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文档简介

电化学装置分析-2025年高考化学答题技

演极电化辔装置台新

目录

题型解读.......................................................................................1

技法01原电池..............................................................................1

技法02二次电池............................................................................3

技法03电解池..............................................................................3

答题模版.......................................................................................6

类型01原电池..............................................................................6

类型02电解池..............................................................................8

类型03带离子交换膜的电化学装置.........................................................11

模版演练......................................................................................14

题型解读

电化学装置图是高考中电化学最常见的呈现方式,多以选怪题的形式呈现,考查电极的判断,电极反

应式的书写、电极附近溶液性质的变化,电子'电滂、离子移动方向的判断,利用守恒关系进行相关

的计算等。考查学生接受、吸收、整合化学信息的能力,也体现了对“宏观辨识与微观探析”的学科核

心素养考查。命题角度主要有新型一般电池、新型可充电电池、新型说料电池、电解池原理及其应用

,另外有无离子交换膜也是关注的角度。在复杂、陌生、新颖的研究对象和真实问题情境下,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。

❶筌题模版

第一步:细审题阅读题目获取对解题有价值的信息,排除无效信息,并作标记。

第二步:定类型判断装置类型是原电池、电解池、二次电池(放电为原电池,充电为电解池)。

第三步:析装置根据题目所给信息,判断电极名称、电极发生的反应、电子和离子移动情况

等。

第四步:巧计算根据电化学原理及装置所处的环境,书写相关的电极反应式和总反应式,分

析电解液变化。

❽朝点拔

技法01原电池

1.原电池的工作原理

2.解题技巧

(1)原电池装置的分析方法

①判断电极:

负极:活泼金属、燃料、还原性物质等,物质中元素化合价升高,发生氧化反应O

正极:较活泼金属、。2、氧化性物质等,物质中元素化合价降低,发生还原反应。

②电极反应:

负极:还原剂-rze--->氧化产物;正极:氧化剂+rze---»还原产物。

③电子移动:电子从负极流出,经外电路流向正极。

④离子移动:阳离子移向正极,阴离子移向负极。

(2)电极反应式书写的一般步骤

列物质负极发生较化反应)_参加反应的微粒

标得失|-1正极发生还新反应/和得失电子数

■在电就原溶液的环境中要生成稳定的电极

看环境

<产物,即「等是否参加反应

配守恒HOHHQ

.遵守电背守恒、庾量守恒.电子守恒

两式加

—两电极反直式相加.与总反应式对照验证

脸总式

3.燃料电池

⑴燃料电池结构分析

(2)解答燃料电池题目的几个关键点

①要注意燃料电池的介质电解质溶液还是熔融盐或氧化物。

②通入负极的物质为燃料,通入正极的物质一般为氧气。

③通过介质中离子的移动方向,可判断电池的正负极,同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。

(3)燃料电池电极反应式书写的常用方法

第一步,写出电池总反应式。

燃料电池的总反应与燃料燃烧的反应一致,若产物能和电解质反应,则总反应为加合后的反应。

如甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的反应如下:

CHt+2O2===CO2+2HQ①

CO2+2NaOH===Na2CO3+HQ②

①+②可得甲烷燃料电池的总反应式:皿+2。2+2NaOH===Na2CO3+3H2Oo

第二步,写出电池的正极反应式。

根据燃料电池的特点,一般在正极上发生还原反应的物质都是。2,因电解质溶液不同,故其电极反

应也会有所不同:

+

①酸性电解质:O2+4H+4e-===2H2。。

②)碱性电解质:O2+2H2。+4e-===40//-«

2

③固体电解质(高温下能传导。2一):O2+4e~———2O'~o

④熔融碳酸盐(如熔融&CO3):Q+2CO2+4e-===200厂。

第三步,电池的总反应式一电池的正极反应式=电池的负极反应式。

技法02二次电池

1.二次电池的结构分析

1

ma:还原反应负微:氧化反座

mlMI

«AA肉

j.I干

阳极:K化反应正假:还球反应

技巧:阴极反应式=充电超正fit反应式♦放电总

反应式-阳假反应式反应式-负慑反应式

2.解题技巧

」tt电时而微嬴・丽而藐时的阳极应而

1放电时的负微反应♦倒过来为充电时的阴极反应

由生成的微移向消耗的极•:区域pH变化:

