熱點題型06電化學(xué)及其應(yīng)用

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熱點解讀

電化學(xué)是氧化還原反應(yīng)知識的應(yīng)用和延伸，是熱點考查內(nèi)容，通常會以新型二次電池為載體考查電極方程

式的書寫、離子的移動方向、金屬的電化學(xué)腐蝕及防護、計算等，同時也對信息的提取、應(yīng)用能力進行考

查。

預(yù)計在2025年高考中，以二次電池以及含有離子交換膜的電解池為背景的命題將成為熱點題型，命題角度

豐富，便于同時考查原電池和電解池工作原理及考生的探究能力。

1.電極的判斷方法及其他量的判斷

判斷依據(jù)電極材料電極反應(yīng)電子流向離子移向電極現(xiàn)象

負(fù)極活潑金屬氧化反應(yīng)流出陰離子移向電極質(zhì)量減小

原電池

不活潑金屬電極增重或質(zhì)

正極還原反應(yīng)流入陽離子移向

或非金屬量不變

與電源正極

陽極氧化反應(yīng)流出陰離子移向電極溶解或pH減小

相連

電解池

與電源負(fù)極

陰極還原反應(yīng)流入陽離子移向電極增重或pH增大

相連

2.新型電池電極反應(yīng)式的書寫

1、燃料電池電極反應(yīng)式的書寫（以氫氧燃料電池為例）

①注意介質(zhì)環(huán)境

H,-2e------2FT（酸作介質(zhì)）

H,+2OH-2e---2凡0（被作介質(zhì)）

[ft]H,4-O,--2e'--H,O（蠟融金屬氧化物件

f4介廉）

極

Ht+CO：-2c~--H,O+CO,（第■碳酸

鹽作介質(zhì)：）

Oj+4H*+4c-1-2乩0（酸作介質(zhì)）

O,+2H,O+4e---4OFT（僦作介質(zhì)）

閏

O,+4?------2O1-（婚融金屬氣化物作介質(zhì)》

mf

O,+2cd+4<T-—2CO：-（燒融碳酸拄作

介質(zhì)）

②掌握書寫程序

芬析寅正根據(jù)氧化還罩反應(yīng).分析元素化合價的開

還原反皮降，確定正負(fù)極反應(yīng)物質(zhì)及電子掰失數(shù)目

注意電解

分析電*1111*液的■?性及高子叁加

質(zhì)溶液環(huán)

的情況,確定電懾反應(yīng).寫出電極反應(yīng)式

境

合并正、負(fù)，整網(wǎng)電械反應(yīng)式中科失電子數(shù)口相

電械反應(yīng)式一等井?加?消去電子,11出9反應(yīng)式

③其他新型電池

總反應(yīng)：2Na+xS===NazSx

鈉硫電池

正極：xS+2e~===Sx~；負(fù)極：2Na—2e-==2Na+

3+2+

總反應(yīng)：VO7+2H++V2+V+VO+H2O

全鈕液流電池正極：V0才+2H++e-===VO2++H2。

負(fù)極：V2+-e-===V3+

+

總反應(yīng)：2Li+CU2。+H2O===2CU+2Li+20H

鋰銅電池正極：Cu2O+H2O+2e—===2Cu+2OIT

負(fù)極：Li—e-===Li+

+2+

總反應(yīng)：H2O2+2H+Mg===Mg+2H2O

Mg-H2O2電池

+-2+

正極：H2O2+2H+2e===2H2O；負(fù)極：Mg-2e===Mg

總反應(yīng)：Mg+2Age1===2Ag+MgCE

Mg-AgCl電池

正極：2AgCl+2e-===2Cr+2Ag；負(fù)極：Mg-2e-===Mg2+

總反應(yīng)：NiO2+Fe+2H2O筆2Fe(OH)2+Ni(OH)2

正極：NiO2+2e+2H2O===Ni(OH)2+20H

銀鐵電池

負(fù)極：Fe-2e"+20H===Fe(OH)2

陽極：Ni(OH)2+20H-2e===NiO2+2H2O

--

陰極：Fe(OH)2+2e===Fe+20H

放由

總反應(yīng)：LiiACOO2+LLC6就LiCoO2+C6(x<l)

