2025届高三化学二轮复习：电化学原理及应用（含解析）

2025届高三高考化学二轮复习

提分点十三电化学原理及应用

【真题再现】

考向1原电池原理与应用

1.（2024.江苏卷）碱性锌镒电池的总反应为Zn+2MnO2+H2O===ZnO+2MnOOH,<

池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是（）

A.电池工作时,Mn02发生氧化反应

B.电池工作时QH-通过隔膜向正极移动

C.环境温度过低，不利于电池放电

D.反应中每生成1molMnOOH,转移电子数为2x6.02xl023

2.（2024.新课标卷）一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化

消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。

血糖浓度下降至标准，电池停止工作。（血糖浓度以葡萄糖浓度计）

控

制传感

开

纳米pt/纳米CuO/导电聚合物

关

导电聚

葡萄糖酸

合物CuO血液

（C6Hl2。7）\2

0。。o

°。°。

葡萄糖

电池工作时，下列叙述错误的是)

A.电池总反应为：2C6Hl2O6+O2===2C6Hl2。7

B.b电极上CuO通过Cu（H）和Cu（I）相互转变起催化作用

C.消耗18mg葡萄糖，理论上a电极有0.4mmol电子流入

D.两电极间血液中的Na+在电场驱动下的迁移方向为b—a

3.（双选）（2023・山东卷）利用热再生氨电池可实现CuS04电镀废液的浓缩再生。电

池装置如图所示,甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液，向甲室加入足量氨水

后电池开始工作。下列说法正确的是（）

隔膜

A.甲室Cu电极为正极

B.隔膜为阳离子膜

C电池总反应为:Cu2++4NH3===[Cu（NH3）4产

D.NH3扩散到乙室将对电池电动势产生影响

考向2电解原理与应用

4.（2024.山东卷）以不同材料修饰的Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采

用电解和催化相结合的循环方式,可实现高效制H2和02,装置如图所示。下列说

法错误的是()

泵BrO-

A.电极a连接电源负极

B.加入Y的目的是补充NaBr

C.电解总反应式为Br-+3H20-BrO1+3H2T

D.催化阶段反应产物物质的量之比〃（Z）：”（Br）=3：2

5.（2024.湖南卷）在KOH水溶液中，电化学方法合成高能物质K4c6N16时，伴随少量

02生成，电解原理如图所示，下列说法正确的是()

A.电解时QH-向Ni电极移动

B.生成C6N普的电极反应：2C3N8H4+8OH=4e-===C6N抬+8比0

C.电解一段时间后，溶液pH升高

D.每生成1molH2的同时，生成0.5molK4C6Ni6

6.（2022.重庆卷）硝酮是重要的有机合成中间体,可采用“成对间接电氧化”法合成。

电解槽中水溶液的主要成分及反应过程如图所示。

下列说法错误的是（）

A.惰性电极2为阳极

B.反应前后W0寸/WOQ数量不变

C.消耗1mol氧气,可得到1mol硝酮

D.外电路通过1mol电子,可得到1mol水

【能力养成】

L原电池电极反应式书写思路

⑴列变价——写出电极上发生变价的主要反应物和主要产物。

（2）标电子——由化合价写出得失电子数。

⑶调电荷——由电荷守恒依据介质环境将反应式两边的电荷调平，酸性溶液用

H+,碱性溶液用OH：若是熔融电解质,则依据具体题目信息，一般熔融氧化物用。2-,

熔融碳酸盐用cog。

⑷后补水——由原子守恒配平电极反应,一般看氢原子，哪边少氢原子就在哪边

以水的形式补上相应数目的氢原子。也被称为“氢不够，水来凑。”

