高中化学复习分类突破训练：电化学

专题九电化学

>对应学生书第69页

C四分类突破❷知识重构归纳知识突破疑难

知识点一原电池及其工作原理

e-沿导线传递，有电流产生

A

氧化反应］_锌盐桥铜•还原反应

装置1负极哇^正极

A'

2,_

图解阴Cu+2e-Cu

移“-------用皿

离ZnSOC11SO4里

向4

子溶液溶液学

-I电解质溶液I_।

外接电源负极同一电极

/i-

负极：氧化反应

关系还原反应：阴极可充电

电池

图示氧化反应：阳极正极：还原反应

外接电源正极同一电极

可

放甩

充例:AMg+Mo3s4瓦就MgJVIo3s4

电

形式互逆

电

池解题阴极：还原反应.,负极：氧化反应

阳［阴xMg>+lxc-xMg阴T阳xMg-Zre=xMg2*

模型总

霸建反疆

阳极：氧化反应池电正极：还原反应

-

MojSJ*-2xc=MOJS4M03S4+2JCC=MosS?

i形式互逆

技巧।阴极反境=充电总正极反应=放电总

反应-阳极反应反应一负极反应

知识点二电极名称的判断

G珈油*而4较不活泼金属

①构造方面〉或导电非金属

②电极反应+「还原反应卜

③电子流向，T电子流入卜■

原电池

④as现象渭黑罂斗

⑤离子移向"Hlu离子移向p

①构造方面+与赢由浪量与电源

正极相连

②电极反应+T直原反应卜I氧化反应I

③电子流向+T电子流入Pg阳电子流出

电解池极

电极质量减小或

公七十谢布4析出金属或

④反应现象"能施有非金属单质生

成，如。2、。2

⑤离子移向♦厢离子移向I阴离子移向

知识点三新型电池电极反应

L燃料电池

以CH30H燃料电池为例，体会不同介质对电极反应的影响

酸性总反应:2CH3OH+3O2-=2CO2+4H2O

+

燃料H+正极3O2+12e+12H:—6H2O

+

电池负极2CH3OH-12e-+2H2O—2CO2T+12H

碱性总反应:2CH3OH+3C>2+4OH-—2coa+6比。

燃料0H-正极3O2+12e-+6H2O=—120H-

电池负极2CH3OH-12e+160H—2CO|"+12H20

熔融碳总反应:2CH3OH+3O2-=2CO2+4H2O

酸盐燃C01-正极3C)2+12e+6CO2-―6C0|-

料电池负极2CH3OH-12e+6C01'-8CO2t+4H2O

固态氧总反应:2CH3OH+3C)2-=2CO2+4H2O

=6。2-

化物燃02正极3O2+12e—

卜斗电池2

负极2CH3OH-12e+6O--2CO2t+4H2O

质子交总反应:2CH3OH+3O2-=2CO2+4H2O

+:

换膜燃H+正极3O2+12e-+12H—6H2O

+

料・电池负极2CH3OH-12e-+2H2O—2CO2t+12H

2.新型一次电池

Mg-总反应：H2O2+2H++Mg—Mg2++2H2。

+

H2O2正极H2O2+2H+2e--2H2O

电池负极Mg-2e-^=Mg2+

Mg-总反应：Mg+2AgCI^=2Ag+MgCl2

AgCI正极2AgCI+2e-^=2CI+2Ag

电池负极Mg-2e-^=Mg2+

（续表）

总反应:2Na+AS^=Na2Sx

钠硫

正极^+2e-^=Sx'

电池

负极2Na-2e-^=2Na+

总反应:2Li+Cu2O+H2。—=2Cu+2Li++2OH-

锂铜

正极Cu2O+H2O+2e-==2Cu+2OH-

电池

负极2Li-2e==2Li+

卜里钗氧化总反应:ALi+LiV3O8=一Lii+MOs

正极Ati++LiV3O8+Ae-：^=LiiV3O8

物电池+A

负极ALi-Ae==M_i+

3.新型充电（可逆）电池

放甩

总反应:Ag2O+Zn+H2O获2Ag+Zn(OH)2

锌银正极:Ag2O+H2O+2e-^=2Ag+2OH-

电池负极:Zn+2OH-2e-^=Zn(OH)2

阳极：2Ag+2OH--2e-^=Ag2O+H2。

阴极:Zn(OH)2+2e-^=Zn+2OH-

放―

总反应：NiO2+Fe+2H2。获Fe(OH)2+Ni(OH)2

银铁正极：NiO2+2e-+2H2。一Ni(OH)2+2OH-

电池负极：Fe-2e+2OH-Fe(OH)2

阳极：Ni(OH)2+2OH-2e--NiO2+2H2O

阴极:Fe(OH)2+2e-^=Fe+2OH-

^^

总反应：3Zn+2K2FeO4+8H2O^3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH

高铁正极：2FeOf+6e-+8H2。——2Fe(OH)3+10OH-

电池负极:3Zn-6e-+6OH-^=3Zn(OH)2

阳极：2Fe(OH)3+10OH--6e--2FeOj-+8H2O

阴极:3Zn(OH)2+6e-^=3Zn4-6OH-

放甩

总反应:LiiCoO+LiX6^LiCoO+C(x<1)

