高考化学专题复习讲义：电化学原理及应用
高考化学电化学基础知识与应用题解析
高考化学电化学基础知识与应用题解析在高考化学中，电化学是一个重要的知识点，它不仅涉及到理论原理，还与实际应用紧密相连。
理解和掌握电化学的基础知识对于解决相关应用题至关重要。
一、电化学的基本概念1、氧化还原反应电化学的基础是氧化还原反应。
在氧化还原反应中，电子从还原剂转移到氧化剂。
例如，铁与硫酸铜溶液的反应，铁原子失去电子被氧化成亚铁离子，铜离子得到电子被还原成铜原子。
2、原电池原电池是将化学能转化为电能的装置。
它由两个不同的电极（通常是金属）插入电解质溶液中组成。
在原电池中，发生氧化反应的电极称为负极，发生还原反应的电极称为正极。
例如，铜锌原电池中，锌作为负极失去电子，铜作为正极得到电子。
3、电解池电解池则是将电能转化为化学能的装置。
通过外加电源，使电解质溶液中的离子在电极上发生氧化还原反应。
二、电化学中的电极反应1、负极反应在原电池中，负极通常是较活泼的金属，发生氧化反应。
例如，锌铜原电池中，锌的电极反应为：Zn 2e⁻＝ Zn²⁺。
2、正极反应正极发生还原反应。
在上述锌铜原电池中，铜的电极反应为：Cu²⁺＋ 2e⁻＝ Cu 。
3、电解池中的电极反应电解池中，阳极与电源的正极相连，发生氧化反应；阴极与电源的负极相连，发生还原反应。
例如，电解氯化铜溶液时，阳极反应为：2Cl⁻ 2e⁻＝ Cl₂↑ ，阴极反应为：Cu²⁺＋ 2e⁻＝ Cu 。
三、电化学中的电解质溶液电解质溶液在电化学中起着重要的作用。
它提供了离子的迁移通道，使得电荷能够在电路中传递。
1、离子的迁移在原电池和电解池中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
2、电解质溶液的浓度变化在原电池中，随着反应的进行，电解质溶液的浓度可能会发生变化。
在电解池中，通过控制电解条件，可以使电解质溶液的浓度发生特定的变化。
四、电化学的应用1、电池日常生活中使用的各种电池，如干电池、充电电池等，都是基于电化学原理工作的。
以铅酸蓄电池为例，放电时，铅作为负极，二氧化铅作为正极。
电化学原理及其应含答案
专题三电化学原理及其应用【考纲要求】1、了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应方程式和电池反应方程式2、了解常见化学电源的种类及其工作原理。
3、理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。
【高考考点】选择题原电池和电解池工作原理、电极产物判断、电极反应方程式书写及计算【知识要点】考点1、原电池和电解池工作原理考点2、原电池和电解池电极反应式的书写原电池：①一般电池：先负后正[负极：M-ne-(+反应离子)=M n+(M n+对应沉淀)；正极：总反应-正极反应]②燃料电池：看酸碱性，先正后负。
正极：(酸性)O2+4e－+4H+=2H2O (碱性)O2+4e－+2H2O=4OH-;负极：总-负极（注意：把O2消去）电解池：阳极：一看电极，二看放电。
[注意：4OH—-4e-=2H2O+O2]阴极：找离子，排顺序。
M n++ne-=M 2H++2e-=H2↑考点3、原电池和电解池电极及电解质溶液PH值的变化和简单计算PH值的变化：①电极附近看电极反应方程式（PH升高，有OH-生成或H+被消耗）；②电解池看总反应方程式。
计算：电子守恒法，分电极，分步骤计算。
考点4、原电池和电解池原理的应用（应用：新型电池的应用、金属的防护、精炼铜、电镀、电解NaCl、MgCl2等）【习题精讲】( )1、某小组为研究电化学原理，设计如右图装置。
下列叙述不正确．．．的是A. a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出B. a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2＋+2e-= CuC. 无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色D. a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动( )2、据报道，摩托罗拉公司开发的一种以甲醇为原料，以KOH为电解质的用于手机的可充电的高效燃料电池，充一次电可持续使用一个月。
