文档文本内容
专题九 化学能与电能的转化
考点 原电池原理及其应用 电解原理及其应用
课 理解原电池的构成 工作原理及应用 能书写电极反应式和总反应方
１． 、 ，
标 程式
理解电解池的构成 工作原理及应用 能书写
解 解读 了解金属发生电化学腐蚀的原因 金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀 、 ，
２． 、 电极反应式和总反应方程式
读 的措施
了解常见化学电源的种类及其工作原理
３．
电化学是氧化还原反应知识的应用和延伸 是热点考查内容 通常会以新型二次电池为载体考查原电池原理与电解原
考情分析 ， 。
理 试题难度中等 预计今后对本专题知识的考查会保持稳定
。 ，
本专题命题往往以可充电电池的工作原理及电解原理的应用为背景 考查电极反应式的书写 离子移动方向 金属的电化
， 、 、
备考指导 学腐蚀及防护等知识 同时也对信息提取 应用能力进行考查 备考时要侧重原电池与电解池工作原理中基础考点的复
。 、 。
习和电极反应式书写技巧的掌握
命题立意 解题指导 拓展延伸
以新型电池为载体 通过对工作原理示意 根据示意图判断电池的正 负极 再结合 高考中常考查离子交换膜 在原电池中
， 、 ， 。 ，
图的分析 考查学生接受 吸收 整合化学 图中微粒变化的情况书写电极反应式 根 离子交换膜的作用与盐桥类似 都是为了
， 、 、 ， ，
信息的能力 依据原电池工作原理并结 据得失电子守恒作出正确计算 提高原电池的工作效率 在电解池中 离
。 。 。 ，
合氧化还原反应知识熟练掌握电极反应 子交换膜的作用主要是产物的分离及防
式的书写方法 电子转移数目的计算以及 止副反应的发生 解题时要看清楚离子
、 。
交换膜的判断 体现了科学探究与创新意 交换膜的种类
， 。
识的学科核心素养
。
专题九 化学能与电能的转化 ４５４６ ５年高考３年模拟 Ａ版 高考化学
二、化学电源
电池 电极反应式 总反应式
考点一 原电池原理及其应用 碱性锌 负极 ：Ｚｎ＋２ＯＨ －－２ｅ － Ｚｎ（ＯＨ）２ Ｚｎ＋２ＭｎＯ２＋２Ｈ２Ｏ
锰电池 正极 ：２ＭｎＯ２＋２Ｈ２Ｏ＋２ｅ － ２ＭｎＯＯＨ＋ ２ＭｎＯＯＨ ＋
一、原电池的概念、构成及反应本质 ２ＯＨ － Ｚｎ（ＯＨ）２
１ ． 把 ① 化学能 转化为 ② 电能 的装置 。 铅蓄 负极 ：Ｐｂ（ｓ）＋ＳＯ ２ ４ － （ａｑ）－２ｅ － ＰｂＳＯ４（ｓ） Ｐｂ（ｓ）＋ＰｂＯ２（ｓ）＋
２ ． 原电池的构成条件 电池 正极 ：ＰｂＯ２（ｓ）＋４Ｈ ＋ （ａｑ）＋ＳＯ ２ ４ － （ａｑ）＋２ｅ － ２Ｈ２ＳＯ４（ａｑ）
电极 两级为导体 并且存在活泼性差异 ＰｂＳＯ４（ｓ）＋２Ｈ２Ｏ（ｌ） ２ＰｂＳＯ４（ｓ）＋２Ｈ２Ｏ（ｌ）
ｂ ａ． ． 形 电 成 解 闭 ： 质 合 溶 回 液 路 ： 两极 ， 插入溶液中 氢镍电池 负 正极 极 ： ： ２ Ｈ Ｎ ２ ｉ ＋ Ｏ ２ Ｏ Ｏ Ｈ Ｈ ＋ －－ ２Ｈ ２ｅ ２Ｏ － ＋ ２ｅ － ２ Ｈ ２Ｏ ２Ｎｉ（ＯＨ）２＋ ２ＮｉＯＯＨ＋Ｈ２
ｃ． － ２Ｎｉ（ＯＨ）２
自发进行的 氧化还原 反应 ２ＯＨ
３ ｄ． 原电池的工 ③ 作 原理 电 氢 池 氧 （ 燃料 负极 ：２Ｈ２－４ｅ － ４Ｈ ＋
． Ｈ２ＳＯ４ ２Ｈ２＋Ｏ２２Ｈ２Ｏ