鋰離子電池正極：Li—CoCh+xe—+xLi+===LiCoC)2

負(fù)極：Li%C6—xe-==xLi++Ce

陽極：LiCoCh—xe-===Lii_%CoC)2+xLi+

+-

陰極：xLi+xe+C6===LixC6

3.離子交換膜在電化學(xué)裝置中的應(yīng)用

常見的離子交換膜

種類允許通過的離子及移動方向說明

陽離子交換膜陽離子I移向電解池的陰極或原電池的正極陰離子和氣體不能通過

陰離子交換膜陰離子一移向電解池的陽極或原電池的負(fù)極陽離子和氣體不能通過

質(zhì)子交

質(zhì)子一移向電解池的陰極或原電池的正極只允許H+通過

換膜

三室式電滲析法處理含Na2s。4廢水的原理如下圖所示，采用惰性電極，ab、cd均為離子交換膜，在直流

電場的作用下，兩膜中間的Na+和SO/可通過離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進入中間隔室。

判斷ab、cd是什么交換膜；判斷離子的遷移方向；書寫電極反應(yīng)式；判斷電極產(chǎn)物。

①弄清是原電池還是電解池，電極有外接電源-電解池；n-陽極，m一陰極

②根據(jù)電極判斷離子的移動方向和交換膜的種類

Na十一通過ab-陰極nab是陽離子交換膜

SO1T通過cd-陽極臺cd是陰離子交換膜

③根據(jù)放電順序?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式

陰極，陽離子競爭放電，放電順序：H+>Na+,陰極的電極反應(yīng)式為：2H2O+2e-===H2T+2OJT；

陽極，陰離子競爭放電，放電順序：OH」>SCT,陽極的電極反應(yīng)式為2H2O—4-===C）2T+4H+。

④根據(jù)電極反應(yīng)式和離子移動方向確定電極反應(yīng)物

陰極才放電生成比，乘馀OH-與遷移過來的Na+生成NaOH；

陽極OH一放電生成。2,剩余H+與遷移過來的SO1生成H2s。40

<1

限時提升練

（建議用時：40分鐘）

考向01電極的判斷方法及其他量的判斷

1.（2024?陜西榆林?一模）新型太陽能氫氣面板可以直接從空氣中提取水、利用光電解水產(chǎn)生氫氣，將氫氣

儲存，可用于燃料電池。工作原理如圖所示:

電解水制氫

儲

氫

罐

圖1新型太陽能圖2燃料電池

下列說法不正確的是

A.太陽能電池光伏板工作原理與硅原子電子躍遷有關(guān)

B.電解水的陽極反應(yīng)是2H2O-4e-=C>2T+4H+

C.燃料電池的正極反應(yīng)是5+4e-+4H+=2比0

D.燃料電池生成的水從負(fù)極一側(cè)流場板層排出

【答案】D

【詳解】A.太陽能電池光伏板工作原理主要是光電效應(yīng)，與硅原子電子躍遷有關(guān)，A正確；

B.據(jù)分析，電解水的陽極產(chǎn)生氧氣，電極反應(yīng)式是2HQ-4^=0/+4H+,B正確；

C.燃料電池的正極上氧氣被還原，氫離子參與下，得電極反應(yīng)式是O?+4e-+4H+=2H。，C正確；

D.圖2中負(fù)極方程式為H2-2e=2H+,,結(jié)合選項C,燃料電池生成的水從正極一側(cè)流場板層排出，D不正

確；

選D。

212025?山西?聯(lián)考）一種氫氧燃料電池的裝置如圖所示（電解質(zhì)溶液為稀H2sO4溶液，兩電極均為惰性電極）。

下列說法正確的是

電極

M電極N

1質(zhì)子I

HB交換膜H）。

A.該裝置的能量主要由電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

B.N電極上的電極反應(yīng)式為O2+2H?O+4e-=4OIT

C.每轉(zhuǎn)移0.2mol電子，此時消耗H?的體積為2.24L

D.該電池的總反應(yīng)為2Hz+O?=2凡。

【答案】D

【詳解】A.氫氧燃料電池為原電池，能量轉(zhuǎn)化是由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，A錯誤；

