电化学基础（讲义）-高考化学二轮复习讲义练习（新高考）

高考解密09电化学基础

考点热度★★★★★

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卡再对点真题体验

考点1、原电池原理及其应用

1.（2022•湖南•高考真题）海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如下。下

列说法错误的是

_I用电器_IM

隔膜玻璃照克

A.海水起电解质溶液作用

B.N极仅发生的电极反应：2H2O+2e=2OH+H2↑

C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能

D.该锂-海水电池属于一次电池

【解析】锂海水电池的总反应为2Li+2HQ-2LiOH+H∙,M极上Li失去电子发生氧化反应，则M电极为负

极，电极反应为Li-e=Li",N极为正极,电极反应为2lb0+2e=2011+Ibt,同时氧气也可以在N极得电子,

电极反应为6+4e+2HQ=40H。A.海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，可作为电解质溶液，故

A正确;B.由上述分析可知,N为正极,电极反应为2H20+述WOH+Hzt,和反应0z+4e+213=4011,故B错

误；C.Li为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应，并能传导离子，故C正确；D.该

电池不可充电，属于一次电池，故D正确；答案选B。

【答案】B

考点2、电解池原理及其应用

2.(2023•浙江•高考真题)在熔融盐体系中，通过电解TiOz和SiO2获得电池材料(TiSi),电解装置如图,

下列说法正确的是

电源

t4ΞΞH

电极A

一墨电极

A.石墨电极为阴极，发生氧化反应

+

B.电极A的电极反应：8H+TiO2+SiO2+8e=TiSi+4H2O

C.该体系中，石墨优先于Cr参与反应

D.电解时，阳离子向石墨电极移动

【解析】由图可知，在外加电源下石墨电极上C转化为CO,失电子发生氧化反应，为阳极，与电源正极相

连,则电极A作阴极，TiO2和SQ获得电子产生电池材料(TiSi),电极反应为TM+SQ+8e-=TiSi+403。

A.在外加电源下石墨电极上C转化为CO,失电子发生氧化反应，为阳极，选项A错误；B.电极A的电极

反应为TiO2+SiO?+8e-=TiSi+40",选项B错误；C.根据图中信息可知，该体系中，石墨优先于Cr参与

反应，选项C正确；D.电解池中石墨电极为阳极，阳离子向阴极电极A移动，选项D错误；答案选C。

【答案】C

考点3、金属腐蚀与防护

3.(2022•广东•高考真题)为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片

放入酸化的3%NaCI溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是

A.加入AgNO3溶液产生沉淀B.加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现

C.加入KSCN溶液无红色出现D.加入K3[Fe(CN%]溶液无蓝色沉淀生成

【解析】镀层有破损的镀锌铁片被腐蚀，则将其放入到酸化的3%Nael溶液中，会构成原电池，由于锌比铁

活泼，作原电池的负极，而铁片作正极，溶液中破损的位置会变大，铁也会继续和酸化的氯化钠溶液反应

产生氢气，溶液中会有亚铁离子生成。A.氯化钠溶液中始终存在氯离子，所以加入硝酸银溶液后，不管铁

片是否被腐蚀，均会出现白色沉淀，故A不符合题意；B.淀粉碘化钾溶液可检测氧化性物质，但不论铁片

是否被腐蚀，均无氧化性物质与碘化钾发生反应，故B不符合题意；C.KSCN溶液可检测铁离子的存在，上

述现象中不会出现铁离子，所以无论铁片是否被腐蚀，加入KSCN溶液后，均无红色出现，故C不符合题意；

I).KjFe(CN)「是用于检测Fe?’的试剂，若铁片没有被腐蚀，则溶液中不会生成亚铁离子，则加入KJFe(CN)】

溶液就不会出现蓝色沉淀，故D符合题意。综上所述，答案为D。

【答案】D

口后对点考情解密

1、对点核心素养

(1)变化观念与平衡思想:能以变化观念认识电化学反应的本质是氧化还原反应,能多角度、动态分析电化学

反应,并运用电化学原理解决实际问题。

(2)证据推理与模型认知:能运用原电池、电解池模型示意图解释电极及电池反应现象,揭示“放电”“充电”