以锌铜电池为例
，
分析原电池的工作原理
。
作电解质） 正极 ：Ｏ２＋４Ｈ ＋＋４ｅ － ２Ｈ２Ｏ
氢氧燃料 负极 ：２Ｈ２＋４ＯＨ －－４ｅ － ４Ｈ２Ｏ
电池（
ＫＯＨ ２Ｈ２＋Ｏ２２Ｈ２Ｏ
作电解质） 正极 ：Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ － ４ＯＨ －
三、原电池原理的应用
１金属的腐蚀
．
化学腐蚀 电化学腐蚀
金属与接触到的物质直 不纯金属接触到电解质溶液发
条件
接反应 生反应
电极名称 负极 正极
本质 ｎ － ｎ＋ ｎ － ｎ＋
Ｍ－ ｅ Ｍ Ｍ－ ｅ Ｍ
电极材料 锌 铜
④ ⑤ 现象 金属被腐蚀 较活泼金属被腐蚀
电极反应式 Ｚｎ－２ｅ － Ｚｎ ２＋ Ｃｕ ２＋ ＋２ｅ － Ｃｕ 区别 无电流产生 有微弱电流产生
电极质量 减小 增大 本质均为 ｎ － ｎ＋ 电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍
联系 Ｍ－ ｅ Ｍ ， ，
腐蚀速率更快 危害也更严重
反应类型 氧化反应 还原反应 ，
⑥ ⑦
２ 钢铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀
电子流向 由 沿导线流向 ．
Ｚｎ Ｃｕ
类型 吸氧腐蚀 析氢腐蚀
盐桥中离 盐桥含饱和 溶液 ＋移向 正 极 －移向
ＫＣｌ ，Ｋ ⑧ ，Ｃｌ 条件 水膜呈弱酸性或中性 水膜酸性较强
子移向 负极
⑨
负极反应 － ２＋ － ２＋
２Ｆｅ－４ｅ ２Ｆｅ Ｆｅ－２ｅ Ｆｅ
连接内电路形成闭合回路
盐桥作用 ①
②
平衡电荷
，
使电池能持续提供电流 正极反应 Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ － ４ＯＨ － ２Ｈ ＋ ＋２ｅ － Ｈ２↑
原电池 温度升高 化学能转化为电能和热能 部
总反应
２Ｆｅ＋Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ２Ｆｅ（ＯＨ）２ Ｆｅ＋２Ｈ
＋
Ｆｅ
２＋
＋Ｈ２↑
Ⅰ： ， ， ３金属的防护
装置差异 分 与 ２＋直接反应 使电池效率降低 ．
Ｚｎ Ｃｕ ， ；
比较 原电池 Ⅱ： 温度不变 ， 化学能只转化为电能 ， 两极反 （１） 改变金属的内部结构 ： 可根据不同的用途 ， 选用不同的
应在不同区域 电池效率提高 金属或者非金属制成合金
， 。
覆盖保护层 可采用喷漆 涂油 电镀或表面钝化等方法
（２） ： 、 、
在金属表面镀上一层不易被腐蚀的金属或氧化物薄膜
。
电化学防护
（３） ：
牺牲阳极的阴极保护{负极 比被保护金属活泼的金属
ａ． ：
法 原电池原理 正极 被保护的金属设备
——— ：
铅笔与石墨 铅笔的名字里有个“铅”字，可笔芯却并不含铅。 铅笔芯是用黏土和石墨按一
定的比例混合加工而成的。 石墨的成分是碳，呈灰黑色，有金属光泽，耐高温，硬度较小，熔点高，导电性
强，有润滑性和可塑性，化学性质稳定，可以用来制造坩埚、电极、铅笔芯、润滑剂、颜料等。 石墨和铅有一
个共同点，都能在纸上画出黑色的痕迹。 因此，人们又称石墨为“黑铅”，铅笔也由此得名。
专题九 化学能与电能的转化 ４７
外加电流的阴极保护{阴极 被保护的金属设备
