第四章化學(xué)反應(yīng)與電能

復(fù)習(xí)講義

1.學(xué)會判斷電化學(xué)裝置中的電極名稱及電極反應(yīng)式的書寫。

2.學(xué)會原電池、可充電電池、電解池、電鍍池判定。

復(fù)習(xí)目標(biāo)

3.學(xué)會分析原電池、電解池中離子交換膜的作用。

4.學(xué)會電化學(xué)的有關(guān)計算。

重點：1.在新型化學(xué)電源探究過程中，構(gòu)建原電池模型，并能分析出其電極反應(yīng)和總反應(yīng)

方程式。

重點和難點

2.對“多池組合”中裝置的判斷與分析。

難點：對“多池組合''中裝置的判斷與分析。

?五類”依據(jù)判斷原電池電及

電化學(xué)裝置中電極名稱的判斷

?五類”依據(jù)判斷電解池電膠

串聯(lián)電路中各支/電流相等;

并聯(lián)電路總電流等于各支路電流之和.

電化學(xué)的有關(guān)計算

電解池計真的計算

判斷電解后溶液pH變化的方法

I有關(guān)原電池的解互忠路

電化學(xué)問題分析的基本思路

有關(guān)電解間地的其本思路

勖識點一電化學(xué)裝置中電極名稱的判斷

1.“五類”依據(jù)判斷原電池電極：

（1）依據(jù)構(gòu)成原電池兩極的電極材料判斷。一般是較活潑的金屬為負極,活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非

金屬為止極。

（2）依據(jù)原電池兩極發(fā)生反應(yīng)的類型判斷。里極發(fā)生氧化反應(yīng)；正極發(fā)生還原反應(yīng)。

（3）依據(jù)電子流動方向或電流方向判斷。在外電路中，電子由負極流向正極，電流由正極流向負極。

（4）依據(jù)原電池電解質(zhì)溶液中離子的移動方向判斷。陽離子向正極移動，陰離子向魚極移動。

（5）依據(jù)原甩池鹽橋中離子的移動方向判斷。陽離子向正極移動，陰離子向負極移動。

2.“五類”依據(jù)判斷電解池電極

7^依據(jù)

直流電源電極反應(yīng)電子流向離子移向電極現(xiàn)象

電

陽極與電源正極相連氧化反應(yīng)流出JS離子移向電極渣解或pH減小

陰極與電源魚極相連還原反應(yīng)流入膽離子移向電極增聿或DH增大

特別提醒/易錯提醒/教材延伸

對電極名稱判斷的深度理解

\L得失電子方向

|①負極/陽極：發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子（如金屬溶解或陰離子放電）。

j②正極/陰極：發(fā)牛壞原反應(yīng).得到電子（如陽離子沉積或氣體壞原）C

:③特例：電解池中陽極連接電源正極，陰極連接電源負極，與原電池電極命名邏輯相反。

:2.金屬活動性順序原電池中較活潑金屬為負極（如Mg-Al原口池中Mg為負極）。

：3.但需注意：某些金屬在特定電解質(zhì)中會鈍化（如鋁在濃硝酸中），此時活動性順序失效

I.....................................................................................................................................-.........................................................................................:

■效果檢測

1.關(guān)于原電池、電解池的電極名稱，下列說法錯誤的是（）

A.原電池中失去電子的一極為負極

B.原電池中發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為正極

C.電解池中與直流電源負極相連的一極為陰極

D.電解池中發(fā)生氧化反應(yīng)的?極為陽極

【答案】B

【分析】原電池中，負極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以較活潑的金屬作負極，

較不活潑的電極為正極，電子從負極沿導(dǎo)線流向正極.而電解池的電極與電源有關(guān)，與電源正極相連的為陽

極，與電源負極相連的為陰極，以此來解答。

【解析】A.原電池中負極失去電子，則失去電子的一極為負極，所以A選項是正確的；B.一般來說，原電

池中相對活潑的一極失去電子，為原電池的負極，故B錯誤；C.電解池中與電源的連接決定陰極或陽極，

則電解池中與直流電源負極相連的一極為陰極，所以C選項是正確的；D.與電源正極相連的為陽極，得到

電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，所以D選項是正確的。所以本題答案選B。

2.甲烷燃料電池的工作原理如圖，下列說法正確的是

A.a極為正極

B.K+從a極經(jīng)溶液流向b極

C.工作一段時間后，b極附近的pH會減小

D.a極的電極反應(yīng)為CH4+6OH—8c=CO:+5H2。

【答案】B

【分析】a電極通入甲烷，甲烷發(fā)生氧化反應(yīng)，則a極為負極；b電極通入空氣，氧氣發(fā)生還原反應(yīng)，b極

為正極，據(jù)此解答。

【解析】A.a電極通入甲烷，甲烷發(fā)生氧化反應(yīng)，則a極為負極，A錯誤；B.a極為負極，b極為正極，

K+從a極經(jīng)溶液流向b極,B止確;C.b電極通入空氣,氧氣發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：O2+4e-+2H2O=4OH,

即牛.成OH-,堿性增強，則工作一段時間后，b極附近的pH會塢大，C錯誤；D.a電極通入甲烷，甲烷被

氧化生成CO：,則a極的電極反應(yīng)為：CH4+1OOH--8e-=COf+7H2O,D錯誤;故選B0

胸識點二電化學(xué)裝置中電極反應(yīng)式的書寫

1."三步''突破原電池電極反應(yīng)式的書寫：

第一步：分析氧化還原反應(yīng)

