2025年高考化學(xué)總復(fù)習(xí)《新型電化學(xué)裝置分析》專(zhuān)項(xiàng)測(cè)試卷（帶

答案）

學(xué)校:..姓名：____________班級(jí):.考號(hào):

01考向歸納

【考向一】新型一次電池裝置分析

奧］翻畫(huà)畫(huà)

【典例1】（2023?海南卷）利用金屬A1、海水及其中的溶解氧可組成電池，如圖所示。下列說(shuō)法正確的是

B.電池工作時(shí)，海水中的Na+向a電極移動(dòng)

C.電池工作時(shí)，緊鄰a電極區(qū)域的海水呈強(qiáng)堿性

D.每消耗IkgAl,電池最多向外提供37moi電子的電量

i.原電池工作原理示意圖

a沿導(dǎo)線傳遞,有電流產(chǎn)生

氧化還原

反應(yīng)反應(yīng)

2.原電池正極和負(fù)極的5種判定方法

第1頁(yè)共82頁(yè)

較不活潑金--較活潑金屬

(1)構(gòu)造方面一屬或非金屬

氧化反應(yīng)

(2)電池反應(yīng)一還原反應(yīng)一

同e憫

電子流向一電子流入-電子流出

(3)極|回—

電極增重或有

(4)反應(yīng)現(xiàn)象一-不斷溶解

氣體產(chǎn)生等-

(5)離子移向一陽(yáng)離子移向」陰離子移向

3.微粒流向

(1)電子流向：負(fù)極一正極(電流的方向正好相反)。

［注意］電子沿導(dǎo)線傳遞但不能通過(guò)電解質(zhì)溶液。

(2)離子流向：陽(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)極。

4.鹽橋式原電池

①導(dǎo)電：鹽橋中離子的定向遷移構(gòu)成了電流通路

②平衡電荷：使由它連接的兩溶液保持電中性，使電池能持續(xù)提供電流

③隔離：相互反應(yīng)的電極和溶液通過(guò)鹽橋隔離開(kāi)

5.一次電池

(1)特點(diǎn)：只能使用一次，不能充電復(fù)原繼續(xù)使用

(2)代表：堿性鋅鋪干電池、酸性鋅鎰干電池

6.幾種一次電池的電極反應(yīng)式

(1)堿性鋅專(zhuān)孟干電池

①電池反應(yīng)：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2

②負(fù)極反應(yīng)：Zn+2OH-—2e-=Zn(OH)2

③正極反應(yīng)：2MnC)2+2H2O+2e-=2MnOOH+2Oir

(2)紐扣式鋅銀電池

氧化銀正極

浸有KOH溶液

的隔板

①電池反應(yīng)：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag

②負(fù)極反應(yīng)：Zn+2OH—2e~-Zn(OH)2

第2頁(yè)共82頁(yè)

③正極反應(yīng)：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+20fT

.圈圄潮除_-!—

【變式1-11（2023上?河北張家口?高三河北省尚義縣第一中學(xué)校聯(lián)考）化學(xué)電源在日常生活和高科技領(lǐng)域

中都有廣泛應(yīng)用。下列說(shuō)法正確的是

-----石墨棒

——MnO,糊

.-NH；C1糊

-鋅筒

鋅鎰干電池鉛酸蓄電池

甲丙T

A.甲：對(duì)比普通鋅鎰干電池，堿性鋅錦電池的比能量和可儲(chǔ)存時(shí)間均有所提高

B.乙：負(fù)極的電極反應(yīng)式為Ag2O+2e-+Hq=2Ag+2OH-

C.丙：鋅筒作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，消耗6.5gZn時(shí)內(nèi)電路中有0.2mol電子轉(zhuǎn)移

D.T：電池放電過(guò)程中，負(fù)極質(zhì)量逐漸變輕

【變式1-2]（2023上?河南?高三統(tǒng)考期中）鋰一海水電池在海洋能源領(lǐng)域備受關(guān)注。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.海水起電解質(zhì)溶液的作用

B.鋰為負(fù)極，發(fā)生的電極反應(yīng)：Li-e-=Li+

C.鋰電極應(yīng)與海水直接接觸

D.正極反應(yīng)式：O2+2H2O+4e=4OH

【考向二】新型可充電池裝置分析

■——J

【典例2]（2023上?四川成都?高三石室中學(xué)?？迹┮园亓志GFe[Fe（CN）6]為代表的新型可充電鈉離子電池,

其放電工作原理如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是

第3頁(yè)共82頁(yè)

[Mg2c卜產(chǎn)

Fe[Fe(CN)6]

鈉I

離Mg

Na2Fe[FeCCN)?J子

交

換

膜

MO消

含Na+的有機(jī)電解質(zhì)

A.放電時(shí)，Na+通過(guò)交換膜從右室移向左室

B.放電時(shí)，M。箔上的電勢(shì)比Mg箔上的高

C.充電時(shí)，Mg箔接電源的負(fù)極

D.充電時(shí)，陰極反應(yīng)式為Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-=Na2Fe[Fe(CN)6]

二次電池

氧化反應(yīng)當(dāng)電陽(yáng)極鱉暨*~~H正極修紅還原反應(yīng)