ｂ． ：
法 电解原理 阳极 惰性金属
——— ：
归纳总结 金属腐蚀快慢的规律
（ ）对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：电解原理引
１
起的腐蚀 原电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀 有防腐措施的
＞ ＞ ＞
腐蚀。
（ ）对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电
２
解质溶液中 弱电解质溶液中 非电解质溶液中。
＞ ＞
（ ）活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率
３
越快。
（ ）对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，金属
４
腐蚀速率越快。
考点二 电解原理及其应用
一、电解原理
１电解池的概念、构成及反应本质
．
把 电能 转化成 化学能 的装置 其反应本质是电
（１） ① ② ，
流通过电解质溶液 或熔融的电解质 在阴 阳两极引起氧化还
（ ）， 、
原反应
。
电解池的形成条件
（２）
与直流电源相连的两个电极
ａ．
电解质溶液或熔融态电解质
ｂ．
形成闭合回路
ｃ．
电解池工作原理示意图
（３）
２电解池阴、阳两极的放电顺序
．
阴极 与阳离子得电子能力有关 与电极材料无关 氧
（１） ： ， 。
化性强的先放电 放电顺序
， ：
＋ ３＋ ２＋
Ａｇ ＞Ｆｅ ＞Ｃｕ
什么是“可燃冰” “可燃冰”学名叫“天然气水合物”，主要成分是甲烷，常称作“甲烷水合
物”，常温常压下会分解成水与甲烷。 “可燃冰”可看成是高度压缩的固态天然气。 从微观上看，其分子结
构就像一个由若干水分子组成的笼子，每个笼子里“关着”一个气体分子。 目前，可燃冰主要分布在东、西
太平洋和大西洋西部边缘，是一种极具发展潜力的新能源，但由于开采困难，海底可燃冰至今仍原封不动
地保存在海底和永久冻土层内。
þ ï ï ý ï ï ü
＋ 酸 ２＋ ２＋ ＋ 水 ３＋
＞Ｈ （ ）＞Ｆｅ ＞Ｚｎ ＞Ｈ （ ）＞Ａｌ ＞……
生成 ２＋ Ａｇ、Ｆｅ 、Ｃｕ
þ ï ï ï ï ï ï ý ï ï ï ï ï ïï ü
生成 Ｈ２ 活性阳极 等金属 电极失电子
（Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｇ ， ） 阳极 （２） þ ï ï ï ï ï ï ï ý ï ï ï ï ï ï ï ü 生成对应金属离子 ２＋ ２＋ ＋等 Ｆｅ 、Ｃｕ 、Ａｇ 惰性阳极 石墨等 电极本身不发生变化
（Ｐｔ、 ， ） ２－ － － －
Ｓ ＞Ｉ ＞Ｂｒ ＞Ｃｌ þ ï ï ý ï ï ü
－ 含氧酸根
＞ＯＨ ＞
生成对应非金属单质
þ ï ï ý ï ï ü
二、电解原理的应用
１氯碱工业
．
电极反应式
（１）
阳极反应式 － －
：③ ２Ｃｌ －２ｅ Ｃｌ２↑ 。
阴极反应式 ＋ － 或 －
：２Ｈ ＋２ｅ Ｈ２↑（ ２Ｈ２Ｏ＋２ｅ Ｈ２↑＋
－
２ＯＨ ）
总反应方程式
（２）
电解
２ＮａＣｌ＋２Ｈ２Ｏ２ＮａＯＨ＋Ｈ２↑＋Ｃｌ２↑
氯碱工业生产流程图
（３）
２电镀和电解精炼铜
．
