电化学原理综合分析-2024年高考化学压轴题专项训练含答案

电化学原理综合分析-2024年高考化学压轴

题专项训练

人斜殿电化学原理候合台新

NO.1

压轴题解读

电化学是氧化还原反应知识的应用和延伸，是高考每年必考内容，通常会以新型二次电池

为载体考查原电池原理与电解原理。试题主要考查电极反应式的正误判断与书写，电池反应式

的书写，正负极的判断，电池充、放电时离子或电子移动方向的判断，电极附近离子浓度的变化，

命题预测电解的应用与计算，金属的腐蚀与防护等,体现了对电化学知识基础性、综合性、创新性和应用

性的考查。

预计2024年命题，以新型电源及含有离子交换膜的原电池、电解池为背景,通过陌生电化

学装置图，在新颖的研究对象和真实问题情境下，考查原电池的原理、电解池原理、电池反应式。

（1）考查新型电源

（2）考查新型电解池

（3）考查二次电池

高频考法

（4）考查燃料电池

（5）考查离子交换膜的应用

（6）考查原电池和电解池综合

NO.2

压轴题密押

0方法总结

一、新型化学电源

i.锂电池

锂电池是一类由金属锂或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。工作时金属锂失去电子被氧化

为。+,负极反应均为"一e-===Li+,负极生成的L#经过电解质定向移动到正极。

2.锂离子二次电池

（1）锂离子电池基于电化学“嵌入/脱嵌”反应原理,替代了传统的“氧化-还原”原理;在两极形成的电压降

的驱动下，"+可以从电极材料提供的“空间”中“嵌入”或“脱嵌”。

+

（2）锂离子电池充电时阴极反应式一般为C6+xLi+xe~———Li©；放电时负极反应是充电时阴极反应的

+

逆过程：LixC6—xe^———C6+xLio

+

（3）锂离子电池的正极材料一般为含Li的化合物，目前已商业化的正极材料有LiFePO^LiCoO2.LiMn2

O4等。•••

3.微生物燃料电池

微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。其基本工作原理是在负极

室厌氧环境下，有机物在微生物作用下分解并释放出电子和质子，电子依靠合适的电子传递介体在生物组分

和负极之间进行有效传递,并通过外电路传递到正极形成电流，而质子通过质子交换膜传递到正极,氧化剂

（如氧气）在正极得到电子被还原。

4.物质循环转化型电池

根据物质转化中，元素化合价的变化或离子的移动（阳离子移向正极区域，阴离子移向负极区域）判断电池

的正、负极,是分析该电池的关键。

二、多池串联的两大模型及原理分析

1.常见串联装置图

模型一外接电源与电解池的串联（如图）

A、B为两个串联电解池，相同时间内，各电极得失电子数相等。

模型二原电池与电解池的串联（如图）

稀硫酸稀硫酸

AB

图甲图乙

显然两图中，A均为原电池，3均为电解池。

2.“串联”类装置的解题流程

•••

三、电解池

1.图解电解池工作原理（阳极为情性电极）

与电源正极相连与电源负极相连

还原

反应

阴离子阳离子

移向I电解质溶液或移向

熔融电解质

2.对比掌握电解规律（阳极为情性电极）

电解类型电解质实例溶液复原物质

电解水型NaOH、H2sO4或Na2SO4水

电解电解质型HCI或CuCl2原电解质

放氢生碱型NaClHCI气体

放氧生酸型CuSO4或AgNChCuO或Ag2O

【特别提醒】电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极

产物的化合物，但也有特殊情况,如用惰性电极电解CuSOa溶液，。储+完全放电之前，可加入CuO或

CuCO3复原，而完全放电之后,溶液中H+继续放电,应加入Cu（OH\或。”2（。打）2。。3复原。

四、电化学计算中常用的三种方法

1.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。

2.根据电子守恒计算•••

（1）用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相

等。

（2）用于混合溶液中电解的分阶段计算。

3.根据关系式计算

根据得失电子守恒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。

如以电路中通过4moie-为桥梁可构建以下关系式：

4

4e~2cL,（Br.）~（%~2H/~2Cu〜4AgzM

--r-----?----〃

阳极产物阴极产物

（式中M为金属,n为其离子的化合价数值）

该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值,熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学