根據(jù)氧化還原反應(yīng)，分析元素化合價的升降，確定正負極反應(yīng)物質(zhì)及電了?得失數(shù)目

第二步：注意電解質(zhì)溶液環(huán)境

分析電解質(zhì)溶液的酸堿性及離子參加反應(yīng)的情況，確定電極反應(yīng)，寫出電極反應(yīng)式

第三步：合并正、負電極反應(yīng)

調(diào)整兩極反應(yīng)式中得失電子數(shù)目相等并疊加，消去電子，得出總反應(yīng)式

2.電解池電極反應(yīng)式的書寫模式：

（1）解題流程

“4步”解題流程

III

看口S1極寫反應(yīng)式

:首先注意陽麗溶菠虱「胸藪額:根據(jù)實際反應(yīng)物

:極是活性材；所有陰、陽；：序分析兩極;與生成物，寫出I

:料還是惰性;離子并確定；：產(chǎn)物以及電;電極反應(yīng)式和總I

:材料:放電喉序；：解液的變化;反應(yīng)方程式

----------------J---------------I

（2）陽極陰離子放電次序:

活潑金屬作電極：電極材料本身失電子被氧化:

惰性電極:溶液中較易失電子的陰離子優(yōu)先失去

電電子被氧化。陰離子在陽極上的放電順序：

極S2->r>Br->Cr>OH->^^>F

反

應(yīng)

溶液中較易得電子的陽離子優(yōu)先得到電子被還

rt

原，M++/ic~^=Mo

陰陽離子在陰極上的放電順序：Ag+>Fe3+>Cu2+>

極酸）〉Pb2*>Sn2*>Fe2*>Zn24>H*（水）>Al3+>

Mf>Na+>Ca?>K，

【特別提醒】微粒的濃度也會影響放電的順序，如電鍍鋅時，溶液中c（Z1】2+）>c（H+）,放電次序Zn2+>H\

（3）電解池中電極反應(yīng)式的書寫方法

1）書寫步驟

①首先注意陽極是活性材料還是惰性材料。

②分析確定溶液中所有陰陽離子并清楚放電順序。

③根據(jù)放電順序分析放電產(chǎn)物。

a.陰離子的放電順序；活潑電極〉$2一〉1一>1^一>（2廠>01「：>含氧酸根離子。$2一、「、Br-,C「放電，產(chǎn)

物分別是S、12、刖2、Ch;若OFF放電，則得到HzO和02。

b.陽離子放電順序：Ag'>Fe3+>Cu2+>Hl酸）,Fe2+>Zn2">H'（水）>AF+>Mg2+。若金屬陽離子（Fe3+除

外）放電，則得到相應(yīng)金屬單質(zhì)；若H+放電，則得到H2O放電順序本質(zhì)遵循氧化還原反應(yīng)的優(yōu)先規(guī)律，即

得（失）電子能力強的離子先放電。

④根據(jù)電解質(zhì)溶液的酸堿性確定電極反應(yīng)式中是否有H+、OIF或HzO參與；最后配平電極反應(yīng)式。

2）介質(zhì)對電極反應(yīng)式的影響

反應(yīng)物若是H+得電子或0H失電子，則H+或OH?均來自水的電離，全部寫

中性溶液

成比Q

酸性溶液反應(yīng)物或生成物中均沒有QH：

堿性溶液反應(yīng)物或生成物中均沒有出

水溶液不能出現(xiàn)Q1

3）電極產(chǎn)物的溶解性對電極反應(yīng)式的影響。

電解MgCb溶液時的陰極反應(yīng)式應(yīng)為：Mg2++2H2C+%T=Mg（OH）U+H23而不是2口+加一二%3

2+

總反應(yīng)離子方程式為：Mg+2CF+2H2O^￡Mg(OH)21+Ch：+H2fo

不能把電解MgCh溶液的離子方程式寫成：2C廠+2H2O型維2OH—+CbT+H23忽視了生成難溶的Mg(OH)2。

易錯提醒

易錯點總結(jié)

場景易錯原因糾正方法

堿性環(huán)境析氫H被誤寫改用H20提供H（如2H2。+2e三H2+2OH）

有機物電了轉(zhuǎn)移碳價態(tài)計算錯誤按H70?標(biāo)價或直接分析加氫/氧數(shù)

電解池陽極忽略電極活性優(yōu)先判斷電極是否參與反應(yīng)

11且效果檢測

1.下列用來表示物質(zhì)變化的化學(xué)用語中，正確的是

A.氫氧燃料電池的負極反應(yīng)式：。2+2氏0+41=4。田

B.鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的負極反應(yīng)式：Fe-2e=Fe2+

C.電解熔融NaCl.陰極的電極反應(yīng)式：2Cr-2e=Cl2T

D.電解飽和食鹽水時，陰極的電極反應(yīng)式：2Cl-2e=Cl2T

【答案】B

【脩析】A.氫氧燃料電池中的負極反應(yīng)為H2-2e-=2H+,A錯誤；B.鋼鐵的吸氧腐蝕和析氫腐蝕過程中的

負極反應(yīng)都是Fe-2eXFe2+,B正確；C.電解熔融NaCl的陰極反應(yīng)為Na++「=Na,C錯誤；D.電解飽

和食鹽水時陰極反應(yīng)為2卬+2廣=比3D錯誤；答案選B。

2.用如下圖所示裝置及試劑進行鐵的電化學(xué)腐蝕實驗探究，測定具支錐形瓶中壓強隨時間變化關(guān)系以及溶解

氧隨時間變化關(guān)系的曲線如下。

I溶解氧傳感

不同pH的酸溶液/數(shù)據(jù)采集器

均勻覆蓋Fe粉乂壓強傳感器

和Cu粉的濾紙一二二內(nèi)具支錐形瓶

5..5

5..O

(4..5

M4..OpH=2.0

s3..5

o3Z..OpH=4.0

aZ.5

.OO.pH=6.0

0100200300400500100200300400500

t/st/s

壓強隨時間變化的曲線溶解氧隨時間變化的曲線

下列說法不正確的是

A.壓強增大主要是因為產(chǎn)生了H?