电镀 电解精炼铜
－ ２＋ Ｚｎ－２ｅ Ｚｎ 、
电极 阳极 － ２＋ ２＋
Ｃｕ－２ｅ Ｃｕ Ｎｉ－２ｅＮｉ 、
反应 － ２＋等
Ｃｕ－２ｅ Ｃｕ
阴极 ２＋ － ２＋ －
Ｃｕ ＋２ｅ Ｃｕ Ｃｕ ＋２ｅ Ｃｕ
电解质溶液 溶液的
ＣｕＳＯ４ 溶液的浓度 减小
的浓度变化 浓度不变 ＣｕＳＯ４ ④
示意图
３电冶金
．
利用电解熔融盐或者氧化物的方法来冶炼活泼金属
Ｎａ、
等
Ｃａ、Ｍｇ、Ａｌ 。
总反应化学方程式 阳极、阴极反应式
ì 冶炼钠 熔融 电解 阳极 ：２Ｃｌ － －２ｅ － Ｃｌ２↑
ï ２ＮａＣｌ（ ）２Ｎａ＋Ｃｌ２↑ 阴极 ＋ － ï ：２Ｎａ ＋２ｅ２Ｎａ í ï 冶炼镁 熔融 电解 阳极 ：２Ｃｌ － －２ｅ － Ｃｌ２↑
î ï ＭｇＣｌ２（ ）Ｍｇ＋Ｃｌ２↑ 阴极 ：Ｍｇ ２＋ ＋２ｅ － Ｍｇ
电解 阳极 ２－ －
生成 冶炼铝 熔融 ：６Ｏ －１２ｅ３Ｏ２↑
Ｏ２ ２Ａｌ２Ｏ３（ ）冰晶石４Ａｌ＋３Ｏ２↑ 阴极 ３＋ －
特别提醒 一般情况下，离子按上述顺序放电，但如果离子 ：４Ａｌ ＋１２ｅ４Ａｌ
浓度相差悬殊，离子浓度大的也可以先放电。 如理论上 ＋的放
Ｈ
电能力大于
Ｆｅ
２＋、
Ｚｎ
２＋，但在浓度大的硫酸亚铁或硫酸锌溶液中， 考点一
：①
化学能
②
电能
③
氧化还原
④
锌
⑤
铜
⑥
氧化
先在阴极上放电的是
Ｆｅ
２＋或
Ｚｎ
２＋，因此阴极上的主要产物为
Ｆｅ ⑦
还原
⑧
正
⑨
负
或
Ｚｎ
。 考点二 ：① 电能 ② 化学能 ③２Ｃｌ － －２ｅ － Ｃｌ２↑ ④ 减小
４８ ５年高考３年模拟 Ａ版 高考化学
解析 项，图 是甲烷燃料电池，通入甲烷的 电极为负
Ａ １ ａ
极，通入氧气的 电极为正极，图 中 电极为阳极，与电源正
ｂ ２ ｄ
极 相连， 电极为阴极，与电源负极 相连，正确； 项， 电极
ｂ ｃ ａ Ｂ ｄ
一、放电过程电极判断 为阳极，硅失电子被氧化，而铜没有，所以 优先于 被氧化，
Ｓｉ Ｃｕ
正确； 项，通入甲烷的 电极为负极，发生氧化反应，电极反应
Ｃ ａ
为 － ２－ ，错误； 项，相同时间内，通入
ＣＨ４－８ｅ ＋４Ｏ ＣＯ２＋２Ｈ２Ｏ Ｄ
、 的体积不同，电流大小不同，会导致转移电子的量不同，
ＣＨ４ Ｏ２
会影响硅的提纯速率，正确。
答案 Ｃ
三、用惰性电极电解电解质溶液的类型
使电解质
电解 电解质
类型 电极反应特点 实例 溶液复原
注意 在原电池 （ ） 中， 作负极； 在原 物质 的变化 ｐＨ
ａ． Ａｌ－ＮａＯＨ ａｑ －Ｍｇ Ａｌ ｂ． 的方法
电池 浓 中， 作负极。
二、氢 Ａ 氧 ｌ－ 燃料 Ｈ２ 电 ＳＯ 池 ４－Ｃ 在 ｕ 四种 Ｃ 常 ｕ 见介质中的电极反应总结 阴极 ：４Ｈ ＋ ＋４ｅ － ＮａＯＨ 水 浓度增大 增大 加水
电解
负极 ì í ï ï Ｈ Ｈ ２ ２ － － ２ ２ ｅ ｅ － － ＋２ ＯＨ ２ － Ｈ ＋ （ 酸 ２ 性 Ｈ 介 ２Ｏ 质 （ 碱 ） 性介质 ） 水型 阳 ２Ｈ ２ 极 ↑ ２ ： Ｈ ４ ２ Ｏ Ｏ Ｈ ＋ － Ｏ２ － ↑ ４ｅ － Ｎ Ｈ ａ ２ ２ Ｓ Ｓ Ｏ Ｏ ４ ４ 水 水 浓 浓 度 度 增 增 大 大 不 减 变 小 加 加 水 水
ï － ２－ 熔融金属氧化物作介质