生成OH或消耗H的区域,pH增大;消耗

OH-或生成H♦的区域.pHJt小

技法03电解池

1.电解池的工作原理

:___+

电子电源电子

还心反应阴极何丽7同IJIIW|粗化反应

熔融支

澹于水

阴离子•M

2.电解池中阴、阳极的判断方法

构造方面与负极相连八与正极相连

T氧化反应

电极反应还原反应卜

电子潦向电孑流入即电产流出

电极质曜减小或

析出金属或有

反应现象卜有尊金属羊质生

也放出

成,如。八C1?

离子移向T阳离子移向一|」

阴离子移向

3.电子和离子的移动方向(惰性电极)

海有反痴^区

二羞:离子:阳离子移向

;流出,流向电解池*1.

电解池的阴极;阴

:的阴极:从电解池:阴典离刃用&阴禹于,

阳::离子移向电解池

:阳极流出,流向电:极将电子得失电子极

:源的正极、H的阳极

4.阴、阳极放电离子的判断

(1)分析电解质的组成,找全离子并分为阴、阳两组,不要忽略水溶液中的玄+和。H-离子。

(2)根据放电顺序确定两极放电物质或离子。

①阴极:无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应,发生反应的是溶液中的阳离子。

+>>><4

AgHgFcCuHPh,Sn>Fc*Zn"H2OAl^Mp^Na^Ca>K视化性(减弱

i■.iiii»ii1

溶流中只等息比■分只在焰盟放电能力(减弱)

状态下放电

水电离出的JT放电

②阳极:

活泼电极:电极材料(电极为活性电极)本身失去电子被氧化而溶入溶液中。

惰性电极:溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化。

I含氮

SJ-IBrCtOtTHzOP还原性(城弼)

在恰独中只考虑此部分放电能力(减弱)

I水电离出的(NT放电

(3)判断电极产物,写出电极反应式。

(4)写出电解反应的总反应式。

技法04带离子交换膜电化学装置

1.离子交换膜的作用.

(1)将两极区隔离,阻止两极区产生的物质接触,防止发生化学反应。

(2)选择性通过离子,起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。

2.离子交换膜的类型.

(1)阳离子交换膜(只允许阳离子和水分子通过,阻止阴离子和气体通过)•M

悴福乘电泊

有以锌铜原电池为例,中间用阳离子交换膜隔开

L

①负极反应式:Zn—2e~=Zn2+

书[Zfl[

②正极反应式:CV++-=Cu

,2e

③加2+通过阳离子交换膜进入正极区

用岗干

1tnobL交换税Ci④阳离子-透过阳离子交换膜一原电池正极(或电解池的阴极)

ZnSO/川

(2)阴离子交换膜(只允许阴离子和水分子通过,阻止阳离子和气体通过)

以为电极电解淀粉KI溶液,中间用阴离子交换膜隔开

①阴极反应式:2Hq+2e-=H2T+20H-

②阳极反应式:2「-25=k

③阴极产生的OH~移向阳极与阳极产物反应:3I2+6OH-=lO^

阴黑广

交换膜+51+3H2O

④阴离子一透过阴离子交换膜一电解池阳极(或原电池的负极)

(3)质子交换膜(只允许H+和水分子通过)

在微生物作用下电解有机废水(含CH.COOH),可获得清洁能

源同

①阴极反应式:2H++2e-=区T

②阳极反应式:CH3coOH—8e-+2Hq=2CO2T+8H+

③阳极产生的H+通过质子交换膜移向阴极

④H+一透过质子交换膜一原电池正极(或电解池的阴极)

哦f

(4)电渗析法

3.离子交换膜的应用

(1)海水淡化--阴、阳离子交换膜(电渗析法)