⑸检查氧——最后用“0”守恒检查是否正确。

如乙醇在碱性介质中的电极反应式分别为：

负极:C2H5OH-12e+16OH-==2C0g+11H20

正极：Ch+4e-+2H2O===4OH-

2.电解装置的分析模型

第

判断装_依据有无外接电源判断装置是原电

置娄里一池装置还是电解池装置

步

依据外接电源的正、负极，或装置图

I确定电

■中元素化合价的变化（其41阳极发生

解池的

—氧化反应，元素化合价升高,阴极发

阴、阳

步生还原反应，元素化合价降低）确定

极

出阳极和阴极

一

第书写电依据装置图中元素价态的变化和两极

三-极反应-所处的环境（介质的酸、碱性）以及

步式题目的要求，写出两极的电极反应式

工

第

四

步判断选项_依据两极反应式及电解即目的要

一的正误求，对各选项的正误作出判断

【模拟演练】

1.（2024衡阳三模）C02回收和利用是实现“碳中和”的重要途径。我国科学家开发

功能催化电极还原CO2合成附加值高的小分子（甲醇、乙烯等），模拟装置如图所

示。双极膜由阴、阳极膜组成,在电场中双极膜中水电离出H+、0H-并向两极迁

移。下列叙述正确的是()

J

OCm

O

。9H+

。+

H机

。

。有X

物

丁

诚

及

A.a极为阴极,b极发生还原反应

B.若X为CH3OH,则阳极反应:CO2+6e-+6H+===CH3OH+H2。

C.若X为C2H4,则生成1molC2H4时转移10mol电子

D.b极收集11.2L气体Y（标准状况）时，双极膜中液体质量减少36g

2.（2024.邵阳三模）退役锂离子电池正极材料中有价金属的回收利用，是解决新能

源汽车产业环境污染和资源短缺的有效方法，也是该产业可持续发展的关键。回

收过程中产生的沉锂后的母液中的溶质主要是Na2so4,可根据电化学原理采用双

极膜（BP）与离子交换膜（A、C）组合技术处理沉锂后的母液，实现废水的净化和资

源回收（如图所示）。下列说法错误的是（）

A.双极膜（BP）可有效阻隔Na+和SO厂的通过，膜C为阳离子交换膜

B.阳极的电极反应为2H2O-4e-===O2f+4H+,阴极的电极反应为2H2（3+2e-

===H2t+2OH-

C.阳极与直流电源的正极相连，阳极上的电势比阴极上的高

D.当阳极上放出22.4L（标准状况）气体时，该装置有2molH2s。4和4molNaOH

生成

3.（2023•石家庄一模）电化学合成具有反应条件温和、反应试剂纯净和生产效率高

等优点，利用下图所示装置可合成己二晴[NC（CH2）4CN]o充电时生成己二晴，放电

时生成02,其中a、b是互为反置的双极膜，双极膜中的H2O会解离出H+和OH-向

两极移动。下列说法正确的是（）

A.N极的电势高于M极的电势

B.放电时，双极膜中OH向M极移动

C.充电时，阴极的电极反应式为2cH2=CHCN+2e-+2H+===NC（CH2）4CN

D.若充电时制得1molNC（CH2）4CN,则放电时需生成1molO2,才能使左室溶液恢

复至初始状态

4.（2023・丹东一模）偏鸨酸镂（NH4）6（H2Wi2O40）是制备金属鸨、合金钢以及陶瓷工

业的重要原料。采用如下电化学装置可制备偏鸨酸镂，双极膜中间层中的水解离

为H+和0曰,并在直流电场作用下分别向两极迁移，下列说法正确的是（）

©e

石墨阴膜a膜石墨

H2O

NH,HCO(NH4)2WO4

3j+

溶液H溶液

11+-11

氨水OH绫l水

碱室产品室

A.a膜为阴离子交换膜

B.阳极电极反应为4NH3-H2O-4e===4NHt+O2t+2H2O

C.双极膜中间层中的OH向右侧迁移进入产品室

D.当电路中通过0.1mol。时，双极膜中解离水的质量为2.0g

5.(2024.邢台二模)钠离子电池比锂离子电池更稳定，造价更低。2023年星恒电源

发布了第一代钠电池“超钠F1”结构如图，已知该电池电极材料为

Na2Mn[Fe(CN)6](普鲁士白)和NaCy(嵌钠硬碳)，反应为Mn[Fe(CN)6]+2Na(,l+i)C?