■%226

正极：Li】CoO2+Ae-+ALi+^=LiCoO2

锂离子”

电池负极：LLC6-Ae-^=>vLi++C6

阳极：LiCoC)2-Ae-^=LiiCOO2+MJ+

X

阴极:AU++把-+C6=^=LiAC6

（续表）

蟹

第钠硫蓄总反应：2Na2s2+NaBr3先前Na2s4+3NaBr

池电池——

正极：NaBr3+2e+2Na+^=3NaBr

负极：2Na2s2-2e-^=Na2s4+2Na+

阳极:3NaBr-2e-^=NaBr3+2Na+

阴极：Na2s4+2Na++2e-^=2Na2s2

放―

总反应：NaqCOO2+NamC"免冠NaCoCh+C"

m

正极：Na】CoO2+/77e+/77Na+^=NaCoO2

钠离子删

=

电池负极:NaZ77C〃-/77e-^/77Na++C/7

阳极：NaCoC)2-/77e-^=NaiCoO2+/nNa+

m

阴极:A77Na++C〃+/77e-^=Na6C〃

放甩

总反应：VO]+2H++V2+获V3++VO2++H2。

全钢液正极:V0]+2H++e-VO2++H2O

流电池负极:V2+-e-^=V3+

阳极:VO2++H2O-e-V01+2H+

阴极：V3++e-^=V2+

知识点四电解池及其工作原理

惰性电极电解CuCl2溶液

电解池

模型

三室电渗析法处理Na2SC）4废水

稀Na2s04溶液

多室电NaOH不骷子交

里宜4H2s0,

解池放电顺序口二三三里放电顺序:

++

H>Na；Na♦二2

--BOH->SO4'

2H2O+2e-=2HO-4e=

H2t+20H-2

bfd04+4H+

浓Na2s。4溶液

心分类突破@题型解码■■剖析题型思维建模

1原电池原理和化学电源

题型

（2023・辽宁卷,11）某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是（）。

［电源或负载F

多孔碳

Pb/PbSO4

:FeR/Fe"

H2SO4(aq)：H2so,(aq)

质子交换膜r

A.放电时负极质量减小

B.储能过程中电能转变为化学能

C.放电时右侧H+通过质子交换膜移向左侧

D.充电总反应:Pb+S0亍+2Fe3+^=PbSC）4+2Fe2+

答案B

【装置分析】

解析放电时，负极上Pb失电子结合硫酸根离子生成PbSO4附着在负极上，负极质量增

大,A项错误;储能过程中，该装置为电解池，将电能转化为化学能,B项正确;放电时，右侧电极为正

极甩解质溶液中的阳离子向正极移动,左侧的H+通过质子交换膜移向右侧,C项错误;充电时，总

2+3+

反应为PbSO4+2Fe—Pb+S02-+2Fe,D项错误。

（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嘤膜上作为一个电极，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:芥8+e—>