ïＨ２－２ｅ ＋Ｏ Ｈ２Ｏ（ ） 电解 电解质电离出的阴 电解质 浓度减小 增大 加氯化氢
î － ２－ 熔融碳酸盐作介质 电解 阳离子分别在两极 、 ＨＣｌ
Ｈ２－２ｅ ＋ＣＯ３ Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２（ ）
ì ïＯ２＋４ｅ － ＋４Ｈ ＋ ２Ｈ２Ｏ（ 酸性介质 ） 质型 放电 ＣｕＣｌ２ 电解质 浓度减小 — 加氯化铜
ï － － 碱性介质 阴极 放出
正极íＯ２＋４ｅ ＋２Ｈ２Ｏ４ＯＨ （ ） 放 ： Ｈ２ 电解质 生成新
ï ïＯ２＋４ｅ － ２Ｏ ２－ （ 熔融金属氧化物作介质 ） 生碱 Ｈ 型 ２ 放 阳 电 极 ： 电解质阴离子 ＮａＣｌ 和水 电解质 增大 加氯化氢
î － ２－ 熔融碳酸盐作介质
Ｏ２＋４ｅ ＋２ＣＯ２ ２ＣＯ３（ ）
阴极 电解质阳离子
例１ （２０２０湖北宜昌３月线上统一调研，１１）科学家利 放 ： 电解质 生成新
Ｏ２ 放电 减小 加氧化铜
用 燃料电池 如图 作为电源 用 合金作硅源电解 生酸型 ＣｕＳＯ４ 和水 电解质
制硅 ＣＨ 可 ４ 以降低制硅 （ 成本 １） 高温下利用 ， 三层 Ｃｕ 液 －Ｓ 熔 ｉ 盐进行电解精炼 阳极 ：ＯＨ －放电
，
如图 下列说法不正确的是 说明 （ ）用惰性电极电解强碱、含氧酸、活泼金属的含氧
（ ２）， （ ） １
酸盐的稀溶液时，实际上是电解 ，溶质的质量分数增大，浓
Ｈ２Ｏ
度增大。
（ ）电解时产物的判断要遵循阴、阳离子的放电顺序。
２
（ ）电解后要恢复原电解质溶液的浓度，需加适量的某物
３
质，该物质可以是阴极与阳极产物的化合物。 例如用惰性电极
电解 溶液，要恢复原溶液的浓度，可向电解后的溶液中加
ＣｕＳＯ４
图 入 ，但不能加入 （ ） ，因为 （ ） 与生成的
１ ＣｕＯ Ｃｕ ＯＨ ２ Ｃｕ ＯＨ ２ Ｈ２ＳＯ４
反应后使水量增加。
例２ （２０２０天津河北区二模，１１）研究小组采用电解法
惰性电极 将含有 和少量 的浆液分离
（ ） Ａｌ（ＯＨ）３、ＭｎＯ２ Ｎａ２ＣｒＯ４
成固体混合物和含铬元素的溶液 装置如图 下列说法不正确
， 。
的是
（ ）
图
２
电极 与 相连 与 相连
Ａ． ｄ ｂ ，ｃ ａ
电解槽中 优先于 被氧化
Ｂ． ，Ｓｉ Ｃｕ
极的电极反应式为 － －
Ｃ．ａ ＣＨ４－８ｅ ＋８ＯＨ ＣＯ２＋６Ｈ２Ｏ
相同时间内 通入 的体积不同 会影响硅的提纯
Ｄ． ， ＣＨ４、Ｏ２ ，
速率
石头织布 石头能像棉花一样织布么？ 布用棉花絮里极细的细丝即纤维纺织而成。 石头
织布是将砂岩和石灰等轧碎，放到窑炉里去，再加些化学原料，用高温熔化成液体，拉成玻璃纤维，玻璃纤
维和玻璃虽然原料相同，但由于玻璃纤维细得有时连肉眼都看不见，所以增强了曲挠性能，可以像雪白的
蚕丝那样纺纱织成布，这种布叫玻璃布。 由于它具有耐高温、耐潮湿、耐腐蚀等许多特性，因此它越来越多
地在电气、化工、航空、建筑等领域代替原来所用的棉布和绸缎呢绒。
专题九 化学能与电能的转化 ４９
阳极的电极反应式为 － ＋ 示 ＋ － 等共存物的存在会影响水体修复效果 定义单
Ａ． ２Ｈ２Ｏ－４ｅ Ｏ２↑＋４Ｈ 。 Ｈ 、Ｏ２、ＮＯ３ ，
２－ 通过阴离子交换膜进入阳极室 从而实现与浆液的 位时间内 释放电子的物质的量为ｎ 其中用于有效腐蚀的
Ｂ．ＣｒＯ４ ， ＺＶＩ ｔ，