关于该电池的叙述正确的是A. 放电时，正极反应为式：O2＋4e-+4H+==2H2OB. 放电时，负极反应为式：CH3OH－6e-+8OH-==CO32-+6H2OC. 充电时，原电池的负极与电源的正极相连接D. 充电时，阴极反应式为：4OH-－4e-==2H2O+O2↑( )3、镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。
专题07 电化学原理及应用—2022年高考化学二轮复习讲练测-讲义(解析版)
专题07 电化学原理及应用【考情分析】核心素养科学探究与创新意识和科学态度与社会责任素养考纲1．了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应的方程式。
2．了解常见化学电池的种类及其工作原理。
3．了解电解池的工作原理，能写出电极反应的方程式。
4．了解常见电解池及其工作原理。
5．理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。
考情预测电化学是高考命题的热点,其中原电池与电解池的工作原理、新型电池的分析及应用、金属的腐蚀与防护、电解产物的判断与计算、电极的判断与电极反应式的书写等内容是考查的重点。
预计以后的高考中对本专题的考查形式，一般以新能源电池或燃料为载体，考查原电池正负极的判断、电极反应式的书写、电子和电流流向和溶液pH的变化等；原电池的应用主要考查电化学腐蚀及解释某些化学现象等，电解原理及其应用主要考查电解过程的分析、电极上离子的放电顺序与产物的判断、电极反应式的书写。
【考点剖析】知识点一、原电池原理1、能量的转化原电池：将化学能转变为电能的装置。
2、Cu-Zn 原电池3、电路：外电路：电子从负极流向正极，电流从正极流向负极。
内电路：阴离子移向负极，阳离子移向正极。
电极名称 负极 正极 电极材料 锌片 铜片 电极反应 Zn －2e －===Zn 2＋Cu 2＋＋2e －===Cu反应类型 氧化反应还原反应电子流向 由Zn 沿导线流向Cu盐桥中离子移向盐桥含饱和KCl 溶液，K ＋移向正极，Cl －移向负极3、构成原电池的条件（1）有一个自发进行的氧化还原反应 （2）装置(1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生（一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。
(2)二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。
(3)三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件①电解质溶液；②两电极直接或间接接触；③两电极插入电解质溶液。
口诀：负极失电子，正极上还原，离子咋移动，遵循大循环。
第六章第32讲电化学原理的应用2025年高考化学一轮复习
第32讲电化学原理的应用[复习目标] 1.认识原电池和电解池的工作原理。
2.能举例说明化学在解决能源危机中的重要作用，能分析能源的利用对自然环境和社会发展的影响。
能利用化学变化中的物质变化和能量变化来分析、解决实际问题，如新型电池的开发等。
考点一电化学计算名师课堂点拨1．电化学的计算原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、产物的量与电量关系的计算等。
2．电化学计算中三种常用的方法如以通过4 mol e－为桥梁可构建如下关系式：(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)该关系式具有总览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。
3．电化学计算中的三个相等(1)同一原电池的正、负极的电极反应得、失电子数相等。
(2)同一电解池的阴极、阳极电极反应中得、失电子数相等。
(3)串联电路中的各个电极反应得、失电子数相等。
上述三种情况下，在写电极反应式时，得、失电子数要相等，在计算电解产物的量时，应按得、失电子数相等计算。
关键能力提升1．将两个铂电极插入500 mL CuSO 4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064 g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为( )A ．4×10－3 mol·L －1B ．2×10－3 mol·L －1C ．1×10－3 mol·L －1D ．1×10－7 mol·L －1【解析】 由题意可知，n (H ＋)＝2n (H 2SO 4)＝2n (Cu)＝2×0.064 g 64 g·mol－1＝0.002 mol ，c (H ＋)＝0.002 mol 0.5 L＝4×10－3 mol·L －1。