(2)燃料电池

(3)物质制备--隔膜、质子交换膜

(4)氯碱工业——离子交换膜电解槽

4.“隔膜”电解池的解题步骤

(1)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。

(2)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。

(3)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。

5.离子交换膜的计算

(1)迁移离子所带的电荷数总是等于外电路上转移的电子数。

(2)溶液质量变化等于电极反应引起的变化和离子迁移引起的变化之和。

答题模版

类型01原电消

示例

1.(2024・安徽卷)我国学者研发出一种新型水系锌电池,其示意图如下。该电池分别以Zn—TCPP(局

部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和赤为电极,以ZnSO4和KT混合液为电解质溶液。

下列说法错误的是

A.标注框内所示结构中存在共价键和配位键

B.电池总反应为:L+uiI「、5】+」

C.充电时,阴极被还原的Zn2+主要来自Zn—TCPP

D.放电时,消耗0.65gZn,理论上转移0.02mol电子

@*模板答题

【答案】。

【第一步定类型】该装置为二次电池

【第二步析装置】•••

【网断电极】

正极是超分子材抖,则充电时该电级为阳极

【电极反应】

【判断电极】

放电时发生还厚反应:l3+2e=3r;充电时

放电时Zn转化为ZnA.Zn发生氧化反应:31-2・3卜。

为负极,充电时Zn为阴谡

悚注框内所示结构属于配

【电极反应】

合物,配位体中存在喋碳

放电时发生氧化反应:

单键、碳班双键、碳低单

Zn-2e-Zn=充电时发生

键、碟象双键和碳复健等

还原反应:Zn"+2cZn,

多种扶价锭,还有由

Zn:•主要来自于电解质溶

供孤电子对、Zn>提供空

液,C错误。电池总反应:|;+Zn==jZn>+3r,B正确。

轨道形成的配位键,A正

【第三步巧计算】

放电时,负极的电极反应式为Zn—2e-=Zn2+,因此消耗0.65gZn(物质的量为O.Olmol),理论上转移

0.02mol电子,D正确。

③型式训练

2.(2023•全国新课标卷,10)一种以和%为电极、ZTZ(CESO3)2水溶液为电解质的电池,其示意图

如下所示。放电时,加2+可插入弘O5层间形成加力%。5,几以2。。下列说法错误的是()

V,O,Zn,VQ<〃HQ

Zn电极-.*%。5电极

zmcFjSOD水溶液

A.放电时V2O5为正极

B.放电时加2+由负极向正极迁移

C.充电总反应:xZn+V2O5+nH2O===ZnxV2O5nH2O

D.充电阳极反应:2haV2O5,?%H2O—26e—===xZn2++V2O5+nH2O

3.(2023•全国乙卷,12)室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠

-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪睡膜上作为一个电极,表面喷涂有硫黄粉末的炭化

纤维素纸作为另一电极。工作时,在硫电极发生反应:+e-f,/S公+e-—St,2Na+

+今Sf~+2(1—今)e—>Na2Sx

钠电极

a

电解质

下列叙述错误的是()

