2025年北京高考化学复习专练：电化学及其应用（原卷版）

热点题型03电化学及其应用

热点解读

一、原电池及其工作原理

二、电极名称的判断

G如潜天而串不活泼金属

①构造方面书我非金属♦较活泼金属1

②电极反应»还原反应卜1氧化反应1

.正且负T电子流出|

原电池③电子流向f1电子流入卜

■1不断溶解

④反应现象）々篇器有-

1阴离子移向|

⑤离子移向T阳离子移向卜

与电源负与电源正

①构造方面+

极相连极相连

②电极反应♦［飞原反应I■口口1氧化反应

③电子流向*电子流入卜罩W曩

电解池电子流出

④反应现象」鹫勰或卜电极质量减小或

有非金属单质生

成，如。2、

⑤离子移向T而离子移向1阴离子移向

三、电解池及其工作原理

四、新型化学电源

1.电极反应式书写的一般步骤(类似氧化还原反应方程式的书写)

㈣物质_［负极发生氧化反应］_参加反应的微粒

标得失厂1正极发生还原反应J和得失电子数

——I■在电解质溶液的环境中要生成稳定的电极

］萼工——<产物，即H*、OH",H'O等是否参加反应

一^〔遵守电荷守恒、质量守恒、电子守恒

黑举—两电极反应式相加，与总反应式对照验证

2.突破二次电池的四个角度

3.新型可充电电池

(1)可充电电池有充电和放电两个过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。

(2)放电时的负极反应和充电时的阴极反应互为逆反应，放电时的正极反应和充电时的阳极反应互为逆反应。

将负(正)极反应式变换方向并将电子移项即可得出阴(阳)极反应式。

(3)充、放电时电解质溶液中离子移动方向的判断

分析电池工作过程中电解质溶液的变化时，要结合电池总反应进行分析。

①首先应分清电池是放电还是充电。

②再判断出正、负极或阴、阳极。

放电：阳离子一正极，阴离子一负极；

充电：阳离子一阴极，阴离子一阳极；

总之：阳离子一发生还原反应的电极；阴离子一发生氧化反应的电极。

4.燃料电池中电极反应式的书写

第一步：写出电池总反应式

燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加和后的反应。

如甲烷燃料电池(电解质为NaOH溶液)的反应式为

CH4+2O2=CO2+2H2O①

CO2+2NaOH=Na2CO3+H20②

①式+②式得燃料电池总反应式为CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O0

第二步：写出电池的正极反应式

根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质是。2,随着电解质溶液的不同，其电极反应式有

所不同，大致有以下四种情况：

(1)酸性电解质溶液环境下电极反应式：

+

O2+4H+4e-=2H2O«

(2)碱性电解质溶液环境下电极反应式：

O2+2H2O+4e-==4OH-o

(3)固体电解质(高温下能传导。2一)环境下电极反应式：

O2+4e-=2O2-o

(4)熔融碳酸盐(如熔融K2co3)环境下电极反应式：

02+2c。2+4e-=2COFo

第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出负极反应式

电池反应的总反应式一电池正极反应式=电池负极反应式。因为不是负极反应物，因此两个反应式相减

时要彻底消除02。

5.氢氧燃料电池在四种常见介质中的电极反应总结

+

H2-2e-=2H口酸作介质口

宜2—2夕+20IT=2H2。口碱作介质口

负极口2—26+02-=H2。口熔融金属氧化物作介质口

,H2-2e"+COr=H2O+CO2口熔融碳酸盐

作介质口

_+

O2+4e+4H=2H2O口酸作介质口

丁*/°2+4夕+2H2O=4OH-口碱作介质口

止极］02+4e-==202-口熔融金属氧化物作介质口

02+4—+2co2-2C0H口熔融碳酸盐作介质口

限时提升练

（建议用时：40分钟）

考向01原电池原理

1.（2024•北京•一模）用热再生氨电池处理含C1+电镀废液的装置如图，该装置由电池部分和热再生部分

组成：电池部分中，a极室为（NHJ2SO4-NH3混合液，B极室为（NHjSO,溶液；热再生部分加热a极

室流出液，使[CU（NH3）4『分解。下列说法不正确的是

A.装置中的离子交换膜为阳离子交换膜

2+

B.a极的电极反应为：Cu-2e-+4NH3=[Cu（NH3）4]

2+2+

C.电池部分的总反应为：Cu+4NH3=[Cu（NH3）4]