放电、

疑Na2Mn[Fe(CN)6]+NaCy。下列说法中错误的是()

。~电源~I

。-I用电器卜厂

普鲁士白嵌钠硬碳

A.钠离子电池比锂离子电池内阻大，所以短路时发热少，升温慢，安全性更高

B.放电时，正极电极反应为Mn[Fe(CN)6]+2Na++2e-===Na2Mn[Fe(CN)6]

C.充电时,普鲁士白极接电源的正极,阴极质量减小

D.电池充电时,Na+移向硬碳并得电子变为Na嵌入其中

答案精析

提分点十三电化学原理及应用

真题再现

l.c[MnOo转化为MnOOH,Mn由+4价降为+3价,MnCh作氧化剂，发生还原反

应,A错误;原电池工作时阴离子向负极移动,B错误;温度较低时,反应速率会降

低,C正确;MnCh转化为MnOOH,Mn由+4价降为+3价,每生成1molMnOOH,转

移电子数为1x6.02x1023,D错误。]

2.C[分析可知，该电池的总反应为2c6Hl2O6+O2===2C6Hl2O7,A正确;由题图可

知,b电极上发生转化:CUO-CU2OTCUO,反应前后CuO的性质和数目不变，故b

电极上CuO通过Cu(II)和Cu(I)相互转变起催化作用,B正确;根据负极的电极

反应式可知当消耗18mg(0.1mmol)葡萄糖时，转移0.2mmol电子，故理论上a电

极有0.2mmol电子流入,C错误;原电池中，阳离子向正极迁移，由分析知,b电极为

负极,a电极为正极,故两电极间血液中的Na+在电场驱动下的迁移方向为b—a,D

正确。]

3.CD[A.向甲室加入足量氨水后电池开始工作,则甲室Cu电极溶解，变为铜离子

与氨气形成[Cu(NH3)4]2+,因此甲室Cu电极为负极,A错误;B.在原电池内电路中阳

离子向正极移动，若隔膜为阳离子膜，电极溶解生成的铜离子要向右侧移动，通入

氨气要消耗铜离子，显然左侧阳离子不断减小，明显不利于电池反应正常进行,B错

误;C.左侧负极是Cu-2e+4NH3===[Cu(NH3)4p+,正极是Cu2++2e===Cu厕电池总

反应为:CU2++4NH3===[CU(NH3)4]2+,C正确;D.NH3扩散到乙室会与铜离子反应生

成[Cu(NH3)F,铜离子浓度降低，铜离子得电子能力减弱，因此将对电池电动势产

生影响,D正确。]