分离 电子的物质的量ｎ 下列说法错误的是
ｅ。 （ ）
阴极室生成的物质可用于固体混合物 和
Ｃ． Ａｌ（ＯＨ）３ ＭｎＯ２
的分离
适当增大电压 ２－ 也可在阴极室转化为 而
Ｄ． ，ＣｒＯ４ Ｃｒ（ＯＨ）３
除去
解析 阳极发生氧化反应，该电极的电极反应式为
２Ｈ２Ｏ－
－ ＋，故 正确；电解时， ２－ 通过阴离子交换膜
４ｅ Ｏ２↑＋４Ｈ Ａ ＣｒＯ４
向阳极移动，从而实现与浆液的分离，故 正确；阴极发生还原
Ｂ
交 分 反 ２Ｏ 换 离 应 Ｈ － 膜 ， 生 ， 故 生 到 成 Ｃ 成 阴 氢 正 的 极 气 确 氢 室 、氢 ； 氧 转 电 氧 化 化 解 化 钠 为 时 钠 可 ， Ｃ ， 用 （ 电 ｒＯ 于 ２ 极 ４ － 固 ） 向 反 体 。 阳 应 混 极 式 合 移 为 物 动 ２ Ａ Ｈ ， ｌ ２ 不 （ Ｏ Ｏ 可 ＋ Ｈ ２ 能 ） ｅ － ３ 通 和 过 Ｍ 阳 ｎ Ｈ Ｏ ２ 离 ２ ↑ 子 的 ＋ Ｃ Ａ Ｂ ． ． ． ④ 单 反 增 的 位 应 大 电 时 ① 单 极 间 ② 位 反 内 ③ 体 应 ， ④ 积 三 式 水 均 氯 为 体 在 乙 中 正 Ｎ 烯 Ｏ 小 极 脱 － ３＋ 粒 发 去 １ 径 生 ０Ｈ ａ ＋ ｍ ＋ ｏ ８ ｌ ｅ 的 Ｃ － ｌ 投 时 入 ｎ 量 Ｎ ｅ＝ Ｈ ａ ＋ ４ 可 ＋ ｍ ３ 使 ｏ Ｈ ｌ ２ ｎ Ｏ 增大
答案 Ｄ Ｃｒ ＯＨ ３ 解 Ｄ． 题导引 本题以利用小粒径 Ｚ 零 Ｖ 价 Ｉ 铁 ， 的电化学 ｔ 腐蚀
（ＺＶＩ）
处理三氯乙烯进行水体修复为载体 考查了原电池原理在生产
四 新型二次电池电极反应式书写方法 ，
． 中的应用 考点有正 负极电极反应的判断 电极反应式的书写
第一步 根据题意写出其中较容易的一个电极反应式 如放 ， 、 ，
： （ 与相关计算等
电时的负极反应 。
）； 解析 项，由题图中反应前后元素化合价变化可知，反应
第二步 将负极反应式变换方向并将电子移项 写出充电时 Ａ
的阴极反应
： ， 均为得电子的反应，所以应在正极发生，正确； 项，三氯
第三步 ； 放电时的总反应 放电时的负极反应 放电时的正 乙 ① 烯 ② 脱 ③ 氯 ④ 时发生的反应为 ＋ － Ｂ
： － ＝ ＣＨＣｌＣＣｌ２＋３Ｈ ＋６ｅ → ＣＨ２ ＣＨ２＋
极反应 －，故脱去ａ 时ｎ ａ ，错误； 项，由题图及 元素
； ３Ｃｌ ｍｏｌＣｌ ｅ＝２ ｍｏｌ Ｃ Ｎ
第四步 将正极反应式变换方向并将电子移项 写出充电时 的化合价变化可写出 的电极反应式为 － ＋ －
： ， ④ ＮＯ３＋１０Ｈ ＋８ｅ
的阳极反应 ＋ ，正确； 项，增大单位体积水体中小粒径 的投入
； ＮＨ４＋３Ｈ２Ｏ Ｄ ＺＶＩ
说明 放电时的负极反应和充电时的阴极反应互为逆反 量，可以增大小粒径 和正极的接触面积，加快 释放电子
ＺＶＩ ＺＶＩ
应，放电时的正极反应和充电时的阳极反应互为逆反应。
的速率，可使ｎ增大，正确。
ｔ
例３ （２０２０ 山东等级考模拟，１３）利用小粒径零价铁 答案 Ｂ
的电化学腐蚀处理三氯乙烯 进行水体修复的过程如图所
（ＺＶＩ） ，
银器验毒科学吗 古人所指的毒，主要是砒霜（三氧化二砷），古代砒霜里伴有少量硫和硫
化物。 硫与银接触，使银针的表面生成一层黑色的“硫化银”，现代砒霜生产技术比古代先进，不再含硫和