原

電

電

解反應(yīng)未必自發(fā)

池

池反應(yīng)一定自發(fā)

還原反應(yīng)把崗.安里型-隘T修之氧化反應(yīng)

(1)放電時(shí)為原電池，電極屬性為正負(fù)極；充電時(shí)為電解池，電極屬性為陰陽(yáng)極

(2)陽(yáng)極連正極，陰極連負(fù)極，電極反應(yīng)和電極反應(yīng)式相反，充放電時(shí)電極互變

①充電時(shí)，陽(yáng)極變成正極，陰極變成負(fù)極

②放電時(shí)，正極變成陽(yáng)極，負(fù)極變成陰極

放電

(3)鉛畜電池：Pb+PbCh+2H2so4^PbSCU+ZH?。

2-

①負(fù)極反應(yīng)：Pb+SO4-2e=PbSO4

+2__

②正極反應(yīng)：PbO2+4H+SO4+2e=PbSO4+2H2O

+2-

③陽(yáng)極反應(yīng)：PbSO4+2H2O~2e~=PbO2+4H+SO4

2-

④陰極反應(yīng)：PbSO4+2e-=Pb+SO4

(4)鉆酸鋰電池：Li￡6+LiirCoO2罌C6+LiCoC>2

-+

①負(fù)極反應(yīng)：LirC6-xe=C6+xLi

②正極反應(yīng)：LiirCoO2+xLi+-LiCoCh—xe「

第4頁(yè)共82頁(yè)

-+

③陽(yáng)極反應(yīng)：LiCoO2-xe=Lii-.vCoO2+xLi

④陰極反應(yīng)：C6+xLi++無(wú)屋=Li.rC6

放申

(5)LaNi5H6+6NiOOH厚畬LaNi5+6Ni(OH)2(儲(chǔ)氫合金和儲(chǔ)氫物質(zhì)中各元素的化合價(jià)均為0價(jià))

①負(fù)極反應(yīng)：LaNi5H6-6e+60H=LaNi5+6H2O

②正極反應(yīng)：6NiOOH+6e-=6Ni(OH)2+6OH

③陽(yáng)極反應(yīng)：6Ni(OH)2+6OH-6e=6NiOOH+6H2O

-

④陰極反應(yīng)：LaNi5+6H2O+6e-=LaNi5H6+6OH

【變式2-l］（2023上?廣東深圳?高三紅嶺中學(xué)?？迹┮豢羁沙浞烹姽虘B(tài)鹵離子穿梭電池工作時(shí)原理如圖所示,

I室、II室、III室均為HGPE凝膠聚合物電解質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是

A.交換膜1、2分別為氯離交換膜和陽(yáng)離子交換膜

B.放電時(shí)，b為正極，發(fā)生還原反應(yīng)

C.充電時(shí)，a電極反應(yīng)為：FeO+Cl-e=FeOCl

D.充電時(shí)，每轉(zhuǎn)移Imol電子，b電極增重35.5g

【變式2-2］（2023上?河南周口?高三長(zhǎng)垣市第一中學(xué)校聯(lián)考）我國(guó)科學(xué)家發(fā)明了一種Zn-PbO2二次電池,

裝置如圖所示，X、Z區(qū)域的電解質(zhì)溶液不同，各為H2so,溶液和KOH溶液中的一種。已知放電、充電過(guò)

程中，X、Y、Z區(qū)域始終均為單一電解質(zhì)溶液。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

放電

[Zn(OH)4]"

充電

A.充電時(shí)，陰極反應(yīng)為[Zn(OH)4r+2e-=Zn+4OH-

第5頁(yè)共82頁(yè)

B.放電時(shí)，正極反應(yīng)為PbO2+2e-+4H++SO：=PbSO4+2H2。

C.Z區(qū)域的電解質(zhì)溶液為H2sO4溶液，充電時(shí)Z區(qū)域溶液的pH減小

D.放電時(shí)丫區(qū)域K2sO,溶液濃度減小，N膜為陰離子交換膜

【考向三】新型燃料電池裝置分析

【典例3】(2023上?上海浦東新?高三上海南匯中學(xué)?？?2022年北京冬奧會(huì)期間，賽區(qū)內(nèi)使用了氫燃料清

潔能源車(chē)輛，某氫氧燃料電池工作如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是

驅(qū)動(dòng)汽車(chē)

KOH溶液

A.此電池反應(yīng)為自發(fā)的氧化還原反應(yīng)

B.電極b表面反應(yīng)為：O2+4e+2H2O=4OH-

C.電池工作過(guò)程中K+向負(fù)極遷移

D.氫氧燃料電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的轉(zhuǎn)化率高于火力發(fā)電，提高了能源利用率

一J

燃料電池

(1)燃料電池的電極材料

①可燃物在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，如氫氣、甲烷、乙醇等還原劑

②助燃物在正極上發(fā)生還原反應(yīng)，如氧氣、氯氣等氧化劑

(2)燃料電池的總反應(yīng)：可燃物的燃燒反應(yīng)兼顧產(chǎn)物和溶液的反應(yīng)