D.该方法可以富集Cu?+并产生电能，同时循环利用NH,

2.（2024・北京•模拟预测）我国科学家在可充放电式锌-空气电池研究方面取得重大进展。电池原理如图所

示，该电池的核心组分是驱动氧化还原反应（ORR）和析氧反应（OER）的双功能催化剂，KOH溶液为电解质溶

液，放电的总反应式为2Zn+O2+4OH-+2H2O=2[Zn（OH）4K-。下列有关说法不正确的是

A.放电时电解质溶液中K+向正极移动

2

B.放电时锌电池负极反应为Zn-2e+4OH=[Zn（OH）4]-

C.充电时催化剂降低析氧反应（OER）的活化能

D.充电时阴极生成6.5gZn的同时阳极产生2.241_。2（标准状况）

3.（2025,北京•模拟预测）微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如

下图所示。

A.正极反应中有CO2生成

B.微生物促进了反应中电子的转移，并改变了反应机理

C.质子交换膜的交换动力来源于膜两侧离子浓度差

D,电池总反应为C6Hl2。6+602=6（202+6凡0

4.（2024•北京昌平•二模）一种Zn/CuSe混合离子软包二次电池装置示意图如图所示（其中一极产物为

C%Se固体），下列说法正确的是

交换膜

A.放电时：CuSe为正极反应物，其中Se得电子

B.无论放电或充电，均应选用阳离子交换膜

C.无论放电或充电，电路中每转移2moi电子就有2moi离子通过离子交换膜

D.由该装置不能推测出还原性：Zn>Cu+

5.（24-25高三上•北京•阶段练习）液流电池可以实现光伏发电和风力发电电能的储存和释放。一种非金

属有机物液流电池的工作原理如下图。

多孔碳电极质子交换膜

下列说法不正确的是

A.放电时，正极反应式为Br?+2e-=2B「

B.放电时，物质a为AQDSH?

C.充电时，AQDS/AQDSH2储液罐中的pH减小，H+通过质子交换膜到达澳极室

D.增大储液罐体积，可提高液流电池的储能容量

6.（2023•北京•高考真题）回收利用工业废气中的C。?和SO?,实验原理示意图如下。

含“）2和5

SO2的废气

下列说法不正确的是

A.废气中SO?排放到大气中会形成酸雨

B.装置a中溶液显碱性的原因是HCO；的水解程度大于HCO；的电离程度

C.装置a中溶液的作用是吸收废气中的CO?和SO?

电角军

D,装置b中的总反应为SO^+CO2+H2O—HCOOH+SO『

考向02电解池原理

7.（2022・北京•高考真题）利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。

序

装置示意图电解质溶液实验现象

号

①阴极表面有无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，气

0.1mol/LCuSO4

+少量H2SO4体减少。经检验电解液中有Fe?+

Cu-二二_____二Fe0.1mol/LCuSO4阴极表面未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色固

电解质溶液+过量氨水体。经检验电解液中无Fe元素

下列说法不正确的是

A.①中气体减少，推测是由于溶液中C（H）减少，且Cu覆盖铁电极，阻碍H+与铁接触

+2+2+2+

B.①中检测到Fe?'推测可能发生反应：Fe+2H=Fe+H2,Fe+Cu=Fe+Cu

C.随阴极析出Cu,推测②中溶液c（Cu"）减少，CU2++4NH3-=^[CU（NH3）4『平衡逆移

D.②中Qj2+生成[CU（NH3）J+,使得c（CuH）比①中溶液的小，Cu缓慢析出，镀层更致密

8.（2024•北京•三模）设计如图装置回收金属钻。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成

CO2,将废旧锂离子电池的正极材料LiCoC）2（s）转化为Co?*,工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转

移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法不正确的是

乙酸盐阳膜CoCl2乙酸盐阳膜盐酸

溶液溶液溶液

A.装置工作时，离子通过阳膜进入甲室

B.装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸

+2+

C.乙室电极反应式为LiCoO2+2H2。+=Li+Co+4OH

D.若甲室Co?+减少200mg,乙室Co?+增加300mg,则此时已进行过溶液转移

9.（2024•北京大兴•三模）用如图装置可以实现电解七0。4溶液制备七口2。7和浓KOH溶液。下列说法不

正确的是

稀KOH溶液f|I"|R-KCrO4溶液

离子I换膜

A.装置中的离子交换膜为阴离子交换膜

B.a室中获得的产品有力和浓KOH溶液

C.b室获得的过程中，涉及Cr°-（橙色）+比0=200;（黄色）+2H+平衡的移动

D.取少量b室中电解后的溶液，加入乙醇，会看到溶液变绿色

10.（2024•北京•三模）利用双极膜电解NazSO,制备NaOH,捕集烟气中CO?，$lJ#NaHC03o电解原理

如图所示：

%NaOH©

H2SO4

离

离

阳

H阴

子

子b

离

J离

一

流

迂

H迂

嗑

换

父

+父

+

膜

换

换

膜0

膜

IUH膜

，

稀NaOHNa2SO4双极膜Na2s0,稀硫酸

已知：双极膜为复合膜，可在直流电的作用下，将膜间的H?。解离，提供H+和OHL

下列说法正确的是

A.阴极反应式：2H2O+2e=H2T+2OH-

B.I为阴离子交换膜，II阳离子交换膜

C.电路中转移2moi电子时共产生2moiNaOH

+

D.该装置总反应的方程式为4H2。曳蟹2H2T+O2T+2H+2OH-

11.（2024•北京顺义•二模）科学家发展出一种近中性条件下高效无膜电解水过程，原理如图所示，其中

澳化物在电解池甲中被氧化为澳酸盐。下列说法正确的是

甲乙

A.电极A为阳极

B.电解一段时间后，甲中溶液pH升高

C.当甲中有ImolBrO］生成时，理论上有44.8LHz生成（标准状况下）

催化剂.