【答案】 A2．(2023·重庆巴蜀中学模拟)我国科学家发明了一种Zn －PbO 2电池，电解质为K 2SO 4、H 2SO 4和KOH ，通过a 和b 两种离子交换膜将电解质溶液隔开(减少参加电极反应的离子的迁移更有利于放电)，形成M 、R 、N 三个电解质溶液区域，结构示意图如图所示。
高考化学第二轮专题复习课件8电化学原理及其应用
2022年高考 真题：电化学 原理在电镀中
的应用
2023年高考 真题：电化学 原理在电化学 传感器中的应
用
审题：仔细阅读题目，理解题意，明确题目要求 知识点：掌握电化学原理及其应用的相关知识点 解题步骤：按照题目要求，一步步进行解题 技巧：运用公式、定理、规律等解题技巧，提高解题效率 检查：解题完成后，检查答案是否正确，是否有遗漏或错误 总结：总结解题经验，提高解题能力
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汇报人：
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原电池：将化学能 转化为电能的装置， 由两个电极和电解 质组成
电解池：将电能转 化为化学能的装置， 由两个电极和电解 质组成
原电池工作原理： 通过氧化还原反应 ，电子从负极流向 正极，产生电流
电解池工作原理：通 过电解质溶液中的离 子运动，电子从正极 流向负极，产生电流
主要种类：质 子交换膜燃料 电池、固体氧 化物燃料电池、 熔融碳酸盐燃
料电池等
应用领域：汽 车、航天、军 事、能源等领
域
优点：高效、 清洁、环保、
可再生等
原理：利用电能分解水，产生氢气和氧气 应用：氢燃料电池、化工、冶金等领域 优点：清洁能源，无污染，可再生 挑战：成本高，效率低，需要解决大规模生产问题
反应速率常数： 描述化学反应速 率与反应物浓度 的关系，包括零 级、一级、二级 等
反应速率方程的 应用：预测化学 反应速率、优化 反应条件等
温度：影响反应速率和电极电 位
浓度：影响反应速率和电极电 位
压力：影响反应速率和电极电 位
催化剂：影响反应速率和电极 电位
工作原理：通 过化学反应产
生电能
电流产生：电子转 移过程中，电子的 流动形成电流
第04讲 电化学原理综合应用(课件)-高考化学一轮复习(新教材新高考)
知识固本
知识点1 电解原理
2. 电解池阴、阳极的判断方法
与电源正极相连
与电源负极相连
氧化反应
还原反应
电子流出
电极质量减小或有非
金属单质生成（如O2、
Cl2）
阴离子移向
阳
极
阴
极
电子流入
析出金属或有气体放
出等
阳离子移向
考点突破·考法探究
知识固本
知识点1 电解原理
3. 明确电解池的电极反应及离子放电顺序
D.金属离子在碱性区域去除
考点突破·考法探究
【解析】
A项，H+在阴极区得电子产生氢气，A错误；
B项，土壤中污染物定向迁移，说明土壤中胶体粒子带电，B错误；
C项，阳离子定向移动到了有极区，故阴极区抽提物发生的是阳离子交换，C错误；
D项，金属离子在碱性区域产生氢氧化物而去除，D正确；故选D。
考点二
串联类电化学装置
电解反应类型、电解时电极上的离子放电顺序等
基础问题
电解前后、电解过程中溶液pH变化分析等
特征：反应被迫进行，电能转化为化学能
考点突破·考法探究
考点一
电解原理创新应用
知识点1 电解原理
知识点2 电解原理创新应用
考点二
串联类电化学装置
知识点1 常见串联装置图
知识点2 多池串联装置中电池类型判断
考点突破·考法探究
考情透视·目标导航
复习目标
1. 掌握多池连接的分析应用。
2. 了解离子交换膜的分类及特点，理解离子交换膜在电化学装置中的作用。
3. 掌握电化学的计算。
4. 提升应用电化学原理解决工业生产、生活中实际问题的能力。
知识导图·思维引航
高考化学复习考点知识讲义课件4 电化学-原电池与电解池
【解析】 海水通入管道后，形成电解池，海水作为电解液，依据提示，为排除排 水管中生物的附和，可以通过电解海水制氯气，故阳极发生反应 Cl－－2e－===Cl2↑，A 正确；阴极发生反应 2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，此时海水碱性增大，由于电解液存 在于管道中，生成的氯气会与碱性海水反应，生成次氯酸钠进而达到灭杀附着生物的效 果，B 正确；阴极生成的氢气应及时通风安全地排入大气，C 正确；Mg(OH)2 等积垢在 阴极表面形成，D 错误。