计算问题。

五、离子殛膜

1.交换膜类型及特点

交换膜类型阳膜阴膜双极膜特定的交换膜

+

阳离子移向原阴离子移向原中间层中的H2O解离出H和只允许特定的离子或分

允许通过的

电池的正极电池的负极OH-,H+移向原电池的正极子通过，如质子交换膜只

离子及移动

（电解池的阴（电解池的阳（电解池的阴极），QFT移向原允许我+通过，氯离子交

方向

极）极）电池的负极（电解池的阳极）换膜只允许。厂通过

通性无论是原电池还是电解池中，阳离子均移向得电子的一极,阴离子均移向失电子的一极

2.“隔膜”电解池的解题步骤

第一步，分清隔膜类型。即交换膜属于阳膜、阴膜或质子膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜。

第二步，写出电极反应式,判断交换膜两侧离子变化，推断电荷变化,根据电荷平衡判断离子迁移方向。

第三步，分析隔膜作用。在产品制备中，隔膜作用主要是提高产品纯度，避免产物之间发生反应，或避免产物

因发生反应而造成危险。

•题型01考查新型电源

题目1（2024•北京房山•一模）一种太阳能电池工作原理示意图如图所示，其中电解质溶液为氏屏（小）6]

和K4[Fe（C7V）6]的混合溶液,下列说法不正确的是

•••

3+

A.K3[Fe（CN\]中，中心离子为Fe

B.电极a为负极

C.电子由电极b经导线流向电极a

4

D.正极上发生的电极反应：[Fe（CN）613-+e-=[Fe（C7V）6]-

♦题型02考查侬电解池

:题目切（2024广东「模）用如图装置电解CO2制取CH4，温度控制在10℃左右,持续通入CO2，电解前后

HCO9物质的量基本不变。下列说法正确的是

电源

持

续

通

入C

02

pH=8的KHCO,溶液

A.电解过程中HCO?的移动方向是：甲室一乙室

B.甲室产生的气体只有。2

C.乙室电极反应为9CC>2+8e—+6H2。=CH&+8HCO'

D.当乙室产生的气体体积为11.2乙时，外电路转移电子数为外

♦题型03考查二次电池

题目可（2024.浙江嘉兴.二模）水系双离子电池原理如图所示，下列有关叙述正确的是

A.放电时，电极a作电源的正极，。“3（。。4）2发生氧化反应最终变为。〃

•••

B.充电时，水系电池中，a电极附近溶液的碱性增强

C.充电时，b电极上的电极反应式为做肛4m阮。2—/=MZo.44—加。2+办犷

D.当1MO/C〃3（PO4）2完全放电时，则b电极质量减轻138g

♦题型04考查燃料电池

随目⑷（2024・广东・一模）一种镁/海水燃料电池处理海水富营养化的工作原理如图所示。下列说法正确的

是

气

体

散

Mg电极*11军r-极

曲

含（NHJP04

的海水

A.叫作原电池的正极

B.放电时，P。丁向气体扩散电极移动

C.反应初始阶段产生的是监（OH%,后期会产生姆NHF5沉淀

D.气体扩散电极发生的电极反应：。2+4曲+2H2。+4田=4限田2。

♦题型05考查离子交换事的庖用

题目回（2024.河北沧州.模拟）我国科学家设计的一种三室电池既能净化污水，又能淡化海水，同时还可回收

其中的能量,用葡萄糖溶液（足量，代替污水）氯化钠溶液（足量，代替海水）和100mLl.lmol•a】盐酸模拟

工作原理的示意图如下，下列说法正确的是

入

电极B

厂1

怨=

-离

02—I

子

I中

交

H间

生il)

换

室

心

T膜.