B.整個過程中，負極電極反應(yīng)式為：Fe-2e=Fe2+

C.pH=4.0時，不發(fā)生析氫腐蝕，只發(fā)生吸氧腐蝕

D.pH=2.0時，正極電極反應(yīng)式為：2H++2e.=H2T和0?+4/+4d=2也0

【答案】C

【分析】Fc在酸性環(huán)境下會發(fā)生析氫腐蝕，產(chǎn)生氫氣，會導(dǎo)致錐形瓶內(nèi)壓強增大；若介質(zhì)的酸性很弱或呈

中性，并且有氧氣參與，此時Fe就會發(fā)生吸氧腐蝕，吸收氧氣，會導(dǎo)致錐形瓶內(nèi)壓強減小，據(jù)此分析解答。

【解析】A.根據(jù)分析可知，酸性較強，因此鍵形瓶中的Fe粉能發(fā)生析氫腐蝕，析氫腐蝕產(chǎn)生氫氣，因此

會導(dǎo)致錐形瓶內(nèi)壓強增大，故A正確；B.錐形瓶中的Fe粉和Cu粉與酸溶液共同構(gòu)成了原電池，F(xiàn)e粉作

為原電池的負極，發(fā)牛.氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Fe-2e=Fe2^故B正確；C.若pH=4.0時，若只發(fā)生

吸氧腐蝕，那么錐形瓶內(nèi)的壓強會有下降，但圖中pH=4.0時，錐形瓶內(nèi)的壓強幾乎不變，說明除了吸氧腐

蝕，F(xiàn)e粉還發(fā)生了析氫腐蝕，消耗氧氣的同時也產(chǎn)生了氫氣，因此錐形瓶內(nèi)壓強幾乎不變，故C錯誤；D.由

圖可知，pH=2.0時，錐形瓶內(nèi)的溶解氧減少，說明有消耗氧氣的吸僦腐蝕發(fā)生，同時錐形瓶內(nèi)的氣壓增大，

說明有產(chǎn)生氫氣的析氫腐蝕發(fā)生，因此，正極反應(yīng)式有：2H++2S=H2T和。2+4。一+414，=2也0,故D

正確：故答案選C。

■知識點三多池串聯(lián)裝置中電池類型的判斷

1.直接判斷：

（1）非常直觀明顯的裝置，如燃料電池、鉛酸蓄電池等為原電池，則其他裝置為電解池。如下圖所示，A

為原電池，B為電解池。

溶液

AB

（2）若無外接電源，可能是原電池，然后根據(jù)原電池的形成條件判定；

（3）若有外接電源，兩極插入電蟀質(zhì)溶液中，則可能是電解池或電鍍池，當(dāng)陽極金屬與電解質(zhì)溶液中的金

屬離子相同則為電鍍池；

（4）若為無明顯外接電源的串聯(lián)電路，則應(yīng)利用題中信息找出能發(fā)生自發(fā)氧化還原反應(yīng)的裝置為原電池。

2.根據(jù)電池中的電極材料和電解質(zhì)溶液判斷：

（1）原電池?般是兩種活動性不同的金屬電極或?個金屬電極和?個石墨電極；原電池中的目極材料?般

能和電解質(zhì)溶液發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。

（2）電解池一般是兩個惰性電極，如兩個粕電極或兩個石墨電極，只根據(jù)電極材料一般不能判斷出電池類

型，往往還需要結(jié)合電解質(zhì)溶液進行判斷。電解池的電極材料一般不能和電解質(zhì)溶液反應(yīng)。如下圖所示，B

為原電池，A為電解池。

NaCI溶液稀硫酸

3.根據(jù)電極反應(yīng)現(xiàn)象判斷：在某些裝置中根據(jù)電極反應(yīng)或反應(yīng)現(xiàn)象可判斷電極，并由此判斷電池類型，如下

圖所示。

滴有少心的就CuSO4溶液

的NaCI溶液

若C極溶解，D極上析出Cu,B極附近溶液變紅，A極上放出黃綠色氣體，則可知乙是原電池：D是正極，

C是負極；甲是電解池，A是陽極，B是陰極。B、D極發(fā)生還原反應(yīng)。

4.可充電電池的判斷：放電時相當(dāng)于原電池，負極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)；充電時相當(dāng)于電解池，

放電時的正極變?yōu)殡娊獬氐年枠O，與外電源正極相連，負極變?yōu)殛帢O，與外電源負極相連。

|■效果檢測

1.（2025?河南?模擬預(yù)測）硅是目前已知比容量最高的鋰離子電池負極材料。某硅基鉆酸鋰電池的工作原

理如圖所示。已知充電時硅基電極反應(yīng)式為下列說法正確的是

LhyCoOz/

LiCoOz電極

LiPFc-LiAsFc鋰離子LigSO4溶液

電解質(zhì)導(dǎo)體膜

A.右側(cè)電極通過鋰離子的脫嵌與嵌入實現(xiàn)充、放電

B.閉合Kz,Li-CoOJLiCoO?電極發(fā)生還原反應(yīng)

C.閉合Ki,Li,.rCoO2/LiCoO2電極的電極反應(yīng)式為LifCoOz-xe+xLlLiCoO?

