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重难点 07 电化学
电化学是历年高考的重要考点之一，很好的落实了宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知、科学精神
与社会责任等学科素养。明确原电池过程、图示中的物质转化是解题的关键。考查的内容为：提供电极材
料和电解质溶液判断能否形成原电池，原电池电极名称判断及电极反应式的书写及产物的判断和计算，，
提供反应方程式设计原电池，结合图像考查电极质量或电解质溶液质量分数的变化。展望2023年高考化学
试题呈现仍然会以我国化学领域最近取得的重大创新科研成果为载体考查考生的必备知识和关键能力，考
查社会主义核心价值观个人层面的爱国精神，落实了立德树人的教育根本任务。
一、原电池的工作原理及应用
1．单液电池
2．双液电池
3．间接电池
媒质也称为“电对”或“介对”，其首先在电极表面失去(或得到)电子，形成氧化态(或还原态)在电解溶液
中进一步氧化(或还原)反应基质，最终生成目的产物。
其原理如下图所示：4．二次电池
5．燃料电池电极反应式的书写(以氢氧燃料电池为例)
二、电解池原理及应用
1．电解池的工作原理
2．电极上离子放电顺序
(1)阴极：与电极材料无关。氧化性强的先放电，放电顺序：
―――――――――――――――――――――→
(2)阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。若是惰性电极作阳极，放电顺序：
―――――――――――――――――――――→
①放电指的是电极上的得、失电子。
②活性电极指的是除去Au、Pt以外的金属，惰性电极指的是Pt、Au、C电极，不参与电极反应。
③阴极材料若为金属电极，一般是增强导电性但不参与反应。
3．惰性电极电解电解质溶液的四种类型4．电解原理的应用
（1）电解饱和食盐水（氯碱工业）
阳极反应式：2Cl－－2e－===Cl↑(氧化反应) 阴极反应式：2H＋＋2e－===H ↑(还原反应)
2 2
电解
总反应方程式：2NaCl＋2H
2
O ===== 2NaOH＋H
2
↑＋Cl
2
↑
（2）电解精炼铜 ：电极材料：阳极为粗铜；阴极为纯铜。 电解质溶液：含Cu2＋的盐溶液。电极反应：
阳极：Zn－2e－==Zn2＋、Fe－2e－==Fe2＋、Ni－2e－==Ni2＋、Cu－2e－==Cu2＋；阴极：Cu2＋＋2e－==Cu。阳极
泥的形成：在电解过程中，活动性位于铜之后的银、金等杂质，难以在阳极失去电子变成阳离子而溶解，
它们以金属单质的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥。
（3）电镀：图为金属表面镀银的工作示意图
镀件作阴极，镀层金属银作阳极。电解质溶液是AgNO3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液。
电极反应：阳极：Ag－e－===Ag＋；阴极：Ag＋＋e－===Ag。特点：阳极溶解，阴极沉积，电镀液的浓度
不变。
三、金属的腐蚀与防护
1．化学腐蚀与电化学腐蚀
类型 化学腐蚀 电化学腐蚀
条件 金属跟非金属单质直接接触 不纯金属或合金跟电解质溶液接触现象 无电流产生 有微弱电流产生
本质 金属被氧化 较活泼金属被氧化
联系 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍
2．析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以钢铁的腐蚀为例进行分析）
3．
类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀
条件 水膜酸性较强(pH≤4.3) 水膜酸性很弱或呈中性
电极 负极 Fe－2e－===Fe2＋
反应 正极 2H＋＋2e－===H ↑ O＋2HO＋4e－===4OH－
2 2 2
总反应式 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H↑ 2Fe＋O＋2HO=2Fe(OH)
2 2 2 2
联系 吸氧腐蚀更普遍
金属的防护