jsi-isi+e—£,2Na++洛-+2&~Na2sx

钠电极

电解质

b硫电极

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++占8+2e-Na2sx

D.炭化纤维素纸的作用是增强硫电极的导电性能

答案A

【装置分析】由题意可知，放电时硫电极得电子,硫电极为原电池正极，钠电极为原电池负

极。

解析充电时，该装置为电解池，阳离子移向阴极（钠电极），故充电时,Na+由硫电极迁移至钠电

极,A项错误;放电时Na在a电极失去电子，失去的电子经外电路流向b电极力项正确;将题给方

程式相加,可以得到放电时正极反应为2Na++於8+2e--Na2sMe项正确;炭化纤维素纸中含有

O

大量的炭,炭具有良好的导电性，可以增强硫电极的导电性能,D项正确。

2电解原理及应用

题型

（2023•浙江1月选考,11）在熔融盐体系中，通过电解「02和SiCh获得电池材料

（TiSi）,电解装置如图，下列说法正确的是（）。

B.电极A的电极反应:8H++TiO2+SiO2+8e-——TiSi+4H2。

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

答案c

【装置分析】

解析在外加电源下，石墨电极上C转化为C。失电子发生氧化反应，为阳极,A项错误;电极

2

A的电极反应为TiO2+SiO2+8e—TiSi+4O,B项错误;根据图中信息可知，该体系中，石墨优先

于C卜参与反应工项正确;电解池中石墨电极为阳极,阳离子向阴极（电极A）移动,D项错误。

（2023・辽宁卷,7）某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如下图所示，其中高选

择性催化剂PRT可抑制。2产生。下列说法正确的是（）。

A.b端电势高于a端电势

B.理论上转移2mole-生成4gH2

C.电解后海水pH下降

D.阳极发生:C|-+H2O-2e--HCIO+H+

答案D

解析由题可得，钛网发生氧化反应，为阳极，故a为正极,b为负极，则a端电势高于b端电

势,A项错误;右侧电极上产生氢气的电极反应为2H2O+2e-也1+20片,则理论上转移2mol

e-生成2g也上项错误;由图可知，高选择性催化剂PRT可抑制。2产生,则阳极反应为CI+H2O-

2e-——HCI0+H+,总反应为NaCI+H2O-NaCIO+H2t,NaCIO水溶液显碱性，海水pH略升

高,C项错误,D项正确。

日否-I•-1—'/-I—

角牛泡技法

确定正、I---------确定正、负极

分析氧化还依据电子得

负极.分析电解产物：

原反应及题失守恒，得

电子得质溶液并配平电极'

中信息出总反应

失数目_________反应

电化学腐蚀与防护

题型

（2022・广东卷』1）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（）o

A.加入AgN03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）6]溶液无蓝色沉淀生成

答案D

【思路导航】镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3%NaCI溶液中，会构成原电池，由于锌比

铁活泼，锌作原电池的负极，而铁作正极，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。

解析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,A项不符合题意;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

化性物质可与碘化钾发生反应,B项不符合题意;KSCN溶液可检测铁离子的存在,反应中不会出

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,C项不符合题

意;K3[Fe（CN）6]溶液是用于检测Fe2+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K3[Fe（CN）6]溶液就不会出现蓝色沉淀,D项符合题意。

（2020・江苏卷,11）将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐

蚀。在如图所示的情境中，下列有关说法正确的是（）。

A.阴极的电极反应式为Fe-2e=Fe2+

B.金属M的活动性比Fe的活动性弱

C钢铁设施表面因积累大量电子而被保护

D.钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快

答案c

【思路导航】根据图示可知，金属M失电子，为原电池的负极（图示为阳极），钢铁设施为原电

池的正极（图示为阴极），此方法属于牺牲阳极法。

解析该装置中阴极发生还原反应,A项错误;金属M被氧化，即金属活动性:M>Fe,B项错

误;钢铁设施为原电池的正极，表面积累大量电子而被保护,C项正确;海水中含有大量的NaCI等

电解质，而河水中电解质较少，故钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的慢,D项错误。

解题技法

|读题目南獭目和装置图，联系金属腐蚀与画

I调原理^防护知识;②金属腐蚀的类型病用

麻量而L根据装置图和金属腐蚀与防护进行分析，

匕口刑研厂结合原电池和电解池原理作出判断

多池多室带膜电化学装置

题型

（2023・湖北卷,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CL生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为x