D.閉合K2,當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移O.lmol電子時，理論上左室電解質(zhì)質(zhì)量減少0.7g

【答案】A

【分析】由題干圖示信息可知，閉合Ki時，該裝置為原電池，Si電極為電池的負極，電極反應(yīng)為:

+

LixSi-xe-=Si+xLr,Li-CoOJLiCoO］為正極,電極反應(yīng)為：Li^CoO2+xLi+xe"=LiCo02；當(dāng)閉合

+

K2時，該裝置為電解池，Si電極為電解池的陰極，電極反應(yīng)為：Si+xe+xLi=LixSi,Li-CoOJLiCoO2為

陽極，電極反應(yīng)為：LiCoO.-xe~=Li^CoO,+xL/+,據(jù)此分析解題。

【解析】A.由分析可知，放電時，右側(cè)電極為正極，電極反應(yīng)式為〃70，02+工。++此-=。。。。2，

LQCoOJZJCoO?電極發(fā)生Li+嵌入：閉合，該電池為電解池，"rCoO/LC。。2電極為電池的陽極，陽極

的電極反應(yīng)式為以C"Q7"=，rC"O2+x","iCoQ/LQQ電極發(fā)生Li+脫嵌，故A正確；B.據(jù)

分析，閉合心時是充電過程，即為電解池，Li-CoO/LiCoC^電極為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故B錯誤；C.據(jù)

分析，閉合Ki時二LiiCoO/LiCoO2電極為正極，電極反應(yīng)為LiiCoO2+x"+xLi，=LiC。。？，故C錯誤；

D.閉合K2,左室電解質(zhì)中的Li+在陰極上與Si反應(yīng)生成LixSi,但是右側(cè)Li+會從陽極室穿過鋰離子導(dǎo)體膜

移動到陰極室，理論上左室電解質(zhì)質(zhì)量不變，故D錯誤；故答案為A。

2.（2025?四川巴中?三模）采用中性紅試劑利用電解原理直接捕獲空氣中的二氧化碳的裝置圖如下，下列

說法正確的是

A.若用銅鋅原電池進行電解，a極接銅鋅原電池的Zn板

B.電解時，b極的電極反應(yīng)式為：R-3e-^RH3

C,裝置中離子交換膜為陰離子交換膜

D.左儲液罐發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：CO2+OH-=HCO；

【答案】D

【分析】由圖可知，裝置中a極NRH?與HCO、轉(zhuǎn)化為NR和C。?，N元素化合價升高，發(fā)生氧化反應(yīng)

NRH2-2e+2HCO；=NR+2CO,T+H2O,所以a為陽極，與直流電源正極相連。b電極為陰極，與直流電源

負極相連，NR在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成NRH?。

【解析】A.a極是陽極，應(yīng)接原電池的正極，銅鋅原電池中Zn是負極，故A錯誤；B.b電極為陰極，水

分子作用下NR在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成NRH2,電極反應(yīng)式為NR+2仁+2Hq=NRH?+2OFT,

故B錯誤；C.由b電極的電極反應(yīng)式可知，溶液中氫氧根濃度增大，要保持溶液中電荷守恒：需要將a電

極產(chǎn)生的陽離子轉(zhuǎn)移到b極區(qū)，用裝置中離了交換膜為陽離子交換膜，故C錯誤；D.由a電極的電極反應(yīng)

式可知，反應(yīng)物需要碳酸氫根，左儲液罐需要產(chǎn)生碳酸氫根供給，則左儲液罐發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

CO2+OH=HCO；,故D正確；故選D。

■知識點四離子交換膜在電化學(xué)中的綜合應(yīng)用

1.離子交換膜的作用

（1）防止副反應(yīng)的發(fā)生，避免影響所制取產(chǎn)品的質(zhì)量；防止引發(fā)不安全因素（如在電解飽和食鹽水中，利用

陽離子交換膜，防止陽極產(chǎn)生的C12進入陰極室與氫氧化鈉反應(yīng)，導(dǎo)致所制產(chǎn)品不純；防止與陰極產(chǎn)生的

H2混合發(fā)生爆炸）。

（2）用于物質(zhì)的分離、提純等。

（3）用于物質(zhì)的制備。

2.離子交換膜的類型

根據(jù)透過的微粒，離子交換膜可以分為多種，在高考試題中主要出現(xiàn)過陽離子交換膜、陰離子交換膜和質(zhì)

子交換膜三種。陽離子交換膜只允許陽離子通過，阻止陰離子和氣體通過，陰離子交換膜只允許陰離子通

過，質(zhì)子交換膜只允許質(zhì)子出一）通過。

3.離子交換膜類型的判斷

根據(jù)電解質(zhì)溶液呈電中性的原則，判斷膜的類型：

（1）苜先寫出陰、陽兩極上的電極反應(yīng)，依據(jù)電極反應(yīng)式確定咳電極附近哪種離子剩余。

（2）根據(jù)溶液呈.電中性，判斷出離子移動的方向，從而確定離子交換膜的類型。

4.定量關(guān)系

外電路電子轉(zhuǎn)移數(shù)=通過隔膜的陰、陽離子帶的負或正電荷數(shù)。

5.解答步驟

第一步，分清隔膜類型。即交換膜屬于陽膜、陰膜、質(zhì)子膜中的哪一種，判斷允許哪種離子通過隔膜。

第二步，寫出電極反應(yīng)式。判斷交換膜兩側(cè)離子變化，推斷電荷變化，根據(jù)電荷平衡判斷離子遷移方向。

第三步，分析隔膜作用。在產(chǎn)品制備中，隔膜作用主要是提高產(chǎn)品純度，避免產(chǎn)物之間發(fā)生反應(yīng)，或避免

產(chǎn)物因發(fā)生反應(yīng)而造成危險。

易錯提醒

;規(guī)避離子交換膜的典型易錯點:

,?