时现象的本质与规律。培养证据推理意识

(3)科学探究与创新意识:能够发现和提出有探究价值的新型化学电源、确定探究目的，设计探究方案,进行

实验探究,能根据实验现象总结规律,培养科学探究与创新意识。

(4)科学态度与社会责任：通过原电池和电解池等电化学问题在环境污染与防治应用，以培养学生科学态度

与社会责任。

2、对点命题分析

电化学内容是高考试卷中的常客，是氧化还原反应知识的应用和延伸，命题在继续加强基本知识考查

的基础上，更加注重了试题题材的生活化、实用化、情境化，同时也加强了不同知识间的相互渗透与融合，

试题的背景较为新颖，侧重考查分析判断、获取信息解答问题及计算能力。题型有以新型电池为背景的选

择题和以电极反应式书写为主的填空题，通常考查的知识点是从闭合回路的形成角度分析原电池、电解池

的工作原理，电极的判断，电极反应式的书写，电子的转移或电流的方向和溶液中离子的移动方向的判断，

溶液PH的变化，离子交换膜作用，有关计算，理解原电池和电解池原理的实际应用等，难度一般偏大。解

题时要求掌握“结合反应原理，根据元素化合价变化，正确判断电极发生的反应和书写电极反应方程式”

的方法。

孑:善对点知识解密

核心考点一原电池化学电源

1.“五类”依据判断原电池电极：

(1)依据构成原电池两极的电极材料判断。一般是较活泼的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非

金属为正极。

(2)依据原电池两极发生反应的类型判断。负极发生氧化反应;正极发生还原反应.

(3)依据电子流动方向或电流方向判断。在外电路中,电子由负极流向正极,电流由正极流向负极。

(4)依据原电池电解质溶液中离子的移动方向判断。阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。

(5)依据原电池盐桥中离子的移动方向判断。阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。

2.“三步”突破原电池电极反应式的书写：

第一步：分析氧化还原反应

根据氧化还原反应，分析元素化合价的升降，确定正负极反应物质及电子得失数目

第二步：注意电解质溶液环境

分析电解质溶液的酸碱性及离子参加反应的情况，确定电极反应，写出电极反应式

第三步：合并正、负电极反应

调整两极反应式中得失电子数目相等并叠加，消去电子，得出总反应式

3.解答新型化学电源的步骤

(1)判断电池类型T确认电池原理T核实电子、离子移动方向。

(2)确定电池两极一判断电子、离子移动方向一书写电极反应和电池反应。

(3)充电电池一放电时为原电池一失去电子的为负极反应。

(4)电极反应一总反应离子方程式减去较简单一极的电极反应式T另一电极反应式。

4.化学电源

(1)一次电池

负极材料•：Zn

z

1∩'l锌粉和电极反应：Zn+2OH-2e=Zn(OH)2

碱性锌镐-------KOH的

混合物正极材料•：碳棒

干电池-MnO2

一金屈电极反应：2Mn02+2H20+2e-=2Mn00H+20}Γ

总反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2

I金屈外壳负极材料•：Zn

TL

电极反应：Zn+20H—2e=Zn(OH)?

“锌负极

锌银电池正极材料：Ag2θ

AgzO正极

≥---电-极反应：Ag2O+H2O+2e=2Ag+2OH

i∙殳了KoH(aq)的隔板总反应：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag

(2)二次电池

铅蓄电池是最常见的二次电池，总反应为

Pb(s)+PbO2(S)+2H2SO4(叫).⅛⅛W2PbS(¾(s)+2H2O(1)

