大单元整合 提能力验考情4

大单元整合提能力验考情四

I大单元网络I

胡n盘开

提升n电化学审题模板

1.思维过程

无外接电源

--------工（原电池）-

-原电池原理——负极正极

［判断电池类型］-

--电解池班理阴极阳极

:电号反应;（导，中］（一桥或离子;换腰离子流向）

原电池I~【负极）一_

@二负板一•轻化反应-失电子一■电子流出……阴离子流向负极

［确定电极名称卜——正极•一•还原反应••建电子一电子流入……阳离干流向正极

——阳极一氧化反应-失电子---电子流出-----阴离子流向阳极

电解池।@S）•

'~~Q—一阴极•一-还原反应--得电子---•电子流入-----阳离子流向阴极

电极反应）

［书写:应式

HZ^电池反应］

2.可充电电池

电池状态电极名称及电极反应电子流向及离子流向

电子由负极经导线流向正

放电负极（失电子，正极（得电子，发

极；阳离子流向正极，阴离

（原电池原理）发生氧化反应）生还原反应）

子流向负极

电子由外电源负极经导线流

充电阴极（得电子，阳极（失电子，发向阴极，再由阳极流向外电

（电解池原理）发生还原反应）生氧化反应）源正极；阳离子流向阴极，

阴离子流向阳极

举例：①放电（图1）

铅蓄电池负极：Pb-2e-+SOr=PbSO4

-

正极：PbO2+SOr+2e+4H'=PbSO4+2H2O

②充电（图2）

阴极：PbSO4+2e-=Pb+SOF

-

阳极：PbSO4+2H2O-2e=PbO2+SO?+4H1-

（负极）Pha

宁i（正极;PbO,

PbI（阴极（阳极:

目fi屈）月&-H；so.d

图1图2

提升日有关电化学的基本计算

i.根据得失电子守恒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4moie-为桥梁可构建如下关系式：

4

4c〜2c1式母））7）>〜2凡〜301〜4Ag<—M

-V_____n

口恤,物碘嗨

（式中M为金属，〃为其离子的化合价数值）

该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关

系式便能快速解答常见的电化学计算问题。

2.在电化学计算中,还常利用。=/•/和。=〃（晨/心乂1.60X10-19c（电量

的单位为库仑，符号为C）来计算电路中通过的电量。

提开日锂电池与锂离子电池

1.锂电池

锂电池是一类由金属锂或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。

锂电池的负极材料是金属锂或锂合金，工作时金属锂失去电子被氧化为Li+,负

极反应均为Li-e-=Li+,生成的Li+经过电解质定向移动到正极。

2.锂离子二次电池

（1）锂离子电池基于电化学“嵌入/脱嵌”反应原理,替代了传统的“氧化一

还原”理念；在两极形成的电势差的驱动下，Li+可以从电极材料提供的“空间”

中“嵌入”或者“脱嵌”。

（2）锂离子电池充电时阴极反应式一般为6C+xLi++xe—=U、C6；放电时负

极反应是充电时阴极反应的逆过程：LhC6-xe-=6C4-A-Li+o

(3)锂离子电池的正极材料一般为含的化合物，目前已商业化的正极材料

有LiFePCh、LiCoCh、LiMmO」等。充电、放电时正极材料上的电极反应、电池

总反应如下表：

正极

充电时阳极反应式放电时正极反应式电池总反应

材料

Lii-AFePO4+

LiFePO4—xe-=xLiLii_.tFcPO4+.vLi++

放由

LiFcPO4LhC6„LiFePCH+

++Lii_.tFcPO4xe-=LiFcPO4

6C

Lii-.vCoO2+

LiCoO2—xe~=xL\+Li17coe）2+xLi++

放申

LiCoO2LiG凳,UCOO2+

4-Lii-iCoO2xe-=LiCoO2

6C

Lii-AM0204+

LiMn2O4—xe一=xLiLi—MmCh+xLi+

前由

LiMmChLivCfi充电LiMn2（）4+

++Lii_.vMn2O4+.re-=LiMn2O4

6C

专期速递

类型11原电池

由1(2023•南昌二模)沉积物微生物燃料电池(SMFC)可以将沉积物中的化

学能直接转化为电能，同时加速沉积物中污染物的去除，用SMFC处理含硫废水

的工作原理如图所示。下列说法正确的是(C)

A.外电路的电流方向是从b到a

B.碳棒a附近酸性增强

-1

C.碳棒b存在电极反应：S-6e+4H2O=SOr+8H

D.升高温度可提高电池的能量转化效率

【解析】根据光合菌产生的Ch得电子结合H十得到H2O,碳棒a为正极，FeSv

在硫氧化菌的作用下被氧化为S,S在硫氧化菌的作用下被氧化为SCT。a极为

正极，正极的电势高于负极，外电路的电流方向是从a到b,A错误；a为正极，

+

光合菌产生的02得电子结合H+得至ljH20,电极反应为O2+4e+4H=2H2O,

酸性减弱，B错误；升高温度可能引起光合菌、硫氧菌失去生理活性，降低电池

的能量转化效率，D错误。

g2（2023•福州模拟）铁碳微电池在弱酸性条件下处理含氮废水技术的研

究取得突破性进展，其工作原理如图所示。下列说法正确的是（B）

I—

甲室乙室

质子交换膜

A.工作时H+透过质子交换膜由甲室向乙室移动

B.碳电极上的电极反应式：2NOI+12H++lOe-=N2t+6H2O

C.处理废水过程中两侧溶液的pH基本不变

D.若处理含6.2gNO5的废水，则有0.2mol的H卡通过质子交换膜

【解析】由图可知电池工作时，碳电极是正极，H+由负极移向正极，即H+

由乙室通过质子交换膜向日室移动,A错误;Fe电极发生反应：2NH；—6e—==N2t

+8H+,碳电极卜发牛反应：2NO:+l2H++lOe-=N，t+6H，O,即两极转移相

同电子时，产生和消耗H’不等，则两侧pH会发生变化，B正确，C错误；处理

含NO,的废水时，根据得失电子守恒可知关系式为NO,〜5e,透过质子交换膜

的H'与转移的电子物质的量相等，所以处理6.2gNQ*（其物质的量是O.lmol）时，

有0.5molH十透过质子交换膜，D错误。

类型旧电解池

西3（2023・广东卷）用一种具有“卯棒”结构的双极膜组装电解池（下图），

可实现大电流催化电解KN03溶液制氨。工作时，HzO在双极膜界面处被催化解

离成H;和OH\有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是（B）

力

K溶N液

K0H

2t+

O4-2O

3H2

=NH

-3HO

O34

：KN

反应

星总

电角

A.

2

解离

H0

ol的

有9m

膜处

双极

2O,

H3・H

lmolN

生成

B.每

2

而改变

因反应

的量不

的物质

0H

室中K

，阳极

程中

解过

C.电

速率

生成

高氨

构可提

禅”结

“卯

膜，

双极

结构

平面

比于

D.相

H,

生成N

h放电

KNC

极a处

，在电

可知

制氨

h溶液

KNC

电解

催化

】由

【解析

3

+

3HO

=NH

H2O

—+7

,+Be

为NO

应式

极反

极，电

为阴

电极a

，故

反应

还原

发生

”结构

9/隼

0,“

2H2

2f+

e-=O

一一4

为40H

应式

极反

极，电

为阳

极b

-；电

9OH

解总

知，电

式可

反应

电极

两极

b。由

向电极