(3)燃料電池的正極反應(yīng)式

(4)氧氣在正極上的反應(yīng)式

環(huán)境氧氣氮?dú)?/p>

酸性環(huán)境+-++

4H+O2+4e=2H2ON2+6e~+8H=2NH4

堿性環(huán)境-+

2H2O+O2+4e"=4OH"N2+6e+6H=2NH3

中性環(huán)境-+

2H2O+O2+4e"=4OH"N2+6e+6H=2NH3

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2-3-

熔融氧化物O2+4e=20N2+6e==2N

2-

有CO2存在O2+4e+2CO2=2CO3

（5）燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式

環(huán)境甲烷氫氣

+

酸性環(huán)境CH4+2H2O-81=CO2+8H+Hz—2e^=2H

2

堿性環(huán)境CH4+IOOH-8e=CO3+7H2OH2~2e+2OH-=2H2O

2-2

熔融碳酸鹽CH4+4CO3-8e=5CO2T+2H2OH2-2e+CO3=H2O+CO2T

2--2-

碳酸鹽溶液CH4+9CO3-8e-+3H2。=IOHCO3-H2-2e+CO3=H2O+CO2T

2-2-2

熔融氧化物CH4+5O-8e-=CO3+2H2OH2-2e~+O"=2H2O

環(huán)境甲醇腫

++

酸性環(huán)境CH3OH+H2O-6屋=CO2T+6HN2H4—4e-=N2T+4H

2

堿性環(huán)境CH3OH+8OH-6屋=CO3+6H2ON2H4—4廣+4OIT=N2f+4H2O

熔融碳酸鹽2

CH3OH-6e+3CO3=4CO2t+2H2O^_

2-

碳酸鹽溶液CH3OH+7CO3-6e~+2H2O=8HCO3"

22

熔融氧化物CH3OH+4O--6e"=CO3"+2H2ON2H4—41+202--用葉2H2O

【變式3-1］（2023上?浙江?高三慈溪中學(xué)校聯(lián)考）一種三室微生物燃料電池的工作原理如圖所示，該電池能

同時(shí)去除有機(jī)物、脫氮形成無(wú)害氣體和水。下列說(shuō)法不F螂的是

B.電極室C中溶液經(jīng)滅菌后通入電極室A

+

C.b電極反應(yīng)式：C6HI2O6+6H2O-24e-=6CO2T+24H

D.電極室C中僅發(fā)生還原反應(yīng)

【變式3-2］（2023上?云南大理?高三統(tǒng)考）從綠色化學(xué)和環(huán)境保護(hù)角度來(lái)看，燃料電池是最具有發(fā)展前途的

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發(fā)電技術(shù)。NH3-02燃料電池裝置如圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.該NH3-02燃料電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置

B.電池工作時(shí)，溶液中的0H-向電極a遷移

C.當(dāng)外電路中有3moi電子通過(guò)時(shí)，電極a上消耗22.4LNH3

D.電極b上的電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-

【考向四】新型電解裝置分析

'亮劑冏&

【典例4】(2024上?內(nèi)蒙古呼和浩特?高三統(tǒng)考期末)濃差電池是電池內(nèi)某一物質(zhì)由高濃度變?yōu)榈蜐舛惹野?/p>

隨著能量變化的一類(lèi)電池，現(xiàn)有如圖I、II所示裝置，電極材料均為Cu,該裝置工作時(shí)，下列說(shuō)法正確的

是H

04液滯：￡

CU濃

US溶3CuSC)4溶液=========

稀溶液

Cu(l)陰離子交換膜加2)Cu⑶Cu(4)

圖1圖II

A.電子流向：Cu⑴—Cu(4),Cu⑶—Cu⑵

B.Cu(2)極和Cu(3)極的電極反應(yīng)都是：Ci?++2e-=Cu

C.工作一段時(shí)間后，圖H裝置中CuSC>4溶液濃度不變

D.若0.5molSO：通過(guò)陰離子交換膜，理論上Cu(2)極減少64g

“噩冏感閽

———j

一、電解的原理

1.電解池的構(gòu)成

①有與直流電源相連的兩個(gè)電極。

第8頁(yè)共82頁(yè)

②電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）。③形成閉合回路。

2.電解池的工作原理

電源

電極名稱(chēng)：陽(yáng)極「電極名稱(chēng)：陰極

反應(yīng)類(lèi)型：氧化反應(yīng)反應(yīng)類(lèi)型：還原反應(yīng)

電極反應(yīng)式：電極反應(yīng)式：Cu2++2e-=Cu

2Cl-2e-=C12t

CuCL溶液

（1）電極反應(yīng)

①陽(yáng)極：連原電池的正極，發(fā)生氧化反應(yīng)。

②陰極：連原電池的負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)。

（2）三個(gè)“流向”

①電子流向：陽(yáng)極”堂陰極

②電流流向：陰極”里受陽(yáng)極吧泉陰極

③離子流向：陽(yáng)離子一陰極；陰離子一陽(yáng)極

（3）電勢(shì)高低

①原電池：正極〉負(fù)極

②電解池：陰極〉陽(yáng)極

3.電極按性質(zhì)分類(lèi)