-充电

⑶燃料电池

氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池：总反应式：2氏+。2=2出0

①酸性介质

负极：2比-4e~=4H"正极：Ch+4H-+4e-^=2HzO

②碱性介质

-

负极：2H2+4OH-4e=4H2O正极：O2+2H2O+4e=40H

③熔融的金属氧化物作介质

2-2

负极：2H2-4e+2O^=2H2O正极：O2÷4e=2O^

④碳酸盐作介质

负极：比一屋：

24+2Cor=2H2O+2CO正极：O2+4e+2CO2=2COJ

5.电解池中电极反应式的书写方法

(1)书写步骤

①首先注意阳极是活性材料还是惰性材料。

②分析确定溶液中所有阴阳离子并清楚放电顺序。

③根据放电顺序分析放电产物。

④根据电解质溶液的酸碱性确定电极反应式中是否有H∖OH-或H2O参与;最后配平电极反应式

(2)介质对电极反应式的影响

①在电解池电极方程式中，如果是H+或OH放电，则电解质溶液的酸碱性对电极反应式没有影响

②酸性溶液反应物或生成物中均没有0H，

③碱性溶液反应物或生成物中均没有H»

(3)电极产物的溶解性对电极反应式的影响。

电解MgCb溶液时的阴极反应式应为:Mg2++2H2θ+2e--Mg(OH)2I+H2T，而不是2H++2b=丛3

2+

总反应离子方程式为：Mg+2CΓ+2H2O^^=Mg(OH)2χ+CI2↑+H2↑»

不能把电解MgCI2溶液的离子方程式写成：2C厂+2H2。里曼2OFΓ+CI2T+H2T，忽视了生成难溶的

Mg(OH)2。

核心考点二电解原理及其应用

1.“五类”依据判断电解池电极

7^依据

电/电极材料电极反应电子流向离子移向电极现象

电极溶解或

阳极与电源正极相连氧化反应流出阴离子移向

PH减小

电极增重或

阴极与电源负极相连还原反应流入阳离子移向

PH增大

2.电解池电极反应式的书写模式:

电

极

反

应

注：阳极阴离子放电次序：非惰性电极>+>1>Br>Cl>0H>高价含氧酸根离子>F

阴极阳离子放电次序一般为:Ag>Hg2t>Cu2+>Ht>Pb2t>Sn2*>Fe2+>Zn2t>Al3t>Mg2+>Nat

当然,微粒的浓度也会影响放电的顺序,如电镀锌时,溶液中C(Zn2)>C(H'),放电次序ZnbH。

3.电解原理的应用

(1)电解饱和食盐水。

阳极反应式：2C「一2鼠=CEN氧化反应)阴极反应式：2H'+2e「=H2T(还原反应)