BT

小

A.外电路中的电流方向为电极A一电极B

B.该电池的正极反应为。2+45+4H+=2反。

C.常温下，当电路中有O.lmole一通过时，盐酸的p»=2

D.离子交换膜4可以是阳离子交换膜也可以是阴离子交换膜，但不能与离子交换膜B相同

♦题型06考查原电池和电解池综合

遨目1（2024.河南新乡.二模）自由基因为化学性质不稳定往往不能稳定存在，羟基自由基（。切有极强的氧

化性，其氧化性仅次于氟单质。我国科学家设计的一种能将苯酚（cy%。）氧化为CQ和MO的原电池一电

解池组合装置如图所示,该装置能实现发电、环保二位一体。下列说法错误的是•••

b

质

子

加

产2。丁平N交

微

换

生

膜

物

II:N=aCl溶液”

Cr(0H)3：n

I!IINa2so4高浓度含

溶液苯酚废水

A.该装置工作时，电流方向为电极6-III室-II室一I室一电极a

B.当电极a上有ImolCr（OH）3生成时，c极区溶液仍为中性

+

C.电极d的电极反应为H2O-e-=H+-OH

D.当电极6上有0.3mol82生成时，电极c、d两极共产生气体11.2L（标准状况）

NO.3

压轴题速练

,颖目工］（2024•黑龙江・二模）某电化学锂富集装置如图，工作步骤如下：I.向丽所在腔室通入海水，启动

电源乙,使海水中m+进入Mi。2结构形成LixMn2O4；II.关闭电源乙和海水通道，启动电源甲，同时向电极

a上通入Q.下列说法错误的是

A.电极6与电源乙的正极相连

B.步骤I时，腔室2中的Na+进入MnO2所在腔室

+

C.步骤H时，阳极的电极反应式为LkMg—xe=xLi+2MnO2

D.在电极a上每消耗5.6L。2（换算成标准状况），腔室1质量增加7g

题目（2024・北京东城•一模）-种能捕获和释放CO2的电化学装置如下图所示。其中a、b均为惰性电极，电

解质溶液均为KC7溶液。当K连接S时，6极区溶液能捕获通入的。。2。

•••

A.K连接8时，6极发生反应：

B.K连接&时。a连接电源正极

C.K连接S2时，a极区"（[Fe（CN）6F-）：n（We（CN）6]4-）的值增大

D.该装置通过“充电”和“放电”调控6极区溶液也，捕获和释放CQ

趣瓦区（2024.安徽黄山.二模）一种用3—氯丙烯（C1一）电解合成环氧氯丙烷（）的装置

如图所示。该装置无需使用隔膜，且绿色高效，图中X为。或Br,工作时X-和O/T同时且等量放电。下

列说法错误的是

A.电解一段时间后,装置中OH-物质的量增大B.每转移27n4e,生成Imol环氧氯丙烷

C.若X为Br,也可电解制得环氧氯丙烷D.该装置工作时不需要补充X-

题目④（2024.湖北.一模）为了保护环境、充分利用铅资源,科学家设计了如下的同-铅化合物燃料电池实现

铅单质的回收。•••

下列有关说法错误的是

A.正极区溶液pH升高，负极区溶液pH降低

B.电子流向：电极6f负载-电极a

C.阴极区电极反应式为HPbO9+H2O+2e-=Pb+3。Jr

D.为了提高Pb的回收率,离子交换膜为阴离子交换膜

［题目回（2024.广东佛山.一模）按如图装置进行探究实验，关闭K后，反应开始。下列说法错误的是

,饱和NaCl

溶液

石墨1?石墨/，OH溶液

：E（J|NaBr溶液安全气球

酸性浓盐酸

KM11O4溶液

A.石墨电极A为正极

B.U型管中/■代表阳离子交换膜

C.a中产生白色沉淀,溶液中c（Na+）c（CT）减小

D.b中溶液变为橙黄色，说明非金属性：

题目回（2024・北京西城・一模）双极膜可用于电解葡萄糖（。出2。6）溶液同时制备山梨醇（。6乂。6）和葡萄糖

酸（G3H12。7）。电解原理示意图如下（忽略副反应）。

已知:在电场作用下,双极膜可将水解离,在两侧分别得到H+和OH-o

•••

注：R为一。5旧11。5