硫化物。 可见，古人用银器验毒是受历史与科学限制。 有的物品不含毒，却含许多硫，如鸡蛋黄，银针插进
去也会变黑。 相反有些是很毒的物品，却不含硫，比如氰化物等与银针接触，也不会出现黑色。 因此，银针
不能鉴别毒物，更不能作验毒工具。
一、多池相连的判断方法
１外接电源与电解池的串联
．
有外接电源的各电池均为电解池 若电解池阳极材料的组
，
成元素与电解质溶液中的阳离子对应的元素相同 则该电解池 甲中无外接电源 必有一个装置是原电池 为电解装置提供
， ， ，
为电镀池 如 电能 其中两个电极活泼性差异较大的为原电池 则甲中左装置
。 ： ， ，
为原电池 右装置为电解池 乙中有外接电源 左 右装置均为
， 。 ， 、
电解池 且电解时通过两装置的电荷量相等
， 。
二、电化学综合计算的三种常用方法
１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
则甲为电镀池 乙 丙均为电解池 ， ，
， 、 。 出比例式计算
２原电池与电解池的串联 。
． ２根据转移电子守恒计算
多个电池串联在一起 但没有外接电源 则其中两个电极活 ．
， ， 用于串联电路中阴 阳两极产物 正 负两极产物 等类型的
泼性差异最大的一个装置为原电池 其余均为电解池 、 ， 、 ，
， 。 计算 其依据是电路中转移的电子数相等
， 。
３根据关系式计算
．
根据得失电子守恒建立起已知量与未知量之间的桥梁 构
，
５０ ５年高考３年模拟 Ａ版 高考化学
建计算所需的关系式
。
如以通过 －为桥梁可构建如下关系式
４ ｍｏｌ ｅ ：
－
４ｅ ～２ Ｃｌ２（Ｂｒ２、Ｉ２）～Ｏ２
《本草经》与化学 《本草经》对一些元素及化合物的化学变化和性质有所描述。 如“丹砂……能
化为汞”是指丹砂（ ）加热时能分解成汞。 “水银……主疥瘘痂白秃……杀金银铜锡毒。 熔化还原为
ＨｇＳ
丹”是汞能和一些金属生成汞齐，把汞加热后能起缓慢氧化作用生成氧化汞。 “曾青……能化金铜”“石胆……能
化铁为铜”是指铜盐溶液能发生置换反应产生金属铜，湿法冶金技术就是由此发展起来的。
þ ï ï ý ï ï ü
４
～２Ｈ２～２Ｃｕ～４Ａｇ～ ｎ Ｍ
阳极产物 þ ï ï ï ý ï ï ï ü
左装置中 ＋移向电极
Ａ． Ｎａ ｂ
电极 的电极反应式 － －
Ｂ． ｃ ：ＣＯ（ＮＨ２）２－６ｅ ＋６ＯＨ ＣＯ２↑＋
式中 为 Ｎ２↑＋５Ｈ２Ｏ
（ Ｍ 电解时 电子流动路径 极 导线 极 极 导线
Ｃ． ， ：Ａｌ → →ｄ ，ｃ → → 阴极产物 极
ｂ
金属 ｎ为其离子的化合价数值 通电 后 电极的质量减轻 则产生 的体
， ） Ｄ． ２ ｍｉｎ ，Ａｌ ２．７ ｇ， Ｈ２
例 （２０２０辽宁五校期末，１２）目前研究比较热门的 积为 标准状况
３．３６ Ｌ（ ）
电池 其电池总反应为 － － － 解题导引 本题以 电池为背景 要求学生具有识
Ａｌ－Ｈ２Ｏ２ ， ２Ａｌ＋３ＨＯ２ ２ＡｌＯ２＋ＯＨ ＋ Ａｌ－Ｈ２Ｏ２ ，
现以 电池电解尿素 的碱性溶液制 图和分析解决问题的能力 主要考查电化学基础知识的综合应
Ｈ２Ｏ。 Ａｌ－Ｈ２Ｏ２ ［ＣＯ（ＮＨ２）２］ ，
备氢气 装置 中隔膜仅阻止气体通过 均为惰性电极 用 体现证据推理与模型认知的核心素养
（ ２ ，ｂ、ｃ、ｄ ）。 ， 。