mol-h下列说法错误的是（）。

离子交换膜

三透汽不透液态水

性茎的膜

电E1PTFE

极

b30%KOH溶液

2三三—海水

电极反应式为

A.b2H2O+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2xmol-h1

答案D

【装置分析】

电极a与电源正

极相连，为电解池

的阳极，阳极反

应为4OH-4e-

=。21+2H2O

电极b与电源负

极相连，为电解

池的阴极，阴极

|该装置为电解水制取氢气I

反应为2H2（）+2e-

=H2T+2OH-

解析b电极为电解池的阴极，发生还原反应，电极反应为2H2O+2e-H2T+2OH;A项正

确;该装置工作时阳极无。2生成且KOH浓度不变，阳极发生的电极反应为4OH-4e-

5T+2H2。为保持OH-浓度不变,则阴极产生的0H要通过离子交换膜进入阳极室，故离子交换

膜应为阴离子交换膜,B项正确;电解时，电解槽中不断有水被消耗，海水中动能高的水可穿过PTFE

膜，为电解池补水,C项正确;由电解总反应2H2。曳蹙O2T+2H2T可知,每生成1molH2要消耗1

molH2。生成山的速率为xmoHr1,则补水的速率也应是xmoHr'D项错误。

（2023浙江6月选考,13）氯碱工业能耗大,通过如图改进的设计可大幅度降低

能耗，下列说法不正确的是（）。

-----------1电源I-----------

电极A、离子声换膜电极B

卜」h

饱和NaCl溶液H,0（含少量NaOH）

A.电极A接电源正极,发生氧化反应

B.电极B的电极反应式为2H2O+2e-H2t+2OH-

C.应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的NaOH溶液

D.改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗

答案B

解析电极A上氯离子变为氯气，化合价升高，失去电子，电极A是电解池阳极，因此电极A

接电源正极，发生氧化反应,A项正确;电极B为阴极，通入氧气，氧气得到电子,其电极反应为

。2+2H2。+4e-40H-,B项错误;右室生成氢氧根离子，应选用阳离子交换膜，左边的钠离子进

入右边，在右室获得浓度较高的NaOH溶液,C顼正确;改进设计中增大了氧气的量，增强了电极B

处反应物的氧化性,通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗,D项正确。

解题技法

第一步，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。

第二步，写出电极反应式。判断交换膜两侧离子变化才隹断电荷变化，根据电荷平衡判断离子迁移

方向。

第三步，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害。

电化学原理综合应用

题型

（2023•全国甲卷,12）用可再生能源电还原C02时,采用高浓度的K+抑制酸性电解液

中的析氢反应来提高多碳产物（乙烯、乙醇等）的生成率，装置如下图所示。下列说法正确的是

可

再

生

能

源

A.析氢反应发生在IrO『Ti电极上

BQ-从Cu电极迁移到IrO^Ti电极

C.阴极发生的反应有2co2+12H++12e-C2H4+4H2。

D.每转移1mol电子，阳极生成11.2L气体（标准状况）

答案C

【装置分析】

铜电极为阴极，酸性条件下二氧化

与外接电源正极相碳在阴极得到电子发生还原反应

连，为电解池的阳极,生成乙烯、乙醇等，电极反应为

电极反应为2H2。-2C0r+12H++12e-=C2H4+4%0、

4e==01+4H+

22C0y+l2H++12e-=C2Hs0H+3H2O

有外接电

源，该装置

C2H4CH5OH

为电解池

解析析氢反应为还原反应，应在阴极发生,即在铜电极上发生,A项错误;离子交换膜为质子

交换膜，只允许氢离子通过工卜不能通过力项错误;铜电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到

电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，电极反应有2co2+12H++12e——C2H4+4出0（项正

确;水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应为2H2O-4e-O2T+4H+,每

转移1mol电子，生成0.25mol。2,在标准状况下体积为5.6L,D项错误。

(双选)(2023・山东卷,11)利用热再生氨电池可实现CuSO4电镀废液的浓缩再

生。电池装置如图所示，甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液向甲室加入足量氨水后电池

开始工作。下列说法正确的是()。

A.甲室Cu电极为正极

B.隔膜为阳离子膜

2+

C.电池总反应为CW++4NH3—[Cu(NH3)4]

D.NH3扩散到乙室将对电池电动势产生影响

答案CD

解析向甲室加入足量氨水后电池开始工作,则甲室Cu电极溶解，变为铜离子与氨气形成

[Cu(NH3)4]2+,因此甲室Cu电极为负极,A项错误;在原电池内电路中阳离子向正极移动,若隔膜

为阳离子膜，电极溶解生成的铜离子要向右侧移动，不利于左侧形成[Cu(NH3)4]2+,降低了CU2+的

回收率,B项错误;负极反应是Cu+4NH3-2e——[Cu(NH3)4]2+,正极反应是Cu2++2e——Cu,贝(]

2+2+

电池总反应为CU+4NH3—[CU(NH3)4],C项正确;NH3扩散到乙室会与铜离子反应生成

[Cu(NH3)4]2+,铜离子浓度降低彳导电子能力减弱，将对电池电动势产生影响,D项正确。

解题技法

悯崔窗百欢戢棺后：抓住无漆花吝桥而圣；

审题「化,分析电化学装置中的氧化还原反应i

准确;濯福河麻衰亶戛原由福运层电碗施:绪]

判断合发生的反应确定电极的名称i

.

书写，冠福而花季庶逾友援曾丽斑前诉焉:市：

分析7写电极反应式，分析电解液变化i

综合

T板窗百©其林宴亲,谁面讦鼻:寂南薜蓉1

解答

电

化

学

解

题

模

型

构

建

归

途同

移殊

式迁

•变

技编

真题

破❷

类突

O分

行电

极进

为阳

废料

合金

的铝

Si等

g和