下列说法不正确的是

A.右侧的电极与电源的正极相连

B.阴极的电极反应：12a+2e-+2〃+=

C.一段时间后，阳极室的pH增大

D.每生成Imol山梨醇，理论上同时可生成Imol葡萄糖酸

遒目可（2024.安徽.一模）科学家发明了一种新型可充电Zn—NO/C2HqH电池，电池示意图如图所示，电极

为金属锌和双功能催化材料，放电时，NO9转化为NHyH.2O进行氨电合成等,为解决环境问题提供了一种

新途径。

一放电

--■►充电

已知：电解质溶液1为弱碱性环境。下列说法错误的是

A.放电时，负极反应为赤-2e-+2O斤=2n。+科。

B.放电时，ImolNC>3转化为NHs•也O,转移的电子为8moi

C.充电时，左侧电极的电势低于右侧电极

D.充电时，阳极溶液中OH-浓度升高

题目回（2024•河北衡水・一模）浓差电池是一种特殊的化学电源。如图所示装置是利用浓差电池电解Na2s

溶液（a、b电极均为石墨电极），可以制得。2、国、丑2s和NaOH,下列说法正确的是

2L2.5molL-r2L0.5mol-L-1

CuSO4溶液」CuSO,溶液

阴离子交换膜

A.a为电解池的阴极

B.当电路中转移2moi电子时，2moZS。-通过膜d向右移动

C.电池放电过程中，。“（2）电极上的电极反应为Cu2++2e-=Cu

D.电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得\2QgNaOH

题目可（2024.湖南益阳.三模）为探究AgNA与血溶液能否发生氧化还原反应，设计了如下装置：闭合K一

段时间后,观察到丫电极表面有银白色物质析出。下列说法正确的是•••

装有饱和KN6

Imol-L-1KI溶液ImolL-1AgNO,溶液

（含淀粉）

A.y电极为阴极B.右侧烧杯中NO9经盐桥移向左侧烧杯

C.闭合K后右侧烧杯中溶液pH不断升高D.若将X电极换成Ag,实验现象不变

题目环（2024・河南濮阳・二模）镁锂双盐电池是新型二次离子电池，其放电时的工作原理如图所示。

下列说法错误的是

A.充电时，抽2+和乙#均向Q极区移动

+

B.充电时，阴极的电极反应式为Z4VS2—比一=VS2+xLi

C.放电时，Q电极皿失去电子，电子经导线流向R电极

D.电池工作时,若外电路中转移电子的物质的量为O.lmol,则两极的质量变化值相差0.5g

题目⑪（2024•湖南长沙•二模）溶液电池是最具潜力的大规模储能电化学器件,然而不同的水溶液电池的发

展又受到不同因素的限制。醍类（O,）电极的酸碱混合电池能够实现高能量密度和优异的

循环稳定性。电池工作示意图如图所示，下列有关说法错误的是

A.放电时，右侧醍类电极为负极•••

+

B.放电时，左侧电极反应式为MnO2+2e^+4H=M^+^O

C.充电时，阳极区电解质溶液的pH保持不变

D.充电时，电路中每转移Imol电子，阴极增重质量为20g

题目主］（2024.山东潍坊.二模）报道我国科学家耦合光催化/电催化分解水的装置如图，光照时,

光催化电极产生电子（e-）和空穴仇+）,下列有关说法正确的是

光催化装置电催化装置

A.光催化装置中溶液的c（H+）增大

B.整套装置转移O.Olmole,光催化装置生成1.905gI3

C.电催化装置阳极电极反应式：4Q/T—4%+=2回。+QT

D.离子交换膜为阴离子交换膜

题目逗（2024•河南•二模）最近，科学家开发一种宽温域的锂离子电池，其工作原理如图所示。

下列叙述错误的是

A.X极电势高于y极电势

B.放电时，X极电极反应式为。3K（。。4）3-2葭+2。+=。5%（。。4）3

c.充电时，电极y与电源负极连接

D.充电时，每生成1.4g强时理论上转移电子数约为1.204X1（）23

题目H（2024.湖南长沙.一模）利用氢氧燃料电池可实现由白磷电解法制备14P（av）21，并能实现其的循