D.乙中发生的反应为：2BrO；^=2Br-+3O2T

12.（2024・北京•高考真题）酸性锌镒干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理，下列说法正

确的是

石墨棒

二氧化镐和炭黑

-十氯化镀和氯化锌

一一锌筒

A.石墨作电池的负极材料B.电池工作时，NH：向负极方向移动

C.Mi!。?发生氧化反应D.锌筒发生的电极反应为Zn-2U=Zi?+

考向03新型化学电源

13.（2024•北京海淀•三模）一种新型Zn-CO2水介质电池，为解决环境和能源问题提供了一种新途径,

其工作示意图如下，下列说法不正确的是

B.放电时，CO?被转化为储氢物质HCOOH

电解

C.充电时，电池总反应为：2Zn（OH）j-2Zn+O2T+4OH-+2H2。

D.充电时，双极隔膜产生的H+向右室移动

14.（2024•北京通州•一模）中国科研团队研发出室温下可稳定充放电的高柔性钙一氧气电池，该电池的

A.Cao?中阴阳离子个数比为2：1

B.电解质溶液可选用Cas。,水溶液

C.放电时正极电极反应式为。2+2凡0+4片=40IT

D.充电时阳极电极反应式为CaO2-2e-=Ca"+C）2

15.（2024•北京海淀•二模）我国科研人员研发的海泥细菌电池不仅可以作为海底仪器的水下电源，还可

以促进有机污染物（以CHQ表示）的分解，其工作原理如图，其中海底沉积层/海水界面可起到质子交换

膜的作用，下列理论分析正确的是

o2H2O

海底沉积层.b

SO：HS-S

CH2OCO2

A.a极为电池负极

B.b极的电极反应为HS-+2e-=S+H+

C.若b极区生成hnolS,贝！Ia极区H+增加2moi

D.外电路通过Imole-时，至少有ImolCOz生成

16.（2024•北京丰台•二模）科学家开发了一种可植入体内的燃料电池，血糖（葡萄糖）过高时会激活电池，

产生电能进而刺激人造胰岛细胞分泌胰岛素，降低血糖水平。电池工作时的原理如下图所示（G-CHO代表

葡萄糖）。

下列说法不正确的是

A.该燃料电池是否工作与血糖的高低有关，血糖正常时电池不工作

B.工作时，电极I附近pH下降

c.工作时，电子流向：电极n玲传感器好电极I

D.工作时，电极H电极反应式为G-CHO+H2O-2e-=G-COOH+2H+

17.（23-24高三上•北京西城•期末）燃料电池法可以处理高浓度氨氮废水，原理的示意图如下（忽略溶液体

积的变化）。

下列说法不正确的是

A.H+通过质子交换膜向a极室迁移

B.工作一段时间后，a极室中稀硫酸的浓度增大

+

C.电极b的电极反应：2NH：-6e-=N2T+8H

+

D.电池的总反应：4NH：+302=2N2+6H2O+4H

18.（24-25高三上•北京•阶段练习）将铜棒插入浓、稀Cu（NO3）2溶液中（装置如图），观察到电流计指针发

生偏转，一段时间后，浸入浓Cu（NQ）2溶液的铜棒变粗。下列说法不正确的是

Cuhricu

稀CU（NC）3）2溶液|浓CU（NC）3）2溶液

阴离子交换膜

A.铜棒变粗的反应：Cu2++2e-=Cu

B.左侧铜棒为正极

C.随着反应的进行，浓、稀CU（NC）3）2溶液的浓度逐渐接近

D.Cu2+的氧化性随c（Cu2+）增大而增强，Cu的还原性随c（Cu2+）增大而减弱

拓展培优练

◎

19.（24-25高三上,北京朝阳,阶段练习）全乳液流电池是一种新型绿色的二次电池。其工作原理如图所

示。下列叙述不正确的是

A.放电时，电子由Y极流出，经负载到X极

B.放电时，每转移Imol电子，理论上有2moiH+迁移至X极区

C.充电过程中，Y极区溶液pH降低

D.将电解液储存在储液罐中，可增大液流电池储能容量

20.（24-25高三上•北京房山•开学考试）一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消

耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，

电池停止工作。（血糖浓度以葡萄糖浓度计）

控

制

开

关

葡萄糖（C6Hl2。6）

电池工作时，下列叙述不正确的是

A.电极a为正极

B.电池工作时，血液做电解质溶液，其中的Na+向b极移动

C.总反应为2C6H12O6+O2=2C6H12O7

D.有望为其他可植入医疗设备提供电能

21.（2024•北京朝阳•二模）研究人员利用电化学原理吸收废气中的NO?,其工作原理如下图所示。

港龄

含

+

2

惰惰惰

性性性

zn电

2

1C1

极zn溶液电电电

极极极

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子交

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NO

确的是

法不正

下列说

-

=NO

+e-

：NO

应式为

电极反

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