考向 2 电解池及其应用 4．(2021·广东卷)钴(Co)的合金材料广泛应用于航空 航天、机械制造等领域。下图为水溶液中电解制备金属 钴的装置示意图。下列说法正确的是( D ) A．工作时，I 室和Ⅱ室溶液的 pH 均增大 B．生成 1 mol Co，I 室溶液质量理论上减少 16 g C．移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变 D．电解总反应：2Co2＋＋2H2O=电==解==2Co＋O2↑＋4H＋
5．(2021·全国甲卷)乙醛酸是一种重要的化 工中间体，可采用如图所示的电化学装置合成。 图中的双极膜中间层中的 H2O 解离为 H＋和 OH－，并在直流电场作用下分别向两极迁移。 下列说法正确的是( D )
A．KBr 在上述电化学合成过程中只起电 解质的作用
B．阳极上的反应式为
＋2H＋＋2e－→
【解析】 锌溴液流电池放电总反应为 Zn＋Br2===ZnBr2，N 为正极，A 正确；放 电时，左侧为负极，发生氧化反应，电极反应方程式为 Zn－2e－===Zn2＋，左侧生成的 Zn2＋流向右侧，故左侧 ZnBr2 的浓度不变，右侧 ZnBr2 的浓度变大，B 错误；放电时， M 为负极，充电时，M 极为阴极，发生还原反应，电极反应式为 Zn2＋＋2e－===Zn，C 正确；中间沉积锌位置的作用为提供电解液，故其隔膜既可以允许阳离子通过，也允许 阴离子通过，D 正确。
电化学的基本原理与应用
电化学的基本原理与应用电化学是研究电子流动和电荷转移在化学反应中的应用的学科，涉及到电解过程、电池反应、腐蚀等方面。
本文将介绍电化学的基本原理以及其在实际应用中的一些例子。
一、电化学的基本原理1. 电化学反应的基本概念电化学反应是指电子或离子的流动引起的化学反应。
电化学反应可以分为两类：氧化还原反应和非氧化还原反应。
在氧化还原反应中，电子转移从一个物质到另一个物质；而在非氧化还原反应中，离子转移导致化学变化。
2. 电解过程电解是通过外加电势将电能转化为化学能的过程。
当电解质溶液中的离子被外加电势激发时，它们将参与到化学反应中。
电解过程可以用于合成化学物质或进行化学分析。
3. 电池反应电池是一种将化学能转化为电能的装置。
电池反应涉及到氧化还原反应和离子传递过程，通过将两种半反应隔离并连接起来，可以产生电子流动，从而产生电流。
4. 电极和电解质电极是在电化学反应中与电子或离子直接接触的位置。
电化学反应通常涉及两种电极：阳极和阴极。
阳极是发生氧化反应的电极，而阴极是发生还原反应的电极。
电解质是一个能够导电的物质，通常是电解质溶液。
二、电化学的应用1. 电镀电镀是通过电解沉积一层金属或合金在导电物体上的过程。
电镀可以提供防腐性、改善外观、增强材料硬度和耐磨性等优点。
常见的电镀方法包括镀银、镀金、镀铜等。
2. 电解污水处理电解污水处理是利用电解反应去除水中的污染物。
通过在电解池中加入适当的电极和电解质，可以将有害物质转化为无害的物质，并沉淀在电极上，从而净化污水。
3. 锂离子电池锂离子电池是目前电子设备中最常用的电池之一。
它利用锂离子在正负极之间的嵌入和脱嵌来存储和释放电能。
锂离子电池具有高能量密度、长循环寿命和较低的自放电率等优点。
4. 燃料电池燃料电池是一种将燃料直接转化为电能的设备。
它利用氢气或燃料与氧气发生氧化还原反应产生电子流动，并产生电能。
燃料电池具有高能量利用率、低污染排放和可再生能源利用等优点。
高考化学复习：电化学原理及其应用
高考化学复习：电化学原理及其应用【知识网络】【易错指津】1．原电池中的电极不一定都是金属材料，也可以是碳棒、金属氧化物、惰性电极。
2．原电池中的内外电路分析：外电路：电子由负极流向正极，负极极板因此而带正电荷，正极极板由于得到了带负电的电子显负电性。
内电路：阳离子向正极作定向移动，阴离子向负极作定向移动。
3．解析各种实用原电池，其思路是一般先分析电池中有关元素的化合价的变化确定电池的正负极，然后根据原电池或电解池的原理判断题目所提供的有关问题。
【典型例题评析】例1 以下现象与电化学腐蚀无关的是A.黄铜（铜锌合金）制做的铜锣不易产生铜绿B.生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈C.铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈D.银质奖牌久置后表面变暗思路分析：A中的Cu与Zn、B中的Fe与碳（C）、C中的Fe与Cu，它们中的两种物质与空气水膜中形成原电池，其中较活泼的Zn、Fe、Fe作负极而被腐蚀，A中Cu不生成铜绿，B、C中铁生锈。