A.充电时Na+从钠电极向硫电极迁移

B.放电时外电路电子流动的方向是a-b

C.放电时正极反应为:2Na++等S&+2e-->Na2Sx

o

D.炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能

类型02电解油

怎算建示例

4.(2024•山东卷)以不同材料修饰的尸t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

催化剂

泵BtO,

A.电极a连接电源负极

B.加入V的目的是补充NaBr

电解

C.电解总反应式为Br—+3H20BrO3-+3H2T

D.催化阶段反应产物物质的量之比n(Z):n(Br-)=3:2

③学板答题

◎至声训练

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,OH-向Ni电极移动

B.生成CN:的电极反应:2CNH,+8OH-4e=C,M+8H:0

C.电解一段时间后,溶液pH升高

D.每生成lmolH2的同时,生成0.5moZK4c6N16

6.(2024・甘肃卷)某固体电解池工作原理如图所示,下列说法错误的是

A.电极1的多孔结构能增大与水蒸气的接触面积

B.电极2是阴极,发生还原反应:0:+4e=2。*

C.工作时O从多孔电极1迁移到多孔电极2

D.理论上电源提供2mole能分解ImoIHQ

类型03带离子婢廉的电化学装置

标题示例

7.(2024・湖北卷)我国科学家设计了一种双位点PbCll电催化剂,用HCQ,和NHQH电化学催化合成甘

氨酸,原理如图,双极膜中H:0解离的H和OH在电场作用下向两极迁移。已知在KOH溶液中,甲

醛转化为HOCHQ,存在平衡HOCH。+0H^[OCH,Of+H:0oCu电极上发生的电子转移反应

为[OCH:O「v=HCOO+H。下列说法错误的是

A.电解一段时间后阳极区c(QH—)减小

B.理论上生成lmolH3N+CH2coOH双极膜中有4moiH2O解离

C.阳极总反应式为2HCHO+40H——2e-=2HCOO-+H2H2H2O

D.阴极区存在反应H2C2O4+2H++2e—==CHOCOOH+H2O

板答题

◎型式训练

8.(2024•黑吉辽卷)“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢

的问题,科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法,装置如图所示。部分反应机理为:

A.相同电量下H2理论产量是传统电解水的L5倍

B.阴极反应:2H2O+2e-=2OH-+H2T

C.电解时OH-通过阴离子交换膜向b极方向移动

D.阳极反应:2HCH。—2e-+4OH-=2HCOO-+2H2O+H2]

9.(2023•湖北省选择性考试,10)我国科学家设计如图所示的电解池,实现了海水直接制备氢气技术的

绿色化。该装置工作时阳极无CZ2生成且KOH溶液的浓度不变,电解生成氢气的速率为①mol-h

-lo下列说法错误的是()

10

离f交换膜

惰透汽不透液态水

的联

电PTFE

极30%KOH溶液

ab

海水

A.b电极反应式为2H_2O+2e—=H2T+2OH—

B.离子交换膜为阴离子交换膜

C.电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜

D.海水为电解池补水的速率为法mol-h-1

模版演练

1.铜锌原电池为电化学建构认识模型奠定了重要的基础,懂得原理才能真正做到举一反三,应用到其他

复杂的电池分析中。盐桥中装有琼脂凝胶,内含氯化钾。下面两种原电池说法错误的是()

A.原电池I和H的反应原理都是Zn+Cu2+=Zn2++Cu

B.电池工作时,导线中电子流向为Ou

C.正极反应为271-26-=2n2+,发生还原反应

D.电池工作时,盐桥中的K+向右侧烧杯移动,CZ—向左侧烧杯移动

2.风力发电输出功率的波动性导致其直接并网会对电网带来不良影响,需要连接储能电池装置,通过储

能电池对电能的存储、汇集,再集中供电来提高并网性能,下图是水系铝离子储能电池工作机理,下列

有关其说法不正确的是()

A.单位质量的铝放出的电量高,并且价格低廉,储量丰富

B.铝储能电池是二次电池

C.放电时,AZ3+从正极材料的空隙中脱出进入电解液,再以单质铝的形式沉积负极材料表面

D.该电池中金属铝电极易形成致密的氧化铝钝化膜,阻断铝离子的传输从而降低电池效能

3.科学家报道了一种新型可充电Na/%二次电池,其工作原理如图所示,下列有关说法正确的是

()

A.充电时,X极为阴极,发生了氧化反应

B.充电时,Y极的电极反应式为CaFe02.5+0.5Na20—e-=CaFe03+Na+

C.充电时,可用乙醇代替有机电解质溶液

D.电极材料中,单位质量金属放出的电能:Na>初

4.香港城市大学化学工作者首次提出了AI—N2电池(如图),该电池使用N2为原料,以离子液体

(A12C17——AIC1A—)为电解质,既实现了能量的存储,又实现了4N的生产,A1N和碱反应能产生

NH3,可进一步生产氮肥。下列说法错误的是()

A.4极为负极,发生氧化反应

B.电池总反应为24+N2=2

C.石墨烯电极反应式为8A12C17—+N2+6e—=2AIN+14AIC14:-

D.生成标准状况下33.6LVH3,电池中转移3moi电子

5.如图所示的锂-二氧化镐电池是以高氯酸锂或三氟甲基磺酸锂为电解质,其正极反应是一种典型的

嵌入式反应,电池总反应为强+人阮。20A仇02。下列说法不正确的是()