(1)电化学防护。①牺牲阳极的阴极保护法—原电池原理a．负极：比被保护金属活泼的金属；
b．正极：被保护的金属设备。②外加电流的阴极保护法—电解原理
a．阴极：被保护的金属设备； b．阳极：惰性金属或石墨。
(2)改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。
(3)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。
1. （2023江苏卷节选）（3）催化电解吸收 的KOH溶液可将 转化为有机物。在相同条件下，恒
定通过电解池的电量，电解得到的部分还原产物的法拉第效率( )随电解电压的变化如图乙所示。其中， ，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。
①当电解电压为 时，电解过程中含碳还原产物的 为0，阴极主要还原产物为___________(填化
学式)。
②当电解电压为 时，阴极由 生成 的电极反应式为___________。
③当电解电压为 时，电解生成的 和 的物质的量之比为___________(写出计算过程)。
3. （2021·江苏卷）通过下列方法可分别获得H 和O ：①通过电解获得NiOOH和H(如图)；②在90℃将
2 2 2
NiOOH与HO反应生成Ni(OH) 并获得O。下列说法正确的是
2 2 2
A. 电解后KOH溶液的物质的量浓度减小
B. 电解时阳极电极反应式：Ni(OH) +OH--e-=NiOOH+H O
2 2
C. 电解的总反应方程式：2HO 2H↑+O ↑ D. 电解过程中转移4mol电子，理论上可获得22.4LO
2 2 2 2
3.（2020·江苏卷）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。在题图所示的情境中，
下列有关说法正确的是A. 阴极的电极反应式为
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
（建议用时：25分钟）
1．（2023上·辽宁沈阳·高三沈阳二十中校联考期中）钛合金耐高温，被称之为“航天金属”。工业上可以
在 时电解 制得钛，装置如图所示，下列叙述不正确的是
A．石墨电极是阳极
B． 常温下为液体，可直接电解液体 制钛
C．阴极电极反应方程式为：
D．阳极可能会产生有毒的气，石墨电极需要定期更换
2．（2023上·山东潍坊·高三统考期中）科学家基于Cl 易溶于CCl 的性质，发明了一种无需离子交换膜的
2 4
新型氯流电池，放电时钛电极电极反应为：NaTi (PO )－2e﹣ =NaTi (PO )+2Na+。下列说法正确的是
3 2 4 3 2 4 3
A．放电时NaCl溶液的浓度减小
B．放电时Cl﹣透过多孔活性炭电极向CCl 中迁移
4
C．充电时生成1mol Cl ，理论上钛电极质量增加46g
2D．充电时电路中每转移2mole﹣，理论上从CCl 中释放1molCl
4 2
3．（2023上·辽宁沈阳·高三沈阳二十中校联考期中）沉积型锌镍单液流电池是介于双液流电池和传统二次
电池之间的一种储能装置，放电时的电池结构见如图。下列说法正确的是
A．充电时电极电势：电极 电极
B．放电时 向 电极移动
C．放电时储液罐中 溶液浓度减小
D．充电时 电极发生反应：
4．（2023上·黑龙江哈尔滨·高三哈九中校考）直接HO-H O 电池是一种新型化学电源，其工作原理如图
2 2 2 2
所示。电池放电时，下列说法不正确的是
A．电极Ⅰ电势低
B．电极Ⅱ的反应为HO-2e- +2H+=2H O
2 2 2
C．内电路电流方向：电极Ⅰ→电极Ⅱ
D．该电池的设计利用了HO 在酸碱性不同条件下氧化性、还原性的差异
2 2
5．（2023上·黑龙江哈尔滨·高三哈九中校考）从海水中利用电化学富集锂是有效的方法之一，其电化学装
置如图所示，MnO 电极通过阳离子交换膜与两个电化学装置的另一电极隔开。该装置工作步骤如下：
2
步骤Ⅰ．向MnO 所在腔室通入海水，启动电源1，使海水中的Li进入MnO 结构而形成LiMnO；
2 2 x 2 4
步骤Ⅱ．关闭电源1和海水通道，启动电源2，同时向电极2上通入空气，使LiMnO 中的Li+脱出进入腔
x 2 4
室2。下列说法正确的是A．a为电源1的正极
B．腔室2中Li+通过阳离子交换膜从左向右移动