D中Ag长期在空气中与硫化氢反应生成了少量Ag2S，而呈黑色。
答案：D方法要领：本题考查考生运用原电池原理解释日常生活中金属用品的腐蚀原因。
凡是由多种金属或金属和碳组成的物质，在空气中可形成无数个微小的原电池，而发生电化学腐蚀。
例2下列关于铜电极的说法正确的是A.铜锌原电池中铜是正极B.用电解法精炼粗铜时粗铜做阴极C.在镀件上电镀铜时可用金属铜做阳极D.电解稀硫酸制H2、O2时铜做阳极思路分析：这是对Cu电极在原电池、电解和电镀中的作用的归纳，一切仍基于反应基本原理和规律的掌握。
在精炼粗铜时，应首先使粗铜溶解，所以粗铜应做阳极；若用Cu做阳极电解H2SO4，则Cu将优先氧化（Cu-2e-=Cu2+）。
答案：A、C方法要领：根据原电池、电解原理，判断Cu电极上发生的反应。
电解规律：①看电源定阴阳极；②看电极材料定电极反应：损失阳极(C、Pt、Au除外)，保护阴极；③看溶液中离子得失电子能力定阴阳极产物：若阳极为C、Pt，易放电的阴离子在阳极上发生氧化反应，阳极本身不发生反应。
高考化学二轮复习电化学原理与应用 课件
【题后反思】四步解决新型化学电源问题
角度二:可充电电池 【典例2】(2019·全国卷Ⅲ)为提升电池循环效率和稳 定性,科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3D-Zn)可以 高效沉积ZnO的特点,设计了采用强碱性电解质的 3D-Zn-NiOOH二次电池,结构如下图所示。电池反应为 Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l) ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。
第8讲 电化学原理与应用
No Image
【串真知体系建构】
【研核心思维激活】 【研习任务1】把反应Zn+Cu2+====Zn2++Cu设计成盐桥 电池。 (1)画出装置图、标明电极名称和电子转移方向。 提示:
(2)写出电极反应式并指明反应类型。 提示:负极:Zn-2e-====Zn2+ 氧化反应 正极:Cu2++2e-====Cu 还原反应
【解析】选D。Zn作负极被氧化生成ZnO,三维多孔海绵 状Zn具有较高的表面积,沉积的ZnO分散度高,A正确。 充电时阳极发生氧化反应,根据电池反应的充电过程可 知,阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH-(aq)-e- ====NiOOH(s) +H2O(l),B正确。放电时负极发生氧化反应,根据电池 反应的放电过程可知,负极反应为Zn(s)+2OH-(aq)-2e====ZnO(s)+H2O(l),C正确。放电时,电池内部
热点一 原电池原理的应用 【研典例探究升华】 角度一:新型化学电源
【典例1】(2019·天津高考)我国科学家研制了一种新 型的高比能量锌-碘溴液流电池,其工作原理示意图如 下。图中贮液器可储存电解质溶液,提高电池的容量。
下列叙述﹒不正﹒确﹒的是 ( )
高考化学二轮专题复习讲义专项突破题型7电化学原理应用化学电源与电解技术(1)
题型7 电化学原理应用——化学电源与电解技术真题·考情 全国卷1.[2023·全国甲卷]用可再生能源电还原CO 2时，采用高浓度的K ＋抑制酸性电解液中的析氢反应可提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，装置如下图所示。
下列说法正确的是( )A ．析氢反应发生在IrO x Ti 电极上B ．Cl －从Cu 电极迁移到IrO x Ti 电极C ．阴极发生的反应有：2CO 2＋12H ＋＋12e －===C 2H 4＋4H 2O D ．每转移1 mol 电子，阳极生成11.2 L 气体(标准状况)2．[2023·全国乙卷]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唑膜上作为一个电极，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：12S 8＋e －―→12S 82−，12S 82−＋e －―→S 42−，2Na ＋＋x 4S 42−＋2(1－x 4)e －―→Na 2S x 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 ＋＋x8S 8＋2e －―→Na 2S xD ．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能3．[2023·新课标卷]一种以V 2O 5和Zn 为电极、Zn(CF 3SO 3)2水溶液为电解质的电池，其示意图如下所示。