II.忽略實際生產(chǎn)需求：高考題常結(jié)合生產(chǎn)實際，膜的選擇需以高效制備產(chǎn)品為導(dǎo)向（如減少雜質(zhì)、節(jié)能）

|2.混陽膜類型與離子遷移方向|

i①陰膜允許陰離子通過，但陰離子實際遷移方向由電場力決定（向陽極）；

?1?

i②若誤判電極極性會導(dǎo)致遷移方向錯誤。

i3.電荷守恒計算遺漏；多室電解中，通過膜的離子數(shù)量需與電子轉(zhuǎn)移數(shù)匹配。

,?

?效果檢測

1.（24-25高三上?山東淄博?期末）利用電解原理吸收SO,并實現(xiàn)NO的脫除，裝置如圖所示。H2sa,是弱

酸，忽略SO?與水的反應(yīng)。下列說法錯誤的是

A.a極為負極

B.隔膜為質(zhì)子交換膜

+

C.陰極電極反應(yīng)式：2HSO3+4H+2e=H,S,O4+2H,0

D.在相同條件下，吸收SO?和NO的體枳比為1:2

【答案】D

【分析】根據(jù)圖示，左邊反應(yīng)室HSO；經(jīng)反應(yīng)后生成H2s2。4,S元素的化合價降低，電源a是負極，b是正

極，電解池中，硫酸的濃度增大，H+應(yīng)該向左邊移動，所以離子交換膜應(yīng)該是陽離子交換膜

【解析】A.根據(jù)分析，電源a是負極，b是正極，A正確；B.右邊陽極室發(fā)生反應(yīng)SO2-2e+2HQ=4H'+SO：,

硫酸的濃度增大，H+應(yīng)該向左邊移動，所以離子交換膜應(yīng)該是陽離子交換膜，B正確；C.陰極得電子，HSO；

+

經(jīng)反應(yīng)后生成H2s電極反應(yīng)式：2HSO；+4H+2e-=H2S2O4+2H2O.CF確：D.S元素由+4升高到

+6,失2個電子，N元素由+2降低到。價，得到2個電子，根捱得失電子守恒，在相同條件卜，吸收SO?和

NO的體積比為1:1,D錯誤；故選D。

2.（24-25高一卜??山東煙臺?期中）濃差電池是利用電解質(zhì)濃度不同而產(chǎn)生電流的一類電池。以濃差電池為

電源，用Na2CrO4漿液制備Na2Cr2O7并獲得副產(chǎn)品NaOH的裝置如圖。

惰性電極4惰性電極

Cu(I)膜aCu(II)膜b」3

qmol-L-cmol-L_|f]NaCrONa,CrO

21244

CuSOj容液&1SO/容液素液亥液

已知：ffic,<c2：②4Na2CrO1+2H2O^^2Na2Cr2C)7+4NaOH+2H2T+O?T。

下列說法正確的是

A.電極電勢：Cu(I)>Cu(II)

B.惰性電極(H)的電極反應(yīng)式為2HQ-4J=4H，+。2T

C.膜a,膜b均應(yīng)選用陰離子交換膜

D.導(dǎo)線中通過4moieJ理論上電解池的陽極室溶液質(zhì)量增加200g

【答案】CD

【分析】從圖中可知，左側(cè)為濃差電池，右邊為電解池。在濃差電池中，右側(cè)溶液中C112+濃度大，離子的

氧化性強，所以Cu(H)電極為正極、電極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為Cu2++2e=Cu,Cu⑴電極為

負極，電極反應(yīng)式為Cu-2e=Cu2+：惰性電極⑴與Cu(I【)相連，則惰性電極⑴為陽極，電極上陽極上水失電

子生成02和H+,電極反應(yīng)為2Ho4e=O2T+4H+,溶液中2。。：一+2FT=gO:+電。，總電極反應(yīng)為

4CrO；--4e=2Q;O；-4-O2T,惰性電極⑴附近生成Na2cl和氧氣：因此惰性電極(II)為陰極，電極上水

發(fā)生得電子的還原反應(yīng)生成H2,電極反應(yīng)為2H2O+2e-=H2T+2OH,惰性電極(II)附近生成NaOH和氫氣。

【解析?】A.根據(jù)分析可知，右側(cè)溶液中Q?+濃度大，離子的氧化性強，則電極電勢：Cu(II)>Cu(I),故

A錯誤;B.根據(jù)分析可知，惰性電極(H)的電極反應(yīng)為2H?O+2e-=H2T+20H,故B錯誤;C.Cu(H)附近

C戶減少，Cu⑴附近CM+增加，SO；不參與反應(yīng)，則從右到左跨越膜a,惰性電極(H)附近生成OH:CrO；

濃度不變，惰性電極⑴附近CrO；轉(zhuǎn)化為CGO；,因此需要補充CrO：,因此CrO：從從左到右跨越膜b,

因此膜a,膜b均應(yīng)選用陰離子交換膜，故C正確；D.導(dǎo)線中通過4moie\陽極轉(zhuǎn)入2moiCrOf,同時

產(chǎn)生Imol氧氣,質(zhì)量變化為2moixU6g/mol-lmolx32g/mol=200g,故D正確;故答案為CD。

儆識點五電化學(xué)的有關(guān)計算

原電池和電解池綜合裝置的有關(guān)計算的根本依據(jù)是電子轉(zhuǎn)移守恒，分析時要注意兩點：

(1)串聯(lián)電路中各支路電流相等；

(2)并聯(lián)電路總電流等于各支路電流之和。在此基礎(chǔ)上分析處理其他各種數(shù)據(jù)，如下圖所示。

ZuI1]hCuPthAc

CuCl：

甲乙

圖中甲是原電池，乙是電解池，若電路中有0.2mol電子轉(zhuǎn)移，則Zn極溶解6.5gZn,Cu極上析出2.24L（標(biāo)

準狀況）心，Pt極上析出O.lmolCk，C極上析出6.4gCu。甲池中H+被還原成H2,溶液pH變大：乙池中

是電解CiC%，電解后再加入適敏CuCL固體可使溶液復(fù)原.