B.根據(jù)題目所給圖可知，N電極作正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為C)2+4e-+4H+=2凡0,B錯誤；

C.根據(jù)題目所給圖可知，M電極作負(fù)極，電極反應(yīng)式為H2-2e-=2H+,每轉(zhuǎn)移0.2mol電子，消耗O.lmol

氫氣，選項沒有說明是標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氫氣的體積，C錯誤；

D.氫氧燃料電池的總反應(yīng)為氫氣與氧氣反應(yīng)生成水，反應(yīng)方程式為2H2+。2=2比0,D正確；

故選D。

3.(2025高三?山西?聯(lián)考)某氫氧燃料電池的工作示意圖如下圖所示。下列說法正確的是

驅(qū)動汽車

A.電極電勢：電極a＞電極b

B.離子移動方向：K+-電極a

C.負(fù)極上的電極反應(yīng)式：H2-2e-+2OH-=2H2O

D.放電過程中電解質(zhì)溶液中的“(OH］不斷減小

【答案】C

【詳解】A.由以上分析可知，電極a是負(fù)極，電極b是正極，負(fù)極電勢低于正極，A項錯誤；

B.陽離子移向正極，則K+移向電極b,B項錯誤；

C.在堿性條件下，應(yīng)在負(fù)極失去電子轉(zhuǎn)化為H?。，負(fù)極上的電極反應(yīng)式：H2-2e+2OH=2H2O,C項

正確;

D.該電池正極的電極反應(yīng)式為O2+2H2。+4e-=4OT,結(jié)合負(fù)極的電極反應(yīng)式可知”（OIT）基本保持不變,

D項錯誤；

故答案為：Co

4.（2024?山西?監(jiān)測）X、Y、Z、W四種金屬片在稀鹽酸中,用導(dǎo)線連接，可以組成原電池，實驗結(jié)果如圖

所示:

則四種金屬的活動性由強到弱的順序為

A.Z>Y>W>XB.Y>Z>X>WC.Z>X>Y>WD.Z>Y>X>W

【答案】D

【詳解】甲圖中Cl-向電極Z移動，說明電極Z為負(fù)極，電極丫為正極，則金屬活動性：Z>Y；乙圖中電極

X產(chǎn)生大量氣泡，說明電極X為正極，電極丫為負(fù)極，則金屬活動性：Y>X；丙圖中電流從電極W流向電

極Z,說明電極W為正極，電極Z為負(fù)極，則金屬活動性：Z>W；丁圖中電極X發(fā)生氧化反應(yīng)，說明電極

X失去電子為負(fù)極，電極W為正極，則金屬活動性:X>W,故四種金屬的活動性由強到弱的順序為Z>Y>X>W,

選D。

5.（2024?山西臨汾?聯(lián)考）如圖裝置中，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)且Fe作原電池負(fù)極的是

B.

稀硝酸稀硫酸

【答案】B

【詳解】A.酒精溶液不是電解質(zhì)溶液，電流表指針不偏轉(zhuǎn)，A錯誤;

B.該裝置中鐵作負(fù)極，石墨作正極，電解質(zhì)溶液為稀硝酸，B正確;

C.鋅比鐵活潑，鋅作負(fù)極，C錯誤；

D.電極材料相同，無電流產(chǎn)生，電流表指針不偏轉(zhuǎn)，D錯誤；

故選B。

6.（2024?山西長治?聯(lián)考）如下圖所示，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，電極M表面有氣泡冒出，電極N質(zhì)量減小,

則以下組合合理的是

MN

百二

選項電極M電極N液體B

AZnCu稀硫酸

BCuFe稀硫酸

CAlMg氫氧化鈉溶液

DCuFe乙醇

A.AB.BC.CD.D

【答案】B

【詳解】A.鋅的活潑性大于銅，則Zn、Cu和稀硫酸構(gòu)成的原電池中，Zn為負(fù)極，即電極M為負(fù)極，A

不符合題意；

B.鐵的活潑性大于銅，則Cu、Fe和稀硫酸構(gòu)成的原電池中，F(xiàn)e為負(fù)極，即電極N為負(fù)極，B符合題意;