通电

总反应方程式：2NaCl+2H2O_2NaOH+H2↑+C12↑

通电

离子反应方程式：2C「+2H2O^=2OH—+H2T+CI2T

(3)应用：氯碱工业制烧碱、氢气和氯气

阳极：钛网(涂有钛、钉等氧化物涂层)。

阴极：碳钢网。

阳离子交换膜：①只允许阳离子通过，能阻止阴离子和气体通过。②将电解槽隔成阳极室和阴极室。

(2)电解精炼铜

阳极:粗铜

电

解阴极:纯铜

精

炼-阳极（含Zn、Ni、Ag、AU等杂质）

铜

-［两极反应］-Zn-2e~：=Zn2\Ni-2e^^Ni2*

CU-2e-=Cu"（主要反应）

L阴极:Cu2++2e-=Cu

(3)电镀铜

______I-阳虬桐

两极材料Il-I

--------5极:挖建金良

网

俄⅛⅞⅞]-⅛镀层金⅞⅜阳离子的电解质溶液

⅛I

电极反应I-Q・阳极：Cu-2e

,阴极：-2«-Cu

(4)电冶金

利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca,Mg、AI等

总方程式阳极、阴极反应式

2NaCl(熔融)迪+

冶炼钠2CΓ-2e^==C12↑>2Na+2e^=2Na

=2Na+Cl2↑

冶炼镁MgCI2(熔融)期^=C1↑,Mg2++2e^=Mg

=Mg+Ch↑2CΓ-2e2

2AbC>3（熔融）圆⅛4A1+3O↑23+

冶炼铝26O—12e=3O2↑,4Al+12e=4A1

4.有关电化学计算的三大方法

(1)根据电子守恒计算

用于串联电路中电解池阴阳两极产物、原电池正负两极产物、通过的电量等类型的计算，其依据是电路中

转移的电子数相等。

(2)根据总反应式计算

先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。

(3)根据关系式计算

根据得失电子守恒关系建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。

如以通过4mol5为桥梁可构建如下关系式：

4

4e一〜ZCWBR、％)〜。2〜2%〜2Cu〜4Ag〜-LM

________n

阳极产物瓶丽

(式中M为金属，〃为其离子的化合价数值)

5.常见膜化学：

(1)膜的作用：阳离子交换膜允许阳离子通过，不允许阴离子通过；阴离子交换膜允许阴离子通过，不允许

阳离子通过；质子交换膜允许质子通过而避免不同电极区域内某些离子间的反应。

(2)阴、阳离子交换膜的判断

①看清图示，是否在交换膜上标注了阴、阳离子，是否标注了电源的正、负极，是否标注了电子流向、电

荷流向等，明确阴、阳离子的移动方向。

②根据原电池、电解池中阴、阳离子的移动方向，结合题意中给出的制备、电解物质等信息，找出物质生

成或消耗的电极区域、确定移动的阴、阳离子，从而推知离子交换膜的种类。

6.原电池、电解池、电镀池判定

(1)若无外接电源，可能是原电池，然后根据原电池的形成条件判定;

(2)若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池，当阳极金属与电解质溶液中的金

属离子相同则为电镀池；

(3)若为无明显外接电源的串联电路，则应利用题中信息找出能发生自发氧化还原反应的装置为原电池。

5.可充电电池的判断放电时相当于原电池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；充电时相当于电

解池，放电时的正极变为电解池的阳极，与外电源正极相连，负极变为阴极，与外电源负极相连。

核心考点三金属腐蚀与防护

1.影响金属腐蚀的因素

(1)对于金属本性来说，金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀。

(2)电解质溶液对金属的腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都

容易被腐蚀。

2.金属腐蚀快慢的规律

(1)金属腐蚀类型的差异：电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀。

(2)电解质溶液的影响：对同一金属来说，腐蚀的快慢(浓度相同)强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质