放电时，Zn 2＋可插入V 2O 5层间形成Zn x V 2O 5·n H 2O 。
下列说法错误的是( )A ．放电时V 2O 5为正极B ．放电时Zn 2＋由负极向正极迁移C ．充电总反应：x Zn ＋V 2O 5＋n H 2O===Zn x V 2O 5·n H 2OD ．充电阳极反应：Zn x V 2O 5·n H 2O －2x e －===x Zn 2＋＋V 2O 5＋n H 2O4．[2022·全国乙卷]LiO 2电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好应用前景。
高三化学电化学原理及应用PPT优秀课件
电解总反应离子方程式为 氧化
2Cl--2e-====Cl2↑
_____________________________。
电解
2Cl-+2H2O ==== 2OH-+H2↑+Cl2↑
(2)电解完成后,若溶液的体积为1 L,整个电解过程中共转移
0.1 mol e-,则溶液的pH为_1_3_,若使电解质溶液复原,需通入氯
总反应 ___2_H_++_2_e_-_=_=_=_=_H_2_↑___ ___O_2_+_2_H_2_O_+_4_e_-=_=_=_=_4_O_H_-___
Fe+2H+====Fe2++H2↑ 2Fe+O2+2H2O====2Fe(OH)2
2.金属的电化学防护:
(1)牺牲阳极的阴极保护法:
如图,保护铁,铁作___极,锌作___极。
构成的氢氧燃料2H电2O+池O2:+负4e极-=反==应=4为OH_-_____________;正极反应为
_________________。
2H2-4e-====4H+
O2+4H++4e-====2H2O
2.电解池:
(1)电解时,a极是___极;
电极反应式为____阴___________;
b极发生_____反2H应++,2电e-=极==反=H应2↑式为_________________;
应
2Ag++2e-====2Ag
Cu+2Ag+
____________。
(=2=)=以=CKuO2H++溶2A液g 为电解质溶液,构成氢氧燃料电池的反应原理为
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第7讲电化学原理及应用知考点明方向满怀信心正能量设问方式①原电池原理及应用[例](2017·全国卷Ⅰ，11)，(2017·全国卷Ⅲ，11)②二次电池原理计算及应用[例](2018·全国卷Ⅰ，13)，(2018·全国卷Ⅱ，12)，(2018·全国卷Ⅲ，11)③金属的腐蚀及防护[例](2018·全国卷Ⅲ，7)，(2018·北京卷，7)，(2018·天津卷，3)④电解池原理及应用[例](2018·全国卷Ⅰ，27)，(2018·江苏卷，20)知识点网络线引领复习曙光现释疑难研热点建模思维站高端考点一原电池原理及其应用▼命题规律：1．题型：选择题、填空题。
2．考向：考查原电池电极的判断、电极和电池反应式的书写、电子的转移或电流方向的判断、电解质溶液中离子的移动方向及有关简单计算。
▼ 方法点拨：1．原电池工作原理2．原电池电极的判断3．原电池电极反应式的书写4．燃料电池电极反应式的书写方法(1)找位置、写式子：负极“还原剂－n e－―→氧化产物”；正极“氧化剂＋n e －―→还原产物”。
燃料中的碳、氢元素及助燃剂氧气在酸性介质分别转化为CO2、H＋；O2转化为H2O。
碱性介质分别转化为CO2－3、H2O；O2转化为OH－。
(2)查电荷，添离子：检查电极反应式的电荷是否守恒，若是在溶液中进行的反应，则可通过添加OH－或H＋的方法使电荷守恒，在酸性溶液中不添加OH－，在碱性溶液中不添加H＋。
若是在熔融态电解质中进行的反应，则可添加熔融态电解质中的相应离子。
(3)查原子，添物质：检查是否符合原子守恒，若是在溶液中进行的反应，可添加H2O使原子守恒。
1．(1)(2018·天津卷)O2辅助的Al—CO2电池工作原理如图所示。
该电池电容量大，能有效利用CO2，电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。
电池的负极反应式：__Al－3e－===Al3＋(或2Al－6e－===2Al3＋) __。