（3）電解池計算的計算

①正確書寫電解過程中各電極或各階段的電極反應(yīng)式。

②在同一電路中，根據(jù)各電極得失電子數(shù)相等建立等量關(guān)系（若分階段電解，則每個電極各階段的電極反應(yīng)

式轉(zhuǎn)移電子數(shù)總和相等）或根據(jù)電解總反應(yīng)式列比例式計算。

（4）判斷電解后溶液pH變化的方法

根據(jù)原溶液的酸堿性和電極產(chǎn)物即可對電解后溶液pH的變化作出正確的判斷，其方法如卜.：

①若電極產(chǎn)物只有H2而無02,則pH變大。

②若電極產(chǎn)物只有02而無H2,則pH變小。

③若電極產(chǎn)物既有02又有Hz,原溶液呈酸性則pH變小，原溶液呈堿性則pH變大，原溶液呈中性則pH

不變。

:教材延伸:

i〃電子守恒是主線，價變產(chǎn)物緊關(guān)聯(lián)；遷移電荷兩平衡，體積放電順序驗?！?；

..............................................................................................................................................................J

用效果檢測

1.（2025?湖南?三模）工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的氨逸到空氣中會造成污染，科學(xué)家采用石墨烯作電極材料設(shè)計了一

種新型綠色處理尾氣中N%的方案，主要包括電化學(xué)過程和化學(xué)過程，如圖所示。下列說法正確的是

電源

A.M極接直流電源的負極，發(fā)生氧化反應(yīng)

B.N極的電極反應(yīng)式為2>1凡-6?-=此+6/

C.當(dāng)電解質(zhì)溶液中傳導(dǎo)0.3mole-時，有（）.3molFT穿過質(zhì)子交換膜

D.若用鉛酸蓄電池作電源，當(dāng)電源負極增重4.8g時，M極消耗L12L（折合成標(biāo)準狀況）。2

【答案】B

【分析】圖中的電化學(xué)過程涉及電解池原理，N&在N極被氧化為N?,則N極為陽極，陽極式為

+

2NH3-6e=N2+6H；M極為陰極，F(xiàn)e"在陰極得到電子被還原為Fe?+,陰極式為Fe"+D=Fe?+，M極

產(chǎn)生的Fe?+可再被氧氣氧化為Fe",反應(yīng)的離子方程式為4Fe2++O34H.=4Fe3++2H。，

【解析】A.結(jié)合分析知，F(xiàn)e"在M極得到電子被還原為Fe?+,則M極為電解池的陰極，接直流電源的負

極，發(fā)生還原反應(yīng)，A項錯誤；B.N極為陽極，電極反應(yīng)式為2NH「6e-=N2+6HjB項正確；C.電

子可從導(dǎo)線過，電解質(zhì)溶液不能傳導(dǎo)電子，C項錯誤；D.若用鉛酸蓄電池作電源，電源負極的反應(yīng)式為

Pb-2c+SO>PbSO4,負極增重4.8g時,參與反應(yīng)的SO；?為0.05mol,電路中轉(zhuǎn)移電子0.1mol,結(jié)合M極式

Fe"+e=Fe>知，M極產(chǎn)生的Fe?-為0.1mol,再根據(jù)4Fe2++O#4H+=4Fe3++2H?O知，反應(yīng)消耗的O2為

0.025mol,其標(biāo)況下的體積為0.025molx22.4I/nol=a56L,D項錯誤；故選B。

2.(2025.湖北武漢?二模)羥基自由基(QH)具有極強的氧化能力，它能有效地氧化降解廢水中的有機污染

物。在直流電源作用下，利用雙極膜電解池產(chǎn)生羥基自由基(CH)處理含苯酚廢水和含甲醛廢水，原理如圖

所示。己知：雙極膜中間層中的也。解離為H+和OFT。下列說法錯誤的是

CO,OH

含

含

甲

茶

位

酚

廢

廢

水

水

A.M極電極反應(yīng)式:

B.電極電勢：N>M

C.每處理6.0g甲醛，理論上有0.8molH+透過膜b

D.通電一段時間后，理論上苯酚和甲醛轉(zhuǎn)化生成CO?物質(zhì)的量之比為7：6

【答案】D

【分析】由圖可知，M電極通入02,發(fā)生反應(yīng)生成自由基?0H,反應(yīng)式為：O2+2e+2H+=2?OH,M作陰極，

N為陽極，以此解答。

【解析】A.M電極通入02,發(fā)生反應(yīng)生成自由基?0H,反應(yīng)式為：O2+2e-2H+=2?OH,M作陰極，故A

正確；B.由上述分析可知，M作陰極，N為陽極，故電極電勢：N>M,故B正確；C.甲醛與?0H反應(yīng)生

成CO2的反應(yīng)：HCHO-4e+4OH4-OH=CO2+4H2O,6.0g甲醛為0.2mol,有0.8molH+透過膜b,故C正確;

D.根據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律，Imol甲醛生成CO2轉(zhuǎn)移4mole-,1mol苯酚生成CO2轉(zhuǎn)移28moi「理論上苯

