0)，

故C项错误；D．其中阴离子交换膜只允许阴离子和水分子通过，阳离子不能通过阴离子交换膜，故D项错误；故答案选A。【答案】A【易错提醒】本题易错占为D选项，易忽略阴离子交换膜只允许阴离子和水分子通过。【变式训练1】（考查原电池的工作原理）（2022·江苏·校联考模拟预测）一种锌——空气电池工作原理如图所示，放电时Zn转化为ZnO。下列说法正确的是A．空气中的氧气在石墨电极上发生氧化反应B．该电池的负极反应为SKIPIF1<0C．该电池放电时溶液中的SKIPIF1<0向石墨电极移动D．该电池工作一段时间后，溶液pH明显增大【答案】B【解析】锌失电子发生氧化反应，作为负极，氧气得电子发生还原反应，石墨电极为正极。A．空气中的氧气在石墨电极上发生还原反应，选项A错误；B．该电池的负极上锌失电子生成ZnO，电极反应为SKIPIF1<0选项B正确；C．该电池放电时溶液中的SKIPIF1<0向Zn电极移动，选项C错误；D．电池工作时，溶液的SKIPIF1<0变化不大，选项D错误；答案选B。【变式训练2】（考查原电池的工作原理的应用）（2022·上海杨浦·统考一模）如图利用铁碳原电池原理处理酸性污水。若上端开口关闭，可得到强还原性的HSKIPIF1<0(氢原子)；若上端开口打开并鼓入空气，可得到强氧化性的SKIPIF1<0OH。下列说法错误的是A．无论是否鼓入空气，负极：SKIPIF1<0B．上端开口关闭，正极：SKIPIF1<0C．鼓入空气，每生成SKIPIF1<0SKIPIF1<0有SKIPIF1<0电子转移D．处理含SKIPIF1<0的污水时，打开上端开口并鼓入空气【解析】A．无论是否鼓入空气，铁作负极，负极反应式为SKIPIF1<0，故A正确；B．上端开口关闭，可得到强还原性的HSKIPIF1<0，则正极反应式为SKIPIF1<0，故B正确；C．SKIPIF1<0OH中O的化合价为-1,每生成SKIPIF1<0SKIPIF1<0有SKIPIF1<0电子转移，故C错误；D．处理含SKIPIF1<0的污水时，SKIPIF1<0发生氧化反应，需要强氧化性的SKIPIF1<0OH，所以要打开上端开口并鼓入空气，故D正确；选C。【答案】C【变式训练3】（考查新型电池）（2022·湖南·湘潭一中校联考模拟预测）碱性锌铁液流电池具有电压高、成本低的优点。该电池的总反应为SKIPIF1<0，下列叙述不正确的是A．SKIPIF1<0中含有SKIPIF1<0键与SKIPIF1<0键的数目之比为1∶1B．放电时，N极电势低于M极，N极电极反应为SKIPIF1<0C．若离子交换膜只有SKIPIF1<0通过，SKIPIF1<0反应时，有SKIPIF1<0通过离子交换膜D．维持电流强度0.5A，电池工作5分钟，理论上消耗锌约0.5g(已知SKIPIF1<0)【解析】由图可知：碱性锌铁液流电池放电时，右侧N极为负极，Zn发生失电子的氧化反应生成Zn(OH)SKIPIF1<0，负极发生电极反应为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)SKIPIF1<0；左侧M为正极，正极上发生得电子的还原反应，正极电极反应为Fe(CN)SKIPIF1<0+e-=Fe(CN)SKIPIF1<0。充电时和放电时刚好相反，电池正极与电源正极相连。A．共价单键和配位键都是SKIPIF1<0键，共价三键中有一个是SKIPIF1<0键两个是SKIPIF1<0键，SKIPIF1<0中有6个配位键和6个碳氮三键，故SKIPIF1<0中含有SKIPIF1<0键与SKIPIF1<0键的数目之比为（6+6）∶6SKIPIF1<02=1∶1，A正确；B．放电时该装置为原电池，N极为原电池的负极，M为原电池的正极，正极的电势比负极高，因此M极电势高于N极，N极电极反应为SKIPIF1<0，B正确；C．在放电时，M为正极，发生反应为：Fe(CN)SKIPIF1<0+e-=Fe(CN)SKIPIF1<0。当左侧M电极有1molFe(CN)SKIPIF1<0发生时，左侧负电荷数目会增加1mol，为维持电荷守恒，就会1mol即NA个OH-通过离子交换膜移向负极N极，C正确；D．电池工作5分钟，通过的电量Q＝0.5A×5min×60s/min＝150C，因此通过电子的物质的量n(e－)＝Q/F＝150C/96500C/mol＝1.554×10-3mol，则理论消耗Zn的质量是m(Zn)＝1.554×10-3molSKIPIF1<02×65g/mol＝0.05g，D错误；故选D。【答案】D考点2、考查可充电电池的工作原理及其应用【】本考点主要以新型化学电源——可充电电池为背景命题，考查原电池的工作原理和电解原理。