（1）惰性電極：由Pt（鉗）、Au（金）、C（石墨）組成的電極

（2）活潑電極：除了Pt、Au以外的其他金屬電極

4.陰陽(yáng)兩極上放電順序

（1）陰極（與電極材料無(wú)關(guān)）：氧化性強(qiáng)的微粒先放電，放電順序:

222223

K+、Ca\Na+、Mg2+、AF+、zn\Fe\Sn\Pb\H+\C-'Fe+、Ag+

放電由難到易"

（2）陽(yáng)極（與電極材料有關(guān)）：

①若是活性電極作陽(yáng)極，則活性電極首先失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。

②若是惰性電極作陽(yáng)極，放電順序?yàn)椋?/p>

S2-、I，Br、Cl，OH-、含氧酸根離子（NO§、SOT、COT）、廣

放電由易到難”

（3）三注意

①陰極不管是什么材料，電極本身都不反應(yīng)，一定是溶液（或熔融電解質(zhì)）中的陽(yáng)離子放電。

②最常用、最重要的放電順序?yàn)殛?yáng)極：CF>OH；陰極：Ag+>Cu2+>H+o

③電解水溶液時(shí)，K+?AF+不可能在陰極放電。

二、電解原理的應(yīng)用

1.電解精煉銅（含Zn、Ni、Fe、Ag、Au、Pt等雜質(zhì)）

第9頁(yè)共82頁(yè)

(1)電解池的構(gòu)成

①粗銅作陽(yáng)極

②精銅作陰極

③硫酸酸化的CuSO4溶液作電解液

(2)電極反應(yīng)

①陽(yáng)極：Zn—21=Zi?+、Fe-2e-=Fe2+>Ni-2e-=Ni2+,Cu-2e-=Cu2+

②陰極：Cu2++2e-=Cu

2.電鍍

(1)電解池的構(gòu)成

①鍍層金屬作陽(yáng)極

②被鍍物品作陰極

③含鍍層金屬離子溶液作電解液

(2)電極反應(yīng)

①陽(yáng)極：Cu-2e-=Cu2+

②陰極：Cu2++2e-=Cu_

(3)反應(yīng)特點(diǎn)

①不能寫(xiě)出總反應(yīng)方程式

②電解過(guò)程中原電解質(zhì)溶液濃度不變

3.電冶煉：制備K、Ca、Na、Mg、Al等活潑金屬

(1)煉鈉的方法：電解熔融的NaCl

①陽(yáng)極反應(yīng)：2cl—2e^ChT

②陰極反應(yīng)：2Na++21=2Na

腌由

③電解反應(yīng)：2NaCl==2Na+ClT

熔融2

(2)煉鋁的方法：電解熔融的A12O3

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電解質(zhì)

（氧化鋁-冰晶石熔融液）

①陽(yáng)極反應(yīng)：2O2—4e^ChT

②陰極反應(yīng)：Al3++3e-=Al

；甬由

③電解反應(yīng)：2Al2O3=^4A1+3O2T

熔融

④不用氯化鋁的原因：AlCb是共價(jià)化合物，熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電

⑤冰晶石的作用：作熔劑，降低氧化鋁的熔點(diǎn)，節(jié)能

⑥陽(yáng)極石墨被氧氣腐蝕，需定期更換

4.電解熔融的碳酸鈉

2-

（1）陽(yáng)極反應(yīng)：2CO3-4e-=O2?+2CO2T

（2）陰極反應(yīng)：2Na++2e-=2Na

;甬由

（2）電解反應(yīng)：2Na2co3=^=4Na+O2T+2co2T

熔融

【變式4-1］（2023上?黑龍江?高三校聯(lián)考期末）我國(guó)學(xué)者開(kāi)發(fā)了一種新型高效的催化劑，大幅度降低了電解

所需的電壓，同時(shí)可將H2s氣體變廢為寶，其工作原理如圖所示，下列說(shuō)法正確的是

A.丫電極與電源負(fù)極相連

B.吸收H2s的反應(yīng)的離子方程式為片一+2Fe'+=2Fe2++SJ

C.交換膜M為質(zhì)子交換膜，電解時(shí)H*由a流向b

D.標(biāo)況下，若X電極上生成4.48LH?,理論上c中可處理0.2molH2s分子

【變式4-2］（2024上?西藏林芝?高三統(tǒng)考期末）保離子（Ni+）和鉆離子（C02+）性質(zhì)相似，工業(yè)上可通過(guò)電化

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學(xué)裝置將廢水中的C（?+和Ni?+分離，裝置如圖所示（已知：CO?〉和乙酰丙酮不反應(yīng)）。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

B.通電過(guò)程中IV室內(nèi)硫酸濃度逐漸增大

2+2+

C.III室中Ni參與的反應(yīng)為Ni+2cH3coeH2coe珥+2OH-=Ni（CH3COCHCOCH3）2+2H2O

D.通電過(guò)程中N極每產(chǎn)生33.6L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體，雙極膜內(nèi)減少54gH2。

【考向五】橋膜式電化學(xué)裝置分析

【典例5]（2023?廣東?校聯(lián)考一模）電化學(xué)“大氣固碳”方法是我國(guó)科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)的，相關(guān)裝置如圖所示。