C.A1與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氫氣，Mg不反應(yīng)，因此Al、Mg和氫氧化鈉溶液構(gòu)成的原電池中，A1為負(fù)

極，即電極M為負(fù)極，C不符合題意；

D.乙醇是非電解質(zhì)，因此不能構(gòu)成原電池，電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，D不符合題意；

答案選B。

7.（2024?河北保定?監(jiān)測）鉛酸蓄電池（裝置如圖）作為一種重要的化學(xué)電源，在社會生產(chǎn)和生活中發(fā)揮著不

可替代的作用。下列說法錯誤的是

H2s溶液

Pb電儂

A.鉛酸蓄電池工作時不能把化學(xué)能完全轉(zhuǎn)化為電能

B.Pb作負(fù)極，工作時失去電子，質(zhì)量增大

C.電池工作一段時間后，溶液酸性減弱

+

D.正極發(fā)生的電極反應(yīng)為PbO2-2e-+SOt+4H=PbSO4+2H2O

【答案】D

【詳解】A.鉛酸蓄電池工作時不能把化學(xué)能百分之百轉(zhuǎn)化為電能，A正確；

B.Pb作負(fù)極，工作時失去電子，生成硫酸鉛，質(zhì)量增大，B正確；

C.電池工作一段時間后，消耗硫酸，生成硫酸鉛和水，溶液酸性減弱，C正確；

+

D.PbO2+2e-+SOt+4H=PbSO4+2H2O,D錯誤；

故選D。

8.（2024?山西太原?聯(lián)考）我國科學(xué)家研究報道了一種在室溫下可重復(fù)充電700次的Ca-O2電池，過氧化鈣

（Cao?）為主要放電產(chǎn)物，其電子式為Ca?+［：0：0產(chǎn)。下列說法錯誤的是

A.放電時，反應(yīng)涉及非極性鍵的形成

B.放電時，若使用金屬Ca作為負(fù)極，則電極反應(yīng)為Ca-2e-=Ca?+

C.利用空氣中的氧氣作為反應(yīng)物，有助于降低電池的制造成本

D.若有Imol參加反應(yīng)，理論上電路中通過4moi電子

【答案】D

【詳解】A.放電時，正極生成過氧化鈣，有非極性共價鍵的形成，故A正確；

B.由分析可知，若使用金屬Ca作為負(fù)極，則電極反應(yīng)為Ca-2e-=Ca?+；

C.利用空氣中的氧氣作為反應(yīng)物，可以節(jié)省氧氣的制造費用，有助于降低電池的制造成本，故C正確；

D.由正極的反應(yīng)式可知5+2e-+Ca2+=CaC>2，Imol參加反應(yīng)，理論上電路中通過2moi電子，故D錯

誤；

故選D。

考向02新型電池電極反應(yīng)式的書寫

1.（2025?江蘇蘇州?調(diào)研）一種可植入體內(nèi)的微型電池工作原理如圖所示，通過CuO催化消耗血糖發(fā)電，從

而控制血糖濃度。當(dāng)傳感器檢測到血糖濃度高于標(biāo)準(zhǔn)，電池啟動。血糖濃度（以葡萄糖濃度計）下降至標(biāo)準(zhǔn),

電池停止工作。電池工作時，下列敘述不正確的是

控

制

開

關(guān)

7

6Hl2。

=2C

6+O2

6Hl2O

應(yīng)為2c

池總反

A.電

a

為b—

方向

遷移

下的

驅(qū)動

電場

a+在

中的N

血液

極間

兩電

B.

用

化作

起催

轉(zhuǎn)變

I湘互

Cu(

(II)和

過Cu

O通

上Cu

電極

C.b

流入

l電子

mmo

有0.4

電極

上a

理論

萄糖

g葡

18m

消耗

D.

】D

【答案

生成

得電子

電極上

在a

的。2

液中

極，血

電池正

電極為

，a

作時

始工

池開

當(dāng)電

知，

信息可

由題中

】A.

【詳解

-

極

O,電

成Cu

轉(zhuǎn)化

電子

上失

電極

在b

C&0

極，

電池負(fù)

電極為

；b

4OH-

H2O=

e-+2

C)2+4

應(yīng)式為

極反

,電

OH

電池

，則

%。

原為C

被還