电池的正极反应式：6O2＋6e－===6O－2、6CO2＋6O－2===3C2O2－4＋6O2。
反应过程中O2的作用是__催化剂__。
该电池的总反应式：__2Al＋6CO2===Al2(C2O4)3__。
(2)(2017·江苏卷)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如图所示。
电极A上H2参与的电极反应为：__H2＋CO2－3－2e－===CO2＋H2O__。
B上发生的电极反应为__O2＋2CO2＋4e－===2CO2－3__。
电池工作时，CO2－3向电极__A__移动。
(3)(2016·北京卷)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO－3)已成为环境修复研究的热点之一。
Fe还原水体中NO－3的反应原理如图所示。
作负极的物质是__铁__。
正极的电极反应式是__NO－3＋8e－＋10H＋===NH＋4＋3H2O__。
突破点拨电池内部电流方向从负极到正极，故H＋从负极产生，流向正极参加正极反应。
解析(1)活泼金属作负极，负极为Al，所以反应一定是Al失电子，该电解质为氯化铝离子液体，所以Al失电子应转化为Al3＋，方程式为：Al－3e－===Al3＋。
根据电池的正极反应，氧气在第一步被消耗，又在第二步生成，所以氧气为正极反应的催化剂。
将方程式加和得到总反应为：2Al＋6CO2===Al2(C2O4)3。
(2)A为负极，H2失电子，用CO2－3配平电荷可得电极反应式为H2＋CO2－3－2e－===CO2＋H2O，B为正极得电子，电极反应式为：O2＋2CO2＋4e－===2CO2－3，根据外电路电子流动方向可以确定内电路中阴离子向负极移动。
(3)由Fe还原水体中的NO－3的反应原理图可知，Fe被氧化作负极；正极是硝酸根离子被还原为NH＋4，该溶液为酸性电解质溶液，结合元素和电荷守恒可知电极反应式为：NO－3＋8e－＋10H＋===NH＋4＋3H2O。
【变式考法】(1)(2018·青州三模)利用环境中细菌对有机质的催化降解能力，科学家开发出了微生物燃料电池，其装置如图所示，a、b为惰性电极。
利用该装置可将污水中的有机物(以C6H12O6为例)经氧化而除去，从而达到净化水的目的。
a极电极反应式为__C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋__，若左侧有1 mol C6H12O6被消耗，则右侧溶液的质量增重__216__g。
(2)(2018·清远期末)一种突破传统电池设计理念的镁—锑液态金属二次电池工作原理如图所示：该电池由于密度的不同，在重力作用下分为三层，工作时中间层熔融盐的组成不变。
充电时，Cl－向__下__(填“上”或“下”)移动；放电时，正极的电极反应式为：__Mg2＋＋2e－===Mg__。
(3)(2018·湖北七市联考)利用反应6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O构成电池的方法，既能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，装置如图所示，写出正负极的电极反应式__负极：8NH3－24e－＋24OH－===4N2＋24H2O__，__正极：6NO2＋24e－＋12H2O===3N2＋24OH－__。
解析(1)燃料电池中C6H12O6在负极反应生成二氧化碳，电极反应式为C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋，有24 mol H＋迁移到右侧，增重24 g，同时有6 mol O2进入溶液，增重192 g，所以共增重：216 g。
(2)由图可知，该电池的负极是镁、正极是镁锑合金；充电时，镁是阴极、镁锑合金是阳极，所以C1－向下(阳极)移动；放电时，正极的电极反应式为Mg2＋＋2e－===Mg。
(3)由反应6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O可知，反应中NO2为氧化剂，NH3为还原剂，则A为负极发生氧化反应，B为正极发生还原反应，再根据电荷守恒和元素守恒可以写出电极反应式。
2．(2018·湖北八校联考)某实验小组依据反应AsO3－4＋2H＋＋2I－===AsO3－3＋I2＋H2O设计电池如图1，探究pH对AsO3－4氧化性的影响，测得输出电压与pH 的关系如图2。