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

聚合物電解質(zhì)膜

A.放電時(shí)電極A為負(fù)極，該電池只可選用無(wú)水電解液

B.充電時(shí)，電極B上發(fā)生的反應(yīng)是3cO「4e-+4Li+=2Li2CC）3+C

C.充電時(shí)Li+的移動(dòng)方向是從電極B移向電極A

D.放電時(shí)，電路中每通過(guò)Imol電子，正極區(qū)質(zhì)量增加40g

提分秘

L鹽橋式原電池

①導(dǎo)電：鹽橋中離子的定向遷移構(gòu)成了電流通路

第12頁(yè)共82頁(yè)

②平衡電荷：使由它連接的兩溶液保持電中性，使電池能持續(xù)提供電流

③隔離：相互反應(yīng)的電極和溶液通過(guò)鹽橋隔離開(kāi)

2.離子交換膜在電解池中的作用

（1）隔離：將兩極區(qū)隔離，阻止兩極區(qū)產(chǎn)生的物質(zhì)接觸

①防止副反應(yīng)發(fā)生，避免影響所制取產(chǎn)品的質(zhì)量

②防止副反應(yīng)發(fā)生，避免引發(fā)不安全因素（如爆炸）

（2）通透：能選擇性的通過(guò)離子，起到平衡電荷、形成閉合回路的作用

（3）實(shí)例：氯堿工業(yè)中陽(yáng)離子交換膜的作用

陽(yáng)離子交換膜

飽和NaCl稀NaOH溶液

溶液（或去離子水）

陽(yáng)極陰極

NaCl溶液下NaOH溶液

離子交換膜電解槽示意圖

①平衡電荷，形成閉合回路；

②防止C12和H2混合而引起爆炸；

③避免Cl2與NaOH反應(yīng)生成NaClO,影響NaOH的產(chǎn)量;

④避免C「進(jìn)入陰極區(qū)導(dǎo)致制得的NaOH不純。

3.常見(jiàn)的離子交換膜（隔膜）

（1）陽(yáng)離子交換膜：簡(jiǎn)稱(chēng)陽(yáng)膜，只允許陽(yáng)離子通過(guò)

（2）陰離子交換膜：簡(jiǎn)稱(chēng)陰膜，只允許限離子通過(guò)

（3）質(zhì)子交換膜：只允許氫離子通過(guò)

4.含離子交換膜電化學(xué)裝置的幾個(gè)區(qū)域

原料A

的濃溶液?

B的濃溶液工

的濃溶液

輔料B

的稀溶液三三_輔料C

的稀溶液

輔料區(qū)產(chǎn)品區(qū)緩沖區(qū)緩沖區(qū)輔料區(qū)

（1）原料區(qū)

①主料區(qū)：加入原料的濃溶液，流出原料的稀溶液

②輔料區(qū)：加入輔料的稀溶液，流出輔料的濃溶液

（2）產(chǎn)品區(qū)：產(chǎn)品中的陰陽(yáng)離子通過(guò)離子交換膜進(jìn)入該區(qū)域

第13頁(yè)共82頁(yè)

（3）緩沖區(qū)：兩側(cè)的離子交換膜屬性相同，起防漏的保護(hù)作用

（4）計(jì)算含交換膜電化學(xué)裝置中某一區(qū)域質(zhì)量變化，注意離子的遷移

問(wèn)題

根據(jù)Ch?4葭?4H+,陽(yáng)極

產(chǎn)生ImolCh時(shí)，有

4molH+由陽(yáng)極移向陰

極，則陽(yáng)極溶液的質(zhì)量

減輕32g+4g=36g

【變式5-1］（2024上?河北石家莊?高三石家莊二中校聯(lián)考）我國(guó)科學(xué)家研發(fā)了一種水系可逆Zn-CCh電池,

將兩組陰離子、陽(yáng)離子復(fù)合膜反向放置分隔兩室電解液，充電、放電時(shí)，復(fù)合膜層間的H2O解離成H+和

OH-,工作原理如圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

a膜b膜

復(fù)合膜

A.放電時(shí)和充電時(shí)，Pd電極的電勢(shì)均高于Zn電極

B.充電時(shí)，OH—由復(fù)合膜移向Zn電極

C.充電時(shí)，Pd電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為HCOOH—2e—=CChT+2H+

D.放電時(shí)，若外電路中通過(guò)Imol電子，復(fù)合膜層間有ImollfcO解離

【變式5-2］（2023上?甘肅?高三甘肅省會(huì)寧縣第一中學(xué)校聯(lián)考）在一種微生物細(xì)菌作用下苯酚可以轉(zhuǎn)化為

CO2,目前，某研究團(tuán)隊(duì)利用電化學(xué)原理來(lái)模擬處理廢水中的苯酚（C6H5OH）,其工作原理如圖所示。下列說(shuō)