溶液；对同一种电解质溶液来说，一般电解质溶液浓度越大，腐蚀越快；活泼性不同的两金属与电解质溶

液构成原电池时，一般活泼性差别越大，负极腐蚀越快。

3.金属腐蚀的类型

类型析氢腐蚀吸氧腐蚀

≡⅜水膜呈酸性水膜呈弱酸性或中性

2H+÷2e^=Ht

正极反应202+2H20+4e^=40H^

负极反应Fe-2e^^Fe^+

其他反应吸氧腐蚀更普遍，危害更大

(1)加防护层，如在金属表面加上油漆、搪瓷、沥青、塑料、橡胶等耐腐蚀的非金属材料•；采用电镀或表面

钝化等方法在金属表面镀上一层不易被腐蚀的金属。

(2)电化学防护：牺牲阳极保护法一一原电池原理是正极为被保护的金属，负极为比被保护的金属活泼的金

属：外加电流阴极保护法的原理是阴极为被保护的金属，阳极为惰性电极。

门后对点题型解密

考点1、考查原电池的工作原理及其应用

【高考解密】本考点主要以新型化学电源为背景命题，考查原电池的工作原理。新型电池一般具有高能环

保，经久耐用，电压稳定，比能量高等特点，取材于这些新型电池的试题，既能体现化学的实用性，又能

体现化学命题的时代性、新颖性，使试题在考查电化学知识的同时.，又能较好地考查学生分析、灵活解答

问题的能力，预测该种命题情景趋势将会继续。涉及考查电极反应式的书写，离子移动的方向的判断及原

电池原理的应用。

例1.（2022•上海黄浦•格致中学校考模拟预测）锌铜原电池装置如图所示（电解质溶液为lmol∕L的稀硫

酸），其中阴离子交换膜只允许阴离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是

交换膜

A.电池工作一段时间后，甲池溶液的总质量减轻

B.铜电极上发生氧化反应

C.电池工作一段时间后，乙池的c（Zn"）>c（SO：）

D.阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡

【解析】该图为锌铜原电池装置，Zn比CU活泼，Zn做负极，失去电子，经导线向CU移动，CU做正极，氢

离子在铜电极得电子，生成氢气，硫酸根离子向负极移动，使保持溶液呈电中性。但乙池中也是稀硫酸溶

液，故Zn会直接与稀硫酸发生反应。ʌ.经分析，甲池溶液中的硫酸浓度减小，乙池硫酸锌的浓度增大，

水分子从甲池移向乙池，故乙池溶液总质量增加，甲池总质量减小，故A项正确；B.经分析，该原电池反

应式为:Zn+2H*=Z∏2*+H2t,Zn为负极,Zn-2e=Zn2t,发生氧化反应，，Cu为正极，2H+2e=Hzt,发生还原

反应，故B项错误；C.乙池中是稀硫酸溶液，若不考虑乙池Zn直接与稀硫酸发生反应，阴离子交换膜只

允许阴离子通过，乙池发生Zn-2e=Zn*不断产生Zn",而通过阴离子交换膜进入乙池，（Zn"）<

c（s°4）,若考虑Zn直接与稀硫酸发生反应，且乙中硫酸反应完全，贝IJ（Zn"）=c（S°：）,综上所述，

（Zn2t）≤c（s°4^）,故C项错误；D.其中阴离子交换膜只允许阴离子和水分子通过，阳离子不能通过阴离

子交换膜，故D项错误；故答案选A。

【答案】A

【易错提醒】本题易错占为D选项，易忽略阴离子交换膜只允许阴离子和水分子通过。

【变式训练1】（考查原电池的工作原理）（2022•江苏•校联考模拟预测）一种锌一一空气电池工作原理

A.空气中的氧气在石墨电极上发生氧化反应

B.该电池的负极反应为Zn-2e-+2OH=ZnO+HzO

C.该电池放电时溶液中的OH向石墨电极移动

D.该电池工作一段时间后，溶液PH明显增大

【答案】B

【解析】锌失电子发生氧化反应，作为负极，氧气得电子发生还原反应，石墨电极为正极。A.空气中的氧

气在石墨电极上发生还原反应，选项A错误；B.该电池的负极上锌失电子生成ZnO,电极反应为

2e-+2OH=Zn°+H2O选项B正确；。该电池放电时溶液中的。H-向Zn电极移动，选项C错误；D.电

池工作时，溶液的c（°H）变化不大，选项D错误；答案选瓦

【变式训练2】（考查原电池的工作原理的应用）（2022•上海杨浦•统考一模）如图利用铁碳原电池原理

处理酸性污水。若上端开口关闭，可得到强还原性的H∙（氢原子）；若上端开口打开并鼓入空气，可得到强

氧化性的∙01L下列说法错误的是

上端（可开口

鼓入空气）

进水口一EZZ

/铁屑、炭粉

_己"出水口

ʌ.无论是否鼓入空气，负极：Fe-2e=Fe2+

B.上端开口关闭，正极：FΓ+e=H.

C.鼓入空气，每生成ImOlOH有2mol电子转移

D.处理含H°S的污水时，打开上端开口并鼓入空气

【解析】A.无论是否鼓入空气，铁作负极，负极反应式为Fe-2e=Fe2+,故A正确；B.上端开口关闭，可

得到强还原性的H・，则正极反应式为H++e=H∙,故B正确；C.・0H中0的化合价为T,每生成ImO1。H有

ImOl电子转移，故C错误；I）.处理含H?S的污水时，H2S发生氧化反应，需要强氧化性的・0H,所以要打

开上端开口并鼓入空气，故D正确；选C。

【答案】C

【变式训练3】（考查新型电池）（2022•湖南•湘潭一中校联考模拟预测）碱性锌铁液流电池具有电压高、

成本低的优点。该电池的总反应为Zn+2[Fe（CN）6『+4OH=^=2[Fe（CN）J^+[Zn（OH）4]',下列叙

述不正确的是

[Fe(CN)6]