涉及考查充、放电时电极反应式的书写，离子移动的方向的判断、外接电源正负极判断及简单计算。例2.（2022·全国·校联考模拟预测）离子液体是指在室温或接近室温下呈现液态的、完全由阴、阳离子所组成的盐，也称为低温熔融盐。一种以SKIPIF1<0离子液体为电解质的铝-磷酸铁锂二次电池放电时工作原理如图所示。下列说法正确的是A．放电时，铝电极的电极反应式为：SKIPIF1<0B．放电时，磷酸铁锂电极中锂元素被氧化C．充电时，阳极的电极反应式为：SKIPIF1<0D．充、放电时，磷酸铁锂电极中铁元素质量、价态均保持不变【解析】A．根据放电时图中SKIPIF1<0由铝电极透过SKIPIF1<0选择性透过膜向左迁移，可知放电时，铝电极为负极，发生反应：SKIPIF1<0，故A错误；B．放电时，磷酸铁锂电极为正极，铁元素被还原，故B错误；C．充电时，磷酸铁锂电极为阳极，发生反应：SKIPIF1<0，故C正确；D．放电时磷酸铁锂电极中三价铁被还原为二价铁，充电时则相反，故D错误；故选C。【答案】C【名师点睛】正确理解充电电池的原理是解题的关键。解答本题可以根据化合价的变化分析判断出原电池的正负极及其电极反应式，充电时为电解池，电极反应式可以看成原电池的电极反应式的逆反应。【变式训练】（考查二次电池）（2022·陕西汉中·统考模拟预测）钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na2Sx)分别作为两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷(可传导Na+)为电解质，反应原理如图所示。下列说法正确的是A．放电时，电极B为负极B．钠硫电池在常温下能正常工作C．充电时，电极B与外接电源正极相连，电极反应式为SKIPIF1<0D．当Na+由B极区向A极区移动时，能量转换方式为化学能转化为电能【解析】由图可知，放电时，A为负极，电极反应式为Na-e-=Na+，B为正极，电极反应式为：xS+2e-=SKIPIF1<0；充电时，A为阴极，电极反应式为Na++e-=Na，B为阳极，电极反应式为SKIPIF1<0-2e-=xS。A．根据上述分析可知放电时，A为负极，B为正极，A错误；B．原电池工作时，控制的温度应为满足Na、S为熔融状态，则温度应高于常温，B错误；C．充电时，B为阳极，与外接电源正极相连,电极反应式为：SKIPIF1<0-2e-=xS，C正确；D．在原电解池中，阳离子向阴极(A)移动；当Na+由B极向A极移动时，该装置为电解池，能量转换方式为电能转化为化学能，D错误；故合理选项是C。【答案】C考点3、考查电解池的工作原理及其应用【】本考点主要以电解原理在物质合成、污染处理的应用为背景考查电解池的工作原理、电极反应式的书写、电极周围的pH变化、电极质量变化的有关计算。例3．（2023·四川成都·一模）某种电催化法以SKIPIF1<0为催化电极合成腈类化合物SKIPIF1<0和偶氮化合物SKIPIF1<0，装置示意图如图。下列说法错误的是A．左侧电极的电势比右侧的高，且发生氧化反应B．阴极发生反应：C．SKIPIF1<0从右侧经过阴离子交换膜向左侧移动D．每当合成得到SKIPIF1<0，同时合成SKIPIF1<0【解析】A．右侧电极硝基苯发生还原反应，右侧为阴极、左侧为阳极，所以左侧电极的电势比右侧的高，且发生氧化反应，故A正确；B．右侧电极硝基苯发生还原反应，右侧为阴极，阴极发生反应为，故B正确；C．右侧为阴极、左侧为阳极，SKIPIF1<0从右侧经过阴离子交换膜向左侧移动，故C正确；D．阳极反应式为，R-CH2NH2-4e-+4OH-=R-CN+4H2O，根据得失电子守恒，每当合成得到SKIPIF1<0，同时合成SKIPIF1<0，故D错误；选D。【答案】D【名师点睛】本题考查了电解原理，注意电解池反应的原理和离子流动的方向，能够正确判断电极名称，明确离子交换膜的作用是解答关键。【变式训练1】（考查电解原理）（2023·重庆·统考模拟预测）我们要给子孙后代留下绿水青山等最美好的生态环境，就必须对污水进行处理。用电解法(图Ⅰ)可以对同时含有SKIPIF1<0和SKIPIF1<0的生活污水进行处理，除去SKIPIF1<0的原理如图Ⅱ所示，除SKIPIF1<0是将其转化为SKIPIF1<0沉淀。实验在SKIPIF1<0和SKIPIF1<0联合脱除过程中，测得溶液pH变化如图Ⅲ所示。下列说法正确的是A．在0～20min时，a为电源的正极B．除SKIPIF1<0时，阴极附近的pH减小C．除SKIPIF1<0时，阳极反应为：SKIPIF1<0D．