法錯(cuò)誤的是

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A.b極為負(fù)極，M為陽(yáng)離子交換膜

2

B.a極的電極反應(yīng)式為Cr2O7-+6e-+7H2O=2Cr（OH）3+8OH-

C.NaCl溶液的作用是增強(qiáng)導(dǎo)電性

D.該電池不能在高溫條件下工作

【考向六】串聯(lián)組合式電化學(xué)裝置分析

一一

【典例61（2023上?江西宜春?高三江西省宜豐中學(xué)?？迹┠逞芯啃〗M將兩個(gè)甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源,

進(jìn)行電解飽和食鹽水，如圖所示，有關(guān)說(shuō)法正確的是

A.燃料電池工作時(shí)，通入甲烷電極的電極反應(yīng)式為CH4+2H2O—8e—=CO2+8H+

B.閉合開(kāi)關(guān)K后，b電極上有Cb生成

C.若每個(gè)電池甲烷通入量為1L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），且反應(yīng)完全，理論上最多能產(chǎn)生氯氣的體積為4L（標(biāo)準(zhǔn)狀

況）

_電解

D.電解飽和食鹽水總反應(yīng)的禺子方程式為CL+H2O^=OH—+H2T+CI2T

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wIs

多池串聯(lián)池屬性的判斷

1.有外接電源的全部都是原電池

KC1溶液CuSO,溶液KSO,溶液AgNO：溶液

2.無(wú)明顯外接電源的一般只有1個(gè)原電池，其余全是電解池

⑴有鹽橋的是原電池

(2)有燃料電池的是原電池

(3)能發(fā)生自發(fā)氧化還原反應(yīng)的裝置為原電池

(4)多個(gè)自發(fā)，兩電極金屬性相差最大的為原電池

3.電極的連接順序：負(fù)一陰-陽(yáng)-陰-…—陽(yáng)—正

4.串聯(lián)電路的特點(diǎn)：每一個(gè)電極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)都相等

【變式6-1］（2023上?河北保定?高三河北省唐縣第一中學(xué)?？迹┫嗤饘僭谄洳煌瑵舛塞}溶液中可形成濃

差電池。如圖所示裝置是利用濃差電池電解Na2s04溶液（a、b電極均為石墨電極），可以制得O2、H2>H2SO4

和NaOH。下列說(shuō)法正確的是

Cu(l)Cu(2)

Na2sO4溶液

cb

稀NaOH飛I

2L2.5mol-L-EiLO.SmobL^:

CUSO4溶液5CuSO,溶液溶液w是三色些莖至三恭三萋三A稀硫酸

陰離子交換膜離子交換膜

A.b電極的電極反應(yīng)為:2H2O+2e=H2t+2OH-

B.c、d離子交換膜依次為陰離子交換膜和陽(yáng)離子交換膜

C.電池放電過(guò)程中，Cu（l）電極上的電極反應(yīng)式為Cu2++2e=Cu

D.電池從開(kāi)始工作到停止放電，電解池陽(yáng)極區(qū)理論上可生成ImolH2s04

【變式6-2］（2023上?貴州貴陽(yáng)?高三貴陽(yáng)一中?？迹㎞O-空氣質(zhì)子交換膜燃料電池實(shí)現(xiàn)了制硝酸、發(fā)電、

環(huán)保一體化。某興趣小組用該電池模擬工業(yè)處理廢氣和廢水的過(guò)程，裝置如圖所示，下列說(shuō)法正確的是

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交

交

換0.6molL換

i鹽酸膜

b

a%上

NO+HO濃

2謾

室縮

HNO,M

3室

7t

質(zhì)子交換膜1

（NHJSO4稀溶液O.lmolL_O.lmolL

硫酸鹽酸

甲乙丙

A.a膜為陰離子交換膜

B.乙池中陰極的電極反應(yīng)式為NO+5U+5HQ=NH：+6OH

C.當(dāng)濃縮室得到4L0.6moi的鹽酸時(shí)，M室溶液的質(zhì)量變化為18g（溶液體積變化忽略不計(jì)）

D.標(biāo)況下，若甲池有1L2LC>2參加反應(yīng)，則乙池中處理廢氣（SO?和NO）的總體積為15.68L

【考向七】金屬腐蝕型原電池裝置分析

—■一

【典例7】（2023?吉林長(zhǎng)春?東北師大附中校考三模）實(shí)驗(yàn)小組研究金屬電化學(xué)腐蝕，實(shí)驗(yàn)如下:

實(shí)

裝置5min時(shí)現(xiàn)象25min時(shí)現(xiàn)象

驗(yàn)

酚酰溶液+K31Fe（CN）6］溶液

鐵釘周邊出現(xiàn)少量紅色和藍(lán)色區(qū)