[Fe(CN)J-IiFe(CNWZn(OHw

溶液

r-3

[Fe(CN)6]

ʌ.[Fe(CN)eJ中含有b键与兀键的数目之比为1:1

B.放电时，N极电势低于M极，N极电极反应为Zn-2e+4OH=[Zn(OH)J2'

C.若离子交换膜只有OH-通过，lmol[Fe(CN)(J-反应时，有ImolOH通过离子交换膜

D.维持电流强度0.5A,电池工作5分钟，理论上消耗锌约0.5g(已知F=96500C∕mol)

【解析】由图可知：碱性锌铁液流电池放电时，右侧N极为负极，Zn发生失电子的氧化反应生成Zn(OH);，

负极发生电极反应为Zn-2e+40H=Zn(OH)左侧M为正极，正极上发生得电子的还原反应，正极电极反应

为Fe(CN):+e=Fe(CN)充电时和放电时刚好相反，电池正极与电源正极相连。Λ.共价单键和配位键都

3-3

是b键,共价三键中有一个是b键两个是兀键，[Fe(CN)6]中有6个配位键和6个碳氮三键,故[Fe(CN)6]^

中含有b键与兀键的数目之比为(6+6)：6×2=1：1,A正确；B.放电时该装置为原电池，N极为原电池的

负极，M为原电池的正极，正极的电势比负极高，因此M极电势高于N极，N极电极反应为

2

Zn-2e^+4OH-=[Zn(OH)4]',B正确；C.在放电时，M为正极，发生反应为：Fe(CN)：一+e=Fe(CN)：一。

当左侧M电极有1molFe(CN)：一发生时，左侧负电荷数目会增加1mol,为维持电荷守恒，就会1mol即

Aq个OH通过离子交换膜移向负极N极，C正确：D.电池工作5分钟，通过的电量gθ.5AX5minX60s∕min

=150C,因此通过电子的物质的量n(e1=Q∕F=150C∕96500C∕mol=1.554×10⅛ol,则理论消耗Zn的质量

M///(Zn)=1.554×10mol÷2×65g∕mol≈O.05g,D错误；故选D。

【答案】D

考点2、考查可充电电池的工作原理及其应用

【高考解密】本考点主要以新型化学电源一一可充电电池为背景命题，考查原电池的工作原理和电解原理。

涉及考查充、放电时电极反应式的书写，离子移动的方向的判断、外接电源正负极判断及简单计算。

例2.(2022•全国•校联考模拟预测)离子液体是指在室温或接近室温下呈现液态的、完全由阴、阳离子

所组成的盐，也称为低温熔融盐。一种以LiAlCL离子液体为电解质的铝-磷酸铁锂二次电池放电时工作原

理如图所示。下列说法正确的是

负载

Lr选择性透过膜

A.放电时，铝电极的电极反应式为：Al-3e^=AI3+

B.放电时，磷酸铁锂电极中锂元素被氧化

+

C.充电时，阳极的电极反应式为：LiFePO4-Xe-=LiksFePO4+xLi

D.充、放电时，磷酸铁锂电极中铁元素质量、价态均保持不变

【解析1A∙根据放电时图中Li+由铝电极透过Li+选择性透过膜向左迁移，可知放电时，铝电极为负极，发

生反应：Al+7AlCl4-3e=4Al2Cl7,故A错误；B.放电时，磷酸铁锂电极为正极，铁元素被还原，故B错

误：C.充电时，磷酸铁锂电极为阳极，发生反应：LiFePO4-ɪe-=Lil.tFePO4+ɪLi^,故C正确；D.放电

时磷酸铁锂电极中三价铁被还原为二价铁，充电时则相反，故D错误；故选C。

【答案】C

【名师点睛】正确理解充电电池的原理是解题的关键。解答本题可以根据化合价的变化分析判断出原电池

的正负极及其电极反应式，充电时为电解池，电极反应式可以看成原电池的电极反应式的逆反应。

【变式训练】（考查二次电池）（2022•陕西汉中•统考模拟预测）钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多