A.锂片做负极,发生氧化反应

B.放电时,电子移动方向为:电极盖用电器-电极盖2f内电路一电极盖1

C.高氯酸锂或三氟甲基磺酸锂应溶解在非水有机溶剂中

D.放电时,正极反应为:+=++e——

6.(2024•河北邢台王岳联盟高三联考)我国最近在太阳能光电催化一化学耦合处理硫化氢研究中获得新

进展,相关装置如图所示。

下列说法错误的是()

A.该装置中能量转化形式有化学能转化为电能

B.该装置工作时,6极为正极

C.a极的电极反应式为Re2+—e—="3+

D.电路中每通过1mole—,可处理34gH2s

7.如图,科学家基于C12易溶于CQ4的性质,发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池,可作储能设

备,总方程式为:NaT,2(PO4)3+2NaCZ一充电Na3Ti2(FO4)3+CZ20下列说法正确的是

()

A.放电时NaCZ溶液的pH减小

B.放电时C7—透过多孔活性炭电极向。。4中迁移

C.充电时的阴极反应为2(PO4)3+2Na++2e—'充电Na3Ti2(PO4)3

D.充电时,电路中每转移2moie—,理论上从CCZ4中释放

8.光催化微生物燃料电池的工作原理如图所示:

外加电阻

已知:电极a在光激发条件下会产生电子(e-)-空穴仇+)。下列说法错误的是()

A.电极电势:电极a>电极b

B.光激发时,光生电子会与02结合,光生空穴会与电极b产生的电子结合

C.电极b发生的电极反应式为-24e+7H.O-6CO,T+24H

D.电池工作一段时间后,右侧溶液pH保持不变(不考虑CO2的溶解)

9.(2024•辽宁沈阳市第一二。中学校高三期中)哈尔滨工业大学的研究团队发现,以非晶态放(III)基硫

化物为催化剂,能有效催化。砺(析氧反应)和UOR(尿素氧化反应),从而降低电解水制氢过程中的

能耗,其工作原理和反应机理如图所示:

下列说法正确的是()

A.[7OH的电化学反应总过程为CO(7VH2)2—6e—+6OH—=82T+N2T+5H2O

B.电解过程中,电极A附近溶液的pH不变

C.OER分四步进行,其中没有非极性键的形成与断裂

D.若将光伏电池换成铅蓄电池,电极4应连接铅蓄电池的P6O2电极

10.(2024•山东德州高三期中)中国科学院将分子12引入电解质中调整充电和放电反应途径,实现了高功

率可充电〃SOCZ2电池,工作原理如下图所示。下列有关说法错误的是()

放电充电

A.分子/2的引入催化了电池放电和充电过程

B.电池工作环境必须在无水无氧的条件下进行

C.充电时阴极反应式:2〃CZ+I2+2e—=2ICI+2Li+

D.电池的放电总反应:4Li+2SOC12=4LiCl+S+SO2T

11.(2024•山东省新高考联合质量测评高三联考)中国科学技术大学某课题组发明一款可充放电的全固态

钠电池,本发明提供的固态钠离子电解质的制备方法工艺简单、成本低廉、生产效率高,适用于大规模

产业化生产。工作原理如图所示,下列说法正确的是()

Na,V,(POjjNaVqPOJ,

OO

同高鳖合物也解帧

A.放电时,电极电势N极高于M极

B.充电时,Na由M极迁移至N极

C.充电时,M极电极反应式为M3V2(PO4)3+2e-=NaU2(PO4)3+2Na+

D.为了降低成本,可以将固态聚合物电解质换为Na3P04溶液

12.铜基配合物电催化还原CO2的装置原理如图所示,下列说法不正确的是()

b

电璘

A.石墨烯为阳极,发生电极反应为CO2+2e-+2H+=HCOOH

B.Pt电极附近溶液的pH值减小

C.每转移2moi电子,阳极室、阴极室溶液质量变化量的差值为28g

D.该装置可减少CO2在大气中累积和实现可再生能源有效利用

13.某科研小组利用下图装置完成乙焕转化为乙烯的同时为用电器供电。其中锌板处发生的反应有:①

Zn-2e-=Zn2+;®Zn2++4OH—=[Zn((OH)4]2一;③Zn[Zn((OH)4]2-=ZnO+2OH-+

H2O.下列说法不正确的是()