环利用，其工作原理如图所示（已知：Me为甲基；电极均为石墨电极）,下列说法正确的是•••

限电极a电极bI02

电极C2MgSiCN+LiOH电极d

LiCN+HCN

P*

H

CN-2

Li[P（CN）Q

K2soKaq）隔膜eKOH（叫）

A.电池工作时电极a连接电极c

B,通电段时间后，当生成9g24P（CW%］时，电极a消耗显的体积（标准状况）为2.24L

C.若隔膜e为阳离子交换膜,则燃料电池的放电会使左侧溶液pH增大

D.电解产生的用中的氢元素来自于

［题目［1］（2024•安徽合肥•一模）复旦大学设计了一种新型碱性区/Nao.MiQ气体可逆电池，工作原理示意图

如下。下列叙述错误的是

-------------®--------------1

MN

,总Na044.xMnO2、

S>H2ONa0.44tyMnO2,

口NaOH溶液口

A.放电时N为电池正极

B.放电时负极反应：氏一2片+2QfT=2Hq

C.充电时Na+由N极向河极移动

+

D.充电时阳极反应：Na0M-xMnO2+{x+y）Na—（x+y'）e~=Na0Ai+yMnO2

题目百（2024.北京石景山.一模）一种铝硫电池放电过程示意图如下，下列说法正确的是

A.硫电极是正极，发生得电子的氧化反应

B.负极反应为24+8Ale1赤丁一+QAICI；-6e-=8Al2cleB「一

C.正极反应为3S+GAkCleBr-+6e-=42s3+6AlCl3Br-+6AICI；

D.AlCl；和⑷C73历一中心原子的杂化轨道类型相同，均为正四面体结构

题目叵］（2024.湖南常德.一模）水系镂根离子可充电电池具有成本低、安全、无污染等优点，该电池以V2CTX

（含V、C、N元素）为正极材料，电解质溶液中主要存在团簇离子瓯（皿0008）3。其放电工作期如

13

所示。下列说法错误的是

I---------------------1负载I---------------------1

Y极X极

I（（）1

■V.e^CT,[NH：CH3COOH3]■

Na06MnO2I

从_NH：（CH3COOH）3I

■V2CT,MnOz^l

A.放电时，酝（网。。。印3向y极方向移动

B.放电时，V极的电极反应式为V2CTx+NH^CH3COOH）s+2e-^^V,e-\CTx-[NH^CH3co

C.瓯与CH38OH间通过离子键结合

D.充电时，增加了Imol时，X极质量增加46g

[题目18）（2024.黑龙江.二模）我国科学家设计的间接电化学氧化法可同时去除烟气中的SO?和NO?，原理如

图。下列说法正确的是

出气口

质

m子n

电

电

气-液交

极

极

吸收柱换

膜

模拟烟气

（含SO?、NO2）

A.H通过质子父换膜向m电极移动

B.NO?发生的反应：NO2+Cfe4++H2O=NC6+Ce3++2H+

C.n电极的电极反应式：H2O+2e-^H2]+2OH-

D.若产生22.4L也（标准状况下），则气-液吸收柱中处理了64gSO2

题目包（2024.山西太原.一模）我国科学家通过电化学耦合丙酮酸和硝酸钾，在PdOu纳米珠线（PdQw

NBWs）的催化作用下合成了丙氨酸，其工作原理示意图如下。下列说法错误的是

A.X极上发生氧化反应，与电源的正极相连

CHjCCOOHCH3CHCOOH

II।

B.阴极反应：。+NO3+llH++10e-=NH2+4用。

C.该工艺可将污水中的硝酸盐转化为氨基酸，实现变废为宝

D.该离子交换膜为阴离子交换膜

题目,（2024.福建宁德.一模）近年研究发现，电催化CO2和含氮物质（NO7等）在常温常压下合成尿素，有

9

助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的KN(2溶液中通。Q至饱和，在电极上反应生成