硫化钠（NazSx）分别作为两个电极的反应物，固体AlQ陶瓷（可传导Na，）为电解质，反应原理如图所示。下

列说法正确的是

A.放电时，电极B为负极

B.钠硫电池在常温下能正常工作

C.充电时，电极B与外接电源正极相连，电极反应式为S>2e-=xS

D.当Na*由B极区向A极区移动时，能量转换方式为化学能转化为电能

【解析】由图可知，放电时，A为负极，电极反应式为∖a-e=∖a∖B为正极，电极反应式为：xS+2e=S>

充电时，A为阴极，电极反应式为Na+e=Na,B为阳极，电极反应式为S：2e-xS。Λ.根据上述分析可知

放电时，A为负极，B为正极，A错误；B.原电池工作时，控制的温度应为满足Na、S为熔融状态，则温度

应高于常温，B错误；C.充电时，B为阳极，与外接电源正极相连，电极反应式为：S^-2e=XS,C正确；

1).在原电解池中，阳离子向阴极(A)移动；当Na'由B极向A极移动时，该装置为电解池，能量转换方式为

电能转化为化学能，D错误；故合理选项是C。

【答案】C

考点3、考查电解池的工作原理及其应用

【高考解密】本考点主要以电解原理在物质合成、污染处理的应用为背景考查电解池的工作原理、电极反

应式的书写、电极周围的PH变化、电极质量变化的有关计算。

例3.(2023•四川成都•一模)某种电催化法以CoP、NiJ为催化电极合成储类化合物(RCN)和偶氮化合

物(R-N=N-R),装置示意图如图。下列说法错误的是

A.左侧电极的电势比右侧的高，且发生氧化反应

No2

+8e^+4H,0=(y—N=N—《》+8OH^

C.OH从右侧经过阴σ离子交换膜向左侧移动

D.每当合成得到ImOIRCN,同时合成ImOIR-N=N-R

【解析】A∙右侧电极硝基苯发生还原反应，右侧为阴极、左侧为阳极，所以左侧电极的电势比右侧的高,

且发生氧化反应，故A正确；B.右侧电极硝基苯发生还原反应，右侧为阴极，阴极发生反应为

C.右侧为阴极、左侧为阳极，OH-从右侧经过阴离子交换膜向左侧移动，故C正确；D.阳极反应式为，

R-CH2NH2-4e^+40H÷R-CN+4H20,根据得失电子守恒，每当合成得到ImOlRCN,同时合成0.5moIR-N=N-R,

故D错误；选D。

【答案】D

【名师点睛】本题考查了电解原理，注意电解池反应的原理和离子流动的方向，能够正确判断电极名称，

明确离子交换膜的作用是解答关键。

【变式训练1】（考查电解原理）（2023•重庆•统考模拟预测）我们要给子孙后代留下绿水青山等最美好

的生态环境，就必须对污水进行处理。用电解法（图I）可以对同时含有NH：和PO；的生活污水进行处理，

除去NH：的原理如图H所示，除PO；是将其转化为Fq（PO,?沉淀。实验在NH：和PO；联合脱除过程中，

测得溶液PH变化如图HI所示。

下列说法正确的是

A.在。〜20min时，a为电源的正极

B.除NH：时，阴极附近的PH减小

+

C.除NH；时，阳极反应为：2NH：-6e-=N2t+8H

+

D.除PO；过程中的总离子反应式为：3Fe+6H+2PO^=Fe3（PO4）2÷3H2↑

【解析】A.0-20min,若a为正极，铁就作阳极，失电子变为了Fe?，，与磷酸根产生沉淀。阴极为石墨，

属于惰性电极，水放电，产生OFT,溶液PH升高，与图像不符，故A错误；B.除NH；时，阳极氯离子放

电生成氯气，阴极是H?0放电，局部产生大量OH,阴极附近的PH增大，故B错误；C.除NH；时，阳极