C．工作时电极1附近和电极2附近溶液的pH均增大
D．步骤Ⅱ中MnO 电极的反应式为：LiMnO-xe-=xLi++2MnO
2 x 2 4 2
6．（2023上·浙江·高三校联考）某科研机构用 溶液吸收硫酸工业废气中的 ，将所得的
溶液进行电解，可循环再生 ，同时得到某种副产物，其原理如图所示。下列说法不正确的是
A．a电极连接电源负极
B．通入稀 溶液是为了增强溶液导电性
C． 电极上发生的反应为：
D．当电路中转移 电子，共有 离子通过离子交换膜
7．（2023上·北京朝阳·高三统考期中）基于水煤气转化反应 ，通过电化学装置制备
纯氢的原理示意如下。下列说法不正确的是
A．电解质溶液可以是KOH溶液B．阴极电极反应为：
C．使用阴离子交换膜能减缓单位时间内乙室中c(OH-)的降低
D．该装置中氧化反应和还原反应分别在两极进行，利于制得高纯度氢气
8．（2023上·全国·高三统考）我国科研工作者通过研发新型催化剂，利用太阳能电池将工业排放的 转
化为 ，实现碳中和目标，原理如图所示。下列说法正确的是
A．该过程中存在的能量转化形式只有太阳能→化学能
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．P极的电极反应式为：
D．N极催化转化 时，P极生成 的质量为
9．（2023上·天津·高三天津一中校考）下列关于各装置图的叙述正确的是
A．用图①装置进行电镀实验， 极为镀层金属， 极为待镀金属制品
B．图②装置盐桥中 的 移向甲烧杯
C．图③装置中钢闸门应与外接电源的负极相连，称之为“牺牲阳极法”
D．图④电解精炼铜的过程中，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等
10．（2023上·四川成都·高三四川省成都列五中学校考）据2022年1月统计，我国光伏发电并网装机容量
突破3亿千瓦，连续七年稳居全球首位。已知四甲基氢化铵［ ］常用作电子工业清洗剂，以
四甲基氯化铵［ ］为原料，采用电渗析法合成［ ］，工作原理如图。下列说法正
确的是A．c为阳离子交换膜，d、e均为阴离子交换膜
B．光伏并网发电装置中N型半导体为正极
C．制备182g ，两极共产生33.6L气体(标准状况)
D．保持电流恒定，升高温度可加快合成四甲基氢氧化铵的速率
11．（2023上·湖北·高三武汉二中校联考）以浓差电池(因电解质溶液浓度不同而形成的电池)为电源，以
石墨为电极将 转化为高纯 的装置如图。下列说法错误的是
A．电解过程中，丙池溶液的 会减小
B．转移 时乙室电解质溶液质量减少
C．停止工作后若要使电池恢复原状态， 连接的是电源负极
D．N极电极反应式为：
12．（2023上·山东烟台·高三统考期中）用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(如图)，可实现大
电流催化电解 溶液制氨。工作时 在双极膜界面处被催化解离成 和 ，有利于电解反应顺
利进行。下列说法错误的是
A．“卯榫”结构的双极膜中的 移向电极a， 移向电极b
B．b电极的反应式为
C．每生成 ，双极膜处有8mol的 解离D．电解过程中，Ⅱ室中 逐渐增大
13．（2023上·浙江嘉兴·高三统考）现在广泛使用的锂离子电池有多种类型，某可充电钴酸锂电池的工作
原理如图所示。下列叙述正确的是
A．该电池放电时，其中正极的电极反应式是
B．充电时A极与电源的正极相连
C．放电时， 移向电势较高的电极后得到电子发生还原反应
D．拆解废电池前先进行充电处理既可以保证安全又有利于回收锂
14．（2023上·全国·高三校联考）利用电化学方法制备氨可以大大降低目前的热Haber—Bosch工艺产生的
温室气体排放。下图所示为一种合成氨的方法，下列说法错误的是
A．电子的移动方向由电极a经导线到电极b
B． 起到传输质子的作用
C．反应过程中 的质量增加
D．电极b发生的总反应为
15．（2023·河北·统考高考真题）我国科学家发明了一种以 和 为电极材料的新型电池，其内部结构如下图所示，其中①区、②区、③区电解质溶液的酸碱性不同。放电时，电极材料
转化为 。下列说法错误的是
A．充电时，b电极上发生还原反应
B．充电时，外电源的正极连接b电极
C．放电时，①区溶液中的 向②区迁移
D．放电时，a电极的电极反应式为