下列说法错误的是 （ ） 解析 Ａ 项，原电池中阳离子向正极移动，则左装置中 Ｎａ ＋
移向电极 ，正确； 项，与 极相连的 极为电解池的阳极，
ｂ Ｂ ｂ ｃ
（ ） 在阳极被氧化，电解质溶液呈碱性，电极反应式为
ＣＯ ＮＨ２ ２
（ ） － － ２－ ，错误； 项，电解
ＣＯ ＮＨ２ ２－６ｅ ＋８ＯＨ ＣＯ３ ＋Ｎ２↑＋６Ｈ２Ｏ Ｃ
时，电子流动路径为 极 导线 极， 极 导线 极，正
Ａｌ → →ｄ ｃ → →ｂ
确； 项，每消耗 ，则电路中转移 电子，电解池阴
Ｄ ２．７ ｇ Ａｌ ０．３ ｍｏｌ
极生成 氢气，标准状况下的体积为 ，正确。
０．１５ ｍｏｌ ３．３６ Ｌ
答案 Ｂ
“隔膜”在工业生产中的创新应用 图
１
离子交换膜是一种选择性透过膜 允许相应离子通过 离子
， ，
迁移方向遵循电池中离子迁移方向
。
１功能：使离子选择性定向移动 平衡整个溶液的离子浓度
． ，
或电荷
。
２作用：
．
隔离某些物质 防止阴极与阳极产物之间发生反应
（１） ， 。
用于物质的制备 电解后溶液阴极区或阳极区得所制备
（２） ，
的物质 图
。 ２
用于物质分离 提纯 膜 为阴离子交换膜 膜 为阳离子交换膜
（３） 、 。 Ａ． １ ， ２
３常见离子交换膜的种类 若用锌锰碱性电池为电源 极与锌极相连
． Ｂ． ，ａ
阳离子交换膜 只允许阳离子和水分子通过 阳离子 极的电极反应式为 － ＋
（１） （ ）： Ｃ．ａ ２Ｈ２Ｏ－４ｅ ４Ｈ ＋Ｏ２↑
透过阳离子交换膜 原电池正极 或电解池的阴极 若收集 的 标准状况下 则转移 电子
→ → （ ）。 Ｄ． ２２．４ Ｌ Ｐ（ ）， ４ ｍｏｌ
质子交换膜 只允许 ＋和水分子通过 ＋ 透过质子 解题导引 本题以碱吸 电解法处理烟气中的 为背
（２） （ Ｈ ）：Ｈ → ——— ＳＯ２
交换膜 原电池正极 或电解池的阴极 景 要求学生具备学以致用的能力 主要考查电解原理及其应
→ （ ）。 ， ，
阴离子交换膜 只允许阴离子和水分子通过 阴离子 用 体现科学态度与社会责任的学科核心素养
（３） （ ）： ， 。
→ 透 ４ 过 考 阴 情 离 趋 子 势 交换膜 → 原电池负极 （ 或电解池的阳极 ）。 解析 Ａ 项，电解 Ｎａ２ＳＯ３ 溶液时， ＳＯ ２ ３ － 通过阴离子交换膜
．
进入右室， ＋通过阳离子交换膜进入左室，则膜 为阳离子交
膜数量变化 由单膜 双膜 多膜 Ｎａ １
（１） ： → → 。
换膜，膜 为阴离子交换膜，错误； 项， 极为阴极，与锌锰碱性
膜种类变化 由阴 阳离子交换膜 质子交换膜 高聚 ２ Ｂ ａ
（２） ： 、 → →
电池的负极（锌极）相连，正确； 项， 极为阴极，水在阴极得电
物隔膜 双极性膜等 Ｃ ａ
→ 膜作用变化 。 由离子交换 物质制备 分离提纯等 子发生还原反应生成氢气，电极反应式为 ２Ｈ２Ｏ＋２ｅ － ２ＯＨ － ＋
（３） ： → → 。
，错误； 项，由阴极电极反应式可知，若收集标准状况下
例 （２０２０ 湖北武汉华中师大一附中２ 月网上检测， Ｈ２↑ ，转 Ｄ 移 电子，错误。
１ １ ）处理烟 气中的 可以采用碱吸 电解法 其流程如图 ２２．４ 答 Ｌ Ｈ 案 ２ Ｂ ２ ｍｏｌ
模拟过程 如图
ＳＯ
下
２
列推断正确的是
——— ，
１； Ⅱ ２， （ ）