。。(92)2,电解原理如图所示。下列说法不正确的是

A.电极6连接电源的正极,发生氧化反应

B.电极a发生的电极反应式为2八£>3+82+18〃++166-=。0(啊)2+7820

C.当电极a区生成3.0g尿素时，电极6区质量减少6.4g

D.电极a区电解质溶液pH增大

•••

成“做♦他&康靖健含台折

NO.1

压轴题解读

电化学是氧化还原反应知识的应用和延伸，是高考每年必考内容，通常会以新型二次电池

为载体考查原电池原理与电解原理。试题主要考查电极反应式的正误判断与书写，电池反应式

的书写，正负极的判断，电池充、放电时离子或电子移动方向的判断，电极附近离子浓度的变化，

命题预测电解的应用与计算，金属的腐蚀与防护等,体现了对电化学知识基础性、综合性、创新性和应用

性的考查。

预计2024年命题，以新型电源及含有离子交换膜的原电池、电解池为背景,通过陌生电化

学装置图，在新颖的研究对象和真实问题情境下，考查原电池的原理、电解池原理、电池反应式。

（1）考查新型电源

（2）考查新型电解池

（3）考查二次电池

高频考法

（4）考查燃料电池

（5）考查离子交换膜的应用

（6）考查原电池和电解池综合

NO.2

压轴题密押

一、新型化学电源

i.锂电池

锂电池是一类由金属锂或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。工作时金属锂失去电子被氧化

为Li+,负极反应均为"一el===Li+,负极生成的Li+经过电解质定向移动到正极。

2.锂离子二次电池

（1）锂离子电池基于电化学“嵌入/脱嵌”反应原理,替代了传统的“氧化-还原”原理;在两极形成的电压降

的驱动下，"+可以从电极材料提供的“空间”中“嵌入”或“脱嵌”。

+

（2）锂离子电池充电时阴极反应式一般为C6+xLi+xe~———Li©；放电时负极反应是充电时阴极反应的

+

逆过程：LixC6—xe^———C6+xLio

+

（3）锂离子电池的正极材料一般为含Li的化合物，目前已商业化的正极材料有LiFePO^LiCoO2.LiMn2

5等。•••

3.微生物燃料电池

微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。其基本工作原理是在负极

室厌氧环境下，有机物在微生物作用下分解并释放出电子和质子，电子依靠合适的电子传递介体在生物组分

和负极之间进行有效传递,并通过外电路传递到正极形成电流，而质子通过质子交换膜传递到正极,氧化剂

（如氧气）在正极得到电子被还原。

4.物质循环转化型电池

根据物质转化中，元素化合价的变化或离子的移动（阳离子移向正极区域，阴离子移向负极区域）判断电池

的正、负极，是分析该电池的关键。

二、多池串联的两大模型及原理分析

1.常见串联装置图

模型一外接电源与电解池的串联（如图）

A、B为两个串联电解池，相同时间内，各电极得失电子数相等。

模型二原电池与电解池的串联（如图）

稀硫酸稀硫酸

AB

图甲图乙

显然两图中，A均为原电池，3均为电解池。

2.“串联”类装置的解题流程

•••

三、电解池

1.图解电解池工作原理（阳极为情性电极）

与电源正极相连与电源负极相连

还原

反应

阴离子阳离子

移向I电解质溶液或移向

熔融电解质

2.对比掌握电解规律（阳极为情性电极）

电解类型电解质实例溶液复原物质

电解水型NaOH、H2SOi或Na2SO4水

电解电解质型HCI或CuCl2原电解质

放氢生碱型NaClHCI气体

放氧生酸型CuSO4或AgNChCuO或Ag2O

【特别提醒】电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极