I鐵釘表面及周邊未見(jiàn)明顯變化。

域，有少量紅棕色鐵銹生成。

31A丁

培養(yǎng)皿

酚二酸溶液+￡4弓附6］溶液

鐵釘周邊出現(xiàn)紅色區(qū)域,未見(jiàn)藍(lán)鐵釘周邊紅色加深，區(qū)域變大，未

II色出現(xiàn)，鋅片周邊未見(jiàn)明顯變見(jiàn)藍(lán)色出現(xiàn)，鋅片周邊未見(jiàn)明顯變

化?；?/p>

丁

培養(yǎng)皿

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下列說(shuō)法不正確的是

A.實(shí)驗(yàn)II中5min時(shí)出現(xiàn)紅色區(qū)域，說(shuō)明鐵釘腐蝕速率比I快

B.實(shí)驗(yàn)II中正極的電極反應(yīng)式：。2+2比0+4仁=4011-

C.實(shí)驗(yàn)I如果使用純鐵材質(zhì)鐵釘能減慢其腐蝕速率

D.若將Zn片換成Cu片，推測(cè)Cu片周邊會(huì)出現(xiàn)紅色，鐵釘周邊會(huì)出現(xiàn)藍(lán)色

1.金屬的腐蝕

(1)化學(xué)腐蝕

①反應(yīng)類(lèi)型：普通的化學(xué)反應(yīng)

②特點(diǎn)：無(wú)電流產(chǎn)生，電子直接轉(zhuǎn)移給氧化劑

(2)電化腐蝕

①反應(yīng)類(lèi)型：原電池反應(yīng)

②特點(diǎn)：有電流產(chǎn)生，電子間接轉(zhuǎn)移給氧化劑

(3)普遍性：兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化腐蝕更普遍

2.電化學(xué)腐蝕的類(lèi)型

(1)析氫腐蝕

①形成條件：水膜酸性較強(qiáng)

②特點(diǎn)：在密閉容器中氣體壓強(qiáng)增大

(2)吸氧腐蝕

①形成條件：形成條件：水膜酸性很弱或呈中性甚至堿性

②特點(diǎn)：在密閉容器中氣體壓強(qiáng)減小

(3)特殊性：在酸性條件下，氫前的活潑金屬發(fā)生析氫腐蝕，氫后的不活潑金屬發(fā)生吸氧腐蝕

(4)普遍性：吸氧腐蝕更為普遍

3.鋼鐵吸氧腐蝕的過(guò)程

(1)腐蝕過(guò)程

①負(fù)極反應(yīng)：Fe-2e-=Fe2+

②正極反應(yīng)：2H2。+。2+4屋一40IT

③電池反應(yīng)：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2

(2)后續(xù)反應(yīng)

①氧化反應(yīng)：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

②部分分解：2Fe(OH)3=Fe2O3A-H2O+(3—x)H2O

(3)鐵銹成分：Fe2O3的復(fù)雜水合物(Fe2O3?H2O)

2+

(4)鐵在無(wú)氧條件下的生銹過(guò)程：Fe—>Fe-2H^Fe(OH)2

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【變式7-1](2023上?新疆阿克蘇?高三阿克蘇地區(qū)第一中學(xué)校考)關(guān)注“實(shí)驗(yàn)室化學(xué)”并加以實(shí)踐能有效提高

同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。下列利用電化學(xué)原理設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到目的的是

選

ABCD

項(xiàng)

用石墨作電極電解飽

實(shí)

制備Fe(OH)2,并觀

和食鹽水簡(jiǎn)易制備驗(yàn)證鐵的吸氧腐蝕制作簡(jiǎn)單的燃料電池

驗(yàn)察其顏色

NaClO消毒液

裝r-0~~

wOp—1|||------0^0-^

置_1.-------1玻璃

飽和甯榭1導(dǎo)管

和，妄/鹽水

石墨-||-石墨

■■------一汽油碳粉一茉U水

試#7#_NaCl

溶液1

劑三三>才~-7稀6m硫ol酸-L

A.AB.BC.CD.D

【變式7-2](2023上?北京西城?高三北京八中校考期中)甲、乙同學(xué)分別用下圖所示裝置驗(yàn)證鐵的電化學(xué)

防腐原理。

相同時(shí)間后進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)①：甲同學(xué)分別向I、II中Fe電極附近滴加K3[Fe(CN%]溶液，I中產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，II中無(wú)沉淀。

實(shí)驗(yàn)②：乙同學(xué)分別取I、II中Fe電極附近溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，I、II中均無(wú)沉淀。

Znq-p-Fe石墨不-f-Fe

經(jīng)酸化的3%NaCl溶液

In

下列說(shuō)法正確的是

A.I是犧牲陽(yáng)極保護(hù)法，負(fù)極反應(yīng)式為Fe-2e-=Fe?+

B.II為外加電流陰極保護(hù)法，F(xiàn)e電極與外接電源的正極相連

C.由實(shí)驗(yàn)①中I、II現(xiàn)象的差異，推測(cè)K3[Fe(CN%]在I中氧化性強(qiáng)于II

D.由實(shí)驗(yàn)可知，兩種保護(hù)法均能保護(hù)Fe,且H保護(hù)得更好

第19頁(yè)共82頁(yè)

【考向八】金屬防護(hù)型電化學(xué)裝置分析

'園酬冏畫(huà)

【典例8】（2023上?廣東廣州?高三統(tǒng)考階段練習(xí)）全世界每年因鋼鐵銹蝕會(huì)造成巨大的損失，為了保護(hù)地

下的鋼鐵輸水管所采取的措施如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是

金屬塊或外接電源

A.鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕正極反應(yīng)為O2+2H2O+4e=4OH-