除SKIPIF1<0过程中的总离子反应式为：SKIPIF1<0【解析】A．0-20min，若a为正极，铁就作阳极，失电子变为了SKIPIF1<0，与磷酸根产生沉淀。阴极为石墨，属于惰性电极，水放电，产生SKIPIF1<0，溶液pH升高，与图像不符，故A错误；B．除SKIPIF1<0时，阳极氯离子放电生成氯气，阴极是SKIPIF1<0放电，局部产生大量SKIPIF1<0，阴极附近的pH增大，故B错误；C．除SKIPIF1<0时，阳极氯离子放电生成氯气，阳极反应为SKIPIF1<0，故C错误；D．除SKIPIF1<0时，铁就作阳极，失电子变为了SKIPIF1<0，与磷酸根产生沉淀，阴极为石墨，氢离子得电子生成氢气，总离子反应式为：SKIPIF1<0，故D正确；选D。【答案】D【变式训练2】（考查电解反应原理的应用）（2022·浙江舟山·舟山中学校考模拟预测）2，6-二氨基庚二酸(RH2)是1949年由科学家沃克(E.Work)从白喉棒杆菌的水解物中发现的一种氨基酸，对眼睛、呼吸道和皮肤有刺激作用，其结构简式为。其中一种三槽电渗析法制备2，6-二氨基庚二酸的装置工作原理如图所示(电极均为惰性电极)。下列说法不正确的是A．交换膜A为阳离子交换膜，B为阴离子交换膜B．装置工作一段时间后，阳极区可能生成氨基酸内盐类的结晶C．阴极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，还可获得副产品氢氧化钠D．若用氢氧燃料电池作电源，当生成1molRH2时，电源的正极消耗气体11.2L【解析】由图可知，左侧为阴极，水中氢离子放电发生还原反应生成氢气；右侧为阳极，水中氢氧根离子放电发生氧化反应生成氧气。A．电解池中阳离子向阴极移动、阴离子向阳极移动，故交换膜A为阳离子交换膜，钠离子进入左侧得到浓氢氧化钠溶液；B为阴离子交换膜，R2-进入右侧得到浓RH2溶液，A正确；B．装置工作一段时间后，R2-进入右侧得到浓RH2溶液，故阳极区可能生成氨基酸内盐类的结晶，B正确；C．由分析可知，阴极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，钠离子进入左侧得到浓氢氧化钠溶液，C正确；D．没有标况，不能计算消耗气体体积的多少，D错误；故选D。【答案】D【变式训练3】（考查电解的膜化学原理）（2022·山东·模拟预测）相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如图所示装置是利用浓差电池电解Na2SO4溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH。下列说法正确的是A．电池放电过程中，Cu(2)作正极，电极反应为Cu2++2e﹣=CuB．b为电解池的阴极，电极反应为2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣C．c、d离子交换膜依次为阴离子交换膜和阳离子交换膜D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得160gNaOH【解析】浓差电池中，Cu2+浓度大的电极为正极，则Cu（1）电极为正极、Cu（2）电极为负极，正极上Cu2+发生得电子的还原反应，正极反应为Cu2++2e-═Cu，负极反应式为Cu-2e-═Cu2+；电解槽中a电极为阴极、b电极为阳极，阳极上水失电子生成O2和H+，阳极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，阴极生成H2，反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，所以Na+通过离子交换膜c生成NaOH，SOSKIPIF1<0通过离子交换膜d生成硫酸，即c、d离子交换膜分别为阳离子交换膜、阴离子交换膜。A．浓差电池中，Cu（1）电极为正极，正极上Cu2+得电子生成Cu，电极反应为Cu2++2e-═Cu，故A错误；B．电解槽中a电极为阴极，a电极反应为4H2O+4e-═2H2↑+4OH-，故B错误；C．根据分析，c、d离子交换膜分别为阳离子交换膜、阴离子交换膜，，故C错误；D．电池从开始工作到停止放电，溶液中Cu2+浓度变为1.5mol/L，正极析出Cu：（2.5-1.5）mol/L×2L=2mol，正极反应为Cu2++2e-═Cu，阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，根据电子守恒有Cu～2e-～2NaOH，电解池理论上生成NaOH的物质