产物的化合物，但也有特殊情况,如用惰性电极电解CuSOa溶液，。储+完全放电之前，可加入CuO或

CuCO3复原，而完全放电之后,溶液中H+继续放电,应加入Cu（OH\或。”2（。打）2。。3复原。

四、电化学计算中常用的三种方法

1.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。

2.根据电子守恒计算•••

（1）用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相

等。

（2）用于混合溶液中电解的分阶段计算。

3.根据关系式计算

根据得失电子守恒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。

如以电路中通过4moie-为桥梁可构建以下关系式：

4

4e~2cL,（Br.）~（%~2H/~2Cu〜4AgzM

--r-----?----〃

阳极产物阴极产物

（式中M为金属,n为其离子的化合价数值）

该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值,熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学

计算问题。

五、离子殛膜

1.交换膜类型及特点

交换膜类型阳膜阴膜双极膜特定的交换膜

+

阳离子移向原阴离子移向原中间层中的H2O解离出H和只允许特定的离子或分

允许通过的

电池的正极电池的负极OH-,H+移向原电池的正极子通过，如质子交换膜只

离子及移动

（电解池的阴（电解池的阳（电解池的阴极），QFT移向原允许我+通过，氯离子交

方向

极）极）电池的负极（电解池的阳极）换膜只允许。厂通过

通性无论是原电池还是电解池中，阳离子均移向得电子的一极,阴离子均移向失电子的一极

2.“隔膜”电解池的解题步骤

第一步，分清隔膜类型。即交换膜属于阳膜、阴膜或质子膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜。

第二步，写出电极反应式,判断交换膜两侧离子变化，推断电荷变化,根据电荷平衡判断离子迁移方向。

第三步，分析隔膜作用。在产品制备中，隔膜作用主要是提高产品纯度，避免产物之间发生反应，或避免产物

因发生反应而造成危险。

•题型01考查新型电源

题目1（2024•北京房山•一模）一种太阳能电池工作原理示意图如图所示，其中电解质溶液为氏屏（小）6]

和K4[Fe（C7V）6]的混合溶液,下列说法不正确的是

•••

3+

A.K3[Fe(CN\]中，中心离子为Fe

B.电极a为负极

C.电子由电极b经导线流向电极a

4

D.正极上发生的电极反应：[Fe(CN)613-+e-=[Fe(C7V)6]-

【答案

【解析】4K3[Fe(CN\]中"3+有空轨道，中心离子为"3+,A正确；

B.由图可知，电极a上铁的化合价升高，失去电子，电极b上铁的化合价降低，得到电子，故a负极，6为正

极，B正确；

C.由图可知，Fe(CNyt—e-=Fe(CN)联，电子由电极a经导线流向电极错误;

D.正极上Fe(CW)＞得到电子生成[届(皈)6广，电极方程式为：["(小)6厂+/=[Fe(CN)6]4,。正确;

故选。。

♦题型02考查磔电解池

题目可(2024•广东•一模)用如图装置电解CO2制取CH4，温度控制在10℃左右,持续通入CO2,电解前后

物质的量基本不变。下列说法正确的是

电源

多晶

阴离子

粕电极季极持续通

交换膜

/L+入m

单室\/ZS

pH=8的KHCO,溶液

A.电解过程中的移动方向是：甲室一乙室

B.甲室产生的气体只有。2

C.乙室电极反应为9CO2+8e^+6H2O=CH&+8HCO三

D.当乙室产生的气体体积为11.2乙时，外电路转移电子数为.