B.導(dǎo)線與Zn塊連接為犧牲陽(yáng)極法

C.導(dǎo)線應(yīng)連接外接電源的負(fù)極

D.導(dǎo)線與Cu塊連接也可保護(hù)鋼鐵輸水管

'畫(huà)囹斑寤

1.金屬的電化學(xué)防護(hù)

（1）原電池防護(hù)法：犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法

①負(fù)極：比被保護(hù)金屬活潑的金屬

②正極：被保護(hù)的金屬設(shè)備

（2）電解池防護(hù)法：外加電流的陰極保護(hù)法

①陽(yáng)極：惰性電極

②陰極：被保護(hù)的金屬設(shè)備

2.金屬腐蝕速率的比較

（1）同一金屬：離子濃度大〉離子濃度小〉非電解質(zhì)

（2）同一電解液

①電解質(zhì)濃度越大，金屬腐蝕越快

第20頁(yè)共82頁(yè)

②電解腐蝕〉原電池腐蝕〉化學(xué)腐蝕〉有防護(hù)的腐蝕

（3）不同金屬、同一電解液：兩金屬活動(dòng)性相差越大，活潑金屬腐蝕越快

圃圄圃限

【變式8-1］（2023上?浙江?高三校聯(lián)考階段練習(xí)）下列說(shuō)法不正確的是

A.圖①：進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),需要佩戴護(hù)目鏡，以保護(hù)眼睛

B.圖②：可用于分離植物油和水的混合液

C.圖③：可用于硫酸鈉的焰色試驗(yàn)

D.圖④：犧牲陽(yáng)極法保護(hù)鋼鐵設(shè)備的示意圖

【變式8-2］（2023下?廣東河源?高三統(tǒng)考開(kāi)學(xué)考試）埋在土壤中的輸油鋼制管道容易被腐蝕。已知對(duì)管道1

和管道2進(jìn)行如圖所示的電化學(xué)防護(hù)設(shè)計(jì)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

電流

--------土壤

區(qū)域②0輔助陽(yáng)極

A.對(duì)管道1進(jìn)行防腐時(shí)，需要定期更換鎂塊

B.管道1的電勢(shì)低于Mg塊

C.區(qū)域②采用外加電流法

D.區(qū)域②通入保護(hù)電流使管道2表面腐蝕電流接近于0

【考向九】守恒法在電化學(xué)計(jì)算中應(yīng)用

【典例9】（2023?廣西南寧?南寧三中校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）如圖是利用甲醇燃料電池進(jìn)行電化學(xué)研究的裝置圖,

第21頁(yè)共82頁(yè)

下列說(shuō)法正確的是

甲池乙池

A.甲池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，總反應(yīng)為2cH3OH+3O2=2CO2+4H2O

B.乙池中的Ag不斷溶解

C.反應(yīng)一段時(shí)間后要使乙池恢復(fù)原狀，可加入一定量CuO固體

D.當(dāng)甲池中有22.4LCh參與反應(yīng)時(shí)，乙池中理論上可析出12.8g固體

?瑁倒斑寤

―—J

1.電子守恒和電荷守恒列關(guān)系式

(1)電子守恒：兩極得失電子數(shù)相等

①串聯(lián)電路各支路轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同，按支路算

(2)電荷守恒：1個(gè)電子對(duì)應(yīng)1個(gè)正電荷或負(fù)電荷

_4

(3)常用關(guān)系式：?41?4Ag?2Cu?2H2~2Ch?4OJT?4H+——M"+

n

2.電化學(xué)計(jì)算的物理公式

(1)電量公式：Q=It=wNAq="F

(2)電能公式：W=UIt=UQ

①〃——得失電子的物質(zhì)的量(mol)

②NA——阿伏加德羅常數(shù)(e.OZxlO^mor1)

③q——1個(gè)電子所帶的電量(1.60x10—19(2)

@1——電流強(qiáng)度(A)

⑤t----時(shí)間(s)

@F——法拉弟常數(shù)(96500C/mol)

⑦U——電壓(V)

⑧W——電能(J)

3.幾個(gè)注意問(wèn)題

(1)氣體體積相關(guān)計(jì)算時(shí)，必須注明標(biāo)準(zhǔn)狀況

第22頁(yè)共82頁(yè)

（2）計(jì)算含交換膜電化學(xué)裝置中某一區(qū)域質(zhì)量變化，注意離子的遷移

【變式9-1］（2023上?河北石家莊?高三河北新樂(lè)市第一中學(xué)?？迹┰谌鐖D串聯(lián)裝置中，通電片刻即發(fā)現(xiàn)乙

裝置左側(cè)電極表面出現(xiàn)紅色固體。下列說(shuō)法不正確的是

A.乙中左側(cè)電極反應(yīng)式：Cu2++2e-=Cu

B.電解過(guò)程中丙中溶液酸堿性無(wú)變化

C.向甲中加入適量的鹽酸，可使溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)

D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下當(dāng)甲中產(chǎn)生4.48L氣體時(shí)，丙中Cu電極質(zhì)量增加21.6g

【變式9-2］（2023?湖北武漢?統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）設(shè)治是阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說(shuō)法中正確的是

A.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4LNOz所含質(zhì)子數(shù)為23NA