4.B［电极b上Br发生失电子的氧化反应转化成BrO1,电极b为阳极，电极反应

为B「6e+3H20===BrO］+6H+；则电极a为阴极，电极a的电极反应为6H2O+6e

'­•'-|V

===3H2f+6OH；电解总反应式为Br+3H20—BrO］+3H2T；催化循环阶段BrO1被

还原成Br循环使用、同时生成02,实现高效制H2和02,即Z为02。A.根据分析,

电极a为阴极，连接电源负极,A项正确;B根据分析电解过程中消耗H20和Br,而

催化阶段BrO1被还原成Br循环使用,故加入Y的目的是补充七0,维持NaBr溶

由『二

液为一定浓度,B项错误;C.根据分析电解总反应式为Br+3H20-BrO/3H23C

项正确;D.催化阶段,Br元素的化合价由+5价降至-1价，生成1molBr得到6mol

电子,0元素的化合价由-2价升至0价，生成1mol02失去4mol电子，根据得失电

子守恒，反应产物物质的量之比”(。2)：“(Br)=6:4=3:2,D项正确。］

5.B［由电解原理图可知,Ni电极产生氢气，作阴极，发生还原反应,电解质溶液为

KOH水溶液，则电极反应为2H2O+2e===H2T+2OH-；Pt电极C3N8H4失去电子生成

C6N盆,作阳极，电极反应为2c3N8H4+8OH-4e===C6N抬+8泾0,同时,Pt电极还伴

随少量。2生成，电极反应为4OH--4e===O2t+2H2Oo由分析可知,Ni电极为阴极,Pt

电极为阳极，电解过程中，阴离子向阳极移动，即0H向Pt电极移动,A错误;由分析

可知,Pt电极C3N8H4失去电子生成C6W△电解质溶液为KOH水溶液，电极反应

为2C3N8H4+8OH--4e===C6N^+8H2O,B正确;由分析可知，阳极主要反应为

2c3N8H4-4e+8OH===C6N%+8H2O,阴极反应为：2H2O+2e===H2T+2OH-,则电解

过程中发生的总反应主要为2c3N8H4+4OH===C6N抬+4H2O+2H2T，反应消耗0日,

生成比0,电解一段时间后，溶液pH降低,C错误;根据电解总反应2c3N8H4+4OH

===C6N抬+4H2O+2H2T可知每生成1molH2,生成0.5molK4c6N1d但Pt电极伴随

少量02生成,发生电极反应：4OH-4e===O2T+2H20,则生成1molH2时得到的部

分电子由OH-放电产生02提供，所以生成K4c6N16小于0.5mol,D错误。］

6.C［A.惰性电极2,B「被氧化为Bg惰性电极2为阳极，故A正确;B.W0f/W0『

循环反应，反应前后W0f/W0『数量不变，故B正确;C.总反应为氧气把二丁基-

N-羟基胺氧化为硝酮,1mol二丁基-N-羟基胺失去2molH原子生成1mol硝酮,

氧气最终生成水，根据氧原子守恒，消耗1mol氧气,可得到2mol硝酮，故C错误;D.

外电路通过1mol电子，生成0.5molHzC^HzCh最终生成水，根据氧原子守恒，可得

到1mol水故D正确。］

模拟演练

1.D［从图中可知，电极a上C02转化为有机物X（甲醇、乙烯等），说明电极a上

C02得电子被还原，电极a为阴极，则电极b为阳极，阳极上水失电子生成02和氢

离子。C02中碳元素为+4价,达到碳元素最高价,C02转化成有机物X,碳元素的化

合价降低,发生还原反应，故a极为阴极,b极为阳极,阳极上水失电子发生氧化反

应,A错误;若X为甲醇，阳极上水失电子生成氧气和氢离子,电极反应式为2H,0-

+

4e===4H+O2t，B错误；若X为乙熠，阴极反应式为2CO2+12e

+12H+===C2H4+4H2O,生成1mol乙蟠转移12mol电子,C错误力极反应式为

2H2O-4e===4H++O2f,标准状况下11.2LCh即0.5molO2,生成0.5molO2,转移2

mol电子，向a极迁移2molH+,向b极迁移2molOH：双极膜中水质量减少36g,D

正确。］

2.D［根据图中Na+、SO/移动方向可知，膜A为阴离子交换膜，膜C为阳离子交

换膜，故A正确;阳极的电极反应为2H2O-4e===O2T+4H+,阴极的电极反应为

2H2O+2e===H2T+2OH,故B正确;阳极与直流电源的正极相连，阳极上的电势比

阴极上的高，故C正确;当阳极上放出22.4L（标准状况）气体时，外电路中转移4mol

电子，该装置中有2个阴离子交换膜和2个阳离子交换膜,每个阴离子交换膜有2

molSO/通过,每个阳离子交换膜有4molNa+通过，即该装置有4molH2s。4和8

molNaOH生成，故D错误。］

3.C［充电时生成己二睹，放电时生成0%则充电时,N极发生还原反应，为阴极;放

电时,N极发生氧化反应，为负极;A.当放电时,N极发生氧化反应,为负极，电势低于

正极M极,A错误;B.放电时，阴离子向负极移动很！］双极膜中0H向N极移动,B错

误;C.充电时,N极为阴极，阴极发生还原反应生成