A.电极a的电势高于电极b的电势

B.放电过程中正极区KOH溶液浓度保持不变

C.电极a上发生的电极反应式为C2H2+2H2O+2e—=C2H4+2OH-

D.电解足量CuSO4溶液,理论上消耗2.24乙(标准状况)。2H2时,生成6.4gCu

14.高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型的消毒剂,以Fe、M为电极制取Na2HeO4的原理如图所示。下列

叙述错误的是()

A.Fe电极的电极反应式为Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H20

B.离子交换膜b为阴离子交换膜

C.通入/室的水中加入少量NaOH,可以加快高铁酸钠的生成

D.每生成0.1molM2斤eO4,〃室中溶液减少的质量为32.0g

15.一种电解法制备Ca(H2Po4)2并得到NaOH等副产物的示意装置如图,下列说法正确的是()

A.与a、b相连的分别是电源的负极、正极

B.NaOH溶液中石墨电极上的反应为2H2O+2e-=H2T+2OH-

C.4膜、。膜均为阴离子交换膜,8膜为阳离子交换膜

D.产品室中的Ca2+和原料室的Na物质的量浓度同等程度增大

16.(2024.江西赣州中学高三月考)利用细菌处理有机废水产生的电能可以进行脱硫,从而达到废物利用

同时有利于环境保护。脱硫原理:利用羟基自由化基(OH,氧元素为-1价)将燃煤中的含硫物质(主

要是FeS」)氧化除去,其装置示意图如图所示。下列说法错误的是()

有机废水

A.X为阴离子交换膜

B.a为负极,电极反应式为CH3COO-+2H20-8e-=2c02T+7H+

C.理论上处理12.0g尸eS2,b极消耗标况下空气(氧气占空气体积分数21%)约为42L

D.利用羟基自由基除去煤中FeS2的离子方程式:FeS2+15・OH=Fe3++2SO42-+7H2O+H+

17.钠硒电池是一类以单质硒或含硒化合物为正极、金属钠为负极的新型电池,具有能量密度大、导电率

高、成本低等优点。以Ou2-cSe填充碳纳米管作为正极材料的一种钠硒电池工作原理如图所示,充

放电过程中正极材料立方晶胞内未标出因放电产生的0价(九原子。下列说法错误的是()

orO、3«受占期的他・•

A.每个C〃2—rrSe晶胞中C〃2+个数为41

B.在Na2Se晶胞结构中,Se2-占据的位置是项点和面心

C.充分放电时,正极的电极反应式为。zz2—rrSe+2Na++2e—=Na2Se+(2—x)Cu

D.充电时外电路中转移ImoZ电子,两极质量变化差为23g

电也修装JL台新

目录

题型解读...................................................................................1

技法01原电池...........................................................................1

技法02二次电沌........................................................................3

技法03电解淹..........................................................................3

答题《...................................................................................6

类型01原电池..........................................................................6

类型02电解沌..........................................................................8

类型03管离子交换膜的电化学裳量......................................................11

«演练..................................................................................14

题型解读

电化学装置图是高考中电化学最常见的呈现方式,多以选怪题的形式呈现,考查电极的判断,电极反

应式的书写、电极附近溶液性质的变化,电子'电滂、离子移动方向的判断,利用守恒关系进行相关

的计算等。考查学生接受、吸收、整合化学信息的能力,也体现了对“宏观辨识与微观探析”的学科核

心素养考查。命题角度主要有新型一般电池、新型可充电电池、新型说料电池、电解池原理及其应用

,另外有无离子交换膜也是关注的角度。在复杂、陌生、新颖的研究对象和真实问题情境下,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。

❶筌题模版

第一步:细审题阅读题目获取对解题有价值的信息,排除无效信息,并作标记。

第二步:定类型判断装置类型是原电池、电解池、二次电池(放电为原电池,充电为电解池)。

第三步:析装置根据题目所给信息,判断电极名称、电极发生的反应、电子和离子移动情况

等。

第四步:巧计算根据电化学原理及装置所处的环境,书写相关的电极反应式和总反应式,分

析电解液变化。

❽朝点拔

技法01原电沌

1.原电池的工作原理

2.解题技巧

(1)原电池装置的分析方法

①判断电极:

负极:活泼金属、燃料、还原性物质等,物质中元素化合价升高,发生氧化反应。

正极:较活泼金属、。2、氧化性物质等,物质中元素化合价降低,发生还原反应。

②电极反应:

负极:还原剂-rze--->氧化产物;正极:氧化剂+rze---»还原产物。

③电子移动:电子从负极流出,经外电路流向正极。

④离子移动:阳离子移向正极,阴离子移向负极。

(2)电极反应式书写的一般步骤

列物质负极发生较化反应)_参加反应的微粒

标得失|-1正极发生还新反应/和得失电子数

■在电就原溶液的环境中要生成稳定的电极

看环境

<产物,即「等是否参加反应

配守恒HOHHQ

.遵守电背守恒、庾量守恒.电子守恒

两式加

—两电极反直式相加.与总反应式对照验证

脸总式

3.燃料电池

⑴燃料电池结构分析

(2)解答燃料电池题目的几个关键点

①要注意燃料电池的介质电解质溶液还是熔融盐或氧化物。

②通入负极的物质为燃料,通入正极的物质一般为氧气。

③通过介质中离子的移动方向,可判断电池的正负极,同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。

(3)燃料电池电极反应式书写的常用方法

第一步,写出电池总反应式。

燃料电池的总反应与燃料燃烧的反应一致,若产物能和电解质反应,则总反应为加合后的反应。

如甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的反应如下:

CHt+2O2===CO2+2HQ①

CO2+2NaOH===Na2CO3+HQ②

①+②可得甲烷燃料电池的总反应式:皿+2。2+2NaOH===Na2CO3+3H2Oo

第二步,写出电池的正极反应式。

根据燃料电池的特点,一般在正极上发生还原反应的物质都是。2,因电解质溶液不同,故其电极反

应也会有所不同:

+

①酸性电解质:O2+4H+4e-===2H2。。

②)碱性电解质:O2+2H2。+4e-===40//-«

2

③固体电解质(高温下能传导。2一):O2+4e~———2O'~o

④熔融碳酸盐(如熔融&CO3):Q+2CO2+4e-===200厂。

第三步,电池的总反应式一电池的正极反应式=电池的负极反应式。

技法02二次电池

1.二次电池的结构分析

1

ma:还原反应负微:氧化反座

mlMI

«AA肉

j.I干

阳极:K化反应正假:还球反应

技巧:阴极反应式=充电超正fit反应式♦放电总

反应式-阳假反应式反应式-负慑反应式

2.解题技巧

」tt电时而微嬴・丽而藐时的阳极应而

1放电时的负微反应♦倒过来为充电时的阴极反应

由生成的微移向消耗的极•:区域pH变化:

生成OH或消耗H的区域,pH增大;消耗

OH-或生成H♦的区域.pHJt小

技法03电解池

1.电解池的工作原理

:___+

电子电源电子

还心反应阴极何丽7同IJIIW|粗化反应

熔融支

澹于水

阴离子•M

2.电解池中阴、阳极的判断方法

构造方面与负极相连八与正极相连

T氧化反应

电极反应还原反应卜

电子潦向电孑流入即电产流出

电极质曜减小或

析出金属或有

反应现象卜有尊金属羊质生

也放出

成,如。八C1?

离子移向T阳离子移向一|」

阴离子移向

3.电子和离子的移动方向(惰性电极)

海有反痴^区

二羞:离子:阳离子移向

;流出,流向电解池*1.

电解池的阴极;阴

:的阴极:从电解池:阴典离刃用&阴禹于,

阳::离子移向电解池

:阳极流出,流向电:极将电子得失电子极

:源的正极、H的阳极

4.阴、阳极放电离子的判断

(1)分析电解质的组成,找全离子并分为阴、阳两组,不要忽略水溶液中的玄+和。H-离子。

(2)根据放电顺序确定两极放电物质或离子。

①阴极:无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应,发生反应的是溶液中的阳离子。

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