酚和甲醛轉(zhuǎn)化生成CO2物質(zhì)的量之比為6：7,故D錯誤：答案選D。

物識點六電化學(xué)問題分析的基本思路

1.有關(guān)原電池的解題思路

解決原電池問題時，i般的思維程序是：判斷參加正、負極反應(yīng)的物質(zhì)-電極產(chǎn)物一電子和離子的移動方

向T電極反應(yīng)方程式T原電池反應(yīng)方程式一現(xiàn)象、計算

2.有關(guān)電解問題的基本思路

根據(jù)電源正負極確定電極名稱或根據(jù)化合價變化T根據(jù)溶液環(huán)境確定電極產(chǎn)確定電極反應(yīng)物物T書寫并分

析電極反應(yīng)一討論電解變化并根據(jù)守恒計算或根據(jù)實質(zhì)復(fù)原。

（1）通電前：電解質(zhì)溶液中含有哪些陰、陽離子（包括水電離出的H+和0H）。

（2）通電時：陰離子移向陽極，陽離子移向陰極，結(jié)合放電順序分析誰先放電（注意活潑金屬作陽極時陽極

本身被氧化）。

（3）寫電極反應(yīng)，并結(jié)合題目要求分析電解結(jié)果，如兩極現(xiàn)象，水的電離平衡移動、離子濃度的變化、pH

的變化等。

:教材延伸j

|“池型電極先判清，反應(yīng)守恒是核心，離子遷移看電荷，膜選隔離或提純！”:

I.........................................................1

曾效果檢測

1.（2025?廣東?高考真題）一種高容量水系電池示意圖如圖。己知：放電時，電極II上MnO?減少；電極材

料每轉(zhuǎn)移Imol電子，對應(yīng)的理論容量為26.8A」】。下列說法錯誤的是

MnO,

A.充電時H為陽極

B.放電時II極室中溶液的pH降低

C.放電時負極反應(yīng)為：MnS-2e-=S+Mn2+

D.充電時16gs能提供的理論容量為26.8Ah

【答案】B

【分析】放電M，電極II上MnO?減少，說明MnO2轉(zhuǎn)化為MM",化合價降低，發(fā)生還原反險，為原電池

的正極，由于電解質(zhì)溶液為MnSCh,故電解質(zhì)應(yīng)為酸性溶液,正極反應(yīng)為：M/R+2e-+4H+=M#+2Hq；

則電極I為原電池負極,MnS失去電子生成S和Mn2+,負極反應(yīng)為:M渣-2e-=S+M/。

【解析】A.由分析可知，放電時電極II為正極，故充電時電極II為陽極，A正確；B.由分析可知，放電

時電極I［為正極，正極反應(yīng)為：M〃a+2e-+4H，=m產(chǎn)+2凡0,反應(yīng)消耗H'溶液的pH升高，B錯誤；

C.由分析可知，放電時電極I為原電池負極，負極反應(yīng)為：M〃S-2e-=S+M/產(chǎn)，C正確；D.根據(jù)放電

時負極反應(yīng)，可知充電時陰極反應(yīng)為S+M川++2eJM〃S,每消耗16gS,即（）.5molS,轉(zhuǎn)移Imol電子，據(jù)

題意可知，能提供的理論容量為26.8A.h,D正確；故選B。

2.（2025?北京?高考真題）用電解Na2sO,溶液（圖1）后的石墨電極1、2探究氫氧燃料電池，重新取Na2sos

溶液并用圖2裝置按i-iv順序依次完成實驗。

圖I圖2

實驗電極I電極II電壓/V關(guān)系

1石墨1石墨2a

ii石墨1新石墨b

a>d>c>b>0

iii新石墨石墨2c

iv石墨1石墨2d

下列分析不氐碰的是

A.a>0,說明實驗i中形成原電池，反應(yīng)為2H2+0產(chǎn)250

B.b<d,是因為ii中電極I【上缺少H?作為還原劑

C.c>0,說明iii中電極I上有。2發(fā)生反應(yīng)

D.d>c,是因為電極1上吸附H：的量：iv>iii

【答案】D

【分析】按照圖I電解Na2sO,溶液，石墨1為陽極，發(fā)生反應(yīng)2H2。-4e-=OzT+4HJ石墨I中會吸附少

量氧氣：石墨2為陰極，發(fā)生反應(yīng)2H?O+2e-=H2T+2OH-,石墨2中會吸附少量氫氣：圖2中電極［為

正極，氧氣發(fā)生還原反應(yīng)，電極II為負極。

【解析】A.由分析可知，石墨I中會吸附少量氧氣，石墨2中會吸附少量氫氣，實驗i會形成原電池，a>0,

反應(yīng)為2H2+O2=2H2O,A正確；B.囚為ii中電極II為新石墨，不含有H2,缺少“2作為還原劑，故導(dǎo)致b<d,

B正確；C.圖2中，電極I發(fā)生還原反應(yīng)，實驗iii中新石墨可能含有空氣中的少量氧氣，c>0,說明iii

中電極I上有。2發(fā)生反應(yīng)，C正確；D.d>c,實驗iii與實驗為中電極I不同，d>c,是因為電極I上吸

附。2的量：iv>iii,D錯誤;故選D。

高頻考點突破

■考點一電化學(xué)裝置中的電極名稱和電極反應(yīng)式的書寫

【例1】鉆酸鋰(LiC。。。電池工作原理如下圖，A極材料是金屬鋰和石墨的復(fù)合材料(石墨作為金屬鋰的載

體)，電解質(zhì)為一種能傳導(dǎo)Li，的高分子材料，隔膜只允許特定的離子通過，電池反應(yīng)式

Li、Q+Li-CoO2二曹:*C6+LiCoO2。下列說法不正確的是

1

電解質(zhì)隔腴

A.充電時，Li+由A極區(qū)域移向B極區(qū)域

B.充電時，A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)C6+xLi++xe-=LixC6

C.放電時,B為正極,電極反應(yīng)式為LiiCoOz+xLi'+xe'LiCoO?