氯离子放电生成氯气，阳极反应为2Cl--2e-=Cl2T,故C错误；D.除P0；时，铁就作阳极，失电子变为

了Fe?+,与磷酸根产生沉淀，阴极为石墨，氢离子得电子生成氢气，总离子反应式为：

+

3Fe+6H+2PO^=Fe3（PO4）2+3H2↑,故D正确；选D。

【答案】D

【变式训练2】（考查电解反应原理的应用）（2022•浙江舟山•舟山中学校考模拟预测）2,6-二氨基庚

二酸（RH。是1949年由科学家沃克（E.Work）从白喉棒杆菌的水解物中发现的一种氨基酸，对眼睛、呼吸道和

OO

NH

皮肤有刺激作用，其结构简式为NH22。其中一种三槽电渗析法制备2,6-二氨基

庚二酸的装置工作原理如图所示（电极均为惰性电极）。下列说法不生现的是

交换膜A交换膜B

NaOH

RNa2RH2

稀溶液浓溶鑫稀溶液

原料室

A.交换膜A为阳离子交换膜，B为阴离子交换膜

B.装置工作一段时间后，阳极区可能生成氨基酸内盐类的结晶

C.阴极反应式为2HQ+2e=Hzt+20H,还可获得副产品氢氧化钠

D.若用氢氧燃料电池作电源，当生成1molRH2时，电源的正极消耗气体11.2L

【解析】由图可知，左侧为阴极，水中氢离子放电发生还原反应生成氢气；右侧为阳极，水中氢氧根离子

放电发生氧化反应生成氧气。ʌ.电解池中阳离子向阴极移动、阴离子向阳极移动，故交换膜A为阳离子交

换膜，钠离子进入左侧得到浓氢氧化钠溶液；B为阴离子交换膜，片进入右侧得到浓RH2溶液，A正确；B.装

置工作一段时间后，N进入右侧得到浓RH?溶液，故阳极区可能生成氨基酸内盐类的结晶，B正确；C.由分

析可知，阴极反应式为2HQ+2e=Rt+2011,钠离子进入左侧得到浓氢氧化钠溶液，C正确；D.没有标况，

不能计算消耗气体体积的多少，D错误；故选及

【答案】D

【变式训练3】(考查电解的膜化学原理)(2022•山东•模拟预测)相同金属在其不同浓度盐溶液中可形

成浓差电池。如图所示装置是利用浓差电池电解NazSO,溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得θ,ʌH2,H3SO1

和NaOH。下列说法正确的是

阴离子交换膜离子交换膜

A.电池放电过程中，Cu(2)作正极，电极反应为C∕+2e=CU

B.b为电解池的阴极，电极反应为2庆0+2/=/t+20fΓ

C.c、d离子交换膜依次为阴离子交换膜和阳离子交换膜

D.电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得160gNa0H

【解析】浓差电池中，Cd浓度大的电极为正极，则CU(1)电极为正极、Cu(2)电极为负极，正极上Cu"

发生得电子的还原反应，正极反应为Cu=2e-Cu,负极反应式为Cu-2e-Cu。电解槽中a电极为阴极、b

电极为阳极，阳极上水失电子生成Oz和H',阳极反应为2FW-4e=θ2t+4H',阴极生成比，反应为2HQ+2e=H?

t+20H,所以Na'通过离子交换膜C生成NaOH,SOr通过离子交换膜d生成硫酸，即c、d离子交换膜分别

为阳离子交换膜、阴离子交换膜。ʌ.浓差电池中，Cu(1)电极为正极，正极上得电子生成Cu,电极

i

反应为CU"+2d=Cu,故A错误；B.电解槽中a电极为阴极，a电极反应为4⅛2O+4e=2H：；f+4(H,故B错

误；C.根据分析，c、d离子交换膜分别为阳离子交换膜、阴离子交换膜，，故C错误；D