【答案】。

【分析】从图中可知，该装置为电解池装置，铜电极上。。2得电子转化为西，因此铜电极为阴极，故钻电极

为阳极。

【解析】A.由分析知，电解过程中电解质中的阴离子向阳极移动,HCOi由乙室向甲室移动

B.电解前后HCO；物质的量基本不变，阴极上有HCOI生成，则阳极上HCOi失电子生成。Q和5,电极

反应为48以4-4。=O2T+4。。2T+282。，8错误；

C.电解时电解质溶液中KHCOi物质的量基本不变，故在阴极会同时产生碳酸氢根，发生的电极反应为

9CO2+8e^+6H2O=CH4+8HCO9,。正确；

。.没有指明气体所处的状况，不能计算电子转移数目，。错误；

故选C。

♦题型03考查二次电池

题目包（2024•浙江嘉兴・二模）水系双离子电池原理如图所示，下列有关叙述正确的是

A.放电时，电极a作电源的正极，。“3仍。）发生氧化反应最终变为

B.充电时，水系电池中，a电极附近溶液的碱性增强

C.充电时，b电极上的电极反应式为NO。.八加。2—加=即。.-:/血。2+〃％?"

D.当hnoQ〃3（PO4）2完全放电时，则b电极质量减轻138g

【答案】。

【分析】由图可知，放电时为原电池，a极上Cu^PO^Cu2O-发生得电子的还原反应，6极上Na0M

旃j痴。2、发生失电子的氧化反应，则a极为正极、b极为负极，负极反应式为Na0MMnO2-xe~

+

—Na0M_xMnO2+xNa，充电时为电解池，原电池的正负极分别与电源的正负极相接，即a极为阳极、b极为

阴极，阴阳极反应与负正极反应相反，据此分析解答。

【解析】A.放电时为原电池，a极为正极、6极为负极，CwCP。）发生还原反应最终变为Cu,故A错误；

B.充电时为电解池，a极为阳极、b极为阴极，阳极上OH-失电子生成水，阳极附近的碱性减弱，故B错误;

C.充电时为电解池，a极为阳极、6极为阴极，阴极反应式为Na-Mn02+xNa++xe-=Nao.MMn02,^C

错误；

D.放电时为原电池，a极上发生反应C〃3（PC>4）2一。〃2。一则1加。/。“3（。。4）2完全放电时，转移电子

6mol,有6mozNb+发生迁移，则6电极质量减轻6moZx23g/mol=138g,故。正确；

故选：Do

♦题型04考查燃料电池

:题目回（2024・广东・一模）一种镁/海水燃料电池处理海水富营养化的工作原理如图所示。下列说法正确的

是•••

气

体

扩

散

电

Mg电极--Q11三年-极

含（NHO3PO4

的海水

A.叫作原电池的正极

B.放电时，PO7向气体扩散电极移动

C.反应初始阶段产生的是皿（OH},后期会产生1P。4沉淀

D.气体扩散电极发生的电极反应：O2+4W+2H2O+4e-=4W3-H2O

【答案】O

【分析】

该原电池工作时，除发生失电子的反应生成烟2+、作负极，正极上氧气发生得电子的还原反应生成OH,

OH一与NHt结合生成即监电极为负极，气体扩散电极为正极,放电时电解质溶液中NH：向正

极移动，PO7向负极移动，则反应初始阶段Mg2+与（即）3。。4反应生成MgNH4Po"沉淀，后期NHt向正极

移动、溶液碱性增强,生成Mg（OH\沉淀，正极反应为O2+4MK+2H2O+4e-=4NH『"O,据此分析解答。

【解析】

A.镁/海水燃料电池工作时，A3发生失电子的反应生成姆2+,故作负极，入错误；

B.原电池工作时，皿电极为负极，气体扩散电极为正极，向正极移动，POt■向负极（陷电极）移动，

B错误；

C.反应初始阶段姆汗与仆田4）32。4反应生成竭NH4P5沉淀，后期7W向正极移动、溶液碱性增强，生

成Mg（OH）2沉淀,。错误；

D.原电池工作时，幅电极为负极，气体扩散电极为正极,正极上5得电子生成。与迁移过来的NHt

结合生成也•&O,则正极反应式为O2+4MK+2H2O+4e-=4NH3・H2。，。正确；

故答案为：D。

♦题型05考查离子交换■的应用

题目回（2024.河北沧州.模拟）我国科学家设计的一种三室电池既能净化污水，又能淡化海水，同时还可回收

其中的能量,