D.廢舊鉆酸鋰(LiCoO?)電池進行、、放電處埋”使鋰元素需集至正極，布利于回收

【答案】A

+

【分析】根據(jù)電池反應(yīng)式知，負極反應(yīng)式為：LixC6-xe=C6+xLi,正極反應(yīng)式為:

+

Li(.xCoO2+xLi4-xe-=LiCoO,,所以A是負極、B是正極，充電時，A接電源的負極，作為陰極，B接電

源的正極，作為陽極，據(jù)此作答。

【解析】A.充電時，A是陰極、B是陽極，鋰離子向陰極移動，則Li+從B流向A,故A錯誤；B.根據(jù)

分析可知,充電時,A為陰極,陰極卜發(fā)生壞原反應(yīng).電極反應(yīng)式為：C.+xLi"+xe^Li.C^故B正確：

+

C.根據(jù)分析可知，放電時，B為1極，正極反應(yīng)式為：Li._xCoO2+xLi+xe-=LiCoO2,故C正確：D.根

據(jù)包池反應(yīng)式知，放電時，負極產(chǎn)生鋰離子，鋰離子向正極移動并進入正極材料中得到LiCoOz,更有利于

從正極中回收鋰，故D正確；故答案選A。

解題要點

1.判斷原電池正負極的6種方法

較不活潑金屬

活潑金屬電極材料

或非金屬導(dǎo)體

判第,化反應(yīng)—電極反應(yīng)一還原反應(yīng)判

斷

斷電子流出電子流向電子流入

為為

不斷溶解或電極增重或

%'—電極現(xiàn)象—正

偵量減小度量不變

極極

陰離子移向—離子移向—陽離子移向

電勢較低電勢高低電勢較高

2.陰、陽極的判斷方法

U）根據(jù)外接電源:正極接陽極，負極接陰極。

（2）根據(jù)電流方向：從陰極流出，從陽極流入。

（3）根據(jù)電子流向：從陽極流出，從陰極流入。

14）根據(jù)離了移向：陰離了移向陽極，陽離了移向陰極。

（5）根據(jù)電極產(chǎn)物:陽極一一電極溶解、逸出。2（或陽極區(qū)酸性增強）或CL陰極一一析出金屬、逸出

壓（或陰極區(qū)堿性增強）。

（6）根據(jù)反應(yīng)類型:陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)。

3.電極方程式的書寫類似于一個完整的氧化還原型離子方程式的配平，先由信息分離出反應(yīng)物和生成

物，然后配平參與變價的因子或物質(zhì)，再根據(jù)介質(zhì)（酸堿性或熔融化合物）調(diào)節(jié)電荷守恒，最后用原子個

數(shù)守恒檢查電極反應(yīng)式是否正確。

【變式1-1］下列有關(guān)化學(xué)用語表示正確的是

A.氫氧堿性燃料電池的負極反應(yīng)式為：H「2e-=2H'

B.電解精煉銅時，陰極的電極反應(yīng)式為：Cu2++2e-=Cu

C.工業(yè)上電解氯化鋁生產(chǎn)鋁，陰極反應(yīng)式：Alr+3e-=AI

D.惰性電極電解氯化鎂溶液離子方程式為：2CP+2H2O=H,T+C12T+2OH

【答案】B

【解析】A.氫氧堿性燃料電池的負極反應(yīng)式為：H;-2e+2OH=2H2O,A錯誤；B.解精煉銅時，陰極上

發(fā)生還原反應(yīng)，CV+得電子生成Cu單質(zhì)，電極反應(yīng)式為：Cu2++2e=Cu,B正確；C.工業(yè).上電解氧化

鋁生產(chǎn)鋁，不能電解氯化鋁，氯化鋁是共價化合物，熔融狀態(tài)不能導(dǎo)電，C錯誤；D.惰性電極電解氯化鎂

電解

2+

溶液離子方程式為：Mg+2CP-F2H2O=H2T+CI2T+^（OH）2I,D錯誤：答案選B。

【變式1?2】電解苯酚的乙臍((CH3CN)水溶液可在電極上直接合成撲熱息痛N、/)。裝

0

置如圖，電極材料均為石墨。下列說法不正確的是

陰離子法換膜

A.電極a為負極

B.電極c的反應(yīng)式為OH+CMCN+HzO-Ze-一+2H+

C.裝置工作時，乙室溶液pH減小

D.合成Imol撲熱息痛，理論上甲室溶液質(zhì)量增重64g

【答案】C

【分析】電解苯酚的乙揩((CH3c7)水溶液可在電極上直接合成撲熱息痛，可知丙裝置為電解池，左側(cè)裝置

為原電池。原電池中硫酸根離子由乙池向甲池移動，則a是負極、b是正極。電解池中的d電極與原電池負

極相連，d是陰極；c與原電池中的正極相連，c是陽極。

【解析】A.左側(cè)該置為原電池.硫酸根離子由乙池向甲池移動，則a是負極、b是正極,故A下確：B.電

極c為陽極，CFBCN在電極c上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，并與苯酚反應(yīng)生成撲熱息痛，電極反應(yīng)式為

工作時，乙室發(fā)生反應(yīng)H2O2+2e-+2H+=2比0,反應(yīng)時c(H+)減小，溶液pH增大，C錯誤；D.