下列有关叙述错误的是(A)A．c点时，正极的电极反应为AsO3－4＋2H＋＋2e－===AsO3－3＋H2OB．b点时，反应处于化学平衡状态C．a点时，盐桥中K＋向左移动D．pH＞0.68时，氧化性I2＞AsO3－4解析由图可知，c点时，电压小于0，即反应逆向进行，负极反应式为AsO3－3－2e－＋H2O===AsO3－4＋2H＋，选项A错误；b点时，电压为零，反应处于平衡状态，选项B正确；a点时，反应正向进行，乙中碘离子失电子，则乙中石墨电极为负极，原电池中阳离子向正极移动，所以盐桥中K＋向左移动，选项C正确；pH＞0.68时，电压小于0，反应逆向进行，碘单质作氧化剂，所以氧化性I2＞AsO3－4，选项D正确。
3．(2018·荆州质检)直接乙醇燃料电池(DEFC)具有很多优点，引起了人们的研究兴趣。
现有以下三种乙醇燃料电池。
(1)三种乙醇燃料电池中正极反应物均为__氧气__。
(2)碱性乙醇燃料电池中，电极a上发生的电极反应式为__C2H5OH＋16OH－－12e－===2CO2－3＋11H2O__，使用空气代替氧气，电池工作过程中碱性会不断下降，其原因是__空气中的CO2会与KOH溶液反应，降低溶液的碱性，同时反应中也会消耗KOH__。
(3)酸性乙醇燃料电池中，电极b上发生的电极反应式为__O2＋4H＋＋4e－===2H2O__。
(4)熔融盐乙醇燃料电池中若选择熔融碳酸钾为介质，电池工作时，CO2－3向电极__a__(填“a”或“b”)移动，电极b上发生的电极反应式为__O2＋2CO2＋4e－===2CO2－3__。
解析(1)三种乙醇燃料电池中由于正极发生还原反应，所以正极反应物均为氧气。
(2)碱性乙醇燃料电池中，乙醇中的C转化为CO2－3，电极a上发生的电极反应式为C2H5OH＋16OH－－12e－===2CO2－3＋11H2O，使用空气代替氧气，电池工作过程中碱性会不断下降，其原因是空气中的CO2会与KOH溶液反应，降低溶液的碱性，同时反应中也会消耗KOH。
(3)酸性乙醇燃料电池中，电极b为正极，其上发生的电极反应式为O2＋4H ＋＋4e－===2H2O。
(4)熔融盐乙醇燃料电池中若选择熔融碳酸钾为介质，电池工作时，CO2－3向负极电极a移动，电极b上发生还原反应，电极反应式为O2＋2CO2＋4e－===2CO2－3。
电极反应式的书写(1)原电池中一般电极反应式的书写：(2)复杂的电极反应式＝总反应式－较简单一极的电极反应式。
考点二电解原理及其应用▼ 命题规律：1．题型：选择题、填空题。
2．考向：根据电解现象判断电源正、负极，并进一步考查离子移向，电极反应及简单计算。
根据电源正、负极考查电解相关基础知识。
电解原理在工农业生产中的应用。
▼ 方法点拨：1．“5点”突破电解池原理应用问题(1)分清阴极、阳极——与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极，两极的反应为“阳氧阴还”。
(2)剖析离子移向——阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。
(3)书写电极反应式——注意得失电子守恒。
(4)正确判断电极反应和产物——①阳极如果是活性电极，则电极材料失电子，电极溶解(注意：铁作阳极溶解生成Fe2＋，而不是Fe3＋)；如果是惰性电极，溶液中阴离子的失电子能力(放电顺序)为S2－>I－>Br－>Cl－>OH－(水)。
②阴极产物根据阳离子的放电顺序进行判断：Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Fe2＋>Zn2＋。
(5)电解质恢复措施——电解后电解质溶液恢复用质量守恒法分析。
一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情况，如用惰性电极电解CuSO4溶液，Cu2＋完全放电之前，可加入CuO或CuCO3复原，而Cu2＋完全放电之后，应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3复原。
2．电化学计算破题“三方法”原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、产物的量与电量关系的计算等。
通常有下列三种方法：(1)根据电子守恒计算用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，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定律建立已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。